(57)【要約】【課題】追加／除去チャネルの波長とは無関係に動作すると共に高速切り換えが行え、コンパクトで低コストの光分岐／結合器を提供する。【解決手段】光ファイバ２１０と連結された入力及び出力ポート、逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポート２４２〜２４４を有する波長分割多重化部２２０と、上位から下位ポートへチャネルを出力する第１及び第２循環器、第１及び第２循環器を連結させ、チャネルを通過または反射させる反射器を有し、波長分割多重化部の逆多重化ポートに連結される多数の分岐／結合部２５０〜２７０と、を備え、第１循環器は、第２ポートから第３ポートにチャネルを出力し、反射器により第３ポートに反射したチャネルを第４ポートに出力することで該チャネルを除去し、第２循環器は、第１ポートから第２ポートにチャネルを出力し、反射器により第２ポートに反射したチャネルを第３ポートに出力することで該チャネルを追加する。【選択図】図２
2005010785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重化した光信号を伝送するための光ファイバに連結された光分岐／結合器において、
前記光ファイバと連結され、多重化した光信号の経路となる入力及び出力ポート、そして、それぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化部と、
それぞれ上位ポートに入力されたチャネルを下位ポートに出力すべく構成される第１及び第２循環器、そして、前記第１及び第２循環器を連結させ、入力されたチャネルを通過または反射させる反射器を有し、前記波長分割多重化部の逆多重化ポートにそれぞれ連結される多数の分岐／結合部と、を備え、
前記第１循環器は、第２ポートに入力されたチャネルを第３ポートに出力し、前記反射器により第３ポートに２次的に入力されたチャネルを第４ポートに出力することにより該チャネルを除去することを特徴とする光分岐／結合器。
【請求項２】
波長分割多重化部は、
多重化した光信号を伝送するための光ファイバと連結された第１及び第３ポート、そして、前記第１及び第３ポートと共に上位ポートに入力された光信号を下位ポートに出力すべく構成される第２ポートを有する終端循環器と、
前記終端循環器の第２ポートと連結され、多重化した光信号の経路となる多重化ポート及びそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化器と、を備える請求項１に記載の光分岐／結合器。
【請求項３】
波長分割多重化器は、アレイ導波路回折格子を備える請求項２に記載の光分岐／結合器。
【請求項４】
多重化した光信号を伝送するための光ファイバに連結された光分岐／結合器において、
前記光ファイバと連結され、多重化した光信号の経路となる入力及び出力ポート、そして、それぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化部と、
それぞれ上位ポートに入力されたチャネルを下位ポートに出力すべく構成される第１及び第２循環器、そして、前記第１及び第２循環器を連結させ、入力されたチャネルを通過または反射させる反射器を有し、前記波長分割多重化部の逆多重化ポートとそれぞれ連結される多数の分岐／結合部と、を備え、
前記第２循環器は、第１ポートに入力されたチャネルを前記反射器と連結された第２ポートに出力し、前記反射器により第２ポートに２次的に入力されたチャネルを前記第１循環器の第１ポートと連結された第３ポートに出力することにより該チャネルを追加することを特徴とする光分岐／結合器。
【請求項５】
波長分割多重化部は、
多重化した光信号を伝送するための光ファイバと連結された第１及び第３ポート、そして、前記第１及び第３ポートと共に上位ポートに入力された光信号を下位ポートに出力すべく構成される第２ポートを有する終端循環器と、
前記終端循環器の第２ポートと連結され、多重化した光信号の経路となる多重化ポート及びそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化器と、を備える請求項４に記載の光分岐／結合器。
【請求項６】
波長分割多重化器は、アレイ導波路回折格子を備える請求項５に記載の光分岐／結合器。
【請求項７】
多重化した光信号を伝送するための光ファイバに連結された光分岐／結合器において、
前記光ファイバと連結され、多重化した光信号の経路となる入力及び出力ポート、そしてそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化部と、
それぞれ上位ポートに入力されたチャネルを下位ポートに出力すべく構成される第１及び第２循環器、そして、前記第１及び第２循環器を連結させ、入力されたチャネルを通過または反射させる反射器を有し、前記波長分割多重化部の逆多重化ポートとそれぞれ連結される多数の分岐／結合部と、を備え、
前記分岐／結合部を通過するチャネルは、前記第１循環器の第２及び第３ポートと、前記反射器と、前記第２循環器の第２及び第３ポートと、前記第１循環器の第１及び第２ポートとを順次に経ることを特徴とする光分岐／結合器。
【請求項８】
波長分割多重化部は、
多重化した光信号を伝送するための光ファイバと連結された第１及び第３ポート、そして、前記第１及び第３ポートと共に上位ポートに入力された光信号を下位ポートに出力すべく構成される第２ポートを有する終端循環器と、
