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技術 光受信器

出願人 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社
発明者 荒牧直希高橋司渡辺学
出願日 2015年4月27日 (5年6ヶ月経過) 出願番号 2015-090441
公開日 2016年12月8日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2016-208404
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 増幅モード 可変減衰量 光断検出 最大減衰量 遮断処理 入力断検出 VOA制御 飽和特性
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図面 (19)

課題

波長多重光入力断検出精度を向上すること。

解決手段

光伝送システムは、光送信装置と、光受信装置とを含む。光送信装置は、光伝送路を介して光受信装置へ信号光を送信する送信部と、信号光のうち光伝送路を介して光受信装置から光送信装置へ戻る光である戻り光を用いて、光伝送路の導通状態を判定する判定部とを備える。光受信装置は、光伝送路を介して光送信装置から送信される信号光の一部を変調することによって、戻り光を生成する変調部と、光送信装置へ光伝送路を介して戻り光を出力する出力部とを備える。

概要

背景

従来、信号光伝送する分野において、波長の異なる複数の信号光を多重化して異なる情報を同時に伝送するWDM(Wavelength Division Multiplex)方式が利用されている。WDM方式によって複数の信号光が多重化されて得られる波長多重光を、以下では「WDM光」と呼ぶ。

WDM方式を採用した光伝送システムでは、光伝送路伝搬する信号光の減衰補償するために、半導体光増幅器(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)が受信側の光伝送装置(以下「光受信器」と呼ぶ)に搭載される。光受信器は、送信側の光伝送装置から送出されたWDM光が入力されると、SOAによってWDM光を増幅し、増幅後のWDM光を波長の異なる複数の信号光に分波し、各信号光光パワーを測定する。そして、光受信器は、測定される各信号光の光パワーと、所定の閾値とを比較することで、入力されるWDM信号光の断絶(以下「WDM光の入力断」と呼ぶ)を検出していた。

概要

波長多重光の入力断の検出精度を向上すること。光伝送システムは、光送信装置と、光受信装置とを含む。光送信装置は、光伝送路を介して光受信装置へ信号光を送信する送信部と、信号光のうち光伝送路を介して光受信装置から光送信装置へ戻る光である戻り光を用いて、光伝送路の導通状態を判定する判定部とを備える。光受信装置は、光伝送路を介して光送信装置から送信される信号光の一部を変調することによって、戻り光を生成する変調部と、光送信装置へ光伝送路を介して戻り光を出力する出力部とを備える。

目的

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、波長多重光の入力断の検出精度を向上することができる光受信器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

波長の異なる複数の信号光多重化された波長多重光増幅する光増幅器と、前記光増幅器によって増幅された波長多重光であって、前記光増幅器から放出されるASE光重畳された波長多重光の光パワーを測定する第1の測定部と、前記波長多重光に多重化された各前記信号光の光パワーを測定する第2の測定部と、前記波長多重光の光パワーと、各前記信号光の光パワーの総和との差分を算出することによって、前記波長多重光に重畳された前記ASE光の光パワーを抽出する抽出部と、前記ASE光の光パワーに基づいて、前記波長多重光の入力断を検出する検出部とを有することを特徴とする光受信器

請求項2

前記光増幅器は、増幅対象となる波長多重光の光パワーの減少に伴って増加する利得であって、波長多重光の入力断時に最大利得飽和する利得を有し、前記波長多重光及び当該光増幅器から放出されるASE光を前記利得で増幅し、前記抽出部は、前記差分を算出することによって、前記光増幅器によって前記利得で増幅され、かつ、前記波長多重光に重畳された前記ASE光の光パワーを抽出することを特徴とする請求項1に記載の光受信器。

請求項3

前記検出部は、前記ASE光の光パワーと、予め定められた閾値とを比較することによって、前記波長多重光の入力断を検出することを特徴とする請求項1又は2に記載の光受信器。

請求項4

前記光増幅器の前段に配置され、予め定められた最小減衰量を下限とする可変減衰量を用いて、入力される波長多重光を減衰して前記光増幅器へ出力する光減衰器と、前記波長多重光の光パワーの減少に応じて、前記光減衰器の前記可変減衰量を前記最小減衰量まで減少させる光減衰器制御部と、前記可変減衰量が前記最小減衰量まで減少した状態で、前記検出部によって前記波長多重光の入力断が検出された場合に、前記光増幅器に対する駆動電流の供給を停止することによって、前記光増幅器の後段側への出力を遮断する光増幅器制御部とをさらに有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の光受信器。

請求項5

前記光増幅器は、順極性電圧印加された状態で、前記駆動電流の供給を受けた場合に、前記光減衰器によって減衰された波長多重光を増幅する増幅モードで動作し、逆極性の電圧が印加された場合に、前記光減衰器によって減衰された波長多重光のパワーを測定する測定モードで動作し、前記光増幅器制御部は、前記光増幅器に対する前記駆動電流の供給を停止した後に、前記光増幅器に印加される電圧を前記順極性の電圧から前記逆極性の電圧に切り替えることによって、前記光増幅器を前記測定モードで動作させ、当該光増幅器によって測定される前記波長多重光のパワーに基づいて、前記波長多重光の入力を判定することを特徴とする請求項4に記載の光受信器。

請求項6

前記光増幅器制御部は、前記波長多重光の入力があると判定した場合に、前記光増幅器に対する前記駆動電流の供給を再開し、かつ、前記光増幅器に印加される電圧を前記逆極性の電圧から前記順極性の電圧に切り替えることによって、前記光増幅器を前記増幅モードで動作させることを特徴とする請求項5に記載の光受信器。

