JP4679411B2 - 光通信装置 - Google Patents

Description

本発明は光通信装置に関し、特に光信号を多重して通信する光通信装置に関する。

ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）伝送では、可変光減衰器（以下、ＶＯＡ（Variable Optical Attenuator））によって光信号を一定となるように制御し、ＷＤＭ伝送路に出力する。従って、ＶＯＡの光減衰量の特性は重要なものとなる。

図１４は、従来の光通信装置のブロック構成図である。図に示すように、光通信装置は、波長変換ユニット２０１ａ，２０１ｂ，…，２０１ｎ、ＶＯＡ２０２ａ，２０２ｂ，…，２０２ｎ、光多重部（ＯＰＴ−ＭＵＸ）２０３、光増幅部（ＷＤＭ−ＡＭＰ）２０４、フィルタ２０５、ＰＤ（photo diode）２０６、Ａ／Ｄコンバータ２０７、レベル比較部２０８、ＡＭＰ設定部２０９、およびＶＯＡ制御部２２０を有している。ＶＯＡ制御部２２０は、ＶＯＡ制御データ生成部２２１、Ｄ／Ａコンバータ２２２、およびＶＯＡ駆動回路２２３を有している。なお、図には、各部から出力される光信号の光レベルが示してある。λ１，λ２，…，λｎは、光信号の波長を示している。

波長変換ユニット２０１ａ，２０１ｂ，…，２０１ｎは、通信相手に送信すべき信号をそれぞれの波長で光信号に変換し、出力する。
ＶＯＡ２０２ａ，２０２ｂ，…，２０２ｎは、ＶＯＡ制御部２２０の制御によって、波長変換ユニット２０１ａ，２０１ｂ，…，２０１ｎから出力される光信号を減衰し、出力する。

光多重部２０３は、ＶＯＡ２０２ａ，２０２ｂ，…，２０２ｎから出力される光信号を多重し、出力する。
光増幅部２０４は、光多重部２０３から出力される多重された光信号を増幅し、ＷＤＭ伝送路に出力する。これによって、光信号は、通信相手の光通信装置に送信される。

フィルタ２０５は、光増幅部２０４に入力される光信号を各波長に分離する。
ＰＤ２０６は、フィルタ２０５によって分離された各波長の光信号の光レベル（電気信号）を検出する。

Ａ／Ｄコンバータ２０７は、ＰＤ２０６によって検出された光レベルをアナログ−デジタル変換する。
レベル比較部２０８は、ＡＭＰ設定部２０９によって設定された設定値と、Ａ／Ｄコンバータ２０７から出力されるアナログ信号とを比較し、その差分値をＶＯＡ制御データ生成部２２１に出力する。

ＡＭＰ設定部２０９には、光通信装置で取り扱う波長数、装置構成等の情報が入力される。ＡＭＰ設定部２０９は、入力された情報に基づいて、光増幅部２０４に入力されるべき光信号の各波長における光レベルを設定する。設定された光レベルは、光増幅部２０４とレベル比較部２０８に出力される。

ＶＯＡ制御データ生成部２２１は、レベル比較部２０８から出力された差分値を基に、ＶＯＡ２０２ａ，２０２ｂ，…，２０２ｎの制御を行うためのＶＯＡ制御データを生成する。

Ｄ／Ａコンバータ２２２は、ＶＯＡ制御データ生成部２２１から出力されるデータをデジタル−アナログ変換する。
ＶＯＡ駆動回路２２３は、Ｄ／Ａコンバータ２２２から出力されるアナログ信号に基づいて、ＶＯＡ２０２ａ，２０２ｂ，…，２０２ｎを制御する。

すなわち、図の光通信装置は、レベル比較部２０８によって、光増幅部２０４に入力される各波長の実際の光レベルと、ＡＭＰ設定部２０９によって設定された光レベルとを比較し、その差分値をＶＯＡ制御部２２０に出力する。ＶＯＡ制御部２２０は、差分値が０となるようにＶＯＡ２０２ａ，２０２ｂ，…，２０２ｎを制御する。これにより、光増幅部２０４の入力には、ＡＭＰ設定部２０９で設定された光レベルの光信号が入力されるようになる。

なお、従来、光ファイバ伝送路の伝送特性や光増幅器の利得傾斜により多波長の信号光の出力傾斜が生じた場合であっても、簡便な構成および制御により、出力傾斜を一括補償して多波長の信号光それぞれのパワーを略一定値にすることができる多チャネル光可変減衰器が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１８０８０３号公報

しかし、各波長の光レベルは、ＶＯＡ特性によってばらつきが生じ、各波長の光レベルのダイナミックレンジに差分が生じる。そのため、最小のダイナミックレンジである波長で伝送できる距離がＷＤＭシステムとしての伝送距離となってしまい、光信号の伝送距離が短くなるという問題点があった。

図１５は、各波長の光レベルのばらつきを説明する図である。図に示すＡ〜Ｄは、図１４に示すＡ〜Ｄに対応し、それぞれ、図１４の波長変換ユニット２０１ａ，２０１ｂ，…，２０１ｎの出力における光レベル、ＶＯＡ２０２ａ，２０２ｂ，…，２０２ｎの出力における光レベル、光多重部２０３の出力における光レベル、光増幅部２０４の出力における光レベルを示している。