前記終端循環器の第２ポートと連結され、多重化した光信号の経路となる多重化ポート及びそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化器と、を備える請求項７に記載の光分岐／結合器。
【請求項９】
波長分割多重化器は、アレイ導波路回折格子を備える請求項８に記載の光分岐／結合器。
【請求項１０】
多重化した光信号を伝送するための光ファイバに連結された光分岐／結合器において、
前記光ファイバと連結され、多重化した光信号の経路となる入力及び出力ポート、そして、それぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化部と、
それぞれ上位ポートに入力されたチャネルを下位ポートに出力すべく構成される循環器及び前記循環器のポート間を連結させ、入力されたチャネルを通過または反射させる反射器を有し、前記波長分割多重化部の逆多重化ポートとそれぞれ連結される多数の分岐／結合部と、を備え、
前記循環器は、第２ポートに入力されたチャネルを第３ポートに出力し、前記反射器により第３ポートに２次的に入力されたチャネルを第４ポートに出力することにより該チャネルを除去することを特徴とする光分岐／結合器。
【請求項１１】
波長分割多重化部は、
多重化した光信号を伝送するための光ファイバと連結された第１及び第３ポート、そして、前記第１及び第３ポートと共に上位ポートに入力された光信号を下位ポートに出力すべく構成される第２ポートを有する終端循環器と、
前記終端循環器の第２ポートと連結され、多重化した光信号の経路となる多重化ポート及びそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化器と、を備える請求項１０に記載の光分岐／結合器。
【請求項１２】
波長分割多重化器は、アレイ導波路回折格子を備える請求項１１に記載の光分岐／結合器。
【請求項１３】
多重化した光信号を伝送するための光ファイバに連結された光分岐／結合器において、
前記光ファイバと連結され、多重化した光信号の経路となる入力及び出力ポート、そして、それぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化部と、
それぞれ上位ポートに入力されたチャネルを下位ポートに出力すべく構成される循環器及び前記循環器のポート間を連結させ、入力されたチャネルを通過または反射させる反射器を有し、前記波長分割多重化部の逆多重化ポートとそれぞれ連結される多数の分岐／結合部と、を備え、
前記循環器は、第５ポートに入力されたチャネルを前記反射器と連結された第１ポートに出力し、前記反射器からのチャネルを第１ポートを介して受け取ることにより該チャネルを追加することを特徴とする光分岐／結合器。
【請求項１４】
波長分割多重化部は、
多重化した光信号を伝送するための光ファイバと連結された第１及び第３ポート、そして、前記第１及び第３ポートと共に上位ポートに入力された光信号を下位ポートに出力すべく構成される第２ポートを有する終端循環器と、
前記終端循環器の第２ポートと連結され、多重化した光信号の経路となる多重化ポート及びそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化器と、を備える請求項１３に記載の光分岐／結合器。
【請求項１５】
波長分割多重化器は、アレイ導波路回折格子を備える請求項１４に記載の光分岐／結合器。
【請求項１６】
多重化した光信号を伝送するための光ファイバに連結された光分岐／結合器において、
前記光ファイバと連結され、多重化した光信号の経路となる入力及び出力ポート、そして、それぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化部と、
それぞれ上位ポートに入力されたチャネルを下位ポートに出力すべく構成される循環器及び前記循環器のポート間を連結させ、入力されたチャネルを通過または反射させる反射器を有し、前記波長分割多重化器部逆多重化ポートとそれぞれ連結される多数の分岐／結合部と、を備え、
前記分岐／結合部を通過するチャネルは、前記循環器の第２及び第３ポートと、前記反射器と、前記循環器の第１及び第２ポートとを順次に経ることを特徴とする光分岐／結合器。
【請求項１７】
波長分割多重化部は、
多重化した光信号を伝送するための光ファイバと連結された第１及び第３ポート、そして、前記第１及び第３ポートと共に上位ポートに入力された光信号を下位ポートに出力すべく構成される第２ポートを有する終端循環器と、
前記終端循環器の第２ポートと連結され、多重化した光信号の経路となる多重化ポート及びそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化器と、を備える請求項１６に記載の光分岐／結合器。
【請求項１８】
波長分割多重化器は、アレイ導波路回折格子を備える請求項１７に記載の光分岐／結合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分割多重（wavelength division multiplexing：ＷＤＭ）システムに係り、特に、多重化した光信号に対して既設チャネルを追加または除去するための光分岐／結合器（optical add／drop multiplexer：ＡＤＭ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、単心光ファイバ（optical fiber）を介して相異なる波長を有する多数のチャネルを伝送する波長分割多重技術が実用化され、これに伴い、超高速及び大容量の光信号が伝送可能になっている。のみならず、光素子技術の発達に伴い、光学的な光信号の経路の設定及び切換え、そして光信号の分岐及び結合が可能になり、その結果として、波長分割多重技術に基づく光通信網の構築が可能になっている。
