JP4090708B2

JP4090708B2 - Optical transmitter

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Publication number: JP4090708B2
Application number: JP2001171618A
Authority: JP
Inventors: 健一宇藤; 克宏清水
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: JP2002368693A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば波長分割多重伝送（以下、「ＷＤＭ」という）などの光通信システムに用いられ、符号化された電気信号により光源からの光を強度変調して光伝送路に出力する光送信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信の分野においては、音声や画像情報などの伝送する情報量の増大に伴い、大容量の光伝送方式の要望が高まっている。その光伝送方式の中でも、１本の光ファイバで双方向通信や大容量の通信が可能であり、システム敷設コストが低減できて経済的にシステムを構築できるＷＤＭ伝送方式への期待が高まっている。このＷＤＭ伝送方式を用いた光通信システム（以下、「ＷＤＭ伝送システム」という）では、アナログ信号やディジタル信号などの異なる種類の信号を同時に伝送することが可能となるなどの特徴を有している。
【０００３】
このようなＷＤＭ伝送システムの設計の際には、波長の分割多重伝送を行うために、伝送するチャネルを波長軸上に等間隔に配列させる必要がある。このため、近接した波長では、波長間隔が短いとチャネル間干渉が生じやすくなり、光ファイバに伝搬された光信号を受信する光受信器の受光感度に劣化を引き起こすこととなる。そこで、このＷＤＭ伝送システムでは、各光源の中心波長をある一定以上の等間隔で、かつそれぞれ異なる波長に設定して多重する必要があった。
【０００４】
ところが、光源として使用される半導体レーザ（例えば、レーザダイオードからなり、以下、「ＬＤ」という）は、レーザの活性領域の温度上昇や経年劣化に伴って発振波長が変化してしまう。このＬＤを光源とした光送信器では、レーザ活性領域の温度を一定に保つために、ＬＤの光出力と周囲温度を一定に制御するＬＤ光出力制御回路と温度制御回路を用いるものがあった。
【０００５】
図６は、光信号の送信を行う光送信器の従来構成の一例を示す構成図である。図において、１１は幹線の光伝送路に光を出力する光出力端子で、１２は光ファイバ、１３は光ファイバ１２に接続される光変調器、１４は光変調器１３を駆動させる光変調器駆動回路、１５は内部に設けられたＬＤの光出力を制御するためのＬＤ光出力制御回路、１６はＬＤの温度を制御するためのＬＤ温度制御回路である。光変調器１３は、外部光変調器で、例えば電界吸収型（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）変調器を用いている。
【０００６】
光変調器駆動回路１４には、例えば音声や画像や一般のデータなどの情報を、ディジタル信号として符号化した電気信号が入力端子１７から入力しており、光変調器駆動回路１４は、光変調器１３の駆動条件に最適化された信号振幅を生成するために、この電気信号を増幅して光変調器１３に出力する。光変調器１３は、光変調器駆動回路１４によって駆動され、ＬＤ光出力制御回路１５から入射する連続光にこの電気信号を重畳させている。このように、ＬＤからの出力光は、電気信号によって強度変調され、パルス状の光信号として生成されて光ファイバ１２に送出される。この光変調器を用いたＬＤ光源の外部変調方式では、ＬＤを直接変調させた場合にレーザ活性領域のキャリア密度変化によるチャーピング率の変化に起因して光受信器側で生じる受信感度の劣化を防ぐことができ、伝送速度Ｇｂｉｔ／ｓ級での大容量の長距離伝送システムに有効に利用することができる。
【０００７】
また、この光送信器では、レーザ活性領域の温度を一定に保つために、ＬＤ光出力制御回路１５とＬＤ温度制御回路１６とを用いて、ＬＤ光出力と周囲温度が一定になるように制御を行う。ＬＤ光出力制御回路１５では、ＬＤの光出力をモニタし、その光出力が常に一定になるように、ＬＤ駆動電流を制御している。これと同時に、ＬＤ温度制御回路１６では、ＬＤのジャンクション温度を検出し、そのＬＤ温度が常に一定になるように、ＬＤ温度を制御することによって一定の発振波長が得られていた。
【０００８】
また、別の例として、特開平９−１９１２９３号公報では、図７に示すように、発光素子１５ａであるＬＤモジュールの発振波長を安定させるＬＤ温度制御回路１６において、温度モニタ信号と温度設定信号との差がずれている間は、ＬＤ光出力制御回路１５であるＬＤドライバに温度エラー信号を出力し、この温度エラー信号でＬＤ光出力制御回路１５を制御することで、ＬＤ駆動電流をオフさせていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにＬＤ駆動電流とＬＤ温度との制御を同時に行い、目標の光発振波長が得られるようになるには、制御回路の収束条件により、ある一定時間以上の時定数（例えば数十秒程度）を有する。したがって、従来の光送信器では、ＷＤＭ伝送システムの敷設時における電源投入時に、ＬＤの発振波長が安定するまでに数十秒の遅延時間が生じるため、すでに設定済みの光波長にチャネル間干渉をもたらして、光受信器側における受信感度の劣化を引き起こし、システムを誤動作させるという問題点があった。
【００１０】
そこで、ＬＤ発振波長が安定するまでの間、光ファイバへの光出力を停止させることが考えられるが、ＬＤ駆動電流をオフさせることはできない。つまり、ＬＤ発振波長は、ＬＤ光出力を制御するＬＤ駆動電流とＬＤ温度で決定されるため、一時的にでもＬＤ駆動電流をオフさせることは、ＬＤ発振波長の制御を妨げることとなるので、例えば従来の光送信器に搭載されるＬＤ光出力を遮断する方式を用いたシャットダウン機能によって、ＬＤ発振波長が安定するまでの間、ＬＤ光出力をオフさせることはできなかった。
【００１１】
また、例えば波長多重数が１００波程度のＷＤＭ伝送システムでは、システム稼動中に、１波でもＬＤ発振波長が設計値からずれると、隣り合う波長または他のＬＤ波長に干渉が生じてしまう。従来の光送信器では、システム稼動中にＬＤ発振波長がずれた時には、すでに設定済みの光波長にチャネル間干渉をもたらして、光受信器側における受信感度の劣化を引き起こし、システムを誤動作させるという問題点があった。
【００１２】
すなわち、従来の光送信器では、電源投入時またはシャットダウン解除時のＬＤ温度制御回路が収束するまでの間に、光変調器から設定されたＬＤ発振波長以外の波長の光が出力されることがあったので、ＷＤＭ伝送システムに用いた光送信器のＬＤ発振波長の間隔が、１００ＧＨｚ、５０ＧＨｚ、２５ＧＨｚと短くなると、例えばシステム増設時に設定済みのＬＤ波長と上記ＬＤ発振波長以外の波長とが重なり合って、チャネル間干渉をもたらし、これが原因となってシステムを誤動作させるという問題点があり、設計時に設定したＬＤ発振波長以外の波長を出力させない光送信器の設計が必要であった。また、システム稼動中に予期せぬＬＤ発振波長の変動が生じた場合も、上記と同様に、チャネル間干渉をもたらし、これが原因となってシステムを誤動作させるという問題点があった。
【００１３】
この発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、設定された特定のレーザ発振波長の光のみを出力させる光送信器を得ることを目的とする。
【００１４】
また、この発明の他の目的は、電源投入時にレーザ発振波長が安定しない場合でも、レーザ光の出力をオフさせずに光変調器からの出力をオフさせ、またレーザ発振波長がずれた場合でも、光変調器からの出力をオフさせることができる光送信器を得る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる光送信器は、符号化された電気信号の信号振幅を調整する駆動部と、該駆動部から出力される電気信号に基づいて光源からの光を強度変調して光伝送路に出力する光変調器と、を備えた光送信器において、前記光源からの光を受光する第１の受光素子、および該第１の受光素子にて受光した光の光出力に応じて前記光源の駆動電流を制御する駆動電流制御部を有する光出力制御手段と、前記光源から入力する光の所定波長を選択する波長選択素子、該波長選択素子にて選択された該所定波長の光を受光する第２の受光素子、および前記第１の受光素子の出力と該第２の受光素子の出力との出力比を算出する第１の演算部を有し、該第１の演算部の演算結果に基づいて前記受光した光の発振波長をモニタするする発振波長検出手段と、前記発振波長検出手段によってモニタされた発振波長に基づき、前記駆動部が前記光変調器に付与する駆動電圧を制御する駆動電圧制御手段と、前記光源の温度を検出する温度検出部、前記発振波長検出手段の出力と前記温度検出部の出力との出力比を算出する第２の演算部、および該第２の演算部の演算結果に基づいて前記発振波長が一定値となるように前記光源の温度を制御する温度制御部を有する温度制御手段と、を備え、前記駆動電圧制御手段は、前記モニタされた発振波長が予め定められた設定範囲外に変化した場合に、前記光変調器に対する駆動電圧が一定値となるように前記駆動部を制御することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、検出した光源の温度が常に一定になるように、光源温度が制御される。また、第１および第２の受光素子によって受光された光出力の電圧比が算出され、発振波長のずれがモニタリングされるとともに、モニタリングされた発振波長の電圧値と、温度検出部で検出された温度の電圧値との電圧比が算出され、発振波長のずれに応じた光源の温度制御が行われる。さらに、検出された光源の発振波長が一定の波長範囲外に変化した場合には、光変調器に付与する駆動電圧が一定値に制御されて光ファイバへの光出力がオフにされる。