図のＡに示すように、波長変換ユニット２０１ａ，２０１ｂ，…，２０１ｎから出力される光信号は、波長ごとにばらつきがある。図のＢに示すように、光レベルは、ＶＯＡ２０２ａ，２０２ｂ，…，２０２ｎにより、調整されて出力される。図のＣに示すように、各波長の光信号は、光多重部２０３によって、ＶＯＡ２０２ａ，２０２ｂ，…，２０２ｎのばらつきも含めて多重化される。図のＤに示すように、光増幅部２０４は、入力のばらつきをそのまま増幅して出力する。

各波長の光レベルは、ＶＯＡ２０２ａ，２０２ｂ，…，２０２ｎの制御により、ある程度ばらつきが抑制されるが、ＶＯＡ自身の特性によって、ばらつきが残る。光増幅部２０４への入力で、各波長の光レベルにばらつきが生じると、光レベルのばらつきが、そのまま増幅されて出力されてしまい、伝送距離は、光増幅部２０４の入力レベルが低いところで決まり、短くなる。

例えば、光増幅部２０４の入力で、光レベルのばらつきが大きく、各波長の平均光レベルが２．０ｄＢｍ／ｃｈであったとして、最小レベルは、０ｄＢｍであったとする。この場合、伝送距離は、最小レベルの０ｄＢｍに依存する。光増幅部２０４の出力で、光レベルに２．０ｄＢの差があると、光ファイバの伝送損失が０．２ｄＢ／ｋｍであるとすると、伝送距離は１０ｋｍも短くなることになる。

図１６は、ＶＯＡ特性の例を示した図である。ＶＯＡ２０２ａ，２０２ｂ，…，２０２ｎの減衰量は、例えば、１ｍＡのステップで制御できるとする。図に示すように、ＶＯＡの駆動電流を９ｍＡから１０ｍＡに変化させた場合、ＶＯＡの光減衰量の変化は、２．０ｄＢとなる。

図１７は、図１６の最小ロス付近を拡大した図である。図において、ＶＯＡ駆動電流を２６ｍＡから２７ｍＡに変化させた場合、光減衰量は、０．５ｄＢとなる。
図１８は、ＶＯＡの駆動電流の変化に対する光減衰量を示した図である。図１６，１７で説明したように、ＶＯＡの駆動電流が１ｍＡ幅であっても、光減衰量が異なる。光減衰量の変化が大きい箇所では、期待する光減衰量に設定できない。

すなわち、図１６〜１８に示すように、ＶＯＡは、光減衰量の変化量が大きい箇所と小さい箇所（傾きの大きい箇所と小さい箇所）が存在するため、各波長において光レベルにばらつきが生じ得る。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ＶＯＡ特性が線形となるようにして、ＶＯＡ特性による光レベルのばらつきを抑え、長距離伝送を可能にする光通信装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、光信号を多重して通信する光通信装置が提供される。光通信装置は、光減衰データに応じて、各波長の前記光信号を減衰する複数の光減衰手段と、前記光信号を多重する光多重手段と、多重された前記光信号を増幅する光増幅手段と、前記光増幅手段の入力段における各波長の光レベルと、設定された設定光レベルとの差に応じた光信号制御データを出力する制御データ出力手段と、前記光減衰手段の光減衰量が前記光信号制御データに対して線形となるように、前記光信号制御データを前記光減衰データに変換するためのテーブルであって、温度ごとに対応して設けられるデータテーブルと、前記温度を検出する温度検出手段と、前記温度に対応した前記データテーブルを参照し、前記光信号制御データを前記光減衰データに変換して前記光減衰手段に出力し、前記温度に対応した前記データテーブルが存在しない場合は、前記温度に近い前記データテーブルを用いて、前記温度に対応する前記光減衰データを算出する制御データ変換手段とを有する。

複数の光減衰手段は、光信号制御データに対し、線形に変化するので、各波長における光減衰手段の光レベルのばらつきを抑えることができ、長距離伝送を可能にする。また、光減衰特性が温度依存する場合でも、温度ごとに対応したデータテーブルを参照して、光減衰手段の光減衰量が光信号制御データに対して線形となるように、光信号制御データを光減衰データに変換する適正な制御を行うことが可能になる。さらに、温度に対応したデータテーブルが存在しない場合でも、その温度に近いデータテーブルから変換データを算出することによって、適正な制御を行うことが可能になる。

以下、本発明の原理を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、光通信装置の概要を示した図である。図に示すように光通信装置は、光減衰手段１ａａ，１ａｂ，…，１ａｎ、光多重手段１ｂ、光増幅手段１ｃ、制御データ出力手段１ｄ、データテーブル１ｅ、および制御データ変換手段１ｆを有している。

光減衰手段１ａａ，１ａｂ，…，１ａｎは、制御データ変換手段１ｆから出力される光減衰データに応じて、各波長の光信号を減衰する。
光多重手段１ｂは、光減衰手段１ａａ，１ａｂ，…，１ａｎから出力される光信号を多重する。

光増幅手段１ｃは、光多重手段１ｂによって多重された光信号を増幅する。
制御データ出力手段１ｄは、光増幅手段１ｃの入力段における各波長の光レベルと、設定された設定光レベルとの差に応じた複数の光信号制御データを出力する。

