JP2019102946A - 光送信器の制御方法及び光送信器 - Google Patents

Abstract

【課題】可変光減衰器の特性を事前に測定することなく、可変光減衰器の個体間の特性ばらつきに対して光信号のパワーの単位時間当たりの変化量を抑えながら、光信号の状態を遷移させることを可能にする。【解決手段】光送信器の制御方法は、可変光減衰器によって減衰された光信号のパワーに応じたモニタ値を取得する取得工程と、モニタ値及び部分目標値に基づいて、可変光減衰器に印加する印加電圧値を設定する設定工程と、を備える。光信号の出力がオフ状態からオン状態まで遷移する時間に含まれる複数の時間ステップのそれぞれにおいて、取得工程及び設定工程が行われ、印加電圧値に応じて可変光減衰器から出力される光信号のパワーが単調に変化し、各時間ステップでは、部分目標値とモニタ値との差分値が求められ、減少値が差分値に基づいて求められ、印加電圧値は、減少値に基づいて設定される。【選択図】図５

Description

本発明は、光送信器の制御方法及び光送信器に関する。

波長多重分割（ＷＤＭ；Wavelength Division Multiplexing）方式の光伝送システムが知られている。この光伝送システムの光送信器は、光送信信号のパワーを調整するために可変光減衰器（ＶＯＡ；Variable Optical Attenuator）を備える場合がある。特許文献１には、光送信器に入力されるTX_DISABLE入力信号が停止状態（Disable）から稼働状態（Enable）に切り替わると、発光素子から出力される光信号のパワーを、最小値（オフ時のレベル）から稼働時の目標値（オン時のレベル）まで段階的にゆっくりと上昇させることが記載されている。特許文献２には、ＣＰＵからのディジタル制御信号の値に応じた減衰量を可変光減衰器に与える減衰器制御回路が記載されている。

特開２００７−２３５４００号公報 特開２０００−３３２６９１号公報

ＷＤＭ方式の光伝送システムにおいては、互いに異なる波長を有する複数の光信号が多重化されて伝送に使用される。例えば、多重化された光信号を光ファイバー内で長距離伝送させるために、多重化された光信号は光増幅器で増幅される。そのため、一つの光信号の出力がオフ状態からオン状態に切り替わる遷移状態において、その一つの光信号のパワーが単位時間当たり大きく変化すると、光増幅器の利得の制御に影響を与えてしまい、安定的な光信号伝送が妨げられるおそれがある。このため、光信号の出力がオフ状態からオン状態に切り替わる遷移状態においては、遷移期間を通して、単位時間当たりの光信号のパワーの変化を小さくすることが望まれる。

ところで、可変光減衰器は、印加電圧値に応じて光信号のパワーの減衰量が非線形に変化する特性を有している。特許文献１に記載の技術では、光信号のパワーを段階的に変化させるための複数の設定値が制御テーブルに予め格納されている。しかし、可変光減衰器の上記特性には個体差があるので、１つの個体に合わせて作成された制御テーブルが他の個体の制御に使用されたときに、光信号の遷移状態における光信号のパワーの所望の変化が得られない場合が生ずる。一方、個々の個体に対して、制御テーブルを作成することも考えられる。しかしながら、全ての可変光減衰器に対して、印加電圧値と光信号のパワーの減衰量との関係を予め測定することは容易ではない。

本発明は、可変光減衰器の特性を事前に測定することなく、可変光減衰器の個体間の特性ばらつきに対して光信号のパワーの単位時間当たりの変化量を抑えながら、光信号の状態を遷移させることが可能な、光送信器の制御方法及び光送信器を提供する。

本発明の一側面に係る光送信器の制御方法は、光信号のパワーを減衰させる可変光減衰器を備えた光送信器の制御方法であって、可変光減衰器によって減衰された光信号のパワーに応じたモニタ値を取得する取得工程と、モニタ値及び部分目標値に基づいて、可変光減衰器に印加する印加電圧値を設定する設定工程と、を備える。光送信器から出力される光信号の出力がオフ状態からオン状態まで遷移する時間に含まれる複数の時間ステップのそれぞれにおいて、取得工程及び設定工程が行われる。複数の時間ステップのそれぞれにおいて設定工程で設定される印加電圧値に応じて、可変光減衰器から出力される光信号のパワーが単調に変化する。部分目標値は、光送信器から出力される光信号の出力がオン状態であるときのモニタ値に対応する目標値に向けて、複数の時間ステップのそれぞれにおいて均等に増加するように設定される。複数の時間ステップの各時間ステップでは、当該時間ステップの部分目標値と、当該時間ステップにおいて取得されたモニタ値との差分値が求められ、印加電圧値を減少させるための減少値が、当該時間ステップにおいて求められた差分値に基づいて求められ、印加電圧値は、当該時間ステップにおいて求められた減少値に基づいて設定される。

本発明によれば、可変光減衰器の特性を事前に測定することなく、可変光減衰器の個体間の特性ばらつきに対して光信号のパワーの単位時間当たりの変化量を抑えながら、光信号の状態を遷移させることが可能となる。

一実施形態に係る光送信器の構成を概略的に示す図である。 可変光減衰器に印加される印加電圧値と可変光減衰器から出力される光信号のパワーとの関係の一例を示す図である。 印加電圧値を変化させた場合の光送信器から出力される光信号のパワーの時間変化を示す図である。 出力開始処理に係るモニタ値の取得及び印加電圧値の設定のタイミングを示す図である。 光信号の出力開始処理の一例を示すフローチャートである。 図５に示される設定工程を詳細に示すフローチャートである。 図６に示される補正係数設定処理を詳細に示すフローチャートである。 シミュレーション結果を示す図である。 図８のシミュレーション結果を部分的に拡大した図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

本発明の一側面に係る光送信器の制御方法は、光信号のパワーを減衰させる可変光減衰器を備えた光送信器の制御方法であって、可変光減衰器によって減衰された光信号のパワーに応じたモニタ値を取得する取得工程と、モニタ値及び部分目標値に基づいて、可変光減衰器に印加する印加電圧値を設定する設定工程と、を備える。光送信器から出力される光信号の出力がオフ状態からオン状態まで遷移する時間に含まれる複数の時間ステップのそれぞれにおいて、取得工程及び設定工程が行われる。複数の時間ステップのそれぞれにおいて設定工程で設定される印加電圧値に応じて、可変光減衰器から出力される光信号のパワーが単調に変化する。部分目標値は、光送信器から出力される光信号の出力がオン状態であるときのモニタ値に対応する目標値に向けて、複数の時間ステップのそれぞれにおいて均等に増加するように設定される。複数の時間ステップの各時間ステップでは、当該時間ステップの部分目標値と、当該時間ステップにおいて取得されたモニタ値との差分値が求められ、印加電圧値を減少させるための減少値が、当該時間ステップにおいて求められた差分値に基づいて求められ、印加電圧値は、当該時間ステップにおいて求められた減少値に基づいて設定される。

この光送信器の制御方法では、光信号の出力がオフ状態からオン状態まで遷移する時間に含まれる複数の時間ステップのそれぞれにおいて、可変光減衰器によって減衰された光信号のパワーに応じたモニタ値が取得され、可変光減衰器に印加する印加電圧値が設定される。部分目標値は、光送信器から出力される光信号の出力がオン状態であるときのモニタ値に対応する目標値に向けて、複数の時間ステップのそれぞれにおいて均等に増加する。このため、複数の時間ステップの各時間ステップにおいて、モニタ値が部分目標値となるように光信号のパワーを増加させると、光信号のパワーの単位時間当たりの変化量が一定の値に近づく。印加電圧値は、部分目標値とモニタ値との差分である差分値に応じた減少値に基づいて設定されるので、ある時間ステップにおける部分目標値とモニタ値との差分が、その次の時間ステップにおける可変光減衰器の減衰量を決める印加電圧値の設定に反映される。これにより、部分目標値からモニタ値がずれたとしても、次の時間ステップにおいてモニタ値が部分目標値に近づくように、印加電圧値を設定することができる。その結果、可変光減衰器の特性を事前に測定することなく、可変光減衰器の個体間の特性ばらつきに対して光信号のパワーの単位時間当たりの変化量を抑えながら、光信号の状態を遷移させることが可能となる。

