JPH11501777A - 光ファイバに配置する装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、光ファイバ（１）へ、または光ファイバ（１）から波長チャネルを選択的に切り換える装置と方法に関する。この発明による装置は、少なくとも二つのファイバカプラ（２、３）と、これらの間に配置された一つまたはそれ以上のファイバ格子（４）を含んでなる。第１のファイバカプラ（２）は、信号の一つのコンポーネントを取り去り、また信号の他のコンポーネントを一つのファイバ格子へ切り換えるように調整されている。前記格子は、帯域反射フィルタとして機能し、選択された波長がファイバ（１）上で連続するのを防止し、ファイバ（１）内でこれらを反射するように調整されている。他の波長は、更に装置内を通ることができる。第２ファイバカプラ（３）は、光ファイバ（１）に沿って、ファイバ格子（４）の反対側のある位置に配置される。前記ファイバカプラ（３）は、第１ファイバカプラ（２）内で除去された波長の導入のため、また未だファイバ上に存在しない他のいずれかの波長を導入するために調整されている。

Description

【発明の詳細な説明】 光ファイバに配置する装置と方法 技術分野 この発明は、光ファイバへの、また光ファイバからの波長チャネルを選択的に 切り換えるための装置と方法に関する。先行技術 電気通信の領域において、多くの場合に、非常に高度な伝送容量への需要があ る。変調された光信号の方法による光伝送を使用することにより、非常に高速な データ電送を達成できる。 複数の光信号を共通の光学媒体上で伝送するために、波長分割多重（ＷＤＭ） が使用される。信号は、一つの光ファイバ内に同時的に存在し得る複数の独立し た波長チャネルの方法により伝送される。 光ファイバへ、また光ファイバから、波長チャネルを選択的に切り換えるため に、すなわち、ある光ファイバ上にある波長を導入または除去するために、光マ ルチプレクサと波長選択デマルチプレクサが使用される。 導波管カプラと導波管格子を含んでなる光デマルチプレクサは、米国特許番号 ５１９５１６１から知られている。二つの平行な導波管の間に配置された導波管 カプラが、このカプラの二つの出力ポートに接続された導波管格子、いわゆるブ ラッグ反射器に接続する。前記導波管格子により、望みの波長の全ての光が、入 り口ポートに平行な出口ポートへ、インタフェイスを構造に使用することにより 、原則として反射できる。このマルチプレクサの短所は、前記カプラと前記二つ の反射器の間の導波管の複数のブランチの長さの間に非常に正確な比率が存在す る場合にのみ、希望する波長の全ての光が供給されることである。光学的波長に おける差は、光の波長の小数の範囲内で測定されなければならない。さもなけれ ば、出口で全く消えることがあり得る。しかしながら、このタイプの正確さは、 光ファイバの場合には実用的でなく、光集積回路においてのみ達成できる。この 結果、デマルチプレクサは、光ファイバネットワーク内で使用するには、高価で 困難な ものになっている。 光ファイバへ、または光ファイバから波長チャネルを選択的に切り換えるため のファイバカプラは米国特許番号４６７３２７０から既に知られている。このフ ァイバカプラは異なった屈折率プロファイルを有する二本の光ファイバを含んで なり、これらは切り替えエリア内で互いに隣接して配置されている。ファイバの 間の一定の波長のチャネルを接続するために、接続係数が切り替えエリアに沿っ て周期的に変化されなければならない。この追加／削除カプラは、ファイバカプ ラ内の一定波長の切り替えを可能にするために、ファイバの間の切り替えエリア 内に高い精度が要求されるので、実行が困難である。この理由により、多くの文 脈においてこれは経済的で実際に利用できる解決を代表しない。発明の説明 この発明の目的は、波長選択マルチプレクサおよびデマルチプレクサ、すなわ ち、追加／削除マルチプレクサ（ＡＤＭ）を提供することであり、それは、波長 分割多重（ＷＤＭ）を有するシステムにおいて、これにより波長チャネルが光フ ァイバへまたは光ファイバから切り替えられることが出来るものである。 これはこの発明による装置、すなわち二つのファイバカプラおよびその間に配 置された一つまたはそれ以上のファイバ格子を含んでなるものにより達成される 。