JP4593131B2 - 光送信器、光送信システムおよび出力制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、光送信器、光送信システムおよび出力制御方法に関し、特に光出力の立ち上がり制御を迅速かつ計画的に行うことができる光送信器、光送信システムおよび出力制御方法に関するものである。

近年では、ＷＤＭ通信システムにおける波長の多重化が進み、複数の光源を同一のラックに挿入して波長を多重化する場合がある。この場合、システムの立ち上げ時に複数の光源に対して同時に電源が投入され、各光源が同一の製品を利用することが多いことから、複数の光源が同じ動作をする可能性があった。すなわち、複数の光源が同時に点灯することがあった。

特開２００１−０９４２０４号公報 特開２０００−０７７７６６号公報 特開平０９−１９１２９号公報

しかしながら、光源が同時に点灯し、発光強度が一斉に変動することは、システムに過大な負荷を与えるという問題点があった。たとえば、２００波以上の波長を多重化するＷＤＭ通信システムにおいて発光デバイスが一斉に点灯すると、発光デバイスの後段に設けられる光アンプは、その２００波の光源の光強度変動に追従する必要が生じる。この結果、後段に設置される光アンプは、過渡的な光強度変動に対応する設計が必要となり、保護回路などを含めた装置規模が大きくなるという問題点があった。

ここで、システムにマスタ装置を配置し、マスタ装置が光送信器内の各光源の発光時期をずらす制御を行うこともできる。しかしながら、この制御を実現するためには、全ての光送信器が、マスタ装置からの指示を受けてから点灯するまでの時間が定まっている必要があり、通常、波長やパワーなどの特性が安定する時間によって点灯時間が変動するため、各光源の状態によって点灯時間が変動して予測することができなかった。この結果、予測点灯時間に対するマージンを大きくする必要があり、光送信器の迅速な立ち上がりを実現できないという問題点があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置規模を大きくせずに、光送信器の迅速かつ計画的な立ち上がりを行うことができる光送信器、光送信システムおよび出力制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明は、レーザダイオードから出力されたレーザ光を光変調器によって変調出力する光送信器において、所定時間を計時する計時手段と、前記レーザ光の外部出力を抑止する抑止手段と、前記計時手段を用いて当該光送信器の立ち上げ時から前記所定時間の経過時まで計時し、この間に前記抑止手段によって前記レーザ光の外部出力を抑止する制御を行う出力抑止制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明は、上記の発明において、前記所定時間を格納する格納手段と、前記所定時間を設定変更する設定変更手段と、をさらに備えたことを特徴とする。

また、この発明は、上記の発明において、前記所定期間内に前記レーザダイオードの出力状態を変化させ、該レーザダイオードの出力が所定条件を満足しない場合に該レーザダイオードの出力を停止させる制御手段を備えたことを特徴とする。

また、この発明は、上記の発明において、前記所定条件は、前記レーザダイオードの出力および／または波長の安定性を含むことを特徴とする。

また、この発明は、上記の発明において、前記所定時間は、前記レーザダイオードの立ち上がりから前記制御手段が前記レーザダイオードの出力状態が安定か否かを判断するまでの時間を超える時間であることを特徴とする。

また、この発明は、請求項１〜５のいずれか一つに記載された光送信器を複数備えた光送信器群と、前記光送信器群を制御するマスタ装置と、を備え、各光送信器は、立ち上がり開始時間を計時する開始計時手段を備え、前記マスタ装置は、各光送信器に対して一斉に立ち上がりトリガを与え、各光送信器が、異なる立ち上がり開始時間で立ち上がり処理を開始することを特徴とする。

また、この発明は、上記の発明において、前記立ち上がり開始時間は、複数の前記光送信器毎に同一であることを特徴とする。

また、この発明は、請求項１〜５のいずれか一つに記載された光送信器を複数備えた光送信器群と、前記光送信器群を制御するマスタ装置と、を備え、前記マスタ装置は、各光送信器に対して順次立ち上がりトリガを与え、各送信器が、異なる立ち上がり開始時間で立ち上がり処理を開始することを特徴とする。

