JP4361092B2

JP4361092B2 - 光挿入分岐装置及び光ネットワークシステム

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Publication number: JP4361092B2
Application number: JP2006537629A
Authority: JP
Inventors: 昇寺井; 剛二中川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2025-02-09
Also published as: US7657181B2; WO2006035520A1; GB0703594D0; GB2433662A; US20070172240A1; GB2433662B; JPWO2006035520A1

Description

本発明は、光挿入分岐装置及び光ネットワークシステムに関し、特に、波長多重信号光について特定の波長の光をドロップ及び挿入する光挿入分岐装置及びこれを用いた光ネットワークシステムに関するものである。

近年、インターネット・トラフィックを中心としてデータ通信需要が爆発的に増大して来ており、バックボーンネットワークやメトロエリアネットワークの大容量化・長距離化が求められている。一方、ユーザが利用するサービスも多種多様になって来ており、高い信頼性及び柔軟性を有する経済的なネットワークの実現が求められている。
特に光伝送ネットワークは情報通信ネットワークの基盤形成の核となるものであり、一層のサービスの高度化・広域化が望まれているため、今後ますます発展するであろう情報化社会に向けて急速に開発が進んでいる。

大容量光伝送システムの中心技術としては、波長多重技術(WDM:Wavelength Division Multiplexing)が用いられている。WDMは波長の異なる光を多重することにより、１本の光ファイバで複数の光波長を伝送する方式である。
従来のWDM装置は、波長多重伝送路からの波長ドロップおよび波長多重伝送路への波長多重(挿入)を固定波長で行う光挿入分岐装置は、POADM(Passive Optical Add Drop Multiplexer)や固定波長のドロップ・挿入を可変にできるROADM(Reconfigurable OADM)が一般的であった。

しかしながら、高い信頼性及び柔軟性を有するネットワークを実現するために、ドロップ波長および挿入波長を可変波長で行える技術、すなわちドロップ・挿入する波長をダイナミックに変更することが出来る光挿入分岐装置として、DOADM(Dynamic Optical Add Drop Multiplexer)が登場して来ている。
このようなDOADM装置の一例として、主としてメトロアクセス領域（例：100kmリング）に使用される光挿入分岐装置であって、波長多重伝送路から任意の波長をドロップする場合に光カプラと波長選択フィルタを使用し、波長多重伝送路に任意波長を挿入する場合に光カプラとリジェクト・アドフィルタを使用するものある（例えば、非特許文献１参照。）。

図12は、このような従来技術による光挿入分岐装置900の構成例を示したものである。光挿入分岐装置900は、2つの光カプラ911,912と複数の波長選択フィルタ913_1〜913_nとを有する光分岐部910及びリジェクト・アドフィルタ921と光カプラ922と複数の挿入用波長光レーザ923_1〜923_mとを有する光挿入部920で構成されている。
動作において、光挿入分岐装置900に入力される波長多重信号光10は、光分岐部910の光カプラ911によって2分岐され、ドロップ方向の光カプラ912及びスルー方向のリジェクト・アドフィルタ921に与えられる。この場合、光カプラ911によって2分岐された光にはそれぞれ同じ波長が多重化されているが、後の説明のため、スルー方向の光をスルー波長30と称することとする。

光カプラ912に入力された光は波長選択フィルタ913_1〜913_nに分岐して与えられ、それぞれの波長選択フィルタ913_1〜913_nで選択された波長のドロップ波長20が光分岐部910から光挿入分岐装置900の外部に出力される。
一方、光挿入分岐装置900の外部から光挿入部920に入力されるアド波長40は、挿入用波長光レーザ923_1〜923_mにおいて、それぞれ所定の波長に変換された後、光カプラ922で合波され、リジェクト・アドフィルタ921に入力される。

リジェクト・アドフィルタ921では、光分岐部910の光カプラ911から与えられたスルー波長30の光にアド波長40が含まれているため、これを終端すると共に、光カプラ922から与えられたアド波長40をスルー波長に合波して、波長多重信号光50を出力する。
なお、光カプラ911によるパワー分岐の結果、光のパワーの減衰が激しい場合には、光増幅器915及び914の少なくともいずれかを図示の如く挿入すればよい。

ここで、一般的なリジェクト・アドフィルタについて図13を参照して説明する。図13（1）は、リジェクト・アドフィルタの基本構成(1段構成)を示したものであり、図示のリジェクト・アドフィルタ1は、共通ポートP1、挿入ポートP2、及び反射ポートP3を有している。
同図(2)は、同図(1)のリジェクト・アドフィルタ1の内部構造を示したものであり、それぞれが光ファイバF1の端部である共通ポートP1、挿入ポートP2、及び反射ポートP3の間は、2つのレンズL1及びL2で多層膜フィルタFを挟んだ構造になっている。なお、多層膜フィルタFは、薄膜フィルタ(TFF:ThinFilm Filter)とも呼ばれるものである。

図示の如く、多層膜フィルタFが波長λ1〜λ4の光のみを透過させるものであれば、例えば、共通ポートP1からレンズL1を介して多層膜フィルタFに照射される信号光S1に波長λ1〜λ40が含まれていると、波長λ1〜λ4は多層膜フィルタFを通過し光終端部T1によって終端されるが、波長λ5〜λ40は多層膜フィルタFで反射され反射ポートP3から出力される。

