(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を伝送する伝送路と、連続波長可変範囲を不連続に複数有しており、前記伝送路に光を出力する発光手段と、前記伝送路上の光を検出する検出手段とを有するネットワークシステムにおける前記発光手段の出力光の波長を制御する波長制御方法であって、
前記検出手段によって、前記伝送路に前記発光手段の出力光を出力したときに、他の光と混信しない波長で、かつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長を見出し、該他の光と混信しない波長でかつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長で前記発光手段の出力光を前記伝送路に出力し、
前記検出手段によって前記他の光と混信しない波長でかつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長を見出す過程は、前記検出手段によって前記他の光と混信しない波長を見出す第１の過程と、該見出した他の光と混信しない波長の光を検出できるように前記検出手段を制御する第２の過程と、前記発光手段の出力光の波長を変化させて前記検出手段が前記発光手段の出力光を検出するか否かを判別する第３の過程とを有していることを特徴とする波長制御方法。
【請求項２】
前記他の光と混信しない波長が複数ある時で、かつ前記第２の過程と第３の過程を行っても前記他の光と混信しない波長の光を検出できるように制御された前記検出手段が前記発光手段の出力光を検出しない時には、複数ある前記他の光と混信しない波長の内の別の波長を検出できるように前記検出手段を制御する前記第２の過程を行った後前記第３の過程を行い、前記他の光と混信しない波長の光を検出できるように制御された前記検出手段が前記発光手段の出力光を検出するまで前記第２の過程と前記第３の過程とを繰り返すものである請求項１に記載の波長制御方法。
【請求項３】
光を伝送する伝送路と、連続波長可変範囲を不連続に複数有しており、前記伝送路に光を出力する発光手段と、前記伝送路上の光を検出する検出手段とを有するネットワークシステムにおける前記発光手段の出力光の波長を制御する波長制御方法であって、
前記検出手段によって、前記伝送路に前記発光手段の出力光を出力したときに、他の光と混信しない波長で、かつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長を見出し、該他の光と混信しない波長でかつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長で前記発光手段の出力光を前記伝送路に出力し、
前記検出手段によって前記他の光と混信しない波長でかつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長を見出す過程は、前記検出手段によって前記他の光と混信しない波長を見出す過程と、該見出した波長があらかじめ記憶してある前記発光手段の連続波長可変範囲内であるか否かを判別する過程とを有していることを特徴とする波長制御方法。
【請求項４】
前記他の光と混信しない波長でかつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長で前記発光手段の出力光を前記伝送路に出力した後、該出力光の波長を隣接する波長と所定の間隔を保つように制御するか、もしくは連続波長可変範囲の端に保つように制御する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の波長制御方法。
【請求項５】
光を伝送する伝送路と、連続波長可変範囲を不連続に複数有しており、前記伝送路に光を出力する発光手段と、前記伝送路上の光を検出する検出手段とを有するネットワークシステムにおける前記発光手段の出力光の波長を制御する波長制御方法であって、
前記検出手段によって、前記伝送路に前記発光手段の出力光を出力したときに、他の光と混信しない波長で、かつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長を見出し、該他の光と混信しない波長でかつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長で前記発光手段の出力光を前記伝送路に出力し、
前記他の光と混信しない波長でかつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長で前記発光手段の出力光を前記伝送路に出力した後、該出力光の波長を隣接する波長と所定の間隔を保つように制御するか、もしくは連続波長可変範囲の端に保つように制御すことを特徴とする波長制御方法。
【請求項６】
光を伝送する伝送路と、連続波長可変範囲を不連続に複数有しており、前記伝送路に光を出力する発光手段と、前記伝送路上の光を検出する検出手段とを有し、前記発光手段の出力光の波長制御に請求項１乃至５のいずれかに記載の波長制御方法を用いるネットワークシステムであって、
前記伝送路は、複数の伝送路が、少なくとも１つのポートから入力される光を複数のポートに出力する光カプラによって接続され、
前記光カプラと前記検出手段を内部に有する制御ノードを有しており、該制御ノードは、更に、前記発光手段の出力光を、前記検出手段には導き、前記光カプラの前記複数のポートには導かない状態と、前記光カプラの前記複数のポートに導く状態との間を切り換える出力制御手段を有することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項７】
前記発光手段と前記検出手段は光ノード内に設けられており、該光ノードが前記伝送路に接続されている請求項６に記載のネットワークシステム。
