(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-28
(45)【発行日】2022-12-06
(54)【発明の名称】光トランシーバ及び光送受信方法
(51)【国際特許分類】
H04B 10/40 20130101AFI20221129BHJP
H04B 10/61 20130101ALI20221129BHJP
H04B 10/079 20130101ALI20221129BHJP
【ＦＩ】
H04B10/40
H04B10/61
H04B10/079 190
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021003418
(22)【出願日】2021-01-13
(62)【分割の表示】P 2019503048の分割
【原出願日】2018-02-28
(65)【公開番号】P2021064970
(43)【公開日】2021-04-22
【審査請求日】2021-01-13
(31)【優先権主張番号】P 2017040630
(32)【優先日】2017-03-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109313
【弁理士】
【氏名又は名称】机 昌彦
(74)【代理人】
【識別番号】100149618
【弁理士】
【氏名又は名称】北嶋 啓至
(72)【発明者】
【氏名】五江渕 裕太
【審査官】対馬 英明
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００１２７０８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１４／１４１６８５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－１４９６８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１５９６５７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ １０／００－１０／９０
Ｈ０４Ｊ １４／００－１４／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、前記光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光カプラと、
前記第１の分岐光を変調する光変調器と、
入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信器と、
前記コヒーレント受信器によって受信された前記受信光の受信特性に基づいて、前記光カプラの分岐比を制御する制御器と、
を備え、
前記制御器は、前記変調された前記第１の分岐光の光強度に基づいて前記分岐比を調整する、光トランシーバ。
【請求項2】
光分岐部及び光強度監視部をさらに備え、前記光分岐部は、前記変調された前記第１の分岐光の一部を取り出し、
前記光強度監視部は、前記変調された前記第１の分岐光の一部を電気信号に変換し、
前記制御器は、前記電気信号に基づいて前記分岐比を調整する、
請求項１に記載された光トランシーバ。
【請求項3】
前記制御器は前記受信特性の解析を行う信号処理プロセッサに含まれる、請求項１又は２に記載された光トランシーバ。
【請求項4】
前記第１の分岐光の光強度を調整する光強度調整器をさらに含み、前記制御器は前記光強度調整器の前記光強度の調整量を制御する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載された光トランシーバ。
【請求項5】
前記光強度調整器は光減衰器であり、前記制御器は、送信光パワーが規定値を上回る場合、前記第１の分岐光の光強度が低減するように前記光減衰器を制御する、請求項４に記載された光トランシーバ。
【請求項6】
前記光強度調整器は光増幅器であり、前記制御器は前記第１の分岐光の光強度が所定の値となるように前記光増幅器の利得を制御する、請求項４に記載された光トランシーバ。
【請求項7】
前記光強度調整器は前記光変調器から出力する前記第１の分岐光の光強度を調整する、請求項４乃至６のいずれか１項に記載された光トランシーバ。
【請求項8】
前記光強度調整器は前記光変調器に入力する前記第１の分岐光の光強度を調整する、請求項４乃至６のいずれか１項に記載された光トランシーバ。
【請求項9】
光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに光カプラを用いて分岐し、前記第１の分岐光を変調し、
入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させ、
受信された前記受信光の受信特性及び前記変調された前記第１の分岐光の光強度に基づいて、前記光カプラの分岐比を制御する、光送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光トランシーバ及びその制御方法に関し、特に、光信号の送信機能と受信機能とが光源を共用する光トランシーバ及び光送受信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
コヒーレント光伝送システムで用いられる光トランシーバには、光伝送路へ送信される光信号（送信光）を生成する光源（送信光源）と、光伝送路から受信した光信号（受信光）をヘテロダイン検波するための光源（ローカル光源）とが必要である。送信光源及びローカル光源を１台の光源で共用することで、光トランシーバの小型化及び低コスト化を図ることができる。特許文献１～５は、１台の光源が送信と受信とに用いられる構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開昭６３－０５９１２５号公報
【文献】特開２００６－０２３２４５号公報
【文献】特開２００７－０４９５９７号公報
【文献】特開２００８－１５４１７０号公報
【文献】特開２０１３－１４５９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
