JP2018106090A - 光伝送装置および光レベル制御方法 - Google Patents

光伝送装置および光レベル制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】光レベルの制御および情報の重畳を一つの可変光減衰器により実現すること。【解決手段】磁気光学効果型VOA124は、LD素子121と光ファイバ102aとの間に空間結合により配置され、LD素子121から出射され光ファイバ102aへ結合する光を、入力された駆動電圧に応じて減衰させる。VOA制御部104およびVOA駆動部112は、磁気光学効果型VOA124によって光に重畳するための情報に基づく磁気光学効果型VOA124の駆動電圧を生成して磁気光学効果型VOA124へ入力する。VOA制御部104は、生成される駆動電圧のバイアスを制御し、駆動電圧と磁気光学効果型VOA124による光の減衰量との間の特性に応じたデータに基づいて、生成される駆動電圧の振幅を制御する。【選択図】図1

Description

本発明は、光伝送装置および光レベル制御方法に関する。
従来、光通信において、たとえばPONやWDMなどの技術が用いられている。PONはPassive Optical Networkの略である。WDMはWavelength Division Multiplexing(波長分割多重)の略である。また、各光伝送装置の光波長をセンタ側で制御する構成が知られている(たとえば、下記非特許文献1参照。)。また、可変の減衰量によって光を減衰させることにより出力光レベル等の制御を行うVOAが知られている。VOAはVariable Optical Attenuator(光可変減衰器)の略である。
Stephan Pachnicke,Stephen Mayne,Benoit Quemeneur,Daniel Sayles,Hendrik Schwuchow,Jiannan Zhu,Adrian Wonfor,Philipp Marx,Mirko Lawin,Markus Fellhofer,Richard Turner,Philipp Neuber,Marco Dietrich,Mike Wale,Richard V.Penty,Ian White,and Joerg−Peter Elbers、"Field Demonstration of a Tunable WDM−PON System with Novel SFP+ Modules and Centralized Wavelength Control"、OFC2015 M2A.6、2015年3月
しかしながら、上述した従来技術では、光送信器が出射する光信号のレベル制御と、光送信器が出射する光信号への情報の重畳と、を一つの可変光減衰器により実現することができないという問題がある。
1つの発明では、本発明は、光レベルの制御および情報の重畳を一つの可変光減衰器により実現することができる光伝送装置および光レベル制御方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、1つの実施態様では、光源と光ファイバとの間に空間結合により配置され、前記光源から出射され前記光ファイバへ結合する光を、入力された駆動電圧に応じて減衰させる磁気光学効果型の可変光減衰器を備える光伝送装置において、前記可変光減衰器によって前記光に重畳するための情報に基づく前記可変光減衰器の駆動電圧を生成して前記可変光減衰器へ入力し、生成する前記駆動電圧のバイアスを制御し、前記駆動電圧と前記可変光減衰器による前記光の減衰量との間の特性に応じたデータに基づいて、生成する前記駆動電圧の振幅を制御する光伝送装置および光レベル制御方法が提案される。
また、他の1つの実施態様では、光源と光ファイバとの間に空間結合により配置され、前記光源から出射され前記光ファイバへ結合する光を、入力された駆動電圧に応じて減衰させる磁気光学効果型の可変光減衰器を備える光伝送装置において、前記可変光減衰器によって前記光に重畳するための情報に基づく前記可変光減衰器の駆動電圧を生成して前記可変光減衰器へ入力し、生成する前記駆動電圧のバイアスを制御した後に、前記可変光減衰器によって減衰した前記光のレベルのモニタ結果に基づいて、生成する前記駆動電圧の振幅を制御する光伝送装置および光レベル制御方法が提案される。
本発明の一側面によれば、光レベルの制御および情報の重畳を一つの可変光減衰器により実現することができるという効果を奏する。
図1は、実施の形態1にかかる光伝送装置の一例を示す図である。 図2は、実施の形態1にかかる磁気光学効果型VOAの一例を示す図である。 図3は、実施の形態1にかかるVOA制御部の一例を示す図である。 図4は、実施の形態1にかかる磁気光学効果型VOAにおける印加電圧に対する減衰量の特性の一例を示す図である。 図5は、実施の形態1にかかるLUTの一例を示す図である。 図6は、実施の形態1にかかるVOA制御部による処理の一例を示すフローチャートである。 図7は、実施の形態1にかかるVOA制御部によるバイアス電圧および電圧振幅の設定の一例を示す図である。 図8は、実施の形態1にかかるVOA制御部により設定されたバイアス電圧および電圧振幅の例を示す図である。 図9は、実施の形態2にかかるVOA制御部の一例を示す図である。 図10は、実施の形態2にかかるVOA制御部による光レベル制御処理の一例を示すフローチャートである。
以下に図面を参照して、本発明にかかる光伝送装置および光レベル制御方法の実施の形態を詳細に説明する。
(実施の形態1)
(実施の形態1にかかる光伝送装置)
図1は、実施の形態1にかかる光伝送装置の一例を示す図である。図1に示すように、実施の形態1にかかる光伝送装置100は、トランシーバ101と、VOA制御部104と、を備える。トランシーバ101は、一例としてはSFPトランシーバであるが、SFPトランシーバと異なる種類のトランシーバであってもよい。SFPはSmall Form−factor Pluggableの略である。
トランシーバ101には、コネクタ102,103が接続されている。コネクタ102は、トランシーバ101から出射された光信号を伝送する光ファイバ102aなどの光伝送路のコネクタである。コネクタ103は、トランシーバ101の対向装置から出射された光信号を伝送する光ファイバ103aなどの光伝送路のコネクタである。コネクタ102,103は、一例としてはSFPのLCコネクタである。
トランシーバ101は、TOSA120のLD素子121が生成した光信号に監視制御信号を重畳し、監視制御信号を重畳した光信号をコネクタ102から光ファイバ102aへ出射する。監視制御信号は任意の信号である。一例としては、監視制御信号は、光伝送装置100の状態を、光伝送装置100の管理を行うセンタ等へ報告するための監視信号である。または、監視制御信号は、光伝送装置100によって制御される他の光伝送装置に対する光伝送装置100からの指示を示す制御信号などであってもよい。
トランシーバ101は、駆動回路110と、TOSA120と、ROSA130と、を備える。TOSAはTransmitter Optical SubAssembly(送信光サブアセンブリ)の略である。ROSAはReceiver Optical SubAssembly(受信光サブアセンブリ)の略である。
駆動回路110は、TOSA120およびROSA130を駆動する回路である。一例としては、駆動回路110は、たとえばFPGAなどのデジタル回路により実現することができる。FPGAはField Programmable Gate Arrayの略である。たとえば、駆動回路110は、LD駆動部111と、VOA駆動部112と、PD駆動部114と、を備える。また、駆動回路110は、光モニタ部113を備えてもよい。LDはLaser Diode(レーザダイオード)の略である。PDはPhoto Detectorの略である。
LD駆動部111は、TOSA120のLD素子121を駆動する。たとえば、LD駆動部111は、TOSA120によって主信号として送信するためのデータに基づいて、LD素子121の駆動信号を生成する。そして、LD駆動部111は、生成した駆動信号をLD素子121へ出力する。たとえば、LD駆動部111とLD素子121との間にはDACが設けられており、LD駆動部111が出力された駆動信号はこのDACによってデジタル信号からアナログ信号に変換されてLD素子121に印加される。DACはDigital/Analog Converter(デジタル/アナログ変換器)の略である。
