JPH0363607A - Selective wavelength optical star coupler - Google Patents
Selective wavelength optical star couplerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、１対ｎあるいはｎ対ｎの双方向光通信におい
て、一方の人出力ポートからの入射光を他方の入出力ポ
ートに分岐あるいは結合させる光スターカプラに関する
。特に、波長ごとに選択分岐する機能を有する波長選択
性光スターカプラに関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is directed to branching or branching incident light from one human output port to the other input/output port in 1-to-n or n-to-n bidirectional optical communication. This invention relates to an optical star coupler for coupling. In particular, the present invention relates to a wavelength-selective optical star coupler having a function of selectively branching out wavelengths.
第７図は、従来の光スターカプラの原理構成を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing the principle configuration of a conventional optical star coupler.
図において、二本の光フアイバ７１１，７１□を溶融延
伸して方向性結合器７３．を形威し、さらにこれを多段
に構成して方向性結合器７３□、７３３を順次形成する
。なお、ここでは１対４の光スターカプラの構成を示す
。In the figure, two optical fibers 711, 71□ are melted and drawn to form a directional coupler 73. The directional couplers 73□ and 733 are sequentially formed by configuring them in multiple stages. Note that the configuration of a 1:4 optical star coupler is shown here.
第８図は、従来の光スターカプラを用いたｌ対ｎの双方
向光通信システムの構成例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of an l-to-n bidirectional optical communication system using a conventional optical star coupler.
図において、一つの局装置８０の送受信端と複数ｎの端
末装置８５．〜８５ｎの送受信端との間には、光フアイ
バ９１゜〜７と光スターカプラ９３により構成される光
通信網が設定され、局装置８０からの下り回線は波長λ
３、上り回線は波長λ２の各光信号の波長多重により双
方向光通信が行われる。In the figure, the transmitting/receiving end of one station device 80 and a plurality of n terminal devices 85 . An optical communication network consisting of optical fibers 91° to 7 and an optical star coupler 93 is set up between the transmitting and receiving ends of the station equipment 85n, and the downlink from the station equipment 80 has a wavelength of λ.
3. On the uplink, bidirectional optical communication is performed by wavelength multiplexing each optical signal of wavelength λ2.
局装置８０は、信号の送受信処理を行う処理回路８１、
処理回路８１から入力される送信信号情報に応じて強度
変調した波長λ１の光信号を送信する光源８２、波長λ
２の光信号を受信して受信信号情報を処理回路８１に出
力する検波回路８３、波長λ１およびλ２の各光信号の
波長多重分離を行う波長多重化回路８４により構成され
る。The station device 80 includes a processing circuit 81 that performs signal transmission and reception processing;
A light source 82 that transmits an optical signal with a wavelength λ1 whose intensity is modulated according to the transmission signal information input from the processing circuit 81, and a wavelength λ
2, and a wavelength multiplexing circuit 84 that performs wavelength multiplexing and demultiplexing of the optical signals of wavelengths λ1 and λ2.
各端末装置８５．〜８５．は、信号の送受信処理を行う
処理回路８６１−７、処理回路８６１〜いから入力され
る送信信号情報に応じて強度変調した波長λ□の光信号
を送信する光源８７．〜７、波長λ１の光信号を受信し
て受信信号情報を処理回路８６＋−−に出力する検波回
路８８．〜７、波長λ１およびλ２の各光信号の波長多
重分離を行う波長多重化回路８９１−、により構成され
る。Each terminal device 85. ~85. A processing circuit 861-7 that performs signal transmission/reception processing, and a light source 87. which transmits an optical signal with a wavelength λ□ whose intensity is modulated according to the transmission signal information input from the processing circuits 861 to 861-7. ~7. A detection circuit 88 that receives the optical signal of wavelength λ1 and outputs received signal information to the processing circuit 86+--. 7, and a wavelength multiplexing circuit 891- which performs wavelength multiplexing and demultiplexing of optical signals of wavelengths λ1 and λ2.
光スターカプラ９３は、下り回線に対しては局装置８０
からの波長λ皇の光信号を複数ｎに分岐する機能と、上
り回線に対しては各端末装置８５１〜８５．からの波長
λ２の光信号を一つに結合する機能を有する。The optical star coupler 93 is connected to the station equipment 80 for the downlink.
The function of branching the optical signal of wavelength λ from 851 to 85 . It has the function of combining optical signals of wavelength λ2 from .
ところで、このような従来の光スターカプラ９３を用い
た構成では、下り回線の光信号（波長λｌ）は、光スタ
ーカプラ９３を介して各端末装置８５゜〜８５７のすべ
てに受信される。したがって、その識別は各端末装置に
割り当てられた時間軸上の位置、あるいは信号に付加さ
れている識別符号を検出して行っている。すなわち、各
端末装置に受信される全端末装置宛の信号から、各端末
装置がそれぞれ自装置宛の信号を抽出する構成であるた
めに、通信の秘話性を確保することが事実上困難であっ
た。By the way, in a configuration using such a conventional optical star coupler 93, a downlink optical signal (wavelength λl) is received by all of the terminal devices 85° to 857 via the optical star coupler 93. Therefore, the identification is performed by detecting the position on the time axis assigned to each terminal device or the identification code added to the signal. In other words, since each terminal device extracts a signal addressed to itself from signals received by each terminal device and addressed to all terminal devices, it is practically difficult to ensure confidentiality of communication. Ta.