【００１９】
つぎの発明にかかる光送信器は、上記の発明において、前記駆動電圧制御手段は、基準となる波長範囲を設定する波長範囲設定部と、前記発振波長検出手段で検出された発振波長が前記設定された波長範囲内にあるかどうか比較する比較部と、前記比較部の比較結果に応じて前記駆動部が前記光変調器に付与する前記一定値の駆動電圧を設定する駆動電圧設定部と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、基準となる一定の波長範囲が設定され、検出された発振波長がこの波長範囲外に変化した場合には、光ファイバへの光出力をオフにするための一定値の駆動電圧が光変調器に出力される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光送信器の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における光送信器の構成を示す構成図である。図１において、光送信器１０は、図６に示した光送信器に駆動電圧制御回路１８をさらに設けている。駆動電圧制御回路１８は、光変調器駆動回路１４とＬＤ温度制御回路１６と接続されており、アラーム発生機能を有している。ＬＤ光出力制御回路１５とＬＤ温度制御回路１６は、ＬＤ光出力と周囲温度が一定になるように制御を行うことで一定のＬＤ発振波長を維持させている。ＬＤ温度制御回路１６によって検出されたＬＤの周囲温度が一定の範囲外に変化した場合には、この周囲温度の変化に伴ってＬＤ発振波長を一定に保てなくなり、ＬＤ発振波長が特定の波長範囲外に変化する。駆動電圧制御回路１８では、アラーム信号を発生させ、その際に光変調器１３の駆動電圧を一定値に制御させるように、光変調器駆動回路１４にフィードバック制御を行う。その他の構成は、図６に示した光送信器と同様である。以下、同一構成部分には、同一符号を付すものとする。
【００２９】
図１において、ＬＤ光出力制御回路１５とＬＤ温度制御回路１６とは、ＬＤ光出力とＬＤ発振波長が一定になるように制御を行っており、ＬＤ温度制御回路１６によって検出されたＬＤの周囲温度が一定の範囲外になると、駆動電圧制御回路１８は、光変調器１３の光出力をオフさせるように、光変調器駆動回路１４からの駆動電圧を制御する。光変調器１３では、印加される駆動電圧に応じて光スイッチ動作を実現でき、駆動電圧が一定に制御されることで、光ファイバ１２への光出力を定常的に遮断することができる。
【００３０】
そして、駆動電圧制御回路１８は、ＬＤ温度制御回路１６によって検出されたＬＤの温度が一定の温度範囲になると、駆動電圧の制御を終了し、光変調器１３の光出力をオンさせる。光変調器１３は、印加される駆動電圧が一定値から変化すると、この駆動電圧に応じて光スイッチ動作を実現し、ＬＤ光出力制御回路１５から入射する連続光に電気信号を重畳させ、重畳させた光信号を光ファイバ１２に出力する。
【００３１】
このような動作により、駆動電圧制御回路１８は、例えば電源投入時などのＬＤ発振波長が特定波長範囲内に収束するまでの間、光変調器１３の光出力をオフさせるように、光変調器駆動回路１４を制御することで、定常的に光ファイバへの光出力を遮断し、またシステム稼動中においても、ＬＤ発振波長が特定波長範囲外に変化した場合、光変調器１３の光出力をオフさせるように、光変調器駆動回路１４を制御することで、定常的に光ファイバへの光出力を遮断する。
【００３２】
この実施の形態１によれば、ＬＤの周囲温度が予め設定された特定温度の範囲外にある場合だけ、光変調器の駆動電圧を定常値に固定することで、光出力をオフさせて、設定された特定のＬＤ発振波長の光のみを出力させることができる。これにより、この実施の形態１の光送信器は、従来の光送信器のように、電源投入時にＬＤの駆動電流をオフさせずに、ＬＤ発振波長の設定値とは異なるＬＤ発振波長を光変調器から出力させることがなくなる。また、システム稼動中でも、ＬＤ発振波長の変動による他のＬＤ光へのチャネル間干渉を回避することができる。
【００３３】
さらに、この実施の形態１によれば、外部変調器を用いたシャットダウン動作を行うことで、シャットダウン動作・解除時のどちらの状態でもＬＤ駆動電流と発振波長を一定に制御できる。
【００３４】
また、この実施の形態１によれば、アラーム発生動作の条件を、設計した波長に対して正確に設定することで、波長が特定の安定状態になるまで、光変調器からの光出力がオンされることはなく、正確な光出力の遮断を実現できる。
【００３５】
なお、実施の形態１では、光変調器駆動回路を制御することで駆動電圧を一定に固定させたが、この発明はこれに限らず、例えば光変調器駆動回路に入力される電気信号をハイレベルかローレベルのどちらかに固定することで、光変調器の駆動状態を調整することも可能である。
【００３６】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２における光送信器の構成を示す構成図である。図２において、光送信器１０は、図１に示したＬＤ温度制御回路１６の代わりにＬＤ発振波長検出回路１９を設けている。その他の構成は、図１に示した光送信器と同様である。ＬＤ発振波長検出回路１９は、ＬＤ光出力制御回路１５と駆動電圧制御回路１８と接続されており、ＬＤ光出力制御回路１５内に設けられたＬＤのＬＤ発振波長を検出している。駆動電圧制御回路１８は、ＬＤ発振波長検出回路１９によって検出されたＬＤ発振波長が一定の波長範囲外に変化した場合には、アラーム信号を発生させ、その際に光変調器１３の駆動電圧を一定値に制御させるように、光変調器駆動回路１４にフィードバック制御を行う。
【００３７】
図１において、ＬＤ発振波長検出回路１９によって検出されたＬＤ発振波長が一定の波長範囲外になると、駆動電圧制御回路１８は、光変調器１３の光出力をオフさせるように、光変調器駆動回路１４からの駆動電圧を制御する。光変調器１３では、駆動電圧が一定に制御されることで、光スイッチ動作を行って光ファイバ１２への光出力を定常的に遮断することができる。
【００３８】
そして、駆動電圧制御回路１８は、ＬＤ発振波長検出回路１９によって検出されたＬＤ発振波長が一定の波長範囲になると、駆動電圧の制御を終了し、光変調器１３の光出力をオンさせる。光変調器１３は、印加される駆動電圧が一定値から変化すると、この駆動電圧に応じて光スイッチ動作を実現し、ＬＤ光出力制御回路１５から入射する連続光に電気信号を重畳させ、重畳させた光信号を光ファイバ１２に出力する。
【００３９】
このような動作により、駆動電圧制御回路１８は、実施の形態１と同様に、ＬＤ発振波長が特定波長範囲内に収束するまでの間、光変調器１３の光出力をオフさせるように、光変調器駆動回路１４を制御することで、定常的に光ファイバへの光出力を遮断し、またシステム稼動中においても、ＬＤ発振波長が特定波長範囲外に変化した場合、光変調器１３の光出力をオフさせるように、光変調器駆動回路１４を制御することで、定常的に光ファイバへの光出力を遮断する。
【００４０】
この実施の形態２によれば、ＬＤ発振波長が予め設定された特定波長の範囲外にある場合だけ、光変調器の駆動電圧を定常値に固定することで、光出力をオフさせて、設定された特定のＬＤ発振波長の光のみを出力させることができる。これにより、この実施の形態２の光送信器は、従来の光送信器のように、電源投入時にＬＤの駆動電流をオフさせることがなくなるので、ＬＤ発振波長の設定値と異なるＬＤ発振波長を光変調器から出力されることがなくなる。また、システム稼動中でも、ＬＤ発振波長の変動による他のＬＤ光へのチャネル間干渉を回避することができる。
【００４１】
また、この実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、シャットダウン動作・解除時のどちらの状態でもＬＤ駆動電流と発振波長を一定に制御できるとともに、正確な光出力の遮断を実現できる。
