JP6879314B2 - プラガブル光モジュール、光通信システム及びプラガブル光モジュールの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラガブル光モジュール、光通信システム及びプラガブル光モジュールの制御方法に関する。

光通信システムにおいては、光信号の送受信に用いられる光モジュールが搭載される。こうした光モジュールでは、マッハツェンダ型光変調器が用いられる（例えば、特許文献１）。マッハツェンダ型光変調器として、マッハツェンダ干渉計を構成する２つの光導波路の位相差が印加電圧に対して非線形に変化するものが知られている。このようなマッハツェンダ型光変調器では、２つの光導波路の片方あるいは両方に、バイアス電圧を印加するバイアス電極及びデータ信号が印加される変調電極が設けられる。

光導波路にバイアス電圧を印加する別の例も知られている（特許文献２）。この例では、入力された入力光を２つの光導波路に分岐し、各光導波路を伝搬した各分岐光を合成して変調光を出力する。２つの光導波路のうち、少なくとも１つの光導波路に供給されたバイアス電圧を入力光の波長に応じて制御する。さらに、入力光の波長に応じて変調光の位相を位相装置電圧で制御する。

また、マッハツェンダ変調器を用いて構成された光多値信号送信器（特許文献３）なども提案されている。

一方で、例えばＳＦＰ（Small Form Factor Pluggable）やＸＦＰなどの規格の光通信システムにおいて、プラガブル光モジュールの利用が進展している。プラガブル光モジュールは、光伝送装置のソケットに挿抜可能な光トランシーバである。プラガブル光モジュールの制御を実施する際、プラガブル光モジュールはホスト側である光伝送装置から制御情報を受け取る。そして、受け取った制御情報に応じて、プラガブル光モジュールの動作の切替えや変更が行われる。

特開２０１４−１０１８７号公報 特開２０１４−１６０９８５号公報 特開２００５−３２６５４８号公報

ところが、発明者は、上述の手法には以下に示す問題点があることを見出した。マッハツェンダ光変調器を用いる場合、光変調器の光導波路に設けられた電極にバイアス電圧を印加することで、光変調器の動作点を調整することができる。しかし、プラガブル光モジュールに搭載される光変調器には個体差があるため、同じ位相だけシフトさせるために印加すべきバイアス電圧は、プラガブル光モジュールごとに異なる。そのため、光伝送装置から動作点の切替え要求を受け付けた場合、自律的に動作点の切替え動作を実行できるプラガブル光モジュールが求められる。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、プラガブル光モジュールにおいて、外部から与えられる位相角度情報に応じて、適切なバイアス電圧を自律的に光変調器に印加することを目的とする。

本発明の一態様であるプラガブル光モジュールは、光伝送装置に対して挿抜可能に構成され、前記光伝送装置と、通信データ信号及び制御信号を通信可能であるプラガブル電気コネクタと、導波路上に位相変調領域が設けられたマッハツェンダ型光変調器を有し、前記通信データ信号に応じて変調された光信号を出力する光信号出力部と、前記光信号の光強度を調整可能である光強度調整部と、光ファイバが挿抜可能に構成され、前記光強度調整部から出力される前記光信号を前記光ファイバへ出力可能であるプラガブル光レセプタと、前記光信号出力部の変調動作及び前記位相変調領域に印加するバイアス電圧を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記プラガブル電気コネクタからの前記制御信号に含まれる位相角度情報に応じて前記位相変調領域に印加するバイアス電圧を決定し、
前記光信号出力部は、前記制御部が決定したバイアス電圧を、前記位相変調領域に印加するものである。

本発明の一態様である光通信システムは、光信号を伝送する光ファイバと、前記光ファイバが挿抜可能に構成され、前記光ファイバに前記光信号を出力するプラガブル光モジュールと、前記プラガブル光モジュールが挿抜可能に構成され、前記プラガブル光モジュールを制御する光伝送装置と、を備え、前記プラガブル光モジュールは、前記光伝送装置に対して挿抜可能に構成され、前記光伝送装置と、通信データ信号及び制御信号を通信可能であるプラガブル電気コネクタと、導波路上に位相変調領域が設けられたマッハツェンダ型光変調器を有し、前記通信データ信号に応じて変調された光信号を出力する光信号出力部と、前記光信号の光強度を調整可能である光強度調整部と、前記光ファイバが挿抜可能に構成され、前記光強度調整部から出力される前記光信号を前記光ファイバへ出力可能であるプラガブル光レセプタと、前記光信号出力部の変調動作及び前記位相変調領域に印加するバイアス電圧を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記プラガブル電気コネクタからの前記制御信号に含まれる位相角度情報に応じて前記位相変調領域に印加するバイアス電圧を決定し、前記光信号出力部は、前記制御部が決定したバイアス電圧を、前記位相変調領域に印加するものである。

本発明の一態様であるプラガブル光モジュールの制御方法は、光伝送装置に対して挿抜可能に構成されたプラガブル電気コネクタから通信データ信号及び制御信号を受け付け、前記制御信号に含まれる位相角度情報に基づいて、マッハツェンダ型光変調器に設けられた位相変調領域に印加するバイアス電圧を決定し、前記決定したバイアス電圧と前記通信データ信号とに基づいて、光源からの光を変調して光信号を生成し、前記光信号の光強度を調整し、前記光強度が調整された光信号を、光ファイバが挿抜可能に構成されたプラガブル光レセプタを介して前記光ファイバに出力するものである。