VOA駆動部112は、VOA制御部104からの制御に従って、TOSA120の磁気光学効果型VOA124を駆動する。たとえば、VOA駆動部112は、VOA制御部104から出力された駆動電圧情報に応じた駆動信号を生成する。そして、VOA駆動部112は、生成した駆動信号(駆動電圧)を磁気光学効果型VOA124に印加する。たとえば、VOA駆動部112と磁気光学効果型VOA124との間にはDACが設けられており、VOA駆動部112が出力された駆動信号はこのDACによってデジタル信号からアナログ信号に変換されて磁気光学効果型VOA124に印加される。
光モニタ部113は、TOSA120の光モニタ用PD127から出力された信号に基づいて、TOSA120の出力光レベルをモニタする。たとえば、光モニタ用PD127と光モニタ部113との間にはADCが設けられており、光モニタ用PD127から出力された信号はこのADCによってアナログ信号からデジタル信号に変換され、光モニタ部113によってモニタされる。ADCはAnalog/Digital Converter(アナログ/デジタル変換器)の略である。光モニタ部113は、光モニタ用PD127から出力された信号のモニタ結果をVOA制御部104へ出力してもよい。
PD駆動部114は、ROSA130のPD素子134を駆動し、PD素子134から出力された信号を受信する。たとえば、PD駆動部114とPD素子134との間にはADCが設けられており、PD素子134から出力された信号はこのADCによってアナログ信号からデジタル信号に変換され、PD駆動部114によって受信される。
TOSA120は、光信号を生成して出射する光送信器である。たとえば、TOSA120は、LD素子121と、レンズ122と、光アイソレータ123と、磁気光学効果型VOA124と、レンズ125と、分岐部126と、光モニタ用PD127と、コネクタ128と、を備える。
LD素子121は、LD駆動部111から出力された駆動信号に応じた光信号を発振し、発振した光信号を主信号としてレンズ122へ出射する。LD素子121が発振する光信号の変調方式は、振幅変調、位相変調または周波数変調など各種の変調方式とすることができる。
レンズ122は、LD素子121から出射された光信号をコリメートし、コリメートした光信号を光アイソレータ123へ出射する。光アイソレータ123は、レンズ122から出射された光信号を磁気光学効果型VOA124へ出射する。また、光アイソレータ123は、磁気光学効果型VOA124の側から入射した光をレンズ122の側へ出射しないように遮断する。
磁気光学効果型VOA124は、光アイソレータ123から出射された光信号を、VOA駆動部112から出力された駆動信号に応じて減衰させる。たとえば、磁気光学効果型VOA124は、光アイソレータ123から出射された光信号をコネクタ128へ向けて出射するとともに、VOA駆動部112から出力された駆動信号に応じて光信号の出射方向を微小変化させる。これにより、光ファイバ102aにおける光信号の結合率が変化し、駆動信号に応じて光信号の減衰量を変化させることができる。
したがって、光ファイバ102aへ入射する光信号のパワー(出力光レベル)を制御することができる。また、駆動信号が監視制御信号に応じて変化することにより、磁気光学効果型VOA124による減衰によって光信号が変調され、光信号に監視制御信号を重畳することができる。また、この監視制御信号の変調は、たとえば主信号の変調より低い周波数によって行われる。この重畳による変調は、一例としては磁気光学効果型VOA124の減衰量を変化させることによる振幅変調であるが、これに限らない。たとえば、重畳による変調は、磁気光学効果型VOA124の減衰量を変化させることによる位相変調や周波数変調などであってもよい。
また、磁気光学効果型VOA124は、磁気光学効果型(空間結合型)のVOAであるため小型であり、レンズ122,125の間に容易に配置することが可能である。磁気光学効果型VOA124の構成については後述する(たとえば図2参照)。
レンズ125は、磁気光学効果型VOA124から出射された光信号を、コネクタ128およびコネクタ102を介して、光ファイバ102aへの端部へ集光する。たとえば、レンズ122,125は、互いに焦点の位置が同じ共焦点レンズである。分岐部126は、レンズ125から出射される光信号の一部を強度分岐し、強度分岐した光信号を光モニタ用PD127へ出射する。
光モニタ用PD127は、分岐部126から出射された光信号を受光し、受光した光信号のパワーに応じた信号(電気信号)を光モニタ部113へ出力する。磁気光学効果型VOA124が光信号の出射方向を微小変化させると、光ファイバ102aにおける光信号の結合率とともに、光モニタ用PD127における光信号の結合率も変化する。このため、光モニタ用PD127により、光ファイバ102aへ入射する光信号のパワー(出力光レベル)を示す信号を光モニタ部113へ出力することができる。
コネクタ128は、TOSA120に対してコネクタ102を接続可能にするコネクタであり、レンズ125から出射された光信号を通過させてコネクタ102へ出射する。コネクタ128からコネクタ102へ出射された光信号は、光ファイバ102aの端部に結合し、光ファイバ102aによってトランシーバ101の対向装置へ送信される。コネクタ128は、コネクタ102の形状に対応するコネクタであり、一例としてはSFPのLCコネクタである。
ROSA130は、入射した光信号を受信する光受信器である。たとえば、ROSA130は、コネクタ131と、レンズ132,133と、PD素子134と、を備える。トランシーバ101の対向装置から光ファイバ103aによってトランシーバ101へ向けて送信された光信号は、トランシーバ101に接続されたコネクタ103を介してコネクタ131へ入射する。
コネクタ131は、ROSA130に対してコネクタ103を接続可能にするコネクタであり、コネクタ103から出射された光信号を通過させてレンズ132へ出射する。コネクタ131は、コネクタ103の形状に対応するコネクタであり、一例としてはSFPのLCコネクタである。
レンズ132は、コネクタ131から出力された光信号をコリメートし、コリメートした光信号をレンズ133へ出射する。レンズ133は、レンズ132から出射された光信号をPD素子134へ集光する。たとえば、レンズ132,133は、互いに焦点の位置が同じ共焦点レンズである。PD素子134は、レンズ133によって集光された光信号を受光する。そして、PD素子134は、受光した光信号のパワーに応じた信号(電気信号)をPD駆動部114へ出力する。
VOA制御部104は、VOA駆動部112に対して駆動電圧情報を出力することにより、VOA制御部104による出力光レベルの制御およびVOA制御部104による監視制御信号の重畳を制御する。VOA制御部104は、たとえばFPGAなどのデジタル回路により実現することができる。図1に示した例ではVOA制御部104がトランシーバ101の外部に設けられる構成について説明したが、VOA制御部104はトランシーバ101(たとえば駆動回路110)に設けられてもよい。VOA制御部104の構成については後述する(たとえば図3参照)。
また、光伝送装置100は、図1に示した構成に限らず、種々の変形が可能である。たとえば、図1に示した構成において、光伝送装置100からROSA130およびPD駆動部114を省いた構成としてもよい。
光伝送装置100によって送信された光信号には、主信号および監視制御信号が含まれる。光伝送装置100から送信された光信号を受信する受信装置は、たとえば光学段または電気段の周波数フィルタを用いて、光伝送装置100からの光信号に含まれる主信号および監視制御信号をそれぞれ抽出することができる。
(実施の形態1にかかる磁気光学効果型VOA)
図2は、実施の形態1にかかる磁気光学効果型VOAの一例を示す図である。図2において、Z軸は光の進行方向を示す軸である。Y軸は、Z軸と直交する方向を示す軸である。X軸は、Z軸およびY軸と直交する方向を示す軸である。また、図2において、図1に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図2においては、図1に示した光伝送装置100の構成のうち、レンズ122、磁気光学効果型VOA124、レンズ125および光ファイバ102aを図示している。
磁気光学効果型VOA124は、たとえば、図2に示すように、複屈折素子201と、可変ファラデー回転子202と、複屈折素子203と、を備える。レンズ122から出射された光信号は、光アイソレータ123(たとえば図1参照)を介して磁気光学効果型VOA124の複屈折素子201へ入射する。
