专利名称：光波长插入分支装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用了光纤的光信息传输装置。
背景技术：
在一根光纤中复用波长不同的多种光信号进行信息传输的波分复用(WDM)光传输方式，是增加光纤通信的容量的极其有效的方法。光波长插入分支装置(OADM)是配置在传输WDM信号的光纤网络中的各节点上的传输装置的一种，是从光纤传输来的WDM信号中仅分离出需要波长的信号并接收，或者将本节点发出的光信号插入到WDM信号中的技术。由于光波长插入分支装置并不是接收光纤传输来的大部分WDM信号然后将其还原成电气信号，而是让光原封不同地通过，因此具有能够大幅度地节省各节点需要的光信号收发送机的优点。其中通过使用光开关等，能够在各节点根据需要改变插入或者分离出来的波长的可变光波长插入分支装置(ROADM)，可以随着将来网络的发展，柔性地改变传输装置的结构并设定波长路径，非常受到注目。
图2表示现有的具有代表性的可变光波长插入分支装置120的结构。从其他的可变光波长插入分支装置等WDM光传输装置传送来的WDM信号从输入光纤101输入，由光放大器102-1放大后输入可变光波长插入分支装置120中。本例为16波长的光信号被波分复用的例子，WDM信号被光波分波器104分离到随波长而不同的路径中，分别被输出到各光波分波器的输出光纤106-1～16中。然后，例如波长λ1的光信号通过2×2光开关107-1，输入到可变光衰减器110-1中。在可变光衰减器110-1的输出部分，光信号的一部分被光耦合器112-1分离，输入到顺方向光检测器111-1中。通常，通过自动调整该可变光衰减器110-1的插入损耗，以使顺方向光检测器111-1检测到的光强度一定，可以降低各种波长的光信号之间的光强度的差异。然后，波长λ1的光信号通过输入光纤115-1输入光复用器105中，与其他的波长λ2～λ16的光信号再次波分复用后，在光放大器102-2中放大到预定的输出电平，从输出光纤103向其他的光传输装置输出。作为光波分波器104和光复用器105，通常使用串联连接AWG(Arrayed Waveguide Grating，阵列波导光栅)元件、电介质多层膜(Dielectric Multi-layer Coating)和光纤光栅(Optical Fiber Grating)等的元件。2×2光开关107是用来切换光信号的插入和分离状态的开关。例如在使2×2开关107-16为通过状态的情况下，从光波分波器的输出光纤106-16输出的波长λ16的光信号直接透过2×2开关107-16输入光复用器105中。而在将本开关切换到插入/分离的状态下，从光波分波器的输出光纤106-16输出的波长λ16的光信号从分出光输出光纤109-16输出，能够被配置在本网络节点上的光接受器124接受。另一方面，从插入光输入光纤108-16输入的波长λ16的光信号输出给可变光衰减器110-16，其结果，可以将从配置在本网络节点上的光发送器123输出的光信号插入到从输出光纤103输出的波分复用信号中。
与上述一样具有代表性的可变光波长插入分支装置的结构有非专利文献1等所叙述的广播&选择型。图3表示以往的广播&选择型可变光波长插入分支装置130的结构示例。在其内部，首先用光耦合器116-1分离从输入光纤101输入的WDM信号的一部分，然后用光耦合器133-1将其分离成与所需的分出光输出光纤13 1的数量相等的分支。本例以分离输出光纤数为4为例，分别从这些光纤中直接输出强度衰减了的WDM信号。当需要在本网络节点接受WDM信号的一部分时，将具有选择接收的光信号的波长的功能的波长选择性光接受器125与各光纤相连，选择所需的波长并接收。
而光耦合器116-1分离出的另一部分光信号输入增益均衡器134中。增益均衡器134为具有将不要的波长的光信号充分衰减将其除去，仅让需要的波长的光信号作为通过信号透过的功能的元件，可以像例如图4那样地构成。在图4中，从输入光纤101输入的波分复用信号被光波分波器104分离成与最大波长数相当(本例为16)的不同的路径。例如，波长λ1的光信号输入可变光衰减器110-1，然后光信号的一部分被光耦合器114-1分离，输入到顺方向光检测器111-1中。为了使顺方向光检测器111-1检测出的光的强度为一定值，通过自动调整该可变光衰减器110-1的插入损耗，使通过光的强度为一定值，或者通过使光衰减器的损耗足够大，可以仅将不要的波长的光信号除去。然后，只有需要的波长的通过信号被光复用器105复用，输出给输出光纤103。
在图3的结构中，输入到4根插入光输入光纤132-1～4中的插入信号在光耦合器133-2中合成后，导入光耦合器116-2中，与从增益均衡器134中输出的通过光合成后输出到输出光纤103中。
这样的广播&选择型可变光波长插入分支装置的特征是，分出光输出光纤131-1～4和插入光输入光纤132-1～4全部用不依赖波长的光耦合器分离或合成。因此具有所有的分出光输出光纤、插入光输入光纤不区分或分配波长，不必考虑连接的光收发器的波长的优点。
在上述那样的以往的可变光波长插入分支装置中，没有设置充分的检测使用者的连接错误(misconnection)的功能是个大问题。特别是作为以往没有被指出的问题，可以列举不能检测插入光信号的波长错误。