本発明によれば、プラガブル光モジュールにおいて、外部から与えられる位相角度情報に応じて、適切なバイアス電圧を自律的に光変調器に印加することができる。

実施の形態１にかかるプラガブル光モジュールの構成を模式的に示すブロック図である。 実施の形態１にかかるプラガブル光モジュールが搭載される光通信システムの要部構成例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる制御部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる制御部のテーブルの内容を示す図である。 実施の形態１にかかる光信号出力部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる光変調部の構成を模式的に示す図である。 実施の形態１にかかるプラガブル光モジュールを光ファイバ側から見た場合の斜視図である。 実施の形態１にかかるプラガブル光モジュールを光伝送装置側から見た場合の斜視図である。 実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール動作点切替動作を示すシーケンス図である。 実施の形態２にかかるプラガブル光モジュールの構成を模式的に示すブロック図である。 実施の形態２にかかる光信号出力部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態２にかかる光変調部の構成を模式的に示す図である。 実施の形態２にかかる制御部のテーブルセットを示す図である。 実施の形態２にかかるプラガブル光モジュールの動作点切替動作を示すシーケンス図である。 実施の形態３にかかる波長可変プラガブル光モジュールの構成を模式的に示すブロック図である。 実施の形態３にかかる光信号出力部の構成例を示すブロック図である。 実施の形態３にかかる制御部のテーブルセット群を示す図である。 実施の形態３にかかる波長可変プラガブル光モジュールの波長切替動作を示すシーケンス図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。

実施の形態１
実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００について説明する。図１は、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００の構成を模式的に示すブロック図である。図２は、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００が搭載される光通信システム１０００の要部構成例を示すブロック図である。図２に示すように、プラガブル光モジュール１００は、コネクタ付きの光ファイバ９１のコネクタ部が挿抜可能に構成される。コネクタ付きの光ファイバ９１のコネクタとしては、例えばＬＣ型コネクタやＭＵ型コネクタを用いることができる。プラガブル光モジュール１００は、通信ホストである光伝送装置９２から入力される制御信号ＣＯＮ１に基づいて制御される。なお、プラガブル光モジュール１００は、制御信号ＣＯＮ１とともに、光伝送装置９２からデータ信号である変調信号ＭＯＤを受信することも可能である。この場合、プラガブル光モジュール１００は、受信した変調信号ＭＯＤに基づいて変調した光変調信号ＬＳを出力することができる。光伝送装置９２は、例えば、プラガブル光モジュール１００からの通信データ信号又はプラガブル光モジュール１００に入力する通信データ信号のフレーム処理等の通信データ処理を行う。

プラガブル光モジュール１００は、プラガブル電気コネクタ１１、光信号出力部１３、光強度調整部１４、制御部１２及びプラガブル光レセプタ１５を有する。

プラガブル電気コネクタ１１は、光伝送装置９２に対して挿抜可能に構成される。プラガブル電気コネクタ１１は、光伝送装置９２から出力される電気信号である制御信号ＣＯＮ１を受け取って、制御部１２に制御信号ＣＯＮ１を転送する。また、プラガブル電気コネクタ１１は、光伝送装置９２から出力される電気信号である変調信号ＭＯＤを受け取って、光信号出力部１３に転送する。また、プラガブル電気コネクタ１１は、制御部１２から出力される電気信号を光伝送装置９２に転送してもよい。

制御部１２は、光伝送装置９２からプラガブル電気コネクタ１１を介して入力される制御信号ＣＯＮ１に基づいて、光信号出力部１３の動作を制御する。制御信号ＣＯＮ１には、マッハツェンダ変調器のアーム（光導波路）に設定すべき位相角度を示す位相角度情報が含まれている。図３は、実施の形態１にかかる制御部１２の構成を示すブロック図である。制御部１２は、記憶部１２Ａ及び指示部１２Ｂを有する。記憶部１２Ａは、位相角度情報とマッハツェンダ変調器のアーム（光導波路）に印加するバイアス電圧との対応を示すテーブルＴＡＢが格納されている。指示部１２Ｂは、受け取った位相角度情報に基づいてテーブルＴＡＢを参照し、対応するバイアス電圧の値を決定する。そして、決定したバイアス電圧の値を、制御信号ＣＯＮ２により光信号出力部１３に対して指示する。

図４は、実施の形態１にかかる制御部１２のテーブルＴＡＢの内容を示す図である。テーブルＴＡＢには、光伝送装置９２に指示された位相角度とバイアス電圧の対応関係を示す情報が格納されている。図４では、位相角度情報が８ビットの信号で与えられる。光伝送装置９２は、指示する位相角度に応じて、８ビットの値で示される制御信号ＣＯＮ１として制御部１２に出力する。ここで、位相角度情報や制御信号ＣＯＮ１の値は、例えば、符号付１６ビットの信号等、様々な形式のものであってもよい。

また、制御部１２は、光強度調整部１４へ出力する制御信号ＣＯＮ３により、光強度調整部１４から出力される光変調信号ＬＳの光強度を調整することができる。

光信号出力部１３は、マッハツェンダ型光変調器を含み、所定の変調方式で変調された光変調信号ＬＳを出力する。光信号出力部１３は、マッハツェンダ型光変調器の光導波路に設けられた位相変調領域に変調信号ＭＯＤを印加することで、光変調信号ＬＳを変調する。また、光信号出力部１３は、位相変調領域にバイアス電圧を印加することで、マッハツェンダ型光変調器の動作点を調整することが可能である。なお、光信号出力部１３は、位相変調、振幅変調、偏波変調などの各種の変調方式で、又は、各種の変調方式を組み合わせて光変調信号ＬＳを変調することができる。ここで、マッハツェンダ型光変調器は、例えば、半導体光変調器等である。

