JPWO2018123122A1 - 光送信器、光トランシーバおよび光送信器の製造方法 - Google Patents

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Abstract

光送信器は、互いに異なる波長を有する光信号を送出し、かつ光信号の波長を変更可能に構成された、複数の発光部を備える。複数の発光部のうちの少なくとも１つの発光部は、波長を調整可能に構成される。

Description

本発明は、光送信器、光トランシーバおよび光送信器の製造方法に関する。本出願は、２０１６年１２月２８日に出願した日本特許出願である特願２０１６−２５６４７７号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。
光通信における伝送容量は飛躍的に高められている。近年では、１００Ｇｂｐｓの伝送容量を有する光通信が提案されている。
たとえば、１００ギガビットイーサネット（注：イーサネットは登録商標）あるいは１００Ｇ−ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）では、速度２５．８Ｇｂｐｓの互いに波長が異なる４本の光信号が送信される。具体的には、これら４本の光信号は波長分割多重（ＷＤＭ）方式に従って多重化される。波長多重光は、光ファイバを通して伝送される。
光ファイバのゼロ分散波長と波長多重信号の複数の波長とが、所定の条件を満たす場合に、その光ファイバの内部において４光波混合が生じる。４光波混合によって発生した光は、複数のチャネルのうちのあるチャネルの光信号に重畳することによって、クロストークノイズを誘発する。このために通信品質の劣化という問題が起こり得る。光信号の長距離の伝送のために光信号（波長多重光）のパワーを大きくするほど、４光波混合による信号の歪が大きくなる。
特開２００７−５４８４号公報（特許文献１）は、４光波混合の低減に向けられた光増幅装置を開示する。この光増幅装置は、信号帯域で正の波長分散を持ち、かつ波長多重化信号を増幅する光ファイバと、その光ファイバに励起光を入射する励起部とを有する。
小林 亘、外５名、「ＳＯＡ集積ＥＡＤＦＢレーザによる消費電力削減と伝送距離延伸」、信学技報、電気情報通信学会、２０１５年１０月、ＯＳＣ２０１５−７８（非特許文献１）は、ＳＯＡ（半導体光増幅器）が集積されたＥＡＤＦＢレーザ（電界吸収型変調器集積分布帰還型レーザ）によって、従来のＥＡＤＦＢレーザに比べて消費電力の低減および光出力の増加が可能であることを報告する。
特開２００７−５４８４号公報
小林 亘、外５名、「ＳＯＡ集積ＥＡＤＦＢレーザによる消費電力削減と伝送距離延伸」、信学技報、電気情報通信学会、２０１５年１０月、ＯＳＣ２０１５−７８
本発明の一態様に係る光送信器は、互いに異なる波長を有する光信号を送出し、かつ光信号の波長を変更可能に構成された、複数の発光部と、光信号の波長を発光部ごとに個別に調整可能に構成された波長調整部とを備える。
図１は、一実施形態に係る光通信システムの構成例を示した図である。 図２は、一実施形態における、光波長多重通信に関する構成の概略を示したブロック図である。 図３は、この実施の形態に適用可能な光トランシーバの概略的な構成を示した図である。 図４は、図３に示された光送信モジュール５０の構成を概略的に示したブロック図である。 図５は、図４に示されたレーザダイオード、サブマウントおよび熱電クーラの間の熱的な接続を説明するための模式図である。 図６は、この実施の形態に適用可能なレーザダイオード（ＤＦＢ−ＬＤ）について、駆動電流とレーザ光の中心波長との間の関係の例を示した図である。 図７は、この実施の形態に適用可能なレーザダイオード（ＥＡ−ＤＦＢ−ＬＤ）について、駆動電流と光出力との間の関係の例を示した図である。 図８は、この実施の形態に適用可能なレーザダイオード（ＥＡ−ＤＦＢ−ＬＤ）について、ＥＡ変調器への逆バイアス電圧とＤＣ消光比との間の関係の例を示した図である。 図９は、光トランシーバに含まれるコントローラの構成例を示したブロック図である。 図１０は、波長情報の一例を示した図である。 図１１は、この実施の形態に係る光送信器の製造方法を説明するフローチャートである。 図１２は、この実施の形態に係るホスト基板の１つの構成例を示した概略図である。 図１３は、この実施の形態に係るホスト基板の別の構成例を示した概略図である。
[本開示が解決しようとする課題]
本開示の目的は、４光波混合によるクロストークノイズの影響を、光送信器によって抑制することである。
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１）本発明の一態様に係る光送信器は、互いに異なる波長を有する光信号を送出する複数の発光部を備える。複数の発光部のうちの少なくとも１つの発光部は、波長を調整可能に構成される。