一方、各端末装置ごとに相異なる波長を割り当て、光ス
ターカプラに各波長ごとに所定のポートに選択分岐する
機能を持たせ、秘話性を確保した双方向光通信を実現す
る方式が提案されている。On the other hand, a method has been proposed in which a different wavelength is assigned to each terminal device, and an optical star coupler is provided with the function of selectively branching each wavelength to a predetermined port, thereby realizing two-way optical communication that ensures confidentiality. There is.
第９図は、秘話性を確保する双方向光通信方式の概要を
説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an overview of a bidirectional optical communication system that ensures confidentiality.
第９図（ａ）は、１対ｎの双方向光通信方式の場合であ
る。局装置９５は各端末装置９６．〜７に対応する波長
λ、〜λ、の光信号を下り回線に送出し、光スターカプ
ラ９７が下り回線の光信号を各波長ごとに対応する端末
装置に分岐送出することにより秘話性を確保している。FIG. 9(a) shows a case of a 1:n bidirectional optical communication system. The station device 95 is connected to each terminal device 96 . Optical signals with wavelengths λ, ~λ, corresponding to . are doing.
また、上り回線に対しては、各端末装置９６．〜７から
の波長λ２の光信号を一つに結合する構成であるが、光
スターカプラ９７の方向性により入射側で相互結合を小
さくすることができるので、一方の端末装置が他方の端
末装置の送信する光信号を傍受することは困難であり、
秘話性は確保されている。In addition, for uplink, each terminal device 96. Although the configuration combines optical signals of wavelength λ2 from 7 to 7 into one, mutual coupling can be reduced on the input side due to the directionality of the optical star coupler 97, so one terminal device can be connected to the other terminal device. It is difficult to intercept the optical signals transmitted by
Confidentiality is ensured.
第９図（ロ）は、ｎ対ｎの双方向光通信方式の場合であ
る。対向する端末装置群ＡＳＢの各端末装置９８□〜＋
−１９８□〜ｈには、各端末装置ごとに割り当てられた
波長λ、〜１、λ□〜、の光信号のみが受信される。ま
た、送信には、相手の端末装置に対応する波長の光信号
が用いられ、双方向光通信が行われている。すなわち、
光スターカプラ９９は各群の端末装置に対してスイッチ
（交換機）機能を実現している。FIG. 9(b) shows the case of an n-to-n bidirectional optical communication system. Each terminal device 98□~+ of the opposing terminal device group ASB
-198□~h, only optical signals of wavelengths λ, ~1, λ□~ assigned to each terminal device are received. Furthermore, for transmission, an optical signal with a wavelength corresponding to the other party's terminal device is used, and bidirectional optical communication is performed. That is,
The optical star coupler 99 realizes a switch (exchange) function for each group of terminal devices.
第１０図は、波長選択性を有する光スターカプラ（９７
，９９）として利用可能な導波路型マハツェンダ干渉計
フィルタの構成を示す図である。FIG. 10 shows an optical star coupler (97
, 99) is a diagram showing the configuration of a waveguide-type Mach-Zehnder interferometer filter that can be used as a filter.
図において、入出力ポート１１から入射される波長λ１
〜λ、の光信号は、方向性結合器１３１〜１３．を介し
て、波長ハおよびλ２の各光信号がそれぞれ入出カポ−
）１５．．１５□から出射される。以下同様にして、方
向性結合器１３゜〜１３．、ｔａｓ、１３９を介して、
波長λ、およびλ４の各光信号がそれぞれ人出力ポート
１５ａ、１５、から出射され、方向性結合器１３．〜１
３ｓ、１３、。〜１３．ｔを介して、波長λ、およびλ
、の各光信号がそれぞれ入出カポ−）１５．．１５６か
ら出射され、方向性結合器１３＋〜１３１．１３、。、
工３□、１３゜を介して、波長λ、およびλ８の各光信
号がそれぞれ入出力ポート１５１．１５、から出射され
る。In the figure, the wavelength λ1 incident from the input/output port 11
The optical signals of ~λ are sent to the directional couplers 131-13. The optical signals of wavelengths C and λ2 are respectively input and output via the input and output ports.
)15. ．． It is emitted from 15□. Similarly, the directional couplers 13° to 13. , tas, 139,
Optical signals with wavelengths λ and λ4 are emitted from the output ports 15a and 15, respectively, and are sent to the directional coupler 13. ~1
3s, 13,. ~13. t, wavelength λ, and λ
15. ．． 156 and directional couplers 13+ to 131.13. ,
Optical signals with wavelengths λ and λ8 are outputted from input/output ports 151.15 through ports 3□ and 13°, respectively.