複屈折素子201は、X軸方向の厚みが一定であり、Y軸のプラス方向にいくほどZ軸方向の厚みが大きくなるように形成されたくさび形の複屈折プリズムである。複屈折素子201は、入射する光信号を複屈折により第1偏光成分および第2偏光成分に分離する。第1偏光成分は、入射するコリメート光のうちの、複屈折により異常光として分離された偏光成分である。第2偏光成分は、複屈折により常光として分離された偏光成分である。
複屈折素子201はY軸のプラス方向にいくほどZ軸方向の厚みが大きいため、第1偏光成分および第2偏光成分はY軸方向に分離される。複屈折素子201の光学軸はX軸と平行な方向である。複屈折素子201は、分離した第1偏光成分および第2偏光成分を可変ファラデー回転子202へ出射する。
可変ファラデー回転子202は、複屈折素子201から出射された第1偏光成分および第2偏光成分のそれぞれの偏光面を、Z軸を回転軸として、VOA駆動部112から出力された駆動信号に応じて回転させる。そして、可変ファラデー回転子202は、偏光面を回転させた第1偏光成分および第2偏光成分を複屈折素子203へ出射する。
複屈折素子203は、X軸方向の厚みが一定であり、Y軸のプラス方向にいくほどZ軸方向の厚みが小さくなるように形成されたくさび形の複屈折プリズムである。複屈折素子203は、可変ファラデー回転子202から出射された光を複屈折させる。複屈折素子203の光学軸は、複屈折素子201の光学軸に対して、Z軸のマイナス側からプラス方向へ向かって時計回りに約45度回転した方向である。複屈折素子203は、複屈折させた第1偏光成分および第2偏光成分をレンズ125へ出射する。
図2に示した構成により、VOA駆動部112からの駆動信号に応じて可変ファラデー回転子202の回転角が変化し、レンズ125によって集光される光の光ファイバ102aへの結合率が変化する。このため、VOA駆動部112からの駆動信号に応じて光減衰量(光アッテネーション量)を調整することが可能になる。
また、VOA駆動部112からの駆動信号に応じて、光モニタ用PD127(たとえば図1参照)における光の結合率も変化する。このため、光モニタ用PD127から出力される信号により、TOSA120から出射されて光ファイバ102aへ入射する光のパワー(出力光レベル)をモニタすることが可能になる。
図2に示したように、磁気光学効果型VOA124は、LD素子121(光源)と光ファイバ102aとの間に配置され、LD素子121および光ファイバ102aのそれぞれに対して空間結合された磁気光学効果型の可変光減衰器である。
(実施の形態1にかかるVOA制御部)
図3は、実施の形態1にかかるVOA制御部の一例を示す図である。VOA制御部104は、たとえば、図3に示すように、重畳変調度設定部301と、平均減衰量設定部302と、LUT記憶部303と、バイアス電圧・電圧振幅設定部304と、監視制御ビット生成部305と、駆動電圧情報生成部306と、を備える。LUTはLook Up Table(ルックアップテーブル)の略である。
重畳変調度設定部301は、磁気光学効果型VOA124による監視制御信号の重畳変調度を設定する。変調度は、たとえば信号波と搬送波の振幅の比である。変調度は、たとえば変調インデックスや重畳比と呼ばれる場合もある。重畳変調度は、たとえば、重畳先の光信号(主信号)に行う監視制御信号による変調の振幅の、重畳先の光信号(主信号)の振幅に対する比率である。たとえば、重畳先の光信号(主信号)が第1振幅で変調されており、重畳先の光信号(主信号)に対して磁気光学効果型VOA124が第2振幅で監視制御信号による変調を行う場合の重畳変調度は第2振幅/第1振幅により表すことができる。監視制御信号の重畳変調度は、主信号の変調度より小さく設定される。
たとえば、重畳変調度設定部301は、監視制御信号の重畳変調度の目標値を決定し、決定した重畳変調度の目標値をバイアス電圧・電圧振幅設定部304へ通知する。重畳変調度設定部301による監視制御信号の重畳変調度の目標値の決定は、たとえば外部からの操作に基づいて行われる。または、重畳変調度設定部301による監視制御信号の重畳変調度の目標値の決定は、光伝送装置100のメモリに記憶された所定値に基づいて行われてもよい。
平均減衰量設定部302は、磁気光学効果型VOA124における平均減衰量を設定する。平均減衰量は、たとえば、磁気光学効果型VOA124による光の減衰量の中央値である。たとえば、磁気光学効果型VOA124が光信号に対する減衰量を第1減衰量と第2減衰量(第1減衰量<第2減衰量)で切り替えることにより光信号に監視制御信号を重畳する場合の平均減衰量は(第2減衰量−第1減衰量)/2により表すことができる。
たとえば、平均減衰量設定部302は、監視制御信号の平均減衰量の目標値を決定し、決定した平均減衰量の目標値をバイアス電圧・電圧振幅設定部304へ通知する。平均減衰量設定部302による監視制御信号の平均減衰量の目標値の決定は、たとえば外部からの操作に基づいて行われる。または、平均減衰量設定部302による監視制御信号の平均減衰量の目標値の決定は、光伝送装置100のメモリに記憶された所定値に基づいて行われてもよい。または、平均減衰量設定部302による監視制御信号の平均減衰量の目標値の決定は、光モニタ用PD127から出力された出力光レベルのモニタ結果に基づいて行われてもよい。
LUT記憶部303は、重畳変調度および平均減衰量の組み合わせごとに、バイアス電圧および電圧振幅を対応付けるLUTを記憶するメモリである。一例としては、LUT記憶部303が記憶するLUTは、重畳変調度とバイアス電圧とを対応付ける対応情報と、バイアス電圧と重畳変調度とを対応付ける対応情報と、を含む。
バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、それぞれ重畳変調度設定部301および平均減衰量設定部302から通知された重畳変調度および平均減衰量の各目標値に基づいて、磁気光学効果型VOA124のバイアス電圧および電圧振幅を設定する。たとえば、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、LUT記憶部303に記憶されたLUTを参照し、通知された重畳変調度および平均減衰量の各目標値の組み合わせに対応するバイアス電圧および電圧振幅を特定する。そして、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、特定したバイアス電圧および電圧振幅を駆動電圧情報生成部306へ通知する。
監視制御ビット生成部305は、たとえば外部からの入力に応じて、重畳信号として送信すべき監視制御信号を示す監視制御ビットを生成する。そして、監視制御ビット生成部305は、生成した監視制御ビットを駆動電圧情報生成部306へ出力する。
駆動電圧情報生成部306は、バイアス電圧・電圧振幅設定部304から通知されたバイアス電圧および電圧振幅と、監視制御ビット生成部305から出力された監視制御ビットと、に基づいて、駆動電圧情報を生成する。駆動電圧情報は、たとえば磁気光学効果型VOA124へ印加する駆動電圧を示すデジタル信号である。駆動電圧情報生成部306は、生成した駆動電圧情報をVOA駆動部112(たとえば図1参照)へ出力する。
たとえば、駆動電圧情報生成部306は、監視制御ビットが“0”のときは電圧がバイアス電圧となり、監視制御ビットが“1”のときは電圧がバイアス電圧+電圧振幅になる駆動信号を示す駆動電圧情報を生成する。一例として、バイアス電圧が500[mV]であり、電圧振幅が10[mV]であり、監視制御ビットが“10110…”であるとする。この場合に、駆動電圧情報生成部306は、電圧が510[mV]、500[mV]、510[mV]、510[mV]、500[mV]、…の順に変化する駆動信号を示す駆動電圧情報を生成する。
または、駆動電圧情報生成部306は、監視制御ビットが“0”のときは電圧がバイアス電圧−電圧振幅/2となり、監視制御ビットが“1”のときは電圧がバイアス電圧+電圧振幅/2になる駆動信号を示す駆動電圧情報を生成してもよい。一例としては、バイアス電圧が500[mV]であり、電圧振幅が10[mV]であり、監視制御ビットが“10110…”であるとする。この場合に、駆動電圧情報生成部306は、電圧が505[mV]、495[mV]、505[mV]、505[mV]、495[mV]、…の順に変化する駆動信号を示す駆動電圧情報を生成する。
(実施の形態1にかかる磁気光学効果型VOAにおける印加電圧に対する減衰量の特性)
図4は、実施の形態1にかかる磁気光学効果型VOAにおける印加電圧に対する減衰量の特性の一例を示す図である。図4において、横軸は磁気光学効果型VOA124に印加される駆動信号の電圧を示し、縦軸は磁気光学効果型VOA124による光の減衰量を示す。印加電圧減衰量特性400は、磁気光学効果型VOA124に印加される駆動信号の電圧に対する、磁気光学効果型VOA124による光の減衰量の特性を示す。