上記によれば、４光波混合によるクロストークノイズの影響を、光送信器によって抑制することができる。複数の発光部のうち、少なくとも１つの発光部は、光信号の波長を調整可能に構成される。その発光部からの光信号の波長を調整することによって、４光波混合歪みが発生する条件が成立しないように、複数の発光部の各々から光信号を送出することができる。
（２）好ましくは、光送信器は、複数の発光部に対して共通に設けられて、複数の発光部の温度を制御する熱電クーラと、熱電クーラに熱的に接続されるとともに、複数の発光部のそれぞれに熱的に接続される複数の熱抵抗と、複数の発光部に個別に駆動電流を供給するように構成された電流供給部とをさらに備える。
上記によれば、複数の発光部は、熱抵抗によって互いに熱的に分離される。各発光部の温度は、熱電クーラおよび熱抵抗によって制御可能である。波長を調整可能な発光部に供給される駆動電流を変化させることによって、その発光部の温度を変化させることができる。これにより、その発光部から出力される光信号の波長を調整することができる。
（３）好ましくは、複数の熱抵抗の各々は、発光部が実装されるサブマウントである。
上記によれば、ヒータ等の追加の素子を不要としながら発光部の温度を変化させることができる。なお、サブマウントの材料として公知の材料を採用することができる。
（４）好ましくは、電流供給部は、インタフェースを通じて制御信号を受けて、波長を調整可能な少なくとも１つの発光部の動作点を変化させるように構成される。
上記によれば、動作点を変化させることによって、波長を調整可能な発光部から出る光信号の波長を変化させることができる。これにより４光波混合歪みの影響を抑制することができる。
（５）好ましくは、光送信器は、波長を調整可能な少なくとも１つの発光部から出力されるべき光信号の波長に関する波長情報を、光送信器の外部に出力するためのインタフェースをさらに備える。
上記によれば、インタフェースを通じて、光信号の波長についての情報を光送信器から取得することができる。これにより、たとえば４光波混合の影響の有無を判断することができる。また、波長を測定するために光送信器から実際に光を出力することを不要にすることができる。
（６）好ましくは、光送信器は、波長を調整可能な少なくとも１つの発光部の動作点を記憶する記憶部をさらに備える。
上記によれば、記憶された動作点に従って、波長を調整可能な少なくとも１つの発光部を制御することができる。したがって、４光波混合歪みの影響を抑制することができる。
（７）本発明の一態様に係る光トランシーバは、（１）から（６）のいずれかに記載の光送信器と、光受信器とを備える。
上記によれば、４光波混合歪みの影響を抑制可能な光トランシーバを提供することができる。
（８）本発明の一態様に係る光送信器の製造方法は、互いに異なる波長を有する光信号を送出する複数の発光部を備えた光送信器の製造方法であって、複数の発光部のうちの少なくとも１つの発光部は、波長を調整可能に構成され、製造方法は、複数の発光部から出力される光信号の波長が、４光波混合歪みの発生する条件から外れるように、波長を調整可能な少なくとも１つの発光部の動作点を設定する工程と、設定する工程において設定された動作点を、光送信器に記憶させる工程とを備える。
上記によれば、４光波混合歪みの影響を抑制可能な光送信器を製造できる。
（９）本発明の一態様に係る光送信器は、互いに異なる波長を有する光信号を送出する複数の発光部を備える。複数の発光部のうちの少なくとも１つの発光部は、波長を調整可能に構成される。光送信器は、複数の発光部から出力される光信号の波長が４光波混合歪みの発生する条件から外れるための、波長を調整可能な少なくとも１つの発光部の動作点を記憶する記憶部をさらに備える。
上記によれば、４光波混合歪みの影響を抑制可能な光送信器を製造できる。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
図１は、一実施形態に係る光通信システムの構成例を示した図である。図１において、ＰＯＮシステム３００は、一実施形態に係る光通信システムである。ＰＯＮシステム３００は、局側装置３０１と、宅側装置３０２と、ＰＯＮ回線３０３と、光スプリッタ３０４とを備える。
局側装置（ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ））３０１は、通信事業者の局舎に設置される。局側装置３０１は、ホスト基板（図示せず）を搭載する。ホスト基板には、電気信号と光信号とを相互に変換する光トランシーバ（図示せず）が接続される。
宅側装置（ＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ））３０２は、ユーザ側に設置される。複数の宅側装置３０２の各々は、ＰＯＮ回線３０３を介して局側装置３０１に接続される。
