JP3999012B2 - 波長可変光フィルタの制御方法および制御装置 - Google Patents
波長可変光フィルタの制御方法および制御装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重（ＷＤＭ）信号光から所望の波長の光信号を選択分離する波長可変光フィルタの制御方法および制御装置に関し、特に、複数の波長の光信号に対する選択分離を一括処理するときの波長可変光フィルタの制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットトラフィックを中心とするデータ通信需要の爆発的な増大に伴い、バックボーンネットワークの大容量化および超長距離化が求められている。また、ユーザの利用するサービスも多種多様となることから高信頼で柔軟性に富み、かつ、経済的なネットワークも同時に実現することが求められている。
【０００３】
現状、波長多重（ＷＤＭ）伝送技術と光増幅技術により大容量化および超長距離化は飛躍的に進み伝送路コストの低減を可能としている。しかし、伝送信号の高速化および大容量化に追従させてネットワークノードの情報処理能力を増大させる場合、従来の光電気変換および電気スイッチ方式では、ノードコストの増大、大規模化をもたらす。このような背景からノードの経済化や小型化のため、大規模な電子回路を光部品に置き換え、光波長領域の光パスの単位で様々な処理を行う光分岐挿入（ＯＡＤＭ）装置、光クロスコネクト（ＯＸＣ）装置の開発が期待されている。
【０００４】
これらの装置の中では、光をＯＮ／ＯＦＦする、光を減衰させる、１×ｎに切り換える等の機能を持つ光スイッチや、波長毎に信号光を振り分ける波長フィルタなどの多くの光機能デバイスが用いられる。
上記のような光機能デバイスの中でＷＤＭ信号光の中から所望の複数の波長の光信号を一括して処理できるデバイスは、ＯＡＤＭを実現する上で重要なキーデバイスである。この一括処理のできるデバイスとは、例えば、多波長の光信号の一括ブロックや一括ドロップなどが可能なデバイスであって、具体的には、例えば音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ；Acousto Optic Tunable Filter）やファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ；Fiber Bragg Grating）フィルタ等のデバイスが知られている。
【０００５】
図１４は、従来のＡＯＴＦを用いたＯＡＤＭノードのネットワーク構成の一例を示す図である。
図１４に示すようなネットワーク構成の各ＯＡＤＭノードは、所望の波長の光信号を選択してドロップする機能あるいはブロックする機能が必要になる。複数の波長の光信号の一括ドロップは、２つ以上のリング網あるいはネットワークが重なりあった部分のノード（図１４ではノード１）で要求される機能であって、一方のネットワークから他方のネットワークに複数の波長の光信号を送り込むときに必要とされる。複数の波長の光信号の一括ブロックは、ノード内を通過する光信号の中で終端させる必要がある波長の光信号や挿入される光信号と波長が重なる光信号などの通過を阻止する場合に必要とされる機能である。各ＯＡＤＭノードでは、任意の波長に対して光信号の分岐挿入が可能であることがネットワークを柔軟に運営するために重要である。このためには、上記のような一括処理も任意の波長の光信号に対して行う必要があり、波長可変機能を有するＡＯＴＦなどの波長可変光フィルタは有用である。
【０００６】
図１５は、図１４の各ノードに用いられるＯＡＤＭ装置の構成例を示す図である。図１５のＯＡＤＭ装置は、ネットワークのワークチャネルおよびプロテクションチャネルにそれぞれ対応したＯＡＤＭユニット（Ｗ）およびＯＡＤＭユニット（Ｐ）を有し、各々のＯＡＤＭユニットでは伝送されるＷＤＭ信号光に対するドロップ処理、ブロック処理およびアド処理がそれぞれ行われる。この構成例におけるドロップ処理では、入力されるＷＤＭ信号光の一部が入力側の光カプラで分離された後にさらに所要の波長数に応じて分けられ、それらの各分岐光からドロップ型ＡＯＴＦを用いて所望の波長の光信号が選択的に分岐される。ブロック処理では、入力側の光カプラを通過したＷＤＭ信号光がリジェクト型ＡＯＴＦに送られることで所望の波長の光信号の通過が阻止される。アド処理では、このノードにおいてＷＤＭ信号光に挿入する所要の波長の光信号が波長多重された後に出力側の光カプラに送られてリジェクト型ＡＯＴＦを通過したＷＤＭ信号光に挿入される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、波長可変光フィルタを用いて所望の複数の波長の光信号を選択分離する場合には、そのフィルタリング特性の透過中心波長を上記所望の各波長に完全に一致させる必要がある。波長可変光フィルタの透過中心波長が光信号の波長に一致していないと、ブロック処理ではリジェクションレベルの劣化や他チャンネルの光信号の誤ったブロッキング等が生じ、また、ドロップ処理では波長可変光フィルタにおける挿入損失の増大や他チャンネルの光信号の誤ったドロップ等が生じてしまうことになって、ＯＡＤＭノードで実行される処理の結果としては致命的となる。
【０００８】
一般的に、半導体レーザ（ＬＤ）等を用いた送信光源の波長は揺らぎを持ち、また、波長可変光フィルタ自体についても経時変化、環境変化、制御誤差等で透過中心波長に揺らぎが生じる。したがって、ＯＡＤＭノードの安定動作を実現するためには、上記のような波長ずれによる誤差を検出して波長可変光フィルタの制御にフィードバックするトラッキング制御が必須となる。
【０００９】
このトラッキング制御は、例えば、ブロック処理の場合には、通過が阻止された光信号に対して相補的な関係にある光信号を波長可変光フィルタからモニタ光として取り出し、そのモニタ光が最大になるように波長可変光フィルタを制御する。また、ドロップ処理の場合には、波長可変光フィルタで分岐したドロップ光の一部をモニタ光として分岐し、そのモニタ光が最大になるように波長可変光フィルタを制御する。
【００１０】
このような波長可変光フィルタのトラッキング制御は、例えば、選択分離する波長毎に個別に行われる場合が多く、この場合、当該波長に対する誤差だけが検出されてその結果が該当する透過中心波長の制御にフィードバックされる。複数の波長の光信号に対するブロック処理またはドロップ処理を一括して行うときには、前述したモニタ光も複数の波長成分が一括して出力されるので、検出される誤差信号がどの波長のモニタ光に対応するものなのかを特定する必要が生じる。
【００１１】
誤差信号の対応波長を特定する方法としては、例えば、制御対象となる波長に対応した駆動信号にパイロットトーン（あるいはディザリング）を付加する方法、あるいは、各々の波長毎に異なる周波数のディザリングを駆動信号に付加する方法等がある。このような方法により誤差信号の対応波長を識別することは可能になるが、一括処理する波長数が増えることによりまとめて出力されるモニタ光の数が増加すると、トラッキング制御したい波長以外のモニタ光のパワーが増加し、それらの成分が誤差信号に対して雑音となってしまう。このため、一括処理の波長数増加で誤差信号の検出精度が低下した場合、波長可変光フィルタのトラッキング制御が困難となる可能性が生じる。
【００１２】
また、波長可変光フィルタのトラッキング制御が困難となる理由は、上記の他にも例えば、モニタ光の受光処理に用いられる受光器および電子回路のアンプの飽和を考慮し、それらのダイナミックレンジを予め広くとって飽和を避けるようにすると、検出される誤差信号の振幅が相対的に小さくなるため、誤差信号のＳ／Ｎ比が劣化してしまうという理由もある。
【００１３】
具体的に、例えば１０波の光信号をリジェクション型ＡＯＴＦを用いて一括してブロックする場合のトラッキング制御を考えてみる。この場合、ブロックする各光信号の波長にそれぞれ対応して設定された周波数を持つ１０波のＲＦ信号をリジェクション型ＡＯＴＦに印加することで、１０波の光信号の通過を阻止することが可能になる。このときのトラッキング制御は、１０波のＲＦ信号のうちの９波のＲＦ信号は固定とし、１波のＲＦ信号だけにディザリング等を付加するようにしてそのＲＦ信号のフィードバック制御を行い、それを１０波のＲＦ信号のすべてについて順次実行することになる。
【００１４】
このようなトラッキング制御においては、例えば図１６に示すように、リジェクション型ＡＯＴＦで通過が阻止される１０波の光信号に対応したモニタ光の受光処理に用いられるモニタ回路について、１０波分のモニタ光を受けても飽和しない設計としておく必要がある。このため、１波の光信号だけをブロックする場合のトラッキング制御に用いられるモニタ回路と比べて、１０波に対応したモニタ回路では１波に割り振られる受光電圧が必然的に小さくなる。つまり、リジェクション型ＡＯＴＦで通過を阻止することが可能な最大波長数を増やすほど、その最大波長数を見込んだ形でモニタ回路が設計されるため、１波あたりに割り振られる受光電圧が減少し、トラッキング制御を実行しているチャネル（図１６の例ではリジェクトｃｈ．６）に対応したモニタ光のパワー変動を正確に判断することが困難となる。
【００１５】
さらに、波長可変光フィルタのトラッキング制御が困難となる別の理由として、例えば、駆動信号に付加するディザリングの周波数に近い他の波長の揺らぎが誤差信号の検出精度を劣化させることもあり得る。また、複数の波長に対応したモニタ光を一括して受光するので、各モニタ光の波長変動や偏波変動が重なり合って微小なパワー変動が生じる可能性もあり、そのようなパワー変動がトラッキングによる誤差成分と重なり合いトラッキング制御を難しくすることも考えられる。
【００１６】
上述したような波長可変光フィルタのトラッキング制御に関する問題点を解決する１つの方式として、例えば、複数の波長の光信号の一括処理に対応してまとめて出力される各波長のモニタ光を、別に用意した光フィルタを用い波長毎に分離して各々に対応した誤差信号を検出する方式が考えられる。しかしながら、この方式を実現させるためには、例えばアレイ型導波路格子（ＡＷＧ；Arrayed Waveguide Grating）等の固定フィルタや波長可変光フィルタなどが新たに必要となり、また、波長毎に分離した複数のモニタ光に対応させて受光器および電子回路をそれぞれ設けることも必要になるため、制御装置を含めた波長可変光フィルタの大型化や高コスト化を招いてしまうという欠点がある。
【００１７】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、一括して選択分離する波長数に依らずに波長可変光フィルタの駆動状態の制御を確実に安定して行うことのできる波長可変光フィルタの制御方法および制御装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる波長可変光フィルタの制御方法は、複数の異なる任意の波長の光信号を一括して選択分離する波長可変光フィルタについて、波長可変光フィルタの駆動状態を変化させ、波長可変光フィルタから取り出したモニタ光のパワーに基づいて、波長可変光フィルタの波長特性が予め設定した複数の異なる任意の選択波長に対応した波長特性に近づくように制御する方法であって、（１）波長可変光フィルタで選択分離される任意の波長の各光信号に対応したモニタ光を一括して取り出して受光し、その受光したモニタ光のパワーに応じてレベルが変化するモニタ信号を生成し、（２）その生成したモニタ信号の交流成分を抽出し、（３）その抽出した交流成分のレベル変化に基づいて、波長可変光フィルタの駆動状態を各光信号に対して順次に制御するようにしたものである。
【００１９】
かかる波長可変光フィルタの制御方法によれば、波長可変光フィルタから取り出したモニタ光の受光パワーに応じたモニタ信号について、その変動成分（差）だけを示す交流成分が抽出され、その交流成分のレベル変化を基に駆動状態が各光信号に対して順次に制御されることで、一括して選択分離する波長数に依らずに、波長可変光フィルタの駆動状態の制御を確実に安定して行うことができるようになる。
【００２０】
また、上記波長可変光フィルタの制御方法については、抽出した交流成分から波長可変光フィルタの駆動状態の変化に対応したレベル変動成分のみを抽出し、その抽出レベル変動成分に基づいて波長可変光フィルタの駆動状態の制御を各光信号に対して順次に行うようにするのが好ましい。これにより、波長可変光フィルタの駆動状態を変化させたことによって生じるモニタ信号のレベル変動と、それ以外の要因によって生じるモニタ信号のレベル変動とが混同してしまう可能性が低減されるため、波長可変光フィルタの駆動状態の制御をより確実に安定して行うことが可能になる。
【００２１】
さらに、上記波長可変光フィルタの制御方法については、モニタ信号の直流成分を抽出し、その抽出した直流成分のレベルに基づいて、波長可変光フィルタの駆動状態を各光信号に対して順次に制御するようにしてもよい。これにより、交流成分のレベル変化に基づいて、モニタ光パワーの変動成分に応じた制御が行われると共に、直流成分のレベルに基づいて、モニタ光パワーの絶対値に応じた制御も実行できるようになるめ、波長可変光フィルタの駆動状態の制御をより柔軟に行うことが可能になる。
【００２２】
加えて、上記波長可変光フィルタの制御方法についての具体的な処理として、波長可変光フィルタの駆動状態を、予め設定した基準状態からの変化量が互いに等しい第１状態および第２状態に変化させ、モニタ信号から抽出した交流成分のレベル値の符号に応じて、次の周期の制御における基準状態を第１状態および第２状態のいずれに設定するかを判別するようにしてもよい。このような具体的な処理によれば、波長可変光フィルタの駆動状態がトラッキング制御されて最適化されるようになる。
【００２３】
本発明にかかる波長可変光フィルタの制御装置は、複数の異なる任意の波長の光信号を一括して選択分離する波長可変光フィルタについて、波長可変光フィルタの駆動状態を変化させ、波長可変光フィルタから取り出したモニタ光のパワーに基づいて、波長可変光フィルタの波長特性が予め設定した複数の異なる任意の選択波長に対応した波長特性に近づくように制御する装置であって、波長可変光フィルタで選択分離される任意の波長の各光信号に対応したモニタ光を一括して取り出して受光し、その受光したモニタ光のパワーに応じてレベルが変化するモニタ信号を生成する受光部と、その受光部で生成されたモニタ信号の交流成分を抽出する交流成分抽出部と、その交流成分抽出部で抽出した交流成分のレベル変化に基づいて、波長可変光フィルタの駆動状態を前記各光信号に対して順次に制御する制御部と、を備えて構成されるものである。
【００２４】
かかる波長可変光フィルタの制御装置では、波長可変光フィルタから取り出したモニタ光が受光部で受光されて受光パワーに応じたモニタ信号が生成され、そのモニタ信号の変動成分（差）だけを示す交流成分が交流成分抽出部で抽出される。そして、制御部によって、抽出された交流成分のレベル変化を基に波長可変光フィルタの駆動状態が各光信号に対して順次に制御されることで、一括して選択分離する波長数に依らずに、波長可変光フィルタの駆動状態の制御を確実に安定して行うことができるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略することにする。
図１は、本発明にかかる波長可変光フィルタの制御装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【００２６】
