WO2006048944A1 - 光送信機および光通信システム - Google Patents

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WO2006048944A1
WO2006048944A1 PCT/JP2004/016535 JP2004016535W WO2006048944A1 WO 2006048944 A1 WO2006048944 A1 WO 2006048944A1 JP 2004016535 W JP2004016535 W JP 2004016535W WO 2006048944 A1 WO2006048944 A1 WO 2006048944A1
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Jun'ichi Abe
Katsuhiro Shimizu
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Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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    • G02F1/0123Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmitter and an optical communication system, and more particularly to an optical transmitter that enables wavelength independence and an optical communication system having the optical transmitter.
  • An optical transmitter using an electroabsorption (EA) modulator is easy to integrate with other optical elements such as a light source and a semiconductor optical amplifier (SOA). Its drive voltage has the advantage that it can be as small as 2-3V.
  • this EA modulator has the disadvantage that it has a large wavelength dependence, and there has been a demand for a control method for the EA modulator that does not depend on the wavelength of the incident wave, that is, the wavelength independence.
  • an LD light source output whose output is controlled to be constant is input to the EA modulator, a part of the output is taken out and monitored, and an LD light source knock monitor is used.
  • a control method is disclosed in which the level ratio to light is constant (the extinction ratio is constant) (for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 JP 2000-36794 A
  • Patent Document 2 JP 2001-189699 A Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and discloses a wavelength independence technique, and based on the wavelength independence technique, a wavelength-independent optical transmitter and an optical communication system.
  • the purpose is to obtain a communication system.
  • an optical transmitter includes an optical modulator, an optical power bra that branches an optical output signal of the optical modulator, and the optical power.
  • a cross-point monitoring means for receiving one optical signal branched by a bra and monitoring a cross-point of the optical output signal of the optical modulator, and the cross-point is fixed based on the output signal of the cross-point monitoring means.
  • a reference value setting means for setting a bias reference value to be applied to the optical modulator, and applying a predetermined bias to the optical modulator based on a bias reference value output from the reference value setting means And a bias circuit.
  • the optical transmitter according to the present invention has an effect that a wavelength-independent optical transmitter can be realized by a simple means of bias control.
  • the optical communication system according to the present invention has an effect that a wavelength-independent optical communication system can be realized by a simple means of bias control.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical transmitter according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing characteristics of a general EA modulator.
  • Figure 3 shows the relationship between the bias voltage Vb and the extinction ratio (dynamic extinction ratio) during modulation when the amplitude (RF amplitude) of the drive signal that drives the EA modulator is constant!
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the crosspoint and the dynamic extinction ratio when the amplitude of the drive signal for driving the EA modulator is constant.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of measurement results corresponding to FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of measurement results corresponding to FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the cross point monitoring means in the optical transmitter of the first embodiment on the block diagram of FIG.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the optical transmitter according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the optical transmitter according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the optical transmitter according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of wavelength monitoring means.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a gain profile of an optical amplifier during a constant pumping current operation.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the excitation current and the gain for each wavelength when the input optical power is constant in the optical amplifier having the gain profile as shown in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a measurement result of a relationship between input optical power and pumping current in a semiconductor amplifier (SOA).
  • SOA semiconductor amplifier
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of the optical transmitter (wavelength independent optical transmitter) according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of an optical communication system according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of an optical communication system according to a seventh embodiment of the present invention.
  • Wavelength demultiplexing means 130 wavelength multiplexed light source 131 Wavelength demultiplexing means
  • the inventors of the present application have a constant cross-point of the output signal waveform observed when obtaining the maximum extinction ratio in an optical transmitter using a predetermined light source regardless of the wavelength. I found out.
  • the optical transmitter according to the present invention is configured based on this knowledge. More specifically, control is performed to keep the crosspoint constant based on the output signal of the crosspoint monitor means for monitoring the crosspoint of the output signal waveform output from the optical transmitter. As a result of such control, a wavelength-independent optical transmitter and an optical communication system can be realized by simple means without creating a complicated lookup table or data.
  • FIG. 1 is a block diagram of a configuration of the optical transmitter according to the first embodiment of the present invention.
  • the optical transmitter of this embodiment includes a light source 10, an EA modulator 11 to which the output light of the light source 10 is input, a light power bra 12 that branches the optical output signal of the EA modulator 11,
  • the crosspoint monitor means 13 for monitoring the position of the crosspoint based on one optical signal branched by the optical power plastic 12 and the crosspoint is made constant based on the output signal of the crosspoint monitor means 13
  • a reference value setting means 14 for setting a predetermined reference value
  • a bias circuit 15 for applying a predetermined bias based on the set value of the reference value setting means 14
  • an EA driver 16 for driving the EA modulator 11
  • a bias T17 for applying a DC bias output from the bias circuit 15 to the RF signal from the EA driver 16 and an ATC circuit 18 for controlling the EA modulator 11 to a predetermined set temperature are provided
  • Figure 2 shows the characteristics of a typical EA modulator. More specifically, the relationship between the bias voltage Vb, which is a DC bias voltage, and the extinction ratio (DC extinction ratio) is different (long wave, medium). It is a diagram showing (wave, short wave).
  • Vb bias voltage
  • DC extinction ratio DC extinction ratio
  • Figure 3 shows the relationship between the noise voltage Vb and the extinction ratio (dynamic extinction ratio) during modulation when the amplitude (RF amplitude) of the drive signal that drives the EA modulator is constant. It is a figure.
  • Pl, P2, and P3 shown in the shaded area in the figure indicate regions where the extinction ratio is maximum in the long wave, medium wave, and short wave wavelength bands, respectively. As these regions show, the bias voltage Vb at which the extinction ratio is optimal varies with wavelength.
  • the bias voltage Vb is controlled so that the extinction ratio is constant, so that the wavelength of the optical signal incident on the EA modulator varies.
  • the optimum bias voltage Vb for the wavelength was not necessarily applied.
  • the EA modulator itself has a characteristic that the insertion loss of the knock ground varies depending on the wavelength (generally, the loss becomes shorter as the wavelength is shorter). With conventional EA modulators, it was difficult to perform wavelength-independent control.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the crosspoint and the dynamic extinction ratio when the amplitude of the drive signal for driving the EA modulator is constant.
  • the cross point in the shaded area P4 where the extinction ratio is optimal does not depend on the wavelength. Therefore, it is possible to provide a wavelength-independent optical transmitter that does not depend on the wavelength input to the EA modulator by performing control (feedback control) so that the cross point becomes constant.
  • FIGS. 5 and 6 show examples of measurement results corresponding to FIGS. 3 and 4, respectively.
  • the waveform with the “black circle ( ⁇ )” indicates the characteristics at 1550 nm
  • the waveform with the “white square (mouth)” indicates the characteristics at 1563 nm.
  • the shaded portions Kl, K2, and K3 correspond to the shaded portions PI, P2, and P3 in FIG. 3, respectively, and the characteristics shown in FIG. 3, that is, “the bias voltage with the optimum extinction ratio is It depends on the wavelength.
  • the waveforms with black squares ( ⁇ ) indicate the cross-point dynamic extinction ratio characteristics of the EA modulator when an incident wave of 1530 nm is incident.
  • the waveform with the “black circle ( ⁇ )” shows the characteristics at 1550 nm
  • the waveform with the “white square (mouth)” shows the characteristics at 1563 nm.
