JP2016171444A - 光送受信装置、及び、光通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 装置を小型化しつつ、送信時、受信時における波長選択が制限されない光送受信装置を実現する。
【解決手段】 異なる出力ポートと、前記出力ポート毎に接続される波長可変レーザを備える波長可変光源と、前記出力ポートの一方と接続され、前記波長可変光源からの第1波長光を変調し第1の光信号として出力する光変調器と、前記出力ポートの他方と接続され、前記波長可変光源からの第2波長光を外部から入力した第2の光信号を干渉させて受信する受光器と、前記波長可変レーザに対し、前記第1波長光と、前記第1の波長と異なる第2波長光を同時に出力させる制御部と、を備える光送受信装置。
【選択図】 図1
【解決手段】 異なる出力ポートと、前記出力ポート毎に接続される波長可変レーザを備える波長可変光源と、前記出力ポートの一方と接続され、前記波長可変光源からの第1波長光を変調し第1の光信号として出力する光変調器と、前記出力ポートの他方と接続され、前記波長可変光源からの第2波長光を外部から入力した第2の光信号を干渉させて受信する受光器と、前記波長可変レーザに対し、前記第1波長光と、前記第1の波長と異なる第2波長光を同時に出力させる制御部と、を備える光送受信装置。
【選択図】 図1
Description
本発明は、光信号の受信にコヒーレント光検波を用いる光送受信装置に関する。
近年の通信トラフィック増大に伴い、デジタルコヒーレント光送受信装置の実用化が進んでいる。デジタルコヒーレント光送受信装置は、コヒーレント光検波を用いることで受信時の光信号の感度が高くなり、また波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplexer)信号の分解能が向上する。このため光通信システムにおいて、伝送路の長延化、および、波長多重信号の更なる多重化が可能となる。
このようなコヒーレント光送受信装置は、装置内の送信側及び受信側のそれぞれに波長可変光源を有する。送信側は、第1の波長可変光源により任意の波長の光信号を出力し、受信側は、波長多重された光信号Psigと、第2の波長可変光源が出力した光を干渉させ、光信号Psigの中から特定の波長を選択して受信する。これによりコヒーレント光送受信装置は、送信側及び受信側のそれぞれで波長多重信号の送受信を実現している。
一方、光通信システムでは、システムを構成する各装置で小型化が求められており、コヒーレント光送受信装置でも様々な試みがなされている。
特許文献1〜3には、1つの波長可変光源で送信用光源の機能、及び、コヒーレント受光器用の局部発振光源の機能を持たせることが記載されている。
しかしながら、特許文献1には、1つの波長可変光源で送信用光源の機能、及び、コヒーレント受光器用の局部発振光源の機能を持たせるための具体的な構成が記載されていない。特許文献2又は3は、波長可変光源からの光を光スイッチ/分岐回路で送信用、コヒーレント受光器用に切り替えるため、送信用と、受信用で同時に異なる光波長を用いることができず、波長選択に制限がある。
このように、装置を小型化しつつ、送信時、受信時における波長選択が制限されないコヒーレント光送受信装置の実現が望まれている。
本発明の目的は、上記課題を解決するための技術を提供することにある。
本発明の光送受信装置は、2つの出力ポートと、前記出力ポート毎に接続される波長可変レーザを備える波長可変光源と、前記出力ポートの一方と接続され、前記波長可変光源からの第1波長光を変調し第1の光信号として出力する光変調器と、前記出力ポートの他方と接続され、前記波長可変光源からの第2波長光を外部から入力した第2の光信号を干渉させて受信する受光器と、前記波長可変レーザに対し、前記第1波長光と、前記第1の波長と異なる第2波長光を同時に出力させる制御部と、を備える光送受信装置。
本発明の光通信システムは、上記に記載の光送受信装置を含む端末装置と、前記端末装置と光信号の送受信を行う局舎装置と、を備える。
本発明は、装置を小型化しつつ、送信時、受信時における波長選択が制限されない光送受信装置を実現する。
第1の実施形態に係る光送受信装置について、図1を用いて説明する。図1は、第1の実施形態に係る光送受信装置の構成を示すブロック図である。光送受信装置10は、光変調器21、波長可変光源22、受光器23、制御部30を備える。
