JP3981944B2

JP3981944B2 - Output wavelength tunable wavelength converter

Info

Publication number: JP3981944B2
Application number: JP2002176679A
Authority: JP
Inventors: 里江子佐藤; 敏夫伊藤; 克明曲; 安弘鈴木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2022-06-18
Also published as: JP2004020982A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号光を波長変換した波長変換光の波長を安定して切り替えることができる、出力波長可変型波長変換装置に関するものである。より具体的には、本発明は、波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）通信方式に基づく光波ネットワーク内で、信号光の波長の衝突回避や波長パスルーティング（波長による経路決定）等を目的として使用される波長変換器（例えば相互位相変調型波長変換器）の安定な出力波長切替動作を実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信ネットワークには情報伝達量を向上させるため、高速化・大容量化及び長距離伝送化が求められている。このうち、大容量化を飛躍的に増大させる技術として波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）通信方式が開発された。この大容量ＷＤＭ通信方式を用いた光波ネットワークの実現に向けて、信号光を電気信号に変換することなく光のままで処理（ルーチング、クロスコネクト等）を行うネットワークの研究開発が進められている。
【０００３】
ここで波長変換器は、例えば、それぞれのネットワーク間を接続する際に、信号光の波長を、一方のネットワークで使用する波長から他方のネットワークで使用する波長へ変換する際に必要となる。
【０００４】
光電変換することなく、信号光を光のままで波長変換する全光方式の波長変換器として、次の４種類が知られている。
（１）相互位相変調（ＸＰＭ：Cross Phase Modulation）型波長変換器
（２）相互利得変調（ＸＧＭ：Cross Gain Modulation ）型波長変換器
（３）発振抑圧型波長変換器
（４）４波混合（ＦＷＭ：Four Wave Mixing）型波長変換器
【０００５】
上記波長変換器のうち、相互位相変調（ＸＰＭ：Cross Phase Modulation）型の波長変換器は、高効率、波形整形、低チャープといった特性から、将来の光波ネットワークに有効な波長変換器の１つとして研究開発が進んでいる。
【０００６】
このような波長変換器から出力される波長変換光の波長としてＮ個（複数個）の波長が欲しいときにおいて、波長変換光の波長が固定であると、Ｎ個の波長変換器が必要となる。一方、波長変換器から出力される波長変換光の波長が可変であれば、Ｎ個の出力波長が欲しいときであっても、１個の波長変換器で済む。このように１個の波長変換器で、Ｎ個の波長の波長変換光を出力するためには、波長変換器へ入力する制御光の波長を最適かつ安定に切り替える機能が必要となる。
【０００７】
ここで、相互位相変調型波長変換器を用いた波長変換装置と、出力される波長変換光の波長を可変にするのに必要な諸機能を、図３を用いて説明する。
【０００８】
図３に示す波長変換装置は、相互位相変調型波長変換器１と、外部から入力される信号光Ｐｓを予め設定した一定パワーにしてから相互位相変調型波長変換器１に入射させる信号光レベル等化器２と、波長可変の連続光である制御光Ｐｃを出力する制御光波長選択器３と、制御光波長選択器３から出力された制御光Ｐｃのパワーを調整してから相互位相変調型波長変換器１に入射させる制御光入射レベル調整器４とから構成される。
【０００９】
相互位相変調型波長変換器１は、半導体光増幅器（ＳＯＡ）１−１，１−２と、光導波路１−３から構成されるマッハツェンダ型光干渉回路である。このマッハツェンダ型光干渉回路は、信号光入射用の光入力ポート１−４，１−５と、信号光を合波するための光合分波器１−６，１−７と、制御光入射用の光入力ポート１−８，１−９と、マッハツェンダ型光干渉回路の第一，第二のアーム導波路に制御光を２分岐するための光合分波器１−１０と、分岐した制御光を再び合波するための光合分波器１−１１と、光出力ポート１−１２，１−１３とを有している。
【００１０】
上記構成となっている相互位相変調型波長変換器１では、波長λｃの制御光Ｐｓを光入力ポート１−９に入力すると、この制御光Ｐｓは光合分波器１−１０で２分岐されてＳＯＡ１−１，１−２へ入射される。ＳＯＡ１−１，１−２からの出射光は再び光合分波器１−１１で合波され、光出力ポート１−１２から出力される。
【００１１】
一方、波長がλｓの信号光Ｐｓは光入力ポート１−４から光合分波器１−６を介してＳＯＡ１−１へのみ入射される。このため、信号光Ｐｓの入射強度変化によって生じたＳＯＡ１−１の利得飽和によってＳＯＡ１−１内のキャリア密度が変動し、これによって屈折率変化が引き起こされる。
【００１２】
両方のＳＯＡ１−１，１−２を通過した制御光Ｐｃが光合分波器１−１１で合波される際に、前述した屈折率変化によってマッハツェンダ型光干渉回路の片方のアームで位相変調が起こり、合波された制御光の強度変化となって光出力ポート１−１２から波長変換光Ｐｏとして出力される。
【００１３】
この波長変換光Ｐｏは、信号光Ｐｓと同じ信号情報を有しており、しかも、波長変換光Ｐｏの波長は、制御光Ｐｃの波長λｃとなっている。つまり、信号光Ｐｓを波長変換（波長λｓから波長λｃへ波長変換）した波長変換光Ｐｏが出力される。なおこの時、光出力ポート１−１３からも波長変換光（これを「モニタ光」と称する）が出力されるが、これは光出力ポート１−１２からの出力される波長変換光Ｐｏの波形を符号反転したものとなっている。
