JPH09162849A - 光フィルタの選択波長の制御方法及び波長制御方法及び波長多重方法及び波長補正方法 - Google Patents

光フィルタの選択波長の制御方法及び波長制御方法及び波長多重方法及び波長補正方法

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JPH09162849A
JPH09162849A JP8258610A JP25861096A JPH09162849A JP H09162849 A JPH09162849 A JP H09162849A JP 8258610 A JP8258610 A JP 8258610A JP 25861096 A JP25861096 A JP 25861096A JP H09162849 A JPH09162849 A JP H09162849A
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light
control signal
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Masao Majima
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光フィルタの選択波長を制御する制御信号
と、光フィルタの選択波長の関係を補正する。 【解決手段】 光フィルタの選択波長を光周波数変調に
より生じた第1及び第2の波長の光の波長を含む波長域
で掃引し、前記第1及び第2の波長の光を選択した時の
制御信号の値の差に基づいて上記補正を行う。一般に光
周波数変調されて生じる2つの波長の光の波長差は精度
よく制御されており、本発明ではその精度よく制御され
ている波長間隔に基づき上記補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の波長の光の
中から所定の波長を選択できる光フィルタの選択波長の
制御方法に関する。また光フィルタを用いて行う光源の
出力光の波長制御方法に関する。また光通信システムに
おける波長多重方法及び波長補正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】波長多重通信は、1つの伝送路内に独立
した多数のチャンネルを持つことができる。各チャンネ
ルは独立しているため、各チャンネルの伝送速度を一致
させる必要がなく、ネットワークの柔軟性が求められる
マルチメディア通信にも適している。
【0003】波長多重通信システムの一例として、各端
局が波長可変な1組の光送信器と光受信器を持つシステ
ムがある。送信する端局は光送信器の波長可変光源の波
長を通信に使われていない波長(波長多重通信の“チャ
ンネル”に相当する)に合わせる。一方、受信する端局
は受信する波長に光受信器の透過波長を可変できる光バ
ンドパスフィルタ(以下、光フィルタと呼ぶ)の透過ス
ペクトルの中心波長(以下、光フィルタの波長と呼ぶ)
を一致させて受信する。システムで利用できる波長範囲
は光送信器及び光受信器の波長可変範囲によって制限さ
れる。また、チャンネルの波長間隔(以下、チャンネル
間隔と呼ぶ)は光受信器の光フィルタの透過スペクトル
の幅から定められる。
【0004】この波長可変光源としては、波長可変半導
体レーザ(以下、半導体レーザをLDと呼ぶ)を用いる
ことができる。この波長可変LDは波長可変幅を広げる
ための研究が進められているが、現時点で実用レベルの
ものは、多電極のDBR(Distributed Bragg Reflecto
r:分布ブラッグ反射器)型やDFB(Distributed Fee
dBack:分布帰還)型のもので、波長可変幅は数nmで
ある。一例としては、電子情報通信学会の刊行物OQE
89−116、“三電極長共振器λ/4シフトMQW−
DFBレーザ”記載のものが挙げられる。一方、波長可
変フィルタとしては、ファブリペロー共振器型のものを
用いることができる。波長可変幅は数10nm、スペク
トル幅(ピークの1/2レベルでの波長幅)は0.1n
m程度のものが実用レベルになっている。一例として
は、刊行物ECOC '90-605、“Afield-worthy, high-
performance, tunable fiber Fabry-Perot filter”記
載のものを挙げることができる。
【0005】波長多重通信システムにおいて、チャンネ
ル間隔を狭くすることにより、各チャンネルで同じ波長
可変幅で伝送することにより多くのチャンネルをとるこ
とができる。LD、光フィルタの波長のドリフトによる
変動幅以下の間隔にするためには、制御により波長のド
リフトの影響を抑えなければならない。波長のドリフト
の影響を抑えるためには、波長を絶対的、あるいは相対
的に安定させることが必要である。しかし、波長の絶対
的な基準は容易に確定できない。また、LAN(Local
Area Network)のように光送信器が離れた場所にある通
信システム内では、相対的に安定化することも難しい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、光フ
ィルタの選択波長を制御する制御信号と、光フィルタの
選択波長との関係を補正する為の方法を提供する点にあ
る。また光フィルタの選択波長を制御する制御信号と、
光フィルタの選択波長との関係を補正する為の方法と同
等の構成により(同等の概念に基づき)、光を出力する
光出力装置の出力光の波長を制御する点にある。またそ
の波長制御方法を利用して波長多重される複数の光の波
長を高密度に配置する点にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、以下の如き光フィルタの選択波長の制御
方法を提供する。
【0008】選択する波長を制御信号により制御可能な
光フィルタを有する光検出装置における、前記光フィル
タの選択波長の制御方法であって、前記制御信号の値を
変化させることにより、光周波数変調されることにより
生じている第1及び第2の波長の光の波長を含む波長範
囲で、前記光フィルタの選択波長を変化させ、前記光フ
ィルタが前記第1の波長の光を選択したときの前記制御
