JPH0846569A - 周波数チャネル選択フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周波数多重された光信号を異なる周波数の光
信号ごとに分離し、複数の選択出力から損失増加なく得
ることの出来る周波数チャネル選択フィルタを提供する
こと。 【構成】 本発明は、周波数多重された光信号を、第１
の光合分波手段が異なる周波数の光信号ごとに分離し、
複数個の１対多光スイッチが、その分離された光信号を
複数個の出力のいづれかに切り替える。その出力である
光信号を第２の光合分波手段が合わせて周波数多重する
周波数チャネル選択フィルタである。これにより、周波
数多重された光信号を異なる周波数の光信号ごとに分離
し、複数の選択出力から損失増加なく得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光周波数分割多重伝送
方式（もしくは光波長分割多重伝送方式）において、周
波数多重された複数の光信号のうちから希望の周波数の
１ないし複数の光信号を選択して取り出す周波数チャネ
ル選択フィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周波数多重（波長多重と同義）された複
数の周波数の光信号から希望の周波数の光信号だけを選
択して取り出す周波数チャネル選択フィルタは、アレイ
導波路回折格子型光合分波器にループバック光路とＯＮ
／ＯＦＦ光スイッチを備えることによって構成すること
ができる。この従来例（ループバック光路付アレイ導波
路回折格子型光合分波器を用いた周波数チャネル選択フ
ィルタ）について、図３〜図５を用いて説明する。な
お、この従来例は、特願平５−２３３８７４号（立川、
河内、高橋、井上、「ループバック光路付アレイ導波路
回折格子型光合分波器」平成５年９月２０日提出、特願
平４−２６０２２２号（平成４年９月２９日提出）に基
づく優先権主張）において、信号処理手段として光スイ
ッチを用いた場合に相当する。図３に、従来例の動作原
理を示す。図中、１および１１は光ファイバ伝送路で、
光ファイバ伝送路１中には光の周波数がそれぞれｆ１，
ｆ２，…，ｆ_nのｎ波の信号光が周波数多重されて伝搬
している。周波数チャネル選択フィルタ３では、入射す
る多重光信号をまず分波器４により周波数（波長）の異
なるｎ個の信号光に分離し、対応する光ファイバ８ａ，
８ｂ，…，８ｎ中を伝搬させる。ここで、光ファイバ８
ａ，８ｂ，…，８_nの途中にはそれぞれ光スイッチ９
ａ，９ｂ，…，９ｎが備えられており、選択する周波数
ｆ_iに対応する光スイッチ９ｉのみをＯＮ状態にする。
こうして選択された周波数ｆ_iの信号光は、合波器５を
経て光ファイバ伝送路１１中に出力される。立川等は、
上述した特許願の中で、この原理における分波器４と合
波器５とを一つのアレイ導波路回折格子型光合分波器で
構成する技術を開示している。この技術に基づき、図３
に示した原理に沿って実現される従来の周波数チャネル
選択フィルタを図４に示す。この従来の周波数チャネル
選択フィルタは、光ファイバ伝送路１，１１間にアレイ
導波路回折格子型光合分波器２１を設けたものである。
アレイ導波路回折格子型光合分波器２１は、第一の入出
力導波路２３（Ｉｉ（ｉ＝１，２，…，ｍ））と第二の
入出力導波路２７（Ｊｊ（ｊ＝１，２，…，ｎ））とを
持つ。それぞれの入出力導波路の本数ｍ，ｎは任意であ
るが、ここでは説明を間単にするためｍ＝ｎ＝１６とす
る。このような構成において、アレイ導波路回折格子型
光合分波器２１の第二の入出力導波路２７（Ｊｋ（ｋ＝
１，２，…，１６））と第一の入出力導波路２３（Ｉｋ
（ｋ＝１，２，…，１６））との間に、Ｊｋから出力さ
れる信号光を対応するＩｋに入力させるための光ファイ
バ（ループバック光路）１８（Ｌｋ（ｋ＝１，２，…，
１６））を設け、かつ各光ファイバ（ループバック光
路）Ｌｋの途中にはそれぞれＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ９
（Ｓｋ（ｋ＝１，２，…，１６））を設けている。光フ
ァイバ伝送路Ｉは１６本の第一の入出力導波路２３ａ
（Ｉ１），２３ｂ（Ｉ２），…，２３ｐ（Ｉ１６）のう
ちの１つである入出力光導波路２３ｅ（Ｉ５）に接続さ
れ、同様に光ファイバ伝送路１１は１６個の第二の入力
導波路２７ａ（Ｊ１），２７ｂ（Ｊ２），…，２７ｐ
（Ｊ１６）のうちの１つである入出力導波路２７ｅ（Ｊ
５）に接続されている。図４に示す従来例においては、
周波数ｆ₁，ｆ₂，…，ｆ₁₆の１６波の周波数多重光信号
は、光ファイバ伝送路Ｉ中を伝搬した後にアレイ導波路
回折格子型光合分波器２１の第一の入出力導波路中の２
３ｅ（Ｉ５）に入力される。スラブ導波路２４では、こ
の周波数多重光信号は回折により広がり、アレイ導波路
回折格子２６を構成する複数の導波路に入力される。信
号光は、このアレイ導波路回折格子２６を伝搬した後に
スラブ導波路２５により集光されるが、アレイ導波路回
折格子２６を伝搬する間に生じた位相差により収束光の
収束位置が周波数により異なることとなる。適当な設計
を行えば、例えば、周波数ｆ₁は第二の入出力導波路中