データテーブル１ｅは、光減衰手段１ａａ，１ａｂ，…，１ａｎの光減衰量が光信号制御データに対して線形となるように、光信号制御データを光減衰データに変換するためのデータテーブルである。

制御データ変換手段１ｆは、データテーブル１ｅを参照し、光信号制御データを光減衰データに変換して光減衰手段１ａａ，１ａｂ，…，１ａｎに出力する。
このように、光通信装置は、光減衰手段１ａａ，１ａｂ，…，１ａｎの光減衰量が、光増幅手段１ｃの入力段における各波長の光レベルと、設定された設定光レベルとの差に応じた光信号制御データに対して線形となるように、光信号制御データを光減衰データに変換するためのデータテーブル１ｅを設ける。そして、データテーブル１ｅを参照して、光信号制御データを光減衰データに変換して光減衰手段１ａａ，１ａｂ，…，１ａｎに出力するようにした。これによって、複数の光減衰手段１ａａ，１ａｂ，…，１ａｎは、光信号制御データに対し、線形に変化するので、各波長における光減衰手段１ａａ，１ａｂ，…，１ａｎの光レベルのばらつきを抑えることができ、長距離伝送を可能する。

次に、本発明の第１の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第１の実施の形態に係る光通信装置のブロック構成図である。図に示すように、光通信装置は、波長変換ユニット１１ａ，１１ｂ，…，１１ｎ、ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎ、光多重部１３、光増幅部１４、フィルタ１５、ＰＤ１６、Ａ／Ｄコンバータ１７、レベル比較部１８、ＡＭＰ設定部１９、およびＶＯＡ制御部２０を有している。ＶＯＡ制御部２０は、ＶＯＡ制御データ生成部２１、ＶＯＡ制御データ変換部２２、ＶＯＡデータテーブル２３、Ｄ／Ａコンバータ２４、およびＶＯＡ駆動回路２５を有している。なお、図には、各部から出力される光信号の光レベルが示してある。λ１，λ２，…，λｎは、光信号の波長を示している。

波長変換ユニット１１ａ，１１ｂ，…，１１ｎは、通信相手に送信すべき信号をそれぞれの波長で光信号に変換し、出力する。
ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎは、ＶＯＡ制御部２０の制御によって、波長変換ユニット１１ａ，１１ｂ，…，１１ｎから出力される光信号を減衰し、出力する。

光多重部１３は、ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎから出力される光信号を波長分割多重し、出力する。
光増幅部１４は、光多重部１３から出力される多重された光信号を増幅し、ＷＤＭ伝送路に出力する。これによって、光信号は、通信相手の光通信装置に送信される。

フィルタ１５は、光増幅部１４に入力される光信号を各波長に分離する。
ＰＤ１６は、フィルタ１５によって分離された各波長の光信号を光−電気変換して、各波長の光レベルを電気信号として検出し、出力する。

Ａ／Ｄコンバータ１７は、ＰＤ１６によって検出された光レベルをアナログ−デジタル変換する。
レベル比較部１８は、ＡＭＰ設定部１９によって設定された設定値と、Ａ／Ｄコンバータ１７から出力されるアナログ信号とを比較し、その差分値をＶＯＡ制御データ生成部２１に出力する。

ＡＭＰ設定部１９には、光通信装置で取り扱う波長数、装置構成等の情報が入力される。ＡＭＰ設定部１９は、入力された情報に基づいて、光増幅部１４に入力されるべき光信号の各波長における光レベルを設定する。設定された光レベルは、光増幅部１４とレベル比較部１８に出力される。

ＶＯＡ制御データ生成部２１は、レベル比較部１８から出力された差分値を基に、ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎの制御を行うためのＶＯＡ制御データを生成する。
ＶＯＡ制御データ変換部２２は、ＶＯＡデータテーブル２３を参照し、ＶＯＡ制御データ生成部２１から出力されるＶＯＡ制御データをデータ変換する。

ＶＯＡデータテーブル２３には、ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎの光減衰量が、ＶＯＡ制御データに対して線形（１次曲線）となるように、ＶＯＡ制御データをデータ変換するデータが格納されている。

Ｄ／Ａコンバータ２４は、ＶＯＡ制御データ変換部２２から出力されるデータ変換されたＶＯＡ制御データをデジタル−アナログ変換する。
ＶＯＡ駆動回路２５は、Ｄ／Ａコンバータ２４から出力されるアナログ信号に基づいて、ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎを制御する。

図に示す光通信装置は、レベル比較部１８によって、光増幅部１４に入力される実際の各波長における光レベルと、ＡＭＰ設定部１９によって設定された光レベルとを比較し、その差分値をＶＯＡ制御データ生成部２１に出力する。ＶＯＡ制御データ生成部２１は、差分値に基づいた、ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎの制御を行うためのＶＯＡ制御データを生成する。このＶＯＡ制御データは、ＶＯＡ制御データ変換部２２によって、ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎの光減衰量が、ＶＯＡ制御データに対して線形となるようにデータ変換される。

これにより、ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎの出力および光増幅部１４の入力の各波長λ１，λ２，…，λｎの光レベルは、図に示すようにばらつきを抑えることができる。すなわち、ＶＯＡ特性が線形となるようにして、各波長におけるＶＯＡ特性による光レベルのばらつきを抑え、光信号の長距離伝送を可能にする。

