(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる波長のレーザ光を出射し、前記レーザ光の強度が可変である複数のレーザ素子と、
前記レーザ光を変調して光信号とする変調器と、
前記光信号を多重化した多重化光信号を光ファイバアンプへ出力する合波器と、
前記光ファイバアンプにより増幅された多重化光信号である増幅後光信号の強度の波長依存をなくすように前記複数のレーザ素子の前記レーザ光の強度を変化させるコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記多重化光信号を構成する光信号の数に応じた前記光ファイバアンプの信号増幅率の変化を反映させて、前記複数のレーザ素子の前記レーザ光の強度を変化させることを特徴とする光送信器。
【請求項２】
前記光信号の強度を検出する光強度モニタを有し、
前記コントローラは、
前記光ファイバアンプの信号増幅率の波長依存を、前記多重化光信号を構成する光信号の数ごとに記憶したメモリと、
前記光強度モニタの検出結果を取得する取得手段と、
波長ごとに前記信号増幅率と前記検出結果を乗算して、前記増幅後光信号の強度の予測値を演算する演算手段と、
前記予測値における波長依存がなくなるように前記複数のレーザ素子の前記レーザ光の強度を変化させる調整手段と、を有したことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項３】
前記光信号の強度を検出する光強度モニタを有し、
前記コントローラは、メインコントローラと、前記メインコントローラと接続され、かつ前記複数のレーザ素子のそれぞれに接続された複数のサブコントローラと、を有し、
前記メインコントローラは、前記光ファイバアンプの信号増幅率の波長依存を、前記多重化光信号を構成する光信号の数ごとに記憶したメモリと、前記メモリの記憶を読み出し、前記増幅後光信号の強度の波長依存をなくすために必要な前記光信号の強度の補正量を演算する補正量演算手段と、前記補正量を前記複数のサブコントローラへ通知する通知手段と、を有し、
前記複数のサブコントローラは、前記光強度モニタの検出結果を取得する取得手段と、波長ごとに前記検出結果と前記補正量を乗算して、前記レーザ素子の前記レーザ光の目標強度を演算する目標強度演算手段と、前記複数のレーザ素子の前記レーザ光の強度が前記目標強度となるように前記レーザ光の強度を変化させる調整手段と、を有したことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【請求項４】
前記コントローラは、前記光ファイバアンプへの入力数を変数として前記入力数に応じた信号増幅率を演算し、演算された前記信号増幅率を用いて前記複数のレーザ素子の前記レーザ光の強度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光送信システムに用いられる光送信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数のレーザ素子と光マルチプレクサを有する光送信システムが開示されている。この光送信システムは、各波長の光信号の損失がばらつくことにより当該光信号の強度がばらつくのを防ぐものである。具体的には、光信号をモニタリングする制御回路が、光信号の強度を一定に保つように複数のレーザ素子を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６１２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光送信器により多重化された光信号は、光ファイバアンプで増幅されてから受信器へ伝送される。光ファイバアンプによる光信号の信号増幅率は波長ごとに異なる。つまりある波長の光信号は大きな信号増幅率で増幅され、別の波長の光信号は小さな信号増幅率で増幅される。従って、受信器へ伝送される各波長の光信号の強度を均一化できない問題があった。また、受信器へ伝送される光信号の強度を均一化するためにアッテネータなどを用いると光送信システムが大型になる問題があった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、光送信システムを大型にすることなく、受信器へ伝送される各波長の光信号の強度を均一化できる光送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】
【０００６】
