WO2018159657A1 - 光トランシーバ及び光送受信方法 - Google Patents

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WO2018159657A1
WO2018159657A1 PCT/JP2018/007427 JP2018007427W WO2018159657A1 WO 2018159657 A1 WO2018159657 A1 WO 2018159657A1 JP 2018007427 W JP2018007427 W JP 2018007427W WO 2018159657 A1 WO2018159657 A1 WO 2018159657A1
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optical
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optical transceiver
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PCT/JP2018/007427
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裕太 五江渕
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日本電気株式会社
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    • H04B10/616—Details of the electronic signal processing in coherent optical receivers

Definitions

  • the present invention relates to an optical transceiver and a control method thereof, and more particularly to an optical transceiver and an optical transmission / reception method in which an optical signal transmission function and a reception function share a light source.
  • An optical transceiver used in a coherent optical transmission system includes a light source (transmitting light source) that generates an optical signal (transmitted light) transmitted to an optical transmission line and a heterodyne detection of an optical signal (received light) received from the optical transmission line.
  • a light source local light source
  • Patent Documents 1 to 5 disclose configurations in which one light source is used for transmission and reception.
  • an optical coupler is used to branch the output of the light source.
  • the branching ratio of the optical coupler is fixed, the power of the light source distributed to the transmission function and the reception function is also fixed.
  • the power of the local light source may not be in a range suitable for coherent reception due to the influence of the required power of the transmission light source, individual differences of optical devices used for transmission / reception, and the reception state of the received light.
  • the reception performance of the receiver may be deteriorated.
  • An object of this invention is to provide the technique for suppressing the fall of the receiving performance of an optical transceiver.
  • the optical transceiver of the present invention is A light source; A light branching means for branching the output of the light source into a first branched light and a second branched light; Light modulating means for modulating the first branched light; Coherent receiving means for causing the input received light to interfere with the second branched light; and First control means for controlling a branching ratio of the optical branching means based on reception characteristics of the received light received by the coherent receiving means; Is provided.
  • the optical transmission / reception method of the present invention includes: Branching the output of the light source into a first branched light and a second branched light; Modulating the first branched light, Interference of the input received light with the second branched light; Controlling a branching ratio between the first branched light and the second branched light based on a reception characteristic of the received light; Includes procedures.
  • the present invention makes it possible to suppress a decrease in the reception performance of the optical transceiver.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical transceiver 100 according to a first embodiment.
  • 4 is a flowchart illustrating an example of a control procedure of a branching ratio of the optical coupler 102.
  • 3 is a block diagram illustrating a configuration example of an ICR 104 and a signal processing unit 106 included in the optical transceiver 200.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structural example of the optical transceiver 200 of 2nd Embodiment.
  • 5 is a flowchart illustrating an example of a control procedure of the optical transceiver 200. It is a block diagram which shows the structural example of the optical transceiver 300 of 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical transceiver 100 according to the first embodiment.
  • the optical transceiver 100 serves as a light source 101, an optical coupler 102 serving as an optical branching unit, an optical modulator 103 serving as an optical modulating unit, an ICR 104 serving as a coherent receiving unit, a control unit 105 serving as a first control unit, and a signal processing unit.
  • a signal processing unit 106 and a driver 107 are provided.
  • ICR is an abbreviation for Integrated Coherent Receiver (integrated coherent receiver).
  • the ICR 104 generates an electrical signal by coherently detecting the received light, and outputs the generated electrical signal to the signal processing unit 106.
  • the light source 101 generates an optical carrier wave that is supplied to the optical modulator 103 and the ICR 104.
  • the light source 101 for example, a wavelength tunable laser that generates continuous light can be used.
  • the optical coupler 102 bifurcates the output of the light source 101 into a first branched light and a second branched light, and supplies them to the optical modulator 103 and the ICR 104.
  • the branching ratio of the optical coupler 102 is variable, and the branching ratio is controlled by an electric signal output from the control unit 105.
  • the optical coupler 102 is, for example, an optical directional coupler configured with an optical waveguide.
  • the configuration of an optical coupler having a variable branching ratio is known, and detailed description thereof is omitted.
  • the driver 107 is an electric circuit that generates a drive signal for driving the optical modulator 103.
  • the drive signal is an electrical signal used to modulate the optical carrier wave.
  • the driver 107 converts the transmission data output from the signal processing unit 106 into a drive signal having a format and amplitude suitable for the optical modulator 103.
  • the ICR 104 performs coherent reception of received light by interfering with received light using the other (second branched light) of the output light of the optical coupler 102 as local light.
  • the control unit 105 controls the branching ratio of the optical coupler 102 based on the reception characteristics of the received light in the ICR 104.
  • the control unit 105 calculates a branching ratio set in the optical coupler 102 and controls the optical coupler 102 so as to obtain the calculated branching ratio.
  • the control unit 105 sets the branching ratio of the optical coupler 102 so that the output amplitude of the ICR 104 necessary for suitable reception can be obtained.
  • the signal processing unit 106 generates transmission data transmitted by the transmission light, outputs the transmission data to the driver 107, converts the signal coherently detected by the ICR 104 into a digital signal, processes the digital signal, and processes the received data. Generate.
  • the signal processing unit 106 is an electric circuit having a signal processing function, and includes, for example, an analog-digital converter and a signal processor.
  • the analog-to-digital converter converts an analog signal output from the ICR 104 into a digital signal that can be processed by a signal processor.
  • the control unit 105 may be included in the signal processing unit 106.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a control procedure of the branching ratio of the optical coupler 102 in the control unit 105.
  • the control unit 105 acquires characteristic data of each unit of the optical transceiver 100.
  • the characteristic data includes the power of the received light, the light receiving efficiency (Responsivity) of the ICR 104, the insertion loss and modulation loss of the optical modulator 103, the output power of the light source 101, and the power of the specified transmission light (step S01 in FIG. 2). ).
  • the characteristic data acquired by the control unit 105 is an example, and is not limited thereto.
  • the values of these characteristic data may be acquired by the control unit 105 from each unit of the optical transceiver 100, or an operator may write values in a storage area (for example, a non-volatile memory) of the control unit 105.
  • the control unit 105 calculates the local light power (minimum local light power) necessary for the ICR 104 to operate with desired characteristics (step S02).
  • the control unit 105 calculates the branching ratio of the optical coupler 102 based on the calculated minimum local optical power, and controls the optical coupler 102 so that the branching ratio of the optical coupler 102 becomes the calculated value (step). S03).
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the ICR 104 and the signal processing unit 106 included in the optical transceiver 100.
  • the ICR 104 includes a polarization beam splitter (Polarization Beam Splitter, PBS) 111, a beam splitter (BS) 112, two 90-degree hybrid mixers 113, eight light receivers 114, four transimpedance amplifiers (Trans-Impedance Amplifier, TIA) 115.
  • the signal processing unit 106 includes four analog-digital converters (Analog-Digital Converters, ADCs) 116 and a signal processor (Digital Signal-Processor, DSP) 117.
  • ADCs Analog-Digital Converters
  • DSP Digital Signal-Processor
  • the polarization beam splitter 111 separates the received light into polarized light and inputs it to the 90-degree hybrid mixer 113.
  • the beam splitter 112 branches one of the output lights (that is, local lights) of the optical coupler 102 and inputs the branched lights to the two 90-degree hybrid mixers 113.
  • the 90-degree hybrid mixer 113 causes the X and Y received lights of mutually orthogonal polarization and local light to interfere with each other and output the light to the light receiver 114.
  • the light receiver 114 is, for example, a photodiode.
  • Four sets of two photoreceivers 114 each of which are X-polarized and Y-polarized I (Inphase) component and Q (Quadrature) component beat signals (XI, XQ, YI, YQ) are transimpedance in the form of differential signals.
