(57)【要約】【課題】狭い周波数間隔で複数の光信号が多重化されている多重化光信号中の所望の光信号を分岐／挿入する光分岐挿入装置を提供する。【解決手段】光分岐挿入装置は、マルチキャリア信号および第１の連続光を含む入力光を分岐して第１の入力光および第２の入力光を生成する光スプリッタと、第２の入力光から分岐光信号を表す分岐信号を抽出する受信器と、分岐信号の反転信号を生成する反転信号生成器と、反転信号を表す変調光信号を生成する送信器と、第２の連続光および第３の連続光を生成する光源回路と、変調光信号と第２および第３の連続光との間の位相差を調整する遅延要素と、第１の入力光、変調光信号、第２の連続光が入力される非線形光学媒質と、変調光信号と第３の連続光との間のビート周波数成分を検出する検出器と、ビート周波数成分を大きくするように遅延要素を制御する制御部と、を有する。【選択図】図１０
2017011471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光信号が多重化されたマルチキャリア信号および第１の光周波数の第１の連続光を含む入力光を分岐して第１の入力光および第２の入力光を生成する光スプリッタと、
前記第２の入力光から前記マルチキャリア信号を表す電気信号を生成し、前記電気信号を利用して前記マルチキャリア信号に多重化されている複数の光信号の中から指定された分岐光信号を表す分岐信号を抽出する受信器と、
前記分岐信号の反転信号を生成する反転信号生成器と、
前記反転信号を表す変調光信号を生成する送信器と、
第２の光周波数の第２の連続光および第３の光周波数の第３の連続光を生成する光源回路と、
前記変調光信号と前記第２および第３の連続光との間の位相差を調整する遅延要素と、
前記第１の入力光、前記変調光信号、および前記第２の連続光が入力される非線形光学媒質と、
前記変調光信号と前記第３の連続光との間のビート周波数成分を検出する検出器と、
前記ビート周波数成分を大きくするように前記遅延要素を制御する制御部と、を有し、
前記第１の光周波数と前記分岐光信号の光周波数との間の差分と、前記第２の光周波数と前記変調光信号の光周波数との間の差分とが一致している
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
【請求項２】
前記光源回路は、前記第２の連続光を生成する光源および前記第２の連続光から前記第３の連続光を生成する副周波数発生器を含む
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】
前記光源回路は、
前記第２の連続光を生成する光源と、
前記第２の連続光から複数のサブ連続光を生成する光コム発生器と、
前記変調光信号の光周波数からの差分が最も小さいサブ連続光を選択して前記第３の連続光として出力するセレクタと、を備える
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４】
前記第２の光周波数と前記第３の光周波数との差分は、前記検出器が検出可能な最大周波数よりも小さい
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５】
前記非線形光学媒質の出力光において前記分岐光信号の光周波数成分のパワーをモニタするモニタ回路をさらに備え、
前記制御部は、前記モニタ回路によりモニタされる前記分岐光信号の光周波数成分のパワーが所定の閾値レベルよりも小さいか否かを判定する
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６】
複数の光信号が多重化されたマルチキャリア信号および第１の光周波数の第１の連続光を含む入力光を分岐して第１の入力光および第２の入力光を生成する光スプリッタと、
前記第２の入力光から前記マルチキャリア信号を表す電気信号を生成し、前記電気信号を利用して前記マルチキャリア信号に多重化されている複数の光信号の中から指定された分岐光信号を表す分岐信号を抽出する受信器と、
前記分岐信号の反転信号を生成する反転信号生成器と、
前記反転信号を表す変調光信号を生成する送信器と、
第２の光周波数の第２の連続光を生成する光源回路と、
前記変調光信号と前記第２の連続光との間の位相差を調整する遅延要素と、
前記第１の入力光、前記変調光信号、および前記第２の連続光が入力される非線形光学媒質と、
前記変調光信号と前記第２の連続光との間のビート周波数成分を検出する検出器と、
前記ビート周波数成分を大きくするように前記遅延要素を制御する制御部と、を有し、
前記第１の光周波数と前記分岐光信号の光周波数との間の差分と、前記第２の光周波数と前記変調光信号の光周波数との間の差分とが一致している
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
【請求項７】
前記分岐光信号を識別する識別信号を生成する識別信号生成器と、
前記非線形光学媒質の出力光をモニタするモニタ回路と、をさらに備え、
前記送信器は、前記変調光信号に前記識別信号を重畳し、
前記モニタ回路は、前記非線形光学媒質の出力光に重畳されている識別信号をモニタする
ことを特徴とする請求項６に記載の光分岐挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光分岐挿入装置に係わる。
【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、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】
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、通信リソース（ここでは、周波数または波長）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、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。なお、以下の記載では、光周波数または波長の異なる複数の光信号が多重化されている光信号を「マルチキャリア信号」または「多重化光信号」と呼ぶことがある。
【０００４】
なお、光直交周波数分割多重通信装置については、例えば、特許文献１に記載されている。また、特許文献２には、光ネットワークの任意の場所での情報伝送を可能にする光信号処理装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０９４３９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１５６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マルチキャリア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、マルチキャリア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。よって、既存技術では、光ネットワークのチャネル／サブチャネルの周波数間隔（または、波長間隔）を十分に狭くすることは困難である。また、この問題は、複数のサブキャリア光信号が多重化されたマルチキャリア信号に限定されるものではなく、複数の光信号が多重化された多重化光信号（例えば、波長多重信号）においても発生し得る。