信号の値である第1の値と、前記光フィルタが前記第2
の波長の光を選択したときの前記制御信号の値である第
2の値との差を検出し、前記光フィルタの選択波長が第
3の値の制御信号により第3の波長となっている状態か
ら、第4の値の制御信号により第4の波長になる状態に
するために必要な制御信号の値の変化量を前記第1の値
と前記第2の値の差に基づいて決定することを特徴とす
る光フィルタの選択波長の制御方法。
【0009】この方法により、光フィルタの選択波長を
制御する制御信号と、光フィルタの選択波長の関係が変
わってもその関係を補正することができる。
【0010】また上記方法において、第1もしくは第2
の波長と、第3もしくは第4の波長が大きく異なると、
光フィルタの選択波長の可変範囲内における非線型性を
補正することができない。その非線型性を補正するため
には、前記第3もしくは第4の波長が前記第1の波長に
等しいかもしくは近傍であるか、前記第3もしくは第4
の波長が前記第2の波長に等しいかもしくは近傍である
様にすればよい。
【0011】また前記制御信号の値の変化量は、前記第
1の値と前記第2の値との差が大きいときには大きく、
小さいときには小さくする様にすればよく、更には、前
記制御信号の値の変化量は、前記第1の値と前記第2の
値との差と比例させる様にすると好適である。
【0012】上記光フィルタの選択波長の制御方法で
は、前記第1の値と前記第2の値との差を、光フィルタ
の制御信号の値の変化量を決める為に用いた。この第1
の値と第2の値との差は、光出力装置の出力光の波長を
制御するために用いることもできる。ただしこの時も、
光フィルタの制御信号の値を決めるため、具体的には2
つの波長の光(以下では前記出力光の波長と、他の光の
波長)を選択しているときの制御信号の値の差を決定す
るために用いている点では上記光フィルタの選択波長の
制御方法と同じである。
【0013】以下に本発明の光出力装置の出力光の波長
を制御する方法を示す。波長多重通信を行う通信システ
ムにおいて、選択する波長を制御信号により制御可能な
光フィルタを有する光検出装置と、出力光の波長を変化
させうる光源とを有する光出力装置の前記出力光の波長
を前記通信システム内で用いられている他の波長から所
定の波長差に保つべく制御する波長制御方法であって、
前記制御信号の値を変化させることにより、光周波数変
調されることにより生じている第1及び第2の波長の光
の波長を含む波長範囲で、前記光フィルタの選択波長を
変化させ、前記光フィルタが前記第1の波長の光を選択
したときの前記制御信号の値である第1の値と、前記光
フィルタが前記第2の波長の光を選択したときの前記制
御信号の値である第2の値との差を検出し、前記制御信
号の値を変化させることにより、前記出力光の波長及び
前記他の光の波長を含む波長範囲で、前記光フィルタの
選択波長を変化させ、前記光フィルタが前記出力光を選
択したときの前記制御信号の値である第3の値と、前記
光フィルタが前記他の光を選択したときの前記制御信号
の値である第4の値との差を検出し、前記出力光の波長
を、前記第3の値と前記第4の値との差が前記第1の値
と前記第2の値との差に基づいて決定される所定の値に
なるように制御することを特徴とする。
【0014】この構成においては、波長制御のための絶
対的な基準波長を設ける必要がなく、また絶対的は波長
制御を行う必要がなくなる。
【0015】この構成において、前記第1及び第2の波
長の光は光周波数多重によって生じる光であるが、この
第1及び第2の波長の光としては、前記出力光を光周波
数変調したものや、光周波数変調されている他の光を用
いることができる。ただし他の光を用いるときは、光フ
ィルタの選択波長の可変範囲内の非線型性を補正するた
めには上述したように第1もしくは第2の波長と前記出
力光もしくは前記他の光が離れていると効果が小さいた
め、前記第1及び第2の波長の光として用いる他の光は
前記出力光に波長軸上で隣接する光を用いることが望ま
しい。
【0016】また前記第1及び第2の波長の光の波長を
含む波長範囲で前記光フィルタの選択波長を変化させる
ステップと、前記出力光の波長及び前記他の光の波長を
含む波長範囲で前記光フィルタの選択波長を変化させる
ステップは、前記光フィルタの選択波長を一回掃引する
間に行うと高精度な制御ができ、また効率が良い。
【0017】また上記の如き波長制御方法を通信システ
ムにおける波長多重方法に適用することができる。本発
明の波長多重方法は以下の通りである。
【0018】出力光の波長を変化させうる光送信器を有
する複数の端局と、選択する波長を制御信号により制御
可能な光フィルタを有する光検出装置とを有する光通信
システムにおける波長多重方法であって、前記制御信号
の値を変化させることにより、光周波数変調されること
により生じている第1及び第2の波長の光の波長を含む
波長範囲で、前記光フィルタの選択波長を変化させ、前
記光フィルタが前記第1の波長の光を選択したときの前
記制御信号の値である第1の値と、前記光フィルタが前
記第2の波長の光を選択したときの前記制御信号の値で
ある第2の値との差を検出し、前記制御信号の値を変化
させることにより、前記各端局の出力光のうち、波長制
御するべき出力光の波長及び前記該波長制御するべき出
力光の波長とは異なる他の光の波長を含む波長範囲で、
前記光フィルタの選択波長を変化させ、前記光フィルタ
が前記出力光を選択したときの前記制御信号の値である
第3の値と、前記光フィルタが前記他の光を選択したと
きの前記制御信号の値である第4の値との差を検出し、
前記波長制御するべき出力光を出力する端局において、
前記出力光の波長を、前記第3の値と前記第4の値との
差が前記第1の値と前記第2の値との差に基づいて決定
される所定の値になるように制御することを特徴とす
る。
【0019】この波長多重方法を実行することにより、
各端局が出力する出力光の波長は所定の間隔でならべら
れる。この時光フィルタの選択波長と制御する制御信号
と、光フィルタの選択波長との間に非線型性があって
も、各出力光の波長の間はその非線型性に依存すること
はない。
【0020】この構成において、前記光検出装置は各端
局が持ってもよく、また通信システム内のいずれかに1
