JPH11122224A - 光学波長多重化装置 - Google Patents
光学波長多重化装置Info
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- JPH11122224A JPH11122224A JP10222708A JP22270898A JPH11122224A JP H11122224 A JPH11122224 A JP H11122224A JP 10222708 A JP10222708 A JP 10222708A JP 22270898 A JP22270898 A JP 22270898A JP H11122224 A JPH11122224 A JP H11122224A
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- optical
- wavelength
- channel
- optical source
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/03—WDM arrangements
- H04J14/0305—WDM arrangements in end terminals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ループバックされたスペクトラム的にスライ
スした発光デバイスを用いた光ネットワーク用のＷＤＭ
送信器を提供すること。 【解決手段】 本発明は、光学ソース信号スペクトラム
バンド幅を有するブロードスペクトラム光学ソース１８
と、前記ブロードスペクトラム光学装置が接続されるチ
ャネル規定装置２２とからなり、前記チャネル規定装置
は、前記光学ソース信号を複数の個別の波長バンドに分
解し一連の波長チャネルを規定するルーティング機能に
応じて、前記個別の波長バンドを入力ポートと出力ポー
トとの間で配送する波長分解手段と、前記ルーティング
機能に従って、出力ポートと入力ポートとを結合する光
学結合手段とからなり、前記一連の個々にアドレスされ
た波長チャネルを光学信号に多重化することを特徴とす
る。
スした発光デバイスを用いた光ネットワーク用のＷＤＭ
送信器を提供すること。 【解決手段】 本発明は、光学ソース信号スペクトラム
バンド幅を有するブロードスペクトラム光学ソース１８
と、前記ブロードスペクトラム光学装置が接続されるチ
ャネル規定装置２２とからなり、前記チャネル規定装置
は、前記光学ソース信号を複数の個別の波長バンドに分
解し一連の波長チャネルを規定するルーティング機能に
応じて、前記個別の波長バンドを入力ポートと出力ポー
トとの間で配送する波長分解手段と、前記ルーティング
機能に従って、出力ポートと入力ポートとを結合する光
学結合手段とからなり、前記一連の個々にアドレスされ
た波長チャネルを光学信号に多重化することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
関し、特にループバックされたスペクトラム的にスライ
スした発光デバイスを用いた光通信システムの改良に関
する。
関し、特にループバックされたスペクトラム的にスライ
スした発光デバイスを用いた光通信システムの改良に関
する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの伝送容量は、光学ソー
スの変調バンド幅と分散伝播効果と非線形伝播効果によ
り制限される。ある長さの光ファイバは、非常に広い光
学バンド幅（１０−２０ＴＨｚ）を有するが、この光フ
ァイバを伝播されるシステムのデータレートは、単一チ
ャネルの通信システムにおいて約２．５Ｇビット／秒に
現在では制限されている。波長分割多重化（wavelength
division multiplexing−ＷＤＭ）は、異なる波長で数
個の光学キャリア信号上でデータを同時に伝送すること
により光学システムの容量を増加している。
スの変調バンド幅と分散伝播効果と非線形伝播効果によ
り制限される。ある長さの光ファイバは、非常に広い光
学バンド幅（１０−２０ＴＨｚ）を有するが、この光フ
ァイバを伝播されるシステムのデータレートは、単一チ
ャネルの通信システムにおいて約２．５Ｇビット／秒に
現在では制限されている。波長分割多重化（wavelength
division multiplexing−ＷＤＭ）は、異なる波長で数
個の光学キャリア信号上でデータを同時に伝送すること
により光学システムの容量を増加している。
【０００３】このシステム全体の容量は波長チャネルの
数に等しい数だけ増加する。ＷＤＭの別の利点は、家庭
への光ファイバのような一点から多点への通信システム
で具体化される。この場合、時分割多重（time-divisio
n-multiplex −ＴＤＭ）のポイント間のリンクに比較し
て電力分離容量、安全性、アップグレード可能性、サー
ビスのフレキシビリティ、素子速度の低下等の要件が改
善されるためにＷＤＭシステムを魅力的なものにしてい
る。
数に等しい数だけ増加する。ＷＤＭの別の利点は、家庭
への光ファイバのような一点から多点への通信システム
で具体化される。この場合、時分割多重（time-divisio
n-multiplex −ＴＤＭ）のポイント間のリンクに比較し
て電力分離容量、安全性、アップグレード可能性、サー
ビスのフレキシビリティ、素子速度の低下等の要件が改
善されるためにＷＤＭシステムを魅力的なものにしてい
る。
【０００４】これまで提案されてきたＷＤＭシステム
は、各光学チャネル即ち個々の伝送波長に対し、別々の
光学変調ソースを有している。例えば個々のレーザダイ
オードが別々の周波数に同調され個別に変調されるよう
なレーザダイオードの列を用いることができる。これら
レーザの複数の波長が、例えば光学カプラにより結合さ
れその後光ファイバの一端に放射される。この光ファイ
バの他端では複数の波長チャネルは互いに分離されそれ
ぞれ対応する受信機に送出される。
は、各光学チャネル即ち個々の伝送波長に対し、別々の
光学変調ソースを有している。例えば個々のレーザダイ
オードが別々の周波数に同調され個別に変調されるよう
なレーザダイオードの列を用いることができる。これら
レーザの複数の波長が、例えば光学カプラにより結合さ
れその後光ファイバの一端に放射される。この光ファイ
バの他端では複数の波長チャネルは互いに分離されそれ
ぞれ対応する受信機に送出される。
【０００５】様々な技術的問題点により、現在提案され
ているＷＤＭシステムは、家庭への光ファイバの敷設の
ような大量の市場のアプリケーションに対しては、市場
性があるとは見られていない。このような問題は現在収
納できるチャネルの数が小さいことである。
ているＷＤＭシステムは、家庭への光ファイバの敷設の
ような大量の市場のアプリケーションに対しては、市場
性があるとは見られていない。このような問題は現在収
納できるチャネルの数が小さいことである。
【０００６】具体的に説明すると、多数のチャネル（３
２−６４さらにはまた１２８個）が利用可能な場合に
は、ＷＤＭシステムはコスト的に有効であると見なされ
るが現在のマルチチャネルレーザダイオードは許容可能
な歩留まりでもってわずか８個のチャネルさえ形成する
のが非常に困難である。さらにまた、現在市販されてい
る受動型のＷＤＭスプリッタは、そのパスバンドチャネ
ルの温度変動が大きくそのためマルチチャネルソースに
おける連続的な同調性が必要であるがこれは未だに達成
されてはいない。
２−６４さらにはまた１２８個）が利用可能な場合に
は、ＷＤＭシステムはコスト的に有効であると見なされ
るが現在のマルチチャネルレーザダイオードは許容可能
な歩留まりでもってわずか８個のチャネルさえ形成する
のが非常に困難である。さらにまた、現在市販されてい
る受動型のＷＤＭスプリッタは、そのパスバンドチャネ
ルの温度変動が大きくそのためマルチチャネルソースに
おける連続的な同調性が必要であるがこれは未だに達成
されてはいない。
【０００７】そのためＷＤＭは、光学ネットワークの容
量と透明性を増加させるための有効な解決法を提供する
が、現在目論見られているファイバ分散ネットワークの
ＷＤＭは、単純なポイント間スキーム（顧客毎に１本の
光ファイバ）に対し、コスト的に引き合うものとは考え
られず、さらにまたコスト的に有効なスキームが必要と
されている。
量と透明性を増加させるための有効な解決法を提供する
が、現在目論見られているファイバ分散ネットワークの
ＷＤＭは、単純なポイント間スキーム（顧客毎に１本の
光ファイバ）に対し、コスト的に引き合うものとは考え
られず、さらにまたコスト的に有効なスキームが必要と
されている。
【０００８】このような各家庭への光ファイバを敷設す
る光通信システムにおいては、家庭との間で光学信号を
やりとりする低コストの方法が求められている。データ
ストリームの時間領域多重化（ＴＤＭ）もまた、伝送容
量を増加する別の方法ではあるが、高価な高周波電子部
品を用いて特定なネットワークを構築することは好まし
くなく、将来アップグレードすることが困難でもある。
る光通信システムにおいては、家庭との間で光学信号を
やりとりする低コストの方法が求められている。データ
ストリームの時間領域多重化（ＴＤＭ）もまた、伝送容
量を増加する別の方法ではあるが、高価な高周波電子部
品を用いて特定なネットワークを構築することは好まし
くなく、将来アップグレードすることが困難でもある。
【０００９】例えば、５０Ｍビット／秒のデータレート
で１軒の家庭に分配するためには、３２チャネルのシス