図１において、波長可変光フィルタ１は、ＷＤＭ信号光の中から所望の複数の波長の光信号を一括して選択分離できるデバイスであり、駆動装置２からの駆動信号に応じて一括処理する光信号の各波長を可変に設定することができる。この波長可変光フィルタ１の波長設定をトラッキング制御する制御装置３は、例えば受光部３Ａ、交流成分抽出部３Ｂおよびトラッキング制御部３Ｃを有する。
【００２７】
受光部３Ａは、波長可変光フィルタ１から取り出されるモニタ光を受光してそのトータルパワーに応じた電気信号を生成する。交流成分抽出部３Ｂは、受光部３Ａから出力される電気信号の交流成分を抽出してトラッキング制御部３Ｃに出力する。トラッキング制御部３Ｃは、交流成分抽出部３Ｂによって抽出された交流成分を基に誤差信号を検出し、その検出結果に応じて、波長可変光フィルタ１で選択分離される各光信号の波長設定を順次トラッキング制御するための制御信号を制御装置２に出力する。
【００２８】
図２は、図１の制御装置３についての具体的な構成例を示す回路図である。
図２の回路例では、波長可変光フィルタ１から取り出されるモニタ光が受光器３０で受光され、受光パワーに応じて発生する電流信号が抵抗器３１で電圧信号に変換される。この受光パワーに応じた電圧信号は、受光器３０と抵抗器３１の間のノードに一方の電極が接続されたキャパシタ３２に印加され、その交流成分のみがキャパシタ３２の他方の電極に接続する増幅器３３に出力される。増幅器３３では、キャパシタ３２により抽出された電圧信号の交流成分が所要のレベルまで増幅されてＡ／Ｄコンバータ３４に出力され、Ａ／Ｄコンバータ３４では、増幅されたアナログの交流成分が、所要の分解能に従ってデジタル信号に変換されてＣＰＵ３５に送られる。ＣＰＵ３５では、デジタル信号に変換された電圧信号の交流成分に基づいて、後述するように波長可変光フィルタ１の波長設定についてのトラッキング制御が実施される。
【００２９】
なお、ＣＰＵ３５でのトラッキング制御におけるモニタ電圧の判断処理が、以下で説明するように符号の正負に基づいて行われるため、上記のＡ／Ｄコンバータ３４としては、バイポーラ入力に対応したタイプのＡ／Ｄコンバータを使用するのが望ましい。ただし、ユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータであっても回路に工夫を施すことで使用可能である。ユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータを使用する場合の回路構成については、他の実施形態において詳しく説明することにする。
【００３０】
次に、制御装置３により行われるトラッキング制御について、図３および図４を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態におけるトラッキング制御は、波長可変光フィルタ１で一括して選択分離される複数の波長の光信号について、各々の波長毎に順次個別に行われるものとする。各波長についてのトラッキング制御は、制御対象の波長に対応した駆動信号の供給状態（例えば周波数やパワー等）を僅かに変化させ、それによって発生するモニタ光パワーの変動を誤差信号として検出し、その誤差信号に応じて駆動信号をフィードバック制御することにより、波長可変光フィルタ１の波長設定を最適化する。
【００３１】
上記のトラッキング制御を具体的に説明するため、波長可変光フィルタ１で選択分離される光信号の波長が、駆動信号の例えば周波数に応じて変化する場合を考える。この場合、制御対象の波長に対応した駆動信号の周波数を変化（ディザリング）させることにより、制御装置３で検出されるモニタ光のパワーは、駆動信号の周波数に対して例えば図３に示すように変化するようになる。駆動信号の周波数を変化させる動作は、ある時点で設定されている駆動信号の周波数がｆ0であるとき、その周波数ｆ0を低周波側にΔｆだけ離れた周波数ｆ-（＝ｆ0−Δｆ）と、高周波側に同じくΔｆだけ離れた周波数ｆ+（＝ｆ0＋Δｆ）との間で変化させることにより行われる。図３の一例では、周波数ｆ-のときのモニタ光パワーがａ点に該当し、周波数ｆ0のときのモニタ光パワーがｂ点に該当し、周波数ｆ+のときのモニタ光パワーがｃ点に該当することになる。そして、ａ点のモニタ光パワーとｃ点のモニタ光パワーとを比較して、モニタ光パワーの大きい方に対応した周波数が次の周期の制御における中心周波数となるように、駆動信号の状態を制御する。図３に示した周波数の設定状態の場合、低周波側のａ点におけるモニタ光パワーよりも高周波側のｃ点におけるモニタ光パワーの方が大きいので、次の周期の制御における中心周波数はｆ+に設定されることになる。
【００３２】
このようなモニタ光パワーの大小関係は、従来の場合、図３の右側に示すような波形の誤差信号に基づいて判別されることになるが、上述の図１６などに示したように波長可変光フィルタ１で一括処理する波長数が増えると上記の判別が困難になる。そこで、本実施形態の制御装置３では、交流成分抽出部３Ｂとして機能するキャパシタ３２によって抽出した交流成分の電圧信号を基にモニタ光パワーの大小関係を判別することで、一括処理する波長数に依らない安定したトラッキング制御を実現している。
【００３３】
具体的に、キャパシタ３２によって抽出される交流成分の波形は、例えば図４に示すように、モニタ光の受光後の電圧信号の変動成分（差）だけを示すものとなる。なお、図４の波形は、前述の図３において駆動信号の周波数をｂ点、ｃ点、ｂ点、ａ点、ｂ点、ｃ点、ｂ点と順に変化させた場合の一例を示している。このような交流成分についてモニタされる電圧値に関しては、ｂ点からｃ点への変化時に「増加」、ｂ点からａ点への変化時に「減少」、ａ点からｂ点への変化時に「増加」、ｂ点からｃ点への変化時に「減少」、ａ点からｂ点を通過してｃ点への変化時に「増加」、ｃ点からｂ点を通過してａ点への変化時に「減少」がそれぞれ判別可能である。また、各々の変動成分の大きさは、同じ「増加」であってもｂ点からｃ点への変化量よりａ点からｂ点への変化量の方が大きく、同じ「減少」であってもｃ点からｂ点への変化量よりｂ点からａ点への変化量の方が大きい。このような交流成分のモニタ電圧の変化を利用して、本実施形態では、ｂ点からａ点への変化とｂ点からｃ点への変化とを比較することにより、次の周期の制御における駆動信号の中心周波数が設定される。
【００３４】
ｂ点からａ点およびｃ点への変化を比較する際、例えば、駆動信号の周波数をｂ点、ｃ点、ｂ点、ａ点と順に変化させた場合、ｃ点については、制御の開始点であって周波数が変化していないｂ点からの変化量をモニタすることになり、また、ａ点については、周波数が変化の途中にあるｂ点からの変化量をモニタすることになる。このため、各々の変化量を同等の条件で比較することができないという問題点が生じる。このような問題点を解消して同じ条件での変化量を比較するために、ここでは、駆動信号の周波数をｂ点から一旦それ以外の点に変化させ、ｂ点に戻した後からａ点およびｃ点へのそれぞれの変化を比較するようにする。具体的に、図４の一例では、駆動信号の周波数をｂ点からｃ点へ変化させた後にｂ点へ戻し、そこからａ点およびｃ点（図４で丸印を付した点）へのそれぞれの変化を比較することになる。
【００３５】
また、ｂ点からａ点およびｃ点への変化をそれぞれモニタするタイミングは、例えば、駆動信号の周波数を各点に変化させてから所要の時間が経過した後に行うようにするのが望ましい。具体的に、図４では、ＭA点、ＭC点における各電圧値をモニタするようにしている。このようなタイミングで電圧値をモニタすることにより、周波数が変化した直後における不安定な状態の電圧値をモニタしてしまうことが避けられるため、安定したトラッキング制御の実現が可能になる。
【００３６】
ＭA点およびＭC点についての各電圧値がモニタされると、各々の電圧値の比較が行われ、予め定めた判断基準に従って次の周期の制御における中心周波数が決定される。上記の判断基準は、例えば、ａ点の電圧値およびｃ点の電圧値のいずれか一方が正（＋）の値であれば、その正の値が得られた方に対応する周波数を次の周期の制御における中心周波数とする。また、ａ点およびｃ点の各電圧値の絶対値に関係なく、双方の電圧値が正（＋）または負（−）で同じ符号になる場合には、次の周期の制御における中心周波数を変化させることなくｂ点のままとする。
【００３７】
このような判断基準に従って次の周期の制御における中心周波数が決定されると、上記の場合と同様にして、その中心周波数から低周波側および高周波側にそれぞれΔｆだけ変化させた２点についてのモニタ電圧の比較が繰り返される。これにより、モニタ光のパワーが最大値近傍（図３参照）で安定となるように、駆動信号の周波数がトラッキング制御されるようになる。そして、このようなトラッキング制御が、波長可変光フィルタ１で一括して選択分離される複数の波長の光信号について順次実行されることにより、波長可変光フィルタ１のフィルタリング特性が各波長に対応して最適化されるようになる。
【００３８】
上記のように第１実施形態の制御装置３によれば、一括処理する波長数に依らずに、波長可変光フィルタ１のトラッキング制御を確実に安定して行うことができる。このような制御装置３を用いた波長可変光フィルタ１が上述の図１５に示したようなＯＡＤＭ装置に適用されれば、ＯＡＤＭノードでのＷＤＭ信号光に対する任意の波長の一括ドロップまたは一括ブロックを確実に実行することが可能になる。
【００３９】
次に、本発明にかかる波長可変光フィルタの制御装置の第２実施形態について説明する。
図５は、第２実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
図５において、本実施形態の制御装置３ａの構成が前述の図２に示した制御装置３の構成と異なる部分は、増幅器３３の出力端子とＡ／Ｄコンバータ３４の入力端子との間にローパスフィルタ（ＬＰＦ）３６を挿入した部分である。上記以外の他の部分の構成は、第１実施形態の場合と同様である。
【００４０】
ローパスフィルタ３６は、入力信号について、予め設定した周波数以上の成分を遮断する一般的な高域遮断フィルタである。このローパスフィルタ３６は、例えば、波長可変光フィルタ１に接続される光ファイバを揺らすことで生じる光パワーの変動や光アンプの出力変動などがあった場合に、その変動成分と駆動信号のトラッキングによる光パワーの変動成分とが混同してしまう可能性を回避するために設けられている。すなわち、具体例を挙げて説明すると、駆動信号のトラッキング（例えば、周波数の変化）を１秒間に５００回行った場合、それによる光パワーの変動成分は５００Ｈｚの交流信号となる。このような場合には、ローパスフィルタ３６で例えば１ｋＨｚ以上の周波数成分を遮断することによって、上記のような変動成分の混同が発生し難くなる。これにより、第２実施形態の制御装置３ａは、第１実施形態の場合に比べて、波長可変光フィルタ１のトラッキング制御をより確実に安定して実行することが可能になる。
【００４１】
なお、上記の第２実施形態では、ローパスフィルタ３６を増幅器３３とＡ／Ｄコンバータ３４の間に挿入したが、キャパシタ３２と増幅器３３の間にローパスフィルタ３６を挿入するようにしてもよい。また、１つのローパスフィルタを挿入するようにしたが、例えば図６に示す制御装置３ａ’のように、遮断周波数の異なる複数（図では２つ）ローパスフィルタ３６，３６’を並列に設け、制御周波数に応じてローパスフィルタ３６，３６’の切り替えを行うようにしても構わない。さらに、ここではトラッキング以外による変動成分を遮断するためにローパスフィルタを設けたが、予め設定した周波数以下の信号成分を遮断するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を設けることも可能であり、加えて、ローパスフィルタとハイパスフィルタの組み合わせによりトラッキング以外による変動成分を遮断するようにしてもよい。また、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタを組み合わせる代わりに、トラッキングによる変動成分に対応した通過帯域を持つバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いることも可能である。
【００４２】
図７には、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタを組み合わせた制御装置の具体的な回路例を示しておく。この回路例においては、モニタ電圧の交流成分を抽出するキャパシタＣ１および抵抗器Ｒ１，Ｒ２からなるハイパスフィルタと、アンプＡ２、抵抗器Ｒ６，Ｒ７およびキャパシタＣ２からなるローパスフィルタとが、アンプＡ１および抵抗器Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５からなる増幅器を介して直列に接続され、トラッキング以外による変動成分が除去されたモニタ電圧信号ＭＯＮが、ここでは図示を省略したＡ／Ｄコンバータを介してＣＰＵに送られる。なお、図７には、受光器へのモニタ光の入力パワーを−１０ｄＢｍ／ｃｈとして最大１０波（＋０ｄＢｍ）のモニタ光が入力され、１ｋＨｚ程度の周波数でトラッキング制御を行うことを想定した場合における各回路要素の具体的な数値の一例を挙げておいたが、本発明はこれに限定されるものではない。このような制御装置３ａ”において、ローパスフィルタの高域遮断周波数ｆHおよびハイパスフィルタの低域遮断周波数ｆLは、トラッキングを行う間隔（周波数ｆT）に対して、次の（１）式の関係が成り立つように設定される。
【００４３】
ｆL＜ｆT＜ｆH …（１）
上記（１）式の関係を満たすフィルタが適用された制御装置３ａ”によれば、波長可変光フィルタ１のトラッキング制御を一層確実に安定して実行することが可能になる。
次に、本発明にかかる波長可変光フィルタの制御装置の第３実施形態について説明する。
【００４４】
図８は、第３実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
図８において、本実施形態の制御装置３ｂは、例えば、前述した第２実施形態の構成（図５）について、受光したモニタ光のパワーの絶対値を検出して、その結果をトラッキング制御に利用できるようにしたものである。具体的には、受光器３０でモニタ光を受光して生成された電圧信号からキャパシタ３２で交流成分を取り出す手前、すなわち、受光器３０および抵抗器３１の接続点とキャパシタ３２と間で電圧信号を分岐し、それを増幅器３３DCおよびローパスフィルタ（ＬＰＦ）３６DCを介してＡ／Ｄコンバータ３４で取り込む回路構成を付加することにより、モニタ光パワーの絶対値（直流成分）を検出可能にしている。
【００４５】
増幅器３３DCは、キャパシタ３２に入力される手前で分岐された電圧信号を所要のレベルまで増幅してローパスフィルタ３６DCに出力するものである。また、ローパスフィルタ３６DCは、その遮断周波数がトラッキングによる変動成分の周波数よりも低くなるように予め設定されていて、増幅器３３DCから出力される電圧信号の直流成分を抽出してＡ／Ｄコンバータ３４に出力するものである。
【００４６】
上記のような回路構成の制御装置３ｂでは、受光したモニタ光のパワーに応じた電圧信号の交流成分および直流成分がそれぞれＡ／Ｄコンバータ３４に取り込まれ、各々の成分に対応したデジタル信号がＣＰＵ３５に出力される。ＣＰＵ３５では、直流成分に対応した信号の値が所要の閾値以下である場合には、モニタ光パワーの絶対値を用いた制御が実行される。このモニタ光パワーの絶対値を用いた制御の具体例としては、直流成分の値が閾値以下のときにファイバ断線などの異常発生を判断してトラッキング制御を中止させる措置をとることや、環境温度の変化によって波長可変光フィルタ１の選択波長と駆動信号の周波数等との関係がずれた場合に、駆動信号の周波数等をスイープさせて所望の波長光を検出するような、いわゆる光スペクトルアナライザで行われるような処理を行うことなどが挙げられる。一方、直流成分に対応した信号の値が閾値を超える場合には、上述したような交流成分を用いたトラッキング制御が実行される。