ところで、波長選択性を有する光スターカプラ９７．９
９として、第１０図に示す導波路型マハツェンダ干渉計
フィルタを利用した場合（光スターカプラ９９では２組
のフィルタを対向させた構成）には、上り回線および下
り回線の波長をまったく同一にするか、あるいはそれら
の間で特定の波長関係を有しない限り、双方向の光信号
がこのフィルタを通過することができない。By the way, optical star coupler 97.9 with wavelength selectivity
9, when using the waveguide-type Mach-Zehnder interferometer filter shown in FIG. 10 (the optical star coupler 99 has a configuration in which two sets of filters are opposed), the wavelengths of the uplink and downlink can be made exactly the same. Bidirectional optical signals cannot pass through this filter unless they have a specific wavelength relationship between them.
すなわち、例えば光スターカプラ９７において、入出力
ポート１１から入射され、各入出力ポート１５１−１か
ら出射される下り回線の波長λ１〜λ８の光信号の分離
にその波長選択特性を設定した場合に、各端末装置から
送出され、各入出力ポート１５、〜８から入射される上
り回線の波長λ２のすべての光信号を一つに結合させ、
入出力ポート１１から出射させるためには、その波長λ
２の設定が容易ではなかった。したがって、各端末装置
の光源に大きな制約をもたらし、経済的なシステム構築
が困難になっていた。That is, for example, in the optical star coupler 97, when the wavelength selection characteristic is set to separate optical signals of downlink wavelengths λ1 to λ8 input from the input/output port 11 and output from each input/output port 151-1. , all the optical signals of the uplink wavelength λ2 sent out from each terminal device and inputted from each input/output port 15, to 8 are combined into one,
In order to emit light from the input/output port 11, the wavelength λ
Setting 2 was not easy. Therefore, there are significant restrictions on the light source of each terminal device, making it difficult to construct an economical system.
本発明は、波長選択性を有し、秘話性に優れた双方向光
通信を実現させることができる波長選択性光スターカプ
ラを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wavelength-selective optical star coupler that has wavelength selectivity and can realize bidirectional optical communication with excellent communication privacy.
第１図は、本発明方式の原理構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing the principle configuration of the system of the present invention.
本発明は、上り回線の特定波長の光信号と、下り回線の
複数の波長の光信号を双方向に伝送する双方向光通信シ
ステムに用いられ、各光信号を１対２に分岐および結合
させる光スターカプラにおいて、２対２の入出力部を有
し、一方の入出力部の一つの入出力部から入射される複
数の波長の光信号を波長に応じて対向する入出力部から
それぞれ分岐出射させ、他方の各入出力部からそれぞれ
入射される特定波長の光信号を対向する入出力部の少な
くともその一方に出射させるマハツェンダ干渉計と、１
対２０入出力部を有し、一つの入出力部から入射される
複数の波長の光信号を対向する二つの入出力部のいずれ
か一方に出射させ、二つの入出力部から入射される特定
波長の光信号を所定の比率で結合して一つの入出力部か
ら出射させる特定波長結合手段とを備え、マハツェンダ
干渉計の一方の二つの入出力部と特定波長光信号結合手
段の二つの人出力部とを接続し、特定波長結合手段の一
つの入出力部を複数の波長の光信号の入力ポートおよび
特定波長の光信号の出力ポートとし、マハツェンダ干渉
計の他方の二つの入出力部を複数の波長の光信号の波長
対応の出力ポートおよび特定波長の光信号の各入力ポー
トとする構成である。The present invention is used in a bidirectional optical communication system that bidirectionally transmits an optical signal of a specific wavelength in the uplink and an optical signal of multiple wavelengths in the downlink, and branches and combines each optical signal in a 1:2 ratio. An optical star coupler has a 2:2 input/output section, and optical signals of multiple wavelengths input from one input/output section of one input/output section are branched from the opposing input/output section according to the wavelength. a Maha-Zehnder interferometer that outputs an optical signal of a specific wavelength input from each input/output section of the other to at least one of the opposing input/output sections;
It has a pair of 20 input/output sections, and outputs optical signals of multiple wavelengths input from one input/output section to either one of the two opposing input/output sections, and specifies the optical signals input from the two input/output sections. A specific wavelength coupling means for coupling optical signals of different wavelengths at a predetermined ratio and emitting them from one input/output section, and two input/output sections on one side of the Mach-Zehnder interferometer and two parts for the specific wavelength optical signal coupling means. One input/output section of the specific wavelength coupling means is used as an input port for optical signals of multiple wavelengths and an output port for optical signals of specific wavelengths, and the other two input/output sections of the Mach-Zehnder interferometer are connected to the output section. This configuration has an output port corresponding to each wavelength of optical signals of a plurality of wavelengths and an input port of each optical signal of a specific wavelength.
マハツェンダ干渉計の下り回線方向における入力段に接
続された特定波長結合手段を介して、複数の波長の光信
号がマハツェンダ干渉計の一方の入出力部のみに入射さ
れ、他方の入出力部から各波長の光信号が選択分岐され
て出射される。Optical signals of multiple wavelengths are input to only one input/output section of the Maha-Zehnder interferometer through a specific wavelength coupling means connected to the input stage in the downlink direction of the Maha-Zehnder interferometer, and each signal is input from the other input/output section. Optical signals of different wavelengths are selectively branched and emitted.
