(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長可変フィルタと、その通過光を電気信号に変換する光・電気変換部と、その出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部からのビットあふれフラグを検出するビットあふれ検出部と、前記波長可変フィルタの波長を走査する波長走査部と、前記Ａ／Ｄ変換部からのデジタル信号と前記ビットあふれ検出部からの検出信号と前記波長走査部からの波長情報とを記録する波長・強度記憶部と、この波長・強度記憶部の記憶データに基づいて光強度のピーク波長を特定し、そのピーク波長を前記波長走査部に与えるピーク位置特定部とを備え、
前記ピーク位置特定部は、前記波長走査部での波長走査に伴って、前記波長・強度記憶部に記憶された前記ビットあふれの上限波長と下限波長との中間波長を前記ピーク波長として特定することを特徴とする波長可変フィルタ装置。
【請求項２】
波長可変フィルタと、その通過光を電気信号に変換する光・電気変換部と、その出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部からのビットあふれフラグを検出するビットあふれ検出部と、前記波長可変フィルタの波長を走査する波長走査部と、前記Ａ／Ｄ変換部からのデジタル信号と前記ビットあふれ検出部からの検出信号と前記波長走査部からの波長情報とを記録する波長・強度記憶部と、前記波長可変フィルタにおける通過光強度の波長に対する分布を示す参照データを予め記憶しておくフィルタ特性記憶部と、前記波長・強度記憶部の記憶データおよび前記フィルタ特性記憶部の参照データに基づいて光強度のピーク波長を特定し、そのピーク波長を前記波長走査部に与えるピーク位置特定部とを備え、
前記参照データは、同じ通過光強度に対する下限波長および上限波長の波長差とピーク波長との対応テーブルであることを特徴とする波長可変フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信における波長分割多重伝送システムに用いられる波長可変フィルタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信において、多チャンネルの信号を１本の光ファイバで伝送する方法の一つとして、波長多重光伝送方式が知られている。波長多重光伝送方式では、光合波器を用いて各チャンネルの信号をそれぞれ波長の異なる光で波長多重して送信し、受信側では多重伝送された光を波長フィルタを用いて各波長ごとに分離し、再生する。通過帯域の波長を変えることができる波長可変フィルタを用いることにより、多くの波長成分が多重されている光から所望の波長の光を自由に取り出すことができる。そこで、受信波長を正しく選択する波長同調機能を付加した波長可変フィルタ装置が検討されている。
【０００３】
図９に従来の波長可変フィルタ装置のブロック図を示す。図９において、波長可変フィルタ装置１００は、波長可変フィルタ１０１、光・電気変換部１０２、アナログ・デジタル変換部（以下、「Ａ／Ｄ変換部」という）１０３、波長・強度記憶部１０４、ピーク位置検出部１０５、および波長走査部１０６を備えている。また、その外部に復調部１１０が接続されている。
【０００４】
波長可変フィルタ１０１を通過した光は、光・電気変換部１０２で電気信号に変換される。光・電気変換部１０２から出力される電気信号の一部がＡ／Ｄ変換部１０３に送られ、他は波長フィルタ装置１００から出力され復調部１１０に送られる。Ａ／Ｄ変換部１０３に入力された電気信号（アナログ信号）はＡ／Ｄ変換部１０３でデジタル信号に変換され、波長走査部１０６からの波長データと共に波長・強度記憶部１０４に入力される。これらのデジタル値は波長及び光強度として波長・強度記憶部１０４に記憶される。波長可変フィルタ１０１の波長を波長走査部１０６が走査し、波長・強度記憶部１０４に記憶された情報に基づいて、光強度が最大となる波長をピーク位置検出部１０５が特定する。特定された波長は波長走査部１０６に送られる。このようにして可変波長フィルタの波長が設定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の波長可変フィルタ装置１００は、Ａ／Ｄ変換部１０３を有しており、デジタル変換できるビット数には制限がある。また波長可変フィルタ１０１には異なった受信レベルの波長多重信号が入力される可能性がある。この場合、所定のレベル以上の信号強度を有するアナログ電気信号がＡ／Ｄ変換部１０３に入力されるとＡ／Ｄ変換部１０３からのディジタル出力が飽和する。したがって、波長・強度記憶部１０４には、波長走査しているにもかかわらず強度が一定のデータが記憶される。この様子は図３（ｂ）に示されている。
