JPH08163096A - 光多重化回路 - Google Patents
光多重化回路Info
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- JPH08163096A JPH08163096A JP6302500A JP30250094A JPH08163096A JP H08163096 A JPH08163096 A JP H08163096A JP 6302500 A JP6302500 A JP 6302500A JP 30250094 A JP30250094 A JP 30250094A JP H08163096 A JPH08163096 A JP H08163096A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】超高速光信号に対応でき、かつ制御性に優れた
光多重化回路を実現する。 【構成】複数の送信ディジタル信号ｂ１〜ｂ５をそれぞ
れ異なる波長の信号光ｆ１〜ｆ５に変換し、各信号光を
波長多重して出力する手段と、波長多重した信号光と光
短パルス列との強度積をとり、波長多重した信号光を光
短パルス化して出力する波形整形回路１４と、光短パル
ス化した波長多重信号光を入力し、波長に応じてそれぞ
れ異なる遅延を付加して時間軸上に広げた時間多重信号
光を出力する分散回路１５と、時間多重信号光と所定の
波長の連続光または光短パルス列との強度積をとり、時
間多重信号光の波長を所定の波長に変換して出力する波
長変換回路１６とを備える。
光多重化回路を実現する。 【構成】複数の送信ディジタル信号ｂ１〜ｂ５をそれぞ
れ異なる波長の信号光ｆ１〜ｆ５に変換し、各信号光を
波長多重して出力する手段と、波長多重した信号光と光
短パルス列との強度積をとり、波長多重した信号光を光
短パルス化して出力する波形整形回路１４と、光短パル
ス化した波長多重信号光を入力し、波長に応じてそれぞ
れ異なる遅延を付加して時間軸上に広げた時間多重信号
光を出力する分散回路１５と、時間多重信号光と所定の
波長の連続光または光短パルス列との強度積をとり、時
間多重信号光の波長を所定の波長に変換して出力する波
長変換回路１６とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のディジタル信号
を１つの高速な光ディジタル信号に変換する光多重化回
路に関する。
を１つの高速な光ディジタル信号に変換する光多重化回
路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光多重化回路は、まず複数の低速
なディジタル信号を電気信号の段階で多重化し、この多
重化信号を電気／光変換して高速な光ディジタル信号と
していた。すなわち、この構成では多重化された電気信
号の信号速度が光ディジタル信号の信号速度となる。し
かし、電気信号の多重化では10Ｇb/s を越える信号速度
を実現することは困難であるために、光信号の高速性を
十分に活かすことはできなかった。
なディジタル信号を電気信号の段階で多重化し、この多
重化信号を電気／光変換して高速な光ディジタル信号と
していた。すなわち、この構成では多重化された電気信
号の信号速度が光ディジタル信号の信号速度となる。し
かし、電気信号の多重化では10Ｇb/s を越える信号速度
を実現することは困難であるために、光信号の高速性を
十分に活かすことはできなかった。
【０００３】そこで、短光パルス列を複数のディジタル
信号でそれぞれ変調し、時間軸上に密に並べることによ
り百Ｇb/s を越える超高速光ディジタル信号を生成する
光多重化回路が提案されている。図８は、光短パルスを
用いた従来の光多重化回路の構成例を示す。図におい
て、光短パルス光源６１は光短パルス列ａを出力する。
なお、現在は、半導体レーザの利得スイッチングやモー
ド同期法を用いることにより、パルス幅が数ピコ秒程度
の光短パルス列を比較的容易に得ることができる。この
光短パルス列ａは光分岐回路６２で分岐され、それぞれ
光変調器６３−１〜６３−４に入力される。各光変調器
６３−１〜６３−４は、送信信号ｂ1 〜ｂ4 によって入
力光を強度変調する。強度変調後の各信号光ｃ1 〜ｃ4
は、時間軸上で互いに重ならないように遅延回路６４−
１〜６４−４でそれぞれ異なる遅延が与えられ、光合波
回路６５で合波されて多重化信号光ｄとして出力され
る。
信号でそれぞれ変調し、時間軸上に密に並べることによ
り百Ｇb/s を越える超高速光ディジタル信号を生成する
光多重化回路が提案されている。図８は、光短パルスを
用いた従来の光多重化回路の構成例を示す。図におい
て、光短パルス光源６１は光短パルス列ａを出力する。
なお、現在は、半導体レーザの利得スイッチングやモー
ド同期法を用いることにより、パルス幅が数ピコ秒程度
の光短パルス列を比較的容易に得ることができる。この
光短パルス列ａは光分岐回路６２で分岐され、それぞれ
光変調器６３−１〜６３−４に入力される。各光変調器
６３−１〜６３−４は、送信信号ｂ1 〜ｂ4 によって入
力光を強度変調する。強度変調後の各信号光ｃ1 〜ｃ4
は、時間軸上で互いに重ならないように遅延回路６４−
１〜６４−４でそれぞれ異なる遅延が与えられ、光合波
回路６５で合波されて多重化信号光ｄとして出力され
る。
【０００４】このような光多重化回路では、光短パルス
列と遅延回路を組み合わせ、光信号のままで多重化する
ことにより、電気回路では困難な超高速多重化が可能に
なっている。
列と遅延回路を組み合わせ、光信号のままで多重化する
ことにより、電気回路では困難な超高速多重化が可能に
なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の光多重化回路で
は、光分岐回路６２、遅延回路６４、光合波回路６５と
して光ファイバが用いられる。光ファイバは、温度や圧
力など周囲環境に依存して実効的な導波路長が微妙に変
化するので、従来回路では光短パルス列の時間揺らぎが
生じる問題があった。この問題を解決する構成として、
図８に示す光短パルス光源以外の回路をすべて同一基板
上にモノリシックに集積化し、周囲環境の影響を受けに
くくすることが提案されている。その場合には、複数の
