JPH09121203A - 波長多重光伝送装置および波長多重光伝送システム - Google Patents

波長多重光伝送装置および波長多重光伝送システム

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JPH09121203A JP7271215A JP27121595A JPH09121203A JP H09121203 A JPH09121203 A JP H09121203A JP 7271215 A JP7271215 A JP 7271215A JP 27121595 A JP27121595 A JP 27121595A JP H09121203 A JPH09121203 A JP H09121203A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長選択性反射器と方向性結合器により光フ
ィルタを構成し、さらに、３つの光フィルタでスター状
に接続して分岐数３の光分岐回路を構成する。 【解決手段】 ２つの方向性結合器の間に波長選択性反
射器を接続して光フィルタを構成し、さらに、３つの光
フィルタを組合わせて、分岐回路を構成する。そして、
分岐回路は、第１の光フィルタから入射した光を波長選
択性反射器が反射したら第３の光フィルタへ、透過した
ら第２の光フィルタへ出射し、第２の光フィルタから入
射した光を波長選択性反射器が反射したら第１の光フィ
ルタへ、透過したら第３の光フィルタへ出射し、第３の
光フィルタから入射した光を波長選択性反射器が反射し
たら第２の光フィルタへ、透過したら第１の光フィルタ
へ出射するよう光フィルタを相互に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は波長多重光通信に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信の急速な需要拡大により、伝送容
量の飛躍的な増大が望まれるようになってきた。従来は
同期ディジタルハイアラキー（SDH）に従って高速化、
すなわち時分割多重（TDM）することで大容量化を達成
してきた。今日に至っては実用伝送レートの最高値は10
Gbit/sにもなっている。これはもはや商用電子回路の処
理できる最高速度であり、伝送路終端装置の高コスト化
を招いている。一方、近年のレーザダイオード（LD）製
造技術の進展と、エルビウムドープ光ファイバ増幅器
（EDFA ）利得平坦化により、波長分割多重（WDM）シス
テムが脚光を浴びるようになってきた。複数の異なる波
長を搬送波として利用するもので、1波あたりの伝送速
度を低く設定することにより、既存の伝送路終端装置が
使用でき、システム全体のコストを低く抑えることがで
きる。
【０００３】また、局装置を受動光回路部品で構成すれ
ば、全ての局装置が電気と光の変換過程を経由しない、
光学的に透明な媒体で接続されることになる。従来は、
伝送経路の切り替えを、光／電気変換、電気／光変換を
介し、かつ経路情報を読みとるために信号を終端して電
気的に経路接続の切り替えで行っていたのを、WDM技術
を用いることで、光／電気変換、電気／光変換を介すこ
となく容易に経路切り替えを行えるようになる。このこ
とは、ネットワークの保守・運用管理の簡略化という効
果をもたらす。WDM技術を用いた各種ネットワークに必
要とされる波長多重光通信装置として、（１）バス型ネ
ットワークで使用される光分岐回路、（２）リング型ネ
ットワークで使用される分岐挿入多重回路、（３）スタ
ー型ネットワークで使用される双方向波長多重分離回路
が挙げられる。
【０００４】従来例１．海底ケーブルシステムにおい
て、一方向から来た光ケーブルを2方向に分岐する光分
岐回路が必要とされてきた。これまでの光分岐回路は、
行き先別に2心線の光ケーブルを持つものが用いられて
いたが、これでは上り回線と下り回線を合わせて4心線
が必要となり、光ケーブルの重量化、高コスト化を招い
ていた。これに対して、WDM技術を用いれば心線数を半
分にできることが、「大山昇、桑原守二監修”光海底ケ
ーブル通信”、KEC、pp.141-151、1991年」に述べられ
ている。
【０００５】図２８はWDM技術を用いた光分岐回路の例
である。ここで、300は光分岐回路、301a、301b、301c
は、波長を分離する光フィルタ、302a、302b、302cは、
波長を合波する光フィルタである。例えば、ケーブルA
から入射した波長λ1とλ2は、光フィルタ301aで分離さ
れ、λ1は光フィルタ302cを経由してケーブルCへ、λ2
は光フィルタ302bを経由してケーブルBへと進む。一
方、ケーブルBから入射した波長λ1とλ2は、光フィル
タ301bで分離され、λ1は光フィルタ302aを経由してケ
ーブルAへ、λ2は光フィルタ302cを経由してケーブルC
へと進む。このように、２つの異なる波長を使用すれ
ば、２方向への光ケーブルの分岐が可能となる。さて、
この光分岐回路で重要な役割をする光フィルタ301a、30
1b、301c、302a、302b、302cには、図２９で示す誘電体
多層膜フィルタが従来から広く用いられてきた。
【０００６】誘電体多層膜フィルタの動作を図２９で説
明すると、端子290から入射するWDM光はレンズ291aでコ
リメートされて誘電体多層膜292に到達する。この誘電
体多層膜292は、例えばλ1の波長を反射し、それ以外の
波長を透過するよう設計される。反射したλ1の波長は
レンズ291bで集光されて端子290bに出射する。ここに光
受信器294を接続する。一方λ5の波長の光送信器293は
端子290cに接続され、レンズ291c、誘電体多層膜292を
通過して端子290aに出力される。
【０００７】従来例２．リング型ネットワークの具体例
として例えば「M. J. Chawki, V. Tholey, E.Delevaqu
e, S. Boj and E. Gay,■ Wavelength reuse scheme in
a WDM unidirectional ring network using a proper
fiber grating add/drop multiplexer,■ Elecrtonics
Letters, vol. 31, No. 6, pp.476-477, 1995」に掲載
された、WDMによる分岐挿入多重（Add/Drop Multiplexe
r；ADM ）ネットワークが挙げられる。ADMとは、自局宛
の信号を分岐（Drop）するとともに、自局から他局へ宛
てた信号を挿入（Add）する多重分離装置である。リン
グ状の光ファイバで接続された一つのネットワークが光
クロスコネクト装置を介して他のネットワークに接続さ
れる。例えば局１には固有の波長λ1が割り当てられ
る。局１に到達したWDM信号の中から、光フィルタによ
って自局宛てのλ1のみが分岐され光受信器で受信され
る。一方、局１の光送信器から発信される信号は、波長
λ1を搬送波として光ファイバに挿入される。どの局宛
てかは波長を知ることによって識別することができる。
同様に局２には固有の波長λ2が割り当てられる。
【０００８】リング型ネットワークに必要とされる光フ
ィルタとして提案されている従来例を図３０に示す。こ
の種の光フィルタの基本原理は、「K. O. Hill, D. C.
Johnson, F. Bilodeau, S. Faucher, ■ Narrow-bandwi
dth optical waveguide transmission filters,■ Elec
tronics Letters vol.23, No.9, pp.465-466, 1987」に
示され、その後「D. C. Johnson, K. O. Hill, F. Bil
odeau, S. Faucher,■ New design concept for a narr
owband wavekength-selective optical tapand combin
er,■ Electronics Letters vol.23, No.13, pp.668-66
9, 1987」において発展した。同一内容がUS PATENT 4,9
00,119に示されている。類似の発明が特開平1-96605に
示されている。
【０００９】図３０において、310a、310bはファイバグ
レーティング、311aおよび311bは2×2の3dBカプラ、312
は光送信器、313は光受信器を示す。314a、314bは屈折
率調整部である。315a、315bは3dBカプラ311aの前段の
端子、315c、315dは3dBカプラ311aの後段の端子、316
a、316bは3dBカプラ311bの前段の端子、316c、316dは3d
Bカプラ311bの後段の端子である。
【００１０】ファイバグレーティングは、カナダのコミ
ュニケーションリサーチセンターのK. O. Hillらによっ
て発明されたもので、光ファイバに外部から紫外線を露
光すると格子欠陥を誘起し、屈折率の周期的な変動を発
生するので、ファイバグレーティングは波長選択性の反
射器として動作する。波長再現性が高く挿入損失が極め
て小さいのが特徴である。ファイバグレーティングのグ
レーティングピッチをΛ、ファイバの等価屈折率をnef
f、実効的なグレーティング長をLeff、結合係数をκと
すると、ブラッグ反射の中心波長λB は、λB = Λ／ne
ff 、反射の中心波長における反射係数Rは、R= tanh＾2
(κLeff) と表せる。
【００１１】本従来例におけるファイバグレーティング
310aと310bのブラッグ波長（反射波の波長）がλ5に設
定されているとする。ファイバグレーティングはそれだ
けでは単なる波長選択性の反射器としてしか動作しない
が、前段に3dBカプラ311aを接続すれば、端子315aから
入射したWDM光のうち、λ5だけがファイバグレーティン
グで反射され、3dBカプラの端子315bから取り出すこと
ができる。
【００１２】端子315aより入射された光は二分されて端
子315c、315dに出射される。端子315c、315dから出射し
た光はそれぞれファイバグレ−ティング310a、310bによ
って反射され再び3dBカプラ311aに戻ってくるが、端子3
15aから端子315aに戻る場合は、端子315a→端子315c→
ファイバグレーティング310a（反射）→端子315c→端子
315aの第１のル−トの光と、端子315a→端子315d→ファ
イバグレーティング310b（反射）→端子315d→端子315a
の第２のル−トの光が合成されて端子315aから出射する
が、3dBカプラは通過光と結合光でπ／２の位相差が生
じるので、第１のル−トの端子315a→端子315cと端子31
5c→端子315aは通過光、第２のル−トの端子315a→端子
315dと端子315d→端子315aは結合光でπの位相差が生
じ、第１のル−トの光と第２のル−トの光は逆相で光は
干渉で打ち消される。
【００１３】端子315aから端子315bに戻る場合は、端子
315a→端子315c→ファイバグレーティング310a（反射）
→端子315c→端子315bの第１のル−トの光と、端子315a
→端子315d→ファイバグレーティング310b（反射）→端
子315d→端子315bの第２のル−トの光が合成されて端子
315bから出射するが、第１のル−トの端子315a→端子31
5cは通過光で、端子315c→端子315bは結合光で、第２の
ル−トの端子315a→端子315dは結合光で、端子315d→端
子315bは通過光で第１のル−トの光と第２のル−トの光
は共にπ／２の位相遅れで合計πで同相となり光は干渉
で強め合う。従って、端子315aからの波長λ5の光は端
子315bに出射する。|
【００１４】λ5以外の反射されなかった波長は3dBカプ
ラ311bに到達するが、端子315aから端子316cに出射する
場合は、端子315a→端子315c→ファイバグレーティング
310a（透過）→端子316a→端子316cの第１のル−トの光
と、端子315a→端子315d→ファイバグレーティング310b
（透過）→端子316b→端子316cの第２のル−トの光が合
成されて端子316cから出射するが、第１のル−トの端子
315a→端子315cと端子316a→端子316cは通過光、第２の
ル−トの端子315a→端子315dと端子316b→端子316cは結
合光でπの位相差が生じ、第１のル−トの光と第２のル
−トの光は逆相で光は干渉で打ち消される。
【００１５】端子315aから端子316dに出射する場合は、
端子315a→端子315c→ファイバグレーティング310a（透
過）→端子316a→端子316dの第１のル−トの光と、端子
315a→端子315d→ファイバグレーティング310b（透過）
→端子316b→端子316dの第２のル−トの光が合成されて
端子316dから出射するが、第１のル−トの端子315a→端
子315cは通過光で、端子316a→端子316dは結合光で、第
２のル−トの端子３１５ａ→端子３１５ｄは結合光で、
端子316b→端子316dは通過光で第１のル−トの光と第２
のル−トの光は共にπ／２の位相遅れで同相となり光は
干渉で強め合う。従って、端子315aからの波長λ5以外
の光は端子316dに出射する。
【００１６】一方、挿入すべき波長λ5の信号は端子316
cに接続した光送信器312から送出することによって端子
316dに出射される。動作は端子315aから入射したλ5が
端子315bに出射されたのと同様である。従って、端子31
5aからの波長λ5以外の光は端子316dに出射する。な
お、屈折率調整部314aは3dBカプラ311aから各ファイバ
グレーティング310a、310bまでの光路長が同じになるよ
う屈折率を調整するものである。また、屈折率調整部31
4bは3dBカプラ311bから各ファイバグレーティング310
a、310bまでの光路長が同じになるよう屈折率を調整す
るものである。屈折率調整部314a、314bはファイバグレ
ーティングを作製する方法と同様に紫外線を露光するこ
とで屈折率を変化させ得る。この技術については特開平
4-298702に述べられている。
【００１７】従来例３．スター型のネットワークの具体
例としてLAMBDANETが挙げられる。詳しくは「M. S. Goo
dman、H. Kobrinski、M. P. Vecchi、R. M. Bulley、an
d J. L. Gimlett、IEEE Journal of Selected Areas in
Communications、vol.8、p.995、1990年」に述べられ
ている。各局には、割り当てられた波長の光送信器が備
えられる。光送信器を出た光信号は、スターカプラを通
じて全局に達する。各局では受光する全波長の中から所
望の波長を選択する。例えば、局１に備えられた光送信
器には固有の波長λ1が割り当てられる。一方、局１の
光受信器の受信したい信号波長が、局５に設置された光
送信器の固有の送信波長λ5であった場合、これを選択
受信する。光フィルタに必要な機能はλ1とλ5の双方向
波長多重分離である。従来、この光フィルタに誘電体多
層膜フィルタが用いられていた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】従来の光フィルタは、
上述のように構成されていた。ここに存在するいくつか
の問題が、システムの動作性能を劣化させたり、構成を
複雑化していた。従来例１の問題点として、誘電体多層
膜フィルタは、通過損失が大きく、多くの光学部品を使
用するため組立が困難であるという問題がある。さら
に、光信号は、一旦光ファイバから空間に出て、レンズ
や誘電体多層膜を通過した後、再び光ファイバに結合す
る構造であるため、光軸ずれが発生しやすく、万が一光
軸ずれが発生すると、幹線である光ケーブル断という重
大な事故につながってしまう問題があった。
【００１９】従来例２の問題点として、リング型のネッ
トワークにおいて、回線需要が上がった局に2波以上の
波長を割り当てる場合がある。しかしながら図３０に示
す光フィルタでは異なる2波の分岐挿入を同時に行うこ
とができないという問題があった。図３０に示す光フィ
ルタにおいて、ファイバグレーティング310aと310bの反
射率Rを完全に100％とすることが困難である。仮に結合
パラメータκLが2の場合、Rは93％となる。このとき光
送信器312から出たλ5（これを挿入光とよぶ）のうち、
反射されずに透過した7％が光受信器313へもれ込んでし
まう（この光をクロストーク光とよぶ）。光受信器313
は、本来の目的が端子315aから入射したλ5（これを分
岐光と呼ぶ）を受信するものである。すなわち、光送信
器312からの挿入光が光受信器313が受信すべき分岐光の
クロストークとなって受信特性を劣化させるという問題
が有る。
【００２０】図３０において、ファイバグレーティング
310a、310bがない場合、316cから入射した挿入光のパワ
−Pａのうち、端子315bに出力されるパワーと315aに出
力されるパワーの比をアイソレーションηとする。すな
わち、 η＝（315aに出力されるパワー）／（315bに出力されるパワー） （１） と定義する。3dBカプラ311aと311bの間の光路長差が完
全に一致するように屈折率調整部314aと314bを作製でき
た場合ηは0となるが、現状の作製技術ではηは0.1〜0.
