JP5632337B2 - Optical communication system, wavelength tunable laser, and wavelength switching method - Google Patents

Optical communication system, wavelength tunable laser, and wavelength switching method Download PDF

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Description

本発明は、光通信システム、波長可変レーザおよび波長切替方法に関する。   The present invention relates to an optical communication system, a wavelength tunable laser, and a wavelength switching method.

波長可変レーザと周回性AWG(Arrayed−Waveguide Grating:アレイ導波路回折格子)を組み合せた波長スイッチは、レーザの波長を変更することで周回性AWGの出力ポートを切り替えている。レーザの波長は波長可変レーザの波長制御端子に供給する電流の値を変えることによって切り替えられるが、切り替え前後の波長によっては所望の波長に切り替わる間に別の波長が発生する。この別の波長が他の出力ポートのクロストークとなって、ビット誤りを発生させてしまう可能性がある。この問題を、図11および図12を参照して説明する。   A wavelength switch that combines a wavelength tunable laser and a circular AWG (Arrayed Waveguide Grating) switches the output port of the circular AWG by changing the wavelength of the laser. The wavelength of the laser is switched by changing the value of the current supplied to the wavelength control terminal of the wavelength tunable laser, but another wavelength is generated while switching to the desired wavelength depending on the wavelength before and after switching. This other wavelength may cause crosstalk in other output ports and cause bit errors. This problem will be described with reference to FIG. 11 and FIG.

図11に示すように、波長可変レーザ61から発振波長λAのレーザが変調器62に入力されると、送信対象の信号に対応して変調器62で変調された光信号が周回性AWG65で波長ルーティングされた後、出力ポート51から出力される。また、波長可変レーザ63から発振波長λBのレーザが変調器64に入力されると、送信対象の信号に対応して変調器64で変調された光信号が周回性AWG65で波長ルーティングされた後、出力ポート52から出力する。波長可変レーザはパラメータ制御により一定間隔で波長が離散的に切り替わる仕組みになっている。   As shown in FIG. 11, when a laser having an oscillation wavelength λA is input from the wavelength tunable laser 61 to the modulator 62, the optical signal modulated by the modulator 62 corresponding to the signal to be transmitted is transmitted by the circular AWG 65. After being routed, it is output from the output port 51. Further, when a laser having an oscillation wavelength λB is input from the wavelength tunable laser 63 to the modulator 64, an optical signal modulated by the modulator 64 corresponding to the signal to be transmitted is wavelength-routed by the circulating AWG 65, Output from the output port 52. The wavelength tunable laser has a mechanism in which wavelengths are switched discretely at regular intervals by parameter control.

上述した状態から、波長可変レーザ61のレーザで伝送する光信号の出力ポートを出力ポート51から出力ポート53に切り替えるために、波長可変レーザ61に供給する電流値を変更すると、レーザの発振波長がλAからλCに切り替わる途中で波長λBの信号が発生して出力ポート52に漏れてしまう。図12に示すように、出力ポート52では、変調器64から出力される波長λBの信号(白い長方形)に変調器62から出力される波長λBの信号(ハッチングで示す長方形)がクロストークとなって混合する。クロストークにより0レベルの信号が1レベルの信号に変動してしまうと、受信側でビット誤りを起こすことになる。波長スイッチの一例が非特許文献1に開示されている。   When the current value supplied to the wavelength tunable laser 61 is changed in order to switch the output port of the optical signal transmitted by the laser of the wavelength tunable laser 61 from the output port 51 to the output port 53 from the above state, the oscillation wavelength of the laser is changed. A signal of wavelength λB is generated in the middle of switching from λA to λC and leaks to the output port 52. As shown in FIG. 12, at the output port 52, the signal of wavelength λB output from the modulator 64 (white rectangle) and the signal of wavelength λB output from the modulator 62 (rectangle shown by hatching) become crosstalk. And mix. If a 0 level signal changes to a 1 level signal due to crosstalk, a bit error occurs on the receiving side. An example of a wavelength switch is disclosed in Non-Patent Document 1.

Toru Segawa, et al., "All-optical wavelength-routing switch with monolithically integrated filter-free tunable wavelength converters and an AWG", OPTICS EXPRESS, 1 March 2010, Vol. 18, No. 5, pp.4340-4345Toru Segawa, et al., "All-optical wavelength-routing switch with monolithically integrated filter-free tunable wavelength converters and an AWG", OPTICS EXPRESS, 1 March 2010, Vol. 18, No. 5, pp.4340-4345

非特許文献1には、静的なクロストークは−22dB以下になると述べられているが、波長を切り替える際(動的)のクロストークについては考慮されていない。また、入出力ポートを増やすと、波長の切り替えが複数の波長可変レーザで同時に起きたとき、ポート数に比例して、クロストークの起きる可能性が高くなるという問題もある。現状では、波長切り替え時のクロストークは特に考慮されておらず、クロストーク低減策は講じられていない。   Non-Patent Document 1 describes that static crosstalk is −22 dB or less, but does not consider crosstalk when switching wavelengths (dynamic). In addition, when the number of input / output ports is increased, there is a problem that the possibility of crosstalk increases in proportion to the number of ports when wavelength switching occurs simultaneously in a plurality of wavelength tunable lasers. At present, crosstalk at the time of wavelength switching is not particularly taken into consideration, and no measures for reducing crosstalk are taken.