【００４７】
このように第３実施形態の制御装置３ｂによれば、モニタ電圧の交流成分に基づく制御と直流成分に基づく制御とを使い分けることで、波長可変光フィルタ１の駆動状態の制御をより柔軟に行うことが可能になる。
なお、上記の第３実施形態では、第２実施形態の回路構成（図５）についてモニタ電圧の直流成分を検出する回路を付加するようにしたが、本発明はこれに限らず、第１実施形態の回路構成（図２）や第２実施形態を応用した回路構成（図６、図７）についても同様にして直流成分を検出する回路を付加することが可能である。
【００４８】
図９には、前述の図７に示した交流成分側にローパスフィルタおよびハイパスフィルタを組み合わせた回路構成について、直流成分を検出する回路を付加した具体的な回路例を示しておく。この制御装置３ｂ’においては、モニタ電圧の交流成分を抽出するキャパシタＣ１の前段のノードにアンプＡ３の入力端子が接続され、そのアンプＡ３の出力端子には、アンプＡ４、抵抗器Ｒ８，Ｒ９およびキャパシタＣ３からなるローパスフィルタが接続されている。なお、図９には、受光器へのモニタ光の入力パワーを−１０ｄＢｍ／ｃｈとして最大１０波（＋０ｄＢｍ）のモニタ光が入力され、１ｋＨｚ程度の周波数でトラッキング制御を行うことを想定した場合における各回路要素の具体的な数値の一例を挙げておいたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
次に、本発明にかかる波長可変光フィルタの制御装置の第４実施形態について説明する。
図１０は、第４実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
図１０において、本実施形態の制御装置１０は、例えば第１実施形態の構成（図２）について、バイポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４を使用する代わりに、ユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４’が使用可能となるように回路構成を変更したものである。なお、ここでは第１実施形態の構成についてユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４’を使用する一例を示すが、上述した他の実施形態についても同様にしてユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータを適用することが可能である。
【００５０】
ユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４’を使用する場合、上述の図４に示したような交流成分のモニタ電圧値に関する符号（正負）の判別が困難になる。このため、図１０の構成例においては、キャパシタ３２と増幅器３３の間にバイアスティー３７等を用いてオフセット電圧ＶOFFSETを印加し、キャパシタ３２で抽出される交流成分の基準電圧を０ＶからＶOFFSETにシフトアップして、その基準電圧ＶOFFSETがＡ／Ｄコンバータ３４’の中心値となるようにしている。
【００５１】
具体的に、例えば、１２ビットの分解能を持つユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４’を使用する場合は、分解能が４０９６あるので０〜４０９５ｍＶの範囲について１ＬＳＢ（Least Significant Bit）を１ｍＶとして割り当てると、その中心は４０９５／２＝２０４７．５ｍＶとなる。したがって、オフセット電圧ＶOFFSETが２０４７ｍＶになるように設定してモニタ電圧の交流成分の基準値を０ｍＶから２０４７ｍＶにシフトアップすることにより、交流成分の電圧値をユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４’でＡ／Ｄ変換することができるようになる。そして、Ａ／Ｄコンバータ３４’で０〜４０９５の値に変換された交流成分のモニタ電圧は、ＣＰＵ３５においてデジタル値から２０４７を差し引くことにより、±２Ｖ分のモニタ電圧を検出することが可能になる。
【００５２】
また、上記のような回路構成では、増幅器３３における増幅率については十分に高く設定するのが望ましい。ここでは、増幅器３３の増幅率を１０倍程度にあげて高くしている。このような設定とする理由は、例えば図１１の実線に示すように、増幅率を高くすることでＡ／Ｄコンバータ３４’のモニタ値が０ｍＶと４０９５ｍＶに対応する各値に張り付くような状態になったとしても、上述したようなトラッキング制御では交流成分のモニタ電圧の符号（正負）のみを基に次の周期の制御値を判別しているので問題になることはなく、増幅率を高く設定するほどモニタ電圧の符号の判別を確実に行うことが可能になるためである。
【００５３】
このように第４実施形態によれば、モニタ電圧の交流成分をユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４’を使用してＡ／Ｄ変換するようにしても、上述の第１実施形態の場合と同様の作用効果を得ることが可能である。
なお、上記の第４実施形態に関連して、モニタ光を受光していない時に生じる浮遊電圧の影響を考慮した制御の応用例について簡単に説明しておく。バイポーラ型およびユニポーラ型のいずれのＡ／Ｄコンバータを使用する場合においても、モニタ光を受光していない時に、キャパシタ３２通過後の電圧に数十ｍＶの浮遊電圧が残ってしまいモニタ電圧が０Ｖにならない場合がある。これは装置構成や基板のパターン設計等に依存し、クランド（接地電圧）が正しく確保できていないときや、グランドレベルが微妙にずれていることなどにより生じる。このような浮遊電圧がトラッキング制御に悪影響を与える、すなわち、実際は０Ｖでなければならないはずが数十ｍＶに対応する値がＡ／Ｄコンバータから出力されることで、微小な電圧での符号の判別に誤りが生じることになる。このような浮遊電圧の影響を回避するためには、例えば、装置の立ち上げ時やユニット電源の投入時などのモニタ光が受光されていない状態において、最初にＡ／Ｄコンバータから値を取り込んでおき、その値を用いてモニタ値の補正を行うようにすればよい。具体的には、最初に取り込んだＡ／Ｄコンバータの値をＶDとすると、次の（２）式に示すように、トラッキング制御時にモニタした電圧値ＶMONから初期値ＶDを差し引き、さらに、ユニポーラ型Ａ／Ｄコンバータを使用する場合はシフトアップした電圧ＶOFFSETを差し引くことで、浮遊電圧の影響を補正した真のモニタ値Ｖが得られることになる。
【００５４】
Ｖ＝ＶMON−ＶD−ＶOFFSET …（２）
なお、上述した第１〜第４実施形態においては、一括処理する複数の光信号の各波長に対応した駆動信号の周波数を変化させてトラッキング制御を行うようにしたが、駆動信号に対する制御パラメータは周波数に限られるものではなく、例えば駆動信号のパワー（振幅）等を変化させて波長可変光フィルタの波長特性をトラッキング制御することも可能である。また、駆動信号の複数の制御パラメータを変化させてトラッキング制御を行う場合には、まず１つの制御パラメータ（例えば周波数）に対してすべての選択波長についてのトラッキング制御を行い、次に、他の制御パラメータ（例えばパワー）に対してすべての選択波長についてのトラッキング制御を行うようにするのがよい。このように複数の制御パラメータについて順次トラッキング制御を行うようにすれば、波長可変光フィルタの波長特性をより高い精度で最適化することが可能になる。
【００５５】
次に、上述の第１〜第４実施形態に示したような本発明にかかる制御装置を用いた波長可変光フィルタが適用されたＯＡＤＭ装置の具体例について説明する。図１２は、本発明にかかる制御装置を用いたリジェクト型ＡＯＴＦの適用されたＯＡＤＭ装置の構成例を示す図である。
図１２のＯＡＤＭ装置１００は、例えば、入力されるＷＤＭ信号光から所望の波長の光信号を選択的に分岐するドロップ部１１０と、所望の波長の光信号の通過を阻止するブロック部１２０と、そのブロック部を通過したＷＤＭ信号光に所望の波長の光信号を挿入するアド部１３０と備え、ブロック部１２０に用いられるリジェクト型ＡＯＴＦ１２１について、上述した第１〜第４実施形態のいずれかによる制御装置を適用したものである。このＯＡＤＭ装置１００は、例えば、上述の図１５に示したような各ＯＡＤＭユニットとして用いることができ、図１４に示したようなネットワークの各ＯＡＤＭノードに配置することが可能である。
【００５６】
このＯＡＤＭ装置１００の各部の構成を簡単に説明すると、ドロップ部１１０は、例えば、ＯＡＤＭ装置１００に入力されるＷＤＭ信号光を光アンプ１１１で所要のレベルまで増幅した後にその一部を分波器１１２で分岐し、光アンプ１１３で所要のレベルまで増幅して分波器１１４に送る。そして、分波器１１４は、光アンプ１１３からのＷＤＭ信号光をさらに複数に分岐してドロップ型ＡＯＴＦ部１１５にそれぞれ出力する。このドロップ型ＡＯＴＦ部１１５は、複数のＡＯＴＦがアレイ状に形成されていて、各々のＡＯＴＦがＲＦ発振器１１６からのＲＦ信号によって駆動され、分波器１１４からの各光信号を各々のＡＯＴＦで受けて所望の１波をそれぞれ選択分離して出力する。また、ドロップ型ＡＯＴＦ１１５で選択分離された各光信号の一部はモニタ光として各受光器（ＰＤ）１１７で受光されて制御回路１１８に伝えられ、ＲＦ発振器１１６における各ＲＦ信号の発生状態が各々のモニタ光のパワーに応じて調整されることで、ドロップ型ＡＯＴＦ部１１５の各ＡＯＴＦの選択波長がフィードバック制御される。
【００５７】
また、ブロック部１２０は、ドロップ部１１０の分波器１１２を通過したＷＤＭ信号光が入力されるリジェクト型ＡＯＴＦ１２１を有し、このリジェクト型ＡＯＴＦ１２１は、ＲＦ発振器１２２から与えられる周波数の異なる複数のＲＦ信号に応じて、所望の複数の波長の光信号の通過を一括して阻止する。そして、リジェクト型ＡＯＴＦ１２１で通過が阻止された複数の光信号に対応するモニタ光を用いて、上述した第１〜第４実施形態のいずれかを適用した制御装置１２３により、ＲＦ発振器１２２からリジェクト型ＡＯＴＦ１２１に与えられる各ＲＦ信号の周波数等がトラッキング制御されて最適化される。
【００５８】
さらに、アド部１３０は、ＯＡＤＭ装置１００の外部等から与えられる所望の波長の複数の挿入光を合波器１３１で合波した後に光アンプ１３２で所要のレベルまで増幅し、その挿入光をブロック部１２０を通過してきたＷＤＭ信号に対して合波器１３３で合波する。そして、合波器１３３を通ったＷＤＭ信号光は光アンプ１３４で所要のレベルまで増幅されてＯＡＤＭ装置１００から出力される。
【００５９】
ここで、ブロック部１２０のリジェクト型ＡＯＴＦ１２１の具体的な構成例について説明することにする。なお、以下に示す一例は、本出願人の先願である特願２００１−３９９２３７号や特願２００１−３９９２４１号等において詳しく開示されている。このため、ここではその概略を説明することにして詳細については省略するものとする。また、本発明における波長可変光フィルタとしてのＡＯＴＦの構成は以下の一例に限定されるものではない。
【００６０】
図１３は、リジェクト型ＡＯＴＦ１２１の好ましい構成の一例を示した平面図である。図１３のリジェクト型ＡＯＴＦ１２１においては、ドロップ部の分波器１１２を通過したＷＤＭ信号光が分波器２００によって２つに分岐され、一方の分岐光は光サーキュレータ２０１を介して偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２０２に送られ、他方の分岐光は別のＰＢＳ２０３に出力される。ＰＢＳ２０２は、光サーキュレータ２０１を通過したＷＤＭ信号光を偏光モードに応じて２つに分岐し、同一の基板２１０上の３つのＡＯＴＦを従属ループ接続して構成したリジェクト型ＡＯＴＦの光路両端に各モード光をそれぞれ送る。ＰＢＳ２０３もＰＢＳ２０２と同様に、分波器２００で分岐されたＷＤＭ信号光を偏光モードに応じて２つに分岐し、基板２１０上の従属ループ接続された３段構成のＡＯＴＦと同一のパラメータで動作するモニタ用ＡＯＴＦの各光路の一端に各モード光を送る。なお、上記のモニタ用ＡＯＴＦは、リジェクト型ＡＯＴＦ１２１の立ち上げ時や設定の変更時などにおいて、従属ループ接続された３段構成のＡＯＴＦの制御値を予め検出するためのものである。このモニタ用ＡＯＴＦは、必要に応じて適宜に設けられるものであって、省略することも可能である。
【００６１】
同一基板２１０上に形成された３段構成のＡＯＴＦおよびモニタ用ＡＯＴＦを構成する各段のＡＯＴＦはそれぞれ同様の構成を備えている。具体的には、基板１に形成された光導波路２１１の両端部分に偏光ビームスプリッタ２１２，２１４がそれぞれ設けられ、光導波路２１１上の所定の位置には弾性表面波（ＳＡＷ）を発生する櫛形電極（ＩＤＴ）２１３が形成されている。また、ここでは図示を省略したが、ＩＤＴ２１３で発生したＳＡＷを光導波路２１１に沿って伝搬させるためのＳＡＷガイドと、伝搬するＳＡＷを所定の位置で終端させるためのＳＡＷ吸収体も設けられている。このような各段のＡＯＴＦでは、ＲＦ発振器１２２（図１２）で発生する周波数の異なる複数のＲＦ信号がＩＤＴ２１３に印加されることで各々のＲＦ信号に対応したＳＡＷが発生し、そのＳＡＷが光導波路２１１に沿って伝わることで生じる音響光学効果により、光導波路２１１内を伝搬する光信号のうちでＳＡＷの周波数に対応した波長の光信号のみが偏光モード変換されて選択分離されるようになる。
【００６２】
３段構成のＡＯＴＦで選択分離される光信号は、２つのＰＢＳ２１４で光導波路２１１上から分岐され、光アイソレータ２０４ａ，２０４ｂを介して受光器（ＰＤ）２０５ａ，２０５ｂで受光される。そして、各受光器２０５ａ，２０５ｂの出力信号が加算器２０６で加算されてモニタ信号として制御装置１２３（図１２）に送られる。また、モニタ用ＡＯＴＦで選択分離される光信号も、各光導波路２１１端部のＰＢＳ２１４で分岐され、ＰＢＳ２０７で合成された後に受光器２０８で受光される。そして、受光器２０８の出力信号が、装置の立ち上げ時や設定の変更時などにおいて３段構成のＡＯＴＦの制御値を予め検出するためのモニタ信号として制御装置１２３に送られる。
【００６３】
また、３段構成のＡＯＴＦで選択分離されなかった光信号は、ＰＢＳ２０２に戻されて合成された後に、光サーキュレータ２０１および光スイッチ（ＳＷ）２０９を介してアド部１３０の合波器１３３に送られる。
上記のようにしてリジェクト型ＡＯＴＦ１２１から取り出したモニタ光を利用し、本発明による制御装置１２３で処理したモニタ電圧の交流成分に基づいて、ＲＦ発振器１２２で発生するＲＦ信号の周波数がトラッキング制御される。また、ここでは、ＲＦ信号の周波数のトラッキング制御に加えて、制御装置１２３がモニタ用ＡＯＴＦでのモニタ光を用いて立ち上げ時や設定の変更時における制御値を予め検出すると共に、リジェクト型ＡＯＴＦ１２１の温度調整による選択波長の制御も行うようにして、所望の波長の光信号のブロック処理をより高い精度で実現可能にしている。
【００６４】
なお、上記のＯＡＤＭ装置１００については、ブロック部１２０のリジェクト型ＡＯＴＦ１２１について本発明による制御装置を適用するようにしたが、ドロップ部１１０においてもＷＤＭ信号光に対する一括ドロップ処理が行われる場合には、その一括ドロップ処理に用いられる波長可変光フィルタのトラッキング制御に本発明による制御装置を適用することが可能である。また、ここでは波長可変光フィルタの具体例としてＡＯＴＦを考えたが、本発明の制御装置が適用可能な波長可変光フィルタはＡＯＴＦに限られるものではなく、例えば、波長可変型のファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）フィルタなど、複数の波長の光信号に対する一括処理が可能であって、複数のモニタ光のパワーを同時に検出可能な構成を備えた公知の波長可変光フィルタに応用することができる。
