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技術 光通信装置及び波長検出方法

出願人 キヤノン株式会社
発明者 窪田央一
出願日 1995年9月27日 (25年4ヶ月経過) 出願番号 1995-249122
公開日 1997年4月4日 (23年10ヶ月経過) 公開番号 1997-093223
状態 未査定
技術分野 光伝送方式 時分割方式以外の多重化通信方式 光通信システム
主要キーワード 立ち下がり電圧 チューニング動作 可変電流 掃引範囲 送信用光ファイバ 受信用光ファイバ 別グループ 透過波長λ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

伝送路上の送信光の強度に幅あっても、自局を含め各送信光の波長の検出を簡単な構成で可能とし、検出漏れを防止することを課題とする。

解決手段

伝送路に接続されかつ透過波長可変光透過手段と、上記光透過手段の透過光の強度に応じた信号を出力する検出器と、前記検出器の出力信号基準値と比較して識別信号として出力する識別器と、前記識別信号に応じて前記光透過手段の透過波長を制御する波長制御系を備える光通信装置において、前記識別器は複数の異なる基準値を有し、前記検出器の出力信号と比較した結果のそれぞれを識別信号として出力し、前記光透過手段の透過波長を掃引して前記複数の識別信号の変化を調べ、立ち上がり発生に引き続いて立ち下がりが発生する識別信号の変化の組が検出された場合に、前記立ち上がりおよび立ち下がりに対応する透過波長の値の平均から各端局の送信光の波長を求めることを特徴とする。

概要

背景

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。フレーム同期などの時間軸上での多重化も可能であるが、各チャンネルの伝送速度を一致させる必要がないので、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。

波長多重通信システムの一例として、各端局波長可変な1組の光送信器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波長通信に使われていない波長(波長多重通信の“チャンネル”と称する。)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光バンドパスフィルタ光透過手段の一種であり、以下、光フィルタと称する。)の透過スペクトル中心波長(以下、光フィルタの波長と称する。)は光受信器の光フィルタの透過スペクトルの幅から決まる。なお、波長可変光源の一例としては、電子情報通信学会技術報告OQE(Optical and Quantum Electronics)89−116,“三電極長共振器λ/4シフトMQWDFBレーザ”記載のものが挙げられる。また、光フィルタの一例としては、会予稿ECOC(Europian Conference on Optical Communication)′90−605。“A field-worthy, high-performance,tunable fiberFabry-Perot filter”記載のファブリペロー共振器型のものが挙げられる。

このようなシステムでは、各端局の送信波長混信せず、かつチャンネル数をできるだけ多くできるチューニング方式が必要である。特許出願中の特願平6−296660号や特願平7−226487号に記載されている方式はその1つである。以下、その概要について説明する。

図7は光通信システムの構成図である。本システムは端局数nのスター型のネットワークであり、端局301〜30n、光ノード311〜31n、n×nスターカプラ32、送信用光ファイバ331〜33n、受信用光ファイバ341〜34nで構成する。また、光ノード311〜31nは光ファイバ331〜33n、341〜34nを介して自ノードを含む各々光ノード311〜31nと交互に通信しあうことによりネットワークを構成する。各光ノード311〜31nは送信用の光ファイバ331〜nと受信用の光ファイバ341〜nでn×nスターカプラ32と接続する。光送信器35からの送信光は送信用の光ファイバ331〜nでn×nスターカプラ32へ送る。n×nスターカプラ32は、その送信光を均等に各受信用の光ファイバ341〜nに分配し、各光ノード311〜nに送る。受信用の光ファイバ341〜nからの入射光光分岐器37で2つに分け、光受信器36と光送信器35に入力する。この構成により、自端局の送信光は他端局の送信光と一緒に光送信器の光フィルタに入射する。

この方式では、各端局の光送信器は光送信器内に組み込まれた光フィルタで、システム内で送信可能な波長領域の検知、波長配置で隣接する波長との波長間隔の維持を行う。

図4は光送信器の構成図である。図示するように、波長制御系16、LD17、光フィルタ18、LD駆動回路19、光フィルタ駆動回路20、受光素子21、増幅器22、識別器23、光変調器24、光分岐器25、光合流器26、光スイッチ27、により構成する。

波長制御系16は、識別器23の出力信号をもとに、LD駆動回路19、光フィルタ駆動回路20を制御し、チューニング動作を行う。

LD駆動回路19は、波長制御系16からのLD制御電圧(以下、Vldと記す)に対応した波長になるようにLD17を駆動(電流注入)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、LD駆動回路19はレーザ各電極ごとに電流を供給する。例えば、両端の電極には一定電流を、中央の電極に可変電流を供給することで出力光の波長を変化させることが可能である。LD制御電圧Vldの変化量とLD17の波長の変化量は比例する。LD17の出力光は光変調器24にて端局からの送信信号によって強度変調され、光分岐器25にて一部を光合流器26に分岐され、大部分は光スイッチ27のオンオフされて伝送路に出力される。光スイッチ27は波長制御系16が例えば自局光出力の波長が所定の波長であるか否かを判断した結果に従ってオン/オフする。

