JP2004080305A

JP2004080305A - 光送信装置

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Publication number: JP2004080305A
Application number: JP2002236941A
Authority: JP
Inventors: Hisaya Sakamoto; 坂本　久弥; Toru Yamazaki; 山崎　亨; Rumiko Tashiro; 田代　留弥子
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-08-15
Filing date: 2002-08-15
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-15
Also published as: US20040033082A1; US7245837B2; JP3990228B2

Abstract

【課題】最適且つ柔軟なチャープ設定を可能とする装置を提供する。
【解決手段】マッハツェンダ光変調器２０の光出力を分岐部２１で一部分岐し、波長検出手段２２に入力する。波長検出手段２２は、光信号の立ち上がり、及び、立ち下がり部分での波長ずれを検出し、検出手段２３に入力する。検出手段２３では、波長ずれ量からチャーピングの符号及びチャープ量を検出し、これを駆動電圧制御手段２４に入力する。駆動電圧制御手段２４は、検出されたチャーピングの符号とチャープ量を目標のチャーピング符号及びチャープ量と比較し、駆動電圧発生回路２５がマッハツェンダ光変調器２０に適切な駆動電圧を与える。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムにおける波長分散による波形劣化の補償方法に関し、特には、光送信装置の波長チャーピングの制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大容量・長距離伝送する光通信システム（伝送速度が１０Ｇｂ／ｓ以上の光伝送システム）では、波長分散による伝送波形の劣化が発生することから、分散補償を行うことが不可欠である。分散補償方法として主に以下の３つの手法があり、各々のパラメータを最適にすることにより、長距離伝送を実現している。
【０００３】
図２０は、長距離ＷＤＭシステムの概要及び分散補償方法を説明する図である。
図２０においては、まず光送信部１０の電気／光変換部１０において、各波長の光信号を作る。例えば、Ｅ／Ｏ１は、波長λ１、Ｅ／Ｏ２は、波長λ２、・・・、Ｅ／Ｏｎは、波長λｎの光信号を生成する。このようにして生成された各波長の光信号は、光多重器１１において合波され、波長分割多重光信号として送信側分散補償ファイバ１２に入力される。その後、波長分割多重光信号は、光送信アンプ１３によって増幅された後、伝送ファイバ１４に送出される。伝送ファイバ１４を伝搬してきた波長分割多重光信号は、受信側では、まず、光受信アンプ１５によって増幅され、受信側分散補償ファイバ１６において分散補償され、光分波器１７によって波長分割多重光信号は各波長の光信号に分波される。そして、各波長の光信号は、受信部１８のそれぞれの光／電気変換器Ｏ／Ｅ１〜Ｏ／Ｅｎによって電気信号に変換され、信号処理される。
【０００４】
以上の構成において、光信号の分散による劣化を補償する方式として以下の方法がある。
（１）光送信部の波長チャーピングの最適化を図る。
（２）伝送路の波長分散量に対して、負の符号を持つ分散補償ファイバを挿入する。
（３）光送信パワーを上げて、自己位相変調効果（ＳＰＭ：Ｓｅｌｆ　Ｐｈａｓｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いる。
【０００５】
上記の（１）を実現する手段として、マッハツェンダ（Ｍａｃｈ　Ｚｅｈｎｄｅｒ）型光変調器を利用したものが知られている。
図２１〜図２４は、マッハツェンダ型光変調器の概略構成及びその動作を示す図である。
【０００６】
