JPH10154958A - 光合分波装置および光波長多重通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光波長多重通信システムにおいて、２波長以
上の光信号の合分波を良好な行う。 【解決手段】 光合分波装置１０にはサーキュレータ
１，２と光ファイバグレーティング３，５を配する。こ
のグレーティング３，５は互いに隣接しない波長λ１お
よびλ３を好適に反射する反射特性を有する。この構成
によって、前段のグレーティング３では後段のグレーテ
ィング５で反射すべき波長λ３の光信号が非所望に反射
されることがない。したがって、Ｃ対地３００で受信さ
れる波長λ３の光信号の伝送品質を低下させることな
く、互いに異なる２波長の光信号を良好に合分波するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光合分波装置およ
び光波長多重通信システムに関し、特に、波長多重信号
から所望波長の光を分岐・挿入する際の雑音光を除去す
るのに好適な装置およびシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】互いに波長が異なる多数の光を多重化し
た信号を用いて通信を行う波長多重通信において、第１
及び第２の対地で基幹の通信を行うとともに、該２対地
間に設けた分岐装置によって所望の波長の光を合分波
し、前記２対地と第３の対地との間でも通信を行えるよ
うにする通信方式が知られている。

【０００３】図４は、波長多重通信において２波長の光
信号を合分波する場合を考えたときの分岐方式の構成を
示す図である。同図において、該分岐装置１０は、第１
の光サーキュレータ（以下、単に「サーキュレータ」と
いう）１、第２のサーキュレータ２、ならびに該２つの
サーキュレータの間に配置された２つの光ファイバグレ
ーティング（以下、単に「グレーティング」という）
３，４を有する。前段のグレーティング３は波長λ１の
光を反射し、他の波長の光を透過するように構成され、
後段のグレーティング４は波長λ２の光を反射し、他の
波長の光を透過するように構成されている。

【０００４】この構成により、Ａ対地１００から第１の
サーキュレータ１に入力された波長λ１，λ２，…，λ
ｎの光は、該第１のサーキュレータ１を通過した後、波
長λ１の光は前段のグレーティング３で反射されて再び
第１のサーキュレータ１に入力される。グレーティング
３で反射されて第１のサーキュレータ１に入力された波
長λ１の光は該サーキュレータ１のドロップ・アウト端
子Ｄ−ＯＵＴに出力され、Ｃ対地３００に伝送される。

【０００５】一方、前段のグレーティング３を通過した
光のうち波長λ２の光は、後段のグレーティング４で反
射される。そして、反射された波長λ２の光は、前段の
グレーティング３を通過して第１のサーキュレータ１に
入力され、そのドロップ・アウト端子Ｄ−ＯＵＴに出力
されてＣ対地３００に伝送される。また、前段および後
段のグレーティング３，４を通過した波長λ１およびλ
２以外の光は第２のサーキュレータ２を通過してＢ対地
２００に伝送される。

【０００６】また、Ｃ対地３００から第２のサーキュレ
ータ２のアド・イン端子Ａ−ＩＮに入力された波長λ
１，λ２の光は、グレーティング３，４でそれぞれ反射
されて第２のサーキュレータ２に入力され、該サーキュ
レータ２を通過してＢ対地２００に伝送される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の分岐方式で
は、次のような問題点がある。図５は、グレーティング
の特性例を示し、横軸に波長、縦軸に反射率を示す。こ
こに示すグレーティングは波長λ１の光信号を最適に反
射するように設定されたものである。このグレーティン
グは理想的には波長λ１の光信号のみを反射するのが好
ましいが、実際上は図示のように反射される波長域は広
く、これに対して光信号の各チャネルの間隔つまり隣接
する波長間隔は狭い。

【０００８】すなわち、光信号を長距離にわたって伝送
する場合、中継器の光増幅器の特性によって光信号の伝
送特性は決定され、最低限要求される伝送特性を満足す
るためには波長多重通信に使用される波長域が限定され
る。したがって、該波長域にできるだけ多くのチャネル
を設定しようとすると、波長毎の各光信号チャネルの間
隔をあまり広くとれない。その結果、図示した特性のグ
レーティングでは波長λ１に隣接する波長λ２やλ３の
光信号も反射される。

【０００９】このような特性のために、図４の構成にお
いて、前段のグレーティング３のみに着目すると、該グ
レーティング３では波長λ１の光信号以外にも、波長が
隣接した光信号として波長λ２やλ３の光信号も反射さ
れ、該波長λ２や波長λ３の光信号は波長λ１の光信号
に対しては雑音光となる。ここで、波長λ１の光信号の
反射率（Ｒ１）と波長λ３の光信号の反射率（Ｒ３）と
の比の値、つまりＲ１／Ｒ３は大きいので、波長λ３の
光信号が雑音光として存在してもＣ対地３００で波長λ
１の光信号を検出することは困難ではない。また、波長
λ２の光信号の反射光はＣ対地３００に波長λ２の光を
透過させないフィルタを設けることで除去できないこと
はない。