【０００３】
通常、光分岐／結合器は、一対の波長分割多重化器と、多数の光スイッチ（optical switch）と、備える。波長分割多重化器としては、 チャネルの拡張が容易であり、制御が簡単であるほか、集積度（integration）に優れているアレイ導波路回折格子（arrayed−waveguide grating：ＡＷＧ）が多用されている。光スイッチとしては、２×２光空間スイッチ（space switch）や波長依存性を有する光ファイバ・ブラッグ・グレーティング（optical fiber Bragg grating：ＦＢＧ）が多用されている。
【０００４】
図１は、従来の技術による光分岐／結合器の構成を示すものである。これを参照すれば、光分岐／結合器は、多重化した光信号を伝送するための光ファイバ１１０と連結され、それぞれ多数のポートを有する第１及び第２循環器（circulator：Ｃ）１２０,１４０と、第１ないし第ｎ光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３１〜１３３と、第１及び第２波長分割多重化器１５０,１６０とを備える。理解の便宜のために、各循環器１２０,１４０の参照符号を“###”としたとき、該循環器１２０,１４０の第ｍポートは“ｍ”となり、“###ｍ”として記述する。この光分岐／結合器に入力されるか、あるいはこれから出力される多重化光信号は相異なる波長を有する多数のチャネルを備えるが、第ｎチャネルλｎは第ｎ波長を有する。
【０００５】
第１循環器１２０は第１ないし第３ポート１２０１〜１２０３を備え、その上位ポートに入力された光信号をそれと隣り合う下位ポートに出力する。第１循環器１２０は、第１ポート１２０１に入力された光信号を第２ポート１２０２に出力し、第２ポート１２０２に入力されたチャネルを第３ポート１２０３に出力する。
【０００６】
第１ないし第ｎ光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３１〜１３３は、第１及び第２循環器１２０,１４０の第２ポート１２０２,１４０２の間に連結され、それぞれオン／オフの状態に応じて既設波長のチャネルを通過（オフ状態）させたり反射（オン状態）させる。例えば、第２光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３２は第２チャネルのみを反射させ、第ｎ光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３３は第ｎチャネルλｎのみを反射させる。
【０００７】
第１波長分割多重化器１５０は、第１多重化ポート（multiplexing port：ＭＰ）１５１と、第１１ないし第１ｎ逆多重化ポート（demultiplexing port：ＤＰ）１５２〜１５４とを備える。第１波長分割多重化器１５０の第１多重化ポート１５１は、第１循環器１２０の第３ポート１２０３と連結される。第１波長分割多重化器１５０は、第１多重化ポート１５１に入力されたチャネルを当該波長に対応する逆多重化ポート１５２〜１５４に出力する。例えば、第１波長分割多重化器１５０は、第１多重化ポート１５１に入力された第２チャネルλ２を第１２逆多重化ポート１５３に出力し、入力された第ｎチャネルλｎを第１ｎ逆多重化ポート１５４に出力する。
【０００８】
第２循環器１４０は、第１ポート１４０１に入力されたチャネルを第２ポート１４０２に出力し、第２ポート１４０２に入力された光信号を第３ポート１４０３に出力する。
【０００９】
第２波長分割多重化器１６０は、第２多重化ポート１６１と、第２１ないし第２ｎ逆多重化ポート１６２〜１６４とを備える。第２波長分割多重化器１６０の第２多重化ポート１６１は、第２循環器１４０の第１ポート１４０１と連結される。第２波長分割多重化器１６０は、各波長に対応する逆多重化ポート１６２〜１６４に入力されたチャネルを第２多重化ポート１６１に出力する。
【００１０】
光分岐／結合器が、入力された光信号から第１チャネルλ１を除去し、そして、光信号に第２チャネルλ２を追加する場合を例にとって説明すれば、下記の通りである。
【００１１】
制御部（図示せず）は、第１及び第２光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３１,１３２をオン状態に、そして残りの光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３３をオフ状態に制御する。第１循環器１２０は、第１ポート１２０１に入力された光信号を第２ポート１２０２に出力し、第１光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３１は、光信号をなすチャネルのうち第１チャネルλ１のみを反射させる。そして第１循環器１２０が、第２ポート１２０２に入力された前記第１チャネルλ１を第３ポート１２０３に出力する。