一方、挿入ポートから波長λ1〜λ4の光をレンズL2を介して多層膜フィルタFに照射すると、そのまま、多層膜フィルタFを透過して反射ポートP3から出力される。
従って、多層膜フィルタFが透過する波長を挿入ポートP2から入力する光の波長に一致させる（図示の例では共に波長λ1〜λ4）ことにより、リジェクト・アドフィルタ1は、共通ポートP1から入力される波長λ1〜λ40の内、一部の波長(波長λ1〜λ4)をブロックする波長ブロッカの機能と、挿入ポートP2から入力される波長λ1〜λ4を共通ポートP1から入力され多層膜フィルタFで反射された波長λ5〜λ40と合波する光カプラの双方の機能を有するものとなる。

なお、図12に示したリジェクト・アドフィルタ921は、図13(1)に示した基本構成のリジェクト・アドフィルタ1を3段接続したものである。このように、図12に示した光挿入分岐装置900においてリジェクト・アドフィルタ921を3段構成にする理由を図14を参照して以下に説明する。
同図(1)は、図13に示した基本構成のリジェクト・アドフィルタ1と同様な3つのリジェクト・アドフィルタ1_1〜1_3を接続して3段のリジェクト・アドフィルタ921を構成した例を示している。但し、図示の如く、リジェクト・アドフィルタ1_1及び1_2のそれぞれの挿入ポートは光終端部T1及びT2を設けて光が入らないようにしてある。また、図示の如く、リジェクト・アドフィルタ921の共通ポートP1はリジェクト・アドフィルタ1_1の共通ポートであり、挿入ポートP2及び反射ポートP3はリジェクト・アドフィルタ1_3のものである。

挿入ポートP2から入力される波長λ1〜λ4と共通ポートP1から入力される波長λ1〜λ4との間で干渉等による弊害が生じないようにするためには、共通ポートP1から入力される波長λ1〜λ4について40dB程度の遮断損失にする必要がある。
図示の如く、1段目のリジェクト・アドフィルタ1_1及び2段目のリジェクト・アドフィルタ1_2から出力される時点で、波長λ1〜λ4の遮断損失はそれぞれ23dB及び31dB程度であり、不十分である。従って、40dB程度の遮断損失を得るためには、図示の如く3段構成にする必要がある。この場合、38dBの遮断損失が得られる。

同図(2)は、このようなリジェクト・アドフィルタ921を用いた場合のブロック波長λB(同図(1)の例では波長λ1〜λ4)の遮断特性・透過特性の例を示したものである。
しかしながら、上述の如くリジェクト・アドフィルタ921を3段構成にすることで、遮断損失を十分に確保することが可能となるが、逆に、波長λ5〜λ40の透過（スルー）損失も増大してしまう。すなわち、透過損失は、1段目では0.5dB、2段目では1.0dB、3段目では1.5dBとなる。

なお、図13に示した基本構成のリジェクト・アドフィルタ1の具体例としては、fibernett社製の“4 Skip 1 Filter”という名称で市販されている製品等がある。
その他の光分岐挿入装置の例としては、分岐・挿入すべき光信号の内、一部の光信号についての分岐・挿入動作を行なう第1の可変波長選択フィルタと、前記第1の可変波長選択フィルタで選択されなかった、分岐・挿入すべき光信号について分岐・挿入動作を行なう第2の可変波長選択フィルタとの少なくとも2つの可変波長選択フィルタを備え、複数の可変波長選択フィルタを用いて分岐・挿入すべき光信号の全てを分岐又は挿入するものもある（例えば、特許文献１参照。）。

この場合、第1及び第2の可変波長選択フィルタとしては、音響光学チューナブルフィルタ(AOTF：Acousto-Optic Tunable Filter)を使用している。
また、バーアンドクロス状態で作動するチャネル選択スイッチを用いることにより、マルチプレクサ、デマルチプレクサ若しくは光コンバイナ及びスプリッタを使用せずに光信号のドロップ・挿入を行なう光分岐挿入装置もある（例えば、特許文献2参照。）。

この場合、光多重化チャネルはチャネル選択スイッチの第1の入力で受信され、関連する線路端局装置からアドされるように選択されているチャネルは第2の入力で受信されて第2の出力へバー接続される。一方、ドロップされるように選択されているチャネルは、前記第1の入力から第1の出力へバー接続され、ドロップされるように選択されていないチャネルは第2の出力へクロス接続される。

さらに、外部からの制御により反射する波長と透過する波長を任意の組合せで設定できる光回路を用いることにより、ドロップ・挿入する光信号の波長を任意に選択することが可能な光挿入分岐装置もある（例えば、特許文献3参照。）
中川剛二他著「AOTFを用いたメトロ向け光ゲートウェイ」（「電子情報通信学会技術研究報告 Vol.103No.68 信学技報CS2003-11, p.13-17」）特開平11-289296号公報特表平11-508428号公報特許第3401189号公報

図12に示した光挿入分岐装置900では、上述の如く、3段構成のリジェクト・アドフィルタ921が必要であることから、スルー波長30の透過損失が増大する。
また、光分岐部910内の光カプラ911がパワー分岐を行なうことによるスルー波長30及びドロップ波長20の損失、及びドロップ方向の波長選択フィルタ913_1〜913_nにおけるドロップ波長の透過損失を考慮すると、これらの損失を補うため、ドロップ方向の光増幅器914及びスルー方向の光増幅器915のいずれか一方または両方が必要となる可能性がある。

