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WO2018123650A1 - 波長多重信号の波長の調整方法および光伝送システム - Google Patents

波長多重信号の波長の調整方法および光伝送システム Download PDF

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WO2018123650A1
WO2018123650A1 PCT/JP2017/045085 JP2017045085W WO2018123650A1 WO 2018123650 A1 WO2018123650 A1 WO 2018123650A1 JP 2017045085 W JP2017045085 W JP 2017045085W WO 2018123650 A1 WO2018123650 A1 WO 2018123650A1
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WO
WIPO (PCT)
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wavelength
optical
difference
wavelengths
signal
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2017/045085
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English (en)
French (fr)
Inventor
船田　知之
川瀬　大輔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Publication of WO2018123650A1 publication Critical patent/WO2018123650A1/ja
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
    • G02F1/025—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction in an optical waveguide structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/2543—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to fibre non-linearities, e.g. Kerr effect
    • H04B10/2563—Four-wave mixing [FWM]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/572—Wavelength control

Definitions

  • a control unit acquires information on a plurality of wavelengths from an optical transmitter for transmitting a wavelength multiplexed signal in which a plurality of wavelengths are multiplexed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical communication system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a configuration related to optical wavelength division multiplexing communication in an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an optical transceiver applicable to this embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram schematically showing the configuration of the optical transmission module 50 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a thermal connection between the laser diode, the submount, and the thermoelectric cooler shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the relationship between the drive current and the center wavelength of the laser beam for the laser diode (DFB-LD) applicable to this embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical communication system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a configuration related to optical wavelength division multiplexing communication in an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of
  • the wavelengths of the optical signals emitted from the three light emitting units are the shortest first wavelength, the second wavelength longer than the first wavelength, and the third wavelength longer than the second wavelength.
  • the control unit calculates a first difference between the third wavelength and the second wavelength, and a second difference between the second wavelength and the first wavelength, thereby calculating the first difference. The condition is satisfied when the difference between the second difference and the second difference is smaller than the reception band of the receiver that selects the one-wavelength signal from the wavelength multiplexed signal and converts the one-wavelength signal into an electric signal. Judge that.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical communication system according to an embodiment.
  • a PON system 300 is an optical communication system according to an embodiment.
  • the PON system 300 includes a station side device 301, a home side device 302, a PON line 303, and an optical splitter 304.
  • the “station side device” and “home side device” may be read as “OLT (Optical Line Terminal)” and “ONU (Optical Network Unit)”, respectively.
  • OLT Optical Line Terminal
  • ONU Optical Network Unit
  • the station-side device 301 is installed in a telecommunications carrier's office building.
  • the station side device 301 mounts a host substrate (not shown).
  • an optical transceiver (not shown) that converts electrical signals and optical signals into each other.
  • the electrical interface 43 inputs and outputs electrical signals.
  • the optical transmission module 50 outputs data from the clock data recovery IC 44 in the form of an optical signal.
  • the electrical interface 43 is an interface for outputting wavelength information from the inside of the optical transmitter to the outside of the optical transmitter.
  • the electrical interface 43 is also an interface for receiving a control signal from the outside of the optical transmitter.
  • the optical transmission module 50 is configured to change at least one operating point of the plurality of light emitting units (see FIG. 4) according to the control signal.
  • FIG. 4 is a block diagram schematically showing the configuration of the optical transmission module 50 shown in FIG.
  • the optical transmission module 50 includes a temperature monitor 10, laser diodes 11, 12, 13, 14, submounts 21, 22, 23, 24, a driver 30, and an optical wavelength multiplexer ( Optical MUX) 42 and a thermoelectric cooler 48.
  • the optical transmission module 50 may be a TOSA (Transmitter Optical SubAssembly) type optical transmission module.
  • the optical output power when the operating point is changed by changing the drive current, the optical output power also changes. For this reason, the optical output power may vary.
  • the optical output is obtained by changing the drive current of the DFB-LD section. Even if the power increases, the light absorption amount of the EA modulator can be increased by changing the bias level of the EA modulator. Thereby, in the EA modulator, the optical output power can be corrected in the direction of reducing the optical output power. Note that the change in the bias level of the EA modulator does not contribute to the change in wavelength, but the optical waveform can change somewhat. Therefore, it is preferable to change the duty ratio of the modulation signal output of the driver 30.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a controller included in the optical transceiver.
  • the controller 41 can include a storage unit 65.
  • the storage unit 65 may be provided inside the optical transceiver separately from the controller 41.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of wavelength information.
  • each of the wavelength information 71 to 74 includes transmission wavelength information ( ⁇ d1, ⁇ d2, ⁇ d3, ⁇ d4) and information indicating whether the wavelength control function is valid or invalid (for example, flag ), And a wavelength adjustment register.
  • the wavelength adjustment register receives any value from + A to -A (A is a positive integer) and holds the value.
  • the adjustment range of the transmission wavelength is determined by the value written in the wavelength adjustment register. For example, the transmission wavelength changes by 0.05 nm every time the register value is changed by one step.
  • the value of the wavelength adjustment register is linked to the change in the temperature of the laser diode or the change in the drive current of the laser diode.
  • the controller 41 can adjust the transmission wavelength specified by the wavelength information.
  • the controller 41 determines the operating point of the corresponding laser diode among the laser diodes 11 to 14 based on the value written in the wavelength adjustment register.
  • the controller 41 controls the drive current of the laser diode according to the operating point.
  • the driver 30 controls the drive current of the laser diode.
  • the controller 41 may further control the temperature of the thermoelectric cooler 48.
  • the storage unit 65 only needs to store information on the wavelength to be changed among the wavelengths ⁇ d1, ⁇ d2, ⁇ d3, and ⁇ d4. Accordingly, the storage unit 65 stores at least one wavelength information.
  • the phase matching condition between the wavelengths is satisfied. It occurs strongly. It is known that when the frequency of the input light is (fi, fj, fk), the frequency of the generated light is (fi + fj ⁇ fk). It is considered that the zero dispersion wavelength of the single mode fiber is distributed around 1312 nm near the center of the standard 1300 nm to 1324 nm.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a transmission wavelength adjustment method that can be performed when the influence of four-wave mixing is not considered.
  • step S01 the value of the laser diode drive current Ild is set to the initial value, and the value of the laser diode temperature Tld is set to the initial value.
  • step S05 the center wavelength of the laser light emitted from each laser diode is measured again.
  • step S06 the drive current Ild is corrected according to the wavelength shift of each channel.
  • the optical transmitter described below transmits an optical signal having three or more wavelengths ( ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4).
  • the wavelengths ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 For the wavelengths ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4, the relationship of ⁇ 2 ⁇ 3 ⁇ 4 is established, and the wavelengths ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 are arranged at equal intervals.
  • the zero dispersion wavelength of the optical fiber exists at a wavelength greater than ( ⁇ 2 + ⁇ 3) / 2, and one of the wavelengths ⁇ 3 and ⁇ 4 may match the zero dispersion wavelength of the optical fiber (for example, 1303 to 1322 nm).
  • the wavelengths ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 correspond to the “first wavelength”, the “second wavelength”, and the “third wavelength”, respectively.
  • steps S11 to S13 are executed.
  • the processes of steps S11 to S13 may be performed simultaneously or sequentially.
  • step S11 the wavelength ⁇ 4 is adjusted.
  • step S12 the wavelength ⁇ 3 is adjusted.
  • step S13 the wavelength ⁇ 2 is adjusted.
  • the adjustment results of the wavelengths ⁇ 2 to ⁇ 4 are stored in the controller 41 (storage unit 65).
  • the wavelengths ⁇ 4, ⁇ 3, and ⁇ 2 are adjusted according to the first adjustment width.
  • the first adjustment width is represented as “adjustment width 1”.
  • the wavelengths ⁇ 4, ⁇ 3, and ⁇ 2 are adjusted to the transmission wavelengths (1009.14 nm, 1304.58 nm, and 1300.05 nm, respectively) at 100 GbE.