本願の発明に係る光送信器は、それぞれ異なる波長のレーザ光を出射し、該レーザ光の強度が可変である複数のレーザ素子と、該レーザ光を変調して光信号とする変調器と、該光信号を多重化した多重化光信号を光ファイバアンプへ出力する合波器と、該光ファイバアンプにより増幅された多重化光信号である増幅後光信号の強度の波長依存をなくすように該複数のレーザ素子の該レーザ光の強度を変化させるコントローラと、を備え、該コントローラは、該多重化光信号を構成する光信号の数に応じた該光ファイバアンプの信号増幅率の変化を反映させて、該複数のレーザ素子の該レーザ光の強度を変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光送信器に配置されたコントローラがレーザ素子の出力を調整することで、増幅後の光信号の強度における波長依存を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光送信器などを示すブロック図である。
【図２】コントローラが備えるメモリの記憶内容を示す図である。
【図３】コントローラによるレーザ素子の制御を示すフローチャートである。
【図４】コントローラによってレーザ素子のレーザ光強度が変更される前後の光ファイバアンプの出力を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る光送信器などを示すブロック図である。
【図６】送信器の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る光送信器などを示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る光送信器１０は、それぞれ異なる波長のレーザ光を出射するレーザ素子１２ａ、及びレーザ素子１２ｂを備えている。レーザ素子１２ａのレーザ光の波長はλ１であり、レーザ素子１２ｂのレーザ光の波長はλ２である。レーザ素子１２ａ、１２ｂは、レーザ光の強度及び波長が可変である。レーザ素子１２ａは変調器１４ａに接続されている。変調器１４ａはレーザ光を変調して光信号とするものである。レーザ素子１２ｂは変調器１４ｂに接続されている。
【００１０】
変調器１４ａは光強度モニタ１６ａに接続されている。変調器１４ｂは光強度モニタ１６ｂに接続されている。光強度モニタ１６ａ、１６ｂは光信号の強度を検出するものである。光強度モニタ１６ａ、１６ｂは合波器１８に接続されている。合波器１８は、波長の異なる光信号を多重化するものである。合波器１８で多重化された光信号を「多重化光信号」と称する。合波器１８は光ファイバアンプ２０に接続されている。合波器１８は多重化光信号を光ファイバアンプ２０へ出力する。光ファイバアンプ２０は多重化光信号の伝送距離を伸ばすために、多重化光信号を増幅する。光ファイバアンプ２０により増幅された多重化光信号は「増幅後光信号」と称する。
【００１１】
光送信器１０は、コントローラ１７を備えている。コントローラ１７は、機能的に言えば、増幅後光信号の強度の波長依存をなくすようにレーザ素子１２ａ、１２ｂのレーザ光の強度を変化させるものである。コントローラ１７の具体的構成について説明する。コントローラ１７はメモリ１７ａ、取得手段１７ｂ、演算手段１７ｃ、及び調整手段１７ｄを有している。
【００１２】
メモリ１７ａは、光ファイバアンプ２０の信号増幅率の波長依存を記憶している。図２は、コントローラ１７が備えるメモリ１７ａの記憶内容を示す図である。メモリ１７ａは、レーザ素子１２ａ、１２ｂのとり得る波長ごとに、信号増幅率をデジタル情報化して保存したものである。
【００１３】
取得手段１７ｂは、光強度モニタ１６ａ、１６ｂの検出結果を取得する手段である。演算手段１７ｃは、波長ごとに信号増幅率と強度モニタの検出結果を乗算して、増幅後光信号の強度の予測値を求める手段である。調整手段１７ｄは、当該予測値における増幅後光信号の強度の波長依存がなくなるようにレーザ素子１２ａ、１２ｂのレーザ光の強度を変化させる手段である。取得手段１７ｂ、演算手段１７ｃ、及び調整手段１７ｄは例えばマイコンで構成される。
【００１４】
図３は、コントローラによるレーザ素子の制御を示すフローチャートである。図３に沿って、本発明の実施の形態１に係る光送信器１０の動作を説明する。まず、このコントローラ１７が、光ファイバアンプ２０による波長λ１とλ２の光信号の信号増幅率を、メモリ１７ａから読み出す（ステップ２１）。波長λ１の光信号に対する信号増幅率はＡ１であり、波長λ２の光信号に対する信号増幅率はＡ２である。次いで、取得手段１７ｂによって光強度モニタ１６ａ、１６ｂの検出した光信号の強度を取得する（ステップ２２）。波長λ１の光信号の光強度はＳ１であり、波長λ２の光信号の強度はＳ２である。
【００１５】
次いで演算手段１７ｃにより、増幅後光信号の強度の予測値を演算する（ステップ２３）。演算結果は「予測値」と称する。予測値は、波長毎に演算する。波長λ１の予測値（Ｐ１）は、Ａ１とＳ１を乗算して求める。波長λ２の予測値（Ｐ２）は、Ａ２とＳ２を乗算して求める。