また、波長選択フィルタ913_1〜913_nはドロップポートの数だけ必要であるが、近年のデータ通信需要は増大する傾向にあるため、ドロップポートの数も必然的に増えることが予想される。すなわち、1台の光挿入分岐装置に必要な波長選択フィルタ913_1〜913_nの数も増加傾向にあり、高コスト化及び大型化が避けられない。
上述の光増幅器914及び915の使用及び波長選択フィルタ913_1〜913_n数の増大により、1台の光挿入分岐装置当りの装置コストは増大し、装置が大型化することが予想される。

従って本発明は、波長多重信号光について特定の波長の光をドロップ及び挿入する光挿入分岐装置及びこれを用いた光ネットワークシステムにおいて、アド波長と合波される波長光の光損失を増大することなく、アド波長の多重周回を回避することを課題とする。
また、本発明は、光分岐挿入装置の高コスト化及び大型化を防止することを課題とする。

[1]上記の課題を解決するため、本発明に係る光挿入分岐装置は、波長多重信号光の入出力を行なう第１の光サーキュレータと、該第１の光サーキュレータに接続され、該波長多重信号光の入出力を行う第1ポートと、該第1ポートから入力される該波長多重信号光からドロップするドロップ波長の光を出力する第2ポートと、該波長多重信号光に挿入するアド波長の光を入出力する第3ポートと、該波長多重信号光から該ドロップ波長及び該アド波長を除いた残りの波長の光を入出力する第4ポートと、を有する波長選択スイッチと、該第4ポートから出力される波長の光を反射して該第4ポートに入力する光反射部と、該第3ポートに対する該アド波長の光の入出力を行なう第5ポートと、該第3ポートから出力された該アド波長の光を出力する第6ポートと、外部から入力される該アド波長の光を入力する第7ポートと、を有する第2の光サーキュレータと、を備えたことを特徴とするものである。

すなわち、波長多重信号光の入出力を行なう第１の光サーキュレータに波長選択スイッチを接続することにより、この波長選択スイッチが、光挿入分岐装置の光分岐部と光挿入部とを兼用する。
この場合、波長選択スイッチでは、該第１の光サーキュレータとの間で第1ポート（入出力ポート）を介して該波長多重信号光の入出力を行い、該第1ポートから入力された該波長多重信号光から分岐させたドロップ波長の光を第2ポート（ドロップポート）から出力し、該波長多重信号光に挿入するアド波長の光を第3ポート（アドポート）から入出力し、該波長多重信号光から該ドロップ波長及び該アド波長を除いた残りの波長の光を第4ポートから入出力する。

また、第1の光サーキュレータからは直接波長多重信号が通過出来ないことを考慮して、波長選択スイッチの該第4ポートから出力される波長の光は、光反射部によって反射され、再び該第4ポートに入力される。
また、波長選択スイッチの第3ポートに接続された第2の光サーキュレータでは、第5ポートと該第3ポートとの間で該アド波長の光の入出力を行ない、第6ポートから該第3ポートから出力された該アド波長の光を出力し、外部から入力される該アド波長の光を第7ポートから入力する。

この場合も、第4ポートを入出力する波長にはアド波長が含まれないため、アド波長の多重周回を回避することができる。また、該第4ポートを入出力する波長は光反射部によって反射されるだけであるから、光の損失は少ない。
[2]上記[1]の光挿入分岐装置において、該ドロップ波長と該アド波長とが同波長であるとき、該第3ポートが該第2ポートを兼ねてもよい。

すなわち、該ドロップ波長と該アド波長とが同波長であれば、該第3ポート（アドポート）から出力される該アド波長、すなわちドロップ波長は、該第2のサーキュレータの第5ポート及び第6ポートを介して出力されるため、該第3ポート（アドポート）が該第2ポート（ドロップポート）を兼ねることになる。
[3]上記[1]の光挿入分岐装置において、該ドロップ波長と該アド波長とが異なる波長のとき、該第2のサーキュレータの該第6ポートに光終端部を接続してもよい。

すなわち、該ドロップ波長と該アド波長とが異なる波長のときは、該第2ポートから出力される該アド波長は、該第2のサーキュレータの該第5ポートを介して該第6ポートから出力され、光終端部で終端される。
従って、ドロップ波長と異なる波長のアド波長の光についても多重周回を回避することが可能である。

[4]また、上記[1]の光挿入分岐装置において、該波長選択スイッチの該第2ポートから出力される該ドロップ波長の光の一部を通過させると共に反射して該第2ポートに入力する光通過反射部をさらに備えてもよい。
すなわち、例えばハーフミラーのような光通過反射部を用いて、該波長選択スイッチの該第2ポートから出力される該ドロップ波長の光の一部を通過させると共に反射して該第2ポートに入力すると、波長選択スイッチの可逆性により、反射したドロップ波長の光はスルー波長の光と合波され、波長多重信号光が波長選択スイッチの第1ポート（入出力ポート）から第1の光サーキュレータを介して出力される。

これにより、ドロップ波長をドロップするだけでなく同時にスルーさせることが可能になり、例えば、高画質映像などの大容量データを同時に多地点に送る場合等に利用することができる。

本発明の光挿入分岐装置及びこれを用いた光ネットワークシステムによれば、波長選択スイッチを使用することにより、アド波長を合波する直前の波長多重信号光、すなわちアド波長と合波される波長光にはアド波長が含まれていないようにすることが出来るため、アド波長と合波される波長光の光損失を増大することなくアド波長の多重周回を回避することが可能になる。

また、光分岐挿入装置の高コスト化及び大型化の要因となる光増幅器や波長選択フィルタを使用しない場合も可能であり、この場合には、光分岐挿入装置の高コスト化及び大型化を防止することも可能になる。