01程度しかとれない。ここで、すべての経路の過剰損失
を無視した場合、端子224cから入射した挿入光が端子31
5bにもれ込むパワーは、Pａ（１−Ｒ）／（1−η）と表
される。一方、端子315aから入射した光のパワ−Pｄの
うち端子315bに出力される分岐光パワーは、Pｄ／（１
−η）と表される。このとき、クロストーク光と分岐光
の比、すなわちクロストークXは次式で与えられる。 X＝Pａ（１−R）／（Pｄ） （２） Rが93％、Pａ＝Pｄのとき、Xは0.07（＝-11.6dB）と計
算される。
【００２１】挿入光と分岐光の光周波数差Δ が０、か
つ偏波が一致する状態でクロストークが発生したときの
パワーペナルティPPは次式で表される。 PP＝−10log（1−4・√X） （3） Xが0.02のとき3.6dBものパワーペナルティが発生するこ
とになる。図３１はクロストークXに対するパワーペナ
ルティを10Gbit/s光伝送装置を用いて実験した結果であ
る。図中、黒丸は実験値を、また実線は式（1）の計算
値を示す。実験と計算は良く一致し、わずか−25dBのク
ロストークで1dBのパワーペナルティが発生することが
確認された。仮にパワーペナルティを0.2dB以下に抑え
るためには、クロストークを−39dB以下にしなければな
らない。この条件を満足するための反射率Rは式（2）か
ら逆算すると99.99％と計算される。現実的なファイバ
グレーティング製造の観点から極めて困難といえる。
【００２２】リング型のネットワークにおいて、回線需
要の変動に伴い、分岐挿入波長を任意の波長に切り換え
る場合がある。しかしながら図３０に示す光フィルタで
は任意の波長への切り替えができないという問題点があ
った。スター型のネットワークに必要な光フィルタは図
２９に示す誘電体多層膜で構成できるが、誘電体多層膜
光フィルタは、入力ファイバと出力ファイバの間をレン
ズ系で構成するため、挿入損失が大きくなるだけでな
く、組立が困難であり量産性に乏しいという問題点があ
った。
【００２３】この発明の第１の目的は、波長多重による
通過損失が少なく、光軸ずれのない光分岐回路を提供す
ることにある。
【００２４】第２の目的は、波長多重光伝送システムに
収容する端局数を増やし、伝送路に障害が発生しても障
害箇所を切り離して、端局相互に通信する通信路を確保
することにある。
【００２５】第３の目的は、波長多重による通過損失が
少なく、光軸ずれのない光分岐回路で、所定の経路の波
長数を多くとれる構成を提供することにある。
【００２６】第４の目的は、任意の局との通信が可能な
光分岐挿入回路を提供することにある。
【００２７】第５の目的は、複数波を同時に分岐挿入多
重できる光フィルタを提供することにある。
【００２８】第６の目的は分岐波と挿入波が同じ波長で
もクロストークの発生を小さく抑え、伝送特性劣化のな
い光フィルタを提供することである。
【００２９】第７の目的は、分岐挿入多重する波長の切
り換えができる光フィルタを提供することである。
【００３０】第８の目的は、双方向のWDMを行うとき
に、損失が小さいだけでなく組立が容易で量産性に富む
光フィルタを提供することである。
【００３１】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係わる波長
多重伝送装置は、所定の波長λ１の光信号と波長λ１以
外の光信号を入力する第１の端子と、この第１の端子に
入力された波長λ１の光信号を出力する第２の端子と、
波長λ１以外の光信号を入力する第３の端子と第１の端
子に入力された波長λ１以外の光信号を出力する第４の
端子とを有し、第３の端子に入力されたλ１以外の波長
の光信号を第２の端子に出力する第１、第２、第３の光
フィルタを備えた波長多重光伝送装置において、第１の
光フィルタの第３の端子と第２の光フィルタの第４の端
子とを接続し、第２の光フィルタの第３の端子と第３の
光フィルタの第４の端子とを接続し、第３の光フィルタ
の第３の端子と第１の光フィルタの第４の端子とを接続
したものである。
【００３２】第２の発明に係わる波長多重伝送システム
は、縦続接続された光多重伝送装置を介して、所定の波
長λ１の光信号と波長λ１以外の光信号を送受信する光
送受信装置を備えた端局装置が相互に通信するものであ
る。
【００３３】第３の発明に係わる波長多重伝送装置は、
所定の波長λ１の光信号と波長λ１以外の光信号を入力
する第１の端子と、この第１の端子に入力された前記波
長λ１の光信号を出力する第２の端子と、所定の波長λ
２以外の光信号を入力する第３の端子と前記第１の端子
に入力された波長λ１以外の光信号を出力する第４の端
子とを有する第１の光フィルタと、所定の波長λ２の光
信号と波長λ２以外の光信号を入力する第１の端子と、
この第１の端子に入力された前記波長λ２の光信号を出
力する第２の端子と、所定の波長λ２以外の光信号を入
力する第３の端子と前記第１の端子に入力された波長λ
２以外の光信号を出力する第４の端子とを有する第２、
第３の光フィルタを備えた波長多重光伝送装置におい
て、前記第１の光フィルタの第３の端子と前記第２の光
フィルタの第４の端子とを接続し、前記第２の光フィル
タの第３の端子と前記第３の光フィルタの第４の端子と
を接続し、前記第３の光フィルタの第３の端子と前記第
１の光フィルタの第２の端子とを接続したものである。
【００３４】第４の発明に係わる波長多重伝送装置は、
自局の受信用に割り当てられた所定の波長帯λＢ１内の
光波長多重信号と波長帯λＢ１外の光波長多重信号を受
信し入力する第１の端子、この第１の端子に入力された
波長帯λＢ１内の光波長多重信号を出力する第２の端子
および第１の端子に入力された波長帯λＢ１外の光波長
多重信号を出力する第３の端子を有する光フィルタと、
光フィルタの第２の端子に出力された光波長多重信号を
入力する光受信器と、自局から相手局対応に割り当てら
れた送信用の波長の光波長多重信号を出力する光送信器
と、光フィルタの第３の端子から出力されて波長帯λＢ
１外の光波長多重信号と光送信器から出力された光波長
多重信号とを合波し送信出力する方向性結合器とを有す
るものである。
【００３５】第５の発明に係わる波長多重伝送装置は、
λＢ１からλＢＮまでのＮ個の波長帯内の光波長多重信
号と波長帯外の光波長多重信号を受信し入力する第１の
端子、この第１の端子に入力されたλＢ１からλＢＮま
での波長帯内の光波長多重信号を出力する第２の端子、
λＢ１からλＢＮまでの波長帯内の光波長多重信号を入
力する第３の端子および第１の端子に入力された波長帯
外の光波長多重信号と第３の端子に入力されたλＢ１か
らλＢＮまでの波長帯内の光波長多重信号を出力する第
４の端子を有する光フィルタと、光フィルタの第２の端
子に出力された光波長多重信号を入力する光受信器と、
光フィルタの第３の端子に入力するλＢ１からλＢＮま
での波長帯内の光波長多重信号を出力する光送信器とを
備えたものである。
【００３６】第６の発明に係わる波長多重伝送装置は、
光フィルタとして、該同一光導波路内に形成された複数
の反射波長を有するグレ−ティング光導波路を備えたも
のである。
【００３７】第７の発明に係わる波長多重伝送装置は、
所定の波長帯λＢ１内の光信号と波長帯λＢ１外の光信
号を入力する第１の端子、この第１の端子に入力された
波長帯λＢ１内の送信光信号を出力する第２の端子、波
長帯λＢ１内の光信号を入力する第３の端子および第１
の端子に入力された波長帯λＢ１外の光信号と第３の端
子に入力された波長帯λＢ１内の光信号とを出力する第
４の端子を有する光フィルタと、光フィルタの第２の端
子に出力された光信号を受信する光受信器と、光フィル
タの第３の端子に光信号を出力する光送信器と、光受信
器が受信する波長より所定値ずらせた波長の光を発振す
るよう光送信器を制御する光周波数制御手段とを備えた
ものである。
【００３８】第８の発明に係わる波長多重伝送装置は、
所定の波長λ１の光信号と波長λ１以外の光信号を入力
する第１の端子、この第１の端子に入力された波長λ１
の光信号を出力する第２の端子および第１の端子に入力
された波長λ１以外の光信号を出力する第３の端子を有
する第１の光フィルタと、この第１の光フィルタの第３
の端子から出力される波長λ１以外の光信号を入力する
第４の端子、所定の波長λ１の送信光信号と波長λ１以
外の光信号を入力する第５の端子および第４の端子に入
力された波長λ１以外の光信号と第５の端子に入力され
た波長λ１の送信光信号を出力する第６の端子、を有す
る第２の光フィルタと、第１の光フィルタの第２の端子
に出力された光信号を入力する光受信器と、第２の光フ
ィルタの第５の端子に光信号を出力する光送信器とを備
えたものである。
【００３９】第９の発明に係わる波長多重伝送装置は、
所定の波長λ１の光信号と波長λ１以外の光信号を入力
する第１の端子、この第１の端子に入力された波長λ１
の光信号を出力する第２の端子および前記第１の端子に
入力された波長λ１以外の光信号を出力する第３の端子
を有する第１の光フィルタと、この第１の光フィルタの
第３の端子から出力される波長λ１以外の光信号を入力
する第４の端子、所定の波長λ１の送信光信号と波長λ
１以外の光信号を入力する第５の端子および前記第４の
端子に入力された波長λ１以外の光信号と前記第５の端
子に入力された波長λ１の送信光信号を出力する第６の
端子、を有する第２の光フィルタを備え、前記第１の光
フィルタの第３の端子と前記第２のフィルタの第４の端
子を、反射の中心波長がλ１である波長選択性反射器で
接続したものである。
【００４０】第１０の発明に係わる波長多重伝送装置
は、所定の波長λ２の光信号と波長λ２以外の光信号を
入力する第１の端子、この第１の端子に入力された波長
λ２の光信号を出力する第２の端子、および前記第１の
端子に入力された波長λ２以外の光信号を出力する第３
の端子を有する第１の光フィルタと、この第１の光フィ
ルタの第３の端子から出力される波長λ２以外の光信号
を入力する第４の端子、所定の波長λ２の送信光信号を
入力する第５の端子、および前記第４の端子に入力され
た波長λ２以外の光信号と前記第５の端子に入力された
波長λ２の送信光信号を出力する第６の端子を有する第
２の光フィルタと、所定の波長λ１の光信号と波長λ１
以外の光信号を入力する第７の端子、所定の波長λ２の
光信号と前記第７の端子に入力された波長λ１の光信号
を出力する第８の端子、前記第８の端子へ出力する波長
λ２を入力する第９の端子、前記第７の端子から入力さ
れた波長λ１以外の光信号を出力する第１０の端子を有
する第３の光フィルタと、前記第３の光フィルタの第１
０の端子から出力される波長λ１以外の光信号を入力す
る第１２の端子、所定の波長λ１の光信号と所定の波長
λ２の光信号を入力する第１３の端子、前記１３の端子
から入力されたλ１の光信号と、前記第１２の端子から
入力したλ１以外の光信号を出力する第１４の端子、前
記１３の端子から入力した波長λ２の光信号を出力する
第１１の端子を有する第４の光フィルタを備え、前記第
２の端子と前記第９の端子を接続し、前記第５の端子と
前記１１の端子を接続するものである。
【００４１】第１１の発明に係わる波長多重伝送装置
は、所定のλ１からλＮまでのＮ波の光波長多重信号を
入力する第１のポ−ト、第１ポ−トに入力された光波長
多重信号を出力する第２のポ−トおよび第２のポ−トに
入力された光波長多重信号を出力する第３のポ−トを有
する第１の光サ−キュレ−タと、第１の光サ−キュレ−
タの第２のポ−トから出力されるλ１からλＮまでの光
波長多重信号を入力すると共に、第１の光サ−キュレ−
タの第２のポ−トにλ１からλＮまでの光波長多重信号
を出力する第１の端子、光波長多重信号を入力する第２
の端子、これら第１、第２の端子に入力された波長λ１
からλＮまでの光信号をそれぞれ２分して出力すると共
に、波長λ１からλＮまでの光信号を入力する第３の端
子および第４の端子を有し、第３の端子に入力された光
信号を第１の端子に戻る光信号と第４の端子に入力され
た光信号を第１の端子に戻る光信号の位相差が逆相なら
第２の端子に合波した光信号を出力し、同相なら第１の
端子に合波した光信号を出力すると共に、第３の端子に
入力された光信号を第２の端子に戻る光信号と第４の端
子に入力された光信号を第２の端子に戻る光信号の位相
差が逆相なら第１の端子に合波した光信号を出力し、同
相なら第２の端子に合波した光信号を出力する方向性結
合器と、
【００４２】方向性結合器の第３の端子に縦続接続され
た各々の反射波長がλ１からλＮである第１から第Ｎの
波長選択性反射器と、１から第Ｎの波長選択性反射器対
応に設け、通過する光信号の位相をずらせる第１から第
Ｎの光移相器と、方向性結合器の第４の端子に縦続接続
された各々の反射波長がλ１からλＮである第Ｎ+１か
ら第２Ｎの波長選択性反射器と、方向性結合器の第１ま
たは第２の端子から、第３の端子と第４の端子に出力
し、第１から第Ｎのいずれかの波長選択性反射器により
反射して第３の端子に入力され第１または第２の端子に
戻る光信号と、第Ｎ+１から第２Ｎのいずれかの波長選
択性反射器により反射して第４の端子に入力され第１ま
たは第２の端子に戻る光信号との位相差が分岐させる光
信号なら逆相に、通過させる光信号なら同相になるよう
第１から第Ｎの光移相器の移相量を制御する光移相器制
御回路と、
【００４３】方向性結合器の第２の端子から出力された
光波長多重信号を入力すると共に方向性結合器の第２の
端子に光波長多重信号を出力する第１のポート、この第
１のポートに入力された光波長多重信号を出力する第２
のポート、光波長多重信号を入力し第１のポートに出力
する第３のポートを有する第２の光サ−キュレ−タと、
第２の光サ−キュレ−タの第２のポートに出力された光
波長多重信号を入力する光受信器と、光波長多重信号を
第２の光サ−キュレ−タの第３のポートに出力する光送
信器とを備えたものである。
【００４４】第１２の発明に係わる波長多重伝送装置
は、所定の波長λｉの光信号と波長λｊの光信号と波長
λｉ、λｊ以外の光信号を入出力する第１の端子、この
第１の端子に入力された波長λｉの光信号を出力し波長
λｉの光信号を入力する第２の端子および第１の端子に
入力された波長λｉ以外の光信号を出力する第３の端子
を有し、第２の端子に入力されたλｉの波長の光信号を
第１の端子に出力する第１の光フィルタと、第１の光フ
ィルタの第３の端子から出力される波長λｉ以外の光信
号を入力する第４の端子およびこの第４の端子に入力さ
れた波長λｊの光信号を出力する第５の端子を有する第
２の光フィルタと、第１の光フィルタの第２の端子に光
波長多重信号を出力する光送信器と、第２の光フィルタ
の第２の端子に出力された光波長多重信号を入力する光
受信器とを備えたものである。
【００４５】第１３の発明に係わる波長多重伝送装置
