JP2005348270A - 光分岐挿入装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 挿入される光信号の波長と同じ波長の光信号をスルー信号から取り除く構成として、ドロップ型AOTFを使用する。ドロップ型AOTFは、常に全波長を選択するように、RF信号を入力しておき、リジェクトしたい波長に対してのみ、RF信号を入力しないようにする。これにより、RF信号が停止された波長の光信号は、ドロップ型AOTFにより選択されなくなり、スルー出来なくなる。入力を停止するRF信号が1つのみとなるので、「引き寄せ効果」が生じず、光分岐挿入装置の制御が簡単化される。また、高速な切り替えが可能であると共に、挿入する波長を可変にできるので、ネットワーク構成に対する制限ともならない。
【選択図】図1
Description
図8において、AOTFは、強誘電体結晶の一種であり圧電作用を示すニオブ酸リチウム(LiNbO3)基板7にチタン(Ti)拡散法で2本の光導波路1、2を形成する。
このように、AOTFは、RF信号の周波数に応じた波長の光のみを選択して分岐させることができ、更に、このRF信号の周波数を変化させることによって選択される光の波長を変えることができる。
同図のドロップ型AOTFは、2種類のサイドローブ低減法を併用した構造をもち、2段接続かつ斜め薄膜SAWガイドの構成となっており、1波を高消光比かつ低損失に選択できる。100GHz間隔の隣接サイドローブで−25dB以下、非隣接サイドローブで−35dB以下という高消光比を挿入損失3dB以下の特性を実現しており、実用レベルに達している。RF信号周波数の変化に対する選択波長の変化は線形関係にある。スイッチング速度は、制御回路内での切り替え信号遅延も含め12μsと高速で切り替えできることが確認されている。
同図に示すようにAOTFは、導波路型デバイスであるため、アレイ化・集積化が容易である。同図では5ch集積型ドロップ型AOTFを用いた例を示しているが、更に多チャネル化することも容易である。本モジュールは、5ch集積ドロップ型AOTF20、RF信号発生回路21、信号処理回路22及び光モニタ回路23から構成されており、100GHz間隔のWDM信号の中から任意の4波長を同時に選択可能である。制御はAOTFからの各選択光を光タップ24で分岐し、光モニタ回路23においてPDモニタ値を取得し、PDモニタ値を基に信号処理回路22で演算を行い、RF信号発生回路21を制御する。波長選択時の波長サーチ、選択後のAOTF透過特性と信号波長を一致させるRF周波数トラッキングは信号処理回路22とファームウェアで制御する。同図のように同一基板上の5ch目を選択基準用に用いることも可能である。こうすることで、温度、部品等の環境による偏差の影響をなくすことができるため、5ch目のAOTFで選択された基準光源波長とRF信号間の関係を他のチャネル制御に用いて制御の精度を向上させることが可能となる。
AOTFの非選択光出力ポートを用いると、特定の波長をブロックするリジェクト型フィルタとして機能する。
図12は、リジェクト型AOTFモジュールの動作を説明するための図である。
同図において、(a)は、図12に示すリジェクト型AOTFモジュールへ入力するWDM信号を示している。波長間隔200GHzのλ1〜λ32からなるC、Lバンド32波長がWDM信号を構成する。(b)は、リジェクト型AOTFモジュールの出力WDM信号を示す。λ2、λ3の点線表示はリジェクトされた状態を示す。(c)は、WDM入力信号の中からλ2、λ3をリジェクトするためにリジェクト型AOTFモジュールに与えられるRF信号を示す。f2がλ2、f3がλ3に対応する。点線は未使用のRF信号を示す。(c)において、各RF信号周波数間隔をΔf1で示す。通常、約100kHzである。(d)は、WDM入力信号の中からλ2〜λ4をリジェクトした場合を示し、(e)は、(d)を実現するためにリジェクト型AOTFモジュールに与えられるRF信号を示す。(e)は、2つの波長リジェクトから4つの波長リジェクトにすることで、RF信号周波数間隔がΔf1からΔf2(Δf2<Δf1)に変化していることを示している。