光変調器６３も密に配置される。
は、光分岐回路６２、遅延回路６４、光合波回路６５と
して光ファイバが用いられる。光ファイバは、温度や圧
力など周囲環境に依存して実効的な導波路長が微妙に変
化するので、従来回路では光短パルス列の時間揺らぎが
生じる問題があった。この問題を解決する構成として、
図８に示す光短パルス光源以外の回路をすべて同一基板
上にモノリシックに集積化し、周囲環境の影響を受けに
くくすることが提案されている。その場合には、複数の
光変調器６３も密に配置される。
【０００６】ところで、光変調器６３を密に配置すると
複数の電気信号配線も近接することになり、配線間の相
互干渉が増大する問題が生じる。さらに、各遅延回路６
４で付加される遅延量は光導波路の長さによって決まる
固定値であり、光短パルス列の繰り返し周期の変化に適
応できない問題があった。本発明は、超高速光信号に対
応でき、かつ制御性に優れた光多重化回路を提供するこ
とを目的とする。
複数の電気信号配線も近接することになり、配線間の相
互干渉が増大する問題が生じる。さらに、各遅延回路６
４で付加される遅延量は光導波路の長さによって決まる
固定値であり、光短パルス列の繰り返し周期の変化に適
応できない問題があった。本発明は、超高速光信号に対
応でき、かつ制御性に優れた光多重化回路を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光多重化回路
は、複数の送信ディジタル信号をそれぞれ異なる波長の
信号光に変換し、各信号光を波長多重して出力する手段
と、波長多重した信号光と光短パルス列との強度積をと
り、波長多重した信号光を光短パルス化して出力する波
形整形回路と、光短パルス化した波長多重信号光を入力
し、波長に応じてそれぞれ異なる遅延を付加して時間軸
上に広げた時間多重信号光を出力する分散回路と、時間
多重信号光と所定の波長の連続光または光短パルス列と
の強度積をとり、時間多重信号光の波長を所定の波長に
変換して出力する波長変換回路とを備える（請求項
１）。
は、複数の送信ディジタル信号をそれぞれ異なる波長の
信号光に変換し、各信号光を波長多重して出力する手段
と、波長多重した信号光と光短パルス列との強度積をと
り、波長多重した信号光を光短パルス化して出力する波
形整形回路と、光短パルス化した波長多重信号光を入力
し、波長に応じてそれぞれ異なる遅延を付加して時間軸
上に広げた時間多重信号光を出力する分散回路と、時間
多重信号光と所定の波長の連続光または光短パルス列と
の強度積をとり、時間多重信号光の波長を所定の波長に
変換して出力する波長変換回路とを備える（請求項
１）。
【０００８】また、波形整形回路から出力された光短パ
ルス化した波長多重信号光にそれぞれ線形な周波数変位
を与える位相変調手段を備えてもよい（請求項２）。波
形整形回路は、所定の波長領域において１対１の分岐比
を有する２入力２出力の光カプラと、所定の波長領域に
おいて平坦な分散特性を有し、光カプラの２つの出力ポ
ート間を接続する光ファイバループと、所定の波長領域
内の波長を有する光短パルス列を光ファイバループ中を
１方向にのみ伝搬するように光ファイバループに入力す
る手段と、光短パルス化した波長多重信号光を光カプラ
の一方の入力ポートに入力する手段と、光カプラの他方
の入力ポートから出力される光のうち、波長多重信号光
の波長のみを透過する手段とを備える（請求項３）。
ルス化した波長多重信号光にそれぞれ線形な周波数変位
を与える位相変調手段を備えてもよい（請求項２）。波
形整形回路は、所定の波長領域において１対１の分岐比
を有する２入力２出力の光カプラと、所定の波長領域に
おいて平坦な分散特性を有し、光カプラの２つの出力ポ
ート間を接続する光ファイバループと、所定の波長領域
内の波長を有する光短パルス列を光ファイバループ中を
１方向にのみ伝搬するように光ファイバループに入力す
る手段と、光短パルス化した波長多重信号光を光カプラ
の一方の入力ポートに入力する手段と、光カプラの他方
の入力ポートから出力される光のうち、波長多重信号光
の波長のみを透過する手段とを備える（請求項３）。
【０００９】波形整形回路は、光短パルス列と波長多重
信号光とを入力し、その強度積をとった非線形反射光を
出力する過飽和吸収特性を有する素子と、非線形反射光
のうち、波長多重信号光の波長のみを透過する手段とを
備える（請求項４）。波長変換回路は、所定の波長領域
において１対１の分岐比を有する２入力２出力の光カプ
ラと、所定の波長領域において平坦な分散特性を有し、
光カプラの２つの出力ポート間を接続する光ファイバル
ープと、分散回路から出力される時間多重信号光を光フ
ァイバループ中を１方向にのみ伝搬するように光ファイ
バループに入力する手段と、所定の波長領域内の波長を
有する連続光または光短パルス列を光カプラの一方の入
力ポートに入力する手段と、光カプラの他方の入力ポー
トから出力される光のうち、連続光または光短パルス列
の波長のみを透過する手段とを備える（請求項５）。
信号光とを入力し、その強度積をとった非線形反射光を
出力する過飽和吸収特性を有する素子と、非線形反射光
のうち、波長多重信号光の波長のみを透過する手段とを
備える（請求項４）。波長変換回路は、所定の波長領域
において１対１の分岐比を有する２入力２出力の光カプ
ラと、所定の波長領域において平坦な分散特性を有し、
光カプラの２つの出力ポート間を接続する光ファイバル
ープと、分散回路から出力される時間多重信号光を光フ
ァイバループ中を１方向にのみ伝搬するように光ファイ
バループに入力する手段と、所定の波長領域内の波長を
有する連続光または光短パルス列を光カプラの一方の入
力ポートに入力する手段と、光カプラの他方の入力ポー
トから出力される光のうち、連続光または光短パルス列
の波長のみを透過する手段とを備える（請求項５）。
【００１０】波長変換回路は、分散回路から出力される
時間多重信号光を入力し、その光スペクトルを広げて出
力する光ファイバと、光スペクトルが広がった信号光か
ら所定の波長成分を透過する手段とを備える（請求項
６）。また、以上示した光多重化回路を複数個並列に接
続し、それぞれ異なる波長の連続光を発生する複数の光
