JP5029688B2 - 光伝送装置および光伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は光伝送装置および光伝送方法に関し、特に波長の可変出力を制御する光伝送装置および波長の可変出力を制御する光伝送方法に関する。

近年のデータトラフィックの増加に伴い、高速大容量通信が必須となり、ＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplexing）などの通信技術を用いた大容量ネットワークの構築が進んでいる。また、さらなる大容量伝送実現に向けて、ダイナミックな波長スイッチングや波長ルーティングを行う次世代フォトニックネットワークの構築が望まれている。このようなネットワークを実現するため、任意の波長を出力可能とする波長可変光源デバイスが注目されている。

図１７は波長可変光源デバイスの構成を示す図である。８ｃｈアレイのＤＦＢ（Distributed Feedback：分布帰還型）−ＬＤ（Laser Diode）を用いた温度チューナブル型の波長可変光源デバイス３０を示している。

波長可変光源デバイス３０は、ＤＦＢ−ＬＤ素子３１−１〜３１−８、光カプラ３２、ＳＯＡ（Semiconductor Optical Amplifier：半導体光増幅器）３３から構成される。ＤＦＢ−ＬＤ素子３１−１〜３１−８の各波長出力端と、ＳＯＡ３３の波長入力端とは、光カプラ３２で結合されており、ＤＦＢ−ＬＤ素子３１−１〜３１−８のいずれから発出された１波の波長が、ＳＯＡ３３で増幅されてデバイス外部へ出力する。

図１８は波長可変光源デバイス３０の動作を説明するための図である。横軸は波長、縦軸は光パワーである。波長可変光源デバイス３０の８本のＤＦＢ−ＬＤ素子３１−１〜３１−８によって、波長範囲Ｈ１〜Ｈ８までの発光がカバーされる様子をモデル的に示している。

ＤＦＢ−ＬＤ素子３１−１は、波長範囲Ｈ１の中の任意波長を可変出力し、ＤＦＢ−ＬＤ素子３１−２は、波長範囲Ｈ２の中の任意波長を可変出力する。同様にして、ＤＦＢ−ＬＤ素子３１−８は、波長範囲Ｈ８の中の任意波長を可変出力する。

波長可変出力として例えば、図に示す位置の波長λａを波長可変光源デバイス３０から出力させたい場合には、まず、ＤＦＢ−ＬＤ素子３１−１〜３１−８の中から、波長λａが含まれる波長範囲Ｈ１を持つＤＦＢ−ＬＤ素子３１−１が決定される。その後、レーザ温度を変化させて、波長λａを出力すべきレーザ温度Ｔａに設定する。

このように、波長可変光源デバイスから所望の波長を出力する際には、所望波長が含まれる波長領域が割り当てられたＤＦＢ−ＬＤ素子を決定し、レーザ温度を調節することによって、該当のＤＦＢ−ＬＤ素子から所望波長の選択出力を行うものである。

上記のように、波長可変光源デバイスは、１つのチップ上に、ＤＦＢレーザをアレイ状に並べ、合波器、光増幅器をモノリシックに集積したもので、ＤＦＢレーザの選択と温度制御により、複数の波長を設定可能とする。このような波長可変光源を用いることにより、ＷＤＭシステムにおいて、従来、波長毎に必要だった光源が１つの光源で置き換えることができるので、ＷＤＭシステムのコスト低減や保守管理の簡易化などが可能になる。

従来の波長可変光源の技術として、波長切り替え時に、半導体レーザに電流注入を行い、温度が安定した後に、ＬＤ電源の制御を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００５−６４３００号公報

従来の波長可変光源デバイスとしては、上記のような温度チューナブル型が主に使用されていたが、熱によってＬＤ活性層内の屈折率を可変する構造であるため、原理的にチューニング速度がｍｓオーダ程度と遅く、高速波長スイッチングや高速波長ルーティングに使用するには不向きであった。このため、近年では、ｎｓオーダで高速チューニングが可能な電流注入型の波長可変光源デバイスが開発されている。

図１９は電流注入型のＤＦＢ−ＬＤ素子の構造を示す図である。導波路３００上に利得制御層（act）３０１とチューニング層（tuning）３０２が交互に配置されており（利得制御層３０１は、発光に寄与する層であり、チューニング層３０２は、波長設定を行うための層である）、各層に対応して電極３０３もその上に交互に存在する。また、利得制御層３０１とチューニング層３０２の下にグレーティング（回折格子）３０４が形成されている。

このように電流注入型の波長可変光源デバイスでは、導波路内に利得制御層とは別に波長制御層が設けられており、利得制御層にアクト電流を注入することでＬＤのパワーを制御し、またチューニング層にチューニング電流を注入することで、キャリア密度を可変にして屈折率を変化させることで設定波長を制御する。このような構造および制御によって、ｎｓオーダの高速チューニングを可能としている。