ＰＯＮ回線３０３は、光ファイバにより構成された光通信回線である。ＰＯＮ回線３０３は、幹線光ファイバ３０５、および、少なくとも１つの支線光ファイバ３０６を含む。光スプリッタ３０４は、幹線光ファイバ３０５および支線光ファイバ３０６に接続される。ＰＯＮ回線３０３には、複数の宅側装置３０２が接続可能である。
局側装置３０１から送信された光信号は、ＰＯＮ回線３０３を通り、光スプリッタ３０４によって複数の宅側装置３０２へと分岐される。一方、各々の宅側装置３０２から送信された光信号は、光スプリッタ３０４によって集束されるとともに、ＰＯＮ回線３０３を通って局側装置３０１に送られる。光スプリッタ３０４は、外部からの電源供給を特に必要とすることなく、入力された信号から受動的に信号を分岐または多重する。
高速ＰＯＮシステムとして、上り信号または下り信号に複数波長が割り当てられ、複数波長を波長多重して上り信号または下り信号を構成する波長多重型ＰＯＮシステムが検討されている。たとえば１００Ｇｂｐｓ級ＰＯＮでは、上りおよび下りに、１波長あたりの伝送容量が２５．８Ｇｂｐｓの光信号をそれぞれ４波長割り当て、それらを波長多重する構成とすることができる。
図２は、一実施形態における、光波長多重通信に関する構成の概略を示したブロック図である。図２を参照して、光トランシーバ１１１が、ホスト基板１に実装される。光トランシーバ１１１は、２５．８Ｇｂｐｓ×４波長光トランシーバである。光トランシーバ１１１は、光トランシーバ１１１の動作を制御するコントローラ４１を含む。
ホスト基板１は、光トランシーバ監視制御ブロック２０を有する。光トランシーバ監視制御ブロック２０は、半導体集積回路により実現可能である。光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、光トランシーバ１１１から波長多重光の少なくとも１つの波長に関する情報を取得することができる。波長情報はコントローラ４１の内部に記憶される。
光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、コントローラ４１に制御信号を送ることができる。コントローラ４１は、制御信号に応じて、光トランシーバ１１１から出力される波長多重光の少なくとも１つの波長を調整することができる。光トランシーバ監視制御ブロック２０は、光トランシーバ１１１から出力される情報に基づいて、光トランシーバ１１１の異常を検出してもよい。この場合、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、管理装置２００にその異常の発生を通知してもよい。たとえば４光波混合によるクロストークノイズ（４光波混合歪み）の影響が生じる可能性がある場合は、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、管理装置２００に通知する。
図３は、この実施の形態に適用可能な光トランシーバの概略的な構成を示した図である。図３に示されるように、光トランシーバ１１１は、コントローラ４１と、電気インタフェース４３と、クロックデータ再生（ＣＤＲ（Clock Data Recovery))ＩＣ４４と、電源ＩＣ４５と、温度制御ＩＣ４６と、光送信モジュール５０と、光受信モジュール６０とを含む。この実施の形態において、光受信モジュール６０は、光トランシーバに含まれる光受信器を実現する。
コントローラ４１は、光トランシーバ１１１を監視および制御する。コントローラ４１は、光トランシーバ１１１から出力される波長多重光の波長に関する情報を記憶することができる。波長に関する情報を記憶するメモリが、コントローラ４１とは別に光トランシーバ１１１の内部に設けられてもよい。コントローラ４１は、温度制御ＩＣ４６などの他のＩＣと統合されていてもよい。
電気インタフェース４３は、電気信号を入力および出力する。光送信モジュール５０は、クロックデータ再生ＩＣ４４からのデータを光信号の形態で出力する。電気インタフェース４３は、波長情報を光送信器の内部から光送信器の外部に出力するためのインタフェースである。電気インタフェース４３は、光送信器の外部から制御信号を受けるためのインタフェースでもある。光送信モジュール５０は、制御信号に応じて、複数の発光部（図４を参照）のうちの少なくとも１つの動作点を変化させるように構成される。
光送信モジュール５０は、光送信モジュール５０内に配置された複数の発光素子の温度を制御する熱電クーラ（ＴＥＣ）４８を含む。熱電クーラ４８は、ペルチェ素子によって実現可能である。温度制御ＩＣ４６は、熱電クーラ４８の温度を制御するために熱電クーラ４８に制御信号を送る。後述するように、光送信モジュール５０の内部には、１つの熱電クーラ（ＴＥＣ）４８が複数の発光素子（レーザダイオード）に対して共通して設けられる。