請求項7

前記光減衰器は、予め定められた最小減衰量を下限とし、かつ、予め定められた最大減衰量を上限とする可変減衰量を用いて、入力される波長多重光を減衰して前記光増幅器へ出力し、前記光減衰器制御部は、前記検出部によって前記波長多重光の入力断が検出された場合に、前記光減衰器の前記可変減衰量を前記最大減衰量まで一時的に増大させることによって、前記光減衰器の後段側への出力を遮断し、前記光増幅器制御部によって前記光増幅器の後段側への出力が遮断された後に、前記光減衰器の前記可変減衰量の増大を解除することを特徴とする請求項4〜6のいずれか一つに記載の光受信器。

請求項8

各前記信号光のパワーの総和と、前記ASE光のパワーとの比である信号対雑音比を算出する算出部をさらに有し、前記光減衰器制御部は、前記信号対雑音比が増大するように、前記光減衰器の前記可変減衰量を調整することを特徴とする請求項4〜7のいずれか一つに記載の光受信器。

請求項9

各前記信号光のパワーの総和と、前記ASE光のパワーのとの比である信号対雑音比を算出する算出部をさらに有し、前記光増幅器制御部は、前記信号対雑音比が増大するように、前記光増幅器に対して供給される駆動電流を調整することを特徴とする請求項4〜8のいずれか一つに記載の光受信器。

請求項10

前記信号対雑音比を外部装置通知する通知部をさらに有することを特徴とする請求項8又は9に記載の光受信器。

請求項11

前記第2の測定部は、各前記信号光を電気信号に変換し、供給される電圧に応じた増幅率で前記電気信号を増幅し、増幅された前記電気信号の強度を示す値を各前記信号光のパワーとして測定する受光素子であり、前記検出部によって前記波長多重光の入力断が検出された場合に、前記第2の測定部に供給される前記電圧を減少させることによって、前記第2の測定部における前記電気信号の増幅に用いられる前記増幅率を抑制する受光素子制御部をさらに有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の光受信器。

技術分野

0001

本発明は、光受信器に関する。

背景技術

0002

従来、信号光伝送する分野において、波長の異なる複数の信号光を多重化して異なる情報を同時に伝送するWDM(Wavelength Division Multiplex)方式が利用されている。WDM方式によって複数の信号光が多重化されて得られる波長多重光を、以下では「WDM光」と呼ぶ。

0003

WDM方式を採用した光伝送システムでは、光伝送路伝搬する信号光の減衰補償するために、半導体光増幅器(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)が受信側の光伝送装置(以下「光受信器」と呼ぶ)に搭載される。光受信器は、送信側の光伝送装置から送出されたWDM光が入力されると、SOAによってWDM光を増幅し、増幅後のWDM光を波長の異なる複数の信号光に分波し、各信号光光パワーを測定する。そして、光受信器は、測定される各信号光の光パワーと、所定の閾値とを比較することで、入力されるWDM信号光の断絶(以下「WDM光の入力断」と呼ぶ)を検出していた。

先行技術

0004

特開2013−229643号公報
特開2010−98166号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、光受信器に搭載されるSOAの利得は、SOAに供給される駆動電流が一定であっても、増幅対象となるWDM光の光パワーの減少に伴って増加し、WDM光の入力断時に最大利得飽和する特性を有する。このため、SOAでは、増幅対象となるWDM光の光パワーに依っては、WDM光の光パワーが減少しているにも関わらず、最大利得に近い利得でWDM光が増幅される。その結果、WDM光の分波により得られた各信号光の光パワーが本来の値よりも増大することがある。

0006

しかしながら、上述した従来技術では、SOAの特性に起因して増大した各信号光の光パワーと、所定の閾値とを比較することで、WDM光の入力断を検出する。このため、上述した従来技術では、実際に入力されるWDM光の光パワーが減少している状態であっても、測定される各信号光の光パワーが所定の閾値以上となってしまい、結果として、WDM光の入力断が精度良く検出されない恐れがある。なお、WDM光の入力断には、瞬断も含まれる。

0007

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、波長多重光の入力断の検出精度を向上することができる光受信器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

0008

本願の開示する光受信器は、一つの態様において、光増幅器と、第1の測定部と、第2の測定部と、抽出部と、検出部とを有する。前記光減衰器は、波長の異なる複数の信号光が多重化された波長多重光を増幅する。前記第1の測定部は、前記光増幅器によって増幅された波長多重光であって、前記光増幅器から放出されるASE光重畳された波長多重光の光パワーを測定する。前記第2の測定部は、前記波長多重光に多重化された各前記信号光の光パワーを測定する。前記抽出部は、前記波長多重光の光パワーと、各前記信号光の光パワーの総和との差分を算出することによって、前記波長多重光に重畳された前記ASE光の光パワーを抽出する。前記検出部は、前記ASE光の光パワーに基づいて、前記波長多重光の入力断を検出する。

発明の効果

0009

本願の開示する光受信器の一つの態様によれば、波長多重光の入力断の検出精度を向上することができるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0010

図1は、実施例1に係る光受信器を含む光伝送システムの構成例を示す図である。
図2は、図1に示した光受信器の構成例を示す図である。
図3Aは、実施例1におけるSOAの特性を示す図である。
図3Bは、実施例1における光受信器へ入力されるWDM光のパワーと、VOAの動作と、SOAの駆動電流との関係の一例を示す図である。
図4は、WDM光の入力断の検出の一例を説明するための図である。
図5は、測定モードと増幅モードとの間の切り換えの一例を説明するための図である。
図6は、サージ光の発生を説明するための図である。
図7は、実施例1に係る出力遮断処理を説明するための図である。
図8は、実施例1に係る入力断検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図9は、実施例1に係る出力遮断処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図10は、実施例2に係る光受信器の構成例を示す図である。
図11は、実施例2に係る出力遮断処理を説明するための図である。
図12Aは、実施例2に係る入力断検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図12Bは、実施例2に係る出力遮断処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図13は、実施例3に係る光受信器の構成例を示す図である。
図14は、実施例3に係る出力遮断処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図15は、実施例4に係る光受信器の構成例を示す図である。
図16は、実施例5に係る光受信器の構成例を示す図である。