図２１のマッハツェンダ型光変調器においては、光入力を分岐して、アーム１とアーム２に分岐している。そして、それぞれのアームに電極１、２を設け、それぞれに電圧Ｖ１、Ｖ２を印加する。このとき、電圧源Ｖ１、Ｖ２と電極１、２との間には、コンデンサＣ１、Ｃ２が設けられ、ＤＣバイアスを取り除くようにしている。光は、電圧を印加されることにより、その位相を変える。従って、光入力が分岐されたときには、同位相であったものが、分岐後再び合波されるときには、異なる位相で合波されることになる。異なる位相で合波されると、光の波としての性質より、位相差の値によって、光出力が大きくなったり、小さくなったりする。これにより、光強度変調を実現する。
【０００７】
図２２は、マッハツェンダ型光変調器の光出力と印加電圧の関係を示した図である。
同図に示すように、印加電圧の変化に従って、光出力は周期的にその強度を変化する。ここで、光出力が最低となるときの印加電圧をＶ０とすると、光出力が最高になるときの印加電圧をＶπと通常記述する。例えば、図２１におけるＶ１が電圧値を変化させ、Ｖ２の電圧が０あるいは、接地されているとすると、Ｖ１の値が０あるいはＶ０のとき、光出力は最低となり、Ｖ１の値がＶπのとき、光出力が最大となる。この場合、光出力の変化は、図２２の（１）で示される部分となる。
【０００８】
これに対し、Ｖ１が０または接地されており、Ｖ２が変化するとすると、光出力は、図２２の（２）の部分になる。このとき、Ｖ２の変化は、０あるいはＶ０からＶπまでで、光出力は最低から最高にまで変化する。ただし、（１）と（２）では、マッハツェンダ型光変調器に印加される電圧の極性が正反対なので、光出力の変化も逆方向の変化となる。
【０００９】
Ｖ１とＶ２をそれぞれ同じ電圧であって、逆極性となるように印加した場合には、図２２の横軸は、Ｖ１とＶ２の差の電圧となる。
図２３には、マッハツェンダ型光変調器の駆動電圧振幅と光出力の関係を示している。駆動電圧振幅が０〜Ｖπの間で図２３の下のように変化すると、マッハツェンダ型光変調器の光出力と駆動電圧の関係から、図２３の右に示されるような光波形出力が得られる。
【００１０】
マッハツェンダ光変調器における波長チャーピングの制御方法は、２分岐した各アーム（光導波路）毎に駆動信号Ｖ１、Ｖ２を印加し、各々の駆動信号の振幅比率を一定にすることで実現している。波長チャーピングに対する駆動電圧の設定方法の具体例を上げると、各アームに印加する駆動信号の電圧振幅の比率を、１：０（すなわち、一方の駆動信号だけを入力する）にして駆動すると、チャープ量は１となり、また各駆動信号の電圧振幅を等しくすると、チャープ量は０となる。
【００１１】
図２４は、マッハツェンダ型光変調器への駆動電圧振幅値Ｖ１、Ｖ２とチャープ係数αの値の関係を示した図である。
同図においては、Ｖ１とＶ２のそれぞれの振幅電圧値の絶対値の和がＶπとなるように設定した場合を示している。
【００１２】
図２４においては、Ｖ１がＶπでＶ２が０の時、チャープ係数αは−１となっている。Ｖ１の値を徐々に減少し、Ｖ２の値を徐々に増加すると、チャープ係数αは−１から徐々に増大し、Ｖ１が０、Ｖ２がＶπとなったときに、チャープ係数αは、１となる。
【００１３】
このように、マッハツェンダ型光変調器においては、２つのアームに印加する電圧の値により、変調後の光信号に与えられるチャープ係数αが変化する。ここで、チャープ係数αは一般に以下の式で与えられる。
α＝（ｄφ／ｄｔ）／（２ｄＰ／ｄｔ）
ここで、φは、光位相であり、Ｐは、光強度である。
【００１４】
図２５は、光出力波形とチャープ係数に対応する波長の時間応答特性を説明する図である。
図２５の最上段に示されている波形の光信号がマッハツェンダ型光変調器から出力されたとする。このとき上記式で定義されるチャープ係数αは点線で示されている、光出力波形の立ち上がり、立ち下がりにおいて意味を持ってくる。すなわち、光出力波形の光強度が一定の部分においては、光強度の変化がないので、上記式から分かるように、チャープ係数αは分母が０になるので、定義されない。
【００１５】