１台の光源の出力を送信光源とローカル光源とに用いる場合、光源の出力を分岐するために光カプラが用いられる。しかしながら、光カプラの分岐比が固定されていると、送信機能及び受信機能に分配される光源のパワーも固定される。このため、必要な送信光源のパワー、送受信に用いられる光デバイスの個体差、及び、受信光の受信状態の影響により、ローカル光源のパワーがコヒーレント受信に適した範囲の値とならない恐れがある。ローカル光源のパワーが好ましい値とならない場合には、受信器の受信性能が低下する恐れがある。
【0005】
（発明の目的）
本発明は、光トランシーバの受信性能の低下を抑制するための技術を提供することを目的とする。
本発明は、光トランシーバの受信性能の低下を抑制するための技術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】
本発明の光トランシーバは、
光源と、
前記光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光カプラと、
前記第１の分岐光を変調する光変調器と、
入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信器と、
前記コヒーレント受信器によって受信された前記受信光の受信特性に基づいて、前記光カプラの分岐比を制御する制御器と、
を備え、
前記制御器は、前記変調された前記第１の分岐光の光強度に基づいて前記分岐比を調整する。
光源と、
前記光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光カプラと、
前記第１の分岐光を変調する光変調器と、
入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信器と、
前記コヒーレント受信器によって受信された前記受信光の受信特性に基づいて、前記光カプラの分岐比を制御する制御器と、
を備え、
前記制御器は、前記変調された前記第１の分岐光の光強度に基づいて前記分岐比を調整する。
【0007】
本発明の光送受信方法は、
光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに光カプラを用いて分岐し、
前記第１の分岐光を変調し、
入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させ、
受信された前記受信光の受信特性及び前記変調された前記第１の分岐光の光強度に基づいて、前記光カプラの分岐比を制御する、
手順を含む。
光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに光カプラを用いて分岐し、
前記第１の分岐光を変調し、
入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させ、
受信された前記受信光の受信特性及び前記変調された前記第１の分岐光の光強度に基づいて、前記光カプラの分岐比を制御する、
手順を含む。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、光トランシーバの受信性能の低下を抑制することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１の実施形態の光トランシーバ１００の構成例を示すブロック図である。
【図2】光カプラ１０２の分岐比の制御手順の例を示すフローチャートである。
【図3】光トランシーバ２００が備えるＩＣＲ１０４及び信号処理部１０６の構成例を示すブロック図である。
【図4】第２の実施形態の光トランシーバ２００の構成例を示すブロック図である
【図5】光トランシーバ２００の制御手順の例を示すフローチャートである。
【図6】第３の実施形態の光トランシーバ３００の構成例を示すブロック図である。
【図7】第４の実施形態の光トランシーバ４００の構成例を示すブロック図である。
【図8】第５の実施形態の光トランシーバ５００の構成例を示すブロック図である。
【図9】第６の実施形態の光トランシーバ６００の構成例を示すブロック図である。
【図10】第７の実施形態の光トランシーバ７００の構成例を示すブロック図である。
【図11】第８の実施形態の光伝送システム８００の構成例を示すブロック図である。
【図12】第９の実施形態の光トランシーバ９００の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の光トランシーバ１００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ１００は、光源１０１、光分岐手段を担う光カプラ１０２、光変調手段を担う光変調器１０３、コヒーレント受信手段を担うＩＣＲ１０４、第１の制御手段を担う制御部１０５、信号処理手段を担う信号処理部１０６、ドライバ１０７を備える。
図１は、第１の実施形態の光トランシーバ１００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ１００は、光源１０１、光分岐手段を担う光カプラ１０２、光変調手段を担う光変調器１０３、コヒーレント受信手段を担うＩＣＲ１０４、第１の制御手段を担う制御部１０５、信号処理手段を担う信号処理部１０６、ドライバ１０７を備える。
【0011】
ＩＣＲは、Integrated Coherent Receiver（集積化コヒーレント受信器）の略である。ＩＣＲ１０４は、受信光をコヒーレント検波して電気信号を生成し、生成された電気信号を信号処理部１０６へ出力する。
【0012】
光源１０１は、光変調器１０３及びＩＣＲ１０４に供給される光搬送波を生成する。光源１０１として、例えば、連続光を生成する波長可変レーザを用いることができる。光カプラ１０２は、光源１０１の出力を第１の分岐光と第２の分岐光に２分岐して、光変調器１０３及びＩＣＲ１０４に供給する。
【0013】
光カプラ１０２の分岐比は可変であり、その分岐比は制御部１０５が出力する電気信号によって制御される。光カプラ１０２は、例えば、光導波路で構成された光方向性結合器である。分岐比が可変である光カプラの構成は知られており、詳細な説明は省略する。
【0014】
光カプラ１０２の出力光の一方（第１の分岐光）は、変調データによって変調される。ドライバ１０７は、光変調器１０３を駆動する駆動信号を生成する電気回路である。駆動信号は、光搬送波を変調するために用いられる電気信号である。ドライバ１０７は、信号処理部１０６から出力される送信データを、光変調器１０３に適した形式及び振幅を持つ駆動信号に変換する。
【0015】
