JP2014138251A - 波長多重伝送装置およびダミー光源およびダミー光源制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダミー光源を用いる波長多重伝送装置の起動時の電流を低減することで、装置電源の小型化と低価格化を実現し、小型低価格な波長多重伝送装置を実現する。
【解決手段】電源より供給される電流で動作する冷却器を有する光源を備えたダミー光源を複数有する波長多重伝送装置において、前記ダミー光源の前記波長多重伝送装置内での位置情報により、前記冷却器に供給される電流の供給開始時間を変える電流供給制御手段を有する、波長多重伝送装置である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光通信における波長多重伝送装置に関し、特に、波長数の少ない時には信号光に加えてダミー光を挿入する波長多重伝送装置に関する。

波長多重伝送システムでは、光増幅中継器への入力光の強度に対する増幅利得特性を最適領域になるように動作させるために、波長数の少ない時には信号光に加えてダミー光を挿入することで合成波の強度を調整し、伝送特性を安定化する方法が採られている。ダミー光を用いた波長多重伝送装置は特許文献１に開示されている。

大容量の情報伝送を可能とする波長多重伝送装置は、広い波長帯域を利用し、波長数も大規模に増設することが可能となるように設計されている。近年では、１００波長以上の波長多重伝送装置も実用化されている。端局装置の信号光の波長数に対し、ダミー光の波長数は少なくなるように設計されているが、波長数の増加に伴いダミー光の数量も大きなものになっている。その一方で、装置を小型化するための高密度実装が要求されている。

特開２００８−３０６６７７号公報

ダミー光の光源に使用される波長可変レーザーモジュールの内部に使用されている熱電子冷却器（ＴＥＣ）のペルチェ素子は、大きな電流が必要とされ、波長可変レーザーモジュールのモジュール仕様では１Ａ以上が要求されている。ダミー光源の起動時にＴＥＣには最大電流が流れ、その後、定常状態（設定温度維持状態）となると電流は減少する。定常状態のＴＥＣの電流はモジュール仕様の半分以下である。

すなわち、装置の起動時には、各々のＴＥＣに同時に最大電流を流すことになり、装置電源には莫大な電流容量が必要となる。その結果、電源は大型で高価になるという問題があった。ＴＥＣの電流は、他の装置内の電気回路の電流に比べ非常に大きな値であるため、ＴＥＣに流す電流の最大値を小さくすることが、装置の小型化と低価格化にとっては重要な要因になっている。

特許文献１ではダミー光源の投入電力を制御して、合成波の強度を一定にする技術が開示されている。しかしながら、装置の起動時には各々のダミー光源に一斉に電力が投入されるため、各々のＴＥＣには最大電流が要求されることから、合計電流の最大値を低減することは困難であった。

また、電流リミッタ回路によりＴＥＣ電流値の上限を制限することで電流を低減する方法がある。しかしながら、この方法では、波長可変レーザーモジュールが経時劣化等により、より大きなＴＥＣ電流を必要とするようになった場合、ＴＥＣ電流が制限されるため、波長可変レーザーモジュールを正常な特性で動作させることができず、実効的に波長可変レーザーモジュールの寿命を短くしてしまうという問題があった。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、波長多重伝送装置の起動時の電流を低減することで、装置電源の小型化と低価格化を実現し、小型低価格な波長多重伝送装置を実現することである。

電源より供給される電流で動作する冷却器を有する光源を備えたダミー光源を複数有する波長多重伝送装置において、前記ダミー光源の前記波長多重伝送装置内での位置情報により、前記冷却器に供給される電流の供給開始時間を変える電流供給制御手段を有する、波長多重伝送装置である。

電源より供給される電流で動作する冷却器を有する光源と、前記冷却器に前記電流の供給を開始する遅延時間を選択する選択回路と、前記冷却器に前記電流の供給を前記遅延時間だけ遅延させて開始させる遅延回路と、を備えたダミー光源である。

光源の冷却器に電流の供給を開始する遅延時間を選択し、前記遅延時間だけ遅延させて前記冷却器に前記電流の供給を開始する、ダミー光源制御方法である。

本発明により、波長多重伝送装置の起動時の電流を低減することが可能となり、装置電源の小型化と低価格化が実現する。その結果、小型低価格な波長多重伝送装置を実現することができる。