光フィルタ駆動回路20は、波長制御系16からの光フィルタ制御電圧(以下Vfと記す)に対応した波長になるように光フィルタ18を駆動する。光フィルタ制御電圧Vfの変化量と光フィルタ18の透過波長の変化量は比例する。光合流器26は光分岐器25からの光出力と伝送路からの光出力とを合流し、光フィルタ18はこの合流した光出力から光フィルタ駆動回路20の光フィルタ制御電圧Vfに従った透過波長を選択する。透過波長は受光素子21にて電気信号に変換され、所定のレベル増幅されて識別器23に入力される。

識別器23のしきい値は、伝送路から光フィルタ18に入射する各チャンネルの波長と光フィルタ18の波長が一致した時の増幅器22の出力以下の値(例えば、半値の値)に設定する。入力信号がしきい値以上の場合はディジタル信号のH、そうでない場合はLを出力する。

識別器23による波長検出方法を図8を用いて説明する。図8(a)は光フィルタ18の透過スペクトルと、自端局ないし他端局の送信波長との関係を示している。図中、40は光受信器の光フィルタ18の透過スペクトル、41はこれから検知しようとしている自端局あるいは他端局の送信波長である。また、図8(b)は増幅器22の出力と光フィルタ18の透過波長との関係、図8(c)は光フィルタ18の透過波長と識別器23の出力との関係をあらわしている。

こうして、任意の端局の送信波長λ付近において、波長制御系16が光フィルタ18の透過波長λfを掃引すると、図8(a)送信光の強度、λfとλの波長差、光フィルタ18の透過スペクトルの形状などに応じて、増幅器22の出力電圧の値も変化する(図8(b))。識別器23のしきい値はVthであり、増幅器22の出力がVth未満では‘L’、Vth以上では‘H’の値を出力する(図8(c))。波長制御系16は、光フィルタ制御電圧Vfを変化させつつ識別器23の出力が‘H’である範囲を調べることで、伝送路上の送信波長の値(通常Vf1+(Vf2−Vf1)/2=(Vf2+Vf1)/2)を知ることができる。これを他の端局の送信波長毎に検出する。

波長制御系16は、送信開始時のチューニング動作を以下のようにして行う。
(1)通信システムの波長範囲全域にわたり、光フィルタ18の波長を掃引し、送信可能な(つまり自端局のLD17の波長可変範囲内で、かつ既に行われている他端局間の通信を妨げない)波長領域を調べる。
(2)先の送信可能な波長範囲の一端にある他端局の送信波長(以下、基準隣接波長と称する。)から波長間隔Δλ離れた波長に、自端局のLD17の波長を設定する。送信時に自端局のLD17の波長可変範囲に他の端局の送信波長が無い場合には、自端局のLD17の波長可変範囲の一端に送信波長を設定する。
(3)光フィルタ18の掃引により、自端局の波長と基準隣接波長との波長間隔を監視し、基準隣接波長と波長間隔Δλを維持する。基準隣接波長が送信を終了した場合は、その基準隣接波長の方向にシフトし、新たな基準隣接波長と波長間隔Δλを維持する。

以上の一連の動作により、通信システムの伝送路の波長軸上には、間隔がΔλの送信波長のグループが1つ以上形成される。図9に波長配置の一例を示した。波長を横軸に、送信を行っている端局のLDの波長を縦線で示している。図においては、3つのグループができあがっている。

概要

伝送路上の送信光の強度に幅あっても、自局を含め各送信光の波長の検出を簡単な構成で可能とし、検出漏れを防止することを課題とする。

伝送路に接続されかつ透過波長可変の光透過手段と、上記光透過手段の透過光の強度に応じた信号を出力する検出器と、前記検出器の出力信号を基準値と比較して識別信号として出力する識別器と、前記識別信号に応じて前記光透過手段の透過波長を制御する波長制御系を備える光通信装置において、前記識別器は複数の異なる基準値を有し、前記検出器の出力信号と比較した結果のそれぞれを識別信号として出力し、前記光透過手段の透過波長を掃引して前記複数の識別信号の変化を調べ、立ち上がり発生に引き続いて立ち下がりが発生する識別信号の変化の組が検出された場合に、前記立ち上がりおよび立ち下がりに対応する透過波長の値の平均から各端局の送信光の波長を求めることを特徴とする。

目的

本発明の第1の目的は、伝送路上の送信光の強度に幅がある場合においても、各送信光の波長の検出を可能とすることにある。

さらに、本発明の第2の目的は、簡単な構成で伝送路上の送信光の強度の幅に対応し、各送信光の波長の検出を可能とすることにある。

さらに、本発明の第3の目的は、識別器の数を一つとしたまま、伝送路上の送信光の強度の幅に対応し、各送信光の波長の検出を可能とすることにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

伝送路に接続され、かつ透過波長を変化させることができる光透過手段と、前記光透過手段の透過光の強度に応じた信号を出力する検出器と、前記検出器の出力信号基準値と比較し、比較結果を識別信号として出力する識別器と、前記識別信号に応じて前記光透過手段の透過波長を制御する波長制御系を備える光通信装置において、前記識別器は複数の異なる基準値を有し、前記検出器の出力信号と比較した結果のそれぞれを識別信号として出力し、前記波長制御系は前記光透過手段の透過波長を掃引して前記複数の識別信号の変化を調べ、立ち上がり発生に引き続いて立ち下がりが発生する識別信号の変化の組が検出された場合に、前記立ち上がりおよび立ち下がりに対応する透過波長の値の平均から各端局送信光波長を求めることを特徴とする光通信装置。