の２７ａ（Ｊ１）から、周波数ｆ₂は２７ｂ（Ｊ２）か
ら、…、周波数ｆ₁₆は２７ｐ（Ｊ１６）から、というよ
うに周波数ｆ_j（ｊ＝１，２，…，１６）は対応した第
二の出力導波路中Ｊｊから取り出される。すなわち、ア
レイ導波路回折格子型光合分波器２１は、図５に示すよ
うな周波数合分波特性を示すように設計できる。そし
て、第二の入出力導波路中のＪｊから取り出された周波
数ｆ_jの信号光は、それぞれ光ファイバ（ループバック
光路）１８（Ｌｊ）中を伝搬する。ここで、各光ファイ
バ（ループバック光路）１８（Ｌｊ）の途中にそれぞれ
設けられている光スイッチ９（Ｓｊ）は、外部からの指
令に基づき光を透過させるＯＮ状態と遮断するＯＦＦ状
態のいずれかの状態をとる。そして、この光スイッチが
ＯＮ状態にある光ファイバ（ループバック光路）１８を
伝搬している光信号は、第一の入出力導波路２３からア
レイ導波路回折格子型光合分波器２１に再入力される。
第一の入出力導波路２３に戻された信号光は１度目と同
様の作用により第２の入出力導波路２７に出力される。
ここで重要なのはｊ番目の光ファイバ（ループバック光
路）１８（Ｌｊ）は第一の入出力導波路２３中ｊ番目の
導波路Ｉｊに接続されていることである。アレイ導波路
回折格子型光合分波器２１では、ここでは図５に示すよ
うな周波数合分波特性を示すように設計されているの
で、導波路Ｉｊから入力した周波数ｆ_jの信号光は、ｊ
の値によらずに第二の入出力導波路中の２７ｅ（Ｊ５）
から出力される。こうして、光ファイバ（ループバック
光路）１８（Ｌｊ（ｊ＝１，２，…，１６））中を伝搬
しＯＮの状態の光スイッチの（Ｓｊ）を経由して導波路
Ｉｊに再度入力された周波数ｆ_jの信号光は、導波路２
７ｅ（Ｊ５）から光ファイバ伝送路１１へ送り出され
る。一方、光スイッチ９（Ｓｊ）がＯＦＦ状態にある光
ファイバ（ループバック光路）１８を伝搬している光信
号はアレイ導波路回折格子型光合分波器２１に再入力さ
れないため、光ファイバ伝送路１１へ送り出されること
はない。したがって、選択したい周波数の光が伝搬する
光ファイバ（ループバック光路）１８（Ｌｊ）に設けら
れた光スイッチ９（Ｓｊ）だけをＯＮ状態とし、他の光
スイッチ９をＯＦＦ状態とすれば、光ファイバ伝送路一
中を伝搬してきた周波数多重信号光のうち、希望の周波
数の光だけが光ファイバ伝送路１１中に出力される。こ
うして、図４に示した従来の周波数チャネル選択フィル
タでは、対応する光スイッチ９（Ｓｊ）のみをＯＮ状態
にするというデジタル的な制御で１ないし複数の希望の
周波数の信号光のみを選択して出力することが可能にな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３を用いて
説明した従来の周波数チャネル選択フィルタでは、単一
の選択出力しかえられないという欠点があった。以下、
この問題点を説明する。図３に示した従来例において
は、光ファイバ伝送路１中を伝搬してきた周波数多重光
信号のうちから周波数の異なる複数の信号光、たとえば
ｆ₁とｆ₃を同時に選択することが可能である。しかし、
この２つの信号光は、光ファイバ伝送路１１中で合波さ
れて出力されるため、これを分離して利用する場合には
別に分波器が必要となってしまう。この解決策として
は、図３に示した従来の周波数チャネル選択フィルタを
複数個用いて、周波数多重光信号を分岐してからそれぞ
れの周波数チャネル選択フィルタに入力し、それぞれで
必要な１波を抜き出す方法が考えられる。しかし、この
場合、周波数多重信号を分岐するために損失増加が不可
避である。例えば２つの選択出力を得たい場合には、２
分岐によりパワーは半減するので、少なくとも３ｄＢの
損失増加となってしまう。本発明は、上記事情を艦みて
なされたものであって、複数の選択出力を損失増加なく
得ることの出来る周波数チャネル選択フィルタを提供す
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、アレイ導波路回折格子型光合分波器を利
用した周波数チャネル選択フィルタにおいて、複数の出
力用光路と複数の１×Ｎ光スイッチ（但しＮは３以上の
整数）とを備え、前記光スイッチで少なくとも２つのル
ープバック光路もしくは折り返し光路のうちから一つを
選択するあるいはいずれも選択しないという少なくとも
３状態を切り替えることで、複数の出力用光路に出力用
光路に出力するように構成したことをその主要な特徴と
する。すなわち、請求項１記載の発明は、周波数多重さ
れた光信号を伝送する第１の光路と、前記第１の光路が
伝送する前記周波数多重された光信号を、異なる周波数
の光信号ごとに分離する第１の光合分波手段と、前記第
１の光合分波手段が分離した光信号を、異なる周波数ご
とに伝送する複数本の第１の光導波路と、前記第１の光
導波路が伝送する光信号を入力し、複数個の出力のいづ
れかに切り替える複数個の１対多光スイッチと、前記１
対多光スイッチからの出力を伝送する複数本の第２の光
導波路と、前記第２の光導波路が伝送する光信号を複数
波合わせて周波数多重する第２の光合分波手段と、前記
第２の光合分波手段によって周波数多重された光信号を
伝送する複数本の第２の光路とを具備してなることを特
徴としている。

