(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路を介して接続される送信装置及び受信装置を有する波長多重伝送システムであって、
前記送信装置は、Ｎを２以上の整数、Ｍを１以上Ｎ以下の整数として、入力信号をそれぞれ異なる波長の光信号で送信する（Ｎ＋Ｍ）個の光送信機と、
前記入力信号のうちのＭ個の入力信号をそれぞれ差動分配して、前記（Ｎ＋Ｍ）個の光送信機のうちの２×Ｍ個の光送信機にそれぞれ入力するＭ個の差動分配器と、
前記（Ｎ＋Ｍ）個の光送信機からの（Ｎ＋Ｍ）個の光信号を波長多重して出力する波長多重フィルタと、を備え、
前記受信装置は、前記波長多重された光信号を波長分離して（Ｎ＋Ｍ）個の光信号を出力する波長分離フィルタと、
前記波長分離フィルタからの（Ｎ＋Ｍ）個の光信号をそれぞれ受信して出力信号を出力する（Ｎ＋Ｍ）個の光受信機と、
前記（Ｎ＋Ｍ）個の光受信機のうち差動分配して送信された対の光信号を受信する２個の光受信機からの出力信号を差動合成して１個の信号を出力するＭ個の差動合成器と、を備えることを特徴とする波長多重伝送システム。
【請求項２】
前記送信装置は、１の差動分配器からの対応する２個の信号を２個の光送信機にそれぞれ入力し、隣接する波長の光信号として送信することを特徴とする請求項１に記載の波長多重伝送システム。
【請求項３】
前記受信装置は、さらに前記差動合成器の前段に、対の光信号の光伝送路での遅延時間差を調整する遅延時間調整器を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の波長多重伝送システム。
【請求項４】
Ｎを２以上の整数、Ｍを１以上Ｎ以下の整数として、入力信号をそれぞれ異なる波長の光信号で送信する（Ｎ＋Ｍ）個の光送信機と、
前記入力信号のうちのＭ個の入力信号をそれぞれ差動分配して、前記（Ｎ＋Ｍ）個の光送信機のうちの２×Ｍ個の光送信機にそれぞれ入力するＭ個の差動分配器と、
前記（Ｎ＋Ｍ）個の光送信機からの（Ｎ＋Ｍ）個の光信号を波長多重して出力する波長多重フィルタと、を備える送信装置。
【請求項５】
１の差動分配器からの対応する２個の信号を２個の光送信機にそれぞれ入力し、隣接する波長の光信号として送信することを特徴とする請求項４に記載の送信装置。
【請求項６】
Ｎを２以上の整数、Ｍを１以上Ｎ以下の整数として、波長多重された光信号を波長分離して（Ｎ＋Ｍ）個の光信号を出力する波長分離フィルタと、
前記波長分離フィルタからの（Ｎ＋Ｍ）個の光信号をそれぞれ受信して出力信号を出力する（Ｎ＋Ｍ）個の光受信機と、
前記（Ｎ＋Ｍ）個の光受信機のうち対の光信号を受信する２個の光受信機からの出力信号を差動合成して１個の信号を出力するＭ個の差動合成器と、を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項７】
前記差動合成器の前段に、対の２個の光信号の光伝送路での遅延時間差を調整する遅延時間調整器をさらに設けたことを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、波長多重した光信号の伝送に使用する波長多重伝送システム並びに当該波長多重伝送システムに適用する送信装置及び受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  図１に一般的な波長多重伝送システムの構成例を示す（例えば、非特許文献１〜８参照）。これは、３波長を波長多重した例である。入力端子１９１、１９２及び１９３から入力された電気信号７ａ、７ｂ、７ｃの３個の信号が、光送信機１１１、１１２、１１３によりそれぞれ波長の異なる光信号７Ａ、７Ｂ、７Ｃに変換される。それらの光信号が、波長多重フィルタ１３１によって波長多重されて１つの波長多重信号に変換され、光伝送路１５１を介して伝送される。伝送された波長多重信号は波長分離フィルタ１３２によってそれぞれの波長の光信号に分離されて、光受信機１２１、１２２、１２３によって出力端子１９４、１９５、１９６からそれぞれ出力される。【０００３】  このような波長多重伝送システム１７１では、光伝送路１５１又は波長分離フィルタ１３２において波長間の漏話が発生することがある。漏話が発生すると、漏話成分が信号に重畳されるため、光信号の劣化につながることとなる（例えば、非特許文献１〜７参照）。【０００４】  一例として、図２に３波長を波長多重した場合の信号の流れを模式的に示した。信号７ａ、７ｂ、７ｃは、波長多重伝送システム１７１に入力した電気信号である。これらの電気信号はそれぞれ、入力端子１９１から入力されて光送信機１１１へ、入力端子１９２から入力されて光送信機１１２へ、入力端子１９３から入力されて光送信機１１３へ入力される。光信号７Ａ、７Ｂ、７Ｃがそれぞれの光送信機から出力され、伝送される。光信号の伝送において、光信号７Ａ、７Ｂ、７Ｃの波長間で漏話がなければ、光受信機１２１、１２２、１２３から、それぞれ信号７ａ、７ｂ、７ｃが出力される。【０００５】  光信号の伝送において漏話があるときの３波長の波長多重伝送システムにおける信号の流れを図３に模式的に示す。信号７ａ、７ｂ、７ｃは、波長多重伝送システム１７１に入力した電気信号である。これらの電気信号はそれぞれ、入力端子１９１から入力されて光送信機１１１へ、入力端子１９２から入力されて光送信機１１２へ、入力端子１９３から入力されて光送信機１１３へ入力される。光信号７Ａ、７Ｂ、７Ｃがそれぞれの光送信機から出力され、伝送される。