この第１のファイバカプラは、複数の波長チャネルを含んでなる一つの入力光 信号を、このファイバカプラの第１および第２のブランチに分割する。コンポー ネント信号の間の強度の比率は任意に変えられる。第１のブランチのコンポーネ ント信号はファイバ格子を通過することが出来るが、例外として一つまたはそれ 以上の波長チャネルが一つまたはそれ以上の格子で反射され、結果としてファイ バ上で続くことが妨げられる。格子内で反射される各波長チャネルは、第１のフ ァイバカプラ内の第３のブランチへ通過出来る。他の波長チャネルは、さらに装 置内を通過出来る。第１ファイバカプラの第２および第３のブランチは、一つま たはそれ以上の受信機に接続され、これは好ましくはファイバ格子内でブロック される波長を目的にしている。第２のファイバカプラは、光ファイバに沿ってフ ァイバ格子の反対側の位置に配置されている。前記ファイバカプラは、第１のフ ァイバカプラから除去された一つまたはそれ以上の波長を導入するように調整さ れ ているか、または既にファイバ上に存在しない波長を導入するように調整されて いる。 この発明はまた光ファイバへ、また光ファイバから、波長チャネルを選択的に 切り換える方法に関する。この発明による方法において、複数の波長チャネルを 含んでなる光信号は、第１のファイバカプラへ運ばれる。この信号は二つのコン ポーネント信号に分割され、その一つはファイバ格子に送られるが、このファイ バ格子はある波長チャネルを反射して、これが光ファイバに沿って下流へ連続す ることを妨げる。ファイバ格子のブロッキング領域に対応する波長チャネルは、 第１のファイバカプラへ接続された受信機へ取り去られる。その後一つまたはそ れ以上の波長チャネルが、第２のファイバカプラ内の光ファイバに導入される。 この発明による装置の一つの長所は、それがファイバをベースにした単純な構 成であり、従って廉価で実施できることである。図面の説明 図１は、波長チャネルを選択的に切り替えるための波長選択的な追加／削除マ ルチプレクサ（ＡＤＭ）の概略図を示す。 図２は、波長チャネルを選択的に切り換えるための波長選択的なＡＤＭの第２ の実施例の概略図である。 図３は、４つの波長チャネルを選択的に切り換えるためのＡＤＭの概略図を示 す。 図４は、４つの波長チャネルを選択的に切り換えるためのＡＤＭの第２の実施 例の概略図を示す。 図５は、４つの波長チャネルを選択的に切り換えるためのＡＤＭの第３の実施 例の概略図を示す。好ましい実施例 この発明は、これから追加／削除マルチプレクサ（ＡＤＭ）の種々な実施例に ついて、図面を参照して詳細に説明される。 図１は、一つの特定の波長チャネルの選択的切り替えのための追加／削除マル チプレクサを示す。複数の波長チャネルを含んでなる光信号がファイバカプラ２ へ送られ、ファイバカプラ２は、入ってくる光信号をその波長に関わりなくファ イバカプラ２の所定のスイッチング比率に従って、第１ファイバブランチ２１お よび第２ファイバブランチ２２へ切り換えるように調整されていて、各ブランチ 上に一つのコンポーネント信号が得られるようになっている。各コンポーネント 信号は、全ての波長チャネルを含んでなり、ファイバカプラ中の分割は、二つの ブランチ２１と２２の間の信号の強度の分割のみを含む。第２のブランチ２２内 のコンポーネント信号は、帯域フィルタ５を通過することができ、受信波長チャ ネルのみが帯域フィルタ５を通過できる。第１のブランチ２１内のコンポーネン ト信号は、ファイバ格子４で形成される帯域反射フィルタを通過できる。このフ ァイバ格子は、受信波長チャネルをブロックし、反射すると共に、他の波長チャ ネルを修正なしに、光ファイバ１に沿って、ファイバ格子４の下流にさえも伝搬 するように設計されている。図中に示された追加／削除マルチプレクサは、さら に切り替え比率を自由に選択できる第２のファイバカプラ３を備えており、これ は光ファイバ１上に波長チャネルを導入するように調整されている。ファイバ格 子の形式の帯域反射フィルタは、第１のファイバカプラ内で除去され格子４内で ブロックされる波長チャネルのもう一つのファイバカプラ３への再導入を容易に する。図示された実施例では、複数の波長チャネルが互いに独立に除去されブロ ックされ得る。