  • Output to the amplifier 115 The output current of the light receiver 114 is proportional to the power of the input light to the light receiver 114.
  • the transimpedance amplifier 115 converts the four beat signals into voltage signals and inputs them to the analog-digital converter 116.
  • analog-digital converters 116 which convert the signal obtained from the beat signal into a digital signal and output it to the signal processor 117. Since the general configuration and operation procedure of the ICR 104 and the signal processing unit 106 are known, detailed description thereof will be omitted.
  • the minimum local optical power P LO (min) necessary for the ICR 104 in step S02 of FIG. 2 can be obtained as follows.
  • P SIG is the received optical signal power (W) input to the ICR 104
  • P LO is the local optical power (W) input to the ICR 104
  • E SIG is the light receiving efficiency (Responsivity) of the received optical signal of the ICR 104.
  • ESIG represents the conversion efficiency (A / W) of the received light power into the output current of the light receiving element.
  • E LO is the light receiving efficiency of the local optical power. That is, E LO represents the conversion efficiency (A / W) of local light power into the output current of the light receiving element.
  • the conversion efficiency of the received light power into the eight light receivers 114 is E SIG / 8
  • the conversion efficiency of the local light power into the eight light receivers 114 is E LO.
  • it is / 8.
  • G TIA is the gain ( ⁇ ) of the transimpedance amplifier 115. Since the transimpedance amplifier 115 converts the current input from the light receiver 114 into an output voltage, the unit of the gain is represented by V / A (that is, ⁇ ).
  • Equation (2) the minimum value P LO (min) of local optical power necessary for suitable reception can be obtained by Equation (2). ... (2)
  • P SIG (min) is the minimum value (W) of the received optical signal power input to the ICR 104
  • a min is the minimum input amplitude (V) required by the signal processing unit 106.
  • the branching ratio of the optical coupler 102 is a ratio in which the output power of the light source 101 is distributed to the minimum local optical power P LO , and is obtained as follows. That is, assuming that the branching ratio of the optical coupler 102 to the ICR 104 side is D (%) and the output power of the light source 101 is P (W), the branching ratio D is obtained by Expression (3). ... (3)
  • D 4.96%.
  • This value is a branching ratio at which the minimum value P LO (min) of local optical power necessary for suitable reception is input to the ICR 104.
  • the excess loss of the optical coupler was ignored.
  • the branching ratio of the optical coupler 102 When the branching ratio of the optical coupler 102 is fixed, for example, if the branching ratio is 4% or less in the above example, the power required by the local light source used in the ICR 104 cannot be obtained.
  • the branching ratio when the branching ratio is large, local light having a power that greatly exceeds the power within a range in which the ICR 104 can suitably operate may be supplied to the ICR 104.
  • the optical transceiver 100 of this embodiment controls the power of the local light source by adjusting the branching ratio of the optical coupler 102 based on the reception characteristics of the received light in the ICR 104.
  • the optical transceiver 100 of the first embodiment can suppress a decrease in reception performance.
  • the branching ratio at which the local optical power becomes the upper limit can be calculated by the same calculation.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical transceiver 200 according to the second embodiment.
  • the same reference numerals are assigned to the already described elements, and duplicate descriptions are omitted.
  • the optical transceiver 200 is different from the optical transceiver 100 of the first embodiment in that the optical transceiver 200 includes a light intensity monitoring unit 201 serving as a first light intensity monitoring unit that monitors the power of transmission light of the optical transceiver 200.
  • the optical transceiver 200 is different from the optical transceiver 100 of the first embodiment in that the control unit 105 adjusts the branching ratio based on the output of the light intensity monitoring unit 201.
  • part of the transmission light is branched and input to the light intensity monitoring unit 201.
  • An optical coupler built in the optical modulator 103 may be used for branching the transmission light.
  • the light intensity monitoring unit 201 outputs an electrical signal proportional to the input light intensity to the control unit 105.
  • a photodiode Photo-Diode, PD
  • the control unit 105 can monitor the variation in the transmission light power using the output of the light intensity monitoring unit 201.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of an operation procedure of the control unit 105 according to the second embodiment.
  • FIG. 5 includes a procedure for monitoring the transmission optical power (step S04) and a procedure for controlling the branching ratio of the optical coupler 102 (step S05). Further, as indicated by a broken line in FIG. 5, the procedures of steps S04 and S05 may be repeated.
  • the optical transceiver 200 having such a configuration can also suppress a decrease in reception performance by adjusting the branching ratio of the optical coupler 102 by the same procedure as in the first embodiment. Furthermore, in the optical transceiver 200, when the transmission optical power varies, the control unit 105 can suppress the variation in the transmission optical power by controlling the branching ratio of the optical coupler 102 so as to compensate for the variation. In addition, since the optical transceiver 200 adjusts only the branching ratio of the optical coupler 102, the function of amplifying or attenuating the output light power and the transmission light power of the light source 101 is not necessary. Can be suppressed.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical transceiver 300 according to the third embodiment.
  • the optical transceiver 300 includes a light intensity adjustment unit 202 serving as a first light intensity adjustment unit that adjusts the power of the output light of the optical modulator 103, and the first is that the control unit 105 controls the light intensity adjustment unit 202.
  • the light intensity adjustment unit 202 is disposed at the output of the optical modulator 103 and adjusts the power of the output light based on an instruction from the control unit 105.
  • an optical amplifier or a variable optical attenuator can be used as the light intensity adjustment unit 202.
  • the optical amplifier amplifies the output optical power of the optical modulator 103 according to an instruction from the control unit 105.
  • the variable optical attenuator reduces the output optical power of the optical modulator 103 according to an instruction from the control unit 105.
  • an optical amplifier is used as the light intensity adjusting unit 202 when the transmission optical power of the optical transceiver 300 is lower than a specified value.
  • the transmission optical power can be increased.
  • the control unit 105 controls the gain of the optical amplifier so as to obtain a desired output power.
  • the output optical power of the optical modulator 103 was +3.78 dBm. If the transmission light power required for the optical transceiver 300 is +5 dBm, the amplification factor required for the optical amplifier used as the light intensity adjustment unit 202 is 1.22 dB. Therefore, the control unit 105 controls the optical amplifier so that the gain of the optical amplifier is 1.22 dB.
  • the transmission light power can be reduced when the transmission light power of the optical transceiver 300 exceeds a specified value.
  • the control unit 105 controls the transmission light power by adjusting the attenuation amount of the variable optical attenuator.
  • the optical transceiver 300 having such a configuration can also suppress a decrease in reception performance by controlling the branching ratio of the optical coupler 102 by the same procedure as in the first embodiment. Furthermore, in the optical transceiver 300, when the transmission light power fluctuates, the control unit 105 can suppress the fluctuation of the transmission light power by controlling the light intensity adjustment unit 202 so as to compensate for the fluctuation amount. Furthermore, in the third embodiment, since the operation of the light intensity adjustment unit 202 does not affect the local optical power input to the ICR 204, compared with the optical transceiver 200 of the second embodiment, the transmission optical power is reduced. It can be controlled over a wider range.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical transceiver 400 according to the fourth embodiment.
  • the optical transceiver 400 has both the light intensity monitoring unit 201 described in the second embodiment and the light intensity adjustment unit 202 described in the third embodiment, and the optical transceiver 200 of the second and third embodiments and 300.
  • the light intensity monitoring unit 201 outputs an electrical signal having an amplitude proportional to the output light power after modulation by the light intensity adjusting unit 202 (that is, transmission light power) to the control unit 105. Then, the control unit 105 controls the light intensity adjustment unit 202 based on the amplitude of the electric signal. For example, when an optical amplifier is used for the light intensity adjustment unit 202, the transmission optical power is made constant by increasing or decreasing the gain of the optical amplifier so that the amplitude of the electrical signal output from the light intensity monitoring unit 201 is constant. Can be maintained.
