JP5228879B2 - 光送信装置 - Google Patents
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Description
入力信号に応じた光信号を出力する光送信機と、
前記光送信機の出力光の波長に関連する物理量を検知する検知手段と、
所定の複数の制御値からなる制御値群を記憶し、且つ、前記検知手段が検知した物理量に応じて該制御値群の中から制御値を選択する制御値選択手段と、
前記制御値選択手段が選択した制御値に基づいて、前記光送信機の出力光の波長を制御する波長制御手段と、
前記制御値群の中のそれぞれの制御値と、該それぞれの制御値に基づいて前記波長制御手段が制御を行った場合の前記光送信機の出力光の波長と、の対応関係である対応波長情報を記憶した対応波長記憶手段と、
前記対応波長情報における、前記制御値選択手段が選択した制御値に対応する波長を、外部に通知することができる通知手段と、
を備えることを特徴とする。
第1入力信号に応じた光信号を出力する変調部と、第2入力信号に応じて出力光の波長を変化させる波長可変部と、を備えた光送信機と、
エタロンと、第1受光素子と、第2受光素子と、前記光送信機の出力光の一部を該エタロンを介して該第1受光素子に入力するための第1ビームスプリッタと、前記出力光の一部を該エタロンを介さずに該第2受光素子に入力するための第2ビームスプリッタと、該第1受光素子の出力と該第2受光素子の出力との比較に基づいて前記光送信機の出力光の波長を検知する検知部と、を含む波長検知システムと、
前記波長検知システムで検知される波長に対して離散的に割り当てられた複数の制御値からなるテーブルである制御値テーブルを記憶する記憶部と、
前記制御値テーブルの中から、前記波長検知システムで検知された波長に対応する制御値を選択する制御値選択部と、
前記選択部が選択した制御値を、前記波長可変部に入力すべき前記第2入力信号に変換する信号変換部と、
前記制御値テーブル中のそれぞれの制御値と、制御値が前記信号変換部により第2入力信号に変換されて前記波長可変部へと入力された場合における前記光送信機の出力光の波長と、の対応関係を、制御値および波長をテーブル化した対応波長テーブルとして或いは制御値を変数として含む数式である対応波長関数として、記憶した対応波長記憶部と、
前記対応波長テーブル或いは前記対応波長関数に基づいて取得された、前記制御値選択部が選択した制御値に対応する波長を、外部に通知可能な出力インターフェースと、
を備えることを特徴とする。
[実施の形態1の構成]
図1は、実施の形態1の光送受信機100の構成および周辺装置の構成を示す図である。実施の形態1の光送受信機100は、出力光の波長をモニタリングするモニタ機能を搭載している。そして、光送受信機100は、モニタ信号を制御部にフィードバックすることにより、出力光の波長をフィードバック制御する。このような制御は、「波長ロッカー制御」とも称される。
出力光203の波長の測定、監視のために、実施の形態1では、波長フィルタ109を介して得られた強度信号113と、波長フィルタ109を介さずに得られた強度信号112との比較によって、波長を決定する。図2は、エタロンの光透過度の波長依存性を説明するための図である。図2の縦軸の値は、エタロンを透過させない光の強度を、エタロンの透過光の強度で除した値である。図2からわかるように、波長フィルタ109の光透過度は、波長に応じて複雑に変化する。
すなわち、上述した実施の形態1では、光送信機101が、前記第1の発明における「光送信機」に相当している。そして、実施の形態1では、入力電気信号202が、前記第1の発明における「入力信号」に、出力光203が、前記第1の発明における「光信号」および「出力光」に、それぞれ相当している。
また、実施の形態1では、PD112、113が、前記第1の発明における「検知手段」に、PD112、113が検知する光強度が、前記第1の発明における「物理量」に、それぞれ相当している。
また、実施の形態1では、マイコン102が図3のフローチャートにおけるステップS503を実行することにより、前記第1の発明における「制御値選択手段」による制御値の選択が実現されている。また、実施の形態1では、DAC制御値であるDA0〜DAnの群が、前記第1の発明における「制御値群」に、DA0〜DAnのそれぞれが、前記第1の発明における「制御値」に、それぞれ相当している。
また、実施の形態1では、図3のフローチャートにおけるステップS503の処理が実行されることにより、前記第1の発明における「波長制御手段」が実現されている。また、実施の形態1では、図4に示した波長通知値Wl0〜Wlnが、前記第1の発明における「対応波長情報」に、相当している。そして、図4に示したテーブルを記憶するマイコン102が、前記第1の発明における「対応波長記憶手段」に相当している。また、実施の形態1では、インターフェース102aが、前記第1の発明における「通知手段」に、相当している。
すなわち、上述した実施の形態1では、光送信機101が、前記第2の発明における「光送信機」に相当している。そして、実施の形態1では、入力電気信号202が、前記第2の発明における「第1入力信号」に、出力光203が、前記第2の発明における「光信号」および「出力光」に、DAC103からの制御信号が、前記第2の発明における「第2入力信号」に、それぞれ相当している。
また、実施の形態1では、PD112、113が検知する光強度が、前記第2の発明における「物理量」に、PD112、113が、前記第2の発明における「検知手段」に、それぞれ相当している。
また、実施の形態1では、波長フィルタ109、PD107および108、ビームスプリッタ110および111、ADC104および105が、前記第2の発明における「波長検知システム」に相当している。また、実施の形態1では、波長フィルタ109が、前記第2の発明における「エタロン」に、PD108が、前記第2の発明における「第1受光素子」に、PD107が、前記第2の発明における「第2受光素子」に、ビームスプリッタ111が、前記第2の発明における「第1ビームスプリッタ」に、ビームスプリッタ110が、前記第2の発明における「第2ビームスプリッタ」に、それぞれ相当している。そして、ADC104、105、およびマイコン102が、前記第2の発明における「検知部」に、相当している。
また、実施の形態1では、マイコン102が、前記第2の発明における「記憶部」を含んでいる。そして、DA0〜DAnのそれぞれが、前記第2の発明における「制御値」に、実施の形態1の波長設定テーブルが、前記第2の発明における「制御値テーブル」に、それぞれ相当している。
また、マイコン102が、前記第2の発明における「制御値選択部」を含み、図3のフローチャートにおけるステップS503が実行されることにより、「制御値選択部」による制御値の選択が実現されている。
また、実施の形態1では、DAC103が、前記第2の発明における「信号変換部」に、波長通知テーブルが、前記第2の発明における「対応波長テーブル」に、インターフェース102aが、前記第2の発明における「出力インターフェース」に、それぞれ相当している。
以下、図5および図6を用いて、実施の形態1の比較例を説明する。図5は、実施の形態1に対する比較例として示すフローチャートである。図6は、実施の形態1に対する比較例の説明に用いる、DAC制御値を含むテーブルを示す図である。まず、実施の形態1と同様に、波長に関連する物理量をADC104/105を用いてデジタル化し、その値を読み込む(ステップS500)。
なお、上述した補正演算の式の一例を下記に示す。下記の式は、αを内部損失、Tを共振器端面の透過率とした場合の、透過スペクトルを表す式である。下記の式からも判るように、エタロンの補正演算は、廉価なマイクロコントローラでは困難なほどに複雑である。
実施の形態1では、マイコン102が、波長通知のための情報を、テーブルとして記憶している。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。後述する実施の形態11で述べるが、波長通知のための情報を、数式として記憶しておくこともできる。
実施の形態2では、制御値DA0〜DAnに対して、以下のような、いわば重み付けがなされる。この重み付けは、具体的には、目標波長に対応する制御値から離れるにつれて隣接する制御値の間の差分が大きくなるように、波長設定テーブルの各制御値の値を定めるというものである。
(Wl1 - Wl0) ≧ (Wl2 - Wl1) ≧ (Wl3 - Wl2) ≧ … (Wlt - Wlt-1)
(Wlt+1 - Wlt) ≦ (Wlt+2 - Wlt+1) ≦ … ≦ (Wlt - Wlt-1)
実施の形態3の特徴は、出力光波長のモニタ値が一定の範囲内にない場合に光出力を不能にする値を、波長設定テーブルが有することである。つまり、波長のモニタ値が想定範囲を超えた異常値を示す場合に、光送受信機100の外部への光信号出力を停止する。具体的には、実施の形態1において、設定波長あるいは波長通知値と波長ねらい値とのズレ(以下、便宜上「波長ズレ量」とも称す)が、過大になった場合に、光出力を断(出力停止状態)とする。これを実現するために、波長ズレ量がある一定の閾値を超える場合に光出力を断とする制御値(例えばDAC制御値を“0”とするなど)を、波長設定テーブルに記入する。これにより、誤った波長の光が出力されるのを防止できる。結果、システム障害の発生等を防止することが可能となる。
図7は、実施の形態4の構成を模式的に示す図である。実施の形態4は、図7で特に説明する点を除き、実施の形態1とほぼ同様の構成を備える。図7の出力光源551は、光送信機101内の光源に相当する。光増幅器552は、出力光源551からの光を増幅する。出力光モニタ回路553は、実施の形態1における波長フィルタ109、PD107、108、ADC104、105に相当している。出力制御回路554は、マイコン102、DAC103に相当する。
実施の形態5は、実施の形態4と同様に、図7の構成を備える。実施の形態5では、出力光波長のモニタ値がある一定の範囲内になかった場合に光出力を断とするように、光出力制御回路554に対して制御を行う。実施の形態5でも、実施の形態4と同様に、波長設定テーブルの一部分に、出力断フラグを設けておく。設定波長あるいは波長通知値と波長ねらい値との差異がある一定の閾値を超える場合に、この出力断フラグがONにされる。マイコン102は、フラグが出力断(例えば1)を示す値の場合、図7で示す出力制御回路554の動作を断(OFF)とする。これにより、実施の形態3と同様の効果を得ることが可能となる。
実施の形態6の光送受信機100は、出力光波長のモニタ値がある一定の範囲内になかった場合に、障害通知を行う。障害通知は、ホストに対してアラーム信号を通じて出力波長異常を通知することによって行われる。設定波長あるいは波長通知値と波長ねらい値との差異がある一定の閾値を超えるような値である場合に、システムホスト200に対して割り込み信号等のアラーム信号を通じて出力波長異常を通知する。これにより、光伝送システムにおける障害管理が容易となり、伝送品質の向上が可能となる。
実施の形態7の光送受信機100は、出力光波長のモニタ値がある一定の範囲内になかった場合に、障害通知を行う。実施の形態7では、障害通知は、ホストに対して特定のアドレスに出力波長異常を示すフラグを表示することによって行われる。設定波長あるいは波長通知値と波長ねらい値との差異がある一定の閾値を超えるような値である場合に、システムホスト200とのシリアル通信における特定のレジスタ番地に、障害発生を表すフラグを表示する。これにより出力波長異常を通知する。これにより、光伝送システムにおける障害管理が容易となり、伝送品質の向上が可能となる。
実施の形態8では、複数の波長を設定できるチューナブル(Tunable)光送受信機に、実施の形態1の手法を適用したものである。実施の形態8では、波長設定テーブル、波長通知テーブルの各テーブルを、Tunable光送受信機の光送信機が選択可能な波長数だけ持つ。そして、現在の設定波長に適合するテーブルを、各テーブルの中から選択する。
実施の形態9では、マイコン102が、光送受信機100の動作温度に応じた制御値のズレを解消するように、波長設定テーブルの値を補正する機能を備える。すなわち、DAC制御値と出力波長との間には、光送受信機の内部温度に依存するズレが存在する。そこで、実施の形態9では、このズレを補正する機能を、光送受信機101に搭載する。
実施の形態10では、マイコン102が、光送受信機100の動作時間に応じた制御値のズレを解消するように、波長設定テーブルの値を補正する機能を備える。すなわち、光送信機101の動作時間が経過するにつれ、制御値と、その制御値を用いたときの実際の制御量との間にズレが生じてしまう(この現象を「時間劣化」とも称す)。そこで、実施の形態10では、光送信機101の動作時間による時間劣化を補正する機能を、光送受信機101に搭載する。
実施の形態11の光送受信機100は、実施の形態1と同様に、波長設定テーブル、波長モニタ用の構成、光送信機101を備える。しかしながら、実施の形態11は、通知波長を決定する手法が実施の形態1と相違する。
[メモリアドレスm] [DAC制御値] [波長通知値]
0 DA0´ Wl0
1 DA1´ Wl0+x
2 DA2´ Wl0+2x
3 DA3´ Wl0+3x
4 DA4´ Wl0+4x
5 DA5´ Wl0+5x
6 DA6´ Wl0+6x
7 DA7´ Wl0+7x
以下、実施の形態1〜11の手法を応用した温度通知機能の例を述べる。光送信機の出力波長は、光送信機の内部温度に大きく左右される。従って、出力光の波長管理を行う上では、光送信機の内部温度の管理も重要である。光送信機の温度管理を行う場合、光送信機の温度測定が行われるのが普通である。測定された温度は、種々のシステム障害を防止するための情報として使用されることができる。そこで、ここでは、実施の形態1〜11の手法を応用した温度情報外部通知の例を述べる。
Wl0〜Wln 波長通知値
100 光送受信機
101 光送信機
102 マイクロコンピュータ(マイコン)
102a インターフェース
103 DAC(Digital to Analog Converter)
104、105 ADC(Analog to Digital Converter)
107、108 PD(Photo Detector)
109 波長フィルタ
110、111 ビームスプリッタ
112 強度信号
113 強度信号
120 光受信機
200 システムホスト
202 入力電気信号
203 出力光
204 光信号
205 出力電気信号
300 テストシステム
301 波長計
551 出力光源
552 光増幅器
553 出力光モニタ回路
554 出力制御回路
600 光送受信機
601 外部温度センサ
602 マイコン
603 TEC制御回路
604 熱電クーラ
605 ADC(Analog to Digital Converter)
606 温度センサ
610 光送信機
620 光受信機
Claims (13)
- 入力信号に応じた光信号を出力する光送信機と、
前記光送信機の出力光の波長に関連する物理量を検知する検知手段と、
所定の複数の制御値からなる制御値群を記憶し、且つ、前記検知手段が検知した物理量に応じて該制御値群の中から制御値を選択する制御値選択手段と、
前記制御値選択手段が選択した制御値に基づいて、前記光送信機の出力光の波長を制御する波長制御手段と、
前記制御値群の中のそれぞれの制御値と、該それぞれの制御値に基づいて前記波長制御手段が制御を行った場合の前記光送信機の出力光の波長と、の対応関係である対応波長情報を記憶した対応波長記憶手段と、
前記対応波長情報における、前記制御値選択手段が選択した制御値に対応する波長を、外部に通知することができる通知手段と、
を備えることを特徴とする光送信装置。 - 前記検知手段が、
エタロンと、
前記光送信機の出力光の一部を前記エタロンを透過させて得た光に関する物理量と、前記光送信機の出力光の他の一部を前記エタロンを透過させずに得た光に関する物理量と、の比較により、前記光送信機の出力光の波長に関連する物理量を検知する比較検知手段と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の光送信装置。 - 請求項1または2に記載の光送信装置であって、
前記光送信機が、複数の異なる波長の光のなかから、通信に用いる出力光を選択可能なチューナブル光送信機であり、
現在設定された前記チューナブル光送信機の出力光の波長である設定波長の値を取得する設定波長取得手段を備え、
前記制御値選択手段が、前記制御値群を複数記憶し、該複数の制御値群をそれぞれの設定波長に対応させて記憶しており、且つ、前記設定波長取得手段が取得した現在の設定波長と適合する制御値群を前記複数の制御値群から選択した上で制御値の選択を行う手段であり、
前記対応波長記憶手段が、前記対応波長情報を前記設定波長ごとに記憶しており、
前記通知手段が、前記複数の対応波長情報の中から前記設定波長と適合する対応波長情報を選択した上で、その選択した対応波長情報において制御値に対応する波長を外部に通知する手段である、
ことを特徴とする光送信装置。 - 前記対応波長情報が、制御値と波長とがテーブル化された対応波長テーブルであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光送信装置。
- 前記対応波長情報が、制御値を変数として含む数式である対応波長関数であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光送信装置。
- 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光送信装置であって、
前記検知手段、前記制御値選択手段および前記波長制御手段が、前記光送信機の出力光の波長が目標波長と一致するように、前記波長検知手段が検知した物理量を前記波長制御手段の制御量にフィードバックするフィードバックシステムを構成し、
前記目標波長をWltとし、該目標波長を実現する前記制御値群中の制御値をDAt(但し、0≦t≦nであり、tおよびnは整数)とした時に、
(Wl1 - Wl0) ≧ (Wl2 - Wl1) ≧ (Wl3 - Wl2) ≧ … (Wlt - Wlt-1)
および、
(Wlt+1 - Wlt) ≦ (Wlt+2 - Wlt+1) ≦ … ≦ (Wlt - Wlt-1)