また、この発明は、上記の発明において、前記マスタ装置は、複数の光送信器毎に順次立ち上がりトリガを与えることを特徴とする。

また、この発明は、請求項１〜５のいずれか一つに記載された光送信器を複数備えた光送信器群と、前記光送信器群を制御するマスタ装置と、を備え、各光送信器は、立ち上がりトリガを受けてから所定の遅延時間後に隣接する光送信器に立ち上がりトリガを送出する連結手段を備え、前記マスタ装置は、前記光送信器群のうちのいずれか一つに対して立ち上がりトリガを与え、各光送信器が順次隣接する光送信器に立ち上がりトリガを連鎖的に与え、各送信器が、異なる立ち上がり開始時間で立ち上がり処理を開始することを特徴とする。

また、この発明は、上記の発明において、前記マスタ装置は、前記光送信器群のうちの複数の光送信器に対して立ち上がりトリガを与えることを特徴とする。

また、この発明は、上記の発明において、各光送信器は、レーザダイオードの立ち上がりが不安定であった場合にその旨を前記マスタ装置に通知する通知手段を備えたことを特徴とする。

また、この発明は、レーザダイオードから出力されたレーザ光を光変調器によって変調出力する光送信器の立ち上がり時の出力制御方法において、前記レーザダイオードに対して出力パラメータの目標値を付与して立ち上がりを開始させる立ち上がりステップと、前記立ち上がりの開始後所定時間後に、前記レーザダイオードの出力状態にかかわらず前記光変調器をクローズ状態からオープン状態に変更する状態変更ステップと、を含むことを特徴とする。

また、この発明は、上記の発明において、前記所定時間内に、前記レーザダイオードの出力状態が不安定であった場合に、該レーザダイオードの光出力を停止させる出力停止ステップを含むことを特徴とする。

この発明によれば、レーザダイオードの出力状態にかかわらず、所定時間内に光送信器の立ち上がり処理を終えるようにしているので、迅速かつ計画的な立ち上がりを行わせることができるという効果を奏する。

以下に、図面を参照して、この発明にかかる光送信器、光送信システムおよび出力制御方法の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１である光送信器の構成を示すブロック図である。図１において、光送信器１０は、レーザダイオード（ＬＤ）を有したＬＤモジュール１、光変調器２、およびこれらを制御する制御部３を有し、この光送信器１０から外部への出力は、出力端Ｔ１を介して出力される。

制御部３は、ＬＤモジュール１からの光出力を抑止する光変調器２の制御を行う出力抑止制御部４と、立ち上がり開始からＬＤモジュール１の出力状態を判定できる期間を超える所定時間を計時するタイマ５と、このタイマ５が用いる所定時間を格納するタイマ設定値格納部６と、このタイマ設定値格納部６に格納されている所定時間を設定変更する設定変更部７とを有する。

ここで、図２に示すタイムチャートをもとに制御部３による立ち上がり制御について説明する。図２（ａ）は、立ち上がり時における出力端Ｔ１から光出力を示し、図２（ｂ）は、立ち上がり時におけるＬＤモジュール１からの光出力を示し、図２（ｃ）は、立ち上がり時における光変調器２の動作状態を示し、図２（ｄ）は、立ち上がり処理を指示するスタートコマンドの付与を示している。

制御部３は、スタートコマンドを受けた後、時点Ｔ（ＬＤ０）で、ＬＤモジュール１内のＬＤをオン状態にし、光出力を例えば−１５ｄＢｍまであげる。その後、時点Ｔ（ＬＤ１）で、光出力を例えば１３ｄＢｍまでパワーアップする。さらにその後、必要に応じて時点Ｔ（ＬＤ２）で、パワーチェックを行い、さらに時点Ｔ（ＬＤ３）で、波長の安定性をチェックする。

さらに、ここで波長が安定である場合は、その光出力を維持し、波長が不安定である場合、破線で示したように、ＬＤの光出力をオフにする制御を行っても良い。

一方、制御部３は、スタートコマンドを受けてから所定時間ＴＷをタイマ５によって計時する。光変調器２はスタートコマンドを受けた状態では、オープン状態あるいはクローズ状態のいずれも取り得る不安定状態であり、ここで光変調器２の立ち上がり処理を行う。光変調器２の立ち上がり処理はＬＤの立ち上がりに比較して短時間であるため、時点Ｔ（ＬＮ０）で、光変調器２はクローズ状態にされる。この時点Ｔ（ＬＮ０）は、ＬＤがパワーアップする時点Ｔ（ＬＤ１）の前である。これによって、ＬＤの光出力が増大する際に、出力端Ｔ１から光出力が大幅に出力されることはない。