複数の時間ステップの各時間ステップでは、減少値は、当該時間ステップにおいて求められた差分値と当該時間ステップの補正係数とを乗算することで得られる減少補正値を、減少値の基準値として予め設定された減少基準値に加算することで求められてもよい。この場合、減少補正値を減少基準値に加算することで、減少値が補正される。このように、光信号のパワーの部分目標値からのずれ量を示す差分値を、補正係数によって、印加電圧値の補正量に変換することが可能となる。

複数の時間ステップの各時間ステップでは、当該時間ステップの補正係数の値は、当該時間ステップよりも１つ前の時間ステップにおいて求められた差分値に基づいて設定されてもよい。この場合、差分値は、モニタ値と部分目標値とのずれの大きさを示しており、そのずれの大きさに基づいて補正係数が設定される。そのため、モニタ値と部分目標値との差分の大きさが、補正係数にも反映されることになる。その結果、遷移期間を通して、単位時間当たりの光信号のパワーの変化をより小さくすることが可能となる。

複数の時間ステップの各時間ステップでは、当該時間ステップにおいて求められた減少値が正の値である場合、印加電圧値は、当該時間ステップよりも１つ前の時間ステップにおいて設定された印加電圧値から当該時間ステップにおいて求められた減少値を減算することで設定されてもよい。当該時間ステップにおいて求められた減少値が負の値である場合、印加電圧値は、当該時間ステップよりも１つ前の時間ステップにおいて設定された印加電圧値に設定されてもよい。光信号の出力をオフ状態からオン状態まで遷移させるには、光信号のパワーを所定値から所定値よりも大きい値まで増加させる必要がある。そのような遷移期間において光信号のパワーが一時的に減少すると、その減少分を再度増加させる必要がある。このため、遷移期間全体を通しての光信号のパワーの増加分の合計が増えてしまい、単位時間当たりの光信号のパワーの変化が大きくなってしまうおそれがある。モニタ値が部分目標値よりも大きい場合に、減少値が負の値となることがある。このような場合に、印加電圧値は、１つ前の時間ステップにおいて設定された印加電圧値に設定されるので、次の時間ステップにおける印加電圧値は増加しない。そのため、可変光減衰器の減衰量は変化せず、次の時間ステップにおいて光信号のパワーは同じ値に保たれる。これにより、光信号のパワーの減少を避けることができ、単位時間当たりの光信号のパワーの変化が大きくなることを抑制することが可能となる。

複数の時間ステップのそれぞれには、互いに同一の時間が割り当てられてもよい。この場合、部分目標値の単位時間当たりの時間変化が一定となるので、光信号のパワーの単位時間当たりの変化量が一定の値にさらに近づくことが可能となる。

本発明の別の側面に係る光送信器は、光信号を出力する光送信器であって、光信号のパワーを減衰させる可変光減衰器と、可変光減衰器によって減衰された光信号のパワーに応じたモニタ値を取得し、可変光減衰器に印加する印加電圧値を変更することで光信号のパワーを制御する出力制御回路と、を備える。出力制御回路は、光送信器から出力される光信号の出力がオフ状態からオン状態まで遷移する時間に含まれる複数の時間ステップのそれぞれにおいて、モニタ値及び部分目標値に基づいて印加電圧値を設定する。複数の時間ステップのそれぞれにおいて出力制御回路が設定する印加電圧値に応じて、可変光減衰器から出力される光信号のパワーが単調に変化する。部分目標値は、光送信器から出力される光信号の出力がオン状態であるときのモニタ値に対応する目標値に向けて、複数の時間ステップのそれぞれにおいて均等に増加するように設定される。複数の時間ステップの各時間ステップにおいて、出力制御回路は、当該時間ステップの部分目標値と、当該時間ステップにおいて取得したモニタ値との差分値を求め、印加電圧値を減少させるための減少値を、当該時間ステップにおいて求めた差分値に基づいて求め、当該時間ステップにおいて求めた減少値に基づいて印加電圧値を設定する。

この光送信器では、光信号の出力がオフ状態からオン状態まで遷移する時間に含まれる複数の時間ステップのそれぞれにおいて、可変光減衰器によって減衰された光信号のパワーに応じたモニタ値が取得され、可変光減衰器に印加する印加電圧値が設定される。部分目標値は、光送信器から出力される光信号の出力がオン状態であるときのモニタ値に対応する目標値に向けて、複数の時間ステップのそれぞれにおいて均等に増加する。このため、複数の時間ステップの各時間ステップにおいて、モニタ値が部分目標値となるように光信号のパワーを増加させると、光信号のパワーの単位時間当たりの変化量が一定の値に近づく。印加電圧値は、部分目標値とモニタ値との差分である差分値に応じた減少値に基づいて設定されるので、ある時間ステップにおける部分目標値とモニタ値との差分が、その次の時間ステップにおける可変光減衰器の減衰量を決める印加電圧値の設定に反映される。これにより、部分目標値からモニタ値がずれたとしても、次の時間ステップにおいてモニタ値が部分目標値に近づくように、印加電圧値を設定することができる。その結果、可変光減衰器の特性を事前に測定することなく、可変光減衰器の個体間の特性ばらつきに対して光信号のパワーの単位時間当たりの変化量を抑えながら、光信号の状態を遷移させることが可能となる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光送信器の制御方法及び光送信器の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１は、一実施形態に係る光送信器の構成を概略的に示す図である。光送信器１は、ＷＤＭ方式等の光伝送システムに用いられ、光送信器１が収容されたホスト装置（伝送システム）の指示のもと光信号を出力する。光送信器１は、ホスト装置からTxDisable信号を受信し、光信号の出力をオフ状態（光信号のパワーが充分に低い状態）又はオン状態（光信号のパワーが充分に高い状態）に切り替える。具体的には、光送信器１は、光信号の出力がオン状態である場合に、ハイレベルのTxDisable信号を受信すると、光信号の出力をオン状態からオフ状態に切り替える。また、光送信器１は、光信号の出力がオフ状態である場合に、ローレベルのTxDisable信号を受信すると、光信号の出力をオフ状態からオン状態に切り替える。ここで、光信号のパワーが充分に高い状態であるとは、例えば、光信号の論理値が所定の論理閾値に対して１（ハイレベル）又は０（ローレベル）であるかどうかを判別できる程度に大きなパワーを光信号が有していることを意味する。また、光信号のパワーが充分に低い状態であるとは、光送信器１の満たすべき規格等によって定められた所定の値よりも小さい値のパワーを光信号が有していることを意味する。

オン状態は、光信号の送信が行われている状態であり、イネーブル状態ともいう。すなわち、光信号の出力がオン状態である場合には、変調された光信号が光送信器１から出力される。オフ状態は、光信号の送信が停止されている状態であり、ディスエイブル状態ともいう。すなわち、光信号の出力がオフ状態である場合には、光信号の出力が停止される。例えば、光信号のパワーが一定値以下に保たれることによって、光信号の出力が停止される。

ところで、このような光信号の出力のオン状態及びオフ状態の切替えは、TxDisable信号に代えてTxEnable信号によって行われてもよい。TxEnable信号は、TxDisable信号と同様に２値を有するディジタル信号であり、TxEnable信号とTxDisable信号とでは、論理値が反転する。従って、TxEnable信号の論理値が１であるときに、光信号の出力がオン状態となり、光送信器１は光信号を出力する。TxEnable信号の論理値が０であるときに、光信号の出力がオフ状態となり、光送信器１は光信号の送信を停止する。なお、ＷＤＭ方式の光伝送システムでは、例えば、互いに波長が異なる複数の光信号が、それぞれ光送信器から出力された後に、光合波器によって一つの光信号に多重化される。多重化された光信号（波長多重光信号）は、複数の増幅器で増幅されながら光ファイバー内を長距離にわたって伝送される。

