(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
等波長間隔で波長順に波長λ1,λ2,λ3,…, λn(ｎは２以上の整数）の光を発生するｎ個の光源と、
前記各光源から出力される各波長の光をそれぞれ変調してｎチャネルの信号光を生成するｎ個の光変調器と、
前記ｎチャネルの信号光の偏波を交互に直交させて入力し、互いに直交する偏波の奇数チャネルの信号光（λ1,λ3,…）と偶数チャネルの信号光（λ2,λ4,…）を１つの出力ポートに波長多重して出力する偏波依存型波長多重手段と
を備えた波長分割多重送信装置において、
前記偏波依存型波長多重手段として偏波依存型ＡＷＧフィルタを用い、
前記ｎチャネルの信号光のチャネル周波数間隔と前記偏波依存型ＡＷＧフィルタのチャネル周波数間隔を同一とし、
第１の偏波の前記ｎチャネルの信号光（λ1,λ2,λ3,…, λn ）を前記偏波依存型ＡＷＧフィルタのｎチャネルの入力ポートに順に入力したときに前記１つの出力ポートに波長多重する入力ポート群を第１の入力位置パターンとして設定し、
前記第１の偏波と直交する第２の偏波の前記ｎチャネルの信号光（λ1,λ2,λ3,…, λn ）を、前記第１の入力位置パターンに対して奇数チャネルと偶数チャネルの位置を変えないように所定数ずつずらした入力ポートに順に入力したときに前記１つの出力ポートに波長多重する入力ポート群を第２の入力位置パターンとして設定し、
前記第１の偏波の奇数チャネルの信号光（λ1,λ3,…）を前記第１の入力位置パターンの対応する入力ポートから入力し、
前記第２の偏波の偶数チャネルの信号光（λ2,λ4,…）を前記第２の入力位置パターンの対応する入力ポートから入力し、
前記１つの出力ポートから奇数チャネル波長多重信号光と偶数チャネル波長多重信号光を偏波多重して出力する構成である
ことを特徴とする波長分割多重送信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の波長分割多重送信装置において、
前記ｎ個の光源に代えて、
波長λ1,λ2,λ3,…, λn(ｎは２以上の整数）を含む多波長光を発生する多波長光源と、前記多波長光源から出力される多波長光から波長λ1,λ2,λ3,…，λn の光を分波する光分波手段とを備えた
ことを特徴とする波長分割多重送信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の波長チャネルを波長分割多重するとともに、隣接する波長チャネルの偏波を直交させて偏波多重する波長分割多重送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の通信需要の伸びに応じて、波長分割多重（ＷＤＭ）通信による伝送容量の拡大がはかられている。一方、ＷＤＭによるチャネル数の増加とともに、隣接チャネル間のコヒーレントクロストークによる伝送特性の劣化が問題になってきている。
【０００３】
この対策として、隣接チャネルの偏波を互いに直交させてコヒーレントクロストークを低減する方法（偏波多重方法）が検討されている。なお、偏波多重方法としては、各チャネルを短波長側（あるいは長波長側）から順番に１番目，２番目，３番目，…と数えたときに、奇数番目のチャネル群（λ１，λ３，…）と偶数番目のチャネル群（λ２，λ４，…）をそれぞれ波長多重し、さらに両者を偏波多重するものとする。
【０００４】