その後、時点Ｔ（ＬＮ１）で、光変調器２は、ＬＤの出力状態にかかわらず、所定時間ＴＷがタイムアップすることで、オープン状態にされる。この時点Ｔ（ＬＮ１）は、波長チェックする時点Ｔ（ＬＤ３）よりも後に設定される。

この結果、ＬＤの波長が安定している場合には、所定時間ＴＷのタイムアップ時に光変調器２がオープン状態になり、出力端Ｔ１から光出力が外部に出力される。一方、光出力が不安定である場合には、図２（ａ）の破線で示すように、出力端Ｔ１から外部に光出力は出力されない。なお、上述したように光出力の波長が不安定である場合には、ＬＤの光出力がオフされるが、所定時間ＴＷ経過後、再びスタートコマンドが発せられる。

ここで、従来は、ＬＤの光出力が安定した後に、光変調器２をオープン状態にして、外部出力していたが、光出力の安定にかかる時間は常に一定であるとは限らず、光送信器の立ち上がり完了時間にばらつきが生じていた。これに対して、この実施の形態１では、所定時間ＴＷを導入し、常に立ち上がり開始から一定時間内に光送信器１０の立ち上がり処理を完了するようにしている。したがって、迅速かつ計画的な立ち上がり処理を行うことができる。特に、複数の光送信器を立ち上げる場合に、光出力の安定の収束が遅い光送信器の立ち上がり処理によって光送信器群全体の立ち上がりが大幅に遅くなることがなくなる。

（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。図３は、この発明の実施の形態２である光送信システムを含む光通信システムの一部構成を示すブロック図である。図３において、この光送信システムは、実施の形態１の光送信器１０に対応する複数の光送信器１０−１〜１０−２５６と、これら複数の光送信器１０−１〜１０−２５６を接続し、制御するマスタ装置２０とを有する。各光送信器１０−１〜１０−２５６は、図１に示した光送信器１０の構成に、さらに通知部１１−１〜１１−２５６とタイマ１２−１〜１２−２５６とを有する。その他の構成は、実施の形態１と同じである。

ここで、図４に示すタイムチャートを参照してこの光送信システムの立ち上がり処理について説明する。まず、マスタ装置２０の制御部２１は、各光送信器１０−１〜１０−２５６に対して一斉に立ち上がりのスタートコマンドを発する。これに対して、タイマ１２−１〜１２−２５６は、それぞれ異なるタイムアップ時間が設定され、たとえばタイマ１２−１〜１２−２５６には、順次１〜２５６秒のタイムアップ時間が設定され、スタートコマンドの受信からそれぞれ設定された時間を計時する。制御部３−１〜３−２５６は、このタイマ１２−１〜１２−２５６のタイムアップ後、実施の形態１で示した所定時間ＴＷを計時し、実施の形態１と同様な処理を行う。すなわち、タイマ１２−１〜１２−２５６は、スタートコマンドを各光送信器１０−１〜１０−２５６に対して異なる時間で遅らせるようにしている。この結果、図４に示したように各光送信器１０−１〜１０−２５６の立ち上がり処理がずれた状態で行われることになる。

この結果、各光送信器１０−１〜１０−２５６からの光出力を増幅する光アンプ３０は、各送信器１０−１〜１０−２５６の各変動のみの負荷に耐えうる設計を行えばよく、処理負荷が軽減され、光アンプの装置規模の低減を図ることができる。また、エラー偏差を小さくすることができるため、光出力の安定制御を迅速に行うことができる。

一方、通知部１１−１〜１１−２５６は、各光送信器１０−１〜１０−２５６のＬＤの光出力が不安定で、パワーオフした場合に、その旨をマスタ装置２０に通知する。これによって、一律的な光送信器の立ち上げ処理の実行後、個別的に安定が悪かった光送信器の立ち上がり処理を実行することができる。この場合、光送信器１０−１〜１０−２５６の個数に応じた立ち上がり処理終了時間を規定することができ、迅速かつ計画的な立ち上がり処理が実行できることになる。