【００１４】
相互位相変調型波長変換器１は干渉計を利用しているため、この相互位相変調型波長変化器１に入射される信号光Ｐｓのパワー許容度は通常、２〜３ｄＢと狭い。これを拡大する手段として、信号光レベル等化器２を相互位相変調型波長変換器１の前段に挿入する。
【００１５】
信号光レベル等化器２としては、例えば、この信号光レベル等化器２に入力される信号光Ｐｓのパワーに応じて、信号光レベル等化器２から出力される信号光Ｐｓのパワーが一定となるよう利得を制御した半導体光増幅器が挙げられる。これにより相互位相変調型波長変換器１へ入射する信号光Ｐｓのパワー許容度は１５〜２０ｄＢと向上する。
【００１６】
また図３に示す制御光波長選択器３としては、例えば、ＳＳＧ−ＤＢＲ(super-structure-grating distributed-bragg-reflector)Lasers等の波長可変光源や、多波長光源と光スイッチ回路を組み合わせた構成等が挙げられる。
【００１７】
また制御光入射レベル調整器４としては、例えば、信号光レベル等化器２と同じく利得制御されたＳＯＡや、光減衰器を利用したものが挙げられる。
【００１８】
相互位相変調型波長変換器１に入射される信号光Ｐｓのパワーと波長が一定である条件の元では、制御光Ｐｃの波長、つまり、波長変換光Ｐｏの波長を、ＳＯＡの３ｄＢ帯域（約３０ｎｍ）に渡って切り替える時、最適な波長変換を行うためには、相互位相変調型波長変換器１に入射される制御光Ｐｃのパワーとしては、各制御光Ｐｃの波長に応じた最適な値（パワー）が存在する。
【００１９】
図５は、ＳＯＡの利得ピーク付近の入射信号光の波長から、１００ＧＨｚ間隔、３０波長の範囲に亘り用意した各制御光波長（但しＮｏ．１６は除く）へ切り替えたときの最適な制御光パワーをプロットしたものである。図５の特性から分かるように、ＳＯＡ飽和特性の波長依存性のため、制御光波長が信号光より短波側ほどより高いパワーが必要となる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の波長変換装置では、波長変換光の波長切替時の制御光パワーの最適化やその安定動作の確認のためには、実際に波長変換光のアイパタンを直接オシロスコープで観測するしかなく簡便な方法とはいえなかった。
【００２１】
本発明は、上記従来技術に鑑み、波長変換光の波長を安定して切り替えることができる出力波長可変型波長変換装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は、信号光と連続光である制御光が入射されると前記信号光の信号情報と同じ信号情報を有すると共に前記制御光と同じ波長になっている波長変換光を出射する波長変換機能と、作動電流値を調整する電流調整機能を有しており、作動電流値パラメータが設定されると、前記電流調整機能により作動電流値が作動電流値パラメータで示す値に調整される波長変換部と、
信号光パワーパラメータが設定されると、外部から入力されてくる信号光のパワーを、信号光パワーパラメータで示すパワーに調整してから、前記波長変換部に入射する信号光レベル等化部と、
制御光波長パラメータが設定されると、制御光波長パラメータで示す波長となっている制御光を出力する制御光波長選択部と、
制御光パワーパラメータが設定されると、前記制御光波長選択部から出力された制御光のパワーを、制御光パワーパラメータで示すパワーに調整してから、前記波長変換部に入射する制御光入射レベル調整部と、
最適な波長変換動作ができるように、波長変換光の波長毎に、前記波長変換部，前記信号光レベル等化部，前記制御光波長選択部及び前記制御光入射レベル調整部に設定する作動電流値パラメータ，信号光パワーパラメータ，制御光波長パラメータ及び制御光パワーパラメータを規定した最適動作パラメータテーブルが設定されており、波長変換光の波長を示す制御信号が入力されると、前記最適動作パラメータテーブルから、前記制御信号で示す波長変換光の波長における作動電流値パラメータ，信号光パワーパラメータ，制御光波長パラメータ及び制御光パワーパラメータを読み出して前記波長変換部，前記信号光レベル等化部，前記制御光波長選択部及び前記制御光入射レベル調整部に設定する制御部とを備え、
しかも、前記制御光パワーパラメータは、波長が前記信号光の波長となって前記波長変換部から出射されるモニタ光の平均パワーが常に一定出力値に保持されるように、波長変換部に入射する制御光のパワーを最適化するパラメータ値に設定されていることを特徴とする。
【００２６】
また本発明の構成は、前記波長変換部の波長変換機能は、相互位相変調型波長変換器により行われていることを特徴とする。
【００２９】
また本発明の構成は、モニタ光の平均パワーの一定出力値として、波長変換部の相互位相変調型波長変換器を構成する半導体光増幅器の飽和出力強度を測定し、その値からある値ｘを引くことで決定することを特徴とする。
【００３０】
また本発明の構成は、前記ｘの値が、１．５〜４．５（ｄＢ）であることを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００３２】
図１は本発明の実施の形態である出力波長切替型波長変換装置１０を示す。この出力波長切替型波長変換装置１０は、波長変換部１１と、信号光レベル等化部１２と、波長可変光源部（制御光波長選択手段）１３と、制御光入射レベル調整部１４とからなる各機能別スロット、並びに、これら各機能別スロット１１〜１４を連動的に制御するスロット構造化した制御部１５から構成される。
【００３３】
波長変換部１１は、図３に示す相互位相変調型波長変換器１の他に、パラメータ記憶手段（メモリ等）と、ペルチェ素子等で構成した温度調整手段と、波長変換器１のＳＯＡ１−１，１−２に供給する電流値を調整する電流調整手段を備えてスロット化した構成となっている。そして、パラメータ記憶手段に、作動温度パラメータＫ１と作動電流値パラメータＫ２が記憶・設定されると、温度調整手段により相互位相変調型波長変換器１のＳＯＡの温度を作動温度パラメータＫ１で示す温度に調整するとともに、電流調整手段によりＳＯＡ１−１，１−２に供給する電流値を作動電流値パラメータＫ２で示す値に調整する。