【０００５】また、請求項２記載の発明は、前記第１、
第２の光合分波手段がアレイ導波路回折格子型光合分波
器からなることを特徴とする請求項１に記載の周波数チ
ャネル選択フィルタである。

【０００６】また、請求項３記載の発明は、Ｎ本の第１
の入出力光導波路とＮ本の第２の入出力光導波路とを有
する前記アレイ導波路回折格子型光合分波器と、前記第
１の入出力光導波路のｓ番目の光導波路に接続された前
記第１の光路と、前記第２の入出力光導波路のｓ番目の
光導波路と前記第１の入出力光導波路及び前記第２の入
出力光導波路のｔ番目の光導波路とのうちの少なくとも
１本の光導波路に接続された前記第２の光路と、前記第
２の入出力光導波路のｊ番目の入出力光導波路に接続さ
れた第１のポートと、前記第１の入出力光導波路のｊ番
目の入出力光導波路と前記第１の入出力光導波路及び前
記第２の入出力光導波路のｋ番目の入出力光導波路との
うちの少なくとも１本の光導波路のそれぞれに接続され
た単数又は複数の第２のポートとを備えた前記１対多光
スイッチとを揺する周波数チャネル選択フィルタであっ
て、ＭをＮの約数とすると、ｓはＮ以下の１つの自然数
であり、ｔは、１からＮ／Ｍまでの整数ｑのそれぞれに
対してＭｏｄ（ｔ−ｓ＋Ｎ，Ｎ）＝ｑを満たすＮ以下の
自然数であり、ｊは、ｓ未満で最大のＭの倍数からｓ以
上で最小のＭの倍数までのｓを除く自然数であり、ｋ
は、１からＮ／Ｍまでの整数ｒのそれぞれに対してＭｏ
ｄ（ｊ−ｋ＋Ｎ，Ｎ）＝ｒＭを満たすＮ以下の自然数で
あることを特徴とする請求項２に記載の周波数チャネル
選択フィルタである。

【０００７】

【作用】本発明の周波数チャネル選択フィルタでは、複
数の１×Ｎ光スイッチ（但しＮは３以上の整数）を備え
少なくとも２つのループバック光路もしくは折り返し光
路のいずれか一方を構成するかもしくはいずれも構成し
ないという、少なくとも３つの状態のうちの一つの状態
を選択する。ここで、それぞれのループバック光路もし
くは折り返し光路の接続先を工夫することで、この１×
Ｎ光スイッチの選択に応じて、対応する周波数の信号光
は、少なくとも２つの出力用光路のいずれかに出力され
るかもしくは２つのいずれにも出力されないように構成
できる。こうして、複数の選択出力を有する周波数チャ
ネル選択フィルタが実現される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に関わる周波数チャネル選択フ
ィルタの各実施例について、図面に基づき詳細に説明す
る。図１は、本発明の周波数チャネル選択フィルタの第
一の実施例を示す構成図である。

