(57)【要約】【課題】簡易、低コスト、小サイズかつ高精度に、光スイッチの動的動作の調整を行う。【解決手段】光スイッチ調整回路２は、入力信号光ＩＮＬを分岐させて参照信号光ＲＬとして出力する分配器３と、光スイッチ１からの出力信号光ＯＵＴＬを分岐させてモニター信号光ＭＬとして出力する分配器４と、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相関係をシフトさせる光位相シフタ５と、光位相シフタ５によって位相シフトされた参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとを重ね合せて干渉させる干渉信号光生成部６と、干渉信号光ＩＬのパワーを検出する光検出器７と、光検出器７によって検出された光パワーの時間平均値に応じて、出力信号光ＯＵＴＬのアイ開口が最大となる位相バイアス条件を光スイッチ１へフィードバックする位相バイアス調整部８とから構成される。【選択図】  図１
2011055330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光スイッチへ入力される信号光を分岐させて参照信号光として出力する第１の分配手段と、
前記光スイッチからの出力信号光を分岐させてモニター信号光として出力する第２の分配手段と、
前記参照信号光と前記モニター信号光との位相関係をシフトさせる位相シフタと、
この光位相シフタによって位相シフトされた参照信号光と前記第２の分配手段から出力されたモニター信号光とを重ね合せて干渉させる干渉信号光生成手段と、
この干渉信号光生成手段から出力された干渉信号光のパワーを検出する光検出器と、
この光検出器によって検出された光パワーの時間平均値に応じて、前記出力信号光のアイ開口が最大となる位相バイアス条件を前記光スイッチへフィードバックする位相バイアス調整手段とを備えることを特徴とする光スイッチ調整回路。
【請求項２】
請求項１記載の光スイッチ調整回路において、
前記位相シフタは、前記参照信号光と前記モニター信号光との位相差を所定の値に固定し、
前記位相バイアス調整手段は、前記光検出器によって検出された干渉信号光の時間平均パワーが最大もしくは最小となるように前記光スイッチの位相バイアスを調整することを特徴とする光スイッチ調整回路。
【請求項３】
請求項２記載の光スイッチ調整回路において、
前記干渉信号光生成手段は、前記参照信号光と前記モニター信号光との位相差が異なる複数の干渉信号光を出力する光ハイブリッドであり、
前記光検出器は、複数の干渉信号光のパワーをそれぞれ検出し、
前記位相バイアス調整手段は、前記複数の干渉信号光のうちいずれか１つの干渉信号光の時間平均パワーが最大もしくは最小となるように前記光スイッチの位相バイアスを調整することを特徴とする光スイッチ調整回路。
【請求項４】
請求項１記載の光スイッチ調整回路において、
前記位相バイアス調整手段は、前記光検出器によって検出された干渉信号光の時間平均パワーの振動振幅が最小となるように前記光スイッチの位相バイアスを調整することを特徴とする光スイッチ調整回路。
【請求項５】
請求項４記載の光スイッチ調整回路において、
前記位相シフタは、前記参照信号光と前記モニター信号光との位相差を掃引することを特徴とする光スイッチ調整回路。
【請求項６】
請求項４記載の光スイッチ調整回路において、
前記干渉信号光生成手段は、前記参照信号光と前記モニター信号光との位相差が異なる複数の干渉信号光を出力する光ハイブリッドであり、
前記位相バイアス調整手段は、前記複数の干渉信号光の時間平均パワーを基に時間平均パワーの振動振幅を求め、この振動振幅が最小となるように前記光スイッチの位相バイアスを調整することを特徴とする光スイッチ調整回路。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の光スイッチ調整回路において、
さらに、前記光検出器と前記位相バイアス調整手段との間にハイパスフィルタを備えることを特徴とする光スイッチ調整回路。
【請求項８】
光スイッチへ入力される信号光を分岐させて参照信号光として出力する第１の分配手段と、
前記光スイッチからの出力信号光を分岐させてモニター信号光として出力する第２の分配手段と、
前記参照信号光と前記モニター信号光との位相関係をシフトさせる位相シフタと、
この光位相シフタによって位相シフトされた参照信号光と前記第２の分配手段から出力されたモニター信号光とを重ね合せて干渉させる干渉信号光生成手段と、
この干渉信号光生成手段から出力された干渉信号光のパワーを検出する光検出器と、
前記位相シフタよる位相差に対して、前記光検出器によって検出された干渉信号光の時間平均パワーの依存性を測定し、測定結果から前記光スイッチの位相バイアス値を計算し、計算した位相バイアス値から前記出力信号光のアイ開口または出力光消光比を導出する計算手段とを備えることを特徴とするアイ開口モニター回路。  
【請求項９】
光スイッチと、
請求項２乃至７のいずれか１項に記載の光スイッチ調整回路とを備えることを特徴とする光信号送信装置。  
【請求項１０】
光スイッチと、
請求項２乃至７のいずれか１項に記載の光スイッチ調整回路とを備えることを特徴とする全光信号再生装置。  
【請求項１１】
光スイッチと、
請求項２乃至７の光スイッチ調整回路とを備えることを特徴とするＯＴＤＭ−ＤＥＭＵＸ装置。
【請求項１２】
光スイッチへ入力される信号光を分岐させて参照信号光とする第１の分配手順と、
前記光スイッチからの出力信号光を分岐させてモニター信号光とする第２の分配手順と、