本発明は上述したような技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、レーザの発振波長を切り替える際に発生するクロストークを低減可能にした光通信システム、波長可変レーザおよび波長切替方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the technology, and an optical communication system, a wavelength tunable laser, and a wavelength switching capable of reducing the crosstalk generated when the oscillation wavelength of the laser is switched. It aims to provide a method.

上記目的を達成するための本発明の光通信システムは、
供給される電流に応じてキャビティモードの波長を変える位相制御領域、供給される電流に応じて共振ピークを変える波長制御領域、および、閾値以上の電流が供給されると、前記キャビティモードおよび前記共振ピークに一致する波長でレーザを発振する出力制御領域を含む波長可変レーザと、
送信対象の信号に対応してゲートのオン/オフを切り替えて、前記波長可変レーザから入力されるレーザを変調して光信号を出力する変調器と、
前記変調器から入力される光信号の波長群を波長帯域毎に分類する複数のフィルタを含むアレイ導波路回折格子と、
発振波長を切り替える旨の指示が入力されると、変更前の発振波長とキャビティモードがフィルタの中心波長で一致している状態から、前記位相制御領域に供給する電流の値を変更することで前記キャビティモードを該フィルタの中心波長から前記アレイ導波路回折格子のフィルタ間の交点近傍の波長に変更し、続いて、前記波長制御領域に供給する電流の値を変更することで前記共振ピークを変更先の波長に設定した後、前記位相制御領域に供給する電流の値を変更することで、変更先の波長で前記キャビティモードをフィルタの中心波長に一致させる制御回路と、
を有する構成である。
In order to achieve the above object, an optical communication system of the present invention comprises:
A phase control region that changes the wavelength of the cavity mode according to the supplied current, a wavelength control region that changes the resonance peak according to the supplied current, and the cavity mode and the resonance when a current exceeding a threshold value is supplied A tunable laser including an output control region that oscillates the laser at a wavelength matching the peak;
A modulator that switches on / off of a gate corresponding to a signal to be transmitted, modulates a laser input from the wavelength tunable laser, and outputs an optical signal;
An arrayed waveguide diffraction grating including a plurality of filters for classifying the wavelength group of the optical signal input from the modulator for each wavelength band;
When an instruction to switch the oscillation wavelength is input , the current value supplied to the phase control region is changed by changing the oscillation wavelength before the change and the cavity mode at the center wavelength of the filter. The cavity mode is changed from the center wavelength of the filter to a wavelength near the intersection between the filters of the arrayed waveguide grating, and then the resonance peak is changed by changing the value of the current supplied to the wavelength control region. After setting the previous wavelength, by changing the value of the current supplied to the phase control region, a control circuit that matches the cavity mode with the center wavelength of the filter at the changed wavelength ,
It is the structure which has.

また、本発明の波長可変レーザは、変調器を介してアレイ導波路回折格子と接続される波長可変レーザであって、
供給される電流に応じて、キャビティモードの波長を変える位相制御領域と、
供給される電流に応じて、共振ピークを変える波長制御領域と、
閾値以上の電流が供給されると、前記キャビティモードおよび前記共振ピークに一致する波長でレーザを発振する出力制御領域と、
発振波長を切り替える旨の指示が入力されると、変更前の発振波長とキャビティモードがフィルタの中心波長で一致している状態から、前記位相制御領域に供給する電流の値を変更することで前記キャビティモードを該フィルタの中心波長から前記アレイ導波路回折格子のフィルタ間の交点近傍の波長に変更し、続いて、前記波長制御領域に供給する電流の値を変更することで前記共振ピークを変更先の波長に設定した後、前記位相制御領域に供給する電流の値を変更することで、変更先の波長で前記キャビティモードをフィルタの中心波長に一致させる制御回路と、
を有する構成である。
The wavelength tunable laser of the present invention is a wavelength tunable laser connected to the arrayed waveguide diffraction grating via a modulator,
A phase control region that changes the wavelength of the cavity mode according to the supplied current;
A wavelength control region that changes a resonance peak according to a supplied current; and
When a current equal to or higher than a threshold is supplied, an output control region that oscillates a laser at a wavelength that matches the cavity mode and the resonance peak;
When an instruction to switch the oscillation wavelength is input , the current value supplied to the phase control region is changed by changing the oscillation wavelength before the change and the cavity mode at the center wavelength of the filter. The cavity mode is changed from the center wavelength of the filter to a wavelength near the intersection between the filters of the arrayed waveguide grating, and then the resonance peak is changed by changing the value of the current supplied to the wavelength control region. After setting the previous wavelength, by changing the value of the current supplied to the phase control region, a control circuit that matches the cavity mode with the center wavelength of the filter at the changed wavelength ,
It is the structure which has.

