JP2001021741A - Light distributor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光合分波装置に関
し、より具体的には、多重高密度波長多重方式を用いた
光加入者系及び光ＣＡＴＶなどの光アクセス系における
波長多重ネットワーク・ノードの波長ルータ／スプリッ
タとして利用可能な光合分波装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical multiplexer / demultiplexer, and more particularly, to a wavelength division multiplexing network node in an optical subscriber system using a multiplex high-density wavelength division multiplexing system and an optical access system such as an optical CATV. And an optical multiplexer / demultiplexer usable as a wavelength router / splitter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光ファイバを用いた将来の広帯域光アク
セス系では、波長多重ネットワークが重要になり、マル
チメディアサービス技術の進展に伴いネットワーク上で
は通信と放送の融合が進むものと考えられる。通信と放
送の融合した波長多重ネットワークの一例を図７に示
す。放送と通信の中央局２１０は光ファイバ２１２を介
して光分配器２１４に接続し、光分配器２１４は更に、
個々の加入者２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ
に光ファイバ２１６ａ，２１６ｂ，２１６ｃ，２１６ｄ
を介して接続する。通信用に各加入者２１５ａ，２１５
ｂ，２１５ｃ，２１５ｄに互いに異なる波長λ１〜λ４
を割り当て、放送用には、これら波長λ１〜λ４とは異
なる波長μ１を割り当てる。2. Description of the Related Art In a future broadband optical access system using an optical fiber, a wavelength division multiplexing network will be important, and it is considered that communication and broadcasting will be integrated on the network with the development of multimedia service technology. FIG. 7 shows an example of a wavelength multiplexing network in which communication and broadcasting are integrated. The broadcast and communication central office 210 is connected via an optical fiber 212 to an optical distributor 214, which further comprises:
Individual subscribers 215a, 215b, 215c, 215d
Optical fibers 216a, 216b, 216c, 216d
Connect through. Each subscriber 215a, 215 for communication
b, 215c, and 215d have different wavelengths λ 1 to λ 4
Assignment, for broadcasting, assign different wavelengths mu 1 to these wavelengths lambda 1 to [lambda] 4.
【０００３】中央局２１０は、各加入者２１５ａ，２１
５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄに宛てた波長λ１〜λ４の信
号光及び放送用の波長μ１の信号光を波長多重して光フ
ァイバ２１２に出力する。この波長多重光は光ファイバ
２１２を伝搬して光分配器２１４に入力する。光分配器
２１４は、光ファイバ２１２からの光を各波長λ１〜λ
４，μ１に分離すると共に、波長λ１の信号光に放送用
の波長μ１の信号光を合波した光を光ファイバ２１６ａ
を介して加入者２１５ａに向け送信し、波長λ ２の信号
光に放送用の波長μ１の信号光を合波した光を光ファイ
バ２１６ｂを介して加入者２１５ｂに向け送信し、波長
λ３の信号光に放送用の波長μ１の信号光を合波した光
を光ファイバ２１６ｃを介して加入者２１５ｃに向け送
信し、波長λ４の信号光に放送用の波長μ１の信号光を
合波した光を光ファイバ２１６ｄを介して加入者２１５
ｄに向け送信する。[0003] The central office 210 communicates with each subscriber 215a, 21.
Wavelength λ addressed to 5b, 215c, 215d1~ Λ4No faith
Wavelength μ for signal light and broadcasting1Wavelength multiplexes the signal light of
Output to fiber 212. This wavelength multiplexed light is an optical fiber
The light propagates through 212 and enters the optical distributor 214. Optical distributor
214 converts the light from the optical fiber 212 to each wavelength λ.1~ Λ
4, Μ1And the wavelength λ1For signal light of broadcasting
Wavelength μ1Optical signal 216a
To the subscriber 215a via the 2Signal
Wavelength μ for broadcasting to light1Optical signal
To the subscriber 215b via the
λ3Wavelength for broadcast μ1Light that combines the signal light of
To the subscriber 215c via the optical fiber 216c.
The wavelength λ4Wavelength for broadcast μ1Signal light
The multiplexed light is transmitted to the subscriber 215 via the optical fiber 216d.
Send to d.
【０００４】すなわち、光分配器２１４は、通信用の波
長λ１〜λ４の信号光及び放送用の波長μ１の信号光を
波長分離する機能（波長ルータ）と、分離された放送用
の波長μ１の信号光を、分離された通信用の波長λ１〜
λ４の各信号光に合波する機能を併せ持たなければなら
ない。In other words, the optical distributor 214 has a function (wavelength router) for wavelength-separating the signal light having the wavelengths λ 1 to λ 4 for communication and the signal light having the wavelength μ 1 for broadcasting, and a function for separating the signal for broadcasting. The signal light having the wavelength μ 1 is separated from the separated communication wavelengths λ 1 to λ 1 .
shall Awasemota a function of multiplexing each signal light lambda 4.
【０００５】加入者２１５a〜２１５ｄから中央局２１
０への通信は、以下のようになる。すなわち、加入者２
１５a〜２１５ｄは、中央局２１０に宛てる波長λ１〜
λ４の信号光を光ファイバ２１７ａ〜２１７ｄに出力す
る。これらの信号光は光ファイバ２１７ａ〜２１７ｄを
伝搬して波長多重器２１８に入力する。波長多重器２１
８により波長多重された信号光は、光ファイバ２１９を
伝搬して中央局２１０に入力する。[0005] From the subscribers 215a to 215d, the central office 21
Communication to 0 is as follows. That is, subscriber 2
15a to 215d are wavelengths λ 1 to
and outputs a lambda 4 of the signal light to the optical fiber 217A～217d. These signal lights propagate through the optical fibers 217 a to 217 d and enter the wavelength multiplexer 218. Wavelength multiplexer 21
The wavelength division multiplexed signal light propagates through the optical fiber 219 and enters the central office 210.
【０００６】中央局２１０と各加入者２１５ａ〜２１５
ｄとの間の通信に互いに異なる波長を使用することで、
多の加入者への信号の漏洩を防止でき、セキュリティを
高められる。[0006] The central office 210 and each subscriber 215a-215
By using different wavelengths for communication with d.
Signal leakage to many subscribers can be prevented, and security can be enhanced.
【０００７】このように、放送と通信を融合する光通信
システムでは、波長ルータと１又は複数の光スプリッタ
を光分配器２１４に設ける必要がある。光分配器２１４
には、中央局２１０からの光、すなわち、波長μ１の放
送信号光と波長λ１〜λ４の通信信号光からなる光を、
まず、波長μ１と波長λ１〜λ４に分離する光分波器
と、光分波器で分離された通信用の光を個々の波長λ１
〜λ４の信号光に分離する波長ルータと、波長ルータで
分離された各波長の信号光に、光分波器で分離された波
長μ１の放送信号光を合波して各光ファイバ２１６ａ〜
２１６ｄに出力する複数の（図７に示す例では、４個）
の光合波器とを設ける必要がある。As described above, in an optical communication system that combines broadcasting and communication, it is necessary to provide a wavelength router and one or a plurality of optical splitters in the optical distributor 214. Optical distributor 214
The light from the central station 210, i.e., a light composed of the communication signal light having a wavelength mu 1 of the broadcast signal light and the wavelength lambda 1 to [lambda] 4,
First, wavelength mu 1 and the wavelength lambda 1 to [lambda] and optical demultiplexer for separating the 4, light for communication, separated by the optical demultiplexer of the individual wavelengths lambda 1
A wavelength router for separating the signal light to [lambda] 4, the signal light of each wavelength separated by the wavelength router, the broadcast signal light having a wavelength of mu 1 separated by the optical demultiplexer multiplexes to the optical fibers 216a ~
216d (four in the example shown in FIG. 7)
It is necessary to provide an optical multiplexer.
【０００８】しかし、このような構成では、加入者の数
だけの光合波器が必要になり、光分配器２１４が大規模
になってしまうだけでなく、コストも増加する。更には
挿入損失のみならず、分配損失も発生する。例えば、通
信用波長の光信号と放送用の光信号を５０：５０で合波
しようとすれば、そこで各光信号は半分に減衰する。However, in such a configuration, the number of optical multiplexers required is equal to the number of subscribers, so that not only the optical distributor 214 becomes large-scale, but also the cost increases. Further, not only insertion loss but also distribution loss occurs. For example, if an attempt is made to combine a communication wavelength optical signal and a broadcast optical signal at 50:50, each optical signal is attenuated by half.
【０００９】波長ルータと光スプリッタの機能を兼ね備
えたデバイスとして、図８に示すような光合分波器が報
告されている（Ｙ．Ｉｎｏｕｅ ｅｔ ａｌ， ”Ｓｉ
１ｉｃａ−ｄａｓｅｄ ａｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅｇｕ
ｉｄｅ ｇｒａｔｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｓ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｓｐｌｉｔｔｅｒ/ｒｏｕｔｅｒ”，Ｅｌ
ｅｃｔｏｒｏｎ ｖｏｌ．３１， ＰＰ．７２６−７２
７， １９９５参照）。As a device having both functions of a wavelength router and an optical splitter, an optical multiplexer / demultiplexer as shown in FIG. 8 has been reported (Y. Inoue et al, "Si").
