(57)【要約】【課題】ノード通過信号の伝送特性変動を少なくする。【解決手段】波長の異なる複数の反転ＲＺ光信号を波長多重した波長多重信号を入力し、ＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号とを出力するマッハツェンダ干渉計３０３を具備し、マッハツェンダ干渉計のフリースペクトラムレンジは、波長多重信号のチャンネル周波数間隔の整数倍または半整数倍であり、ＲＺ光信号の占有帯域は、帯域抑圧反転ＲＺ光信号の占有帯域のほぼ２倍である。【選択図】      図３
2007028461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長の異なる複数の反転ＲＺ光信号を波長多重した波長多重信号を入力し、ＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号とを出力するマッハツェンダ干渉計を具備し、
前記マッハツェンダ干渉計のフリースペクトラムレンジは、前記波長多重信号のチャンネル周波数間隔の整数倍または半整数倍であり、前記ＲＺ光信号の占有帯域は、前記帯域抑圧反転ＲＺ光信号の占有帯域のほぼ２倍であることを特徴とする光ＡＤＭ装置。
【請求項２】
前記マッハツェンダ干渉計は２つの出力ポートを有し、一方の出力ポートに接続された、信号を波長分離する第１の光分波器と、他方の出力ポートに接続された、信号を波長分離する第２の光分波器と、をさらに具備し、
前記第１の光分波器で波長分離された各第１チャンネル信号と、前記第２の光分波器で波長分離された各第２チャンネル信号とにおいて、同一の波長を有する２つのチャンネル信号のうちの一方を抽出する場合には他方を抽出せず通過させることを特徴とする請求項１に記載の光ＡＤＭ装置。
【請求項３】
新規なチャンネル信号を挿入する場合に、前記通過させるチャンネル信号を前記新規なチャンネル信号と入れ替えるスイッチをさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の光ＡＤＭ装置。
【請求項４】
波長の異なる複数の反転ＲＺ光信号を波長多重した波長多重信号を入力し、ＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号とを出力するマッハツェンダ干渉計を具備し、
前記マッハツェンダ干渉計のフリースペクトラムレンジは、前記波長多重信号のチャンネル周波数間隔の整数倍であり、前記ＲＺ光信号と前記帯域抑圧反転ＲＺ光信号との光パルスの振幅比が１であることを特徴とする光ＡＤＭ装置。
【請求項５】
前記波長多重信号のある波長のチャンネル信号を抽出する場合に、該抽出されたチャンネル信号と波長が同一の新規信号を挿入するか挿入しないかを選択するスイッチ手段をさらに具備することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の光ＡＤＭ装置。
【請求項６】
波長多重信号を波長分離する光分波器と、
前記波長分離された信号のうちのある信号を抽出チャンネル信号として前記マッハツェンダ干渉計に入力した後、該マッハツェンダ干渉計から出力される、帯域抑圧反転ＲＺ信号およびＲＺ光信号のいずれか一方と、前記波長分離された信号のうちの非抽出チャンネル信号とを合波する合波器と、をさらに具備することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の光ＡＤＭ装置。
【請求項７】
全光ＡＤＭ装置の数が複数個であるように、請求項１に記載の０個以上の光ＡＤＭ装置と、請求項４に記載の０個以上の光ＡＤＭ装置と、を具備することを特徴とする光ＡＤＭシステム。
【請求項８】
フリースペクトラムレンジが前記波長多重信号のチャンネル周波数間隔の整数倍または半整数倍であるマッハツェンダ干渉計を用意し、
前記マッハツェンダ干渉計に、波長の異なる複数の反転ＲＺ光信号を波長多重した波長多重信号を入力し、
前記マッハツェンダ干渉計から、ＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号とを出力し、
前記ＲＺ光信号の占有帯域は、前記帯域抑圧反転ＲＺ光信号の占有帯域のほぼ２倍であることを特徴とする光ＡＤＭ方法。
【請求項９】
フリースペクトラムレンジが前記波長多重信号のチャンネル周波数間隔の整数倍であるマッハツェンダ干渉計を用意し、
前記マッハツェンダ干渉計に、波長の異なる複数の反転ＲＺ光信号を波長多重した波長多重信号を入力し、
前記マッハツェンダ干渉計から、ＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号とを出力し、
前記ＲＺ光信号と前記帯域抑圧反転ＲＺ光信号との光パルスの振幅比が１であることを特徴とする光ＡＤＭ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重伝送技術を使用した光ファイバ伝送システムにおける光ＡＤＭ（Add-Drop-Multiplexing）装置、システム、および方法に関して、特に、伝送路内で所望のチャンネル信号を抽出・挿入するための光ＡＤＭ装置、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバにより接続された複数のノードにおいて、波長多重信号を光ファイバにより伝送し、所望のチャンネル信号を各ノードにて抽出・挿入する光ＡＤＭ技術は、大規模、かつ、柔軟な光ネットワークをもたらすものとして期待されている。
【０００３】
各ノードに設けられた光ＡＤＭ装置は、一般には、光合分波器や光バンドパスフィルタなどの光フィルタ要素と所望チャンネルの抽出・挿入を実現する光スイッチと光信号を分岐・合流するための光カプラにより構成される。したがって、光ＡＤＭ装置においては、各チャンネル信号は光フィルタ要素、光スイッチ、光カプラなどの光デバイスにおける挿入損失を少なからず被る。加えて、各ノードを結ぶ光ファイバによる伝搬損失も被る。
