JP2010109847A - 局発光の波長を制御する光受信機及び局発光制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コヒーレント受信部102は、受信した信号光と局発光源107から出力される局発光を混合して得られる光から光電変換により電気信号を生成し、デジタル信号処理部106は、電気信号に基づいて受信信号を復号する。モニタ信号判定部112は、コヒーレント受信部102から電気信号が出力されているか否かを判定する。局発光制御部108は、決められたパラメータ制御順序に従って複数の波長設定パラメータを変更することで、局発光の波長を制御する。そして、コヒーレント受信部102から電気信号が出力されると、局発光の波長制御を停止する。
【選択図】図1
Description
図18は、3電極分布帰還型LDの発振波長とバイアス電流の関係を示している。センター電極に供給される電流ICの変化に対する発振波長変化の方が、サイド電極に供給される電流ISに対する発振波長変化よりもほぼ1桁大きいので、電流ICの制御により局発光の波長スイープを行うことができる。
り低い場合には、局発光の周波数を修正した後に、ステップ22以降の制御を行う。これにより、IF信号をAFCのキャプチャレンジに引き込むことができる。
前述したように、デジタルコヒーレント光受信機では、一般にイントラダイン方式が採用されており、受信した信号光と局発光の周波数を大まかに一致させる必要がある。周波数の差分は、例えば、数GHz以内であることが望ましい。
局発光源は、複数の波長設定パラメータに基づいて決定される波長の局発光を出力する。受信手段は、受信した信号光と局発光を混合して得られる光から光電変換により電気信号を生成する。信号処理手段は、電気信号に基づいて受信信号を復号する。信号判定手段は、受信手段から電気信号が出力されているか否かを判定する。
メータを変更し、局発光の波長を制御する。
局発光源は、複数の波長設定パラメータに基づいて決定される波長の局発光を出力する。局発光制御手段は、複数の波長設定パラメータに対して決められたパラメータ制御順序に従ってそれらの波長設定パラメータを変更することで、局発光源から出力される局発光の波長を制御する。そして、受信した信号光と局発光を混合して得られる光から光電変換により電気信号が生成されていると判定されると、局発光の波長制御を停止する。
実施形態の光受信機は、局発光源を制御する制御部の内部又は外部に、LDの構造に応じて最短時間で局発光の波長可変範囲全域をスイープできるような、パラメータ制御順序の情報を保持する。このパラメータ制御順序に従って、局発光源の波長設定パラメータを変更することで、速やかな波長スイープが実現される。
図1は、単一偏波デジタルコヒーレント光受信機の第1の構成例を示している。図1の光受信機は、光送信機101とともに光通信装置内に設けられ、コヒーレント受信部102、クロック生成部103、アナログ/デジタル変換器(ADC)104、105、デジタル信号処理部106、及び局発光源107を備える。
局発光制御部108は、まず、局発光の波長を初期値に設定する(ステップ301)。この例では、光送信機101から出力される送信信号光の波長が初期値として用いられる。そして、光受信機は、設定された波長の局発光を用いて、信号光のコヒーレント受信を行う。
図6のステップ601及び606〜609の制御は、図3のステップ301及び304〜607の制御と同様である。
一方、信号のレベルが閾値以上であれば(ステップ604,Yes)、局発光の出力を再開し(ステップ605)、局発光がコヒーレント受信部102に入力されるようにする。そして、ステップ606以降の制御を行う。
図7は、局発光源107の波長設定パラメータの例を示している。この例では、広い波長可変範囲を得るために、温度と印加電流の2つのパラメータを用いて局発光源107の波長を制御する。
この場合、設定された各温度において電流がスイープされるため、温度及び電流のすべての組み合わせをスイープするのに要する時間は、次式のように算出される。
10[ms]×5×5+4×1[s]=4.25[s]