光受信モジュール６０は、光信号を受信して、その光信号を電気信号に変換する。光受信モジュール６０からの電気信号は、クロックデータ再生ＩＣ４４へと送られる。クロックデータ再生ＩＣ４４は、光トランシーバ１１１に内蔵されるよう限定されず、光トランシーバ１１１の外部、かつホスト基板１上に設けられてもよい。
送信側のクロックデータ再生ＩＣと受信側のクロックデータ再生ＩＣとは個別に設けられてもよい。それぞれのＩＣは、光トランシーバ１１１に内蔵されてもよく、光トランシーバ１１１の外部、かつホスト基板１上に設けられてもよい。
図４は、図３に示された光送信モジュール５０の構成を概略的に示したブロック図である。図４に示されるように、光送信モジュール５０は、温度モニタ１０と、レーザダイオード１１，１２，１３，１４と、サブマウント２１，２２，２３，２４と、ドライバ３０と、光波長多重器（光ＭＵＸ）４２と、熱電クーラ４８とを備える。光送信モジュール５０は、ＴＯＳＡ（Transmitter Optical SubAssembly）型の光送信モジュールであってもよい。
ドライバ３０は、光送信モジュール５０の外部（たとえば図３に示されたクロックデータ再生ＩＣ４４）からの信号に応答して、レーザダイオード１１，１２，１３，１４の各々に駆動電流を供給する。レーザダイオード１１，１２，１３，１４の各々は、ドライバ３０から電流が供給されることにより、レーザ光を出力する。レーザ光の中心波長は、レーザダイオード１１，１２，１３，１４の間で互いに異なる。
発光部としてのレーザダイオード１１，１２，１３，１４は、各々供給される駆動電流に応じて発振波長を変化させることができる。レーザダイオード１１，１２，１３，１４には、たとえば分布帰還型レーザダイオード（ＤＦＢ−ＬＤ）あるいは、電界吸収型変調器集積分布帰還型レーザダイオード（ＥＡ−ＤＦＢ−ＬＤ）あるいは、半導体光増幅器（ＳＯＡ）が集積されたＳＯＡ集積ＥＡ−ＤＦＢ−ＬＤを用いることができる。
光波長多重器４２は、レーザダイオード１１，１２，１３，１４から出力された、異なる波長を有する４つの光信号を合波する。光波長多重器４２は、複数の波長を有する光信号を、図示しない光ファイバ（ＰＯＮ回線）へと出力する。
レーザダイオード１１，１２，１３，１４は、サブマウント２１，２２，２３，２４にそれぞれ実装される。サブマウント２１，２２，２３，２４は、比較的高い熱伝導率を有する材料からなる。一実施形態では、サブマウント２１，２２，２３，２４は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる。
サブマウント２１，２２，２３，２４は熱電クーラ４８に接触している。熱電クーラ４８の表面において、サブマウント２１，２２，２３，２４は、互いに分離されて配置される。温度モニタ１０は、熱電クーラ４８の表面の温度をモニタする。
図５は、図４に示されたレーザダイオード、サブマウントおよび熱電クーラの間の熱的な接続を説明するための模式図である。図５に示されるように、サブマウント２１，２２，２３，２４の各々は、対応するレーザダイオードに熱的に接続されるとともに、熱電クーラ４８に熱的に接続される。サブマウント２１，２２，２３，２４の各々は、熱抵抗を有する素子である。レーザダイオード１１，１２，１３，１４は、互いに熱的に分離されている。
ドライバ３０（図４参照）は、レーザダイオード１１，１２，１３，１４にそれぞれ駆動電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４を供給する。ドライバ３０は、駆動電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４を個別に調整することができる。これによりレーザダイオード１１，１２，１３，１４の各々から出力されるレーザ光の中心波長を個別に調整することができる。なお、波長の調整の際には、４つのレーザダイオード１１，１２，１３，１４のうち少なくとも１つが駆動電流に応じて発振波長を変化させるのでもよい。
波長を調整するために、駆動電流を調整するだけでなく、熱電クーラ４８の温度も調整してもよい。この実施の形態において、ドライバ３０およびサブマウント２１，２２，２３，２４は、光信号の波長を発光部（レーザダイオード）ごとに個別に調整できるように構成される。
図６は、この実施の形態に適用可能なレーザダイオード（ＤＦＢ−ＬＤ）について、駆動電流とレーザ光の中心波長との間の関係の例を示した図である。一例として、レーザダイオードの温度Ｔｌｄが５０℃であるときの駆動電流と中心波長との間の関係が示される。図６には、２５．８Ｇｂｐｓ特性と、信頼性保証との観点から調整可能な、駆動電流Ｉopの範囲の一例が示される。たとえば３２ｍＡから４６ｍＡまでの駆動電流Ｉopの範囲内では、中心波長を１２９９．８ｎｍから１３００．０ｎｍまで変化させることが可能である。この駆動電流Ｉopの範囲の中から、所望の波長を有する光信号を出力するための駆動電流が決定される。すなわち、レーザダイオードの動作点が決定される。図６は、レーザダイオード１１〜１４のうちのいずれか１つの特性の例を示す。レーザダイオード１１〜１４の残りのレーザダイオードについても、中心波長は異なるものの、駆動電流に応じて中心波長を変化させることができる。
