説明

光通信システム、光通信方法、光送受信器、光送信器、光受信器、およびそれらの制御方法

【課題】チャネル識別のための送信側での変調や合成のための構成や受信側での復調や分離のための構成を無くして、より確実なチャネル多重通信を行なうこと。
【解決手段】光送信器が、波長を変更可能な連続光を発光する第1光源と、割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、第1光源が発光する光の波長を変更する第1波長変更部と、を備え、光送信器からの光信号を受信する光受信器が、受信した光信号に基づいて、第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出部と、検出した第2変更周波数が、割り当てられた送信チャネルに特有の前記第1変更周波数に合致する場合、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別部と、を備えることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光通信システムにおけるチャネル多重化技術に関する。
【背景技術】
【0002】
上記技術分野において、特許文献1に示されているように、温度や印加電流と発振波長との関係をあらかじめ記憶しておき、光信号受信用の局部発振光源や送信光源の発振光波長を制御する技術が知られている。特許文献1では、局部発振光源の波長を微小に振ることで、各チャネルの光信号に重畳しているパイロット信号を取り出す。そして、パイロット信号により受信チャネルが所望のものであるかを確認する。また、特許文献2には、印加電流や、位相変調器、外部共振器、あるいは、パルス光源と分散媒質を用いて波長スイープ光源を作成する技術が記載されている。そして、特許文献2では、この1つの波長スイープ光源を、多重化すべき複数のチャネルで共用してチャネル多重化を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平04−212530号公報
【特許文献2】特開2010−148007号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術は、光通信するデータとは別にパイロット信号を重畳する技術であり、上記特許文献2に記載の技術はチャネル周波数を1つの波長スイープ光源で作る技術でしかない。すなわち、所望の受信チャネルであるかを確認する情報として、送信光源の波長変動そのものを用いるものではなかった。
【0005】
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明に係るシステムは、
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムであって、
光送信器が、
波長を変更可能な連続光を発光する第1光源と、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、前記第1光源が発光する光の波長を変更する第1波長変更手段と、
を備え、
前記光送信器からの光信号を受信する光受信器が、
受信した光信号に基づいて、前記第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出手段と、
検出した前記第2変更周波数が、割り当てられた送信チャネルに特有の前記第1変更周波数に合致する場合、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別手段と、
を備えることを特徴とする。
【0007】
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの光通信方法であって、
前記光送信器が、割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、第1光源が発光する連続光の波長を変更する波長変更ステップと、
前記光受信器が、受信した光信号に基づいて、前記第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出ステップと、
前記光受信器が、検出した前記第2変更周波数が、割り当てられた送信チャネルに特有の前記第1変更周波数に合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別ステップと、
を含むことを特徴とする。
【0008】
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの前記光送信器であって、
波長を変更可能な連続光を発光する第1光源と、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、前記第1光源が発光する光の波長を変更する波長変更手段と、
を備えることを特徴とする。
【0009】
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの前記光送信器の制御方法であって、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、第1光源が発光する連続光の波長を変更する波長変更ステップを含むことを特徴とする。
【0010】
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの前記光受信器であって、
受信した光信号に基づいて、光送信器の第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出手段と、
検出した前記第2変更周波数が、前記光送信器に割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数であって、前記光送信器により前記第1光源が発光する光の波長を変更するのに用いた前記第1変更周波数に合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別手段と、
を備えることを特徴とする。
【0011】