この場合、設定された各電流値において温度がスイープされるため、温度及び電流のすべての組み合わせをスイープするのに要する時間は、次式のように算出される。
1[s]×5×5+4×10[ms]=25.04[s]
したがって、波長スイープを最短時間で行えるパラメータ制御順序は、(a)の方である。
Tunable Laser Assembly(ITLA)に準拠しているLDを使用すれば、fsig とfLOが50GHz間隔という単位で一致しているとき、周波数の差分Δfは最大でも5GHzである。この場合は、コヒーレント受信後に何らかのモニタ信号が得られる。
次に、受信する信号光が波長分割多重(WDM)方式の光信号である場合の局発光、信号光、及びモニタ信号の周波数の関係について考察する。局発光の周波数可変範囲が非常に広い場合、WDM信号の周波数間隔をfWDM とし、信号のシンボルレートをBとすると、モニタ信号の周波数Δfは、次の条件を満たす必要がある。
Δf<fWDM /2 かつ Δf<B
ただし、符号分割多重方式を用いた場合のように、信号のシンボルレートと信号スペクトルが一致しない場合は、この条件を満たす必要はない。
図10は、第1の誤作動の例を示している。図10において、波長スイープにおける周波数設定順序は、f1、f2、f3の順序(f1<f3<f2)とする。f1からf2に波長スイープするとき、局発光源107がオンのままfsig の近傍を通過すると、モニタ信号が検出される。しかし、目標値はf2に設定されているので、波長スイープはf2で停止する。この場合、コヒーレント受信のための正しい周波数はf3なので、誤作動となる。
(1)モニタ信号判定部112に、閾値判定を行わない待ち時間を設ける。待ち時間としては、例えば、1回の波長切り替えに要する時間以上の長さの時間を設定すればよい。これにより、図10においてf1からf2への波長スイープ中に閾値判定が行われ、波長スイープがf2で停止することが回避される。
(2)デジタル信号処理部106より後段に設けられたOptical Transport Network(OTN)フレーマ部や、デジタル信号処理部106内に設けられた信号品質モニタからのアラーム信号等の復号情報を用いて、データ信号が正しく復号されているか否かを判定する。そして、データ信号が正しく復号されていない場合には再度波長スイープを開始する。これにより、図10及び図11のような誤作動が防止される。
誤作動防止方法(1)又は(2)のいずれか一方を用いてもよく、両方を併用してもよい。
図12のステップ1201〜1204及び1206〜1208の制御は、図3のステップ301〜304及び305〜307の制御と同様である。
ステップ1204においてモニタ信号が検出されると、モニタ信号判定部112は、一定時間経過するのを待ち合わせた後に(ステップ1205)、モニタ信号のレベルを閾値と比較する(ステップ1206)。
図6の波長制御に対して誤作動防止方法(1)を適用する場合は、ステップ606とステップ607の間で、ステップ1205と同様の時間待ちを行えばよい。
図13のステップ1301〜1307の制御は、図3のステップ301〜307の制御と同様である。
ステップ1305においてモニタ信号のレベルが閾値以上であれば(ステップ1305,Yes)、局発光制御部108は、OTNフレーマ又は信号品質モニタからの復号情報を用いて、信号が正しく復号されているか否かを判定する(ステップ1308)。
R、OSNR等に基づいて復号結果の可否を判定した判定値を、復号情報として用いてもよい。
図6の波長制御に対して誤作動防止方法(2)を適用する場合は、ステップ607の後で、ステップ1308と同様の復号判定を行えばよい。
図14及び図15の光受信機においては、例えば、図3に示したような波長制御が行われる。また、図12及び図13に示したような波長制御を行うことも可能である。
図14〜図17の光受信機では、局発光制御部1410の内部にパラメータ制御順序が保持されているが、この情報を局発光制御部1410の外部に保持してもよい。
(付記1)複数の波長設定パラメータに基づいて決定される波長の局発光を出力する局発光源と、