ＤＦＢ−ＬＤの場合には、駆動電流を変更することにより動作点を変更した場合には、光出力パワーも変化する。このために、光出力パワーがばらつくことが起こり得る。一方、レーザダイオード１１，１２，１３，１４にＥＡ−ＤＦＢ−ＬＤを採用した実施の形態では、たとえば図７および図８に示されるように、ＤＦＢ−ＬＤ部の駆動電流を変えることにより光出力パワーが上がったとしても、ＥＡ変調器のバイアスレベルを変えることによってＥＡ変調器の光吸収量を増やすことができる。これにより、ＥＡ変調器において、光出力パワーを減らす方向に光出力パワーを補正することができる。なお、ＥＡ変調器のバイアスレベルの変化は、波長の変化に寄与しないが、光波形は多少変化しうる。したがって、ドライバ３０の変調信号出力のデューティ比も変化させることが好ましい。
同様に、レーザダイオード１１，１２，１３，１４がＳＯＡ集積ＥＡ−ＤＦＢ−ＬＤである場合、ＤＦＢ−ＬＤ部に供給される電流によって波長を調整できるとともに、ＥＡ部およびＳＯＡ部において光出力パワーを調整することができる。したがって、レーザダイオード１１，１２，１３，１４にＳＯＡ集積ＥＡ−ＤＦＢ−ＬＤを採用した実施の形態では、よりフレキシブルな調整を実現できるので、波長の調整範囲を広げることができる。
図９は、光トランシーバに含まれるコントローラの構成例を示したブロック図である。図９に示されるように、コントローラ４１は、記憶部６５を備えることができる。記憶部６５は、コントローラ４１とは別に光トランシーバの内部に設けられてもよい。
記憶部６５は、レーン情報７０と、波長情報７１〜７４とを記憶することができる。レーン情報７０は、レーン１，レーン２，レーン３，レーン４の４つのレーン（通信路）と、各レーンで伝送される光信号の波長（λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４）とを関連付ける情報である。送信波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４は、それぞれ、レーザダイオード１１，１２，１３，１４から送信される光信号の波長である。波長情報７１〜７４は、それぞれ、送信波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４に関する情報であり、レーザダイオード１１〜１４の動作点の情報に相当する。
図１０は、波長情報の一例を示した図である。図１０に示されるように、波長情報７１〜７４の各々は、送信波長の情報（λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４）と、波長制御機能が有効または無効のいずれであるかを示す情報（たとえばフラグ）、および波長調整レジスタを含む。波長調整レジスタは、たとえば＋Ａから−Ａ（Ａは正の整数）までのいずれかの値を受けて、その値を保持する。波長調整レジスタに書き込まれた値によって、送信波長の調整幅が決定される。たとえば、レジスタの値を一段階変化させるごとに送信波長が０．０５ｎｍ変化する。波長調整レジスタの値は、レーザダイオードの温度の変化分またはレーザダイオードの駆動電流の変化分に紐づけられている。
ある波長情報において波長制御機能が有効であるように波長制御機能が設定されている場合には、コントローラ４１は、その波長情報によって指定される送信波長を調整することができる。コントローラ４１は、波長調整レジスタに書き込まれた値に基づいて、レーザダイオード１１〜１４のうちの対応するレーザダイオードの動作点を決定する。コントローラ４１は、その動作点に従って、レーザダイオードの駆動電流を制御する。これによりドライバ３０は、レーザダイオードの駆動電流を制御する。コントローラ４１は、さらに、熱電クーラ４８の温度を制御してもよい。なお、記憶部６５は、波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４のうち、変化させる波長の情報のみを記憶していればよい。したがって、記憶部６５は、少なくとも１つの波長情報を記憶する。
たとえばＩＴＵ−Ｔ Ｇ．６５２ で示されているシングルモードファイバのゼロ分散波長の仕様は、１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍとして規定されている。１００ＧｂＥでの送信波長は、λ１＝１２９５．５６ｎｍ（１２９４．５３ｎｍ〜１２９６．５９ ｎｍ）、λ２＝１３００．０５ｎｍ（１２９９．０２ｎｍ〜１３０１．０９ｎｍ）、λ３＝１３０４．５８ｎｍ（１３０３．５４ｎｍ〜１３０５．６３ｎｍ）、λ４＝１３０９．１４ｎｍ（１３０８．０９ｎｍ〜１３１０．１９ｎｍ）であると規定される。