1 ica-based arrayed-Wavegu
ide grating circuit as op
physical splitter / router ”, El
ectoron vol. 31, PP. 726-72
7, 1995).
【００１０】図８に示すデバイスでは、通信用波長λ１
〜λ１４を波長多重した通信波２２０は、入力導波路２
２２に入射する。入力導波路２２０を伝搬した通信波
は、扇形のスラブ導波路２２４に入射し、その中で広が
ってアレー導波路２２６に入射する。アレー導波路２２
６を構成する個々の導波路は、隣接する導波路間でΔＬ
だけ長さが異なり、これにより、アレー導波路２２６
は、回折格子として機能する。アレー導波路２２６の一
方端は、高反射率の誘電体多層膜２２８で高反射率にな
っている。多層膜２２８で反射した光は、再びアレー導
波路２２６を伝搬してスラブ導波路２２４に入射し、各
波長成分がそれぞれに対応する出力導波路２３０に導か
れる。In the device shown in FIG. 8, the communication wavelength λ 1
Communication wave 220 that wavelength multiplexing to [lambda] 14, the input waveguide 2
22. The communication wave propagating through the input waveguide 220 enters the fan-shaped slab waveguide 224, spreads therein, and enters the array waveguide 226. Array waveguide 22
6, the individual waveguides between adjacent waveguides are ΔL
The length of the array waveguide 226
Functions as a diffraction grating. One end of the array waveguide 226 has a high reflectivity by a dielectric multilayer film 228 having a high reflectivity. The light reflected by the multilayer film 228 propagates through the array waveguide 226 again, enters the slab waveguide 224, and each wavelength component is guided to the corresponding output waveguide 230.
【００１１】放送用波長μ１を、誘電体多層反射膜２２
８の透過波長域内で放送用波長μ１を選択する。波長μ
１の放送用信号光２３２をアレー導波路２２６の中の中
心導波路２３４に入射する。導波路２３４を伝搬した放
送波（波長μ１）は、スラブ導波路２２４に入射し、こ
こで広がって全出力導波路２３０に分配される。[0011] The broadcasting wavelength μ 1, dielectric multi-layer reflection film 22
The broadcast wavelength μ1 is selected within the transmission wavelength range of No. 8. Wavelength μ
One broadcast signal light 232 is incident on the center waveguide 234 in the array waveguide 226. The broadcast wave (wavelength μ 1 ) that has propagated through the waveguide 234 enters the slab waveguide 224, where it is spread and distributed to all output waveguides 230.
【００１２】例えば、放送用波長μ１は例えば１．３μ
ｍであり、通信用波長λ１〜λ１４は例えば１５４０〜
１５６０ｎｍである。図９は、通信用波長λ１〜λ１４
の分波特性（透過率）を示す。図１０は、放送用波長μ
１の各出力ポートにおける挿入損失を示す。[0012] For example, broadcasting wavelength μ 1 is, for example, 1.3μ
m, and the communication wavelengths λ 1 to λ 14 are, for example, 1540 to
1560 nm. FIG. 9 shows communication wavelengths λ 1 to λ 14.
Of FIG. FIG. 10 shows the broadcast wavelength μ.
1 shows insertion loss at each output port.
【００１３】波長ルータとスプリッタの機能を兼ね備え
たデバイスの別の例を図１１に示す。この例では、加入
者の数から１減算した数（図示例では、３つ）の２×２
の平衡マッハツェンダ形干渉計２４０，２４２，２４４
をシリアルに接続する。すなわち、干渉計２４０は、光
入力側のポート２４０ａ，２４０ｂと光出力側のポート
２４０ｃ，２４０ｄを具備する。干渉計２４２は、光入
力側のポート２４２ａ，２４２ｂと光出力側のポート２
４２ｃ，２４２ｄを具備する。干渉計２４４は、光入力
側のポート２４４ａ，２４４ｂと光出力側のポート２４
４ｃ，２４４ｄを具備する。干渉計２４０のポート２４
０ｄに干渉計２４２のポート２４２ａを接続し、干渉計
２４２のポート２４２ｄに干渉計２４４のポート２４４
ａを接続する。FIG. 11 shows another example of a device having both functions of a wavelength router and a splitter. In this example, 2 × 2, which is the number obtained by subtracting 1 from the number of subscribers (three in the illustrated example).
Mach-Zehnder interferometers 240, 242, 244
Is connected serially. That is, the interferometer 240 includes ports 240a and 240b on the light input side and ports 240c and 240d on the light output side. The interferometer 242 includes ports 242a and 242b on the optical input side and port 2 on the optical output side.
42c and 242d. The interferometer 244 has ports 244a and 244b on the light input side and ports 24
4c and 244d. Port 24 of interferometer 240
0d is connected to the port 242a of the interferometer 242, and the port 242d of the interferometer 242 is connected to the port 244 of the interferometer 244.
Connect a.
【００１４】干渉計２４０の２つのアーム２４６，２４
８のどちらにも、ブラッグ波長λ１の回折格子２５０と
ブラッグ波長μ１の回折格子２５２が配置され、干渉計
２４２の２つのアーム２５４，２５６のどちらにも、ブ
ラッグ波長λ２の回折格子２５８とブラッグ波長μ１の
回折格子２６０が配置され、干渉計２４４の２つのアー
ム２６２，２６４のどちらにも、ブラッグ波長λ３の回
折格子２６６とブラッグ波長μ１の回折格子２６８が配
置される。それぞれ反射波長λ１〜λ３の回折格子２４
６，２５８，２６６の反射率は１００％である。反射波
長μ１の回折格子２５２，２６０，２６８の反射率は、
分配する数に応じて決められるが、一般に低反射率にな
る。例えば、１６分岐の場合、μ１の反射率の最も低い
回折格子の反射率は７％になる。The two arms 246, 24 of the interferometer 240
8, a diffraction grating 250 with a Bragg wavelength λ 1 and a diffraction grating 252 with a Bragg wavelength μ 1 are arranged, and both of the two arms 254 and 256 of the interferometer 242 have a diffraction grating 258 with a Bragg wavelength λ 2. a diffraction grating 260 Bragg wavelengths mu 1 is disposed both the two arms 262, 264 of the interferometer 244, the diffraction grating 266 and the diffraction grating 268 Bragg wavelengths mu 1 of the Bragg wavelength lambda 3 is arranged. Diffraction gratings 24 with respective reflection wavelengths λ 1 to λ 3
6,258,266 has a reflectance of 100%. Reflectance of the diffraction grating 252,260,268 of reflection wavelength mu 1 is
It is determined according to the number to be distributed, but generally has a low reflectance. For example, if the 16 branches, the reflectance of the lowest diffraction grating reflectivity of mu 1 is 7%.
【００１５】第１平衡マッハツェンダ干渉計２４０の第
１ポート２４０ａに波長λ１〜λ４の通信波及び波長μ
１の放送波からなる光が入射した場合、第１平衡マッハ
ツェンダ干渉計２４０の第２ポート２４０ｂから波長λ
１の通信信号光と波長μ１の放送信号光が出力される。
第２平衡マッハツェンダ干渉計２４２の第２ポート２４
２ｂから、波長λ２の通信信号光と波長μ１の放送信号
光が出力される。第３平衡マッハツェンダ干渉計２４４
の第２ポート２４４ｂから、波長λ３の通信信号光と波
長μ１の放送信号光が出力される。そして、第３平衡マ
ッハツェンダ干渉計２４４の第４ポート２４４ｄから、
波長λ４の通信信号光と波長μ１の放送信号光が出力さ
れる。A communication wave of wavelengths λ 1 to λ 4 and a wavelength μ are applied to a first port 240 a of the first balanced Mach-Zehnder interferometer 240.
When light of one broadcast wave enters, the wavelength λ is transmitted from the second port 240b of the first balanced Mach-Zehnder interferometer 240.
1 of the communication signal light and the wavelength mu 1 of the broadcast signal light is output.
Second port 24 of second balanced Mach-Zehnder interferometer 242
From 2b, the wavelength lambda 2 of the communication signal light and the wavelength mu 1 of the broadcast signal light is output. Third balanced Mach-Zehnder interferometer 244
From the second port 244b of the communication signal light and the wavelength mu 1 of the broadcast signal light having a wavelength lambda 3 it is outputted. Then, from the fourth port 244d of the third balanced Mach-Zehnder interferometer 244,
The communication signal light of wavelength λ 4 and the broadcast signal light of wavelength μ 1 are output.