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００６５】
（付記１） 複数の波長の光信号を一括して選択分離する波長可変光フィルタについて、該波長可変光フィルタの駆動状態を変化させ、前記波長可変光フィルタから取り出したモニタ光のパワーに基づいて、前記波長可変光フィルタの波長特性が予め設定した複数の選択波長に対応した波長特性に近づくように制御する方法であって、
前記波長可変光フィルタで選択分離される各光信号に対応したモニタ光を一括して取り出して受光し、該受光したモニタ光のパワーに応じてレベルが変化するモニタ信号を生成し、
該生成したモニタ信号の交流成分を抽出し、
該抽出した交流成分のレベル変化に基づいて、前記波長可変光フィルタの駆動状態を制御することを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００６６】
（付記２） 付記１に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記抽出した交流成分から前記波長可変光フィルタの駆動状態の変化に対応したレベル変動成分のみを抽出し、該抽出レベル変動成分に基づいて前記波長可変光フィルタの駆動状態の制御を行うことを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００６７】
（付記３） 付記１に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記モニタ信号の直流成分を抽出し、
該抽出した直流成分のレベルに基づいて、前記波長可変光フィルタの駆動状態を制御することを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００６８】
（付記４） 付記３に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記直流成分のレベルが予め設定した閾値以下であるとき、前記交流成分のレベル変化に基づく駆動状態の制御を、前記直流成分のレベルに基づく駆動状態の制御に切り換えることを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００６９】
（付記５） 付記１に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記波長可変光フィルタの駆動状態を、予め設定した基準状態からの変化量が互いに等しい第１状態および第２状態に変化させ、
前記モニタ信号から抽出した交流成分のレベル値の符号に応じて、次の周期の制御における基準状態を前記第１状態および前記第２状態のいずれに設定するかを判別することを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００７０】
（付記６） 付記５に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記交流成分のレベル値は、前記波長可変光フィルタの駆動状態が第２状態から基準状態を経て第１状態に変化した時点での値を第１状態のレベル値とし、第１状態から基準状態を経て第２状態に変化した時点での値を第２状態のレベル値とすることを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００７１】
（付記７） 付記５に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
複数の制御パラメータに対応させて前記波長可変光フィルタの駆動状態をそれぞれ変化させるとき、各々の制御パラメータごとにすべての選択波長に対する駆動状態の制御を行うことを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００７２】
（付記８） 複数の波長の光信号を一括して選択分離する波長可変光フィルタについて、該波長可変光フィルタの駆動状態を変化させ、前記波長可変光フィルタから取り出したモニタ光のパワーに基づいて、前記波長可変光フィルタの波長特性が予め設定した複数の選択波長に対応した波長特性に近づくように制御する波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記波長可変光フィルタで選択分離される各光信号に対応したモニタ光を一括して取り出して受光し、該受光したモニタ光のパワーに応じてレベルが変化するモニタ信号を生成する受光部と、
該受光部で生成されたモニタ信号の交流成分を抽出する交流成分抽出部と、
該交流成分抽出部で抽出した交流成分のレベル変化に基づいて、前記波長可変光フィルタの駆動状態を制御する制御部と、を備えて構成されたことを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７３】
（付記９） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記交流成分抽出部は、前記受光部から前記制御部にモニタ信号を伝達する信号線上に挿入されたキャパシタを含むことを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７４】
（付記１０） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記交流成分抽出部で抽出した交流成分から前記波長可変光フィルタの駆動状態の変化に対応したレベル変動成分のみを抽出するフィルタを備え、
前記制御部は、前記フィルタで抽出したレベル変動成分に基づいて前記波長可変光フィルタの駆動状態の制御を行うことを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７５】
（付記１１） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記受光部で生成されたモニタ信号の直流成分を抽出する直流成分抽出部を備え、
前記制御部は、前記直流成分抽出部で抽出した直流成分のレベルに基づいて、前記波長可変光フィルタの駆動状態を制御することを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７６】
（付記１２） 付記１１に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、前記直流成分のレベルが予め設定した閾値以下であるとき、前記交流成分のレベル変化に基づく駆動状態の制御を、前記直流成分のレベルに基づく駆動状態の制御に切り換えることを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７７】
（付記１３） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、波長可変光フィルタの駆動状態を、予め設定した基準状態からの変化量が互いに等しい第１状態および第２状態に変化させ、前記交流成分抽出部で抽出した交流成分のレベル値の符号に応じて、次の周期の制御における基準状態を前記第１状態および前記第２状態のいずれに設定するかを判別することを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７８】
（付記１４） 付記１３に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、前記交流成分のレベル値について、前記波長可変光フィルタの駆動状態が第２状態から基準状態を経て第１状態に変化した時点での値を第１状態のレベル値とし、第１状態から基準状態を経て第２状態に変化した時点での値を第２状態のレベル値とすることを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７９】
（付記１５） 付記１３に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、複数の制御パラメータに対応させて前記波長可変光フィルタの駆動状態をそれぞれ変化させるとき、各々の制御パラメータごとにすべての選択波長に対する駆動状態の制御を行うことを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００８０】
（付記１６） 付記１３に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、前記交流成分抽出部で抽出した交流成分をＡ／Ｄ変換する検出器を有することを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００８１】
（付記１７） 付記１６に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、ユニポーラ型の検出器を用いるとき、前記交流成分抽出部からの出力信号の電圧レベルを前記検出器の入力レンジの１／２倍だけ上昇させることを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００８２】
（付記１８） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、モニタ光が前記受光部で受光されていない状態でのモニタ信号の電圧レベルを補正値として検出し、モニタ光が前記受光部で受光されている状態でのモニタ信号の電圧レベルから前記補正値を差し引いて誤差を補正することを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００８３】
（付記１９） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記波長可変光フィルタは、音響光学チューナブルフィルタであることを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００８４】
（付記２０） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記波長可変光フィルタは、ファイバブラッググレーティングフィルタであることを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる波長可変光フィルタの制御技術によれば、波長可変光フィルタから一括して取り出したモニタ光のパワー変動成分だけを示すモニタ信号の交流成分を抽出して、その交流成分のレベル変化を基に波長可変光フィルタの駆動状態を制御するようにしたことで、一括して選択分離する波長数に依らず誤差信号を確実に検出して、波長可変光フィルタの駆動状態の制御を安定して行うことが可能になる。このような本発明の制御装置が適用された波長可変光フィルタを用いてＯＡＤＭ装置等を構成すれば、ＯＡＤＭノードでのＷＤＭ信号光に対する任意の波長の一括ドロップまたは一括ブロックを確実に実行することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる波長可変光フィルタの制御装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】上記第１実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図３】上記第１実施形態におけるトラッキング制御を説明する図であって、駆動信号の周波数に対するモニタ光パワーの変化を示す図である。
【図４】上記第１実施形態におけるトラッキング制御を説明する図であって、キャパシタによって抽出された交流成分の波形例を示す図である。
【図５】本発明にかかる第２実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図６】上記第２実施形態に関連する制御装置の他の構成例を示す回路図である。
【図７】上記第２実施形態に関連する制御装置の別の構成例を示す回路図である。
【図８】本発明にかかる第３実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図９】上記第３実施形態に関連する制御装置の他の構成例を示す回路図である。
【図１０】本発明にかかる第４実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図１１】上記第４実施形態におけるＡ／Ｄコンバータのモニタ値の一例を示す図である。
【図１２】本発明にかかる制御装置を用いたリジェクト型ＡＯＴＦの適用されたＯＡＤＭ装置の構成例を示す図である。
【図１３】図１２のリジェクト型ＡＯＴＦの具体的な構成例を示した平面図である。
【図１４】従来のＡＯＴＦを用いたＯＡＤＭノードのネットワーク構成の一例を示す図である。
【図１５】図１４の各ノードに用いられるＯＡＤＭ装置の構成例を示す図である。
【図１６】従来の波長可変光フィルタのトラッキング制御に関する問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 波長可変光フィルタ
２ 駆動装置
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 制御装置
３Ａ 受光部
３Ｂ 交流成分抽出部
３Ｃ トラッキング制御部
３０ 受光器
３１ 抵抗器
３２ キャパシタ
３３ 増幅器
３４，３４’ Ａ／Ｄコンバータ
３５ ＣＰＵ
３６，３６’ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１００ ＯＡＤＭ装置
１１０ ドロップ部
１２０ ブロック部
１２１ リジェクト型ＡＯＴＦ
１２２ ＲＦ発振器
１２３ 制御装置
１３０ アド部
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重（ＷＤＭ）信号光から所望の波長の光信号を選択分離する波長可変光フィルタの制御方法および制御装置に関し、特に、複数の波長の光信号に対する選択分離を一括処理するときの波長可変光フィルタの制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットトラフィックを中心とするデータ通信需要の爆発的な増大に伴い、バックボーンネットワークの大容量化および超長距離化が求められている。また、ユーザの利用するサービスも多種多様となることから高信頼で柔軟性に富み、かつ、経済的なネットワークも同時に実現することが求められている。
【０００３】
現状、波長多重（ＷＤＭ）伝送技術と光増幅技術により大容量化および超長距離化は飛躍的に進み伝送路コストの低減を可能としている。しかし、伝送信号の高速化および大容量化に追従させてネットワークノードの情報処理能力を増大させる場合、従来の光電気変換および電気スイッチ方式では、ノードコストの増大、大規模化をもたらす。このような背景からノードの経済化や小型化のため、大規模な電子回路を光部品に置き換え、光波長領域の光パスの単位で様々な処理を行う光分岐挿入（ＯＡＤＭ）装置、光クロスコネクト（ＯＸＣ）装置の開発が期待されている。
【０００４】
これらの装置の中では、光をＯＮ／ＯＦＦする、光を減衰させる、１×ｎに切り換える等の機能を持つ光スイッチや、波長毎に信号光を振り分ける波長フィルタなどの多くの光機能デバイスが用いられる。