【０００６】
図３（ｂ）において、Ａ／Ｄ変換部１０３に入力される光強度を表すアナログ信号がＡ／Ｄ変換後の限界値ＰLを越える波長域では、２２ａで示すように、Ａ／Ｄ変換部１０３から出力されるデジタル信号の曲線２２は一定の値（ＰL）になっている。この状態ではピーク位置検出部１０５で光強度の最大値を正しく特定できなくなる。例えばＡ／Ｄ変換部１０３が８ビットのＡ／Ｄ変換器を有している場合、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジは約２１ｄＢである。ピーク位置検出部１０５で最大値を特定するためには、少なくとも１０ｄＢ以上の強度変化を識別する必要がある。したがって、伝送路からの光が波長毎で１０ｄＢ以上大きく変動して波長可変フィルタ１０１に入射すると、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを越えてしまい、出力が飽和することになる。
【０００７】
本発明は上記従来の波長可変フィルタ装置の問題点を解決するためになされたものであり、特定波長の光強度がたとえ大きく変動しても、安定に波長設定ができる波長可変フィルタ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の波長可変フィルタ装置の第１の構成は、波長可変フィルタと、その通過光を電気信号に変換する光・電気変換部と、その出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部からのビットあふれフラグを検出するビットあふれ検出部と、前記波長可変フィルタの波長を走査する波長走査部と、前記Ａ／Ｄ変換部からのデジタル信号と前記ビットあふれ検出部からの検出信号と前記波長走査部からの波長情報とを記憶する波長・強度記憶部と、この波長・強度記憶部の記憶データに基づいて光強度のピーク波長を特定し、そのピーク波長を前記波長走査部に与えるピーク位置特定部とを備え、前記ピーク位置特定部は、前記波長走査部での波長走査に伴って、前記波長・強度記憶部に記憶された前記ビットあふれの上限波長と下限波長との中間波長を前記ピーク波長として特定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の波長可変フィルタ装置の第２の構成は、波長可変フィルタと、その通過光を電気信号に変換する光・電気変換部と、その出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部からのビットあふれフラグを検出するビットあふれ検出部と、前記波長可変フィルタの波長を走査する波長走査部と、前記Ａ／Ｄ変換部からのデジタル信号と前記ビットあふれ検出部からの検出信号と前記波長走査部からの波長情報とを記録する波長・強度記憶部と、前記波長可変フィルタにおける通過光強度の波長に対する分布を示す参照データを予め記憶しておくフィルタ特性記憶部と、前記波長・強度記憶部の記憶データおよび前記フィルタ特性記憶部の参照データに基づいて光強度のピーク波長を特定し、そのピーク波長を前記波長走査部に与えるピーク位置特定部とを備え、前記参照データは、同じ通過光強度に対する下限波長および上限波長の波長差とピーク波長との対応テーブルであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態に係る波長可変フィルタ装置のブロック図を図１に示す。図１において、波長可変フィルタ装置１０は、波長可変フィルタ１、光・電気変換部２、Ａ／Ｄ変換部３、波長・強度記憶部４、ピーク位置特定部５、波長走査部６、ビットあふれ検出部７を備えている、また、その外部には復調部１１が接続されている。この波長可変フィルタ装置１０の波長設定動作のフローチャートは図２に示されている。
【００１２】
また、図３（ａ）のグラフに示す曲線２１は、波長走査部６によって波長走査された波長可変フィルタ１の通過光の光強度分布を表すフィルタ特性曲線であり、そのピーク波長はλoである。図３（ｂ）のグラフに示す曲線２２は、上記の光強度分布に相当する電気信号がＡ／Ｄ変換部３でデジタル信号に変換された後の分布を表しており、２２ａは飽和レベルである。
【００１３】
本実施形態の波長可変フィルタ装置の動作を図１のブロック図及び図２のフローチャートに基づいて説明する。波長走査部６による波長走査は短波長側から長波長側へ行われるものとする。図１に示すように、波長可変フィルタ１に入力された光信号は光・電気変換部２により電気信号に変換され、その電気信号の一部はＡ／Ｄ変換部３に与えられ、他は波長可変フィルタ装置１０から出力されて復調部１１に与えられる。
【００１４】
波長走査部６が波長可変フィルタ１の波長走査を行う（図２のステップＳ１）。図３（ｂ）に示したように、中心波長付近でＡ／Ｄ変換部３の限界値ＰLを越える大レベルの電気信号がＡ／Ｄ変換部３に入力されると、波長走査に伴って波長λ1で出力が飽和する。このときビットあふれ検出部７は、出力が飽和したこと、即ちビットあふれを検出し（ステップＳ２）。そのときの波長λ1を波長・強度記憶部４に記憶させる（ステップＳ３）。その後、波長λ2までの波長走査（ステップＳ４）では出力の飽和状態が継続し（図３（ｂ）の２２ａ）、波長λ2で飽和状態の解除、即ち、ビットあふれが無くなったことを検出する（ステップＳ５）。このときの波長λ2が波長・強度記憶部４に記憶される（ステップＳ６）する。
【００１５】
その後、ピーク位置特定部５がピーク波長λoを算出し（ステップＳ８）、これを中心波長として波長走査部６に与えることにより、波長可変フィルタ１は波長λoに設定される（ステップＳ９）。フィルタの通過特性（図３（ａ）の曲線２１）がピーク波長に対して対称であるとすれば、中心波長、即ちピーク波長λoは次式（数１）から求めることができる。
【００１６】
【数１】
λo＝（λ1＋λ2）／２
一方、図２のステップＳ２でビットあふれが無い場合、即ちＡ／Ｄ変換部３で出力が飽和しない場合は、ステップＳ７で最大値判断をして、最大値でなければステップＳ１に戻るループを繰り返す通常のピーク位置検出を実行する。最大値が検出されれば、そのときのピーク波長λoが中心波長として設定される（ステップＳ８，Ｓ９）。
【００１７】
以上のような構成により、たとえＡ／Ｄ変換部で出力が飽和するような場合であっても波長可変フィルタのピーク波長を特定することができる。したがって、Ａ／Ｄ変換部で多ビットのＡ／Ｄ変換器を必要としない構成とすることができることから、電気回路部分の小型化及び、消費電力の低減を図ることができる。
【００１８】
次に第２の実施形態に係る波長可変フィルタ装置のブロック図を図４に示す。第１の実施形態（図１）に対して、フィルタ特性記憶部８が追加されている。このフィルタ特性記憶部８には、波長可変フィルタ１の選択波長付近での通過特性が参照データとして予め記憶されている。図５（ａ）のグラフに示す曲線２３は、フィルタ特性記憶部８に記憶されるフィルタ特性の一例である。また、図５（ｂ）のグラフに示す曲線２４は上記のフィルタ特性、つまり光強度分布に相当する電気信号がＡ／Ｄ変換部３でデジタル信号に変換された後の分布を表しており、２４ａは飽和レベルである。第１の実施形態におけるフィルタ特性（図３（ａ））と異なり、本実施形態におけるフィルタ特性はピーク波長λoに対して非対称となっている。
【００１９】
本実施形態の波長可変フィルタ装置の動作を、第１の実施形態と相違する点を中心に説明する。図４のブロック図において、Ａ／Ｄ変換部３に出力が飽和するレベルのアナログ電気信号が入力された場合、第１の実施形態と同様にビットあふれ検出部７が飽和状態を検出し、そのときの波長λ1を波長・強度記憶部４に記憶させる。その後、波長λ2で飽和状態が無くなると、ビットあふれ検出部７がそれを検出し、そのときの波長λ2を波長・強度記憶部４に記憶させる。その後、ピーク位置特定部５がフィルタ特性記憶部８に記憶されている参照データに基づいてピーク波長を特定する。
【００２０】
例えば、同じ通過光強度に対する上限波長と下限波長との波長差（λ2−λ1）とピーク波長との対応テーブルを参照データとしてフィルタ特性記憶部８に記憶しておく。そして、ピーク位置特定部５は、Ａ／Ｄ変換部３の出力が飽和した領域（図５（ｂ）の２４ａ）の波長差と上記の参照データ（対応テーブル）とからピーク波長λoを特定する。
【００２１】
このように本実施形態によれば、フィルタ特性がピーク波長λoに対して非対称である場合でも、波長可変フィルタのピーク波長を特定することができる。
次に第３の実施形態に係る波長可変フィルタ装置のブロック図を図６に示す。第１の実施形態（図１）に対して、レベル調整部９が光・電気変換部２とＡ／Ｄ変換部３との間に追加されている。また、この波長可変フィルタ装置１０の波長設定動作のフローチャートを図７に示す。
【００２２】
本実施形態の波長可変フィルタ装置の動作を図６のブロック図及び図７のフローチャートに基づいて説明する。波長走査部６が波長可変フィルタ１の波長走査を行い（図７のステップＳ１１）、Ａ／Ｄ変換部３に出力が飽和するレベルのアナログ電気信号が入力された場合、ビットあふれ検出部７がそれを検出し（ステップＳ１２）、波長走査部６は波長走査を中断する。そしてレベル調整部９に対して、Ａ／Ｄ変換部の入力レベルを下げる信号を与える（ステップＳ１３）。このときの波長は波長・強度記憶部４に記憶される。この動作をＡ／Ｄ変換部３の出力飽和が無くなるまで続ける。
【００２３】
その後、最大値か否かを判断し（ステップ１４）、最大値でなければステップＳ１１に戻って再び波長走査を行い、出力が飽和する場合はレベル調整を繰り返す。このようにして、ピーク波長においてもＡ／Ｄ変換部３の入力がＰL以下である分布曲線（図８（ａ）の曲線２６）が得られる。そして、ピーク位置特定部５は、最後にレベル調整を行ったときの波長を波長・強度記憶部より参照し、その波長をピーク波長として特定する（ステップＳ１５）。この後、次の波長設定動作のためにレベル調整部９の調整レベルはリセットされる。ピーク波長は中心波長として波長走査部６に与えられ、これによって波長可変フィルタ１が波長λoに設定される（ステップＳ１６）。
【００２４】
また、ステップＳ１２でビットあふれが無い場合、即ちＡ／Ｄ変換部３で出力が飽和しない場合は、レベル調整を行わずにすぐにステップ１４で最大値か否かを判断し、最大値でなければステップＳ１１に戻るループを繰り返す通常のピーク位置検出を実行する。最大値が検出されれば、そのときのピーク波長λoが中心波長として設定される（ステップＳ１５，Ｓ１６）。
【００２５】
本実施形態によれば、受信光の光強度レベルが大きく変動しても、それに追従してＡ／Ｄ変換前にレベル調整が行われるので、ピーク波長が安定して特定される。また、Ａ／Ｄ変換部の必要ビット数を削減して小形化および低消費電力化を図ることができる。
【００２６】
なお、上記の各実施形態では波長可変フィルタの波長設定に関して、受信光強度がピークになる波長を特定しているが、これに限るわけではない。例えば、伝送する光信号の特性や光源の波長広がり（チャーピングと呼ばれる）によっては、復調部１１で復調された信号における信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）またはＣ／Ｎ比が最良となる波長、もしくは信号歪や高調波によるジッターが最小となる波長を特定波長として設定しても良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の波長可変フィルタ装置は、波長の異なる複数の光が多重伝送される場合において、受信光の光強度レベルが大きく変動してＡ／Ｄ変換部の出力が飽和するような場合であっても、Ａ／Ｄ変換部のビット数を増やすことなく波長可変フィルタのピーク波長を安定して特定することができる。この結果、電気回路の小型化及び消費電力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る波長可変フィルタ装置のブロック図
【図２】図１の波長可変フィルタ装置の動作を示すフローチャート
【図３】図１の波長可変フィルタ装置におけるフィルタ特性を示すグラフ、及びＡ／Ｄ変換後のレベル分布を示すグラフ
【図４】本発明の第２の実施形態に係る波長可変フィルタ装置のブロック図
【図５】図４の波長可変フィルタ装置におけるフィルタ特性を示すグラフ、及びＡ／Ｄ変換後のレベル分布を示すグラフ
【図６】本発明の第３の実施形態に係る波長可変フィルタ装置のブロック図
【図７】図６の波長可変フィルタ装置におけるフィルタ特性を示すグラフ、及びＡ／Ｄ変換後のレベル分布を示すグラフ
【図８】図６の波長可変フィルタ装置におけるフィルタ特性を示すグラフ、及びレベル調整部の出力を示すグラフ
【図９】従来の波長可変フィルタのブロック図
【符号の説明】
１  波長可変フィルタ
２  光・電気変換部
３  Ａ／Ｄ変換部
４  波長・強度記憶部
５  ピーク位置特定部
６  波長走査部
７  ビットあふれ検出部
８  フィルタ特性記憶部
９  レベル調整部
１０  波長可変フィルタ装置
１１  復調部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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