そこで、図２１のＶ１がＶπ、Ｖ２が０の時のチャープ量の変化を見ると、光出力波形が立ち上がるところで上側に光波長がずれており、光出力波形が立ち下がりのところで下側に光波長がずれている。このような場合は、チャープ係数αが正の場合であり、図２５では、α＝＋１の場合としている。一方、Ｖ１がＶπの１／２の電圧値であるＶπ／２であり、Ｖ２もＶπ／２である場合には、光出力波形の立ち上がり、立ち下がりにおいても光波長のずれが生じず、チャープ係数αは０となる。また、Ｖ１が０、Ｖ２がＶπの場合には、チャープ係数αは、−１となり、光出力波形が立ち上がるとき、下側に光波長のずれが生じ、光出力波形が立ち下がるとき、上側に光波長のずれが生じる。
【００１６】
ここで、前述の式では、チャープ量は、位相の変化量であるように示されているが、実際には、位相の時間変化量であるため、チャープの影響は、波長のずれとして観測される。すなわち、光を以下の式で表すと、
Ｐ∽ｃｏｓ^２（ωｔ＋φ）
周波数は、位相の時間微分となり、
周波数＝ω＋ｄφ／ｄｔ（ここは、正確には角周波数を記述している）・・（１）
となる。ところで、光の波長をλ、光の速度をｃ、光が伝搬する媒体の屈折率をｎとすると、
ωλ＝２πｃ／ｎ
となるので、
λ＝２πｃ／（ｎω）
となる。このωに（１）式を代入すると、
λ＝２πｃ／（ｎ（ω＋ｄφ／ｄｔ））
となり、位相の時間ずれが波長のずれとなって観測されることが示される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
長距離ＷＤＭシステムにおいて、伝送路波長分散量は各波長によって異なる。そのため波長毎にチャープ係数αの最適設定値が変わるため、光送信器のチャーピングについてフレキシブルな設定が求められている（例えば、α＝−１〜＋１の範囲の変化を０．１ステップ毎に調整できるなど）。
【００１８】
マッハツェンダ型光変調器を用いた光送信器のチャープは、各アームに印加する電圧比で設定されるため、駆動電圧振幅をモニタする手法が有効であるが、以下の問題がある。
（１）マッハツェンダ光変調器の各アームにおいて、駆動電圧値が揺らぐことにより、駆動電圧に対する光位相変調効率がバラツク場合、駆動電圧値を測定してチャープ量を予測していたのでは、正しいチャープ係数と観測されるチャープ係数に誤差が発生する。
（２）同様に、マッハツェンダ光変調器の各アームにおいて、電極長バラツキによりモニタされるチャープ係数と実際のチャープ係数に誤差が発生する。
（３）０チャープ近傍（Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖπ／２）において振幅検出誤差により、チャープの正負がばらついて伝送波形劣化する可能性が高い。
【００１９】
上記のようなマッハツェンダ型光変調器を用いた従来の光送信器では、最適なチャープ量制御のために、各駆動信号の振幅を最適に調整しなければならず、フレキシブルなチャープ設定が困難である。
【００２０】
本発明の課題は、最適且つ柔軟なチャープ設定を可能とする装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の光送信装置は、入力電圧に従って、入力光信号の変調を行う光変調手段と、該光変調手段からの光出力に含まれる波長の変化を検出する第１の検出手段と、該第１の検出手段からの出力から該光変調手段の光出力に含まれるチャープ量とチャーピングの符号を検出する第２の検出手段と、該第２の検出手段の検出結果に基づいて、該光変調手段に与える前記入力電圧を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、光変調手段の光出力から直接チャーピングの正負を表す符号や、チャープ量を検出するので、従来のような印加電圧の不確定性や印加電圧に対する光の応答の不確定性に起因するチャーピングの状態の観測誤差を減らすことができ、より正確にチャーピングの制御を行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態の装置の原理構成図である。
本実施形態の原理構成は、光出力波形から波長を検出する波長検出手段２２、検出された波長からチャーピング量及びチャーピングの符号を検出する検出手段２３、及びチャーピングが目標値となるようにアームの駆動電圧を制御する駆動電圧制御手段２４、駆動電圧を駆動電圧制御手段２４の指示で生成する駆動電圧発生回路２５でマッハツェンダ駆動回路を構成する。