たとえば、印加電圧減衰量特性400は、LD素子121から所定パワーの光を出射しながら磁気光学効果型VOA124へ印加する駆動信号の電圧を変化させ、光モニタ部113によるモニタ結果と所定パワーとを比較することにより得られる特性である。
印加電圧減衰量特性400に示すように、磁気光学効果型VOA124による光の減衰量は、駆動信号の電圧が、光ファイバ102aにおける光の結合率が最も高くなる電圧V1であるときに最も多くなる。そして、磁気光学効果型VOA124による光の減衰量は、駆動信号の電圧がV1から離れるほど少なくなる。
ただし、駆動信号の電圧に対して、磁気光学効果型VOA124による光の減衰量は非線形に変化する。このため、駆動信号の電圧によって、その電圧付近で駆動信号の電圧を変化させた場合の減衰量の変化量(駆動信号の電圧に対する減衰量の傾き)が異なる。すなわち、磁気光学効果型VOA124のバイアス電圧によって、駆動信号の電圧を監視制御信号に応じて一定振幅で変化させた場合の減衰量の変化量(重畳変調度)が異なる。
(実施の形態1にかかるLUT)
図5は、実施の形態1にかかるLUTの一例を示す図である。図3に示したLUT記憶部303には、たとえば図5に示すLUT500が記憶される。LUT500は、磁気光学効果型VOA124の平均減衰量[dB]と、磁気光学効果型VOA124のバイアス電圧[V]と、を対応付ける対応情報を含む。この対応付けは、たとえば図4に示した、印加電圧減衰量特性400に基づいて行うことができる。この場合に、印加電圧減衰量特性400の横軸の電圧がバイアス電圧に対応し、印加電圧減衰量特性400の縦軸の減衰量が平均減衰量に対応する。
たとえば、図5に示すLUT500は、平均減衰量=7.7[dB]と、バイアス電圧=2.0[V]と、を対応付けている。これは、磁気光学効果型VOA124に駆動信号として2.0[V]を印加すると磁気光学効果型VOA124の減衰量は7.7[dB]になることを示す。したがって、磁気光学効果型VOA124のバイアス電圧を2.0[V]とすると、監視制御信号に応じた駆動信号の電圧はたとえば2.0[V]を中心として変化し、磁気光学効果型VOA124の平均減衰量は7.7[dB]になる。
また、LUT500は、磁気光学効果型VOA124のバイアス電圧[V]および重畳変調度[%]の組み合わせと、磁気光学効果型VOA124の電圧振幅[mV]と、を対応付ける。たとえば、LD素子121から所定パワーの光を出射しながら磁気光学効果型VOA124のバイアス電圧および電圧振幅の組み合わせを変化させ、光モニタ部113によるモニタ結果と所定パワーとを比較することにより減衰量を測定することができる。そして、測定した減衰量と主信号の変調度とを比較することにより重畳変調度を求めることができる。これにより、バイアス電圧[V]および重畳変調度[%]の組み合わせと電圧振幅[mV]とを対応付けるLUT500を作成することができる。
たとえば、図5に示すLUT500は、バイアス電圧=2.0[V]および重畳変調度=10[%]の組み合わせと、電圧振幅=±500[mV]と、を対応付けている。これは、バイアス電圧を2.0[V]とする場合に、重畳変調度が10[%]となる電圧振幅は±500[mV]であることを示す。
図5に示したように、LUT500は、磁気光学効果型VOA124の駆動信号の電圧(駆動電圧)と、磁気光学効果型VOA124による光の減衰量と、の間の特性(印加電圧減衰量特性400)に応じたデータである。
(実施の形態1にかかるVOA制御部による処理)
図6は、実施の形態1にかかるVOA制御部による処理の一例を示すフローチャートである。実施の形態1にかかるVOA制御部104は、磁気光学効果型VOA124を用いて主信号に監視制御信号を重畳する場合に、たとえば図6に示す各ステップを実行する。
まず、VOA制御部104は、磁気光学効果型VOA124における平均減衰量および重畳変調度の各目標値を設定する(ステップS601)。ステップS601による平均減衰量の目標値の設定は、たとえば図3に示した平均減衰量設定部302により実行される。ステップS601による重畳変調度の目標値の設定は、たとえば図3に示した重畳変調度設定部301により実行される。
つぎに、VOA制御部104は、ステップS601により設定した平均減衰量の目標値に対応するバイアス電圧を、LUT記憶部303のLUT500から読み出す(ステップS602)。ステップS602は、たとえば図3に示したバイアス電圧・電圧振幅設定部304により実行される。
つぎに、VOA制御部104は、ステップS602により読み出したバイアス電圧と、ステップS601により設定した重畳変調度の目標値と、の組み合わせに対応する電圧振幅をLUT500から読み出す(ステップS603)。ステップS603は、たとえば図3に示したバイアス電圧・電圧振幅設定部304により実行される。
つぎに、VOA制御部104は、それぞれステップS602,S603により読み出したバイアス電圧および電圧振幅を駆動信号に設定する(ステップS604)。たとえば、VOA制御部104は、読み出したバイアス電圧および電圧振幅と、重畳対象の制御監視ビットと、に基づく駆動電圧情報をVOA駆動部112へ出力することにより、読み出したバイアス電圧および電圧振幅を駆動信号に設定する。ステップS604は、たとえば図3に示した監視制御ビット生成部305により実行される。重畳対象の制御監視ビットの生成は、たとえば図3に示した監視制御ビット生成部305により実行される。
つぎに、VOA制御部104は、主信号への監視制御信号の重畳を停止するか否かを判断する(ステップS605)。たとえば、VOA制御部104は、重畳すべき監視制御信号の有無や、外部からの停止指示などに基づいてステップS605の判断を行う。重畳を停止しないと判断した場合(ステップS605:No)は、VOA制御部104は、ステップS605によって設定した駆動信号のバイアス電圧および電圧振幅を一定時間保持し(ステップS606)、ステップS601へ戻る。なお、平均減衰量および重畳変調度の各目標値を更新しない場合は、VOA制御部104は、ステップS606からステップS602へ戻ってもよい。
ステップS605において、重畳を停止すると判断した場合(ステップS605:Yes)は、VOA制御部104は、一連の処理を終了する。このとき、たとえば、VOA制御部104は、ステップS602によって最後に読み出したバイアス電圧で一定となる駆動信号を示す駆動電圧情報をVOA駆動部112へ出力する状態へ移行してもよい。これにより、磁気光学効果型VOA124によって主信号に監視制御信号を重畳せず、磁気光学効果型VOA124によって光信号のパワー制御を行う状態となる。
(実施の形態1にかかるVOA制御部によるバイアス電圧および電圧振幅の設定)
図7は、実施の形態1にかかるVOA制御部によるバイアス電圧および電圧振幅の設定の一例を示す図である。図7において、図5に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。たとえば、図6に示したステップS601において、平均減衰量の目標値が7.7[dB]に設定され、重畳変調度の目標値が10[%]に設定されたとする。
この場合に、図6に示したステップS602において、平均減衰量=7.7[dB]に対応するバイアス電圧=2.0[V]がLUT500から読み出される。また、図6に示したステップS603において、バイアス電圧=2.0[V]および重畳変調度=10[%]の組み合わせに対応する電圧振幅=±500[mV]が読み出される。
したがって、図6に示したステップS604においては、バイアス電圧=2.0[V]および電圧振幅=±500[mV]が駆動信号に設定される。これにより、たとえば、監視制御ビットの値に応じて電圧が1.5[V]または2.5[V]に変化する駆動信号が磁気光学効果型VOA124へ印加される。
(実施の形態1にかかるVOA制御部により設定されたバイアス電圧および電圧振幅の例)
図8は、実施の形態1にかかるVOA制御部により設定されたバイアス電圧および電圧振幅の例を示す図である。図8において、図4に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。たとえば、VOA制御部104は、平均減衰量の目標値としてAを設定した場合は、印加電圧減衰量特性400に基づくLUT500において平均減衰量=Aと対応するバイアス電圧=a1を設定する。また、VOA制御部104は、印加電圧減衰量特性400に基づくLUT500において、バイアス電圧=a1と、重畳変調度の目標値と、の組み合わせに基づく電圧振幅=a2を設定する。
