JP2019169892A

JP2019169892A - 光通信装置、及びその制御方法

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Publication number: JP2019169892A
Application number: JP2018057349A
Authority: JP
Inventors: 規嘉奥; Noriyoshi Oku
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2019-10-03
Anticipated expiration: 2038-03-26
Also published as: JP7124374B2

Abstract

【課題】光送信波形の最適波形への自動調整を可能とする光通信装置、及びその制御方法を提供する。【解決手段】光通信装置は、信号品質モニタ機能を有するコヒーレントＤＳＰ（Digital Signal Processor）手段と、送出される光信号を変調する変調器と、上記変調器を駆動する変調器駆動手段と、上記変調器からの光信号を分岐して上記コヒーレントＤＳＰ手段へ導く光スイッチ手段と、上記変調器から導かれた光信号のモニタ結果に応じて、上記変調器駆動手段を調整すると共に、上記変調器の状態を調整する制御手段と、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、光通信装置、及びその制御方法に関し、特に光通信装置の送信波形の調整に関する。

光通信装置の光送信波形は、主に製造時に装置外の測定器類を利用して、最適な波形に調整される。例えば、光通信装置の装置外の光パワーメータ、波長系、コミュニケーションアナライザ、光スペクトラムアナライザといった測定器類を準備し、それら測定器類に光出力を入力する。そして状態を確認しながら、駆動制御回路、変調器制御回路、及びコヒーレントＤＳＰ（Digital Signal Processor）の調整箇所を個々に操作しながら、最適な光出力波形に調整する。

ここで調整されるパラメータ数は数十以上に及び、また調整した際のパラメータ情報は保持しておく必要がある。さらにこの調整は、光通信装置の変調方式ごとに行う必要があり、サポートする変調方式が多いほど、調整に時間を必要とする。またサポートする変調方式が多いほど、調整パラメータを保存する不揮発メモリの容量は増大する。

特許文献１は、光送受信モジュールの管理制御に関するものであり、送受信モジュールの光路に光路を切り替える光スイッチを挿入して、予備とされる送受信モジュールについて可変光減衰器を介して光送受信回路のフォトダイオードで受光することが、提案されている。これによって予備とされる送受信モジュールにおいても、可変光減衰器に対する制御電気信号と光減衰量との対応について、保持しておくことができる。

国際公開第２００９／０６０５２２号

近年の通信回線容量の増大により、単一波長あたりのビットレート上昇の要求が高まっている。しかしながら、４０ギガビット／秒や、さらに１００ギガビット／秒といった高速回線信号を単一波長で伝送するには、これまでの強度変調／直接検波方式では十分な伝送特性を得るのが困難であり、新たにデジタルコヒーレント方式が採用されている。

変調方式も、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）、８ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭといった多値変調方式が採用されてようとしている。多様な変調方式をサポートするにあたっては、最重要となるコヒーレントＤＳＰの機能として対応されるが、それだけではなくその特性を十分に利用するためには各変調方式に応じた光出力の調整が重要となる。

そしてその調整においては、調整箇所が多数あり、またその変調方式ごとに調整値、あるいは調整最適値が異なるため、それぞれに調整された値を製造時に見つけて、それを保持して動作させる必要がある。その結果、変調方式ごとに調整する必要があるためにサポートする変調方式の数だけ時間を要する。また、変調方式ごとにことなる調整値を保持するための不揮発メモリの容量もサポートする変調方式数に応じて大きくなる。したがって、製造時の調整時間削減及び調整値保持のための不揮発メモリの容量抑制が重要な課題である。

本発明の目的は、光送信波形の最適波形への自動調整を可能とする光通信装置、及びその制御方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る光通信装置は、信号品質モニタ機能を有するコヒーレントＤＳＰ（Digital Signal Processor）手段と、送出される光信号を変調する変調器と、上記変調器を駆動する変調器駆動手段と、上記変調器からの光信号を分岐して上記コヒーレントＤＳＰ手段へ導く光スイッチ手段と、上記変調器から導かれた光信号のモニタ結果に応じて、上記変調器駆動手段を調整すると共に、上記変調器の状態を調整する制御手段と、を含む。