光信号７Ａ、７Ｂ、７Ｃの波長間で漏話があるとき、光受信機１２１、１２２、１２３からは、それぞれ、信号７ａ、７ｂ、７ｃの他に、漏話成分が出力される。すなわち、光受信機１２１の出力端子１９４からは信号７ａの他に光信号７Ｂ、７Ｃからの電気レベルの漏話成分９ｂａ、９ｃａが出力される。また、光受信機１２２の出力端子１９５からは信号７ｂの他に光信号７Ａ、７Ｃからの電気レベルの漏話成分９ａｂ、９ｃｂが出力される。また、光受信機１２３の出力端子１９６からは信号７ｃの他に光信号７Ａ、７Ｂからの電気レベルの漏話成分９ａｃ、９ｂｃが、出力される。ここで、図中の９ＢＡ、９ＣＡ、９ＡＢ、９ＣＢ、９ＡＣ、９ＢＣは、光での漏話成分を示している。【０００６】  波長間の漏話の原因には、光伝送路を構成する光ファイバの非線形性によるものとして、誘導ラマン効果（ＳＲＳ：Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｒａｍａｎ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）、相互位相変調（ＸＰＭ：Ｃｒｏｓｓ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などがある（例えば、非特許文献２、３、５及び７参照）。また、波長間の漏話の原因には、光ファイバの非線形性以外にも、波長分離フィルタの波長分離特性が不十分な場合がある（例えば、非特許文献４参照）。【０００７】  このような漏話を軽減する方法として、光伝送路で波長多重して伝送する際に、隣り合った波長の光信号の偏光方向を直交させることにより漏話を低減するものがある（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法は、隣接する波長間にのみ有効であり、隣接しない波長に対しては漏話を低減する効果は得られなかった。【０００８】
【特許文献１】日本国特開平８−１８５３６号公報
【非特許文献１】Ｋ．Ｋｉｋｕｓｈｉｍａ他著、“Ｓｉｇｎａｌ  ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  ｄｕｅ  ｔｏ  ｆｉｂｅｒ  ｎｏｎｌｉｎｅａｒｌｉｔｙ  ｉｎ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  ＳＣＭ−ＡＭ  ＴＶ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ、”Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＯＦＣ’９５）、Ｐｏｓｔ−ｄｅａｄｌｉｎｅ  ｐａｐｅｒ、ＰＤ２４、１９９５年２月〜３月
【非特許文献２】Ａ．Ｌｉ他著、“Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  ｄｕｅ  ｔｏ  ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｒａｍａｎ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｉｎ  ＷＤＭ  ＡＭ−ＶＳＢ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ、”Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．３１、Ｎｏ．１８、ｐｐ．１５３８−１５３９、１９９５年８月
【非特許文献３】高知尾、他著、“不等間隔波長配置による１０Ｇｂ／ｓ、８ＣＨ  ＷＤＭ伝送システムの検討”電子情報通信学会  技術研究報告  ＣＳ９６−４３、ｐｐ．１９−２４、１９９６年６月
【非特許文献４】Ｋ−Ｐ  Ｈｏ他著、“Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ  ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  ｈｙｂｒｉｄ  ＷＤＭ  ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  ａｎａｌｏｇ  ａｎｄ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｈａｎｎｅｌｓ、”ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．１０、Ｎｏ．５、ｐｐ．７３７−７３９、１９９８年５月
【非特許文献５】Ｍ．Ｒ．Ｐｈｉｌｌｉｐｓ他著、“Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  ｄｕｅ  ｔｏ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｉｅｓ  ｉｎ  ＷＤＭ  ＣＡＴＶ  ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  ｓｙｓｔｅｍｓ、”ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｖｏｌ．１７、Ｎｏ．１０、ｐｐ．１７８２−１７９２、１９９９年１０月
【非特許文献６】柴田他著、“ＦＭ一括変換方式を用いた光映像分配システム”電子情報通信学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．Ｊ．８３−Ｂ、Ｎｏ．７、ｐｐ．９４８−９５９、２０００年７月