【０００９】この周波数チャネル選択フィルタは、図３
を用いて説明した従来例と同様に、第一の入出力導波路
２３と第二の入出力導波路２７とがそれぞれ１６個の導
波路からなる周波数多重数１６（Ｎ＝１６）のアレイ導
波路回折格子型光合分波器２１を利用している。ここ
で、アレイ導波路回折格子型光合分波器２１において、
２４，２５はスラブ導波路、２６はアレイ導波路回折格
子である。また、アレイ導波路回折格子型光合分波器２
１は、従来例と同様に図５に示した周波数合分波特性を
示すように設計されているものとする。

【００１０】図１において、１は入力用光路に相当する
光ファイバ伝送路であり、第１の入出力導波路２３のう
ちの２３ｅ（Ｉ５）に接続されている。一方、１１，１
２，１３は出力用光路に相当する光ファイバ伝送路であ
り、導波路２７ｅ（Ｊ５），２７ｍ（Ｊ１３），２３ｍ
（Ｉ１３）にそれぞれ接続されている。ここで、第二の
入出力導波路２７（Ｊｊ（ｊ＝１，２，…，１６））の
うちの導波路２７ｉ（Ｊ９），２７ｊ（Ｊ１０），…，
２７ｐ（Ｊ１６）（但しＪ１３は除く）は、光ファイバ
２８（Ｋｊ（ｊ＝９，１０…，１６））によって１×３
光スイッチ２９（Ｔｊ（ｊ＝９，１０，…，１６））の
入力にそれぞれ接続されている。

【００１１】１×３光スイッチ２９は、外部からの制御
信号に応じてＪｊから入力した光信号を３つの出力のう
ちの一つの出力だけに出力する。１×３光スイッチＴｊ
の第一の出力は、光ファイバ３１（Ｋａｊ）によって第
一の入出力導波路２３のうちの導波路Ｉｊに接続されて
いる。一方、光スイッチＴｊじょ第２の出力は、光ファ
イバ３２（Ｋｂｊ）によって導波路Ｉｋに接続されてい
る。但しｋは（ｋ−１）＝Ｍｏｄ［（ｊ−１）＋Ｎ／
２，Ｎ］を満たす自然数で、この場合ｋ＝ｊ−８であ
る。ここで、Ｍｏｄ［ａ，ｂ］はａをｂでわった余りを
意味する。同様に、光スイッチＴｊの第三の出力は、光
ファイバ３３（Ｋｃｊ）によって導波路Ｊｋに接続され
ている。

【００１２】次に、図１に示された実施例１の周波数チ
ャネル選択フィルタの動作について説明する。周波数ｆ
₉，ｆ₁₀，…，ｆ₁₆（但しｆ₁₃を除く）の７波の周波数
多重光信号は、光ファイバ伝送路１中を伝搬した後にア
レイ導波路回折格子型光合分波器２１の第一の入出力導
波路２３中のＩ５に入力される。ここで、アレイ導波路
回折格子型光合分波器２１は図５に示した周波数合分波
特性を示すため、Ｉ５に入力された周波数ｆ₉の光信号
は第二の入出力導波路２７中のＪ９を経て光ファイバＫ
９中を伝搬する。同様に、周波数ｆ₁₀の光信号は光ファ
イバＫ１０中を、…，周波数ｆ₁₆の光信号は光ファイバ
Ｋ１６中をそれぞれ伝搬する。ここで、１×３光スイッ
チＴｊ（ｊ＝９，１０，…，１６）が第一の出力を選択
していると、光ファイバＫｊ中を伝搬する周波数ｆ_jの
光は、光スイッチＴｊ、光ファイバＫａｊを経て第一の
入出力導波路２３中のＩｊに入力される。さらに、Ｉｊ
に入力された周波数ｆ_jの光は、図５にしたがい、ｊの
値によらずに第二の入出力導波路２７中の２７ｅ（Ｊ
５）に出力される。すなわち、光スイッチＴｊが第１の
出力を選択すると、光ファイバＫｊと光ファイバＫａｊ
によってループバック光路が構成され、図３に示した従
来回路と同様に、対応する周波数の信号光がファイバ伝
送路から光ファイバ伝送路１１へ伝搬する。

【００１３】一方、１×３光スイッチＴｊが第二の出力
を選択していると、光ファイバＫｊ中を伝搬する周波数
ｆ_jの光は、光スイッチＴ_j、光ファイバＫｂｊを経て第
１の入出力導波路２３中のＩｋに入力される。ただし、
ｋ＝ｊ−８である。さらに、Ｉｋに入力された周波数ｆ
_jの光は、図５にしたがい、ｊの値によらずに第２の入
出力導波路２７中の２７ｍ（Ｊ１３）に出力される。す
なわち、光スイッチＴｊが第二の出力を選択すると、光
ファイバＫｊと光ファイバＫｂｊによってループバック
光路が構成され、対応する周波数の信号光が光ファイバ
伝送路１から光ファイバ伝送路１２へ伝搬する。