ＩＣＲ１０４は、光カプラ１０２の出力光の他方（第２の分岐光）をローカル光として用いて受信光と干渉させることで、受信光のコヒーレント受信を行う。制御部１０５は、ＩＣＲ１０４における受信光の受信特性に基づいて、光カプラ１０２の分岐比を制御する。
【0016】
制御部１０５は、光カプラ１０２に設定する分岐比を算出し、算出された分岐比となるように光カプラ１０２を制御する。制御部１０５は、好適な受信のために必要なＩＣＲ１０４の出力振幅が得られるように光カプラ１０２の分岐比を設定する。
【0017】
信号処理部１０６は、送信光によって伝送される送信データを生成して、ドライバ１０７へ出力するとともに、ＩＣＲ１０４でコヒーレント検波された信号をデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を処理して受信データを生成する。信号処理部１０６は、信号処理機能を持つ電気回路であり、例えば、アナログ－デジタル変換器及び信号処理プロセッサで構成される。アナログ－デジタル変換器は、ＩＣＲ１０４から出力されるアナログ信号を、信号処理プロセッサで処理可能なデジタル信号に変換する。なお、制御部１０５は、信号処理部１０６に含まれていてもよい。
【0018】
図２は、制御部１０５における、光カプラ１０２の分岐比の制御手順の例を示すフローチャートである。制御部１０５は、光トランシーバ１００の各部の特性データを取得する。特性データとしては、受信光のパワー、ＩＣＲ１０４の受光効率（Responsivity）、光変調器１０３の挿入損失及び変調損失、光源１０１の出力パワー、規定された送信光のパワーがある（図２のステップＳ０１）。制御部１０５が取得する特性データは例であり、これらには限定されない。これらの特性データの値は、制御部１０５が光トランシーバ１００の各部から取得してもよいし、作業者が制御部１０５の記憶領域（例えば不揮発性メモリ）に値を書き込んでもよい。
【0019】
制御部１０５は、ＩＣＲ１０４が所望の特性で動作するために必要なローカル光のパワー（最小ローカル光パワー）を算出する（ステップＳ０２）。制御部１０５は、算出された最小ローカル光パワーに基づいて、光カプラ１０２の分岐比を算出し、光カプラ１０２の分岐比が算出された値となるように、光カプラ１０２を制御する（ステップＳ０３）。
【0020】
図３は、光トランシーバ１００が備えるＩＣＲ１０４及び信号処理部１０６の構成例を示すブロック図である。ＩＣＲ１０４は、偏光ビームスプリッタ（Polarization Beam Splitter、PBS）１１１、ビームスプリッタ（BS）１１２、２個の９０度ハイブリッドミキサ１１３、８個の受光器１１４、４個のトランスインピーダンスアンプ（Trans-Impedance Amplifier、TIA）１１５を備える。信号処理部１０６は、４個のアナログ－デジタル変換器（Analog-Digital Converter、ADC）１１６、信号処理プロセッサ（Digital Signal Processor、DSP）１１７を備える。
【0021】
偏光ビームスプリッタ１１１は、受信光を偏光分離して、９０度ハイブリッドミキサ１１３に入力する。ビームスプリッタ１１２は、光カプラ１０２の出力光の一方（すなわちローカル光）を分岐して、２台の９０度ハイブリッドミキサ１１３に入力する。９０度ハイブリッドミキサ１１３は、それぞれ、互いに直交する偏光のＸ、Ｙの受信光とローカル光とを干渉させて、受光器１１４へ出力する。
【0022】
受光器１１４は例えばフォトダイオードである。２個ずつ４組の受光器１１４は、Ｘ偏光及びＹ偏光のＩ（Inphase）成分及びＱ（Quadrature）成分のビート信号（ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ）を、差動信号の形式でトランスインピーダンスアンプ１１５へ出力する。受光器１１４の出力電流は、受光器１１４への入力光のパワーに比例する。トランスインピーダンスアンプ１１５は４つのビート信号を電圧信号に変換し、アナログ－デジタル変換器１１６に入力する。
【0023】
アナログ－デジタル変換器１１６は４個あり、ビート信号から得られた信号をデジタル信号に変換して信号処理プロセッサ１１７へ出力する。なお、ＩＣＲ１０４及び信号処理部１０６の一般的な構成及び動作手順は知られているため、詳細な説明は省略する。
【0024】
図２のステップＳ０２における、ＩＣＲ１０４に必要な最小ローカル光パワーＰＬＯ（ｍｉｎ）は、以下のようにして求めることができる。
【0025】
まず、ＩＣＲ１０４の出力振幅をＡ（Ｖ）とすると、Ａは式（１）で表される。
・・・（１）
【0026】
ここで、ＰＳＩＧはＩＣＲ１０４に入力される受信光信号パワー（Ｗ）であり、ＰＬＯはＩＣＲ１０４に入力されるローカル光パワー（Ｗ）である。ＥＳＩＧはＩＣＲ１０４の、受信光信号の受光効率（Responsivity）である。ＥＳＩＧは、受信光パワーの受光素子の出力電流への変換効率（Ａ／Ｗ）を示す。ＥＬＯはローカル光パワーの受光効率である。すなわち、ＥＬＯはローカル光パワーの受光素子の出力電流への変換効率（Ａ／Ｗ）を示す。なお、本実施形態では、受信光パワーの８個の受光器１１４への変換効率はいずれもＥＳＩＧ／８であり、ローカル光パワーの８個の受光器１１４への変換効率はいずれもＥＬＯ／８であるとする。
【0027】
ＧＴＩＡはトランスインピーダンスアンプ１１５の利得（Ω）である。トランスインピーダンスアンプ１１５は受光器１１４から入力された電流を出力電圧に変換するため、その利得の単位はＶ／Ａ（すなわちΩ）で表される。
【0028】
式（１）から、好適な受信のために必要なローカル光パワーの最小値ＰＬＯ（ｍｉｎ）は式（２）で求めることができる。
・・・（２）
【0029】
ここで、ＰＳＩＧ（ｍｉｎ）はＩＣＲ１０４に入力される受信光信号パワーの最小値（Ｗ）、Ａｍｉｎは信号処理部１０６で必要な最小の入力振幅（Ｖ）である。具体的な計算例を以下に示す。
【0030】
Ａｍｉｎ＝６００ｍＶｐｐｄ、ＧＴＩＡ＝９０００Ω、ＥＳＩＧ＝ＥＬＯ＝０．０５Ａ／Ｗ、ＰＳＩＧ（ｍｉｎ）＝０．０１５８ｍＷ（－１８ｄＢｍ）とすると、ＰＬＯ（ｍｉｎ）＝１．７６ｍＷ（＋２．４５ｄＢｍ）となる。
【0031】
この場合、光カプラ１０２の分岐比は、光源１０１の出力パワーが最小ローカル光パワーＰＬＯに分配される割合であるから、以下のようにして求められる。すなわち、光カプラ１０２のＩＣＲ１０４側への分岐比をＤ（％）、光源１０１の出力パワーをＰ（Ｗ）とすると、分岐比Ｄは式（３）で求まる。