光送信器１は、発光素子２、可変光減衰器３、スプリッタ４、受光素子５、電流電圧変換器６、及び出力制御回路７を備える。

発光素子２は、光信号を生成する。発光素子２は、例えば直接変調用の半導体レーザ素子であり、具体的には、例えば端面発光型レーザダイオードである。このようなレーザダイオードとしては、分布帰還型レーザダイオード、及びファブリペロー型レーザダイオード等がある。発光素子２は、生成した光信号を可変光減衰器３に出力する。なお、発光素子２の代わりに、光信号を生成する手段として、ＣＷ（Continuous Wave）光を出力する光源（半導体レーザ素子）と、電気信号に応じてＣＷ光を変調して光信号を生成する光変調器とが用いられてもよい。この場合、光変調器から出力された光信号が可変光減衰器３に入力される。

可変光減衰器３は、発光素子２で生成された光信号を減衰させる。可変光減衰器３としては、可動部分を有する機械式の可変光減衰器及び可動部分を有しない非機械式の可変光減衰器がある。可変光減衰器３は、出力制御回路７によって印加される電圧の電圧値（印加電圧値）に応じて可変光減衰器３を通過する光信号の減衰量が非線形に変化する特性を有する。つまり、可変光減衰器３の減衰量は、印加電圧値に応じて変化する。可変光減衰器３は、減衰した光信号をスプリッタ４に出力する。

図２は、可変光減衰器に印加される印加電圧値と可変光減衰器から出力される光信号のパワーとの関係の一例を示す図である。図２に示されるように、可変光減衰器３に印加される印加電圧値が増加すると、可変光減衰器３の減衰量が増加するので、可変光減衰器３から出力される光信号のパワーは減少する。反対に、印加電圧値が減少すると、可変光減衰器３の減衰量が減少するので、可変光減衰器３から出力される光信号のパワーは増加する。印加電圧値と可変光減衰器３から出力される光信号のパワーとの関係は、非線形である（傾きが一定ではない）。

図２に示される例では、印加電圧値を０Ｖから増加していくと、可変光減衰器３から出力される光信号のパワーは、初めは徐々に減少し、その後急激に減少した後、緩やかに減少する。このように、非線形な関係であっても、図２に示される曲線の微係数（微分係数）は印加電圧値の増加に対して負の値となり、光信号のパワーは単調に変化（減少）する。同様に、図２に示される曲線の微係数は、印加電圧値の減少に対して正の値となり、光信号のパワーは単調に変化（増加）する。また、光信号のパワーの変化は、減衰量の変化によって生じるので、可変光減衰器３による光信号のパワーの減衰量は、印加電圧値に対して単調に変化する。印加電圧値と光信号のパワーとの関係は、個々の可変光減衰器３によって異なる場合がある。

なお、図２において、例えば、印加電圧値が０〜０．５Ｖであるときに可変光減衰器３の減衰量は最小値となっているが、ゼロではない。例えば、可変光減衰器３に入力された光信号のパワーは、少なくとも１．２５ｍＷ以上であり、可変光減衰器３から出力される光信号のパワーは、可変光減衰器３が有する挿入損失によって入力されたときのパワーから幾分か減衰する。すなわち、可変光減衰器３は、減衰量の最小減衰値（挿入損失）と最大減衰値との間において、印加電圧値に対して減衰量が非線形に変化する特性を有している。

スプリッタ４は、可変光減衰器３で減衰された光信号を分割する。スプリッタ４は、可変光減衰器３で減衰された光信号を、光送信器１から出力される光信号と、後述の受光素子５によって受光されるモニタ光とに、一定の比率で分割する。例えば、光送信器１から出力される光信号のパワーに対する受光素子５によって受光されるモニタ光のパワーの比（分割比）が数十：１に設定される。この場合、モニタ光のパワーは、可変光減衰器３で減衰された光信号のパワーの数十分の一程度である。

モニタ光のパワーは、光送信器１から出力される光信号のパワーと比例関係にあるので、モニタ光のパワーの強度（値）を検出することによって、光送信器１から出力される光信号のパワーの強度を推定することができる。例えば、分割比が１００：１に設定されたとき、モニタ光のパワーの強度を１００倍にすることによって、光送信器１から出力される光信号のパワーの強度を求めることができる。以下の説明では、このようにモニタ光のパワーの強度から推定される光送信器１から出力される光信号のパワーの強度をモニタ値という。従って、後述するように、モニタ光のパワーを検出することによって、光送信器１は、光送信器１から出力される光信号のパワーの強度を所望の値となるように制御することができる。

受光素子５は、スプリッタ４によって分割されたモニタ光を受光する。受光素子５は、例えば、フォトダイオードである。フォトダイオードは、モニタ光の入射光量に略比例した光電流を出力する。受光素子５は、入射したモニタ光のパワーの強度を検出するために使用され、主信号のような高速の光信号をそのまま高速の電気信号（光電流）に変換することを目的として使用されない。このため、受光素子５では、光信号から電気信号（光電流）への変換に関する周波数帯域は、主信号を受信するための通信用の受光素子と比べて低くてもよい。

電流電圧変換器６は、受光素子５から出力された光電流を電圧信号に変換する。電流電圧変換器６は、例えば、抵抗素子によって構成される。抵抗素子に光電流が流れると電圧降下が発生する。電流電圧変換器６は、抵抗素子に生じた電圧降下に基づいて電圧信号を生成することができる。電流電圧変換器６は、変換した電圧信号を出力制御回路７に出力する。なお、電流電圧変換器６は、変換した電圧信号を増幅する増幅回路（不図示）によって増幅することで得られた電圧信号を、出力制御回路７に出力してもよい。モニタ光のパワーが小さいときに変換した電圧信号が増幅されることで、モニタ値の検出精度を向上することができる。

出力制御回路７は、可変光減衰器３から出力される光信号のパワーを制御する。具体的には、出力制御回路７は、可変光減衰器３に印加する印加電圧値を調整することで、光信号のパワーを制御する。出力制御回路７は、光信号の出力がオフ状態であるときに、ホスト装置からローレベルのTxDisable信号を受信することで、光信号の出力をオフ状態からオン状態に遷移する出力開始処理を実施する。出力開始処理の詳細は後述する。出力制御回路７は、光信号の出力がオン状態であるときに、ホスト装置からハイレベルのTxDisable信号を受信することで、光信号の出力をオン状態からオフ状態に遷移する出力停止処理を実施する。

出力制御回路７は、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter；アナログ−デジタル変換回路）７１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７２、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter；デジタル−アナログ変換回路）７３、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）を備える制御回路である。ＡＤＣ７１は、電流電圧変換器６から出力されたアナログ信号の電圧信号を、デジタル信号に変換し、変換したデジタル信号をＣＰＵ７２に出力する。ＣＰＵ７２は、ＡＤＣ７１から出力されるデジタル信号が示す値を、検出値として取得する。ＣＰＵ７２が取得した検出値は、受光素子５で検出されたモニタ光に相当する値となる。可変光減衰器３で減衰された光信号をスプリッタ４により一定の比率で分割したモニタ光を、受光素子５は検出するので、検出値は、可変光減衰器３で減衰された光信号のパワーに応じた値となる。

