JPS62153838A - 信号選択装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、多数の信号選択部において、多重化信号の中
からひとつの信号を選択する装置に係わり、特に多重化
信号が広帯域となる場合に好適な信号選択装置に関する
。

〔発明の背景〕

従来の信号選択装置の構成をＷＳ１図に示す、同図にお
いて、１−１．〜，１−ｍは多重化前の電気信号、２は
信号多重化部、３は多重化後の電気信号である。３は４
の電気・光変換部において光信号に変換された後、光伝
送路５を伝搬し、６の光・電気変換部において電気信号
７に変換される。

変換後の信号であり、信号分配部８で９−１．〜。

９−ｎの電気信号に分配され、１０−１．〜。

１０−ｎの信号選択部に入力する。１０−１．〜。

１０−ｎでは、多重化された信号の中からひとつの信号
を分離し、電気信号１１−１．〜，１１−ｎとして出力
する。しかし、この装置では、信号が広帯域である場合
、また、信号多重化数が多い場合に、多重化信号の帯域
が著しく広くなり、その結果、信号多重部２．信号分配
部８．信号選択部１０−１．〜，１０−ｎおよび信号分
配部８と信号選択部１０−１．〜，１０−ｎの間の配線
が高価となる。また、上記配線は金属製ケーブルで行う
ため、配線が装置内の空間を広く占有し、装置の大型化
を招くと同時に配線が複雑化し、配線に係る作業の能率
の低下を招くという問題点があった。なお、この種の装
置の例として［光通信ハンドブックｐ５１４Ｊに記載さ
れているものが挙げられる。

【発明の目的〕

本発明の目的は、上記問題点を解消するために、信号を
光波長多重化し、波長の選択をもって信号の選択をする
ことにより、信号が広帯域である場合、また、多重化数
が多い場合においても、低コスト、小型且つ作業性に優
れた＜ａ号選択装はを提供することにある。

〔発明の４１１要〕 本発明は、従来の装置では電気信号で行っていた信号の
多重・分配・選択という処理を、光信号で行うものであ
る。複数の電気信号を異なる波長の光信号に変換した後
に光スターカプラで合波することにより信号を光波長多
重化し、多重化信号を光スターカプラで分配し、波長可
変分波器により信号の選択を行う。即ち、光波長多重で
は、信号の多重化数が増加した場合でも、各信号が有す
る帯域は変化しない。また、光スターカプラは、該光ス
ターカプラに入力する光信号の帯域および波長の多重化
数とは無関係に光信号の合波あるいは分配の機能を果す
、また、波長可変分波器は光信号の帯ｊ或とは無関係に
分波機能を果すと同時に、印加電圧等により１分波波長
を容易に制御できる。

このため、信号が広帯域である場合、また、信号多重化
数が多い場合にも、低コストの信号選択装置を実現でき
る。さらに、配線には金Ｉ！Ｇ１１１ケーブルに比較し
て細径且つ軽量な光フアイバケーブルを用いるため、配
線が占有する空間を狭くできると同時に、配線に係る作
業も簡易化することができる。