【非特許文献７】Ｆ．Ｃｏｐｐｉｍｇｅｒ他著、“Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｒａｍａｎ  ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  ｉｎ  ａ  ｖｉｄｅｏ  ｏｖｅｒｌａｙ  ｐａｓｓｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ、”Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｓｅ（ＯＦＣ’２００３）、ＴｕＲ５、２００３年３月
【非特許文献８】ＩＴＵ−Ｔ標準  Ｇ．９８３．３“Ａ  ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｃｃｅｓｓ  ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  ｉｎｃｒｅａｓｅｄ  ｓｅｒｖｉｃｅ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ｂｙ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ、”ＩＴＵ−Ｔ
【発明の開示】
【０００９】  本発明は、波長多重伝送における波長間の漏話を低減し、光信号の劣化を軽減することが可能な波長多重伝送システム並びに当該波長多重伝送システムに適用する送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。
【００１０】  本発明に係る波長多重伝送システムは、送信装置で１個の入力信号を２つに差動分配し、それらをそれぞれ光信号に変換して波長多重伝送する。本波長多重伝送システムにおいて漏話が発生した場合、漏話がこの２つの光信号に重畳される。この漏話は、極性の反転した信号のそれぞれに一様に重畳されることになる。このため、受信装置で光信号から電気信号に変換した後にそれらを差動合成することで、信号成分は加算されるが、漏話成分は相殺されることになる。これにより、漏話による光信号の劣化を軽減することのできる波長多重伝送システム並びに送信装置及び受信装置が可能になる。
【００１１】  具体的には、本発明に係る波長多重伝送システムは、光伝送路を介して接続される送信装置及び受信装置を有し、前記送信装置は、入力信号をそれぞれ異なる波長の光信号として送信する（Ｎ＋Ｍ）個（但し、Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上Ｎ以下の整数である。）の光送信機と、前記入力信号のうちのＭ個の入力信号をそれぞれ差動分配して、前記（Ｎ＋Ｍ）個の光送信機のうちの２×Ｍ個の光送信機にそれぞれ入力するＭ個の差動分配器と、前記（Ｎ＋Ｍ）個の光送信機からの（Ｎ＋Ｍ）個の光信号を波長多重して出力する波長多重フィルタと、を備え、前記受信装置は、前記波長多重された光信号を波長分離して（Ｎ＋Ｍ）個の光信号を出力する波長分離フィルタと、前記波長分離フィルタからの（Ｎ＋Ｍ）個の光信号をそれぞれ受信して出力信号を出力する（Ｎ＋Ｍ）個の光受信機と、前記（Ｎ＋Ｍ）個の光受信機のうち差動分配して送信された対の光信号を受信する２個の光受信機からの出力信号を差動合成して１個の信号を出力するＭ個の差動合成器と、を備えることを特徴とする。
【００１２】  当該送信装置は、伝送するＮ個の信号のうち差動分配して伝送するＭ個の信号について、極性を互いに反転させた２×Ｍ個の電気信号を、それら以外の（Ｎ−Ｍ）個の信号と共に光信号に変換し、送信する。そして当該受信装置でそれら２×Ｍ個の光信号をそれぞれ電気信号に変換した後、極性の互いに反転した対ごとにＭ個の信号に差動合成する。光受信機から出力される信号には、漏話成分が一様に重畳されており、漏話成分の信号間での差は小さいと考えられる。このため、受信装置で光信号から電気信号に変換した後にそれらを差動合成することで、信号成分は加算されるが、漏話成分は相殺されることになる。したがって、差動分配器から差動合成器の間で発生した漏話を低減し、信号の劣化を軽減する波長多重伝送システムの提供が可能になる。なお、光受信機は、受信した光信号から時間軸及び振幅軸を識別して、信号を再出力するものではない。
【００１３】  前記送信装置は、差動分配器からの対応する２個の信号を２個の光送信機にそれぞれ入力し、隣接する波長の光信号として送信することを特徴とする。光伝送路に使用される光ファイバの非線形性により発生した漏話は、２個の光信号の波長が近接しているときに、漏話の影響が近似してくる。したがって、差動分配した対の信号を隣接する波長の光信号として送信することにより、光受信機から出力される信号に重畳される漏話成分を近似させることができる。これにより、光ファイバの非線形性による漏話を効果的に低減する波長多重伝送システムの提供が可能になる。
【００１４】  前記受信装置は、前記差動合成器の前段に、対となる光信号の光伝送路での遅延時間差を調整する遅延時間調整器をさらに設けたことを特徴とする。遅延時間差は、主に波長分散によって生じる。遅延時間調整器は、差動分配器から出力された極性の反転した対の信号が当該受信装置に到達するまでの遅延時間の差を調整する。これにより、光受信機から出力された信号成分の時間軸を一致させて信号を加算することができるので、波長分散によって光信号が劣化しても、差動合成によって漏話成分を相殺し、信号を効果的に再生することができる。したがって、波長分散によって光信号が劣化する高密度波長多重伝送や広帯域の波長多重伝送においても、漏話を低減し、光信号の劣化を軽減する波長多重伝送システムの提供が可能になる。