【０００７】
本発明の１つの側面に係わる目的は、狭い周波数間隔で複数の光信号が多重化されている多重化光信号中の所望の光信号を分岐／挿入する光分岐挿入装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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マルチキャリア信号および第１の光周波数の第１の連続光を含む入力光を分岐して第１の入力光および第２の入力光を生成する光スプリッタと、前記第２の入力光から前記マルチキャリア信号を表す電気信号を生成し、前記電気信号を利用して前記マルチキャリア信号に多重化されている複数の光信号の中から指定された分岐光信号を表す分岐信号を抽出する受信器と、前記分岐信号の反転信号を生成する反転信号生成器と、前記反転信号を表す変調光信号を生成する送信器と、第２の光周波数の第２の連続光および第３の光周波数の第３の連続光を生成する光源回路と、前記変調光信号と前記第２および第３の連続光との間の位相差を調整する遅延要素と、前記第１の入力光、前記変調光信号、および前記第２の連続光が入力される非線形光学媒質と、前記変調光信号と前記第３の連続光との間のビート周波数成分を検出する検出器と、前記ビート周波数成分を大きくするように前記遅延要素を制御する制御部と、を有する。前記第１の光周波数と前記分岐光信号の光周波数との間の差分と、前記第２の光周波数と前記変調光信号の光周波数との間の差分とが一致している。
【発明の効果】
【０００９】
上述の態様によれば、狭い周波数間隔で複数の光信号が多重化されている多重化光信号中の所望の光信号を分岐／挿入できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】光分岐挿入装置の動作の一例を示す図である。
【図２】マルチキャリア信号を生成する光送信器の一例を示す図である。
【図３】マルチキャリア信号を受信する光受信器の一例を示す図である。
【図４】光分岐挿入装置の一例を示す図である。
【図５】光分岐挿入装置の入力光の一例を示す図である。
【図６】非線形効果による周波数変換について説明する図である。
【図７】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８】入力光および光分岐挿入装置内で生成される光信号の一例を示す図である。
【図９】モニタ信号のビート周波数成分を示す図である。
【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】ビート周波数成分の生成について説明する図である。
【図１２】副周波数発生器の一例を示す図である。
【図１３】光分岐挿入装置のセットアップ方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係わる光分岐挿入装置の動作の一例を示す。実施形態の光分岐挿入装置（ＲＯＡＤＭ：Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer）は、光周波数の異なる複数のサブキャリアが多重化されたマルチキャリア信号を処理する。すなわち、実施形態のＲＯＡＤＭ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。
【００１２】
ＲＯＡＤＭ１には、複数のサブキャリア光信号が多重化されたマルチキャリア信号が入力される。このマルチキャリア信号は、複数のサブチャネルＣＨ１〜ＣＨｎにより構成される。そして、ＲＯＡＤＭ１は、受信したマルチキャリア信号から、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、ＲＯＡＤＭ１は、マルチキャリア信号からサブチャネルＣＨＤ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、マルチキャリア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、ＲＯＡＤＭ１は、マルチキャリア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、ＲＯＡＤＭ１は、マルチキャリア信号のサブチャネルＣＨＡにサブキャリア光信号Ａを挿入している。マルチキャリア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。
【００１３】
上述の分岐挿入処理において、マルチキャリア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。たとえば、図１において、ＲＯＡＤＭ１は、サブチャネルＣＨＤからサブキャリア光信号Ｄを分岐すると共に、そのサブチャネルＣＨＤにサブキャリア光信号Ａを挿入することもできる。すなわち、ＲＯＡＤＭ１は、サブキャリア光信号Ｄをサブキャリア光信号Ａに置き換えることもできる。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、ＲＯＡＤＭ１は、マルチキャリア信号からサブキャリア光信号を分岐するときに、マルチキャリア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。
【００１４】
図２は、マルチキャリア信号を生成する光送信器の一例を示す。この例では、マルチキャリア信号は、ＯＦＤＭにより生成される。
【００１５】
光送信器１０は、図２に示すように、マッパ１１、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。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。
【００１６】
上記構成の光送信器１０により、データ信号１〜ｎを伝送するマルチキャリア信号が生成される。なお、データ信号１〜ｎは、それぞれサブキャリアＳＣ１〜ＳＣｎにより伝送される。
【００１７】
図３は、マルチキャリア信号を受信する光受信器の一例を示す。なお、マルチキャリア信号は、例えば、図２に示す光送信器１０により生成される。
【００１８】
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、デジタル信号処理部２３を備える。コヒーレント受信器２１は、マルチキャリア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。デジタル信号処理部２３は、マルチキャリア信号の電界情報からデータ信号１〜ｎを再生する。デジタル信号処理部２３は、例えば、ＦＦＴ回路２３ａおよび分散補償部２３ｂを含む。ＦＦＴ回路２３ａは、マルチキャリア信号の電界情報を表すデジタル信号に対してＦＦＴ演算を実行して周波数領域信号を生成する。すなわち、各サブキャリアＳＣ１〜ＳＣｎの信号が再生される。分散補償部２３ｂは、光伝送路の分散（例えば、波長分散）を補償する。そして、デジタル信号処理部２３は、分散が補償された各周波数領域信号からデータ信号１〜ｎを再生する。
