JP4408010B2

JP4408010B2 - Ｗｄｍ用光送信装置

Info

Publication number: JP4408010B2
Application number: JP2001508094A
Authority: JP
Inventors: 嘉隆志村; 元義関屋; 哲也清永
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2019-07-01
Also published as: US6483625B2; WO2001003350A8; WO2001003350A1; US20020037020A1

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、波長多重（ＷＤＭ）光伝送システムに用いられる光送信装置に関し、特に、装置の起動時および停止時における過渡状態での波長変動によるチャネル間クロストークの発生を回避した駆動制御が行われるＷＤＭ用光送信装置に関する。
【０００２】
背景技術
ＷＤＭ光伝送システムでは、波長多重される複数の光信号の各波長がＩＴＵ（International Telecommunication Union）により標準化されている。このＷＤＭ光伝送システムに用いられる従来の光送信装置は、出力光の波長を安定化させるために、自動波長（周波数）制御（以下ではＡＦＣと略す）を行う機能を備えている場合が多い。このＡＦＣ機能は、例えば、レーザーダイオード（ＬＤ）からの出力光の波長を検出し、その結果をＬＤの温度制御にフィードバックして出力光の波長を一定にする機能であり、いわゆる波長ロッカー等により実現されてきた。
【０００３】
図１および図２は、従来のＷＤＭ用光送信装置の構成例を示すブロック図である。
図１の構成例では、ＬＤ１００から送出された光が外部変調器１１０によって変調され、その光信号が波長ロッカー１２０および光フィルタ１５０を介して外部に出力される。波長ロッカー１２０では、波長検出部１２１において外部変調器１１０からの光信号の波長が検出され、その検出結果が波長制御回路１２２に伝えられる。波長制御回路１２２では、出力光の波長が所要の目標波長となるようにＬＤ１００の温度を制御する信号が生成されて温度制御回路（ＡＴＣ）１３０に送られる。温度制御回路１３０では、波長制御回路１２２からの信号および温度モニタ信号に従ってＬＤ１００の動作温度が制御される。また、ＬＤ１００の駆動電流は、駆動電流制御回路１４０によって制御されている。これにより、通常の運用時には、チャネル間隔が一定（例えば０．８ｎｍ等）の状態で光信号が送信される。さらに、波長ロッカー１２０の出力側に、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）等の光フィルタ１５０を設けることで、装置の起動時や停止時における波長変動によるチャネル間クロストークの発生がハードウェア的に抑制されている。
【０００４】
また、図２の構成例では、波長ロッカー１２０がＬＤ１００の後面から出射される光をモニタして波長制御を行うとともに、外部変調器１１０の出力側に光スイッチ１６０を設けて、波長変動によるチャネル間クロストークの発生を抑制している。なお、光スイッチ１６０として変調器が使用されることもある。
【０００５】
しかしながら、上記のような従来のＷＤＭ用光送信装置では、チャネル間クロストークの発生を回避するために光フィルタや光スイッチ等を設けていたが、これら光フィルタや光スイッチ等は、各波長光ごとに設ける必要があるため、送信装置全体の構成が複雑になって小型化および低コスト化を図ることが困難であるという問題があった。また、光フィルタを使用する場合には、特性の異なる多量の光フィルタを用意しなければならないという欠点があった。さらに、光フィルタや光スイッチ等を挿入することで損失が大きくなってしまうという問題も生じていた。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、光源の温度および駆動電流を適切に制御することで、光フィルタや光スイッチ等を使用することなく、チャネル間クロストークの発生を抑制できるＷＤＭ用光送信装置を提供することを目的とする。
【０００７】
発明の開示
このため、本発明のＷＤＭ用光送信装置は、波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を伝送するＷＤＭ光伝送システムに用いられる光送信装置において、温度および駆動電流に応じて波長の変化する光を発生する光源と、該光源の駆動電流に対する波長特性および隣接する光信号波長との間隔に基づいて予め設定した光出力波長の許容範囲に対して、光源の発光開始時における波長が許容範囲内で安定となるように光源の温度を制御する温度制御手段と、光出力波長の許容範囲に対応させて、光源に与える駆動電流を制御する駆動電流制御手段と、光源から出力される光の波長を検出し、該検出結果に基づいて光源の温度を制御して、光出力波長を所定の目標波長近傍まで引き込む波長制御手段と、温度制御手段、駆動電流制御手段および波長制御手段の各制御動作の開始および中止を、光出力発生時および光出力停止時にそれぞれ対応した所定のタイミングで制御する動作制御手段と、を備える。さらに、動作制御手段は、光出力発生時に、温度制御手段の制御動作を開始させ、該温度制御が安定すると駆動電流制御手段の制御動作を開始させ、該駆動電流制御が安定すると波長制御手段の制御動作を開始させるとともに、光出力停止時には、波長制御手段の制御動作を中止させ、光源の温度が温度制御手段の制御動作によって安定すると駆動電流制御手段の制御動作を中止させ、光源への駆動電流の供給がなくなり発光が停止すると温度制御手段の制御動作を中止させるものとする。
【０００８】
かかる構成では、装置の起動時および停止時の過渡状態において、光源の温度や駆動電流が変化することで光出力波長に変動が生じるが、この光出力波長の変動が予め設定した許容範囲内で推移するように、光源の温度や駆動電流が温度制御手段、駆動電流制御手段および波長制御手段によって制御される。この際、温度制御手段、駆動電流制御手段および波長制御手段の各制御動作の開始および中止を、動作制御手段によって所定のタイミングで制御することにより、光フィルタや光スイッチ等を設けることなく、チャネル間クロストークの発生を回避することができるようになる。
【０００９】
また、駆動電流制御手段は、光源に供給する駆動電流を一定に制御する自動電流制御を行うか、または、光源からの光出力パワーが一定になるように駆動電流を制御する自動パワー制御を行うようにしても構わない。さらに、自動パワー制御を行うようにした場合には、差動増幅方式の回路構成を備えるようにすることで、最大駆動電流が制限されるため、光源への過電流の供給を防止できるようになる。