以下、本発明に用いることができる種々の実施例を図を参照して説明する。
光挿入分岐装置の実施例(1)：図1
図1は、光挿入分岐装置の実施例(1)を示したものであり、同図の光挿入分岐装置100は、光分岐部110と光挿入部120とを有している。
光分岐部110は、入力ポート112と、ドロップポート113_1〜113_nと、スルーポート114とを備えた波長選択スイッチ111で構成されている。一方、光挿入部120は、3つのポートP1〜P3を有するリジェクト・アドフィルタ121と、光カプラ122と、挿入用波長光レーザ123_1〜123_mとで構成されている。

波長選択スイッチ111としては、入力した波長多重信号光から任意の波長を分離させ、任意のポートに波長多重信号光として出力することが可能な既に知られた1×Nの光スイッチを使用すればよい。なお、一般的な波長選択スイッチの機能及び構成の詳細については後述する。
動作において、波長多重信号光10が光分岐部110における波長選択スイッチ111の入力ポート112に入力されると、波長多重信号光10に多重化された各波長がドロップ波長20とスルー波長30_1とに分波され、ドロップ波長20は波長毎に各ドロップポート113_1〜113_nから出力され、スルー波長30_1はドロップ波長20を含まない多重信号光としてスルーポート114から出力されて、光挿入部120におけるリジェクト・アドフィルタ121のポートP1に入力される。

一方、光挿入部120に入力されるアド波長40は、波長毎に各挿入用波長光レーザ123_1〜123_mで所定の各波長に変換された後、光カプラ122で合波され、リジェクト・アドフィルタ121のP2ポートに入力される。
リジェクト・アドフィルタ121は、P1ポートに入力されたスルー波長30_1からP2ポートに入力された波長と同じ波長を遮断すると共にスルー波長30_1にP2ポートに入力されたアド波長40を合波して、P3ポートから波長多重化信号光50を出力する。

アド波長40にドロップ波長20とは異なる波長が含まれる場合には、波長選択スイッチ111にドロップ波長20と異なる波長をリジェクト波長21として波長多重信号10から分波して出力するためのリジェクトポート115を設け、リジェクトポートに光終端部116を接続する。
この場合、波長選択スイッチ111のスルーポート114から出力されるスルー波長30_1にはリジェクト波長21も含まれない。

このように、スルー波長30_1には、アド波長40と同じ波長は殆んど含まれないことになる。図示のような1段のリジェクト・アドフィルタ121では上述の如く遮断損失が23dB程度と低いが、十分にアド波長40の多重周回を回避することが可能である。逆に、スルー波長30_1を透過損失は0.5dB程度に抑えることができる。
ここで、図2を参照して一般に知られている波長選択スイッチの原理を説明する。同図に示した1×Nの波長選択スイッチSWは、1つの入力ポートPinに対してN個のポートP#1〜P#Nからなる出力ポートPoutを有している。

同図の例では、波長選択スイッチSWの入力ポートPinに入力される波長多重信号光W1には、図示の如くλ1〜λnが多重化されており、この内、λ2,λ4,及びλ7がポートP#1に出力され、λ1及びλ5がポートP#2に出力され、λ3がポートP#3に出力され、λ6及びλnがポートP#Nに出力される様子が示されている。
このように、波長選択スイッチSWは、入力ポートPinから入力された波長多重信号光W1から任意の波長を分離させ、出力ポートPoutの内、任意のポートP#1〜P#Nに波長多重信号（分波選択光D1）として出力することができる（同図の例では、ポートP#1,P#2,P#N）。なお、同図のポートP#3のように1波長のみを出力することも可能である。

このような機能を実現する波長選択スイッチSWは、一般に、図3に示す構成を有している。以下、同図を参照して一般的な波長選択スイッチSWの構成を説明する。
入力ポートPinに入力された波長多重信号光W1は、回折格子G1で個別の波長に分離され、一般的な可動ミラーの例であるMEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラーM1に照射される。MEMSミラーM1で反射した光は回折格子G1に戻ることになるが、MEMSミラーM1には個別の波長に対応した可動ミラーMλ1〜Mλnが設けられており、各可動ミラーMλ1〜Mλnの角度を制御することにより、各波長の反射光の方路を変更すれば任意の出力ポートPoutに各波長の反射光を分波選択光D1として出力することができる。

なお、MEMSミラーM1に入射した光を完全に反対に反射させると回折格子G1から再び入力ポートPinに戻ることになる。
波長選択スイッチSWは光カプラと異なり、パワー分岐することがないため透過光の光損失が小さいという特徴がある。また、出力ポートPoutから、出力するものと同じ波長の光を逆に入力すると、上記とは逆の経路を辿って入力ポートPinに戻るという、可逆性を有するという特徴もある。

光挿入分岐装置の実施例(2)：図4
図4は、光挿入分岐装置の実施例(2)を示したものであり、同図の光挿入分岐装置200は、光分岐部210と光挿入部220とを有している。
すなわち、光分岐部210は、入力ポート212と、ドロップポート213_1〜213_nと、スルーポート214とを備えた波長選択スイッチ211で構成されている。一方、光挿入部220は、光カプラ221及び122と、挿入用波長光レーザ223_1〜223_mとで構成されている。