【０００４】
これらの損失を補償するために、光ＡＤＭ装置の出力には光増幅器を接続し、光信号のレベルを高める必要がある。現在普及している光増幅器は、光ファイバに希土類をドープした光ファイバを高出力半導体レーザにより励起した光ファイバ増幅器である。
【０００５】
ところで、光ネットワーク内の各ノードでは、必要に応じて抽出・挿入するチャンネル信号を切り替える機能が必要となることが多い。抽出・挿入するチャンネルを切り替えた場合、瞬時的に各ノード間に配置された光ファイバ増幅器への平均入力光強度が変化し、抽出・挿入に関与しない他のチャンネル信号（ノード通過信号）の平均強度にも影響を与え、伝送特性を劣化させるという問題が生じる。また、個々のノードで抽出するチャンネル信号数は、必ずしも該ノードで挿入するチャンネル信号数と一致しない。多くのチャンネル信号に対して同時にチャンネル切換を行った結果、波長多重信号のチャンネル数が瞬時的に著しく減少した場合には、ノード通過信号への光ファイバ増幅器の利得が必要以上に高まり光ファイバの非線形効果によりノード通過信号の信号波形を瞬時的に劣化させてしまう。
【０００６】
このような問題に対処するために、例えば、光ＡＤＭ装置に波長多重信号と波長が重ならないダミー光源を設置する手法がある（例えば、特許文献１参照）。ノードにおいて抽出・挿入チャンネルの切換を行う場合には、瞬時的にダミー光源を発光させて波長多重した後に光ファイバ増幅器へと導くか、抽出チャンネル数が挿入チャンネル数を超えてノード通過により総チャンネル数が減少した場合には、チャンネル数減少分の光強度を補うようにダミー光源を発光させ波長多重した後に光ファイバ増幅器へと導く。この手法により、光ファイバ増幅器への入力光強度はほぼ一定に保たれるため、ノード通過信号の伝送特性の劣化が抑圧可能である。
【０００７】
また、他の対処手法として、例えば、抽出・挿入チャンネルの切換時、または、ノード通過によるチャンネル数の変動に際し、光ファイバ増幅器の利得を制御する手法がある（例えば、特許文献２参照）。具体的には、チャンネル切換やチャンネル数変動の情報信号を元に、光ファイバ増幅器の励起レーザの出力強度を制御し、ノード通過信号への光ファイバ増幅器の利得の変動を抑圧する。
【特許文献１】特開２００４−２６６２５１公報
【特許文献２】特開２０００−３５３８４１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した第１の従来技術においては、光ＡＤＭ装置毎に信号伝送に関与しないダミー光源が必要であり経済的ではない。ノード通過後のチャンネル数変動が多い場合には、ダミー光源は複数用意するか、高出力強度・高ダイナミックレンジのダミー光源を準備しなくてはならない。ダミー光源の発振波長は波長多重信号の波長を避け、かつ、光ファイバ増幅器の実用帯域内に設定する必要がある。よって、ダミー光源を複数用意する場合には、波長多重信号の最大チャンネル数は、ダミー光源の波長域によって制約を受けるという問題があった。
【０００９】
また、光ファイバ増幅器の低域遮断周波数（時定数）がｋＨｚ（ミリ秒）オーダであるため、光ＡＤＭ装置での総チャンネル数変化に伴う光ファイバ増幅器の利得変動もこの時定数にほぼ従う。よって、第２の従来技術においては、光ファイバ増幅器の出力光強度をモニタして光ファイバ増幅器の励起レーザにフィードバック制御する手法を用いても、瞬時的に起きる総チャンネル数の変化による利得変動には追従できない。
【００１０】
さらに、励起レーザへの制御は、チャンネル数が切換わる（変化する）寸前に送られなくてはならず、かつ、チャンネル数の変化量に応じた制御信号データを予め光ファイバ増幅器内に備え付ける必要があり、制御過程が複雑であるという問題があった。
【００１１】
この発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、光ＡＤＭ装置に信号伝送に関与しない波長信号を生成するダミー光源が不要で、光ファイバ増幅器の励起光源への複雑な制御を行う必要がなく、光ＡＤＭ装置での抽出信号・挿入信号のチャンネル切換や総チャンネル数変化によるノード通過信号の伝送特性変動が少ない光ＡＤＭ装置、システム、および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の課題を解決するため、本発明の光ＡＤＭ装置は、波長の異なる複数の反転ＲＺ光信号を波長多重した波長多重信号を入力し、ＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号とを出力するマッハツェンダ干渉計を具備し、前記マッハツェンダ干渉計のフリースペクトラムレンジは、前記波長多重信号のチャンネル周波数間隔の整数倍または半整数倍であり、前記ＲＺ光信号の占有帯域は、前記帯域抑圧反転ＲＺ光信号の占有帯域のほぼ２倍であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の光ＡＤＭ装置は、波長の異なる複数の反転ＲＺ光信号を波長多重した波長多重信号を入力し、ＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号とを出力するマッハツェンダ干渉計を具備し、前記マッハツェンダ干渉計のフリースペクトラムレンジは、前記波長多重信号のチャンネル周波数間隔の整数倍であり、前記ＲＺ光信号と前記帯域抑圧反転ＲＺ光信号との光パルスの振幅比が１であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の光ＡＤＭシステムは、全光ＡＤＭ装置の数が複数個であるように、
