JP2016213652A - 光送信機及び光伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】小型化及び構成の簡易化を図りつつ、光変調器の調整中に光変調器から出力される光による悪影響の発生を防止することができる光送信機及び光伝送システムを提供する。【解決手段】光送信機は、互いに異なる波長を持つ、第１の波長の光と第２の波長の光とを選択的に出力する光源１０と、光源１０から出力された光を変調し、変調された光を出力する光変調器２０と、光変調器２０から出力された光の内の、第１の波長の光を遮断し、第２の波長の光を透過させる波長選択部６０と、光源１０及び光変調器２０を制御する制御部３０と、を備える。制御部３０は、光源１０に第１の波長の光を出力させているときに、光変調器２０の動作条件の最適点を決定し、光変調器２０の動作条件を決定された最適点に基づいて設定して、光源１０に第２の波長の光を出力させる。【選択図】図２

Description

本発明は、光送信機及び光伝送システムに関し、特に、光変調器の調整中に光変調器から出力される光による影響を回避する技術に関する。

インターネット、携帯電話、及びスマートフォン等の普及、並びに、提供されるサービスの多様化及び大容量化に伴い、メトロエリアからバックボーンエリアにおける光通信ネットワークに求められる伝送容量は、増加の一途を辿っている。光通信ネットワークにおける伝送容量の増加に伴い、光通信ネットワークを扱う局舎にできるだけ多くの伝送装置が収容できるようにするため、伝送装置としての光送信機の小型化が要求されている。

図１は、一般的な光送信機３００の構成を概略的に示すブロック図である。図１に示される光送信機３００において、可変波長光源３０１から出力された光Ｌ１０は、光変調器３０２を透過し、送信端子３０５から送信される。制御回路３０３が光変調器３０２の調整及び制御を行い、光変調器３０２が入力光の強度変調及び位相変調を行うことにより、電気信号生成回路３０４で生成され光変調器３０２に入力された電気信号ＥＳ１０に対応する光信号Ｌ１１が送信される。光変調器において強度変調及び位相変調が適切に行われるためには、光変調器の動作条件の最適点（動作最適点）を検出する必要がある。また、光変調器の動作最適点は時間とともにドリフトするため、光変調器が常に動作最適点の状態を保つように制御されることが求められる。このような光変調器の動作最適点の制御方法として、多くの方法が提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。

一般的に、光変調器を調整する場合、まず光変調器に光を入力し、光変調器から出力された光のモニタ結果を、制御回路にフィードバックする必要がある。このように、光変調器の調整は、光を入力した状態で行われるため、光変調器の調整完了までの期間は、光変調器から光が出力される。光変調器の調整中に光変調器から出力される光は、光伝送システムにおいて意図されていない不要な光である。このような不要な光が光伝送システムに伝送される場合、光伝送システムに何らかの悪影響を与える可能性がある。このため、光送信機には、光変調器の調整中に、不要な光を出力させない機能が求められる。

このような機能を実現するために、光変調器の後段に光可変減衰器及びその光可変減衰器を制御する制御回路を設け、調整中の光変調器から出力される光を遮断する仕組みが導入されている。

また、特許文献３は、光モジュールが不安定状態にある場合に、光出力を所定値以下に低減する光出力低減手段を設ける光モジュールを提案している。

特許第３５９１３４６号公報 特許第４３９７３５８号公報 特開２０１４−６６９６８号公報 特開２０１４−１０１８７号公報 特開２０１４−２１９５７１号公報

しかしながら、光可変減衰器及び制御回路を光変調器の後段に設ける場合、光可変減衰器及び制御回路によって実装基板上の領域が占有されるので、光送信機の小型化及び構成の簡易化が阻害される。また、特許文献３に示される光出力低減手段は、周期的信号低減手段及び第２の変調器消光制御手段等を含んでいるので、光送信機の小型化及び構成の簡易化が阻害される。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、小型化及び構成の簡易化を図りつつ、光変調器の調整中に光変調器から出力される光による悪影響の発生を防止することができる光送信機及び光伝送システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る光送信機は、互いに異なる波長を持つ、第１の波長の光と第２の波長の光とを選択的に出力する光源と、前記光源から出力された前記光を変調し、変調された前記光を出力する光変調器と、前記光変調器から出力された前記光の内の、前記第１の波長の光を遮断し、前記第２の波長の光を透過させる波長選択部と、前記光源及び前記光変調器を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記光源に前記第１の波長の光を出力させているときに、前記光変調器の動作条件の最適点を決定し、前記光変調器の動作条件を前記決定された最適点に基づいて設定して、前記光源に前記第２の波長の光を出力させることを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る光伝送システムは、光送信機と、前記光送信機から送信された光を受信する光受信機と、を備え、前記光送信機は、互いに異なる波長を持つ、第１の波長の光と第２の波長の光とを選択的に出力する光源と、前記光源から出力された光を変調し、変調された前記光を出力する光変調器と、前記光源及び前記光変調器を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記光源に前記第１の波長の光を出力させているときに、前記光変調器の動作条件の最適点を決定し、前記光変調器の動作条件を前記決定された最適点に基づいて設定して、前記光源に前記第２の波長の光を出力させ、前記光受信機は、前記光送信機の前記光変調器から出力された前記光の内の、前記第１の波長の光を遮断し、前記第２の波長の光を透過させる波長選択部を有することを特徴とする。