このように、同図の光挿入分岐装置200と図1に示した実施例(1)の光挿入分岐装置100とは同様の構成であるが、光挿入分岐装置200では光挿入分岐装置100における光挿入部120のリジェクト・アドフィルタ121の代わりに光カプラ221を用いている点が異なっている。
動作において、波長多重信号光10が光分岐部210における波長選択スイッチ211の入力ポート212に入力されると、波長多重信号光10に多重化された各波長がドロップ波長20とスルー波長30_1とに分波され、ドロップ波長20は波長毎に各ドロップポート213_1〜213_nから出力され、スルー波長30_2はドロップ波長20を含まない波長多重信号光としてスルーポート114から出力されて、光挿入部220における光カプラ221に入力される。

一方、光挿入部220に入力されるアド波長40は、波長毎に各挿入用波長光レーザ223_1〜223_mで所定の各波長に変換された後、光カプラ222で合波され、光カプラ221に入力される。
光カプラ221は、スルー波長30_2と光カプラ222から入力される合波されたアド波長40とを合波して、波長多重化信号光50を出力する。

上記の実施例(1)の場合と同様に、アド波長40にドロップ波長20とは異なる波長が含まれる場合には、波長選択スイッチ211にドロップ波長20と異なる波長をリジェクト波長21として波長多重信号光10から分波して出力するためのリジェクトポート215を設け、リジェクトポート215に光終端部216を接続する。これにより、リジェクト波長21を光分岐部210側で終端することができる。

この場合、波長選択スイッチ211のスルーポート214から出力されるスルー波長30_1にはリジェクト波長21も含まれない。
このように、スルー波長30_1には、アド波長40と同じ波長は殆んど含まれないことになる。従って、図1における1段のリジェクト・アドフィルタ121に代えて、図4のように光カプラ221を使用してもアド波長40の多重周回を回避することが可能である。

光挿入分岐装置の実施例(3)：図5
図5は、光挿入分岐装置の実施例(3)を示したものであり、同図の光挿入分岐装置200Aは、光分岐部230と光挿入部240を有している。
光分岐部230は、光サーキュレータ250と、波長選択スイッチ231で構成されており、波長選択スイッチ231は、入出力ポート232と、ドロップポート233_1〜233_nと、スルーポート234と、ドロップ・アンド・コンティニューポート（以下、D&Cポートと称する）237を有している。一方、光挿入部240は、光カプラ241及び242と、挿入用波長光レーザ243_1〜243_mとで構成されている。

光分岐部230において、スルーポート234には光反射部238が接続されており、またD&Cポート237には光通過反射部239が図示の如く接続されている。この光通過反射部239としては、例えばハーフミラーを用いればよい。
このように、同図の光挿入分岐装置200Aは、光分岐部230が光サーキュレータ250と波長選択スイッチ231とで構成される点と、光分岐部230の内の波長選択スイッチ231のスルーポート234に光反射部238を接続した点と、光分岐部230内の波長選択スイッチ231にD&Cポート237を設け、光通過反射部239を接続した点が、上記の実施例(2)とは異なっている。

なお、同図におけるD&Cポート237及び光通過反射部239の組み合わせは１組しか示されていないが、複数の波長をドロップ・アンド・コンティニューしたい（ドロップするだけでなく同時にスルーしたい）場合には、波長毎にD&Cポート237及び光通過反射部239の組み合わせに相当するものを複数設ければよい。
動作において、波長多重信号光10が光サーキュレータ250を介して波長選択スイッチ231の入出力ポート232に入力されると、波長多重信号光10に多重された各波長がドロップ波長20、リジェクト波長21、スルー波長30_3とに分波される。但し、ドロップ波長20には、ドロップ・アンド・コンティニュー波長（以下、D&C波長と称する）60が含まれるものとする。

この内、ドロップ波長20は波長毎に各ドロップポート233_1〜233_nから出力され、特にD&C波長60についてはD&Cポート237から出力される。D&C波長60の一部はそのままドロップ波長20として出力されるが、光通過反射部239によって反射されたD&C波長60は、スルー波長30_3と同様にD&Cポート239から再度波長選択スイッチ231に入力される。
スルー波長30_3は、ドロップ波長20およびアド波長40を含まない波長多重信号光としてスルーポート234から出力されて、光反射部238で反射され、スルーポート234から再度波長選択スイッチ231に入力される。

スルーポート234及びD&Cポート237からそれぞれ波長選択スイッチ231に入力されたスルー波長30_3及びD&C波長60が合波され、入出力ポート232から光サーキュレータ250を介してスルー波長30_4として出力される。
一方、光挿入部240に入力されるアド波長40は、挿入用波長光レーザ243_1〜243_mで所定の波長に変換された後、光カプラ242で合波され、光カプラ241入力される。

光カプラ241は、スルー波長30_4と光カプラ242から入力される合波されたアド波長40とを合波して波長多重信号光50を出力する。なお、本実施例におけるアド波長40にはD&C波長60と同じ波長は含まれない。
本実施例においても、アド波長40にドロップ波長20とは異なる波長が含まれる場合には、波長選択スイッチ231にドロップ波長20と異なる波長をリジェクト波長21として波長多重信号光10から分波して出力するためのリジェクトポート235を設け、リジェクトポート235に光終端部236を接続する。これにより、リジェクト波長21を光分岐部230側で終端することができる。この場合、波長選択スイッチ231から光サーキュレータを解して出力されるスルー波長30_4にはリジェクト波長21は含まれない。

光挿入分岐装置の実施例(4)：図6
図6は、光挿入分岐装置の実施例(4)を示したものであり、同図の光挿入分岐装置200Bは、光分岐部260と光挿入部270とを有している。
光分岐部260は、入力ポート262と、ドロップポート263_1〜263_nと、スルーポート264と、ドロップ・アンド・コンティニューポート（以下、D&Cポートと称する。）267と、を備えた波長選択スイッチ261と、D&Cポート267に接続された光カプラ268とで構成されている。