波長の異なる複数の反転ＲＺ光信号を波長多重した波長多重信号を入力し、ＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号とを出力するマッハツェンダ干渉計を具備し、前記マッハツェンダ干渉計のフリースペクトラムレンジは、前記波長多重信号のチャンネル周波数間隔の整数倍または半整数倍であり、前記ＲＺ光信号の占有帯域は、前記帯域抑圧反転ＲＺ光信号の占有帯域のほぼ２倍であることを特徴とする、０個以上の光ＡＤＭ装置と、
波長の異なる複数の反転ＲＺ光信号を波長多重した波長多重信号を入力し、ＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号とを出力するマッハツェンダ干渉計を具備し、前記マッハツェンダ干渉計のフリースペクトラムレンジは、前記波長多重信号のチャンネル周波数間隔の整数倍であり、前記ＲＺ光信号と前記帯域抑圧反転ＲＺ光信号との光パルスの振幅比が１であることを特徴とする、０個以上の光ＡＤＭ装置と、を具備する特徴とする。
【００１５】
本発明の光ＡＤＭ方法は、フリースペクトラムレンジが前記波長多重信号のチャンネル周波数間隔の整数倍または半整数倍であるマッハツェンダ干渉計を用意し、前記マッハツェンダ干渉計に、波長の異なる複数の反転ＲＺ光信号を波長多重した波長多重信号を入力し、前記マッハツェンダ干渉計から、ＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号とを出力し、前記ＲＺ光信号の占有帯域は、前記帯域抑圧反転ＲＺ光信号の占有帯域のほぼ２倍であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の光ＡＤＭ方法は、フリースペクトラムレンジが前記波長多重信号のチャンネル周波数間隔の整数倍であるマッハツェンダ干渉計を用意し、前記マッハツェンダ干渉計に、波長の異なる複数の反転ＲＺ光信号を波長多重した波長多重信号を入力し、前記マッハツェンダ干渉計から、ＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号とを出力し、前記ＲＺ光信号と前記帯域抑圧反転ＲＺ光信号との光パルスの振幅比が１であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光ＡＤＭ装置、システム、および方法によれば、光ＡＤＭ装置に信号伝送に関与しない波長信号を生成するダミー光源が不要で、光ファイバ増幅器の励起光源への複雑な制御を行う必要がなく、光ＡＤＭ装置での抽出信号・挿入信号のチャンネル切換や総チャンネル数変化によるノード通過信号の伝送特性変動を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る光ＡＤＭ装置、システム、および方法について詳細に説明する。  
（第１の実施形態）  
まず、本実施形態の光ＡＤＭ装置が入力する反転ＲＺ光信号を生成する光信号生成装置１００について図１を参照して説明する。  
光信号生成装置１００は、図１（Ａ）に示したように、ＬＰＦ１０１，１０４、増幅器１０２，１０５、単一モードレーザ１０３、プッシュプルＭＺ変調器１０６を備えている。光信号生成装置１００は、反転ＲＺ光信号を得るための装置である。反転ＲＺ光信号は、データ符号の論理と光信号の強度の関係が反転した信号である。  
ＬＰＦ１０１，１０４はそれぞれＮＲＺＩ信号（non-return-to-zero inverted signal）を入力する。これらの信号は差動ＮＲＺＩ信号対をなす。ＬＰＦ１０１，１０４は、所定のカットオフ周波数が設定されていて、入力したＮＲＺＩ信号のうち、カットオフ周波数以下の信号のみを通過させる。
【００１９】
増幅器１０２，１０５は、それぞれＬＰＦ１０１，１０４の出力信号を増幅し、プッシュプル−マッハツェンダ型光強度変調器１０６に出力する。単一モードレーザ１０３は、単一の周波数を有するレーザを生成し、このレーザをプッシュプル−マッハツェンダ型光強度変調器１０６に入力する。
【００２０】
プッシュプル−マッハツェンダ型光強度変調器１０６は、光位相変調部１０７，１０８、位相補正器１０９を備えている。  
光位相変調部１０７，１０８は、それぞれ増幅器１０２，１０５の出力信号を入力し、この信号に基づいて、単一モードレーザの位相を変調する。位相補正器１０９は、光位相変調部１０７から出力された単一モードレーザの位相を補正する。一般に、光位相変調部１０７，１０８のそれぞれの出力端から単一モードレーザが合成される位置までの距離は異なっているので、位相補正器１０９はこの２つの距離の差を補正する。  
プッシュプルＭＺ変調器１０６は、位相補正器１０９から出力された単一モードレーザと光位相変調部１０８から出力された単一モードレーザを合成して、合成光である反転ＲＺ光信号を出力する。
【００２１】
次に、光信号生成装置１００内の信号の様子について図１（Ｂ）を参照して説明する。図１（Ｂ）は横軸が時間、縦軸が振幅を示している。  
図１（Ｂ）の最上部の２つの信号履歴は、入力を示している。その次の３番目の信号履歴（Optical phase at MZ arm#1）は、光位相変調部１０７の出力信号の履歴を示している。４番目の信号履歴（Optical phase at MZ arm#2）は、光位相変調部１０８の出力信号の履歴を示している。５番目の履歴は、光位相変調部１０７の出力信号と光位相変調部１０８の出力信号の差分をとった信号の履歴である。最後の６番目の信号履歴は、光信号生成装置１００から出力される反転ＲＺ光信号の履歴である。  
図１（Ｂ）の上方と下方に示した「１」は、マークビットを示している。図１（Ｂ）からわかるように、反転ＲＺ光信号は、その光位相がマークビット毎に反転している。
【００２２】
そして、複数の光信号生成装置１００を用意し、これらの光信号生成装置１００がそれぞれ異なる波長の反転ＲＺ光信号を生成するように設定する。各光信号生成装置１００で生成された反転ＲＺ光信号は、光合波器（図示せず）で光合波されて、波長多重信号として光合波器から出力され、この波長多重信号は光ファイバを介してファイバ伝送される。