テムは、１．５Ｇビット／秒以上の容量を有する送信器
とルータと増幅器と受信機と変調器とを必要とする。こ
のような高価で最新型の素子を各家庭に配置することは
好ましくない。さらにまたシステムの多くが屋外および
家庭内で透明かつ受動型（即ちラインのレートとは独立
でかつ電気的なパワーを必要としない）であることが好
ましい。
で１軒の家庭に分配するためには、３２チャネルのシス
テムは、１．５Ｇビット／秒以上の容量を有する送信器
とルータと増幅器と受信機と変調器とを必要とする。こ
のような高価で最新型の素子を各家庭に配置することは
好ましくない。さらにまたシステムの多くが屋外および
家庭内で透明かつ受動型（即ちラインのレートとは独立
でかつ電気的なパワーを必要としない）であることが好
ましい。
【００１０】ローカルアクセスを必要とするような低い
データレート（５０−１５５ＭＨｚ）のシステムに加え
て、高速データレートのシステム（６２２ＭＨｚ−２．
５Ｇビット／秒）がＷＤＭから得られる。このような場
合、十分なチャネル同調性と安定性と変調のバンド幅を
有する多重周波数ソースを得ることが難しいために同様
な問題が発生する。
データレート（５０−１５５ＭＨｚ）のシステムに加え
て、高速データレートのシステム（６２２ＭＨｚ−２．
５Ｇビット／秒）がＷＤＭから得られる。このような場
合、十分なチャネル同調性と安定性と変調のバンド幅を
有する多重周波数ソースを得ることが難しいために同様
な問題が発生する。
【００１１】さらにまた多重波長チャネルを提供するた
めにスペクトラムスライシング（spectral slicing）
と、波長チャネルをデータで変調することおよび複数の
チャネルをその後時分割多重化することを用いるＷＤＭ
システムは、それ自身が現在抱える問題のいくつかを解
決する。前述した問題のいくつかを解決するために、ブ
ロードバンドの光学ソースをスペクトラムスライシング
するＷＤＭシステムが用いられており、このようなシス
テムは同一出願人による米国特許出願第０８／７０６，
０２９号に開示されている。
めにスペクトラムスライシング（spectral slicing）
と、波長チャネルをデータで変調することおよび複数の
チャネルをその後時分割多重化することを用いるＷＤＭ
システムは、それ自身が現在抱える問題のいくつかを解
決する。前述した問題のいくつかを解決するために、ブ
ロードバンドの光学ソースをスペクトラムスライシング
するＷＤＭシステムが用いられており、このようなシス
テムは同一出願人による米国特許出願第０８／７０６，
０２９号に開示されている。
【００１２】しかし、複数の波長チャネルを結合するこ
のようなシステムは、例えば高価な波長グレーティング
ルータのような多重チャネルフィルタリングデバイスと
挿入損失の大きいスターカプラのような光学結合デバイ
スの両方を必要とする。例えば１×Ｎのスターカプラの
挿入損失は、１／Ｎである（ここで、Ｎは結合される光
学ラインの数である）。
のようなシステムは、例えば高価な波長グレーティング
ルータのような多重チャネルフィルタリングデバイスと
挿入損失の大きいスターカプラのような光学結合デバイ
スの両方を必要とする。例えば１×Ｎのスターカプラの
挿入損失は、１／Ｎである（ここで、Ｎは結合される光
学ラインの数である）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、素子のコ
ストと光学挿入損失を低減しながら多重波長チャネルを
１本の光ファイバに結合する即ち時分割多重化する必要
がある。さらにまた、多数のスペクトラムチャネルを伝
送できる効率的でコストの安いＷＤＭシステムの必要性
が存在する。
ストと光学挿入損失を低減しながら多重波長チャネルを
１本の光ファイバに結合する即ち時分割多重化する必要
がある。さらにまた、多数のスペクトラムチャネルを伝
送できる効率的でコストの安いＷＤＭシステムの必要性
が存在する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を光学ソースの出力スペクトラムをループバックし、ス
ペクトラムスライシングすることにより解決する。本発
明の一実施例によれば、個々の波長バンドを含む光学ソ
ース信号スペクトラムバンド幅を有する広いスペクトラ
ム光学ソースを入力ポートと出力ポートを有するチャネ
ル規定装置の入力ポートに接続される。
を光学ソースの出力スペクトラムをループバックし、ス
ペクトラムスライシングすることにより解決する。本発
明の一実施例によれば、個々の波長バンドを含む光学ソ
ース信号スペクトラムバンド幅を有する広いスペクトラ
ム光学ソースを入力ポートと出力ポートを有するチャネ
ル規定装置の入力ポートに接続される。
【００１５】このチャネル規定装置が光学ソース信号を
個別の波長バンドに分解し、個々に宛先の付けられた波
長チャネルのシーケンスを規定するために、ルーティン
グ機能に基づいて入力ポートと少なくとも１個の出力ポ
ートとの間でこの個別の波長バンドを配送する。このチ
ャネル規定装置は、さらに少なくとも１個の出力ポート
と少なくとも１個の入力ポートとを結合して、１個の出
力ポートで一連の個々にアドレスの付された波長チャネ
ルを光学信号に多重化する。
個別の波長バンドに分解し、個々に宛先の付けられた波
長チャネルのシーケンスを規定するために、ルーティン
グ機能に基づいて入力ポートと少なくとも１個の出力ポ
ートとの間でこの個別の波長バンドを配送する。このチ
ャネル規定装置は、さらに少なくとも１個の出力ポート
と少なくとも１個の入力ポートとを結合して、１個の出
力ポートで一連の個々にアドレスの付された波長チャネ
ルを光学信号に多重化する。
【００１６】
【発明の実施の形態】システムの外観 本発明によれば、光学ソースからのブロードスペクトラ
ム出力（例えば１５５０ｎｍ）のような一般的な通信波
長に出力中心を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）は、周
期的ルーティング特性を有する波長チャネル規定装置に
より処理され、スペクトラムスライシングにより、そし
てこのスペクトラムスライスされたチャネルのループバ
ックによる時分割多重化波長チャネルのグループを形成
する。
ム出力（例えば１５５０ｎｍ）のような一般的な通信波
長に出力中心を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）は、周
期的ルーティング特性を有する波長チャネル規定装置に
より処理され、スペクトラムスライシングにより、そし
てこのスペクトラムスライスされたチャネルのループバ
ックによる時分割多重化波長チャネルのグループを形成
する。
【００１７】本発明により構成された、多重波長光学通
信システム１０を図１に示す。同図に示すように、シス
テム１０は、送信器１２と受信機１４とを有する。光学
ソース１８からのブロードスペクトラム光学パルス１６
が増幅器２０により増幅され、波長チャネル規定装置２
２に与えられる。パルス生成器２３がブロードスペクト
ラムパルスの幅と繰り返しレートとを決定する。これら
は、例えばそれぞれ２．５ｎｓと、２０ｎｓである（図
２Ａ）。
信システム１０を図１に示す。同図に示すように、シス
テム１０は、送信器１２と受信機１４とを有する。光学
ソース１８からのブロードスペクトラム光学パルス１６
が増幅器２０により増幅され、波長チャネル規定装置２
２に与えられる。パルス生成器２３がブロードスペクト
ラムパルスの幅と繰り返しレートとを決定する。これら
は、例えばそれぞれ２．５ｎｓと、２０ｎｓである（図
２Ａ）。
【００１８】後述するように波長チャネル規定装置２２
は、光学ソース１８により与えられる出力パルスをスペ
クトラム的にスライスして波長を個々のパルスλ1 から
λnの形態で複数の個々の波長バンドに形成する。これ
は図２Ｂに概念的に示すように個々の波長バンド間に時
間遅延を挿入し、それらが独立にアドレス可能とされる
ものである。
は、光学ソース１８により与えられる出力パルスをスペ
クトラム的にスライスして波長を個々のパルスλ1 から
λnの形態で複数の個々の波長バンドに形成する。これ
は図２Ｂに概念的に示すように個々の波長バンド間に時
間遅延を挿入し、それらが独立にアドレス可能とされる
ものである。
【００１９】図２Ｃは、本発明の一実施例によるブロー
ドスペクトラム光学ソースとして用いられる発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）の代表的な周波数スペクトラムを表す。
波長チャネルあたり５０Ｍｂ／ｓのデータレートで分配
するために、代表的な周波数スペクトラムを含むＬＥＤ
からなる光学ソース１８は、８個のＷＤＭチャネルシス
テムに対しては、−７．９ｄＢｍピークパワーと２．５
ｎｓのパルス幅と、２０ｎｓの繰り返しレートに直接変
調される。
ドスペクトラム光学ソースとして用いられる発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）の代表的な周波数スペクトラムを表す。
波長チャネルあたり５０Ｍｂ／ｓのデータレートで分配
するために、代表的な周波数スペクトラムを含むＬＥＤ
からなる光学ソース１８は、８個のＷＤＭチャネルシス
テムに対しては、−７．９ｄＢｍピークパワーと２．５
ｎｓのパルス幅と、２０ｎｓの繰り返しレートに直接変
調される。
【００２０】各異なる波長（ここでは波長チャネルと称
する）は、特定のチャネルで伝送されるべき情報で変調
される。本発明の送信器１２は、１個のブロードバンド