本発明の第３の態様による光伝送システムは、光送信機と、光受信機と、前記光送信機と前記光受信機との間の光伝送路に備えられた波長選択部と、を備え、前記光送信機は、互いに異なる波長を持つ、第１の波長の光と第２の波長の光とを選択的に出力する光源と、前記光源から出力された光を変調し、変調された前記光を前記光伝送路に出力する光変調器と、前記光源及び前記光変調器を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記光源に前記第１の波長の光を出力させているときに、前記光変調器の動作条件の最適点を決定し、前記光変調器の動作条件を前記決定された最適点に基づいて設定して、前記光源に前記第２の波長の光を出力させ、前記波長選択部は、前記光変調器から出力された前記光の内の、前記第１の波長の光を遮断し、前記第２の波長の光を透過させることを特徴とする。

本発明によれば、光源に第１の波長の光を出力させて、光変調器の動作条件の最適点を決定する間、光送信機から出力される第１の波長の光は、波長選択部により遮断される。波長選択部は受動素子であり波長選択部を制御するために用いられる制御回路を必要としないから、制御回路のための領域は省略されることが可能である。また、波長選択部を設ける構成は、比較的容易に実現され得る。このため、本発明に係る光送信機は、小型化及び構成の簡易化を図りつつ、光変調器の調整中に光変調器から出力される光による悪影響の発生を防止することができる。

一般的な光送信機の構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る光送信機の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１に係る光送信機に備えられる光変調器の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１に係る光送信機の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る光送信機の動作を示すフローチャートである。 比較例としての光送信機の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１の変形例としての光送信機の構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る光送信機の構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る光送信機の構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態４に係る光送信機の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態４に係る光送信機に備えられる変調選択機能部の構成を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態５に係る光伝送システムの構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態６に係る光伝送システムの構成を概略的に示すブロック図である。

《１》実施の形態１
《１−１》構成
図２は、本発明の実施の形態１に係る光送信機１の構成を概略的に示すブロック図である。図２に示されるように、光送信機１は、互いに異なる波長を持つ、第１の波長の光と第２の波長の光とを選択的に出力する光源としての可変波長光源１０と、可変波長光源１０から出力された光を変調し、変調された光を出力する光変調器２０とを備える。また、光送信機１は、光変調器２０から出力された光の内の、第１の波長の光を遮断し、第２の波長の光を透過させる波長選択部６０と、可変波長光源１０及び光変調器２０を制御する制御部としての制御回路３０とを備える。制御回路３０は、可変波長光源１０に第１の波長の光を出力させているときに、光変調器２０の動作条件の最適点を決定（検出）し、光変調器２０の動作条件を、決定された最適点に基づいて設定して、可変波長光源１０に第２の波長の光を出力させる。また、光送信機１は、送信データに基づく電気信号ＥＳを光変調器２０に供給する電気信号生成部としての電気信号生成回路４０を備える。

可変波長光源１０は、出力される光Ｌ０の波長を変更することができる光源である。光変調器２０は、電気信号生成回路４０により生成される電気信号ＥＳに基づいて、可変波長光源１０から出力された光Ｌ０を変調して、変調された光Ｌ１を、電気信号ＥＳに基づく光信号として出力する。制御回路３０は、可変波長光源１０から出力される光Ｌ０の波長を制御するための信号Ｉ３０を出力し、また、光変調器２０の動作条件を制御するための信号Ｖ３０を出力する。波長選択部６０は、特定の波長（予め決められた波長）の光を遮断し、前記特定の波長以外の波長の光を透過させる。波長選択部６０を透過した光信号Ｌ２は、送信端子５０から、光伝送路を経由して光受信機へ送信される。

図３は、実施の形態１に係る光送信機１に備えられる光変調器２０の構成を概略的に示すブロック図である。図３に示されるように、光変調器２０は、光導波路２１、光モニタ部２２、及び光導波路２１を制御するための制御ＩＦ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）部２３を備える。可変波長光源１０から出力された光Ｌ０は、光変調器２０に入力され、光導波路２１を通過する。光モニタ部２２は、光導波路２１から送信端子５０へ向かう光Ｌ１の一部の光ｐＬ１をモニタすることによって、光Ｌ１をモニタする。制御回路３０は、光モニタ部２２によりモニタされた値Ｍ２０を読み取りながら、ＤＣ（直流）端子及び電極等を持つ制御ＩＦ部２３を通じて、光導波路２１の動作条件、すなわち、光変調器２０の動作条件を調整する。制御回路３０は、フィードバック制御を行い、光変調器２０の動作条件の最適点を決定（検出）し、光変調器２０の動作条件を、決定された最適点に基づいて設定する。光変調器２０の動作条件が最適点に設定された場合、光変調器２０は、動作最適点の状態にある。

以下の説明において、光変調器２０の動作条件は、光変調器２０に印加されるバイアス電圧ＢＶの条件であり、また、光変調器２０の動作条件の最適点は、例えば、光変調器２０の光透過率が最大になる場合の動作条件である。なお、動作条件は、バイアス電圧ＢＶの条件に限定されるものではなく、光変調器２０の他の調整値により決定されてもよく、また、バイアス電圧ＢＶと光変調器２０の他の調整値との組合せにより決定されてもよい。また、光変調器２０の動作最適点は、光変調器２０の光透過率が最大になるときに限定されるものではない。例えば、光変調器２０が用いられる光伝送システム及び光信号の変調等に応じて、光変調器２０の光透過率が最小となるときを動作最適点としてもよく、また、光変調器２０の光透過率が最大値と最小値の中間となるときを動作最適点としてもよい。

また、光変調器２０は、電気信号生成回路４０によって生成された電気信号ＥＳに基づいて、可変波長光源１０から出力された光Ｌ０に強度変調及び位相変調の少なくとも一方を行う信号変調部２４を備える。光変調器２０が動作最適点の状態にある場合に、信号変調部２４は、位相変調及び強度変調を適切に行うことができる。

