JPH10262001A - 自動波長制御機能を有する光伝送装置 - Google Patents
自動波長制御機能を有する光伝送装置Info
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- JPH10262001A JPH10262001A JP9065881A JP6588197A JPH10262001A JP H10262001 A JPH10262001 A JP H10262001A JP 9065881 A JP9065881 A JP 9065881A JP 6588197 A JP6588197 A JP 6588197A JP H10262001 A JPH10262001 A JP H10262001A
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- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光伝送装置に関し、特に光送信機内の主信号
源に可変波長光源を使用し、光フィルタの透過波長域ド
リフトに対しても波長を追従可能として高受信感度な光
伝送装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 光伝送装置の自動波長制御回路は、波長
可変光源からの主信号光をモニタし、そのモニタ信号光
を所定の光フィルタを通過させることにより主信号光の
波長に応じたレベル信号を出力する波長検出部と、波長
可変光源を駆動することによって主信号光の波長を変化
させ、その変化に追従する前記波長検出部からのレベル
信号の変化から前記主信号光の波長を判断して前記波長
可変光源からの主信号光の波長を所定の波長に設定・保
持する波長制御部とを備える。
源に可変波長光源を使用し、光フィルタの透過波長域ド
リフトに対しても波長を追従可能として高受信感度な光
伝送装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 光伝送装置の自動波長制御回路は、波長
可変光源からの主信号光をモニタし、そのモニタ信号光
を所定の光フィルタを通過させることにより主信号光の
波長に応じたレベル信号を出力する波長検出部と、波長
可変光源を駆動することによって主信号光の波長を変化
させ、その変化に追従する前記波長検出部からのレベル
信号の変化から前記主信号光の波長を判断して前記波長
可変光源からの主信号光の波長を所定の波長に設定・保
持する波長制御部とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光送受信装置に関
し、特に光送信機内の主信号源に可変波長光源を使用
し、光フィルタの透過波長域ドリフトに対しても波長を
追従可能とする狭帯域光フィルタを用いた高受信感度の
システムに対応可能な光送受信装置に関するものであ
る。
し、特に光送信機内の主信号源に可変波長光源を使用
し、光フィルタの透過波長域ドリフトに対しても波長を
追従可能とする狭帯域光フィルタを用いた高受信感度の
システムに対応可能な光送受信装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図１は、従来の光伝送システムの光主信
号伝送部分の概略構成を示したものである。なお、図１
では従来の光伝送システムにおける光主信号伝送部分を
示しているが、システムによっては伝送路上の再生中継
区間に光増幅器のみにより構成される線型中継器を投入
する線型中継システムも存在する。
号伝送部分の概略構成を示したものである。なお、図１
では従来の光伝送システムにおける光主信号伝送部分を
示しているが、システムによっては伝送路上の再生中継
区間に光増幅器のみにより構成される線型中継器を投入
する線型中継システムも存在する。
【０００３】図１に示す従来の光伝送システムでは、光
送信機１０側に信号光の光源として波長固定のレーザダ
イオード（ＬＤ）を用いた電気−光変換回路１２を設
け、そしてエルビューム（Ｅｒ）ドープト光ファイバタ
イプの光増幅器１３を用いて伝送距離の拡大を図ってい
る。また、受信機１１側にも同タイプの光増幅器１４を
用いることでさらに伝送距離の拡大を図っている。
送信機１０側に信号光の光源として波長固定のレーザダ
イオード（ＬＤ）を用いた電気−光変換回路１２を設
け、そしてエルビューム（Ｅｒ）ドープト光ファイバタ
イプの光増幅器１３を用いて伝送距離の拡大を図ってい
る。また、受信機１１側にも同タイプの光増幅器１４を
用いることでさらに伝送距離の拡大を図っている。
【０００４】その反面、前記エルビュームドープト光フ
ァイバタイプの光増幅器１３，１４を用い、その光ポン
ピング作用により直接光増幅を行う場合には、その光増
幅の際に自然放出光（ＡＳＥ）が発生し、それが入力信
号光に雑音として付加される。そのため、受信機１１側
の光増幅器（ＰＲＥ ＯＰＴ ＡＭＰ）１４の出力段に
は入力信号光だけを透過させる狭帯域光フィルタが設け
られている。
ァイバタイプの光増幅器１３，１４を用い、その光ポン
ピング作用により直接光増幅を行う場合には、その光増
幅の際に自然放出光（ＡＳＥ）が発生し、それが入力信
号光に雑音として付加される。そのため、受信機１１側
の光増幅器（ＰＲＥ ＯＰＴ ＡＭＰ）１４の出力段に
は入力信号光だけを透過させる狭帯域光フィルタが設け
られている。
【０００５】図２には、図１の現状光伝送システムにお
ける各部の信号光スペクトラムの一例を示している。図
２の（ａ）は、光増幅前の信号光スペクトラムの一例を
示しており、例えば図１の送信側の電気−光変換回路１
２の出力信号光のスペクトラムに相当する。前記信号光
は図１の送信機１０側に設けられた光増幅器１３及び受
信機１１側に設けられた光増幅器１４で光増幅され、そ
の際に発生する自然放出光によって図２の（ｂ）に示す
信号光スペクトラムを有することになる。
ける各部の信号光スペクトラムの一例を示している。図
２の（ａ）は、光増幅前の信号光スペクトラムの一例を
示しており、例えば図１の送信側の電気−光変換回路１
２の出力信号光のスペクトラムに相当する。前記信号光
は図１の送信機１０側に設けられた光増幅器１３及び受
信機１１側に設けられた光増幅器１４で光増幅され、そ
の際に発生する自然放出光によって図２の（ｂ）に示す
信号光スペクトラムを有することになる。