第１波長分割多重化器１５０は、第１多重化ポート１５１に入力された第１チャネルλ１を第１１逆多重化ポート１５２に出力する。一方、第１ないし第ｎ光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３１〜１３３を通過した光信号は、第２循環器１４０の第２ポート１４０２に入力される。第２波長分割多重化器１６０は、第２２逆多重化ポート１６３に入力された第２チャネルλ２を第２多重化ポート１６１に出力し、第２循環器１４０は、第１ポート１４０１に入力された第２チャネルを第２ポート１４０２に出力する。第２光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３２は、入力された前記第２チャネルλ２を反射させ、第２循環器１４０は、第２ポート１４０２に入力された第２チャネルを第３ポート１４０３に出力する。
【００１２】
上述したように、従来の光分岐／結合器は、多数の光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３１〜１３３をシリアル接続させているため、追加または除去されるチャネルが経なければならない光ファイバ・ブラッグ・グレーティングの数は、該当波長に応じて異なる。例えば、第１チャネルλ１を除去する場合に第１チャネルλ１は第１光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３１から反射されるものの、第３チャネルλ３を除去する場合に第３チャネルλ３は第１及び第２光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３１,１３２をそれぞれ２回ずつ経なければならない。このとき、追加または除去されるチャネルは、各光ファイバ・ブラッグ・グレーティングを通る時に光損失を生じる。このため、追加または除去されるチャネルは、該当波長に応じて電力が異なってしまうという不具合が生じる。さらに、通常、各光ファイバ・ブラッグ・グレーティング１３１〜１３３を制御するためには周辺温度や引張力を制御するが、この制御にかかる時間が比較的に長時間であるため、高速の切り換えが困難であるといった不具合もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、追加または除去されるチャネルの波長とは無関係に動作すると共に、高速の切り換えが行える光分岐／結合器を提供することにある。
【００１４】
さらに、本発明の目的は、従来のものに比べてコンパクトな構成を有し、しかも製造コストも安い光分岐／結合器を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明に係る多重化した光信号を伝送するための光ファイバに連結された光分岐／結合器は、光ファイバと連結され、多重化した光信号の経路となる入力及び出力ポート、そして、それぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化部と、それぞれ上位ポートに入力されたチャネルを下位ポートに出力すべく構成される第１及び第２循環器、そして、第１及び第２循環器を連結させ、入力されたチャネルを通過または反射させる反射器を有し、波長分割多重化部の逆多重化ポートにそれぞれ連結される多数の分岐／結合部と、を備え、第１循環器は、第２ポートに入力されたチャネルを第３ポートに出力し、反射器により第３ポートに２次的に（反射して）入力されたチャネルを第４ポートに出力することにより該チャネルを除去することを特徴とする。その波長分割多重化部は、多重化した光信号を伝送するための光ファイバと連結された第１及び第３ポート、そして、第１及び第３ポートと共に上位ポートに入力された光信号を下位ポートに出力すべく構成される第２ポートを有する終端循環器と、この終端循環器の第２ポートと連結され、多重化した光信号の経路となる多重化ポート及びそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化器と、を備えたものとすることができる。この波長分割多重化器は、アレイ導波路回折格子からなるものとするのがよい。
【００１６】
また、本発明に係る多重化した光信号を伝送するための光ファイバに連結された光分岐／結合器は、光ファイバと連結され、多重化した光信号の経路となる入力及び出力ポート、そして、それぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化部と、それぞれ上位ポートに入力されたチャネルを下位ポートに出力すべく構成される第１及び第２循環器、そして、第１及び第２循環器を連結させ、入力されたチャネルを通過または反射させる反射器を有し、波長分割多重化部の逆多重化ポートとそれぞれ連結される多数の分岐／結合部と、を備え、第２循環器は、第１ポートに入力されたチャネルを反射器と連結された第２ポートに出力し、反射器により第２ポートに２次的に（反射して）入力されたチャネルを第１循環器の第１ポートと連結された第３ポートに出力することにより該チャネルを追加することを特徴とする。その波長分割多重化部は、多重化した光信号を伝送するための光ファイバと連結された第１及び第３ポート、そして、第１及び第３ポートと共に上位ポートに入力された光信号を下位ポートに出力すべく構成される第２ポートを有する終端循環器と、この終端循環器の第２ポートと連結され、多重化した光信号の経路となる多重化ポート及びそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化器と、を備えるものとすることができる。この波長分割多重化器は、アレイ導波路回折格子から構成するとよい。
