(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光信号が多重化された波長多重光信号および参照光を含む波長多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長多重光を分岐して第１の波長多重光および第２の波長多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長多重光を表す電気信号を生成する受信器と、
前記受信器により生成される電気信号に基づいて前記参照光の光周波数と前記複数の光信号の中から指定された光信号の光周波数との差分を推定する周波数推定部と、
第１の光および前記第１の光に対して前記差分だけ異なる光周波数を有する第２の光を生成する光源と、
前記電気信号に基づいて前記指定された光信号を表す分岐信号を生成する復調器と、
前記分岐信号の反転信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記駆動信号で前記第２の光を変調して変調光信号を生成する光変調器と、
前記第１の波長多重光、前記第１の光、および前記変調光信号が入力される非線形光学媒質と、を備え、
前記参照光の光周波数および前記波長多重光信号の光周波数は、互いに分離できる程度に離れており、且つ、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定され、
前記参照光のパワーは、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定され、
前記第１の光および前記第２の光の光周波数は、いずれも、前記参照光の光周波数と異なり、且つ、前記波長多重光信号の光周波数とも異なり、
前記第１の光のパワーは、前記第２の光のパワーよりも大きく、且つ、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定される
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
【請求項２】
前記駆動信号生成器は、前記分岐信号の反転信号および挿入信号の和に基づいて前記駆動信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の光分岐挿入装置。
【請求項３】
複数の光信号が多重化された波長多重光信号および参照光を含む波長多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長多重光を分岐して第１の波長多重光および第２の波長多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長多重光を表す電気信号を生成する受信器と、
前記受信器により生成される電気信号に基づいて前記参照光の光周波数と前記複数の光信号の中から指定された光信号の光周波数との差分を推定する周波数推定部と、
第１の光、前記第１の光に対して前記差分だけ異なる光周波数を有する第２の光、および前記第１の光に対して指定された差分だけ異なる光周波数を有する第３の光を生成する光源と、
前記電気信号に基づいて前記指定された光信号を表す分岐信号を生成する復調器と、
前記分岐信号の反転信号に基づいて第１の駆動信号を生成し、挿入信号に基づいて第２の駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記第１の駆動信号で前記第２の光を変調して第１の変調光信号を生成し、前記第２の駆動信号で前記第３の光を変調して第２の変調光信号を生成する光変調器と、
前記第１の波長多重光、前記第１の光、前記第１の変調光信号、前記第２の変調光信号が入力される非線形光学媒質と、を備え、
前記参照光の光周波数および前記波長多重光信号の光周波数は、互いに分離できる程度に離れており、且つ、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定され、
前記参照光のパワーは、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定され、
前記第１の光、前記第２の光、および前記第３の光の光周波数は、いずれも、前記参照光の光周波数と異なり、且つ、前記波長多重光信号の光周波数とも異なり、
前記第１の光のパワーは、前記第２の光のパワーおよび前記第３の光のパワーよりも大きく、且つ、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定される
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
【請求項４】
複数の光信号が多重化された波長多重光信号および参照光を含む波長多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長多重光を分岐して第１の波長多重光および第２の波長多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長多重光を表す電気信号を生成する受信器と、
前記受信器により生成される電気信号に基づいて前記参照光の光周波数と前記複数の光信号の中から指定された光信号の光周波数との差分周波数を推定する周波数推定部と、
前記電気信号に基づいて前記指定された光信号を表す分岐信号を生成する復調器と、
前記差分周波数の発振信号を生成する発信器と、
前記分岐信号の反転信号および前記発振信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記駆動信号で前記第１の波長多重光を変調して出力波長多重光信号を生成する光変調器と、を備え、
前記参照光の光周波数および前記波長多重光信号の光周波数は、互いに分離できる程度に離れており、且つ、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定され、
前記参照光のパワーは、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定される
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
【請求項５】
複数の光信号が多重化された波長多重光信号および参照光を含む波長多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長多重光を分岐して第１の波長多重光および第２の波長多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長多重光を表す電気信号を生成する受信器と、
前記受信器により生成される電気信号に基づいて前記参照光の光周波数と前記複数の光信号の中から指定された光信号の光周波数との差分周波数を推定する周波数推定部と、
前記電気信号に基づいて前記指定された光信号を表す分岐信号を生成する復調器と、
前記差分周波数の発振信号を生成する発信器と、
前記分岐信号の反転信号および前記発振信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記参照光の光周波数と異なり、且つ、前記波長多重光信号の光周波数とも異なる光周波数を有する連続光を生成する光源と、
前記駆動信号で前記連続光を変調して変調光信号を生成する光変調器と、
前記第１の波長多重光および前記変調光信号が入力される非線形光学媒質と、を備え、
前記参照光の光周波数および前記波長多重光信号の光周波数は、互いに分離できる程度に離れており、且つ、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定され、
前記参照光のパワーは、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定される
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
【請求項６】