【０００６】前記信号光は、受信機１１側の光増幅器１
４の出力段に設けられた帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）を
透過することによって、図２の（ｃ）に示す前記帯域通
過フィルタの帯域分だけ幾分帯域の広がった信号光スペ
クトラムを有することになる。このように、自然放出光
（ＡＳＥ）は信号光に雑音成分として付加されることに
よって光受信機１１における受信感度を低下させること
になる。
４の出力段に設けられた帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）を
透過することによって、図２の（ｃ）に示す前記帯域通
過フィルタの帯域分だけ幾分帯域の広がった信号光スペ
クトラムを有することになる。このように、自然放出光
（ＡＳＥ）は信号光に雑音成分として付加されることに
よって光受信機１１における受信感度を低下させること
になる。
【０００７】図３は、信号光を光増幅する際に自然放出
光からなる雑音成分が付加され、その結果光受信器の受
信感度が低下する過程を示したものである。前述したよ
うに、光増幅によって自然放出光（ＡＳＥ）が発生して
光増幅器の雑音指数（ＮＦ）は劣化する（図３の２０，
２１）。その結果、光−電気変換回路において信号判定
のための信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が低下し、符号誤り率
が上昇して受信感度は低下する（図３の２２〜２４）。
光からなる雑音成分が付加され、その結果光受信器の受
信感度が低下する過程を示したものである。前述したよ
うに、光増幅によって自然放出光（ＡＳＥ）が発生して
光増幅器の雑音指数（ＮＦ）は劣化する（図３の２０，
２１）。その結果、光−電気変換回路において信号判定
のための信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が低下し、符号誤り率
が上昇して受信感度は低下する（図３の２２〜２４）。
【０００８】下記式（１）は、自然放出光（ＡＳＥ）の
発生が光増幅器の雑音指数（ＮＦ）に与える影響、すな
わち光増幅器からの出力光の分散σ0 2を示している。
発生が光増幅器の雑音指数（ＮＦ）に与える影響、すな
わち光増幅器からの出力光の分散σ0 2を示している。
【０００９】
【数１】
【００１０】式（１）から、増幅器のゲインＧが大きい
場合にはＧ2 の項、すなわち第３項及び第４項のＳｉｇ
−ＡＳＥ（信号光−自然放出光）ビート及びＡＳＥ−Ａ
ＳＥ（自然放出光−自然放出光）ビートの雑音成分が支
配的となることが分かる。従って、ゲインＧが大きい場
合（最小受信電力付近）の光増幅器の雑音指数（ＮＦ）
は、下記式（２）で表される。
場合にはＧ2 の項、すなわち第３項及び第４項のＳｉｇ
−ＡＳＥ（信号光−自然放出光）ビート及びＡＳＥ−Ａ
ＳＥ（自然放出光−自然放出光）ビートの雑音成分が支
配的となることが分かる。従って、ゲインＧが大きい場
合（最小受信電力付近）の光増幅器の雑音指数（ＮＦ）
は、下記式（２）で表される。
【００１１】
【数２】
【００１２】式（２）から、光フィルタの帯域幅Δｆを
狭くすることにより、光増幅器の雑音指数を抑圧できる
ことが分かる。従って、伝送距離を拡大しそして主信号
の伝送速度を上げる場合にも光受信機の受信感度を確保
するためには、光フィルタの帯域幅を狭帯域化すること
で自然放出光を極力除去する必要がある。
狭くすることにより、光増幅器の雑音指数を抑圧できる
ことが分かる。従って、伝送距離を拡大しそして主信号
の伝送速度を上げる場合にも光受信機の受信感度を確保
するためには、光フィルタの帯域幅を狭帯域化すること
で自然放出光を極力除去する必要がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、伝送距
離の拡大及び伝送速度の高速化のために光フィルタを狭
帯域化した場合には、光受信機における主信号光源の波
長トレランスも小さくなる。また、高速光伝送システム
における主信号光源には通常単一のモードで発振するＤ
ＦＢ(Distributed Feed-Back) レーザが用いられるがＤ
ＦＢレーザの発振波長を１nmオーダーの精度で製造する
ことはその歩留りを考慮すると困難である。
離の拡大及び伝送速度の高速化のために光フィルタを狭
帯域化した場合には、光受信機における主信号光源の波
長トレランスも小さくなる。また、高速光伝送システム
における主信号光源には通常単一のモードで発振するＤ
ＦＢ(Distributed Feed-Back) レーザが用いられるがＤ
ＦＢレーザの発振波長を１nmオーダーの精度で製造する
ことはその歩留りを考慮すると困難である。
【００１４】その結果、光フィルタを狭帯域化して信号
光源レーザダイオードの発振波長トレランスを小さくす
る場合には、レーザダイードのコストがその製造歩留ま
りや選別等によって非常に高価なものになるという問題
があった。また、光信号の伝送に多波長一括伝送や双方
向光伝送を用いる場合、そのために数nmステップで数種
類の波長光を出力するレーザダイオードが必要となる
が、上述したのと同じ理由からその製造性及びコストの
点で大きな問題があった。
光源レーザダイオードの発振波長トレランスを小さくす
る場合には、レーザダイードのコストがその製造歩留ま
りや選別等によって非常に高価なものになるという問題
があった。また、光信号の伝送に多波長一括伝送や双方
向光伝送を用いる場合、そのために数nmステップで数種
類の波長光を出力するレーザダイオードが必要となる
が、上述したのと同じ理由からその製造性及びコストの
点で大きな問題があった。
【００１５】一方、通常の一波長伝送で信号光源レーザ
ダイオード（ＬＤ）の発振波長トレランスをある程度拡
大し、それによってレーザダイオードのコストを抑えよ
うとする場合には、上述した受信感度を確保するために
光フィルタの透過波長域をより広くし、そのためその非
透過波長域に対してより急峻な抑圧特性を与える必要が
ある。
ダイオード（ＬＤ）の発振波長トレランスをある程度拡
大し、それによってレーザダイオードのコストを抑えよ
うとする場合には、上述した受信感度を確保するために
光フィルタの透過波長域をより広くし、そのためその非
透過波長域に対してより急峻な抑圧特性を与える必要が
ある。
【００１６】図４は、光フィルタの波長特性（抑圧特