図１４は、偏波多重方法を採用した従来の波長分割多重送信装置の構成例を示す。図において、光源１−１，１−２，１−３，…から出力される波長λ１，λ２，λ３，…の光は、光変調器２−１，２−２，２−３，…でそれぞれ変調され、各チャネルの信号光が生成される。次に、奇数チャネルの信号光（λ１，λ３，…）は、波長多重手段３−１で波長多重して奇数チャネル波長多重信号光となり、偶数チャネルの信号光（λ２，λ４，…）は、波長多重手段３−２で波長多重して偶数チャネル波長多重信号光となる。奇数チャネル波長多重信号光と偶数チャネル波長多重信号光は、偏波多重手段４で偏波を互いに直交させて偏波多重され、偏波多重／波長多重信号光として出力される。各部の光スペクトルを図１５に示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１４の構成は２つの波長多重手段を用い、偏波多重する奇数チャネル波長多重信号光と偶数チャネル波長多重信号光を生成している。この波長多重手段として、例えばアレイ導波路回折格子フィルタ（ＡＷＧフィルタ）が多く利用されているが、従来構成ではチャネル間隔の揃った２つのＡＷＧフィルタが必要となり、さらに各ＡＷＧフィルタを個別に温度制御する必要があり、高コストで装置規模が大きくなる問題点があった。
【０００６】
本発明は、簡単な構成で奇数チャネル信号光と偶数チャネル信号光の波長多重および偏波多重を可能とする波長分割多重送信装置を提供することを目的とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、等波長間隔で波長順に波長λ1,λ2,λ3,…, λn(ｎは２以上の整数）の光を発生するｎ個の光源と、各光源から出力される各波長の光をそれぞれ変調してｎチャネルの信号光を生成するｎ個の光変調器と、ｎチャネルの信号光の偏波を交互に直交させて入力し、互いに直交する偏波の奇数チャネルの信号光（λ1,λ3,…）と偶数チャネルの信号光（λ2,λ4,…）を１つの出力ポートに波長多重して出力する偏波依存型波長多重手段とを備える。
【００１２】
ここで、偏波依存型波長多重手段として偏波依存型ＡＷＧフィルタを用い、ｎチャネルの信号光のチャネル周波数間隔と偏波依存型ＡＷＧフィルタのチャネル周波数間隔を同一とし、第１の偏波のｎチャネルの信号光（λ1,λ2,λ3,…, λn ）を偏波依存型ＡＷＧフィルタのｎチャネルの入力ポートに順に入力したときに１つの出力ポートに波長多重する入力ポート群を第１の入力位置パターンとして設定し、第１の偏波と直交する第２の偏波のｎチャネルの信号光（λ1,λ2,λ3,…, λn ）を、第１の入力位置パターンに対して奇数チャネルと偶数チャネルの位置を変えないように所定数ずつずらした入力ポートに順に入力したときに１つの出力ポートに波長多重する入力ポート群を第２の入力位置パターンとして設定し、第１の偏波の奇数チャネルの信号光（λ1,λ3,…）を第１の入力位置パターンの対応する入力ポートから入力し、第２の偏波の偶数チャネルの信号光（λ2,λ4,…）を第２の入力位置パターンの対応する入力ポートから入力し、１つの出力ポートから奇数チャネル波長多重信号光と偶数チャネル波長多重信号光を偏波多重して出力する構成である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態：参考例）
図１は、本発明の第１の実施形態（参考例）を示す。図において、光源１−１，１−２，１−３，…から出力される波長λ1 ，λ2 ，λ3 ，…の光は、光変調器２−１，２−２，２−３，…でそれぞれ変調され、各チャネルの信号光が生成される。なお、各チャネルの信号光（λ1 ，λ2 ，λ3 ，…）は波長間隔（周波数間隔）が等しくかつ波長順とする。次に、各チャネルの信号光をＡＷＧフィルタ５の所定の入力ポートに接続し、奇数チャネルの信号光（λ1 ，λ3 ，…）と偶数チャネルの信号光（λ2 ，λ4 ，…）をそれぞれ異なる出力ポートに波長多重する。次に、分離された奇数チャネル波長多重信号光と偶数チャネル波長多重信号光を偏波多重手段４に入力し、偏波を互いに直交させて偏波多重して偏波多重／波長多重信号光として出力する。なお、光源としては分布帰還型レーザダイオード、光変調器としては電界吸収型変調器やＬiＮbＯ3 強度変調器などを用いることができる。