請求項2

伝送路に接続され、かつ透過波長を変化させることができる光透過手段と、前記光透過手段の透過光の強度に応じた信号を出力する検出器と、前記検出器の出力信号を基準値と比較し、比較結果を識別信号として出力する識別器と、前記識別信号に応じて前記光透過手段の透過波長を制御する波長制御系を備える波長検出方法において、前記識別器は複数の異なる基準値を有し、前記検出器の出力信号と比較した結果のそれぞれを識別信号として出力し、前記光透過手段の透過波長を掃引して前記複数の識別信号の変化を調べ、立ち上がり発生に引き続いて立ち下がりが発生する識別信号の変化の組が検出された場合に、前記立ち上がりおよび立ち下がりに対応する透過波長の値の平均から各端局の送信光の波長を求めることを特徴とする波長検出方法。

請求項3

前記検出器は入力光の強度に応じた電圧を出力し、前記識別器は複数の基準電圧源と複数の電圧比較器を備えるとともに、前記複数の基準電圧源の電圧と入力信号電圧の大小を前記複数の電圧比較器により比較し、結果を前記識別信号として出力することを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。

請求項4

前記検出器が入力光の強度に応じた電圧を出力し、前記識別器は複数の基準電圧源と複数の電圧比較器を備えるとともに、前記複数の基準電圧源の電圧と入力信号電圧の大小を前記複数の電圧比較器により比較し、結果を前記識別信号として出力することを特徴とする請求項2に記載の波長検出方法。

請求項5

前記検出器は入力光の強度に応じた電圧を出力し、前記識別器は電圧比較器と外部からその基準電圧が設定可能な基準電圧源を備えるとともに、入力信号電圧と前記基準電圧の大小を前記基準電圧を変化させたそのつど比較し、結果を識別信号として出力することを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。

請求項6

前記検出器は入力光の強度に応じた電圧を出力し、前記識別器は電圧比較器と外部からその基準電圧が設定可能な基準電圧源を備えるとともに、入力信号電圧と前記基準電圧の大小を前記基準電圧を変化させたそのつど比較し、結果を識別信号として出力することを特徴とする請求項2に記載の波長検出方法。

請求項7

前記複数の基準値のうち少なくとも1つは、前記伝送路上の送信光がとりうる最小の強度に対応した前記検出器の出力信号の値よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項1,3又は5に記載の光通信装置。

請求項8

前記複数の基準値のうち少なくとも1つは、前記伝送路上の送信光がとりうる最小の強度に対応した前記検出器の出力信号の値よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項2,4又は6に記載の波長検出方法。

技術分野

0001

本発明は、波長多重通信システムにおける光通信装置及び波長検出方法に関する。

背景技術

0002

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。フレーム同期などの時間軸上での多重化も可能であるが、各チャンネルの伝送速度を一致させる必要がないので、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、各端局波長可変な1組の光送信器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波長通信に使われていない波長(波長多重通信の“チャンネル”と称する。)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光バンドパスフィルタ光透過手段の一種であり、以下、光フィルタと称する。)の透過スペクトル中心波長(以下、光フィルタの波長と称する。)は光受信器の光フィルタの透過スペクトルの幅から決まる。なお、波長可変光源の一例としては、電子情報通信学会技術報告OQE(Optical and Quantum Electronics)89−116,“三電極長共振器λ/4シフトMQWDFBレーザ”記載のものが挙げられる。また、光フィルタの一例としては、会予稿ECOC(Europian Conference on Optical Communication)′90−605。“A field-worthy, high-performance,tunable fiberFabry-Perot filter”記載のファブリペロー共振器型のものが挙げられる。

0004

このようなシステムでは、各端局の送信波長混信せず、かつチャンネル数をできるだけ多くできるチューニング方式が必要である。特許出願中の特願平6−296660号や特願平7−226487号に記載されている方式はその1つである。以下、その概要について説明する。

0005

図7光通信システムの構成図である。本システムは端局数nのスター型のネットワークであり、端局301〜30n、光ノード311〜31n、n×nスターカプラ32、送信用光ファイバ331〜33n、受信用光ファイバ341〜34nで構成する。また、光ノード311〜31nは光ファイバ331〜33n、341〜34nを介して自ノードを含む各々光ノード311〜31nと交互に通信しあうことによりネットワークを構成する。各光ノード311〜31nは送信用の光ファイバ331〜nと受信用の光ファイバ341〜nでn×nスターカプラ32と接続する。光送信器35からの送信光は送信用の光ファイバ331〜nでn×nスターカプラ32へ送る。n×nスターカプラ32は、その送信光を均等に各受信用の光ファイバ341〜nに分配し、各光ノード311〜nに送る。受信用の光ファイバ341〜nからの入射光光分岐器37で2つに分け、光受信器36と光送信器35に入力する。この構成により、自端局の送信光は他端局の送信光と一緒に光送信器の光フィルタに入射する。

0006

この方式では、各端局の光送信器は光送信器内に組み込まれた光フィルタで、システム内で送信可能な波長領域の検知、波長配置で隣接する波長との波長間隔の維持を行う。

0007

図4は光送信器の構成図である。図示するように、波長制御系16、LD17、光フィルタ18、LD駆動回路19、光フィルタ駆動回路20、受光素子21、増幅器22、識別器23、光変調器24、光分岐器25、光合流器26、光スイッチ27、により構成する。