【００１５】  本発明に係る送信装置は、入力信号をそれぞれ異なる波長の光信号として送信する（Ｎ＋Ｍ）個（但し、Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上Ｎ以下の整数）の光送信機と、前記入力信号のうちのＭ個の入力信号をそれぞれ差動分配して、前記（Ｎ＋Ｍ）個の光送信機のうちの２×Ｍ個の光送信機にそれぞれ入力するＭ個の差動分配器と、前記（Ｎ＋Ｍ）個の光送信機からの（Ｎ＋Ｍ）個の光信号を波長多重して出力する波長多重フィルタと、を備えることを特徴とする。
【００１６】  当該送信装置は、伝送するＮ個の信号のうち差動分配して伝送するＭ個の信号について、極性を反転させた２×Ｍ個の電気信号を、それら以外の（Ｎ−Ｍ）個の信号と共に光信号に変換し、送信する。光伝送路で漏話があるとき、受信装置でそれら２×Ｍ個の信号をそれぞれ電気信号に変換した後、極性の反転した対ごとにＭ個の信号に差動合成する。光受信機から出力される信号には、漏話成分が一様に重畳されており、漏話成分の信号間での差は小さいと考えられる。このため、受信装置で光信号から電気信号に変換した後にそれらを差動合成することで、信号成分は加算されるが、漏話成分は相殺されることになる。これにより、差動分配器から差動合成器の間で発生した漏話を低減し、信号の劣化を軽減する送信装置の提供が可能になる。
【００１７】  前記送信装置は、差動分配器からの対応する２個の信号を２個の光送信機にそれぞれ入力し、隣接する波長の光信号として送信することを特徴とする。光伝送路に使用される光ファイバの非線形性により発生した漏話は、２個の光信号の波長が近接しているときに、漏話の影響が近似してくる。したがって、差動分配した対の信号を隣接する波長の光信号として送信することにより、光受信機から出力される信号に重畳される漏話成分を近似させることができる。これにより、前記送信装置について、光ファイバの非線形性による漏話を効果的に低減する送信装置の提供が可能になる。
【００１８】  本発明に係る受信装置は、波長多重された光信号を波長分離して（Ｎ＋Ｍ）個（但し、Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上Ｎ以下の整数である。）の光信号を出力する波長分離フィルタと、前記波長分離フィルタからの（Ｎ＋Ｍ）個の光信号をそれぞれ受信して出力信号を出力する（Ｎ＋Ｍ）個の光受信機と、前記（Ｎ＋Ｍ）個の光受信機のうち対の光信号を受信する２個の光受信機からの出力信号を差動合成して１個の信号を出力するＭ個の差動合成器と、を備えることを特徴とする。
【００１９】  当該受信装置は、極性の反転した対の光信号からなる２×Ｍ個の光信号が入力するとき、受信装置でそれら２×Ｍ個の信号をそれぞれ電気信号に変換した後、極性の反転した対ごとにＭ個の信号に差動合成する。光受信機から出力される信号には、漏話成分が一様に重畳されており、漏話成分の信号間での差は小さいと考えられる。このため、受信装置で光信号から電気信号に変換した後にそれらを差動合成することで、信号成分は加算されるが、漏話成分は相殺されることになる。これにより、送信装置から受信装置に入力されるまでの間で発生した漏話が低減され、信号の劣化を軽減する受信装置の提供が可能になる。なお、光受信機は、受信した光信号から時間軸及び振幅軸を識別して、信号を再出力するものではない。
【００２０】  前記受信装置は、前記差動合成器の前段に、対となる光信号の光伝送路での遅延時間差を調整する遅延時間調整器をさらに設けたことを特徴とする。遅延時間差は、主に波長分散によって生じる。遅延時間調整器は、差動分配器から出力された極性の反転した対の信号が当該受信装置に到達するまでの遅延時間の差を調整する。これにより、光受信機から出力された信号成分の時間軸を一致させて信号を加算することができるので、波長多重伝送の際に波長分散によって光信号が劣化しても、差動合成によって漏話成分を相殺し、信号を効果的に再生することができる。したがって、波長分散によって光信号が劣化する高密度波長多重伝送や広帯域の波長多重伝送においても、漏話を低減し、光信号の劣化を軽減する波長多重伝送システムの提供が可能になる。
【００２１】  本発明によると、送信装置で差動分配した対となる信号を送信し、受信装置でそれらの対の信号を差動合成することで、漏話を低減し、信号の劣化を軽減することが可能な波長多重伝送システム並びに送信装置及び受信装置の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】［図１］図１は波長多重伝送システムの従来の構成を示したブロック図である。
［図２］図２は従来の波長多重伝送システムにおける信号の流れを説明する模式図である。
［図３］図３は従来の波長多重伝送システムにおける信号の流れと漏話成分を説明する模式図である。
［図４］図４は本発明の波長多重伝送システムの実施例の構成を示すブロック図である。
［図５］図５は本発明の波長多重伝送システムの実施例における、信号１ｂの流れと、信号１ａ及び１ｃから信号１ｂへの漏話成分を説明する図である。
［図６］図６は本発明の受信装置の他の実施例を示す図である。
［図７］図７は本発明の波長多重伝送システムの他の実施例の構成を示す図である。
［図８］図８は本発明の波長多重伝送システムの他の実施例の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】  １ａ、１ａ−、１ｂ、１ｂ−、１ｃ、１ｃ−、７ａ、７ｂ、７ｃ  電気信号
１Ａ、１Ａ−、１Ｂ、１Ｂ−、１Ｃ、１Ｃ−、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ  光信号
４ｂ、４ｃ  電気レベルの漏話成分
４Ｂ、４Ｃ  光レベルの漏話成分
９ｂａ、９ｃａ、９ａｂ、９ｃｂ、９ａｃ、９ｂｃ  電気での漏話成分
９ＢＡ、９ＣＡ、９ＡＢ、９ＣＢ、９ＡＣ、９ＢＣ  光での漏話成分
１１、１２、１３、１４、１１１、１１２、１１３  光送信機
２１、２２、２３、２４、１２１、１２２、１２３  光受信機
３１、１３１  波長多重フィルタ
３２、１３２  波長分離フィルタ
４１、４３、４５  差動分配器
４２、４４、４６  差動合成器
４９  遅延時間調整器
５１、１５１  光伝送路
６１、６５、６７  送信装置
６２、６４、６６、６８  受信装置
７１、７２、７３、１７１  波長多重伝送システム
９１、９２、９３、１９１、１９２、１９３  入力端子
９４、９５、９６、１９４、１９５、１９６  出力端子
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】  以下、実施の形態について図面を参照して説明する。【００２５】  波長多重伝送システムの一例について、図４を用いて説明する。図４は、伝送する信号の数であるＮを３、伝送する信号のうち漏話を低減する信号の数であるＭを１としたときの波長多重伝送システム７１の構成例を説明する図である。【００２６】  波長多重伝送システム７１は、光伝送路５１を介して接続される送信装置６１及び受信装置６２を有する。送信装置６１は、４個の光送信機１１、１２、１３及び１４と、１個の差動分配器４１と、波長多重フィルタ３１と、を備える。光送信機１１、１２、１３及び１４は、入力信号をそれぞれ異なる波長の光信号として送信する。差動分配器４１は、入力信号１ａ、１ｂ、１ｃのうちの１個の入力信号１ｂを、その信号１ｂと、極性の反転した１ｂ−とに差動分配して、４個の光送信機１１、１２、１３及び１４のうちの２個の光送信機１２、１３にそれぞれ入力する。波長多重フィルタ３１は、光送信機１１、１２、１３及び１４からの４個の光信号を波長多重して出力する。【００２７】  受信装置６２は、波長分離フィルタ３２と、４個の光受信機２１、２２、２３及び２４と、１個の差動合成器４２と、を備える。波長分離フィルタ３２は、波長多重された光信号を波長分離して４個の光信号を出力する。光受信機２１、２２、２３及び２４は、波長分離フィルタ３２からの４個の光信号をそれぞれ受信して電気信号として出力する。差動合成器４２は、前記４個の光受信機２１、２２、２３及び２４のうち差動分配して送信された対の光信号を受信する２個の光受信機２２、２３からの信号１ｂ及び１ｂ−を差動合成して１個の信号１ｂを出力する。【００２８】  入力端子９１、９２、９３は、送信装置６１に備わる入力端子であり、波長多重伝送システムへの入力信号１ａ、１ｂ、１ｃがそれぞれの入力端子に入力される。差動分配器４１は、入力された信号の極性を反転させた反転信号を生成して、入力信号と反転信号の２つの信号を出力する。差動分配器４１は、差動信号を生成することができるものであり、送信装置に含まれる回路の一部であってもよい。差動分配器４１は、出力する信号の振幅を可変できるものでもよい。【００２９】  光送信機１１、１２、１３及び１４は、入力信号をそれぞれ波長の異なる光信号に変換して出力する。それぞれの光送信機から出力する波長は、あらかじめ決められているものでよい。あるいは、光送信機から出力する波長は、外部から設定することができるものでもよい。波長を可変にすることで、光送信機や送信装置を増設して光伝送路５１での波長多重数を増やすこともできるようになる。光送信機は、出力する光信号の偏向を可変にした、偏波多重が可能なものでもよい。【００３０】  波長多重フィルタ３１は、複数の波長の光信号を波長多重し、１つの光信号として出力する。波長多重フィルタ３１は、導波路フィルタやカプラー、プリズムなどの光を束ねる手段を用いた従来のものを使用することができる。偏波多重に対応するものを用いて、波長多重信号をさらに高密度化してもよい。【００３１】  光伝送路５１は、送信装置と受信装置の間に配置され、光信号を伝送する。光伝送路５１は、光ファイバ、コネクタ、��イッチなどの光伝送手段であり、波長多重信号を伝送することができるものである。光伝送手段には、分散補償ファイバ、光増幅器などの光信号補正手段が含まれていてもよい。【００３２】  波長分離フィルタ３２は、波長多重信号を波長ごとに分離して出力する。導波路フィルタ、カプラー及びプリズムなどの１つの光を波長ごとに分離できる従来のものを使用することができる。【００３３】  光受信機２１、２２、２３及び２４は、光信号を電気信号に変換する。光受信機は、出力信号の振幅を所定の振幅に調整することのできるものでもよい。また、時間軸を識別して、所定の信号と同期させることができるものでもよい。ただし、受信した光信号から時間軸及び振幅軸を識別して、信号を再出力するものではない。【００３４】  差動合成器４２は、送信装置で差動分配された対の信号を１つの信号に合成する。これは、差動合成のできるものであり、受信装置に含まれる回路の一部であってもよい。【００３５】  図４において、入力端子９１、９３から入力された入力信号１ａ、１ｃは、それぞれ、光送信機１１、１４で光信号１Ａ、１Ｃに変換され、波長多重フィルタ３１に出力される。入力端子９２から入力された入力信号１ｂは、差動分配器４１で、相互に極性の反転した電気信号１ｂ及び１ｂ−に変換され、それぞれ差動分配器４１から出力される。光送信機１２は、差動分配器４１から出力された電気信号１ｂを光信号１Ｂに変換する。光送信機１３は、差動分配器４１から出力された電気信号１ｂ−を光信号１Ｂ−に変換する。波長多重フィルタ３１は、光送信機１１、１２、１３及び１４から出力された光信号１Ａ、１Ｂ、１Ｂ−及び１Ｃを波長多重し、波長多重した波長多重信号を光伝送路５１に出力する。【００３６】  前述したように、送信装置６１では、差動分配器４１で極性の反転した２つの信号１ｂと１ｂ−を生成し、それぞれを光信号１Ｂ及び１Ｂ−に変換して光伝送路５１に出力する。一方、受信装置６２では、光信号１Ｂ及び１Ｂ−を波長分離フィルタ３２で分離し、光受信機２２、２３で電気信号１ｂ及び１ｂ−に変換する。光受信機２２、２３から出力される信号には、漏話成分が一様に重畳されており、漏話成分の信号間での差は小さいと考えられる。このため、それらの信号を差動合成することで、信号成分は加算されるが、漏話成分は相殺されることになる。このように、送信装置に差動分配器を配置することで、差動分配器から差動合成器の間で発生した漏話を低減し、信号の劣化を軽減することができる送信装置の提供が可能になる。【００３７】  なお、この例では、伝送する信号の数Ｎを３、伝送する信号のうち差動分配して伝送する信号の数Ｍを１としたが、Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上Ｎ以下の整数とすることができる。Ｎを３、Ｍを２とすれば、Ｍの数が増える分だけ差動分配器および光送信器の数を増やすことになる。このように、波長多重伝送信号のなかで漏話の影響が問題となる波長についてのみ、差動分配器及び差動合成器を設けて漏話を低減することもできる。【００３８】  さらに、Ｎ及びＭを３にしたとき、すなわちＮ個の入力信号に対してＮ個の差動分配器及び差動合成器を設置したときは、すべての入力信号に対して漏話を低減することができる。【００３９】  また、差動分配器から出力した極性の反転した対の信号を、同じ波長で偏光方向の異なる２つの光信号を用いて伝送してもよい。また、送信装置は、波長多重だけでなく時間多重の機能をさらに備えたものでもよい。波長多重フィルタは１つに限定されない。波長多重フィルタを複数設けることで、複数箇所との波長多重信号の伝送が可能になる。送信装置の入力端子は、電気信号に対応したものに限定されず、光信号の入力端子を設けてもよい。【００４０】  送信装置６１は、差動分配器からの対応する２個の信号を２個の光送信機にそれぞれ入力し、隣接する波長の光信号として送信することが好ましい。即ち、光送信機１２及び１３から出力される光信号の波長を、隣接する波長で波長多重する。光伝送路５１に使用される光ファイバの非線形性により発生した漏話は、２個の光信号の波長が近接しているときに、漏話の影響が近似してくる。したがって、差動分配した対の信号１ｂ及び１ｂ−を変換した光信号１Ｂ及び１Ｂ−を隣接する波長で送信することにより、光受信機２２、２３から出力される信号に重畳される漏話成分を近似させることができる。この結果、信号１ｂ及び１ｂ−に含まれる漏話成分を近づけることができるので、光ファイバの非線形性による漏話を効果的に低減することができる。【００４１】  図４において、波長分離フィルタ３２は、光伝送路５１を伝送された波長多重信号を波長ごとに光信号１Ａ、１Ｂ、１Ｂ−及び１Ｃに分離する。光受信機２１、２２、２３及び２４は、波長ごとに分離された光信号１Ａ、１Ｂ、１Ｂ−及び１Ｃの光信号を電気信号１ａ、１ｂ、１ｂ−及び１ｃに変換して出力する。差動合成器４２は、光受信機２２、２３からの２個の信号１ｂと１ｂ−とを差動合成して信号１ｂを出力する。出力端子９４、９５、９６は、受信装置６２の出力端子であり、光受信機２１からの出力信号１ａを出力端子９４から、差動合成器４２からの出力信号１ｂを出力端子９５から、光受信機２４からの出力信号１ｃを出力端子９６から出力する。【００４２】  前述したように、受信装置６２は、差動合成器４２により光受信機２２、２３から出力された２個の信号１ｂと１ｂ−とを差動合成する。光受信機２２、２３から出力される信号は、漏話成分が一様に重畳されており、漏話成分は信号間での差は小さいと考えられる。このため、受信装置６２で光信号１Ｂ及び１Ｂ−から電気信号１ｂ及び１ｂ−に変換した後にそれらを差動合成することで、信号成分は加算されるが、漏話成分は相殺されることになる。これにより、差動分配器から差動合成器の間で発生した漏話を低減し、信号の劣化を軽減することができる受信装置の提供が可能になる。【００４３】  なお、光受信機２２、２３は、信号成分の振幅軸及び時間軸を識別し、信号を再出力する機能を有するものではない。また、光受信機２２、２３の後段に振幅を検出する手段を配置してもよい。１ｂと１ｂ−それぞれの振幅を同じにすることで、漏話成分を近づけることができるため、漏話を効果的に低減できる。【００４４】  図４の例では、Ｍを１、Ｎを３としたが、Ｎは２以上の整数で、Ｍは１以上Ｎ以下の整数とすることができる。Ｎを３、Ｍを２とすれば、Ｍの数が増える分だけ光受信器及び差動合成器の数を増やすことになる。このように、波長多重伝送信号のなかで漏話の影響が問題となる波長についてのみ、差動分配器及び差動合成器を設けて漏話を低減することもできる。