(57)【要約】【課題】光分岐挿入におけるＷＤＭ信号の波長間隔の制限を緩和する。【解決手段】光分岐装置は、光周波数の異なる複数の光信号を含む多チャネル光信号からクロック信号を抽出するクロック抽出器と、クロック信号に同期するパルス信号を生成するパルス発生器と、多チャネル光信号を時間分割多重光信号に変換する光逆フーリエ変換部と、時間分割多重光信号から、パルス信号が与えられた時間スロットに存在する光信号を分岐する光スイッチと、を有する。【選択図】図３
2015103831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光周波数の異なる複数の光信号を含む多チャネル光信号からクロック信号を抽出するクロック抽出器と、
前記クロック信号に同期するパルス信号を生成するパルス発生器と、
前記多チャネル光信号を時間分割多重光信号に変換する光逆フーリエ変換部と、
前記時間分割多重光信号から、前記パルス信号が与えられた時間スロットに存在する光信号を分岐する光スイッチと、
を有する光分岐装置。
【請求項２】
前記光逆フーリエ変換部は、
前記クロック信号を用いて前記多チャネル光信号を位相変調する変調器と、
前記変調器から出力される位相変調多チャネル光信号に波長分散を付与することにより時間分割多重光信号を生成する分散媒質と、を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光分岐装置。
【請求項３】
前記光スイッチにより分岐された光信号の強度またはパワーに基づいて、前記光スイッチに与えられるパルス信号のタイミングを制御する制御信号を生成する制御部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光分岐装置。
【請求項４】
前記光スイッチにより前記光信号が除去された時間分割多重光信号を周波数領域光信号に変換する第１の光フーリエ変換部と、
前記光スイッチにより前記時間分割多重光信号から分岐された光信号を周波数領域光信号に変換する第２の光フーリエ変換部と、をさらに有する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光分岐装置。
【請求項５】
前記パルス発生器は、光パルス信号を生成し、
前記光スイッチは、
非線形光学媒質と、
前記分散媒質から出力される時間分割多重光信号の偏波を制御する偏波制御器と、
前記偏波制御器により偏波が制御された時間分割多重光信号および前記パルス発生器により生成される光パルス信号を前記非線形光学媒質に導く光学部品と、
前記非線形光学媒質の出力側に設けられる光ビームスプリッタと、を有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光分岐装置。
【請求項６】
光周波数の異なる複数の光信号を含む多チャネル光信号からクロック信号を抽出し、
前記クロック信号に同期するパルス信号を生成し、
前記多チャネル光信号を時間分割多重光信号に変換し、
前記時間分割多重光信号から、前記パルス信号が与えられた時間スロットに存在する光信号を分岐する、
ことを特徴とする光分岐方法。
【請求項７】
前記多チャネル光信号を時間分割多重光信号に変換する第１の光逆フーリエ変換部と、
アド光信号を時間領域光信号に変換する第２の光逆フーリエ変換部と、
前記時間分割多重光信号と前記時間領域光信号とを合波する光合波器と、
前記光合波器から出力される光信号を周波数領域光信号に変換する光フーリエ変換部、
を有する光挿入装置。
【請求項８】
前記第２の光逆フーリエ変換部から出力される時間領域光信号を遅延させる可変遅延要素と、
前記光フーリエ変換部から出力される周波数領域光信号に含まれている前記アド光信号の周波数成分に基づいて、前記アド光信号が前記時間分割多重光信号の所定の時間スロットに挿入されるように前記可変遅延要素の遅延時間を制御する制御部と、をさらに有する
ことを特徴とする請求項７に記載の光挿入装置。
【請求項９】
非線形光学媒質と、
第１の光周波数の第１の連続光を生成する第１の連続光生成器と、
第２の光周波数の第２の連続光を生成する第２の連続光生成器と、
前記第１の連続光、前記第２の連続光、第３の光周波数が空きチャネルである多チャネル光信号、および第４光周波数のアド光信号を合波して前記非線形光学媒質に導く光合波器と、
前記非線形光学媒質の出力側に設けられ、前記多チャネル光信号を通過させる光フィルタと、
前記光フィルタから出力される光信号中の前記第３の光周波数成分の強度またはパワーに基づいて、前記第１の光周波数と前記第３の光周波数と間の差と、前記第２の光周波数と前記第４の光周波数と間の差とが実質的に同じになるように、前記第１の連続光生成器または前記第２の連続光生成器を制御する制御部と、
を有する光挿入装置。
【請求項１０】
光分岐装置および光挿入装置を含み、光周波数の異なる複数の光信号を含む多チャネル光信号を処理する光分岐挿入装置であって、
前記光分岐装置は、
光周波数の異なる複数の光信号を含む多チャネル光信号からクロック信号を抽出するクロック抽出器と、
前記クロック信号に同期するパルス信号を生成するパルス発生器と、
前記多チャネル光信号を時間分割多重光信号に変換する第１の光逆フーリエ変換部と、
前記第１の光逆フーリエ変換部から出力される時間分割多重光信号から、前記パルス信号が与えられた時間スロットに存在する光信号を分岐する光スイッチと、
前記光スイッチにより前記光信号が除去された時間分割多重光信号を第１の周波数領域光信号に変換する第１の光フーリエ変換部と、
前記光スイッチにより前記時間分割多重光信号から分岐された光信号を第２の周波数領域光信号に変換する第２の光フーリエ変換部と、を有し、
前記光挿入装置は、
前記光分岐装置から出力される前記第１の周波数領域光信号を時間分割多重光信号に変換する第２の光逆フーリエ変換部と、
アド光信号を時間領域光信号に変換する第３の光逆フーリエ変換部と、
前記第２の光逆フーリエ変換部から出力される時間分割多重光信号と前記第３の光逆フーリエ変換部から出力される時間領域光信号とを合波する光合波器と、
前記光合波器から出力される光信号を周波数領域光信号に変換する第３の光フーリエ変換部と、を有する
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多チャネル光信号から光信号を分岐する光分岐装置および光分岐方法、並びに、多チャネル光信号に光信号を挿入する光挿入装置および光挿入方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムの大容量化を実現するための技術の１つとして波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）が実用化されている。ＷＤＭは、波長（又は、光周波数）の異なる複数の光信号が多重化された多チャネル光信号（すなわち、ＷＤＭ信号）を伝送する。
【０００３】
ＷＤＭ信号を伝送する光伝送システムにおいては、各ノードに光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ：Optical Add Drop Multiplexer）が設けられている。光分岐挿入装置は、ＷＤＭ信号から指定された波長の光信号を分岐することができる。ＷＤＭ信号から分岐される光信号は、例えば、クライアイント装置へ導かれる。また、光分岐挿入装置は、クライアント装置または他のネットワークから受信する光信号を、ＷＤＭ信号に挿入することができる。
【０００４】
上述した光分岐挿入装置の分岐／挿入機能は、たとえば、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）を用いて実現される。波長選択スイッチは、例えば、アレイ導波路格子、マイクロマシン、液晶などを用いて所望の波長の光信号を選択することができる。
【０００５】
なお、特許文献１は、ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable OADM）装置および光アド・ドロップ方法について記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１１９９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光伝送システムにおいてＷＤＭ信号の波長間隔を狭くすれば、伝送容量がさらに大きくなり、また、ネットワークの柔軟性を向上させることができる。ところが、既存の波長選択スイッチでは、急峻な透過特性を実現することが困難であり、ＷＤＭ信号の波長間隔には制限がある。
【０００８】
本発明の１つの側面に係わる目的は、光分岐挿入におけるＷＤＭ信号の波長間隔の制限を緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様の光分岐装置は、光周波数の異なる複数の光信号を含む多チャネル光信号からクロック信号を抽出するクロック抽出器と、前記クロック信号に同期するパルス信号を生成するパルス発生器と、前記多チャネル光信号を時間分割多重光信号に変換する光逆フーリエ変換部と、前記時間分割多重光信号から、前記パルス信号が与えられた時間スロットに存在する光信号を分岐する光スイッチと、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
上述の態様によれば、光分岐挿入におけるＷＤＭ信号の波長間隔の制限が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係わる光分岐挿入装置の構成を示す図である。
【図２】光分岐装置の第１の実施形態の構成を示す図である。
【図３】光分岐装置の第２の実施形態の構成を示す図である。
【図４】変調器による位相変調について説明する図である。
【図５】強度変調について説明する図である。
【図６】分散媒質から出力される光信号を説明する図である。
【図７】光スイッチの動作を説明する図である。
【図８】光スイッチの第１の実施例を示す図である。
【図９】図８に示す光スイッチの動作を説明する図である。
【図１０】光スイッチの第２の実施例を示す図である。
【図１１】光スイッチの第３の実施例を示す図である。
【図１２】図３に示す光分岐装置における分岐処理を示すフローチャートである。
【図１３】光挿入装置の第１の実施形態の構成を示す図である。
【図１４】光挿入装置の第２の実施形態の構成を示す図である。
【図１５】光挿入装置の第３の実施形態の構成を示す図である。
【図１６】図１５に示す光挿入装置における波長配置の一例を示す図である。
【図１７】光挿入装置の第４の実施形態の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
光分岐挿入装置は、波長の異なる複数の光信号が多重化されたＷＤＭ信号を処理する。すなわち、光分岐挿入装置は、ＷＤＭ信号から指定された波長の光信号を分岐することができる。また、光分岐挿入装置は、所定の波長の光信号をＷＤＭ信号に挿入することができる。ただし、以下の記載では、ＷＤＭ信号を多チャネル光信号と呼ぶことがある。複数のチャネルは、異なる光周波数（あるいは、異なる波長）の光信号を伝送することができる。すなわち、多チャネル光信号は、光周波数の異なる複数の光信号を含む。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係わる光分岐挿入装置１の構成を示す。ここで、光分岐挿入装置１は、多チャネル光信号Ｓを伝送する光伝送システムにおいて使用される。多チャネル光信号Ｓは、複数のチャネルν1〜νnを収容する。チャネルνi（ｉ＝１〜ｎ）は、光周波数νiの光信号を伝送することができる。なお、以下の記載では、光周波数を単に「周波数」と呼ぶことがある。
【００１４】
光分岐挿入装置１は、図１に示すように、光分岐装置２および光挿入装置３を有する。光分岐装置２は、入力多チャネル光信号ＳINから所望の周波数の光信号を分岐できる。図１に示す例では、光分岐装置２は、入力多チャネル光信号ＳINから周波数νjの光信号を分岐している。多チャネル光信号ＳINから分岐された光信号は、ドロップ光信号ＳDROPとして、例えば、クライアント装置へ導かれる。一方、周波数νjの光信号が除去された多チャネル光信号ＳINは、多チャネル光信号ＳTHRUとして光挿入装置３に導かれる。なお、多チャネル光信号ＳTHRUのチャネルνkは、使用されていないものとする。
【００１５】
光挿入装置３には、多チャネル光信号ＳTHRUおよびアド光信号ＳADDが入力される。ここで、アド光信号ＳADDの周波数はνkである。また、アド光信号ＳADDは、例えば、クライアント装置により生成される。そして、光挿入装置３は、多チャネル光信号ＳTHRUにアド光信号ＳADDを挿入して多チャネル光信号ＳOUTを生成する。なお、図１には、入力多チャネル光信号ＳIN、ドロップ光信号ＳDROP、アド光信号ＳADD、多チャネル光信号ＳOUTの周波数スペクトルが表されている。
【００１６】
＜光分岐装置＞
図２は、光分岐装置の第１の実施形態の構成を示す。第１の実施形態に係る光分岐装置２Ａは、図２に示すように、光逆フーリエ変換部１１、光スイッチ１２、光フーリエ変換部１３、光フーリエ変換部１４を有する。なお、図２に示す実施例では、多チャネル光信号Ｓには、４つの光信号（周波数ν1〜ν4の光信号）が多重化され得る。以下の記載では、周波数ν1〜ν4の光信号をそれぞれ光信号ν1〜ν4と呼ぶことがある。また、光信号ν1〜ν4を伝送するための周波数チャネルをそれぞれチャネルν1〜ν4と呼ぶことがある。
【００１７】
さらに、図２は、光分岐装置２Ａにより処理される光信号の周波数スペクトルおよび強度を示す。光信号の強度は、１シンボル時間内での光信号の強度またはパワーの変化を表している。
【００１８】
光逆フーリエ変換部１１には、多チャネル光信号ＳINが入力される。この多チャネル光信号ＳINは、光信号ν1〜ν4を含んでいる。なお、光信号ν1〜ν4は、周波数領域において多重化されている。そして、光逆フーリエ変換部１１は、多チャネル光信号ＳINを時間分割多重光信号に変換する。このとき、光信号ν1〜ν4は、光逆フーリエ変換部１１によりそれぞれ光信号ｔ1〜ｔ4に変換される。すなわち、多チャネル光信号ＳINから生成される時間分割多重光信号は、光信号ｔ1〜ｔ4を含んでいる。光信号ｔ1〜ｔ4は、時間領域において多重化されている。
【００１９】
以下の説明では、時間分割多重光信号を「ＴＤＭ光信号」と呼ぶことがある。また、ＴＤＭ光信号に多重化されている光信号を伝送するためのチャネルを時間スロットと呼ぶことがある。すなわち、図２に示すＴＤＭ光信号は、時間スロットＴＳ１〜ＴＳ４を用いて光信号ｔ1〜ｔ4を多重化することができる。
【００２０】
光スイッチ１２は、時間領域でゲート処理を行うことができる。即ち、光スイッチ１２は、ＴＤＭ光信号に多重化されている光信号ｔ1〜ｔ4の中から所望の光信号を分岐することができる。図２に示す例では、光スイッチ１２は、ＴＤＭ光信号から光信号ｔ3を分岐している。ＴＤＭ光信号から分岐された光信号ｔ3は、光フーリエ変換部１４に導かれる。一方、光信号ｔ3が除去されたＴＤＭ光信号（即ち、光信号ｔ1、ｔ2、ｔ4を含むＴＤＭ光信号）は、光フーリエ変換部１３に導かれる。なお、図２に示す例では、ＴＤＭ光信号から１つの光信号が分岐されているが、光スイッチ１２は、ＴＤＭ光信号から複数の光信号を分岐することも可能である。
【００２１】
光フーリエ変換部１３は、光信号ｔ1、ｔ2、ｔ4を含むＴＤＭ光信号を周波数領域の光信号に変換する。すなわち、光フーリエ変換部１３は、光逆フーリエ変換部１１に対応する変換処理を行う。この結果、光フーリエ変換部１３により、光信号ν1、ν2、ν4を含む多チャネル光信号ＳTHRUが生成される。なお、光信号ν1、ν2、ν4は、周波数領域において多重化されている。
【００２２】
光フーリエ変換部１４は、ＴＤＭ光信号から分岐された光信号ｔ3に対して、光フーリエ変換部１３と同じ変換処理を行う。即ち、光フーリエ変換部１４により光信号ν3が再生される。
【００２３】
このように、光分岐装置２Ａは、周波数領域の多チャネル光信号を時間領域のＴＤＭ光信号に変換し、時間領域におけるゲート処理により光分岐を行う。すなわち、多チャネル光信号の周波数間隔（又は、ＷＤＭ信号の波長間隔）は、ＴＤＭ光信号の時間間隔に変換される。ここで、時間領域におけるゲート処理は、十分な高速化が可能である。よって、実施形態の構成によれば、実質的に、多チャネル光信号の周波数間隔を狭くすることが可能である。
【００２４】
例えば、既存の技術では、５０ＧＨｚ間隔で光信号が配置されるＷＤＭシステムが実用化されている。ところが、既存の波長選択スイッチを利用する光分岐挿入装置では、この周波数間隔をさらに狭くすることは困難である。これに対して、時間領域において１０ＧＨｚに相当するゲート時間を実現することは可能である。したがって、実施形態の構成によれば、１０ＧＨｚ間隔で光信号が配置されるＷＤＭ信号を処理する光分岐挿入装置の実現が期待される。
【００２５】
図３は、光分岐装置の第２の実施形態の構成を示す。第２の実施形態に係る光分岐装置２Ｂは、光スプリッタ２１、クロック抽出器２２、パルス発生器２３、変調器２４、分散媒質２５、光スイッチ２６、分散媒質２７、変調器２８、分散媒質２９、変調器３０、光スプリッタ３１、制御部３２を有する。なお、多チャネル光信号ＳINは、光周波数の異なる複数の光信号を含んでいる。なお、光伝送路において多チャネル光信号ＳINに付与された分散（特に、波長分散）は、十分に補償されていることが好ましい。例えば、図１に示す光分岐挿入装置１は、光分岐装置２の入力側に波長分散補償器を有するようにしてもよい。
【００２６】
光スプリッタ２１は、多チャネル光信号ＳINを分岐してクロック抽出器２２および変調器２４に導く。クロック抽出器２２は、多チャネル光信号ＳINからクロックを再生してクロック信号を出力する。このクロック信号は、例えば、時間領域において電圧変化がサイン波で表されるサイン波電圧信号である。また、このクロック信号の周期は、例えば、光信号により伝送される１つのシンボルに割り当てられる時間と同じである。
【００２７】
パルス発生器２３は、クロック信号に同期するパルス信号を生成する。パルス信号中のパルスの幅は、例えば、ＴＤＭ光信号の１つの時間スロット（ＴＤＭ光信号に多重化されている各光信号に対して割り当てられる時間）と同じ程度である。また、パルス発生器２３は、光パルス信号または電気パルス信号を生成する。すなわち、光スイッチ２６が光パルスを利用してゲート処理を実現するときは、パルス発生器２３は、クロック信号から光パルス信号を生成する。また、光スイッチ２６が電気パルスを利用してゲート処理を実現するときは、パルス発生器２３は、クロック信号から電気パルス信号を生成する。
【００２８】
変調器２４は、クロック信号を用いて多チャネル光信号ＳINを位相変調する。尚、変調器２４は、クロック信号の電圧に対応する位相シフトを、入力光に与えることができる。また、変調器２４は、必要に応じて、クロック信号を用いて、位相変調された多チャネル光信号ＳINをさらに強度変調してもよい。
【００２９】
分散媒質２５は、変調器２４から出力される位相変調多チャネル光信号ＳINに波長分散を付与する。これにより、ＴＤＭ光信号が生成される。分散媒質２５は、例えば、光ファイバにより実現される。この場合、生成されるＴＤＭ光信号の時間スロットが適切に配置されるように（或いは、生成されるＴＤＭ光信号に多重化される複数の光信号の時間間隔が適切に配置されるように）、光ファイバの特性（特に、波長分散量）および光ファイバの長さが決定される。
【００３０】
図４は、変調器による位相変調について説明する図である。変調器２４に与えるクロック信号は、そのクロック信号の電圧のピークまたは極小値が、入力光信号の各シンボルの中央に位置するように調整される。図４に示す例では、時刻Ｔ１〜Ｔ３において入力光信号の第Ｎ番目のシンボルが存在している。そして、時刻Ｔ２（Ｔ３−Ｔ２＝Ｔ２−Ｔ１）においてクロック信号の電圧の極小値を持つようにクロック信号のタイミングが調整されている。ここで、クロック信号のタイミングは、例えば、不図示の可変遅延要素を用いて調整される。なお、クロック信号は、その電圧のピークまたは極小値が入力光信号の各シンボルの中央に位置するように調整されることが望ましいが、その電圧のピークまたは極小値が各シンボルの概ね中央に位置するように調整されるようにしてもよい。
【００３１】
変調器２４の駆動信号として上述のクロック信号が与えられると、入力光信号を伝搬する光波の位相は、その電圧に応じて変化する。ここで、この光波の位相シフト量は、駆動電圧に概ね比例するものとする。この場合、変調器２４から出力される光信号の位相は、クロック信号の電圧に同期して変化する。また、変調器２４から出力される光信号の位相振幅は、クロック信号の電圧振幅に比例する。
【００３２】
光波の位相が変化すると、よく知られているように、周波数チャープが発生する。ここで、周波数チャープは、位相の時間微分（ｄφ／ｄｔ）によって表される。図４に示す例では、時刻Ｔ１〜Ｔ２において負のチャープが発生し、時刻Ｔ２〜Ｔ３において正のチャープが発生している。また、位相振幅が大きくなると、周波数チャープも大きくなる。換言すれば、クロック信号の電圧振幅を適切に調整すれば、所望の周波数チャープを得ることができる。
【００３３】
変調器２４は、この例では、上述のようにして得られた位相変調光信号に対してさらに強度変調を行う。この場合、変調器２４は、位相変調器および強度変調器を有する。強度変調器は、例えば、マッハツェンダ干渉計を用いて実現される。そして、変調器２４は、クロック信号の電圧に応じて、位相変調光信号に対して強度変調を与える。クロック信号の電圧振幅は、強度変調のために使用されるときは、例えば、Ｖπ以下に調整される。そうすると、クロック信号の電圧がピークのときに光信号の強度もピークになり、クロック信号の電圧がゼロのときには、光信号の強度は概ねゼロになる。この結果、位相変調光信号は、各シンボルが１つのパルスを有する光信号に変換される。すなわち、クロック信号による強度変調が実現される。
【００３４】
図５は、強度変調について説明する図である。変調器２４は、例えば、光信号の周波数チャープが概ねリニアに変化する時間領域（線形チャープ領域）の光信号を抽出するように強度変調を行う。図５に示す例では、時刻Ｔ４〜Ｔ８において位相変調光信号の第Ｎ番目のシンボルが存在している。また、位相変調光信号の周波数チャープは、時刻Ｔ６においてゼロであり、時刻Ｔ５〜Ｔ７の期間において概ねリニアに増加している。この場合、変調器２４は、時刻Ｔ６を含む時間領域の光信号を抽出するように強度変調を行う。
【００３５】
上述の強度変調は、変調器２４の中の強度変調器に与えるクロック信号のタイミングを調整することにより実現される。即ち、強度変調のために使用されるクロック信号は、線形チャープ領域を抽出するために、そのクロック信号の電圧のピークが各シンボルの概ね中央に位置するように調整される。
【００３６】
変調器２４において位相変調および強度変調が行われる場合、変調器２４から出力される光信号は、線形チャープ領域の光強度が強く、他の時間領域の光強度が弱くなるように変調される。一例としては、周波数チャープがゼロであるときに光強度がピークとなるように強度変調が行われる。そして、変調器２４から出力される光信号は、分散媒質２５に入射される。
【００３７】
分散媒質２５は、例えば、周波数チャープが正である光は速く進み、周波数チャープが負である光は遅く進むような波長分散特性を持った光ファイバにより実現される。この場合、光パルスの中心よりも後方の成分はその光パルスの平均速度よりも速く伝搬し、光パルスの中心よりも前方の成分はその光パルスの平均速度よりも遅く伝搬することになる。この結果、変調器２４から出力される各光パルスは、時間領域において、その中心に集中することになる。すなわち、光信号のパルス幅が圧縮される。
【００３８】
ここで、光分岐装置２Ｂに入力される多チャネル光信号ＳINは、光周波数の異なる複数の光信号を含んでいる。また、分散媒質２５を伝搬する光の速度は、波長（すなわち、光周波数）に依存する。よって、変調器２４により変調された多チャネル光信号ＳINが分散媒質２５に入射されると、多チャネル光信号ＳINに含まれる複数の光信号は、光周波数ごとに異なる速度で分散媒質２５を伝搬し、光周波数ごとに異なるタイミングで分散媒質２５から出力される。
【００３９】
図６は、分散媒質２５から出力される光信号を説明する図である。この実施例では、多チャネル光信号ＳINは、光周波数の異なる複数の光信号ν1〜νnを含む。この場合、光信号ν1〜νnは、図６（ａ）に示すように、互いに異なるタイミングで分散媒質２５から出力される。ここで、光信号ν1〜νnが一定の周波数間隔で配置されているときは、分散媒質２５から出力される光信号ν1〜νnは、時間領域において一定の間隔で配置される。このとき、各光信号ν1〜νnは、上述したパルス圧縮により、パルス信号に変換されている。以下、光信号ν1〜νnから生成されるパルス信号を光信号ｔ1〜ｔnと呼ぶことがある。また、各光信号ｔ1〜ｔnを収容するためのチャネルを時間スロットＴＳと呼ぶことがある。
【００４０】
分散媒質２５の波長分散量は、例えば、分散媒質２５から出力される光信号ｔ1〜ｔnが下記の条件を満足するように決定される。なお、光信号ｔ1に対応するν1は、多チャネル光信号ＳINの最小周波数であるものとする。また、光信号ｔnに対応するνnは、多チャネル光信号ＳINの最大周波数であるものとする。
【００４１】
（１）各光信号ｔ1〜ｔnは、時間領域において、隣接チャネルの光信号とオーバラップしない。
（２）光信号ｔ1と光信号ｔnとの間の時間間隔は、１シンボル時間を超えない範囲で可能な限り大きくする。
【００４２】
図６（ｂ）は、分散媒質２５から出力される光信号を示している。分散媒質２５から出力されるとき、光信号ｔ1〜ｔnは、時間領域においてほぼ一定の間隔で配置される。すなわち、光信号ｔ1〜ｔnが時間領域で多重化されたＴＤＭ光信号が分散媒質２５から出力される。
【００４３】
このように、変調器２４および分散媒質２５は、多チャネル光信号ＳINをＴＤＭ光信号に変換する。すなわち、変調器２４および分散媒質２５は、周波数領域多重化光信号を時間領域多重化光信号に変換する。したがって、変調器２４および分散媒質２５は、光逆フーリエ変換部の一例である。
【００４４】
なお、上述の例では、変調器２４は、位相変調および強度変調の双方を行うが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、変調器２４は、入力光信号に対して強度変調を行わなくてもよい。
【００４５】
光スイッチ２６は、分散媒質２５から出力されるＴＤＭ光信号から、パルス信号が与えられた時間スロットに存在する光信号を分岐する。例えば、図７に示す例では、光スイッチ２６は、時間領域におけるゲート処理によりＴＤＭ光信号から光信号ｔ2を分岐する。この場合、ＴＤＭ光信号から分岐された光信号ｔ2は、分散媒質２９に導かれる。また、光信号ｔ2が除去されたＴＤＭ光信号は、分散媒質２７に導かれる。
【００４６】
分散媒質２７は、分散媒質２５による波長分散を補償する特性を有する。すなわち、分散媒質２５の波長分散がαであるときは、分散媒質２７の波長分散は−αである。また、変調器２８は、変調器２４による変調動作の逆動作を行う。すなわち、変調器２４が光信号に対してφ(t)を与えるときは、変調器２８は光信号に対して−φ(t)を与える。
【００４７】
したがって、光スイッチ２６から出力されるＴＤＭ光信号は、分散媒質２７および変調器２８により、周波数領域光信号に変換される。すなわち、分散媒質２７および変調器２８は、ＴＤＭ光信号に対して光フーリエ変換を行う光フーリエ変換部として動作する。なお、分散媒質２７および変調器２８により得られる周波数領域光信号は、多チャネル光信号ＳTHRUとしてスルーポートに導かれる。スルーポートを介して出力される多チャネル光信号ＳTHRUは、例えば、図１に示す光分岐挿入装置１においては、光挿入装置３に導かれる。
【００４８】
分散媒質２９は、分散媒質２７と同様に、分散媒質２５による波長分散を補償する特性を有する。また、変調器３０は、変調器２８と同様に、変調器２４による変調動作の逆動作を行う。すなわち、分散媒質２９および変調器３０は、ＴＤＭ光信号から分岐された光信号に対して光フーリエ変換を行う光フーリエ変換部として動作する。なお、分散媒質２９および変調器３０により得られる分岐光信号は、ドロップ光信号ＳDROPとして出力される。
【００４９】
光スプリッタ３１は、変調器３０から出力されるドロップ光信号ＳDROPを分岐してドロップポートおよび制御部３２に導く。ドロップポートを介して出力されるドロップ光信号ＳDROPは、例えば、クライアント装置へ導かれる。
【００５０】
制御部３２は、ドロップ光信号ＳDROPの強度またはパワーをモニタする。そして、制御部３２は、ドロップ光信号ＳDROPの強度またはパワーを最大化するための制御信号を生成する。この制御信号は、パルス発生器２３から光スイッチ２６に与えられるパルス信号のタイミングを制御するために使用される。尚、制御部３２は、ドロップ光信号ＳDROPの周波数をモニタしてもよい。この場合、制御部３２は、ＴＤＭ光信号から所望の周波数の光信号が正しく分岐されているか否かを判定することができる。
【００５１】
制御部３２は、プロセッサおよびメモリを含むプロセッサシステムで実現してもよい。また、制御部３２は、ハードウェア回路で実現してもよい。さらに、制御部３２は、ソフトウェアおよびハードウェアの組合せで実現してもよい。
【００５２】
図８は、光スイッチ２６の第１の実施例を示す。第１の実施例においては、光スイッチ２６は、光パルス信号を利用して時間領域でゲート処理を行う。よって、パルス発生器２３は、クロック信号に同期する光パルス信号を生成して光スイッチ２６に与える。
【００５３】
光スイッチ２６は、偏波制御器４１、可変遅延要素４２、光合波器４３、非線形光学媒質４４、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４５を有する。分散媒質２５から出力されるＴＤＭ光信号は、偏波制御部４１に導かれる。また、パルス発生器２３により生成される光パルス信号は、可変遅延要素４２に導かれる。
【００５４】
偏波制御器４１は、入力光信号を予め指定された直線偏波に制御する。可変遅延要素４２は、制御部３２により生成される制御信号に従って、入力光パルス信号を遅延させる。可変遅延要素４２は、例えば、複数のミラーの配置により光パス長が変化する光デバイスにより実現される。この場合、制御信号によりミラーの配置が制御される。また、可変遅延要素４２は、温度により光パス長が変化する光デバイスにより実現してもよい。この場合、制御信号により光デバイスの温度が制御される。
【００５５】
光合波器４３は、偏波制御器４１により偏波が制御された光信号および可変遅延要素４２により遅延された光パルス信号を合波して非線形光学媒質４４に導く。非線形光学媒質４４は、例えば、非線形光学効果（ここでは、Ｋｅｒｒ効果）を提供する非線形光ファイバにより実現される。したがって、入力光信号の偏波の角度は、非線形光学媒質４４において、制御光の強度に依存して制御される。なお、光スイッチ２６では、パルス発生器２３により生成される光パルス信号が、入力光信号の偏波を制御する制御光として使用される。よって、以下の記載では、光パルス信号のパルスを制御パルスと呼ぶことがある。
【００５６】
偏波ビームスプリッタ４５は、互いに直交する第１の偏波軸および第２の偏波軸を有する。そして、第１の偏波軸により抽出される光成分は、出力光信号１として分散媒質２６に導かれる。一方、第２の偏波軸により抽出される光成分は、出力光信号２として分散媒質２８に導かれる。
【００５７】
図９は、図８に示す光スイッチ２６の動作を説明する図である。なお、偏波ビームスプリッタ４５の第１の偏波軸は、図８に示すように、４５度に調整されているものとする。また、偏波ビームスプリッタ４５の第２の偏波軸は、第１の偏波軸に直交する角度に調整されている。
【００５８】
偏波制御器４１は、入力光信号（即ち、ＴＤＭ光信号）の偏波を、偏波ビームスプリッタ４５の第１の偏波軸とほぼ一致するように制御する。ここで、制御パルスが存在しないときは、非線形光学媒質４４において、入力光信号の偏波は変化しない。よって、制御パルスが存在しないとき、非線形光学媒質４４から出力される光信号の偏波は、図９（ａ）に示す状態である。この場合、非線形光学媒質４４から出力される光信号は、第１の偏波軸により抽出され、分散媒質２６に導かれる。例えば、図７に示す例では、時間スロットＴＳ１、ＴＳ３〜ＴＳｎにおいて制御パルスは存在しない。この場合、光信号ｔ1、ｔ3〜ｔnは、ＴＤＭ光信号から分岐されることなく分散媒質２６に導かれる。
【００５９】
一方、制御パルスが存在するときは、非線形光学媒質４４において、入力光信号の偏波は変化する。この実施例では、制御パルスが存在するときに、非線形光学媒質４４において入力光信号の偏波が約９０度回転するように、制御パルスの強度が調整されているものとする。そうすると、制御パルスが存在するときは、非線形光学媒質４４から出力される光信号の偏波は、図９（ｂ）に示す状態である。この場合、非線形光学媒質４４から出力される光信号は、第２の偏波軸により抽出され、分散媒質２８に導かれる。たとえば、図７に示す例では、時間スロットＴＳ２において制御パルスが存在する。この場合は、光信号ｔ2は、ＴＤＭ光信号から分岐されて分散媒質２８に導かれる。
【００６０】
図１０は、光スイッチ２６の第２の実施例を示す。第２の実施例においても、光スイッチ２６は、光パルス信号を利用して時間領域でゲート処理を行う。よって、第２の実施例でも、パルス発生器２３は、光パルス信号を生成する。
【００６１】
光スイッチ２６は、ＮＯＬＭ（Nonlinear Optical Loop Mirror）を利用して、時間領域でゲート処理を行う。したがって、第２の実施例の光スイッチ２６は、光サーキュレータ５１、光合波器５２、非線形光学媒質５３、可変遅延要素５４、光合波器５５を有する。なお、分散媒質２５から出力されるＴＤＭ光信号は、光サーキュレータ５１に導かれる。また、パルス発生器２３により生成される光パルス信号は、可変遅延要素５４に導かれる。
【００６２】
光サーキュレータ５１は、入力光信号を光合波器５２に導く。また、光サーキュレータ５１は、光合波器５２から出力される光信号を出力ポートＰ２へ導く。光合波器５２は、光サーキュレータ５１から導かれてくる入力光信号を分岐して非線形光学媒質５３を双方向に伝搬させる。非線形光学媒質５３は、ループ状に構成されている。したがって、光合波器５２により分岐された入力光信号は、非線形光学媒質５３を双方向（すなわち、時計回り方向および反時計回り方向）に伝搬する。非線形光学媒質５３は、例えば、非線形光学効果を提供する非線形光ファイバにより実現される。
【００６３】
可変遅延要素５４は、制御部３２により生成される制御信号に従って、制御パルスを遅延させる。なお、可変遅延要素５４は、図８に示す可変遅延要素４２と実質的に同じなので、説明を省略する。光合波器５５は、可変遅延要素５４により遅延された制御パルスを非線形光学媒質５３に入射する。このとき、制御パルスは、非線形光学媒質５３を所定の方向（例えば、時計回り方向）に伝搬するように入射される。
【００６４】
制御パルスが存在しないときは、光合波器５２において、非線形光学媒質５３を時計回り方向に伝搬した入力光信号および非線形光学媒質５３を反時計回り方向に伝搬した入力光信号が合波される。この場合、合波された光信号は出力ポートＰ１に導かれる。出力ポートＰ１を介して出力される光信号（出力光信号１）は、分散媒質２７に導かれる。
【００６５】
一方、制御パルスが存在するときは、非線形光学媒質５３において、制御パルスと同じ方向に伝搬する入力光信号が非線形光学効果を受ける。よって、光合波器５２において、入力光信号および非線形光学媒質５３において非線形光学効果を受けた入力光信号が合波される。この場合、合波された光信号は光サーキュレータ５１を介して出力ポートＰ２に導かれる。出力ポートＰ２を介して出力される光信号（出力光信号２）は、分散媒質２９に導かれる。
【００６６】
したがって、図１０に示す構成によっても、図８に示す構成と同様のゲート処理を実現することができる。なお、光スイッチ２６は、図１０に示すように、入力光信号の偏波を制御する偏波制御器５６をさらに有していてもよい。この場合、偏波制御器５６は、制御パルスが存在するときと存在しないときとの間の消光比が改善されるように、入力光信号の偏波を制御する。
【００６７】
図１１は、光スイッチ２６の第３の実施例を示す。第３の実施例においては、光スイッチ２６は、電気パルス信号を利用して時間領域でゲート処理を行う。よって、第３の実施例では、パルス発生器２３は、電気パルス信号を生成する。なお、この実施例では、パルス発生器２３は、パルス信号および反転パルス信号を生成する。パルス信号および反転パルス信号は、互いに論理が反転している。
【００６８】
光スイッチ２６は、光スプリッタ６１、可変遅延要素６２、光変調器６３、６４を有する。光スプリッタ６１は、入力光信号を分岐して光変調器６３、６４に導く。可変遅延要素６２は、制御部３２により生成される制御信号に従って、パルス信号および反転パルス信号を遅延させる。光変調器６３、６４は、強度変調器として動作する。即ち、光変調器６３は、パルス信号に従って入力光信号の強度を制御する。同様に、光変調器６４は、反転パルス信号に従って入力光信号の強度を制御する。一例としては、制御パルスが存在しないとき（反転パルス信号の制御パルスが存在するとき）、光変調器６３は入力光信号を通過させ、光変調器６４は入力光信号を遮断する。また、制御パルスが存在するとき（反転パルス信号の制御パルスが存在しないとき）、光変調器６３は入力光信号を遮断し、光変調器６４は入力光信号を通過させる。
【００６９】
よって、図１１に示す構成によっても、図８または図１０に示す構成と同様のゲート処理を実現することができる。なお、光スイッチ２６は、図１１に示すように、入力光信号の偏波を制御する偏波制御器６５をさらに有していてもよい。この場合、偏波制御器６５は、制御パルスが存在するときと存在しないときとの間の消光比が改善されるように、入力光信号の偏波を制御する。
【００７０】
図１２は、図３に示す光分岐装置における分岐処理を示すフローチャートである。この処理は、制御部３２により実行される。また、この処理は、たとえば、定期的に実行される。
【００７１】
Ｓ１において、制御部３２は、変調器３０から出力される光信号（光信号ＳDROP）を検出する。このとき、制御部３２は、出力光信号の光周波数および強度をモニタする。Ｓ２において、制御部３２は、出力光信号の光周波数が指定されている分岐チャネルの光周波数と一致しているか否かを判定する。
【００７２】
出力光信号の光周波数が指定されている分岐チャネルの光周波数と一致していないときは、制御部３２は、Ｓ３において、制御パルスが光スイッチ２６に与えられる時間スロットを変更する。Ｓ３の処理は、可変遅延要素（図８、図１０、図１１では、可変遅延要素４２、５４、６２）の遅延時間を制御する制御信号を生成することにより実現される。なお、出力光信号の光周波数が指定されている分岐チャネルの光周波数と一致するときは、Ｓ３の処理はスキップされる。
【００７３】
Ｓ４において、制御部３２は、出力光信号の強度と所定の閾値とを比較する。そして、出力光信号の強度が所定の閾値以下であれば、制御部３２は、可変遅延要素の遅延時間を制御する制御信号を生成する。Ｓ４おける遅延時間の変化量は、Ｓ３と比較して十分に小さい。一方、出力光信号の強度が所定の閾値よりも高ければ、制御部３２は、制御信号を変更することなく保持する。
【００７４】
なお、図１２に示す実施例では、分岐される光信号の強度が閾値よりも高くなるようにパルス信号の遅延時間が制御されるが、本発明はこの方法に限定されるものではない。すなわち、例えば、制御部３２は、分岐される光信号の強度が最大化されるように、パルス信号の遅延時間を制御してもよい。
【００７５】
＜光挿入装置＞
図１３は、光挿入装置の第１の実施形態の構成を示す。第１の実施形態に係る光挿入装置３Ａは、図１３に示すように、光逆フーリエ変換部７１、光逆フーリエ変換部７２、光合波器７３、光フーリエ変換部７４を有する。なお、この例では、多チャネル光信号Ｓには、４つのチャネルν1〜ν4が多重化され得る。
【００７６】
光逆フーリエ変換部７１には、多チャネル光信号ＳTHRUが入力される。多チャネル光信号ＳTHRUは、例えば、図１に示す光分岐挿入装置１においては、光分岐装置２から出力される。また、多チャネル光信号ＳTHRUは、光信号ν1、ν2、ν4を含んでいる。なお、光信号ν1、ν2、ν4は、周波数領域において多重化されている。そして、光逆フーリエ変換部７１は、多チャネル光信号ＳTHRUをＴＤＭ光信号に変換する。
【００７７】
ＴＤＭ光信号は、時間スロットＴＳ１〜ＴＳ４を利用して光信号ｔ1〜ｔ4を伝送することができる。時間スロットＴＳ１〜ＴＳ４は、周波数チャネルν1〜ν4に対応している。そして、光逆フーリエ変換部７１は、光信号ｔ1、ｔ2、ｔ4を含むＴＤＭ光信号を生成する。なお、光信号ｔ1、ｔ2、ｔ4は、時間領域において多重化されている。また、時間スロットＴＳ３には、光信号は収容されていない。
【００７８】
光逆フーリエ変換部７２には、アド光信号ＳADDが入力される。アド光信号ＳADDは、例えば、クライアント装置から送信される。また、アド光信号ＳADDの光周波数はν3である。そして、光逆フーリエ変換部７２は、アド光信号ＳADDを時間領域光信号（図１３では、光信号ｔ3）に変換する。
【００７９】
光合波器７３は、光逆フーリエ変換部７１により生成されるＴＤＭ光信号および光逆フーリエ変換部７２により生成される時間領域光信号を合波する。このとき、時間スロットＴＳ３に光信号ｔ3が収容されるように、ＴＤＭ光信号および光信号ｔ3が合波される。
【００８０】
光フーリエ変換部７４は、光合波器７３から出力される光信号ｔ1〜ｔ4を周波数領域光信号に変換する。すなわち、光フーリエ変換部７４は、光逆フーリエ変換部７１または７２に対応する変換処理を行う。この結果、光フーリエ変換部７４により、光信号ν1〜ν4を含む多チャネル光信号ＳOUTが生成される。なお、光信号ν1〜ν4は、周波数領域において多重化されている。
【００８１】
このように、光挿入装置３Ａは、周波数領域の多チャネル光信号を時間領域のＴＤＭ光信号に変換し、時間領域においてそのＴＤＭ光信号にアド光信号を挿入する。よって、周波数領域の多チャネル光信号に光信号を挿入する構成と比較すると、光挿入装置３Ａによる光挿入方法によれば、光損失の抑制が見込まれる。
【００８２】
図１４は、光挿入装置の第２の実施形態の構成を示す。第２の実施形態に係る光分岐装置３Ｂは、図１４に示すように、光スプリッタ８１、クロック抽出器８２、変調器８３、分散媒質８４、変調器８５、分散媒質８６、可変遅延要素８７、光合波器８８、分散媒質８９、変調器９０、光スプリッタ９１、光フィルタ９２、制御部９３を有する。なお、多チャネル光信号ＳTHRUは、光周波数の異なる複数の光信号を含んでいる。ここで、多チャネル光信号ＳTHRUに付与された分散（特に、波長分散）は、十分に補償されていることが好ましい。
【００８３】
光スプリッタ８１、クロック抽出器８２、変調器８３、分散媒質８４の構成および作用は、図３に示す光分岐装置の光スプリッタ２１、クロック抽出器２２、変調器２４、分散媒質２５と実質的に同じである。したがって、変調器８３および分散媒質８４は、多チャネル光信号ＳTHRUに対して光逆フーリエ変換部として動作する。すなわち、変調器８３および分散媒質８４により、多チャネル光信号ＳTHRUはＴＤＭ光信号に変換される。
【００８４】
光スプリッタ８１、クロック抽出器８２、変調器８５、分散媒質８６の構成および作用も、図３に示す光スプリッタ２１、クロック抽出器２２、変調器２４、分散媒質２５と実質的に同じである。したがって、アド光信号ＳADDは、変調器８５および分散媒質８６により時間領域光信号に変換される。
【００８５】
可変遅延要素８７は、制御部９３により生成される制御信号に従って、分散媒質８６から出力される光信号を遅延させる。可変遅延要素８７の構成および作用は、たとえば、図８に示す可変遅延要素４２と同じでる。光合波器８８は、分散媒質８４から出力される光信号および分散媒質８４から出力される光信号を合波する。これにより、時間領域において、多チャネル光信号ＳTHRUに対応するＴＤＭ光信号に、アド光信号ＳADDに対応する時間領域光信号が挿入される。
【００８６】
分散媒質８９および変調器９０の構成および作用は、図３に示す光分岐装置の分散媒質２７および変調器２８と実質的に同じである。したがって、分散媒質８９および変調器９０は、光合波器８８から出力されるＴＤＭ光信号を周波数領域光信号に変換する。この周波数領域光信号は、多チャネル光信号ＳTHRUの各光信号およびアド光信号ＳADDを含んでいる。そして、この周波数領域光信号は、多チャネル光信号ＳOUTとしてネットワークに送信される。
【００８７】
光スプリッタ９１は、多チャネル光信号ＳOUTを分岐して光フィルタ９２に導く。光フィルタ９２は、多チャネル光信号ＳOUTからアド光信号ＳADDの周波数成分を抽出する。なお、アド光信号ＳADDの光周波数は、既知であるものとする。また、光フィルタ９２は、例えば、チューナブル周波数フィルタである。
【００８８】