0011

以下に、本願の開示する光受信器の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により開示技術が限定されるものではない。

0012

図1は、実施例1に係る光受信器を含む光伝送システムの構成例を示す図である。図1に示す光伝送システムは、光ファイバFで接続された光送信器10及び光受信器100を含む。光送信器10は、ドライバ11、LD(Laser Diode)12及び光合波器13を有する。ドライバ11は、データ信号に応じてLD12を駆動する。LD12は、ドライバ11によって駆動され、任意の波長の信号光を出力する。光合波器13は、波長の異なる複数の信号光を多重化して波長多重光であるWDM(Wavelength Division Multiplex)光を生成し、生成したWDM光を光ファイバFへ出力する。なお、以下では、4つの波長λ1〜λ4の信号光が多重化されたWDM光が光ファイバFへ出力されたものとして説明を行う。

0013

図2は、図1に示した光受信器の構成例を示す図である。図2に示すように、光受信器100は、可変光減衰器(VOA:Variable Optical Attenuator)101、半導体光増幅器(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)102、光カプラ103及び第1PD(Photo Detector)104を有する。また、光受信器100は、光分波器105、フィルタ106、第2PD107、CDR(Clock Data Recovery)部108、ASE(Amplified Spontaneous Emission)抽出部109、入力断検出部110、VOA制御部111及びSOA制御部112を有する。

0014

VOA101は、予め定められた最小減衰量を下限とする可変減衰量を用いて、光受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光を減衰してSOA102へ出力する。VOA101の可変減衰量は、後述するVOA制御部111によって制御される。VOA101は、光減衰器の一例である。

0015

SOA102は、WDM光の入力をVOA101から受ける。SOA102は、WDM光を増幅する。SOA102におけるWDM光の増幅時に、SOA102から放出される自然放出光(ASE光)がWDM光に重畳される。SOA102は、増幅されたWDM光であって、ASE光が重畳されたWDM光(以下「増幅WDM光」と呼ぶ)を光カプラ103へ出力する。

0016

図3Aは、実施例1におけるSOAの特性を示す図である。図3Aにおいて、縦軸は、SOA102の利得を示し、横軸は、SOA102に入力されるWDM光の光パワーを示す。図3Aに示すように、SOA102の利得は、増幅対象となるWDM光の光パワーの減少に伴って増加し、WDM光の入力断時に最大利得に飽和する特性(以下「飽和特性」と呼ぶ)を有する。SOA102は、飽和特性を有する利得を有し、WDM光及びSOA102から放出される自然放出光(ASE光)を当該利得で増幅する。

0017

図3Bは、実施例1における光受信器へ入力されるWDM光のパワーと、VOAの動作と、SOAの駆動電流との関係の一例を示す図である。図3Bに示すように、光受信器100へ入力されるWDM光のパワーが所定レベルよりも大きい場合、VOA101は、WDM光の減衰を行う。一方、光受信器100へ入力されるWDM光のパワーが所定レベルよりも小さい場合、又は、WDM光が断絶する場合、VOA101は、WDM光の減衰を行わず、WDM光は、透過される。また、SOA102に供給される駆動電流は、一定値に維持される。

0018

図2の説明に戻る。SOA102は、順極性バイアス電圧印加された状態で、駆動電流の供給を受けた場合に、VOA101によって減衰されたWDM光を増幅する増幅モードで動作する。一方、SOA102は、逆極性のバイアス電圧が印加された場合に、VOA101によって減衰されたWDM光のパワーを測定する測定モードで動作する。SOA102は、測定モードにおいて、測定されるWDM光の光パワーをSOA制御部112へ出力する。SOA102は、光増幅器の一例である。

0019

光カプラ103は、増幅WDM光の入力をSOA102から受ける。光カプラ103は、増幅WDM光を分岐し、分岐により得られた2つの増幅WDM光のうち、一方の増幅WDM光を第1PD104へ出力するとともに、他方の増幅WDM光を光分波器105へ出力する。

0020

第1PD104は、光カプラ103から入力される増幅WDM光の光パワーを測定する。具体的には、第1PD104は、増幅WDM光を電気信号に変換し、変換後の電気信号の振幅レベルを用いて、増幅WDM光の光パワーを測定する。第1PD104は、測定された増幅WDM光の光パワーをASE抽出部109へ出力する。第1PD104は、第1の測定部の一例である。

0021

光分波器105は、光カプラ103から入力される増幅WDM光を波長ごとに分離することによって、ASE光が重畳された4つの波長λ1〜λ4の信号光を取得し、各信号光をフィルタ106へ出力する。

0022

フィルタ106は、光分波器105から入力される各信号光からASE光を除去することによって、WDM光に多重化された各信号光を抽出し、抽出された各信号光を第2PD107へ出力する。

0023

第2PD107は、フィルタ106から入力される各信号光の光パワーを測定する。具体的には、第2PD107は、各信号光を電気信号に変換し、変換後の電気信号の振幅レベルを用いて、各信号光の光パワーを測定する。第2PD107は、測定された各信号光の光パワーをASE抽出部109へ出力する。第2PD107は、第2の測定部の一例である。

0024

また、図2に示した4つの第2PDのうち任意の1つの第2PD107は、測定された各信号光の光パワーをVOA制御部111へ出力する。

0025

また、第2PD107は、各信号光から変換された電気信号をCDR部108へ出力する。CDR部108は、第2PD107から入力される電気信号からデータ信号及びクロック信号を抽出する。

0026

ASE抽出部109は、増幅WDM光の光パワーの入力を第1PD104から受ける。ASE抽出部109は、各信号光の光パワーの入力を第2PD107から受ける。そして、ASE抽出部109は、増幅WDM光の光パワーと、各信号光の光パワーの総和との差分を算出することによって、WDM光に重畳されたASE光の光パワーを抽出する。具体的には、ASE抽出部109は、上記差分を算出することによって、SOA102によって飽和特性を有する利得で増幅され、かつ、WDM光に重畳されたASE光の光パワーを抽出する。ASE抽出部109は、抽出したASE光の光パワーを入力断検出部110へ出力する。ASE抽出部109は、抽出部の一例である。