上記のような光機能デバイスの中でＷＤＭ信号光の中から所望の複数の波長の光信号を一括して処理できるデバイスは、ＯＡＤＭを実現する上で重要なキーデバイスである。この一括処理のできるデバイスとは、例えば、多波長の光信号の一括ブロックや一括ドロップなどが可能なデバイスであって、具体的には、例えば音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ；Acousto Optic Tunable Filter）やファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ；Fiber Bragg Grating）フィルタ等のデバイスが知られている。
【０００５】
図１４は、従来のＡＯＴＦを用いたＯＡＤＭノードのネットワーク構成の一例を示す図である。
図１４に示すようなネットワーク構成の各ＯＡＤＭノードは、所望の波長の光信号を選択してドロップする機能あるいはブロックする機能が必要になる。複数の波長の光信号の一括ドロップは、２つ以上のリング網あるいはネットワークが重なりあった部分のノード（図１４ではノード１）で要求される機能であって、一方のネットワークから他方のネットワークに複数の波長の光信号を送り込むときに必要とされる。複数の波長の光信号の一括ブロックは、ノード内を通過する光信号の中で終端させる必要がある波長の光信号や挿入される光信号と波長が重なる光信号などの通過を阻止する場合に必要とされる機能である。各ＯＡＤＭノードでは、任意の波長に対して光信号の分岐挿入が可能であることがネットワークを柔軟に運営するために重要である。このためには、上記のような一括処理も任意の波長の光信号に対して行う必要があり、波長可変機能を有するＡＯＴＦなどの波長可変光フィルタは有用である。
【０００６】
図１５は、図１４の各ノードに用いられるＯＡＤＭ装置の構成例を示す図である。図１５のＯＡＤＭ装置は、ネットワークのワークチャネルおよびプロテクションチャネルにそれぞれ対応したＯＡＤＭユニット（Ｗ）およびＯＡＤＭユニット（Ｐ）を有し、各々のＯＡＤＭユニットでは伝送されるＷＤＭ信号光に対するドロップ処理、ブロック処理およびアド処理がそれぞれ行われる。この構成例におけるドロップ処理では、入力されるＷＤＭ信号光の一部が入力側の光カプラで分離された後にさらに所要の波長数に応じて分けられ、それらの各分岐光からドロップ型ＡＯＴＦを用いて所望の波長の光信号が選択的に分岐される。ブロック処理では、入力側の光カプラを通過したＷＤＭ信号光がリジェクト型ＡＯＴＦに送られることで所望の波長の光信号の通過が阻止される。アド処理では、このノードにおいてＷＤＭ信号光に挿入する所要の波長の光信号が波長多重された後に出力側の光カプラに送られてリジェクト型ＡＯＴＦを通過したＷＤＭ信号光に挿入される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、波長可変光フィルタを用いて所望の複数の波長の光信号を選択分離する場合には、そのフィルタリング特性の透過中心波長を上記所望の各波長に完全に一致させる必要がある。波長可変光フィルタの透過中心波長が光信号の波長に一致していないと、ブロック処理ではリジェクションレベルの劣化や他チャンネルの光信号の誤ったブロッキング等が生じ、また、ドロップ処理では波長可変光フィルタにおける挿入損失の増大や他チャンネルの光信号の誤ったドロップ等が生じてしまうことになって、ＯＡＤＭノードで実行される処理の結果としては致命的となる。
【０００８】
一般的に、半導体レーザ（ＬＤ）等を用いた送信光源の波長は揺らぎを持ち、また、波長可変光フィルタ自体についても経時変化、環境変化、制御誤差等で透過中心波長に揺らぎが生じる。したがって、ＯＡＤＭノードの安定動作を実現するためには、上記のような波長ずれによる誤差を検出して波長可変光フィルタの制御にフィードバックするトラッキング制御が必須となる。
【０００９】
このトラッキング制御は、例えば、ブロック処理の場合には、通過が阻止された光信号に対して相補的な関係にある光信号を波長可変光フィルタからモニタ光として取り出し、そのモニタ光が最大になるように波長可変光フィルタを制御する。また、ドロップ処理の場合には、波長可変光フィルタで分岐したドロップ光の一部をモニタ光として分岐し、そのモニタ光が最大になるように波長可変光フィルタを制御する。
【００１０】
このような波長可変光フィルタのトラッキング制御は、例えば、選択分離する波長毎に個別に行われる場合が多く、この場合、当該波長に対する誤差だけが検出されてその結果が該当する透過中心波長の制御にフィードバックされる。複数の波長の光信号に対するブロック処理またはドロップ処理を一括して行うときには、前述したモニタ光も複数の波長成分が一括して出力されるので、検出される誤差信号がどの波長のモニタ光に対応するものなのかを特定する必要が生じる。
【００１１】
誤差信号の対応波長を特定する方法としては、例えば、制御対象となる波長に対応した駆動信号にパイロットトーン（あるいはディザリング）を付加する方法、あるいは、各々の波長毎に異なる周波数のディザリングを駆動信号に付加する方法等がある。このような方法により誤差信号の対応波長を識別することは可能になるが、一括処理する波長数が増えることによりまとめて出力されるモニタ光の数が増加すると、トラッキング制御したい波長以外のモニタ光のパワーが増加し、それらの成分が誤差信号に対して雑音となってしまう。このため、一括処理の波長数増加で誤差信号の検出精度が低下した場合、波長可変光フィルタのトラッキング制御が困難となる可能性が生じる。
【００１２】
また、波長可変光フィルタのトラッキング制御が困難となる理由は、上記の他にも例えば、モニタ光の受光処理に用いられる受光器および電子回路のアンプの飽和を考慮し、それらのダイナミックレンジを予め広くとって飽和を避けるようにすると、検出される誤差信号の振幅が相対的に小さくなるため、誤差信号のＳ／Ｎ比が劣化してしまうという理由もある。
【００１３】
具体的に、例えば１０波の光信号をリジェクション型ＡＯＴＦを用いて一括してブロックする場合のトラッキング制御を考えてみる。この場合、ブロックする各光信号の波長にそれぞれ対応して設定された周波数を持つ１０波のＲＦ信号をリジェクション型ＡＯＴＦに印加することで、１０波の光信号の通過を阻止することが可能になる。このときのトラッキング制御は、１０波のＲＦ信号のうちの９波のＲＦ信号は固定とし、１波のＲＦ信号だけにディザリング等を付加するようにしてそのＲＦ信号のフィードバック制御を行い、それを１０波のＲＦ信号のすべてについて順次実行することになる。
【００１４】
このようなトラッキング制御においては、例えば図１６に示すように、リジェクション型ＡＯＴＦで通過が阻止される１０波の光信号に対応したモニタ光の受光処理に用いられるモニタ回路について、１０波分のモニタ光を受けても飽和しない設計としておく必要がある。このため、１波の光信号だけをブロックする場合のトラッキング制御に用いられるモニタ回路と比べて、１０波に対応したモニタ回路では１波に割り振られる受光電圧が必然的に小さくなる。つまり、リジェクション型ＡＯＴＦで通過を阻止することが可能な最大波長数を増やすほど、その最大波長数を見込んだ形でモニタ回路が設計されるため、１波あたりに割り振られる受光電圧が減少し、トラッキング制御を実行しているチャネル（図１６の例ではリジェクトｃｈ．６）に対応したモニタ光のパワー変動を正確に判断することが困難となる。
【００１５】
さらに、波長可変光フィルタのトラッキング制御が困難となる別の理由として、例えば、駆動信号に付加するディザリングの周波数に近い他の波長の揺らぎが誤差信号の検出精度を劣化させることもあり得る。また、複数の波長に対応したモニタ光を一括して受光するので、各モニタ光の波長変動や偏波変動が重なり合って微小なパワー変動が生じる可能性もあり、そのようなパワー変動がトラッキングによる誤差成分と重なり合いトラッキング制御を難しくすることも考えられる。
【００１６】
上述したような波長可変光フィルタのトラッキング制御に関する問題点を解決する１つの方式として、例えば、複数の波長の光信号の一括処理に対応してまとめて出力される各波長のモニタ光を、別に用意した光フィルタを用い波長毎に分離して各々に対応した誤差信号を検出する方式が考えられる。しかしながら、この方式を実現させるためには、例えばアレイ型導波路格子（ＡＷＧ；Arrayed Waveguide Grating）等の固定フィルタや波長可変光フィルタなどが新たに必要となり、また、波長毎に分離した複数のモニタ光に対応させて受光器および電子回路をそれぞれ設けることも必要になるため、制御装置を含めた波長可変光フィルタの大型化や高コスト化を招いてしまうという欠点がある。
【００１７】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、一括して選択分離する波長数に依らずに波長可変光フィルタの駆動状態の制御を確実に安定して行うことのできる波長可変光フィルタの制御方法および制御装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる波長可変光フィルタの制御方法は、複数の異なる任意の波長の光信号を一括して選択分離する波長可変光フィルタについて、波長可変光フィルタの駆動状態を変化させ、波長可変光フィルタから取り出したモニタ光のパワーに基づいて、波長可変光フィルタの波長特性が予め設定した複数の異なる任意の選択波長に対応した波長特性に近づくように制御する方法であって、（１）波長可変光フィルタで選択分離される任意の波長の各光信号に対応したモニタ光を一括して取り出して受光し、その受光したモニタ光のパワーに応じてレベルが変化するモニタ信号を生成し、（２）その生成したモニタ信号の交流成分を抽出し、（３）その抽出した交流成分のレベル変化に基づいて、波長可変光フィルタの駆動状態を各光信号に対して順次に制御するようにしたものである。
【００１９】
かかる波長可変光フィルタの制御方法によれば、波長可変光フィルタから取り出したモニタ光の受光パワーに応じたモニタ信号について、その変動成分（差）だけを示す交流成分が抽出され、その交流成分のレベル変化を基に駆動状態が各光信号に対して順次に制御されることで、一括して選択分離する波長数に依らずに、波長可変光フィルタの駆動状態の制御を確実に安定して行うことができるようになる。
【００２０】
また、上記波長可変光フィルタの制御方法については、抽出した交流成分から波長可変光フィルタの駆動状態の変化に対応したレベル変動成分のみを抽出し、その抽出レベル変動成分に基づいて波長可変光フィルタの駆動状態の制御を各光信号に対して順次に行うようにするのが好ましい。これにより、波長可変光フィルタの駆動状態を変化させたことによって生じるモニタ信号のレベル変動と、それ以外の要因によって生じるモニタ信号のレベル変動とが混同してしまう可能性が低減されるため、波長可変光フィルタの駆動状態の制御をより確実に安定して行うことが可能になる。
【００２１】
さらに、上記波長可変光フィルタの制御方法については、モニタ信号の直流成分を抽出し、その抽出した直流成分のレベルに基づいて、波長可変光フィルタの駆動状態を各光信号に対して順次に制御するようにしてもよい。これにより、交流成分のレベル変化に基づいて、モニタ光パワーの変動成分に応じた制御が行われると共に、直流成分のレベルに基づいて、モニタ光パワーの絶対値に応じた制御も実行できるようになるめ、波長可変光フィルタの駆動状態の制御をより柔軟に行うことが可能になる。
【００２２】
加えて、上記波長可変光フィルタの制御方法についての具体的な処理として、波長可変光フィルタの駆動状態を、予め設定した基準状態からの変化量が互いに等しい第１状態および第２状態に変化させ、モニタ信号から抽出した交流成分のレベル値の符号に応じて、次の周期の制御における基準状態を第１状態および第２状態のいずれに設定するかを判別するようにしてもよい。このような具体的な処理によれば、波長可変光フィルタの駆動状態がトラッキング制御されて最適化されるようになる。
【００２３】
本発明にかかる波長可変光フィルタの制御装置は、複数の異なる任意の波長の光信号を一括して選択分離する波長可変光フィルタについて、波長可変光フィルタの駆動状態を変化させ、波長可変光フィルタから取り出したモニタ光のパワーに基づいて、波長可変光フィルタの波長特性が予め設定した複数の異なる任意の選択波長に対応した波長特性に近づくように制御する装置であって、波長可変光フィルタで選択分離される任意の波長の各光信号に対応したモニタ光を一括して取り出して受光し、その受光したモニタ光のパワーに応じてレベルが変化するモニタ信号を生成する受光部と、その受光部で生成されたモニタ信号の交流成分を抽出する交流成分抽出部と、その交流成分抽出部で抽出した交流成分のレベル変化に基づいて、波長可変光フィルタの駆動状態を前記各光信号に対して順次に制御する制御部と、を備えて構成されるものである。
【００２４】
かかる波長可変光フィルタの制御装置では、波長可変光フィルタから取り出したモニタ光が受光部で受光されて受光パワーに応じたモニタ信号が生成され、そのモニタ信号の変動成分（差）だけを示す交流成分が交流成分抽出部で抽出される。そして、制御部によって、抽出された交流成分のレベル変化を基に波長可変光フィルタの駆動状態が各光信号に対して順次に制御されることで、一括して選択分離する波長数に依らずに、波長可変光フィルタの駆動状態の制御を確実に安定して行うことができるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略することにする。
図１は、本発明にかかる波長可変光フィルタの制御装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【００２６】
図１において、波長可変光フィルタ１は、ＷＤＭ信号光の中から所望の複数の波長の光信号を一括して選択分離できるデバイスであり、駆動装置２からの駆動信号に応じて一括処理する光信号の各波長を可変に設定することができる。この波長可変光フィルタ１の波長設定をトラッキング制御する制御装置３は、例えば受光部３Ａ、交流成分抽出部３Ｂおよびトラッキング制御部３Ｃを有する。
【００２７】
受光部３Ａは、波長可変光フィルタ１から取り出されるモニタ光を受光してそのトータルパワーに応じた電気信号を生成する。交流成分抽出部３Ｂは、受光部３Ａから出力される電気信号の交流成分を抽出してトラッキング制御部３Ｃに出力する。トラッキング制御部３Ｃは、交流成分抽出部３Ｂによって抽出された交流成分を基に誤差信号を検出し、その検出結果に応じて、波長可変光フィルタ１で選択分離される各光信号の波長設定を順次トラッキング制御するための制御信号を制御装置２に出力する。
【００２８】
図２は、図１の制御装置３についての具体的な構成例を示す回路図である。
図２の回路例では、波長可変光フィルタ１から取り出されるモニタ光が受光器３０で受光され、受光パワーに応じて発生する電流信号が抵抗器３１で電圧信号に変換される。この受光パワーに応じた電圧信号は、受光器３０と抵抗器３１の間のノードに一方の電極が接続されたキャパシタ３２に印加され、その交流成分のみがキャパシタ３２の他方の電極に接続する増幅器３３に出力される。増幅器３３では、キャパシタ３２により抽出された電圧信号の交流成分が所要のレベルまで増幅されてＡ／Ｄコンバータ３４に出力され、Ａ／Ｄコンバータ３４では、増幅されたアナログの交流成分が、所要の分解能に従ってデジタル信号に変換されてＣＰＵ３５に送られる。ＣＰＵ３５では、デジタル信号に変換された電圧信号の交流成分に基づいて、後述するように波長可変光フィルタ１の波長設定についてのトラッキング制御が実施される。