一方、光挿入部270は、光カプラ271及び272と、挿入用波長光レーザ273_1〜273_mと、光スイッチ274とで構成されている。
このように、同図の光挿入分岐装置200Bは、実施例(2)における光挿入分岐装置200と比べて、波長選択スイッチ261にD&Cポート267を設け、光カプラ268を接続した点と、挿入用波長光レーザ273_1と光カプラ268と光カプラ272との間に光スイッチ274を設けた点が異なっている。

なお、同図においては、D&Cポート267、光カプラ268、及び挿入用波長光レーザ273_1、光スイッチ274の組合せが1組であるが、複数の波長についてドロップ・アンド・コンティニューしたい場合には、波長毎にこの組合せを複数設けてもよい。
動作において、波長多重信号光10が光分岐部260における波長選択スイッチ261の入力ポート262に入力されると、波長多重信号光10に多重された各波長がドロップ波長20とリジェクト波長21とスルー波長30_5とに分波される。但し、ドロップ波長20には、D&C波長60が含まれるものとする。

この内、ドロップ波長20は波長毎に各ドロップポート263_1〜263_nから出力され、特にD&C波長60については、D&Cポート267から出力される。D&C波長60の一部はそのままドロップ波長20として出力されるが、光カプラ268によって分岐されたD&C波長60は、スルー波長30_6として光挿入部270の光スイッチ274に入力される。
スルー波長30_5はドロップ波長20とリジェクト波長21を含まない波長多重信号光としてスルーポート264から出力されて、光挿入部270の光カプラ271に入力される。

一方、光挿入部270に入力される入力波長70は、各挿入波長用光レーザ273_1〜273_mで所定の各波長に変換される。この内、挿入波長用光レーザ273_2〜273_mによって変換された波長の光は、アド波長40として光カプラ272で合波され、光カプラ271に入力される。
挿入波長用光レーザ273_1によって変換された波長の光については、光スイッチ274が、挿入用波長光レーザ273_1から入力される波長光と、光分岐部260の光カプラ268から入力されるスルー波長30_6とのいずれかを選択し、アド波長40として光カプラ272に与える。

光カプラ271は、スルー波長30_5と、光カプラ272から入力される合波されたアド波長40とを合波して、波長多重信号光50を出力する。
なお、光スイッチ274としては、例えば用途や時間帯に応じて入力を切り替えることが可能な公知の2×1スイッチを用いればよい。
また、本実施例では光スイッチ274を用いて挿入用波長光レーザ273_1から入力される波長光と、光分岐部260の光カプラ268から入力されるスルー波長30_6とのいずれかを選択するようにしたが、光スイッチ274を用いず、スルー波長30_5については光分岐部260の光カプラ268から直接光カプラ272に与えるようにしてもよい。

本実施例においても、アド波長40にドロップ波長20とは異なる波長が含まれる場合には、波長選択スイッチ261にドロップ波長20と異なる波長をリジェクト波長21として波長多重信号光10から分波して出力するためのリジェクトポート265を設け、リジェクトポート265に光終端部266を接続する。これにより、リジェクト波長21を光分岐部210側で終端することができる。この場合、波長選択スイッチ261のスルーポート264から出力されるスルー波長30_5にはリジェクト波長21は含まれない。

光挿入分岐装置の実施例(5)：図7
図7は、光挿入分岐装置の実施例(5)を示したものであり、同図の光挿入分岐装置300は、上記の実施例(1)〜(4)における光挿入分岐装置100, 200, 200A, 及び200Bとは異なり、光分岐部と光挿入部とが統合された光分岐挿入部310を有している。
光分岐挿入部310は、光サーキュレータ301と波長選択スイッチ311とで構成されており、波長選択スイッチ311は、入出力ポート312、ドロップポート313_1〜313_n、スルーポート314、及びアドポート316_1を有している。この内、スルーポート314には光反射部315が接続されており、アドポート316_1には、光サーキュレータ317_1及び光終端部319が図示の如く縦続接続されている。

動作において、波長多重信号光10が光サーキュレータ301を介して光分岐挿入部310における波長選択スイッチ311の入出力ポート312に入力されると、波長多重信号光10に多重化された各波長がドロップ波長20、スルー波長31、及びアド波長40とに分波される。
この内、ドロップ波長20は波長毎に各ドロップポート313_1〜313_nから出力される。また、スルー波長31はドロップ波長20及びアド波長40を含まない波長多重信号光としてスルーポート314から出力されて、光反射部315で反射され、スルーポート314から再度波長選択スイッチ311に入力される。さらに、アド波長（波長多重信号光10に含まれていたもの）はリジェクト波長41としてアドポート316_1から出力されて光サーキュレータ317_1のポート317_11及び317_12を介して光終端部319で終端される。

一方、光分岐挿入部310に入力されるアド波長40は、同図の波長A1について示す如く、挿入用波長光レーザ318_1で所定の波長に変換された後、光サーキュレータ317_1のポート317_13及び317_11を介してアドポート316_1から波長選択スイッチ311に入力される。
なお、同図におけるアドポート316_1、光サーキュレータ317_1、及び光終端部319の組合せは、ドロップ波長20（波長D1〜Dn）と異なる波長である波長A1をアド波長40として挿入する場合を想定したものであり、同図では1組しか示されていないが、アド波長40の波長が波長A1だけでなく複数の波長がある場合には、波長毎にアドポート316_1、光サーキュレータ317_1、及び光終端部319の組合せに相当するものを複数設ければよい。