【００３４】
この波長変換部１１では、信号光レベル等化部１２から信号光Ｐｓが入射されると共に、制御光入射レベル調整部１４から制御光Ｐｃが入射されると、信号光Ｐｓと同じ信号情報を有すると共に制御光Ｐｃと同じ波長になっている波長変換光Ｐｏを出力する。同時に、波長変換光Ｐｏの波形を符号反転したモニタ光Ｐｍを出力する。
【００３５】
信号光レベル等化部１２は、図３に示す信号光レベル等化器２の他に、パラメータ記憶手段（メモリ等）を備えてスロット化した構成となっている。そして、パラメータ記憶手段に、信号光パワーパラメータＫ３が記憶・設定されると、外部から入力されてくる信号光Ｐｓのパワーを、信号光パワーパラメータＫ３で示すパワーに調整し、パワー調整した信号光Ｐｓを波長変換部１１に入射する。
【００３６】
波長可変光源部１３は、図３に示す制御光波長選択器（波長可変光源）３の他に、パラメータ記憶手段（メモリ等）を備えてスロット化した構成となっている。そして、パラメータ記憶手段に、制御光波長パラメータＫ４が記憶・設定されると、制御光波長パラメータＫ４で示す波長の制御光Ｐｃを出力する。
【００３７】
制御光入射レベル調整部１４は、図３に示す制御光入射レベル調整器４の他に、パラメータ記憶手段（メモリ等）を備えてスロット化した構成となっている。そして、パラメータ記憶手段に、制御光パワーパラメータＫ５が記憶・設定されると、波長可変光源部１３から入力されてくる制御光Ｐｃのパワーを、制御光パワーパラメータＫ５で示すパワーに調整し、パワー調整した制御光Ｐｃを波長変換部１１に入射する。
【００３８】
制御部１５には、複数の最適動作パラメータテーブルが設定されている。例えば図６に示すように、♯１〜♯３の最適動作パラメータテーブルが設定されている。♯１の最適動作パラメータテーブルは、信号光パワーパラメータＫ３が第１の値となっているときにおいて、最適な波長変換動作ができるパラメータＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５の値を、波長変換光Ｐｏの波長毎に規定したものである。なお、制御光波長パラメータＫ４の値（波長）は、波長変換光Ｐｏの波長と等しくしている。なお、図６の各最適動作パラメータテーブルのデータ枠欄では、空白となっている部分があるが、実際には、各データ枠欄には最適なパラメータ値が設定されている。
【００３９】
同様に、♯２または♯３の最適動作パラメータテーブルは、信号光パワーパラメータＫ３が第２の値または第３の値となっているときにおいて、最適な波長変換動作ができるパラメータＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５の値を、波長変換光Ｐｏの波長毎に規定したものである。なお、制御光波長パラメータＫ４の値（波長）は、波長変換光Ｐｏの波長と等しくしている。
【００４０】
制御部１５に、波長変換光Ｐｏの波長を指示する制御信号Ｃと、信号光レベル等化部１２から波長変換部１１に入射する信号光Ｐｓの強度が入力されると、制御部１５は、波長変換部１１に入射する信号光Ｐｓの強度に対応した信号光パワーパラメータＫ３となっている最適動作パラメータテーブルを選択し、選択した最適動作パラメータテーブルを基に、波長変換光Ｐｏの波長に対応するパラメータＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５を読み出す。そして、作動温度パラメータＫ１と作動電流値パラメータＫ２を、波長変換部１１に設定し、信号光パワーパラメータＫ３を信号光レベル等化部１２に設定し、制御光波長パラメータＫ４を波長可変光源部１３に設定し、制御光パワーパラメータＫ５を制御光入射レベル調整器１４に設定する。
【００４１】
結局、波長変換光Ｐｏの波長を指示する制御信号Ｃと、波長変換部１１に入射する信号光Ｐｓの強度が制御部１５に入力されると、各機能別スロット１１〜１４は、連動的に一斉に最適動作条件にセットされる。このため、波長変換光Ｐｏの波長に応じた最適な動作状態で波長変換動作が行われる。
【００４２】
なお、波長変換部１１に入射する信号光Ｐｓの強度を１つの値に固定している場合には、パラメータＫ３の値が、前述した固定した信号光パワーとなっている、１つの最適動作パラメータテーブルを設定しているだけで済む。
【００４３】
以下に、出力波長可変型波長変換装置１０から出力される波長変換光Ｐｏの波長を切り替えるときにおける、最適動作パラメータがどのように設定されるかを説明する。
【００４４】
図３において、波長変換器内のＳＯＡ１−１には信号光Ｐｓと制御光Ｐｏの双方が入射している。このとき、ＳＯＡ１−１は飽和領域（入力光パワーの増加に対し利得が一定でなくなる領域）で使用しているので全出力パワーは一定になるから、ＳＯＡ１−１からの波長変換光パワーをＰ_c-out-XGM、出力信号光パワーをＰ_s-out、ＳＯＡの飽和出力をＰ_satとすると、
Ｐ_c-out-XGM＋Ｐ_s-out ＝Ｐ_sat ・・・（１）
となる。
【００４５】
ここで波長変換動作が生じる条件を図４に表示する。ＳＯＡ１−１内では、信号光の入力強度変化によって、▲１▼波長変換光パワーＰ_c-out-XGMが変化し、▲１▼′制御光の利得が変化し、▲２▼キャリア密度が変化し、▲３▼屈折率が変化し、▲４▼位相が変化する。最適波長変換動作時には▲４▼位相変化量がπである条件から、▲１▼′利得の変化割合も一定値になることが分かる。▲１▼′利得変化の割合（ｄＢ）は▲１▼出力パワー変化の割合ΔＰ_c-out-XGM（ｄＢ）と等しい。ΔＰ_c-out-XGMは実際には変調光なので平均パワーＰ_c-out-XGM(ave) として観測される。これらはＳＯＡ１−２の駆動電流をオフにしたときに光出力ポート１−１２，１−１３双方で観測可能であるが、ここでは、波長変換光自体の観測やＳＯＡ１−２電流を切るといった手間は避けたい。