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの前記光受信器の制御方法であって、
受信した光信号に基づいて、光送信器の第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出ステップと、
検出した前記第2変更周波数が、前記光送信器に割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数であって、前記光送信器により前記第1光源が発光する光の波長を変更するのに用いた前記第1変更周波数に合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別ステップと、
を含むことを特徴とする。
【0012】
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
光信号を送受信する光送受信器であって、
波長を変更可能な連続光を発光する光源と、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、前記光源が発光する光の波長を変更する波長変更手段と、
受信した光信号に基づいて、送信元の光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出手段と、
検出した前記第2変更周波数が、前記送信元に割り当てられた送信チャネルに特有の第3変更周波数であって、前記送信元において前記送信元の光源が発光する光の波長を変更するのに用いた前記第3変更周波数と合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別手段と、
を備えることを特徴とする。
【0013】
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
光信号を送受信する光送受信器の制御方法であって、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、光源が発光する連続光の波長を変更する波長変更ステップと、
受信した光信号に基づいて、送信元の光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出ステップと、
検出した前記第2変更周波数が、前記送信元に割り当てられた送信チャネルに特有の第3変更周波数であって、前記送信元において前記送信元の光源が発光する光の波長を変更するのに用いた前記第3変更周波数と合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別ステップと、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、所望の受信チャネルであるかを確認する情報として送信光源の波長変動そのものを用いるので、チャネル識別のための送信側での変調や合成のための構成や受信側での復調や分離のための構成を無くして、より確実なチャネル多重通信ができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第1実施形態に係る光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2実施形態に係る光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係る光通信方法の概念を示す図である。
【図4】本発明の第2実施形態に係るコヒーレント光送信器の光源全体の構成を示す図である。
【図5】本発明の第2実施形態に係るコヒーレント光受信器のチャネル識別部の構成を示す図である。
【図6】本発明の第2実施形態に係るコヒーレント光受信器の処理手順を示すフローチャートである。
【図7】本発明の第3実施形態に係る光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の第3実施形態に係るコヒーレント光受信器の局発光源全体の構成を示す図である。
【図9】本発明の第4実施形態に係るコヒーレント光送信器の光源全体の構成を示す図である。
【図10】本発明の第4実施形態に係るコヒーレント光受信器のチャネル識別部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素は単なる例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0017】
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態としての光通信システム100について、図1を用いて説明する。光通信システム100は、光送信器110と光受信器120とが光伝送路130で接続されたシステムである。
【0018】
図1に示すように、光通信システム100は、光送信器110が、第1光源111と、第1波長変更部112と、を含み、光受信器120が、周波数検出部121と、チャネル識別部122と、を含む。第1光源111は、波長λを変更可能な連続光を発光する。第1波長変更部112は、割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数fx1で、第1光源111が発光する光の波長λxを変更する。周波数検出部121は、受信した光信号に基づいて、第1光源111が発光した光の波長λxを基準とした波長の変更から第2変更周波数fx2を検出する。チャネル識別部122は、検出した第2変更周波数λx2が、割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数λx1に合致する場合、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認する。
【0019】
本実施形態によれば、所望の受信チャネルであるかを識別する情報として送信光源の波長変動そのものを使用するので、チャネル識別のための送信側での変調や合成のための構成や受信側での復調や分離のための構成を無くしたチャネル多重通信ができる。
【0020】
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る光通信システム200について説明する。本実施形態においては、コヒーレント光通信において、送信機側のレーザダイオード光源(以下、LD(Laser Diode)光源)の波長を各チャネル特有の周波数で微小に波長変動させることにより、受信器側でこの各チャネル特有の周波数を検出して、チャネル識別を行なう。ここで使用される各チャネル特有の周波数は数10KHzであり、送信されるデータ入力信号の周波数と比較して小さい。
【0021】
本実施形態によれば、チャネル識別のための送信側での変調や合成のための構成や受信側での復調や分離のための構成を無くし、チャネル識別をより確実としたチャネル多重通信ができる。
【0022】
《光通信システムの構成》
図2は、本実施形態に係る光通信システム200の構成を示すブロック図である。
【0023】
図2に示すコヒーレント光通信システムである光通信システム200は、複数のコヒーレント光送信器210と複数のコヒーレント光受信器220とが光伝送路230で接続されたシステムである。なお、実際の光通信システムでは、中継器や増幅器、光分岐器や光分配器などが配置されるが、本実施形態の特徴部分ではないので省略する。また、図2では、1台のコヒーレント光送信器210と1台のコヒーレント光受信器220とに注目して説明する。
【0024】
(コヒーレント光送信器)
図2のコヒーレント光送信器210は、LD光源211と、発振器212と、LN(lithium niobate)光変調器213と、駆動アンプ214と、を有する。半導体レーザであるLD光源211は、例えば、ダブルヘテロ構造のクラッド層間の活性層内で発生する光子を劈開面で全反射させて、レーザ光を発生する(図4参照)。かかるLD光源211の波長は、半導体材料や劈開面間の距離によって変えることが出来、光通信で使用される波長帯である1260nm〜1625nmに設定される。
【0025】
本実施形態では、かかるLD光源211に、発振器212から所定周波数(本例では、数10KHz)で電流を印加することによって、LD光源211の波長を微小に変化させる。発振器の発振周波数は、光信号を伝送するチャネルごとにあらかじめ定められており、たとえばλ1では10KHz、λ2では20KHz、...、λnはnKHzのように設定されている。波長の変化幅は、例えば、光通信の波長帯である1260nm〜1625nmと比較して、コヒーレント光受信器220での感度特性や信号品質特性に影響を与えない範囲である。具体的には、波長の変化幅は、LD光源211の基本波長λxの数%(5〜10%未満)が望ましい。なお、LD光源211の波長を微小に変化させる方法としては、熱による方法も考えられるが、変化速度が速くて遅延のない電流印加が望ましい。
【0026】
LD光源211からの、所定波長からチャネルごとにあらかじめ決められた所定周波数で微小に振れるレーザ光211aは、LN光変調器213によって、駆動アンプ214で増幅された伝送すべきデータ入力信号215によって変調される。このように、本実施形態においては、LN光変調器213から光伝送路230に出力される光信号出力は、LD光源211におけるチャネルxの固有光波長λxが発振器212の周波数fx1で±Δλ振れたレーザ光211aを、伝送すべきデータ入力信号215で変調した出力となる。すなわち、図2のように、光信号出力はλx±Δλを搬送レーザ光としている。
【0027】
ここで、コヒーレント光送信器210から送出される光信号スペクトルは、発振器212による波長の微小変化が無い(ゼロ)場合には、光スペクトル(無変更)241のようになる。また、波長への微小変化が行なわれた場合には、光スペクトル(fxHzで変更あり)242のようになる。これらの光信号が複数チャネル合波された光スペクトル(WDM:Wavelength Division Multiplexing)240が、光伝送路230へと送り出される。ここで、A〜Hのそれぞれが、各チャネルの基礎となるLD光源211の光スペクトルであり、本実施形態においては、この波長λx(x=A〜H)をチャネル特有の周波数で±Δλ振れさせることになる。
【0028】
(コヒーレント光受信器)
コヒーレント光受信器220は、フロントエンド部221と、ADC/DSP(Analog Digital Converter/Digital Signal Processor)222と、局発光源(以下、LO:Local Oscillator)223と、LD光源変更周波数検出部224と、チャネル識別部225とを有する。フロントエンド部221は、受信した光信号のコヒーレント検波を行う。ADC/DSP222は、検波された光信号の信号処理とデータ信号の復調とを行う。そして、波長λxのレーザ光で伝送されたデータ出力226を得る。局発光源(LO)223は、光伝送路230を伝送されてきたレーザ光を干渉させるために、LD光源211と同じ波長のレーザ光を発生する。LD光源変更周波数検出部224は、受信信号における光波長の振れ(±Δλ、「揺らぎ」とも称される)から、発振器212が発振した信号の周波数を検出する。チャネル識別部225は、LD光源変更周波数検出部224が検出した周波数fx2224aと、局発光源(LO)223に設定された光波長λx223aとから、受信している光信号のチャネルが希望するチャネルであるかの識別を行なう。すなわち、同じ光波長λxの搬送レーザ光であって、その搬送レーザ光から検出された波長の振れの周波数fx2が送信側のLD光源211において振れさせた周波数fx1と合致すれば、現在検波・復調しているデータ出力226が希望するチャネルのデータであると認識する。そして、識別結果を、チャネル識別信号227として出力する。
【0029】
《光通信方法の概念》
図3は、本実施形態に係る光通信方法300の概念を示す図である。図3には、特に、LD光源211から発生するレーザ光の波長λxが、光通信の波長帯である1260nm〜1625nmの場合の、波長λxと、チャネル識別のために波長を微小に振れさせる周波数fx1との関係を示す。
【0030】
図3の波形(a)は、波長に微小な振れの無い、波長λxの波形である。その波長は、1260nm〜1625nmの間であり、周波数に換算すると239THz〜185THzの間である。
【0031】
これに対して、図3の波形(b)は、波長を微小に振れさせる周波数fx1の波形である。周波数fx1は数10KHzであり、例えば、10KHzの場合は、波長は3×1013nmである。したがって、図3の波形(b)は、図3の波形(a)との寸法比を正確に表わしてはいない。
【0032】
図3の波形(c)は、波長λxを周波数fx1で微小に(±Δλ)振れさせた波形である。本実施形態においては、LN光変調器213において、波形(c)のレーザ光を伝送すべきデータ入力信号215で変調して、光伝送路230に出力する。
【0033】
(コヒーレント光送信器の光源)
図4は、本実施形態に係るコヒーレント光送信器210の光源全体の構成を示す図である。図4には、光源としてLD光源を使用した例を示すが、これに限定されるものではない。
【0034】
LD光源211は、図示のように、基本的な構成としては、n型基板上に、n型クラッド層、活性層、p型クラッド層が積層された、ダブルヘテロ構造である。電極間に電源413より電力が加えられて、活性層内でエネルギギャップにより光が発せられる。その光が、活性層内で劈開面(図4では、左右面)とクラッド層との境界面とで全反射することによって充満し、一方の劈開面からレーザ光として発光する。
【0035】
本実施形態においては、発振器212により、LD光源の電極間に加わる電圧V(λx)が周波数fx1で微小に±ΔV(±Δλ)する。すなわち、LD光源の電極間に加わる電圧は、波長λxのレーザ光を発生するために調整された電源413の電圧V(λx)に、発振器212の周波数fx1で微小電圧±ΔV(±Δλ)が増減する電圧{V(λx)±ΔV(±Δλ)}となる。そして、LD光源の電極間に加わる電圧の変化に略比例して電流の値が変わると、LD光源211の活性層の屈折率が周波数fx1で微小に変化して、レーザ光の発振波長が変動する。これによって、図3の波形(c)のような、波長λxに対する±Δλの振れがチャネルに特有の周波数を持ったレーザ光211aが発光される。このレーザ光211aが、LN光変調器213において伝送すべきデータ入力信号215で変調されて、光信号出力として出力される。図4の右下には、LD光源211への印加電圧の時間変化の模式図が示されている。
【0036】
なお、図4では、波長λxのレーザ光を発生するために電圧V(λx)を出力する電源413と、周波数fx1で発振波長を±Δλ変動させるために微小電圧±ΔV(±Δλ)を出力する発振器212とをそれぞれ設けたが、電圧{V(λx)±ΔV(±Δλ)}を出力可能な1つの可変電圧供給部を設けてもよい。
【0037】
(コヒーレント光受信器のチャネル識別部)
図5は、本実施形態に係るコヒーレント光受信器220のチャネル識別部225の構成を示す図である。
【0038】
チャネル識別部225は、波長/周波数比較部510と波長/周波数記憶部520とを有する。波長/周波数記憶部520には、希望するチャネルに光信号を出力するLD光源波長λx521と、希望するチャネルに光信号を出力するLD光源の波長を振る発振器の変更周波数fx1522とが記憶されている。
【0039】
波長/周波数比較部510は、局発光源(LO)223から取得した局発光源波長λxと、波長/周波数記憶部520に記憶されたLD光源波長λx521とを比較する。また、波長/周波数比較部510は、LD光源変更周波数検出部224から取得した検出変更周波数fx2と、波長/周波数記憶部520に記憶された変更周波数fx1とを比較する。そして、光源波長同士、変更周波数同士が共に合致すれば、チャネル識別部225は、現在、データ出力226を復調しているチャネルが、希望するチャネルであることを識別する。そして、チャネル識別信号227を出力する。
【0040】
《コヒーレント光受信器の処理手順》
図6は、本実施形態に係るコヒーレント光受信器220の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、コヒーレント光受信器220を制御するCPUが実行することによって、図2の各機能要素を制御する、あるいはその一部を実現する。
【0041】
まず、ステップS601において、受信した光信号から送信側LD光源の変更周波数fx2を検出する。次に、ステップS603において、局側光源(LO)から波長情報を取得する。ステップS605においては、取得した波長および変更周波数が、波長/周波数記憶部520に記憶された波長λxおよび周波数fx1と合致するか否かを判定する。合致すればステップS607に進んで、チャネル識別信号227を出力する。一方、合致しなければ、チャネル識別信号227を出力せずに処理を終了する。すなわち、データ出力226は、希望するチャネルのデータではないと判定する。
【0042】
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る光通信システムについて説明する。本実施形態に係る光通信システムは、上記第2実施形態と比べると、コヒーレント光受信器に、LO光源の波長をコヒーレント光送信器のLD光源に波長の微小な振れに同期させる発振器が追加されている点で異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【0043】
本実施形態によれば、コヒーレント光送信器のLD光源の波長の微小な振れが、送受信データに与える悪影響を抑制することができる。
【0044】
《光通信システムの構成》
図7は、本実施形態に係る光通信システム700の構成を示すブロック図である。なお、コヒーレント光通信システムである光通信システム700の構成は、第2実施形態の光通信システム200と比較すると、コヒーレント光受信器720が発振器726を有する違いがあるが、コヒーレント光送信器210や光伝送路230などは同じである。したがって、第2実施形態と同じ構成および動作については同じ符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【0045】