0008

波長制御系16は、識別器23の出力信号をもとに、LD駆動回路19、光フィルタ駆動回路20を制御し、チューニング動作を行う。

0009

LD駆動回路19は、波長制御系16からのLD制御電圧(以下、Vldと記す)に対応した波長になるようにLD17を駆動(電流注入)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、LD駆動回路19はレーザ各電極ごとに電流を供給する。例えば、両端の電極には一定電流を、中央の電極に可変電流を供給することで出力光の波長を変化させることが可能である。LD制御電圧Vldの変化量とLD17の波長の変化量は比例する。LD17の出力光は光変調器24にて端局からの送信信号によって強度変調され、光分岐器25にて一部を光合流器26に分岐され、大部分は光スイッチ27のオンオフされて伝送路に出力される。光スイッチ27は波長制御系16が例えば自局光出力の波長が所定の波長であるか否かを判断した結果に従ってオン/オフする。

0010

光フィルタ駆動回路20は、波長制御系16からの光フィルタ制御電圧(以下Vfと記す)に対応した波長になるように光フィルタ18を駆動する。光フィルタ制御電圧Vfの変化量と光フィルタ18の透過波長の変化量は比例する。光合流器26は光分岐器25からの光出力と伝送路からの光出力とを合流し、光フィルタ18はこの合流した光出力から光フィルタ駆動回路20の光フィルタ制御電圧Vfに従った透過波長を選択する。透過波長は受光素子21にて電気信号に変換され、所定のレベル増幅されて識別器23に入力される。

0011

識別器23のしきい値は、伝送路から光フィルタ18に入射する各チャンネルの波長と光フィルタ18の波長が一致した時の増幅器22の出力以下の値(例えば、半値の値)に設定する。入力信号がしきい値以上の場合はディジタル信号のH、そうでない場合はLを出力する。

0012

識別器23による波長検出方法を図8を用いて説明する。図8(a)は光フィルタ18の透過スペクトルと、自端局ないし他端局の送信波長との関係を示している。図中、40は光受信器の光フィルタ18の透過スペクトル、41はこれから検知しようとしている自端局あるいは他端局の送信波長である。また、図8(b)は増幅器22の出力と光フィルタ18の透過波長との関係、図8(c)は光フィルタ18の透過波長と識別器23の出力との関係をあらわしている。

0013

こうして、任意の端局の送信波長λ付近において、波長制御系16が光フィルタ18の透過波長λfを掃引すると、図8(a)送信光の強度、λfとλの波長差、光フィルタ18の透過スペクトルの形状などに応じて、増幅器22の出力電圧の値も変化する(図8(b))。識別器23のしきい値はVthであり、増幅器22の出力がVth未満では‘L’、Vth以上では‘H’の値を出力する(図8(c))。波長制御系16は、光フィルタ制御電圧Vfを変化させつつ識別器23の出力が‘H’である範囲を調べることで、伝送路上の送信波長の値(通常Vf1+(Vf2−Vf1)/2=(Vf2+Vf1)/2)を知ることができる。これを他の端局の送信波長毎に検出する。

0014

波長制御系16は、送信開始時のチューニング動作を以下のようにして行う。
(1)通信システムの波長範囲全域にわたり、光フィルタ18の波長を掃引し、送信可能な(つまり自端局のLD17の波長可変範囲内で、かつ既に行われている他端局間の通信を妨げない)波長領域を調べる。
(2)先の送信可能な波長範囲の一端にある他端局の送信波長(以下、基準隣接波長と称する。)から波長間隔Δλ離れた波長に、自端局のLD17の波長を設定する。送信時に自端局のLD17の波長可変範囲に他の端局の送信波長が無い場合には、自端局のLD17の波長可変範囲の一端に送信波長を設定する。
(3)光フィルタ18の掃引により、自端局の波長と基準隣接波長との波長間隔を監視し、基準隣接波長と波長間隔Δλを維持する。基準隣接波長が送信を終了した場合は、その基準隣接波長の方向にシフトし、新たな基準隣接波長と波長間隔Δλを維持する。

0015

以上の一連の動作により、通信システムの伝送路の波長軸上には、間隔がΔλの送信波長のグループが1つ以上形成される。図9に波長配置の一例を示した。波長を横軸に、送信を行っている端局のLDの波長を縦線で示している。図においては、3つのグループができあがっている。

発明が解決しようとする課題

0016

しかしながら、上記従来例では識別器が一つで、且つそのしきい値電圧Vthが固定であるため、伝送路上の送信光が多様な強度を持つ場合に送信波長の検知が困難となる場合があった。例えば、伝送路上の送信光の強度が小さく、増幅器の出力電圧Vaが識別器のしきい値電圧Vth未満である場合には、送信器はその送信光を検知することができない。

0017

識別器のしきい値電圧Vthを下げると、強度の小さい送信光を検出することが可能だが、強度の大きい信号を検出する際に識別器出力が‘H’である状態が長く続く。中心波長を正確に知るには、識別器出力が‘H’である範囲を全て掃引し、その中心をもって中心波長とみなすといった工夫が必要となる。そのため、光フィルタの掃引範囲をより広く必要とする。

