JP2006349855A - Variable dispersion compensator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a variable dispersion compensator having fast response speed. <P>SOLUTION: The control circuit 10 is equipped with first and second memory regions 12, 13. When the control circuit 10 receives a command to make a dispersion value variable, a plurality of first pulse currents respectively supplied to a plurality of heaters 7<SB>1</SB>-7<SB>n</SB>before the dispersion is made variable are stored in the first memory region 12, a plurality of second pulse currents to be respectively supplied to the plurality of heaters 7<SB>1</SB>-7<SB>n</SB>for the purpose of setting the dispersion to a desired value are stored in the second memory region 13, and subsequently differences between the second pulse currents and the first pulse currents are calculated, the calculated values are multiplied with a gradient coefficient, and sums of the multiplied values and the second pulse currents are calculated so as to calculate a plurality of third pulse currents, and subsequently the plurality of calculated third pulse currents are supplied to the respective plurality of heaters 7<SB>1</SB>-7<SB>n</SB>, and subsequently after a lapse of a predetermined length of time, the plurality of second pulse currents are supplied to the respective plurality of heaters 7<SB>1</SB>-7<SB>n</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、光ファイバ通信システムにおける光信号の波長分散を補償する分散補償技術に関し、特に分散補償の可変速度を高速化させた可変分散補償器に関するものである。   The present invention relates to a dispersion compensation technique for compensating chromatic dispersion of an optical signal in an optical fiber communication system, and more particularly to a tunable dispersion compensator in which a variable speed of dispersion compensation is increased.

光ファイバを伝送路に用いた光通信システムでは、光ファイバの持つ波長分散(以下、「分散」と称す)により光パルスが歪むため、信号の劣化を生じる。これは、波長の異なる光パルスの波束の群速度が異なるためで、光パルスの波束が一定距離を伝播するのに要する時間、すなわち群遅延時間(単位:ps)が異なるためである。この群遅延時間の波長に対する傾きが分散(単位:ps/nm)である。通常の光ファイバ伝送路に用いられるシングルモードファイバ(SMF)では、波長1550nm近辺とした場合、伝送路1km当り、約16ps/(nm・km)の分散値を有する。これは波長が1nm異なる光パルスが1kmのSMFを伝搬するのに要する群遅延時間の差が16psという意味であり、例えば、波長が1nm異なる光パルスが100kmの光ファイバを伝搬した場合の群遅延時間は、100倍の1600psとなる。   In an optical communication system using an optical fiber as a transmission line, the optical pulse is distorted by chromatic dispersion (hereinafter referred to as “dispersion”) of the optical fiber, so that signal degradation occurs. This is because the group velocities of the wave packets of the optical pulses having different wavelengths are different, and the time required for the wave packet of the optical pulses to propagate a certain distance, that is, the group delay time (unit: ps) is different. The inclination of the group delay time with respect to the wavelength is dispersion (unit: ps / nm). A single mode fiber (SMF) used for a normal optical fiber transmission line has a dispersion value of about 16 ps / (nm · km) per 1 km of the transmission line when the wavelength is around 1550 nm. This means that the difference in group delay time required for an optical pulse having a wavelength different by 1 nm to propagate through a 1 km SMF is 16 ps. For example, a group delay when an optical pulse having a wavelength different by 1 nm propagates through an optical fiber having a length of 100 km. The time is 100 times 1600 ps.

一方、変調された光パルスは、変調方式やビットレートにより決まる幾つかの線スペクトルの広がりを持ち、その包絡線はガウス分布型となる。例えばRZ(return−to−zero)変調方式では、それぞれの線スペクトルの間隔は、ビットレート(伝送速度)10Gbit/sの場合には、0.08nmであるが、ビットレート40Gbit/sの場合には、0.32nmとなる。すなわち線スペクトルの広がりはビットレートに比例して増大する。また、NRZ (non−return−to−zero)変調方式では、RZ変調方式における線スペクトルの半分の広がりとなる。このようにビットレートが高くなるに従い、光パルスの成分である線スペクトルの間隔が広がるため、光ファイバ伝送路を伝搬したときの群遅延時間の差が大きくなり、光パルスの歪みが増大する。また、光パルスが受ける光ファイバ伝送路の分散の影響はビットレートの二乗に比例して大きくなる。   On the other hand, the modulated optical pulse has several line spectrum spreads determined by the modulation method and the bit rate, and its envelope becomes a Gaussian distribution type. For example, in the RZ (return-to-zero) modulation method, the interval between the respective line spectra is 0.08 nm when the bit rate (transmission speed) is 10 Gbit / s, but when the bit rate is 40 Gbit / s. Is 0.32 nm. That is, the spread of the line spectrum increases in proportion to the bit rate. Further, in the NRZ (non-return-to-zero) modulation method, the line spectrum becomes half the spread in the RZ modulation method. Thus, as the bit rate increases, the interval of the line spectrum that is the component of the optical pulse increases, so the difference in group delay time when propagating through the optical fiber transmission line increases, and the distortion of the optical pulse increases. Further, the influence of the dispersion of the optical fiber transmission line that the optical pulse receives is increased in proportion to the square of the bit rate.

このような分散を補償するために、伝送路である光ファイバの分散と反対の符号の分散を持つ分散補償ファイバやチャープグレーティング等が開発されている。他方、光ファイバの温度変動や外力による光ファイバの応力変化等により、光ファイバ中の分散が時間とともに変化するという問題があるが、上記の従来の分散補償装置においては、補償できる分散は一定であるので、このような問題には対応できないといった問題があった。   In order to compensate for such dispersion, a dispersion compensating fiber, a chirped grating, and the like having a dispersion having a sign opposite to that of the optical fiber serving as a transmission line have been developed. On the other hand, there is a problem that the dispersion in the optical fiber changes with time due to the temperature variation of the optical fiber or the change in the stress of the optical fiber due to external force. There was a problem that such a problem could not be dealt with.

この問題を解決するために、補償できる分散値を可変できる可変分散補償器が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この従来の可変分散補償器では、格子ピッチが連続的に変化しているチャープド回折格子が形成されている光導波路を、基板上に1列に並んで形成された多数個のヒータ上に配置させ、各ヒータにパルス電流を流すように構成されている。そして、ヒータにパルス電流が流れると、各ヒータが発熱し光導波路の温度が上昇する。この時、各ヒータに流れるパルス電流のデューティ比を制御することで、様々な温度分布を形成できる。そして、光導波路の温度が変化すると、屈折率が変化し、その結果チャープド回折格子の各部分のブラッグ反射波長が変化し、光導波路に入射した光信号に付加される分散が変化する。
In order to solve this problem, various variable dispersion compensators that can vary the dispersion value that can be compensated have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
In this conventional tunable dispersion compensator, an optical waveguide in which a chirped diffraction grating having a continuously changing grating pitch is formed is arranged on a large number of heaters formed in a line on a substrate. The pulse current is supplied to each heater. When a pulse current flows through the heater, each heater generates heat and the temperature of the optical waveguide rises. At this time, various temperature distributions can be formed by controlling the duty ratio of the pulse current flowing through each heater. When the temperature of the optical waveguide changes, the refractive index changes. As a result, the Bragg reflection wavelength of each part of the chirped diffraction grating changes, and the dispersion added to the optical signal incident on the optical waveguide changes.