変調器を用いて複数の個別の波長チャネル上でデータを
伝送する。選択的事項として、例えばクラッディングダ
ンピングファイバグレーティングまたは多層干渉フィル
タのような周波数依存性フィルタ（図示せず）を波長チ
ャネル規定装置２２の出力に接続して、一部あるいは全
ての光学波長チャネルのパワースペクトラムを均一化し
てもよい。
する）は、特定のチャネルで伝送されるべき情報で変調
される。本発明の送信器１２は、１個のブロードバンド
変調器を用いて複数の個別の波長チャネル上でデータを
伝送する。選択的事項として、例えばクラッディングダ
ンピングファイバグレーティングまたは多層干渉フィル
タのような周波数依存性フィルタ（図示せず）を波長チ
ャネル規定装置２２の出力に接続して、一部あるいは全
ての光学波長チャネルのパワースペクトラムを均一化し
てもよい。
【００２１】図１の実施例においては、データ生成器２
４は、複数の低周波データ信号（例、ローカルアクセス
アプリケーションにおいてはチャネルあたり５０Ｍビッ
ト／秒で、８−２４個のチャネル）を生成し、これが時
分割多重化装置（図示せず）により時分割多重化（ＴＤ
Ｍ）されて高速データレート（４００−８００Ｍビット
／秒）に上げられる。
４は、複数の低周波データ信号（例、ローカルアクセス
アプリケーションにおいてはチャネルあたり５０Ｍビッ
ト／秒で、８−２４個のチャネル）を生成し、これが時
分割多重化装置（図示せず）により時分割多重化（ＴＤ
Ｍ）されて高速データレート（４００−８００Ｍビット
／秒）に上げられる。
【００２２】その結果得られた波長チャネルは、波長チ
ャネル規定装置による高速データレート信号出力を用い
て変調器２６により符号化され、増幅器２５により増幅
される。この高速データレート信号は用いられる波長チ
ャネルの数とブロードスペクトラムパルスレートの乗算
の積であるレート（γ）に少なくとも等しいデータレー
トを有さなければならない。
ャネル規定装置による高速データレート信号出力を用い
て変調器２６により符号化され、増幅器２５により増幅
される。この高速データレート信号は用いられる波長チ
ャネルの数とブロードスペクトラムパルスレートの乗算
の積であるレート（γ）に少なくとも等しいデータレー
トを有さなければならない。
【００２３】この高速データレート信号は、ブロードバ
ンドの光学変調器２６を通過することにより多重チャネ
ル光学信号上に符号化される。この光学変調器２６は、
広い波長範囲（５０ｎｍバンド幅）に亘って光学信号を
変調でき、かつ極性依存性が低い。
ンドの光学変調器２６を通過することにより多重チャネ
ル光学信号上に符号化される。この光学変調器２６は、
広い波長範囲（５０ｎｍバンド幅）に亘って光学信号を
変調でき、かつ極性依存性が低い。
【００２４】ループバックＷＧＲチャネル規定装置 ループバックスペクトラムスライシングを用い、光学ソ
ース１８として１５５０ｎｍに出力中心を有するＬＥＤ
を用いた代表的なシステム例を図３に示す。１５５０ｎ
ｍに出力中心を有する出力スペクトラムを例として説明
するが、光学ソースの出力スペクトラムは、例えば１３
００ｎｍのような別の波長に中心を有していてもよい。
ース１８として１５５０ｎｍに出力中心を有するＬＥＤ
を用いた代表的なシステム例を図３に示す。１５５０ｎ
ｍに出力中心を有する出力スペクトラムを例として説明
するが、光学ソースの出力スペクトラムは、例えば１３
００ｎｍのような別の波長に中心を有していてもよい。
【００２５】１個の光学ソースによりサービスされる加
入者の数は、その出力パワーに依存する。図３の構成例
では、光学ソース１８は１５５０ｎｍに出力中心を有す
るＬＥＤであり、増幅器２０は従来のエルビウムドープ
ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）で構成される。しかしファ
イバ増幅器は、１３００ｎｍのような他の波長範囲に対
しては現在の所得られていない。このような場合、半導
体光学増幅器を用いることができる。
入者の数は、その出力パワーに依存する。図３の構成例
では、光学ソース１８は１５５０ｎｍに出力中心を有す
るＬＥＤであり、増幅器２０は従来のエルビウムドープ
ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）で構成される。しかしファ
イバ増幅器は、１３００ｎｍのような他の波長範囲に対
しては現在の所得られていない。このような場合、半導
体光学増幅器を用いることができる。
【００２６】この半導体光学増幅器は、必要ならばＬＥ
Ｄ光学ソースと集積化され、モノリシックに集積化され
たＬＥＤ増幅器構造体とすることができる。このような
デバイスの製造は当業者には公知である。しかし、１３
００ｎｍに適した集積化ＬＥＤ増幅器の詳細は、K, -Y.
Liou et al.著の "Monolithically Integrated Semico
nductor LED-Amplifier for Application as Transceiv
er in Fiber Access Systems", IEEE Photonics Techno
logy Letters, Vol. 8, pp. 800-802, 1996 を参照のこ
と。
Ｄ光学ソースと集積化され、モノリシックに集積化され
たＬＥＤ増幅器構造体とすることができる。このような
デバイスの製造は当業者には公知である。しかし、１３
００ｎｍに適した集積化ＬＥＤ増幅器の詳細は、K, -Y.
Liou et al.著の "Monolithically Integrated Semico
nductor LED-Amplifier for Application as Transceiv
er in Fiber Access Systems", IEEE Photonics Techno
logy Letters, Vol. 8, pp. 800-802, 1996 を参照のこ
と。
【００２７】図３において波長チャネル規定装置２２
は、導波路グレーティングルータ（waveguide grating
router−ＷＧＲ）３００である多重チャネルフィルタデ
バイスと、光学遅延線３０１ａ−３０１ｄを有する。Ｗ
ＧＲ３００は、各連続する波長チャネルを選択し、それ
を対応する例えば光ファイバ部分である光学遅延線３０
１ａ−３０１ｄに分配し、そして隣接するチャネル間の
クロストークをできるだけ少なくしながら分配する。
は、導波路グレーティングルータ（waveguide grating
router−ＷＧＲ）３００である多重チャネルフィルタデ
バイスと、光学遅延線３０１ａ−３０１ｄを有する。Ｗ
ＧＲ３００は、各連続する波長チャネルを選択し、それ
を対応する例えば光ファイバ部分である光学遅延線３０
１ａ−３０１ｄに分配し、そして隣接するチャネル間の
クロストークをできるだけ少なくしながら分配する。
【００２８】理想的な多重チャネルフィルタデバイスの
伝送スペクトラム（櫛歯状波長）を図５に示す。図２Ｃ
に示すような光学デバイスのブロードバンドスペクトラ
ムを図５に示すような理想的な多重チャネルフィルタリ
ングデバイスに適応することにより、スペクトラムスラ
イシングが実行される。その理由は、ブロードスペクト
ラムが個別の周波数バンドに分割されるからである。し
かし、ＷＧＲ３００のような実際のデバイスは理想的な
櫛歯状波長特性を近似する伝送スペクトラムしか有さな
い。
伝送スペクトラム（櫛歯状波長）を図５に示す。図２Ｃ
に示すような光学デバイスのブロードバンドスペクトラ
ムを図５に示すような理想的な多重チャネルフィルタリ
ングデバイスに適応することにより、スペクトラムスラ
イシングが実行される。その理由は、ブロードスペクト
ラムが個別の周波数バンドに分割されるからである。し
かし、ＷＧＲ３００のような実際のデバイスは理想的な
櫛歯状波長特性を近似する伝送スペクトラムしか有さな
い。
【００２９】図６は、スペクトラムスライシング用の多
重チャネルフィルタデバイスとして用いられる光学集積
されたＷＧＲ３００を示し、このＷＧＲ３００は周期的
なパスバンド伝送特性を有する。即ちバンドの中心内で
は複数の理想的な伝送チャネルがあるが、その領域外で
はＷＧＲ３００は、周期的なパスバンド特性を示す。こ
のようなルータの構造と動作の詳細は、C. Dragone et
al. 著の "IntegratedOptics N×N Multiplexer on Sil
icon" IEEE Photonics Technology Letters,Vol. 3, p
p. 896-899, 1991 を参照のこと。
重チャネルフィルタデバイスとして用いられる光学集積
されたＷＧＲ３００を示し、このＷＧＲ３００は周期的
なパスバンド伝送特性を有する。即ちバンドの中心内で
は複数の理想的な伝送チャネルがあるが、その領域外で
はＷＧＲ３００は、周期的なパスバンド特性を示す。こ
のようなルータの構造と動作の詳細は、C. Dragone et
al. 著の "IntegratedOptics N×N Multiplexer on Sil
icon" IEEE Photonics Technology Letters,Vol. 3, p
p. 896-899, 1991 を参照のこと。
【００３０】図７は、ＷＧＲ３００を用いて図２Ｃの発
光ダイオード（ＬＥＤ）の代表的な周波数スペクトラム
用に個々の波長チャネルを与えるときの増幅し、かつス
ペクトラムスライシングした後のブロードバンドの光学
ソースから得られた波長チャネルの周波数スペクトラム
を表す。図７の繰り返しピークは、ＷＧＲ３００の１