0018

従って、早く確実に送信光を検出するためには、出力光強度が変動せず、かつ各端局間で強度が揃うように光源選別ないし調整しなくてはならないという課題を有していた。

0019

本発明の第1の目的は、伝送路上の送信光の強度に幅がある場合においても、各送信光の波長の検出を可能とすることにある。

0020

さらに、本発明の第2の目的は、簡単な構成で伝送路上の送信光の強度の幅に対応し、各送信光の波長の検出を可能とすることにある。

0021

さらに、本発明の第3の目的は、識別器の数を一つとしたまま、伝送路上の送信光の強度の幅に対応し、各送信光の波長の検出を可能とすることにある。

0022

さらに、本発明の第4の目的は、伝送路上の送信光の強度に幅がある場合において、最小の強度を持つ送信光の波長の検出を保証することにより、各送信光の波長の検出洩れを防ぐことにある。

課題を解決するための手段

0023

上記目的を達成するため、第1の発明は、伝送路に接続され、かつ透過波長を変化させることができる光透過手段と、前記光透過手段の透過光の強度に応じた信号を出力する検出器と、前記検出器の出力信号を基準値と比較し、結果を識別信号として出力する識別器と、前記識別信号に応じて前記光透過手段の透過波長を制御する波長制御系を備える光通信装置及び波長制御方法において、前記識別器は複数の異なる基準値を有し、前記検出器の出力信号と比較した結果のそれぞれを識別信号として出力し、前記光透過手段の透過波長を掃引して前記複数の識別信号の変化を調べ、立ち上がり発生に引き続いて立ち下がりが発生する識別信号の変化の組が検出された場合に、前記立ち上がりおよび立ち下がりに対応する透過波長の値の平均から各端局の送信光の波長を求めることを特徴とする。

0024

上記構成において、光透過手段の透過波長を掃引すると、各端局の送信光の波長と透過波長との波長差に応じてフィルタ透過光の強度は変化する。つまり、波長差が減少すると透過光強度は増加し、波長差がゼロの時透過光強度は最大となり、波長差が増加すると透過光強度は減少する。

0025

識別信号の立ち上がりは透過光強度の増加に、立ち下がりは減少に対応する。従って、透過光強度が最大となる波長、すなわち光源ないし他端局の送信光の波長は、一連の識別信号の立ち上がりとそれに続く立ち下がりにおいて、最後に発生した立ち上がりに対応する波長とそれに引き続いて発生した立ち下がりに対応する波長との間に存在する。

0026

そこで、波長制御系は前記光透過手段の透過波長を掃引して前記複数の識別信号のそれぞれの変化を調べ、立ち上りが発生した時点で対応する透過波長を立ち上り波長として記憶する作業を繰り返し、立ち下がりが発生した時点で対応する透過波長を立ち下がり波長として記憶する。波長制御系は、前記立ち上り波長と前記立ち下がり波長とから、他端局の送信光または光源の波長を得ることができる。

0027

以上の波長検出動作は識別信号の立ち上がり、立ち下がりのみに注目しており、透過光の強度によらない。また、光信号をその強度に最も近い基準値と比較した識別信号を使用して検出するため、掃引に必要とする波長範囲を狭くできる。

0028

また、第2の発明は、上記光通信装置及び波長制御方法において、前記検出器は入力光の強度に応じた電圧を出力し、前記識別器は複数の基準電圧源と複数の電圧比較器を備えるとともに、前記複数の基準電圧源の電圧と入力信号電圧の大小を前記複数の電圧比較器により比較し、結果を識別信号として出力することを特徴とする。

0029

上記構成において、識別器は各基準電圧源の基準電圧と検出器の出力電圧を個別に比較し、結果のそれぞれを識別信号として出力する。波長制御系は、各識別信号の変化から他端局ないし光源の波長を検出する。

0030

また、第3の発明は、上記光通信装置及び波長制御方法において、前記検出器は入力光の強度に応じた電圧を出力し、前記識別器は電圧比較器と外部からその基準電圧が設定可能な基準電圧源を備えるとともに、入力信号の電圧と前記基準電圧の大小を前記基準電圧を変化させたそのつど比較し、結果を識別信号として出力することを特徴とする。

0031

上記構成において、波長制御系は任意の透過波長について識別器の基準電圧源の基準電圧を切り替えては対応する識別信号を得るという動作を、透過波長を掃引しつつ行う。波長制御系は、各識別信号の変化から他端局ないし光源の波長を検出する。

0032

また、第4の発明は、上記光通信装置及び波長制御方法において、前記複数の基準値のうち少なくとも1つは、伝送路上の送信光がとりうる最小の強度に対応した前記検出器の出力信号の値よりも小さく設定されていることを特徴とする。

0033

上記設定により、最小の強度を持つ送信光についても、その波長が透過波長に一致した際の識別信号の発生が保証される。これにより、伝送路上の各送信光の波長の検出洩れを防ぐことができる。

発明を実施するための最良の形態

0034

以下、本発明の実施の形態を、各実施例とともに図面を参照しつつ詳細に説明する。

0035

(第1の実施例)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。本実施例における光送信器の構成は、上述の図4に示した波長制御方式を適用する光送信器と同様であり、識別器23が2出力を持つ点を除いて同じであるので、構成上の説明を省略する。また、本光送信器を用いた光システムの構成についても、従来例の項において図7を用いて説明したものと同じであるので説明を省略する。

