JP2935472B2 - 光波長可変フィルタ制御方法及び装置 - Google Patents

光波長可変フィルタ制御方法及び装置

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光波長多重通信システムなどに用いられる
光波長可変フィルタの制御方法及び装置に関する。
[従来の技術] 一般に、光波長可変フィルタは第5図に示す様な波長
と透過率の関係を有し、こうした光波長可変フィルタに
複数の波長の信号が多重された光信号が入力した場合
に、上記光波長可変フィルタの波長・透過率関係に応じ
た波長の信号が取り出される。通常、多重されている信
号の隣接した信号の波長間隔は、光波長可変フィルタの
半値幅(透過率が最大の点から50%の所の波長幅、第5
図参照)よりも広い為、こうしたフィルタに入力された
多重信号は1波長の信号のみ取り出される。このとき、
光波長可変フィルタの中心波長と取り出される信号の中
心波長が一致している場合に、この取り出される信号の
光量は最大になる。
光波長可変フィルタは波長可変用端子に制御電流を流
すことにより中心波長を可変できる為、その電流値と中
心波長との関係が分かっていれば、任意の波長に対した
電流を波長可変用端子に流すことにより任意の波長の信
号を取り出せる。
この様な光波長可変フィルタの制御方式の従来例を第
6図で説明する。第6図において、61は光波長可変フィ
ルタ、62は電圧電流変換器、63は定電流源回路である。
先ず、予め光波長可変フィルタ61の波長制御電流−波長
特性を正確に測定しておく必要がある。このフィルタ61
は温度に対して波長制御電流−波長特性が大きく変化す
るデバイスである為、上記測定は或る決められた温度に
安定代した状態で行なう。
この測定データより、電圧電流変換器62の電圧電流変
換特性を考慮した上で、上記フィルタ61の任意の波長に
対するこの変換器62への波長選択制御信号の関係を決め
ておく。更に、光波長可変フィルタ61の利得制御電流−
利得特性も測定しておく。
次に、この従来例の動作を説明する。先ず、温度を上
記測定時の温度に設定する。然る後、電流源63によりフ
ィルタ61の利得制御端子を介してフィルタ61へ利得制御
電流を流し、フィルタ61の利得を設定する。更に、波長
選択制御信号を任意の信号の波長に対する電圧に設定
し、これによりこの制御電圧は電圧電流変換器62で電流
に変換され、この電流が光波長可変フィルタ61の波長制
御端子を介してフィルタ61へ流される。
こうして、光波長可変フィルタ61は任意の信号の波長
に設定され、ここに複数の波長の信号が多重されている
光信号が入力されると、フィルタ1の中心波長と取り出
したい信号の中心波長が一致している為、フィルタ1の
透過特性に従って任意の波長の信号が出力される。
[発明が解決しようとする課題] しかし、上記従来例では、入力信号の波長が変化した
場合や光波長可変フィルタ61の中心波長が変化した場合
には、取り出される信号の光量が減少してしまい、最悪
の場合には信号が全く取り出せなくなる場合がある。よ
って、入力信号の安定代(光信号を送出するレーザダイ
オードの安定化)や光波長可変フィルタ61の中心波長を
安定化する為の温度安定化回路が必要であり、また光波
長可変フィルタ61の波長可変用端子に供給される電流値
を正確に設定でき且つ変動の少ない高精度、高安定の電
圧電流変換回路62が必要である。
しかしながら、その際の技術難度が高い為、光波長可
変フィルタ61の中心波長を常に一定にしておくことは困
難である。
更に、予め光波長可変フィルタ61の電流−波長特性を
正確に測定しておかねばならず、工数がかかるという欠
点もあった。
従って、本発明の目的は、上記の課題に鑑み、光入力
信号や光波長可変フィルタの中心波長が変動したとして
も常に任意の波長の信号を安定的に取り出すことができ
る光波長可変フィルタ制御方法及び装置を提供すること
にある。
[課題を解決するための手段] 本発明の光波長可変フィルタ制御方法は以下の通りで
ある。