【００１４】さらに、１×３光スイッチＴｊが第三の出
力を選択していると、光ファイバＫｊ中を伝搬する周波
数ｆｊの光は、光スイッチＴｊ、光ファイバＫｃｊを経
て第二の入出力導波路２７中のＪｋに入力される。さら
に、Ｊｋに入力された周波数ｆ_jの光は、図５にしたが
いｊの値によらずに第一の入出力導波路２３中の２３ｍ
（Ｉ１３）に出力される。すなわち、光スイッチＴｊが
第三の出力を選択すると、光ファイバｋｊと光ファイバ
Ｋｃｊによって折り返し光路が構成され、対応する周波
数の信号光が光ファイバ伝送路１から光ファイバ伝送路
１３へ伝搬する。 したがって、７個の光スイッチ２９
ａ，２９ｂ，…，２９ｇのうちの一つの光スイッチの
み、例えば２９ａ（Ｔ９）だけが第一の出力を選択し、
また例えば２９ｂ（Ｔ１０）だけが第二の出力を選択
し、他の光スイッチが第三の出力を選択するように設定
すれば、周波数ｆ₉の信号光だけが光ファイバ伝送路１
１中に出力され、また周波数ｆ₁₀の信号光だけが光ファ
イバ伝送路１２中に出力され、他の周波数の信号光は光
ファイバ伝送路１３中に出力される。複数の光スイッチ
が第一もしくは第二の出力を選択した場合も、それぞれ
対応する周波数の信号光が多重化されてそれぞれ光ファ
イバ伝送路１１もしくは１２中に出力される。すなわ
ち、光ファイバ伝送路１１，１２，１３のうちの任意の
２つを選択出力として用いれば、複数の選択出力を有す
る周波数チャネル選択フィルタが構成される。

【００１５】ここで、光ファイバ伝送路１から光ファイ
バ伝送路１１，１２，１３にいたる信号光が通過する光
部品は、通過順にアレイ導波路回折格子型光合分波器２
１，光ファイバ２８，光スイッチ２９，光ファイバ３１
もしくは３２もしくは３３，アレイ導波路回折格子型光
合分波器２１である。したがって、１×３光スイッチ２
９での損失が図３中のＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ９での損
失と同程度であれば、従来装置に比して損失増を引き起
こすことなく選択出力を１つから２つに増加できたこと
になる。さらに、図１に示した周波数チャネル選択光フ
ィルタでは、光ファイバ伝送路１１，１２，１３のうち
選択出力として用いない伝送路から、選択されなかった
残りの周波数の信号光が合波されて出力される。したが
って、この伝送路にさらに別の周波数チャネル選択光フ
ィルタをカスケード接続すれば、さらに多くの選択出力
をえられるように拡張することが可能である。

【００１６】なお、本実施例１および以下の実施例にお
いては周波数多重数Ｎ＝１６のアレイ導波路回折格子型
光合分波器２１を利用しているが、異なる多重数のアレ
イ導波路回折格子型光合分波器を利用しても勿論よい。
一般にアレイ導波路回折格子型光合分波器の周波数多重
数は任意に設計可能であるので、本実施例において例え
ばＮ＝２Ｍ（Ｍは自然数）のアレイ導波路回折格子型光
合分波器を利用すれば、２つの選択出力を有し、それぞ
れ最大（Ｍ−１）波の周波数多重光のうちから任意の１
ないし複数の光信号を選択する周波数チャネル選択フィ
ルタが構成される。

【００１７】また、図１に示した周波数チャネル選択フ
ィルタでは１×３光スイッチ２９を用いたが、これを１
×４光スイッチに置き換えることによって３つの選択出
力を有する周波数チャネル選択フィルタを構成すること
が可能である。すなわち、１×４光スイッチの第一，第
二，第三の出力にそれぞれ光ファイバ３１，３２，３３
を接続し、第四の出力にはなにも接続しなければよい。

【００１８】また、図１に示した周波数チャネル選択フ
ィルタでは、１×３光スイッチ２９の３つの出力を、光
ファイバ３１，３２，３３を用いてすべて入出力導波路
２３，２７のいずれかに接続しているが、いずれかの光
ファイバ、例えば３３を省略してもよい。この場合、光
スイッチ２９が第三の出力を選択した場合には対応する
周波数の信号光はアレイ導波路回折格子型光合分波器２
１に再入力されない。したがって、光ファイバ伝送路１
３に出力されることはないため、光ファイバ伝送路１３
も省略できる。