は、第１の光フィルタとして、第１の反射波長が第２の
反射波長より短いグレ−ティング光導波路を用いて光フ
ィルタを構成したものである。
【００４６】第１４の発明に係わる波長多重伝送装置
は、所定の波長λｉの光信号と波長λｊの光信号と波長
λｉ、λｊ以外の光信号を入出力する第１の端子、この
第１の端子に入力された波長λｉの光信号を出力する第
２の端子および第１の端子に入力された波長λｉ以外の
光信号を出力する第３の端子を有し、第３の端子に入力
されたλｊの波長の光信号を第１の端子に出力する第１
の光フィルタと、第１の光フィルタの第２の端子から出
力される波長λｉの光信号を入力する第４の端子および
この第４の端子に入力された波長λｉの光信号を出力す
る第５の端子を有する第２の光フィルタと、第１の光フ
ィルタの第３の端子に光波長多重信号を出力する光送信
器と、第２の光フィルタの第５の端子に出力された光波
長多重信号を入力する光受信器とを備えたものである。
【００４７】第１５の発明に係わる波長多重伝送装置
は、第１の光フィルタとして、第１の反射波長が光送信
器の送信波長より短いグレ−ティング光導波路を用いて
光フィルタを構成したものである。
【００４８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．本実施の形態は一方向から来た波長多重
光を2方向に分岐する光分岐回路を波長選択性反射器と
方向性結合器を用いて実現しようとするものである。本
実施の形態の構成を図１に示す。図において、1は本発
明の光分岐回路、2、3、4は光フィルタ、8aおよび8bは
屈折率調整部、9aおよび9bは波長選択性反射器としての
ファイバグレーティング、10aおよび10bは方向性結合器
としての3dBカプラである。a、bは3dBカプラ10aの前段
の端子、c、dは3dBカプラ10bの後段の端子である。光フ
ィルタ2、3、4は、それ単体では従来例２で示した光フ
ィルタと同一のものである。3つの光フィルタの片方の3
dBカプラが隣の光フィルタの3dBカプラと接続される。
【００４９】具体的には図１に示すように、光フィルタ
2の端子cと光フィルタ3の端子dが、光フィルタ3の端子c
と光フィルタ4の端子dが、さらに光フィルタ4の端子cと
光フィルタ2の端子dが接続される。また3つの光フィル
タ2、3、4の3dBカプラの前段の端子a、bは図１に示すよ
うに光分岐回路への入出力光ファイバ5a、5b、6a、6b、7
a、7bに接続される。なお、光フィルタ2、3、4に備えら
れたファイバグレーティングのブラッグ波長はすべてλ
1である。例えば、5aから入力された波長λ1は、光フィ
ルタ2の端子aから入射し、ファイバグレーティング9aお
よび9bで反射され、端子bを経て7bに出射される。すな
わち、5aから7bへの経路設定は波長λ1により自動的に
なされる。
【００５０】光フィルタ2の端子aから入射したλ1以外
の波長は、ファイバグレーティング9aおよび9bで反射さ
れずに端子dに出射される。続いて光フィルタ4の端子c
に入射するが、ここでも反射されずに端子bを経て6bに
出射する。すなわち、λ1以外の波長は、5aから6bへ経
路設定される。同様に、6aから入射した波長λ1は光フ
ィルタ3で反射して5bに出射し、6aから入射したλ1以外
の波長は7bに出射する。さらに、7aから入射した波長λ
1は光フィルタ4で反射して6bに出射し、7aから入射した
λ1以外の波長は5bに出射する。5aから入射した波長λ1
のうち、ファイバグレーティングで反射しきれずに通過
してしまうわずかな成分は、すべて光フィルタ4に向か
う。ここでその大部分は反射され光フィルタ3に向か
う。さらに大部分が反射され、再び光フィルタ2へと向
かう。現実には、その間に発生する損失によって消失し
てしまい、他の経路のクロストークになることはない。
【００５１】一方、5aから入射したλ1以外の波長のう
ち、端子cに出てしまう成分がわずかにあるが、これは
光フィルタ3の端子aへと向かう。光ファイバ6aの進行方
向とは逆になるため他の信号のクロストークとなること
がない。以上のように、従来のレンズなどを用いて空間
でバルク素子と結合させなければならない誘電体多層膜
フィルタなどとは異なり、2つの3dBカプラと2本のグレ
ーティングで構成した光フィルタを3つスター状に接続
することによって、すべて光ファイバで接続された構成
にでき、クロストークの少なく挿入損失が小さい信頼性
の高い光分岐回路が構成できる。なお、上記例では、波
長選択性反射器としてファイバグレーティングを用いる
構成を説明したが、これらは平面光基板に形成されたグ
レーティング導波路を用いても同様の効果が得られる。
また、方向性結合器として3dBカプラを用いる例を示し
たが3dBカプラに限るものではない。
【００５２】実施の形態２．本実施の形態は、実施の形
態１で説明した光分岐回路を用いて波長多重光通信シス
テムを構成する方法を提供するものである。図２は4地
点に設置された端局A、B、C、Dを光分岐回路を介して結
ぶネットワークである。例えば、端局Aから端局Dへの通
信は、１から1’で示した実線の経路に従ってなされ
る。まず、端局Aの光送信器21aから波長λ1で送信され
た信号は、光中継器25aを通って光分岐回路20aに入射さ
れる。ここでは、λ1は反射され、光中継器25bへと向か
い、端局Bの光受信器22bで受信される。端局Bあての信
号はクロスコネクト装置22cで振り分けられ、残った端
局C、Dあての信号が光送信器22aから、同じく波長λ1に
乗せられて送信される。これは、光中継器25bから再び
光分岐回路20aで反射され、光中継器25c、25dを経由し
て、光分岐回路20bへ到達する。ここでもすぐに反射さ
れ、端局Cの光受信器23bで受信される。端局Cあての信
号はクロスコネクト装置23cで振り分けられ、残った端
局Dあての信号が光送信器23aから、同じく波長λ1に乗
せられて送信される。光中継器25eから再び光分岐回路2
0bで反射され、光中継器25fを経由して、端局Dの光受信
器24bで受信される。
【００５３】これとは逆に端局Dから端局Aへの通信は、
2から2’で示した点線の経路に従ってなされる。まず、
端局Dの光送信器24aから波長λ2で送信された信号は、
光中継器25fを通って光分岐回路20bに入射される。ここ
では、λ2は内部を透過し、光中継器25eへと向かい、端
局Cの光受信器23bで受信される。端局Cあての信号はク
ロスコネクト装置23cで振り分けられ、残った端局B、A
あての信号が光送信器23aから、同じく波長λ2に乗せら
れて送信される。これは光中継器25eから再び光分岐回
路20bを透過し、光中継器25d、25cを経由して、光分岐
回路20aへ到達する。ここでも透過し、端局Bの光受信器
22bで受信される。端局Bあての信号はクロスコネクト装
置22cで振り分けられ、残った端局Aあての信号が光送信
器22aから、同じく波長λ2に乗せられて送信される。光
中継器25bから再び光分岐回路２０ａを透過し、光中継
器２５ａを経由して、端局Ａの光受信器21bで受信され
る。
【００５４】次に、光分岐回路と端局Cの間の光ケーブ
ルが断線する故障が発生した場合を図３に従って説明す
る。ネットワークは端局Cを経由することなく直ちに残
りの端局間の通信路を確保しなければならない。まずネ
ットワークの監視機能が障害地点26で光ケーブルが断線
したことを知る。端局Aから端局Bあての通信は通常通り
波長λ1を用い、実線で示した1から1’の経路で行われ
る。端局AからDへの通信は、端局Cを経由することがで
きなくなったため、端局Aから波長λ2を用い、点線で示
した3から3’の経路が設定される。一方、端局Bから端
局Dへの通信は、まず波長λ2を用い、点線で示した2か
ら2’の経路で一度端局Aへもどり、クロスコネクト装置
21cで3から3’の経路に信号が乗せられる。すなわち、
端局Aにて一度中継される。それらとは逆に、端局Dから
Aへの通信は、通常の波長λ2からλ1へ切り換えること
で、実線で示した経路4から4’が設定される。端局Dか
らBへの通信は、4’から1へクロスコネクト装置21cで信
号の乗せ換えを行うことで達成される。以上のように、
端局の送信波長を光分岐回路中のグレーティングの反射
波長（ここではλ1）かそれ以外の波長（ここではλ2）
かに切り換える作業だけで、故障が発生したケーブルの
先にある端局C以外のすべての通信路が確保できる。上
記例では２つの光分岐回路を接続した例を示したが３つ
以上の光分岐回路を縦続接続しても同様に端局相互に通
信できる。
【００５５】実施の形態３．本実施の形態は、実施の形
態１と同様に一方向から来た波長多重光を2方向に分岐
する光分岐回路を波長選択性反射器と方向性結合器を用
いて実現しようとするものである。実施の形態１では、
反時計回り方向（例えば図１の5aから7b、6aから5b、7a
から6b）への伝送はファイバグレーティングによる反射
で、また時計回り方向（例えば5aから6b、6aから7b、7a
から5b）への伝送はマッハツェンダ干渉計による透過で
なされていた。一般に、ブラッグ反射波長帯域幅の方が
マッハツェンダ干渉計の透過帯域幅よりも狭いため、反
時計回り方向への伝送波長数が限られるという制約があ
った。一方、実施の形態３では反時計回り方向への伝送
にもマッハツェンダ干渉計による透過を使えるようにし
たもので、多くの波長数の割り当てが可能になる。本実
施の形態の構成を図４に示す。図において、40は本発明
の光分岐回路、41、42、43は光フィルタ、44aおよび44b
は方向性結合器としての3dBカプラ、45aおよび45bは屈
折率調整部、46a、46b、47a、47b、48a、48bは波長選択
性反射器としてのファイバグレーティングである。a、b
は3dBカプラ44aの前段の端子、c、dは3dBカプラ44bの後
段の端子である。光フィルタ41、42、43は、それ単体で
は従来例２で示した光フィルタと同一のものである。
【００５６】具体的には図４に示すように、光フィルタ
41の端子cと光フィルタ42の端子dが、光フィルタ42の端
子cと光フィルタ43の端子dが、さらに光フィルタ43の端
子cと光フィルタ41の端子bが接続される。3つの光フィ
ルタ41、42、43の3dBカプラの前段の端子aは光分岐回路
への入力光ファイバ5a、6a、7aに接続される。また、光
フィルタ41の3dBカプラの後段の端子dは出力光ファイバ
7bに接続される。さらに、光フィルタ42、43の3dBカプ
ラの前段の端子bは光分岐回路からの出力光ファイバ5
b、6bに接続される。なお、光フィルタ41に備えられた
ファイバグレーティング46a、46bのブラッグ波長はλ
1、光フィルタ42および43に備えられたファイバグレー
ティングのブラッグ波長はλ2である。例えば、5aから
入力された波長λ1は、光フィルタ41の端子aから入射
し、ファイバグレーティングで反射され端子bを経て光
フィルタ43の端子cに入射する。ここでは反射されずに
端子から6bに出射される。すなわち、5aから6bへの経路
設定は波長λ1により自動的になされる。一方、5aから
入力された波長λ1以外の光（λ2を含む）は、光フィル
タ41の端子aから入射し、ファイバグレーティングで反
射されずに端子dを経て7bに出射される。すなわち、5a
から7bへの経路設定は波長λ1以外により自動的になさ
れる。
【００５７】光フィルタ42の端子aから入射したλ2の波
長は、ファイバグレーティングで反射されて端子bに出
射される。すなわち、λ2の波長は、6aから5bへ経路設
定される。一方、光フィルタ42の端子aから入射したλ2
以外の波長は、ファイバグレーティングで反射されずに
端子dに出射される。続いて光フィルタ41の端子cに入射
するが、ここでλ1は反射されて端子dを経て7bに出射す
る。すなわち、λ1の波長は、6aから7bへ経路設定され
る。同様に、光フィルタ43の端子aから入射したλ2の波
長は、ファイバグレーティングで反射されて端子bに出
射される。すなわち、λ2の波長は、7aから6bへ経路設
定される。一方、光フィルタ43の端子aから入射したλ2
以外の波長は、ファイバグレーティングで反射されずに
端子dに出射される。続いて光フィルタ42の端子cに入射
するが、ここでもλ1は反射されず端子bを経て5bに出射
する。すなわち、λ1の波長は、7aから5bへ経路設定さ
れる。
【００５８】5a、5bに接続される光ファイバケーブルと
7a、7bに接続される光ファイバケーブルが大容量の基幹
伝送路であり、6a、6bに接続される光ファイバケーブル
が分岐挿入を行う支線と見ることができる。5aから7bへ
の経路には波長λ1以外の多くの波長が使用できる。ま
た7aから5bへの経路には波長λ2以外の多くの波長が使
用できる。従って5aから7b、また7aから5bを基幹伝送路
の上り・下りとするシステムには大容量化に好都合な光
分岐回路が構成できる。また、5aから6bへの分岐経路に
は波長λ1が使用され、7aから6bへの分岐経路には波長
λ2が使用されることから、基幹伝送路の上り・下り双
方からの分岐を波長多重する機能が実現できる。一方6a
から基幹伝送路の上り・下り双方への挿入を波長分離で
行う機能を実現できる。なお、上記例では、波長選択性
反射器としてファイバグレーティングを用いる構成を説
明したが、これらは平面光基板に形成されたグレーティ
ング導波路を用いても同様の効果が得られる。また、方
向性結合器として3dBカプラを用いる例を示したが3dBカ
プラに限るものではない。
【００５９】実施の形態４．本実施の形態は、リング状
に接続された複数の局が他のいずれの局とも同時に通信
できる光分岐挿入回路を提供するものである。図５に本
実施形態の一つの局の構成例を示す。図において、56
a、56b、56cは光送信器、55a、55b、55cは光受信器、52
a、52bは3dBカプラ、54a、54bは合分波器、52cは10対1
カプラ、50a、50bはブラッグ波長がλB1のファイバグレ
ーティング、51a、51bは屈折率調整部、53aは光伝送路
入力端子、53bは分岐端子、53cは挿入端子、53dは光伝
送路出力端子、53eは分岐端子、57は波長監視装置、58
は波長および出力レベル調整回路である。
【００６０】次に、N局に送信波長と受信波長を割り当
てる例を示す。各局に一つの波長群を与え、その中で他
のN-1局に対して別々の波長を細分化して割り当てる。N
=4の場合の波長割り当て例を図６に示す。局ｉ宛ての波
長として波長群λBiを割り当てる。その中で、送信局を
区別するために波長を細分化する。例えばλB1では、局
２から局１への通信にはλ12が割り当てられる。同様に
局３から局１へλ13が局４から局１へλ14が割り当てら
れ、λ12,λ13,λ14の波長はブラッグ波長λB1の帯域内