例如图2所示的以往的可变光波长插入分支装置120的插入光输入光纤108-1～16上必须正确连接分别输出波长λ1～λ16的光收发器。在配置这些光传输装置的建筑物、仪器室内，由于操作员要用光纤插塞式电缆连接不同的仪器，因此存在接错了光纤而将错误的波长的光发送器123连接到波长不同的插入光输入光纤108上的可能。
图中的虚线121表示波长(λ16)正确的插入光的路径。在将波长λ16的光信号作为插入光时，如果正确连接到插入光输入光纤108-16上，则像虚线所示那样透过光复用器105的输出光与WDM信号复用，导向输出光纤103。与此相反，当将错误的波长λ3的光发送器123连接到插入光输入光纤108-16上时，虽然光信号沿点划线的路径122前进到达光复用器105的输入光纤115-16，但不能透过光复用器105而被阻止。由于在光信号的路径中设置有顺方向光检测器111-16，因此在该点能够判断有无光信号，但无论是在正确的波长的情况下(路径121)还是在错误的波长的情况下(路径122)都被判定成了有光信号，不能检测到连接波长的错误。
因此，第一，不能在作业现场检测出连接错误，即使发生了通信回路没有开通的故障也难以解决，产生费时和增加成本的问题。
第二，以往的可变光波长插入分支装置120判定为在内部追加了插入光，存在光信号的强度设定等产生错误，引起信号恶化的问题。通常，在可变光波长插入分支装置中管理传输的光信号的波长数，使其他的使用中的波长的光强度不受某个波长的信号光的插入或分离等状态变化的影响，随波长数的增加而增减光放大器102-1或102-2的输出强度，使各信号光的强度不变化。如果由于上述那样的波长错误，对于实际上不是从可变光波长插入分支装置120中输出的光信号在装置内部也判定成“有光信号”，则产生实际传输的波长数与装置内部管理的波长数不匹配，其结果光放大器102-1或102-2中设定的光输出强度成了不合适的值。如果光信号强度这样地从正确的设定值变化，则可能引起光信号的SN比不足，或者由于过剩的光强度引起非线性光学效果从而引起恶化，或者输入到光接受器中的光强度超过允许范围因而破坏接受器使其不能接受信号等重大问题。
图3所示的广播&选择型可变光波长插入分支装置也同样存在上述第1、第2个问题。但是，在广播&选择型可变光波长插入分支装置中还存在第3个问题，那就是，如果操作者误将传输中的通过波长或者与其他的插入光相同的波长的光发送器连接到插入光输入光纤上，则会产生信息传输中使用的光信号不能传输的大的障碍。在例如图3的点划线路径136所示那样，波长λ2的光信号从输入光纤101输入，通过光通过增益均衡器134输出到输出光纤103中的情况下，如果将波长λ2的光发送器123连接到插入光输入光纤上送出光信号，则插入光沿点划线的路径137前进，在光耦合器116-2的输出点两光产生了干涉。由于这些光信号用互相不同的信息信号调制，因此存在一方或者两方不能接收的可能。但是，广播&选择型可变光波长插入分支装置中存在没有检测这样的插入光的波长错误的机构或将波长错误引起的障碍防患于未然的联锁机构。本结构为了判断插入光的有无一般使用在插入光输入光纤132-1～4的部分配置光耦合器112-1～4、配置到光检测器135-1～4中的结构，但这样的结构不能判断插入光的波长正确与否。
《R-OADM ArchitectureNow You Can Control TheLight》，Architectural White Paper，Tropic Network Inc，May 03，http//www.tropicnetworks.com/library/pdf/ROADM_White_Paper_May_03.pdf发明内容本发明的目的就是要解决光波长插入分支装置中上述那样的不能检测插入光的波长错误或由插入光的波长错误引起的障碍这样的本发明新指出的问题。
对于上述问题中的不能检测出插入光的波长错误这样的本发明新指出的问题，通过赋予测定插入光信号的波长或者判断插入光信号的波长是否正确的功能，或者赋予仅在波长正确的插入光信号的情况下才判定为有插入光信号、或仅计算波长正确的插入光信号的插入光数的功能，而能够得到解决。通过用指示灯或发光二极管或液晶显示器或显示画面等显示装置显示基于输入的插入光信号的波长的测定值、或者波长是否正确的信息或可以用于判断波长是否正确的信息、或者波长正确的插入光信号的波长数的信息、或者波长是否正确的判定结果的警报，由此将该警报通知给远程管理者或其他的装置，通过这样将波长错误的状态确实地通知操作者、网络管理者或其他的传输装置，能够更加有效地解决插入光的波长错误。
或者，在判定为新加入的插入光信号的波长为不正确的情况下，或者在传输中的通过光信号与其他的传输中的插入光信号的波长一致的情况下，阻断该插入光信号，或者新加入的插入光信号的波长正确，在确认上述2点以后将该插入光信号追加到波分复用信号中，或者只将波长正确的插入光信号复用到通过光信号中，由此能够将波长错误引起的障碍防患于未然。
上述功能通过下述的共用能够简单地实现在测定插入光信号的波长或者判断波长正确与否中，共同使用将在该光波长插入分支装置中输入的波分复用光分波成各种波长的光波分波器、或将输出的波分复用信号进行复用的光复用器，。