【００１６】このようにして、通信信号光は、各波長毎
に分離されて対応するポートから出力され、放送波は、
分波されて、各加入者宛のポートに分配される。Thus, the communication signal light is separated for each wavelength and output from the corresponding port, and the broadcast wave is
The signal is demultiplexed and distributed to a port addressed to each subscriber.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】アレー導波路回折格子
からなる光合分波器を用いる従来例（図８）では、通信
用波長は、エルビウムドープ・ファイバ増幅器（ＥＤＦ
Ａ）の増幅波長帯域に対応する１５４０〜１５６０ｎｍ
内で選択される。放送用波長である１．３μｍでは、実
用的な光増幅器は未だ得られていない。放送用波長も分
配による損失をＥＤＦＡで補償しようとすれば、ＥＤＦ
Ａの増幅波長域で選ばなければならない。例えば、放送
用波長をＥＤＦＡの増幅波長域の短波長側に割り当て、
短波長側を透過帯域、長波長側を反射帯域とする誘電体
多層反射膜を用意しなければならない。そのような誘電
体多層反射膜の損失特性を図１２に示す。図１２から分
かるように、損失が０から２０ｄＢになるロールオフ
（遷移波長域）の波長域は約２０ｎｍである。利用しよ
うとしている増幅帯域約３０ｎｍの内、２０ｎｍが誘電
体多層反射膜のロールオフ特性のために利用できず、帯
域の利用効率が著しく低下する。In a conventional example (FIG. 8) using an optical multiplexer / demultiplexer comprising an arrayed waveguide diffraction grating, the communication wavelength is set to an erbium-doped fiber amplifier (EDF).
1540-1560 nm corresponding to the amplification wavelength band of A)
Selected within. At 1.3 μm, which is a broadcast wavelength, a practical optical amplifier has not been obtained yet. If the EDFA tries to compensate for the loss due to distribution for the broadcast wavelength, EDF
A must be selected in the amplification wavelength range of A. For example, the broadcast wavelength is assigned to the shorter wavelength side of the amplification wavelength range of the EDFA,
A dielectric multilayer reflective film having a short wavelength side as a transmission band and a long wavelength side as a reflection band must be prepared. FIG. 12 shows the loss characteristics of such a dielectric multilayer reflective film. As can be seen from FIG. 12, the roll-off (transition wavelength range) in which the loss becomes 0 to 20 dB is about 20 nm. Of the amplification band of about 30 nm to be used, 20 nm cannot be used due to the roll-off characteristics of the dielectric multilayer reflective film, and the band utilization efficiency is significantly reduced.
【００１８】また、回折格子フィルタを使用する従来例
（図１１）では、次のような問題点がある。すなわち、
現状では、カットオフ特性が急峻であって、且つ、反射
率の低い回折格子を製造する技術が不充分であり、満足
できる分配特性のものが得られていない。The conventional example (FIG. 11) using a diffraction grating filter has the following problems. That is,
At present, the technology for producing a diffraction grating having a sharp cutoff characteristic and a low reflectance is insufficient, and satisfactory distribution characteristics cannot be obtained.
【００１９】本発明は、このような問題点を解決し、通
信波長と放送波長を効率的に分配できる光分配装置を提
示することを目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem and to provide an optical distribution device capable of efficiently distributing a communication wavelength and a broadcast wavelength.
【００２０】本発明はまた、ＥＤＦＡの光増幅波長帯内
である放送波長と通信波長を効率的に分配できる光分配
装置を提示することを目的とする。Another object of the present invention is to provide an optical distribution device capable of efficiently distributing a broadcast wavelength and a communication wavelength within an optical amplification wavelength band of an EDFA.
【００２１】本発明はまた、良好な分波特性を具備する
光分配装置を提示することを目的とする。It is another object of the present invention to provide an optical distribution device having good demultiplexing characteristics.
【００２２】本発明はまた、誘電体多層反射膜を用いる
ことなく、通信用波長と放送用波長をＥＤＦＡの増幅波
長帯域内に配置できる光分配装置を提示することを目的
とする。Another object of the present invention is to provide an optical distribution device capable of arranging a communication wavelength and a broadcast wavelength within an amplification wavelength band of an EDFA without using a dielectric multilayer reflective film.
【００２３】[0023]
【課題を解決するための手段】本発明に係る光分配装置
は、複数の入力ポート及び複数の出力ポートを具備し、
所定波長λ１〜λＮにおいて波長入出力特性が光を入力
する入力ポートに応じて異なる光分配素子と、当該光分
配素子の所定の１以上の出力ポートの出力光を分割し、
各分割光を当該光分配素子の所定の入力ポートに供給す
る光分波手段とからなることを特徴とする。An optical distribution device according to the present invention comprises a plurality of input ports and a plurality of output ports.
At a predetermined wavelength λ 1 to λ N , the wavelength input / output characteristics are different according to the input port to which light is input, and the output light of one or more predetermined output ports of the light distribution element is divided.
And a light demultiplexing means for supplying each split light to a predetermined input port of the light distribution element.
【００２４】このような構成により、光分配素子の波長
分解能程度の波長波長λ１〜λＮ範囲で通信用波長と放
送用波長を設定できる。また、各通信波長を効率的に分
離できると共に放送用波長の光を各加入者宛の通信用波
長の光に効率的に合波できる。放送用波長の光を簡単
に、等しい又はほぼ等しい強度で各加入者に分配でき
る。With such a configuration, the communication wavelength and the broadcast wavelength can be set within a wavelength range from λ 1 to λ N which is about the wavelength resolution of the light distribution element. In addition, each communication wavelength can be efficiently separated, and the light of the broadcast wavelength can be efficiently combined with the light of the communication wavelength addressed to each subscriber. Broadcast wavelength light can be easily distributed to each subscriber with equal or nearly equal intensity.
【００２５】波長の分離と合波に関わるのが光分配素子
のみで済むので、安価に製造できるだけでなく、所要の
性能を確保しやすい。Since only the light distribution element is involved in wavelength separation and multiplexing, not only can it be manufactured at low cost, but also required performance can be easily secured.
【００２６】本発明に係る光分配装置は、また、複数の
入力ポート及び複数の出力ポートを具備し、所定波長λ
１〜λＮにおいて波長入出力特性が光を入力する入力ポ
ートに応じて異なる光分配素子と、入力光を通信用波長
の光と放送用波長の光に分離し、分離した通信用波長の
光を当該光分配素子の当該複数の入力ポートの内の第１
入力ポートに供給する波長分離手段と、当該波長分離手
段で分離された当該放送用波長の光を所定数に分割し、
各分割光を当該光分配素子の、当該第１入力ポート以外
の所定の入力ポートにそれぞれ供給する光分割手段とを
具備することを特徴とする。The optical distribution device according to the present invention also has a plurality of input ports and a plurality of output ports, and has a predetermined wavelength λ.
1 to λ N , an optical distribution element having different wavelength input / output characteristics depending on the input port to which light is input, and separating the input light into light having a communication wavelength and light having a broadcast wavelength, and separating the light having a communication wavelength. To the first of the plurality of input ports of the light distribution element.
Wavelength separating means for supplying to the input port, and divides the light of the broadcast wavelength separated by the wavelength separating means into a predetermined number,
A light splitting means for supplying each split light to a predetermined input port other than the first input port of the light distribution element.
【００２７】この構成により、光分配素子の波長分解能
程度の波長波長λ１〜λＮ範囲で通信用波長と放送用波
長を設定できる。また、各通信波長を効率的に分離でき
ると共に放送用波長の光を各加入者宛の通信用波長の光
に効率的に合波できる。放送用波長の光を簡単に、等し
い又はほぼ等しい強度で各加入者に分配できる。According to this configuration, the communication wavelength and the broadcast wavelength can be set within the wavelength wavelength range from λ 1 to λ N which is about the wavelength resolution of the light distribution element. In addition, each communication wavelength can be efficiently separated, and the light of the broadcast wavelength can be efficiently combined with the light of the communication wavelength addressed to each subscriber. Broadcast wavelength light can be easily distributed to each subscriber with equal or nearly equal intensity.
【００２８】光分配素子は例えば、アレイ導波路格子で
ある。The light distribution element is, for example, an arrayed waveguide grating.
【００２９】光分波手段は、光分配素子の所定の１以上
の出力ポートの出力光から所定の波長成分を抽出する波
長抽出手段を具備するものでもよい。こうすることによ
り、複数の波長を放送用に割り当てるネットワークにも
適用可能になる。The light demultiplexing means may include a wavelength extracting means for extracting a predetermined wavelength component from output light of one or more predetermined output ports of the light distribution element. In this way, the present invention can be applied to a network that allocates a plurality of wavelengths for broadcasting.
【００３０】波長抽出手段は例えば、抽出すべき波長を
反射する反射素子を各アーム上に配置した平衡マッハツ
ェンダ干渉計からなる。これにより、隣接する波長を精
度良く分離できる。The wavelength extracting means comprises, for example, a balanced Mach-Zehnder interferometer in which a reflecting element for reflecting a wavelength to be extracted is arranged on each arm. As a result, adjacent wavelengths can be accurately separated.