次に、図２のＶＯＡデータテーブル２３の詳細について説明する。後で詳細に説明するが、ＶＯＡデータテーブル２３には、補正前と補正後の状態が存在する。補正前のＶＯＡデータテーブル２３には、従来と同様のＶＯＡ特性となるデータが格納される。補正後のＶＯＡデータテーブル２３には、ＶＯＡ特性が線形となるためのデータが格納される。

図３は、ＶＯＡデータテーブルの補正前のＶＯＡ特性を示した図である。図の上側のグラフは、ＶＯＡデータテーブル２３の補正前における、ＶＯＡ制御データに対する光減衰量の関係を示している。図の下側のグラフは、ＶＯＡデータテーブル２３の補正前における、ＶＯＡ制御データに対するＶＯＡ駆動電流の関係を示している。

ＶＯＡ制御データ生成部２１は、レベル比較部１８から出力された差分値を基に、図に示すように０００ｈから７ＦＥｈのＶＯＡ制御データを生成する。これによって、ＶＯＡ駆動回路２５からは、下側のグラフに示すように、０ｍＡから３５ｍＡのＶＯＡ駆動電流が出力される。

ＶＯＡ特性は、図の上側のグラフに示すように従来と同様の特性となる（図１６で示した特性と同様である）。ＶＯＡ制御データが０００ｈ〜７ＦＥｈで変化すると、図の下側のグラフに示すようにＶＯＡ駆動電流が出力され、このＶＯＡ駆動電流に基づいて、図の上側のグラフに示すようにＶＯＡの光減衰量が変化する。

つまり、補正前のＶＯＡデータテーブル２３には、ＶＯＡ制御データとＶＯＡ駆動電流の関係が線形となる変換データ（デジタルデータ）が格納されている。例えば、ＶＯＡデータテーブル２３には、ＶＯＡ制御データが０００ｈのとき、ＶＯＡ駆動回路２５から３５ｍＡのＶＯＡ駆動電流が出力されるためのデジタルデータが格納されている。また、ＶＯＡ制御データが１８０ｈのとき、ＶＯＡ駆動回路２５から２８ｍＡのＶＯＡ駆動電流が出力されるためのデジタルデータが格納されている。

図４は、ＶＯＡデータテーブルの補正後のＶＯＡ特性を示した図である。図の上側のグラフは、ＶＯＡデータテーブル２３の補正後における、ＶＯＡ制御データに対する光減衰量の関係を示している。なお、点線は、補正前のＶＯＡ制御データに対する光減衰量の関係を示している。

図の下側のグラフは、ＶＯＡデータテーブル２３の補正後における、ＶＯＡ制御データに対するＶＯＡ駆動電流の関係を示している。なお、点線は、ＶＯＡデータテーブル２３の補正前における、ＶＯＡ制御データに対するＶＯＡ駆動電流の関係を示している。

ＶＯＡ制御データ生成部２１は、レベル比較部１８から出力された差分値に応じて、図に示すように０００ｈから７ＦＥｈのＶＯＡ制御データを生成する。ただし、ＶＯＡ制御データは、ＶＯＡ駆動回路２５から、図の下側のグラフに示すＶＯＡ駆動電流が出力されるように、ＶＯＡデータテーブル２３によってデータ変換される。そして、データ変換されたＶＯＡ制御データが、Ｄ／Ａコンバータ２４に出力され、ＶＯＡ駆動回路２５からＶＯＡ駆動電流が出力される。

すなわち、ＶＯＡデータテーブル２３には、ＶＯＡ制御データ生成部２１から出力されるＶＯＡ制御データ（図の０００ｈ〜７ＦＥｈ）に対し、下側のグラフに示すようなＶＯＡ駆動電流を出力するためのデジタルデータが格納されている。

例えば、ＶＯＡデータテーブル２３には、ＶＯＡ制御データが０００ｈの場合、２８ｍＡのＶＯＡ駆動電流が出力されるためのデジタルデータが格納されている。前述した、図３の例では、ＶＯＡ制御データが０００ｈの場合、３５ｍＡのＶＯＡ駆動電流が出力される。

このように、ＶＯＡ制御データをＶＯＡデータテーブル２３でデータ変換することによって、図の上側に示すような、線形の光減衰量の特性を得る。言い換えれば、ＶＯＡデータテーブル２３には、ＶＯＡ特性が線形となるように、ＶＯＡ制御データをデータ変換するためのデータが格納されている。これによって、ＶＯＡの光減衰量は、ＶＯＡ制御データに対して、一定（線形）で変化することになり、各波長におけるＶＯＡ特性による光レベルのばらつきを抑制することができる。

また、従来では、図３の上側のグラフに示すように、ＶＯＡ制御データを小さくしたにも関わらず、光減衰量が増加する場合がある。例えば、ＶＯＡ制御データを１８０ｈより小さくすると、光減衰量は減少から増加に転ずる。これに対し、ＶＯＡデータテーブル２３では、図４に示すようにＶＯＡ特性を線形化するため、ＶＯＡ制御データを最大ロスから最小ロスと変化させても、ＶＯＡ制御に矛盾が生じることがない（光減衰量が減少から増加に転ずることがない）。

次に、ＶＯＡデータテーブル２３を補正するための冶具、すなわち、データ測定構成について説明する。この構成により個々のＶＯＡの特性に合ったＶＯＡデータテーブルが作成されることとなる。