ＣＰＵ７２は、上述したように、検出値から光送信器１から出力される光信号のパワーを推定した値（モニタ値）を求める。例えば、スプリッタ４における分割比が１００：１である場合、ＣＰＵ７２は、検出値を１００倍にすることでモニタ値を求める。ＣＰＵ７２は、モニタ値に基づいて可変光減衰器３に印加する印加電圧値（デジタル値）を設定する。ＣＰＵ７２は、印加電圧値をＤＡＣ７３に出力する。ＤＡＣ７３は、ＣＰＵ７２から出力されたデジタル値をアナログ値（印加電圧値）に変換し、可変光減衰器３に電圧を印加する。なお、ＣＰＵ７２は、出力制御回路７の外に配置されて、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）又はＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）等のシリアルバスを介して出力制御回路７と通信をすることで出力制御回路７（光信号のパワー）の制御を行ってもよい。この場合、ＣＰＵ７２は、出力制御回路７の制御だけでなく、例えば、発光素子２の制御、内部電源回路（不図示）の制御、温度制御回路（不図示）の制御、又は光送信器１の内部状態の監視等を行うことができる。

次に、出力開始処理における光送信器１から出力される光信号のパワーの時間変化を説明する。図３は、印加電圧値を変化させた場合の光送信器から出力される光信号のパワーの時間変化を示す図である。図２に示されるように、可変光減衰器３に印加される印加電圧値と可変光減衰器３から出力される光信号のパワーとは、非線形な関係を有する。このため、印加電圧値が一定の時間間隔で一定値ずつ減少されると、例えば、図３の曲線Ｃ１のように光信号のパワーが時間変化することになる。可変光減衰器３から出力される光信号は、上述したようにスプリッタ４によって分割されて光送信器１から外部へ出力される。従って、光送信器１から出力される光信号のパワーは、可変光減衰器３から出力される光信号のパワーよりも小さくなるので、光送信器１から出力される光信号のパワーと可変光減衰器３から出力される光信号のパワーとでは、縦軸の値は異なるが、それぞれの時間変化は同じ曲線で示される。曲線Ｃ１のように光信号のパワーが時間変化した場合、光信号のパワーの単位時間当たりの変化量は、ある区間では大きく、ある区間では小さくなっている。光信号のパワーの単位時間当たりの変化量が大きくなると、光伝送システムにおける増幅器の増幅制御に影響を与えてしまうおそれがある。

また、光信号のパワーの単位時間当たりの変化量が小さいと、光信号のパワーが、光信号の出力がオン状態であるときの所定の値まで増加するのに時間を要し、所定の時間内に光信号の送信を開始できないおそれがある。一方、図３の直線Ｃ２は、理想的な光信号のパワーの時間変化を示している。直線Ｃ２では、単位時間当たりの変化量が一定であり、ある区間では変化量が大きくなるような変化はない。そのため、出力開始処理における光信号のパワーの時間変化を、直線Ｃ２に近づけることが望まれる。光送信器１の出力開始処理では、直線Ｃ２に対して所望の変化幅Ｐｗの範囲内に、光信号のパワーが収まるように、可変光減衰器３に印加される印加電圧値が設定される。変化幅Ｐｗは、例えば、±０．０５ｍＷ程度である。

次に、図４から図７を用いて、出力開始処理の一例を説明する。図４は、出力開始処理に係るモニタ値の取得及び印加電圧値の設定のタイミングを示す図である。図５は、光信号の出力開始処理の一例を示すフローチャートである。図６は、図５に示される設定工程を詳細に示すフローチャートである。図７は、図６に示される補正係数設定処理を詳細に示すフローチャートである。出力制御回路７のＣＰＵ７２は、ハイレベルのTxDisable信号を受信し続ける間、ＤＡＣ７３から可変光減衰器３に出力される電圧値を印加電圧値Ｖ_０に保つ。ＤＡＣ７３から可変光減衰器３に印加する電圧値が印加電圧値Ｖ_０に保たれることで、光信号の出力がオフ状態に維持される。印加電圧値Ｖ_０は、例えば、光送信器１から出力される光信号のパワーが０．００００１ｍＷ（−４０ｄＢｍ）以下となるような電圧値である。

厳密には、可変光減衰器３から出力される光信号のパワーは、スプリッタ４を通過することで減衰するので、その分だけ光送信器１から出力される光信号のパワーよりも大きく設定する必要があるが、説明の便宜上、以下では可変光減衰器３から出力される光信号のパワーは光送信器１から出力される光信号のパワーと等しいとして説明する。印加電圧値Ｖ_０は、予め測定されて設定される。図２に示される特性の場合、印加電圧値Ｖ_０は、例えば、５Ｖ以上に設定される。以下では、印加電圧値Ｖ_０が５．５Ｖであると想定して説明する。ＣＰＵ７２は、TxDisable信号がハイレベルからローレベルに変化したことを検出することで、図５に示される出力開始処理を開始する。なお、ＣＰＵ７２は、時間ステップの順番（繰り返し回数）を示す変数ｉを記憶している。

まず、ＣＰＵ７２は、変数ｉを０に設定し、ＤＡＣ７３に出力する電圧値を印加電圧値Ｖ_１に設定する（ステップＳ０１）。具体的には、ＣＰＵ７２は、印加電圧値Ｖ_０から減少基準値Ｓ_０を減算することで、印加電圧値Ｖ_１を算出する。減少基準値Ｓ_０は、可変光減衰器３に印加される印加電圧値の、時間ステップあたりの減少量の基準となる値である。減少基準値Ｓ_０は、例えば、可変光減衰器のある一つの個体を用いて、図２に示されるように、推定された光信号のパワー（モニタ値）が最初の時間ステップにおける部分目標値（Ｐｔ／Ｎ）となる印加電圧値を予め測定し、測定した印加電圧値を印加電圧値Ｖ_０から減算することで得られた値に設定される。

部分目標値は、１回目の時間ステップにおける値（Ｐｔ／Ｎ）から目標値Ｐｔに向けて、複数の時間ステップのそれぞれにおいて均等に増加するように設定される。目標値Ｐｔは、光信号の出力がオン状態となる光信号のパワー（モニタ値）に対応する値であり、ここでは、光信号の出力がオン状態であるときの光送信器１から出力される光信号のパワーの値を表す。なお、上述したように光信号の出力がオフ状態でも光信号のパワーはゼロではなく、ゼロよりも大きい値（例えば、０．００００１ｍＷ）が出力されている場合がある。その際に、可変光減衰器３に印加電圧値Ｖ_０が印加されているときの光送信器１から出力されている光信号のパワーがモニタ値Ｐ_０であるとすると、光信号の出力がオフ状態からオン状態まで遷移するときのパワーの増分は、Ｐｔ−Ｐ_０で表される。従って、例えば、１回目の時間ステップにおける部分目標値は、（Ｐｔ−Ｐ_０）／Ｎとしてもよい。しかし、実用上は、モニタ値Ｐ_０をゼロとして扱っても支障がないので、以下ではモニタ値Ｐ_０は無視できる程度に小さいとして、モニタ値Ｐ_０を省いて説明する。同様に、後述するｉ回目の時間ステップにおける部分目標値も、ｉ×（Ｐｔ−Ｐ_０）／Ｎとしてもよいが、簡単にｉ×Ｐｔ／Ｎとして説明する。目標値Ｐｔは、例えば、ホスト装置からＣＰＵ７２に送信される。あるいは、目標値Ｐｔは、光送信器１の記憶装置に予め格納されており、ＣＰＵ７２は目標値Ｐｔを記憶装置から読み出してもよい。

図２の曲線の特性が個体差によって異なるとき、減少基準値Ｓ_０が大きいと、印加電圧値Ｖ_０に対して印加電圧値Ｖ_１が小さくなり過ぎてしまい、その差に応じた光信号のパワーの増加量が図３に示す所望の単位時間当たりの変化量（変化幅Ｐｗ）を超えてしまうおそれがある。従って、減少基準値Ｓ_０は、ある個体を用いて求めた値よりも小さい値に設定されてもよい。