前記参照信号光と前記モニター信号光との位相関係をシフトさせる位相シフト手順と、
この位相シフトされた参照信号光と前記第２の分配手順で得られたモニター信号光とを重ね合せて干渉させる干渉信号光生成手順と、
この干渉信号光生成手順で得られた干渉信号光のパワーを検出する検出手順と、
この検出手順で検出された光パワーの時間平均値に応じて、前記出力信号光のアイ開口が最大となる位相バイアス条件を前記光スイッチへフィードバックする位相バイアス調整手順とを備えることを特徴とする光スイッチ調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に１０Ｇｂｐｓクラス以上の通信速度における光スイッチの調整回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネット需要の爆発的な増加に伴って、必要とされる通信容量は益々増加し、商用でも伝送速度が１０Ｇｂｐｓ／ｃｈを超える光通信が主流となりつつある。そのような状況において、光信号を高速に変調およびゲーティングする光スイッチからの出力信号品質を管理・制御する技術は、益々重要となっている。何故ならば、伝送速度の高速化に伴い、温度変化や構造・材質の経時変化などに対して、信号品質がより敏感に劣化するようになったためである。一般に、１０Ｇｂｐｓクラス以上の光信号処理には光干渉型の光スイッチが良く用いられるが、光干渉型の光スイッチの出力波形品質（駆動状態）の調整、つまり、位相バイアスの最適化に利用される最も直接的で確実な方法は、オシロスコープによる波形観測の結果やエラーディテクターによるビットエラーレート測定の結果をフィードバックする方法である。
【０００３】
しかしながら、この方法は、実際のネットワークで使用するには、コスト、サイズ、消費電力などの観点から採用が困難であり、この方法に代わる、より実践的な方法を消費者へ提供することは、依然として大きな課題となっていた。より実践的な方法として、干渉型光スイッチの調整方法が特許文献１〜特許文献６に記載されており、また光信号の品質（消光比）モニター方法が特許文献７に記載されている。
【０００４】
特許文献１〜特許文献４に記載されている方法の基本原理は、光スイッチの平均出力光パワーをモニターし、この平均出力光パワーとあらかじめ準備されたテーブルに記録された値とを比較することにより、光スイッチの最適状態を保つというものである。特許文献５に記載された方法は、光スイッチに入力される微弱連続光の光スペクトルピークをモニターすることによって光ゲート動作の最適化を行う方法である。特許文献６に記載された方法は、光ゲート内部において光導波路から漏洩した信号光と光導波路から放射される放射光との干渉光をモニターし、干渉光の強度変化に応じて光ゲート動作を制御する方法である。特許文献７に記載された方法は、光ゲート出力光と低周波で周波数変調された光とを干渉させ、その干渉光の低周波成分のみを抽出し、高精度に動的光消光比を測定する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０７５０６２号公報
【特許文献２】特開平０９−０７３０５５号公報
【特許文献３】特開平０５−２４９４１８号公報
【特許文献４】特開平０４−２９４３１８号公報
【特許文献５】特開２０００−０２９０８１号公報
【特許文献６】特開平１０−２２１６６４号公報
【特許文献７】特開平０７−３２５０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜特許文献４に記載されている方法は、光スイッチからの平均出力光パワーだけをモニターし、この平均出力光パワーの値とテーブルの値のみで光スイッチの調整を行うため、動的な信号特性を高精度に調整することが難しいという問題点があった。
特許文献５に記載されている方法は、光スペクトルという時間平均情報で動的な信号特性を監視できる点で有効であるが、光スペクトル成分分離のための光コンポーネントが別途必要になるという問題点があった。
【０００７】
特許文献６には、モジュール内部構造などで位相調整した空間的な光干渉パターンの一部の強度をモニターすることにより光スイッチの状態を監視し、制御する方法が記載されている。しかしながら、特許文献６に記載された方法は、特定の干渉パターンのみの切り出しや、光の位相の調整および安定化が構造上困難であるという問題点があった。
特許文献７に記載されている方法は、光の干渉により精度良く消光比をモニターできるものであるが、時間軸上においてマークレベルとスペースレベルを識別する必要があるため、ビットレートが高速になると、その識別のための高速回路が必要となってしまうという問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は、簡易、低コスト、小サイズ、かつ高精度に、光スイッチの動的動作の調整を行うことができる光スイッチ調整回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光スイッチ調整回路は、光スイッチへ入力される信号光を分岐させて参照信号光として出力する第１の分配手段と、前記光スイッチからの出力信号光を分岐させてモニター信号光として出力する第２の分配手段と、前記参照信号光と前記モニター信号光との位相関係をシフトさせる位相シフタと、この光位相シフタによって位相シフトされた参照信号光と前記第２の分配手段から出力されたモニター信号光とを重ね合せて干渉させる干渉信号光生成手段と、この干渉