《１−２》動作
図４は、実施の形態１に係る光送信機１の動作を示すフローチャートである。図４は、光変調器２０の調整シーケンスを示す。以下の説明においては、図２及び図３をも参照する。

最初に、制御回路３０は、可変波長光源１０に発光命令の信号Ｉ３０を送る。制御回路３０は、可変波長光源１０から出力される光Ｌ０の波長を第１の波長としての調整用波長λ１に設定して、可変波長光源１０から調整用波長λ１の光を出力させる（ステップＳ１）。調整用波長λ１の光は、波長選択部６０により遮断されるものである。また、調整用波長λ１は、光伝送システムの実運用時には使用されない波長である。

次に、制御回路３０は、調整用波長λ１の光を用いて光変調器２０の調整を開始し、光変調器２０が動作最適点の状態にあるように光変調器２０の動作条件を決定する。制御回路３０は、可変波長光源１０に調整用波長λ１の光を出力させているときに、光変調器２０から出力された調整用波長λ１の光の強度に基づいて、光変調器２０の動作条件を設定する。制御回路３０は、光変調器２０から出力された調整用波長λ１の光の強度が最大となるときの光変調器２０の動作条件を、決定された最適点とみなす。これは、光変調器２０から出力された調整用波長λ１の光の強度が最大となるとき、光変調器２０の光透過率が最大となるためである。制御回路３０は、光モニタ部２２によりモニタされた光ｐＬ１の強度Ｍ２０を読み取る（ステップＳ２）。このとき、可変波長光源１０は、一定の強度で調整用波長λ１の光Ｌ０を出力している。また、光変調器２０の光透過率は、印加されるバイアス電圧ＢＶの電圧値により変化する。制御回路３０は、光ｐＬ１の強度が最大であるかどうかを判断する（ステップＳ３）。光ｐＬ１の強度Ｍ２０が最大である場合（すなわち、光Ｌ１の強度が最大である場合）（ステップＳ３においてＹＥＳ）、制御回路３０は、光変調器２０に印加されているバイアス電圧の電圧値を検出し、光変調器２０の調整シーケンスを終了する。制御回路３０は、検出した電圧値を動作条件の最適点として決定する。光ｐＬ１の強度Ｍ２０が最大でない場合（すなわち、光Ｌ１の強度が最大でない場合）（ステップＳ３においてＮＯ）、制御回路３０は、制御ＩＦ２３に信号Ｖ３０を送り、光変調器２０に印加するバイアス電圧ＢＶの電圧値を予め決められた値だけ変更する（ステップＳ４）。制御ＩＦ部２３は、変更された電圧値のバイアス電圧ＢＶを光導波路２１に印加する。制御回路３０は、光モニタ部２２によりモニタされた光ｐＬ１の強度が最大になるまで、ステップＳ２〜Ｓ４の処理を行う。

図４のステップＳ２〜Ｓ４の間、可変波長光源１０から出力された光Ｌ０は、光導波路２１を通り、光Ｌ１として光変調器２０から出力される。しかし、光変調器２０から出力された光Ｌ１は、調整用波長λ１の光であるため、波長選択部６０により遮断される。このため、光変調器２０から出力された光Ｌ１は、送信端子５０から後段の光伝送システムに出力されることがない。このようにして、制御回路３０が光変調器２０を調整する期間に、光送信機１から光Ｌ１が出力されることを防止することができる。

図５は、実施の形態１に係る光送信機１の動作を示すフローチャートである。図５に示されるフローチャートは、光変調器２０の微調整シーケンス（ステップＳ６〜Ｓ８）と、光変調器２０の調整が完了し光送信機１が光伝送システムにおいて運用される場合の運用シーケンス（ステップＳ９〜Ｓ１２）を含む。以下の説明においては、図２及び図３をも参照する。

制御回路３０は、図４に示される調整シーケンスの終了後に、図５に示される動作を行う。この動作を開始する場合、制御回路３０は、光変調器２０の動作条件の最適点として決定された電圧値のバイアス電圧ＢＶを光変調器２０に印加している。

制御回路３０は、可変波長光源１０に波長変更命令の信号Ｉ３０を送り、可変波長光源１０から出力される光Ｌ０の波長を調整用波長λ１から運用波長λ２に切り替える（ステップＳ５）。制御回路３０は、可変波長光源１０から第２の波長の光としての運用波長λ２の光を出力させる。運用波長λ２の光は、波長選択部６０で遮断されず、波長選択部６０を透過する。また、運用波長λ２は、光伝送システムの実運用時に使用される波長である。

ここで、光変調器２０の光透過率は、波長特性を持つ。すなわち、光変調器２０の光透過率は、波長に応じて変化する。可変波長光源１０から出力される光Ｌ０の波長が、調整用波長λ１から運用波長λ２に変更されたため、光変調器２０の動作状態は、動作最適点の状態から僅かに異なる状態にある。そこで、制御回路３０は、光変調器２０の微調整を行う。制御回路３０は、可変波長光源１０に運用波長λ２の光Ｌ０を出力させているときに、光変調器２０から出力された運用波長λ２の光の強度に基づいて、光変調器２０の動作条件を設定する。制御回路３０は、光モニタ部２２によりモニタされた光ｐＬ１の強度Ｍ２０を読み取ることによって、光Ｌ１の強度を読み取る（ステップＳ６）。次に、制御回路３０は、光ｐＬ１の強度が最大であるかどうかを判断する（ステップＳ７）。光ｐＬ１の強度が最大である場合（すなわち、光Ｌ１の強度が最大である場合）（ステップＳ７においてＹＥＳ）、制御回路３０は、光変調器２０に印加されているバイアス電圧を検出し、光変調器２０の微調整シーケンスを終了する。制御回路３０は、検出した電圧値を動作条件の新たな最適点として決定する。光ｐＬ１の強度が最大でない場合（すなわち、光Ｌ１の強度が最大でない場合）（ステップＳ７においてＮＯ）、制御回路３０は、制御ＩＦ部２３に信号Ｖ３０を送り、光変調器２０に印加するバイアス電圧ＢＶの電圧値を変更する（ステップＳ８）。制御ＩＦ部２３は、変更された電圧値のバイアス電圧ＢＶを光導波路２１に印加する。制御回路３０は、光モニタ部２２によりモニタされた光ｐＬ１の強度Ｍ２０が最大になるまで、ステップＳ６〜Ｓ８の処理を行う。

