JP6127568B2 - Optical receiver, optical reception method, and optical communication system - Google Patents
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Description
本発明は光信号を受信する技術に関する。 The present invention relates to a technique for receiving an optical signal.
近年、次世代イーサネット(登録商標)として商用化が進められている100ギガビットイーサネットでは、25Gbps×4chのWDM(Wavelength Division Multiplexing)伝送が行なわれている。 In recent years, 100 Gbps Ethernet, which is being commercialized as the next generation Ethernet (registered trademark), performs 25 Gbps × 4 ch WDM (Wavelength Division Multiplexing) transmission.
100ギガビットイーサネットの伝送規格では、伝送距離40km、10kmなどの仕様がある。40km規格の光受信器では、例えば、光送信器から出力された光信号を、40km程度の光ファイバで長距離伝送した微弱な光パワーの光信号から、短い光ファイバで短距離伝送した損失の少ない光パワーの光信号まで受信する。このため、100ギガビットイーサネットでは、ダイナミックレンジの広い光受信器が要求されている。 In the transmission standard of 100 Gigabit Ethernet, there are specifications such as a transmission distance of 40 km and 10 km. In a 40 km standard optical receiver, for example, an optical signal output from an optical transmitter is transmitted through a short optical fiber over a short distance from a weak optical power optical signal transmitted over a long distance over an optical fiber of about 40 km. Receiving optical signals with low optical power. For this reason, an optical receiver with a wide dynamic range is required in 100 Gigabit Ethernet.
上述の要求に応えるため、光受信器では、入力段に光増幅器を設け、光送信器から受信した光信号の光パワーを増幅し、光増幅器から出力される光信号の光パワーを後段のフォトダイオードのダイナミックレンジ内にする技術が用いられている。以下の説明において、フォトダイオードのダイナミックレンジのことを、フォトダイオードの受光範囲ともいう。 In order to meet the above requirements, the optical receiver is provided with an optical amplifier at the input stage, amplifies the optical power of the optical signal received from the optical transmitter, and converts the optical power of the optical signal output from the optical amplifier to the photo-electric power at the subsequent stage. Techniques are used to keep the dynamic range of the diode. In the following description, the dynamic range of the photodiode is also referred to as a light receiving range of the photodiode.
関連する技術を用いた光増幅器では、光増幅器出力のうち、利得の最も高くなる波長の単一または複数チャネルの増幅信号光の一部を検知する。そして、光増幅器は、検知した出力を用いて光増幅器出力が一定となるように、光増幅器の利得を制御する技術が知られている。 In an optical amplifier using a related technique, a part of the amplified signal light of a single channel or a plurality of channels having a wavelength with the highest gain is detected from the optical amplifier output. A technique is known for controlling the gain of an optical amplifier so that the output of the optical amplifier becomes constant using the detected output.
また、関連する技術を用いた光増幅器では、入力光と出力光の両方について、各信号光のレベルをそれぞれ個別にモニタし、各信号光に関する光増幅部の利得を個別に検出する。そして、光増幅器は、利得の最も小さい信号光の利得が一定となるように制御することにより、光増幅部の最小利得を保証する。さらに、光増幅器は、利得の最も大きい信号光の利得が一定となるように制御することにより、光増幅部の最大利得を保証する技術が知られている。 In addition, in an optical amplifier using a related technique, the level of each signal light is individually monitored for both input light and output light, and the gain of the optical amplifying unit for each signal light is individually detected. The optical amplifier guarantees the minimum gain of the optical amplifying unit by controlling the gain of the signal light having the smallest gain to be constant. Furthermore, a technique is known in which the optical amplifier guarantees the maximum gain of the optical amplifying unit by controlling the gain of the signal light having the largest gain to be constant.
また、関連する技術を用いた光増幅器では、光増幅中継器の中の1つに、波長間の利得差をモニタするモニタ部を設け、この各波長間の利得差をそれぞれの端局にフィードバックする。そして、各端局では、受信した利得差情報を基に監視制御部が出力制御部を駆動して各波長の送信レベルを調整する技術が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
In an optical amplifier using a related technique, a monitor unit for monitoring a gain difference between wavelengths is provided in one of the optical amplification repeaters, and the gain difference between the wavelengths is fed back to each terminal station. To do. In each terminal station, a technique is known in which the monitor control unit drives the output control unit based on the received gain difference information to adjust the transmission level of each wavelength (see, for example,
前述した受信技術では、光受信器に利得の波長依存性がある光増幅器を用いると、光受信器が異なる波長の光信号を多重化した通信信号を受信したとき、光増幅器から波長によって異なる光パワーの光信号が出力される。したがって、光受信器では、異なる複数の光信号の光パワーを全て、フォトダイオードの受光範囲内に収めなければならず、光受信器のダイナミックレンジが狭くなるという問題があった。 In the reception technique described above, when an optical amplifier having a wavelength dependency of the gain is used in the optical receiver, when the optical receiver receives a communication signal obtained by multiplexing optical signals of different wavelengths, the optical amplifier varies depending on the wavelength. A power optical signal is output. Therefore, in the optical receiver, all of the optical powers of a plurality of different optical signals must be within the light receiving range of the photodiode, and there is a problem that the dynamic range of the optical receiver becomes narrow.
上述した問題に鑑み、本明細書で後述する光受信器は、利得に波長依存性のある光増幅器を用いた光受信器において、広いダイナミックレンジを実現することを目的とする。 In view of the above-described problems, an optical receiver described later in this specification is intended to realize a wide dynamic range in an optical receiver using an optical amplifier whose wavelength is dependent on gain.
本明細書で開示する光受信器のひとつに、光増幅部と、分波部と、モニタ部と、検出部と、制御部とを備えた光受信器がある。ここで、光増幅部は、波長の異なる複数の光信号を多重化した通信信号が入力されると、通信信号の光パワーを増幅して出力する。分波部は、光増幅部で光パワーが増幅された通信信号が入力されると、通信信号を分波して複数の光信号を出力する。モニタ部は、分波部から出力される複数の光信号の光パワーをそれぞれ測定する。検出部は、モニタ部で測定された複数の光信号の光パワー値から、最大光パワー値と、最小光パワー値と、最大光パワー値と最小光パワー値との差である光パワー差とを検出する。制御部は、光増幅部の利得の制御を行う。この制御部は、制御を開始するときの初期値に光増幅部の利得が調整されている状態での光パワー差が、最大光パワー値の目標値である第1目標値と、最小光パワー値の目標値である第2目標値との差である光パワー差閾値よりも大きいときは、最小光パワー値を第2の目標値にするように、光増幅部の利得を調整する。また、この制御部は、制御を開始するときの初期値に光増幅部の利得が調整されている状態での光パワー差が光パワー差閾値以下であるときは、最大光パワー値が第1目標値よりも大きければ最大光パワー値を第1目標値にするように光増幅部の利得を調整し、最大光パワー値が第1目標値以下であれば初期値の状態を維持するように光増幅部の利得を制御する。 One of the optical receivers disclosed in this specification is an optical receiver including an optical amplification unit, a demultiplexing unit, a monitor unit, a detection unit, and a control unit. Here, when a communication signal obtained by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths is input to the optical amplifying unit, the optical power of the communication signal is amplified and output. The demultiplexing unit demultiplexes the communication signal and outputs a plurality of optical signals when the communication signal whose optical power is amplified by the optical amplification unit is input. The monitor unit measures the optical power of each of the plurality of optical signals output from the demultiplexing unit. The detection unit is configured to calculate a maximum optical power value, a minimum optical power value, and an optical power difference that is a difference between the maximum optical power value and the minimum optical power value from the optical power values of the plurality of optical signals measured by the monitor unit. Is detected. The control unit controls the gain of the optical amplification unit. In this control unit, the optical power difference in a state where the gain of the optical amplification unit is adjusted to the initial value at the start of the control is the first target value, which is the target value of the maximum optical power value, and the minimum optical power. When the optical power difference threshold is larger than the second target value, which is the target value of the value, the gain of the optical amplifying unit is adjusted so that the minimum optical power value becomes the second target value. In addition, when the optical power difference in the state where the gain of the optical amplifying unit is adjusted to the initial value at the start of the control is equal to or less than the optical power difference threshold value, the control unit sets the maximum optical power value to the first value. If the gain is larger than the target value, the gain of the optical amplifying unit is adjusted so that the maximum optical power value becomes the first target value. If the maximum optical power value is equal to or less than the first target value, the initial value state is maintained. Controls the gain of the optical amplifier.