【００１０】しかし、同図のように、グレーティングを
２段にして２波長以上の光を合分波する場合は、単にフ
ィルタを設けるだけでは解決しない問題点がある。すな
わち、後段のグレーティング４においては波長λ２の光
が反射されて本来必要とする信号として検出される。そ
のため、Ｃ対地３００には、グレーティング３で反射さ
れた波長λ２の雑音光と、グレーティング４で反射さ
れ、本来の信号として検出された同じ波長λ２の光と
が、ある位相差をもって入力される。このように、波長
λ２の光が２種類入力されて干渉した場合は、Ｃ対地３
００でこの干渉光を分離検出することができないため
に、伝送品質が劣化するという問題点がある。

【００１１】以上の問題点は分波の場合に関して説明し
たが、同様に、光信号の合波の場合、例えば、Ｃ対地３
００からの光信号をＢ対地で受信した場合にも光信号の
劣化が生ずる。

【００１２】上記の問題点は、グレーティングの反射特
性を改善して、波長λ１で急峻に立ち上がる特性を持つ
ようにすれば解決できるが、このような特性のグレーテ
ィングを得ることは、理論上は可能でも、コストの面等
から実際には実現が容易ではない。

【００１３】本発明は、上記問題点を解消し、グレーテ
ィングでの雑音光の反射をなくし、伝送品質を低下させ
ずに２波長以上の合分波を行うことができる装置および
システムを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、合波用のサーキュレータ
と、分波用のサーキュレータと、前記合波用および分波
用のサーキュレータ間に設けられた２以上のグレーティ
ングとを具備し、前記各グレーティングは、それぞれ
が、所定波長間隔で設定された複数チャネルのうち１波
長以上隔ったチャネルに対応する波長の光信号を最大の
反射率で反射する反射特性を有するように、光合分波装
置を構成した点に第１の特徴がある。

【００１５】また、本発明は、前記第１の特徴を有する
光合分波装置および複数の送受信端局を含んで光波長多
重通信システムを構成し、各送受信端局は、前記グレー
ティングの反射特性に合致した波長の光信号を合分波の
対象として選択して送信するように構成された点に第２
の特徴がある。また、本発明は、光信号を送受するため
のチャネルを、０．５〜１．０ｎｍの範囲内で選択され
た波長間隔で複数設定した点に第３の特徴がある。

【００１６】第１〜第３の特徴を有する本発明によれ
ば、例えば０．７ｎｍの波長間隔で設定されたチャネル
を通じて送信は実施され、各送受信端局は合分波の対象
となる複数の光信号を、互いに１波長以上隔った複数の
チャネルを通じて送出する。そして、該光信号は前記各
グレーティングで反射されて目的の対地に伝送される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図２は本発明の一実施形態に係る波長
多重通信ネットワークの概略を示すブロック図である。
同図において、Ａ対地１００、Ｂ対地２００、およびＣ
対地３００を光ファイバで接続されている。なお光ファ
イバは上り下りで１対使用される。このネットワークで
はＡ対地１００およびＢ対地２００間の通信を基幹と
し、Ｃ対地３００とＡ対地１００およびＢ対地２００と
の通信は分岐装置１０すなわち合分波装置を介して行わ
れる。

【００１８】通信に使用される波長λ１，λ２，…，λ
ｎは、それぞれが、例えば０．７ｎｍの波長間隔を有し
ていて、波長λ１，λ２，…，λｎの順に波長は長くな
るようにチャネルが設定されている。なお、ここでは、
波長間隔を０．７ｎｍのチャネルの例を説明するが、本
発明は、０．５〜１．０ｎｍの範囲内で波長間隔が設定
されたチャネルに適用することができる。これらのチャ
ネルのうち、波長λ１，λ３に対応するチャネルはＣ対
地３００とＡ対地１００およびＢ対地２００との間の通
信に使用され、残りの波長のチャネルはＡ対地１００お
よびＢ対地間の通信に使用される。すなわち、分岐装置
１０では、波長多重信号から互いに隣接しない波長λ
１，λ３の光信号が合分波され、Ａ対地１００およびＣ
対地３００間、またはＢ対地２００およびＣ対地間で通
信ができる。該波長多重通信ネットワーク内の各対地に
設けられる各送受信端局は、分岐装置１０で合分波可能
なように、光信号の波長を選択して送信する機能を有す
る。

【００１９】次に、分岐装置１０の詳細を図１を参照し
て説明する。図１において、図４と同符号は同一または
同等部分を示す。この分岐装置１０は、通信の上り下り
のファイバ対の一方について示したものである。また、
この分岐装置は、サーキュレータ１，２の間に設けられ
た２つのグレーティングのうちの一方が、波長λ２の光
信号を反射する特性をもつものから、波長λ３の光信号
を反射する特性をもつグレーティング５に置き換えられ
た以外は、図４のものと同等の構成を有する。また、グ
レーティング３の反射特性は図５のものと同等であり、
グレーティング５の反射特性は、反射率のピークが対応
する波長が異なるが、全体としては図５のものと同様の
反射特性を有する。すなわち、グレーティング３は反射
率のピークが波長λ１に対応し、グレーティング５は反
射率のピークが波長λ３に対応する。