【請求項８】
前記発光手段と前記検出手段は前記光カプラを介して接続される請求項７に記載のネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重通信ネットワークの発光波長制御方法、及びそれを用いた波長多重通信ネットワークに関する。
【０００２】
【従来技術】
波長多重通信ネットワークシステムは、１つの伝送路内に独立した多数のチャンネルを配置して各々独立したデータ通信を行なうことができる。この波長多重通信ネットワークシステムは、フレーム同期等の時間軸上での多重化が不要なため、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】
波長多重通信ネットワークの一例として、ネットワークに接続された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ネットワーク通信伝送路に使われていない波長に合わせる。一方、受信する端局は受信する波長に光受信器の波長可変フィルタの透過スペクトルの中心波長（以下、単に波長と呼ぶ）を一致させて受信する。波長多重通信ネットワーク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から決まる。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決まる。
【０００４】
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。近年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  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）型やＤＦＢ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｆｅｅｄｂａｃｋ）型のもので、波長可変幅は数ｎｍである。一例としては、電子情報通信学会技術報告ＯＱＥ（Ｏｐｔｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）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、スペクトル幅は０．１ｎｍ程度のものが実用レベルになっている。一例としては、会議予稿ＥＣＯＣ（Ｅｕｒｏｐｉａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ）’９０−６０５、”Ａ  ｆｉｅｌｄ−ｗｏｒｔｈｙ、  ｈｉｇｈ−ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ、  ｔｕｎａｂｌｅ  ｆｉｂｅｒ  Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ  ｆｉｌｔｅｒ”記載のものを挙げることができる。
【０００５】
波長多重通信ネットワークシステムにおいて、チャンネル間隔を狭くすることにより、同じ波長可変幅で多くのチャンネルをとることができる。波長可変ＬＤ、波長可変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、制御によりドリフトの影響を抑えなければならない。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簡易ではない。また、ＬＡＮのように光送信器が離れた場所にある通信ネットワーク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】
現行の技術では波長可変ＬＤの連続波長可変範囲よりも、波長可変フィルタの選択波長可変範囲の方が広い。例えば波長可変ＬＤの連続波長可変範囲は数ｎｍであるのに対し、波長可変フィルタの透過波長可変範囲は１０ｎｍを越えている。従って波長可変ＬＤを発光手段として用い、波長可変フィルタを検出手段として用いることを考えると、波長可変ＬＤの発光波長可変範囲がチャンネル数の制限要素になる。本発明の目的の１つは、発光波長の１つの連続可変範囲に制限されない波長制御方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
出力光の波長が可変である発光手段の波長可変範囲として不連続なものを許すと、実質的に波長範囲を拡大できる発光手段があることが知られている。例えば波長可変ＬＤでは不連続な波長変化を許せば、発光波長可変範囲が１０ｎｍ以上取れるものがある。一例としては、ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．４，ｐｐ．２９９−３０１，１９９１，“Ａ  ｔｈｒｅｅ−ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  ｌａｓｅｒ  ｗｉｔｈ  ２２ｎｍ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｔｕｎｉｎｇ  ｒａｎｇｅ”に記載のものがあり、３電極ＤＢＲ−ＬＤで、ゲイン電流供給電極と、位相電流供給電極と、ブラッグ電流供給電極とを備え、ゲイン電流供給電極に一定電流例えば１７５ｍＡを供給して、ブラッグ電流供給電極に供給する電流を例えば−１２０ｍＡから＋１２０ｍＡの間で変化させると、全発光波長領域が１５１２ｎｍから１５３４ｎｍである約２２ｎｍの広い発光波長範囲を有する例が挙げられている。この例ではその波長可変範囲内で約２０箇所に波長的に不連続な部分が生じるとされている。本発明ではこのような連続波長可変範囲を複数有する発光手段を用いることができる波長制御方法を提供する。
【０００８】
