JPH11289296A - 光伝送装置、光伝送システム及び光端局 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＡＯＴＦを使用した信頼性、及びコストパフォ
ーマンスの良い光波長多重ネットワーク及びそのための
装置を提供する。 【解決手段】ＯＡＤＭシステムにおいて、ＯＡＤＭ装置
を構成する際、ＡＯＴＦ１０を使用する。ＡＯＴＦは印
加するＲＦ信号の周波数を変えることによって、任意の
波長を選択することができる。入力から入ってきた波長
多重光信号の中から特定の波長の光信号をドロップした
り、アドポートから入力された波長多重信号をスルー光
信号と合波することができる。ただし、コヒーレントク
ロストークが大きくなることを考えて、実際の装置構成
においては、ＡＯＴＦをドロップ専用に使用することが
現実的である。あるいは、他の方法においては、ドロッ
プ光信号は光カプラで分岐し、波長をトリビュータリ局
で選択するようにし、トリビュータリ局で選択された波
長をＡＯＴＦでスルー光信号から抽出するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割多重光ネ
ットワークに関する。

【０００２】

【従来の技術】将来のマルチメディアネットワークを目
指し、さらなる超長距離・大容量の光通信システム、ま
た、これを用いた光波ネットワークの構築が要求され研
究開発が盛んに行われている。

【０００３】これまでに大容量化を実現する方式とし
て、時分割多重（Time-Division Multiplexing ：ＴＤ
Ｍ）方式、光領域での時分割多重（Optical Time-Divi
sionMultiplexing：ＯＴＤＭ）方式、波長分割多重（Wa
velength-Division Multiplexing ：ＷＤＭ）方式等の
研究が行われている。

【０００４】これらの方式の中で、ＷＤＭ方式は光ファ
イバの広帯域・大容量性を有効利用でき、さらに光合分
波器（光フィルタ）を用いることにより変調方式・速度
によらず伝送光信号を選択・分岐・挿入可能となり上記
光波ネットワークの機能を実現できる。

【０００５】すなわち、光波ネットワークではネットワ
ーク上の各ノードで必要に応じて分岐・挿入（Ａｄｄ／
Ｄｒｏｐ Multiplexer ：ＡＤＭ）、伝送路を選択する
光ルーティング、クロスコネクトを行う機能を持つ必要
がある。

【０００６】光信号の分岐・挿入を行うための装置とし
ては、光ＡＤＤ／ＤＲＯＰ装置が研究開発されている。
光ＡＤＤ／ＤＲＯＰ装置には、分岐・挿入を行う光信号
の波長が固定されている波長固定型と任意の波長の光信
号を分岐・挿入できる任意波長型とがある。

【０００７】波長固定型は、例えば、サーキュレータと
ファイバグレーティングとからなっており、伝送されて
きた光信号のうち特定の波長の光信号をファイバグレー
ティングで反射して、サーキュレータを用いて分岐する
ものである。挿入する場合には、挿入しようとする光信
号をサーキュレータで一旦ファイバグレーティングに送
り、ファイバグレーティングで特定の波長が反射され、
伝送路を直進してきた光信号と合波するものである。

【０００８】このような波長固定型においては、分岐・
挿入する光信号の波長がシステムの構築時に決定されて
しまうために、光波ネットワークに対する多くの要求に
対し十分に対応することができないという問題がある。

【０００９】これに対し、任意波長型は分岐・挿入する
光信号の波長をシステム構築後においても遠隔操作で変
えることができるので、分岐・挿入する波長（チャネ
ル）を変えたいという要求にも容易に対応することがで
きる。

【００１０】図５７は、光スイッチを用いた光ＡＤＭ
（ＯＡＤＭ）装置の構成の一例を示した図である。波長
λ１〜λｎの波長多重光は入力側からデマルチプレクサ
（ＤＭＵＸ）に入力され、各波長の光信号に分岐され
る。各波長の光信号は、各波長毎に設けられた２×２光
スイッチに入力される。２×２光スイッチは、光路を切
り替えることによって、各光信号を、直進させるか（ス
ルーさせるか）、ドロップさせるかする。

【００１１】２×２光スイッチでドロップされた光信号
は、トリビュータリ局（ブランチ局）に送信される。２
×２光スイッチをスルーした光信号は、そのままマルチ
プレクサに入力され、波長多重光に多重されて出力され
る。２×２光スイッチによってドロップされた光信号
は、トリビュータリ局に送られる。トリビュータリ局で
は、ドロップされた光信号を合分波器で一旦合波した
後、各チャネル毎に設けられる光受信器ＯＲに光信号を
供給するため、合波した光信号を分岐する。同図には、
図示されていないが、光受信器ＯＲには、波長選択フィ
ルタが設けられており、合分波器で分岐された光信号の
中から所望の波長の光信号を選択して受信する。

【００１２】このように、ＯＡＤＭ装置で波長多重され
た光信号を各波長の光信号に分波してからそれぞれを光
スイッチでドロップすることにより、所望の波長の光信
号をドロップすることが出来る。トリビュータリ局側で
は、ドロップされた光信号のうち所望の波長を選択して
受信することにより、所望の波長（チャネル）の光信号
を受信することが出来る。特に、ドロップされる波長が
異なる場合を考えると、光受信器ＯＲの前に設けられる
波長選択フィルタとして、選択波長が可変のものを使用
すれば、例えば、１番の光受信器で受信する光信号の波
長を自由に変えることが出来る。

【００１３】光受信器ＯＲで光信号を電気信号に変換さ
れたものは、電気信号で、アド・ドロップ処理を行う電
気ＡＤＭ（Ｅ ＡＤＭ）で処理される。また、Ｅ ＡＤ
Ｍからは、トリビュータリ局から送信すべき信号が出力
され、光送信器ＯＳによって光信号に変換されて送出さ
れる。同図に示される、トリビュータリ局の各光送信器
ＯＳの出力する光信号の波長は、ＯＡＤＭ装置でドロッ
プされた波長の内のいずれかを用いるようにし、光スイ
ッチに入力される。光スイッチでは、光送信局ＯＳから
送信されてくる光信号の光路を切り替えて、ドロップ処
理を行っている２×２光スイッチに、対応する波長の光
信号を送るようにしている。ドロップ処理を行っている
各２×２光スイッチでは、ドロップした光信号の波長と
同じ波長の光信号をトリビュータリ局から受け取り、マ
ルチプレクサＭＵＸに送信する。このようにして、トリ
ビュータリ局から送信されてきた光信号は、ＯＡＤＭ装
置をスルーする光信号とマルチプレクサＭＵＸで合波さ
れ、波長多重光信号として出力される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】任意波長型のＯＡＤＭ
装置としては、上記のように、光スイッチを使ったもの
がオーソドックスな方式として考えられるが、装置とし
て、動作が重いという問題点がある。また、光ネットワ
ークを構築当初に最大多重波長数よりも少ない波長数で
システムを運用する場合に、マルチプレクサ、デマルチ
プレクサが必要のない、出力及び入力ポートを有してい
ることになり、無駄な構成を有していることになる。ま
た、２×２光スイッチを始めから備える場合には、使用
しない光スイッチを有していることになり、初期投資の
増大を招く。

【００１５】さらに、上記の方式では、光信号をマルチ
プレクサで各波長の光信号に分岐しているので、マルチ
プレクサがバンドパスフィルタのような特性を各波長の
光信号に対して持つことになる。このようなバンドパス
フィルタのような特性のデバイスを直列に接続すると、
パスバンドの僅かなずれが累積し、システム全体として
のパスバンドが各波長について非常に狭くなってしまう
と言う問題がある。従って、この問題を避けようとすれ
ば、各光装置のパスバンドを厳密に一致させる必要があ
り、システムの設計及び設置作業が非常にシビアになっ
てしまう。

【００１６】また、光信号は、ＡＭ変調されているの
で、波長成分で見るとサイドバンドが生じている。この
ような光信号が、パスバンドの非常に狭くなったシステ
ムを伝播すると、波形劣化を起こし、光信号を受信側で
受信できなくなる可能性がある。最悪の場合には、シス
テムを光信号が伝播できないという事態も生じうる。

【００１７】このような問題は、全ての波長をマルチプ
レクサのようなもので一旦分波する構成を採用すること
によって起こる。従って、固定波長型のように、ファイ
バグレーティングを使用する場合には、ドロップする波
長の光信号のみが抜き取られ、他の波長成分に対するフ
ァイバグレーティングの特性はフラットであるので、上
記のようにシステム全体に渡ってのパスバンドが狭くな
ってしまうという問題は生じない。

【００１８】従って、ファイバグレーティングを使用し
てＯＡＤＭ装置を構成することが考えられるが、ファイ
バグレーティング自体は、選択波長が固定されているの
で、任意波長型のＯＡＤＭ装置を構成する場合には、波
長数分のファイバグレーティングと、それぞれのファイ
バグレーティングに対して設けられる光スイッチとが必
要となる。これでは、やはり、装置として動作が重くな
ってしまう。

【００１９】また、ＯＡＤＭ装置は、電気のＡＤＭ装置
と組み合わせて信号を処理する必要があるので、電気Ａ
ＤＭ装置を始めから波長数分だけ用意しておくのでは、
コストが大きくなってしまう。従って、用意すべき電気
ＡＤＭ装置のコストとＯＡＤＭ装置のコストの合計がで
きるだけ小さくなるように構成しなければならない。

【００２０】また、今日の波長多重数を増加しようとい
う要求に対し、例えば、３２波分の波長を扱うためのマ
トリクススイッチが現在存在せず、小さなスイッチを組
み合わせなければならないと言う問題がある。このよう
にすると、スイッチが非常に大きくなってしまい。装置
の小型化を推進する上で障害となる。

【００２１】上記のような問題を解決する方法として、
音響光学チューナブルフィルタ（Acousto-Optic Tunab
le Filter；ＡＯＴＦ）を使用することが考えられる。
ＡＯＴＦは、ファイバグレーティングのように、ドロッ
プする波長の光のみ抽出するという動作をするので、ス
ルーする光信号に対する波長特性はフラットであり、上
記したような、パスバンドがシステム全体で狭くなって
しまうという問題が無い。また、ファイバグレーティン
グと異なり、ドロップする波長を任意に選択可能である
ので、容易に任意波長型ＯＡＤＭ装置を構成することが
できる。また、ＡＯＴＦは波長選択フィルタとしても使
用できるため、透過波長固定型のバンドパスフィルタの
代わりに、トリビュータリ局の波長選択フィルタとして
も使用可能であり、非常に用途の広いデバイスである。
しかもコスト的にも有利であり、ＯＡＤＭシステムを構
築するのに適したデバイスである。

【００２２】本発明の課題は、ＡＯＴＦを使用した信頼
性、及びコストパフォーマンスの良い光波長多重ネット
ワーク及びそのための装置を提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の光伝送装置は、
ＷＤＭ通信システムにおいて、任意の波長の光信号を分
岐したり、挿入したりする光伝送装置であって、分岐・
挿入すべき光信号のうち、一部の光信号についての分岐
・挿入動作を行う第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または挿入す
ることを特徴とする。

【００２４】本発明の光端局は、ＷＤＭ光通信システム
において、分岐及び挿入すべき光信号を分岐・挿入する
光伝送装置から分岐した光信号を受信し、挿入すべき光
信号を該光伝送装置に伝送する光端局であって、所定の
波長の光信号を、所望の数だけ合波し、挿入すべき光信
号として前記光伝送装置へ伝送する光合波器を備えるこ
とを特徴とする。

【００２５】本発明の光伝送システムは、伝送路から伝
送されてきた波長多重光信号のうち、所定の波長の光信
号を分岐し、対応する波長の光信号を挿入する光伝送装
置と、該光伝送装置から分岐された光信号を受信し、挿
入すべき光信号を該光伝送装置に伝送する光端局とから
なる光伝送システムにおいて、該光伝送装置で分岐され
た光信号を必要に応じて増幅する光増幅器と、該光信号
を所望の数までパワー分岐する光分波器と、該光分波器
の出力のそれぞれに光フィルタとを備え、前記光端局は
所定の光波長の信号を選択して受信することを特徴とす
る。

【００２６】本発明の他の側面の光伝送システムは、伝
送路から光信号を分岐、あるいは伝送路へ光信号を挿入
する光伝送装置と、該光伝送装置から分岐された光信号
を受信し、該光伝送装置に挿入すべき光信号を送信する
端局とからなる光ネットワークにおいて、該端局の受信
側の１波選択用ＡＯＴＦに所定のＲＦ周波数を印加し、
該１波選択用ＡＯＴＦが安定化したことを確認した後
に、該光伝送装置の分岐・挿入用ＡＯＴＦに所定のＲＦ
周波数を印加して所定の光信号を分岐し、光スペクトル
モニタで所定の光信号が分岐されたことを確認した後、
該端局の１波挿入用ＡＯＴＦに所定のＲＦ周波数を印加
し、１波挿入用ＡＯＴＦの動作が安定し、且つ、光スペ
クトルモニタで監視した挿入すべき光信号が所定の光波
長と光パワーになるように制御した後に、該端局の光送
信器を駆動するシーケンス処理を有することを特徴とす
る。

【００２７】本発明の更に他の側面における光伝送シス
テムは、１波以上の光波長に送信信号を光強度変調して
送出し、光増幅多中継伝送する光伝送装置、および、該
光伝送装置に伝送路途中に伝送信号光の分岐、挿入機能
を持つノードを有した光伝送システムにおいて、送信部
で送信光に光位相変調もしくは光周波数変調する手段を
有し、該変調手段のチャーピングパラメータの符号が正
である送信器を有し、送信器と伝送路の間、伝送路と受
信器の間に伝送路の波長分散特性を補償する分散補償手
段を配置したことを特徴とする。

【００２８】本発明のＡＯＴＦ制御装置は、表面弾性波
の作用を使って所望の波長の光信号を波長多重光信号の
中から選択分岐、あるいは選択挿入するＡＯＴＦにおい
て、該ＡＯＴＦの形成されている基板の表面であって、
ＡＯＴＦの近傍に共振器を形成し、該共振器の共振周波
数の変化を検出することにより、該ＡＯＴＦの表面温度
を計測し、該計測結果に基づいてＲＦ信号を制御して、
該ＡＯＴＦの動作を安定化させることを特徴とする。

【００２９】本発明によれば、任意の波長を印加する電
気信号の周波数を変えることで、選択することができる
ＡＯＴＦをアド・ドロップシステムに使用したことによ
り、システムを構成する回路の動作が軽くなり、安価で
信頼性の高い、ＯＡＤＭシステムを構成することができ
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１は、ＡＯＴＦを用いたＯＡＤ
Ｍ装置の基本的原理を示す図である。同図では、ＡＯＴ
Ｆ１０に波長λ１〜λｎの波長多重光信号が入力され、
８波がアド・ドロップされる場合を示している。もちろ
ん、アド・ドロップする波長の数はこれに限られたもの
ではない。

【００３１】ＡＯＴＦ１０による光波長の選択は、ドロ
ップしたい波長に対応するＲＦ信号（電気信号）を印加
することによって行う。同図の場合、ＡＯＴＦ１０に
は、波長λ１〜λｎの波長多重光信号が入力されてい
る。そして、ＡＯＴＦ１０には、波長λ１〜λｎに対応
する周波数ｆ１〜ｆｎまでのＲＦ信号のうち、８つが印
加される。

【００３２】ＡＯＴＦ１０に印加されたＲＦ信号の周波
数に対応する波長の光信号は、ＡＯＴＦ１０のドロップ
ポートに出力され、光アンプ２０によって増幅された
後、８×１カプラ１１に入力される。ここで、カプラが
８×１構成となっているのは、ドロップされる波長数が
８となっているからである。８×１カプラ１１はドロッ
プされてきた光信号を波長の数だけ分岐する。分岐され
た各光信号はすべて同じ光信号であり、ドロップされた
波長の光信号をすべて含んでいる。次に、波長選択フィ
ルタとしてＡＯＴＦ１３が設けられており、電気ＡＤＭ
（光信号受信器）１７に各波長の光信号が送信される。

【００３３】一方、ＡＯＴＦ１０は、所望の波長の光信
号をドロップするだけではなく、ドロップした波長の光
信号と同じ波長の光信号をアドすることができる。これ
は、ＡＯＴＦ１０がある波長の光信号をドロップする動
作を行っている時には、同時に同じ波長の光信号をアド
する作用を有しているからである。ＲＦ信号としては、
ドロップあるいはアドしたい波長の光信号に対応する周
波数のＲＦ信号をＡＯＴＦ１０に印加しているだけで良
い。

【００３４】アドする光信号は、同図の左側の構成によ
って生成される。光源となるレーザダイオードＬＤ１９
は、アドすべき光信号の波長を有するＬＤ１９がアドす
る光信号の数だけ設けられており、これらのＬＤ１９か
ら出力される波長λ１〜λ８の光は８×８カプラ１８で
一旦合波された後、分岐される。分岐された光は光アン
プ１５によって増幅され、波長選択フィルタとしてのＡ
ＯＴＦ１４に入力される。ＡＯＴＦ１４では、波長λ１
〜λ８が多重された光から光信号送出に使いたい波長の
光を抽出する。ＡＯＴＦ１４で抽出された波長の光は、
変調器１６によって変調され、光信号とされる。このよ
うにして生成された各波長の光信号は、８×１カプラ１
２で合波され、光アンプ２１で増幅されて、ＡＯＴＦ１
０に入力される。ＡＯＴＦ１０では、アド光信号がスル
ー光に合波され、出力側に出力される。

【００３５】このように、ＡＯＴＦ１０を使用すれば、
原理的には、このＡＯＴＦ１０を１つ使うだけで、ＯＡ
ＤＭの機能を達成することができる。ただし、実際のＡ
ＯＴＦの特性は、上記原理で説明したような理想的なも
のでないので、様々な工夫を必要とする。例えば、ＡＯ
ＴＦ１０のアドポートから入力されるアド光信号は、Ａ
ＯＴＦ１０のクロストークの為、ドロップポートに僅か
に出力される。アド光とドロップ光とは波長が同じであ
るので、コヒーレントクロストークと呼ばれるクロスト
ークが生じ、光信号の劣化に大きな影響を与える。従っ
て、実際にＡＯＴＦを使ってＯＡＤＭ装置を構成する場
合には、このコヒーレントクロストークを避けるように
構成しなくてはならない。

【００３６】なお、ＡＯＴＦ１０で波長をアド・ドロッ
プしない場合には、光アンプ２１をとめておくか、ＡＯ
ＴＦ１０の選択帯域をはずすようにしておく。これは、
光アンプを動作させておくと、光信号をアドしないにも
かかわらず、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emissi
on）光がノイズとしてスルー光信号に加えられてしまう
ので、ＳＮ比の劣化を起こすためである。あるいは、Ａ
ＯＴＦ１０の選択帯域をはずしておけば、ＡＳＥがスル
ー光信号の帯域外に挿入されることになるので、スルー
光信号のＳＮ比の劣化には直接には影響しなくすること
が出来る。図２は、実際のＡＯＴＦを使用してＯＡＤＭ
装置を構成する場合の基本的構成例のブロック図であ
る。

【００３７】同図に示すのは、ＡＯＴＦを光信号のドロ
ップのみに使用する構成である。入力側から入力された
光信号は、光アンプ３０で伝送路の損失の補償のために
増幅され、１段目のＡＯＴＦ３１に入力される。１段目
のＡＯＴＦ３１では、ドロップすべき波長の光信号の内
の一部のみをドロップする。そして、１段目のＡＯＴＦ
３１をスルーした光信号は、２段目のＡＯＴＦ３２に入
力されて、ドロップすべき残りの波長の光信号をドロッ
プする。このようにして、ドロップされた光信号は、カ
プラ３５で合波されると共に、受信器ＯＲの数だけ分岐
される。このとき、ＡＯＴＦ３１のドロップポート側に
は、光アッテネータ３８が設けられており、ＡＯＴＦ３
２からドロップされた光信号のレベルとＡＯＴＦ３１か
らドロップされた光信号のレベルをほぼ同じにしてカプ
ラ３５に入力するように構成される。これは、ＡＯＴＦ
がロスが大きく、ＡＯＴＦを１つだけ通過した光信号と
２つ通過した光信号とではレベルに大きな差が生じてし
まうからである。もし、レベル差があるままドロップ光
信号を送出すると、受信側で、あるいは受信側に届くま
でに光アンプで増幅しようとしても、レベルの低い光信
号がうまく増幅されず、受信側で信号を正しく受信でき
なくなってしまう。このようにして、ドロップされた光
信号はＡＯＴＦ等の波長選択フィルタ３７によって所望
の波長が選択され、受信器ＯＲで受信される。