リジェクトする波長数が増えることにより、RF信号周波数間隔がΔf1からΔf2(Δf2<Δf1)に変化する現象を本明細書では、「引き寄せ効果」と呼ぶ。リジェクトする波長数が増えるときに起こる「引き寄せ効果」は、波長をリジェクトする制御を煩雑にする要因となっており、制御上における大きな課題の1つである。「引き寄せ効果」や実用レベルの波長リジェクト間隔が200GHzであることから、リジェクト型AOTFをOADMに適用するのは難しく、現在では、誘電体多層膜などを用いた固定のバンドリジェクションフィルタが用いられている。従って、挿入機能は固定型となっている。
光波長λ1、λ2、λ3、λ4を含むWDM入力光が光分岐挿入装置のポートaに入射された場合、装置内で分岐された波長λ1、λ2、λ3、λ4はポートcに出射される。また、光の挿入はポートdから行われ、同図の例では、波長λ5、λ6、λ7、λ8が挿入され、ポートbの出力光にアドされて出射されていることを示している。
図15は、リジェクト型AOTFモジュールを用いた光分岐挿入装置の動作を説明する図である。
なお、図16においては、図15と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
更に、従来では、スペクトルアナライザ機能によりWDM信号をモニタしておく必要があり高速切り替えに対応できないという問題があった。
ネットワークから流れてくるWDM信号を光分岐器又は光分波器又はその組み合わせにより分波・分岐し、分波・分岐したそれぞれの信号ポートに対し、ドロップ型AOTFの入力ポートに接続する。ドロップ型AOTFの出力ポートを光結合器又は光合波器又はその組み合わせにより結合・合波する構成にする。スルー時は波長選択を行い、挿入時は、ネットワークを流れてくるWDM信号の特定の波長をリジェクトするためにドロップ型AOTFの選択動作を停止することによりリジェクト機能を実現する。このようにドロップ型AOTFを用いることで、WDM信号の中から任意の波長をリジェクトできるようになる。波長間隔も100GHzを利用できるようになる。また、各ドロップ型AOTFがリジェクトする波長は1つとなり、従って、ドロップ型AOTFに印加するRF信号も混合して印加する必要が無いので引き寄せ効果が起こらず、制御の煩雑さが解消される。また、RF信号を混合しないため混合によるD/U特性の劣化をなくすことができる。制御に当たっては、アレイ状に構成したドロップ型AOTFの中から運用回線に使用しないAOTFを用意し、これに基準光を入射させ、常時選択しつづける。この選択信号のRF周波数を基準にして、運用回線のAOTFに与えるRF信号周波数を計算し、与えることで、高速波長リジェクションが可能となり、光バーストスイッチングへの適用が可能となる。従って、従来技術におけるスペクトルモニタが不要になる。
この構成は、図10の5ch集積ドロップ型AOTFモジュールと基本的に同じであり、ただ、集積されたAOTFが17個あるという点が異なるのみなので、説明を省略する。
各光信号入力は、光電気変換器O/Eに入力されて電気信号に変換され、光変調器76−1〜76−4へ駆動信号として与えられる。LDバンク70−1〜70−4は、複数の波長を含んだ光を出力する多波長光源であり、各LDバンク70−1〜70−4は、異なる波長の光源である。LDバンク70−1〜70−4からの光を光結合カプラ71−1〜71−4が合波し、更に、この合波された光が光結合カプラ72で合波される。そして、光結合カプラ73で基準光が合波され、光分岐カプラ74において、5分割される。ドロップ型AOTF75−5は、基準光を選択するフィルタとして動作し、他のドロップ型AOTF75−1〜75−4は、それぞれ異なる4波長を選択するフィルタとして動作する。ドロップ型AOTF75−1〜75−4の波長選択は、ドロップ型AOTF75−5が基準光を選択した時に使用したRF信号の周波数を基に行われる。ドロップ型AOTF75−1〜75−4からの各波長の光は、各光変調器76−1〜76−4に入力され、変調されて、各波長の光信号として出力される。