変化量a3は、バイアス電圧=a1かつ電圧振幅=a2の駆動信号を磁気光学効果型VOA124へ印加した場合における磁気光学効果型VOA124の減衰量の変化量(振れ幅)である。電圧振幅=a2は、変化量a3が、重畳変調度の目標値に相当する変化量となるように、印加電圧減衰量特性400に基づいてLUT500に設定される。
また、VOA制御部104は、平均減衰量の目標値としてBを選択した場合は、印加電圧減衰量特性400に基づくLUT500において平均減衰量=Bと対応するバイアス電圧=b1を設定する。また、VOA制御部104は、印加電圧減衰量特性400に基づくLUT500において、バイアス電圧=b1と、重畳変調度の目標値と、の組み合わせに基づく電圧振幅=b2を設定する。
変化量a3は、バイアス電圧=a1かつ電圧振幅=a2の駆動信号を磁気光学効果型VOA124へ印加した場合における磁気光学効果型VOA124の減衰量の変化量(振れ幅)である。電圧振幅=b2は、変化量b3が、重畳変調度の目標値に相当する変化量となるように、印加電圧減衰量特性400に基づいてLUT500に設定される。
図8に示したように、平均減衰量をA(バイアス電圧をa1)にする場合と、平均減衰量をB(バイアス電圧をb1)にする場合と、では駆動信号の電圧に対する磁気光学効果型VOA124の減衰量の傾きが異なる。このため、仮に電圧振幅が一定であると、監視制御ビットの値に応じた減衰量の変化量(重畳変調度)が、設定した平均減衰量(バイアス電圧)によって異なる。
すなわち、光信号のパワー制御のための磁気光学効果型VOA124による平均減衰量に応じて、重畳信号の変調度が変わってしまい、所望の重畳変調度を得ることができない。この場合は、たとえば所望のSNR(Signal to Noise Ratio:信号対雑音比)が得られず、伝送効率の低下や受信品質の低下などの原因となる。
これに対して、VOA制御部104は、駆動信号の平均減衰量(バイアス電圧)に応じた電圧振幅を駆動信号に用いることで、所望の重畳変調度を得ることができる。図8に示す例では、平均減衰量をA(バイアス電圧をa1)にする場合と、平均減衰量をB(バイアス電圧をb1)にする場合と、においてほぼ同一の変化量a3,b3が得られる。
このように、実施の形態1にかかる光伝送装置100によれば、磁気光学効果型の可変光減衰器(磁気光学効果型VOA124)が、光源(LD素子121)と光ファイバ(光ファイバ102a)との間に空間結合により配置されている。これにより、光送信器(TOSA120)の内部に可変光減衰器を実装することが容易になる。このため、光伝送装置100の小型化を図ることができる。
そして、この可変光減衰器の駆動電圧(駆動信号の電圧)を、光に重畳するための情報に基づいて生成するとともに、生成する駆動電圧のバイアス(駆動信号のバイアス電圧)を制御することができる。これにより、1個の可変光減衰器を、光の平均的な減衰量(平均減衰量)を制御する光アッテネータ、および情報(監視制御信号)の光への重畳を行う重畳器として用いることができる。このため、光伝送装置100の部品点数を減らし、部品コストの低減を図ることが可能になる。
また、生成する駆動電圧の振幅(駆動信号の電圧振幅)を制御することができる。これにより、情報の光への重畳における変調度を制御することができる。そして、可変光減衰器の駆動電圧と、可変光減衰器による光の減衰量と、の間の特性に応じたデータ(LUT500)に基づいて駆動電圧の振幅を制御することで、光の平均的な減衰量を制御しても、情報の光への重畳において所望の変調度を得ることができる。このため、光レベルの制御と、所望の変調度による情報の重畳と、を一つの可変光減衰器により実現することができる。すなわち、光源と光ファイバとの間という限られたスペースに配置できる磁気光学効果型の可変光減衰器一つで、光レベルの制御および情報の重畳を実現できる。
可変光減衰器の駆動電圧と可変光減衰器による光の減衰量との間の特性に応じたデータは、たとえば、駆動電圧と、可変光減衰器による情報の光への重畳における変調度と、の組み合わせと、駆動電圧の振幅と、を対応付けるデータである。この場合に、光伝送装置100は、まず駆動電圧のバイアスを決定し、決定した駆動電圧のバイアスと、可変光減衰器による情報の光への重畳における変調度の目標値と、の組み合わせに対応する駆動電圧の振幅をそのデータに基づいて特定する。
そして、光伝送装置100は、生成する駆動電圧のバイアスを、決定した駆動電圧のバイアスに制御し、生成する駆動電圧の振幅を、特定した駆動電圧の振幅に制御する。これにより、制御する駆動電圧のバイアスとの関係において変調度が目標値となるように、駆動電圧の振幅を制御することができる。
(実施の形態2)
実施の形態2について、実施の形態1と異なる部分について説明する。実施の形態2においては、LUT500を用いずに、磁気光学効果型VOA124によって減衰した光のレベルのモニタ結果に基づいて駆動信号の制御を行う構成について説明する。
(実施の形態2にかかるVOA制御部)
図9は、実施の形態2にかかるVOA制御部の一例を示す図である。図9において、図3に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図9に示すように、実施の形態2にかかるVOA制御部104は、図3に示したLUT記憶部303を省いた構成としてもよい。
この場合に、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、駆動電圧情報生成部306へ通知するバイアス電圧を変化させながら、光モニタ部113から出力される出力光レベルのモニタ結果に基づいて磁気光学効果型VOA124の平均減衰量を算出する。たとえば、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、LD素子121の出力パワーと、光モニタ部113から出力される出力光レベルのモニタ結果と、の差分に基づいて磁気光学効果型VOA124の平均減衰量を算出する。磁気光学効果型VOA124によって監視制御信号が光信号に重畳されている状態における磁気光学効果型VOA124の平均減衰量の算出については後述する。
そして、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、算出した平均減衰量が、平均減衰量設定部302から通知された平均減衰量の目標値になると、駆動電圧情報生成部306へ通知するバイアス電圧を固定する。これにより、平均減衰量が目標値になる、磁気光学効果型VOA124の駆動電圧のバイアス電圧を設定することができる。
また、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、駆動電圧情報生成部306へ通知する電圧振幅を変化させながら、光モニタ部113から出力される出力光レベルのモニタ結果に基づいて磁気光学効果型VOA124の重畳変調度を算出する。たとえば、VOA制御部104は、LD素子121による主信号の変調における振幅と、光モニタ部113から出力される出力光レベルのモニタ結果の変化量(振幅)と、の比に基づいて重畳変調度を算出する。
そして、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、算出した重畳変調度が、重畳変調度設定部301から通知された重畳変調度の目標値になると、駆動電圧情報生成部306へ通知する電圧振幅を固定する。これにより、重畳変調度が目標値になる、磁気光学効果型VOA124の駆動電圧の電圧振幅を設定することができる。
(監視制御信号が光信号に重畳されている状態における平均減衰量の算出)
磁気光学効果型VOA124によって監視制御信号が光信号に重畳されている状態における磁気光学効果型VOA124の平均減衰量の算出について説明する。たとえば、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、所定期間における出力光レベルのモニタ結果を平均することにより、平均減衰量を算出することができる。これにより、磁気光学効果型VOA124の平均減衰量を簡単な処理によって算出することができる。
または、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、ある時点における監視制御信号の値と、その時点における駆動信号のバイアス電圧と、その時点における駆動信号の電圧振幅と、を取得する。ある時点における監視制御信号の値は、たとえば監視制御ビット生成部305から取得することができる。ある時点における駆動信号のバイアス電圧および電圧振幅は、その時点でバイアス電圧・電圧振幅設定部304が設定しているバイアス電圧および電圧振幅である。