ここで、位相変調領域とは、光導波路上に形成された電極を有する領域である。そして、電極に電気信号、例えば電圧信号が印加されることにより、電極の下の光導波路の実効屈折率が変化する。その結果、位相変調領域の光導波路の実質的な光路長を変化させることができる。これにより、位相変調領域は、光導波路を伝搬する光信号の位相を変化させることができる。そして、２本の光導波路の間を伝搬する光信号間に位相差を与えることで、光信号を変調することができる。

光信号出力部１３の構成例について説明する。図５は、実施の形態１にかかる光信号出力部１３の構成例を示すブロック図である。光信号出力部１３は、光源１６及び光変調部１７を有する。光源１６は、例えば、半導体光素子とリング共振器とで構成される波長可変光モジュール等であり、出力光Ｌｏｒｉｇを出力する。出力光Ｌｏｒｉｇは、制御信号ＣＯＮ２により制御される。

光変調部１７は、例えばマッハツェンダ型の光変調器である。なお、図１では図示しなかったが、光変調部１７は、光伝送装置９２からプラガブル電気コネクタ１１を介して入力される通信データ信号に対応した変調信号ＭＯＤに応じて、出力光Ｌｏｒｉｇを変調した光変調信号ＬＳを出力する。

続いて、光変調部１７の構成について説明する。図６は、実施の形態１にかかる光変調部１７の構成を模式的に示す図である。光変調部１７は、一般的なマッハツェンダ型光変調器として構成される。光変調部１７は、光変調器１７Ａ及び駆動回路１７Ｂを有する。

光変調器１７Ａは、光源１６からの出力光Ｌｏｒｉｇを変調して、光変調信号ＬＳを出力する。光変調器１７Ａは光導波路１７１〜１７４、位相変調領域ＰＭＡ及びＰＭＢを有する。光導波路１７１の一端には、光源１６からの出力光Ｌｏｒｉｇが入力する。光導波路１７１の他端は、光導波路１７２の一端及び光導波路１７３の一端と光学的に接続される。よって、光導波路１７１を伝搬する光は、光導波路１７２と光導波路１７３とに分岐される。光導波路１７２の他端及び光導波路１７３の他端とは、光導波路１７４の一端と接続される。光導波路１７２には、光導波路１７２を伝搬する光の位相を変化させる位相変調領域ＰＭＡが配置される。光導波路１７３には、光導波路１７２を伝搬する光の位相を変化させる位相変調領域ＰＭＢが配置される。光導波路１７４の他端からは、光変調信号ＬＳが出力される。

駆動回路１７Ｂは、光変調器１７Ａの変調動作を制御するとともに、位相変調領域ＰＭＡ及びＰＭＢの一方又は双方に、制御信号ＣＯＮ２に応じてバイアス電圧ＶＢＩＡＳを印加することで光変調器１７Ａの動作点を制御することができる。以下では、駆動回路１７Ｂは、位相変調領域ＰＭＡにバイアス電圧を印加するものとして説明する。また、駆動回路１７Ｂは、位相変調領域ＰＭＡ及びＰＭＢの一方又は双方に変調信号ＭＯＤを印加することで、光変調信号ＬＳを変調することができる。この例では、駆動回路１７Ｂは、位相変調領域ＰＭＡに、変調信号ＭＯＤに応じた変調信号ＳＩＧ＿Ｍ１を印加する。駆動回路１７Ｂは、位相変調領域ＰＭＢに、変調信号ＭＯＤに応じた変調信号ＳＩＧ＿Ｍ２を印加する。

光強度調整部１４は、光信号出力部１３から出力される光変調信号ＬＳを減衰又は遮断することで、光変調信号ＬＳの光強度を調整することができる。上述のとおり、光強度調整部１４は、制御部１２から出力される制御信号ＣＯＮ３に応じて、光変調信号ＬＳの光強度を調整する。光強度調整部１４は、例えば光アッテネータを用いることができる。

プラガブル光レセプタ１５（第１プラガブル光レセプタとも称する）は、外部のコネクタ付きの光ファイバ９１（第１光伝送路とも称する）のコネクタが挿抜可能に構成される。プラガブル光レセプタ１５は、光強度調整部１４から出力される光変調信号ＬＳを、光ファイバ９１に送出する。

プラガブル光モジュール１００の外観を示す。図７は、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００を光ファイバ９１側から見た場合の斜視図である。図７に示す符号６１は、プラガブル光モジュール１００の上面を示す。図７に示す符号６２は、プラガブル光レセプタ１５の光ファイバ９１のコネクタの差込口を示す。図８は、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００を光伝送装置９２側から見た場合の斜視図である。図８に示す符号６３は、プラガブル光モジュール１００の下面を示す。図８に示す符号６４は、プラガブル電気コネクタ１１の光伝送装置９２との接続部を示す。

続いて、プラガブル光モジュール１００の動作点切替動作について説明する。図９は、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００の動作点切替動作を示すシーケンス図である。

ステップＳ１１：位相角度情報受領
制御部１２は、光伝送装置９２から動作点切替のための位相角度情報を含む制御信号ＣＯＮ１を受け取る。

ステップＳ１２：テーブル参照
制御部１２は、受けとった位相角度情報に基づいてテーブルＴＡＢを参照し、位相変調領域ＰＭＡに与えるバイアス電圧を決定する。

ステップＳ１３：バイアス電圧指示
制御部１２は、制御信号ＣＯＮ２により、光信号出力部１３に対して決定したバイアス電圧の値を指示する。

ステップＳ１４：バイアス電圧印加
光信号出力部１３は、位相変調領域ＰＭＡに対して決定したバイアス電圧を印加する。

以上、本構成によれば、プラガブル光モジュール１００において光信号出力部１３の光変調部１７の動作点を変更する際に、外部の光伝送装置９２は、位相角度情報を与えればよい。位相角度情報は、デジタル信号などの一般的な信号を用いることができる。本実施の形態では、テーブルＴＡＢに格納されたバイアス電圧の値は、光変調部１７の動作点を指示された位相角度情報の通りに調整できるように、予め設定されている。よって、制御部１２は、テーブルＴＡＢを参照してバイアス電圧を指示して、光変調部１７の動作点を位相角度情報の通りに調整できる。