性）と自然放出光の雑音量との関係を示したものであ
る。図４の（ａ）は光フィルタの抑圧特性の傾斜が緩や
かな場合を、そして図４の（ｂ）はその傾斜が急峻な場
合をそれぞれ示している。両者共に透過波長域は同じで
あるが、斜線で示すように後者の方が自然放出光の量は
少なく、伝送距離の拡大及び伝送速度の高速化のために
適しているといえる。
性）と自然放出光の雑音量との関係を示したものであ
る。図４の（ａ）は光フィルタの抑圧特性の傾斜が緩や
かな場合を、そして図４の（ｂ）はその傾斜が急峻な場
合をそれぞれ示している。両者共に透過波長域は同じで
あるが、斜線で示すように後者の方が自然放出光の量は
少なく、伝送距離の拡大及び伝送速度の高速化のために
適しているといえる。
【００１７】しかしながら、フィルタの構造にも依存す
るが、一般に用いられる誘電体多層膜のフィルタの場合
には膜の層数や生膜技術によって前記抑圧特性の急峻化
には限界がある。従って、現状の技術では上述した信号
光源レーザダイオードの発振波長トレランスをある程度
拡大し、光フィルタの抑圧特性を急峻化することは困難
であるという問題がある。
るが、一般に用いられる誘電体多層膜のフィルタの場合
には膜の層数や生膜技術によって前記抑圧特性の急峻化
には限界がある。従って、現状の技術では上述した信号
光源レーザダイオードの発振波長トレランスをある程度
拡大し、光フィルタの抑圧特性を急峻化することは困難
であるという問題がある。
【００１８】さらに、光フィルタの透過波長域は周囲の
温度変化や経時変化等によりドリフトするという問題点
が上げられる。図５は、光フィルタの透過波長域のドリ
フトと信号光損失との関係を示したものである。図５の
（ａ）は光フィルタの初期特性、すなわちドリフトが生
じていない場合の光フィルタ特性例を示しており、図５
の（ｂ）はそれと対応する光増幅器出力光のスペクトル
例を示している。それに対し、図５の（ｃ）は透過波長
ドリフトが生じた光フィルタの特性例を示しており、図
５の（ｄ）はそれと対応する光増幅器出力光のスペクト
ル例を示している。
温度変化や経時変化等によりドリフトするという問題点
が上げられる。図５は、光フィルタの透過波長域のドリ
フトと信号光損失との関係を示したものである。図５の
（ａ）は光フィルタの初期特性、すなわちドリフトが生
じていない場合の光フィルタ特性例を示しており、図５
の（ｂ）はそれと対応する光増幅器出力光のスペクトル
例を示している。それに対し、図５の（ｃ）は透過波長
ドリフトが生じた光フィルタの特性例を示しており、図
５の（ｄ）はそれと対応する光増幅器出力光のスペクト
ル例を示している。
【００１９】図５から明らかなように、光フィルタの透
過波長域がドリフトによって信号光源レーザダイオード
の発振波長から外れてしまうと、信号光波長の損失が増
加し、その結果として信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）の劣化、
延いては受信感度の低下を招くという問題があった。
過波長域がドリフトによって信号光源レーザダイオード
の発振波長から外れてしまうと、信号光波長の損失が増
加し、その結果として信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）の劣化、
延いては受信感度の低下を招くという問題があった。
【００２０】以上をまとめると、従来の波長固定の主信
号光源を使用した光伝送システムにおいては、１）光フ
ィルタの狭帯域化による波長トレランスの縮小によって
レーザダイオードの製造性が悪化する、２）多波長一括
伝送や双方向光伝送に用いる特殊波長の要求によってレ
ーザダイオードの製造性が悪化する、３）狭帯域光フィ
ルタの使用によって透過波長ドリフト時に受信感度劣化
を引き起す、４）そしてそれらを避けるためにレーザダ
イオード等の製造コストが増大する、等の種々の問題点
を有していることが分かる。
号光源を使用した光伝送システムにおいては、１）光フ
ィルタの狭帯域化による波長トレランスの縮小によって
レーザダイオードの製造性が悪化する、２）多波長一括
伝送や双方向光伝送に用いる特殊波長の要求によってレ
ーザダイオードの製造性が悪化する、３）狭帯域光フィ
ルタの使用によって透過波長ドリフト時に受信感度劣化
を引き起す、４）そしてそれらを避けるためにレーザダ
イオード等の製造コストが増大する、等の種々の問題点
を有していることが分かる。
【００２１】そこで本発明の目的は、上記各問題点に鑑
み、主信号光源に波長可変可能なレーザダイオードを使
用し、それによって任意の波長に設定制御可能であって
光フィルタの透過波長ドリフトに対しても追従可能な光
送受信装置の自動波長制御回路を提供することにある。
み、主信号光源に波長可変可能なレーザダイオードを使
用し、それによって任意の波長に設定制御可能であって
光フィルタの透過波長ドリフトに対しても追従可能な光
送受信装置の自動波長制御回路を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、主信号
光源に波長制御可能な波長可変光源、そして前記波長可
変光源からの主信号光の波長を制御する自動波長制御回
路を使用した自動波長制御機能を有する光伝送装置であ
って、前記自動波長制御回路は、前記波長可変光源から
の主信号光をモニタし、そのモニタ信号光を所定の光フ
ィルタを通過させることにより前記主信号光の波長に応
じたレベル信号を出力する波長検出部、そして前記波長
可変光源を駆動することによって前記主信号光の波長を
変化させ、その変化に追従する前記波長検出部からのレ
ベル信号の変化から前記主信号光の波長を判断して前記
波長可変光源からの主信号光の波長を所定の波長に設定
・保持する波長制御部、から成る光伝送装置が提供され
る。
光源に波長制御可能な波長可変光源、そして前記波長可
変光源からの主信号光の波長を制御する自動波長制御回
路を使用した自動波長制御機能を有する光伝送装置であ
って、前記自動波長制御回路は、前記波長可変光源から
の主信号光をモニタし、そのモニタ信号光を所定の光フ
ィルタを通過させることにより前記主信号光の波長に応
じたレベル信号を出力する波長検出部、そして前記波長
可変光源を駆動することによって前記主信号光の波長を
変化させ、その変化に追従する前記波長検出部からのレ
ベル信号の変化から前記主信号光の波長を判断して前記