【００１９】
図４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。図４に示す光分岐挿入装置２は、例えば、図１に示すＲＯＡＤＭ１として使用される。
【００２０】
光分岐挿入装置２は、図４に示すように、光スプリッタ３１、遅延要素３２、合波器３３、光フィルタ３４、受信器３５、反転信号生成器３６、マッパ３７、加算器３８、送信器３９、遅延要素４０、ローカル光源４１、遅延要素４２、合波器４３、遅延要素４４、非線形光学媒質４５を備える。そして、光分岐挿入装置２は、入力マルチキャリア信号から所望のサブキャリア光信号を抽出することができる。また、光分岐挿入装置２は、マルチキャリア信号の未使用のサブチャネルにサブキャリア光信号を挿入することができる。ここで、光分岐挿入装置２は、マルチキャリア信号の目的チャネルからサブキャリア光信号を抽出し、その目的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。すなわち、光分岐挿入装置２は、マルチキャリア信号の所望のサブチャネルのデータ信号を置き換えることができる。
【００２１】
光分岐挿入装置２の入力光は、図５に示すように、マルチキャリア信号に加えてマスタ連続（ＣＷ：Continuous Wave）光を含む。マルチキャリア信号には、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。ここで、マルチキャリア信号は、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マルチキャリア信号が生成されるので、サブキャリア光信号ＳＣ１〜ＳＣｎの位相は互いに同期している。
【００２２】
マスタ連続光は、たとえば、マルチキャリア信号を送信する光送信器において生成される。マルチキャリア信号が図２に示す光送信器１０により生成される場合、マスタ連続光も光送信器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、マスタ連続光を生成するためのレーザ光源１６を備える。ここで、マスタ連続光の位相は、マルチキャリア信号の位相と同期していることが好ましい。すなわち、光送信器１０は、マスタ連続光の位相とマルチキャリア信号の位相とが同期するように、マスタ連続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、マルチキャリア信号およびマスタ連続光を合波して光伝送路に出力する。
【００２３】
マスタ連続光のパワーは、図５に示すように、サブキャリア光信号ＳＣ１〜ＳＣｎのパワーよりも大きいことが好ましい。例えば、マスタ連続光のパワーは、非線形光学媒質４５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。
【００２４】
マスタ連続光の光周波数は、マルチキャリア信号の光周波数とは異なる。ここで、マスタ連続光の光周波数は、マルチキャリア信号の光周波数より低くてもよいし、マルチキャリア信号の光周波数より高くてもよい。また、マスタ連続光の光周波数とマルチキャリア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、マスタ連続光の光周波数とマルチキャリア信号の光周波数との差分が小さすぎると、マスタ連続光とマルチキャリア信号とを分離することが困難になることがある。一方、マスタ連続光の光周波数とマルチキャリア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４５において非線形効果の効率が低下することがある。したがって、マスタ連続光の光周波数とマルチキャリア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。
【００２５】
なお、特に限定されるものではないが、この実施例では、マスタ連続光の光周波数とマルチキャリア信号の光周波数との差分（図２に示す例では、レーザ光源１６の発振周波数とレーザ光源１４の発振周波数との差分）は既知である。また、マルチキャリア信号に多重化されているサブキャリア光信号ＳＣ１〜ＳＣｎの周波数間隔は既知である。したがって、マスタ連続光と各サブキャリア光信号ＳＣ１〜ＳＣｎとの間の周波数差もそれぞれ既知である。例えば、サブキャリア光信号から光信号を分岐すべき目的チャネルが指定されたときは、マスタ連続光の光周波数と目的チャネルの光周波数との差分は、その目的チャネルのサブキャリアの周波数から算出可能である。
【００２６】
光スプリッタ３１は、入力光を分岐して非線形光学媒質４５および受信器３５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３１は、例えば、非線形光学媒質４５に導かれる光のパワーが受信器３５に導かれる光のパワーよりも大きくなるように、入力光を分岐する。
【００２７】
光スプリッタ３１と受信器３５との間には、光フィルタ３４が設けられている。光フィルタ３４は、入力光からマルチキャリア信号を抽出する。マスタ連続光は、光フィルタ３４により除去される。
【００２８】
受信器３５は、光フィルタ３４により抽出されたマルチキャリア信号を復調して、各サブキャリア光信号ＳＣ１〜ＳＣｎにより伝送されるデータ信号１〜ｎを再生する。受信器３５は、例えば、図３に示す光受信器２０により実現される。そして、受信器３５は、指定されたサブチャネルのデータ信号を分岐してクライアントに導く。データを分岐すべきサブチャネル（すなわち、目的チャネル）は、例えば、ユーザまたはネットワーク管理システムにより指定される。
【００２９】
反転信号生成器３６は、受信器３５において分岐されたデータ信号の反転信号を生成する。なお、分岐されたデータ信号がＩ成分およびＱ成分で表されるときは、反転信号生成器３６は、例えば、そのデータ信号の位相をコンステレーション上で反転させることにより反転信号を生成してもよい。即ち、分岐されたデータ信号が「Ｉ＝Ｘｄ、Ｑ＝Ｙｄ」で表されるときは、反転信号は「Ｉ＝−Ｘｄ、Ｑ＝−Ｙｄ」で表される。
【００３０】
なお、受信器３５において受信信号に対して所定の処理が実行されたときは、反転信号生成器３６は、その所定の信号処理の逆処理を反転信号に対して実行してもよい。たとえば、受信器３５において分散補償が行われたときは、反転信号生成器３６は、補償された分散を反転信号に付加する。
【００３１】
マッパ３７は、指定された変調方式に従って、挿入データをコンステレーション上にマッピングして挿入データ信号を生成する。挿入データは、クライアントにより生成され、マルチキャリア信号に挿入される。加算器３８は、反転信号生成器３６により生成される反転信号に挿入データ信号を加算して駆動信号を生成する。反転信号が「Ｉ＝−Ｘｄ、Ｑ＝−Ｙｄ」で表され、挿入信号が「Ｉ＝Ｘａ、Ｑ＝Ｙａ」で表されるときは、加算器３８の出力信号は「Ｉ＝−Ｘｄ＋Ｘａ、Ｑ＝−Ｙｄ＋Ｙａ」で表される。
【００３２】