また、本発明の波長切替方法は、変調器を介してアレイ導波路回折格子と接続され、供給される電流に応じてキャビティモードの波長を変える位相制御領域、供給される電流に応じて共振ピークを変える波長制御領域、および、閾値以上の電流が供給されると、前記キャビティモードおよび前記共振ピークに一致する波長でレーザを発振する出力制御領域を含む波長可変レーザの波長切替方法であって、
発振波長を切り替える旨の指示が入力されると、変更前の発振波長とキャビティモードが前記アレイ導波路回折格子に含まれるフィルタの中心波長で一致している状態から、前記位相制御領域に供給する電流の値を変更することで前記キャビティモードを該フィルタの中心波長から前記アレイ導波路回折格子のフィルタ間の交点近傍の波長に変更し、
前記キャビティモードの波長の位置を変更した後、前記波長制御領域に供給する電流の値を変更することで前記共振ピークを変更先の波長に設定し、
前記共振ピークを変更先の波長の位置に設定した後、前記位相制御領域に供給する電流の値を変更することで、変更先の波長で前記キャビティモードを前記アレイ導波路回折格子に含まれるフィルタの中心波長に一致させるものである。
Further, the wavelength switching method of the present invention is connected to the arrayed waveguide grating via the modulator, and changes the cavity mode wavelength according to the supplied current, and the resonance peak according to the supplied current. And a wavelength switching method for a tunable laser including an output control region that oscillates a laser at a wavelength that matches the cavity mode and the resonance peak when a current equal to or greater than a threshold is supplied ,
When an instruction to switch the oscillation wavelength is input, the oscillation wavelength before change and the cavity mode are supplied to the phase control region from a state where the center wavelength of the filter included in the arrayed waveguide diffraction grating is the same. By changing the value of the current, the cavity mode is changed from the center wavelength of the filter to the wavelength near the intersection between the filters of the arrayed waveguide grating ,
After changing the wavelength position of the cavity mode, by changing the value of the current supplied to the wavelength control region, the resonance peak is set to the change destination wavelength,
A filter included in the arrayed waveguide diffraction grating at the wavelength of the change destination by changing the value of the current supplied to the phase control region after setting the resonance peak at the position of the wavelength of the change destination. It is made to coincide with the center wavelength.

本発明によれば、発振波長の切り替え時のクロストークが低減し、ビット誤りの発生を抑制できる。   According to the present invention, the crosstalk at the time of switching the oscillation wavelength is reduced, and the occurrence of bit errors can be suppressed.

第1の実施形態の光通信システムの一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one structural example of the optical communication system of 1st Embodiment. 図1に示す波長可変レーザの一構成例を示す平面模式図である。FIG. 2 is a schematic plan view illustrating a configuration example of a wavelength tunable laser illustrated in FIG. 1. 発振制御および波長制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating oscillation control and wavelength control. 波長可変レーザの発振原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the oscillation principle of a wavelength variable laser. 第1の実施形態における波長切り替えの動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of wavelength switching in 1st Embodiment. 位相制御および波長制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating phase control and wavelength control. 図5に示すフローチャートのステップに対応した説明図である。It is explanatory drawing corresponding to the step of the flowchart shown in FIG. 図5に示すフローチャートのステップ101の処理を詳しく説明するための図である。It is a figure for demonstrating in detail the process of step 101 of the flowchart shown in FIG. 第2の実施形態における波長切り替えの動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of wavelength switching in 2nd Embodiment. 第1および第2の実施形態のいずれかの実施形態における波長可変レーザの別の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another structural example of the wavelength tunable laser in any one of 1st and 2nd embodiment. 波長可変レーザと周回性AWGを組み合せた波長スイッチの一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of the wavelength switch which combined the wavelength variable laser and the revolving AWG. 図11に示した波長スイッチの問題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the wavelength switch shown in FIG.

(第1の実施形態)
本実施形態は、波長可変レーザの波長を変更する際、波長をダイレクトに変更するのではなく、波長変更過程の信号がAWGフィルタでの損失が大きくなる経路を通るようにしながら波長を変更するものである。
(First embodiment)
In this embodiment, when changing the wavelength of the wavelength tunable laser, the wavelength is not changed directly, but the wavelength is changed while allowing the signal in the wavelength changing process to pass through the path where the loss in the AWG filter increases. It is.

本実施形態の光通信システムの構成を説明する。図1は本実施形態の光通信システムの一構成例を示すブロック図である。図2は図1に示す波長可変レーザの一構成例を示す平面模式図である。   The configuration of the optical communication system according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical communication system according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view showing a configuration example of the wavelength tunable laser shown in FIG.

図1に示すように、光通信システムは、波長可変レーザ11−1〜11−n(nは2以上の整数)と、変調器12−1〜12−nと、AWG13と、受信器14−1〜14−nと、波長可変レーザ11−1〜11−nを制御する制御回路15とを有する。なお、図1に示す構成例では、AWG13の入力ポートおよび出力ポートの数が同じであるが、入力ポートおよび出力ポートの数が異なっていてもよい。また、図1に示す波長可変レーザ11−1〜11−nのそれぞれに対して、制御回路15が実行する制御は同様であるため、以下では、波長切替の制御対象の波長可変レーザの符号を単に「11」と表記し、その波長可変レーザ11に接続される変調器の符号を単に「12」と表記して説明する。   As shown in FIG. 1, the optical communication system includes wavelength tunable lasers 11-1 to 11-n (n is an integer of 2 or more), modulators 12-1 to 12-n, AWG 13, and receiver 14-. 1 to 14-n and a control circuit 15 for controlling the wavelength tunable lasers 11-1 to 11-n. In the configuration example shown in FIG. 1, the number of input ports and output ports of the AWG 13 is the same, but the number of input ports and output ports may be different. In addition, since the control executed by the control circuit 15 is the same for each of the wavelength tunable lasers 11-1 to 11-n shown in FIG. In the following description, it is simply expressed as “11” and the code of the modulator connected to the wavelength tunable laser 11 is simply expressed as “12”.