図4において、ネットワークから流れてくるWDM伝送信号は、ポートaに入射される。同図において、WDM伝送信号は、100GHz間隔のCバンド32波長(λ1〜λ32)、100GHz間隔のLバンド32波長(λ33〜λ64)での構成例を示す。ポートaに入射されたWDM伝送信号は、光分岐カプラ42により、ポートcに分岐するための光信号と、ポートdからの挿入光と結合してポートbからネットワーク上に送出するための光信号に分岐する。ポートdからの挿入光と結合してポートbからネットワーク上に送出するための光信号は、AWG(Arrayed Waveguide Grating)などにより構成される光分波器80により64波長に分波される。分波された64波長は、17ch集積ドロップ型AOTFモジュール62−1〜62−4の各ドロップAOTFに接続される。17ch集積ドロップ型AOTFモジュール62−1〜62−4の各ドロップ型AOTFにて選択された波長は、AWGなどにより構成される光合波器81により合波され、光結合カプラ48により挿入光と結合されWDMアンプ49を経由してポートbに送出される。17ch集積ドロップ型AOTFモジュール62−1〜62−4の17ch目のドロップ型AOTFは、基準光モニタ用に用いられており、基準光として、1波長又は2波長が最短波長側又は最長波長側に設けられたWDM伝送信号を含む信号が用いられる。ドロップ型AOTFの制御としては、この基準光を選択しつづけるように制御し、挿入する波長に対応して、WDM信号の中からリジェクトする動作が必要な場合、17ch集積ドロップ型AOTFの選択動作を停止するように制御する。こうすることで、特定波長のリジェクト制御が実現できる。挿入部においては、AOTF型チューナブルトランスポンダ45により、外部からのAdd信号波長は必要に応じて波長変換され光アンプ46−1〜46−4により増幅され、光結合カプラ47にて結合され、VOA50により出力調整されて、光結合カプラ48に入射される。AOTF型チューナブルトランスポンダ45には、基準光が入射されており、リジェクト部に適用された17ch集積ドロップ型AOTFモジュール62−1〜62−4と同様に基準光を選択しつづけるように制御し、挿入する波長に対応して、LDバンクの中から選択する。
図5において、ネットワークから流れてくるWDM伝送信号は、ポートaに入射される。同図において、WDM伝送信号は、100GHz間隔のCバンド16波長(λ1〜λ16)での構成例を示す。ポートaに入射されたWDM伝送信号は、光分岐カプラ42よりポートcに分岐するための光信号と、ポートdからの挿入光と結合してポートbからネットワーク上に送出するための光信号に分岐する。ポートdからの挿入光と結合してポートbからネットワーク上に送出するための光信号は、誘電体多層膜などにより構成される光分岐器80により16波長に分岐される。分岐された16波長は、17ch集積ドロップ型AOTFモジュール62の各ドロップ型AOTFに接続される。17ch集積ドロップ型AOTFモジュール62の各ドロップAOTFにて選択された波長は、誘電体多層膜などにより構成される光結合器81により結合され、光結合カプラ48により挿入光と結合されWDMアンプ49を経由して、ポートbに送出される。17ch集積ドロップ型AOTFモジュール62の17ch目のドロップ型AOTFは、基準光モニタ用に用いられており、基準光として、1波長又は2波長が最短波長側及びまたは最長波長側に設けられたWDM伝送信号を含む信号が用いられる。ドロップ型AOTFの制御としては、この基準光を選択しつづけるように制御し、挿入する波長に対応して、WDM信号の中からリジェクトする動作が必要な場合、17ch集積ドロップ型AOTFモジュール62の各ドロップ型AOTFの選択動作の内、対応する各ドロップ型AOTFの選択動作を停止するように制御する。こうすることで、特定波長のリジェクト制御が実現できる。挿入部においては、AOTFチューナブルトランスポンダ45により、外部からのAdd信号波長は必要に応じて波長変換され光アンプ46−1〜46−4により増幅され、光結合カプラ47にて結合され、VOA50により出力調整されて、光結合カプラ48に入射される。AOTF型チューナブルトランスポンダ45には、基準光が入射されており、リジェクト部に適用された17ch集積ドロップ型AOTFモジュール62と同様に基準光を選択しつづけるように制御し、挿入する波長に対応して、LDバンクの中から選択する。