【００２９】
なお、ＣＰＵ３５でのトラッキング制御におけるモニタ電圧の判断処理が、以下で説明するように符号の正負に基づいて行われるため、上記のＡ／Ｄコンバータ３４としては、バイポーラ入力に対応したタイプのＡ／Ｄコンバータを使用するのが望ましい。ただし、ユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータであっても回路に工夫を施すことで使用可能である。ユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータを使用する場合の回路構成については、他の実施形態において詳しく説明することにする。
【００３０】
次に、制御装置３により行われるトラッキング制御について、図３および図４を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態におけるトラッキング制御は、波長可変光フィルタ１で一括して選択分離される複数の波長の光信号について、各々の波長毎に順次個別に行われるものとする。各波長についてのトラッキング制御は、制御対象の波長に対応した駆動信号の供給状態（例えば周波数やパワー等）を僅かに変化させ、それによって発生するモニタ光パワーの変動を誤差信号として検出し、その誤差信号に応じて駆動信号をフィードバック制御することにより、波長可変光フィルタ１の波長設定を最適化する。
【００３１】
上記のトラッキング制御を具体的に説明するため、波長可変光フィルタ１で選択分離される光信号の波長が、駆動信号の例えば周波数に応じて変化する場合を考える。この場合、制御対象の波長に対応した駆動信号の周波数を変化（ディザリング）させることにより、制御装置３で検出されるモニタ光のパワーは、駆動信号の周波数に対して例えば図３に示すように変化するようになる。駆動信号の周波数を変化させる動作は、ある時点で設定されている駆動信号の周波数がｆ0であるとき、その周波数ｆ0を低周波側にΔｆだけ離れた周波数ｆ-（＝ｆ0−Δｆ）と、高周波側に同じくΔｆだけ離れた周波数ｆ+（＝ｆ0＋Δｆ）との間で変化させることにより行われる。図３の一例では、周波数ｆ-のときのモニタ光パワーがａ点に該当し、周波数ｆ0のときのモニタ光パワーがｂ点に該当し、周波数ｆ+のときのモニタ光パワーがｃ点に該当することになる。そして、ａ点のモニタ光パワーとｃ点のモニタ光パワーとを比較して、モニタ光パワーの大きい方に対応した周波数が次の周期の制御における中心周波数となるように、駆動信号の状態を制御する。図３に示した周波数の設定状態の場合、低周波側のａ点におけるモニタ光パワーよりも高周波側のｃ点におけるモニタ光パワーの方が大きいので、次の周期の制御における中心周波数はｆ+に設定されることになる。
【００３２】
このようなモニタ光パワーの大小関係は、従来の場合、図３の右側に示すような波形の誤差信号に基づいて判別されることになるが、上述の図１６などに示したように波長可変光フィルタ１で一括処理する波長数が増えると上記の判別が困難になる。そこで、本実施形態の制御装置３では、交流成分抽出部３Ｂとして機能するキャパシタ３２によって抽出した交流成分の電圧信号を基にモニタ光パワーの大小関係を判別することで、一括処理する波長数に依らない安定したトラッキング制御を実現している。
【００３３】
具体的に、キャパシタ３２によって抽出される交流成分の波形は、例えば図４に示すように、モニタ光の受光後の電圧信号の変動成分（差）だけを示すものとなる。なお、図４の波形は、前述の図３において駆動信号の周波数をｂ点、ｃ点、ｂ点、ａ点、ｂ点、ｃ点、ｂ点と順に変化させた場合の一例を示している。このような交流成分についてモニタされる電圧値に関しては、ｂ点からｃ点への変化時に「増加」、ｂ点からａ点への変化時に「減少」、ａ点からｂ点への変化時に「増加」、ｂ点からｃ点への変化時に「減少」、ａ点からｂ点を通過してｃ点への変化時に「増加」、ｃ点からｂ点を通過してａ点への変化時に「減少」がそれぞれ判別可能である。また、各々の変動成分の大きさは、同じ「増加」であってもｂ点からｃ点への変化量よりａ点からｂ点への変化量の方が大きく、同じ「減少」であってもｃ点からｂ点への変化量よりｂ点からａ点への変化量の方が大きい。このような交流成分のモニタ電圧の変化を利用して、本実施形態では、ｂ点からａ点への変化とｂ点からｃ点への変化とを比較することにより、次の周期の制御における駆動信号の中心周波数が設定される。
【００３４】
ｂ点からａ点およびｃ点への変化を比較する際、例えば、駆動信号の周波数をｂ点、ｃ点、ｂ点、ａ点と順に変化させた場合、ｃ点については、制御の開始点であって周波数が変化していないｂ点からの変化量をモニタすることになり、また、ａ点については、周波数が変化の途中にあるｂ点からの変化量をモニタすることになる。このため、各々の変化量を同等の条件で比較することができないという問題点が生じる。このような問題点を解消して同じ条件での変化量を比較するために、ここでは、駆動信号の周波数をｂ点から一旦それ以外の点に変化させ、ｂ点に戻した後からａ点およびｃ点へのそれぞれの変化を比較するようにする。具体的に、図４の一例では、駆動信号の周波数をｂ点からｃ点へ変化させた後にｂ点へ戻し、そこからａ点およびｃ点（図４で丸印を付した点）へのそれぞれの変化を比較することになる。
【００３５】
また、ｂ点からａ点およびｃ点への変化をそれぞれモニタするタイミングは、例えば、駆動信号の周波数を各点に変化させてから所要の時間が経過した後に行うようにするのが望ましい。具体的に、図４では、ＭA点、ＭC点における各電圧値をモニタするようにしている。このようなタイミングで電圧値をモニタすることにより、周波数が変化した直後における不安定な状態の電圧値をモニタしてしまうことが避けられるため、安定したトラッキング制御の実現が可能になる。
【００３６】
ＭA点およびＭC点についての各電圧値がモニタされると、各々の電圧値の比較が行われ、予め定めた判断基準に従って次の周期の制御における中心周波数が決定される。上記の判断基準は、例えば、ａ点の電圧値およびｃ点の電圧値のいずれか一方が正（＋）の値であれば、その正の値が得られた方に対応する周波数を次の周期の制御における中心周波数とする。また、ａ点およびｃ点の各電圧値の絶対値に関係なく、双方の電圧値が正（＋）または負（−）で同じ符号になる場合には、次の周期の制御における中心周波数を変化させることなくｂ点のままとする。
【００３７】
このような判断基準に従って次の周期の制御における中心周波数が決定されると、上記の場合と同様にして、その中心周波数から低周波側および高周波側にそれぞれΔｆだけ変化させた２点についてのモニタ電圧の比較が繰り返される。これにより、モニタ光のパワーが最大値近傍（図３参照）で安定となるように、駆動信号の周波数がトラッキング制御されるようになる。そして、このようなトラッキング制御が、波長可変光フィルタ１で一括して選択分離される複数の波長の光信号について順次実行されることにより、波長可変光フィルタ１のフィルタリング特性が各波長に対応して最適化されるようになる。
【００３８】
上記のように第１実施形態の制御装置３によれば、一括処理する波長数に依らずに、波長可変光フィルタ１のトラッキング制御を確実に安定して行うことができる。このような制御装置３を用いた波長可変光フィルタ１が上述の図１５に示したようなＯＡＤＭ装置に適用されれば、ＯＡＤＭノードでのＷＤＭ信号光に対する任意の波長の一括ドロップまたは一括ブロックを確実に実行することが可能になる。
【００３９】
次に、本発明にかかる波長可変光フィルタの制御装置の第２実施形態について説明する。
図５は、第２実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
図５において、本実施形態の制御装置３ａの構成が前述の図２に示した制御装置３の構成と異なる部分は、増幅器３３の出力端子とＡ／Ｄコンバータ３４の入力端子との間にローパスフィルタ（ＬＰＦ）３６を挿入した部分である。上記以外の他の部分の構成は、第１実施形態の場合と同様である。
【００４０】
ローパスフィルタ３６は、入力信号について、予め設定した周波数以上の成分を遮断する一般的な高域遮断フィルタである。このローパスフィルタ３６は、例えば、波長可変光フィルタ１に接続される光ファイバを揺らすことで生じる光パワーの変動や光アンプの出力変動などがあった場合に、その変動成分と駆動信号のトラッキングによる光パワーの変動成分とが混同してしまう可能性を回避するために設けられている。すなわち、具体例を挙げて説明すると、駆動信号のトラッキング（例えば、周波数の変化）を１秒間に５００回行った場合、それによる光パワーの変動成分は５００Ｈｚの交流信号となる。このような場合には、ローパスフィルタ３６で例えば１ｋＨｚ以上の周波数成分を遮断することによって、上記のような変動成分の混同が発生し難くなる。これにより、第２実施形態の制御装置３ａは、第１実施形態の場合に比べて、波長可変光フィルタ１のトラッキング制御をより確実に安定して実行することが可能になる。
【００４１】
なお、上記の第２実施形態では、ローパスフィルタ３６を増幅器３３とＡ／Ｄコンバータ３４の間に挿入したが、キャパシタ３２と増幅器３３の間にローパスフィルタ３６を挿入するようにしてもよい。また、１つのローパスフィルタを挿入するようにしたが、例えば図６に示す制御装置３ａ’のように、遮断周波数の異なる複数（図では２つ）ローパスフィルタ３６，３６’を並列に設け、制御周波数に応じてローパスフィルタ３６，３６’の切り替えを行うようにしても構わない。さらに、ここではトラッキング以外による変動成分を遮断するためにローパスフィルタを設けたが、予め設定した周波数以下の信号成分を遮断するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を設けることも可能であり、加えて、ローパスフィルタとハイパスフィルタの組み合わせによりトラッキング以外による変動成分を遮断するようにしてもよい。また、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタを組み合わせる代わりに、トラッキングによる変動成分に対応した通過帯域を持つバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いることも可能である。
【００４２】
図７には、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタを組み合わせた制御装置の具体的な回路例を示しておく。この回路例においては、モニタ電圧の交流成分を抽出するキャパシタＣ１および抵抗器Ｒ１，Ｒ２からなるハイパスフィルタと、アンプＡ２、抵抗器Ｒ６，Ｒ７およびキャパシタＣ２からなるローパスフィルタとが、アンプＡ１および抵抗器Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５からなる増幅器を介して直列に接続され、トラッキング以外による変動成分が除去されたモニタ電圧信号ＭＯＮが、ここでは図示を省略したＡ／Ｄコンバータを介してＣＰＵに送られる。なお、図７には、受光器へのモニタ光の入力パワーを−１０ｄＢｍ／ｃｈとして最大１０波（＋０ｄＢｍ）のモニタ光が入力され、１ｋＨｚ程度の周波数でトラッキング制御を行うことを想定した場合における各回路要素の具体的な数値の一例を挙げておいたが、本発明はこれに限定されるものではない。このような制御装置３ａ”において、ローパスフィルタの高域遮断周波数ｆHおよびハイパスフィルタの低域遮断周波数ｆLは、トラッキングを行う間隔（周波数ｆT）に対して、次の（１）式の関係が成り立つように設定される。
【００４３】
ｆL＜ｆT＜ｆH …（１）
上記（１）式の関係を満たすフィルタが適用された制御装置３ａ”によれば、波長可変光フィルタ１のトラッキング制御を一層確実に安定して実行することが可能になる。
次に、本発明にかかる波長可変光フィルタの制御装置の第３実施形態について説明する。
【００４４】
図８は、第３実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
図８において、本実施形態の制御装置３ｂは、例えば、前述した第２実施形態の構成（図５）について、受光したモニタ光のパワーの絶対値を検出して、その結果をトラッキング制御に利用できるようにしたものである。具体的には、受光器３０でモニタ光を受光して生成された電圧信号からキャパシタ３２で交流成分を取り出す手前、すなわち、受光器３０および抵抗器３１の接続点とキャパシタ３２と間で電圧信号を分岐し、それを増幅器３３DCおよびローパスフィルタ（ＬＰＦ）３６DCを介してＡ／Ｄコンバータ３４で取り込む回路構成を付加することにより、モニタ光パワーの絶対値（直流成分）を検出可能にしている。
【００４５】
増幅器３３DCは、キャパシタ３２に入力される手前で分岐された電圧信号を所要のレベルまで増幅してローパスフィルタ３６DCに出力するものである。また、ローパスフィルタ３６DCは、その遮断周波数がトラッキングによる変動成分の周波数よりも低くなるように予め設定されていて、増幅器３３DCから出力される電圧信号の直流成分を抽出してＡ／Ｄコンバータ３４に出力するものである。
【００４６】
上記のような回路構成の制御装置３ｂでは、受光したモニタ光のパワーに応じた電圧信号の交流成分および直流成分がそれぞれＡ／Ｄコンバータ３４に取り込まれ、各々の成分に対応したデジタル信号がＣＰＵ３５に出力される。ＣＰＵ３５では、直流成分に対応した信号の値が所要の閾値以下である場合には、モニタ光パワーの絶対値を用いた制御が実行される。このモニタ光パワーの絶対値を用いた制御の具体例としては、直流成分の値が閾値以下のときにファイバ断線などの異常発生を判断してトラッキング制御を中止させる措置をとることや、環境温度の変化によって波長可変光フィルタ１の選択波長と駆動信号の周波数等との関係がずれた場合に、駆動信号の周波数等をスイープさせて所望の波長光を検出するような、いわゆる光スペクトルアナライザで行われるような処理を行うことなどが挙げられる。一方、直流成分に対応した信号の値が閾値を超える場合には、上述したような交流成分を用いたトラッキング制御が実行される。
【００４７】
このように第３実施形態の制御装置３ｂによれば、モニタ電圧の交流成分に基づく制御と直流成分に基づく制御とを使い分けることで、波長可変光フィルタ１の駆動状態の制御をより柔軟に行うことが可能になる。
なお、上記の第３実施形態では、第２実施形態の回路構成（図５）についてモニタ電圧の直流成分を検出する回路を付加するようにしたが、本発明はこれに限らず、第１実施形態の回路構成（図２）や第２実施形態を応用した回路構成（図６、図７）についても同様にして直流成分を検出する回路を付加することが可能である。
【００４８】
図９には、前述の図７に示した交流成分側にローパスフィルタおよびハイパスフィルタを組み合わせた回路構成について、直流成分を検出する回路を付加した具体的な回路例を示しておく。この制御装置３ｂ’においては、モニタ電圧の交流成分を抽出するキャパシタＣ１の前段のノードにアンプＡ３の入力端子が接続され、そのアンプＡ３の出力端子には、アンプＡ４、抵抗器Ｒ８，Ｒ９およびキャパシタＣ３からなるローパスフィルタが接続されている。なお、図９には、受光器へのモニタ光の入力パワーを−１０ｄＢｍ／ｃｈとして最大１０波（＋０ｄＢｍ）のモニタ光が入力され、１ｋＨｚ程度の周波数でトラッキング制御を行うことを想定した場合における各回路要素の具体的な数値の一例を挙げておいたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