【００３１】[0031]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００３２】図１は、本発明の一実施例の概略構成図を
示す。ここでは、隣接する波長λ１〜λ５の内の波長λ
１〜λ４を各加入者との通信用、波長λ５を各加入者へ
の放送用としている。１０は５入力５出力のアレー導波
路格子（ＡＷＧ）であり、入力ポート数分の導波路から
なる入力導波路アレー１２と、出力ポート数分の導波路
からなる出力導波路アレー１４と、入力導波路アレー１
２からの光を広げるスラブ導波路１６と、隣接する導波
路間で光路長が異なる複数の導波路からなり、スラブ導
波路１４から出力される光を伝搬する導波路アレー１８
と、導波路アレー１８からの光を、波長に応じた出力導
波路アレー１４の導波路に結合するスラブ導波路２０か
らなる。FIG. 1 is a schematic block diagram of one embodiment of the present invention. Here, the wavelength λ of the adjacent wavelengths λ 1 to λ 5 is used.
1 to λ 4 are used for communication with each subscriber, and the wavelength λ 5 is used for broadcasting to each subscriber. Reference numeral 10 denotes an array waveguide grating (AWG) having five inputs and five outputs, and an input waveguide array 12 composed of waveguides for the number of input ports, an output waveguide array 14 composed of waveguides for the number of output ports, and an input waveguide array. Waveguide array 1
A slab waveguide 16 for spreading light from the optical waveguide 2 and a plurality of waveguides having different optical path lengths between adjacent waveguides, and a waveguide array 18 for transmitting light output from the slab waveguide 14.
And a slab waveguide 20 for coupling the light from the waveguide array 18 to the waveguide of the output waveguide array 14 according to the wavelength.
【００３３】アレー導波路格子１０の入力導波路アレー
１２は、５つの入力導波路２２−１〜２２−５を具備す
る。その内の最も端の入力導波路２２−１に、中央局か
らの波長λ１〜λ５の信号光を波長多重した光を入射す
る。アレー導波路格子１４は５つの出力導波路２４−１
〜２４−５を具備する。各出力導波路２４−１〜２４−
４は、図示しない光ファイバ線路を介して各加入者＃１
〜＃４に接続する。The input waveguide array 12 of the array waveguide grating 10 has five input waveguides 22-1 to 22-5. The wavelength multiplexed signal light of the wavelengths λ 1 to λ 5 from the central station is incident on the endmost input waveguide 22-1 among them. The array waveguide grating 14 has five output waveguides 24-1.
~ 24-5. Each output waveguide 24-1 to 24-
Reference numeral 4 denotes each subscriber # 1 via an optical fiber line (not shown).
To # 4.
【００３４】入力導波路２２−５に入射した波長λ５の
光がスラブ導波路２０から出力導波路２４−５に出力さ
れるようになっている。導波路２４−５は、導波路２６
を介して４分割の光分波器２８を接続する。光分波器２
８は３つの３ｄＢカップラ３０，３２，２４からなり、
入力光を４分割して、それぞれを、導波路３６，３８，
４０，４２に出力する。導波路３６，３８，４０，４２
はそれぞれ、入力導波路アレー１２の入力導波路２２−
２，２２−３，２２−４，２２−５に接続する。[0034] so that the light of the wavelength lambda 5 incident on the input waveguide 22-5 is output from the slab waveguide 20 to the output waveguide 24-5. The waveguide 24-5 is the waveguide 26.
Is connected to the optical splitter 28 divided into four. Optical splitter 2
8 consists of three 3dB couplers 30, 32, 24,
The input light is divided into four, and each is divided into waveguides 36, 38,
40 and 42. Waveguides 36, 38, 40, 42
Are the input waveguides 22-of the input waveguide array 12, respectively.
2, 22-3, 22-4 and 22-5.
【００３５】本実施例の動作を説明する。入力導波路２
２−１に、中央局からの波長λ１〜λ５の信号光を波長
多重した光が入射する。この光は、入力導波路２２−１
を伝搬してスラブ導波路１６に入射し、ここで広がって
導波路アレー１８を構成する複数の導波路に入射する。
導波路アレー１８を構成する複数の導波路は、隣接する
導波路間で光路長がΔＬだけ異なるように設計されてお
り、導波路アレー１８は回折格子として機能する。導波
路アレー１８の各導波路を伝搬して光は、スラブ導波路
２０に入射してここで回折され、その結果、その各波長
成分が分離されて、波長に対応した出力導波路２４−１
〜２４−５に入射する。すなわち、入力導波路２２−１
に入射した光の波長λ１〜λ５の信号光は、波長分離さ
れ、波長λ１の信号光が出力導波路２４−１に、波長λ
２の信号光が出力導波路２４−２に、波長λ３の信号光
が出力導波路２４−３に、波長λ４の信号光が出力導波
路２４−４に、波長λ５の信号光が出力導波路２４−１
にそれぞれ入力する。これにより、通信用の波長λ１〜
λ４の信号光が、各加入者＃１〜＃４に伝送するために
分離されたことになる。The operation of this embodiment will be described. Input waveguide 2
At 2-1, light obtained by wavelength multiplexing the signal light of wavelengths λ 1 to λ 5 from the central office enters. This light is input to the input waveguide 22-1.
And propagates to the slab waveguide 16, where it spreads and enters a plurality of waveguides constituting the waveguide array 18.
The plurality of waveguides constituting the waveguide array 18 are designed so that the optical path lengths differ by ΔL between adjacent waveguides, and the waveguide array 18 functions as a diffraction grating. The light propagating through each waveguide of the waveguide array 18 enters the slab waveguide 20 and is diffracted there. As a result, each wavelength component is separated, and the output waveguide 24-1 corresponding to the wavelength is separated.
~ 24-5. That is, the input waveguide 22-1
The signal light of wavelengths λ 1 to λ 5 of the light incident on the optical waveguide is wavelength-separated, and the signal light of wavelength λ 1 is output to the output waveguide 24-1.
2 of the signal light output waveguide 24-2, the signal light of the wavelength lambda 3 is output waveguides 24-3, the signal light output waveguide 24-4 of wavelength lambda 4, the signal light of the wavelength lambda 5 is Output waveguide 24-1
Respectively. Accordingly, the communication wavelengths λ 1 to
lambda 4 of the signal light, will have been separated to transmit to each subscriber # 1 to # 4.
【００３６】光導波路２４−５から放送用の波長λ５の
信号光が出力される。この信号光は光導波路２６を伝搬
して光分波器２８に入射し、ここで４等分される。４等
分された光のそれぞれは、光導波路３６〜４２を伝搬し
て入力導波路２２−２〜２２−５に入射する。アレイ導
波路１０は周知の通り波長分離に関して周期性を具備し
ており、同じ波長でも、入力ポートを変更すると、その
光が出力される出力ポートが変化する。すなわち、図２
に示すように入力ポート＃１〜＃５及び出力ポート＃１
〜＃５を具備するアレイ導波路格子は、図３に示すよう
な入出力特性を具備する。The signal light of wavelength lambda 5 for broadcasting from the optical waveguide 24-5 is outputted. This signal light propagates through the optical waveguide 26 and enters the optical splitter 28, where it is divided into four equal parts. Each of the four equally divided lights propagates through the optical waveguides 36 to 42 and enters the input waveguides 22-2 to 22-5. As is well known, the array waveguide 10 has a periodicity with respect to wavelength separation. Even if the input wavelength is changed even at the same wavelength, the output port from which the light is output changes. That is, FIG.
, Input ports # 1 to # 5 and output port # 1
An arrayed waveguide grating having # 5 to # 5 has input / output characteristics as shown in FIG.
【００３７】アレイ導波路格子１０では、入力導波路２
２−２に波長λ５の光を入力すると、その光は、出力導
波路２４−４に供給される。同様に、入力導波路２２−
３に波長λ５の光を入力すると、その光は、出力伝送路
２４−３に供給され、入力導波路２２−４に波長λ５の
光を入力すると、その光は、出力伝送路２４−２に供給
され、入力導波路２２−５に波長λ５の光を入力する
と、その光は出力伝送路２４−１に供給される。この周
期的特性により、波長λ５の放送信号光は、同じ強さで
出力導波路２４−１〜２４−４に分配され、全加入者＃
１〜＃４に伝送される。In the arrayed waveguide grating 10, the input waveguide 2
If you enter a light of the wavelength lambda 5 to 2-2, the light is supplied to the output waveguide 24-4. Similarly, the input waveguide 22-
If you enter a light of the wavelength lambda 5 to 3, the light is supplied to the output transmission paths 24-3, entering the light of wavelength lambda 5 to input waveguide 22-4, the light is output transmission paths 24 is supplied to the 2, entering the light of wavelength lambda 5 to input waveguide 22-5, the light is supplied to the output transmission paths 24-1. The periodic characteristics, the broadcasting signal light having a wavelength lambda 5 is distributed to the output waveguide 24-1 to 24-4 at the same intensity, all subscribers #
1 to # 4.