【００４２】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３における光送信器の構成を示す構成図である。図３において、駆動電圧制御回路１８は、第１および第２の高位電源１８ａ，１８ｂと、第１および第２の低位電源１８ｃ，１８ｄと、第１〜第４の抵抗１８ｅ〜１８ｈと、第１および第２の比較器１８ｉ，１８ｊと、任意の電源１８ｋと、電気スイッチ１８ｌとから構成されている。その他の構成は、図１に示した光送信器と同様である。
【００４３】
ＬＤ温度制御回路１６では、検出したＬＤの周囲温度を電圧信号として駆動電圧制御回路１８に出力しており、この電圧信号は、第１の比較器１８ｉの−側入力端子と第２の比較器１８ｊの＋側入力端子にそれぞれ入力される。
【００４４】
第１の高位電源１８ａは、第１の抵抗１８ｅを介して第１の比較器１８ｉの＋側入力端子に、また第１の低位電源１８ｃは、第２の抵抗１８ｆを介して第１の比較器１８ｉの＋側入力端子に接続されている。第２の高位電源１８ｂは、第３の抵抗１８ｇを介して第２の比較器１８ｊの−側入力端子に、また第２の低位電源１８ｄは、第４の抵抗１８ｈを介して第２の比較器１８ｊの−側入力端子に接続されている。電気スイッチ１８ｌは、任意の電源１８ｋと光変調器駆動回路１４に接続されており、第１および第２の比較器１８ｉ，１８ｊからの出力に応じて切り替わり、任意の電源１８ｋと光変調器駆動回路１４の接続／切断を行っている。
【００４５】
ここで、第１および第２の高位電源１８ａ，１８ｂの電位をＶＣＣ１，ＶＣＣ２、第１および第２の低位電源１８ｃ，１８ｄの電位をＶＥＥ１，ＶＥＥ２、第１〜第４の抵抗１８ｅ〜１８ｈをそれぞれＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４とすると、第１の比較器１８ｉのしきい値電圧Ｖｔｈ１は、Ｖｔｈ１＝（ＶＣＣ１−ＶＥＥ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）で表され、第２の比較器１８ｊのしきい値電圧Ｖｔｈ２は、Ｖｔｈ２＝（ＶＣＣ２−ＶＥＥ２）／（Ｒ３＋Ｒ４）で表される。
【００４６】
第１の比較器１８ｉでは、ＬＤ温度制御回路１６からの電圧信号の電圧値が、しきい値電圧Ｖｔｈ１よりも高い場合にローレベルの電圧を出力し、第２の比較器１８ｊでは、ＬＤ温度制御回路１６からの電圧信号の電圧値が、しきい値電圧Ｖｔｈ２よりも低い場合にローレベルの電圧を出力する。ＷＤＭ伝送システムで設計した波長範囲から、長波長側の許容値をＶｔｈ１で、短波長側の許容値をＶｔｈ２で設定することにより、所望の波長範囲外では第１および第２の比較器１８ｉ，１８ｊの出力電圧レベルはローレベルになる。
【００４７】
電気スイッチ１８ｌでは、第１および第２の比較器１８ｉ，１８ｊからの出力電圧が共にローレベルになった場合には、スイッチをオンさせて任意の電源１８ｋと光変調器駆動回路１４を接続させることで、任意の電源１８ｋからの電源電圧を光変調器駆動回路１４に印加させる。この任意の電源電圧を光変調器駆動回路１４に印加させることで、光変調器１３の駆動電圧を一定電圧レベルに固定させ、光変調器１３からの光出力をオフさせるように設定する。
【００４８】
このような動作により、ＬＤの周囲温度の変化に伴ってＬＤ発振波長が設定した波長範囲外である場合には、光変調器１３は光出力をオフさせるように動作し、定常的に光ファイバへの光出力を遮断し、またシステム稼動中においても、ＬＤ発振波長が特定波長範囲外に変化した場合、光変調器１３の光出力をオフさせるように、光変調器駆動回路１４を制御することで、定常的に光ファイバへの光出力を遮断する。
【００４９】
この実施の形態３によれば、ＬＤ発振波長が予め設定された特定波長の範囲外にある場合だけ、任意の電源電圧を印加して光変調器の駆動電圧を定常値に固定することで、光出力をオフさせて、設定された特定のＬＤ発振波長の光のみを出力させることができる。これにより、この実施の形態３の光送信器は、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
なお、この実施の形態３においては、第１と第２の高位電源の電位、並びに第１と第２の低位電源の電位は、それぞれ同一の電源電圧であってもかまわない。
【００５１】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４における光送信器の構成を示す構成図である。図４において、光送信器１０は、ＬＤ温度制御回路１６とＬＤ発振波長検出回路１９を備えている。このＬＤ温度制御回路１６は、サーミスタ１６ａと、温度検出器１６ｂと、ペルチェ素子１６ｃと、温度制御回路１６ｄと、演算器１６ｅとから構成されており、ＬＤ発振波長検出回路１９は、光フィルタ１９ａと、第１の受光素子１９ｂと、トランスインピーダンス増幅器（以下、「ＴＩＡ」という）１９ｃと、演算器１９ｄとから構成されている。その他の構成は、図３に示した光送信器と同様である。
【００５２】
ＬＤ発振波長検出回路１９では、検出したＬＤ発振波長を電圧信号として駆動電圧制御回路１８に出力するとともに、ＬＤ温度制御回路１６にも出力している。この電圧信号は、駆動電圧制御回路１８の第１の比較器１８ｉの−側入力端子と第２の比較器１８ｊの＋側入力端子と、ＬＤ温度制御回路１６の演算器１６ｅにそれぞれ入力される。
【００５３】
ＬＤ光出力制御回路１５から演算器１９ｄに入力される電圧値は、一定値であり、光フィルタ１９ａは、波長選択素子からなり、波長に応じて透過光の強度が異なるものである。光フィルタ１９ａは、ＬＤからの光出力を波長選択しており、選択された波長の透過光は、第１の受光素子１９ｂで光出力に応じた電流値に変換され、ＴＩＡ１９ｃにおいて、この電流値を電圧値に変換して演算器１９ｄに出力する。また、ＬＤ光出力制御回路１５で検出され出力されるＬＤ光出力（上記電圧値）も、演算器１９ｄに入力している。
【００５４】
演算器１９ｄでは、ＴＩＡ１９ｃから入力する光出力の電圧値と、ＬＤ光出力制御回路１５から入力するＬＤ光出力の電圧値との電圧比を演算して、ＬＤ温度制御回路１６と駆動電圧制御回路１８に出力する。なお、演算器１９ｄの出力は、ＬＤ発振波長に応じて異なる電圧値となるので、演算器１９ｄは、ＬＤ発振波長に応じた電圧値をモニタリングすることができる。
【００５５】
演算器１９ｄからの出力は、駆動電圧制御回路１８の第１および第２の比較器１８ｉ，１８ｊに入力しており、第１の比較器１８ｉでは、演算器１９ｄからの出力が、しきい値電圧Ｖｔｈ１＝（ＶＣＣ１−ＶＥＥ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）よりも高い場合に、ローレベルの電圧を出力し、第２の比較器１８ｊでは、演算器１９ｄからの出力が、しきい値電圧Ｖｔｈ２＝（ＶＣＣ２−ＶＥＥ２）／（Ｒ３＋Ｒ４）よりも低い場合に、ローレベルの電圧を出力する。
【００５６】
電気スイッチ１８ｌでは、実施の形態３と同様に、第１および第２の比較器１８ｉ，１８ｊからの出力電圧が共にローレベルになった場合に、スイッチをオンさせて光変調器駆動回路１４に任意の電源電圧を印加させることができ、これによって光変調器１３の駆動電圧を一定電圧レベルに固定させ、ＬＤ光をオフさせるように設定する。
【００５７】
このような動作により、ＬＤ発振波長が設定した波長範囲外である場合には、光変調器はＬＤ光をオフさせるように動作し、設計した波長範囲外の光出力は光ファイバへの出力されなくなる。またシステム稼動中においても、ＬＤ発振波長が特定波長範囲外に変化した場合には、駆動電圧制御回路が動作して光変調器駆動回路を制御することで、光ファイバへの光出力を遮断することができる。
【００５８】
また、演算器１９ｄからの出力は、ＬＤ温度制御回路１６の演算器１６ｅにも入力している。ＬＤ温度制御回路１６では、サーミスタ１６ａと温度検出器１６ｂとによってＬＤ周囲温度を電圧値として検出しており、この電圧値は演算器１６ｅに入力している。
【００５９】
演算器１６ｅでは、温度検出器１６ｂからのＬＤ周囲温度の電圧値と、演算器１９ｄからの出力値との電圧比を演算して、温度制御回路１６ｄに出力する。温度制御回路１６ｄは、入力する電圧比に応じてペルチェ素子１６ｃの温度制御を行う。このように、サーミスタ１６ａで検出されたＬＤ周囲温度情報と、光フィルタ１９ａを介して第１の受光素子１９ｂで受光されたＬＤ発振波長情報とに基づいて、ＬＤ温度を制御することで、定常的にＬＤ発振波長を一定値に収束させることができる。
【００６０】
この実施の形態４によれば、光フィルタと第１の受光素子によって検出したＬＤ発振波長の電圧値が、特定波長範囲外の電圧になった場合、アラーム発生動作を行い、光変調器駆動回路に任意の電源電圧を印加させることで、光変調器の駆動電圧を一定値に制御し、光ファイバへの光出力をオフさせることができる。これにより、この実施の形態４の光送信器は、従来の光送信器のように、電源投入時にＬＤの駆動電流をオフさせることがなくなるので、ＬＤ発振波長の設定値と異なるＬＤ発振波長を光変調器から出力されることがなくなる。また、システム稼動中でも、ＬＤ発振波長の変動による他のＬＤ光へのチャネル間干渉を回避することができる。
