JP4289754B2 - 光減衰装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも２種類の相異なる磁気光学型光減衰素子がカスケードに接続された光減衰装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２１世紀初頭に広帯域マルチメディアサービスが本格的に普及すると、幹線系の通信容量は現状よりもさらに２桁大きいテラビット（Ｔビット／秒）級のシステムが必要になると予想される。
【０００３】
このような要求に伴い、波長多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下、ＷＤＭと呼ぶ）伝送方式が次世代の通信技術として広く推奨されている。
【０００４】
ＷＤＭ方式は異なる複数の波長の光を一本の光ファイバで伝送する方式で、波長軸上に多重化して大容量伝送を実現するものである。この方式の有利な点は、各波長の伝送速度を低く設定できるため電子・光デバイスの動作速度に対する要求値が緩いこと、光ファイバの非線形性や波長・偏波分散特性による光パルス波形劣化が小さい点にある。
【０００５】
図１１は、ＷＤＭ方式によって多重化された光信号の波長と強度の関係を示す図である。この図１１に示す例では、λ１〜λｎのｎ個の異なる波長の光が０．８ｎｍ間隔に配置されており、各波長の光がそれぞれ異なる情報を伝送する。
【０００６】
ところで、このようなＷＤＭ方式では、各波長の光のパワーを均一化するため、各波長毎に光減衰装置を用意し、出力光のパワーに応じて各光減衰装置を制御する必要がある。
【０００７】
また、光ファイバの減衰特性は、波長によってある程度異なるため、伝送前の光信号に対して減衰特性と逆のプリエンファシス特性を光減衰装置等によって与え、伝送後の光信号のパワーの均一化を図る必要がある。図１２は、このようなプリエンファシス特性の一例を示す図である。この例では、波長が長くなるにつれて光強度が増加するような特性が与えられている。
【０００８】
このように、光のパワーを調節する目的に使用される光減衰装置は、光信号の出力特性に応じてその減衰特性を適宜調節する必要があるので、例えば、磁気光学型光減衰素子を用いたものが多く用いられている。
【０００９】
磁気光学型光減衰素子には、Ｄ型とＩ型の２種類がある。図１３は、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子の電流と減衰量との関係を示す図である。この図１３に示すように、Ｄ型の素子では、低電流時にピークを有する特性を有している。
【００１０】
図１４は、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子の電流と減衰量との関係を示す図である。このように、Ｉ型の素子は電流に略比例して減衰量が増大する特性を有している。
【００１１】
従来においては、電流遮断時の光減衰量が大きいＤ型の素子が用いられてきた。これは、システムがダウンした場合等において、素子に制御電流が供給されなくなった際に、装置から不要な光信号が出力されることを防止するためである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｄ型の素子は、Ｉ型の素子に比べると特性曲線が複雑であり、制御が困難であるという問題点があった。
【００１３】
また、Ｄ型の素子は、特性曲線にピークを有しており、このピークが温度によって変動したり、各素子毎にばらつきを有しているので、正確な制御が困難であるという問題点もあった。
【００１４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、減衰量の制御が簡易な光減衰装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、光減衰装置が提供される。この光減衰装置は、制御電流が低い領域において減衰量がピークを示す減衰特性を有する第一の磁気光学型光減衰素子と、駆動電流に略比例して減衰量が増大する減衰特性を有する第二の磁気光学型光減衰素子とがカスケードに接続された光減衰部と、前記光減衰部に対して制御電流を供給する電流供給部と、を備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお以下においては、同様の構成要素には同様の参照番号を付与し、重複する説明は適宜省略するものとする。
【００１７】
図１は、本発明に係る光減衰装置の構成例を示す図である。この図１に示すように、本発明に係る光減衰装置１は、入射光を減衰させる光減衰部１０と、光減衰部１０に対して電流を供給する電流供給部１１とによって構成されている。
【００１８】
光減衰部１０は、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａと、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂとがカスケードに接続されている。これらＤ型磁気光学型光減衰素子１０ａとＩ型磁気光学型光減衰素子１０ｂは、図１に示すようにハウジング１００内に格納されており、本光減衰装置１は一つのユニットとして一体化した構造となっている。入射光λｉは、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａを透過した後、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂを透過して出射光λｏとして出力される。
【００１９】
電流供給部１１は、例えば、接続端子等であり、光減衰部１０を構成するＤ型の磁気光学型光減衰素子１０ａと、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂに対して、外部から入力される制御電流ｉ１，ｉ２をそれぞれ供給する。
【００２０】
図２は、本発明の光減衰部１０の構造を示す図である。図２から分かるように、光減衰部１０は、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａとＩ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂが縦続接続された可変型光減衰器となっている。本発明の光減衰部１０を構成するこれらの光減衰素子そのものは、米国特許第５，８６７，３００号の図１から図５に開示されている。
【００２１】
Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａは、偏光子（Ｐ）２１と、ファラデー回転子（ＦＲ）２２と、検光子（Ａ）２３とを有する。ファラデー回転子２２は、磁気光学結晶などの磁気光学効果素子である。偏光子２１は、入射光λｉに対して偏光を与える。偏光子２１を通過した入射光λｉは、次にファラデー回転子２２を通って検光子２３に達する。偏光子２１と検光子２３は、ファラデー回転子２２によるファラデー効果がゼロの場合において、偏光子２１を通過することによってリニアに偏光した入射光λｉの偏光面が、検光子２３の偏光面に対して実質的に直交するように構成されている。Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａは、さらに、永久磁界をファラデー回転子２２に与えるための永久磁石２７と、ヨーク２５とコイル２６からなる電磁石２４とを備えている。電磁石２４がファラデー回転子２２に与える磁界の大きさは、コイル２６を流れる電流ｉ１を変えることによって変化させることができる。電磁石２４によって作られるこの可変磁界は、ファラデー回転子２２中の入射光λｉの行路と平行となっている。