に割り当てている。一方、例えば局１から局３宛には波
長群λB3の中のλ31が割り当てられる。波長割り当ての
組合せを図７に示す。
【００６１】次に、局１における動作を図５を用いて説
明する。ファイバグレーティング50a、50bのブラッグ波
長はλB1なので、光伝送路入力端子53aから入射したWDM
信号のうち、局１宛の波長はすべて反射して端子53bに
分岐する。分岐された局１宛の波長は、合分波器54aで
波長毎に分けられ、光受信器55a、55b、55cで受信され
る。一方、光送信器56a、56b、56cから送信される局１
から他の局宛の挿入光は、波長選択性のない10対1カプ
ラ52cから挿入され、光伝送路出力端子53dに出力する。
ここでの挿入損失10dBを補うために、挿入光はあらかじ
めブースタ増幅器で増幅されることがある。
【００６２】各波長は伝搬中にレベル差が発生したり、
所定の波長からずれる不具合が発生することがあるの
で、波長監視装置57が各波長をモニタし、不具合に応じ
て警報信号を発生する。それを受けた波長および出力レ
ベル調整回路58が挿入波長λ２１、λ３１、λ41のレベ
ルや波長を正しい値に制御する。ここで、10対1カプラ5
2cは、他のWDM信号と同じレベルで挿入できるものであ
れば9対1でも20対1カプラであってもよいことは言うま
でもない。また、本実施の形態では4波の例を示した
が、これは任意のN波でも同様の効果が得られる。以上
のように、各局に送信相手対応と受信相手対応に波長を
割り当て光分岐挿入回路を構成したので、任意の局相互
に光通信が行える。なお、上記例では、波長選択性反射
器としてファイバグレーティングを用いる構成を説明し
たが、これらは平面光基板に形成されたグレーティング
導波路を用いても同様の効果が得られる。また、方向性
結合器として3dBカプラを用いる例を示したが3dBのカプ
ラに限るものではない。
【００６３】実施の形態５．本実施の形態は、WDM光の
中から所望の2波の分岐挿入を行うものである。本実施
の形態の構成を図８に示す。図において、87aは波長λi
の光送信器、87bは波長λjの光送信器、86aは波長λiを
受信する光受信器、86bは波長λjを受信する光受信器、
81a、81bは3dBカプラ、85a、85bは光合分波器、82a、82
bはブラッグ波長がλiのファイバグレーティング、83
a、83bはブラッグ波長がλjのファイバグレーティン
グ、84a、84b、84cは屈折率調整部、80aは光伝送路入力
端子、80bは分岐端子、80cは挿入端子、80dは光伝送路
出力端子である。
【００６４】次に、図８を用いて動作を説明する。光伝
送路入力端子80aから入射したWDM光のうち、λiの光は
ファイバグレーティング82aと82bで反射し、再び3dBカ
プラ81aへと戻る。屈折率調整部84aにより、3dBカプラ8
1aからファイバグレーティング82aまでの光路長と3dBカ
プラ81aからファイバグレーティング82bまでの光路長が
一致するように調整されているため、λiの光は逆相に
なり分岐端子80bに出射する。 また、光伝送路入力端
子80aから入射したWDM光のうち、λjの光はファイバグ
レーティング83aと83bで反射し、再び3dBカプラ81aへと
戻る。屈折率調整部84bにより、3dBカプラ81aからファ
イバグレーティング83aまでの光路長と3dBカプラ81aか
らファイバグレーティング83bまでの光路長が一致する
ように調整されているため、λjの光は逆相になり分岐
端子80bに出射する。分岐端子80bへ出射したλiとλjの
光は光合分波器85aで分離され、それぞれ光受信器86aと
86bで受信される。
【００６５】光送信器87aと87bから発生したλiとλjの
光は光合分波器81bで合波されて挿入端子80cから3dBカ
プラ81bに挿入する。λiの光はファイバグレーティング
82aと82bで反射し、再び3dBカプラ81bへと戻る。屈折率
調整部84bにより、3dBカプラ81bからファイバグレーテ
ィング82aまでの光路長と3dBカプラ81bからファイバグ
レーティング82bまでの光路長が一致するように調整さ
れているため、λiの光は逆相になり光伝送路出力端子8
0dに出射する。λjの光はファイバグレーティング83aと
83bで反射し、再び3dBカプラ81bへと戻る。屈折率調整
部84cにより、3dBカプラ81bからファイバグレーティン
グ83aまでの光路長と3dBカプラ81bからファイバグレー
ティング83bまでの光路長が一致するように調整されて
いるため、λjの光は逆相になり光伝送路出力端子80dに
出射する。
【００６６】波長特性を図９に示す。（a）に示す実線
は光伝送路入力端子80aから分岐端子80bへ分岐される波
長の透過特性である。（a）に示す破線は光伝送路入力
端子80aから光伝送路出力端子80dへ通過する波長の透過
特性である。それらに対応する波長配置例を（b）に示
す。ここでは、ｉを１、ｊを３としている。以上のよう
に、２つの3dBカプラ間に複数のグレーティングを縦続
接続したので、複数の波長を同時に分岐挿入ができる。
なお、上記例では２波の分岐挿入の例を示したが２波以
上であっても同様に構成できる。また、波長選択性反射
器としてファイバグレーティングを用いる構成を説明し
たが、これらは平面光基板に形成されたグレーティング
導波路を用いても同様の効果が得られる。また、方向性
結合器として3dBカプラを用いる例を示したが3dBのカプ
ラに限るものではない。
【００６７】実施の形態６．本実施の形態は、実施の形
態５と同様にWDM光の中から所望の複数波の分岐挿入を
行うものである。本実施の形態の構成を図１０に示す。
図において、87aは波長λiの光送信器、87bは波長λjの
光送信器、86aは波長λiを受信する光受信器、86bは波
長λjを受信する光受信器、81a、81bは3dBカプラ、85
a、85bは光合分波器、100a、100bはブラッグ波長がλi
とλjの2波を重ね合わせて作製されたファイバグレーテ
ィング、84a、84cは屈折率調整部、80aは光伝送路入力
端子、80bは分岐端子、80cは挿入端子、80dは光伝送路
出力端子である。
【００６８】ファイバグレーティング100a、100bの作製
法のフェーズマスクを用いた例を図１１で説明する。フ
ェーズマスクのピッチΛと作製されるブラッグ波長λB
の間にはλB＝Λneffの関係がある。ここで、neffはフ
ァイバの実効屈折率である。第一段階は、ピッチがΛi
＝λi／neffのフェーズマスクを用いて、ブラッグ反射
波長がλiのブラッググレーティングを作製する。第二
段階として、ピッチがΛj＝λj／neffのフェーズマスク
を用いて、ブラッグ反射波長がλjのブラッググレーテ
ィングを重ね描きする。結果として、図１２に示すよう
な２本の反射ピークを有するグレーティングが形成でき
る。
【００６９】次に、図１０を用いて動作を説明する。光
伝送路入力端子80aから入射したWDM光のうち、λiおよ
びλjの光はファイバグレーティング100aと100bで反射
し、再び3dBカプラ81aへと戻る。屈折率調整部84aによ
り、3dBカプラ81aからファイバグレーティング100aまで
の光路長と3dBカプラ81aからファイバグレーティング10
0bまでの光路長が一致するように調整されているため、
λiおよびλjの光は逆相になり分岐端子80bに出射す
る。分岐端子80bへ出射したλiとλjの光は光合分波器8
5aで分離され、それぞれ光受信器86aと86bで受信され
る。
【００７０】光送信器87aと87bから発生したλiとλjの
光は光合分波器81bで合波されて挿入端子80cから3dBカ
プラ81bに挿入する。λiおよびλjの光はファイバグレ
ーティング100aと100bで反射し、再び3dBカプラ81bへと
戻る。屈折率調整部84cにより、3dBカプラ81bからファ
イバグレーティング100aまでの光路長と3dBカプラ81bか
らファイバグレーティング100bまでの光路長が一致する
ように調整されているため、λiおよびλjの光は逆相に
なり光伝送路出力端子80dに出射する。
【００７１】実施の形態５では、２つの3dBカプラ間に
複数のグレーティングを縦続接続することにより、複数
の波長を同時に分岐挿入ができるようにしたが、本実施
の形態では、複数のブラッグ反射波長を有するグレーテ
ィングを物理的に同じ位置に配置したので、屈折率調整
部の数を削減でき、3dBカプラとの光路長の調整が容易
になる。なお、上記例では２波の分岐挿入の例を示した
が２波以上であっても同様に構成できる。また、異なる
２枚のフェーズマスクを使用してグレーティングを作製
する例を示したが、これは、あらかじめ１枚のフェーズ
マスクに複数のグレーティングピッチを作製したものを
用いてもよい。また、波長選択性反射器としてファイバ
グレーティングを用いる構成を説明したが、これらは平
面光基板に形成されたグレーティング導波路を用いても
同様の効果が得られる。また、方向性結合器として3dB
カプラを用いる例を示したが3dBのカプラに限るもので
はない。
【００７２】実施の形態７．本実施の形態は受信波長に
対し送信波長をずらすことにより光送信器から光受信器
へのクロストークを減らすものである。本実施の形態の
構成を図１３に示す。図において、132a、132bは3dBカ
プラ、131a、131bはブラッグ波長がλ2のファイバグレ
ーティング、133a、133bは屈折率調整部、130aは光伝送
路入力端子、130bは分岐端子、130cは挿入端子、130dは
光伝送路出力端子、135は決められた波長（挿入光）を
送信する光送信器、134は決められた波長（分岐光）を
受信する光受信器、136は、分岐光に対して挿入光の波
長を一定量オフセットを与えてロックさせる光周波数制
御回路、137a、137bは10対1カプラである。
【００７３】以下に動作を説明する。なお、λ2をファ
イバグレーティング131a、131bのブラッグ波長とする。
光伝送路入力端子130aから入射したWDM光のうち、λ2が
3dBカプラ132aで分岐されて、ファイバグレーティング1
31a、131bで反射され、分岐端子130bに出射する。分岐
端子130bには10対1カプラ137aaを介して光受信器134が
接続される。光伝送路入力端子130aから入射されたWDM
光のうちλ2以外の光はすべて光伝送路出力端子130dへ
スルーで通過する。一方、光送信器135が発生するλ2は
分岐端子130cから入射され3dBカプラ132bで分岐されて
ファイバグレーティング131a、131bで反射されて、光伝
送路出力端子130dに出射される。
【００７４】次に、分岐端子130bへ分岐された分岐光の
一部は10対1カプラ137aで一部が分配され光周波数制御
回路136に入力される。また光送信器135から送信された
挿入光の一部も10対1カプラ137bで分配されて光周波数
制御回路136に入力される。２種類の光が入力された光
周波数制御回路136では、分岐光の波長λ2を検出すると
同時に、挿入光の波長が分岐光の波長に対してΔだけオ
フセットするように光送信器135に設置されたレーザダ
イオードの波長を制御する。ここでΔは少なくとも伝送
ビットレートの2倍以上とする。結果として挿入光の波
長はλ2+Δもしくはλ2-Δとなる。±いずれの符号にセ
ットするかはシステムで決められる。
【００７５】上記の実施の形態は、検出した分岐光の波
長に対して挿入光の波長をオフセットロックするもので
あるが、あらかじめネットワークがそれぞれの波長配置
を決めておき、監視制御線を使用して各波長を制御する
方式でも良い。その場合にも同一波長帯の分岐光と挿入
光にはビットレートの2倍以上のオフセットが与えられ
る。
【００７６】次に、光周波数制御回路136の構成と動作
を図１３で説明する。138は3dBカプラ、139は掃引型フ
ァブリペロ干渉計、140は受光器、141aはf1の正弦波発
振器、141bはf2の正弦波発振器、142a、142bはミキサ、
143a、143bは差動増幅器、144a、144bはループフィルタ
を示す。分岐端子130bへと分岐されたλ2の光の一部は1
0対1カプラ137aで一部が分配され3dBカプラ138を通じて
掃引型ファブリペロ干渉計139に入射される。掃引型フ
ァブリペロ干渉計139は発振器141aから発せられたf1の
正弦波で掃引されている。掃引型ファブリペロ干渉計13
9を通過したλ2の光は受光器140で電気信号に変換され
ミキサ142aでf1とロックイン検出される。得られた信号
は差動増幅器143aで基準電圧と比較され、出力される誤
差信号がループフィルタ144aを介して掃引型ファブリペ
ロ干渉計139のバイアス信号にフィードバックされる。
以上のプロセスを経て、掃引型ファブリペロ干渉計139
の透過ピークが受信したλ2の波長ピークにロックす
る。
【００７７】一方、光送信器135から発生した挿入光の
一部が10対1カプラ137bで分配され3dBカプラ138を通じ
て掃引型ファブリペロ干渉計139に入射される。光送信
器135に内蔵されたレーザダイオードのバイアス電流に
は発振器141bから発するf2の正弦波信号が重畳され光周
波数が微小FM変調される。掃引型ファブリペロ干渉計13
9でFMからAMに変換された信号がミキサ142bでロックイ
ン検出される。得られた信号は差動増幅器143bで基準電
圧と比較され、出力される誤差信号がループフィルタ14
4bを介して光送信器135に内蔵されたレーザダイオード
のバイアス信号にフィードバックされる。以上のプロセ
スを経て、光送信器135の送信波長が掃引型ファブリペ
ロ干渉計139の透過ピークにロックする。
【００７８】次に、掃引型ファブリペロ干渉計139とWDM
光の関係について図１４を用いて説明する。(a)は端子1
30aから入射されるWDM光のスペクトルを示すものであ
る。波長間隔をΔλとしている。(b)は、掃引型ファブ
リペロ干渉計139の周期的な透過スペクトルである。透
過ピークの間隔はフリースペクトラムレンジ（FSR）と
呼ばれるが、ここではFSRを伝送ビットレートRbの2倍以
上とする。この図の例ではΔλの間に5つのFSRが入るこ
とになる。さて、前述のように、まず掃引型ファブリペ
ロ干渉計139の透過ピークの一つをi番目の波長λiにロ
ックする。(c)は光送信器135から挿入する挿入光のスペ
クトルである。何も制御しない場合、点線で示したよう
に分岐光の波長と一致してしまう場合がある。一致しな
いまでもビットレートの周波数範囲にあれば式（3）で
表されるクロストークによる大きいパワーペナルティが
発生する。一方、実線で示すようにビットレートの2倍
以上離すようにオフセットロック制御すれば送信波長と
受信波長が離れているのでクロストークによるパワーペ
ナルティは大幅に減少させることができる。