【００６１】
さらに、この実施の形態４によれば、外部変調器を用いたシャットダウン動作を行うことで、シャットダウン動作・解除時のどちらの状態でもＬＤ駆動電流と発振波長を一定に制御できる。
【００６２】
また、この実施の形態４によれば、アラーム発生動作の条件を、設計した波長に対して正確に設定することで、波長が特定の安定状態になるまで、光変調器からの光出力がオンされることはなく、正確な光出力の遮断を実現できる。
【００６３】
なお、実施の形態４では、光変調器駆動回路を制御することで駆動電圧を一定に固定させたが、この発明はこれに限らず、例えば光変調器駆動回路に入力される電気信号をハイレベルかローレベルのどちらかに固定することで、光変調器の駆動状態を調整することも可能である。
【００６４】
また、この実施の形態４においては、実施の形態３と同様に、第１と第２の高位電源の電位、並びに第１と第２の低位電源の電位は、それぞれ同一の電源電圧であってもかまわない。
【００６５】
実施の形態５．
図５は、この発明の実施の形態５における光送信器の構成を示す構成図である。図５において、ＬＤ光出力制御回路１５は、発光素子１５ａと、電流源回路１５ｂと、第２の受光素子１５ｃと、ＴＩＡ１５ｄとから構成されている。その他の構成は、図４に示した光送信器と同様である。
【００６６】
第２の受光素子１５ｃは、発光素子１５ａのＬＤ光出力に応じた電流値を検出しており、この電流値はＴＩＡ１５ｄによって電圧値に変化されて、電流源回路１５ｂとＬＤ発振波長検出回路１９の演算器１９ｄに出力されている。電流源回路１５ｂでは、ＴＩＡ１５ｄから入力する電圧に応じて一定のＬＤ駆動電流が発光素子１５ａに流れるように動作制御しており、これによって発光素子１５ａは一定のＬＤ光出力を出力させる。
【００６７】
定常状態においては、ＴＩＡ１５ｄの出力は、一定の電圧値に収束しており、演算器１９ｄは、ＴＩＡ１５ｄとＴＩＡ１９ｃとの電圧値との電圧比を演算している。この演算された電圧比は、ＬＤ光出力の変動に対しては変化せず、ＬＤ発振波長に対してだけ変化させることができる。
【００６８】
また、駆動電圧制御回路１８では、実施の形態４と同様に、第１および第２の比較器１８ｉ，１８ｊからの出力電圧が共にローレベルになった場合に、スイッチをオンさせて光変調器駆動回路１４に任意の電源電圧を印加させることができ、これによって光変調器１３の駆動電圧を一定電圧レベルに固定させ、ＬＤ光をオフさせるように設定する。
【００６９】
このような動作により、電源投入時、またシステム稼動中でもＬＤ発振波長が特定の波長範囲外に変化した場合には、光出力を遮断させることができる。
【００７０】
また、サーミスタから検出されたＬＤ周囲温度情報と光ファイルを介して受光素子で検出したＬＤ発振波長情報とを用いて、ＬＤ周辺温度を制御することで、定常的にＬＤ発振波長を一定値に収束させることができる。
【００７１】
この実施の形態５によれば、光フィルタと第１の受光素子用いてモニタリングした発振波長の電圧値と、第２の受光素子によって受光された光出力の電圧値との電圧比を求め、この電圧比が特定波長範囲外の電圧になった場合、アラーム発生動作を行い、光変調器駆動回路に任意の電源電圧を印加させることで、光変調器の駆動電圧を一定値に制御し、光ファイバへの光出力をオフさせることができる。これにより、この実施の形態５の光送信器は、従来の光送信器のように、電源投入時にＬＤの駆動電流をオフさせることがなくなるので、実施の形態４と同様に、ＬＤ発振波長の設定値と異なるＬＤ発振波長を光変調器から出力されることがなくなる。また、システム稼動中でも、ＬＤ発振波長の変動による他のＬＤ光へのチャネル間干渉を回避することができる。
【００７２】
また、この実施の形態５によれば、実施の形態４で示した効果と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、検出された光源の発振波長が一定の波長範囲外に変化した場合には、光変調器への駆動電圧が一定値に制御されて光ファイバへの光出力がオフに制御されるので、設定された特定のレーザ発振波長の光のみを出力できるという効果を奏し、電源投入時にレーザ発振波長が安定しない場合でも、レーザ光の出力をオフさせずに光変調器からの出力をオフさせ、またレーザ発振波長がずれた場合でも、光変調器からの出力をオフさせることができる。
【００７５】
つぎの発明によれば、基準となる一定の波長範囲が設定され、検出された発振波長がこの波長範囲外に変化した場合には、光ファイバへの光出力をオフにするための一定値の駆動電圧が光変調器に出力されるので、設定された特定のレーザ発振波長の光のみを出力できるという効果を奏し、電源投入時にレーザ発振波長が安定しない場合でも、レーザ光の出力をオフさせずに光変調器からの出力をオフさせ、またレーザ発振波長がずれた場合でも、光変調器からの出力をオフさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における光送信器の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２における光送信器の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態３における光送信器の構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態４における光送信器の構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態５における光送信器の構成を示す図である。
【図６】光送信器の従来構成の一例を示す図である。
【図７】光送信器の従来構成の他例を示す図である。
【符号の説明】
１０光送信器、１１光出力端子、１２光ファイバ、１３光変調器、１４光変調器駆動回路、１５ＬＤ光出力制御回路、１５ａ発光素子、１５ｂ電流源回路、１５ｃ，１９ｂ受光素子、１５ｄ，１９ｃＴＩＡ、１６ＬＤ温度制御回路、１６ａサーミスタ、１６ｂ温度検出器、１６ｃペルチェ素子、１６ｄ温度制御回路、１６ｅ，１９ｄ演算器、１７入力端子、１８駆動電圧制御回路、１８ａ〜１８ｄ，１８ｋ電源、１８ｅ〜１８ｈ抵抗、１８ｉ，１８ｊ比較器、１８ｌ電気スイッチ、１９ＬＤ発振波長検出回路、１９ａ光フィルタ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used in an optical communication system such as wavelength division multiplexing (hereinafter referred to as “WDM”), for example, and optical transmission that modulates the intensity of light from a light source with an encoded electric signal and outputs the intensity to an optical transmission line. It is about a vessel.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the field of information communication, as the amount of information to be transmitted, such as voice and image information, has increased, the demand for a large-capacity optical transmission system has increased. Among these optical transmission systems, bidirectional communication and large-capacity communication are possible with a single optical fiber, and there is an increasing expectation for a WDM transmission system that can reduce system installation costs and construct a system economically. . An optical communication system using the WDM transmission system (hereinafter referred to as “WDM transmission system”) has a feature that it is possible to simultaneously transmit different types of signals such as analog signals and digital signals. .