源と、光短パルス列を発生する光短パルス光源とを備
え、各波長の連続光を各光多重化回路の送信ディジタル
信号を信号光に変換する手段に並列に供給し、光短パル
ス列を各光多重化回路の波形整形回路に並列に供給し、
各波長の連続光をそれぞれ対応する光多重化回路の波長
変換回路に供給する構成とする（請求項７）。
時間多重信号光を入力し、その光スペクトルを広げて出
力する光ファイバと、光スペクトルが広がった信号光か
ら所定の波長成分を透過する手段とを備える（請求項
６）。また、以上示した光多重化回路を複数個並列に接
続し、それぞれ異なる波長の連続光を発生する複数の光
源と、光短パルス列を発生する光短パルス光源とを備
え、各波長の連続光を各光多重化回路の送信ディジタル
信号を信号光に変換する手段に並列に供給し、光短パル
ス列を各光多重化回路の波形整形回路に並列に供給し、
各波長の連続光をそれぞれ対応する光多重化回路の波長
変換回路に供給する構成とする（請求項７）。
【００１１】
【作用】本発明の光多重化回路では、複数の送信信号光
を波長多重し、この波長多重信号光と光短パルス列とを
波形整形回路に入力することにより、光短パルス列で波
形整形された波長多重信号光が生成される。この光短パ
ルス化された波長多重信号光を入力する分散回路では、
群速度遅延の波長依存性を利用して各波長の光短パルス
ごとに異なる遅延を付加する。これにより、波長に応じ
て時間軸上に広がった時間多重信号光が生成される。こ
の時間多重信号光を波長変換回路に入力し、各波長成分
を所定の波長に変換することにより、波長の揃った多重
化信号光を生成することができる。
を波長多重し、この波長多重信号光と光短パルス列とを
波形整形回路に入力することにより、光短パルス列で波
形整形された波長多重信号光が生成される。この光短パ
ルス化された波長多重信号光を入力する分散回路では、
群速度遅延の波長依存性を利用して各波長の光短パルス
ごとに異なる遅延を付加する。これにより、波長に応じ
て時間軸上に広がった時間多重信号光が生成される。こ
の時間多重信号光を波長変換回路に入力し、各波長成分
を所定の波長に変換することにより、波長の揃った多重
化信号光を生成することができる。
【００１２】また、位相変調手段で光短パルス化した波
長多重信号光に位相変調を施すことにより、各光短パル
スに線形チャープを付与する。これにより、分散回路で
生じるパルス幅の広がりを抑圧し、パルス幅広がりのな
い時間多重信号光を生成することができる。波形整形回
路および波長変換回路として非線形サニャック干渉計を
用いることができる（請求項３，請求項５）。波形整形
回路として用いる場合には、波長多重信号光と光短パル
ス列とを入力し、光短パルス列で波形整形した波長多重
信号光を出力する。波長変換回路として用いる場合に
は、時間多重信号光と連続光または光短パルス列とを入
力し、時間多重信号光の波長を連続光または光短パルス
列の波長に変換する。
長多重信号光に位相変調を施すことにより、各光短パル
スに線形チャープを付与する。これにより、分散回路で
生じるパルス幅の広がりを抑圧し、パルス幅広がりのな
い時間多重信号光を生成することができる。波形整形回
路および波長変換回路として非線形サニャック干渉計を
用いることができる（請求項３，請求項５）。波形整形
回路として用いる場合には、波長多重信号光と光短パル
ス列とを入力し、光短パルス列で波形整形した波長多重
信号光を出力する。波長変換回路として用いる場合に
は、時間多重信号光と連続光または光短パルス列とを入
力し、時間多重信号光の波長を連続光または光短パルス
列の波長に変換する。
【００１３】波形整形回路として過飽和吸収特性を有す
る素子を用いることができる（請求項４）。この場合に
は、波長多重信号光と光短パルス列とを入力し、アンド
をとった非線形反射光を取り出すことにより、光短パル
ス列で波形整形した波長多重信号光を出力する。波長変
換回路として光ファイバと光フィルタを用いることがで
きる（請求項６）。分散回路から出力される時間多重信
号光を白色パルス化し、所定の波長を切り出すことによ
り波長変換が行われる。
る素子を用いることができる（請求項４）。この場合に
は、波長多重信号光と光短パルス列とを入力し、アンド
をとった非線形反射光を取り出すことにより、光短パル
ス列で波形整形した波長多重信号光を出力する。波長変
換回路として光ファイバと光フィルタを用いることがで
きる（請求項６）。分散回路から出力される時間多重信
号光を白色パルス化し、所定の波長を切り出すことによ
り波長変換が行われる。
【００１４】本発明の光多重化回路をユニット化し、各
ユニットの光源を共通化して並列に接続することによ
り、少ない光源数で大量の情報を時間軸および波長軸上
に多重化することができる。
ユニットの光源を共通化して並列に接続することによ
り、少ない光源数で大量の情報を時間軸および波長軸上
に多重化することができる。
【００１５】
（第１実施例）図１は、本発明の光多重化回路の第１実
施例の構成を示す。図において、光短パルス光源１１は
波長λa の光短パルス列ａを出力する。光源１２−１〜
１２−５は、波長λ1 〜λ5 の連続光ｅ1 〜ｅ5 を出力
する。光変調器１３−１〜１３−５は、波長λ1 〜λ5
の連続光ｅ1 〜ｅ5 を送信信号ｂ1〜ｂ5 で強度変調
し、信号光ｆ1 〜ｆ5 を出力する。波形整形回路１４
は、波長λ1 〜λ5 の信号光ｆ1 〜ｆ5 を波長多重して
ポートに入力し、波長λa の光短パルス列ａをポート
に入力し、波長λ1 〜λ5 の波長多重信号光ｇを出力
する。波長多重信号光ｇは、波長ごとに群速度が異なる
光ファイバ１５を介して時間軸上に並んだ波長λ1 〜λ
5 の時間多重信号光ｈに変換され、波長変換回路１６の
ポートに入力される。光源１７が出力する波長λi の
連続光ｉは波長変換回路１６のポートに入力される。
波長変換回路１６は、波長λ1 〜λ5 の時間多重信号光
ｈを連続光ｉの波長λi に変換した多重化信号光ｄを出
力する。
施例の構成を示す。図において、光短パルス光源１１は
波長λa の光短パルス列ａを出力する。光源１２−１〜
１２−５は、波長λ1 〜λ5 の連続光ｅ1 〜ｅ5 を出力
する。光変調器１３−１〜１３−５は、波長λ1 〜λ5