【００１７】
また、本発明に係る多重化した光信号を伝送するための光ファイバに連結された光分岐／結合器は、光ファイバと連結され、多重化した光信号の経路となる入力及び出力ポート、そしてそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化部と、それぞれ上位ポートに入力されたチャネルを下位ポートに出力すべく構成される第１及び第２循環器、そして、第１及び第２循環器を連結させ、入力されたチャネルを通過または反射させる反射器を有し、波長分割多重化部の逆多重化ポートとそれぞれ連結される多数の分岐／結合部と、を備え、分岐／結合部を通過するチャネルは、第１循環器の第２及び第３ポートと、反射器と、第２循環器の第２及び第３ポートと、第１循環器の第１及び第２ポートとを順次に経ることを特徴とする。その波長分割多重化部は、多重化した光信号を伝送するための光ファイバと連結された第１及び第３ポート、そして、第１及び第３ポートと共に上位ポートに入力された光信号を下位ポートに出力すべく構成される第２ポートを有する終端循環器と、この終端循環器の第２ポートと連結され、多重化した光信号の経路となる多重化ポート及びそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化器と、を備えるものとすることができる。この波長分割多重化器は、アレイ導波路回折格子から構成するとよい。
【００１８】
また、本発明に係る多重化した光信号を伝送するための光ファイバに連結された光分岐／結合器は、光ファイバと連結され、多重化した光信号の経路となる入力及び出力ポート、そして、それぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化部と、それぞれ上位ポートに入力されたチャネルを下位ポートに出力すべく構成される循環器及び循環器のポート間を連結させ、入力されたチャネルを通過または反射させる反射器を有し、波長分割多重化部の逆多重化ポートとそれぞれ連結される多数の分岐／結合部と、を備え、循環器は、第２ポートに入力されたチャネルを第３ポートに出力し、反射器により第３ポートに２次的に（反射して）入力されたチャネルを第４ポートに出力することにより該チャネルを除去することを特徴とする。その波長分割多重化部は、多重化した光信号を伝送するための光ファイバと連結された第１及び第３ポート、そして、第１及び第３ポートと共に上位ポートに入力された光信号を下位ポートに出力すべく構成される第２ポートを有する終端循環器と、この終端循環器の第２ポートと連結され、多重化した光信号の経路となる多重化ポート及びそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化器と、を備えるものとすることができる。この波長分割多重化器は、アレイ導波路回折格子から構成するとよい。
【００１９】
また、本発明に係る多重化した光信号を伝送するための光ファイバに連結された光分岐／結合器は、光ファイバと連結され、多重化した光信号の経路となる入力及び出力ポート、そして、それぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化部と、それぞれ上位ポートに入力されたチャネルを下位ポートに出力すべく構成される循環器及び循環器のポート間を連結させ、入力されたチャネルを通過または反射させる反射器を有し、波長分割多重化部の逆多重化ポートとそれぞれ連結される多数の分岐／結合部と、を備え、循環器は、第５ポートに入力されたチャネルを反射器と連結された第１ポートに出力し、反射器からのチャネルを第１ポートを介して受け取ることにより該チャネルを追加することを特徴とする。その波長分割多重化部は、多重化した光信号を伝送するための光ファイバと連結された第１及び第３ポート、そして、第１及び第３ポートと共に上位ポートに入力された光信号を下位ポートに出力すべく構成される第２ポートを有する終端循環器と、この終端循環器の第２ポートと連結され、多重化した光信号の経路となる多重化ポート及びそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化器と、を備えるものとすることができる。この波長分割多重化器は、アレイ導波路回折格子から構成するとよい。
【００２０】
また、本発明に係る多重化した光信号を伝送するための光ファイバに連結された光分岐／結合器は、光ファイバと連結され、多重化した光信号の経路となる入力及び出力ポート、そして、それぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化部と、それぞれ上位ポートに入力されたチャネルを下位ポートに出力すべく構成される循環器及び循環器のポート間を連結させ、入力されたチャネルを通過または反射させる反射器を有し、波長分割多重化部の逆多重化ポートとそれぞれ連結される多数の分岐／結合部と、を備え、分岐／結合部を通過するチャネルは、循環器の第２及び第３ポートと、反射器と、循環器の第１及び第２ポートとを順次に経ることを特徴とする。その波長分割多重化部は、多重化した光信号を伝送するための光ファイバと連結された第１及び第３ポート、そして、第１及び第３ポートと共に上位ポートに入力された光信号を下位ポートに出力すべく構成される第２ポートを有する終端循環器と、この終端循環器の第２ポートと連結され、多重化した光信号の経路となる多重化ポート及びそれぞれ逆多重化したチャネルの経路となる多数の逆多重化ポートを有する波長分割多重化器と、を備えるものとすることができる。この波長分割多重化器は、アレイ導波路回折格子から構成するとよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る光分岐／結合器は、受動素子である循環器と波長に依存しない反射器を用いることから、追加または除去されるチャネルの波長とは無関係に動作し、高速の切換えが可能であるほか、制御が容易であるというメリットがある。