【００４６】
そこで、式（１）に示すもう１つの出力光Ｐ_s-outに着目すると、Ｐ_sat一定の元で最適なＰ_s-out-XGM(ave) の代わりに、出力信号光の平均パワーＰ_s-out(ave) を観測すれば、ＳＯＡ１−２の電流を切る必要もなく最適動作をモニタできることが分かる。今後、Ｐ_s-out(ave) をモニタ光パワーと呼ぶ。
【００４７】
まとめると、ある波長変換最適動作が実現されていればモニタ光は常に一定になる現象を利用して、制御光波長を切り替える際には、これを保持するように制御光入射パワーを最適化すればよい。
【００４８】
図５の最適制御光入射パワーはこのように抽出され、図３の制御光レベル調整器４の最適動作パラメータとして準備される。また、波長変換部のＳＯＡ駆動電流もパラメータとして最適動作パラメータテーブルへ書き込まれる。
【００４９】
図２に本波長変換装置を用いて１０Ｇｂ／ｓ出力波長切替動作を行った結果を示す。ゲインピーク付近の信号光波長から出力波長全３０波に対し、入力信号に対するパワーペナルティは全て＜１ｄＢ以内、出力変換光パワー変動も＜１ｄＢ以内の良好な波長変換動作を実現した。入力信号光パワーは−８ｄＢｍで一定である。
【００５０】
以後、本装置の使用にあたっては制御光波長を選択するだけで、波長変換光の波長を可変にする動作を安定して行うことができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上、実施の形態に基づいて具体的に説明したように、本発明の出力波長可変型波長変換装置は、波長変換部と信号光レベル調整部と制御光波長選択部と制御光入射レベル調整部でなる機能別スロットと、制御部とを備えて構成されている。そして、制御部が、波長変換光の波長毎に最適動作パラメータテーブルを参照することにより、各機能別スロットに設定される各動作パラメータを最適値に連動的に設定する。このため、波長変換光の波長を可変する場合であっても、最適な波長変換動作が安定して行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る出力波長可変型波長変換装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る出力波長可変型波長変換装置により波長切り替え動作をした結果を示す特性図である。
【図３】相互位相変調型の波長変換装置を示すブロック図である。
【図４】波長変換動作が生じる条件を示す特性図である。
【図５】制御光波長を切り替えた時の最適な制御光パワーを示す特性図である。
【図６】最適動作パラメータテーブルの例を示す説明図である。
【符号の説明】
１相互位相変調型波長変換部
２信号レベル等化器
３制御光波長選択器
４制御光入射レベル調整器
１０出力波長可変型波長変換装置
１１波長変換部
１２信号光レベル等化部
１３波長可変光源部（制御光波長選択部）
１４制御光入射レベル調整部
１５制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an output wavelength variable wavelength conversion device that can stably switch the wavelength of wavelength-converted light obtained by wavelength-converting signal light. More specifically, the present invention is used for the purpose of avoiding collision of wavelength of signal light, wavelength path routing (path determination by wavelength), etc. in a lightwave network based on a wavelength division multiplexing (WDM) communication system. In this way, a stable output wavelength switching operation of a wavelength converter (for example, a cross-phase modulation type wavelength converter) is realized.
[0002]
[Prior art]
Optical communication networks are required to increase speed, increase capacity, and increase transmission distance in order to improve the amount of information transmitted. Among them, a wavelength division multiplexing (WDM) communication system has been developed as a technique for dramatically increasing the capacity. To realize a lightwave network using this large-capacity WDM communication system, research and development of a network that performs processing (routing, cross-connect, etc.) as it is without converting the signal light into an electrical signal is underway. .