【００１６】
ここで、光ファイバアンプ２０による信号増幅率は波長依存性があるので、Ｐ１とＰ２は異なった値となる。そこで、調整手段１７ｄが、Ｐ１とＰ２が同等になるようにレーザ素子１２ａ、１２ｂのレーザ光の強度を変化させる（ステップ２４）。具体的には、調整手段１７ｄは、Ｐ１とＰ２が同等となるためのレーザ素子１２ａのレーザ光の強度（最適レーザ光強度Ｏ１）とレーザ素子１２ｂのレーザ光の強度（最適レーザ光強度Ｏ２）を演算する。そして、レーザ素子１２ａのレーザ光の強度がＯ１となり、レーザ素子１２ｂのレーザ光の強度がＯ２となるようにレーザ素子１２ａ、１２ｂを制御する。
【００１７】
図４は、コントローラによってレーザ素子のレーザ光の強度が変更される前後の光ファイバアンプの出力を示す図である。図４Ａは、コントローラ１７によるレーザ素子１２ａ、１２ｂの制御後の光ファイバアンプ２０の出力を示す。図４Ｂは、コントローラ１７による当該制御前の光ファイバアンプ２０の出力を示す。コントローラ１７によって、レーザ素子１２ａ、１２ｂのレーザ光の強度を変えた結果、増幅後光信号の強度を各波長間で均一化できた。なお、図４の破線は、λ１、λ２以外の波長の光信号の強度も均一化できることを示す。
【００１８】
このように、本発明の実施の形態１に係る光送信器１０によれば、レーザ素子１２ａ、１２ｂのレーザ光の強度を調整することにより、受信器へ伝送される増幅後光信号を波長依存なく均一化することができる。また、上述したレーザ素子１２ａ、１２ｂの制御のために必要となるコントローラ１７及び光強度モニタ１６ａ、１６ｂは、光送信器１０の内部に形成したため、光送信器１０、及び光ファイバアンプ２０を含む光送信システムの構成を簡素にできる。光送信器１０内部で上述の効果を得るための全ての処理が完結するので、光送信器１０の光出力を測定するスペクトルモニタ等の測定手段を光送信システムに組み込む必要がなくなり、光送信システムを廉価に製造できる。
【００１９】
本発明の実施の形態１に係る光送信器１０では、レーザ素子の数を２つとしたが本発明はこれに限定されない。本発明は複数のレーザ素子がそれぞれ異なる波長のレーザ光を出射する場合において、増幅後光信号の強度の波長依存を解消するものである。従って、レーザ素子の数は複数であれば特に限定されない。ところで、レーザ素子の総数すなわち、光ファイバアンプへの入力数を変化させると、光ファイバアンプの信号増幅率が変化する。従って、メモリ１７ａには、光ファイバアンプへの入力数（レーザ素子の総数）ごとに区別された信号増幅率のテーブルを記憶することが望ましい。そして、光ファイバアンプへの入力数に応じたテーブルを用いてレーザ素子を制御すれば、さらに精度の高い制御ができる。なお、メモリに前述のテーブルを記憶せずに、コントローラ内で光ファイバへの入力数を変数として当該入力数に応じた信号増幅率を演算してもよい。このようにすると、入力数の変化に対応するために光通過帯域フィルタやピーク値検出手段を光送信システム内に組み込む必要がなくなるので、光送信システムの構成を簡素にできる。
【００２０】
本発明の実施の形態１のメモリ１７ａには、信号増幅率の波長依存をデジタル情報化したテーブルを記憶したが、信号増幅率の波長依存をデジタル信号処理可能な近似式及びその係数としてメモリに記憶してもよい。
【００２１】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る送信器は前述した実施の形態１に係る送信器との相違点を中心に説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係る光送信器などを示すブロック図である。光送信器３０は、メインコントローラ３２とサブコントローラ３４、３５を備えている。サブコントローラ３４、３５は、メインコントローラ３２と接続され、かつレーザ素子１２ａ、１２ｂのそれぞれに接続されている。サブコントローラ３４、レーザ素子１２ａ、変調器１４ａ、及び光強度モニタ１６ａがアセンブリ３６ａを構成している。サブコントローラ３５、レーザ素子１２ｂ、変調器１４ｂ、及び光強度モニタ１６ｂがアセンブリ３６ｂを構成している。
【００２２】
メインコントローラ３２は、光ファイバアンプ２０の信号増幅率の波長依存を記憶したメモリ３２ａを有している。そして、メモリ３２ａの記憶を読み出し、増幅後光信号の強度の波長依存をなくすために必要な光信号の強度の補正量を演算する補正量演算手段３２ｂを有している。さらに、この補正量をサブコントローラ３４、３５へ通知する通知手段３２ｃを有している。
【００２３】