【００２２】
Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂは、偏光子（Ｐ）３１と、ファラデー回転子（ＦＲ）３２と、検光子（Ａ）３３とを有する。ファラデー回転子３２は、磁気光学結晶などの磁気光学効果素子である。Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａから出力される光が、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂにとっての入射光λｊとなる。これは偏光子３１によって偏光され、ファラデー回転子３２を通過して検光子３３に達する。ここで偏光子３１と検光子３３は、ファラデー回転子３２によるファラデー効果がゼロの場合において、偏光子３１を通過することによってリニアに偏光した入射光λｊの偏光面が、検光子３３の偏光面に対して実質的に平行になるように構成されている。Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂは、さらに、永久磁界をファラデー回転子３２に与えるための永久磁石３７と、ヨーク３５とコイル３６からなる電磁石３４とを備えている。電磁石３４がファラデー回転子３２に与える磁界の大きさは、コイル３６を流れる電流ｉ２を変えることによって変化させることができる。電磁石３４によって作られるこの可変磁界は、ファラデー回転子３２中の入射光λｊの行路と平行となっている。
【００２３】
次に、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａの動作を説明する。なお、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂの動作も、このＤ型素子１０ａと同様であるので、以下の説明ではＩ型素子１０ｂの構成要素の参照番号を括弧内に同時に示すものとする。
【００２４】
永久磁石２７（３７）が与える磁界は十分強力なので、ファラデー回転子２２（３２）内部の磁区は単一の磁区となる。その結果、永久磁石２７（３７）と電磁石２４（３４）との組み合わせで得られる合成磁界は非常に大きいので、ファラデー回転子２２（３２）内における入射光λｉ，λｊの損失は比較的小さい。検光子２３（３３）は対応する偏光面を持っており、ファラデー回転子２２（３２）から、偏光面が回転した入射光λｉ，λｊを受ける。この入射光λｉ，λｊの偏光面が検光子２３（３３）の偏光面と一致しない時、入射光λｉ，λｊの一部あるいは全部が検光子２３（３３）によってブロックされ、入射光λｉ，λｊはその結果減衰する。
【００２５】
図３および図４は、図２に示す実施の形態の動作を説明するグラフである。
図３は、図２に示すＤ型の磁気光学型光減衰素子１０ａの動作を説明するグラフである。Ｄ型の素子では、図３に示すように、電流が低い領域にピークを有することから、動作時における制御電流ｉ１の範囲としては、ピークよりも高い電流領域Ｄ１内に設定する。なお、制御を簡易化するために、この制御電流ｉ１は固定値とする。
【００２６】
図４は、図２に示すＩ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂの動作を説明するグラフである。Ｉ型の素子では、図４に示すように、線形に近い特性を有することから、動作時における制御電流ｉ２の範囲としては、Ｄ型の素子の場合と比較して広い領域Ｄ２を用いることができる。なお、減衰量の制御は、このＩ型の素子に供給する電流ｉ２を変化させることにより行う。
【００２７】
従って、光減衰装置１の動作時には、図４に示すＩ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂの減衰特性に応じた所定の電流を通じることにより、装置全体の減衰特性を制御することが可能となるので、従来のＤ型の素子だけを用いた場合に比べて、簡単に制御を行うことが可能となる。
【００２８】
ところで、以上のような実施の形態においては、外部からの制御電流ｉ１，ｉ２の供給が遮断された場合には、Ｄ型の素子の減衰量は、図３に示す無電流時の減衰量Ｇ１となり、またＩ型の素子の減衰量は、図４に示す無電流時の減衰量Ｇ２となるので、これらを加算した（Ｇ１＋Ｇ２）が無電流時における装置全体の減衰量となる。
【００２９】
これは、従来の場合のＤ型の素子のみを使用した場合とほぼ同等の減衰量を得ることができるので、Ｉ型の素子を使用したシステムに何らかの障害が発生して制御電流が遮断された場合においても、不要な光信号がシステムに送出されることを防止することが可能となる。
【００３０】
なお、以上の実施の形態においては、入射光がＤ型の磁気光学型光減衰素子１０ａを透過した後にＩ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂを透過するようにしたが、図５に示すように、Ｄ型の素子とＩ型の素子の配置を逆転してもよい。この実施の形態は、図１の場合と比較して、素子の配置が逆転しているのみでその他の構成は同様である。このような実施の形態によっても前述の場合と同様の効果を期待することが可能となる。
【００３１】
また、以上の実施の形態では、Ｄ型とＩ型の素子をそれぞれ１つずつ組み合わせるようにしたが、複数の素子を組み合わせるようにしてもよい。例えば、Ｄ型の素子を２つとＩ型の素子を１つ組み合わせるようにしてもよい。そのような場合には、制御電流の遮断時における減衰量が２×Ｇ１となるので、不要な光信号の遮断特性を向上させることができる。
【００３２】
図６は、本発明に係る光伝送装置の実施の形態の構成例を示す図である。次に、図６を参照して、本発明に係る光伝送装置の構成例について説明する。この実施の形態では、光伝送装置の一構成例としてＷＤＭ方式の光送信装置が示してある。なお、光伝送装置とは、光信号や電気信号を入力信号として対応する光信号を出力する装置を意味し、例えば、光送信装置や光中継装置等を例として挙げることができる。
【００３３】
図６に示すように、本実施の形態の光送信装置は、光調整ユニット５０、光合波ユニット６０、光増幅ユニット７０、およびスペクトラムアナライザユニット８０によって構成されている。
【００３４】
光調整ユニット５０は、伝送しようとする情報に応じて変調された８種類の異なる波長の光信号（ＷＤＭ方式により変調された光信号）を入力し、そのパワーを均一化するとともに、プリエンファシスを施す。光合波ユニット６０は、パワーが調整された８種類の光信号を合成する。光増幅ユニット７０は、合成された光を所定のゲインで増幅する。スペクトラムアナライザユニット８０は、光増幅ユニット７０から出力される光信号を周波数分析し、各波長の光が所定のパワーを有しているか否かを判定し、その判定結果を光調整ユニット５０に通知する。
【００３５】
光調整ユニット５０は、８種類の異なる波長の光信号に対応する８つの単位ユニット５１〜５８によって構成されている。図６は、単位ユニット５１のみについて詳細を示しているが、各単位ユニットの構成は互いに同様であるので、以下では単位ユニット５１を例に挙げて説明を行う。
【００３６】
単位ユニット５１は、光入力部５１ａ、カプラ５１ｂ、光減衰部５１ｃ、カプラ５１ｄ、および、光出力部５１ｅ等によって構成されている。
光入力部５１ａには、伝送しようとする情報に応じて変調された光信号が入力される。
【００３７】