送信器３９は、反転信号生成器３６、マッパ３７、加算器３８により生成される駆動信号に応じて変調光信号を生成する。送信器３９は、図示しないが、光源および光変調器を備える。そして、この光変調器は、光源から出力される連続光を駆動信号で変調して変調光信号を生成する。駆動信号は、上述したように、分岐されたデータ信号の反転信号および挿入データ信号の和を表す。ただし、挿入データが与えられないときは、駆動信号は、分岐されたデータ信号の反転信号を表す。
【００３３】
ローカル光源４１は、ローカル連続光を生成する。ローカル連続光のパワーは、送信器３９により生成される変調光信号のパワーよりも十分に高いことが好ましい。また、ローカル連続光の光周波数は、送信器３９により生成される変調光信号の光周波数とは異なっている。そして、送信器３９により生成される変調光信号およびローカル光源４１により生成されるローカル連続光は、合波器４３および合波器３３により非線形光学媒質４５に導かれる。
【００３４】
なお、遅延要素３２、４４は、光スプリッタ３１から非線形光学媒質４５に導かれるマルチキャリア信号と送信器３９により生成される変調光信号とのシンボルタイミングを合わせるために設けられている。よって、光分岐挿入装置２は、遅延要素３２、４４の一方を備える構成であってもよい。また、遅延要素４０、４２は、送信器３９により生成される変調光信号の光位相とローカル光源４１により生成されるローカル連続光の光位相とを一致させるために設けられている。したがって、光分岐挿入装置２は、遅延要素４０、４２の一方を備える構成であってもよい。
【００３５】
非線形光学媒質４５には、図５に示すマスタ連続光およびマルチキャリア信号、ローカル光源４１により生成されるローカル連続光、送信器３９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４５は、例えば、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などにより実現される。ここで、非線形光学媒質４５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４５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。この結果、非線形光学媒質４５は、変調光信号の光周波数を変換する光周波数変換器として作用する。
【００３６】
図６（ａ）は、励起光１、プローブ光、励起光２が非線形光学媒質４５に入射されたときの状態を示す。ここで、励起光１のパワーおよび励起光２のパワーは、非線形光学媒質４５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１の光周波数との差分がΔｆ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。励起光２の光周波数とアイドラ光の光周波数との差分は、Δｆである。また、アイドラ光により伝送される信号は、プローブ光により伝送される信号と同じである。すなわち、変調光信号からアイドラ光への周波数変換が実現される。
【００３７】
図６（ｂ）は、ローカル連続光、変調光信号、マスタ連続光、マルチキャリア信号が非線形光学媒質４５に入射されたときの状態を示す。ローカル連続光、変調光信号、マスタ連続光は、それぞれ、図６（ａ）に示す励起光１、プローブ光、励起光２に対応する。すなわち、マスタ連続光およびローカル連続光は、励起光として作用する。
【００３８】
ここで、光分岐挿入装置２の受信器３５は、受信したマルチキャリア信号からサブキャリア光信号Ｄを分岐するものとする。また、マスタ連続光の光周波数とサブキャリア光信号Ｄの光周波数との差分はΔｆであるものとする。
【００３９】
この場合、光分岐挿入装置２は、ローカル連続光の光周波数と変調光信号の光周波数との差分がΔｆとなるように、ローカル連続光および変調光信号を生成する。そうすると、図６（ａ）を参照しながら説明した４波混合により、マスタ連続光からΔｆだけ離れた光周波数に、変調光信号に対応するアイドラ光が生成される。すなわち、サブキャリア光信号Ｄ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、分岐されたサブキャリア光信号Ｄの反転信号および挿入データ信号を表す。すなわち、非線形光学媒質４５において生成されるアイドラ光は、サブキャリア光信号Ｄの反転信号および挿入データ信号を表す。したがって、非線形光学媒質４５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、マルチキャリア信号中のサブキャリア光信号Ｄが反転信号によってキャンセルされ、そのサブキャリア光信号Ｄの代わりに挿入データ信号が配置される。
【００４０】
このように、図４に示す光分岐挿入装置２においては、入力マルチキャリア信号から分岐されるサブキャリア光信号が、非線形効果を利用して消去される。また、光分岐挿入装置２は、サブキャリア光信号が分岐されたサブチャネルに新たなデータ信号を挿入することができる。
【００４１】
上述の光分岐挿入を実現するためには、光スプリッタ３１から非線形光学媒質４５に導かれるマルチキャリア信号と送信器３９により生成される変調光信号との間でシンボル同期を実現する必要がある。このシンボル同期は、遅延要素３２、４４の遅延時間を適切に決定することにより実現される。
【００４２】
また、非線形光学媒質４５において非線形効果を利用して効率よく光周波数変換を行うためには、送信器３９により生成される変調光信号の光位相とローカル光源４１により生成されるローカル連続光の光位相とが一致していることが好ましい。この位相調整は、遅延要素４０、４２の遅延時間を制御することにより実現される。ただし、シンボル同期のためのタイミング調整と比較して、光位相の調整においては、非常に高い精度での遅延時間の制御が要求される。したがって、本発明の実施形態に係わる光分岐挿入装置は、非線形光学媒質において非線形効果を利用して効率よく光周波数変換を行うために、変調光信号の光位相とローカル連続光の光位相とを一致させるための制御系を有する。なお、「一致」は、完全な一致に限定されるものではなく、実質的な一致または略一致を含む。
【００４３】
＜第１の実施形態＞
図７は、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３は、図４に示す構成に加えて、受光器５１および制御部５２を備える。
【００４４】
受光器５１には、送信器３９により生成される変調光信号およびローカル光源４１により生成されるローカル連続光が入力される。なお、変調光信号およびローカル連続光は、合波器４３により合波されている。そして、受光器５１は、この合波光のパワーを表す電気信号を出力する。なお、受光器５１は、例えば、フォトダイオードにより実現される。制御部５２は、受光器５１の出力信号に基づいて、遅延要素４０、４２の遅延時間を制御する。
【００４５】