  • the shaded portion K4 shown in the figure corresponds to the shaded portion P4 in FIG. 4, and the characteristic shown in FIG. 4, that is, the characteristic that “the cross point that optimizes the extinction ratio does not depend on the wavelength” appears. .
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the cross point monitoring means 13 in the optical transmitter of the present embodiment on the block diagram of FIG.
  • the cross point monitor means 13 is configured to include a light power bra 60, a peak detection means 61, and a photodetector 62 that also has, for example, a photodiode (PD) force.
  • PD photodiode
  • the light power plastic 60 distributes one optical signal branched by the light power plastic 12 to the peak detection means 61 and the light detector 62, respectively.
  • the peak detection means 61 detects the peak power of the distributed optical signal. That is, the peak detection means 61 calculates an output proportional to the peak power of the optical signal output.
  • the photodetector 62 detects the power of the distributed optical signal. That is, the photodetector 62 calculates an output proportional to the average power of the optical signal output.
  • the position of the cross point of the optical signal output can be calculated based on the peak power output that is the output of the peak detection means 61 and the average power output that is the output of the photodetector 62.
  • the reason is that if the peak power is constant, the average power decreases (rises) as the crosspoint goes down (up), and if the average power is constant, the crosspoint goes down (up).
  • the reference value setting means 14 is, for example, the output of the peak detection means 61 and the light intensity.
  • an output proportional to the cross point can be output to the bias circuit 15 regardless of the EA modulator output level.
  • each of these outputs and a correction coefficient or a correction value for correcting the value of the output May be used to calculate a reference value such that the crosspoint is constant.
  • the bias reference value is set based on the output of the peak detection means and the output of the photodetector that is the average optical power measurement means. Therefore, a wavelength-independent optical transmitter can be realized by a simple means of bias control. Further, since it can be realized without referring to a look-up table or look-up data, it is possible to perform a quick control process for changes in input wavelength and input level.
  • LN modulation using an optical modulator other than the force EA modulator for example, lithium niobate (LiNbO), described using the EA modulator as an example of the optical modulator.
  • LiNbO lithium niobate
  • Mach-Zehnder modulators using semiconductors and semiconductors can be used, and even when these optical modulators are used, the same processing as described above can be applied. it can.
  • FIG. 8 is a block diagram of a configuration of the optical transmitter according to the second embodiment of the present invention.
  • the optical transmitter shown in the figure is different in that the setting value of the reference value setting means 14 is output to the ATC circuit 18 in the configuration of the first embodiment.
  • Other configurations are the same as or equivalent to those of the first embodiment, and these portions are denoted by the same reference numerals.
  • the temperature characteristics of the EA modulator will be described with reference to FIG.
  • the extinction curve moves to the lower left side as the temperature increases, and conversely moves toward the upper right side as the temperature decreases. That is, the higher the temperature, the higher the extinction ratio ⁇ higher, the higher the loss ⁇ higher, and the lower the temperature, the lower the extinction ratio ⁇ small, and the lower the loss ⁇ small.
  • This phenomenon is caused by the semiconductor bandgap widening (narrowing) due to low temperature (high temperature).
  • the set value of the reference value setting means 14 is calculated so that the cross point is constant.
  • the set value output from the reference value setting means 14 to the ATC circuit is calculated based on the output of the peak detection means 61 and the output of the photodetector 62 as in the first embodiment. I can do it.
  • the temperature setting reference value is set based on the output of the peak detection means and the output of the photodetector that is the average optical power measurement means. Therefore, a wavelength-independent optical transmitter can be realized with a simple means of temperature control. Moreover, since it can be realized without referring to a lookup table or lookup data, it is possible to quickly cope with changes in input wavelength and input level.
  • the reference value is set as in the first embodiment.
  • the output of the means 14 may be output to the bias circuit 15 as well.
  • the apparatus scale is increased as compared with the configurations of the first and second embodiments, more detailed control can be performed and the degree of wavelength independence can be further increased.
  • FIG. 9 is a block diagram of a configuration of the optical transmitter according to the third embodiment of the present invention.
  • the optical transmitter shown in the figure is a wavelength monitor that monitors the wavelength of an optical signal input to the EA modulator 11 instead of the configuration of the first embodiment that monitors a part of the output light of the EA modulator 11.
  • the stage 70 and reference value setting means 71 for setting a predetermined reference value to be given to the noise circuit 15 based on the output of the wavelength monitoring means 70 are provided.
  • Other configurations are the same as or equivalent to those of the first embodiment, and these portions are denoted by the same reference numerals.
  • the wavelength monitor unit 70 monitors the wavelength information of the optical signal incident on the EA modulator 11 and outputs the monitored wavelength information to the reference value setting unit 71.
  • the reference value setting means 71 outputs an optimum setting value based on the inputted wavelength information to the bias circuit 15 from preset reference values.
  • the bias circuit 15 applies a predetermined bias to the EA modulator 11 via the bias-T 17 based on the set value output from the reference value setting means 71.
  • the EA modulator 11 outputs an optical modulation signal that is stabilized with respect to a change in input wavelength or a change in input level.
  • the "preliminary reference value” refers to, for example, hardware as an optimum bias voltage for each wavelength based on the element characteristics as shown in FIG. Or it means a reference value stored in software.
  • Such a method using a preset reference value is a more direct method compared to the method of the first embodiment, and in particular, the optical signal wavelength to be used is predetermined. This is effective when the number of optical signal wavelengths used is limited.
  • the wavelength information monitored by the wavelength monitor 70 is not necessarily a discrete number of wavelengths that need to be continuously identified. These blocks (for example, short wave, medium wave, long wave) may be identified.
  • the light is incident on the optical amplifier based on the output signal of the photodetector that is the optical power monitoring means and the output signal of the excitation current monitoring means. Since the wavelength of the optical signal is determined! /, A wavelength-independent optical transmitter can be realized by simple means. In addition, since the wavelength detection function is provided at the input stage of the EA modulator, the external force can be configured to receive wavelength information. The configuration can be further simplified.
  • the wavelength monitoring means 70 is installed at the input stage of the EA modulator 11 to monitor the optical wavelength. However, it is installed at the output stage of the EA modulator 11. The optical wavelength may be monitored. Further, the light branched by the optical power bra may be monitored at both the input stage and the output stage. In addition, since the optical wavelength input to the EA modulator 11 need only be known regardless of the position where the wavelength monitor means 70 is installed, the wavelength information is received from the outside of the optical transmitter of the present invention. Again.
  • an optical modulator other than the EA modulator can be used as in the first and second embodiments.
  • a reference value (bias reference value) suitable for the optical modulator to be used should be held in the reference value setting means in advance! ,.
  • FIG. 10 is a block diagram of a configuration of the optical transmitter according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the optical transmitter shown in the figure is different in that the setting value of the reference value setting means 14 is output to the ATC circuit 18 in the configuration of the third embodiment.
  • Other configurations are the same as or equivalent to those of the third embodiment, and these portions are denoted by the same reference numerals.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the wavelength monitoring unit 70.
  • the wavelength monitor means 70 shown in the figure includes an optical power bra 90 that branches an input signal, an optical amplifier 91 that preamplifies one of the branched signals (main signal), and a constant gain of the optical amplifier 91.
  • Excitation current monitoring means 94, and wavelength determining means 95 for determining the optical signal wavelength based on the output signals of the photodetector 93 and the excitation current monitoring means 94.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the gain profile of the optical amplifier 91 during the constant pumping current operation.