【００７９】掃引型ファブリペロ干渉計139の周期的に
並ぶ透過ピークを識別するために、別途ネットワークの
監視制御システムが各波長を一括でモニタすることが望
ましい。さもなければ、分岐光と挿入光が同一の透過ピ
ークにロックしたり、2つ以上離れた透過ピークにロッ
クしてしまう危険性があるためである。
【００８０】図１５は、分岐光とクロストーク光の光周
波数差Δを変えて、1dBのパワーペナルティが発生する
クロストークを実験により測定したものである。伝送ビ
ットレートは10Gbit/sである。Δが±5GHz以内の時電力
スペクトラムの重なりが最大となり、わずか-25dBのク
ロストークで1dBのペナルティが発生した。20GHz以上
（伝送ビットレートの2倍）離れると重なりが無視で
き、パワーペナルティが一定となった。すなわち、分岐
光とクロストーク光の電力スペクトラムの重なりが無視
できるところまでΔを離せば、クロストークによるパワ
ーペナルティは十分小さく抑えることができる。この時
のパワーペナルティPPはクロストークをXとすると次式
で表される。 ＰＰ＝−１０ｌｏｇ（1−X） （４） これは式（３）で与えられるパワーペナルティより十分
小さい。
【００８１】分岐光の波長に掃引型ファブリペロ干渉計
139の透過ピークをロックさせる別の方法として、送信
側において発振器によって分岐光にf1の微小周波数変調
を施しておき、周波数f1は別の監視制御線で伝送し、誤
差信号のロックイン検出はミキサ142aで行うようにして
も同様の効果が得られる。以上のように、光周波数制御
回路が分岐光と挿入光の波長をビットレートの2倍以上
離すので、光フィルタで2つの光のクロストークが発生
してもそれによる伝送ペナルティを軽減することができ
る。なお、上記例では波長選択性反射器としてファイバ
グレーティングを用いる構成を説明したが、これらは平
面光基板に形成されたグレーティング導波路を用いても
同様の効果が得られる。また、方向性結合器として3dB
カプラを用いる例を示したが3dBのカプラに限るもので
はない。
【００８２】実施の形態８．分岐波長と挿入波長が同じ
場合、２つのファイバグレーティングを3dBカプラを介
して縦続接続することによって、クロストークの発生を
少なくしようとするものである。本実施の形態の構成を
図１６に示す。図において、164は光受信器、165は光送
信器、163a、163b、163c、163dは3dBカプラ、161a、161
b、161c、161dは同一のブラッグ波長λ２を有するファ
イバグレーティング、162a、162b、162c、162dは屈折率
調整部である。160aは光伝送路入力端子、160bは分岐端
子、160c、160dは3dBカプラ163bの後段の端子、160e、1
60fは3dBカプラ163cの前段の端子、160gは光伝送路出力
端子、160hは挿入端子を表す。
【００８３】光伝送路入力端子160aから入射したWDM光
のうち、λ2だけがファイバグレーティング161a、161b
で反射され、3dBカプラ163aの分岐端子160bから取り出
すことができる。このとき3dBカプラ163aからファイバ
グレーティング161a、161bまでの光路長が同じになるよ
うに、屈折率調整部162aが設けられる。λ2以外の反射
されなかった波長は3dBカプラ163bに到達するが、ここ
での位相差が逆相になるように屈折率調整部162bが設け
られる。すなわち、λ2以外の波長はすべて端子160dか
ら出射される。
【００８４】出射したλ2以外の波長は、端子160fから3
dBカプラ163cを通じて二手に分岐する。屈折率調整部16
2cと162dにより、3dBカプラ163cと163dの間の光路長が
等しく調整されているので、すべての光が光伝送路出力
端子160gへと透過する。一方、挿入光は挿入端子160hに
接続した光送信器165から送出することによって端子160
gに出射される。動作は光伝送路入力端子160aから入射
したλ2が分岐端子160bに出射したのと同様である。こ
こで、ファイバグレーティング161cと161dの反射率が10
0％でないため透過したわずかな光は3dBカプラ163cに到
達するが、ほとんどのパワーは端子160eから放出され
る。それでもなお、3dBカプラ163cの不完全なアイソレ
ーションにより、わずかな光が端子160fから160dに向か
ったとしても、ファイバグレーティング161a、161bでほ
とんどが反射されて、端子160cから捨てられる。光受信
器164にもれ込む光は、ファイバグレーティング161aと1
61bをも通過した量だけである。
【００８５】最終的なクロストークXは、3dBカプラ163
a、163b、163c、163dのアイソレーションが等しくη、
ファイバグレーティング161a、161b、161c、161dの反射
率を等しくRであると仮定すると、次式で表される。
（＾はべき乗を表わす。） X＝｛（１ーR）η／（１ーη）｝＾２／｛R／（１ーη）｝ （５） Rが93％、ηが0.1のときでもXは5.85×10^-5（= −42d
B）と、十分小さいクロストークに抑えられる。図１７
は、アイソレーションηに対するクロストーク量Xを反
射率Rをパラメータに計算したものである。反射率Rが70
％しかとれなくても、高々-15dBのアイソレーションを
実現すればクロストークは-39dB程度に抑えられる。
【００８６】以上のように、２つのグレーティングを3d
Bカプラを介して縦続接続することによって光分岐挿入
回路を構成するので、挿入光と分岐光のクロストークの
発生を低減できる。なお、上記例では波長選択性反射器
としてファイバグレーティングを用いる構成を説明した
が、これらは平面光基板に形成されたグレーティング導
波路を用いても同様の効果が得られる。また、方向性結
合器として3dBカプラを用いる例を示したが3dBのカプラ
に限るものではない。
【００８７】実施の形態９．本実施の形態は、実施の形
態８のクロストーク特性をさらに改良するものである。
構成を図１８に示す。図において、163a、163b、163c、
163dは3dBカプラ、161a、161b、161c、161dは同一のブ
ラッグ波長λ２を有するファイバグレーティング、162
a、162b、162c、162dは屈折率調整部である。160aは光
伝送路入力端子、160bは分岐端子、160c、160dは3dBカ
プラ163bの後段の端子、160e、160fは3dBカプラ163cの
前段の端子、160gは光伝送路出力端子、160hは挿入端子
を表す。端子160dと160fの間にブラッグ波長λ２を有す
るファイバグレーティング180を新しく挿入したのが特
徴である。
【００８８】動作を説明する。光伝送路入力端子160aか
ら入射したWDM光のうち、λ2だけがファイバグレーティ
ング161a、161bで反射され、3dBカプラ163aの分岐端子1
60bから取り出すことができる。このとき3dBカプラ163a
からファイバグレーティング161a、161bまでの光路長が
同じになるように、屈折率調整部462aが設けられる。λ
2以外の反射されなかった波長は3dBカプラ163bに到達す
るが、ここでの位相差が逆相になるように屈折率調整部
162bが設けられる。すなわち、λ2以外の波長はすべて
端子160dから出射される。
【００８９】出射したλ2以外の波長は、端子160fから3
dBカプラ163cを通じて二手に分岐する。屈折率調整部16
2cと162dにより、3dBカプラ163cと163dの間の光路長が
等しく調整されているので、すべての光が光伝送路出力
端子160gへと透過する。一方、挿入光は挿入端子160hか
ら送出することによって端子160gに出射される。動作は
光伝送路入力端子160aから入射したλ2が分岐端子160b
に出射したのと同様である。ファイバグレーティング16
1aと161bの反射率が理想的な値である100％に達しない
場合、光伝送路入力端子160aから入射したλ２が反射し
きれずに、端子160hから挿入したλ２の光のクロストー
クとなり伝送特性を劣化させる恐れがある。ファイバグ
レーティング161aと161bからもれて透過したわずかなλ
２の光は3dBカプラ163bの端子160dに到達するが、この
後のファイバグレーティング180でほとんどのパワーは
反射する。反射した光は再びファイバグレーティング16
1aと161bで反射して端子160cから捨てられる。ファイバ
グレーティング180で反射しきれなかった光が存在した
としても、ファイバグレーティング161c、161dでほとん
どが反射されて、端子160eから捨てられる。
【００９０】光伝送路入力端子160aから入射したλ２
が、端子160hから挿入したλ２の光のクロストークとな
る量Ｘを計算する。3dBカプラ163a、163b、163c、163d
のアイソレーションが等しくη、ファイバグレーティン
グ161a、161b、161c、161d、180の反射率を等しくRであ
ると仮定すると、Ｘは次式で表される。 X＝｛（η＾２）（１ーＲ）＾３｝／{ R／（１ーη）｝ （６） 一方、挿入端子160hから入射したλ２が、分岐端子160b
へ分岐するλ２の光のクロストークとなる量Ｘは次式で
与えられる。 X＝｛（１ーη）（１ーＲ）＾３｝／R （７） 図１９は、光伝送路入力端子160aから入射したλ２が、
端子160hから挿入したλ２の光のクロストークとなる量
をアイソレーションηをパラメータに計算したものであ
る。ファイバグレーティングの反射率Rが95％以上にす
れば、クロストークを-39dB以下に抑えることができ、
伝送特性に影響を与えない。また、図２０は、挿入端子
160hから入射したλ２が、分岐端子160bへ分岐するλ２
の光のクロストークをアイソレーションηをパラメータ
に計算したものである。クロストーク特性は実施の形態
８よりさらに改善し、反射率Rが70％しかとれなくて
も、高々-13dbのアイソレーションを実現すればクロス
トークはー40db以下に押えられる。
【００９１】以上のように、２つのグレーティングを3d
Bカプラを介して縦続接続するだけでなく間にグレーテ
ィングを挿入することによって光分岐挿入回路を構成す
るので、挿入光と分岐光のクロストークの発生を極めて
低く抑えることができる。なお、上記例では波長選択性
反射器としてファイバグレーティングを用いる構成を説
明したが、これらは平面光基板に形成されたグレーティ
ング導波路を用いても同様の効果が得られる。また、方
向性結合器として3dBカプラを用いる例を示したが3dBの
カプラに限るものではない。
【００９２】実施の形態１０．本実施の形態は、実施の
形態８もしくは９の波長多重光伝送装置を用いて、光分
岐回路を構成する方法を提供するものである。構成を図
２１に示す。図において、210aは上り光伝送路入力端
子、210bは分岐端子、210c、210dは3dBカプラ212bの後
段の端子、210e、210fは3dBカプラ212cの前段の端子、2
10gは上り光伝送路出力端子、210hは挿入端子を表す。2
11a、211b、211c、211d、211eは同一のブラッグ波長λ2
を有するファイバグレーティング、213a、213b、213c、
213dは屈折率調整部である。また、214aは下り光伝送路
入力端子、214bは分岐光伝送路出力端子、214c、214dは
3dBカプラ216bの後段の端子、214e、214fは3dBカプラ21
6cの前段の端子、214gは上り光伝送路出力端子、214hは
分岐光伝送路入力端子を表す。215a、215b、215c、215
d、215eは同一のブラッグ波長λ1を有するファイバグレ
ーティング、217a、217b、217c、217dは屈折率調整部で
ある。
【００９３】動作を説明する。上り光伝送路入力端子21
0aから入射したWDM光のうち、λ2以外の光はファイバグ
レーティング211a、211bで反射されずに3dBカプラ212b
に到達するが、ここでの位相差が逆相になるように屈折
率調整部213a、213bが設けられる。すなわち、λ2以外
の波長はすべて端子210dから出射される。出射したλ2
以外の波長は、端子210fから3dBカプラ212cを通じて二
手に分岐する。屈折率調整部213cと213dにより、3dBカ
プラ212cと212dの間の光路長が等しく調整されているの
で、すべての光が上り光伝送路出力端子210gへと透過す
る。
【００９４】上り光伝送路入力端子210aから入射したWD
M光のうち、λ2だけがファイバグレーティング211a、21
1bで反射され、3dBカプラ212aの分岐端子210bから取り
出される。このとき3dBカプラ212aからファイバグレー
ティング211a、211bまでの光路長が同じになるように、
屈折率調整部213aが設けられる。取り出されたλ2の光
は3dBカプラの端子214cから入射する。ファイバグレー
ティング215a、215bのブラッグ波長はλ1であるのでλ2
の光はここで反射せず、すべて分岐光伝送路出力端子21
4bから出力される。
【００９５】下り光伝送路入力端子214aから入射したWD
M光のうち、λ1以外の光はファイバグレーティング215
a、215bで反射されずに3dBカプラ216bに到達するが、こ
こでの位相差が逆相になるように屈折率調整部217a、21
7bが設けられる。すなわち、λ1以外の波長はすべて端
子214dから出射される。出射したλ1以外の波長は、端
子214fから3dBカプラ216cを通じて二手に分岐する。屈
折率調整部217cと217dにより、3dBカプラ216cと216dの
間の光路長が等しく調整されているので、すべての光が
下り光伝送路出力端子214gへと透過する。
【００９６】下り光伝送路入力端子214aから入射したWD
M光のうち、λ1だけがファイバグレーティング215a、21
5bで反射され、分岐光伝送路出力端子214bから取り出さ
れる。分岐光伝送路入力端子214hから挿入されたλ2の
光は、ファイバグレーティング215c、215dで反射されず
に3dBカプラ216cに到達するが、ここでの位相差が逆相
になるように屈折率調整部217c、217dが設けられる。す
なわち、λ2の光はすべて端子214eから出射される。出
射したλ2の波長は、端子210hから3dBカプラ212dを通じ
て二手に分岐する。屈折率調整部213dにより、3dBカプ
ラ212dとファイバグレーティング211c、211dの間の光路
長が等しく調整されているので、すべての光が上り光伝
送路出力端子210gへと反射する。以上の動作は、図２２
によってより深く理解される。ケーブルAとケーブルBが
幹線光伝送路であり、ケーブルCが分岐光伝送路である
とする。ケーブルAから入力されたλ2の光と、ケーブル
Bから入力されたλ1の光が波長多重されてケーブルCに
出力される。ケーブルCから入力するには、λ1とλ2の