変調器12は、送信対象の信号に相当する入力信号に対応して、ゲートのオン/オフを切り替えて、波長可変レーザ11から入力されるレーザを変調して光信号を生成し、光信号をAWG13に送信する。ただし、変調器12は、ゲートがオフの状態でも、波長可変レーザ11から出力されるレーザを完全に遮断することができず、低レベルの光信号がAWG13側に漏れ出てしまう性質がある。   The modulator 12 switches the gate on / off in response to an input signal corresponding to the signal to be transmitted, modulates the laser input from the wavelength tunable laser 11, generates an optical signal, and converts the optical signal to Send to AWG13. However, the modulator 12 cannot completely shut off the laser output from the wavelength tunable laser 11 even when the gate is off, and has a property that a low-level optical signal leaks to the AWG 13 side.

AWG13は、一定の周波数間隔(Free Spectral Range:FSR)で、変調器12から受信する光信号の波長群を所定の波長帯域毎に分類する複数のAWGフィルタを備えた周回性AWGである。   The AWG 13 is a recurring AWG that includes a plurality of AWG filters that classify wavelength groups of optical signals received from the modulator 12 into predetermined wavelength bands at a constant frequency interval (Free Spectral Range: FSR).

波長可変レーザ11は、図2に示すように、出力制御領域21と、位相制御領域22と、波長制御領域23とを有する。図3(a)は出力制御領域における発振制御を説明するための図であり、図3(b)は波長制御領域における波長制御を説明するための図である。図3(a)の横軸は出力制御領域に供給される電流の値を示し、縦軸は光出力のパワーを示す。   As shown in FIG. 2, the wavelength tunable laser 11 has an output control region 21, a phase control region 22, and a wavelength control region 23. FIG. 3A is a diagram for explaining oscillation control in the output control region, and FIG. 3B is a diagram for explaining wavelength control in the wavelength control region. In FIG. 3A, the horizontal axis indicates the value of the current supplied to the output control region, and the vertical axis indicates the optical output power.

出力制御領域21は、図3(a)に示すように、供給される電流の値がある閾値以上になると、レーザを発振させる。位相制御領域22は、供給される電流の値に応じて、キャビティモードの波長を変える。波長制御領域23は、供給される電流の値に応じて、共振ピークの位置を変え、共振ピークに近いキャビティモードの波長を選択することで、発振波長を変える。図3(b)に示すグラフは、選択可能な発振波長の一例としてλ1〜λ9を示し、また、波長選択のために、波長制御領域23に供給する電流として、電流値I1(横軸)および電流値I2(縦軸)の2種類の電流値を用いて制御する場合を示している。2種類の電流値を用いるのは、2つの共振ピークを制御するためである。   As shown in FIG. 3A, the output control region 21 oscillates the laser when the value of the supplied current exceeds a certain threshold value. The phase control region 22 changes the wavelength of the cavity mode according to the value of the supplied current. The wavelength control region 23 changes the oscillation wavelength by changing the position of the resonance peak according to the value of the supplied current and selecting the wavelength of the cavity mode close to the resonance peak. The graph shown in FIG. 3B shows λ1 to λ9 as an example of selectable oscillation wavelengths, and the current value I1 (horizontal axis) and the current supplied to the wavelength control region 23 for wavelength selection and The case where it controls using two types of electric current values of electric current value I2 (vertical axis) is shown. Two types of current values are used to control two resonance peaks.

制御回路15は、発振波長の設定または切替の指示が入力されると、発振波長が指定された波長になるように出力制御領域21、位相制御領域22および波長制御領域23に供給する電流の値を制御する。制御回路15は、専用の論理回路が形成された半導体集積回路であってもよく、プログラムを格納するメモリおよびプログラムにしたがって処理を実行するCPU(Central Processing Unit)を含む構成であってもよい。   When an instruction for setting or switching the oscillation wavelength is input, the control circuit 15 supplies a current value to be supplied to the output control region 21, the phase control region 22, and the wavelength control region 23 so that the oscillation wavelength becomes the specified wavelength. To control. The control circuit 15 may be a semiconductor integrated circuit in which a dedicated logic circuit is formed, or may include a memory that stores a program and a CPU (Central Processing Unit) that executes processing according to the program.

ここで、モード選択機構を備えた波長可変レーザにおける、一般的な発振原理を説明する。図4は、波長可変レーザの発振原理を説明するための図であり、発振波長をλ3からλ5に変更する場合を示す。   Here, a general oscillation principle in a wavelength tunable laser having a mode selection mechanism will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining the oscillation principle of the wavelength tunable laser, and shows a case where the oscillation wavelength is changed from λ3 to λ5.

