図面 (/)

技術 光伝送システム、光伝送装置の調整方法、および光伝送装置の調整プログラム

出願人 富士通株式会社
発明者 小山智史星田剛司中島久雄
出願日 2012年10月10日 (7年6ヶ月経過) 出願番号 2012-225141
公開日 2014年5月1日 (5年11ヶ月経過) 公開番号 2014-078834
状態 特許登録済
技術分野 光通信システム
主要キーワード DC検出回路 Nチャネル 透過バンド 周波数揺らぎ 周波数ピーク 出力光電流 周波数補正量 偏波角度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年5月1日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (16)

課題

簡易な構成で周波数間隔を調整することができる光伝送システム光伝送装置検査方法、および光伝送装置の検査プログラムを提供する。

解決手段

光伝送システムは、それぞれ異なる周波数光信号を出力する複数の送信器と、前記光信号のうち少なくとも2つの光信号の各々に、当該2つの光信号よりも狭い周波数幅を有する参照信号を、中心周波数の間隔が当該2つの光信号の中心周波数の間隔よりも狭い間隔となるようび付加する処理部と、前記複数の送信器が出力する光信号を合波する合波器と、前記合波器による合波によって前記参照信号間で発生するビート信号を抽出する抽出部と、前記抽出部の抽出結果に応じて前記2つの光信号の周波数間隔を調整する調整部と、を備える。

概要

背景

特許文献1は、周波数間隔波長間隔)の調整方法として、隣接するチャネルレーザからの出力光合波することによって発生するビート信号から周波数補正量を算出する技術を開示している。

概要

簡易な構成で周波数間隔を調整することができる光伝送システム光伝送装置検査方法、および光伝送装置の検査プログラムを提供する。 光伝送システムは、それぞれ異なる周波数光信号を出力する複数の送信器と、前記光信号のうち少なくとも2つの光信号の各々に、当該2つの光信号よりも狭い周波数幅を有する参照信号を、中心周波数の間隔が当該2つの光信号の中心周波数の間隔よりも狭い間隔となるようび付加する処理部と、前記複数の送信器が出力する光信号を合波する合波器と、前記合波器による合波によって前記参照信号間で発生するビート信号を抽出する抽出部と、前記抽出部の抽出結果に応じて前記2つの光信号の周波数間隔を調整する調整部と、を備える。

目的

本件は上記課題に鑑みなされたものであり、簡易な構成で周波数間隔を調整することができる光伝送システム、光伝送装置の調整方法、および光伝送装置の調整プログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

それぞれ異なる周波数光信号を出力する複数の送信器と、前記光信号のうち少なくとも2つの光信号の各々に、当該2つの光信号よりも狭い周波数幅を有する参照信号を、中心周波数の間隔が当該2つの光信号の中心周波数の間隔よりも狭い間隔となるように付加する処理部と、前記複数の送信器が出力する光信号を合波する合波器と、前記合波器による合波によって前記参照信号間で発生するビート信号を抽出する抽出部と、前記抽出部の抽出結果に応じて前記2つの光信号の周波数間隔を調整する調整部と、を備えることを特徴とする光伝送システム

請求項2

前記調整部は、前記2つの光信号の一方に対して他方の周波数を相対的に掃引することによって、前記2つの光信号の所望の周波数間隔を求め、前記2つの光信号の周波数間隔を前記所望の周波数間隔に調整することを特徴とする請求項1記載の光伝送システム。

請求項3

前記送信器は、3つ以上設けられ、前記処理部は、前記調整部が周波数間隔を調整する対象の2つの光信号以外の光信号に対して、前記参照信号の付加を行わないことを特徴とする請求項1または2記載の光伝送システム。

請求項4

前記送信器は、3つ以上設けられ、前記処理部は、前記調整部が周波数間隔を調整する対象の2つの光信号以外の光信号に対しても前記参照信号を付加し、前記調整部は、前記掃引の際に、前記2つの光信号以外の光信号に対しても、前記他方の周波数と同期させて周波数を掃引することを特徴とする請求項2記載の光伝送システム。

請求項5

前記参照信号間の偏波角度周期的に変化させる偏波制御部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光伝送システム。

請求項6

前記送信器は、3つ以上設けられ、前記処理部は、周波数が隣接する各2つの光信号に前記参照信号を付加し、前記各2つの光信号に付加された参照信号の偏波回転の各周波数差が互いに異なる値となるように偏波回転を与える偏波制御部が備わり、前記抽出部は、いずれかの各周波数差に同期することによって当該各周波数差の参照信号間で発生するビート信号を抽出することを特徴とする請求項1または2記載の光伝送システム。