上述の態様によれば、利得に波長依存性のある光増幅器を用いた光受信器において、広いダイナミックレンジを実現することができる。 According to the above aspect, a wide dynamic range can be realized in an optical receiver using an optical amplifier having a wavelength dependency in gain.
[実施形態]
実施形態の光受信器について説明する。
実施形態の光受信器は、波長分割多重通信をサポートする。波長分割多重通信とは、波長の異なる複数の光信号を多重化した通信信号を送受信する通信方式である。以下、実施形態の光受信器のことを単に光受信器ともいう。
[Embodiment]
The optical receiver of the embodiment will be described.
The optical receiver of the embodiment supports wavelength division multiplexing communication. The wavelength division multiplex communication is a communication method for transmitting and receiving a communication signal obtained by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths. Hereinafter, the optical receiver of the embodiment is also simply referred to as an optical receiver.
光受信器は、光増幅部、分波部、変換部、モニタ部、検出部、制御部、記憶部、および供給部の機能を有する。
そして、光受信器では、通信信号を受信すると、入力段に設けられた光増幅部で通信信号に含まれる複数の光信号を一括増幅する。以下の説明において、通信信号に含まれる複数の光信号を一括増幅することを、単に通信信号を増幅するともいう。
The optical receiver has functions of an optical amplification unit, a demultiplexing unit, a conversion unit, a monitor unit, a detection unit, a control unit, a storage unit, and a supply unit.
When the optical receiver receives the communication signal, the optical amplifier included in the input stage amplifies a plurality of optical signals included in the communication signal. In the following description, collectively amplifying a plurality of optical signals included in a communication signal is simply referred to as amplifying the communication signal.
光増幅部で増幅された通信信号は、分波部で複数の光信号に分波される。そして、分波された複数の光信号は、それぞれ変換部で電気信号に変換されてモニタ部に出力される。
モニタ部は、入力された電気信号それぞれの電力値から複数の光信号の光パワー値を測定する。
The communication signal amplified by the optical amplification unit is demultiplexed into a plurality of optical signals by the demultiplexing unit. The plurality of demultiplexed optical signals are converted into electrical signals by the conversion unit and output to the monitor unit.
The monitor unit measures the optical power values of a plurality of optical signals from the power values of the input electrical signals.
検出部は、通信信号に含まれる複数の光信号の光パワー値の最大値である最大光パワー値を検出する。また、検出部は、通信信号に含まれる複数の光信号の光パワー値の最小値である最小光パワー値を検出する。さらに、検出部は、最大光パワー値と最小光パワー値との差である光パワー差を検出する。 The detection unit detects a maximum optical power value that is a maximum value of the optical power values of a plurality of optical signals included in the communication signal. The detection unit detects a minimum optical power value that is a minimum value of the optical power values of the plurality of optical signals included in the communication signal. Furthermore, the detection unit detects an optical power difference that is a difference between the maximum optical power value and the minimum optical power value.
記憶部は、最大光パワー値の目標値である第1目標値と、最小光パワー値の目標値である第2目標値と、第1の目標値と第2の目標値との差である光パワー差閾値とを記憶する。
供給部は、制御部に制御され、光増幅部の利得を制御する制御電流を光増幅部に供給する。
The storage unit is a difference between the first target value that is the target value of the maximum optical power value, the second target value that is the target value of the minimum optical power value, and the first target value and the second target value. The optical power difference threshold value is stored.
The supply unit is controlled by the control unit and supplies a control current for controlling the gain of the optical amplification unit to the optical amplification unit.
制御部は、光パワー差が、光パワー差閾値以下であり、かつ最大光パワー値が第1目標値よりも大きいとき、供給部を制御して、最大光パワー値を第1目標値にするように、制御電流の大きさを変化させ、光増幅部の利得を調整する。また、制御部は、光パワー差が光パワー差閾値よりも大きいとき、供給部を制御して、最小光パワー値を第2の目標値にするように、制御電流の大きさを変更させ、光増幅部の利得を調整する。 The control unit controls the supply unit to set the maximum optical power value to the first target value when the optical power difference is equal to or smaller than the optical power difference threshold and the maximum optical power value is larger than the first target value. As described above, the gain of the optical amplifying unit is adjusted by changing the magnitude of the control current. Further, when the optical power difference is larger than the optical power difference threshold value, the control unit controls the supply unit to change the magnitude of the control current so that the minimum optical power value becomes the second target value. Adjust the gain of the optical amplifier.
以上のように、実施形態の光受信器は、光増幅器から出力される複数の光信号の光パワーを測定し、光増幅器から出力される各光信号の光パワーがフォトダイオードの受光範囲に収まるように、光増幅器の利得を調整する。これにより、光受信器は、最大光パワーを有する光信号の光パワーを受光範囲内に抑え、かつ最小光パワーを有する光信号の光パワーが、フォトダイオードの受光範囲よりも小さくなることを回避する。したがって、光受信器は、フォトダイオードに入力する光信号の光パワーを調整する光増幅器の利得に、波長依存性がある半導体光増幅器を用いても、広いダイナミックレンジを実現することができる。 As described above, the optical receiver according to the embodiment measures the optical power of a plurality of optical signals output from the optical amplifier, and the optical power of each optical signal output from the optical amplifier falls within the light receiving range of the photodiode. Thus, the gain of the optical amplifier is adjusted. As a result, the optical receiver suppresses the optical power of the optical signal having the maximum optical power within the light receiving range, and avoids that the optical power of the optical signal having the minimum optical power becomes smaller than the light receiving range of the photodiode. To do. Therefore, the optical receiver can realize a wide dynamic range even when a semiconductor optical amplifier having a wavelength dependency is used for the gain of the optical amplifier that adjusts the optical power of the optical signal input to the photodiode.
図1は、光受信器が使用される光通信システムの一実施例を示す図である。
図1を参照して、実施形態の光受信器が適用される光通信システム100を説明する。
図1に示す光通信システム100は、光送信器110、光受信器120、および光ファイバ130を有する。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an optical communication system in which an optical receiver is used.