発振波長をλ3に設定する場合、出力制御領域21に閾値以上の電流値を供給し、位相制御領域22および波長制御領域23のそれぞれに予め決められた電流値を供給する。波長制御領域23は2つの電流値を使って2つの共振ピークを制御する。これにより、図4(a)に示すように、共振ピーク1と共振ピーク2が一致した波長λ3に最も近いキャビティモードでレーザが発振する。続いて、発振波長をλ3からλ5に変更する場合、図4(b)に示すように、波長制御領域23に供給する電流値を変更することで、共振ピーク1、2を移動させ、波長λ5のキャビティモード近辺で共振ピーク1および共振ピーク2を一致させると、レーザが波長λ5で発振する。   When the oscillation wavelength is set to λ3, a current value equal to or greater than the threshold value is supplied to the output control region 21, and a predetermined current value is supplied to each of the phase control region 22 and the wavelength control region 23. The wavelength control region 23 controls two resonance peaks using two current values. As a result, as shown in FIG. 4A, the laser oscillates in the cavity mode closest to the wavelength λ3 where the resonance peak 1 and the resonance peak 2 coincide. Subsequently, when the oscillation wavelength is changed from λ3 to λ5, as shown in FIG. 4B, by changing the current value supplied to the wavelength control region 23, the resonance peaks 1 and 2 are moved, and the wavelength λ5 When the resonance peak 1 and the resonance peak 2 coincide with each other in the vicinity of the cavity mode, the laser oscillates at the wavelength λ5.

次に、本実施形態の光通信システムにおいて、制御回路15による波長切り替えの動作を説明する。ここでは、発振波長をλ4からλ6に変更する場合とする。本実施形態では、波長可変レーザ11とAWG13が、波長可変レーザのキャビティモードと周回性AWGのAWGフィルタの中心波長とが一致することが可能な組み合わせであるものとする。   Next, the wavelength switching operation by the control circuit 15 in the optical communication system of the present embodiment will be described. Here, it is assumed that the oscillation wavelength is changed from λ4 to λ6. In the present embodiment, it is assumed that the wavelength tunable laser 11 and the AWG 13 are a combination capable of matching the cavity mode of the wavelength tunable laser and the center wavelength of the AWG filter of the revolving AWG.

図5は本実施形態における波長切り替えの動作手順を示すフローチャートである。図6は位相制御および波長制御を説明するための図である。図7は図5に示すフローチャートのステップに対応した説明図である。図8は図5に示すフローチャートのステップ101の処理を詳しく説明するための図である。   FIG. 5 is a flowchart showing an operation procedure of wavelength switching in the present embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining phase control and wavelength control. FIG. 7 is an explanatory diagram corresponding to the steps of the flowchart shown in FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining in detail the processing of step 101 in the flowchart shown in FIG.

はじめに、制御回路15は、発振波長をλ4に設定する旨の指示が入力されると、図4(a)で説明したようにして、出力制御領域21に閾値以上の電流値を供給し、位相制御領域22および波長制御領域23のそれぞれに予め決められた電流値を供給することで、波長λ4でキャビティモード、共振ピーク1および共振ピーク2を一致させる。   First, when an instruction to set the oscillation wavelength to λ4 is input, the control circuit 15 supplies a current value equal to or greater than the threshold value to the output control region 21 as described with reference to FIG. By supplying a predetermined current value to each of the control region 22 and the wavelength control region 23, the cavity mode, the resonance peak 1, and the resonance peak 2 are matched at the wavelength λ4.

図8(a)は波長λ4のキャビティモードで共振ピーク1と共振ピーク2が一致した状態を示す。図8(b)は、AWG13の1つのFSRにおいて、波長群が複数の帯域に分類された状態の一部を示す模式図である。図8(a)および図8(b)を参照すると、波長λ4、λ5、λ6でキャビティモードがAWGフィルタの中心波長に位置しており、波長λ4でキャビティモード、共振ピーク1および共振ピーク2が一致していることがわかる。   FIG. 8A shows a state where the resonance peak 1 and the resonance peak 2 coincide with each other in the cavity mode of the wavelength λ4. FIG. 8B is a schematic diagram showing a part of the state in which the wavelength group is classified into a plurality of bands in one FSR of the AWG 13. Referring to FIGS. 8A and 8B, the cavity mode is located at the center wavelength of the AWG filter at wavelengths λ4, λ5, and λ6, and the cavity mode, resonance peak 1 and resonance peak 2 are at wavelength λ4. You can see that they match.

発振波長をλ4からλ6に変更する旨の指示が入力されると、制御回路15は、位相制御領域22に供給する電流の値を調整し、キャビティモードをAWGフィルタの中心波長からずらして、損失が大きい波長の位置に変更する(ステップ101)。損失が大きい波長の位置とは、図8(b)に示すように、隣接するAWGフィルタの境界近傍の領域である。図6では、制御回路15が位相制御領域22に供給する電流の値(位相制御電流値)を変化させることで、波長がλ4からλ4’に変化したことを表している。図7(a)はキャビティモードの位置が変化していることを示す。このようにして、キャビティモードがAWGフィルタの損失が大きい波長の位置に変更される。   When an instruction to change the oscillation wavelength from λ4 to λ6 is input, the control circuit 15 adjusts the value of the current supplied to the phase control region 22, shifts the cavity mode from the center wavelength of the AWG filter, and generates a loss. Is changed to a position of a large wavelength (step 101). The position of the wavelength having a large loss is a region near the boundary between adjacent AWG filters, as shown in FIG. FIG. 6 shows that the wavelength has changed from λ4 to λ4 ′ by changing the value of the current supplied to the phase control region 22 by the control circuit 15 (phase control current value). FIG. 7A shows that the position of the cavity mode is changing. In this way, the cavity mode is changed to a wavelength position where the loss of the AWG filter is large.