  • the optical transceiver 400 of the fourth embodiment having such a configuration controls the transmission optical power based on the output of the light intensity monitoring unit 201 in addition to the effects of the first and third embodiments.
  • the effect is that the optical power can be controlled more precisely.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical transceiver 500 according to the fifth embodiment.
  • the light intensity adjustment unit 202 is disposed between the optical coupler 102 and the optical modulator 103, and the light intensity monitoring unit 201 is the light intensity adjustment unit. It is different in that it is connected to the output 202.
  • the light intensity adjusting unit 202 serves as first light intensity adjusting means for adjusting the power of the first branched light.
  • the light intensity monitoring unit 201 monitors the output power of the light intensity adjusting unit 202.
  • control unit 105 can increase or decrease the transmission optical power of the optical transceiver 500 by adjusting the light intensity adjustment unit 202. Further, the control unit 105 can maintain the transmission light power constant by controlling the light intensity adjusting unit 202 based on the amplitude of the electric signal output from the light intensity monitoring unit 201.
  • the optical transceiver 500 of the fifth embodiment adjusts only the input power to the optical modulator 103, in addition to the effect of the optical transceiver 100 of the first embodiment, the transmission optical power can be controlled over a wider range. There is an effect.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical transceiver 600 according to the sixth embodiment.
  • a light intensity adjusting unit 202 serving as a second light intensity adjusting means for adjusting the power of the second branched light is disposed between the optical coupler 102 and the ICR 104.
  • the control unit 105 can increase or decrease the local optical power supplied to the ICR 104 by controlling the light intensity adjustment unit 202 based on the output of the signal processing unit 106.
  • the signal processing unit 106 electrically processes the output of the ICR 104 and outputs the reception characteristic of the received light that is coherently detected by the ICR 104 to the control unit 105.
  • the control unit 105 controls the light intensity adjustment unit 202 based on the reception characteristics output from the signal processing unit 106.
  • a reception characteristic in the present embodiment an error rate of a received signal in the signal processing unit 106, an amplitude of an electric signal converted from received light, an amplification factor of the electric signal, or the like may be used.
  • the control unit 105 can increase or decrease the local optical power input to the ICR 104 so as to reduce the error rate of the received signal by controlling the light intensity adjustment unit 202.
  • the optical transceiver 600 of the sixth embodiment can optimize the local optical power in consideration of the characteristic variation of the ICR 104 during operation of the optical transceiver.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the optical transceiver 700 according to the seventh embodiment.
  • the optical transceiver 700 is different in that it includes an interface 701.
  • the interface 701 receives setting information of the optical transceiver 700 from the outside of the optical transceiver 700 and notifies the control unit 105 of the received setting information.
  • the controller 105 further uses the setting information when setting the branching ratio of the optical coupler 102 described in the first embodiment.
  • the optical transmission apparatus in which the optical transceiver 700 is mounted may notify the interface 701 of setting information.
  • the control unit 105 recalculates the branching ratio of the optical coupler 102 and resets the branching ratio based on the recalculation result.
  • the setting information of the optical transceiver 700 that triggers the recalculation of the branching ratio includes the wavelength of the transmission light, the wavelength of the reception light, the modulation method of the transmission light, the modulation method of the reception light, the power of the transmission light, and the power of the reception light. Although there is, it is not limited to these.
  • control unit 105 learns from the notification from the interface 701 that any of these setting information has changed, the control unit 105 calculates the branching ratio of the optical coupler 102 based on the changed setting information using the equations (2) and (3). Use to recalculate.
  • the control unit 105 may include a table in which the characteristics of the light source 101, the optical coupler 102, the optical modulator 103, and the ICR 104 are recorded in correspondence with the wavelength and the modulation method.
  • the control unit 105 reads out the characteristic corresponding to the changed setting information from the table, and substitutes the read characteristic value into the expressions (2) and (3) to thereby change the optical coupler 102.
  • the branching ratio can be recalculated.
  • the optical transceiver 700 of the seventh embodiment receives reception performance even when the settings of the optical transceiver 700 are changed during operation of the optical transceiver 700. Can be suppressed.
  • any of the optical transceivers described in the second to sixth embodiments has the same effect as the optical transceiver 700 by including the interface 701.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical transmission system 800 according to the eighth embodiment of the present invention.
  • the optical transmission system 800 includes optical transmission devices 810 and 820 connected via a network 830.
  • the optical transmission device 810 includes M optical transceivers 811 to 81M and a control unit 801, and the optical transmission device 820 includes N optical transceivers 821 to 82N. M and N are natural numbers.
  • the control unit 801 serves as second control means for transmitting setting information to the optical transceivers 811 to 81M.
  • the optical transceivers 811 to 81M and the optical transceivers 821 to 82N are the optical transceiver 700 described in the seventh embodiment.
  • the optical transceivers 811 to 81M and the optical transceivers 821 to 82N can communicate with each other via the network 830.
  • the control unit 801 transmits setting information of each optical transceiver to the optical transceivers 811 to 81M.
  • the optical transmission apparatus 810 having such a configuration can change the setting information of the optical transceivers 811 to 81M using the control unit 801. Accordingly, in addition to the effects of the optical transceiver 700 of the seventh embodiment, the optical transmission system 800 and the optical transmission apparatus 810 of the eighth embodiment set the optical transceivers 811 to 81M during the operation of the optical transmission system 800. Can be performed individually or all at once.
  • control unit 801 is provided in the optical transmission device 810, but an external network management system (Network Management System, NMS) 802 may perform the function of the control unit 801.
  • NMS Network Management System
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of an optical transceiver 900 according to the ninth embodiment of this invention.
  • the optical transceiver 100 includes a light source 101, an optical coupler 102, an optical modulator 103, a coherent receiving unit 104, and a control unit 105.
  • the optical coupler 102 branches the output of the light source 101 into the first branched light and the second branched light.
  • the optical modulator 103 modulates the first branched light.
  • the ICR 104 causes the input received light to interfere with the second branched light.
  • the control unit 105 controls the branching ratio of the optical coupler 102 based on the reception characteristics of the received light received by the coherent receiving unit 104.
  • the optical coupler can be called an optical branching unit.
  • the ICR can be called a coherent receiver.
  • the optical transceiver 900 having such a configuration can suppress a decrease in reception performance of the optical transceiver 900 by controlling the branching ratio of the optical coupler 102 based on the reception characteristics.
  • the minimum value P LO (min) of the local optical power also varies.
  • these parameters may be monitored and the branching ratio of the optical coupler 102 may be reset when the value of any of the parameters exceeds a predetermined range set for each parameter. .
  • the resetting of the branching ratio may be performed every predetermined period regardless of the fluctuation range of the parameter.
  • the value indicating the reception state may be obtained from monitoring the value of each parameter on the right side of Equation (2), the output amplitude of the transimpedance amplifier 115, the error rate in the signal processing unit 106, and the like.
  • a threshold for resetting the branching ratio of the optical coupler 102 with respect to a change in the value indicating the reception state can be obtained in advance by a test and stored in the control unit 105. If the control unit 105 determines that the power of the local light source needs to be changed due to a change in the monitored value, the control unit 105 changes the calculation result of the minimum local light power obtained in step S02 of FIG.
  • the branching ratio of the optical coupler 102 may be set based on the obtained value.
  • An optical transceiver comprising:
  • Appendix 2 A light intensity monitoring means for monitoring the power of the transmitted light of the optical transceiver;
  • the first control means adjusts the branching ratio based on the output of the light intensity monitoring means.
  • Appendix 3 Further comprising first light intensity adjusting means for adjusting the power of the output light of the light modulating means, The optical transceiver according to appendix 1 or 2, wherein the first control means controls the first light intensity adjusting means.
  • Appendix 4 A first light intensity adjusting means for adjusting the power of the first branched light; The optical transceiver according to appendix 1 or 2, wherein the first control unit controls the first light intensity adjusting unit.