図示した装置は、従って光ファイバ１上の波長チャネルをブロッ クするのに使用出来るし、同時にこのファイバから全く異なった波長チャネルを 除去することが出来る。もう一つのファイバカプラ３へ、光ファイバ上に未だ存 在していない何かの他の波長チャネルを導入することも出来る。 図２は、追加／削除マルチプレクサの第２の可能な実施例を示す。図１に示し た実施例と同様に、第１のファイバカプラ２が、所定の切り替え比率に従って入 力信号を、このファイバカプラの第１ファイバブランチ２１および第２ファイバ ブランチ２２へ接続するように調整されている。第２のブランチ２２へ接続され たコンポーネント信号は、それ以上何の処理も受けない。第１のブランチ２１内 のコンポーネント信号は一つのファイバ格子へ通せるが、このファイバ格子は、 ある特定の波長チャネルを全部反射するように調整されていると共に、他の波長 チャネルをファイバ格子４に通し、さらに光ファイバ１に通すように調整されて いる。このファイバ格子内で反射された波長チャネルは、ファイバカプラ２へ戻 され、そして第３ファイバブランチ２３へ切り替えられ、第３ファイバブランチ ２３は受信機Ｒｘへ接続する。 図１による実施例で必要とされる帯域フィルタ５は、この実施例では結果とし て省略出来るが、その理由は、波長によるフィルタリングがファイバ格子４を通 して起こる受信を目的としており、ファイバ格子４は希望する波長チャネルを第 ３ファイバブランチ２３および受信機Ｒｘへ反射するからである。従って、この 波長チャネルはファイバ１上の更なる転送をブロックされる。他の波長チャネル はファイバ格子４を通ることができ、さらに光ファイバ１上を通れる。第１ファ イバカプラ２と第２ファイバカプラ３は、図１に示す実施例のようにファイバ格 子４の両端に配置され、ファイバカプラ２内で除去された波長チャネルは、第２ のファイバカプラ３へ再導入できる。 図１に示した追加／削除マルチプレクサは、複数のチャネルの追加および削除 のために容易に調整できる。図３は、４チャネルのための例を示す。各ファイバ 格子は一つの波長範囲または一つのある特定の波長のための帯域反射フィルタに より構成されているので、複数のファイバ格子は、複数の波長のための追加／削 除マルチプレクサに配置されなければならない。図３に示す４チャネルのための 例において、受信機Ｒｘへのファイバカプラ２と送信機Ｔｘへのファイバカプラ ３との間に、四つの異なったファイバ格子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを配置しなけ ればならない。この図に示す実施例は、本質的に図１の実施例に対応する。第１ ファイバカプラ２の機能は、多数の帯域フィルタ５へ接続された光ファイバ支流 への信号の一部を偏向させることである。これらの帯域フィルタ５の各々は、あ る一定の波長チャネルが、この波長チャネルのために設けられた受信機Ｒｘへ通 過するのを許し、一方、他の波長チャネル通過を妨げるように調整される。第１ ファイバカプラ２の第２のブランチ２２が複数の受信機に接続される。このブラ ンチ２２は、更に星形カプラまたはカスケード結合２ｘ２カプラにより、四つの ブランチに分かれている。第１カプラと第２カプラ３の間の四つのファイバ格子 ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、除去を意図された波長が第２ファイバカプラ３に進 行するのを防止するが、この第２ファイバカプラ３では、好ましくは、同一の波 長が、新しい内容で、光ファイバ１から再導入される。図示の実施例において、 波長チャネルは、相互に独立に除去されブロックされることができ、従って、そ れぞれのファイバ格子内でブロックされているもの以外のチャネルを除去するこ とができる。送信機側において、四つの送信機Ｔｘからの信号は、第２ファイバ カプラ３内の一つのファイバブランチへ組み合わされ、送られる。これらの波長 チャネルは、それから、ファイバカプラ３からの切り替えにより、光ファイバ１ へ送られる。 同様にして、図２に示された実施例は、光ファイバ１へ、または光ファイバ１ から複数の波長チャネルを切り換えるために改作できる。図４は、四つの波長チ ャネルのために改作したこの追加／削除マルチプレクサを示す。