0036

図1は本実施例の動作原理を説明するための図である。図1(a)は伝送路上の送信光の波長と、光透過手段である光フィルタ18の透過スペクトルとの関係を表したもので、横軸は波長、縦軸は送信光の強度および光フィルタ18の透過率を表している。1,2は伝送路上の送信光もしくは光源の出力、3は光フィルタ18の透過スペクトルである。(b)は光フィルタ18の制御電圧と、増幅器22の出力電圧との関係を示したものである。横軸は光フィルタ18の制御電圧Vf、縦軸は増幅器22の出力電圧Vaである。図では波長λ1,λ2に対応するフィルタ制御電圧Vf1,Vf2において、送信光1,2に対応する信号が発生する様子を表している。また、しきい値としての基準電圧Vth1,Vth2は識別器23の基準電圧である。(c)および(d)は、フィルタ制御電圧Vfと識別器23の識別信号との関係を表している。(c)は増幅器22の出力電圧Vaと識別器23の基準電圧Vth1とを比較した場合の識別信号、(d)は同じくVaと基準電圧Vth2とを比較した場合の識別信号である。

0037

各基準電圧源の基準電圧Vth1,Vth2は、各送信光がどのような状況においても検出できるように設定する。例えば、伝送路上の送信光のうち最小の強度を持つものについて、その波長と光フィルタ18の波長が一致した時の増幅器22の出力の半値にVth1を設定する。これにより送信波長の検出漏れがないことを保証する。ついで、伝送路上の送信光のうち標準的な強度を持つものについて同様に、その波長と光フィルタ18の波長が一致した時の増幅器22の出力の半値にVth2を設定する。

0038

強度が大きく異なる2つの送信光のグループがある場合、基準電圧Vth1,Vth2は双方の送信光のグループにおいて最小の強度を持つものについて、その波長と光フィルタ18の波長が一致した時の増幅器22の出力の半値に設定する。これは例えば、光分岐器25の分岐比が適当でなく、自端局送信光の強度が伝送路上からの他端局送信光の強度に比べて大きい場合などで有効である。この時、基準電圧Vth1は他端局の送信光のうち最も強度が小さいものについて、その波長と光フィルタ18の波長が一致した時の増幅器22の出力の半値に設定する。また、基準電圧Vth2は自端局送信光の波長と光フィルタ18の波長が一致した時の増幅器22の出力の半値に設定する。

0039

図2は本実施例で使用する識別器23の構成を示す図である。5および7は基準電圧源であり、5は基準電圧がVth1、7は基準電圧がVth2にそれぞれ設定されている。8は入力信号であり、増幅器22の出力電圧Vaが入力される。4および6は電圧比較器、9は電圧比較器4が出力する識別信号1、10は電圧比較器5が出力する識別信号2である。電圧比較器4は基準電圧源5の基準電圧Vth1と入力信号8の出力電圧Vaを、電圧比較器6は基準電圧源7の基準電圧Vth2と入力信号8の出力電圧Vaを比較して、Vth≧Vaであれば‘H’、Vth<Vaであれば‘L’を識別信号としてそれぞれ出力する。

0040

以下、本実施例における波長検出の方法を図1を用いて説明する。

0041

伝送路上に送信光1、送信光2が送出されており、光フィルタ18の透過波長λsから長波長側へ掃引していく場合を考える。最初は、識別信号1,2ともに‘L’である。透過波長を掃引していくにつれ増幅器22の出力電圧Vaは増加していき、入力信号8の出力電圧Vaが基準電圧Vth2を越えた時点で、識別信号2が‘L’から‘H’へと立ち上がる。波長制御系はその時点の光フィルタ18の制御電圧Vf3を立ち上がり電圧Vupとして記憶する。さらに掃引を続けると、出力電圧Vaが基準電圧Vth1を越えた時点で識別信号1が‘L’から‘H’へと立ち上がる。波長制御系16はその時点の光フィルタ18の制御電圧Vf1を新たな立ち上がり電圧Vupとして記憶する。さらに掃引を続けると出力電圧Vaは増加を続け、透過波長が送信光の波長に一致した時点で最大値を取った後、減少し始める。出力電圧Vaが基準電圧Vth1を下回った時点で識別信号1が‘H’から‘L’に立ち下がる。波長制御系16はその時点の光フィルタ18の制御電圧Vf2を立ち下がり電圧Vdownとして記憶する。続いて、立ち上がり電圧Vupと立ち下がり電圧Vdownの平均を求め、これを送信光1の波長に対応する制御電圧Vfl1として記憶する。

0042

送信光1と比較して強度の小さい送信光2の波長検出の場合も、同様におこなうことができる。掃引を続けると、送信光1の場合と同様、増幅器22の出力電圧Vaは増加した後減少する。ただし、その値は基準電圧Vth1を越えることはない。図に示すように、出力電圧Vaが基準電圧Vth2を越えた時点で識別信号2が‘L’から‘H’へと立ち上がる。波長制御系はその時点の光フィルタの制御電圧Vf5を立ち上がり電圧Vupとして記憶する。さらに掃引を続けると、VaがVth2を下回る時点で識別信号2が‘H’から‘L’へと立ち下がる。波長制御系16はその時点の光フィルタ18の制御電圧Vf6を立ち下がり電圧Vdownとして記憶する。続いて、VupとVdownの平均を取り、送信光2の波長に対応する制御電圧Vfl2として記憶する。