図6において、ネットワークから流れてくるWDM伝送信号は、ポートaに入射される。同図において、WDM伝送信号は、100GHz間隔のCバンド32波長(λ1〜λ32)、100GHz間隔Lバンド32波長(λ33〜λ64)での構成例を示す。ポートaに入射されたWDM伝送信号は、光分岐カプラ42より、ポートcに分岐するための光信号と、ポートdからの挿入光と結合してポートbからネットワーク上に送出するための光信号に分岐する。ポートdからの挿入光と結合してポートbからネットワーク上に送出するための光信号は、誘電体多層膜などにより構成される固定型のOADMデバイス70によりλ5〜λ8がWDM信号の中から固定リジェクトされ、固定リジェクトされたλ5〜λ8の波長はDropポートに出力される。Dropポートに出力されたλ5〜λ8の波長は、光結合カプラ72にて基準光と結合され、光分岐カプラ73に入射される。光分岐カプラ73において、5分岐された光信号は、5ch集積ドロップ型AOTFモジュール74に入射される。5ch集積ドロップ型AOTFモジュール74のドロップ型AOTFの1つにより、基準光を選択しつづけるように制御し、それをもとにドロップ型AOTFFの他の4つにてλ5〜λ8が選択制御され、それぞれ出射される。ドロップ型AOTFの他の4つの選択動作を停止することで、リジェクトを行い光挿入する。光結合カプラ71−1〜71−4から出射された光信号は、光アンプ46−1〜46−4にて増幅され、光結合カプラ47にて結合され、VOA50により出力調整されて、固定OADMデバイス70のAddポートに入射される。入射されたAdd信号は、Inポートの信号とAddされてOutポートに出射される。
図7は、基本構成は、図6と同様である。図6においては、固定のOADMデバイス70の出力を光分岐カプラ73にて、5ch集積ドロップ型AOTFモジュール74への入射信号を生成しているのに対して、図7では、AWGなどにより構成される光分波器80を用いて分波している点が異なる。また、基準光源の取り方が、光分岐カプラ44の出力から5ch集積ドロップ型AOTFモジュール74のドロップ型AOTFの1つに入射して基準光モニタ用に使用できる点が異なる。その他の動作は図6と同様であるので、詳細な説明は省略する。
1)リジェクト型AOTFが不要となる。
2)引き寄せ効果による制御に煩雑さが解消される。
3)RF信号の混成によるD/U特性が劣化が無くなる。
4)光スペクトルアナライザが不要となるため、高速波長リジェクションが可能となる。そのことによって、光バーストスイッチングへの適用が可能となる。
5)波長間隔が100GHzを実現できる。
6)ダイナミックOADMを容易に構成できる。
7)Add部の挿入波長が可変になるため、光ネットワークを構成した場合のノード数を増やすことが可能となる。
などの効果がある。
入力された波長多重光信号を分岐する分岐手段と、
該分岐手段によって分岐された第1の光信号から所定の波長の光信号を分離する分離手段と、
音響光学チューナブルフィルタからなり、スルーする光信号は、対応するRF信号を該音響光学チューナブルフィルタに印加することによって選択し、リジェクトする光信号は、該音響光学チューナブルフィルタに印加されているRF信号を停止することによってリジェクトするように構成され、該分岐手段によって分岐された第2の光信号から挿入されるべき光信号と同じ波長の光信号をリジェクトするリジェクト手段と、
該リジェクト手段をスルーしてきた光信号に、所定の波長の光信号を挿入する挿入手段と、
を備えることを特徴とする光分岐挿入装置。
前記挿入される光を生成するトランスポンダ手段を更に備え、
該トランスポンダ手段は、
挿入すべき光信号を入力し、電気信号に変換する光電気変換手段と、
多波長光源と、
多波長光源からの光から、必要な波長の光を選択する選択手段と、
該選択され多波長の光を、該光電気変換手段によって得られた電気信号で変調する変調手段と、
を備えることを特徴とする付記1に記載の光分岐挿入装置。