従来の可変分散補償器は、上記のように光導波路に温度分布を形成することによって分散を変化させるため、温度分布が定常状態になるまでの時間が長い。このことは、可変分散補償器の応答速度が遅いということを意味するが、従来の可変分散補償器は応答速度が30秒程度あれば十分であった。これは、40Gbit/sなどの超高速光通信は、長距離伝送で用いられる事がほとんどで、長距離伝送における分散変化の要因が、ファイバの温度変化や応力変化であるため、この変動の速度が半日周期などといった長い周期の変化であり、これに対応する応答速度を有していれば十分であるためである。   Since the conventional variable dispersion compensator changes the dispersion by forming the temperature distribution in the optical waveguide as described above, it takes a long time until the temperature distribution reaches a steady state. This means that the response speed of the tunable dispersion compensator is slow, but it is sufficient for the conventional tunable dispersion compensator that the response speed is about 30 seconds. This is because ultra-high-speed optical communication such as 40 Gbit / s is mostly used in long-distance transmission, and the cause of dispersion change in long-distance transmission is the temperature change and stress change of the fiber. This is because a change in a long cycle such as a half-day cycle is sufficient if it has a response speed corresponding to this.

しかし、今日では、伝送路にエラーが生じた際、自動的に別の光ファイバ伝送路に切り替わるシステムが構築されている(例えば、非特許文献1参照)。このとき、伝送路が切り替わると光ファイバの距離が変化するため、光信号に負荷される分散値も変化してしまう。このとき、エラーが発生してから、伝送路が切り替わり分散補償を完了するまで1秒以下で行なう必要があり、これに対応するためには可変分散補償器も1秒以下の応答速度が必要となる。   However, nowadays, a system has been constructed that automatically switches to another optical fiber transmission line when an error occurs in the transmission line (for example, see Non-Patent Document 1). At this time, since the distance of the optical fiber changes when the transmission path is switched, the dispersion value loaded on the optical signal also changes. At this time, it is necessary to carry out in less than 1 second from the occurrence of an error until the transmission line is switched and the dispersion compensation is completed. To cope with this, the variable dispersion compensator also requires a response speed of less than 1 second. Become.

特開2004−258462号公報JP 2004-258462 A 笠 史郎、外3名、「超高速波長パスネットワークにおける波長分散補償」、2004年電子情報通信学会ソサエティ大会、BCS−1−1Shiro Kasa and three others, "Chromatic dispersion compensation in ultra high-speed wavelength path network", 2004 Society of Electronics, Information and Communication Engineers Society Conference, BCS-1-1

従来の可変分散補償器は、上記のように、応答速度が30秒程度であったので、1秒以下の応答速度が必要なシステムには適用できなかった。   Since the conventional variable dispersion compensator has a response speed of about 30 seconds as described above, it cannot be applied to a system that requires a response speed of 1 second or less.

この発明は、1秒以下の応答速度が必要なシステムに適用できる、高速の応答速度を有した可変分散補償器を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a variable dispersion compensator having a high response speed that can be applied to a system that requires a response speed of 1 second or less.

この発明による可変分散補償器は、回折格子を有する光導波路と、上記光導波路の光軸に沿って1列に配列された複数のヒータと、複数のパルス電流を生成して上記複数のヒータのそれぞれに供給する制御回路と、を備え、上記制御回路は、第1および第2記憶領域を備え、分散値を可変するコマンドを受け取ると、分散可変前に上記複数のヒータのそれぞれに供給している複数の第1パルス電流を上記第1記憶領域に記憶し、目標分散値にするために上記複数のヒータのそれぞれに供給する複数の第2パルス電流を上記第2記憶領域に記憶した後、上記第2パルス電流と上記第1パルス電流との差を計算し、その値に勾配係数を乗じ、その値と上記第2パルス電流との和を計算して複数の第3パルス電流を算出し、算出された上記複数の第3パルス電流を上記複数のヒータのそれぞれに供給し、その後一定時間経過後に上記複数の第2パルス電流を上記複数のヒータのそれぞれに供給するものである。   The tunable dispersion compensator according to the present invention includes an optical waveguide having a diffraction grating, a plurality of heaters arranged in a line along the optical axis of the optical waveguide, and a plurality of pulse currents to generate a plurality of pulse currents. And a control circuit for supplying each of the plurality of heaters. When the control circuit includes a first storage area and a second storage area and receives a command for changing the dispersion value, the control circuit supplies each of the plurality of heaters before the dispersion is changed. A plurality of first pulse currents stored in the first storage area, and a plurality of second pulse currents supplied to each of the plurality of heaters in order to obtain a target dispersion value are stored in the second storage area, The difference between the second pulse current and the first pulse current is calculated, the value is multiplied by a gradient coefficient, and the sum of the value and the second pulse current is calculated to calculate a plurality of third pulse currents. The plurality of calculated first A pulse current is supplied to each of the plurality of heaters, it is then the plurality of second pulse current after a predetermined time to supply to each of said plurality of heaters.

この発明によれば、分散値を可変するコマンドを受け取ると、まず目標分散値が得られる温度分布より大きな傾きを持つ温度分布を形成する第3パルス電流が各ヒータに供給され、温度分布が第3パルス電流により形成される温度分布となるように急速に変化する。そして、一定時間経過後に、つまり温度分布が、目標分散値が得られる温度分布となる直前に、パルス電流が、第3パルス電流から目標分散値が得られる温度分布を形成する第2パルス電流に切り換えられ、分散値が目標値に維持される。これにより、分散値を可変にする際に、直ちに第2パルス電流をヒータに供給する場合に比べ、現在の分散値から所望の分散値への切り換え時間が大幅に短縮され、高速の応答速度を有した可変分散補償器が実現される。   According to the present invention, when a command for varying the dispersion value is received, first, a third pulse current that forms a temperature distribution having a larger gradient than the temperature distribution from which the target dispersion value is obtained is supplied to each heater. It changes rapidly so as to obtain a temperature distribution formed by three pulse currents. Then, after a certain time has passed, that is, immediately before the temperature distribution becomes the temperature distribution at which the target dispersion value is obtained, the pulse current becomes the second pulse current that forms the temperature distribution from which the target dispersion value is obtained from the third pulse current. The dispersion value is maintained at the target value. As a result, when the dispersion value is made variable, the switching time from the current dispersion value to the desired dispersion value is significantly shortened compared to the case where the second pulse current is immediately supplied to the heater, and a high response speed is achieved. The tunable dispersion compensator is provided.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る可変分散補償器の構成を示す概略図、図2は図1のII−II矢視断面図、図3はこの発明の実施の形態1に係る可変分散補償器における制御回路部分を示すブロック図である。
Embodiment 1 FIG.
1 is a schematic diagram showing the configuration of a variable dispersion compensator according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a variable according to Embodiment 1 of the present invention. It is a block diagram which shows the control circuit part in a dispersion compensator.

図1および図2において、可変分散補償器1は、チャープド回折格子5を有する光導波路2と、光導波路2のチャープド回折格子5に温度分布を付与するn個のヒータ7〜7と、各ヒータ7に電力を供給するn個の第1電極8〜8および1つの第2電極9と、各ヒータ7に流すパルス電流を制御する制御回路10と、インターフェイス回路11と、を備えている。 1 and 2, the tunable dispersion compensator 1 includes an optical waveguide 2 having a chirped diffraction grating 5, n heaters 7 1 to 7 n that impart temperature distribution to the chirped diffraction grating 5 of the optical waveguide 2, and and n first electrodes 8 1 to 8 n and one second electrode 9 for supplying power to the heaters 7 i, a control circuit 10 for controlling the pulse current supplied to the heaters 7 i, the interface circuit 11, It has.