[0003]
When designing such a WDM transmission system, it is necessary to arrange transmission channels at equal intervals on the wavelength axis in order to perform wavelength division multiplexing transmission. For this reason, if the wavelength interval is short at close wavelengths, inter-channel interference is likely to occur, and the light receiving sensitivity of the optical receiver that receives the optical signal propagated to the optical fiber is deteriorated. Therefore, in this WDM transmission system, it is necessary to multiplex by setting the center wavelengths of the respective light sources at equal intervals of a certain distance or more and different wavelengths.
[0004]
However, a semiconductor laser used as a light source (for example, composed of a laser diode, hereinafter referred to as “LD”) has its oscillation wavelength changed as the temperature of the active region of the laser rises or deteriorates over time. Some optical transmitters using this LD as a light source use an LD optical output control circuit and a temperature control circuit for controlling the optical output of the LD and the ambient temperature constant in order to keep the temperature of the laser active region constant. .
[0005]
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional configuration of an optical transmitter that transmits an optical signal. In the figure, 11 is an optical output terminal for outputting light to a trunk optical transmission line, 12 is an optical fiber, 13 is an optical modulator connected to the optical fiber 12, and 14 is an optical modulator for driving the optical modulator 13. A drive circuit, 15 is an LD light output control circuit for controlling the light output of the LD provided therein, and 16 is an LD temperature control circuit for controlling the temperature of the LD. The optical modulator 13 is an external optical modulator, and uses, for example, an electro-absorption modulator.
[0006]
The optical modulator driving circuit 14 receives an electrical signal encoded as a digital signal from, for example, information such as voice, image, and general data from the input terminal 17. The optical modulator driving circuit 14 receives the optical modulation. This electric signal is amplified and output to the optical modulator 13 in order to generate a signal amplitude optimized for the driving conditions of the modulator 13. The optical modulator 13 is driven by the optical modulator driving circuit 14 and superimposes this electric signal on the continuous light incident from the LD light output control circuit 15. Thus, the output light from the LD is intensity-modulated by the electrical signal, generated as a pulsed optical signal, and sent to the optical fiber 12. In the external modulation method of the LD light source using this optical modulator, when the LD is directly modulated, the reception sensitivity is deteriorated on the optical receiver side due to the change in the chirping rate due to the carrier density change in the laser active region. And can be effectively used in a large-capacity long-distance transmission system with a transmission rate of Gbit / s.
[0007]
In this optical transmitter, in order to keep the temperature of the laser active region constant, the LD light output control circuit 15 and the LD temperature control circuit 16 are used to control the LD light output and the ambient temperature to be constant. I do. The LD light output control circuit 15 monitors the light output of the LD and controls the LD drive current so that the light output is always constant. At the same time, the LD temperature control circuit 16 detects the LD junction temperature and controls the LD temperature so that the LD temperature is always constant, thereby obtaining a constant oscillation wavelength.
[0008]
As another example, in JP-A-9-191293, as shown in FIG. 7, in an LD temperature control circuit 16 that stabilizes the oscillation wavelength of an LD module that is a light emitting element 15a, a temperature monitor signal and a temperature setting signal The temperature error signal is output to the LD driver which is the LD light output control circuit 15 and the LD light output control circuit 15 is controlled by this temperature error signal to turn off the LD drive current. I was letting.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to simultaneously control the LD drive current and the LD temperature and obtain the target light oscillation wavelength in this way, a time constant (for example, about several tens of seconds) over a certain period of time depends on the convergence condition of the control circuit. ). Therefore, in the conventional optical transmitter, when the power is turned on when the WDM transmission system is installed, a delay time of several tens of seconds is caused until the oscillation wavelength of the LD becomes stable. As a result, there is a problem in that the reception sensitivity is deteriorated on the optical receiver side and the system malfunctions.
[0010]
Therefore, it is conceivable to stop the light output to the optical fiber until the LD oscillation wavelength is stabilized, but the LD drive current cannot be turned off. That is, since the LD oscillation wavelength is determined by the LD drive current and the LD temperature that control the LD light output, turning off the LD drive current even temporarily prevents the control of the LD oscillation wavelength. For example, the LD light output cannot be turned off until the LD oscillation wavelength is stabilized by the shutdown function using the method of blocking the LD light output mounted in the conventional optical transmitter.
[0011]
For example, in a WDM transmission system having a wavelength multiplexing number of about 100 waves, if even one wave causes the LD oscillation wavelength to deviate from the design value, interference will occur between adjacent wavelengths or other LD wavelengths. In the conventional optical transmitter, when the LD oscillation wavelength shifts during system operation, inter-channel interference is caused to the optical wavelength that has already been set, causing the receiver sensitivity to deteriorate on the optical receiver side, causing the system to malfunction. There was a problem.
[0012]
That is, in the conventional optical transmitter, light having a wavelength other than the set LD oscillation wavelength may be output from the optical modulator until the LD temperature control circuit at the time of power-on or shutdown release is converged. Therefore, if the interval of the LD oscillation wavelength of the optical transmitter used in the WDM transmission system is shortened to 100 GHz, 50 GHz, or 25 GHz, for example, the LD wavelength that has been set when the system is added overlaps with a wavelength other than the LD oscillation wavelength. Therefore, there is a problem that the system is caused to malfunction due to inter-channel interference, and it is necessary to design an optical transmitter that does not output wavelengths other than the LD oscillation wavelength set at the time of design. Further, when an unexpected fluctuation of the LD oscillation wavelength occurs during the operation of the system, there is a problem that, as described above, inter-channel interference is caused, and this causes the system to malfunction.
[0013]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to obtain an optical transmitter that outputs only light having a set specific laser oscillation wavelength.
[0014]
Another object of the present invention is that even when the laser oscillation wavelength is not stable when the power is turned on, the output from the optical modulator is turned off without turning off the laser light output, and the laser oscillation wavelength is shifted. An optical transmitter capable of turning off the output from the optical modulator is obtained.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical transmitter according to the present invention includes: Mark Encoded electrical signal Based on the electric signal output from the driving unit for adjusting the signal amplitude of the driving unit and the driving unit Light intensity from the light source is modulated and output to the optical transmission line An optical modulator, and In the optical transmitter, a first light receiving element that receives light from the light source, and a drive current control unit that controls the drive current of the light source according to the light output of the light received by the first light receiving element A light output control means, a wavelength selection element for selecting a predetermined wavelength of light input from the light source, a second light receiving element for receiving light of the predetermined wavelength selected by the wavelength selection element, and the first A first calculation unit that calculates an output ratio between the output of the second light receiving element and the output of the second light receiving element, and determines an oscillation wavelength of the received light based on a calculation result of the first calculation unit. Based on the oscillation wavelength monitored by the oscillation wavelength detection means to be monitored and the oscillation wavelength detection means, A driving unit applies to the optical modulator. A drive voltage control means for controlling the drive voltage; a temperature detection section for detecting the temperature of the light source; a second calculation section for calculating an output ratio between the output of the oscillation wavelength detection means and the output of the temperature detection section; In the calculation result of the second calculation unit So that the oscillation wavelength becomes a constant value Temperature control means having a temperature control unit for controlling the temperature of the light source, and the drive voltage control means, when the monitored oscillation wavelength changes outside a predetermined setting range, For optical modulator Driving voltage But Constant value The drive part to be It is characterized by controlling.