受信した信号光と前記局発光を混合して得られる光から光電変換により電気信号を生成する受信手段と、
前記電気信号に基づいて受信信号を復号する信号処理手段と、
前記受信手段から前記電気信号が出力されているか否かを判定する信号判定手段と、
前記複数の波長設定パラメータに対して決められたパラメータ制御順序に従って該複数の波長設定パラメータを変更することで、前記局発光源から出力される前記局発光の波長を制御し、前記受信手段から前記電気信号が出力されていると判定されると、該局発光の波長制御を停止する局発光制御手段と
を備えることを特徴とする光受信機。
(付記2)前記パラメータ制御順序は、前記複数の波長設定パラメータのそれぞれの制御ループを特定する順序であり、最もスイープ時間が短いパラメータを最も内側の制御ループで変更し、スイープ時間が長くなるほどより外側の制御ループで変更することを示す順序であることを特徴とする付記1記載の光受信機。
(付記3)前記パラメータ制御順序は、前記局発光源の波長可変範囲を最短時間でスイープ可能な順序であることを特徴とする付記1記載の光受信機。
(付記4)前記複数の波長設定パラメータは、前記局発光源の温度及び電流であり、前記パラメータ制御順序は、外側の制御ループで温度を変更し、内側の制御ループで電流を変更することを示す順序であることを特徴とする付記1記載の光受信機。
(付記5)前記信号判定手段は、前記受信手段から前記電気信号が出力されてから一定時間経過した後に、該受信手段から該電気信号が出力されているか否かを判定することを特徴とする付記1、2、3、又は4記載の光受信機。
(付記6)前記局発光制御手段は、前記受信手段から前記電気信号が出力されており、かつ、前記信号処理手段により前記受信信号が正しく復号されている場合に、前記局発光の波長制御を停止し、前記受信手段から前記電気信号が出力されており、かつ、前記信号処理手段により前記受信信号が正しく復号されていない場合には、前記局発光の波長制御を継続することを特徴とする付記1、2、3、又は4記載の光受信機。
(付記7)前記受信手段に前記信号光が入力されているか否かを判定する信号光判定手段をさらに備え、前記局発光制御手段は、前記受信手段に前記信号光が入力されていると判定されたとき、前記局発光の波長制御を行うことを特徴とする付記1乃至6のいずれかに記載の光受信機。
(付記8)前記受信手段は、前記信号光と前記局発光を混合して得られる光から互いに直交する2つの位相成分を抽出し、抽出された2つの位相成分から光電変換により同期信号及び直交信号を生成し、前記信号判定手段は、前記受信手段から該同期信号及び該直交信号のうち少なくとも一方が出力されているか否かを判定することを特徴とする付記1乃至6のいずれかに記載の光受信機。
(付記9)前記受信手段は、第1及び第2の偏波を含む信号光と該第1及び第2の偏波を含む局発光を偏波毎に混合して得られる光から互いに直交する2つの位相成分を抽出し、第1の偏波の混合により抽出された2つの位相成分から光電変換により第1の同期信号及び第1の直交信号を生成し、第2の偏波の混合により抽出された2つの位相成分から光電変換により第2の同期信号及び第2の直交信号を生成し、前記信号判定手段は、前記受信手段から該第1の同期信号、該第1の直交信号、該第2の同期信号、及び該第2の直交信号のうち少なくとも1つが出力されているか否かを判定することを特徴とする付記1乃至6のいずれかに記載の光受信機。
(付記10)複数の波長設定パラメータに基づいて決定される波長の局発光を出力する局発光源と、
前記複数の波長設定パラメータに対して決められたパラメータ制御順序に従って該複数の波長設定パラメータを変更することで、前記局発光源から出力される前記局発光の波長を制御し、受信した信号光と前記局発光を混合して得られる光から光電変換により電気信号が生成されていると判定されると、該局発光の波長制御を停止する局発光制御手段と
を備えることを特徴とする局発光源装置。
(付記11)複数の波長設定パラメータに基づいて決定される波長の局発光を生成するステップと、
信号光を受信するステップと、
受信した信号光と前記局発光を混合して得られる光から光電変換により電気信号を生成するステップと、