カプラ５１ｂは、入射光の一部を分岐して後述するフォトダイオードに入射し、入射光のパワーに比例する電気信号を生成させる。また、カプラ５１ｂは、他の大部分の光を透過して光減衰部５１ｃに対して供給する。
【００３８】
光減衰部５１ｃは、図１の場合と同様に、Ｄ型とＩ型の磁気光学型光減衰素子がカスケードに接続されて構成されており（詳細は後述する）、カプラ５１ｂから出射された光信号を所定の減衰量で減衰させて出射する。
【００３９】
カプラ５１ｄは、光減衰部５１ｃから出射された光信号の一部を分岐して、後述するフォトダイオードに入射し、出射光のパワーに比例する電気信号を生成させる。また、カプラ５１ｄは、他の大部分の光を透過して光出力部５１ｅに対して供給する。
【００４０】
光出力部５１ｅからは、パワーが調整された光信号が出力される。
ＣＰＵ５９は、スペクトラムアナライザユニット８０、および、単位ユニット５１〜５８から出力される検出信号を参照して、光減衰部５１ｃ〜５８ｃ（図示せず）の減衰量を制御する。
【００４１】
図７は、単位ユニット５１の詳細な構成例を示すブロック図である。
この図７に示すように、単位ユニット５１は、光入力部５１ａ、カプラ５１ｂ、光減衰部５１ｃ、カプラ５１ｄ、光出力部５１ｅ、フォトダイオード５１ｇ，５１ｈ、アンプ（ＡＭＰ）５１ｉ〜５１ｏ、コンパレータ（ＣＭＰ）５１ｐ，５１ｑ、Ａ／Ｄ変換器５１ｒ〜５１ｕ、Ｄ／Ａ変換器５１ｖ〜５１ｘ、および、バス５１ｙによって構成されている。なお、この図７において、図６の場合と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。
【００４２】
光減衰部５１ｃは、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子５１ｃａと、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子５１ｃｂとがカスケードに接続されて構成されている。
フォトダイオード５１ｇは、カプラ５１ｂによって分岐された光信号（光減衰部５１ｃの入射前の光信号）を電気信号に変換して出力する。
【００４３】
フォトダイオード５１ｈは、カプラ５１ｄによって分岐された光信号（光減衰部５１ｃの透過後の光信号）を電気信号に変換して出力する。
アンプ５１ｉは、フォトダイオード５１ｇからの出力信号（カプラ５１ｂによって分岐された光信号に比例する電気信号）を所定のゲインで増幅して出力する。
【００４４】
アンプ５１ｏは、フォトダイオード５１ｈからの出力信号（カプラ５１ｄによって分岐された光信号に比例する電気信号）を所定のゲインで増幅して出力する。
【００４５】
コンパレータ５１ｐは、基準電圧Ｖ１とアンプ５１ｉの出力電圧を比較し、アンプ５１ｉの出力電圧が基準電圧Ｖ１を下回った場合には所定の出力信号を発生して外部に出力する。なお、このコンパレータ５１ｐは、単位ユニット５１に対する入射光が遮断された場合にはこれを検知して外部の所定の装置に通知する。
【００４６】
Ａ／Ｄ変換器５１ｒは、アンプ５１ｉの出力をＡ／Ｄ変換によりディジタル信号に変換して出力する。出力された信号は、バス５１ｙを介してＣＰＵ５９に供給される。
【００４７】
コンパレータ５１ｑは、Ｄ／Ａ変換器５１ｖから出力され、アンプ５１ｊにより所定のゲインで増幅された出力電圧（ＣＰＵ５９によって設定された電圧）と、アンプ５１ｉの出力とを比較し、アンプ５１ｉの出力の方が下回っている場合には、所定の信号を出力する。即ち、コンパレータ５１ｑは、アンプ５１ｉから出力される単位ユニット５１への入力光に比例する電圧が、所定のレベルを下回っている場合にはその旨をＣＰＵ５９に通知する。
【００４８】
Ｄ／Ａ変換器５１ｗは、ＣＰＵ５９から供給されるディジタル信号（制御信号）を対応するアナログ信号に変換して出力する。
アンプ５１ｋは、Ｄ／Ａ変換器５１ｗから出力されるアナログ信号を所定のゲインで増幅してＤ型の磁気光学型光減衰素子５１ｃａに供給する。
【００４９】
アンプ５１ｌは、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子５１ｃａに流れている電流を所定のゲインで増幅して出力する。
Ａ／Ｄ変換器５１ｓは、アンプ５１ｌの出力をＡ／Ｄ変換によりディジタル信号に変換して出力する。
【００５０】
Ｄ／Ａ変換器５１ｘは、ＣＰＵ５９から供給されるディジタル信号（制御信号）を対応するアナログ信号に変換して出力する。
アンプ５１ｍは、Ｄ／Ａ変換器５１ｘから出力されるアナログ信号を所定のゲインで増幅してＩ型の磁気光学型光減衰素子５１ｃｂに供給する。
【００５１】
アンプ５１ｎは、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子５１ｃｂに流れている電流を所定のゲインで増幅して出力する。
Ａ／Ｄ変換器５１ｔは、アンプ５１ｎの出力をＡ／Ｄ変換により対応するディジタル信号に変換して出力する。
【００５２】
Ａ／Ｄ変換器５１ｕは、アンプ５１ｏから出力される信号をＡ／Ｄ変換により対応するディジタル信号に変換して出力する。
バス５１ｙは、コンパレータ５１ｐ，５１ｑ、Ａ／Ｄ変換器５１ｒ〜５１ｕ、および、Ｄ／Ａ変換器５１ｖ〜５１ｘ等と、ＣＰＵ５９とを接続してこれらの間でデータの授受を可能とする。
【００５３】
図６に戻って、光合波ユニット６０は、光合波部６０ａから構成されている。
光合波部６０ａは、光調整ユニット５０の単位ユニット５１〜５８からそれぞれ出力される所定の波長の光信号を合成して１つの光信号として出力する。
【００５４】
光増幅ユニット７０は、光入力部７０ａ、アンプ部７０ｂ、カプラ７０ｃ、光出力部７０ｄ、および、制御信号送信部７０ｅによって構成されている。
光入力部７０ａは、光合波ユニット６０から出射された光信号を入射する。
【００５５】
アンプ部７０ｂは、光入力部７０ａを介して入力された光信号を所定のゲインで増幅して出射する。
カプラ７０ｃは、アンプ部７０ｂによって増幅された光信号を入射し、その一部を分離してスペクトラムアナライザユニット８０に入力するとともに、制御信号送信部７０ｅから供給された監視制御信号を重畳して光出力部７０ｄに出射する。
【００５６】
光出力部７０ｄは、カプラ７０ｃからの光信号を出力光として出力する。
制御信号送信部７０ｅは、監視および制御用の信号を出力してカプラ７０ｃに供給する。
【００５７】
スペクトラムアナライザユニット８０は、光入力部８０ａ、スペクトラムアナライザ部８０ｂ、および、ＣＰＵ８０ｃによって構成されている。
光入力部８０ａは、光増幅ユニット７０のカプラ７０ｃによって分離された光信号を入力する。
【００５８】
スペクトラムアナライザ部８０ｂは、光入力部８０ａから入力された光信号（ＷＤＭ方式に基づく光信号）に対して周波数分析を施し、各波長帯域の光のパワーを算出する。
【００５９】
ＣＰＵ８０ｃは、スペクトラムアナライザ部８０ｂの分析結果に対して所定の処理を施した後、光調整ユニット５０に通知する。
次に、以上の実施の形態の動作について説明する。伝送しようとする情報に応じて変調された８種類の異なる波長の光信号は、光調整ユニット５０の単位ユニット５１〜５８にそれぞれ入力され、そこで、光のパワーが調整される。
【００６０】
図８は、光調整ユニット５０において実行される処理の一例を説明するフローチャートである。このフローチャートは、装置に電源が投入された場合に実行される処理である。この処理が開始されると、以下のステップが実行される。
【００６１】
