(57)【要約】【課題】光ファイバを用いた長距離光伝送時には、光源の発光パワーを高める必要があるため、ＳＢＳが発生する可能性が高くなる。【解決手段】入力信号を分配する分配手段と、前記分配手段において分配された前記入力信号を、光の強度信号として出力する光源と、前記光源にバイアス電流を印加し、前記光源の平均発光パワーを調整する可変バイアス電流源と、前記分配手段において分配された前記入力信号のレベルを検知するレベル検知手段と、前記レベル検知手段から出力される検知情報と、前記検知情報に対応して、前記可変バイアス電流源のバイアス電流値をあらかじめ設定された値に制御する制御手段とを備え、入力信号のレベル変動に応じて光源の発光パワーを制御する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号と、
前記入力信号を分配する分配手段と、
前記分配手段において分配された前記入力信号を、光の強度信号として出力する光源と、
前記光源にバイアス電流を印加し、前記光源の平均発光パワーを調整する可変バイアス電流源と、
前記分配手段において分配された前記入力信号のレベルを検知するレベル検知手段と、
前記レベル検知手段から出力される検知情報と、
前記検知情報に対応して、前記可変バイアス電流源のバイアス電流値をあらかじめ設定された値に制御する制御手段とを備え、
入力信号のレベル変動に応じて光源の発光パワーを制御することを特徴とする光伝送方式。
【請求項２】
分配手段において分配された光源への入力信号のレベルを調節する入力信号レベル調節手段を有し、
制御手段は、検知情報に対応して、可変バイアス電流源のバイアス電流値及び、光源への入力信号レベルをあらかじめ設定された値に制御することを特徴とする、請求項１に記載の光伝送方式。
【請求項３】
入力信号と、
前記入力信号を光の強度信号として出力する光源と、
前記光源にバイアス電流を印加し、前記光源の平均発光パワーを調整する可変バイアス電流源と、
前記入力信号のチャネル数に対応するチャネル数情報と、
前記チャネル数情報に対応して、前記可変バイアス電流源のバイアス電流値をあらかじめ設定された値に制御する制御手段とを備え、
入力信号のチャネル数変動に応じて光源の発光パワーを制御することを特徴とする光伝送方式。
【請求項４】
入力信号のレベルを調節する入力信号レベル調節手段を有し、
制御手段は、チャネル数情報に対応して、可変バイアス電流源のバイアス電流値及び、光源への入力信号レベルをあらかじめ設定された値に制御することを特徴とする、請求項３に記載の光伝送方式。
【請求項５】
光源の発光波長と、ファイバの零分散波長が異なることを特徴とする、
請求項１から４のいずれか１項に記載の光伝送方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長距離光ファイバ伝送時に生じるＳＢＳ（誘導ブリュアン散乱）の抑圧に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバを用いた長距離伝送が普及しつつある。今後はさらなる長距離化を目指し、より高出力の光源を用いた光伝送システムの構築が進むものと考えられる。
【特許文献１】特開平５−３１６０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、高出力の光信号をファイバに入力すると、ＳＢＳ（誘導ブリュアン散乱）が生じ、伝送特性が急激に劣化することが知られている。また、ＳＢＳは変調光の線幅が狭いほど発生しやすくなるため、光変調度（光源への入力信号レベル）が小さい場合には特に発生する可能性が高くなる。
【０００４】
図８に、従来例として特許文献１の従来構成図を示す。入力信号１０と、光源２０と、分波器１１０と、光ファイバ１４０と、光検出器１２０と、制御器１３０とを備えている。光源２０から出力された光変調信号は、分波器１１０を介して光ファイバ１４０に入力される。一方で、光ファイバ１４０からの反射光が分波器１１０を介して、光検出器１２０に入力される。光検出器１２０は、反射光レベルを測定する。制御器１３０は、光検出器１２０で測定された反射光レベルを元に、光源２０の発光パワーを制御する。具体的には、反射光レベルがある規定値を超えた場合、光源２０の発光パワーを低下させ、ＳＢＳを抑圧することを可能にしている。
【０００５】
図９に一例として、光源への入力信号レベルに対する、反射光レベル（ファイバへの入射光レベルとの比較値）及びファイバ伝送後の受信器における歪量の特性（実測値）を示す。入力信号レベルが０ｄＢ以上の領域で、反射光レベルはほぼ一定（ファイバ中のレイリー散乱による反射光レベルに相当）となっており、歪特性もほぼ理論特性（入力信号パワーが１ｄＢ増加に対して、歪（ＣＴＢ）が２ｄＢ劣化）と一致する。一方、入力信号レベルを−１ｄＢに低下させた場合、歪特性が劣化していることがわかる。また、この時点における反射光レベル増加量は０．２ｄＢである。つまり、従来例においてＳＢＳの発生を防ぐには、この０．２ｄＢよりも小さな反射光レベル増加を検知し、発光パワーの制御を行う必要がある。しかしながら、変動幅及び絶対レベルともに小さいため、精度良く検知することが困難である。これに対し、反射光レベルが０．２ｄＢ増加する間に、入力信号レベルは１ｄＢ減少していることがわかる。ゆえに、この入力信号レベルの減少を検知する方法であれば、従来例と比較して、発光パワーの制御を精度良く行うことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載される光伝送方式は、入力信号と、前記入力信号を分配する分配手段と、前記分配手段において分配された前記入力信号を、光の強度信号として出力する光源と、前記光源にバイアス電流を印加し、当該光源の平均発光パワーを調整する可変バイアス電流源と、前記分配手段において分配された前記入力信号のレベルを検知するレベル検知手段と、前記レベル検知手段から出力される検知情報と、前記検知情報に対応して、前記可変バイアス電流源のバイアス電流値をあらかじめ設定された値に制御する制御手段とを備え、入力信号のレベル変動に応じて光源の発光パワーを制御することを特徴とすることにより、入力信号レベルの変動に対して、伝送品質をほぼ維持したまま、適宜ＳＢＳを抑圧することができる。
【０００７】
請求項２に記載される光伝送方式は、請求項１の特徴に加えて、分配手段において分配された光源への入力信号のレベルを調節する入力信号レベル調節手段を有し、制御手段は、検知情報に対応して、可変バイアス電流源のバイアス電流値及び、光源への入力信号レベルをあらかじめ設定された値に制御することを特徴とすることにより、さらに、歪特性を改善することができる。
【０００８】
請求項３に記載される光伝送方式は、入力信号と、前記入力信号を光の強度信号として出力する光源と、前記光源にバイアス電流を印加し、当該光源の平均発光パワーを調整する可変バイアス電流源と、前記入力信号のチャネル数に対応するチャネル数情報と、前記チャネル数情報に対応して、前記可変バイアス電流源のバイアス電流値をあらかじめ設定された値に制御する制御手段とを備えることを特徴とすることにより、入力信号チャネル数の変動に対して、伝送品質をほぼ維持したまま、適宜ＳＢＳを抑圧することができる。
【０００９】
請求項４に記載される光伝送方式は、請求項３の特徴に加えて、入力信号のレベルを調節する入力信号レベル調節手段を有し、制御手段は、チャネル数情報に対応して、可変バイアス電流源のバイアス電流値及び、光源への入力信号レベルをあらかじめ設定された値に制御することを特徴とすることにより、さらに、歪特性を改善することができる。
【００１０】
請求項５に記載される光伝送方式は、請求項１から４のいずれかの特徴に加え、光源の発光波長とファイバの零分散波長が異なることを特徴とすることにより、長距離伝送時に品質劣化の主要因となる波長分散歪量が、制御されるバイアス電流値によらず常に一定となり、受信機における歪特性をほぼ一定に維持することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光伝送方式によれば、光源への入力信号及びチャネル数情報を元に、発光パワーを精度良く制御することが可能となる。さらに、本発明の方式によれば、受信ＣＮＲ及び歪特性をほぼ一定に維持しながらＳＢＳ抑圧が可能となり、良好な伝送品質を常に確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の実施形態は、以下に示すものに限定されない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明における請求項１の実施形態に係る光伝送方式の構成を示す図である。
【００１４】
図１において、本実施の形態の光伝送方式は、入力信号１０と、分配手段１５と、光源２０と、レベル検知手段３０と、検知情報３５と、制御手段４０と、可変バイアス電流源５０とを備えている。
【００１５】
上記のような構成において、入力信号１０は、例えば、光信号に変換して伝送する元の電気信号に相当する。
【００１６】
分配手段１５は、入力信号１０を２つに分配し、光源２０と、レベル検知手段３０とに供給する。
【００１７】
光源２０は、入力信号１０を、光（強度）信号として出力する。また、平均発光パワーは可変バイアス電流源５０からの印加バイアス電流値に応じて変化する。
【００１８】
図２に、一般的な光源の印加バイアス電流に対する発光パワーの関係を示す。光源への印加バイアス電流値Ｉｂを増加させた場合、発光パワーが増加する。
【００１９】
レベル検知手段３０は、光源２０への入力信号レベルを検知する。検知する対象は、例えば入力信号の電力、電圧、電流値などが考えられ、またそれぞれの直流成分及び交流成分などが考えられる。なお、検知する対象は上記に限るものではなく、入力信号レベルの変動が把握可能ないずれの方法を利用しても構わない。