波長可変光源40は、異なる出力ポートを備え、それぞれの出力ポートから波長(λ1)と、波長(λ2)の光信号を出力する。また、波長可変光源40は、出力ポートから出力される光の波長を変えることができ、出力ポート毎に同時に異なる波長光を出力する、あるいは、同時に同じ波長光を出力することが可能である。波長可変光源40の出力ポートの一方は、送信用の光変調器21に接続され、出力ポートの他方は、受光器23に接続される。図1の例では、2つの出力ポートの例を示したが、出力先に応じて出力ポート数を増やしてもよい。
光変調器21は、制御部30による光変調器の駆動信号に基づいて、波長可変光源40からの出力光を光信号に変換して出力する。光変調器21は、例えば、LN(lithium Niobate)変調器を用いることができる。受光器23は、波長可変光源40が出力した出力光と、外部から入力した光信号とを干渉させて受信するコヒーレント検波機能を有する。例えば、波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplexer)された波長(λ2、λ3、λ4、λ5)の光信号が受光器23に入力され、波長可変光源40から波長(λ2)の光信号が受光器23に入力され、干渉して波長(λ2)の光信号が受信される。
制御部30は、光変調器21、波長可変光源40、受光器23をそれぞれ制御する機能を有する。図2は、制御部30の構成を示すブロック図である。制御部30は、光変調器駆動回路31、制御回路32、及び、信号処理回路33を備える。信号処理回路33は、外部から入力したデジタル電気信号をアナログ電気信号に処理して光変調器駆動回路31及び制御回路32に出力する。また、信号処理回路33は、受光器23から入力したアナログ電気信号をデジタル信号に処理して外部に出力する機能を有する。光変調器駆動回路31は、信号処理回路33からのアナログ電気信号を増幅し、波長可変光源40の出力光が、当該アナログ電気信号に応じた光信号となるように光変調器21を駆動する。制御回路32は、信号処理回路33からのアナログ電気信号に基づき波長可変光源40から出力する光を所定の波長に可変し出力させる機能をする。
なお、制御部30が備える各部の実現手段は、特に限定されない。すなわち、制御部30は、物理的に結合した一つのパッケージにより実現されてもよく、物理的に分離した二つ以上のICを有線又は無線で接続し、これら複数のICにより実現してもよい。
次に、第1の実施形態の光送受信装置に用いる波長可変光源について説明する。図3は、波長可変光源の構造を示すブロック図である。波長可変光源40は、波長可変レーザ41、波長可変レーザ42を備える。波長可変レーザ41、42は、波長可変光源40の2つの出力ポートにそれぞれ接続される。また、波長可変レーザ41、42は、制御部からの制御信号により、それぞれ独立して波長を可変し出力する。これにより、波長可変光源40は、2つの出力ポートから同時に異なる、又は、同時に同じ波長を出力することができる。
図3の例では、波長可変レーザ41は、送信用としての波長(λ1)の無変調の光信号を光変調器に出力する。また、波長可変レーザ42は、受信用としての波長(λ2)の光信号を受光器に出力する。
図3の例では、波長可変レーザ41は、送信用としての波長(λ1)の無変調の光信号を光変調器に出力する。また、波長可変レーザ42は、受信用としての波長(λ2)の光信号を受光器に出力する。
次に、波長可変光源40に用いる波長可変レーザ41、42の一例を示す。波長可変レーザ41は、例えば、SSG−DBR(SuperStructure Grating Distributed Bragg Reflector)レーザを用いることができる。SSG−DBRレーザは、電流注入によりSSG−DBRの反射スペクトル群を動かすことで、制御電流値の組合せにより、波長帯域の中から所望の波長を瞬時に出力するレーザである。SSG−DBRレーザは、1素子で複数の異なる波長を出力することができ、異なる波長のDFB(Distributed FeedBack)レーザをアレイ状に配置して形成する波長可変レーザと比較して、波長可変レーザの素子面積を小さくできる。このため波長可変光源40の大きさを小型化することができる。
図4は、SSG−DBRレーザの構成を示す断面図である。図4に示すように、SSG−DBRレーザ51は、光増幅器55、第1SSG−DBR56、活性層57、位相調整領域58及び第2SSG−DBR59を備える。光増幅器55と活性層57は、出力調整領域であり、出力調整領域に電流を流すことでSSG−DBRレーザの出力強度を調整する。位相調整領域58と第1SSG−DBR56、第2SSG−DBR59は、波長調整領域であり、波長調整領域に電流を流すことで波長を調整する。位相調整領域58は、発振光の縦モードの制御に用いられる。