（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態２では、各光送信器１０−１〜１０−２５６のそれぞれに設けられたタイマによって立ち上がりスタート時期をずらすようにしていたが、この発明の実施の形態３では、マスタ装置２０によって各光送信器１０−１〜１０−２５６の立ち上がりスタート時期を強制的にずらすようにしている。

すなわち、図５に示すようにマスタ装置２０のタイミング制御部３１が、各光送信器１０−１〜１０−２５６に対して順次異なるスタートコマンドを与え、各光送信器１０−１〜１０−２５６の立ち上がりスタート時期をずらすようにしている。この結果、図４に示した立ち上がり処理と同じ処理が各光送信器１０−１〜１０−２５６によって行われることになる。

（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この発明の実施の形態４では、図６に示すように、各光送信器１０−１〜１０−２５６に連結部１３−１〜１３−２５６を設けている。各連結部１３−１〜１３−２５６には、立ち上がりスタートのコマンドを受けてから、一定の時間、たとえば１秒後に、タイムアップし、隣接する光送信器にスタートコマンドを送付するようにしている。なお、自光送信器がスタートコマンドを受けた場合には、ただちに立ち上がり処理を実行する。

たとえば、マスタ装置２０は、光送信器１０−１のみにスタートコマンドを送出すると、光送信器１０−１はただちに立ち上がり処理を実行するとともに、連結部１３−１は、１秒後に、隣接する光送信器１０−２に対してスタートコマンドを送出する。このスタートコマンドを受けた光送信器１０−２は、ただちに立ち上がり処理を実行するとともに、連結部１３−２は、隣接する光送信器１０−３に対してスタートコマンドを送出する。このようにして、光送信器１３−２５６がスタートコマンドを受けると、立ち上がり処理をただちに実行するとともに、連結部１３−２５６は、１秒後にマスタ装置２０にスタートコマンドを送出する。光送信器１０−２５６からスタートコマンドを受けたマスタ装置２０は、全ての光送信器１０−１〜１０−２５６に対する立ち上がり処理が実行されたことを認識し、通知部１１−１〜１１−２５６からの通知を受けた光送信器のみに対する立ち上がり処理を行わせればよい。

（実施の形態５）
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。上述した実施の形態２〜４は、いずれも各光送信器１０−１〜１０−２５６間の立ち上がり処理開始が１秒ずれていたが、この実施の形態５では、複数の光送信器（光送信器グループ）毎に立ち上がり処理を開始させ、各光送信器グループ間の立ち上がり処理開始をずらすようにしている。

たとえば、実施の形態２においてタイマ１２−１〜１２−８に対しては１秒のタイムアップ時間を設定し、タイマ１２−９〜１２−１６に対しては２秒のタイムアップ時間を設定する。すなわち、８つの光送信器毎に、立ち上がり処理開始時刻をずらすようにしている。この結果、光送信器１０−１〜１０−８と光送信器１０−９〜１０−１６とは立ち上がり処理開始時刻が１秒ずれ、各光送信器グループ内では、同一の立ち上がり処理開始時刻となる。ここで、８つの光送信器毎としたのは、光アンプ３０が同時処理能力が８つまでだからである。

この実施の形態５では、複数の光送信器毎に立ち上がり開始時刻をずらすようにしているので、一層迅速な立ち上がり処理を完了することができる。なお、実施の形態３，４に対しても同様に適用することができる。

以上のように、この発明にかかる光送信器、光送信システムおよび出力制御方法は、ＷＤＭ通信システムに好適である。

この発明の実施の形態１である光送信器の構成を示すブロック図である。 図１に示した光送信器の立ち上がり動作を示すタイムチャートである。 この発明の実施の形態２である光送信システムを含む光通信システムの一部構成を示すブロック図である。 図３に示した各送信器の立ち上がり動作を示すタイムチャートである。 この発明の実施の形態３である光送信システムを含む光通信システムの一部構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態４である光送信システムを含む光通信システムの一部構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態５による光送信器グループ毎に立ち上がり処理開始時期をずらした場合のスタートコマンドの状態を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ ＬＤモジュール
２ 光変調器
３，３−１〜３−２５６ 制御部
４ 出力抑止制御部
５，１２−１〜１２−２５６ タイマ
６ タイマ設定値格納部
７ 設定変更部
１０，１０−１〜１０−２５６ 光送信器
１１−１〜１１−２５６ 通知部
１３−１〜１３−２５６ 連結部
２０ マスタ装置
３０ 光アンプ
３１ タイミング制御部
２１，４１ 制御部