また、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、磁気光学効果型VOA124における駆動信号の電圧と減衰量との間の特性(印加電圧減衰量特性400)を示すデータを取得する。このデータは、たとえば光伝送装置100のメモリに記憶されている。そして、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、取得した値、バイアス電圧および電圧振幅と、取得したデータと、に基づいて、その時点における監視制御信号の重畳による磁気光学効果型VOA124の減衰量の変化量を示す値を算出する。
一例としては、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、取得した監視制御信号の値が“1”である場合に、印加電圧減衰量特性400において、バイアス電圧に対応する減衰量と、バイアス電圧+電圧振幅/2に対応する減衰量と、の差を示す値を算出する。また、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、取得した監視制御信号の値が“0”である場合に、印加電圧減衰量特性400において、バイアス電圧に対応する減衰量と、バイアス電圧−電圧振幅/2に対応する減衰量と、の差を示す値を算出する。
そして、バイアス電圧・電圧振幅設定部304は、算出した値を、その時点における出力光レベルのモニタ結果から差し引ことにより、磁気光学効果型VOA124の平均減衰量を算出する。これにより、磁気光学効果型VOA124の平均減衰量を精度よく算出することができる。
(実施の形態2にかかるVOA制御部による光レベル制御処理)
図10は、実施の形態2にかかるVOA制御部による光レベル制御処理の一例を示すフローチャートである。実施の形態2にかかるVOA制御部104は、磁気光学効果型VOA124を用いて主信号に監視制御信号を重畳する場合に、たとえば図10に示す各ステップを実行する。
まず、VOA制御部104は、磁気光学効果型VOA124における平均減衰量および重畳変調度の各目標値を設定する(ステップS1001)。ステップS1001による平均減衰量の目標値の設定は、たとえば図9に示した平均減衰量設定部302により実行される。ステップS1001による重畳変調度の目標値の設定は、たとえば図9に示した重畳変調度設定部301により実行される。
つぎに、VOA制御部104は、磁気光学効果型VOA124の駆動信号のバイアス電圧を変化させる(ステップS1002)。たとえば、図10に示す各ステップの開始時に、磁気光学効果型VOA124の駆動信号のバイアス電圧は、使用が想定されるバイアス電圧のうち最も低いバイアス電圧に設定されているとする。この場合に、VOA制御部104は、ステップS1002において、駆動信号のバイアス電圧を所定の単位量だけ増加させる。または、図10に示す各ステップの開始時に、磁気光学効果型VOA124の駆動信号のバイアス電圧は、使用が想定されるバイアス電圧のうち最も高いバイアス電圧に設定されていてもよい。この場合に、VOA制御部104は、ステップS1002において、駆動信号のバイアス電圧を所定の単位量だけ低下させる。ステップS1002は、たとえば図9に示したバイアス電圧・電圧振幅設定部304が駆動電圧情報生成部306へ通知するバイアス電圧を変化させることにより実行される。
つぎに、VOA制御部104は、光モニタ部113から出力される出力光レベルのモニタ結果に基づいて、磁気光学効果型VOA124の平均減衰量を算出する(ステップS1003)。ステップS1003による平均減衰量の算出には、上述した各算出方法を用いることができる。ステップS1003は、たとえば図9に示したバイアス電圧・電圧振幅設定部304により実行される。
つぎに、VOA制御部104は、ステップS1003により算出した平均減衰量が、ステップS1001により設定した平均減衰量の目標値に達したか否かを判断する(ステップS1004)。たとえば、VOA制御部104は、算出した平均減衰量と目標値との差分(絶対値)が閾値以上である場合は平均減衰量が目標値に達していないと判断し、その差分(絶対値)が閾値未満である場合は平均減衰量が目標値に達したと判断する。ステップS1004は、たとえば図9に示したバイアス電圧・電圧振幅設定部304により実行される。平均減衰量が目標値に達していない場合(ステップS1004:No)は、VOA制御部104は、ステップS1002へ戻る。
ステップS1004において、平均減衰量が目標値に達した場合(ステップS1004:Yes)は、VOA制御部104は、磁気光学効果型VOA124の駆動信号の電圧振幅を変化させる(ステップS1005)。たとえば、図10に示す各ステップの開始時に、磁気光学効果型VOA124の駆動信号の電圧振幅は、使用が想定される電圧振幅のうち最も小さい電圧振幅に設定されているとする。この場合に、VOA制御部104は、ステップS1005において、駆動信号の電圧振幅を所定の単位量だけ大きくする。または、図10に示す各ステップの開始時に、磁気光学効果型VOA124の駆動信号の電圧振幅は、使用が想定される電圧振幅のうち最も大きい電圧振幅に設定されていてもよい。この場合に、VOA制御部104は、ステップS1005において、駆動信号の電圧振幅を所定の単位量だけ小さくする。ステップS1005は、たとえば図9に示したバイアス電圧・電圧振幅設定部304が駆動電圧情報生成部306へ通知する電圧振幅を変化させることにより実行される。
つぎに、VOA制御部104は、光モニタ部113から出力される出力光レベルのモニタ結果に基づいて、磁気光学効果型VOA124の重畳変調度を算出する(ステップS1006)。たとえば、VOA制御部104は、LD素子121による主信号の変調における振幅と、光モニタ部113から出力される出力光レベルのモニタ結果の変化量(振幅)と、の比に基づいて重畳変調度を算出する。ステップS1006は、たとえば図9に示したバイアス電圧・電圧振幅設定部304により実行される。
つぎに、VOA制御部104は、ステップS1006により算出した重畳変調度が、ステップS1001により設定した重畳変調度の目標値に達したか否かを判断する(ステップS1007)。たとえば、VOA制御部104は、算出した重畳変調度と目標値との差分(絶対値)が閾値以上である場合は重畳変調度が目標値に達していないと判断し、その差分(絶対値)が閾値未満である場合は重畳変調度が目標値に達したと判断する。ステップS1007は、たとえば図9に示したバイアス電圧・電圧振幅設定部304により実行される。重畳変調度が目標値に達していない場合(ステップS1007:No)は、VOA制御部104は、ステップS1005へ戻る。
ステップS1007において、重畳変調度が目標値に達した場合(ステップS1007:Yes)は、VOA制御部104は、ステップS1008へ移行する。図10に示すステップS1008,S1009は、図6に示したステップS605,S606と同様である。ただし、ステップS1009において、VOA制御部104は、ステップS1009へ移行した時の駆動信号のバイアス電圧および電圧振幅を一定時間保持する。
このように、実施の形態2にかかる光伝送装置100によれば、駆動電圧のバイアスを制御した後に、可変光減衰器(磁気光学効果型VOA124)によって減衰した光のレベルのモニタ結果に基づいて駆動電圧の振幅を制御することができる。これにより、光の平均的な減衰量を制御しても、情報の光への重畳において所望の変調度を得ることができる。このため、光レベルの制御と、所望の変調度による情報の重畳と、を一つの可変光減衰器により実現することができる。
たとえば、光伝送装置100は、可変光減衰器によって減衰した光のレベルのモニタ結果に基づいて、可変光減衰器による変調度(重畳変調度)を算出し、算出した変調度と目標値との間の比較結果に基づいて、駆動電圧の振幅を制御する。これにより、光の平均的な減衰量を制御しても、情報の光への重畳において所望の変調度を得ることができる。
また、可変光減衰器の駆動電圧と可変光減衰器による光の減衰量との間の特性に応じたデータ(たとえばLUT500)を用いなくても駆動電圧の振幅を制御できる。このため、たとえば、可変光減衰器の駆動電圧と可変光減衰器による光の減衰量との間の特性が変化しても、情報の光への重畳において所望の変調度を得ることができる。
また、光伝送装置100は、光のレベルのモニタ結果に基づいて、可変光減衰器による光の平均的な減衰量を算出し、算出した平均的な減衰量と目標値との間の比較結果に基づいて、生成する駆動電圧のバイアスを制御してもよい。