つ設け、該光検出装置が出力光の波長を制御する信号を
各端局に送るようにしてもよい。
【0021】また各端局が出力光を出力する伝送路とし
ては光ファイバが好適である。ただし光を伝送できる経
路が確保できれば、伝送路の形態を問うものではない。
【0022】以上本発明の概要を述べてきたが、上記し
た発明の一般的発明概念は、以下の通りである。
【0023】光フィルタの選択波長を制御する制御信号
と、光フィルタの選択波長の間の関係を補正するため
に、光フィルタの選択波長を制御する制御信号の値を変
えることにより、光フィルタの選択波長を光周波数変調
によって生じた第1及び第2の2つの波長の光の波長を
含む波長域で光フィルタの選択波長を変え、該2つの波
長の光を選択したときの制御信号の第1及び第2の値の
差を検出し、前記光フィルタが第3の波長を選択してい
るときの制御信号の値を第3の値とし、前記光フィルタ
が第4の波長を選択しているときの制御信号の値を第4
の値とした時、前記第3の波長と前記第4の波長との波
長差と、前記第3の値と前記第4の値の差との関係を、
前記第1の値と前記第2の値との差によって補正する。
【0024】
【発明の実施の形態】まず、はじめに本発明の基本方法
を説明する。本発明の基本方法は、ネットワーク内の各
光送信器の波長を送信を早く開始した順に長波長側(あ
るいは短波長側)に一定間隔で配置するものである。こ
の方法では絶対的、あるいは相対的な波長基準を必要と
しない。
【0025】ここで、説明の具体化、簡略化するための
いくつかの前提を述べる。
【0026】(a) 信号を送信するためのLDの変調
としては2値の直接光周波数変調方式を用いる。直接光
周波数変調は、DFB−LD(Distributed FeedBack L
aserDiode)の等の動的単一モード・半導体レーザの注
入電流に送信信号に対応した数mA程度の変調電流を重
畳することにより、LDの発光波長を送信信号の
“1”、“0”に対応してマーク波長とスペース波長に
切り替える変調方式である。マーク波長とスペース波長
の波長差がGHz(1GHzは1.55μm帯の波長で
0.008nm)オーダであるため光周波数という言葉
が使われている。
【0027】(b) 各チャンネルにおいて、光周波数
変調スペクトルのマーク波長はスペース波長の長波長側
にある。
【0028】(c) 光周波数変調時のチャンネル間隔
を、長波長側のチャンネルのスペース波長と短波長側の
チャンネルのマーク波長の波長差とする。
【0029】(d) 各光送信器の波長は送信を早く開
始した順に長波長側に一定間隔で配置するものとする。
【0030】以下、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図5は波長制御方法を適用する光送信器を用いた光通信
システムの一例の構成図である。端局数nのスター型の
ネットワークである。図示するように、端局511〜5
1n、光ノード521〜52n、n×n(n局相互通
信)スターカプラ53、光ファイバ541〜54n、5
51〜55nで構成する。また、光ノード521〜52
nはそれぞれ、光送信器56、光受信器57、光分岐器
58で構成する。
【0031】端局511〜51nは各々光ノード521
〜52nによりネットワークに接続される。各光ノード
521〜52nは送信用の光ファイバ541〜54nと
受信用の光ファイバ551〜55nでn×nスターカプ
ラ53と接続する。光送信器56からの送信光は送信用
の光ファイバ541〜54nでn×nスターカプラ53
へ送る。n×nスターカプラ53は、その送信光を送信
局を含め均等に各受信用の光ファイバ551〜55nに
分配し、各光ノード521〜52nに送る。受信用の光
ファイバ551〜55nからの入射光を光分岐器58で
2つに分け、光受信器57と光送信器56に入力する。
光送信器56は入力された光信号により光ファイバ内の
送信波長を検出し、空きチャンネルを求める。この構成
により、自局の送信光は他局の送信光と一緒に光送信器
56の光フィルタに入射する。
【0032】図6は本発明を適用する光送信器の構成図
である。図示するように、本光送信器は、波長制御系6
1、波長可変LD62、透過波長可変光フィルタ63、
LD駆動回路64、光フィルタ駆動回路65、受光素子
66、増幅器67、識別器68により構成する。
【0033】波長制御系61は、識別器68の出力信号
をもとに、LD駆動回路64、光フィルタ駆動回路65
を制御し、チューニング動作を行う。チューニングの開
始等は端局から制御される。波長制御系61は演算処理
回路、記憶素子、A/D変換器、D/A変換器等で構成
する。記憶素子は、チューニング動作で必要なパラメー
タ、動作手順などを記憶している。
【0034】また、LD62、光フィルタ63は上述の
従来例で述べた素子を用いる。光フィルタ63の透過ス
ペクトルのバンド幅(半値幅。以下、λfbと称する)
はチャンネル間隔を決める主要因である。バンド幅λf
bは、チャンネル間隔の数分の1以下の適当な値に設定
する(例えば、1/10)。また、光フィルタ63の波
長可変範囲は、一般にシステム内の全てのLDの波長可
変範囲より大きい。
【0035】LD駆動回路64は、波長制御系61から
のLD制御電圧(以下、Veと記す)に対応した波長に
なるようにLD62を駆動(電流を注入)する。上記の
三電極長共振器λ/4シフトMQWーDFBレーザを用
いる場合は、このLD駆動回路64の出力は3つにな
る。LD制御電圧Veの変化量とLD62の波長の変化
量は比例する。LD62の波長可変範囲の最短波長に対
応するLD制御電圧VeをVemin、最長波長に対応
するLD制御電圧VeをVemaxとする。
【0036】端局からの送信信号によるLD62の変調
方法としては2値の直接光周波数変調を用いる。LD駆
動回路64は入力された送信信号のスペース(デジタル
信号の“0”に対応)、マーク(デジタル信号の“1”
に対応)に対応して、LD62の注入電流に変調成分を
重畳し、その波長をスペース波長(以下、λsと記
す)、マーク波長(以下、λmと記す)に変調する。
【0037】光フィルタ駆動回路65は、波長制御系6
1からの光フィルタ制御電圧に対応した光フィルタ駆動