  • a gain profile (indicated by a solid line in the figure) in which the gain decreases monotonically with respect to a change in wavelength within the wavelength band used, or a gain in which the gain increases monotonously.
  • Use the gain profile (the wavy line in the figure) The wavelength of the input optical signal can be determined.
  • FIG. 13 is a diagram showing, for each wavelength, the relationship between the excitation current and the gain when the input optical power is constant in the optical amplifier having the gain profile as shown in FIG.
  • the gain of the optical amplifier 91 is controlled by the AGC circuit 92, the required pumping currents (I, I, I) are different for each wavelength as shown in FIG. Therefore, the excitation when these gains are constant.
  • the excitation current monitoring means 94 monitors the electromotive current, and the monitor output at this time is output to the wavelength determining means 95, whereby the wavelength of the input optical signal can be determined.
  • the wavelength determining means 95 may hold the excitation current necessary for each wavelength for each input level, for example, as a look-up table, or store it in hardware.
  • the wavelength determining means 95 storing such information corresponds to the output based on the monitor output (excitation current) output from the excitation current monitoring means 94 and the input level output from the photodetector 93. Wavelength (input optical signal wavelength) can be determined.
  • optical amplifier having the characteristics shown in FIGS. 12 and 13
  • SOA Semi conductor Optical Amplifier
  • FIG. 14 the wavelength of the input optical signal can be uniquely identified with an accuracy of about 5 nm based on the input optical power and pumping current.
  • the light is incident on the optical amplifier based on the output signal of the photodetector that is the optical power monitoring means and the output signal of the excitation current monitoring means. Since the wavelength of the optical signal is determined! /, A wavelength-independent optical transmitter can be realized by simple means. In addition, since the wavelength detection function is provided at the input stage of the EA modulator, it is possible to adopt a configuration in which the external force receives the wavelength information, and the configuration of the optical transmitter can be further simplified.
  • the SOA has been described as an example of an amplifier having the characteristics shown in FIGS. 12 to 14.
  • the amplifier is not limited to the SOA and is used in an optical wavelength usage band. If the amplifier has a characteristic that can uniquely identify the wavelength.
  • an optical modulator other than the EA modulator can be used as in the first to third embodiments.
  • the example of applying the configuration of the wavelength monitoring unit 70 shown in FIG. 11 to the optical transmitter of the fourth embodiment shown in FIG. 10 is shown.
  • the embodiment shown in FIG. This can also be applied to the third optical transmitter.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an optical transmitter (wavelength independent optical transmitter) according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the optical transmitter shown in the figure is configured to include a wavelength tunable light source 120, an optical modulator 121, wavelength-independent modulator control means 122, and a modulator driver 123.
  • the wavelength tunable light source 120 does not necessarily have to be in the wavelength independent optical transmitter.
  • the function of the wavelength-independent modulator control means 122 shown in FIG. 15 is, for example, the optical power bra 12, the cross point monitor means 13, the reference value setting means in the case of the optical transmitter shown in FIGS. Corresponds to stage 14, bias circuit 15 (or ATC circuit 18) and bias-T17.
  • the functions correspond to the wavelength monitor means 70, the reference value setting means 71, the bias circuit 15 (or ATC circuit 18), and the bias T17. .
  • These components have the function of making the optical transmitter itself wavelength independent as described above. Therefore, as shown in FIG. 15, by outputting the output of the modulator driver 123 to the optical modulator 121 via the wavelength-independent modulator control means 122, a wavelength-independent optical transmitter can be realized. it can.
  • the EA modulator exemplified in the above description can be used.
  • the EA modulator use an LN modulator or Mach-Zehnder type modulator.
  • an optical communication system can be configured using the wavelength-independent optical transmitter shown in the above-described Embodiments 14-14.
  • a wavelength-independent optical communication system can be realized with simple means.
  • FIG. 16 is a diagram showing a configuration of the optical communication system according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. The optical communication system shown in the figure shows the configuration of an optical communication system to which the optical transmitter (wavelength independent optical transmitter) of Embodiment 5 shown in FIG. 15 is applied.
  • a demultiplexing unit 131, a wavelength-independent optical transmitter 125 including an optical modulator 121, a wavelength-independent modulator control unit 122, and a modulator driver 123 are configured.
  • one of the wavelengths demultiplexed by the wavelength demultiplexing means 131 out of the wavelength multiplexed light output from the wavelength multiplexing light source 130 is input to the wavelength independent optical transmitter 125. Then, the wavelength-independent optical transmitter 125 outputs a modulated signal that has been optimally modulated to the wavelength.
  • wavelength demultiplexing means 131 for example, an arrayed-waveguide grating (AWG) demultiplexer can be used.
  • AWG arrayed-waveguide grating
  • a thin film filter or the like may be used.
  • the wavelength-independent optical transmitter shown in Embodiments 14 and 14 is applied to the wavelength multiplexing system. It is possible to realize a wavelength-independent optical communication system (wavelength multiplexed optical communication system) with simple means.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of the optical communication system according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the optical communication system shown in the figure has the function of transmitting / receiving wavelength information to / from the wavelength-independent optical transmitter 125 while including the wavelength tunable light source 120 in the wavelength multiplexed light source 130 in the configuration of the sixth embodiment.
  • the difference is that the wavelength management means 140 is provided.
  • Other configurations are the same as or equivalent to those of the sixth embodiment, and these portions are denoted by the same reference numerals.
  • the wavelength management unit 140 recognizes the wavelength information switched by the wavelength multiplexing light source 130 and transmits the wavelength information recognized by the wavelength management unit 140 to the wavelength-independent optical transmitter 125. Like to do. Therefore, the optical communication system of this embodiment can perform flexible services such as transmission line switching without being aware of the wavelength. wear. In addition, since the optical transmitter itself receives the wavelength information from external power, the optical transmitter that does not need to monitor the input optical signal wavelength can be made compact and the processing time of the optical transmitter can be shortened. be able to.
  • the wavelength-independent optical transmitter shown in Embodiments 14 and 14 is applied to the wavelength multiplexing system, and wavelength multiplexed light is used. Since the source outputs the wavelength information to the optical transmitter side, the optical transmitter can be made compact and the processing time of the optical transmitter can be shortened.
  • the optical transmitter and the optical communication system according to the present invention are useful as a wavelength-independent optical transmitter and an optical communication system.

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Abstract

 光送信機および当該光送信機を具備する光通信システムにおいて、波長無依存化機能を付加すること。  光変調器(11)と、光変調器の光出力信号を分岐する光カプラ(12)と、光カプラで分岐された一方の光信号を受信して光変調器の光出力信号のクロスポイントをモニタするクロスポイントモニタ手段(13)と、クロスポイントモニタ手段の出力信号に基づいてクロスポイントが一定になるような光変調器に付与するバイアス基準値を設定する基準値設定手段(14)と、基準値設定手段が出力するバイアス基準値に基づいて光変調器に所定のバイアスを印加するバイアス回路(15)と、を備える。

Description

明 細 書
光送信機および光通信システム
技術分野
[0001] 本発明は、光送信機および光通信システムに関するものであり、特に、波長無依存 化を可能とする光送信機、および当該光送信機を有する光通信システムに関するも のである。
背景技術
[0002] これまでの外部変調器を用いた光送信機では、単一波長の光信号が変調器に入 射されることが一般的であった。したがって、複数波長の光信号を処理する機能、す なわち送信機自身を波長無依存ィ匕するような要求はな力つた。し力しながら、近年、 コスト低減や、光通信システムの柔軟性向上などの要求にも関係して、波長無依存 化された光送信機の実現が要求されるようになってきて 、る。
[0003] 電界吸収型 (EA: Electro Absorption)変調器を用いた光送信機は、光源、半 導体増幅器(SOA: Semiconductor Optical Amplifier)などの他の光素子との 集積ィ匕が容易であり、自身の駆動電圧も 2— 3V程度の小さな値でよいといった利点 を持っている。その一方で、この EA変調器には波長依存性が大きいという欠点があ り、入射波の波長に依存しないという性質、すなわち波長無依存性を有する EA変調 器の制御手法が求められていた。
[0004] 例えば、 EA変調器のバイアス制御手法として、出力一定制御された LD光源出力 を EA変調器に入力し、その出力の一部を取り出してモニタした変調モニタ光と、 LD 光源のノ ックモニタ光とのレベル比が一定 (消光比が一定)となるような制御手法が 開示されている(例えば、特許文献 1)。
[0005] 一方、 IC内部の FETの劣化などによって生じる電気波形の劣化に対処するため、 EA変調器出力光の消光比が一定になるよう制御することにより、電気波形のクロス ポイントを調整する手法なども開示されている (例えば、特許文献 2)
[0006] 特許文献 1:特開 2000-36794号公報
特許文献 2:特開 2001— 189699号公報 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] し力しながら、上記の特許文献 1および特許文献 2に示されるような消光比が一定と なるような制御方法では、特に、消光特性やバックグランドの挿入損失 (一般的には 短波長になるほど損失が大きいと言われている)に大きな波長依存性を有する EA変 調器において、波長無依存ィ匕を行うことが困難であるという問題があった。
[0008] また、光源が固定ではなぐ EA変調器に入力される波長が変化したり、入力レベル が変動したりするようなアプリケーションでは、消光比の最適な制御を行うことが困難 であるという問題があった。
[0009] 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、波長無依存化技術を開示す るとともに、当該波長無依存化技術に基づいて、波長無依存な光送信機および光通 信システムを得ることを目的とする。
課題を解決するための手段
[0010] 上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる光送信機は、光変 調器と、前記光変調器の光出力信号を分岐する光力ブラと、前記光力ブラで分岐さ れた一方の光信号を受信して前記光変調器の光出力信号のクロスポイントをモニタ するクロスポイントモニタ手段と、前記クロスポイントモニタ手段の出力信号に基づい て前記クロスポイントが一定になるような前記光変調器に付与するバイアス基準値を 設定する基準値設定手段と、前記基準値設定手段が出力するバイアス基準値に基 づ 、て前記光変調器に所定のバイアスを印加するバイアス回路と、を備えたことを特 徴とする。
発明の効果
[0011] 本発明にかかる光送信機によれば、バイアス制御という簡易な手段にて、波長無依 存な光送信機を実現することができるという効果を奏する。
[0012] 本発明に力かる光通信システムによれば、バイアス制御という簡易な手段にて、波 長無依存な光通信システムを実現することができるという効果を奏する。
図面の簡単な説明 [図 1]図 1は、本発明の実施の形態 1にかかる光送信機の構成を示すブロック図であ る。
[図 2]図 2は、一般的な EA変調器の特性について示す図である。
[図 3]図 3は、 EA変調器を駆動する駆動信号の振幅 (RF振幅)を一定としたときの、 バイアス電圧 Vbと変調時の消光比(動的消光比)の関係につ!、て示した図である。
[図 4]図 4は、 EA変調器を駆動する駆動信号の振幅を一定としたときの、クロスポイン トと動的消光比との関係について示した図である。
[図 5]図 5は、図 3に対応する測定結果の一例を示す図である。
[図 6]図 6は、図 4に対応する測定結果の一例を示す図である。
[図 7]図 7は、実施の形態 1の光送信機におけるクロスポイントモニタ手段の一例を、 図 1のブロック図上に示した図である。
[図 8]図 8は、本発明の実施の形態 2にかかる光送信機の構成を示すブロック図であ る。
[図 9]図 9は、本発明の実施の形態 3にかかる光送信機の構成を示すブロック図であ る。
[図 10]図 10は、本発明の実施の形態 4にかかる光送信機の構成を示すブロック図で ある。
[図 11]図 11は、波長モニタ手段の一例を示す図である。
[図 12]図 12は、励起電流一定動作時の光増幅器の利得プロファイルの一例を示す 図である。
[図 13]図 13は、図 12に示すような利得プロファイルを有する光増幅器における入力 光パヮ一一定時の励起電流と利得との関係を波長ごとに示す図である。
[図 14]図 14は、半導体増幅器 (SOA)における入力光パワーと励起電流との関係の 測定結果の一例を示す図である。
[図 15]図 15は、本発明の実施の形態 5にかかる光送信機 (波長無依存光送信機)の 構成を示すブロック図である。
[図 16]図 16は、本発明の実施の形態 6にかかる光通信システムの構成を示すブロッ ク図である。 [図 17]図 17は、本発明の実施の形態 7にかかる光通信システムの構成を示すブロッ ク図である。
符号の説明
10 光源
11 変調器
12 光力ブラ
13 クロスポイントモニタ手段
14 基準値設定手段
15 バイアス回路
16 E Aドライノ
17 バイアス— T
18 ATC回路
60 光力ブラ
61 ピーク検波手段
62, 93 光検出器
70 波長モニタ手段
71 基準値設定手段
90 光力ブラ
91 光増幅器
92 AGC回路
94 励起電流モニタ手段
95 波長決定手段
120 波長可変光源
121 光変調器
122 波長無依存変調器制御手段
123 変調器ドライバ
125 波長無依存光送信機
130 波長多重光源 131 波長分波手段
140 波長管理手段
発明を実施するための最良の形態
[0015] 以下に、本発明にかかる光送信機および光通信システムの実施の形態を図面に基 づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではな い。
[0016] (本願発明のポイント)
本願発明者等は、実験や各種考察などによって、所定の光源を用いる光送信機に おいて、最大の消光比を得る際に観測される出力信号波形のクロスポイントが波長に 依らず一定であることを見出した。本願発明にかかる光送信機は、この知見に基づい て構成されるものである。より具体的には、光送信機から出力される出力信号波形の クロスポイントをモニタするクロスポイントモニタ手段の出力信号に基づいて、クロスポ イントを一定に保持するような制御を行っている。このような制御が行われる結果、複 雑なルックアップテーブルやデータなどを作成することなぐ簡易な手段にて、波長 無依存な光送信機、および光通信システムを実現することができる。
[0017] 実施の形態 1.