【００１０】
また、温度制御手段の具体的な構成として、制御動作の目標となる基準温度が、装置内部で設定されたレファレンス電圧に応じて与えられるか、または、装置外部から与えられるレファレンス電圧に応じて設定されるようにしてもよい。
【００１１】
さらに、上記のＷＤＭ光送信装置の高出力化を実現するための改良として、駆動電流制御手段は、制御動作の目標となる基準値が複数のレファレンス電圧に応じて段階的に設定可能であり、動作制御手段は、光出力発生時に、温度制御手段の制御動作を開始させ、該温度制御が安定すると駆動電流制御手段の制御動作を開始させ、該駆動電流制御が安定すると波長制御手段の制御動作を開始させ、該波長制御が安定すると駆動電流制御手段のレファレンス電圧を１段階ずつ大きなレベルに切り替え、波長制御が安定するごとにレファレンス電圧の切り替えを順次繰り返すようにしてもよい。
【００１２】
または、上記のＷＤＭ光送信装置の高出力化を実現するための別の改良として、動作制御手段は、光出力発生時に、温度制御手段の制御動作を開始させ、該温度制御が安定すると駆動電流制御手段の制御動作を開始させた後、駆動電流が目標となる基準値に達するまでの間について、波長制御手段で検出される光出力波長が許容範囲内に設定した上限波長に達すると、波長制御手段の制御動作を開始させると共に駆動電流制御手段の制御動作を中断させ、波長制御手段の制御動作によって光出力波長が目標波長近傍に引き込まれると、波長制御手段の制御動作を再開させる一連の動作を繰り返し行うようにしてもよい。
【００１３】
かかる改良を施した構成によれば、光出力波長の許容範囲内での制御を実現しながら、光源の駆動電流を増加させることが可能となり、本装置の高出力化を図ることができるようなる。
【００１４】
加えて、動作制御手段の具体的な構成としては、光出力の発生および停止を指示するアラーム信号の入力に同期して計時動作を行い、予め設定された所定のタイミングに従って、温度制御手段、駆動電流制御手段および波長制御手段の各制御動作の開始および終了を制御する信号を出力するタイマーを備えるようにしてもよい。
【００１５】
かかる構成では、タイマーの計時動作に基づくタイミングに従って、温度制御手段、駆動電流制御手段および波長制御手段の各制御動作の開始および終了が制御されるようになる。
【００１６】
あるいは、動作制御手段の他の具体的な構成としては、温度制御手段の制御状態を示す温度制御アラーム信号を発生する温度制御アラーム発生部と、駆動電流制御手段の制御状態を示す駆動電流制御アラーム信号を発生する駆動電流制御アラーム発生部と、光出力の発生および停止を指示する外部アラーム信号、温度制御アラーム信号および駆動電流制御アラーム信号に基づいて、温度制御手段、駆動電流制御手段および波長制御手段の各制御動作の開始および終了を制御するシーケンス部と、を備えるようにしても構わない。
【００１７】
かかる構成では、装置内部で発生する各アラーム信号を基に実際の制御状態に従って各部の動作タイミングが制御されるようになる。
【００１８】
発明を実施するための最良の形態
以下に、本発明に係るＷＤＭ用光送信装置を添付図面に基づいて説明する。
まず最初に、ＷＤＭ用光送信装置の光源として用いられるレーザーダイオード（ＬＤ）の一般的な特性について簡単に説明する。
【００１９】
図３は、ＬＤの光出力パワーと駆動電流の関係を示す図である。また、図４は、ＬＤの光出力波長と駆動電流の関係を示す図である。
図３に示すように、ＬＤは、駆動電流がしきい値電流Ｉth（例えば２０ｍＡ等）を超えると光出力パワーが急激に増加し、駆動電流Ｉop（例えば１００ｍＡ等）となることで所要の光出力パワーが得られるようになる。また、図４に示すように、ＬＤの光出力波長は、駆動電流の増加とともに長波長側にシフトする特性をもち、図では、駆動電流に対する光出力波長の変化の割合（傾き）が０．０１ｎｍ／ｍＡとなる特性例が示してある。
【００２０】
このようにＬＤの光出力波長が駆動電流の変化に応じて変動することに起因して、ＬＤが発光し始める時、光出力波長が目標波長に安定するまでの間に、隣接するチャネル（光信号）の波長を出力光が横切ってチャネル間クロストークが発生してしまう可能性がある。また、ＬＤの発光を停止する時にも、光出力が消光するまでの間にチャネル間クロストークが発生する可能性がある。
【００２１】
そこで、ＬＤの発光の開始時および停止時においても、チャネル間クロストークを発生させないようにするためには、ＬＤの発光が許される波長範囲を限定する必要がある。
図５および図６は、チャネル間クロストークの発生を回避するためのＬＤの光出力波長の許容範囲を表した図である。
【００２２】
図５において、縦軸は波長を示し、横軸はＬＤの駆動電流をＯＦＦからＯＮ状態に切り替えたときの光出力の波長変動量Δλを示す。この波長変動量Δλは、駆動電流の変動量ΔＩに対応するものである。また、図６は、図５において波長変動量がΔλ’のときの状態を、横軸に波長をとって示したものである。
【００２３】
ここでは、光出力の目標波長をλ_０、短波長側の隣接チャネルの波長をλ_−１、長波長側の隣接チャネルの波長をλ_＋１とする。また、ｄλは波長の設定誤差を示し、λ_ｍｏｄは出力光を変調することで生じる波長の変動量を表した変調帯域幅を示すものであって、送信光のビットレートに応じて決まる。
【００２４】
光出力の目標波長λ_０に対して、チャネル間クロストークを発生させない波長範囲は、λ_−１＋ｄλ＋λ_ｍｏｄ以上、λ_＋１−ｄλ−λ_ｍｏｄ以下の範囲であり、ＬＤの波長シフト特性を考慮すると、ＬＤの発光が許される波長の範囲λ_ｓｅｔは、図５の太線で囲まれた部分となる。この光出力波長の許容範囲λ_ｓｅｔは、次の（１）式および（２）式で表すことができる。
λ_ｓｅｔ≧λ_−１＋ｄλ＋λ_ｍｏｄ＋Δλ …（１）
λ_ｓｅｔ≦λ_＋１−ｄλ−λ_ｍｏｄ …（２）
【００２５】
したがって、ＬＤが発光を始める時の波長がλ_−１＋ｄλ＋λ_ｍｏｄ以上となり、かつ、所要の光出力パワーが得られる駆動電流Ｉopに安定した時（波長ロッカーは非作動）の波長が上記の許容範囲λ_ｓｅｔ内となるように、光送信装置の動作を制御することによって、チャネル間クロストークの発生を回避することが可能になる。
【００２６】
上述したような従来の光送信装置にあっては、上記のような許容範囲λ_ｓｅｔに波長を制御する機能を備えていなかったため、光フィルタや光スイッチ等を設けることによって、波長がλ_−１＋ｄλ＋λ_ｍｏｄ以下またはλ_＋１−ｄλ−λ_ｍｏｄ以上となった光をハードウェア的に外部に出力させないようにしていた。これに対して本発明によるＷＤＭ用光送信装置は、ＬＤの温度および駆動電流を適切に制御することによって、光フィルタや光スイッチ等を使用することなくチャネル間クロストークの発生を抑制できるようにしたものである。