電圧(以下、Vfと記す)で光フィルタ63を駆動す
る。光フィルタ63の波長可変範囲の最短波長に対応す
る光フィルタ駆動電圧VfをVfmin、最長波長に対
応する光フィルタ駆動電圧VfをVfmaxとする。
【0038】光フィルタ63の透過光は受光素子66で
電気信号に変換され、増幅器67を経て識別器68に入
力される。
【0039】識別器68のしきい値は、伝送路から光フ
ィルタ63に入射する各チャンネルの波長と光フィルタ
63の波長が一致したときの増幅器68の出力以下の値
(例えば、半値)に設定する。入力信号がしきい値以上
の場合はH、そうでない場合はL(Hはデジタル信号の
“1”、Lはデジタル信号の“0”を示す)を出力す
る。
【0040】図7は波長制御方法の基本となる動作を説
明する説明図である。“動作1”から“動作2”まであ
り、各動作におけるLD62、光フィルタ63の波長の
位置関係を示している。図中、λns、λnm(n=1
〜3)は、動作を説明する光送信器56がチューニング
を開始する時に送信を行っている光送信器56の波長で
ある。λnsは光周波数変調信号のスペース波長、λn
mは光周波数変調信号のマーク波長である。λ4s、λ
4mは動作を説明する光送信器56のLD62のスペー
ス波長とマーク波長である。dλcはチャンネル間隔、
dλdはマーク波長とスペース波長の波長差である。λ
fs1は光フィルタ63の掃引開始波長、λfs2は光
フィルタ63の掃引終了波長である。dVfcはdλc
に対応する光フィルタ駆動電圧Vfの値である。また、
Vfmは自局及び隣接チャンネルの波長を確実に検知す
るための掃引範囲のマージンである。マージンVfmは
チャンネル間隔の1/5程度の値にする。
【0041】以下、基本方法について説明する。
【0042】波長多重通信システムで用いられる波長範
囲を、ここでは波長多重領域と呼ぶことにする。各光ノ
ード521〜52nのLD62の波長可変範囲は波長多
重領域内にあり、また、光ノード521〜52nの光送
信器56内の光フィルタ63及び光受信器57内の光フ
ィルタ(チャンネル選択用及び光周波数変調信号検波
用)の波長可変範囲は波長多重領域を含んでいる。
【0043】波長検出は光フィルタ63を掃引すること
により行う。他局あるいは自局のLD62の波長と光フ
ィルタ63の波長が一致した場合のみ、識別器68の出
力はHになる。波長制御系61はLD62あるいは光フ
ィルタ63の波長を掃引した時に識別器68の出力がH
になる制御電圧(LD62の場合はLD制御電圧Ve、
光フィルタ63の場合は光フィルタ駆動電圧Vf)を記
憶する。尚、掃引時の光フィルタ駆動電圧Vfのステッ
プVfsは、光フィルタ駆動電圧VfをVfs変化させ
た時の光フィルタ63の波長変化量が光フィルタ63の
半値幅λfbより小さくなるように設定する。但し、光
フィルタ63の透過スペクトル幅より波長の掃引ステッ
プを小さくした場合はHとなる制御電圧が連続する場合
があるが、その場合はそれらの電圧の平均をとる。
【0044】チューニング動作は、波長検出とLD62
の波長のシフトを1つのサイクルとする動作の繰り返し
となる。基本方法では“動作1”、“動作2”の2つの
動作がある。
【0045】ここで、動作サイクル内、動作サイクル間
で用いられる記憶値について述べておく。LD駆動電圧
Vemは前後の動作サイクル間でLD62の波長を制御
していくためのLD制御電圧Veの記憶値である。Vf
m1、Vfm2、Vfm3は1つの動作サイクル内、あ
るいは前後の動作サイクル間で用いられる検知した波長
に対応する光フィルタ駆動電圧Vfの記憶値である。
【0046】(A)“動作1” Vem=Vemin、
Ve=Vemとして、LD62を最短波長で発光させ、
光フィルタ駆動電圧VfをVfminから増加方向に掃
引する。掃引中に光フィルタ63の波長は順次、λ4
s、λ4mと一致する。波長制御系61は光フィルタ6
3の波長がλ4s、λ4mと一致したときの光フィルタ
駆動電圧VfをそれぞれVfm1、Vfm2として記憶
する。光フィルタ63の掃引はVfm2+dVfc+V
fmまで行う。
【0047】光フィルタ駆動電圧Vfの記憶値Vfm2
から掃引終了の間に光フィルタ63が他の波長と一致し
なかった場合には波長多重領域に空き領域有りと判断
し、Vfm1の値をVfm2の値に変更し、引き続き
“動作2”を行う。尚、光フィルタ駆動電圧Vfの記憶
値Vfm2から掃引終了の間に光フィルタ63が他の波
長と一致した場合には波長多重領域に空き領域無しと判
断し、チューニング動作を中断し、LD62の発光を停
止する。
【0048】(B)“動作2” LD制御電圧Vemを
前の動作での値にし、Ve=Vemとし、光フィルタ駆
動電圧VfをVfm1ーVfmからVfm1+dVfc
+Vfmまで掃引する。掃引中に識別器68の出力が最
初にHになった光フィルタ駆動電圧VfをVfm1、そ
の後一旦Lになり再びHになった光フィルタ駆動電圧V
fをVfm2として記憶する(但し、再びHにならなか
った場合にはVfm2=Vfm1+dVfc+Vfmと
する)。そして、 |Vfm2ーVfm1ーdVfc|≦Vfsの場合:Vem=Vem Vfm2ーVfm1ーdVfc<ーVfsの場合:Vem=VemーVes Vfm2ーVfm1ーdVfc>Vfsの場合: Vem=Vem+Ves とし、この“動作2”を繰り返す。VesはLD62の
波長シフト時のLD制御電圧Veのステップ電圧であ
る。LD制御電圧Veをステップ電圧Ves変化させた
時のLD62の波長変化量が光フィルタ63の半値幅λ
fb以下程度になるように設定する。
【0049】この動作により、λ4s、λ4mは長波長
側にシフトしていき、長波長側の隣接チャンネルのスペ
ース波長λ3sとの波長間隔がdVfcできまる波長に
なるようにLD駆動電圧Veを上昇して制御される。ま
た、一定の定常状態から、ある端局の送信が終了し、そ
の波長の光が無くなると、その短波長側の光送信器56
は、上記の動作により、長波長側にシフトし、隣接チャ
ンネルのスペース波長との波長間隔は再びdVfcでき
まる波長になるように制御される。こうして、定常状態
では、隣接チャンネルのスペース波長と自局のマーク波
長がdVfcで決まる波長間隔dλcになるよう長波長