信号光生成手段から出力された干渉信号光のパワーを検出する光検出器と、この光検出器によって検出された光パワーの時間平均値に応じて、前記出力信号光のアイ開口が最大となる位相バイアス条件を前記光スイッチへフィードバックする位相バイアス調整手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のアイ開口モニター回路は、光スイッチへ入力される信号光を分岐させて参照信号光として出力する第１の分配手段と、前記光スイッチからの出力信号光を分岐させてモニター信号光として出力する第２の分配手段と、前記参照信号光と前記モニター信号光との位相関係をシフトさせる位相シフタと、この光位相シフタによって位相シフトされた参照信号光と前記第２の分配手段から出力されたモニター信号光とを重ね合せて干渉させる干渉信号光生成手段と、この干渉信号光生成手段から出力された干渉信号光のパワーを検出する光検出器と、前記位相シフタよる位相差に対して、前記光検出器によって検出された干渉信号光の時間平均パワーの依存性を測定し、測定結果から前記光スイッチの位相バイアス値を計算し、計算した位相バイアス値から前記出力信号光のアイ開口または出力光消光比を導出する計算手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の光スイッチ調整方法は、光スイッチへ入力される信号光を分岐させて参照信号光とする第１の分配手順と、前記光スイッチからの出力信号光を分岐させてモニター信号光とする第２の分配手順と、前記参照信号光と前記モニター信号光との位相関係をシフトさせる位相シフト手順と、この位相シフトされた参照信号光と前記第２の分配手順で得られたモニター信号光とを重ね合せて干渉させる干渉信号光生成手順と、この干渉信号光生成手順で得られた干渉信号光のパワーを検出する検出手順と、この検出手順で検出された光パワーの時間平均値に応じて、前記出力信号光のアイ開口が最大となる位相バイアス条件を前記光スイッチへフィードバックする位相バイアス調整手順とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡易、低コスト、小サイズ、かつ高精度に、光スイッチの動的動作の調整、すなわち位相バイアスの最適化調整を行うことができ、出力信号光のアイ開口を自動的に最大となるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態において干渉型光スイッチにおける位相バイアスと出力光消光比との関係を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態において参照信号光とモニター信号光との位相差に対する干渉信号光の平均光パワーを示す図、および参照信号光とモニター信号光との位相差に対して干渉信号光の平均光パワーが最大もしくは最小の時の光スイッチの位相バイアスを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態においてデータ信号光のマークレベルまたはスペースレベルを抽出するイメージを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む光信号送信装置のブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む全光信号再生装置のブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含むＯＴＤＭ−ＤＥＭＵＸ装置のブロック図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含むＯＴＤＭ−ＤＥＭＵＸ装置のブロック図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む全光信号再生装置のブロック図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む全光信号再生装置のブロック図である。
【図１１】本発明の第８の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む全光信号再生装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１の実施の形態］
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む装置のブロック図である。本実施の形態の装置は、光スイッチ１と、光スイッチ調整回路２とから構成される。このような装置の例としては、光信号送信器、全光信号再生装置、あるいは後述するＯＴＤＭ（Optical Time Division Multiplex）−ＤＥＭＵＸ（Demultiplexer）装置がある。光スイッチ１は、変調信号Ｄに応じてオン／オフし、入力信号光ＩＮＬをデータ変調する。
【００１５】
図１に示すように、光スイッチ調整回路２は、光スイッチ１へ入力される信号光ＩＮＬを分岐させて参照信号光ＲＬとして出力する分配器３と、光スイッチ１からの出力信号光ＯＵＴＬを分岐させてモニター信号光ＭＬとして出力する分配器４と、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相関係をシフトさせる光位相シフタ５と、光位相シフタ５によって位相シフトされた参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとを重ね合せて干渉させる干渉信号光生成部６と、干渉信号光ＩＬのパワーを検出する光検出器７と、光検出器７によって検出された光パワーの時間平均値に応じて、出力信号光ＯＵＴＬのアイ開口が最大となる位相バイアス条件を光スイッチ１へフィードバックする位相バイアス調整部８とから構成される。