・・・（３）
【0032】
Ｐ＝３５．５ｍＷ（＋１５．５ｄＢｍ）とし、（２）式で説明した数値を代入すると、Ｄ＝４．９６％となる。この値は、好適な受信のために必要なローカル光パワーの最小値ＰＬＯ（ｍｉｎ）がＩＣＲ１０４に入力される分岐比である。この場合、光カプラ１０２から光変調器１０３へ出力される光のパワーは３５．５－１．７５＝３３．７４ｍＷ（＋１５．２８ｄＢｍ）となる。そして、光変調器１０３の挿入損失及び変調損失をそれぞれ１０ｄＢ及び１．５ｄＢとすると、光変調器１０３から出力される光信号（送信光）のパワーは１５．２８－１０－１．５＝＋３．７８（ｄＢｍ）となる。なお、ここでは、光カプラの過剰損失を無視した。
【0033】
光カプラ１０２の分岐比が固定されている場合、例えば上記の例で分岐比が４％以下であると、ＩＣＲ１０４で用いられるローカル光源で必要なパワーが得られない。あるいは、分岐比が大きいとＩＣＲ１０４が好適に動作できる範囲のパワーを大きく超えたパワーのローカル光がＩＣＲ１０４に供給される恐れもある。しかし、本実施形態の光トランシーバ１００は、ＩＣＲ１０４における受信光の受信特性に基づいて光カプラ１０２の分岐比を調節することで、ローカル光源のパワーを制御する。その結果、第１の実施形態の光トランシーバ１００は、受信性能の低下を抑制できる。また、ＩＣＲ１０４が好適に動作できるローカル光パワーに上限がある場合でも、同様の計算により、ローカル光パワーが上限値となる分岐比を計算できる。
【0034】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態の光トランシーバ２００の構成例を示すブロック図である。以降の実施形態の説明及び図面では、既出の要素には同一の参照符号を付して、重複する説明は省略する。
図４は、第２の実施形態の光トランシーバ２００の構成例を示すブロック図である。以降の実施形態の説明及び図面では、既出の要素には同一の参照符号を付して、重複する説明は省略する。
【0035】
光トランシーバ２００は、光トランシーバ２００の送信光のパワーを監視する第１の光強度監視手段を担う光強度監視部２０１を備える点で第１の実施形態の光トランシーバ１００と相違する。また光トランシーバ２００は、制御部１０５が光強度監視部２０１の出力に基づいて、分岐比を調整する点で第１の実施形態の光トランシーバ１００と相違する。光トランシーバ２００では、送信光の一部が分岐されて光強度監視部２０１に入力される。送信光の分岐には、光変調器１０３に内蔵された光カプラを用いてもよい。光強度監視部２０１は、入力された光の強度に比例する電気信号を制御部１０５へ出力する。光強度監視部２０１として、フォトダイオード（Photo Diode、PD）を用いることができる。すなわち、制御部１０５は、光強度監視部２０１の出力を用いて、送信光パワーの変動を監視できる。
【0036】
図５は、第２の実施形態における制御部１０５の動作手順の例を示すフローチャートである。図５は、図２と比較して、送信光パワーを監視する手順（ステップＳ０４）及び光カプラ１０２の分岐比を制御する手順（ステップＳ０５）が追加されている。また、図５に破線で示されるように、ステップＳ０４及びＳ０５の手順は繰り返されてもよい。
【0037】
このような構成を備える光トランシーバ２００も、第１の実施形態と同様の手順により光カプラ１０２の分岐比を調整することで、受信性能の低下を抑制できる。さらに、光トランシーバ２００では、制御部１０５は、送信光パワーが変動した場合に、その変動量を補償するように光カプラ１０２の分岐比を制御することで、送信光パワーの変動を抑制できる。また、光トランシーバ２００は、光カプラ１０２の分岐比のみを調整しているので、光源１０１の出力光パワーや送信光パワーを増幅しあるいは減衰させる機能が不要であるため、光トランシーバ２００の消費電力の増大を抑制できる。
【0038】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態の光トランシーバ３００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ３００は、光変調器１０３の出力光のパワーを調整する第１の光強度調整手段を担う光強度調整部２０２を備え、制御部１０５が光強度調整部２０２を制御する点で第１及び第２の実施形態の光トランシーバ１００及び２００と相違する。光強度調整部２０２は光変調器１０３の出力に配置され、制御部１０５の指示に基づいて出力光のパワーを調整する。光強度調整部２０２として、光増幅器又は可変光減衰器を用いることができる。光増幅器は、制御部１０５の指示により光変調器１０３の出力光パワーを増幅する。可変光減衰器は、制御部１０５の指示により光変調器１０３の出力光パワーを低減する。
図６は、第３の実施形態の光トランシーバ３００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ３００は、光変調器１０３の出力光のパワーを調整する第１の光強度調整手段を担う光強度調整部２０２を備え、制御部１０５が光強度調整部２０２を制御する点で第１及び第２の実施形態の光トランシーバ１００及び２００と相違する。光強度調整部２０２は光変調器１０３の出力に配置され、制御部１０５の指示に基づいて出力光のパワーを調整する。光強度調整部２０２として、光増幅器又は可変光減衰器を用いることができる。光増幅器は、制御部１０５の指示により光変調器１０３の出力光パワーを増幅する。可変光減衰器は、制御部１０５の指示により光変調器１０３の出力光パワーを低減する。
【0039】
例えば、式（３）で求められた分岐比Ｄが光カプラ１０２に設定された場合には光トランシーバ３００の送信光パワーが規定値を下回る場合に、光強度調整部２０２として光増幅器を用いることで、送信光パワーを増大できる。この場合、制御部１０５は、所望の出力パワーが得られるように光増幅器の利得を制御する。
【0040】
第１の実施形態で計算した数値を参照すると、光変調器１０３の出力光パワーは＋３．７８ｄＢｍであった。光トランシーバ３００に必要とされる送信光パワーを＋５ｄＢｍとすると、光強度調整部２０２として用いられる光増幅器で必要な増幅率は１．２２ｄＢとなる。従って、制御部１０５は、光増幅器の利得が１．２２ｄＢとなるように光増幅器を制御する。
