(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分割多重化光通信システム用のマルチプレクサであって、
少なくとも第１、第２、第３、及び第４サーキュレータ・ポートを含む光サーキュレータと、
光サーキュレータの第１サーキュレータ・ポートと結合した第１光伝達経路を有し、信号λ1−λnを含み、そして少なくとも１つの信号λ1がマルチプレクサによりドロップされる波長分割多重化光信号を運搬する光フアイバと、
第２サーキュレータ・ポートと光通信する第２光伝達経路と、
第２光伝達経路と結合され、λ1信号を検出し且つλ1信号の一部を通過させ、そして第１残余λ1信号及び信号λ2−λnを光サーキュレータへ反射する第１集積検出器／フイルタと、
第３サーキュレータ・ポートと光通信し、そして光サーキュレータから受取った信号λ2−λnを伝達する第３光伝達経路と、
第４光サーキュレータ・ポートと光通信し、そして第２光伝達経路の後で第３光伝達経路の前に位置する第４光伝達経路と、
第４光伝達経路に結合した第１光電子装置と、
を含むマルチプレクサ。
【請求項２】
第１光電子装置が、検出器／フイルタ、フイルタ及びレーザーから選択される請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項３】
第１光電子装置が、第１残余信号λ1信号を検出し、第１残余λ1信号を通過させ、そして第２残余λ1信号及び信号λ2−λnを反射する第２検出器／フイルタである請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項４】
第１光電子装置が、第１残余λ1信号を通過し、そして第２残余λ1信号及び信号λ2−λnを反射する第１フイルタである請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項５】
第１光電子装置が、第１残余λ1信号及び信号λ2−λnを反射し、そしてλ1信号を加えて戻す第１レーザーである請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項６】
第１光電子装置が、第１残余λ1信号及び信号λ2−λnを反射し、そしてλn+1信号を加える第１レーザーである請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項７】
第５光サーキュレータ・ポートと光通信し、第４光伝達経路の後で第３光伝達経路の前に位置する第５光伝達経路と、第５光伝達経路に結合した第２光電子装置と、をさらに含む請求項３に記載のマルチプレクサ。
【請求項８】
第２光電子装置が、第２残余信号λ1信号を検出し、第２残余λ1信号を通過し、そして第３残余λ1信号及び信号λ2−λnを反射する第３検出器／フイルタである請求項７に記載のマルチプレクサ。
【請求項９】
第２光電子装置が、第２残余λ1信号を通過させ、そして第３残余λ1信号及び信号λ2−λnを反射する第１フイルタである請求項７に記載のマルチプレクサ。
【請求項１０】
第２光電子装置が、第２残余λ1信号及び信号λ2−λnを反射し、そしてλ1信号を加えて戻す第１レーザーである請求項７に記載のマルチプレクサ。
【請求項１１】
第２光電子装置が、第２残余λ1信号及び信号λ2−λnを反射し、そしてλn+1信号を加える第１レーザーである請求項７に記載のマルチプレクサ。
【請求項１２】
第５光サーキュレータ・ポートと光通信し、第４光伝達経路の後で第３光伝達経路の前に位置する第５光伝達経路と、
第５光伝達経路に結合した第２光電子装置と、
をさらに含む請求項４に記載のマルチプレクサ。
【請求項１３】
第５光サーキュレータ・ポートと光通信し、第４光伝達経路の後で第３光伝達経路の前に位置する第５光伝達経路と、
第５光伝達経路に結合した第２光電子装置と、
をさらに含む請求項６に記載のマルチプレクサ。
【請求項１４】
第６光サーキュレータ・ポートと光通信し、第５光伝達経路の後で第３光伝達経路の前に位置する第６光伝達経路と、
第６光伝達経路に結合し、第３残余λ1信号と信号λ2−λnを反射し、そして信号λ1を加えて戻す第１レーザーと、
をさらに含む請求項８に記載のマルチプレクサ。
【請求項１５】
検出器／フイルタ、フイルタ、及びレーザーが各々、同調可能である請求項２に記載のマルチプレクサ。
【請求項１６】
検出器／フイルタ、フイルタ、及びレーザーが各々、プログラム的に同調可能である請求項２に記載のマルチプレクサ。
【請求項１７】
第１検出器／フイルタ及び光サーキュレータの間に位置する第２光伝達経路に結合された双方向光増幅器をさらに含む請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項１８】
第１検出器／フイルタが、一体型検出器及びフイルタ装置である請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項１９】
第１検出器／フイルタが、非一体型検出器及びフイルタである請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項２０】
λ1信号が、信号λ1−λnのいずれかの波長である請求項１に記載のマルチプレクサ。
【請求項２１】
波長分割多重化光通信システムのためのマルチプレクサであって、
少なくとも第１、第２、及び第３サーキュレータ・ポートを含む第１光サーキュレータと、