【００３８】また、ＡＯＴＦ３１、３２からドロップさ
れた光信号を一旦合波するカプラ３５には、別の出力ポ
ートを付けておき、この出力ポートからの光信号を光ス
ペクトルモニタ３９に入力して、ドロップ光信号の有無
や、各光信号の波長やパワーを監視するようにする。

【００３９】２段のＡＯＴＦ３１、３２をスルーした光
信号は、ドロップされない波長の光信号のみを含んでお
り、ＯＡＤＭ装置のスルー光としてカプラ３３に入力さ
れる。光送信器ＯＳからは、ＡＭ変調された各波長の光
信号（ドロップ光信号の波長と同じ波長）がカプラ３６
で合波され、アド光信号としてカプラ３３に入力され
る。このようにして、カプラ３３に入力されるスルー光
とアド光は互いに合波され、光アンプ３４で増幅され
て、伝送路に出力される。

【００４０】同図の構成例において、１段目のＡＯＴＦ
３１と２段目のＡＯＴＦ３２とを使ってドロップすべき
全ての光信号をドロップするのは、ＡＯＴＦの波長選択
特性によるものである。すなわち、ＡＯＴＦ３１はＲＦ
信号が印加されたときの波長選択特性の幅が広く、ＩＴ
Ｕ−Ｔ Ｇ．６９２勧告ドラフトで規定されている０．
８ｎｍ間隔の波長の隣り合う光信号を１つのＡＯＴＦで
ドロップしようとすると、クロストークが発生してしま
い受信側で受信できなくなってしまう。そこで、実際に
は、１つのブロックで示されているＡＯＴＦ３１、ある
いは、３２は、１つの基板に直列に３段のＡＯＴＦがモ
ノリシックに形成されたものを使用している。このよう
にすると、波長選択特性の幅を狭くすることができる
が、これでも十分ではない。そこで、更に、ＡＯＴＦを
２段に設け、１段目では、例えば、光信号の波長を端か
ら順番に番号を付けた場合に、偶数番目あるいは、奇数
番目の波長の光信号のドロップのみを担当するようにす
る。そして、２段目では、１段目ではドロップされなか
った、奇数番目あるいは偶数番目の波長の光信号のドロ
ップを担当するようにする。このように構成することに
よって、隣り合う２つの光信号をドロップする場合に
も、波長間隔が最低でも１．６ｎｍとなるので、ＡＯＴ
Ｆの波長選択特性でも十分クロストークを少なくするこ
とができる。

【００４１】また、同図の構成では、アド光信号は、Ａ
ＯＴＦを介さないで、直接カプラ３３で合波するように
している。前述したように、ＡＯＴＦは、ドロップした
光信号の波長と同じ波長の光信号をアドする機能を有し
ているが、ＡＯＴＦにアドとドロップの両方の機能を担
わせると、ドロップ側にアド側の光が混ざり込んでクロ
ストークを発生してしまう。特に、この場合、アド光と
ドロップ光の波長が同じコヒーレントクロストークなの
で、クロストークによって生じる、ビート成分が大きく
なり、ドロップ側で正常に光信号を受信することができ
なくなってしまう。アド光は、対応する波長がスルー光
から抜かれており、その開いているグリッド（光信号の
波長の設定位置）に合波されれば良いので、同図のよう
に、スルー光にカプラで合波する構成を採用する。

【００４２】なお、同図では、ＡＯＴＦを２つ用いて、
ドロップすべき光信号の全てを分岐する構成を示した
が、必ずしも２つに限られるものではなく、２つ以上の
ＡＯＴＦを用いてもよい。このように、多くのＡＯＴＦ
を用いると、１つのＡＯＴＦでドロップすべき光信号の
内、互いに波長の値が最も近い光信号間の波長間隔を広
げることができるので、クロストークをより減少させる
ことができる。

【００４３】図３は、ＡＯＴＦを使ったブロードキャス
ト機能対応のＯＡＤＭ装置の構成例を示すブロック図で
ある。同図（ａ）に示されるように、入力側から波長λ
１〜λｎが波長多重されて送信されてくる。これを光ア
ンプ４０で増幅し、カプラ４１に入力する。カプラ４１
では、入力した光信号を２つに分岐し、１つはＡＯＴＦ
４２に入力し、もう１つはドロップして、トリビュータ
リ局のカプラ４６に入力する。カプラ４６に入力された
光信号は、カプラ４６で分岐される。分岐する数は、ド
ロップ光として使用される波長の数でも、全波長数でも
よい。カプラ４６で分岐された光信号は、波長λ１〜λ
ｎまでの波長の光信号を含んでいるので、この中から、
ドロップ光として使用する波長の光を波長選択フィルタ
４８で選択して、抽出する。

【００４４】一方、ＡＯＴＦ４２に送られた光信号は、
波長選択フィルタ４８で選択された波長をＡＯＴＦ４２
で選択し、選択ポートに出力させる。選択ポートはどこ
にも接続されておらず、選択された光信号は捨てられる
ことになる。ＡＯＴＦ４２の後段にもＡＯＴＦ４３が設
けられているのは、図２で説明したように、一方のＡＯ
ＴＦでドロップすべき波長の光信号の一部をドロップし
てやり、他方で残りの波長の光信号をドロップしようと
するものである。このようにすることによって、波長選
択におけるクロストークを低減することができる。

【００４５】２段のＡＯＴＦ４２、４３を通過したスル
ー光はカプラ４４に入力され、アド光と合波される。ア
ド光は、図２で説明したのと同様に、光源からの光を波
長選択フィルタ４９で所望の波長の光を選択し、次に変
調器５０で変調してカプラ４７に入力される。カプラ４
７で合波されたアド光はカプラ４４に入力され、スルー
光と合波されて、光アンプ４５で増幅され、伝送路に送
出される。

【００４６】なお、ここでは、アド光信号は、光源から
の光を波長選択フィルタ４９で選択した後変調器５０で
変調をかける構成を示したが、光源からの光に変調をか
け、後に波長選択しても同様にアド光信号を生成するこ
とができる。

【００４７】同図（ｂ）は、ブロードキャスト機能を説
明する図である。同図（ａ）のＯＡＤＭ装置が同図
（ｂ）のように伝送路で接続されている場合、波長λ１
の光信号をＯＡＤＭ１〜３でブロードキャストしたいと
する。ＯＡＤＭ１では、波長λ１をドロップし、ＡＯＴ
Ｆでは波長λ１を選択せず、また、波長λ１のグリッド
に光信号をアドしないようにする。すると、波長λ１の
光信号はＯＡＤＭ１をスルーし、次のＯＡＤＭ２に入力
される。ＯＡＤＭ２でも波長λ１の光信号をドロップ
し、ＡＯＴＦでは波長λ１を選択しないようにする。す
ると、同様に波長λ１の光信号はＯＡＤＭ３に伝送され
る。ＯＡＤＭ３では、波長λ１をドロップすると共に、
ＡＯＴＦで波長λ１を選択し、波長λ１の光信号を破棄
する。これにより、ＯＡＤＭ３から出力される光信号
は、波長λ１の新しい光信号がアドされない限り、波長
λ２〜λｎまでが多重された光信号となる。

【００４８】このように、同図（ａ）の構成によれば、
ＯＡＤＭ１〜３に波長λ１にのった同じ光信号をドロッ
プすることができるので、ブロードキャスト通信を行い
たい場合に容易に実現できるという利点がある。

【００４９】図４は、ＯＡＤＭ装置内のＡＯＴＦ及び伝
送路の冗長構成を示す原理的図である。同図（ａ）は、
ＯＡＤＭ内のＡＯＴＦの冗長構成を示している。

【００５０】ＯＡＤＭの入力側に１×２スイッチ６０を
設け、入力した光信号の進路を２つの進路に切り換えら
れるように構成しておく。１×２スイッチ６０の２つの
出力ポートには、現用のＡＯＴＦと予備のＡＯＴＦを接
続し、それぞれのＡＯＴＦの後段には、アド光を合波す
るための合波器を設ける。すなわち、同図（ａ）では、
上側が現用の構成となり、下側が予備の構成となる。そ
れぞれは、１×２スイッチ６１の２つの入力ポートに接
続されている。１×２スイッチ６１は、現用のＡＯＴＦ
からの光信号と予備のＡＯＴＦからの光信号とを切り替
え、いずれかを伝送路に出力するようにしている。１×
２スイッチ６１はＯＡＤＭ装置の出力側に設けられる。

【００５１】同図（ｂ）は、ＯＡＤＭ装置外の伝送路の
冗長構成を示した図である。伝送路が現用と予備に２重
化されており、ＯＡＤＭの入力側に１×２スイッチ６２
が設けられている。１×２スイッチ６２は、現用伝送路
と予備伝送路のいずれかを選択して、光信号をＡＯＴＦ
に送る。ＡＯＴＦの次段にはアド光信号を合波する合波
器が設けられ、１×２スイッチ６３に入力する。１×２
スイッチ６３の出力ポートは、現用伝送路と予備伝送路
に接続されており、１×２スイッチ６３がいずれかの伝
送路を選択して光信号を送出するように構成される。

【００５２】なお、同図（ａ）、（ｂ）では、ＡＯＴＦ
のみ、あるいは、伝送路のみが２重化されている場合の
みを示したが、伝送路とＡＯＴＦ両方が２重化されてい
る構成も可能である。この場合には、ＯＡＤＭ装置の入
力側及び出力側の１×２スイッチを２×２スイッチに置
き換え、現用と予備の伝送路及び現用と予備のＡＯＴＦ
それぞれを２×２スイッチの入出力ポートに接続するよ
うにすればよい。また、この場合には、２×２スイッチ
が壊れた場合には、対処できないので、２×２スイッチ
も２重化しておくと、より信頼性の高いシステムを構築
することができる。すなわち、現用及び予備伝送路それ
ぞれに１×２スイッチを設け、現用の２×２スイッチと
予備の２×２スイッチのいずれに光信号を入力すべきか
を選択できるようにしておく。そして、２×２スイッチ
の後段にも１×２スイッチを設け、現用と予備のいずれ
の２×２スイッチから光信号を受け取るかを選択できる
ようにしておく。この構成は、ＯＡＤＭ装置の入力側及
び出力側のいずれの場合にも適用でき、ＡＯＴＦ及び伝
送路のみではなく、現用と予備を切り替えるためのスイ
ッチも２重化したＯＡＤＭ装置を構成することができ
る。

【００５３】図５、６は、ＡＯＴＦを使用したＯＡＤＭ
装置の具体的構成の第１の例を示す図である。伝送路よ
り入力された光信号は、先ず、光増幅部（In-Line Amp
lifier：ＩＬＡ）に入力される。光増幅部は２つの増幅
媒体を持っており（三角で示されている）、前段の増幅
媒体で増幅される前の光信号は一部が分岐され、光スペ
クトルモニタ部のスイッチに入力される。この光スイッ
チモニタ部のスイッチは、入力する光信号を順次切り替
え、スペクトルアナライザＳＡＵに光信号を送り、各場
所での光スペクトルの様子を解析し、モニタするために
設けられている。スペクトルアナライザＳＡＵはスペク
トルアナライザコントローラＳＡＵ ＣＮＴによって制
御される。スペクトルアナライザＳＡＵは、順次切り換
えられ、入力される光信号を解析する作業と並列的に解
析結果のデータを出力し、スペクトルアナライザコント
ローラＳＡＵ ＣＮＴで処理を受け、不図示の制御線に
よって、スペクトルの状態が各所で最適になるように制
御信号が伝送される。あるいは、オペレータが出向き、
スペクトルの様子を直接モニタすることができるように
も構成される。

【００５４】光増幅部ＩＬＡの前段の増幅媒体で増幅さ
れた光信号は、伝送路での分散を打ち消すために、分散
補償ファイバＤＣＦに入力される。この後、更に、後段
の増幅媒体に入力され、パワーの大きくなった光信号が
ＯＡＤＭ装置に入力される。なお、光増幅部の後段の増
幅媒体に接続されているＢＳＴは、ブースタと呼ばれ、
増幅媒体、例えば、エルビウムドープファイバに光増幅
を行うための励起光を供給するものである。

【００５５】光増幅部ＩＬＡで増幅された光信号は、前
述した冗長化のためのスイッチ部ＰＳＷ１に入力され
る。このスイッチ部ＰＳＷ１の詳細は省略する。スイッ
チ部ＰＳＷ１を通過した光信号は、次に、チューナブル
フィルタモジュールＴＦＭに入力される。チューナブル
フィルタモジュールＴＦＭの入力には、光モニタが設け
られている。これは、モジュール間がちゃんと接続され
ているか否かを監視するためのものであり、入力した光
信号のパワーを検出して、不図示の制御部に通知する。
不図示の制御部は、このモニタ結果を解析して、モジュ
ールが正常に接続され、光信号が来ているか否かを判断
する。例えば、モジュールが外れている場合など強度の
強い光が漏れている場合には、側に人がいると、その人
に危険が及ぶので、光スイッチを切るなどの処置をす
る。このような光モニタはチューナブルフィルタモジュ
ールＴＦＭの出力側にも設けられており、基本的に同じ
役割をになうものである。

【００５６】光モニタを通過した光信号は、ＡＯＴＦ１
に入力される。ＡＯＴＦ１は、チューナブルフィルタモ
ジュールＴＦＤのコントローラＣＮＴからの制御信号に
よって、制御される。すなわち、コントローラＣＮＴか
らの制御信号は、ＲＦ信号を生成する回路（図５では、
増幅器とＰＬＬ回路からなっていることが示されてい
る）に印加され、このようにして生成されたＲＦ信号が
ＡＯＴＦ１及びＡＯＴＦ２に印加される。ＡＯＴＦ１で
は、前述したように、例えば、偶数番目の波長の光信号
が選択され、図５の上側のポートに出力される。ＡＯＴ
Ｆ１をスルーした光信号は、偏波モード分散補償器ＰＭ
Ｄに入力される。

【００５７】ＡＯＴＦは、後述するように、入力光信号
のＴＥモードの光とＴＭモードの光とを表面弾性波（Ｓ
ＡＷ）との相互作用により、所定の波長の光信号のモー
ドのみを変換し、出力ポートを変えるものである。とこ
ろで、ＡＯＴＦは一般に、ニオブ酸リチウム等の複屈折
性を持つ材料で構成されており、何の作用も受けないス
ルーする光信号のＴＥモードとＴＭモードとの間に伝搬
速度の違いを生じる。このとき生じる時間差は、ＡＯＴ
Ｆの１つのデバイスが３段構成になっているとした場合
（後述）、５０ｐｓ程度となる。ところで、本実施形態
のＯＡＤＭ装置は、１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有するシ
ステムに使用することが望まれているが、１０Ｇｂｐｓ
の場合、１つのビットに与えられるタイムスロットは１
００ｐｓ程度である。従って、ＡＯＴＦをスルーするこ
とによって受ける偏波モード分散は、１タイムスロット
の５０％程度のずれを異なるモード間に引き起こすた
め、このままでは、光信号を正常に受信することができ
なくなってしまう。従って、ここでは、１つのＡＯＴＦ
を通過する毎に偏波モード分散補償を行うようにしてい
る。偏波モード分散を補償する方法としては、やはり偏
波モード分散を有するＰＡＮＤＡファイバ等の軸をＡＯ
ＴＦの軸と直交させるように接続する。このようにすれ
ば、ＡＯＴＦ内で速く伝播していたモードはＰＡＮＤＡ
ファイバ内では遅く、ＡＯＴＦ内で遅く伝播していたモ
ードはＰＡＮＤＡファイバ内では速く伝播することにな
る。ＡＯＴＦの偏波モード分散を補償するために必要な
ＰＡＮＤＡファイバの長さは、ＡＯＴＦの特性や、使用
するＰＡＮＤＡファイバの特性にも依存するが、約２０
ｍである。

【００５８】一方、波長選択された光信号、すなわち、
ドロップ側の光信号の場合には、ＡＯＴＦの内部で、Ｓ
ＡＷとの相互作用により、ＴＥモードで入ってきた光信
号はＴＭモードに変換されながら伝播し、ＴＭモードで
入ってきた光信号は、ＴＥモードに変換されながら伝播
するので、ＴＥモードで分散を受ける時間とＴＭモード
で分散を受ける時間が等しくなる。従って、最初、ＴＥ
モードで入力された光も、ＴＭモードで入力された光
も、ＡＯＴＦ内部を伝播している間に、ＴＭモードとＴ
Ｅモードとにそれぞれ変換されるため偏波モード分散は
生じない。

【００５９】偏波モード分散補償器ＰＭＤを通過した光
信号は、光増幅部ＴＦＡに入力され、増幅媒体によって
光信号が増幅される。ＡＯＴＦ１を通過してきた光信号
は、ＡＯＴＦのロスのためパワーが弱くなっており、Ａ
ＯＴＦ２に入力してドロップされる光信号と、ＡＯＴＦ
１でドロップされた光信号との間にレベル差が生じてし
まうため、これを補償する必要があるのである。例え
ば、ＡＯＴＦ１つのロスは１０ｄＢ程度である。光増幅
部ＴＦＡで増幅された光信号はＡＯＴＦ２で、例えば、
奇数番目の波長の光信号が分岐され、残りの光信号はス
ルーしていく。

【００６０】ＡＯＴＦ１とＡＯＴＦ２で分岐されたドロ
ップすべき光信号は、２×２カプラで合波され、再び光
増幅部ＴＦＡで増幅され、トリビュータリ局へと送信さ
れる。一方、２×２カプラ１のもう一方のポートから
は、光アッテネータを介して光スペクトルモニタ部のス
ペクトルアナライザＳＡＵに入力され、ドロップされた
光信号の波長及びパワーが所定の基準を満たしているか
否かが検出される。

【００６１】ＡＯＴＦ２をスルーした光信号は、前述し
たように、偏波モード分散補償器ＰＭＤに入力され、偏
波モード分散が補償された後、光モニタ部を介してスイ
ッチ部ＰＳＷ２の２×２カプラ２に入力される。スイッ
チ部ＰＳＷ２の２×２カプラ２には、アド光信号も入力
される。アド光信号は、光増幅器ＰＷＡ１で増幅され、
トリビュータリ局からの伝送ロスによる損失が補償され
る。更に、分散補償ファイバＤＣＦによる分散が補償さ
れ、２×２カプラ２に入力される。２×２カプラ２で合
波されたスルー光信号とアド光信号は、冗長化のための
スイッチを介して、光増幅部ＰＷＡ２に入力され、ブー
スタＢＳＴ３、４からの励起光により増幅され、カプラ
で分岐される。大部分の光信号は、カプラから伝送路に
出力されるが、一部は光スペクトルモニタ部に送られ、
波長ずれや各波長の光信号のパワーが解析される。光増
幅部ＰＷＡ２による光信号の増幅は、ＯＡＤＭ装置全体
を通過することによるロスを補償するためのものであ
る。

【００６２】図６は、図５のＯＡＤＭ装置を使ったシス
テムにおけるトリビュータリ局の構成例を示した図であ
る。チューナブルフィルタモジュールＴＦＭでドロップ
された光信号は、トリビュータリ局の波長分波器で各波
長に分波される。同図の場合、波長λ１〜λ３２までの
３２波に分波されている。これらの各波長の光信号は、
既存光ネットワークの光電気変換部ＯＥで受信され電気
信号に変換された後、当該ネットワーク用の信号、例え
ば、１波光ネットワークの場合には、そのネットワーク
で使われている波長の光信号に変換され、伝送される。
一方、既存光ネットワーク等の信号出力部では、電気光
変換部ＥＯで電気信号が図５でドロップされた光信号の
波長λ１〜λ３２に変換されて、送出される。これらの
光信号は、アッテネータで相対的レベル調整が行われ、
合波器で合波されて、図５のＯＡＤＭ装置にアド光信号
として送出される。

【００６３】なお、同図では、ドロップ光信号の波長は
３２個あり、この３２個の波長全てが使用されているよ
うに示されているが、システムの構築当初では、これら
の波長を全て使用する必要はなく、一部の波長のみを使
用してもよい。この場合、図５のチューナブルフィルタ
モジュールＴＦＭでドロップされる波長も３２波以下に
設定される。

【００６４】また、同図のように、波長分波器で各波長
の光信号に分岐してしまうと、受信する波長を変えたい
という場合に、波長分波器が各波長に先に分波してしま
うので、対応するのが難しいという点が存在する。例え
ば、受信側で同じ波長の光信号を受信したいという場合
には、波長分波器の１つのポートから信号を分けなけれ
ばならず、そのような構成がシステム構築当初から設け
られていない場合には、１つのポートからの光信号を分
岐するカプラ等を新たに設けなくてはならない。

【００６５】図７、８は、ＡＯＴＦを用いたＯＡＤＭ装
置の具体的な構成の第２の例を示す図である。図７の構
成は、基本的に図５の構成と同様であるので、詳細な説
明は省略する。