の連続光ｅ1 〜ｅ5 を送信信号ｂ1〜ｂ5 で強度変調
し、信号光ｆ1 〜ｆ5 を出力する。波形整形回路１４
は、波長λ1 〜λ5 の信号光ｆ1 〜ｆ5 を波長多重して
ポートに入力し、波長λa の光短パルス列ａをポート
に入力し、波長λ1 〜λ5 の波長多重信号光ｇを出力
する。波長多重信号光ｇは、波長ごとに群速度が異なる
光ファイバ１５を介して時間軸上に並んだ波長λ1 〜λ
5 の時間多重信号光ｈに変換され、波長変換回路１６の
ポートに入力される。光源１７が出力する波長λi の
連続光ｉは波長変換回路１６のポートに入力される。
波長変換回路１６は、波長λ1 〜λ5 の時間多重信号光
ｈを連続光ｉの波長λi に変換した多重化信号光ｄを出
力する。
【００１６】図２は、第１実施例各部の信号光の時間波
形および光スペクトル波形を示す。図において、信号光
ｆ1 は（1,1,1,1,1,1,1,…) 、信号光ｆ2 は（0,1,0,1,
0,1,0,…) 、信号光ｆ3 は（0,0,1,1,0,0,1,…) 、信号
光ｆ4 は（0,0,0,0,1,1,1,…) 、信号光ｆ5 は（1,1,1,
0,0,0,0,…) である。波形整形回路１４は、ポート，
に同時に光が入力されたときにポートの光を出力す
る構成であり、ここでは光短パルス列ａで切り出された
信号光ｆ1 〜ｆ5 の波長多重信号光ｇが出力される。す
なわち、波長多重信号光ｇの時間波形は光短パルス列ａ
と同じになり、各光短パルスに各時間における波長成分
が含まれる。例えば時刻t1の光短パルスには波長λ1,λ
5 の成分が含まれ、時刻t2には波長λ1,λ2,λ5 の成分
が含まれる。
形および光スペクトル波形を示す。図において、信号光
ｆ1 は（1,1,1,1,1,1,1,…) 、信号光ｆ2 は（0,1,0,1,
0,1,0,…) 、信号光ｆ3 は（0,0,1,1,0,0,1,…) 、信号
光ｆ4 は（0,0,0,0,1,1,1,…) 、信号光ｆ5 は（1,1,1,
0,0,0,0,…) である。波形整形回路１４は、ポート，
に同時に光が入力されたときにポートの光を出力す
る構成であり、ここでは光短パルス列ａで切り出された
信号光ｆ1 〜ｆ5 の波長多重信号光ｇが出力される。す
なわち、波長多重信号光ｇの時間波形は光短パルス列ａ
と同じになり、各光短パルスに各時間における波長成分
が含まれる。例えば時刻t1の光短パルスには波長λ1,λ
5 の成分が含まれ、時刻t2には波長λ1,λ2,λ5 の成分
が含まれる。
【００１７】このような波長多重信号光ｇが光ファイバ
１５に入力されると、波長ごとに群速度が異なるので、
光ファイバ１５の出力端では波長に応じて時間軸上に広
がる。すなわち、時刻t1〜t2では、時刻t1の信号光ｆ1
〜ｆ5 に応じて（1,0,0,0,1)となる光短パルス列が形成
される。時刻t2〜t3では、時刻t2の信号光ｆ1 〜ｆ5に
応じて（1,1,0,0,1)となる光短パルス列が形成される。
なお、光源１２−１〜１２−５の発振波長を光ファイバ
１５の分散特性に合わせて最適化することにより、光短
パルスを時間軸上に等間隔に並べることができる。この
ようにして信号光ｆ1 〜ｆ5 が時間軸上に多重化され、
波長λ1 〜λ5 の成分を有する時間多重信号光ｈとな
る。
１５に入力されると、波長ごとに群速度が異なるので、
光ファイバ１５の出力端では波長に応じて時間軸上に広
がる。すなわち、時刻t1〜t2では、時刻t1の信号光ｆ1
〜ｆ5 に応じて（1,0,0,0,1)となる光短パルス列が形成
される。時刻t2〜t3では、時刻t2の信号光ｆ1 〜ｆ5に
応じて（1,1,0,0,1)となる光短パルス列が形成される。
なお、光源１２−１〜１２−５の発振波長を光ファイバ
１５の分散特性に合わせて最適化することにより、光短
パルスを時間軸上に等間隔に並べることができる。この
ようにして信号光ｆ1 〜ｆ5 が時間軸上に多重化され、
波長λ1 〜λ5 の成分を有する時間多重信号光ｈとな
る。
【００１８】波長変換回路１６は、波形整形回路１４と
同様にポート，に同時に光が入力されたときにポー
トの光を出力する構成であり、ここでは波長λ1 〜λ
5 の時間多重信号光ｈが光源１７の波長λi に変換さ
れ、多重化信号光ｄとして出力される。なお、光源１７
の波長λi に応じて多重化信号光ｄの波長を設定するこ
とができる。
同様にポート，に同時に光が入力されたときにポー
トの光を出力する構成であり、ここでは波長λ1 〜λ
5 の時間多重信号光ｈが光源１７の波長λi に変換さ
れ、多重化信号光ｄとして出力される。なお、光源１７
の波長λi に応じて多重化信号光ｄの波長を設定するこ
とができる。
【００１９】また、波長変換回路１６のポートに、時
間多重信号光ｈに同期した波長λiの光短パルス列を入
力してもよい。この場合には、波長変換と同時に波形整
形した多重化信号光ｄを生成することができる。このよ
うに本実施例では、光ファイバ１５の群速度遅延の波長
依存性を利用し、各波長の光短パルスごとに異なる遅延
を付加する構成になっている。光ファイバ１５は、温度
や圧力などの周囲環境に対してその長さが微妙に変化す
るが、光ファイバの分散特性はそのような周囲環境の影
響を受けにくい。したがって、従来のように光ファイバ
長を変えて行う遅延付加に比べて、本実施例の構成は温
度変化などに対して遅延の変動を少なくすることができ
る。
間多重信号光ｈに同期した波長λiの光短パルス列を入
力してもよい。この場合には、波長変換と同時に波形整
形した多重化信号光ｄを生成することができる。このよ
うに本実施例では、光ファイバ１５の群速度遅延の波長
依存性を利用し、各波長の光短パルスごとに異なる遅延
を付加する構成になっている。光ファイバ１５は、温度
や圧力などの周囲環境に対してその長さが微妙に変化す
るが、光ファイバの分散特性はそのような周囲環境の影
響を受けにくい。したがって、従来のように光ファイバ
長を変えて行う遅延付加に比べて、本実施例の構成は温
度変化などに対して遅延の変動を少なくすることができ
る。
【００２０】また、本実施例では、付加遅延量を光ファ
イバ中を伝搬する波長により規定している。したがっ
て、光源１２−１〜１２−５を波長可変光源とすること
により、時間軸上での光短パルスの位置を容易に制御す