第2実施形態の図2の構成においては、微小とはいえどもコヒーレント光送信器210において光信号の光波長を振れさせるので、コヒーレント光受信器220における信号の復調に、少なからず影響を与える。これを緩和するために、本実施形態においては、コヒーレント光受信器720において、次のような動作が行われる。
【0046】
コヒーレント光受信器720では、選択するチャネルの光信号λxと同じ光波長を局発光源(LO)723で発光させ、フロントエンド部221において光受信信号をコヒーレント検波する。この検波信号は、次段のADC/DSP222で信号処理後に復調され、データ出力226を出力する。ADC/DSP222での信号処理過程で、LD光源から発光された搬送レーザ光の微小な振れ(±Δλ)を検出し、LD光源変更周波数検出部224に送る。LD光源変更周波数検出部224は、微小な振れの周波数fx2を検出し、その結果をチャネル識別部225に送る。ここまでの動作は、第2実施形態と同様である。
【0047】
本実施形態においては、LD光源変更周波数検出部224が、微小な振れの変更周波数fx2をチャネル識別部225に送ると同時に、発振器726の発振周波数に同期させる。この発振器726の発振周波数fx2は、希望のチャネルのデータを取得している場合は、送信側のLD光源211の波長を振る発振器212の周波数fx1と合致している。この発振器726の発振周波数fx2で、局発光源(LO)723の発光するレーザ光723aの光波長λxを微小に振る。
【0048】
一般に、LD光源211から発光された搬送レーザ光と、局発光源(LO)723から発光されたレーザ光の光波長との差が大きくなり、しかも速いスピードで振れることは、ADC/DSP222での処理と復調に影響を与える。発振器726の発振出力で局発光源(LO)723の光波長をLD光源211の振れと同期して振る。このように、搬送レーザ光との光波長差を緩和するように設定すれば、コヒーレント光受信器720での感度特性や信号品質特性への影響を緩和させることが可能となる。
【0049】
実際には、搬送レーザ光と局発光源(LO)723との光波長差を小さくするよう制御すると、LD光源変更周波数検出部224での振れの周波数の検出が難しくなる。したがって、コヒーレント光受信器720の立上げ時の最初の期間は、発振器726の動作を停止させておき、LD光源変更周波数検出部224における振れの周波数の検出を容易にする。その後、チャネル識別部225での判断が行われた後、発振器726を動作させて、ADC/DSP222での処理と復調への影響を緩和させればよい。
【0050】
(コヒーレント光受信器の局発光源)
図8は、本実施形態に係るコヒーレント光受信器720の局発光源全体の構成を示す図である。図8には、局発光源としてLD光源を使用した例を示すが、これに限定されるものではない。
【0051】
局発光源(LO)723は、図示のように、基本的な構成としては、n型基板上に、n型クラッド層、活性層、p型クラッド層が積層された、ダブルヘテロ構造である。電極間に電源724より電力が加えられて、活性層内でエネルギギャップにより光が発せられる。その光が、活性層内で劈開面(図7では、左右面)とクラッド層との境界面とで全反射することによって充満し、一方の劈開面からレーザ光として発光する。
【0052】
本実施形態においては、LD光源変更周波数検出部224は、検出したLD光源211における波長λxへの振れの周波数fx2を、発振器726に通知する。発振器726により、周波数fx2の微小電圧を局発光源(LO)723に印加することによって、波長λxに対する±Δλの振れが、チャネルに特有の周波数を持ったレーザ光723aが発光される。このレーザ光723aが受信した光信号と干渉し、フロントエンド部221でより正確にコヒーレント検波される。また、局発光源(LO)723からは、チャネル識別部225に対してチャネル識別のために波長λxが通知される。
【0053】
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態に係る光通信システムについて説明する。本実施形態に係る光通信システムは、上記第2実施形態および第3実施形態と比べると、コヒーレント光送信器のLD光源およびコヒーレント光受信器のチャネル識別器において、割り当てるチャネル応じて、光源波長とチャネル識別用の波長変更の周波数との組を変更する点で異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態または第3実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【0054】
本実施形態によれば、コヒーレント光送信器とコヒーレント光受信器とに対して、動的にチャネルを割り当てる場合においても、チャネル識別のための送信側での変調や合成のための構成や受信側での復調や分離のための構成を無くしたチャネル多重通信ができる。
【0055】
(コヒーレント光送信器の光源)
図9は、本実施形態に係るコヒーレント光送信器900の光源全体の構成を示す図である。図9には、光源としてLD光源を使用した例を示すが、これに限定されるものではない。
【0056】
LD光源911は、図示のように、基本的な構成としては、n型基板上に、n型クラッド層、活性層、p型クラッド層が積層された、ダブルヘテロ構造である。電極間に電源913より電力が加えられて、活性層内でエネルギギャップにより光が発せられる。その光が、活性層内で劈開面(図9では、左右面)とクラッド層との境界面とで全反射することによって充満し、一方の劈開面からレーザ光として発光する。
【0057】
本実施形態においては、まず、可変電源913により、波長λxを決める電圧をLD光源911に印加することによって、割り当てられたチャネルに対応する波長λxが設定される。次に、発振器912によって、周波数fx1の電流をLD光源911に印加することによって、波長λxに対する±Δλの振れがチャネルに特有の周波数fx1を持ったレーザ光911aが発光される。
【0058】
この可変電源913の電圧と、発振器912の周波数とは、波長/周波数記憶テーブル920を参照して決定される。波長/周波数記憶テーブル920は、割り当てられるチャネル921に対応付けて、LD光源波長λx922と変更周波数fx1923とが記憶されている。
【0059】
発光されたレーザ光911aが、LN光変調器213(図9には図示せず)において伝送すべきデータ入力信号215で変調されて、光信号出力として出力される。図9の中央右には、LD光源911への印加電圧の時間変化の模式図が示されている。
【0060】
なお、図9では、波長λxのレーザ光を発生するために調整される可変電源913と、周波数fx1で発振波長を±Δλ変動させる発振器912とを設けたが、両方を合成した電圧出力が可能な1つの可変電圧供給部を設けてもよい。
【0061】
(コヒーレント光受信器のチャネル識別部)
図10は、本実施形態に係るコヒーレント光受信器1000のチャネル識別部1025の構成を示す図である。
【0062】
チャネル識別部1025は、波長/周波数比較部1010と波長/周波数記憶部1020とを有する。波長/周波数記憶部1020には、割り当てられたチャネル1021に対応付けて、割り当てられたチャネルに光信号を出力するLD光源波長λx1022と、割り当てられたチャネルに光信号を出力するLD光源の波長を振るための、発振器の変更周波数fx11023とが記憶されている。この波長/周波数記憶部1020に記憶されたどのデータを使用するかは、割り当てられたチャネルによって選択される。
【0063】
波長/周波数比較部510は、局発光源(LO)223から取得された局発光源波長λxと、波長/周波数記憶部1020から取得された、割り当てられたチャネルCHxに対応するLD光源波長λx1011とを比較する。また、LD光源変更周波数検出部224から取得された検出変更周波数fx2と、波長/周波数記憶部1020から取得された、割り当てられたチャネルCHxに対応する変更周波数fx1とを比較する。そして、そして、光源波長同士、変更周波数同士が共に合致すれば、現在、データ出力226を復調しているチャネルが、割り当てられたチャネルであることを識別する。そして、チャネル識別信号227を出力する。
【0064】
[他の実施形態]
上記実施形態では、印加電圧の微小変動で周波数Fx1の波長の±Δλの振れを発生させたが、波長λxのレーザ光発光の印加電圧とは別に、加熱/冷却による温度変化によっても半導体の屈折率が変わるので、同様に発振波長を微小に変化させることができる。
【0065】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されものではない。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。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
【0066】
例えば、本実施形態では、図2や図7において光送信器と光受信器とを独立して図示したが、いずれもが、光送信器と光受信器とを一体化した光送受信器であっても構わない。その場合には、送信元の光送受信器において、LD光源から波長λxを周波数fx1で±Δλだけ振った搬送レーザ光を発光し、送信先の光送受信器において、LD光源変更周波数検出部が周波数fx2を検出して、チャネル識別を行なうことになる。
【0067】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する制御プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされる制御プログラム、あるいはその制御プログラムを格納した媒体、その制御プログラムをダウンロードさせるWWW(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。
【0068】
[実施形態の他の表現]
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムであって、
光送信器が、
波長を変更可能な連続光を発光する第1光源と、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、前記第1光源が発光する光の波長を変更する第1波長変更手段と、
を備え、
前記光送信器からの光信号を受信する光受信器が、
受信した光信号に基づいて、前記第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出手段と、
検出した前記第2変更周波数が、割り当てられた送信チャネルに特有の前記第1変更周波数に合致する場合、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別手段と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
(付記2)
前記光受信器が、
波長を変更可能な連続光を発光する第2光源であって、光受信信号を干渉させるため前記第1光源が発光する光の波長と同じ波長の光を発光する前記第2光源と、
前記周波数検出手段が検出した前記第2変更周波数で、前記第2光源が発光する光の波長を変更する第2波長変更手段と、
をさらに備え、
前記周波数検出手段は、前記第2光源が発光する連続光で干渉された光受信信号に基づいて前記第2変更周波数を検出することを特徴とする付記1に記載の光通信システム。
(付記3)
前記第1波長変更手段の第1変更周波数は、前記第1光源の波長が光通信の波長帯である場合に、数10KHzのオーダーであることを特徴とする付記1または2に記載の光通信システム。
(付記4)
前記第1波長変更手段により変更される前記第1光源の波長の変化幅は、前記光受信器での感度特性や信号品質特性に影響を与えない範囲の、前記第1光源の波長の10%未満であることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の光通信システム。
(付記5)
前記第1光源および前記第2光源は、電流の印加によって波長が変更可能である半導体レーザを含むことを特徴とする付記2乃至4のいずれか1項に記載の光通信システム。
(付記6)
前記光通信システムはコヒーレント光通信システムであって、
前記光送信器はコヒーレント光受信器であり、前記光受信器はコヒーレント光受信器であることを特徴とする付記1乃至5のいずれか1項に記載の光通信システム。
(付記7)
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの光通信方法であって、
前記光送信器が、割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、第1光源が発光する連続光の波長を変更する波長変更ステップと、
前記光受信器が、受信した光信号に基づいて、前記第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出ステップと、
前記光受信器が、検出した前記第2変更周波数が、割り当てられた送信チャネルに特有の前記第1変更周波数に合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別ステップと、
を含むことを特徴とする光通信方法。
(付記8)
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの前記光送信器であって、
波長を変更可能な連続光を発光する第1光源と、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、前記第1光源が発光する光の波長を変更する波長変更手段と、
を備えることを特徴とする光送信器。
(付記9)
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの前記光送信器の制御方法であって、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、第1光源が発光する連続光の波長を変更する波長変更ステップを含むことを特徴とする光送信器の制御方法。
(付記10)
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの前記光受信器であって、
受信した光信号に基づいて、光送信器の第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出手段と、
検出した前記第2変更周波数が、前記光送信器に割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数であって、前記光送信器により前記第1光源が発光する光の波長を変更するのに用いた前記第1変更周波数に合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別手段と、
を備えることを特徴とする光受信器。
(付記11)
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの前記光受信器の制御方法であって、
受信した光信号に基づいて、光送信器の第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出ステップと、
検出した前記第2変更周波数が、前記光送信器に割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数であって、前記光送信器により前記第1光源が発光する光の波長を変更するのに用いた前記第1変更周波数に合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別ステップと、
を含むことを特徴とする光受信器の制御方法。
(付記12)
光信号を送受信する光送受信器であって、
波長を変更可能な連続光を発光する光源と、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、前記光源が発光する光の波長を変更する波長変更手段と、
受信した光信号に基づいて、送信元の光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出手段と、
検出した前記第2変更周波数が、前記送信元に割り当てられた送信チャネルに特有の第3変更周波数であって、前記送信元において前記送信元の光源が発光する光の波長を変更するのに用いた前記第3変更周波数と合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別手段と、
を備えることを特徴とする光送受信器。
(付記13)
光信号を送受信する光送受信器の制御方法であって、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、光源が発光する連続光の波長を変更する波長変更ステップと、
受信した光信号に基づいて、送信元の光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出ステップと、
検出した前記第2変更周波数が、前記送信元に割り当てられた送信チャネルに特有の第3変更周波数であって、前記送信元において前記送信元の光源が発光する光の波長を変更するのに用いた前記第3変更周波数と合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別ステップと、
を含むことを特徴とする光送受信器の制御方法。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムであって、
光送信器が、
波長を変更可能な連続光を発光する第1光源と、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、前記第1光源が発光する光の波長を変更する第1波長変更手段と、
を備え、
前記光送信器からの光信号を受信する光受信器が、
受信した光信号に基づいて、前記第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出手段と、
検出した前記第2変更周波数が、割り当てられた送信チャネルに特有の前記第1変更周波数に合致する場合、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別手段と、
を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項2】
前記光受信器が、
波長を変更可能な連続光を発光する第2光源であって、光受信信号を干渉させるため前記第1光源が発光する光の波長と同じ波長の光を発光する前記第2光源と、
前記周波数検出手段が検出した前記第2変更周波数で、前記第2光源が発光する光の波長を変更する第2波長変更手段と、
をさらに備え、
前記周波数検出手段は、前記第2光源が発光する連続光で干渉された光受信信号に基づいて前記第2変更周波数を検出することを特徴とする請求項1に記載の光通信システム。
【請求項3】
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの光通信方法であって、
前記光送信器が、割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、第1光源が発光する連続光の波長を変更する波長変更ステップと、
前記光受信器が、受信した光信号に基づいて、前記第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出ステップと、
前記光受信器が、検出した前記第2変更周波数が、割り当てられた送信チャネルに特有の前記第1変更周波数に合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別ステップと、
を含むことを特徴とする光通信方法。
【請求項4】
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの前記光送信器であって、
波長を変更可能な連続光を発光する第1光源と、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、前記第1光源が発光する光の波長を変更する波長変更手段と、
を備えることを特徴とする光送信器。
【請求項5】
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの前記光送信器の制御方法であって、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、第1光源が発光する連続光の波長を変更する波長変更ステップを含むことを特徴とする光送信器の制御方法。
【請求項6】
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの前記光受信器であって、
受信した光信号に基づいて、光送信器の第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出手段と、
検出した前記第2変更周波数が、前記光送信器に割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数であって、前記光送信器により前記第1光源が発光する光の波長を変更するのに用いた前記第1変更周波数に合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別手段と、
を備えることを特徴とする光受信器。
【請求項7】
光送信器と光受信器とが光伝送路で接続された光通信システムの前記光受信器の制御方法であって、
受信した光信号に基づいて、光送信器の第1光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出ステップと、
検出した前記第2変更周波数が、前記光送信器に割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数であって、前記光送信器により前記第1光源が発光する光の波長を変更するのに用いた前記第1変更周波数に合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別ステップと、
を含むことを特徴とする光受信器の制御方法。
【請求項8】
光信号を送受信する光送受信器であって、
波長を変更可能な連続光を発光する光源と、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、前記光源が発光する光の波長を変更する波長変更手段と、
受信した光信号に基づいて、送信元の光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出手段と、
検出した前記第2変更周波数が、前記送信元に割り当てられた送信チャネルに特有の第3変更周波数であって、前記送信元において前記送信元の光源が発光する光の波長を変更するのに用いた前記第3変更周波数と合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別手段と、
を備えることを特徴とする光送受信器。
【請求項9】
光信号を送受信する光送受信器の制御方法であって、
割り当てられた送信チャネルに特有の第1変更周波数で、光源が発光する連続光の波長を変更する波長変更ステップと、
受信した光信号に基づいて、送信元の光源が発光した光の波長を基準とした波長の変更から第2変更周波数を検出する周波数検出ステップと、
検出した前記第2変更周波数が、前記送信元に割り当てられた送信チャネルに特有の第3変更周波数であって、前記送信元において前記送信元の光源が発光する光の波長を変更するのに用いた前記第3変更周波数と合致する場合に、所望の受信チャネルから光信号を受信したと確認するチャネル識別ステップと、
を含むことを特徴とする光送受信器の制御方法。

【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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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2013−74439(P2013−74439A)
【公開日】平成25年4月22日(2013.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−211670(P2011−211670)
【出願日】平成23年9月27日(2011.9.27)
【出願人】(000004237)日本電気株式会社 (19,353)
【Fターム(参考)】