【００６６】伝送路より入力される光信号は、光増幅部
ＩＬＡで増幅され、分散補償ファイバで分散が補償され
て、スイッチ部ＰＳＷ１に入力される。スイッチ部ＰＳ
Ｗ１は、前述したように、現用、予備の冗長化のための
構成である。スイッチ部ＰＳＷ１から出力された光信号
はチューナブルフィルタモジュールＴＦＭの光モニタ部
を通過し、ＡＯＴＦ１、ＡＯＴＦ２でドロップ光信号が
ドロップされて、２×２カプラ１に入力される。

【００６７】２×２カプラ１からの出力のうち一部は、
スペクトルアナライザＳＡＵに入力され、スペクトルが
解析される。２×２カプラ１で合波されたドロップ光信
号は光アンプで増幅された後、１×４カプラで分岐され
る。同図では、ドロップ光の波長数は４であるとしてい
るが、必ずしも４に限られるものではない。１×４カプ
ラで分岐された光信号は、全てのドロップ波長を含んで
おり、トリビュータリ局の受信部ＴＲＢ１のＡＯＴＦで
各波長が抽出される。ここでのＡＯＴＦは１×４カプラ
からの光信号の中から所望の波長を抽出する作用をして
おり、ドロップする光信号の波長を変える予定のない場
合には、通常のバンドパスフィルタも使用可能である。
ＡＯＴＦを使用するのは、本システムを使用するユーザ
の要望により柔軟に対応するためであり、ユーザの要望
としてシステム使用中にアド・ドロップする光信号の波
長を変えることは強く望まれることである。なお、波長
選択フィルタとしてのトリビュータリ局のＡＯＴＦは、
略記されているチューナブルフィルタコントローラＴＦ
Ｃによって制御される。同図の場合には、ＡＯＴＦが２
つしか設けられていないが、ドロップ光信号として４波
を使用する場合には、ＡＯＴＦを４つ使用する。

【００６８】ＡＯＴＦ１でドロップされなかったスルー
光は、偏波モード分散補償器ＰＭＤで偏波モード分散補
償されてから、光アンプに入力され、ＡＯＴＦ２に入力
される。このように、ＡＯＴＦを２段にしているのは、
前述したように、１つのＡＯＴＦでドロップすべき波長
の一部、例えば、偶数番目の波長の光信号をドロップ
し、もう１つのＡＯＴＦで残りの波長、例えば、奇数番
目の波長の光信号をドロップするようにしているもので
ある。これは、ＡＯＴＦの波長選択特性の半値幅が比較
的広いので、クロストークをできるだけさけるためにな
されている処置である。

【００６９】ＡＯＴＦ２をスルーした光信号は、再び、
偏波モード分散補償器ＰＭＤによって偏波モード分散が
補償されてから、光モニタを通過してスイッチ部ＰＳＷ
２の２×２カプラＣＰＬ２に入力され、アド光信号と合
波される。同図の場合、ドロップ光の波長が４波である
ので、アド光信号の波長も４つの同じ波長を使用する。
カプラＣＰＬ４には、１×８カプラが設けられており、
将来のアップグレードに対応できるように構成されてい
るが、現在使われているのは１〜４番のポートのみであ
る。カプラＣＰＬ４で合波された各波長のアド光信号
は、光アンプＰＷＡ１で増幅され、分散補償ファイバＤ
ＣＦで分散が補償されてから、スイッチ部ＰＳＷ２の２
×２カプラＣＰＬ２に入力される。そして、スルー光と
アド光が合波され、プロテクションスイッチ（現用、予
備を切り替えるスイッチ）を通過して、ＯＡＤＭ装置の
出力側の光アンプ部ＰＷＡ２に入力される。そして、光
アンプ部ＰＷＡ２に入力した光信号は、励起光源ＢＳＴ
３、ＢＳＴ４からエネルギーを与えられて、パワーが増
幅された後、カプラＣＰＬを介して伝送路に出力されて
いく。なお、カプラＣＰＬで分岐された一部の光信号
は、スペクトルアナライザユニットＳＡＵに送られ、Ｏ
ＡＤＭ装置から出力される光スペクトルの状態が解析さ
れ、ＯＡＤＭ装置が正常に動作しているか否かのモニタ
に使用される。

【００７０】図８は、トリビュータリ局のアド光送信側
の構成を示す図である。アド光信号送信部は、レーザバ
ンクと光変調部及び不図示の電気ＡＤＭ装置（Ｅ ＡＤ
Ｍ）からなっている。送信すべきデータは電気ＡＤＭ装
置から電気信号として送信されてきて、レーザバンクか
らの光を変調する駆動信号として使用される。

【００７１】レーザバンクは、複数の互いに異なる波長
の光を出力するレーザダイオードからなっており、これ
らがレーザダイオードユニットＬＤＵ＃１〜＃４に収納
されている。ここでも、障害発生時に対応するため冗長
化がなされており、レーザダイオードユニットＬＤＵ
は、現用（Work）と予備（Protection）とが用意されて
いる。また、アドする光信号の波長が１〜３２のいずれ
の波長にも変更可能なように、異なる波長を出力するレ
ーザダイオードが３２個設けられている。これらのレー
ザダイオードから出力される光は、合波器で合波され
て、１〜３２の波長の光が波長多重された光を生成す
る。レーザダイオードユニットが冗長化されているのに
対応して合波器も現用と予備が設けられている。

【００７２】合波器から出力された光は、光アンプ部で
増幅される。光アンプ部も冗長化されており、光アンプ
部の構成は、増幅媒体を２つ設け、その間にアッテネー
タを挟んだようになっている。これは、間にアッテネー
タを入れることによって、後段の増幅媒体への光の入射
強度を調整する作用を得る為である。増幅媒体で増幅さ
れた光信号は、カプラＣＰＬで一部が分岐されて、カプ
ラ部ＣＰＬ３に入力される。分岐された光信号は、スペ
クトルアナライザユニットＳＡＵＬに入力される。スペ
クトルアナライザユニットＳＡＵＬの構成は、スペクト
ルアナライザコントローラＳＡＵ ＣＮＴと、これに制
御されるスペクトルアナライザＳＡＵとからなってお
り、カプラＣＰＬはシステムのオペレータが手動でレー
ザバンクからの出力光の検査をする場合に必要な出力光
を光モニタポートに出力するものである。スペクトルア
ナライザユニットからの解析結果は略記されているレー
ザダイオード制御部ＬＤＣに送られ、レーザダイオード
を制御するのに使用される。同図に示されるように、ス
ペクトルアナライザユニットＳＡＵＬ及びレーザダイオ
ード制御部ＬＤＣも冗長化されている。

【００７３】このように、異なる波長のレーザダイオー
ドを複数用意し、これらの光を合波して使用するのは、
発振波長を可変できるレーザが非常に不安定で、発振波
長が精密に安定している必要のある光通信においては、
十分な機能を得られないからである。

【００７４】複数のレーザダイオードから出力された光
を合波したものは、光増幅器で増幅された後、カプラ部
ＣＰＬ３の１×８カプラに入力される。１×８カプラで
は、入力された光をアド光信号の波長として使う分だけ
分岐し、光変調部に送る。今の場合、アド・ドロップす
る光信号の波長は４つだけであるとしているので、実際
に光接続されているのは、１×８カプラの４つのポート
のみである。残りのポートは反対方向の通信回線用に設
けられている光変調器（不図示）に光を供給するために
使用される。

【００７５】１×８カプラの出力ポートに接続されたフ
ァイバは、アドする光信号の波長分設けられた変調器を
有する光変調部に送られる。同図では、内部構成は、１
つについてのみの記載となっているが、実際には、同じ
構成の変調装置が４つ設けられている。レーザバンクか
ら送られてきた光は波長選択部ＴＦＲ１の前段のＡＯＴ
Ｆで、先ず、アド光として使用する波長の光が選択され
る。この選択された波長の光は変調器部の変調器Ｍｏｄ
に入力される。一方、電気ＡＤＭからは、所定の波長の
光信号としてデータが送られてきて、受信器ＯＲで受信
され、電気信号に変換される。この電気信号は分配器で
分岐され、デジタルフリップフロップＤ−ＦＦと電気増
幅器を介して変調器Ｍｏｄに印加される。変調器Ｍｏｄ
は、この電気信号の印加を受けて、波長選択部の前段の
ＡＯＴＦで選択された波長の光信号を変調し、出力す
る。変調された光信号は１×２カプラで分岐され、一方
がコントローラで検出され、所望の変調が行われている
か否かが確かめられる。この検出の結果は、電気増幅器
にフィードバックされ、変調器Ｍｏｄが安定して動作す
るように調整される。

【００７６】このようにして、変調器Ｍｏｄで変調され
た光信号は、光アンプＰＯＡで増幅された後、波長選択
部の後段のＡＯＴＦに入力されてアド光信号として送出
される。ここで、光アンプＰＯＡで増幅した後に再びＡ
ＯＴＦを通過させるのは、光アンプＰＯＡで発生したノ
イズを除去するためのものであり、このＡＯＴＦは波長
選択部の前段のＡＯＴＦの選択波長と同じ波長を選択す
るように設定されているものである。

【００７７】なお、レーザバンクからの光の中からアド
するための光波長を選択するのに、選択波長固定型のフ
ィルタではなく、選択波長を可変できるＡＯＴＦを使用
するのは、アド・ドロップする光信号の波長を変えたい
ときに容易に対応できるようにするためである。

【００７８】また、波長選択部の前段のＡＯＴＦでアド
光信号に使用する波長を１波だけ最初に選ぶことによっ
て、変調器Ｍｏｄの後段の光アンプＰＯＡは、１波用の
アンプで良くなり、小型のアンプを使用することができ
る。前述したように、最初に変調をかけて、後に波長を
選択することも可能であるが、この場合には、変調器の
後段のアンプは波長多重光用の光アンプでなくてはなら
ず、大型になるとともに、高価になってしまう。

【００７９】図９、１０は、ＡＯＴＦを使ったＯＡＤＭ
装置の具体的構成の第３の例である。図９の場合、伝送
路が現用と予備に冗長化されている様子が描かれてい
る。後に説明するように、伝送路の冗長化にも種類があ
り、ＵＰＳＲ（uni-directional path switch ring)
や２ファイバ、４ファイバのＢＬＳＲ（bi-directional
line switch ring）等の構成がある。同図の場合、４
ファイバＢＬＳＲを前提にしており、伝送路（ＰＢ）と
記載されているのは、４ファイバのＢＬＳＲの場合の反
対方向の伝送路のＯＡＤＭ装置に設けられるＬＢスイッ
チへの伝送ケーブルを示し、伝送路（Ｐ）と記載されて
いるのは４ファイバＢＬＳＲの場合の反対方向の伝送路
のＯＡＤＭ装置に設けられる光１＋１プロテクションス
イッチ（１＋１ＳＷ）への光信号伝送ケーブルを示して
いる。これらは、伝送路及びＯＡＤＭ装置の冗長化の為
に設けられており、システムの冗長化については、後述
する。

【００８０】現用の伝送路から入ってきた光信号は、光
増幅部ＩＬＡで増幅されると共に、分散補償ファイバＤ
ＣＦによって分散が補償され、スイッチ部ＰＳＷ１に入
力される。スイッチ部ＰＳＷ１では、ＬＢスイッチと１
＋１スイッチとが設けられているが、ネットワークが２
ファイバのＢＬＳＲと４ファイバのＢＬＳＲのいずれを
使用しているかによって、いずれかのスイッチのみが設
けられる。

【００８１】スイッチ部ＰＳＷ１を通過した光信号は、
チューナブルフィルタモジュールで前述した作用によ
り、ドロップ光がドロップされ１×８カプラを有するカ
プラ部ＣＰＬ１に入力される。１×８カプラでは、ドロ
ップされた波長を全て含んでいる波長多重光信号を８つ
に分岐し、トリビュータリ局の受信部へと送信する。チ
ューナブルフィルタモジュールをスルーした光信号は、
スイッチ部ＰＳＷ２の２×２カプラに入力される。トリ
ビュータリ局から送信されてくるアド光信号は、カプラ
部ＣＰＬ４の１×８カプラで合波され、光アンプＰＷＡ
１で増幅される。そして、増幅された光信号は、分散補
償ファイバＤＣＦで分散補償され、スイッチ部ＰＳＷ２
の２×２カプラでスルー光と合波される。

【００８２】カプラ部ＣＰＬ４の１×８カプラの前段に
光モニタが各波長のアド光信号毎に設けられているが、
これは、カプラ部ＣＰＬ４がちゃんと装着されているか
否かをモニタするために設けられているものである。

【００８３】２×２カプラで合波されたスルー光とアド
光は、冗長化のために設けられた１＋１スイッチ、及
び、ＬＢスイッチを通過して、光アンプＰＷＡ２で増幅
されて、伝送路に送出される。

【００８４】図１０は、図９の具体例におけるトリビュ
ータリ局側の構成を示した図である。受信側では、ＯＡ
ＤＭ装置からドロップされ、分岐された光信号の数だけ
受信器ＴＲＢ＃１〜＃８（１）が設けられる。受信器Ｔ
ＲＢ＃１のみ内部構成が示されているので、これについ
て説明する。他の受信器ＴＲＢ＃２〜＃８（１）も同様
の構成である。

【００８５】先ず、ドロップされた光信号は８波からな
っており、この光信号が受信器ＴＲＢ＃１（１）に入力
されると、光アンプＡＭＰ１で増幅される。光アンプＡ
ＭＰ１は、励起光源ＢＳＴから励起光を受け取ってい
る。増幅された光信号は、カプラ部ＣＰＬ２の１×４カ
プラでドロップされた光信号の波長数分に分岐される。
ここでは、４つに分岐されている。次に、光信号の波長
変換を行うトランスポンダ＃１に入力される。詳細な構
成は省略されているが、トランスポンダは＃１〜＃４の
４つあり、それぞれ１×４カプラから出力される光信号
を受信する。

【００８６】トランスポンダ＃１に入力された光信号は
波長選択フィルタとしてのＡＯＴＦにより、１つの波長
の光信号が選択され、光受信器ＯＲによって電気信号に
変換される。この電気信号は、分配器で２つに分岐さ
れ、デジタルフリップフロップＤ−ＦＦおよび増幅器を
通って、変調器Ｍｏｄに印加される。変調器Ｍｏｄに
は、送信側のレーザバンクＬＤＢＫからの光が送信され
てきており、レーザバンクＬＤＢＫから送られる複数の
波長の中から適当な波長がＡＯＴＦ１で選択されて、入
力される。そして、ＡＯＴＦ１で選択された光信号は変
調器Ｍｏｄで変調されて出力される。出力された光信号
は、光アンプＰＯＡで増幅された後、ＡＯＴＦ２で増幅
器のノイズ成分が取り除かれ、他のネットワーク等に送
信される。このように、他のネットワークにデータを送
信する場合には、ドロップされた光信号のままでは伝送
できない可能性があるので、どのような波長にでも変換
できるようにトランスポンダが設けられている。また、
変調器Ｍｏｄの出力は１×２カプラで分岐され、コント
ローラに検出されて、変調器Ｍｏｄの動作を安定させる
ためにフィードバックがかけられる。

【００８７】このように、受信側のトランスポンダの動
作は、図８の光変調部のものと基本的に同じである。一
方、送信側では、不図示のレーザバンクＬＤＢＫから変
調に使うための光が送信されてくる。この光は、送信器
＃１〜＃８（２）のカプラ部ＣＰＬ５に入力される。入
力すると、先ず、カプラ部ＣＰＬ５がちゃんと接続され
ているか否かをモニタするための光モニタを通過し、次
に、１×８カプラで８つの光に分岐され、光アンプＡＭ
Ｐ＃１〜＃４によって増幅される。このうち、アド光信
号を生成するために使用されるのは、４つのみであり、
他の４つは、受信側のトランスポンダに光信号の波長変
換用光として送られる。

【００８８】レーザバンクからの光のうち、アド光信号
生成のために使われる４つの光は、トランスポンダ＃５
のＡＯＴＦ３に入力され、アド光信号生成のための波長
が選択され、変調器Ｍｏｄに送られる。アド光を変調す
べきデータは、他のネットワークから光信号で送信され
てきたものを光アンプＡＭＰ２で増幅し、１×４カプラ
で分岐した後、ＡＯＴＦ５で波長を選択し、光受信器Ｏ
Ｒで電気信号に変換する。この後の動作は、受信側のト
ランスポンダと同様なので説明を省略する。そして、Ａ
ＯＴＦ４から出力されるアド光信号は、同様に生成され
たトランスポンダ＃６〜＃８までの光信号と１×４カプ
ラで合波され、ＯＡＤＭ装置にアド光信号として送信さ
れる。

【００８９】図１１、１２は、ＡＯＴＦを使ったＯＡＤ
Ｍ装置の具体的構成の第４の例を示す図である。図１１
の構成は、図９の構成とほとんど同じなので、概略説明
する。なお、同図の場合には、アド側に結線がなされて
いないが、省略されているだけであって、実際には、ト
リビュータリ局のアド光信号送信側が接続されるべきも
のである。

【００９０】伝送路より入力した光信号は、光増幅器で
増幅され、分散補償ファイバで伝送路の分散が補償され
て、現用・予備切り替え用スイッチ部ＰＳＷ１に入力さ
れる。ここでの切り替えは、ネットワークが採用してい
る冗長構成によって変わるが、ここでは、４ファイバＢ
ＬＳＲを前提としている。スイッチ部ＰＳＷ１を通過し
た光信号はチューナブルフィルタモジュールでドロップ
光がドロップされ、ドロップ光信号は、１×８カプラで
トリビュータリ局の受信側へ送信される。スルー光信号
はそのままスイッチ部ＰＳＷ２の２×２カプラに入力さ
れる。アド光信号は、２×８カプラで合波された後、光
アンプＰＷＡ１で増幅され、分散補償ファイバＤＣＦで
分散補償された後、２×２カプラでスルー光と合波され
る。ここで、２×２カプラや２×８カプラはそれぞれ１
×２カプラや１×８カプラでもよく、ここで、出力ポー
トが１つ多いカプラを使っているのは、合波された光信
号の状態をモニタしようとするときのための便宜を考え
てのことである。従って、必ずしも２×２カプラや２×
８カプラを使用しなければならないことはない。

【００９１】アド光信号とスルー光信号とが合波された
光信号は、現用・予備を切り替えるためのスイッチ（１
＋１スイッチ及びＬＢスイッチ）を通過した後、光アン
プＰＷＡ２によって増幅され、伝送路に送出される。

【００９２】図１２は、トリビュータリ局の受信側構成
の変形例を示した図である。受信部ＴＲＢ＃１は、トリ
ビュータリ局の次段に接続するネットワークが単波長ネ
ットワークの場合の構成である。ＯＡＤＭ装置からドロ
ップされてきたドロップ光信号は、光アンプＡＭＰで増
幅された後、カプラ部ＣＰＬ２の１×４カプラで４つに
分岐される。ここで、分岐する数が４であるのは、ＯＡ
ＤＭ装置でドロップする波長の数が４であるとしている
からである。１×４カプラで分岐された光信号は、それ
ぞれに設けられているＡＯＴＦに送られ、それぞれの波
長の光信号が選択される。各波長λ１〜λ４の光信号が
選択されると、これらは、そのまま単波長ネットワーク
にそのまま送信される。なお、単波長ネットワークがサ
ポートする光信号の波長がドロップされた光信号の波長
でないときには、単波長ネットワークに接続する前段に
波長変換を行うトランスポンダを設けて、サポートされ
ている波長で光信号を送信するようにする。

【００９３】受信部ＴＲＢ＃２は、トリビュータリ局の
次段に接続するネットワークが多波長ネットワークであ
るが、４波までの波長多重システムである場合を示して
いる。ＯＡＤＭ装置からドロップされてきたドロップ光
信号は、光アンプＡＭＰで増幅された後、１×４カプラ
で４つに分岐され、１×４カプラの出力ポート毎に設け
られた波長選択部ＴＦＲ＃１〜＃４に入力される。ＡＯ
ＴＦはドロップ光信号の中から１波のみを抽出される。
抽出された光信号は、単波長用の光アンプＰＯＡで増幅
され、再びＡＯＴＦに入力される。後段のＡＯＴＦは、
前述したように、光アンプＰＯＡのノイズを除去するた
めのものである。このようにして、波長選択部ＴＦＲ＃
１〜＃４で抽出されたドロップ光信号は２×４カプラで
合波され、波長多重ネットワークに送信される。もちろ
ん、ドロップされたままの波長を次段の波長多重ネット
ワークがサポートしていない場合には、トランスポンダ
を介して、波長を変換して接続するようにする。