続いて、制御回路15は、波長制御領域23に供給する電流値を調整し、共振ピーク1および共振ピーク2を所望の波長近辺となるように変更する(ステップ102)。ここでは、波長λ6が所望の波長に相当する。図6は、制御回路15が波長制御領域23に供給する電流の値(波長制御電流値)として、波長制御電流値I2を変えずに、波長制御電流値I1を大きくすることで、波長がλ4’からλ6’に変化したことを表している。波長制御電流I1を変更することで、共振ピーク1、2が波長λ6の近辺に移動する。図7(b)は、波長λ6で共振ピーク1および共振ピーク2が一致している状態を示す。なお、共振ピークが移動する際、途中で共振ピーク1、2が重なって発振する波長があるが、AWGフィルタの中心波長からずれていて損失が大きいため、クロストークは問題にならないほど小さい。   Subsequently, the control circuit 15 adjusts the current value supplied to the wavelength control region 23 and changes the resonance peak 1 and the resonance peak 2 so as to be in the vicinity of a desired wavelength (step 102). Here, the wavelength λ6 corresponds to a desired wavelength. FIG. 6 shows that the wavelength is λ4 by increasing the wavelength control current value I1 without changing the wavelength control current value I2 as the value of the current supplied to the wavelength control region 23 by the control circuit 15 (wavelength control current value). This represents a change from 'to λ6'. By changing the wavelength control current I1, the resonance peaks 1 and 2 move to the vicinity of the wavelength λ6. FIG. 7B shows a state where the resonance peak 1 and the resonance peak 2 coincide with each other at the wavelength λ6. Note that when the resonance peak moves, there is a wavelength at which the resonance peaks 1 and 2 oscillate in the middle. However, since the loss is large because it deviates from the center wavelength of the AWG filter, the crosstalk is small enough not to cause a problem.

その後、制御回路15は、位相制御領域22に供給する電流値を調整し、図7(c)に示すように、キャビティモードをAWGフィルタの中心波長のλ6になるように変更する(ステップ103)。   Thereafter, the control circuit 15 adjusts the current value supplied to the phase control region 22 and changes the cavity mode so that it becomes λ6, which is the center wavelength of the AWG filter, as shown in FIG. 7C (step 103). .

本実施形態によれば、発振波長の切り替え時に出力されるレーザの損失が大きいので、クロストークを低減させ、ビット誤りが起こるのを防ぐことができる。また、レーザ出力を制御することでクロストークを低減させているので、クロストーク低減策のための部品を新たに追加する必要がなく、製造コストを抑制できる。   According to this embodiment, since the loss of the laser output at the time of switching the oscillation wavelength is large, it is possible to reduce crosstalk and prevent bit errors from occurring. Further, since the crosstalk is reduced by controlling the laser output, it is not necessary to add a new part for the crosstalk reduction measure, and the manufacturing cost can be suppressed.

さらに、本実施形態のように、波長可変レーザに周回性AWGを組み合わせた波長スイッチを含む光通信システムでは、周回性AWGにおいて、発振波長の切り替えに伴って出力ポートが切り替わる際、他の出力ポートへのクロストークを低減させることができる。   Further, in the optical communication system including the wavelength switch in which the tunable AWG is combined with the tunable AWG as in the present embodiment, when the output port is switched in accordance with the switching of the oscillation wavelength in the circulatory AWG, Crosstalk can be reduced.

(第2の実施形態)
本実施形態は、波長可変レーザの出力パワーをオフまたはレーザ発振のための電流を閾値よりも小さくすることで、クロストークの原因となる信号をほぼゼロにしてから波長変更を行い、波長変更が完了した後に波長可変レーザの出力パワーをオンまたはレーザ発振のための電流を閾値以上にするものである。
(Second Embodiment)
In this embodiment, the output power of the wavelength tunable laser is turned off or the current for laser oscillation is made smaller than the threshold value, so that the wavelength change is performed after the signal causing the crosstalk is almost zero. After completion, the output power of the wavelength tunable laser is turned on or the current for laser oscillation is set to a threshold value or more.

本実施形態の光通信システムの構成については、第1の実施形態と同様なため、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、第1の実施形態と異なる点を詳細に説明する。   Since the configuration of the optical communication system according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be described in detail.

本実施形態の光通信システムにおいて、制御回路15による波長切り替えの動作を説明する。図9は本実施形態における波長切り替えの動作手順を示すフローチャートである。   In the optical communication system of the present embodiment, the wavelength switching operation by the control circuit 15 will be described. FIG. 9 is a flowchart showing an operation procedure of wavelength switching in the present embodiment.