光を多重する。ケーブルA方向にはλ2が、ケーブルB方
向にはλ1が自動的に経路設定される。ここで、λ3はど
のファイバグレーティングでも反射されないため、ケー
ブルAとケーブルBの間を通過する。λ1とλ2以外の波長
であれば、すべてケーブルAとケーブルBの間を通過させ
ることができる。
【００９７】本実施の形態では、実施の形態９の波長多
重光伝送装置を用いたが、実施の形態８の波長多重光伝
送装置を用いても同様の効果が得られる。ただし、実施
の形態９の波長多重光伝送装置を用いた方が、より優れ
たクロストーク特性が得られるのは言うまでもない。な
お、上記例では波長選択性反射器としてファイバグレー
ティングを用いる構成を説明したが、これらは平面光基
板に形成されたグレーティング導波路を用いても同様の
効果が得られる。また、方向性結合器として3dBカプラ
を用いる例を示したが3dBのカプラに限るものではな
い。
【００９８】本実施の形態のネットワーク適用例を図２
３に示す。ここでは、５つの局間をフルメッシュ接続す
る通信方法を述べる。図において局１と局５はクロスコ
ネクトを行う。局１から他の局へは、上り光伝送路を伝
送するλ1、λ2、λ3、λ4の4波長が用いられる。同様
に局５から他の局へは、下り光伝送路を伝送するλ1、
λ2、λ3、λ4の4波長が用いられる。例えば局１から局
４への通信は波長λ3を用いる。上り光伝送路を伝送し
てきたWDM光のうち波長λ3だけが光分岐回路３で分岐さ
れて局４に到達する。局４から局５へは波長λ3が再利
用される。また、局５から局２への通信は波長λ2を用
いる。下り光伝送路を伝送してきたWDM光のうち波長λ2
だけが光分岐回路１で分岐されて局２に到達する。局２
から局１へは波長λ2が再利用される。一方、局２から
局４への通信は、まず局２から波長λ1で送出された信
号が光分岐回路１でWDM光に挿入され、上り光伝送路を
通って局５に到達する。ここで波長λ1からλ3への波長
ののせ替えがなされ、下り光伝送路から光分岐回路３を
通じて局４に分岐される。このようにクロスコネクトを
行う局で波長ののせ替えを行えば、すべての局間のフル
メッシュ接続が可能となる。この方式によれば、光伝送
路のどの区間においても波長数は一定（この場合4波）
となり、光増幅中継器の利得偏差による伝送特性劣化を
引き起こさない。また、任意のN局間を（N−１）波長
と、少ない波長数で結ぶことができる。
【００９９】実施の形態１１．本実施の形態は、光伝送
路に分岐挿入する波長を切り換えられるようにしようと
するものである。本実施の形態の構成を図２４に示す。
図において、240は光送信器、241は光受信器、242は3dB
カプラ、243a、243bはブラッグ波長がλ1のファイバグ
レーティング、244a、244bはブラッグ波長がλ2のファ
イバグレーティング、245a、245bはブラッグ波長がλ3
のファイバグレーティング、246a、246bはブラッグ波長
がλ4のファイバグレーティング、247a、247b、247c、2
47dは光移相器、248、249は光サーキュレータ、250は位
相制御回路、251a、251b、251c、251dは3dBカプラ30の
端子、252aは光伝送路入力端子、252bは分岐挿入端子、
252cは光伝送路出力端子である。252aは光サーキュレー
タ249の分岐挿入端子、252bは分岐端子で光受信器241に
接続されている。252cは光サーキュレータ249の挿入端
子で光送信器240が接続されている。
【０１００】光移相器247a、247b、247c、247dは光の位
相を0からπ／2まで変えられるデバイスであればどのよ
うなものを用いても良い。例としてLiNbO3光位相変調
器、熱により石英光導波路の屈折率を変えるもの、ファ
イバコイルをピエゾで伸縮させるものなどがある。光移
相器247a、247b、247c、247dは制御回路250からの信号
によってそれぞれの移相量が0もしくはπ／2に設定でき
る。
【０１０１】次に動作を説明する。光伝送路入力端子25
2aから入射したWDM光を光サーキュレータ248が分岐挿入
端子252bを経由して3dBカプラ242の端子251aに出射す
る。3dBカプラ242は端子251aからの入射光を端子251cと
251dに二手に分岐し、251cに接続された光移相器247a、
247b、247c、247dにより移相された光をファイバグレー
ティングが反射し再び端子251cに戻ったときの位相と、
251d側に接続されたファイバグレーティングが反射し再
び端子251dに戻ったときの位相との差が、逆相なら3dB
カプラ242が端子251bに接続された光サーキュレータ249
経由光受信器241に出射する。即ち、光伝送路入力端子2
52aから入射したWDM光を光受信器241に分岐する。位相
差が同相なら3dBカプラ242が端子251aに出射し光サーキ
ュレータ248経由光伝送路出力端子252cへ出射する。即
ち、光伝送路入力端子252aから入射したWDM光を光伝送
路出力端子252cへ透過する。
【０１０２】光送信器240は上記逆相になる波長の光を
光サーキュレータ249経由端子251bに出射する。3dBカプ
ラ242は端子251cと251dに分岐した光が反射され、端子2
51bに逆相で戻るので端子251aに出力され、端子251aに
接続された光サーキュレータ248経由光伝送出力端子252
cへ出射する。即ち、光送信器240からの光をWDM光に挿
入し多重されることになる。以上のようにして、位相差
が逆相となる波長を分岐挿入光とし、同相となる波長を
透過光とすれば光分岐挿入回路が構成できる。
【０１０３】次にλ1からλ4まで4波の波長多重でλ2を
分岐挿入する例について説明する。3dBカプラ242の端子
251aに入射した光が反射されて再び端子251aに戻ったと
き、λ2の波長の光は逆相で、λ2以外の波長の光は同相
となるよう図２５に従い光移相器247a、247b、247c、24
7dの位相量を位相制御回路250により設定する。図２５
は分岐させたい波長に対し光移相量を各光移相器247a、
247b、247c、247dが移相させる量を示したもので、分岐
させたい波長をλ2とすると光移相器 247a、247b、247
c、247dの移相量をπ／2、π／2、π／2、0と位相制御
回路250により設定することを示す。そして、3dBカプラ
242の端子251aからのλ2の波長の光は逆相で反射し、λ
1、λ3、λ4の波長の光は同相で反射する過程を以下に
示す。各ファイバグレーティング間の光路長差は等しく
設定されているものとすると、位相差は、光移相器で設
定した移相量そのものになる。これら位相差を図２４に
示すようにそれぞれθ1、θ2、θ3、θ4とする。
【０１０４】3dBカプラ242からλ1が反射するファイバ
グレーティング243a、243bまでの位相差は、 θ1＝π／2 である。ファイバグレーティング243a、243bで反射した
λ1の光は、往復でπの移相量を受ける。従って3dBカプ
ラ242に再び戻ったときに同相になるので端子251aに出
力される。
【０１０５】3dBカプラ242からλ2が反射するファイバ
グレーティング244a、244bまでの位相差は、 θ1+θ2＝π である。ファイバグレーティング244a、244bで反射した
λ2の光は、往復で2πの移相量を受ける。従って3dBカ
プラ242に再び戻ったときに逆相になので端子251bに出
力される。
【０１０６】3dBカプラ242からλ3が反射するファイバ
グレーティング245a、245bまでの位相差は、 θ1+θ2+θ3＝3π／2 である。ファイバグレーティング245a、245bで反射した
λ3の光は、往復で3πの移相量を受ける。従って3dBカ
プラ242に再び戻ったときに同相になるので端子251aに
出力される。
【０１０７】3dBカプラ242からλ4が反射するファイバ
グレーティング246a、246bまでの位相差は、 θ1+θ2+θ3+θ4＝3π／2 である。ファイバグレーティング246a、246bで反射した
λ4の光は、往復で3πの移相量を受ける。従って3dBカ
プラ242に再び戻ったときに同相になるので端子251aに
出力される。
【０１０８】以上説明したように、各光移相器の移相量
を制御することによって波長毎に出力端子を端子251aか
端子251bにスイッチすることができる。
【０１０９】次に、分岐光λ2だけが端子251bから光サ
ーキュレータ249の端子252aへ入力されるが、光サーキ
ュレータ249は252aから入った光を252bに出力するよう
に構成されているので、結局4波のWDM光からλ2だけが
光受信器241で受信できることになる。一方、他の波長
は端子251aから光サーキュレータ248の端子252cへと進
むが、光サーキュレータ248は端子252bから入った光を
端子252cに出力するように構成されているので、結局4
波のWDM光からλ2以外がスルーで端子252cへと通過する
ことになる。
【０１１０】光送信器240から発せられたλ2の挿入光は
端子252cから光サーキュレータ２４９を通り、３ｄＢカ
プラ242の端子251bに入射される。前述の通り、3dBカプ
ラ242からλ2が反射するファイバグレーティング244a、
244bまでの位相差はπであり、ファイバグレーティング
244a、244bで反射したλ2の光は、往復で2πの移相量を
受ける。従って3dBカプラ242の端子251bに再び戻ったと
きに逆相になるので端子251aに出力される。これは、光
サーキュレータ248を経由して端子252cに出力される。
すなわち、挿入光が他の波長のWDM光と多重されること
になる。
【０１１１】以下同様にλ1、λ3またはλ4の波長を分
岐挿入波長とするには、図２５に示す移相量を位相制御
回路250が光移相器247a、247b、247c、247dに設定すれ
ば分岐挿入波を切り換えることができる。
【０１１２】以上は4波の場合について述べたが、これ
は任意の波長数について拡張することが可能である。ま
た、分岐挿入する波長が１つの場合について述べたが複
数波長であっても可能である。その場合の移相量の設定
方法を説明する。ｉ番目の光移相器の移相量をθiとす
ると、以下の条件を満たすように各θを設定する。
【０１１３】
【数１】
【０１１４】ここで、kは分岐したい波長番号、m、nは
任意の整数である。すなわち、3dBカプラから分岐した
い波長λkを反射するファイバグレーティングまでの位
相差をπの整数倍とすると同時に、それ以外のファイバ
グレーティングまでの位相差が常にπ／2の整数倍とな
るようにする。ここで、kはただ一つでなくても良い。
すなわち本発明によれば、複数の任意波長の分岐も可能
である。
【０１１５】また、本実施の形態ではファイバグレーテ
ィングを多段に接続する構成について述べたが、光の位
相を精密に制御する必要があることから、これは平面光
回路でコンパクトに構成するのが好ましい。3dBカプラ2
42からファイバグレーティング246a、246bまでを石英光
導波路で構成し、光移相器はヒータ電極を設けて熱的に
屈折率を変える方法で構成する方法などが考えられる。
以上のように、複数のグレーティングを多段に接続し波
長によって反射光の移相量を変えるので分岐光と挿入光
の波長を切り換えることができる。なお、上記例では波
長選択性反射器としてファイバグレーティングを用いる
構成を説明したが、これらは平面光基板に形成されたグ
レーティング導波路を用いても同様の効果が得られる。
また、方向性結合器として3dBカプラを用いる例を示し
たが3dBのカプラに限るものではない。
【０１１６】実施の形態１２．本実施の形態はクロスト
ークが発生しにくい双方向光フィルタを構成するもので
ある。本実施の形態の構成を図２６に示す。図におい
て、260は波長λiの光送信器、261は波長λjを受信する
光受信器、262a、262b、262cは3dBカプラ、263a、263b
はブラッグ波長がλiのファイバグレーティング、264
a、264bはブラッグ波長がλjのファイバグレーティン
グ、265a、265b、265cは屈折率調整部、266aは双方向光
伝送路入出力端子、266bは挿入端子、266c、266dは3dB
カプラ262cの端子、266e、266fは3dBカプラ262cの端子
である。
【０１１７】次に動作を説明する。光送信器260が波長
λiの光を挿入端子266bに出射し、3dBカプラ262aが入射
光を分配したあと、ファイバグレーティング263a、263b
が反射し、再び3dBカプラ262aの端子266bに戻るときに
逆相になるため、すべて双方向光伝送路入出力端子266a
に出射される。一方、ファイバグレーティング263a、26
3bが反射しきれなかった、そのほとんどの光を端子266c
に捨てる。なお、3dBカフ゜ラ262aと262b間の光路長は、屈折
率調整部265a、265bにより同一に調整されている。さら
に、3dBカプラ262bの不完全なアイソレーションにより
端子266cに出力されてしまうパワーがあるが、これはす
べてファイバグレーティング264aと264bから捨てられる
ので、決して光受信器261にもれ込むことはない。
【０１１８】双方向光伝送路入出力端子266aから入射し
たWDM光は、3dBカプラ262aおよび262bを経由して、端子
266dに出力される。このうち波長λjの光は3dBカプラ26
2c経由でファイバグレーティング264a、264bにおいて反
射され、端子266fに接続された光受信器261に出射され
る。波長λj以外の光はファイバグレーティング264a、2
64bで反射されずに捨てられる。従って、双方向光伝送
路入出力端子266aから入射したWDM光に対して本実施の
形態の光フィルタは、波長λjに対するバンドパスフィ
ルタとして動作する。
【０１１９】なお、平面光基板に形成されたグレーティ
ング導波路にはないが、導波路に形成されたファイバグ
レーティングにはブラッグ波長より波長の長い光が透過
するときは通過損失は少なく、波長の短い光が透過する
ときは過剰通過損が発生するという性質がある。そこ
で、ファイバグレ−ティング263aと263bのブラッグ波長
λiをファイバグレ−ティング264aと264bのブラッグ波
長λjより短くする。従って、波長λjの光はファイバグ
レーティング263a、263bを通過するが、ブラッグ波長λ
iがλjよりも短波長であるため、ここで過剰通過損失を
被ることがない。以上のように、挿入光の一部がファイ
バグレ−ティング263a、263bで反射されず漏れた場合、
漏れた光は分岐光に対し逆相で3dBカプラ262bを通すの
で、クロストークが発生しにくい双方向光フィルタを容
易に構成することができるとともに、波長の長短による
損失増加を回避できる。なお、上記例では波長選択性反
射器としてファイバグレーティングを用いる構成を説明