また、例えばドロップ波長20とアド波長40の内、図示の波長Da及びA2が同波長である場合には、光サーキュレータ317_2を接続した波長A2用のアドポート316_2を図示の如く波長選択スイッチ311に設け、このアドポート316_2を波長Daのドロップポートとして兼用すればよい。
この構成は、波長選択スイッチ311の可逆性を利用したものであり、スルーポート314及びアドポート316_1(及び316_2)からそれぞれ波長選択スイッチ311に入力されたスルー波長31及びアド波長40は合波され、入出力ポート312から光サーキュレータ301を介して波長多重信号光50として出力される。

光挿入分岐装置の実施例(6)：図8
図8は、光挿入分岐装置の実施例(6)を示したものであり、同図の光挿入分岐装置400は、上記の実施例(5)における光挿入分岐装置300と同様な構成を有しているが、波長選択スイッチ411にドロップ・アンド・コンティニューポート（以下、D&Cポートと称する。）420を設け、光通過反射部421を接続した点が異なっている。

すなわち、光挿入分岐装置400の光分岐挿入部410は、光サーキュレータ401と波長選択スイッチ411とで構成されており、波長選択スイッチ411は、入出力ポート412、ドロップポート413_1〜413_n、スルーポート414、アドポート416、及びD&Cポート420を有している。
この内、スルーポート414には光反射部415が接続されており、アドポート416には、光サーキュレータ417及び光終端部419が図示の如く縦続接続されている。また、D&Cポート420には光通過反射部421が接続されている。この光通過反射部421としては、例えばハーフミラーを用いればよい。

なお、同図においては、図7のアドポート316_2及び光サーキュレータ317_2に相当する構成要素が省略されているが、同様の構成を含んでもよい。また、実施例(5)の場合と同様に、アドポート416、光サーキュレータ417、及び光終端部419の組合せを波長毎に複数設けてもよい。
動作において、波長多重信号光10が光サーキュレータ401を介して光分岐挿入部410における波長選択スイッチ411の入出力ポート412に入力されると、波長多重信号光10に多重化された各波長がドロップ波長20、スルー波長31、及びアド波長40とに分波される。但し、ドロップ波長20には、ドロップ・アンド・コンティニュー波長（以下、D&C波長と称する。）32が含まれるものとする。

この内、ドロップ波長20は波長毎に各ドロップポート413_1〜413_nから出力され、特にD&C波長32については、D&Cポート420から出力される。D&C波長32の一部はそのままドロップ波長20として出力されるが、光通過反射部421によって反射されたD&C波長32は、スルー波長31と同様にD&Cポート420から再度波長選択スイッチ411に入力される。
また、スルー波長31はドロップ波長20及びアド波長40を含まない波長多重信号光としてスルーポート414から出力されて、光反射部415で反射され、スルーポート414から再度波長選択スイッチ411に入力される。さらに、アド波長（波長多重信号光10に含まれていたもの）はリジェクト波長41としてアドポート416から出力されて光サーキュレータ417を介して光終端部419で終端される。

一方、光分岐挿入部410に入力されるアド波長40は、挿入用波長光レーザ418で所定の波長に変換された後、光サーキュレータ417を介してアドポート416から波長選択スイッチ411に入力される。
スルーポート414、D&Cポート420、及びアドポート416からそれぞれ波長選択スイッチ411に入力されたスルー波長31、D&C波長32、及びアド波長40は合波され、入出力ポート412から光サーキュレータ401を介して波長多重信号光50として出力される。

光挿入分岐装置の実施例(7)：図9
図9は、光挿入分岐装置の実施例(7)を示したものであり、同図の光挿入分岐装置500は、上記の実施例(6)における光挿入分岐装置400と同様な構成を有しているが、波長選択スイッチ411の代わりに1×Nの波長合分波器511_1及びN×Nの波長合分波器511_3でN×Nの波長マトリックススイッチ511_2を挟んだ構成を有する波長選択スイッチ511を使用している点が異なっている。

すなわち、光挿入分岐装置500の光分岐挿入部510は、光サーキュレータ501と波長選択スイッチ511とで構成されており、波長選択スイッチ511は、入出力ポート512、ドロップポート513_1〜513_n、スルーポート514、アドポート516、及びD&Cポート520を有している。
この内、スルーポート514には光反射部515が接続されており、アドポート516には、光サーキュレータ517及び光終端部519が図示の如く縦続接続されている。また、D&Cポート520には光通過反射部521が接続されている。

なお、波長選択スイッチ511は、上記の実施例(5)と同様にD&Cポート520を設けないものであってもよい。
また、同図に示した波長選択スイッチ511の構成は、上記の実施例(1)〜(6)における各波長選択スイッチ111,211,231,261,311,411に適用することも可能である。
本発明を適用したネットワーク例：図10,11
次に、上記の実施例(1)〜(7)を適用した光ネットワークシステムの例を示す。

図10は、メトロコアネットワーク600とメトロアクセスネットワーク610及び620とがそれぞれハブ604及び605を介して接続されている都市型ネットワークの例を示したものである。
この内、メトロコアネットワーク600を構成する光挿入分岐装置601〜603、メトロアクセスネットワーク610を構成する光挿入分岐装置611,612、及びメトロアクセスネットワーク620を構成する光挿入分岐装置621,622に上記の実施例(1)〜(7)のいずれかの光挿入分岐装置を適用する。