このとき、光伝送装置100は、たとえば、光のレベルのモニタ結果を平均化することにより可変光減衰器による光の平均的な減衰量を算出する。これにより、光に情報を重畳している状態においても、簡単な処理によって可変光減衰器による光の平均的な減衰量を算出し、光レベルの制御を行うことができる。
または、光伝送装置100は、ある時点における、重畳する情報の値、駆動電圧のバイアスおよび駆動電圧の振幅と、駆動電圧と可変光減衰器による光の減衰量との間の特性を示すデータと、に基づく値を算出してもよい。そして、光伝送装置100は、算出した値を、その時点における光のレベルのモニタ結果から差し引くことにより、可変光減衰器による光の平均的な減衰量を算出してもよい。これにより、光に情報を重畳している状態においても、可変光減衰器による光の平均的な減衰量を精度よく算出し、光レベルの制御を精度よく行うことができる。
また、実施の形態1,2を組み合わせた構成としてもよい。たとえば、磁気光学効果型VOA124の駆動信号のバイアス電圧については実施の形態2のように光のレベルのモニタ結果に基づいて制御し、駆動信号の電圧振幅については実施の形態1のようにLUT500に基づいて制御する構成としてもよい。この構成においても、光伝送装置100は、たとえば、光のレベルのモニタ結果に基づいて、可変光減衰器による光の平均的な減衰量を算出し、算出した平均的な減衰量と目標値との間の比較結果に基づいて、生成する駆動電圧のバイアスを制御してもよい。この場合の可変光減衰器による光の平均的な減衰量の算出には、実施の形態2において説明した算出方法を用いることができる。
以上説明したように、光伝送装置および光レベル制御方法によれば、光レベルの制御および情報の重畳を一つの可変光減衰器により実現することができる。
たとえば、近年、モバイルトラフィックが急増しており、それに伴い、携帯基地局と収容局を結ぶモバイルバックホールネットワーク等のアクセス領域のトラフィックも増大している。このため、アクセス領域へのDWDM技術の適用が検討されている。DWDMはDense Wavelength Division Multiplexing(高密度波長分割多重方式)の略である。
たとえばITU−Tにおいては、送信用光源として波長可変光源を使用することにより、TEEと呼ばれるユーザ側の装置を共通化(少品種化)し、簡易で安価な構成を実現することが検討されている。ITU−TはInternational Telecommunication Union−Telecommunication sector(国際電信電話諮問委員会)の略である。TEEはTail−End Equipmentの略である。
各TEEの波長可変光源の波長設定は、たとえば、HEEと呼ばれるセンタ側の装置からの主信号に監視制御信号を重畳させることにより行われる。HEEはHead−End Equipmentの略である。監視制御信号の重畳伝送では、主信号のフレームフォーマットに依存しない(フレームフォーマットから独立した)重畳や検出が可能な方式が要求されている。
たとえば、従来、監視制御信号の重畳方式として、電気段重畳方式および光学段重畳方式がある。電気段重畳方式は、主信号と重畳信号をRFカプラ等により結合し、結合した電気信号で光トランシーバを駆動する方式である。RFはRadio Frequency(高周波)の略である。電気段重畳方式においては、RFカプラ等の低価格な部品の追加で済むため、一度設計してしまえば追加コストが低くて済む。しかし、電気段重畳方式においては、重畳信号が主信号にとってノイズに相当するため、重畳によるアイパターンの劣化とは別に、主信号および重畳信号の劣化が生じやすい。
光学段重畳方式は、VOAや光変調器を用いて主信号の光学段で浅い変調をかけて重畳する方式である。光学段重畳方式は、光学段での重畳のため、アイパターン劣化以外の劣化要因がなく、主信号および重畳信号の劣化が少ない。しかし、従来の光学段重畳方式においては、重畳のための光部品(たとえばトランシーバの外部のVOA)の追加を要するため、追加コストが高くなり、またトランシーバのサイズが大きくなる。
これに対して、上述した各実施の形態によれば、磁気光学効果型のVOAを用いて光学段重畳方式を実現することができる。磁気光学効果型のVOAは、導波路型の変調器やVOAと異なり、空間結合型のデバイスであるため、たとえば半導体レーザと光ファイバの光結合の間に配置可能である。このため、TOSAのモジュール内に重畳のためのVOAを実装することが可能となり、装置の小型化を図ることができる。
そして、この磁気光学効果型のVOAは、トランシーバの光レベルを制御する光アッテネータと、監視制御信号を光に重畳する重畳器と、を兼ねる。したがって、光レベルの制御および監視制御信号の重畳を一つの可変光減衰器により実現することができる。
また、磁気光学効果型のVOAは、平均減衰量によって減衰の変化率が異なるため、仮に光アッテネータとしての制御と重畳器としての制御を単純に組み合わせるだけでは、重畳器として所望の変調度を得ることができない。これに対して、上述した各実施の形態によれば、制御するVOAの駆動電圧のバイアスに応じてVOAの駆動電圧の振幅を制御することができる。これにより、所望の変調度での重畳が可能となる。
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)光源と光ファイバとの間に空間結合により配置され、前記光源から出射され前記光ファイバへ結合する光を、入力された駆動電圧に応じて減衰させる磁気光学効果型の可変光減衰器と、
前記可変光減衰器によって前記光に重畳するための情報に基づく前記可変光減衰器の駆動電圧を生成して前記可変光減衰器へ入力する生成部と、
前記生成部によって生成される前記駆動電圧のバイアスを制御し、前記駆動電圧と前記可変光減衰器による前記光の減衰量との間の特性に応じたデータに基づいて、前記生成部によって生成される前記駆動電圧の振幅を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光伝送装置。
(付記2)前記制御部は、前記駆動電圧のバイアスを制御することによって前記可変光減衰器による前記光の平均的な減衰量を制御し、前記駆動電圧の振幅を制御することによって前記可変光減衰器による前記情報の前記光への重畳における変調度を制御することを特徴とする付記1に記載の光伝送装置。
(付記3)前記データは、前記駆動電圧と、前記可変光減衰器による前記情報の前記光への重畳における変調度と、の組み合わせと、前記駆動電圧の振幅と、を対応付けるデータであり、
前記制御部は、前記駆動電圧のバイアスを決定し、決定した前記駆動電圧のバイアスと、前記可変光減衰器による前記情報の前記光への重畳における変調度の目標値と、の組み合わせに対応する前記駆動電圧の振幅を前記データに基づいて特定し、前記生成部によって生成される前記駆動電圧のバイアスを、決定した前記駆動電圧のバイアスに制御し、前記生成部によって生成される前記駆動電圧の振幅を、特定した前記駆動電圧の振幅に制御する、
ことを特徴とする付記1または2に記載の光伝送装置。
(付記4)前記データは、前記駆動電圧と、前記可変光減衰器による前記光の減衰量と、を対応付けるデータであり、
前記制御部は、前記可変光減衰器による前記光の平均的な減衰量の目標値に対応する前記駆動電圧を前記データに基づいて特定し、特定した前記駆動電圧に基づいて前記駆動電圧のバイアスを制御する、
ことを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載の光伝送装置。
(付記5)前記制御部は、前記可変光減衰器によって減衰した前記光のレベルのモニタ結果に基づいて、前記可変光減衰器による前記光の平均的な減衰量を算出し、算出した平均的な減衰量に基づいて、前記生成部によって生成される前記駆動電圧のバイアスを制御することを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載の光伝送装置。
(付記6)前記制御部は、前記モニタ結果を平均化することにより前記可変光減衰器による前記光の平均的な減衰量を算出することを特徴とする付記5に記載の光伝送装置。
(付記7)前記制御部は、ある時点における前記情報の値、前記駆動電圧のバイアスおよび前記駆動電圧の振幅と、前記駆動電圧と前記可変光減衰器による前記光の減衰量との間の特性を示すデータと、に基づく値を前記時点における前記モニタ結果から差し引くことにより前記可変光減衰器による前記光の平均的な減衰量を算出することを特徴とする付記6に記載の光伝送装置。
(付記8)前記可変光減衰器を含むTOSA(Transmitter Optical SubAssembly)を内蔵することを特徴とする付記1〜7のいずれか一つに記載の光伝送装置。