したが、これらは平面光基板に形成されたグレーティン
グ導波路を用いても同様の効果が得られる。また、方向
性結合器として3dBカプラを用いる例を示したが3dBのカ
プラに限るものではない。
【０１２０】実施の形態１３．本実施の形態はクロスト
ークが発生しにくい双方向光フィルタを構成するもので
ある。本実施の形態の構成を図２７に示す。図におい
て、260は波長λjの光送信器、261は波長λiを受信する
光受信器、262a、262b、262cは3dBカプラ、263a、263b
はブラッグ波長がλiのファイバグレーティング、263
c、263dはブラッグ波長がλｉのファイバグレーティン
グ、270a、270b、270cは屈折率調整部、271aは双方向光
伝送路入出力端子、271bは3dBカプラ262bの端子、271
c、271dは3dBカプラ262aの端子、271e、271fは3dBカプ
ラ262cの端子である。
【０１２１】双方向光伝送路入出力端子271aから入射し
た波長λiの光は、3dBカプラ262bで分配されたあと、フ
ァイバグレーティング263a、263bで反射され、再び3dB
カプラ262bの端子271aに戻るときに逆相になるため、す
べて端子271bに出力される。ここで、3dBカプラ262bと2
62a間の光路長は、屈折率調整部270a、270bにより同一
に調整されている。さらに、端子271eから3dBカプラ262
cを通じて、ファイバグレーティング263c、263dで反射
され、再び3dBカプラ262cの端子271eに戻るときに逆相
になるため、すべて端子271fに接続された光受信器261
に出射される。従って、双方向光伝送路入出力端子271a
から入射したWDM光に対して本実施の形態の光フィルタ
は、波長λiに対するバンドパスフィルタとして動作す
る。
【０１２２】光送信器260から端子271dに入射した波長
λjの光は、3dBカプラ262aおよび262bを経由して、端子
271aに出力される。ただし、3dBカプラ262bの不完全な
アイソレーションによってわずかなパワーが端子271bに
もれ出す。これは3dBカプラ262cからファイバグレーテ
ィング263cと263dに向かうが、ブラッグ波長が異なるた
め波長λiの光は反射されずに捨てられる。従って、端
子271dから入射したλjが光受信器261にもれ込んでクロ
ストークになることがない。
【０１２３】また、実施の形態１２で説明したのと同様
に、ファイバグレーティングにはブラッグ波長より波長
の長い光が透過するときは通過損失は少なく、波長の短
い光が透過するときは過剰通過損が発生するという性質
がある。そこで、ファイバグレ−ティング263aと263bの
ブラッグ波長λiを挿入光の波長λjより短くする。従っ
て、波長λjの光はファイバグレーティング263a、263b
を通過するが、ブラッグ波長λiがλjよりも短波長であ
るため、ここで過剰通過損失を被ることがない。以上の
ように、挿入光の一部が3dBカプラ262bの不完全なアイ
ソレーションによってわずか漏れてもファイバグレ−テ
ィング263c、263dで反射されないので、クロストークが
発生しにくい双方向光フィルタを容易に構成することが
できるとともに、波長の長短による損失増加を回避でき
る。
【０１２４】なお、上記例では波長選択性反射器として
ファイバグレーティングを用いる構成を説明したが、こ
れらは平面光基板に形成されたグレーティング導波路を
用いても同様の効果が得られる。また、方向性結合器と
して3dBカプラを用いる例を示したが3dBのカプラに限る
ものではない。以上、実施の形態１から実施の形態１３
までの発明の光フィルタの入出力光ファイバのいずれか
に光増幅器を接続し、さらに全体を圧力筐体に収容する
ことによって、本光フィルタを、光海底中継器として使
用することが可能である。
【０１２５】
【発明の効果】第１の発明は、従来のレンズなどを用い
て空間でバルク素子と結合させなければならない誘電体
多層膜フィルタなどとは異なり、方向性結合器と波長選
択性反射器を用いて光フィルタを構成し、さらに３つの
光フィルタをスター状に接続することによって、すべて
光ファイバで接続された構成にでき、クロストークの少
なく、挿入損失が小さい、信頼性の高い光分岐回路が構
成できる。
【０１２６】第２の発明は、波長多重光伝送装置を縦続
接続することにより、波長多重光伝送システムに収容す
る端局数を増やすことができる。また、伝送路に障害が
発生しても障害箇所を切り離して、端局相互に通信する
通信路を確保できる。
【０１２７】第３の発明は、従来のレンズなどを用いて
空間でバルク素子と結合させなければならない誘電体多
層膜フィルタなどとは異なり、方向性結合器と波長選択
性反射器を用いて光フィルタを構成し、さらに３つの光
フィルタをスター状に接続することによって、すべて光
ファイバで接続された構成にでき、クロストークの少な
く、挿入損失が小さい、信頼性の高い光分岐回路が構成
できるだけでなく、所定の経路をとる波長数を多く設定
できる。
【０１２８】第４の発明は、各局に送信相手対応と受信
相手対応に波長を割り当て光分岐挿入回路を構成したの
で、任意の局相互に光通信が行える。
【０１２９】第５の発明は、２つの方向性結合器間に複
数の波長選択性反射器を縦続接続したので、同時に複数
波長の分岐挿入ができる。
【０１３０】第６の発明は、２つの方向性結合器間に設
置した選択性反射器を一カ所に集約できるので、同時に
複数波長の分岐挿入ができる光回路の屈折率調整部の数
を削減でき、3dBカプラとの光路長の調整が容易にな
る。
【０１３１】第７の発明は、光送信器が光受信器の受信
波長に対し送信波長を所定値ずらすので、光送信器から
光受信器へクロストークが発生してもそれによる伝送ペ
ナルティを軽減することができる。
【０１３２】第８の発明は、２つの波長選択性反射器を
方向性結合器を介して縦続接続することによって分岐挿
入回路を構成するので、挿入光と分岐光のクロストーク
を低減できる。
【０１３３】第９の発明は、２つの波長選択性反射器を
方向性結合器を介して縦続接続するとともに、方向性結
合器の間にさらに波長選択性反射器を設ける分岐挿入回
路を構成するので、挿入光と分岐光のクロストークを低
減できる。
【０１３４】第１０の発明は、従来のレンズなどを用い
て空間でバルク素子と結合させなければならない誘電体
多層膜フィルタなどとは異なり、２つの波長選択性反射
器を方向性結合器を介して縦続接続した分岐挿入回路を
２つ接続することによって、すべて光ファイバで接続さ
れた構成にでき、クロストークの少なく、挿入損失が小
さい、信頼性の高い光分岐回路が構成できる。
【０１３５】第１１の発明は、複数の波長選択性反射器
を多段に接続し、波長によって反射光の移相量を変える
ので分岐光と挿入光の波長を切り換えることができる。
【０１３６】第１２の発明は、反射漏れの挿入光を２段
の方向性結合器で光受信器にもれ込まないよう分波し、
消光するので、クロストークが発生しにくい双方向の光
分岐挿入回路を構成できる。
【０１３７】第１３の発明は、波長選択性反射器として
ファイバグレーティングを用い、ブラッグ波長より長い
波長を分岐光として用いるので、分岐光がファイバグレ
ーティングを透過するときの損失を少なくできる。
【０１３８】第１４の発明は、光送信器からの挿入光が
光受信器にもれないよう２段の方向性結合器で分波し、
消光するので、クロストークが発生しにくい双方向の光
分岐挿入回路を構成できる。
【０１３９】第１５の発明は、波長選択性反射器として
ファイバグレーティングを用い、ブラッグ波長より長い
波長を挿入光として用いるので、挿入光がファイバグレ
ーティングを透過するときの損失を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示すブロック図であ
る。
【図２】この発明の実施の形態２を示すブロック図であ
る。
【図３】この発明の実施の形態２の動作を示すブロック
図である。
【図４】この発明の実施の形態３を示すブロック図であ
る。
【図５】この発明の実施の形態４を示すブロック図であ
る。
【図６】各局に割り当てた波長を示す図である。
【図７】送信局と受信局対応に割り当てた波長を示す図
である。
【図８】この発明の実施の形態５を示すブロック図であ
る。
【図９】二つの波長を分岐挿入するときの透過率を示す
図である。
【図１０】この発明の実施の形態６を示すブロック図で
ある。
【図１１】発明の実施の形態６の製作方法を示す図であ
る。
【図１２】二つの波長を分岐挿入するときの透過率を示
す図である。
【図１３】この発明の実施の形態７を示すブロック図で
ある。
【図１４】実施の形態７に示す波長配置図である。
【図１５】実施の形態７の効果を説明する実験結果の図
である。
【図１６】この発明の実施の形態８を示すブロック図で
ある。
【図１７】実施の形態８の効果を説明する計算結果の図
である。
【図１８】この発明の実施の形態９を示すブロック図で
ある。
【図１９】実施の形態９の効果を説明する計算結果の図
である。
【図２０】実施の形態９の効果を説明する計算結果の図
である。
【図２１】この発明の実施の形態１０を示すブロック図
である。
【図２２】実施の形態１０の動作を説明するブロック図
である。
【図２３】実施の形態１０のシステム適用例を説明する
ブロック図である。
【図２４】この発明の実施の形態１１を示すブロック図
である。
【図２５】実施の形態１１の通過波長と光移相器の移相
量の関係を示す図である。
【図２６】この発明の実施の形態１２を示すブロック図
である。
【図２７】この発明の実施の形態１３を示すブロック図
である。
【図２８】従来例１を示すブロック図である。
【図２９】従来例１の誘電体多層膜フィルタを示すブロ
ック図である。
【図３０】従来例２を示すブロック図である。
【図３１】従来例２の光フィルタのクロストークに対す
るパワーペナルティを計算と実験で求めた図である。
【符号の説明】
1 光分岐回路 2、3、4 光フィルタ 8a、8b 屈折率調整部 9a、9b ファイバグレーティング 10a、10b 3dBカプラ 21a、22a、23a、24a 光送信器 25a、25b、25c、25d、25e、25f 光中継器 20a、20b 光分岐回路 21b、22b、23b、24b 光受信器 21c、22c、23c、24c クロスコネクト装置 26 光ケーブルの断線地点 40 光分岐回路 41、42、43 光フィルタ 44a、44b 3dBカプラ 45a、45b 屈折率調整部 46a、46b、47a、47b、48a、48b ファイバグレーティ
ング 56a、56b、56c 光送信器 55a、55b、55c 光受信器 52a、52b 3dBカプラ 54a、54b 合分波器 52c 10対1カプラ 50a、50b ファイバグレーティング 51a、51b 屈折率調整部 53a 光伝送路入力端子 53b 分岐端子 53c 挿入端子 53d 光伝送路出力端子 53e 分岐端子 57 波長監視装置 58 波長・出力レベル調整回路 87a、87b 光送信器 86a、86b 光受信器 81a、81b 3dBカプラ 85a、85b 光合分波器 82a、82b、83a、83b、84a、84b、84c 屈折率調整
部 80a 光伝送路入力端子 80b 分岐端子 80c 挿入端子 80d 光伝送路出力端子 100a、100b ファイバグレーティング 132a、132b 3dBカプラ 131a、131b ファイバグレーティング 133a、133b 屈折率調整部 130a 光伝送路入力端子 130b 分岐端子 130c 挿入端子 130d 光伝送路出力端子 135 光送信器 134 光受信器 136 光周波数制御回路 137a、137b 10対1カプラ 138 3dBカプラ 139 掃引型ファブリペロ干渉計 140 受光器 141a、141b 正弦波発振器 142a、142b ミキサ 143a、143b 差動増幅器 144a、144b ループフィルタ 164 光送信器 165 光受信器 163a、163b、163c、163d 3dBカプラ 161a、161b、161c、161d ファイバグレーティング 162a、162b、162c、162d 屈折率調整部 160a 光伝送路入力端子 160b 分岐端子 160c、160d 3dBカプラ163bの後段の端子 160e、160f 3dBカプラ163cの前段の端子 160g 光伝送路出力端子 160h 挿入端子 180 ファイバグレーティング 210a 上り光伝送路入力端子 210b 分岐端子 210c、210d 3dBカプラ212bの後段の端子 210e、210f 3dBカプラ212cの前段の端子 210g 上り光伝送路出力端子 210h 挿入端子 211a、211b、211c、211d、211e ファイバグレーティ
ング 213a、213b、213c、213d 屈折率調整部 214a 下り光伝送路入力端子 214b 分岐光伝送路出力端子 214c、214d 3dBカプラ216bの後段の端子 214e、214f 3dBカプラ216cの前段の端子 214g 上り光伝送路出力端子 214h 分岐光伝送路入力端子 215a、215b、215c、215d、215e ファイバグレーティ
ング 217a、217b、217c、217d 屈折率調整部 240 光送信器 241 光受信器 242 3dBカプラ 243a、243b、244a、244b ファイバグレーティング 245a、245b、246a、246b ファイバグレーティング 247a、247b、247c、247d 光移相器 248、249 光サーキュレータ 250 位相制御回路 251a、251b、251c、251d 3dBカプラ30の端子 252a 光伝送路入力端子 252b 分岐挿入端子 252c 光伝送路出力端子 251a、251b、251c 端子 252a 光サーキュレータ249の分岐挿入端子 252b 分岐端子 252c 光サーキュレータ249の挿入端子 260 光送信器 261 光受信器 262a、262b、262c 3dBカプラ 263a、263b ファイバグレーティング 264a、264b ファイバグレーティング 265a、265b、265c 屈折率調整部 266a 双方向光伝送路入出力端子 266b 挿入端子 266c、266d 3dBカプラ262cの端子 266e、266f 3dBカプラ262cの端子 260 光送信器 261 光受信器 262a、262b、262c 3dBカプラ 263a、263b、263c、263d ファイバグレーティング 270a、270b、270c 屈折率調整部 271a 双方向光伝送路入出力端子 271b 3dBカプラ262bの端子 271c、271d 3dBカプラ262aの端子 271e、271f 3dBカプラ262cの端子