〔発明の実施例〕

第２図に本発明の第一の実施例を示す。同図において、
４−１．〜，４−ｍは光の波長が異なる電気・光変換部
、１３は光信号を合波する光スターカプラ、１７は光伝
送路５を伝搬した光信号を分配する光スターカプラ、１
９−１．〜，１９−ｎは波長可変分波器である。１２，
１４，１６゜１８はいずれも光スターカプラに接続する
光フアイバケーブルであり、１５は１４．１６と５との
接続部である。同図において、電気信号１−１゜〜、１
−ｍは４−１．〜，４−ｍにおいてそれぞれ波長が異な
る光信号に変換された後に１３で合波され、信号５を伝
搬する。伝搬した光信号は１７で分配され、１８−１．
〜，１８−ｎを経て１９−１．〜，１９−ｎに導かれる
。１９−１゜〜、１９−ｎではそれぞれ、光波長多重化
された信号の中からひとつの波長を選択し、光信号２〇
−１，〜、２０−ｎとして出力する０本実施例によれば
、信号の多重化を光波長多重で行うため、電気・光変換
部が処理すべき信号の帯域は、たかだか多重化前の信号
ひとつ分の帯域に等しく、多重化する信号の数には依存
しない、このため、信号が広帯域であっても該変換部を
低コストに実現でき、さらに多重化数の変化に容易に対
応できるという効果がある。また、光スターカプラは電
気信号の多重化器あるいは分配器に比較して低コストで
あるうえ、入力する光信号の帯域および多重化数とは無
関係に合波あるいは分配の機能を果すため、信号の広帯
域化あるいは多重化数の変化に対しても、低コストな装
置を実現できるという効果がある。また、波長可変分波
器の分波波長は、外部から印加する電圧等により容易に
制御できるうえ、信号の帯域幅とは無関係に分波機能を
果すため、信号の広帯域化および多重化数の変化に対し
て容易に対応でき、低コストな装置を実現できるという
効果がある。さらに、配線を細径がっ軽量な光フアイバ
ケーブルで行うため、装置の小形化および配線に係る作
業の簡易化を実現することができるという効果がある。

第３図に、従来から知られている１ポート対多ポートの
光スターカプラの例を示す。同図のような光スターカプ
ラは、例えば、「光ファイバ形分配回路およびその製造
方法」井本克之他、信学技１００Ｅ８４−１０７に記載
されている。同図は光ファイバを用いた光スターカプラ
であるが、この他に、ガラス線路を用いたもの、低損失
感光性樹脂、高分子材料を用いたもの、またグレーティ
ングを用いたものも使用できる。同図の光スターカプラ
を合波部として使用する場合には、図中２１のそれぞれ
の光ファイバから、それぞれの光信号を入射させること
により１図中２２より合波された光波長多重化信号が得
られる。また、この光スターカプラを分配器として使用
する場合には、２２を入射口、２１を出射口とすればよ
い。

第４図に、従来から知られている波長可変分波器の例を
示す。同図は、方向性結合器型の波長可変分波器である
が、この他に、弾性表面波制御薄膜結合器型のもの、電
気的横波（ＴＥ波）−磁気的横波（ＴＭ波）変換を利用
したもの、また、電気光学グレーティング制御方向性結
合器型のものも使用できる。上記の波長可変分波器は例
えば「導波路形分配器分波器Ｊ春名正光他１名、光学第
１１巻筒４号、　１９８２年８月に記載されている。

同図において、２３はリチウム・ナイオベイト（ＬｉＮ
ｂＯａ）等の電気光学結晶であり、２４は導波路、２７
は電極である。導波路２４−２に光波長多重化した光信
号を入射すると、導波路２４−１からは分波されたひと
つの波長の光信号２６−１が、２４−２からは２６−１
以外の波長の光信号２６−２が、それぞれ出射される０
分波される光信号２６−１の波長は、電極２７−１と２
７−２との間に印加する電圧の大きさにより制御できる
ため、同図の方向性結合器は波長可変波器とじての機能
を果たす。

第５図に本発明の第二の実施例を示す１本実施例は、複
数系統の光波長多重化信号が存在する場合に分配部の前
段に多重化信号合波部を設けたものである。即ち、それ
ぞれの光波長多重化信号は光伝送路５−１．〜，５−ｍ
を伝搬した後に、多重化信号合波部１３−ｐで合波され
る。合波後の光信号の流れは第一の実施例の場合と同じ
である。

また、多重化信号合波部には、第一の実施例と同様に、
多ポート対１ボートの光スターカプラを用いることがで
きる１本実施例によれば、第一の実施例と同様の効果を
得ると同時に光波長多重化信号が複数系統存在する場合
であっても、光スターカプラを１個増設するだけで対応
でき、低コストの装置を実現できるという効果がある。