【００１６】
ここで、干渉型の光スイッチ１における位相バイアス設定値に対するアイ開口の度合い、つまり出力信号光ＯＵＴＬの消光比について説明する。図２は、位相バイアスαに対する出力光消光比（マークレベルとスペースレベルの強度比）を示している。図２において、２００は位相バイアスαと出力光消光比との関係を示す曲線である。また、図２中の２０３は位相バイアスα＝０．４πのときの出力信号光ＯＵＴＬのアイ開口を示し、２０４は位相バイアスα＝πのときのアイ開口を示し、２０５は位相バイアスαが前記２つの値から外れたときのアイ開口を示している。信号変調時における光スイッチ１による動的な位相シフト量は、πではなく、より実際に対応するように、πに満たない０．６πを仮定した。また、マーク率は０．５と仮定した。言うまでもなく、これらの仮定により一般性が失われることは無い。
【００１７】
出力信号光ＯＵＴＬのアイ開口が最大となるのは、光スイッチ１の位相バイアスαを曲線２００のピーク２０１，２０２に対応する値に設定した場合となる。ピーク２０１は負論理動作時（消光比が負の値の時）においてアイ開口が最大となる動作点を示しており、ピーク２０１に対応する位相バイアスαは０．４πである。また、ピーク２０２は正論理動作時（消光比が正の値の時）においてアイ開口が最大となる動作点を示しており、ピーク２０２に対応する位相バイアスαはπである。
【００１８】
次に、光位相シフタ５によって参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃ（すなわち、参照信号光ＲＬと出力信号光ＯＵＴＬとの位相差）を変化させた場合において、光検出器７で検出される干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDを、網羅的にいくつかの位相バイアスαに対してプロットしたものを図３（Ａ）に示す。図３（Ａ）において、４００は位相バイアスα＝０．４πのときの位相差θｃと平均光パワーＰPDとの関係を示す曲線、４０１は位相バイアスα＝πのときの位相差θｃと平均光パワーＰPDとの関係を示す曲線である。図３（Ａ）によれば、出力信号光ＯＵＴＬのアイ開口が最大となるα＝０．４π，πにおける曲線４００，４０１は、比較的広範なある特定のθｃ領域で、平均光パワーＰPDの最大値もしくは最小値をとっていることが分かる。
【００１９】
したがって、光位相シフタ５が、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃをある値で固定し、位相バイアス調整部８が、干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDが最大もしくは最小となるように光スイッチ１の位相バイアスαを調整すれば、出力信号光ＯＵＴＬのアイ開口を自動的に最大となるようにすることができるという効果が得られる。この効果は、一般の光信号において、変調後のマークレベルとスペースレベルではお互いに光の位相がずれており、図４（Ａ）に示すようにモニター信号光ＭＬと参照信号光ＲＬとを重ね合わせて干渉させると、位相差θｃの値によって、図４（Ｂ）に示すように干渉信号光ＩＬのマークレベルが強調されたり、図４（Ｃ）に示すように干渉信号光ＩＬのスペースレベルが強調（すなわち、マークレベルの消去）されたりすることを利用したものである。
【００２０】
図４（Ａ）〜図４（Ｃ）で説明した現象をより明確に示したものが図３（Ｂ）である。図３（Ｂ）は干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDが最大もしくは最小となるときの位相バイアスαを、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃに対してプロットしたものである。図３（Ｂ）において、４０２は干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDが最大のときの位相バイアスα、４０３は干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDが最小のときの位相バイアスαである。また、４０４は正論理動作最適点、４０５は負論理動作最適点である。
【００２１】
図３（Ｂ）によれば、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃのある範囲において、位相バイアスαが、正論理動作最適点（アイ開口が最大となる点）、もしくは負論理動作最適点（アイ開口が最大となる点）にロックされていることが分かる。ここで、光ハイブリッドなどにより、異なる２つ以上の位相差θｃにおける干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの値を同時に測定し、測定した値を基に、位相バイアスαを最適値に調整してもよい。
【００２２】