波長可変光源からの主信号光の波長を所定の波長に設定
・保持する波長制御部、から成る光伝送装置が提供され
る。
【００２３】また本発明によれば、主信号光源に波長制
御可能な波長可変光源、そして前記波長可変光源からの
主信号光の波長を制御する自動波長制御回路を使用した
自動波長制御機能を有する光伝送装置であって、前記光
伝送装置の受信側自動波長制御回路は、対向発信装置か
ら受信した主信号光をモニタし、そのモニタ信号光を所
定の光フィルタを通過させることにより前記主信号光の
波長に応じたレベル信号を出力する波長検出部、そして
前記レベル信号から受信した主信号光の波長ドリフト情
報を得て、それを前記対向発信装置へ送信する受信信号
処理部を備え、そして前記光伝送装置の発信側自動波長
制御回路は、対向受信装置から前記波長ドリフト情報を
受信し、前記波長ドリフト情報に従って前記波長可変光
源を駆動することで送信する主信号光の波長を前記対向
受信装置の波長に設定・保持する送信信号処理部を備え
る光伝送装置が提供される。
御可能な波長可変光源、そして前記波長可変光源からの
主信号光の波長を制御する自動波長制御回路を使用した
自動波長制御機能を有する光伝送装置であって、前記光
伝送装置の受信側自動波長制御回路は、対向発信装置か
ら受信した主信号光をモニタし、そのモニタ信号光を所
定の光フィルタを通過させることにより前記主信号光の
波長に応じたレベル信号を出力する波長検出部、そして
前記レベル信号から受信した主信号光の波長ドリフト情
報を得て、それを前記対向発信装置へ送信する受信信号
処理部を備え、そして前記光伝送装置の発信側自動波長
制御回路は、対向受信装置から前記波長ドリフト情報を
受信し、前記波長ドリフト情報に従って前記波長可変光
源を駆動することで送信する主信号光の波長を前記対向
受信装置の波長に設定・保持する送信信号処理部を備え
る光伝送装置が提供される。
【００２４】
【発明の実施の形態】図６は、本発明による自動波長制
御回路を用いた光送受信装置の一構成例を示したもので
ある。なお、図６において図１で示した従来例と同じも
のについては同一の符号を付している。
御回路を用いた光送受信装置の一構成例を示したもので
ある。なお、図６において図１で示した従来例と同じも
のについては同一の符号を付している。
【００２５】本発明による自動波長制御回路の制御対象
は、電気−光変換器１２で電気−光変換素子として用い
られる波長可変レーザダイオード（ＴｕｎａｂｌｅＬ
Ｄ）３４である。図７は、前記波長可変レーザダイオー
ドの一例を示したものであり、図７の（ａ）はＤＢＲ(D
istributed Bragg Reflector) タイプのレーザダイオー
ド（ＤＢＲ ＬＤ）の構造例を、そして図７の（ｂ）は
前記ＤＢＲレーザダイオードのＤＢＲ電流−出力波長特
性例を示している。
は、電気−光変換器１２で電気−光変換素子として用い
られる波長可変レーザダイオード（ＴｕｎａｂｌｅＬ
Ｄ）３４である。図７は、前記波長可変レーザダイオー
ドの一例を示したものであり、図７の（ａ）はＤＢＲ(D
istributed Bragg Reflector) タイプのレーザダイオー
ド（ＤＢＲ ＬＤ）の構造例を、そして図７の（ｂ）は
前記ＤＢＲレーザダイオードのＤＢＲ電流−出力波長特
性例を示している。
【００２６】ＤＢＲレーザダイオードの波長可変原理
は、図７の（ａ）に示すＤＢＲ領域にＤＢＲ電流（Ｉｄ
ｂｒ）によるキャリア注入を行い、そのプラズマ効果に
よってブラッグ(Bragg) 波長が変化することを利用した
ものである。その結果、図７の（ｂ）に示すようにＤＢ
Ｒ電流（Ｉｄｂｒ）量によって所定範囲内で出力波長を
可変制御することが可能となる。
は、図７の（ａ）に示すＤＢＲ領域にＤＢＲ電流（Ｉｄ
ｂｒ）によるキャリア注入を行い、そのプラズマ効果に
よってブラッグ(Bragg) 波長が変化することを利用した
ものである。その結果、図７の（ｂ）に示すようにＤＢ
Ｒ電流（Ｉｄｂｒ）量によって所定範囲内で出力波長を
可変制御することが可能となる。
【００２７】図６にもどって、前記波長可変レーザダイ
オード３４から出力された信号光は光増幅器１３内部に
設けられた光カプラ（ＣＰＬ）３５によってその一部が
本発明による自動波長制御回路３０に入力される。前記
自動波長制御回路３０では、波長検出部３１によって信
号光の波長を検出し、そして波長制御部３２からはその
検出された信号光の波長を光受信機１１の光フィルタ１
６の透過波長域内とする制御信号が出力される。
オード３４から出力された信号光は光増幅器１３内部に
設けられた光カプラ（ＣＰＬ）３５によってその一部が
本発明による自動波長制御回路３０に入力される。前記
自動波長制御回路３０では、波長検出部３１によって信
号光の波長を検出し、そして波長制御部３２からはその
検出された信号光の波長を光受信機１１の光フィルタ１
６の透過波長域内とする制御信号が出力される。
【００２８】前記制御信号は駆動回路３３に与えられ、
その制御信号に応じた駆動電流が前記電気−光変換機１
２内の波長可変レーザダイオード３４に与えられる。そ
の結果、波長可変レーザダイオード３４は、常に光受信
機１１の受信波長範囲内の信号光を出力することにな
る。
その制御信号に応じた駆動電流が前記電気−光変換機１
２内の波長可変レーザダイオード３４に与えられる。そ
の結果、波長可変レーザダイオード３４は、常に光受信
機１１の受信波長範囲内の信号光を出力することにな
る。
【００２９】図８は、本発明による自動波長制御回路
（図６の３０）の第１の実施例を示したものである。図
９は、図８の波長制御部３２の制御例を示したものであ
り、図９の（ａ）は制御フロー例、そして図９の（ｂ）
はその制御動作の原理を説明するために示している。
（図６の３０）の第１の実施例を示したものである。図
９は、図８の波長制御部３２の制御例を示したものであ
り、図９の（ａ）は制御フロー例、そして図９の（ｂ）
はその制御動作の原理を説明するために示している。
【００３０】図８において、光増幅器１３（図６）内部
の光カプラ３５で分岐された信号光の一部はモニタ光と
して自動波長制御回路３０の波長検出部３１に入力され
る。前記モニタ光はさらに光カプラ４０で２等分され、
その一方は帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）４２を透過して
