JP7371736B2 - プラガブル光モジュール、光通信システム及び光通信方法 - Google Patents
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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光通信方法に関する。
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。
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、外部の光伝送装置に接続可能な電気コネクタと、コネクタ付光ファイバと接続可能な光コネクタと、第1の波長を有する光を出力可能な光源と、前記外部の光伝送装置からの電気信号に応じて前記第1の波長を有する光を変調し、第1の光信号を出力する光変調器と、前記光変調器にバイアス電圧を印可可能な駆動回路と、前記光変調器から出力された前記第1の光信号の光強度を調整可能であり、前記第1の光信号を前記コネクタ付光ファイバに出力する光強度調整部と、前記外部の光伝送装置からの波長切替指示に応じて、波長切替動作を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記波長切替動作を、前記光強度調整部が、前記第1の光信号を減衰し、前記第1の光信号が減衰された後に、前記光源は、出力する前記光の波長を前記第1の波長から第2の波長へ切り替え、前記光の波長を前記第1の波長から前記第2の波長へ切り替えた後に、前記駆動回路が、前記第2の波長に応じたバイアス電圧を前記光変調器に印可し、前記バイアス電圧が印可された後に、前記光強度調整部が、前記第2の波長を有する光が変調された第2の光信号を前記コネクタ付光ファイバに出力するように制御することを特徴とするものである。
本発明の一態様である光通信システムは、コネクタ付光ファイバと、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可能な外部の光伝送装置と、を備え、前記プラガブル光モジュールは、前記外部の光伝送装置に接続可能な電気コネクタと、前記コネクタ付光ファイバと接続可能な光コネクタと、第1の波長を有する光を出力可能な光源と、前記外部の光伝送装置からの電気信号に応じて前記第1の波長を有する光を変調し、第1の光信号を出力する光変調器と、前記光変調器にバイアス電圧を印可可能な駆動回路と、前記光変調器から出力された前記第1の光信号の光強度を調整可能であり、前記第1の光信号を前記コネクタ付光ファイバに出力する光強度調整部と、前記外部の光伝送装置からの波長切替指示に応じて、波長切替動作を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記波長切替動作を、前記光強度調整部が、前記第1の光信号を減衰し、前記第1の光信号が減衰された後に、前記光源は、出力する前記光の波長を前記第1の波長から第2の波長へ切り替え、前記光の波長を、前記第1の波長から前記第2の波長へ切り替えた後に、前記駆動回路が、前記第2の波長に応じたバイアス電圧を前記光変調器に印可し、前記バイアス電圧が印可された後に、前記光強度調整部が、前記第2の波長を有する光が変調された第2の光信号を前記コネクタ付光ファイバに出力するように制御することを特徴とするものである。
本発明の一態様である光通信方法は、プラガブル光モジュールにおいて、第1の波長を有する光を出力し、外部の光伝送装置からの電気信号に応じて前記第1の波長を有する光を変調可能な光変調器から、変調した第1の光信号を出力し、前記光変調器にバイアス電圧を印可し、前記第1の光信号の光強度を調整可能な光強度調整部から、前記第1の光信号をコネクタ付光ファイバに出力し、前記外部の光伝送装置からの波長切替指示に応じて、波長切替動作を実行し、前記波長切替動作を、前記第1の光信号を減衰し、前記第1の光信号が減衰された後に、出力する前記光の波長を前記第1の波長から第2の波長へ切り替え、前記光の波長を前記第1の波長から前記第2の波長へ切り替えた後に、前記第2の波長に応じたバイアス電圧を前記光変調器に印可し、前記バイアス電圧が印可された後に、前記第2の波長を有する光が変調された第2の光信号を前記コネクタ付光ファイバに出力するように制御することを特徴とするものである。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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 (16)
- 外部の光伝送装置に接続可能な電気コネクタと、
コネクタ付光ファイバと接続可能な光コネクタと、
第1の波長を有する光を出力可能な光源と、
前記外部の光伝送装置からの電気信号に応じて前記第1の波長を有する光を変調し、第1の光信号を出力する光変調器と、
前記光変調器にバイアス電圧を印可可能な駆動回路と、
前記光変調器から出力された前記第1の光信号の光強度を調整可能であり、前記第1の光信号を前記コネクタ付光ファイバに出力する光強度調整部と、
前記外部の光伝送装置からの波長切替指示に応じて、波長切替動作を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記波長切替動作を、
前記光強度調整部が、前記第1の光信号を減衰し、
前記第1の光信号が減衰された後に、前記光源は、出力する前記光の波長を前記第1の波長から第2の波長へ切り替え、