【００３８】以上の結果、出力導波路２４−１から加入
者＃１に波長λ１の通信信号波と波長λ５の放送信号波
が出力され、出力導波路２４−２から加入者＃２に波長
λ２の通信信号波と波長λ５の放送信号波が出力され、
出力導波路２４−３から加入者＃３に波長λ３の通信信
号波と波長λ５の放送信号波が出力され、出力導波路２
４−４から加入者＃４に波長λ４の通信信号波と波長λ
５の放送信号波が出力される。[0038] As a result, the output subscriber # broadcast signal wave of the communication signal wave and the wavelength lambda 5 wavelengths lambda 1 to 1 from the waveguide 24-1 is output, the subscriber # 2 from the output waveguide 24-2 broadcast signal wave of the communication signal wave and the wavelength lambda 5 wavelengths lambda 2 is output,
Broadcast signal wave of the communication signal wave and the wavelength lambda 5 wavelengths lambda 3 to the subscriber # 3 from the output waveguide 24-3 is output, the output waveguides 2
4-4 to the subscriber # 4, the communication signal wave having the wavelength λ 4 and the wavelength λ.
5 broadcast signal waves are output.
【００３９】このようにして、本実施例によれば、各加
入者に割り当てられた波長の信号光と、全加入者に放送
する波長の信号光とを合波して、各加入者に分配でき
る。アレイ導波路格子を波長分離使用するので、通信用
波長と放送用波長を精度良く分離でき、ＥＤＦＡの光増
幅帯域内で通信用波長及び放送用波長を選択できる。放
送用波長の信号光を光分波器２８で等分割すればよいの
で、光分波器２８の設計が容易になり、同じ強度の放送
用信号光を得やすい。As described above, according to the present embodiment, the signal light having the wavelength assigned to each subscriber and the signal light having the wavelength to be broadcast to all subscribers are multiplexed and distributed to each subscriber. it can. Since the wavelength division of the arrayed waveguide grating is used, the wavelength for communication and the wavelength for broadcasting can be accurately separated, and the wavelength for communication and the wavelength for broadcasting can be selected within the optical amplification band of the EDFA. Since the signal light of the broadcast wavelength may be equally divided by the optical splitter 28, the design of the optical splitter 28 is facilitated, and the broadcast signal light having the same intensity is easily obtained.
【００４０】アレイ導波路格子１０の動作、より具体的
には、スラブ導波路２０での動作を、簡単に説明する。
導波路アレー１８を経て第２のスラブ導波路２０に到達
した光信号は、第２スラブ導波路２０で回折される。そ
の回折角度をθとする。スラブ導波路２０の屈折率をｎ
ｓ、回折次数をｍ、スラブ導波路２０における導波路ア
レー１８の導波路ピッチをｄ、導波路アレー１８の隣り
合う導波路の長さの差を△Ｌ、導波路アレー１８を構成
するチャンネル導波路の実効屈折率をｎｏとする。回折
角θが満たすべき条件は下記式の通りである。すなわ
ち、 ｎｓｄｓｉｎθ＋ｎｏ△Ｌ＝ｍλｍ （１） 実際の回折角は０度近傍であるから、（１）式の左辺の
第１項は無視できて、 ｎｏ△Ｌ＝ｍλｍ （２） の近似式が成り立つ。ここで、回折次数が（ｍ＋１）の
場合を考え、（２）式を満たす波長をλｍ＋１とすれ
ば、 ｎｏ△Ｌ＝（ｍ＋１）λｍ＋１ （３） となる。これは、回折角０度に、λｍとλｍ＋１の２つ
の波長が現れることを意味する。（２）式から、 ｍ＝ｎｏ△Ｌ／λ （４） であり、λｍとλｍ＋１の波長差△λは、 △λ＝λｍ−λｍ＋１＝λｍ／ｍ となる。このアレイ導波路格子が分波しうる波長範囲
（ｆｒｅｅ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｒａｎｇｅ（＝ＦＳ
Ｒ））はλｍ／ｍに限られる。The operation of the arrayed waveguide grating 10, more specifically, the operation of the slab waveguide 20 will be briefly described.
The optical signal that has reached the second slab waveguide 20 via the waveguide array 18 is diffracted by the second slab waveguide 20. The diffraction angle is defined as θ. Let the refractive index of the slab waveguide 20 be n
s , the diffraction order is m, the waveguide pitch of the waveguide array 18 in the slab waveguide 20 is d, the difference between the lengths of adjacent waveguides of the waveguide array 18 is ΔL, and the channel conductors forming the waveguide array 18 are the effective refractive index of the waveguide and n o. The condition that the diffraction angle θ should satisfy is as follows. That is, since n s dsinθ + n o △ L = mλ m (1) the actual diffraction angle is 0 degrees near and negligible first term of the left side of equation (1), n o △ L = mλ m (2 ) Holds. Here, consider a case where the diffraction orders of the (m + 1), a if a wavelength satisfying the expression (2) lambda m + 1 and, n o △ L = (m + 1) λ m + 1 (3). This means that two wavelengths of λ m and λ m + 1 appear at a diffraction angle of 0 degree. From (2), a m = n o △ L / λ (4), the wavelength difference of lambda m and λ m + 1 △ λ becomes △ λ = λ m -λ m + 1 = λ m / m. The wavelength range in which the arrayed waveguide grating can demultiplex (free spectral range (= FS)
R)) is limited to λ m / m.
【００４１】チャンネル数をＮ、ＦＳＲをチャンネルの
波長間隔のＮ倍に設計し、各チャンネルの波長をλ１，
λ２，・・・，λＮとした場合、波長の周期性、即ち、 λＮ＋１＝λ１ が成立する。図２に示すようにＮ＝５のアレイ導波路格
子の場合、入力波長及び出力波長は、図３に示すような
周期的な入出力特性を具備する。入力導波路が１つずれ
ると、波長と出力導波路の対応関係が１チャンネル分ず
れることが分かる。The number of channels is N, and the FSR is
Designed to be N times the wavelength interval, and set the wavelength of each channel to λ1,
λ2, ..., λN, The wavelength periodicity, that is, λN + 1= Λ1 Holds. As shown in FIG. 2, an array waveguide case of N = 5
In the case of the probe, the input wavelength and the output wavelength are as shown in FIG.
It has periodic input / output characteristics. Input waveguide shifted by one
Then, the correspondence between the wavelength and the output waveguide does not correspond to one channel
It turns out that it is.
【００４２】図４は、本発明の第２実施例の概略構成図
を示す。ここでは、３人の加入者＃１，＃２，＃３がお
り、それらに対する通信波長をλ１，λ２，λ３とし、
放送用の波長をλ４，λ５とする。FIG. 4 is a schematic block diagram of a second embodiment of the present invention. Here, three subscribers # 1, # 2, # 3 cage, 1 communication wavelength for their lambda, lambda 2, and lambda 3,
The wavelengths for broadcasting are λ 4 and λ 5 .
【００４３】５０は、２×２の平衡マッハツェンダ形干
渉計であり、光入力側のポート５０ａ，５０ｂと光出力
側のポート５０ｃ，５０ｄを具備する。干渉計５０の２
つのアーム５２，５４のどちらにも、ブラッグ波長λ４
の回折格子５６とブラッグ波長λ５の回折格子５８が配
置される。回折格子５６，５８の反射率は１００％であ
る。本実施例では、中央局からの波長λ１〜λ５の信号
光を多重した光が、平衡マッハツェンダ干渉計５０の第
１ポート５０ａに入射する。従って、平衡マッハツェン
ダ干渉計５０は、第２ポート５０ｂから放送用の波長λ
４，λ５の光を出力し、第４ポート５０ｄから通信用の
波長λ１〜λ３の光を出力する。Reference numeral 50 denotes a 2 × 2 balanced Mach-Zehnder interferometer having ports 50a and 50b on the light input side and ports 50c and 50d on the light output side. Interferometer 50-2
Bragg wavelength λ 4 is applied to both arms 52 and 54.
Diffraction grating 58 of the diffraction grating 56 and the Bragg wavelength lambda 5 of are arranged. The reflectance of the diffraction gratings 56 and 58 is 100%. In the present embodiment, light obtained by multiplexing signal lights of wavelengths λ1 to λ5 from the central station enters the first port 50a of the balanced Mach-Zehnder interferometer 50. Therefore, the balanced Mach-Zehnder interferometer 50 transmits the broadcast wavelength λ from the second port 50b.
4, and outputs a lambda 5 light, outputs the light of the wavelength lambda 1 to [lambda] 3 for communication from the fourth port 50d.
【００４４】平衡マッハツェンダ干渉計５０の第２ポー
ト５０ｂは、第２ポート５０ｂからの光を４分割する分
波器６０に接続する。平衡マッハツェンダ干渉計５０の
第４ポート５０ｄは、５入力５出力のアレー導波路格子
（ＡＷＧ）６２の入力ポート＃１に接続する。ＡＷＧ６
２は、ＡＷＧ１０と全く同じ構成からなる。分波器６０
の４つの出力光は、ＡＷＧ６２の第２乃至第５の入力ポ
ート＃２〜＃５に入力する。ＡＷＧ６２の出力ポート＃
１〜＃３はそれぞれ、図示しない光ファイバケーブルを
介して加入者＃１〜＃３に接続する。The second port 50b of the balanced Mach-Zehnder interferometer 50 is connected to a duplexer 60 that divides the light from the second port 50b into four. The fourth port 50d of the balanced Mach-Zehnder interferometer 50 is connected to the input port # 1 of an array waveguide grating (AWG) 62 having five inputs and five outputs. AWG6
2 has exactly the same configuration as the AWG 10. Duplexer 60
Are output to the second to fifth input ports # 2 to # 5 of the AWG 62. AWG62 output port #
1 to # 3 are respectively connected to subscribers # 1 to # 3 via an optical fiber cable (not shown).