しかし、電流注入型波長可変光源デバイスでは、チューニング電流に重畳したノイズがそのまま波長変動に現れるため、スペクトル線幅広がりを引き起こすことになり、運用時にスペクトルが広がった波長の光信号を伝送すると、顕著な波形劣化が生じるといった問題があった。

図２０は電流ノイズと伝送ペナルティとの関係を示す図である。横軸はノイズ周波数（ｋＨｚ）、縦軸は伝送ペナルティ（ｄＢ）である（伝送ペナルティ：伝送により生じる受信信号の識別誤りの度合いを示す量）。図から、チューニング電流のノイズ周波数が高くなるほど、伝送劣化が激しくなることがわかる。

したがって、高周波ノイズを抑圧することが伝送特性の改善のために必要であるが、チューニング電流に重畳する高周波ノイズの従来の抑圧方法としては、チューニング電流発生部の周辺に、バイパスコンデンサを配置するなどして、カットオフ周波数を低周波側に設定し、高周波ノイズを抑圧していた。しかし、このような方法では、コンデンサの時定数によって、チューニング速度が劣化してしまい、本来の高速チューニング（高速波形切り替え）ができないといった問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、チューニング電流に重畳された高周波ノイズによって生じる伝送特性劣化を抑制して、高速な波長切り替えを可能にした光伝送装置を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、チューニング電流に重畳された高周波ノイズによって生じる伝送特性劣化を抑制して、高速な波長切り替えを可能にした光伝送方法を提供することである。

本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、波長切り替えのための波長制御信号が印加されることにより、出力波長が変化する発光レーザ１１ａを含む波長可変光源１１と、波長制御信号を出力する波長制御部１２と、波長制御信号をフィルタ処理して、波長制御信号に重畳している高周波ノイズを除去するフィルタ部１３とを備え、フィルタ部１３は、波長制御時には、フィルタ処理を停止し、運用時にフィルタ処理を実行することを特徴とする光伝送装置１０が提供される。

ここで、発光レーザ１１ａは、波長切り替えのための波長制御信号が印加されることにより、出力波長が変化する。波長制御部１２は、波長制御信号を出力する。フィルタ部１３は、波長制御信号をフィルタ処理して、波長制御信号に重畳している高周波ノイズを除去する。また、フィルタ部１３は、波長制御時には、フィルタ処理を停止し、運用時にフィルタ処理を実行する。

本発明の光伝送装置は、波長切り替えのための波長制御信号が印加されることにより、出力波長が変化する発光レーザと、任意の波長出力を設定するための波長制御を行う波長制御部と、波長制御信号に重畳している高周波ノイズを除去するフィルタ部とを有し、フィルタ部は、波長制御時には、フィルタ処理を停止し、運用時にフィルタ処理を実行する構成とした。これにより、波長制御信号に重畳された高周波ノイズによって生じる伝送特性劣化を抑制して、高速な波長切り替えを行うことが可能になる。

本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。

光伝送装置の原理図である。 波長制御部とフィルタ部の動作フローを示す図である。 利得制御の動作を含めた装置立ち上げフローを示す図である。 利得制御および温度一定制御の動作を含めた装置立ち上げフローを示す図である。 波長切り替え時の動作フローを示す図である。 光伝送装置の構成を示す図である。 利得制御およびＳＯＡ制御の動作を含めた装置立ち上げフローを示す図である。 利得制御、ＳＯＡ制御および温度一定制御の動作を含めた装置立ち上げフローを示す図である。 波長切り替え時の動作フローを示す図である。 光伝送装置の構成を示す図である。 利得制御およびＳＯＡ制御の動作を含めた装置立ち上げフローを示す図である。 利得制御、ＳＯＡ制御および温度一定制御の動作を含めた装置立ち上げフローを示す図である。 波長切り替えの動作フローを示す図である。 フィルタ部の構成を示す図である。 フィルタおよびＬＤの等価回路を示す図である。 フィルタの透過特性を示す図である。 波長可変光源デバイスの構成を示す図である。 波長可変光源デバイスの動作を説明するための図である。 電流注入型のＤＦＢ−ＬＤ素子の構造を示す図である。 電流ノイズと伝送ペナルティとの関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は光伝送装置の原理図である。光伝送装置１０は、発光レーザ（以下、ＬＤ）１１ａを含む波長可変光源１１、波長制御部１２、フィルタ部１３、利得制御部１４、温度制御部１５から構成される。

ＬＤ１１ａは、波長切り替えのための波長制御信号（以下、チューニング電流）が印加されることにより、波長設定がなされて、出力波長が変化する。波長制御部１２は、チューニング電流を出力し、ＬＤ１１ａに対して、任意の波長出力を設定するための波長制御を行う。

フィルタ部１３は、高域カットオフを持つフィルタであり、チューニング電流をフィルタ処理して、チューニング電流に重畳している高周波ノイズを除去する。利得制御部１４は、利得制御信号（以下、アクト電流）を出力し、ＬＤ１１ａの出力光の利得を設定するための利得制御を行う。具体的には、ＬＤ１１ａの発光、非発光を制御する。

温度制御部１５は、ＬＤ１１ａの温度を一定に設定するための温度一定制御を行う。ＬＤ１１ａは、発光前に温度が安定している必要がある。このため、ＬＤ１１ａをＬＤ温度調整用のＴＥＣ（Thermo Electric Cooler）上に搭載し、ＴＥＣを介してＬＤ１１ａの温度一定制御を行う。

ここで、フィルタ部１３は、波長制御時にはフィルタ処理を停止し、運用時にフィルタ処理を実行するものである。フィルタ処理の具体的な動作は、図１４で後述する。なお、波長制御部１２、フィルタ部１３、利得制御部１４および温度制御部１５は、上位の制御部から与えられる各々の指示にもとづいて、各構成要素が行うべき動作を行う。

図２は波長制御部１２とフィルタ部１３の動作フローを示す図である。
〔Ｓ１〕フィルタ部１３は、フィルタ処理を停止（ＯＦＦ）する。
〔Ｓ２〕波長制御部１２は、フィルタ処理のＯＦＦ後に、チューニング電流をＬＤ１１ａへ印加して波長制御（ＬＤ１１ａに任意の波長出力を設定するための制御）を行う。

〔Ｓ３〕フィルタ部１３は、波長制御後の運用時に、フィルタ処理を実行（ＯＮ）する。すなわち、チューニング電流から高周波ノイズを除去する。
このように、波長可変光源１１に対して、波長制御時にはフィルタ処理をＯＦＦして、高周波ノイズが重畳されたままのチューニング電流をＬＤ１１ａに印加して、出力すべき波長を設定する。そして、波長を設定した後の運用時には、フィルタ処理をＯＮして、ＬＤ１１ａに印加されているチューニング電流から高周波ノイズを除去する。

波長制御を行う際には、フィルタ処理をＯＦＦして、高周波ノイズを持つチューニング電流で波長を設定するので、このときは、ＬＤ１１ａからの出力に波長変動が現れるが、運用中ではないので（光信号を伝送路上へ送信していないので）、伝送特性の劣化を引き起こすわけではなく、受信側に悪影響を与えることはない。また、運用時には、フィルタ処理をＯＮして、ＬＤ１１ａに現在印加されているチューニング電流から高周波ノイズを除去する。

このように、波長制御時には、何ら処理を施さない（高周波ノイズが乗ったままの）チューニング電流で波長可変光源１１に波長を設定するので、本来の高速波長チューニング（高速波長切り替え）を行うことが可能であり、また、運用時にはチューニング電流から高周波ノイズを除去するので、伝送特性の劣化を抑制することが可能になる。

次に光伝送装置１０の立ち上げ時の動作について説明する。図３は利得制御の動作を含めた装置立ち上げフローを示す図である。
〔Ｓ１１〕フィルタ部１３は、フィルタ処理をＯＦＦする。

〔Ｓ１２〕波長制御部１２は、フィルタ処理のＯＦＦ後に、チューニング電流をＬＤ１１ａへ印加して波長制御を行う。
〔Ｓ１３〕フィルタ部１３は、波長制御後の運用時に、フィルタ処理をＯＮする。

〔Ｓ１４〕利得制御部１４は、フィルタ処理の実行が開始された後に、ＬＤ１１ａにアクト電流を印加して利得制御を行う。
図４は利得制御および温度一定制御の動作を含めた装置立ち上げフローを示す図である。

〔Ｓ２１〕温度制御部１５は、ＴＥＣ電流（ＬＤ温度調整用のＴＥＣへ印加する電流）を出力してＬＤ１１ａの温度一定制御を行う。
〔Ｓ２２〕フィルタ部１３は、フィルタ処理をＯＦＦする。

〔Ｓ２３〕波長制御部１２は、フィルタ処理のＯＦＦ後に、チューニング電流をＬＤ１１ａへ印加して波長制御を行う。
〔Ｓ２４〕フィルタ部１３は、波長制御後の運用時に、フィルタ処理をＯＮする。

〔Ｓ２５〕利得制御部１４は、フィルタ処理の実行が開始された後に、ＬＤ１１ａにアクト電流を印加して利得制御を行う。なお、上記のフローでは、温度一定制御を最初に行っているが、アクト電流を印加する利得制御前ならどこで行ってもよい。