４光波混合は、光ファイバのゼロ分散波長と送信波長が一致し、各波長間の位相整合条件を満たした場合に強く発生する。入力光の周波数が(ｆｉ，ｆｊ，ｆｋ)の場合、発生する光の周波数は（ｆｉ＋ｆｊ−ｆｋ）となることが知られている。シングルモードファイバのゼロ分散波長は、規格１３００ｎｍ〜１３２４ｎｍの中心付近１３１２ｎｍを中心に分布していると考えられる。このため、１００ＧｂＥの波長配置においては、波長λ４が光ファイバのゼロ分散波長と一致する確率が最も高く、次に、波長λ３が光ファイバのゼロ分散波長と一致する確率が高い。
４つの光信号の波長が等間隔に配置されている場合、４光波混合により発生した光の波長は信号光の波長と同一となる。このため、受信側では、Ｏ／Ｅ変換前に光バンドパスフィルタでの除去が不可能となる。したがって受信側における受信特性に影響が生じる。特に、４光波混合により発生した光の波長が信号光の波長に非常に近接する場合には、４光波混合により発生した光がコヒーレントクロストークノイズになる。受信機側では、コヒーレントクロストークノイズは、光バンドパスフィルタで除去できないだけでなく、Ｏ／Ｅ変換後の低域通過フィルタでも除去することができない。したがって、コヒーレントクロストークノイズは、受信特性の大きな劣化を引き起こす要因となる。
たとえば波長λ３がゼロ分散波長に一致する場合を想定する。４光波混合が発生した場合に、送信波長領域と同一波長領域に入る可能性がある波長λFWMは、下記のとおりである。
λFWM＝λ３＋λ３−λ２≒λ４
λFWM＝λ３＋λ３−λ４≒λ２
λFWM＝λ４＋λ２−λ３≒λ３
この実施の形態では、４つの光信号の波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４を個別に調整することが可能である。波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４の調整のタイミングは特に限定されるものではない。一実施形態では、製造段階において、４つの光信号の波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４が個別に調整されてもよい。
図１１は、この実施の形態に係る光送信器の製造方法を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、光送信器の製造段階において実行されてもよく、光送信器と光受信器とを組み合わせて光トランシーバを組み立てる段階において実行されてもよい。
図１１を参照して、ステップＳ１において、レーザダイオードから出力される光信号の波長が、４光波混合歪の影響が生じない所定の波長となるように、レーザダイオード１１，１２，１３，１４の動作点を設定する。４光波混合歪みの発生を回避できるのであれば、波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４のうちの少なくとも１つが調整されればよい。したがって、必要に応じて、レーザダイオード１１，１２，１３，１４の動作点のうちの少なくとも１つの動作点が調整される。
４光波混合によるクロストークノイズの問題を解決するため、たとえば、まず複数の波長のうち、調整可能な少なくとも１つの波長を粗く調整し、次に複数の波長に対して４光波混合によるクロストークの影響を判別してもよい。たとえばホスト基板１上の光トランシーバ監視制御ブロック２０が波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４の値を受け付けて、それら４つの波長が４光波混合歪の発生条件を満たすかどうかを判定してもよい。４光波混合歪の発生条件を満たす場合には、波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４のうちの少なくとも１つの値が変更されて、判定処理が実行されてもよい。４光波混合によるクロストークの影響が生じる可能性があると判別された場合には、その可能性を低減するような波長組み合わせを考慮して、調整可能な少なくとも１つの波長を再調整（微調整）してもよい。
ステップＳ２において、ステップＳ１の処理により決定されたレーザダイオードの動作点を記憶部６５に記憶させる。すなわち、光送信器および光トランシーバは、レーザダイオードの動作点の情報を保持する。ステップＳ１の処理により決定された波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４にそれぞれ関連付けられる駆動電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４の値が記憶部６５に記憶されてもよい。