続いて、ＣＰＵ７２は、変数ｉをインクリメントする（ステップＳ０２）。具体的には、ＣＰＵ７２は変数ｉに１を加算する。次に、ＣＰＵ７２は、モニタ値Ｐ_ｉを取得する（ステップＳ０３：取得工程）。ここで、モニタ値Ｐ_ｉは、ｉ回目の時間ステップの時に取得されるモニタ値である。なお、ここでは、ＣＰＵ７２は、変数ｉが１以上である場合の時間ステップにおいてモニタ値Ｐ_ｉを取得し、変数ｉが０である場合の時間ステップにおいては、モニタ値Ｐ_０の取得を行わない。

続いて、ＣＰＵ７２は、モニタ値Ｐ_ｉに基づいて、可変光減衰器３に印加する印加電圧値Ｖ_ｉ＋１を設定する（ステップＳ０４：設定工程）。ステップＳ０４では、図６に示されるように、まず、ＣＰＵ７２が減少補正値ΔＳ_ｉを算出する（ステップＳ４１）。減少補正値ΔＳ_ｉは、減少基準値Ｓ_０を補正する値である。ＣＰＵ７２は、例えば、式（１）に示されるように、変数ｉ、目標値Ｐｔ、総数Ｎ、モニタ値Ｐ_ｉ及び補正係数Ｇ_ｉ−１に基づいて、減少補正値ΔＳ_ｉを算出する。
ΔS_i=(i×Pt/N-P_i)×G_i-1…(1)

総数Ｎは、時間ステップの総数である。総数Ｎは、例えば、TxDisable信号がハイレベルからローレベルに変化した後における、光信号の出力がオフ状態の時間から光信号の出力がオン状態となる時間までの期間（遷移期間）を一定間隔の時間ステップで分割した数である。ＣＰＵ７２は、総数Ｎを予め定めていてもよく、その都度、設定してもよい。ＣＰＵ７２は、例えば、１つの時間ステップに割り当てられた時間を１０ミリ秒として、所定の時間、例えば１０秒で光信号の出力をオフ状態からオン状態に遷移させる場合、時間ステップの総数Ｎを１０００に設定する。従って、ここでいう光信号の出力がオフ状態からオン状態まで遷移する時間とは、例えば、光信号のパワーをモニタ値Ｐ_０から目標値Ｐｔまで増加させるのに必要な最小の時間に相当すると考えてもよい。なお、ＣＰＵ７２は、変数ｉが０である場合の時間ステップに割り当てる時間と、変数ｉが１以上である複数の時間ステップの各時間ステップに割り当てる時間とを異ならせてもよい。

式（１）における（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）は、ｉ回目の時間ステップにおける部分目標値である。式（１）における（ｉ×Ｐｔ／Ｎ−Ｐ_ｉ）は、部分目標値とモニタ値Ｐ_ｉとの差分値である。つまり、ＣＰＵ７２は、目標値Ｐｔを、総数Ｎで除算した値に、変数ｉ（変数ｉが１以上である場合の時間ステップの順番）を乗算することでｉ回目の時間ステップにおける部分目標値を求める。そして、ＣＰＵ７２は、部分目標値からモニタ値Ｐ_ｉを減算することによって差分値を求める。

変数ｉが時間ステップ毎に１ずつ増加していき、最終的に総数Ｎに達したとき、部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）は目標値Ｐｔに等しくなる。このように、部分目標値は、１回目の時間ステップにおける値（Ｐｔ／Ｎ）から目標値Ｐｔに向けて、複数の時間ステップのそれぞれにおいて均等にＰｔ／Ｎだけ増加していく。なお、ＣＰＵ７２は、各時間ステップの部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）を予め定めていてもよく、各時間ステップにおいて、上述のように部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）を求めてもよい。また、変数ｉが総数Ｎに達した時のモニタ値Ｐ_Ｎと目標値Ｐｔの差分値は、Ｐｔ−Ｐ_Ｎとなる。従って、出力開始処理において、最終的にＰｔ＝Ｐ_Ｎとすることを目標に可変光減衰器３の制御が行われる。

補正係数Ｇ_ｉ−１は、ｉ回目の時間ステップにおける差分値を減少補正値ΔＳ_ｉに変換するための係数である。なお、１回目の時間ステップ（ｉ＝１）における補正係数Ｇ_０は、例えば、可変光減衰器のある１つの個体を用いて、モニタ値が２回目の時間ステップにおける部分目標値（２×Ｐｔ／Ｎ）となる印加電圧値Ｖ_２を予め測定し、測定した印加電圧値Ｖ_２に基づいて設定される。具体的には、補正係数Ｇ_０は、式（２）で示されるように、印加電圧値Ｖ_２、印加電圧値Ｖ_１、減少基準値Ｓ_０、１回目の時間ステップにおける部分目標値（Ｐｔ／Ｎ）、及び印加電圧値Ｖ_１で印加電圧値を設定した場合におけるモニタ値Ｐ_１に基づいて算出される。
V₂=V₁-S₁=V₁-[S₀+(Pt/N-P₁)×G₀]…(2)

続いて、ＣＰＵ７２は、ｉ＋１回目の時間ステップにおいて用いられる補正係数Ｇ_ｉの設定を行う（ステップＳ４２）。ステップＳ４２では、図７に示されるように、ＣＰＵ７２が、減少補正値ΔＳ_ｉの絶対値｜ΔＳ_ｉ｜に基づいて、補正係数Ｇ_ｉを設定する。具体的には、ＣＰＵ７２は、絶対値｜ΔＳ_ｉ｜と所定の閾値Ｇ_ｔｈ２とを比較し、絶対値｜ΔＳ_ｉ｜が閾値Ｇ_ｔｈ２よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ６１）。閾値Ｇ_ｔｈ２は、モニタ値と部分目標値との差分値の許容される変動幅に基づいて設定される。例えば、閾値Ｇ_ｔｈ２が小さい値に設定されると、後述するように補正係数Ｇ_ｉの値が増加し、減少値Ｓ_ｉが過剰に補正される。このため、減少値Ｓ_ｉ（絶対値）が大きくなり、モニタ値Ｐ_ｉ＋１が部分目標値｛（ｉ＋１）×Ｐｔ／Ｎ｝に対して大きくなり過ぎるおそれがある。また、閾値Ｇ_ｔｈ２が大きい値に設定されると、減少値Ｓ_ｉの補正が適切に行われずに、モニタ値Ｐ_ｉ＋１が部分目標値｛（ｉ＋１）×Ｐｔ／Ｎ｝に対して小さくなり過ぎるおそれがある。そこで、閾値Ｇ_ｔｈ２は、時間ステップの間隔、変化幅Ｐｗ、及び可変光減衰器３の非線形特性を考慮して試行することによって設定される。

ＣＰＵ７２は、絶対値｜ΔＳ_ｉ｜が閾値Ｇ_ｔｈ２よりも大きいと判断した場合（ステップＳ６１；ＹＥＳ）、式（３）により補正係数Ｇ_ｉを設定し（ステップＳ６２）、ステップＳ４２の処理を終了する。より具体的には、ＣＰＵ７２は、補正係数Ｇ_ｉ−１に修正値Ｇ_ｓ２を加算し、その加算結果を補正係数Ｇ_ｉとする。修正値Ｇ_ｓ２は、可変光減衰器３の減衰特性が印加電圧値の増減に対して、どのように変化するかによって決定される。具体的には、修正値Ｇ_ｓ２は、閾値Ｇ_ｔｈ２と同様の試行が行われることによって設定される。なお、閾値Ｇ_ｔｈ２は、可変光減衰器３の異なる個体に対して、同一の値に設定される。修正値Ｇ_ｓ２は、可変光減衰器３の異なる個体に対して、同一の値に設定される。
G_i=G_i-1+G_s2…(3)

