JPH09244077A - 光分離回路 - Google Patents

光分離回路

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JPH09244077A
JPH09244077A JP8057169A JP5716996A JPH09244077A JP H09244077 A JPH09244077 A JP H09244077A JP 8057169 A JP8057169 A JP 8057169A JP 5716996 A JP5716996 A JP 5716996A JP H09244077 A JPH09244077 A JP H09244077A
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JP
Japan
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optical
signal
polarization
frequency
light
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JP8057169A
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Hiroshi Nakamoto
洋 中元
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】四光波混合によって光領域の信号分離を行う光
分離回路において、入力光信号の偏光依存性を低減す
る。 【解決手段】多重信号に対応する光パルス列からなる周
波数fi の入力光信号と、光源1の光を光変調器2にお
いて変調信号によって変調した周波数fj の分離パルス
とを四光波混合発生素子3に加えることによって、多重
信号に対応する光パルス列から、変調信号に応じて分離
した光パルス列からなる周波数fk の出力光信号を得る
ようにした光分離回路において、光源1の光を分岐する
光分岐器5と、この分岐光を互いに異なる偏光状態にす
る偏光状態制御部6と、異なる偏光状態の分岐光を合波
する光合波器7とを、光源1と光変調器2との間に設け
ることによって、四光波混合における入力光信号の偏光
依存性を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信のための光
回路の構成方式に関し、特に光領域において、信号の分
離を可能にするための、光分離回路に関するものであ
る。
【0002】光通信システムの大容量化のために、光送
受信機の高速動作が要求されている。しかしながら、光
によって搬送された多重信号の分離を、電気信号の段階
で行う従来の方法では、動作の高速性は、電子回路の高
速特性によって制限されている。
【0003】そこで、光領域での信号の多重,分離が検
討されている。特に、光領域において多重信号の分離を
可能にするための、光分離回路が要求されている。
【0004】
【従来の技術】従来知られている、光領域における多重
信号の分離方法としては、四光波混合の非線型効果を利
用する方法が有力である。四光波混合は、光学素子に周
波数fi ,fj の二つの光を入力したとき、周波数fk
=2×fi −fj (または2×fj −fi )の新たな光
が発生する現象である。この場合の周波数fk の光電力
は、周波数fi ,fj の光電力に比例する。
【0005】図7は、従来の光分離回路を示したもので
あって、1は半導体レーザ等からなる光源、2は光源1
の光を変調信号に基づいて変調する光変調器、3は分散
シフトファイバや光半導体アンプ等からなる四光波混合
発生素子、4はマッハツェンダ光干渉器等からなる光フ
ィルタである。
【0006】図8は、光分離回路の動作を説明するもの
である。入力光信号は周波数fi を有し、伝送信号に対
応するパルス列からなっている。光変調器出力信号は周
波数fj を有し、変調信号に対応するパルス列からなっ
ている。四光波混合発生素子3は、周波数fk =2×f
i −fj の新たな光を発生し、光フィルタ4は、周波数
fk の光を選択的に通過させる。
【0007】この場合、周波数fk の光信号出力は、周
波数fi,fj のそれぞれの光信号の電力の積に比例する
ので、入力光信号を光変調器出力の光パルス列(分離パ
ルス)で打ち抜いたような出力光信号が得られる。例え
ば変調信号を、伝送信号の4ビットごとに“1”になる
信号とすることによって、入力光信号における伝送信号
がnGb/sの多重信号であった場合、分離パルスとし
てn/4Gb/sからなる信号を用いて、伝送信号を1
/4分岐した出力信号を得ることができ、多重信号の分
離を行うことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】四光波混合には偏光依
存性があって、周波数fi,fj のそれぞれの信号の偏光
状態が異なる場合、周波数fk の光出力は発生せず、従
って、光領域の信号分離を行うことはできない。一方、
光ファイバ伝送後の受信機入力、または光ファイバ伝送
中のADM(Add Drop Multiplexer)の入力では、偏光