請求項7

前記2つの光信号を出力する送信器と前記合波器とは、偏波保持ファイバによって接続され、前記偏波保持ファイバは、前記参照信号間の偏波角度を90度以外の角度に保持することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光伝送システム。

請求項8

前記参照信号は、パイロットトーンであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の光伝送システム。

請求項9

それぞれ異なる周波数の光信号を出力する複数の送信器と、前記複数の送信器が出力する光信号を合波する合波器と、を備える光伝送装置において、前記光信号のうち少なくとも2つの光信号の各々に、当該2つの光信号よりも狭い周波数幅を有する参照信号を、中心周波数の間隔が当該2つの光信号の中心周波数の間隔よりも狭い間隔となるように付加する処理ステップと、前記合波器による合波によって前記参照信号間で発生するビート信号を抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップの抽出結果に応じて前記2つの光信号の周波数間隔を調整する調整ステップと、を含むことを特徴とする光伝送装置の調整方法

請求項10

それぞれ異なる周波数の光信号を出力する複数の送信器と、前記複数の送信器が出力する光信号を合波する合波器と、を備える光伝送装置において、コンピュータに、前記光信号のうち少なくとも2つの光信号の各々に、当該2つの光信号よりも狭い周波数幅を有する参照信号を、中心周波数の間隔が当該2つの光信号の中心周波数の間隔よりも狭い間隔となるように付加する処理ステップと、前記合波器による合波によって前記参照信号間で発生するビート信号を抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップの抽出結果に応じて前記2つの光信号の周波数間隔を調整する調整ステップと、を実行させることを特徴とする光伝送装置の調整プログラム

技術分野

0001

本件は、光伝送システム光伝送装置調整方法、および光伝送装置の調整プログラムに関する。

背景技術

0002

特許文献1は、周波数間隔波長間隔)の調整方法として、隣接するチャネルレーザからの出力光合波することによって発生するビート信号から周波数補正量を算出する技術を開示している。

先行技術

0003

特開2003−60578号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1の技術では、隣接チャネル間の帯域よりも広い帯域の受光器が必要となる。また、チャネル数に応じてモニタ用の受光器数が増加してしまう。

0005

本件は上記課題に鑑みなされたものであり、簡易な構成で周波数間隔を調整することができる光伝送システム、光伝送装置の調整方法、および光伝送装置の調整プログラムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

明細書開示の光伝送システムは、それぞれ異なる周波数光信号を出力する複数の送信器と、前記光信号のうち少なくとも2つの光信号の各々に、当該2つの光信号よりも狭い周波数幅を有する参照信号を、中心周波数の間隔が当該2つの光信号の中心周波数の間隔よりも狭い間隔となるように付加する処理部と、前記複数の送信器が出力する光信号を合波する合波器と、前記合波器による合波によって前記参照信号間で発生するビート信号を抽出する抽出部と、前記抽出部の抽出結果に応じて前記2つの光信号の周波数間隔を調整する調整部と、を備える。

発明の効果

0007

明細書開示の光伝送システム、光伝送装置の調整方法、および光伝送装置の調整プログラムによれば、簡易な構成で周波数間隔を調整することができる。

図面の簡単な説明

0008

(a)は実施例1に係る光伝送システムの要部ブロック図であり、(b)は送信器の詳細ブロック図である。
(a)はパイロットトーンが付加された信号の光スペクトラムの一例であり、(b)は受光器が出力する電気信号に含まれる差周波成分の一例である。
(a)〜(d)は、シミュレーション結果を表す図である。
1チャネル〜Nチャネルの光信号を表す図である。
光伝送システムの動作を表すフローチャートである。
送信器へのフィードバックを表す図である。
チャネル数が3以上である場合のビート信号を表す図である。
(a)〜(d)はシミュレーション結果を表す図である。
(a)および(b)はシミュレーション結果を表す図である。
互いに隣接する2チャネルに対してのみパイロットトーンを付加した図である。
フローチャートの一例である。
実施例2に係る光伝送システムaの要部ブロック図である。
(a)〜(d)はシミュレーション結果を表す図である。
光伝送システムの他の例の要部ブロック図である。
ハードウェア構成を説明するためのブロック図である。

0009

以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。

0010

図1(a)は、実施例1に係る光伝送システム100の要部ブロック図である。図1(b)は、後述する送信器の詳細ブロック図である。光伝送システム100は、一例として、波長分割多重WDM)方式の伝送ステムであり、Nチャネルの光信号を合波して伝送する。各チャネルの光信号は、それぞれ異なる周波数を有している。1チャネル〜Nチャネルは、例えば、周波数の高い順、または周波数の低い順に設定されている。したがって、隣り合うチャネルにおいて、周波数が隣り合っている。本実施例においては、一例として、1チャネル〜Nチャネルは、周波数の低い順に設定されている。