【００２４】
ＬＤより発せられた光は、マッハツェンダ型光変調器２０に入力され、変調されて送出される。マッハツェンダ型光変調器２０から送出された光変調信号は、カプラ、プリズムなどの分岐部２１において分岐され、波長検出手段２２に入力される。波長検出手段２２は、光出力波形から、図２５で示したような波長のずれを検出する。検出手段２３は、波長検出手段２２からの波長のずれに関する情報から、チャーピング量及びチャーピングの符号を検出する。これらのチャーピングに関する情報は、駆動電圧制御手段２４に送られ、駆動電圧発生回路２５を介して、マッハツェンダ型光変調器の電極の電圧を制御して、チャーピングを最適値に設定する。
（１）波長検出手段２２
図２は、波長検出手段２２の基本構成を示す図である。
【００２５】
前述したように、マッハツェンダ型光変調器２０の出力を２つに分岐する。一方はシステム出力に接続し、他方は波長検出手段２２に接続する。波長検出手段２２は波長フィルタ３０、モニタＰＤ３１、電流−電圧変換Ａｍｐ（以下ＰｒｅＡｍｐ）３２で構成される。
【００２６】
波長検出手段の動作を図３、図４を参照して説明する。マッハツェンダ光変調器２０の出力部において分岐されて、光信号は、図３のような波長通過特性を持つ波長フィルタを通過する。α＝−１の場合、図４の上段の光信号が入力されると、図４の中段の光信号が波長フィルタを通過することによって得られる。そして、図４中段と上段に示す光波形がモニタＰＤに入力される。モニタＰＤから波長及び強度に応じた電流がＰｒｅＡｍｐに出力される。ＰｒｅＡｍｐは入力された電流を電圧信号に変換する。
【００２７】
ここで、ＰｒｅＡｍｐの出力電圧信号は波長及び強度変調成分が含まれるため、波長成分のみを取り出す手段が必要となる。波長成分を取り出す手段として以下の２つの方法がある。
【００２８】
図５〜図８は、波長成分を取り出す手段の第１の構成例を説明する図である。波長検出手段２２において、波長フィルタおよび光出力をモニタするＰＤを２組設ける。波長フィルタ１および波長フィルタ２の波長に対する通過特性の傾斜は図６に示すとおり、逆向きとする。なお、波長フィルタ１及び波長フィルタ２は、具体的には、例えば、波長に対する通過損失の傾斜が緩いバンドパスフィルタの傾斜部分を用いる。
【００２９】
図７に示す波長フィルタ１を通過した光信号を受けるモニタＰＤ１と、波長フィルタ２を通過した光信号を受けるモニタＰＤ２の出力電流を各々ＰｒｅＡｍｐ１・ＰｒｅＡｍｐ２に接続する。ＰｒｅＡｍｐ１とＰｒｅＡｍｐ２のゲインは、モニタＰＤ１・モニタＰＤ２の光電流変換効率のバラツキなどをキャンセルするように設定する。ＰｒｅＡｍｐ１の出力波形からＰｒｅＡｍｐ２の出力波形の差を取ると図８に示す光出力波形に対する波長の電圧信号が得られる。
【００３０】
ここで、波長フィルタ１及び２の特性が、波長と通過特性の間に線形の関係を有するように調整されているので、波長によって出力される光強度が異なることになる。従って、光出力波形のいずれかの部分でチャーピングにより波長のずれが生じている場合には、その部分の光強度が大きくなったり、小さくなる。これにより、図７に示されるように、光出力信号の波形は、マッハツェンダ型光変調器においてチャーピングが生じる光出力波形の立ち上がりと立ち下がりの部分が、波長フィルタ１及び２によってそれぞれ変形されたものとなる。すなわち、チャープ係数αが負の時、波長フィルタ１では、光出力波形の立ち上がりの部分がより大きく膨らみ、立ち下がりの部分がより小さくなる波形が得られる。波長フィルタ２は、波長フィルタ１と逆特性なので、立ち上がり部分が小さくなり、立ち下がり部分が大きく膨らむ波形が得られる。
【００３１】
これらの波形をそれぞれのＰｒｅＡｍｐで電圧に変換し、差動増幅器４１によって、両波形の差信号を生成すると、図８のような波形が得られる。これは、波長フィルタ１及び２で光強度に変換された波長のずれの部分のみを取り出した波形となっている。従って、図８の上凸部分と下凸部分の高さがチャープ量に対応する。
【００３２】
図９及び図１０は、波長検出手段の別の実施形態を説明する図である。