ｆ５６図に、本発明の第三の実施例を示す。本実施例は
、第二の実施例の多重化信号合波部１３−ｐと分配部１
７とを一体化したものである。即ち、該合波部の多ポー
ト対１ポートの光スターカプラと該分配部の１ポート対
多ポートの光スターカプラを１個の多ポート対多ポート
の光スターカプラ２８に置換し、１個の光スターカプラ
で合波および分配を行うものである。

第７図は、従来から知られている多ポート対多ポートの
光スターカプラを示す０図中２９の光ファイバから合波
前の光信号を入射させることにより３０の光ファイバか
ら分配された多重化光信号を出射させることができる。

同図の光スターカプラの例は、第一の実施例で挙げた光
スターカプラに関する文献に記載されている。同図の光
スターカプラは光フアイバ型のものであるが、他の型の
光スターカプラも使用できることは、第一の実施例の場
合と同様である１本実施例によれば、第二の実施例と同
様の効果を得ると同時に、多重化信号の合波と分配とを
ひとつの光スターカプラで行うため、さらに低コストで
装置の小形化を実現できるという効果がある。

第８図に本発明の第四の実施例を示す６本実施例は、電
気・光変換部に、波長が異なる複数の光源を一体化した
多波長光源３１−１〜３１−ｍを用いたものである。本
実施例によれば第三の実施例と同様の効果を得ると同時
に、複数の光源を一体化するため、低コストで小形の装
置を実現することができるという効果がある。

第９図に本発明の第五の実施例を示す。本実施例は、第
四の実施例の多波長光源３１−１〜３１−ｍに、光スタ
ーカプラ１３−１〜１３−ｍをそれぞれ一体化したもの
である。本実施例によれば、第四の実施例と同様の効果
を得ると同時に、さらに低コスト且つ小形の装置を実現
することができるという効果がある。

第１０図に、第四・第五の実施例で使用する、従来から
知られている光源の例を示す、同図（ａ）は、半導体の
基板３３上に、発振波長が異なる６個の分布帰還型（Ｄ
ＦＢ）レーザ３４−１．〜。

３４−６を並列に並べた多波長光源である。出射光３５
−１．〜．３５−　ｎの波長はすべて異なる。

同図（ｂ）は、同図（ａ）の多波長光源と同一基板上に
、さらに光スターカプラを一体化したものである。出射
光３７は異なる６種類の波長の光信号を含む。同図の多
波長光源は、例えば、［波長多重伝送用ＧａＩｎＡｓＰ
／　Ｉ　ｎ　Ｐ　　５波長集積ＤＦＢレーザ」奥田肇他
３名、信学大部門別、昭和５９年８５−９．ｒヘテロス
トラフチャ・レーザーズ」エイチ・シー・ヤーシー、エ
ム・ビー・バニッシュ著、アカデミツク・プレス社刊バ
ートビー第２６７〜２６８真に記載されている。同図に
示した例では、波長の数は６であるが、波長数がさらに
多い光源の実現も可能である。また、信号の合波に、光
スターカプラではなく、干渉膜フィルタ・グレーティン
グ等の波長依存性を有する光学素子を用いることも可能
である。

第１１図に本発明の第六の実施例を示す。本実施例は、
光伝送路５を伝搬した光波長多重化信号を、３８の分波
部において複数系統の光波長多重化信号に分波するもの
である１分波後の信号は。

第一の実施例と同様に分配部において分配され、各選択
部に導びかれる。

分波部；３８における信号分波の原理を第１２図で説明
する。同図（、）は、分波部に入射する光波長多重化信
号の波長と信号強度との関係を示したものである。各波
長は、それぞれ異なる信号の搬送波である。同図（ａ）
において、波長λ１１９λｚｚ、λｉａ、λｚｔ、λｚ
ｚ、λ２＋１．λ８五、λ８２゜λ８ａ相互の間隔は次
式の関係を満足するものとする。