[0003]
Here, the wavelength converter is required, for example, when converting the wavelength of the signal light from the wavelength used in one network to the wavelength used in the other network when connecting each network.
[0004]
The following four types are known as all-optical wavelength converters that perform wavelength conversion of signal light as it is without photoelectric conversion.
(1) Cross phase modulation (XPM) type wavelength converter (2) Cross gain modulation (XGM) type wavelength converter (3) Oscillation suppression type wavelength converter (4) Four-wave mixing ( FWM: Four Wave Mixing) wavelength converter
Among the above wavelength converters, the cross phase modulation (XPM) type wavelength converter is one of the effective wavelength converters for the future lightwave network due to its characteristics such as high efficiency, waveform shaping, and low chirp. Research and development is progressing.
[0006]
When N (plural) wavelengths are desired as wavelengths of the wavelength converted light output from such a wavelength converter, if the wavelength of the wavelength converted light is fixed, N wavelength converters are required. . On the other hand, if the wavelength of the wavelength-converted light output from the wavelength converter is variable, only one wavelength converter is required even when N output wavelengths are desired. Thus, in order to output wavelength converted light of N wavelengths with one wavelength converter, a function of switching the wavelength of control light input to the wavelength converter optimally and stably is required.
[0007]
Here, a wavelength conversion device using a mutual phase modulation type wavelength converter and various functions necessary for changing the wavelength of the wavelength converted light to be output will be described with reference to FIG.
[0008]
The wavelength conversion device shown in FIG. 3 has a signal light level that causes the cross-phase modulation wavelength converter 1 and the signal light Ps input from the outside to enter the cross-phase modulation wavelength converter 1 after being set to a predetermined constant power. The equalizer 2, the control light wavelength selector 3 that outputs the control light Pc that is the wavelength-variable continuous light, and the cross-phase modulation after adjusting the power of the control light Pc output from the control light wavelength selector 3 And a control light incident level adjuster 4 to be incident on the mold wavelength converter 1.
[0009]
The mutual phase modulation type wavelength converter 1 is a Mach-Zehnder type optical interference circuit composed of semiconductor optical amplifiers (SOA) 1-1 and 1-2 and an optical waveguide 1-3. This Mach-Zehnder type optical interference circuit includes optical input ports 1-4 and 1-5 for signal light incidence, optical multiplexers / demultiplexers 1-6 and 1-7 for multiplexing signal light, and control light incidence. Optical input ports 1-8, 1-9, optical multiplexer / demultiplexer 1-10 for branching the control light into the first and second arm waveguides of the Mach-Zehnder optical interference circuit, and the branched control light The optical multiplexer / demultiplexer 1-11 for multiplexing again and the optical output ports 1-12 and 1-13 are provided.
[0010]
In the mutual phase modulation type wavelength converter 1 having the above configuration, when the control light Ps having the wavelength λc is input to the optical input port 1-9, the control light Ps is branched into two by the optical multiplexer / demultiplexer 1-10. It is incident on the SOA 1-1 and 1-2. The outgoing lights from the SOAs 1-1 and 1-2 are multiplexed again by the optical multiplexer / demultiplexer 1-11 and output from the optical output port 1-12.
[0011]
On the other hand, the signal light Ps having a wavelength of λs is incident only on the SOA 1-1 from the optical input port 1-4 via the optical multiplexer / demultiplexer 1-6. For this reason, the carrier density in the SOA 1-1 varies due to the gain saturation of the SOA 1-1 caused by the change in the incident intensity of the signal light Ps, which causes a change in the refractive index.
[0012]
When the control light Pc that has passed through both SOAs 1-1 and 1-2 is multiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 1-11, phase modulation is performed by one arm of the Mach-Zehnder optical interference circuit due to the change in refractive index described above. The intensity of the combined control light is generated and output from the optical output port 1-12 as wavelength converted light Po.
[0013]
This wavelength converted light Po has the same signal information as the signal light Ps, and the wavelength of the wavelength converted light Po is the wavelength λc of the control light Pc. That is, the wavelength-converted light Po obtained by wavelength-converting the signal light Ps (wavelength conversion from the wavelength λs to the wavelength λc) is output. At this time, wavelength-converted light (referred to as “monitor light”) is also output from the optical output port 1-13. This is the waveform of the wavelength-converted light Po output from the optical output port 1-12. The sign is inverted.
[0014]
Since the cross phase modulation type wavelength converter 1 uses an interferometer, the power tolerance of the signal light Ps incident on the cross phase modulation type wavelength changer 1 is usually as narrow as 2 to 3 dB. As means for enlarging this, the signal light level equalizer 2 is inserted before the cross-phase modulation type wavelength converter 1.
[0015]
As the signal light level equalizer 2, for example, the power of the signal light Ps output from the signal light level equalizer 2 depends on the power of the signal light Ps input to the signal light level equalizer 2. A semiconductor optical amplifier whose gain is controlled so as to be constant can be mentioned. As a result, the power tolerance of the signal light Ps incident on the mutual phase modulation wavelength converter 1 is improved to 15 to 20 dB.