0011

図1(a)を参照して、光伝送システム100は、N個の送信器10(Tx1〜TxN)、合波器20、中継器30、受信器40、受光器50、周波数間隔抽出部60などを備える。周波数間隔抽出部60は、フィルタ61およびRF検出回路62を備える。N個の送信器10および合波器20が光伝送装置として機能する。図1(b)を参照して、送信器10は、光源制御部11、光源12、分岐器13、IQ変調器14a,14b、処理部15、デジタルアナログコンバータ(DAC)16a,16bおよび合波器17を備える。

0012

光源制御部11は、光源12の出力光強度および出力周波数出力波長)を制御する。光源12は、半導体レーザなどのように、特定の波長周波数ピークを有する光信号を出力する装置であり、光源制御部11の指示に従い、チャネルに応じて異なる周波数の光信号を出力する。分岐器13は、光源12からの光信号を、互いに直交するX偏波とY偏波とに分岐する分岐手段であり、例えば、偏光ビームスプリッタPBS:Polalization Beam Splitter)である。

0013

分岐器13から出力されたX偏波はIQ変調器14aに入力され、分岐器13から出力されたY偏波はIQ変調器14bに入力される。DAC16aは、処理部15の駆動信号をI(In−Phase)成分およびQ(Quadrature)成分のアナログ信号に変換し、IQ変調器14aに入力する。DAC16bは、処理部15の駆動信号をI成分およびQ成分のアナログ信号に変換し、IQ変調器14bに入力する。

0014

IQ変調器14aは、DAC16aからのアナログ信号に応じて光変調を行う変調器であり、第1変調信号を出力する。IQ変調器14bは、DAC16bからのアナログ信号に応じて光変調を行う変調器であり、第2変調信号を出力する。第1変調信号はX偏波を利用して伝送され、第2変調信号はY偏波を利用して伝送される。合波器17は、各偏波を偏波多重する装置であり、一例として偏波ビームコンバイナ(PBC:Polalization Beam Combiner)である。合波器17は、第1変調信号および第2変調信号を偏波多重し、各チャネルの光信号として出力する。

0015

各送信器10から出力される光信号は、合波器20によって合波され、中継器30を経由して受信器40によって受信される。以上の過程を経て、各送信器10によって出力される光信号が伝送される。合波器20から出力される光信号の一部は、受光器50によって受光される。受光器50は、フォトダイオードなどの受光素子を含み、受光する光信号を光電変換によって電気信号に変換し、周波数間隔抽出部60に出力する。周波数間隔抽出部60は、受光器50から入力される電気信号に応じて各送信器10から出力される光信号の周波数間隔(波長間隔)を抽出し、その結果をフィードバック信号として各送信器10に送る。各送信器10の光源制御部11は、周波数間隔抽出部60からのフィードバック信号に応じて、各チャネルの周波数間隔(波長間隔)を調整する。すなわち、光源制御部11は、周波数間隔を調整する調整部としても機能する。

0016

なお、各送信器10の周波数間隔の調整は、光源制御部11および処理部15のいずれが行ってもよい。具体的には、光源制御部11が光源12の出力周波数を補正してもよく、処理部15がIQ変調器14a,14bから出力される光信号の搬送波周波数を制御することによって出力周波数を補正してもよい。

0017

続いて、周波数間隔抽出部60による周波数間隔の抽出の詳細について説明する。処理部15は、自身が備わる送信器10が出力する光信号の中心周波数から隣接するチャネルの周波数側に所定間隔(Δfpilot)離れた周波数においてパイロットトーンを参照信号として付加する。パイロットトーンは、単一周波数光であり、無変調連続光である。低周波数側および高周波数側の両方に隣接チャネルが設けられている場合には、処理部15は、自身が備わる送信器10が出力する光信号の中心周波数から±Δfpilot離れた周波数においてパイロットトーンを付加する。ここで、中心周波数とは、光信号のピーク強度における周波数、光信号の周波数幅の中心の周波数などである。

0018

図2(a)は、パイロットトーンが付加された信号の光スペクトラムの一例である。隣接するチャネルのパイロットトーンを重ね合わせることによって、パイロットトーンの周波数の差(Δf)の周波数を持つビート信号が発生する。図2(a)の例では、Δfは、信号#1の高周波側のパイロットトーンの周波数と、信号#2の低周波側のパイロットトーンの周波数との差である。このビート信号は、受光器50が出力する電気信号において、パイロットトーン間の差周波成分として現れる。

0019

図2(b)は、受光器50が出力する電気信号に含まれる差周波成分の一例である。この差周波成分が、チャネル間の周波数間隔の情報を持つフィードバック信号として送信器10に送られる。それにより、各送信器10の出力波長が補正される。なお、図2(b)のΔf以外のスペクトルは、信号#1の低周波側のパイロットトーンと信号#2の高周波側のパイロットトーンとの差周波成分等の、他の差周波成分である。