ることができる。すなわち、本発明の光多重化回路は、
波長制御により時間多重された信号間のタイムスロット
変換も同時に行うことができる。
イバ中を伝搬する波長により規定している。したがっ
て、光源１２−１〜１２−５を波長可変光源とすること
により、時間軸上での光短パルスの位置を容易に制御す
ることができる。すなわち、本発明の光多重化回路は、
波長制御により時間多重された信号間のタイムスロット
変換も同時に行うことができる。
【００２１】本実施例では、分散回路として光ファイバ
の分散を利用する構成を示しているが、例えば回折格子
対のような波長によって伝搬時間が異なる素子を用いて
もよい。図３は、波形整形回路１４として用いられる非
線形サニャック干渉計の構成例を示す。
の分散を利用する構成を示しているが、例えば回折格子
対のような波長によって伝搬時間が異なる素子を用いて
もよい。図３は、波形整形回路１４として用いられる非
線形サニャック干渉計の構成例を示す。
【００２２】図において、非線形サニャック干渉計は、
２×２光カプラ２１、光ファイバループ２２、光カプラ
２３、光フィルタ２４により構成される。波長λ1 〜λ
5 の信号光ｆ1 〜ｆ5 は２×２光カプラ２１のポート
から入力されて１対１に分離され、光ファイバループ２
２の両方向に導かれる。波長λa の光短パルス列ａは、
光カプラ２３を介して光ファイバループ２２内に右回り
に入力される。両回りの信号光ｆ1 〜ｆ5 は再び光カプ
ラ２１で合波して干渉するが、光短パルスがないないと
きには位相差が零となるので入力されたポートに戻
る。一方、光短パルス列ａは主に右回りの信号光ｆ1 〜
ｆ5 の位相を変えるので、適当な条件下で両回りの信号
光の位相差がπになるときに信号光がポートから出力
される。ポートに出力される波長λa の光短パルス列
ａを光フィルタ２４で除去し、波長λ1 〜λ5 の信号光
ｆ1 〜ｆ5 のみを通過させることにより、光短パルスに
応じて波形整形された波長多重信号光ｇに変換すること
ができる。
２×２光カプラ２１、光ファイバループ２２、光カプラ
２３、光フィルタ２４により構成される。波長λ1 〜λ
5 の信号光ｆ1 〜ｆ5 は２×２光カプラ２１のポート
から入力されて１対１に分離され、光ファイバループ２
２の両方向に導かれる。波長λa の光短パルス列ａは、
光カプラ２３を介して光ファイバループ２２内に右回り
に入力される。両回りの信号光ｆ1 〜ｆ5 は再び光カプ
ラ２１で合波して干渉するが、光短パルスがないないと
きには位相差が零となるので入力されたポートに戻
る。一方、光短パルス列ａは主に右回りの信号光ｆ1 〜
ｆ5 の位相を変えるので、適当な条件下で両回りの信号
光の位相差がπになるときに信号光がポートから出力
される。ポートに出力される波長λa の光短パルス列
ａを光フィルタ２４で除去し、波長λ1 〜λ5 の信号光
ｆ1 〜ｆ5 のみを通過させることにより、光短パルスに
応じて波形整形された波長多重信号光ｇに変換すること
ができる。
【００２３】なお、広い波長域にわたってこのような変
換を可能にするには、光ファイバループ２２として分散
特性を平坦化したものを用いる必要がある。このような
性質を満足する光ファイバとして、２重コアファイバな
ど導波路分散を調整して分散特性をフラットにした光フ
ァイバが知られている。また、波形整形回路１４とし
て、光短パルス列ａと信号光ｆ1 〜ｆ5 の論理積をとっ
た非線形反射光を出力する過飽和吸収特性を有する素子
を用いることができる（ R. Tkahashi, et al., "1.55
μｍ Ultrafast Surface-Reflection All-optical Swit
ching Using Low-temperature-grown Be-doped Straine
d MQWs ",ECOC'94, Vol.1, pp.113-116, 1994) 。
換を可能にするには、光ファイバループ２２として分散
特性を平坦化したものを用いる必要がある。このような
性質を満足する光ファイバとして、２重コアファイバな
ど導波路分散を調整して分散特性をフラットにした光フ
ァイバが知られている。また、波形整形回路１４とし
て、光短パルス列ａと信号光ｆ1 〜ｆ5 の論理積をとっ
た非線形反射光を出力する過飽和吸収特性を有する素子
を用いることができる（ R. Tkahashi, et al., "1.55
μｍ Ultrafast Surface-Reflection All-optical Swit
ching Using Low-temperature-grown Be-doped Straine
d MQWs ",ECOC'94, Vol.1, pp.113-116, 1994) 。
【００２４】一方、波長変換回路１６は、ポート，
に同時に光が入力されたときにポートの光を出力する
構成であり、波形整形回路１４と同様の非線形サニャッ
ク干渉計を用いることができる。すなわち、非線形サニ
ャック干渉計は、ポートに光短パルス列を入力する
と、ポートへ入力される信号光が光短パルスに応じて
波形整形される波形整形回路として機能する。また、ポ
ートの入力光をポートの入力光の波長に変換する波
長変換回路として機能する。
に同時に光が入力されたときにポートの光を出力する
構成であり、波形整形回路１４と同様の非線形サニャッ
ク干渉計を用いることができる。すなわち、非線形サニ
ャック干渉計は、ポートに光短パルス列を入力する
と、ポートへ入力される信号光が光短パルスに応じて
波形整形される波形整形回路として機能する。また、ポ
ートの入力光をポートの入力光の波長に変換する波
長変換回路として機能する。
【００２５】図４は、波長変換回路１６の他の構成例を
示す。図において、本実施例の波長変換回路１６は、光
増幅器２５と、分散平坦化ファイバ２６と、光フィルタ
２７を用いて構成される。中心波長が光ファイバの零分
散波長と等しく、光電力が大きな光パルスを光ファイバ
へ入力すると、光パルス自身の光電力による自己位相変
調効果、４光波混合などの光非線形効果が雪崩現象的に
生じ、光パルスの光スペクトルが急激に広がる現象があ
る。この光スペクトル広がり現象と光フィルタとを組み
合わせることにより、任意の波長への波長変換回路を構