[0016]
As the control light wavelength selector 3 shown in FIG. 3, for example, a variable wavelength light source such as SSG-DBR (super-structure-grating distributed-bragg-reflector) Lasers, or a combination of a multi-wavelength light source and an optical switch circuit Etc.
[0017]
Examples of the control light incident level adjuster 4 include an SOA using gain control similar to the signal light level equalizer 2 and an optical attenuator.
[0018]
Under the condition that the power and wavelength of the signal light Ps incident on the cross-phase modulation type wavelength converter 1 are constant, the wavelength of the control light Pc, that is, the wavelength of the wavelength converted light Po is set to 3 dB band of SOA (about In order to perform optimum wavelength conversion when switching over 30 nm), the power of the control light Pc incident on the cross-phase modulation type wavelength converter 1 is an optimum value according to the wavelength of each control light Pc. (Power) exists.
[0019]
FIG. 5 shows the optimum control light power when switching from the wavelength of the incident signal light near the SOA gain peak to each control light wavelength (except for No. 16) prepared over a range of 100 GHz intervals and 30 wavelengths. Are plotted. As can be seen from the characteristics of FIG. 5, because the wavelength dependence of the SOA saturation characteristics, higher power is required as the control light wavelength is shorter than the signal light.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional wavelength converter described above, in order to optimize the control light power when switching the wavelength of the wavelength-converted light and to confirm its stable operation, the eye pattern of the wavelength-converted light must be actually observed directly with an oscilloscope. It was not a safe method.
[0021]
An object of the present invention is to provide an output wavelength variable wavelength conversion device capable of stably switching the wavelength of wavelength-converted light in view of the above prior art.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention that achieves the above object is the wavelength conversion that has the same signal information as the signal information of the signal light and has the same wavelength as the control light when the control light that is signal light and continuous light is incident It has a wavelength conversion function for emitting light and a current adjustment function for adjusting the operating current value. When the operating current value parameter is set, the operating current value is indicated by the operating current value parameter by the current adjusting function. A wavelength converter to be adjusted to
When the signal light power parameter is set, the signal light power input from the outside is adjusted to the power indicated by the signal light power parameter, and then the signal light level equalizing unit incident on the wavelength conversion unit,
When the control light wavelength parameter is set, a control light wavelength selection unit that outputs control light having a wavelength indicated by the control light wavelength parameter;
When the control light power parameter is set, the control light power level output from the control light wavelength selection unit is adjusted to the power indicated by the control light power parameter and then incident on the wavelength conversion unit. An adjustment unit;
The operating current set in the wavelength conversion unit, the signal light level equalization unit, the control light wavelength selection unit, and the control light incident level adjustment unit for each wavelength of the wavelength conversion light so that an optimum wavelength conversion operation can be performed. When an optimum operation parameter table that defines a value parameter, a signal light power parameter, a control light wavelength parameter, and a control light power parameter is set, and the control signal indicating the wavelength of the wavelength converted light is input, the optimum operation parameter table from our Keru operating current parameter with the wavelength of the wavelength converted light indicated by said control signal, the signal light power parameter, the wavelength converting part reads out a control light wavelength parameters and control light power parameter, the signal light level equalizer, e Bei and a control unit for setting the control light wavelength selection unit and the control light incident level adjusting unit,
Moreover, the control light power parameter is incident on the wavelength conversion unit so that the average power of the monitor light emitted from the wavelength conversion unit is always kept at a constant output value with the wavelength being the wavelength of the signal light. The parameter value is set to optimize the power of the control light .
[0026]
The configuration of the present invention is characterized in that the wavelength conversion function of the wavelength conversion unit is performed by a cross-phase modulation type wavelength converter.
[0029]
In the configuration of the present invention, the saturation output intensity of the semiconductor optical amplifier constituting the cross phase modulation type wavelength converter of the wavelength conversion unit is measured as a constant output value of the average power of the monitor light, and a certain value x is obtained from the value. It is determined by drawing.
[0030]
Moreover, the structure of this invention is characterized by the value of said x being 1.5-4.5 (dB).
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0032]
FIG. 1 shows an output wavelength switching type wavelength converter 10 according to an embodiment of the present invention. The output wavelength switching type wavelength conversion device 10 includes a wavelength conversion unit 11, a signal light level equalization unit 12, a wavelength variable light source unit (control light wavelength selection means) 13, and a control light incident level adjustment unit 14. Each function slot is composed of a slot-structured control unit 15 that controls each of the function slots 11 to 14 in an interlocking manner.
[0033]
In addition to the cross-phase modulation type wavelength converter 1 shown in FIG. 3, the wavelength conversion unit 11 includes parameter storage means (memory, etc.), temperature adjustment means including Peltier elements, and SOA 1-1 of the wavelength converter 1. , 1-2 is provided with a current adjusting means for adjusting the current value supplied to the slot, and is configured as a slot. When the operating temperature parameter K1 and the operating current value parameter K2 are stored and set in the parameter storage means, the temperature of the SOA of the mutual phase modulation type wavelength converter 1 is set to the temperature indicated by the operating temperature parameter K1 by the temperature adjusting means. In addition to the adjustment, the current value supplied to the SOAs 1-1 and 1-2 by the current adjusting unit is adjusted to a value indicated by the operating current value parameter K2.