次に光伝送装置１０の波長切り替え時の動作について説明する。図５は波長切り替え時の動作フローを示す図である。
〔Ｓ３１〕利得制御部１４は、アクト電流をＯＦＦする（Ｉact＝０ｍＡ）。

〔Ｓ３２〕フィルタ部１３は、フィルタ処理をＯＦＦする。
〔Ｓ３３〕波長制御部１２は、フィルタ処理のＯＦＦ後に、チューニング電流をＬＤ１１ａへ印加して波長制御を行う。例えば、波長λａから波長λｂへ切り替える場合には、波長λｂを設定するための新たなチューニング電流をＬＤ１１ａへ印加するような波長制御を行う。

〔Ｓ３４〕フィルタ部１３は、波長制御後の運用時に、フィルタ処理をＯＮする。
〔Ｓ３５〕利得制御部１４は、フィルタ処理の実行が開始された後に、ＬＤ１１ａにアクト電流を印加して利得制御を行う。

上記のように、アクト電流をＯＦＦし、一度非発光にしてから波長制御を行い、再度アクト電流をＯＮしてＬＤ１１ａを発光させる。なお、波長切り替え時には、ＴＥＣ温度を変える必要はない。

次に波長可変光源１１内に光増幅部を有する光伝送装置について説明する。図６は光伝送装置の構成を示す図である。光伝送装置１０ａは、ＬＤ１１ａと光増幅部（以下、ＳＯＡ）１１ｂを含む波長可変光源１１−１、波長制御部１２、フィルタ部１３、利得制御部１４、温度制御部１５、光増幅制御部（以下、ＳＯＡ制御部）１６から構成される。なお、以降の説明では、すでに上述した構成要素には同じ符号を付けて、重複する構成要素の説明は省略する。

ＳＯＡ１１ｂは、ＬＤ１１ａの出力光を増幅する。ＳＯＡ制御部１６は、光増幅制御信号（以下、ＳＯＡ電流）を出力して、ＳＯＡ１１ｂの光増幅量を設定するための光増幅制御（以下、ＳＯＡ制御）を行う。

次に光伝送装置１０ａの立ち上げ時の動作について説明する。図７は利得制御およびＳＯＡ制御の動作を含めた装置立ち上げフローを示す図である。
〔Ｓ４１〕利得制御部１４は、ＬＤ１１ａにアクト電流を印加する。

〔Ｓ４２〕フィルタ部１３は、フィルタ処理をＯＦＦする。
〔Ｓ４３〕波長制御部１２は、フィルタ処理のＯＦＦ後に、チューニング電流をＬＤ１１ａへ印加して波長制御を行う。

〔Ｓ４４〕フィルタ部１３は、波長制御後の運用時に、フィルタ処理をＯＮする。
〔Ｓ４５〕ＳＯＡ制御部１６は、フィルタ処理の実行が開始された後に、ＬＤ１１ａにＳＯＡ電流を印加してＳＯＡ制御を行う。

上記のように、ＳＯＡ１１ｂを含む波長可変光源１１−１を立ち上げる場合は、ＳＯＡ電流によって発光・非発光を制御するため、波長制御後に、ＳＯＡ制御を行う必要がある。なお、アクト電流の印加はＳＯＡ制御の前ならどこで行ってもよい。

図８は利得制御、ＳＯＡ制御および温度一定制御の動作を含めた装置立ち上げフローを示す図である。
〔Ｓ５１〕温度制御部１５は、ＴＥＣ電流を出力してＬＤ１１ａの温度一定制御を行う。

〔Ｓ５２〕利得制御部１４は、ＬＤ１１ａにアクト電流を印加する。
〔Ｓ５３〕フィルタ部１３は、フィルタ処理をＯＦＦする。
〔Ｓ５４〕波長制御部１２は、フィルタ処理のＯＦＦ後に、チューニング電流をＬＤ１１ａへ印加して波長制御を行う。

〔Ｓ５５〕フィルタ部１３は、波長制御後の運用時に、フィルタ処理をＯＮする。
〔Ｓ５６〕ＳＯＡ制御部１６は、フィルタ処理の実行が開始された後に、ＬＤ１１ａにＳＯＡ電流を印加して光増幅制御を行う。なお、上記のフローでは、温度一定制御を最初に行っているが、ＳＯＡ電流を印加するＳＯＡ制御前ならどこで行ってもよい。

次に光伝送装置１０ａの波長切り替え時の動作について説明する。図９は波長切り替え時の動作フローを示す図である。
〔Ｓ６１〕ＳＯＡ制御部１６は、ＳＯＡ電流をＯＦＦする（Ｉsoa＝０ｍＡ）。