したがって、本構成によれば、光伝送装置はプラガブル光モジュールの個体差を考慮することなく光変調器の動作点を調整することができる。また、プラガブル光モジュールは、光伝送装置からの指示に応じてテーブルを参照することで、自律的に適切なバイアス電圧を光変調器の位相変調領域に印加することができる。

実施の形態２
実施の形態２にかかるプラガブル光モジュール２００について説明する。実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００は動作点の切替に対応するものであるのに対し、プラガブル光モジュール２００は、より動的な位相設定が可能な構成を有する。図１０は、実施の形態２にかかるプラガブル光モジュール２００の構成を模式的に示すブロック図である。プラガブル光モジュール２００は、実施の形態１にかかるプラガブル光モジュール１００の制御部１２及び光信号出力部１３を、それぞれ制御部２２及び光信号出力部２３に置換した構成を有する。なお、プラガブル光モジュール２００は、制御信号ＣＯＮ１とともに、光伝送装置９２からデータ信号に対応する変調信号ＭＯＤを受信することも可能である。この場合、プラガブル光モジュール２００は、受信した変調信号ＭＯＤに基づいて変調した光変調信号ＬＳを出力することができる。プラガブル光モジュール２００のその他の構成はプラガブル光モジュール１００と同様であるので、説明を省略する。

光信号出力部２３の構成例について説明する。図１１は、実施の形態２にかかる光信号出力部２３の構成例を示すブロック図である。光信号出力部２３は、光信号出力部１３の光変調部１７を光変調部２７に置換した構成を有する。

光変調部２７の構成について説明する。図１２は、実施の形態２にかかる光変調部２７の構成を模式的に示す図である。光変調部２７は、光変調器２７Ａ及び駆動回路２７Ｂを有する。光変調器２７Ａは、一般的なマッハツェンダ型光変調器を複数個組み合わせた構成を有する。この例では、光変調器２７Ａは、４つのマッハツェンダ型光変調器ＭＺ１〜ＭＺ４を組み合わせた構成を有する。マッハツェンダ型光変調器ＭＺ１〜ＭＺ４は、それぞれ実施の形態１で説明した光変調部１７と同様の構成を有し、並列に配置される。

光導波路ＷＧ１には、光源１６からの出力光Ｌｏｒｉｇが入力される。光導波路ＷＧ１は、光導波路ＷＧ２と光導波路ＷＧ３とに分岐される。光導波路ＷＧ２は、光導波路ＷＧ４と光導波路ＷＧ５とに分岐される。光導波路ＷＧ４はマッハツェンダ型光変調器ＭＺ１の入力と接続され、光導波路ＷＧ５はマッハツェンダ型光変調器ＭＺ２の入力と接続される。光導波路ＷＧ３は、光導波路ＷＧ６と光導波路ＷＧ７とに分岐される。光導波路ＷＧ６はマッハツェンダ型光変調器ＭＺ３の入力と接続され、光導波路ＷＧ７はマッハツェンダ型光変調器ＭＺ４の入力と接続される。

マッハツェンダ型光変調器ＭＺ１の出力は光導波路ＷＧ８と接続され、マッハツェンダ型光変調器ＭＺ２の出力は光導波路ＷＧ９と接続される。マッハツェンダ型光変調器ＭＺ３の出力は光導波路ＷＧ１０と接続され、マッハツェンダ型光変調器ＭＺ４の出力は光導波路ＷＧ１１と接続される。光導波路ＷＧ８と光導波路ＷＧ９とは合流して、光導波路ＷＧ１２と接続される。光導波路ＷＧ１０と光導波路ＷＧ１１とは合流して、光導波路ＷＧ１３と接続される。光導波路ＷＧ１２と光導波路ＷＧ１３とは合流して、光導波路ＷＧ１４と接続される。光導波路ＷＧ１４からは、変調された光変調信号ＬＳが出力される。

なお、本実施の形態では、マッハツェンダ型光変調器ＭＺ１の２本の光導波路に配置された位相変調領域ＰＭＡ及びＰＭＢを、位相変調領域ＰＭ１及びＰＭ２とする。マッハツェンダ型光変調器ＭＺ２の２本の光導波路に配置された位相変調領域ＰＭＡ及びＰＭＢを、位相変調領域ＰＭ３及びＰＭ４とする。マッハツェンダ型光変調器ＭＺ３の２本の光導波路に配置された位相変調領域ＰＭＡ及びＰＭＢを、位相変調領域ＰＭ５及びＰＭ６とする。マッハツェンダ型光変調器ＭＺ４の２本の光導波路に配置された位相変調領域ＰＭＡ及びＰＭＢを、位相変調領域ＰＭ７及びＰＭ８とする。また、光導波路ＷＧ８〜ＷＧ１１には、それぞれ位相変調領域ＰＭ９〜ＰＭ１２が配置されている。

駆動回路２７Ｂは、光変調器２７Ａの変調動作を制御するとともに、位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２のそれぞれにバイアス電圧を印加することで、光変調器２７Ａの動作点を制御することができる。また、駆動回路２７Ｂは、位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２のそれぞれに変調信号を印加することで、光変調信号ＬＳを変調することができる。