【００２０】上記構成を有する本実施形態では、グレー
ティング３，５で反射される光信号の波長は互いに隣接
していないので、後段のグレーティング５で主として反
射させようとする波長λ３の光信号は前段のグレーティ
ング３では反射されない。

【００２１】本実施形態の効果を明らかにするため、実
施例をあげる。図３は、サーキュレータ１のドロップ・
アウト端子Ｄ−ＯＵＴから出力される光信号の伝送品質
Ｑの劣化量を示す。図３（ａ）は本実施形態による、隣
接しない波長の光信号を反射するグレーティング３，５
の組み合わせの場合、図３（ｂ）は隣接する波長の光信
号を反射する２つのグレーティング（図４の符号３，４
に相当）の組み合わせの場合を示す。

【００２２】グレーティング４は反射率のピークが波長
λ２に対応する特性を有する。なお、波長λ１，λ２，
λ３は、それぞれ（１５５７．２ｎｍ）、（１５５７．
９ｎｍ）、（１５５８．６ｎｍ）である。まず、図３
（ｂ）から見てみると、前段に波長λ１、後段に波長λ
２用のグレーティングを配置したときに、λ２の波長の
光信号の劣化量が大きいことが分かる。さらに、参考の
ために、グレーティングの配置を前後入れ替えた場合に
は、波長λ１の光信号の劣化量の方が大きいことが分か
る。

【００２３】次に、図３（ａ）を見ると、波長λ３用の
グレーティングを後段においた場合、該波長λ３用のグ
レーティングで反射された光信号の劣化量は「−０．
３」であり、図３（ｂ）に示した波長λ２の光信号の劣
化量「−２．０」より小さいことが分かる。グレーティ
ングの配置を前後入れ替えて波長λ１用のグレーティン
グを後段においた場合にも、該波長λ１用のグレーティ
ングで反射された光信号の劣化量は「−０．３」であ
り、図３（ｂ）に示した波長λ１の光信号の劣化量「−
０．９」より小さいことが分かる。このように、図３
（ａ）のいずれの場合にも、光信号の劣化量は、図３
（ｂ）の場合と比較して、きわめて低いことが分かる。

【００２４】なお、本実施形態では、２波長の光信号を
合分波する例を示したが、本発明は、このような２波長
の合分波に限らず、２波長以上であれば、上述の構成を
変形して同様に実施できる。また、本実施形態では、波
長λ１用のグレーティングと波長λ３用のグレーティン
グとを使用して、両波長間の波長λ２を使用しないよう
にしたが、使用する波長間はさらに離れていてもよい。
例えば、波長λ１用のグレーティングと波長λ４用のグ
レーティングとを使用するような場合も本発明の範囲に
含まれる。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜請求項３の発明によれば、２以上のグレーティング
の反射特性を、それぞれ、互いに隣接しないチャネルに
対応する波長に合わせたので、後段に配置されたグレー
ティングで反射させるべき波長の光信号が前段に配置さ
れたグレーティングで意図なしに反射されることを防止
できる。したがって、意図なしに反射される同波長の光
信号と後段に配置されたグレーティングで反射させた光
信号とが干渉するのを回避できる。その結果、２波長以
上の光信号を容易に合分波することができ、伝送品質を
大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る光合分波装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】 本発明の実施形態に係る波長多重通信システ
ムの概略を示すブロック図である。

【図３】 本発明の実施形態に係る光合分波装置の実施
例を示す図である。

【図４】 光合分波装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】 光ファイバグレーティングの反射特性の一例
を示す図である。

【符号の説明】

１，２…光サーキュレータ、 ３，４，５…光ファイバ
グレーティング、 １０…分岐装置（光合分波装置）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合波用の光サーキュレータと、 分波用の光サーキュレータと、 前記合波用および分波用の光サーキュレータ間に設けら
   れた２以上の光ファイバグレーティングとを具備し、 前記各光ファイバグレーティングは、それぞれが、所定
   波長間隔で設定された複数チャネルのうち１波長以上隔
   ったチャネルに対応する波長の光信号を最大の反射率で
   反射する反射特性を有するものであることを特徴とする
   光波長多重通信用の光合分波装置。
2. 【請求項２】 請求項１の光合分波装置および複数の送
   受信端局を含む波長多重通信システムにおいて、 各送受信端局は、前記光ファイバグレーティングの反射
   特性に合致した波長の光信号を合分波の対象として選択
   して送信するように構成されたことを特徴とする光波長
   多情通信システム。
3. 【請求項３】 光信号送受信のためのチャネルを、０．
   ５〜１．０ｎｍの範囲内で選択した波長間隔で複数設定
   したことを特徴とする請求項２記載の光波長多重通信シ
   ステム。