側から順に並ぶ。図中、(1)はシフト開始時、(2)
はシフトが終了して波長間隔が維持されている定常状態
を示している。尚、この動作を繰り返している途中、V
em≧Vemaxとなった場合(この端局が送信を開始
する前に送信している端局が無い場合)には、チューニ
ング動作を終了し、Ve=Vemaxの状態を維持す
る。
【0050】本発明は、上記基本方法に基づき、更なる
改良を行ったものである。
【0051】上記方法では、チャンネル間隔は光フィル
タ駆動電圧Vfの電圧差dVfcにより決定される。こ
のため各光ノード521〜52nに用いる光フィルタ6
3の光フィルタ駆動電圧Vfの波長特性に素子間格差が
ある場合には、各ノード毎にdVfcを設定しなければ
ならない。また、図8に示す様に光フィルタ63の光フ
ィルタ駆動電圧Vfの波長特性が比例特性でなく、非線
形である場合には、同じ光フィルタ63でもdVfcで
決定される波長間隔は変化し、チャンネル間隔が一定で
なくなってしまう。
【0052】図9にその様子を示す。本例では4チャン
ネル(ch1〜ch4)が配置されている。上段に配置
全体を示す。dλdは各チャンネルのマーク波長とスペ
ース波長の自己波長間隔、dλca、dλcb、dλc
cは光ノードA,B,Cが保持する隣接波長間隔を示し
ている。その下にノードA(ch2)、ノードB(ch
3)、ノードC(ch4)での隣接チャンネルとの隣接
波長間隔とフィルタ制御電圧の関係を示す。一定値dV
fcでチャンネル間隔を制御した場合、各光ノードで隣
接チャンネルとの波長間隔が異なってしまう(図によれ
ば、dλca<dλcb<dλcc)。
【0053】そこで本発明では、以下に実施例として示
す如く、光周波数変調のマーク波長とスペース波長の波
長差dλdを基準として隣接波長間隔dλcに相当する
dVfcを決めることにより、光フィルタ63の光フィ
ルタ駆動電圧Vfの波長特性の素子間格差、非線形性が
ある場合においても、チャンネル間隔を一定に保つ。
【0054】
【実施例】
〔第1実施例〕以下、図面を用いて本発明の第1実施例
について詳細に説明する。
【0055】図1は本発明の波長制御方法の第1実施例
の原理の説明図である。なお、本実施例に用いられる光
通信システム及び光ノードの光送信器等は、図5,図6
にて説明した構成と同様であるとして説明する。4チャ
ンネル(ch1〜ch4)が定常状態にある時の波長配
置全体を上段に示す。図において、隣接チャンネルとの
波長間隔を保持している光ノードは3つで、光ノードA
(ch2)、光ノードB(ch3)、光ノードC(ch
4)である。各光ノードでの波長検出範囲(光フィルタ
63の掃引範囲)での波長と光フィルタ駆動電圧Vfの
関係を示す。図中、dλdは1チャンネル内のマーク波
長とスペース波長の自己波長間隔、dλcは自局のマー
ク波長と隣接局のスペース波長との隣接波長間隔である
チャンネル間隔である。また、dVfra、dVfca
は光ノードAの自己波長間隔dλdに相当する基準電
圧、及び隣接波長間隔dλcに相当するチャンネル間隔
設定電圧である。dVfrb、dVfcb、dVfr
c、dVfccは光ノードB、Cに対する同様の光フィ
ルタ駆動電圧Vfの設定値である。
【0056】図2は本発明の波長制御方法の第1実施例
の動作の説明図である。“動作1”から“動作2”まで
あり、各動作におけるLD62、光フィルタ63の波長
の位置関係を示している。図中、dVfrはチャンネル
間隔設定の基準となる基準電圧である。その他の標記号
は基本方法の説明で用いた図7と同じである。
【0057】光周波数変調ではマーク波長とスペース波
長の間隔は変調の重要なパラメータであり、一定値から
所望の精度以内に保たれている。本発明ではこの間隔を
基準として光フィルタ63の光フィルタ駆動電圧Vfの
波長特性を校正する。本実施例では自局のマーク波長と
スペース波長の間隔を基準にする。
【0058】(a)“動作1” “動作2”を引き続き
行う際に光フィルタ駆動電圧Vfm1の値をVfm2の
値に変更しないこと以外は、基本方法の(A)“動作
1”と同じである。この動作により空き波長領域があり
と判断された場合には引き続き“動作2”が行われる。
【0059】(b)“動作2” LD制御電圧Vemを
前の動作での値にし、Ve=Vemとし、光フィルタ駆
動電圧Vfを、 Vfm1ーVfmからVfm2+dVfc+Vfm まで掃引する(dVfcについては後述)。掃引中に識
別器28の出力が最初にHになった光フィルタ駆動電圧
VfをVfm1、その後一旦Lになり再びHになった光
フィルタ駆動電圧VfをVfm2、さらに一旦Lになり
再びHになった光フィルタ駆動電圧VfをVfm3とし
て記憶する。Vfm1、Vfm2、Vfm3はそれぞれ
λ4s、λ4m、λ3sに対応する。但し、λ3sが光
フィルタ63の掃引範囲に入っていない場合にはVfm
3には値が入力されない。この場合は、 Vfm3=Vfm2+dVfc+Vfm とする。
【0060】ここで、 dVfc=k×dVfr dVfr=Vfm2ーVfm1 但し、k:1以上の値(例えば1.5) である。
【0061】そして、 |Vfm3ーVfm2ーdVfc|≦Vfsの場合:Vem=Vem Vfm3ーVfm2ーdVfc<ーVfsの場合:Vem=VemーVes Vfm3ーVfm2ーdVfc>Vfsの場合: Vem=Vem+Ves とし、この“動作2”を繰り返す。
【0062】上記dVfcを掃引毎に測定されるdVf
rから求めることにより、光フィルタ63の掃引波長に
よりdVfcは変化し、dVfcに対応する波長間隔は
一定に保たれる。図1の例では、 dVfra>dVfrb>dVfrc に対応して、 dVfca>dVfcb>dVfcc となり、ch1ーch2間、ch2ーch3間、ch3
ーch4間、すべてのチャンネル間隔が等しい波長間隔
に保持される。
【0063】本実施例では、自己波長間隔から所定の係
数を乗算して隣接波長間隔を求める例を示したが、光フ
ィルタ63の光フィルタ駆動電圧に対する透過波長の特
性が狭波長では直線性がよいことを利用したもので、実
際の光フィルタの特性にほぼマッチしている。従って、
かかる波長制御方法により、各チャンネルでほぼ一定の
波長間隔を保つことができる。