本発明の実施形態の波長多重伝送装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の波長多重伝送装置のダミー光源の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態のダミー光源の波長可変レーザーモジュールの動作のタイムチャートを示す図である。 本発明の実施形態の波長多重伝送装置のダミー光源の構成を示すブロック図である。

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
（構成の説明）
図１は、本発明の実施形態の波長多重伝送装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の波長多重伝送装置は、伝送路の伝送波長帯を複数の波長帯（例えば、波長帯１、波長帯２、・・・、波長帯ｐ：ｐは任意の整数）に分割し、該分割した分割波長帯（波長帯１、波長帯２、・・・、波長帯ｐ）を伝送単位として信号光を伝送する波長多重伝送装置である。各波長帯の構成は同じであるので、波長帯１（１００）について構成を説明する。

波長の異なる信号光を出力する端局装置１１−１〜１１−ｎ（ｎは任意の整数）から光信号を受けて、分散補償ファイバー（ＤＣＦ）１２１−１〜１２１−ｎとチャンネル光アンプ（ＡＭＰ）１２２−２〜１２２−ｎからなる個別分散補償部１２、分散補償ファイバー（ＤＣＦ）１３１と帯域光アンプ（ＡＭＰ）１３２からなる帯域分散補償部１３、各信号光を合波する波長多重部１４、信号光のパワーを補完するダミー光源１６−１〜１６−ｍ（ｍは任意の整数）、波長多重されて一律に帯域分散補償を施された信号光と波長が異なるダミー光を合波する光合波器１５、各波長帯の信号光及びダミー光を合波する帯域多重部１０１、一律にパワーを増幅させる全帯域光アンプ（ＡＭＰ）１０２、装置外部から供給される１次電源Ｖｍを装置内で使用する２次電源Ｖｃｃに変換して供給する電源部１０３を有する。

図２は、本発明に係る波長多重伝送装置のダミー光源の実施形態を示すブロック図である。本実施形態のダミー光源１６は各波長帯に複数使用され、図２では、２つのダミー光源の場合を示す。ダミー光源１６−１とダミー光源１６−２は、異なる波長のダミー光を出力するが構成としては同じであるので、ダミー光源１６−１に関して構成を説明する。

ダミー光源１６−１は、波長可変レーザアセンブリ（Ｉｎｔｅｇｒａｂｌｅ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｌａｓｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ、ＩＴＬＡ）の規格に準拠した光源である波長可変レーザーモジュール１、その波長可変レーザーモジュール内部に実装される熱電子冷却器ペルチェ素子（ＴＥＣ）２、２次電源Ｖｃｃを監視する電源監視回路３、遅延ｔｉｍｅ（遅延時間）だけＲＥＳＥＴ信号（リセット信号）を遅延させるＲＥＳＥＴ遅延回路（リセット遅延回路）４、ダミー光源１６の装置内実装位置情報（ＳＬＯＴ ＩＤ）により遅延ｔｉｍｅを選択するセレクト回路（ＳＥＬ）５を有する。すなわち、ＴＥＣ２への電流供給制御手段は、電源監視回路３、ＲＥＳＥＴ遅延回路４、セレクト回路（ＳＥＬ）５を有する。
（動作の説明）
本実施形態の動作について説明をする。まず、図１の波長多重伝送装置の動作に関して説明する。各波長帯の構成は同じであるので、波長帯１（１００）に関して動作を説明する。

端局装置１１−１〜１１−ｎから出力される波長の異なる信号光は、個別分散補償部１２の分散補償ファイバー１２１−１〜１２１−ｎにて分散補償が施され、分散補償ファイバー１２１−１〜１２１−ｎでのパワー減衰分をチャンネル光アンプ１２２−１〜１２２−ｎにて増幅される。分散補償を施された各信号光は波長多重部１４にて合波される。合波された信号光は帯域分散補償部１３の分散補償ファイバー１３１にて一律に分散補償を施され、分散補償ファイバー１３１でのパワー減衰分を帯域光アンプ１３２にて増幅される。

帯域分散補償が施された信号光と、信号光のパワーを補完するダミー光源１６−１〜１６−ｍが発するダミー光とは、光合波器１５にて合波される。なお、各ダミー光源１６−１〜１６−ｍは異なる波長であり、信号光と重ならない波長のダミー光を出力する。また、各ダミー光源１６−１〜１６−ｍには、装置内での実装位置情報（ＳＬＯＴ ＩＤ）が認識できるようにする。各波長帯で光合波された信号光とダミー光とは、帯域多重部１０１にて合波され、全帯域光アンプ１０２にて所定のパワーに増幅されて伝送路に出力される。