0027

入力断検出部110は、ASE抽出部109から入力されるASE光の光パワーに基づいて、WDM光の入力断を検出する。具体的には、入力断検出部110は、ASE光の光パワーと、予め定められた閾値とを比較することによって、WDM光の入力断を検出する。例えば、入力断検出部110は、ASE光の光パワーが予め定められた閾値を下回る場合に、WDM光の入力があることを検出し、ASE光の光パワーが予め定められた閾値以上である場合に、WDM光の入力断が発生していることを検出する。入力断検出部110は、WDM光の入力断の検出結果をSOA制御部112へ通知する。入力断検出部110は、検出部の一例である。

0028

図4は、WDM光の入力断の検出の一例を説明するための図である。図4において、「信号状態」は、受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光の有無を示している。また、「PD(1)」は、第1PD104によって測定される増幅WDM光の光パワーを示し、「PD(2)」は、第2PD107によって測定される各信号光の光パワーの総和を示す。また、「PD(1)−PD(2)」は、ASE抽出部109によって抽出されるASE光の光パワーを示す。

0029

受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光が存在する場合、ASE抽出部109によって抽出されるASE光の光パワーは、図4の右上に示すように、予め定められた閾値Pthを下回る。この場合、入力断検出部110は、WDM光の入力があることを検出する。

0030

一方、受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光が存在しない場合、ASE抽出部109によって抽出されるASE光の光パワーは、図4の右下に示すように、予め定められた閾値Pth以上となる。すなわち、受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光が存在しない場合、図3Aに示したSOA102の飽和特性の影響によってSOA102の利得が最大利得となる。すると、増幅WDM光に重畳されたASE光がSOA102の最大利得で増幅されるので、第1PD104によって測定される増幅WDM光の光パワー、すなわち、増幅WDM光に重畳されたASE光の光パワーが、増大する。その結果、ASE抽出部109によって抽出されるASE光の光パワーは、予め定められた閾値Pth以上となる。この場合、入力断検出部110は、WDM光の入力断が発生していることを検出する。これにより、増幅WDM光を波長ごとに分離することで得られる各信号光の光パワーがSOA102の飽和特性の影響によって変動する場合であっても、ASE光の光パワーを用いてWDM光の入力断が検出される。

0031

図2の説明に戻る。VOA制御部111は、光パワーの入力を第2PD107から受ける。VOA制御部111は、光パワーの減少、すなわち、WDM光の光パワーの減少に応じて、VOA101の可変減衰量を最小減衰量まで減少させる。VOA制御部111は、光減衰器制御部の一例である。

0032

SOA制御部112は、VOA101の可変減衰量が最小減衰量まで減少された状態で、入力断検出部110によってWDM光の入力断が検出された場合に、SOA102に対する駆動電流の供給を停止することによって、SOA102の後段側への出力を遮断する。SOA制御部112は、光増幅器制御部の一例である。なお、SOA制御部112によって実行される出力遮断処理については、後述する。

0033

また、SOA制御部112は、SOA102に対する駆動電流の供給を停止した後に、SOA102に印加される電圧を順極性のバイアス電圧から逆極性のバイアス電圧に切り替えることによって、SOA102を測定モードで動作させる。そして、SOA制御部112は、測定モードで動作するSOA102によって測定されるWDM光の光パワーに基づいて、WDM光の入力を判定する。SOA制御部112は、WDM光の入力があると判定した場合に、SOA102に対する駆動電流の供給を再開する。さらに、SOA制御部112は、SOA102に印加される電圧を逆極性のバイアス電圧から順極性のバイアス電圧に切り替えることによって、SOA102を増幅モードで動作させる。

0034

図5は、測定モードと増幅モードとの間の切り換えの一例を説明するための図である。図5では、一例として、増幅モードで動作するSOA102を、測定モードで動作するSOA102へ切り替える処理を説明する。図5に示すように、SOA制御部112は、SOA102に対する駆動電流の供給を停止した後に、スイッチSWを用いて、SOA102に印加される電圧を順極性のバイアス電圧Vbiasから逆極性のバイアス電圧−Vbiasに切り替える。これにより、SOA102が測定モードで動作する。なお、SOA102における測定モードと増幅モードとの間の切り換えの詳細は、例えば、特開2013−197200号公報等に記載されているので、ここではその説明を省略する。

0035

ここで、図6及び図7を用いて、SOA制御部112によって実行される出力遮断処理の一例を説明する。以下では、実施例1に係る出力遮断処理を説明する前に、その前提として、出力遮断処理が実行されない場合のサージ(surge)光の発生を説明する。図6は、サージ光の発生を説明するための図である。

0036

図6において、「Opt_in」は、光受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光の光パワーの推移を示すタイミングチャートである。また、「VOA減衰量」は、VOA101の可変減衰量の推移を示すタイミングチャートである。また、「VOA出力」は、VOA101から出力されるWDM光の光パワーのタイミングチャートである。また、「SOA電流」は、SOA102に対して供給される駆動電流の推移を示すタイミングチャートである。また、「SOA出力」は、SOA102から出力される増幅WDM光の光パワーの推移を示すタイミングチャートである。また、「第2PD入力」は、第2PD107に入力される各信号光の光パワーの推移を示すタイミングチャートである。

0037

図6に示すように、光受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光の光パワーは、時刻t1から減少する。これに伴って、増幅WDM光の光パワーが、減少する。VOA制御部111は、増幅WDM光の光パワーの減少に応じて、VOA101の可変減衰量を減少させる。