【００２３】
次に、光合波器から出力される波長多重信号が本発明の本実施形態に係る光ＡＤＭ装置に入力する様子について図２を参照して説明する。図２は、複数の光ＡＤＭ装置が光ファイバを介して接続されている光ＡＤＭシステムを示している。  
本実施形態の光ＡＤＭシステムは、光ファイバ２０１，２０５，２０９、光ファイバ増幅器２０２，２０４，２０６，２０８，２１０、光ＡＤＭ装置２０３，２０７，２１１を備えている。  
光ファイバ２０１，２０５，２０９は、上述した波長多重信号を伝送するためのものである。光ファイバ増幅器２０２，２０４，２０６，２０８，２１０は、光ファイバを伝送してきた波長多重信号を増幅する。光ＡＤＭ装置２０３，２０７，２１１は、所望波長チャンネルの光信号のみが抽出され、その他のチャンネル信号はノードを通過する。場合によっては、抽出した波長チャンネルと同じ波長の光信号を新たに挿入する。新規信号を挿入する場合、同一チャンネルの抽出信号とのクロストークを避けるため、抽出信号の残留成分は十分抑圧する。
【００２４】
次に、本実施形態の光ＡＤＭ装置について図３を参照して説明する。  
本実施形態の光ＡＤＭ装置は、図３（Ｃ）に示すように、マッハツェンダ干渉計３０３と、光分波器３０４とを備えている。この、図３（Ｃ）に示した光ＡＤＭ装置は、光ＡＤＭ装置が所望チャンネルを抽出するが新規信号を挿入しない場合のものである。
【００２５】
マッハツェンダ干渉計３０３は、２つの光カプラ部３０１，３０２、２つの光路（光路１、光路２）を備えている。光カプラ部３０１，３０２は、それぞれ、例えば、３ｄＢの光カプラである。また、マッハツェンダ干渉計３０３は２入力２出力の光パッシブ部品である。
【００２６】
２本の光路の長さに差が存在する場合に、マッハツェンダ干渉計３０３の透過率−波長曲線は、正弦波状になり、その周期は光速を２光路の長さの差で割った値（２光路を伝搬する光信号の遅延時間差の逆数）となる。一般に、この値のことをフリースペクトラムレンジ（以下、ＦＳＲと略す）と呼ぶ。
【００２７】
マッハツェンダ干渉計３０３内における２光路の伝搬時間差の逆数（ＦＳＲ）が反転ＲＺ光信号のビットレート周波数の２倍以上である場合、反転ＲＺ光信号をマッハツェンダ干渉計の一方の入力ポートに結合させると、図３（Ｂ）に示すように、２つの出力ポートからはＲＺ光信号と帯域抑圧された反転ＲＺ光信号とが生成される（図６（Ｂ）、（Ｃ）に示す２つの出力）。このとき、波長多重信号のチャンネル周波数間隔はＦＳＲ×ｎ（ｎ：自然数、ｎ＝１，２，…）（ＦＳＲの整数倍）かＦＳＲ×ｎ／２（ＦＳＲの半整数倍）の値に一致させておく。より精度よく出力を得たい場合にはＦＳＲが反転ＲＺ光信号のビットレート周波数の１．８〜２．５倍であることが好ましい。これは、光信号がマッハツェンダ干渉計３０３を通過しても光信号の占有帯域がほぼ保存されるように、ＦＳＲを設定することに対応する。
【００２８】
光分波器３０４はマッハツェンダ干渉計３０３の一方の出力ポートに接続されていて、光分波器３０４からは波長分離されたＤｒｏｐ信号が生成される。
【００２９】
マッハツェンダ干渉計３０３の出力ポートからは、図３（Ｂ）に示すように、ＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号が生成されるが、平均光強度については帯域抑圧反転ＲＺ光信号の方が高められる。ＦＳＲ１００ＧＨｚのマッハツェンダ干渉計３０３が、例えば、ビットレートが４０Ｇｂｉｔ／ｓの反転ＲＺ光信号を入力した場合、出力される帯域抑圧反転ＲＺ光信号とＲＺ光信号の平均光強度の比はおよそ８：２であり、帯域抑圧反転ＲＺ光信号の方がおよそ４倍平均光強度高い。  
そこで、光分波器３０４から出力されるＤｒｏｐ光信号としてマッハツェンダ干渉計からのＲＺ光信号を用い、帯域抑圧反転ＲＺ光信号をそのままファイバ伝送路へと導くことにより、光ファイバ増幅器２０４への入力光強度を高められ、光Ｓ／Ｎの劣化を抑圧することができる。
【００３０】
また、図３（Ｃ）の構成による光ＡＤＭ装置２０３をファイバ伝送路中に複数設置しても、各光ＡＤＭ装置のマッハツェンダ干渉計３０３から出力される帯域抑圧反転ＲＺ光信号を各ノードにおける通過信号として用い、マッハツェンダ干渉計の他方のポートから出力されるＲＺ光信号を各光ＡＤＭ装置での抽出信号として扱うことにより、マッハツェンダ干渉計を複数段通過したことによる通過チャンネル信号の占有光帯域の減少に伴うアイ開口度劣化を十分抑圧可能であり、抽出信号として用いるＲＺ光信号についても消光比劣化は少ない。
【００３１】
次に、帯域抑圧反転ＲＺ光信号による波長多重信号を伝送し、次のノードにおいて所望チャンネル波長に新規信号を挿入したい場合について図４を参照して説明する。  
この場合は、図４に示すように、光ＡＤＭ装置２０３から出力される帯域抑圧反転ＲＺ光信号を入力する光分波器４０５、光合波器４０６、光送信器４０７、光スイッチ４０８、光受信器（または終端器）４０９を備える。
【００３２】
光分波器４０５は、入力した波長多重信号を１波ずつ波長分離する。光分波器４０５は不要となる帯域抑圧反転ＲＺ光信号に対応する波長の帯域抑圧反転ＲＺ光信号を光スイッチ４０８に出力する。他の不要でない帯域抑圧反転ＲＺ光信号はそのまま光合波器４０６に出力する。
【００３３】
光スイッチ４０８は、不要となる帯域抑圧反転ＲＺ光信号を終端させる場合には、図４に示した端子Ｂと端子Ｃを接続し、光受信器４０９で終端させる。光スイッチ４０８は、それと同時に、端子Ａと端子Ｄを接続し、終端させた帯域抑圧反転ＲＺ光信号の代わりに新規の光信号を光送信器４０７から端子Ａを介して導入する。そして、光スイッチ４０８は、光合波器４０６にこの新規の光信号を出力する。  