【００９４】受信部ＴＲＢ＃８は、４波以上の波長多重
光信号をサポートしているネットワークに接続する場合
のトリビュータリ局の構成を示している。４波以上のド
ロップ光信号の波長を選択する場合には、ＯＡＤＭ装置
に使用されているように、ＡＯＴＦを２段に使って、波
長を選択するようにする。ＡＯＴＦはチューナブルフィ
ルタドライバＴＦＤによって駆動される。ＯＡＤＭ装置
でドロップされた光信号は、全て２段のＡＯＴＦによっ
て選択されるので、２段目のＡＯＴＦのスルーポートに
は、原理的にノイズ以外は光信号は出てこない。従っ
て、２段目のＡＯＴＦのスルーポートから出力される光
は破棄する。その他の構成及び、動作は、ＯＡＤＭ装置
のＡＯＴＦによる光信号のドロップのための構成及び動
作と同じなので、説明を省略する。

【００９５】このようにして、選択された波長のドロッ
プ光信号は、２×２カプラで合波され、増幅されて、次
段の波長多重ネットワークに送信される。尚、前述の通
り、次段のネットワークがドロップされたままの光信号
の波長をサポートしない、あるいは、別の光信号を使用
している場合には、波長変換して次段のネットワークに
送信する。

【００９６】図１３は、アド光信号を生成するための光
を供給するために使用されるレーザバンクの構成及び概
念を説明する図である。任意波長型のＯＡＤＭシステム
を構築するためには、任意の波長の光信号をドロップで
きるだけではなく、対応する任意の波長の光信号をアド
できなくてはならない。そのためには、トリビュータリ
局側で任意の波長の光信号を生成できなくてはならない
ので、波長を任意に変えることのできる光源が必要であ
る。しかし、現在光源として広く使われているレーザダ
イオードは、波長を変えることが難しい。というのも、
もともとレーザというのは、発光媒体を反射鏡で挟ん
で、反射鏡間で光を往復させる間に強度の強い光を放出
するという構成をとっており、発振波長はこの発光媒体
の特性と、反射鏡間の光学的距離に依存する。特に、同
じレーザで異なる波長を発振させようとする場合には、
反射鏡間の光学的距離を変えなくてはならないが、この
方法があまりないというのが現状である。現状考えられ
る光学的距離の変更の仕方は、反射鏡の位置を機械的に
移動させるか、温度を上下して、発光媒体の屈折率を変
化させるというぐらいである。反射鏡を機械的に動かす
のは、レーザが可動部を有することになるので、反射鏡
の位置が狂いやすく、安定したレーザ発振を行うことが
できない。また、温度を上下して波長を変化させる場合
には、レーザの構成に可動部がないので、安定した発振
はできるが、温度上昇などによる波長の変化が小さいの
で、波長多重システムのグリッド全体をカバーすること
はできない。

【００９７】そこで、本実施形態では、使用する可能性
のある全ての波長を発振波長とする個々のレーザダイオ
ードを用意しておき、これらが発振するレーザ光を束ね
て１つの光とし、これを様々な所に使用することとし
た。

【００９８】レーザバンクの構成は、同図に示されてい
る通りであり、波長λ１〜λｎをそれぞれ発振波長とす
るレーザダイオード１３９を設け、それぞれに発振させ
る。それぞれが発振する波長は、スペクトルモニタ１３
３で監視され、予め定められている基準波長値と比較
し、ずれが生じた場合には、発振波長にずれの生じたレ
ーザダイオード１３９の駆動電流あるいは温度を調整し
て、発振波長が所定の値になるように調整される。

【００９９】各レーザダイオード１３９が発振する光信
号は、合波器１３８で合波され、１つの光とされる。そ
して、光アンプ１３６で増幅され、分配器１３１で必要
な数だけ分岐される。

【０１００】この光を使用する場合には、ＡＯＴＦ等の
チューナブルフィルタ１３２、あるいは、使用する波長
が固定しているのであれば、選択波長の固定されている
バンドパスフィルタ等で必要な波長をレーザバンクから
の光から抽出し、外部変調器１３５で変調をかけ、光ア
ンプ１３７で増幅して送出する。

【０１０１】このように、複数の波長の異なる光源の光
を合波して、これを利用するようにすれば、光源の発振
している波長の光であれば、どの波長であってもフィル
タで抽出して使うことができる。特に、波長分割多重通
信システムでは、各チャネルの光信号の波長がＩＴＵ−
Ｔの勧告で規定されているので、それ以外の波長を任意
に使用することはないと考えてよいので、レーザバンク
を使用すれば十分である。

【０１０２】図１４〜図２０は、ＯＡＤＭ装置における
ドロップ用ＡＯＴＦの制御方法を説明する図である。な
お、図にはＡＯＴＦが１つしか記載されていないが、前
述したようなＡＯＴＦを２つ用いる場合も同様である。

【０１０３】図１４は、ＯＡＤＭ装置を含むＯＡＤＭシ
ステムの初期状態を示している。入力側から例えば、３
２波の波長多重光信号が送信されてきた場合に、まだ、
システムが稼動する前は、光信号がどこにも出力されな
い状態が好ましい。そこで、ＯＡＤＭ装置のＡＯＴＦ１
４０は、３２波全ての波長を選択するように、ＲＦ信号
発振器からＲＦ信号をＡＯＴＦ１４０に印加する。する
と、入力側から入力された３２波全ての波長はドロップ
されてしまい、スルー側（出力側）には光信号が出力さ
れない。従って、３２波全ての光信号は、トリビュータ
リ局側へ送信される。トリビュータリ局では、送信され
てきた光信号を光カプラ１４２で分岐し、各波長の光信
号を選択するＡＯＴＦ１４３に送る。通常動作時では、
ＡＯＴＦ１４３は、ドロップすべき波長を選択するので
あるが、初期状態では、ＡＯＴＦ１４３に入力側から伝
送されてきた３２波の光信号からは、漏れ光等が生じな
い程度に十分離れた位置を選択波長とするようなＲＦ信
号を入力する。このようにすれば、３２波の内、ＡＯＴ
Ｆ１４３で選択される波長がないので、光受信器１４４
に送信される光信号は存在しない。このように、システ
ムの初期状態では、全てのパスが閉じられ、どこも光信
号を受信しない状態となる。

【０１０４】なお、ＡＯＴＦ１４３は、常に１波長を選
択するためのＲＦ信号が印加されるので、光信号を選択
しない場合にも、３２波以外の場所を１つ選択するよう
なＲＦ信号を印加しておく。これにより、ＡＯＴＦ１４
３に印加されるＲＦ信号のパワーが光信号を選択する場
合もしない場合も同じになり、ＡＯＴＦ１４３の動作を
安定化させることができる。

【０１０５】図１５は、ＯＡＤＭ装置によるドロップが
行われない場合のＡＯＴＦの制御方法を示している。ス
ルーする場合には、ＡＯＴＦ１４０には、３２波の波長
以外の場所に選択波長を設定するようなＲＦ信号をＲＦ
信号発振器１４１で生成して、印加するようにする。Ｒ
Ｆ信号は光信号は選択しないが、３２個の波長を選択す
るような３２個の周波数からなるＲＦ信号が印加され
る。これは、図１４のとき、ＡＯＴＦ１４０に３２波分
のＲＦ信号が印加されていたので、ＡＯＴＦ１４０の特
性をあまり大きく変えないようにするため、わざと３２
個の周波数のＲＦ信号を印加しているのである。

【０１０６】これにより、３２波全ての光信号はスルー
側（出力側）に送信される。トリビュータリ局側には、
光信号はドロップされない。したがって、光カプラ１４
２にも光信号は入力されないが、ＡＯＴＦ１４３には、
３２波以外の波長位置を選択するようなＲＦ信号を印加
しておく。このＲＦ信号は１波のみを選択するような、
１個の周波数からなるＲＦ信号である。これは、前述し
たように、ＡＯＴＦ１４３の動作が、ＲＦ信号のパワー
の変化によって変わってしまわないようにするためであ
る。従って、光受信器１４４では光信号は検出されな
い。

【０１０７】図１６は、ＯＡＤＭ装置でドロップはしな
いが、入力される光信号が波長毎に異なるパワーを有し
ている場合のＡＯＴＦの制御方法を説明する図である。
なお、同図では、波長がλ１〜λ３２に行くに従ってパ
ワーが大きくなる、いわゆる、チルトが起きている場合
のみを示しているが、各波長のパワーが全くバラバラで
も同じ作用を得ることができる。

【０１０８】すなわち、ＡＯＴＦ１４０に印加されるＲ
Ｆ信号のパワーの違いにより、ドロップされる光信号の
パワーも異なってくるので、ＲＦ発振器１４１からは、
パワーの大きい波長の光信号をより多くドロップするよ
うにし、パワーの小さい波長の光信号はより少なくドロ
ップ、あるいは、全くドロップしないようにする。この
ようにすることによって、スルー側（出力側）に出てく
る光信号はパワーが揃って出てくるようになる。一方、
トリビュータリ局側には、ＡＯＴＦ１４０に入力された
時のパワーに応じた量のドロップ光が表れることにな
る。この光は、光アンプで増幅されたり、光カプラ１４
２で分岐されるが、ＡＯＴＦ１４３の選択波長を３２波
の波長域から十分離れた位置に設定することにより、Ａ
ＯＴＦ１４３からは光信号が出力されない。従って、光
受信器１４４では、光信号を受け取ることが無く、ドロ
ップ動作は行われないことになる。

【０１０９】このように、ＡＯＴＦ１４０を波長をドロ
ップする為だけに使うのではなくて、波長毎のパワーの
違いをなくすために使用することによって、システムの
伝送品質の向上に役立てることができる。

【０１１０】なお、ＡＯＴＦ１４０には、やはり、常に
３２個分の波長を選択するための３２個の周波数のＲＦ
信号を印加するようにしておき、ＡＯＴＦ１４３には、
１波のみを選択す為の１個の周波数のＲＦ信号を印加す
るようにしておく。これにより、ＡＯＴＦ１４０及び１
４３の動作を波長を選択するか否か、あるいは、選択す
る波長の数によらず、安定させることができる。

【０１１１】なお、上記した波長毎のパワーの違いを補
償する動作は、制御ＣＰＵを設けておいて、ソフトウェ
アで行うようにしてもよい。図１７は、ＯＡＤＭ装置で
ドロップを行う場合の各ＡＯＴＦの制御方法を説明する
図である。

【０１１２】ここでは、波長λ１〜λ３２の内、λ２と
λ３２のみをドロップする場合を考える。入力側から３
２波の光信号が入力されると、ＡＯＴＦ１４０には、波
長λ２とλ３２とを選択するようなＲＦ信号が印加され
ると共に、ＡＯＴＦ１４０の動作を安定化させるため
に、３２波の光信号の波長から十分離れた位置に３０波
を選択するような３０個の周波数のＲＦ信号をＲＦ信号
発振器１４１で生成して、印加しておく。これにより、
ＡＯＴＦ１４０に印加されるＲＦ信号は３２波分を選択
するものとなるが、実際にドロップされる光信号は波長
λ２とλ３２のみである。残りの波長の光信号はスルー
側（出力側）へ送出される。

【０１１３】ドロップされた波長λ２とλ３２は、トリ
ビュータリ局側へ送られ、光カプラ１４２で分岐され、
ＡＯＴＦ１４３に入力される。ＡＯＴＦ１４３は、１波
のみを選択するように１波のみを選択するための１つの
周波数のＲＦ信号が印加される。ＡＯＴＦ１４３の一方
は、波長λ２を選択し、もう一方は波長λ３２を選択す
る。このようにして、光受信器１４４の一方では、波長
λ２の光信号が受信され、もう一方では、波長λ３２の
光信号が受信される。

【０１１４】このように、ＡＯＴＦ１４０と１４３に
は、常に同じパワーのＲＦ信号を印加するようにしてお
き、ＡＯＴＦの動作の安定を図る。また、波長多重され
た光信号間のパワーの違いを抑える働きも持たせること
ができる。

【０１１５】図１８は、トリビュータリ局側での選択波
長のトラッキングについて説明する図である。ＯＡＤＭ
装置のＡＯＴＦ１８０からドロップされた光信号は光カ
プラ１８１でドロップされた波長数分（同図では４波）
に分岐され、ＡＯＴＦ１８２で各波長が選択される。し
かし、温度変化やＲＦ信号の周波数のずれなどにより、
ドロップされた光信号の波長とＡＯＴＦ１８２の選択波
長とがずれることがある。従って、ＡＯＴＦ１８２で選
択された光信号を監視し、光信号の波長とＡＯＴＦ１８
２の選択波長とを一致させる必要がある。そこで、ＡＯ
ＴＦ１８２の後段に例えば、１０：１カプラ１８３を設
け、大半を光受信器で受信すると共に、一部をフォトダ
イオードＰＤ１８５でパワーを検出して、その結果をト
ラッキング回路１８６に送るようにする。トラッキング
回路１８６では、ＡＯＴＦ１８２に印加するＲＦ信号の
周波数を僅かに変えて、あるいは、ＡＯＴＦ１８２に印
加するＲＦ信号のベースの周波数に低周波成分を重畳
し、ＰＤ１８５で受信される光信号のパワーの変化を検
出し、各ＰＤ１８５で受信する光信号のパワーが最も大
きくなるように制御する。これは、ＲＦ信号の周波数を
大きいほうと小さいほうに振るように僅かにずらしたと
き、周波数の大きいほうに振ったときと小さいほうに振
ったときの両方でＰＤ１８５で受信する光信号のパワー
が小さくなれば、中心の周波数のとき光信号の受信パワ
ーが最大であることを示す。トラッキング回路１８６
は、このような状態を検出するようにＲＦ信号を調整し
て、トラッキングを行う。

【０１１６】図１９は、ＯＡＤＭシステムのＡＯＴＦの
全体の制御を示す図である。同図で、図１８と同じ番号
のついているものは同じものなので詳しい説明を省略す
る。

【０１１７】ＯＡＤＭ装置のＡＯＴＦ１８０でドロップ
された光信号が光カプラ１９４で分岐され、１×４光ス
イッチを介して光スペクトルモニタ１９２に入力されて
いる。これは、ＯＡＤＭ装置のＡＯＴＦ１８０が光信号
の波長を選択する場合に、適切に、ドロップすべき光信
号の波長にマッチした動作を行っているか否かを検出す
るためのものである。すなわち、ドロップすべき光信号
の波長とＡＯＴＦ１８０の選択波長特性とがずれている
場合には、ドロップすべき光信号のスペクトルを完全に
ドロップすることができず、光信号に波形劣化などを引
き起こして好ましくないので、ＡＯＴＦ１８０に印加す
るＲＦ信号の周波数とパワーを制御するためである。光
スペクトルモニタ１９２の解析結果は、ＯＡＤＭ装置制
御ＣＰＵ１９３に入力され、ＡＯＴＦ１８０が適切に動
作するようにＲＦ信号の制御信号が出力される。

【０１１８】また、図１８で説明したトラッキング回路
１８６もＯＡＤＭ装置制御ＣＰＵと情報を交換し、ＡＯ
ＴＦ１８２を適切に動作するように制御する。トリビュ
ータリ局のアド光信号生成側では、ＬＤバンク２０２か
ら出力された光が、光カプラ２０１によって分岐され、
ＡＯＴＦ２００によって波長選択されるが、この波長選
択も適切に行われているか否かを監視し、ＡＯＴＦ２０
０を制御するために、光カプラ１９９で光を分岐し、Ｐ
Ｄ１９８で受光して結果をトラッキング回路２０３に入
力する。トラッキング回路２０３はＯＡＤＭ装置制御Ｃ
ＰＵ１９３と情報を交換しながら、図１８で説明した処
理と同様の処理により、ＡＯＴＦ２００をトラッキング
する。光カプラ１９９から出力された光は、光変調器１
９７によって変調され、次段で増幅された後、ＡＯＴＦ
１９６で波長選択を受ける。このＡＯＴＦ１９６は、Ａ
ＯＴＦ２００と同じ選択波長を有する必要があるので、
トラッキング回路２０３が得た情報をＯＡＤＭ装置制御
ＣＰＵ１９３が取得し、直接ＡＯＴＦ１９６に印加され
るＲＦ信号を制御する。これにより、ＡＯＴＦ１９６と
ＡＯＴＦ２００は同じ波長選択特性を有することにな
り、同じ波長の光信号を適切に選択することができる。
ＡＯＴＦ１９６を通過した光信号は、アド光信号として
光カプラ１９５で合波され、途中分散補償ファイバで分
散補償されて、ＡＯＴＦ１８０をスルーした光信号と光
カプラ１９０で合波される。

【０１１９】アド光信号が合波された光信号は、増幅さ
れると共に、アド光信号が正常にアドされているか否か
を検出するために、光カプラ１９１で分岐され、１×４
光スイッチ２０４を介して光スペクトルアナライザ１９
２で解析される。この結果は、ＯＡＤＭ装置制御ＣＰＵ
１９３で制御信号生成に使用され、ＡＯＴＦ１８０やＡ
ＯＴＦ１９６、あるいは、トラッキング回路２０３を介
してＡＯＴＦ２００を制御する。

【０１２０】１×４光スイッチ２０４には、逆方向伝送
用のＯＡＤＭ装置及びトリビュータリ局からの光信号も
入力され、順次切り替えて光スペクトルモニタ１９２に
入力するようにしている。これは、光スペクトルモニタ
１９２が高価で、且つ、大型であるため、各所にそれぞ
れ設けるのはコスト的にも小型化にも好ましくないから
である。そのかわり、光スペクトルモニタ１９２は、光
スペクトルの解析とデータの送出とを並列に行うことが
できるように構成されており、１つの光信号のスペクト
ルの解析が終わったら、データの送出を待たずに、次の
光信号のスペクトルの解析を始めることができるように
なっている。通常、光スペクトルモニタ１９２において
は、光信号のスペクトルの分析とデータの送出とが同じ
位の時間だけかかるので、データの送出を待ってから次
の光信号の解析を始めるのは測定時間を長引かせ効率的
でない。そこで、１×４光スイッチ２０４を、光スペク
トルモニタ１９２が光信号のスペクトル解析が終わった
ら、次の光信号に切り替えるように制御する。

【０１２１】なお、ＯＡＤＭ装置制御ＣＰＵ１９３は、
内部にＲＯＭを持ち、ＡＯＴＦ１８０がドロップする時
に、ＡＯＴＦ１８０に印加するＲＦ信号のデータ、スル
ー時のＲＦ信号データなど複数のＲＦ信号の印加状態を
蓄積しておく。このＲＯＭのデータを用いてＡＯＴＦ１
８０に印加するＲＦ信号の発振周波数の設定値を変更す
ることで、瞬時に所定のＲＦ周波数とパワーを印加する
ことを可能としている。

【０１２２】ＡＯＴＦの全体制御において、動作シーケ
ンスは以下のようにする。すなわち、ＡＯＴＦ１８２を
最初に駆動し、動作が安定したら、次にＡＯＴＦ１８０
を駆動する。ＡＯＴＦ１８０の動作が安定したら、光受
信器１８４でドロップ光信号を受信する。次にＡＯＴＦ
１９６、２００を駆動し、動作が安定したら、光変調器
１９７を駆動し、アド光信号を送出する。

【０１２３】図２０は、ＡＯＴＦへのＲＦ信号の印加の
仕方を説明する図である。ＡＯＴＦに突然ＲＦ信号を印
加すると、対応する光信号が突然選択され、出力され
る。ところで、ＡＯＴＦはロスが大きいので、通常ＡＯ
ＴＦの後段に光アンプが挿入される。この構成におい
て、ＡＯＴＦが突然光信号を選択し、光アンプに急に強
度の大きい光が入力されると、光サージ現象が起きてし
まう。これを防ぐためには、光アンプに入力される光が
５０〜６０ｍｓの時間をかけて立ち上がる必要がある。
そこで、ＲＦ信号のパワーを５０〜６０ｍｓかけて徐々
にいっぱいのパワーまで上げるようにする。このように
すれば、ＡＯＴＦで選択される光のパワーはＲＦ信号の
パワーに一対一に対応するので、光も５０〜６０ｍｓか
けて立ち上がるようになる。ＲＦ信号の立上げ方として
は、アナログ的に滑らかに上昇させる方法もあるが、デ
ジタル制御することを考え、５０〜６０ｍｓをｎ（ｎは
自然数）ステップに分けてＲＦ信号を上昇させるように
する。ｎは、設計時に回路をできるだけ簡単化しながら
最適な効果が得られるように設定されるべきものであ
る。

【０１２４】以上説明したような、ＡＯＴＦを用いたＯ
ＡＤＭでは、次のようなアップグレードが可能である。
即ち、ＯＡＤＭの初期導入時には、アドするチャネル
（波長）及びドロップするチャネル（波長）を固定して
おき、チャネル固定型のＯＡＤＭとして運用する。この
場合、ＡＯＴＦ１０に印加するＲＦ信号周波数ｆ１、ｆ
２、・・・ｆｎを固定することによって実現できる。ア
ド／ドロップするチャネルが固定であるため原理的には
ＲＦ信号周波数を変化する必要がなく、制御が容易であ
る。