制御部２２は、光変調部２７の位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２に印加するバイアス電圧を、テーブルセット２０を参照することで決定する。テーブルセット２０は複数のテーブルを含み、本実施の形態では、位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２のそれぞれに対応するテーブルＴ１〜Ｔ１２を含む。図１３は、実施の形態２にかかる制御部２２のテーブルセット２０を示す図である。テーブルセット２０には、指示された位相角度を実現するために各位相領域に印加すべきバイアス電圧の値を示すテーブルＴ１〜Ｔ１２が含まれる。

続いて、プラガブル光モジュール２００の動作点切替動作について説明する。図１４は、実施の形態２にかかるプラガブル光モジュール２００の動作点切替動作を示すシーケンス図である。

ステップＳ２１：位相角度情報受領
制御部２２は、光伝送装置９２から動作点切替のための位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２に対応する位相角度情報を含む制御信号ＣＯＮ１を受け取る。

ステップＳ２２：バイアス電圧決定
制御部２２は、位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２に対応する位相角度情報に基づいてテーブルＴ１〜Ｔ１２を参照し、位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２に与えるバイアス電圧を決定する。

ステップＳ２３：バイアス電圧指示
制御部２２は、制御信号ＣＯＮ２により、光信号出力部１３に対して決定した位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２に与えるバイアス電圧の値を指示する。

ステップＳ２４：バイアス電圧印加
光信号出力部２３は、位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２に対して、それぞれ決定されたバイアス電圧を印加する。

以上、本構成によれば、複数のマッハツェンダ光変調器を組み合わせた光変調器を有するプラガブル光モジュール２００において、各マッハツェンダ光変調器の位相変調領域のそれぞれに、指示された位相角度を実現するのに適したバイアス電圧を自律的に印加することができる。加えて、各位相変調領域をそれぞれ制御可能であるため、よりフレキシブルな位相設定を動的に実現可能である。

実施の形態３
実施の形態３にかかるプラガブル光モジュール３００について説明する。プラガブル光モジュール３００は、実施の形態２にかかるプラガブル光モジュール２００の変形例であり、光源が出力する光の波長を切替可能に構成される。プラガブル光モジュールにおいては、光伝送装置から波長の切替えを要求される場合がある。波長の切替え要求を受け付けた場合、プラガブル光モジュールは、自律的に切替え動作を実行・完了することが求められる。

図１５は、実施の形態３にかかるプラガブル光モジュール３００の構成を模式的に示すブロック図である。プラガブル光モジュール３００は、実施の形態２にかかるプラガブル光モジュール２００の制御部１２及び光信号出力部１３を、それぞれ制御部３２及び光信号出力部３３に置換した構成を有する。

光信号出力部３３は、光変調信号ＬＳの波長を切替可能に構成される。つまり、光信号出力部３３は、制御部３２から出力される制御信号ＣＯＮ２に応じて、波長可変範囲内の単一波長の光変調信号ＬＳを出力する。そして、光信号出力部３３は、光信号出力部２３と同様に、位相変調、振幅変調、偏波変調などの各種の変調方式で、又は、各種の変調方式を組み合わせて光変調信号ＬＳを変調することができる。

光信号出力部３３の構成例について説明する。図１６は、実施の形態３にかかる光信号出力部３３の構成例を示すブロック図である。光信号出力部１３は、波長可変光源３６及び光変調部２７を有する。光変調部２７については、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する。

波長可変光源３６は、例えば、半導体レーザとリング共振器などの波長可変手段とで構成され、出力光Ｌｏｒｉｇを出力する。出力光Ｌｏｒｉｇの波長は、制御部３２からの制御信号ＣＯＮ２により制御される。

制御部３２は、実施の形態２にかかる制御部２２と同様に、光信号出力部３３の光変調部２７の変調動作及び動作点を制御する。更に、本実施の形態では、制御部３２は、制御信号ＣＯＮ２により波長可変光源３６の出力光Ｌｏｒｉｇの波長を制御することができる。

上述のとおり、プラガブル光モジュール３００は、光変調信号ＬＳの波長を切替可能に構成される。しかし、光信号の波長が異なると、指示された位相角度を実現するために位相変調領域に印加するバイアス電圧も変化してしまう。したがって、切替対象の波長ごとに、各位相変調領域に印加するバイアス電圧の情報が格納されたテーブルセットが必要となる。

図１７は、実施の形態３にかかる制御部３２のテーブルセット群３０を示す図である。実施の形態３にかかる制御部３２の構成を示すブロック図である。制御部３２は、光変調部２７の位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２に印加するバイアス電圧を、テーブルセット群３０に含まれる、切替対象波長ごとに設けられたテーブルセット３０Ａ〜３０Ｃのいずれかを参照することで決定する。テーブルセット３０Ａ〜３０Ｃは、実施の形態２にかかるテーブルセット２０と同様に複数のテーブルを含み、本実施の形態では、位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２のそれぞれに対応するテーブルＴ１〜Ｔ１２を含む。

続いて、プラガブル光モジュール３００の波長切替動作について説明する。図１８は、実施の形態３にかかるプラガブル光モジュール３００の波長切替動作を示すシーケンス図である。

ステップＳ３１：制御情報受領
プラガブル光モジュール３００が波長λ１の光変調信号ＬＳを光ファイバ９１へ出力している状態において、制御部３２は、光伝送装置９２から制御情報が含まれる制御信号ＣＯＮ１を受け取る。この制御情報には、光信号の波長切替指示と、光伝送装置９２から動作点切替のための位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２に対応する位相角度情報と、が含まれる。