つぎに、図 1一図 7を用いて本発明の実施の形態 1にかかる光送信機について説 明する。図 1は、本発明の実施の形態 1にかかる光送信機の構成を示すブロック図で ある。同図において、この実施の形態の光送信機は、光源 10と、光源 10の出力光が 入力される EA変調器 11と、 EA変調器 11の光出力信号を分岐する光力ブラ 12と、 光力プラ 12によって分岐された一方の光信号に基づいてクロスポイントの位置をモ- タするクロスポイントモニタ手段 13と、クロスポイントモニタ手段 13の出力信号に基づ いてクロスポイントが一定になるような所定の基準値を設定する基準値設定手段 14と 、基準値設定手段 14の設定値に基づいて所定のバイアスを印加するバイアス回路 1 5と、 EA変調器 11を駆動する EAドライバ 16と、 EAドライバ 16からの RF信号にバイ ァス回路 15から出力された直流バイアスを付与するためのバイアス T17と、 EA変 調器 11を所定の設定温度に制御する ATC回路 18と、を備えるように構成されている [0018] つぎに、一般的な EA変調器の特性について説明する。図 2は、一般的な EA変調 器の特性について示す図であり、より具体的には、直流バイアス電圧であるバイアス 電圧 Vbと消光比(DC消光比)との関係を異なる波長 (長波、中波、短波)について示 した図である。
[0019] 一般的な、 EA変調器の特性は、バルタ半導体への電界印加によるフランツケルデ イツシュ効果に基づいて、図 2に示すような、波長依存性を有することが知られている 。同図に示す波形から明らかなように、 EA変調器のバイアス電圧 Vbを一定にして変 調器を駆動した場合には、短波長になるほどクロスポイントは下側に移動し、逆に、 長波長になるほどクロスポイントは上側に移動するような特性を有している。
[0020] 図 3は、 EA変調器を駆動する駆動信号の振幅 (RF振幅)を一定としたときの、ノ ィ ァス電圧 Vbと変調時の消光比(動的消光比)の関係について示した図である。同図 の網掛部にて示した Pl、 P2および P3は、それぞれ長波、中波および短波の各波長 帯において消光比が最大となる領域を示している。これらの領域が示すように、消光 比が最適となるバイアス電圧 Vbは波長によって異なっている。
[0021] ところで、上述した従来の EA変調器の制御手法では、消光比が一定となるようにバ ィァス電圧 Vbを制御して ヽるので、 EA変調器に入射する光信号波長が変化する場 合には、その波長にとって必ずしも最適なバイアス電圧 Vbが印加されていることには なっていなかった。また、 EA変調器自身が、ノ ックグランドの挿入損失が波長に依存 して変動する(一般的に短波長ほど損失が大きい)という特性を有しているので、当 該特性に鑑みた上でも、従来の EA変調器では、波長無依存な制御を行うことが困 難であった。
[0022] 一方、図 4は、 EA変調器を駆動する駆動信号の振幅を一定としたときの、クロスポ イントと動的消光比との関係について示した図である。同図に示すように、消光比が 最適となる網掛部 P4の領域におけるクロスポイントは、波長に依存しないことが理解 される。したがって、クロスポイントが一定となるような制御(フィードバック制御)を行う ことにより、 EA変調器に入力される波長に依存しないという波長無依存な光送信機 を提供することが可能になる。
[0023] 図 5および図 6は、それぞれ図 3、図 4にそれぞれ対応した測定結果の一例を示す 図である。図 5において、 "黒四角(♦) "印の波形は 1530nmの入射波が入射した場 合の EA変調器のノィァス電圧 消光比特性を示している。同様に、 "黒丸(參) "印 の波形は 1550nmの特性を示し、 "白四角(口)"印の波形は 1563nmの特性を示し ている。同図において、網掛部 Kl, K2, K3は、図 3の網掛部 PI, P2, P3にそれぞ れ対応しており、図 3に示す特性、すなわち、「消光比が最適となるバイアス電圧が波 長に依存する」 t 、う特性が現れて!/、る。
[0024] また、図 6において、 "黒四角(♦) "印の波形は 1530nmの入射波が入射した場合 における EA変調器のクロスポイント 動的消光比特性を示している。同様に、 "黒丸( 參)"印の波形は 1550nmの特性を示し、 "白四角(口)"印の波形は 1563nmの特 性を示している。同図に示す網掛部 K4は図 4の網掛部 P4に対応しており、図 4に示 す特性、すなわち、「消光比を最適にするクロスポイントは波長に依存しない」という 特性が現れている。
[0025] 図 7は、本実施の形態の光送信機におけるクロスポイントモニタ手段 13の一例を、 図 1のブロック図上に示した図である。同図に示すように、クロスポイントモニタ手段 1 3は、光力ブラ 60と、ピーク検波手段 61と、例えばフォトダイオード (PD)力もなる光 検出器 62と、を備えるように構成されている。
[0026] 図 7において、光力プラ 60は、光力プラ 12によって分岐された一方の光信号をピー ク検波手段 61および光検出器 62にそれぞれ分配する。ピーク検波手段 61は、分配 された光信号のピークパワーを検出する。すなわち、ピーク検波手段 61は、光信号 出力のピークパワーに比例する出力を算出する。一方、光検出器 62は、分配された 光信号のパワーを検出する。すなわち、光検出器 62は、光信号出力の平均パワー に比例する出力を算出する。
[0027] ここで、光信号出力のクロスポイントの位置は、ピーク検波手段 61の出力であるピ ークパワー出力と光検出器 62の出力である平均パワー出力とに基づいて算出するこ とができる。その理由は、ピークパワーが一定であれば、クロスポイントが下(上)がる ほど平均パワーは低下(上昇)し、また、平均パワーが一定であれば、クロスポイント が下(上)がるほどピークパワーは上昇 (低下)すると!/、う特性に基づ 、て 、る。これら の特性に基づいて、基準値設定手段 14は、例えば、ピーク検波手段 61の出力と光 検出器 62の出力との比(すなわちピークパワー出力で規格化)をとることにより、 EA 変調器出力レベルに依らずクロスポイントに比例した出力をバイアス回路 15に出力 することができる。また、これらのピーク検波手段 61の出力と光検出器 62の出力との 出力比を算出するような手法以外にも、これらの各出力と、当該出力の値を補正する 補正係数や補正値などを用いてクロスポイントが一定となるような基準値を算出しても よい。
[0028] 以上説明したように、この実施の形態の光送信機によれば、ピーク検波手段の出力 と平均光パワー測定手段である光検出器の出力に基づいてバイアス基準値を設定 するようにしているので、バイアス制御という簡易な手段にて、波長無依存な光送信 機を実現することができる。また、ルックアップテーブルやルックアップデータなどを参 照することなく実現することができるので、入力波長の変化や入力レベルの変動に対 する迅速な制御処理行うことができる。
[0029] なお、この実施の形態では、光変調器として EA変調器を例にとり説明した力 EA 変調器以外の他の光変調器、例えばニオブ酸リチウム (LiNbO )を用いた LN変調
3
器や、半導体などを用いたマッハツエンダ型 (Mach-Zehnder)変調器などを用いる ことができ、これらの光変調器を用いた場合であっても、上述の処理と同様な処理を 適用することができる。
[0030] 実施の形態 2.