【００４５】本実施例の動作を説明する。中央局からの
波長λ１〜λ５の信号光を多重した光が、平衡マッハツ
ェンダ干渉計５０の第１ポート５０ａに入射する。波長
λ４，λ５はそれぞれ平衡マッハツェンダ干渉計５０の
回折格子５６，５８で反射される。従って、第１ポート
５０ａに入射した光の内、波長λ４、λ５の光は、第２
ポート５０ｂから分波器６０に供給され、それ以外のλ
１〜λ３の光は、平衡マッハツェンダ干渉計５０の第４
ポート５０ｄからＡＷＧ６２の入力ポート＃１に供給さ
れる。分波器６０は平衡マッハツェンダ干渉計５０の第
２ポート５０ｂからの光（波長λ４，λ５）を４つに等
分割し、ＡＷＧ６２の入力ポート＃２〜＃５に供給す
る。The operation of this embodiment will be described. The light obtained by multiplexing the signal lights of the wavelengths λ1 to λ5 from the central station enters the first port 50a of the balanced Mach-Zehnder interferometer 50. The wavelengths λ4 and λ5 are reflected by the diffraction gratings 56 and 58 of the balanced Mach-Zehnder interferometer 50, respectively. Accordingly, of the light that has entered the first port 50a, the light of wavelengths λ4 and λ5
The signal is supplied from the port 50b to the duplexer 60, and the other λ
The light of 1 to λ3 is the fourth light of the balanced Mach-Zehnder interferometer 50.
The data is supplied from the port 50d to the input port # 1 of the AWG 62. The demultiplexer 60 equally divides the light (wavelengths λ4, λ5) from the second port 50b of the balanced Mach-Zehnder interferometer 50 into four and supplies the light to the input ports # 2 to # 5 of the AWG 62.
【００４６】ＡＷＧ６２は、図３に示す表から分かるよ
うに、入力ポート＃１に入力する波長λ１，λ２，λ３
のうちの、波長λ１の光を光出力ポート＃１に、波長λ
２の光を光出力ポート＃２に、波長λ３の光を光出力ポ
ート＃３に分配する。また、ＡＷＧ６２は、入力ポート
＃２に入力する波長λ４，λ５のうちの、波長λ４の光
を光出力ポート＃３に、波長λ５の光を光出力ポート＃
４に分配し、入力ポート＃３に入力する波長λ４，λ５
のうちの、波長λ４の光を光出力ポート＃２に、波長λ
５の光を光出力ポート＃３に分配し、入力ポート＃４に
入力する波長λ４，λ５のうちの、波長λ４の光を光出
力ポート＃１に、波長λ５の光を光出力ポート＃２に分
配し、入力ポート＃５に入力する波長λ４，λ５のうち
の、波長λ４の光を光出力ポート＃５に、波長λ５の光
を光出力ポート＃１に分配する。この場合の、ＡＷＧ６
２の各出力ポート＃１〜＃５の出力波長を、図５に示
す。As can be seen from the table shown in FIG. 3, the AWG 62 has the wavelengths λ1, λ2, λ3 input to the input port # 1.
Of the wavelength λ1 to the optical output port # 1 and the wavelength λ
2 is distributed to the optical output port # 2, and the light having the wavelength λ3 is distributed to the optical output port # 3. The AWG 62 outputs the light of wavelength λ4 of the wavelengths λ4 and λ5 input to the input port # 2 to the optical output port # 3 and the light of wavelength λ5 to the optical output port # 3.
4 and input to the input port # 3.
Out of the wavelength λ4 to the optical output port # 2 and the wavelength λ
5 is distributed to the optical output port # 3, and of the wavelengths λ4 and λ5 input to the input port # 4, the light of the wavelength λ4 is transmitted to the optical output port # 1, and the light of the wavelength λ5 is transmitted to the optical output port # 2. Out of the wavelengths λ4 and λ5 input to the input port # 5, the light of the wavelength λ4 is distributed to the optical output port # 5, and the light of the wavelength λ5 is distributed to the optical output port # 1. AWG6 in this case
FIG. 5 shows the output wavelength of each of the output ports # 1 to # 5.
【００４７】図５から分かるように、加入者＃１には、
波長λ１の通信信号波と波長λ４，λ５の放送信号波が
分配され、加入者＃２には、波長λ２の通信信号波と波
長λ ４，λ５の放送信号波が分配され、加入者＃３に
は、波長λ３の通信信号波と波長λ４，λ５の放送信号
波が分配される。As can be seen from FIG. 5, subscriber # 1 has
Wavelength λ1Communication signal wave and wavelength λ4, Λ5Broadcast signal wave
Distributed to subscriber # 2, wavelength λ2Communication signal wave and wave
Long λ 4, Λ5Broadcast signal wave is distributed to subscriber # 3
Is the wavelength λ3Communication signal wave and wavelength λ4, Λ5Broadcast signal
Waves are distributed.
【００４８】図６は、本発明の第３実施例の概略構成図
を示す。第２実施例の場合と同様に、３人の加入者＃
１，＃２，＃３がおり、それらに対する通信波長を
λ１，λ２，λ３とし、放送用の波長をλ４，λ５とす
る。７０は、ＡＷＧ１０，６２と同様の５入力５出力の
アレー導波路格子（ＡＷＧ）であり、その光入力ポート
＃１に、中央局からの波長λ１〜λ５の信号光を波長多
重した光が入力する。ＡＷＧ７０の出力ポート＃１〜＃
３はそれぞれ、図示しない光ファイバケーブルを介して
加入者＃１〜＃３に接続する。FIG. 6 is a schematic block diagram of a third embodiment of the present invention. As in the case of the second embodiment, three subscribers #
1, # 2, and # 3, the communication wavelengths for them are λ 1 , λ 2 , λ 3 , and the broadcast wavelengths are λ 4 , λ 5 . Reference numeral 70 denotes a 5-input 5-output array waveguide grating (AWG) similar to the AWGs 10 and 62. The optical input port # 1 receives a wavelength multiplexed signal light of wavelengths λ1 to λ5 from the central office. I do. AWG70 output ports # 1 to #
3 are connected to subscribers # 1 to # 3 via an optical fiber cable (not shown).
【００４９】ＡＷＧ７０の出力ポート＃４は２×２の平
衡マッハツェンダ形干渉計７２の第１ポート７２ａに接
続し、ＡＷＧ７０の出力ポート＃５は２×２の平衡マッ
ハツェンダ形干渉計７４の第１ポート７４ａに接続す
る。平衡マッハツェンダ形干渉計７２の２つのアーム７
６，７８のどちらにも、ブラッグ波長λ４の回折格子８
０が配置され、平衡マッハツェンダ形干渉計７４の２つ
のアーム８２，８４のどちらにも、ブラッグ波長λ５の
回折格子８６が配置される。すなわち、平衡マッハツェ
ンダ形干渉計７２は波長λ４を選択的に反射する素子と
して機能し、平衡マッハツェンダ形干渉計７４は波長λ
５を選択的に反射する素子として機能する。平衡マッハ
ツェンダ形干渉計７２の第２ポート７２ｂは平衡マッハ
ツェンダ形干渉計７４は第３ポート７４ｃに接続する。The output port # 4 of the AWG 70 is connected to the first port 72a of the 2 × 2 balanced Mach-Zehnder interferometer 72, and the output port # 5 of the AWG 70 is the first port of the 2 × 2 balanced Mach-Zehnder interferometer 74. 74a. Two arms 7 of balanced Mach-Zehnder interferometer 72
6 and 78, the diffraction grating 8 having the Bragg wavelength λ 4
0 is disposed Both the two arms 82, 84 of the balanced Mach-Zehnder type interferometer 74, the diffraction grating 86 of the Bragg wavelength lambda 5 are arranged. That is, the balanced Mach-Zehnder type interferometer 72 acts as an element for selectively reflecting a wavelength lambda 4, balanced Mach-Zehnder type interferometer 74 is wavelength lambda
5 functions as an element for selectively reflecting light. The second port 72b of the balanced Mach-Zehnder interferometer 72 is connected to the third port 74c of the balanced Mach-Zehnder interferometer 74.
【００５０】平衡マッハツェンダ形干渉計７４の第２ポ
ート７４ｂは分波器８８に接続する。分波器８８は、平
衡マッハツェンダ形干渉計７４の第２ポート７４ｂから
の光を４等分し、それぞれをＡＷＧ７０の入力ポート＃
２〜＃５に供給する。The second port 74 b of the balanced Mach-Zehnder interferometer 74 is connected to a duplexer 88. The demultiplexer 88 divides the light from the second port 74b of the balanced Mach-Zehnder interferometer 74 into four equal parts, each of which is input port # of the AWG 70.