【0064】〔第2実施例〕以下、図面を用いて本発明
の第2実施例について詳細に説明する。
【0065】図3は本発明の波長制御方法の第2実施例
の原理の説明図である。図中の表記は図1と同じであ
る。また、本実施例の構成は、図5,図6において説明
したものとほぼ同様であり、説明を省略する。
【0066】図4は本発明の波長制御方法の第2実施例
の動作の説明図である。“動作1”から“動作2”まで
あり、各動作におけるLD62、光フィルタ63の波長
の位置関係を示している。図中の標記号は図2と同じで
ある。
【0067】本実施例では隣接チャンネルのマーク波長
と自局のスペース波長の間隔を基準にする。
【0068】(a)“動作1” 基本方法の(A)“動
作1”と同じである。この動作により空き波長領域があ
りと判断された場合には引き続き“動作2”が行われ
る。
【0069】(b)“動作2” 第1実施例の“動作
2”の1回目の動作に相当する。LD制御電圧Vemを
前の動作での値にし、Ve=Vemとし、光フィルタ駆
動電圧Vfを Vfm1ーVfm から Vfm2+dVft+Vfm まで掃引する。ここで、dVftは光フィルタ63のV
fー波長特性で、光フィルタ駆動電圧Vfに対する波長
変化率が最も小さい部分で換算した光フィルタの掃引範
囲のマージンを除いた光フィルタ駆動電圧範囲であり、
波長変化dλc+dλdに対する光フィルタ駆動電圧V
fより大きい値に設定する。掃引中に識別器28の出力
が最初にHになった光フィルタ駆動電圧VfをVfm
1、その後一旦Lになり再びHになった光フィルタ駆動
電圧VfをVfm2、さらに一旦Lになり再びHになっ
た光フィルタ駆動電圧VfをVfm3として記憶する
(但し、光フィルタ63の掃引範囲にλ4s、λ3mが
入るまではVfm2、Vfm3には値は記憶されな
い)。そして、 Vem=Vem+Ves とし、この“動作2”を繰り返す。
【0070】光フィルタ63の掃引中に識別器28の出
力が L→H→L→H→L→H→L と変化し、光フィルタ63の掃引範囲にλ4mに加えて
λ4s、λ3mが入るようになったら、Vfm1の値を
Vfm3の値に変更し、引き続き、後述の“動作3”を
行う。
【0071】(c)“動作3” 第1実施例の“動作
2”の第2回目の動作に相当する。LD制御電圧Vem
を前の動作での値にし、Ve=Vemとし、光フィルタ
駆動電圧Vfを Vfm1+Vfm から Vfm2ーdVftーVfm まで掃引する(長波長側から短波長側に掃引する)。掃
引中に識別器68の出力が最初にHになった光フィルタ
駆動電圧VfをVfm1、その後一旦Lになり再びHに
なった光フィルタ駆動電圧VfをVfm2、さらに一旦
Lになり再びHになった光フィルタ駆動電圧VfをVf
m3として記憶する。Vfm1、Vfm2、Vfm3は
それぞれλ3m、λ3s、λ4mに対応する。但し、λ
4mが光フィルタ63の掃引範囲に入っていない場合に
はVfm3には値が入力されない。この場合は、 Vfm3=Vfm2ーdVfcーVfm とする。
【0072】ここで、 dVfc=k×dVfr dVfr=Vfm1ーVfm2 但し、k:1以上の値(例えば、1.5) である。
【0073】そして、 |Vfm2ーVfm3ーdVfc|≦Vfsの場合:Vem=Vem Vfm2ーVfm3ーdVfc<ーVfsの場合:Vem=VemーVes Vfm2ーVfm3ーdVfc>Vfsの場合: Vem=Vem+Ves とし、この“動作3”を繰り返す。
【0074】本実施例により、他局の発光波長に対して
短波長側から発光を開始し、暫時長波長側に自局波長を
移行するので、“動作2”で、隣接する長波長側の波長
を検索し、次に“動作3”で、隣接チャンネルのマーク
波長とスペース波長との自己波長間隔を基準として自局
のマーク波長の隣接波長間隔を算出して、定常状態での
波長間隔を保持・制御することが、正確な波長間隔を維
持できる。
【0075】〔その他の実施例〕説明を具体的にするた
めに、LDの発光波長のシフト方向を長波長側にし、光
周波数変調のマーク波長をスペース波長より長波長側に
設定したが、これらの逆でも差し支えない。
【0076】また、光周波数変調としてマーク波長とス
ペース波長をもつ2値変調を用いたが、3値以上のもの
を用いることも可能である。この場合、隣接局との隣接
波長間隔を正確に確保するため、自局の光周波数変調波
長のうち長波長側の波長間隔を基準に隣接波長間隔を算
出して設定する。例えば、FSK方式では2値変調であ
るが、AMI−FSK方式では3値が用いられる例があ
り、本発明ではこれに限られるものではない。
【0077】また、上記実施例で示した各構成要素は同
様の機能を有するものならば、実施例記載のものに限定
されるものではない(いくつかの構成要素からなる系に
ついても同様である)。自局からの情報伝送において、
2つ以上の周波数を用いる構成で有ればよい。
【0078】さらに、係数k等の数値も動作の許容範囲
であれば記載の値に限定されるものではない。
【0079】また、上記実施例では、各光ノード内に波
長を制御する波長制御系を設ける例を示したが、この波
長制御を1つの波長制御ノードに託して、各光ノードは
該波長制御ノードからの制御用光信号に基づいて各光ノ
ードの送信波長を設定する方法もあり、この場合には、
上述の本発明を当該波長制御ノードに適用することがで
きる。この場合、波長制御ノードは伝送路中の空き波長
を検出し、上記実施例で示した正確な空き波長を隣接波
長間隔で設定し、空き波長に空き波長である旨の情報を
載せて、伝送路に送出し、各通信ノードは当該空き波長
に一致する送信用波長を発光して送信することができ
る。また、定常状態においても、波長制御ノードは、上
記実施例で示した波長を管理しつつ、各通信ノードに発
光波長を維持、短く、又は長くする旨の制御信号を伝送
して波長制御してもよい。
【0080】以上の実施例では、送信機の送信波長の制
御のために光フィルタを用いる構成を示してきたが、本
発明はそれに限るものではなく、光フィルタの選択波長
を制御するいかなる構成にも適用できる。
【0081】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の光フ
ィルタの選択波長の制御方法では、光フィルタの選択波