波長検出手段において光出力をモニタするＰＤをもう１個設け、波長フィルタを通過した光信号を受けるモニタＰＤ１と、波長フィルタを介さないで光信号を受けるモニタＰＤ２の出力電流を各々ＰｒｅＡｍｐ１・ＰｒｅＡｍｐ２に接続する。ＰｒｅＡｍｐ１とＰｒｅＡｍｐ２のゲインは、モニタＰＤ１・モニタＰＤ２の光電流変換効率のバラツキ、および波長フィルタの減衰特性をキャンセルするように設定する。ＰｒｅＡｍｐ１の出力波形からＰｒｅＡｍｐ２の出力波形の差を取ると出力波形に対する波長の電圧信号が得られる（図１０）。
【００３３】
前述の波長検出手段の２つの実施形態ともに原理は同じであるが、図５の検出手段は高精度、図９の検出手段は図５と比較して低コストで実現できる。
（２）検出された波長からチャーピングを検出する手段
図１１は、チャープ量を検出する方法を説明する図である。
【００３４】
チャーピングは、図１１に示すように符号（正負）とチャープ量で表される。チャーピングの符号は光強度変調波形の立ち上がり時間において中心波長に対し、長波長側にシフトする場合「負」の符号となり、短波長側にシフトする場合「正」の符号となる。またチャーピング量は光強度変調波形の立ち上がりおよび立ち下がりにおける、中心波長からのずれ量であり、それぞれ図１１の上凸部の高さ、及び下凸部の高さに対応する。波長検出手段で検出された波長電圧信号から上記パラメータを検出するため以下の手段が考えられる。
（ａ）検出手段２３（第１の構成）
図１２〜図１４は、検出手段２３の第１の構成例を説明する図である。
【００３５】
光変調信号の立ち上がり時における、波長のシフト方向（長波長あるいは短波長）を検出する。シフト方向の検出方法として、波長検出信号を差動出力する増幅器１と、増幅器１の正転側・反転側出力信号について、光出力の立ち上がり部のみを取り出すゲート回路１およびゲート回路２（光出力の立ち下がり部のみを取り出すようにしても良い）、各々のゲート回路の出力をピーク検出するピーク検出回路１及び２で構成する。ゲート制御信号生成部５０は、駆動電圧回路２５からのタイミング信号を受け取り、光出力の立ち上がりタイミングを取得して、ゲート回路１及び回路２に立ち上がり部分のみを切り出しさせる。ピーク検出回路１及び２の差電圧をとり、その結果が基準電圧よりも高ければチャープが負符号、基準電圧よりも低ければチャープが正符号であることが検出できる。ここで基準電圧はチャープ係数が０の時である（図１２参照）。
【００３６】
図１３は、各信号のタイミングチャートである。光出力波形が入力されると、波長検出手段２２で処理された後、検出手段２３に入力される。ゲート制御回路５０は、光出力波形の例えば、立ち上がりの部分のみのタイミングを抽出し、ゲート回路１及び２に与える。ゲート回路１及び回路２の入力は互いに極性が判定されている。ゲート回路１及び回路２によって、立ち上がり部分のみが抽出されると、ゲート回路１及び２の入力から、光出力波形の立ち下がり部分の電圧の変化部分が取り除かれる。そして、ピーク検出回路１及び２において、光出力波形の立ち上がり部分の電圧値の最大あるいは最小値を保持して、ピーク検出回路出力差動増幅器に送る。ピーク検出回路出力差動増幅器では、ピーク検出回路１及び２の電圧値の差を取り、比較器に送る。比較器では、この電圧差が基準電圧と比較される。
【００３７】
比較器で検出される、ピーク検出回路１および２の出力差電圧と基準電圧のずれ量がチャーピング量となる。
図１４は、ピーク検出回路出力差動増幅器の出力（比較器への入力電圧）とチャープ量の関係を示すグラフである。
【００３８】
ピーク検出回路差動増幅器の出力を基準電圧と比較し、基準電圧と同じで有れば、チャープ量は０、基準電圧より小さければ、チャープ量は正、基準電圧より大きければチャープ量は負と判定する。チャープ量と比較器への入力電圧との関係は、入力電圧が基準電圧から見て小さいほどチャープ量が正の方向に大きく、入力電圧が基準電圧から見て大きいほど、チャープ量が負の方向に大きくなる。基準電圧を幾らに設定するかは、当業者により適宜設定されるべきものである。
（ｂ）検出手段２３（第２の構成）
図１５は、検出手段２３の第２の構成の基本ブロック構成を示す図である。
【００３９】