２．８ｎｍの自由スペクトラム範囲（free spectral ra
nge） により分離された周期的パスバンド伝送特性の効
果を示す。他の全てのチャネルも同様なスペクトラム特
性を示す。但しそれらは、ＷＧＲ３００の１．６ｎｍチ
ャネルスペースにより等間隔に離間している。
光ダイオード（ＬＥＤ）の代表的な周波数スペクトラム
用に個々の波長チャネルを与えるときの増幅し、かつス
ペクトラムスライシングした後のブロードバンドの光学
ソースから得られた波長チャネルの周波数スペクトラム
を表す。図７の繰り返しピークは、ＷＧＲ３００の１
２．８ｎｍの自由スペクトラム範囲（free spectral ra
nge） により分離された周期的パスバンド伝送特性の効
果を示す。他の全てのチャネルも同様なスペクトラム特
性を示す。但しそれらは、ＷＧＲ３００の１．６ｎｍチ
ャネルスペースにより等間隔に離間している。
【００３１】２４ＷＤＭチャネルシステム用の光学遅延
線３０１ａ−３０１ｄは、受動型であるが活性型のデバ
イスも用いることができる。光学遅延線３０１ａ−３０
１ｄの各々は、０．０５ｎｓ／ｃｍの遅延係数に対応す
る率（index）が １．５０ｎｍで動作するシングルモー
ドファイバで実現できる。したがって１７ｃｍの長さの
シングルモードファイバを挿入することは０．８５ｎｓ
の時間遅延を挿入したことに対応する。遅延時間の若干
の変動は、光ファイバの屈折率の変動の結果としても発
生する。
線３０１ａ−３０１ｄは、受動型であるが活性型のデバ
イスも用いることができる。光学遅延線３０１ａ−３０
１ｄの各々は、０．０５ｎｓ／ｃｍの遅延係数に対応す
る率（index）が １．５０ｎｍで動作するシングルモー
ドファイバで実現できる。したがって１７ｃｍの長さの
シングルモードファイバを挿入することは０．８５ｎｓ
の時間遅延を挿入したことに対応する。遅延時間の若干
の変動は、光ファイバの屈折率の変動の結果としても発
生する。
【００３２】この実施例おいては、ループバックスペク
トラムスライシングスキームは、ＷＧＲ３００の周期的
ルーティング特性を用いた２４チャネルＷＤＭソースと
して実現されるＷＧＲ３００用のものである。この実施
例においては、１．６ｎｍ（２００Ｇｈｚ）のチャネル
スペースと、３８．４ｎｍの自由スペクトラム範囲を有
する２４×２４のシリカ製ＷＧＲを用いた。この２４×
２４のシリカ製ＷＧＲは、２４個の入力ポートと２４個
の出力ポートを有し、ある入力ポートにおけるブロード
バンドの光学入力信号を２４個の波長チャネルにスペク
トラム的にスライスする。これらは２４個の出力ポート
のそれぞれに対応する。
トラムスライシングスキームは、ＷＧＲ３００の周期的
ルーティング特性を用いた２４チャネルＷＤＭソースと
して実現されるＷＧＲ３００用のものである。この実施
例においては、１．６ｎｍ（２００Ｇｈｚ）のチャネル
スペースと、３８．４ｎｍの自由スペクトラム範囲を有
する２４×２４のシリカ製ＷＧＲを用いた。この２４×
２４のシリカ製ＷＧＲは、２４個の入力ポートと２４個
の出力ポートを有し、ある入力ポートにおけるブロード
バンドの光学入力信号を２４個の波長チャネルにスペク
トラム的にスライスする。これらは２４個の出力ポート
のそれぞれに対応する。
【００３３】このループバック構成により、ＷＧＲ３０
０は波長チャネルのスペクトラムスライシングと、タイ
ミング遅延と時分割多重化（ＴＤＭ）が実行できる。こ
のループバック構成は、ＷＤＭアクセス送信器の光学挿
入損失と構成要素のコストを低減しながらＷＤＭソース
構成を単純化する。周期的ルーティング特性を示すＷＧ
Ｒは、オハイオ州コロンバスのホトニックインテグレー
ションリサーチ社から市販されている、例えばＮ×Ｎの
列状にならんだ導波路グレーティング多重化／脱多重化
のモジュールである。
０は波長チャネルのスペクトラムスライシングと、タイ
ミング遅延と時分割多重化（ＴＤＭ）が実行できる。こ
のループバック構成は、ＷＤＭアクセス送信器の光学挿
入損失と構成要素のコストを低減しながらＷＤＭソース
構成を単純化する。周期的ルーティング特性を示すＷＧ
Ｒは、オハイオ州コロンバスのホトニックインテグレー
ションリサーチ社から市販されている、例えばＮ×Ｎの
列状にならんだ導波路グレーティング多重化／脱多重化
のモジュールである。
【００３４】ループバックスペクトラムスライスされた
送信器の動作、特に波長チャネル規定装置２２の動作を
図３を参照して以下説明する。光学ソース１８用の１．
５５μｍＬＥＤは、ｃｗ（連続波）動作し増幅器／変調
器３０２を用いてブロードバンドのＬＥＤ出力信号を増
幅しパルス化する。この増幅器／変調器３０２（図１の
増幅器２５と変調器２６に対応する）は、モノリシック
に集積された半導体デバイスとして実現できる。この増
幅器／変調器３０２は、通常極性に対し感受性を有さず
電子吸収変調器（ＬＥＤと集積化される）を用い、ＬＥ
Ｄの変調バンド幅を８Ｇｂ／ｓに大幅に増加させる。
送信器の動作、特に波長チャネル規定装置２２の動作を
図３を参照して以下説明する。光学ソース１８用の１．
５５μｍＬＥＤは、ｃｗ（連続波）動作し増幅器／変調
器３０２を用いてブロードバンドのＬＥＤ出力信号を増
幅しパルス化する。この増幅器／変調器３０２（図１の
増幅器２５と変調器２６に対応する）は、モノリシック
に集積された半導体デバイスとして実現できる。この増
幅器／変調器３０２は、通常極性に対し感受性を有さず
電子吸収変調器（ＬＥＤと集積化される）を用い、ＬＥ
Ｄの変調バンド幅を８Ｇｂ／ｓに大幅に増加させる。
【００３５】それぞれが５０Ｍｂ／ｓで動作する２４Ｗ
ＤＭチャネルに対しては、このＬＥＤは０．８３ｎｓパ
ルスで、その繰り返しレートが５０Ｍｈｚである。この
パルス化された出力は、さらに増幅器２０（ＥＤＦＡ）
で増幅され、その後波長チャネル規定装置２２のシリカ
製ＷＧＲ３００を用いてスペクトラムスライスし、ルー
ティングすることにより処理される。ＷＧＲ３００によ
るスペクトラムスライシングは、パルス化されたＬＥＤ
出力信号をＷＧＲ３００の多重波長フィルタ伝送関数に
より２４個の波長チャネルに分割する。この各波長チャ
ネルは、２４×２４のシリカ製ＷＧＲの対応する出力ポ
ートに配送される。
ＤＭチャネルに対しては、このＬＥＤは０．８３ｎｓパ
ルスで、その繰り返しレートが５０Ｍｈｚである。この
パルス化された出力は、さらに増幅器２０（ＥＤＦＡ）
で増幅され、その後波長チャネル規定装置２２のシリカ
製ＷＧＲ３００を用いてスペクトラムスライスし、ルー
ティングすることにより処理される。ＷＧＲ３００によ
るスペクトラムスライシングは、パルス化されたＬＥＤ
出力信号をＷＧＲ３００の多重波長フィルタ伝送関数に
より２４個の波長チャネルに分割する。この各波長チャ
ネルは、２４×２４のシリカ製ＷＧＲの対応する出力ポ
ートに配送される。
【００３６】波長チャネル規定装置２２は、ループバッ
クプロセスを用いてシリカ製ＷＧＲの２４個の出力ポー
トからの２４個の波長チャネルを一本の光学伝送ライン
に多重化する。出力ポート上に現れる１個の波長チャネ
ルのループバックをＷＧＲの未使用の入力ポートに採用
することにより、この１個の波長チャネルはＷＧＲの異
なる所定の出力ポートに再配送され、そして遅延を挿入
することによりこの１個の波長チャネルはその後所定の
出力ポートに既に現れた別の波長チャネルと多重化され
る。
クプロセスを用いてシリカ製ＷＧＲの２４個の出力ポー
トからの２４個の波長チャネルを一本の光学伝送ライン
に多重化する。出力ポート上に現れる１個の波長チャネ
ルのループバックをＷＧＲの未使用の入力ポートに採用
することにより、この１個の波長チャネルはＷＧＲの異
なる所定の出力ポートに再配送され、そして遅延を挿入
することによりこの１個の波長チャネルはその後所定の
出力ポートに既に現れた別の波長チャネルと多重化され
る。
【００３７】この再配送機能は、ＷＧＲ３００のルーテ
ィング特性から得られる。Ｎ×Ｎのルーティング特性は
次式により与えられる。 Ｎout＝Ｎλ−Ｎin＋１ （Ｎ＞０） Ｎout＝Ｎλ−Ｎin＋１＋Ｎ （Ｎ≦０） 上記の式において、ＮλはＷＧＲ３００の波長チャネル
数であり、ＮinはＷＧＲ３００の入力ポート数であり、
Ｎout はＷＧＲ３００の出力ポート数である。
ィング特性から得られる。Ｎ×Ｎのルーティング特性は
次式により与えられる。 Ｎout＝Ｎλ−Ｎin＋１ （Ｎ＞０） Ｎout＝Ｎλ−Ｎin＋１＋Ｎ （Ｎ≦０） 上記の式において、ＮλはＷＧＲ３００の波長チャネル
数であり、ＮinはＷＧＲ３００の入力ポート数であり、
Ｎout はＷＧＲ３００の出力ポート数である。
【００３８】図８は本発明に使用される上記の式から展
開されたＷＧＲ用のルーティングマトリックスである。
このマトリックスは、ＷＧＲ３００の入力ポートと出力
ポートと波長チャネルの間の関係を表す。マトリックス
の入力ポートと波長チャネルと出力ポートの対応は、Ｗ
ＧＲ３００の１個の出力ポート上に複数の波長チャネル
を多重化するために用いられる。
開されたＷＧＲ用のルーティングマトリックスである。
このマトリックスは、ＷＧＲ３００の入力ポートと出力
ポートと波長チャネルの間の関係を表す。マトリックス
の入力ポートと波長チャネルと出力ポートの対応は、Ｗ
ＧＲ３００の１個の出力ポート上に複数の波長チャネル
を多重化するために用いられる。
【００３９】図８に示すマトリックスを参照すると、入
力ポート番号５０１がマトリックスの左側縦軸に、出力
ポート番号５０２がマトリックスの上部横軸に、そして
対応する波長チャネル番号がマトリックス内に示され