【００１７】
本実施形態の特徴は、ＡＷＧフィルタ５の入力ポートに接続する各チャネルの接続形態を工夫することにより、奇数チャネルの信号光と偶数チャネルの信号光を異なる出力ポートに波長多重するところにある。
【００１８】
図２〜４は、ＡＷＧフィルタ５の入出力例を示す。ここでは、ＡＷＧフィルタ５のチャネル周波数間隔と各信号光のチャネル周波数間隔は等しく、ＡＷＧフィルタ５は各入力ポートに各チャネル（λ1 〜λ9 ）の信号光を順番に入力すると、所定の１つの出力ポートに波長多重して出力する構成とする。例えば、各チャネル（λ1 〜λ9 ）の信号光を入力位置パターン♯１で入力すると、対応する出力ポート♯１から波長多重して出力される。同様に、各チャネル（λ1 〜λ9)の信号光を入力位置パターン♯２〜♯４で入力すると、それぞれ対応する出力ポート♯２〜♯４から波長多重して出力される。ただし、各入力位置パターンは入力ポート位置が２つずつずれるものとする。すなわち、奇数チャネルと偶数チャネルの位置は変わらないものとする。
【００１９】
本発明では、奇数チャネルの信号光（λ1 ，λ3 ，…）と、偶数チャネルの信号光（λ2 ，λ4 ，…）を異なる入力位置パターンで入力することにより、奇数チャネル波長多重信号光と偶数チャネル波長多重信号光を異なる出力ポートに出力する。図２の例では、奇数チャネルの信号光を入力位置パターン♯１で入力し（図中○で示す）、偶数チャネルの信号光を入力位置パターン♯２で入力する（図中○で示す）。これにより、奇数チャネル波長多重信号光は出力ポート♯１から出力され、偶数チャネル波長多重信号光は出力ポート♯２から出力される。同様に、図３の例では、奇数チャネルの信号光を入力位置パターン♯１で入力し、偶数チャネルの信号光を入力位置パターン♯３で入力する。図４の例では、奇数チャネルの信号光を入力位置パターン♯２で入力し、偶数チャネルの信号光を入力位置パターン♯１で入力する。
【００２０】
なお、図２〜４に示すＡＷＧフィルタ５の例は、信号光のチャネル数ｎよりもＡＷＧフィルタ５の入力ポート数が多い例（Ｎが奇数の場合は最小ｎ＋１、ｎが偶数の場合は最小ｎ＋２）であるが、例えば同数でもＡＷＧフィルタの周期性を利用し、図５のように各チャネルの信号光（λ1 〜λ8 ）を８個の入力ポートに周回接続させることにより対応可能である。
【００２１】
図６は、偏波多重手段４の構成例を示す。図６(1) は光ファイバカプラ４１を用い、図６(2) は偏波多重プリズム４２を用い、それぞれ入力側の偏波保持光ファイバの一方を90度捻って接続することにより、互いに直交する偏波の奇数チャネルの信号光（λ1,λ3,…）と偶数チャネルの信号光（λ2,λ4,…）を偏波多重する構成である。
【００２２】
（第２の実施形態：参考例）
図７は、本発明の第２の実施形態（参考例）を示す。本実施形態の特徴は、図１に示すＡＷＧフィルタ５に代えて、偏波依存型ＡＷＧフィルタ６を用いるところにある。その他の構成は図１に示す第１の実施形態と同様である。偏波依存型ＡＷＧフィルタ６は、波長が同じで互いに直交する偏波の信号光を同じ入力ポートから入力しても、複屈折性により異なる出力ポートから出力される特性を有する。なお、偏波依存型ＡＷＧフィルタにおける複屈折性の制御方法としては、例えばアレイ導波路のコアの幅を変える方法が知られている（参考文献：Y.Inoue et al.,"Novel birefringence compensating AWG design", Optical Fiber Communication Conference 2001(OFC2001), WE4-1,2001) 。
【００２３】