つぎに、図 8を用いて本発明の実施の形態 2にかかる光送信機について説明する。 図 8は、本発明の実施の形態 2にかかる光送信機の構成を示すブロック図である。同 図に示す光送信機は、実施の形態 1の構成において、基準値設定手段 14の設定値 を ATC回路 18に出力している点が相違する。なお、その他の構成については、実 施の形態 1の構成と同一あるいは同等であり、これらの部分には、同一符号を付して 示している。
[0031] ここで、 EA変調器の温度特性にっ ヽて図 2を用いて説明する。 EA変調器の素子 温度を変化させた場合には、同図に示すように、高温にするほど消光曲線は左下側 へ移動し、逆に、低温にするほど右上側へ移動する。すなわち、高温にするほど、消 光比→大、損失→大、となり、低温にするほど、消光比→小、損失→小、となる。なお 、この現象は、低温 (高温)ィ匕により半導体バンドギャップが広がる(狭くなる)ことに起 因している。
[0032] したがって、クロスポイントが一定になるようにバイアス電圧 Vbを制御する実施の形 態 1の構成に代えて、クロスポイントが一定になるような基準値設定手段 14の設定値 を算出して ATC回路 18に出力し、 EA変調器の素子温度を ATC回路 18によって制 御することで、波長無依存な EA変調器制御を行うことが可能である。
[0033] なお、基準値設定手段 14から ATC回路に出力される設定値は、実施の形態 1と同 様に、ピーク検波手段 61の出力と光検出器 62の出力とに基づいて算出することがで きる。
[0034] 以上説明したように、この実施の形態の光送信機によれば、ピーク検波手段の出力 と平均光パワー測定手段である光検出器の出力に基づいて温度設定基準値を設定 するようにしているので、温度制御という簡易な手段にて、波長無依存な光送信機を 実現することができる。また、ルックアップテーブルやルックアップデータなどを参照 することなく実現することができるので、入力波長の変化や入力レベルの変動に対し て迅速に対処することができる。
[0035] なお、この実施の形態の光送信機では、基準値設定手段 14の出力を ATC回路 1 8に出力するようにしている力 この出力に加え、実施の形態 1のように基準値設定手 段 14の出力をバイアス回路 15に対しても出力するようにしてもよい。この場合、実施 の形態 1および 2の構成よりも装置規模は増大するものの、より詳密な制御を行うこと ができ、波長無依存性の程度をより高めることができる。
[0036] また、この実施の形態にお!、ても、光変調器として EA変調器を用いる場合を一例 にとり説明したが、実施の形態 1と同様に EA変調器以外の他の光変調器を用いるよ うにしてもよい。
[0037] 実施の形態 3.
つぎに、図 9を用いて本発明の実施の形態 3にかかる光送信機について説明する。 図 9は、本発明の実施の形態 3にかかる光送信機の構成を示すブロック図である。同 図に示す光送信機は、 EA変調器 11の出力光の一部をモニタする実施の形態 1の 構成に代えて、 EA変調器 11に入力される光信号の波長をモニタする波長モニタ手 段 70と、波長モニタ手段 70の出力に基づ 、てノ ィァス回路 15に付与する所定の基 準値を設定する基準値設定手段 71と、を備えるように構成している。なお、その他の 構成については、実施の形態 1の構成と同一あるいは同等であり、これらの部分には 、同一符号を付して示している。
[0038] つぎに、図 9を用いて、この実施の形態の光送信機の動作について説明する。なお 、実施の形態 1の光送信機と同一あるいは同等の部分の動作については、その説明 を省略する。
[0039] 図 9において、波長モニタ手段 70は、 EA変調器 11に入射された光信号の波長情 報をモニタし、モニタした波長情報を基準値設定手段 71に出力する。基準値設定手 段 71は、予め設定されている基準値の中から、入力された波長情報に基づく最適な 設定値をバイアス回路 15に出力する。バイアス回路 15は、基準値設定手段 71から 出力された設定値に基づ 、て、バイアス- T17を介して EA変調器 11に所定のバイ ァスを印加する。これらの処理が行われる結果、入力波長の変化や入力レベルの変 動に対して安定ィ匕された光変調信号が EA変調器 11から出力されることになる。
[0040] 上述の説明の中で、「予め設定されている基準値」とは、例えば、図 3に示したような 素子特性に基づいて、各波長ごとの最適なバイアス電圧としてハードウェア的、ある いはソフトウェア的に記憶された基準値を意味して 、る。このような予め設定されて!ヽ る基準値を用いる手法は、実施の形態 1などの手法と比較して、より直接的な手法で あり、特に、使用される光信号波長が予め定められている場合や、光信号波長の使 用数が限定されている場合などに効果的である。
[0041] なお、使用される光信号波長が連続的に変化する場合であっても、波長モニタ手 段 70がモニタする波長情報は、必ずしも連続的に波長を識別する必要はなぐ離散 的ないくつかのブロック(例えば、短波、中波、長波)に識別することでも構わない。
[0042] 以上説明したように、この実施の形態の光送信機によれば、光パワーモニタ手段で ある光検出器の出力信号と励起電流モニタ手段の出力信号とに基づいて光増幅器 に入射する光信号の波長を決定するようにして!/、るので、簡易な手段にて波長無依 存な光送信機を実現することができる。また、波長検出の機能を EA変調器の入力段 に設けているので、外部力も波長情報を貰うような構成とすることもでき、光送信機の 構成をさらに簡素化できる。
[0043] なお、この実施の形態では、波長モニタ手段 70を EA変調器 11の入力段に設置し て光波長のモニタするようにして 、るが、 EA変調器 11の出力段に設置して光波長の モニタするようにしてもよい。また、入力段および出力段の両者において、光力ブラで 分岐した光をモニタしてもよい。また、波長モニタ手段 70を設置する位置には関係な ぐ EA変調器 11に入力される光波長が分かればよいため、本発明の光送信機の外 部から波長情報を貰うような構成であってもよ 、。
[0044] また、この実施の形態においても、実施の形態 1, 2と同様に EA変調器以外の他の 光変調器を用いることができる。この場合、例えば、用いられる光変調器に好適な基 準値 (バイアス基準値)を基準値設定手段内に予め保有しておけばよ!、。
[0045] 実施の形態 4.