電源部１０３は、装置外部から供給される１次電源Ｖｍを装置内で使用する複数の２次電源に変換してダミー光源１６−１〜１６−ｍに供給する。

次に、ダミー光源１６の詳細ブロック図である図２の動作を説明する。図２は、２つのダミー光源が使用された場合について示している。ダミー光源は２つに限定されるものではない。ダミー光源１６−１はＳＬＯＴ ＩＤが奇数スロット（ＯＤＤ）に実装されている。ダミー光源１６−２はＳＬＯＴ ＩＤが偶数スロット（ＥＶＥＮ）に実装されている。

奇数スロットに実装された場合、セレクト回路（ＳＥＬ）５にて遅延ｔｉｍｅ０（０ｓｅｃ）を選択するようにする。遅延ｔｉｍｅ０の値は一例として０ｓｅｃ（０秒）とする。この遅延ｔｉｍｅ０の値は、後述の偶数スロットの場合の遅延ｔｉｍｅ３０の値とともに、予めセレクト回路５に格納しておくことができる。さらに、必要に応じて変更することもできる。

この場合、奇数スロットに実装されると、ダミー光源１６−１の遅延ｔｉｍｅは０ｓｅｃに設定される。装置電源投入後、２次電源Ｖｃｃがダミー光源１６−１に供給されると電源監視回路３にて回路初期化のためのＰｏｗｅｒ ｏｎ ＲＥＳＥＴ信号が出力される。Ｐｏｗｅｒ ｏｎ ＲＥＳＥＴ信号はＲＥＳＥＴ遅延回路４にて遅延ｔｉｍｅ分だけ遅延された波長可変レーザーモジュール１のＲＥＳＥＴ信号を出力する。ダミー光源１６−１は遅延ｔｉｍｅが０ｓｅｃなので遅延なしとなる。ＲＥＳＥＴ信号が解除されると波長可変レーザーモジュール１は起動を開始し、ＴＥＣ２には初期設定の温度となるまでの間、ＴＥＣ電流最大値が流れる。

偶数スロットに実装された場合、セレクト回路（ＳＥＬ）５にて遅延ｔｉｍｅ１（３０ｓｅｃ）を選択するようにする。よって、ダミー光源１６−２の遅延ｔｉｍｅは３０ｓｅｃ（３０秒）に設定される。遅延ｔｉｍｅ１は一例として３０ｓｅｃとする。遅延ｔｉｍｅ１の値は波長可変レーザーモジュール１の特性によって決定される。ダミー光源１６−２の波長可変レーザーモジュール１は３０ｓｅｃ遅延して起動する。

さらに、図２の波長可変レーザーモジュール１の起動動作について、図３のタイムチャートを参照して説明する。（Ａ）は２次電源Ｖｃｃの電源電圧の状態を示す。（Ｂ）は電源監視回路３出力のＰｏｗｅｒ ｏｎ ＲＥＳＥＴ信号の電圧状態を示しており、２次電源Ｖｃｃの立ち上がりをトリガとして、各回路を初期化するための所定の時間のＰｏｗｅｒ ｏｎ ＲＥＳＥＴ信号を出力する。

（Ｃ）は奇数スロットに実装されたダミー光源１６−１の場合の（Ｄ）と（Ｅ）の条件を示す。（Ｄ）は遅延ｔｉｍｅが０ｓｅｃ（遅延なし）のときのＲＥＳＥＴ信号の電圧の状態を示し、Ｐｏｗｅｒ ｏｎ ＲＥＳＥＴ信号解除と同じタイミングでダミー光源１６−１の波長可変レーザーモジュール１が起動する。（Ｅ）はダミー光源１６−１の波長可変レーザーモジュール１のＴＥＣ電流の状態を示し、波長可変レーザーモジュール１の起動後、ＴＥＣ２には初期設定の温度となるまでの間、ＴＥＣ電流最大値が流れる。設定温度に到達するとＴＥＣ電流は定常状態の小さい電流値に落ち着き、波長可変レーザーモジュール１は波長設定待機状態及び光出力設定待機状態となる。