光分岐挿入装置３は、図８に示すマスタ連続光およびマルチキャリア信号を受信する。なお、マスタ連続光およびマルチキャリア信号は、図２に示す光送信器１０で生成されるものとする。すなわち、マスタ連続光はレーザ光源１６により生成され、変調光信号は、マッパ１１、逆ＦＦＴ回路１２、Ｄ／Ａ変換器１３、レーザ光源１４、光変調器１５により生成される。また、マスタ連続光の光周波数とマルチキャリア信号の光周波数との間の差分（ここでは、レーザ光源１６の出力光の周波数とレーザ光源１４の出力光の周波数との差分）は既知である。さらに、マルチキャリア信号に多重化されているサブキャリア光信号の周波数間隔も既知である。したがって、光分岐挿入装置３は、受信したマルチキャリア信号から所望のサブキャリア光信号を分岐するときに、マスタ連続光の光周波数とその分岐されるサブキャリア光信号の光周波数との間の差分を特定または算出できる。
【００４６】
サブキャリア光信号の分岐挿入処理は、図４に示す光分岐挿入装置２および図７に示す光分岐挿入装置３において実質的に同じである。すなわち、光分岐挿入装置３の分岐挿入処理は、以下の通りである。
【００４７】
目的チャネルが指定されると、受信器３５は、その目的チャネルに配置されているサブキャリア光信号を分岐する。ここでは、目的チャネルに配置されている光信号を「サブキャリア光信号Ｄ」と呼ぶ。すなわち、受信器３５は、受信マルチキャリア信号からサブキャリア光信号Ｄを分岐する。なお、マスタ連続光の光周波数と分岐されるサブキャリア光信号Ｄの光周波数との差分は、図８に示すように、Δｆである。そして、受信器３５は、サブキャリア光信号Ｄから再生される分岐データ信号を出力する。
【００４８】
反転信号生成器３６は、受信器３５において再生された分岐データ信号の反転信号を生成する。マッパ３７は、挿入データをコンステレーション上にマッピングして挿入データ信号を生成する。加算器３８は、反転信号生成器３６により生成される反転信号に挿入データ信号を加算して駆動信号を生成する。
【００４９】
送信器３９は、駆動信号に応じて変調光信号を生成する。また、ローカル光源４１は、ローカル連続光を生成する。ここで、図８に示すように、変調光信号の光周波数とローカル連続光の光周波数との差分がΔｆになるように、変調光信号およびローカル連続光が生成される。
【００５０】
例えば、レーザ光源１６の出力光の周波数とレーザ光源１４の出力光の周波数との間の差分と、ローカル光源４１の出力光の周波数と送信器３９の光源の出力光の周波数との間の差分とが互いに同じになるように、送信器３９およびローカル光源４１は設計されているものとする。また、光分岐挿入装置３は、受信器３５により分岐される目的チャネルに対応するサブキャリアを識別することができる。したがって、光分岐挿入装置３は、目的チャネルに対して割り当てられているサブキャリア（すなわち、分岐されるサブキャリア光信号と同じサブキャリア）を利用して駆動信号を生成する。そして、送信器３９は、この駆動信号で変調光信号を生成する。この結果、変調信号の光周波数とローカル連続光の光周波数との差分はΔｆになる。
【００５１】
光分岐挿入装置３は、変調光信号の光周波数とローカル連続光の光周波数との差分を他の方法で制御してもよい。例えば、光分岐挿入装置３は、送信器３９内に設けられている光源またはローカル光源４１の発振周波数を制御してもよい。
【００５２】
非線形光学媒質４５にマスタ連続光、マルチキャリア信号、ローカル連続光、変調光信号が入力される。そうすると、４波混合により、マスタ連続光からΔｆだけシフトした光周波数に、変調光信号に対応するアイドラ光が現れる。ここで、変調光信号は、分岐されたサブキャリア光信号Ｄの反転信号および挿入データ信号を表す。したがって、サブキャリア光信号Ｄが反転信号によりキャンセルされ、分岐データ信号が挿入データ信号に置き換えられる。
【００５３】
受光器５１は、変調光信号およびローカル連続光の合波光のパワーを表す電気信号を生成する。ここで、変調光信号の光周波数とローカル連続光の光周波数との差分は、Δｆである。この場合、合波光のパワーは、図９（ａ）に示すように、ビート周波数Δｆで変動する。したがって、受光器５１の出力信号（以下、モニタ信号）は、ビート周波数Δｆで変動する。
【００５４】
制御部５２は、モニタ信号中のビート周波数成分の振幅に基づいて、遅延要素４０、４２の少なくとも一方の遅延時間を制御する。ここで、変調光信号の位相とローカル連続光の位相とが互いに一致しているときに、ビート周波数成分の振幅が最大になる。したがって、制御部５２は、ビート周波数成分の振幅が大きくなるように、遅延要素４０、４２の少なくとも一方の遅延時間を制御する。好ましくは、制御部５２は、ビート周波数成分の振幅が最大になるように、遅延要素４０、４２の少なくとも一方の遅延時間を制御する。或いは、制御部５２は、ビート周波数成分の振幅が所定の閾値よりも大きくなるように、遅延要素４０、４２の少なくとも一方の遅延時間を制御する。遅延要素４０、４２の遅延時間は、例えば、遅延要素４０、４２の光パス長を制御することにより調整される。遅延要素４０、４２の光パス長は、例えば、温度または電圧により制御される。或いは、遅延要素を物理的に伸縮させることによって光パス長を調整してもよい。
【００５５】
上述の制御により、変調光信号の位相とローカル連続光の位相とが一致する。そうすると、非線形光学媒質４５における４波混合による周波数変換の効率が高くなる。したがって、マルチキャリア信号において分岐される信号が十分にキャンセルされ、また、マルチキャリア信号に挿入されるデータ信号の品質が改善される。
【００５６】
光分岐挿入装置３は、サブキャリア光信号の入替え処理を確認するために、ＩＤ生成部５３およびモニタ回路５４を備える。ＩＤ生成部５３は、目的チャネルを表すＩＤ信号を生成する。ＩＤ信号は、この例では、マルチキャリア信号によって伝送されるデータと比較して十分に低い伝送レートのＡＭ信号である。そして、目的チャネルにおいてサブキャリア光信号の分岐／挿入が行われるときに、ＩＤ生成部５３は、その目的チャネルを表すＩＤ信号を送信器３９に与える。そうすると、送信器３９は、分岐／挿入が行われる目的チャネルを表すＩＤ信号を変調光信号に重畳する。例えば、送信器３９の光変調器にＩＤ信号が与えられると、その光変調器から出力される変調光信号のパワーは、ＩＤ信号に応じて変化する。したがって、変調光信号にＩＤ信号が重畳されると、非線形光学媒質４５の出力光はＩＤ信号成分を含むことになる。
【００５７】
モニタ回路５４は、非線形光学媒質４５の出力光を電気信号に変換する。ここで、モニタ回路５４は、ＩＤ信号の周波数帯を通過させる低域通過フィルタを備える。或いは、モニタ回路５４は、低速の受光器を備える。よって、モニタ回路５４は、非線形光学媒質４５の出力光を表す電気信号からＩＤ信号を検出することができる。そして、モニタ回路５４は、検出したＩＤ信号に基づいて分岐／挿入が行われたサブキャリアを特定する。すなわち、モニタ回路５４は、検出したＩＤ信号に対応するサブキャリアにおいてデータ信号の入替えが行われたことを確認する。
【００５８】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態においては、受光器５１および制御部５２を利用して検出されるビート周波数成分に基づいて位相調整が実現される。ただし、第１の実施形態では、モニタ信号のビート周波数が非常に高くなることがある。例えば、マスタ連続光に対して最も離れて配置されているサブチャネル（図８では、サブチャネルｎ）において分岐／挿入が行われる場合、モニタ信号のビート周波数が最も高くなる。特に、マルチキャリア信号のサブチャネルの個数が多い場合、及び／又は、各サブチャネルの帯域が広い場合は、モニタ信号のビート周波数は100GHz〜1THzまで高くなり得る。