微調整シーケンス（図５のステップＳ６〜Ｓ８）が行われる場合、図４に示される調整シーケンスが行われているため、光変調器２０の動作条件は、既に新たな最適点の近傍に設定されている。したがって、光変調器２０の微調整シーケンスは、調整シーケンスに比べて僅かな時間で行われる。仮に光変調器２０の微調整が行われる場合であっても、光送信機１から後段の光伝送システムに出力される光を最小限に抑えることができる。なお、微調整シーケンス（図５のステップＳ６〜Ｓ８）は、実行されることが望ましいが、省略可能である。

微調整シーケンスの終了後、光変調器２０は、強度変調及び位相変調を行い（ステップＳ９）、電気信号生成回路４０で生成された電気信号ＥＳに基づく運用波長λ２の光信号として光Ｌ１を出力する。光変調器２０から出力される光信号は、運用波長λ２の光信号であるため、波長選択部６０により遮断されず、波長選択部６０を透過する。波長選択部６０を透過した運用波長λ２の光信号Ｌ２は、送信端子５０から後段の光伝送システムへ送信される。このようにして、光伝送システムの運用が開始される。光伝送システムが運用されている間、光変調器２０の動作最適点は、時間の経過とともに変動（ドリフト）する。制御回路３０は、動作最適点のドリフトに追従するため、光変調器２０から出力される光信号としての光Ｌ１を監視し、監視した結果に基づいて、光変調器２０の動作条件を設定する。すなわち、制御回路３０は、光モニタ部２２によりモニタされた光ｐＬ１の強度Ｍ２０（すなわち、光Ｌ１の強度）を読み取り（ステップＳ１０）、光ｐＬ１の強度が最大でない場合には（ステップＳ１１においてＮＯ）、光ｐＬ１の強度Ｍ２０（すなわち、光Ｌ１の強度）が最大になるように、制御ＩＦ部２３に信号Ｖ３０を送り、バイアス電圧ＢＶの電圧値を変更する（ステップＳ１２）。このように、制御回路３０は、ステップＳ１０〜Ｓ１２に示されるフィードバック制御により、光変調器２０の動作最適点の変動に追従するように、光変調器２０の動作条件を制御する。

《１−３》比較例
次に、実施の形態１に係る光送信機１の比較対象としての比較例を簡単に説明する。図６は、比較例としての光送信機１ａの概略的な構成を示すブロック図である。図６において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２に示される符号と同じ符号が付される。比較例としての光送信機１ａは、光可変減衰器６１とこれを制御する光可変減衰器制御回路６２とを備えている点において、制御信号の入力を要しない受動素子である波長選択部６０を備えた実施の形態１に係る光送信機１と相違する。

光可変減衰器６１は、光変調器２０から出力される光Ｌ１の強度を減衰させる。光可変減衰器制御回路６２は、光可変減衰器６１を制御して、光可変減衰器６１の光減衰量を制御する。光可変減衰器制御回路６２は、光変調器２０が制御回路３０により調整されている期間は、光可変減衰器６１の減衰量を最大にし、光可変減衰器６１から光Ｌ１が出力されないシャットダウン状態とする。光変調器２０の調整が完了した場合、光可変減衰器制御回路６２は、光可変減衰器６１の減衰量を調整し、送信端子５０から光信号Ｌ２が任意のパワーで送信されることを可能とする。

比較例の光送信機１ａは、光可変減衰器６１及び光可変減衰器制御回路６２を用いることにより、光変調器２０の調整中に光送信機１ａから光が出力されることを防止する。しかし、光可変減衰器６１及び光可変減衰器制御回路６２によって占有される領域は、装置の小型化を妨げる要因となっていた。また、比較例の光送信機１ａは、光可変減衰器６１を制御するための光可変減衰器制御回路６２を備えるため、装置の構成が複雑化していた。

《１−４》効果
実施の形態１に係る光送信機１は、光変調器２０を調整する場合に、調整用波長λ１の光を用いる。調整用波長λ１の光は、波長選択部６０により遮断される。また、波長選択部６０は受動素子であり波長選択部６０を制御するために用いられる制御回路を必要としないから、制御回路のための領域は必要ではない。このように、実施の形態１に係る光送信機１の波長選択部６０は、図６に示される比較例の光送信機１ａの光可変減衰器６１と光可変減衰器制御回路６２との組み合わせに比べて、小型であるので、実施の形態１に係る光送信機１の小型化が可能になる。

また、受動素子である波長選択部６０を設ける構成は、比較的容易に実現され得る。このように、実施の形態１に係る光送信機１の波長選択部６０は、図６に示される比較例の光送信機１ａの光可変減衰器６１と光可変減衰器制御回路６２との組み合わせに比べて、簡易化された構成を有するので、実施の形態１に係る光送信機１の構成の簡易化が可能になる。

よって、実施の形態１に係る光送信機１は、装置の小型化及び構成の簡易化を図りつつ、光変調器２０の調整中に光変調器２０から出力される光による悪影響の発生を防止することができる。