上述共用也可以如下这样实现使从光波长插入分支装置中输出给光纤传输线路中的波分复用信号的一部分逆向前进，使其在光波长插入分支装置中从反方向输入用于复用波分复用光信号的光复用器中，并分波成随各波长不同的路径，用分别配置在各路径中的逆向光检测器检测各波长的信号光的有无；或者用具有循环型波长多路复用特性的光复用器作为复用该光波长插入分支装置的波分复用输出光的光复用器，在输出波分复用光信号的输出通道以外的未使用的输出通道配置光检测器，根据该输出信号判断插入光信号的波长是否正确。
对于因插入光信号的波长错误引起的障碍这样的问题，可以通过在该插入光信号的输入处配置仅让波长正确的光信号透过的光滤波器，或者在检测插入光信号的有无的光检测器之前配置仅让波长正确的光信号透过的光滤波器来解决。即，通过赋予仅在输入了正确的波长的插入光信号时判定为有插入光信号的功能，能够防止装内部的波长数的计数错误。
特别是在光波长插入分支装置为广播&选择型结构，内部有将通过光信号分解成各种波长的路径时，使光耦合器合成的所有的插入光信号从光波长插入分支装置的输出口反向进入到输入口，从反方向入射到将通过光信号复用成各种波长的光复用器中，由此分波成各种波长的路径，然后或者选择全反射逆向进入各波长的路径中的插入光信号使其沿顺方向前进并输出，或者选择使通过光信号顺方向透过并输出，通过采用这样的结构可以解决。或者在用光耦合器暂时将所有的插入光信号合成后，用光波分波器分解成各波长不同的路径，选择该波长分解后的通过光信号的路径和该波长分解后的插入光信号的路径中、波长分别相同的路径中的某一个，输入到光复用器中，选择让通过光透过并输出，或者选择插入光信号并输出，通过采用这样的结构也能解决。
发明效果本发明第一能够检测出以往没有指出的插入光的波长及其是否正确。通过将该结果显示给装置操作者，显示波长是否正确，或经过网络传输给其他的装置，能够容易地判断以往不能检测到的插入光的波长错误，能够节约解决问题所必需的时间和成本，能够迅速地开通通信线路。
其次，通过检测出插入光的波长错误，或者通过赋予仅在输入了波长正确的插入光的情况下，判定为有插入光或仅对波长正确的插入光计算其波长数的功能，能够消除装置内部的波长数的计算错误。由此，能够回避光放大器等的光输出强度的误设定引起信号光的SN比(SNRSignal-to-Noise Ratio，信噪比)不足或过剩的光强度造成的非线性光学效果的恶化，能够回避输入到光接受器中的光强度超过允许范围等造成的通信障碍或接受器损坏等问题。
而且，通过本发明，即使在广播&选择型可变光波长插入分支装置中，也能够赋予检测插入光的波长错误的功能，能够提供将波长错误引起的故障防患于未然的联锁机构。
图1表示本发明的第1实施例的结构的2以往的可变光波长插入分支装置的结构3以往的广播&选择型可变光波长插入分支装置的结构4以往的增益均衡器的结构示例图5表示本发明的第1实施例中波长错误判定算法的6本发明的第1实施例中显示面板的结构7本发明的第1实施例中显示面板的别的结构8表示本发明的第2实施例的结构9表示本发明的第3实施例的结构10表示本发明的第4实施例的结构11表示本发明的第5实施例的结构12表示本发明的第6实施例的结构13本发明的第6实施例中增益均衡器171的结构示例图14表示本发明的第7实施例的结构15表示本发明的第8实施例的结构16表示本发明的第9实施例的结构17表示本发明的第10实施例的结构18表示本发明的第11实施例的结构19表示本发明的第11实施例中2×1光开关175的动作的20表示本发明的第12实施例的结构21表示本发明的第12实施例中波长错误和插入光冲突的检测算法的22表示本发明的第13实施例的结构图具体实施方式
实施本发明的最佳形态为，向图2所示的以往的可变光波长插入分支装置赋予检测插入光的波长或波长正确与否的机构，或仅在输入了波长正确的插入光时判定为有插入光的功能的形态。本形态能够通过下述实施例描述的那样来实现。即设置检测插入光的波长的波长计，或在插入光的输入部位配置仅让波长正确的光透过的光滤波器，或在检测有无插入光的光检测器的前面配置仅让波长正确的光信号透过的光滤波器。
在图3所示的以往的广播&选择型可变光波长插入分支装置的情况下，特别是为了仅让波长正确的插入光与通过(through)光复用后输出，而最好在插入光的路径中配置了光滤波器和光分波器。
图1为表示本发明的第1实施例的结构图，表示使用了本发明的可变光波长插入分支装置(R0ADM)100的结构例。本结构为在图2的以往的结构中，追加光耦合器114-1～16、逆向光检测器113-1～16、光耦合器116和反射镜117的结构。光耦合器116分离可变光波长插入分支装置100输出的波分复用光信号的一部分(例如1％～20％)，导向反射镜117。其结果，波分复用光的一部分被反射，再次通过光耦合器116，逆向入射到光复用器105中。波分复用光被光复用器105分离成各种波长，波长λ1～λ16分别逆向进入路径115-1～16，其中的一部分再次被光耦合器114-1～16分离，被逆向光检测器113-1～16检测到。虽然顺方向光检测器111已经检测出有无波长不正确的插入光，但在本结构中，由于只有输出给输出光纤103的插入光、通过光入射到逆向光检测器113-1～16中，因此能够判断插入光的波长错误。例如，当正确的波长λ16的光信号入射到波长λ16的光信号用插入光输入光纤108-16中时，该信号如波长λ16的插入光的路径118所示那样被光复用器105与波分复用信号复用后从输出光纤103输出，同时其一部分被反射镜117反射逆向前进，如波长λ16的光信号的反射后的路径119所示的那样再次返回到相同的路径115-16，在被光耦合器114-16分离后输入到逆向光检测器113-16中。而在将错误的波长(例如波长λ1～15中的任何一个波长)的插入光输入到插入光输入光纤108-16中时，由于被反射镜跟前的光复用器105阻止，因此光信号不输入到逆向光检测器113-16中。