る。例えば入力信号が、入力ポート１に加えられると、
出力ポート５における波長チャネルは、波長チャネル５
となる。
力ポート番号５０１がマトリックスの左側縦軸に、出力
ポート番号５０２がマトリックスの上部横軸に、そして
対応する波長チャネル番号がマトリックス内に示され
る。例えば入力信号が、入力ポート１に加えられると、
出力ポート５における波長チャネルは、波長チャネル５
となる。
【００４０】全ての波長チャネルが出力ポート１の時分
割多重化光学チャネルとして現れるような実施例におい
ては、特定の出力ポートに現れる個別の波長チャネル
は、出力ポート１に再配送される。波長チャネルは個別
のパルスであるため、このチャネルは出力ポートから入
力ポートへのループバックに挿入された光学遅延による
時間遅延で分離できる。そのため適切な遅延量を選択す
ることにより、再配送された波長チャネルは、同一ポー
トの別の波長チャネルとは干渉しない。
割多重化光学チャネルとして現れるような実施例におい
ては、特定の出力ポートに現れる個別の波長チャネル
は、出力ポート１に再配送される。波長チャネルは個別
のパルスであるため、このチャネルは出力ポートから入
力ポートへのループバックに挿入された光学遅延による
時間遅延で分離できる。そのため適切な遅延量を選択す
ることにより、再配送された波長チャネルは、同一ポー
トの別の波長チャネルとは干渉しない。
【００４１】図８に戻って、入力ポート１に現れる信号
は、出力ポート番号に対応する出力波長チャネルを有す
る（即ち、波長チャネル２は出力ポート２に現れ、波長
チャネル５は出力ポート５に現れる等である）。波長チ
ャネル５が出力ポート５に現れることが好ましい場合に
は、例えば出力ポート１上で多重化されるように出力ポ
ート１に対応する波長チャネル５は、横行５０２の出力
ポート１の下の縦列のマトリックス内に見いだされる。
は、出力ポート番号に対応する出力波長チャネルを有す
る（即ち、波長チャネル２は出力ポート２に現れ、波長
チャネル５は出力ポート５に現れる等である）。波長チ
ャネル５が出力ポート５に現れることが好ましい場合に
は、例えば出力ポート１上で多重化されるように出力ポ
ート１に対応する波長チャネル５は、横行５０２の出力
ポート１の下の縦列のマトリックス内に見いだされる。
【００４２】出力ポート１上に現れる波長チャネル５に
対応する縦列５０１の入力ポートは、マトリックスから
入力ポート番号５として読み出される。したがって、出
力ポート５における波長チャネル５は、入力ポート５に
ループバックされ、この波長チャネル５は出力ポート１
に現れる。このループバックプロセスは、全てのチャネ
ルが出力ポート１に現れるまで全ての波長チャネルに対
し繰り返される。
対応する縦列５０１の入力ポートは、マトリックスから
入力ポート番号５として読み出される。したがって、出
力ポート５における波長チャネル５は、入力ポート５に
ループバックされ、この波長チャネル５は出力ポート１
に現れる。このループバックプロセスは、全てのチャネ
ルが出力ポート１に現れるまで全ての波長チャネルに対
し繰り返される。
【００４３】図３において、整数倍のパルス幅遅延を有
する光学遅延線３０１ａ−３０１ｄが出力ポートとＷＧ
Ｒ３００の対応する入力ポートとの間に、実施例が波長
チャネル１におけるような波長チャネルの１個を除いて
全てに対し、図８で規定される方法で行われる。整数倍
のパルス幅が挿入され、その結果波長チャネルパルス
は、同時に出力ポートには現れない。
する光学遅延線３０１ａ−３０１ｄが出力ポートとＷＧ
Ｒ３００の対応する入力ポートとの間に、実施例が波長
チャネル１におけるような波長チャネルの１個を除いて
全てに対し、図８で規定される方法で行われる。整数倍
のパルス幅が挿入され、その結果波長チャネルパルス
は、同時に出力ポートには現れない。
【００４４】実施例においては、ファイバ遅延線は、
０．８３ｎｓ遅延の整数倍に相当する１７ｃｍの整数倍
である。ＷＧＲ３００の周期的ルーティング特性は、そ
れぞれの光学遅延線３０１ａ−３０１ｄにより挿入され
る遅延量と結合されて、スペクトラム的にスライスされ
たＷＤＭチャネルの各々をファイバ遅延線でループバッ
クされない入力ポートに対応する出力ポート上に単一の
ＴＤＭシーケンスとして多重化する。
０．８３ｎｓ遅延の整数倍に相当する１７ｃｍの整数倍
である。ＷＧＲ３００の周期的ルーティング特性は、そ
れぞれの光学遅延線３０１ａ−３０１ｄにより挿入され
る遅延量と結合されて、スペクトラム的にスライスされ
たＷＤＭチャネルの各々をファイバ遅延線でループバッ
クされない入力ポートに対応する出力ポート上に単一の
ＴＤＭシーケンスとして多重化する。
【００４５】したがって、各ＷＤＭチャネルは、１パル
ス幅により連続的に遅延され、その後全てのＷＤＭのパ
ルストレインが１パルス幅に亘ってＬＥＤを単にパルス
発信させることにより生成される。その後このＷＤＭパ
ルストレインは、増幅器／変調器に送られ、そこで各Ｗ
ＤＭチャネルのデータ変調用に使用され、その後受信機
に送信される。
ス幅により連続的に遅延され、その後全てのＷＤＭのパ
ルストレインが１パルス幅に亘ってＬＥＤを単にパルス
発信させることにより生成される。その後このＷＤＭパ
ルストレインは、増幅器／変調器に送られ、そこで各Ｗ
ＤＭチャネルのデータ変調用に使用され、その後受信機
に送信される。
【００４６】図１において、バルク型のＩｎＧａＡｓＰ
の導波路変調器がこの実施例における好ましい光学変調
器２６であるが、いかなるブロードバンドの光学変調器
も用いることができる。変調器２６の出力は、光学媒体
２８（例、シングルモード光ファイバ）を介して多重波
長受信機１４に送信される。この受信機１４は、例えば
受動型ＷＤＭスプリッタルータ３０を有し、この受動型
ＷＤＭスプリッタルータ３０が受信光学信号を複数の変
調光学波長チャネル３２（例、５０ＭＨｚのＷＤＭチャ
ネル）に分離し、その後特定の加入者の光学ネットワー
ク装置３４に向けられる。
の導波路変調器がこの実施例における好ましい光学変調
器２６であるが、いかなるブロードバンドの光学変調器
も用いることができる。変調器２６の出力は、光学媒体
２８（例、シングルモード光ファイバ）を介して多重波
長受信機１４に送信される。この受信機１４は、例えば
受動型ＷＤＭスプリッタルータ３０を有し、この受動型
ＷＤＭスプリッタルータ３０が受信光学信号を複数の変
調光学波長チャネル３２（例、５０ＭＨｚのＷＤＭチャ
ネル）に分離し、その後特定の加入者の光学ネットワー
ク装置３４に向けられる。
【００４７】図９は本発明の２４個のＷＤＭチャネルの
スペクトラム的にスライスされた出力スペクトラムを表
す。図９に示すように各チャネル波長は、ＷＧＲ３００
の２００ＧＨｚのスペクトラムスペースでもって正確に
離間し、かつ各チャネルは、約−１０ｄＢｍから−８ｄ
Ｂｍのパワーレベルを有する。全てのチャネルは、１つ
の主要なスペクトラムピークを有するが、但し、ほぼ等
しいピークを２個有するチャネル１９は、ＷＧＲ３００
の自由空間範囲に従って離間している。
スペクトラム的にスライスされた出力スペクトラムを表
す。図９に示すように各チャネル波長は、ＷＧＲ３００
の２００ＧＨｚのスペクトラムスペースでもって正確に
離間し、かつ各チャネルは、約−１０ｄＢｍから−８ｄ
Ｂｍのパワーレベルを有する。全てのチャネルは、１つ
の主要なスペクトラムピークを有するが、但し、ほぼ等
しいピークを２個有するチャネル１９は、ＷＧＲ３００
の自由空間範囲に従って離間している。
【００４８】ビットインターリーブされたＷＤＭ／ＴＤ
Ｍ変調フォーマットを用いているために、自由空間範囲
の繰り返しは、ローカルアクセスシステムにおける大幅
な分散損失を引き起こさない。図１０は、第１の８個の
ＷＤＭチャネルが出力ポート１上にループバック多重化
された場合のＷＤＭソースからの検出された出力パルス
トレインを示す。この実施例において挿入損失は、約６
ｄＢであった。チャネル２−８は、ＷＧＲ３００を２度
通過するが、チャネル１は１回しか通過しないために、
チャネル１は他のチャネルよりも６ｄＢ多いパワーを有
する。
Ｍ変調フォーマットを用いているために、自由空間範囲
の繰り返しは、ローカルアクセスシステムにおける大幅
な分散損失を引き起こさない。図１０は、第１の８個の
ＷＤＭチャネルが出力ポート１上にループバック多重化
された場合のＷＤＭソースからの検出された出力パルス
トレインを示す。この実施例において挿入損失は、約６
ｄＢであった。チャネル２−８は、ＷＧＲ３００を２度
通過するが、チャネル１は１回しか通過しないために、
チャネル１は他のチャネルよりも６ｄＢ多いパワーを有
する。
【００４９】等化装置を用いてＴＤＭスペクトラムスラ
イスシステム内において、チャネル１のパワーの低減と
高パワーレベルにより引き起こされる干渉、即ちクロス
トークの低減を行ってもよい。チャネル１のパワーレベ
ルは、図３に示されるデータ変調器３０３に相補的電気
パルスを加えることにより他のチャネルのそれと等しく
する。
イスシステム内において、チャネル１のパワーの低減と
高パワーレベルにより引き起こされる干渉、即ちクロス
トークの低減を行ってもよい。チャネル１のパワーレベ
ルは、図３に示されるデータ変調器３０３に相補的電気
パルスを加えることにより他のチャネルのそれと等しく
する。
【００５０】相補的電気パルスは、パルス生成器３０４
からの反転パルス信号を加えることにより形成できる。
この反転パルス信号は、データ変調器３０３に到達する
光学パルスと同期しており、この反転電気パルス信号の