[0034]
The wavelength converter 11 has the same signal information as the signal light Ps when the signal light Ps is incident from the signal light level equalizer 12 and the control light Pc is incident from the control light incident level adjuster 14. At the same time, the wavelength-converted light Po having the same wavelength as the control light Pc is output. At the same time, the monitor light Pm whose sign is inverted from the waveform of the wavelength converted light Po is output.
[0035]
In addition to the signal light level equalizer 2 shown in FIG. 3, the signal light level equalizer 12 includes parameter storage means (memory or the like) and is configured as a slot. When the signal light power parameter K3 is stored and set in the parameter storage means, the power of the signal light Ps input from the outside is adjusted to the power indicated by the signal light power parameter K3, and the signal light subjected to the power adjustment is adjusted. Ps enters the wavelength converter 11.
[0036]
The wavelength tunable light source unit 13 has a configuration in which a parameter storage unit (memory or the like) is provided in addition to the control light wavelength selector (wavelength variable light source) 3 shown in FIG. When the control light wavelength parameter K4 is stored and set in the parameter storage means, the control light Pc having the wavelength indicated by the control light wavelength parameter K4 is output.
[0037]
In addition to the control light incident level adjuster 4 shown in FIG. 3, the control light incident level adjustment unit 14 includes parameter storage means (memory or the like) and is configured as a slot. When the control light power parameter K5 is stored and set in the parameter storage means, the power of the control light Pc input from the wavelength tunable light source unit 13 is adjusted to the power indicated by the control light power parameter K5. The adjusted control light Pc is incident on the wavelength converter 11.
[0038]
A plurality of optimum operation parameter tables are set in the control unit 15. For example, as shown in FIG. 6, optimum operation parameter tables # 1 to # 3 are set. The optimum operation parameter table of # 1 indicates the values of the parameters K1, K2, K3, K4, and K5 that can perform the optimum wavelength conversion operation when the signal light power parameter K3 is the first value. This is defined for each Po wavelength. Note that the value (wavelength) of the control light wavelength parameter K4 is equal to the wavelength of the wavelength converted light Po. Although there are blank portions in the data frame column of each optimum operation parameter table in FIG. 6, in practice, optimum parameter values are set in each data frame column.
[0039]
Similarly, the optimum operation parameter table of # 2 or # 3 indicates that the parameters K1, K2, and K3 that allow an optimum wavelength conversion operation when the signal light power parameter K3 is the second value or the third value. , K4, K5 are defined for each wavelength of the wavelength-converted light Po. Note that the value (wavelength) of the control light wavelength parameter K4 is equal to the wavelength of the wavelength converted light Po.
[0040]
When the control signal C instructing the wavelength of the wavelength converted light Po and the intensity of the signal light Ps incident on the wavelength converting unit 11 from the signal light level equalizing unit 12 are input to the control unit 15, the control unit 15 The optimum operation parameter table having the signal light power parameter K3 corresponding to the intensity of the signal light Ps incident on the wavelength conversion unit 11 is selected, and the wavelength of the wavelength converted light Po is supported based on the selected optimum operation parameter table. The parameters K1, K2, K3, K4, K5 to be read are read out. Then, the operating temperature parameter K1 and the operating current value parameter K2 are set in the wavelength conversion unit 11, the signal light power parameter K3 is set in the signal light level equalization unit 12, and the control light wavelength parameter K4 is set in the wavelength variable light source unit 13. And the control light power parameter K5 is set in the control light incident level adjuster 14.
[0041]
After all, when the control signal C for instructing the wavelength of the wavelength conversion light Po and the intensity of the signal light Ps incident on the wavelength conversion unit 11 are input to the control unit 15, the slots 11 to 14 for each function are linked to each other. The optimum operating conditions are set all at once. For this reason, the wavelength conversion operation is performed in an optimum operation state according to the wavelength of the wavelength conversion light Po.
[0042]
When the intensity of the signal light Ps incident on the wavelength conversion unit 11 is fixed to one value, one optimum operation parameter in which the value of the parameter K3 is the above-described fixed signal light power. You just need to set up a table.
[0043]
Hereinafter, how the optimum operation parameter is set when the wavelength of the wavelength-converted light Po output from the output wavelength variable wavelength conversion device 10 is switched will be described.
[0044]
In FIG. 3, both the signal light Ps and the control light Po are incident on the SOA 1-1 in the wavelength converter. At this time, since the SOA 1-1 is used in a saturation region (a region where the gain is not constant as the input optical power increases), the total output power is constant. Therefore, the wavelength converted light power from the SOA 1-1 is changed to P _c-out-XGM , where the output signal optical power is P _s-out and the saturation output of the SOA is P _sat ,
P _c-out-XGM + P _s-out = P _sat (1)
It becomes.
[0045]
Here, the conditions under which the wavelength conversion operation occurs are displayed in FIG. In the SOA 1-1, (1) the wavelength-converted optical power P _c-out-XGM changes, (1) the gain of the control light changes, and (2) the carrier density changes due to changes in the input intensity of the signal light. (3) The refractive index changes and (4) the phase changes. From the condition that the phase change amount is π during the optimum wavelength conversion operation, it can be seen that the rate of change in the gain is constant. (1) The gain change rate (dB) is equal to (1) the output power change rate ΔP _c-out-XGM (dB). Since ΔP _c-out-XGM is actually modulated light, it is observed as average power P _c-out-XGM (ave). These can be observed at both the optical output ports 1-12 and 1-13 when the drive current of the SOA 1-2 is turned off. Here, however, it is troublesome to observe the wavelength-converted light itself or to cut off the SOA 1-2 current. I want to avoid.