【００２７】
以下、本発明によるＷＤＭ用光送信装置の実施形態について説明する。
図７は、本実施形態にかかるＷＤＭ用光送信装置の基本構成を示すブロック図である。
図７において、本装置は、光源としてのＬＤ１と、該ＬＤ１の出力光を主信号に従って変調する変調部２と、ＬＤ１の出力光を分岐して波長を検出し、光出力波長が目標波長λ_０で一定となるように制御する波長制御手段としての波長制御部（ＡＦＣ）３と、ＬＤ１の温度を調整して光出力波長を制御する温度制御手段としての温度制御部（ＡＴＣ）４と、ＬＤ１の駆動電流を制御する駆動電流制御手段としての駆動電流制御部（ＡＣＣ／ＡＰＣ）５と、波長制御部３、温度制御部４および駆動電流制御部５の各動作タイミングを制御する動作制御手段としての動作制御部６と、を備える。
【００２８】
なお、ここではＬＤ１の前面から出力される光の一部を分岐して波長制御部３に送る構成としたが、上述の図２に示した場合と同様に、ＬＤ１の後面から出力される光を波長制御部３に送るようにしてもよい。また、本装置内に変調部２を備える構成としたが、本装置の外部に変調器を設けても構わない。
【００２９】
図８は、上記基本構成を有するＷＤＭ用光送信装置の具体例としての第１実施形態の構成を示す図である。
図８の構成例では、ＬＤ１から出力された光が変調部２に送られると共に、その一部が分岐されて波長制御部３としてのＡＦＣ回路３０に送られる。このＡＦＣ回路３０は、いわゆる波長ロッカーと同様の構成のものであり、例えば、波長検出フィルタ３１、フォトダイオード（ＰＤ）３２、抵抗器３３、オペアンプ３４およびスイッチ３５を有している。波長検出フィルタ３１は、波長に応じて透過率が異なる特性を有する光フィルタであって、ＬＤ１からの出力光の一部が入力される。ＰＤ３２は、波長検出フィルタ３１を透過した光を光電変換して、受光パワーに応じた電流を発生する。この電流は、ＬＤ１の光出力波長に対応して異なる値をとる。抵抗器３３は、ＰＤ３２で発生した電流を電圧に変換する。オペアンプ３４は、ＰＤ３２および抵抗器３３の接続点が非反転入力端子に接続され、所定の参照電圧Ｖ_ｒｅｆが反転入力端子に印加されて、接続点の電圧レベルと参照電圧Ｖ_ｒｅｆの差に応じた信号をスイッチ３５を介して温度制御部４としてのＡＴＣ回路４０に出力する。スイッチ３５は、動作制御部６として機能するタイマー（ＴＩＭ）６１からの信号に従ってＯＮ／ＯＦＦ動作する。
【００３０】
ＡＴＣ回路４０は、ペルチエ素子４１、ペルチエ駆動部（ＰＥＬＤＲＶ）４２、スイッチ４３、オペアンプ４４、可変抵抗器４５およびサーミスタ４６を有する。ペルチエ素子４１は、ペルチエ駆動部４２からスイッチ４３を介して供給される電流に応じて熱を発生するか若しくは吸収し、ＬＤ１の温度を調整するデバイスである。ペルチエ駆動部４２は、オペアンプ４４の出力信号に対応した電流を発生する。スイッチ４３は、タイマー６１からの信号に従ってＯＮ／ＯＦＦ動作する。オペアンプ４４は、正および負の電源Ｖ_＋,Ｖ₋の間に直列に接続された可変抵抗器４５およびサーミスタ４６の共通の接続点ａに反転入力端子が接続され、非反転入力端子が接地されて、接続点ａの電圧レベルに応じた信号をペルチエ駆動部４２に出力する。可変抵抗器４５は、その抵抗値によりＬＤ１の温度制御の基準値を与えるレファレンス抵抗である。サーミスタ４６は、ＬＤ１の温度に応じて抵抗値が変化し、これにより接続点ａの電圧レベルがＬＤ１の温度に対応して変化する。なお、接続点ａには、ＡＦＣ回路３０のスイッチ３５が抵抗器３６とシリアルに接続されていて、スイッチ３５がＯＮするとオペアンプ３４の出力電圧が印加される。
【００３１】
駆動電流制御部５として、ここでは駆動電流を一定に制御する自動電流制御（ＡＣＣ）を行うものとし、これを実現するＡＣＣ回路５０は、トランジスタ５１、抵抗器５２，５２’、オペアンプ５３、スイッチ５４およびレファレンス電源５５を有する。トランジスタ５１は、コレクタ端子がＬＤ１に接続され、エミッタ端子が抵抗器５２を介して負の電源Ｖ₋に接続され、ベース端子がオペアンプ５３の出力端子と接続される。また、エミッタ端子はオペアンプ５３の反転入力端子にも接続されている。オペアンプ５３は、非反転入力端子が抵抗器５２’を介して負の電源Ｖ₋にプルダウンされ、非反転入力端子にはさらにスイッチ５４を介してレファレンス電源５５に接続され、スイッチ５４がＯＮすると、駆動電流をＬＤ１に供給し、その電流値がＩopで一定となるように制御する。なお、ＡＣＣの制御の基準となる電流値Ｉopは、電源５５によって与えられるレファレンス電圧により、所要の値に予め設定される。
【００３２】
タイマー６１は、外部から与えられる光ＯＮ／ＯＦＦアラーム信号（以下、ＰＷＡＬＭ信号とする）に応じて、各スイッチ３５，４３，５４のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える制御信号を、後述する所定のタイミングでそれぞれ出力する。
【００３３】
次に、第１実施形態の動作について説明する。
ここでは、本光送信装置の動作条件として、例えば、送信信号光のビットレートを１０Ｇｂ／ｓ、各チャネル光の波長の設定誤差ｄλを０．１ｎｍ、各チャネル光の波長間隔を０．８ｎｍ、変調帯域幅λ_ｍｏｄを０．０８ｎｍとした場合を想定する。
【００３４】
上記のような動作条件において、チャネル間クロストークの発生を回避するためのＬＤ１の光出力波長の許容範囲λ_ｓｅｔは、前述の（１）式および（２）式に具体的な数値を代入して、次の（１）’式および（２）’式で表すことができる。
λ_ｓｅｔ≧（λ_０−０．８）＋０．１＋０．０８＋Δλ
＝λ_０−０．６２＋Δλ …（１）’
λ_ｓｅｔ≦（λ_０＋０．８）−０．１−０．０８
＝λ_０＋０．６２ …（２）’
【００３５】
図９は、上記の許容範囲λ_ｓｅｔを図５と同様にして示したものである。
図９において、所要の光出力パワーを得るために駆動電流Ｉop［ｍＡ］をＬＤ１に供給する場合を具体的に考えると、駆動電流に対する光出力波長の変化の割合が例えば０．０１ｎｍ／ｍＡであるとき、波長変化量Δλ_ｏｐは０．０１×Ｉopとなって、このときの光出力波長の許容範囲は、図に示したλ_{ｓｅｔ（ｏｐ）}の範囲となる。また、この場合において、ＬＤ１がレーザー発光し始める（駆動電流がＩth）時の光出力波長の許容範囲は、図のλ_{ｓｅｔ（ｔｈ）}に示す範囲となる。
【００３６】