  • Second light intensity adjusting means for adjusting the power of the second branched light;
  • Signal processing means for electrically processing the output of the coherent receiving means, 5.
  • Appendix 6 The optical transceiver according to appendix 5, wherein an output of the signal processing means represents a reception characteristic of the received light.
  • Appendix 7 An interface for receiving setting information of the optical transceiver; The optical transceiver according to any one of appendices 1 to 6, wherein the first control unit controls the branching ratio based on the setting information.
  • the optical transceiver is A light source;
  • a light branching means for branching the output of the light source into a first branched light and a second branched light;
  • Light modulating means for modulating the first branched light;
  • Coherent receiving means for causing the input received light to interfere with the second branched light; and
  • An interface for receiving the setting information;
  • An optical transmission apparatus comprising: a first control unit that controls a branching ratio of the optical branching unit based on a reception characteristic of the received light received by the coherent receiving unit and the setting information.
  • Appendix 9 An optical transmission system in which the optical transmission device according to appendix 8 is connected to another optical transmission device via a network.
  • the power of the modulated first branched light is controlled based on the monitored power of the first branched light after the modulation using the first light intensity adjusting unit.
  • Optical transmission / reception method Optical transmission / reception method.
  • Appendix 13 The optical transmission / reception method according to appendix 10 or 11, wherein the power of the first branched light is controlled using first light intensity adjusting means.
  • Appendix 16 An interface for receiving setting information; The optical transmission / reception method according to any one of appendices 10 to 15, wherein the branching ratio is controlled based on the setting information.
  • the functions and procedures described in the above embodiments may be realized by executing a program by a central processing unit (CPU) included in the control unit or the control unit.
  • the program is recorded on a fixed, non-temporary recording medium.
  • a semiconductor memory or a fixed magnetic disk device provided in the control unit or the control unit is used, but is not limited thereto.
  • Optical transceiver 100 to 700, 811 to 81M, 821 to 82N, 900 Optical transceiver 101 Light source 102 Optical coupler 103 Optical modulator 104 Coherent receiving unit 105, 801 Control unit 106 Signal processing unit 107 Driver 111 Polarizing beam splitter 112 Beam splitter 113 90 degree hybrid Mixer 114 Light receiver 115 Transimpedance amplifier 116 Digital converter 117 Signal processor 201 Light intensity monitoring unit 202 Light intensity adjustment unit 802 Network management system 810, 820 Optical transmission device 830 Network

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Abstract

光トランシーバの受信性能の低下を抑制するために、光トランシーバは、光源と、光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光分岐部と、第１の分岐光を変調する光変調部と、入力された受信光を第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信部と、コヒーレント受信部によって受信される受信光の受信特性に基づいて光分岐部の分岐比を制御する第１の制御部と、を備える。

Description

光トランシーバ及び光送受信方法
　本発明は光トランシーバ及びその制御方法に関し、特に、光信号の送信機能と受信機能とが光源を共用する光トランシーバ及び光送受信方法に関する。
　コヒーレント光伝送システムで用いられる光トランシーバには、光伝送路へ送信される光信号（送信光）を生成する光源（送信光源）と、光伝送路から受信した光信号（受信光）をヘテロダイン検波するための光源（ローカル光源）とが必要である。送信光源及びローカル光源を１台の光源で共用することで、光トランシーバの小型化及び低コスト化を図ることができる。特許文献１～５は、１台の光源が送信と受信とに用いられる構成を開示する。
特開昭６３－０５９１２５号公報 特開２００６－０２３２４５号公報 特開２００７－０４９５９７号公報 特開２００８－１５４１７０号公報 特開２０１３－１４５９４２号公報
　１台の光源の出力を送信光源とローカル光源とに用いる場合、光源の出力を分岐するために光カプラが用いられる。しかしながら、光カプラの分岐比が固定されていると、送信機能及び受信機能に分配される光源のパワーも固定される。このため、必要な送信光源のパワー、送受信に用いられる光デバイスの個体差、及び、受信光の受信状態の影響により、ローカル光源のパワーがコヒーレント受信に適した範囲の値とならない恐れがある。ローカル光源のパワーが好ましい値とならない場合には、受信器の受信性能が低下する恐れがある。
　（発明の目的）
　本発明は、光トランシーバの受信性能の低下を抑制するための技術を提供することを目的とする。
　本発明の光トランシーバは、