第1SSG−DBR56と、第2SSG−DBR59は、回折格子を有し、回折格子のピッチ変化により反射特性として波長軸上に複数のピークが形成される。第1SSG−DBR56と第2SSG−DBR59は、反射ピーク間隔が異なるため、第1SSG−DBR56と第2SSG−DBR59のピークが一致する点でレーザ発振が生じる。第1SSG−DBR56、及び、第2SSG−DBR59への電流注入により反射スペクトルをシフトさせ、各SSG−DBRにおける反射ピークの組合せを変えることで波長の変化を大きくできる。また、SSG−DBRレーザの調整速度は、電流注入によるSSG−DBRのバーニャ効果によりナノ秒レベルの高速な波長切り替えが可能となる。
波長可変レーザ41、42は、SSG−DDBレーザに限られるものではなく、例えば、SG−DBRレーザ(Sampled Grating Distributed Bragg Reflector)レーザを用いることができる。SG−DBRレーザは、SG−DBR領域が、一対の回折格子部と非回折格子部からなる部分を一周期として複数周期繰り返した構造を備える。SG−DBR領域への電流注入によるバーニャ効果によって所望の波長に変化させ、かつ、高速な波長切り替えが可能である。SSG−DBRレーザ、SG−DBRレーザのように、異なる周期の回折格子への電流注入によるバーニア効果を利用する波長可変レーザを用いることで、波長可変光源の小型化に寄与することができる。
また波長可変レーザ41、42は、異なる周期の回折格子への電流注入によるバーニア効果を利用する波長可変レーザ以外でも、1波長当たりの素子面積を削減できる素子であれば、適用可能である。
第1の実施形態によれば、装置を小型化しつつ、送信時、受信時における波長選択が制限されない光送受信装置を実現することができる。
その理由は、異なる出力ポートと、出力ポート毎に接続される波長可変レーザを備える波長可変光源と、出力ポートの一方と接続され、波長可変光源からの第1波長光を変調し第1の光信号として出力する光変調器と、出力ポートの他方と接続され、波長可変光源からの第2波長光を外部から入力した第2の光信号を干渉させて受信する受光器と、波長可変レーザに対し、第1波長光と、第1の波長と異なる第2波長光を同時に出力させる制御部と、を備えるからである。
第1の実施形態の光送受信装置は、異なる出力ポートと、出力ポート毎に接続される波長可変レーザを備える波長可変光源を用いて波長可変光源を1つにすることで、波長可変光源に関わる周辺回路が集約化され、小型化、部品点数の削減に寄与できる。
また、波長可変光源に異なる周期の回折格子への電流注入によるバーニア効果を利用する波長可変レーザを用いることで、波長可変光源の小型化に寄与できる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態に係る光通信システムについて、図5を用いて説明する。図5は第2の実施形態に係る光通信システムの構成を示す概念図である。図5に示すように、光通信システム60は、端末装置70及び局舎装置80を備え、端末装置70と局舎装置80は、光通信により接続される。また、端末装置70には、第1の実施形態の光送受信装置10が設置され、局舎装置80と光送受信を行う。
第2の実施形態に係る光通信システムについて、図5を用いて説明する。図5は第2の実施形態に係る光通信システムの構成を示す概念図である。図5に示すように、光通信システム60は、端末装置70及び局舎装置80を備え、端末装置70と局舎装置80は、光通信により接続される。また、端末装置70には、第1の実施形態の光送受信装置10が設置され、局舎装置80と光送受信を行う。
送信側と受信側に異なる波長λm(mは1以上の整数)、λn(nは1以上の整数)を送り込むことが可能です。よって光送受信装置は、送受異なる波長を選択することが可能となり、ネットワーク構築の容易性に寄与することができる。例えば、A社装置の送信側がλm、これと繋がるB社装置の送信がλn(m≠n)しか選択できない場合、A社装置は受信側にλnを選択することで、B社との接続が可能となる。
以上、実施形態(及び実施例)を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態(及び実施例)に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