図５は、ＶＯＡデータテーブルの補正をするための冶具を説明する図である。図には、図２で示した波長変換ユニット１１ａ、ＶＯＡ１２ａ、光多重部１３、およびＶＯＡ制御部２０が示してある。また、ＶＯＡデータテーブル２３を補正するための冶具であるＰＣ（Personal Computer）３１、試験ユニット制御冶具３２、および光パワーメータ３３が示してある。

ＶＯＡデータテーブル２３には、ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎの光減衰量を線形化するための補正前のデータが格納される。
波長変換ユニット１１ａは、光源１１ａａおよび光ＡＴＴ（attenuator）１１ａｂを有している。光源１１ａａと光ＡＴＴ１１ａｂは、ＰＣ３１の制御によって、所定の光レベルの光信号を出力する。

波長変換ユニット１１ａから出力される光信号は、ＶＯＡ１２ａと光多重部１３とを介して、光パワーメータ３３に出力される。光パワーメータ３３は、入力される光信号の光レベルをＰＣ３１に出力する。

ＰＣ３１は、光源１１ａａおよび光ＡＴＴ１１ａｂの制御と、試験ユニット制御冶具３２の制御とによって、試験対象ブロックの制御を行い、ＶＯＡ１２ａのＶＯＡ特性を取得する。そして、取得したＶＯＡ特性によって、ＶＯＡデータテーブル２３の補正データを得る。

例えば、ＰＣ３１は、図３の下側のグラフに示すように、ＶＯＡ制御データとＶＯＡ駆動電流とが線形の関係となる変換データをＶＯＡデータテーブル２３に格納する。そして、ＰＣ３１は、波長変換ユニット１１ａの光レベルを制御し、図３の上側に示したようなＶＯＡ１２ａの特性を取得する。ＰＣ３１は、取得したＶＯＡ１２ａの特性に基づいて、ＶＯＡデータテーブル２３の補正データを生成し、試験ユニット制御冶具３２を介し、ＶＯＡデータテーブル２３に書き込む。

なお、上記では、光通信装置の外部の冶具によって、ＶＯＡデータテーブル２３を補正するようにしたが、もちろん、ＰＣ３１の機能を光通信装置に搭載して、光通信装置自身が、ＶＯＡデータテーブル２３の補正を行うこともできる。例えば、ＰＣ３１の機能を発揮するハードウェアと試験ユニット制御冶具３２とを光通信装置に搭載するようにする。

また、図の例では、ＶＯＡ１２ａにおける光減衰量を線形化する場合の冶具の構成を示しているが、他のＶＯＡ１２ｂ，…，１２ｎに対しても同様にして補正を行う。
次に、ＶＯＡデータテーブル２３の補正について、詳細に説明する。

図６〜８は、ＶＯＡデータテーブルの補正を説明するための図である。ＰＣ３１は、まず、図５で説明したように、ＶＯＡ制御データとＶＯＡ駆動電流とが線形の関係となるためのデジタルデータ（補正前のデータ）をＶＯＡデータテーブル２３に書き込む。これによって、図６に示すようなＶＯＡ特性を得る。

ＰＣ３１は、取得したＶＯＡ特性から、最小ロス時の光減衰量、最小ロス時のＶＯＡ制御データ、およびＶＯＡ特性が直線（線形）となっている区間の端のＶＯＡ制御データを得る。なお、これらのデータを以下光特性と呼ぶことにする。

例えば、ＰＣ３１は、図６より、最小ロス時の光減衰量を取得し、そのときのＶＯＡ制御データＤｃを取得する。また、ＶＯＡ特性が直線となっている区間（図のａ点とｂ点の間）の端のＶＯＡ制御データ４００ｈ、７００ｈを取得する。

ＰＣ３１は、取得した光特性から、ＶＯＡ特性が直線となっている区間を延長し、ＶＯＡ特性の最小ロスと交差する点を求める。そして、ＰＣ３１は、最小ロスと交差する点のＶＯＡ制御データを求める。つまり、ＶＯＡ特性が線形的になっている区間の特性を利用して、ＶＯＡデータテーブル２３の補正を行うようにする。

例えば、ＰＣ３１は、図６に示すように、ａ点、ｂ点の直線区間を延長し、最小ロスと交差するｄ点を取得する。そして、ＰＣ３１は、最小ロスと交差するｄ点のＶＯＡ制御データＤｄを取得する。なお、光減衰量は、ｃ点において最小ロスとなり、そのときのＶＯＡ制御データは、Ｄｃである。

ＶＯＡ制御データがＤｄのとき、ＶＯＡが最小ロスとなるようにＶＯＡ制御データを変換するようにすれば、少なくとも、ＶＯＡ制御データがＤｄから７００ｈの間では、ＶＯＡ特性は、線形となる。

例えば、図７に示すように、ｄ点（図６〜８のａ〜ｇ点はそれぞれ対応している）で最小ロスとなるように補正し、ＶＯＡ特性の線形となっている区間の端のｂ点とｄ点とを結べば、ＶＯＡ特性が線形化するための変換データを得ることができる。なお、図７のｅ点とＶＯＡ駆動電流の３５．０ｍＡの点を結ぶ点線は、補正前のＶＯＡ制御データとＶＯＡ駆動電流の関係を示している。ただし、図７に示すように、ｂ点からｄ点に直線で結ぶようにして、変換データを得るため、図８に示すように、ｂ点からｄ点の間は、正確には線形とならず、多少曲線が残ってしまう。