成することができる。本実施例はこの原理に基づく波長
変換回路を示すものである。
示す。図において、本実施例の波長変換回路１６は、光
増幅器２５と、分散平坦化ファイバ２６と、光フィルタ
２７を用いて構成される。中心波長が光ファイバの零分
散波長と等しく、光電力が大きな光パルスを光ファイバ
へ入力すると、光パルス自身の光電力による自己位相変
調効果、４光波混合などの光非線形効果が雪崩現象的に
生じ、光パルスの光スペクトルが急激に広がる現象があ
る。この光スペクトル広がり現象と光フィルタとを組み
合わせることにより、任意の波長への波長変換回路を構
成することができる。本実施例はこの原理に基づく波長
変換回路を示すものである。
【００２６】図５は、図４の各部の信号光の時間波形お
よび光スペクトル波形を示す。波長λ1 〜λ5 の時間多
重信号光ｈは、光増幅器２５により光ファイバ内で光非
線形効果による光スペクトル広がり現象を生じるのに十
分な光電力へ増幅されて信号光ｊとなる。この信号光ｊ
は、分散平坦化ファイバ２６に入力されて光スペクトル
が大きく広がり、その出力端で信号光ｋとなる。信号光
ｋは光スペクトルすべての光パルスについて大きく広が
っている。光フィルタ２７は、この信号光ｋから所定の
波長λm の成分を抽出することにより、波長λm に変換
された多重化信号光ｄを出力する。この波長λm は、第
１実施例の光源１７の波長λi と同様に任意の波長に設
定することができる。
よび光スペクトル波形を示す。波長λ1 〜λ5 の時間多
重信号光ｈは、光増幅器２５により光ファイバ内で光非
線形効果による光スペクトル広がり現象を生じるのに十
分な光電力へ増幅されて信号光ｊとなる。この信号光ｊ
は、分散平坦化ファイバ２６に入力されて光スペクトル
が大きく広がり、その出力端で信号光ｋとなる。信号光
ｋは光スペクトルすべての光パルスについて大きく広が
っている。光フィルタ２７は、この信号光ｋから所定の
波長λm の成分を抽出することにより、波長λm に変換
された多重化信号光ｄを出力する。この波長λm は、第
１実施例の光源１７の波長λi と同様に任意の波長に設
定することができる。
【００２７】（第２実施例）図６は、本発明の光多重化
回路の第２実施例の構成を示す。本実施例の特徴は、図
１に示す第１実施例の構成において、波形整形回路１４
と光ファイバ１５との間に光位相変調器３１を挿入した
ところにある。本発明の光多重化回路では、光ファイバ
１５の分散特性を利用して各波長の光短パルスごとに異
なる遅延を付加する。このとき、光短パルスは分散の影
響を受けてそのパルス幅が広がる。この現象は、高速光
信号を光ファイバ伝送する際に伝送距離を制限する大き
な要因としてよく知られている。
回路の第２実施例の構成を示す。本実施例の特徴は、図
１に示す第１実施例の構成において、波形整形回路１４
と光ファイバ１５との間に光位相変調器３１を挿入した
ところにある。本発明の光多重化回路では、光ファイバ
１５の分散特性を利用して各波長の光短パルスごとに異
なる遅延を付加する。このとき、光短パルスは分散の影
響を受けてそのパルス幅が広がる。この現象は、高速光
信号を光ファイバ伝送する際に伝送距離を制限する大き
な要因としてよく知られている。
【００２８】本実施例の光位相変調器３１は、各光短パ
ルスに位相変調を施すことにより各光短パルスに線形チ
ャープを付与する。これにより、各光短パルスは付加さ
れたチャープ量および傾きに応じて、光ファイバの出力
端でそのパルス幅を同等かそれ以下に制御することがで
きる。すなわち、パルス幅広がりのない光多重化回路を
構成することができる。
ルスに位相変調を施すことにより各光短パルスに線形チ
ャープを付与する。これにより、各光短パルスは付加さ
れたチャープ量および傾きに応じて、光ファイバの出力
端でそのパルス幅を同等かそれ以下に制御することがで
きる。すなわち、パルス幅広がりのない光多重化回路を
構成することができる。
【００２９】（第３実施例）図７は、本発明の光多重化
回路の第３実施例の構成を示す。本実施例の特徴は、図
１に示す第１実施例の光多重化回路のうち光源類を除い
た回路をユニット化し、このユニットを複数個並列に接
続して超高速多重化信号光を生成するところにある。
回路の第３実施例の構成を示す。本実施例の特徴は、図
１に示す第１実施例の光多重化回路のうち光源類を除い
た回路をユニット化し、このユニットを複数個並列に接
続して超高速多重化信号光を生成するところにある。
【００３０】各ユニット４１−１〜４１−４は、それぞ
れ光変調器１３−１〜１３−４、波形整形回路１４、光
ファイバ１５、波長変換回路１６により構成される。光
短パルス光源１１から出力される光短パルス列ａは、各
ユニットの波形整形回路１４のポートに入力される。
光源１２−１〜１２−４から出力される波長λ1〜λ4の
連続光ｅ1 〜ｅ4 は、各ユニットの光変調器１３−１〜
１３−４に入力される。また、光源１２−１〜１２−４
は、各ユニットの波長変換回路１６のポートに連続光
を供給する光源として共用される。すなわち、各ユニッ
ト４１−１〜４１−４には、各光源１２−４〜１２−１
から波長λ4 〜λ1 の連続光がそれぞれ供給され、各ユ
ニットにおける変換波長となる。各ユニットの出力は合
波され、出力端４２から送出される。
れ光変調器１３−１〜１３−４、波形整形回路１４、光
ファイバ１５、波長変換回路１６により構成される。光
短パルス光源１１から出力される光短パルス列ａは、各
ユニットの波形整形回路１４のポートに入力される。
光源１２−１〜１２−４から出力される波長λ1〜λ4の
連続光ｅ1 〜ｅ4 は、各ユニットの光変調器１３−１〜
１３−４に入力される。また、光源１２−１〜１２−４
は、各ユニットの波長変換回路１６のポートに連続光
を供給する光源として共用される。すなわち、各ユニッ
ト４１−１〜４１−４には、各光源１２−４〜１２−１
から波長λ4 〜λ1 の連続光がそれぞれ供給され、各ユ
ニットにおける変換波長となる。各ユニットの出力は合
波され、出力端４２から送出される。
【００３１】このような構成による出力信号光のスルー
プットは、光源数をｎ、各光変調器での変調速度をＢ、
ユニット数をＭとすればｎ×Ｂ×Ｍとなる。例えば、ｎ