　光源と、
　前記光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光分岐手段と、
　前記第１の分岐光を変調する光変調手段と、
　入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信手段と、
　前記コヒーレント受信手段によって受信される前記受信光の受信特性に基づいて前記光分岐手段の分岐比を制御する第１の制御手段と、
を備える。
　本発明の光送受信方法は、
　光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐し、
　前記第１の分岐光を変調し、
　入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させ、
　前記受信光の受信特性に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光との分岐比を制御する、
手順を含む。
　本発明は、光トランシーバの受信性能の低下を抑制することを可能とする。
第１の実施形態の光トランシーバ１００の構成例を示すブロック図である。 光カプラ１０２の分岐比の制御手順の例を示すフローチャートである。 光トランシーバ２００が備えるＩＣＲ１０４及び信号処理部１０６の構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態の光トランシーバ２００の構成例を示すブロック図である 光トランシーバ２００の制御手順の例を示すフローチャートである。 第３の実施形態の光トランシーバ３００の構成例を示すブロック図である。 第４の実施形態の光トランシーバ４００の構成例を示すブロック図である。 第５の実施形態の光トランシーバ５００の構成例を示すブロック図である。 第６の実施形態の光トランシーバ６００の構成例を示すブロック図である。 第７の実施形態の光トランシーバ７００の構成例を示すブロック図である。 第８の実施形態の光伝送システム８００の構成例を示すブロック図である。 第９の実施形態の光トランシーバ９００の構成例を示すブロック図である。
　（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態の光トランシーバ１００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ１００は、光源１０１、光分岐手段を担う光カプラ１０２、光変調手段を担う光変調器１０３、コヒーレント受信手段を担うＩＣＲ１０４、第１の制御手段を担う制御部１０５、信号処理手段を担う信号処理部１０６、ドライバ１０７を備える。
　ＩＣＲは、Integrated Coherent Receiver（集積化コヒーレント受信器）の略である。ＩＣＲ１０４は、受信光をコヒーレント検波して電気信号を生成し、生成された電気信号を信号処理部１０６へ出力する。
　光源１０１は、光変調器１０３及びＩＣＲ１０４に供給される光搬送波を生成する。光源１０１として、例えば、連続光を生成する波長可変レーザを用いることができる。光カプラ１０２は、光源１０１の出力を第１の分岐光と第２の分岐光に２分岐して、光変調器１０３及びＩＣＲ１０４に供給する。
　光カプラ１０２の分岐比は可変であり、その分岐比は制御部１０５が出力する電気信号によって制御される。光カプラ１０２は、例えば、光導波路で構成された光方向性結合器である。分岐比が可変である光カプラの構成は知られており、詳細な説明は省略する。
　光カプラ１０２の出力光の一方（第１の分岐光）は、変調データによって変調される。ドライバ１０７は、光変調器１０３を駆動する駆動信号を生成する電気回路である。駆動信号は、光搬送波を変調するために用いられる電気信号である。ドライバ１０７は、信号処理部１０６から出力される送信データを、光変調器１０３に適した形式及び振幅を持つ駆動信号に変換する。
　ＩＣＲ１０４は、光カプラ１０２の出力光の他方（第２の分岐光）をローカル光として用いて受信光と干渉させることで、受信光のコヒーレント受信を行う。制御部１０５は、ＩＣＲ１０４における受信光の受信特性に基づいて、光カプラ１０２の分岐比を制御する。
　制御部１０５は、光カプラ１０２に設定する分岐比を算出し、算出された分岐比となるように光カプラ１０２を制御する。制御部１０５は、好適な受信のために必要なＩＣＲ１０４の出力振幅が得られるように光カプラ１０２の分岐比を設定する。
　信号処理部１０６は、送信光によって伝送される送信データを生成して、ドライバ１０７へ出力するとともに、ＩＣＲ１０４でコヒーレント検波された信号をデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を処理して受信データを生成する。信号処理部１０６は、信号処理機能を持つ電気回路であり、例えば、アナログ－デジタル変換器及び信号処理プロセッサで構成される。アナログ－デジタル変換器は、ＩＣＲ１０４から出力されるアナログ信号を、信号処理プロセッサで処理可能なデジタル信号に変換する。なお、制御部１０５は、信号処理部１０６に含まれていてもよい。
　図２は、制御部１０５における、光カプラ１０２の分岐比の制御手順の例を示すフローチャートである。制御部１０５は、光トランシーバ１００の各部の特性データを取得する。特性データとしては、受信光のパワー、ＩＣＲ１０４の受光効率（Responsivity）、光変調器１０３の挿入損失及び変調損失、光源１０１の出力パワー、規定された送信光のパワーがある（図２のステップＳ０１）。制御部１０５が取得する特性データは例であり、これらには限定されない。これらの特性データの値は、制御部１０５が光トランシーバ１００の各部から取得してもよいし、作業者が制御部１０５の記憶領域（例えば不揮発性メモリ）に値を書き込んでもよい。
　制御部１０５は、ＩＣＲ１０４が所望の特性で動作するために必要なローカル光のパワー（最小ローカル光パワー）を算出する（ステップＳ０２）。制御部１０５は、算出された最小ローカル光パワーに基づいて、光カプラ１０２の分岐比を算出し、光カプラ１０２の分岐比が算出された値となるように、光カプラ１０２を制御する（ステップＳ０３）。
　図３は、光トランシーバ１００が備えるＩＣＲ１０４及び信号処理部１０６の構成例を示すブロック図である。ＩＣＲ１０４は、偏光ビームスプリッタ（Polarization Beam Splitter、PBS）１１１、ビームスプリッタ（BS）１１２、２個の９０度ハイブリッドミキサ１１３、８個の受光器１１４、４個のトランスインピーダンスアンプ（Trans-Impedance Amplifier、TIA）１１５を備える。信号処理部１０６は、４個のアナログ－デジタル変換器（Analog-Digital Converter、ADC）１１６、信号処理プロセッサ（Digital Signal Processor、DSP）１１７を備える。
　偏光ビームスプリッタ１１１は、受信光を偏光分離して、９０度ハイブリッドミキサ１１３に入力する。ビームスプリッタ１１２は、光カプラ１０２の出力光の一方（すなわちローカル光）を分岐して、２台の９０度ハイブリッドミキサ１１３に入力する。９０度ハイブリッドミキサ１１３は、それぞれ、互いに直交する偏光のＸ、Ｙの受信光とローカル光とを干渉させて、受光器１１４へ出力する。
　受光器１１４は例えばフォトダイオードである。２個ずつ４組の受光器１１４は、Ｘ偏光及びＹ偏光のＩ（Inphase）成分及びＱ（Quadrature）成分のビート信号（ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ）を、差動信号の形式でトランスインピーダンスアンプ１１５へ出力する。受光器１１４の出力電流は、受光器１１４への入力光のパワーに比例する。トランスインピーダンスアンプ１１５は４つのビート信号を電圧信号に変換し、アナログ－デジタル変換器１１６に入力する。
　アナログ－デジタル変換器１１６は４個あり、ビート信号から得られた信号をデジタル信号に変換して信号処理プロセッサ１１７へ出力する。なお、ＩＣＲ１０４及び信号処理部１０６の一般的な構成及び動作手順は知られているため、詳細な説明は省略する。
　図２のステップＳ０２における、ＩＣＲ１０４に必要な最小ローカル光パワーＰＬＯ（ｍｉｎ）は、以下のようにして求めることができる。
　まず、ＩＣＲ１０４の出力振幅をＡ（Ｖ）とすると、Ａは式（１）で表される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
　ここで、ＰＳＩＧはＩＣＲ１０４に入力される受信光信号パワー（Ｗ）であり、ＰＬＯはＩＣＲ１０４に入力されるローカル光パワー（Ｗ）である。ＥＳＩＧはＩＣＲ１０４の、受信光信号の受光効率（Responsivity）である。ＥＳＩＧは、受信光パワーの受光素子の出力電流への変換効率（Ａ／Ｗ）を示す。ＥＬＯはローカル光パワーの受光効率である。すなわち、ＥＬＯはローカル光パワーの受光素子の出力電流への変換効率（Ａ／Ｗ）を示す。なお、本実施形態では、受信光パワーの８個の受光器１１４への変換効率はいずれもＥＳＩＧ／８であり、ローカル光パワーの８個の受光器１１４への変換効率はいずれもＥＬＯ／８であるとする。
　ＧＴＩＡはトランスインピーダンスアンプ１１５の利得（Ω）である。トランスインピーダンスアンプ１１５は受光器１１４から入力された電流を出力電圧に変換するため、その利得の単位はＶ／Ａ（すなわちΩ）で表される。