一方、図３（Ａ）において、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃの掃引に対して干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDは振動する。この平均光パワーＰPDの振動振幅は、２つのアイ開口最大点（α＝π，０．４π）において最小となっていることが分かる。そこで、光位相シフタ５が、コストがかからない程度の低速（数ＭＨｚ以下）で参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃを掃引し、位相バイアス調整部８が、干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの振動振幅が最小となるように光スイッチ１の位相バイアスαを調整してもよい。これにより、出力信号光ＯＵＴＬのアイ開口を自動的に最大となるようにすることができる。
【００２３】
ここで、干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDのＤＣ成分をカットし、平均光パワーＰPDの振動振幅のみを抽出するために、光検出器７の後にハイパスフィルタを挿入してもよい。参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃは、連続的に掃引してもよい。また、光ハイブリッドなどにより、異なる２つ以上の位相差θｃにおける干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの値を同時に測定し、測定した値から平均光パワーＰPDの振動振幅を算出してもよい。光ハイブリッドを用いる場合には、位相差θｃの掃引を不要にすることができる。
【００２４】
さらに、本実施の形態は、出力信号光ＯＵＴＬのアイ開口もしくは出力光消光比のモニターとしての適用も可能である。図３（Ａ）にあるような、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃに対する干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの依存性が分かれば、位相バイアスαを特定できるためである。
なお、本実施の形態の効果は、データ信号変調フォーマットがＮＲＺ（Non-return-to-zero）であっても、ＲＺ（Return-to-zero）であっても同様に得ることができる。
【００２５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は本発明の第２の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む光信号送信装置のブロック図である。本実施の形態は第１の実施の形態をより具体的に説明するものである。
第１の実施の形態で説明したとおり、光スイッチ１は、変調電気信号Ｄに応じてオン／オフし、入力信号光ＩＮＬをデータ変調する。
【００２６】
分配器３は、光スイッチ１へ入力される信号光ＩＮＬを分岐させて参照信号光ＲＬとして出力する。分配器４は、光スイッチ１からの出力信号光ＯＵＴＬを分岐させてモニター信号光ＭＬとして出力する。光位相シフタ５は、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相関係をシフトさせる。干渉信号光生成部６は、光位相シフタ５によって位相シフトされた参照信号光ＲＬと分配器４から出力されたモニター信号光ＭＬとを重ね合せて干渉させる。光検出器７は、干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDを検出する。ここで、光検出器７は、変調電気信号Ｄのデータレートに対して十分遅い応答速度（ｎｓｅｃオーダー以上）を持っており、データ変調信号光の時間平均パワーが観測できるものとする。また、入力信号光ＩＮＬは、クロック信号光であってもよいし連続（ＣＷ）光であってもよい。
【００２７】
そして、光位相シフタ５が、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃをある特定の値に固定し、位相バイアス調整部８が、干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDが最大もしくは最小となるように光スイッチ１の位相バイアスαを調整する。参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃについては、一般には、装置動作の最初期に一度だけ、アイ開口が最大となる位相差θｃの値を、光位相シフタ５にあらかじめ記憶させておく必要がある。ここで、光ハイブリッドなどにより、異なる２つ以上の位相差θｃにおける干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの値を同時に測定し、測定した値を基に、位相バイアスαを最適値に調整してもよい。
【００２８】
また、第１の実施の形態で説明したように、光位相シフタ５が、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃを低周波数（数ＭＨｚ以下）で掃引し、位相バイアス調整部８が、干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの振動振幅が最小となるように光スイッチ１の位相バイアスαを調整してもよい。ここで、干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDのＤＣ成分をカットし、平均光パワーＰPDの低周波の振動振幅のみを抽出するために、光検出器７の後に低域遮断周波数が平均光パワーＰPDの低周波振動数よりも低いハイパスフィルタを挿入してもよい。