前記選択手段は、ドロップ型の音響光学チューナブルフィルタであることを特徴とする付記2に記載の光分岐挿入装置。
ネットワークを流れてくる波長多重光信号に対し、所定の波長の光信号を分岐し、所定の波長の光信号を挿入する光分岐挿入装置において、
ネットワークを流れてくる波長多重光信号を受信し、光信号の分岐挿入を行う、光信号の分岐挿入の動作が固定された波長に限定された固定分岐挿入手段と、
音響光学チューナブルフィルタからなり、該固定分岐挿入手段から分岐された波長の光信号を入力し、スルーしたい波長の光信号は、該音響光学チューナブルフィルタに対応するRF信号を印加してスルーさせ、リジェクトしたい波長の光信号は、該音響光学チューナブルフィルタに対応するRF信号の印加を停止してリジェクトするリジェクト手段と、
該リジェクトされた光信号と同じ波長の光信号を該固定分岐挿入手段に入力して、光信号を挿入する挿入手段と、
を備えることを特徴とする光分岐挿入装置。
前記挿入される光を生成するトランスポンダ手段を更に備え、
該トランスポンダ手段は、
挿入すべき光信号を入力し、電気信号に変換する光電気変換手段と、
多波長光源と、
多波長光源からの光から、必要な波長の光を選択する選択手段と、
該選択され多波長の光を、該光電気変換手段によって得られた電気信号で変調する変調手段と、
を備えることを特徴とする付記4に記載の光分岐挿入装置。
前記選択手段は、ドロップ型の音響光学チューナブルフィルタであることを特徴とする付記5に記載の光分岐挿入装置。
音響光学チューナブルフィルタからなり、スルーする光信号は、対応するRF信号を該音響光学チューナブルフィルタに印加することによって選択し、リジェクトする光信号は、該音響光学チューナブルフィルタに印加されているRF信号を停止することによってリジェクトするように構成された光学デバイス。
入力された波長多重光信号を分岐する分岐ステップと、
該分岐手段によって分岐された第1の光信号から所定の波長の光信号を分離する分離ステップと、
音響光学チューナブルフィルタを用い、スルーする光信号は、対応するRF信号を該音響光学チューナブルフィルタに印加することによって選択し、リジェクトする光信号は、該音響光学チューナブルフィルタに印加されているRF信号を停止することによってリジェクトすることにより、該分岐ステップによって分岐された第2の光信号から挿入されるべき光信号と同じ波長の光信号をリジェクトするリジェクトステップと、
該リジェクト手段をスルーしてきた光信号に、所定の波長の光信号を挿入する挿入ステップと、
を備えることを特徴とする光分岐挿入方法。
前記挿入される光を生成するトランスポンダステップを更に備え、
該トランスポンダステップは、
挿入すべき光信号を入力し、電気信号に変換する光電気変換ステップと、
多波長光源を設けるステップと、
多波長光源からの光から、必要な波長の光を選択する選択ステップと、
該選択され多波長の光を、該光電気変換ステップによって得られた電気信号で変調する変調ステップと、
を備えることを特徴とする付記8に記載の光分岐挿入方法。
前記選択ステップは、ドロップ型の音響光学チューナブルフィルタを用いて行うことを特徴とする付記9に記載の光分岐挿入方法。
ネットワークを流れてくる波長多重光信号に対し、所定の波長の光信号を分岐し、所定の波長の光信号を挿入する光分岐挿入装置における光分岐挿入方法において、
ネットワークを流れてくる波長多重光信号を受信し、光信号の分岐挿入を行う、光信号の分岐挿入の動作が固定された波長に限定された固定分岐挿入ステップと、
音響光学チューナブルフィルタを用い、該固定分岐挿入手段から分岐された波長の光信号を入力し、スルーしたい波長の光信号は、該音響光学チューナブルフィルタに対応するRF信号を印加してスルーさせ、リジェクトしたい波長の光信号は、該音響光学チューナブルフィルタに対応するRF信号の印加を停止してリジェクトするリジェクトステップと、
該リジェクトされた光信号と同じ波長の光信号を挿入する挿入ステップと、
を備えることを特徴とする光分岐挿入方法。
前記挿入される光を生成するトランスポンダステップを更に備え、
該トランスポンダステップは、