0038

その後、VOA101の可変減衰量は、時刻t2において、最小減衰量Aminとなる。その後、VOA101の可変減衰量が最小減衰量Aminまで減少された状態で、光受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光の光パワーは、時刻t3において、0に最も近づく。時刻t3において、光受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから次のWDM光が入力されると、VOA101の可変減衰量が最小減衰量Aminまで減少されているので、VOA101から出力されるWDM光がサージ光となる。このとき、SOA制御部112は、SOA102に対する駆動電流の供給を継続する。このため、サージ光は、SOA102の飽和特性に基づく利得で増幅され、SOA102から出力される増幅WDM光に伝播する。その結果、SOA102の後段側に配置される部品がサージ光の突入によって破損する恐れがある。

0039

これに対して、実施例1に係る出力遮断処理を説明する。図7は、実施例1に係る出力遮断処理を説明するための図である。

0040

図7において、「Opt_in」は、光受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光の光パワーの推移を示すタイミングチャートである。また、「VOA減衰量」は、VOA101の可変減衰量の推移を示すタイミングチャートである。また、「VOA出力」は、VOA101から出力されるWDM光の光パワーのタイミングチャートである。また、「SOA電流」は、SOA102に対して供給される駆動電流の推移を示すタイミングチャートである。また、「SOA出力」は、SOA102から出力される増幅WDM光の光パワーの推移を示すタイミングチャートである。また、「第2PD入力」は、第2PD107に入力される各信号光の光パワーの推移を示すタイミングチャートである。

0041

図7に示すように、光受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光の光パワーは、時刻t1から減少する。これに伴って、増幅WDM光の光パワーが、減少する。VOA制御部111は、増幅WDM光の光パワーの減少に応じて、VOA101の可変減衰量を減少させる。

0042

続いて、VOA101の可変減衰量は、時刻t2において、最小減衰量Aminとなる。その後、VOA101の可変減衰量が最小減衰量Aminまで減少された状態で、光受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光の光パワーは、時刻t3´において、所定の光断検出ベルを下回り、時刻t3において、最も0に近づく。時刻t3において、光受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから次のWDM光が入力されると、VOA101の可変減衰量が最小減衰量Aminまで減少されているので、VOA101から出力されるWDM光がサージ光となる。

0043

入力断検出部110は、時刻t3´において、ASE抽出部109から入力されるASE光の光パワーが予め定められた閾値を下回るので、WDM光の入力断が発生していることを検出する。SOA制御部112は、VOA101の可変減衰量が最小減衰量Aminまで減少された状態で、入力断検出部110によってWDM光の入力断が検出されたので、時刻t3´において、SOA102に対する駆動電流の供給を停止する。これにより、時刻t3において、光受信器100の入力ポートport1を介して光ファイバFから次のWDM光が入力され、かつ、VOA101から出力されるWDM光がサージ光となる場合であっても、SOA102の後段側への出力が遮断される。その結果、SOA102の後段側に配置される部品がサージ光の突入によって破損する事態が回避される。

0044

その後、SOA制御部112は、SOA102を測定モードで動作させる。そして、SOA制御部112は、測定モードで動作するSOA102によって測定されるWDM光の光パワーに基づいて、WDM光の入力を判定する。その後、SOA制御部112は、時刻t4において、WDM光の入力があると判定する。すると、SOA制御部112は、時刻t4において、SOA102に対する駆動電流の供給を再開し、かつ、SOA102を増幅モードで動作させる。これにより、SOA102の後段側への出力の遮断が解除される。

0045

なお、上記のASE抽出部109、入力断検出部110、SOA制御部112及びVOA制御部111は、例えば、CPU(Central Processing Unit)及び該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現される。或いは、上記のASE抽出部109、入力断検出部110、SOA制御部112及びVOA制御部111は、FPGA(Field Programmable Gate Array)を用いて実現されても良い。

0046

次に、図8を用いて、実施例1に係る入力断検出処理の流れの一例を説明する。図8は、実施例1に係る入力断検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。

0047

図8に示すように、第1PD104は、増幅WDM光の光パワーを測定する(ステップS101)。第2PD107は、WDM光に多重化された各信号光の光パワーを測定する(ステップS102)。

0048

ASE抽出部109は、増幅WDM光の光パワーと、各信号光の光パワーの総和との差分を算出することによって、WDM光に重畳されたASE光の光パワーを抽出する(ステップS103)。

0049

入力断検出部110は、ASE光の光パワーが予め定められた閾値を下回る場合に(ステップS104;Yes)、WDM光の入力があることを検出する(ステップS105)。一方、入力断検出部110は、ASE光の光パワーが予め定められた閾値以上である場合に(ステップS104;No)、WDM光の入力断が発生していることを検出する(ステップS106)。入力断検出部110は、WDM光の入力断の検出結果をSOA制御部112へ通知する(ステップS107)。

0050

次に、図9を用いて、実施例1に係る出力遮断処理の流れの一例を説明する。図9は、実施例1に係る出力遮断処理の流れの一例を示すフローチャートである。

0051

図9に示すように、SOA制御部112は、入力断検出部110によりWDM光の入力断が検出されていない場合(ステップS201;No)、SOA102に対して駆動電流を供給することによって、SOA102を増幅モードで動作させる(ステップS202)。

0052

SOA制御部112は、入力断検出部110によりWDM光の入力断が検出された場合(ステップS201;Yes)、SOA102に対する駆動電流を停止することによって、SOA102の後段側への出力を遮断する(ステップS203)。

0053

続いて、SOA制御部112は、SOA102に印加される電圧を順極性のバイアス電圧から逆極性のバイアス電圧に切り替えることによって、SOA102を測定モードで動作させる(ステップS204)。

0054

SOA制御部112は、測定モードで動作するSOA102によって測定されるWDM光の光パワーに基づいて、WDM光の入力を判定する(ステップS205)。SOA制御部112は、WDM光の入力がないと判定した場合(ステップS205;No)、処理をステップS205に戻し、WDM光の入力の判定を継続する。