[0016]
According to the present invention, the light source temperature is controlled so that the detected temperature of the light source is always constant. In addition, the voltage ratio of the light output received by the first and second light receiving elements is calculated, the deviation of the oscillation wavelength is monitored, and the voltage value of the monitored oscillation wavelength and the temperature detection unit are detected. A voltage ratio with the voltage value of the temperature is calculated, and the temperature control of the light source is performed according to the deviation of the oscillation wavelength. In addition, if the oscillation wavelength of the detected light source changes outside a certain wavelength range, Apply to light modulator The drive voltage is controlled to a constant value, and the light output to the optical fiber is turned off.
[0019]
The optical transmitter according to the next invention is the optical transmitter according to the above invention, wherein the drive voltage control means includes a wavelength range setting section for setting a reference wavelength range, and the oscillation wavelength detected by the oscillation wavelength detection means is the setting. A comparison unit for comparing whether the wavelength is within the wavelength range, and according to the comparison result of the comparison unit The drive unit is the optical modulator. And a drive voltage setting unit for setting the constant value of drive voltage to be applied.
[0020]
According to the present invention, when a constant wavelength range serving as a reference is set and the detected oscillation wavelength changes outside this wavelength range, a constant value drive for turning off the optical output to the optical fiber is performed. Voltage Light modulator Is output.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of an optical transmitter according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0028]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an optical transmitter according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, an optical transmitter 10 further includes a drive voltage control circuit 18 in the optical transmitter shown in FIG. The drive voltage control circuit 18 is connected to the optical modulator drive circuit 14 and the LD temperature control circuit 16 and has an alarm generation function. The LD light output control circuit 15 and the LD temperature control circuit 16 maintain a constant LD oscillation wavelength by controlling the LD light output and the ambient temperature to be constant. When the ambient temperature of the LD detected by the LD temperature control circuit 16 changes outside a certain range, the LD oscillation wavelength cannot be kept constant with the change in the ambient temperature, and the LD oscillation wavelength becomes a specific wavelength. Change out of range. In the drive voltage control circuit 18, an alarm signal is generated, and feedback control is performed on the optical modulator drive circuit 14 so that the drive voltage of the optical modulator 13 is controlled to a constant value at that time. Other configurations are the same as those of the optical transmitter shown in FIG. Hereinafter, the same components are denoted by the same reference numerals.
[0029]
In FIG. 1, the LD light output control circuit 15 and the LD temperature control circuit 16 perform control so that the LD light output and the LD oscillation wavelength are constant, and the surroundings of the LD detected by the LD temperature control circuit 16 are controlled. When the temperature falls outside a certain range, the drive voltage control circuit 18 controls the drive voltage from the optical modulator drive circuit 14 so as to turn off the optical output of the optical modulator 13. In the optical modulator 13, an optical switch operation can be realized according to the applied drive voltage, and the light output to the optical fiber 12 can be cut off constantly by controlling the drive voltage to be constant.
[0030]
Then, when the LD temperature detected by the LD temperature control circuit 16 falls within a certain temperature range, the drive voltage control circuit 18 ends the control of the drive voltage and turns on the optical output of the optical modulator 13. When the applied drive voltage changes from a constant value, the optical modulator 13 realizes an optical switch operation in accordance with the drive voltage, and superimposes an electric signal on the continuous light incident from the LD light output control circuit 15 and superimposes it. The optical signal is output to the optical fiber 12.
[0031]
With such an operation, the drive voltage control circuit 18 causes the optical modulator 13 to turn off the optical output of the optical modulator 13 until the LD oscillation wavelength converges within a specific wavelength range, for example, when the power is turned on. By controlling the drive circuit 14, the light output to the optical fiber is steadily shut off, and the light output of the light modulator 13 is changed when the LD oscillation wavelength changes outside the specific wavelength range even during system operation. By controlling the optical modulator drive circuit 14 so as to be turned off, the light output to the optical fiber is constantly cut off.
[0032]
According to the first embodiment, the optical output is turned off by fixing the drive voltage of the optical modulator to a steady value only when the ambient temperature of the LD is outside a predetermined temperature range set in advance. Only light having a specific set LD oscillation wavelength can be output. As a result, the optical transmitter of the first embodiment does not turn off the LD drive current when the power is turned on, and does not emit the LD oscillation wavelength different from the set value of the LD oscillation wavelength, unlike the conventional optical transmitter. No output from the modulator. In addition, even when the system is in operation, it is possible to avoid interchannel interference with other LD light due to fluctuations in the LD oscillation wavelength.
[0033]
Further, according to the first embodiment, by performing a shutdown operation using an external modulator, the LD drive current and the oscillation wavelength can be controlled to be constant in both states of the shutdown operation and the release.
[0034]
Further, according to the first embodiment, the optical output from the optical modulator is turned on until the wavelength reaches a specific stable state by accurately setting the alarm generation operation condition with respect to the designed wavelength. Therefore, the light output can be accurately cut off.
[0035]
In the first embodiment, the drive voltage is fixed at a constant level by controlling the optical modulator drive circuit. However, the present invention is not limited to this. For example, an electric signal input to the optical modulator drive circuit is high. It is also possible to adjust the driving state of the optical modulator by fixing to either the level or the low level.
[0036]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the optical transmitter according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, the optical transmitter 10 is provided with an LD oscillation wavelength detection circuit 19 instead of the LD temperature control circuit 16 shown in FIG. Other configurations are the same as those of the optical transmitter shown in FIG. The LD oscillation wavelength detection circuit 19 is connected to the LD light output control circuit 15 and the drive voltage control circuit 18, and detects the LD oscillation wavelength of the LD provided in the LD light output control circuit 15. The drive voltage control circuit 18 generates an alarm signal when the LD oscillation wavelength detected by the LD oscillation wavelength detection circuit 19 changes outside a certain wavelength range, and the drive voltage of the optical modulator 13 is set at that time. Feedback control is performed on the optical modulator driving circuit 14 so as to control the optical modulator to a constant value.
[0037]
In FIG. 1, when the LD oscillation wavelength detected by the LD oscillation wavelength detection circuit 19 falls outside a certain wavelength range, the drive voltage control circuit 18 drives the optical modulator so as to turn off the optical output of the optical modulator 13. The drive voltage from the circuit 14 is controlled. In the optical modulator 13, the drive voltage is controlled to be constant, so that an optical switch operation can be performed and the light output to the optical fiber 12 can be cut off constantly.
[0038]
Then, when the LD oscillation wavelength detected by the LD oscillation wavelength detection circuit 19 falls within a certain wavelength range, the drive voltage control circuit 18 ends the control of the drive voltage and turns on the light output of the optical modulator 13. When the applied drive voltage changes from a constant value, the optical modulator 13 realizes an optical switch operation in accordance with the drive voltage, and superimposes an electric signal on the continuous light incident from the LD light output control circuit 15 and superimposes it. The optical signal is output to the optical fiber 12.
[0039]
By such an operation, the drive voltage control circuit 18 is configured to turn off the optical output of the optical modulator 13 until the LD oscillation wavelength converges within a specific wavelength range, as in the first embodiment. By controlling the modulator driving circuit 14, the light output to the optical fiber is steadily cut off, and the light of the optical modulator 13 is changed when the LD oscillation wavelength changes outside the specific wavelength range even during system operation. By controlling the optical modulator driving circuit 14 so as to turn off the output, the optical output to the optical fiber is constantly cut off.
[0040]
According to the second embodiment, only when the LD oscillation wavelength is outside the range of the specific wavelength set in advance, the optical output is turned off by fixing the drive voltage of the optical modulator to a steady value. Only light having a specific LD oscillation wavelength can be output. As a result, the optical transmitter according to the second embodiment does not turn off the LD drive current when the power is turned on, unlike the conventional optical transmitter, so that the LD oscillation wavelength is different from the set value of the LD oscillation wavelength. No output from the optical modulator. In addition, even when the system is in operation, it is possible to avoid interchannel interference with other LD light due to fluctuations in the LD oscillation wavelength.