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の波長λ１の光信号と波長λ１以外
    の光信号を入力する第１の端子と、この第１の端子に入
    力された前記波長λ１の光信号を出力する第２の端子
    と、前記波長λ１以外の光信号を入力する第３の端子と
    前記第１の端子に入力された波長λ１以外の光信号を出
    力する第４の端子とを有し、前記第３の端子に入力され
    たλ１以外の波長の光信号を前記第２の端子に出力する
    第１、第２、第３の光フィルタを備えた波長多重光伝送
    装置において、 前記第１の光フィルタの第３の端子と前記第２の光フィ
    ルタの第４の端子とを接続し、 前記第２の光フィルタの第３の端子と前記第３の光フィ
    ルタの第４の端子とを接続し、 前記第３の光フィルタの第３の端子と前記第１の光フィ
    ルタの第４の端子とを接続したことを特徴とする波長多
    重光伝送装置。
  2. 【請求項２】 縦続接続された請求項１記載の波長多重
    光伝送装置を介して、所定の波長λ１の光信号と波長λ
    １以外の光信号を送受信する光送受信装置を備えた端局
    装置が相互に通信することを特徴とする波長多重光伝送
    システム。
  3. 【請求項３】 所定の波長λ１の光信号と波長λ１以外
    の光信号を入力する第１の端子と、この第１の端子に入
    力された前記波長λ１の光信号を出力する第２の端子
    と、所定の波長λ２以外の光信号を入力する第３の端子
    と前記第１の端子に入力された波長λ１以外の光信号を
    出力する第４の端子とを有する第１の光フィルタと、 所定の波長λ２の光信号と波長λ２以外の光信号を入力
    する第１の端子と、この第１の端子に入力された前記波
    長λ２の光信号を出力する第２の端子と、所定の波長λ
    ２以外の光信号を入力する第３の端子と前記第１の端子
    に入力された波長λ２以外の光信号を出力する第４の端
    子とを有する第２、第３の光フィルタを備えた波長多重
    光伝送装置において、 前記第１の光フィルタの第３の端子と前記第２の光フィ
    ルタの第４の端子とを接続し、 前記第２の光フィルタの第３の端子と前記第３の光フィ
    ルタの第４の端子とを接続し、 前記第３の光フィルタの第３の端子と前記第１の光フィ
    ルタの第２の端子とを接続したことを特徴とする波長多
    重光伝送装置。
  4. 【請求項４】 自局の受信用に割り当てられた所定の波
    長帯λＢ１内の光波長多重信号と波長帯λＢ１外の光波
    長多重信号を受信し入力する第１の端子、この第１の端
    子に入力された波長帯λＢ１内の光波長多重信号を出力
    する第２の端子および前記第１の端子に入力された波長
    帯λＢ１外の光波長多重信号を出力する第３の端子を有
    する光フィルタと、 前記光フィルタの第２の端子に出力された光波長多重信
    号を入力する光受信器と、 自局から相手局対応に割り当てられた送信用の波長の光
    波長多重信号を出力する光送信器と、 前記光フィルタの第３の端子から出力されて波長帯λＢ
    １外の光波長多重信号と前記光送信器から出力された光
    波長多重信号とを合波し送信出力する方向性結合器とを
    有することを特徴とする波長多重光伝送装置。
  5. 【請求項５】 λＢ１からλＢＮまでのＮ個の波長帯内
    の光波長多重信号と前記波長帯外の光波長多重信号を受
    信し入力する第１の端子、この第１の端子に入力された
    λＢ１からλＢＮまでの波長帯内の光波長多重信号を出
    力する第２の端子、λＢ１からλＢＮまでの波長帯内の
    光波長多重信号を入力する第３の端子および前記第１の
    端子に入力された前記波長帯外の光波長多重信号と前記
    第３の端子に入力されたλＢ１からλＢＮまでの波長帯
    内の光波長多重信号を出力する第４の端子を有する光フ
    ィルタと、 前記光フィルタの第２の端子に出力された光波長多重信
    号を入力する光受信器と、 前記光フィルタの第３の端子に入力するλＢ１からλＢ
    Ｎまでの波長帯内の光波長多重信号を出力する光送信器
    とを有することを特徴とする波長多重光伝送装置。
  6. 【請求項６】 前記光フィルタは、該同一光導波路内に
    形成された複数の反射波長を有するグレ−ティング光導
    波路を用いたことを特徴とする請求項５記載の波長多重
    光伝送装置。
  7. 【請求項７】 所定の波長帯λＢ１内の光信号と波長帯
    λＢ１外の光信号を入力する第１の端子、この第１の端
    子に入力された前記波長帯λＢ１内の送信光信号を出力
    する第２の端子、波長帯λＢ１内の光信号を入力する第
    ３の端子および前記第１の端子に入力された前記波長帯
    λＢ１外の光信号と前記第３の端子に入力された波長帯
    λＢ１内の光信号とを出力する第４の端子を有する光フ
    ィルタと、 前記光フィルタの第２の端子に出力された光信号を受信
    する光受信器と、 前記光フィルタの第３の端子に光信号を出力する光送信
    器と、 前記光受信器が受信する波長より所定値ずらせた波長の
    光を発振するよう前記光送信器を制御する光周波数制御
    手段とを有することを特徴とする波長多重光伝送装置。
  8. 【請求項８】 所定の波長λ１の光信号と波長λ１以外
    の光信号を入力する第１の端子、この第１の端子に入力
    された波長λ１の光信号を出力する第２の端子および前
    記第１の端子に入力された波長λ１以外の光信号を出力
    する第３の端子を有する第１の光フィルタと、この第１
    の光フィルタの第３の端子から出力される波長λ１以外
    の光信号を入力する第４の端子、所定の波長λ１の送信
    光信号と波長λ１以外の光信号を入力する第５の端子お
    よび前記第４の端子に入力された波長λ１以外の光信号
    と前記第５の端子に入力された波長λ１の送信光信号を
    出力する第６の端子を有する第２の光フィルタとを有す
    ることを特徴とする波長多重光伝送装置。
  9. 【請求項９】 所定の波長λ１の光信号と波長λ１以外
    の光信号を入力する第１の端子、この第１の端子に入力
    された波長λ１の光信号を出力する第２の端子および前
    記第１の端子に入力された波長λ１以外の光信号を出力
    する第３の端子を有する第１の光フィルタと、この第１
    の光フィルタの第３の端子から出力される波長λ１以外
    の光信号を入力する第４の端子、所定の波長λ１の送信
    光信号と波長λ１以外の光信号を入力する第５の端子お
    よび前記第４の端子に入力された波長λ１以外の光信号
    と前記第５の端子に入力された波長λ１の送信光信号を
    出力する第６の端子を有する第２の光フィルタを備え、 前記第１の光フィルタの第３の端子と前記第２のフィル
    タの第４の端子を、反射の中心波長がλ１である波長選
    択性反射器で接続したことを特徴とする波長多重光伝送
    装置。
  10. 【請求項１０】 所定の波長λ２の光信号と波長λ２以
    外の光信号を入力する第１の端子、この第１の端子に入
    力された波長λ２の光信号を出力する第２の端子、およ
    び前記第１の端子に入力された波長λ２以外の光信号を
    出力する第３の端子を有する第１の光フィルタと、 この第１の光フィルタの第３の端子から出力される波長
    λ２以外の光信号を入力する第４の端子、所定の波長λ
    ２の送信光信号を入力する第５の端子、および前記第４
    の端子に入力された波長λ２以外の光信号と前記第５の
    端子に入力された波長λ２の送信光信号を出力する第６
    の端子を有する第２の光フィルタと、 所定の波長λ１の光信号と波長λ１以外の光信号を入力
    する第７の端子、所定の波長λ２の光信号と前記第７の
    端子に入力された波長λ１の光信号を出力する第８の端
    子、前記第８の端子へ出力する波長λ２を入力する第９
    の端子、前記第７の端子から入力された波長λ１以外の
    光信号を出力する第１０の端子を有する第３の光フィル
    タと、 前記第３の光フィルタの第１０の端子から出力される波
    長λ１以外の光信号を入力する第１２の端子、所定の波
    長λ１の光信号と所定の波長λ２の光信号を入力する第
    １３の端子、前記１３の端子から入力されたλ１の光信
    号と、前記第１２の端子から入力したλ１以外の光信号
    を出力する第１４の端子、前記１３の端子から入力した
    波長λ２の光信号を出力する第１１の端子を有する第４
    の光フィルタを備え、 前記第２の端子と前記第９の端子を接続し、前記第５の
    端子と前記１１の端子を接続したことを特徴とする波長
    多重光伝送装置。
  11. 【請求項１１】 所定のλ１からλＮまでのＮ波の光波
    長多重信号を入力する第１のポ−ト、第１ポ−トに入力
    された光波長多重信号を出力する第２のポ−トおよび第
    ２のポ−トに入力された光波長多重信号を出力する第３
    のポ−トを有する第１の光サ−キュレ−タと、 前記第１の光サ−キュレ−タの第２のポ−トから出力さ
    れるλ１からλＮまでの光波長多重信号を入力すると共
    に、前記第１の光サ−キュレ−タの第２のポ−トにλ１
    からλＮまでの光波長多重信号を出力する第１の端子、
    光波長多重信号を入力する第２の端子、これら第１、第
    ２の端子に入力された波長λ１からλＮまでの光信号を
    それぞれ２分して出力すると共に、波長λ１からλＮま
    での光信号を入力する第３の端子および第４の端子を有
    し、第３の端子に入力された光信号を第１の端子に戻る
    光信号と第４の端子に入力された光信号を第１の端子に
    戻る光信号の位相差が逆相なら第２の端子に合波した光
    信号を出力し、同相なら第１の端子に合波した光信号を
    出力すると共に、第３の端子に入力された光信号を第２
    の端子に戻る光信号と第４の端子に入力された光信号を
    第２の端子に戻る光信号の位相差が逆相なら第１の端子
    に合波した光信号を出力し、同相なら第２の端子に合波
    した光信号を出力する方向性結合器と、 前記方向性結合器の第３の端子に縦続接続された各々の
    反射波長がλ１からλＮである第１から第Ｎの波長選択
    性反射器と、 前記第１から第Ｎの波長選択性反射器対応に設け、通過
    する光信号の位相をずらせる第１から第Ｎの光移相器
    と、 前記方向性結合器の第４の端子に縦続接続された各々の
    反射波長がλ１からλＮである第Ｎ+１から第２Ｎの波
    長選択性反射器と、 前記方向性結合器の第１または第２の端子から、第３の
    端子と第４の端子に出力し、前記第１から第Ｎのいずれ
    かの波長選択性反射器により反射して第３の端子に入力
    され第１または第２の端子に戻る光信号と、前記第Ｎ+
    １から第２Ｎのいずれかの波長選択性反射器により反射
    して第４の端子に入力され第１または第２の端子に戻る
    光信号との位相差が分岐させる光信号なら逆相に、通過
    させる光信号なら同相になるよう前記第１から第Ｎの光
    移相器の移相量を制御する光移相器制御回路と、 前記方向性結合器の第２の端子から出力された光波長多
    重信号を入力すると共に前記方向性結合器の第２の端子
    に光波長多重信号を出力する第１のポート、この第１の
    ポートに入力された光波長多重信号を出力する第２のポ
    ート、光波長多重信号を入力し第１のポートに出力する
    第３のポートを有する第２の光サ−キュレ−タと、 前記第２の光サ−キュレ−タの第２のポートに出力され
    た光波長多重信号を入力する光受信器と、 光波長多重信号を前記第２の光サ−キュレ−タの第３の
    ポートに出力する光送信器とを有することを特徴とする
    波長多重光伝送装置。
  12. 【請求項１２】 所定の波長λｉの光信号と波長λｊの
    光信号と波長λｉ、λｊ以外の光信号を入出力する第１
    の端子、この第１の端子に入力された波長λｉの光信号
    を出力し波長λｉの光信号を入力する第２の端子および
    前記第１の端子に入力された波長λｉ以外の光信号を出
    力する第３の端子を有し、 前記第２の端子に入力されたλｉの波長の光信号を前記
    第１の端子に出力する第１の光フィルタと、 前記第１の光フィルタの第３の端子から出力される波長
    λｉ以外の光信号を入力する第４の端子およびこの第４
    の端子に入力された波長λｊの光信号を出力する第５の
    端子を有する第２の光フィルタと、 前記第１の光フィルタの第２の端子に光波長多重信号を
    出力する光送信器と、 前記第２の光フィルタの第２の端子に出力された光波長
    多重信号を入力する光受信器を有することを特徴とする
    波長多重光伝送装置。
  13. 【請求項１３】 前記第１の光フィルタとして、第１の
    反射波長が第２の反射波長より短いグレ−ティング光導
    波路を用いて光フィルタを構成したことを特徴とする請
    求項１２記載の波長多重光伝送装置。
  14. 【請求項１４】 所定の波長λｉの光信号と波長λｊの
    光信号と波長λｉ、λｊ以外の光信号を入出力する第１
    の端子、この第１の端子に入力された波長λｉの光信号
    を出力する第２の端子および前記第１の端子に入力され
    た波長λｉ以外の光信号を出力する第３の端子を有し、
    前記第３の端子に入力されたλｊの波長の光信号を前記
    第１の端子に出力する第１の光フィルタと、 前記第１の光フィルタの第２の端子から出力される波長
    λｉの光信号を入力する第４の端子およびこの第４の端
    子に入力された波長λｉの光信号を出力する第５の端子
    を有する第２の光フィルタと、 前記第１の光フィルタの第３の端子に光波長多重信号を
    出力する光送信器と、 前記第２の光フィルタの第５の端子に出力された光波長
    多重信号を入力する光受信器とを有することを特徴とす
    る波長多重光伝送装置。
  15. 【請求項１５】 前記第１の光フィルタは、第１の反射
    波長が前記光送信器の送信波長より短いグレ−ティング
    光導波路を用いたことを特徴とする請求項１４記載の波
    長多重光伝送装置。
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