【００２９】
第１の実施の形態で説明したように、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃは、連続的に掃引してもよい。また、光ハイブリッドなどにより、異なる２つ以上の位相差θｃにおける干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの値を同時に測定し、測定した値から平均光パワーＰPDの振動振幅を算出してもよい。光ハイブリッドを用いる場合には、位相差θｃの掃引を不要にすることができる。
【００３０】
なお、干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの振動振幅をモニターして光スイッチ１の位相バイアスαを調整する場合には、装置動作の最初期にアイ開口が最大となる位相差θｃの値を光位相シフタ５に記憶させておく必要はない。
【００３１】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６は本発明の第３の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む全光信号再生装置のブロック図である。本実施の形態は第１の実施の形態をより具体的に説明するものである。
本実施の形態は、伝送により劣化した劣化信号光ＤＬにより光スイッチ１のオン／オフを行うものである。その他の構成および動作は、第２の実施の形態と全く同じなので、説明は省略する。
【００３２】
なお、光スイッチ１へ入力する劣化信号光ＤＬと光スイッチ１からの出力信号光ＯＵＴＬが同じ波長の場合には、劣化信号光ＤＬから参照信号光ＲＬを分岐させ、この参照信号光ＲＬと出力信号光ＯＵＴＬとを重ね合わせて干渉信号光ＩＬを検出してもよい。
【００３３】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図７は本発明の第４の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含むＯＴＤＭ（光時分割多重）−ＤＥＭＵＸ装置のブロック図である。本実施の形態は第１の実施の形態をより具体的に説明するものである。図７に示す本実施の形態の装置は、光時分割多重された入力信号光ＩＮＬのうちいずれか１つの信号光を出力信号光ＯＵＴＬとして出力するＯＴＤＭ−ＤＥＭＵＸ装置である。
【００３４】
光スイッチ１は、クロック電気信号ＣＫに応じてオン／オフし、ＯＴＤＭ信号光である入力信号光ＩＮＬをデータ変調する。これにより、光スイッチ１は、クロック周波数に対応する低ビットレートの信号を、入力信号光ＩＮＬから抽出して出力信号光ＯＵＴＬとして出力する。その他の構成および動作は、第２の実施の形態と全く同じなので、説明は省略する。
【００３５】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図８は本発明の第５の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む全光信号処理型のＯＴＤＭ（光時分割多重）−ＤＥＭＵＸ装置のブロック図である。本実施の形態は第１の実施の形態をより具体的に説明するものである。
光スイッチ１は、クロック信号光ＣＫＬに応じてオン／オフし、ＯＴＤＭ信号光である入力信号光ＩＮＬをデータ変調する。これにより、光スイッチ１は、クロック周波数に対応する低ビットレートの信号を、入力信号光ＩＮＬから抽出して出力信号光ＯＵＴＬとして出力する。その他の構成および動作は、第４の実施の形態と全く同じなので、説明は省略する。
【００３６】
なお、光スイッチ１へ入力するクロック信号光ＣＫＬと光スイッチ１からの出力信号光ＯＵＴＬが同じ波長の場合には、クロック信号光ＣＫＬから参照信号光ＲＬを分岐させ、この参照信号光ＲＬと出力信号光ＯＵＴＬとを重ね合わせて干渉信号光ＩＬを検出してもよい。
【００３７】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図９は本発明の第６の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む全光信号再生装置のブロック図である。本実施の形態は第３の実施の形態をより具体的に説明するものである。
【００３８】
本実施の形態の全光信号再生装置は、分配器１０と、遅延回路１１と、対称マッハツェンダー（ＳＭＺ：Symmetric Mach-Zehnder）型全光スイッチ１２と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１９と、光スイッチ調整回路２ａとから構成される。分配器１０と遅延回路１１とＳＭＺ型全光スイッチ１２とＢＰＦ１９とは、第３の実施の形態の光スイッチ１に相当するものである。
【００３９】
分配器１０は、劣化信号光ＤＬを分岐させる。遅延回路１１は、分配器１０から出力された劣化信号光ＤＬを遅延させる。ＳＭＺ型全光スイッチ１２には、劣化信号光ＤＬと、遅延回路１１によって遅延された劣化信号光ＤＬと、入力信号光ＩＮＬとが入力される。本実施の形態における入力信号光ＩＮＬはクロック光である。
【００４０】