【００５９】
しかしながら、上述のような超高速のモニタ信号を処理することは容易ではないか、或いは、モニタ回路のコストが高くなる。そこで、第２の実施形態は、この問題を解決する構成を提供する。
【００６０】
図１０は、第２の実施形態に係わる光分岐挿入装置の一例を示す。第２の実施形態の光分岐挿入装置４は、図４に示す構成に加えて、受光器５１、制御部５２、シーケンスコントローラ６１、スイッチ６２、副周波数発生器６３、光チャネルモニタ６４を備える。
【００６１】
受光器５１および制御部５２は、第１の実施形態および第２の実施形態において実質的に同じである。ただし、後で詳しく説明するが、第１の実施形態と比較して、第２の実施形態のモニタ信号のビート周波数は低い。よって、第１の実施形態と比較して、第２の実施形態の受光器５２は、安価なフォトダイオードで実現することができる。
【００６２】
シーケンスコントローラ６１は、光分岐挿入装置４のセットアップ動作を制御する。具体的には、シーケンスコントローラ６１は、セットアップ動作の開始／終了およびサービス期間の開始を指示するシーケンス指示を生成する。シーケンス指示は、スイッチ６２、副周波数発生器６３、光チャネルモニタ６４に与えられる。なお、シーケンスコントローラ６１は、例えば、ネットワーク全体を管理するネットワーク管理システムまたはコントロールプレーンから与えられる指示に従って、シーケンス指示を生成することができる。
【００６３】
スイッチ６２は、セットアップ動作の開始を表すシーケンス指示を受信すると、反転信号生成器３６により生成される反転信号を選択して送信器３９に導く。この場合、送信器３９は、分岐されるデータ信号の反転信号を表す変調光信号を生成する。すなわち、セットアップ期間においては、送信器３９は、反転信号を表す変調光信号を生成する。また、スイッチ６２は、セットアップ動作の終了を表すシーケンス指示を受信すると、加算器３８の出力信号を選択して送信器３９に導く。この場合、送信器３９は、反転信号および挿入データ信号の和を表す変調光信号を生成する。すなわち、セットアップ期間からサービス期間に移行すると、送信器３９は、反転信号および挿入データ信号の和を表す変調光信号を生成する。
【００６４】
副周波数発生器６３は、ローカル光源４１により生成されるローカル連続光を利用して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ことができる。すなわち、副周波数発生器６３は、下式で表される光周波数の連続光を生成する。
ｆ0±ｍ×Δｆx  （ｍ＝１，２，３，．．．）
ｆ0は、ローカル連続光の光周波数を表す。Δｆxは、所定の周波数間隔を表す。例えば、副周波数発生器６３は、図１１に示すように、ローカル連続光からサブ連続光ＣＷ−１１、ＣＷ−１２、ＣＷ−１３、．．．およびＣＷ−２１、ＣＷ−２２、ＣＷ−２３、．．．を生成する。
【００６５】
副周波数発生器６３は、例えば、図１２に示すように、光コム発生器６３ａ、セレクタ６３ｂ、光スイッチ６３ｃを備える。光コム発生器６３ａは、Ｉ／Ｑ変調器を含み、指定された周波数間隔に従ってサブ連続光を生成する。図１１に示す例では、サブ連続光ＣＷ−１１、ＣＷ−１２、ＣＷ−１３、．．．およびＣＷ−２１、ＣＷ−２２、ＣＷ−２３、．．．が生成されている。
【００６６】
セレクタ６３ｂは、サブキャリア光信号の分岐／挿入が行われる目的チャネルに対応するサブ連続光を選択する。このとき、セレクタ６３ｂは、例えば、送信器３９により生成される変調光信号に最も近接して配置されるサブ連続光を選択する。ここで、送信器３９により生成される変調光信号の光周波数は、ローカル連続光の光周波数ｆ0からΔｆだけシフトしている。そして、Δｆは、サブキャリア光信号の分岐／挿入が行われる目的チャネルに応じて決まる。したがって、目的チャネルが指定されると、セレクタ６３ｂは、送信器３９により生成される変調光信号に最も近接して配置されるサブ連続光を選択することができる。図１１に示す例では、セレクタ６３ｂは、光コム発生器６３ａにより生成されるサブ連続光ＣＷ−１１、ＣＷ−１２、ＣＷ−１３、．．．およびＣＷ−２１、ＣＷ−２２、ＣＷ−２３、．．．の中からサブ連続光ＣＷ−１２を選択する。
【００６７】
光スイッチ６３ｃは、セットアップ動作の開始を表すシーケンス指示を受信すると、セレクタ６３ｂにより選択されるサブ連続光を出力する。この場合、ローカル連続光および選択されたサブ連続光が副周波数発生器６３から出力される。一方、セットアップ動作の終了を表すシーケンス指示を受信すると、光スイッチ６３ｃは、セレクタ６３ｂにより選択されるサブ連続光を遮断する。この場合、ローカル連続光のみが副周波数発生器６３から出力される。
【００６８】
光チャネルモニタ６４は、非線形光学媒質４５の出力光をモニタし、マルチキャリア信号の周波数スペクトルを検出することができる。そして、セットアップ動作の開始を表すシーケンス指示を受信すると、光チャネルモニタ６４は、サブキャリア光信号の分岐／挿入が行われる目的チャネルのパワーを検出する。一方、セットアップ動作の終了を表すシーケンス指示を受信すると、光チャネルモニタ６４は、マルチキャリア信号の各サブチャネルのパワーを検出する。
【００６９】
次に、第２の実施形態におけるセットアップ動作について説明する。以下の記載では、光分岐挿入装置４には、図８に示すマスタ連続光およびマルチキャリア信号が入力されるものとする。光分岐挿入装置４は、マルチキャリア信号からサブキャリア光信号Ｄを分岐する。マスタ連続光の光周波数と分岐されるサブキャリア光信号Ｄの光周波数との差分はΔｆである。よって、送信器３９は、ローカル連続光の光周波数からΔｆだけシフトした光周波数で変調光信号を生成する。
【００７０】
セットアップ動作においては、副周波数発生器６３は、ローカル連続光および選択されたサブ連続光を出力する。ここで、副周波数発生器６３は、送信器３９により生成される変調光信号に最も近接して配置されるサブ連続光を選択する。よって、図１１に示す例では、ローカル連続光およびサブ連続光ＣＷ−１２が出力される。
【００７１】
合波器４３は、変調光信号、ローカル連続光、選択されたサブ連続光を合波する。よって、受光器５１は、変調光信号、ローカル連続光、選択されたサブ連続光の合波光のパワーを表すモニタ信号を生成する。この場合、以下のビート周波数が発生し得る。
ΔＦ：変調光信号の光周波数と選択されたサブ連続光の光周波数との差分
Δｆ：変調光信号の光周波数とローカル連続光の光周波数との差分
Δｆ＋ΔＦ：ローカル連続光の光周波数と選択されたサブ連続光の光周波数との差分
【００７２】
ここで、選択されたサブ連続光は、変調光信号に近接して配置されている。すなわち、周波数ΔＦは、周波数Δｆおよび周波数（Δｆ＋ΔＦ）と比較して十分に小さい。したがって、例えば、周波数ΔＦを検出でき、且つ、周波数Δｆを検出できないフォトダイオードで受光器５１を実現すれば、制御部５２は、変調光信号と選択されたサブ連続光との間のビート周波数成分を取得する。或いは、周波数ΔＦを通過させ、且つ、周波数Δｆを遮断する低域通過フィルタを受光器５１の出力側に設ける構成であっても、制御部５２は、変調光信号と選択されたサブ連続光との間のビート周波数成分を取得する。なお、第２の実施形態では、図９（ｂ）に示すように、ビート周波数はΔＦである。図１１に示す例では、ビート周波数ΔＦは、ｆ12−ｆmである。