第１光サーキュレータの第１サーキュレータ・ポートに結合された第１光伝達経路を有し、信号λ1−λnを含む波長分割多重化光信号を運搬する光フアイバと、
第１光サーキュレータの第２サーキュレータ・ポートと光通信する第２光伝達経路と、
第２光伝達経路と光通信し、信号λ1を検出し且つ信号λ1の一部を通過し、そして第１残余λ1信号及びλ2−λnを反射する第１集積検出器／フイルタと、
少なくとも第１、第２及び第３サーキュレータ・ポートを含む第２光サーキュレータと、
第１光サーキュレータの第３サーキュレータ・ポート及び第２光サーキュレータの第１サーキュレータ・ポートと光通信する第３光伝達経路と、
第２光サーキュレータの第２サーキュレータ・ポートと光通信する第４光伝達経路と、
第４光伝達経路と光通信し、第２検出器／フイルタ及びフイルタから選択された第２光電子装置と、
第２光サーキュレータの第３サーキュレータ・ポートと光通信する第５光伝達経路と、
を備えたマルチプレクサ。
【請求項２２】
信号λ1−λnを含む波長分割多重化光信号を運搬する入力フアイバと、
第１マウント表面を有する第１基板と、
第１マウント表面に位置し、信号λ1の一部を検出し且つ通過し、第１残余信号λ1及び信号λ2−λnを反射する第１集積検出器／フイルタと、
第１光電子装置からの出力を受取るように位置し、検出器／フイルタ、フイルタ及びミラーから選択された第２光電子装置と、
を含むデマルチプレクサ。
【請求項２３】
信号λ1−λnを含む波長分割多重化光信号を運搬する入力フアイバと、
第１マウント表面を有する第１基板と、
第１マウント表面を有する第２基板と、
第１基板の第１マウント表面に位置し、信号λ1の一部を検出し且つ通過し、第１残余信号λ1及び信号λ2−λnを反射する第１集積検出器／フイルタと、
第２基板の第１マウント表面に位置し、第１光電子装置から出力を受取る、検出器／フイルタ及びフイルタから選択された第２光電子装置と、
を含むデマルチプレクサ。
【請求項２４】
信号λ1−λnを含む波長分割多重化光信号を運搬する入力フアイバと、
第１マウント表面を有する第１基板と、
反射表面を有する第２基板と、
第１基板の第１マウント表面に位置し、反射表面に入射する出力を発生する第１集積検出器／フイルタと、
第１基板の第１マウント表面に位置し、反射表面から第１光電子装置の出力を受取る、検出器／フイルタ及びフイルタから選択された第２光電子装置と、
を含むデマルチプレクサ。
【請求項２５】
信号λ1−λnを含む波長分割多重化光信号を運搬する入力フアイバと、
前記多重化光信号を受取るように位置し、信号λ1の一部を検出し且つ通過し、残余信号λ1及び信号λ2−λnを反射する集積検出器／フイルタと、
を含むデマルチプレクサ。
【請求項２６】
波長分割多重化光通信システムのためのデマルチプレクサであって、
少なくとも第１、第２、第３及び第４サーキュレータ・ポートを含む光サーキュレータと、
光サーキュレータの第１サーキュレータ・ポートと結合した第１光伝達経路を有し、信号λ1−λnを含み少なくとも１つの信号λ1がデマルチプレクサによりドロップされる波長分割多重化光信号を運搬する入力フアイバと、
第２サーキュレータ・ポートと光通信する第２光伝達経路と、
第２光伝達経路と結合し、信号λ1の一部を検出し且つ通過し、第１残余λ1信号及び信号λ2−λnを光サーキュレータへ反射する第１集積検出器／フイルタと、
第３サーキュレータ・ポートと光通信する第３光伝達経路と、
第４サーキュレータ・ポートと光通信し、第２光伝送経路の前であり且つ第３光伝送経路の後に位置してる第４光伝達経路と、
第３光伝達経路と光通信し、第１残余λ1信号及び信号λ2−λnを反射し、信号λ1を加えて戻す第１レーザーと、
を備えたデマルチプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、一般に光マルチプレクサに関し、より詳細には、波長選択可能な光マルチプレクサ及びデマルチプレクサに関する。
【０００２】
従来の技術
光通信システムは通信ネットワークにおいて急成長している重要な構成要素である。ここで使用される光通信システムは、光導波管媒体を横断して情報を運搬するために光信号を使用するどんなシステムにも関する。このような光学システムは限定的ではなく、通信システム、ケーブル・テレビジョン・システム、及びローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）を含む。光学システムは、ゴーウアール編、光通信システム（プランテイス・ホール、Ｎ．Ｙ．）ｃ．１９９３年に開示されている。現在、光通信システムの大部分は、１つ又は複数の光学導波管上で単波長の光チャンネルを運ぶように構成されている。複数の源から情報を伝送するために、時分割マルチプレキシング（多重化）（ＴＤＭ）がしばしば使用される。時分割多重化において、各情報源に対して特定の時間スロットが割当てられ、完全な信号が各時間スロットから集められた信号部分から構築される。これは単一チャンネル上で複数の情報源を運搬するための有用な技術であるが、その容量はフアイバ分散及び高ピーク・パワーパルスを発生する必要性により限界を有する。
【０００３】
通信サービスの必要性が増加する一方で、既存の導波管媒体の現在の容量は制限されている。容量は、例えば、より多くの光フアイバ・ケーブルを敷設することで拡張できるけれども、このような拡張のコストは禁止的である。この結果、既存の光導波管の容量を増加するための費用と効果の点で効率的な方法に対する必要性が存在する。
【０００４】