【００２２】
さらに、本発明に係る光分岐／結合器は、受動素子である循環器と波長に依存しない反射器を用いることから温度調節装置などの付加装置の数を最少化でき、結果として構成をコンパクト化できると共に、製造コストを下げられるというメリットもある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付した図面に基づき、本発明の好適な実施の形態について説明する。本発明を説明するに当って、関連する公知の機能や構成についての具体的な説明は、本発明の要旨を明確にするために省く。
【００２４】
図２ないし図５Ｂに示された光分岐／結合器は多数のポートを有する循環器を備える。ここで、循環器の参照符号を“###”としたとき、該循環器の第ｍポートは“ｍ”となり、“###ｍ”として記述する。また、この光分岐／結合器に入力されるか、あるいはこれから出力される多重化した光信号は相異なる波長を有する多数のチャネルを備えるが、第ｎチャネルλｎは第ｎ波長を有する。
【００２５】
図２は、本発明の好適な第１実施例による光分岐／結合器の構成を示すものである。この光分岐／結合器は、波長分割多重化部２２０と、波長分割多重化部２２０と連結された第１ないし第ｎ分岐／結合部２５０,２６０,２７０と、を備える。
【００２６】
波長分割多重化部２２０は、終端循環器２３０と波長分割多重化器２４０を備える。
【００２７】
終端循環器２３０は、多重化した光信号を伝送するための光ファイバ２１０と連結される第１及び第３ポート２３０１,２３０３と、波長分割多重化器２４０の多重化ポート２４１と連結された第２ポート２３０２と、を備える。終端循環器２３０は、第１ポート２３０１に入力された多重化光信号を第２ポート２３０２に出力し、第２ポート２３０２に入力された光信号を第３ポート２３０３に出力する。
【００２８】
波長分割多重化器２４０は、多重化光信号の経路となる多重化ポート２４１と、それぞれ逆多重化したチャネルの経路となる第１ないし第ｎ逆多重化ポート２４２〜２４４と、を備える。波長分割多重化器２４０は、多重化ポート２４１に入力された光信号の波長分割逆多重化を行い、逆多重化の行われた各チャネルを当該波長に対応する逆多重化ポート２４２〜２４４に出力する。例えば、波長分割多重化器２４０は、第２チャネルλ２を第２逆多重化ポート２４３に出力し、第ｎチャネルλｎを第ｎ逆多重化ポート２４４に出力する。また、波長分割多重化器２４０は、第１ないし第ｎ逆多重化ポート２４２〜２４４に入力された多数のチャネルの波長分割多重化を行い、多重化の行われた光信号を多重化ポート２４１に出力する。波長分割多重化器２４０としては、チャネルの拡張が容易であり、制御が簡単であるほか、集積度に優れているアレイ導波路回折格子を用いることができる。
【００２９】
第１ないし第ｎ分岐／結合部２５０,２６０,２７０は、第１ないし第ｎ逆多重化ポート２４２〜２４４と一対一で連結され、それぞれ一対の循環器２５２,２５６；２６２,２６６；２７２,２７６と、反射器２５４,２６４,２７４と、を備える。第１ないし第ｎ分岐／結合部２５０,２６０,２７０はいずれも同じ構成を有するため、以下では、第１分岐／結合部２５０についてのみ説明する。
【００３０】
第１分岐／結合部２５０の第１１循環器２５２は、第１ないし第４ポート２５２１〜２５２４を備え、その上位ポートに入力されたチャネルをこれと隣り合う下位ポートに出力すべく構成される。第１１循環器２５２の第２ポート２５２２は、波長分割多重化器２４０の第１逆多重化ポート２４２と連結されている。第１１循環器２５２は、第２ポート２５２２に入力された第１チャネルλ１を第３ポート２５２３に出力し、第３ポート２５２３に２次的に入力された第１チャネルλ１を第４ポート２５２４に出力することにより、第１チャネルλ１を除去する。
【００３１】
第１分岐／結合部２５０の第１反射器２５４は、第１１循環器２５２の第３ポート２５２３及び第１２循環器２５６の第２ポート２５６２と連結され、オン／オフ状態に応じて入力されたチャネルを通過（オフ状態）させたり反射（オン状態）させる。反射器２５４としては、制御信号に応じて透過率が変わる波長に依存しない両面反射器を用いることができる。
【００３２】
第１２循環器２５６は、第１ポート２５６１に入力された第１チャネルλ１を第２ポート２５６２に出力し、第２ポート２５６２に２次的に入力された第１チャネルを第３ポート２５６３に出力することにより、第１チャネルを追加する。
【００３３】
本例の光分岐／結合器が、入力された光信号から第１チャネルλ１を除去した後、光信号に第１チャネルλ１を追加する場合を例にとって説明すれば、下記の通りである。
【００３４】