１λＩＰ−λＩｑｌ　＜＜　ｌλＩＦ−λＪＰ１１＋ｊ
＋Ｐ＋ｑ＝１ｗ２ｙＪｙ　ｉ≠Ｊ＋Ｐ；”Ｑこのとき、
この光波長多重化信号を、同図（ｂ）に示す透過率を有
するフィルタ１−ＩＩＩで分波すると、フィルタＩの出
射光としては同図（ｃ）の信号強度を有する光波長多重
化信号が、フィルタ【Ｉでは同図（ｄ）、フィルタ１■
では同図（ｅ）の信号強度を有する光波長多重化信号が
それぞれ出射光として得られるにのように分波された、
複数系統の光波長多重化信号は、それぞれ、異なる分配
器で分配された後に、選択部に入射する。ここで、第１
２図の（ｂ）のような透過特性を有するフィルタは、例
えば、［シン−フィルム　オプティカル　フィルターズ
」エイチ・ニー・マクレオド（）１．　Ａ、　Ｍａｃｌ
ｅｏｄ）　　著、アダム　ヒルガー社刊ｐ、１５５　　
に記述されているように透過波長幅２００ナノメータと
広帯域のものから、同書ｐ。

１６７に記述されているように透過波長幅１．１ナノメ
ータと狭帯域のものに至るまで実用化されている。また
第１２図では、透過型のフィルタを例にとって説明して
いるが、反射型のフィルタを用いても、本実施例は実現
できる０本実施例によれば、第一の実施例と同様の効果
を得ると同時に、選択部で選択する波長の範囲を狭くで
きるため、選択部に用いる可変波長分波器の構造を簡易
化でき、装置を低コスト化できるという効果がある。

第１３図に本発明の第七の実施例を示す０本実施例は、
同図１９−１．〜，１９−ｎの選択部の出力である光信
号を同図３９−１．〜，３９−ｎの光電気変換部におい
て電気信号に変換して装置から出力するものである０本
実施例によれば、第一の実施例と同様の効果を得ると同
時に、電気信号を増幅し、光信号に変換することにより
、信号の中継器として機能させることができるという効
果がある。

第１４図に本発明の第への実施例を示す。本実施例は、
同図１９−１．〜，１９−ｎの選択部の出力である光信
号・を同図４１−１．〜，４１−ｎの光信号増幅部にお
いて、直接増幅するものである。本実施例によれば、第
一の実施例と同様の効果を得ると同時に、装置出力をそ
のまま光伝送用の光信号として使用でき装置を低コスト
・小形化できるという効果がある。同図４１−１．〜。