一方、ステップＳ６１において、ＣＰＵ７２は、絶対値｜ΔＳ_ｉ｜が閾値Ｇ_ｔｈ２以下であると判断した場合（ステップＳ６１；ＮＯ）、絶対値｜ΔＳ_ｉ｜と所定の閾値Ｇ_ｔｈ１とを比較し、絶対値｜ΔＳ_ｉ｜が閾値Ｇ_ｔｈ１よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６３）。閾値Ｇ_ｔｈ１は、閾値Ｇ_ｔｈ２以下の値に設定され、モニタ値と部分目標値との差分値の許容される変動幅に基づいて設定される。例えば、モニタ値Ｐ_ｉが部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）に近くなった場合、つまり差分値が小さくなったときに、減少値Ｓ_ｉが減少されないと、次の時間ステップにおいてモニタ値Ｐ_ｉ＋１が部分目標値｛（ｉ＋１）×Ｐｔ／Ｎ｝から離れてしまうおそれがある。従って、閾値Ｇ_ｔｈ１は、上述のような場合に補正がかかり過ぎることを抑えるように、時間ステップの大きさ、変化幅Ｐｗ、可変光減衰器３の非線形特性、閾値Ｇ_ｔｈ２、及び修正値Ｇ_ｓ２を考慮して試行することによって設定される。閾値Ｇ_ｔｈ１は、閾値Ｇ_ｔｈ２と同じ値に設定されてもよい。

そして、ＣＰＵ７２は、絶対値｜ΔＳ_ｉ｜が閾値Ｇ_ｔｈ１よりも小さいと判断した場合（ステップＳ６３；ＹＥＳ）、式（４）により補正係数Ｇ_ｉを設定し（ステップＳ６４）、ステップＳ４２の処理を終了する。より具体的には、ＣＰＵ７２は、補正係数Ｇ_ｉ−１から修正値Ｇ_ｓ1を減算し、その減算結果を補正係数Ｇ_ｉとする。ただし、算出した補正係数Ｇ_ｉが負の値になる場合は、ＣＰＵ７２は、補正係数Ｇ_ｉを補正係数Ｇ_ｉ−１に設定する。修正値Ｇ_ｓ１は、可変光減衰器３の減衰特性が印加電圧値の増減に対して、どのように変化するかによって決定される。具体的には、修正値Ｇ_ｓ１は、閾値Ｇ_ｔｈ１と同様の試行が行われることによって設定される。
G_i=G_i-1-G_s1…(4)

一方、ステップＳ６３において、ＣＰＵ７２は、絶対値｜ΔＳ_ｉ｜が閾値Ｇ_ｔｈ１以上と判断した場合（ステップＳ６３；ＮＯ）、補正係数Ｇ_ｉを補正係数Ｇ_ｉ−１に設定し（ステップＳ６５）、ステップＳ４２の処理を終了する。絶対値｜ΔＳ_ｉ｜は差分値に応じた値であるので、補正係数の値は、差分値に基づいて設定される。

ステップＳ４２の終了後、ＣＰＵ７２は、ｉ回目の時間ステップにおける減少値Ｓ_ｉの算出を行う（ステップＳ４３）。具体的には、ＣＰＵ７２は、式（５）に示されるように、減少基準値Ｓ_０に減少補正値ΔＳ_ｉを加算することにより減少値Ｓ_ｉの算出を行う。 S_i=S₀+ΔS_i…(5)

続いて、ＣＰＵ７２は、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１を算出する（ステップＳ４４）。具体的には、ＣＰＵ７２は、まず、減少値Ｓ_ｉが負の値であるか否かを判断する（ステップＳ４５）。ＣＰＵ７２は、減少値Ｓ_ｉが０以上であると判断した場合（ステップＳ４５；ＮＯ）、式（６）に示されるように、前回（ｉ−１回目）の時間ステップで設定された印加電圧値Ｖ_ｉから、減少値Ｓ_ｉを減算することで印加電圧値Ｖ_ｉ＋１を算出する。一方、ＣＰＵ７２は、減少値Ｓ_ｉが負の値であると判断した場合（ステップＳ４５；ＹＥＳ）、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１を印加電圧値Ｖ_ｉとする。出力開始処理は、原理的に印加電圧値Ｖ_ｉを減少させていくことによってモニタ値Ｐ_ｉを増加させていくので、このようにして次の時間ステップの印加電圧値Ｖ_ｉ＋１は前の時間ステップの印加電圧値Ｖ_ｉよりも増加しないようにする。
V_i+1=V_i-S_i…(6)

続いて、ＣＰＵ７２は、算出した印加電圧値Ｖ_ｉ＋１を可変光減衰器３に印加する印加電圧値として設定する（ステップＳ４８）。具体的には、ＣＰＵ７２は、算出したデジタル値の印加電圧値Ｖ_ｉ＋１をＤＡＣ７３に出力することで、可変光減衰器３に印加する印加電圧値を印加電圧値Ｖ_ｉ＋１に設定する。なお、デジタル値の印加電圧値Ｖ_ｉ＋１が入力されたＤＡＣ７３は、アナログ値の印加電圧値Ｖ_ｉ＋１に変換し、可変光減衰器３に印加電圧値Ｖ_ｉ＋１の電圧を印加する。印加電圧値Ｖ_ｉ＋１は、ＤＡＣ７３によって直接生成されなくてもよく、ＤＡＣ７３の出力から増幅回路又はレベル変換回路等を介して生成されて可変光減衰器３に印加されてもよい。

ステップＳ０４の終了後、ＣＰＵ７２は、変数ｉが総数Ｎよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ０５）。ＣＰＵ７２は、変数ｉが総数Ｎよりも小さいと判断した場合（ステップＳ０５；ＹＥＳ）、ステップＳ０２からステップＳ０５までの処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ７２が、変数ｉは総数Ｎ以上であると判断した場合（ステップＳ０５；ＮＯ）、出力開始処理は終了する。

以上をまとめると、ＣＰＵ７２は、TxDisable信号がハイレベルからローレベルに変化したことを検出すると、可変光減衰器３の印加電圧値を変更する出力開始処理を開始する。ＣＰＵ７２は、TxDisable信号の変化を検出した後における、光信号の出力がオフ状態である時間から光信号の出力をオン状態とする時間までの所定の時間を、総数Ｎで分割することで得られる複数の時間ステップのうちの変数ｉが１以上である複数の時間ステップのそれぞれにおいて、モニタ値Ｐ_ｉを取得し、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１を設定する。なお、変数ｉが０である場合、モニタ値Ｐ_０の取得が行われてもよく、この場合、ＣＰＵ７２は、TxDisable信号の変化を検出した時間から、光信号の出力をオン状態とする所定の時間までを総数Ｎで分割した時間ステップ毎に、モニタ値Ｐ_ｉを取得し、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１を設定する。

複数の時間ステップのそれぞれでは、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１は、モニタ値Ｐ_ｉとその時間ステップ（当該時間ステップ）における部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）との差分に基づいて求められる減少値Ｓ_ｉを、前回の時間ステップで設定したＶ_ｉから減算することで設定される。ＣＰＵ７２は、１回目の時間ステップからＮ−１回目の時間ステップまで、モニタ値Ｐ_ｉの取得と印加電圧値Ｖ_ｉ＋１の設定を繰り返すと、出力開始処理を終了する。この出力開始処理が終了することで、光信号の出力はオフ状態からオン状態に遷移する。

次に、図８及び図９を参照して光送信器１の制御方法及び光送信器１の効果について説明する。図８は、シミュレーション結果を示す図である。図９は、図８のシミュレーション結果を部分的に拡大した図である。図８では、目標値Ｐｔを１２４８、総数Ｎを１５６、印加電圧値Ｖ_０を２５００、減少基準値Ｓ_０を１０、補正係数Ｇ_０を２０、閾値Ｇ_ｔｈ１，Ｇ_ｔｈ２を１０、修正値Ｇ_ｓ１を５、及び修正値Ｇ_ｓ２を１とした場合の時間ステップ毎の部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）の変化（グラフＬ１）、及び図５から図７に示される出力開始処理を用いて時間ステップ毎に印加電圧値Ｖ_ｉ＋１を設定した場合のモニタ値Ｐ_ｉの変化（グラフＬ２）が示されている。図９は、２０回目の時間ステップまでのシミュレーション結果を拡大して示している。なお、目標値Ｐｔ及び印加電圧値Ｖ_０等の単位は、省略されて示されているが、それぞれの値は、適当な値を基準にした相対値である。