  • step S14 the wavelength ⁇ FWM of the light generated by the four-wave mixing is calculated. Specifically, the wavelength ⁇ FWM is calculated from the wavelengths ⁇ 4, ⁇ 3, and ⁇ 2 as follows.
  • step S15 the process proceeds to step S16.
  • step S15 when the difference between ( ⁇ 4- ⁇ 3) and ( ⁇ 3- ⁇ 2) is 0.3 nm or more, it is determined that there is no influence due to the four-wave mixing. In this case (NO in step S15), the wavelength adjustment process ends.
  • the transmission wavelength is adjusted so that crosstalk noise due to four-wave mixing does not enter the reception band B. Due to the characteristics of an optical fiber that transmits a wavelength division multiplexed signal, noise due to four-wave mixing may occur, but as shown in FIG. For example, when shifted by 0.3 nm, the noise can be cut by the reception low-pass filter.
  • the wavelengths ⁇ 4, ⁇ 3, and ⁇ 2 are shifted by 0.1 nm in appropriate directions. This allows the wavelength that can be generated by four-wave mixing to be separated from the signal wavelength by 0.4 nm.
  • 0.4 nm is equivalent to 70 GHz, and thus is sufficiently larger than the NRZ signal band of 25.8 Gbps. Therefore, even if noise due to four-wave mixing occurs, the noise can be treated as power crosstalk noise that can be removed by the low-pass filter of the receiver. As a result, it is possible to greatly reduce reception characteristic deterioration on the receiver side.
  • FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the wavelength adjustment processing shown in FIG.
  • adjustment widths d1 and d2 represent a first adjustment width and a second adjustment width, respectively.
  • at least one of the two wavelengths is adjusted so that the wavelength interval becomes narrower for two wavelengths that have a narrow wavelength interval.
  • at least one of the two wavelengths is adjusted so that the wavelength interval becomes wider for two wavelengths that have a wide wavelength interval. Since the difference between ( ⁇ 4- ⁇ 3) and ( ⁇ 3- ⁇ 2) can be increased to ⁇ 0.3 nm or more, the influence of four-wave mixing distortion can be suppressed.
  • Such adjustment is possible by adjusting only the wavelength ⁇ 3, adjusting two of the wavelengths ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4, or adjusting all of the wavelengths ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4.
  • the embodiment of the present invention it is possible to realize an optical transmitter configured so as not to cause four-wave mixing distortion. Furthermore, in the embodiment of the present invention, it is possible to realize an optical transceiver including an optical transmitter and an optical transmission system that can reduce the possibility of four-wave mixing distortion. Furthermore, in the embodiment of the present invention, the wavelength of the wavelength multiplexed signal can be adjusted by controlling the optical transmitter so that the optical wave mixing distortion does not occur.
  • a laser diode chip is designed and manufactured to emit light of a desired wavelength.
  • the emission wavelength of the completed laser diode chip is not always as designed, and the emission wavelength may vary within a relatively wide range of specifications.
  • the temperature from each laser diode can be controlled by the thermoelectric cooler 48 and the thermal resistance (corresponding submount of the submounts 21 to 24).
  • the wavelength can be adjusted after the assembly of the optical transmitter so that the influence of the four-wave mixing distortion does not occur.
  • the optical transmitter can store the adjusted wavelength information.
  • information on the wavelength of the optical signal can be acquired from the optical transmitter through the interface. If the optical transmitter does not have wavelength information, it is necessary to actually output light from the optical transmitter and measure the wavelength in order to obtain wavelength information. According to the embodiment of the present invention, it is possible to acquire information about the wavelength of an optical signal while making it unnecessary to actually output light from an optical transmitter.
  • FIG. 17 is a schematic view showing one configuration example of the host substrate according to this embodiment.
  • the optical transceivers 112 and 111 a are mounted on the host substrate 1.
  • the optical transceiver 111a is a three-wavelength optical transceiver, and outputs optical signals having wavelengths ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4.
  • the optical transceiver 112 outputs an optical signal having a wavelength ⁇ 1.
  • the optical wavelength multiplexer receives an optical signal from each of the optical transceivers 112 and 111a and generates a wavelength multiplexed optical signal.
  • the three wavelengths of the optical transceiver 111a may be any three of the wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4.
  • the optical transceiver monitoring control block 20 reads information indicating the wavelengths ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 from the controller 41 of the optical transceiver 111a through the management interface.
  • the optical transceiver monitoring control block 20 may read information indicating the wavelength ⁇ 1 from the controller 51 of the optical transceiver 112 through the management interface.
  • wavelength information is sent from the optical transceiver to the optical transceiver monitoring control block 20. Since the configuration of controllers 41 and 51 is the same as the configuration shown in FIG. 9, the following description will not be repeated.
  • the optical transceiver monitoring control block 20 calculates ( ⁇ 4- ⁇ 3) and ( ⁇ 3- ⁇ 2) according to the flowchart shown in FIG.
  • the optical transceiver monitoring control block 20 determines the presence or absence of the influence of the four-wave mixing distortion based on the difference between ( ⁇ 4- ⁇ 3) and ( ⁇ 3- ⁇ 2).
  • the optical transceiver monitoring control block 20 sends a control signal to the controller 51 of the optical transceiver 112 to adjust the wavelengths ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4.
  • FIG. 18 is a schematic view showing another configuration example of the host substrate according to this embodiment.
  • the optical transceivers 113 a and 113 b are mounted on the host substrate 1.
  • Each of the optical transceivers 113a and 113b is a two-wavelength optical transceiver.
  • the optical transceiver 113a outputs optical signals having wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 2.
  • the optical transceiver 113b outputs an optical signal having wavelengths ⁇ 3 and ⁇ 4.
  • the combination of the two wavelengths of the optical transceivers 113a and 113b is not limited.
  • the optical transceiver monitoring control block 20 reads information indicating the wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 2 from the controller 41a of the optical transceiver 113a through the management interface. Similarly, the optical transceiver monitoring control block 20 reads information indicating the wavelengths ⁇ 3 and ⁇ 4 from the controller 41b of the optical transceiver 113b through the management interface. The optical transceiver supervisory control block 20 calculates ( ⁇ 4- ⁇ 3) and ( ⁇ 3- ⁇ 2) according to the flowchart shown in FIG. The optical transceiver monitoring control block 20 determines the presence or absence of the influence of the four-wave mixing distortion based on the difference between ( ⁇ 4- ⁇ 3) and ( ⁇ 3- ⁇ 2).
  • the optical transceiver monitoring control block 20 sends a control signal to the controllers 41a and 41b to adjust the wavelengths ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4. Since the configuration of controllers 41a and 41b is the same as the configuration shown in FIG. 9, the following description will not be repeated.
  • the optical transceiver monitoring control block 20 reads information indicating the wavelength ⁇ 1 from the controller 51a of the optical transceiver 114a through the management interface. Similarly, the optical transceiver monitoring control block 20 transmits information indicating the wavelength ⁇ 2 and information indicating the wavelength ⁇ 3 from the controller 51b of the optical transceiver 111b, the controller 51c of the optical transceiver 111c, and the controller 51d of the optical transceiver 111d, respectively, through the management interface. Information indicating the wavelength ⁇ 4 is read. The optical transceiver supervisory control block 20 calculates ( ⁇ 4- ⁇ 3) and ( ⁇ 3- ⁇ 2) according to the flowchart shown in FIG.
  • the optical transceiver monitoring control block 20 determines whether or not there is an influence of four-wave mixing based on the difference between ( ⁇ 4- ⁇ 3) and ( ⁇ 3- ⁇ 2). When there is an influence of four-wave mixing, the optical transceiver monitoring control block 20 sends a control signal to the controllers 51b, 51c, 51d to adjust the wavelengths ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4. Since the configurations of controllers 51a, 51b, 51c, and 51d are the same as those shown in FIG. 9, the following description will not be repeated.
  • 1 host board 10 temperature monitor, 11, 12, 13, 14 laser diode, 20 optical transceiver monitoring control block, 21, 22, 23, 24 submount, 30 drivers, 41, 41a, 41b, 51, 51a, 51b, 51c, 51d controller, 42 optical wavelength multiplexer, 43 electrical interface, 44 clock data recovery IC, 45 power supply IC, 46 temperature control IC, 48 thermoelectric cooler, 50 optical transmission module, 60 optical reception module, 61, 65 storage unit, 70 lane information, 71-74 wavelength information, 111, 111a, 111b, 111c, 111d, 112, 113a, 113b, 114a, 114b, 114c, 114d optical transceiver, 200 management device, 300 PON system, 301 station side Location, 302 optical network unit, 303 PON line, 304 an optical splitter, 305 trunk optical fiber, 306 branch optical fibers, S01 ⁇ S08, S1 ⁇ S16 step.

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Abstract

本発明の一態様に係る波長多重信号の波長の調整方法は、複数の波長が多重化された波長多重信号を送信するための光送信器から、制御部が複数の波長に関する情報を取得して、複数の波長が４光波混合を発生させるための条件を満たすかどうかを判定するステップと、複数の波長が条件を満たすと判定される場合に、制御部が光送信器を制御することにより、複数の波長のうちの少なくとも１つを調整するステップとを備える。

Description

波長多重信号の波長の調整方法および光伝送システム
　本発明は、波長多重信号の波長の調整方法および光伝送システムに関する。本出願は、２０１６年１２月２８日に出願した日本特許出願である特願２０１６－２５６４７８号に基づく優先権を主張する。当該日本特許出願に記載された全ての記載内容は、参照によって本明細書に援用される。
　光通信における伝送容量は飛躍的に高められている。近年では、１００Ｇｂｐｓの伝送容量を有する光通信が提案されている。
　たとえば、１００ギガビットイーサネット（注：イーサネットは登録商標）あるいは１００Ｇ－ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）　Ｐａｓｓｉｖｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）では、速度２５．８Ｇｂｐｓの互いに波長が異なる４本の光信号が送信される。具体的には、これら４本の光信号は波長分割多重（ＷＤＭ）方式に従って多重化される。波長多重光は、光ファイバを通して伝送される。
　光ファイバのゼロ分散波長と波長多重信号の複数の波長とが、所定の条件を満たす場合に、その光ファイバの内部において４光波混合が生じる。４光波混合によって発生した光は、複数のチャネルのうちのあるチャネルの光信号に重畳することによって、クロストークノイズを誘発する。このために通信品質の劣化という問題が起こり得る。光信号の長距離の伝送のために光信号（波長多重光）のパワーを大きくするほど、４光波混合による信号の歪が大きくなる。
　特開２００７－５４８４号公報（特許文献１）は、４光波混合の低減に向けられた光増幅装置を開示する。この光増幅装置は、信号帯域で正の波長分散を持ち、かつ波長多重化信号を増幅する光ファイバと、その光ファイバに励起光を入射する励起部とを有する。
　小林　亘、外５名、「ＳＯＡ集積ＥＡＤＦＢレーザによる消費電力削減と伝送距離延伸」、信学技報、電気情報通信学会、２０１５年１０月、ＯＳＣ２０１５－７８（非特許文献１）は、ＳＯＡ（半導体光増幅器）が集積されたＥＡＤＦＢレーザ（電界吸収型変調器集積分布帰還型レーザ）によって、従来のＥＡＤＦＢレーザに比べて消費電力の低減および光出力の増加が可能であることを報告する。
特開２００７－５４８４号公報
小林　亘、外５名、「ＳＯＡ集積ＥＡＤＦＢレーザによる消費電力削減と伝送距離延伸」、信学技報、電気情報通信学会、２０１５年１０月、ＯＳＣ２０１５－７８
　本発明の一態様に係る波長多重信号の波長の調整方法は、複数の波長が多重化された波長多重信号を送信するための光送信器から、制御部が複数の波長に関する情報を取得して、複数の波長が４光波混合を発生させるための条件を満たすかどうかを判定するステップと、複数の波長が条件を満たすと判定される場合に、制御部が光送信器を制御することにより、複数の波長のうちの少なくとも１つを調整するステップとを備える。
　本発明の一態様に係る光伝送システムは、波長多重信号を光ファイバに送信する光伝送システムであって、波長の異なる光信号をそれぞれ発する少なくとも３つの発光部と、少なくとも３つの発光部の動作点に関する情報を記憶する記憶部と、記憶部から動作点に関する情報を読み出して、少なくとも３つの発光部から発せられる光信号の波長の間で４光波混合が発生する条件が成立しないように、少なくとも３つの発光部のうちの少なくとも１つの動作点を調整する制御部とを備える。
図１は、一実施形態に係る光通信システムの構成例を示した図である。 図２は、一実施形態における、光波長多重通信に関する構成の概略を示したブロック図である。 図３は、この実施の形態に適用可能な光トランシーバの概略的な構成を示した図である。 図４は、図３に示された光送信モジュール５０の構成を概略的に示したブロック図である。 図５は、図４に示されたレーザダイオード、サブマウントおよび熱電クーラの間の熱的な接続を説明するための模式図である。 図６は、この実施の形態に適用可能なレーザダイオード（ＤＦＢ－ＬＤ）について、駆動電流とレーザ光の中心波長との間の関係の例を示した図である。 図７は、この実施の形態に適用可能なレーザダイオード（ＥＡ－ＤＦＢ－ＬＤ）について、駆動電流と光出力との間の関係の例を示した図である。 図８は、この実施の形態に適用可能なレーザダイオード（ＥＡ－ＤＦＢ－ＬＤ）について、ＥＡ変調器への逆バイアス電圧とＤＣ消光比との間の関係の例を示した図である。 図９は、光トランシーバに含まれるコントローラの構成例を示したブロック図である。 図１０は、波長情報の一例を示した図である。 図１１は、４光波混合の影響を考慮しない場合に実施可能な、送信波長の調整方法を示したフローチャートである。 図１２は、この実施の形態に係る光送信器の波長調整方法を説明するフローチャートである。 図１３は、この実施の形態に係る光送信器の波長調整方法を詳細に説明するフローチャートである。 図１４は、２５．８Ｇｂｐｓ　ＮＲＺ信号の信号光と４光波混合ノイズの波長が同じ場合における、信号光の波長分布と４光波混合歪のクロストークノイズ（コヒーレントクロストークノイズ）の波長分布の例を示したグラフである。 図１５は、２５．８Ｇｂｐｓ　ＮＲＺ信号の信号光の波長に対して４光波混合ノイズの波長を０．３ｎｍずらした場合における、信号光の波長分布と４光波混合歪のクロストークノイズ（パワークロストークノイズ）の波長分布の例を示したグラフである。 図１６は、図１３に示された波長調整処理を説明するための模式図である。 図１７は、この実施の形態に係るホスト基板の１つの構成例を示した概略図である。 図１８は、この実施の形態に係るホスト基板の別の構成例を示した概略図である。 図１９は、この実施の形態に係るホスト基板のさらに別の構成例を示した概略図である。
[本開示が解決しようとする課題]
　本開示の目的は、４光波混合によるクロストークノイズ（４光波混合歪み）の影響が抑制されるように、光送信器から発せられる光信号の波長を調整することである。
[本開示の効果]
　本開示によれば、４光波混合によるクロストークノイズ（４光波混合歪み）の影響が抑制されるように、光送信器から発せられる光信号の波長を調整することができる。
　[本発明の実施形態の説明]
　最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
　（１）本発明の一態様に係る波長多重信号の波長の調整方法は、複数の波長が多重化された波長多重信号を送信するための光送信器から、制御部が複数の波長に関する情報を取得して、複数の波長が４光波混合歪みを発生させるための条件を満たすかどうかを判定するステップと、複数の波長が条件を満たすと判定される場合に、制御部が光送信器を制御することにより、複数の波長のうちの少なくとも１つを調整するステップとを備える。
　上記によれば、４光波混合によるクロストークノイズ（４光波混合歪み）の影響が抑制されるように光送信器から発せられる光信号の波長を調整することができる。
　（２）好ましくは、複数の波長は、複数の波長は、最も短い第１の波長と、第１の波長よりも長い第２の波長と、第２の波長よりも長い第３の波長とを含む。判定するステップにおいて、制御部は、第３の波長と第２の波長との間の第１の差分と、第２の波長と第１の波長との間の第２の差分とを算出して、第１の差分と第２の差分との間の差が、波長多重信号から１波長の信号を選択して前記１波長の信号を電気信号に変換する受信機の受信帯域に比べて小さい場合に、条件が成立すると判定する。
　上記によれば、受信側における受信特性の劣化を抑制することが可能になる。「受信機の受信帯域」について、受信機が実際に使用されているように限定されない。たとえば、受信機は使用されていないが、仕様あるいは規格等に従って受信帯域が予め定められていてもよい。
　（３）好ましくは、調整するステップにおいて、制御部は、第１の差分と第２の差分とのうちの小さいほうが、より小さくなる一方で、第１の差分と第２の差分とのうちの大きいほうが、より大きくなるように、第１の波長、第２の波長および第３の波長のうちの少なくとも１つの波長を調整する。
　上記によれば、受信側における受信特性の劣化を抑制することが可能になる。
　（４）本発明の一態様に係る光伝送システムは、波長多重信号を光ファイバに送信する光伝送システムであって、波長の異なる光信号をそれぞれ発する少なくとも３つの発光部と、少なくとも３つの発光部の動作点に関する情報を記憶する記憶部と、記憶部から動作点に関する情報を読み出して、少なくとも３つの発光部から発せられる光信号の波長の間で４光波混合が発生する条件が成立しないように、少なくとも３つの発光部のうちの少なくとも１つの発光部の動作点を調整する制御部とを備える。
　上記によれば、４光波混合によるクロストークノイズの影響が抑制される光伝送システムを実現することができる。
　（５）好ましくは、３つの発光部から発せられる光信号の波長は、最も短い第１の波長と、第１の波長よりも長い第２の波長と、第２の波長よりも長い第３の波長とである。制御部は、第３の波長と第２の波長との間の第１の差分と、第２の波長と第１の波長との間の第２の差分とを算出して、第１の差分と第２の差分との間の差が、波長多重信号から１波長の信号を選択して前記１波長の信号を電気信号に変換する受信機の受信帯域に比べて小さい場合に、条件が成立すると判定する。
　上記によれば、受信側における特性の劣化を抑制することが可能になる。なお、「受信機の受信帯域」について、受信機が実際に使用されているように限定されない。たとえば、受信機は使用されていないが、仕様あるいは規格等に従って受信帯域が予め定められていてもよい。
　（６）好ましくは、制御部は、第１の差分と第２の差分とのうちの小さいほうが、より小さくなる一方で、第１の差分と第２の差分とのうちの大きいほうが、より大きくなるように、第１の波長、第２の波長および第３の波長のうちの少なくとも１つの波長を調整する。
　上記によれば、受信側における特性の劣化を抑制することが可能になる。
　[本発明の実施形態の詳細]
　以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
　図１は、一実施形態に係る光通信システムの構成例を示した図である。図１において、ＰＯＮシステム３００は、一実施形態に係る光通信システムである。ＰＯＮシステム３００は、局側装置３０１と、宅側装置３０２と、ＰＯＮ回線３０３と、光スプリッタ３０４とを備える。「局側装置」および「宅側装置」は「ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｌｉｎｅ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ）」および「ＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｕｎｉｔ）」とそれぞれ読み替えてもよい。
　局側装置３０１は、通信事業者の局舎に設置される。局側装置３０１は、ホスト基板（図示せず）を搭載する。ホスト基板には、電気信号と光信号とを相互に変換する光トランシーバ（図示せず）が接続される。
　宅側装置３０２は、ユーザ側に設置される。複数の宅側装置３０２の各々は、ＰＯＮ回線３０３を介して局側装置３０１に接続される。
　ＰＯＮ回線３０３は、光ファイバにより構成された光通信回線である。ＰＯＮ回線３０３は、幹線光ファイバ３０５、および、少なくとも１つの支線光ファイバ３０６を含む。光スプリッタ３０４は、幹線光ファイバ３０５および支線光ファイバ３０６に接続される。ＰＯＮ回線３０３には、複数の宅側装置３０２が接続可能である。
　局側装置３０１から送信された光信号は、ＰＯＮ回線３０３を通り、光スプリッタ３０４によって複数の宅側装置３０２へと分岐される。一方、各々の宅側装置３０２から送信された光信号は、光スプリッタ３０４によって集束されるとともに、ＰＯＮ回線３０３を通って局側装置３０１に送られる。光スプリッタ３０４は、外部からの電源供給を特に必要とすることなく、入力された信号から受動的に信号を分岐または多重する。
　高速ＰＯＮシステムとして、上り信号または下り信号に複数波長が割り当てられ、複数波長を波長多重して上り信号または下り信号を構成する波長多重型ＰＯＮシステムが検討されている。たとえば１００Ｇｂｐｓ級ＰＯＮでは、上りおよび下りに、１波長あたりの伝送容量が２５．８Ｇｂｐｓの光信号をそれぞれ４波長割り当て、それらを波長多重する構成とすることができる。
　図２は、一実施形態における、光波長多重通信に関する構成の概略を示したブロック図である。図２を参照して、光トランシーバ１１１が、ホスト基板１に実装される。この実施の形態において、光トランシーバ１１１およびホスト基板１は光伝送システムを構成する。光トランシーバ１１１は、２５．８Ｇｂｐｓ×４波長光トランシーバである。光トランシーバ１１１は、光トランシーバ１１１の動作を制御するコントローラ４１を含む。
　ホスト基板１は、光トランシーバ監視制御ブロック２０を有する。光トランシーバ監視制御ブロック２０は、半導体集積回路により実現可能である。光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、光トランシーバ１１１から波長多重光の少なくとも１つの波長に関する情報を取得することができる。波長情報はコントローラ４１の内部に記憶される。
　光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、コントローラ４１に制御信号を送ることができる。コントローラ４１は、制御信号に応じて、光トランシーバ１１１から出力される波長多重光の少なくとも１つの波長を調整することができる。光トランシーバ監視制御ブロック２０は、光トランシーバ１１１から出力される情報に基づいて、光トランシーバ１１１の異常を検出してもよい。この場合、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、管理装置２００にその異常の発生を通知してもよい。たとえば４光波混合によるクロストークノイズ（４光波混合歪み）の影響が生じる可能性がある場合は、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、管理装置２００に通知する。
　図３は、この実施の形態に適用可能な光トランシーバの概略的な構成を示した図である。図３に示されるように、光トランシーバ１１１は、コントローラ４１と、電気インタフェース４３と、クロックデータ再生（ＣＤＲ（Clock　Data　Recovery))ＩＣ４４と、電源ＩＣ４５と、温度制御ＩＣ４６と、光送信モジュール５０と、光受信モジュール６０とを含む。この実施の形態において、光受信モジュール６０は、光トランシーバに含まれる光受信器を実現する。
　コントローラ４１は、光トランシーバ１１１を監視および制御する。コントローラ４１は、光トランシーバ１１１から出力される波長多重光の波長に関する情報を記憶することができる。波長に関する情報を記憶するメモリが、コントローラ４１とは別に光トランシーバ１１１の内部に設けられてもよい。コントローラ４１は、温度制御ＩＣ４６などの他のＩＣと統合されていてもよい。
　電気インタフェース４３は、電気信号を入力および出力する。光送信モジュール５０は、クロックデータ再生ＩＣ４４からのデータを光信号の形態で出力する。電気インタフェース４３は、波長情報を光送信器の内部から光送信器の外部に出力するためのインタフェースである。電気インタフェース４３は、光送信器の外部から制御信号を受けるためのインタフェースでもある。光送信モジュール５０は、制御信号に応じて、複数の発光部（図４を参照）のうちの少なくとも１つの動作点を変化させるように構成される。
　光送信モジュール５０は、光送信モジュール５０内に配置された複数の発光素子の温度を制御する熱電クーラ（ＴＥＣ）４８を含む。熱電クーラ４８は、ペルチェ素子によって実現可能である。温度制御ＩＣ４６は、熱電クーラ４８の温度を制御するために熱電クーラ４８に制御信号を送る。後述するように、光送信モジュール５０の内部には、１つの熱電クーラ（ＴＥＣ）４８が複数の発光素子（レーザダイオード）に対して共通して設けられる。
　光受信モジュール６０は、光信号を受信して、その光信号を電気信号に変換する。光受信モジュール６０からの電気信号は、クロックデータ再生ＩＣ４４へと送られる。クロックデータ再生ＩＣ４４は、光トランシーバ１１１に内蔵されるよう限定されず、光トランシーバ１１１の外部、かつホスト基板１上に設けられてもよい。
　送信側のクロックデータ再生ＩＣと受信側のクロックデータ再生ＩＣとは個別に設けられてもよい。それぞれのＩＣは、光トランシーバ１１１に内蔵されてもよく、光トランシーバ１１１の外部、かつホスト基板１上に設けられてもよい。
　図４は、図３に示された光送信モジュール５０の構成を概略的に示したブロック図である。図４に示されるように、光送信モジュール５０は、温度モニタ１０と、レーザダイオード１１，１２，１３，１４と、サブマウント２１，２２，２３，２４と、ドライバ３０と、光波長多重器（光ＭＵＸ）４２と、熱電クーラ４８とを備える。光送信モジュール５０は、ＴＯＳＡ（Transmitter　Optical　SubAssembly）型の光送信モジュールであってもよい。
　ドライバ３０は、光送信モジュール５０の外部（たとえば図３に示されたクロックデータ再生ＩＣ４４）からの信号に応答して、レーザダイオード１１，１２，１３，１４の各々に駆動電流を供給する。レーザダイオード１１，１２，１３，１４の各々は、ドライバ３０から電流が供給されることにより、レーザ光を出力する。レーザ光の中心波長は、レーザダイオード１１，１２，１３，１４の間で互いに異なる。
　発光部としてのレーザダイオード１１，１２，１３，１４は、各々供給される駆動電流に応じて発振波長を変化させることができる。レーザダイオード１１，１２，１３，１４には、たとえば分布帰還型レーザダイオード（ＤＦＢ－ＬＤ）あるいは、電界吸収型変調器集積分布帰還型レーザダイオード（ＥＡ－ＤＦＢ－ＬＤ）あるいは、半導体光増幅器（ＳＯＡ）が集積されたＳＯＡ集積ＥＡ－ＤＦＢ－ＬＤを用いることができる。
　光波長多重器４２は、レーザダイオード１１，１２，１３，１４から出力された、異なる波長を有する４つの光信号を合波する。光波長多重器４２は、複数の波長を有する光信号を、図示しない光ファイバ（ＰＯＮ回線）へと出力する。
　レーザダイオード１１，１２，１３，１４は、サブマウント２１，２２，２３，２４にそれぞれ実装される。サブマウント２１，２２，２３，２４は、比較的高い熱伝導率を有する材料からなる。一実施形態では、サブマウント２１，２２，２３，２４は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる。
　サブマウント２１，２２，２３，２４は熱電クーラ４８に接触している。熱電クーラ４８の表面において、サブマウント２１，２２，２３，２４は、互いに分離されて配置される。温度モニタ１０は、熱電クーラ４８の表面の温度をモニタする。
　図５は、図４に示されたレーザダイオード、サブマウントおよび熱電クーラの間の熱的な接続を説明するための模式図である。図５に示されるように、サブマウント２１，２２，２３，２４の各々は、対応するレーザダイオードに熱的に接続されるとともに、熱電クーラ４８に熱的に接続される。サブマウント２１，２２，２３，２４の各々は、熱抵抗を有する素子である。レーザダイオード１１，１２，１３，１４は、互いに熱的に分離されている。
　ドライバ３０（図４参照）は、レーザダイオード１１，１２，１３，１４にそれぞれ駆動電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４を供給する。ドライバ３０は、駆動電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４を個別に調整することができる。これによりレーザダイオード１１，１２，１３，１４の各々から出力されるレーザ光の中心波長を個別に調整することができる。なお、波長の調整の際には、４つのレーザダイオード１１，１２，１３，１４のうち少なくとも１つが駆動電流に応じて発振波長を変化させるのでもよい。
　波長を調整するために、駆動電流を調整するだけでなく、熱電クーラ４８の温度も調整してもよい。この実施の形態において、ドライバ３０およびサブマウント２１，２２，２３，２４は、光信号の波長を発光部（レーザダイオード）ごとに個別に調整できるように構成される。
　図６は、この実施の形態に適用可能なレーザダイオード（ＤＦＢ－ＬＤ）について、駆動電流とレーザ光の中心波長との間の関係の例を示した図である。一例として、レーザダイオードの温度Ｔｌｄが５０℃であるときの駆動電流と中心波長との間の関係が示される。図６には、２５．８Ｇｂｐｓ特性と、信頼性保証との観点から調整可能な、駆動電流Ｉopの範囲の一例が示される。たとえば３２ｍＡから４６ｍＡまでの駆動電流Ｉopの範囲内では、中心波長を１２９９．８ｎｍから１３００．０ｎｍまで変化させることが可能である。この駆動電流Ｉopの範囲の中から、所望の波長を有する光信号を出力するための駆動電流が決定される。すなわち、レーザダイオードの動作点が決定される。図６は、レーザダイオード１１～１４のうちのいずれか１つの特性の例を示す。レーザダイオード１１～１４の残りのレーザダイオードについても、中心波長は異なるものの、駆動電流に応じて中心波長を変化させることができる。
　ＤＦＢ－ＬＤの場合には、駆動電流を変更することにより動作点を変更した場合には、光出力パワーも変化する。このために、光出力パワーがばらつくことが起こり得る。一方、レーザダイオード１１，１２，１３，１４にＥＡ－ＤＦＢ－ＬＤを採用した実施の形態では、たとえば図７および図８に示されるように、ＤＦＢ－ＬＤ部の駆動電流を変えることにより光出力パワーが上がったとしても、ＥＡ変調器のバイアスレベルを変えることによってＥＡ変調器の光吸収量を増やすことができる。これにより、ＥＡ変調器において、光出力パワーを減らす方向に光出力パワーを補正することができる。なお、ＥＡ変調器のバイアスレベルの変化は、波長の変化に寄与しないが、光波形は多少変化しうる。したがって、ドライバ３０の変調信号出力のデューティ比も変化させることが好ましい。
　同様に、レーザダイオード１１，１２，１３，１４がＳＯＡ集積ＥＡ－ＤＦＢ－ＬＤである場合、ＤＦＢ－ＬＤ部に供給される電流によって波長を調整できるとともに、ＥＡ部およびＳＯＡ部において光出力パワーを調整することができる。したがって、レーザダイオード１１，１２，１３，１４にＳＯＡ集積ＥＡ－ＤＦＢ－ＬＤを採用した実施の形態では、よりフレキシブルな調整を実現できるので、波長の調整範囲を広げることができる。
　図９は、光トランシーバに含まれるコントローラの構成例を示したブロック図である。図９に示されるように、コントローラ４１は、記憶部６５を備えることができる。記憶部６５は、コントローラ４１とは別に光トランシーバの内部に設けられてもよい。
　記憶部６５は、レーン情報７０と、波長情報７１～７４とを記憶することができる。レーン情報７０は、レーン１，レーン２，レーン３，レーン４の４つのレーン（通信路）と、各レーンで伝送される光信号の波長（λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４）とを関連付ける情報である。送信波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４は、それぞれ、レーザダイオード１１，１２，１３，１４から送信される光信号の波長である。波長情報７１～７４は、それぞれ、送信波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４に関する情報であり、レーザダイオード１１～１４の動作点の情報に相当する。
　図１０は、波長情報の一例を示した図である。図１０に示されるように、波長情報７１～７４の各々は、送信波長の情報（λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４）と、波長制御機能が有効または無効のいずれであるかを示す情報（たとえばフラグ）、および波長調整レジスタを含む。波長調整レジスタは、たとえば＋Ａから－Ａ（Ａは正の整数）までのいずれかの値を受けて、その値を保持する。波長調整レジスタに書き込まれた値によって、送信波長の調整幅が決定される。たとえば、レジスタの値を一段階変化させるごとに送信波長が０．０５ｎｍ変化する。波長調整レジスタの値は、レーザダイオードの温度の変化分またはレーザダイオードの駆動電流の変化分に紐づけられている。
　ある波長情報において波長制御機能が有効であるように波長制御機能が設定されている場合には、コントローラ４１は、その波長情報によって指定される送信波長を調整することができる。コントローラ４１は、波長調整レジスタに書き込まれた値に基づいて、レーザダイオード１１～１４のうちの対応するレーザダイオードの動作点を決定する。コントローラ４１は、その動作点に従って、レーザダイオードの駆動電流を制御する。これによりドライバ３０は、レーザダイオードの駆動電流を制御する。コントローラ４１は、さらに、熱電クーラ４８の温度を制御してもよい。なお、記憶部６５は、波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４のうち、変化させる波長の情報のみを記憶していればよい。したがって、記憶部６５は、少なくとも１つの波長情報を記憶する。
　たとえばＩＴＵ－Ｔ　Ｇ．６５２　で示されているシングルモードファイバのゼロ分散波長の仕様は、１３００ｎｍ～１３２４ｎｍとして規定されている。１００ＧｂＥでの送信波長は、λ１＝１２９５．５６ｎｍ（１２９４．５３ｎｍ～１２９６．５９　ｎｍ）、λ２＝１３００．０５ｎｍ（１２９９．０２ｎｍ～１３０１．０９ｎｍ）、λ３＝１３０４．５８ｎｍ（１３０３．５４ｎｍ～１３０５．６３ｎｍ）、λ４＝１３０９．１４ｎｍ（１３０８．０９ｎｍ～１３１０．１９ｎｍ）であると規定される。
　４光波混合は、光ファイバのゼロ分散波長と送信波長が一致、あるいは光ファイバのゼロ分散波長と２つの異なる送信波長の中間値が一致する場合に、各波長間の位相整合条件が満たされて強く発生する。入力光の周波数が(ｆｉ，ｆｊ，ｆｋ)の場合、発生する光の周波数は（ｆｉ＋ｆｊ－ｆｋ）となることが知られている。シングルモードファイバのゼロ分散波長は、規格１３００ｎｍ～１３２４ｎｍの中心付近１３１２ｎｍを中心に分布していると考えられる。このため、１００ＧｂＥの波長配置において、４光波混合の発生波長が自送信波長に重なってクロストークの問題となるのは、波長（λ２＋λ３）／２が光ファイバのゼロ分散波長と一致する場合、または波長λ３が光ファイバのゼロ分散波長と一致する場合であり、後者の確率が支配的となる。
　４つの光信号の波長が等間隔に配置されている場合、４光波混合により発生した光の波長は信号光の波長と同一となる。このため、受信側では、Ｏ／Ｅ変換前に光バンドパスフィルタでの除去が不可能となる。したがって受信側における受信特性に影響が生じる。特に、４光波混合により発生した光の波長が信号光の波長に非常に近接する場合には、４光波混合により発生した光がコヒーレントクロストークノイズになる。受信機側では、コヒーレントクロストークノイズは、光バンドパスフィルタで除去できないだけでなく、Ｏ／Ｅ変換後の低域通過フィルタでも除去することができない。したがって、コヒーレントクロストークノイズは、受信特性の大きな劣化を引き起こす要因となる。
　たとえば波長λ３がゼロ分散波長に一致する場合を想定する。４光波混合が発生した場合に、送信波長領域と同一波長領域に入る可能性がある波長λFWMは、下記のとおりである。
　λFWM＝λ３＋λ３－λ２≒λ４
　λFWM＝λ３＋λ３－λ４≒λ２
　λFWM＝λ４＋λ２－λ３≒λ３
　図１１は、４光波混合の影響を考慮しない場合に実施可能な、送信波長の調整方法を示したフローチャートである。図１１に示されるように、ステップＳ０１において、レーザダイオードの駆動電流Ｉｌｄの値が初期値に設定されるとともに、レーザダイオードの温度Ｔｌｄの値が初期値に設定される。
　ステップＳ０２において、各レーザダイオードから発せられるレーザ光の中心波長が測定される。ステップＳ０３において、中心波長のずれ（ΔＷＬ）の平均値が算出される。ステップＳ０４において、中心波長のずれの平均値に基づいて、レーザダイオードの温度Ｔｌｄが補正される。
　ステップＳ０５において、再度、各レーザダイオードから発せられるレーザ光の中心波長が測定される。ステップＳ０６において、各チャネルの波長ずれに応じて、駆動電流Ｉｌｄを補正する。
　ステップＳ０７において、中心波長のずれΔＷＬが目標値（Ｔａｒｇｅｔ）未満であるかどうかが判定される。ずれΔＷＬが目標値未満である場合（ステップＳ０７においてＹＥＳ）には、波長調整処理は終了する。
　一方、中心波長のずれΔＷＬが目標値（Ｔａｒｇｅｔ）以上である場合（ステップＳ０７においてＮＯ）、ステップＳ０８において、駆動電流Ｉｌｄの値が下限値未満である、または駆動電流Ｉｌｄの値が上限値を上回る、のいずれか一方が成立するかどうかが判断される。駆動電流Ｉｌｄの値が下限値以上かつ上限値以下である場合（ステップＳ０８においてＮＯ）、ステップＳ０６の処理が再度実行される。駆動電流Ｉｌｄの値が下限値未満あるいは上限値を上回る場合（ステップＳ０８においてＹＥＳ）、波長調整処理は終了する。
　この実施の形態では、４つの光信号の波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４を個別に調整することが可能である。波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４の調整のタイミングは特に限定されるものではない。一実施形態では、製造段階において、４つの光信号の波長λｄ１，λｄ２，λｄ３，λｄ４が個別に調整されてもよい。あるいは、ホスト基板への光トランシーバのプラグインをトリガとして、波長調整処理が実行されてもよい。
　図１２は、この実施の形態に係る光送信器の波長調整方法を説明するフローチャートである。図１２を参照して、ステップＳ１において、レーザダイオードから出力される光信号の波長が、４光波混合歪の発生条件を満たさない所定の波長となるように、レーザダイオード１１，１２，１３，１４の動作点を設定する。ステップＳ２において、ステップＳ１の処理により決定されたレーザダイオードの動作点を記憶部６１に記憶させる。すなわち、光送信器は、レーザダイオードの動作点の情報を保持する。
　図１３は、この実施の形態に係る光送信器の波長調整方法を詳細に説明するフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、たとえば、ホスト基板１上の光トランシーバ監視制御ブロック２０により実行される。
　以下に説明される光送信器は、３波長（λ２，λ３，λ４）以上の波長を有する光信号を送信する。波長λ２，λ３，λ４について、λ２＜λ３＜λ４の関係が成立し、波長λ２，λ３，λ４が等間隔で配置される。なお、光ファイバのゼロ分散波長は、（λ２＋λ３）／２より大きい波長に存在し、波長λ３と波長λ４のいずれか一方が光ファイバのゼロ分散波長に一致する可能性がある波長（たとえば１３０３～１３２２ｎｍ）であるとする。なお、本発明の実施の形態において、波長λ２，λ３，λ４は、それぞれ「第１の波長」、「第２の波長」および「第３の波長」に相当する。
　図９および図１３を参照して、ステップＳ１１～Ｓ１３の処理が実行される。ステップＳ１１～Ｓ１３の処理は同時に実行されてもよく、順に実行されてもよい。ステップＳ１１において、波長λ４が調整される。ステップＳ１２において、波長λ３が調整される。ステップＳ１３において、波長λ２が調整される。波長λ２～λ４の各々の調整の結果は、コントローラ４１（記憶部６５）に記憶される。
　ステップＳ１１～Ｓ１３では、第１の調整幅に従って波長λ４，λ３，λ２が調整される。図１３では、第１の調整幅を「調整幅１」と表す。たとえば波長規格が中心波長＋／－１ｎｍである場合には、第１の調整幅は、＋／－０．５ｎｍとすることができる。ステップＳ１１～Ｓ１３での処理により、波長λ４，λ３，λ２が、１００ＧｂＥでの送信波長（それぞれ１３０９．１４ｎｍ，１３０４．５８ｎｍ，１３００．０５ｎｍ）に調整される。
　ステップＳ１４において、４光波混合によって生じる光の波長λFWMが計算される。具体的には、波長λ４，λ３，λ２から以下のように波長λFWMが計算される。
　λFWM332＝λ３＋λ３－λ２
　λFWM423＝λ４＋λ２－λ３
　λFWM334＝λ３＋λ３－λ４
　ステップＳ１５において、４光波混合による影響（クロストークノイズ）の有無が判定される。以下のように、（λ４－λ３）と（λ３－λ２）との差が所定の範囲内である場合に、４光波混合による影響が有ると判定される。所定の範囲は、２５．８Ｇｂｐｓの場合の受信機（波長多重信号から１波長の信号を選択して１波長の信号を電気信号に変換する受信機）の必要な受信帯域を考慮して定められる。一例では、所定の範囲は、＋／－０．３ｎｍである。
　｜λ４－λFWM332｜＜０．３ｎｍ
　｜λ３－λFWM423｜＜０．３ｎｍ
　｜λ２－λFWM334｜＜０．３ｎｍ
　いずれの場合も、（λ４－λ３）と（λ３－λ２）との差が０．３ｎｍよりも小さい場合に相当する。したがって、４光波混合による影響が有りと判定される。この場合（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１６に進む。
　ステップＳ１６において、第２の調整幅に従って波長λ４，λ３，λ２が調整される。図１３では、第２の調整幅を「調整幅２」と表す。たとえば第２の調整幅は、＋／－０．６ｎｍとすることができる。ステップＳ１６では、（λ４－λ３）と（λ３－λ２）との差が０．３ｎｍよりも大きくなるように波長λ４，λ３，λ２が調整される。ステップＳ１６の処理が実行された後、ステップＳ１５の処理が実行される。
　なお、ステップＳ１５において、（λ４－λ３）と（λ３－λ２）との差が０．３ｎｍ以上である場合に、４光波混合による影響なしと判断される。この場合（ステップＳ１５においてＮＯ）、波長調整処理は終了する。
　さらに、本実施の形態では、図１１に示されたフローチャートの処理と、図１３に示されたフローチャートのステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６の処理とを組み合わせた波長調整処理を実行してもよい。この組み合わせの波長調整処理では、まず、図１１に示されたフローチャートに従って波長λ２～λ４の粗調整を実行する。次に、図１３に示されたフローチャートのステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６の処理を実行することにより波長λ２～λ４の微調整を実行する。
　一般にＮＲＺ（Ｎｏｎ　Ｒｅｔｕｒｎ　Ｚｅｒｏ）伝送において、光受信機の望ましい受信帯域Ｂ(３ｄＢダウンポイント)は（ビットレート）×０．７とされる。２５．８Ｇｂｐｓの場合、受信機に必要な受信帯域Ｂは約１７．５ＧＨｚであり、それより高周波の信号及びノイズは、受信器の低域通過特性（または受信器に内蔵された低域通過フィルタ）によって除去される。４光波混合によるクロストークノイズがこの受信帯域Ｂの中に入る場合はコヒーレントクロストークノイズとなり、受信特性が大きく劣化する。たとえば図１４に示されるように、４光波混合により発生した光の波長が信号光の波長に非常に近接する場合には、４光波混合により発生した光がコヒーレントクロストークノイズになる。
　この実施の形態では、送信波長を調整して４光波混合によるクロストークノイズが、受信帯域Ｂに入らないようにする。波長多重信号を伝送する光ファイバの特性のために、４光波混合によるノイズが発生する可能性があるが、図１５に示されるように、４光波混合によるノイズの波長を信号光の波長に対して、たとえば０．３ｎｍずらした場合、そのノイズを受信低域通過フィルタでカットすることができる。信号波長と４光波混合で発生した光の波長との間の間隔を受信帯域Ｂの２倍（＝２Ｂ）以上にすることによって、潜在的な４光波混合歪による通信品質の劣化を防ぐことができる。
　一例では、波長λ４，λ３，λ２をそれぞれ０．１ｎｍ適切な方向にずらす。これにより４光波混合によって発生する可能性がある波長を、信号波長から０．４ｎｍ離すことができる。光信号波長１３００ｎｍにおいて、０．４ｎｍは７０ＧＨｚ相当であるため、２５．８ＧｂｐｓのＮＲＺ信号帯域に比べて十分大きい。したがって、４光波混合によるノイズが仮に発生したとしても、そのノイズは、受信機の低域通過フィルタで除去することのできる、パワークロストークノイズとして扱うことができる。これにより、受信機側での受信特性劣化を大きく低減することができる。
　図１６は、図１３に示された波長調整処理を説明するための模式図である。図１６において、調整幅ｄ１，ｄ２は、それぞれ、第１の調整幅および第２の調整幅を表す。この実施の形態では、波長λ２，λ３，λ４のうち、波長間隔の狭い２つの波長について、波長間隔がより狭くなるように、２つの波長の少なくとも一方を調整する。一方、波長λ２，λ３，λ４のうち、波長間隔の広い２つの波長について、波長間隔がより広くなるように、２つの波長の少なくとも一方を調整する。（λ４－λ３）と（λ３－λ２）との差を±０．３ｎｍ以上に広げることができるので、４光波混合歪みの影響を抑制することができる。このような調整は、波長λ３のみを調整する、波長λ２，λ３，λ４のうちの２つを調整する、または、波長λ２，λ３，λ４のすべてを調整する、のいずれによっても可能である。
　以上のように、本発明の実施の形態では、４光波混合歪みを生じさせないように構成された光送信器を実現できる。さらに、本発明の実施の形態では、４光波混合歪が生じる可能性を低下させることが可能な光送信器を含む光トランシーバ、および光伝送システムを実現できる。さらに、本発明の実施の形態では、光送信器を制御して、光波混合歪が生じないように、波長多重信号の波長を調整することができる。
　通常では、レーザダイオードチップは、所望の波長の光を出射するように設計および製造される。しかしながら出来上がったレーザダイオードチップの発光波長は必ずしも設計通りではなく、発光波長が仕様上の比較的広い範囲内でばらついている可能性がある。本発明の実施の形態によれば、各レーザダイオードからの温度を、熱電クーラ４８および熱抵抗（サブマウント２１～２４のうちの対応するサブマウント）によって制御可能である。これにより、光送信器の組み立て後において、４光波混合歪の影響が生じないように波長を調整することができる。
　さらに、光送信器は、調整後の波長の情報を記憶することができる。光送信器が波長の情報を記憶することにより、インタフェースを通じて、光信号の波長についての情報を光送信器から取得することができる。光送信器が波長の情報を有さない場合には、波長の情報を得るために、光送信器から実際に光を出力して、波長を測定する必要がある。本発明の実施の形態によれば、光送信器から実際に光を出力することを不要にしながら光信号の波長についての情報を取得することができる。
　本発明の実施の形態は、互いに異なる波長を有する複数の光信号をそれぞれ出力する発光部を備えた光伝送システムに適用可能である。したがって以下に例示されるように、この実施の形態において、光トランシーバは、４波長光トランシーバに限定されるものではない。また、１台の光トランシーバから少なくとも３つの波長情報を取得するように限定されず、複数の光トランシーバから少なくとも３つの波長に関する情報を取得してもよい。
　図１７は、この実施の形態に係るホスト基板の１つの構成例を示した概略図である。図１７に示されるように、光トランシーバ１１２，１１１ａがホスト基板１に実装される。光トランシーバ１１１ａは、３波長光トランシーバであり、波長λ２，λ３，λ４を有する光信号を出力する。光トランシーバ１１２は、波長λ１を有する光信号を出力する。図示しないが、光波長多重器が光トランシーバ１１２，１１１ａの各々から光信号を受けて、波長多重光信号を生成する。なお、光トランシーバ１１１ａの３つの波長は、波長λ１，λ２，λ３，λ４のうちの任意の３つであってもよい。
　光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、光トランシーバ１１１ａのコントローラ４１から、波長λ２，λ３，λ４を示す情報を読み取る。光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、光トランシーバ１１２のコントローラ５１から、波長λ１を示す情報を読み取ってもよい。光トランシーバ１１２，１１１ａの各々がホスト基板１にプラグインされたときに、波長の情報が、その光トランシーバから光トランシーバ監視制御ブロック２０へと送られる。コントローラ４１，５１の構成は、図９に示された構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
　光トランシーバ監視制御ブロック２０は、図１３に示されたフローチャートに従って、（λ４－λ３）と（λ３－λ２）とを計算する。光トランシーバ監視制御ブロック２０は、（λ４－λ３）と（λ３－λ２）との差分に基づいて４光波混合歪の影響の有無を判定する。４光波混合歪の影響がある場合には、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、光トランシーバ１１２のコントローラ５１に制御信号を送り、波長λ２，λ３，λ４を調整する。
　図１８は、この実施の形態に係るホスト基板の別の構成例を示した概略図である。図１８に示されるように、光トランシーバ１１３ａ，１１３ｂがホスト基板１に実装される。光トランシーバ１１３ａ，１１３ｂの各々は、２波長光トランシーバである。光トランシーバ１１３ａは、波長λ１，λ２を有する光信号を出力する。光トランシーバ１１３ｂは波長λ３，λ４を有する光信号を出力する。光トランシーバ１１３ａ，１１３ｂの２つの波長の組み合わせは限定されない。
　光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、光トランシーバ１１３ａのコントローラ４１ａから、波長λ１，λ２を示す情報を読み取る。同じく、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、光トランシーバ１１３ｂのコントローラ４１ｂから、波長λ３，λ４を示す情報を読み取る。光トランシーバ監視制御ブロック２０は、図１３に示されたフローチャートに従って、（λ４－λ３）と（λ３－λ２）とを計算する。光トランシーバ監視制御ブロック２０は、（λ４－λ３）と（λ３－λ２）との差分に基づいて４光波混合歪の影響の有無を判定する。４光波混合歪の影響がある場合には、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、コントローラ４１ａ，４１ｂに制御信号を送り、波長λ２，λ３，λ４を調整する。コントローラ４１ａ，４１ｂの構成は、図９に示された構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
　図１９は、この実施の形態に係るホスト基板のさらに別の構成例を示した概略図である。図１９に示されるように、光トランシーバ１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄがホスト基板１に実装される。光トランシーバ１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄは、それぞれ、波長λ１，λ２，λ３，λ４を有する光信号を出力する。
　光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、光トランシーバ１１４ａのコントローラ５１ａから、波長λ１を示す情報を読み取る。同じく、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、マネージメントインタフェースを通じて、光トランシーバ１１１ｂのコントローラ５１ｂ、光トランシーバ１１１ｃのコントローラ５１ｃ、光トランシーバ１１１ｄのコントローラ５１ｄから、それぞれ、波長λ２を示す情報、波長λ３を示す情報、波長λ４を示す情報を読み取る。光トランシーバ監視制御ブロック２０は、図１３に示されたフローチャートに従って、（λ４－λ３）と（λ３－λ２）とを計算する。
　光トランシーバ監視制御ブロック２０は、（λ４－λ３）と（λ３－λ２）との差分に基づいて４光波混合の影響の有無を判定する。４光波混合の影響がある場合には、光トランシーバ監視制御ブロック２０は、コントローラ５１ｂ，５１ｃ，５１ｄに制御信号を送り、波長λ２，λ３，λ４を調整する。コントローラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの構成は、図９に示された構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１　ホスト基板、１０　温度モニタ、１１，１２，１３，１４　レーザダイオード、２０　光トランシーバ監視制御ブロック、２１，２２，２３，２４　サブマウント、３０　ドライバ、４１，４１ａ，４１ｂ，５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ　コントローラ、４２　光波長多重器、４３　電気インタフェース、４４　クロックデータ再生ＩＣ、４５　電源ＩＣ、４６　温度制御ＩＣ、４８　熱電クーラ、５０　光送信モジュール、６０　光受信モジュール、６１，６５　記憶部、７０　レーン情報、７１～７４　波長情報、１１１，１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ，１１２，１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ　光トランシーバ、２００　管理装置、３００　ＰＯＮシステム、３０１　局側装置、３０２　宅側装置、３０３　ＰＯＮ回線、３０４　光スプリッタ、３０５　幹線光ファイバ、３０６　支線光ファイバ、Ｓ０１～Ｓ０８，Ｓ１～Ｓ１６　ステップ。

Claims (6)

  1. 　複数の波長が多重化された波長多重信号を送信するための光送信器から、制御部が前記複数の波長に関する情報を取得して、前記複数の波長が４光波混合歪みを発生させるための条件を満たすかどうかを判定するステップと、
    　前記複数の波長が前記条件を満たすと判定される場合に、前記制御部が前記光送信器を制御することにより、前記複数の波長のうちの少なくとも１つを調整するステップとを備える、波長多重信号の波長の調整方法。
  2. 　前記複数の波長は、最も短い第１の波長と、前記第１の波長よりも長い第２の波長と、前記第２の波長よりも長い第３の波長と、を含み、
    　前記判定するステップにおいて、前記制御部は、前記第３の波長と前記第２の波長との間の第１の差分と、前記第２の波長と前記第１の波長との間の第２の差分とを算出して、前記第１の差分と前記第２の差分との間の差が、前記波長多重信号から１波長の信号を選択して前記１波長の信号を電気信号に変換する受信機の受信帯域に比べて小さい場合に、前記条件が成立すると判定する、請求項１に記載の波長多重信号の波長の調整方法。
  3. 　前記調整するステップにおいて、前記制御部は、前記第１の差分と前記第２の差分とのうちの小さいほうが、より小さくなる一方で、前記第１の差分と前記第２の差分とのうちの大きいほうが、より大きくなるように、前記第１の波長、前記第２の波長および前記第３の波長のうちの少なくとも１つの波長を調整する、請求項２に記載の波長多重信号の波長の調整方法。
  4. 　波長多重信号を光ファイバに送信する光伝送システムであって、
    　波長の異なる光信号をそれぞれ発する少なくとも３つの発光部と、
    　前記少なくとも３つの発光部の動作点に関する情報を記憶する記憶部と、
    　前記記憶部から前記動作点に関する前記情報を読み出して、前記少なくとも３つの発光部から発せられる前記光信号の波長の間で４光波混合が発生する条件が成立しないように、前記少なくとも３つの発光部のうちの少なくとも１つの発光部の前記動作点を調整する制御部とを備える、光伝送システム。
  5. 　前記３つの発光部から発せられる前記光信号の波長は、最も短い第１の波長と、前記第１の波長よりも長い第２の波長と、前記第２の波長よりも長い第３の波長とであり、
    　前記制御部は、前記第３の波長と前記第２の波長との間の第１の差分と、前記第２の波長と前記第１の波長との間の第２の差分とを算出して、前記第１の差分と前記第２の差分との間の差が、前記波長多重信号から１波長の信号を選択して前記１波長の信号を電気信号に変換する受信機の受信帯域に比べて小さい場合に、前記条件が成立すると判定する、請求項４に記載の光伝送システム。
  6. 　前記制御部は、前記第１の差分と前記第２の差分とのうちの小さいほうが、より小さくなる一方で、前記第１の差分と前記第２の差分とのうちの大きいほうが、より大きくなるように、前記第１の波長、前記第２の波長および前記第３の波長のうちの少なくとも１つの波長を調整する、請求項５に記載の光伝送システム。
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