另外，本结构在存在λ16的通过光，且2×2光开关107-16为通过状态时，反射镜117反射的通过光输入到逆向光检测器113-16中。因此进行插入光的波长错误的判断必须进行下述处理。图5表示对波长λ16的光信号进行本发明的目的的插入光波长错误的判断的算法。2×2光开关107-16设定为插入状态时的情况表示于(1)中。首先，如果顺方向光检测器11 1-16中有输入光，则让某种波长的插入光输入到插入光输入光纤108中，此时如果再有输入到逆向光检测器113-16中的输入光，则能够像上述那样判定为光信号的波长为正确(λ16)，如果没有输入光，则可以判定为波长不正确(例如λ3)。而如果没有输入到顺方向光检测器111-16中的输入光，则不存在插入光，可以根据有无输入到逆向光检测器113-16中的输入光，判断装置的故障或无信号的状态。另一方面，在2×2光开关107-16设定为通过状态下，则由于透过光开关获得输出的只有通过光，因此根据顺方向光检测器111-16和逆向光检测器113-16检测到的光信号的有无的组合，可以如图5(2)所示的判断状态。因此如果使用这些结果，可以进行本发明的一个目的的插入光的波长正确与否的判断。
如果上述那样的可以用于判断波长正确与否的信息，用图6的结构显示在可变光波长插入分支装置的面板150的一部分上，则操作者能够迅速地掌握波长连接的错误。发光二极管显示电路140-16为对表示波长λ16的状态的2个发光二极管即顺方向显示发光二极管151-16和逆方向显示发光二极管152-16的显示进行控制的电路。图1中使用的顺方向光检测器111-16和逆向光检测器113-16输出的光强度信号分别输入到电压判断电路141-16、144-16中，与基准电压源142-16、145-16的输出电压值进行比较，以这些值为基准判断光信号的有无。分别将判断结果放大，变换成发光二极管驱动信号143-16、146-16，当有光信号时，发光二极管151-16、152-16亮。操作者可以根据两个显示结果和图5判断波长错误或设备故障。即，如果左侧的顺方向显示发光二极管(151-1～16)和右侧的逆方向显示发光二极管(152-1～16)同时灭，则无输入光(正常)；如果同时亮，则有输入光(正常)。如果只有一边的亮则存在某种异常，特别是如果连接插入光使灯亮，但虽然左边的发光二极管亮而右边的发光二极管不亮，则可以判定为连接的插入光的波长不正确。另外，虽然本实施例描述的是用模拟电压信号传递信息、用硬件实现判断电路的例子，但也可以使用电流等别的模拟量或数字化信号，并且也可以用软件实现整个本判断电路。
上述图6的结构并不是唯一的，显示面板的实现形态有多种变型。图7为本发明的第1实施例中的显示面板150的别的结构的图，为不仅将波长错误的判断结果直接显示给操作者，而且用于在装置内部计算波长正确的插入光的波长数的例子。在本例中，电压判断电路141-16、144-16的有无光信号的判断结果作为数字信号(有光信号时为1，无光信号时为0)输出。并且，信号147-16为表示2×2光开关107-16的状态的数字信号，2×2光开关107-16为插入状态时值为1，为通过状态时值为0。波长错误检测用“与”电路148-16执行电压判断电路141-16的输出信号、用反转电路149-16逻辑反转电压判断电路144-16的输出的信号以及状态信号147-16这3个信号的逻辑积(“与”)运算。根据图5，由于本信号只有在“有插入光并且光开关为插入状态并且波长错误”时才为1，因此放大本信号使波长错误显示发光二极管153-16亮。由此可以使操作者容易明白地显示发生了插入光的波长错误。
另外，上述判断出的波长错误的信息不仅可以输出给显示面板，还可以考虑用声音或蜂鸣器警告，或者经过网络或传输的光信号的标题信息等作为警报传输给其他的传输装置，或者作为错误信息发送给远程管理者或管理节点的形态。
另一方面，通过计算波长正确的插入光的波长数，可以维持与实际上经常传输的光信号的波长数相对应的正确波长数的计数值。在图7中，用插入光检测用“与”电路154-16计算2个电压判断电路141-16和144-16的输出信号、状态信号147-16的逻辑积，生成插入光检测信号155-16。由于本逻辑信号只有在输入了波长正确的插入光时才为1，因此用插入光计数器156计算各波长的插入光检测信号155-1～16中为1的信号的数量，由此能够正确把握用本发明的可变光波长插入分支装置插入波分复用信号中的插入光的数量。如果根据该信息管理WDM信号的波长数，则不会误设定光放大器等的光输出强度，能够回避由此引起的信号光的SN比不足或过剩的光强度造成的非线性光学效果的恶化，能够回避输入到光接受器中的光强度超过允许范围等造成的通信障碍或接受器损坏等问题。