つぎに、図 10—図 14を用いて本発明の実施の形態 4にかかる光送信機について 説明する。図 10は、本発明の実施の形態 4にかかる光送信機の構成を示すブロック 図である。同図に示す光送信機は、実施の形態 3の構成において、基準値設定手段 14の設定値を ATC回路 18に出力している点が相違する。なお、その他の構成につ いては、実施の形態 3の構成と同一あるいは同等であり、これらの部分には、同一符 号を付して示している。
[0046] 図 11は、波長モニタ手段 70の一例を示す図である。同図に示す波長モニタ手段 7 0は、入力信号を分岐する光力ブラ 90と、分岐された一方の信号 (主信号)を前置増 幅する光増幅器 91と、光増幅器 91の利得を一定制御する AGC回路 92と、光力ブラ 90にて分岐された光信号を受信して波長モニタ手段 70への入力パワーをモニタす るための光検出器 93と、光増幅器 91の励起電流をモニタする励起電流モニタ手段 9 4と、光検出器 93および励起電流モニタ手段 94の出力信号に基づいて、光信号波 長を決定する波長決定手段 95と、を備えるように構成されて 、る。
[0047] 図 12は、励起電流一定動作時の光増幅器 91の利得プロファイルの一例を示す図 である。同図に示すような利得特性を有する光増幅器において、使用波長帯域内の 波長変化に対し、単調に利得が減少するような利得プロファイル(同図実線部分)、 あるいは単調に利得が増加するような利得プロファイル(同図波線部分)の部分を利 用して、入力された光信号の波長の決定することができる。
[0048] 例えば、図 13は、図 12に示すような利得プロファイルを有する光増幅器において、 入力光パヮ一一定時の励起電流と利得との関係を波長ごとに示す図である。光増幅 器 91が AGC回路 92によって利得一定制御されている場合、図 13に示すように、波 長ごとに必要な励起電流 (I , I , I )は異なる。したがって、これらの利得一定時の励
S L
起電流を励起電流モニタ手段 94がモニタし、このときのモニタ出力を波長決定手段 95に出力することにより、入力された光信号の波長を決定することができる。この場 合、波長決定手段 95は、各入力レベルに対する各波長ごとに必要な励起電流を、 例えば、ルックアップテーブルとして保持し、あるいは、ハードウェア的に記憶保持し ておけばよい。このような情報が記憶された波長決定手段 95は、励起電流モニタ手 段 94から出力されたモニタ出力(励起電流)および光検出器 93から出力された入力 レベルに基づいて、当該出力に対応する波長 (入力光信号波長)を決定することが できる。
[0049] 図 12および図 13のような特性をもつ光増幅器としては半導体増幅器 (SOA: Semi conductor Optical Amplifier)があり、図 14に示すような特性を有している。図 1 4に示す特性力も明らかなように、入力光パワーと励起電流とに基づいて、入力され た光信号の波長を 5nm程度の精度で一意に特定することができる。
[0050] 以上説明したように、この実施の形態の光送信機によれば、光パワーモニタ手段で ある光検出器の出力信号と励起電流モニタ手段の出力信号とに基づいて光増幅器 に入射する光信号の波長を決定するようにして!/、るので、簡易な手段にて波長無依 存な光送信機を実現することができる。また、波長検出の機能を EA変調器の入力段 に設けているので、外部力も波長情報を貰うような構成とすることもでき、光送信機の 構成をさらに簡素化できる。
[0051] なお、上記の説明では、図 12—図 14に示すような特性を有する増幅器として SOA を例示して説明したが、 SOAに限定されるものではなぐ光波長の使用帯域におい て、使用波長を一意に識別できる特性を有した増幅器であればょ 、。
[0052] また、この実施の形態の場合においても、実施の形態 1一 3と同様に EA変調器以 外の他の光変調器を用いることができる。 [0053] また、この実施の形態では、図 11に示す波長モニタ手段 70の構成を図 10に示す 実施の形態 4の光送信機に適用する例について示したが、図 9に示す実施の形態 3 の光送信機についても適用することもできる。
[0054] 実施の形態 5.
つぎに、図 15を用いて本発明の実施の形態 5にかかる光送信機について説明する 。図 15は、本発明の実施の形態 5にかかる光送信機 (波長無依存光送信機)の構成 を示すブロック図である。同図に示す光送信機は、波長可変光源 120と、光変調器 1 21と、波長無依存変調器制御手段 122と、変調器ドライバ 123と、を備えるように構 成されている。なお、波長可変光源 120は、必ずしも波長無依存光送信機の中にあ る必要はない。
[0055] 図 15に示す波長無依存変調器制御手段 122の機能は、例えば、図 1および図 8に 示す光送信機であれば、光力ブラ 12、クロスポイントモニタ手段 13、基準値設定手 段 14、バイアス回路 15 (または ATC回路 18)およびバイアス- T17などに相当する。 また、例えば、図 9および図 10に示す光送信機であれば、その機能は、波長モニタ 手段 70、基準値設定手段 71、バイアス回路 15 (または ATC回路 18)およびバイァ スー T17などに相当する。これらの構成部は、上述のように光送信機自身を波長無依 存化する機能を有している。したがって、図 15に示すように、変調器ドライバ 123の 出力を波長無依存変調器制御手段 122を介して光変調器 121に出力することで、波 長無依存な光送信機を実現することができる。
[0056] なお、光変調器 121として、上記の説明の中で例示した EA変調器を用いることが できる。また、 EA変調器の他に、 LN変調器やマッハツエンダ型変調器などを用いて ちょい。
[0057] 以上説明したように、この実施の形態の光送信機によれば、上述の実施の形態 1一 4に示した波長無依存な光送信機を用いて光通信システムを構成することができ、簡 易な手段にて、波長無依存な光通信システムを実現することができる。
[0058] 実施の形態 6.
つぎに、図 16を用いて本発明の実施の形態 6にかかる光通信システムについて説 明する。図 16は、本発明の実施の形態 6にかかる光通信システムの構成を示すプロ ック図である。同図に示す光通信システムは、図 15に示した実施の形態 5の光送信 機 (波長無依存光送信機)を適用した光通信システムの構成を示しており、波長多重 光源 130と、波長分波手段 131と、光変調器 121、波長無依存変調器制御手段 122 および変調器ドライバ 123を具備する波長無依存光送信機 125と、を備えるように構 成されている。
[0059] この実施の形態の光通信システムでは、波長多重光源 130から出力された波長多 重光のうち波長分波手段 131によって分波された波長の一つが波長無依存光送信 機 125に入力され、波長無依存光送信機 125によって、当該波長に最適な変調が 施された変調信号が出力される。
[0060] なお、波長分波手段 131として、例えば、アレイ導波路回折格子 (AWG : arrayed -waveguide grating)型分波器を用いることができる。また、 AWG型分波器の他 に、薄膜フィルタなどを用いてもよい。
[0061] 以上説明したように、この実施の形態の光送信機によれば、実施の形態 1一 4に示 した波長無依存な光送信機を波長多重化システムに適用するようにしているので、 簡易な手段にて、波長無依存な光通信システム (波長多重化光通信システム)を実 現することができる。
[0062] 実施の形態 7.