【００１９】さらにこの場合には、１×３光スイッチの
第三の出力は不要であるので、１×３光スイッチを、Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ光スイッチと１×２光スイッチを組み合わせ
て構成してもよい。すなわち、光ファイバ２８をＯＮ／
ＯＦＦ光スイッチに接続し、ＯＮ／ＯＦＦ光スイッチの
出力を１×２光スイッチに入力し、１×２光スイッチの
出力を光ファイバ３１，３２にそれぞれ接続する。そし
て、選択出力されない周波数に対応する光スイッチにお
いては、ＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＦＦとする。一方、
選択出力される周波数に対応する光スイッチは、ＯＮ／
ＯＦＦスイッチをＯＮとして１×２光スイッチで出力光
路を選択する。こうして、２つの選択出力のいずれかに
出力するあるいはいずれにも出力しないという３状態の
うちから一つを選択することができる。

【００２０】なお、図１に示した周波数チャネル選択フ
ィルタにおいて、出力先として選択される光ファイバ伝
送路１１，１２，１３を切り替る必要のない周波数の光
信号が含まれる場合には、対応する光スイッチＴｊは省
略して光ファイバＫｊを光ファイバＫａｊ，Ｋｂｊ，Ｋ
ｃｊのいずれかに常に接続しておけばよい。また、出力
として取り出す必要のない光信号が含まれる場合には、
対応する光スイッチＴｊ，光ファイバＫｊ，Ｋａｊ，Ｋ
ｂｊ，Ｋｃｊは省略可能である。さらに、一部の周波数
の光信号については２つの選択出力のうちの一方だけに
しか出力される可能性がない場合には、対応する１×３
光スイッチＴｊの代わりに１×２光スイッチやＯＮ／Ｏ
ＦＦ光スイッチを備えてもよい。さらに、光ファイバＫ
ｊ，Ｋａｊ，Ｋｂｊや光ファイバ伝送路１１，１２，１
３が省略された場合には、図１に示した周波数チャネル
選択フィルタに用いるアレイ導波路回折格子型光合分波
器２１としては対応する入出力導波路２３，２７を省略
した合分波器を用いてもよい。

【００２１】また、図１に示した周波数チャネル選択フ
ィルタにおいては入力用光路に相当する光ファイバ伝送
路１を第１の入出力導波路２３中のＩ５に接続している
が、任意のＩｓ（１≦ｓ≦Ｎ）に接続してもよい。この
場合、出力用光路に相当する光ファイバ伝送路１１，１
２，１３はそれぞれＪｓ，Ｊｔ，Ｉｔに接続する。但
し、１≦ｔ≦Ｎで、（ｔ−１）＝Ｍｏｄ［（ｓ−１）＋
Ｎ／２，Ｎ］を満たす必要があり、ｓ＞Ｎ２の場合には
さらに光スイッチＴｊ，光ファイバＫｊ，Ｋａｊ，Ｋｂ
ｊ，Ｋｃｊをｊ＝（Ｎ／２）＋１，（Ｎ／２）＋２，
…，Ｎのかわりにｊ＝１，２，…，Ｎ／２として構成す
る必要がある。また、図１に示した周波数チャネル選択
フィルタにおいては、光スイッチ２９とアレイ導波路回
折格子型光合分波器２１を結ぶのに光ファイバを用いて
いるが、これは例えばアレイ導波路回折格子型光合分波
器２１と同様に石英もしくは半導体板上の導波路として
構成してもよい。

【００２２】図２は、本発明の周波数チャネル選択フィ
ルタの第二の実施例を示す構成図である。本実施例が図
１を用いて説明した実施例１と異なっているのは、出力
用光路に相当する光ファイバ伝送路が３本から７本にふ
え、これにともなって１×３光スイッチのかわりに１×
７光スイッチを備えたところにある。図２に示した要素
のうち、図１に示した実施例１で説明したものと等しい
ものについては、同一の番号を付してその説明を省略す
る。図２において、１１，１２，…，１７は出力用光路
に相当する光ファイバ伝送路であり、導波路２３ａ（Ｉ
１），２７ａ（Ｊ１），２７ｅ（Ｊ５），２７ｉ（Ｊ
９），２７ｍ（Ｊ１３），２３ｍ（Ｉ１３），２３ｉ
（Ｉ９）にそれぞれ接続されている。ここで、第二の入
出力導波路２７（Ｊｊ（ｊ＝１，２，…，１６））のう
ちの導波路２７ｊ（Ｊ１０），２７ｋ（Ｊ１１），２７
Ｉ（Ｊ１２）は、光ファイバ２８（Ｋｊ（ｊ＝１０，１
１，１２））によって１×７光スイッチ３９（Ｕｊ）の
入力とそれぞれ接続されている。