10 光送受信装置
21 光変調器
23 受光器
30 制御部
31 光変調器駆動回路
32 制御回路
33 信号処理回路
40 波長可変光源
41 波長可変レーザ
42 波長可変レーザ
51 SSG−DBRレーザ
55 光増幅器
56 第1SSG−DBR
57 活性層
58 位相調整領域
59 第2SSG−DBR
60 光通信システム
70 端末装置
80 局舎装置
21 光変調器
23 受光器
30 制御部
31 光変調器駆動回路
32 制御回路
33 信号処理回路
40 波長可変光源
41 波長可変レーザ
42 波長可変レーザ
51 SSG−DBRレーザ
55 光増幅器
56 第1SSG−DBR
57 活性層
58 位相調整領域
59 第2SSG−DBR
60 光通信システム
70 端末装置
80 局舎装置
Claims (4)
- 異なる出力ポートと、前記出力ポート毎に接続される波長可変レーザを備える波長可変光源と、
前記出力ポートの一方と接続され、前記波長可変光源からの第1波長光を変調し第1の光信号として出力する光変調器と、
前記出力ポートの他方と接続され、前記波長可変光源からの第2波長光を外部から入力した第2の光信号を干渉させて受信する受光器と、
前記波長可変レーザに対し、前記第1波長光と、前記第1の波長と異なる前記第2波長光を同時に出力させる制御部と、
を備える光送受信装置。 - 前記波長可変レーザは、異なる周期の回折格子への電流注入によるバーニア効果を利用する、請求項1に記載の光送受信装置。
- 前記波長可変レーザが、SSG−DBRレーザ、又は、SG−DBR半導体レーザである、請求項2に記載の光送受信装置。
- 請求項1〜3のいずれか1つに記載の光送受信装置を含む端末装置と、
前記端末装置と光信号の送受信を行う局舎装置と、
を備える光通信システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015049692A JP2016171444A (ja) | 2015-03-12 | 2015-03-12 | 光送受信装置、及び、光通信システム |
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JP2015049692A JP2016171444A (ja) | 2015-03-12 | 2015-03-12 | 光送受信装置、及び、光通信システム |
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ID=56984246
Family Applications (1)
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JP2015049692A Pending JP2016171444A (ja) | 2015-03-12 | 2015-03-12 | 光送受信装置、及び、光通信システム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019160842A (ja) * | 2018-03-07 | 2019-09-19 | 富士通株式会社 | 半導体レーザ及び光通信装置 |
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JP2007049597A (ja) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | コヒーレント光検波方式を用いた光通信装置および双方向光通信システム |
US20130022362A1 (en) * | 2010-03-19 | 2013-01-24 | Bengt-Erik Olsson | Optical communications system |
EP2713532A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-02 | Alcatel Lucent | Optical coherent transponder |
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-
2015
- 2015-03-12 JP JP2015049692A patent/JP2016171444A/ja active Pending
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