ステップＳ３２：光信号の遮断処理
制御部３２は、波長切替指示に基づいて、光信号の遮断処理を行う。具体的には、制御部３２は、制御信号ＣＯＮ３を用いて、光強度調整部１４に対して光変調信号ＬＳを遮断するよう指示する。光強度調整部１４は、制御信号ＣＯＮ３に応じて、光変調信号ＬＳを遮断する。また、制御部３２は、制御信号ＣＯＮ２を用いて、光信号出力部３３に対して光変調信号ＬＳの出力停止を指示することで光信号の遮断処理を行うこともできる。なお、制御部３２は、光信号の遮断処理を行う際に、光強度調整部１４に対する光変調信号ＬＳの遮断指示と光信号出力部３３に対する光変調信号ＬＳの出力停止指示とを並行して行うことも可能である。

ステップＳ３３：波長切替指示
制御部３２は、波長切替指示に基づいて、光信号出力部３３に対して、光変調信号ＬＳの波長をλ１からλ２（λ１≠λ２）へ切替えることを指示する。これにより、光信号出力部３３は、光変調信号ＬＳの波長をλ１からλ２へ切替える。この際、光信号出力部３３は、光変調信号ＬＳの出力を停止してから、波長をλ１からλ２へ切替える処理を行ってもよい。

ステップＳ３４：テーブルセット参照
制御部３２は、位相角度情報に基づいて波長切替後の波長λ２における位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２に対応するテーブルセット３０Ｂを参照し、位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２に与えるバイアス電圧を決定する。

ステップＳ３５：バイアス電圧指示
制御部３２は、制御信号ＣＯＮ２により、光信号出力部３３に対して決定した位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２に与えるバイアス電圧の値を指示する。

ステップＳ３６：バイアス電圧印加
光信号出力部３３は、位相変調領域ＰＭ１〜ＰＭ１２に対して、それぞれ決定されたバイアス電圧を印加する。

ステップＳ３７：出力再開指示
波長切替の完了後、制御部３２は、光変調信号ＬＳの出力再開処理を行う。具体的には、制御部３２は、光変調信号ＬＳを所定の光強度に調整するように光強度調整部１４を制御する。これにより、光ファイバ９１には波長λ２の光変調信号ＬＳが出力される。

制御部３２は、ステップＳ３２又はＳ３３において、光信号出力部３３の光信号の出力を停止していた場合、ステップＳ１４の光強度調整部１４の制御の前に、波長切替後の波長λ２の光変調信号ＬＳを出力するように、光信号出力部１３を制御してもよい。

以上、本構成によれば、光伝送装置９２の指示によってプラガブル光モジュールが光信号の波長を切替えるときに、確実に光信号の出力を遮断する。これにより、波長切替中の不安定な光信号が送出されることを防止することができる。そして、波長切替が完了した後に光信号を送出するので、所望の波長及び安定性を有する光信号をプラガブル光モジュールから送出することができる。

そして、切替後の波長に対応する適切なバイアス電圧を印加することができる。換言すれば、切替対象となる複数のそれぞれにおいて、変調器に設けられた位相変調領域に指示された位相角度を実現するために適切なバイアス電圧を印加することができる。

その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態において、光伝送装置９２がプラガブル光モジュールにステータス要求を行うこともできる。この際、プラガブル光モジュールの制御部は、光伝送装置９２からプラガブル電気コネクタ１１を介してステータス要求を受け取る。プラガブル光モジュールの制御部は、ステータス要求を受け取った時点でのプラガブル光モジュールの運転状況を、プラガブル電気コネクタ１１を介して光伝送装置９２に通知する。具体的には、プラガブル光モジュールの制御部は、動作点動作中であるか、又は波長切替動作中であるかを、光伝送装置９２に通知することができる。また、プラガブル光モジュールの制御部は、波長切替動作中には、図１０、図１４、図１８に示す各ステップのいずれの処理段階であるかを、光伝送装置９２に通知することができる。更に、光信号出力部１３に含まれる光源や光変調部の動作安定状態などを光伝送装置９２に通知することもできる。

例えば、実施の形態３において、プラガブル光モジュールが波長切替動作を行っている間に、光伝送装置９２がプラガブル光モジュールに光信号の出力停止を指示する場合が想定され得る。この際、プラガブル光モジュールの制御部は、光伝送装置９２からプラガブル電気コネクタ１１を介して光信号の出力停止の指示を受け取る。しかし、プラガブル光モジュールは波長切替動作の最中であるため、光信号の出力停止の指示を受け付けないようにしてもよい。これにより、重複する動作要求による誤動作の発生を防止することができる。また、光伝送装置９２からプラガブル電気コネクタ１１を介して光信号の出力停止の指示を受け取った場合に、波長切替動作が完了した後に、光信号の出力停止を実行してもよい。これにより、重複する動作要求を順序に従って処理し、光伝送装置９２が要求する所望の処理を確実に実行することができる。なお、光伝送装置９２がプラガブル光モジュールに対して、光信号の出力開始、及び、光信号の出力停止を適宜指示できることは言うまでもない。

上述の実施の形態においては、制御部が光伝送装置９２からの制御信号ＣＯＮ１に応じて、光源、光変調部及び光強度調整部を制御するものとして説明したが、これは例示にすぎない。プラガブル光モジュール制御部は、外部からの制御信号によらず、自律的に光源、光変調部及び光強度調整部を制御することもできる。

上述の実施の形態において、プラガブル電気コネクタ１１を介した制御信号のやり取りは、ＭＤＩＯ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｄａｔａ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）やＩ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）といった技術を適用することで実現することができる。