【００２３】１×７光スイッチ３９は、外部からの制御
信号に応じて、入力した光信号を７つの出力のうち一つ
の出力だけに出力する。１×７光スイッチＵｊの第一の
出力は、光ファイバ３１（Ｋａｊ）によって第２の入出
力導波路２７のうちの導波路Ｊｊ＋４に接続されてい
る。光スイッチＵｊの第二の出力は、光ファイバ３２
（Ｋｂｊ）によって導波路Ｉｊ＋４に接続されている。
以下同様に、光スイッチＵｊの第三，第四，…，第七の
出力は、光ファイバ３３（Ｋｃｊ），３４（Ｋｄｊ），
…，３７（Ｋｇｊ）によってそれぞれ導波路いｊ，Ｉｊ
−４，Ｉｊ−８，Ｊｊ−８，Ｊｊ−４に接続されてい
る。次に、図２に示された実施例２の周波数チャネル選
択フィルタの動作について、図１を用いて説明した実施
例１と異なる部分を中心に説明する。

【００２４】周波数ｆ_j（ｊ＝１０，１１，１２）の３
波の周波数多重光信号は、光ファイバ伝送路１中を伝搬
した後にアレイ導波路回折格子型光合分波器２１の第一
の入出力導波路２３中の２３ｅ（Ｉ５）に入力される。
ここで、アレイ導波路回折格子型光合分波器２１は図５
に示した周波数合分波特性を示すように設計されている
ため、周波数ｆ_jの光信号は第２の入出力導波路２７中
のＪｊを経て光ファイバＫｊ中を伝搬する。ここで、１
×光スイッチ３９（Ｕｊ（ｊ＝１０，１１，１２））が
第一の出力を選択していると、光ファイバＫｊ中を伝搬
してきた周波数ｆ_jの光は、光スイッチＵｊ，光ファイ
バＫａｊを経て第二の入出力導波路２７中のＪｊ＋４に
再入力される。ここで、Ｊｊ＋４に入力された周波数ｆ
_jの光は、図５にしたがい、ｊの値によらずに第一の入
出力導波路２３中の２３ａ（Ｉ１）から出力される。す
なわち、光スイッチＵｊが第一の出力を選択すると、光
ファイバＫｊと光ファイバＫａｊによって折り返し光路
が構成され、対応する周波数の信号光が光ファイバ伝送
路１から光ファイバ伝路路１１へ伝搬する。一方、１×
７の光スイッチＵｊが第二の出力を選択していると、光
ファイバｋｊ中を伝搬する周波数ｆ_jの光は、光スイッ
チＵｊ，光ファイバＫｂｊを経て第一の入出力導波路２
３中のＩｊ＋４に入力される。ここで、Ｉｊ＋４に入力
された周波数ｆ_jの光は、図５にしたがい、ｊの値によ
らずに第二の入出力導波路２７中の２７ａ（Ｊ１）に出
力される。

【００２５】すなわち、光スイッチＵｊが第二の出力を
選択すると、光ファイバＫｊと光ファイバＫｂｊ によ
ってループバック光路が構成され、対応する周波数の信
号光が光ファイバ伝送路１から光ファイバ伝送路１２へ
伝搬する。以下同様にして、１×７光スイッチＵｊが第
三，第四，…，第七の出力を選択していると、光ファイ
バＫｊ中を伝搬する周波数ｆ_jの光は、光ファイバ３
３，３４，…３７を経てアレイ導波路回折格子型光合分
波器２１に再入力され、対応する周波数の信号光が光フ
ァイバ伝送路１から光ファイバ伝送路１３，１４，…，
１７へ伝搬する。したがって、光ファイバ伝送路１１，
１２，…，１７のうちの６つをそれぞれ選択出力として
用いれば、６個の選択出力を有する周波数チャネル選択
フィルタが構成される。