状態が一定に定まらないため、四光波混合による光領域
の信号分離を、実用回路に適用することは困難であっ
た。
【0009】例えば、入力信号光の偏光状態と、分離用
の光パルスの偏光状態とが直交している場合には、四光
波混合成分は発生せず、従って光領域での信号分離はで
きないという問題があった。
【0010】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであって、四光波混合による光領域
の信号分離を行う際に、入力光信号の偏光依存性を低減
した光分離回路を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの、本発明の具体的手段を、以下に列挙する。
【0012】(1) 本発明の態様(1) においては、多重信
号に対応する光パルス列からなる周波数fi の入力光信
号と、光源1の光を光変調器2において変調信号によっ
て変調した周波数fj の分離パルスとを四光波混合発生
素子3に加えることによって、多重信号に対応する光パ
ルス列から変調信号に応じて分離した光パルス列からな
る周波数fk の出力光信号を得る光分離回路において、
光源1の光を分岐する光分岐器5と、この分岐光を互い
に異なる偏光状態にする偏光状態制御部6と、異なる偏
光状態の分岐光を合波する光合波器7とを、光源1と光
変調器2との間に設ける。
【0013】(2) 本発明の態様(2) においては、(1) の
場合に、偏光状態制御部6が、光分岐器5と光合波器7
とを接続する2本の定偏波ファイバ9,10からなり、
一方の定偏波ファイバが他方の定偏波ファイバに対して
入出力間が90°回転している。
【0014】(3) 本発明の態様(3) においては、(1) の
場合に、偏光状態制御部6が、光分岐器5と光合波器7
とを接続する2本の光線路のうちの一方の光線路にTE
/TMモード変換素子11を挿入して構成されている。
【0015】(4) (1) 〜(3) の場合に、光変調器2と四
光波混合発生素子3との間に、高分散素子8を挿入す
る。
【0016】(5) 本発明の態様(4) においては、多重信
号に対応する光パルス列からなる周波数fi の入力光信
号と、光源1の光を光変調器2において変調信号によっ
て変調した周波数fj の分離パルスとを四光波混合発生
素子3に加えることによって、多重信号に対応する光パ
ルス列から変調信号に応じて分離した光パルス列からな
る周波数fk の光出力信号を得る光分離回路において、
光源1の光を分岐する光分岐器5と、この分岐光を互い
に異なる偏光状態にする偏光状態制御部6と、異なる偏
光状態の分岐光を合波する光合波器7とを、光変調器2
と四光波混合発生素子3との間に設ける。このとき、二
つの分岐の経路の光学長は、等しいものとする。
【0017】(6) 本発明の態様(5) においては、(5) の
場合に、偏光状態制御部6が、光分岐器5と光合波器7
とを接続する2本の定偏波ファイバ9,10からなり、
一方の定偏波ファイバが他方の定偏波ファイバに対して
入出力間が90°回転している。このとき、二つの分岐
の経路の光学長は、等しいものとする。
【0018】(7) 本発明の態様(6) においては、(5) の
場合に、偏光状態制御部6が、光分岐器5と光合波器7
とを接続する2本の光線路のうちの一方の光線路にTE
/TMモード変換素子11を挿入して構成されている。
このとき、二つの分岐の経路の光学長は、等しいものと
する。
【0019】(8) (5) 〜(7) の場合に、光合波器7と四
光波混合発生素子3との間に、高分散素子8を挿入す
る。
【0020】(9) (5) 〜(7) の場合に、光変調器2と光
分岐器5との間に、高分散素子8を挿入する。
【0021】(10) (1) 〜(9) の場合、四光波混合発生
素子3の後段に光フィルタ4を設けて、周波数fk (=
2fi −fjまたは2fj −fi )の光出力信号を抽出
する。
【0022】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態(1) を
示したものであって、本発明の態様(1) に対応してい
る。図中、図7の場合と同じものを同じ番号で示し、こ
れらの動作は図7の場合と同様である。5は光分岐器、
6は偏光状態制御部、7は光合波器である。8は高分散
素子であって、1.5μ帯で使用した場合の1.3μ帯
零分散ファイバ等からなっている。
【0023】図1において、光源1の発生光fj を光分
岐器5を経て2分岐し、偏光状態制御部6を経て、2分
岐したそれぞれの光の偏光状態が互いに直交し、または
異なる偏光となるように、偏光状態を制御する。光合波
器7において、偏光状態制御部6の両出力光を合波し
て、光変調器2に入力する。
【0024】光変調器2は、偏光依存性のないものであ
り、互いに直交する偏波からなる合波光を変調して、分
離パルスを生成する。光変調器出力を、高分散素子8に
入力することによって、パルス圧縮を生じさせたのち、
四光波混合発生素子3に入力する。
【0025】四光波混合発生素子3は、入力光信号fi
を分離パルスfj によって打ち抜いた光出力を発生し、
光フィルタ4は、四光波混合発生素子3の出力光から周
波数fk の光を抽出して、出力光信号を発生する。
【0026】実施形態(1) においては、分離用光パルス
を直交する二つの偏波から構成することによって、どの
ような偏光状態の入力光信号に対しても、四光波混合を
発生することができ、光領域での信号分離を行うことが
できる。信号光の偏光状態によって、四光波混合成分の
大きさが変化するが、これは後段の電気的な回路の利得
によって対応することができる。
【0027】なお、使用する光源は図1の例のように1
個でもよく、または同じ光周波数であれば、2個以上で
もよい。この場合は、光分岐器は不要である。また、光
変調器出力において、所要の光パルス幅を得ることがで
きれば、高分散素子8は省略してもよい。
【0028】図2は、本発明の実施形態(2) を示したも
のであって、本発明の態様(2) に対応している。図中、
図1の場合と同じものを同じ番号で示し、これらの動作
は図1の場合と同様である。
【0029】9,10は定偏波ファイバであって、図1
に示された偏光状態制御部を形成している。光分岐器5
の分岐光出力を、定偏波ファイバ9,10に入力し、そ
のうち一方を他方に対して90°回転させて光合波器7
に入力して合波して得られた、直交する二つの偏光から
なる光を光変調器2に入力して、偏波合成を行うように
したものであり、その他の点は同様である。
【0030】このように、本発明の実施形態(2) におい
ては、偏光状態制御部を定偏波ファイバによって実現し
ている。なお、この場合も、光変調器出力において、所
要の光パルス幅が得られれば、高分散素子8を省くこと
ができる。
【0031】図3は、本発明の実施形態(3) を示したも
のであって、本発明の態様(3) に対応している。図中、
図1の場合と同じものを同じ番号で示し、これらの動作
は図1の場合と同様である。
【0032】11はTE/TMモード変換器であって、
図1に示された偏光状態制御部を形成している。光分岐
器5の分岐光出力に対する光路の一方に、TE/TMモ
ード変換器11を挿入して、偏光状態を90°回転させ
て光合波器7に入力するとともに、他方の分岐光出力
は、通常の無偏光の光ファイバからなる光線路を介して
光合波器7に入力して合波して、光変調器2に入力す
る。
【0033】このように、本発明の実施形態(3) におい
ては、偏光状態制御部をTE/TMモード変換器によっ
て実現している。なお、この場合も、光変調器出力にお
いて、所要の光パルス幅が得られれば、高分散素子8を
省くことができる。
【0034】図4は、本発明の実施形態(4) を示したも
のであって、本発明の態様(4) に対応している。図中、
図1の場合と同じものを同じ番号で示しているが、図1
の場合と比較して、光分岐器5,偏光状態制御部6およ
び光合波器7と、光変調器2との位置が入れ替わってい
る点が異なっている。
【0035】実施形態(4) は、光源からの光出力を変調
後、偏波多重を行うものである。この場合、光合波器7
で多重される、異なる偏光からなる分岐光パルスが、偏
波状態によって位相が異ならないようにするために、二
つの分岐の経路の光学長を等しくすることが必要となる
が、光変調器として、偏光依存性のあるものでも、使用
することができる利点がある。
【0036】なお、この場合も、光変調器出力におい
て、所要の光パルス幅が得られれば、高分散素子8を省
くことができる。さらに、高分散素子8は、光変調器2
の直後に設けてもよい。
【0037】図5は、本発明の実施形態(5) を示したも
のであって、本発明の態様(5) に対応している。図中、
図2の場合と同じものを同じ番号で示しているが、図2
の場合と比較して、光分岐器5,定偏波ファイバ9,1
0および光合波器7と、光変調器2との位置が入れ替わ
っている点が異なっている。
【0038】実施形態(5) は、光源からの光出力を変調
後、偏波多重を行うものであって、動作原理は、実施形
態(4) の場合と同様であるが、光分岐器5の出力を定偏
波ファイバ9,10に加え、そのうち一方だけを90°
回転させて、光合波器7に接続して、偏波合成を行うよ
うにしたものであり、その他の点は同様である。
【0039】なお、この場合も、光変調器出力におい
て、所要の光パルス幅が得られれば、高分散素子8を省
くことができる。さらに、高分散素子8は、光変調器2
の直後に設けてもよい。
【0040】図6は、本発明の実施形態(6) を示したも
のであって、本発明の態様(6) に対応している。図中、
図3の場合と同じものを同じ番号で示しているが、図3
の場合と比較して、光分岐器5,TE/TMモード変換
素子11および光合波器7と、光変調器2との位置が入
れ替わっている点が異なっている。
【0041】実施形態(6) は、光源からの光出力を変調
後、偏波多重を行うものであって、動作原理は、実施形
態(4) の場合と同様であるが、一方の光路の分岐光を、
TE/TMモード変換素子11を用いて、偏光状態を9
0°回転させて光合波器7に入力するとともに、他方の
分岐光出力は、通常の無偏光の光ファイバからなる光線
路を介して光合波器7に入力して合波することによっ
て、偏波合成を行うようにしたものであり、その他の点
は同様である。
【0042】なお、この場合も、光変調器出力におい
て、所要の光パルス幅が得られれば、高分散素子8を省
くことができる。さらに、高分散素子8は、光変調器2
の直後に設けてもよい。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、四
光波混合を用いた光分離回路において、入力光信号の偏
光状態のいかんにかかわらず、四光波混合による光領域
の信号分離を実現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態(1) を示す図である。
【図2】本発明の実施形態(2) を示す図である。
【図3】本発明の実施形態(3) を示す図である。
【図4】本発明の実施形態(4) を示す図である。
【図5】本発明の実施形態(5) を示す図である。
【図6】本発明の実施形態(6) を示す図である。
【図7】従来の光分離回路を示す図である。
【図8】光分離回路の動作を説明する図である。
【符号の説明】
1 光源 2 光変調器 3 四光波混合発生素子 4 光フィルタ 5 光分岐器 6 偏光状態制御部 7 光合波器 8 高分散素子 9 定偏波ファイバ 10 定偏波ファイバ 11 TE/TMモード変換素子

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多重信号に対応する光パルス列からなる
    周波数fi の入力光信号と、光源の光を光変調器におい
    て変調信号によって変調した周波数fj の分離パルスと
    を四光波混合発生素子に加えることによって、前記多重
    信号に対応する光パルス列から前記変調信号に応じて分
    離した光パルス列からなる周波数fkの出力光信号を得
    る光分離回路において、 前記光源の光を分岐する光分岐器と、該分岐光を互いに
    異なる偏光状態にする偏光状態制御部と、該異なる偏光
    状態の分岐光を合波する光合波器とを、前記光源と光変
    調器との間に設けたことを特徴とする光分離回路。
  2. 【請求項2】 前記偏光状態制御部が、前記光分岐器と
    光合波器とを接続する2本の定偏波ファイバからなり、
    一方の定偏波ファイバが他方の定偏波ファイバに対して
    入出力間が90°回転していることを特徴とする請求項
    1に記載の光分離回路。
  3. 【請求項3】 前記偏光状態制御部が、前記光分岐器と
    光合波器とを接続する2本の光線路のうちの一方の光線
    路にTE/TMモード変換素子を挿入してなることを特
    徴とする請求項1に記載の光分離回路。
  4. 【請求項4】 請求項1から3までのうちのいずれかに
    記載の光分離回路において、前記光変調器と四光波混合
    発生素子との間に、高分散素子を挿入したことを特徴と
    する光分離回路。
  5. 【請求項5】 多重信号に対応する光パルス列からなる
    周波数fi の入力光信号と、光源の光を光変調器におい
    て変調信号によって変調した周波数fj の分離パルスと
    を四光波混合発生素子に加えることによって、前記多重
    信号に対応する光パルス列から前記変調信号に応じて分
    離した光パルス列からなる周波数fkの光出力信号を得
    る光分離回路において、 前記光源の光を分岐する光分岐器と、該分岐光を互いに
    異なる偏光状態にする偏光状態制御部と、該異なる偏光
    状態の分岐光を合波する光合波器とを、前記光変調器と
    四光波混合発生素子との間に設けたことを特徴とする光
    分離回路。
  6. 【請求項6】 前記偏光状態制御部が、前記光分岐器と
    光合波器とを接続する2本の定偏波ファイバからなり、
    一方の定偏波ファイバが他方の定偏波ファイバに対して
    入出力間が90°回転していることを特徴とする請求項
    5に記載の光分離回路。
  7. 【請求項7】 前記偏光状態制御部が、前記光分岐器5
    と光合波器とを接続する2本の光線路のうちの一方の光
    線路にTE/TMモード変換素子を挿入してなることを
    特徴とする請求項5に記載の光分離回路。
  8. 【請求項8】 請求項5から7までのうちのいずれかに
    記載の光分離回路において、前記光合波器と四光波混合
    発生素子との間に、高分散素子を挿入したことを特徴と
    する光分離回路。
  9. 【請求項9】 請求項5から7までのうちのいずれかに
    記載の光分離回路において、前記光変調器と光分岐器と
    の間に、高分散素子を挿入したことを特徴とする光分離
    回路。
  10. 【請求項10】 請求項1から9までのうちのいずれか
    に記載の光分離回路において、前記四光波混合発生素子
    の後段に光フィルタを設けて、前記周波数fk (=2f
    i −fjまたは2fj −fi )の光出力信号を抽出する
    ようにしたことを特徴とする光分離回路。
JP8057169A 1996-03-14 1996-03-14 光分離回路 Withdrawn JPH09244077A (ja)

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