一方、上り回線方向においては、マハツェンダ干渉計の
他方の人出力部からそれぞれ入射される特定波長の光信
号は、一方の各入出力部の片方あるいは両方から出射さ
れ、特定波長結合手段に入射される。特定波長結合手段
では、二つの入出力部から入射される特定波長の各光信
号を結合させることにより、一つの入出力部から出射さ
せることができる。On the other hand, in the uplink direction, optical signals of specific wavelengths input from the output section of the other side of the Mach-Zehnder interferometer are output from one or both of the input/output sections of the other side, and are input to the specific wavelength coupling means. Ru. In the specific wavelength coupling means, optical signals of specific wavelengths inputted from two input/output sections can be combined to be outputted from one input/output section.
以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
第２図は、本発明波長選択性光スターカプラの一実施例
構成を示す図である。なお、ここでは、１対２の分岐結
合を行う基本単位の構成について示す。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the wavelength-selective optical star coupler of the present invention. Here, the configuration of a basic unit that performs one-to-two branching and coupling is shown.
図において、基本単位は、入出力ポート２１に接続され
る特定波長結合部３０と、入出力ポート２３．２５に接
続されるマハツェンダ干渉計４０とを有し、特定波長結
合部３０とマハツェンダ干渉計４０とを接続した構成で
ある。In the figure, the basic unit includes a specific wavelength coupling section 30 connected to the input/output port 21 and a Maha-Zehnder interferometer 40 connected to the input/output port 23.25. 40 are connected.
特定波長結合部３０は、人出力ポート２１に光導波路３
１を介して接続される干渉フィルタ３３と、干渉フィル
タ３３とマハツェンダ干渉計４０の入出力部とを接続す
る２本の光導波路３５．３７とにより構成される。The specific wavelength coupling unit 30 connects the optical waveguide 3 to the human output port 21.
1, and two optical waveguides 35 and 37 that connect the interference filter 33 and the input/output section of the Mach-Zehnder interferometer 40.
マハツェンダ干渉計４０は、特定波長結合部３０の光導
波路３５．３７に接続される方向性結合器４１と、光導
波路４２．４３を介して入出力ポート２３．２５に接続
される方向性結合器４４と、各方向性結合器４１．４４
を接続する２本の光導波路４５．４６とにより構成され
る。なお、マハツェンダ干渉計４０は、各方向性結合器
４１．４４を接続する２本の光導波路４５．４６の光路
長差を適切に設定することにより所定の波長選択性が実
現される。The Mach-Zehnder interferometer 40 includes a directional coupler 41 connected to the optical waveguide 35.37 of the specific wavelength coupling section 30, and a directional coupler connected to the input/output port 23.25 via the optical waveguide 42.43. 44 and each directional coupler 41.44
and two optical waveguides 45 and 46 connecting the two. Note that in the Mach-Zehnder interferometer 40, a predetermined wavelength selectivity is achieved by appropriately setting the difference in optical path length between the two optical waveguides 45, 46 that connect each directional coupler 41, 44.
このような構成の基本単位はシリコン基板上に一体形成
される。The basic unit of such a structure is integrally formed on a silicon substrate.
なお、シリコン基板上に金属蒸着することにより形成さ
れる干渉フィルタ３３は、波長λ１．およびλ８．の光
信号を全反射し、波長λ、の各光信号に対しては５０％
の透過特性をもつ構成とする。Note that the interference filter 33 formed by metal vapor deposition on a silicon substrate has wavelengths λ1. and λ8. Totally reflects the optical signal of wavelength λ, and 50% for each optical signal of wavelength λ.
The structure has a transmission characteristic of .
ここで、波長λ、（例えば１５３０ｎａ＋ ）およびλ
１゜（例えば１５３１ｎｍ）の光信号が入出力ポート２
１から入射され、波長λ２（例えば１３００ｎｍ ）の
光信号が入出力ポート２３．２５からそれぞれ入射され
るとする。Here, the wavelength λ, (for example 1530 na+) and λ
1° (for example, 1531 nm) optical signal is input to/output port 2.
It is assumed that an optical signal of wavelength λ2 (for example, 1300 nm) is input from input/output ports 23 and 25, respectively.
入出力ポート２１から入射される波長λ、ｌおよびλ、
２の光信号は、干渉フィルタ３３で全反射し、光導波路
３５を介してマハツェンダ干渉計４０に入射される。マ
ハツェンダ干渉計４０では、所定の波長選択性に応じて
波長λ１１およびλＩ□の光信号を分離し、それぞれ入
出力ポート２３．２５から出射する。The wavelengths λ, l and λ incident from the input/output port 21,
The optical signal No. 2 is totally reflected by the interference filter 33 and enters the Mach-Zehnder interferometer 40 via the optical waveguide 35. The Mach-Zehnder interferometer 40 separates optical signals of wavelengths λ11 and λI□ according to predetermined wavelength selectivity, and outputs them from input/output ports 23 and 25, respectively.