次段のフォトダイオード４３で透過モニタ光に応じた電
流信号に変換される。また、他方は直接フォトダイオー
ド４１でそのモニタ光に応じた電流信号に変換される。
の光カプラ３５で分岐された信号光の一部はモニタ光と
して自動波長制御回路３０の波長検出部３１に入力され
る。前記モニタ光はさらに光カプラ４０で２等分され、
その一方は帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）４２を透過して
次段のフォトダイオード４３で透過モニタ光に応じた電
流信号に変換される。また、他方は直接フォトダイオー
ド４１でそのモニタ光に応じた電流信号に変換される。
【００３１】オペアンプ４４及び抵抗４５〜４９からな
る差分増幅器は、前記２つの電流信号を比較してその差
分信号を出力する。前記差分信号は次段のマイクロコン
ピュータ回路（μＣＯＭ）からなる波長制御部３２へ入
力される。前記マイクロコンピュータ回路は、例えば入
／出力ポートにＡ／Ｄ及びＤ／Ａコンバータを備えたワ
ンチップタイプのマイクコンピュータを使用する。な
お、波長制御部３２を、前記マイクロコンピュータ回路
（μＣＯＭ）に代えて以下で説明する図９の（ａ）の制
御フローをアナログ的に実現するアナログ回路で構成し
てもよい。
る差分増幅器は、前記２つの電流信号を比較してその差
分信号を出力する。前記差分信号は次段のマイクロコン
ピュータ回路（μＣＯＭ）からなる波長制御部３２へ入
力される。前記マイクロコンピュータ回路は、例えば入
／出力ポートにＡ／Ｄ及びＤ／Ａコンバータを備えたワ
ンチップタイプのマイクコンピュータを使用する。な
お、波長制御部３２を、前記マイクロコンピュータ回路
（μＣＯＭ）に代えて以下で説明する図９の（ａ）の制
御フローをアナログ的に実現するアナログ回路で構成し
てもよい。
【００３２】本実施例では２等分された一方のモニタ光
が帯域通過フィルタ４２を透過する際に、その波長によ
る透過率の相違から次段フォトダイオード４３で光−電
気変換される電流信号の量及びその変化の方向が異なる
ことを利用する。図９の（ｂ）では、帯域通過フィルタ
４２の透過率をその中心透過波長（初期値）λ1 近傍で
１００％にしている。
が帯域通過フィルタ４２を透過する際に、その波長によ
る透過率の相違から次段フォトダイオード４３で光−電
気変換される電流信号の量及びその変化の方向が異なる
ことを利用する。図９の（ｂ）では、帯域通過フィルタ
４２の透過率をその中心透過波長（初期値）λ1 近傍で
１００％にしている。
【００３３】その結果、モニタ光の波長λが中心波長λ
1 に等しいときには２等分された各モニタ光が次段のフ
ォトダイオード４１，４３で光−電気変換される電流量
は互いに等しくなる（差分ゼロ）。それに対し、モニタ
光の波長λが中心波長λ1 より大きいか又は小さい場合
には、帯域通過フィルタ４２を透過する側のモニタ光の
量はその透過率の低下によって減少する。
1 に等しいときには２等分された各モニタ光が次段のフ
ォトダイオード４１，４３で光−電気変換される電流量
は互いに等しくなる（差分ゼロ）。それに対し、モニタ
光の波長λが中心波長λ1 より大きいか又は小さい場合
には、帯域通過フィルタ４２を透過する側のモニタ光の
量はその透過率の低下によって減少する。
【００３４】従って、モニタ光の波長λが中心波長λ1
に対しどの波長域に存在するかは、モニタ光の波長λを
増加させた場合に中心波長λ1 より小さい波長域で透過
率が増加し（透過モニタ光の増加）、そして大きい波長
域では透過率が減少すること（透過モニタ光の減少）、
反対にモニタ光の波長λを減少させた場合に中心波長λ
1 より小さい波長域では透過率が減少し（透過モニタ光
の減少）、そして大きい波長域では透過率が増加するこ
と（透過モニタ光の増加）によって確認することができ
る。
に対しどの波長域に存在するかは、モニタ光の波長λを
増加させた場合に中心波長λ1 より小さい波長域で透過
率が増加し（透過モニタ光の増加）、そして大きい波長
域では透過率が減少すること（透過モニタ光の減少）、
反対にモニタ光の波長λを減少させた場合に中心波長λ
1 より小さい波長域では透過率が減少し（透過モニタ光
の減少）、そして大きい波長域では透過率が増加するこ
と（透過モニタ光の増加）によって確認することができ
る。
【００３５】図９の（ａ）に示す制御フローは上述した
原理を利用している。すなわち、波長制御部３２は、フ
ォトダイオード４１側の電流量がフォトダイオード４３
側の電流量より大きくなってＶ1 が増加し、波長ドリフ
トが発生した場合に、先ずＩ DBR 電流（図７）を増加さ
せてモニタ光の波長λを小さくする（Ｓ１０１〜Ｓ１０
３）。ここで、Ｖ1 が減少した場合（中心波長λ1 より
大きい波長域で透過モニタ光が増加）にはＶ1 が減少が
停止する波長初期値λ1 となるまでＩDBR 電流を増加さ
せる（Ｓ１０８，Ｓ１０９）。
原理を利用している。すなわち、波長制御部３２は、フ
ォトダイオード４１側の電流量がフォトダイオード４３
側の電流量より大きくなってＶ1 が増加し、波長ドリフ
トが発生した場合に、先ずＩ DBR 電流（図７）を増加さ
せてモニタ光の波長λを小さくする（Ｓ１０１〜Ｓ１０
３）。ここで、Ｖ1 が減少した場合（中心波長λ1 より
大きい波長域で透過モニタ光が増加）にはＶ1 が減少が
停止する波長初期値λ1 となるまでＩDBR 電流を増加さ
せる（Ｓ１０８，Ｓ１０９）。
【００３６】反対に、さらにＶ1 が増加した場合（中心
波長λ1 より小さい波長域で透過モニタ光が減少）には
ＩDBR 電流を減少させてモニタ光の波長λを大きくし、
波長初期値λ1 となるまでＩDBR 電流を減少させる（Ｓ
１０３〜Ｓ１０７）。このような制御によって可変波長
レーザダイオードの波長を所定値に設定し且つ維持する
ことができる。
波長λ1 より小さい波長域で透過モニタ光が減少）には
ＩDBR 電流を減少させてモニタ光の波長λを大きくし、
波長初期値λ1 となるまでＩDBR 電流を減少させる（Ｓ
１０３〜Ｓ１０７）。このような制御によって可変波長
レーザダイオードの波長を所定値に設定し且つ維持する
ことができる。
【００３７】図１０は、本発明による自動波長制御回路
の第２の実施例を示したものである。図１１は、図１０
の波長制御部３２の制御例を示したものであり、図１０
の（ａ）は制御フロー例、そして図１０の（ｂ）はその