【００２６】ここで、１×７光スイッチで３９での損失
が図３中のＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ９での損失と同程度
であれば、従来装置に比して損失増を引き起こすことな
く選択出力を１つから６つに増加できたことになる。な
お、本実施例においても例えばＮ＝４Ｍ（Ｍは自然数）
のアレイ導波路回折格子型光合分波器を利用すれば最大
で７つ（＝４×２−１）の選択出力を有し、それぞれ最
大（Ｍ−１）波の周波数多重光のうちから任意の１ない
し複数の光信号を選択する周波数チャネル選択フィルタ
が構成される。さらに一般的には，Ｎ＝ＫＭ（Ｋは２以
上の自然数）のアレイ導波路回折格子型光合分波器を利
用すれば、２Ｋ−１の選択出力を有し、それぞれ最大
（Ｍ−１）波の周波数多重光のうちから任意の１ないし
複数の光信号を選択する周波数チャネル選択フィルタが
同様にして構成できる。即ち、Ｎ×Ｎのアレイフィルタ
をＫ個のＭ×Ｍアレイフィルタとみなし、それぞれのＭ
×Ｍアレイフィルタの同じ位置に等波路を接続すればよ
い。ここで実施例１は（Ｋ，Ｍ）＝（２，８）の場合、
実施例２は（Ｋ，Ｍ）＝（４，４）に相当する。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の周波数チ
ャネル選択フィルタによれば、アレイ導波路回折格子型
光合分波器と複数の１×Ｎ光スイッチ（Ｎは３以上の整
数）を備え、光スイッチで少なくとも二つのループバッ
ク光路もしくは折り返し光路のなかから一つを選択する
あるいはいずれも選択しないという３つ以上の状態のう
ちの一状態を選択することで、複数の選択出力を得るこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の周波数チャネル選択フィル
タを示す構成図である。

【図２】本発明の実施例２の周波数チャネル選択フィル
タを示す構成図である。

【図３】従来の周波数チャネル選択フィルタの原理を説
明する図である。

【図４】従来の周波数チャネル選択フィルタを示す構成
図である。

【図５】周波数多重数１６のアレイ導波路回折格子型光
合分波器の周波数合分波特性を示す図である。

【符号の説明】

１，１１，１２，…，１７ 光ファイバ伝送路 ９ ＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ １８ 光ファイバ（ループバック光路） ２１ アレイ導波路回折格子型光合分波器 ２３ 第一の入出力導波路 ２４，２５ スラブ導波路 ２６ アレイ導波路回折格子 ２７ 第二の入出力導波路 ２８ 光ファイバ ２９ １×３光スイッチ ３１，３２，…，３７ 光ファイバ ３９ １×７光スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０２Ｂ 6/28 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｆ 6/28 Ｚ Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｅ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数多重された光信号を伝送する第１
   の光路と、 前記第１の光路が伝送する前記周波数多重された光信号
   を、異なる周波数の光信号ごとに分離する第１の光合分
   波手段と、 前記第１の光合分波手段が分離した光信号を、異なる周
   波数ごとに伝送する複数本の第１の光導波路と、 前記第１の光導波路が伝送する光信号を入力し、複数個
   の出力のいづれかに切り替える複数個の１対多光スイッ
   チと、 前記１対多光スイッチからの出力を伝送する複数本の第
   ２の光導波路と、 前記第２の光導波路が伝送する光信号を複数波合わせて
   周波数多重する第２の光合分波手段と、 前記第２の光合分波手段によって周波数多重された光信
   号を伝送する複数本の第２の光路とを具備してなる周波
   数チャネル選択フィルタ。
2. 【請求項２】 前記第１、第２の光合分波手段がアレイ
   導波路回折格子型光合分波器からなることを特徴とする
   請求項１に記載の周波数チャネル選択フィルタ。
3. 【請求項３】 Ｎ本の第１の入出力光導波路とＮ本の第
   ２の入出力光導波路とを有する前記アレイ導波路回折格
   子型光合分波器と、 前記第１の入出力光導波路のｓ番目の光導波路に接続さ
   れた前記第１の光路と、 前記第２の入出力光導波路のｓ番目の光導波路と前記第
   １の入出力光導波路及び前記第２の入出力光導波路のｔ
   番目の光導波路とのうちの少なくとも１本の光導波路に
   接続された前記第２の光路と、 前記第２の入出力光導波路のｊ番目の入出力光導波路に
   接続された第１のポートと、 前記第１の入出力光導波路のｊ番目の入出力光導波路と
   前記第１の入出力光導波路及び前記第２の入出力光導波
   路のｋ番目の入出力光導波路とのうちの少なくとも１本
   の光導波路のそれぞれに接続された単数又は複数の第２
   のポートとを備えた前記１対多光スイッチとを揺する周
   波数チャネル選択フィルタであって、ＭをＮの約数とす
   ると、ｓはＮ以下の１つの自然数であり、ｔは、１から
   Ｎ／Ｍまでの整数ｑのそれぞれに対してＭｏｄ（ｔ−ｓ
   ＋Ｎ，Ｎ）＝ｑを満たすＮ以下の自然数であり、 ｊは、ｓ未満で最大のＭの倍数からｓ以上で最小のＭの
   倍数までのｓを除く自然数であり、 ｋは、１からＮ／Ｍまでの整数ｒのそれぞれに対してＭ
   ｏｄ（ｊ−ｋ＋Ｎ，Ｎ）＝ｒＭを満たすＮ以下の自然数
   であることを特徴とする請求項２に記載の周波数チャネ
   ル選択フィルタ。