また、図５のステップＳ６〜Ｓ８に示される微調整シーケンスを実行する場合には、光変調器２０の光透過率をより一層、最大値に近づけることができる。この微調整シーケンスは短時間で完了し、運用シーケンスに移行するので、光変調器２０の微調整中に光変調器２０から出力される運用波長λ２の光は僅かである。よって、システムに与える悪影響は小さい。

《１−５》実施の形態１の変形例
図７は、実施の形態１の変形例としての光送信機１ｂの構成を概略的に示すブロック図である。図７において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２に示される符号と同じ符号が付される。図７は、実施の形態１に係る光送信機が、一般的な光伝送システムに適用される場合の構成の一例を示す。

図７に示される例において、可変波長光源１０には、ＩＴＬＡ（Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｌａｓｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）が適用される。光変調器２０には、ＬＮ（ニオブ酸リチウム、ＬｉＮｂＯ_３）変調器が適用される。電気信号生成回路４０は、信号処理ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）４１及び電気信号増幅器４２を含む。波長選択部６０には、バンドパスフィルタが適用される。バンドパスフィルタは、受動素子であるため、バンドパスフィルタを制御するために用いられる制御回路を必要としない。

信号処理ＬＳＩ４１は、送信データを電気信号ＥＳ０として生成する。電気信号増幅器４２は、信号処理ＬＳＩ４１により生成された電気信号ＥＳ０を増幅して、電気信号ＥＳを生成する。ＬＮ変調器２０は、ＩＴＬＡ１０から出力された光Ｌ０に増幅された電気信号ＥＳに基づいて変調を行い、例えば、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Ｄｕａｌ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調等がされた光信号としての光Ｌ１を出力する。制御回路３０は、ＬＮ変調器２０を調整する場合に、ＬＮ変調器から出力される光の一部の強度（例えば、光パワー値及び光電変換した電流値等）をモニタしている。

ＩＴＬＡの仕様は、ＯＩＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｆｏｒｕｍ）−ＩＴＬＡ−ＭＡＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｓｏｕｒｃｅ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）等により規定される。また、ＩＴＬＡの可変波長幅は、光通信で用いられる波長帯であるＬ−ｂａｎｄ（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）又はＣ−ｂａｎｄ（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）等に対応する。また、ＩＴＬＡの可変波長帯域は、Ｌ−ｂａｎｄ及びＣ−ｂａｎｄの全ての波長帯（Ｆｕｌｌ−ｂａｎｄ）に対応する場合も可能である。調整用波長λ１は、光送信機１ｂが適用される光伝送システムにおいて任意に設定することが可能である。例えば、光伝送システムの運用波長λ２がＣ−ｂａｎｄである場合、調整用波長λ１をＬ−ｂａｎｄに設定することも可能である。この場合、バンドパスフィルタは、調整用波長λ１を含むＬ−ｂａｎｄの光を遮断し、Ｃ−ｂａｎｄの光を透過させるものが選択される。

なお、調整用波長λ１が光伝送システムの運用において使用される波長帯に含まれず、調整用波長λ１の光が光送信機１ｂから出力されても光伝送システムに影響を与えないことが判明している場合には、波長選択部６０は、光送信機１ｂの構成から省略されることも可能である。しかし、光伝送路を経由して光送信機１ｂに接続される光受信機などの装置は、調整用波長λ１の光の影響を受ける装置に交換される場合があり得る。よって、光送信機１ｂなどのように、波長選択部を備えることが望ましい。

《２》実施の形態２
図８は、本発明の実施の形態２に係る光送信機１ｃの構成を概略的に示すブロック図である。図８において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２に係る光送信機１ｃは、記憶部７０を備えている点が、実施の形態１に係る光送信機１と相違する。

記憶部７０は、光変調器２０の光透過率の波長特性に関する調整値を予め記憶している。調整値は、例えば、調整用波長λ１から運用波長λ２に波長を変更した際に生じる光変調器２０の光透過率の差分（変化分）に対応する、バイアス電圧のオフセット値である。このオフセット値でバイアス電圧にオフセットをかけることにより、波長の違いに対応する光透過率の差分を、キャンセルすることができる。なお、調整値はバイアス電圧に関する数値に限定されるものではなく、他の動作条件に関する数値を含むようにしてもよい。記憶部７０は、調整値の各々をテーブルとして保有する。

制御回路３０は、調整用波長λ１から運用波長λ２に切り替えて可変波長光源１０に運用波長λ２の光を出力させるときに、調整用波長λ１の光について決定された最適点を、記憶部７０に記憶された調整値を用いて調整した新たな最適点を、光変調器２０の動作条件として設定する。制御回路３０は、記憶部７０のテーブルを参照して（Ｍ３０）、テーブルから調整値Ｖ７０を取得する。制御回路３０は、取得した調整値Ｖ７０を用いて、光変調器２０の動作条件を調整する。このため、制御回路３０は、光変調器２０の微調整シーケンス（図５に示されるステップＳ６〜Ｓ８）を行わずに、光変調器２０を動作最適点の状態にすることができる。

実施の形態２に係る光送信機１ｃは、図５のステップＳ１〜Ｓ７に示される調整シーケンス後に、調整用波長λ１から運用波長λ２に波長を変更した際に生じる光変調器２０の光透過率の差分（変化分）に対応する、バイアス電圧のオフセット値を用いて、調整を行うので、光変調器２０の光透過率をより一層、最大値に近づけることができる。このため、実施の形態２に係る光送信機１ｃは、微調整シーケンス（図５のステップＳ６〜Ｓ８）を省略することが可能になる。