光波長可変フィルタの取り出し波長の光と該フィルタ
で取り出されるべき光とのビート信号を検出し、このビ
ート信号に基づいて前記フィルタの取り出し波長を制御
することを特徴とする光波長可変フィルタ制御方法。
また、本発明の光波長可変フィルタ制御装置は以下の
通りである。
光波長可変フィルタと、該フィルタの取り出し波長の
光と該フィルタで取り出されるべき光とのビート信号を
検出する手段と、このビート信号に基づいて前記フィル
タの取り出し波長を制御する手段とを有する光波長可変
フィルタ制御装置。
上記制御方法及び制御装置における、前記フィルタの
取り出し波長の光としては、前記フィルタが発する光が
用いることができる。
例えば、以下のように制御するとよい。
光波長可変フィルタが発する直流光と複数の波長の信
号が多重されている光信号の中の上記直流光の波長に最
も近い波長の光信号とのビート信号を検出して、このビ
ート信号に基づいて光波長可変フィルタの中心波長を制
御して上記直流光の波長に最も近い波長に合わせればよ
い。
この場合、先ず、光波長可変フィルタの中心波長を合
わせたい波長の近くに設定しておけば、その後、自動的
にフィルタの中心波長が合わせたい光の波長に一致する
ことになる。
[実施例] 第1図は本発明の第1実施例のブロック図であり、第
2図は第1図の構成における光入力信号と光波長可変フ
ィルタの透過特性と透過光量の関係を示す図であり、第
3図は第1図におけるビート検出器の出力電圧波形を示
す図である。
第1図において、1は本発明によるシステムにおいて
制御される光波長可変フィルタ、2は光波長可変フィル
タ1の利得制御端子に接続され該フィルタ1の利得を決
める為の電流源、3−1、3−2は分岐器で分岐器3−
1は光入力信号の一部を合波器4に入力し残りを光波長
可変フィルタ1に入力する。分岐器3−2うは光波長可
変フィルタ1の出力光の一部を合波器4に入力し、残り
を光出力信号として取り出す。上記の如く、合波器4は
分岐器3−1と3−2からの光信号を合波し、合波器4
からの出力信号はこれを電気信号に変換するO/E変換器
5に入力される。更に、6はO/E変換器5の出力信号の
中から任意の信号の波長と光波長可変フィルタ1の出力
光の波長との差より生じるビートを検出する為のビート
検出器、7は波長選択制御信号とビート検出出力を加算
した電圧を電流に変換しフィルタ1の波長制御端子に波
長制御電流として流す為の電圧電流変換器である。
光波長可変フィルタ1は利得制御端子に流す電流によ
り透過率及び自らが発する光出力パワーを設定でき、ま
た波長制御端子に流す電流により中心波長を設定できる
機能を持ち、例えばDFB(分布帰還型)レーザ構造のも
の等が利用できる。O/E変換器5はPINフォトダイオード
やアバランシェフォトダイオード等が利用でき、ビート
検出器6はIF(中間周波数)アンプ及びローパスフィル
タ等で構成される構成が用いられる。
第1図の構成において、初期設定は次の様に行なわれ
る。電流源2はフィルタ1の利得制御端子に接続されて
おり、フィルタ1が若干発光する程度の電流を流してお
く。DFBレーザをフィルタ1に使用する場合は、発振し
きい値のやや上に電流を設定する。次に、波長選択制御
信号を、フィルタ1の波長制御電流と中心波長との関係
に基づいて、取り出したい波長に対応する電流をフィル
タ1の波長制御端子に流す様に設定する。この際、波長
選択制御信号は電圧電流変換器7で電流に変換され、フ
ィルタ1の波長制御端子に波長制御電流を供給する。光
波長可変フィルタ1は、こうした設定により、設定波長
の直流光を発している(第2図参照)。
ここで、フィルタ1にDFBレーザなどを使った場合
は、フィルタ1は入力方向(分岐器3−1の方向)へも
直流光を発しているので、この直流光がシステム構成上
問題になる場合は、フィルタ1と分岐器3−1の間又は
分岐器3−1の入力部にアイソレータを配置して、直流
光が入力方向へ行かない様に遮断するとよい。
次に、光入力信号として、複数の波長の信号が多重さ
れている光信号が入力された場合の動作を説明する。第