【００２０】
検知情報３５は、レベル検知手段３０において検知された入力信号レベルに関する情報であり、例えば、入力信号レベルに比例した電力、電圧、電流信号或いは、入力信号レベルを量子化したデジタル信号などが考えられる。なお、検知情報３５の例としては、上記に限るものではない。
【００２１】
制御手段４０においては、入力信号レベルに対して、光源に印加するバイアス電流値が、ＳＢＳの発生条件に基づいてあらかじめ定義されている。制御手段４０は、検知情報３５を元に、定義されたバイアス電流値となるように、可変バイアス電流源５０を制御する。
【００２２】
また、制御手段４０が行う制御が、入力信号レベルの瞬時変動に対して過剰に追従するのを防ぐため、レベル検知手段３０或いは制御手段４０において、入力信号レベルを一定時間平均化したものを、制御する元となる情報として取り扱う方法などが考えられる。
【００２３】
可変バイアス電流源５０は、制御手段４０の制御により、光源２０への印加バイアス電流源を調節する。
【００２４】
上記のように、入力信号１０のレベル変動に応じて、光源２０の発光パワーを制御することにより、適宜ＳＢＳの発生を抑制することが可能である。
【００２５】
下記に、光源２０の発光パワーを変化させた場合の受信機におけるＣＮＲ特性について説明を行う。
【００２６】
図３に、受光パワーとＣＮＲの関係を示す。例えば受光パワーが１ｄＢ低下した場合には、ＣＮＲが最大２ｄＢ劣化することが、同図の関係式より導かれる。
【００２７】
図４に、光源２０の発光パワーを１ｄＢ低下させた場合における光変調度の変化量を示す。同図は、発光パワーを１ｄＢ下げるために、バイアス閾値上電流ΔＩｂをΔＩｂ’に下げたことを想定した図である。
【００２８】
一般に、バイアス閾値上電流値と発光パワーは比例関係になることが知られており、ΔＩｂ／ΔＩｂ’＝１．２５９（電力１ｄＢ相当分）の関係が成立する。
【００２９】
ここで、変調電流の０  ｔｏ  Ｐｅａｋ値をＩｍとすると、バイアス電流のみを低下させた場合には、Ｉｍが変化しないため、光変調度の変化量は、（Ｉｍ／ΔＩｂ’）／（Ｉｍ／ΔＩｂ’）＝ΔＩｂ／ΔＩｂ’＝１．２５９倍となる。ここで光変調度は、電流量（バイアス閾値上電流及び変調電流）の比率で規定される値であり、これが１．２５９倍となる場合には、電力量（ＣＮＲ）として２０ｌｏｇ１０（１．２５９）＝２ｄＢ増加に相当する。
【００３０】
以上より、光源２０の発光パワーを低下させた場合、受光パワー低下によるＣＮＲの劣化（最大２ｄＢ）と、光変調度が増加することによるＣＮＲの改善（２ｄＢ）が相殺し、発光パワー低下前のＣＮＲを維持することが可能である。
【００３１】
なお、本発明の請求項５に示すように、光源２０の発光波長とファイバの零分散波長が異なる場合、ファイバ中で波長分散歪が生じる。（数１）に各伝送パラメータと波長分散歪量の関係を示す。
【００３２】
【数１】
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【００３３】
本発明におけるバイアス電流値のみの制御では、変調電流が一定となるため、波長分散歪量を一定にすることができる。
【００３４】
以上のように、本発明の請求項１及び請求項５による光伝送方式では、受信ＣＮＲ及び歪特性を維持したまま、ＳＢＳを抑圧することができる。
【００３５】
図５は、本発明における請求項２の実施形態に係る光伝送方式の構成を示す図である。
【００３６】
請求項２は、請求項１の特徴に加え、分配手段１５において分配された光源への入力信号のレベルを調節する入力信号レベル調節手段６０を有し、制御手段４０は、検知情報３５に対応して、可変バイアス電流源５０のバイアス電流値及び、光源２０への入力信号レベルをあらかじめ設定された値に制御することを特徴とする。
【００３７】
上記において、光源２０のバイアス電流値のみを変化させた場合、受光パワー低下によるＣＮＲ劣化と、光変調度の増加によるＣＮＲの改善が相殺することについて説明を行った。しかし実際は、受光パワー１ｄＢ低下に対するＣＮＲの劣化量は最大２ｄＢであり、光変調度の増加によるＣＮＲの改善分（２ｄＢ）よりも小さくなる場合がある。このため、光源２０の発光パワーを低下させた場合、結果的に受信ＣＮＲが改善し、余剰品質となる可能性がある。
【００３８】
そこで、この余剰品質に相当する量だけ、光変調度（光源２０への入力信号レベル）を低下させることにより、もとの受信ＣＮＲを維持したまま、歪特性を改善することが可能である。
【００３９】
特に、本発明の請求項５に示すように、光源２０とファイバの零分散波長が異なる場合には、光変調度の低下により、波長分散歪量を低減可能である。
【００４０】
以上のように、本発明の請求項２及び請求項５による光伝送方式により、さらに歪特性を改善することができる。