ＳＭＺ型全光スイッチ１２は、入力信号光ＩＮＬを分岐させる分配器１３と、入力信号光ＩＮＬと劣化信号光ＤＬとを合波する合波器１４と、入力信号光ＩＮＬと遅延回路１１によって遅延された劣化信号光ＤＬとを合波する合波器１５と、合波器１４の出力光を増幅する半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）１６と、合波器１５の出力光を増幅するＳＯＡ１７と、ＳＯＡ１７の出力光の位相をシフトさせる線形位相シフタ１８とから構成される。線形位相シフタ１８は、ＳＭＺ型全光スイッチ１２の位相バイアスαを調整するものである。
【００４１】
光スイッチ調整回路２ａは、分配器３と、分配器４と、遅延回路２０と、光位相シフタ２１と、偏波コントローラ２２，２３と、３ｄＢ光カプラ２４と、フォトダイオード（ＰＤ）２５と、Ａ／Ｄコンバータ２６と、ＣＰＵ２７とから構成される。偏波コントローラ２２，２３と３ｄＢ光カプラ２４とは、第３の実施の形態の干渉信号光生成部に相当するものである。ＰＤ２５とＡ／Ｄコンバータ２６とＣＰＵ２７とは、第３の実施の形態の光検出器７に相当するものである。また、ＣＰＵ２７は、第３の実施の形態の位相バイアス調整部８に相当するものである。
【００４２】
遅延回路２０は、分配器３からの参照信号光ＲＬを遅延させ、光位相シフタ２１は、遅延回路２０によって遅延された参照信号光ＲＬの位相をシフトさせる。この光位相シフタ２１は、第３の実施の形態の光位相シフタ５と同様に、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃをある値で固定する。なお、遅延回路２０による遅延は必須の要件でない。
【００４３】
３ｄＢ光カプラ２４は、光位相シフタ２１によって位相シフトされ偏波コントローラ２２によって偏波調整された参照信号光ＲＬと分配器４から出力され偏波コントローラ２３によって偏波調整されたモニター信号光ＭＬとを重ね合せて干渉させる。なお、偏波コントローラ２２，２３による光の偏波調整は必須の要件ではない。
【００４４】
ＰＤ２５は、３ｄＢ光カプラ２４からの干渉信号光ＩＬを光電変換する。Ａ／Ｄコンバータ２６は、ＰＤ２５の出力信号をＡ／Ｄ変換する。ＣＰＵ２７は、Ａ／Ｄコンバータ２６から出力されたデータを基に干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDを認識し、この平均光パワーＰPDが最大もしくは最小となるように線形位相シフタ１８の位相シフト量を制御する。
【００４５】
こうして、出力信号光ＯＵＴＬのアイ開口を自動的に最大となるようにすることができ、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
なお、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃについては、最初期動作時に、ＣＰＵ２７もしくは手動により、アイ開口が最大となる位相差θｃの値を、光位相シフタ２１にあらかじめ設定しておけばよい。
【００４６】
また、本実施の形態をアイ開口モニター回路として使用することも可能である。この場合、ＣＰＵ２７は、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃに対して干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの依存性を測定する。位相差θｃに対する干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの依存性が分かれば、図３（Ａ）の説明から明らかなように、光スイッチ１の位相バイアスαを逆算することができる。ＣＰＵ２７は、計算した位相バイアスαの値から出力信号光ＯＵＴＬのアイ開口または出力光消光比を導出して、アイ開口または出力光消光比を図示しない表示部に表示させる。図２に示したように、位相バイアスαとアイ開口または出力光消光比との関係が既知であれば、位相バイアスαの値からアイ開口または出力光消光比を導出することが可能である。
【００４７】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。図１０は本発明の第７の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む全光信号再生装置のブロック図である。本実施の形態は第３の実施の形態をより具体的に説明するものである。本実施の形態における入力信号光ＩＮＬはクロック光である。
本実施の形態の全光信号再生装置は、分配器１０と、遅延回路１１と、ＳＭＺ型全光スイッチ１２と、ＢＰＦ１９と、光スイッチ調整回路２ｂとから構成される。ＳＭＺ型全光スイッチ１２の構成は、第６の実施の形態と同じである。
【００４８】
光スイッチ調整回路２ｂは、分配器３と、分配器４と、遅延回路２０と、光位相シフタ２１ｂと、偏波コントローラ２２，２３と、３ｄＢ光カプラ２４と、ＰＤ２５と、Ａ／Ｄコンバータ２６と、ＣＰＵ２７ｂと、低周波発振器２８と、ハイパスフィルタ２９とから構成される。
【００４９】
本実施の形態では、光位相シフタ２１ｂは、低周波発振器２８から出力される信号に応じた低周波数で、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃを掃引する。ハイパスフィルタ２９は、ＰＤ２５の出力信号のＤＣ成分を除去する。このハイパスフィルタ２９の低域遮断周波数は、干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの低周波振動数よりも低い。
【００５０】