前記複数の波長設定パラメータに対して決められたパラメータ制御順序に従って該複数の波長設定パラメータを変更することで、前記局発光源から出力される前記局発光の波長を制御するステップと、
前記電気信号が生成されているか否かを判定するステップと、
前記電気信号が生成されていると判定すると、前記局発光の波長制御を停止するステップと
を備えることを特徴とする局発光制御方法。
32、33、34 IF信号
101、1401 光送信機
102、1402 コヒーレント受信部
103、1403 クロック生成部
104、105、1404、1405、1406、1407 ADC
106、1408 デジタル信号処理部
107、1409 局発光源
108、1410 局発光制御部
109、401、1411、1601 信号光検出部
110、1412 信号光判定部
111、201、1413、1501 モニタ信号検出部
112、1414 モニタ信号判定部
802 モニタ信号
1101 ASE成分
Claims (7)
- 複数の波長設定パラメータに基づいて決定される波長の局発光を出力する局発光源と、
受信した信号光と前記局発光を混合して得られる光から光電変換により電気信号を生成する受信手段と、
前記電気信号に基づいて受信信号を復号する信号処理手段と、
前記受信手段から前記電気信号が出力されているか否かを判定する信号判定手段と、
前記複数の波長設定パラメータに対して決められたパラメータ制御順序に従って該複数の波長設定パラメータを変更することで、前記局発光源から出力される前記局発光の波長を制御し、前記受信手段から前記電気信号が出力されていると判定されると、該局発光の波長制御を停止する局発光制御手段と
を備えることを特徴とする光受信機。 - 前記パラメータ制御順序は、前記複数の波長設定パラメータのそれぞれの制御ループを特定する順序であり、最もスイープ時間が短いパラメータを最も内側の制御ループで変更し、スイープ時間が長くなるほどより外側の制御ループで変更することを示す順序であることを特徴とする請求項1記載の光受信機。
- 前記パラメータ制御順序は、前記局発光源の波長可変範囲を最短時間でスイープ可能な順序であることを特徴とする付記1記載の光受信機。
- 前記信号判定手段は、前記受信手段から前記電気信号が出力されてから一定時間経過した後に、該受信手段から該電気信号が出力されているか否かを判定することを特徴とする請求項1、2、又は3記載の光受信機。
- 前記局発光制御手段は、前記受信手段から前記電気信号が出力されており、かつ、前記信号処理手段により前記受信信号が正しく復号されている場合に、前記局発光の波長制御を停止し、前記受信手段から前記電気信号が出力されており、かつ、前記信号処理手段により前記受信信号が正しく復号されていない場合には、前記局発光の波長制御を継続することを特徴とする請求項1、2、又は3記載の光受信機。
- 複数の波長設定パラメータに基づいて決定される波長の局発光を出力する局発光源と、
前記複数の波長設定パラメータに対して決められたパラメータ制御順序に従って該複数の波長設定パラメータを変更することで、前記局発光源から出力される前記局発光の波長を制御し、受信した信号光と前記局発光を混合して得られる光から光電変換により電気信号が生成されていると判定されると、該局発光の波長制御を停止する局発光制御手段と
を備えることを特徴とする局発光源装置。 - 複数の波長設定パラメータに基づいて決定される波長の局発光を生成するステップと、
信号光を受信するステップと、
受信した信号光と前記局発光を混合して得られる光から光電変換により電気信号を生成するステップと、
前記複数の波長設定パラメータに対して決められたパラメータ制御順序に従って該複数の波長設定パラメータを変更することで、前記局発光源から出力される前記局発光の波長を制御するステップと、
前記電気信号が生成されているか否かを判定するステップと、
前記電気信号が生成されていると判定すると、前記局発光の波長制御を停止するステップと
を備えることを特徴とする局発光制御方法。
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