記憶部６５に記憶された波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４のうち、少なくとも１つの値が、光トランシーバ１１１の使用時に変更されてもよい。これにより、光トランシーバ１１１の使用時において、４光波混合歪を生じさせないように光信号の波長を調整することができる。
以上のように、本発明の実施の形態では、互いに異なる波長を有する光信号を送出する複数の発光部（レーザダイオード１１〜１４）を備え、複数の発光部のうちの少なくとも１つの発光部は、波長を調整可能に構成される。これにより、４光波混合歪を生じさせないように構成された光送信器を実現できる。さらに、本発明の実施の形態では、４光波混合歪が生じる可能性を低下させることが可能な光送信器を含む光トランシーバを実現できる。さらに、本発明の実施の形態では、４光波混合歪が生じる可能性を低下させることが可能な光送信器、および、その光送信器を備えた光トランシーバを製造することができる。
光送信器（光トランシーバ）の使用時に、４光波混合歪が生じる可能性を低下させることができる。この結果、光信号を受信する側において受信特性の劣化を防ぐことができる。
通常では、レーザダイオードチップは、所望の波長の光を出射するように設計および製造される。しかしながら出来上がったレーザダイオードチップの発光波長は必ずしも設計通りではなく、発光波長が仕様上の比較的広い範囲内でばらついている可能性がある。本発明の実施の形態によれば、各レーザダイオードからの温度を、熱電クーラ４８および熱抵抗（サブマウント２１〜２４のうちの対応するサブマウント）によって制御可能である。これにより、光送信器の組み立て後において、４光波混合歪の影響が生じないように波長を調整することができる。
さらに、光送信器は、調整後の波長の情報を記憶することができる。光送信器が波長の情報を記憶することにより、インタフェースを通じて、光信号の波長についての情報を光送信器から取得することができる。光送信器が波長の情報を有さない場合には、波長の情報を得るために、光送信器から実際に光を出力して、波長を測定する必要がある。本発明の実施の形態によれば、光送信器から実際に光を出力することを不要にしながら光信号の波長についての情報を取得することができる。
本発明の実施の形態は、互いに異なる波長を有する複数の光信号をそれぞれ出力する発光部を備えた光伝送システムに適用可能である。したがって以下に例示されるように、この実施の形態において、光トランシーバは、４波長光トランシーバに限定されるものではない。また、１台の光トランシーバから少なくとも３つの波長情報を取得するように限定されず、複数の光トランシーバから少なくとも３つの波長に関する情報を取得してもよい。
図１２は、この実施の形態に係るホスト基板の１つの構成例を示した概略図である。図１２に示されるように、光トランシーバ１１２，１１１ａがホスト基板１に実装される。光トランシーバ１１１ａは、３波長光トランシーバであり、波長λ２，λ３，λ４を有する光信号を出力する。光トランシーバ１１２は、波長λ１を有する光信号を出力する。図示しないが、光波長多重器が光トランシーバ１１２，１１１ａの各々から光信号を受けて、波長多重光信号を生成する。なお、光トランシーバ１１１ａの３つの波長は、波長λ１，λ２，λ３，λ４のうちの任意の３つであってもよい。
光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、光トランシーバ１１２のコントローラ５１から、波長λ２，λ３，λ４を示す情報を読み取る。光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、光トランシーバ１１１ａのコントローラ４１から、波長λ１を示す情報を読み取ってもよい。光トランシーバ１１２，１１１ａの各々がホスト基板１にプラグインされたときに、波長の情報が、その光トランシーバから光トランシーバ監視制御ブロック２０へと送られる。コントローラ４１，５１の構成は、図９に示された構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
光トランシーバ監視制御ブロック２０は、光トランシーバ１１２，１１１ａからの波長情報に基づいて４光波混合歪の影響の有無を判定する。４光波混合歪の影響がある場合には、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、光トランシーバ１１２のコントローラ５１に制御信号を送り波長λ２，λ３，λ４を調整する。
図１３は、この実施の形態に係るホスト基板の別の構成例を示した概略図である。図１３に示されるように、光トランシーバ１１３ａ，１１３ｂがホスト基板１に実装される。光トランシーバ１１３ａ，１１３ｂの各々は、２波長光トランシーバである。光トランシーバ１１３ａは、波長λ１，λ２を有する光信号を出力する。光トランシーバ１１３ｂは波長λ３，λ４を有する光信号を出力する。光トランシーバ１１３ａ，１１３ｂの２つの波長の組み合わせは限定されない。