〔Ｓ６２〕フィルタ部１３は、フィルタ処理をＯＦＦする。
〔Ｓ６３〕波長制御部１２は、フィルタ処理のＯＦＦ後に、チューニング電流をＬＤ１１ａへ印加して波長制御を行う。例えば、波長λａから波長λｂへ切り替える場合には、波長λｂを設定するための新たなチューニング電流をＬＤ１１ａへ印加するような波長制御を行う。

〔Ｓ６４〕フィルタ部１３は、波長制御後の運用時に、フィルタ処理をＯＮする。
〔Ｓ６５〕ＳＯＡ制御部１６は、フィルタ処理の実行が開始された後に、ＬＤ１１ａにＳＯＡ電流を印加してＳＯＡ制御を行う。

上記のように、ＳＯＡ電流をＯＦＦし、一度非発光にしてから波長制御を行い、再度ＳＯＡ電流をＯＮしてＬＤ１１ａを発光させる。なお、波長切り替え時には、ＴＥＣ温度を変える必要はない。

次に複数のＬＤを有する光伝送装置について説明する。図１０は光伝送装置の構成を示す図である。光伝送装置１０ｂは、波長可変光源１１−２、波長制御部１２ｂ、フィルタ部１３ｂ、利得制御部１４ｂ、温度制御部１５、ＳＯＡ制御部１６、ＬＤ選択部１７から構成される。また、波長可変光源１１−２は、複数のＬＤ１１ａ−１〜１１ａ−ｎ（ＬＤアレイ）、ＳＯＡ１１ｂ、光カプラ１１ｃを含む。

ＬＤ選択部１７は、ＬＤ１１ａ−１〜１１ａ−ｎの中から所望の１つのＬＤを選択する。また、波長制御部１２ｂ、フィルタ部１３ｂおよび利得制御部１４ｂは、図１で上述した機能と基本的に同じであるが、複数のＬＤ１１ａ−１〜１１ａ−ｎの中から選択されたＬＤに対して制御する構成となっている。

一方、波長可変光源１１−２においては、ＬＤ１１ａ−１〜１１ａ−ｎの各波長出力端と、ＳＯＡ１１ｂの波長入力端とは、光カプラ１１ｃで結合されており、選択されたＬＤ１１ａ−１〜１１ａ−ｎのいずれかのＬＤから発出された１波の波長が、ＳＯＡ１１ｂで増幅されてデバイス外部へ出力する。

次に光伝送装置１０ｂの立ち上げ時の動作について説明する。図１１は利得制御およびＳＯＡ制御の動作を含めた装置立ち上げフローを示す図である。
〔Ｓ７１〕ＬＤ選択部１７は、ＬＤ１１ａ−１〜１１ａ−ｎの中から、使用する１つのＬＤを選択する（ＬＤ１１ａ−１を選択したとする）。

〔Ｓ７２〕利得制御部１４ｂは、ＬＤ１１ａ−１にアクト電流を印加する。
〔Ｓ７３〕フィルタ部１３ｂは、フィルタ処理をＯＦＦする。
〔Ｓ７４〕波長制御部１２ｂは、フィルタ処理のＯＦＦ後に、チューニング電流をＬＤ１１ａ−１へ印加して波長制御を行う。

〔Ｓ７５〕フィルタ部１３ｂは、波長制御後の運用時に、フィルタ処理をＯＮする。
〔Ｓ７６〕ＳＯＡ制御部１６は、フィルタ処理の実行が開始された後に、ＬＤ１１ａ−１にＳＯＡ電流を印加してＳＯＡ制御を行う。

上記のように、ＳＯＡ電流によって発光・非発光を制御するため、使用するＬＤを選択し、波長制御を行って、最後にＳＯＡ制御を行うといった順に制御を行う必要がある。なお、アクト電流の印加は、ＬＤ選択とＳＯＡ制御の間ならどこで行ってもよい。

図１２は利得制御、ＳＯＡ制御および温度一定制御の動作を含めた装置立ち上げフローを示す図である。
〔Ｓ８１〕温度制御部１５は、ＴＥＣ電流を出力してＬＤ１１ａ−１〜１１ａ−ｎから構成されるＬＤアレイの温度一定制御を行う。

〔Ｓ８２〕ＬＤ選択部１７は、ＬＤ１１ａ−１〜１１ａ−ｎの中から、使用する１つのＬＤを選択する（ＬＤ１１ａ−１を選択したとする）。
〔Ｓ８３〕利得制御部１４ｂは、ＬＤ１１ａ−１にアクト電流を印加する。