另外，虽然上述第1实施例描述的是波长数为16时的情况，但本发明对波长数没有特别的限制，波长间隔也并不要求要一定。而且并不仅可以用于在干线传输线中广泛使用的密集波分复用技术Dence-WDM(DWDM)，而且可以用于波长间隔宽的粗波分复用技术Coarce-WDM(CWDM)。并且，除周期地需要AWG以外，WDM信号的波长间隔也不必一定。
并且，作为波长复用时使用的光波分波器104和光复用器105，只要是阵列波导(AWG)型、电介质滤波型或光纤光栅型等一般的波分复用信号的合分波时常用的合分波器，使用上没有特别的限制。并且，在实施例中，如果是判断插入光的波长时不使用光复用器105的例子，则可以是光复用器部分中使用对波长没有依赖性的光耦合器，或者由光耦合器与光复用器的组合构成。虽然本例描述的是用一个合分波器对波分复用信号进行复用分离的例子，但也可以根据必要分开构成，或者将波长带宽分割成C-波段、L-波段或更细的带宽使用的结构。
另外，虽然本例描述的是将光放大器配置在可变光波长插入分支装置100的前后的例子，但也可以根据必要任意地配置在损耗多的地方等处。
虽然像本结构这样的使用逆向前进的光的结构，有可能产生不需要的逆向前进的光被反射后沿顺方向前进，与信号光干涉而引起信号恶化，但如果像本例这样在光波长插入分支装置的上游一侧像光放大器102-1一样在输出部位配置内藏光隔离器的元件，则能够防止逆向前进的光反射。也可以根据需要在光波分波器104的前后配置光隔离器。
并且，虽然上述为可变光波长插入分支装置的例子，但对于插入、分离的波长完全或者部分固定的固定光波长插入分支装置也可以毫无问题地使用本发明。并且，在广播&选择型可变光波长插入分支装置中，或者在在插入光输入光线部位设置矩阵开关等、在插入光光源中使用波长可以改变的可变光源，使插入光的波长可以改变的波长可变光波长插入分支装置中，由于操作者的失误或电路的故障、波长设定或切换开关时的通信遗漏等会引起插入光的波长错误，因此本发明有效。
图8为表示本发明的第2实施例的结构的图，该实施例为，输出给输出光纤103的波分复用信号的一部分被光耦合器116分离，输入到波长计160中，由此测定插入光的波长。在将例如波长λ16的光信号的通过、插入状态进行切换的2×2开关107-16为插入状态时，如果波长不正确的λ3输入到插入光输入光纤108-16中，则光信号如路径122所示那样被光复用器105阻塞，虽然在顺方向光检测器11 1-16中被检测到，但不能到达波长计160。而当波长正确的λ16输入到插入光输入光纤108-16中时，光信号取路径121，插入光在顺方向光检测器111-16中被检测到，同时由波长计160测定波长。因此根据这些结果能够判断插入光的有无和波长正确与否。但是，由于与第1实施例同样，不仅插入光，通过光也被输入到了波长计160中，因此测定插入光的波长以及判断插入光的波长正确与否需要使用与第1实施例的图5、图7和图7相同的算法和判断电路。例如，如果检测到2×2光开关107-16处于插入状态，并且有输入给顺方向光检测器111-16的输入光，并且波长计160检测到波长λ16的成分，则可以判定为有波长λ16的插入光。而如果检测到2×2光开关107-16为插入状态，并且有输入给顺方向光检测器111-16的输入光，并且波长计160没有检测到波长λ16的成分，则可以判定为“输入到插入光输入光纤108-16中的插入光的波长错误”。
图9为表示本发明的第3实施例的结构的图，该实施例表示，分别在光复用器的多个输入光纤115-1～16上配置光耦合器163-1～16、仅让波长λ1～λ16通过而阻止其他的波长的光波带通滤波器161-1～16和光检测器162-1～16，能够判断有无波长正确的插入光。例如输入到插入光输入光纤108-16中的波长λ16的插入光的一部分如路径118所示，在被光耦合器163-16分离后透过仅让波长λ16通过的光波带通滤波器161-16，被光检测器162-16检测到。由此，结合顺方向光检测器111检测到的插入光的有无，能够判断是否有波长正确的插入光输入。另外，如果不必判断有无插入光，则不一定要本例这样配置顺方向光检测器111-1～16和顺方向光检测器111-1～111-16。
图10为表示本发明的第4实施例的结构的图。本例为分别在插入光输入光纤108-1～16的中间配置光耦合器163-1～16，分出光信号的一部分，通过16×1光开关164将其输入波长计160中，测定插入光的波长的结构。即，依次切换16×1光开关164，将插入光输入光纤108-1～108-16中的某一个输入波长计160，测定其波长，由此能够判断是否有合适的波长的光信号输入到各插入光输入光纤中。在插入光的波长判断中使用的光信号，不一定非要像本例这样从插入光输入通道取出，也可以从光复用器的输入光纤115取出。并且，16×1光开关164也可以用16输入1输出的光耦合器等置换。