0055

一方、SOA制御部112は、WDM光の入力があると判定した場合(ステップS205;Yes)、SOA112に印加される電圧を逆極性のバイアス電圧から順極性のバイアス電圧に切り替えることによって、SOA102を増幅モードで動作させ(ステップS206)、SOA102に対する駆動電流の供給を再開する(ステップS207)。そして、SOA制御部112は、処理をステップS201に戻し、再びWDM光の入力断の検出を開始する。

0056

上述したように、実施例1に係る光受信器100は、増幅WDM光の光パワーと、各信号光の光パワーの総和との差分を算出することによって、WDM光に重畳されたASE光の光パワーを抽出し、ASE光の光パワーに基づいて、WDM光の入力断を検出する。このため、増幅WDM光を波長ごとに分離することで得られる各信号光の光パワーがSOA102の飽和特性の影響によって変動する場合であっても、ASE光の光パワーを用いてWDM光の入力断が検出される。その結果、WDM光の入力断の検出精度を向上することができる。

0057

また、実施例1に係る光受信器100は、VOA101の可変減衰量が最小減衰量まで減少された状態で、WDM光の入力断が検出された場合に、SOA102に対する駆動電流の供給を停止することによって、SOA102の後段側への出力を遮断する。その結果、SOA102の後段側に配置される部品がサージ光の突入によって破損する事態が回避される。

0058

図10は、実施例2に係る光受信器の構成例を示す図である。実施例2に係る光受信器200は、VOAの可変減衰量の制御手法が実施例1と異なる。そこで、以下の説明では、VOAの可変減衰量の制御手法について主に説明する。ここで、図10において、図2と同じ符号を有する各部は、特に説明の無い限り同じ機能を有するものとする。

0059

図10に示すように、実施例2に係る光受信器200は、図2に示したVOA101に代えて、VOA201を有する。また、光受信器200は、図2に示した入力断検出部110に代えて、入力断検出部210を有する。また、光受信器200は、図2に示したVOA制御部111に代えて、VOA制御部211を有する。

0060

VOA201は、予め定められた最小減衰量を下限とし、かつ、予め定められた最大減衰量を上限とする可変減衰量を用いて、光受信器200の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光を減衰してSOA102へ出力する。VOA201の可変減衰量は、後述するVOA制御部211によって制御される。VOA201は、光減衰器の一例である。

0061

入力断検出部210は、ASE抽出部109から入力されるASE光の光パワーに基づいて、WDM光の入力断を検出する。入力断検出部210は、WDM光の入力断の検出結果をSOA制御部112及びVOA制御部211へ通知する。入力断検出部210は、検出部の一例である。

0062

VOA制御部211は、光パワーの入力を第2PD107から受ける。VOA制御部211は、光パワーの減少、すなわち、WDM光の光パワーの減少に応じて、VOA201の可変減衰量を最小減衰量まで減少させる。さらに、VOA制御部211は、入力断検出部210によってWDM光の入力断が検出された場合に、VOA201の可変減衰量を最大減衰量まで一時的に増大させることによって、VOA201の後段側への出力を遮断する。そして、VOA制御部211は、SOA制御部112によってSOA102の後段側への出力が遮断された後に、VOA201の可変減衰量の増大を解除する。

0063

ここで、図11を用いて、VOA制御部211によって実行される出力遮断処理の一例を説明する。図11は、実施例2に係る出力遮断処理を説明するための図である。

0064

図11において、「Opt_in」は、光受信器200の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光の光パワーの推移を示すタイミングチャートである。また、「VOA減衰量」は、VOA201の可変減衰量の推移を示すタイミングチャートである。また、「VOA出力」は、VOA201から出力されるWDM光の光パワーのタイミングチャートである。また、「SOA電流」は、SOA102に対して供給される駆動電流の推移を示すタイミングチャートである。また、「SOA出力」は、SOA102から出力される増幅WDM光の光パワーの推移を示すタイミングチャートである。また、「第2PD入力」は、第2PD107に入力される各信号光の光パワーの推移を示すタイミングチャートである。

0065

図11に示すように、光受信器200の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光の光パワーは、時刻t1から減少する。これに伴って、増幅WDM光の光パワーが、減少する。VOA制御部211は、増幅WDM光の光パワーの減少に応じて、VOA201の可変減衰量を減少させる。

0066

続いて、VOA201の可変減衰量は、時刻t2において、最小減衰量Aminとなる。その後、VOA201の可変減衰量が最小減衰量Aminまで減少された状態で、光受信器200の入力ポートport1を介して光ファイバFから入力されるWDM光の光パワーは、時刻t3´において、所定の光断検出レベルを下回り、時刻t3において、最も0に近づく。

0067

入力断検出部210は、時刻t3´において、ASE抽出部109から入力されるASE光の光パワーが予め定められた閾値を下回るので、WDM光の入力断が発生していることを検出する。VOA制御部211は、入力断検出部210によってWDM光の入力断が検出されたので、時刻t3´において、VOA201の可変減衰量を最大可変減衰量Amaxまで一時的に増大させる。これにより、時刻t3において、光受信器200の入力ポートport1を介して光ファイバFから次のWDM光が入力された場合であっても、VOA201における減衰によってサージ光の発生が抑制され、VOA201の後段側への出力が遮断される。その結果、VOA201の後段側に配置される部品がサージ光の突入によって破損する事態が回避される。

0068

その後、VOA制御部211は、時刻t4において、VOA201の可変減衰量の増大を解除する。これにより、VOA201の後段側への出力の遮断が解除される。

0069

また、SOA制御部112は、入力断検出部210によってWDM光の入力断が検出されたので、時刻t3´´において、SOA102に対する駆動電流の供給を停止する。その後、SOA制御部112は、SOA102を測定モードで動作させる。そして、SOA制御部112は、測定モードで動作するSOA102によって測定されるWDM光の光パワーに基づいて、WDM光の入力を判定する。その後、SOA制御部112は、時刻t5において、WDM光の入力があると判定する。すると、SOA制御部112は、時刻t5において、SOA102に対する駆動電流の供給を再開し、かつ、SOA102を増幅モードで動作させる。