マッハツェンダ型変調器２０を変調して光主信号を生成する主信号系クロックＣＬＫを分周器６０により分周したクロックで、波長検出手段２２からの波高値をサンプリングする。またマッハツェンダ駆動波形も分周したクロックで波高値をサンプリングする。サンプリングしたマッハツェンダ駆動波形の波高値の立ち上がり（もしくは立ち下がり）部に対応する波長検出手段２２からの波高値をモニタし、基準値（チャープ０）に対するチャーピングの符号とピークレベルを検出すれば、チャーピングの符号と量が検出できる。
【００４０】
これは、チャーピングの符号とチャープ量をデジタル的に処理しようとするものである。サンプリングの原理は、サンプリングオシロスコープとして知られているものと同様である。
【００４１】
このようにして、サンプリングされた波高値は、波高値検出およびチャーピング演算部６２に送られ、波高値からチャープ量を演算し、結果をマッハツェンダ光変調器２０の駆動電圧制御回路に送信する。
【００４２】
図１６は、サンプリングの原理を説明する図である。
図１６の上側に記載されているように、マッハツェンダ光変調器を駆動する駆動信号の速度は、主信号のデータレートとなっており、回路が許容する最高速度に近い速度となっている。すなわち、大容量光通信においては、送信する光信号のデータレートは非常に速くなっており、光信号を送信・受信する回路の動作は、この光信号のデータレートにあわせて作っており、電気回路としては、ほぼ達成できる最高速度となっている。
【００４３】
通常、信号のサンプリングは、信号のデータレートより速いレートのサンプリングレートでサンプリングを行う。しかし、上記した事情により、サンプリングレートをデータレートより速くすることはできない。そこで、サンプリングレートは、データレートよりも遅くし、これをトリガ信号とする。そして、トリガ信号の立ち上がりで波高値のサンプリングを行う。そして、トリガ信号の位相を少しずつ移動し、主信号の立ち上がり部分の波高値を複数シンボルに渡ってサンプリングする事によって、主信号の立ち上がり部分の波形を得る。従って、得られる波形は、１シンボルの波形ではなく、複数シンボルに渡って得られた波形となる。
（３）駆動電圧を制御する手段
図１７は、駆動電圧制御回路を説明する図である。
【００４４】
なお、同図において、前述の構成要素と同じものには同じ参照番号を振ってある。
検出手段２３で検出されたチャーピングの符号とチャープ量について、目標チャーピング特性と比較してずれ量を検出する比較回路（駆動電圧制御回路２４）および、その結果を駆動回路の振幅制御電圧として出力する駆動電圧発生回路２５からを備え、駆動電圧制御回路２４からの信号をもとにマッハツェンダ変調器の駆動振幅を図２４のように出力する。
【００４５】
すなわち、駆動電圧制御回路２４は、検出手段２３からのチャープ量とチャーピングの符号を表す電圧と、目標チャーピング特性設定電圧とを比較し、目標の電圧値との差を駆動電圧発生回路２５に入力する。駆動電圧発生回路２５は、この電圧値の差から、差を減少させる方向にマッハツェンダ光変調器２０の電極に印加すべき電圧Ｖ１とＶ２を決定し、マッハツェンダ光変調器２０の電極に印加する。駆動電圧発生回路２５とマッハツェンダ光変調器２０の電極との間には、コンデンサＣ１、Ｃ２が設けられ、バイアス電圧を取り除くようにしている。
【００４６】
光出力波形から波長チャーピング特性を検出し、目標チャーピング特性に精度良く制御することにより、マッハツェンダ光変調器の駆動電圧に対するチャーピング量のバラツキを吸収できるため、マッハツェンダ光変調器の歩留まり向上によるコストダウン、光伝送システムの伝送品質の向上が実現できる。
【００４７】
図１８と図１９は、本発明の実施形態に従った光送信器のブロック図を示す図である。なお、これらの図においては、前述の構成要素と同じ構成要素には同じ参照番号を付している。
【００４８】