〔Ｓ８４〕フィルタ部１３ｂは、フィルタ処理をＯＦＦする。
〔Ｓ８５〕波長制御部１２ｂは、フィルタ処理のＯＦＦ後に、チューニング電流をＬＤ１１ａ−１へ印加して波長制御を行う。

〔Ｓ８６〕フィルタ部１３ｂは、波長制御後の運用時に、フィルタ処理をＯＮする。
〔Ｓ８７〕ＳＯＡ制御部１６は、フィルタ処理の実行が開始された後に、ＬＤ１１ａ−１にＳＯＡ電流を印加してＳＯＡ制御を行う。なお、上記のフローでは、温度一定制御を最初に行っているが、ＳＯＡ電流を印加するＳＯＡ制御前ならどこで行ってもよい。

次に光伝送装置１０ｂの波長切り替え時の動作について説明する。図１３は波長切り替えの動作フローを示す図である。
〔Ｓ９０〕現在選択されているＬＤ（ＬＤ１１ａ−１とする）でシステムが運用されている。

〔Ｓ９１〕上位の制御部は、波長切り替えを認識すると、ＬＤの変更が必要か否かを判断する。変更が不要ならば（切り替えたい波長が、現在使用中のＬＤ１１ａ−１の波長領域にあるならば）ステップＳ９２へいき、変更が必要ならば（切り替えたい波長が、現在使用中のＬＤ１１ａ−１の波長領域にないならば）ステップＳ９３へいく。

〔Ｓ９２〕ＳＯＡ制御部１６は、ＳＯＡ電流をＯＦＦにし、ステップＳ９６へいく。
〔Ｓ９３〕波長制御部１２ｂは、ＬＤ１１ａ−１に印加していたチューニング電流をＯＦＦにし、利得制御部１４ｂは、ＬＤ１１ａ−１に印加していたアクト電流をＯＦＦにし、ＳＯＡ制御部１６は、ＳＯＡ電流をＯＦＦにする。

〔Ｓ９４〕ＬＤ選択部１７は、ＬＤ１１ａ−２〜１１ａ−ｎの中から、新しく使用する１つのＬＤを選択する（ＬＤ１１ａ−２を選択したとする）。
〔Ｓ９５〕利得制御部１４ｂは、ＬＤ１１ａ−２にアクト電流を印加する。

〔Ｓ９６〕フィルタ部１３ｂは、フィルタ処理をＯＦＦする。
〔Ｓ９７〕波長制御部１２ｂは、フィルタ処理のＯＦＦ後に、チューニング電流をＬＤ１１ａ−２へ印加して波長制御を行う。

ここで、ＬＤ変更が不要の場合、例えば、波長λａから波長λｂへ切り替える際には、波長λｂを設定するための新たなチューニング電流をＬＤ１１ａ−１へ印加するような波長制御を行う。

また、ＬＤ変更が必要の場合、例えば、ＬＤ１１ａ−１で使用していた波長がλａであり、ＬＤ１１ａ−２で使用する波長がλｃであって、波長λａから波長λｃへ切り替える際には、波長λｃを設定するための新たなチューニング電流をＬＤ１１ａ−２へ印加するような波長制御を行う。

〔Ｓ９８〕フィルタ部１３ｂは、波長制御後の運用時に、フィルタ処理をＯＮする。
〔Ｓ９９〕ＳＯＡ制御部１６は、フィルタ処理の実行が開始された後に、ＬＤ１１ａ−２にＳＯＡ電流を印加してＳＯＡ制御を行う。

上記のように、波長切り替え時にＬＤの変更が必要な場合は、チューニング電流、アクト電流およびＳＯＡ電流をＯＦＦし、新しいＬＤを選択後、波長制御を行ってＳＯＡ制御を行う。なお、アクト電流の印加制御は、新しいＬＤ選択とＳＯＡ制御の間ならどこで行ってもよい。また、ＬＤ変更が必要でない場合は、ＳＯＡ電流をＯＦＦし、一度非発光にしてから、新たに波長制御を行い、再度ＳＯＡ電流をＯＮして発光させる。なお、波長切り替え時には、ＴＥＣ温度を変える必要はない。

次にフィルタ処理について説明する。図１４はフィルタ部１３の構成を示す図である。フィルタ部１３は、フィルタ制御部１３−１とフィルタ１３−２から構成される。フィルタ１３−２は、トランジスタＴＲ１（例えば、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）のＦＥＴスイッチと、抵抗ＲおよびコンデンサＣを含む時定数回路とから構成される。なお、ＬＤ１１ａの波長制御層（tune）を等価的にダイオードで表示している。