波長分割多重化（ＷＤＭ）が、既存の光フアイバ・ネットワークの容量を増加するための手法として研究されている。ＷＤＭシステムは、複数の光信号チャンネルを使用し、各チャンネルは特定のチャンネル波長に割当てられている。ＷＤＭシステムにおいて、光信号チャンネルが生成されて、個別の光信号チャンネルからなる光信号を形成するために多重化され、単一の導波管上で伝送され、そして各チャンネル波長が個別に指定された受信者に道順付けされるようデマルチプレクサ（非多重化）される。ドープされたフアイバ増幅器などの光増幅器を使用して、複数の光チャンネルは直接的に動じに増幅されて、長距離の光システムにおけるＷＤＭシステムの使用を促進している。例示的なＷＤＭ光通信システムが共通に譲渡された米国特許第５，５０４，６０９号、第５，５３２，８６４号及び第５，５５７，４４２号に開示されている。
【０００５】
光学ＬＡＮ、ケーブル・テレビジョン加入者システム及び通信ネットワークなどの多くの応用において、多重化された光信号の１つ又は複数のチャンネルを異なる宛先に道順付けする必要が有る。このような道順付けは光チャンネルが光伝達線へ送信され又は光伝達線から引き出される時、例えば、ターミナルと光バスの間の光チャンネルに送るため、又は、個別の市に長距離通信トラフイックを道順付けするために、発生する。光道順付けのこの形式は一般に、光追加ドロップ・マルチプレキシングと呼ばれる。
【０００６】
ＤＷＤＭシステムにおいて、波長を結合しそして抽出するために使用される最も普及された装置は、アレイ導波管（ＡＷＧ）である。このＡＷＧは、デマルチプレクサの場合、各ポートが単一の特定の所定の波長及び順次の波長を送信又は受信する必要があるという好ましくない副作用を有する。これは送信機の１つが故障する場合に問題を生ずる。同一の波長の新しい送信機はその特定のポートに追加されなければならない。第２マルチプレクサの設計は、結合の各ステージにおいて、−１０ｌｏｇＮ乃至３ｌｏｇ２ＮｄＢの損失を追加するという好ましくない副作用を有する結合器を使用する。
【０００７】
システムの洗練さの程度、構成及び設計において柔軟性を有するＤＷＤＭ装置、サブシステム及びシステムに対する必要性が存在する。送信機がどんなポートも自由に使用する多重化の必要性が存在する。交換可能な装置タイプ及び異なるサーキュレータ・ポート総数を使用したマルチプレクサ及びデマルチプレクサに対するフレキシブルな構成についてさらに必要性が存在する。利得の平坦性及び他の応用のためにＤＷＤＭ信号を調製するために一致して動作するさまざまな同調可能なフイルタの使用についてさらに必要性が存在する。低い混信を有するＤＷＤＭ装置、サブシステム及びシステムに対する必要性が存在する。
【０００８】
発明の開示
本発明の一つの目的は、システムの洗練性、構成、及び設計において改良された柔軟性を提供するＤＷＤＭ装置、サブシステム、又はシステムを提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、同調可能なＤＷＤＭ装置、サブシステム、又はシステムを提供することである。
【００１０】
本発明のさらに別の発明は、プログラム可能に同調可能なＤＷＤＭ装置、サブシステム、又はシステムを提供することである。
【００１１】
本発明のさらに別の発明は、フレキシブルで、そして多重化及び非多重化される波長の異なる組合せ、フイルタレーションの異なるレベル、及び異なる構成を与える、ＤＷＤＭ装置、サブシステム、又はシステムを提供することである。
【００１２】
本発明のさらに別の発明は、混信を減少するために１つ又は複数のフイルタを有する同調可能なＤＷＤＭ装置を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、位置に依存しない方法及び単一の光フアイバから又はへ多くの波長を分離又は結合するための装置を提供する。
【００１４】
本発明のさらに別の目的は、波長同調可能な可変光学タップを提供することである。
【００１５】
本発明のさらに別の目的は、ドロップ及び連続ネットワーク・ノードを提供することである。
【００１６】
本発明のこれら及び他の目的は、少なくとも第１、第２、及び第３サーキュレータ・ポートを含む光サーキュレータを有するマルチプレクサで提供される。第１光伝達経路を有する光フアイバが光サーキュレータの第１サーキュレータ・ポートに結合される。光フアイバは、信号λ１−λｎを含み、そしてマルチプレクサによりドロップされるべき少なくとも一つの信号λ１を含んだ、波長分割多重化光信号を運搬する。第２光伝達経路が、第２サーキュレータ・ポートと光通信する。第１フイルタが第２光伝達経路と結合される。第１フイルタはλ１信号の１部を通過させ、そして信号λ２−λｎと第１残余λ１信号を光サーキュレータへ反射する。第３光伝達経路が第３サーキュレータ・ポートと光通信し、そして光サーキュレータから受信された信号λ２−λｎを伝達する。
【００１７】
別の実施の形態において、波長分割多重化光通信システムのためのマルチプレクサは、少なくとも第１、第２、第３及び第４サーキュレータ・ポートを有する光サーキュレータを持つ。第１光通信経路を有する光フアイバは第１サーキュレータ・ポートに結合されて信号λ１−λｎを含む波長分割多重化光信号を運搬する。第２光伝達経路は第２サーキュレータ・ポートと光通信する。第１検出器／フイルタは第２光伝達経路と結合する。第１検出器／フイルタはλ１信号を検出し、λ１信号の一部を通過させ、そして第１残余λ１信号と信号λ２−λｎを光サーキュレータへ反射する。第３光伝達経路は第３サーキュレータ・ポートと光通信し、光サーキュレータから受信された信号λ１−λｎを伝達する。第４光伝達経路は第４光サーキュレータ・ポートと光通信する。第４光伝達経路は、第２光伝達経路の後で、第３光伝達経路の前に位置する。第１光電子装置は第４光伝達経路に結合されている。
【００１８】
別の実施の形態おいて、第１フイルタが第１検出器／フイルタと置き換えられる。第１フイルタはλ１信号を検出しない。第１フイルタは、λ１の一部を通過させて、光サーキュレータへ第１残余λ１信号及び信号λ２−λｎを反射する。
【００１９】
発明の詳細な説明
本発明はＤＷＤＭシステム、サブシステム及び装置を提供する。本発明は、粗い又は広い波長分割多重化に適用される。本発明のサブシステムは、限定的ではなく、マルチプレクサ、デマルチプレクサ、追加／ドロップ・マルチプレクサ、利得平坦化器、タップ及びフイルタを含む。図１に示す一つの実施の形態において、ＤＷＤＭシステム１０は、マルチプレクサ、デマルチプレクサ、及びマルチプレクサとデマルチプレクサに結合したＤＷＤＭサブシステムを含む。また、１つ又は複数の増幅器も含まれる。本発明のＤＷＤＭシステム、サブシステム及び装置は、波長の追加、結合、ドロップ、分離及び平坦化の改良されたフレキシビテイを提供する。本発明のＤＷＤＭシステム、サブシステム、及び装置は、（ｉ）構成、（ｉｉ）信号フイルタレーションのレベル、及び（ｉｉ）信号多重化及び非多重化される信号の結合、異なるシステム及びサブシステムを許容する。
【００２０】
本発明の実施の形態の１つにおいては、ＤＷＤＭシステム、サブシステム及び装置は２０ｄＢよりも良い低い混線を有する。本発明は２０ｄＢよりも良い混線に限定されるものでないことは理解できる。
【００２１】
図２を参照すると、本発明の一つの実施の形態は、少なくとも第１、第２、及び第３サーキュレータ・ポート１４、１６、１８をそれぞれ有する光サーキュレータ１２を含むマルチプレクサ１０である。マルチフレクサ１０はどんな数のサーキュレータ・ポートも含むことができる。第１光伝達経路２０を有する光フアイバが第１サーキュレータ・ポート１４に結合される。光フアイバは信号λ１−λｎを含み、そしてマルチプレクサ１０によりドロップされるべき少なくとも一つの信号λ１を含む、波長分割多重化光信号を運搬する。信号λ１は信号λ１−λｎのいずれでもよい。第２光伝達経路２２は、第２サーキュレータ・ポート１６と光通信する。第１フイルタ２４は第２光伝達経路２２に結合される。フイルタ２４は１つ又は複数の信号について伝送性で、他の全ての信号について反射性であり、高度の反射性を有し、ＤＷＤＭスペクトル全体を横断して良く動作し、最小の利得傾斜を有する。フイルタ２４は、λ１信号の一部を通過し、そして光サーキュレータへ第１残余λ１信号及び信号λ２−λｎを反射する。第３光伝達経路２６は第３サーキュレータ・ポート１８と光通信し、光サーキュレータから受取った信号λ２−λｎを伝達する。フイルタ２４は、マルチプレクサ１０の混線を減少する。一つの実施の形態において、１つの検出器及び少なくとも２つのフイルタ２４は、混線を５０ｄＢに低下させ、そしてより好ましくは４５ｄＢに低下させる。
【００２２】
図３に、本発明のマルチプレクサ１０の別の実施の形態が示される。光サーキュレータは、４つの光サーキュレータ・ポート１４、１６、１８及び３０を有する。検出器／フイルタ２８は、第２光伝達経路２２に結合される。検出器／フイルタは、検出器及びフイルタリングの２つの機能を結合し、そして典型的に集積化装置である。検出器／フイルタ２８は、λ１信号を検出し、λ１信号の一部を通過させ、そして第１残余λ１信号及び信号λ２−λｎを光サーキュレータ１２へ反射する。好ましくは、信号λ１の大部分が通過される。好ましくは、信号λ１の少なくとも９５％が通過され、そしてより好ましくは９９％が通過される。検出器／フイルタ２８は、集積又は非集積検出器及びフイルタ装置であることができる。第４光伝達経路３２は、第２及び第３光伝達経路２２及び２６の間に位置する。光電子装置３４が第４光伝送経路３２に結合される。この実施の形態において、マルチプレクサ１０は、光学タップ、追加ドロップ・マルチプレクサ、又は利得／損失等化装置である。
【００２３】
光電子装置３４は、検出器／フイルタ、フイルタ、又はレーザーであってよい。適当なレーザー及びレーザー集合体が、本特許出願と同日に出願された米国特許出願アトーニー・ドケット番号２１１２３−７０１、２１１２３−７０２、２１１２３−７０３に開示されている。光電子装置３４が検出器／フイルタ又はフイルタである時、マルチプレクサ１２は光ドロップ又は利得等化装置である。検出器／フイルタ３４は、第１残余λ１信号を検出し、第１残余λ１信号を通過させ、そして第２残余λ１信号及び光サーキュレータ１２により受取られた信号λ２−λｎを反射する。第２残余λ１信号は、元の第１残余λ１信号の数パーセント、好ましくは５％又はそれ以下、そしてより好ましくは単に０．１％、を有する。フイルタ３４は、信号λ１を検出しない。フイルタ３４は、第１残余λ１信号を通過し、そして第２残余λ１信号及び光サーキュレータ１２で再び受取られる信号λ２−λｎを反射する。レーザー３４は、第１残余λ１信号及び信号λ２−λｎを反射し、そして信号λ１を加えて戻す。レーザー３４は好ましくは、レーザー波長以外の入射波長に対しては高反射率（９９％まで）を有する前面を持つＩＴＵ格子波長を放出するレーザーである。信号λ１を加えて戻す代りに、レーザー３４は新しい信号、λｎ＋１信号を加えることができる。
【００２４】
図４を参照すると、マルチプレクサ１０はさらに第３光サーキュレータ・ポート３８と光通信する第５光伝達経路を含む。第５光伝達経路３６は、第４及び第５光伝達経路３２及び２６の間に置かれる。第２光電子装置４０は、第５光伝達経路３６に結合される。第２光電子装置４０は、検出器／フイルタ、フイルタ、又はレーザーであることができる。図４の実施の形態において、検出器／フイルタ２８は第２光伝達経路２２に結合される。検出器／フイルタ３４、フイルタ３４又はレーザー３４の１つが第４光伝達経路３２に結合される。
【００２５】
図４において、検出器／フイルタ３４が第４光伝達経路３２に結合される時、検出器／フイルタ４０は第２残余λ１信号を検出し、第２残余λ１信号を通過させ、第３残余λ１信号及び光サーキュレータ１２において受取られる信号λ２−λｎを反射する。フイルタ４０は、第２残余λ１信号を通過させ、そして第３残余λ１信号及び光サーキュレータ１２において再び受取られる信号λ２−λｎを反射する。この実施の形態において、マルチプレクサ１２は光ドロップ、追加ドロップ・マルチプレクサ又は利得／損失等化装置である。レーザー４０は、第２残余λ１信号及び信号λ２−λｎを反射し、そして信号λ１を加えて戻すか又は新しいλｎ＋１信号を加える。この実施の形態において、マルチプレクサ１２は追加ドロップ・マルチプレクサである。
【００２６】
さらに、図４において、レーザー３４が第４光伝達経路に結合される時、検出器／フイルタ４０は第１残余λ１信号を検出し、第１残余λ１信号を通過させ、そして第２残余λ１信号、信号λ２−λｎ、及び信号λｎ＋１を反射する。フイルタ４０は、第１残余λ１信号を通過させ、そして第２残余λ１信号、信号λ２−λｎ及び信号λｎ＋１を反射する。レーザー４０は第１残余λ１信号、信号λ２−λｎ、信号λｎ＋１を反射し、そして信号λ１を加えて戻すか又は新しい信号λ＋２を追加する。
【００２７】
図５に示すように、第６光伝達経路４２は第６サーキュレータ・ポート４４と光通信する。第６光伝達経路４２は、第５及び第３光伝達経路３６及び２６の間の後に置かれる。光電子装置４６が、第６光伝達経路４２に結合される。光電子装置４６は、検出器／フイルタ、フイルタ、又はレーザーであってよい。
【００２８】
図５において、検出器／フイルタ３４又はフイルタ３４が第４光伝達経路３２に結合され、そして検出器／フイルタ４０又はフイルタ４０が第５光伝達経路３６に結合される時、レーザー４６は第３残余λ１信号、信号λ２−λｎを反射し、そして信号λ１を加えて戻すか又は新しい信号λｎ＋１を加える。
【００２９】
図２−５の各々において、双方向光増幅器４８が、第２、第３、第４、第５又は第６光伝達経路２２、３２、３６及び４２のいずれかに結合でき、そして光電子装置と光サーキュレータ１２の間に置かれる。双方向光増幅器４８は、低雑音で、平坦な利得を有し、ＤＷＤＭ信号の範囲の全体を処理することができる。これに加え、検出器／フイルタ、フイルタ、双方向増幅器及びレーザー２８、３４、４０及び４８の全て又はいくつかはプログラム的又は非プログラム的に同調可能である。
【００３０】
図６に示される実施の形態において、フイルタ２４は第２光伝達経路２２に結合する。フイルタ２４は、信号λ１の大部分を通過させ、そして第１残余λ１信号及び信号λ２−λｎを光サーキュレータ１２へ反射する。光電子装置３４は第４光伝達経路３０に結合される。光電子装置３４は、フイルタ、検出器／フイルタ、レーザー増幅器又は減衰器であってよい。
【００３１】
光電子装置３４がフイルタの時、マルチプレクサ１０は光学タップ、光ドロップ又は利得／損失等化装置である。フイルタ３４は、第１残余λ１信号を通過させ、そして第２残余λ１信号及び光サーキュレータ１２において再び受取られる信号λ２−λｎを反射する。光電子装置３４が検出器／フイルタである時、マルチプレクサ１２は光ドロップ又は利得等化装置である。検出器／フイルタ３４は第１残余λ１信号を検出し、第１残余λ１信号を通過させ、そして第２残余λ１信号及び光サーキュレータ１２において受取られる信号λ２−λｎを反射する。光電子装置３４がレーザーである時、マルチプレクサ１２は追加ドロップ・マルチプレクサである。レーザー３４は信号λ１を加えて戻すか又は新しい信号、λｎ＋１信号を加える。
【００３２】
図７を参照すると、図６のマルチプレクサ１０はさらに第５光伝達経路３６に結合された第２光電子装置４０を含むことができる。第２光電子装置４０は、検出器／フイルタ、フイルタ、レーザー増幅器又は減衰器であってよい。マルチプレクサ１２は、第２光電子装置がフイルタ４０の時に光学タップ、光ドロップ、追加ドロップ・マルチプレクサ又は利得等化装置であり、第２光電子装置が検出器／フイルタ４０の時に光ドロップ、利得等化装置、追加ドロップ・マルチプレクサ又は光学タップであり、第２光電子装置がレーザー４０の時に追加ドロップ・マルチプレクサである。
【００３３】
図７において、検出器／フイルタ３４又はフイルタ３４が第４光伝達経路３２に結合される時、検出器／フイルタ４０は第２残余λ１信号を検出し、第２残余λ１信号を通過させ、そして第３残余λ１信号及び光サーキュレータ１２において受取られる信号λ２−λｎを反射する。フイルタ４０は第２残余λ１信号を通過させ、第３残余λ１信号及び光サーキュレータ１２において再び受取られる信号λ２−λｎを反射する。レーザー４０は、第２残余λ１信号及び信号λ２−λｎを反射し、そして信号λ１を加えて戻すか又は新しいλｎ＋１信号を加える。