図１８においては、ＬＤ７１から発せられた光がマッハツェンダ光変調器２０によって変調され出力される。マッハツェンダ光変調器２０の出力を分岐部２１で分岐し、前述の波長検出手段２２で光出力波形の波長成分を検出し、前述の検出手段２３でチャーピングの符号およびチャーピング量を検出する。検出されたチャーピング符号とチャープ量は、駆動電圧制御回路２４に入力され、目標チャーピング特性設定部７０の目標チャーピング特性設定電圧と比較される。この比較の結果とデータ信号に基づいて、駆動電圧発生回路２５を制御して、マッハツェンダ光変調器２０の駆動電圧を制御することにより、検出されたチャーピング特性がシステムで設定された目標値に対して一致するようにマッハツェンダ光変調器の駆動電圧振幅比を制御する。
【００４９】
図１９においては、マッハツェンダ光変調器２０の出力に光増幅アンプ７５が接続されており、光増幅アンプ７５の出力を分岐し、前述の波長検出手段２２で光出力波形の波長成分を検出し、前述の検出手段２３でチャーピングの符号およびチャーピング量を検出する。その後、図１８と同様の動作により、検出されたチャーピング特性がシステムで設定された目標値に対して一致するようにマッハツェンダ光変調器２０の駆動電圧振幅比を制御する。
【００５０】
（付記１）入力電圧に従って、入力光信号の変調を行う光変調手段と、
該光変調手段からの光出力に含まれる波長の変化を検出する第１の検出手段と、
該第１の検出手段からの出力から該光変調手段の光出力に含まれるチャープ量とチャーピングの符号を検出する第２の検出手段と、
該第２の検出手段の検出結果に基づいて、該光変調手段に与える前記入力電圧を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光送信装置。
【００５１】
（付記２）前記第１の検出手段は、入力光信号の波長の透過特性が波長に対して線形である波長フィルタ手段を更に備えることを特徴とする付記１に記載の光送信装置。
【００５２】
（付記３）前記第１の検出手段は、前記波長フィルタの出力と、前記光変調手段の出力の差を電圧値として出力する手段を更に備えることを特徴とする付記２に記載の光送信装置。
【００５３】
（付記４）前記第１の検出手段は、入力光信号の波長の透過特性が波長に対して正の線形特性を示す第１の波長フィルタ手段と、
該入力光信号の波長の透過特性が波長に対して負の線形特性を示す第２の波長フィルタ手段と、
を備えることを特徴とする付記１に記載の光送信装置。
【００５４】
（付記５）前記制御手段は、前記第２の検出手段で検出したチャープ量及びチャープ符号が設定した基準チャープ特性に近づくように、前記制御を行うことを特徴とする付記１に記載の光送信装置。
【００５５】
（付記６）前記第２の検出手段は、前記第１の検出手段からの光強度を表す信号の電圧値のピーク値から、チャーピングの符号とチャープ量を検出することを特徴とする付記１に記載の光送信装置。
【００５６】
（付記７）前記第２の検出手段は、前記第１の検出手段の出力をサンプリングし、該第１の検出手段の出力をデジタル化した後に、デジタル化された該第１の検出手段の出力の電圧値のピーク値を検出することにより、チャープ量とチャーピングの符号を検出することを特徴とする付記１に記載の光送信装置。
【００５７】
（付記８）前記サンプリングは、前記光変調手段の光出力信号の複数シンボルに渡って行われることを特徴とする付記７に記載の光送信装置。
（付記９）前記第２の検出手段は、前記光変調手段の光出力信号の立ち上がり、あるいは、立ち下がり部分のみに対応する前記第１の検出手段の光強度を表す信号の電圧値のみを抽出することを特徴とする付記１に記載の光送信装置。
（付記１０）前記制御手段は、前記第２の検出手段の検出したチャーピングの符号及びチャープ量と目標のチャーピングの符号及びチャープ量とを比較し、これらの差異に基づいて、前記光変調手段を制御することを特徴とする付記１に記載の光送信装置。
【００５８】
（付記１１）光増幅手段を更に含み、
前記第１の検出手段は、該光増幅手段の出力を入力とすることを特徴とする付記１に記載の光送信装置。
【００５９】
（付記１２）前記光変調手段は、マッハツェンダ型光変調器であることを特徴とする付記１に記載の光送信装置。
【００６０】
【発明の効果】
光変調器の出力である光信号から直接チャープ量などを測定することにより、チャープ量の安定した制御（可変を含む）を精度良く行い、伝送距離の長距離化・分散ファイバのメニュー削減によるコストダウンを実現できる光伝送システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の装置の原理構成図である。