これにより、例えば、メトロコアネットワーク600において、光挿入分岐装置601でアドされた波長λ1を光挿入分岐装置602又は603でドロップすることができる。また、メトロアクセスネットワーク610の光挿入分岐装置611及び612でそれぞれアドされた波長λ2及びλ3をメトロコアネットワーク600のハブ604及び605を介して、メトロアクセスネットワークの光挿入分岐装置621又は622でドロップすることもできる。

図11は、同一データの多地点伝送ネットワークの例であり、ネットワーク700は、光挿入分岐装置701〜704をリング状に接続したネットワークであり、光挿入分岐装置701〜704には、それぞれ、コンテンツホルダ会社711、及び放送局712〜714が接続されている。
この内、光挿入分岐装置701及び704には、上記の実施例(1)〜(7)のいずれかを適用し、光挿入分岐装置702及び703には、上記の実施例(3)〜(7)のいずれかを適用する。

コンテンツホルダ会社は、例えば、波長λiを光挿入分岐装置701でアドし、光挿入分岐装置702及び703では、それぞれのD&Cポートでこの波長λiについてドロップすると同時にスルーし、光挿入分岐装置704で波長λiをドロップする。
これにより、各放送局712〜714は、同じデータを波長λiで受信することが出来る。このように、ネットワーク700により、例えば、高画質画像などの大容量データを同時に多地点に伝送することが出来る。

光挿入分岐装置の実施例(1)を示したブロック図である。一般的な波長選択スイッチの原理を説明するための図である。一般的な波長選択スイッチの構成を説明するための図である。光挿入分岐装置の実施例(2)を示したブロック図である。光挿入分岐装置の実施例(3)を示したブロック図である。光挿入分岐装置の実施例(4)を示したブロック図である。本発明に係る光挿入分岐装置の実施例(5)を示したブロック図である。本発明に係る光挿入分岐装置の実施例(6)を示したブロック図である。光挿入分岐装置の実施例(7)を示したブロック図である。光ネットワークシステムの実施例(1)を示したブロック図である。光ネットワークシステムの実施例(2)を示したブロック図である。従来の光挿入分岐装置の構成例を示したブロック図である。一般的なリジェクト・アドフィルタを説明するための図である。 3段構成のリジェクト・アドフィルタを説明するための図である。

10, 50 波長多重信号光
20 ドロップ波長
30, 30_1〜30_5, 31 スルー波長
40 アド波長
60 ドロップ・アンド・コンティニュー波長（D&C波長）
70 入力波長
100, 200, 200A, 200B, 300, 400, 500, 900 光挿入分岐装置
110, 210, 230, 260, 310, 410, 510, 910 光分岐部
111, 211, 231, 261, 311, 411, 511 波長選択スイッチ
112, 212, 262 入力ポート
113_1〜113_n, 213_1〜213_n, 233_1〜233_n, 263_1〜263_n, 313_1〜313_n, 413_1〜413_n, 513_1〜513_n ドロップポート
114, 214, 234, 264, 314, 414, 514 スルーポート
115, 215, 235, 265 リジェクトポート
116, 216, 236, 266, 319, 419, 519 光終端部
121, 921 リジェクト・アドフィルタ
122, 221, 222, 241, 242, 268, 271, 272, 911, 912, 922 光カプラ
123_1〜123_m, 223_1〜223_m, 243_1〜243_m, 273_1〜273_m, 318_1, 318_2, 418, 518, 923_1〜923_m 挿入用波長光レーザ
120, 220, 240, 270, 320, 420, 520, 920 光挿入部
232, 312, 412, 512 入出力ポート
250, 301, 317_1, 317_2, 401, 417, 501, 517 光サーキュレータ
316_1, 316_2, 416, 516 アドポート
237, 267, 420, 520 D&Cポート
239, 421, 521 光通過反射部
511_1, 511_3 波長合分波器
511_2 波長マトリクススイッチ
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

波長多重信号光の入出力を行なう第１の光サーキュレータと、
該第１の光サーキュレータに接続され、該波長多重信号光の入出力を行う第1ポートと、該第1ポートから入力された該波長多重信号光から分岐させたドロップ波長の光を出力する第2ポートと、該波長多重信号光に挿入するアド波長の光を入出力する第3ポートと、該波長多重信号光から該ドロップ波長及び該アド波長を除いた残りのスルー波長の光を入出力する第4ポートと、を有する波長選択スイッチと、
該第4ポートから出力される該スルー波長の光を反射して該第4ポートに入力する光反射部と、
該第3ポートに対する該アド波長の光の入出力を行なう第5ポートと、該第3ポートから
出力された該アド波長の光を出力する第6ポートと、外部から入力される該アド波長の光を入力する第7ポートと、を有する第2の光サーキュレータと、
を備えたことを特徴とする光挿入分岐装置。
請求項１において、
該ドロップ波長と該アド波長とが同波長であるとき、該第3ポートが該第2ポートを兼ねることを特徴とした光挿入分岐装置。
請求項１において、
該ドロップ波長と該アド波長とが異なる波長のとき、該第2のサーキュレータの該第6ポートに光終端部を接続したことを特徴とした光挿入分岐装置。
請求項１において、
該波長選択スイッチの該第2ポートから出力される該ドロップ波長の光の一部を通過させると共に反射して該第2ポートに入力する光通過反射部をさらに備えたことを特徴とした光挿入分岐装置。