長を制御する制御信号と、光フィルタの選択波長の関係
を常に補正することができる。それを送信器の出力光の
波長制御に用いることにより、常に一定の間隔で他の波
長との間隔を保つように制御することができる。それを
通信システムの波長多重に適用することにより、各チャ
ンネル間の間隔のばらつきを少なくし、高密度な波長多
重を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の波長制御方法の第1実施例の原理の説
明図である。
【図2】本発明の波長制御方法の第1実施例の動作の説
明図である。
【図3】本発明の波長制御方法の第2実施例の原理の説
明図である。
【図4】本発明の波長制御方法の第2実施例の動作の説
明図である。
【図5】光通信システムの構成図である。
【図6】本発明の波長制御方法を適用する光送信器の構
成図である。
【図7】本発明の波長制御方法の基本となる動作の説明
図である。
【図8】光フィルタの制御電圧波長特性を示す図であ
る。
【図9】本発明の波長制御方法の基本となる原理の説明
図である。
【符号の説明】
51 端局 52 光ノード 53 n×nスターカプラ 54,55 光ファイバ 56 光送信器 57 光受信器 58 光分岐器 61 波長制御系 62 LD 63 光フィルタ 64 LD駆動回路 65 光フィルタ駆動回路 66 受光素子 67 増幅器 68 識別器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/14 H04B 9/00 N 10/06 H04L 11/00 340 10/04 10/20 H04L 12/44

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 選択する波長を制御信号により制御可能
    な光フィルタを有する光検出装置における前記光フィル
    タの選択波長の制御方法であって、 前記制御信号の値を変化させることにより、光周波数変
    調されることにより生じている第1及び第2の波長の光
    の波長を含む波長範囲で、前記光フィルタの選択波長を
    変化させ、 前記光フィルタが前記第1の波長の光を選択したときの
    前記制御信号の値である第1の値と、前記光フィルタが
    前記第2の波長の光を選択したときの前記制御信号の値
    である第2の値との差を検出し、 前記光フィルタの選択波長が第3の値の制御信号により
    第3の波長となっている状態から、第4の値の制御信号
    により第4の波長になる状態にするために必要な制御信
    号の値の変化量を前記第1の値と前記第2の値の差に基
    づいて決定することを特徴とする光フィルタの選択波長
    の制御方法。
  2. 【請求項2】 前記第3もしくは第4の波長が前記第1
    の波長に等しいかもしくは近傍であるか、前記第3もし
    くは第4の波長が前記第2の波長に等しいかもしくは近
    傍である請求項1に記載の光フィルタの選択波長の制御
    方法。
  3. 【請求項3】 前記制御信号の値の変化量は、前記第1
    の値と前記第2の値との差が大きいときには大きく、小
    さいときには小さくする請求項1もしくは2に記載の光
    フィルタの選択波長の制御方法。
  4. 【請求項4】 前記制御信号の値の変化量は、前記第1
    の値と前記第2の値との差と比例させる請求項3に記載
    の光フィルタの選択波長の制御方法。
  5. 【請求項5】 波長多重通信を行う通信システムにおい
    て、選択する波長を制御信号により制御可能な光フィル
    タを有する光検出装置と、出力光の波長を変化させうる
    光源とを有する光出力装置の前記出力光の波長を前記通
    信システム内で用いられている他の光の波長から所定の
    波長差に保つべく制御する波長制御方法であって、 前記制御信号の値を変化させることにより、光周波数変
    調されることにより生じている第1及び第2の波長の光
    の波長を含む波長範囲で、前記光フィルタの選択波長を
    変化させ、 前記光フィルタが前記第1の波長の光を選択したときの
    前記制御信号の値である第1の値と、前記光フィルタが
    前記第2の波長の光を選択したときの前記制御信号の値
    である第2の値との差を検出し、 前記制御信号の値を変化させることにより、前記出力光
    の波長及び前記他の光の波長を含む波長範囲で、前記光
    フィルタの選択波長を変化させ、 前記光フィルタが前記出力光を選択したときの前記制御
    信号の値である第3の値と、前記光フィルタが前記他の
    光を選択したときの前記制御信号の値である第4の値と
    の差を検出し、 前記出力光の波長を、前記第3の値と前記第4の値との
    差が前記第1の値と前記第2の値との差に基づいて決定
    される所定の値になるように制御することを特徴とする
    波長制御方法。
  6. 【請求項6】 前記出力光の波長もしくは前記他の光の
    波長が、前記第1の波長に等しいかもしくは近傍である
    か、前記出力光の波長もしくは前記他の光の波長が前記
    第2の波長に等しいかもしくは近傍である請求項5に記
    載の波長制御方法。
  7. 【請求項7】 前記所定の値は、前記第1の値と前記第
    2の値との差が大きいときには大きく、小さいときには
    小さくする請求項5もしくは6に記載の波長制御方法。
  8. 【請求項8】 前記所定の値は、前記第1の値と前記第
    2の値との差に比例させる請求項7に記載の波長制御方
    法。
  9. 【請求項9】 更に、前記出力光を光周波数変調するス
    テップを有しており、前記第1及び第2の波長の光は光
    周波数変調された前記出力光である請求項5乃至8いず
    れかに記載の波長制御方法。
  10. 【請求項10】 前記他の光は光周波数変調されてお
    り、前記第1及び第2の波長の光は光周波数変調された
    前記他の光である請求項5乃至8いずれかに記載の波長
    制御方法。
  11. 【請求項11】 前記他の光は前記出力光と波長軸上で