挿入すべき光信号を入力し、電気信号に変換する光電気変換ステップと、
多波長光源を設けるステップと、
多波長光源からの光から、必要な波長の光を選択する選択ステップと、
該選択され多波長の光を、該光電気変換ステップによって得られた電気信号で変調する変調ステップと、
を備えることを特徴とする付記11に記載の光分岐挿入方法。
前記選択ステップは、ドロップ型の音響光学チューナブルフィルタを用いて行うことを特徴とする付記12に記載の光分岐挿入方法。
42 光分岐カプラ
43 WDMアンプ
44 光分岐カプラ
45 AOTF型チューナブルトランスポンダ
46−1〜46−4 光アンプ
47 光結合カプラ
48 光結合カプラ
49 WDMアンプ
50 VOA
55 光結合カプラ
56 基準光源
57 光分岐カプラ
58 CLバンド光分波器
59、60 光分波器
61 光分岐カプラ
62 17ch集積ドロップ型AOTFモジュール
63 光結合カプラ
64、65 光合波器
66 CLバンド光合波器
Claims (5)
- ネットワークを流れてくる波長多重光信号に対し、所定の波長の光信号を分岐し、所定の波長の光信号を挿入する光分岐挿入装置において、
入力された波長多重光信号を分岐する分岐手段と、
該分岐手段によって分岐された第1の光信号から所定の波長の光信号を分離する分離手段と、
音響光学チューナブルフィルタからなり、スルーする光信号は、対応するRF信号を該音響光学チューナブルフィルタに印加することによって選択し、リジェクトする光信号は、該音響光学チューナブルフィルタに印加されているRF信号を停止することによってリジェクトするように構成され、該分岐手段によって分岐された第2の光信号から挿入されるべき光信号と同じ波長の光信号をリジェクトするリジェクト手段と、
該リジェクト手段をスルーしてきた光信号に、所定の波長の光信号を挿入する挿入手段と、
を備えることを特徴とする光分岐挿入装置。 - 前記挿入される光を生成するトランスポンダ手段を更に備え、
該トランスポンダ手段は、
挿入すべき光信号を入力し、電気信号に変換する光電気変換手段と、
多波長光源と、
多波長光源からの光から、必要な波長の光を選択する選択手段と、
該選択され多波長の光を、該光電気変換手段によって得られた電気信号で変調する変調手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の光分岐挿入装置。 - ネットワークを流れてくる波長多重光信号に対し、所定の波長の光信号を分岐し、所定の波長の光信号を挿入する光分岐挿入装置において、
ネットワークを流れてくる波長多重光信号を受信し、光信号の分岐挿入を行う、光信号の分岐挿入の動作が固定された波長に限定された固定分岐挿入手段と、
音響光学チューナブルフィルタからなり、該固定分岐挿入手段から分岐された波長の光信号を入力し、スルーしたい波長の光信号は、該音響光学チューナブルフィルタに対応するRF信号を印加してスルーさせ、リジェクトしたい波長の光信号は、該音響光学チューナブルフィルタに対応するRF信号の印加を停止してリジェクトするリジェクト手段と、
該リジェクトされた光信号と同じ波長の光信号を該固定分岐挿入手段に入力して、光信号を挿入する挿入手段と、
を備えることを特徴とする光分岐挿入装置。 - 前記挿入される光を生成するトランスポンダ手段を更に備え、
該トランスポンダ手段は、
挿入すべき光信号を入力し、電気信号に変換する光電気変換手段と、
多波長光源と、
多波長光源からの光から、必要な波長の光を選択する選択手段と、
該選択され多波長の光を、該光電気変換手段によって得られた電気信号で変調する変調手段と、
を備えることを特徴とする請求項3に記載の光分岐挿入装置。 - 音響光学チューナブルフィルタからなり、スルーする光信号は、対応するRF信号を該音響光学チューナブルフィルタに印加することによって選択し、リジェクトする光信号は、該音響光学チューナブルフィルタに印加されているRF信号を停止することによってリジェクトするように構成された光学デバイス。
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