つぎに、図 17を用いて本発明の実施の形態 7にかかる光通信システムについて説 明する。図 17は、本発明の実施の形態 7にかかる光通信システムの構成を示すプロ ック図である。同図に示す光通信システムは、実施の形態 6の構成において、波長多 重光源 130内に波長可変光源 120を含むとともに、波長無依存光送信機 125との間 で波長情報を送受する機能を有する波長管理手段 140を備えている点が相違する。 なお、その他の構成については、実施の形態 6の構成と同一あるいは同等であり、こ れらの部分には、同一符号を付して示している。
[0063] この実施の形態の光通信システムは、波長多重光源 130が切り替えた波長情報を 波長管理手段 140が認識し、波長管理手段 140が認識した波長情報を波長無依存 光送信機 125に送信するようにしている。したがって、この実施の形態の光通信シス テムは、波長を意識することのな 、伝送路切替などの柔軟なサービスを行うことがで きる。また、光送信機自身が波長情報を外部力も貰うようにしているので、入力された 光信号波長をモニタする必要がなぐ光送信機をコンパクト化し、光送信機の処理時 間を短縮ィ匕することができる。
[0064] 以上説明したように、この実施の形態の光送信機によれば、実施の形態 1一 4に示 した波長無依存な光送信機を波長多重化システムに適用するとともに、波長多重光 源が波長情報を光送信機側に出力するようにしているので、光送信機をコンパクト化 し、光送信機の処理時間を短縮化することができる。
産業上の利用可能性
[0065] 以上のように、本発明に力かる光送信機および光通信システムは、波長無依存な 光送信機および光通信システムとして有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 光変調器と、
前記光変調器の光出力信号を分岐する光力ブラと、
前記光力ブラで分岐された一方の光信号を受信して前記光変調器の光出力信号 のクロスポイントをモニタするクロスポイントモニタ手段と、
前記クロスポイントモニタ手段の出力信号に基づいて前記クロスポイントが一定にな るような前記光変調器に付与するバイアス基準値を設定する基準値設定手段と、 前記基準値設定手段が出力するバイアス基準値に基づいて前記光変調器に所定 のバイアスを印加するノ ィァス回路と、
を備えたことを特徴とする光送信機。
[2] 前記クロスポイントモニタ手段は、ピーク検波手段と平均光パワー測定手段とを備 え、
前記基準値設定手段は、前記ピーク検波手段の出力と前記平均光パワー測定手 段の出力に基づ 、て前記バイアス基準値を設定することを特徴とする請求項 1に記 載の光送信機。
[3] 前記光変調器に入射される光信号が、可変波長光であることを特徴とする請求項 2 に記載の光送信機。
[4] 前記光変調器には、 1520nm-1570nm帯の光信号が入射されることを特徴とする 請求項 3に記載の波長無依存光送信機。
[5] 前記光変調器は、電界吸収型 (EA: Electro Absorption)変調器であることを特 徴とする請求項 1に記載の光送信機。
[6] 前記光変調器は、マッハツエンダ (Mach-Zehnder)型変調器であることを特徴とす る請求項 1に記載の光送信機。
[7] 光変調器と、
前記光変調器の光出力信号を分岐する光力ブラと、
前記光力ブラで分岐された一方の光信号を受信して前記光変調器の光出力信号 のクロスポイントをモニタするクロスポイントモニタ手段と、
前記クロスポイントモニタ手段の出力信号に基づいて前記クロスポイントが一定にな るような前記光変調器に付与する温度設定基準値を設定する基準値設定手段と、 前記基準値設定手段が出力する温度設定基準値に基づいて前記光変調器の温 度制御を行う ATC (Automatic Temperature Control)回路と、
を備えたことを特徴とする光送信機。
[8] 前記クロスポイントモニタ手段は、ピーク検波手段と平均光パワー測定手段とを備 え、
前記基準値設定手段は、前記ピーク検波手段の出力と前記平均光パワー測定手 段の出力に基づ!、て前記温度設定基準値を設定することを特徴とする請求項 7に記 載の光送信機。
[9] 光変調器と、
前記光変調器に入射される光信号の波長をモニタする波長モニタ手段と、 前記波長モニタ手段の出力に基づ!、て前記光変調器に付与するバイアス基準値 を設定する基準値設定手段と、
前記基準値設定手段が出力するバイアス基準値に基づいて前記光変調器に所定 のバイアスを印加するノ ィァス回路と、
を備えたことを特徴とする光送信機。
[10] 前記波長モニタ手段は、
波長変化に伴って利得が単調減少または単調増加する光増幅器と、
前記光増幅器に入射する光信号を分岐する光力ブラと、
前記光力ブラで分岐された一方の光信号を受信して前記光増幅器への入力光パ ヮーをモニタする光パワーモニタ手段と、
前記光増幅器の励起電流をモニタする励起電流モニタ手段と、
前記光増幅器の利得が一定になるように利得を調整する AGC (Automatic Gai n Control)回路と、
前記光パワーモニタ手段の出力信号と前記励起電流モニタ手段の出力信号とに 基づいて前記光増幅器に入射する光信号の波長を決定する波長決定手段と、 を備えたことを特徴とする請求項 9に記載の光送信機。
[11] 前記光増幅器は、半導体増幅器(SOA: Semiconductor Optical Amplifier) であることを特徴とする請求項 10に記載の光送信機。
[12] 光変調器と、
前記光変調器に入射される光信号の波長をモニタする波長モニタ手段と、 前記波長モニタ手段の出力に基づ!、て前記光変調器に付与する温度設定基準値 を設定する基準値設定手段と、
前記基準値設定手段が出力する温度設定基準値に基づいて前記光変調器の温 度制御を行う ATC (Automatic Temperature Control)回路と、
を備えたことを特徴とする光送信機。
[13] 前記波長モニタ手段は、
波長変化に伴って利得が単調減少または単調増加する光増幅器と、
前記光増幅器に入射する光信号を分岐する光力ブラと、
前記光力ブラで分岐された一方の光信号を受信して前記光増幅器への入力光パ ヮーをモニタする光パワーモニタ手段と、
前記光増幅器の励起電流をモニタする励起電流モニタ手段と、
前記光増幅器の利得が一定になるように利得を調整する AGC (Automatic Gai n Control)回路と、
前記光パワーモニタ手段の出力信号と前記励起電流モニタ手段の出力信号とに 基づいて前記光増幅器に入射する光信号の波長を決定する波長決定手段と、 を備えたことを特徴とする請求項 12に記載の光送信機。
[14] 波長可変光源と、
前記波長可変光源からの光信号が入射される光変調器と、
前記光変調器に入射する光信号または前記光変調器力 出力される光信号に基 づいて該光変調器を波長無依存化制御する波長無依存変調器制御手段と、 を備えたことを特徴とする光通信システム。
[15] 前記波長無依存変調器制御手段は、
前記光変調器の光出力信号を分岐する光力ブラと、
前記光力ブラで分岐された一方の光信号を受信して前記光変調器の光出力信号 のクロスポイントをモニタするクロスポイントモニタ手段と、 前記クロスポイントモニタ手段の出力信号に基づいて前記クロスポイントが一定にな るような前記光変調器に付与するバイアス基準値を設定する基準値設定手段と、 前記基準値設定手段が出力するバイアス基準値に基づいて前記光変調器に所定 のバイアスを印加するノ ィァス回路と、
を備えたことを特徴とする請求項 14に記載の光通信システム。
[16] 前記波長無依存変調器制御手段は、
前記光変調器の光出力信号を分岐する光力ブラと、
前記光力ブラで分岐された一方の光信号を受信して前記光変調器の光出力信号 のクロスポイントをモニタするクロスポイントモニタ手段と、
前記クロスポイントモニタ手段の出力信号に基づいて前記クロスポイントが一定にな るような前記光変調器に付与する温度設定基準値を設定する基準値設定手段と、 前記基準値設定手段が出力する温度設定基準値に基づいて前記光変調器の温 度制御を行う ATC (Automatic Temperature Control)回路と、
を備えたことを特徴とする請求項 14に記載の光通信システム。
[17] 波長多重光源と、
前記波長可変光源からの光信号を分波する光分波器と、
前記光分波器にて分波された光信号が入射される光変調器と、
前記光変調器に入射する光信号または前記光変調器力 出力される光信号に基 づいて該光変調器を波長無依存化制御する波長無依存変調器制御手段と、 を備えたことを特徴とする光通信システム。
[18] 前記波長無依存変調器制御手段は、
前記光変調器の光出力信号を分岐する光力ブラと、
前記光力ブラで分岐された一方の光信号を受信して前記光変調器の光出力信号 のクロスポイントをモニタするクロスポイントモニタ手段と、
前記クロスポイントモニタ手段の出力信号に基づいて前記クロスポイントが一定にな るような前記光変調器に付与するバイアス基準値を設定する基準値設定手段と、 前記基準値設定手段が出力するバイアス基準値に基づいて前記光変調器に所定 のバイアスを印加するノ ィァス回路と、 を備えたことを特徴とする請求項 17に記載の光通信システム。
[19] 前記波長多重光源は、波長可変光源を備えることを特徴とする請求項 17に記載の 光通信システム。
[20] 前記波長可変光源が出力する光信号の波長情報を前記波長無依存変調器制御 手段との間で送受する波長管理手段をさらに備えることを特徴とする請求項 19に記 載の光通信システム。
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