［Ｓ１］ＣＰＵ５９は、各単位ユニットのＤ型の磁気光学型光減衰素子に対して所定の制御電流を供給する。なお、この電流値は、図３に示す領域Ｄ１の範囲内に設定する。
【００６２】
［Ｓ２］ＣＰＵ５９は、入力光の波数Ｎを認識する。ＣＰＵ５９は、８種類の入力光のうち、実際に入力されている入力光の数を認識する。
［Ｓ３］ＣＰＵ５９は、変数ｉに初期値“１”を設定する。
【００６３】
［Ｓ４］ＣＰＵ５９は、第ｉ番目の単位ユニットの入力側のカプラ（単位ユニット５１の場合ではカプラ５１ｂ）からの出力信号を参照して、第ｉ番目の入力光のパワーを認識する。
【００６４】
［Ｓ５］ＣＰＵ５９は、第ｉ番目の単位ユニットの出力側のカプラ（単位ユニット５１の場合ではカプラ５１ｄ）からの出力信号を参照して、第ｉ番目の出力光のパワーを認識する。
【００６５】
［Ｓ６］ＣＰＵ５９は、スペクトラムアナライザユニット８０から出力される、第ｉ番目の単位ユニットからの出力光の解析結果に該当する第ｉ番目の解析データを取得する。
【００６６】
［Ｓ７］ＣＰＵ５９は、第ｉ番目の入出力光のパワーと、第ｉ番目の解析データとを参照して、第ｉ番目の単位ユニットのＩ型の磁気光学型光減衰素子に供給する制御電流の電流値を算定する。
【００６７】
［Ｓ８］ＣＰＵ５９は、第ｉ番目の単位ユニットのＩ型の磁気光学型光減衰素子に対して算出された制御電流の供給を開始する。
［Ｓ９］ＣＰＵ５９は、変数ｉの値を“１”だけインクリメントする。
【００６８】
［Ｓ１０］ＣＰＵ５９は、変数ｉの値が波数Ｎ以下である場合にはステップＳ４に戻り、それ以外の場合にはステップＳ１１に進む。
［Ｓ１１］ＣＰＵ５９は、例えば、電源が切断された等の理由により処理を終了する場合には処理を終了し（エンド）、それ以外の場合にはステップＳ２に戻って同様の処理を繰り返す。
【００６９】
以上の処理により、各単位ユニットからの出力光が所定のパワーを有するように設定される。
このようにして、パワーが調整された８種類の光信号は、光合波ユニット６０において合成されて１つのストリームとして出力される。
【００７０】
光増幅ユニット７０は、光合波ユニット６０によって合成された光信号を所定のゲインで増幅し、出力する。なお、光増幅ユニット７０のアンプ部７０ｂによって増幅された光信号の一部は、モニタ光としてスペクトラムアナライザユニット８０に供給されており、このスペクトラムアナライザユニット８０により各波長成分のパワーが解析されて光調整ユニット５０にフィードバックされるので、出力光のレベルが常に一定になるように制御がなされる。
【００７１】
図９は、図６に示すスペクトラムアナライザユニットにおいて実行される処理の一例を説明するフローチャートである。次に、図９を参照して、スペクトラムアナライザユニット８０において実行される処理の一例について説明する。この処理は装置の電源が投入された場合に実行が開始される。この処理が開始されると、以下のステップが実行される。
【００７２】
［Ｓ２０］ＣＰＵ８０ｃは、スペクトラムアナライザ部８０ｂからの出力を参照して、全ての波長の光のトータルパワーを認識する。
［Ｓ２１］ＣＰＵ８０ｃは、スペクトラムアナライザ部８０ｂからの出力を参照して、現在、出力されている出力光の波数Ｎを認識する。
【００７３】
［Ｓ２２］ＣＰＵ８０ｃは、変数ｉに初期値“１”を設定する。
［Ｓ２３］ＣＰＵ８０ｃは、スペクトラムアナライザ部８０ｂからの出力を参照して、第ｉ番目の単位ユニットから出力される光信号の光パワーを認識する。
【００７４】
［Ｓ２４］ＣＰＵ８０ｃは、第ｉ番目の単位ユニットから出力される光信号のパワーと、目標値との差分値を算定する。
［Ｓ２５］ＣＰＵ８０ｃは、ステップＳ２４において算定した差分値を、第ｉ番目の解析データとして光調整ユニット５０のＣＰＵ５９に対して通知する。
【００７５】
［Ｓ２６］ＣＰＵ８０ｃは、変数ｉの値を“１”だけインクリメントする。
［Ｓ２７］ＣＰＵ８０ｃは、変数ｉの値が波数Ｎ以下である場合にはステップＳ２３に戻り、それ以外の場合にはステップＳ２８に進む。
【００７６】
［Ｓ２８］ＣＰＵ８０ｃは、例えば、電源が切断された等の理由により処理を終了する場合には処理を終了し（エンド）、それ以外の場合にはステップＳ２０に戻って同様の処理を繰り返す。
【００７７】
以上の処理によって、出力光に含まれている各波長の光のパワーを算定し、光調整ユニット５０に通知することが可能となる。
図１０は、本発明による光通信システムの構成を示すブロック図である。この光通信システムは、図１０に示すように、伝送装置９０と受信装置９３から構成される。伝送装置９０は、送信装置９１と複数の中継装置９２から構成される。送信装置９１、中継装置９２の内部はこれまでに述べたような光減衰装置を含む構造となっている。伝送装置９０は光信号を出力し、光信号は、少なくとも２種類の相異なる磁気光学型光減衰素子がカスケードに接続された光減衰部を通過することによって減衰する。受信装置９３は減衰した光信号を受信する。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、制御電流が低い領域において減衰量がピークを示す減衰特性を有する第一の磁気光学型光減衰素子と、駆動電流に略比例して減衰量が増大する減衰特性を有する第二の磁気光学型光減衰素子とがカスケードに接続された光減衰部と、光減衰部に対して制御電流を供給する電流供給部とを備える。このため、簡易な制御により光減衰特性を調節することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光減衰装置の構成例を示す図である。
【図２】 図１に示す本発明の光減衰部の構成例を示す図である。
【図３】 図２に示すＤ型の磁気光学型光減衰素子の動作を説明する図である。
【図４】 図２に示すＩ型の磁気光学型光減衰素子の動作を説明する図である。
【図５】 本発明に係る光減衰装置の他の構成例を示す図である。
【図６】 本発明に係る光伝送装置の構成例を示す図である。
【図７】 図６に示す単位ユニットの詳細な構成例を示す図である。
【図８】 図６に示す光調整ユニットにおいて実行される処理の一例を説明するフローチャートである。
【図９】 図６に示すスペクトラムアナライザユニットにおいて実行される処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】 本発明による光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】 ＷＤＭ方式によって多重化された光信号の波長と強度の関係を示すグラフである。
【図１２】 プリエンファシス特性の一例を示すグラフである。
【図１３】 Ｄ型の磁気光学型光減衰素子に供給する電流と減衰量との関係を説明するグラフである。
【図１４】 Ｉ型の磁気光学型光減衰素子に供給する電流と減衰量との関係を説明するグラフである。
【符号の説明】
１ 光減衰装置
１０ 光減衰部
１０ａ Ｄ型磁気光学型光減衰素子
１０ｂ Ｉ型磁気光学型光減衰素子
１１ 電流供給部
１００ ハウジング
ｉ１，ｉ２ 制御電流
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも２種類の相異なる磁気光学型光減衰素子がカスケードに接続された光減衰装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２１世紀初頭に広帯域マルチメディアサービスが本格的に普及すると、幹線系の通信容量は現状よりもさらに２桁大きいテラビット（Ｔビット／秒）級のシステムが必要になると予想される。
【０００３】