0070

次に、図12Aを用いて、実施例2に係る入力断検出処理の流れの一例を説明する。図12Aは、実施例2に係る入力断検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。

0071

図12Aに示すように、第1PD104は、増幅WDM光の光パワーを測定する(ステップS251)。第2PD107は、WDM光に多重化された各信号光の光パワーを測定する(ステップS252)。

0072

ASE抽出部109は、増幅WDM光の光パワーと、各信号光の光パワーの総和との差分を算出することによって、WDM光に重畳されたASE光の光パワーを抽出する(ステップS253)。

0073

入力断検出部210は、ASE光の光パワーが予め定められた閾値を下回る場合に(ステップS254;Yes)、WDM光の入力があることを検出する(ステップS255)。一方、入力断検出部210は、ASE光の光パワーが予め定められた閾値以上である場合に(ステップS254;No)、WDM光の入力断が発生していることを検出する(ステップS256)。入力断検出部110は、WDM光の入力断の検出結果をSOA制御部112及びVOA制御部211へ通知する(ステップS257)。

0074

次に、図12Bを用いて、実施例2に係る出力遮断処理の流れの一例を説明する。図12Bは、実施例2に係る出力遮断処理の流れの一例を示すフローチャートである。

0075

図12Bに示すように、SOA制御部112は、入力断検出部210によりWDM光の入力断が検出されていない場合(ステップS301;No)、SOA102に対して駆動電流を供給することによってSOA102を増幅モードで動作させる(ステップS302)。

0076

VOA制御部211は、入力断検出部210によりWDM光の入力断が検出された場合(ステップS301;Yes)、以下の処理を行う。すなわち、VOA制御部211は、VOA201の可変減衰量を最大可変減衰量Amaxまで増大させることによって、VOA201の後段側への出力を遮断する(ステップS303)。

0077

SOA制御部112は、SOA102に対する駆動電流を停止することによって、SOA102の後段側への出力を遮断する(ステップS304)。

0078

続いて、SOA制御部112は、SOA102に印加される電圧を順極性のバイアス電圧から逆極性のバイアス電圧に切り替えることによって、SOA102を測定モードで動作させる(ステップS305)。

0079

VOA制御部211は、VOA201の可変減衰量の増大を解除する(ステップS306)。

0080

SOA制御部112は、測定モードで動作するSOA102によって測定されるWDM光の光パワーに基づいて、WDM光の入力を判定する(ステップS307)。SOA制御部112は、WDM光の入力がないと判定した場合(ステップS307;No)、処理をステップS307に戻し、WDM光の入力の判定を継続する。

0081

一方、SOA制御部112は、WDM光の入力があると判定した場合(ステップS307;Yes)、SOA102に印加される電圧を逆極性のバイアス電圧から順極性のバイアス電圧に切り替えることによって、SOA102を増幅モードで動作させ(ステップS308)、SOA102に対する駆動電流の供給を再開する(ステップS309)。そして、SOA制御部112は、処理をステップS301に戻し、再びWDM光の入力断の検出を開始する。

0082

上述したように、実施例2に係る光受信器200は、WDM光の入力断が検出された場合に、VOA201の可変減衰量を最大減衰量まで一時的に増大させることによって、VOA201の後段側への出力を遮断する。その結果、VOA201の後段側に配置される部品がサージ光の突入によって破損する事態が回避される。

0083

図13は、実施例3に係る光受信器の構成例を示す図である。実施例3に係る光受信器300は、第2PD部がAPD(Avalanche PhotoDiode)である点、及びAPDの制御手法が実施例1と異なる。そこで、以下の説明では、第2PD部がAPD(Avalanche PhotoDiode)である点、及びAPDの制御手法について主に説明する。ここで、図13において、図2と同じ符号を有する各部は、特に説明の無い限り同じ機能を有するものとする。

0084

図13に示すように、実施例3に係る光受信器300は、図2に示した第2PD107に代えて、第2PD307を有する。また、光受信器300は、図2に示した入力断検出部110に代えて、入力断検出部310を有する。また、光受信器300は、図2に示した各部に加えて、APD制御部313を新規に有する。

0085

第2PD307は、フィルタ106から入力される各信号光の光パワーを測定する。具体的には、第2PD307は、各信号光を電気信号に変換し、供給される電圧に応じた増幅率で電気信号を増幅し、増幅された電気信号の強度を示す値を各信号光の光パワーとして測定する受光素子である。このような受光素子は、APDと呼ばれる。第2PD307は、測定された各信号光の光パワーをASE抽出部109へ出力する。第2PD307は、第2の測定部の一例である。

0086

入力断検出部310は、ASE抽出部109から入力されるASE光の光パワーに基づいて、WDM光の入力断を検出する。入力断検出部310は、WDM光の入力断の検出結果をSOA制御部112及びAPD制御部313へ通知する。入力断検出部310は、検出部の一例である。

0087

APD制御部313は、入力断検出部310によってWDM光の入力断が検出された場合に、第2PD307に供給される電圧を減少させることによって、第2PD307における電気信号の増幅に用いられる増幅率を抑制する。APD制御部313は、受光素子制御部の一例である。

0088

次に、図14を用いて、実施例3に係る出力遮断処理の流れの一例を説明する。図14は、実施例3に係る出力遮断処理の流れの一例を示すフローチャートである。

0089

図14に示すように、SOA制御部112は、入力断検出部310によりWDM光の入力断が検出されていない場合(ステップS401;No)、SOA102に対して駆動電流を供給することによって、SOA102を増幅モードで動作させる(ステップS402)。