一方、帯域抑圧反転ＲＺ光信号を終端させないで、この帯域抑圧反転ＲＺ光信号を通過させる場合には、光スイッチ４０８は、図４に示した端子Ｂと端子Ｄ、端子Ａと端子Ｃを接続する。
【００３４】
光合波器４０６は、光分波器４０５から入力した、波長分離された帯域抑圧反転ＲＺ光信号を入力するとともに、光スイッチ４０８の端子Ｄからの信号を入力し、これらの信号を合成し波長多重化して、波長多重化した帯域抑圧反転ＲＺ光信号を出力する。
【００３５】
以上のようにして、新規信号の挿入・非挿入にかかわらず、光ファイバ増幅器４１０への入力光強度の変動は自動的に抑圧されるため、光スイッチ４０８の切換時の光ファイバ増幅器の利得変動を十分低減することができる。
【００３６】
次に、図３（Ｃ）に示したようにマッハツェンダ干渉計３０３を用いるのではなく、マッハツェンダ干渉計３０３の代わりに光カプラ５０１を用いる場合について図５を参照して説明する。  
図３（Ｃ）に示したようにマッハツェンダ干渉計３０３を用いず、その変わりに図５に示すように光カプラ５０１を用いても新規信号の挿入・非挿入の切換時に起きる光ファイバ増幅器の利得変動を抑えることはできる。
【００３７】
しかしながら、光カプラ５０１を用いた場合には、光信号のパルス振幅がカプラの分岐比に応じて減少してしまう。一方、マッハツェンダ干渉計３０３では、マッハツェンダ干渉計３０３から出力される帯域抑圧反転ＲＺ光信号とＲＺ光信号のパルス振幅は、入力信号である反転ＲＺ光信号のパルス振幅とほぼ同等にできる。すなわち、平均光強度は元信号に比較して低下しても、光信号の強度振幅値は殆ど変化しない（図６（Ａ）の入力と、図６（Ｂ）、（Ｃ）の２つの出力とを比較）。このため、光カプラ５０１を用いるよりもマッハツェンダ干渉計３０３を用いた場合の方が、受信信号品質の面では優れている。
【００３８】
また、光受信器４０９の帯域がビットレート周波数よりも小さい場合には、反転ＲＺ光信号をそのまま受信すると反転パルス幅に広がりが生じて、見かけの消光比が劣化し受信光感度が下がるという問題が生ずるが、マッハツェンダ干渉計３０３により生成されたＲＺ光信号や帯域抑圧反転ＲＺ光信号ではこのような問題が緩和されるという特徴がある。
【００３９】
なお、図３（Ｃ）の構成は、マッハツェンダ干渉計３０３のＦＳＲが反転ＲＺ光信号のビットレート周波数程度である場合にも有効である。すなわち、この場合、反転ＲＺ光信号をマッハツェンダ干渉計の一方の入力ポートに結合させると、２つの出力ポートからはＲＺ光信号とＮＲＺ光信号とが生成される（図６（Ｅ）、図６（Ｄ））。ＮＲＺ光信号は、反転ＲＺ光信号が帯域抑圧されて出力されたものであり、光信号の符号はＲＺ光信号と逆の関係になる。この場合、それぞれの光信号の平均光強度はほぼ等しく、光パルスの振幅は原理的には入力信号である反転ＲＺ光信号と同等である。したがって、図３（Ｃ）の構成において、ＦＳＲがほぼ半分のマッハツェンダ干渉計を用いても光ファイバ増幅器の利得変動の抑圧には有効である。なお、このとき、波長多重信号のチャンネル周波数間隔はＦＳＲ×ｎの値に一致させておく。より精度よく出力を得たい場合にはＦＳＲが反転ＲＺ光信号のビットレート周波数の０．９〜１．３倍であることが好ましい。これは、光信号がマッハツェンダ干渉計３０３を通過したとき、マッハツェンダ干渉計３０３の２つの出力ポート間での光パルスの振幅比がほぼ１であるように、ＦＳＲを設定することに対応する。
【００４０】
以上の第１の実施形態によれば、光分波器３０４から出力されるＤｒｏｐ光信号としてマッハツェンダ干渉計からのＲＺ光信号を用い、帯域抑圧反転ＲＺ光信号をそのままファイバ伝送路へと導くことにより、光ファイバ増幅器２０４への入力光強度を高められ、光Ｓ／Ｎの劣化を抑圧することができる。また、新規信号の挿入・非挿入にかかわらず、光ファイバ増幅器１０６への入力光強度の変動は自動的に抑圧されるため、光スイッチ１０４の切換時の光ファイバ増幅器の利得変動を十分低減することができる。
【００４１】
反転ＲＺ光信号をマッハツェンダ光干渉計により帯域抑圧反転ＲＺ信号とＲＺ光信号に変換して、いずれか一方を抽出せずに他の通過チャンネルと波長多重することによって、抽出チャンネルの数が変動したことによる波長多重信号の平均光強度の変動を抑え、各ＡＤＭ部に接続される光ファイバ増幅器への入力光強度の変動に伴う光利得変動による光信号の波形劣化を低減することができる。
【００４２】
光ＡＤＭ部出力には、新規信号の非挿入時にはマッハツェンダ干渉計から出力される帯域抑圧反転ＲＺ信号またはＲＺ光信号が他のノード通過チャンネルとともに波長多重され、新規信号の挿入時には同一チャンネルの抽出すべき光信号は光ＡＤＭ部で受信・終端されるため、光スイッチによる新規信号の挿入、非挿入の選択が行われても、光ＡＤＭ部の出力に接続された光ファイバ増幅器への平均入力光強度の変化は少ないため、光スイッチ切り替えにともなう光ファイバ増幅器の利得変動による光信号の波形劣化を抑えることができる。
【００４３】
（第２の実施形態）   
本実施形態の光ＡＤＭ装置について図７を参照して説明する。  
本実施形態の光ＡＤＭ装置は、図７に示したように、マッハツェンダ干渉計３０３、光スイッチ４０８、光分波器４０５、光合波器４０６、光送信器４０７、光受信器４０９を備えている。以下、既に説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付してその説明を省略する。
【００４４】