の条件を満たすことを特徴とする光送信装置。 - 前記検知手段が検知した物理量が所定範囲内にない場合に、前記制御値群中の制御値群の値を、前記光送信装置の外部への光信号出力を停止する命令に書き換える出力停止手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光送信装置。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光送信装置であって、
前記制御値群が、前記検知手段が検知した物理量が所定範囲内にあるか否かに基づいてその値が変化するフラグ値を含み、
前記フラグ値が、前記物理量が所定範囲内に無いことを示す値になっている場合に、前記光送信装置の光の出力を停止させる光出力停止手段を備えることを特徴とする光送信装置。 - 前記検知手段が検知した物理量が所定範囲内にない場合に、外部に対して発する信号を変化させる障害通知手段を備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の光送信装置。
- 請求項9に記載の光送信装置であって、
前記検知手段、前記制御値選択手段および前記波長制御手段が、前記光送信機の出力光の波長が目標波長と一致するように、前記波長検知手段が検知した物理量を前記波長制御手段の制御量にフィードバックするフィードバックシステムを構成し、
前記障害通知手段が、前記対応波長情報における前記制御値選択手段が選択した制御値に対応する波長と、前記目標波長と、の比較に基づいて、外部に対して発する信号を変化させることを特徴とする光送信装置。 - 前記対応波長情報を、前記光送信装置の動作温度若しくは動作時間に応じて補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光送信装置。
- 第1入力信号に応じた光信号を出力する変調部と、第2入力信号に応じて出力光の波長を変化させる波長可変部と、を備えた光送信機と、
エタロンと、第1受光素子と、第2受光素子と、前記光送信機の出力光の一部を該エタロンを介して該第1受光素子に入力するための第1ビームスプリッタと、前記出力光の一部を該エタロンを介さずに該第2受光素子に入力するための第2ビームスプリッタと、該第1受光素子の出力と該第2受光素子の出力との比較に基づいて前記光送信機の出力光の波長を検知する検知部と、を含む波長検知システムと、
前記波長検知システムで検知される波長に対して離散的に割り当てられた複数の制御値からなるテーブルである制御値テーブルを記憶する記憶部と、
前記制御値テーブルの中から、前記波長検知システムで検知された波長に対応する制御値を選択する制御値選択部と、
前記選択部が選択した制御値を、前記波長可変部に入力すべき前記第2入力信号に変換する信号変換部と、
前記制御値テーブル中のそれぞれの制御値と、制御値が前記信号変換部により第2入力信号に変換されて前記波長可変部へと入力された場合における前記光送信機の出力光の波長と、の対応関係を、制御値と波長とがテーブル化された対応波長テーブルとして或いは制御値を変数として含む数式である対応波長関数として、記憶した対応波長記憶部と、
前記対応波長テーブル或いは前記対応波長関数に基づいて取得された、前記制御値選択部が選択した制御値に対応する波長を、外部に通知可能な出力インターフェースと、
を備えることを特徴とする光送信装置。 - 請求項12に記載の光送信装置であって、
前記光送信機が、複数の波長のなかで、通信に用いる出力光の波長である設定波長を切り換えることができるチューナブル光送信機であり、
前記チューナブル光送信機の現在の設定波長の値を記憶する設定波長記憶部を備え、
前記制御値選択部が、前記設定波長のそれぞれに応じた複数の制御値テーブルを記憶しており、且つ、前記設定波長記憶部に記憶された現在の設定波長と適合する制御値テーブルを前記複数の制御値テーブルから選択した上で、前記波長検知システムが検知し波長に応じた制御値の選択を行い、
前記対応波長記憶部が、前記設定波長のそれぞれに応じて複数の対応波長テーブルあるいは対応波長関数を記憶しており、
前記出力インターフェースが、前記複数の対応波長テーブルから前記設定波長と適合する対応波長テーブルを選択した上で、或いは、前記複数の対応波長関数から前記設定波長と適合する対応波長関数を選択した上で、その選択した対応波長テーブルあるいは対応波長関数において制御値に対応する波長を外部に通知する、
ことを特徴とする光送信装置。
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