上述の実施の形態においては、光信号出力部が出力する光信号の強度をモニタし、例えば光信号出力部に設けられた光源の光出力強度をフィードバック制御してもよい。この場合、光信号出力部が出力する光信号の一部を光分岐器などで分岐し、分岐した光信号をフォトダイオードなどの受光素子で監視する。そして、監視結果を制御部に通知することで、制御部は光信号出力部が出力する光信号の強度をフィードバック制御できる。

上述の実施の形態においては、光強度調整部が出力する光信号の強度をモニタし、例えば光強度調整部での光強度や光信号出力部に設けられた光源の光出力強度をフィードバック制御してもよい。この場合、光強度調整部が出力する光信号の一部を光分岐器などで分岐し、分岐した光信号をフォトダイオードなどの受光素子で監視する。そして、監視結果を制御部に通知することで、制御部は光信号出力部が出力する光信号の強度、及び、光強度調整部が調整する光強度の一方又は両方をフィードバック制御できる。

上述の実施の形態では、プラガブル光モジュールの送信側の構成について説明したが、プラガブル光モジュールは、外部からの光信号を受信して、受信した光信号を復調する受信部を含んでもよいことは、言うまでもない。

上述のプラガブル光モジュールは、動作点調整により、無変調時の光変調器の出力における位相差を０（位相差最小）又は１８０°（位相差最大）に設定することができる。また、プラガブル光モジュールは、動作点調整により、無変調時の光変調器の出力における位相差を３０°、４５°、６０°など、任意の位相差に設定することができることはいうまでもない。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１５年３月２０日に出願された日本出願特願２０１５−５７３４５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１１ プラガブル電気コネクタ
１２、２２、３２ 制御部
１２Ａ 記憶部
１２Ｂ 指示部
１３、２３、３３ 光信号出力部
１４ 光強度調整部
１５ プラガブル光レセプタ
１６ 光源
１７、２７ 光変調部
１７Ａ、２７Ａ 光変調器
１７Ｂ、２７Ｂ 駆動回路
２０、３０Ａ〜３０Ｃ テーブルセット
３０ テーブルセット群
３６ 波長可変光源
９１ 光ファイバ
９２ 光伝送装置
１００、２００、３００ プラガブル光モジュール
１７１〜１７４ 光導波路
１０００ 光通信システム
ＣＯＮ１〜ＣＯＮ３ 制御信号
Ｌｏｒｉｇ 出力光
ＬＳ 光変調信号
ＭＯＤ 変調信号
ＭＺ１〜ＭＺ４ マッハツェンダ型光変調器
ＰＭ１〜ＰＭ１２、ＰＭＡ、ＰＭＢ 位相変調領域
Ｔ１〜Ｔ１２ テーブル
ＴＡＢ テーブル
ＷＧ１〜ＷＧ１４ 光導波路

Claims (31)