[0046]
Therefore, paying attention to another output light P _s-out shown in Equation (1), instead of the optimum P _s-out-XGM (ave) with constant P _sat , the average power P _s of the output signal light Observing _-out (ave) shows that the optimum operation can be monitored without having to cut off the current of SOA1-2. In the future, P _s-out (ave) will be referred to as monitor optical power.
[0047]
In summary, if a certain wavelength conversion optimum operation is realized, the monitor light will always be constant, and when the control light wavelength is switched, the control light incident power is optimized so as to maintain it. That's fine.
[0048]
The optimum control light incident power in FIG. 5 is extracted in this way and prepared as the optimum operation parameter of the control light level adjuster 4 in FIG. In addition, the SOA drive current of the wavelength conversion unit is also written as a parameter in the optimum operation parameter table.
[0049]
FIG. 2 shows the result of performing a 10 Gb / s output wavelength switching operation using this wavelength converter. With respect to all 30 output wavelengths from the signal light wavelength near the gain peak, the power penalty for the input signal is all within <1 dB, and the output conversion light power fluctuation is also within <1 dB. The input signal light power is constant at -8 dBm.
[0050]
Thereafter, when the apparatus is used, the operation of changing the wavelength of the wavelength-converted light can be stably performed only by selecting the control light wavelength.
[0051]
【The invention's effect】
As described above in detail based on the embodiments, the output wavelength variable wavelength conversion device of the present invention includes a wavelength conversion unit, a signal light level adjustment unit, a control light wavelength selection unit, and a control light incident level adjustment unit. And a control unit. Then, the control unit refers to the optimum operation parameter table for each wavelength of the wavelength-converted light, and sets each operation parameter set in each function slot in conjunction with the optimum value. For this reason, even when the wavelength of the wavelength-converted light is varied, the optimum wavelength conversion operation is stably performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an output wavelength variable wavelength converter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a result of wavelength switching operation by the output wavelength variable wavelength conversion device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a mutual phase modulation type wavelength converter.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing conditions under which a wavelength conversion operation occurs.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing optimum control light power when the control light wavelength is switched.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of an optimum operation parameter table.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mutual phase modulation type | mold wavelength converter 2 Signal level equalizer 3 Control light wavelength selector 4 Control light incident level adjuster 10 Output wavelength variable type wavelength converter 11 Wavelength converter 12 Signal light level equalizer 13 Wavelength variable light source (Control light wavelength selector)
14 Control light incident level adjustment unit 15 Control unit

Claims

And a wavelength conversion function control light and the signal light is continuous light emits a wavelength converted light has the same wavelength as the control light which has the same signal information to the signal information of the signal light to be incident, work dynamic Propelled by one a current adjustment function of adjusting the current value, when the work dynamic current value parameter is set, the wavelength conversion unit operating current value by the pre-Symbol current adjustment function is adjusted to a value indicated by the operating current parameter When,
When the signal light power parameter is set, the signal light power input from the outside is adjusted to the power indicated by the signal light power parameter, and then the signal light level equalizing unit incident on the wavelength conversion unit,
When the control light wavelength parameter is set, a control light wavelength selection unit that outputs control light having a wavelength indicated by the control light wavelength parameter;
When the control light power parameter is set, the control light power level output from the control light wavelength selection unit is adjusted to the power indicated by the control light power parameter and then incident on the wavelength conversion unit. An adjustment unit;
The operating current set in the wavelength conversion unit, the signal light level equalization unit, the control light wavelength selection unit, and the control light incident level adjustment unit for each wavelength of the wavelength conversion light so that an optimum wavelength conversion operation can be performed. When an optimum operation parameter table that defines a value parameter, a signal light power parameter, a control light wavelength parameter, and a control light power parameter is set, and the control signal indicating the wavelength of the wavelength converted light is input, the optimum operation parameter table from our Keru operating current parameter with the wavelength of the wavelength converted light indicated by said control signal, the signal light power parameter, the wavelength converting part reads out a control light wavelength parameters and control light power parameter, the signal light level equalizer, e Bei and a control unit for setting the control light wavelength selection unit and the control light incident level adjusting unit,
Moreover, the control light power parameter is incident on the wavelength conversion unit so that the average power of the monitor light emitted from the wavelength conversion unit is always kept at a constant output value with the wavelength being the wavelength of the signal light. An output wavelength tunable wavelength conversion device characterized in that it is set to a parameter value that optimizes the power of control light .

And have you to claim 1,
The wavelength conversion function of the wavelength conversion unit is performed by a cross-phase modulation type wavelength converter, and the output wavelength variable wavelength conversion device.

According to claim 1 or claim 2,
As a constant output value of the average power of the monitor light, it is determined by measuring the saturation output intensity of the semiconductor optical amplifier constituting the cross-phase modulation type wavelength converter of the wavelength conversion unit and subtracting a certain value x from the measured value. An output wavelength tunable wavelength conversion device.

In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The output wavelength variable wavelength converter, wherein the value of x is 1.5 to 4.5 (dB).