本発明に係る光通信システムは、上記光通信装置と、光ファイバ伝送路を経由して上記光通信装置と接続され通信する通信相手の光通信装置とを含む。

本発明に係る光通信装置の制御方法は、光通信装置の制御方法は、信号品質モニタ機能を有するコヒーレントＤＳＰ（Digital Signal Processor）手段と、送出される光信号を変調する変調器と、上記変調器を駆動する変調器駆動手段と、上記変調器からの光信号を分岐して上記コヒーレントＤＳＰ手段へ導く光スイッチ手段とを含む光通信装置の制御方法であって、
上記変調器から導かれた光信号のモニタ結果に応じて、上記変調器駆動手段を調整すると共に、上記変調器の状態を調整する。

本発明によれば、光送信波形の最適波形への自動調整などを可能とする光通信装置、及びその制御方法を提供できる。

本発明の光通信装置が用いられる光通信システムを説明するための構成図である。本発明の上位レベル実施形態による光通信装置のブロック図である。本発明の一実施形態の光通信装置として、光送受信装置を説明するためのブロック図である。

本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。具体的な実施形態について説明する前に、本発明の上位レベル実施形態による光通信装置について説明する。

図１は、本発明の光通信装置が用いられる光通信システムを説明するための構成図である。図２は、本発明の上位レベル実施形態による光通信装置のブロック図である。図１の光通信システムは、光通信装置５０と、光ファイバ７０を経由して光通信装置５０と接続された光通信装置６０とを含む。

図２の光通信装置は、コヒーレントＤＳＰ手段５１と、制御手段５２と、変調器駆動手段５３と、変調器５４と、光スイッチ手段５５と、を含む。コヒーレントＤＳＰ手段５１は、信号品質モニタ機能を有する。変調器５４は、光信号を変調する。変調器駆動手段５３は、変調器５４を駆動する。光スイッチ手段５５は、変調器５４からの光信号を分岐してコヒーレントＤＳＰ手段５１へと導く。制御手段５２は、変調器５４からコヒーレントＤＳＰ手段５１へと導かれた光信号のモニタ結果に応じて、変調器駆動手段５３を調整すると共に、変調器５４の状態を調整する。

図２の光通信装置によれば、コヒーレントＤＳＰ手段５１の信号品質モニタ機能を利用して、コヒーレントＤＳＰ手段５１へと導かれた光信号のモニタ結果に応じて、変調器駆動手段５３を調整すると共に、変調器５４の状態を調整する。これにより光送信波形の自動調整が可能となる。以下、より具体的な実施形態について説明する。

〔一実施形態〕
図３は、本発明の一実施形態の光通信装置として、光送受信装置を説明するためのブロック図である。図３の光送受信装置１００は、光ファイバ伝送路１０１を経由して通信相手の光送受信装置と接続され通信する。

図３の光送受信装置１００は、コヒーレントＤＳＰ（Digital Signal Processor）１と、制御部２と、変調器駆動回路３と、第１ＩＴＬＡ（Integrated Tunable Laser Assembly）４と、変調器５と、変調器制御回路６と、第１光スイッチ７と、を含む。さらに図３の光送受信装置１００は、不揮発メモリ８と、ＩＣＲ（Integrated Coherent Receiver）１０と、ＩＣＲ制御回路９と、第２ＩＴＬＡ（Integrated Tunable Laser Assembly）１１と、モニタ回路１２と、カプラ１３と、第２光スイッチ１４と、を含む。

変調器駆動回路３は、変調器５を駆動する。変調器制御回路６は、変調器５を制御する。モニタ回路１２は、カプラ１３から分岐した光路の光レベルをモニタする。ＩＣＲ制御回路９は、ＩＣＲ１０を制御する。