【0041】
光強度調整部２０２として可変光減衰器を用いると、光トランシーバ３００の送信光パワーが規定値を上回る場合に、送信光パワーを低減できる。この場合、制御部１０５は、可変光減衰器の減衰量を調整して送信光パワーを制御する。
【0042】
このような構成を備える光トランシーバ３００も、第１の実施形態と同様の手順により光カプラ１０２の分岐比を制御することで、受信性能の低下を抑制できる。さらに、光トランシーバ３００では、制御部１０５は、送信光パワーが変動した場合に、その変動量を補償するように光強度調整部２０２を制御することで、送信光パワーの変動を抑制できる。さらに、第３の実施形態では、光強度調整部２０２の動作はＩＣＲ２０４に入力されるローカル光パワーに影響を与えないため、第２の実施形態の光トランシーバ２００と比較して、送信光パワーをより広範囲にわたって制御できる。
【0043】
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態の光トランシーバ４００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ４００は、第２の実施形態で説明した光強度監視部２０１及び第３の実施形態で説明した光強度調整部２０２を併せ持つ点で、第２及び第３の実施形態の光トランシーバ２００及び３００と相違する。
図７は、第４の実施形態の光トランシーバ４００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ４００は、第２の実施形態で説明した光強度監視部２０１及び第３の実施形態で説明した光強度調整部２０２を併せ持つ点で、第２及び第３の実施形態の光トランシーバ２００及び３００と相違する。
【0044】
光トランシーバ４００では、光強度監視部２０１は、光強度調整部２０２の変調後の出力光パワー（すなわち、送信光パワー）に比例する振幅を持つ電気信号を制御部１０５へ出力する。そして、制御部１０５は、当該電気信号の振幅に基づいて光強度調整部２０２を制御する。例えば、光強度調整部２０２に光増幅器を用いた場合、光強度監視部２０１から出力される電気信号の振幅が一定となるように光増幅器の利得を増減することで、送信光パワーを一定に維持できる。
【0045】
このような構成を備える第４の実施形態の光トランシーバ４００は、第１及び第３の実施形態の効果に加えて、光強度監視部２０１の出力に基づいて送信光パワーを制御するため、送信光パワーをより精密に制御できるという効果を奏する。
【0046】
（第５の実施形態）
図８は、第５の実施形態の光トランシーバ５００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ５００は、第４の実施形態の光トランシーバ４００と比較して、光強度調整部２０２が光カプラ１０２と光変調器１０３との間に配置され、光強度監視部２０１が光強度調整部２０２の出力と接続されている点で相違する。光強度調整部２０２は、第１の分岐光のパワーを調整する第１の光強度調整手段を担う。光強度監視部２０１は、光強度調整部２０２の出力パワーを監視する。制御部１０５は、光トランシーバ４００と同様に、光強度調整部２０２を調整することで、光トランシーバ５００の送信光パワーを増減できる。また、制御部１０５は、光強度監視部２０１から出力される電気信号の振幅に基づいて光強度調整部２０２を制御することで、送信光パワーを一定に維持できる。
図８は、第５の実施形態の光トランシーバ５００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ５００は、第４の実施形態の光トランシーバ４００と比較して、光強度調整部２０２が光カプラ１０２と光変調器１０３との間に配置され、光強度監視部２０１が光強度調整部２０２の出力と接続されている点で相違する。光強度調整部２０２は、第１の分岐光のパワーを調整する第１の光強度調整手段を担う。光強度監視部２０１は、光強度調整部２０２の出力パワーを監視する。制御部１０５は、光トランシーバ４００と同様に、光強度調整部２０２を調整することで、光トランシーバ５００の送信光パワーを増減できる。また、制御部１０５は、光強度監視部２０１から出力される電気信号の振幅に基づいて光強度調整部２０２を制御することで、送信光パワーを一定に維持できる。
【0047】
第５の実施形態の光トランシーバ５００は、光変調器１０３への入力パワーのみを調整するため、第１の実施形態の光トランシーバ１００の効果に加えて、送信光パワーをより広範囲にわたって制御できるという効果を奏する。
【0048】
（第６の実施形態）
図９は、第６の実施形態の光トランシーバ６００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ６００では、第２の分岐光のパワーを調整する第２の光強度調整手段を担う光強度調整部２０２が、光カプラ１０２とＩＣＲ１０４との間に配置されている。制御部１０５は、信号処理部１０６の出力に基づいて光強度調整部２０２を制御することで、ＩＣＲ１０４に供給されるローカル光パワーを増減できる。
図９は、第６の実施形態の光トランシーバ６００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ６００では、第２の分岐光のパワーを調整する第２の光強度調整手段を担う光強度調整部２０２が、光カプラ１０２とＩＣＲ１０４との間に配置されている。制御部１０５は、信号処理部１０６の出力に基づいて光強度調整部２０２を制御することで、ＩＣＲ１０４に供給されるローカル光パワーを増減できる。
【0049】
光トランシーバ６００において、信号処理部１０６は、ＩＣＲ１０４の出力を電気的に処理し、ＩＣＲ１０４でコヒーレント検波される受信光の受信特性を制御部１０５へ出力する。制御部１０５は、信号処理部１０６が出力した受信特性に基づいて光強度調整部２０２を制御する。本実施形態における受信特性として、信号処理部１０６における受信信号の誤り率、受信光から変換された電気信号の振幅、又は当該電気信号の増幅率などが用いられてもよい。制御部１０５は、光強度調整部２０２を制御することで、受信信号の誤り率が低くなるようにＩＣＲ１０４に入力されるローカル光パワーを増減することができる。
【0050】
第６の実施形態の光トランシーバ６００は、第１の実施形態の光トランシーバ１００の効果に加えて、光トランシーバの運用中のＩＣＲ１０４の特性変動を考慮した、ローカル光パワーの最適化を実施できる。