An
An
光送信器110は、ドライバ(Drv)10〜1n、レーザーダイオード(LD)20〜2n、および合波器3(合波部)を有する。
ドライバ10〜1nは、図示しない情報処理装置や入力装置からデータ信号が入力されると、レーザーダイオード20〜2nから出力される光キャリアを変調する変調信号を生成し、生成した変調信号をレーザーダイオード20〜2nに出力する。
The
When a data signal is input from an information processing device or an input device (not shown), the
レーザーダイオード20〜2nは、それぞれ波長の異なる光キャリアを生成する。そして、各光キャリアは、図示しない変調器により、ドライバ10〜1nから入力される変調信号にしたがって変調され、データ信号を表す光信号として合波器3に入力される。なお、100ギガビットイーサネットの光受信器120では、例えば、25Gbs×4chのWDM伝送が適用され、周波数間隔800GHzの4つのレーザーダイオードが用いられる。
Each of the
合波器3は、レーザーダイオード20〜2nから入力された波長の異なる複数の光信号を多重化して通信信号を生成し、光ファイバ130に出力する。これにより、光送信器110は、光受信器120に通信信号を送信する。
The
光受信器120は、光増幅器4、分波器5、およびフォトダイオード(PD:Photodiode)60〜6nを有する。
光増幅器4は、光ファイバ130を介して通信信号が入力されると、通信信号の光パワーを増幅する。すなわち、光増幅器4は、通信信号に含まれる複数の光信号の光パワーを一括して増幅する。また、光増幅器4は、例えば、半導体光増幅器(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)などである。以下の説明では、実施形態の光受信器120に半導体光増幅器を設けた構成について説明する。
The
When a communication signal is input via the
分波器5は、光増幅器4から入力される増幅された通信信号を、複数の光信号に分波する。そして、分波器5は、分波した各光信号をフォトダイオード60〜6nにそれぞれ出力する。
The
フォトダイオード60〜6nは、分波器5からそれぞれ光信号が入力されると、光信号の光パワーの大きさに応じた大きさの電流信号(電気信号)を生成する。そして、フォトダイオード60〜6nは、図示しない情報処理装置に電流信号を出力する。フォトダイオード60〜6nには、例えば、Pin−PDやPN−PDが用いられる。
When an optical signal is input from the
光ファイバ130は、光送信器110と光受信器120とを通信可能に接続する。光ファイバ130は、特に限定しないが、例えば、シングルモードファイバを用いると良い。
The
図2は、光受信器の一実施例を示す機能ブロック図である。
図2に示す光受信器120は、光増幅部201、分波部202、変換部203、モニタ部204、検出部205、記憶部206、制御部207、および供給部208を有する。
FIG. 2 is a functional block diagram showing an embodiment of the optical receiver.
The
光増幅部201は、光受信器120の入力段に設けられ、光送信器110から送信された通信信号が入力されると、通信信号に含まれる波長の異なる複数の光信号を一括増幅する。また、光増幅部201の利得は、供給部208から入力される制御電流の大きさに応じて変化する。一例として、光増幅部201に半導体光増幅器を適用した場合、光増幅部201の利得は、供給部208から入力される制御電流の大きさに比例する。また、光増幅部201は、例えば、図1の光増幅器4である。
The
分波部202は、光増幅部201で光パワーが増幅された通信信号が入力されると、通信信号を分波して複数波長の光信号を出力する。
変換部203は、分波部202から出力される複数波長の光信号を、それぞれの光パワーに応じた電気信号に変換する。変換部203は、例えば、図1のフォトダイオード60〜6nであり、受光した光信号を示す電気信号に正確に変換できる範囲として、受光範囲が設定されている。
When the communication signal whose optical power is amplified by the
The
モニタ部204は、分波部202から出力される複数波長の光信号の光パワーをそれぞれ測定する。モニタ部204は、例えば、変換部203から入力される電気信号の電流値を監視することにより、光信号の光パワーを測定しても良い。また、モニタ部204は、変換部203から入力される電気信号の振幅の大きさを監視することにより、光信号の光パワーを測定しても良い。
The
検出部205は、モニタ部204で測定された複数波長の光信号の光パワーの大きさである光パワー値から、最大光パワー値と、最小光パワー値と、最大光パワー値と最小光パワー値との差である光パワー差とを検出する。
The
最大光パワー値とは、モニタ部204で測定された複数波長の光信号の光パワー値の中で、一番大きい光パワー値である。また、最小光パワー値とは、モニタ部204で測定された複数の光信号の光パワー値の中で、一番小さい光パワー値である。
The maximum optical power value is the largest optical power value among the optical power values of the optical signals having a plurality of wavelengths measured by the
記憶部206は、図3に示す設定値テーブル300を記憶する。
設定値テーブル300には、最大光パワー値の目標値P1(第1の目標値)と、最小光パワー値の目標値P2(第2の目標値)と、目標値P1と目標値P2との差である光パワー差閾値P3と、光増幅部201の利得の調整を開始するときの制御電流の初期値I0とが格納されている。
The
The set value table 300 includes a target value P1 (first target value) for the maximum optical power value, a target value P2 (second target value) for the minimum optical power value, and the target value P1 and the target value P2. The optical power difference threshold value P3 that is the difference and the initial value I0 of the control current when the adjustment of the gain of the
目標値P1と目標値P2とは、変換部203の受光範囲内に入るように設定される。一例として、変換部203の受光範囲が−10dBm(最小受信電力)〜+5dBm(最大受信電力)のとき、目標値P1を−2dBm、目標値P2を−8dBmと設定すれば良い。目標値P1、P2は、変換部203の受光範囲との間にマージンを持って設定すると良い。これにより、光受信器120は、後述する利得の制御に誤差が生じたときでも、誤差をマージンで吸収し、光増幅部201から出力される複数波長の光信号の最大光パワーと最小光パワーとを、変換部203の受光範囲内にすることができる。
The target value P1 and the target value P2 are set so as to fall within the light receiving range of the
光パワー差閾値P3は、目標値P1から目標値P2を減算した値である。すなわち、光パワー差閾値P3は、目標値P1と目標値P2との光パワーの差である。
初期値I0は、例えば、光受信器120に要求されるダイナミックレンジの最小受信電力の光パワーを受信したときに、出力される光パワーが変換部203の受光範囲に入るように設定される。
The optical power difference threshold value P3 is a value obtained by subtracting the target value P2 from the target value P1. That is, the optical power difference threshold P3 is a difference in optical power between the target value P1 and the target value P2.