    隣接する光である請求項5乃至10いずれかに記載の波
    長制御方法。
  12. 【請求項12】 前記第1及び第2の波長の光の波長を
    含む波長範囲で前記光フィルタの選択波長を変化させる
    ステップと、前記出力光の波長及び前記他の光の波長を
    含む波長範囲で前記光フィルタの選択波長を変化させる
    ステップは、前記光フィルタの選択波長を一回掃引する
    間に行う請求項5乃至11いずれかに記載の波長制御方
    法。
  13. 【請求項13】 出力光の波長を変化させうる光送信器
    を有する複数の端局と、選択する波長を制御信号により
    制御可能な光フィルタを有する光検出装置とを有する光
    通信システムにおける波長多重方法であって、 前記制御信号の値を変化させることにより、光周波数変
    調されることにより生じている第1及び第2の波長の光
    の波長を含む波長範囲で、前記光フィルタの選択波長を
    変化させ、 前記光フィルタが前記第1の波長の光を選択したときの
    前記制御信号の値である第1の値と、前記光フィルタが
    前記第2の波長の光を選択したときの前記制御信号の値
    である第2の値との差を検出し、 前記制御信号の値を変化させることにより、前記各端局
    の出力光のうち、波長制御するべき出力光の波長及び前
    記該波長制御するべき出力光の波長とは異なる他の光の
    波長を含む波長範囲で、前記光フィルタの選択波長を変
    化させ、 前記光フィルタが前記出力光を選択したときの前記制御
    信号の値である第3の値と、前記光フィルタが前記他の
    光を選択したときの前記制御信号の値である第4の値と
    の差を検出し、 前記波長制御するべき出力光を出力する端局において、
    前記出力光の波長を、前記第3の値と前記第4の値との
    差が前記第1の値と前記第2の値との差に基づいて決定
    される所定の値になるように制御することを特徴とする
    波長多重方法。
  14. 【請求項14】 前記波長制御するべき出力光の波長も
    しくは前記他の光の波長が前記第1の波長に等しいかも
    しくは近傍であるか、前記波長制御するべき出力光の波
    長もしくは前記他の光の波長が前記第2の波長に等しい
    かもしくは近傍である請求項13に記載の波長多重方
    法。
  15. 【請求項15】 前記所定の値は、前記第1の値と前記
    第2の値との差が大きいときには大きく、小さいときに
    は小さくする請求項13もしくは14に記載の波長多重
    方法。
  16. 【請求項16】 前記所定の値は、前記第1の値と前記
    第2の値との差に比例させる請求項15に記載の波長多
    重方法。
  17. 【請求項17】 更に、前記波長制御するべき出力光を
    光周波数変調するステップを有しており、前記第1及び
    第2の波長の光は光周波数変調された前記波長制御する
    べき出力光である請求項13乃至16いずれかに記載の
    波長多重方法。
  18. 【請求項18】 前記他の光は光周波数変調されてお
    り、前記第1及び第2の波長の光は光周波数変調された
    前記他の光である請求項13乃至16いずれかに記載の
    波長多重方法。
  19. 【請求項19】 前記他の光は前記波長制御するべき出
    力光と波長軸上で隣接する光である請求項13乃至18
    いずれかに記載の波長多重方法。
  20. 【請求項20】 前記第1及び第2の波長の光の波長を
    含む波長範囲で前記光フィルタの選択波長を変化させる
    ステップと、前記波長制御するべき出力光の波長及び前
    記他の光の波長を含む波長範囲で前記光フィルタの選択
    波長を変化させるステップは、前記光フィルタの選択波
    長を一回掃引する間に行う請求項13乃至19いずれか
    に記載の波長多重方法。
  21. 【請求項21】 前記光検出装置は各端局が有してお
    り、各端局における前記波長制御するべき出力光は各端
    局の出力光である請求項13乃至20いずれかに記載の
    波長多重方法。
  22. 【請求項22】 前記光検出装置は前記通信システム内
    に少なくとも1つ設けられており、前記光検出装置は前
    記波長制御するべき出力光の波長を、前記第3の値と前
    記第4の値との差が所定の値になるように制御するため
    の信号を前記波長制御するべき出力光を出力する端局に
    送信する請求項13乃至20いずれかに記載の波長多重
    方法。
  23. 【請求項23】 選択する波長を制御信号により制御可
    能な光フィルタにおいて、該光フィルタの選択波長を制
    御する制御信号と、該光フィルタの選択波長の間の関係
    を補正する波長補正方法であって、 前記制御信号の値を変化させることにより、光周波数変
    調されることにより生じている第1及び第2の波長の光
    の波長を含む波長範囲で、前記光フィルタの選択波長を
    変化させ、 前記光フィルタが前記第1の波長の光を選択したときの
    前記制御信号の値である第1の値と、前記光フィルタが
    前記第2の波長の光を選択したときの前記制御信号の値
    である第2の値との差を検出し、 前記光フィルタが第3の波長を選択しているときの制御
    信号の値を第3の値、前記光フィルタが第4の波長を選
    択しているときの制御信号の値を第4の値とした時、前
    記第3の波長と前記第4の波長との波長差と、前記第3
    の値と前記第4の値との差との関係を、前記第1の値と
    前記第2の値との差により補正することを特徴とする光
    フィルタの選択波長の間の関係を補正する波長補正方
    法。
  24. 【請求項24】 前記第3もしくは第4の波長が前記第
    1の波長に等しいかもしくは近傍であるか、前記第3も
    しくは第4の波長が前記第2の波長に等しいかもしくは
    近傍である請求項23に記載の波長補正方法。
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