0020

ここで、ビート信号発生の原理について説明する。2つの光波の電界をそれぞれ下記式(1)、(2)のように表す。下記式(1)、(2)において、「t」は時間であり、Eiは電界振幅であり、ωiは角周波数であり、θiは位相である(i=1,2)。
E1(t)=E1×cos(ω1t+θ1) (1)
E2(t)=E2×cos(ω2t+θ2) (2)

0021

これら2つの光波を重ねあわせた際のパワーをPとすると、下記式(3)の関係が得られる。なお、<>は時間平均を表す。下記式(3)によれば、パワーPは、2つの周波数の差周波成分(ビート成分)を持つことになる。
P=<|E1(t)+E2(t)|>2 = <E1(t)2+2E1(t)E2(t)+E2(t)2> = (E12+E22)/2+2E1E2cos{(ω1−ω2)t+(θ1−θ2)} (3)

0022

なお、フォトディテクタなどの受光器の出力光電流は、入力光強度に比例する。周波数の異なる2つの光を受光器に入力した場合に受光器から出力される光電流IPDは、下記式(4)のように表される。なお、「η」は受光器の受光感度であり、入力光パワーと光電流との比例定数である。
IPD = ηP (4)

0023

図3(a)〜図3(d)は、シミュレーション結果を表す図である。図3(a)は、シミュレーションに用いた装置構成を表す図である。図3(a)を参照して、送信器Tx1、送信器Tx2、合波器200および受光器300を用いた。送信器Tx1の出力周波数は送信器Tx2の出力周波数よりも低く、両者の間隔は50GHzである。送信器Tx1および送信器Tx2が出力する光信号は合波器200で合波され、受光器300で受光される。

0024

図3(b)は、送信器Tx2が出力する光信号にパイロットトーンを付加した信号の光スペクトラムである。図3(b)を参照して、中心周波数に対して±20GHzの周波数においてパイロットトーンが付加されている。図3(c)は、合波器200が出力する信号の光スペクトラムである。図3(c)を参照して、送信器Tx1の高周波側のパイロットトーンと送信器Tx2の低周波側のパイロットトーンとの周波数差は、10GHzとなる。

0025

図3(d)は、受光器300が出力する電気信号を表す図である。図3(d)を参照して、各パイロットトーン間の周波数差を示す箇所に差周波成分としてスペクトルが現れる。例えば、10GHzの周波数においてスペクトルが現れている。このスペクトルは、送信器Tx1の高周波側のパイロットトーンと送信器Tx2の低周波側のパイロットトーンとの差周波成分である。この差周波成分の周波数を調整することによって、送信器Tx1の光信号と送信器Tx2の光信号との周波数間隔を調整することができる。

0026

ここで、Nチャネルの光信号およびパイロットトーンの記号について定義する。図4は、1チャネル〜Nチャネルの光信号を表す図である。図4では、一例として、1チャネル〜Nチャネルは、周波数の小さい方から順に設定されている。各チャネルの光信号を順に、S1,S2,…,SNとする。光信号Siの中心周波数をfciとし、低周波側および高周波側のそれぞれのパイロットトーンの周波数を、fpLi,fpHiとする。「i」は、1≦i≦Nを満たす整数である。また、中心周波数とパイロットトーンの周波数との差をΔfpLi,ΔfpHiとする。この場合、ΔfpLi=fci−fpLiおよびΔfpHi=−fci+fpHiの関係が得られる。

0027

光信号Siの中心周波数と光信号Si+1の中心周波数との差をΔfci,i+1とする。光信号Siの高周波側のパイロットトーンと光信号Si+1の低周波側のパイロットトーンとの周波数差をΔfpi,i+1とする。この場合、Δfci,i+1=Δfpi,i+1+Δfpi+Δfpi+1の関係が得られる。すなわち、中心周波数の差Δfci,i+1は、Δfpi,i+1から一意に定まる。以上のことから、隣接するチャネルのパイロットトーン間の周波数差を調整することによって、隣接するチャネルの中心周波数の間隔を調整することができる。

0028

続いて、各光信号の周波数間隔の調整の詳細について説明する。まず、チャネル数が2である場合について説明する。図5は、光伝送システム100の動作を表すフローチャートである。図6は、送信器10へのフィードバックを表す図である。一例として、送信器Tx1の出力周波数を基準として送信器Tx2の出力周波数を変化させる手順について説明する。