以上に説明した点を除き、実施の形態２に係る光送信機１ｃは、実施の形態１に係る光送信機１と同じである。

《３》実施の形態３
図９は、本発明の実施の形態３に係る光送信機１ｄの構成を概略的に示すブロック図である。図９において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態３に係る光送信機１ｄは、波長選択部６０の代わりにファイバグレーティング（ファイバブラッググレーティング、ＦＢＧ）６３を備えている点が、実施の形態１に係る光送信機１と相違する。

ファイバグレーティング６３は、光変調器２０と送信端子５０との間の光ファイバ６４にファイバグレーティング処理を施すことにより形成される。光変調器２０から出力される光Ｌ０が調整用波長λ１の光である場合、ファイバグレーティング６３は、調整用波長λ１の光を反射して、ファイバグレーティング６３を透過させない。また、光変調器２０から出力される光Ｌ０が運用波長λ２の光である場合、ファイバグレーティング６３は、運用波長λ２の光を透過させる。ファイバグレーティング６３は、ファイバグレーティングを備えるための領域を必要としない。このため、実施の形態３に係る光送信機１ｄは、装置の大きさを変更せずに、調整中の光変調器２０から出力される光が光送信機１ｄから出力されることを防止して、不要な光による悪影響の発生を防止することができる。

以上に説明した点を除き、実施の形態３に係る光送信機１ｄは、実施の形態１に係る光送信機１と同じである。

《４》実施の形態４
図１０は、本発明の実施の形態４に係る光送信機１ｅの構成を概略的に示すブロック図である。図１０において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態４に係る光送信機１ｅは、光変調部２５及び波長選択部６５の両方を有する変調選択機能部２１０を備えている点が、光変調部２５と波長選択部６５とを別々に有する実施の形態１に係る光送信機１と相違する。

図１１は、実施の形態４に係る光送信機１ｅに備えられる変調選択機能部２１０の構成を概略的に示す図である。変調選択機能部２１０は、光変調部２５と波長選択部６５とを有する。光変調部２５は、可変波長光源１０から出力された光Ｌ０を変調する光変調用導波路２１２を備える。また、光変調部２５は、図３に示される光モニタ部２２、制御ＩＦ部２３、及び信号変調部２４を備える。波長選択部６５は、グレーティングであり、光変調部２５から出力された光Ｌ１が通る光導波路上に配置されている。光変調部２５と波長選択部６５とは、同じ光導波路基板２１１に形成されている。

波長選択部６５は、グレーティングである。光変調部２５に入力される光Ｌ０が調整用波長λ１の光である場合、波長選択部６５は、調整用波長λ１の光を反射して波長選択部６５を透過させない。また、光変調部２５に入力される光Ｌ０が運用波長λ２の光の場合、波長選択部６５は、運用波長λ２の光を透過させる。実施の形態４においては、光変調用導波路２１２と波長選択部６５とが同じ光導波路基板２１１に形成されている。実施の形態１に係る光送信機１が光変調器２０及び波長選択部６０を備えているが、実施の形態４に係る光送信機１ｅは、光変調器２０及び波長選択部６０を備える必要がない。また、実施の形態４に係る光送信機１ｅは、実施の形態３に示されるようにファイバグレーティング６３を備えるための領域を必要としない。したがって、実施の形態４に係る光送信機１ｅは、実施の形態１及び４に係る光変調機よりも小型の装置を実現することができる。

以上に説明した点を除き、実施の形態４に係る光送信機１ｅは、実施の形態１に係る光送信機１と同じである。

《５》実施の形態５
実施の形態１から４においては、調整用波長λ１の光を用いた光変調器の調整中に光送信機から光が出力されることを防止することにより、光変調器から出力される光による悪影響が光伝送システムに及ぶことを避けていた。これに対し、実施の形態５に係る光伝送システムは、光送信機から光が出力される場合であっても、光送信機から出力される光による悪影響が発生することを防止することができる。

図１２は、本発明の実施の形態５に係る光伝送システム２００の構成を概略的に示すブロック図である。図１２において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態５に係る光伝送システム２００の光送信機１ｆは、波長選択部を備えておらず、光送信機１ｆから送信された光信号を受信する光受信機４に波長選択部６０ａが備えられている点が、実施の形態１に係る光送信機１と異なる。

光伝送システム２００は、光送受信機１００と光送受信機１００ａとを含む。光送受信機１００と光送受信機１００ａとは、光ケーブルなどの光伝送路１１０及び１２０によって、光通信可能に接続されている。また、光伝送システム２００は、互いに光通信可能な３台以上の光送受信機を含んでもよい。

光送受信機１００は、光送信機１ｆと光受信機２とを備える。光送信機１ｆは、可変波長光源１０、光変調器２０、制御回路３０、電気信号生成回路４０、及び送信端子５０を備える。また、光受信機２は、対向する光送受信機１００ａ（光送信機３）から送信される光信号を受信する受信端子８０、波長選択部６０、及び光信号の処理を行う受信処理部９０を備える。

また、光送受信機１００ａは、光送信機３と光受信機４とを備える。光送信機３に備えられる可変波長光源１０ａ、光変調器２０ａ、制御回路３０ａ、及び電気信号生成回路４０ａは、それぞれ光送信機１ｆに備えられる可変波長光源１０ａ、光変調器２０、制御回路３０、及び電気信号生成回路４０の機能と同様の機能を持つ。また、光受信機４に備えられる受信端子８０ａ、波長選択部６０ａ、及び受信処理部９０ａは、それぞれ光受信機２に備えられる受信端子８０、波長選択部６０、及び受信処理部９０ａの機能と同様の機能を持つ。送信端子５０と受信端子８０ａは光伝送路１１０により接続される。送信端子５０ａと受信端子８０は光伝送路１２０により接続される。