【0051】
（第７の実施形態）
図１０は、第７の実施形態の光トランシーバ７００の構成例を示すブロック図である。図１に示した光トランシーバ１００と比較して、光トランシーバ７００は、インタフェース７０１を備える点で相違する。インタフェース７０１は、光トランシーバ７００の外部から、光トランシーバ７００の設定情報を受信し、受信した設定情報を制御部１０５に通知する。制御部１０５は、第１の実施形態で説明した光カプラ１０２の分岐比の設定の際に、さらに、設定情報を用いる。光トランシーバ７００が実装された光伝送装置が、インタフェース７０１に設定情報を通知してもよい。
図１０は、第７の実施形態の光トランシーバ７００の構成例を示すブロック図である。図１に示した光トランシーバ１００と比較して、光トランシーバ７００は、インタフェース７０１を備える点で相違する。インタフェース７０１は、光トランシーバ７００の外部から、光トランシーバ７００の設定情報を受信し、受信した設定情報を制御部１０５に通知する。制御部１０５は、第１の実施形態で説明した光カプラ１０２の分岐比の設定の際に、さらに、設定情報を用いる。光トランシーバ７００が実装された光伝送装置が、インタフェース７０１に設定情報を通知してもよい。
【0052】
制御部１０５は、光トランシーバ７００の設定が変更された場合に、光カプラ１０２の分岐比を再計算し、再計算の結果に基づいて分岐比を再設定する。分岐比の再計算の契機となる光トランシーバ７００の設定情報には、送信光の波長、受信光の波長、送信光の変調方式、受信光の変調方式、送信光のパワー、受信光のパワーがあるが、これらに限定されない。制御部１０５は、これらの設定情報のいずれかが変化したことをインタフェース７０１からの通知で知ると、変更された設定情報に基づいて光カプラ１０２の分岐比を式（２）及び（３）を用いて再計算する。
【0053】
制御部１０５は、光源１０１、光カプラ１０２、光変調器１０３及びＩＣＲ１０４の特性を波長や変調方式と対応させて記録されたテーブルを備えてもよい。制御部１０５は、設定情報が変更された場合、変更後の設定情報に対応する特性をテーブルから読み出し、読み出した特性の値を式（２）及び式（３）に代入することで光カプラ１０２の分岐比を再計算できる。
【0054】
第７の実施形態の光トランシーバ７００は、第１の実施形態の光トランシーバ１００の効果に加えて、光トランシーバ７００の運用中に光トランシーバ７００の設定が変更された場合であっても、受信性能の低下を抑制することができる。
【0055】
本実施形態では第１の実施形態の光トランシーバ１００にインタフェース７０１を加えた構成について説明した。しかし、第２乃至第６の実施形態で説明したいずれの光トランシーバも、インタフェース７０１を備えることで光トランシーバ７００と同様の効果を奏する。
【0056】
（第８の実施形態）
図１１は、本発明の第８の実施形態の光伝送システム８００の構成例を示すブロック図である。光伝送システム８００は、ネットワーク８３０を介して接続された光伝送装置８１０及び８２０を備える。光伝送装置８１０はＭ台の光トランシーバ８１１～８１Ｍ及び制御部８０１を備え、光伝送装置８２０はＮ台の光トランシーバ８２１～８２Ｎを備える。Ｍ及びＮは自然数である。制御部８０１は、光トランシーバ８１１～８１Ｍに設定情報を送信する第２の制御手段を担う。光トランシーバ８１１～８１Ｍ及び光トランシーバ８２１～８２Ｎは、第７の実施形態で説明した光トランシーバ７００である。光トランシーバ８１１～８１Ｍ及び光トランシーバ８２１～８２Ｎは、ネットワーク８３０を介して相互に通信可能である。制御部８０１は、光トランシーバ８１１～８１Ｍに、それぞれの光トランシーバの設定情報を送信する。
図１１は、本発明の第８の実施形態の光伝送システム８００の構成例を示すブロック図である。光伝送システム８００は、ネットワーク８３０を介して接続された光伝送装置８１０及び８２０を備える。光伝送装置８１０はＭ台の光トランシーバ８１１～８１Ｍ及び制御部８０１を備え、光伝送装置８２０はＮ台の光トランシーバ８２１～８２Ｎを備える。Ｍ及びＮは自然数である。制御部８０１は、光トランシーバ８１１～８１Ｍに設定情報を送信する第２の制御手段を担う。光トランシーバ８１１～８１Ｍ及び光トランシーバ８２１～８２Ｎは、第７の実施形態で説明した光トランシーバ７００である。光トランシーバ８１１～８１Ｍ及び光トランシーバ８２１～８２Ｎは、ネットワーク８３０を介して相互に通信可能である。制御部８０１は、光トランシーバ８１１～８１Ｍに、それぞれの光トランシーバの設定情報を送信する。
【0057】
このような構成を備える光伝送装置８１０は、光トランシーバ８１１～８１Ｍの設定情報の変更を、制御部８０１を用いて行うことができる。従って、第８の実施形態の光伝送システム８００及び光伝送装置８１０は、第７の実施形態の光トランシーバ７００の効果に加えて、光伝送システム８００の運用中に光トランシーバ８１１～８１Ｍの設定を、個別あるいは一斉に行うことができる。
【0058】
なお、本実施形態によれば、制御部８０１を光伝送装置８１０内に設けたが、外部のネットワークマネジメントシステム（Network Management System、NMS）８０２が制御部８０１の機能を担うようにしてもよい。
【0059】
（第９の実施形態）
図１２は、本発明の第９の実施形態の光トランシーバ９００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ１００は、光源１０１と、光カプラ１０２と、光変調器１０３と、コヒーレント受信部１０４と、制御部１０５と、を備える。
図１２は、本発明の第９の実施形態の光トランシーバ９００の構成例を示すブロック図である。光トランシーバ１００は、光源１０１と、光カプラ１０２と、光変調器１０３と、コヒーレント受信部１０４と、制御部１０５と、を備える。
【0060】
光カプラ１０２は、光源１０１の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する。光変調器１０３は、第１の分岐光を変調する。ＩＣＲ１０４は、入力された受信光を第２の分岐光と干渉させる。制御部１０５は、コヒーレント受信部１０４によって受信される受信光の受信特性に基づいて、光カプラ１０２の分岐比を制御する。なお、光カプラは光分岐部と呼ぶことができる。ＩＣＲはコヒーレント受信部と呼ぶことができる。