0029

送信器Tx1および送信器Tx2において、処理部15は、図2(a)のパイロットトーンを付加する(ステップS1)。それにより、受光器50が出力する電気信号に、送信器Tx1の高周波側のパイロットトーンと送信器Tx2の低周波側のパイロットトーンとの周波数差Δfp1,2において、差周波成分が現れる。この周波数差Δfp1,2の所望の値をΔfpidealとする。

0030

周波数差Δfp1,2の差周波成分は、フィルタ61を透過し、RF検出回路62によって検出される(ステップS2)。フィルタ61は、Δfpidealに中心周波数を持つバンドパスフィルタである。フィルタ61は、中心周波数からの変位が大きくなるに従って透過率が減少する透過バンドを有する。なお、Δfpideal=0の場合には、フィルタ61として、バンドパスフィルタではなくローパスフィルタまたはハイパスフィルタを用いる。また、RF検出回路62の代わりにDC検出回路を用いればよい。

0031

次に、光源制御部11は、送信器Tx2から出力される光信号の周波数を掃引する(ステップS3)。処理部15は、周波数差Δfp1,2の差周波成分のパワーが最大となった場合の周波数差Δfp1,2が所望値Δfpidealとして検出する(ステップS4)。処理部15は、周波数差Δfp1,2を所望値Δfpidealに調整する(ステップS5)。このような過程を経て、送信器Tx1の光信号と送信器Tx2の光信号との周波数間隔を調整することができる。なお、バンドパスフィルタの代わりにノッチフィルタを用いる場合には、周波数差Δfp1,2の差周波成分のパワーが最小となった場合の周波数差Δfp1,2が所望値Δfpidealとなる。

0032

本実施例によれば、送信器Tx1が出力する光信号の中心周波数よりも高周波側および送信器Tx2が出力する光信号の中心周波数よりも低周波側にパイロットトーンが付加されている。この場合、各パイロットトーンの中心周波数同士の間隔が上記2つの光信号の中心周波数同士の間隔よりも狭くなる。それにより、ビート信号の抽出に際して、上記2つの光信号間の帯域よりも広い帯域の受光器を用いなくてもよい。その結果、コストを抑制することができる。また、合波器20の出力する光信号から上記ビート信号を抽出することができるため、各チャネルに対応して受光器を設ける必要がない。それにより、コストを抑制することができるとともに、装置を小型化することができる。

0033

なお、本実施例においては、送信器Tx1が出力する光信号の中心周波数よりも高周波側および送信器Tx2が出力する光信号の中心周波数よりも低周波側にパイロットトーンが付加されているが、それに限られない。例えば、送信器Tx1が出力する光信号の中心周波数にパイロットトーンを付加し、送信器Tx2が出力する光信号の中心周波数よりも低周波側にパイロットトーンを付加してもよい。この場合においても、パイロットトーンの中心周波数の間隔が上記2つの光信号の中心周波数の間隔よりも狭くなる。あるいは、送信器Tx1が出力する光信号の中心周波数よりも低周波側にパイロットトーンを付加しても、送信器Tx2が出力する光信号の中心周波数よりも低周波側に大きくずらしてパイロットトーンを付加すればよい。

0034

ここで、パイロットトーンの周波数の好ましい設定値について説明する。光信号Siおよび光信号Si+1を例として取り上げる。2つのパイロットトーンが発生する条件として、下記式(4)が成立することが好ましい。
Δfpilot>0 (4)

0035

次に、パイロットトーンの周波数の大小関係逆転しない(fpHi<fpLi+1とならない)ことが好ましいため、下記式(5)が成立することが好ましい。なお、所望の周波数差をΔfci,i+1,idealとし、光源12で発生することが想定される最大の周波数揺らぎをffluctuationとする。
Δfpilot<Δfci,i+1,ideal/2−ffluctuation (5)

0036

次に、送信器10の帯域fbandwidth,iを考慮すると、下記式(6)が成立することが好ましい。また、ビート信号の周波数を受光器50の帯域fPDbandwidth以内であることが好ましいため、下記式(7)が成立することが好ましい。
Δfpilot<fbandwidth (6)
Δfpi,i+1<fPDbandwidth (7)

0037

(変形例1)
続いて、チャネル数が3以上である場合の各光信号の周波数間隔の調整について説明する。チャネル数が3以上になると、互いに近い周波数を持つビート信号が複数発生する。具体的には、図7を参照して、光信号Si−1の高周波側のパイロット信号と光信号Siの低周波側のパイロット信号との周波数差Δfpi−1,iと、光信号Siの高周波側のパイロット信号と光信号Si+1の低周波側のパイロット信号との周波数差Δfpi,i+1とが近い値となる。この場合、受光器50が出力する電気信号の所望値Δfpideal付近に複数の差周波成分が現れる。その結果、周波数間隔の調整が困難になる。