制御動作の原理を説明するためのものである。
の第２の実施例を示したものである。図１１は、図１０
の波長制御部３２の制御例を示したものであり、図１０
の（ａ）は制御フロー例、そして図１０の（ｂ）はその
制御動作の原理を説明するためのものである。
【００３８】図１０では、光フィルタとして低域通過フ
ィルタ５０を使用している点だけが上述した図８の構成
と異なる。図１１の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、本
実施例では例えば波長初期値λ1 が低域通過フィルタ５
０の透過率５０％に設定される。この場合、差分増幅器
の抵抗４８の抵抗値は抵抗４９の抵抗値の２分の１の値
に設定され、透過率５０％のモニタ光波長λ1 で差分ゼ
ロとなる。
ィルタ５０を使用している点だけが上述した図８の構成
と異なる。図１１の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、本
実施例では例えば波長初期値λ1 が低域通過フィルタ５
０の透過率５０％に設定される。この場合、差分増幅器
の抵抗４８の抵抗値は抵抗４９の抵抗値の２分の１の値
に設定され、透過率５０％のモニタ光波長λ1 で差分ゼ
ロとなる。
【００３９】図１１の（ａ）には、Ｖ1 が増加した場合
（中心波長λ1 より大きい波長域で透過モニタ光が減
少）にはＩDBR 電流を増加させてモニタ光の波長λを小
さくする（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）。その後、Ｖ1 が減少
した場合（中心波長λ1 より小さい波長域で透過モニタ
光が増加）にはＩDBR 電流を減少させ、モニタ光の波長
λを大きくすることで波長初期値λ1 となるまでＩDBR
電流を減少させる（Ｓ２０４，Ｓ２０５）。このように
低域通過フィルタ５０の制御によっても可変波長レーザ
ダイオードの波長を所定値に設定し及び維持することが
できる。なお、低域通過フィルタ５０に代えて高域通過
フィルタを用いても同様な制御を行うこともできる。
（中心波長λ1 より大きい波長域で透過モニタ光が減
少）にはＩDBR 電流を増加させてモニタ光の波長λを小
さくする（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）。その後、Ｖ1 が減少
した場合（中心波長λ1 より小さい波長域で透過モニタ
光が増加）にはＩDBR 電流を減少させ、モニタ光の波長
λを大きくすることで波長初期値λ1 となるまでＩDBR
電流を減少させる（Ｓ２０４，Ｓ２０５）。このように
低域通過フィルタ５０の制御によっても可変波長レーザ
ダイオードの波長を所定値に設定し及び維持することが
できる。なお、低域通過フィルタ５０に代えて高域通過
フィルタを用いても同様な制御を行うこともできる。
【００４０】図１２は、本発明による自動波長制御回路
の第３の実施例を示したものである。図１３は、図１２
の波長制御部３２の制御動作原理を示したものである。
図１２は、図１０及び１１の第２の実施例のように光フ
ィルタとして高域通過フィルタ５１及び低域通過フィル
タ５２を用い、図１３に示すようにそれらを組み合わせ
ることで図８及び９の第１の実施例と同等の構成（帯域
通過フィルタの使用）を実現するものである。従って、
本実施例の動作は第１の実施例に準づるものであり、こ
こではこれ以上説明しない。
の第３の実施例を示したものである。図１３は、図１２
の波長制御部３２の制御動作原理を示したものである。
図１２は、図１０及び１１の第２の実施例のように光フ
ィルタとして高域通過フィルタ５１及び低域通過フィル
タ５２を用い、図１３に示すようにそれらを組み合わせ
ることで図８及び９の第１の実施例と同等の構成（帯域
通過フィルタの使用）を実現するものである。従って、
本実施例の動作は第１の実施例に準づるものであり、こ
こではこれ以上説明しない。
【００４１】図１４は、これまでに述べた本発明による
自動波長制御回路を双方向の光伝送装置に適用した一実
施例を示したものである。第１から第３の実施例では全
て光送信機側が単独で自動波長制御を行うものであっ
た。それに対し、本実施例は複数波長の光信号を伝送す
る波長分割多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multip
lexing）方式による双方向通信を考慮し、さらに光受信
機側の波長に適合するよう光送信機側の波長制御を行う
構成を示している。
自動波長制御回路を双方向の光伝送装置に適用した一実
施例を示したものである。第１から第３の実施例では全
て光送信機側が単独で自動波長制御を行うものであっ
た。それに対し、本実施例は複数波長の光信号を伝送す
る波長分割多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multip
lexing）方式による双方向通信を考慮し、さらに光受信
機側の波長に適合するよう光送信機側の波長制御を行う
構成を示している。
【００４２】先ず発信側の光送信機１０（図１４の左
側）で複数波長の信号光の内の１波を選択して受信側の
光受信機１１（図１４の右側）に送信する。前記光受信
機１１の波長検出部３１ではこれまでに述べたように波
長検出信号を出力する。次に、信号処理部３６は前記波
長検出信号から受信信号光の波長ドリフトやそのドリフ
ト方向等の波長ドリフト情報を得て、その情報をその光
送信機１０を介して発信側の光受信機１１（図１４の左
側）に送信する。
側）で複数波長の信号光の内の１波を選択して受信側の
光受信機１１（図１４の右側）に送信する。前記光受信
機１１の波長検出部３１ではこれまでに述べたように波
長検出信号を出力する。次に、信号処理部３６は前記波
長検出信号から受信信号光の波長ドリフトやそのドリフ
ト方向等の波長ドリフト情報を得て、その情報をその光
送信機１０を介して発信側の光受信機１１（図１４の左
側）に送信する。
【００４３】前記光受信機１１を介して受信された波長
ドリフト情報に従って、信号処理部３６は光送信機１０
の可変波長レーザダイオード１２の出力波長を受信側の
光受信機１１（図１４の右側）に適合させべく制御す
る。以降は、前記選択された波長の信号光を使って双方
向通信が行われる。
ドリフト情報に従って、信号処理部３６は光送信機１０
の可変波長レーザダイオード１２の出力波長を受信側の