振幅は、他のチャネル１の光学パワーを他のチャネルの
それに減衰させるよう調整される。図１１は、８個の時
分割多重化ＷＤＭチャネル用の本発明のパワー等化パル
ストレインを示す。
からの反転パルス信号を加えることにより形成できる。
この反転パルス信号は、データ変調器３０３に到達する
光学パルスと同期しており、この反転電気パルス信号の
振幅は、他のチャネル１の光学パワーを他のチャネルの
それに減衰させるよう調整される。図１１は、８個の時
分割多重化ＷＤＭチャネル用の本発明のパワー等化パル
ストレインを示す。
【００５１】ＴＤＭスペクトラムスライスシステム内に
おける隣接するチャネル間の干渉とクロストークは、波
長チャネルを再度順序化することにより大幅に低減もし
くは除去できる。この好ましい順序は、前述したルーテ
ィングマトリックスから決定できる。例えば、８個のチ
ャネルＷＤＭシステムにおいては、［１，４，７，２，
５，８，３，６］の波長チャネルのシーケンス順序は、
隣接するチャネルクロストークをほぼ除去できる。
おける隣接するチャネル間の干渉とクロストークは、波
長チャネルを再度順序化することにより大幅に低減もし
くは除去できる。この好ましい順序は、前述したルーテ
ィングマトリックスから決定できる。例えば、８個のチ
ャネルＷＤＭシステムにおいては、［１，４，７，２，
５，８，３，６］の波長チャネルのシーケンス順序は、
隣接するチャネルクロストークをほぼ除去できる。
【００５２】ファイバ遅延線を用いたループバック方法
により第２のＷＧＲ（高コスト）の必要性をなくすこと
ができ、これにより複数のＷＤＭチャネルをシングルフ
ァイバに多重化し、Ｎ×１のスターカプラを必要とせ
ず、高い挿入損失を有し（１／Ｎにより与えられる）、
この複数のＷＤＭチャネルをシングルファイバに多重化
できる。
により第２のＷＧＲ（高コスト）の必要性をなくすこと
ができ、これにより複数のＷＤＭチャネルをシングルフ
ァイバに多重化し、Ｎ×１のスターカプラを必要とせ
ず、高い挿入損失を有し（１／Ｎにより与えられる）、
この複数のＷＤＭチャネルをシングルファイバに多重化
できる。
【００５３】本発明を用いて連続的なブロードバンド光
学ソーススペクトラムをスペクトラム的にスライスし、
個別の波長を変調し、そしてその後変調されたチャネル
を単一の出力光学信号に波長分割多重化することができ
る。図４は、ループバックスペクトラムスライシングを
採用して、本発明の別の実施例により多重化された個別
の波長チャネルを与え、その結果変調された個別の波長
パルスを時分割多重化ＴＤＭを行うことはない。
学ソーススペクトラムをスペクトラム的にスライスし、
個別の波長を変調し、そしてその後変調されたチャネル
を単一の出力光学信号に波長分割多重化することができ
る。図４は、ループバックスペクトラムスライシングを
採用して、本発明の別の実施例により多重化された個別
の波長チャネルを与え、その結果変調された個別の波長
パルスを時分割多重化ＴＤＭを行うことはない。
【００５４】図４では、１．５５μｍのＬＥＤ１８を連
続波（ｃｗ）として動作する。オプションとしての光学
増幅器３１０を用いて、ＬＥＤ１８のパワーレベルを増
加させる。ＷＧＲ３００はブロードバンドの光学信号を
受領し、この周波数スペクトラムを個別の波長バンドに
スペクトラム的にスライスし、そしてこの波長バンドを
図３で説明したようにＷＧＲ３００の特定の出力ポート
に配送する。
続波（ｃｗ）として動作する。オプションとしての光学
増幅器３１０を用いて、ＬＥＤ１８のパワーレベルを増
加させる。ＷＧＲ３００はブロードバンドの光学信号を
受領し、この周波数スペクトラムを個別の波長バンドに
スペクトラム的にスライスし、そしてこの波長バンドを
図３で説明したようにＷＧＲ３００の特定の出力ポート
に配送する。
【００５５】任意の光学遅延を有する光ファイバライン
３１２ａ−３１２ｃが、図８に規定した方法で複数の波
長チャネルのうちの１個（波長チャネル１）を除く全て
の波長チャネルに対し、ＷＧＲ３００の出力ポートと対
応する入力ポートとの間に挿入される。さらにまた各光
ファイバラインは、個々のデータ変調器３１４ａ−３１
４ｃを有し、これが個別の波長チャネルを対応するデー
タチャネルでもって変調する。
３１２ａ−３１２ｃが、図８に規定した方法で複数の波
長チャネルのうちの１個（波長チャネル１）を除く全て
の波長チャネルに対し、ＷＧＲ３００の出力ポートと対
応する入力ポートとの間に挿入される。さらにまた各光
ファイバラインは、個々のデータ変調器３１４ａ−３１
４ｃを有し、これが個別の波長チャネルを対応するデー
タチャネルでもって変調する。
【００５６】光ファイバラインの遅延は任意のものであ
り、その理由は波長チャネルは周波数的に分離されるだ
けで図３のＴＤＭシステム内に現れる時間的に分離され
るものではないからである。変調された個別の波長チャ
ネルが、再びＷＧＲ３００内に加えられると、それら
は、出力ポート３２０で単一の光学信号に再結合され
る。ＷＧＲ３００の周期的ルーティング特性は、それぞ
れの光ファイバライン３１２ａ−３１２ｃと組み合わさ
れてスペクトラム的にスライスされたＷＤＭチャネルを
ファイバ遅延線によりループバックされない１個の入力
ポートに対応する出力ファイバ上のＷＤＭ光学信号に多
重化する。
り、その理由は波長チャネルは周波数的に分離されるだ
けで図３のＴＤＭシステム内に現れる時間的に分離され
るものではないからである。変調された個別の波長チャ
ネルが、再びＷＧＲ３００内に加えられると、それら
は、出力ポート３２０で単一の光学信号に再結合され
る。ＷＧＲ３００の周期的ルーティング特性は、それぞ
れの光ファイバライン３１２ａ−３１２ｃと組み合わさ
れてスペクトラム的にスライスされたＷＤＭチャネルを
ファイバ遅延線によりループバックされない１個の入力
ポートに対応する出力ファイバ上のＷＤＭ光学信号に多
重化する。
【００５７】しかし、１個のチャネルはＷＧＲ３００に
ループバックされていないので、この１個のチャネルは
変調器を通らずまた変調されたデータチャネルも通らな
い。同時にＴＤＭは使用されていないために各個別の光
学波長チャネルは、より高速のデータレートでもって変
調される。複数のパルス幅遅延は必要ではない、その理
由は、ＷＤＭ多重化動作は個々の波長バンドを単一のブ
ロードバンド光学信号に再結合するだけだからである。
実施例においては、別のＷＧＲのような櫛歯状のフィル
タデバイスを用いて分離化する受信機３２２で変調され
た個別の周波数バンドλ1 −λN を分離する。
ループバックされていないので、この１個のチャネルは
変調器を通らずまた変調されたデータチャネルも通らな
い。同時にＴＤＭは使用されていないために各個別の光
学波長チャネルは、より高速のデータレートでもって変
調される。複数のパルス幅遅延は必要ではない、その理
由は、ＷＤＭ多重化動作は個々の波長バンドを単一のブ
ロードバンド光学信号に再結合するだけだからである。
実施例においては、別のＷＧＲのような櫛歯状のフィル
タデバイスを用いて分離化する受信機３２２で変調され
た個別の周波数バンドλ1 −λN を分離する。
【図１】本発明により構成された多重波長通信システム
のブロック図
のブロック図
【図２】Ａ 本発明の光学ソースにより提供されるブロ
ードスペクトラムパルスのシーケンスを表す図 Ｂ ブロードスペクトラムパルスをスペクトラムスライ
シングした後の個々の波長チャネルを表す図 Ｃ 本発明によるブロードスペクトラム光学ソースとし
て用いられる発光ダイオード（ＬＥＤ）の周波数スペク
トラムを表す図
ードスペクトラムパルスのシーケンスを表す図 Ｂ ブロードスペクトラムパルスをスペクトラムスライ
シングした後の個々の波長チャネルを表す図 Ｃ 本発明によるブロードスペクトラム光学ソースとし
て用いられる発光ダイオード（ＬＥＤ）の周波数スペク
トラムを表す図
【図３】本発明により時間分割多重化された個々の波長
チャネルを与えるループバックスペクトラムスライシン
グを用いたシステムを表す図
チャネルを与えるループバックスペクトラムスライシン
グを用いたシステムを表す図
【図４】本発明により多重化された個々の波長チャネル
を与えるループバックスペクトラムスライシングを用い
たシステムを表す図
を与えるループバックスペクトラムスライシングを用い
たシステムを表す図
【図５】理想的な多重チャネルフィルタデバイスの伝送
スペクトラムを表す図
スペクトラムを表す図
【図６】本発明による集積化された光学波長グレーティ
ングルータの周期的パスバンド伝送特性を表す図
ングルータの周期的パスバンド伝送特性を表す図
【図７】図２Ｃの発光ダイオード（ＬＥＤ）の周波数ス
ペクトラムに対し、個別の波長チャネルを与える増幅後
スペクトラムスライスした後のブロードバンド光学ソー
スの周波数スペクトラムを表す図
ペクトラムに対し、個別の波長チャネルを与える増幅後
スペクトラムスライスした後のブロードバンド光学ソー
スの周波数スペクトラムを表す図
【図８】本発明の波長グレーティングルータのルーティ
ングマトリックスを表す図
ングマトリックスを表す図
【図９】本発明の波長グレーティングルータの２４のＷ
ＤＭチャネルのスペクトラムスライスされた出力スペク
トラムを表す図
ＤＭチャネルのスペクトラムスライスされた出力スペク
トラムを表す図
【図１０】本発明による波長グレーティングルータの第
１入力ポート上に８個のＷＤＭチャネルがループバック
多重化された際の検出された出力パルストレインを表す
図
１入力ポート上に８個のＷＤＭチャネルがループバック
多重化された際の検出された出力パルストレインを表す