次に、本発明にかかる波長可変光フィルタの制御装置の第４実施形態について説明する。
図１０は、第４実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
図１０において、本実施形態の制御装置１０は、例えば第１実施形態の構成（図２）について、バイポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４を使用する代わりに、ユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４’が使用可能となるように回路構成を変更したものである。なお、ここでは第１実施形態の構成についてユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４’を使用する一例を示すが、上述した他の実施形態についても同様にしてユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータを適用することが可能である。
【００５０】
ユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４’を使用する場合、上述の図４に示したような交流成分のモニタ電圧値に関する符号（正負）の判別が困難になる。このため、図１０の構成例においては、キャパシタ３２と増幅器３３の間にバイアスティー３７等を用いてオフセット電圧ＶOFFSETを印加し、キャパシタ３２で抽出される交流成分の基準電圧を０ＶからＶOFFSETにシフトアップして、その基準電圧ＶOFFSETがＡ／Ｄコンバータ３４’の中心値となるようにしている。
【００５１】
具体的に、例えば、１２ビットの分解能を持つユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４’を使用する場合は、分解能が４０９６あるので０〜４０９５ｍＶの範囲について１ＬＳＢ（Least Significant Bit）を１ｍＶとして割り当てると、その中心は４０９５／２＝２０４７．５ｍＶとなる。したがって、オフセット電圧ＶOFFSETが２０４７ｍＶになるように設定してモニタ電圧の交流成分の基準値を０ｍＶから２０４７ｍＶにシフトアップすることにより、交流成分の電圧値をユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４’でＡ／Ｄ変換することができるようになる。そして、Ａ／Ｄコンバータ３４’で０〜４０９５の値に変換された交流成分のモニタ電圧は、ＣＰＵ３５においてデジタル値から２０４７を差し引くことにより、±２Ｖ分のモニタ電圧を検出することが可能になる。
【００５２】
また、上記のような回路構成では、増幅器３３における増幅率については十分に高く設定するのが望ましい。ここでは、増幅器３３の増幅率を１０倍程度にあげて高くしている。このような設定とする理由は、例えば図１１の実線に示すように、増幅率を高くすることでＡ／Ｄコンバータ３４’のモニタ値が０ｍＶと４０９５ｍＶに対応する各値に張り付くような状態になったとしても、上述したようなトラッキング制御では交流成分のモニタ電圧の符号（正負）のみを基に次の周期の制御値を判別しているので問題になることはなく、増幅率を高く設定するほどモニタ電圧の符号の判別を確実に行うことが可能になるためである。
【００５３】
このように第４実施形態によれば、モニタ電圧の交流成分をユニポーラ型のＡ／Ｄコンバータ３４’を使用してＡ／Ｄ変換するようにしても、上述の第１実施形態の場合と同様の作用効果を得ることが可能である。
なお、上記の第４実施形態に関連して、モニタ光を受光していない時に生じる浮遊電圧の影響を考慮した制御の応用例について簡単に説明しておく。バイポーラ型およびユニポーラ型のいずれのＡ／Ｄコンバータを使用する場合においても、モニタ光を受光していない時に、キャパシタ３２通過後の電圧に数十ｍＶの浮遊電圧が残ってしまいモニタ電圧が０Ｖにならない場合がある。これは装置構成や基板のパターン設計等に依存し、クランド（接地電圧）が正しく確保できていないときや、グランドレベルが微妙にずれていることなどにより生じる。このような浮遊電圧がトラッキング制御に悪影響を与える、すなわち、実際は０Ｖでなければならないはずが数十ｍＶに対応する値がＡ／Ｄコンバータから出力されることで、微小な電圧での符号の判別に誤りが生じることになる。このような浮遊電圧の影響を回避するためには、例えば、装置の立ち上げ時やユニット電源の投入時などのモニタ光が受光されていない状態において、最初にＡ／Ｄコンバータから値を取り込んでおき、その値を用いてモニタ値の補正を行うようにすればよい。具体的には、最初に取り込んだＡ／Ｄコンバータの値をＶDとすると、次の（２）式に示すように、トラッキング制御時にモニタした電圧値ＶMONから初期値ＶDを差し引き、さらに、ユニポーラ型Ａ／Ｄコンバータを使用する場合はシフトアップした電圧ＶOFFSETを差し引くことで、浮遊電圧の影響を補正した真のモニタ値Ｖが得られることになる。
【００５４】
Ｖ＝ＶMON−ＶD−ＶOFFSET …（２）
なお、上述した第１〜第４実施形態においては、一括処理する複数の光信号の各波長に対応した駆動信号の周波数を変化させてトラッキング制御を行うようにしたが、駆動信号に対する制御パラメータは周波数に限られるものではなく、例えば駆動信号のパワー（振幅）等を変化させて波長可変光フィルタの波長特性をトラッキング制御することも可能である。また、駆動信号の複数の制御パラメータを変化させてトラッキング制御を行う場合には、まず１つの制御パラメータ（例えば周波数）に対してすべての選択波長についてのトラッキング制御を行い、次に、他の制御パラメータ（例えばパワー）に対してすべての選択波長についてのトラッキング制御を行うようにするのがよい。このように複数の制御パラメータについて順次トラッキング制御を行うようにすれば、波長可変光フィルタの波長特性をより高い精度で最適化することが可能になる。
【００５５】
次に、上述の第１〜第４実施形態に示したような本発明にかかる制御装置を用いた波長可変光フィルタが適用されたＯＡＤＭ装置の具体例について説明する。図１２は、本発明にかかる制御装置を用いたリジェクト型ＡＯＴＦの適用されたＯＡＤＭ装置の構成例を示す図である。
図１２のＯＡＤＭ装置１００は、例えば、入力されるＷＤＭ信号光から所望の波長の光信号を選択的に分岐するドロップ部１１０と、所望の波長の光信号の通過を阻止するブロック部１２０と、そのブロック部を通過したＷＤＭ信号光に所望の波長の光信号を挿入するアド部１３０と備え、ブロック部１２０に用いられるリジェクト型ＡＯＴＦ１２１について、上述した第１〜第４実施形態のいずれかによる制御装置を適用したものである。このＯＡＤＭ装置１００は、例えば、上述の図１５に示したような各ＯＡＤＭユニットとして用いることができ、図１４に示したようなネットワークの各ＯＡＤＭノードに配置することが可能である。
【００５６】
このＯＡＤＭ装置１００の各部の構成を簡単に説明すると、ドロップ部１１０は、例えば、ＯＡＤＭ装置１００に入力されるＷＤＭ信号光を光アンプ１１１で所要のレベルまで増幅した後にその一部を分波器１１２で分岐し、光アンプ１１３で所要のレベルまで増幅して分波器１１４に送る。そして、分波器１１４は、光アンプ１１３からのＷＤＭ信号光をさらに複数に分岐してドロップ型ＡＯＴＦ部１１５にそれぞれ出力する。このドロップ型ＡＯＴＦ部１１５は、複数のＡＯＴＦがアレイ状に形成されていて、各々のＡＯＴＦがＲＦ発振器１１６からのＲＦ信号によって駆動され、分波器１１４からの各光信号を各々のＡＯＴＦで受けて所望の１波をそれぞれ選択分離して出力する。また、ドロップ型ＡＯＴＦ１１５で選択分離された各光信号の一部はモニタ光として各受光器（ＰＤ）１１７で受光されて制御回路１１８に伝えられ、ＲＦ発振器１１６における各ＲＦ信号の発生状態が各々のモニタ光のパワーに応じて調整されることで、ドロップ型ＡＯＴＦ部１１５の各ＡＯＴＦの選択波長がフィードバック制御される。
【００５７】
また、ブロック部１２０は、ドロップ部１１０の分波器１１２を通過したＷＤＭ信号光が入力されるリジェクト型ＡＯＴＦ１２１を有し、このリジェクト型ＡＯＴＦ１２１は、ＲＦ発振器１２２から与えられる周波数の異なる複数のＲＦ信号に応じて、所望の複数の波長の光信号の通過を一括して阻止する。そして、リジェクト型ＡＯＴＦ１２１で通過が阻止された複数の光信号に対応するモニタ光を用いて、上述した第１〜第４実施形態のいずれかを適用した制御装置１２３により、ＲＦ発振器１２２からリジェクト型ＡＯＴＦ１２１に与えられる各ＲＦ信号の周波数等がトラッキング制御されて最適化される。
【００５８】
さらに、アド部１３０は、ＯＡＤＭ装置１００の外部等から与えられる所望の波長の複数の挿入光を合波器１３１で合波した後に光アンプ１３２で所要のレベルまで増幅し、その挿入光をブロック部１２０を通過してきたＷＤＭ信号に対して合波器１３３で合波する。そして、合波器１３３を通ったＷＤＭ信号光は光アンプ１３４で所要のレベルまで増幅されてＯＡＤＭ装置１００から出力される。
【００５９】
ここで、ブロック部１２０のリジェクト型ＡＯＴＦ１２１の具体的な構成例について説明することにする。なお、以下に示す一例は、本出願人の先願である特願２００１−３９９２３７号や特願２００１−３９９２４１号等において詳しく開示されている。このため、ここではその概略を説明することにして詳細については省略するものとする。また、本発明における波長可変光フィルタとしてのＡＯＴＦの構成は以下の一例に限定されるものではない。
【００６０】
図１３は、リジェクト型ＡＯＴＦ１２１の好ましい構成の一例を示した平面図である。図１３のリジェクト型ＡＯＴＦ１２１においては、ドロップ部の分波器１１２を通過したＷＤＭ信号光が分波器２００によって２つに分岐され、一方の分岐光は光サーキュレータ２０１を介して偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２０２に送られ、他方の分岐光は別のＰＢＳ２０３に出力される。ＰＢＳ２０２は、光サーキュレータ２０１を通過したＷＤＭ信号光を偏光モードに応じて２つに分岐し、同一の基板２１０上の３つのＡＯＴＦを従属ループ接続して構成したリジェクト型ＡＯＴＦの光路両端に各モード光をそれぞれ送る。ＰＢＳ２０３もＰＢＳ２０２と同様に、分波器２００で分岐されたＷＤＭ信号光を偏光モードに応じて２つに分岐し、基板２１０上の従属ループ接続された３段構成のＡＯＴＦと同一のパラメータで動作するモニタ用ＡＯＴＦの各光路の一端に各モード光を送る。なお、上記のモニタ用ＡＯＴＦは、リジェクト型ＡＯＴＦ１２１の立ち上げ時や設定の変更時などにおいて、従属ループ接続された３段構成のＡＯＴＦの制御値を予め検出するためのものである。このモニタ用ＡＯＴＦは、必要に応じて適宜に設けられるものであって、省略することも可能である。
【００６１】
同一基板２１０上に形成された３段構成のＡＯＴＦおよびモニタ用ＡＯＴＦを構成する各段のＡＯＴＦはそれぞれ同様の構成を備えている。具体的には、基板１に形成された光導波路２１１の両端部分に偏光ビームスプリッタ２１２，２１４がそれぞれ設けられ、光導波路２１１上の所定の位置には弾性表面波（ＳＡＷ）を発生する櫛形電極（ＩＤＴ）２１３が形成されている。また、ここでは図示を省略したが、ＩＤＴ２１３で発生したＳＡＷを光導波路２１１に沿って伝搬させるためのＳＡＷガイドと、伝搬するＳＡＷを所定の位置で終端させるためのＳＡＷ吸収体も設けられている。このような各段のＡＯＴＦでは、ＲＦ発振器１２２（図１２）で発生する周波数の異なる複数のＲＦ信号がＩＤＴ２１３に印加されることで各々のＲＦ信号に対応したＳＡＷが発生し、そのＳＡＷが光導波路２１１に沿って伝わることで生じる音響光学効果により、光導波路２１１内を伝搬する光信号のうちでＳＡＷの周波数に対応した波長の光信号のみが偏光モード変換されて選択分離されるようになる。
【００６２】
３段構成のＡＯＴＦで選択分離される光信号は、２つのＰＢＳ２１４で光導波路２１１上から分岐され、光アイソレータ２０４ａ，２０４ｂを介して受光器（ＰＤ）２０５ａ，２０５ｂで受光される。そして、各受光器２０５ａ，２０５ｂの出力信号が加算器２０６で加算されてモニタ信号として制御装置１２３（図１２）に送られる。また、モニタ用ＡＯＴＦで選択分離される光信号も、各光導波路２１１端部のＰＢＳ２１４で分岐され、ＰＢＳ２０７で合成された後に受光器２０８で受光される。そして、受光器２０８の出力信号が、装置の立ち上げ時や設定の変更時などにおいて３段構成のＡＯＴＦの制御値を予め検出するためのモニタ信号として制御装置１２３に送られる。
【００６３】
また、３段構成のＡＯＴＦで選択分離されなかった光信号は、ＰＢＳ２０２に戻されて合成された後に、光サーキュレータ２０１および光スイッチ（ＳＷ）２０９を介してアド部１３０の合波器１３３に送られる。
上記のようにしてリジェクト型ＡＯＴＦ１２１から取り出したモニタ光を利用し、本発明による制御装置１２３で処理したモニタ電圧の交流成分に基づいて、ＲＦ発振器１２２で発生するＲＦ信号の周波数がトラッキング制御される。また、ここでは、ＲＦ信号の周波数のトラッキング制御に加えて、制御装置１２３がモニタ用ＡＯＴＦでのモニタ光を用いて立ち上げ時や設定の変更時における制御値を予め検出すると共に、リジェクト型ＡＯＴＦ１２１の温度調整による選択波長の制御も行うようにして、所望の波長の光信号のブロック処理をより高い精度で実現可能にしている。
【００６４】
なお、上記のＯＡＤＭ装置１００については、ブロック部１２０のリジェクト型ＡＯＴＦ１２１について本発明による制御装置を適用するようにしたが、ドロップ部１１０においてもＷＤＭ信号光に対する一括ドロップ処理が行われる場合には、その一括ドロップ処理に用いられる波長可変光フィルタのトラッキング制御に本発明による制御装置を適用することが可能である。また、ここでは波長可変光フィルタの具体例としてＡＯＴＦを考えたが、本発明の制御装置が適用可能な波長可変光フィルタはＡＯＴＦに限られるものではなく、例えば、波長可変型のファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）フィルタなど、複数の波長の光信号に対する一括処理が可能であって、複数のモニタ光のパワーを同時に検出可能な構成を備えた公知の波長可変光フィルタに応用することができる。
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００６５】
（付記１） 複数の波長の光信号を一括して選択分離する波長可変光フィルタについて、該波長可変光フィルタの駆動状態を変化させ、前記波長可変光フィルタから取り出したモニタ光のパワーに基づいて、前記波長可変光フィルタの波長特性が予め設定した複数の選択波長に対応した波長特性に近づくように制御する方法であって、
前記波長可変光フィルタで選択分離される各光信号に対応したモニタ光を一括して取り出して受光し、該受光したモニタ光のパワーに応じてレベルが変化するモニタ信号を生成し、
該生成したモニタ信号の交流成分を抽出し、
該抽出した交流成分のレベル変化に基づいて、前記波長可変光フィルタの駆動状態を制御することを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００６６】
（付記２） 付記１に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記抽出した交流成分から前記波長可変光フィルタの駆動状態の変化に対応したレベル変動成分のみを抽出し、該抽出レベル変動成分に基づいて前記波長可変光フィルタの駆動状態の制御を行うことを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００６７】