上記では、ＶＯＡ制御データがＤｄ〜７００ｈの間でＶＯＡ特性が線形化される。しかし、これでは、ＶＯＡ制御データの変化に対し、光減衰量の変化が大きく、細かな制御をすることができない。そこで、ＶＯＡの光減衰量を０００ｈから７ＦＥｈの範囲で制御できるように補正する。具体的には、ＶＯＡ制御データが０００ｈのとき最小ロスとなるようにし、７ＦＥｈのときに０ｍＡのＶＯＡ駆動電流が出力されるようにする。

例えば、図７に示すように、ＰＣ３１は、ＶＯＡ制御データが７ＦＥｈのとき、０ｍＡのＶＯＡ駆動電流が出力されるようにｅ点を設ける。そして、ＶＯＡ制御データが０００ｈのとき、最小ロス値をとるように、ｄ点をｇ点に平行移動する。さらに、ＰＣ３１は、ｂ点をｆ点に移動する。ｆ点は、ｅ点とｆ点の距離をＡ、ｅ点とｂ点の距離をＢ、ｆ点とｇ点の距離をＣ、ｂ点とｄ点の距離をＤとすると、Ａ／Ｂ＝Ｃ／Ｄの関係となるように決める。

すなわち、図７に示すように、ＶＯＡ制御データとＶＯＡ駆動電流の関係が、ｅ点、ｆ点、ｇ点を結ぶ直線の関係になれば、ＶＯＡ特性は、線形化されることになる。ただし、実際は、ｅ点、ｆ点、ｇ点を直線で結ぶため、ＶＯＡ特性は、図８のｅ点、ｆ点、ｇ点を結ぶように、多少曲線が残る。

従って、ＶＯＡデータテーブル２３に、図７に示すＶＯＡ駆動電流が出力されるように、０００ｈから７ＦＥｈのＶＯＡ制御データを変換するデータを記憶すれば、ＶＯＡの光減衰量を、ＶＯＡ制御データに対し、線形の関係で変化させることができる。

以下、フローチャートを用いて、ＶＯＡデータテーブル２３の補正について説明する。
図９は、ＶＯＡデータテーブルの補正の動作を示したフローチャートである。
［ステップＳ１］図５で説明した冶具を用いて、例えば、図３の下側のグラフで示したような、ＶＯＡ制御データとＶＯＡ駆動電流とが線形の関係となる変換データをＶＯＡデータテーブル２３に格納する。

［ステップＳ２］ＰＣ３１は、図３の上側のグラフで示したようなＶＯＡ特性を取得し、ＶＯＡデータテーブル２３の補正データの作成に必要な光特性を取得する。
［ステップＳ３］ＰＣ３１は、取得した光特性より、例えば、図６のａ点、ｂ点に示したように、ＶＯＡ制御データが直線区間となっている直線を延長し、最小ロス値と交差するｄ点とＶＯＡ制御データＤｄを求める。

［ステップＳ４］ＰＣ３１は、ＶＯＡ特性の線形化のため、ＶＯＡデータテーブル２３の領域を４００ｈ〜Ｄｄと４００ｈ〜７ＦＥｈの２区間に分け、それぞれの傾きを考える。そして、ＰＣ３１は、ＶＯＡ制御データが０００ｈのとき、光減衰量が最小ロスとなり、７ＦＥｈのとき０ｍＡとなるように、ｅ点、ｆ点、ｇ点の座標を求める。

［ステップＳ５］ＰＣ３１は、図７に示したように、０００ｈ〜７ＦＥｈのＶＯＡ制御データに対し、ｅ点、ｆ点、ｇ点を結ぶ直線の関係でＶＯＡ駆動電流が出力されるように、ＶＯＡ制御データをデータ変換する変換データを作成し、ＶＯＡデータテーブル２３に格納する。

このように、光通信装置は、ＶＯＡ特性を線形化することにより、各波長におけるＶＯＡ特性による光レベルのばらつきを抑えることができ、長距離伝送を可能にすることができる。

また、ＶＯＡ特性を線形化することにより、ＶＯＡ制御データを単調増加または単調減少させても、光減衰量の変化が増加から減少または減少から増加に転ずることがなく、制御に矛盾が生じることがない。

また、ＷＤＭによる通信では、光増幅部１４の入力レベルの変動差が大きいと、必要な伝送距離に対する十分な光増幅を行えない場合が生じる。それは、光増幅部１４は、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）によって、各波長における利得を入力波長数の変化に関わらず一定に保持する必要があり、出力の変化量を３．０ｄＢ以下にする必要があるからである。これに対し、光通信装置は、ＶＯＡ特性を線形化することにより、ＶＯＡ特性による光レベルのばらつきを抑え、光増幅部１４の入力レベルの変動差を小さくするので、十分な光増幅を行うことが可能である。