　式（１）から、好適な受信のために必要なローカル光パワーの最小値ＰＬＯ（ｍｉｎ）は式（２）で求めることができる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
　ここで、ＰＳＩＧ（ｍｉｎ）はＩＣＲ１０４に入力される受信光信号パワーの最小値（Ｗ）、Ａｍｉｎは信号処理部１０６で必要な最小の入力振幅（Ｖ）である。具体的な計算例を以下に示す。
　Ａｍｉｎ＝６００ｍＶｐｐｄ、ＧＴＩＡ＝９０００Ω、ＥＳＩＧ＝ＥＬＯ＝０．０５Ａ／Ｗ、ＰＳＩＧ（ｍｉｎ）＝０．０１５８ｍＷ（－１８ｄＢｍ）とすると、ＰＬＯ（ｍｉｎ）＝１．７６ｍＷ（＋２．４５ｄＢｍ）となる。
　この場合、光カプラ１０２の分岐比は、光源１０１の出力パワーが最小ローカル光パワーＰＬＯに分配される割合であるから、以下のようにして求められる。すなわち、光カプラ１０２のＩＣＲ１０４側への分岐比をＤ（％）、光源１０１の出力パワーをＰ（Ｗ）とすると、分岐比Ｄは式（３）で求まる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　　　　　　　　　・・・（３）
　Ｐ＝３５．５ｍＷ（＋１５．５ｄＢｍ）とし、（２）式で説明した数値を代入すると、Ｄ＝４．９６％となる。この値は、好適な受信のために必要なローカル光パワーの最小値ＰＬＯ（ｍｉｎ）がＩＣＲ１０４に入力される分岐比である。この場合、光カプラ１０２から光変調器１０３へ出力される光のパワーは３５．５－１．７５＝３３．７４ｍＷ（＋１５．２８ｄＢｍ）となる。そして、光変調器１０３の挿入損失及び変調損失をそれぞれ１０ｄＢ及び１．５ｄＢとすると、光変調器１０３から出力される光信号（送信光）のパワーは１５．２８－１０－１．５＝＋３．７８（ｄＢｍ）となる。なお、ここでは、光カプラの過剰損失を無視した。
　光カプラ１０２の分岐比が固定されている場合、例えば上記の例で分岐比が４％以下であると、ＩＣＲ１０４で用いられるローカル光源で必要なパワーが得られない。あるいは、分岐比が大きいとＩＣＲ１０４が好適に動作できる範囲のパワーを大きく超えたパワーのローカル光がＩＣＲ１０４に供給される恐れもある。しかし、本実施形態の光トランシーバ１００は、ＩＣＲ１０４における受信光の受信特性に基づいて光カプラ１０２の分岐比を調節することで、ローカル光源のパワーを制御する。その結果、第１の実施形態の光トランシーバ１００は、受信性能の低下を抑制できる。また、ＩＣＲ１０４が好適に動作できるローカル光パワーに上限がある場合でも、同様の計算により、ローカル光パワーが上限値となる分岐比を計算できる。
　（第２の実施形態）
　図４は、第２の実施形態の光トランシーバ２００の構成例を示すブロック図である。以降の実施形態の説明及び図面では、既出の要素には同一の参照符号を付して、重複する説明は省略する。
　光トランシーバ２００は、光トランシーバ２００の送信光のパワーを監視する第１の光強度監視手段を担う光強度監視部２０１を備える点で第１の実施形態の光トランシーバ１００と相違する。また光トランシーバ２００は、制御部１０５が光強度監視部２０１の出力に基づいて、分岐比を調整する点で第１の実施形態の光トランシーバ１００と相違する。光トランシーバ２００では、送信光の一部が分岐されて光強度監視部２０１に入力される。送信光の分岐には、光変調器１０３に内蔵された光カプラを用いてもよい。光強度監視部２０１は、入力された光の強度に比例する電気信号を制御部１０５へ出力する。光強度監視部２０１として、フォトダイオード（Photo Diode、PD）を用いることができる。すなわち、制御部１０５は、光強度監視部２０１の出力を用いて、送信光パワーの変動を監視できる。
　図５は、第２の実施形態における制御部１０５の動作手順の例を示すフローチャートである。図５は、図２と比較して、送信光パワーを監視する手順（ステップＳ０４）及び光カプラ１０２の分岐比を制御する手順（ステップＳ０５）が追加されている。また、図５に破線で示されるように、ステップＳ０４及びＳ０５の手順は繰り返されてもよい。
　このような構成を備える光トランシーバ２００も、第１の実施形態と同様の手順により光カプラ１０２の分岐比を調整することで、受信性能の低下を抑制できる。さらに、光トランシーバ２００では、制御部１０５は、送信光パワーが変動した場合に、その変動量を補償するように光カプラ１０２の分岐比を制御することで、送信光パワーの変動を抑制できる。また、光トランシーバ２００は、光カプラ１０２の分岐比のみを調整しているので、光源１０１の出力光パワーや送信光パワーを増幅しあるいは減衰させる機能が不要であるため、光トランシーバ２００の消費電力の増大を抑制できる。
　（第３の実施形態）
　図６は、第３の実施形態の光トランシーバ３００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ３００は、光変調器１０３の出力光のパワーを調整する第１の光強度調整手段を担う光強度調整部２０２を備え、制御部１０５が光強度調整部２０２を制御する点で第１及び第２の実施形態の光トランシーバ１００及び２００と相違する。光強度調整部２０２は光変調器１０３の出力に配置され、制御部１０５の指示に基づいて出力光のパワーを調整する。光強度調整部２０２として、光増幅器又は可変光減衰器を用いることができる。光増幅器は、制御部１０５の指示により光変調器１０３の出力光パワーを増幅する。可変光減衰器は、制御部１０５の指示により光変調器１０３の出力光パワーを低減する。
　例えば、式（３）で求められた分岐比Ｄが光カプラ１０２に設定された場合には光トランシーバ３００の送信光パワーが規定値を下回る場合に、光強度調整部２０２として光増幅器を用いることで、送信光パワーを増大できる。この場合、制御部１０５は、所望の出力パワーが得られるように光増幅器の利得を制御する。
　第１の実施形態で計算した数値を参照すると、光変調器１０３の出力光パワーは＋３．７８ｄＢｍであった。光トランシーバ３００に必要とされる送信光パワーを＋５ｄＢｍとすると、光強度調整部２０２として用いられる光増幅器で必要な増幅率は１．２２ｄＢとなる。従って、制御部１０５は、光増幅器の利得が１．２２ｄＢとなるように光増幅器を制御する。
　光強度調整部２０２として可変光減衰器を用いると、光トランシーバ３００の送信光パワーが規定値を上回る場合に、送信光パワーを低減できる。この場合、制御部１０５は、可変光減衰器の減衰量を調整して送信光パワーを制御する。
　このような構成を備える光トランシーバ３００も、第１の実施形態と同様の手順により光カプラ１０２の分岐比を制御することで、受信性能の低下を抑制できる。さらに、光トランシーバ３００では、制御部１０５は、送信光パワーが変動した場合に、その変動量を補償するように光強度調整部２０２を制御することで、送信光パワーの変動を抑制できる。さらに、第３の実施形態では、光強度調整部２０２の動作はＩＣＲ２０４に入力されるローカル光パワーに影響を与えないため、第２の実施形態の光トランシーバ２００と比較して、送信光パワーをより広範囲にわたって制御できる。
　（第４の実施形態）
　図７は、第４の実施形態の光トランシーバ４００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ４００は、第２の実施形態で説明した光強度監視部２０１及び第３の実施形態で説明した光強度調整部２０２を併せ持つ点で、第２及び第３の実施形態の光トランシーバ２００及び３００と相違する。
　光トランシーバ４００では、光強度監視部２０１は、光強度調整部２０２の変調後の出力光パワー（すなわち、送信光パワー）に比例する振幅を持つ電気信号を制御部１０５へ出力する。そして、制御部１０５は、当該電気信号の振幅に基づいて光強度調整部２０２を制御する。例えば、光強度調整部２０２に光増幅器を用いた場合、光強度監視部２０１から出力される電気信号の振幅が一定となるように光増幅器の利得を増減することで、送信光パワーを一定に維持できる。
　このような構成を備える第４の実施形態の光トランシーバ４００は、第１及び第３の実施形態の効果に加えて、光強度監視部２０１の出力に基づいて送信光パワーを制御するため、送信光パワーをより精密に制御できるという効果を奏する。
　（第５の実施形態）
　図８は、第５の実施形態の光トランシーバ５００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ５００は、第４の実施形態の光トランシーバ４００と比較して、光強度調整部２０２が光カプラ１０２と光変調器１０３との間に配置され、光強度監視部２０１が光強度調整部２０２の出力と接続されている点で相違する。光強度調整部２０２は、第１の分岐光のパワーを調整する第１の光強度調整手段を担う。光強度監視部２０１は、光強度調整部２０２の出力パワーを監視する。制御部１０５は、光トランシーバ４００と同様に、光強度調整部２０２を調整することで、光トランシーバ５００の送信光パワーを増減できる。また、制御部１０５は、光強度監視部２０１から出力される電気信号の振幅に基づいて光強度調整部２０２を制御することで、送信光パワーを一定に維持できる。
　第５の実施形態の光トランシーバ５００は、光変調器１０３への入力パワーのみを調整するため、第１の実施形態の光トランシーバ１００の効果に加えて、送信光パワーをより広範囲にわたって制御できるという効果を奏する。
　（第６の実施形態）