＝10、Ｂ＝10Ｇb/s 、Ｍ＝10とすれば、本実施例の光多
重化回路の出力端での光信号速度は１Ｔb/s となる。こ
のように、複数のユニットで光源を共有することによ
り、少ない光源数で大量の情報を時間軸および波長軸上
に多重化することができる。
プットは、光源数をｎ、各光変調器での変調速度をＢ、
ユニット数をＭとすればｎ×Ｂ×Ｍとなる。例えば、ｎ
＝10、Ｂ＝10Ｇb/s 、Ｍ＝10とすれば、本実施例の光多
重化回路の出力端での光信号速度は１Ｔb/s となる。こ
のように、複数のユニットで光源を共有することによ
り、少ない光源数で大量の情報を時間軸および波長軸上
に多重化することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光多重化
回路は、分散回路の群速度遅延の波長依存性を利用する
ことにより、光短パルス化された波長多重信号光の各光
短パルスごとに異なる遅延を付加する。これにより、時
間軸および波長軸上に多重化した超高速信号光を生成す
ることができる。また、各光短パルスの時間位置を分散
回路を伝搬する波長により規定しているので、波長制御
によりタイムスロット入れ替えが可能である。
回路は、分散回路の群速度遅延の波長依存性を利用する
ことにより、光短パルス化された波長多重信号光の各光
短パルスごとに異なる遅延を付加する。これにより、時
間軸および波長軸上に多重化した超高速信号光を生成す
ることができる。また、各光短パルスの時間位置を分散
回路を伝搬する波長により規定しているので、波長制御
によりタイムスロット入れ替えが可能である。
【図１】本発明の光多重化回路の第１実施例の構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】第１実施例各部の信号光の時間波形および光ス
ペクトル波形を示す図。
ペクトル波形を示す図。
【図３】非線形サニャック干渉計の構成例を示す図。
【図４】波長変換回路１６の他の構成例を示すブロック
図。
図。
【図５】図４の各部の信号光の時間波形および光スペク
トル波形を示す図。
トル波形を示す図。
【図６】本発明の光多重化回路の第２実施例の構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図７】本発明の光多重化回路の第３実施例の構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図８】光短パルスを用いた従来の光多重化回路の構成
例を示すブロック図。
例を示すブロック図。
１１ 光短パルス光源 １２ 光源 １３ 光変調器 １４ 波形整形回路 １５ 光ファイバ １６ 波長変換回路 １７ 光源 ２１ ２×２光カプラ ２２ 光ファイバループ ２３ 光カプラ ２４ 光フィルタ ２５ 光増幅器 ２６ 分散平坦化ファイバ ２７ 光フィルタ ３１ 光位相変調器 ４１ ユニット ６１ 光短パルス光源 ６２ 光分岐回路 ６３ 光変調器 ６４ 遅延回路 ６５ 光合波回路
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｂ 10/142 10/04 10/06
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の送信ディジタル信号をそれぞれ異
なる波長の信号光に変換し、各信号光を波長多重して出
力する手段と、 前記波長多重した信号光と光短パルス列との強度積をと
り、前記波長多重した信号光を光短パルス化して出力す
る波形整形回路と、 前記光短パルス化した波長多重信号光を入力し、波長に
応じてそれぞれ異なる遅延を付加して時間軸上に広げた
時間多重信号光を出力する分散回路と、 前記時間多重信号光と所定の波長の連続光または光短パ
ルス列との強度積をとり、時間多重信号光の波長を所定
の波長に変換して出力する波長変換回路とを備えたこと
を特徴とする光多重化回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光多重化回路におい
て、 波形整形回路から出力された光短パルス化した波長多重
信号光にそれぞれ線形な周波数変位を与える位相変調手
段を備えたことを特徴とする光多重化回路。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の光多重
化回路において、 波形整形回路は、 所定の波長領域において１対１の分岐比を有する２入力
２出力の光カプラと、 前記所定の波長領域において平坦な分散特性を有し、前
記光カプラの２つの出力ポート間を接続する光ファイバ
ループと、 前記所定の波長領域内の波長を有する光短パルス列を前
記光ファイバループ中を１方向にのみ伝搬するように前
記光ファイバループに入力する手段と、 光短パルス化した波長多重信号光を前記光カプラの一方
の入力ポートに入力する手段と、 前記光カプラの他方の入力ポートから出力される光のう
ち、前記波長多重信号光の波長のみを透過する手段とを
備えたことを特徴とする光多重化回路。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の光多重
化回路において、 波形整形回路は、 光短パルス列と波長多重信号光とを入力し、その強度積
をとった非線形反射光を出力する過飽和吸収特性を有す
る素子と、 前記非線形反射光のうち、前記波長多重信号光の波長の
みを透過する手段とを備えたことを特徴とする光多重化
回路。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の光多重
化回路において、 波長変換回路は、 所定の波長領域において１対１の分岐比を有する２入力
２出力の光カプラと、 前記所定の波長領域において平坦な分散特性を有し、前
記光カプラの２つの出力ポート間を接続する光ファイバ
ループと、 分散回路から出力される時間多重信号光を前記光ファイ
バループ中を１方向にのみ伝搬するように前記光ファイ
バループに入力する手段と、 前記所定の波長領域内の波長を有する連続光または光短
パルス列を前記光カプラの一方の入力ポートに入力する
手段と、 前記光カプラの他方の入力ポートから出力される光のう