このような要求に伴い、波長多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下、ＷＤＭと呼ぶ）伝送方式が次世代の通信技術として広く推奨されている。
【０００４】
ＷＤＭ方式は異なる複数の波長の光を一本の光ファイバで伝送する方式で、波長軸上に多重化して大容量伝送を実現するものである。この方式の有利な点は、各波長の伝送速度を低く設定できるため電子・光デバイスの動作速度に対する要求値が緩いこと、光ファイバの非線形性や波長・偏波分散特性による光パルス波形劣化が小さい点にある。
【０００５】
図１１は、ＷＤＭ方式によって多重化された光信号の波長と強度の関係を示す図である。この図１１に示す例では、λ１〜λｎのｎ個の異なる波長の光が０．８ｎｍ間隔に配置されており、各波長の光がそれぞれ異なる情報を伝送する。
【０００６】
ところで、このようなＷＤＭ方式では、各波長の光のパワーを均一化するため、各波長毎に光減衰装置を用意し、出力光のパワーに応じて各光減衰装置を制御する必要がある。
【０００７】
また、光ファイバの減衰特性は、波長によってある程度異なるため、伝送前の光信号に対して減衰特性と逆のプリエンファシス特性を光減衰装置等によって与え、伝送後の光信号のパワーの均一化を図る必要がある。図１２は、このようなプリエンファシス特性の一例を示す図である。この例では、波長が長くなるにつれて光強度が増加するような特性が与えられている。
【０００８】
このように、光のパワーを調節する目的に使用される光減衰装置は、光信号の出力特性に応じてその減衰特性を適宜調節する必要があるので、例えば、磁気光学型光減衰素子を用いたものが多く用いられている。
【０００９】
磁気光学型光減衰素子には、Ｄ型とＩ型の２種類がある。図１３は、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子の電流と減衰量との関係を示す図である。この図１３に示すように、Ｄ型の素子では、低電流時にピークを有する特性を有している。
【００１０】
図１４は、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子の電流と減衰量との関係を示す図である。このように、Ｉ型の素子は電流に略比例して減衰量が増大する特性を有している。
【００１１】
従来においては、電流遮断時の光減衰量が大きいＤ型の素子が用いられてきた。これは、システムがダウンした場合等において、素子に制御電流が供給されなくなった際に、装置から不要な光信号が出力されることを防止するためである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｄ型の素子は、Ｉ型の素子に比べると特性曲線が複雑であり、制御が困難であるという問題点があった。
【００１３】
また、Ｄ型の素子は、特性曲線にピークを有しており、このピークが温度によって変動したり、各素子毎にばらつきを有しているので、正確な制御が困難であるという問題点もあった。
【００１４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、減衰量の制御が簡易な光減衰装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、光減衰装置が提供される。この光減衰装置は、制御電流が低い領域において減衰量がピークを示す減衰特性を有する第一の磁気光学型光減衰素子と、駆動電流に略比例して減衰量が増大する減衰特性を有する第二の磁気光学型光減衰素子とがカスケードに接続された光減衰部と、前記光減衰部に対して制御電流を供給する電流供給部と、を備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお以下においては、同様の構成要素には同様の参照番号を付与し、重複する説明は適宜省略するものとする。
【００１７】
図１は、本発明に係る光減衰装置の構成例を示す図である。この図１に示すように、本発明に係る光減衰装置１は、入射光を減衰させる光減衰部１０と、光減衰部１０に対して電流を供給する電流供給部１１とによって構成されている。
【００１８】
光減衰部１０は、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａと、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂとがカスケードに接続されている。これらＤ型磁気光学型光減衰素子１０ａとＩ型磁気光学型光減衰素子１０ｂは、図１に示すようにハウジング１００内に格納されており、本光減衰装置１は一つのユニットとして一体化した構造となっている。入射光λｉは、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａを透過した後、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂを透過して出射光λｏとして出力される。
【００１９】
電流供給部１１は、例えば、接続端子等であり、光減衰部１０を構成するＤ型の磁気光学型光減衰素子１０ａと、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂに対して、外部から入力される制御電流ｉ１，ｉ２をそれぞれ供給する。
【００２０】
図２は、本発明の光減衰部１０の構造を示す図である。図２から分かるように、光減衰部１０は、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａとＩ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂが縦続接続された可変型光減衰器となっている。本発明の光減衰部１０を構成するこれらの光減衰素子そのものは、米国特許第５，８６７，３００号の図１から図５に開示されている。
【００２１】
Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａは、偏光子（Ｐ）２１と、ファラデー回転子（ＦＲ）２２と、検光子（Ａ）２３とを有する。ファラデー回転子２２は、磁気光学結晶などの磁気光学効果素子である。偏光子２１は、入射光λｉに対して偏光を与える。偏光子２１を通過した入射光λｉは、次にファラデー回転子２２を通って検光子２３に達する。偏光子２１と検光子２３は、ファラデー回転子２２によるファラデー効果がゼロの場合において、偏光子２１を通過することによってリニアに偏光した入射光λｉの偏光面が、検光子２３の偏光面に対して実質的に直交するように構成されている。Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａは、さらに、永久磁界をファラデー回転子２２に与えるための永久磁石２７と、ヨーク２５とコイル２６からなる電磁石２４とを備えている。電磁石２４がファラデー回転子２２に与える磁界の大きさは、コイル２６を流れる電流ｉ１を変えることによって変化させることができる。電磁石２４によって作られるこの可変磁界は、ファラデー回転子２２中の入射光λｉの行路と平行となっている。
【００２２】
Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂは、偏光子（Ｐ）３１と、ファラデー回転子（ＦＲ）３２と、検光子（Ａ）３３とを有する。ファラデー回転子３２は、磁気光学結晶などの磁気光学効果素子である。Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａから出力される光が、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂにとっての入射光λｊとなる。これは偏光子３１によって偏光され、ファラデー回転子３２を通過して検光子３３に達する。ここで偏光子３１と検光子３３は、ファラデー回転子３２によるファラデー効果がゼロの場合において、偏光子３１を通過することによってリニアに偏光した入射光λｊの偏光面が、検光子３３の偏光面に対して実質的に平行になるように構成されている。Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂは、さらに、永久磁界をファラデー回転子３２に与えるための永久磁石３７と、ヨーク３５とコイル３６からなる電磁石３４とを備えている。電磁石３４がファラデー回転子３２に与える磁界の大きさは、コイル３６を流れる電流ｉ２を変えることによって変化させることができる。電磁石３４によって作られるこの可変磁界は、ファラデー回転子３２中の入射光λｊの行路と平行となっている。
【００２３】
次に、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子１０ａの動作を説明する。なお、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂの動作も、このＤ型素子１０ａと同様であるので、以下の説明ではＩ型素子１０ｂの構成要素の参照番号を括弧内に同時に示すものとする。
【００２４】
永久磁石２７（３７）が与える磁界は十分強力なので、ファラデー回転子２２（３２）内部の磁区は単一の磁区となる。その結果、永久磁石２７（３７）と電磁石２４（３４）との組み合わせで得られる合成磁界は非常に大きいので、ファラデー回転子２２（３２）内における入射光λｉ，λｊの損失は比較的小さい。検光子２３（３３）は対応する偏光面を持っており、ファラデー回転子２２（３２）から、偏光面が回転した入射光λｉ，λｊを受ける。この入射光λｉ，λｊの偏光面が検光子２３（３３）の偏光面と一致しない時、入射光λｉ，λｊの一部あるいは全部が検光子２３（３３）によってブロックされ、入射光λｉ，λｊはその結果減衰する。
【００２５】
図３および図４は、図２に示す実施の形態の動作を説明するグラフである。
図３は、図２に示すＤ型の磁気光学型光減衰素子１０ａの動作を説明するグラフである。Ｄ型の素子では、図３に示すように、電流が低い領域にピークを有することから、動作時における制御電流ｉ１の範囲としては、ピークよりも高い電流領域Ｄ１内に設定する。なお、制御を簡易化するために、この制御電流ｉ１は固定値とする。
【００２６】
図４は、図２に示すＩ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂの動作を説明するグラフである。Ｉ型の素子では、図４に示すように、線形に近い特性を有することから、動作時における制御電流ｉ２の範囲としては、Ｄ型の素子の場合と比較して広い領域Ｄ２を用いることができる。なお、減衰量の制御は、このＩ型の素子に供給する電流ｉ２を変化させることにより行う。
【００２７】
従って、光減衰装置１の動作時には、図４に示すＩ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂの減衰特性に応じた所定の電流を通じることにより、装置全体の減衰特性を制御することが可能となるので、従来のＤ型の素子だけを用いた場合に比べて、簡単に制御を行うことが可能となる。
【００２８】
ところで、以上のような実施の形態においては、外部からの制御電流ｉ１，ｉ２の供給が遮断された場合には、Ｄ型の素子の減衰量は、図３に示す無電流時の減衰量Ｇ１となり、またＩ型の素子の減衰量は、図４に示す無電流時の減衰量Ｇ２となるので、これらを加算した（Ｇ１＋Ｇ２）が無電流時における装置全体の減衰量となる。
【００２９】
これは、従来の場合のＤ型の素子のみを使用した場合とほぼ同等の減衰量を得ることができるので、Ｉ型の素子を使用したシステムに何らかの障害が発生して制御電流が遮断された場合においても、不要な光信号がシステムに送出されることを防止することが可能となる。
【００３０】
なお、以上の実施の形態においては、入射光がＤ型の磁気光学型光減衰素子１０ａを透過した後にＩ型の磁気光学型光減衰素子１０ｂを透過するようにしたが、図５に示すように、Ｄ型の素子とＩ型の素子の配置を逆転してもよい。この実施の形態は、図１の場合と比較して、素子の配置が逆転しているのみでその他の構成は同様である。このような実施の形態によっても前述の場合と同様の効果を期待することが可能となる。
【００３１】
また、以上の実施の形態では、Ｄ型とＩ型の素子をそれぞれ１つずつ組み合わせるようにしたが、複数の素子を組み合わせるようにしてもよい。例えば、Ｄ型の素子を２つとＩ型の素子を１つ組み合わせるようにしてもよい。そのような場合には、制御電流の遮断時における減衰量が２×Ｇ１となるので、不要な光信号の遮断特性を向上させることができる。
【００３２】
図６は、本発明に係る光伝送装置の実施の形態の構成例を示す図である。次に、図６を参照して、本発明に係る光伝送装置の構成例について説明する。この実施の形態では、光伝送装置の一構成例としてＷＤＭ方式の光送信装置が示してある。なお、光伝送装置とは、光信号や電気信号を入力信号として対応する光信号を出力する装置を意味し、例えば、光送信装置や光中継装置等を例として挙げることができる。
【００３３】
図６に示すように、本実施の形態の光送信装置は、光調整ユニット５０、光合波ユニット６０、光増幅ユニット７０、およびスペクトラムアナライザユニット８０によって構成されている。
【００３４】
光調整ユニット５０は、伝送しようとする情報に応じて変調された８種類の異なる波長の光信号（ＷＤＭ方式により変調された光信号）を入力し、そのパワーを均一化するとともに、プリエンファシスを施す。光合波ユニット６０は、パワーが調整された８種類の光信号を合成する。光増幅ユニット７０は、合成された光を所定のゲインで増幅する。スペクトラムアナライザユニット８０は、光増幅ユニット７０から出力される光信号を周波数分析し、各波長の光が所定のパワーを有しているか否かを判定し、その判定結果を光調整ユニット５０に通知する。
【００３５】
光調整ユニット５０は、８種類の異なる波長の光信号に対応する８つの単位ユニット５１〜５８によって構成されている。図６は、単位ユニット５１のみについて詳細を示しているが、各単位ユニットの構成は互いに同様であるので、以下では単位ユニット５１を例に挙げて説明を行う。
【００３６】
単位ユニット５１は、光入力部５１ａ、カプラ５１ｂ、光減衰部５１ｃ、カプラ５１ｄ、および、光出力部５１ｅ等によって構成されている。
光入力部５１ａには、伝送しようとする情報に応じて変調された光信号が入力される。
【００３７】
カプラ５１ｂは、入射光の一部を分岐して後述するフォトダイオードに入射し、入射光のパワーに比例する電気信号を生成させる。また、カプラ５１ｂは、他の大部分の光を透過して光減衰部５１ｃに対して供給する。
【００３８】
光減衰部５１ｃは、図１の場合と同様に、Ｄ型とＩ型の磁気光学型光減衰素子がカスケードに接続されて構成されており（詳細は後述する）、カプラ５１ｂから出射された光信号を所定の減衰量で減衰させて出射する。
【００３９】
カプラ５１ｄは、光減衰部５１ｃから出射された光信号の一部を分岐して、後述するフォトダイオードに入射し、出射光のパワーに比例する電気信号を生成させる。また、カプラ５１ｄは、他の大部分の光を透過して光出力部５１ｅに対して供給する。