なお、図中のｄλ_{ｌｏｃｋ１}およびｄλ_{ｌｏｃｋ２}は、ＡＦＣ回路３０の波長引き込み範囲を示すものであって、ｄλ_{ｌｏｃｋ１}が長波長側、ｄλ_{ｌｏｃｋ２}が短波長側の波長引き込み範囲を表す。図では、ｄλ_{ｌｏｃｋ１}＝ｄλ_{ｌｏｃｋ２}＝０．８ｎｍとした一例が示してある。
【００３７】
上記のような光出力波長の許容範囲λ_ｓｅｔを考慮して、以下、本光送信装置を動作させる具体的な制御方法を説明する。
【００３８】
まず、光送信装置を起動して波長λ_０の光出力を発生させる場合を考える。
図１０は、起動時における各部の制御タイミング（上段）と、それに対応した光出力波長の時間変化の様子（下段）とを示した図である。
【００３９】
図１０に示すように、本装置を起動し発光を開始させる合図としてＰＷＡＬＭ信号がＯＮに切り替わると（時間ｔ_０）、これを受けたタイマー６１がスイッチ４３をＯＮに切り替える制御信号を出力する。これによりペルチエ駆動部４２からの電流がスイッチ４３を介してペルチエ素子４１に供給され、ＡＴＣ回路４０の制御動作が開始されて（ＡＴＣＯＮ）、ＬＤ１の温度が可変抵抗器４５のレファレンス抵抗値で設定される所要の温度となるように自動制御される。このときの温度設定は、ＬＤ１に駆動電流を供給して発光が開始された時の波長が前述の許容範囲λ_{ｓｅｔ（ｔｈ）}内となるように予め決められている。
【００４０】
そして、ＬＤ１の温度が所要の値に安定するのに十分な時間（ｔ_１）が経過すると、タイマー６１がスイッチ５４をＯＮに切り替える制御信号を出力する。これによりＡＣＣ回路５０の制御動作が開始されて（ＡＣＣＯＮ）、ＬＤ１への駆動電流の供給が始められる。しきい値電流ＩthがＬＤ１に与えられることによってレーザー発光が始まり、この時の光波長は許容範囲λ_{ｓｅｔ（ｔｈ）}内に制御されている。そして、駆動電流の増加に伴なって光出力波長が長波長側にシフトし、駆動電流がＩopに達すると、その駆動電流ＩopがＡＣＣ回路５０によって一定に制御され、この時の光波長は許容範囲λ_{ｓｅｔ（ｏｐ）}内となる。
【００４１】
駆動電流がＩopで一定に制御されるのに十分な時間（ｔ_２）が経過すると、タイマー６１がスイッチ３５をＯＮに切り替える制御信号を出力する。これによりＡＦＣ回路３０の制御動作が開始されて（ＡＦＣＯＮ）、光出力波長を目標波長λ_０に引き込む制御が始められる。このＡＦＣ回路３０の制御動作は、具体的には、オペアンプ３４の出力電圧が、スイッチ３５および抵抗器３６を介して可変抵抗器４５およびサーミスタ４６間の接続点ａに印加されることにより、長波長側にシフトしている光出力波長が目標波長λ_０に近づくようにＬＤ１の温度を制御するものである。この場合、ＬＤ１の温度はＡＦＣ回路３０およびＡＴＣ回路４０によって制御されることになるが、各制御回路の時定数等の関係でＡＦＣ回路３０による温度制御が主体的となる。これにより、ＬＤ１の光出力波長は目標波長λ_０の近傍で一定に制御され、該出力光が変調部２に送られて変調された後に外部に出力されるようになる。
【００４２】
次に、光送信装置の光出力を停止させる場合を考える。
図１１は、停止時における各部の制御タイミング（上段）と、それに対応した光出力波長の時間変化の様子（下段）とを示した図である。
【００４３】
図１１に示すように、光出力を停止する合図としてＰＷＡＬＭ信号がＯＦＦに切り替わると（時間ｔ_３）、これを受けたタイマー６１がスイッチ３５をＯＦＦに切り替える制御信号を出力する。これによりＡＦＣ回路３０の制御動作が中止され（ＡＦＣＯＦＦ）、ＬＤ１の温度がＡＴＣ回路４０によって制御され、光出力波長が駆動電流Ｉopに対応した許容範囲λ_{ｓｅｔ（ｏｐ）}内にシフトする。
【００４４】
そして、ＬＤ１の光出力波長が長波長側にシフトして安定するのに十分な時間（ｔ_４）が経過すると、タイマー６１がスイッチ５４をＯＦＦに切り替える制御信号を出力する。これによりＡＣＣ回路５０の制御動作が中止されて（ＡＣＣＯＦＦ）、ＬＤ１に供給されていた駆動電流が減少し始める。駆動電流の減少に伴なって光出力波長が短波長側にシフトし、駆動電流がしきい値電流Ｉthより小さくなるとレーザー発光が停止する。発光停止直前の光出力波長は、ＡＴＣ回路４０による温度制御が維持されているため許容範囲λ_{ｓｅｔ（ｔｈ）}内となる。
【００４５】
このように第１実施形態のＷＤＭ用光送信装置によれば、ＬＤ１の駆動電流に対する波長シフト特性に対応させて光出力波長の許容範囲λ_ｓｅｔを設定し、起動時および停止時におけるＡＦＣ回路３０、ＡＴＣ回路４０およびＡＣＣ回路５０のＯＮ／ＯＦＦ状態を所定のタイミングで切り替えるようにしたことで、従来のように光フィルタや光スイッチ等を設けなくても、チャネル間クロストークの発生を回避することができる。これによりＷＤＭ用光送信装置の小型化および低コスト化を図ることが可能になると共に、光フィルタや光スイッチ等における損失がなくなって光送信装置の高出力化を図ることが可能になる。
【００４６】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図１２は、本発明によるＷＤＭ用光送信装置の第２実施形態の構成例を示す図である。ただし、第１実施形態の構成と同様の部分には同じ符号が付してあり、以下同様とする。
【００４７】
図１２において、本装置の構成が第１実施形態の構成と異なる点は、駆動電流制御部５として、第１実施形態では駆動電流を一定に制御するＡＣＣ回路５０を使用していたが、これに代えて、第２実施形態では光出力パワーが一定になるように駆動電流を制御する自動パワー制御（ＡＰＣ）を実現するＡＰＣ回路７０を用いるようにした点である。上記以外の構成については、第１実施形態の場合と同様であるため説明を省略する。
【００４８】
ＡＰＣ回路７０は、フォトダイオード（ＰＤ）７１、抵抗器７２，７４，７７，７８、トランジスタ７３、オペアンプ７５およびスイッチ７６を有する。ＰＤ７１は、ＬＤ１から出力されＡＦＣ回路３０用に分岐された光の一部を直接受光して、その受光パワーに応じた電流を発生する。抵抗器７２は、ＰＤ７１で発生した電流を電圧に変換する。トランジスタ７３は、コレクタ端子がＬＤ１に接続され、エミッタ端子が抵抗器７４を介して負の電源Ｖ₋に接続され、ベース端子がオペアンプ７５の出力端子と接続される。オペアンプ７５は、反転入力端子がスイッチ７６を介して抵抗器７７，７８間の共通の接続点に接続され、非反転入力端子がＰＤ７１および抵抗器７２間の共通の接続点に接続される。抵抗器７７，７８は、接地端子と負の電源Ｖ₋の間に直列に接続されていて、互いの接続点における分圧がスイッチ７６のＯＮによりオペアンプ７５の反転入力端子に印加される。
【００４９】