0043

送信開始時など、全波長範囲に渡って透過波長を掃引し、すでに送信されている他端局の送信光の波長を調べる時は、上記の手順で各送信光の波長に対応するフィルタ制御電圧Vfl1,Vfl2,Vfl3…を求める。求め方としては、透過波長を掃引するその場で各送信光の波長に対応する制御電圧を計算しても良いし、一旦全ての範囲に渡って掃引し、記憶しておいた各識別信号の値を解析して求めても良い。

0044

一方、自端局の送信光の波長と基準隣接波長との波長間隔を維持する動作の際には、その場で各送信光の波長に対応する制御電圧Vfl0を計算する方が、余計な掃引を省略できるため望ましい。

0045

以上、本実施例では、識別器23は2つの基準電圧Vth1,Vth2を持つ例を示したが、基準電圧を3以上(Vth1,Vth2,Vth3…)設定する構成も当然可能である。その場合も、識別信号の変化から送信光の波長を特定するための検出方法はほとんど同じである。

0046

波長制御系16は光フィルタ18の透過波長を掃引しながら識別信号の変化を常に調べる。検出器の出力電圧Vaが、任意の基準電圧Vthi(i=1,2,3…)を越えるたびに、対応する識別信号が‘L’から‘H’へと立ち上がる。そのつど光フィルタ18の制御電圧Vfを立ち上がり電圧Vupとして記憶することを繰り返す。また、検出器の出力電圧Vaが減少して任意の基準電圧Vthj(j=1,2,3…)を下回り、対応する識別信号の‘H’から‘L’へと立ち下がりが生じた時点で、光フィルタ18の制御電圧Vfを立ち下がり電圧Vdownとして記憶、VupとVdownの平均から、送信光の波長に対応する光フィルタ制御信号Vfliを求める。

0047

上記第1の実施例では、図4に示す構成により説明したが、光分岐器25、光スイッチ27、光合流器26の構成を図5又は図6の構成に置き換えても、上述と同様な動作で、光信号のレベル差に基づく波長検出の誤差を防止し得る。

0048

図5においては、光合流器26は光スイッチ28からの光出力と伝送路からの光出力とを合流して光フィルタ18に入力する。光変調器24はLD17の出力光を送信信号で強度変調する。光スイッチ28は光変調器24からの光を、波長制御系16からのオン/オフ信号がHのとき伝送路に出力し、Lのとき光合流器26に出力する。この構成により、光分岐器25が不要であり、伝送路に光を出力せずに、LD17のLD制御電圧Vldに応じた波長λldを所定の波長に設定して、伝送路に出力することができる。

0049

また、図6においては、図5ブロック図に加えて、光スイッチ23と光合流器26との間に減衰器40を挿入している。これは、ネットワーク内に伝送路中のスターカプラ等で増幅を行わないとき、または十分に信号レベル整合が取れていない場合に、伝送路から光合流器26に入力される光と、光スイッチ23から光合流器26に入ってくる光の強度の違いが受光素子21の検出段階で問題となる場合があり、その対応のために光スイッチ23と光合流器26との間に減衰器40を挿入して、光強度を適切にするものである。また、この光スイッチ23内に光減衰手段を挿入してもよい。

0050

本実施例では、図4の構成に限らず、図5図6の構成においても十分適用することができ、識別器23の入力レベルが波長に従ったバラツキに対応して正確な識別を可能とするものである。

0051

(第2の実施例)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。

0052

実施例1では複数の基準電圧源を用意し、それぞれに基準電圧Vth1,Vth2を発生させていた。本実施例では、基準電圧源の基準電圧を外部から設定可能とし、基準電圧Vth1,Vth2を時間的に切替えることで、第1の実施例と同様な効果を得る。

0053

本実施例における光送信器の構成は、従来例の項において図4を用いて説明したものと、波長制御系16が識別器23に制御信号を送る点を除いて同じであるので説明を省略する。また、本光送信器をもちいた光システムの構成についても、従来例の項において図4を用いて説明したものと同じであるので説明を省略する。

0054

図3は本実施例で使用する識別器23の構成を示す図である。12は基準電圧源であり、波長制御系16からの制御信号15をもとに所定の基準電圧Vth1,Vth2のうちいずれか一つを選択して発生し、出力する。13は入力信号であり、増幅器22の出力電圧Vaに等しい。11は電圧比較器、14は電圧比較器11が出力する識別信号である。電圧比較器11は基準電圧源12の基準電圧Vthと入力信号13の出力電圧Vaを比較して、Vth≧Vaであれば‘H’、Vth<Vaであれば‘L’を識別信号としてそれぞれ出力する。

0055

図1は本実施例の動作原理を説明するための図である。実施例1とほとんど同じなので、相違点のみ詳しく説明する。(a)は伝送路上の送信光の波長と、光フィルタ18の透過スペクトルとの関係を表した図であり、(b)は光フィルタ18の制御電圧と、増幅器22の出力電圧との関係を示した図である。Vth1,Vth2は識別器23の基準電圧であり、その値は前もって記憶されていて、波長制御系16の制御信号によって切り替わる。(c)および(d)は、フィルタ制御電圧Vfと識別器23の識別信号との関係を表している。(c)は識別器23内の基準電圧源12の基準電圧がVth1である場合の識別信号、(d)は同じく基準電圧がVth2である場合の識別信号である。