[0041]
In addition, according to the second embodiment, as in the first embodiment, the LD drive current and the oscillation wavelength can be controlled to be constant in both the shutdown operation and the release state, and an accurate light output is cut off. it can.
[0042]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the optical transmitter according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 3, the drive voltage control circuit 18 includes first and second high level power supplies 18a and 18b, first and second low level power supplies 18c and 18d, first to fourth resistors 18e to 18h, The first and second comparators 18i and 18j, an arbitrary power source 18k, and an electric switch 18l are included. Other configurations are the same as those of the optical transmitter shown in FIG.
[0043]
The LD temperature control circuit 16 outputs the detected ambient temperature of the LD as a voltage signal to the drive voltage control circuit 18, and the voltage signal is supplied to the negative side input terminal of the first comparator 18i and the second comparator. 18j is input to the + side input terminal of 18j.
[0044]
The first high-level power supply 18a is connected to the + side input terminal of the first comparator 18i via the first resistor 18e, and the first low-level power supply 18c is connected to the first comparison via the second resistor 18f. Connected to the + side input terminal of the device 18i. The second high-level power supply 18b is connected to the negative input terminal of the second comparator 18j via the third resistor 18g, and the second low-level power supply 18d is connected to the second comparison via the fourth resistor 18h. Connected to the negative input terminal of the device 18j. The electrical switch 18l is connected to an arbitrary power source 18k and an optical modulator driving circuit 14, and is switched according to the outputs from the first and second comparators 18i and 18j, and the arbitrary power source 18k and the optical modulator drive. The circuit 14 is connected / disconnected.
[0045]
Here, the potentials of the first and second high-level power supplies 18a and 18b are set to VCC1, VCC2, the potentials of the first and second low-level power supplies 18c and 18d are set to VEE1 and VEE2, and the first to fourth resistors 18e to 18h are set. Assuming that R1, R2, R3, and R4, respectively, the threshold voltage Vth1 of the first comparator 18i is expressed by Vth1 = (VCC1-VEE1) / (R1 + R2), and the threshold voltage of the second comparator 18j. The voltage Vth2 is expressed by Vth2 = (VCC2-VEE2) / (R3 + R4).
[0046]
The first comparator 18i outputs a low level voltage when the voltage value of the voltage signal from the LD temperature control circuit 16 is higher than the threshold voltage Vth1, and the second comparator 18j outputs the LD temperature. When the voltage value of the voltage signal from the control circuit 16 is lower than the threshold voltage Vth2, a low level voltage is output. By setting the allowable value on the long wavelength side with Vth1 and the allowable value on the short wavelength side with Vth2 from the wavelength range designed in the WDM transmission system, the first and second comparators 18i, 18i, The output voltage level of 18j becomes a low level.
[0047]
In the electrical switch 18l, when both the output voltages from the first and second comparators 18i and 18j are at a low level, the switch is turned on to connect the arbitrary power source 18k and the optical modulator drive circuit 14. Thus, a power supply voltage from an arbitrary power supply 18k is applied to the optical modulator driving circuit 14. By applying this arbitrary power supply voltage to the optical modulator drive circuit 14, the drive voltage of the optical modulator 13 is fixed at a constant voltage level, and the optical output from the optical modulator 13 is set to be turned off.
[0048]
By such an operation, when the LD oscillation wavelength is outside the set wavelength range as the ambient temperature of the LD changes, the optical modulator 13 operates so as to turn off the optical output, and the optical fiber is steadily operated. The optical modulator driving circuit 14 is controlled so that the optical output of the optical modulator 13 is turned off when the LD oscillation wavelength changes outside the specific wavelength range even during the operation of the system. As a result, the light output to the optical fiber is constantly blocked.
[0049]
According to the third embodiment, only when the LD oscillation wavelength is outside the range of the specific wavelength set in advance, by applying an arbitrary power supply voltage and fixing the drive voltage of the optical modulator to a steady value, It is possible to turn off the optical output and output only the light having the set specific LD oscillation wavelength. Thereby, the optical transmitter according to the third embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment.
[0050]
In the third embodiment, the potentials of the first and second high-level power supplies and the potentials of the first and second low-level power supplies may be the same power supply voltage.
[0051]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the optical transmitter according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 4, the optical transmitter 10 includes an LD temperature control circuit 16 and an LD oscillation wavelength detection circuit 19. The LD temperature control circuit 16 includes a thermistor 16a, a temperature detector 16b, a Peltier element 16c, a temperature control circuit 16d, and a calculator 16e. The LD oscillation wavelength detection circuit 19 includes an optical filter 19a. And a first light receiving element 19b, a transimpedance amplifier (hereinafter referred to as "TIA") 19c, and an arithmetic unit 19d. Other configurations are the same as those of the optical transmitter shown in FIG.
[0052]
The LD oscillation wavelength detection circuit 19 outputs the detected LD oscillation wavelength as a voltage signal to the drive voltage control circuit 18 and also to the LD temperature control circuit 16. This voltage signal is input to the negative side input terminal of the first comparator 18i of the drive voltage control circuit 18, the positive side input terminal of the second comparator 18j, and the calculator 16e of the LD temperature control circuit 16, respectively. .
[0053]
The voltage value input from the LD light output control circuit 15 to the computing unit 19d is a constant value, and the optical filter 19a is composed of a wavelength selection element, and the intensity of transmitted light varies depending on the wavelength. The optical filter 19a selects the wavelength of the optical output from the LD, and the transmitted light of the selected wavelength is converted into a current value corresponding to the optical output by the first light receiving element 19b, and this current value is obtained in the TIA 19c. Is converted into a voltage value and output to the computing unit 19d. The LD light output (the voltage value) detected and output by the LD light output control circuit 15 is also input to the calculator 19d.
[0054]
The arithmetic unit 19d calculates the voltage ratio between the voltage value of the optical output input from the TIA 19c and the voltage value of the LD optical output input from the LD optical output control circuit 15 to calculate the LD temperature control circuit 16 and the drive voltage control circuit. 18 is output. Since the output of the calculator 19d has a different voltage value according to the LD oscillation wavelength, the calculator 19d can monitor the voltage value according to the LD oscillation wavelength.
[0055]
The output from the computing unit 19d is input to the first and second comparators 18i and 18j of the drive voltage control circuit 18, and the output from the computing unit 19d is the threshold value in the first comparator 18i. When the voltage Vth1 is higher than (VCC1-VEE1) / (R1 + R2), a low-level voltage is output. In the second comparator 18j, the output from the arithmetic unit 19d is the threshold voltage Vth2 = (VCC2 When it is lower than -VEE2) / (R3 + R4), a low level voltage is output.
[0056]
In the electrical switch 18l, as in the third embodiment, when both the output voltages from the first and second comparators 18i and 18j are at a low level, the switch is turned on and the optical modulator driving circuit 14 is turned on. An arbitrary power supply voltage can be applied, whereby the drive voltage of the optical modulator 13 is fixed at a constant voltage level and the LD light is set to be turned off.
[0057]
With this operation, when the LD oscillation wavelength is outside the set wavelength range, the optical modulator operates to turn off the LD light, and the optical output outside the designed wavelength range is output to the optical fiber. Disappear. Also, when the LD oscillation wavelength changes outside the specified wavelength range even during system operation, the drive voltage control circuit operates to control the optical modulator drive circuit, thereby blocking the optical output to the optical fiber. be able to.
[0058]
Further, the output from the calculator 19 d is also input to the calculator 16 e of the LD temperature control circuit 16. In the LD temperature control circuit 16, the LD ambient temperature is detected as a voltage value by the thermistor 16a and the temperature detector 16b, and this voltage value is input to the calculator 16e.