本発明の波長制御方法を、以下に示す。
【０００９】
一つは、光を伝送する伝送路と、連続波長可変範囲を不連続に複数有しており、前記伝送路に光を出力する発光手段と、前記伝送路上の光を検出する検出手段とを有するネットワークシステムにおける前記発光手段の出力光の波長を制御する波長制御方法であって、前記検出手段によって、前記伝送路に前記発光手段の出力光を出力したときに、他の光と混信しない波長で、かつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長を見出し、該他の光と混信しない波長でかつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長で前記発光手段の出力光を前記伝送路に出力することを特徴とする波長制御方法である。
【００１０】
この方法により連続な波長可変範囲を不連続に有する発光手段を用いても、他の光と混信を起こすことなく波長制御することができる。
【００１１】
ここで、前記検出手段によって前記他の光と混信しない波長でかつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長を見出す過程は、前記検出手段によって前記他の光と混信しない波長を見出す第１の過程と、該見出した他の光と混信しない波長の光を検出できるように前記検出手段を制御する第２の過程と、前記発光手段の出力光の波長を変化させて前記検出手段が前記発光手段の出力光を検出するか否かを判別する第３の過程とを有しているようにすれば、発光手段の波長可変領域があらかじめ分かっていなくても、他の光と混信を起こさず、かつ波長可変領域内にある波長を見出すことができる。
【００１２】
また、この制御を行う場合、前記他の光と混信しない波長が複数ある時で、かつ前記第２の過程と第３の過程を行っても前記他の光と混信しない波長の光を検出できるように制御された前記検出手段が前記発光手段の出力光を検出しない時には、複数ある前記他の光と混信しない波長の内の別の波長を検出できるように前記検出手段を制御する前記第２の過程を行った後前記第３の過程を行い、前記他の光と混信しない波長の光を検出できるように制御された前記検出手段が前記発光手段の出力光を検出するまで前記第２の過程と前記第３の過程とを繰り返せばよい。
【００１３】
一方、発光手段の波長可変範囲があらかじめ分かっている場合は、前記検出手段によって前記他の光と混信しない波長でかつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長を見出す過程は、前記検出手段によって前記他の光と混信しない波長を見出す過程と、該見出した波長があらかじめ記憶してある前記発光手段の連続波長可変範囲内であるか否かを判別する過程とを有していればよい。この制御によれば速やかに、他の波長と混信を起こさず、かつ波長可変領域内にある波長を見出すことができる。
【００１４】
更に具体的な波長制御としては、前記他の光と混信しない波長でかつ前記発光手段の連続波長可変範囲内の波長で前記発光手段の出力光を前記伝送路に出力した後、該出力光の波長を隣接する波長と所定の間隔を保つように制御するか、もしくは連続波長可変範囲の端に保つように制御する方法がある。ここで、所定に間隔を保つように制御する方法はいろいろあるが、検出手段が検出できる光の波長を変化させるパラメータ（例えば検出手段が波長可変フィルタを有する場合には、その波長可変フィルタの選択波長を制御する電圧や電流）を変化させることにより、検出できる光の波長を変化させて、前記発光手段の出力光の波長と前記隣接波長をそれぞれ検出し、それぞれを検出した時のパラメータの値を比較して、その差が小さすぎる時には、発光手段の出力光の波長を隣接波長から離すように制御し、その差が大きすぎる時には発光手段の出力光の波長を隣接波長に近づけるように制御すれば、所定の間隔を保つことができる。但し、前記パラメータの値と検出できる波長の関係は線形であるとは限らないので、検出する波長域に応じて補正を行ってもよい。
【００１５】
また、検出できる波長の関係を固定した２つの検出手段を用いて、第１の検出手段が前記発光手段の出力光の波長を検出するようにし、第２の検出手段が隣接波長の出力光の波長を検出するようにして、第１の検出手段によって前記発光手段の出力光の波長が検出されるように該出力光の波長をサーボ制御することによっても所定の間隔を保つことができる。
【００１６】
また、前記発光手段の出力光の波長が他の光と混信しない波長に設定されるまでは、前記発光手段の出力光を前記伝送路には出力しない制御や、前記発光手段の出力光の波長が他の光と混信しない波長に設定されるまでは、前記発光手段の出力光を前記伝送路の内の一部には出力しない制御を行ってもよい。これにより他の波長と混信を起こす恐れのある波長で発光している状態の出力光の伝送路への出力を制御して混信を未然に防ぐことができる。出力光を伝送路に出力するかしないか、もしくは出力光を伝送路のどの部分に出力してどの部分に出力しないかは光を出力するかしないかを制御できるデバイスや光の光路を切り換えるデバイス（いずれのデバイスも光スイッチとして知られている）を用いて制御することができる。
【００１７】
本発明においては、ネットワーク内の伝送路の内でも混信を生じても許容できる部分には他の光と混信しないように設定されていない出力光を出しても構わない。例えば発光手段を光ノード内に設け、該光ノード内に前記検出手段と前記発光手段の出力光を伝送路に出力するかしないかを制御する出力制御手段とを設ける時には、光ノード内で発光手段の出力光を検出手段に導いて、出力光の波長が他の光と混信を起こさない波長になるまで伝送路のどの部分にも出力しないようにすることができるが、ネットワークがスター型に構成されている時で、発光手段と検出手段とが離れて設けられている時で、通信に用いる伝送路と発光手段の出力光を検出手段に導く波長検出用の伝送路とを別個に設けない時には、発光手段の出力光を通信に用いる伝送路に出力して検出手段に導くことになる。この時発光手段からの光は通信に用いる伝送路を介して検出手段に到達することになるが、スターカプラの所に前述の光スイッチの如きデバイスを設け、発光手段からの光を検出手段には導き、他の発光手段や受信手段が接続される他の出力ポートには導かないようにすることができる。