また、入出力ポート２３から入射される波長λ２の光信
号は、マハツェンダ干渉計４０を介して光導波路３５．
３７の両方あるいはその一方に出射される。すなわち、
マハツェンダ干渉計４０は、波長λ、およびλＩ□の光
信号に対してその波長選択特性が設定されているために
、波長λ２に対してはその数値により出射光が異なる。Further, the optical signal of wavelength λ2 input from the input/output port 23 is transmitted to the optical waveguide 35 via the Mach-Zehnder interferometer 40.
The light is emitted to both or one of 37. That is,
Since the Mach-Zehnder interferometer 40 has wavelength selection characteristics set for optical signals of wavelengths λ and λI□, the output light for wavelength λ2 differs depending on the value.
いずれにしても、光導波路３５．３７の両方あるいは一
方を通過した光信号は、干渉フィルタ３３で結合されて
入出力ポート２１から出射される。なお、波長λ２の光
信号は、干渉フィルタ３３での結合損がない理想的な場
合には、入出力ポート２３の入射光強度の％の光強度（
３ｄＢ）で人出力ポート２１から出射される。In any case, the optical signals that have passed through both or one of the optical waveguides 35 and 37 are combined by the interference filter 33 and output from the input/output port 21. Note that in an ideal case where there is no coupling loss in the interference filter 33, the optical signal of wavelength λ2 has a light intensity (%) of the light intensity incident on the input/output port 23.
3dB) and is emitted from the human output port 21.
人出力ポート２５から入射される波長λ２の光信号につ
いても同様に、入出力ポート２１から出射される。Similarly, the optical signal of wavelength λ2 inputted from the human output port 25 is outputted from the input/output port 21.
なお、入出力ポート２３．２５から入射される光信号の
波長は、必ずしも同一の波長λ２である必要はなく、干
渉フィルタ３３で５０％の透過特性に対応する波長帯域
であれば、異なる波長に対しても同一の動作が可能であ
る。Note that the wavelengths of the optical signals input from the input/output ports 23 and 25 do not necessarily have to be the same wavelength λ2, but can be different wavelengths as long as the wavelength band corresponds to the 50% transmission characteristic of the interference filter 33. The same operation is possible for
第３図は、本発明波長選択性光スターカプラの他の実施
例構成を示す図である。なお、ここでも同様に、１対２
の分岐結合を行う基本単位の構戒について示すが、第２
図に示す実施例に対して特定波長結合部３０′の構成が
異なる他は同一である。したがって、同一構成のものは
同一番号により示し、その構成については省略する。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of another embodiment of the wavelength selective optical star coupler of the present invention. In addition, here as well, 1 to 2
The structure of the basic unit that performs branching and joining is shown, but the second
This embodiment is the same as the embodiment shown in the figure except that the configuration of the specific wavelength coupling section 30' is different. Therefore, those with the same configuration are indicated by the same numbers, and the configuration will be omitted.
本実施例では、特定波長結合部３０′において、干渉フ
ィルタ３３の代わりに特定の波長選択特性を有する方向
性結合器３９を用いることを特徴としている。This embodiment is characterized in that a directional coupler 39 having a specific wavelength selection characteristic is used in place of the interference filter 33 in the specific wavelength coupling section 30'.
第４図は、方向性結合器３９の波長選択特性を示す図で
ある。FIG. 4 is a diagram showing the wavelength selection characteristics of the directional coupler 39.
図において、横軸は波長を示し７、縦軸は透過率を示す
、すなわち、方向性結合器３９では、入出力ポート２１
から光導波路３１を介して入射される波長λ０、λ、２
の光信号の透過率は、各光導波路３５．３７に対してｒ
ｌＪおよび「０」である。In the figure, the horizontal axis indicates wavelength 7 and the vertical axis indicates transmittance. In other words, in the directional coupler 39, the input/output port 21
The wavelengths λ0, λ, 2 incident through the optical waveguide 31 from
The transmittance of the optical signal is r for each optical waveguide 35.37.
lJ and "0".
また、各光導波路３５．３７から入射される波長λ２の
光信号の透過率は、光導波路３１に対してそれぞれｒＯ
，５Ｊである。Further, the transmittance of the optical signal of wavelength λ2 incident from each optical waveguide 35, 37 is rO
, 5J.
したがって、方向性結合器３９は、干渉フィルタ３３と
同様の動作が保証され、特定波長結合部３０と同様の特
定波長結合部３０′を実現することができる。Therefore, the directional coupler 39 is guaranteed to operate in the same manner as the interference filter 33, and can realize a specific wavelength coupling section 30' similar to the specific wavelength coupling section 30.
ここで、以上説明した波長選択性光スターカプラの基本
単位を用いて、１対４および２対２の波長選択性光スタ
ーカプラの構成例を示す。Here, configuration examples of 1:4 and 2:2 wavelength selective optical star couplers will be shown using the basic unit of the wavelength selective optical star coupler explained above.