【００４１】
本発明に用いる光源に関して、一般に光源は温度特性を有しており、本発明のように、光源の駆動条件を時間的に変化させた場合には、光源の温度が安定せず、特性が不安定になるものと予測されるため、温度制御を行うことが望ましい。
【００４２】
また、伝送路中にＥＤＦＡなどの光増幅器を用いる場合、増幅された光パワーが大きすぎるとＳＢＳが発生する可能性がある。本発明の効果を生かすためには、光増幅器から出力される光パワーは、光源の発光パワー以下となるように増幅率を調節した上で運用することが望ましい。
【００４３】
（実施の形態２）
図６は、本発明における請求項３の実施形態に係る光伝送方式の構成を示す図である。
【００４４】
なお、本実施例においては、実施例１との差異について、重点的に説明する。
【００４５】
図６において、本実施の形態の光伝送方式は、入力信号１０と、光源２０と、チャネル数情報３６と、制御手段４０と、可変バイアス電流源５０とを備えている。
【００４６】
チャネル数情報３６は、入力信号１０のチャネル数に関する情報である。チャネル数とは、例えばＳＣＭ（Ｓｕｂ−Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送時には、サブキャリアの数に相当する。また、サブキャリアの信号電力で重み付けした数をチャネル数とする方法などがある。さらに、ＣＤＭＡなどのように、同一帯域に異なる信号が多重される場合は、多重コード数などがチャネル数に相当する。
【００４７】
なお、チャネル数は上記の例に限定されるものではなく、入力信号レベル（瞬時変動は除く）に対応するものであればいかなるものであっても構わない。
【００４８】
チャネル数情報３６としては、例えば、チャネル数に比例した電力、電圧、電流信号或いは、チャネル数を量子化したデジタル信号などが考えられる。なお、チャネル数情報３６の例としては、上記に限るものではない。
【００４９】
制御手段４０においては、入力信号チャネル数に対して、光源に印加するバイアス電流値が、ＳＢＳの発生条件に基づいてあらかじめ定義されている。制御手段４０は、チャネル数情報３６を元に、定義されたバイアス電流値となるように、可変バイアス電流源５０を制御する。
【００５０】
本請求項による光伝送方式では、信号チャネル数のように、変動が比較的緩やかな情報を元に、より安定した発光パワー制御を行うことが可能となる。
【００５１】
また、請求項４に記載の光伝送方式においては、請求項３の特徴に加えて、入力信号のレベルを調節する入力信号レベル調節手段６０を有し、制御手段４０は、チャネル数情報に対応して、可変バイアス電流源のバイアス電流値及び、光源への入力信号レベルをあらかじめ設定された値に制御することを特徴とする。実施例１においてすでに説明したように、バイアス電流の低下時に生じるＣＮＲの余剰品質分を、光変調度の低下に割り当てることにより、さらに、歪特性を改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、光ファイバを用いた長距離光伝送時に問題となるＳＢＳを、受信品質を維持したまま抑圧することが可能であり、伝送信号に応じて適応的かつ効果的にＳＢＳを回避することが可能となるため、産業上の利用可能性は高いと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の請求項１における光伝送方式の図
【図２】一般的な光源の印加バイアス電流に対する発光パワーの関係を示す図
【図３】受光パワーに対するＣＮＲの依存性を示す図
【図４】光源の発光パワーを１ｄＢ低下させるために、バイアス電流のみを低下させた場合における光変調度の変化を示す図
【図５】本発明の請求項２における光伝送方式の図
【図６】本発明の請求項３における光伝送方式の図
【図７】本発明の請求項４における光伝送方式の図
【図８】従来の光伝送方式における構成を示す図
【図９】入射光に対する反射光レベルと歪の入力信号レベル依存性を示す図
【符号の説明】
【００５４】
１０    入力信号
１５    分配手段
２０    光源
３０    レベル検知手段
３５    検知情報
３６    チャネル数情報
４０    制御手段
５０    可変バイアス電流源
６０    入力信号レベル調節手段
１１０    分波器
１２０    光検出器
１３０    制御器
１４０    光ファイバ
【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】
2005354555.tif 000009
【図７】
2005354555.tif 000010
【図８】
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【図９】
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