【図２】波長検出手段２２の基本構成を示す図である。
【図３】波長検出手段の動作を説明する図（その１）である。
【図４】波長検出手段の動作を説明する図（その２）である。
【図５】波長成分を取り出す手段の第１の構成例を説明する図（その１）である。
【図６】波長成分を取り出す手段の第１の構成例を説明する図（その２）である。
【図７】波長成分を取り出す手段の第１の構成例を説明する図（その３）である。
【図８】波長成分を取り出す手段の第１の構成例を説明する図（その４）である。
【図９】波長検出手段の別の実施形態を説明する図（その１）である。
【図１０】波長検出手段の別の実施形態を説明する図（その２）である。
【図１１】チャープ量を検出する方法を説明する図である。
【図１２】検出手段２３の第１の構成例を説明する図（その１）である。
【図１３】検出手段２３の第１の構成例を説明する図（その２）である。
【図１４】検出手段２３の第１の構成例を説明する図（その３）である。
【図１５】検出手段２３の第２の構成の基本ブロック構成を示す図である。
【図１６】サンプリングの原理を説明する図である。
【図１７】駆動電圧制御回路を説明する図である。
【図１８】本発明の実施形態に従った光送信器のブロック図を示す図（その１）である。
【図１９】本発明の実施形態に従った光送信器のブロック図を示す図（その２）である。
【図２０】長距離ＷＤＭシステムの概要及び分散補償方法を説明する図である。
【図２１】マッハツェンダ型光変調器の概略構成及びその動作を示す図（その１）である。
【図２２】マッハツェンダ型光変調器の概略構成及びその動作を示す図（その２）である。
【図２３】マッハツェンダ型光変調器の概略構成及びその動作を示す図（その３）である。
【図２４】マッハツェンダ型光変調器の概略構成及びその動作を示す図（その４）である。
【図２５】光出力波形とチャープ係数に対応する波長の時間応答特性を説明する図である。
【符号の説明】
２０　　　マッハツェンダ光変調器
２１　　　分岐部
２２　　　波長検出手段
２３　　　検出手段
２４　　　駆動電圧制御手段
２５　　　駆動電圧発生回路
３０　　　波長フィルタ
３１　　　モニタＰＤ
３２　　　電流−電圧変換Ａｍｐ
４１　　　差動増幅器
５０　　　ゲート制御信号生成部
６０　　　分周器
６１　　　波形サンプリング回路
６２　　　波高値検出及びチャーピング演算部
７０　　　目標チャーピング特性設定部

Claims

入力電圧に従って、入力光信号の変調を行う光変調手段と、
該光変調手段からの光出力に含まれる波長の変化を検出する第１の検出手段と、
該第１の検出手段からの出力から該光変調手段の光出力に含まれるチャープ量とチャーピングの符号を検出する第２の検出手段と、
該第２の検出手段の検出結果に基づいて、該光変調手段に与える前記入力電圧を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光送信装置。
前記第１の検出手段は、入力光信号の波長の透過特性が波長に対して線形である波長フィルタ手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
前記第１の検出手段は、前記波長フィルタの出力と、前記光変調手段の出力の差を電圧値として出力する手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の光送信装置。
前記第１の検出手段は、入力光信号の波長の透過特性が波長に対して正の線形特性を示す第１の波長フィルタ手段と、
該入力光信号の波長の透過特性が波長に対して負の線形特性を示す第２の波長フィルタ手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
前記制御手段は、前記第２の検出手段で検出したチャープ量及びチャープ符号が設定した基準チャープ特性に近づくように、前記制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。