The initial value I0 is set so that, for example, the optical power to be output falls within the light receiving range of the
制御部207は、検出部205で検出された最大光パワー値、最小光パワー値、および光パワー差を取得する。また、制御部207は、記憶部206に記憶されている設定値テーブル300に格納されている目標値P1と、目標値P2と、光パワー差閾値P3と、初期値I0とを取得する。
The
そして、制御部207は、光パワー差が光パワー差閾値P3以下であり、かつ最大光パワー値が目標値P1よりも大きいとき、最大光パワー値を目標値P1にするように、光増幅部201の利得を調整する。このとき、制御部207は、検出部205で検出される最大光パワー値を参照しながら、供給部208を制御して、制御電流の大きさを小さくしていき、最大光パワー値を目標値P1にする。また、制御部207は、複数の光信号の光パワー値が、全て目標値P1と目標値P2との間になると、光増幅部201の利得を一定にする。すなわち、制御部207は、複数の光信号の光パワー値が、全て目標値P1と目標値P2との間になると、供給部208を制御して、制御電流を一定にする。
Then, the
さらに、制御部207は、光パワー差が光パワー差閾値P3よりも大きいとき、最小光パワー値を目標値P2にするように、光増幅部201の利得を調整する。このとき、制御部207は、検出部205で検出される最小光パワー値を参照しながら、供給部208を制御して、制御電流の大きさを大きくしていき、最大光パワー値を目標値P2にする。また、制御部207は、複数の光信号の光パワー値が、全て目標値P1と目標値P2との間になると、光増幅部201の利得を一定にする。すなわち、制御部207は、複数の光信号の光パワー値が、全て目標値P1と目標値P2との間になると、供給部208を制御して、制御電流を一定にする。
Further, the
制御部207は、光増幅部201の利得調整を開始するとき、利得の大きさを、光受信器120の最小受信電力の光パワーを有する光信号が光増幅器4に入力されたとき、光増幅器4から出力される光信号の光パワーが、変換部203の受光範囲内に収まる大きさにする。このとき、制御部207は、例えば、設定値テーブル300から初期値I0を取得し、供給部208を制御して、初期値I0の制御電流を光増幅部201に供給させる。そして、制御部207は、複数の光信号の光パワー値が、全て目標値P1と目標値P2の間であるとき、供給部208を制御して、制御電流を初期値I0で一定にする。
供給部208は、光増幅部201に利得を制御する制御電流を供給する。
When the gain adjustment of the
The
図4は、光受信器の一実施例を示すブロック図である。
図4に示す光受信器120は、光増幅器4、分波器5、フォトダイオード60〜6n、電力モニタ70〜7n、制御回路8、記憶装置9および供給回路41を有する。図1と同じ構成については、説明を省略する。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the optical receiver.
The
光増幅器4は、図2の光増幅部201として機能する。
分波器5は、図2の分波部202として機能する。
フォトダイオード60〜6nは、図2の変換部203として機能する。
電力モニタ70〜7nは、例えば、電力計であり、図2のモニタ部204として機能する。
The optical amplifier 4 functions as the
The
The
The power monitors 70 to 7n are power meters, for example, and function as the
制御回路8は、例えば、CPU、マルチコアCPU、FPGA(Field Programmable Gate Array)およびPLD(Programmable Logic Device)などである。そして、制御回路8の最大光パワー値検出回路81、最小光パワー値検出回路82および光パワー差検出回路83は、図2の検出部205として機能する。また、制御回路8の制御切替回路84は、図2の制御部207として機能する。さらに、制御回路8は、電力モニタ70〜7nからアナログ信号で入力される光パワー値を、デジタル信号に変換するためのA/D変換回路85と、制御切替回路84からデジタル信号で出力される制御電流値を、アナログ信号に変換するD/A変換回路86とを有する。
The control circuit 8 is, for example, a CPU, a multi-core CPU, an FPGA (Field Programmable Gate Array), a PLD (Programmable Logic Device), or the like. The maximum optical power
記憶装置9は、各種データを記憶する。そして、記憶装置9は、例えば、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)などである。RAMは、制御回路8のワークエリアとして使用されても良い。ROMには、制御回路8を検出部205と制御部207として機能させるためのプログラムや設定値テーブル300を記憶しても良い。そして、記憶装置9は、図2の記憶部206として機能する。
供給回路41は、例えば、電流調整回路を有する電源である。そして、供給回路41は、図2の供給部208として機能する。
The storage device 9 stores various data. The storage device 9 is, for example, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). The RAM may be used as a work area for the control circuit 8. The ROM may store a program for causing the control circuit 8 to function as the
The
図5、6は、光増幅器の入出力特性の一例を示す図である。
図7は、光増幅器の制御電流値の一例を示す図である。
以下の説明では、光受信器120の光増幅器4に、半導体光増幅器を適用したものとする。一例として、光受信器120に要求されるダイナミックレンジが25dBmであり、範囲が−20dBm〜+5dBmであるものとする。さらに、変換部203の受光範囲が−10dBm〜+2dBmであるとする。そして、目標値P1、目標値P2、光パワー差閾値P3、および初期値I0は、図3に設定されている値を用いるものとする。
5 and 6 are diagrams showing examples of input / output characteristics of the optical amplifier.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the control current value of the optical amplifier.
In the following description, it is assumed that a semiconductor optical amplifier is applied to the optical amplifier 4 of the
図5、6に示す、L0〜L3は、それぞれ光増幅器4に入力される複数波長の光信号(通信信号)の入出力特性を示す。図5、6の横軸は、光増幅器4に入力される光信号の光パワーを示す。図5、6の縦軸は、光増幅器4から出力される光信号の光パワーを示す。 L0 to L3 shown in FIGS. 5 and 6 indicate input / output characteristics of optical signals (communication signals) of a plurality of wavelengths input to the optical amplifier 4, respectively. 5 and 6 indicate the optical power of the optical signal input to the optical amplifier 4. 5 and 6 indicate the optical power of the optical signal output from the optical amplifier 4.
図7の横軸は、光増幅器4に入力される光パワーを示す。図7の縦軸は、制御電流の大きさを示す。
図5の光増幅器の入出力特性と、図7の光増幅器の制御電流値とを参照して、最大光パワー値を調整する光増幅器4の利得制御(以下、最大利得制御ともいう。)を説明する。
以下の説明では、図2の機能ブロックを参照する。なお、光増幅部201は、光増幅器4のことである。
The horizontal axis in FIG. 7 indicates the optical power input to the optical amplifier 4. The vertical axis in FIG. 7 indicates the magnitude of the control current.
With reference to the input / output characteristics of the optical amplifier of FIG. 5 and the control current value of the optical amplifier of FIG. 7, the gain control of the optical amplifier 4 that adjusts the maximum optical power value (hereinafter also referred to as maximum gain control). explain.