光導波路2は、コア3と、コア3の周囲を覆うように形成されたクラッド4とからなる光ファイバであり、格子ピッチが連続的に変化しているチャープド回折格子5が形成されている。そして、n個のヒータ7〜7は、ほぼ1列並んで基板6上に形成されている。また、n個の第1電極8〜8が対応するヒータ7iに電気的に接続するように基板6上に形成され、第2電極9がヒータ7〜7に電気的に接続するように基板6上に形成されている。なお、この第2電極9は接地されている。制御回路10は、各ヒータ7にパルス電流を供給できるように、各第1電極8に電気的に接続されている。
そして、光導波路2は、チャープド回折格子5が形成されている領域をヒータ7〜7上に位置させ、かつ密接させて基板6上に接着剤などにより固定されている。ここで、ヒータ7〜7は、光導波路2の光軸に沿って1列並んで配列されている。そして、パルス電流が第1電極ヒータ8〜8からヒータ7〜7に流され、チャープド回折格子5に所望の温度分布が付与される。
The optical waveguide 2 is an optical fiber composed of a core 3 and a clad 4 formed so as to cover the periphery of the core 3, and a chirped diffraction grating 5 in which the grating pitch is continuously changed is formed. The n heaters 7 1 to 7 n are formed on the substrate 6 in almost one row. Also, n first electrodes 8 1 to 8 n are formed on the substrate 6 so as to be electrically connected to the corresponding heater 7 i, and the second electrode 9 is electrically connected to the heaters 7 1 to 7 n. Thus, it is formed on the substrate 6. The second electrode 9 is grounded. The control circuit 10 is electrically connected to each first electrode 8 i so that a pulse current can be supplied to each heater 7 i .
The optical waveguide 2 is fixed on the substrate 6 with an adhesive or the like with the region where the chirped diffraction grating 5 is formed positioned on the heaters 7 1 to 7 n and in close contact therewith. Here, the heaters 7 1 to 7 n are arranged in a line along the optical axis of the optical waveguide 2. Then, a pulse current is passed from the first electrode heaters 8 1 to 8 n to the heaters 7 1 to 7 n , and a desired temperature distribution is given to the chirped diffraction grating 5.

ここで、光導波路2は光ファイバを用いるものとしているが、平面光導波路(PLC)を用いてもよい。また、基板6には、例えば石英基板が用いられ、各ヒータ7には、例えば窒化タンタルが用いられる。 Here, although the optical waveguide 2 is assumed to use an optical fiber, a planar optical waveguide (PLC) may be used. Further, for example, a quartz substrate is used for the substrate 6, and tantalum nitride is used for each heater 7 i , for example.

ついで、制御回路10の構成について図3を参照しつつ説明する。
制御回路10は、分散可変前の温度分布を形成しているn個の第1パルス電流Ia1〜Ianを記憶している第1記憶領域12と、所望の分散値にするための温度分布を形成するn個の第2パルス電流Ib1〜Ibnを記憶している第2記憶領域13と、勾配係数kを記憶している勾配係数記憶領域14と、切換スイッチ15と、切換スイッチ15の切り換え時間を規定するカウンタ16と、各演算を行う演算部分17と、を備えている。そして、演算部分17は、減算器18と、乗算器19と、加算器20と、を備えている。
Next, the configuration of the control circuit 10 will be described with reference to FIG.
The control circuit 10 includes a first storage area 12 that stores n first pulse currents I a1 to I an that form a temperature distribution before dispersion variation, and a temperature distribution for obtaining a desired dispersion value. A second storage area 13 storing n second pulse currents I b1 to I bn forming a slope, a gradient coefficient storage area 14 storing a gradient coefficient k, a changeover switch 15, and a changeover switch 15 The counter 16 for defining the switching time of each of the above and the calculation portion 17 for performing each calculation are provided. The calculation part 17 includes a subtracter 18, a multiplier 19, and an adder 20.

ここで、第1記憶領域12、第2記憶領域13および勾配係数記憶領域14は、データを記憶できるデバイスならば全て適用できるが、読み出し速度、低コスト化の観点からROMなどの半導体メモリを用いた記憶デバイスを適用することが望ましい。   Here, the first storage area 12, the second storage area 13, and the gradient coefficient storage area 14 can be applied to any device capable of storing data, but a semiconductor memory such as a ROM is used from the viewpoint of reading speed and cost reduction. It is desirable to apply the storage device that was used.

また、減算器18、乗算器19および加算器20を実現する手段は種々あるが、FPGA(Field Programmable Gate Array)やマイコン、ICを用いたデジタル信号処理によって実現する手段とすることが好ましい。演算部分17では、それぞれのヒータ7に応じた信号処理が必要となる。そのため、アナログ信号処理では、それぞれのヒータ7に応じた信号処理回路が必要となり、部品数が多く、消費電力も大きくなってしまう。一方、FPGAなどを用いたデジタル処理では、1つのデバイスで多くの信号処理回路が実現でき、回路の小型化、低消費電力化を実現できる。また、信号処理の方式が変わったときにおいても、プログラムを変更するだけで方式変更に対応することができ、アナログ信号処理の場合と違い回路を変更する必要がない。 There are various means for realizing the subtracter 18, the multiplier 19, and the adder 20. However, it is preferable that the means be realized by digital signal processing using an FPGA (Field Programmable Gate Array), a microcomputer, and an IC. The arithmetic portion 17, the signal processing in accordance with each of the heater 7 i required. Therefore, in the analog signal processing, a signal processing circuit corresponding to each heater 7 i is required, and the number of parts is large and the power consumption is increased. On the other hand, in digital processing using an FPGA or the like, many signal processing circuits can be realized with one device, and the circuit can be reduced in size and power consumption can be reduced. Even when the signal processing method is changed, it is possible to cope with the method change only by changing the program, and unlike the case of the analog signal processing, it is not necessary to change the circuit.

つぎに、制御回路10の動作について説明する。
まず、分散値を可変するコマンドが可変分散補償器1に送信されると、該コマンドはインターフェイス回路11で処理され、所望の分散値が制御回路10に送信される。
そして、命令を受け取った制御回路10は、現在の分散値を構成する第1パルス電流Ia1〜Ianを第1記憶領域12に記憶した後、受け取った命令に対応する分散値を構成する第2パルス電流Ib1〜Ibnを第2記憶領域13に記憶する。
ついで、各ヒータ7に流すパルス電流値が第1および第2記憶領域12,13に記憶されているパルス電流値に基づいて演算部分17により演算される。
まず、第2記憶領域13に記憶されている第2パルス電流値と第1記憶領域12に記憶されている第1パルス電流値との差が減算器18により計算される。ついで、乗算器19により、その結果に勾配係数記憶領域14に記憶されている勾配係数kを乗じ、さらに加算器20により、その結果と第2記憶領域13に記憶されている第2パルス電流値との和が計算される。
Next, the operation of the control circuit 10 will be described.
First, when a command for changing the dispersion value is transmitted to the variable dispersion compensator 1, the command is processed by the interface circuit 11, and a desired dispersion value is transmitted to the control circuit 10.
The control circuit 10 that has received the command stores the first pulse currents I a1 to I an that constitute the current dispersion value in the first storage area 12, and then the first circuit that constitutes the dispersion value corresponding to the received command. The two pulse currents I b1 to I bn are stored in the second storage area 13.
Next, the pulse current value to be passed through each heater 7 i is calculated by the calculation portion 17 based on the pulse current values stored in the first and second storage areas 12 and 13.
First, the subtractor 18 calculates the difference between the second pulse current value stored in the second storage area 13 and the first pulse current value stored in the first storage area 12. Subsequently, the multiplier 19 multiplies the result by the gradient coefficient k stored in the gradient coefficient storage area 14, and the adder 20 further multiplies the result and the second pulse current value stored in the second storage area 13. And the sum is calculated.

つぎに、上述の演算の効果を図4〜図6を用いて説明する。図4〜図6において、縦軸は温度、横軸はヒータ番号である。
まず、図4中、温度分布30は、現在の分散値を構成する温度分布、つまり第1パルス電流Ia1〜Ianをヒータ7〜7に印加して形成される温度分布である。また、図4中、温度分布31は、新しい分散値を構成する温度分布、つまり第2パルス電流Ia1〜Ianをヒータ7〜7に印加して形成される温度分布である。
ここで、新しい分散値に可変するコマンドが可変分散補償器1に送信され、切換スイッチ15が第2記憶領域13側に切り換えられると、新しい分散値を構成する温度分布31となるように第2パルス電流Ib1〜Ibnが各ヒータ7に流される。この時、現在の温度分布30が新しい温度分布31に変化すれば、所望の分散値に可変できたことになるが、前述したように、温度が定常状態になるまでに多くの時間がかかってしまう。
この時の分散値変化を図7に示す。この図7に示される分散値変化33から分かるように、初期分散値から所望の分散値となるまでに長い時間を要してしまう。
Next, the effect of the above calculation will be described with reference to FIGS. 4 to 6, the vertical axis represents temperature, and the horizontal axis represents the heater number.
First, in FIG. 4, a temperature distribution 30 is a temperature distribution forming a current dispersion value, that is, a temperature distribution formed by applying the first pulse currents I a1 to I an to the heaters 7 1 to 7 n . In FIG. 4, a temperature distribution 31 is a temperature distribution forming a new dispersion value, that is, a temperature distribution formed by applying the second pulse currents I a1 to I an to the heaters 7 1 to 7 n .
Here, when a command for changing to a new dispersion value is transmitted to the tunable dispersion compensator 1 and the changeover switch 15 is switched to the second storage area 13 side, the second temperature distribution 31 constituting the new dispersion value is obtained. Pulse currents I b1 to I bn are passed through each heater 7 i . At this time, if the current temperature distribution 30 changes to a new temperature distribution 31, it can be changed to a desired dispersion value. However, as described above, it takes a long time for the temperature to reach a steady state. End up.
The change in the dispersion value at this time is shown in FIG. As can be seen from the dispersion value change 33 shown in FIG. 7, it takes a long time to reach the desired dispersion value from the initial dispersion value.

この実施の形態1では、新しい分散値に可変するコマンドが可変分散補償器1に送信されると、切換スイッチ15が演算部分17の出力側に切り換えられる。そして、演算部分17の演算結果である第3パルス電流が各ヒータ7に流され、図5に示される温度分布32が形成される。例えば、勾配係数kが1の場合、温度分布30と温度分布31との差の2倍の傾きをもった温度分布32が形成される。つまり、温度を上昇させなければならないヒータに関しては、所望の温度よりも高い温度となるようにパルス電流を印加し、温度を下降させなければならないヒータに関しては、所望の温度より低い温度となるようにパルス電流を印加することになる。 In the first embodiment, when a command for changing to a new dispersion value is transmitted to the tunable dispersion compensator 1, the changeover switch 15 is switched to the output side of the calculation portion 17. The third pulse current is an operation result of the operation portion 17 is passed through the respective heaters 7 i, the temperature distribution 32 shown in FIG. 5 is formed. For example, when the gradient coefficient k is 1, a temperature distribution 32 having a gradient twice as large as the difference between the temperature distribution 30 and the temperature distribution 31 is formed. In other words, for a heater whose temperature must be increased, a pulse current is applied so that the temperature is higher than the desired temperature, and for a heater whose temperature must be decreased, the temperature is lower than the desired temperature. A pulse current is applied to the.

この勾配係数kは、通常0以上の数を設定しておき、得たい傾きに合わせて勾配係数を変化させる。勾配係数kが0の場合は、温度分布30,31が同じ温度分布となり、勾配係数kが1の場合には、温度分布30,31の差の2倍の傾きを持った温度分布32となる。すなわち、勾配係数kは、大きい方がより高速に温度分布を可変させることができることになる。しかし、勾配係数kが大きすぎると、演算の結果で出てくる第3パルス電流値が、ヒータの上限値を超えたり、下限値を下回ったりする恐れがあるため、勾配係数kを2以下とすることが好ましい。   The gradient coefficient k is normally set to a number of 0 or more, and the gradient coefficient is changed according to the desired gradient. When the gradient coefficient k is 0, the temperature distributions 30 and 31 are the same temperature distribution, and when the gradient coefficient k is 1, the temperature distribution 32 has a gradient twice as large as the difference between the temperature distributions 30 and 31. . That is, the larger the gradient coefficient k, the higher the temperature distribution can be varied. However, if the gradient coefficient k is too large, the third pulse current value obtained as a result of the calculation may exceed the upper limit value of the heater or be lower than the lower limit value. It is preferable to do.

そして、切換スイッチ15が演算部分17の出力側に切り換えられると、カウンタ16が作動する。そして、カウンタ16が設定した一定時間を計測すると、切り換え信号が切換スイッチ15に出力される。そこで、切換スイッチ15が第2記憶領域13側に切り換えられる。つまり、新たな分散値に可変とするコマンドが送信されてから予め設定された一定時間をカウンタ16が計測し、ヒータに流されている第3パルス電流が温度分布31を形成する第2パルス電流Ib1〜Ibnに切り換えられる。そこで、第2パルス電流Ib1〜Ibnが各ヒータ7に流され、図6に示されるように、温度分布31が形成され、新しい分散値に可変される。
この時の分散値変化を図8に示す。この図8に示される分散値変化34から分かるように、第3パルス電流がヒータ7に印加されている時間35では、勾配係数kによって決められた勾配の大きい温度分布となっているため、分散値変化33より変化の割合が大きい。即ち、初期分散値から所望の分散値まで短時間で可変する。そして、所望の分散値に到達した後、第2パルス電流が時間36の間ヒータ7iに流され、所望の分散値が維持される。
When the changeover switch 15 is switched to the output side of the calculation portion 17, the counter 16 is activated. Then, when the predetermined time set by the counter 16 is measured, a changeover signal is output to the changeover switch 15. Therefore, the changeover switch 15 is switched to the second storage area 13 side. That is, the counter 16 measures a predetermined time after the command to change to a new dispersion value is transmitted, and the second pulse current that forms the temperature distribution 31 by the third pulse current flowing through the heater. It is switched to I b1 ~I bn. Therefore, the second pulse currents I b1 to I bn are caused to flow through the heaters 7 i , and as shown in FIG. 6, a temperature distribution 31 is formed and changed to a new dispersion value.
FIG. 8 shows changes in the dispersion value at this time. As can be seen from the variance value variation 34 shown in FIG. 8, the third pulse current time is applied to the heater 7 i 35, because that is the large temperature distribution gradient which is determined by the slope factor k, The rate of change is greater than the variance value change 33. That is, the initial dispersion value can be varied in a short time from the desired dispersion value. Then, after reaching the desired dispersion value, the second pulse current is allowed to flow through the heater 7i for the time 36, and the desired dispersion value is maintained.

ここで、切換スイッチ15は機械的なスイッチでもよいが、機械的なスイッチはスイッチング速度が遅く、精密なスイッチング速度の制御ができないため好ましくはない。そこで、演算処理に使用したFPGAやマイコンの内部にスイッチ部分をプログラムすることで、高速、かつ精密な時間制御が可能なスイッチを簡単に実現することができる。   Here, the changeover switch 15 may be a mechanical switch. However, the mechanical switch is not preferable because the switching speed is slow and precise switching speed cannot be controlled. Therefore, a switch capable of high-speed and precise time control can be easily realized by programming the switch portion in the FPGA or microcomputer used for the arithmetic processing.

この実施の形態1によって得られる温度分布の変化は、設定した一定時間(第3パルス電流の印加時間)と勾配係数kとによって決まる。前述したように、勾配係数kは大きいほど高速に変化するため、可能な限り大きくした方がよい。
また、勾配係数kと一定時間(第3パルス電流の印加時間)との積を最適な一定値にしなければならない。この積が最適値より小さいと、所望の分散値に到達する前にパルス電流値が第3パルス電流値から第2パルス電流値に切り替わってしまい、そこから所望の分散値に達するまでの時間がかかってしまう。一方、この積が最適値より大きいと、所望の分散値を超えてからパルス電流値が第3パルス電流値から第2パルス電流値に切り替わることになり、分散値変化の曲線がオーバーシュートし、これもまた応答速度の低下をもたらしてしまう。そこで、可変後の分散値に対応して、勾配係数kと一定時間との積が最適値となるような勾配係数kおよび一定時間の組み合わせを予め見つけて記憶領域に記憶しておき、送信されたコマンドから得られた新たな分散値に対応する勾配係数kおよび一定時間を読み出して、演算部分17での演算処理およびカウンタ16の計測処理を行う。
The change in the temperature distribution obtained by the first embodiment is determined by the set constant time (the application time of the third pulse current) and the gradient coefficient k. As described above, the larger the gradient coefficient k, the faster it changes, so it is better to make it as large as possible.
In addition, the product of the gradient coefficient k and a certain time (application time of the third pulse current) must be an optimum constant value. If this product is smaller than the optimum value, the pulse current value is switched from the third pulse current value to the second pulse current value before reaching the desired dispersion value, and the time until reaching the desired dispersion value is reached. It will take. On the other hand, if this product is larger than the optimum value, the pulse current value is switched from the third pulse current value to the second pulse current value after exceeding the desired dispersion value, and the dispersion value change curve overshoots, This also reduces the response speed. Therefore, a combination of the gradient coefficient k and the fixed time that makes the product of the gradient coefficient k and the fixed time the optimum value is found in advance and stored in the storage area in correspondence with the variable dispersion value after being transmitted. The gradient coefficient k and the fixed time corresponding to the new dispersion value obtained from the command are read out, and the calculation process in the calculation part 17 and the measurement process of the counter 16 are performed.

このように、ヒータ7iに印加されるパルス電流を第1パルス電流→第3パルス電流→第2パルス電流と変化させることにより、温度分布30→温度分布31→温度分布32と変化させ、現在の分散値から所望の分散値への切り換えを早くすることができる。これにより、伝送路にエラーが生じた際、自動的に別の光ファイバ伝送路に切り替わるシステムに適用できる高速の応答速度を有する可変分散補償器を実現できる。   Thus, by changing the pulse current applied to the heater 7i from the first pulse current → the third pulse current → the second pulse current, the temperature distribution 30 → the temperature distribution 31 → the temperature distribution 32 is changed. Switching from the dispersion value to the desired dispersion value can be accelerated. This makes it possible to realize a variable dispersion compensator having a high response speed that can be applied to a system that automatically switches to another optical fiber transmission line when an error occurs in the transmission line.

なお、上記実施の形態1では、線形な温度分布に関して説明しているが、温度分布は線形である必要はなく、非線形な温度分布、或いは温度分布変化であってもよい。   In the first embodiment, the linear temperature distribution has been described. However, the temperature distribution need not be linear, and may be a non-linear temperature distribution or a temperature distribution change.

実施の形態2.
図9はこの発明の実施の形態2に係る可変分散補償器における制御回路部分を示すブロック図である。
図9において、制御回路10Aは、新たな分散値に可変とするコマンドが送信されてから予め設定された一定時間をカウンタ16が計測すると、勾配係数記憶領域14から勾配係数k=0を乗算器19に出力するように構成され、切換スイッチ15を省略している。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing a control circuit portion in the tunable dispersion compensator according to Embodiment 2 of the present invention.
In FIG. 9, when the counter 16 measures a predetermined time after a command for changing to a new variance value is transmitted, the control circuit 10 </ b> A multiplies the gradient coefficient k = 0 from the gradient coefficient storage area 14. 19, the change-over switch 15 is omitted.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.

つぎに、制御回路10Aの動作について説明する。
まず、分散値を可変するコマンドが可変分散補償器1に送信されると、該コマンドはインターフェイス回路11で処理され。所望の分散値が制御回路10Aに送信される。
そして、命令を受け取った制御回路10Aは、現在の分散値を構成する第1パルス電流Ia1〜Ianを第1記憶領域12に記憶した後、受け取った命令に対応する分散値を構成する第2パルス電流Ib1〜Ibnを第2記憶領域13に記憶する。
ついで、各ヒータ7iに流すパルス電流値が第1および第2記憶領域12,13に記憶されているパルス電流値に基づいて演算部分17により演算される。
まず、第2記憶領域13に記憶されている第2パルス電流値と第1記憶領域12に記憶されている第1パルス電流値との差が減算器18により計算される。ついで、乗算器19により、その結果に勾配係数記憶領域14に記憶されている勾配係数を乗じ、さらに加算器20により、その結果と第2記憶領域13に記憶されている第2パルス電流値との和が計算される。
Next, the operation of the control circuit 10A will be described.
First, when a command for changing the dispersion value is transmitted to the variable dispersion compensator 1, the command is processed by the interface circuit 11. A desired dispersion value is transmitted to the control circuit 10A.
Then, the control circuit 10A that has received the command stores the first pulse currents I a1 to I an constituting the current dispersion value in the first storage area 12, and then configures the first dispersion current corresponding to the received command. The two pulse currents I b1 to I bn are stored in the second storage area 13.
Next, the pulse current value that flows through each heater 7 i is calculated by the calculation portion 17 based on the pulse current values stored in the first and second storage areas 12 and 13.
First, the subtractor 18 calculates the difference between the second pulse current value stored in the second storage area 13 and the first pulse current value stored in the first storage area 12. Next, the multiplier 19 multiplies the result by the gradient coefficient stored in the gradient coefficient storage area 14, and the adder 20 further calculates the result and the second pulse current value stored in the second storage area 13. The sum of is calculated.

その結果から得られた第3パルス電流が各ヒータ7に流される。一方、カウンタ16は、命令を受け取った後作動し、設定された一定時間を計測すると、信号が勾配係数記憶領域14に出力される。これにより、勾配係数記憶領域14は記憶している勾配係数kの値を「0」に変化させる。そこで、乗算器19は、減算器18の計算値に0を乗じ、加算器20の計算値は第2記憶領域13に記憶されている第2パルス電流値となる。これにより、命令を受け取ってから設定された一定時間経過するまでは、第3パルス電流がヒータに印加され、一定時間経過後は、第2パルス電流がヒータに印加される。 The third pulse current obtained from the result is caused to flow through each heater 7 i . On the other hand, the counter 16 operates after receiving a command, and outputs a signal to the gradient coefficient storage area 14 when the set fixed time is measured. As a result, the gradient coefficient storage area 14 changes the value of the stored gradient coefficient k to “0”. Therefore, the multiplier 19 multiplies the calculated value of the subtracter 18 by 0, and the calculated value of the adder 20 becomes the second pulse current value stored in the second storage area 13. As a result, the third pulse current is applied to the heater from the time the command is received until the set time has elapsed, and the second pulse current is applied to the heater after the time has elapsed.

従って、この実施の形態2においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
また、切換スイッチ15が不要となり、構成の簡素化が図られる。
Therefore, also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
Further, the changeover switch 15 is not required, and the configuration can be simplified.

なお、上記実施の形態2では、初期分散値から所望の分散値に可変する際に、予め設定した勾配係数kと「0」とを選択して温度分布を変化させるものとして説明しているが、勾配係数は2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。3つ以上の勾配係数を時間変化とともに変化させていくことで、温度分布の時間変化をより正確に制御することも可能となる。   In the second embodiment, the temperature distribution is changed by selecting a preset gradient coefficient k and “0” when changing from the initial dispersion value to a desired dispersion value. The slope coefficient is not limited to two and may be three or more. By changing three or more gradient coefficients with time change, it is possible to more accurately control time change of temperature distribution.

実施の形態3.
図10はこの発明の実施の形態3に係る可変分散補償器における制御回路部分を示すブロック図、図11はこの発明の実施の形態3に係る可変分散補償器におけるサーミスタ実装位置を説明する図である。
図10において、制御回路10Bでは、温度モニタ21がサーミスタ22の温度をモニタしており、サーミスタ22の温度が設定温度となると、切換スイッチ15を演算部分17側から第2記憶領域13側に切り換えるように構成されている。このサーミスタ22はヒータ7の温度を計測している。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing a control circuit portion in a tunable dispersion compensator according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 11 is a diagram for explaining the thermistor mounting position in the tunable dispersion compensator according to Embodiment 3 of the present invention. is there.
In FIG. 10, in the control circuit 10B, the temperature monitor 21 monitors the temperature of the thermistor 22, and when the temperature of the thermistor 22 reaches the set temperature, the changeover switch 15 is switched from the calculation portion 17 side to the second storage area 13 side. It is configured as follows. The thermistor 22 measures the temperature of the heater 7 i.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.

つぎに、制御回路10Bの動作について説明する。
まず、分散値を可変するコマンドが可変分散補償器1に送信されると、該コマンドはインターフェイス回路11で処理され。所望の分散値が制御回路10Bに送信される。
そして、命令を受け取った制御回路10Bは、現在の分散値を構成する第1パルス電流Ia1〜Ianを第1記憶領域12に記憶した後、受け取った命令に対応する分散値を構成する第2パルス電流Ib1〜Ibnを第2記憶領域13に記憶する。
ついで、各ヒータ7iに流すパルス電流値が第1および第2記憶領域12,13に記憶されているパルス電流値に基づいて演算部分17により演算される。
まず、第2記憶領域13に記憶されている第2パルス電流値と第1記憶領域12に記憶されている第1パルス電流値との差が減算器18により計算される。ついで、乗算器19により、その結果に勾配係数記憶領域14に記憶されている勾配係数を乗じ、さらに加算器20により、その結果と第2記憶領域13に記憶されている第2パルス電流値との和が計算される。
Next, the operation of the control circuit 10B will be described.
First, when a command for changing the dispersion value is transmitted to the variable dispersion compensator 1, the command is processed by the interface circuit 11. A desired dispersion value is transmitted to the control circuit 10B.
Then, the control circuit 10B that received the command stores the first pulse currents I a1 to I an constituting the current dispersion value in the first storage area 12, and then configures the first dispersion current corresponding to the received command. The two pulse currents I b1 to I bn are stored in the second storage area 13.
Next, the pulse current value that flows through each heater 7 i is calculated by the calculation portion 17 based on the pulse current values stored in the first and second storage areas 12 and 13.
First, the subtractor 18 calculates the difference between the second pulse current value stored in the second storage area 13 and the first pulse current value stored in the first storage area 12. Next, the multiplier 19 multiplies the result by the gradient coefficient stored in the gradient coefficient storage area 14, and the adder 20 further calculates the result and the second pulse current value stored in the second storage area 13. The sum of is calculated.

その結果から得られた第3パルス電流が各ヒータ7に流される。
一方、温度モニタ21がサーミスタ22を介して所定のヒータの温度をモニタしており、当該ヒータの温度が設定温度となると、切換スイッチ15に切り換え信号を出力する。これにより、そこで、切換スイッチ15が第2記憶領域13側に切り換えられ、第2記憶領域13に記憶されている第2パルス電流が各ヒータ7に流される。
The third pulse current obtained from the result is caused to flow through each heater 7 i .
On the other hand, the temperature monitor 21 monitors the temperature of a predetermined heater via the thermistor 22, and outputs a switching signal to the changeover switch 15 when the temperature of the heater reaches a set temperature. Accordingly, the changeover switch 15 is switched to the second storage area 13 side, and the second pulse current stored in the second storage area 13 is caused to flow to each heater 7 i .

従って、この実施の形態3においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
また、この実施の形態3では、特定のヒータの温度をモニタし、当該ヒータ温度が設定温度となるまでは第3パルス電流を印加し、設定温度となった後は第2パルス電流を印加するようにしている。そこで、ヒータの抵抗値の変動や制御回路10Bへの供給電圧の変動などの外乱が発生しても、正確に所望の温度分布に近づけることができる。
また、上記実施の形態1,2では、予め可変後の分散値に対応して勾配係数kと一定時間との積の最適値を見つけておく必要があったが、この実施の形態3では、ヒータ温度をモニタしてその結果を反映するというフィードバック制御を行っているので、最適値という概念が不要となり、製造工程の簡略化が実現できる。
Therefore, also in the third embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
In the third embodiment, the temperature of a specific heater is monitored, the third pulse current is applied until the heater temperature reaches the set temperature, and the second pulse current is applied after the set temperature is reached. I am doing so. Therefore, even if disturbances such as fluctuations in the resistance value of the heater and fluctuations in the supply voltage to the control circuit 10B occur, it is possible to accurately approximate the desired temperature distribution.
In the first and second embodiments, the optimum value of the product of the gradient coefficient k and the predetermined time needs to be found in advance corresponding to the variance value after the variable. In the third embodiment, Since feedback control is performed to monitor the heater temperature and reflect the result, the concept of optimum value is not required, and the manufacturing process can be simplified.

なお、この実施の形態3では、サーミスタ22によって検出したヒータ温度が設定温度となった時に、切換スイッチ15を切り換えて、ヒータに印加するパルス電流を第3パルス電流値から第2パルス電流値に切り換えるものとしているが、実施の形態2の制御回路10Aに適用することができる。つまり、サーミスタ22によって検出したヒータ温度が設定温度となった時に、勾配係数kを「0」に変化させることで、ヒータに印加するパルス電流を第3パルス電流値から第2パルス電流値に切り換えるようにしてもよい。さらには、サーミスタ22の検出したヒータ温度に応じて勾配係数を変化させるようにすることも可能である。   In the third embodiment, when the heater temperature detected by the thermistor 22 reaches the set temperature, the changeover switch 15 is switched to change the pulse current applied to the heater from the third pulse current value to the second pulse current value. Although switching is performed, the present invention can be applied to the control circuit 10A of the second embodiment. That is, when the heater temperature detected by the thermistor 22 reaches the set temperature, the pulse current applied to the heater is switched from the third pulse current value to the second pulse current value by changing the gradient coefficient k to “0”. You may do it. Furthermore, the gradient coefficient can be changed according to the heater temperature detected by the thermistor 22.

つぎに、サーミスタ22の実装位置について説明する。
1つのサーミスタ22を実装する場合には、図11に実装位置23,24で示されるように、ヒータ列の両端に位置するヒータ7,7の一方にサーミスタ22を実装することが好ましい。
分散値を可変する場合、中央のヒータを中心に温度勾配を変化させる。これは、ヒータで補償する全消費電力を、全ての分散値で等しくするためである。つまり、中央のヒータ温度は全ての分散値で一定の温度となる。このため、仮にサーミスタ22を中央のヒータに配置した場合、分散値を変化させても温度の変化を検知できず、温度分布の時間的変化の情報を得ることができない。一方、端のヒータは、分散値を可変した場合一番大きな温度変化があるため、温度分布の時間的変化を検知することができる。
Next, the mounting position of the thermistor 22 will be described.
When one thermistor 22 is mounted, it is preferable that the thermistor 22 is mounted on one of the heaters 7 1 and 7 n located at both ends of the heater array, as shown by mounting positions 23 and 24 in FIG.
When the dispersion value is varied, the temperature gradient is changed around the central heater. This is to make the total power consumption compensated by the heater equal for all dispersion values. That is, the central heater temperature is constant at all dispersion values. For this reason, if the thermistor 22 is arranged in the central heater, the temperature change cannot be detected even if the dispersion value is changed, and information on the temporal change of the temperature distribution cannot be obtained. On the other hand, since the heater at the end has the largest temperature change when the dispersion value is varied, the temporal change in the temperature distribution can be detected.

また、2つのサーミスタ22を実装する場合には、1つのサーミスタ22をヒータ列の両端に位置するヒータ7,7の一方に実装することが好ましい。残る1つのサーミスタ22は、どのヒータに実装してもよいが、中央若しくは端に位置するヒータに実装するのが好ましい。 When two thermistors 22 are mounted, it is preferable to mount one thermistor 22 on one of the heaters 7 1 and 7 n located at both ends of the heater array. The remaining one thermistor 22 may be mounted on any heater, but is preferably mounted on a heater located at the center or end.

例えば、端のヒータと中央のヒータとにそれぞれサーミスタ22を実装した場合、端のヒータに実装したサーミスタ22では温度分布の時間的変化を検知し、切換スイッチ15の制御に用いる。また、中央のヒータに実装したサーミスタ22は、温度分布の時間的変化を検知できないが、環境温度の変化を検知することができるため、環境温度が変化した場合、それを吸収するような制御に用いることができる。
この環境温度への対応に関しては、先行文献1に記載されているように、ペルチェ素子の温度によって実現されている。しかし、この従来技術では、ヒータの下部にあるペルチェ素子の温度をサーミスタで検知しているため、実際のファイバグレーティングに伝わっている温度との間には誤差がある。さらに、サーミスタで検知する場所と実際の温度の場所とが離れており、熱抵抗が発生し、温度制御の発振などといった不安定の原因となっていた。この実施の形態3では、ヒータ温度を直接検知しているので、従来技術のような制御の不安定は発生せず、安定な制御を行うことができる。
For example, when the thermistor 22 is mounted on each of the end heater and the center heater, the thermistor 22 mounted on the end heater detects a temporal change in temperature distribution and uses it to control the changeover switch 15. The thermistor 22 mounted on the central heater cannot detect a temporal change in the temperature distribution, but can detect a change in the environmental temperature. Therefore, when the environmental temperature changes, the thermistor 22 is controlled so as to absorb it. Can be used.
The correspondence to the environmental temperature is realized by the temperature of the Peltier element as described in the prior document 1. However, in this prior art, since the temperature of the Peltier element under the heater is detected by the thermistor, there is an error between the temperature transmitted to the actual fiber grating. Furthermore, the location detected by the thermistor and the location of the actual temperature are separated from each other, and thermal resistance is generated, causing instability such as oscillation of temperature control. In the third embodiment, since the heater temperature is directly detected, control instability as in the prior art does not occur, and stable control can be performed.

また、両端のヒータにそれぞれサーミスタ22を実装した場合、両方のサーミスタ22で温度分布の時間的変化を検知することができる。これによって、線形な温度変化だけでなく、非線形な温度変化に対しても温度検知することが可能となる。例えば、温度を上昇させるヒータと、温度を下降させるヒータとに勾配差をつけた場合でも、温度検知が可能となるし、温度を上昇させるヒータと温度を下降させるヒータと対する勾配係数を変化させるタイミングに時間差を付けることも可能となる。また、両端のサーミスタによって検知された温度の平均値を算出すれば、環境温度の変化を検知することもできる。
なお、サーミスタ22は3つ以上でもよく、数が多ければ多いほど、より正確な温度分布を検知することができるため好ましい。
Further, when the thermistors 22 are respectively mounted on the heaters at both ends, both thermistors 22 can detect a temporal change in temperature distribution. As a result, not only a linear temperature change but also a non-linear temperature change can be detected. For example, even if there is a gradient difference between the heater that raises the temperature and the heater that lowers the temperature, the temperature can be detected, and the gradient coefficient for the heater that raises the temperature and the heater that lowers the temperature are changed. It is also possible to add a time difference to the timing. Moreover, if the average value of the temperature detected by the thermistors at both ends is calculated, a change in the environmental temperature can be detected.
Note that the number of thermistors 22 may be three or more, and the larger the number, the more preferable temperature distribution can be detected.

実施の形態4.
上記実施の形態1〜3では、第3パルス電流値を演算する際に、ヒータの上限値や下限値を超えないように勾配係数を決定していた。しかし、分散値の可変範囲を変更したときに、そのままの勾配係数ではヒータの上限値や下限値を超える可能性もある。特に、上限値を超えた場合には、ヒータの切断、ファイバグレーティングの固定用接着剤の劣化などの修復不可能な致命的な欠陥を引き起こす可能性がある。そこで、上限値以上のパルス電流値に関しては上限値に、下限値以下のパルス電流値に関しては下限値に設定する機能であるヒータ保護機能を可変分散補償器に持たせることが有効である。
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, when calculating the third pulse current value, the gradient coefficient is determined so as not to exceed the upper limit value or lower limit value of the heater. However, when the variable range of the variance value is changed, there is a possibility that the upper limit value or lower limit value of the heater may be exceeded with the same gradient coefficient. In particular, when the upper limit is exceeded, there is a possibility of causing fatal defects that cannot be repaired, such as cutting of the heater and deterioration of the adhesive for fixing the fiber grating. Therefore, it is effective to provide the variable dispersion compensator with a heater protection function which is a function for setting the pulse current value equal to or higher than the upper limit value to the upper limit value and the pulse current value equal to or lower than the lower limit value to the lower limit value.

ここで、ヒータ保護機能の上限値はヒータに流すことのできる最大電流および固定用接着剤の耐熱温度により決定する。本発明で使用しているヒータは、例えば窒化タンタルなどの薄膜ヒータを使用しており、最大電流以上の電流が流れると、薄膜が異常発熱し切断される。この最大電流は薄膜の形状に依存し、断面積が小さいほど切断しやすい。また、固定用接着剤は、シリコーン系の接着剤を用いることが多く、一般的にシリコーンはおおよそ150℃を超えると劣化すると言われている。上記の2点によってヒータの上限値が決定されるが、本発明で使用している薄膜ヒータは150℃以上の温度に加熱できる性能を有していることから、本発明では固定用接着剤の耐熱温度が上限値の決定要因となる。一方下限値は、上限値以下であれば任意の値でよいが、ヒータ保護機能が働いたとしても、ヒータの全消費電力が一定であることが更に好ましいため、中心のヒータの設定値からの差が、上限値と下限値とで等しくなるように設定するのが好ましい。ヒータ保護機能は、FPGAやマイコンの内部に、比較器をプログラムすることで容易に実現できる。アナログ信号処理回路を用いてもよいが、全ヒータに回路を設置する必要があるため、デジタル信号処理回路を用いることが好ましい。   Here, the upper limit value of the heater protection function is determined by the maximum current that can flow through the heater and the heat resistance temperature of the fixing adhesive. The heater used in the present invention uses a thin film heater such as tantalum nitride, and when a current exceeding the maximum current flows, the thin film abnormally generates heat and is cut. This maximum current depends on the shape of the thin film, and the smaller the cross-sectional area, the easier it is to cut. Moreover, a silicone-based adhesive is often used as the fixing adhesive, and it is generally said that silicone deteriorates when the temperature exceeds approximately 150 ° C. The upper limit value of the heater is determined by the above two points. The thin film heater used in the present invention has a performance capable of being heated to a temperature of 150 ° C. or higher. The heat-resistant temperature is the determining factor for the upper limit. On the other hand, the lower limit value may be any value as long as it is less than or equal to the upper limit value. However, even if the heater protection function is activated, it is more preferable that the total power consumption of the heater is constant. It is preferable to set the difference so that the upper limit value and the lower limit value are equal. The heater protection function can be easily realized by programming a comparator in the FPGA or microcomputer. An analog signal processing circuit may be used, but since it is necessary to install circuits in all the heaters, it is preferable to use a digital signal processing circuit.

この発明の実施の形態1に係る可変分散補償器の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the variable dispersion compensator which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1のII−II矢視断面図である。It is II-II arrow sectional drawing of FIG. この発明の実施の形態1に係る可変分散補償器における制御回路部分を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control circuit part in the variable dispersion compensator which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る可変分散補償器における第1パルス電流を印加した場合の温度分布を示す図である。It is a figure which shows temperature distribution at the time of applying the 1st pulse current in the variable dispersion compensator which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る可変分散補償器における第3パルス電流を印加した場合の温度分布を示す図である。It is a figure which shows temperature distribution at the time of applying the 3rd pulse current in the variable dispersion compensator which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る可変分散補償器における第2パルス電流を印加した場合の温度分布を示す図である。It is a figure which shows temperature distribution at the time of applying the 2nd pulse current in the variable dispersion compensator which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の比較例の可変分散補償器における分散値変化を示す図である。It is a figure which shows the dispersion value change in the variable dispersion compensator of the comparative example of this invention. この発明の実施の形態1に係る可変分散補償器における分散値変化を示す図である。It is a figure which shows the dispersion value change in the variable dispersion compensator which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る可変分散補償器における制御回路部分を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control circuit part in the variable dispersion compensator which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る可変分散補償器における制御回路部分を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control circuit part in the variable dispersion compensator which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3に係る可変分散補償器におけるサーミスタ実装位置を説明する図である。It is a figure explaining the thermistor mounting position in the variable dispersion compensator concerning Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 可変分散補償器、2 光導波路、5 チャープド回折格子、7〜7 ヒータ、10,10A,10B 制御回路、12 第1記憶領域、13 第2記憶領域、15 切換スイッチ、16 カウンタ、17 演算部分、18 減算器、19 乗算器、20 加算器、21 温度モニタ、22 サーミスタ。 1 variable dispersion compensator, second optical waveguides, 5 chirped grating, 7 1 to 7-n heater, 10, 10A, 10B control circuit, 12 a first storage area, 13 the second storage area, 15 changeover switch, 16 a counter, 17 Operation part, 18 subtractor, 19 multiplier, 20 adder, 21 temperature monitor, 22 thermistor.

Claims (4)

回折格子を有する光導波路と、
上記光導波路の光軸に沿って1列に配列された複数のヒータと、
複数のパルス電流を生成して上記複数のヒータのそれぞれに供給する制御回路と、を備えた可変分散補償器において、
上記制御回路は、第1および第2記憶領域を備え、分散値を可変するコマンドを受け取ると、分散可変前に上記複数のヒータのそれぞれに供給している複数の第1パルス電流を上記第1記憶領域に記憶し、目標分散値にするために上記複数のヒータのそれぞれに供給する複数の第2パルス電流を上記第2記憶領域に記憶した後、上記第2パルス電流と上記第1パルス電流との差を計算し、その値に勾配係数を乗じ、その値と上記第2パルス電流との和を計算して複数の第3パルス電流を算出し、算出された上記複数の第3パルス電流を上記複数のヒータのそれぞれに供給し、その後一定時間経過後に上記複数の第2パルス電流を上記複数のヒータのそれぞれに供給することを特徴とする可変分散補償器。
An optical waveguide having a diffraction grating;
A plurality of heaters arranged in a line along the optical axis of the optical waveguide;
In a variable dispersion compensator comprising a control circuit that generates a plurality of pulse currents and supplies each of the plurality of heaters,
The control circuit includes first and second storage areas, and when receiving a command for changing a dispersion value, the control circuit supplies a plurality of first pulse currents supplied to each of the plurality of heaters before the dispersion is changed. A plurality of second pulse currents stored in the storage area and supplied to each of the plurality of heaters to obtain a target dispersion value are stored in the second storage area, and then the second pulse current and the first pulse current are stored. And the value is multiplied by a gradient coefficient, the sum of the value and the second pulse current is calculated to calculate a plurality of third pulse currents, and the calculated third pulse currents are calculated. Is supplied to each of the plurality of heaters, and then the plurality of second pulse currents are supplied to each of the plurality of heaters after a predetermined time has elapsed.
回折格子を有する光導波路と、
上記光導波路の光軸に沿って1列に配列された複数のヒータと、
複数のパルス電流を生成して上記複数のヒータのそれぞれに供給する制御回路と、
上記複数のヒータの少なくとも1つのヒータ温度を検知するサーミスタと、を備えた可変分散補償器において、
上記制御回路は、第1および第2記憶領域を備え、分散値を可変するコマンドを受け取ると、分散可変前に上記複数のヒータのそれぞれに供給している複数の第1パルス電流を上記第1記憶領域に記憶し、目標分散値にするために上記複数のヒータのそれぞれに供給する複数の第2パルス電流を上記第2記憶領域に記憶した後、上記第2パルス電流と上記第1パルス電流との差を計算し、その値に勾配係数を乗じ、その値と上記第2パルス電流との和を計算して複数の第3パルス電流を算出し、算出された上記複数の第3パルス電流を上記複数のヒータのそれぞれに供給し、上記サーミスタで検知した上記ヒータ温度が設定値に到達した後、上記複数の第2パルス電流を上記複数のヒータのそれぞれに供給することを特徴とする可変分散補償器。
An optical waveguide having a diffraction grating;
A plurality of heaters arranged in a line along the optical axis of the optical waveguide;
A control circuit that generates a plurality of pulse currents and supplies each of the plurality of heaters;
A variable dispersion compensator comprising: a thermistor that detects at least one heater temperature of the plurality of heaters;
The control circuit includes first and second storage areas, and when receiving a command for changing a dispersion value, the control circuit supplies a plurality of first pulse currents supplied to each of the plurality of heaters before the dispersion is changed. A plurality of second pulse currents stored in the storage area and supplied to each of the plurality of heaters to obtain a target dispersion value are stored in the second storage area, and then the second pulse current and the first pulse current are stored. And the value is multiplied by a gradient coefficient, the sum of the value and the second pulse current is calculated to calculate a plurality of third pulse currents, and the calculated third pulse currents are calculated. Is supplied to each of the plurality of heaters, and after the heater temperature detected by the thermistor reaches a set value, the plurality of second pulse currents are supplied to each of the plurality of heaters. Dispersion compensation .
上記第1および第2記憶領域は、半導体メモリであることを特徴とする請求項1又は2記載の可変分散補償器。   3. The variable dispersion compensator according to claim 1, wherein the first and second storage areas are semiconductor memories. 上記制御回路は、上記複数の第3パルス電流の上限値および下限値が設定されており、算出された上記複数の第3パルス電流が上記上限値以上である場合には、当該第3パルス電流を上記上限値に設定し、算出された上記複数の第3パルス電流が上記下限値以下である場合には、当該第3パルス電流を上記上限値に設定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の可変分散補償器。   In the control circuit, when the upper limit value and the lower limit value of the plurality of third pulse currents are set and the calculated third pulse currents are equal to or more than the upper limit value, the third pulse currents Is set to the upper limit value, and when the calculated third pulse currents are equal to or lower than the lower limit value, the third pulse current is set to the upper limit value. 4. The variable dispersion compensator according to any one of 3 above.
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