【００４５】  さらに、Ｎ、Ｍともに３であるとき、すなわちＮ個の信号に対してＮ個の差動合成器を設けた場合、伝送するＮ個の信号すべてを極性の反転した２Ｎ個の信号として送信して、すべての信号の漏話を低減することができる。【００４６】  波長分離フィルタは１つでなくてもよく、複数の波長分離フィルタを設けることで複数箇所からの光信号を受信することができる。波長分離フィルタで分離した光の信号のいくつかは、光信号のまま受信装置から出力できるようにしてもよい。さらに、受信装置は、時間多重した信号を分離し、受信できるものでもよい。【００４７】  受信装置の他の実施形態を図６に示す。図６は、他の受信装置の構成を説明する図である。図４と図６の違いは、受信装置６４に含まれる差動合成器４２の前段に、対の光信号の光伝送路での遅延時間差を調整する遅延時間調整器４９がさらに設けられていることである。遅延時間差は主に波長分散によって生じる。光受信機２２及び２３の出力端子がそれぞれ遅延時間調整器４９の入力端子に接続され、遅延時間調整器４９の出力端子は差動合成器４２に接続される。遅延時間調整器４９は、光受信機２２、２３から出力された信号１ｂと１ｂ−との遅延時間差を調整し、差動合成器４２に出力する。これにより、差動分配器４１で差動分配された信号１ｂと１ｂ−とを時間軸を一致させて差動合成できる。
したがって、光伝送路５１で生じた波長分散による漏話を低減し、信号の劣化を軽減することのできる受信装置の提供が可能になる。【００４８】  図４に示す波長多重伝送システム７１を用いたときの信号１ａ、１ｂ、１ｃの流れと漏話成分を図５に模式的に示す。図５は信号１ｂに着目した漏話成分を示している。入力端子９１から入力された入力信号１ａは、光送信機１１で光信号１Ａに変換されて伝送された後、光受信機２１で受信されて光信号１Ａから電気信号１ａに変換され、出力端子９４から出力される。入力端子９３から入力された入力信号１ｃは、光送信機１４で光信号１Ｃに変換され伝送された後、光受信機２４で受信されて光信号１Ｃから電気信号１ｃに変換され、出力端子９６から出力される。入力端子９２から入力された入力信号１ｂは、差動分配器４１に入力され、差動分配器４１が信号１ｂと、信号１ｂとは極性の反転した信号１ｂ−とを出力する。差動分配器４１から出力された信号１ｂは、光送信機１２で光信号１Ｂに変換され、伝送された後、光受信機２２で受信され、電気信号１ｂに変換される。差動分配器４１から出力されたもう１つの電気信号１ｂ−は、光送信機１３で光信号１Ｂ−に変換され、伝送された後、光受信機２３で受信され、電気信号１ｂ−に変換される。光受信機２２、２３からそれぞれ出力された信号１ｂ、１ｂ−は、差動合成器４２で差動合成され、出力端子９５から出力信号１ｂが出力される。【００４９】  各光受信機２１、２２、２３及び２４では、図５に示すように、光信号のほかに漏話成分が重畳された信号が受信される。光受信機２２には、信号１Ｂの他に、光信号１Ａ、１Ｂ−及び１Ｃによる光レベルの漏話成分４Ｂが入力され、漏話成分４Ｂは電気信号４ｂに変換される。また光受信機２３には、光信号１Ｂ−の他に、光信号１Ａ、１Ｂ及び１Ｃによる光レベルの漏話成分４Ｃが入力され、漏話成分４Ｃは電気信号４ｃに変換される。この結果、光受信機２２からは信号１ｂ及び漏話成分４ｂが出力され、光受信機２３からは信号１ｂ−及び漏話成分４ｃが出力される。なお、簡単のため、光信号１Ａ、１Ｂ及び１Ｂ−からの光信号１Ｃへの漏話成分並びに光信号１Ｂ、１Ｂ−及び１Ｃから光信号１Ａへの漏話成分は省略した。【００５０】  このように、各信号からの信号が漏れ出したのが漏話である。そのため、信号１Ｂに重畳された光レベルの漏話成分４Ｂと、光信号１Ｂ−に重畳された光レベルの漏話成分４Ｃは、特性が近似している。したがって、差動合成器４２で信号１ｂ及び漏話成分４ｂと信号１ｂ−及び漏話成分４ｃを差動合成すると、漏話成分４ｂと４ｃはほぼ相殺され、信号１ｂ及び１ｂ−が加算される。漏話成分を相殺させるのは、光受信機２２、２３の後段であるため、波長多重フィルタ、光伝送路、波長分離フィルタで発生した漏話を低減することができる。これにより、波長多重伝送システムにおける波長間の漏話を低減し、信号の劣化を軽減することができる。ここでは、Ｎを３、Ｍを１として説明したが、Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上Ｎ以下の整数とすることができる。【００５１】  Ｎが３、Ｍが２のときの波長多重伝送システムの一例について、図７を用いて説明する。図７は、図４に示した波長多重伝送シス���ム７１の入力信号１ａを差動分配して伝送する波長多重伝送システム７２の構成例を説明する図である。波長多重伝送システム７２は、光伝送路５１を介して接続される送信装置６５及び受信装置６６を有する。送信装置６５は、図４に示した送信装置の構成要素に加え、差動分配器４３、光送信機１５が配置されている。また、受信装置６６は、図４に示した受信装置の構成要素に加えて、光受信機２５、差動合成器４４が配置されている。波長多重伝送システム７２は、入力信号１ｂに加え、さらに入力信号１ａも漏話を低減するよう構成されている。【００５２】  波長多重伝送システム７２の入力信号１ａの流れについて説明する。入力端子９１からから入力された入力信号１ａは、差動分配器４３に入力される。差動分配器４３は、信号１ａを差動分配して、信号１ａと、信号１ａとは極性の反転した信号１ａ−とを出力する。差動分配器４３から出力された信号１ａは、光送信機１１で光信号１Ａに変換され、波長多重フィルタ３１に出力される。