第５図は、１対４の波長選択性光スターカプラの構成例
を示すブロック図である。なお、ここに示す波長選択性
光スターカプラは、第９図（ａ）に示す光スターカプラ
９７として用いることが可能である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a 1:4 wavelength selective optical star coupler. Note that the wavelength selective optical star coupler shown here can be used as the optical star coupler 97 shown in FIG. 9(a).
図において、参照番号５１．５２．５３は、１対２の分
岐結合を行う波長選択性光スターカプラの基本単位Ｕで
ある。In the figure, reference numbers 51, 52, and 53 are basic units U of a wavelength-selective optical star coupler that performs one-to-two branching and coupling.
光導波路５５１を介して基本単位５１に入射される波長
λ０、λ１□、λ１１、λ、の光信号は、波長λ０、λ
１□の光信号と波長λ、３、λ、の光信号に２分岐され
、それぞれ光導波路５５□、５５３に出射される。光導
波路５５□を介して基本単位５２に入射される波長λ０
、λｌ□の光信号は２分岐され、それぞれ光導波路５５
４．５５ｓに出射される。光導波路５５．を介して基本
単位５３に入射される波長λ１３、λ１４の光信号は２
分岐され、それぞれ光導波路５５６，５５７に出射され
る。Optical signals with wavelengths λ0, λ1□, λ11, λ, which are incident on the basic unit 51 via the optical waveguide 551, have wavelengths λ0, λ
The optical signal is branched into two optical signals, one having wavelengths 1□ and the other having wavelengths λ, 3, and λ, and is emitted to optical waveguides 55□ and 553, respectively. Wavelength λ0 incident on the basic unit 52 via the optical waveguide 55□
, λl□ are branched into two, and each optical waveguide 55
It is emitted at 4.55 seconds. Optical waveguide 55. The optical signals with wavelengths λ13 and λ14 that are input to the basic unit 53 through the
The light is branched and emitted to optical waveguides 556 and 557, respectively.
なお、各基本単位５１〜５３では、それぞれのマハツェ
ンダ干渉計を適切に設定することにより波長λ１．〜λ
１４の光信号の分離が可能である。In each of the basic units 51 to 53, the wavelength λ1. ~λ
Separation of 14 optical signals is possible.
光導波路５５．．５５．を介して基本単位５２に入射さ
れる波長λ２の光信号、および光導波路５５、．５５？
を介して基本単位５３に入射される波長ヌ２の光信号は
、それぞれ結合されて各光導波路５５□、５５．に出射
される。各光導波路５５□、５５３を介して基本単位５
工に入射される波長λ２の光信号は、それぞれ結合され
て先導波路５５．に出射される。Optical waveguide 55. ．． 55. An optical signal of wavelength λ2 is input to the basic unit 52 via the optical waveguides 55, . 55?
The optical signals of wavelength 2 which are input to the basic unit 53 via the optical waveguides 55 □, 55 . It is emitted to Basic unit 5 via each optical waveguide 55□, 553
The optical signals of wavelength λ2 which are incident on the waveguide 55. It is emitted to
このように、基本単位を２段構成にすることにより形成
される１対４の波長選択性光スターカプラを用いて、波
長λ、〜λ、の光信号と波長λ２の光信号の双方向伝送
が実現される。また、一般に１対ｎの波長選択性光スタ
ーカプラについても同様に構成することができる。In this way, bidirectional transmission of optical signals with wavelengths λ, ~λ, and optical signals with wavelength λ2 is achieved using a 1:4 wavelength-selective optical star coupler formed by configuring the basic unit in two stages. is realized. In general, a 1:n wavelength selective optical star coupler can also be constructed in the same manner.
第６図は、２対２の波長選択性光スターカプラの構成例
を示すブロック図である。なお、ここに示す波長選択性
光スターカプラは、第９図〜）に示す光スターカプラ９
９として用いることができる。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a 2:2 wavelength selective optical star coupler. The wavelength selective optical star coupler shown here is the optical star coupler 9 shown in FIGS.
It can be used as 9.
図において、参照番号６１．６２は、１対２の分岐結合
を行う波長選択性光スターカプラの基本単位Ｕであり、
光導波路６３゜を介して対向配置される。すなわち、光
導波路６３゜では、基本単位６２から基本単位６１の方
向に波長λ０、λ１□の光信号が伝送され、基本単位６
１から基本単位６２の方向に波長λ２．、λ２ｔの光信
号が伝送される。In the figure, reference numbers 61 and 62 are basic units U of a wavelength-selective optical star coupler that performs 1:2 branching and coupling,
They are placed opposite to each other with an optical waveguide 63° interposed therebetween. That is, in the optical waveguide 63°, optical signals with wavelengths λ0 and λ1□ are transmitted in the direction from the basic unit 62 to the basic unit 61, and the basic unit 6
1 to the basic unit 62 at wavelength λ2. , λ2t are transmitted.
光導波路６３□を介して基本単位６１に入射される波長
λ２．あるいは波長λ２□の光信号は、光導波路６３゜
を介して基本単位６２に入射される。The wavelength λ2. which is incident on the basic unit 61 via the optical waveguide 63□. Alternatively, the optical signal of wavelength λ2□ is input to the basic unit 62 via the optical waveguide 63°.