さらに、光通信装置は、ＷＤＭ伝送路のＷＤＬ（Wavelength Dependent Loss）およびラマン効果により生じる１次傾斜的なチルトを補償する目的でチルト制御を行う。チルト制御量は、＋２．０〜０．０ｄＢである。よって、これらの制御を考慮して、光増幅部１４に入力する光レベルは、設定値に対して±１．０ｄＢ以内にする必要がある。これに対し、光通信装置は、ＶＯＡ特性を線形化することにより、各波長におけるＶＯＡ特性による光レベルのばらつきを抑えるので、光増幅部１４の入力レベルの変化量を±１．０ｄＢ以内にすることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。ＶＯＡ特性は、温度依存性を有するので、第２の実施の形態では、温度ごとにおけるＶＯＡデータテーブルを生成する。

図１０は、第２の実施の形態に係る光通信装置のブロック構成図である。図において、図２と同じものには同じ符号を付し、その説明は省略する。
図に示すように、第２の実施の形態では、ＶＯＡ制御部４０が第１の実施の形態と異なる。ＶＯＡ制御部４０は、ＶＯＡデータテーブル４１、ＶＯＡ制御データ変換部４２、および温度センサ４３を有している。

ＶＯＡデータテーブル４１には、ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎの光減衰量が、ＶＯＡ制御データに対して線形となるように、ＶＯＡ制御データをデータ変換するデータが格納されている。ＶＯＡデータテーブル４１は、温度ごとに対応して設けられている。ＶＯＡデータテーブル４１は、図６〜８で説明した方法により、図５で説明した治具を用いて、温度ごとに生成する。

温度センサ４３は、温度を検出し、ＶＯＡ制御データ変換部４２に通知する。ＶＯＡ制御データ変換部４２は、温度センサ４３によって検出された温度に対応するＶＯＡデータテーブル４１を参照し、ＶＯＡ制御データを変換する。

図１１は、温度ごとにおけるＶＯＡの光減衰量の特性を示した図である。図に示すように、ＶＯＡの光減衰量は、温度によって異なる。例えば、高温時では、ＶＯＡ駆動電流の変化に対し、光減衰量の変化は大きい。低温時では、ＶＯＡ駆動電流の変化に対し、光減衰量の変化は小さい。

なお、図のＶＯＡ特性は、第１の実施の形態で説明したＶＯＡ特性と異なっているが、線形化のためのＶＯＡデータテーブルの作成原理などは同じである。
以下、各温度に対応して、ＶＯＡ制御を行う場合の光通信装置の動作について、フローチャートを用いて説明する。

図１２は、光通信装置の動作を示したフローチャートである。
［ステップＳ１１］図５で説明した治具を用いて、各温度におけるＶＯＡデータテーブル４１を作成する。

［ステップＳ１２］光通信装置は、ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎの周囲の温度を測定する。
［ステップＳ１３］光通信装置は、測定された温度に対応したＶＯＡデータテーブル４１を選択する。

［ステップＳ１４］光通信装置は、選択したＶＯＡデータテーブル４１を用いて、ＶＯＡ１２ａ，１２ｂ，…，１２ｎの制御を行う。以下、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理を繰り返す。

上記では、温度センサ４３で検出された温度に対応するＶＯＡデータテーブル４１が存在しない場合、ＶＯＡ制御データ変換部４２は、温度センサ４３で検出された温度に近いＶＯＡデータテーブル４１を選択し、データ変換をする。これに対し、温度センサ４３で検出された温度に対応するＶＯＡデータテーブル４１が存在しない場合、検出された温度に近いＶＯＡデータテーブル４１から、検出された温度に対応する変換データを算出することもできる。

例えば、０℃、２０℃、４０℃におけるＶＯＡデータテーブル４１が存在しているとする。温度センサ４３からは、３０℃が検出されたとする。この場合、ＶＯＡ制御データ変換部４２は、２０℃と４０℃におけるＶＯＡデータテーブル４１から変換データを取得し、その差分に基づいて３０℃における変換データを算出する。

具体的には、２０℃では、ＶＯＡデータテーブル４１の変換データによって、１０ｍＡのＶＯＡ駆動電流が出力されるとする。４０℃では、ＶＯＡデータテーブル４１の変換データによって、６ｍＡのＶＯＡ駆動電流が出力されるとする。この場合、ＶＯＡ制御データ変換部４２は、４０℃のＶＯＡ駆動電流［６ｍＡ］＋（２０℃のＶＯＡ駆動電流［１０ｍＡ］−４０℃のＶＯＡ駆動電流［６ｍＡ］）×｛（３０℃−２０℃）／（４０℃−２０℃）｝＝８ｍＡを算出する。

図１３は、温度ごとのＶＯＡ特性とＶＯＡ駆動電流を示した図である。図の上側のグラフには、０℃、２０℃、４０℃におけるＶＯＡ特性Ａ１１〜Ａ１３が示してある。また、ＶＯＡデータテーブル４１の補正途中のＶＯＡ特性Ａ２１〜Ａ２３が示してある。ＶＯＡ特性Ａ２１〜Ａ２３は、補正途中のＶＯＡ特性を示しているので、線形となっているが、ＶＯＡ制御データがフルスケール（０００ｈ〜８００ｈ）となるように補正されていない。

図の下側のグラフには、０℃、２０℃、４０℃における補正途中のＶＯＡ駆動電流の波形Ａ３１〜Ａ３３が示してある。また、ＶＯＡデータテーブル４１の補正後の、ＶＯＡ駆動電流の波形Ａ４１〜Ａ４３が示してある。