第１ＩＴＬＡ４、第２ＩＴＬＡ１１は、外部からその周波数を可変できる波長可変光源であり、所定の波長を有するレーザ光を出射する。

制御部２は、変調器駆動回路３、変調器制御回路６、第１光スイッチ７、第２光スイッチ１４、モニタ回路１２、及びＩＣＲ制御回路９を制御する。

（光送信波形の調整方法）
図３の光送受信装置１００の光送信波形の調整方法について、説明する。図３の光送受信装置１００の電源投入後、光出力波形が安定するまでは、第１光スイッチ７及び第２光スイッチ１４を制御部２により、第１光スイッチ７と第２光スイッチ１４とが接続される方向に設定しておく。

このとき、以下のより具体的な調整手順で説明するような設定をしておくと、コヒーレントＤＳＰ１の有する信号品質モニタ機能により、現状の送信信号の品質状態をモニタすることができる。この状態において、使用したい変調モードでの変調器駆動回路３の有する調整可能な各パラメータ、変調器制御回路６の有する調整可能な各パラメータを順々に変化させ、コヒーレントＤＳＰ１でモニタできる信号品質、カプラ１３から分岐されたモニタ回路１２でモニタする光入力レベルを最適レベルになるように制御する。

その後、図３の光送受信装置１００は送信側主信号を、コヒーレントＤＳＰ１を経由し変調器駆動回路３、変調器５、第１光スイッチ７を経由して、光ファイバ伝送路１０１へと送出する。また図３の光送受信装置１００の受信側主信号は光ファイバ伝送路１０１から、第２光スイッチ１４、カプラ１３、ＩＣＲ１０を経由して、コヒーレントＤＳＰ１へと送られる。さらにコヒーレントＤＳＰを経由して、装置外へ出力されるという通常動作を行う。

（より具体的な調整手順）
図３の光送受信装置１００について、より具体的な調整手順について説明する。

（１）変調モードの選択
外部から変調モードの情報を入手して、制御部２内でそれに合わせた調整パラメータの設定を行う。

（２）外部からデータ信号入力
図３の光送受信装置１００の外部から、データ信号を入力する。

（３）光信号折り返し状態に設定
図３の光送受信装置１００の送信側の出力（変調器５の出力）が、受信側（カプラ１３）に入るように、第１光スイッチ７と第２光スイッチ１４とを切り替える。

（４）送信光源である、第１ＩＴＬＡ４の光出力の仮調整
モニタ回路１２でモニタして、光送信出力を設定する。

（５）変調器５の初期設定
不揮発メモリ８内の初期設定パラメータを用いて、変調器駆動回路３を調整し、変調器制御回路６を駆動して変調器５のパラメータを初期設定する。

（６）受信側の設定
（６ａ）局発光源である、第２ＩＴＬＡ１１を、所望の光送信出力に設定する。

（６ｂ）ＩＣＲ１０の出力レベルを調整する。ＩＣＲ１０の出力レベルは、コヒーレントＤＳＰ１への入力レベルである。

（７）送信側の設定
（７ａ）コヒーレントＤＳＰ１の信号品質モニタ機能を用いて、変調器駆動回路３のデータ信号振幅を調整する。さらにコヒーレントＤＳＰ１の信号品質モニタ機能を用いて、変調器制御回路６のバイアスを調整する。

（７ｂ）モニタ回路１２でモニタして、光送信出力を調整する。

（８）光信号折り返し状態の解除
上記パラメータが各々のターゲット値を満足していることを確認した後、図３の光送受信装置１００の送信側の出力（変調器５の出力）が、光ファイバ伝送路１０１へ、また光ファイバ伝送路１０１からの光信号が、受信側（カプラ１３）に入るように、第１光スイッチ７と第２光スイッチ１４とを切り替える。