制御回路15は、波長切り替えの指示が入力されると、出力制御領域21への電流の供給を停止する(ステップ201)。続いて、制御回路15は、波長制御領域23に供給する電流の値を変更することで、発振波長が変更先の波長(所望の波長)になるようにする(ステップ202)。具体的には、制御回路15は、波長制御領域23に供給する電流の値を変更することで共振ピーク1、2の位置を変え、発振波長の変更先の波長でキャビティモード、共振ピーク1および共振ピーク2を一致させる。その後、制御回路15は、出力制御領域21への電流の供給を再開する(ステップ203)。   When the wavelength switching instruction is input, the control circuit 15 stops supplying current to the output control region 21 (step 201). Subsequently, the control circuit 15 changes the value of the current supplied to the wavelength control region 23 so that the oscillation wavelength becomes the wavelength to be changed (desired wavelength) (step 202). Specifically, the control circuit 15 changes the position of the resonance peaks 1 and 2 by changing the value of the current supplied to the wavelength control region 23, and changes the cavity mode, resonance peak 1, and resonance peak at the wavelength to which the oscillation wavelength is changed. Resonance peak 2 is matched. Thereafter, the control circuit 15 resumes the supply of current to the output control region 21 (step 203).

図9のフローチャートに示すステップ201では、レーザの発振を停止する方法として、制御回路15が出力制御領域21への電流の供給を停止する場合で説明したが、制御回路15は出力制御領域21に供給する電流の値を閾値より小さくする制御を行ってもよい。また、この場合、ステップ203でレーザの発振を再開させる際、制御回路15は、出力制御領域21に供給する電流の値を閾値以上にする制御を行えばよい。   In step 201 shown in the flowchart of FIG. 9, the case where the control circuit 15 stops supplying current to the output control region 21 has been described as a method for stopping laser oscillation. You may perform control which makes the value of the electric current supplied smaller than a threshold value. In this case, when the laser oscillation is resumed in step 203, the control circuit 15 may perform control so that the value of the current supplied to the output control region 21 is equal to or greater than the threshold value.

本実施形態によれば、クロストークの原因となる信号がほぼゼロになるので、クロストークの防止効果がさらに向上する。   According to the present embodiment, since the signal that causes crosstalk becomes substantially zero, the effect of preventing crosstalk is further improved.

なお、第1および第2の実施形態では、制御回路15を波長可変レーザ11とは別に設ける場合で説明したが、制御回路15が波長可変レーザ11に設けられていてもよい。図10は図1に示した制御回路が波長可変レーザに設けられている場合の一例を示すブロック図である。図10に示す波長可変レーザ16に、制御部24が設けられている。制御部24は制御回路15と同様な構成であり、その詳細な説明を省略する。この場合、図1に示した光通信システムにおいて、制御回路15が設けられていなくてよい。   In the first and second embodiments, the control circuit 15 is provided separately from the wavelength tunable laser 11. However, the control circuit 15 may be provided in the wavelength tunable laser 11. FIG. 10 is a block diagram showing an example when the control circuit shown in FIG. 1 is provided in a wavelength tunable laser. A control unit 24 is provided in the wavelength tunable laser 16 shown in FIG. The control unit 24 has the same configuration as the control circuit 15 and will not be described in detail. In this case, the control circuit 15 may not be provided in the optical communication system illustrated in FIG.

また、第2の実施形態では、光通信システムが周回性AWGを有する場合で説明したが、変調器12の後に接続される構成は周回性AWGに限らず、クロストークが問題になる構成が変調器12の後に接続された光通信システムに、第2の実施形態を適用することが可能である。第2の実施形態では、モード選択機構を備えた波長可変レーザの他に、供給される電流の値により連続的に波長が変わる波長可変レーザを用いることもできる。   In the second embodiment, the case where the optical communication system has a circular AWG has been described. However, the configuration connected after the modulator 12 is not limited to the circular AWG, and a configuration in which crosstalk is a problem is modulated. The second embodiment can be applied to an optical communication system connected after the device 12. In the second embodiment, in addition to the wavelength tunable laser having the mode selection mechanism, a wavelength tunable laser whose wavelength is continuously changed according to the value of the supplied current can be used.

11、16 波長可変レーザ
12 変調器
13 AWG
14 受信器
15 制御回路
21 出力制御領域
22 位相制御領域
23 波長制御領域
24 制御部
11, 16 Tunable laser 12 Modulator 13 AWG
14 Receiver 15 Control Circuit 21 Output Control Area 22 Phase Control Area 23 Wavelength Control Area 24 Control Unit

Claims (3)