　図９は、第６の実施形態の光トランシーバ６００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ６００では、第２の分岐光のパワーを調整する第２の光強度調整手段を担う光強度調整部２０２が、光カプラ１０２とＩＣＲ１０４との間に配置されている。制御部１０５は、信号処理部１０６の出力に基づいて光強度調整部２０２を制御することで、ＩＣＲ１０４に供給されるローカル光パワーを増減できる。
　光トランシーバ６００において、信号処理部１０６は、ＩＣＲ１０４の出力を電気的に処理し、ＩＣＲ１０４でコヒーレント検波される受信光の受信特性を制御部１０５へ出力する。制御部１０５は、信号処理部１０６が出力した受信特性に基づいて光強度調整部２０２を制御する。本実施形態における受信特性として、信号処理部１０６における受信信号の誤り率、受信光から変換された電気信号の振幅、又は当該電気信号の増幅率などが用いられてもよい。制御部１０５は、光強度調整部２０２を制御することで、受信信号の誤り率が低くなるようにＩＣＲ１０４に入力されるローカル光パワーを増減することができる。
　第６の実施形態の光トランシーバ６００は、第１の実施形態の光トランシーバ１００の効果に加えて、光トランシーバの運用中のＩＣＲ１０４の特性変動を考慮した、ローカル光パワーの最適化を実施できる。
　（第７の実施形態）
　図１０は、第７の実施形態の光トランシーバ７００の構成例を示すブロック図である。図１に示した光トランシーバ１００と比較して、光トランシーバ７００は、インタフェース７０１を備える点で相違する。インタフェース７０１は、光トランシーバ７００の外部から、光トランシーバ７００の設定情報を受信し、受信した設定情報を制御部１０５に通知する。制御部１０５は、第１の実施形態で説明した光カプラ１０２の分岐比の設定の際に、さらに、設定情報を用いる。光トランシーバ７００が実装された光伝送装置が、インタフェース７０１に設定情報を通知してもよい。
　制御部１０５は、光トランシーバ７００の設定が変更された場合に、光カプラ１０２の分岐比を再計算し、再計算の結果に基づいて分岐比を再設定する。分岐比の再計算の契機となる光トランシーバ７００の設定情報には、送信光の波長、受信光の波長、送信光の変調方式、受信光の変調方式、送信光のパワー、受信光のパワーがあるが、これらに限定されない。制御部１０５は、これらの設定情報のいずれかが変化したことをインタフェース７０１からの通知で知ると、変更された設定情報に基づいて光カプラ１０２の分岐比を式（２）及び（３）を用いて再計算する。
　制御部１０５は、光源１０１、光カプラ１０２、光変調器１０３及びＩＣＲ１０４の特性を波長や変調方式と対応させて記録されたテーブルを備えてもよい。制御部１０５は、設定情報が変更された場合、変更後の設定情報に対応する特性をテーブルから読み出し、読み出した特性の値を式（２）及び式（３）に代入することで光カプラ１０２の分岐比を再計算できる。
　第７の実施形態の光トランシーバ７００は、第１の実施形態の光トランシーバ１００の効果に加えて、光トランシーバ７００の運用中に光トランシーバ７００の設定が変更された場合であっても、受信性能の低下を抑制することができる。
　本実施形態では第１の実施形態の光トランシーバ１００にインタフェース７０１を加えた構成について説明した。しかし、第２乃至第６の実施形態で説明したいずれの光トランシーバも、インタフェース７０１を備えることで光トランシーバ７００と同様の効果を奏する。
　（第８の実施形態）
　図１１は、本発明の第８の実施形態の光伝送システム８００の構成例を示すブロック図である。光伝送システム８００は、ネットワーク８３０を介して接続された光伝送装置８１０及び８２０を備える。光伝送装置８１０はＭ台の光トランシーバ８１１～８１Ｍ及び制御部８０１を備え、光伝送装置８２０はＮ台の光トランシーバ８２１～８２Ｎを備える。Ｍ及びＮは自然数である。制御部８０１は、光トランシーバ８１１～８１Ｍに設定情報を送信する第２の制御手段を担う。光トランシーバ８１１～８１Ｍ及び光トランシーバ８２１～８２Ｎは、第７の実施形態で説明した光トランシーバ７００である。光トランシーバ８１１～８１Ｍ及び光トランシーバ８２１～８２Ｎは、ネットワーク８３０を介して相互に通信可能である。制御部８０１は、光トランシーバ８１１～８１Ｍに、それぞれの光トランシーバの設定情報を送信する。
　このような構成を備える光伝送装置８１０は、光トランシーバ８１１～８１Ｍの設定情報の変更を、制御部８０１を用いて行うことができる。従って、第８の実施形態の光伝送システム８００及び光伝送装置８１０は、第７の実施形態の光トランシーバ７００の効果に加えて、光伝送システム８００の運用中に光トランシーバ８１１～８１Ｍの設定を、個別あるいは一斉に行うことができる。
　なお、本実施形態によれば、制御部８０１を光伝送装置８１０内に設けたが、外部のネットワークマネジメントシステム（Network Management System、NMS）８０２が制御部８０１の機能を担うようにしてもよい。
　（第９の実施形態）
　図１２は、本発明の第９の実施形態の光トランシーバ９００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ１００は、光源１０１と、光カプラ１０２と、光変調器１０３と、コヒーレント受信部１０４と、制御部１０５と、を備える。
　光カプラ１０２は、光源１０１の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する。光変調器１０３は、第１の分岐光を変調する。ＩＣＲ１０４は、入力された受信光を第２の分岐光と干渉させる。制御部１０５は、コヒーレント受信部１０４によって受信される受信光の受信特性に基づいて、光カプラ１０２の分岐比を制御する。なお、光カプラは光分岐部と呼ぶことができる。ＩＣＲはコヒーレント受信部と呼ぶことができる。
　このような構成を備える光トランシーバ９００は、受信特性に基づいて光カプラ１０２の分岐比を制御することで、光トランシーバ９００の受信性能の低下を抑制することを可能とする。
　（実施形態の変形例）
　以上に説明した第１～第９の実施形態に対する変形例について説明する。
　式（２）の右辺の各パラメータの値のいずれかが変動すると、ローカル光パワーの最小値ＰＬＯ（ｍｉｎ）も変動する。好ましい条件でＩＣＲ１０４を動作させ続けるために、これらのパラメータを監視し、いずれかのパラメータの値がパラメータにそれぞれ設定された所定の範囲を超えると光カプラ１０２の分岐比を再設定してもよい。分岐比の再設定により、ＩＣＲ１０４に供給されるローカル光パワーを変更し、好ましい動作条件を維持できる。分岐比の再設定は、上記のパラメータの変動幅にかかわらず、所定の期間毎に行われてもよい。
　受信状態を示す値を、式（２）の右辺の各パラメータの値、トランスインピーダンスアンプ１１５の出力振幅及び信号処理部１０６における誤り率等の監視から得てもよい。受信状態を示す値の変動に対する、光カプラ１０２の分岐比の再設定を実施する閾値はあらかじめ試験により求め、制御部１０５に記憶させておくことができる。そして、制御部１０５は、監視している値の変動によりローカル光源のパワーの変更が必要と判断した場合には、図２のステップＳ０２で求めた最小ローカル光パワーの計算結果を変更し、変更された値に基づいて光カプラ１０２の分岐比を設定してもよい。
　なお、本発明の実施形態は以下の付記のようにも記載されうるが、下記には限定されない。
　（付記１）
　光源と、
　前記光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光分岐手段と、
　前記第１の分岐光を変調する光変調手段と、
　入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信手段と、
　前記コヒーレント受信手段によって受信される前記受信光の受信特性に基づいて前記光分岐手段の分岐比を制御する第１の制御手段と、
を備える光トランシーバ。
　（付記２）
　前記光トランシーバの送信光のパワーを監視する光強度監視手段をさらに備え、
　前記第１の制御手段は、前記光強度監視手段の出力に基づいて、前記分岐比を調整する、
付記１に記載された光トランシーバ。
　（付記３）
　前記光変調手段の出力光のパワーを調整する第１の光強度調整手段をさらに備え、
　前記第１の制御手段は前記第１の光強度調整手段を制御する付記１又は２に記載された光トランシーバ。
　（付記４）
　前記第１の分岐光のパワーを調整する第１の光強度調整手段をさらに備え、
　前記第１の制御手段は、前記第１の光強度調整手段を制御する、付記１又は２に記載された光トランシーバ。
　（付記５）
　前記第２の分岐光のパワーを調整する第２の光強度調整手段と、
　前記コヒーレント受信手段の出力を電気的に処理する信号処理手段と、をさらに備え、
　前記第１の制御手段は、前記信号処理手段の出力に基づいて、前記第２の光強度調整手段を制御する、付記１乃至４のいずれか１項に記載された光トランシーバ。
　（付記６）
　前記信号処理手段の出力は、前記受信光の受信特性を表す、付記５に記載された光トランシーバ。
　（付記７）
　前記光トランシーバの設定情報を受信するインタフェースをさらに備え、
　前記第１の制御手段は、前記設定情報に基づいて、前記分岐比を制御する、付記１乃至６のいずれか１項に記載された光トランシーバ。
　（付記８）
　光トランシーバと、
　前記光トランシーバに設定情報を送信する第２の制御手段と、を備え、
前記光トランシーバは、