【０１２５】次に、任意のチャネル（波長）をアド／ド
ロップする機能を有する任意波長型のＯＡＤＭが要求さ
れる場合には、ＡＯＴＦ１０に印加するＲＦ信号周波数
ｆ１、ｆ２、・・・ｆｎを可変にする機能を設けるだけ
で実現できる。例えば、図１において、ドロップするチ
ャネルを変更する場合には、ＡＯＴＦ１０に印加するＲ
Ｆ信号周波数を変更するチャネル（波長）に合わせて変
更すればよい。また、アドするチャネルを変更する場合
には、ＬＤ１９、８×８カプラから構成されるレーザバ
ンクを設け、８×８カプラから出力されるＷＤＭ光（波
長多重された光）から選択する波長をＡＯＴＦ１４でチ
ューニングすれば良い。この場合は、ＡＯＴＦ１４に印
加するＲＦ信号周波数を選択する波長に合わせて変化さ
せれば良い。

【０１２６】このように、ＡＯＴＦ及びレーザバンクを
用いることにより、ＯＡＤＭのハードウェアをほとんど
変更することなく固定波長型から任意波長型へのアップ
グレードが可能となる。

【０１２７】図２１は、ＡＯＴＦの構成を示す図であ
る。ＡＯＴＦは、ニオブ酸リチウムの基板に同図太線の
ように光導波路を形成し、導波路の交叉する部分に偏光
ビームスプリッタＰＢＳを設けている。ＲＦ信号は、Ｉ
ＤＴ（inter digital transducer）と呼ばれる、櫛を
交互にかみ合わせたような電極に印加される。ＩＤＴに
所定の周波数のＲＦ信号が印加されると、弾性表面波
（ＳＡＷ）が発生し、基板の表面を伝播する。このＳＡ
Ｗが伝播することによる影響は、基板内部の光導波路に
もおよび、屈折率を周期的に変化させて、基板内部に薄
い波長板のような構造を形成する。ＳＡＷガイドは、基
板表面に貼り付けられた金属膜であり、ＳＡＷはこのガ
イドに沿って進行する。

【０１２８】光入力から入力される光信号は、ＴＥモー
ドとＴＭモードとが混在したものであるが、ＰＢＳ１で
ＴＭモードとＴＥモードに分かれて別々の導波路を伝播
する。ここで、入力された光信号のうち、ＳＡＷとちょ
うど相互作用する波長の光があると、上記した、薄い波
長板の作用により、ＴＥモードとＴＭモードとが入れ替
わる。従って、ＰＢＳ２での当該波長の進行方向が変わ
り、ドロップ光信号として出力される。一方、ＳＡＷと
ちょうど相互作用する波長以外の波長の光は、ＳＡＷの
影響がランダムに働き、ＴＥモードとＴＭモードの入れ
換えが起こらない。従って、そのような波長の光は光出
力へスルー光として出力される。

【０１２９】同様に、同図のアド光信号が入力される
と、ＰＢＳ１でＴＥモードとＴＭモードとに分岐されて
進むが、アド光信号はドロップ光信号と同じ波長を有し
ているので、ＳＡＷと相互作用し、ＴＥモードとＴＭモ
ードとが入れ替わって、光出力として送出される。この
ようにして、光信号のアド動作が行われる。

【０１３０】ところで、ニオブ酸リチウムは、複屈折の
特性を有しているので、ＴＥモードの伝搬速度とＴＭモ
ードの伝搬速度は導波路内で異なってしまう。従って、
モード変換を受けない波長の光は偏波モード分散を受け
たまま光出力として送出されてしまう。一方、モード変
換を受ける波長の光は導波路内でほぼ同じ時間ＴＥモー
ドとＴＭモードでいるので、両方のモードで伝播する光
学的長さが同じとなり、偏波モード分散は打ち消されて
出力される。

【０１３１】なお、このようなＡＯＴＦにおいては、導
波路のパラメータ（長さ等）を適切に選んでやると、ロ
スを小さくしたり、選択特性の波長幅を狭くすることが
できる。選択特性の波長幅を狭くすることにより、クロ
ストークを小さくすることができる。また、ＳＡＷガイ
ドを斜めに配置したことによっても、波長選択特性のサ
イドローブを小さくすることができたり、ＲＦ信号のパ
ワーが少なくて済むなどの効果が得られる。また、ＰＢ
Ｓを工夫することにより、ロスの偏波依存性をなくすこ
とができる。

【０１３２】図２２は、図２１のＡＯＴＦの透過特性を
示した図である。同図には、ドロップポートの波長選択
特性あるいは透過特性を示している。同図に示されるよ
うに、サイドローブが多く形成され、半値幅（ＦＷＨ
Ｍ）も０．６５ｎｍとなっている。従って、図２１の構
成では、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６９２で規定される０．８ｎ
ｍ間隔のグリッドに配置される波長をクロストークを少
なくして、選択するのは困難である。

【０１３３】図２３は、図２１のＡＯＴＦを３段モノリ
シックに基板上に構成し、同一周波数のＳＡＷで波長選
択した場合の波長選択特性である。１段のＡＯＴＦの半
値幅が０．６５であるものを３段カスケードに接続する
と、波長選択特性の幅が広がっているのが同図（ａ）か
らわかる。同図（ａ）を拡大したものが同図（ｂ）であ
り、半値幅が０．３９ｎｍとなっていることが分かる。
これによれば、０．８ｎｍ間隔のグリッドに配置されて
いる光信号を選択することが精度良くできるようになる
と共に、サイドローブの位置を調整することによって、
クロストークをよくすることができる。

【０１３４】従って、図５〜図１２で説明したＯＡＤＭ
装置に使われているＡＯＴＦは全て、３段のＡＯＴＦを
モノリシックに形成し、同一周波数のＳＡＷで波長選択
動作を行わせている構成を前提にしている。

【０１３５】図２４は、ＡＯＴＦの温度依存性に対する
対応技術を説明する図である。ＡＯＴＦは温度に敏感で
あり、１℃温度が上がると選択波長が０．７３ｎｍずれ
てしまう。ＷＤＭシステムにおいては、０．８ｎｍ間隔
で隣のチャネルの光信号が配置されていることを考える
と、ＡＯＴＦは温度が１℃上がっただけで、隣のグリッ
ドの波長を選択してしまうような特性を有している。従
って、ＡＯＴＦをＷＤＭシステムのＯＡＤＭ装置に使用
する場合には、温度変化に対するフィードバックをＲＦ
信号あるいは温度制御装置にかける必要がある。温度制
御装置を設けてＡＯＴＦの温度を一定に保とうとして
も、ペルチェ素子等をＡＯＴＦの表面以外に設けてしま
えば、温度勾配が生じるために表面の温度を正確に一定
にすることは難しい。また、直接表面の温度を制御する
ことも考えられるが、構造上ペルチェ素子等温度を上下
する素子をＡＯＴＦの表面に設けることは難しい。ま
た、温度センサもＡＯＴＦの表面の温度を正確に測らな
ければならないので、従来の温度センサでは、その設置
方法も難しい。しかし、ＳＡＷがＡＯＴＦの表面を伝播
するものであって、ＡＯＴＦの表面の温度に一番影響を
受けることから表面の温度を何らかの方法で正確に検出
し、表面の温度に対応した適切なフィードバックをかけ
る必要がある。

【０１３６】そこで、本実施形態では、共振器の発振周
波数が温度により敏感に変化することを利用して、ＡＯ
ＴＦの表面に共振器を作成して表面の温度を測定する。
その構成を示したのが、図２４である。

【０１３７】３段構成のＡＯＴＦの横の基板の表面上に
周期Λ、対数ＮのＩＤＴを設け、共振器を構成する。発
振回路２４０は、共振器用ＩＤＴを発振させるように信
号を送信し、共振器を共振させる。周波数カウンタ２４
１は、発振回路２４０から発振された信号の周波数の
内、共振器が共振を起こした周波数をカウントし、その
周波数からＡＯＴＦの表面温度を取得する。表面温度の
情報は、フィードバックとしてＡＯＴＦのＩＤＴにＲＦ
信号を送信する駆動回路２４２に送られる。駆動回路２
４２は、温度の変化による選択波長のずれを計算して、
ＡＯＴＦに印加するＲＦ信号の周波数を制御し、ＡＯＴ
Ｆが正確に所望の波長の光信号を選択できるように調整
する。

【０１３８】図２５は、共振器の温度依存性を示す図で
ある。同図によれば、ＩＤＴの周期が２０μｍ、対数が
２００本の場合、２０℃〜７０℃の広い範囲で、周波数
の変化がほぼ直線となっていることが分かる。同図によ
れば、共振器の温度係数は、−１４．１ｋＨｚ／℃であ
る。共振器の周波数は電気回路で検出すれば良いが、通
常の共振器の共振周波数を１８０ＭＨｚとして、１秒ゲ
ートを使用して共振器の共振周波数を計測したとする
と、１万分の１の精度で温度を測定できることになる。

【０１３９】従って、上記技術によれば、ＡＯＴＦの表
面温度を非常に精度良く測定することができるので、測
定された共振周波数に基づいて、ＲＦ信号の周波数を調
整してやれば、精度の良い透過特性の制御を行うことが
できる。

【０１４０】なお、上記では、ＡＯＴＦの温度変化によ
る選択波長の変化をＲＦ信号の周波数を変えることで補
償する点について述べたが、ＡＯＴＦの温度を制御する
ことによって、選択波長を制御することも可能である。
この場合、ペルチェ素子をＡＯＴＦの表面に近い位置に
配置し、温度を変化させることによって選択波長を制御
する。この場合、ＲＦ信号で制御するのとは異なり、選
択波長全てをスライドするように波長シフトできるの
で、経時劣化などによって、選択波長全体がずれを起こ
している場合などに有効に使用できる。

【０１４１】図２６、２７は、３段構成のＡＯＴＦの選
択特性の揺らぎと揺らぎ防止対策を説明する図である。
図２６、２７において、ＡＯＴＦによる選択波長は４つ
とし、３段構成のＡＯＴＦの各段に、同じ周波数成分を
持つＳＡＷを発生させて、波長選択させる場合を前提と
している。ＡＯＴＦに生成されるＳＡＷは理想的な正弦
波ではないので、揺らぎが生じる。従って、周波数成分
にサイドローブが生じ、これにより、選択される波長に
クロストークを生じる。ＡＯＴＦで選択する波長が互い
に離れている場合には、サイドローブが非常に小さくな
るので、クロストークの発生は無視できる程度となる
が、互いに近接している場合には、クロストークによ
り、出力される光信号のパワーがビートを生じてしま
う。また、ＡＯＴＦのＳＡＷは定在波とはなっておら
ず、進行波としてＡＯＴＦ上を進行しているので、光信
号にドップラー効果による波長シフトを生じる。そこ
で、本実施形態では、ＡＯＴＦに印加するＲＦ信号の位
相を制御して、ビート等を打ち消すようにする。図２６
は、３段構成のＡＯＴＦの格段に生じるＳＡＷの位相差
がない場合を示している。同図（ａ）は、４つのチャネ
ルを選択するために発生されるＳＡＷが互いに位相差０
°となっていることを示している。

【０１４２】同図（ｂ）のは、ＡＯＴＦの選択波長特
性が時間とともにどのように変化するかを示したもので
あり、波長特性の縦軸は線形スケールである。は、
の縦軸をデシベル表示したものである。いずれも横軸は
波長である。また、とはスルーポート側の波長選択
特性を線形スケールとデシベルスケールで示したもので
ある。

【０１４３】同図（ｂ）の〜から明らかなように、
波長選択特性は、時間が経過するに従い、揺らぎを起こ
すことが分かる。この揺らぎは、対応する波長の光信号
をドロップしようとした時、選択波長の光信号のパワー
の揺らぎを引き起こす。選択波長の時間の経過に伴う揺
らぎの様子を示したのがであり、は、スルーポート
側のドロップされた光波長のスルー側への漏れ具合を示
したものである。

【０１４４】同図（ｂ）から分かるように、３段構成の
ＡＯＴＦに単純に波長選択のためのＳＡＷを発生させた
のでは、選択された波長のパワーに揺らぎが生じ、これ
が大きくなると強度変調されている光信号のデータを正
常に受信側で受信できなくなる可能性を示している。

【０１４５】図２７は、ＡＯＴＦの選択特性の揺らぎを
防止する方法を示した図である。同図（ａ）に示される
ように、本実施形態では、３段構成のＡＯＴＦで４つの
チャネルを選択する場合、それぞれを選択するためのＳ
ＡＷの位相を周期的に変えてやる。このように、ＳＡＷ
の位相制御を行った場合の波長選択特性を示したのが、
同図（ｂ）である。〜に示されるように、波長選択
特性の時間経過による揺らぎが抑圧されているのが分か
る。ここで図２６と同様にとは波長選択特性を縦軸
を線形スケールに採って示したものであり、とは、
時間経過による変化を重ね書きし、波長選択特性の縦軸
をデシベルスケールで示したものである。

【０１４６】はドロップポートに出力される選択波長
のパワーレベルの変化を示した図である。同図（ｂ）の
は、図２６（ｂ）のと比較すれば明らかなように、
パワーの揺らぎが抑圧されていることが分かる。パワー
のレベルは０デシベルから少し下がっているが、これ
は、ドロップポートに出力される光信号のレベル変化を
ＳＡＷの位相制御で打ち消すことによって生じたロスで
ある。また、には、スルーポートの選択波長光信号の
漏れ具合を示したものである。

【０１４７】このように、ＳＡＷをＡＯＴＦに印加する
場合、３段構成の各段に発生するＳＡＷの位相を制御す
ることによって、ドロップされる光信号のパワーに生じ
るビートを抑制することができることが分かった。ま
た、スルーポート側でも漏れ光が極端に多くなったりす
ることがなくなり、ＡＯＴＦの波長選択特性が良くなる
ことが示されている。

【０１４８】このように、ＡＯＴＦを単に３段構成にす
るのみではなく、各段に発生するＳＡＷの位相をＲＦ信
号の位相を制御することによって、変えてやることによ
って、ＡＯＴＦの波長選択特性をよりプレーンなものと
することができる。従って、ＡＯＴＦの波長選択時に生
じるビートを抑制して、強度変調された光信号をより正
確に受信することができるようになる。

【０１４９】図２８は、ＡＯＴＦ駆動回路の概略構成を
示す第１の例である。ＡＯＴＦ駆動回路を形成するに当
たり、ＲＦ信号の発振周波数に対応する固定発振周波数
の発振器を必要とするだけ用意しておき、これらの発振
ＲＦ信号を適宜選択してＡＯＴＦに加えることにより、
ＡＯＴＦを駆動する方法が１つの駆動回路構成方法であ
る。

【０１５０】同図は、チャネル１用に発振器ＯＳＣ１が
用意され、同様に、チャネル２用に発振器ＯＳＣ２が、
チャネル３用に発振器ＯＳＣ３が、準備され、波長分割
多重システムで使用される全てのチャネルに対して、発
振器ＯＳＣｎまで設けられている。

【０１５１】これらの発振器ＯＳＣ１〜ｎは固定周波数
発振器であって、これらが発振する信号をディバイダで
それぞれ３つに分割し（ＡＯＴＦは３段構成で、ＲＦ信
号を印加すべきＩＤＴが１つのＡＯＴＦについて３つあ
るとしている）、１つは、位相遅延無しでカプラに入力
される。２つめは、図２７（ａ）の表にあるように、Ｒ
Ｆ信号に位相遅延を与えるために位相遅延部が設けられ
ている。同図の場合、１つの位相遅延部で与える位相遅
延は１２０°となっている。

【０１５２】発振器ＯＳＣ１からのＲＦ信号は、ディバ
イダで分岐された後、ポート１から出力されるＲＦ信号
は位相遅延無しに、カプラに送られ、１段目のＡＯＴＦ
＃１に与えられる。ポート２から出力されるＲＦ信号
は、１２０°位相遅延を受けた後、カプラに入力され、
２段目のＡＯＴＦ＃２に印加される。また、ポート３か
ら出力されるＲＦ信号は、１２０°の遅延を２回受け、
２４０°位相遅延を受けてからカプラに入力され、３段
目のＡＯＴＦ＃３に印加される。

【０１５３】同様に、チャネル２選択用の発振器ＯＳＣ
２から出力されるＲＦ信号は、ディバイダで分割された
後、ポート１から出力される信号は位相遅延を受けずカ
プラに入力され、ＡＯＴＦ＃１に印加される。ポート２
から出力されるＲＦ信号は、２４０°の位相遅延を受け
て、カプラに入力され、ＡＯＴＦ＃２に印加される。ポ
ート３からのＲＦ信号は１２０°の位相遅延を受けて、
カプラに入力され、ＡＯＴＦ＃３に印加される。

【０１５４】チャネル３用の発振器ＯＳＣ３からのＲＦ
信号はディバイダで分岐された後、ポート１〜３のいず
れの信号も位相遅延を受けることなく、１〜３段のＡＯ
ＴＦ＃１〜＃３に印加される。

【０１５５】後は、同様に、上記発振器ＯＳＣ１〜ＯＳ
Ｃ３までの位相遅延の仕方を繰り返し、発振器ＯＳＣｎ
までをカプラに結線し、１〜３段までのそれぞれのＡＯ
ＴＦ＃１〜＃３にＲＦ信号が印加される。

【０１５６】位相遅延部としては、ケーブルを長くする
とか、トランスを設け、信号を取り出す位置を変えると
か、遅延線を使用する等が考えられる。ただし、トラン
スを使用した場合には、信号を取り出す位置によりイン
ピーダンスが異なったりするので、あまり、好ましいと
はいえず、また、遅延線はＲＦ信号の波形が崩れる恐れ
があるので、本実施形態においては、ケーブルを長くす
ることによって位相遅延を与えている。ケーブルを使っ
た場合、ＲＦ信号が１７０ＭＨｚの場合、１２０°遅延
を与えるには、３５ｃｍ余分に長くしてやればよく、２
４０°遅延を与える場合には、７０ｃｍ余分に長くして
やればよい。ただし、他の方法であっても、それぞれの
欠点を解消するような方策をとれば、使用することがで
きる。

【０１５７】図２９は、ＡＯＴＦの駆動回路の概略構成
を示す第２の例である。図２８の場合には、どのような
波長の光信号をもドロップすることができるように、各
チャネル用の発振器を全て用意していたので、ドロップ
する光信号の波長が、対応しない発振器は、設けられて
いるにも関わらず、使用されない状態となってしまう。
つまり、無駄な発振器を用意していることになる。

【０１５８】ところで、電気信号の発振器は通常発振周
波数を変えることができるようになっているので、発振
器をドロップする波長の数だけ用意しておき、ドロップ
する光信号の波長が変わったときには発振器の発振周波
数を変化させることによって、対応するような回路構成
も可能である。このような構成の概略を示したのが同図
である。

【０１５９】ここでは、ドロップされる光信号の波長数
は８個であると決められているとする。この場合、発振
器はＯＳＣ１〜ＯＳＣ８の８つのみを設けておく。各発
振器ＯＳＣ１〜ＯＳＣ８から出力されるＲＦ信号は、３
段のＡＯＴＦのいずれかに印加するためにディバイダで
三分岐され、三分岐されたＲＦ信号は、更に後段のディ
バイダによって３つに分岐される。このようにして後段
のディバイダによって３つに分けられたＲＦ信号は、そ
れぞれ位相遅延無し、１２０°位相遅延、２４０°位相
遅延の三種類とされて、スイッチに入力される。スイッ
チは、ＡＯＴＦで選択すべき波長の数等から発振器ＯＳ
Ｃ１が＃１〜＃３のＡＯＴＦの各段に印加するべき位相
を選択するためのものである。

【０１６０】同図では、発振器ＯＳＣ１に対応する構成
のみが示されているが、他の発振器ＯＳＣ２〜ＯＳＣ８
に対応する構成もまったく同じである。このように構成
することにより、各発振器ＯＳＣ１〜ＯＳＣ８が発振す
るＲＦ信号を所望の位相差を付けて各段のＡＯＴＦ＃１
〜＃３に加えることができるので、発振器ＯＳＣ１〜Ｏ
ＳＣ８の発振周波数が変わった場合にも、ＡＯＴＦに適
切な位相制御を行ったＲＦ信号を印加し、選択された波
長の光信号のパワーのビートを平滑化することができ
る。

【０１６１】また、上記説明では、位相遅延量は１２０
°単位であったが、設計上最も良い位相遅延量を設定す
べきであって、本実施形態のように必ずしも１２０°に
限られたものではない。