In the following description, reference is made to the functional blocks of FIG. The
図5、7に示すように、初期値I0(120mA)は、光受信器120に要求されるダイナミックレンジの最小受信電力(−20dBm)の光パワーを受信したとき、出力される光パワーが平均して−5.5dBmとなるように設定された値である。
As shown in FIGS. 5 and 7, the initial value I0 (120 mA) is the average optical power output when the optical power of the minimum receiving power (−20 dBm) in the dynamic range required for the
そして、制御部207は、光増幅部201に入力される通信信号の光パワーが−20dBm〜−15dBmのとき、初期値I0を光増幅部201に供給する。これにより、制御部207は、光増幅部201に入力される通信信号の光パワーが−20dBm〜−15dBmのとき、光増幅部201から出力される光パワー(−5.5dBm〜−2dBm)を変換部203の受光範囲に入れることができる。
Then, the
光増幅部201に入力される通信信号の光パワーが−15dBmよりも大きいとき、初期値I0の電流を光増幅部201に入力すると、光増幅部201から出力される最大光パワー値は、目標値P1(−2dBm)よりも大きくなる。
When the optical power of the communication signal input to the
すると、制御部207は、図5、7に示すように、最大光パワー値を目標値P1とするため、供給部208を制御して、光増幅部201に供給する電流を変更し、光増幅部201の利得を調整する。このとき、制御部207は、モニタ部204で測定される最大光パワー値を参照しながら光増幅部201に供給する制御電流を変更する。なお、制御部207による制御電流の変更は、例えば、予め実験で定められた必要な分解能の電流値dIずつ変更しても良い。そして、制御部207は、制御電流の電流値を電流値dI変更するごとに、最大光パワー値が目標値P1となったか否かを判定し、最大光パワー値が目標値P1になったとき、制御電流を一定にしても良い。
Then, as shown in FIGS. 5 and 7, the
以上の制御を行うことで、図5に示すように光受信器120は、−20dBm〜+0dBmまでの20dBmの範囲で、光増幅部201から出力される光信号の光パワーを、目標値P1〜目標値P2の範囲内にすることができる。また、目標値P1〜目標値P2の範囲は、変換部203の受光範囲である−10dBm〜+2dBmよりも狭く設定される。これにより、光受信器120は、要求されるダイナミックレンジ内の20dBmの範囲でマージンを持って、光増幅部201で複数波長の光信号の光パワーを増幅し、通信信号を受信することができる。
By performing the above control, as shown in FIG. 5, the
図6の光増幅器の入出力特性と、図7の光増幅器の制御電流値の実線とを参照して、最大光パワー値と最小光パワー値とを調整する実施形態の光増幅部201の利得制御を説明する。
光増幅部201に入力される通信信号の光パワーが−20dBm〜0dBmのとき、実施形態の利得制御は、図5、7を参照して説明した最大利得制御と同じである。
With reference to the input / output characteristics of the optical amplifier of FIG. 6 and the solid line of the control current value of the optical amplifier of FIG. 7, the gain of the
When the optical power of the communication signal input to the
光増幅部201に入力される通信信号の光パワーが0dBmよりも大きいとき、最大利得制御を実行すると、図6に示すように、光増幅部201から出力される最小光パワー値(L0)は、目標値P2よりも小さくなる。すなわち、光増幅部201に入力される通信信号の光パワーが0dBmよりも大きいとき、最大利得制御を実行すると、光パワー差閾値P3よりも最大光パワー値(L3)と最小光パワー値との光パワー差が大きくなる。
When the maximum gain control is executed when the optical power of the communication signal input to the
そこで、制御部207は、図7に示すように、最小光パワー値を目標値P2とするために、供給部208を制御して、光増幅部201に供給する制御電流を変更し、光増幅部201の利得を調整する。このとき、制御部207は、モニタ部204で測定される最小光パワー値を参照しながら光増幅部201に供給する電流を変更する。なお、制御部207による制御電流の変更は、例えば、予め実験で定められた必要な分解能の電流値−dIずつ変更しても良い。そして、制御部207は、制御電流の電流値を電流値−dI変更するごとに、最小光パワー値が目標値P2となったか否かを判定し、最小光パワー値が目標値P2になったとき、制御電流を一定にしても良い。
Therefore, as shown in FIG. 7, the
以上の制御を行うことで、図6に示すように光受信器120は、−20dBm〜+5dBmまでの25dBmの範囲で、光増幅部201から出力される光信号の光パワーを、目標値P1〜目標値P2の範囲内にすることができる。また、目標値P1〜目標値P2の範囲は、変換部203の受光範囲である−10dBm〜+2dBmよりも狭く設定される。これにより、光受信器120は、要求されるダイナミックレンジ内の25dBmの範囲でマージンを持って、光増幅部201で複数波長の光信号の光パワーを増幅し、通信信号を受信することができる。
By performing the above control, as shown in FIG. 6, the
図8は、光増幅器の利得制御の処理内容を示すフローチャートである。
図8を参照して、光増幅器の利得制御の処理内容を説明する。
以下の説明では、図2の機能ブロックを参照する。
FIG. 8 is a flowchart showing the processing contents of the gain control of the optical amplifier.
With reference to FIG. 8, the processing content of the gain control of the optical amplifier will be described.
In the following description, reference is made to the functional blocks of FIG.
検出部205は、モニタ部204で測定された通信信号に含まれる各光波長の光パワー値を参照し、最大光パワー値(Pmax)、最小光パワー値(Pmin)、および光パワー差(dP)を検出する(S1)。
The
そして、制御部207は、検出部205で検出された光パワー差と、光パワー差閾値P3とを比較する(S2)。
制御部207は、光パワー差閾値P3よりも光パワー差が大きいとき(S2にてYes)、制御パラメータを最小光パワー値に、制御ターゲットを目標値P2に決定する(S3)。すると、制御部207は、最小光パワー値が目標値P2となるように、制御電流(ISOA)を制御する(S4)。
Then, the
When the optical power difference is larger than the optical power difference threshold P3 (Yes in S2), the
そして、制御部207は、利得制御を終了するか否かを判定する(S5)。制御部207は、利得制御を終了すると判定したとき(S5にてYes)、一連の処理を終了する。なお、制御部207は、例えば、S5の前の処理において、ユーザにより、利得制御の終了を示す信号が入力されたとき、または光送信器110との通信が終了したときなどに、利得制御を終了すると判定しても良い。
Then, the
また、制御部207は、利得制御を継続すると判定したとき、S1の処理を実行する。なお、制御部207は、例えば、S5の前の処理において、ユーザや図示しない情報処理装置からの利得制御終了の要求がなかったとき、利得制御を継続すると判定しても良い。また、制御部207は、例えば、S4の処理で制御電流を変更して一定時間経過後に、S1の処理を実行しても良い。これにより、制御部207は、一連の処理の回数を求められる利得制御の精度に応じて少なくすることができ、処理負担を軽減することができる。
Further, when it is determined that the gain control is to be continued, the
S2において、光パワー差閾値P3よりも光パワー差が小さいとき(S2にてNo)、制御部207は、検出部205で検出された最大光パワー値と目標値P1とを比較する(S6)。
制御部207は、目標値P1よりも最大光パワー値が大きいとき(S6にてYes)、制御パラメータを最大光パワー値に、制御ターゲットを目標値P1に決定する(S7)。すると、制御部207は、最大光パワー値が目標値P1となるように、制御電流を制御する(S4)。そして、制御部207は、S5の処理を実行する。