ここで、波長制御部１２のチューニング電流の出力端は、信号ラインＬ１を介して、ＬＤ１１ａのカソードと接続し、ＬＤ１１ａのアノードはＧＮＤに接続する。また、信号ラインＬ１から分岐ラインＬ２が出ており、分岐ラインＬ２上にフィルタ１３−２が設置している。

フィルタ制御部１３−１の制御電圧の出力端は、トランジスタＴＲ１のゲートに接続し、トランジスタＴＲ１のソースは、抵抗Ｒの一端とコンデンサＣの一端と接続する。抵抗Ｒの他端およびコンデンサＣの他端は、ＧＮＤに接続する。トランジスタＴＲ１のドレインは、波長制御部１２のチューニング電流出力端と、ＬＤ１１ａのカソードに接続する。

このよう接続関係において、フィルタ処理をＯＦＦする場合、フィルタ制御部１３−１は、トランジスタＴＲ１のゲートへの制御電圧の印加を停止して、ＦＥＴスイッチをＯＦＦにする。すると、波長制御部１２から出力されるチューニング電流（高周波ノイズが重畳されているチューニング電流）は、信号ラインＬ１を介して、ＬＤ１１ａへ注入され、ＬＤ１１ａに対して波長設定が行われる（上述したように、波長制御を行う場合は、装置外部から光を送出しないので、ノイズが乗ったチューニング電流で波長を設定して構わない。また、これにより高速チューニングを可能にしている）。

一方、フィルタ処理をＯＮする場合、フィルタ制御部１３−１は、制御電圧をトランジスタＴＲ１のゲートに印加して、トランジスタＴＲ１のＦＥＴスイッチをＯＮにする。すると、波長制御部１２から出力されるチューニング電流に対して、チューニング電流の高周波成分（高周波ノイズを含む）は、分岐ラインＬ２を流れ、チューニング電流のＤＣ成分は、信号ラインＬ１を流れてＬＤ１１ａへ注入されることになる（時定数回路内のコンデンサＣは、高周波信号に対してインピーダンスが低く見えるので、チューニング電流の高周波成分だけが分岐ラインＬ２を流れることになり、逆に直流信号に対してはインピーダンスが高く見えるので、直流信号は分岐ラインＬ２を流れずに信号ラインＬ１を流れることになる）。

なお、上記では、フィルタ１３−２のＯＮ／ＯＦＦ制御に、ＦＥＴスイッチを用いて電圧制御でスイッチングを行ったが、ＦＥＴの代わりにバイポーラトランジスタ（例えば、ＮＰＮ型トランジスタ）を用いて電流制御のスイッチングを行ってもよい。

次にフィルタ１３−２の設計例について説明する。図１５はフィルタ１３−２およびＬＤ１１ａの等価回路を示す図である。ＦＥＴスイッチがＯＮのときの状態を示している。印加電流Ｉmodに対して、チューニング電流Ｉtuneは以下の式で計算される。なお、ＲＬは、ＬＤ１１ａの負荷抵抗である。

Ｉtune＝Ｒ×（１／ｊωＣ）／（Ｒ×（ＲＬ＋（１／ｊωＣ））＋ＲＬ×（１／ｊωＣ））×Ｉmod ・・・（１）
ここで、１００ｋＨｚ以上の高周波ノイズを抑圧するように、時定数回路のＣ、Ｒの値を決める場合を考える。ＬＤ１１ａの負荷抵抗ＲＬは、約５Ωのため、Ｒは、ＲＬより十分高いインピーダンスになるように、例えば、１００倍の５００Ωに設定する。

一方、Ｃはカットオフ周波数を決めるパラメータなので、ここでは１００ｋＨｚから減衰するように１００ｎＦと設定する。図１６にフィルタ１３−２の透過特性を示す。横軸が周波数（Ｈｚ）、縦軸はＩtune／Ｉmod（ｄＢ）の電力であり、Ｒ＝５００Ω、Ｃ＝１００ｎＦでのフィルタ透過特性を示している。Ｃを大きくすると、より低い周波数から減衰できる。

上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。

符号の説明

１０ 光伝送装置
１１ 波長可変光源
１１ａ 発光レーザ
１２ 波長制御部
１３ フィルタ部
１４ 利得制御部
１５ 温度制御部

Claims (11)