制御部（図示せず）は、第１分岐／結合部２５０の第１反射器２５４をオン状態に、残りの第２ないし第ｎ反射器２６４,２７４をオフ状態に制御する。先ず、第１分岐／結合部２５０のチャネル除去過程について説明すれば、波長分割多重化部２２０の終端循環器２３０は、第１ポート２３０１に入力された光信号を第２ポート２３０２に出力する。終端循環器２３０の第２ポート２３０２は、波長分割多重化器２４０の多重化ポート２４１と連結されている。波長分割多重化器２４０は、入力された光信号の波長分割逆多重化を行い、逆多重化の行われた各チャネルを当該波長に対応する逆多重化ポート２４２〜２４４に出力する。このため、光信号をなす第１チャネルλ１は第１逆多重化ポート２４２に出力され、第１逆多重化ポート２４２は第１１循環器２５２と連結されている。第１１循環器２５２は、第２ポート２５２２に入力された第１チャネルλ１を第３ポート２５２３に出力し、第１反射器２５４は、第１チャネルλ１を反射させる。第１１循環器２５２は、第３ポート２５２３に２次的に（反射して）入力された第１チャネルλ１を第４ポート２５２４に出力することにより、第１チャネルλ１を除去する。次いで、第１分岐／結合部２５０のチャネル追加過程について説明すれば、第１２循環器２５６は、第１ポート２５６１に入力された第１チャネルλ１を第２ポート２５６２に出力し、第１反射器２５４は、第１チャネルλ１を反射させる。第１２循環器２５６は、第２ポート２５６２に２次的に（反射して）入力された第１チャネルλ１を第３ポート２５６３に出力し、第３ポート２５６３は、第１１循環器２５２の第１ポート２５２１と連結されている。第１１循環器２５２は、第１ポート２５２１に入力された第１チャネルλ１を第２ポート２５２２に出力し、波長分割多重化器２４０は、第１ないし第ｎ逆多重化ポート２４２〜２４４に入力された多数のチャネルの波長分割多重化を行い、多重化の行われた光信号を多重化ポート２４１に出力する。終端循環器２３０は、第２ポート２３０２に入力された光信号を第３ポート２３０３に出力する。
【００３５】
図３Ａ及び図３Ｂは、図２に示された第ｎ分岐／結合部の動作を説明するためのものである。
【００３６】
図３Ａは、第ｎ分岐／結合部２７０が第ｎチャネルλｎを除去した後、第ｎチャネルλｎを追加する過程を示している。先ず、チャネルの除去過程について説明すれば、第ｎ１循環器２７２は、第２ポート２７２２に入力された第ｎチャネルλｎを第３ポート２７２３に出力し、第ｎ反射器２７４はオン状態にあるため、入力された第ｎチャネルを反射させる。第ｎ１循環器２７２は、第３ポート２７２３に２次的に入力された第ｎチャネルλｎを第４ポート２７２４に出力することにより、第ｎチャネルλｎを除去する。次いで、チャネルの追加過程について説明すれば、第ｎ２循環器２７６は、第１ポート２７６１に入力された第ｎチャネルλｎを第２ポート２７６２に出力し、第ｎ反射器２７４は、第ｎチャネルλｎを反射させる。第ｎ２循環器２７６は、第２ポート２７６２に２次的に入力された第ｎチャネルλｎを第３ポート２７６３に出力し、第ｎ１循環器２７２は、第１ポート２７２１に入力された第ｎチャネルλｎを第２ポート２７２２に出力することにより、第ｎチャネルλｎを追加する。
【００３７】
図３Ｂは、第ｎ分岐／結合部２７０が第ｎチャネルλｎを通過させる過程を示している。これを参照すれば、第ｎ１循環器２７２は、第２ポート２７２２に入力された第ｎチャネルλｎを第３ポート２７２３に出力し、第ｎ反射器２７４はオフ状態にあるため、入力された第ｎチャネルλｎを通過させる。第ｎ２循環器２７６は、第２ポート２７６２に入力された第ｎチャネルλｎを第３ポート２７６３に出力し、第ｎ１循環器２７２は、第１ポート２７２１に入力された第ｎチャネルλｎを第２ポート２７２２に出力する。
【００３８】
図４は、本発明の好適な第２実施例による光分岐／結合器の構成を示している。これを参照すれば、本例の光分岐／結合器は、波長分割多重化部３２０と、波長分割多重化部３２０と連結された第１ないし第ｎ分岐／結合部３５０,３６０,３７０と、を備える。光分岐／結合器は図２に示された光分岐／結合器と類似した構成を有し、単に各分岐／結合部３５０,３６０,３７０の構成のみ異なるため、重複する記述は省く。
【００３９】
第１ないし第ｎ分岐／結合部３５０,３６０,３７０は、波長分割多重化器３４０の第１ないし第ｎ逆多重化ポート３４２〜３４４と一対一で連結され、それぞれ循環器３５２,３６２,３７２と反射器３５４,３６４,３７４を備える。第１ないし第ｎ分岐／結合部３５０,３６０,３７０はいずれも同じ構成を有するため、以下では第１分岐／結合部３５０についてのみ説明する。
【００４０】
第１分岐／結合部３５０の第１循環器３５２は、その上位ポートに入力されたチャネルをこれと隣り合う下位ポートに出力すべく構成される。第１循環器３５２は第１ないし第７ポート３５２１〜３５２７を備え、第１循環器３３２の第２ポート３５２２は波長分割多重化器３４０の第１逆多重化ポート３４２と連結されている。第１循環器３５２は、第２ポート３５２２に入力された第１チャネルλ１を第３ポート３５２３に出力し、第３ポート３５２３に２次的に（反射して）入力された第１チャネルλ１を第４ポート３５２４に出力することにより、第１チャネルλ１を除去する。第１循環器３５２は、第５ポート３５２５に入力された第１チャネルλ１を第６ポート３５２６に出力し、第６ポート３５２６に入力された第１チャネルλ１を第７ポート３５２７に出力する。第７ポート３５２７は、第１ポート３５２１と連結されており、第１循環器３５２は、第１ポート３５２１に入力された第１チャネルλ１を第２ポート３５２２に出力することにより、第１チャネルλ１を追加する。