图11为表示本发明的第5实施例的结构的图，该实施例表示，使用16波长的循环型阵列波导光复用器165作为合成光信号的输出光的光复用器，在其16个输出通道166-1～16中的未使用的通道上配置光检测器162，检测插入光的输入波长错误的结构。循环型阵列波导光复用器为广泛用于将波分复用信号进行复用分离的波长的阵列波导光复用器的一种，具有与输入通道相同数量的输出通道，其特性为只有在各输入通道中分别输入了特定的波长λ1～16的时候才在特定的1个输出通道(例如本图中为166-8)输出波分复用信号，而在输入到各输入通道中的光信号的波长偏差时，与波长的偏差量相对应，周期性地在其他的输出通道166-1～7、166-9～16中输出光信号。例如在误将波长λ3的光信号输入到插入光输入光纤108-16中时，由于像路径122所示那样在输出通道166-16等未使用的通道输出，因此能够用光检测器162-16检测。因此通过分别在未使用的输出通道166-1～7、166-9～16中配置光检测器162-1～7、162-9～16判断有无光信号，能够检测到插入光的波长错误。
图12为表示本发明的第6实施例的结构的图，本实施例表示，在图3所示的以往的广播&选择型可变光波长插入分支装置中，追加判断插入光的波长的机构的示例。本发明的广播&选择型可变光波长插入分支装置170，用光耦合器163分离输出光纤103输出的光信号的一部分，用反射镜117反射，返回到本发明的增益均衡器171中，在其内部进行插入光的波长判断。在例如波长λ16的插入光输入到插入光输入光纤132-4时，本光信号沿虚线的路径118前进，大部分从输出光纤103输出，同时其中的一部分在被光耦合器163分离后被反射镜117反射，逆向输入增益均衡器171中。
图13为本发明的增益均衡器的构成示例。本增益均衡器的内部为各波长的光信号被临时分离到不同的光路径115-1～16后，在输出部位的光复用器105中被复用的结构。在各路径115-1～16的中间分别配置将逆向行进的光信号的一部分分离的光耦合器114-1～16，各种波长的逆向行进的光分别被输入到逆向光检测器113-1～16中。在例如上述那样有波长λ16的插入光时，像虚线路径118那样逆向前进，通过与波长λ16相对应的光纤115-16，被逆向光检测器113-16检测到。另外，本实施例也与第1实施例一样，插入光和通过光都被反射镜117反射，被逆向光检测器113-16检测到。因此可以用图5、图6和图7等所示的电路、算法判断插入光的波长正确与否。另外，不仅是广播&选择型，就是像本结构这样的使光信号返回到上游的结构，如果采用在上游一侧配置光隔离器172，吸收不需要的逆向前进的光的结构的话，能够防止逆向行进的光的反射引起的信号品质的恶化。
另外，虽然在本实施例中，插入光和分出光的输入光纤数为4，但实施上没有限制，可以设定为任意的值。
图14为表示本发明的第7实施例的结构的图，表示本发明的广播&选择型可变光波长插入分支装置170与实施例6不同的结构，即使插入光的一部分逆向前进的结构的示例。本例为用多输入2输出光耦合器173合成插入光输入光纤132-1～4，使一部分光通过光耦合器116-2与输出光信号合成，同时将另一部分光与光耦合器176连接，向增益均衡器171前进并逆向合成的结构。本例与通过光也逆向前进的实施例6不同，只有插入光逆向前进的结构。因此当增益均衡器171采用图13的结构时，只有向逆向光检测器113-1～113-16中输入插入光，仅用这些光检测器的检测结果就能判断插入光的波长。另外，虽然本例使用多输入2输出光耦合器，但使用具有2个以上的光输出的耦合器，或通过组合多个光耦合器获得2个以上的光输出的结构也完全没有问题。
图15为表示本发明的第8实施例的结构的图，本实施例为，在本发明的广播&选择型可变光波长插入分支装置170中，利用波长计160进行插入光的波长测定的示例。本例为将波长计160与多输入2输出光耦合器173的1个输出相连来测定插入光的波长的结构。连接波长计的点只要是能够判断插入光的波长，其位置没有限制，例如可以是输出光纤103的中间，或用光耦合器从插入光输入光纤的中间取出光信号的一部分测定波长的结构。另外，从像输出光纤103那样有可能混入通过光这一点来看，在取出光信号时，需要通过别的途径判断有无通过光波长，将通过光除去，并进行插入光的波长的判断。本结构可以用例如另外取出插入光合成前的光信号的一部分，测定信号波长等的结构来实现。
图16为表示本发明的第9实施例的结构的图，本实施例为，在图2所示的以往的可变光波长插入分支装置中，追加了使用了光滤波器的插入光波长正确与否的判断机构和联锁机构的示例。本例分别在插入光输入光纤108-1～108-16的中间，插入仅让波长正确的λ1～λ16的插入光透过的光波带通滤波器161-1～161-16。由此，波长不正确的插入光(例如λ3)即使进入到插入光输入光纤108-16中，也被光波带通滤波器161-16阻止，不能到达顺方向光检测器111-16。因此，通过与顺方向光检测器111-16联动，将有无插入光的信息显示在显示面板等中，能够检测出插入光的波长错误。并且，在装置内部也能防止波长不正确引起的波长数的计算错误。
图17为本发明的第10实施例，本实施例为，在本发明的广播&选择型可变光波长插入分支装置170中追加进行插入光波长正确与否的判断，同时防止不正确的插入光混入的联锁机构的例子。本实施例为增益均衡器134用以往的结构，预先将波长正确的λ3、λ5、λ9、λ16分配给4根插入光输入光纤132-1、-2、-3和-4，在插入光输入光纤的中间配置仅让这些光信号透过的光波带通滤波器161-1、-2、-3和-4的例子。另外，虽然本结构失去了广播&选择型的优点中的一个，即不限制输入到插入光输入光纤中的波长的优点，但能够防止不合适的插入光的输入。但是，不能防止输入波长与传输中的通过光相同的插入光时的通过光与插入光的冲突。