When the optical power difference is smaller than the optical power difference threshold P3 in S2 (No in S2), the
When the maximum optical power value is larger than the target value P1 (Yes in S6), the
S6において、目標値P1よりも最大光パワー値が小さいとき(S6にてNo)、制御パラメータを制御電流に、制御ターゲットを初期値I0に決定する(S8)。すると、制御部207は、制御電流が初期値I0となるように、制御電流を制御する(S4)。そして、制御部207は、S5の処理を実行する。
When the maximum optical power value is smaller than the target value P1 in S6 (No in S6), the control parameter is determined as the control current, and the control target is determined as the initial value I0 (S8). Then, the
以上のように、実施形態の光受信器120は、分波部202から出力される複数波長の光信号の光パワーを測定し、各光パワーがそれぞれフォトダイオード60〜6nの受光範囲に収まるように、光増幅器の利得を調整する。これにより、光受信器120は、最大光パワーを有する光信号の光パワーを受光範囲内に抑え、かつ最小光パワーを有する光信号の光パワーが、フォトダイオードの受光範囲よりも小さくなることを回避する。したがって、光受信器は、フォトダイオードに入力する光信号の光パワーを調整する光受信器120に、波長依存性がある半導体光増幅器を用いても、広いダイナミックレンジを実現することができる。
As described above, the
実施形態の光受信器120は、図6で説明したように、光増幅器4に半導体光増幅器を適用したときにおいても、広いダイナミックレンジを実現することができる。したがって、実施形態の光増幅器4は、100ギガイーサネットの40km規格において、ファイバ光増幅器ではなく半導体光増幅器を用いることができ、光受信器120を小型化することができる。
The
以上記載した各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。なお、本発明は、以下の付記に限定されるものではない。
(付記1)
波長の異なる複数の光信号を多重化した通信信号が入力されると、該通信信号の光パワーを増幅して出力する光増幅部と、
前記光増幅部で光パワーが増幅された前記通信信号が入力されると、該通信信号を分波して前記複数の光信号を出力する分波部と、
前記分波部から出力される前記複数の光信号の光パワーをそれぞれ測定するモニタ部と、
前記モニタ部で測定された前記複数の光信号の光パワー値から、最大光パワー値と、最小光パワー値と、最大光パワー値と最小光パワー値との差である光パワー差とを検出する検出部と、
前記光パワー差が、前記最大光パワー値の目標値である第1目標値と、前記最小光パワー値の目標値である第2目標値との差である光パワー差閾値以下であり、かつ前記最大光パワー値が前記第1目標値よりも大きいとき、前記最大光パワー値を第1目標値にするように、前記光増幅部の利得を調整し、
前記光パワー差が前記光パワー差閾値よりも大きいとき、前記最小光パワー値を前記第2の目標値にするように、前記光増幅部の利得を調整する制御部と、
を備えることを特徴とする光受信器。
(付記2)
前記制御部は、
前記複数の光信号の光パワー値が、全て前記第1の目標値と前記第2の目標値の間にあるとき、前記光増幅部の利得を一定にする
ことを特徴とする付記1に記載の光受信器。
(付記3)
前記光受信器は、さらに、
前記分波部から出力される前記複数の光信号を、それぞれの光パワーに応じた電気信号に変換する変換部を備え、
前記制御部は、
前記光増幅部の利得の調整を開始するとき、該利得の大きさを、前記光受信器の最小受信電力の光パワーを有する光信号が前記光増幅器に入力されたとき、該光増幅器から出力される該光信号の光パワーが、前記変換部の受光範囲内に収まる大きさにすることを特徴とする付記1または2に記載の光受信器。
(付記4)
前記光増幅部に利得を制御する制御電流を供給する供給部と、
前記光増幅部の利得の調整を開始するときの制御電流の電流値である初期値を記憶する記憶部と、
を備え、
前記光増幅部は、
前記制御電流の大きさに応じて利得が変化し、
前記制御部は、
前記光増幅部の利得の調整を開始するとき、前記供給部を制御して、前記初期値の制御電流を前記光増幅部に供給させる
ことを特徴とする付記2または3に記載の光受信器。
(付記5)
前記光増幅部は、
制御電流の大きさに応じて利得が変化し、
前記制御部は、
前記光増幅部の利得を調整するとき、前記制御電流の大きさを変更する
ことを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の光受信器
(付記6)
前記第1目標値と、前記第2目標値と、前記光パワー差閾値とを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、
前記制御電流の大きさを変更するとき、前記記憶部に記憶された前記第1目標値と、前記第2目標値と、前記光パワー差閾値とを用いる
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の光受信器。
(付記7)
前記光受信器は、さらに、
前記分波部から出力される前記複数の光信号を、それぞれの光パワーに応じた電気信号に変換する変換部を備え、
前記モニタ部は、
前記電気信号の電流値を監視することにより、前記光信号の光パワーを測定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光受信器。
(付記8)
前記分波部から出力される前記複数の光信号を、それぞれの光パワーに応じた電気信号に変換する変換部をさらに備え、
前記モニタ部は、
前記電気信号の振幅を監視することにより、前記光信号の光パワーを測定する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の光受信器。
(付記9)
前記光増幅部は、
半導体増幅器であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載の光受信器。
(付記10)
前記検出部と前記制御部とは、
CPUにより実行されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の光受信器。
(付記11)
波長の異なる複数の光信号を多重化した通信信号が入力されると、該通信信号の光パワーを増幅し、
前記光パワーが増幅された通信信号を分波し、
前記通信信号を分波する処理で分波された前記複数の光信号の光パワーをそれぞれ測定し、
前記測定した複数の光信号の光パワー値から、最大光パワー値と、最小光パワー値と、最大光パワー値と最小光パワー値との差である光パワー差とを検出し、
前記光パワー差が、前記最大光パワー値の目標値である第1目標値と、前記最小光パワー値の目標値である第2目標値との差である光パワー差閾値以下であり、かつ前記最大光パワー値が前記第1目標値よりも大きいとき、前記最大光パワー値を第1目標値にするように、前記通信信号の光パワーを増幅する処理において、前記通信信号を増幅する利得を調整し、
前記光パワー差が前記光パワー差閾値よりも大きいとき、前記最小光パワー値を前記第2の目標値にするように、前記通信信号の光パワーを増幅する処理において、前記通信信号を増幅する利得を調整する
ことを特徴とする光受信方法。
(付記12)
光送信器は、
波長の異なる複数の光信号が入力されると、該複数の光信号を多重化した通信信号を出力する合波部を備え、
光受信器は、
前記光送信器から送信された通信信号が入力されると、該通信信号の光パワーを増幅して出力する光増幅部と、
前記光増幅部で光パワーが増幅された前記通信信号が入力されると、該通信信号を分波して前記複数の光信号を出力する分波部と、
前記分波部から出力される前記複数の光信号の光パワーをそれぞれ測定するモニタ部と、
前記モニタ部で測定された前記複数の光信号の光パワー値を参照し、最大光パワー値と、最小光パワー値と、最大光パワー値と最小光パワー値との差である光パワー差とを検出する検出部と、
前記光パワー差が、前記最大光パワー値の目標値である第1目標値と、前記最小光パワー値の目標値である第2目標値との差である光パワー差閾値以下であり、かつ前記最大光パワー値が前記第1目標値よりも大きいとき、前記最大光パワー値を第1目標値にするように、前記光増幅部の利得を調整し、
前記光パワー差が前記光パワー差閾値よりも大きいとき、前記最小光パワー値を前記第2の目標値にするように、前記光増幅部の利得を調整する制御部と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
The following additional notes are further disclosed with respect to the embodiments including the examples described above. Note that the present invention is not limited to the following supplementary notes.