【００７３】
制御部５２は、モニタ信号のビート周波数成分の振幅に基づいて、遅延要素４０、４２の少なくとも一方の遅延時間を制御する。ここで、変調光信号の位相とローカル連続光の位相とが互いに一致しているときに、ビート周波数成分の振幅が最大になる。よって、制御部５２は、ビート周波数成分の振幅が大きくなるように、遅延要素４０、４２の少なくとも一方の遅延時間を制御する。好ましくは、制御部５２は、ビート周波数成分の振幅が最大になるように、遅延要素４０、４２の少なくとも一方の遅延時間を制御する。あるいは、制御部５２は、ビート周波数成分の振幅が所定の閾値よりも大きくなるように、遅延要素４０、４２の少なくとも一方の遅延時間を制御する。
【００７４】
この結果、変調光信号の位相は、選択されたサブ連続光の位相と一致する。ここで、サブ連続光は、副周波数発生器６３によりローカル連続光から生成される。すなわち、選択されたサブ連続光の位相は、ローカル連続光の位相と一致している。したがって、上述のようにして遅延要素４０、４２の遅延時間を制御することにより、変調光信号の位相は、ローカル連続光の位相と一致する。そうすると、非線形光学媒質４５における４波混合による周波数変換の効率が高くなる。
【００７５】
このように、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態においても、制御部５２がビート周波数成分を利用して遅延要素４０、４２の遅延時間を制御することにより、変調光信号とローカル連続光との間の位相が調整される。ただし、第２の実施形態では、受光器５１および制御部５２により検出されるビート周波数は、変調光信号の光周波数と変調光信号の近くに配置されているサブ連続光の光周波数との差分であり、第１の実施形態で検出されるビート周波数と比較して十分に低い。したがって、受光器５１として動作速度の速くない安価なフォトダイオードを使用しても、モニタ信号中のビート周波数成分を検出することができる。
【００７６】
なお、光分岐挿入装置４は、受光器５１が検出可能な最大周波数よりもビート周波数が低くなるように設計される。ここで、光コム発生器６３ａにより生成される複数のサブ連続光の中から変調光信号の最も近くに配置されているサブ連続光が選択される構成においては、ビート周波数は光コム発生器６３ａの周波数間隔Δfxよりも低くなる。よって、一例としては、光コム発生器６３ａの周波数間隔Δfxは、受光器５１が検出可能な最大周波数よりも低く設定される。
【００７７】
また、セットアップ動作においては、スイッチ６２は、反転信号生成器３６により生成される反転信号を選択する。そして、送信器３９は、この反転信号を表す変調光信号を生成する。したがって、この変調光信号が非線形光学媒質４５に入射されると、４波混合により、マルチキャリア信号中の目的チャネルに反転信号を表す変調光信号が現れる。この結果、目的チャネルにおいて分岐されたサブキャリア光信号はキャンセルされる。このとき、挿入データ信号は、スイッチ６２により遮断されている。よって、目的チャネルの信号成分の光パワーは、理想的には、ゼロになる。
【００７８】
そこで、光チャネルモニタ６４は、非線形光学媒質４５の出力光をモニタし、目的チャネルの光パワーを検出する。目的チャネルの光パワーが所定の閾値レベルよりも低く、十分にゼロに近いときは、光分岐挿入装置４は、分岐されたサブキャリア光信号が十分に消去されたと判定する。すなわち、目的チャネルの品質が良好であると判定される。
【００７９】
この後、シーケンスコントローラ６１は、セットアップ動作の終了を表すシーケンス指示を生成する。そうすると、遅延要素４０、４２の遅延時間はそれぞれ固定される。すなわち、光分岐挿入装置４は、変調光信号の位相とローカル連続光の位相とが一致した状態を保持する。また、送信器３９は、反転信号および挿入データ信号の和を表す変調光信号を生成する。副周波数発生器６３は、サブ連続光の生成を停止する。以降、光分岐挿入装置４は、目的チャネルに対して分岐挿入動作を提供する。
【００８０】
このように、第２の実施形態によれば、超高速回路（特に、受光器５１）を使用することなく、効率のよいサブキャリア光信号の分岐挿入が実現される。すなわち、安価な構成で効率のよいサブキャリア光信号の分岐挿入を実現できる。
【００８１】
なお、図１０に示す構成において、受信器３５の中のデジタル信号処理部２３、反転信号生成器３６、マッパ３７、加算器３８、送信器３９の中の逆ＦＦＴ回路１２、制御部５２、シーケンスコントローラ６１は、例えば、プロセッサエレメントおよびメモリを含むプロセッサシステムにより実現される。この場合、プロセッサシステムは、与えられたプログラムを実行することにより、上述した機能を提供する。ただし、受信器３５、反転信号生成器３６、マッパ３７、加算器３８、送信器３９、制御部５２、シーケンスコントローラ６１の機能の一部は、ハードウェア回路で実現してもよい。
【００８２】
図１３は、第２の実施形態の光分岐挿入装置のセットアップ方法を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、たとえば、光分岐挿入装置が動作を開始するときに実行される。また、このフローチャートの処理は、定期的に実行されるようにしてもよい。なお、光分岐挿入装置は、サブキャリア光信号の分岐／挿入が行われる目的チャネルを指定する情報を受信するものとする。また、シーケンスコントローラ６１は、セットアップ動作の開始を表すシーケンス指示を発行する。
【００８３】
Ｓ１において、送信器３９は、目的チャネルの反転信号を表す変調光信号を生成する。すなわち、送信器３９は、マルチキャリア信号から分岐されるデータ信号の反転信号を表す変調光信号を生成する。なお、反転信号は、反転信号生成器３６により生成される。また、スイッチ６２は、その反転信号を選択して送信器３９に導く。このとき、マスタ連続光の光周波数と目的チャネルの光周波数との間の差分と、ローカル連続光の光周波数と変調光信号の光周波数との間の差分とが一致するように、送信器３９は、変調光信号を生成する。
【００８４】
Ｓ２において、副周波数発生器６３は、ローカル連続光から光周波数の異なる複数のサブ連続光を生成する。そして、副周波数発生器６３は、複数のサブ連続光の中から、変調光信号の光周波数に最も近い光周波数を有するサブ連続光を選択して出力する。よって、受光器５１には、変調光信号、ローカル連続光、選択されたサブ連続光が入力される。
【００８５】
Ｓ３において、制御部５２は、受光器５１から出力されるモニタ信号のビート周波数成分を検出する。ビート周波数は、変調光信号の光周波数と選択されたサブ連続光の光周波数との差分に相当する。
【００８６】