2図において、光入力信号はλ、・・・、λ、・・
・、λの波長を有し、λを光波長可変フィルタ1の
初期設定自の波長、λを取り出す任意の信号の波長と
する。
第1図において、分岐器3−1を通ってフィルタ1に
入力された光入力信号の一部は、フィルタ1の中心波長
λの設定誤差(取り出したい任意の信号の波長λ
の差)の為に斜線部のみ(第2図)フィルタ1を透過す
る。設定誤差がゼロの場合(λ=λ)は、最大光量
がフィルタ1を透過することは勿論である。
こうして、光波長可変フィルタ1の出力には、直流光
λと任意の信号の一部λが出力される。フィルタ1
のこうした出力は分岐器3−2で分岐され、一部は合波
器へ、残りは光出力信号として取り出されるが、この
際、光入力信号とフィルタ1の出力光へ一部は合波器4
で合波されてその出力はO/E変換器5で電気信号に変換
される。変換器5の出力には、フィルタ1の波長λ
(直流分)と入力信号光の波長λ〜λとの波長差
に応じたビート周波数が出力され、このビート周波数
は、上記波長差が小さい程、低い周波数になるので、λ
(直流分)とλ(取り出したい波長)との間で生じ
たビート周波数が一番低い周波数になる。ビート検出器
6はこのλとλとの間で生じたビート周波数成分を
検出する(これはローパスフィルタなどを用いて行な
う)。
このとき、ビート周波数成分は、合波器4に入力する
λとλとの光量が同程度の場合に検出が容易になる
ので、分岐器3−1、3−2に、、例えば、合波器4の
方向に常に一定光量を分岐する素子を使うか、合波器4
の2つの入力部に自動利得制御(AGC)機能付光増幅器
を用いれば、更にビート周波数を安定に検出できる。
この様にビート検出器6で検出されたビート周波数電
圧は波長選択制御信号に加算され、電圧電流変換器7の
出力電流を制御して光波長可変フィルタ1の中心波長を
変化させる。
第3図はビート検出器6の出力電圧の時間変化を示
し、電圧電流変化器7の出力電流もこれと同じ電流変形
を示す。光波長可変フィルタ1の波長制御端子の供給さ
れる波長制御電流が第3図の如く変化するので、フィル
タ1の中心波長もλ(第2図参照)を中心に短波長
側、長波長側へと繰り返し変化する。
ここで、フィルタ1の中心波長λが、λ(取り出
される信号の波長)に近付く方向に変化した時は、ビー
ト周波数は低くなり、λから遠ざかる方向に変化した
時は、ビート周波数は高くなる。その為、第3図の様に
ビート波形が変化し、その直流成分はλへ近付く方向
に変化し、λとλが一致したところで安定する(波
長選択制御信号が加算されたビート周波数電圧が入力さ
れる電圧電流変換器7がこの様な動作を行なう様に構成
されている)。両波長が一致すると、任意の信号λ
光波長可変フィルタ1を最大光量で透過する。
ここにおいて、任意の信号波長λ又は光波長可変フ
ィルタ1の中心波長λが温度変動などにより変化した
場合、新たにその波長差に応じたビート周波数成分が発
生し、そのビート信号により両波長λ、λが一致す
る方向に上記の如く制御がかかる。
取り出したい信号の波長を変えて他の波長の信号を選
択したい場合は、波長選択正置信号により光波長可変フ
ィルタ1の中心波長をその選択したい信号の波長の近く
に設定してやる。そうすれば、前記動作により両長
λ、λが一致する方向に制御がかかって、その信号
を取り出すことができる。
第4図は第2実施例のブロック図である。同図におい
て、第1図と同一番号のものは同一部材を示し、8はロ
ーパスフィルタ、9はピーク検出器である。
第2実施例における動作の特徴は、第1実施例では波
長可変フィルタ1の直流光の光量を一定にしておいた
(電流源2からの電流値を変化させない)のに対し、こ
の直流光の光量を安定時(λとλが一致する方向に
ある時)に減らす様に制御することにある。
波長選択制御信号によりλの光信号を選択した場
合、第1実施例と同様な動作により光出力信号としてλ
の信号が取り出される。しかし、この光出力信号には
フィルタ1の直流光が重畳されており(第2図参照)、
本来この直流光は不必要なものなのでこの直流光が少な