（付記３） 付記１に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記モニタ信号の直流成分を抽出し、
該抽出した直流成分のレベルに基づいて、前記波長可変光フィルタの駆動状態を制御することを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００６８】
（付記４） 付記３に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記直流成分のレベルが予め設定した閾値以下であるとき、前記交流成分のレベル変化に基づく駆動状態の制御を、前記直流成分のレベルに基づく駆動状態の制御に切り換えることを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００６９】
（付記５） 付記１に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記波長可変光フィルタの駆動状態を、予め設定した基準状態からの変化量が互いに等しい第１状態および第２状態に変化させ、
前記モニタ信号から抽出した交流成分のレベル値の符号に応じて、次の周期の制御における基準状態を前記第１状態および前記第２状態のいずれに設定するかを判別することを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００７０】
（付記６） 付記５に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記交流成分のレベル値は、前記波長可変光フィルタの駆動状態が第２状態から基準状態を経て第１状態に変化した時点での値を第１状態のレベル値とし、第１状態から基準状態を経て第２状態に変化した時点での値を第２状態のレベル値とすることを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００７１】
（付記７） 付記５に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
複数の制御パラメータに対応させて前記波長可変光フィルタの駆動状態をそれぞれ変化させるとき、各々の制御パラメータごとにすべての選択波長に対する駆動状態の制御を行うことを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。
【００７２】
（付記８） 複数の波長の光信号を一括して選択分離する波長可変光フィルタについて、該波長可変光フィルタの駆動状態を変化させ、前記波長可変光フィルタから取り出したモニタ光のパワーに基づいて、前記波長可変光フィルタの波長特性が予め設定した複数の選択波長に対応した波長特性に近づくように制御する波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記波長可変光フィルタで選択分離される各光信号に対応したモニタ光を一括して取り出して受光し、該受光したモニタ光のパワーに応じてレベルが変化するモニタ信号を生成する受光部と、
該受光部で生成されたモニタ信号の交流成分を抽出する交流成分抽出部と、
該交流成分抽出部で抽出した交流成分のレベル変化に基づいて、前記波長可変光フィルタの駆動状態を制御する制御部と、を備えて構成されたことを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７３】
（付記９） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記交流成分抽出部は、前記受光部から前記制御部にモニタ信号を伝達する信号線上に挿入されたキャパシタを含むことを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７４】
（付記１０） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記交流成分抽出部で抽出した交流成分から前記波長可変光フィルタの駆動状態の変化に対応したレベル変動成分のみを抽出するフィルタを備え、
前記制御部は、前記フィルタで抽出したレベル変動成分に基づいて前記波長可変光フィルタの駆動状態の制御を行うことを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７５】
（付記１１） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記受光部で生成されたモニタ信号の直流成分を抽出する直流成分抽出部を備え、
前記制御部は、前記直流成分抽出部で抽出した直流成分のレベルに基づいて、前記波長可変光フィルタの駆動状態を制御することを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７６】
（付記１２） 付記１１に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、前記直流成分のレベルが予め設定した閾値以下であるとき、前記交流成分のレベル変化に基づく駆動状態の制御を、前記直流成分のレベルに基づく駆動状態の制御に切り換えることを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７７】
（付記１３） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、波長可変光フィルタの駆動状態を、予め設定した基準状態からの変化量が互いに等しい第１状態および第２状態に変化させ、前記交流成分抽出部で抽出した交流成分のレベル値の符号に応じて、次の周期の制御における基準状態を前記第１状態および前記第２状態のいずれに設定するかを判別することを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７８】
（付記１４） 付記１３に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、前記交流成分のレベル値について、前記波長可変光フィルタの駆動状態が第２状態から基準状態を経て第１状態に変化した時点での値を第１状態のレベル値とし、第１状態から基準状態を経て第２状態に変化した時点での値を第２状態のレベル値とすることを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００７９】
（付記１５） 付記１３に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、複数の制御パラメータに対応させて前記波長可変光フィルタの駆動状態をそれぞれ変化させるとき、各々の制御パラメータごとにすべての選択波長に対する駆動状態の制御を行うことを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００８０】
（付記１６） 付記１３に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、前記交流成分抽出部で抽出した交流成分をＡ／Ｄ変換する検出器を有することを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００８１】
（付記１７） 付記１６に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、ユニポーラ型の検出器を用いるとき、前記交流成分抽出部からの出力信号の電圧レベルを前記検出器の入力レンジの１／２倍だけ上昇させることを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００８２】
（付記１８） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記制御部は、モニタ光が前記受光部で受光されていない状態でのモニタ信号の電圧レベルを補正値として検出し、モニタ光が前記受光部で受光されている状態でのモニタ信号の電圧レベルから前記補正値を差し引いて誤差を補正することを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００８３】
（付記１９） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記波長可変光フィルタは、音響光学チューナブルフィルタであることを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００８４】
（付記２０） 付記８に記載の波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記波長可変光フィルタは、ファイバブラッググレーティングフィルタであることを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる波長可変光フィルタの制御技術によれば、波長可変光フィルタから一括して取り出したモニタ光のパワー変動成分だけを示すモニタ信号の交流成分を抽出して、その交流成分のレベル変化を基に波長可変光フィルタの駆動状態を制御するようにしたことで、一括して選択分離する波長数に依らず誤差信号を確実に検出して、波長可変光フィルタの駆動状態の制御を安定して行うことが可能になる。このような本発明の制御装置が適用された波長可変光フィルタを用いてＯＡＤＭ装置等を構成すれば、ＯＡＤＭノードでのＷＤＭ信号光に対する任意の波長の一括ドロップまたは一括ブロックを確実に実行することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる波長可変光フィルタの制御装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】上記第１実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図３】上記第１実施形態におけるトラッキング制御を説明する図であって、駆動信号の周波数に対するモニタ光パワーの変化を示す図である。
【図４】上記第１実施形態におけるトラッキング制御を説明する図であって、キャパシタによって抽出された交流成分の波形例を示す図である。
【図５】本発明にかかる第２実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図６】上記第２実施形態に関連する制御装置の他の構成例を示す回路図である。
【図７】上記第２実施形態に関連する制御装置の別の構成例を示す回路図である。
【図８】本発明にかかる第３実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図９】上記第３実施形態に関連する制御装置の他の構成例を示す回路図である。
【図１０】本発明にかかる第４実施形態の制御装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図１１】上記第４実施形態におけるＡ／Ｄコンバータのモニタ値の一例を示す図である。
【図１２】本発明にかかる制御装置を用いたリジェクト型ＡＯＴＦの適用されたＯＡＤＭ装置の構成例を示す図である。
【図１３】図１２のリジェクト型ＡＯＴＦの具体的な構成例を示した平面図である。
【図１４】従来のＡＯＴＦを用いたＯＡＤＭノードのネットワーク構成の一例を示す図である。
【図１５】図１４の各ノードに用いられるＯＡＤＭ装置の構成例を示す図である。
【図１６】従来の波長可変光フィルタのトラッキング制御に関する問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 波長可変光フィルタ
２ 駆動装置
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 制御装置
３Ａ 受光部
３Ｂ 交流成分抽出部
３Ｃ トラッキング制御部
３０ 受光器
３１ 抵抗器
３２ キャパシタ
３３ 増幅器
３４，３４’ Ａ／Ｄコンバータ
３５ ＣＰＵ
３６，３６’ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１００ ＯＡＤＭ装置
１１０ ドロップ部
１２０ ブロック部
１２１ リジェクト型ＡＯＴＦ
１２２ ＲＦ発振器
１２３ 制御装置
１３０ アド部
Claims (5)
- 複数の異なる任意の波長の光信号を一括して選択分離する波長可変光フィルタについて、該波長可変光フィルタの駆動状態を変化させ、前記波長可変光フィルタから取り出したモニタ光のパワーに基づいて、前記波長可変光フィルタの波長特性が予め設定した複数の異なる任意の選択波長に対応した波長特性に近づくように制御する方法であって、
前記波長可変光フィルタで選択分離される任意の波長の各光信号に対応したモニタ光を一括して取り出して受光し、該受光したモニタ光のパワーに応じてレベルが変化するモニタ信号を生成し、
該生成したモニタ信号の交流成分を抽出し、
該抽出した交流成分のレベル変化に基づいて、前記波長可変光フィルタの駆動状態を前記各光信号に対して順次に制御することを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。 - 請求項１に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記抽出した交流成分から前記波長可変光フィルタの駆動状態の変化に対応したレベル変動成分のみを抽出し、該抽出レベル変動成分に基づいて前記波長可変光フィルタの駆動状態を前記各光信号に対して順次に制御することを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。 - 請求項１に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記モニタ信号の直流成分を抽出し、
該抽出した直流成分のレベルに基づいて、前記波長可変光フィルタの駆動状態を前記各光信号に対して順次に制御することを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。 - 請求項１に記載の波長可変光フィルタの制御方法であって、
前記波長可変光フィルタの駆動状態を、予め設定した基準状態からの変化量が互いに等しい第１状態および第２状態に変化させ、
前記モニタ信号から抽出した交流成分のレベル値の符号に応じて、次の周期の制御における基準状態を前記第１状態および前記第２状態のいずれに設定するかを判別することを特徴とする波長可変光フィルタの制御方法。 - 複数の異なる任意の波長の光信号を一括して選択分離する波長可変光フィルタについて、該波長可変光フィルタの駆動状態を変化させ、前記波長可変光フィルタから取り出したモニタ光のパワーに基づいて、前記波長可変光フィルタの波長特性が予め設定した複数の異なる任意の選択波長に対応した波長特性に近づくように制御する波長可変光フィルタの制御装置であって、
前記波長可変光フィルタで選択分離される任意の波長の各光信号に対応したモニタ光を一括して取り出して受光し、該受光したモニタ光のパワーに応じてレベルが変化するモニタ信号を生成する受光部と、
該受光部で生成されたモニタ信号の交流成分を抽出する交流成分抽出部と、
該交流成分抽出部で抽出した交流成分のレベル変化に基づいて、前記波長可変光フィルタの駆動状態を前記各光信号に対して順次に制御する制御部と、を備えて構成されたことを特徴とする波長可変光フィルタの制御装置。
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