本実施形態では、特定の波長チャンネル信号を通過させるか、または、Ｄｒｏｐ信号（ＲＺ光信号）を抽出しつつ帯域抑圧反転ＲＺ光信号をダミー信号として残すかを２×２光スイッチ４０８により選択することができる。すなわち、特定の波長チャンネル信号を通過させる場合には、光スイッチ４０８は、図７に示した端子Ｂと端子Ｄを接続し、さらに、端子Ａと端子Ｃを接続する。この場合、端子Ａおよび端子Ｃを通過する波長チャンネル信号は光ＡＤＭ装置２０３を通過せず、光分波器４０５に入力した信号のまま光合波器４０６に出力される。一方、Ｄｒｏｐ信号（ＲＺ光信号）を抽出しつつ帯域抑圧反転ＲＺ光信号をダミー信号として残す場合には、光スイッチ４０８は、図７に示した端子Ｂと端子Ｃを接続し、さらに、端子Ａと端子Ｄを接続する。この場合、マッハツェンダ干渉計３０３から出力した信号は帯域抑圧反転ＲＺ光信号になり、この帯域抑圧反転ＲＺ光信号が光合波器４０６に出力される。
【００４５】
光スイッチ４０８の切換時に起きる平均光強度変化は１２．５％程度であるので、光合波器４０６により他チャンネル信号と合波後された波長多重信号の平均光強度の変化の最大値は１２．５％をチャンネル数で割った値となる。例えば、２チャンネル伝送の場合でさえも６．２５％と十分小さい割合になる。したがって、本実施形態を採用すれば、光ＡＤＭ装置の出力に接続される光ファイバ増幅器２０４の利得変動を抑圧することができる。
【００４６】
当然のことながら、本実施系形態を全チャンネルに準備してもよい。すなわち、全ての波長チャンネル信号に対応して、光スイッチ４０８およびマッハツェンダ干渉計３０３を設ける。この場合、光ファイバ増幅器への入力信号の平均光強度の変動最大値は１２．５％であり、これでも従来と比較すれば十分に光ファイバの利得変動は少ない。
【００４７】
さらに、図７に示した光ＡＤＭ装置の変形例について図８を参照して説明する。  
２×２光スイッチ４０８の代わりに、３×２光スイッチ８０２を使用する。そして、３×２光スイッチ８０２の３つの入力のうち、２つの入力は光スイッチ４０８の２つの入力と同様であり、新たな一つの入力は、光送信器８０１の出力である。なお、光送信器８０１は、光送信器４０７と同様な光送信を行う。
【００４８】
図８に示した光ＡＤＭ装置によれば、所望チャンネル信号の抽出と新規信号の挿入を効率よく行うことができる。すなわち、新規信号の挿入時には、図８に示した端子Ａと端子Ｄを接続し、さらに端子Ｅと端子Ｃを接続する。この場合、マッハツェンダ干渉計３０３から出力した信号は帯域抑圧反転ＲＺ光信号になり、新規信号を光合波器４０６に導くことができ、Ｄｒｏｐ（旧）信号は光分波器出力をマッハツェンダ干渉計に導いてＲＺ光信号に変換したのち光受信し、旧信号の帯域抑圧反転ＲＺ光信号は光スイッチ内で終端することができる。他の２つの場合は、図７で示したスイッチの切替と同様である。
【００４９】
以上の第２の実施形態によれば、ノード通過信号の伝送特性変動を少なくすることができる。また、光合波器４０６により他チャンネル信号と合波後された波長多重信号の平均光強の変化の最大値は、２チャンネル伝送の場合でさえも６．２５％と十分小さい割合になる。したがって、本実施形態を採用すれば、光ＡＤＭ装置の出力に接続される光ファイバ増幅器２０４の利得変動を抑圧することができる。また、光スイッチにより、所望チャンネル信号の抽出と新規信号の挿入を効率よく行うことができる。
【００５０】
光スイッチ部を介して複数の波長多重信号間で所望チャンネル信号の入れ替え、抽出、新規信号の挿入を行うとともに、新規信号を挿入しないチャンネルに関してはマッハツェンダ干渉計から出力される２つの光信号成分の内、いずれか一方を他チャンネル信号と波長多重することにより、光スイッチ部における接続状態の変化による新規に生成される波長多重信号の平均光強度の変動を抑え、光ファイバ増幅器の利得変動による光信号の波形劣化を抑える。
【００５１】
（第３の実施形態）  
本実施形態の光ＡＤＭ装置について図９を参照して説明する。  
本実施形態の光ＡＤＭ装置は、図９に示したように、光分波器９０３，９０４，９０７，９０８、光スイッチ部９０９、光合波器９１０，９１１，９１２，９１３、固定減衰器９１４，９１８、マッハツェンダ干渉計９１５，９１９、カプラ９１６，９２０を備えている。光スイッチ部９０９を除いて、他の各装置部分は上述したものと同様である。一対の光分波器、光合波器が４組準備され、それらは光スイッチ部９０９を介して接続されている。
【００５２】
本実施形態では、波長多重信号１と波長多重信号２の間で所望チャンネルに関して光信号を入れ替え、新規の波長多重信号３、波長多重信号４を生成する。図９に示した光スイッチ部９０９のスイッチングの例では、波長多重信号１のλ１とλ２のチャンネル光信号は波長多重信号３に送り込まれ、波長多重信号１のλ３，λ６のチャンネル信号は出力ポートにマッハツェンダ干渉計９１５が接続された光合波器９１１に送られ、Ｄｒｏｐ信号１がマッハツェンダ干渉計から出力される。
【００５３】
本実施形態では、波長多重信号１のλ３，λ６を波長多重信号３に転送する必要が無いが、光ファイバ増幅器９１７の利得変動を抑圧するためにマッハツェンダ干渉計９１５から出力されるλ３，λ６の信号を他チャンネル波長信号とともに波長多重する。また、波長多重信号１のλ４チャンネル信号は波長多重信号４へと転送されるように、光スイッチ部９０９の接続状態が決められている。一方、波長多重信号１のλ５チャンネル信号は光スイッチ部内において終端し、新規のλ５チャンネル信号が光分波器９０４に入力され、光スイッチ部９０９を通じて波長多重信号３へ転送される。以下、波長多重信号２の各チャンネル信号も、図９に示すように、同様に光スイッチ部９０９による経路切り替えにより、波長多重信号３、波長多重信号４への転送や終端、Ｄｒｏｐ受信、新規信号の挿入を行っている。
【００５４】
図９の例では、光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐ、終端、チャンネル入れ替えに関わらず、波長多重信号３，４の増幅に使われる光ファイバ増幅器９１７，９２１への総チャンネル数が変化しないように構成されている。ファイバ伝送路中に敷設された後続の光ノード部で受信されないチャンネル信号成分（マッハツェンダ干渉計出力の一方）を波長多重伝送することにより、光ファイバ増幅器の利得変動を抑圧することができる。