ＣＰＵ２７ｂは、Ａ／Ｄコンバータ２６から出力されたデータを基に干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの振動振幅を認識し、この振動振幅が最小となるように線形位相シフタ１８の位相シフト量を制御する。その他の構成の動作は第６の実施の形態で説明したとおりである。
【００５１】
こうして、出力信号光ＯＵＴＬのアイ開口を自動的に最大となるようにすることができ、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施の形態の場合には、最初期動作時に、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃの特定の値を光位相シフタ２１ｂに設定しておく必要は無い。
【００５２】
［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。図１１は本発明の第８の実施の形態に係る光スイッチ調整回路を含む全光信号再生装置のブロック図である。本実施の形態は第３の実施の形態をより具体的に説明するものである。本実施の形態における入力信号光ＩＮＬはクロック光である。
本実施の形態の全光信号再生装置は、分配器１０と、遅延回路１１と、ＳＭＺ型全光スイッチ１２と、ＢＰＦ１９と、光スイッチ調整回路２ｃとから構成される。ＳＭＺ型全光スイッチ１２の構成は、第６の実施の形態と同じである。
【００５３】
光スイッチ調整回路２ｃは、分配器３と、分配器４と、遅延回路２０と、光位相シフタ２１と、偏波コントローラ２２，２３と、ＰＤ２５ｃと、Ａ／Ｄコンバータ２６ｃと、ＣＰＵ２７ｃと、光ハイブリッド３０とから構成される。
【００５４】
本実施の形態では、光位相シフタ２１によって位相シフトされ偏波コントローラ２２によって偏波調整された参照信号光ＲＬと分配器４から出力され偏波コントローラ２３によって偏波調整されたモニター信号光ＭＬとを重ね合わせる際に光ハイブリッド３０を用いる。光ハイブリッド３０は、位相差θｃが異なる複数の干渉信号光ＩＬを出力する。
【００５５】
複数のＰＤ２５ｃは、位相差の異なる各干渉信号光ＩＬを光電変換する。Ａ／Ｄコンバータ２６ｃは、各ＰＤ２５の出力信号をそれぞれＡ／Ｄ変換する。ＣＰＵ２７ｃは、Ａ／Ｄコンバータ２６ｃから出力された複数のデータを基に位相差θｃが異なる複数の干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDを認識し、干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDが最大もしくは最小となるように線形位相シフタ１８の位相シフト量を制御する。このときは、複数の干渉信号光ＩＬのうちいずれか１つの干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDが最大もしくは最小となるようにすればよい。その他の構成の動作は第６の実施の形態で説明したとおりである。
【００５６】
本実施の形態では、位相差θｃが異なる複数の干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDを基にＳＭＺ型全光スイッチ１２の位相バイアスαを調整するので、第６の実施の形態に比べて制御性、感度、安定性を向上させることができる。
【００５７】
なお、ＣＰＵ２７ｃは、Ａ／Ｄコンバータ２６ｃから出力された複数のデータを基に位相差θｃが異なる複数の干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDを認識し、干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの振動振幅を算出して、この振動振幅が最小となるように線形位相シフタ１８の位相シフト量を制御してもよい。このように、光ハイブリッド３０を使用すれば、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃを掃引すること無しに、参照信号光ＲＬとモニター信号光ＭＬとの位相差θｃに対する干渉信号光ＩＬの平均光パワーＰPDの振動振幅を算出することができる。
【００５８】
なお、第６〜第８の実施の形態では、光スイッチとして、対称マッハツェンダー型全光スイッチ（ＳＭＺ）を用いているが、他の光スイッチで置き換えても何も問題は無い。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、光スイッチの調整回路に適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１…光スイッチ、２，２ａ，２ｂ，２ｃ…光スイッチ調整回路、３，４，１０，１３…分配器、５，２１，２１ｂ…光位相シフタ、６…干渉信号光生成部、７…光検出器、８…位相バイアス調整部、１１，２０…遅延回路、１２…対称マッハツェンダー型全光スイッチ、１４，１５…合波器、１６，１７…半導体光増幅器、１８…線形位相シフタ、１９…バンドパスフィルタ、２２，２３…偏波コントローラ、２４…３ｄＢ光カプラ、２５，２５ｃ…フォトダイオード、２６，２６ｃ…Ａ／Ｄコンバータ、２７，２７ｂ，２７ｃ…ＣＰＵ、２８…低周波発振器、２９…ハイパスフィルタ、３０…光ハイブリッド。
【図１】
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【図２】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図３】
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