図８は、偏波依存型ＡＷＧフィルタ６の入出力例を示す。偏波依存型ＡＷＧフィルタ６のチャネル周波数間隔と各信号光のチャネル周波数間隔は等しく、偏波依存型ＡＷＧフィルタ６は各入力ポートに所定の偏波の各チャネル（λ1 〜λ9 ）の信号光を順番に入力すると、所定の出力ポートに波長多重して出力する構成である。例えば、第１の偏波の各チャネル（λ1 〜λ9 ）の信号光を入力位置パターン♯１で入力すると、対応する出力ポート♯１から波長多重して出力される。一方、第１の偏波と直交する偏波の各チャネル（λ1 〜λ9)の信号光を同じ入力位置パターン♯１で入力すると、異なる出力ポート♯２から波長多重して出力される。
【００２４】
図８の例では、奇数チャネルの信号光（λ1 ，λ3 ，…）と、偶数チャネルの信号光（λ2 ，λ4 ，…）の偏波が互いに直交するように偏波依存型ＡＷＧフィルタ６に入力すると、奇数チャネル波長多重信号光と偶数チャネル波長多重信号光が異なる出力ポートに出力される。
【００２５】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図１に示すＡＷＧフィルタ５に代えて偏波依存型ＡＷＧフィルタ６を用い、さらに図８に示す偏波依存型ＡＷＧフィルタ６において偶数チャネルの信号光（または奇数チャネルの信号光）の入力ポートをシフトすることにより、１つの出力ポートに偏波多重および波長多重して出力するところにある。
【００２６】
図１０は、偏波依存型ＡＷＧフィルタ６の入出力例を示す。偏波依存による入出力原理は図８に示す第２の実施形態と同様である。ここでは、偏波依存型ＡＷＧフィルタ６は各入力ポートに所定の偏波の各チャネル（λ1 〜λ9 ）の信号光を順番に入力すると、所定の１つの出力ポートに波長多重して出力する構成とする。例えば、第１の偏波の各チャネル（λ1 〜λ9 ）の信号光を入力位置パターン♯１で入力すると、対応する出力ポート♯０から波長多重して出力される。同様に、第１の偏波と直交する偏波の各チャネル（λ1 〜λ9)の信号光を入力位置パターン♯２で入力すると、同じ出力ポート♯０から波長多重して出力される。ここでは、各入力位置パターンは入力ポート位置が２つずれるものとする。すなわち、奇数チャネルと偶数チャネルの位置は変わらないものとする。
【００２７】
本実施形態では、互いに直交する偏波の奇数チャネルの信号光（λ1 ，λ3 ，…）と偶数チャネルの信号光（λ2 ，λ4 ，…）を異なる入力位置パターンで入力することにより、互いに直交する偏波の奇数チャネル波長多重信号光と偶数チャネル波長多重信号光を１つの出力ポートに偏波多重および波長多重して出力する。図１０の例では、奇数チャネルの信号光を入力位置パターン♯１で入力し（図中○で示す）、偶数チャネルの信号光を入力位置パターン♯２で入力する（図中○で示す）。これにより、奇数チャネル波長多重信号光および偶数チャネル波長多重信号光は出力ポート♯１から偏波多重および波長多重して出力される。
【００２８】
（第４の実施形態：参考例）
図１１は、本発明の第４の実施形態（参考例）を示す。本実施形態の特徴は、図７に示す第２の実施形態において、偏波依存型ＡＷＧフィルタ６に代えて偏波無依存型ＡＷＧフィルタ７を用いたところにある。第２の実施形態では、偏波依存型ＡＷＧフィルタ６であったために、奇数チャネル波長多重信号光と偶数チャネル波長多重信号光が異なる出力ポートに出力されたが、偏波無依存型とすることにより各チャネルの信号光は１つの出力ポートに波長多重される。このとき、偏波が互いに直交する奇数チャネルと偶数チャネルは、そのまま偏波が保存されて波長多重されるので、第３の実施形態と同様に偏波多重と波長多重が同時に実現する。
【００２９】