Claims (10)

1. レーザダイオードから出力されたレーザ光を光変調器によって変調出力する光送信器において、
   計時手段と、
   前記レーザ光の外部出力を抑止するかまたは可能にする抑止手段と、
   当該光送信器の立ち上げ後に前記レーザダイオードの出力を定常値よりも低い初期値に設定し、その後前記定常値に上げるとともに、該レーザダイオードの出力および／または波長が安定か否かを判断する制御手段と、
   前記計時手段を用いて当該光送信器の立ち上げ時から前記レーザダイオードの出力状態が安定か否かを判断するまでの時間を超える所定時間の経過時まで計時するとともに、前記制御手段が前記レーザダイオードの出力を前記定常値に上げる前に前記抑止手段によって前記レーザ光の外部出力を抑止する制御を行い、前記所定時間経過後に前記抑止手段によって前記レーザ光の外部出力を可能にする制御を行なう出力抑止制御手段と、
   を備えたことを特徴とする光送信器。
2. 前記制御手段は、前記レーザダイオードの出力および／または波長が不安定と判断した場合に該レーザダイオードの出力を停止させることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
3. 請求項１または２に記載された光送信器を複数備えた光送信器群と、
   前記光送信器群を制御するマスタ装置と、
   を備え、
   各光送信器は、立ち上がり開始時間を計時する開始計時手段を備え、
   前記マスタ装置は、各光送信器に対して一斉に立ち上がりトリガを与え、各光送信器が、異なる立ち上がり開始時間で立ち上がり処理を開始することを特徴とする光送信システム。
4. 前記立ち上がり開始時間は、複数の前記光送信器毎に同一であることを特徴とする請求項３に記載の光送信システム。
5. 請求項１または２に記載された光送信器を複数備えた光送信器群と、
   前記光送信器群を制御するマスタ装置と、
   を備え、
   前記マスタ装置は、各光送信器に対して順次立ち上がりトリガを与え、各送信器が、異なる立ち上がり開始時間で立ち上がり処理を開始することを特徴とする光送信システム。
6. 前記マスタ装置は、複数の光送信器毎に順次立ち上がりトリガを与えることを特徴とする請求項５に記載の光送信システム。
7. 請求項１または２に記載された光送信器を複数備えた光送信器群と、
   前記光送信器群を制御するマスタ装置と、
   を備え、
   各光送信器は、立ち上がりトリガを受けてから所定の遅延時間後に隣接する光送信器に立ち上がりトリガを送出する連結手段を備え、
   前記マスタ装置は、前記光送信器群のうちのいずれか一つに対して立ち上がりトリガを与え、各光送信器が順次隣接する光送信器に立ち上がりトリガを連鎖的に与え、各送信器が、異なる立ち上がり開始時間で立ち上がり処理を開始することを特徴とする光送信システム。
8. 前記マスタ装置は、前記光送信器群のうちの複数の光送信器に対して立ち上がりトリガを与えることを特徴とする請求項７に記載の光送信システム。
9. 各光送信器は、レーザダイオードの立ち上がりが不安定であった場合にその旨を前記マスタ装置に通知する通知手段を備えたことを特徴とする請求項３〜８のいずれか一つに記載の光送信システム。
10. レーザダイオードから出力されたレーザ光を光変調器によって変調出力する光送信器の立ち上がり時の出力制御方法において、
    当該光送信器の立ち上げ後に前記レーザダイオードの出力を定常値よりも低い初期値に設定し、その後前記定常値に上げるとともに、該レーザダイオードの出力および／または波長が安定か否かを判断する一方で、
    当該光送信器の立ち上げ時から前記レーザダイオードの出力状態が安定か否かを判断するまでの時間を超える所定時間の経過時まで計時するとともに、前記レーザダイオードの出力を前記定常値に上げる前に前記レーザ光の外部出力を抑止する制御を行い、さらに前記所定時間経過後に前記レーザ光の外部出力を可能にする制御を行なうことを特徴とする出力制御方法。

Images