图18为本发明的第11实施例，本实施例为，在本发明的广播&选择型可变光波长插入分支装置170中，追加防止插入光与通过光的冲突的联锁(interlock)机构的示例。在本例中，输入到4根插入光输入光纤132-1～4中的插入光在被光耦合器133-2合成后，用光循环器174与输出光纤103逆向结合，反向输入本发明的增益均衡器171中。另外，光循环器174是为了减少插入光的损耗而使用的元件，在能够容许一些损耗的情况下，也可以使用光耦合器等元件。
本发明的增益均衡器171在其内部将光信号分解为不同路径115-1～115-16，并调整各波长的电平，从输出一侧反向输入的光信号被输出部位的光复用器105按波长λ1～λ16分别输入给路径115-1～1 15-16，向光波分波器104反向前进。配置在各波长的路径115-1～115-16的中间的2×1光开关175-1～16的输入一侧的一方与光波分波器104的输出相连，另一方与反射镜117-1～16相连，通过切换开关可以选择是让从上游传输来的通过光透过，还是反射从下游侧传输来的插入光，使其顺方向输出。其结果，插入光和通过光都能够用顺方向光检测器111-16判断其有无，同时还在被可变光衰减器110-16控制为合适的信号电平后，被光复用器105再次与其他波长的光信号复用，输出给输出光纤103。
图19为表示本发明的第11实施例中2×1光开关175的动作的图。在图19(a)的通过状态中，光开关使输入通道180-1与输出通道181互相连接，通过光182输出给输出通道181。此时，从输出通道181输入的逆向前进插入光183直接透过2×1光开关175，输送给比输入通道180-1更上游的一侧。当将2×1光开关175切换到图19(b)所示的插入状态时，光开关使输入通道180-2与输出通道181互相连接，通过光182被2×1光开关175阻止。而从输出通道181输入的逆向行进插入光183暂时从2×1光开关175向输入通道180-2前进，被反射镜117全反射，再次从输入通道180-2经过2×1光开关175顺方向从输出通道181输出。这样，光开关175和反射镜1 17具有通过切换开关交替使顺方向通过光和逆向插入光的某一方顺方向输出的功能。另外，同样的功能并不局限于本结构，通过光衰减器或光纤的回送机构等的组合也能实现。
通过上述光开关的功能，图18的可变光波长插入分支装置170不仅能够保持广播&选择型的特征即输入到各插入光输入光纤中的光信号的波长不受限制，还能防止不正确的波长的插入光与通过光的冲突。即，在例如将光开关175-1设定为通过状态时，即使输入对应的波长λ1的插入光，本插入光也能够直接逆向通过光开关175-1并透过光波分波器104，被配置在更上游侧的光隔离器172吸收，因此不会造成坏影响。特别是如果用光耦合器114分离透过增益均衡器171的逆进光，用逆向光检测器113检测的话，则能够根据检测出的结果判断插入光的波长错误。但是，仅用本结构不能判断输入到插入光输入光纤132-1～4中的哪根光纤中插入光的波长不对，并且在相同波长的多束插入光输入到插入光输入光纤132-1～4中的任意2根以上的光纤中的情况下，不能将这种情况检测出。
图20为表示本发明的第12实施例的结构的图，本实施例为追加了检测第11实施例的问题点的波长错误的插入光的输入通道及检测相同波长的插入光之间的冲突的功能的示例。本结构在插入光输入光纤132-1～132-4的中间配置光耦合器112-1～4和光检测器135-1～4，检测有无插入光输入。
图21为表示图12中波长错误检测及插入光的冲突检测的算法的图。在波长错误的检测时，每次用光检测器135-1～4检测新的插入光时都检查逆向光检测器113，确认插入光的波长是不是没有发生错误，由此能够判断在插入光输入光纤132-1～132-4中的哪根产生输入波长错误。反之，在光检测器135-1～4的某一个中插入光消失的情况下，如果在对应的插入光输入光纤132-1～132-4中产生波长错误，则将其消除。
而插入光的冲突可以通过比较输入到插入光输入光纤132-1～132-4中的插入光的数量C1、与增益均衡器检测到的插入光的数量C2来进行检测。当两者不一致时，由于产生插入光的冲突，因此显示其结果或作为警报传送，而如果两者一致则将其消除。
图22为表示本发明的第13实施例的结构图，本实施例为在本发明的广播&选择型可变光波长插入分支装置170中，不使光信号逆进而获得与第11实施例同样的效果的结构。在本结构中，输入到插入光输入光纤132-1～4中的插入光临时被插入光合成用光耦合器184合成后，继续被插入光用光波分波器185分离到不同的波长λ1～λ16的各路径中。这些路径与对应的波长的2×1光开关175-1～16的输入光纤的一方连接，2×1光开关175-1～16通过切换能够选择输出通过光或插入光。在例如波长λ16的插入光输入到插入光输入光纤132-2中时，本插入光如虚线路径118那样，通过插入光合成用光耦合器184和插入光用光波分波器185，与光开关175-16的输入一方相连。如果2×2光开关175-16设定为插入状态，插入光通过光开关传送给下游的光复用器105，与波长不同的其他的通过光和插入光复用，由输出光纤103输出。图18的例由于需要使用逆进的反射光，因此各光元件要求低反射规格，但本例具有可以缓和参数因此设计容易的优点。并且与图18不同，降低了光信号的往复通过同一光元件的部分，还具有能够降低损耗的优点。