【0061】
このような構成を備える光トランシーバ９００は、受信特性に基づいて光カプラ１０２の分岐比を制御することで、光トランシーバ９００の受信性能の低下を抑制することを可能とする。
【0062】
（実施形態の変形例）
以上に説明した第１～第９の実施形態に対する変形例について説明する。
以上に説明した第１～第９の実施形態に対する変形例について説明する。
【0063】
式（２）の右辺の各パラメータの値のいずれかが変動すると、ローカル光パワーの最小値ＰＬＯ（ｍｉｎ）も変動する。好ましい条件でＩＣＲ１０４を動作させ続けるために、これらのパラメータを監視し、いずれかのパラメータの値がパラメータにそれぞれ設定された所定の範囲を超えると光カプラ１０２の分岐比を再設定してもよい。分岐比の再設定により、ＩＣＲ１０４に供給されるローカル光パワーを変更し、好ましい動作条件を維持できる。分岐比の再設定は、上記のパラメータの変動幅にかかわらず、所定の期間毎に行われてもよい。
【0064】
受信状態を示す値を、式（２）の右辺の各パラメータの値、トランスインピーダンスアンプ１１５の出力振幅及び信号処理部１０６における誤り率等の監視から得てもよい。受信状態を示す値の変動に対する、光カプラ１０２の分岐比の再設定を実施する閾値はあらかじめ試験により求め、制御部１０５に記憶させておくことができる。そして、制御部１０５は、監視している値の変動によりローカル光源のパワーの変更が必要と判断した場合には、図２のステップＳ０２で求めた最小ローカル光パワーの計算結果を変更し、変更された値に基づいて光カプラ１０２の分岐比を設定してもよい。
【0065】
なお、本発明の実施形態は以下の付記のようにも記載されうるが、下記には限定されない。
【0066】
（付記１）
光源と、
前記光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光分岐手段と、
前記第１の分岐光を変調する光変調手段と、
入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信手段と、
前記コヒーレント受信手段によって受信される前記受信光の受信特性に基づいて前記光分岐手段の分岐比を制御する第１の制御手段と、
を備える光トランシーバ。
光源と、
前記光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光分岐手段と、
前記第１の分岐光を変調する光変調手段と、
入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信手段と、
前記コヒーレント受信手段によって受信される前記受信光の受信特性に基づいて前記光分岐手段の分岐比を制御する第１の制御手段と、
を備える光トランシーバ。
【0067】
（付記２）
前記光トランシーバの送信光のパワーを監視する光強度監視手段をさらに備え、
前記第１の制御手段は、前記光強度監視手段の出力に基づいて、前記分岐比を調整する、
付記１に記載された光トランシーバ。
前記光トランシーバの送信光のパワーを監視する光強度監視手段をさらに備え、
前記第１の制御手段は、前記光強度監視手段の出力に基づいて、前記分岐比を調整する、
付記１に記載された光トランシーバ。
【0068】
（付記３）
前記光変調手段の出力光のパワーを調整する第１の光強度調整手段をさらに備え、
前記第１の制御手段は前記第１の光強度調整手段を制御する付記１又は２に記載された光トランシーバ。
前記光変調手段の出力光のパワーを調整する第１の光強度調整手段をさらに備え、
前記第１の制御手段は前記第１の光強度調整手段を制御する付記１又は２に記載された光トランシーバ。
【0069】
（付記４）
前記第１の分岐光のパワーを調整する第１の光強度調整手段をさらに備え、
前記第１の制御手段は、前記第１の光強度調整手段を制御する、付記１又は２に記載された光トランシーバ。
前記第１の分岐光のパワーを調整する第１の光強度調整手段をさらに備え、
前記第１の制御手段は、前記第１の光強度調整手段を制御する、付記１又は２に記載された光トランシーバ。
【0070】
（付記５）
前記第２の分岐光のパワーを調整する第２の光強度調整手段と、
前記コヒーレント受信手段の出力を電気的に処理する信号処理手段と、をさらに備え、
前記第１の制御手段は、前記信号処理手段の出力に基づいて、前記第２の光強度調整手段を制御する、付記１乃至４のいずれか１項に記載された光トランシーバ。
前記第２の分岐光のパワーを調整する第２の光強度調整手段と、
前記コヒーレント受信手段の出力を電気的に処理する信号処理手段と、をさらに備え、
前記第１の制御手段は、前記信号処理手段の出力に基づいて、前記第２の光強度調整手段を制御する、付記１乃至４のいずれか１項に記載された光トランシーバ。
【0071】
（付記６）
前記信号処理手段の出力は、前記受信光の受信特性を表す、付記５に記載された光トランシーバ。
前記信号処理手段の出力は、前記受信光の受信特性を表す、付記５に記載された光トランシーバ。
【0072】
（付記７）
前記光トランシーバの設定情報を受信するインタフェースをさらに備え、
前記第１の制御手段は、前記設定情報に基づいて、前記分岐比を制御する、付記１乃至６のいずれか１項に記載された光トランシーバ。
前記光トランシーバの設定情報を受信するインタフェースをさらに備え、
前記第１の制御手段は、前記設定情報に基づいて、前記分岐比を制御する、付記１乃至６のいずれか１項に記載された光トランシーバ。
【0073】
（付記８）
光トランシーバと、
前記光トランシーバに設定情報を送信する第２の制御手段と、を備え、
前記光トランシーバは、
光源と、
前記光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光分岐手段と、
前記第１の分岐光を変調する光変調手段と、
入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信手段と、
前記設定情報を受信するインタフェースと、
前記コヒーレント受信手段によって受信される前記受信光の受信特性と前記設定情報とに基づいて前記光分岐手段の分岐比を制御する第１の制御手段と、を備える
光伝送装置。
光トランシーバと、
前記光トランシーバに設定情報を送信する第２の制御手段と、を備え、
前記光トランシーバは、
光源と、