複数の光信号が多重化された波長多重光信号および参照光を含む波長多重光を処理する光分岐挿入方法であって、
前記波長多重光を分岐して第１の波長多重光および第２の波長多重光を生成し、
前記第２の波長多重光を表す電気信号を生成し、
前記電気信号に基づいて前記参照光の光周波数と前記複数の光信号の中から指定された光信号の光周波数との差分を推定し、
第１の光および前記第１の光に対して前記差分だけ異なる光周波数を有する第２の光を生成し、
前記電気信号に基づいて前記指定された光信号を表す分岐信号を生成し、
前記分岐信号の反転信号に基づいて駆動信号を生成し、
前記駆動信号で前記第２の光を変調して変調光信号を生成し、
前記第１の波長多重光、前記第１の光、および前記変調光信号を非線形光学媒質に入射し、
前記参照光の光周波数および前記波長多重光信号の光周波数は、互いに分離できる程度に離れており、且つ、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定され、
前記参照光のパワーは、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定され、
前記第１の光および前記第２の光の光周波数は、いずれも、前記参照光の光周波数と異なり、且つ、前記波長多重光信号の光周波数とも異なり、
前記第１の光のパワーは、前記第２の光のパワーよりも大きく、且つ、前記非線形光学媒質において所望の非線形効果が得られるように決定される
ことを特徴とする光分岐挿入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光分岐挿入装置および光分岐挿入方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量かつ柔軟な光ネットワークを実現するために、光分岐挿入装置（ＲＯＡＤＭ：Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer）が実用化されている。ＲＯＡＤＭは、例えば、ＷＤＭ伝送システムの各ノードに設けられる。そして、ＲＯＡＤＭは、受信ＷＤＭ信号から所望の波長チャネルの光信号を分岐してクライアントに導くことができる。また、ＲＯＡＤＭは、クライアントから受信するデータ信号をＷＤＭ信号に挿入することができる。
【０００３】
上述の動作を実現するため、ＲＯＡＤＭは、波長選択スイッチを備える。波長選択スイッチは、たとえば、アレイ導波路格子、マイクロマシン、液晶素子などを含んで構成される。
【０００４】
なお、光分岐挿入装置については、例えば、特許文献１、２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１１９９２５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０９４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光ネットワークの容量をさらに大きくするため、及び／又は、光ネットワークの柔軟性を向上させるために、通信リソース（ここでは、波長または周波数）をさらに効率的に利用する方式が検討されている。一例として、複数のサブキャリア光信号を多重化するマルチキャリア変調が検討されている。マルチキャリア変調の１つとして、例えば、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が実用化されている。以下の記載では、複数のサブキャリア光信号が多重化されている光信号を「サブキャリア多重光信号」と呼ぶことがある。
【０００７】
サブキャリア多重光信号中の任意のサブキャリア光信号を所望の宛先へ伝送するためには、非常に細かい粒度で波長を処理する技術が必要となる。ところが、急峻な透過特性を有する波長選択スイッチを実現することは困難である。すなわち、既存技術では、サブキャリア多重光信号中のサブキャリア光信号を個々に処理することは容易ではない。したがって、既存技術では、光ネットワークのチャネル／サブチャネルの波長間隔（または、周波数間隔）を十分に狭くすることは困難である。なお、以下の記載では、サブキャリア多重光信号は波長多重光信号に属するものとして説明する。
【０００８】
本発明の１つの側面に係わる目的は、波長多重伝送において精度よく光信号の分岐および挿入を行うことができる光分岐挿入装置および光分岐挿入方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様の光分岐挿入装置は、複数の光信号が多重化された波長多重光信号および参照光を含む波長多重光を処理する。この光分岐挿入装置は、前記波長多重光を分岐して第１の波長多重光および第２の波長多重光を生成する光スプリッタと、前記第２の波長多重光を表す電気信号を生成する受信器と、前記受信器により生成される電気信号に基づいて前記参照光の光周波数と前記複数の光信号の中から指定された光信号の光周波数との差分を推定する周波数推定部と、第１の光および前記第１の光に対して前記差分だけ異なる光周波数を有する第２の光を生成する光源と、前記電気信号に基づいて前記指定された光信号を表す分岐信号を生成する復調器と、前記分岐信号の反転信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成器と、前記駆動信号で前記第２の光を変調して変調光信号を生成する光変調器と、前記第１の波長多重光、前記第１の光、および前記変調光信号が入力される非線形光学媒質と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
上述の態様によれば、波長多重伝送において精度よく光信号の分岐および挿入を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】光分岐挿入装置の一例を示す図である。
【図２】サブキャリア多重光信号を生成する光送信器の一例を示す図である。
【図３】サブキャリア多重光信号を受信する光受信器の一例を示す図である。
【図４】光分岐挿入装置の他の例を示す図である。
【図５】光分岐挿入装置の機能の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態の光分岐挿入装置の一例を示す図である。
【図７】光分岐挿入装置に入力される波長多重光の一例を示す図である。
【図８】第１の実施形態の非線形効果について説明する図である。
【図９】第１の実施形態の光分岐挿入装置の実施例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の光分岐挿入装置の一例を示す図である。
【図１１】第２の実施形態の非線形効果について説明する図である。
【図１２】第３の実施形態の光分岐挿入装置の一例を示す図である。
【図１３】第４の実施形態の光分岐挿入装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係わる光分岐挿入装置の一例を示す。実施形態の光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ：Optical Add Drop Multiplexer）は、複数のサブチャネルが多重化されたサブキャリア多重光信号を処理する。すなわち、実施形態の光分岐挿入装置は、複数のサブキャリア光信号が多重化されたサブキャリア多重光信号を処理する。よって、以下の記載では、実施形態の光分岐挿入装置を「サブキャリア光分岐挿入装置（サブキャリアＯＡＤＭ）」と呼ぶことがある。
【００１３】
サブキャリアＯＡＤＭ１には、複数のサブキャリア光信号が多重化されたサブキャリア多重光信号が入力される。そして、サブキャリアＯＡＤＭ１は、サブキャリア多重光信号から、指定されたサブキャリア光信号を分岐することができる。図１に示す例では、サブキャリアＯＡＤＭ１は、サブキャリア多重光信号からサブチャネルＳＣＨＤに割り当てられているサブキャリア光信号Ｄを分岐している。なお、サブキャリア多重光信号から分岐されたサブキャリア光信号Ｄは、例えば、クライアントに導かれる。また、サブキャリアＯＡＤＭ１は、サブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号を挿入することができる。図１に示す例では、サブキャリアＯＡＤＭ１は、サブキャリア多重光信号のサブチャネルＳＣＨＡにサブキャリア光信号Ａを挿入している。サブキャリア多重光信号に挿入されるサブキャリア光信号Ａは、例えば、クライアントにより生成される。
【００１４】
上述の分岐挿入処理において、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号が分岐されたときは、そのサブチャネルに新たなサブキャリア光信号を挿入することができる。ただし、このサブチャネルに分岐されたサブキャリア光信号の成分が残っていると、新たに挿入されるサブキャリア光信号の品質が劣化する。したがって、サブキャリアＯＡＤＭ１は、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号を分岐するときに、サブキャリア多重光信号からそのサブキャリア光信号を精度よく除去できることが好ましい。
【００１５】
図２は、サブキャリア多重光信号を生成する光送信器の一例を示す。この例では、サブキャリア多重光信号は、ＯＦＤＭにより生成される。
【００１６】
光送信器１０は、図２に示すように、マッパ１１−１〜１１−ｎ、逆ＦＦＴ回路１２、Ｄ／Ａ変換器１３、レーザ光源１４、光変調器１５を備える。マッパ１１−１〜１１−ｎは、それぞれ指定された変調方式に応じてデータ信号１〜ｎをコンステレーションにマッピングする。逆ＦＦＴ回路１２は、マッパ１１−１〜１１−ｎの出力信号に対して逆ＦＦＴを実行して時間領域信号を生成する。Ｄ／Ａ変換器１３は、逆ＦＦＴ回路１２の出力信号に対してＤ／Ａ変換を行って駆動信号を生成する。レーザ光源１４は、所定の光周波数の連続光を生成する。そして、光変調器１５は、レーザ光源１４から出力される連続光を駆動信号で変調して光信号を生成する。
【００１７】
上記構成の光送信器１０により、データ信号１〜ｎを伝送するサブキャリア多重光信号が生成される。なお、データ信号１〜ｎは、サブキャリアＳＣ１〜ＳＣｎにより伝送される。
【００１８】
図３は、サブキャリア多重光信号を受信する光受信器の一例を示す。サブキャリア多重光信号は、例えば、図２に示す光送信器１０により生成される。
【００１９】
光受信器２０は、図３に示すように、コヒーレント受信器２１、Ａ／Ｄ変換器２２、ＦＦＴ回路２３、再生器２４−１〜２４−ｎを備える。コヒーレント受信器２１は、サブキャリア多重光信号の電界情報を表す電気信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器２２は、コヒーレント受信器２１から出力される電気信号をデジタル信号に変換する。ＦＦＴ回路２３は、サブキャリア多重光信号の電界情報を表すデジタル信号に対してＦＦＴを実行して周波数領域信号を生成する。再生器２４−１〜２４−ｎは、ＦＦＴ回路２３から出力される対応する周波数領域信号からデータ信号１〜ｎを再生する。
【００２０】
図４は、本発明の実施形態に係わる光分岐挿入装置の他の例を示す。図４に示す光分岐挿入装置は、ＷＤＭ信号を処理する。この例では、ＷＤＭ信号には、波長チャネルＣＨ１〜ＣＨ４が多重化されている。各波長チャネルは、サブキャリア多重光信号を伝送する。すなわち、ＷＤＭ信号は、複数のサブキャリア多重光信号を含む。なお、各波長チャネルにより伝送されるサブキャリア多重光信号は、例えば、図２に示す光送信器１０により生成される。
【００２１】
波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）２は、受信ＷＤＭ信号を処理する。図４に示す例では、ＷＳＳ２は、波長チャネルＣＨ２をサブキャリアＯＡＤＭ１に導き、波長チャネルＣＨ１、ＣＨ３をＷＳＳ３に導き、波長チャネルＣＨ４をクライアントに導く。サブキャリアＯＡＤＭ１は、波長チャネルＣＨ２により伝送されるサブキャリア多重光信号を処理する。ＷＳＳ３は、サブキャリアＯＡＤＭ１により処理された波長チャネルＣＨ２、ＷＳＳ２から導かれてくる波長チャネルＣＨ１、ＣＨ３、クライアントから導かれてくる波長チャネルＣＨ４を多重化して出力ＷＤＭ信号を生成する。
【００２２】
なお、サブキャリア多重光信号には、複数のサブキャリア光信号が多重化されている。ここで、サブキャリア多重光信号に多重化されている複数のサブキャリア光信号の光周波数は互いに異なっている。したがって、サブキャリア多重光信号は、波長多重光信号の一例である。
【００２３】
図５は、本発明の実施形態に係わる光分岐挿入装置の機能の一例を示す。図５に示す光分岐挿入装置は、例えば、図１または図４に示すサブキャリアＯＡＤＭ１として使用される。
【００２４】
光分岐挿入装置は、光受信部３１、光変調部３２、信号処理部３３、光モニタ部３４を備える。そして、この光分岐挿入装置には、サブキャリア多重光信号が入力される。以下の記載では、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤが分岐され、サブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号ＳＣＡが挿入されるものとする。
【００２５】
光受信部３１は、受信したサブキャリア多重光信号を光変調部３２に導くと共に、そのサブキャリア多重光信号に多重化されている各サブキャリア光信号を復調してデータ信号を再生する。そして、光受信部３１は、サブキャリア光信号ＳＣＤから再生されたデータ信号をクライアントに導く。また、光受信部３１は、サブキャリア光信号ＳＣＤの光周波数に係わる情報を信号処理部３３に与える。なお、光受信部３１は、例えば、図３に示す光受信器２０により実現される。
【００２６】
光変調部３２は、信号処理部３３から与えられる信号に応じて、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤを除去する。また、光変調部３２は、信号処理部３３から与えられる信号に応じて、サブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号ＳＣＡを挿入する。なお、サブキャリア光信号ＳＣＡが挿入されるサブチャネルは、サブキャリア光信号ＳＣＤが除去されたサブチャネルと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００２７】
信号処理部３３は、サブキャリア光信号ＳＣＤの光周波数に係わる情報および光モニタ部３４によるモニタ結果に基づいて、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤを除去するための信号およびサブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号ＳＣＡを挿入するための信号を生成する。光モニタ部３４は、光変調部３２の出力光信号をモニタし、そのモニタ結果を信号処理部３３に与える。或いは、光モニタ部３４は、光変調部３２の出力光信号に基づいて信号処理部３３を制御してもよい。
【００２８】
＜第１の実施形態＞
図６は、本発明の第１の実施形態に係わる光分岐挿入装置の一例を示す。第１の実施形態の光分岐挿入装置１００は、図６に示すように、光スプリッタ４１、受信器４２、周波数推定部４３、復調器４４、駆動信号生成器４５、光源回路４６、光変調器４７、非線形光学媒質４８を備える。
【００２９】
光分岐挿入装置１００には、図７に示す波長多重光が入力される。波長多重光は、サブキャリア多重光信号および参照光を含む。サブキャリア多重光信号には、複数のサブキャリア光信号ＳＣ１〜ＳＣｎが多重化されている。複数のサブキャリア光信号ＳＣ１〜ＳＣｎの位相は、互いに同期している。また、サブキャリア多重光信号は、例えば、図２に示す光送信器１０により生成される。この場合、レーザ光源１４から出力される連続光を変調することによりサブキャリア多重光信号ＳＣ１〜ＳＣｎが生成されるので、複数のサブキャリア光信号の位相は互いに同期している。
【００３０】
参照光の光周波数は、サブキャリア多重光信号の光周波数とは異なる。ここで、参照光の光周波数は、サブキャリア多重光信号の光周波数より低くてもよいし、サブキャリア多重光信号の光周波数より高くてもよい。また、参照光の光周波数とサブキャリア多重光信号の光周波数との差分は、特に限定されるものではない。ただし、参照光の光周波数とサブキャリア多重光信号の光周波数との差分が小さすぎると、参照光とサブキャリア多重光信号とを分離することが困難になることがある。一方、参照光の光周波数とサブキャリア多重光信号の光周波数との差分が大きすぎると、非線形光学媒質４８において非線形効果（例えば、４波混合、相互位相変調）の効率が低下する。したがって、参照光の光周波数とサブキャリア多重光信号の光周波数との差分は、これらの要因を考慮して決定することが好ましい。
【００３１】
参照光のパワーは、図７に示すように、各サブキャリア光信号のパワーよりも大きいことが好ましい。たとえば、参照光のパワーは、非線形光学媒質４８において十分に非線形効果が発生する程度に大きいことが好ましい。また、参照光の位相は、サブキャリア多重光信号の位相と同期していることが好ましい。なお、参照光は、例えば、連続光である。
【００３２】
参照光は、例えば、サブキャリア多重光信号を送信する光送信器において生成される。サブキャリア多重光信号が図２に示す光送信器１０により生成される場合、参照光も光送信器１０により生成されるようにしてもよい。この場合、光送信器１０は、レーザ光源１４とは別に、参照光を生成する参照光源を備える。ここで、光送信器１０は、参照光の位相がレーザ光源１４の出力光の位相と同期するように、参照光またはレーザ光源１４の出力光の少なくとも一方の位相を制御してもよい。そして、光送信器１０は、サブキャリア多重光信号および参照光を合波して光伝送路に出力する。
【００３３】
光スプリッタ４１は、受信した波長多重光を分岐して非線形光学媒質４８および受信器４２に導く。分岐比は特に限定されるものではないが、光スプリッタ４１は、例えば、非線形光学媒質４８に導かれる波長多重光のパワーが受信器４２に導かれる波長多重光のパワーよりも大きくなるように、受信した波長多重光を分岐する。
【００３４】
受信器４２は、光スプリッタ４１から導かれてくる波長多重光を表す電気信号を生成する。ここで、受信器４２は、例えば、図３に示すコヒーレント受信器２１およびＡ／Ｄ変換器２２により実現される。或いは、受信器４２は、コヒーレント受信器２１およびＡ／Ｄ変換器２２に加えて、ＦＦＴ回路２３を含んでいてもよい。この場合、コヒーレント受信器２１は、波長多重光の電界情報（Ｉ成分およびＱ成分）を表す電気信号を生成する。また、ＦＦＴ回路２３は、波長多重光の電界情報を表すデジタル信号に対してＦＦＴを実行して周波数領域信号を生成する。すなわち、参照光および各サブキャリア光信号を表す周波数領域信号が生成される。
【００３５】
ここで、光分岐挿入装置１００には、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤを分岐する指示が与えられているものとする。サブキャリア光信号ＳＣＤは、サブキャリア多重光信号に多重化されている複数のサブキャリア光信号ＳＣ１〜ＳＣｎの中の１つである。
【００３６】
周波数推定部４３は、受信器４２により生成される周波数領域信号に基づいて、参照光の光周波数とサブキャリア光信号ＳＣＤの光周波数との差分Δνを推定（又は、算出）する。そして、周波数推定部４３は、差分Δνを表す周波数情報を光源回路４６に与える。
【００３７】
復調器４４は、受信器４２により生成される周波数領域信号に基づいて、サブキャリア光信号ＳＣＤを復調して分岐信号を生成する。この分岐信号は、サブキャリア光信号ＳＣＤを利用して伝送されたデータを表す。また、この分岐信号は、駆動信号生成器４５およびクライアントに導かれる。そして、駆動信号生成器４５は、分岐信号の反転信号に基づいて駆動信号を生成する。すなわち、サブキャリア光信号ＳＣＤを利用して伝送されたデータを表す分岐信号の反転信号に基づいて駆動信号が生成される。
【００３８】
光源回路４６は、周波数推定部４３から与えられる周波数情報に応じて、連続光ＣＷ１および連続光ＣＷ２を生成する。連続光ＣＷ１および連続光ＣＷ２の光周波数は、いずれも、参照光の光周波数と異なり、且つ、サブキャリア多重光信号の光周波数とも異なる。また、連続光ＣＷ１の光周波数と連続光ＣＷ２の光周波数との間の差分は、周波数情報によって表されるΔνである。即ち、連続光ＣＷ１の光周波数と連続光ＣＷ２の光周波数との間の差分は、参照光の光周波数とサブキャリア光信号ＳＣＤの光周波数との差分Δνと同じである。なお、連続光ＣＷ１のパワーは、連続光ＣＷ２のパワーよりも大きいことが好ましい。たとえば、連続光ＣＷ１のパワーは、非線形光学媒質４８において十分に非線形効果が発生する程度に大きいことが好ましい。光変調器４７は、駆動信号生成器４５により生成される駆動信号で連続光ＣＷ２を変調して変調光信号を生成する。
【００３９】
非線形光学媒質４８には、光スプリッタ４１から導かれてくる波長多重光、光源回路４６により生成される連続光ＣＷ１、光変調器４７により生成される変調光信号が入力される。非線形光学媒質４８は、たとえば、光ファイバ（特に、高非線形ファイバ）、シリコン等をコアに有する高屈折率差光導波路、周期分極電気光学結晶により実現される。ここで、非線形光学媒質４８には、光周波数の異なる複数の光信号が入射される。よって、非線形光学媒質４８において、非線形効果（４波混合、相互位相変調など）が生じる。
【００４０】
図８（ａ）は、プローブ光、励起光Ｐ１、励起光Ｐ２が非線形光学媒質４８に入射されたときの状態を示す。ここで、励起光Ｐ１のパワーおよび励起光Ｐ２のパワーは、非線形光学媒質４８において非線形効果が生じる程度に十分に高いものとする。また、プローブ光の光周波数と励起光Ｐ１の光周波数との差分がΔνであるものとする。この場合、４波混合により、プローブ光に対応するアイドラ光が生成される。このとき、励起光Ｐ２の光周波数とアイドラ光の光周波数との差分もΔνである。また、アイドラ光が伝送する信号は、プローブ光が伝送する信号と同じである。
【００４１】
図８（ｂ）は、図６に示す変調光信号、連続光ＣＷ１、波長多重光が非線形光学媒質４８に入射されたときの状態を示す。ここで、変調光信号、連続光ＣＷ１、波長多重光に含まれている参照光は、それぞれ図８（ａ）に示すプローブ光、励起光Ｐ１、励起光Ｐ２に対応する。すなわち、連続光ＣＷ１および参照光は、励起光として作用する。
【００４２】
図６に示す構成では、参照光の光周波数とサブキャリア光信号ＳＣＤの光周波数との差分がΔνであり、また、連続光ＣＷ１の光周波数と変調光信号の光周波数との差分もΔνである。この場合、図８（ａ）を参照しながら説明した４波混合により、サブキャリア光信号ＳＣＤが割り当てられている光周波数に、変調光信号に対応するアイドラ光が生成される。ここで、変調光信号は、サブキャリア光信号ＳＣＤの反転信号に基づいて生成される。すなわち、非線形光学媒質４８において生成されるアイドラ光は、サブキャリア光信号ＳＣＤの反転信号を表す。したがって、非線形光学媒質４８において変調光信号に対応するアイドラ光が生成されると、サブキャリア光信号ＳＣＤがキャンセルされる。この結果、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤが除去される。
【００４３】
このように、第１の実施形態の光分岐挿入装置１００においては、非線形効果を利用して、サブキャリア多重光信号から分岐されるチャネルの光信号成分が除去される。すなわち、光フィルタ等を利用することなく、光信号の分岐が実現される。したがって、光信号チャネルの間隔（すなわち、サブキャリアの間隔）が狭い場合であっても、指定されたチャネルの光信号を精度よく分岐することができる。
【００４４】
光分岐挿入装置１００は、サブキャリア多重光信号から指定されたサブキャリア光信号を分岐する機能に加えて、サブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号を挿入する機能を備える。図８に示す例では、クライアントから受信する信号（以下、挿入信号）に対応するサブキャリア光信号がサブキャリア多重光信号に挿入される。
【００４５】
この場合、駆動信号生成器４５は、分岐信号の反転信号および挿入信号の和に基づいて駆動信号を生成する。また、この駆動信号で生成される変調光信号が非線形光学媒質４８に入力される。
【００４６】
したがって、変調光信号、連続光ＣＷ１、波長多重光が非線形光学媒質４８に入射されたときに生成されるアイドラ光は、分岐信号の反転信号および挿入信号の和に対応する。そうすると、上述したように、非線形光学媒質４８においてアイドラ光によってサブキャリア光信号ＳＣＤが除去される。これに加えて、サブキャリア光信号Ｄが配置されていたチャネルに、挿入信号に対応するサブキャリア光信号ＳＣＡが挿入される。
【００４７】
なお、図６に示す光分岐挿入装置１００において、周波数推定部４３、復調器４４、駆動信号生成器４５は、デジタル信号を処理するプロセッサまたは回路により実現される。また、受信器４２が図３に示すコヒーレント受信器２１、Ａ／Ｄ変換器２２、ＦＦＴ回路２３で実現される場合、ＦＦＴ回路２３もデジタル信号を処理するプロセッサまたは回路で実現してもよい。
【００４８】
このように、第１の実施形態の光分岐挿入装置１００においては、参照光の光周波数と指定されたサブキャリア光信号の光周波数との差分に相当する差分周波数を利用して、サブキャリア光信号の分岐／挿入が実現される。ここで、この差分周波数は、各サブキャリア光信号の光周波数と比較して十分に低い。よって、この差分周波数を精度よく実現することは容易であり、サブキャリアの周波数間隔が狭い場合であっても、精度よくサブキャリア光信号の分岐／挿入を行うことが可能である。
【００４９】
図９は、第１の実施形態の光分岐挿入装置１００の実施例を示す。なお、光スプリッタ４１、受信器４２、周波数推定部４３、復調器４４、光変調器４７、非線形光学媒質４８は、図６および図９において実質的に同じである。また、インバータ４５ａ、コンバイナ４５ｂ、遅延要素４５ｃ、分散付加部４５ｄは、図６に示す駆動信号生成器４５に対応する。さらに、発振器４６ａ、位相シフタ４６ｂ、光コム発生器４６ｃ、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）４６ｄは、図６に示す光源回路４６に対応する。
【００５０】
分散補償器５１は、サブキャリア光信号に付加されている分散を補償するように、受信器４２により生成される電気信号を補正する。そして、分散補償器５１は、補償した分散を表す分散情報を分散付加部４５ｄに与える。なお、受信光信号に付加されている分散の補償は、公知の技術により実現される。例えば、分散補償器５１は、デジタルフィルタにより実現される。この場合、例えば、分散を小さくするようにデジタルフィルタのタップ係数が制御される。偏波推定部５２は、分散補償器５１の出力信号に基づいて、サブキャリア光信号の偏波状態を推定する。そして、偏波推定部５２は、推定した偏波状態を表す偏波情報を偏波制御部５８に与える。なお、受信光信号の偏波状態の推定は、公知の技術により実現される。
【００５１】
分散補償器５１は、受信した波長多重光の分散を補償してもよい。この場合、分散補償器５１は、コヒーレント受信器とＦＦＴ回路との間に設けられるようにしてもよい。同様に、偏波推定部５２は、受信した波長多重光の偏波を推定してもよい。この場合、偏波推定部５２は、コヒーレント受信器とＦＦＴ回路との間に設けられるようにしてもよい。
【００５２】
スプリッタ５３は、復調器４４により再生された分岐信号をインバータ４５ａおよびクライアントに導く。インバータ４５ａは、分岐信号の反転信号を生成する。以下の記載では、分岐信号の反転信号を反転分岐信号と呼ぶことがある。なお、分岐信号がＩ成分およびＱ成分で表されるときは、例えば、コンステレーション上で分岐信号の位相を反転することにより反転分岐信号を生成してもよい。分岐信号が「Ｉ＝Ｘｄ、Ｑ＝Ｙｄ」で表されるときは、反転分岐信号は「Ｉ＝−Ｘｄ、Ｑ＝−Ｙｄ」で表される。
【００５３】
コンバイナ４５ｂは、反転分岐信号と挿入信号との和を生成する。なお、挿入信号は、例えば、サブキャリア多重光信号に挿入されるデータ信号であり、クライアントにより生成される。また、挿入信号が「Ｉ＝Ｘａ、Ｑ＝Ｙａ」で表されるときは、コンバイナ４５ｂの出力信号は「Ｉ＝−Ｘｄ＋Ｘａ、Ｑ＝−Ｙｄ＋Ｙａ」で表される。
【００５４】
遅延要素４５ｃは、コンバイナ４５ｂの出力信号を遅延させる。遅延要素４５ｃの遅延時間は、モニタ回路６３により制御される。分散付加部４５ｄは、分散補償部５１から与えられる分散情報に基づいて、遅延要素４５ｃの出力信号を補正する。すなわち、分散付加部４５ｄは、分散補償部５１により補償された分散を、遅延要素４５ｃの出力信号に付加する。したがって、分散付加部４５ｄの出力信号の分散は、受信光信号の分散と実質的に同じである。そして、分散付加部４５ｄの出力信号は、駆動信号として光変調器４７に与えられる。すなわち、光変調器４７は、インバータ４５ａ、コンバイナ４５ｂ、遅延要素４５ｃ、分散付加部４５ｄにより生成される駆動信号で連続光ＣＷ２を変調して変調光信号を生成する。
【００５５】
発振器４６ａは、周波数推定部４３により推定された周波数Δνまたは周波数Δν／ｍを有する発振信号を生成する。Δνは、参照光の光周波数とサブキャリア光信号ＳＣＤの光周波数との差分を表す。ｍは、整数である。なお、発振器４６ａの出力信号は、たとえば、正弦波である。位相シフタ４６ｂは、発振器４６ａの出力信号の位相を調整することにより、光コム発生器４６の出力光の位相を調整する。位相シフタ４６ｂによる位相シフト量は、モニタ回路６３により制御される。
【００５６】
光コム発生器４６ｃは、位相シフタ４６ｂにより位相が調整された発振信号に応じて、サブキャリア多重光信号と異なる光周波数の光コムを生成する。すなわち、光コム発生器４６ｃは、所定の周波数間隔で配置される複数の連続光を生成する。複数の連続光の波長間隔は、例えば、ΔνまたはΔν／ｍである。波長選択スイッチ４６ｄは、光コム発生器４６ｃにより生成される光コムから連続光ＣＷ１および連続光ＣＷ２を選択する。連続光ＣＷ１および連続光ＣＷ２との光周波数は、それぞれ、νＢおよびνＢ＋Δνである。すなわち、連続光ＣＷ１の光周波数と連続光ＣＷ２の光周波数との差分は、Δνである。
【００５７】
なお、連続光ＣＷ１のパワーを連続光ＣＷ２のパワーよりも大きくしてもよい。この場合、波長選択スイッチ４６ｄにより選択された連続光ＣＷ１を増幅してもよい。
【００５８】
光位相シフタ５４は、連続光ＣＷ１の光位相を調整する。光位相シフタ５４による位相シフト量は、モニタ回路６３により制御される。光変調器４７は、駆動信号で連続光ＣＷ２を変調することにより変調光信号を生成する。光位相シフタ５５は、変調光信号の光位相を調整する。光位相シフタ５５による位相シフト量は、モニタ回路６３により制御される。なお、図９に示す実施例では、連続光ＣＷ１および変調光信号の光位相が調整されるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、光分岐挿入装置１００は、光位相シフタ５４、５５の一方を備える構成であってもよい。
【００５９】
光コンバイナ５６は、連続光ＣＷ１および変調光信号を合波する。以下の記載では、連続光ＣＷ１および変調光信号の合波光を「ビート光信号」と呼ぶことがある。光減衰器５７は、光コンバイナ５６から出力されるビート光信号のパワーを調整する。光減衰器５７の減衰量は、モニタ回路６３により制御される。偏波制御部５８は、偏波推定部５２から与えられる推定情報に基づいて、ビート光信号の偏波を制御する。このとき、偏波制御部５８は、光分岐挿入装置１００への入力光の偏波とビート光信号の偏波とが実質的に同じになるように、ビート光信号の偏波を制御する。
【００６０】
光遅延線５９は、光スプリッタ４１から非線形光学媒質４８に導かれる波長多重光を遅延させる。光遅延線５９の遅延時間は、例えば、光信号を受信して復調する処理、駆動信号を生成する処理、およびビート信号を生成する処理などに要する時間に基づいて決定される。すなわち、光スプリッタ４１から非線形光学媒質４８に導かれる波長多重光の遅延時間と、光スプリッタ４１から受信器４２に導かれる波長多重光信号に応じてビート信号を生成するための処理時間とがほぼ同じになるように、光遅延線５９の遅延時間を決めるようにしてもよい。光合波器６０は、光遅延線５９から出力される波長多重光と偏波制御部５８から出力されるビート光信号とを合波する。そして、合波された波長多重光およびビート光信号は、非線形光学媒質４８に入射される。
【００６１】
非線形光学媒質４８においては、上述した非線形効果により、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤが除去され、サブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号が追加される。すなわち、サブキャリア光信号の分岐および挿入が実現される。
【００６２】
光スプリッタ６１は、非線形光学媒質４８から出力される波長多重光を分岐して受信器６２に導く。受信器６２の構成および動作は、実質的に、受信器４２と同じである。したがって、受信器６２は、非線形光学媒質４８から出力される波長多重光を表す電気信号を生成する。
【００６３】
モニタ回路６３は、受信器６２の出力信号に基づいて、非線形光学媒質４８から出力される波長多重光の状態をモニタする。このとき、モニタ回路６３は、ビート光信号によりサブキャリア光信号の分岐／挿入が行われたチャネル（以下、目的チャネル）の状態をモニタする。そして、モニタ回路６３は、モニタ結果に基づいて、遅延要素４５ｃ、位相シフタ４６ｂ、光位相シフタ５４、５５、光減衰器５７を制御する。このとき、モニタ回路６３は、モニタ結果が目標状態に近づくように、遅延要素４５ｃ、位相シフタ４６ｂ、光位相シフタ５４、５５、光減衰器５７を制御する。
【００６４】
ケース１：目的チャネルからサブキャリア光信号ＳＣＤが分岐され、且つ、目的チャネルに新たなサブキャリア光信号が挿入されないときは、モニタ回路６３は、目的チャネルの光パワーをモニタする。そして、モニタ回路６３は、目的チャネルの光パワーを小さくするように（ゼロに近づくように）、遅延要素４５ｃ、位相シフタ４６ｂ、光位相シフタ５４、５５、光減衰器５７を制御する。
【００６５】
ケース２：目的チャネルからサブキャリア光信号ＳＣＤが分岐され、且つ、目的チャネルにサブキャリア光信号ＳＣＡが挿入されるときは、モニタ回路６３は、目的チャネルの光パワーおよび特性をモニタする。そして、モニタ回路６３は、目的チャネルの光パワーが他のサブチャネルの光パワーとほぼ同じになり、且つ、目的チャネルから抽出される信号の特性（例えば、Ｓ／Ｎ比、誤り率など）が所定の閾値を超えるように、遅延要素４５ｃ、位相シフタ４６ｂ、光位相シフタ５４、５５、光減衰器５７を制御する。
【００６６】
なお、遅延要素４５を制御することにより、光スプリッタ４１から非線形光学媒質４８に導かれる波長多重光とビート光信号との間のタイミング誤差が調整される。位相シフタ４６ｂを制御することにより、光コム発生器４６ｃにより生成される光コムの位相が調整される。この結果、光スプリッタ４１から非線形光学媒質４８に導かれる波長多重光とビート光信号（連続光ＣＷ１および変調光信号）との間の位相同期が調整される。光位相シフタ５４、５５を制御することにより、連続光ＣＷ１の位相と変調光信号の位相とを同期させることができる。光減衰器５７を制御することにより、目的チャネルの光パワーが調整される。
【００６７】
このように、図９に示す構成においては、フィードバック制御により、信号の強度、位相、遅延が調整されるので、目的チャネルの状態が最適化される。すなわち、サブキャリア光信号の分岐および挿入の精度が向上する。また、光コム発生器を利用してビート信号が生成されるので、広帯域（例えば、数THz〜数１０THz）の伝送システムにおいても、光信号の分岐／挿入が可能である。
【００６８】
＜第２の実施形態＞
図９に示す構成においては、光信号が分岐されるチャネルと光信号が挿入されるチャネルとは同じである。すなわち、目的チャネルから光信号が分岐され、その目的チャネルに新たな光信号が挿入される。
【００６９】
これに対して、第２の実施形態の光分岐挿入装置は、所望の空チャネルに光信号を挿入することができる。すなわち、光信号が分岐されるチャネルと光信号が挿入されるチャネルとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００７０】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係わる光分岐挿入装置２００の一例を示す。第１および第２の実施形態の光分岐挿入装置の構成および動作は、ほぼ同じである。ただし、ビート光信号を生成するための構成および動作は、第１の実施形態と第２の実施形態とで異なっている。
【００７１】
第２の実施形態では、インバータ４５ａ、遅延要素４５ｃ、分散付加部４５ｄは、分岐信号に基づいて駆動信号Ｄを生成する。この駆動信号Ｄは、後述する光変調器４７ｘに与えられる。なお、駆動信号Ｄは、挿入信号成分を含んでいない。挿入信号は、駆動信号Ａとして後述する光変調器４７ｙに与えられる。このとき、分散付加部４５ｅは、分散補償器５１により補償された分散を挿入信号に付加する。
【００７２】
波長選択スイッチ４６ｄは、光コム発生器４６により生成される光コムを利用して、連続光ＣＷ１〜ＣＷ３を生成する。連続光ＣＷ１および連続光ＣＷ２は、第１の実施形態と同じである。すなわち、連続光ＣＷ１の光周波数と連続光ＣＷ２の光周波数との差分は、参照光の光周波数と分岐されるサブキャリア光信号ＳＣＤの光周波数との差分と同じである。また、連続光ＣＷ１の光周波数と連続光ＣＷ３の光周波数との差分は、参照光の光周波数と挿入信号を挿入すべきチャネルの光周波数との差分と同じである。
【００７３】
光変調器４７ｘは、インバータ４５ａ、遅延要素４５ｃ、分散付加部４５ｄにより生成される駆動信号Ｄで連続光ＣＷ２を変調して変調光信号Ｄを生成する。同様に、光変調器４７ｙは、分散付加部４５ｅから出力される駆動信号Ａで連続光ＣＷ３を変調して変調光信号Ａを生成する。光位相シフタ５５ｘおよび光位相シフタ５５ｙは、それぞれ、モニタ回路６３の制御に応じて変調光信号Ｄおよび変調光信号Ａの位相を調整する。
【００７４】
光コンバイナ５６は、連続光ＣＷ１、変調光信号Ｄ、変調光信号Ａを合波してビート光信号を生成する。このビート光信号は、光減衰器５７、偏波制御部５８、光合波器６０を介して非線形光学媒質４８に導かれる。すなわち、非線形光学媒質４８には、参照光およびサブキャリア多重光信号を含む波長多重光、連続光ＣＷ１、変調光信号Ｄ、変調光信号Ａが入射される。
【００７５】
図１１（ａ）は、プローブ光１、プローブ光２、励起光Ｐ１、励起光Ｐ２が非線形光学媒質４８に入射されたときの状態を示す。ここで、励起光Ｐ１のパワーおよび励起光Ｐ２のパワーは、非線形光学媒質４８において非線形効果が生じる程度に十分に高いものとする。また、プローブ光１の光周波数と励起光Ｐ１の光周波数との差分がΔν１であり、プローブ光２の光周波数と励起光Ｐ１の光周波数との差分がΔν２であるものとする。この場合、４波混合により、プローブ光１に対応するアイドラ光１が生成され、プローブ光２に対応するアイドラ光２が生成される。このとき、励起光Ｐ２の光周波数とアイドラ光１の光周波数との差分はΔν１であり、励起光Ｐ２の光周波数とアイドラ光２の光周波数との差分はΔν２である。また、アイドラ光１が伝送する信号は、プローブ光１が伝送する信号と同じであり、アイドラ光２が伝送する信号は、プローブ光２が伝送する信号と同じである。
【００７６】
図１１（ｂ）は、図１０に示す変調光信号Ｄ、変調光信号Ａ、連続光ＣＷ１、波長多重光が非線形光学媒質４８に入射されたときの状態を示す。ここで、変調光信号Ｄ、変調光信号Ａ、連続光ＣＷ１、波長多重光に含まれている参照光は、それぞれ図１１（ａ）に示すプローブ光１、プローブ光２、励起光Ｐ１、励起光Ｐ２に対応する。すなわち、連続光ＣＷ１および参照光は、励起光として作用する。
【００７７】
この実施例では、参照光の光周波数と図１１（ｂ）に示すチャネルＤの光周波数との差分がΔν１であり、また、連続光ＣＷ１の光周波数と変調光信号Ｄの光周波数との差分もΔν１である。この場合、図１１（ａ）を参照しながら説明した４波混合により、チャネルＤが割り当てられている光周波数に、変調光信号Ｄに対応するアイドラ光１が生成される。ここで、変調光信号Ｄは、サブキャリア光信号ＳＣＤの反転信号を表す駆動信号Ｄにより生成される。すなわち、非線形光学媒質４８において生成されるアイドラ光１は、サブキャリア光信号ＳＣＤの反転信号を表す。したがって、非線形光学媒質４８において変調光信号Ｄに対応するアイドラ光１が生成されると、チャネルＤに配置されているサブキャリア光信号ＳＣＤがキャンセルされる。
【００７８】
また、参照光の光周波数と図１１（ｂ）に示すチャネルＡの光周波数との差分がΔν２であり、連続光ＣＷ１の光周波数と変調光信号Ａの光周波数との差分もΔν２である。この場合、チャネルＡが割り当てられている光周波数に、変調光信号Ａに対応するアイドラ光２が生成される。ここで、変調光信号Ａは、挿入信号を表す駆動信号Ａにより生成される。したがって、非線形光学媒質４８において変調光信号Ａに対応するアイドラ光２が生成されると、チャネルＡにサブキャリア光信号ＳＣＡが挿入される。すなわち、サブキャリア光信号ＳＣＤが除去され、且つ、サブキャリア光信号ＳＣＡが挿入されたサブキャリア多重光信号が生成される。
【００７９】
＜第３の実施形態＞
第１および第２の実施形態では、分岐信号および挿入信号に基づいてビート光信号が生成され、そのビート光信号を非線形光学媒質に入射することにより光信号の分岐／挿入が実現される。第３の実施形態の光分岐挿入装置は、第１および第２の実施形態とは異なる作用に基づいて光信号の分岐／挿入を行う。
【００８０】
図１２は、本発明の第３の実施形態に係わる光分岐挿入装置３００の一例を示す。尚、受信サブキャリア多重光信号を復調するための構成（受信器４２、分散補償器５１、偏波推定部５２、周波数推定部４３、復調器４４）は、第１および第３の実施形態において実質的に同じである。
【００８１】
発振器７１は、周波数推定部４３から与えられる周波数情報に従って発振信号を出力する。ここで、周波数情報は、参照光の光周波数とサブキャリア光信号ＳＣＤの光周波数との差分Δνを表す。そして、発振器７１は、周波数Δνの発振信号を出力する。そうすると、発振信号は、cos(２πΔνt)で表される。位相シフタ７２は、発振器７１から出力される発振信号の位相を調整する。位相シフタ７２による位相シフト量は、モニタ回路６３により制御される。
【００８２】
ミキサ７３は、位相シフタ７２により調整された発振信号と遅延要素４５ｃから出力される駆動信号とを掛け合わせる。この駆動信号は、反転分岐信号および挿入信号に基づいて生成される。よって、ミキサ７３の出力信号は、下式で表すことができる。
(ＢＡ−ＢＤ)cos(２πΔνt)
ＢＤは、分岐信号を表す。すなわち、−ＢＤは、反転分岐信号を表す。ＢＡは、挿入信号を表す。以下の記載では、ミキサ７３の出力信号を「入替え信号」と呼ぶことがある。
【００８３】
減衰器７４は、入替え信号の振幅を調整する。減衰器７４の減衰量は、モニタ回路６３により制御される。偏波制御部７５は、偏波推定部５２により推定された偏波の状態に基づいて、電気領域で、入替え信号の偏波状態を制御する。分散付加部７６は、電気領域において、分散補償器５１により補償された分散を入替え信号に付加する。
【００８４】
光変調器７７には、光スプリッタ４１から光遅延線５９を介して波長多重光が入射される。そして、光変調器７７は、上述の入替え信号で波長多重光を変調する。この変調により、参照光からΔνだけ離れた光周波数において「ＢＡ−ＢＤ」が生成される。したがって、サブキャリア多重光信号において、分岐信号に対応するサブキャリア光信号ＳＣＤが除去され、挿入信号に対応するサブキャリア光信号ＳＣＡが挿入される。
【００８５】
図１２に示す実施例では、光信号が分岐されるチャネルと光信号が挿入されるチャネルとは同じであるが、第３の実施形態はこの構成に限定されるものではない。すなわち、第３の実施形態の光分岐挿入装置は、任意の空チャネルに光信号を挿入するように構成してもよい。
【００８６】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態の光分岐挿入装置は、第３実施形態の光分岐挿入装置と類似する構成を有する。したがって、以下では、第３の実施形態と第４の実施形態との差異について記載する。
【００８７】
図１３は、本発明の第４の実施形態に係わる光分岐挿入装置４００の一例を示す。第４の実施形態の光分岐挿入装置４００において、ＣＷ光源８１は、連続光を生成する。この連続光の光周波数は、サブキャリア多重光信号の光周波数とは異なる。光変調器８２は、ＣＷ光源８１により生成される連続光を入替え信号で駆動することにより変調光信号を生成する。入替え信号は、第３の実施形態と同様に、反転分岐信号と挿入信号との和に発振器７１により生成される発振信号を掛けることにより生成される。
【００８８】
光変調器８２により生成される変調光信号は、光合波器６０により非線形光学媒質４８に導かれる。即ち、波長多重光および変調光信号が非線形光学媒質４８に入射される。ここで、波長多重光は、図８（ｂ）に示す参照光およびサブキャリア多重光信号を含む。また、ＣＷ光源８１により生成される連続光は、図８（ｂ）に示すＣＷ１に相当するものとする。更に、変調光信号は、周波数Δνの発振信号を利用して生成されている。したがって、第４の実施形態においても、図８（ｂ）と同様に作用により、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号ＳＣＤが除去され、サブキャリア光信号ＳＣＡが挿入される。
【００８９】
図１３に示す実施例では、光信号が分岐されるチャネルと光信号が挿入されるチャネルとは同じであるが、第４の実施形態はこの構成に限定されるものではない。すなわち、第４の実施形態の光分岐挿入装置は、任意の空チャネルに光信号を挿入するように構成してもよい。
【００９０】
＜他の実施形態＞
上述の実施例では、光分岐挿入装置は、複数のサブキャリア光信号が多重化されたサブキャリア多重光信号を処理する。すなわち、上述の実施例では、サブキャリア多重光信号からサブキャリア光信号が分岐され、サブキャリア多重光信号にサブキャリア光信号が挿入される。
【００９１】
本発明は、この構成に限定されるものではない。すなわち、光分岐挿入装置は、ＷＤＭ信号から指定された波長チャネルの光信号を分岐し、ＷＤＭ信号の所望の波長チャネルに光信号を挿入する構成であってもよい。ただし、この場合、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの位相は同期している必要がある。
【００９２】
なお、サブキャリア多重光信号が１つのレーザ光源から出力される連続光を変調することにより生成されるときは、サブキャリア多重光信号に多重化される複数のサブキャリア光信号の位相は同期している。よって、サブキャリア多重光信号は、位相が同期している波長多重光信号の一例である。
【００９３】
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）
複数の光信号が多重化された波長多重光信号および参照光を含む波長多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長多重光を分岐して第１の波長多重光および第２の波長多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長多重光を表す電気信号を生成する受信器と、