2 to # 5.
【００５１】図６に示す実施例の動作を説明する。ＡＷ
Ｇ７０は、入力ポート＃１に入力した中央局からの光
（波長λ１〜λ５）のうち、波長λ１を出力ポート＃１
に、波長λ２を出力ポート＃２に、波長λ３を出力ポー
ト＃３に、波長λ４を出力ポート＃４に、波長λ５を出
力ポート＃５に分配する。干渉計７２は、ＡＷＧ７０の
出力ポート＃４の出力光から波長λ４の成分を抽出し
て、干渉計７４の第３ポート７４ｃに供給する。後述す
るように、ＡＷＧ７０の出力ポート＃４の出力光に波長
λ５の成分が混入するので、干渉計７２を設けて波長λ
４の成分のみを抽出する必要がある。干渉計７４は、Ａ
ＷＧ７０の出力ポート＃５の出力光から波長λ５の成分
を抽出し、第３ポート７４ｃに入力する波長λ４の光と
共に第２ポート７４ｂから出力する。ＡＷＧ７０の出力
ポート＃５の出力光に波長λ４の成分が混入するので、
干渉計７４を設けて波長λ５の成分のみを抽出する必要
がある。分波器８８は、干渉計７４の第２ポート７４ｂ
からの光（波長λ４，λ５）を４等分し、それぞれをＡ
ＷＧ７０の入力ポート＃２〜＃５に供給する。The operation of the embodiment shown in FIG. 6 will be described. AW
The G70 outputs the wavelength λ1 of the light (wavelengths λ 1 to λ 5 ) from the central office input to the input port # 1 to the output port # 1.
The wavelength λ 2 is distributed to the output port # 2, the wavelength λ 3 is distributed to the output port # 3, the wavelength λ 4 is distributed to the output port # 4, and the wavelength λ 5 is distributed to the output port # 5. Interferometer 72 extracts the wavelength lambda 4 components from the output port # 4 of the output light of AWG70, supplied to the third port 74c of the interferometer 74. As described later, since the component of the wavelength λ 5 is mixed into the output light of the output port # 4 of the AWG 70, the interferometer 72 is provided to
Only four components need to be extracted. The interferometer 74
The component of the wavelength λ5 is extracted from the output light of the output port # 5 of the WG 70 and output from the second port 74b together with the light of the wavelength λ4 input to the third port 74c. Since component of the wavelength lambda 4 is mixed in the output light of the output ports # 5 of AWG70,
The interferometer 74 is provided it is necessary to extract only the component of the wavelength lambda 5. The demultiplexer 88 is connected to the second port 74b of the interferometer 74.
(Wavelengths λ 4 , λ 5 ) are divided into four equal parts, each of which is A
It is supplied to the input ports # 2 to # 5 of the WG 70.
【００５２】第２実施例の場合と同様に、ＡＷＧ７０
は、入力ポート＃２に入力する波長λ ４，λ５のうち
の、波長λ４の光を光出力ポート＃３に、波長λ５の光
を光出力ポート＃４に分配し、入力ポート＃３に入力す
る波長λ４，λ５のうちの、波長λ４の光を光出力ポー
ト＃２に、波長λ５の光を光出力ポート＃３に分配し、
入力ポート＃４に入力する波長λ４，λ５のうちの、波
長λ４の光を光出力ポート＃１に、波長λ５の光を光出
力ポート＃２に分配し、入力ポート＃５に入力する波長
λ４，λ５のうちの、波長λ４の光を光出力ポート＃５
に、波長λ５の光を光出力ポート＃１に分配する。ＡＷ
Ｇ７０の出力ポート＃４に波長λ５の光が分配され、出
力ポート＃５に波長λ４の光が分波されるが、干渉計７
２，７４によりこれらの混入光を排除できる。As in the case of the second embodiment, the AWG 70
Is the wavelength λ input to the input port # 2. 4, Λ5Out of
The wavelength λ4At the wavelength λ.5Light of
To the optical output port # 4 and input to the input port # 3.
Wavelength λ4, Λ5Of the wavelength λ4Light output port
To # 2, the wavelength λ5Is distributed to the light output port # 3,
Wavelength λ input to input port # 44, Λ5Of the waves
Long λ4At the wavelength λ5Light out of the light
Wavelength distributed to input port # 2 and input to input port # 5
λ4, Λ5Of the wavelength λ4Light output port # 5
And the wavelength λ5Is distributed to the light output port # 1. AW
The wavelength λ is connected to the output port # 4 of the G70.5Light is distributed and
Wavelength λ at power port # 54Is split, but the interferometer 7
2, 74 can eliminate these mixed light.
【００５３】以上の結果、加入者＃１には、波長λ１の
通信信号波と波長λ４，λ５の放送信号波が分配され、
加入者＃２には、波長λ２の通信信号波と波長λ４，λ
５の放送信号波が分配され、加入者＃３には、波長λ３
の通信信号波と波長λ４，λ ５の放送信号波が分配され
る。As a result, the subscriber # 1 has the wavelength λ1of
Communication signal wave and wavelength λ4, Λ5Broadcast signal wave is distributed,
For subscriber # 2, wavelength λ2Communication signal wave and wavelength λ4, Λ
5Is distributed, and the subscriber # 3 receives the wavelength λ3
Communication signal wave and wavelength λ4, Λ 5Broadcast signal wave is distributed
You.
【００５４】第２実施例及び第３実施例では、２波長を
放送用としているが、３波長以上を放送用とすることも
容易であることは明らかである。In the second and third embodiments, two wavelengths are used for broadcasting, but it is clear that it is easy to use three or more wavelengths for broadcasting.
【００５５】[0055]
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、非常に簡単な構成で、通信波と放
送波を分離し、各加入者宛に送付すべき通信用波長の信
号波と放送波を合波できる。即ち、通信用波長に対する
波長ルータ機能と放送用波長に対する光スプリッタ機能
を兼ね備えた光合分波器を実現できる。しかも、帯域の
利用効率が高いので、光増幅帯域内に通信用波長と放送
用波長を配置することできる。これらにより、通信サー
ビスと放送サービスを融合したマルチメディアサービス
に適した波長多重光ネットワークの構築が可能になる。As can be easily understood from the above description, according to the present invention, a communication wave and a broadcast wave are separated with a very simple structure, and a communication wavelength to be transmitted to each subscriber is determined. Signal waves and broadcast waves can be combined. That is, an optical multiplexer / demultiplexer having both a wavelength router function for a communication wavelength and an optical splitter function for a broadcast wavelength can be realized. In addition, since the band use efficiency is high, the communication wavelength and the broadcast wavelength can be arranged in the optical amplification band. As a result, it is possible to construct a wavelength division multiplexing optical network suitable for a multimedia service combining a communication service and a broadcasting service.
【図１】 本発明の一実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図２】 アレイ導波路格子のポート名を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing port names of an arrayed waveguide grating.
【図３】 図２に示すアレイ導波路格子の入出力特性を
示す表である。FIG. 3 is a table showing input / output characteristics of the arrayed waveguide grating shown in FIG. 2;
【図４】 本発明の第２実施例の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the present invention.
【図５】 ＡＷＧ６２の各出力ポート＃１〜＃５の出力
波長を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing output wavelengths of output ports # 1 to # 5 of the AWG 62.
【図６】 本発明の第３実施例の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the present invention.
【図７】 通信と放送を融合した波長多重光ネットワー
クの基本概念図である。FIG. 7 is a basic conceptual diagram of a wavelength division multiplexing optical network that combines communication and broadcasting.
【図８】 波長ルータと光スプリッタの機能を兼ね備え
た従来のデバイスの概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conventional device having both functions of a wavelength router and an optical splitter.
【図９】 図８に示す従来例の、通信用波長λ１〜λ
１４の分波特性（透過率）である。FIG. 9 shows communication wavelengths λ 1 to λ of the conventional example shown in FIG.
14 shows a demultiplexing characteristic (transmittance) of the optical fiber.
【図１０】 図８に示す従来例の、放送用波長μ１の各
出力ポートにおける挿入損失である。[10] The conventional example shown in FIG. 8, the insertion loss at each output port of broadcast wavelengths mu 1.
【図１１】 波長ルータとスプリッタの機能を兼ね備え
た従来のデバイスの別の例の概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of another example of a conventional device having both functions of a wavelength router and a splitter.
【図１２】 誘電体多層反射膜の損失特性である。FIG. 12 shows loss characteristics of a dielectric multilayer reflective film.