上記のようなＡＰＣ回路７０を備えた光送信装置の動作は、光出力波長の許容範囲λ_ｓｅｔの設定および各制御回路の動作タイミングについて、基本的に第１実施形態の場合の動作と同様であって、第１実施形態の場合と相違する点は、ＬＤ１に供給される駆動電流が、ＡＣＣ回路５０により電流値Ｉopで一定制御されるのではなく、ＡＰＣ回路７０によってＬＤ１からの光出力パワーが所要の一定値になるように制御される点だけである。ＡＰＣ回路７０の制御動作は、公知の光送信装置において一般的に行われている自動パワー制御と同様であって、ＬＤ１から出力される光パワーを検出して、その光パワーが抵抗器７７，７８の各抵抗値に応じて設定される所定のレファレンス電圧に応じて一定のレベルとなるように、ＬＤ１の駆動電流を自動制御するものである。
【００５０】
このように第２実施形態のＷＤＭ用光送信装置によれば、駆動電流の制御方式をＡＣＣからＡＰＣに代えても、第１実施形態の場合と同様の効果を得ることが可能である。
【００５１】
なお、上述した第１、２実施形態では、ＡＴＣ回路４０における温度制御の基準値を可変抵抗器４５の抵抗値によって設定する構成としたが、本発明はこれに限らず、可変抵抗器４５を設けるのに代えて、外部より与えられるレファレンス電圧Ｖ_ＲＥＦを抵抗器Ｒを介して接続点ａに印加する構成としても構わない。この場合における、第１実施形態に対応した構成例を図１３に示し、第２実施形態に対応した構成例を図１４に示しておく。
【００５２】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図１５は、本発明によるＷＤＭ用光送信装置の第３実施形態の構成例を示す図である。
図１５において、本装置は、第２実施形態の構成について、オペアンプ７５等を用いて構成したＡＰＣ回路７０に代えて、一対のトランジスタ等を用いて差動増幅回路を構成したＡＰＣ回路７０’を適用したものである。
【００５３】
具体的には、ＡＰＣ回路７０’は、ＰＤ７１、抵抗器７２，７７，７８，８０、トランジスタ７３，７９、スイッチ７６および電流源８１を有する。ＰＤ７１は、ＬＤ１から出力された光の一部を直接受光して、その受光パワーに応じた電流を発生する。抵抗器７２は、ＰＤ７１で発生した電流を電圧に変換する。トランジスタ７３は、コレクタ端子がＬＤ１に接続され、エミッタ端子が電流源８１に接続され、ベース端子がスイッチ７６を介してＰＤ７１および抵抗器７２の共通の接続点に接続される。トランジスタ７９は、コレクタ端子が抵抗器８０を介して接地され、エミッタ端子が電流源８１に接続される。抵抗器７７，７８は、接地端子と負の電源Ｖ₋との間に直列に接続されている。抵抗器７７，７８の接続点には、トランジスタ７９のベース端子が接続されている。スイッチ７６は、タイマー６１からの制御信号に従ってＯＮ／ＯＦＦが切り替えられ、ＯＮになることで、ＡＰＣループが閉じＡＰＣ制御を開始する。このスイッチ７６の切り替えにより、ＡＰＣ回路７０’の制御動作のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。
【００５４】
上記のようなＡＰＣ回路７０’を備えた光送信装置は、基本的に第２実施形態の場合と同様に動作するものであって、ＡＰＣの制御動作が一般的な差動増幅回路によって実現される点が相違するだけである。差動増幅型のＡＰＣ回路７０’を使用することにより、ＬＤ１に供給する駆動電流の上限が電流源８１の最大電流値Ｉ_{ｌｉｍｉｔ}によって制限されるため、ＬＤ１に対する過電流を防止できるという利点がある。
【００５５】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図１６は、本発明によるＷＤＭ用光送信装置の第４実施形態の構成例を示す図である。
図１６において、本装置は、第１実施形態の構成について、ＡＣＣ回路５０に代えてＡＣＣ回路５０’を適用し、駆動電流の一定制御の基準となるレファレンス電圧を２段階に設定できるようにして、駆動電流の増大を図り、最大光出力パワーを増加させたものである。
【００５６】
具体的には、ＡＣＣ回路５０’は、第１実施形態で用いたＡＣＣ回路５０において単一のレファレンス電圧を与えていた電源５５を、抵抗器５６〜５８およびスイッチ５９からなる回路に代えた構成である。抵抗器５６，５７は、接地端子および負の電源Ｖ₋の間に直列に接続される。また、抵抗器５８は、スイッチ５９を介して抵抗器５６に並列に接続される。なお、抵抗器５６，５７およびスイッチ５９間の共通の接続点は、スイッチ５４を介してオペアンプ５３の非反転入力端子に接続されている。
【００５７】
図１７は、上記のような構成のＡＣＣ回路５０’による制御動作を説明する図である。
ＡＣＣ回路５０’では、スイッチ５４をＯＮに切り替える制御信号がタイマー６１から送られてくることで制御動作が開始される。このとき、スイッチ５９はＯＦＦにあって、抵抗器５６および抵抗器５７による分圧が第１レファレンス電圧として、スイッチ５４を介してオペアンプ５３に印加される。この第１レファレンス電圧に従って、駆動電流は、図１７上段のＡＣＣ１に示すように電流値Ｉ_ｏｐ１で一定となるように制御される。このとき、ＬＤ１の光出力波長は、図１７の下段に示すように、駆動電流の増加に伴なって長波長側にシフトし、駆動電流がＩ_ｏｐ１に達すると許容範囲λ_{ｓｅｔ（ｏｐ）}内で安定になる。そして、上述した第１実施形態の制御フローと同様にして、ＡＦＣ回路３０の制御動作が開始され、光出力波長が目標波長λ_０に引き込まれる。
【００５８】
ＡＦＣ回路３０によって光出力波長がλ_０で安定となるのに十分な時間が経過すると、スイッチ５９をＯＮ状態に切り替える制御信号がタイマー６１から出力される。これにより、抵抗器５６，５８および抵抗器５７による分圧が第２レファレンス電圧としてオペアンプ５３に印加される。この第２レファレンス電圧に従って、駆動電流は、図１７上段のＡＣＣ２に示すように電流値Ｉ_ｏｐ２で一定となるように制御される。このとき、ＬＤ１の光出力波長は、さらなる駆動電流の増加に伴なって長波長側にシフトし、駆動電流がＩ_ｏｐ２に達するとＡＦＣ回路３０の制御動作により光出力波長が目標波長λ_０に引き込まれる。
【００５９】
上記のように第４実施形態によれば、レファレンス電圧を２段階に設定できるＡＣＣ回路５０’を適用することで、光出力波長を許容範囲λ_ｓｅｔ内としながら、ＬＤ１への駆動電流を電流値Ｉ_ｏｐ２まで増大させることができる。これによりＬＤの光出力パワーをより大きくすることが可能となり、高出力のＷＤＭ用光送信装置を提供することができる。
【００６０】
なお、上記の第4実施形態では、ＡＣＣのレファレンス電圧を２段階に設定するようにしたが、本発明はこれに限らず、３段階以上のレファレンス電圧を設定する応用も可能である。