【００４０】
光出力部５１ｅからは、パワーが調整された光信号が出力される。
ＣＰＵ５９は、スペクトラムアナライザユニット８０、および、単位ユニット５１〜５８から出力される検出信号を参照して、光減衰部５１ｃ〜５８ｃ（図示せず）の減衰量を制御する。
【００４１】
図７は、単位ユニット５１の詳細な構成例を示すブロック図である。
この図７に示すように、単位ユニット５１は、光入力部５１ａ、カプラ５１ｂ、光減衰部５１ｃ、カプラ５１ｄ、光出力部５１ｅ、フォトダイオード５１ｇ，５１ｈ、アンプ（ＡＭＰ）５１ｉ〜５１ｏ、コンパレータ（ＣＭＰ）５１ｐ，５１ｑ、Ａ／Ｄ変換器５１ｒ〜５１ｕ、Ｄ／Ａ変換器５１ｖ〜５１ｘ、および、バス５１ｙによって構成されている。なお、この図７において、図６の場合と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。
【００４２】
光減衰部５１ｃは、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子５１ｃａと、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子５１ｃｂとがカスケードに接続されて構成されている。
フォトダイオード５１ｇは、カプラ５１ｂによって分岐された光信号（光減衰部５１ｃの入射前の光信号）を電気信号に変換して出力する。
【００４３】
フォトダイオード５１ｈは、カプラ５１ｄによって分岐された光信号（光減衰部５１ｃの透過後の光信号）を電気信号に変換して出力する。
アンプ５１ｉは、フォトダイオード５１ｇからの出力信号（カプラ５１ｂによって分岐された光信号に比例する電気信号）を所定のゲインで増幅して出力する。
【００４４】
アンプ５１ｏは、フォトダイオード５１ｈからの出力信号（カプラ５１ｄによって分岐された光信号に比例する電気信号）を所定のゲインで増幅して出力する。
【００４５】
コンパレータ５１ｐは、基準電圧Ｖ１とアンプ５１ｉの出力電圧を比較し、アンプ５１ｉの出力電圧が基準電圧Ｖ１を下回った場合には所定の出力信号を発生して外部に出力する。なお、このコンパレータ５１ｐは、単位ユニット５１に対する入射光が遮断された場合にはこれを検知して外部の所定の装置に通知する。
【００４６】
Ａ／Ｄ変換器５１ｒは、アンプ５１ｉの出力をＡ／Ｄ変換によりディジタル信号に変換して出力する。出力された信号は、バス５１ｙを介してＣＰＵ５９に供給される。
【００４７】
コンパレータ５１ｑは、Ｄ／Ａ変換器５１ｖから出力され、アンプ５１ｊにより所定のゲインで増幅された出力電圧（ＣＰＵ５９によって設定された電圧）と、アンプ５１ｉの出力とを比較し、アンプ５１ｉの出力の方が下回っている場合には、所定の信号を出力する。即ち、コンパレータ５１ｑは、アンプ５１ｉから出力される単位ユニット５１への入力光に比例する電圧が、所定のレベルを下回っている場合にはその旨をＣＰＵ５９に通知する。
【００４８】
Ｄ／Ａ変換器５１ｗは、ＣＰＵ５９から供給されるディジタル信号（制御信号）を対応するアナログ信号に変換して出力する。
アンプ５１ｋは、Ｄ／Ａ変換器５１ｗから出力されるアナログ信号を所定のゲインで増幅してＤ型の磁気光学型光減衰素子５１ｃａに供給する。
【００４９】
アンプ５１ｌは、Ｄ型の磁気光学型光減衰素子５１ｃａに流れている電流を所定のゲインで増幅して出力する。
Ａ／Ｄ変換器５１ｓは、アンプ５１ｌの出力をＡ／Ｄ変換によりディジタル信号に変換して出力する。
【００５０】
Ｄ／Ａ変換器５１ｘは、ＣＰＵ５９から供給されるディジタル信号（制御信号）を対応するアナログ信号に変換して出力する。
アンプ５１ｍは、Ｄ／Ａ変換器５１ｘから出力されるアナログ信号を所定のゲインで増幅してＩ型の磁気光学型光減衰素子５１ｃｂに供給する。
【００５１】
アンプ５１ｎは、Ｉ型の磁気光学型光減衰素子５１ｃｂに流れている電流を所定のゲインで増幅して出力する。
Ａ／Ｄ変換器５１ｔは、アンプ５１ｎの出力をＡ／Ｄ変換により対応するディジタル信号に変換して出力する。
【００５２】
Ａ／Ｄ変換器５１ｕは、アンプ５１ｏから出力される信号をＡ／Ｄ変換により対応するディジタル信号に変換して出力する。
バス５１ｙは、コンパレータ５１ｐ，５１ｑ、Ａ／Ｄ変換器５１ｒ〜５１ｕ、および、Ｄ／Ａ変換器５１ｖ〜５１ｘ等と、ＣＰＵ５９とを接続してこれらの間でデータの授受を可能とする。
【００５３】
図６に戻って、光合波ユニット６０は、光合波部６０ａから構成されている。
光合波部６０ａは、光調整ユニット５０の単位ユニット５１〜５８からそれぞれ出力される所定の波長の光信号を合成して１つの光信号として出力する。
【００５４】
光増幅ユニット７０は、光入力部７０ａ、アンプ部７０ｂ、カプラ７０ｃ、光出力部７０ｄ、および、制御信号送信部７０ｅによって構成されている。
光入力部７０ａは、光合波ユニット６０から出射された光信号を入射する。
【００５５】
アンプ部７０ｂは、光入力部７０ａを介して入力された光信号を所定のゲインで増幅して出射する。
カプラ７０ｃは、アンプ部７０ｂによって増幅された光信号を入射し、その一部を分離してスペクトラムアナライザユニット８０に入力するとともに、制御信号送信部７０ｅから供給された監視制御信号を重畳して光出力部７０ｄに出射する。
【００５６】
光出力部７０ｄは、カプラ７０ｃからの光信号を出力光として出力する。
制御信号送信部７０ｅは、監視および制御用の信号を出力してカプラ７０ｃに供給する。
【００５７】
スペクトラムアナライザユニット８０は、光入力部８０ａ、スペクトラムアナライザ部８０ｂ、および、ＣＰＵ８０ｃによって構成されている。
光入力部８０ａは、光増幅ユニット７０のカプラ７０ｃによって分離された光信号を入力する。
【００５８】
スペクトラムアナライザ部８０ｂは、光入力部８０ａから入力された光信号（ＷＤＭ方式に基づく光信号）に対して周波数分析を施し、各波長帯域の光のパワーを算出する。
【００５９】
ＣＰＵ８０ｃは、スペクトラムアナライザ部８０ｂの分析結果に対して所定の処理を施した後、光調整ユニット５０に通知する。
次に、以上の実施の形態の動作について説明する。伝送しようとする情報に応じて変調された８種類の異なる波長の光信号は、光調整ユニット５０の単位ユニット５１〜５８にそれぞれ入力され、そこで、光のパワーが調整される。
【００６０】
図８は、光調整ユニット５０において実行される処理の一例を説明するフローチャートである。このフローチャートは、装置に電源が投入された場合に実行される処理である。この処理が開始されると、以下のステップが実行される。
【００６１】
［Ｓ１］ＣＰＵ５９は、各単位ユニットのＤ型の磁気光学型光減衰素子に対して所定の制御電流を供給する。なお、この電流値は、図３に示す領域Ｄ１の範囲内に設定する。
【００６２】
［Ｓ２］ＣＰＵ５９は、入力光の波数Ｎを認識する。ＣＰＵ５９は、８種類の入力光のうち、実際に入力されている入力光の数を認識する。
［Ｓ３］ＣＰＵ５９は、変数ｉに初期値“１”を設定する。
【００６３】
［Ｓ４］ＣＰＵ５９は、第ｉ番目の単位ユニットの入力側のカプラ（単位ユニット５１の場合ではカプラ５１ｂ）からの出力信号を参照して、第ｉ番目の入力光のパワーを認識する。
【００６４】
［Ｓ５］ＣＰＵ５９は、第ｉ番目の単位ユニットの出力側のカプラ（単位ユニット５１の場合ではカプラ５１ｄ）からの出力信号を参照して、第ｉ番目の出力光のパワーを認識する。
【００６５】