図３の光送受信装置１００の送信機能に関わるパラメータとしては、次のものが挙げられる。なおここで送信機能に関わるパラメータは、変調モード毎に必要なものである。
＜送信側＞
・光出力
バイアス制御に関するパラメータ（ＡＢＣ：auto bias control）
・LNOUTMON x2 (X/Y)
・PHDCMON x2 (X/Y)
・Dither x4 (XI/XQ/YI/YQ/XPhase/YPhase)
（波長特性） x波長数
・光出力
・LNOUTMON x2 (X/Y)
・DAC SKEW
＜受信側＞
・LO出力（ＬＯ：Local Oscillatorの光出力）
・LOS
・OPR
・RX SKEW
・AD入力振幅
（効果の説明）
本実施形態によれば、次のような効果がもたらされる。

第一の効果は、図３の光送受信装置１００内にて自律で光出力波形の調整を行うことができるので、製造時に個別に調整し、調整パラメータを求める必要がない。これにより、調整にかかる時間を抑制できる。

第二の効果は、図３の光送受信装置１００では変調方式ごとに調整パラメータを保存する必要がないため、不揮発メモリの容量を抑制できる。

第一、第二の効果は、いずれも製品となるときの原価低減に寄与する。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。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に含まれることはいうまでもない。

本発明の利用分野として、光伝送装置、ネットワーク装置における光送受信装置が挙げられる。

１コヒーレントＤＳＰ
２制御部
３変調器駆動回路
４第１ＩＴＬＡ
５変調器
６変調器制御回路
７第１光スイッチ
８不揮発メモリ
９ＩＣＲ制御回路
１０ＩＣＲ
１１第２ＩＴＬＡ
１２モニタ回路
１３カプラ
１４第２光スイッチ

Claims

信号品質モニタ機能を有するコヒーレントＤＳＰ（Digital Signal Processor）手段と、送出される光信号を変調する変調器と、前記変調器を駆動する変調器駆動手段と、前記変調器からの光信号を分岐して前記コヒーレントＤＳＰ手段へ導く光スイッチ手段と、前記変調器から導かれた光信号のモニタ結果に応じて、前記変調器駆動手段を調整すると共に、前記変調器の状態を調整する制御手段と、を含む光通信装置。
前記制御手段は、前記モニタ結果に応じて、前記変調器駆動手段のデータ信号振幅を調整する、請求項１に記載の光通信装置。
前記変調器を制御する変調器制御手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記モニタ結果に応じて、前記変調器制御手段のバイアスを調整する、請求項１又は請求項２に記載の光通信装置。
前記調整のためのパラメータを、変調モード毎に保持する不揮発メモリをさらに含む、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光通信装置。
信号入力を検知して前記変調器駆動手段の調整を開始し、前記変調器駆動手段を調整するためのパラメータがターゲット値を満たしていることを確認して調整を完了する、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の光通信装置。
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光通信装置と、光ファイバ伝送路を経由して前記光通信装置と接続され通信する通信相手の光通信装置と、を含む光通信システム。
信号品質モニタ機能を有するコヒーレントＤＳＰ（Digital Signal Processor）手段と、送出される光信号を変調する変調器と、前記変調器を駆動する変調器駆動手段と、前記変調器からの光信号を分岐して前記コヒーレントＤＳＰ手段へ導く光スイッチ手段とを含む光通信装置の制御方法であって、
前記変調器から導かれた光信号のモニタ結果に応じて、前記変調器駆動手段を調整すると共に、前記変調器の状態を調整する、光通信装置の制御方法。
前記モニタ結果に応じて、前記変調器駆動手段のデータ信号振幅を調整する、請求項７に記載の光通信装置の制御方法。
前記調整のためのパラメータを、変調モード毎に保持する、請求項７又は請求項８に記載の光通信装置の制御方法。
信号入力を検知して前記変調器駆動手段の調整を開始し、前記変調器駆動手段を調整するためのパラメータがターゲット値を満たしていることを確認して調整を完了する、請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の光通信装置の制御方法。