【００６１】
また、光出力波長の許容範囲λ_ｓｅｔ内での制御を実現し、かつ、ＬＤの駆動電流を増加させる方法としては、上記の方法の他にも、例えばＡＦＣ回路によって検出される光出力波長を基に、ＡＣＣ回路の制御状態を切り替える方法等も有効である。
【００６２】
具体的には、例えば上述の図８に示した構成について、ＡＦＣ回路３０のオペアンプ３４から出力される電圧レベルを基にＬＤ１の光出力波長を検出してアラームを出力する機能と、該アラームに応じてＡＣＣ回路５０の制御動作を一時的に中断して、その時の駆動電流を一定に保持または再開する機能と、を付加することにより実現できる。この場合、図１８の下段に示すように、検出されたＬＤ１の光出力波長が、許容範囲λ_ｓｅｔの上限近傍に設定した最大波長λ_ＭＡＸに達すると（アラーム発出）、図１８の上段に示すように、ＡＣＣ回路５０の制御動作を一時的に中断して、その時の駆動電流を一定に保持する。このとき、ＡＦＣ回路３０の制御動作を開始させておけば、光出力波長が目標波長λ_０に引き込まれる。光出力波長がλ_０近傍に引き込まれたことがＡＦＣ回路３０の波長検出結果から判断されると（アラーム非発出）、中断していたＡＣＣ回路５０の制御動作を再開する。これにより、ＬＤの駆動電流が増加し、光出力波長も長波長側にシフトする。そして、光出力波長が再び最大波長λ_ＭＡＸに達すると、ＡＣＣ回路５０の制御動作を中断して、上記と同様の動作を繰り返す。最終的に、駆動電流がＡＣＣ回路５０の目標電流値Ｉ_{ｌｉｍｉｔ}に達して一定となることで、ＡＦＣ回路３４の制御動作により光出力波長がλ_０に引き込まれて安定となる。
【００６３】
このような方法を適用することで、高出力が要求される場合にも、光出力波長の許容範囲λ_ｓｅｔ内での制御を実現しながら、ＬＤの駆動電流を適宜に設定可能となる。なお、ここではＡＣＣ回路の場合を説明したが、ＡＰＣ回路の場合についても同様である。
【００６４】
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
第５実施形態のＷＤＭ用光送信装置は、温度および駆動電流の各制御状態を表すアラーム信号を装置内部で発生するようにして、各々のアラーム信号をシーケンス部で監視して各部の動作タイミングを制御する構成としたものである。
【００６５】
図１９は、第５実施形態のＷＤＭ用光送信装置の構成例を示す図である。
図１９において、本装置は、例えば、第１実施形態の構成（図８参照）について、動作制御部６として用いていたタイマー６１に代えて、シーケンス部６２、温度制御アラーム発生部６４および駆動電流制御アラーム発生部６５を設けたことを特徴とする。上記以外の各部の構成は、第１実施形態の構成と同様であるため説明を省略する。
【００６６】
シーケンス部６２は、光出力のＯＮ／ＯＦＦを指示する光ＯＮ／ＯＦＦアラーム（ＰＷＡＬＭ）信号が外部から与えられると共に、温度制御アラーム発生部６４で発生する温度制御アラーム（ＡＴＣＡＬＭ）信号および駆動電流制御アラーム発生部６５で発生する駆動電流制御アラーム（ＬＤＢＩＡＬＭ）信号が入力され、各アラーム信号のレベルを監視してＬＤ１の温度および駆動電流の制御状態を切り替える信号を発生する。
【００６７】
温度制御アラーム発生部６４は、例えば、オペアンプ６４Ａ、抵抗器６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄ、コンパレータ（ＣＯＭＰ）６４Ｅ，６４Ｆを有する。オペアンプ６４Ａは、非反転入力端子が抵抗器６４Ｃを介して接続点ａ（ＡＴＣ回路４０の可変抵抗器４５およびサーミスタ４６間の共通の接続点）に接続され、反転入力端子が抵抗器６４Ｂを介して接地され、また、出力端子と反転入力端子の間が抵抗器６４Ｄを介して接続されている。コンパレータ６４Ｅは、オペアンプ６４Ａからの出力信号を入力して、該出力レベルが所定のレファレンスレベルｒｅｆ１よりも低くなったときにＡＴＣアラーム信号を発生する。コンパレータ６４Ｆは、オペアンプからの出力信号を入力して、該出力レベルが所定のレファレンスレベルｒｅｆ２（＞ｒｅｆ１）よりも高くなったときにＡＴＣアラーム信号を発生する。各コンパレータ６４Ｅ，６４Ｆから出力されるＡＴＣアラーム信号は、シーケンス部６２に入力される。なお、レファレンスレベルｒｅｆ１，ｒｅｆ２は、ＡＴＣ回路４０による温度制御の基準値に対応させて予め設定される。
【００６８】
駆動電流制御アラーム発生部６５は、オペアンプ６５Ａ、抵抗器６５Ｂ，６５Ｃ，６５Ｄ，６５Ｆ、コンパレータ（ＣＯＭＰ）６５Ｅを有する。オペアンプ６５Ａは、非反転入力端子が抵抗器６５Ｆを介して接地され、かつ、抵抗器６５Ｃを介してＡＣＣ回路５０の抵抗器５２の一端（負の電源Ｖ₋側）に接続され、反転入力端子が抵抗器６５Ｂを介して抵抗器５２の他端（トランジスタ５１側）に接続され、また、出力端子と反転入力端子の間が抵抗器６５Ｄを介して接続されている。コンパレータ６５Ｅは、オペアンプ６５Ａからの出力信号を入力して、該出力レベルが所定のレファレンスレベルｒｅｆ３よりも低くなったときにＬＤＢＩアラーム信号を発生する。このＬＤＢＩアラーム信号は、シーケンス部６２に送られる。なお、レファレンスレベルｒｅｆ３は、ＡＣＣ回路５０により通常使用時に一定制御される駆動電流Ｉopに対応させて予め設定される。
【００６９】
次に、上記のような構成の光送信装置の動作について説明する。
図２０は、本装置の起動時および停止時における各部の制御タイミング（上段）と、それに対応した光出力波長の時間変化の様子（下段）とを示した図である。また、図２１は、起動時におけるシーケンス部６２の制御動作を示すフローチャートであり、図２２は、停止時におけるシーケンス部６２の制御動作を示すフローチャートである。なお、光出力波長の許容範囲λ_ｓｅｔは、上述の図９に示した範囲と同様である。
【００７０】
まず、起動時における動作を考えると、図２１のステップ１０１（図ではＳ１０１で示し、以下同様とする）において、例えば本装置に電源が投入されると同時に、外部からシーケンス部６２に与えられるＰＷＡＬＭ信号がＯＮに切り替わって光出力の発生が指示される。この電源投入により、ステップ１０２でＡＴＣ回路４０の制御動作が開始される。このとき、ＬＤ１の温度が、可変抵抗器４５に応じて設定されたＡＴＣの基準温度からずれていると、接続点ａの電圧レベルに基づくオペアンプ６４Ａの出力レベルが、コンパレータ６４Ｅのレファレンスレベルｒｅｆ１より低くなるか、または、コンパレータ６４Ｆのレファレンスレベルｒｅｆ２より高くなって、ＡＴＣアラーム信号が発出されシーケンス部６２に伝えられる。シーケンス部６２は、ＡＴＣアラーム信号の発出を監視し、ＡＴＣ回路４０による温度制御（ステップ１０３）の結果、ＬＤ１の温度が基準温度に安定してＡＴＣアラーム信号が非発出となるのを待つ（ステップ１０４）。