【００１８】
すなわち発光手段の出力光を検出手段に導き、他の波長の光と混信しない波長の出力光を出力すべく設定を行っている間は、前記他のポートにはその出力光を導かないようにすると、発光手段からの光は伝送路に出力されるものの、伝送路のその部分（発光手段とスターカプラを接続する部分）は混信を生じても許容できる部分となるので、この部分も伝送路ではあるが、他の波長と混信する恐れのある光を出力しても構わないのである。
【００１９】
なお、上述中に記載している「他の光と混信しない波長」とは、「他の光信号が伝送路中に存在し、この光信号から一定波長間隔を有する波長」をいうと一応定義できるが、これに限定されるものではない。
【００２０】
また、本発明のネットワークシステムは、前記伝送路が、複数の伝送路が、少なくとも１つのポートから入力される光を複数のポートに出力する光カプラによって接続されて構成されているように構築しうる。具体的には光カプラとしてはスターカプラを用いることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明を説明する前に、本願出願人が本願に先立ち出願した特願平８−１６３０９２号に記載の技術を踏まえた波長制御の例を、本発明の実施形態の理解を助ける参考例として説明する。この参考例に示す方式は、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）から一定間隔で配置するもので、絶対的、あるいは相対的な波長基準を必要としない。光送信器の波長の近傍を波長可変フィルタで掃引し、隣接チャンネルとの波長間隔を維持する。
【００２２】
図４はこの参考例の波長制御方式を適用する光送信器を用いた波長多重通信ネットワークの一例の構成図である。スター型のネットワークである。図示するように、光ノード４０１、４０２、４０３、端局４１１、４１２、４１３、スターカプラ４２０、光ファイバ４３１、４３２、４３３、４４１、４４２、４４３で構成されている。また、光ノード４０１、４０２、４０３は、光送信器４５１、光受信器４５２、光分岐器４５３で構成する。尚、図の複雑化を避けるため、３つの端局に対する構成のみを示した。実際には数十台の端局が接続可能である。
【００２３】
端局４１１、４１２、４１３は各々光ノード４０１、４０２、４０３によりネットワークに接続される。各光ノード４０１、４０２、４０３は送信用の光ファイバ４３１、４３２、４３３と各光ノードの受信用の光ファイバ４４１、４４２、４４３でスターカプラ４２０と接続される。光送信器４５１からの送信光は送信用の光ファイバ４３１、４３２、４３３を経てスターカプラ４２０へ送られる。スターカプラ４２０は、その送信光を均等に各受信用の光ファイバ４４１、４４２、４４３に分配し、各光ノード４０１、４０２、４０３に送られる。受信用の光ファイバ４４１、４４２、４４３からの入射光を光分岐器４５３で２つに分けられ、光送信器４５１と光受信器４５２に入力される。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受信器と光送信器の波長可変フィルタに入射される。
【００２４】
図５は光送信器の構成図である。図示するように、波長制御系５０１、波長可変ＬＤ５０２、波長可変フィルタ５０３、波長可変ＬＤ駆動回路５０４、波長可変フィルタ駆動回路５０５、受光素子５０６、増幅器５０７、識別器５０８、光変調器５０９、光スイッチ５１０、光合流器５１１により構成される。
【００２５】
波長制御系５０１は、識別器５０８の出力信号をもとに、波長可変ＬＤ駆動回路５０４、波長可変フィルタ駆動回路５０５を制御し、波長制御動作を行う。波長制御動作の開始等は波長制御系５０１に接続された端局から制御される。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。この記憶素子には波長制御動作で必要なパラメータ、動作手順をも記憶している。
【００２６】
波長可変ＬＤ５０２、波長可変フィルタ５０３は、例えばＤＢＲ型ＬＤ、ファブリペロー型波長可変フィルタを用いる。波長可変フィルタ５０３の透過スペクトルの半値幅はチャンネル間隔Δλを決める主要因である。チャンネル間隔Δλ以下の適当な値に設定する。また、波長可変フィルタ５０３の波長可変範囲はネットワーク内の全ての波長可変ＬＤ５０２の波長可変範囲より大きい。
【００２７】
光変調器５０９は波長可変ＬＤ５０２の出力光を送信信号で強度変調する。波長可変ＬＤ５０２に注入する電流で直接変調した場合、０．１ｎｍ程度の波長変動が生じるため、この例では光変調器による外部強度変調方式を採用する。
【００２８】
波長可変ＬＤ駆動回路５０４は、波長制御系５０１からの波長可変ＬＤ制御電圧（以下、ＶＬと記す）に対応した発光波長になるように波長可変ＬＤ５０２を駆動（電流を注入）する。
【００２９】
波長可変フィルタ駆動回路５０５は、波長制御系５０１からの光フィルタ制御電圧（以下、ＶＦと記す）に対応した透過波長になるように波長可変フィルタ５０３を駆動する。
【００３０】
識別器５０８のしきい値は、伝送路から波長可変フィルタ５０３に入射する各チャンネルの波長と波長可変フィルタ５０３の透過波長が一致したときの増幅器５０７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。