0038

図8(a)〜図9(b)は、シミュレーション結果を表す図である。図8(a)は、シミュレーションに用いた装置構成を表す図である。図8(a)を参照して、送信器Tx1、送信器Tx2、送信器Tx3、合波器200および受光器300を用いた。出力周波数は、低い方から送信器Tx1、送信器Tx2、送信器Tx3の順に設定されている。隣接する送信器間の出力周波数の間隔は50GHzである。送信器Tx1〜送信器Tx3が出力する光信号は合波器200で合波され、受光器300で受光される。

0039

図8(b)は、送信器Tx3の光信号にパイロットトーンを付加した信号の光スペクトラムである。図8(b)を参照して、中心周波数に対して±20GHzの周波数においてパイロットトーンが付加されている。図8(c)は、合波器200が出力する信号の光スペクトラムである。図8(c)を参照して、送信器Tx1の低周波側のパイロットトーンと送信器Tx2の高周波側のパイロットトーンとの周波数差および送信器Tx2の低周波側のパイロットトーンと送信器Tx3の高周波側のパイロットトーンとの周波数差は10GHzとなる。

0040

図8(d)は、受光器300が出力する電気信号を表す図である。図8(d)を参照して、各パイロットトーン間の周波数差を示す箇所に差周波成分としてスペクトルが現れる。例えば、10GHzの周波数においてスペクトルが現れている。このスペクトルは、送信器Tx1の高周波側のパイロットトーンと送信器Tx2の低周波側のパイロットトーンとの差周波成分および送信器Tx2の高周波側のパイロットトーンと送信器Tx3の低周波側のパイロットトーンとの差周波成分である。

0041

図9(a)は、送信器Tx2の出力周波数の中心周波数を+500MHz変位させた場合のスペクトラムである。図9(a)を参照して、送信器Tx1の高周波側のパイロットトーンと送信器Tx2の低周波側のパイロットトーンとの周波数差は9.5GHzとなり、送信器Tx2の高周波側のパイロットトーンと送信器Tx3の低周波側のパイロットトーンとの周波数差は10.5GHzとなる。図9(b)は、この場合に受光器300が出力する電気信号を表す図である。図9(b)を参照して、10GHz付近に、複数のスペクトルが現れている。これは、送信器Tx1の高周波側のパイロットトーンと送信器Tx2の低周波側のパイロットトーンとの周波数差と、送信器Tx2の高周波側のパイロットトーンと送信器Tx3の低周波側のパイロットトーンとの周波数差とが近い値となっているからである。

0042

そこで、本変形例1においては、図10を参照して、周波数間隔の調整の対象となる互いに隣接する2チャネルに対してのみパイロットトーンを付加することによって、図5および図6と同じ手順で周波数間隔の調整を行うことができる。例えば、光信号Siの高周波側および光信号Si+1の低周波側のみパイロットトーンを付加した上で光信号Siと光信号Si+1との周波数間隔を調整した後に、光信号Si+1および光信号Si+2にパイロットトーンを付加して光信号Si+1と光信号Si+2との周波数間隔を調整してもよい。

0043

図11は、この場合に実行されるフローチャートの一例である。図11を参照して、処理部15は、変数「n」に「i」を代入する(ステップS11)。「i」は、出力周波数について信頼性の高いチャネル番号である。次に、処理部15は、光信号Snと光信号Sn+1との間の周波数間隔を調整する(ステップS12)。周波数間隔の調整は、図5の手順により行われる。なお、ステップS12においては、光信号Snの周波数を固定し、光信号Sn+1の周波数を掃引する。

0044

次に、処理部15は、変数「n」を1だけ増加させる(ステップS13)。次に、処理部15は、変数「n」がN未満であるか否かを判定する(ステップS14)。ステップS14において「Yes」と判定された場合、ステップS12から再度実行される。ステップS14において「No」と判定された場合、処理部15は、変数「n」に「i」を代入する(ステップS15)。次に、処理部15は、光信号Snと光信号Sn−1との間の周波数間隔を調整する(ステップS16)。周波数間隔の調整は、図5の手順により行われる。なお、ステップS16においては、光信号Snの周波数を固定し、光信号Sn−1の周波数を掃引する。

0045

次に、処理部15は、変数「n」を1だけ減少させる(ステップS17)。次に、処理部15は、変数「n」が1より大きいか否かを判定する(ステップS18)。ステップS18において「Yes」と判定された場合、ステップS16から再度実行される。ステップS18において「No」と判定された場合、ステップS11から再度実行される。

0046

なお、本変形例では、光信号Siを基準として低周波側および高周波側のチャネルとの周波数間隔を順に調整したが、それに限られない。例えば、チャネル1から順に高周波側のチャネルとの周波数間隔を調整してもよく、チャネルNから順に低周波側のチャネルとの周波数間隔を調整してもよい。