光伝送システム２００において、可変波長光源１０から出力された光Ｌ０は、光変調器２０により変調される。変調された光Ｌ１は、光変調器２０から光信号として出力される。光変調器２０から出力された光信号は、送信端子５０から送信され、光伝送路１１０を通じて受信端子８０ａまで伝送される。受信端子８０ａにより受信された光信号が調整用波長λ１の光であるときには、光信号は、波長選択部６０ａにより遮断される。受信端子８０ａにより受信された光信号が運用波長λ２の光であるときには、光信号Ｌ１は波長選択部６０ａを透過し、透過した光信号Ｌ２が、受信処理部９０ａにおいて処理される。

同様に、光伝送システム２００において、可変波長光源１０ａから出力された光Ｌ０ａは、光変調器２０ａにより変調される。変調された光Ｌ１ａは、光変調器２０ａから光信号として出力される。光変調器２０ａから出力された光信号は、送信端子５０ａから送信され、光伝送路１２０を通じて受信端子８０まで伝送される。受信端子８０により受信された光信号が調整用波長λ１の光であるときには、光信号は、波長選択部６０により遮断される。受信端子８０により受信された光信号が運用波長λ２の光であるときには、光信号は波長選択部６０を透過し、透過した光信号Ｌ２ａが、受信処理部９０において処理される。

光受信機４の波長選択部６０ａは、光送受信機１００から出力される光の内の、光送受信機１００において用いられる調整用波長λ１の光を遮断し、運用波長λ２の光を透過させる。このため、光変調器２０の調整中に調整用波長λ１の光が光送信機１ｆから出力される場合、調整用波長λ１の光は、波長選択部６０ａにより遮断される。波長選択部６０は、受動素子であるため、波長選択部６０のための制御回路を必要としない。また、光受信機２の波長選択部６０は、光送受信機１００ａから出力される光の内の、光送受信機１００ａにおいて用いられる調整用波長λ１の光を遮断し、運用波長λ２の光を透過させる。このため、光変調器２０ａの調整中に調整用波長λ１の光が光送信機３から出力される場合、調整用波長λ１の光は、波長選択部６０により遮断される。波長選択部６０ａについても、波長選択部６０と同様に制御回路を必要としない。

このように、光送受信機１００において光変調器２０の調整が行われ調整用波長λ１の光が出力される場合、波長選択部６０ａが調整用波長λ１の光を遮断する。このため、光送受信機１００の光変調器２０の調整中に、光変調器２０から出力される光が光送受信機１００ａに入力することを防止することができる。また、光送受信機１００ａの光変調器２０ａの調整中においても、光変調器２０ａから出力される光が光送受信機１００に入力することを防止することができる。したがって、実施の形態５における光伝送システムは、光伝送システムに含まれる光送受信機の小型化及び構成の簡易化を図りつつ、光変調器の調整中に光変調器から出力される光による悪影響の発生を防止することができる。

以上に説明した点を除き、実施の形態５における光送信機１ｆ及び３は、実施の形態１に係る光送信機１と同じである。

以上に説明したように、実施の形態５における光送信機１ｆ及び３は、光変調器２０及び２０ａを調整する場合に、調整用波長λ１の光を用いる。調整用波長λ１の光は、波長選択部６０ａ及び６０により遮断される。また、波長選択部６０ａ及び６０は受動素子であり波長選択部６０ａ及び６０を制御するために用いられる制御回路を必要としないから、制御回路のための領域は必要ではない。このように、実施の形態５に係る光送信機１ｆ及び３の波長選択部６０ａ及び６０は、小型であるので、実施の形態５に係る光送受信機１００及び１００ａの小型化が可能になる。

また、受動素子である波長選択部６０ａ及び６０を設ける構成は、比較的容易に実現され得る。このように、実施の形態１に係る光送受信機１００及び１００ａは、簡易化された構成を有するので、光送受信機１００及び１００ａの構成の簡易化が可能になる。

よって、実施の形態５に係る光伝送システムは、光送受信機１００及び１００ａの小型化及び構成の簡易化を図りつつ、光変調器２０及び２０ａの調整中に光変調器２０及び２０ａから出力される光による悪影響の発生を防止することができる。

なお、以上の説明において、調整用波長λ１及び運用波長λ２が、それぞれ光送受信機１００及び光送受信機１００ａにおいて用いられることを示しているが、本発明はこれに限定されない。光送受信機１００及び光送受信機１００ａにおいて、異なる調整用波長及び運用波長が用いられてもよい。

《６》実施の形態６
図１３は、本発明の実施の形態６に係る光伝送システム２００ａの構成を概略的に示すブロック図である。図１３において、図１２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１２に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態６に係る光伝送システム２００ａは、波長選択部６０及び６０ａが光伝送路１１０ａ及び１２０ａにそれぞれ配置されている点が、実施の形態５に係る光伝送システム２００と異なる。

実施の形態６に係る光伝送システム２００ａは、光伝送路１１０ａ及び１２０ａ上に調整用波長λ１の光を遮断する波長選択部６０ａ及び６０を備えることによって構築されるので、既存のシステムを改修して、本発明が適用された光伝送システムとする場合に特に有効である。