【００３１】
この光送信器４５１では、波長可変フィルタ５０３の掃引により自局の波長も含めて受信用光ファイバ４４１〜４４３から入射する波長多重された光信号の波長配置を検出し、それをもとに波長制御を行う。
【００３２】
図６は本参考例の波長制御方式の動作の説明図である。各ノード４０１〜４０３の光送信器４５１が送信を行う場合の一連の動作を（１）〜（５）で示している。波長を横軸にとり、縦線で波長可変ＬＤ５０２の波長を示し、やま型で波長可変フィルタ５０３の透過波長を示し、波長多重の波長配置を示している。また、各動作における光送信器の波長可変フィルタ、波長可変ＬＤ、および光スイッチの動作あるいは状態も示している。
【００３３】
図６（１）は端局からデータ送信を指示された光ノードで発光開始直前に行われる波長配置の検出の動作である。波長可変フィルタ５０３の透過波長を透過波長可変範囲の最短波長λＦｍｉｎから最長波長λＦｍａｘまで掃引する。波長可変ＬＤ５０２は消光状態、光スイッチ５１０は光合流器５１１側に接続されている。これにより、この時点で波長制御系５０１は伝送路上にある全ての波長の配置を知ることができる。伝送路上に存在する波長λａ１が波長配置の短波長側の端であることがわかる。
【００３４】
図６（２）は図６（１）に続いて行われる波長可変ＬＤ５０２の波長設定動作である。波長可変フィルタ５０３の波長をλａ１からΔλ離れた波長λＦｓに設定する。光スイッチ５０１は図６（１）に引き続き光合流器５１１側に接続されている。この状態で波長可変ＬＤ５０２の波長を発光波長可変範囲内の最短波長λＬｍｉｎから掃引し、識別器の出力が”Ｈ”になったところで掃引を止める。これにより波長可変ＬＤ５０２の波長はλＦｓと一致し、隣接波長λａ１からチャンネル間隔Δλの短波長側の波長に設定される。
【００３５】
図６（３）は図６（２）に続いて行われる波長間隔の維持動作である。波長可変フィルタ５０３の透過波長をλＬ−ｄλからλＬ＋Δλ＋ｄλまで掃引する。ここでλＬは波長可変ＬＤの発光波長である。ｄλはチャンネル間隔がΔλになっている時に確実に波長λＬとλａ１を検出するためのマージンである。波長可変ＬＤ５０２の波長λＬは、波長可変フィルタ５０３の掃引によって得られるλａ１とλＬの波長間隔がΔλになるように制御される。小さい場合は短波長側にシフトされ、大きい場合は長波長側にシフトされる。なお、波長可変ＬＤ５０２の波長がλＦｓに設定された時点で、光スイッチ５１０は伝送路側に接続され、波長可変ＬＤ５０２の光は伝送路に出力される。
【００３６】
図６（４）は図６（３）の状態で隣接波長λａ１が消光した時の波長可変ＬＤ５０２の波長シフト動作である。波長可変フィルタ５０３、波長可変ＬＤ５０２、光スイッチ５１０の動作は図６（３）と同じである。波長可変フィルタ５０３の透過波長掃引（掃引範囲：λＬ−ｄλからλＬ＋Δλ＋ｄλまで）による波長配置の検出と波長可変ＬＤ５０２の発光波長λＬの長波長側へのシフトが繰り返し行われる。
【００３７】
図６（５）は図６（４）の動作が繰り返された後に行われる波長間隔の維持動作である。波長可変フィルタ５０３の透過波長λＬ−ｄλからλＬ＋Δλ＋ｄλまでの掃引により隣接波長λａ２の波長を検出でき、その時点で波長可変ＬＤ５０２の発光波長λＬの長波長側へのシフトをストップし、以後この状態を維持する。隣接チャンネルの波長がλａ１からλａ２に変わった以外は図６（３）と同じである。
【００３８】
こうして、自局から送信を開始する場合には、伝送路上の他局の発光波長を検出して、最短波長側に自局の送信波長を設定してデータを送信する。そうして、長波長側の送信局が送信を中止する毎に自局の送信波長を長波長側に移動して行く。なお、光受信器では、送信されたデータ内に宛先アドレスを含めているので、所定タイミング毎に光受信器内の波長可変フィルタを掃引しながら受光素子を介して送信データのヘッダー部を読み込み、自局の宛先アドレスの場合にそのデータを受信する。
【００３９】
以下では、本発明の実施の形態を示す。以下の実施形態の説明において、上記の参考例の説明と重複するところは一部省略している。
【００４０】
［第１実施形態］
以下、図面を用いて、本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。本実施形態による波長多重通信ネットワークシステムは上述の図４に示す構成を有し、各光ノードの光送信器は図５に示すブロック図によって構成されており、その動作・機能は上述の説明にゆずり、参考例と重複する説明は省略する。
【００４１】
図１は本発明の波長制御の波長配置を示す図である。波長を横軸にとり、縦線で発光している波長可変ＬＤ５０２の波長を示している。波長制御動作の説明対象となる光ノード（以下、「説明対象光ノード」と呼ぶ）の波長可変ＬＤ５０２の連続波長可変範囲をその上方に示している。図の例では＃１、＃２、＃３の３つの連続波長可変範囲を示している。縦線の内、実線は動作説明光ノードが発光を開始する前に発光していた波長（以下、「既存波長」と呼ぶ）である。点線は本発明の波長制御方式で、説明対象光ノードの設定波長の候補を示している。
【００４２】
図２は本発明の波長制御方式の第１実施形態の動作の説明図である。光送信器が送信を開始する前に行う、波長可変ＬＤ５０２の波長設定の一連の動作を図２（１）〜（４）で示している。尚、これらの動作は、上記参考例の波長制御方式の動作を示す図６における（１）、（２）に相当する。
【００４３】
図２中、波長を横軸にとり、縦線で波長可変ＬＤ５０２の波長を示し、波長多重の波長配置を示している。煩雑化を避けるため、図１の一部を拡大し、波長可変ＬＤ５０２の連続波長可変範囲＃１と連続波長可変範囲＃２をのみを示している。縦線の内、実線は既存波長、点線は説明対象光ノードの設定波長の候補を示している。やま型で波長可変フィルタ５０３の透過波長の最長波長λＦｍａｘから最短波長λＦｍｉｎを示している。また、各動作における光送信器の波長可変フィルタ５０３および波長可変ＬＤ５０２、動作あるいは状態も記載している。尚、この図の各状態では光スイッチ５１０は光合流器側になっているため、各状態毎の表記は省略した。