0047

本変形例においても、各パイロットトーンの中心周波数同士の間隔が2つの光信号の中心周波数同士の間隔よりも狭くなる。それにより、ビート信号の抽出に際して、上記2つの光信号間の帯域よりも広い帯域の受光器を用いなくてもよい。また、合波器20の出力する光信号から上記ビート信号を抽出することができるため、各チャネルに対応して受光器を設ける必要がない。

0048

なお、半導体レーザなどの光源の出力周波数は、温度変化経年劣化などに起因して変動するおそれがある。しかしながら、この場合の周波数変動オーダーは、秒以上であり、場合によっては数時間から数年のオーダーである。各送信器10の周波数調整に、DSP(Digital SignalProcessor)などを用いれば、ミリ秒以下の精度で同期が可能である。また、ビート信号の検出も、ミリ秒以下のビデオ帯域幅(video bandwidth)で実現可能である。したがって、図11のフローチャートのように、各周波数間隔を順次調整した場合に、温度変化、経年劣化などに起因する周波数変動に追従可能である。

0049

(変形例2)
変形例1では、周波数間隔の調整の対象となる2つの隣接するチャネルにのみパイロットトーンを付加したが、他のチャネルの光信号にパイロットトーンを付加してもよい。この場合、対象とするチャネルと隣接する低周波側のチャネルとの間の周波数間隔を調整する場合に、低周波側の他のチャネルの周波数を同時に掃引する。対象とするチャネルと隣接する高周波側のチャネルとの間の周波数間隔を調整する場合に、高周波側の他のチャネルの周波数を同時に掃引する。具体的には、光信号Siと光信号Si+1との周波数間隔を調整する場合に、光信号Si+1の周波数を掃引する際に同時に光信号Sk(k=i+2,i+3,…,N)の周波数を同期掃引する。また、光信号Siと光信号Si−1との周波数間隔を調整する場合に、光信号Si−1の周波数を掃引する際に同時に光信号Sm(m=1,2,…,i−1)の周波数を同期掃引する。この場合、基準チャネルと隣接するチャネルとの間の差周波成分のパワーのみが変化するため、基準チャネルと隣接するチャネルとの周波数差を所望値Δfpidealに調整することができる。

0050

例えば、図11のフローチャートのステップS12において、光信号Sn+1の周波数を掃引する際に、同時に光信号Sk(k=n+2,n+3,…,N)の周波数を同期掃引すればよい。また、図11のフローチャートのステップS16において、光信号Sn−1の周波数を掃引する際に、同時に光信号Sm(m=1,2,…,n−1)の周波数を同期掃引すればよい。

0051

ところで、パイロットトーン間で偏波が直交する場合、ビート信号が発生しなくなる。そこで、実施例2においては、信号処理によって偏波を周期的に変化させることによって、ビート信号を発生させる。図12は、実施例2に係る光伝送システム100aの要部ブロック図である。光伝送システム100aが図1の光伝送システム100と異なる点は、各送信器10と合波器20との間に偏波制御部70が設けられている点、および、周波数間隔抽出部60に平均化回路63が備わっている点である。偏波制御部70は、送信器10が出力する光信号に偏波回転を付加する。平均化回路63は、RF検出回路62の出力を平均化する。平均化回路63の平均化時定数τは、例えばτ>2π/ωである。偏波を周期的に変化させることによって、ビート信号を発生させることができる。

0052

ところで、パイロットトーン間で偏波が直交する場合、ビート信号が発生しなくなる。そこで、実施例2においては、信号処理によって偏波を周期的に変化させることによって、ビート信号を発生させる。図12は、実施例2に係る光伝送システム100aの要部ブロック図である。光伝送システム100aが図1の光伝送システム100と異なる点は、各送信器10と合波器20との間に偏波制御部70が設けられている点、および、周波数間隔抽出部60に平均化回路63が備わっている点である。偏波制御部70は、送信器10が出力する光信号に偏波回転を付加する。周波数間隔の調整の対象となる2つのチャネルの光信号のうち、一方の光信号の偏波を角周波数ωで周期的に変化させることによって、ビート信号を発生させることができる。平均化回路63は、RF検出回路62の出力を平均化する。平均化回路63の平均化時定数τは、例えばτ>2π/ωである。また、平均化回路の代わりに同期検波回路を用い角周波数ωで同期検波を行うことによって、ビート信号を検出することも可能である。