［Ｓ６］ＣＰＵ５９は、スペクトラムアナライザユニット８０から出力される、第ｉ番目の単位ユニットからの出力光の解析結果に該当する第ｉ番目の解析データを取得する。
【００６６】
［Ｓ７］ＣＰＵ５９は、第ｉ番目の入出力光のパワーと、第ｉ番目の解析データとを参照して、第ｉ番目の単位ユニットのＩ型の磁気光学型光減衰素子に供給する制御電流の電流値を算定する。
【００６７】
［Ｓ８］ＣＰＵ５９は、第ｉ番目の単位ユニットのＩ型の磁気光学型光減衰素子に対して算出された制御電流の供給を開始する。
［Ｓ９］ＣＰＵ５９は、変数ｉの値を“１”だけインクリメントする。
【００６８】
［Ｓ１０］ＣＰＵ５９は、変数ｉの値が波数Ｎ以下である場合にはステップＳ４に戻り、それ以外の場合にはステップＳ１１に進む。
［Ｓ１１］ＣＰＵ５９は、例えば、電源が切断された等の理由により処理を終了する場合には処理を終了し（エンド）、それ以外の場合にはステップＳ２に戻って同様の処理を繰り返す。
【００６９】
以上の処理により、各単位ユニットからの出力光が所定のパワーを有するように設定される。
このようにして、パワーが調整された８種類の光信号は、光合波ユニット６０において合成されて１つのストリームとして出力される。
【００７０】
光増幅ユニット７０は、光合波ユニット６０によって合成された光信号を所定のゲインで増幅し、出力する。なお、光増幅ユニット７０のアンプ部７０ｂによって増幅された光信号の一部は、モニタ光としてスペクトラムアナライザユニット８０に供給されており、このスペクトラムアナライザユニット８０により各波長成分のパワーが解析されて光調整ユニット５０にフィードバックされるので、出力光のレベルが常に一定になるように制御がなされる。
【００７１】
図９は、図６に示すスペクトラムアナライザユニットにおいて実行される処理の一例を説明するフローチャートである。次に、図９を参照して、スペクトラムアナライザユニット８０において実行される処理の一例について説明する。この処理は装置の電源が投入された場合に実行が開始される。この処理が開始されると、以下のステップが実行される。
【００７２】
［Ｓ２０］ＣＰＵ８０ｃは、スペクトラムアナライザ部８０ｂからの出力を参照して、全ての波長の光のトータルパワーを認識する。
［Ｓ２１］ＣＰＵ８０ｃは、スペクトラムアナライザ部８０ｂからの出力を参照して、現在、出力されている出力光の波数Ｎを認識する。
【００７３】
［Ｓ２２］ＣＰＵ８０ｃは、変数ｉに初期値“１”を設定する。
［Ｓ２３］ＣＰＵ８０ｃは、スペクトラムアナライザ部８０ｂからの出力を参照して、第ｉ番目の単位ユニットから出力される光信号の光パワーを認識する。
【００７４】
［Ｓ２４］ＣＰＵ８０ｃは、第ｉ番目の単位ユニットから出力される光信号のパワーと、目標値との差分値を算定する。
［Ｓ２５］ＣＰＵ８０ｃは、ステップＳ２４において算定した差分値を、第ｉ番目の解析データとして光調整ユニット５０のＣＰＵ５９に対して通知する。
【００７５】
［Ｓ２６］ＣＰＵ８０ｃは、変数ｉの値を“１”だけインクリメントする。
［Ｓ２７］ＣＰＵ８０ｃは、変数ｉの値が波数Ｎ以下である場合にはステップＳ２３に戻り、それ以外の場合にはステップＳ２８に進む。
【００７６】
［Ｓ２８］ＣＰＵ８０ｃは、例えば、電源が切断された等の理由により処理を終了する場合には処理を終了し（エンド）、それ以外の場合にはステップＳ２０に戻って同様の処理を繰り返す。
【００７７】
以上の処理によって、出力光に含まれている各波長の光のパワーを算定し、光調整ユニット５０に通知することが可能となる。
図１０は、本発明による光通信システムの構成を示すブロック図である。この光通信システムは、図１０に示すように、伝送装置９０と受信装置９３から構成される。伝送装置９０は、送信装置９１と複数の中継装置９２から構成される。送信装置９１、中継装置９２の内部はこれまでに述べたような光減衰装置を含む構造となっている。伝送装置９０は光信号を出力し、光信号は、少なくとも２種類の相異なる磁気光学型光減衰素子がカスケードに接続された光減衰部を通過することによって減衰する。受信装置９３は減衰した光信号を受信する。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、制御電流が低い領域において減衰量がピークを示す減衰特性を有する第一の磁気光学型光減衰素子と、駆動電流に略比例して減衰量が増大する減衰特性を有する第二の磁気光学型光減衰素子とがカスケードに接続された光減衰部と、光減衰部に対して制御電流を供給する電流供給部とを備える。このため、簡易な制御により光減衰特性を調節することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光減衰装置の構成例を示す図である。
【図２】 図１に示す本発明の光減衰部の構成例を示す図である。
【図３】 図２に示すＤ型の磁気光学型光減衰素子の動作を説明する図である。
【図４】 図２に示すＩ型の磁気光学型光減衰素子の動作を説明する図である。
【図５】 本発明に係る光減衰装置の他の構成例を示す図である。
【図６】 本発明に係る光伝送装置の構成例を示す図である。
【図７】 図６に示す単位ユニットの詳細な構成例を示す図である。
【図８】 図６に示す光調整ユニットにおいて実行される処理の一例を説明するフローチャートである。
【図９】 図６に示すスペクトラムアナライザユニットにおいて実行される処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】 本発明による光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】 ＷＤＭ方式によって多重化された光信号の波長と強度の関係を示すグラフである。
【図１２】 プリエンファシス特性の一例を示すグラフである。
【図１３】 Ｄ型の磁気光学型光減衰素子に供給する電流と減衰量との関係を説明するグラフである。
【図１４】 Ｉ型の磁気光学型光減衰素子に供給する電流と減衰量との関係を説明するグラフである。
【符号の説明】
１ 光減衰装置
１０ 光減衰部
１０ａ Ｄ型磁気光学型光減衰素子
１０ｂ Ｉ型磁気光学型光減衰素子
１１ 電流供給部
１００ ハウジング
ｉ１，ｉ２ 制御電流
Claims (4)
- 制御電流が低い領域において減衰量がピークを示す減衰特性を有する第一の磁気光学型光減衰素子と、駆動電流に略比例して減衰量が増大する減衰特性を有する第二の磁気光学型光減衰素子とがカスケードに接続された光減衰部と、
前記光減衰部に対して制御電流を供給する電流供給部と、
を備えた光減衰装置。 - 前記第一の磁気光学型光減衰素子はＤ型の磁気光学型光減衰素子であり、前記第二の磁気光学型光減衰素子はＩ型の磁気光学型光減衰素子であることを特徴とする請求項１記載の光減衰装置。
- 前記第一の磁気光学型光減衰素子は、ファラデー回転子と、偏光子と、前記偏光子の偏光面に対して９０度の角度をなす偏光面を持った検光子とを有し、
前記第二の磁気光学型光減衰素子は、ファラデー回転子と、偏光子と、前記偏光子の偏光面に対して平行な偏光面を持った検光子とを有し、
前段に位置する前記第一の磁気光学型光減衰素子または前記第二の磁気光学型光減衰素子の一方の検光子の偏光面は、後段に位置する前記第一の磁気光学型光減衰素子または前記第二の磁気光学型光減衰素子の他方の偏光子の偏光面と同じであることを特徴とする請求項１記載の光減衰装置。 - 前記光減衰装置を収納するハウジングをさらに有することを特徴とする請求項１記載の光減衰装置。
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