【００５５】
なお、本実施形態の光ＡＤＭ装置内に配置された固定減衰器９１４，９１８は、チャンネルあたりの光強度をマッハツェンダ干渉計９１５，９１９から出力されるダミーの光信号のチャンネルあたりの光強度と整合させるために用いるものである。実際には、マッハツェンダ干渉計９１５，９１９の内部の過剰光損失が存在するため、固定減衰器９１４，９１８の光強度減衰量はそれぞれマッハツェンダ干渉計９１５，９１９の内部損失を加味して合わせることが好ましい。
【００５６】
また、図９の実施形態は、２つの波長多重信号間でのチャンネル信号入れ替え、抽出、挿入、に関わるものであるが、本実施形態を拡張して多数の波長多重信号間でのチャンネル信号の入れ替え、抽出、挿入に規模を拡大してもよい。この際に、各波長多重信号の光増幅に用いられる光ファイバ増幅器の利得変動が抑圧されることはいうまでもない。
【００５７】
以上の第３の実施形態によれば、ファイバ伝送路中に敷設された後続の光ノード部で受信されないチャンネル信号成分を波長多重伝送することにより、光ファイバ増幅器の利得変動を抑圧することができる。
【００５８】
（第４の実施形態）  
本実施形態の光ＡＤＭ装置について図１０を参照して説明する。  
本実施形態の光ＡＤＭ装置は、図１０に示したように、マッハツェンダ干渉計１００１、光分波器１００２，１００３，１００６、光合波器１００４，１００７、２×１光スイッチ群１００５を備えている。
【００５９】
本実施形態では、波長多重信号の波長間隔（周波数間隔としても同様）がマッハツェンダ干渉計１００１のＦＳＲのほぼ半分である場合である。図１０では、例えば、複数の４０Ｇｂｉｔ／ｓ反転ＲＺ光信号のチャンネル周波数間隔が５０ＧＨｚであり、マッハツェンダ干渉計１００１のＦＳＲが１００ＧＨｚであるとする。
【００６０】
マッハツェンダ干渉計１００１の一方のポートからは奇数チャンネル信号がＲＺ化され、偶数チャンネル信号が帯域抑圧された波長多重出力を得る。また、マッハツェンダ干渉計１００１の他方のポートからは奇数チャンネル信号の帯域が抑圧され、偶数チャンネル信号がＲＺ化された波長多重出力を得る。マッハツェンダ干渉計１００１の２出力をそれぞれ５０ＧＨｚ間隔の光分波器１００２，１００３により波長分離し、ＲＺ化された光信号については抽出（Ｄｒｏｐ）信号として扱い、帯域抑圧反転ＲＺ光信号の成分については２×１光スイッチ群１００５へと送る。２×１光スイッチ群１００５には挿入（Ａｄｄ）チャンネルの信号源が接続されており、それぞれの２×１スイッチを切り替えることにより、新規Ａｄｄ信号の挿入か、元信号の通過（Ｔｈｒｏｕｇｈ）かを選択することができる。２×１光スイッチ群１００５の出力には光合波器１００７が接続されており、新規の波長多重信号として伝送を行う。このような構成により、光合波器１００７の出力に接続された光ファイバ増幅器１００８の入力光強度の変動を少なくして、チャンネル切り替えに伴う光ファイバ増幅器１００８の利得変動を抑圧することができる。
【００６１】
（第１の変形例）  
第４の実施形態の第１の変形例について図１１を参照して説明する。  
本変形例の光ＡＤＭ装置は、マッハツェンダ干渉計１１０１、光分波器１１０２，１００６、光合波器１００７、２×１光スイッチ群１００５を備えている。２×１光スイッチ群１００５、挿入（Ａｄｄ）信号源、光合波器１００７は図１０の構成例と同等のものを用いる。
【００６２】
本変形例では、マッハツェンダ干渉計１１０１のＦＳＲが波長多重信号の周波数間隔と同じ（５０ＧＨｚ）である場合である。４０Ｇｂｉｔ／ｓ反転ＲＺ光信号をＦＳＲ５０ＧＨｚのマッハツェンダ干渉計１１０１に入力すると、マッハツェンダ干渉計の一方のポートからはＮＲＺ光信号、他方のポートからはＲＺ光信号が生成される（図６（Ｅ）、図６（Ｄ））。そこで、ＲＺ光信号を光ノードにおける抽出信号として用い、ＮＲＺ光信号は通過信号、あるいは、ダミー信号として用いる。
【００６３】
マッハツェンダ干渉計１１０１からの波長多重された複数のＮＲＺ光信号は光分波器により波長分離された後、各２×１スイッチによって通過か新規反転ＲＺ光信号との入れ替えかが選択される。マッハツェンダ干渉計１１０１からＮＲＺ光信号とＲＺ光信号を生成した場合、元の反転ＲＺ光信号と比較してＮＲＺとＲＺ光信号に平均光強度はおよそ５０：５０に分割される。したがって、本変形例によっても、光合波器１００７の出力に接続された光ファイバ増幅器１００８への入力光強度の変動を少なくすることができる。
【００６４】
（第２の変形例）  
第４の実施形態の第２の変形例について図１２を参照して説明する。  
本変形例の光ＡＤＭ装置は、マッハツェンダ干渉計１００１、３端子光サーキュレータ１２０１を備えている。
【００６５】
本変形例では、ＦＳＲ１００ＧＨｚのマッハツェンダ干渉計１００１の２出力ポートＣ，Ｄを光ファイバ１２０２により接続している。このとき、４０Ｇｂｉｔ／ｓの反転ＲＺ光信号をマッハツェンダ干渉計１００１のポートＡに入力すると、反転ＲＺ光信号をＦＳＲ５０ＧＨｚのマッハツェンダ干渉計１００１に入力した場合と同様にポートＢと３端子光サーキュレータ１２０１の出力ＥからはＲＺ光信号とＮＲＺ光信号とに変換された光信号を出力することができる。したがって、図１２の光信号の変換部の構成を図１１の構成内に導入しても、同様の効果が得られる。
【００６６】
（第３の変形例）  
第４の実施形態の第３の変形例について図１３を参照して説明する。  
本実施形態の光ＡＤＭ装置は、３端子光サーキュレータ１３０１，１３０４，１３０５、マッハツェンダ干渉計１００１、光インターリーバ１３０２，１３０３、光カプラ１３０６を備えている。
【００６７】