0053

周波数間隔の調整の対象となる2つのチャネルの光信号のうち、一方の光信号の偏波を角周波数ωで周期的に変化させることを考えたが、次に複数のチャネルの偏波を異なる各周波数で変化させる場合を考える。第n番目のチャネルの光信号Snに与える偏波回転の角周波数をωnとすると、隣接する光信号Siと光信号Si+1との間に発生するビート信号のRFパワーは|ωi-ωi+1|の成分を持つ。この場合、同期検波回路は|ωi-ωi+1|の角周波数に同期することにより、光信号Siと光信号Si+1との間のビート信号のRFパワーを検出することができる。ここで、隣接チャネル間の偏波回転速度の差|ωn-ωn+1|が全てのnについて独立になるように各信号に与える偏波回転の角周波数ωnを設定すると、各光信号間で発生したビート信号のRFパワーは独立の周波数成分を持つことになる。以上より複数チャネルが存在する場合の周波数間隔調整チャネルの切り替えは、同期検波回路の同期周波数を変更することにより可能となる。さらに、この場合には変形例2で示した周波数の同時掃引は不要となる。

0054

図13(a)〜図13(d)は、シミュレーション結果を表す図である。用いた装置構成は、図3(a)と同様である。図13(a)は、合波器200が出力する信号の光スペクトラムである。図13(a)を参照して、送信器Tx1の高周波側のパイロットトーンと送信器Tx2の低周波側のパイロットトーンとの周波数差は、10GHzとなる。

0055

図13(b)は、送信器Tx1の出力光のパイロットトーンの偏波と送信器Tx2の出力光のパイロットトーンの偏波との角度が0度である場合に受光器300が出力する電気信号を表す図である。図13(b)を参照して、10GHzの周波数においてスペクトルが現れている。図13(c)は、送信器Tx1の出力光のパイロットトーンの偏波と送信器Tx2の出力光のパイロットトーンの偏波との角度が45度である場合に受光器300が出力する電気信号を表す図である。図13(c)を参照して、10GHzの周波数においてスペクトルが現れている。図13(d)は、送信器Tx1の出力光のパイロットトーンの偏波と送信器Tx2の出力光のパイロットトーンの偏波との角度が90度(直交)である場合に受光器300が出力する電気信号を表す図である。図13(d)を参照して、ビート信号が発生していない。以上のことから、偏波の回転角度を周期的に変化させることによって、ビート信号を発生させることができる。

0056

なお、偏波を連続的に変化させながら制御する代わりに、事前に偏波を回転させてRF検出回路62の出力が最大となった角度に偏波を固定した上で、周波数掃引を行ってもよい。また、平均化回路63の代わりに、偏波回転の周波数2πωに対応する成分を抽出するために、中心周波数2πωのバンドパスフィルタを用いてもよい。

0057

また、偏波制御部70の代わりに、処理部15が偏波を回転させてもよい。または、偏波制御部70の代わりに、偏波保持ファイバを用いてもよい。具体的には、各送信器10の合波器17から合波器20までの少なくとも一部を偏波保持ファイバで接続してもよい。図14は、この場合の光伝送システム100bの要部ブロック図である。光伝送システム100bが図1の光伝送システム100と異なる点は、各送信器10と合波器20との間が偏波保持ファイバ80によって接続されている点である。各偏波保持ファイバ80は、パイロットトーン間で偏波が直交しないように設定されている。

0058

上記各実施例において、参照信号としてパイロットトーンが付加されているが、それに限られない。各チャネルの光信号よりも狭い周波数幅を有する信号であれば、当該信号を、周波数が隣り合う光信号の中心周波数の間隔よりも狭い間隔で当該光信号のそれぞれに参照信号として付加することができる。

0059

上記各実施例の光源制御部11および処理部15は、専用の回路などによって構成されていてもよいが、プログラムを実行する処理装置によって実現されてもよい。図15は、光源制御部11および処理部15がプログラムを実行する処理装置によって構成される場合のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。図15を参照して、処理部15は、CPU101、RAM102、記憶装置103、インタフェース104などを備える。これらの各機器は、バスなどによって接続されている。CPU(Central Processing Unit)101は、中央演算処理装置である。CPU101は、1以上のコアを含む。RAM(Random Access Memory)102は、CPU101が実行するプログラム、CPU101が処理するデータなどを一時的に記憶する揮発性メモリである。記憶装置103は、不揮発性記憶装置である。記憶装置103として、例えば、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリなどのソリッドステートドライブSSD)、ハードディスクドライブに駆動されるハードディスクなどを用いることができる。CPU101が所定のプログラムを実行することによって、光伝送システム100内に光源制御部11および処理部15が実現される。

実施例

0060

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

0061

10送信器
11光源制御部
12光源
13分岐器
14IQ変調器
15 処理部
16デジタル/アナログコンバータ
17合波器
20 合波器
30中継器
40受信器
50受光器
60周波数間隔抽出部
61フィルタ
62 RF検出回路
100 光伝送システム

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