0090

APD制御部313は、入力断検出部310によりWDM光の入力断が検出された場合(ステップS401;Yes)、以下の処理を行う。すなわち、APD制御部313は、第2PD307に供給される電圧を減少させることによって、第2PD307における電気信号の増幅に用いられる増幅率を抑制する(ステップS403)。

0091

SOA制御部112は、SOA102に対する駆動電流を停止することによって、SOA102の後段側への出力を遮断する(ステップS404)。

0092

続いて、SOA制御部112は、SOA102に印加される電圧を順極性のバイアス電圧から逆極性のバイアス電圧に切り替えることによって、SOA102を測定モードで動作させる(ステップS405)。

0093

APD制御部313は、第2PD307に供給される電圧の減少を解除する(ステップS406)。

0094

SOA制御部112は、測定モードで動作するSOA102によって測定されるWDM光の光パワーに基づいて、WDM光の入力を判定する(ステップS407)。SOA制御部112は、WDM光の入力がないと判定した場合(ステップS407;No)、処理をステップS407に戻し、WDM光の入力の判定を継続する。

0095

一方、SOA制御部112は、WDM光の入力があると判定した場合(ステップS407;Yes)、SOA102に印加される電圧を逆極性のバイアス電圧から順極性のバイアス電圧に切り替えることによって、SOA102を増幅モードで動作させ(ステップS408)、SOA102に対する駆動電流の供給を再開する(ステップS409)。そして、SOA制御部112は、処理をステップS401に戻し、再びWDM光の入力断の検出を開始する。

0096

上述したように、実施例3に係る光受信器300は、WDM光の入力断が検出された場合に、APDである第2PD307に供給される電圧を減少させることによって、第2PD307における電気信号の増幅に用いられる増幅率を抑制する。その結果、第2PD307が過電流の発生によって破損する事態が回避される。

0097

図15は、実施例4に係る光受信器の構成例を示す図である。実施例4に係る光受信器400は、信号対雑音(SN:Signal-to-Noise)比を用いてVOA又はSOAを制御する点が実施例1と異なる。そこで、以下の説明では、SN比を用いてVOA又はSOAを制御する点について主に説明する。ここで、図15において、図2と同じ符号を有する各部は、特に説明の無い限り同じ機能を有するものとする。

0098

図15に示すように、実施例4に係る光受信器400は、図2に示したASE抽出部109に代えて、ASE抽出部409を有する。また、光受信器400は、図2に示したVOA制御部111に代えて、VOA制御部411を有する。また、光受信器400は、図2に示したSOA制御部112に代えて、SOA制御部412を有する。また、光受信器400は、図2に示した各部に加えて、SN比算出部414を新規に有する。

0099

ASE抽出部409は、増幅WDM光の光パワーの入力を第1PD104から受ける。ASE抽出部409は、各信号光の光パワーの入力を第2PD107から受ける。そして、ASE抽出部409は、増幅WDM光の光パワーと、各信号光の光パワーの総和との差分を算出することによって、WDM光に重畳されたASE光の光パワーを抽出する。具体的には、ASE抽出部409は、上記差分を算出することによって、SOA102によって飽和特性を有する利得で増幅され、かつ、WDM光に重畳されたASE光の光パワーを抽出する。ASE抽出部409は、抽出したASE光の光パワーを入力断検出部110及びSN比算出部414へ出力する。また、ASE抽出部409は、第2PD107から受け付けた各信号光の光パワーをSN比算出部414へ出力する。ASE抽出部409は、抽出部の一例である。

0100

SN比算出部414は、各信号光の光パワー及びASE光の光パワーの入力をASE抽出部409から受ける。SN比算出部414は、各信号光の光パワーの総和と、ASE光の光パワーとの比であるSN比を算出する。SN比算出部414は、算出したSN比をVOA制御部411及びSOA制御部412へ出力する。

0101

VOA制御部411は、基本的には、図2に示したVOA制御部111と同じ機能を有する。さらに、VOA制御部411は、SN比の入力をSN比算出部414から受ける。VOA制御部411は、SN比が増大するように、VOA101の可変減衰量を調整する。

0102

SOA制御部412は、基本的には、図2に示したSOA制御部112と同じ機能を有する。さらに、SOA制御部412は、SN比の入力をSN比算出部414から受ける。SOA制御部412は、SN比が増大するように、SOA102に対して供給される駆動電流を調整する。

0103

上述したように、実施例4に係る光受信器400は、SN比を用いてVOA101又はSOA102を制御する。その結果、WDM光の通信品質を維持することが可能となる。

0104

図16は、実施例5に係る光受信器の構成例を示す図である。実施例5に係る光受信器500は、SN比を外部装置に通知する点が実施例4と異なる。そこで、以下の説明では、SN比を外部装置に通知する点について主に説明する。ここで、図16において、図15と同じ符号を有する各部は、特に説明の無い限り同じ機能を有するものとする。

0105

図16に示すように、実施例5に係る光受信器500は、図15に示したSN比算出部414に代えて、SN比算出部514を有する。また、光受信器500は、図15に示した各部に加えて、SN比通知部515を新規に有する。

0106

SN比算出部514は、基本的には、図15に示したSN比算出部414と同じ機能を有する。さらに、SN比算出部514は、算出したSN比をVOA制御部411、SOA制御部412及びSN比通知部515へ出力する。

0107

SN比通知部515は、SN比の入力をSN比算出部514から受ける。SN比通知部515は、SN比を出力ポートport2に接続された外部装置に通知する。

実施例

0108

上述したように、実施例5に係る光受信器500は、SN比を外部装置に通知する。その結果、外部装置を用いて光受信器500の通信状態を管理することができる。

0109

100、200、300、400、500光受信器
101、201 VOA
102 SOA
104 第1PD
107、307 第2PD
109、409ASE抽出部
110、210、310入力断検出部
111、211、411VOA制御部
112、412 SOA制御部
313APD制御部
414、514SN比算出部
515 SN比通知部

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