光受信機１１（図１４の右側）に適合させべく制御す
る。以降は、前記選択された波長の信号光を使って双方
向通信が行われる。
【００４４】なお、図１４の実施例ではＷＤＭ方式につ
いて述べたが、単一波長による双方向通信の場合であっ
ても上述したのと同様なやりかたで波長ドリフト、ドリ
フト方向等のドリフト情報を検出、通知することで相互
に一致した波長の信号光を使った双方光通信が可能とな
ることは言うまでもない。
いて述べたが、単一波長による双方向通信の場合であっ
ても上述したのと同様なやりかたで波長ドリフト、ドリ
フト方向等のドリフト情報を検出、通知することで相互
に一致した波長の信号光を使った双方光通信が可能とな
ることは言うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による自動波
長制御装置を用いることで、光伝送システムの信号光が
任意の波長に設定・制御可能となり、さらに光フィルタ
の透過波長ドリフトに対しても追従することを可能とす
ることができる。その結果、光源波長のトレランス縮小
によるレーザダイオードや光フィルタの製造性劣化を防
止し、交換の際の波長識別を不要とし低コスト化が達成
される。
長制御装置を用いることで、光伝送システムの信号光が
任意の波長に設定・制御可能となり、さらに光フィルタ
の透過波長ドリフトに対しても追従することを可能とす
ることができる。その結果、光源波長のトレランス縮小
によるレーザダイオードや光フィルタの製造性劣化を防
止し、交換の際の波長識別を不要とし低コスト化が達成
される。
【００４６】また本発明による自動波長制御装置を双方
向光通信装置に用いると、一方の装置の信号光波長に容
易に他方の装置の信号光波長を一致させることができる
ことから、システムの拡張や変更・交換が容易に行え
る。さらに、双方向のＷＤＭ通信を行う場合に、通信に
使用する信号光波長の選択が容易に行える。
向光通信装置に用いると、一方の装置の信号光波長に容
易に他方の装置の信号光波長を一致させることができる
ことから、システムの拡張や変更・交換が容易に行え
る。さらに、双方向のＷＤＭ通信を行う場合に、通信に
使用する信号光波長の選択が容易に行える。
【図１】従来の光伝送システムの光主信号伝送部分の概
略構成を示した図である。
略構成を示した図である。
【図２】図１の現状光伝送システムにおける各部の信号
光スペクトラムの一例を示した図である。
光スペクトラムの一例を示した図である。
【図３】自然放出光からなる雑音成分が付加されて光受
信器の受信感度が低下する過程を示した図である。
信器の受信感度が低下する過程を示した図である。
【図４】光フィルタの波長特性（抑圧特性）と自然放出
光の雑音量との関係を示した図である。
光の雑音量との関係を示した図である。
【図５】光フィルタの透過波長域のドリフトと信号光損
失との関係を示した図である。
失との関係を示した図である。
【図６】本発明による自動波長制御回路を用いた光送受
信装置の一構成例を示した図である。
信装置の一構成例を示した図である。
【図７】波長可変レーザダイオードの一例を示した図で
ある。
ある。
【図８】本発明による自動波長制御回路の第１の実施例
を示した図である。
を示した図である。
【図９】図８の波長制御部の制御例を示した図である。
【図１０】本発明による自動波長制御回路の第２の実施
例を示した図である。
例を示した図である。
【図１１】図１０の波長制御部の制御例を示した図であ
る。
る。
【図１２】本発明による自動波長制御回路の第３の実施
例を示した図である。
例を示した図である。
【図１３】図１２の波長制御部の制御動作原理を示した
図である。
図である。
【図１４】本発明による自動波長制御回路を双方向の光
伝送装置に適用した一実施例を示した図である。
伝送装置に適用した一実施例を示した図である。
１０…光送信機 １１…光受信機 １６…光フィルタ ３０…自動波長制御装置 ３１…波長検出部 ３２…波長制御部 ３３…駆動回路 ３４…可変波長ダイオード ３５，４０…光カプラ ４１，４３…フォトダイオード ４２…帯域通過フィルタ ５０，５２…低域通過フィルタ ５１…高域通過フィルタ
Claims (6)
- 【請求項１】 主信号光源に波長制御可能な波長可変光
源、そして前記波長可変光源からの主信号光の波長を制
御する自動波長制御回路を使用した自動波長制御機能を
有する光伝送装置であって、前記自動波長制御回路は、 前記波長可変光源からの主信号光をモニタし、そのモニ
タ信号光を所定の光フィルタを通過させることにより前
記主信号光の波長に応じたレベル信号を出力する波長検
出部、そして前記波長可変光源を駆動することによって
前記主信号光の波長を変化させ、その変化に追従する前
記波長検出部からのレベル信号の変化から前記主信号光
の波長を判断して前記波長可変光源からの主信号光の波
長を所定の波長に設定・保持する波長制御部、から構成
することを特徴とする自動波長制御機能を有する光伝送
装置。 - 【請求項２】 前記波長検出部は、 前記モニタ信号光を２分岐する光カプラ、 前記光カプラによって分岐された一方のモニタ信号光を
光−電気変換する第１のフォトダイオード、 前記光カプラによって分岐された他方のモニタ信号光が
通過する前記所定の光フィルタ、 前記所定の光フィルタを通過した他方のモニタ信号光を
光−電気変換する第２のフォトダイオード、そして前記
第１のフォトダイオード及び第２のフォトダイオードか
らの各出力を比較してその差分からなる前記レベル信号
を出力する差分増幅器、を含む請求項１記載の光伝送装
置。 - 【請求項３】 前記波長検出部は、さらに前記光カプラ
によって分岐された一方のモニタ信号光が通過する所定
の光フィルタを含み、前記光フィルタを通過したモニタ
信号光が前記第１のフォトダイオードへ与えられる請求
項２記載の光伝送装置。 - 【請求項４】 前記所定の光フィルタは、帯域通過フィ
ルタ、低域通過フィルタ、又は高域通過フィルタである
請求項２又は３記載の光伝送装置。 - 【請求項５】 前記波長制御部は、前記所定の光フィル
タの透過特性の傾斜に沿ったランダムな方向に前記波長
可変光源を駆動することで前記主信号光の波長を変化さ
せる請求項１記載の光伝送装置。 - 【請求項６】 主信号光源に波長制御可能な波長可変光
源、そして前記波長可変光源からの主信号光の波長を制
御する自動波長制御回路を使用した自動波長制御機能を