1. 光伝送装置に対して挿抜可能であるプラガブル電気コネクタと、
   光を出力する光源と、
   第１の導波路と第２の導波路とを含み、前記第１の導波路を通過する第１の光と前記第２の導波路を通過する第２の光との干渉により生成された光信号を出力する光変調部と、
   前記プラガブル電気コネクタを介して前記光伝送装置から前記第１の光と前記第２の光との間の位相差を受け取り、前記位相差に応じたバイアス電圧を前記光変調部に印加可能である駆動回路と、を備える、
   プラガブル光モジュール。
2. 光ファイバが挿抜可能であるプラガブル光レセプタをさらに備える、
   請求項１に記載のプラガブル光モジュール。
3. 前記位相差とバイアス電圧との対応を示すテーブルに基づき前記位相差に対応するバイアス電圧を特定する制御部をさらに備える、
   請求項１又は２のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
4. 前記光変調部は、複数のマッハツェンダ型光変調器から構成される、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
5. 前記光変調部は第１のマッハツェンダ型光変調器から構成され、前記第１のマッハツェンダ型光変調器を構成するアームに第２のマッハツェンダ型光変調器を備える、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
6. 前記駆動回路は、前記光変調部の出力における位相差が最小又は最大となるバイアス電圧を印加する、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
7. 前記駆動回路は、前記光伝送装置より入力する第１の位相差に応じた第１のバイアス電圧を前記第１のマッハツェンダ型光変調器に印加し、前記光伝送装置より入力する第２の位相差に応じた第２のバイアス電圧を前記第２のマッハツェンダ型光変調器に印加する、
   請求項５に記載のプラガブル光モジュール。
8. 前記駆動回路は、前記第１のマッハツェンダ型光変調器の出力における位相差が９０度となる前記第１のバイアス電圧を印加し、前記第２のマッハツェンダ型光変調器の出力における位相差が最小となる前記第２のバイアス電圧を印加する、
   請求項７に記載のプラガブル光モジュール。
9. 前記光源は波長可変光源であり、
   前記波長可変光源は前記光の波長を切り替え、
   前記駆動回路は、前記波長可変光源が前記光の波長を切り替えた後に、前記位相差に応じたバイアス電圧を前記光変調部に印加する、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
10. 前記光信号の光強度を調整可能である光強度調整部をさらに備え、
    前記光強度調整部は、前記光伝送装置からの波長切替指示に応じて、前記光信号の出力を遮断し、
    前記波長可変光源は、前記光信号の遮断後に、前記光の波長を切り替え、
    前記駆動回路は、前記波長可変光源が前記光の波長を切り替えた後に、前記位相差に応じたバイアス電圧を前記光変調部に印加する、
    請求項９に記載のプラガブル光モジュール。
11. 前記位相差はビットで表される、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。
12. 光信号を伝送する光ファイバと、
    前記光ファイバに前記光信号を出力するプラガブル光モジュールと、
    前記プラガブル光モジュールを制御する光伝送装置と、を備え、
    前記プラガブル光モジュールは、
    前記光伝送装置に対して挿抜可能であるプラガブル電気コネクタと、
    光を出力する光源と、
    第１の導波路と第２の導波路とを含み、前記第１の導波路を通過する第１の光と前記第２の導波路を通過する第２の光との干渉により生成された光信号を出力する光変調部と、
    前記プラガブル電気コネクタを介して前記光伝送装置から前記第１の光と前記第２の光との間の位相差を受け取り、前記位相差に応じたバイアス電圧を前記光変調部に印加可能である駆動回路と、を備える、
    光通信システム。
13. 前記光ファイバが挿抜可能であるプラガブル光レセプタをさらに備える、
    請求項１２に記載の光通信システム。
14. 前記プラガブル光モジュールは、前記位相差とバイアス電圧との対応を示すテーブルに基づき前記位相差に対応するバイアス電圧を特定する制御部をさらに備える、
    請求項１２又は１３のいずれか一項に記載の光通信システム。
15. 前記光変調部は、複数のマッハツェンダ型光変調器から構成される、
    請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の光通信システム。
16. 前記光変調部は第１のマッハツェンダ型光変調器から構成され、前記第１のマッハツェンダ型光変調器を構成するアームに第２のマッハツェンダ型光変調器を備える、
    請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の光通信システム。
17. 前記駆動回路は、前記光変調部の出力における位相差が最小又は最大となるバイアス電圧を印加する、
    請求項１２乃至１６のいずれか一項に記載の光通信システム。
18. 前記駆動回路は、前記光伝送装置より入力する第１の位相差に応じた第１のバイアス電圧を前記第１のマッハツェンダ型光変調器に印加し、前記光伝送装置より入力する第２の位相差に応じた第２のバイアス電圧を前記第２のマッハツェンダ型光変調器に印加する、
    請求項１６に記載の光通信システム。
19. 前記駆動回路は、前記第１のマッハツェンダ型光変調器の出力における位相差が９０度となる前記第１のバイアス電圧を印加し、前記第２のマッハツェンダ型光変調器の出力における位相差が最小となる前記第２のバイアス電圧を印加する
    請求項１８に記載の光通信システム。
20. 前記光源は波長可変光源であり、
    前記波長可変光源は前記光の波長を切り替え、
    前記駆動回路は、前記波長可変光源が前記光の波長を切り替えた後に、前記位相差に応じたバイアス電圧を前記光変調部に印加する、
    請求項１２乃至１８のいずれか一項に記載の光通信システム。
21. 前記光信号の光強度を調整可能である光強度調整部をさらに備え、
    前記光強度調整部は、前記光伝送装置からの波長切替指示に応じて、前記光信号の出力を遮断し、
    前記波長可変光源は、前記光信号の遮断後に、前記光の波長を切り替え、
    前記駆動回路は、前記波長可変光源が前記光の波長を切り替えた後に、前記位相差に応じたバイアス電圧を前記光変調部に印加する、
    請求項２０に記載の光通信システム。
22. 前記位相差はビットで表される、
    請求項１２乃至２１のいずれか一項に記載の光通信システム。
23. 光伝送装置に対して挿抜可能であるプラガブル電気コネクタを介してデータ信号及び第１の光と第２の光の位相差を受け取り、
    第１の導波路及び第２の導波路を含む光変調器に、前記位相差に応じたバイアス電圧を印加し、
    前記第１の導波路を通過する前記第１の光と前記第２の導波路を通過する前記第２の光との干渉により生成された光信号を出力する、
    プラガブル光モジュールの制御方法。
24. プラガブル光レセプタを介して前記光信号を光ファイバに出力する、
    請求項２３に記載のプラガブル光モジュールの制御方法。
25. 前記位相差とバイアス電圧との対応を示すテーブルに基づき前記位相差に対応するバイアス電圧を決定する、
    請求項２３又は２４のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュールの制御方法。
26. 前記光伝送装置より入力する第１の位相差に応じた第１のバイアス電圧を第１のマッハツェンダ型光変調器に印加し、前記光伝送装置より入力する第２の位相差に応じた第２のバイアス電圧を第２のマッハツェンダ型光変調器に印加する、
    請求項２３乃至２５のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュールの制御方法。
27. 前記出力される光信号の位相差が最小又は最大となるバイアス電圧を印加する、
    請求項２３乃至２６のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュールの制御方法。
28. 前記第１のマッハツェンダ型光変調器の出力における位相差が９０度となる前記第１のバイアス電圧を印加し、前記第２のマッハツェンダ型光変調器の出力における位相差が最小となる前記第２のバイアス電圧を印加する、
    請求項２６に記載のプラガブル光モジュールの制御方法。
29. 前記光伝送装置からの波長切替指示に応じて、出力する光の波長を切り替え、
    前記光の波長を切り替えた後に、前記位相差に応じたバイアス電圧を印加する、
    請求項２３乃至２８のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュールの制御方法。
30. 前記光伝送装置からの波長切替指示に応じて、前記光信号の出力を遮断し、
    前記光信号の遮断後に、出力する光の波長を切り替え、
    前記光の波長を切り替えた後に、前記位相差に応じたバイアス電圧を印加する、
    請求項２９に記載のプラガブル光モジュールの制御方法。
31. 前記位相差はビットで表される、
    請求項２３乃至３０のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュールの制御方法。

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