図
【図１１】第１チャネルのパワーが他のチャネルのパワ
ーと等しくなった状態の本発明の８個の時間分割多重化
ＷＤＭチャネルのパルストレインを表す図
ーと等しくなった状態の本発明の８個の時間分割多重化
ＷＤＭチャネルのパルストレインを表す図
１０ 多重波長光学通信システム １２ 送信器 １４ 受信機 １６ ブロードスペクトラム光学パルス １８ 光学ソース ２０ 増幅器 ２２ 波長チャネル規定装置 ２３ パルス生成器 ２４ データ生成器 ２５ 増幅器 ２６ 光学変調器 ２８ 光学媒体 ３０ 受動型ＷＤＭスプリッタルータ ３２ 変調光学波長チャネル ３４ 光学ネットワーク装置 ３００ 導波路グレーティングルータ（ＷＧＲ） ３０１ａ−３０１ｄ 光学遅延線 ３０２ 増幅器／変調器 ３０３ データ変調器 ３０４ パルス生成器 ３１０ 光学増幅器 ３１２ａ−３１２ｃ 光ファイバライン ３１４ａ−３１４ｃ データ変調器 ３２０ 出力ポート ３２２ 受信機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 カン−イー リオウ アメリカ合衆国，07733 ニュージャージ ー，ホルムデル，ケンブリッジ ロード 12
Claims (12)
- 【請求項１】 光学波長多重化装置において、 （Ａ） 複数の個別の波長バンドを含む光学ソース信号
スペクトラムバンド幅を有するブロードスペクトラム光
学ソース（１８）と、 （Ｂ） 前記ブロードスペクトラム光学ソースが接続さ
れる複数の入力ポートと出力ポートとを有するチャネル
規定装置（２２）と、からなり、前記（Ｂ）のチャネル
規定装置（２２）は、 （Ｂ１） 前記光学ソース信号を複数の個別の波長バン
ドに分解し、一連の個々にアドレスされた波長チャネル
を規定するルーティング機能に応じて、前記個別の波長
バンドを前記１個の入力ポートと少なくとも１個の出力
ポートとの間で配送する波長分解手段と、 （Ｂ２） 前記ルーティング機能に従って、少なくとも
１個の出力ポートと少なくとも１個の入力ポートとを結
合する光学結合手段と、からなり、 前記一連の個々にアドレスされた波長チャネルを少なく
とも１個の出力ポートにおいて光学信号に多重化するこ
とを特徴とする光学波長多重化装置。 - 【請求項２】 前記（Ａ）のブロードスペクトラム光学
ソースは、所定のレートで一連の出力パルスを規定する
前記光学ソース信号を生成する手段を有し、 前記（Ｂ２）の光学結合手段は、前記一連の個々にアド
レスされた波長チャネルを規定するために、前記複数の
出力ポートのうちの特定の出力ポートと入力ポートとの
間で所定の時間遅延を与える手段（３０１）を含むこと
を特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記（Ａ）の光学ソースは、前記光学ソ
ース信号を連続的に生成する手段を有し、 前記（Ｂ２）の光学結合手段は、さらに前記個々にアド
レスされた波長チャネルの少なくとも１個のチャネルを
データ信号でもって変調する少なくとも１個の変調手段
を有し、 前記少なくとも１個の出力ポートにおける前記光学信号
は、周波数が整合した前記個別にアドレスされた波長チ
ャネルを有する波長分割多重化光学信号であることを特
徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記（Ｂ１）の波長分解手段は、周期的
ルーティング機能を有する波長グレーティングルータで
あることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 （Ｃ） 少なくとも１個の符号化光学チ
ャネルを形成するために、前記第１レート以上の第２レ
ートでもって動作するデータ信号を用いて少なくとも１
個の光学波長チャネルを符号化する光学変調器をさらに
有することを特徴とする請求項２記載の装置。 - 【請求項６】 前記所定の時間遅延を与える手段は、複
数の光ファイバ遅延線を含み、 前記各遅延線は、前記複数の出力ポートの対応するポー
トと前記波長分解手段の入力ポートの間を光学的に結合
し、 前記一連の個別にアドレスされた波長チャネルの特定の
チャネルの光学パルスが、波長分解手段の出力ポートに
到達する時間を他の波長チャネルの光学パルスが到着す
る時間に対し遅延を与えることを特徴とする請求項２記
載の装置。 - 【請求項７】 前記光学ソースは、光学的に増幅された
発光ダイオードであり、 前記一連の出力パルスを規定する光学ソース信号を生成
する手段は、前記光学増幅発光ダイオードを変調するパ
ルス生成器を有することを特徴とする請求項２記載の装
置。 - 【請求項８】 前記光学ソースは、連続的に動作するよ
う光学的に増幅された発光ダイオードであることを特徴
とする請求項３記載の装置。 - 【請求項９】 前記光学的結合手段は、複数の光ファイ
バラインを含むことを特徴とする請求項３記載の装置。 - 【請求項１０】 複数入力ポートと出力ポートとを有す
るチャネル規定装置を用いて複数の光学波長を多重化す
る方法において、 （Ａ） 複数の個別の波長バンドを含むスペクトラムバ
ンド幅を有する光学ソース信号を提供するステップと、 （Ｂ） 前記チャネル規定装置の１個の入力ポートに前
記光学ソース信号を結合するステップと、 （Ｃ） 前記チャネル規定装置内で、前記光学ソース信
号を複数の個別の波長バンドに分解するステップと、 （Ｄ） 一連の個別にアドレスされた波長チャネルを規
定するルーティング機能に従って、前記個別の波長バン
ドを複数の入力ポートのうちの前記１個の入力ポートと
複数の出力ポートうちの少なくとも１個の出力ポートと
の間でルーティングするステップと、 （Ｅ） 前記ルーティング機能に従って、少なくとも１
個の出力ポートと少なくとも１個の入力ポートとを結合
するステップと、 からなり、前記一連の個別にアドレスされた波長チャネ
ルを少なくとも１個の出力ポートで光学信号に多重化す
ることを特徴とする光学波長多重化方法。 - 【請求項１１】 前記（Ａ）のステップは、一連の出力
パルスを所定のレートでもって規定する前記光学ソース
信号を生成するステップを含み、 前記（Ｂ）のステップは、一連の個別にアドレスされた
波長チャネルを規定するために、前記複数の出力ポート
のうちの特定の出力ポートと入力ポート間に所定の時間
遅延を与えることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 前記（Ａ）のステップは、前記光学ソ
ース信号を連続的に生成するステップを含み、 前記（Ｂ）のステップは、前記個別にアドレスされた波
長チャネルの少なくとも１個のチャネルをデータ信号で
もって変調するステップを含み、 前記少なくとも１個の出力ポートにおける光学信号は、
周波数が整合した前記個別にアドレスされた波長チャネ
ルを含む波長分割多重化光学信号であることを特徴とす
る請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/910939 | 1997-08-08 | ||
| US08/910,939 US6072612A (en) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | WDM transmitter for optical networks using a loop-back spectrally sliced light emitting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11122224A true JPH11122224A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=25429532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10222708A Pending JPH11122224A (ja) | 1997-08-08 | 1998-08-06 | 光学波長多重化装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6072612A (ja) |
| EP (1) | EP0896447A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11122224A (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998009397A1 (en) * | 1996-08-27 | 1998-03-05 | At & T Corp. | Simultaneous wavelength-division multiplexing and broadcast transmission system |
| KR100330409B1 (ko) * | 1998-07-23 | 2002-08-27 | 한국과학기술원 | 파장분할다중 방식 다중화/역다중화 장치와 이를 이용한 파장분할다중 방식 수동형 광 가입자망 |
| US6597826B1 (en) | 1999-11-02 | 2003-07-22 | Xros, Inc. | Optical cross-connect switching system with bridging, test access and redundancy |