４１−ｎのような光増幅素子は、例えば「双安定レーザ
ダイオード（ＬＤ）を用いた光増幅」寺門知二他２名、
昭和６０年度電子通信学会総合全国大会８８６に記載さ
れているように、双安定レーザダイオードを用いて実現
することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、信号の多重化を光
波長多重化と光スターカプラにより、（８号の分配を光
スターカプラにより、また信号の選択を波長可変分波器
により行うため、信号が広帯域である場合でも、信号の
多重化数が多い場合でも、低コストで小形の信号選択装
置を実現させると共に、配線に係る作業が簡易である信
号選択装置を実現することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の信号選択装置の構成図、第２゜５．６，
８，９．１１，１３，１４図は本発明の実施例の構成を
示すブロック図、第３，７図は各実施例で使用するスタ
ーカプラの見取図、第４図は波長可変分波器の一例を示
す平面図、第１０図は多波長光源の一例を示す斜視図、
第１２図は光波長多重化信号とその分波特性の説明図で
ある。 １・・・多重化前の信号、２・・・信号多重化部、３・
・・多重化された信号、４・・・電気・光変換部、５・
・・光伝送路、６・・・光・電気変換部、７・・・多重
化された信号、８・・・信号分配部、９・・・分配され
た多重化信号、１０・・・信号選択部、１１・・・選択
された信号、１２゜１４．１６．１８・・・光スターカ
プラに接続された光フアイバケーブル、１３．１７・・
・１ポート対多ボートの光スターカプラ、１５・・・１
４あるいは１６と５との接続部、１９・・・波長可変分
波器、２０・・・１９において選択された光信号、２１
゜２２・・・１３．１７の光スターカプラの入出力ボー
ト、２３・・・電気光学結晶、２４・・・導波路、２５
・・・光波長多重化信号、２６−１・・・選択された光
信号、２６−２・・・２５から２６−１を除いた光信号
、２７・・・電極、２８・・・多ポート対多ポートの光
スターカプラ、２９．３０・・・２８の光スターカプラ
の入出力ポート、３１・・・多波長光源、３２・・・光
スターカプラを一体化した多波長光源、３３・・半導体
基板、３４・・・分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ、３５・
・・３４からの出射光、３６・・・３３に一体化された
光スターカプラ、３７・・・３２の出射光、３８・・・
光波長分波部、３９・・・光・電気変換部、４０・・３
９からの出力信号、４１・・・光増幅素子、４２・・・
４１代ＭＩｉ八へ升Ｊｌ±　／」＼川片ｊ男ゝ−Ｚｚ　
口 ／Ｐ−７１ 第３　図 第４−　図 Ｍ　　７　　図 −・Ｑ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　−・為〜　　〜　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　に　　に第　１２　　図 （久） λＩＩ　　’ｇｚλ＋３　　　　　　　’−２１人２ｚ
λ２３　　　　　　　ａ！、え３Ｊ１３浪炙 （Ｃ）　　　　　　　　　　　　（従ン　　　　　　　
　　　　（０λ、、λ、、氾、　　　　　　　え１．入
、２え３３　　　　　　　）Ｌ１１λ工＾３゜；１長　
　　　　　法衣　　　　　　沢長−延

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気信号を光信号に変換する電気・光変換部と、複
   数の該光信号を合波する合波部と、光伝送路を介して伝
   搬した光信号を分配する分配部と、光波長多重化した信
   号の中からひとつの波長を選択する選択部とを設けたこ
   とを特徴とする信号選択装置。 ２、特許請求の範囲１項記載の装置において、ひとつの
   電気信号に対して、ひとつの波長の光信号を割り当てる
   ことを特徴とする信号選択装置。 ３、特許請求の範囲１、２項記載の装置において、複数
   の該選択部に、光波長多重化信号を分配することを特徴
   とする信号選択装置。 ４、特許請求の範囲１〜３項記載の装置において、該合
   波部、該分配部および該多重化信号合波部に光スターカ
   プラを用いることを特徴とする信号選択装置。 ５、特許請求の範囲１〜４項記載の装置において、該選
   択部に波長可変分波器を用いることを特徴とする信号選
   択装置。 ６、特許請求の範囲１〜５項記載の装置において、光波
   長多重化した複数系統の光信号を合波する多重化信号合
   波部を設けたことを特徴とする信号選択装置。 ７、特許請求の範囲１〜６項記載の装置において、該電
   気・光変換部に異なる波長の光源を一体化した半導体発
   光素子を用いることを特徴とする信号選択装置。 ８、特許請求の範囲１〜７項記載の装置において、光波
   長多重化した光信号を複数系統の光波長多重化した光信
   号に分波する分波部を設けたことを特徴とする信号選択
   装置。 ９、特許請求の範囲１〜８項記載の装置において、該分
   波部に波長固定の光分波器を用いることを特徴とする信
   号選択装置。 １０、特許請求の範囲１〜９項記載の装置において、該
   選択部で選択した光信号を電気信号に変換する光・電気
   変換部を設けたことを特徴とする信号選択装置。 １１、特許請求の範囲１〜９項記載の装置において、該
   選択部で選択した光信号を増幅する光信号増幅部を設け
   たことを特徴とする信号選択装置。 １２、特許請求の範囲第１〜９項および第１０項記載の
   装置において、該光信号増幅部に光増幅素子を用いるこ
   とを特徴とする信号選択装置。