Ｓ４〜Ｓ６において、制御部５２は、モニタ信号のビート周波数成分の振幅を大きくするように、遅延要素４０、４２の遅延時間を制御する。このとき、制御部５２は、ビート周波数成分の振幅を最大化するように、遅延要素４０、４２の遅延時間を制御することが好ましい。光チャネルモニタ６４は、目的チャネルの残留パワーを測定する。制御部５２は、目的チャネルの残留パワーと予め決められている閾値レベルとを比較する。閾値レベルは、残留パワーの信号成分が十分に小さいことを表す光パワーを表す。そして、目的チャネルの残留パワーが閾値レベルよりも低ければ、セットアップ手順はＳ７に進む。
【００８７】
目的チャネルの残留パワーが閾値レベル以上であるときは、Ｓ４〜Ｓ６の処理が繰り返し実行される。ただし、Ｓ４〜Ｓ６の処理を繰り返し実行しても目的チャネルの残留パワーが閾値レベルよりも小さくならないときは、Ｓ１１において、制御部５２は、他のパラメータを調整してもよい。例えば、制御部５２は、変調光信号及び／又はローカル連続光のパワーを調整してもよい。この場合、光分岐挿入装置４が合波器４３と合波器３３との間に可変光減衰器（ＶＡＴＴ）を有するときは、制御部５２は、その可変光減衰器の減衰量を制御してもよい。
【００８８】
Ｓ７において、制御部５２は、遅延要素４０、４２の遅延時間を固定する。Ｓ８において、シーケンスコントローラ６１は、副周波数発生器６３を停止する。Ｓ９において、シーケンスコントローラ６１は、加算器３８の出力信号を選択するようにスイッチ６２を制御する。よって、以降、送信器３９は、マルチキャリア信号から分岐されるデータ信号の反転信号および挿入データ信号の和を表す変調光信号を出力する。
【００８９】
＜他の実施形態＞
上述の実施例では、光分岐挿入装置は、光周波数の異なる複数のサブキャリア光信号が多重化されたマルチキャリア信号を処理する。すなわち、上述の実施例では、マルチキャリア信号からサブキャリア光信号が分岐され、マルチキャリア信号にサブキャリア光信号が挿入される。
【００９０】
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。
【００９１】
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マルチキャリア信号および第１の光周波数の第１の連続光を含む入力光を分岐して第１の入力光および第２の入力光を生成する光スプリッタと、
前記第２の入力光から前記マルチキャリア信号を表す電気信号を生成し、前記電気信号を利用して前記マルチキャリア信号に多重化されている複数の光信号の中から指定された分岐光信号を表す分岐信号を抽出する受信器と、
前記分岐信号の反転信号を生成する反転信号生成器と、
前記反転信号を表す変調光信号を生成する送信器と、
第２の光周波数の第２の連続光および第３の光周波数の第３の連続光を生成する光源回路と、
前記変調光信号と前記第２および第３の連続光との間の位相差を調整する遅延要素と、
前記第１の入力光、前記変調光信号、および前記第２の連続光が入力される非線形光学媒質と、
前記変調光信号と前記第３の連続光との間のビート周波数成分を検出する検出器と、
前記ビート周波数成分を大きくするように前記遅延要素を制御する制御部と、を有し、
前記第１の光周波数と前記分岐光信号の光周波数との間の差分と、前記第２の光周波数と前記変調光信号の光周波数との間の差分とが一致している
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記２）
前記光源回路は、前記第２の連続光を生成する光源および前記第２の連続光から前記第３の連続光を生成する副周波数発生器を含む
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）
前記光源回路は、
前記第２の連続光を生成する光源と、
前記第２の連続光から複数のサブ連続光を生成する光コム発生器と、
前記変調光信号の光周波数からの差分が最も小さいサブ連続光を選択して前記第３の連続光として出力するセレクタと、を備える
ことを特徴とする付記１に記載の光分岐挿入装置。
（付記４）
前記第２の光周波数と前記第３の光周波数との差分は、前記検出器が検出可能な最大周波数よりも小さい
ことを特徴とする付記１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において前記分岐光信号の光周波数成分のパワーをモニタするモニタ回路をさらに備え、
前記制御部は、前記モニタ回路によりモニタされる前記分岐光信号の光周波数成分のパワーが所定の閾値レベルよりも小さいか否かを判定する
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）
前記モニタ回路によりモニタされる前記分岐光信号の光周波数成分のパワーが前記閾値レベル以上であったときは、前記制御部は、前記遅延要素の遅延時間を変化させる
ことを特徴とする付記５に記載の光分岐挿入装置。
（付記７）
前記モニタ回路によりモニタされる前記分岐光信号の光周波数成分のパワーが前記閾値レベル以上であったときは、前記制御部は、前記変調光信号または前記第２の連続光の少なくとも一方のパワーを変化させる
ことを特徴とする付記５に記載の光分岐挿入装置。
（付記８）
複数の光信号が多重化されたマルチキャリア信号および第１の光周波数の第１の連続光を含む入力光を分岐して第１の入力光および第２の入力光を生成する光スプリッタと、
前記第２の入力光から前記マルチキャリア信号を表す電気信号を生成し、前記電気信号を利用して前記マルチキャリア信号に多重化されている複数の光信号の中から指定された分岐光信号を表す分岐信号を抽出する受信器と、
前記分岐信号の反転信号を生成する反転信号生成器と、
前記反転信号を表す変調光信号を生成する送信器と、
第２の光周波数の第２の連続光を生成する光源回路と、
前記変調光信号と前記第２の連続光との間の位相差を調整する遅延要素と、
前記第１の入力光、前記変調光信号、および前記第２の連続光が入力される非線形光学媒質と、
前記変調光信号と前記第２の連続光との間のビート周波数成分を検出する検出器と、
前記ビート周波数成分を大きくするように前記遅延要素を制御する制御部と、を有し、
前記第１の光周波数と前記分岐光信号の光周波数との間の差分と、前記第２の光周波数と前記変調光信号の光周波数との間の差分とが一致している
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記９）
前記分岐光信号を識別する識別信号を生成する識別信号生成器と、
前記非線形光学媒質の出力光をモニタするモニタ回路と、をさらに備え、
前記送信器は、前記変調光信号に前記識別信号を重畳し、
前記モニタ回路は、前記非線形光学媒質の出力光に重畳されている識別信号をモニタする
ことを特徴とする付記８に記載の光分岐挿入装置。
【符号の説明】
【００９２】
３、４  光分岐挿入装置
３１  光スプリッタ
３５  受信器
３６  反転信号生成器
３９  送信器
４０、４２  遅延要素
４１  ローカル光源
４５  非線形光学媒質
５１  受光器
５２  制御部
５３  ＩＤ生成部
５４  モニタ回路
６３  副周波数発生器
６３ａ  光コム発生器
６３ｂ  セレクタ
６４  光チャネルモニタ
【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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