[0059]
The calculator 16e calculates the voltage ratio between the voltage value of the LD ambient temperature from the temperature detector 16b and the output value from the calculator 19d, and outputs the voltage ratio to the temperature control circuit 16d. The temperature control circuit 16d controls the temperature of the Peltier element 16c according to the input voltage ratio. As described above, the LD temperature is controlled based on the LD ambient temperature information detected by the thermistor 16a and the LD oscillation wavelength information received by the first light receiving element 19b via the optical filter 19a. In particular, the LD oscillation wavelength can be converged to a constant value.
[0060]
According to the fourth embodiment, when the voltage value of the LD oscillation wavelength detected by the optical filter and the first light receiving element becomes a voltage outside the specific wavelength range, the alarm generation operation is performed, and the optical modulator drive circuit By applying an arbitrary power supply voltage to the optical modulator, the drive voltage of the optical modulator can be controlled to a constant value, and the optical output to the optical fiber can be turned off. As a result, the optical transmitter according to the fourth embodiment does not turn off the LD drive current when the power is turned on, unlike the conventional optical transmitter, so that the LD oscillation wavelength is different from the set value of the LD oscillation wavelength. No output from the optical modulator. In addition, even when the system is in operation, it is possible to avoid interchannel interference with other LD light due to fluctuations in the LD oscillation wavelength.
[0061]
Furthermore, according to the fourth embodiment, by performing the shutdown operation using the external modulator, the LD drive current and the oscillation wavelength can be controlled to be constant in both the shutdown operation and the release state.
[0062]
Further, according to the fourth embodiment, the optical output from the optical modulator is turned on until the wavelength reaches a specific stable state by accurately setting the alarm generation operation condition with respect to the designed wavelength. Therefore, the light output can be accurately cut off.
[0063]
In the fourth embodiment, the drive voltage is fixed at a constant level by controlling the optical modulator drive circuit. However, the present invention is not limited to this. For example, an electric signal input to the optical modulator drive circuit is high. It is also possible to adjust the driving state of the optical modulator by fixing to either the level or the low level.
[0064]
In the fourth embodiment, as in the third embodiment, the potentials of the first and second high-level power supplies and the potentials of the first and second low-level power supplies are the same power supply voltage. It doesn't matter.
[0065]
Embodiment 5. FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the optical transmitter according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 5, the LD light output control circuit 15 includes a light emitting element 15a, a current source circuit 15b, a second light receiving element 15c, and a TIA 15d. Other configurations are the same as those of the optical transmitter shown in FIG.
[0066]
The second light receiving element 15c detects a current value corresponding to the LD light output of the light emitting element 15a. This current value is changed to a voltage value by the TIA 15d, and the current source circuit 15b and the LD oscillation wavelength detection circuit 19 are detected. To the calculator 19d. In the current source circuit 15b, the operation is controlled so that a constant LD driving current flows to the light emitting element 15a according to the voltage input from the TIA 15d, and thereby the light emitting element 15a outputs a constant LD light output.
[0067]
In the steady state, the output of the TIA 15d converges to a constant voltage value, and the calculator 19d calculates the voltage ratio between the voltage values of the TIA 15d and the TIA 19c. This calculated voltage ratio does not change with the fluctuation of the LD light output, but can be changed only with respect to the LD oscillation wavelength.
[0068]
In the drive voltage control circuit 18, as in the fourth embodiment, when both the output voltages from the first and second comparators 18i and 18j are at a low level, the switch is turned on to turn on the optical modulator. An arbitrary power supply voltage can be applied to the drive circuit 14, thereby fixing the drive voltage of the optical modulator 13 at a constant voltage level and setting the LD light to be turned off.
[0069]
With such an operation, when the LD oscillation wavelength changes outside a specific wavelength range when the power is turned on or even while the system is operating, the optical output can be cut off.
[0070]
Further, by controlling the LD ambient temperature using the LD ambient temperature information detected from the thermistor and the LD oscillation wavelength information detected by the light receiving element via the optical file, the LD oscillation wavelength is constantly set to a constant value. It can be converged.
[0071]
According to the fifth embodiment, the voltage ratio between the voltage value of the oscillation wavelength monitored using the optical filter and the first light receiving element and the voltage value of the light output received by the second light receiving element is obtained, and this When the voltage ratio falls outside the specified wavelength range, an alarm is generated and an arbitrary power supply voltage is applied to the optical modulator drive circuit to control the optical modulator drive voltage to a constant value. The optical output to the fiber can be turned off. As a result, the optical transmitter of the fifth embodiment does not turn off the LD drive current when the power is turned on, unlike the conventional optical transmitter. An LD oscillation wavelength different from the set value is not output from the optical modulator. In addition, even when the system is in operation, it is possible to avoid interchannel interference with other LD light due to fluctuations in the LD oscillation wavelength.
[0072]
Further, according to the fifth embodiment, the same effect as that shown in the fourth embodiment can be obtained.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the oscillation wavelength of the detected light source changes outside a certain wavelength range, To optical modulator The drive voltage is controlled to a constant value and the light output to the optical fiber is controlled to be off, so that only the light having the set specific laser oscillation wavelength can be output. Even when it is not stable, the output from the optical modulator can be turned off without turning off the output of the laser beam, and the output from the optical modulator can be turned off even when the laser oscillation wavelength is deviated.
[0075]
According to the next invention, when a constant wavelength range serving as a reference is set and the detected oscillation wavelength changes outside this wavelength range, a constant value for turning off the optical output to the optical fiber is set. Driving voltage is Light modulator Therefore, even if the laser oscillation wavelength is not stable when the power is turned on, the optical modulator can be used without turning off the laser light output. The output from the optical modulator can be turned off even when the laser oscillation wavelength is shifted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical transmitter according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an optical transmitter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an optical transmitter according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an optical transmitter according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical transmitter according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a conventional configuration of an optical transmitter.
FIG. 7 is a diagram illustrating another example of a conventional configuration of an optical transmitter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical transmitter, 11 Optical output terminal, 12 Optical fiber, 13 Optical modulator, 14 Optical modulator drive circuit, 15 LD light output control circuit, 15a Light emitting element, 15b Current source circuit, 15c, 19b Light receiving element, 15d, 19c TIA, 16 LD temperature control circuit, 16a thermistor, 16b temperature detector, 16c Peltier element, 16d temperature control circuit, 16e, 19d calculator, 17 input terminal, 18 drive voltage control circuit, 18a to 18d, 18k power supply, 18e -18h Resistor, 18i, 18j Comparator, 18l Electric switch, 19 LD oscillation wavelength detection circuit, 19a Optical filter.

Claims

A drive unit for adjusting the signal amplitude of the marks Goka electrical signals, and an optical modulator for outputting to the optical transmission path of light from the light source intensity-modulated based on an electrical signal output from the driving unit, the In the optical transmitter provided,
Light output control means having a first light receiving element that receives light from the light source, and a drive current control unit that controls the drive current of the light source in accordance with the light output of the light received by the first light receiving element When,
A wavelength selection element that selects a predetermined wavelength of light input from the light source, a second light receiving element that receives light of the predetermined wavelength selected by the wavelength selection element, and an output of the first light receiving element Oscillation wavelength detection means having a first calculation unit for calculating an output ratio with the output of the second light receiving element, and monitoring the oscillation wavelength of the received light based on the calculation result of the first calculation unit When,
Drive voltage control means for controlling the drive voltage applied by the drive unit to the optical modulator based on the oscillation wavelength monitored by the oscillation wavelength detection means;
Temperature detector for detecting temperature of the light source, based on the oscillation wavelength second arithmetic unit for calculating the output ratio of the output and the output of the temperature detecting portion of the detecting means, and the second arithmetic unit of the result Temperature control means having a temperature control unit for controlling the temperature of the light source so that the oscillation wavelength becomes a constant value ;
With
Driving voltage control means, characterized in that said monitored oscillation wavelength when changes outside the set predetermined range, the driving voltage to the light modulator for controlling the drive unit so that the constant value An optical transmitter.

The drive voltage control means includes
A wavelength range setting unit for setting a reference wavelength range;
A comparison unit for comparing whether the oscillation wavelength detected by the oscillation wavelength detection means is within the set wavelength range;
A driving voltage setting unit that sets the constant value driving voltage that the driving unit applies to the optical modulator according to the comparison result of the comparing unit;
The optical transmitter according to claim 1, further comprising: