JPH0983458A - 光送信装置および動作条件調整支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光受信装置内のＳ／Ｎに起因する符号誤り率の
変動を低く抑え、これにより光受信装置で受信を行った
際の符号誤り率を参照しながら動作条件の調整を行うこ
とで最適な動作条件を得ることを可能とする。 【解決手段】信号光発生部１１により、伝送すべきディ
ジタル信号に応じた信号光を発生する。また発振器１２
および干渉光発生部１３により、所定の周期でＯＮ／Ｏ
ＦＦを繰り返し、信号光に対して信号伝送帯域内にノイ
ズを付加するための干渉光を発生する。そして信号光発
生部１１により発生された信号光に、光アッテネータ１
４にてレベルを調整した干渉光を光カプラ１５にて重畳
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光通信における、動
作条件を調整する機能を有する光送信装置および光送信
装置での動作条件の調整を支援する動作条件調整支援装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光を用いた情報伝送を行う場合、正確な
情報伝送を行うためには例えばレーザダイオードの駆動
条件などの光送信装置の動作条件を最適に調整しておく
必要がある。

【０００３】従来、光送信装置におけるレーザダイオー
ドの駆動条件の調整は、オシロスコープにより波形をモ
ニタし、また光パワーを測定することで行っていた。し
かし、オシロスコープによる光出力波形のＳ／Ｎの観測
では符号誤り率１０^-10 オーダのような低いレベルの符
号誤り率を観測することは困難である。特に１Ｇbps を
越えるような高速の直接変調方式の波形は、オシロスコ
ープにより観測される光出力波形よりも実際のエラーフ
リー領域が図７に示すように閉じてしまっている場合が
ある。

【０００４】図７はアイパターンに対するエラーフリー
領域を示した図であり、実線がオシロスコープにより観
測されるアイパターンを、また破線が実際のエラーフリ
ー領域を示す。通常、レーザダイオードのバイアス電流
Ｉ_B はレーザダイオードのしきい値電流Ｉ_th近傍に調整
するが、バイアス電流Ｉ_B がレーザダイオードのしきい
値電流Ｉ_thよりも低い場合、波形の発光遅れによるジッ
タにより立ち上がり方向のエラーフリー領域が図７
（ａ）に示すように削られてしまう。逆に、バイアス電
流Ｉ_B がレーザダイオードのしきい値電流Ｉ_thよりも高
い場合、バイアス発光によるノイズの増加によりエラー
フリー領域の“０”側が図７（ｂ）に示すように削られ
てしまう。

【０００５】このエラーフリー領域の減少の割合はレー
ザダイオード固有のものであり、十分な送信波形のＳ／
Ｎを得るためにはバイアス電流Ｉ_B を個々のレーザダイ
オードに合った値に調整する必要がある。しかし、光出
力波形のＳ／Ｎは、オシロスコプでは定量的に測定でき
ないため、正確な光送信装置の調整を行うことができな
かった。

【０００６】このような間題を解消すべく、図８に示す
ように、光送信装置１と光受信装置２とを光ファイバ３
などよりなる伝送路を介して接続してなる光伝送システ
ムを構成し、光受信装置２での符号誤りにより光送信波
形のＳ／Ｎを判定する方法が採用されていた。

【０００７】しかし、光送信装置１と光受信装置２とを
対向させただけでは通常符号誤りは発生しない。そこ
で、光受信装置２への光入力レベルを下げて適度なエラ
ーを発生させる。そしてレーザダイオードのバイアス電
流Ｉ_B を変化させ、光受信装置２での符号誤りが最小に
なる点にバイアス電流Ｉ_B を調整していた。

【０００８】ところが、光受信装置２への光入力レベル
を下げると、光受信装置２内のフオトダイオードや初段
アンプのＳ／Ｎの影響による符号誤りが発生する。ま
た、符号誤りに対する光受信装置２内のＳ／Ｎの影響の
度合いは光入力レベルに応じて変化するため、光送信装
置１側の駆動条件の変化により光送信装置１より出力さ
れる光レベルが変わって、光受信装置２の光入力レベル
が変化すると、そのレベル変動に起因して光受信装置２
内のＳ／Ｎの影響による符号誤りの変化も現れる。この
符号誤りの変化は、光受信装置２への光入力レベルが低
いほど顕著に現れる。

【０００９】このため、前述のように光受信装置２での
符号誤りが最小になる点にバイアス電流Ｉ_B を調整する
と、光受信装置２内のＳ／Ｎの影響による符号誤りをも
含めた伝送システム全体での符号誤りが最小になるよう
にバイアス電流Ｉ_B を調整することになり、必ずしも光
送信装置１の動作条件を最適に調整したことにはならな
いという不具合があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来は、
光送信装置と光受信装置とを対向させた状態で光受信装
置において生じる符号誤りが最小となるように光送信装
置の動作条件（バイアス電流Ｉ_B など）を調整するに当
たり、適度な符号誤りを発生させるために光送信装置の
出力レベルを低下させているため、光受信装置内のＳ／
Ｎの影響による符号誤りが不安定に生じ、光送信装置の
動作条件が符号誤り率にどの位影響しているかを判定で
きず、従って光送信装置１の動作条件を最適に調整する
ことが困難であるという不具合があった。

【００１１】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、光受信装置内
のＳ／Ｎに起因する符号誤り率の変動を低く抑え、これ
により光受信装置で受信を行った際の符号誤り率を参照
しながら動作条件の調整を行うことで最適な動作条件を
得ることができる光通信装置および動作条件調整支援装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに第１の発明は、伝送すべきディジタル信号に応じた
信号光を発生する例えば信号光発生部などの信号光発生
手段と、この信号光発生手段により発生される信号光に
対して信号伝送帯域内にノイズを付加するための所定の
干渉光を発生する、例えば発振器および干渉光発生部か
らなる干渉光発生手段と、この干渉光発生手段によって
発生された干渉光のレベルを可変とする例えば光アッテ
ネータなどの干渉光レベル可変手段と、この干渉光レベ
ル可変手段によりレベルが変化されたのちの干渉光を前
記信号光発生手段により発生された信号光に重畳する例
えば光カプラなどの重畳手段とを備えて光送信装置を構
成した。

【００１３】また第２の発明は、光送信装置より出力さ
れる信号光に対して信号伝送帯域内にノイズを付加する
ための所定の干渉光を発生する、例えば発振器および干
渉光発生部からなる干渉光発生手段と、この干渉光発生
手段によって発生された干渉光のレベルを可変とする例
えば光アッテネータなどの干渉光レベル可変手段と、こ
の干渉光レベル可変手段によりレベルが変化されたのち
の干渉光を前記光送信装置により発生された信号光に重
畳する例えば光カプラなどの重畳手段とを備えて動作条
件調整支援装置を構成した。

【００１４】また第３の発明は、前記第２の発明に加え
て、前記重畳手段により干渉光が重畳されたのちの信号
光を減衰させる例えば光アッテネータなどの減衰手段を
設けて動作条件調整支援装置を構成した。

【００１５】これらの手段を講じたことにより、伝送す
べきディジタル信号に応じた信号光に対して干渉光が重
畳されることにより、信号光にノイズが付加され、符号
誤りが発生する状態とされる。さらに干渉光にレベルが
干渉光レベル可変手段によって変化されることにより、
信号光に付加されるノイズのレベル、すなわち符号誤り
率が調整可能とされる。従って、以上の符号誤り率の調
整機能を用いることで、光のレベルを低下させることな
しに、受信側において適当な符号誤りを発生させること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、図面を参照して本発明の第
１の実施形態につき説明する。図１は本実施形態に係る
光送信装置の要部構成を示すブロック図である。なお、
図８と同一部分には同一符号を付する。

【００１７】図中、４で示されるものが本実施形態にお
ける光送信装置であり、光ファイバ３などよりなる伝送
路を介して光受信装置２と接続されている。この光送信
装置４は、信号光発生部１１、発振器１２、干渉光発生
部１３、光アッテネータ（光ＡＴＴ）１４および光カプ
ラ１５を有する。

【００１８】信号光発生部１１はさらに、電圧／電流変
換部（以下、Ｖ／Ｉ変換部と称する）１１ａ、レーザダ
イオードドライバ（以下、ＬＤドライバと称する）１１
ｂおよびレーザダイオード１１ｃを有し、送信すべきデ
ィジタル信号（電気信号）をＶ／Ｉ変換部１１ａにて受
けて電圧／電流変換したのちにＬＤドライバ１１ｂに与
え、ＬＤドライバ１１ｂがこの信号に応じてレーザダイ
オード１１ｃをＯＮ／ＯＦＦし、ディジタル信号に応じ
た信号光を発生する。そして信号光発生部１１は、レー
ザダイオード１１ｃが発する信号光を光カプラ１５を介
して光ファイバ３などよりなる伝送路へと送出する。な
おＬＤドライバ１１ｂには、レーザダイオード１１Ｃを
駆動するために必要なバイアス電流Ｉ_B およびパルス電
流Ｉ_P が別途供給されている。

【００１９】発振器１２は、所定の周期で“１”レベル
と“０”レベルとを繰り返す電気信号を発振し、干渉光
発生部１３へと与える。干渉光発生部１３は、発振器１
２から与えられる電気信号に応じて、所定の周期でＯＮ
／ＯＦＦされる干渉光を発生し、光アッテネータ１４に
与える。

【００２０】光アッテネータ１４は、干渉光発生部１３
から与えられる干渉光を減衰させた上で、光カプラ１５
へと与える。なお光アッテネータ１４は、ユーザによる
所定の操作に応じて減衰量を変化させることができる。
光カプラ１５は、信号光発生部１１から与えられる信号
光に、光アッテネータ１４から与えられる干渉光を重畳
して伝送路へと送出する。

【００２１】かくして、以上のように構成された光送信
装置４は以下のように動作する。まず信号光発生部１１
は、与えられるディジタル信号をＶ／Ｉ変換部１１ａで
電圧／電流変換することによってレーザダイオード１１
ｃをＯＮ／ＯＦＦ駆動するための信号に変換したのち、
この信号とバイアス電流Ｉ_B およびパルス電流Ｉ_P とか
らＬＤドライバ１１ｂにてレーザダイオード１１ｃの駆
動信号を生成し、この駆動信号によりレーザダイオード
１１ｃを駆動することでディジタル信号に応じた信号光
を伝送路に向けて出力する。

【００２２】一方、発振器１２は所定の周期で“１”レ
ベルと“０”レベルとを繰り返す電気信号を発振してお
り、これを変調信号として干渉光発生部１３において、
所定の周期でＯＮ／ＯＦＦが繰り返される干渉光が干渉
光発生部１３において発生される。そしてこの干渉光
は、光アッテネータ１４を介して光カプラ１５へと与え
られる。

【００２３】さて、通常の信号伝送時（運用時）には、
干渉光発生部１３の動作を停止させたり、光アッテネー
タ１４の減衰量を極大としたり、あるいは図示しない光
スイッチを設けてこの光スイッチをＯＦＦとするなどの
手段により干渉光の光カプラ１５への供給を停止してい
る。従って伝送路には、信号光発生部１１で発生された
信号光、すなわち伝送すべきディジタル信号に応じた信
号光のみが出力されることになり、光受信装置２との間
でディジタル信号が持つ情報の伝送が行える。

【００２４】さて、このようにして光受信装置２との間
での情報伝送を良好に行うためには、バイアス電流Ｉ_B
のレベルを最適に設定しておく必要があり、運用を開始
するのに先立ってバイアス電流Ｉ_B の調整を行う必要が
ある。以下、このバイアス電流Ｉ_B の調整の際の動作に
つき説明する。

【００２５】バイアス電流Ｉ_B の調整を行う際には、任
意のディジタル信号を信号光発生部１１に与えて信号光
発生部１１から信号光を発生させた状態で、干渉光発生
部１３に干渉光を発生させ、これを光アッテネータ１４
を介して光カプラ１５へと供給する。

【００２６】そうすると光カプラ１５では、信号光発生
部１１で発生された信号光に光アッテネータ１４を介し
て与えられる干渉光が重畳される。すなわち、信号光が
図２（ａ）に示す波形を、また干渉光が図２（ｂ）に示
すような波形をそれぞれなすとすれば、この図２（ａ）
に示す波形の信号光に図２（ｂ）に示すような波形の干
渉光が光カプラ１５において重畳され、光カプラ１５か
らは図２（ｃ）に示すような波形の光が出力される。

【００２７】かくして、図２（ｃ）に示すような波形の
光が光受信装置２にて受信されると、光受信装置２内の
ＡＧＣ（Auto Gain Control ）−ＡＭＰや等化フィルタ
により、アイパターンは図２（ｄ）に示すように閉じた
状態になる。このようにアイパターンが閉じた状態にな
るのは、光受信装置２にて受信される信号光の大きさが
干渉光によって変動するためであり、アイの大きさｈ
は、信号光発生部１１が発生する光の大きさを一定とす
るならば干渉光の大きさＬｉによって定まる。

【００２８】そこでまず以上の状態において、光アッテ
ネータ１４の減衰量を調整し、干渉光の大きさＬｉを光
受信装置２において適度な誤りが発生するようなアイの
大きさｈを得られるような値に設定する。

【００２９】続いて、光アッテネータ１４の減衰量を上
述において設定した値に固定した上で、バイアス電流Ｉ
_B を変化させると、光受信装置２において観測される符
号誤り率が例えば図３に示すように変化する。そこで、
光受信装置２において観測される符号誤り率が極小にな
るようにバイアス電流Ｉ_B を調整する。

【００３０】このようにバイアス電流Ｉ_B を調整するこ
とで、バイアス電流Ｉ_B を減少し過ぎ、波形の発光遅れ
によるジッタにより立ち上がり方向のエラーフリー領域
が削られてしまう図４（ａ）に示すような状態や、バイ
アス電流Ｉ_B を増加し過ぎ、バイアス発光によるノイズ
の増加によりエラーフリー領域の“０”側が削られてし
まう図４（ｃ）に示すような状態にバイアス電流Ｉ_B が
設定されることはなく、図４（ｃ）に示すように、これ
ら２つの波形劣化のトレードオフにより、識別点（図中
に×で示す）に対しエラーフリー領域が最大になるよう
に調整される。

【００３１】以上のように本実施形態によれば、所定の
周期でＯＮ／ＯＦＦが繰り返される干渉光を任意の大き
さで信号光に重畳する機能を備えて光送信装置４を構成
したので、伝送路を介して接続された光受信装置２にお
いて符号誤り率をモニタしつつ、光受信装置２にて適度
に符号誤りが生じる程度に干渉光の大きさを設定した上
で、光受信装置２にてモニタされる符号誤り率が極小と
なるようにバイアス電流Ｉ_B の調整を行うことにより、
エラーフリー領域が最大になるようにバイアス電流Ｉ_B
を調整することが可能となる。

【００３２】しかも、干渉光によって光受信装置２にお
いて符号誤りを発生させるから、符号誤りを発生させる
ために光受信装置２への入力光レベルを低下させる必要
はない。このため、光受信装置２への入力光レベルを十
分なレベルに保つことによって光受信装置２内のＳ／Ｎ
の影響を低減し、この光受信装置２内のＳ／Ｎの影響に
よる符号誤りの変動を抑えることができる。従って、前
述のように光受信装置２にてモニタされる符号誤り率が
極小となるようにバイアス電流Ｉ_B の調整を行えば、バ
イアス電流Ｉ_B の影響により生じる符号誤り率を極小と
なるようにバイアス電流Ｉ_B を設定したこととなり、バ
イアス電流Ｉ_B を最適に設定することが可能となる。

【００３３】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施形態につき説明する。図５は本実施形態に係る動作
条件調整支援装置の要部構成を示すブロック図である。
なお、図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な
説明は省略する。

【００３４】図中、５が本実施形態に係る動作条件調整
支援装置である。この動作条件調整支援装置５は、発振
器１２、干渉光発生部１３、光アッテネータ１４および
光カプラ１５が前記第１の実施形態の場合と同様に接続
されて構成されている。そしてこの動作条件調整支援装
置５は、光受信装置２、光送信装置６および伝送路より
なる通信システムに、光送信装置６と伝送路との間に光
カプラ１５を介挿する状態で装着されて使用される。

【００３５】次に、以上のように構成された動作条件調
整支援装置５の動作を説明する。この動作条件調整支援
装置５は、常時図示の如く通信システムに装着され、運
用状態では前記第１の実施形態にて示したのと同様な手
段により干渉光の出力を停止しておき、光通信装置６内
のバイアス電流Ｉ_B の調整を行うときにのみ干渉光を出
力するか、または光通信装置６内のバイアス電流Ｉ_B の
調整を行うときにのみ図示の如く通信システムに装着さ
れる。

【００３６】そして動作条件調整支援装置５は、光通信
装置６内のバイアス電流Ｉ_B の調整を行うときにのみ、
光通信装置６から伝送路へと出力される信号光に干渉光
を重畳する。かくしてこの状態においては、前記第１の
実施形態にて説明したのと同様な手順により光通信装置
６内のバイアス電流Ｉ_B の調整が行える。

【００３７】（第３の実施の形態）次に本発明の第３の
実施形態につき説明する。図６は本実施形態に係る動作
条件調整支援装置の要部構成を示すブロック図である。
なお、図１および図５と同一部分には同一符号を付し、
その詳細な説明は省略する。

【００３８】図中、７が本実施形態に係る動作条件調整
支援装置である。この動作条件調整支援装置７は、発振
器１２、干渉光発生部１３、光アッテネータ１４および
光カプラ１５が前記第１の実施形態の場合と同様に接続
されるとともに、光カプラ１５から出力される光が光ア
ッテネータ（光ＡＴＴ）１６へと与えられるように構成
されている。そしてこの動作条件調整支援装置７は、光
送信装置６内のバイアス電流Ｉ_B の調整を行うときに光
受信装置２と光送信装置６との間に介挿する状態で装着
されて使用される。このとき光送信装置６には任意のパ
ターンのディジタル信号を発生するパターンジェネレー
タ８が、また光受信装置２には符号誤り率の監視を行う
エラーディテクタ９がそれぞれ接続される。

【００３９】次に、以上のように構成された動作条件調
整支援装置７の動作を説明する。この動作条件調整支援
装置７は、光通信装置６から伝送路へと出力される信号
光（パターンジェネレータ８が発生するディジタル信号
を示す）に干渉光を重畳するとともに、光アッテネータ
１６において減衰させたのち、光受信装置２へと与え
る。光アッテネータ１６の減衰量は、通信システムの伝
送路における減衰量に匹敵する値に設定しておく。

【００４０】かくしてこの状態においては、光受信装置
２では、前述した第１の実施形態および第２の実施形態
の場合と同様な、伝送路を伝送された信号光と同様な信
号光を得ることができ、エラーディテクタ９で監視され
る符号誤り率を考慮しながら前記第１の実施形態にて説
明したのと同様な手順により光通信装置６内のバイアス
電流Ｉ_B の調整が行える。また本実施例によれば、通信
システムを構築していなくても光通信装置６内のバイア
ス電流Ｉ_B の調整が行える。

【００４１】なお、本発明は上記各実施形態に限定され
るものではない。例えば上記各実施形態では、調整する
動作条件としてバイアス電流Ｉ_B を例示しているが、バ
イアス電流Ｉ_B 以外の動作条件の調整を行うこともでき
る。このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変形実施が可能である。

【００４２】

【発明の効果】第１の発明によれば、伝送すべきディジ
タル信号に応じた信号光を発生する信号光発生手段と、
この信号光発生手段により発生される信号光に対して信
号伝送帯域内にノイズを付加するための所定の干渉光を
発生する干渉光発生手段と、この干渉光発生手段によっ
て発生された干渉光のレベルを可変とする干渉光レベル
可変手段と、この干渉光レベル可変手段によりレベルが
変化されたのちの干渉光を前記信号光発生手段により発
生された信号光に重畳する重畳手段とを備えて光送信装
置を構成したので、光受信装置内のＳ／Ｎに起因する符
号誤り率の変動を低く抑え、これにより光受信装置で受
信を行った際の符号誤り率を参照しながら動作条件の調
整を行うことで最適な動作条件を得ることができる光通
信装置となる。

【００４３】また第２の発明は、光送信装置より出力さ
れる信号光に対して信号伝送帯域内にノイズを付加する
ための所定の干渉光を発生する干渉光発生手段と、この
干渉光発生手段によって発生された干渉光のレベルを可
変とする干渉光レベル可変手段と、この干渉光レベル可
変手段によりレベルが変化されたのちの干渉光を前記光
送信装置により発生された信号光に重畳する重畳手段と
を備えて動作条件調整支援装置を構成した。

【００４４】また第３の発明は、前記第２の発明に加え
て、前記重畳手段により干渉光が重畳されたのちの信号
光を減衰させる減衰手段を設けて動作条件調整支援装置
を構成した。

【００４５】これに第２および第３の発明によれば、光
受信装置内のＳ／Ｎに起因する符号誤り率の変動を低く
抑え、これにより光受信装置で受信を行った際の符号誤
り率を参照しながら動作条件の調整を行うことで最適な
動作条件を得ることができる動作条件調整支援装置とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る光送信装置の要
部構成を示すブロック図。

【図２】図１中の各部における光の波形の一例を示す
図。

【図３】バイアス電流Ｉ_B と符号誤り率との関係の一例
を示す図。

【図４】バイアス電流Ｉ_B とエラーフリー領域の状態と
の関係の一例を示す図。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る動作条件調整支
援装置の要部構成を示すブロック図。

【図６】本発明の第３の実施形態に係る動作条件調整支
援装置の要部構成を示すブロック図。

【図７】オシロスコープにより観測される光出力波形と
実際のエラーフリー領域との違いを示す図。

【図８】符号誤りにより光送信波形のＳ／Ｎを判定する
従来の方法を説明する図。

【符号の説明】

２…光受信装置 ３…光ファイバ ４，６…光送信装置 ５，７…動作条件調整支援装置 ８…パターンジェネレータ ９…エラーディテクタ １１…信号光発生部 １１ａ…電圧／電流変換部（Ｖ／Ｉ変換部） １１ｂ…レーザダイオードドライバ（ＬＤドライバ） １１ｃ…レーザダイオード １２…発振器 １３…干渉光発生部 １４，１６…光アッテネータ（光ＡＴＴ） １５…光カプラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル信号を光のＯＮ／ＯＦＦによ
   り伝送する光送信装置において、 伝送すべきディジタル信号に応じた信号光を発生する信
   号光発生手段と、 この信号光発生手段により発生される信号光に対して信
   号伝送帯域内にノイズを付加するための所定の干渉光を
   発生する干渉光発生手段と、 この干渉光発生手段によって発生された干渉光のレベル
   を可変とする干渉光レベル可変手段と、 この干渉光レベル可変手段によりレベルが変化されたの
   ちの干渉光を前記信号光発生手段により発生された信号
   光に重畳する重畳手段とを具備したことを特徴とする光
   送信装置。
2. 【請求項２】 伝送すべきディジタル信号に応じた信号
   光を送信することでディジタル信号を光のＯＮ／ＯＦＦ
   により伝送する光送信装置に関する所定の動作条件の調
   整を支援するための動作条件調整支援装置において、 前記光送信装置により出力される信号光に対して信号伝
   送帯域内にノイズを付加するための所定の干渉光を発生
   する干渉光発生手段と、 この干渉光発生手段によって発生された干渉光のレベル
   を可変とする干渉光レベル可変手段と、 この干渉光レベル可変手段によりレベルが変化されたの
   ちの干渉光を前記光送信装置により発生された信号光に
   重畳する重畳手段とを具備したことを特徴とする動作条
   件調整支援装置。
3. 【請求項３】 重畳手段により干渉光が重畳されたのち
   の信号光を減衰させる減衰手段を設けたことを特徴とす
   る請求項２に記載の動作条件調整支援装置。