（Ｆ）は偶数スロットに実装されたダミー光源１６−２の場合の（Ｇ）と（Ｈ）の条件を示す。（Ｇ）は遅延ｔｉｍｅが３０ｓｅｃのときのＲＥＳＥＴ信号の電圧の状態を示し、Ｐｏｗｅｒ ｏｎ ＲＥＳＥＴ信号解除から３０ｓｅｃ遅延したタイミングでダミー光源１６−２の波長可変レーザーモジュール１が起動する。（Ｇ）はダミー光源１６−２の波長可変レーザーモジュール１のＴＥＣ電流の状態を示し、波長可変レーザーモジュール１の起動後、ＴＥＣ２には初期設定の温度となるまでの間、ＴＥＣ電流最大値が流れる。設定温度に到達するとＴＥＣ電流は定常状態の小さい電流値に落ち着き、波長可変レーザーモジュール１は波長設定待機状態及び光出力設定待機状態となる。

以上により、ＴＥＣ電流の最大値のタイミング（Ｅ）とＴＥＣ電流の最大値のタイミング（Ｈ）が重ならないようになり、２次電源Ｖｃｃの電流容量の最大値を小さくすることが可能となる。
（効果の説明）
第１の効果は、電源部１０３の電流容量の最大値を小さくできることにより、電源部の小型化及びコスト削減が可能となることである。その理由は、電源投入時の各ＴＥＣ電流が最大値となるタイミングをずらすことを可能としたためである。

第２の効果は、電源部１０３の電流容量の変更ができない場合でも、多くのダミー光源１６を実装することが可能となることである。その理由は、ダミー光源１６の数量を多くしても、各々のダミー光源の遅延ｔｉｍｅをずらすことによって、ＴＥＣ電流の合計値を電源容量以内に設定することが可能となるためである。

第３の効果は、装置を制御しているファームウエアによりＲＥＳＥＴ信号を制御することでＴＥＣ電流の合計値を制御するという、別の全流増大の回避策に比べて、遅延時間を小さくできることである。その理由は、ファームウエアによる回避策の場合、ＣＰＵが起動してから装置の初期化を行うので、ＲＥＳＥＴ信号制御の指示を行うまでの時間が大きくなるためである。

第４の効果は、電流リミッタ回路によりＴＥＣ電流値を低減する方法があるが、この方法に対して本発明の方法では、波長可変レーザーモジュールの経時劣化によって、より大きなＴＥＣ電流が必要になった場合にも、正常動作させることが可能となることである。その理由は、本発明によれば、各ダミー光源は波長可変レーザーモジュールの要求仕様の最大電流値まで電流を流せるように設計することが可能である。電流リミッタ回路により電流値を低減する方法では、波長可変レーザーモジュールの経時劣化により、必要なＴＥＣ電流が大きくなった場合、ＴＥＣ電流が制限されるため、波長可変レーザーモジュールを正常な特性で動作させることができず、結果として波長可変レーザーモジュールの寿命を短くすることになるためである。

本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。

例えば、図１において、初期導入波長が少なく、例えば波長帯１（１００）のみの場合、波長帯１（１００）に実装されるダミー光源１６−１〜１６−ｍをＲＥＳＥＴ遅延時間が１番小さい同じ起動グループとする。波長増設によって波長帯２（２００）が増設される場合、波長帯２（２００）に実装されるダミー光源２６−１〜２６−ｍをＲＥＳＥＴ遅延時間が２番目小さい同じ起動グループとする。このように波長帯の増設順にＲＥＳＥＴ遅延時間を大きくする。これにより波長帯が少ない場合は装置の電源投入時のダミー光源の起動遅延時間を最小にするという効果も得られる。

また、図２におけるダミー光源１６の光源である波長可変レーザーモジュール１を、図４のようにＡＳＥ光源（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ 自然放出光）７とした場合も可能である。この場合、ＲＥＳＥＴ信号とは、ＡＳＥ光源７へのＴＥＣ電流を供給させなくするための動作をする信号のことである。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