(Appendix 1)
When a communication signal obtained by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths is input, an optical amplification unit that amplifies and outputs the optical power of the communication signal;
A demultiplexing unit that demultiplexes the communication signal and outputs the plurality of optical signals when the communication signal with the optical power amplified by the optical amplification unit is input;
A monitor unit for measuring the optical power of each of the plurality of optical signals output from the demultiplexing unit;
From the optical power values of the plurality of optical signals measured by the monitor unit, a maximum optical power value, a minimum optical power value, and an optical power difference that is a difference between the maximum optical power value and the minimum optical power value are detected. A detector to
The optical power difference is equal to or less than an optical power difference threshold that is a difference between a first target value that is a target value of the maximum optical power value and a second target value that is a target value of the minimum optical power value; When the maximum optical power value is larger than the first target value, the gain of the optical amplification unit is adjusted so that the maximum optical power value becomes the first target value,
A control unit that adjusts the gain of the optical amplification unit so that the minimum optical power value is set to the second target value when the optical power difference is larger than the optical power difference threshold;
An optical receiver comprising:
(Appendix 2)
The controller is
The
(Appendix 3)
The optical receiver further includes:
A conversion unit that converts the plurality of optical signals output from the demultiplexing unit into electrical signals corresponding to respective optical powers;
The controller is
When the adjustment of the gain of the optical amplifying unit is started, the magnitude of the gain is output from the optical amplifier when an optical signal having the optical power of the minimum reception power of the optical receiver is input to the optical amplifier. The optical receiver according to
(Appendix 4)
A supply unit for supplying a control current for controlling the gain to the optical amplification unit;
A storage unit that stores an initial value that is a current value of a control current when starting to adjust the gain of the optical amplification unit;
With
The optical amplification unit is
The gain changes according to the magnitude of the control current,
The controller is
4. The optical receiver according to
(Appendix 5)
The optical amplification unit is
The gain changes according to the magnitude of the control current,
The controller is
The optical receiver according to any one of
A storage unit for storing the first target value, the second target value, and the optical power difference threshold;
The controller is
The first target value, the second target value, and the optical power difference threshold stored in the storage unit are used when changing the magnitude of the control current. The optical receiver as described in any one of.
(Appendix 7)
The optical receiver further includes:
A conversion unit that converts the plurality of optical signals output from the demultiplexing unit into electrical signals corresponding to respective optical powers;
The monitor unit is
The optical receiver according to
(Appendix 8)
A conversion unit that converts the plurality of optical signals output from the demultiplexing unit into electrical signals corresponding to respective optical powers;
The monitor unit is
The optical receiver according to
(Appendix 9)
The optical amplification unit is
9. The optical receiver according to
(Appendix 10)
The detection unit and the control unit are:
The optical receiver according to
(Appendix 11)
When a communication signal obtained by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths is input, the optical power of the communication signal is amplified,
Demultiplexing the communication signal in which the optical power is amplified;
Measure the optical power of each of the plurality of optical signals demultiplexed by the process of demultiplexing the communication signal,
From the measured optical power values of the plurality of optical signals, the maximum optical power value, the minimum optical power value, and the optical power difference that is the difference between the maximum optical power value and the minimum optical power value,
The optical power difference is equal to or less than an optical power difference threshold that is a difference between a first target value that is a target value of the maximum optical power value and a second target value that is a target value of the minimum optical power value; A gain for amplifying the communication signal in the process of amplifying the optical power of the communication signal so that the maximum optical power value becomes the first target value when the maximum optical power value is larger than the first target value. Adjust
When the optical power difference is larger than the optical power difference threshold, the communication signal is amplified in the process of amplifying the optical power of the communication signal so that the minimum optical power value is set to the second target value. An optical receiving method comprising adjusting a gain.
(Appendix 12)
The optical transmitter
When a plurality of optical signals having different wavelengths are input, a multiplexing unit that outputs a communication signal obtained by multiplexing the plurality of optical signals is provided.
The optical receiver
When a communication signal transmitted from the optical transmitter is input, an optical amplification unit that amplifies and outputs the optical power of the communication signal;
A demultiplexing unit that demultiplexes the communication signal and outputs the plurality of optical signals when the communication signal with the optical power amplified by the optical amplification unit is input;
A monitor unit for measuring the optical power of each of the plurality of optical signals output from the demultiplexing unit;
With reference to the optical power values of the plurality of optical signals measured by the monitor unit, a maximum optical power value, a minimum optical power value, and an optical power difference that is a difference between the maximum optical power value and the minimum optical power value; A detection unit for detecting
The optical power difference is equal to or less than an optical power difference threshold that is a difference between a first target value that is a target value of the maximum optical power value and a second target value that is a target value of the minimum optical power value; When the maximum optical power value is larger than the first target value, the gain of the optical amplification unit is adjusted so that the maximum optical power value becomes the first target value,
A control unit that adjusts the gain of the optical amplification unit so that the minimum optical power value is set to the second target value when the optical power difference is larger than the optical power difference threshold;
An optical communication system comprising:
10〜1n ドライバ
20〜2n レーザーダイオード
3 合波器
4 光増幅器
41 供給回路
5 分波器
60〜6n フォトダイオード
70〜7n 電力モニタ
8 制御回路
81 最大光パワー値検出回路
82 最小光パワー値検出回路
83 光パワー差検出回路
84 制御切替回路
85 A/D変換回路
86 D/A変換回路
9 記憶装置
100 光通信システム
110 光送信器
120 光受信器
130 光ファイバ
201 光増幅部
202 分波部
203 変換部
204 モニタ部
205 検出部
206 記憶部
207 制御部
208 供給部
300 設定値テーブル
10 to 1n
Claims (6)
前記光増幅部で光パワーが増幅された前記通信信号が入力されると、該通信信号を分波して前記複数の光信号を出力する分波部と、
前記分波部から出力される前記複数の光信号の光パワーをそれぞれ測定するモニタ部と、
前記モニタ部で測定された前記複数の光信号の光パワー値から、最大光パワー値と、最小光パワー値と、最大光パワー値と最小光パワー値との差である光パワー差とを検出する検出部と、
前記光増幅部の利得の制御を行う制御部であって、
前記制御を開始するときの初期値に前記光増幅部の利得が調整されている状態での前記光パワー差が、前記最大光パワー値の目標値である第1目標値と、前記最小光パワー値の目標値である第2目標値との差である光パワー差閾値よりも大きいときは、前記最小光パワー値を前記第2の目標値にするように前記光増幅部の利得を調整し、
前記制御を開始するときの初期値に前記光増幅部の利得が調整されている状態での前記光パワー差が前記光パワー差閾値以下であるときは、
前記最大光パワー値が前記第1目標値よりも大きければ前記最大光パワー値を前記第1目標値にするように前記光増幅部の利得を調整し、
前記最大光パワー値が前記第1目標値以下であれば前記初期値の状態を維持するように前記光増幅部の利得を制御する、
該制御部と、
を備えることを特徴とする光受信器。 When a communication signal obtained by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths is input, an optical amplification unit that amplifies and outputs the optical power of the communication signal;
A demultiplexing unit that demultiplexes the communication signal and outputs the plurality of optical signals when the communication signal with the optical power amplified by the optical amplification unit is input;
A monitor unit for measuring the optical power of each of the plurality of optical signals output from the demultiplexing unit;
From the optical power values of the plurality of optical signals measured by the monitor unit, a maximum optical power value, a minimum optical power value, and an optical power difference that is a difference between the maximum optical power value and the minimum optical power value are detected. A detector to
A control unit for controlling the gain of the optical amplification unit,
The optical power difference in a state where the gain of the optical amplification unit is adjusted to the initial value when starting the control is a first target value that is a target value of the maximum optical power value, and the minimum optical power. when greater than a difference between the second target value is a target value of the value the optical power difference threshold, the minimum optical power value to adjust the gain of the optical amplifier unit to the second target value ,
When the optical power difference when the gain of the optical amplification unit is adjusted to the initial value when starting the control is equal to or less than the optical power difference threshold,
If the maximum optical power value is larger than the first target value, the gain of the optical amplification unit is adjusted so that the maximum optical power value becomes the first target value;
If the maximum optical power value is less than or equal to the first target value, the gain of the optical amplification unit is controlled to maintain the initial value state.