【０１６２】図３０は、ＯＡＤＭ装置を含むＯＡＤＭシ
ステムのシステム設計を説明する図である。ＷＤＭ伝送
システムに適用する光アンプとしては、１．５μｍ帯に
広い利得帯域を持つエルビウムドープファイバアンプ
（ＥＤＦＡ）が実用段階にある。しかし、現在世界的に
最も普及している既設の１．３μｍ帯零分散シングルモ
ードファイバ（ＳＭＦ）伝送路上で１．５μｍ帯信号の
高速伝送を行う場合、あるいは使用波長帯域で分散値が
零でないnon-zero-dispersion shifted fiber （ＮＺ
−ＤＳＦ）伝送路を用いる場合、伝送路の波長分散特性
あるいは分散特性と光ファイバ中で発生する非線形効果
の相互作用で伝送波形が歪む。ＷＤＭ伝送システムで分
散特性との相互作用で波形劣化を引き起こす非線形効果
は、伝送波長が１波長の場合にでも発生する自己位相変
調効果（ＳＰＭ）と多波長の場合に発生する相互位相変
調効果（ＸＰＭ）の２つである。ＳＰＭ、ＸＰＭ共、伝
送光信号に波長チャープを起こさせるものである。

【０１６３】これら光ファイバの分散特性に起因する影
響は伝送速度、伝送距離を制限する大きな要因となる。
このため何らかの方法でこれらの影響を抑圧する必要が
ある。

【０１６４】抑圧する方法として、伝送路で発生する分
散と逆符号の分散を有する分散補償器を伝送路に挿入
し、全伝送路の分散を小さくする方法が提案されてい
る。分散補償器としては、ファイバグレーティングを用
いたもの、光干渉計を用いたもの、伝送路と逆の分散特
性を持つ光ファイバを用いたもの等様々な方法が提案さ
れている。また、送信部で予めプリチャープをかける方
法（ベースバンド信号の光強度変調成分以外に波長分散
による広がりを抑圧するために光位相または光周波数変
調を意図的に施す方法）、プリチャープと上記分散補償
器との組み合わせで行う方法が提案されている。

【０１６５】実システムにおいては、使用する伝送路の
分散値、非線形係数、非線形効果の効率に大きく影響す
る各波長の伝送路入力光パワー等にばらつきが生じる。
これらばらつきが生じた場合でも伝送特性に影響を与え
ない方法を適用する必要がある。また、光波ネットワー
クにおいては、各波長は任意のノードで、分岐、挿入さ
れるため、波長によって伝送ルートが異なる。この場合
にでも伝送品質を保持する必要がある。

【０１６６】従って、本実施形態では、プリチャープと
分散補償器とを組み合わせ、さらに分散補償機の挿入位
置、分散補償量、送信部でのプリチャープ量（αパラメ
ータ）の最適化により問題を解決する。

【０１６７】以下に、具体的に説明する。ＯＡＤＭシス
テムは、同図（ａ）に示されるように、送信部と受信部
の間を伝送路で結び、伝送路中に、光アンプや分散補償
手段、ＯＡＤＭノードが接続された構成となっている。
送信部は、各電気信号を波長λ１〜λｎまでの光信号に
変換するＥ／Ｏ装置が設けられ、これらによって生成さ
れた光信号がマルチプレクサＭＵＸによって波長多重さ
れ送出される。波長多重された光信号は光アンプで増幅
され、分散補償手段によって分散が補償されてから再び
光アンプで増幅されて、伝送路に送出される。伝送路の
分散量を１６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍで、８０ｋｍで（光アン
プ間やＯＡＤＭ装置間等ノード間の伝送路のことをスパ
ンと呼ぶ）、４スパン（送信局と受信局の間にノードが
３つ入っている構成を示す。同図の場合、ノードとして
２つの光アンプと分散補償手段の組み合わせ２つとＯＡ
ＤＭノードが１つ入れられている。）の場合、送信部の
分散補償手段の補償量は、例えば、−７００ｐｓ／ｎｍ
である。また、途中に入れられるノードとしての分散補
償手段の分散補償量は例えば−１２００ｐｓ／ｎｍであ
る。受信部は、光アンプに挟まれた分散補償手段と、波
長多重された光信号を分波するデマルチプレクサＤＭＵ
Ｘと、分波された波長の光信号を電気信号に変換するＯ
／Ｅ装置とからなっている。ここで、受信部の分散補償
手段の補償量は例えば−１２００ｐｓ／ｎｍである。こ
のとき、受信部でのトレランスは±２００ｐｓ／ｎｍと
なる。

【０１６８】このように、各分散補償手段の分散量を設
定してやると８０ｋｍを４スパン伝送する波長分割多重
システムにおいては、最適な分散補償をすることができ
る。同図（ｂ）は、分散補償手段を構成する場合の光ア
ンプとの組み合わせの変形例を示した図である。

【０１６９】同図（ｂ）上段は分散補償手段が非線形効
果を示しやすく、しかもロスが大きい場合の構成であ
る。先ず、分散補償手段のロスを補償し、しかも分散補
償手段内で非線形効果が起こらないようにするために、
所定のレベルまで光信号のレベルを増幅する前段光アン
プを設ける。ここで、所定のレベルまで増幅された光信
号は、分散補償手段に入力され、分散補償される。分散
補償手段から出力された光信号は、後段の光アンプによ
って、例えば８０ｋｍ伝送し、次の光中継器まで光信号
を送信するのに必要なレベルまで増幅される。

【０１７０】同図（ｂ）中段は分散補償手段のロスが小
さい場合に可能な構成である。伝送されてきた光信号
は、増幅されないまま分散補償手段に入力され、分散が
補償されてから、光アンプで増幅される。この場合は、
分散補償手段のロスが小さいので、分散補償手段を通過
した後の光信号のレベルがあまり小さくなっていないの
で、後から光アンプで増幅してもＳＮ比をあまり悪くす
ることない。

【０１７１】一方、同図（ｂ）下段は、分散補償手段が
ファイバグレーティングを使ったもののように非線形効
果をあまり示さない場合に可能な構成である。この場合
には、光アンプで光信号を増幅してから分散補償手段に
入力している。光アンプで光信号は非常にパワーの大き
い信号となるが、分散補償手段が非線形効果をあまり示
さないので、非線形効果による波形劣化を招く恐れがほ
とんどない。従って、先に光アンプを設けることが可能
である。このとき、分散補償手段のロスが大きくても先
に光アンプで増幅しているので、分散補償器を通過した
後でも十分なＳＮ比を維持することができる。

【０１７２】分散補償手段としては、分散補償ファイバ
を使うことが一般的であるが、分散補償ファイバは、ロ
スが大きく、しかも入力する光信号のレベルが所定値よ
り大きいと非線形効果を示すので、入力する前には、所
定値より小さいレベルまで光信号を増幅し、分散補償後
再び遠くまで伝送するために光パワーを挙げてやる必要
がある。従って、分散補償ファイバを分散補償手段とし
て使用する場合には、同図（ｂ）の上段の構成を使用す
るのが好ましい。

【０１７３】図３１は、ＯＡＤＭ装置部分の分散補償の
ための構成を示す図である。ＯＡＤＭ装置では、ドロッ
プされる光信号に対しては、図３０の送信部から受信部
に送信される光信号と同様に分散補償を受けられるよう
に分散補償器を配置し、トリビュータリ局に送信するよ
うにする。一方、アドされる光信号に対しては、やは
り、トリビュータリ局からＯＡＤＭ装置を通って受信部
に送信される光信号は、図３０の送信部から受信部に送
信される光信号と同様の分散補償が受けられるように構
成する。

【０１７４】同図（ａ）では、送信側から伝送されてき
た光信号は、図３０の伝送路中に設けられる分散補償手
段の分散補償量と同じ−１２００ｐｓ／ｎｍの補償量を
有する分散補償手段によって分散補償され、ＯＡＤＭ装
置に入力する。スルーする光信号は、ＯＡＤＭ装置がな
かったようにそのまま伝送されていく。一方、ドロップ
される光信号も−１２００ｐｓ／ｎｍの補償を受けて、
ドロップされトリビュータリ局に送信されるので、トリ
ビュータリ局で受信されるときは、図３０の送信部から
受信部にスルーして受信される光信号と同じ分散補償を
受けることができる。一方、アドされる光信号は、アド
ポート側に、図３０では、送信器に設けられていた−７
００ｐｓ／ｎｍの補償量を有する分散補償手段に対応す
る分散補償手段が設けられる。従って、トリビュータリ
局からそのまま送出された光信号は、アドポート側の分
散補償手段によって、図３０の送信部でうける補償に対
応する分散補償を受けてＯＡＤＭ装置でアドされること
になる。アドされた後は、他の光信号と同じように分散
補償されるので、トリビュータリ局からアドされる光信
号も、受信側に送信されるときには、図３０の送信部か
ら受信部にスルーして送信される光信号と同様の分散補
償を受けて伝送される。

【０１７５】このように、ＯＡＤＭ装置をスルーする光
信号も、アド・ドロップされる光信号もそれぞれの端局
に伝送される間に同じような仕方で分散補償されるよう
に分散補償手段をネットワークに組み込むようにする。

【０１７６】同図（ｂ）は、ＯＡＤＭ装置の別の構成例
である。ＯＡＤＭ装置の中には、光信号をドロップする
ためのＡＯＴＦ等の分岐回路と、光信号をアドするため
の光カプラ、ＡＯＴＦ、あるいは合波器等の挿入回路と
が設けられている、同図（ａ）で述べたように、アド・
ドロップされる光信号も、図３０の送信部から受信部に
スルーする光信号と同じように分散補償をするために、
ＯＡＤＭ装置の前段には、補償量−１２００ｐｓ／ｎｍ
の分散補償手段が設けられており、アド側には、−７０
０ｐｓ／ｎｍの分散補償手段が設けられている。同図
（ｂ）の構成は、ＡＯＴＦをドロップ専用に使用し、ア
ドは光カプラ等で行うという構成をしており、図５〜図
１２に示したＯＡＤＭ装置の具体的構成に対応してい
る。

【０１７７】図３２、３３は、送信部、受信部、及びＯ
ＡＤＭ装置のアド側、ドロップ側に設けられる分散補償
手段の構成例を示す図である。送信部、受信部及びＯＡ
ＤＭ装置のアド側、ドロップ側は、伝送路の経時劣化や
破損回復による割入れ等により補償量を調整できること
が好ましい。そこで、分散補償手段を補償量の可変な構
成とすることが有力である。

【０１７８】図３２（ａ）は、１〜ｎの補償量の異なる
分散補償手段（例えば、分散補償ファイバ）を設け、入
力された光信号を光カプラで等しく分岐し、光スイッチ
を各分散補償手段毎に設けておいて、いずれかの分散補
償手段を選択するようにする。従って、光信号は、１〜
ｎの異なる補償量を有する分散補償手段のいずれかを通
って出力されることになり、最適な分散補償手段を選択
することにより、伝送路の伝送特性の変化に対応するこ
とができるようになる。

【０１７９】図３２（ｂ）は、１〜ｎの異なる補償量を
有する分散補償手段を設けると共に、出力側に１×ｎ光
スイッチを設けている。このようにすれば、１〜ｎの分
散補償手段それぞれに光スイッチを設ける必要がなくな
る。入力された光信号は、光カプラで分岐され、全ての
分散補償手段に等しく入力され、分散補償されるが、１
×ｎ光スイッチで、最適に分散補償された光信号を選択
して出力するようになっている。

【０１８０】図３３（ａ）は、入力側に１×ｎ光スイッ
チを設け、１〜ｎの分散補償手段のいずれか１つ、最適
に分散補償することのできる分散補償手段に光信号を入
力するように構成されている。１×ｎ光スイッチで光路
が選択された光信号は、対応する分散補償手段を通過し
て、光カプラを介して出力される。

【０１８１】図３３（ｂ）は、光カプラを使用する代わ
りに１×ｎ光スイッチを使用する構成例を示している。
入力した光信号は１×ｎ光スイッチで光路が決定され、
１〜ｎのいずれかの分散補償手段に入力される。出力側
の１×ｎスイッチは、光信号が入力された分散補償手段
からの光信号を通過させるように光路をスイッチング
し、光信号を出力させる。

【０１８２】図３３の構成は、図３２の構成に比べ、光
信号のパワーの減少を少なくすることができる。すなわ
ち、図３２では、入力された光信号は、実際に分散補償
手段に入力されるか否かに限らず、等しく分割されてし
まうのでパワーは、分割数分の１となってしまう。しか
し、図３３の構成では、入力した光信号は１×ｎスイッ
チにより、１〜ｎのいずれかの分散補償手段に全てのパ
ワーが送られることになるので、実際には使用されない
光路に光信号のパワーを分割して送出してしまうことが
ない。

【０１８３】図３４〜３７は、分散補償するための構成
の変形例を示した図である。図３４は、光スイッチまた
は、光カプラ３４０を使用した例であり、補償量が同
じ、あるいは、異なる分散補償ファイバ等の分散補償手
段を直列に接続し、分散補償手段を複数通過させること
により、光信号の分散補償を最適化してやろうというも
のである。入力した光信号は、分散補償手段を通過する
が、分散補償手段の後段に設けられた光スイッチ３４１
により、光路が変えられ、光スイッチまたは光カプラ３
４０へと送られ、出力される。どの光スイッチで光路が
切りかえられるかにより、通過する分散補償手段の数が
異なるので、補償される分散の量も異なってくる。

【０１８４】図３５は、迂回路を作って、光信号が通過
する分散補償手段の数や種類を変えてやる構成である。
入力した光信号は、光スイッチ３５０によって次段の分
散補償手段を迂回するか通過するかが切り換えられる。
直列に接続されている分散補償手段のそれぞれの前段に
は、光スイッチ３５０が設けられており、各光スイッチ
の次段の分散補償手段を光信号に通過させるか否かが決
定できるようになっている。同図の構成の場合には、迂
回路が形成されているため、後段に設けられている分散
補償手段に光信号を通過させるのに、前段の分散補償手
段を通過させる必要がないので、分散補償手段によって
補償する分散補償量の大小をより自由に設定できる。

【０１８５】図３６は、図３４の変形例である。各分散
補償手段の後段には、光カプラ３６２が設けられてお
り、光信号が分岐されるようになっている。この構成に
よれば、同構成で可能な分散補償量の種類を受けた全て
の光信号が、それぞれの光スイッチ３６０まで送られて
きており、光スイッチ３６０の内１つを開いてやること
により、最も良く分散補償された光信号を光スイッチま
たは光カプラ３６１に送ることができる。光スイッチま
たは光カプラ３６１からは、このようにして選択された
最も良く分散補償された光信号を送出することができ
る。ただし、この構成では、光信号が光スイッチまたは
光カプラ３６１に送られるか否かに関わらず、光カプラ
３６２によって分岐されてしまうので、後段の分散補償
手段に入力される光信号ほどパワーが小さくなってしま
うという性質がある。

【０１８６】図３７は、図３６の更なる変形例である。
各分散補償手段の後段には光カプラ３７０が設けられて
おり、各分散補償手段によって分散補償された光信号が
光スイッチ３７１に入力される。光スイッチはさまざま
な分散補償を受けた光信号のうち最も良く分散補償され
た光信号を選択して出力する。この場合にも、光信号
は、分散補償手段を順次通過するうちに、その後段の光
カプラ３７０で分岐されてしまうことにより、パワーが
小さくなってしまうという性質を持っている。

【０１８７】図３８、３９は、分散補償と波形劣化特性
について示した図である。図３８は、１０Ｇｂｐｓで、
８波多重した場合において、８０ｋｍを４スパン伝送し
たときの波形劣化を示している。伝送路（シングルモー
ドファイバ；ＳＭＦ）への入力光パワーは１チャネル当
たり平均で＋１０ｄＢｍ、送信局側でαパラメータ＝−
１のプリチャープを行っており、送信局では分散補償フ
ァイバを使用せず、中継器と受信局で同じ大きさの分散
補償量を持つ分散補償ファイバで分散補償している。

【０１８８】ＩＳＩ劣化とは符号間干渉による劣化量の
ことであり、信号の振幅方向の劣化を表している。ＩＳ
Ｉ劣化は、０％に近いほど良い。位相マージンは、光信
号のオン／オフパターンの時間方向のずれの量など、光
信号の位相方向の劣化量を表すものであり、１００％に
近いほうが良い。

【０１８９】今、光信号の劣化量の許容範囲をＩＳＩ劣
化が１０％、位相マージンが７０％であるとする。同図
の上から突出しているグラフのＩＳＩ劣化が１０％であ
る部分で持つ幅が、いずれのチャネルに対してもほぼ１
０００〜１２００ｐｓ／ｎｍ／ｕｎｉｔの範囲にあるこ
とが分かる。一方、同図の下から突出しているグラフの
位相マージンが７０％である部分の幅が、いずれのチャ
ネルに対してもほぼ１１５０〜１３００ｐｓ／ｎｍ／ｕ
ｎｉｔの範囲であることが分かる。

【０１９０】上記両者の範囲の重なった部分が、分散補
償量のトレランスである。このトレランスが広いほうが
良いのであるが、同図では、非常に狭いことが分かる。
図３９は、図３８の条件において、送信局で受信局と同
じ量の分散補償をしており、中継器は送信局や受信局の
分散補償量の２倍の分散を行っている。また、送信局で
は、送信局でαパラメータ＝＋１のプリチャープを行っ
ている。

【０１９１】同図ではトレランスの広がりがわかりにく
いが、送信側で分散補償を行うとともに、αパラメータ
が正のプリチャープを行うことによって、分散トレラン
スを広くすることができる。

【０１９２】これをわかりやすく示したのが図４０であ
る。図４０は、位相マージンが７０％以上である場合の
分散トレランスを示した図である。

【０１９３】同図（ａ）は、送信側でαパラメータ＝＋
１のプリチャープを行った場合を示し、同図（ｂ）は、
送信側でαパラメータ＝−１のプリチャープを行った場
合を示す。同図は、１０Ｇｂｐｓの伝送速度で、１６波
波長多重し、４スパン伝送したものである。同図では、
グラフの上方に位相マージンが７０％以上を満たす上限
が示されており、グラフの下方に下限が示されている。
この上限と下限の間が分散トレランスである。同図
（ｂ）のように、送信側で負のプリチャープを行った場
合には、上限と下限がほとんどくっついてしまい、トレ
ランスがほとんどないことが示されている。これに対
し、同図（ａ）のように、送信側で正のプリチャープを
行った場合には、上限と下限に幅があり、分散トレラン
スが大きく取れることが分かる。分散トレランスが大き
いということは、中継器（インラインアンプ）の分散補
償量を一定に保っていても、伝送路のスパンの長さの変
化によらず同じ伝送特性で光信号を伝送することができ
ることを示している。これは、光信号の分岐、挿入や修
復時の割入れ等によって、伝送路のスパン長が変わって
しまったり、伝送路劣化により伝送路の長さは同じでも
光信号の感じる光路長が長くなってしまったりした場合
にもインラインアンプの分散補償量を変えずに済む許容
量が大きいということであり、実際のシステムを構築す
る上で有利になる。

【０１９４】以下に、ＯＡＤＭ装置を使ってネットワー
クを構築する際に必要とされる冗長構成（パスプロテク
ション）の構成例を説明する。図４１は、２ファイバＢ
ＬＳＲのＯＡＤＭノードの構成を示した図である。

【０１９５】同図では、３２波を多重する波長分割多重
システムを前提に説明する。ＢＬＳＲでは、２ファイバ
で上り伝送路と下り伝送路の冗長化を行うため、波長チ
ャネルの半分を現用（Work）、残り半分を予備（Protec
tion）として使用する。例えば、同図では、西から東へ
の通信には、波長λ１〜λ１６を現用として使用し、東
から西への通信には、波長λ１７〜λ３２を現用として
使用している。

【０１９６】正常時は、西から来た光信号は、１×２カ
プラ４１０から光ループバックスイッチ４１１を通り、
波長λ１〜λ１６までを現用として使用している波長Ａ
ｄｄ／Ｄｒｏｐ部４１２に入力される。波長Ａｄｄ／Ｄ
ｒｏｐ部４１２から出力される光信号は、光ループバッ
クスイッチ４１３を通って１×２カプラ４１４を介して
伝送路に送出される。同様に、東から西に光信号を送信
する場合には、１×２カプラ４１９から光ループバック
スイッチ４１８を介して波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４１７
に入力される。波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４１７では、波
長λ１７〜λ３２を現用として使用している。波長Ａｄ
ｄ／Ｄｒｏｐ部４１７から送出される光信号は、光ルー
プバックスイッチ４１６を介して、１×２カプラ４１５
を通って、西側に送出される。なお、波長λ１〜λ１６
と波長λ１７〜λ３２は、それぞれ同じ情報を常に運ん
でいる。