前記光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光分岐手段と、
前記第１の分岐光を変調する光変調手段と、
入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させるコヒーレント受信手段と、
前記設定情報を受信するインタフェースと、
前記コヒーレント受信手段によって受信される前記受信光の受信特性と前記設定情報とに基づいて前記光分岐手段の分岐比を制御する第１の制御手段と、を備える
光伝送装置。
【0074】
（付記９）
付記８に記載された光伝送装置がネットワークを介して他の前記光伝送装置に接続された、光伝送システム。
付記８に記載された光伝送装置がネットワークを介して他の前記光伝送装置に接続された、光伝送システム。
【0075】
（付記１０）
光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐し、
前記第１の分岐光を変調し、
入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させ、
前記受信光の受信特性に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光との分岐比を制御する、
光送受信方法。
光源の出力を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐し、
前記第１の分岐光を変調し、
入力された受信光を前記第２の分岐光と干渉させ、
前記受信光の受信特性に基づいて前記第１の分岐光と前記第２の分岐光との分岐比を制御する、
光送受信方法。
【0076】
（付記１１）
前記変調された第１の分岐光のパワーを監視し、
監視された変調後の第１の分岐光のパワーに基づいて、前記分岐比を調整する、
付記１０に記載された光送受信方法。
前記変調された第１の分岐光のパワーを監視し、
監視された変調後の第１の分岐光のパワーに基づいて、前記分岐比を調整する、
付記１０に記載された光送受信方法。
【0077】
（付記１２）
第１の光強度調整手段を用いて、前記変調された第１の分岐光のパワーを、監視された変調後の第１の分岐光のパワーに基づいて制御する、付記１０又は１１に記載された光送受信方法。
第１の光強度調整手段を用いて、前記変調された第１の分岐光のパワーを、監視された変調後の第１の分岐光のパワーに基づいて制御する、付記１０又は１１に記載された光送受信方法。
【0078】
（付記１３）
第１の光強度調整手段を用いて前記第１の分岐光のパワーを制御する、付記１０又は１１に記載された光送受信方法。
第１の光強度調整手段を用いて前記第１の分岐光のパワーを制御する、付記１０又は１１に記載された光送受信方法。
【0079】
（付記１４）
前記第２の分岐光のパワーを調整する第２の光強度調整手段と、
前記干渉によって生成された信号を電気的に処理する信号処理手段と、をさらに備え、
前記干渉によって生成された信号を電気的に処理した信号に基づいて、前記第２の分岐光のパワーを制御する、付記１０乃至１３のいずれか１項に記載された光送受信方法。
前記第２の分岐光のパワーを調整する第２の光強度調整手段と、
前記干渉によって生成された信号を電気的に処理する信号処理手段と、をさらに備え、
前記干渉によって生成された信号を電気的に処理した信号に基づいて、前記第２の分岐光のパワーを制御する、付記１０乃至１３のいずれか１項に記載された光送受信方法。
【0080】
（付記１５）
前記電気的に処理した信号は、前記受信光の受信特性を表す、付記１４に記載された光送受信方法。
前記電気的に処理した信号は、前記受信光の受信特性を表す、付記１４に記載された光送受信方法。
【0081】
（付記１６）
設定情報を受信するインタフェースをさらに備え、
前記設定情報に基づいて、前記分岐比を制御する、付記１０乃至１５のいずれか１項に記載された光送受信方法。
設定情報を受信するインタフェースをさらに備え、
前記設定情報に基づいて、前記分岐比を制御する、付記１０乃至１５のいずれか１項に記載された光送受信方法。
【0082】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【0083】
また、それぞれの実施形態に記載された構成は、必ずしも互いに排他的なものではない。本発明の作用及び効果は、上述の実施形態の全部又は一部を組み合わせた構成によって実現されてもよい。
【0084】
以上の各実施形態に記載された機能及び手順は、制御部又は制御手段が備える中央処理装置（central processing unit、ＣＰＵ）がプログラムを実行することにより実現されてもよい。プログラムは、固定された、一時的でない記録媒体に記録される。記録媒体としては、制御部又は制御手段が備える、半導体メモリ又は固定磁気ディスク装置が用いられるが、これらには限定されない。
【0085】
この出願は、２０１７年３月３日に出願された日本出願特願２０１７－０４０６３０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【0086】
１００～７００、８１１～８１Ｍ、８２１～８２Ｎ、９００ 光トランシーバ
１０１ 光源
１０２ 光カプラ
１０３ 光変調器
１０４ コヒーレント受信部
１０５、８０１ 制御部
１０６ 信号処理部
１０７ ドライバ
１１１ 偏光ビームスプリッタ
１１２ ビームスプリッタ
１１３ ９０度ハイブリッドミキサ
１１４ 受光器
１１５ トランスインピーダンスアンプ
１１６ デジタル変換器
１１７ 信号処理プロセッサ
２０１ 光強度監視部
２０２ 光強度調整部
８０２ ネットワークマネジメントシステム
８１０、８２０ 光伝送装置
８３０ ネットワーク
１０１ 光源
１０２ 光カプラ
１０３ 光変調器
１０４ コヒーレント受信部
１０５、８０１ 制御部
１０６ 信号処理部
１０７ ドライバ
１１１ 偏光ビームスプリッタ
１１２ ビームスプリッタ
１１３ ９０度ハイブリッドミキサ
１１４ 受光器
１１５ トランスインピーダンスアンプ
１１６ デジタル変換器
１１７ 信号処理プロセッサ
２０１ 光強度監視部
２０２ 光強度調整部
８０２ ネットワークマネジメントシステム
８１０、８２０ 光伝送装置
８３０ ネットワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】