四つのファイバ 格子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、第１ファイバカプラ２が四つの特定の波長を反 射するように設計されている。反射された光がそこに切り換えられる第２カプラ ２の第２のブランチ２２は、反射された光がチャネルと同じ数の、この場合ファ イバの四つのブランチに分配されている一つのノードを含んでいる。各々のブラ ンチは、それぞれ一つの帯域フィルタ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを含んでなり、こ れにより受信すべき波長チャネルを、波長に対して調整した受信機Ｒｘへ通すこ とができる。図２に示す追加／削除マルチプレクサは、複数のチャネルに対して 調整されているので、帯域フィルタ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを信号の削除に関し て避けられないが、これによって得られる二重のフィルタリングは、より良くフ ィルタされた信号を受信機に与える。これまでの例においてと同様に、送信機Ｔ ｘを接続するための第２ファイバカプラ３は、光ファイバ１上の信号転送方向に 沿ってファイバ格子の下流の位置に配置されている。 最後に、図５に示す実施例は、光ファイバ１への、および光ファイバ１からの 複数の波長チャネルの切り替えに、追加／削除マルチプレクサを使用する第３の 方法を示す。この実施例において、四つの独立した第１ファイバカプラ２ａ、２ ｂ、２ｃ、２ｄは、四つの別々の受信機Ｒｘへの四つの波長チャネルを取り去る のに使用されている。ファイバ格子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが、各ファイバカプ ラの後に、光ファイバ１に沿った下流に配置されている。前記格子は、図２で示 した実施例と同様に、一つの選択された信号を、その信号に対応する波長チャネ ルのための一つの受信機Ｒｘへ反射するように設計されている。光アイソレータ ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが、それぞれファイバ格子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとこ れらに続くファイバカプラ２ｂ、２ｃ、２ｄとの間に配置されているが、これは 、反射される光が上流へ続くのを防止するためである。四つの新しい波長チャネ ルの導入は、図３と図４に関連して示した実施例と同様に遂行される。多数のフ ァイバカプラ２ａ、２ｃ、２ｃ、２ｄがこの図に示された実施例中に使用されて いるのだから、ファイバカプラの種々のブランチの間の切り替え比率は、非常に 重要である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨハンセン，ラルス スウェーデン国 エス−132 47 サルト スジョ − ブー，ドラバントベーゲン 62 (72)発明者 イグネル，ラルス スウェーデン国 エス−133 37 サルト スジョバデン，クルッブベーゲン 14 (72)発明者 ラゲルストロム，ボー スウェーデン国 エス−127 34 スカル ホルメン，ビタ リルヤンス ベーグ 64 (72)発明者 ボンネダル，ダグ スウェーデン国 エス−122 37 インス ケデ，サボラクスベーゲン 20 (72)発明者 サンデル，ヨハン スウェーデン国 エス−120 48 インス ケデ ガルド，トラドスコレベーゲン 22，２ ティーアール (72)発明者 フランソン，オウィ スウェーデン国 エス−145 64 ノルス ボルグ，ガルランドス ベーグ 199

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光ファイバ（１）へ、または光ファイバ（１）から、一つまたはそれ以上 の波長チャネルを切り換えるための装置であって、 前記ファイバに結合されて配置された少なくとも一つの第１ファイバカプラ（ １）で、前記カプラは光ファイバ（１）から一つまたはそれ以上の波長チャネル を除去するように調整されたものと、 前記第１ファイバカプラ（２）の下流の前記ファイバ（１）に配置された少な くとも一つの第２ファイバカプラ（３）で、この第２ファイバカプラは、一つま たはそれ以上の波長チャネルを送信機（Ｔｘ）から光ファイバ（１）へ通すよう に調整されたものと、 前記ファイバカプラ（２、３）の間でファイバ（１）に結合されて配置された 一つまたはそれ以上のファイバ格子（４）で、この格子は、一つまたはそれ以上 の波長チャネルを反射し、光ファイバ（１）上に連続するのを防止するものとを 、備えたことを特徴とする装置。 ２．第１カプラ（２）上の第１のブランチ（２１）がファイバ格子（４）に接 続されていること、および第１ファイバカプラ（２）上の第２のブランチ（２２ ）または第３のブランチ（２３）が一つまたはそれ以上の受信機（Ｒｘ）に結合 されていることを特徴とする請求項１による装置。 ３．一つまたはそれ以上のファイバ格子（４）が、一つまたはそれ以上の波長 チャネルを、ファイバカプラの第３のブランチ（２３）に反射することを特徴と する請求項２による装置。 ４．ある一定の波長に対して調整された帯域フィルタ（５）が、ファイバカプ ラの第２のブランチ（２２）または第３のブランチ（２３）と各受信機（Ｒｘ） の間に配置されていることを特徴とする請求項２または３による装置。 ５．第１ファイバカプラ（２）と第２ファイバカプラ（３）の間に配置された ファイバ格子（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）の数が、除去されるべき波長の数に一 致するように調整された請求項１による装置。 ６．光ファイバ（１）から一つの波長チャネルを除去するためのファイバカプ ラ（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）の数が、除去される波長の数と一致することと、 それぞれの波長を反射することを目的としたファイバ格子（４ａ、４ｂ、４ｃ、 ４ｄ）が、除去を目的とした各ファイバカプラ（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）の直 後に配置されていることと、ファイバカプラ（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）の間に 配列された光アイソレータ（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）は、光格子（４ａ、４ｂ 、４ｃ、４ｄ）内に反射された光が光ファイバ（１）内の上流へ通るのを防止す ることを、特徴とする請求項１による装置。 ７．光ファイバ（１）へ、または光ファイバ（１）から、一つまたはそれ以上 の波長チャネルを切り換える方法であって、 複数の波長チャネルを含んでなる第１光信号を第１ファイバカプラ（２）へ通 すステップと、 光信号を第１ファイバカプラ（２）中で第１および第２のコンポーネント信号 に分割するステップと、 コンポーネント信号の第１のものを一つまたはそれ以上のファイバ格子（４） へ通し、各ファイバ内で一つの波長チャネルを反射して光ファイバ（１）上で連 続することを防止するステップと、 ファイバ格子のブロッキング範囲に対応する波長チャネルを、第１ファイバカ プラ（１）に接続された受信機（Ｒｘ）へ取り去るステップと、 光ファイバ（１）上の一つまたはそれ以上の波長チャネルを第２のファイバカ プラ（３）へ導入するステップを特徴とする方法。 ８．第１ファイバカプラ（２）内で取り去られた波長チャネルは、第２ファイ バカプラ（３）内で再導入されることを特徴とする請求項７による方法。 ９．ファイバ格子（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）内にブロックされた波長チャネ ルを第１ファイバカプラに接続された受信機（Ｒｘ）へ通ることができるように する一つまたはそれ以上の帯域フィルタ（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）へ、第２コ ンポーネント信号が通ることを特徴とする請求項７または８による方法。 １０．ファイバ格子（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）内にブロックされた一つまた はそれ以上の波長チャネルは、第１ファイバカプラに接続された一つまたはそれ 以上の受信機へ（Ｒｘ）通されることを特徴とする請求項７または８による方法 。