【００７１】
そして、ＡＴＣアラーム信号が非発出となると、ステップ１０５でシーケンス部６２の内部におけるＡＴＣアラームマスク（ＡＴＣＡＬＭＭＳＫ）処理が開始されると同時に、ステップ１０６で、ＡＣＣ回路５０のスイッチ５４をＯＦＦからＯＮに切り替える信号がシーケンス部６２から出力され、ＬＤ１への駆動電流の供給が開始される。ただし、ＡＴＣアラームマスク処理は、シーケンス部６２の内部でＡＴＣアラーム信号を一定時間が経過するまでマスクする処理である。このマスク処理が行われる一定時間は、後に開始されるＡＦＣ回路３０の制御動作により光出力波長が目標波長λ_０近傍に安定するまでの時間に対応して予め設定される。
【００７２】
ステップ１０６でＡＣＣ回路５０の制御動作が開始されると、駆動電流の増加に伴なって光出力波長が長波長側にシフトして行く（図２０の下段参照）。このとき、駆動電流が電流値Ｉopで一定に制御されるようになるまでの間、オペアンプ６５Ａの出力レベルが、コンパレータ６５Ｅのレファレンスレベルｒｅｆ３より低くなって、ＬＤＢＩアラーム信号が発出されシーケンス部６２に伝えられる。シーケンス部６２は、ＬＤＢＩアラーム信号の発出を監視し、ＡＣＣ回路５０による駆動電流の一定制御（ステップ１０７）の結果、駆動電流が電流値Ｉopに達してＬＤＢＩアラーム信号が非発出となるのを待つ（ステップ１０８）。
【００７３】
ＬＤＢＩアラーム信号が非発出となると、ステップ１０９で、ＡＦＣ回路３０のスイッチ３５をＯＦＦからＯＮに切り替える信号がシーケンス部６２から出力され、ＡＦＣ回路３０による光出力波長の目標波長λ_０への引き込み制御が開始される。このとき、スイッチ３５がＯＮに切り替わることで、接続点ａの電圧レベルが変化しＡＴＣアラーム信号が発出する（ステップ１１０）ことになるが、このＡＴＣアラーム信号の発出は、ＡＴＣアラームマスク処理により無視されるため、シーケンス部６２の制御動作には影響を与えない。そして、ステップ１１１において、ＡＦＣ回路３０の制御動作によりＬＤ１の温度が制御され、光出力波長が目標波長λ_０付近まで引き込まれると、ステップ１１２でＡＴＣアラーム信号が非発出に転じる。その後、光出力波長の目標波長λ_０への引き込みが完了すると、ステップ１１３でシーケンス部６２内のＡＴＣアラームマスク処理が解除され、本装置の起動時の制御動作が終了する。
【００７４】
次に、本装置からの光出力を停止させる場合を考えると、図２２のステップ２０１に示すように、ＰＷＡＬＭ信号がＯＮからＯＦＦに転じたか否かをシーケンス部６２が監視し、ＰＷＡＬＭ信号がＯＦＦになると、ステップ２０２で、ＡＦＣ回路３０のスイッチ３５をＯＮからＯＦＦに切り替える信号がシーケンス部６２から出力され、ＡＦＣ回路３０の制御動作が中止される。これにより、光出力波長が目標波長λ_０から長波長側にシフトし始める。なお、このときＡＴＣ回路４０の制御動作は維持されているので、ＬＤ１の温度はＡＴＣの基準温度に制御されるようになる。光出力波長のシフトにより接続点ａの電圧レベルが変化するため、ステップ２０３でＡＴＣアラーム信号が発出となりシーケンス部６２に伝えられる。シーケンス部６２は、ＡＴＣアラーム信号の発出を監視し、ＡＴＣ回路４０による温度制御（ステップ２０４）の結果、ＬＤ１の温度が基準温度に安定してＡＴＣアラーム信号が非発出となるのを待つ（ステップ２０５）。
【００７５】
そして、ＡＴＣアラーム信号が非発出となると、ステップ２０６で、ＡＣＣ回路５０のスイッチ５４をＯＮからＯＦＦに切り替える信号がシーケンス部６２から出力され、ＬＤ１に供給されていた駆動電流が減少し始める。これにより、ステップ２０７でＬＤＢＩアラーム信号が発出に転じ、駆動電流の減少に伴なって光出力波長が短波長側にシフトする。そして、駆動電流が零になり光出力が消滅することで、本装置の停止時の制御動作が終了する。
【００７６】
このように第５実施形態によれば、温度および駆動電流の制御状態をそれぞれ表すアラーム信号を装置内部で発生してシーケンス部６２で監視する構成の動作制御部６をタイマーの代わりに使用することでも、上述の第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。また、装置内部で生成した各アラーム信号を基に、実際の制御状態に従って各部の動作タイミングが制御されるため、タイマー６１を用いる場合と比べて、動作タイミングの制御をより確実に行うことができる。
【００７７】
なお、上記第５実施形態では、第１実施形態についてタイマーをシーケンス部等に置き換える場合を説明したが、これと同様にして、第２〜第４実施形態についても応用可能である。
【００７８】
産業上の利用可能性
本発明は、波長多重技術を適用した各種の光通信システムに用いられる光送信装置として、産業上の利用可能性が大である。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来のＷＤＭ用光送信装置の構成例を示すブロック図である。
図２は、従来のＷＤＭ用光送信装置の他の構成例を示すブロック図である。
図３は、一般的なＬＤの光出力パワーと駆動電流の関係を示す図である。
図４は、一般的なＬＤの光出力波長と駆動電流の関係を示す図である。
図５は、チャネル間クロストークの発生を回避するためのＬＤの光出力波長の許容範囲を表した図である。
図６は、第５図において波長変動量がΔλ’のときの状態を、横軸に波長をとって示した図である。
図７は、本発明によるＷＤＭ用光送信装置の基本構成を示すブロック図である。
図８は、第１実施形態のＷＤＭ用光送信装置の構成を示す図である。
図９は、同上実施形態について光出力波長の許容範囲λ_ｓｅｔを表した図である。
図１０は、同上実施形態について起動時の制御動作を説明する図である。
図１１は、同上実施形態について停止時の制御動作を説明する図である。
図１２は、第２実施形態のＷＤＭ用光送信装置の構成を示す図である。
図１３は、ＡＴＣの基準値を外部より与えるようにしたときの第１実施形態に対応する構成例を示す図である。
図１４は、ＡＴＣの基準値を外部より与えるようにしたときの第２実施形態に対応する構成例を示す図である。
図１５は、第３実施形態のＷＤＭ用光送信装置の構成を示す図である。
図１６は、第４実施形態のＷＤＭ用光送信装置の構成を示す図である。
図１７は、同上実施形態におけるＡＣＣ回路の制御動作を説明する図である。
図１８は、同上実施形態に関連した他の具体例の動作を説明する図である。
図１９は、第５実施形態のＷＤＭ用光送信装置の構成を示す図である。
図２０は、同上実施形態の動作を説明する図である。