前記光の波長を前記第1の波長から前記第2の波長へ切り替えた後に、前記駆動回路が、前記第2の波長に応じたバイアス電圧を前記光変調器に印可し、
前記バイアス電圧が印可された後に、前記光強度調整部が、前記第2の波長を有する光が変調された第2の光信号を前記コネクタ付光ファイバに出力するように制御することを特徴とする、
プラガブル光モジュール。 - 前記制御部は、波長とバイアス電圧との対応を示すテーブルに基づき前記第2の波長に対応するバイアス電圧を決定する、
請求項1に記載のプラガブル光モジュール。 - 前記光変調器は、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又は2に記載のプラガブル光モジュール。 - 前記光変調器は第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3のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。 - 前記駆動回路は、前記光変調器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4のいずれか一項に記載のプラガブル光モジュール。 - 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4に記載のプラガブル光モジュール。 - コネクタ付光ファイバと、
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可能な外部の光伝送装置と、を備え、
前記プラガブル光モジュールは、
前記外部の光伝送装置に接続可能な電気コネクタと、
前記コネクタ付光ファイバと接続可能な光コネクタと、
第1の波長を有する光を出力可能な光源と、
前記外部の光伝送装置からの電気信号に応じて前記第1の波長を有する光を変調し、第1の光信号を出力する光変調器と、
前記光変調器にバイアス電圧を印可可能な駆動回路と、
前記光変調器から出力された前記第1の光信号の光強度を調整可能であり、前記第1の光信号を前記コネクタ付光ファイバに出力する光強度調整部と、
前記外部の光伝送装置からの波長切替指示に応じて、波長切替動作を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記波長切替動作を、
前記光強度調整部が、前記第1の光信号を減衰し、
前記第1の光信号が減衰された後に、前記光源は、出力する前記光の波長を前記第1の波長から第2の波長へ切り替え、
前記光の波長を、前記第1の波長から前記第2の波長へ切り替えた後に、前記駆動回路が、前記第2の波長に応じたバイアス電圧を前記光変調器に印可し、
前記バイアス電圧が印可された後に、前記光強度調整部が、前記第2の波長を有する光が変調された第2の光信号を前記コネクタ付光ファイバに出力するように制御することを特徴とする、
光通信システム。 - 前記制御部は、波長とバイアス電圧との対応を示すテーブルに基づき前記第2の波長に対応するバイアス電圧を決定する、
請求項7に記載の光通信システム。 - 前記光変調器は、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7又は8に記載の光通信システム。 - 前記光変調器は第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7乃至9のいずれか一項に記載の光通信システム。 - 前記駆動回路は、前記光変調器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7乃至10のいずれか一項に記載の光通信システム。 - 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10に記載の光通信システム。 - プラガブル光モジュールにおいて、
第1の波長を有する光を出力し、
外部の光伝送装置からの電気信号に応じて前記第1の波長を有する光を変調可能な光変調器から、変調した第1の光信号を出力し、
前記光変調器にバイアス電圧を印可し、
前記第1の光信号の光強度を調整可能な光強度調整部から、前記第1の光信号をコネクタ付光ファイバに出力し、
前記外部の光伝送装置からの波長切替指示に応じて、波長切替動作を実行し、
前記波長切替動作を、
前記第1の光信号を減衰し、
前記第1の光信号が減衰された後に、出力する前記光の波長を前記第1の波長から第2の波長へ切り替え、
前記光の波長を前記第1の波長から前記第2の波長へ切り替えた後に、前記第2の波長に応じたバイアス電圧を前記光変調器に印可し、
前記バイアス電圧が印可された後に、前記第2の波長を有する光が変調された第2の光信号を前記コネクタ付光ファイバに出力するように制御することを特徴とする、
光通信方法。 - 波長とバイアス電圧との対応を示すテーブルに基づき前記第2の波長に対応するバイアス電圧を決定する、
請求項13に記載の光通信方法。 - 前記光変調器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13又は14に記載の光通信方法。 - 前記光変調器を構成する第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、前記第1のマッハツェンダ型光変調器を構成するアームに設けられた第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13又は14に記載の光通信方法。
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