図９に示されるように、例えば、２回目の時間ステップ（ｉ＝２）において、モニタ値Ｐ_２は、部分目標値（２×Ｐｔ／Ｎ）よりも小さい。この場合、モニタ値と部分目標値との差分値（２×Ｐｔ／Ｎ−Ｐ_２）は、正の値となる。減少補正値ΔＳ_２は、ΔＳ_２＝（２×Ｐｔ／Ｎ−Ｐ_２）×Ｇ_１で求まり、補正係数Ｇ_１は正の値（Ｇ_１＞０）であるので、減少補正値ΔＳ_２は正の値となる。そのため、印加電圧値Ｖ_３を設定する際に算出される減少値Ｓ_２（＝Ｓ_０＋ΔＳ_２）は、減少基準値Ｓ_０よりも大きな値となる。減少値Ｓ_２が減少基準値Ｓ_０よりも大きな値となることで、印加電圧値Ｖ_２を減少基準値Ｓ_０で減算した場合と比べて、設定される印加電圧値Ｖ_３は小さくなる。これにより、印加電圧値Ｖ_２を減少基準値Ｓ_０で減算した場合と比べて、可変光減衰器３の減衰量が減少して、その結果として、モニタ値Ｐ_２からモニタ値Ｐ_３への増加幅が相対的に大きくなる。

また、５回目の時間ステップ（ｉ＝５）において、差分値（５×Ｐｔ／Ｎ−Ｐ_５）は負の値となり、その絶対値は比較的大きいので、減少値Ｓ_５は負の値となる。そのため、印加電圧値Ｖ_６は、４回目の時間ステップでの印加電圧値Ｖ_５の値のままに設定されている。その結果、次の６回目の時間ステップにおいて、モニタ値Ｐ_６は、モニタ値Ｐ_５と同じ値となる。５回目の時間ステップにおける印加電圧値Ｖ_６を印加電圧値Ｖ_５の値のままとしても、６回目の時間ステップにおける部分目標値（６×Ｐｔ／Ｎ）は、５回目の時間ステップにおける部分目標値（５×Ｐｔ／Ｎ）よりも増加する。このため、６回目の時間ステップにおける部分目標値とモニタ値の差分値（６×Ｐｔ／Ｎ−Ｐ_６）は、５回目の時間ステップにおける差分値（５×Ｐｔ／Ｎ−Ｐ_５）よりも小さくなる。このように、減少値Ｓ_５が負の値である場合に、前回の印加電圧値Ｖ_５から減少値Ｓ_５を減算することで印加電圧値Ｖ_６を設定しなくても、モニタ値Ｐ_６は部分目標値（６×Ｐｔ／Ｎ）に近づく。

このように、モニタ値Ｐ_ｉの変化を示すグラフＬ２は、目標値Ｐｔまで到達する間において、グラフＬ１で示される部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）の変化に近づくように、時間ステップ毎に変化している。そして、モニタ値Ｐ_ｉのグラフＬ１に対する変動幅は、所定の範囲内に収まっている。

以上説明した光送信器１の出力開始処理では、光信号の出力をオフ状態からオン状態まで遷移させる時間を分割した時間ステップ毎に、可変光減衰器３で減衰された光信号のパワーに応じたモニタ値Ｐ_ｉが取得され、可変光減衰器３に印加する印加電圧値Ｖ_ｉ＋１が設定される。時間ステップ毎の部分目標値は、光信号の出力がオン状態となるときのモニタ値（光信号のパワー）である目標値Ｐｔを、分割した時間ステップの総数Ｎで除算した値に、時間ステップの順番（変数ｉ）を乗算することで求められる。そのため、時間ステップ毎にモニタ値Ｐ_ｉが部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）となるように光信号のパワーを増加させると、光信号のパワーの単位時間当たりの変化量が一定の値に近づく。印加電圧値Ｖ_ｉ＋１は、時間ステップ毎の部分目標値とモニタ値との差分である差分値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ−Ｐ_ｉ）に応じた減少値Ｓ_ｉに基づいて設定されるので、あるｉ回目の時間ステップにおける部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）とモニタ値Ｐ_ｉとの差分が、その次のｉ＋１回目の時間ステップにおける可変光減衰器３の減衰量を決める印加電圧値Ｖ_ｉ＋１の設定に反映される。これにより、時間ステップ毎の部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）からモニタ値Ｐ_ｉがずれたとしても、次の時間ステップにおいてモニタ値Ｐ_ｉ＋１が部分目標値｛（ｉ＋１）×Ｐｔ／Ｎ｝に近づくように、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１を設定することができる。その結果、可変光減衰器３の特性を事前に測定することなく、光信号のパワーの単位時間当たりの変化量を抑えながら、光信号の状態を遷移させることが可能となる。

減少値Ｓ_ｉは、差分値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ−Ｐ_ｉ）と補正係数Ｇ_ｉ−１とを乗算することで得られる減少補正値ΔＳ_ｉを、減少基準値Ｓ_０に加算することで求められる。光信号のパワーの部分目標値からのずれ量を示す差分値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ−Ｐ_ｉ）を、補正係数Ｇ_ｉ−１によって、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１の補正量に変換することが可能となる。

補正係数Ｇ_ｉの値は、差分値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ−Ｐ_ｉ）に基づいて設定される。差分値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ−Ｐ_ｉ）は、モニタ値Ｐ_ｉと部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）とのずれの大きさを示しており、そのずれの大きさに基づいて補正係数Ｇ_ｉが設定される。減少補正値ΔＳ_ｉの絶対値｜ΔＳ_ｉ｜が閾値Ｇ_ｔｈ２より大きい場合、モニタ値Ｐ_ｉと部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）とのずれが大きいので、補正係数Ｇ_ｉ−１に修正値Ｇ_ｓ２を加算することで、減少補正値ΔＳ_ｉを増加させ、モニタ値Ｐ_ｉと部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）とのずれが小さくなるようにしている。反対に、絶対値｜ΔＳ_ｉ｜が閾値Ｇ_ｔｈ１よりも小さい場合、モニタ値Ｐ_ｉと部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）とのずれが小さいので、補正係数Ｇ_ｉ−１が大きいままだと補正が強く働き過ぎて減少補正値ΔＳ_ｉが発振してしまうおそれがある。そのため、補正係数Ｇ_ｉ−１から修正値Ｇ_ｓ１を減算することで、減少補正値ΔＳ_ｉを減少させている。このように、モニタ値Ｐ_ｉと部分目標値（ｉ×Ｐｔ／Ｎ）との差分の大きさが、補正係数Ｇ_ｉ−１にも反映される。その結果、遷移期間を通して、単位時間当たりの光信号のパワーの変化をより小さくすることが可能となる。

光信号をオフ状態からオン状態まで遷移させるには、光信号のパワーを所定値（例えば、モニタ値Ｐ_０）から所定値よりも大きい値（例えば、目標値Ｐｔ）まで増加させる必要がある。そのような遷移期間において光信号のパワーが一時的に減少すると、その減少分を再度増加させる必要がある。このため、遷移期間全体を通しての光信号のパワーの増加分の合計が増えてしまい、単位時間当たりの光信号のパワーの変化が大きくなってしまうおそれがある。これに対し、光送信器１の出力開始処理では、光信号のパワーは単調増加される。具体的には、減少値Ｓ_ｉが正の値である場合、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１は、前回の時間ステップで設定された印加電圧値Ｖ_ｉ（前回の印加電圧値Ｖ_ｉ）から減少値Ｓ_ｉを減算することで設定され、減少値Ｓ_ｉが負の値である場合、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１は、前回の印加電圧値Ｖ_ｉに設定される。モニタ値Ｐ_ｉが部分目標値よりも大きい場合に、減少値Ｓ_ｉが負の値となることがある。このような場合には、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１は、前回の印加電圧値Ｖ_ｉに設定されるので、次の時間ステップにおける印加電圧値Ｖ_ｉ＋１は増加しない。そのため、可変光減衰器３の減衰量は変化せず、次の時間ステップにおいて光信号のパワー及びモニタ値Ｐ_ｉは同じ値に保たれる。これにより、光信号のパワーの減少を避けることができ、単位時間当たりの光信号のパワーの変化が大きくなることを抑制することが可能となる。