ＶＯＡデータテーブル４１には、ＶＯＡ制御データとＶＯＡ駆動電流の関係が波形Ａ４１〜Ａ４３に示す関係となるための変換データが格納されている。３０℃における変換データは、２０℃と４０℃における変換データの差分に基づいて算出されるので、図の波形Ａ５１に示すように、波形Ａ４２と波形Ａ４３の中間の値となる。３０℃におけるＶＯＡ特性は、上側のグラフの波形Ａ５２に示すようになる。

このように、温度ごとに対応したＶＯＡデータテーブル４１を設けることによって、ＶＯＡ特性が温度依存する場合でも、適正な制御を行うことができる。
また、温度に対応したＶＯＡデータテーブル４１が存在しない場合でも、その温度に近いＶＯＡデータテーブル４１から変換データを算出することによって、適正な制御を行うことができ、また、ＶＯＡデータテーブル４１のデータ量を削減することができる。

（付記１） 光信号を多重して通信する光通信装置において、
光減衰データに応じて、各波長の前記光信号を減衰する複数の光減衰手段と、
前記光信号を多重する光多重手段と、
多重された前記光信号を増幅する光増幅手段と、
前記光増幅手段の入力段における各波長の光レベルと、設定された設定光レベルとの差に応じた光信号制御データを出力する制御データ出力手段と、
前記光減衰手段の光減衰量が前記光信号制御データに対して線形となるように、前記光信号制御データを前記光減衰データに変換するためのデータテーブルと、
前記データテーブルを参照し、前記光信号制御データを前記光減衰データに変換して前記光減衰手段に出力する制御データ変換手段と、
を有することを特徴とする光通信装置。

（付記２） 前記データテーブルは、温度ごとに対応して設けられることを特徴とする付記１記載の光通信装置。
（付記３） 前記温度を検出する温度検出手段をさらに有し、
前記制御データ変換手段は、前記温度に対応した前記データテーブルによって、前記光信号制御データの変換をすることを特徴とする付記２記載の光通信装置。

（付記４） 前記制御データ変換手段は、前記温度に対応した前記データテーブルが存在しない場合、前記温度に近い前記データテーブルを用いて、前記温度に対応する前記光減衰データを算出することを特徴とする付記３記載の光通信装置。

（付記５） 前記データテーブルは、外部のデータテーブル生成手段によって生成されることを特徴とする付記１記載の光通信装置。
（付記６） 前記データテーブル生成手段は、前記光減衰データが前記光信号制御データに対し線形となる前記データテーブルを生成し、前記データテーブルに基づいた前記光減衰手段の光減衰量特性を取得することを特徴とする付記５記載の光通信装置。

（付記７） 前記データテーブル生成手段は、前記光減衰手段の光減衰量特性から、前記光減衰手段の光減衰量が前記光信号制御データに対して線形となるための前記データテーブルを生成することを特徴とする付記６記載の光通信装置。

光通信装置の概要を示した図である。 第１の実施の形態に係る光通信装置のブロック構成図である。 ＶＯＡデータテーブルの補正前のＶＯＡ特性を示した図である。 ＶＯＡデータテーブルの補正後のＶＯＡ特性を示した図である。 ＶＯＡデータテーブルの補正をするための冶具を説明する図である。 ＶＯＡデータテーブルの補正を説明するための図である。 ＶＯＡデータテーブルの補正を説明するための図である。 ＶＯＡデータテーブルの補正を説明するための図である。 ＶＯＡデータテーブルの補正の動作を示したフローチャートである。 第２の実施の形態に係る光通信装置のブロック構成図である。 温度ごとにおけるＶＯＡの光減衰量の特性を示した図である。 光通信装置の動作を示したフローチャートである。 温度ごとのＶＯＡ特性とＶＯＡ駆動電流を示した図である。 従来の光通信装置のブロック構成図である。 各波長の光レベルのばらつきを説明する図である。 ＶＯＡ特性の例を示した図である。 図１６の最小ロス付近を拡大した図である。 ＶＯＡの駆動電流の変化に対する光減衰量を示した図である。

符号の説明

１ａａ，１ａｂ，…，１ａｎ 光減衰手段
１ｂ 光多重手段
１ｃ 光増幅手段
１ｄ 制御データ出力手段
１ｅ データテーブル
１ｆ 制御データ変換手段

Claims (2)

1. 光信号を多重して通信する光通信装置において、
   光減衰データに応じて、各波長の前記光信号を減衰する複数の光減衰手段と、
   前記光信号を多重する光多重手段と、
   多重された前記光信号を増幅する光増幅手段と、
   前記光増幅手段の入力段における各波長の光レベルと、設定された設定光レベルとの差に応じた光信号制御データを出力する制御データ出力手段と、
   前記光減衰手段の光減衰量が前記光信号制御データに対して線形となるように、前記光信号制御データを前記光減衰データに変換するためのテーブルであって、温度ごとに対応して設けられるデータテーブルと、
   前記温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度に対応した前記データテーブルを参照し、前記光信号制御データを前記光減衰データに変換して前記光減衰手段に出力し、前記温度に対応した前記データテーブルが存在しない場合は、前記温度に近い前記データテーブルを用いて、前記温度に対応する前記光減衰データを算出する制御データ変換手段と、
   を有することを特徴とする光通信装置。
2. 前記データテーブルは、外部のデータテーブル生成手段によって生成されることを特徴とする請求項１記載の光通信装置。

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