以上に説明した点を除き、実施の形態６に係る光伝送システム２００ａは、実施の形態５に係る光伝送システム２００と同じである。

《７》変形例
本発明は、上記実施の形態１から６に説明されたものに限定されない。本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。例えば、実施の形態の各々は、他の実施の形態と適宜、組み合わされることもできる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，３ 光送信機、 ２，２ａ，４，４ａ 光受信機、 １０，１０ａ 波長可変光源、 ２０，２０ａ 光変調器、 ２１，２１ａ 光導波路、 ２２ 光モニタ部、 ２３ 制御ＩＦ部、 ２４ 信号変調部、 ２５ 光変調部、 ３０，３０ａ 制御回路、 ４０，４０ａ 電気信号生成回路、 ５０，５０ａ 送信端子、 ６０，６０ａ，６５ 波長選択部、 ６３ ファイバグレーティング、 ７０ 記憶部、 ８０，８０ａ 受信端子、 ９０，９０ａ 受信処理部、 １００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 光送受信機、 １１０，１１０ａ，１２０，１２０ａ 光伝送路、 ２００，２００ａ 光伝送システム、 ２１０ 変調選択機能部、 ２１１ 光導波路基板、 ２１２ 光変調用導波路。

Claims (14)

1. 互いに異なる波長を持つ、第１の波長の光と第２の波長の光とを選択的に出力する光源と、
   前記光源から出力された前記光を変調し、変調された前記光を出力する光変調器と、
   前記光変調器から出力された前記光の内の、前記第１の波長の光を遮断し、前記第２の波長の光を透過させる波長選択部と、
   前記光源及び前記光変調器を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記光源に前記第１の波長の光を出力させているときに、前記光変調器の動作条件の最適点を決定し、
   前記光変調器の動作条件を前記決定された最適点に基づいて設定して、前記光源に前記第２の波長の光を出力させる
   ことを特徴とする光送信機。
2. 前記光変調器の動作条件は、前記制御部が前記光変調器に印加するバイアス電圧の条件であることを特徴とする請求項１に記載の光送信機。
3. 前記制御部は、前記光源に前記第１の波長の光を出力させているときに、前記光変調器から出力された前記第１の波長の光の強度に基づいて、前記光変調器の動作条件を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の光送信機。
4. 前記制御部は、前記光源に前記第１の波長の光を出力させているときに、前記光変調器から出力された前記第１の波長の光の強度が最大となるときの前記光変調器の動作条件を、前記決定された最適点とみなすことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光送信機。
5. 送信データを電気信号として生成する電気信号生成部をさらに備え、
   前記光変調器は、前記電気信号に基づいて前記光源から出力された前記第２の波長の光を変調して、前記電気信号に基づく第２の波長の光信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光送信機。
6. 前記波長選択部は、バンドパスフィルタ及びファイバグレーティングのいずれかであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光送信機。
7. 前記光変調器と前記波長選択部とは、同じ光導波路基板に形成され、
   前記波長選択部は、前記光導波路基板内に形成されたグレーティングである
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光送信機。
8. 前記光変調器の光透過率の波長特性に関する調整値を予め記憶する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記光源に前記第２の波長の光を出力させるときに、前記第１の波長の光についての前記決定された最適点を、前記調整値を用いて調整して得られた新たな最適点を、前記光変調器の動作条件として設定する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光送信機。
9. 前記制御部は、
   前記光変調器の動作条件を前記決定された最適点に基づいて設定して、前記光源に前記第２の波長を出力させた後に、前記光変調器の動作条件の新たな最適点を決定し、
   前記光変調器の動作条件を前記新たな最適点に基づいて設定する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光送信機。
10. 前記制御部は、前記光源に前記第２の波長の光を出力させているときに、前記光変調器から出力された前記第２の波長の光の強度に基づいて、前記光変調器の動作条件を設定することを特徴とする請求項９に記載の光送信機。
11. 前記制御部は、前記光源に前記第２の波長の光を出力させているときに、前記光変調器から出力された前記第２の波長の光の強度が最大となるときの前記光変調器の動作条件を、前記新たな最適点とみなすことを特徴とする請求項９または１０に記載の光送信機。
12. 前記制御部は、前記光変調器の動作条件を前記新たな最適点に基づいて設定した後に、前記光変調器から出力される前記第２の波長の光を監視し、前記監視した結果に基づいて、前記光変調器の動作条件を設定することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の光送信機。
13. 光送信機と、
    前記光送信機から送信された光を受信する光受信機と、
    を備え、
    前記光送信機は、
    互いに異なる波長を持つ、第１の波長の光と第２の波長の光とを選択的に出力する光源と、
    前記光源から出力された光を変調し、変調された前記光を出力する光変調器と、
    前記光源及び前記光変調器を制御する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、
    前記光源に前記第１の波長の光を出力させているときに、前記光変調器の動作条件の最適点を決定し、
    前記光変調器の動作条件を前記決定された最適点に基づいて設定して、前記光源に前記第２の波長の光を出力させ、
    前記光受信機は、前記光送信機の前記光変調器から出力された前記光の内の、前記第１の波長の光を遮断し、前記第２の波長の光を透過させる波長選択部を有する
    ことを特徴とする光伝送システム。
14. 光送信機と、
    光受信機と、
    前記光送信機と前記光受信機との間の光伝送路に備えられた波長選択部と、
    を備え、
    前記光送信機は、
    互いに異なる波長を持つ、第１の波長の光と第２の波長の光とを選択的に出力する光源と、
    前記光源から出力された光を変調し、変調された前記光を前記光伝送路に出力する光変調器と、
    前記光源及び前記光変調器を制御する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、
    前記光源に前記第１の波長の光を出力させているときに、前記光変調器の動作条件の最適点を決定し、
    前記光変調器の動作条件を前記決定された最適点に基づいて設定して、前記光源に前記第２の波長の光を出力させ、
    前記波長選択部は、前記光変調器から出力された前記光の内の、前記第１の波長の光を遮断し、前記第２の波長の光を透過させる
    ことを特徴とする光伝送システム。

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