【０１９７】ここで、図４２に示すように西側にケーブ
ル切断が起こり、西側へ光信号を送信できない、あるい
は、西側から光信号を受信できなくなったとすると、東
側から送られてくる波長λ１〜λ１６の予備回線が波長
Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４１２の現用装置により処理され、
波長λ１７〜λ３２の現用回線が波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ
部４１７の現用装置により処理されるようになる。すな
わち、東側から送られてきた光信号は、１×２カプラ４
１９で光ループバックスイッチ４１８に送られると共
に、光ループバックスイッチ４１１にも送られている。
光ループバックスイッチ４１１は、西側からのパスを切
断し、１×２カプラ４１９からの光信号を波長Ａｄｄ／
Ｄｒｏｐ部４１２に送信するようにする。波長Ａｄｄ／
Ｄｒｏｐ部４１２は、波長λ１〜λ１６の光信号を現用
の装置で処理し、光ループバックスイッチ４１３と１×
２カプラ４１４を介して東側へ送出する。１×２カプラ
４１９からのもう一方の光信号は、光ループバックスイ
ッチ４１８を介して波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４１７に入
力され、波長λ１７〜λ３２までを現用装置で処理し
て、出力する。波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４１７から出力
された光信号は、光ループバックスイッチ４１６で光路
が切り換えられ、１×２カプラ４１４から東側へ送出さ
れる。

【０１９８】図４３に示すように、東側にケーブル切断
が生じた場合は、上記説明と同じであって、ただし、光
ループバックスイッチ４１８が上記説明の光ループバッ
クスイッチ４１１の動作をし、光ループバックスイッチ
４１３が上記説明の光ループバックスイッチ４１６の動
作をするようになる。

【０１９９】同図のように、波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４
１２で現用として使う波長と予備として使う波長とを波
長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４１７では、現用と予備を入れ換
えて使用することにより、ケーブル切断が生じて、光信
号の折り返しが必要になった場合に、光信号の波長変換
を行う必要がなくなる。従って、装置の構成を簡単化で
き、コストの低減に寄与するところが大きい。

【０２００】同図のような装置構成は、ＢＬＳＲ（Bidi
rectional Line Switch Ring ）という名前が示すよ
うに、リング状のネットワーク（図４４、４５参照）に
おいて採用される。

【０２０１】図４４は、正常時のリングネットワークを
示す。ＯＡＤＭノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは図４１にて説明
したＯＡＤＭノードと同一の状態にある。図４５はＯＡ
ＤＭノードＡの西側で光ケーブル断が生じた場合のリン
グネットワークの構成を示す図である。この場合ＯＡＤ
ＭノードＡでは、図４２のようにループバックスイッチ
４１１、４１６が切り替わる。また、ＯＡＤＭノードＤ
では、図４３に示すようにループバックスイッチ４１
３、４１８が切り替わる。

【０２０２】図４６は、４ファイバＢＬＳＲのＯＡＤＭ
ノードの構成を示す図である。４ファイバＢＬＳＲにお
いては、波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部も２重化されており、
西側から東側へ向かう回線には、現用の波長Ａｄｄ／Ｄ
ｒｏｐ部４２３と予備の波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４２４
が設けられ、東側から西側へ向かう回線には、現用の波
長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４３１と予備の波長Ａｄｄ／Ｄｒ
ｏｐ部４３２が設けられている。また、４ファイバＢＬ
ＳＲにおいては、伝送路も現用と予備が設けられてお
り、例えば、３２波のチャネルを現用と予備に分ける必
要はなく、３２波すべてを現用として使用することがで
きる。

【０２０３】１＋１プロテクションにおいては、現用伝
送路と予備伝送路に常に同じ情報が流されている。通常
動作では、西側から入力された光信号は、光ループバッ
クスイッチ４２６、４２７を通過し、光１＋１プロテク
ションスイッチ４２５に入力する。光１＋１プロテクシ
ョンスイッチ４２５では、現用回線と予備回線の切り替
えを行う。一般に、現用の波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４２
３には、ＳＮ比の良い回線の光信号が入力される。光１
＋１プロテクションスイッチ４２５から出力された光信
号は、それぞれ現用の波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４２３あ
るいは予備の波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４２４に入力さ
れ、処理された後、光１＋１プロテクションスイッチ４
２２に入力される。光１＋１プロテクションスイッチ４
２２では、現用と予備の切り替えが行われ、出力された
光信号は、光ループバックスイッチ４２０、４２１を介
して東側へ送出される。

【０２０４】東側から西側へ送られる光信号は、光ルー
プバックスイッチ４３４、４３５及び光１＋１プロテク
ションスイッチ４３３を介して、それぞれ現用波長Ａｄ
ｄ／Ｄｒｏｐ部４３１及び予備波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部
４３２に入力されて、処理される。現用及び予備の波長
Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４３１、４３２から出力された光信
号は、光１＋１プロテクションスイッチ４３０、光ルー
プバックスイッチ４２８、４２９を介して西側へ送出さ
れる。

【０２０５】図４６のＯＡＤＭノードによりリングネッ
トワークを構成した場合の例を図４７に示す。図４６の
ノードの西側のケーブルがすべて切断などにより使用で
きなくなった場合には、このノードで折り返し転送が行
われる。東側の現用回線から入力した光信号は、そのま
ま現用の波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４３１に入力される。
現用の波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４３１から出力された光
信号は、光１＋１プロテクションスイッチを介して光ル
ープバックスイッチ４２８に入力されるが、西側へは送
信されず、光ループバックスイッチ４２１へ転送され、
予備回線を使って東側へ送信される。一方、東側の予備
回線から入力された光信号は、西側のケーブル切断等に
より、光ループバックスイッチ４３５によって、光ルー
プバックスイッチ４２６に転送される。光ループバック
スイッチ４２６は、転送されてきた光信号を光１＋１プ
ロテクションスイッチ４２５を介して現用の波長Ａｄｄ
／Ｄｒｏｐ部４２３に入力する。この光信号が現用の波
長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４２３から出力されると、光１＋
１プロテクションスイッチ４２２、光ループバックスイ
ッチ４２０を介して東側へ現用回線を使って送信され
る。

【０２０６】図４８のＯＡＤＭノードＡの動作が以上の
説明に対応する。東側のケーブルがすべて使えなくなっ
た場合は、上記説明と同様であって、ただし、光ループ
バックスイッチ４２８の動作を光ループバックスイッチ
４２０が、光ループバックスイッチ４３５と４２６の動
作を光ループバックスイッチ４２７と４３４が行う。

【０２０７】図４８のＯＡＤＭノードＤの動作が以上の
説明に対応する。４ファイバＢＬＳＲでは、現用の波長
Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部の故障と伝送路の切断が同時に起き
ても対応することができる。例えば、図４９に示すよう
に、現用の波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４２３が故障し、西
側へ向かう現用回線が同時に切断されたとする。このと
きは、東側の現用回線から入力された光信号は、現用の
波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４３１を介して光１＋１プロテ
クションスイッチ４３０でパスが予備側に切り換えら
れ、光ループバックスイッチ４２９を介して西側へ送出
される。一方、西側の現用回線から入力された光信号
は、光１＋１プロテクションスイッチ４２５で予備の波
長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部４２４に送られる。予備の波長Ａ
ｄｄ／Ｄｒｏｐ部４２４から送出された光信号は、光１
＋１プロテクションスイッチ４２２によって、光ループ
バックスイッチ４２０に送られ、現用回線を使って、東
側へ送出される。

【０２０８】このように、伝送路の現用回線が使えなく
なった、あるいは、現用の波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部が使
えなくなった場合には、光１＋１プロテクションスイッ
チ４３０が現用と予備を切り替えて障害を克服する。

【０２０９】図５０は、１つのファイバで両方向伝送を
行うシステムにおける２ファイバＢＬＳＲのノード構成
である。同図の構成では、現用回線の東側から入力した
光信号は、ＢＤ−ＷＤＭカプラ４４０で分岐され、光ル
ープバックスイッチ４４２を介して現用波長Ａｄｄ／Ｄ
ｒｏｐ部のうち、波長λ１７〜λ３２を扱う（波長多重
数を３２と仮定している）装置４４４に入力する。ここ
で、ＢＤ−ＷＤＭカプラとは、Bi-Directional−ＷＤＭ
カプラという意味である。装置４４４から出力された光
信号は光ループバックスイッチ４４６を介してＢＤ−Ｗ
ＤＭカプラ４４７に入力され、現用回線を使用して西側
に送出される。一方、現用回線を介して西側から入力し
た波長λ１〜λ１６の光信号は、光ループバックスイッ
チ４４５を介して現用の波長Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ部の内、
波長λ１〜λ１６を扱う装置４４３に入力される。装置
４４３から出力される光信号は、光ループバックスイッ
チ４４１を介してＢＤ−ＷＤＭカプラ４４０で西向きの
光信号と合波されて現用回線を東向きに伝送される。

【０２１０】このように、１つのファイバで両方向伝送
を行う場合は、互いに逆方向に伝播する光信号の干渉が
大きくならないように、異なる波長を使うようにする。
例えば、同図では、西から東へ向かう信号を波長λ１〜
λ１６とし、東から西に向かう信号を波長λ１７〜λ３
２としている。

【０２１１】通常時における予備側の動作は、現用側の
動作と同じであるが、使用される波長が異なっている。
すなわち、西から東へ向かう光信号の波長はλ１７〜λ
３２であり、東から西へ向かう光信号の波長はλ１〜λ
１６となっている。

【０２１２】ここで、図５１に示すようにＯＡＤＭノー
ドの西側の伝送路が現用も予備も使用できなくなったと
する。すると、波長λ１〜λ１６の光信号は、東側から
予備回線を使って、ＢＤ−ＷＤＭカプラ４４８に入力さ
れ、光ループバックスイッチ４５０を介して光ループバ
ックスイッチ４４５に転送される。光ループバックスイ
ッチ４４５は、転送された光信号を現用の波長Ａｄｄ／
Ｄｒｏｐ部の波長λ１〜λ１６を処理する装置４４３に
入力する。装置４４３から出力された光信号は、光ルー
プバックスイッチ４４１を介してＢＤ−ＷＤＭカプラ４
４０に入力され、東側へ現用回線を使用して伝送され
る。

【０２１３】一方、東側から現用回線を使ってＢＤ−Ｗ
ＤＭカプラ４４０に入力した、波長λ１７〜λ３２まで
の光信号は、光ループバックスイッチ４４２を介して装
置４４４に入力され、処理される。装置４４４から出力
された光信号は、光ループバックスイッチ４４６で、光
ループバックスイッチ４４９に転送され、ＢＤ−ＷＤＭ
カプラ４４８を介して、予備回線を使って東側へ送出さ
れる。

【０２１４】また、図５２に示すようにＯＡＤＭノード
の東側の伝送路が現用、予備共に使えなくなった場合に
は、上記と動作は同じであるが、光ループバックスイッ
チ４５０の動作を光ループバックスイッチ４５３が行
い、光ループバックスイッチ４４６と４４９の動作を光
ループバックスイッチ４４１と４５３が行う。

【０２１５】図５３は、図５０のＯＡＤＭノードを用い
てリングネットワークを構成した場合の図である。ま
た、図５４は、ＯＡＤＭノードＡの西側でケーブル断が
生じた場合の例を示す図である。この場合、ＯＡＤＭノ
ードＡでは、図５１と同様にループバックスイッチ４４
５、４４６、４４９、４５０が動作し、またＯＡＤＭノ
ードＤでは図５２と同様に、ループバックスイッチ４４
１、４４２、４５３、４５４が動作する。

【０２１６】なお、図４１〜図５３において説明したλ
１〜λ３２の光信号は、北米ＳＯＮＥＴ ＯＣ−１９２
又はＯＣ−４８、ＯＣ−１２等に対応したフレーム構成
を有する。

【０２１７】図５５は、光１＋１プロテクションスイッ
チの構成例を示した図である。ＯＡＤＭノードは光１＋
１プロテクションスイッチによって冗長化がなされてい
るが、光１＋１プロテクションスイッチが故障した場合
には、冗長化が機能しなくなるので、光１＋１プロテク
ションスイッチそのものも冗長化しておくのが好まし
い。

【０２１８】入力側から入力された光信号は、２×１カ
プラ４６０、４６１によってそれぞれ２分岐され、ゲー
トスイッチ４６２〜４６５に入力される。ゲートスイッ
チ４６２〜４６５を通過した光信号は、２×１カプラ４
６６、４６７から出力側に出力される。２×１カプラ４
６６と４６７の内、いずれかが故障した場合には、ゲー
トスイッチ４６２、４６３か、ゲートスイッチ４６４、
４６５のいずれかを開いた状態にし、もう一方を閉じ
て、光信号を送り出すようにする。また、２×１カプラ
４６０、４６１のいずれか一方が故障した場合には、ゲ
ートスイッチ４６２、４６４か、ゲートスイッチ４６
３、４６５のいずれかを開いた状態にし、もう一方を閉
じて、光信号を送出するようにする。

【０２１９】このように、ゲートスイッチ４６２〜４６
５を切り替えることによって、２×１カプラ４６０、４
６１、４６６、４６７のいずれかが故障しても対応する
ことができる。

【０２２０】図５６は、光伝送路において、再生器をど
のように挿入するかに関する考え方を説明する図であ
る。同図（ａ）に示されるように、光伝送路には、光ア
ンプ４７０−１〜４７０−４が設けられ、これら光アン
プ４７０−１〜４７０−４を所定数中継した後再生器４
７１で光信号の再生を行う。

【０２２１】同図（ｂ）には、光アンプ４７０−１〜４
７０−４を中継される間の光信号のレベルの変化とＳＮ
光の劣化の様子を示している。同図（ｂ）に示されるよ
うに、光信号のレベルは光アンプ４７０−１〜４７０−
４でそれぞれ増幅され、伝送路を伝播するに従って減衰
するということを繰り返している。従って、光信号のレ
ベルのみに着目すれば、伝送路に適当な間隔で光アンプ
を配置しておけばよい。しかし、同図（ｂ）のＳＮ比の
グラフに示されるように、光アンプでは、光信号にＡＳ
Ｅ（Amplified Spontaneous Emission）というノイズ
が積み重ねられていくので、ＳＮ比は徐々に悪化してい
く。ＳＮ比の劣化は、劣化すればするほど悪化の仕方か
小さくなっていくが、そのような状態になると光信号の
情報を正確に読み取ることができなくなってしまう。従
って、ＳＮ比が悪くなりきらない内に、再生器４７１を
使って光信号の再生を行わなくてはならない。再生器４
７１は、受信した波長多重された光信号を各波長に分波
し、各波長毎に光受信器ＯＲで光受信し、３Ｒ処理を行
って電気信号を生成し、この電気信号で光送信器ＯＳで
光信号に変換して送出する。各波長毎に再生された光信
号は互いに合波されて波長多重光信号として伝送路に再
び送出される。

【０２２２】このような再生器４７１を設ける方法は、
直線型のネットワークでは、所定数の光アンプを通過し
たら、そこに再生器４７１を設けるようにすればよい
が、リングネットワークであって、しかも冗長化がなさ
れている場合には、予備のパスが使用された場合におい
ても、所定数の光アンプを通過したら再生器を設けるよ
うに、再生器の配置を最適化する必要がある。一般に、
５つ光アンプを通過した後、再生器を入れるとすると、
予備のパスを使用した場合には上手く行かない場合が生
じる。従って、５つの以下の光アンプ、例えば、３つを
通過したら再生器を入れるようにする。これによれば、
早めに光信号を再生することになり、また、高価で構成
の複雑な再生器をより多くネットワークに組み込むこと
になるが、これは、ネットワークのパフォーマンスとコ
ストを鑑みて最適化されるべきものである。

【０２２３】

【発明の効果】本発明によれば、回路構成が簡単で、安
価な任意波長型ＯＡＤＭ装置及びシステムを構築するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＡＯＴＦを用いたＯＡＤＭ装置の基本的原理を
示す図である。