有する光伝送装置であって、 前記光伝送装置の受信側自動波長制御回路は、対向発信
装置から受信した主信号光をモニタし、そのモニタ信号
光を所定の光フィルタを通過させることにより前記主信
号光の波長に応じたレベル信号を出力する波長検出部、
そして前記レベル信号から受信した主信号光の波長ドリ
フト情報を得て、それを前記対向発信装置へ送信する受
信信号処理部を備え、そして前記光伝送装置の発信側自
動波長制御回路は、対向受信装置から前記波長ドリフト
情報を受信し、前記波長ドリフト情報に従って前記波長
可変光源を駆動することで送信する主信号光の波長を前
記対向受信装置の波長に設定・保持する送信信号処理部
を備えることを特徴とする自動波長制御機能を有する光
伝送装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9065881A JPH10262001A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 自動波長制御機能を有する光伝送装置 |
| EP98104022A EP0866573A2 (en) | 1997-03-19 | 1998-03-06 | Optical transmission apparatus having automatic wavelength control function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9065881A JPH10262001A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 自動波長制御機能を有する光伝送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10262001A true JPH10262001A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13299775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9065881A Withdrawn JPH10262001A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 自動波長制御機能を有する光伝送装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0866573A2 (ja) |
| JP (1) | JPH10262001A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002103937A1 (fr) * | 2001-06-18 | 2002-12-27 | Fujitsu Limited | Systeme et appareil de telecommunication par fibre optique |
| JP2005277686A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Fujitsu Ltd | 波長多重光伝送システム及びそれにおける送信波長制御方法 |
| JP2012015692A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Fujitsu Ltd | 光伝送システム |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113037383A (zh) * | 2019-12-24 | 2021-06-25 | 中兴通讯股份有限公司 | 波长调节方法、装置、电子设备及计算机可读介质 |
| CN113556176B (zh) * | 2021-06-29 | 2022-07-05 | 成都市联洲国际技术有限公司 | 光组件发射光控制方法、装置、光组件、光模块及收发器 |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP9065881A patent/JPH10262001A/ja not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-03-06 EP EP98104022A patent/EP0866573A2/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002103937A1 (fr) * | 2001-06-18 | 2002-12-27 | Fujitsu Limited | Systeme et appareil de telecommunication par fibre optique |
| JP2005277686A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Fujitsu Ltd | 波長多重光伝送システム及びそれにおける送信波長制御方法 |
| US7596315B2 (en) | 2004-03-24 | 2009-09-29 | Fujitsu Limited | Wavelength division multiplexing optical transmission system and transmission wavelength control method therefor |
| JP4672273B2 (ja) * | 2004-03-24 | 2011-04-20 | 富士通株式会社 | 波長多重光伝送システム及びそれにおける送信波長制御方法 |
| JP2012015692A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Fujitsu Ltd | 光伝送システム |
| US8681420B2 (en) | 2010-06-30 | 2014-03-25 | Fujitsu Limited | Optical transmission system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0866573A2 (en) | 1998-09-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |