JPH1127237A

JPH1127237A - 光送信器及びそれを用いた光通信システム及び波長制御方法

Info

Publication number: JPH1127237A
Application number: JP9190501A
Authority: JP
Inventors: Oichi Kubota; 央一窪田; Masao Majima; 正男真島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】効率のよい通信を可能とする為に、光送信器の
出力光の波長の変化の速さを変更できるようにする。【解決手段】出力光の波長の変化の速さを変更するのに
対応して、伝送信号の伝送速度、符号化方式、伝送内容
の少なくともいずれかを、受信側で受信可能な範囲で変
更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、伝送すべき信号を
光信号で伝送する際の、該光信号の波長と伝送信号の制
御に関わる。特に、波長多重通信を行う際の該制御に関
わる。

【０００２】

【従来の技術】波長多重通信システムの一例として、各
端局が１組の波長可変な光送信器と波長可変な光受信器
を持ち、パッシブスター型に構成されたシステムがあ
る。図６にその波長多重通信システムの構成を示す。端
局ないし端末２１１〜２１ｎは、通信ノード２２１〜２
２ｎ、光ファイバ２３１〜２３ｎ、２４１〜２４ｎを介
してスターカプラ２００に接続され、ネットワークを構
成する。通信ノード２２１〜２２ｎから送出された光信
号は、スターカプラ２００によって自ノードを含むすべ
ての通信ノード２２１〜２２ｎに分配される。

【０００３】ここで、全体としての伝送容量を大きくす
るべく波長多重通信システムのチャンネル数を多くする
ために、波長１５５０ｎｍ帯域においてチャンネル間の
波長間隔（以下、チャンネル間隔とも言う）を０．０８
ｎｍ（１０ＧＨｚ）のオーダーにした場合、混信を防ぐ
には各通信ノード２２１〜２２ｎの送信波長を制御する
必要がある。従来、分散配置された通信ノード２２１〜
２２ｎからの送信波長のチャンネル間隔を一定に保つ方
式としては、幾つかのものが提案されており、中でも本
出願人による先の出願に開示された方式（特開平８−１
６３０９２号参照）は、送信波長の初期設定、再設定が
容易であり、制御が簡便である。

【０００４】この方式では、各通信ノード２２１〜２２
ｎは、自局の波長と、波長軸上で長波長側に隣接するチ
ャンネルの波長との間隔を検知し、チャンネル間隔が一
定になるように自局の波長を制御する。図７にその動作
の一例を示す。横軸の右側が長波長側である。各通信ノ
ード２２１〜２２ｎは、発光開始時は、波長多重通信系
の波長範囲の短波長側の所定の波長で送信器を発光させ
（図７（ａ）、ｃｈ５）、徐々にこの発光波長を長波長
側に変化させていき、長波長側の最短波長の波長（ｃｈ
４）と所定間隔となる波長に移動させて定常状態となる
（図７（ｂ））。また、送信が終了し送信器の発光が停
止した通信ノード（ｃｈ３を使用していた）がある場合
（図７（ｃ））には、その短波長側で発光している通信
ノードの送信器（ｃｈ４、ｃｈ５を使用している）は、
波長を徐々に長波長側に変化させていく。この結果、定
常状態では、波長多重通信系の波長範囲の長波長端から
等しいチャンネル間隔で各通信ノード（ｃｈ１、ｃｈ
２、ｃｈ４、ｃｈ５）の送信器の波長が配置される（図
７（ｄ））。

【０００５】図８に各通信ノード２２１〜２２ｎの構成
図を示す。通信ノード２２は光分岐器２５、光受信器２
６、光送信器２７、光受信器２６及び光送信器２７との
間で信号をやり取りする通信制御回路２８から構成され
る。光分岐器２５は、伝送路２４１〜２４ｎからの光信
号を２つに分岐し、一方を光受信器２６、他方を光送信
器２７へと送る。

【０００６】光受信器２６は、波長多重通信系のチャン
ネルの中から、自局宛ての信号を送信しているチャンネ
ルを探す。見出した後は、その波長に、光受信器２６内
の波長可変フィルタの波長を一致、追従させながら受信
を続ける。通信制御回路２８は、自通信ノ―ドに接続さ
れた端局（以下、自端局）の要求に応じて光受信器２６
及び光送信器２７の動作を制御する。自端局が送信中で
あれば送信内容を光送信器２７へ送り、受信中であれば
光受信器２６が受信した信号を自端局へと送る。

【０００７】図９に光送信器２７の構成図を示す。光送
信器２７は、通信制御回路２８との間で信号をやり取り
し通信制御回路２８からの制御信号に応じて各デバイス
の波長を制御する波長制御回路１、光源駆動回路２、波
長可変光源３、通信制御回路２８から送られて来る送信
信号に従って波長可変光源３からの連続発振光を変調す
る光変調器４、光分岐器５、光合流器７、波長可変フィ
ルタ８、受光素子９、増幅器１０、識別器１１、フィル
タ駆動回路１２から構成される。かかる構成において、
波長制御回路１は、通信制御回路２８からの掃引開始の
信号に基づき、フィルタ駆動回路１２を介して波長可変
フィルタ８の透過波長を一定範囲で掃引する。また、波
長制御回路１には、波長可変フィルタ８の透過光を受光
素子９が光電変換し、増幅器１０が増幅し、識別器１１
が所定レベル以上か否かを判断して２値信号としたもの
が入力される。さらに、波長制御回路１は、通信制御回
路２８からの上記掃引開始の信号に基づき、光源駆動回
路２を介して波長可変光源３を発光させる。その出力光
は、伝送路２３へ出力されるとともに、光変調器４及び
光分岐器５を介して光合流器７にて伝送路２４からの各
波長の送信光と合流後、波長可変フィルタ８に入力され
る。

【０００８】この様に、波長制御回路１は、波長可変フ
ィルタ８の透過光を掃引しつつ、識別器１１の出力を見
ることで、自局及び他局の送信波長を検知する。波長制
御回路１は、また、検知した波長をもとに、前述した動
作（波長可変光源３からの所定波長での発光開始、長波
長側への波長可変光源３からの送信波長の変化、隣接波
長と該送信波長の波長間隔の保持）を行うよう、波長可
変光源３の出力光の波長を制御する。言い換えれば、Ｃ
ＰＵ、メモリー等を備えたマイクロプロセッサ、デジタ
ル入出力、アナログ入出力等で構成される波長制御回路
１及び通信制御回路２８において、上記の動作を実現す
る様に各回路１、２８のメモリーには、操作量と光源３
及びフィルタ８の波長の変化量の関係、所定の動作手
順、タイミング等が記憶されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の技術に
おいては、出力光の波長を変化させる状態とさせない状
態は発生するものの、出力光の波長を変化させる時の変
化させようとする速さは一定であった。本発明では、出
力光の波長を変化させる速さを選択できるようにして、
柔軟な波長制御を実現する。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】本発明の光送信器は以下の
ような構成により柔軟な波長制御を実現する。光送信器
から光受信器に光を用いて信号を伝送する光通信システ
ムにおいて用いる光送信器であって、波長可変光源と、
該波長可変光源の出力光の波長を制御する波長制御回路
と、伝送信号を制御する通信制御回路を有しており、前
記波長制御回路と前記通信制御回路とは、前記波長制御
回路が前記出力光の波長を変化させる速さを、より遅い
状態から比較的速い状態に変更するか、もしくは比較的
速い状態からより遅い状態に変更する制御と、前記通信
制御回路が、前記伝送信号の伝送速度か、前記伝送信号
の符号化方式か、前記伝送信号の伝送内容の少なくとも
いずれかを、該伝送信号を受信する受信器において、前
記出力光の波長の変化に追随しつつ前記伝送信号を実質
的に受信できるように変更するか、もしくは該伝送信号
を受信する受信器において、前記出力光の波長の変化に
追随しつつ前記伝送信号を実質的に受信できる範囲で変
更する制御とを対応して行うように構成されていること
を特徴とする光送信器。

【００１１】すなわち、出力光の波長を変化させる速さ
を速くすると、出力光の波長の変化に追随しつつ受信し
ている受信器では、受信の際にエラーが発生する可能性
が高くなる。よって出力光の波長を変化させる速さが速
い時には、出力光の波長を変化させる速さがより遅い時
に比べて、伝送信号をよりエラーに強い伝送信号にする
ことによりエラーを発生しにくくして実質的に受信可能
にするか、エラーをより許容できる伝送信号にしてエラ
ー発生の可能性が増えても実質的に受信できるようにす
ればよい。具体的には、出力光の波長を変化させる速さ
を速くするのに応じて、伝送信号の伝送速度を遅くした
り、伝送信号の符号化方式をエラーにより強い、もしく
はエラーをより許容できる符号化方式にしたり、伝送信
号の内容をエラーにより強い、もしくはエラーをより許
容できる内容にしたりすればよい。

【００１２】一方、出力光の波長を変化させる速さを遅
くすると、該出力光を受信する際のエラー発生の可能性
は低くなるので、伝送信号から単位時間当たりに取り出
される平均的な実データ量を増やすことが、受信側にお
いて実質的に受信できる範囲内で可能となる。例えば、
伝送信号の伝送速度を実質的に受信できる範囲内で高く
することができる。また出力光の波長変化の速さが比較
的速い時と比べて、エラー発生の可能性が低くなること
から、伝送信号の符号化方式をよりエラーに弱い、もし
くはエラー許容度がより低い符号化方式とすることがで
きるため、冗長度をより低くした符号化方式を採用する
ことができる。また、出力光の波長の変化が比較的速い
状態の時に、その状態でも実質的に受信できるように、
伝送信号の内容を簡単な内容（例えば送信元の光送信器
や受信宛先の受信器のＩＤ信号など）にすることによっ
て容易に受信できるようにしたり、操り返し同じ信号を
伝送することによって繰り返される信号のうちのいずれ
かを受信できるようにしていたのに対して、出力光の波
長の変化の速さをより遅くした時には、伝送信号の内容
が複雑であったり、繰り返さない、もしくは操り返しの
少ない信号とすることができる。

【００１３】出力光の波長の変化の速さは、相手の受信
器が該送信波長に追随し、信号内容を受信可能な程度に
抑える必要があり、従来は送信光の波長の変化の速さ
を、送信時の最も速い伝送速度に合わせて低めに設定し
ていた（すなわち、信号の伝送速度は効率の上からもさ
ほど小さくできないので、光受信器が信号内容を受信す
る為には、送信光の波長変化の速さを低めにせざるをえ
なかった）。それに対し、本発明では、柔軟に波長変化
の速さを変更できるので、効率のよい通信を行うことが
できる。

【００１４】ここで用いている伝送速度とは、トータル
で情報を１秒間にどれだけ送れるかを示す量であるが、
１秒間での物理的な変調回数を示す量である変調速度も
含むものである。また、伝送速度や、符号化方式や、伝
送内容の少なくともいずれかを変化させるが、その変化
の程度は、受信側で受信できるように、もしくは受信側
で受信できる範囲で適宜設定することができる。例え
ば、多少の受信の乱れが生じてもそれを許容できる時に
は、許容できない受信の乱れが発生しない状態は、受信
側で受信ができている状態である。どの程度まで受信の
乱れを許容できるかは、場合によって異なるが、適宜設
定できる。

【００１５】また、前記出力光の波長が所定の波長にな
ってから所定の時間が経過したことを検知する手段を有
しており、前記波長制御回路は、前記出力光の波長を、
前記所定の波長になってから前記所定の時間が経過する
までは比較的速い速さで変化させ、その後、前記出力光
の変化の速さをより遅くする様構成されていてもよい。
ここで、所定の波長とは、例えば、予め定められた発光
開始波長であったりする。この光送信器を用いる通信シ
ステムにおいて、該発光開始波長を定めておき、該発光
開始波長をある程度離れるまでは速やかに波長を変化さ
せることにより、発光開始波長及びその周辺に止まる時
間を短くすることができ、次に該発光開始波長で発光し
たい他の光送信器が速やかに発光を開始できるようにな
る。

【００１６】また、前記出力光を受信する受信器からの
確認信号を検知する手段を有しており、前記波長制御回
路は、前記確認信号により、前記出力光の波長を変化さ
せる速さを変更してもよいことを判別してから、前記出
力光の波長の変化の速さを変更するように構成されてい
てもよい。この確認信号は、受信器側から一方的に出さ
れるものであっても、この光送信器から出力光の波長の
変化の速さを変更したいことを通知し、それに受信器側
が応答するものであってもよい。

【００１７】また、前記出力光の波長と他の波長との波
長間隔を検知する手段を有しており、前記波長制御回路
は、該波長間隔がある所定の間隔よりも小さいか否か、
もしくは大きいか否かに応じて、前記出力光の波長の変
化の速さを変更するように構成されていてもよい。ここ
でいう他の波長とは、例えば波長軸上で自光送信器の出
力光の波長と隣接する波長であったりする。例えば、自
光送信器の出力光の波長と隣接波長とが必要以上に離れ
ている時には、出力光の波長を速やかに変化させ、その
間隔を狭くしていき、ある程度近づいたところで出力光
の．波長の変化の速さを遅くすればよい。また、自光送
信器の出力光の波長と隣接波長とが近づきすぎた時に
は、出力光の波長を速やかに変化させ隣接波長との間隔
を広げればよい。

【００１８】また、前記出力光の波長と他の波長との波
長間隔の減少の程度を検知する手段を有しており、前記
波長制御回路は、該減少の程度に応じて、前記出力光の
波長の変化の速さを変更するように構成されていてもよ
い。このように構成することにより、急激に他の波長、
例えば隣接波長、との間隔が狭くなっている時には、出
力光の波長を速やかに変化させ、他の波長との間隔が狭
くなりすぎてしまうのを防ぐことができる。

【００１９】また、前記出力光の波長が所望の波長にな
っているか、もしくは所望の波長から所定の範囲内に存
在するかを検知する手段を有しており、前記波長制御回
路は、前記出力光の波長が前記所望の波長になっている
か否か、もしくは所望の波長から所定の範囲内に存在す
るか否かによって、前記出力光の波長の変化の速さを変
更するように構成されていてもよい。この構成は、上記
所定の時間が経過したことを検知する手段や、確認信号
を検知する手段や、波長間隔を検知する手段や、波長間
隔の減少の程度を検知する手段を用いた構成も含むもの
であり、すなわち出力光の波長が所望の波長（これは絶
対的に波長を検出することに限らず、他の波長との相対
的な関係であってもよい）と同じ状態、もしくはそれに
近い状態であるか、それ以外の状態であるかによって、
出力光の波長の変化の速さを変更するものである。

【００２０】また、前記波長制御回路は、前記検知する
手段によって、前記出力光の波長の変化の速さを変更す
る状態になったことを検知してから所定の時間経過した
後に、前記出力光の波長の変化の速さを変更するよう構
成されていたり、前記出力光の波長の変化の速さを変更
する旨を受信器に通知してから所定の時間経過した後
に、前記出力光の波長の変化の速さを変更するよう構成
されていたり、前記出力光を受信する受信器からの確認
信号を検知する手段を有しており、前記波長制御回路
は、前に述べた検知する手段によって、前記出力光の波
長の変化の速さを変更する状態になったことを検知して
から、前記出力光を受信する受信器から前記出力光の波
長の変化の速さを変更することを確認する確認信号を前
記確認信号を検知する手段によって検知した後に、前記
出力光の波長の変化の速さを変更するよう構成されてい
てもよい。すなわち、出力光の波長の変化の速さを変更
する際に、受信側でその変更に先立って準備が必要な時
には、変更準備時間を与えたり、変更してもよい旨の確
認信号が来るのを待って、出力光の波長の変化の速さを
変更すればよい。

【００２１】また本明細書では、上述の光送信器を用い
た通信システムや、上述の制御を行う波長制御方法を開
示する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態について詳細に説明する。

【００２３】［第１の実施形態］本実施例における波長
多重通信システム、通信ノード及び通信ノード内の光送
信器の基本的構成は、従来例の項において、それぞれ図
９、図１１、図１２を用いて説明したものと同じであ
る。ただし、本実施例ではタイミングを合わせて送信波
長の変化速度ｖ（隣接波長に詰め寄って行く速さ）及び
送信信号の伝送速度Ｒを変化させることが可能な様に、
即ち後述する動作を遂行する様に波長制御回路１と通信
制御回路２８が構成されている点が前記従来例と異な
る。つまり、変化速度ｖと伝送速度Ｒの組を（ｖ、Ｒ）
とすると、本実施例の光送信器２７は（ｖ１、Ｒ１）と
（ｖ２、Ｒ２）の２つの状態を場合に応じて切り替えて
送信することが可能なように構成されている。また、光
受信器２６も上記２つの状態に対応しつつ信号を受信可
能なように構成され、通信制御回路２８は、従来の例で
説明した動作の他に、光送信器２７の上記２つの状態間
の切り替えも行う。言い換えれば、ＣＰＵ、メモリー等
を備えたマイクロプロセッサ、デジタル入出力、アナロ
グ入出力等で構成される送信器及び受信器の波長制御回
路及び通信制御回路において、後述する動作を実現する
様に各回路のメモリーには、操作量と光源、フィルタな
どの波長の変化量の関係、所定の動作手順、タイミング
等が記憶されている。

【００２４】図１は、本実施例の動作原理を説明するた
めの図である。図１（ａ）は、通信ノード２２４が送信
を開始すべく、波長λ４＝λｓで発光を開始した様子を
示している。横軸は波長で、右側が長波長側である。λ
ｓは波長多重通信システムでの送信開始波長、λ１〜λ
４はそれぞれ通信ノード２２１〜２２４の送信波長であ
る。図１（ｂ）左側は、通信ノード２２４が自局のＩＤ
情報を送信しつつ速度ｖ１［ｎｍ／ｓ］で送信波長を長
波長側に変化させている様子を示している。また、同図
右側はその際の通信ノード２２４の送信内容の一例を示
している。横軸は時間で、送信信号（ＩＤ情報）の伝送
速度はＲ１［ｂｐｓ］である。同様に、図１（ｃ）左側
は、通信ノード２２４が本来のデータを送信しつつ速度
ｖ２［ｎｍ／ｓ］で送信波長を長波長側に変化している
様子を示している。同図右側は通信ノード２２４の送信
内容（本来のデータ）の一例で、伝送速度はＲ２［ｂｐ
ｓ］である。ｖ１＞ｖ２、Ｒ１＜Ｒ２となっている。

【００２５】図２は、本実施例における送信側及び受信
側の波長、伝送速度、送受信内容の制御動作の手順とタ
イミングを説明するための図である。図の下方ほど時間
が経過している。本実施例では、送信側が、送信開始時
において、データの伝送速度及び送信内容と波長変化の
速度を、受信側が送信信号の内容を受信可能な範囲で変
化させる。

【００２６】図１（ａ）に示す様に、通信ノード２２４
（以下、送信側ノード）が送信開始波長λｓで発光を開
始したとする。現在通信を行っていない他の通信ノード
（以下、他ノード）は、受信器の波長をλｓに一致さ
せ、λｓにおける光信号の有無を常に調べながら待機し
ている。送信側ノードは、他ノードが受信器の波長を送
信光にロックできる時間だけ待った後、自ノード及び送
信先の通信ノード（以下、受信側ノード）のＩＤ情報を
伝送速度Ｒ１、例えば６４ｋｂｐｓで送出する。ＩＤ情
報の送信と同時に、送信波長を波長変化速度ｖ１、例え
ば０．００５ｎｍ／ｓで長波長側へと変化させる（図１
（ｂ））。この間、他ノードは、送信波長の変化に受信
回路の受信波長を追従させつつ送信信号を受信する。そ
して、受信したＩＤ情報を解析し、それが自ノードのＩ
Ｄと一致していれば追従を続け、違っていれば受信波長
を再びλｓに一致させた後、待機する。送信側ノード
は、図２に示す様に、送信波長を所定の時間Ｔ（以下、
送信準備時間）の間だけ長波長側ヘ波長変化速度ｖ１で
変化した後（ただし受信側が波長ロック状態に入るまで
は送信波長を送信開始波長に止めている）、ＩＤ情報の
送信を終えて本来の通信を伝送速度Ｒ２、例えば１５５
Ｍｂｐｓで開始する。このタイミングに合わせて、送信
波長を、波長変化速度ｖ２、例えば０．００１ｎｍ／ｓ
で、長波長側へと変化させる様に切り換える（図１
（ｃ））。この間、受信側ノードは、送信波長の変化に
受信回路の受信波長を追従させつつ送信内容の受信を続
ける。

【００２７】上記の手順を、送信側、受信側双方で時系
列的に示したのが図２である。ここで、受信側ノードの
受信回路が、送信開始波長λｓでの光信号について検出
してからロックを完了するまでの時間をｔ１、送信側ノ
ードのＩＤ情報送信にかかる時間をｔ２、受信側ノード
のＩＤ情報解析にかかる時間をｔ３とする。送信準備時
間Ｔは、少なくともそれらの和τ＝ｔ１十ｔ２十ｔ３以
上となるように設定する。その最適値は、システムにお
ける呼の発生頻度や、波長変化速度ｖ１及びｖ２、チャ
ンネル間隔△λchの値などに大きく依存する。ここで
は、送信側ノードが自ノードの送信波長をλｓからλｓ
十△λchにまで変化させるのにかかる時間を送信準備時
間Ｔとしている。尚、送信側ノードは、送信波長をλｓ
十△λchにまで詰め寄らせた後はデータを送りつつ送信
波長を隣接波長に徐々に近付けて定常状態に持って来
る。

【００２８】この様に、送信側では、送信開始から最初
はＩＤ情報を遅めの伝送速度Ｒ１で送信しつつ波長シフ
ト速度ｖ１を速くして迅速に送信波長を隣接波長に近付
け、適当な所で波長シフト速度ｖ２を遅くして本来のデ
ータを速い伝送速度Ｒ２で送り出すので、迅速に送信波
長を定常状態の所に持って来て別の端局が送信可能とな
るまでの時間を短縮することができると共に、その後は
本来のデータを迅速に受信側に送信できるので効率の良
い通信を実現できる。

【００２９】［第２の実施形態］次に、本発明の第２の
実施形態について詳細に説明する。図３は、本実施例に
おける送信側及び受信側の波長、伝送速度、送受信内容
の制御動作の手順とタイミングを説明するための図であ
る。図の下方ほど時間が経過している。

【００３０】第１の実施形態では、送信準備時間Ｔのみ
を使用して波長変化速度、伝送速度及び伝送内容の切り
替えのタイミングを決定した。本実施例では、通信シス
テムが別波長帯、例えば１．３μｍ帯に独立した通信系
（以下、制御通信系と言う）を持つとしている。送信側
ノードは、受信側ノードが制御通信系を介して返す確認
信号Ａｃｋを見ることによって、送信信号の伝送速度等
の切り替えタイミングを決定する。但し、全てのノード
でのＩＤ情報の解析までの時間Ｔを確保する必要がある
ので、送信側ノードがＴ時間内に確認信号Ａｃｋを受け
ても、本来のデータ送信を開始するには送信準備時間Ｔ
は必ず待たねばならない。図３において、Ａｃｋ’がそ
の場合を示し、この場合は括弧付のデータ送信の文字で
示す様に送信準備時間Ｔのところで送信信号の伝送速度
等の切り替えを行なう。

【００３１】以上の場合の手順を時系列的に示したのが
図３である。まず送信側ノードが伝送路に波長λｓで発
光を開始し、受信側での波長ロック完了時間を待った後
に、比較的速い波長シフト速度ｖ１で波長を変化させつ
つ送信先のノードのＩＤ信号を含む信号を比較的遅い伝
送速度Ｒ１で送信する。受信側ノードは、送信側ノード
からの送信光を見出すと、受信側波長を送信側波長にロ
ックして追従させる。ついで内容を解析し、含まれてい
るＩＤ信号が自ノードのものであれば、送信側ノードに
確認信号（Ａｃｋ信号）を制御通信系を介して返すとと
もに、受信側波長を送信側波長に追従させつつ受信を続
ける。その間、上述した様に、送信側ノードは送信側波
長を速度ｖ１で長波長側へ変化させつつ、伝送速度Ｒ１
で受信側ノード及び自ノードのＩＤ信号を繰り返し送信
する。

【００３２】送信側ノードは、受信側ノードからのＡｃ
ｋ信号を確認し、かつ送信開始から所定の時間Ｔだけ経
過している場合に、本来のデータの送信を受信側ノード
に向けて開始する。同時に、送信側波長の波長変化速度
はｖ２に下げ、伝送速度はＲ２に上げる。ここでも、送
信準備時間Ｔは、送信側ノードが自ノードの送信波長を
λｓからλｓ十△λｃｈにまで変化させるのにかかる時
間とする。以後、受信側が受信側波長を送信側波長に追
従させつつ、受信を続けることは、第１の実施例と同様
である。

【００３３】本実施例でも、迅速に送信波長を定常状態
の所に持って来て別の端局が送信可能となるまでの時間
を短縮することができると共に、その後は本来のデータ
を迅速に受信側に送信できるので効率の良い通信を実現
できる。また、本実施例では受信側から確認信号（Ａｃ
ｋ信号）を得てから波長変化速度、伝送速度及び伝送内
容の切り替えを行なうので、受信側への本来のデータの
送信がより確実に行なわれる。

【００３４】［第３の実施形態］次に、本発明の第３の
実施形態について詳細に説明する。図４は、本実施例に
おける送信側及び受信側の波長、符号化方式、送受信内
容の制御動作の手順とタイミングを説明するための図で
ある。図の下方ほど時間が経過している。

【００３５】第１及び第２の実施形態では、送信波長の
変化速度と送信信号の伝送速度を変化させた。しかし、
伝送速度の代わりに符号化方式を変化させてもよい。一
般に、送信信号には誤り検出ないし訂正用としてデータ
以外のコードを付加することが多い。誤り検出コードと
しては、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Code）符号がよく
使用される。これは、所定の生成多項式及び手順により
求めたｋ個の検査ビットを本来のデータに付加して送信
するもので、長さｋ以下のバースト型誤りの検出が可能
である。誤り訂正としては、ハミング符号を用いた方法
がよく使用される。これは、ハミングの方法を用いて計
算した検査ビットを本来のデータの間に挿入するという
もので、単一誤りの訂正が可能である。両方法の詳細に
ついては、例えば「コンピュータネットワーク、タンネ
ンバウム著、丸善」に記されている。

【００３６】前記した誤り検出・訂正方法では、付加す
るビット数が多いほど、すなわち冗長度を上げるほど強
力な誤り検出・訂正が可能となる。本実施形態では冗長
度、誤り訂正能力ともに高い符号化方式ｃ１と、両者と
もに低い符号化方式ｃ２をともに使用する。波長変化の
速度ｖと符号化方式ｃの組を（ｖ、ｃ）としたとき、本
実施形態の光送信器は、（ｖ１、ｃ１）と（ｖ２、ｃ
２）の２つの状態を、切り替えて送信することが可能な
ように構成する。切り替えのタイミングは、前記第１及
び第２の実施形態において説明した伝送速度Ｒを切り替
えるタイミングに従う。光受信器も同様に、上記の２つ
の状態を切り替えて受信することが可能なように構成す
る。前記第１の実施例における様に伝送速度を切り替え
るかわりに、符号化方式を切り替えた場合の手順を時系
列的に示したのが図４である。

【００３７】送信開始時、送信側波長の変化の速度が大
きく（ｖ＝ｖ１）、従って通信システムでの誤り率が高
い場合は、符号化方式ｃ１、例えば誤り訂正符号を使用
してＩＤ情報を伝送路に送出する。この間、受信側ノー
ドは、送信波長の変化に受信回路の受信波長を追従させ
つつ符号化方式ｃ１による信号を受信する。送信側ノー
ドは、送信波長を送信準備時間Ｔだけ長波長側へ変化し
た後、波長の変化速度を下げ（ｖ＝ｖ２）、本来のデー
タを符号化方式ｃ２、例えばＣＲＣ符号などの誤り検出
符号を使用して伝送路に送出する。受信側ノードは、な
おも送信波長の変化に受信波長を追従させつつ、符号化
方式ｃ２で信号を受信する。誤りを検出した場合は送信
側ノードに再送を要求する。

【００３８】第３の実施形態を第２の実施形態（Ａｃｋ
信号を用いる例）と組み合わせることもできる。その他
の点は第１、第２の実施例と同じである。

【００３９】本実施例でも、迅速に送信波長を定常状態
の所に持って来て別の端局が送信可能となるまでの時間
を短縮することができると共に、その後は本来のデータ
を、単位時間内にトータルで情報を多く送れる符号化方
式（即ち、伝送速度が速いと言い換えも出来る方式）で
迅速に受信側に送信できるので効率の良い通信を実現で
きる。

【００４０】［第４の実施形態］上記の実施形態では、
送信開始波長をλｓ、チャンネル間隔を△λｃｈとした
とき、送信準備時間Ｔを、送信側ノードが自ノードの送
信波長をλｓからλｓ十△λｃｈにまで変化させるのに
かかる時間とした。しかし、送信準備時間Ｔは、受信側
ノードの受信回路が送信開始波長λｓでの光信号につい
て検出してからロックを完了するまでの時間ｔ１、送信
側ノードのＩＤ情報送信にかかる時間ｔ２、受信側ノー
ドのＩＤ情報解析にかかる時間ｔ３の和τ＝ｔ１＋ｔ２
十ｔ３以上であればよいい。

【００４１】また、上記実施例の考え方は、本来のデー
タ送信中の送信側及び受信側の波長、伝送速度、符号化
方式、送受信内容などの制御動作にも適用できる。即
ち、データ送信中に何らかの原因で隣接波長との波長間
隔が所定の状態から離れすぎて迅速に元の波長に戻す必
要が生じる場合などに、波長変化速度を切り換えそれに
伴い伝送速度、伝送内容、符号化方式などの少なくとも
いずれかを受信側で受信を続けられる様に切り換えるの
である。ここで伝送速度や伝送内容や符号化方式の切り
換えの程度は、適宜選ぶことができる。例えば、実デー
タとして画像や音声を送っている場合などで、画像のコ
マ跳びや音声の雑音等が或る程度許容できる時は、その
許容の範囲を超えない程度に伝送速度や伝送内容や符号
化方式の少なくともいずれかを変更して実質的に受信で
きる様にすればよい。

【００４２】［第５の実施形態］以下では、出力光の波
長を隣接波長との間隔が所定の状態を保つ様に制御して
いる時に、本発明の波長制御を適用した例を示す。ここ
では、変化速度ｖと伝送速度Ｒの組を（ｖ、Ｒ）とする
と、本実施例の光送信器は（ｖ１、Ｒslow）と（ｖ２、
Ｒnormal）の２つの状態を、隣接波長間隔に応じて切り
替えて送信することが可能なように構成する。また、光
受信器も上記２つの状態に対応しつつ信号を受信可能な
ように構成する。他の実施形態と同様、光送信器の上記
２つの状態の切り替えは通信制御回路が行う。

【００４３】図５は、本実施例における送信側および受
信側の波長、伝送速度の制御動作を説明するための図で
ある。図５（ａ）左側は、通信ノード２２１〜２２４が
それぞれチャンネルｃｈ１〜ｃｈ４として波長λ1a〜λ
4aで送信を行い定常状態にあったが、チャンネルｃｈ１
が急にチャンネルｃｈ２に接近し始めた様子を示してい
る。横軸は波長で右側が進行方向であり、長波長側であ
る。接近にともないチャンネルｃｈ２は送信波長を変化
速度ｖ２［ｎｍ／ｓ］で短波長側へ移動させはじめる。
図５（ａ）右側は、その際のチャンネルｃｈ２における
送信内容の一例を示している。横軸は時間で、伝送速度
はＲnormal［ｂｐｓ］である。

【００４４】図５（ｂ）左側はチャンネルｃｈ１がチャ
ンネルｃｈ２にさらに接近し、チャンネルｃｈ２が送信
波長を変化速度ｖ１［ｎｍ／ｓ］で短波長側へ移動して
いる様子、図５（ｃ）左側はチャンネルｃｈ２がチャン
ネルｃｈ３に接近した様子をそれぞれ示している。各図
の右側はチャンネルｃｈ２における送信内容の一例を示
しており、伝送速度はＲslow［ｂｐｓ］である。

【００４５】図５（ｄ）左側は、その後チャンネルｃｈ
１とチャンネルｃｈ２の波長間隔が増加し、チャンネル
ｃｈ２の波長変化速度が定常状態に復帰した様子を示し
ている。間隔増加にともない、チャンネルｃｈ２は送信
波長の変化速度をｖ２［ｎｍ／ｓ］に戻す。図５（ｅ）
左側は、さらに時間が経過してチャンネルｃｈ１とチャ
ンネルｃｈ２の間の波長間隔が通常の値に復帰した様
子、図８（ｆ）左側は最終的に系が定常状態に復帰した
様子をそれぞれ示している。また５各図の右側はチャン
ネルｃｈ２における送信内容の一例を示しており、伝送
速度はＲnormal［ｂｐｓ］である。

【００４６】本実施例では、自通信ノードの隣接波長間
隔について、定常波長間隔△λ0よりも狭い変更波長間
隔△λ1を境に、自通信ノードの送信波長の変化の速度
および送信信号の伝送速度を、受信側が送信信号の内容
を受信可能な範囲で変化させる。以後、通信ノード２２
２に注目して本実施例の動作を説明していくことにす
る。

【００４７】図８（ａ）に通信ノード２２１〜２２４が
定常状態において送信を行っている様子を示す５、通信
ノード２２２はチャンネルｃｈ２としてチャンネルｃｈ
１と所定のチャンネル間隔△λ0を保ちつつ、伝送速度
Ｒnormalでデータの送信を行っている。受信している相
手側の通信ノードは２２ｍである。ここで、チャンネル
ｃｈ１とｃｈ２の波長間隔が急速に減少、例えばチャン
ネルｃｈ１の送信波長λ1aが短波長側へと急速に移動し
始めたとする。この変化を検出して、通信ノード２２２
〜２２４は各送信波長を通常の変化速度ｖ２で短波長側
へと変化させる。

【００４８】通信ノード２２２は、図５（ｂ）に示した
ように隣接波長間隔が所定の波長間隔△λ1未満となっ
たことを検出した時点で、受信側の通信ノード２２ｍに
変更信号を送出する。そこから変更準備期間Ｔだけ経過
した後、あるいは受信側からの確認信号を受信した後、
通信ノード２２２は送信波長の変化速度ｖと伝送速度Ｒ
の組を（ｖ２、Ｒnormal）から（ｖ１、Ｒslow）へと変
更する。△λ1は、定常波長間隔△λ0よりも小さく、波
長変化速度と伝送速度が夫々（ｖ１、Ｒslow）である送
信信号の受信に際して混信を生じることがない値に設定
する。また、波長変化速度ｖ１は定常状態における変化
速度ｖ２よりも大きく、伝送速度Ｒslowは定常状態での
伝送速度Ｒnormalよりも小さく設定する。ただし、光受
信器は上記の２状態（ｖ１、Ｒslow）および（ｖ２、Ｒ
normal）のいずれの状態にも対応しつつ信号を受信可能
なように構成する。

【００４９】すると、速度ｖ１で短波長側に移動するチ
ャンネルｃｈ２と、速度ｖ２で移動するチャンネルｃｈ
３との波長間隔は次第に狭まる。チャンネルｃｈ３は、
両チャンネルの間隔が△λ1未満となったことを検出す
ると、チャンネルｃｈ２と同様波長変化速度ｖと伝送速
度Ｒを切り替え、図５（ｃ）に示すように速度ｖ１で短
波長側へ移動し始める。

【００５０】これにより、チャンネルｃｈ１の波長変動
がおさまるとチャンネルｃｈ２との波長間隔は再び増加
する。通信ノード２２２は、図５（ｄ）に示したように
両チャンネルの波長間隔が△λ1以上となったことを検
出した時点で、受信側の通信ノード２２ｍに変更信号を
送出し、変更準備期間Ｔ経過後、あるいは確認信号を受
信した後、送信波長の変化速度ｖと伝送速度Ｒの組を
（ｖ１、Ｒslow）から（ｖ２、Ｒnormal）へと変更す
る。

【００５１】さらに時間が経過するとチャンネルｃｈ
１、ｃｈ２間の波長間隔は図５（ｅ）に示すように定常
波長間隔△λ0に復帰する。他のチャンネルも徐々に間
隔を回復し、最終的には図８（ｆ）に示すように定常状
態に戻る。

【００５２】以上の構成により、送信を行っている各通
信ノードは混信回避のための動作（変更信号を送出す
る、伝送信号の速度を下げるなど）にかかる時間を短縮
することができる。混信回避動作中は、その代償として
通常よりもデータ伝送速度が低いが、本実施例では回避
動作にかかる時間を短縮することで、本来のデータ通信
に与える影響が少なくなる。

【００５３】［第６の実施形態］これまで述べてきた実
施形態では、波長変化の速さは２段階で切り換えたが、
この回数は３以上であってもよい。ただし、どの波長変
化の速さと伝送信号の制御（伝送速度や符号化方式や伝
送内容）の組み合わせにおいても、受信側で、波長変化
に追随し、受信を続けることが可能でなくてはならな
い。

【００５４】また、これまで述べてきた実施形態では、
伝送信号の制御は、伝送速度、符号化方式のいずれか
と、伝送内容（ＩＤと実際に送るデータ）を切り換える
ものであったが、本発明はそれに限るものではなく、伝
送速度と符号化方式と伝送内容のうちの少なくともいず
れか１つを変更すればよい。また、それらを適当に組み
合わせて変更する場合は、トータルで波長変化の速さを
変更した後でも受信できるようになっていればよい。

【００５５】また、上記の実施形態では、従来例にある
ように各通信ノードは送信を開始すると、送信光を所定
の方向、例えば長波長側のみに変化させた。しかし、通
信ノードによって送信開始後の送信光の移動方向が違う
構成も考えられる。その場合、波長軸上では各通信ノー
ドの送信波長は、例えば、全系が使用する波長範囲の長
波長側の端や短波長側の端から定常波長間隔で並び、複
数の集合を作ることになる。各集合において、通信ノー
ドはそれぞれ上記の実施形態で述べた方法で隣接波長間
隔の急激な減少、増大、定常状態までへの移行に対応す
る。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、出力光の波長の変化の速さを柔軟に設定することが
可能になる。それにより効率よく通信を行うことができ
る。

【００５７】より具体的には、発光開始領域から速やか
に波長を引き離して他の送信器が発光を開始しやすくし
たり、他の波長との間隔を速やかに所望の間隔に近づけ
たり、特に、他の波長との間隔が狭くなりすぎた時に速
やかにその間隔が所望の間隔もしくはそれ以上になるよ
うにすることにより、通信ができなくなってしまうこと
を防ぐことができる。

【００５８】以上説明したように、本発明によれば、波
長多重通信システムのチャンネル間の波長間隔の状態に
応じて送信側の送信波長や送信態様を制御することによ
り、隣接波長間隔が定常波長間隔より外れた時や定常波
長間隔に向かう過程である時に、通信に致命的な支障が
起こったりその時間が通信にとって全く無駄になったり
しない様にして効率の良い通信を確保することができ
る。

【００５９】また、発光開始から所定の時間だけ経過
後、出力光の波長変化の速度を減少させるという方式を
とることにより、通信ノードの構成を単純なものとする
ことができる。また、相手側通信ノードの準備が完了し
たことを確認してからデータの送信を開始する様にすれ
ば、より確実な通信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は第１の実施形態における波長制御動作を
説明するための図である。

【図２】図２は第１の実施形態における波長制御動作の
手順を説明するための図である。

【図３】図３は第２の実施形態における波長制御動作の
手順を説明するための図である。

【図４】図４は第３の実施形態における波長制御動作の
手順を説明するための図である。

【図５】図５は第５の実施形態における波長制御動作を
説明するための図である。

【図６】図６は光通信システムの例の構成図である。

【図７】図７は従来例における波長制御動作を説明する
ための図である。

【図８】図８は通信ノードの構成例の図である。

【図９】図９は光送信器の構成例の図である。

【符号の説明】

１波長制御回路２光源駆動回路３波長可変光源４光変調器５光分岐器７光合流器８波長可変フィルタ９受光素子１０増幅器１１識別器１２フィルタ駆動回路２２、２２１〜２２ｎ通信ノード２５光分岐器２６光受信器２７光送信器２８通信制御回路２００スターカプラ２１１〜２１ｎ端局（端末）２３１〜２３ｎ、２４１〜２４ｎ光ファイバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光送信器から光受信器に光を用いて信号を
伝送する光通信システムにおいて用いる光送信器であっ
て、波長可変光源と、該波長可変光源の出力光の波長を制御
する波長制御回路と、伝送信号を制御する通信制御回路
を有しており、前記波長制御回路と前記通信制御回路とは、前記波長制
御回路が前記出力光の波長を変化させる速さを、より遅
い状態から比較的速い状態に変更するか、もしくは比較
的速い状態からより遅い状態に変更する制御と、前記通
信制御回路が、前記伝送信号の伝送速度か、前記伝送信
号の符号化方式か、前記伝送信号の伝送内容の少なくと
もいずれかを、該伝送信号を受信する受信器において、
前記出力光の波長の変化に追随しつつ前記伝送信号を実
質的に受信できるように変更するか、もしくは該伝送信
号を受信する受信器において、前記出力光の波長の変化
に追随しつつ前記伝送信号を実質的に受信できる範囲で
変更する制御とを対応して行うように構成されているこ
とを特徴とする光送信器。
【請求項２】前記出力光の波長が所定の波長になってか
ら所定の時間が経過したことを検知する手段を有してお
り、前記波長制御回路は、前記出力光の波長を、前記所
定の波長になってから前記所定の時間が経過するまでは
比較的速い速さで変化させ、その後、前記出力光の変化
の速さをより遅くする様構成されている請求項１に記載
の光送信器。
【請求項３】前記出力光を受信する受信器からの確認信
号を検知する手段を有しており、前記波長制御回路は、
前記確認信号により、前記出力光の波長を変化させる速
さを変更してもよいことを判別してから、前記出力光の
波長の変化の速さを変更するように構成されている請求
項１もしくは２に記載の光送信器。
【請求項４】前記出力光の波長と他の波長との波長間隔
を検知する手段を有しており、前記波長制御回路は、該
波長間隔がある所定の間隔よりも小さいか否か、もしく
は大きいか否かに応じて、前記出力光の波長の変化の速
さを変更するように構成されている請求項１乃至３のい
ずれかに記載の光送信器。
【請求項５】前記出力光の波長と他の波長との波長間隔
の減少の程度を検知する手段を有しており、前記波長制
御回路は、該減少の程度に応じて、前記出力光の波長の
変化の速さを変更するように構成されている請求項１乃
至３のいずれかに記載の光送信器。
【請求項６】前記出力光の波長が所望の波長になってい
るか、もしくは所望の波長から所定の範囲内に存在する
かを検知する手段を有しており、前記波長制御回路は、
前記出力光の波長が前記所望の波長になっているか否
か、もしくは所望の波長から所定の範囲内に存在するか
否かによって、前記出力光の波長の変化の速さを変更す
るように構成されている請求項１に記載の光送信器。
【請求項７】前記波長制御回路は、前記検知する手段に
よって、前記出力光の波長の変化の速さを変更する状態
になったことを検知してから所定の時間経過した後に、
前記出力光の波長の変化の速さを変更するよう構成され
ている請求項３乃至６のいずれかに記載の光送信器。
【請求項８】前記出力光の波長の変化の速さを変更する
ことを前記受信器に通知してから所定の時間経過した後
に、前記波長制御回路は前記出力光の波長の変化の速さ
を変更するように構成されている請求項１乃至７のいず
れかに記載の光送信器。
【請求項９】前記出力光を受信する受信器からの確認信
号を検知する手段を有しており、前記波長制御回路は、
請求項４乃至６のいずれかに記載の検知する手段によっ
て、前記出力光の波長の変化の速さを変更する状態にな
ったことを検知してから、前記出力光を受信する受信器
から前記出力光の波長の変化の速さを変更することを確
認する確認信号を前記確認信号を検知する手段によって
検知した後に、前記出力光の波長の変化の速さを変更す
るよう構成されている請求項４乃至６のいずれかに記載
の光送信器。
【請求項１０】光送信器と、該光送信器の出力光を受信
する受信器とを有する光通信システムであって、該光送
信器が請求項１乃至９のいずれかに記載のものであるこ
とを特徴とする光通信システム。
【請求項１１】波長可変光源を有する光送信器を用いて
伝送信号を送信する際の出力光の波長制御方法であっ
て、前記出力光の波長を変化させる速さを、より遅い状
態から比較的速い状態に変更するか、もしくは比較的速
い状態からより遅い状態に変更する制御と、前記伝送信
号の伝送速度か、前記伝送信号の符号化方式か、前記伝
送信号の伝送内容の少なくともいずれかを、該伝送信号
を受信する受信器において、前記出力光の波長の変化に
追随しつつ前記伝送信号を実質的に受信できるように変
更するか、もしくは該伝送信号を受信する受信器におい
て、前記出力光の波長の変化に追随しつつ前記伝送信号
を実質的に受信できる範囲で変更する制御とを対応して
行うことを特徴とする波長制御方法。
【請求項１２】前記出力光の波長を、該波長が所定の波
長になってから所定の時間が経過するまでは比較的速い
速さで変化させ、その後、前記出力光の変化の速さをよ
り遅くする請求項１１に記載の波長制御方法。
【請求項１３】前記出力光を受信する受信器からの確認
信号により、前記出力光の波長を変化させる速さを変更
してもよいことを判別してから、前記出力光の波長の変
化の速さを変更する請求項１１もしくは１２に記載の波
長制御方法。
【請求項１４】前記出力光の波長と他の波長との波長間
隔を検知して、該波長間隔がある所定の間隔よりも小さ
いか否か、もしくは大きいか否かに応じて、前記出力光
の波長の変化の速さを変更する請求項１１乃至１３のい
ずれかに記載の波長制御方法。
【請求項１５】前記出力光の波長と他の波長との波長間
隔の減少の程度を検知して、該減少の程度に応じて、前
記出力光の波長の変化の速さを変更する請求項１１乃至
１３のいずれかに記載の波長制御方法。
【請求項１６】前記出力光の波長が所望の波長になって
いるか、もしくは所望の波長から所定の範囲内に存在す
るかを検知して、前記出力光の波長が前記所望の波長に
なっているか否か、もしくは所望の波長から所定の範囲
内に存在するか否かによって、前記出力光の波長の変化
の速さを変更する請求項１１に記載の波長制御方法。
【請求項１７】前記検知した結果によって、前記出力光
の波長の変化の速さを変更する状態になったことを検知
してから所定の時間経過した後に、前記出力光の波長の
変化の速さを変更する請求項１３乃至１６のいずれかに
記載の波長制御方法。
【請求項１８】前記出力光の波長の変化の速さを変更す
る旨を前記受信器に通知してから所定の時間経過した後
に、前記出力光の波長の変化の速さの変更を行う請求項
１１乃至１７のいずれかに記載の波長制御方法。
【請求項１９】請求項１４乃至１６のいずれかに記載の
検知を行い、前記出力光の波長の変化の速さを変更する
状態になったことを検知してから、前記出力光を受信す
る受信器から前記出力光の波長の変化の速さを変更する
ことを確認する確認信号を検知した後に、前記出力光の
波長の変化の速さを変更する請求項１４乃至１６のいず
れかに記載の波長制御方法。