基本単位６２では、入射される光信号をその波長に応じ
て光導波路６３□あるいは先導波路６３□２に出射する
。光導波路６３゜を介して基本単位６１に入射される波
長λ２．あるいは波長λ２□の光信号についても同様で
ある。The basic unit 62 outputs the incident optical signal to an optical waveguide 63□ or a leading waveguide 63□2 depending on its wavelength. The wavelength λ2. which is incident on the basic unit 61 via the optical waveguide 63°. Alternatively, the same applies to the optical signal of wavelength λ2□.
また、光導波路６３□１を介して基本単位６２に入射さ
れる波長λ、あるいは波長λＩ２の光信号は、光導波路
６３゜を介して基本単位６１に入射される。基本単位６
１では、入射される光信号をその波長に応じて光導波路
６３□あるいは光導波路６３目に出射する。光導波路６
３□２を介して基本単位６２に入射される波長λ、ある
いは波長λ、２の光信号についても同様である。Further, an optical signal of wavelength λ or wavelength λI2 that is input to the basic unit 62 via the optical waveguide 63□1 is input to the basic unit 61 via the optical waveguide 63°. Basic unit 6
1, the incident optical signal is outputted to the optical waveguide 63□ or the 63rd optical waveguide depending on its wavelength. Optical waveguide 6
The same applies to the wavelength λ, or the optical signal of wavelength λ,2, which is input to the basic unit 62 via 3□2.
なお、各基本単位６１．６２では、それぞれのマハツェ
ンダ干渉計を適切に設定することにより、波長λ０、λ
Ｉ□の光信号あるいは波長λ０、λ２ｔの光信号の分離
が可能である。In addition, in each basic unit 61.62, by appropriately setting each Mach-Zehnder interferometer, the wavelengths λ0, λ
It is possible to separate optical signals of I□ or optical signals of wavelengths λ0 and λ2t.
このように、基本単位を２段対向配置することにより形
成される２対２の波長選択性光スターカプラを用いてス
イッチ機能が実現され、波長λ８、λｌ□の光信号と波
長λ□、λ、２の光信号の双方向伝送が可能になる。ま
た、一般にｎ対ｎの波長選択性光スターカプラについて
も、第５図に示した１対４の構成を組み合わせて、同様
に実現することができる。In this way, a switching function is realized using a 2:2 wavelength-selective optical star coupler formed by arranging basic units in two stages facing each other, and optical signals with wavelengths λ8, λl□ and wavelengths λ□, λ , 2 bidirectional transmission of optical signals becomes possible. Further, in general, an n:n wavelength selective optical star coupler can be similarly realized by combining the 1:4 configuration shown in FIG.
上述したように、本発明は、双方向の波長多重分離機能
が実現され秘話性が確保されるとともに、上り方向の光
信号の特定波長の設定は、マハツェンダ干渉計の波長選
択特性に影響されず設定範囲の拡大を図ることができる
。As described above, the present invention realizes a two-way wavelength multiplexing/demultiplexing function to ensure confidentiality, and the setting of a specific wavelength of an upstream optical signal is not affected by the wavelength selection characteristics of the Mach-Zehnder interferometer. It is possible to expand the setting range.
すなわち、秘話性に優れた双方向光通信システムを経済
的かつ容易に構築可能とする波長選択性光スターカプラ
を提供することができる。That is, it is possible to provide a wavelength-selective optical star coupler that enables economical and easy construction of a bidirectional optical communication system with excellent communication privacy.
第１図は本発明の原理構成を示すブロック図。
第２図は本発明の一実施例構成を示す図。
第３図は本発明の他の実施例構成を示す図。
第４図は本発明他の実施例に用いられる方向性結合器の
波長選択特性を示す図。
第５図は１対４の波長選択性光スターカプラの構成例を
示すブロック図。
第６図は２対２の波長選択性光スターカプラの構成例を
示すブロック図。
第７図は従来の光スターカプラの原理構成を示す図。
第８図は従来の光スターカプラを用いた１対ｎの双方向
光通信システムの構成例を示すブロック図。
第９図は秘話性を確保する双方向光通信方式の概要を説
明する図。
第１Ｏ図は波長選択性を有する光スターカプラとして利
用可能な導波路型マハツェンダ干渉計フィルタの構成を
示す図。
２１．２３．２５・・・人出力ポート、３０．３０′・
・・特定波長結合部、３１．３５．３７・・・光導波路
、３３・・・干渉フィルタ、３９・・・方向性結合器、
４０・・・マハツェンダ干渉計、４１．４４・・・方向
性結合器、４２．４３．４５．４６・・・光導波路、５
１〜５３．６１．６２・・・１対２の分岐結合を行う波
長選択性光スターカプラの基本単位、５５．６３・・・
光導波路。
−
°ニ
第１図
第
４
図
第
図
第
図
第
１０図FIG. 1 is a block diagram showing the principle configuration of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing wavelength selection characteristics of a directional coupler used in another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a 1:4 wavelength selective optical star coupler. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a 2:2 wavelength selective optical star coupler. FIG. 7 is a diagram showing the principle configuration of a conventional optical star coupler. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a 1:n bidirectional optical communication system using a conventional optical star coupler. FIG. 9 is a diagram illustrating the outline of a two-way optical communication system that ensures confidentiality. FIG. 1O is a diagram showing the configuration of a waveguide-type Mach-Zehnder interferometer filter that can be used as an optical star coupler having wavelength selectivity. 21.23.25...Person output port, 30.30'.