【００４１】
第１分岐／結合部３５０の第１反射器３５４は、第１循環器３５２の第３ポート３５２３及び第６ポート３５２６と連結され、オン／オフ状態に応じて入力されたチャネルを通過（オフ状態）させたり反射（オン状態）させる。第１反射器３５４としては、制御信号に応じて透過率が変わる波長に依存しない両面反射器を用いることができる。
【００４２】
この例の光分岐／結合器が、入力された光信号から第１チャネルλ１を除去した後、光信号に第１チャネルλ１を追加する場合を例にとって説明すれば、下記の通りである。
【００４３】
制御部（図示せず）は、第１分岐／結合部３５０の第１反射器３５４をオン状態に、残りの第２ないし第ｎ反射器３６４,３７４をオフ状態に制御する。先ず、第１分岐／結合部３５０のチャネル除去過程について説明すれば、波長分割多重化部３２０の終端循環器３３０は、第１ポート３３０１に入力された光信号を第２ポート３３０２に出力し、第２ポート３３０２は、波長分割多重化器３４０の多重化ポート３４１と連結されている。波長分割多重化器３４０は、入力された光信号の波長分割逆多重化を行い、逆多重化の行われた各チャネルを当該波長に対応する逆多重化ポート３４２〜３４４に出力する。このため、光信号をなす第１チャネルλ１は第１逆多重化ポート３４２に出力され、第１逆多重化ポート３４２は第１分岐／結合部３５０の第１循環器３５２と連結されている。第１循環器３５２は、第２ポート３５２２に入力された光信号を第３ポート３５２３に出力し、第１反射器３５４は第１チャネルλ１を反射させる。第１循環器３５２は、第３ポート３５２３に２次的に（反射して）入力された第１チャネルλ１を第４ポート３５２４に出力することにより、第１チャネルλ１を除去する。第１循環器３５２は、第５ポート３５２５に入力された第１チャネルλ１を第６ポート３５２６に出力し、第１反射器３５４は、第１チャネルλ１を反射させる。第１循環器３５２は、第６ポート３５２６に２次的に（反射して）入力された第１チャネルλ１を第７ポート３５２７に出力し、第７ポート３５２７は、第１ポート３５２１と連結されている。第１循環器３５２は、第１ポート３５２１に入力された第１チャネルλ１を第２ポート３５２２に出力し、波長分割多重化器３４０は、第１ないし第ｎ逆多重化ポート３４２〜３４４に入力された多数のチャネルの波長分割多重化を行い、多重化の行われた光信号を多重化ポート３４１に出力する。終端循環器３３０は、第２ポート３３０２に入力された光信号を第３ポート３３０３に出力する。
【００４４】
図５Ａ及び図５Ｂは、図４に示された第ｎ分岐／結合部の動作を説明するためのものである。
【００４５】
図５Ａは、第ｎ分岐／結合部３７０が第ｎチャネルλｎを除去した後、第ｎチャネルλｎを追加する過程を示している。先ず、チャネルの除去過程を説明すれば、第ｎ循環器３７２は、第２ポート３７２２に入力された第ｎチャネルλｎを第３ポート３７２３に出力し、第ｎ反射器３７４はオン状態にあるため、入力された第ｎチャネルλｎを反射させる。第ｎ循環器３７２は、第３ポート３７２３に２次的に入力された第ｎチャネルλｎを第４ポート３７２４に出力することにより、第ｎチャネルλｎを除去する。第ｎ循環器３７２は、第５ポート３７２５に入力された第ｎチャネルλｎを第６ポート３７２６に出力し、第ｎ反射器３７４は、入力された第ｎチャネルλｎを反射させる。第ｎ循環器３７２は、第６ポート３７２６に２次的に入力された第ｎチャネルλｎを第７ポート３７２７に出力し、第１ポート３７２１に入力された第ｎチャネルλｎを第２ポート３７２２に出力することにより、第ｎチャネルλｎを追加する。
【００４６】
図５Ｂは、第ｎ分岐／結合部３７０が第ｎチャネルλｎを通過させる過程を示している。第ｎ循環器３７２は、第２ポート３７２２に入力された第ｎチャネルλｎを第３ポート３７２３に出力し、第ｎ反射器３７４はオフ状態にあるため、入力された第ｎチャネルλｎを通過させる。第ｎ循環器３７２は、第６ポート３７２６に入力された第ｎチャネルλｎを第７ポート３７２７に出力し、第１ポート３７２１に入力された第ｎチャネルλｎを第２ポート３７２２に出力する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の技術による光分岐／結合器の構成を示す図。
【図２】本発明の好適な第１実施例による光分岐／結合器の構成を示す図。
【図３】図２における第ｎ分岐／結合部の動作を説明するための図。
【図４】本発明の好適な第２実施例による光分岐／結合器の構成を示す図。
【図５】図４における第ｎ分岐／結合部の動作を説明するための図。
【符号の説明】
【００４８】
２２０，２３０  波長分割多重化部
２３０，３３０  終端循環器
２４０，３４０  波長分割多重化器
２５０，２６０，２７０，３５０，３６０，３７０  分岐／結合部
２５２，２５６，２６２，２６６，２７２，２７６，３５２，３６２，３７２  循環器
２５４，２６４，２７４，３５４，３６４，３７４  反射器
【図１】
2005010785.tif 000003
【図２】
2005010785.tif 000004
【図３】
2005010785.tif 000005
【図４】
2005010785.tif 000006
【図５】
2005010785.tif 000007