(付記9)光源と光ファイバとの間に空間結合により配置され、前記光源から出射され前記光ファイバへ結合する光を、入力された駆動電圧に応じて減衰させる磁気光学効果型の可変光減衰器を備える光伝送装置の光レベル制御方法であって、
前記可変光減衰器によって前記光に重畳するための情報に基づく前記可変光減衰器の駆動電圧を生成して前記可変光減衰器へ入力し、
生成する前記駆動電圧のバイアスを制御し、前記駆動電圧と前記可変光減衰器による前記光の減衰量との間の特性に応じたデータに基づいて、生成する前記駆動電圧の振幅を制御する、
ことを特徴とする光レベル制御方法。
(付記10)光源と光ファイバとの間に空間結合により配置され、前記光源から出射され前記光ファイバへ結合する光を、入力された駆動電圧に応じて減衰させる磁気光学効果型の可変光減衰器と、
前記可変光減衰器によって前記光に重畳するための情報に基づく前記可変光減衰器の駆動電圧を生成して前記可変光減衰器へ入力する生成部と、
前記生成部によって生成される前記駆動電圧のバイアスを制御した後に、前記可変光減衰器によって減衰した前記光のレベルのモニタ結果に基づいて、前記生成部によって生成される前記駆動電圧の振幅を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光伝送装置。
(付記11)前記制御部は、前記モニタ結果に基づいて、前記可変光減衰器による前記情報の前記光への重畳における変調度を算出し、算出した変調度に基づいて、前記生成部によって生成される前記駆動電圧の振幅を制御することを特徴とする付記10に記載の光伝送装置。
(付記12)前記制御部は、前記モニタ結果に基づいて、前記可変光減衰器による前記光の平均的な減衰量を算出し、算出した平均的な減衰量に基づいて、前記生成部によって生成される前記駆動電圧のバイアスを制御することを特徴とする付記10または11に記載の光伝送装置。
(付記13)前記制御部は、前記モニタ結果を平均化することにより前記可変光減衰器による前記光の平均的な減衰量を算出することを特徴とする付記12に記載の光伝送装置。
(付記14)前記制御部は、ある時点における前記情報の値、前記駆動電圧のバイアスおよび前記駆動電圧の振幅と、前記駆動電圧と前記可変光減衰器による前記光の減衰量との間の特性を示すデータと、に基づく値を前記時点における前記モニタ結果から差し引くことにより前記可変光減衰器による前記光の平均的な減衰量を算出することを特徴とする付記12に記載の光伝送装置。
(付記15)光源と光ファイバとの間に空間結合により配置され、前記光源から出射され前記光ファイバへ結合する光を、入力された駆動電圧に応じて減衰させる磁気光学効果型の可変光減衰器を備える光伝送装置の光レベル制御方法であって、
前記可変光減衰器によって前記光に重畳するための情報に基づく前記可変光減衰器の駆動電圧を生成して前記可変光減衰器へ入力し、
生成する前記駆動電圧のバイアスを制御した後に、前記可変光減衰器によって減衰した前記光のレベルのモニタ結果に基づいて、生成する前記駆動電圧の振幅を制御する、
ことを特徴とする光レベル制御方法。
100 光伝送装置
101 トランシーバ
102,103,128,131 コネクタ
102a,103a 光ファイバ
104 VOA制御部
110 駆動回路
111 LD駆動部
112 VOA駆動部
113 光モニタ部
114 PD駆動部
120 TOSA
121 LD素子
122,125,132,133 レンズ
123 光アイソレータ
124 磁気光学効果型VOA
126 分岐部
127 光モニタ用PD
130 ROSA
134 PD素子
201,203 複屈折素子
202 可変ファラデー回転子
301 重畳変調度設定部
302 平均減衰量設定部
303 LUT記憶部
304 バイアス電圧・電圧振幅設定部
305 監視制御ビット生成部
306 駆動電圧情報生成部
400 印加電圧減衰量特性
500 LUT

Claims (9)

  1. 光源と光ファイバとの間に空間結合により配置され、前記光源から出射され前記光ファイバへ結合する光を、入力された駆動電圧に応じて減衰させる磁気光学効果型の可変光減衰器と、
    前記可変光減衰器によって前記光に重畳するための情報に基づく前記可変光減衰器の駆動電圧を生成して前記可変光減衰器へ入力する生成部と、
    前記生成部によって生成される前記駆動電圧のバイアスを制御し、前記駆動電圧と前記可変光減衰器による前記光の減衰量との間の特性に応じたデータに基づいて、前記生成部によって生成される前記駆動電圧の振幅を制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする光伝送装置。
  2. 前記データは、前記駆動電圧と、前記可変光減衰器による前記情報の前記光への重畳における変調度と、の組み合わせと、前記駆動電圧の振幅と、を対応付けるデータであり、
    前記制御部は、前記駆動電圧のバイアスを決定し、決定した前記駆動電圧のバイアスと、前記可変光減衰器による前記情報の前記光への重畳における変調度の目標値と、の組み合わせに対応する前記駆動電圧の振幅を前記データに基づいて特定し、前記生成部によって生成される前記駆動電圧のバイアスを、決定した前記駆動電圧のバイアスに制御し、前記生成部によって生成される前記駆動電圧の振幅を、特定した前記駆動電圧の振幅に制御する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の光伝送装置。
  3. 光源と光ファイバとの間に空間結合により配置され、前記光源から出射され前記光ファイバへ結合する光を、入力された駆動電圧に応じて減衰させる磁気光学効果型の可変光減衰器を備える光伝送装置の光レベル制御方法であって、
    前記可変光減衰器によって前記光に重畳するための情報に基づく前記可変光減衰器の駆動電圧を生成して前記可変光減衰器へ入力し、
    生成する前記駆動電圧のバイアスを制御し、前記駆動電圧と前記可変光減衰器による前記光の減衰量との間の特性に応じたデータに基づいて、生成する前記駆動電圧の振幅を制御する、
    ことを特徴とする光レベル制御方法。
  4. 光源と光ファイバとの間に空間結合により配置され、前記光源から出射され前記光ファイバへ結合する光を、入力された駆動電圧に応じて減衰させる磁気光学効果型の可変光減衰器と、
    前記可変光減衰器によって前記光に重畳するための情報に基づく前記可変光減衰器の駆動電圧を生成して前記可変光減衰器へ入力する生成部と、
    前記生成部によって生成される前記駆動電圧のバイアスを制御した後に、前記可変光減衰器によって減衰した前記光のレベルのモニタ結果に基づいて、前記生成部によって生成される前記駆動電圧の振幅を制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする光伝送装置。
  5. 前記制御部は、前記モニタ結果に基づいて、前記可変光減衰器による前記情報の前記光への重畳における変調度を算出し、算出した変調度に基づいて、前記生成部によって生成される前記駆動電圧の振幅を制御することを特徴とする請求項4に記載の光伝送装置。
  6. 前記制御部は、前記モニタ結果に基づいて、前記可変光減衰器による前記光の平均的な減衰量を算出し、算出した平均的な減衰量に基づいて、前記生成部によって生成される前記駆動電圧のバイアスを制御することを特徴とする請求項4または5に記載の光伝送装置。
  7. 前記制御部は、前記モニタ結果を平均化することにより前記可変光減衰器による前記光の平均的な減衰量を算出することを特徴とする請求項6に記載の光伝送装置。
  8. 前記制御部は、ある時点における前記情報の値、前記駆動電圧のバイアスおよび前記駆動電圧の振幅と、前記駆動電圧と前記可変光減衰器による前記光の減衰量との間の特性を示すデータと、に基づく値を前記時点における前記モニタ結果から差し引くことにより前記可変光減衰器による前記光の平均的な減衰量を算出することを特徴とする請求項6に記載の光伝送装置。
  9. 光源と光ファイバとの間に空間結合により配置され、前記光源から出射され前記光ファイバへ結合する光を、入力された駆動電圧に応じて減衰させる磁気光学効果型の可変光減衰器を備える光伝送装置の光レベル制御方法であって、
    前記可変光減衰器によって前記光に重畳するための情報に基づく前記可変光減衰器の駆動電圧を生成して前記可変光減衰器へ入力し、
    生成する前記駆動電圧のバイアスを制御した後に、前記可変光減衰器によって減衰した前記光のレベルのモニタ結果に基づいて、生成する前記駆動電圧の振幅を制御する、
    ことを特徴とする光レベル制御方法。
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