光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、光トランシーバ１１３ａのコントローラ４１ａから、波長λ１，λ２を示す波長情報を読み取る。同じく、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、光トランシーバ１１３ｂのコントローラ４１ｂから、波長λ３，λ４を示す波長情報を読み取る。コントローラ４１ａ，４１ｂの構成は、図９に示された構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
光トランシーバ監視制御ブロック２０は、光トランシーバ１１３ａ，１１３ｂからの波長情報に基づいて４光波混合歪の影響の有無を判定する。４光波混合歪の影響がある場合には、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、コントローラ４１ａ，４１ｂに制御信号を送り、波長λ２，λ３，λ４を調整する。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ ホスト基板、１０ 温度モニタ、１１，１２，１３，１４ レーザダイオード、２０ 光トランシーバ監視制御ブロック、２１，２２，２３，２４ サブマウント、３０ ドライバ、４１，４１ａ，４１ｂ，５１ コントローラ、４２ 光波長多重器、４３ 電気インタフェース、４４ クロックデータ再生ＩＣ、４５ 電源ＩＣ、４６ 温度制御ＩＣ、４８ 熱電クーラ、５０ 光送信モジュール、６０ 光受信モジュール、６５ 記憶部、７０ レーン情報、７１〜７４ 波長情報、１１１，１１１ａ，１１２，１１３ａ，１１３ｂ 光トランシーバ、２００ 管理装置、３００ ＰＯＮシステム、３０１ 局側装置、３０２ 宅側装置、３０３ ＰＯＮ回線、３０４ 光スプリッタ、３０５ 幹線光ファイバ、３０６ 支線光ファイバ、Ｓ１，Ｓ２ ステップ。

Claims (9)

  1. 互いに異なる波長を有する光信号を送出する複数の発光部を備え、
    前記複数の発光部のうちの少なくとも１つの発光部は、前記波長を調整可能に構成される、光送信器。
  2. 前記光送信器は、
    前記複数の発光部に対して共通に設けられて、前記複数の発光部の温度を制御する熱電クーラと、
    前記熱電クーラに熱的に接続されるとともに、前記複数の発光部のそれぞれに熱的に接続される複数の熱抵抗と、
    前記複数の発光部に個別に駆動電流を供給するように構成された電流供給部とをさらに備える、請求項１に記載の光送信器。
  3. 前記複数の熱抵抗の各々は、前記発光部が実装されるサブマウントである、請求項２に記載の光送信器。
  4. 前記電流供給部は、インタフェースを通じて制御信号を受けて、前記波長を調整可能な前記少なくとも１つの発光部の動作点を変化させるように構成される、請求項２または請求項３に記載の光送信器。
  5. 前記波長を調整可能な前記少なくとも１つの発光部から出力されるべき前記光信号の前記波長に関する波長情報を、前記光送信器の外部に出力するためのインタフェースをさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光送信器。
  6. 前記波長を調整可能な前記少なくとも１つの発光部の動作点を記憶する記憶部をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光送信器。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光送信器と、
    光受信器とを備える、光トランシーバ。
  8. 互いに異なる波長を有する光信号を送出する複数の発光部を備えた光送信器の製造方法であって、前記複数の発光部のうちの少なくとも１つの発光部は、前記波長を調整可能に構成され、
    前記複数の発光部から出力される前記光信号の前記波長が、４光波混合歪みの発生する条件から外れるように、前記波長を調整可能な前記少なくとも１つの発光部の動作点を設定する工程と、
    前記設定する工程において設定された前記動作点を、前記光送信器に記憶させる工程とを備える、光送信器の製造方法。
  9. 互いに異なる波長を有する光信号を送出する複数の発光部を備え、
    前記複数の発光部のうちの少なくとも１つの発光部は、前記波長を調整可能に構成され、
    前記複数の発光部から出力される前記光信号の前記波長が４光波混合歪みの発生する条件から外れるための、前記波長を調整可能な前記少なくとも１つの発光部の動作点を記憶する記憶部をさらに備える、光送信器。
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