制御部９３は、光フィルタ９２により抽出された周波数成分の強度をモニタする。すなわち、制御部９３は、多チャネル光信号ＳOUTに含まれているアド光信号ＳADDの強度をモニタする。そして、制御部９３は、アド光信号ＳADDの強度を最大化するための制御信号を生成する。この制御信号は、可変遅延要素８７の遅延量を制御するために使用される。なお、制御部９３は、プロセッサおよびメモリを含むプロセッサシステムで実現してもよい。また、制御部９３は、ハードウェア回路で実現してもよい。さらに、制御部９３は、ソフトウェアおよびハードウェアの組合せで実現してもよい。
【００８９】
１つの実施例として、光挿入装置３Ｂが図１３に示す多チャネル光信号ＳTHRUにアド光信号ＳADDを挿入するケースについて説明する。ここで、多チャネル光信号ＳTHRUに含まれている光信号ν1、ν2、ν4は、変調器８３および分散媒質８４により、時間スロットＴＳ１、ＴＳ２、ＴＳ４に収容される光信号ｔ1、ｔ2、ｔ4に変換される。また、多チャネル光信号ＳTHRUは光信号ν3を含んでいないので、ＴＤＭ光信号の時間スロットＴＳ３は空である。さらに、アド光信号ＳADD（すなわち、光信号ν3）は、変調器８５および分散媒質８６により光信号ｔ3に変換される。
【００９０】
この場合、制御部９３は、光信号ｔ3がＴＤＭ光信号の時間スロットＴＳ３に適切に挿入されるように、可変遅延要素８７の遅延量を制御する。ここで、光信号ｔ3が時間スロットＴＳ３に適切に挿入されると、光フーリエ変換部（すなわち、分散媒質９３および変調器９０）により得られるν3成分は大きい。一方、光信号ｔ3が時間スロットＴＳ３に適切に挿入されていないときは、光フーリエ変換部により得られるν3成分が抑制されてしまう。したがって、制御部９３は、ν3成分をモニタすることにより、指定された時間スロットにアド光信号を適切に挿入することができる。
【００９１】
図１５は、光挿入装置の第３の実施形態の構成を示す。第３の実施形態に係る光分岐装置３Ｃは、図１５に示すように、ＣＷ光源１０１、光合波器１０２、ＣＷ光源１０３、光合波器１０４、光合波器１０５、非線形光学媒質１０６、光フィルタ１０７、光スプリッタ１０８、光フィルタ１０９、制御部１１０を有する。
【００９２】
この例では、多チャネル光信号ＳTHRUは、図１６に示すように、チャネルν1〜νnを利用して光信号を伝送可能である。ただし、多チャネル光信号ＳTHRUは、光周波数νTAの光信号を含んでいない。また、多チャネル光信号ＳTHRUに挿入すべきアド光信号ＳADDの光周波数は、νASである。光周波数νASは、この実施例では、多チャネル光信号ＳTHRUの周波数帯の外に配置されている。
【００９３】
ＣＷ光源１０１は、光周波数νT0の連続（ＣＷ：Continuous Wave）光を生成する。光周波数νT0は、多チャネル光信号ＳTHRUの周波数帯の外に配置されている。そして、光合波器１０２は、多チャネル光信号ＳTHRUおよびＣＷ光源１０１により生成される連続光を合波する。
【００９４】
ＣＷ光源１０３は、光周波数νA0の連続光を生成する。光周波数νA0も、多チャネル光信号ＳTHRUの周波数帯の外に配置されている。また、νT0およびνA0は、互いに異なっている。そして、光合波器１０４は、アド光信号ＳADDおよびＣＷ光源１０３により生成される連続光を合波する。
【００９５】
光合波器１０５は、光合波器１０２から出力される光信号および光合波器１０４から出力される光信号を合波する。すなわち、多チャネル光信号ＳTHRU、アド光信号ＳADD、光周波数νT0の連続光、光周波数νA0の連続光が合波される。そして、光合波器１０５の出力光は、非線形光学媒質１０６を介して伝搬する。νT0およびνA0は、下記の条件（１）を満足するように制御されているものとする。
｜νT0−νTA｜＝｜νA0−νAS｜      ・・・（１）
【００９６】
そうすると、非線形光学媒質１０６において、アド光信号ＳADDと連続光νA0との間のビートにより連続光νT0に対して相互位相変調が施されるので、光周波数νTAにアド光信号ＳADDに対応する光信号が現れる。すなわち、光周波数νTAを有するアド光信号ＳADDが得られる。
【００９７】
光フィルタ１０７は、多チャネル光信号の周波数帯（ν1〜νn）を通過させる。したがって、光周波数νASのアド光信号ＳADD、連続光νA0、連続光νT0は、光フィルタ１０７により除去される。そして、光フィルタ１０７により不要な周波数成分が除去された光信号は、多チャネル光信号ＳOUTとしてネットワークに出力される。
【００９８】
光スプリッタ１０８は、多チャネル光信号ＳOUTを分岐して光フィルタ１０９に導く。光フィルタ１０９は、多チャネル光信号ＳOUTからνTA成分を抽出する。νTAは、上述のように、アド光信号が挿入された光周波数である。そして、制御部１１０は、νTA成分が最大化されるように、νT0またはνA0の少なくも一方を制御する制御信号を生成する。この制御信号は、ＣＷ光源１０１および／またはＣＷ光源１０３に与えられる。この結果、上述の周波数条件（１）が満たされ、多チャネル光信号ＳTHRUの空き時間スロットにアド光信号ＳADDが適切に挿入される。
【００９９】
図１７は、光挿入装置の第４の実施形態の構成を示す。第４の実施形態に係る光分岐装置３Ｄは、図１５に示す第３の実施形態の変形例である。即ち、第３の実施形態では、ＣＷ光源１０１、１０３によりそれぞれ連続光νT0、νA0が生成される。これに対して、第４の実施形態では、多チャネル光信号ＳTHRUから連続光νT0が生成される。また、アド光信号ＳADDから連続光νA0が生成される。
【０１００】
光スプリッタ１１１は、多チャネル光信号ＳTHRUを分岐して光合波器１１４および光ＰＬＬ（Phase Lock Loop）回路１１２に導く。光ＰＬＬ回路１１２は、多チャネル光信号ＳTHRUに含まれている周波数νT1の光信号から連続光を生成する。この連続光の周波数もνT1である。周波数シフタ１１３は、光ＰＬＬ回路１１２により生成される連続光の周波数をνT1からνT0にシフトさせる。光合波器１１４は、多チャネル光信号ＳTHRUおよび周波数シフタ１１３により得られる連続光νT0を合波する。
【０１０１】
光スプリッタ１１５は、アド光信号ＳADDを分岐して光合波器１１８および光ＰＬＬ回路１１６に導く。アド光信号ＳADDの周波数はνASである。光ＰＬＬ回路１１６は、アド光信号ＳADDから連続光を生成する。この連続光の周波数もνASである。周波数シフタ１１７は、光ＰＬＬ回路１１６により生成される連続光の周波数をνASからνA0にシフトさせる。光合波器１１８は、アド光信号ＳADD及び周波数シフタ１１７により得られる連続光νA0を合波する。
【０１０２】
光合波器１１９は、光合波器１１４から出力される光信号および光合波器１１８から出力される光信号を合波する。すなわち、多チャネル光信号ＳTHRU、アド光信号ＳADD、連続光νT0、連続光νA0が合波される。そして、光合波器１１９から出力される光信号は、非線形光学媒質１０６に導かれる。なお、非線形光学媒質１０６、光フィルタ１０７、光スプリッタ１０８、光フィルタ１０９、制御部１１０の構成および動作は、第３の実施形態および第４の実施形態において実質的に同じなので、説明を省略する。
【０１０３】
このように、第３および第４の実施形態に係わる光挿入装置は、連続光を生成するための構成が異なるが、実質的に同じ光学的な作用で多チャネル光信号にアド光信号を挿入する。なお、第３の実施形態では、ＣＷ光源１０１、１０３が、連続光生成器の実施例である。また、第４の実施形態では、光ＰＬＬ回路１１２、１１６、周波数シフタ１１３、１１７が、連続光生成器の実施例である。
【０１０４】
