特表-18159657IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 日本電気株式会社の特許一覧
<>
  • 再表WO2018159657-光トランシーバ及び光送受信方法 図000006
  • 再表WO2018159657-光トランシーバ及び光送受信方法 図000007
  • 再表WO2018159657-光トランシーバ及び光送受信方法 図000008
  • 再表WO2018159657-光トランシーバ及び光送受信方法 図000009
  • 再表WO2018159657-光トランシーバ及び光送受信方法 図000010
  • 再表WO2018159657-光トランシーバ及び光送受信方法 図000011
  • 再表WO2018159657-光トランシーバ及び光送受信方法 図000012
  • 再表WO2018159657-光トランシーバ及び光送受信方法 図000013
  • 再表WO2018159657-光トランシーバ及び光送受信方法 図000014
  • 再表WO2018159657-光トランシーバ及び光送受信方法 図000015
  • 再表WO2018159657-光トランシーバ及び光送受信方法 図000016
  • 再表WO2018159657-光トランシーバ及び光送受信方法 図000017
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2018年9月7日
【発行日】2019年12月26日
(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 10/61 20130101AFI20191129BHJP
   H04B 10/43 20130101ALI20191129BHJP
   H04B 10/079 20130101ALI20191129BHJP
【FI】
   H04B10/61
   H04B10/43
   H04B10/079 190
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】23
【出願番号】特願2019-503048(P2019-503048)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2018年2月28日
(31)【優先権主張番号】特願2017-40630(P2017-40630)
(32)【優先日】2017年3月3日
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【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】100124154
【弁理士】
【氏名又は名称】下坂 直樹
(72)【発明者】
【氏名】五江渕 裕太
【テーマコード(参考)】
5K102
【Fターム(参考)】
5K102AA52
5K102AD15
5K102AH02
5K102AH14
5K102LA04
5K102LA05
5K102LA11
5K102LA52
5K102MA01
5K102MA02
5K102MB02
5K102MB03
5K102MB04
5K102MC11
5K102MD01
5K102MD03
5K102MD04
5K102MH02
5K102MH03
5K102MH13
5K102MH14
5K102MH22
5K102PH01
5K102PH22
5K102PH31
5K102PH42
5K102PH49
5K102RD26
(57)【要約】
光トランシーバの受信性能の低下を抑制するために、光トランシーバは、光源と、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部と、第1の分岐光を変調する光変調部と、入力された受信光を第2の分岐光と干渉させるコヒーレント受信部と、コヒーレント受信部によって受信される受信光の受信特性に基づいて光分岐部の分岐比を制御する第1の制御部と、を備える。
【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。
【請求項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、
請求項1に記載された光トランシーバ。
【請求項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、請求項1又は2に記載された光トランシーバ。
【請求項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、請求項1乃至4のいずれか1項に記載された光トランシーバ。
【請求項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、請求項5に記載された光トランシーバ。
【請求項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、請求項1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】
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。
【請求項9】
請求項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。
【請求項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。
【請求項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、
請求項10に記載された光送受信方法。
【請求項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、請求項10又は11に記載された光送受信方法。
【請求項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、請求項10又は11に記載された光送受信方法。
【請求項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、請求項10乃至13のいずれか1項に記載された光送受信方法。
【請求項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、請求項14に記載された光送受信方法。
【請求項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、請求項10乃至15のいずれか1項に記載された光送受信方法。
【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】
【特許文献1】特開昭63−059125号公報
【特許文献2】特開2006−023245号公報
【特許文献3】特開2007−049597号公報
【特許文献4】特開2008−154170号公報
【特許文献5】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。
【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。
【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、
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。
【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】
TIA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】
min=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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12

【手続補正書】
【提出日】2019年8月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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。
【請求項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、
請求項1に記載された光トランシーバ。
【請求項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、請求項1又は2に記載された光トランシーバ。
【請求項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、請求項1乃至4のいずれか1項に記載された光トランシーバ。
【請求項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、請求項5に記載された光トランシーバ。
【請求項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、請求項1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】
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。
【請求項9】
請求項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。
【請求項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。
【国際調査報告】