供給される電流に応じてキャビティモードの波長を変える位相制御領域、供給される電流に応じて共振ピークを変える波長制御領域、および、閾値以上の電流が供給されると、前記キャビティモードおよび前記共振ピークに一致する波長でレーザを発振する出力制御領域を含む波長可変レーザと、
送信対象の信号に対応してゲートのオン/オフを切り替えて、前記波長可変レーザから入力されるレーザを変調して光信号を出力する変調器と、
前記変調器から入力される光信号の波長群を波長帯域毎に分類する複数のフィルタを含むアレイ導波路回折格子と、
発振波長を切り替える旨の指示が入力されると、変更前の発振波長とキャビティモードがフィルタの中心波長で一致している状態から、前記位相制御領域に供給する電流の値を変更することで前記キャビティモードを該フィルタの中心波長から前記アレイ導波路回折格子のフィルタ間の交点近傍の波長に変更し、続いて、前記波長制御領域に供給する電流の値を変更することで前記共振ピークを変更先の波長に設定した後、前記位相制御領域に供給する電流の値を変更することで、変更先の波長で前記キャビティモードをフィルタの中心波長に一致させる制御回路と、
を有する光通信システム。
A phase control region that changes the wavelength of the cavity mode according to the supplied current, a wavelength control region that changes the resonance peak according to the supplied current, and the cavity mode and the resonance when a current exceeding a threshold value is supplied A tunable laser including an output control region that oscillates the laser at a wavelength matching the peak;
A modulator that switches on / off of a gate corresponding to a signal to be transmitted, modulates a laser input from the wavelength tunable laser, and outputs an optical signal;
An arrayed waveguide diffraction grating including a plurality of filters for classifying the wavelength group of the optical signal input from the modulator for each wavelength band;
When an instruction to switch the oscillation wavelength is input , the current value supplied to the phase control region is changed by changing the oscillation wavelength before the change and the cavity mode at the center wavelength of the filter. The cavity mode is changed from the center wavelength of the filter to a wavelength near the intersection between the filters of the arrayed waveguide grating, and then the resonance peak is changed by changing the value of the current supplied to the wavelength control region. After setting the previous wavelength, by changing the value of the current supplied to the phase control region, a control circuit that matches the cavity mode with the center wavelength of the filter at the changed wavelength ,
An optical communication system.
変調器を介してアレイ導波路回折格子と接続される波長可変レーザであって、
供給される電流に応じて、キャビティモードの波長を変える位相制御領域と、
供給される電流に応じて、共振ピークを変える波長制御領域と、
閾値以上の電流が供給されると、前記キャビティモードおよび前記共振ピークに一致する波長でレーザを発振する出力制御領域と、
発振波長を切り替える旨の指示が入力されると、変更前の発振波長とキャビティモードがフィルタの中心波長で一致している状態から、前記位相制御領域に供給する電流の値を変更することで前記キャビティモードを該フィルタの中心波長から前記アレイ導波路回折格子のフィルタ間の交点近傍の波長に変更し、続いて、前記波長制御領域に供給する電流の値を変更することで前記共振ピークを変更先の波長に設定した後、前記位相制御領域に供給する電流の値を変更することで、変更先の波長で前記キャビティモードをフィルタの中心波長に一致させる制御回路と、
を有する波長可変レーザ。
A tunable laser connected to an arrayed waveguide grating via a modulator,
A phase control region that changes the wavelength of the cavity mode according to the supplied current;
A wavelength control region that changes a resonance peak according to a supplied current; and
When a current equal to or higher than a threshold is supplied, an output control region that oscillates a laser at a wavelength that matches the cavity mode and the resonance peak;
When an instruction to switch the oscillation wavelength is input , the current value supplied to the phase control region is changed by changing the oscillation wavelength before the change and the cavity mode at the center wavelength of the filter. The cavity mode is changed from the center wavelength of the filter to a wavelength near the intersection between the filters of the arrayed waveguide grating, and then the resonance peak is changed by changing the value of the current supplied to the wavelength control region. After setting the previous wavelength, by changing the value of the current supplied to the phase control region, a control circuit that matches the cavity mode with the center wavelength of the filter at the changed wavelength ,
A tunable laser having:
変調器を介してアレイ導波路回折格子と接続され、供給される電流に応じてキャビティモードの波長を変える位相制御領域、供給される電流に応じて共振ピークを変える波長制御領域、および、閾値以上の電流が供給されると、前記キャビティモードおよび前記共振ピークに一致する波長でレーザを発振する出力制御領域を含む波長可変レーザの波長切替方法であって、
発振波長を切り替える旨の指示が入力されると、変更前の発振波長とキャビティモードが前記アレイ導波路回折格子に含まれるフィルタの中心波長で一致している状態から、前記位相制御領域に供給する電流の値を変更することで前記キャビティモードを該フィルタの中心波長から前記アレイ導波路回折格子のフィルタ間の交点近傍の波長に変更し、
前記キャビティモードの波長の位置を変更した後、前記波長制御領域に供給する電流の値を変更することで前記共振ピークを変更先の波長に設定し、
前記共振ピークを変更先の波長の位置に設定した後、前記位相制御領域に供給する電流の値を変更することで、変更先の波長で前記キャビティモードを前記アレイ導波路回折格子に含まれるフィルタの中心波長に一致させる、波長切替方法。
Phase control region that is connected to the arrayed waveguide diffraction grating via the modulator and changes the wavelength of the cavity mode according to the supplied current, the wavelength control region that changes the resonance peak according to the supplied current, and the threshold value or more When the current is supplied, a wavelength switching method for a tunable laser including an output control region that oscillates the laser at a wavelength that matches the cavity mode and the resonance peak ,
When an instruction to switch the oscillation wavelength is input, the oscillation wavelength before change and the cavity mode are supplied to the phase control region from a state where the center wavelength of the filter included in the arrayed waveguide diffraction grating is the same. By changing the value of the current, the cavity mode is changed from the center wavelength of the filter to the wavelength near the intersection between the filters of the arrayed waveguide grating ,
After changing the wavelength position of the cavity mode, by changing the value of the current supplied to the wavelength control region, the resonance peak is set to the change destination wavelength,
A filter included in the arrayed waveguide diffraction grating at the wavelength of the change destination by changing the value of the current supplied to the phase control region after setting the resonance peak at the position of the wavelength of the change destination. Wavelength switching method to match the center wavelength of.
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