図１０の例との相違点は、５０ＧＨｚ間隔の複数の反転ＲＺ光信号をＦＳＲ１００ＧＨｚのマッハツェンダ干渉計に入力して得られる偶・奇数チャンネルのＲＺ光信号と帯域抑圧反転ＲＺ光信号を光インターリーバ１３０２により偶・奇数チャンネル毎に波長分離し、光サーキュレータ１３０１を介して複数の帯域抑圧反転ＲＺ光信号を偶・奇数チャンネルごとに抽出し光カプラ１３０６を介して合波していることである。偶・奇数チャンネルのＲＺ光信号成分は、再びマッハツェンダ干渉計１００１に入力して、ＮＲＺ型の光信号をマッハツェンダ干渉計１００１の２つのポート（一方は光サーキュレータを介して出力）より抽出する。新規信号と通過信号の切り替えは図１０のように新規信号源と光スイッチ群１００５と光合波器１００７を用いることによって達成することができる。
【００６８】
（第４の変形例）  
第４の実施形態の第４の変形例について図１４を参照して説明する。  
本実施形態の光ＡＤＭ装置は、マッハツェンダ干渉計１００１、光分波器１００２，１００３，１００６、光合波器１００７、２×１光スイッチ群１００５、３ｄＢカプラ群１４０１を備えている。
【００６９】
図１０の例との相違点は、ＦＳＲ１００ＧＨｚのマッハツェンダ干渉計１００１の出力が接続された２つの光分波器１００２，１００３の間に３ｄＢカプラ群１４０１を設けたことである。３ｄＢカプラ群１４０１から出力され、２×１光スイッチ群１００５へと導かれる光信号を平均光強度が高い帯域抑圧反転ＲＺ光信号となるように、３ｄＢカプラのポートを決めている。３ｄＢカプラ群１４０１を通過し、それぞれの光分波器１００３，１００２を介してマッハツェンダ干渉計１００１に再入力する光信号は、ＲＺ光信号かＮＲＺ光信号に変換されるため、抽出チャンネル信号として用いるとよい。新規挿入信号と帯域抑圧ＲＺ光信号の選択は２×１光スイッチ群１００５によって行われる。
【００７０】
このような構成により、光合波器１００７の出力では新規の波長多重信号が生成され、光合波器１００７の出力に接続される光ファイバ増幅器１００８への平均入力光強度の変動は少なくでき、光ファイバ増幅器１００８で起きる利得変動を小さくすることができる。
【００７１】
以上の第４の実施形態によれば、光合波器１００７の出力に接続された光ファイバ増幅器１００８の入力光強度の変動を少なくして、チャンネル切り替えに伴う光ファイバ増幅器１００８の利得変動を抑圧することができる。
【００７２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】（Ａ）は本発明の実施形態に係る光ＡＤＭ装置が入力する光変調信号を生成する光信号生成装置のブロック図、（Ｂ）は光信号生成装置に関係する信号履歴を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る光ＡＤＭ装置が光ファイバを介して接続されている光ＡＤＭシステムを示す図。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はマッハツェンダ干渉計のブロック図、（Ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る光ＡＤＭ装置のブロック図。
【図４】帯域抑圧反転ＲＺ光信号による波長多重信号を伝送し、次のノードにおいて所望チャンネル波長に新規信号を挿入する場合のブロック図。
【図５】図３（Ｃ）で、マッハツェンダ干渉計の代わりに光カプラを用いる場合のブロック図。
【図６】（Ａ）は本発明の第１の実施形態の光ＡＤＭ装置の入力信号となる光信号の波形を示し、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は本発明の第１の実施形態の光ＡＤＭ装置の出力信号となる光信号の波形を示す。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る光ＡＤＭ装置のブロック図。
【図８】図７の変形例を示すブロック図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る光ＡＤＭ装置のブロック図。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る光ＡＤＭ装置のブロック図。
【図１１】図１０の第１の変形例のブロック図。
【図１２】図１０の第２の変形例のブロック図。
【図１３】図１０の第３の変形例のブロック図。
【図１４】図１０の第４の変形例のブロック図。
【符号の説明】
【００７４】
１００…光信号生成装置、１０１，１０４…ローパスフィルタ、１０２，１０５…増幅器、１０３…単一モードレーザ、１０６…プッシュプル−マッハツェンダ型光強度変調器、１０７，１０８…光位相変調部、１０９…位相補正器、２０１，２０５，２０９…光ファイバ、２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，４１０，９１７，９２１，１００８…光ファイバ増幅器、２０３，２０７，２１１…光ＡＤＭ装置、３０１，３０２…光カプラ部、３０３，９１５，９１９，１００１，１１０１…マッハツェンダ干渉計、３０４，４０５，９０３，９０４，９０７，９０８，１００２，１００３，１００６，１１０２…光分波器、４０６，９１０，９１１，９１２，９１３，１００４，１００７…光合波器、４０７，８０１…光送信器、４０８…２×２光スイッチ、４０９…光受信器、５０１…３ｄＢ光カプラ、８０２…３×２光スイッチ、９０９…光スイッチ部、９１４，９１８…固定減衰器、９１６，９２０…カプラ、１００５…２×１光スイッチ群、１２０１，１３０１，１３０４，１３０５…３端子光サーキュレータ、１２０２…光ファイバ、１３０２，１３０３…光インターリーバ、１３０６…光カプラ、１４０１…３ｄＢカプラ群。
【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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