い方が好ましい。そこで、第2実施例では、この直流光
を減らす様に次の如く制御される。
ビート検出器6の出力は、第3図の如く、波長差が縮
まるに従ってビート周波数が低くなる。この信号をロー
パスフィルタ8に通すと、或る周波数以下になるとロー
パスフィルタ8の出力にビート周波数が表われる。この
信号をピーク検出器9でピーク検出することにより周波
数に応じた直流電圧が得られる。よって、この電圧で電
流源2の電流を変化させ、波長差(λとλの差)が
縮まるに従い光波長可変フィルタ1の直流光の光量を減
らす様に制御する(即ち利得を小さくする)。換言すれ
ば、ピーク検出器9からの直流電圧が入る電流源2は、
この様に、光波長可変フィルタ1の利得制御端子に供給
する電流を変化する様に構成されている。
以上の様にして、光出力信号には直流光を減少させた
任意の波長(λ)の信号を取り出すことができる。
[発明の効果] 以上説明した如く、本発明によれば、光波長可変フィ
ルタが発する直流光と光波長可変フィルタを通過しない
光信号(取り出したい波長の信号)とのビート信号を検
出し、それに基づいて光波長可変フィルタを制御して該
フィルタを通過する信号を上記取り出したい光信号に合
わせる構成となっているので、光入力信号又は光波長可
変フィルタの中心波長が変動したとしても常に任意の取
り出したい波長の信号を安定的に取り出すことが出来
る。
また、光波長可変フィルタの初期設定の際に、光波長
可変フィルタの中心波長と任意の信号の波長が正確に一
致している必要がないので、波長選択制御信号の精度が
悪くても不都合はなく、電圧電流変換器の構成も比較器
などを用いて簡易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の構成図、第2図は光入力
信号と光波長可変フィルタの透過特性と透過光量の関係
を示す図、第3図はビート検出器の出力の電圧波形を示
す図、第4図は本発明の第2実施例の構成図、第5図は
光波長可変フィルタの波長−透過率特性を示す図、第6
図は従来例を示す図である。 1……光波長可変フィルタ、2……電流源、3−1、3
−2……分岐器、4……合波器、5……O/E変換器、6
……ビート検出器、7……電圧電流変換器、8……ロー
パスフィルタ、9……ピーク検出器、……加算又は加
算器

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光波長可変フィルタの取り出し波長の光と
    該フィルタで取り出されるべき光とのビート信号を検出
    し、このビート信号に基づいて前記フィルタの取り出し
    波長を制御することを特徴とする光波長可変フィルタ制
    御方法。
  2. 【請求項2】前記フィルタの取り出し波長の光は、前記
    フィルタが発する光である請求項1に記載の光波長可変
    フィルタ制御方法。
  3. 【請求項3】前記フィルタの取り出し波長の光を、該フ
    ィルタの取り出し波長が前記フィルタで取り出されるべ
    き光の波長に合わされるに従って減らすように制御する
    請求項1もしくは2の記載の光波長可変フィルタ制御方
    法。
  4. 【請求項4】光波長可変フィルタと、該フィルタの取り
    出し波長の光と該フィルタで取り出されるべき光とのビ
    ート信号を検出する手段と、このビート信号に基づいて
    前記フィルタの取り出し波長を制御する手段とを有する
    光波長可変フィルタ制御装置。
  5. 【請求項5】前記フィルタの取り出し波長の光は、前記
    フィルタが発する光である請求項4に記載の光波長可変
    フィルタ制御装置。
  6. 【請求項6】前記フィルタの取り出し波長の光を、該フ
    ィルタの取り出し波長が前記フィルタで取り出されるべ
    き光の波長に合わされるに従って減らすように制御する
    手段を有する請求項4もしくは5に記載の光波長可変フ
    ィルタ制御装置。
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