| US6650803B1 (en) * | 1999-11-02 | 2003-11-18 | Xros, Inc. | Method and apparatus for optical to electrical to optical conversion in an optical cross-connect switch |
| US6792174B1 (en) | 1999-11-02 | 2004-09-14 | Nortel Networks Limited | Method and apparatus for signaling between an optical cross-connect switch and attached network equipment |
| US6882765B1 (en) | 1999-11-02 | 2005-04-19 | Xros, Inc. | Connection protection between clients and optical cross-connect switches |
| US6571030B1 (en) | 1999-11-02 | 2003-05-27 | Xros, Inc. | Optical cross-connect switching system |
| EP1102428A1 (en) * | 1999-11-19 | 2001-05-23 | BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company | Optical communications system |
| EP1102513A1 (en) | 1999-11-19 | 2001-05-23 | BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company | Optical communications system using two signalling phases |
| US6895188B1 (en) * | 2000-04-10 | 2005-05-17 | Sprint Communications Company L.P. | Optical signal reshaping to mitigate polarization mode dispersion |
| US6959129B2 (en) | 2000-12-22 | 2005-10-25 | Metrophotonics Inc. | Bidirectional multiplexer and demultiplexer based on a single echelle waveguide grating |
| US6407846B1 (en) | 2001-03-16 | 2002-06-18 | All Optical Networks, Inc. | Photonic wavelength shifting method |
| US20020131100A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-09-19 | Myers Michael H. | Method for photonic wavelength error detection |
| US6609840B2 (en) * | 2001-04-05 | 2003-08-26 | Alan Y. Chow | Wave length associative addressing system for WDM type light packet steering |
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| US7103277B2 (en) * | 2003-09-09 | 2006-09-05 | Optimer Photonics, Inc. | Fiber-to-the-premise architectures |
| WO2008080077A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-07-03 | Embedded Control Systems | Method and apparatus to facilitate transmitting data using multiple optical data streams |
| US7843629B2 (en) * | 2007-03-22 | 2010-11-30 | Novera Optics, Inc. | Periodically filtered broadband light source |
| US9602228B1 (en) | 2013-01-18 | 2017-03-21 | Gregory R. Warnes | Method and apparatus for transmission and reception of a signal over multiple frequencies with time offset encoding at each frequency |
| US10636264B2 (en) * | 2018-01-26 | 2020-04-28 | Nec Corporation | Office building security system using fiber sensing |
| EP3951726A4 (en) | 2019-03-29 | 2022-11-16 | NEC Corporation | MONITORING SYSTEM, MONITORING DEVICE, MONITORING METHOD AND NON-TEMPORARY COMPUTER READABLE MEDIA |
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|---|---|---|---|---|
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| CA2107181C (en) * | 1992-09-29 | 1998-12-29 | Yoshiaki Tachikawa | Arrayed-wave guide grating multi/demultiplexer with loop-back optical paths |
| US5479286A (en) * | 1993-08-04 | 1995-12-26 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical fibre communications system |
| US5402256A (en) * | 1994-03-31 | 1995-03-28 | At&T Corp. | Optical time slot interchanger apparatus and method of operation |
| US5680234A (en) * | 1994-10-20 | 1997-10-21 | Lucent Technologies Inc. | Passive optical network with bi-directional optical spectral slicing and loop-back |
| DE69634021T2 (de) * | 1995-02-24 | 2005-12-15 | Nippon Telegraph And Telephone Corp. | Kohärente Weisslichtquelle und optische Vorrichtungen mit derselben |
| US5729369A (en) * | 1996-05-31 | 1998-03-17 | Lucent Technologies Inc. | Method of tracking a plurality of discrete wavelengths of a multifrequency optical signal for use in a passive optical network telecommunications system |
| US5861965A (en) * | 1996-08-30 | 1999-01-19 | Lucent Technologies Inc. | Optical communication system employing spectrally sliced optical source |
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-
1997
- 1997-08-08 US US08/910,939 patent/US6072612A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-07-28 EP EP98305993A patent/EP0896447A3/en not_active Withdrawn
- 1998-08-06 JP JP10222708A patent/JPH11122224A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6072612A (en) | 2000-06-06 |
| EP0896447A2 (en) | 1999-02-10 |
| EP0896447A3 (en) | 2001-01-24 |
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