差動分配器４３から出力された信号１ａ−は、光送信機１５で光信号１Ａ−に変換され、波長多重フィルタ３１に出力される。波長多重フィルタ３１は、光信号１Ａ、１Ａ−、１Ｂ、１Ｂ−及び１Ｃを波長多重し、光伝送路５１へ出力する。そして、光伝送路５１に入力された波長多重信号は、受信装置６６で受信され、波長分離フィルタ３２で波長ごとに分離される。そのうちの光信号１Ａは、光受信機２１で受信され、電気信号１ａに変換される。また波長分離フィルタ３２で分離された光信号１Ａ−は光受信機２５で受信されて、電気信号１ａ−に変換される。光受信機２１、２５から出力された信号１ａ、１ａ−は、差動合成器４４で差動合成される。差動合成器４４で差動合成された信号１ａは、受信装置の出力端子９４から出力される。【００５３】  波長多重伝送システム７２では、入力信号１ａと１ｂを差動分配し、信号１ａと１ｂと共に、極性を反転させた信号１ａ−と１ｂ−を光信号に変換して伝送した。光受信機から出力される信号は、それぞれ漏話成分が一様に重畳されており、漏話成分の信号間での差は小さいと考えられる。このため、受信装置６６で信号１ａ及び１ａ−並びに信号１ｂ及び１ｂ−を差動合成することで、信号１ａ及び１ｂの信号成分は加算されるが、漏話成分は相殺されることになる。漏話成分を相殺させるのは、光受信機２１、２５、２２及び２３の後段であるため、波長多重フィルタ、光伝送路、波長分離フィルタで発生した入力信号１ａ及び１ｂの漏話を低減することができる。このように、波長多重伝送信号のなかで漏話の影響が問題となる波長についてのみ、波長多重伝送システムにおける波長間の漏話を低減し、信号の劣化を軽減することができる。【００５４】  Ｎが３、Ｍが３のときの波長多重伝送システムの一例について、図８を用いて説明する。図８は、図７に示した波長多重伝送システム７２の入力信号１ａ、１ｂに加え、さらに入力信号１ｃも差動分配して伝送する波長多重伝送システム７３の構成例を説明する図である。波長多重伝送システム７３は、光伝送路５１を介して接続される送信装置６７及び受信装置６８を有する。送信装置６７は、図７に示した送信装置の構成要素に加え、差動分配���４５及び光送信機１６が配置されている。また、受信装置６８は、図７に示した受信装置の構成要素に加えて、光受信機２６及び差動合成器４６が配置されている。【００５５】  波長多重伝送システム７３の入力信号１ｃの流れについて説明する。入力端子９３から入力した入力信号１ｃは、差動分配器４５に入力される。差動分配器４５は、信号１ｃと、信号１ｃとは極性の反転した信号１ｃ−とを出力する。差動分配器４５から出力された信号１ｃは、光送信機１４で光信号１Ｃに変換され、波長多重フィルタ３１に出力される。差動分配器４５から出力された信号１ｃ−は、光送信機１６で光信号１Ｃ−に変換され、波長多重フィルタ３１に出力される。波長多重フィルタ３１は、光信号１Ａ、１Ａ−、１Ｂ、１Ｂ−、１Ｃ、１Ｃ−を波長多重し、光伝送路５１へ出力する。そして、光伝送路５１を伝送された波長多重信号は、受信装置６８で受信され、波長分離フィルタ３２で波長ごとに分離される。そのうちの光信号１Ｃは、光受信機２４で受信され、電気信号１ｃに変換される。また波長分離フィルタ３２で分離された光信号１Ｃ−は光受信機２６で受信されて、電気信号１ｃ−に変換される。光受信機２４、２６から出力された信号１ｃ、１ｃ−は、差動合成器４６で差動合成される。差動合成器４６で差動合成された信号１ｃは、受信装置の出力端子９６から出力される。【００５６】  波長多重伝送システム７３では、入力信号のすべてを差動分配し、光信号に変換して伝送し、受信装置で差動合成している。光受信機から出力される信号は、漏話成分が一様に重畳されており、漏話成分の信号間での差は小さいと考えられる。このため、受信装置６８ですべての光信号を電気信号に変換した後に、信号１ａ及び１ａ−、信号１ｂ及び１ｂ−並びに信号１ｃ及び１ｃ−を差動合成することで、信号成分は加算されるが、漏話成分は相殺されることになる。差動合成するのは、光受信機の後段であるため、波長多重フィルタ、光伝送路、波長分離フィルタで発生した漏話を低減することができる。これにより、波長多重伝送システムにおける波長間の漏話を低減し、信号の劣化を軽減することができる。このように、ＮとＭが等しく、Ｎ個の入力信号に対してＮ個の差動分配器及び差動合成器を用いれば、すべての入力信号の漏話を低減することができる。【００５７】  波長多重伝送システム７１、７２及び７３は、偏波多重フィルタ及び偏波分離フィルタを設けて、差動分配器から出力した極性の反転した対の信号を、同じ波長で偏光方向の異なる２つの光信号を用いて伝送してもよい。また、波長多重だけでなく時間多重の機能をさらに備えたものでもよい。波長多重フィルタ及び波長分離フィルタは１つでなくてもよい。複数のそれらフィルタを設けることで、複数箇所と波長多重信号による通信が可能になる。送信装置への入力端子、及び受信装置からの出力端子は、光信号を伝送するものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】  本発明は、片方向の波長多重伝送システムのみならず、双方向の波長多重伝送システムであって、一方向に複数の光信号を波長多重する波長多重伝送システムにも適用することができる。この場合、遠端での漏話だけでなく、近端での漏話も低減することができる。
【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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