【００３４】
さらに図７において、レーザー３４が第４光伝達経路に結合される時、検出器／フイルタ４０は第１残余λ１信号を検出し、第１残余λ１信号を通過させ、そして第２残余λ１信号、信号λ２−λｎ及び信号λｎ＋１を反射する。フイルタ４０は、第１残余λ１信号を通過させ、そして第２残留λ１信号、信号λ２−λｎ及び信号λｎ＋１を反射する。レーザー４０は、第１残余λ１信号、信号λ２−λｎ、信号λｎ＋１を反射し、そして信号λ１を加えて戻すか又は新しい信号λｎ＋２を加える。
【００３５】
図８に示す実施の形態においては、レーザー２５が第２光伝送経路２２に結合されている。レーザー２５が信号λ１−λｎを反射し、そして信号λｎ＋１を加える。光電子装置３４が第４光伝達経路３０に結合される。光電子装置３４は、フイルタ、検出器／フイルタ又はレーザーであってよく、そしてマルチプレクサ１２は追加ドロップ・マルチプレクサ又は光追加である。
【００３６】
図８において、光電子装置３４が検出器／フイルタ３４である時、検出器／フイルタ３４は第１残余λ１信号を通過させ、そして第２残余λ１信号、光サーキュレータ１２において再び受取られる信号信号λ２−λｎ及びλｎ＋１を反射する。レーザー３４は、光サーキュレータ１２に全てが向けられた、信号λ１−λｎ、信号λｎ＋１を反射し、そしてλｎ＋１信号を加える。
【００３７】
図９において、図６のマルチプレクサ１０はさらに第５光伝達経路３６に結合された第２光電子装置４０を含む。第２光電子装置４０は、検出器／フイルタ、フイルタ又はレーザーであってよい。第２光電子装置がレーザーである時、レーザー４０は信号λ１−λｎ、信号λｎ＋１、及び信号λｎ＋２を反射して、信号λｎ＋３を加える。第３光伝達経路２６は信号λ１−λｎ、信号λｎ＋１、λ＋２信号及び信号λｎ＋３を伝達する。
【００３８】
本発明では複数光サーキュレータも使用される。図１０に示すように、マルチプレクサ１０は、少なくとも第１、第２、及び第３サーキュレータ・ポート１４、１６、１８を持つ光サーキュレータ１２と、第１サーキュレータ・ポート１４に結合した第１光伝達経路２０を持ち信号λ１−λｎを伝搬する光フアイバを含む。第２光伝達経路２２は第２サーキュレータ・ポート１６と光通信する。光電子装置４８は、第２光伝達経路と光通信する。第２光サーキュレータ５０は、少なくとも第１、第２、及び第３サーキュレータ・ポート５２、５４及び５６を有する。第３光伝達経路２６は第３サーキュレータ・ポート１８及び第１サーキュレータ・ポート５２と光通信する。第４光通信経路６０は、第２サーキュラー・ポート５４と光通信する。第２光電子装置６２は第４光伝達経路６０と光通信する。第５光伝達経路６４は第３サーキュレータ・ポート５６と光通信する。光電子装置４８及び６２は、検出器／フイルタ、フイルタ、レーザー増幅器又は減衰器であってよい。
【００３９】
１つの実施の形態では、マルチプレクサ１０は、光電子装置４８及び６２がレーザー４８及び６２である追加・追加マルチプレクサである。レーザー４８は、信号λｎ＋１を加える。レーザー６２は信号λｎ＋２を加える。信号λ１−λｎ、信号λｎ＋１及び信号λｎ＋２は第５光伝達経路６４で伝達される。信号λｎ＋１及びλｎ＋２は、λ１からλｎ＋までのいかなる特定の予め定義された波長分離を持たない。この構成において、λ１乃至λｎの任意の関係の波長がフレキシブルに追加できる。
【００４０】
別の実施の形態において、マルチプレクサ１０は、光電子装置４８及び６２がレーザー４８及び検出器／フイルタ６２である追加・追加マルチプレクサである。検出器／フイルタ６２は信号λ１を検出しそして通過させ、信号λ２−λｎ及び信号λｎ＋１を反射する。フイルタ６２は検出器／フイルタと置き換えることができる。フイルタ６２は信号λ１を通過させるが検出せず、そして信号λ２−λｎ及び信号λｎ＋１を反射する。
【００４１】
図１０のマルチプレクサ１０は、低い混線を有する複数ドロップ・マルチプレクサを生成するために任意の数の光電子装置の異なる組合せを含むことができる。適当な組合せは、限定的でなく、検出器／フイルタ４８及び検出器／フイルタ６２、検出器／フイルタ４８及びフイルタ６２、フイルタ４８及び検出器／フイルタ６２、フイルタ４８及びフイルタ６２を含む。
【００４２】
図１１を参照すると、拒絶フイルタ５８を図１０のマルチプレクサと一緒に使用することができる。拒絶フイルタ５８は第３光伝達経路２６と結合される。この実施の形態において、マルチプレクサ１０は追加ドロップ又は光ドロップ・マルチプレクサであり、そして光電子装置４８は検出器／フイルタ又はフイルタであってよく、そして光電子装置６２は検出器／フイルタ、フイルタ又はレーザーであってよい。
【００４３】
他の実施の形態において、デマルチプレクサが提供される。図１２を参照すると、デマルチプレクサ１１０は信号λ１−λｎを運ぶ入力フアイバ１１２を含む。第１基板１１４は、第１マウント表面１１６を有する。第１光電子装置１１８は第１マウント表面に置かれる。第１光電子装置１１８は、検出器／フイルタ又はフイルタであってよい。第２光電子装置１２０が第１光電子装置１１８から出力を受けるために置かれる。第２光電子装置１２０は検出器／フイルタ、フイルタ又はミラーであってよい。
【００４４】
図１２において、光電子装置１１８が検出器／フイルタ又はフイルタである時、検出器／フイルタ１８及びフイルタ１８は各々、信号λ１の一部を通過させ、そして第１残余λ１信号及び信号λ２−λｎを反射する。光電子装置１２０が検出器／フイルタ又はフイルタである時、検出器／フイルタ１２０及びフイルタは各々、第１残余λ１信号を通過させ、そして第２残余λ１信号及び信号λ１−λｎを反射する。光電子装置１１２が検出器／フイルタ又はフイルタであり、そして光電子装置１２０がミラーである時、ミラー１２０は第１残余λ１信号及び信号λ２−λｎを検出器／フイルタ又はフイルタ１８に反射して戻し、そして検出器／フイルタ又はフイルタ１８は第２残余λ１信号及び信号λ２−λｎを入力フアイバ１１２に反射して戻す。
【００４５】
図１３に示すように、デマルチプレクサ１１０は、入力フアイバ１１２、表面１１６を有する第１基板１１４、表面１２４を有する第２基板１２２、マウント表面１１６に置かれた光電子装置１１８及び表面１２４に置かれた光電子装置１２０を含む。図１３のマルチプレクサは、光電子装置１２０から出力を受取るように置かれた第３光電子装置１２６を含むことができる。光電子装置１２６はまた、検出器／フイルタ又はフイルタである。
【００４６】
検出器／フイルタ４８、６２、１１０、１１８及び１２６は、信号を検出し、信号の一部を通過させ、残余信号を生成して反射し、そして全ての他の信号を反射する。フイルタ４８、６２、１１０、１１８及び１２６は、信号の一部を通過させ、残余信号を生成して反射し、そして全ての他の信号を反射する。
【００４７】
図１４に示すように、表面１２４は反射性であってよい。適当な反射性表面が１１４がどんな平坦帯域高反射性ミラーにより作ることができる。１つの実施の形態において、反射性表面は好ましくは９５％又はそれ以上の反射レベルを有する銀ガラス構造である。光電子装置１１８及び１２０は共に表面１１４に置かれる。光電子装置１１８からの出力は反射性表面１１４上に入射し、そして反射されて光電子装置１２０上へ入射される。光電子装置１２６も含まれて、そして反射性表面１２４から反射された光電子装置１２０からの出力を受取るために位置付けられる。好ましくは、光電子装置１１８、１２０及び１２４は検出器／フイルタ又はフイルタである。
【００４８】
図１５に、マルチプレクサ２１０の別の実施の形態が示されている。少なくとも第１、第２、及び第３サーキュレータ・ポート２１４、２１６、及び２１８を有する光サーキュレータ２１２及び第１サーキュレータ・ポート２１４と光通信する第１光伝達経路２２が含まれる。レーザー２２２は、第１光伝達経路２２０から光サーキュレータ２１２へ伝達される信号λ１を発生する。第２光伝達経路２２４は、第２サーキュレータ・ポート２１６と光通信する。レーザー２２６は、第２光伝達経路２２４と結合される。レーザー２２６は、信号λ１を反射する。レーザー２２６は、もし選択的な反射性フイルタ２２８が含まれるならば、反射性である必要はない。レーザー２２６は信号λ２を加える。信号λ１及びλ２は光サーキュレータ２１２へ伝達される。
【００４９】
第３光伝達経路は第３サーキュレータ・ポート２１８と光通信し、そして信号λ１及びλ２を伝達する。選択的に、光サーキュレータ２１２は光入力フアイバ２３２から、信号λ３−λｎを含んだ波長分割多重化光信号を受取ることができる。信号λ３−λｎはレーザー２２２及び２２６により反射され、又はフイルタ２１６が各光伝達経路２２０及び２２４に沿って置くことができ、そして、光サーキュレータ２１２が図２−１４のマルチプレクサ及びデマルチプレクサにより受取られるどんな信号と同様に信号λ１、λ２及びλ３−λｎを伝達する。マルチプレクサ２１０は図２−１４のどんなマルチプレクサにも直接又は間接に結合でき、そして図１のマルチプレクサとして使用することができる。
【００５０】
図１６に、デマルチプレクサ３１０の別の実施の形態が示される。光サーキュレータ３１２は、少なくとも第１、第２、及び第３サーキュレータ・ポート３１４、３１６、及び３１８を含む。第１光伝達経路３２０を有する光フアイバは第１サーキュレータ・ポート３１４に結合されて、信号λ１−λｎ、又は図２−１４のマルチプレクサ又はデマルチプレクサから伝達されたどんな信号も含んだ波長分割多重化光信号を運ぶ。第２光伝達経路３２２は第２サーキュレータ・ポート３１６と光通信する。光電子装置３２４は第２光伝達経路３２２と光通信する。好ましくは、光電子装置３２４は検出器／フイルタ又はフイルタである。第３光伝達経路は第３サーキユレータ・ポート３１８と光通信する。第２光電子装置は第３光伝達経路と光通信する。好ましくは、光電子装置３２４及び３２８は、検出器／フイルタ又はフイルタである。検出器／フイルタ３２４及び３２８は、信号を検出し、その信号の一部を通過させ、残余信号を生成して送信し、そして全ての他の信号を反射する。フイルタ３２４及び３２８は、信号の一部を通過させ、残余信号を生成して送信し、そして全ての他の信号を反射する。デマルチプレクサ３１０は、図２−１４のどんなマルチプレクサ及びデマルチプレクサにも直接的又は間接的に結合でき、そして図１のＤＷＤＭサブシステムとして使用できる。
【００５１】
検出器／フイルタ、フイルタ、レーザー及び図１−１６の双方向増幅器の各々は同調可能であり、そして１つの実施の形態ではプログラム可能で同調可能である。これに加えて、本発明のＤＷＤＭアセンブリイ、サブアセンブリイ及び装置と共に使用される光フアイバは、米国特許第５，９０５，８３８号に開示されるメテロウエーブ・フアイバ（ＭＷＦ）であってよい。適当なメテロウエーブ・フアイバの例示的な仕様テーブルが以下に示される。
【００５２】
ＭＷＦ仕様テーブル
１５５０ｎｍでの減衰
＜＝０．２５ｄＢ／ｋｍ
１３１０ｎｍでの減衰
＜＝０．５０ｄＢ／ｋｍ
１５５０ｎｍでの効果的領域
＞＝４２ミクロン
コア離心率
０．８ｍｕｍに等しいか又はより少ない
クラッデイング直径
１２５＋−２．０ミクロン
遮断波長
＜１２５０ｎｍ
ゼロ分散波長
１３５０ｎｍ−１４５０ｎｍ
１３１０ｎｍにおける分散
−３．０乃至−８ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ
１５５０ｎｍにおける分散
＋３．０乃至＋８ｐｓ／ｎｍ−ｋｍ
１５５０ｎｍにおける分散スロープ
０．０１−０．０５ｐｓ／ｎｍ  ｓｕｐ  ２−ｋｍ
１３１０ｎｍにおけるマクロベンデイング損失
＜０．５ｄＢ（１巻き、３２ｍｍ）
１５５０ｎｍにおけるマクロベンデイング損失
＜０．０５ｄＢ（１００巻き、７５ｍｍ）
被膜直径２４５＋−１０ミクロン
証明テスト    １００ｋｐｓｉ
リール長
２．２、４．４、６．４、８．８、１０．８、１２．６、１９．２ｋｍ
【００５３】
例１
本発明のＤＷＤＭサブシステムは、８ポート光サーキュレータであり、６検出器／フイルタを含み、そして２つの検出器／フイルタの各々に３つのドロップ・チャンネルを有するように最初に構成されている。後で、３つの検出器／フイルタと共に各々、２つのドロップ・チャンネルを含むようにプログラム的に再構成される。再構成により、混線が減少する。
【００５４】
例２
追加器が、第１及び第２レーザーに結合した光サーキュレータを含む。第１及び第２レーザーは出力信号λ１及びλ２を最初発生する。そして、２つのレーザーは信号λ３及びλ４を発生するためプラグラム的に再構成される。
【００５５】
例３
ＤＷＤＭマルチプレクサは、９個のレーザーに結合した光サーキュレータを含む。第９番目のレーザーはバックアップであり、最初の８個のレーザーの１つが故障した時に置き換えられることができる。波長関係はポートに対してフレキシブルであり、何時でも変更できる。
【００５６】
本発明の好ましい実施の形態の上述した説明は、説明及び例示の目的で行なわれた。本発明を開示された正確な形に限定する意図又は網羅的に説明する意図はない。明らかに、当業者には多くの修正や変更が可能である。本発明の範囲は特許の請求の範囲及びその均等物により定義されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＤＷＤＭシステムを示す本発明の実施の形態の概略図。
【図２】３つのポートの光サーキュレータ及び光サーキュレータに結合されて反射性及び伝達性のフイルタを含む本発明のマルチプレクサ又はデマルチプレクサの概略図。
【図３】４つのポートの光サーキュレータ及び信号の一部を検出して通過し、全ての他の信号と一緒に通過された信号の残余部分を反射する検出器／フイルタ及び光サーキュレータに結合された第２光電子装置を含んだマルチプレクサ又はデマルチプレクサの概略図。
【図４】追加の光サーキュレータ・ポートと、光伝達経路と、第３光電子装置を有する図３のマルチプレクサ又はデマルチプレクサの概略図。
【図５】追加の光サーキュレータ・ポートと、光伝達経路と、第４光電子装置を有する図４のマルチプレクサ又はデマルチプレクサの概略図。
【図６】４つのポートの光サーキュレータ及び信号の一部を通過し、全ての他の信号と一緒に通過された信号の残余部分を反射するフイルタ及び光サーキュレータに結合された第２光電子装置を含んだマルチプレクサ又はデマルチプレクサの概略図。
【図７】追加の光サーキュレータ・ポートと、光伝達経路と、第３光電子装置を有する図６のマルチプレクサ又はデマルチプレクサの概略図。
【図８】４つのポートの光サーキュレータ、第２ポートに結合されたレーザー、第４ポートに結合された光電子装置を含んだ本発明のマルチプレクサ又はデマルチプレクサの概略図。
【図９】追加の光サーキュレータ・ポートに結合された第２光電子装置を有する図８のマルチプレクサ又はデマルチプレクサの概略図。
【図１０】２つの光サーキュレータ及び各光サーキュレータに結合された光電子装置を有する本発明のマルチプレクサ及びデマルチプレクサの概略図。
【図１１】第１及び第２光サーキュレータの間に置かれた残余フイルタを含む図１０のマルチプレクサ又はデマルチプレクサの概略図。
【図１２】入力フアイバ、基板、基板の表面に置かれた第１光電子装置および第２光電子装置を有する本発明のマルチプレクサ又はデマルチプレクサの概略図。
【図１３】入力フアイバ、第１基板、第１基板と対向する第２基板、第１基板の表面に置かれた第１光電子装置、第２基板の表面に置かれた第２光電子装置、及び第３光電子装置を有する本発明のマルチプレクサ又はデマルチプレクサの概略図。
【図１４】入力フアイバ、第１基板表面を有する第１基板、第１基板と対向する反射表面を有する第２基板、第１基板の表面に置かれた第１及び第２光電子装置、及び第３光電子装置を有する本発明のマルチプレクサ又はデマルチプレクサの概略図。
【図１５】３つのポートの光サーキュレータと、第１及び第２ポートに結合された第１及び第２レーザーとを含んだ本発明のマルチプレクサの概略図。
【図１６】３つのポートの光サーキュレータと、第２及び第３ポートに結合された第１及び第２検出器／フイルタ及び／又はフイルタとを含んだ本発明のデマルチプレクサの概略図。
【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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