　　光源と、
　　前記光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光分岐手段と、
　　前記第１の分岐光を変調する光変調手段と、
　　入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信手段と、
　　前記設定情報を受信するインタフェースと、
前記コヒーレント受信手段によって受信される前記受信光の受信特性と前記設定情報とに基づいて前記光分岐手段の分岐比を制御する第１の制御手段と、を備える
光伝送装置。
　（付記９）
　付記８に記載された光伝送装置がネットワークを介して他の前記光伝送装置に接続された、光伝送システム。
　（付記１０）
　光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐し、
　前記第１の分岐光を変調し、
　入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させ、
　前記受信光の受信特性に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光との分岐比を制御する、
光送受信方法。
　（付記１１）
　前記変調された第１の分岐光のパワーを監視し、
　監視された変調後の第１の分岐光のパワーに基づいて、前記分岐比を調整する、
付記１０に記載された光送受信方法。
　（付記１２）
　第１の光強度調整手段を用いて、前記変調された第１の分岐光のパワーを、監視された変調後の第１の分岐光のパワーに基づいて制御する、付記１０又は１１に記載された光送受信方法。
　（付記１３）
　第１の光強度調整手段を用いて前記第１の分岐光のパワーを制御する、付記１０又は１１に記載された光送受信方法。
　（付記１４）
　前記第２の分岐光のパワーを調整する第２の光強度調整手段と、
　前記干渉によって生成された信号を電気的に処理する信号処理手段と、をさらに備え、
　前記干渉によって生成された信号を電気的に処理した信号に基づいて、前記第２の分岐光のパワーを制御する、付記１０乃至１３のいずれか１項に記載された光送受信方法。
　（付記１５）
　前記電気的に処理した信号は、前記受信光の受信特性を表す、付記１４に記載された光送受信方法。
　（付記１６）
　設定情報を受信するインタフェースをさらに備え、
　前記設定情報に基づいて、前記分岐比を制御する、付記１０乃至１５のいずれか１項に記載された光送受信方法。
　以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　また、それぞれの実施形態に記載された構成は、必ずしも互いに排他的なものではない。本発明の作用及び効果は、上述の実施形態の全部又は一部を組み合わせた構成によって実現されてもよい。
　以上の各実施形態に記載された機能及び手順は、制御部又は制御手段が備える中央処理装置（central processing unit、ＣＰＵ）がプログラムを実行することにより実現されてもよい。プログラムは、固定された、一時的でない記録媒体に記録される。記録媒体としては、制御部又は制御手段が備える、半導体メモリ又は固定磁気ディスク装置が用いられるが、これらには限定されない。
　この出願は、２０１７年３月３日に出願された日本出願特願２０１７－０４０６３０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１００～７００、８１１～８１Ｍ、８２１～８２Ｎ、９００　　光トランシーバ
　１０１　　光源
　１０２　　光カプラ
　１０３　　光変調器
　１０４　　コヒーレント受信部
　１０５、８０１　　制御部
　１０６　　信号処理部
　１０７　　ドライバ
　１１１　　偏光ビームスプリッタ
　１１２　　ビームスプリッタ
　１１３　　９０度ハイブリッドミキサ
　１１４　　受光器
　１１５　　トランスインピーダンスアンプ
　１１６　　デジタル変換器
　１１７　　信号処理プロセッサ
　２０１　　光強度監視部
　２０２　　光強度調整部
　８０２　　ネットワークマネジメントシステム
　８１０、８２０　　光伝送装置
　８３０　　ネットワーク

Claims (16)

  1. 　光源と、
    　前記光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光分岐手段と、
    　前記第１の分岐光を変調する光変調手段と、
    　入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信手段と、
    　前記コヒーレント受信手段によって受信される前記受信光の受信特性に基づいて前記光分岐手段の分岐比を制御する第１の制御手段と、
    を備える光トランシーバ。
  2. 　前記光トランシーバの送信光のパワーを監視する光強度監視手段をさらに備え、
    　前記第１の制御手段は、前記光強度監視手段の出力に基づいて、前記分岐比を調整する、
    請求項１に記載された光トランシーバ。
  3. 　前記光変調手段の出力光のパワーを調整する第１の光強度調整手段をさらに備え、
    　前記第１の制御手段は前記第１の光強度調整手段を制御する請求項１又は２に記載された光トランシーバ。
  4. 　前記第１の分岐光のパワーを調整する第１の光強度調整手段をさらに備え、
    　前記第１の制御手段は、前記第１の光強度調整手段を制御する、請求項１又は２に記載された光トランシーバ。
  5. 　前記第２の分岐光のパワーを調整する第２の光強度調整手段と、
    　前記コヒーレント受信手段の出力を電気的に処理する信号処理手段と、をさらに備え、
    　前記第１の制御手段は、前記信号処理手段の出力に基づいて、前記第２の光強度調整手段を制御する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載された光トランシーバ。
  6. 　前記信号処理手段の出力は、前記受信光の受信特性を表す、請求項５に記載された光トランシーバ。
  7. 　前記光トランシーバの設定情報を受信するインタフェースをさらに備え、
    　前記第１の制御手段は、前記設定情報に基づいて、前記分岐比を制御する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載された光トランシーバ。
  8. 　光トランシーバと、
    　前記光トランシーバに設定情報を送信する第２の制御手段と、を備え、
    前記光トランシーバは、
    　　光源と、
    　　前記光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光分岐手段と、
    　　前記第１の分岐光を変調する光変調手段と、
    　　入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信手段と、
    　　前記設定情報を受信するインタフェースと、
    前記コヒーレント受信手段によって受信される前記受信光の受信特性と前記設定情報とに基づいて前記光分岐手段の分岐比を制御する第１の制御手段と、を備える
    光伝送装置。
  9. 　請求項８に記載された光伝送装置がネットワークを介して他の前記光伝送装置に接続された、光伝送システム。
  10. 　光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐し、
    　前記第１の分岐光を変調し、
    　入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させ、
    　前記受信光の受信特性に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光との分岐比を制御する、
    光送受信方法。
  11. 　前記変調された第１の分岐光のパワーを監視し、
    　監視された変調後の第１の分岐光のパワーに基づいて、前記分岐比を調整する、
    請求項１０に記載された光送受信方法。
  12. 　第１の光強度調整手段を用いて、前記変調された第１の分岐光のパワーを、監視された変調後の第１の分岐光のパワーに基づいて制御する、請求項１０又は１１に記載された光送受信方法。
  13. 　第１の光強度調整手段を用いて前記第１の分岐光のパワーを制御する、請求項１０又は１１に記載された光送受信方法。
  14. 　前記第２の分岐光のパワーを調整する第２の光強度調整手段と、
    　前記干渉によって生成された信号を電気的に処理する信号処理手段と、をさらに備え、
    　前記干渉によって生成された信号を電気的に処理した信号に基づいて、前記第２の分岐光のパワーを制御する、請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載された光送受信方法。
  15. 　前記電気的に処理した信号は、前記受信光の受信特性を表す、請求項１４に記載された光送受信方法。
  16. 　設定情報を受信するインタフェースをさらに備え、
    　前記設定情報に基づいて、前記分岐比を制御する、請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載された光送受信方法。
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