以上記載した各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
光周波数の異なる複数の光信号を含む多チャネル光信号からクロック信号を抽出するクロック抽出器と、
前記クロック信号に同期するパルス信号を生成するパルス発生器と、
前記多チャネル光信号を時間分割多重光信号に変換する光逆フーリエ変換部と、
前記時間分割多重光信号から、前記パルス信号が与えられた時間スロットに存在する光信号を分岐する光スイッチと、
を有する光分岐装置。
（付記２）
前記光逆フーリエ変換部は、
前記クロック信号を用いて前記多チャネル光信号を位相変調する変調器と、
前記変調器から出力される位相変調多チャネル光信号に波長分散を付与することにより時間分割多重光信号を生成する分散媒質と、を含む
ことを特徴とする付記１に記載の光分岐装置。
（付記３）
前記光スイッチにより分岐された光信号の強度またはパワーに基づいて、前記光スイッチに与えられるパルス信号のタイミングを制御する制御信号を生成する制御部をさらに有する
ことを特徴とする付記１または２に記載の光分岐装置。
（付記４）
前記光スイッチにより前記光信号が除去された時間分割多重光信号を周波数領域光信号に変換する第１の光フーリエ変換部と、
前記光スイッチにより前記時間分割多重光信号から分岐された光信号を周波数領域光信号に変換する第２の光フーリエ変換部と、をさらに有する
ことを特徴とする付記１〜３のいずれか１つに記載の光分岐装置。
（付記５）
前記パルス発生器は、光パルス信号を生成し、
前記光スイッチは、
非線形光学媒質と、
前記分散媒質から出力される時間分割多重光信号の偏波を制御する偏波制御器と、
前記偏波制御器により偏波が制御された時間分割多重光信号および前記パルス発生器により生成される光パルス信号を前記非線形光学媒質に導く光学部品と、
前記非線形光学媒質の出力側に設けられる光ビームスプリッタと、を有する
ことを特徴とする付記１〜４のいずれか１つに記載の光分岐装置。
（付記６）
前記パルス発生器は、光パルス信号を生成し、
前記光スイッチは、
ループ状に構成された非線形光学媒質と、
前記分散媒質から出力される時間分割多重光信号を分岐して前記非線形光学媒質を双方向に伝搬させる第１の光学部品と、
前記光パルス信号を前記非線形光学媒質に導く第２の光学部品と、を有し、
前記第１の光学部品は、前記非線形光学媒質に前記光パルス信号のパルスが存在するときに前記時間分割多重光信号を第１のポートに導き、前記非線形光学媒質に前記光パルス信号のパルスが存在しないときに前記時間分割多重光信号を第２のポートに導く
ことを特徴とする付記１〜４のいずれか１つに記載の光分岐装置。
（付記７）
前記パルス発生器は、電気パルス信号を生成し、
前記光スイッチは、
前記電気パルス信号のパルスが存在するときに前記時間分割多重光信号を通過させる第１の光ゲート回路と、
前記電気パルス信号のパルスが存在しないときに前記時間分割多重光信号を通過させる第２の光ゲート回路と、を有する
ことを特徴とする付記１〜４のいずれか１つに記載の光分岐装置。
（付記８）
光周波数の異なる複数の光信号を含む多チャネル光信号からクロック信号を抽出し、
前記クロック信号に同期するパルス信号を生成し、
前記多チャネル光信号を時間分割多重光信号に変換し、
前記時間分割多重光信号から、前記パルス信号が与えられた時間スロットに存在する光信号を分岐する、
ことを特徴とする光分岐方法。
（付記９）
前記多チャネル光信号を時間分割多重光信号に変換する第１の光逆フーリエ変換部と、
アド光信号を時間領域光信号に変換する第２の光逆フーリエ変換部と、
前記時間分割多重光信号と前記時間領域光信号とを合波する光合波器と、
前記光合波器から出力される光信号を周波数領域光信号に変換する光フーリエ変換部、
を有する光挿入装置。
（付記１０）
前記第２の光逆フーリエ変換部から出力される時間領域光信号を遅延させる可変遅延要素と、
前記光フーリエ変換部から出力される周波数領域光信号に含まれている前記アド光信号の周波数成分に基づいて、前記アド光信号が前記時間分割多重光信号の所定の時間スロットに挿入されるように前記可変遅延要素の遅延時間を制御する制御部と、をさらに有する
ことを特徴とする付記９に記載の光挿入装置。
（付記１１）
非線形光学媒質と、
第１の光周波数の第１の連続光を生成する第１の連続光生成器と、
第２の光周波数の第２の連続光を生成する第２の連続光生成器と、
前記第１の連続光、前記第２の連続光、第３の光周波数が空きチャネルである多チャネル光信号、および第４光周波数のアド光信号を合波して前記非線形光学媒質に導く光合波器と、
前記非線形光学媒質の出力側に設けられ、前記多チャネル光信号を通過させる光フィルタと、
前記光フィルタから出力される光信号中の前記第３の光周波数成分の強度またはパワーに基づいて、前記第１の光周波数と前記第３の光周波数と間の差と、前記第２の光周波数と前記第４の光周波数と間の差とが実質的に同じになるように、前記第１の連続光生成器または前記第２の連続光生成器を制御する制御部と、
を有する光挿入装置。
（付記１２）
前記第１の連続光生成器は、前記多チャネル光信号から前記第１の連続光を生成し、
前記第２の連続光生成器は、前記アド光信号から前記第２の連続光を生成する
ことを特徴とする付記１１に記載の光挿入装置。
（付記１３）
光分岐装置および光挿入装置を含み、光周波数の異なる複数の光信号を含む多チャネル光信号を処理する光分岐挿入装置であって、
前記光分岐装置は、
光周波数の異なる複数の光信号を含む多チャネル光信号からクロック信号を抽出するクロック抽出器と、
前記クロック信号に同期するパルス信号を生成するパルス発生器と、
前記多チャネル光信号を時間分割多重光信号に変換する第１の光逆フーリエ変換部と、
前記第１の光逆フーリエ変換部から出力される時間分割多重光信号から、前記パルス信号が与えられた時間スロットに存在する光信号を分岐する光スイッチと、
前記光スイッチにより前記光信号が除去された時間分割多重光信号を第１の周波数領域光信号に変換する第１の光フーリエ変換部と、
前記光スイッチにより前記時間分割多重光信号から分岐された光信号を第２の周波数領域光信号に変換する第２の光フーリエ変換部と、を有し、
前記光挿入装置は、
前記光分岐装置から出力される前記第１の周波数領域光信号を時間分割多重光信号に変換する第２の光逆フーリエ変換部と、
アド光信号を時間領域光信号に変換する第３の光逆フーリエ変換部と、
前記第２の光逆フーリエ変換部から出力される時間分割多重光信号と前記第３の光逆フーリエ変換部から出力される時間領域光信号とを合波する光合波器と、
前記光合波器から出力される光信号を周波数領域光信号に変換する第３の光フーリエ変換部と、を有する
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
【符号の説明】
【０１０５】
１  光分岐挿入装置
２、２Ａ、２Ｂ  光分岐装置
３、３Ａ〜３Ｄ  光挿入装置
１１  光逆フーリエ変換部
１２  光スイッチ
１３、１４  光フーリエ変換部
２２  クロック抽出器
２３  パルス発生器
２４、２８、３０  変調器
２５、２７、２９  分散媒質
２６  光スイッチ
３２  制御部
７１、７２  光逆フーリエ変換部
７３  光合波器
７４  光フーリエ変換部
８３、８５、９０  変調器
８４、８６、８９  分散媒質
８８  光合波器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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