另外，虽然在本例中，在插入光的合成、分波中使用了光耦合器184和插入光用波长分波器185，但只要能够获得将多个输入光信号分配给波长不同的各输出光纤这一相同的效果，采用不同的结构也可以。例如，也可以通过在4输入16输出光耦合器的输出光纤中，设置让波长λ1～λ16中的某种光透过的光带通滤波器的结构等实现。
权利要求
1.一种光波长插入分支装置，具有分别将各种波长的光信号插入波分复用光传输线路中或从波分复用光传输线路中分支出来的功能，其特征在于，具有以下功能测定用该分支装置插入的插入光的波长的功能；或者判断插入光的波长是否正确的功能；或者仅在输入了波长正确的插入光的情况下，才判定为有插入光，或者计算插入光的总数的功能。
2.如权利要求1所述的光波长插入分支装置，其特征在于将被输入的插入光的波长的测定值、或者波长正确与否的信息、或可以用于判断波长是否正确的信息、或者波长正确的插入光的波长数的信息、或者基于波长是否正确的判定结果的警报，用灯或发光二极管或液晶显示器或显示画面等的显示装置进行显示，或者通知给远程管理者。
3.一种光纤网络，其特征在于，由具备权利要求1或2所述的光波长插入分支装置的多个节点构成，将输入上述光波长插入分支装置内的插入光的波长的测定值、或者波长是否正确的信息、或者可以用于判断波长是否正确的信息、或者波长正确的插入光以及包含该插入光的全波长数的信息、或者基于波长是否正确的判定结果的警报，通知给其他的节点。
4.如权利要求1或2或3所述的光波长插入分支装置，其特征在于在判定为新插入的插入光的波长为不正确的情况下，或者在新插入的插入光的波长与传输中的通过光或其他的传输中的插入光的波长一致的情况下，阻断该插入光；或者在确认新插入的插入光的波长正确以后，将该插入光追加到波分复用信号中；或者只将波长正确的插入光与通过光进行波复用(Multiplex)。
5.如权利要求1至4的任一项所述的光波长插入分支装置，其特征在于在测定插入光的波长或者判断波长正确与否时，共用将输入到该光波长插入分支装置中的波分复用光分割成各种波长的光谱分割器、和将波分复用信号复用的波复用器。
6.如权利要求5所述的光波长插入分支装置，其特征在于使从该光波长插入分支装置输出给光纤传输线路中的波分复用信号的一部分逆向前进，使其在该光波长插入分支装置中，在波分复用光信号的复用(Wavelength Multiplexing)中使用的波复用器(WavelengthMultiplexer)中逆向输入，并按各个波长分波成不同的路径，用配置在各路径中的逆向光检测器，检测各波长的信号光的有无。
7.如权利要求5所述的光波长插入分支装置，其特征在于作为将该光波长插入分支装置的波分复用输出光进行复用的光复用器，使用具有循环型的波分复用特性的光复用器，分别在输出波分复用光信号的输出通道以外的多个未使用的输出通道配置光检测器，根据该输出信号检测有无波长不正确的插入光。
8.如权利要求5所述的光波长插入分支装置，其特征在于在该光波长插入分支装置内部具有将通过光分割成各种波长(WavelengthDemultiplex)的路径，并且通过使由光耦合器合成的所有的插入光从光波长插入分支装置的输出口向输入口反向输入，从反方向入射到将通过光在各个波长复用的光复用器中，由此按各种波长分波成不同的路径，然后选择或者将逆向进入各波长的路径中的插入光全反射，使其沿顺方向前进并输出；或者使通过光在顺方向透过并输出。
9.如权利要求1至4的任一项所述的光波长插入分支装置，其特征在于在该插入光的输入部配置仅让波长正确的光信号透过的光滤波器，或者在检测插入光的有无的光检测器的前面配置仅让波长正确的光信号透过的光滤波器。
10.如权利要求1至4的任一项所述的光波长插入分支装置，其特征在于，该光波长插入分支装置采用这样的结构具有用光耦合器合成插入光和通过光并输出给光纤传输线路的广播型结构，并且在该光波长插入分支装置的内部具有将通过光分割成各种波长的路径；并且在一旦用光耦合器将所有的插入光合成后，使用光谱分割器按各波长分解成不同的路径；在该波长分解后的通过光的路径和该波长分解后的插入光的路径中、选择各个波长相同的路径中的某一个输入到光复用器中，并选择让通过光透过并输出，或者选择插入光并输出。
全文摘要
提供一种光波长插入分支装置的检测插入光的波长错误的机构。用于解决波长错误难以看见，并且随着插入光的波长错误，波分复用信号的波长数计算产生错误，由此光信号电平的设定值变得异常，光信号产生恶化的问题。用反射镜(117)反射输入的插入光(118)的一部分，逆向入射到光复用器(105)中，根据波长λ1～λ16返回到路径(115－1～16)中。如果是正确的波长(图1中为λ16)的插入光，则光信号入射到对应的逆向光检测器(113－16)中，因此能够确认插入光的波长是否正确。
文档编号H04B10/12GK1677142SQ20041007160
公开日2005年10月5日 申请日期2004年7月15日 优先权日2004年3月30日
发明者菊池信彦, 关根贤郎, 佐佐木慎也 申请人:日立通讯技术株式会社