The control unit;
An optical receiver comprising:
前記分波部から出力される前記複数の光信号を、それぞれの光パワーに応じた電気信号に変換する変換部を備え、
前記制御部は、
前記制御を開始するときの前記初期値として、前記光増幅部の利得を、前記光受信器の最小受信電力の光パワーを有する光信号が前記光増幅器に入力されたとき、該光増幅器から出力される該光信号の光パワーが、前記変換部のダイナミックレンジ内に収まる大きさにすることを特徴とする請求項1に記載の光受信器。 The optical receiver further includes:
A conversion unit that converts the plurality of optical signals output from the demultiplexing unit into electrical signals corresponding to respective optical powers;
The controller is
As the initial value when starting the control, the gain of the optical amplification unit is output from the optical amplifier when an optical signal having the optical power of the minimum reception power of the optical receiver is input to the optical amplifier. the optical receiver according to claim 1, the optical power of the optical signal, characterized in that the size to fit within the dynamic range of the converter unit to be.
制御電流の大きさに応じて利得が変化し、
前記制御部は、
前記光増幅部の利得を調整するとき、前記制御電流の大きさを変更する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光受信器。 The optical amplification unit is
The gain changes according to the magnitude of the control current,
The controller is
When adjusting the gain of the optical amplification unit, the optical receiver according to claim 1 or 2, characterized in that to change the size of the control current.
前記分波部から出力される前記複数の光信号を、それぞれの光パワーに応じた電気信号に変換する変換部を備え、
前記モニタ部は、
前記電気信号の電流値を監視することにより、前記光信号の光パワーを測定する
ことを特徴とする請求項1に記載の光受信器。 The optical receiver further includes:
A conversion unit that converts the plurality of optical signals output from the demultiplexing unit into electrical signals corresponding to respective optical powers;
The monitor unit is
By monitoring the current value of the electrical signal, the optical receiver according to claim 1, characterized by measuring the optical power of the optical signal.
前記光パワーが増幅された通信信号を分波し、
前記通信信号を分波する処理で分波された前記複数の光信号の光パワーをそれぞれ測定し、
前記測定した複数の光信号の光パワー値から、最大光パワー値と、最小光パワー値と、最大光パワー値と最小光パワー値との差である光パワー差とを検出し、
前記通信信号の光パワーの増幅における利得の制御であって、
前記制御を開始するときの初期値に前記利得が調整されている状態での前記光パワー差が、前記最大光パワー値の目標値である第1目標値と、前記最小光パワー値の目標値である第2目標値との差である光パワー差閾値よりも大きいときは、前記最小光パワー値を前記第2の目標値にするように前記利得を調整し、
前記制御を開始するときの初期値に前記利得が調整されている状態での前記光パワー差が前記光パワー差閾値以下であるときは、
前記最大光パワー値が前記第1目標値よりも大きければ前記最大光パワー値を前記第1目標値にするように前記利得を調整し、
前記最大光パワー値が前記第1目標値以下であれば前記初期値の状態を維持するように前記利得を制御する、
ことを特徴とする光受信方法。 When a communication signal obtained by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths is input, the optical power of the communication signal is amplified,
Demultiplexing the communication signal in which the optical power is amplified;
Measure the optical power of each of the plurality of optical signals demultiplexed by the process of demultiplexing the communication signal,
From the measured optical power values of the plurality of optical signals, the maximum optical power value, the minimum optical power value, and the optical power difference that is the difference between the maximum optical power value and the minimum optical power value,
Control of gain in amplification of optical power of the communication signal,
The optical power difference in a state where the gain is adjusted to the initial value when starting the control is a first target value that is a target value of the maximum optical power value and a target value of the minimum optical power value when greater than the optical power difference threshold, which is the difference between the second target value is the the minimum optical power value to adjust the gain such that the second target value,
When the optical power difference in the state where the gain is adjusted to the initial value when starting the control is equal to or less than the optical power difference threshold,
If the maximum optical power value is greater than the first target value, the gain is adjusted so that the maximum optical power value becomes the first target value ;
If the maximum optical power value is less than or equal to the first target value, the gain is controlled to maintain the initial value state;
An optical receiving method.
光受信器であって、
前記光送信器から送信された通信信号が入力されると、該通信信号の光パワーを増幅して出力する光増幅部と、
前記光増幅部で光パワーが増幅された前記通信信号が入力されると、該通信信号を分波して前記複数の光信号を出力する分波部と、
前記分波部から出力される前記複数の光信号の光パワーをそれぞれ測定するモニタ部と、
前記モニタ部で測定された前記複数の光信号の光パワー値を参照し、最大光パワー値と、最小光パワー値と、最大光パワー値と最小光パワー値との差である光パワー差とを検出する検出部と、
前記光増幅部の利得の制御を行う制御部であって、
前記制御を開始するときの初期値に前記光増幅部の利得が調整されている状態での前記光パワー差が、前記最大光パワー値の目標値である第1目標値と、前記最小光パワー値の目標値である第2目標値との差である光パワー差閾値よりも大きいときは、前記最小光パワー値を前記第2の目標値にするように前記光増幅部の利得を調整し、
前記制御を開始するときの初期値に前記光増幅部の利得が調整されている状態での前記光パワー差が前記光パワー差閾値以下であるときは、
前記最大光パワー値が前記第1目標値よりも大きければ前記最大光パワー値を前記第1目標値にするように前記光増幅部の利得を調整し、
前記最大光パワー値が前記第1目標値以下であれば前記初期値の状態を維持するように前記光増幅部の利得を制御する、
該制御部と、
を備える該光受信器と、
を備えることを特徴とする光通信システム。 When a plurality of optical signals of different wavelengths is inputted, the optical transmitter Ru comprising a multiplexing section that outputs a communication signal by multiplexing optical signals of the plurality of,
An optical receiver,
When a communication signal transmitted from the optical transmitter is input, an optical amplification unit that amplifies and outputs the optical power of the communication signal;
A demultiplexing unit that demultiplexes the communication signal and outputs the plurality of optical signals when the communication signal with the optical power amplified by the optical amplification unit is input;
A monitor unit for measuring the optical power of each of the plurality of optical signals output from the demultiplexing unit;
With reference to the optical power values of the plurality of optical signals measured by the monitor unit, a maximum optical power value, a minimum optical power value, and an optical power difference that is a difference between the maximum optical power value and the minimum optical power value; A detection unit for detecting
A control unit for controlling the gain of the optical amplification unit,
The optical power difference in a state where the gain of the optical amplification unit is adjusted to the initial value when starting the control is a first target value that is a target value of the maximum optical power value, and the minimum optical power. when greater than a difference between the second target value is a target value of the value the optical power difference threshold, the minimum optical power value to adjust the gain of the optical amplifier unit to the second target value ,
When the optical power difference when the gain of the optical amplification unit is adjusted to the initial value when starting the control is equal to or less than the optical power difference threshold,
If the maximum optical power value is larger than the first target value, the gain of the optical amplification unit is adjusted so that the maximum optical power value becomes the first target value ;
If the maximum optical power value is less than or equal to the first target value, the gain of the optical amplification unit is controlled to maintain the initial value state.
The control unit;
The optical receiver comprising:
An optical communication system comprising:
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