ち、前記連続光または光短パルス列の波長のみを透過す
る手段とを備えたことを特徴とする光多重化回路。 - 【請求項６】 請求項１または請求項２に記載の光多重
化回路において、 波長変換回路は、 分散回路から出力される時間多重信号光を入力し、その
光スペクトルを広げて出力する光ファイバと、 前記光スペクトルが広がった信号光から所定の波長成分
を透過する手段とを備えたことを特徴とする光多重化回
路。 - 【請求項７】 請求項１または請求項２に記載の光多重
化回路を複数個並列に接続し、 それぞれ異なる波長の連続光を発生する複数の光源と、
光短パルス列を発生する光短パルス光源とを備え、各波
長の連続光を各光多重化回路の送信ディジタル信号を信
号光に変換する手段に並列に供給し、光短パルス列を各
光多重化回路の波形整形回路に並列に供給し、各波長の
連続光をそれぞれ対応する光多重化回路の波長変換回路
に供給する構成であることを特徴とする光多重化回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30250094A JP3201564B2 (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | 光多重化回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30250094A JP3201564B2 (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | 光多重化回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08163096A true JPH08163096A (ja) | 1996-06-21 |
| JP3201564B2 JP3201564B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=17909715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30250094A Expired - Fee Related JP3201564B2 (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | 光多重化回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201564B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11242116A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-09-07 | Nec Eng Ltd | 波長可変光フィルタ及びこれを組合わせた光増幅器 |
| EP1137213A2 (en) * | 2000-03-24 | 2001-09-26 | DDI Corporation | Optical TDM multiplexer, optical TDM demultiplexer, WDM/TDM converter and TDM/WDM converter |
| GB2441410A (en) * | 2006-08-09 | 2008-03-05 | George Zarris | Time multiplexed space switch which translates a single wavelength data pulse sequence into a sequence of multi-wavelength pulses |
-
1994
- 1994-12-06 JP JP30250094A patent/JP3201564B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11242116A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-09-07 | Nec Eng Ltd | 波長可変光フィルタ及びこれを組合わせた光増幅器 |
| EP1137213A2 (en) * | 2000-03-24 | 2001-09-26 | DDI Corporation | Optical TDM multiplexer, optical TDM demultiplexer, WDM/TDM converter and TDM/WDM converter |
| EP1137213A3 (en) * | 2000-03-24 | 2002-12-18 | DDI Corporation | Optical TDM multiplexer, optical TDM demultiplexer, WDM/TDM converter and TDM/WDM converter |
| US6775478B2 (en) | 2000-03-24 | 2004-08-10 | Ddi Corporation | Optical TDM multiplexer, optical TDM demultiplexer, WDM/TDM converter and TDM/WDM converter |
| GB2441410A (en) * | 2006-08-09 | 2008-03-05 | George Zarris | Time multiplexed space switch which translates a single wavelength data pulse sequence into a sequence of multi-wavelength pulses |
| GB2441410B (en) * | 2006-08-09 | 2010-09-01 | George Zarris | Time multiplexed space switch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3201564B2 (ja) | 2001-08-20 |
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