【００４４】
図中、Δλは波長制御により維持されるチャンネル間隔、λＬｍｉｎは制御対象光ノードの光送信器の波長可変ＬＤ５０２の波長可変範囲の最短波長、λＬは波長可変ＬＤ５０２の波長制御中の波長、λＦｍｉｎは波長可変フィルタ５０３の波長可変範囲の最短波長、λＦｍａｘは波長可変フィルタ５０３の波長可変範囲の最長波長、λＦｓ１、λＦｓ２、λＦｓ３は波長可変ＬＤ５０２の波長設定時の波長可変フィルタ５０３の波長、λａ１、λａ２、λａ３は動作説明において隣接波長となる波長である。
【００４５】
本発明では、光送信器の波長可変ＬＤ５０２は、波長可変範囲にいくつかの連続波長可変範囲をもつ。図１では、連続波長可変範囲＃１、連続波長可変範囲＃２、連続波長可変範囲＃３が示されている。本発明では、波長可変ＬＤ５０２の波長設定時にこれらの連続波長可変範囲内で、既存波長の波長配置で端になっている波長との波長間隔がΔλになる波長の内の１つを、設定波長とする。図１では、連続波長可変範囲＃１には設定波長の候補はなく、連続波長可変範囲＃２の１つの点線、連続波長範囲＃３の２つの点線が設定波長の候補となる。そして、その１つで発光を開始する。図２でその波長設定の動作について説明する。
【００４６】
本実施形態では、波長可変ＬＤ５０２の注入電流と波長の関係は、予め光送信器の波長制御系５０１には記憶されていないものとする。波長制御系５０１は、波長可変フィルタ５０３の波長を掃引して既存波長の波長配置を検出し、既存波長の波長配置で端になっている波長からΔλ離れた波長で連続波長可変範囲内にある波長を探していく。
【００４７】
図２（１）はネットワークシステムの光ファイバ伝送路上の波長配置の検出動作を示している。波長可変フィルタ５０３の透過波長をλＦｍｉｎからλＦｍａｘまで掃引し、既存波長の波長配置を検出する。なお各々の間隔から図の点線の波長が設定波長の候補として把握される。
【００４８】
図２（２）は続いて行われる１回目の波長可変ＬＤ５０２の波長設定動作を示している。波長可変フィルタ５０３の波長を最も長波長の設定波長の候補λＦｓ１に設定する。そして、波長可変ＬＤ５０２の発光波長をλＬｍｉｎからλＦｓ１と一致するまで掃引する。この図の例ではλＦｓ１は連続波長可変範囲＃１と連続波長可変範囲＃２の間にあるため、λＬｍａｘまで掃引しても波長可変ＬＤ５０２の波長はλＦｓ１と一致しない。このため１回目の波長可変ＬＤ５０２の波長設定動作は空振りに終わる。
【００４９】
図２（３）は続いて行われる２回目の波長可変ＬＤ５０２の波長設定動作を示している。波長可変フィルタ５０３の波長を２番目に長波長よりにある設定波長の候補λＦｓ２に設定する以外は図２（２）と同じである。この図の例ではλＦｓ２は連続波長可変範囲＃１と連続波長可変範囲＃２の間にあるため、λＬｍａｘまで掃引しても波長可変ＬＤ５０２の波長はλＦｓ１と一致しない。このため２回目の波長可変ＬＤ５０２の波長設定動作も空振りに終わる。
【００５０】
図２（４）は続いて行われる３回目の波長可変ＬＤ５０２の波長設定動作を示している。波長可変フィルタ５０３の波長を３番目に長波長よりにある設定波長の候補λＦｓ３に設定する以外は図２（２）と同じである。この図の例ではλＦｓ３は連続波長可変範囲＃２内にあるので、掃引される波長可変ＬＤ５０２の発光波長がλＬｓ３になった時に、波長可変フィルタ５０３はその光を透過するため、波長可変フィルタ５０３の透過波長λＦｓ３にて透過されてきた光波長を受光素子５０６で受光して生成される信号の値が、識別器５０８のしきい値を越えるため、波長可変ＬＤ５０２の波長がλＦｓ３に一致したことが認識される。以上により、この発光波長λＬｓ３に設定される。
【００５１】
波長可変ＬＤ５０２の波長が既存波長の波長配置の端からΔλ離れた波長（図の例ではλＦｓ３）に設定された後は、光スイッチ５０９が伝送路側に接続され、参考例と同様な隣接波長との波長間隔の維持動作が行われる。
【００５２】
尚、図２の例では、３回目の波長設定動作により、波長設定が終了したが、波長配置や波長可変領域によっては、１回目または２回目で終了する場合、あるいは４回目以上を要する場合も有りうる。
【００５３】
本発明では、数１０ｎｍという広い波長可変範囲（但し不連続領域がある）をもつ波長可変ＬＤを用いることができるため、より波長多重数の多い波長多重通信ネットワークを実現することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、波長可変ＬＤ５０２の注入電流と波長の関係を予め波長制御系５０１に記憶する必要がないため、光送信器の作製時、あるいは波長可変ＬＤ５０２の故障時の交換時に、波長可変ＬＤ５０２の波長特性に関係する調整を必要としない。
【００５５】
［第２実施形態］
以下、図面を用いて本発明の第２実施形態について詳細に説明する。
【００５６】
図３は本発明の波長制御方式の第２実施形態の動作の説明図である。第１実施形態での図２に相当する。図中の表記は図２と同じである。波長可変ＬＤの波長設定の一連の動作を図３（１）、（２）で示している。
【００５７】
本実施形態では、波長可変ＬＤ５０２の注入電流と出力波長の関係、波長可変フィルタ５０３の印加電圧と選択波長の関係は、予め光送信器の波長制御系５０１に記憶されているものとする。但し、本実施形態では、他の波長と混信しない波長が、複数ある連続波長可変範囲のいずれの中にあるか、もしくは複数の他の波長と混信しない波長のいずれが、複数ある連続波長可変範囲のいずれの中にあるかが判ればよいため、この波長と制御量の関係の誤差がΔλ程度あっても構わない。波長制御系５０１は、波長可変フィルタ５０３の波長を掃引して既存波長の波長配置を検出し、その結果と前述の２つの関係から、既存波長の波長配置で端になっている波長からΔλ離れた波長で連続波長可変範囲内になる波長を探していく。以下、図３の動作についてそれぞれ説明する。
【００５８】
図３（１）は波長配置の検出動作を示している。波長可変フィルタ５０３の透過波長をλＦｍｉｎからλＦｍａｘまで掃引し、受信用光ファイバの伝送路上の既存波長の波長配置を検出する。波長可変フィルタ５０３の透過波長特性と波長可変ＬＤ５０２の発光波長特性を基に、波長可変ＬＤ５０２が連続波長可変範囲内で設定波長の候補を調べる。その結果、図中の点線が設定波長として決定される。
【００５９】
図３（２）は続いて行われる波長可変ＬＤ５０２の波長設定動作を示している。波長可変フィルタ５０３の透過波長を決定された設定波長λＦｓに設定する。そして、波長可変ＬＤ５０２の発光波長をλＬｍｉｎ２からλＦｓと一致するまで掃引する。この結果、波長可変ＬＤ５０２の発光波長は伝送路上の波長配置の既存波長の端の波長からチャンネル間隔Δλ短波長側の波長に設定される。
【００６０】
本実施形態では、波長可変ＬＤ５０２と波長可変フィルタ５０３の波長特性が波長制御系５０１に記憶されているので、設定波長の設定を１回の波長配置検出動作で行うことができ、波長設定動作を短時間で行うことができる。
【００６１】
［第３実施形態］
上述の波長制御動作において、波長可変ＬＤの同様な波長設定が行えるならば、前述の動作に限定されるものではない。
【００６２】
例えば、第１実施形態において、波長配置検出動作を１回行った後、場合によっては複数回の波長設定動作を行うとしたが、各波長設定動作の前にその都度必ず波長配置検出動作を行わせてもよい。
【００６３】
また、長波長側の設定波長の候補から波長設定動作を行ったが、短波長側からあるいは任意の設定波長の候補から開始してもよい。
【００６４】
また、光送信器は同様な機能を有すれば、前述の構成に限られるものではない。さらに、その構成要素も同様である。例えば、波長可変ＬＤ駆動回路５０４からの注入電流により波長可変ＬＤ５０２の波長を制御したが、波長可変ＬＤ５０２の素子温度を制御することによりその波長を制御することも可能である。
【００６５】
また、波長可変フィルタ５０３としてはファブリペロ共振器型以外のものを用いることが可能である。また、変調方式として外部強度変調方式の例を示したが、他の変調方式を用いることも可能であり、チャーピングが発生しなければ波長可変レーザダイオードに直接変調をかける直接強度変調方式でもよい。また例えば、直接ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を用いることも可能である。さらに、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．６７、  Ｎｏ．２３、  １９９５、  ”Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｉｎ  ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｌａｓｅｒｓ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｔｈｅ  ｓｔａｂｌｅ  ｓｉｎｇｌｅ  ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｍｏｄｅｓ”記載の素子を用いて直接偏波変調方式を用いることも可能である。
【００６６】
［第４実施形態］
これまで述べてきた実施形態では、波長制御のための検出手段である波長可変フィルタを各光ノードに設けるように構成したが、この実施形態では、波長制御のための検出手段を各光ノードには設けない。
【００６７】
本実施形態のネットワーク構成を図７に示す。７０１はセンターノードであり、これまで説明してきた実施形態で用いたスターカプラに代えて用いるものである。このセンターノードに各光ノード７１１，７１２，７１ｎが接続されている。又各光ノードにはそれぞれ端局７２１，７２２，７２ｎが接続されている。
【００６８】
本実施形態においては、波長制御のための検出手段を各光ノードには設けず、センターノードに設け、センターノードの検出手段により得た波長制御情報をセンターノード側と光ノード側で通信を行って波長制御を行う。特に本実施形態では、これまで述べてきた各実施形態で行っていたような波長多重通信と、その波長制御情報を伝送するための通信を波長多重している。図８はその波長配置を示すものである。８０２がこれまで述べてきたような波長多重通信系であり、１．５μｍ帯を用いて高密度波長多重を行っている。８０１は波長制御情報を伝送するためのパケット通信系を行う波長域であり、１．３μｍ帯を用いる。このパケット通信系は各光ノードが共用するものであり、周知の技術であるＣＳＭＡ／ＣＤ等の技術を用いて伝送を行う。よってセンターノード内の波長制御手段と各光ノードとは、パケット通信系における通信を行うための手段を有している。
【００６９】
センターノードの構成を図９に示す。本実施形態においては、このセンターノード内に、波長制御のための検出手段を設けており、そこで波長の検出を行い、制御情報を各光ノードに対して送信する。図９において、９０１は波長制御情報を処理するための波長多重通信制御系である。９０２，９０３はパケット通信系の信号をそれぞれ送信、受信するための光送信器と光受信器である。９０４は波長多重通信系の波長配置を検出する検出手段である波長配置検出系である。また、９０５は光分波器であり、波長多重通信系の光信号とパケット通信系の波長とを分波し、波長多重通信系の光を波長配置検出系９０４に導き、パケット通信系の光を光受信器９０３に導く。さらに、９０６，９０７はそれぞれ光ノードが伝送路を介して接続される入力ポートである。９０８，９０９はそれぞれ光ノードが伝送路を介して接続される出力ポートである。入力ポート９０６，９０７から入力された光はＮ＋１個の入力端とＮ＋１個の出力端とを有する光カプラ９１０で各出力ポートに分配される。
【００７０】
また、９１１，９１２は光スイッチであり、入力ポート９０６，９０７から入力される光を光カプラ９１０側に導いて各出力ポートに分配するか、光カプラ９１０側に導かないかを制御するものである。この実施形態で用いる光スイッチ９１１，９１２は光路切り換え型であり、入力される光を光カプラ９１０に出力しない時には光を光カプラ９１３に出力し、入力される光を光カプラ９１３に出力しない時には光を光カプラ９１０に出力するものである。光カプラ９１３及び光カプラ９１４及び光分波器９０５を介して入力された光は波長配置検出系９０４もしくは光受信器９０３に導かれる。前述したように本実施形態で用いる光スイッチ９１１，９１２は光路切り換え型なので、その出力が光カプラ９１０に導かれている時にもその出力が波長配置検出系９０４にも入力されるように、光カプラ９１０の出力の１つが光カプラ９１４を介して光分波器９０５に導かれている。また光送信器からの出力が光ノードに導かれるように、その出力は光カプラ９１０の入力端の１つに導かれている。
【００７１】
本実施形態においても、光ノードの発光手段の波長を検出手段で検出して波長制御を行う点はこれまでの実施形態と同じである。ただし本実施形態では波長制御を行う際に、その情報のやり取りをパケット通信系を介して行う。すなわち、光ノードが信号を送信したい時には、あらかじめパケット通信系を用いてセンターノードの波長多重通信制御系９０１に送信希望を通知する。波長多重通信制御系９０１は波長配置検出系９０４において波長検出を行い、他の波長と混信しない波長を探す。実施形態２のように各発光手段の波長可変範囲をあらかじめ知っている時には、波長可変範囲内で、かつ他の波長と混信しない波長の光を検出できるように波長配置検出系９０４の検出手段を設定する。そして送信希望を出した光ノードに対して発光手段の波長を掃引するように指令を出す。検出手段で発光手段の出力光を検出した後は実施形態２と同様に、隣接波長と所定の間隔を保つように制御する。具体的には隣接波長との間隔が近づきすぎた時には、その間隔を広げる方向に波長を動かす指令をパケット通信系で伝送する。また各光ノードの発光手段の波長可変範囲をあらかじめ知らない時には、実施形態１と同様に制御すればよい。
【００７２】
この実施形態においては、各光ノード毎に検出手段を設けなくてよいので、低コスト化を図ることができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願に係わる発明によれば、不連続な発光可能範囲中複数の連続波長可変範囲を有する波長可変ＬＤの波長可変範囲を有効に用い、波長多重通信ネットワークの波長多重数を増大させることができる。このことは、不連続な発光波長可変範囲を有する広帯域波長可変ＬＤを広帯域で使用できるので、極めて使用効率が良くなることをも意味する。
【００７４】
また本発明によれば、波長可変ＬＤが有する複数の連続波長可変範囲を事前に不知とするとき、伝送路上の既存波長に隣接する設定波長の候補波長に可変波長フィルタの透過波長を設定して波長可変ＬＤの発光波長を設定するように動作するので、波長制御系の予めの記憶部を要することもなく安価な構成で既存波長に隣接してチャンネル間隔Δλに設定でき、密接したチャンネル数を配置できる。
【００７５】
また、複数の連続波長可変範囲を事前に既存波長とした場合には、短時間に設定波長の候補を検出でき、高速にその設定波長候補に送信波長を配置して、データ通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の波長制御方法での伝送路上の波長配置を示す図である。
【図２】本発明の波長制御方法の第１実施形態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実施形態の動作の説明図である。
【図４】波長多重通信ネットワークの構成図である。
【図５】波長多重通信ネットワークの光ノード中の光送信器の構成図である。
【図６】参考例の波長制御方法の動作の説明図である。
【図７】本発明の第４実施形態の波長多重通信ネットワークの構成図である。
【図８】本発明の第４実施形態における波長配置の一例を示す概念図である。
【図９】本発明の第４実施形態のセンターノードの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
４０１、４０２、４０３  光ノード
４１１、４１２、４１３  端局
４２０  スターカプラ
４３１、４３２、４３３、４４１、４４２、４４３  光ファイバ
５０１  波長制御系
５０２  波長可変ＬＤ
５０３  波長可変フィルタ
５０４  波長可変ＬＤ駆動回路
５０５  波長可変フィルタ駆動回路
５０６  受光素子
５０７  増幅器
５０８  識別器
５０９  光変調器
５１０  光スイッチ（１入力、２出力）
５１１  光合流器
７０１  センターノード
８０１    パケット通信系の波長帯
８０２    波長多重通信系の波長帯
９０１    波長多重通信制御系
９０４    波長配置検出系
９１０    光カプラ
９１１，９１２  光スイッチ
【図１】
0003566496.tif 000002
【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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