前記受信器により生成される電気信号に基づいて前記参照光の光周波数と前記複数の光信号の中から指定された光信号の光周波数との差分を推定する周波数推定部と、
第１の光および前記第１の光に対して前記差分だけ異なる光周波数を有する第２の光を生成する光源と、
前記電気信号に基づいて前記指定された光信号を表す分岐信号を生成する復調器と、
前記分岐信号の反転信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記駆動信号で前記第２の光を変調して変調光信号を生成する光変調器と、
前記第１の波長多重光、前記第１の光、および前記変調光信号が入力される非線形光学媒質と、
を備える光分岐挿入装置。
（付記２）
前記駆動信号生成器は、前記分岐信号の反転信号および挿入信号の和に基づいて前記駆動信号を生成する
ことを特徴とする付記１に記載の光分岐挿入装置。
（付記３）
前記波長多重光の分散を補償するように前記復調器に入力される電気信号を補正する分散補償器と、
前記変調光信号に前記分散補償器により補償された分散が付加されるように前記光変調器に与えられる駆動信号を補正する分散付加部と、をさらに備える
ことを特徴とする付記１または２に記載の光分岐挿入装置。
（付記４）
前記波長多重光の偏波状態を推定する偏波推定部と、
前記変調光信号の偏波状態が前記偏波推定部により推定された偏波状態とほぼ一致するように前記変調光信号を制御する偏波制御部と、をさらに備える
ことを特徴とする付記１または２に記載の光分岐挿入装置。
（付記５）
前記非線形光学媒質の出力光の状態をモニタするモニタ回路と、
前記駆動信号を遅延させる遅延要素と、をさらに備え、
前記モニタ回路は、前記非線形光学媒質の出力光の状態に基づいて前記遅延要素の遅延時間を制御する
ことを特徴とする付記１に記載の光分岐挿入装置。
（付記６）
前記非線形光学媒質の出力光の状態をモニタするモニタ回路と、
前記光源の出力光の位相を調整する位相シフタと、をさらに備え、
前記モニタ回路は、前記非線形光学媒質の出力光の状態に基づいて前記位相シフタの位相シフト量を制御する
ことを特徴とする付記１に記載の光分岐挿入装置。
（付記７）
前記非線形光学媒質の出力光の状態をモニタするモニタ回路と、
前記第１の光の位相に対する前記変調光信号の位相を調整する光位相シフタと、をさらに備え、
前記モニタ回路は、前記非線形光学媒質の出力光の状態に基づいて前記光位相シフタの位相シフト量を制御する
ことを特徴とする付記１に記載の光分岐挿入装置。
（付記８）
前記非線形光学媒質の出力光の状態をモニタするモニタ回路と、
前記第１の光および前記変調光信号のパワーを調整する光減衰器と、をさらに備え、
前記モニタ回路は、前記非線形光学媒質の出力光の状態に基づいて前記光減衰器の減衰量を制御する
ことを特徴とする付記１に記載の光分岐挿入装置。
（付記９）
複数の光信号が多重化された波長多重光信号および参照光を含む波長多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長多重光を分岐して第１の波長多重光および第２の波長多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長多重光を表す電気信号を生成する受信器と、
前記受信器により生成される電気信号に基づいて前記参照光の光周波数と前記複数の光信号の中から指定された光信号の光周波数との差分を推定する周波数推定部と、
第１の光、前記第１の光に対して前記差分だけ異なる光周波数を有する第２の光、および前記第１の光に対して指定された差分だけ異なる光周波数を有する第３の光を生成する光源と、
前記電気信号に基づいて前記指定された光信号を表す分岐信号を生成する復調器と、
前記分岐信号の反転信号に基づいて第１の駆動信号を生成し、挿入信号に基づいて第２の駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記第１の駆動信号で前記第２の光を変調して第１の変調光信号を生成し、前記第２の駆動信号で前記第３の光を変調して第２の変調光信号を生成する光変調器と、
前記第１の波長多重光、前記第１の光、前記第１の変調光信号、前記第２の変調光信号が入力される非線形光学媒質と、
を備える光分岐挿入装置。
（付記１０）
複数の光信号が多重化された波長多重光信号および参照光を含む波長多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長多重光を分岐して第１の波長多重光および第２の波長多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長多重光を表す電気信号を生成する受信器と、
前記受信器により生成される電気信号に基づいて前記参照光の光周波数と前記複数の光信号の中から指定された光信号の光周波数との差分周波数を推定する周波数推定部と、
前記電気信号に基づいて前記指定された光信号を表す分岐信号を生成する復調器と、
前記差分周波数の発振信号を生成する発信器と、
前記分岐信号の反転信号および前記発振信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記駆動信号で前記第１の波長多重光を変調して出力波長多重光信号を生成する光変調器と、
を備える光分岐挿入装置。
（付記１１）
複数の光信号が多重化された波長多重光信号および参照光を含む波長多重光を処理する光分岐挿入装置であって、
前記波長多重光を分岐して第１の波長多重光および第２の波長多重光を生成する光スプリッタと、
前記第２の波長多重光を表す電気信号を生成する受信器と、
前記受信器により生成される電気信号に基づいて前記参照光の光周波数と前記複数の光信号の中から指定された光信号の光周波数との差分周波数を推定する周波数推定部と、
前記電気信号に基づいて前記指定された光信号を表す分岐信号を生成する復調器と、
前記差分周波数の発振信号を生成する発信器と、
前記分岐信号の反転信号および前記発振信号に基づいて駆動信号を生成する駆動信号生成器と、
前記波長多重光信号と異なる光周波数を有する連続光を生成する光源と、
前記駆動信号で前記連続光を変調して変調光信号を生成する光変調器と、
前記第１の波長多重光および前記変調光信号が入力される非線形光学媒質と、
を備える光分岐挿入装置。
（付記１２）
複数の光信号が多重化された波長多重光信号および参照光を含む波長多重光を処理する光分岐挿入方法であって、
前記波長多重光を分岐して第１の波長多重光および第２の波長多重光を生成し、
前記第２の波長多重光を表す電気信号を生成し、
前記電気信号に基づいて前記参照光の光周波数と前記複数の光信号の中から指定された光信号の光周波数との差分を推定し、
第１の光および前記第１の光に対して前記差分だけ異なる光周波数を有する第２の光を生成し、
前記電気信号に基づいて前記指定された光信号を表す分岐信号を生成し、
前記分岐信号の反転信号に基づいて駆動信号を生成し、
前記駆動信号で前記第２の光を変調して変調光信号を生成し、
前記第１の波長多重光、前記第１の光、および前記変調光信号を非線形光学媒質に入射する、
ことを特徴とする光分岐挿入方法。
（付記１３）
前記駆動信号は、前記分岐信号の反転信号および挿入信号の和に基づいて生成される
ことを特徴とする付記１２に記載の光分岐挿入方法。
【符号の説明】
【００９４】
１  サブキャリア光分岐装置
４１  光スプリッタ
４２  受信器
４３  周波数推定部
４４  復調器
４５  駆動信号生成器
４５ａ  インバータ
４５ｂ  コンバイナ
４５ｄ  分散付加部
４６  光源回路
４６ｃ  光コム発生器
４７  光変調器
４８  非線形光学媒質
５１  分散補償器
５２  偏波推定部
５７  光減衰器
５８  偏波制御部
６３  モニタ回路
７１  発振器
７３  ミキサ
１００、２００、３００、４００  光分岐挿入装置
【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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