なお、本発明に係る光送信器の制御方法及び光送信器は上記実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、光送信器１は、１つの光信号を出力しているが、複数の発光素子２、複数の可変光減衰器３、及び複数の出力制御回路７を備え、互いに波長が異なる複数の光信号を出力してもよい。

光送信器１は、発光素子２を備えているが、発光素子２を備えていなくてもよい。光送信器１は、他の装置で生成された光信号を受信し、その光信号を可変光減衰器３で減衰し、光信号を出力してもよい。

ＣＰＵ７２は、１つの時間ステップ区間において、モニタ値Ｐ_ｉの取得及び印加電圧値Ｖ_ｉ＋１の設定以外の処理を行ってもよい。ＣＰＵ７２は、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１を設定した後に、次の時間ステップにおけるモニタ値Ｐ_ｉ＋１の取得まで所定の待機時間を設けてもよい。

上記実施形態では、ＣＰＵ７２は、補正係数設定の処理（ステップＳ４２）において、次の時間ステップで用いる補正係数Ｇ_ｉの設定を行っているが、現在の時間ステップにおいて、設定した補正係数Ｇ_ｉを用いて減少補正値ΔＳ_ｉを算出してもよい。

上記実施形態では、ＣＰＵ７２は、補正係数設定の処理（ステップＳ４２）において、減少補正値ΔＳ_ｉの絶対値｜ΔＳ_ｉ｜を閾値Ｇ_ｔｈ１及び閾値Ｇ_ｔｈ２と比較することで、補正係数Ｇ_ｉを設定しているが、差分値の絶対値｜（ｉ×Ｐｔ／Ｎ−Ｐ_ｉ）｜を閾値と比較することで、補正係数Ｇ_ｉを設定してもよい。

上記実施形態では、ＣＰＵ７２は、印加電圧値算出の処理（ステップＳ４４）において、減少値Ｓ_ｉが負の値である場合に、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１を、前回の時間ステップの印加電圧値Ｖ_ｉに設定しているが、減少値Ｓ_ｉの正負を問わず、印加電圧値Ｖ_ｉから減少値Ｓ_ｉを減算することで、印加電圧値Ｖ_ｉ＋１を算出してもよい。

上記実施形態では、説明の便宜上、ＣＰＵ７２からＤＡＣ７３に出力されるデジタル値の印加電圧値と、ＤＡＣ７３から可変光減衰器３に印加されるアナログ値の印加電圧値とが同一の値としている。しかしながら、デジタル値の印加電圧値とアナログ値の印加電圧値とが、どの値においても一定の関係性を有していれば、同一の値に限られない。電流電圧変換器６から出力される電圧信号の値と検出値との関係についても同様である。

上記実施形態では、モニタ値（目標値Ｐｔ）が、検出値から推定することで得られた光送信器１から出力された光信号のパワーの値であるとして、出力開始処理が行われているが、これに限られない。モニタ値（目標値Ｐｔ）は、例えばモニタ光のパワーを示す検出値であってもよく、光送信器１から出力された光信号又は可変光減衰器３から出力された光信号のパワーに応じた値であればよい。

１…光送信器、２…発光素子、３…可変光減衰器、４…スプリッタ、５…受光素子、６…電流電圧変換器、７…出力制御回路、７１…ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換回路）、７２…ＣＰＵ、７３…ＤＡＣ（デジタル−アナログ変換回路）。

Claims (6)

1. 光信号のパワーを減衰させる可変光減衰器を備えた光送信器の制御方法であって、
   前記可変光減衰器によって減衰された前記光信号のパワーに応じたモニタ値を取得する取得工程と、
   前記モニタ値及び部分目標値に基づいて、前記可変光減衰器に印加する印加電圧値を設定する設定工程と、を備え、
   前記光送信器から出力される前記光信号の出力がオフ状態からオン状態まで遷移する時間に含まれる複数の時間ステップのそれぞれにおいて、前記取得工程及び前記設定工程が行われ、
   前記複数の時間ステップのそれぞれにおいて前記設定工程で設定される前記印加電圧値に応じて、前記可変光減衰器から出力される前記光信号のパワーが単調に変化し、
   前記部分目標値は、前記光送信器から出力される前記光信号の出力が前記オン状態であるときの前記モニタ値に対応する目標値に向けて、前記複数の時間ステップのそれぞれにおいて均等に増加するように設定され、
   前記複数の時間ステップの各時間ステップでは、
   当該時間ステップの前記部分目標値と、当該時間ステップにおいて取得された前記モニタ値との差分値が求められ、
   前記印加電圧値を減少させるための減少値が、当該時間ステップにおいて求められた前記差分値に基づいて求められ、
   前記印加電圧値は、当該時間ステップにおいて求められた前記減少値に基づいて設定される、
   光送信器の制御方法。
2. 前記複数の時間ステップの各時間ステップでは、前記減少値は、当該時間ステップにおいて求められた前記差分値と当該時間ステップの補正係数とを乗算することで得られる減少補正値を、前記減少値の基準値として予め設定された減少基準値に加算することで求められる、
   請求項１に記載の光送信器の制御方法。
3. 前記複数の時間ステップの各時間ステップでは、当該時間ステップの前記補正係数の値は、当該時間ステップよりも１つ前の時間ステップにおいて求められた前記差分値に基づいて設定される、
   請求項２に記載の光送信器の制御方法。
4. 前記複数の時間ステップの各時間ステップでは、当該時間ステップにおいて求められた前記減少値が正の値である場合、前記印加電圧値は、当該時間ステップよりも１つ前の時間ステップにおいて設定された前記印加電圧値から当該時間ステップにおいて求められた前記減少値を減算することで設定され、
   当該時間ステップにおいて求められた前記減少値が負の値である場合、前記印加電圧値は、当該時間ステップよりも１つ前の時間ステップにおいて設定された前記印加電圧値に設定される、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光送信器の制御方法。
5. 前記複数の時間ステップのそれぞれには、互いに同一の時間が割り当てられる、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光送信器の制御方法。
6. 光信号を出力する光送信器であって、
   前記光信号のパワーを減衰させる可変光減衰器と、
   前記可変光減衰器によって減衰された前記光信号のパワーに応じたモニタ値を取得し、前記可変光減衰器に印加する印加電圧値を変更することで前記光信号のパワーを制御する出力制御回路と、を備え、
   前記出力制御回路は、前記光送信器から出力される前記光信号の出力がオフ状態からオン状態まで遷移する時間に含まれる複数の時間ステップのそれぞれにおいて、前記モニタ値及び部分目標値に基づいて前記印加電圧値を設定し、
   前記複数の時間ステップのそれぞれにおいて前記出力制御回路が設定する前記印加電圧値に応じて、前記可変光減衰器から出力される前記光信号のパワーが単調に変化し、
   前記部分目標値は、前記光送信器から出力される前記光信号の出力が前記オン状態であるときの前記モニタ値に対応する目標値に向けて、前記複数の時間ステップのそれぞれにおいて均等に増加するように設定され、
   前記複数の時間ステップの各時間ステップにおいて、前記出力制御回路は、
   当該時間ステップの前記部分目標値と、当該時間ステップにおいて取得した前記モニタ値との差分値を求め、
   前記印加電圧値を減少させるための減少値を、当該時間ステップにおいて求めた前記差分値に基づいて求め、
   当該時間ステップにおいて求めた前記減少値に基づいて前記印加電圧値を設定する、
   光送信器。

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