... Specific wavelength coupling section, 31.35.37 ... Optical waveguide, 33 ... Interference filter, 39 ... Directional coupler,
40... Mach-Zehnder interferometer, 41.44... Directional coupler, 42.43.45.46... Optical waveguide, 5
1 to 53.61.62...Basic unit of wavelength selective optical star coupler that performs 1:2 branching and coupling, 55.63...
optical waveguide. - °D Figure 1 Figure 4 Figure Figure 10
Claims (2)
の波長の光信号を双方向に伝送する双方向光通信システ
ムに用いられ、各光信号を１対２に分岐および結合させ
る光スターカプラにおいて、２対２の入出力部を有し、
一方の入出力部の一つの入出力部から入射される複数の
波長の光信号を波長に応じて対向する入出力部からそれ
ぞれ分岐出射させ、他方の各入出力部からそれぞれ入射
される特定波長の光信号を対向する入出力部の少なくと
もその一方に出射させるマハツェンダ干渉計と、 １対２の入出力部を有し、一つの入出力部から入射され
る複数の波長の光信号を対向する二つの入出力部のいず
れか一方に出射させ、二つの入出力部から入射される特
定波長の光信号を所定の比率で結合して一つの入出力部
から出射させる特定波長結合手段と を備え、前記マハツェンダ干渉計の一方の二つの入出力
部と前記特定波長結合手段の二つの入出力部とを接続し
、前記特定波長結合手段の一つの入出力部を前記複数の
波長の光信号の入力ポートおよび前記特定波長の光信号
の出力ポートとし、前記マハツェンダ干渉計の他方の二
つの入出力部を前記複数の波長の光信号の波長対応の出
力ポートおよび前記特定波長の光信号の各入力ポートと
する構成である ことを特徴とする波長選択性光スターカプラ。(1) Light used in bidirectional optical communication systems that bidirectionally transmits optical signals of a specific wavelength in the uplink and optical signals of multiple wavelengths in the downlink, and branches and combines each optical signal one to two. The star coupler has a 2:2 input/output section,
Optical signals of multiple wavelengths input from one input/output section of one input/output section are branched and outputted from the opposing input/output section according to the wavelength, and specific wavelengths are input from each input/output section of the other side. a Mach-Zehnder interferometer that outputs optical signals of a plurality of wavelengths to at least one of opposing input/output sections; A specific wavelength coupling means for outputting to either one of the two input/output sections, combining optical signals of specific wavelengths incident from the two input/output sections at a predetermined ratio, and outputting from one input/output section. , connecting two input/output parts of one of the Mach-Zehnder interferometers and two input/output parts of the specific wavelength coupling means, and connecting one input/output part of the specific wavelength coupling means to the one input/output part of the plurality of wavelengths of optical signals. The other two input/output parts of the Maha-Zehnder interferometer are used as an input port and an output port for the optical signal of the specific wavelength, and the other two input/output parts of the Mach-Zehnder interferometer are used as an output port corresponding to the wavelength of the optical signal of the plurality of wavelengths and an input port of the optical signal of the specific wavelength. A wavelength-selective optical star coupler characterized in that it is configured as a port.
光通信システムに用いられ、光信号を１対ｎ（ｎは３以
上の整数）に分岐および結合させる光スターカプラにお
いて、 請求項１に記載の波長選択性光スターカプラを複数個組
み合わせて多段構成したことを特徴とする波長選択性光
スターカプラ。(2) In an optical star coupler that is used in a bidirectional optical communication system that bidirectionally transmits optical signals with a plurality of n wavelengths, and that splits and combines optical signals 1 to n (n is an integer of 3 or more), 1. A wavelength-selective optical star coupler characterized in that a plurality of wavelength-selective optical star couplers according to item 1 are combined to form a multi-stage configuration.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1200091A JP2872284B2 (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Wavelength-selective optical star coupler |
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|---|---|
| JPH0363607A true JPH0363607A (en) | 1991-03-19 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003149472A (en) * | 2001-11-09 | 2003-05-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Optical wavelength multiplexer-demultiplexer |
| JP2013140275A (en) * | 2012-01-05 | 2013-07-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical branching/synthesizing device |
| US11169030B2 (en) | 2017-09-07 | 2021-11-09 | Aston University | Laser detection system |
-
1989
- 1989-07-31 JP JP1200091A patent/JP2872284B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US9197950B2 (en) | 2012-01-05 | 2015-11-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical branching/synthesizing device |
| US11169030B2 (en) | 2017-09-07 | 2021-11-09 | Aston University | Laser detection system |
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| Publication number | Publication date |
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