サブコントローラ３４は、光強度モニタ１６ａの検出結果を取得する取得手段３４ａを有している。そして、検出結果と補正量を乗算して、レーザ素子１２ａのレーザ光の目標強度を演算する目標強度演算手段３４ｂを有している。目標強度とは、増幅後光信号の強度の波長依存を解消できるレーザ光の強度である。さらに、レーザ素子１２ａのレーザ光の強度が目標強度となるようにレーザ光の強度を変化させる調整手段３４ｃを有している。サブコントローラ３５もサブコントローラ３４と同様に、光強度モニタ１６ｂの検出結果を取得する取得手段３５ａ、その検出結果と補正量を乗算して、レーザ素子１２ｂのレーザ光の目標強度を演算する目標強度演算手段３５ｂと、レーザ素子１２ｂのレーザ光の強度が目標強度となるようにレーザ光の強度を変化させる調整手段３５ｃを有している。なお、調整手段３４ｃ、３５ｃはレーザ光の強度だけでなく波長も変更も可能である。このように、波長ごとに目標強度を演算する。
【００２４】
図６は、送信器の動作を示すフローチャートである。図６に沿って、本発明の実施の形態２に係る光送信器３０の動作を説明する。まず、補正量演算手段３２ｂにより、メモリ３２ａの記憶を読み出し、増幅後光信号の強度の波長依存をなくすために必要な光信号の強度の補正量を演算する（ステップ４１）。補正量は波長ごとに演算する。つまり、波長λ１の光信号の強度の補正量と、波長λ２の光信号の強度の補正量を求める。
【００２５】
次いで、通知手段３２ｃにより、補正量をサブコントローラ３４、３５へ通知する（ステップ４２）。サブコントローラ３４へ通知される補正量と、サブコントローラ３５へ通知される補正量は異なる。次いで、サブコントローラ３４の取得手段３４ａが変調器１４ａから出力された光信号の強度の情報を取得する。また、サブコントローラ３５の取得手段３５ａが変調器１４ｂから出力された光信号の強度の情報を取得する（ステップ４３）。
【００２６】
次いで、目標強度演算手段３４ｂにより、検出結果と補正量を乗算して、レーザ素子１２ａのレーザ光の目標強度を演算する。同様に、目標強度演算手段３５ｂにより、レーザ素子１２ｂのレーザ光の目標強度を演算する（ステップ４４）。次いで、調整手段３４ｃにより、レーザ素子１２ａのレーザ光の強度が目標強度となるように当該レーザ光の強度を変化させる。同様に調整手段３５ｃにより、レーザ素子１２ｂのレーザ光の強度が目標強度となるように当該レーザ光の強度を変化させる（ステップ４５）。
【００２７】
本発明の実施の形態２に係る光送信器３０によれば、実施の形態１に係る送信器と同様に増幅後光信号の強度を波長依存なく均一化できる。実施の形態１に係る送信器の場合、演算手段により増幅後光信号の強度の予測値を演算し、その後増幅後光信号の強度の波長依存をなくす最適レーザ光強度を演算した。しかしながら、実施の形態２に係る光送信器３０では、増幅後光信号の強度の波長依存をなくすために必要なレーザ光の強度の補正量を演算する。そして、この補正量に基づいて、増幅後光信号の強度の波長依存をなくすための目標強度を演算する。
【００２８】
このように、実施の形態１に係る光送信器１０とは異なる送信器の構成でも、実施の形態１に係る光送信器１０と同様の機能を持たせることができる。本発明は、光ファイバアンプ２０による信号増幅率が波長依存することを前提に、増幅後光信号の強度を波長依存なく均一化するように送信器の出力を調整するものである。従って、本発明の特徴を逸脱しない範囲において、実施の形態１、２で示した態様以外にも様々な変形を成しうる。
【００２９】
なお、本発明の実施の形態２に係る光送信器３０は少なくとも実施の形態１に係る光送信器１０と同等の変形が可能である。そして、サブコントローラはレーザ素子と同数供給されるので、レーザ素子の数に応じてサブコントローラの数が変わる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  光送信器、  １２ａ,１２ｂ  レーザ素子、  １４ａ,１４ｂ  変調器、  １６ａ,１６ｂ  光強度モニタ、  １７  コントローラ、  １７ａ  メモリ、  １７ｂ  取得手段、  １７ｃ  演算手段、  １７ｄ  調整手段、  １８  合波器、  ２０  光ファイバアンプ、  ３０  光送信器、  ３２  メインコントローラ、  ３２ａ  メモリ、  ３２ｂ  補正量演算手段、  ３２ｃ  通知手段、  ３４,３５  サブコントローラ、  ３４ａ,３５ａ  取得手段、  ３４ｂ,３５ｂ  目標強度演算手段、  ３４ｃ,３５ｃ  調整手段、  ３６ａ,３６ｂ  アセンブリ
【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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