0056

基準電圧源の基準電圧Vth1,Vth2は、第1の実施例と同様、各送信光がどのような状況においても検出できるように設定しておく。

0057

以下、本実施例における波長検出の方法を図1を用いて説明する。

0058

光フィルタ18の透過波長をλsから掃引していく場合を考える。波長制御系16は、光フィルタ18の制御電圧をVfsに設定し、透過波長をλsとする。また、識別器23の基準電圧源の基準電圧をVth1に設定する。識別器23は検出器の出力電圧VaとVth1の大小を比較し結果を出力するので、これを識別信号1として記憶する。ついで波長制御系16は識別器23の基準電圧をVth2に設定する。識別器23はVaとVth2の大小を比較し、結果を出力するので、これを識別信号2として記憶する。

0059

波長制御系16は、光フィルタ18の制御電圧を微小量だけ増加させ(すなわち、透過波長を増加させ)、ついで識別信号1および識別信号2を読み取る、という動作を繰り返し、各波長における識別信号の値を得る。識別信号を得た後の動作は第1の実施例と同様である。

0060

また、比較用の基準電圧を3以上使用する構成も、制御信号を3つ以上準備し、基準電圧源12に各制御信号を供給することで3つ以上の基準電圧を電圧比較器11に出力し、掃引の1ステップにおいて切り替える基準電圧の数を変えることか可能である。

0061

(その他の実施例)第1の実施例および第2の実施例では、本波長検出方式の波長多重通信システムが、1段のスターカプラで構成される光通信システムにおいて適用されるものとして説明した。しかし、システムがバス型ないし多段のスター型といった構成をとる場合においても本波長検出方式は有効である。

0062

波長多重通信システムがバス型の構成を取る場合、各端局は一本の共通の伝送路と光カプラを介して接続する。光カプラを1つ通過するごとに分岐損が発生するため、伝送路上の送信光の強度にはさまざまなものが存在する。識別器の基準電圧Vthを複数設けることにより、波長の検出洩れを防ぎながら光フィルタの掃引範囲を抑えることができる。

0063

また、波長多重通信システムが多段のスター型構成を取る場合、自端局と同じグループに属しているかどうかで、各波長の光信号レベルが大きく異なる。すなわち、別グループに属する端局の送信光は、同グループに属する端局の送信光と比べてスターカプラを2段多く通過するため、分岐損により強度が大きく減少する。この場合、同グループに属する端局の送信光検知用と別グループに属する端局の送信光検知用に異なる基準電圧Vth1,Vth2を設定することにより、検出洩れを防ぎながら光フィルタの掃引範囲を抑えることができる。

0064

また、上記各実施例では光通信装置および波長制御方法を図7に示す光ノードに設定する例を示したが、本発明はこれに限ることなく、波長検出を行う装置又は方法ののいずれにも適用できるもので、例えば、波長制御の機能を主機能とする波長制御ノード通信ノードにも適用して、上記と同様な効果を奏し得る。

発明の効果

0065

以上説明したように、第1の発明によれば、伝送路上の送信光の強度に幅がある場合においても、各送信光の波長を検出することができる。また、検出に要する光フィルタ透過波長の掃引範囲が少なくてすむ。

0066

第2の発明によれば、簡単な構成で伝送路上の送信光の強度の幅に対応し、各送信光の波長を検出することができるとともに、検出に要する光フィルタ透過波長の掃引範囲が少なくてすむ。

0067

第3の発明によれば、識別器の数を一つとしたまま、伝送路上の送信光の強度の幅に対応し、各送信光の波長を検出することができるとともに、検出に要する光フィルタ透過波長の掃引範囲が少なくてすむ。

0068

第4の発明によれば、伝送路上の送信光の強度に幅がある場合において、最小の強度を持つ送信光の波長の検出を保証することにより、各送信光の波長の検出洩れを防ぐことができる。

図面の簡単な説明

0069

図1本発明の波長検出方式を説明するための図である。
図2本発明の第1の実施例に係わる識別器の構成図である。
図3本発明の第2の実施例に係わる識別器の構成図である。
図4本発明による実施例及び従来例の波長検出方式を適用する光送信器の構成図である。
図5本発明による実施例及び従来例の波長検出方式を適用する光送信器の構成図である。
図6本発明による実施例及び従来例の波長検出方式を適用する光送信器の構成図である。
図7従来例における光通信システムの構成図である。
図8従来例における波長検出方式を説明するための図である。
図9従来例における光通信システムの波長配置を説明するための図である。

--

0070

1送信光1
2 送信光2
3光フィルタの透過スペクトル
4,5電圧比較器
6,7基準電圧源
8増幅器10の出力信号
9識別信号1
10 識別信号2
11 電圧比較器
12 基準電圧源
13 増幅器10の出力信号
14 識別信号
15制御信号
16波長制御系
17 LD
18 光フィルタ
19LD駆動回路
20 光フィルタ駆動回路
21受光素子
22 増幅器
23識別器
24光変調器
25光分岐器
26光合流器
27 光スイッチ
301〜30n端局
311〜31n光ノード
32 n×nスターカプラ
331〜33n光ファイバ
341〜34n 光ファイバ
35光送信器
36光受信器
37 光分岐器
40 光フィルタの透過スペクトル
41 端局の送信光

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