付記
（付記１）
電源より供給される電流で動作する冷却器を有する光源を備えたダミー光源を複数有する波長多重伝送装置において、
前記ダミー光源の前記波長多重伝送装置内での位置情報により、前記冷却器に供給される電流の供給開始時間を変える電流供給制御手段を有する、波長多重伝送装置。
（付記２）
電源より供給される電流で動作する冷却器を有する光源と、
前記冷却器に前記電流の供給を開始する遅延時間を選択する選択回路と、
前記冷却器に前記電流の供給を前記遅延時間だけ遅延させて開始させる遅延回路と、を備えたダミー光源。
（付記３）
前記ダミー光源が波長多重伝送装置のダミー光源であって、
前記遅延時間が、前記ダミー光源の前記波長多重伝送装置内での位置情報により選択される、付記２記載のダミー光源。
（付記４）
前記遅延時間が、前記電源の起動時から遅延する時間である、付記２または３に記載のダミー光源。
（付記５）
前記ダミー光源が複数であり、複数の前記ダミー光源の前記遅延時間が異なる、付記２から４の内の１項記載のダミー光源。
（付記６）
前記冷却器がペルチェ素子である、付記２から５の内の１項記載のダミー光源。
（付記７）
前記光源が、波長可変レーザー、あるいは、自然放出光（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）である、付記２から６の内の１項記載のダミー光源。
（付記８）
付記２から７の内の１項記載のダミー光源を備えた波長多重伝送装置。
（付記９）
光源の冷却器に電流の供給を開始する遅延時間を選択し、
前記遅延時間だけ遅延させて前記冷却器に前記電流の供給を開始する、
ダミー光源制御方法。
（付記１０）
前記ダミー光源が波長多重伝送装置のダミー光源であって、
前記遅延時間が、前記ダミー光源の前記波長多重伝送装置内での位置情報により選択される、付記９記載のダミー光源制御方法。
（付記１１）
前記遅延時間が、前記冷却器に前記電流を供給する電源の起動時から遅延する時間である、付記９または１０に記載のダミー光源制御方法。
（付記１２）
前記ダミー光源が複数であり、複数の前記ダミー光源の前記遅延時間が異なる、付記９から１１の内の１項記載のダミー光源制御方法。
（付記１３）
前記冷却器がペルチェ素子である、付記９から１２の内の１項記載のダミー光源制御方法。

１ 波長可変レーザーモジュール
２ 熱電子冷却器ペルチェ素子（ＴＥＣ）
３ 電源監視回路
４ ＲＥＳＥＴ遅延回路
５ セレクト回路（ＳＥＬ）
７ ＡＳＥ光源
１１ 端局装置
１２ 個別分散補償部
１３ 帯域分散補償部
１４ 波長多重部
１５ 光合波器
１６ ダミー光源
１００ 波長帯１
１０１ 帯域多重部
１０２ 全帯域光アンプ
１０３ 電源部
１２１ 分散補償ファイバー
１２２ チャネル光アンプ
１３１ 分散補償ファイバー
１３２ 帯域光アンプ

Claims (10)

1. 電源より供給される電流で動作する冷却器を有する光源を備えたダミー光源を複数有する波長多重伝送装置において、
   前記ダミー光源の前記波長多重伝送装置内での位置情報により、前記冷却器に供給される電流の供給開始時間を変える電流供給制御手段を有する、波長多重伝送装置。
2. 電源より供給される電流で動作する冷却器を有する光源と、
   前記冷却器に前記電流の供給を開始する遅延時間を選択する選択回路と、
   前記冷却器に前記電流の供給を前記遅延時間だけ遅延させて開始させる遅延回路と、を備えたダミー光源。
3. 前記ダミー光源が波長多重伝送装置のダミー光源であって、
   前記遅延時間が、前記ダミー光源の前記波長多重伝送装置内での位置情報により選択される、請求項２記載のダミー光源。
4. 前記遅延時間が、前記電源の起動時から遅延する時間である、請求項２または３に記載のダミー光源。
5. 前記ダミー光源が複数であり、複数の前記ダミー光源の前記遅延時間が異なる、請求項２から４の内の１項記載のダミー光源。
6. 請求項２から５の内の１項記載のダミー光源を備えた波長多重伝送装置。
7. 光源の冷却器に電流の供給を開始する遅延時間を選択し、
   前記遅延時間だけ遅延させて前記冷却器に前記電流の供給を開始する、
   ダミー光源制御方法。
8. 前記ダミー光源が波長多重伝送装置のダミー光源であって、
   前記遅延時間が、前記ダミー光源の前記波長多重伝送装置内での位置情報により選択される、請求項７記載のダミー光源制御方法。
9. 前記遅延時間が、前記冷却器に前記電流を供給する電源の起動時から遅延する時間である、請求項７または８に記載のダミー光源制御方法。
10. 前記ダミー光源が複数であり、複数の前記ダミー光源の前記遅延時間が異なる、請求項７から９の内の１項記載のダミー光源制御方法。

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