【図２】実際のＡＯＴＦを使用してＯＡＤＭ装置を構成
する場合の基本的構成例のブロック図である。

【図３】ＡＯＴＦを使ったブロードキャスト対応のＯＡ
ＤＭ装置の構成例を示すブロック図である。

【図４】ＯＡＤＭ装置内のＡＯＴＦ及び伝送路の冗長構
成を示す原理的図である。

【図５】ＡＯＴＦを使用したＯＡＤＭ装置の具体的構成
の第１の例を示す図（その１）である。

【図６】ＡＯＴＦを使用したＯＡＤＭ装置の具体的構成
の第１の例を示す図（その２）である。

【図７】ＡＯＴＦを用いたＯＡＤＭ装置の具体的な構成
の第２の例を示す図（その１）である。

【図８】ＡＯＴＦを用いたＯＡＤＭ装置の具体的な構成
の第２の例を示す図（その２）である。

【図９】ＡＯＴＦを使ったＯＡＤＭ装置の具体的構成の
第３の例を示す図（その１）である。

【図１０】ＡＯＴＦを使ったＯＡＤＭ装置の具体的構成
の第３の例を示す図（その２）である。

【図１１】ＡＯＴＦを使ったＯＡＤＭ装置の具体的構成
の第４の例を示す図（その１）である。

【図１２】ＡＯＴＦを使ったＯＡＤＭ装置の具体的構成
の第４の例を示す図（その２）である。

【図１３】アド光信号を生成するための光を供給するた
めに使用されるレーザバンクの構成及び概念を説明する
図である。

【図１４】ＯＡＤＭ装置におけるドロップ用ＡＯＴＦの
制御方法を説明する図（その１）である。

【図１５】ＯＡＤＭ装置におけるドロップ用ＡＯＴＦの
制御方法を説明する図（その２）である。

【図１６】ＯＡＤＭ装置におけるドロップ用ＡＯＴＦの
制御方法を説明する図（その３）である。

【図１７】ＯＡＤＭ装置におけるドロップ用ＡＯＴＦの
制御方法を説明する図（その４）である。

【図１８】ＯＡＤＭ装置におけるドロップ用ＡＯＴＦの
制御方法を説明する図（その５）である。

【図１９】ＯＡＤＭ装置におけるドロップ用ＡＯＴＦの
制御方法を説明する図（その６）である。

【図２０】ＯＡＤＭ装置におけるドロップ用ＡＯＴＦの
制御方法を説明する図（その７）である。

【図２１】ＡＯＴＦの構成を示す図である。

【図２２】図２１のＡＯＴＦの透過特性を示した図であ
る。

【図２３】図２１のＡＯＴＦを３段モノリシックに基板
上に構成し、同一周波数のＳＡＷで波長選択した場合の
波長選択特性である。

【図２４】ＡＯＴＦの温度依存性に対する対応技術を説
明する図である。

【図２５】共振器の温度依存性を示す図である。

【図２６】３段構成のＡＯＴＦの選択特性の揺らぎと揺
らぎ防止対策を説明する図（その１）である。

【図２７】３段構成のＡＯＴＦの選択特性の揺らぎと揺
らぎ防止対策を説明する図（その２）である。

【図２８】ＡＯＴＦ駆動回路の概略構成を示す第１の例
を示す図である。

【図２９】ＡＯＴＦの駆動回路の概略構成を示す第２の
例を示す図である。

【図３０】ＯＡＤＭ装置を含むＯＡＤＭシステムのシス
テム設計を説明する図である。

【図３１】ＯＡＤＭ装置部分の分散補償のための構成を
示す図である。

【図３２】送信部、受信部、及びＯＡＤＭ装置のアド
側、ドロップ側に設けられる分散補償手段の構成例を示
す図（その１）である。

【図３３】送信部、受信部、及びＯＡＤＭ装置のアド
側、ドロップ側に設けられる分散補償手段の構成例を示
す図（その２）である。

【図３４】分散補償するための構成の変形例を示した図
（その１）である。

【図３５】分散補償するための構成の変形例を示した図
（その２）である。

【図３６】分散補償するための構成の変形例を示した図
（その３）である。

【図３７】分散補償するための構成の変形例を示した図
（その４）である。

【図３８】分散補償と波形劣化特性について示した図
（その１）である。

【図３９】分散補償と波形劣化特性について示した図
（その２）である。

【図４０】位相マージンが７０％以上である場合の分散
トレランスを示した図である。

【図４１】２ファイバＢＬＳＲのＯＡＤＭノードの構成
を示した図である。

【図４２】２ファイバＢＬＳＲのＯＡＤＭノードのプロ
テクションパスを説明する図（その１）である。

【図４３】２ファイバＢＬＳＲのＯＡＤＭノードのプロ
テクションパスを説明する図（その２）である。

【図４４】ＯＡＤＭノードを備えた２ファイバＢＬＳＲ
ネットワークの正常時の構成を説明する図である。

【図４５】ＯＡＤＭノードを備えた２ファイバＢＬＳＲ
ネットワークの光ケーブル断線時の構成を説明する図で
ある。

【図４６】４ファイバＢＬＳＲのＯＡＤＭノードの構成
を示す図である。

【図４７】ＯＡＤＭノードを備えた４ファイバＢＬＳＲ
ネットワークの正常時の構成を説明する図である。

【図４８】ＯＡＤＭノードを備えた４ファイバＢＬＳＲ
ネットワークの光ケーブル断線時の構成を説明する図で
ある。

【図４９】ＯＡＤＭノードを備えた４ファイバＢＬＳＲ
ネットワークのノード障害・光ケーブル断線時の構成を
説明する図である。

【図５０】１つのファイバで両方向伝送を行うシステム
における２ファイバＢＬＳＲのノード構成である。

【図５１】２ファイバＢＬＳＲネットワークに双方向Ｏ
ＡＤＭノードを適用した場合のプロテクションパスを説
明する図（その１）である。

【図５２】２ファイバＢＬＳＲネットワークに双方向Ｏ
ＡＤＭノードを適用した場合のプロテクションパスを説
明する図（その２）である。

【図５３】双方向ＯＡＤＭノードを備えた２ファイバＢ
ＬＳＲネットワークの正常時の構成を説明する図であ
る。

【図５４】双方向ＯＡＤＭノードを備えた２ファイバＢ
ＬＳＲネットワークの光ケーブル断線時の構成を説明す
る図である。

【図５５】光１＋１プロテクションスイッチの構成例を
示した図である。

【図５６】光伝送路において、再生器をどのように挿入
するかに関する考え方を説明する図である。

【図５７】光スイッチを用いた光ＡＤＭ（ＯＡＤＭ）装
置の構成の一例を示した図である。

【符号の説明】

１０、１３、１４、３１、３２、４２、４３、１４０、
１４３、１８０、１８２、１９６、２００ ＡＯＴ
Ｆ １１、１２ ８×１カプラ １５、２０、２１、３０、３４、４０、４５、１３６、
１３７ 光アンプ １６、５０、１９７ （光）変調器 １７ 電気ＡＤＭ １８ ８×８カプラ １９、１３９ レーザダイオード ３３、３５、３６、４１、４４、４６、４７、１４２、
１８１、１９０、１９１、１９４、１９５、１９９、２
０１ 光カプラ ３７、４８、４９ 波長選択フィルタ（ＡＯＴＦ） ６０〜６３ １×２スイッチ １３０、２０２ レーザバンク １３１ 分配器 １３２ チューナブルフィルタ １３３、１９２ （光）スペクトルモニタ １３５ 外部変調器 １３８ 合波器 １４１ ＲＦ信号発振器 １４４、１８４ 光受信器 １８３ １０：１光カプラ １８５、１９８ フォトダイオード（ＰＤ） １８６、２０３ トラッキング回路 １９３ ＯＡＤＭ装置制御ＣＰＵ ２０４ １×４光スイッチ ２４０ 発振回路 ２４１ 周波数カウンタ ２４２ 駆動回路 ３４０、３６１ 光スイッチまたは光カプラ ３４１、３５０、３６０、３７１ 光スイッチ ３６２、３７０ 光カプラ ４１０、４１４、４１５、４１９ １×２カプラ ４１１、４１３、４１６、４１８、４２０、４２１、４
２６、４２７、４２８、４２９、４３４、４３５、４４
１、４４２、４４５、４４６、４４９、４５０、４５
３、４５４ 光ループバックスイッチ ４１２、４１７ ＯＡＤＭ装置 ４２２、４２５、４３０、４３３ 光１＋１プロテ
クションスイッチ ４２３、４３１、４４３、４４４ ＯＡＤＭ装置
（現用） ４２４、４３２、４５１、４５２ ＯＡＤＭ装置
（予備） ４４０、４４７、４４８、４５５ ＢＤ−ＷＤＭカ
プラ ４６０、４６１、４６６、４６７ ２×１カプラ ４６２〜４６５ ゲートスイッチ ４７０−１〜４７０−４ 光アンプ ４７１ 再生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｊ 14/02 (72)発明者 大塚 和恵 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 甲斐 雄高 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 中沢 忠雄 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 近間 輝美 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (43)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＷＤＭ通信システムにおいて、任意の波長
   の光信号を分岐したり、挿入したりする光伝送装置であ
   って、 分岐・挿入すべき光信号のうち、一部の光信号について
   の分岐・挿入動作を行う第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または挿入することを特徴とする光
   伝送装置。
2. 【請求項２】前記第１及び第２の可変波長選択フィルタ
   は、表面弾性波の作用を利用した１個のＡＯＴＦ、もし
   くは該ＡＯＴＦを複数段カスケード接続したものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
3. 【請求項３】前記第１の可変波長選択フィルタで処理す
   る波長と前記第２の可変波長選択フィルタで処理する波
   長が分岐・挿入されるべき光信号の波長を短波長側から
   番号を付けたときの奇数番目と偶数番目の波長に対応す
   る波長であることを特徴とする請求項１に記載の光伝送
   装置。
4. 【請求項４】前記第１及び第２の可変波長選択フィルタ
   では分岐の機能だけを持ち、挿入すべき光信号を第１及
   び第２の可変波長選択フィルタを透過した透過光信号に
   光合波器を用いて合波させることを特徴とする請求項１
   に記載の光伝送装置。
5. 【請求項５】前記第１の可変波長選択フィルタで分岐さ
   れた光信号と、前記第２の可変波長選択フィルタで分岐
   された光信号とを合波する合波器を備えることを特徴と
   する請求項４に記載の光伝送装置。
6. 【請求項６】前記第１の可変波長選択フィルタの分岐光
   を出力するポートと、前記第２の可変波長選択フィルタ
   の分岐光信号とを合波するための合波器の間に可変光ア
   ッテネータを持ち、これにより前記第１の可変波長選択
   フィルタの分岐光信号のパワーを前記第２の可変波長選
   択フィルタの分岐光信号のパワーとほぼ同一になるよう
   に調整するように構成されたことを特徴とする請求項５
   に記載の光伝送装置。
7. 【請求項７】前記第１及び第２の可変波長選択フィルタ
   で分岐された光信号を合波する前記合波器の出力ポート
   に光スペクトルモニタを接続して、分岐された光信号の
   有無・波長・パワーを監視することを特徴とする請求項
   ５に記載の光伝送装置。
8. 【請求項８】前記第１及び第２の可変波長選択フィルタ
   の分岐されない光信号を出力する透過ポートに前記第１
   及び第２の可変波長選択フィルタ内部を光信号が伝播す
   ることによって生じる偏波分散を打ち消す手段を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
9. 【請求項９】前記第１及び第２の可変波長選択フィルタ
   に入力する光信号のそれぞれの波長に対応するＲＦ信号
   の印加パワーを調整することにより、前記第１及び第２
   の可変波長選択フィルタで分岐されない透過光信号のパ
   ワーを調整することを特徴とする請求項２に記載の光伝
   送装置。
10. 【請求項１０】入力伝送路と前記第１の可変波長選択フ
    ィルタの間と、挿入すべき光信号を合波する前記光合波
    器と出力伝送路の間とに光増幅器を備え、伝送路の損失
    と前記光伝送装置の損失を補償することを特徴とする請
    求項４に記載の光伝送装置。
11. 【請求項１１】入力伝送路と前記第１の可変波長選択フ
    ィルタの間の光増幅器を、第１の光増幅器と分散補償器
    と第２の光増幅器とから構成し、分散補償器では伝送路
    によって光信号が受けた分散を補償し、この分散補償器
    の損失を第２の光増幅器で補償することを特徴とする請
    求項１０に記載の光伝送装置。
12. 【請求項１２】前記第１または第２の光増幅器の入力部
    あるいは出力部にカプラを備え、該カプラによって分岐
    された分岐光をモニタすることにより、光信号の有無・
    波長・パワーを監視することを特徴とする請求項１０又
    は１１に記載の光伝送装置。
13. 【請求項１３】前記第１の可変波長選択フィルタの前段
    に分波器を持ち、該分波器により伝送されてきた光信号
    の一部を分岐して、分岐された光信号を受信する端局に
    送信し、前記第１及び第２の可変波長選択フィルタは次
    段のノードに伝送すべき光信号をスルー光信号として透
    過ポートに出力し、次段のノードに伝送すべきでない信
    号を分岐光信号として選択ポートに出力することを特徴
    とする請求項４に記載の光伝送装置。
14. 【請求項１４】前記第１の可変波長選択フィルタの前段
    と前記光合波器の後段に１×２光スイッチを備え、該１
    ×２光スイッチのポートの一方が通常使用する前記第１
    及び第２の可変波長選択フィルタに接続し、他の一方の
    ポートが予備の第１及び第２の可変波長選択フィルタに
    接続し、通常使用する第１及び第２の可変波長選択フィ
    ルタに障害が生じた時にも該１×２光スイッチを切り替
    えて予備の第１及び第２の可変波長選択フィルタを使用
    して伝送を行うことを特徴とする請求項４に記載の光伝
    送装置。
15. 【請求項１５】前記第１の可変波長選択フィルタの前段
    と前記光合波器の後段に１×２光スイッチを備え、スイ
    ッチのポートの一方が通常使用する伝送路に接続し、他
    の一方のポートが予備の伝送路に接続し、通常使用する
    伝送路に障害が生じたときにも該１×２光スイッチを切
    り替えることにより予備の伝送路を使用して伝送を行う
    ことを特徴とする請求項４に記載の光伝送装置。
16. 【請求項１６】挿入されるべき光信号が伝送されて来て
    いない場合にも、前記第１及び第２の可変波長選択フィ
    ルタで挿入されるべき光信号に対応する波長の分岐操作
    を行うことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光
    伝送装置。
17. 【請求項１７】ＷＤＭ光通信システムにおいて、分岐及
    び挿入すべき光信号を分岐・挿入する光伝送装置から分
    岐した光信号を受信し、挿入すべき光信号を該光伝送装
    置に伝送する光端局であって、 所定の波長の光信号を、所望の数だけ合波し、挿入すべ
    き光信号として前記光伝送装置へ伝送する光合波器を備
    えることを特徴とする光端局。
18. 【請求項１８】前記光合波器の後段に分散補償器を備
    え、伝送路の分散を最適に補償することを特徴とする請
    求項１７に記載の光端局。
19. 【請求項１９】伝送に用いるすべての信号波長に対応す
    る複数の光源を備え、該複数の光源の出力光を合波する
    合波器と、 該合波器による損失を補償する光増幅器と、 伝送に用いる最大の信号波長数を最大とする所望の数ま
    で光を分波する分波器と、 該分波器により分波されたそれぞれの光について、所定
    の光波長を選択する光可変フィルタと、 該選択された光に変調信号を印加することで任意数任意
    波長の光信号を生成し、前記光伝送装置に挿入すべき光
    信号として伝送する手段と、を備えることを特徴とする
    請求項１７に記載の光端局。
20. 【請求項２０】伝送路から伝送されてきた波長多重光信
    号のうち、所定の波長の光信号を分岐し、対応する波長
    の光信号を挿入する光伝送装置と、該光伝送装置から分
    岐された光信号を受信し、挿入すべき光信号を該光伝送
    装置に伝送する光端局とからなる光伝送システムにおい
    て、 該光伝送装置で分岐された光信号を必要に応じて増幅す
    る光増幅器と、 該光信号を所望の数までパワー分岐する光分波器と、 該光分波器の出力のそれぞれに光フィルタとを備え、 前記光端局は所定の光波長の信号を選択して受信するこ
    とを特徴とする光伝送システム。
21. 【請求項２１】前記分波器の出力のそれぞれに備える光
    フィルタを、選択波長を可変とすることのできる可変光
    フィルタとし、前記光端局で任意の波長の光信号を選択
    して受信することを特徴とする請求項２０に記載の光伝
    送システム。
22. 【請求項２２】分波器の出力に備える可変光フィルタと
    して、１個のＡＯＴＦ、もしくは該ＡＯＴＦを複数段に
    カスケード接続したものを使用したことを特徴とする請
    求項２１に記載の光伝送システム。
23. 【請求項２３】前記光伝送装置において、伝送路への出
    力ポートにモニタ用の分岐ポートを設け、光信号の有無
    ・波長・パワーを監視すると同時に、所望の波長の光信
    号を分岐するための波長選択フィルタへの制御信号の印
    加パワーを調整し、及び、光端局での挿入すべき光信号
    を増幅する光増幅器の出力パワーを調整する制御手段を
    有し、 前記制御手段は、モニタしている光信号の内の最小の信
    号パワーを有する波長の光信号のパワーに他の波長の光
    信号のパワーを一致させるように制御することによりそ
    れぞれの光信号の伝送路出力パワーをほぼ一定に保つこ
    とを特徴とする請求項２０に記載の光伝送システム。
24. 【請求項２４】ＡＯＴＦ通過後の光周波数と光パワーを
    逐次モニタする光スペクトルモニタを備え、該ＡＯＴＦ
    を駆動するＲＦ周波数とＲＦパワーにフィードバックを
    かけることで、分岐・挿入される光信号が常に最適な光
    波長と光パワーになるように制御を行うことを特徴とす
    る請求項２に記載の光伝送装置。
25. 【請求項２５】該ＡＯＴＦの動作温度にフィードバック
    をかける温度制御回路を備え、 該光スペクトルモニタによる該ＡＯＴＦ通過後の光信号
    の波長及びパワーを逐次モニタした結果を用いて、該温
    度制御回路が該ＡＯＴＦを制御して、分岐・挿入される
    べき光信号が常に最適な光波長と光パワーとすることを
    特徴とする請求項２４に記載の光伝送装置。
26. 【請求項２６】上りと下りの２システム分もしくは複数
    の箇所の光スペクトルをモニタするために光スイッチを
    用いて１台の光スペクトルモニタへの入力を切り替えて
    使用する構成を持ったことを特徴とする請求項２４に記
    載の光伝送装置。
27. 【請求項２７】ＡＯＴＦによって選択された選択光を光
    カプラを用いて分岐し、フォトディテクタで光パワーを
    モニタし、常にフォトディテクタの受光パワーが最大に
    なるようにＡＯＴＦに印加するＲＦ周波数もしくはＲＦ
    パワーを制御し、光波長、光パワーの変動あるいはＡＯ
    ＴＦの特性変動に追従可能なように構成されたことを特
    徴とする請求項２に記載の光伝送装置。
28. 【請求項２８】フォトディテクタで受光する際に光波長
    の中心位置を判別するため、あるいは最適ＲＦパワーを
    判別するために、ＲＦ周波数に低周波重畳をかけること
    を特徴とする請求項２７に記載の光伝送装置。
29. 【請求項２９】伝送路から光信号を分岐、あるいは伝送
    路へ光信号を挿入する光伝送装置と、該光伝送装置から
    分岐された光信号を受信し、該光伝送装置に挿入すべき
    光信号を送信する端局とからなる光ネットワークにおい
    て、 該端局の受信側の１波選択用ＡＯＴＦに所定のＲＦ周波
    数を印加し、該１波選択用ＡＯＴＦが安定化したことを
    確認した後に、該光伝送装置の分岐・挿入用ＡＯＴＦに
    所定のＲＦ周波数を印加して所定の光信号を分岐し、光
    スペクトルモニタで所定の光信号が分岐されたことを確
    認した後、該端局の１波挿入用ＡＯＴＦに所定のＲＦ周
    波数を印加し、１波挿入用ＡＯＴＦの動作が安定し、且
    つ、光スペクトルモニタで監視した挿入すべき光信号が
    所定の光波長と光パワーになるように制御した後に、該
    端局の光送信器を駆動するシーケンス処理を有すること
    を特徴とする光伝送システム。
30. 【請求項３０】該光伝送装置では、光信号を分岐、挿入
    するかしないかに関わらず、スルーさせるとき以外は常
    にＡＯＴＦにＲＦ信号を印加して光信号を分岐してお
    き、該端局では、１波分岐用ＡＯＴＦにＲＦ信号を印加
    しないことで、伝送路中のＡＳＥを削減し、パスなし状
    態を作り出すことを特徴とする請求項２９に記載の光伝
    送システム。
31. 【請求項３１】各波長の光信号間にレベル差が発生して
    いる場合は、該光伝送装置では、光信号をスルーさせる
    ときに分岐・挿入用ＡＯＴＦに印加する各ＲＦ信号に微
    弱なパワー差を付けてレベル差分を分岐し、該端局で
    は、１波分岐用ＡＯＴＦはＲＦ信号を印加しないこと
    で、分岐された光信号を受信しないことにより、伝送路
    や光増幅中継器、光デバイスで生じた各波長間のレベル
    差を補正することを特徴とする請求項２９に記載の光伝
    送システム。
32. 【請求項３２】前記光伝送装置では、光信号を分岐、挿
    入するかしないか、及び、波長間レベル差補償するしな
    いに関わらず、分岐・挿入用ＡＯＴＦに印加するＲＦ信
    号のトータルパワーを一定にするために、ＲＦ信号の印
    加が必要ないスルー状態の場合でも、運用中の光信号の
    波長帯域から十分外れた場所でＲＦ信号を印加しつづけ
    ることを特徴とする請求項３１に記載の光伝送システ
    ム。
33. 【請求項３３】ＲＦ信号をオンする際に、伝送路中に設
    けられる光増幅器で急激な光サージを発生させないため
    にＲＦ信号を所定のパワーまで段階的に立ち上げていく
    ＲＦ発振器を備えることを特徴とする請求項２９に記載
    の光伝送システム。
34. 【請求項３４】ＲＦ信号制御回路内にＲＯＭを持ち、分
    岐時に前記光伝送装置内のＡＯＴＦに印加するＲＦ信号
    のデータ、スルー時のＲＦ信号データなど複数のＲＦ信
    号の印加状態を蓄積しておき、ＲＯＭのデータを用いて
    ＲＦ発振器の設定値を変更することで、瞬時に所定のＲ
    Ｆ周波数とパワーを印加することが可能な構成を持った
    ことを特徴とする請求項２９に記載の光伝送システム。
35. 【請求項３５】１波以上の光波長に送信信号を光強度変
    調して送出し、光増幅多中継伝送する光伝送装置、およ
    び、該光伝送装置に伝送路途中に伝送信号光の分岐、挿
    入機能を持つノードを有した光伝送システムにおいて、 送信部で送信光に光位相変調もしくは光周波数変調する
    手段を有し、該送信器は、伝送路で波形が広がるような
    チャーピングを行い、送信器と伝送路の間、伝送路と受
    信器の間に伝送路の波長分散特性を補償する分散補償手
    段を配置したことを特徴とする光伝送システム。
36. 【請求項３６】各中継スパン毎あるいは、ノード毎のい
    ずれかに伝送路の波長分散特性を補償する分散補償手段
    を配置したことを特徴とする請求項３５に記載の光伝送
    システム。
37. 【請求項３７】各中継スパン毎あるいはノード毎のいず
    れかに配置する分散補償手段の各分散補償量は分散補償
    間の伝送路の分散量に応じて設定することを特徴とする
    請求項３６に記載の光伝送システム。
38. 【請求項３８】波長分散値が正である伝送路を有するこ
    とを特徴とする請求項３５〜３７のいずれか１つに記載
    の光伝送システム。
39. 【請求項３９】送信部で送信光に光位相変調もしくは光
    周波数変調する手段のチャーピングパラメータが＋１近
    傍である送信器を有することを特徴とする請求項３５〜
    ３７のいずれか１つに記載の光伝送システム。
40. 【請求項４０】送信器と伝送路の間、伝送路と受信器の
    間に配置した分散補償量を伝送ルートに応じて変化させ
    る機能を持つ分散補償手段を有することを特徴とする請
    求項３５〜３７のいずれか１つに記載の光伝送システ
    ム。
41. 【請求項４１】伝送ルートに応じて分散補償量を変化さ
    せる分散補償手段を有することを特徴とする請求項３５
    に記載の光伝送システム。
42. 【請求項４２】前記分散補償手段は、分散補償量の異な
    る、あるいは、分散補償量の同じ複数の分散補償器と、 伝送されてきた光信号を所望の分散補償器に通過させる
    光切り替え手段と、 を備え、 該光信号が通過する分散補償器の組み合わせを切り替え
    ることにより、光信号が受けた分散補償量に応じて最適
    な分散補償を行うことを特徴とする請求項３５に記載の
    光伝送システム。
43. 【請求項４３】表面弾性波の作用を使って所望の波長の
    光信号を波長多重光信号の中から選択分岐、あるいは選
    択挿入するＡＯＴＦにおいて、 該ＡＯＴＦの形成されている基板の表面であって、ＡＯ
    ＴＦの近傍に共振器を形成し、 該共振器の共振周波数の変化を検出することにより、該
    ＡＯＴＦの表面温度を計測し、該計測結果に基づいてＲ
    Ｆ信号を制御して、該ＡＯＴＦの動作を安定化させるこ
    とを特徴とするＡＯＴＦ制御装置。