１０：アレー導波路格子 １２：入力導波路アレー １４：出力導波路アレー １６：スラブ導波路 １８：導波路アレー ２０：スラブ導波路 ２２−１〜２２−５：入力導波路 ２４−１〜２４−５：出力導波路 ２６：導波路 ２８：光分波器 ３０，３２，３４：３ｄＢカップラ ３６，３８，４０，４２：導波路 ５０：平衡マッハツェンダ形干渉計 ５０ａ，５０ｂ：光入力側ポート ５０ｃ，５０ｄ：光出力側ポート ５２，５４：アーム ５６：ブラッグ波長λ４の回折格子 ５８：ブラッグ波長λ５の回折格子 ６０：分波器 ６２：アレー導波路格子（ＡＷＧ） ７０：ＡＷＧ ７２：平衡マッハツェンダ形干渉計 ７２ａ：ポート ７４：平衡マッハツェンダ形干渉計 ７４ａ：ポート ７６，７８：アーム ８０：ブラッグ波長λ４の回折格子 ８２，８４：アーム ８６：ブラッグ波長λ５の回折格子 ８８：分波器 ２１０：中央局 ２１２：光ファイバ ２１４：光分配器 ２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃ，２１５ｄ：加入者 ２１６ａ，２１６ｂ，２１６ｃ，２１６ｄ：光ファイバ ２１７ａ，２１７ｂ，２１７ｃ，２１７ｄ：光ファイバ ２１８：波長多重器 ２１９：光ファイバ ２２０：通信波 ２２２：入力導波路 ２２４：スラブ導波路 ２２６：アレー導波路 ２２８：誘電体多層膜 ２３０：出力導波路 ２４０，２４２，２４４：平衡マッハツェンダ形干渉計 ２４０ａ，２４０ｂ：光入力側ポート ２４０ｃ，２４０ｄ：光出力側ポート ２４２ａ，２４２ｂ：光入力側ポート ２４２ｃ，２４２ｄ：光出力側ポート ２４４ａ，２４４ｂ：光入力側ポート ２４４ｃ，２４４ｄ：光出力側ポート ２４６，２４８：アーム ２５０：ブラッグ波長λ１の回折格子 ２５２：ブラッグ波長μ１の回折格子 ２５４，２５６：アーム ２５８：ブラッグ波長λ２の回折格子 ２６０：ブラッグ波長μ１の回折格子 ２６２，２６４：アーム ２６６：ブラッグ波長λ３の回折格子 ２６８：ブラッグ波長μ１の回折格子10: Array waveguide grating 12: Input waveguide array 14: Output waveguide array 16: Slab waveguide 18: Waveguide array 20: Slab waveguide 22-1 to 22-5: Input waveguide 24-1 to 24- 5: Output waveguide 26: Waveguide 28: Optical demultiplexer 30, 32, 34: 3 dB coupler 36, 38, 40, 42: Waveguide 50: Balanced Mach-Zehnder interferometer 50a, 50b: Optical input side port 50c, 50d: optical output side port 52, 54: arm 56: diffraction grating of Bragg wavelength λ 4 58: diffraction grating of Bragg wavelength λ 5 60: duplexer 62: arrayed waveguide grating (AWG) 70: AWG 72: balanced Mach-Zehnder shape interferometer 72a: port 74: equilibrium Mach-Zehnder type interferometer 74a: port 78: arm 80: the diffraction grating of Bragg wavelength λ 4 82,8 : Arm 86: the diffraction grating 88 of the Bragg wavelength lambda 5: duplexer 210: the central station 212: optical fiber 214: optical distributor 215a, 215b, 215c, 215d: subscriber 216a, 216b, 216c, 216d: optical fiber 217a , 217b, 217c, 217d: optical fiber 218: wavelength multiplexer 219: optical fiber 220: communication wave 222: input waveguide 224: slab waveguide 226: array waveguide 228: dielectric multilayer film 230: output waveguide 240, 242, 244: Balanced Mach-Zehnder interferometer 240a, 240b: Optical input side port 240c, 240d: Optical output side port 242a, 242b: Optical input side port 242c, 242d: Optical output side port 244a, 244b: Optical input side port 244c , 244d: Optical output side port 2 6,248: Arm 250: Bragg wavelength lambda 1 of the diffraction grating 252 Bragg wavelengths mu 1 of the diffraction grating 254, 256: Arm 258: Bragg wavelength lambda 2 of the diffraction grating 260: diffraction grating Bragg wavelength mu 1 262, 264: Arm 266: Diffraction grating with Bragg wavelength λ 3 268: Diffraction grating with Bragg wavelength μ 1
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｊ 14/02 (72)発明者 松島 裕一 埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号株式会 社ケイディディ研究所内 (72)発明者 堀内 幸夫 埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号株式会 社ケイディディ研究所内 (72)発明者 山本 周 埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号株式会 社ケイディディ研究所内 (72)発明者 山本 杲也 川崎市麻生区下麻生1165−61 Ｆターム(参考） 2H047 LA14 LA18 NA02 RA00 TA00 5K002 BA05 BA21 DA02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04J 14/02 (72) Inventor Yuichi Matsushima 2-1-1-15 Ohara, Kamifukuoka-shi, Saitama Inside the research institute (72) Inventor Yukio Horiuchi 2-1-1-15 Ohara, Kamifukuoka-shi, Saitama Pref.Kididi Research Institute (72) Inventor Shu Yamamoto 2-1-1-15 Ohara, Kamifukuoka-shi, Saitama Kaididi Co., Ltd. Inside the laboratory (72) Inventor Goya Yamamoto 1165-61 Shimoaso, Aso-ku, Kawasaki F-term (reference) 2H047 LA14 LA18 NA02 RA00 TA00 5K002 BA05 BA21 DA02
Claims (7)
を具備し、所定波長λ１〜λＮにおいて波長入出力特性
が光を入力する入力ポートに応じて異なる光分配素子
と、 当該光分配素子の所定の１以上の出力ポートの出力光を
分割し、各分割光を当該光分配素子の所定の入力ポート
に供給する光分波手段とからなることを特徴とする光分
配装置。 1. An optical distribution element comprising a plurality of input ports and a plurality of output ports, wherein a wavelength input / output characteristic at predetermined wavelengths λ 1 to λ N is different depending on an input port to which light is input, and the optical distribution element. A light splitting means for splitting output light from one or more predetermined output ports and supplying each split light to a predetermined input port of the light splitting element.
る請求項１に記載の光分配装置。2. The light distribution device according to claim 1, wherein the light distribution element is an arrayed waveguide grating.
定の１以上の出力ポートの出力光から所定の波長成分を
抽出する波長抽出手段を具備する請求項１に記載の光分
配装置。3. The light distribution device according to claim 1, wherein said light demultiplexing means includes wavelength extraction means for extracting a predetermined wavelength component from output light of one or more predetermined output ports of said light distribution element. .
反射する反射素子を各アーム上に配置した平衡マッハツ
ェンダ干渉計からなる請求項３に記載の光分配装置。4. The light distribution device according to claim 3, wherein said wavelength extracting means comprises a balanced Mach-Zehnder interferometer in which a reflecting element for reflecting a wavelength to be extracted is arranged on each arm.
を具備し、所定波長λ１〜λＮにおいて波長入出力特性
が光を入力する入力ポートに応じて異なる光分配素子
と、 入力光を通信用波長の光と放送用波長の光に分離し、分
離した通信用波長の光を当該光分配素子の当該複数の入
力ポートの内の第１入力ポートに供給する波長分離手段
と、 当該波長分離手段で分離された当該放送用波長の光を所
定数に分割し、各分割光を当該光分配素子の、当該第１
入力ポート以外の所定の入力ポートにそれぞれ供給する
光分割手段とを具備することを特徴とする光分配装置。5. An optical distribution device comprising a plurality of input ports and a plurality of output ports, wherein input / output light is communicated with a light distribution element having different wavelength input / output characteristics at predetermined wavelengths λ 1 to λ N depending on the input port to which light is input. Wavelength separation means that separates the communication wavelength light into the communication wavelength light and the communication wavelength light and supplies the separated communication wavelength light to the first input port of the plurality of input ports of the light distribution element. The light of the broadcast wavelength separated by the means is divided into a predetermined number, and each divided light is divided by the first
An optical distribution device, comprising: a light splitting unit that supplies a signal to a predetermined input port other than the input port.
る請求項５に記載の光分配装置。6. The light distribution device according to claim 5, wherein said light distribution element is an arrayed waveguide grating.
び当該放送用波長の何れかの波長を反射する反射素子を
各アーム上に配置した平衡マッハツェンダ干渉計からな
る請求項５に記載の光分配装置。7. The light according to claim 5, wherein said wavelength separating means comprises a balanced Mach-Zehnder interferometer in which a reflecting element for reflecting any one of the communication wavelength and the broadcast wavelength is arranged on each arm. Dispensing device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11196727A JP2001021741A (en) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | Light distributor |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP11196727A JP2001021741A (en) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | Light distributor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001021741A true JP2001021741A (en) | 2001-01-26 |
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Family Applications (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2001021741A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007256367A (en) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical wavelength multiplexer/demultiplexer |
| US7860397B2 (en) | 2006-09-14 | 2010-12-28 | Fujitsu Limited | Wavelength superimposing device, manufacturing method therefor, and WDM network system |
-
1999
- 1999-07-09 JP JP11196727A patent/JP2001021741A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4680810B2 (en) * | 2006-03-20 | 2011-05-11 | 日本電信電話株式会社 | Optical wavelength multiplexer / demultiplexer |
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