図１２は、偏波無依存型ＡＷＧフィルタ７の入出力例を示す。偏波無依存型ＡＷＧフィルタ７のチャネル周波数間隔と各信号光のチャネル周波数間隔は等しく、偏波無依存型ＡＷＧフィルタ７は各入力ポートに所定の偏波の各チャネル（λ1 〜λ9 ）の信号光を順番に入力すると、所定の出力ポートに波長多重して出力する構成である。例えば、第１の偏波の各チャネル（λ1 〜λ9 ）の信号光を入力位置パターン♯１で入力すると、対応する出力ポート♯０から波長多重して出力される。一方、第１の偏波と直交する偏波の各チャネル（λ1 〜λ9)の信号光を同じ入力位置パターン♯１で入力すると、偏波無依存型であるので同じ出力ポート♯０から波長多重して出力される。
【００３０】
図１２の例では、奇数チャネルの信号光（λ1 ，λ3 ，…）と、偶数チャネルの信号光（λ2 ，λ4 ，…）の偏波が互いに直交するように偏波無依存型ＡＷＧフィルタ７に入力すると、奇数チャネル波長多重信号光と偶数チャネル波長多重信号光が同一の出力ポートに出力され、偏波多重および波長多重が同時に行われる。
【００３１】
（第５の実施形態）
図１３は、本発明の第５の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、以上示した各実施形態の光源１−１〜１−ｎに代えて、多波長光源８と光分波手段９を用いるところにある。
【００３２】
多波長光源８は、波長λ1,λ2,λ3,…, λn を含む多波長光を発生する。例えばモード同期レーザダイオードでは、マイクロ波発振器の制度のチャネル間隔で複数の波長を一括して発生させることができる。光分波手段９は、多波長光源８から出力される多波長光から波長λ1,λ2,λ3,…, λn の光を分波する。なお、多波長光源８としてスーパーコンティニウム光源を用いる場合には、発生する白色光が光分波手段９に入力され、各波長の光スペクトルが切り出されることになる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の波長分割多重送信装置は、波長多重する隣接チャネルの偏波が直交しているため、チャネル周波数間隔が狭くてスペクトルの重なりがある場合でも干渉せず、伝送特性の劣化を抑えることができる。さらに、１つの波長多重手段（ＡＷＧフィルタ）で対応することができるので、すべてのチャネルの中心透過波長を一括して温度制御することができ、装置規模の縮小およびコスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】ＡＷＧフィルタ５の入出力例(1) を示す図。
【図３】ＡＷＧフィルタ５の入出力例(2) を示す図。
【図４】ＡＷＧフィルタ５の入出力例(3) を示す図。
【図５】ＡＷＧフィルタ５の入出力例(4) を示す図。
【図６】偏波多重手段４の構成例を示す図。
【図７】本発明の第２の実施形態を示すブロック図。
【図８】第２の実施形態の偏波依存型ＡＷＧフィルタ６の入出力例を示す図。
【図９】本発明の第３の実施形態を示すブロック図。
【図１０】第３の実施形態の偏波依存型ＡＷＧフィルタ６の入出力例を示す図。
【図１１】本発明の第４の実施形態を示すブロック図。
【図１２】第４の実施形態の偏波依存型ＡＷＧフィルタ６の入出力例を示す図。
【図１３】本発明の第５の実施形態を示すブロック図。
【図１４】偏波多重方法を採用した従来の波長分割多重送信装置の構成例を示すブロック図。
【図１５】波長分割多重送信装置の各部の光スペクトルを示す図。
【符号の説明】
１  光源
２  光変調器
３  波長多重手段
４  偏波多重手段
５  ＡＷＧ（アレイ導波路回折格子）フィルタ
６  偏波依存型ＡＷＧフィルタ
７  偏波無依存型ＡＷＧフィルタ
８  多波長光源
９  光分波手段
【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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