図２１は、起動時におけるシーケンス部の制御動作を示すフローチャートである。
図２２は、停止時におけるシーケンス部の制御動作を示すフローチャートである。

Claims

波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を伝送するＷＤＭ光伝送システムに用いられる光送信装置において、
温度および駆動電流に応じて波長の変化する光を発生する光源と、
該光源の駆動電流に対する波長特性および隣接する光信号波長との間隔に基づいて予め設定した光出力波長の許容範囲に対して、前記光源の発光開始時における波長が前記許容範囲内で安定となるように前記光源の温度を制御する温度制御手段と、
前記光出力波長の許容範囲に対応させて、前記光源に与える駆動電流を制御する駆動電流制御手段と、
前記光源から出力される光の波長を検出し、該検出結果に基づいて前記光源の温度を制御して、光出力波長を所定の目標波長近傍まで引き込む波長制御手段と、
前記温度制御手段、前記駆動電流制御手段および前記波長制御手段の各制御動作の開始および中止を、光出力発生時および光出力停止時にそれぞれ対応した所定のタイミングで制御する動作制御手段と、を備え、さらに、
前記動作制御手段は、光出力発生時に、前記温度制御手段の制御動作を開始させ、該温度制御が安定すると前記駆動電流制御手段の制御動作を開始させ、該駆動電流制御が安定すると前記波長制御手段の制御動作を開始させるとともに、光出力停止時には、前記波長制御手段の制御動作を中止させ、前記光源の温度が前記温度制御手段の制御動作によって安定すると前記駆動電流制御手段の制御動作を中止させ、前記光源への駆動電流の供給がなくなり発光が停止すると前記温度制御手段の制御動作を中止させることを特徴とするＷＤＭ用光送信装置。
請求項１に記載のＷＤＭ用光送信装置において、
前記光出力波長の許容範囲λ_ｓｅｔは、光出力の目標波長をλ_０とし、短波長側に隣接する光信号波長をλ_−１とし、長波長側に隣接する光信号波長をλ_＋１とし、各光信号波長の設定誤差をｄλとし、光信号を変調することによって生じる波長の変動量を表した変調帯域幅をλ_ｍｏｄとし、前記光源の駆動電流に対する波長特性に従った波長変動量をΔλとして、
λ_ｓｅｔ≧λ_−１＋ｄλ＋λ_ｍｏｄ＋Δλ
λ_ｓｅｔ≦λ_＋１−ｄλ−λ_ｍｏｄ
の各条件式を満たす範囲であることを特徴とするＷＤＭ用光送信装置。
請求項１に記載のＷＤＭ用光送信装置において、
前記駆動電流制御手段は、前記光源に供給する駆動電流を一定に制御する自動電流制御を行うことを特徴とするＷＤＭ用光送信装置。
請求項１に記載のＷＤＭ用光送信装置において、
前記駆動電流制御手段は、前記光源からの光出力パワーが一定になるように駆動電流を制御する自動パワー制御を行うことを特徴とするＷＤＭ用光送信装置。
請求項４に記載のＷＤＭ用光送信装置において、
前記駆動電流制御手段は、差動増幅方式の回路構成を備えたことを特徴とするＷＤＭ用光増幅装置。
請求項１に記載のＷＤＭ用光送信装置において、
前記温度制御手段は、制御動作の目標となる基準温度が装置内部で設定されたレファレンス電圧に応じて与えられることを特徴とするＷＤＭ用光送信装置。
請求項１に記載のＷＤＭ用光送信装置において、
前記温度制御手段は、制御動作の目標となる基準温度が装置外部から与えられるレファレンス電圧に応じて設定されることを特徴とするＷＤＭ用光送信装置。
請求項１に記載のＷＤＭ用光送信装置において、
前記駆動電流制御手段は、制御動作の目標となる基準値が複数のレファレンス電圧に応じて段階的に設定可能であり、
前記動作制御手段は、光出力発生時に、前記温度制御手段の制御動作を開始させ、該温度制御が安定すると前記駆動電流制御手段の制御動作を開始させ、該駆動電流制御が安定すると前記波長制御手段の制御動作を開始させ、該波長制御が安定すると前記駆動電流制御手段のレファレンス電圧を１段階ずつ大きなレベルに切り替え、波長制御が安定するごとに前記レファレンス電圧の切り替えを順次繰り返すことを特徴とするＷＤＭ用光送信装置。
請求項１に記載のＷＤＭ用光送信装置において、
前記動作制御手段は、光出力発生時に、前記温度制御手段の制御動作を開始させ、該温度制御が安定すると前記駆動電流制御手段の制御動作を開始させた後、駆動電流が目標となる基準値に達するまでの間について、前記波長制御手段で検出される光出力波長が前記許容範囲内に設定した上限波長に達すると、前記波長制御手段の制御動作を開始させると共に前記駆動電流制御手段の制御動作を中断させ、前記波長制御手段の制御動作によって前記光出力波長が目標波長近傍に引き込まれると、前記波長制御手段の制御動作を再開させる一連の動作を繰り返し行うことを特徴とするＷＤＭ用光送信装置。
請求項１に記載のＷＤＭ用光送信装置において、
前記動作制御手段は、光出力の発生および停止を指示するアラーム信号の入力に同期して計時動作を行い、予め設定された所定のタイミングに従って、前記温度制御手段、前記駆動電流制御手段および前記波長制御手段の各制御動作の開始および終了を制御する信号を出力するタイマーを備えたことを特徴とするＷＤＭ用光送信装置。
請求項１に記載のＷＤＭ用光送信装置において、
前記動作制御手段は、前記温度制御手段の制御状態を示す温度制御アラーム信号を発生する温度制御アラーム発生部と、前記駆動電流制御手段の制御状態を示す駆動電流制御アラーム信号を発生する駆動電流制御アラーム発生部と、光出力の発生および停止を指示する外部アラーム信号、前記温度制御アラーム信号および前記駆動電流制御アラーム信号に基づいて、前記温度制御手段、前記駆動電流制御手段および前記波長制御手段の各制御動作の開始および終了を制御するシーケンス部と、を備えて構成されたことを特徴とするＷＤＭ光送信装置。
請求項１１に記載のＷＤＭ用光送信装置において、
前記温度制御アラーム発生部は、前記光源の温度が所定の範囲内に制御されていないとき前記温度制御アラーム信号を発出し、
前記駆動電流制御アラーム発生部は、前記光源への駆動電流が所定の電流値に達していないとき前記駆動電流制御アラーム信号を発出し、
前記シーケンス部は、光出力発生時に、光出力の発生を指示する前記外部アラーム信号の入力に応じて前記温度制御手段の制御動作を開始させ、前記温度制御アラーム信号が非発出になると前記駆動電流制御手段の制御動作を開始させ、前記駆動電流制御アラーム信号が非発出になると前記波長制御手段の制御動作を開始させるとともに、光出力停止時には、光出力の停止を指示する前記外部アラーム信号の入力に応じて前記波長制御手段の制御動作を中止させ、前記温度制御アラーム信号が非発出になると前記駆動電流制御手段の制御動作を中止させることを特徴とするＷＤＭ用光送信装置。