1. 波長切り替えのための波長制御信号が印加されることにより、出力波長が変化する発光レーザを含む波長可変光源と、
   前記波長制御信号を出力する波長制御部と、
   前記波長制御信号をフィルタ処理して、前記波長制御信号に重畳している高周波ノイズを除去するフィルタ部と、
   を備え、
   前記フィルタ部は、前記波長制御時には、前記フィルタ処理を停止し、運用時に、前記フィルタ処理を実行する、
   ことを特徴とする光伝送装置。
2. 前記波長制御部は、前記フィルタ処理の停止後に、前記波長制御信号を前記発光レーザへ印加して前記波長制御を行い、前記フィルタ部は、前記波長制御後に、前記フィルタ処理を実行することを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
3. 前記発光レーザに利得制御信号を印加して、前記発光レーザの出力光の利得を設定するための利得制御を行う利得制御部をさらに有することを特徴とする請求項２記載の光伝送装置。
4. 前記フィルタ部は、スイッチおよび時定数回路を有して、前記波長制御部と前記発光レーザとを接続するラインである信号ラインに対して、前記信号ラインから分岐する分岐ライン上に設けられ、
   前記フィルタ処理の停止時は、前記高周波ノイズが重畳された前記波長制御信号が前記信号ラインを通じて前記発光レーザへ流れるようにスイッチングし、
   前記フィルタ処理の実行時には、前記高周波ノイズが含まれる前記波長制御信号の高周波成分を前記分岐ラインへ流し、前記波長制御信号の直流成分を前記信号ラインへ流すようにスイッチングすることを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
5. 前記波長可変光源は、前記発光レーザと、前記発光レーザからの出力波長を増幅する光増幅部とを含み、前記光増幅部の光増幅量を設定するための光増幅制御信号を出力して光増幅制御を行う光増幅制御部をさらに有することを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
6. 波長切り替えのための波長制御信号が印加されることにより、出力波長が変化し、それぞれ異なる波長領域をカバーする複数の発光レーザを含む波長可変光源と、
   前記波長制御信号を出力する波長制御部と、
   前記波長制御信号をフィルタ処理して、前記波長制御信号に重畳している高周波ノイズを除去するフィルタ部と、
   複数の前記発光レーザの中から、１つの前記発光レーザを選択する発光レーザ選択部と、
   を備え、
   前記フィルタ部は、前記波長制御時には、前記フィルタ処理を停止し、運用時に、前記フィルタ処理を実行する、
   ことを特徴とする光伝送装置。
7. 前記波長制御部は、前記フィルタ処理の停止後に、前記波長制御信号を、選択された前記発光レーザへ印加して前記波長制御を行い、前記フィルタ部は、前記波長制御後に、前記フィルタ処理を実行することを特徴とする請求項６記載の光伝送装置。
8. 前記発光レーザに利得制御信号を印加して、前記発光レーザの出力光の利得を設定するための利得制御を行う利得制御部と、前記発光レーザの出力光を増幅する光増幅部と、前記光増幅部に光増幅制御信号を印加して前記光増幅部の光増幅量を設定するための光増幅制御を行う光増幅制御部と、をさらに有することを特徴とする請求項７記載の光伝送装置。
9. 第１の波長から第２の波長へ切り替える波長切り替え時に、現在使用している前記発光レーザの変更が不要の場合、
   前記光増幅制御部は、前記光増幅制御信号の印加を停止し、
   前記フィルタ部は、前記フィルタ処理を停止し、
   前記波長制御部は、前記フィルタ処理の停止後に、前記第１の波長から前記第２の波長へ切り替えるための前記波長制御信号を前記発光レーザへ印加して、新たな波長を設定するための前記波長制御を行い、
   前記フィルタ部は、前記波長制御後に、前記フィルタ処理を実行し、
   前記光増幅制御部は、前記フィルタ処理の実行開始後に、前記光増幅部に前記光増幅制御信号を印加して前記光増幅制御を行うことを特徴とする請求項８記載の光伝送装置。
10. 前記フィルタ部は、スイッチおよび時定数回路を有して、前記波長制御部と前記発光レーザとを接続するラインである信号ラインに対して、前記信号ラインから分岐する分岐ライン上に設けられ、
    前記フィルタ処理の停止時は、前記高周波ノイズが重畳された前記波長制御信号が前記信号ラインを通じて前記発光レーザへ流れるようにスイッチングし、
    前記フィルタ処理の実行時には、前記高周波ノイズが含まれる前記波長制御信号の高周波成分を前記分岐ラインへ流し、前記波長制御信号の直流成分を前記信号ラインへ流すようにスイッチングすることを特徴とする請求項６記載の光伝送装置。
11. 波長切り替えのための波長制御信号が印加されることにより、出力波長が変化する発光レーザに対して、
    前記波長制御信号を出力し、前記発光レーザに対して、任意の波長出力を設定し、前記波長制御信号をフィルタ処理して、前記波長制御信号に重畳している高周波ノイズを除去する場合に、
    波長制御時には、前記フィルタ処理を停止し、
    前記フィルタ処理の停止後に、前記波長制御信号を前記発光レーザへ印加して前記波長制御を行い、
    前記波長制御後に、前記フィルタ処理を実行する、
    ことを特徴とする光伝送方法。

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