光发送接收装置以及光输出值控制方法
【专利摘要】光发送接收装置包括：发送端光集成电路，将不同波长的信号光复用而得到的波分复用信号光输出到N个链路的传输线路上；接收端光集成电路，从所述传输线路接收所述波分复用信号光；所述发送端光集成电路包括：多波长光源；光耦合器，将从所述多波长光源输出的各波长的光分为N分支；光调制器，按照分支出的每个组，用不同的数据信号调制所述各波长的光；光波长合波器，对调制后的所述不同波长的信号光进行复用化；所述接收端光集成电路包括：光波长分波器，按照每个所述链路，将从所述传输线路接收到的所述波分复用信号光，分离为所述不同波长的信号光；N个光放大器，配置于所述传输线路和所述光波长分离器之间，按照每个所述链路，对在接收光中所包含的所述不同波长的信号光一并进行放大；光检测器，对所述分离出的所述不同波长的信号光进行检测。
【专利说明】光发送接收装置以及光输出值控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光发送接收装置以及光输出值控制方法。
【背景技术】
[0002]近年，使用硅(Si)基板的集成元件引起了关注。使用硅基板的光元件，能够廉价地制作，并能够与电子电路单片集成。相对于在现有的光通信中使用至今的1.3μπι波段或者1.55 μ m波段的光信号而言，硅为透明介质，利用半导体工艺技术，可以制作低损耗且光限制效果高的硅线波导。以这样的硅线波导作为基础，已经提出和实证了各种光元件。
[0003]WDM(Wavelength Divis1n Multiplexing:波分复用)娃光集成电路被认为有希望使硅光集成电路的传输能力增大。WDM硅光集成电路，适用在光纤通信中使用的波分复用(WDM)传输方式，将独立调制的多个光波长信号在硅元件内进行复用而发送接收。
[0004]图1示出一般的WDM光发送接收装置100的一个例子。发送端光集成电路110与接收端光集成电路120，由N条光纤阵列131连接。在发送端光集成电路110上，4波长激光阵列111作为WDM信号光源在硅基板113上倒装安装。从4波长激光阵列111的各通道输出的连续波(CW)信号光，与所对应的硅线波导相结合(耦合)，通过N条分支光耦合器112而均等分配于N个通道。所分配的信号光，被分支连接硅波导116按照波长顺序进行排列，由光调制器阵列117按照每个波长而使用不同的数据进行调制。调制后的信号光被光波长合波器(MUX) 118在单一的硅线波导上进行波分复用化，进而被输入到传输用的光纤119。
[0005]在发送端光集成电路110中，只准备与激光的分支数N相同数量的上述波分复用发送装置。各波分复用发送装置，以光学方式分别连接于所对应的光纤119。N个通道的信号光，由N条光纤阵列131并行传输。
[0006]在接收端光集成电路120中，由光纤传输来的WDM信号光，通过光波长分波器(DEMUX) 121-1?121-N(总称为“DEMUX121”)，按照各个波长而分离到不同的硅线波导，由含有光检测器123的0/E转换部转换成与各数据相对应的电信号。在接收端光集成电路120中，准备有N个并列的该分离译码装置。
[0007]假如将I个调制器的调制速度设置为D (Gb/s)，光分支数设置为N，波长数设置为M，则光发送接收装置100的整机传输能力取决于DXNXXXM(Gb/s)。在由多个WDM链路(链路)实现必要的整机传输能力T(Gb/s)的情况下，若增加激光阵列111的个数k(k = T/(DXNXM)))则成本和尺寸也增大。要想限制激光阵列111的个数，优选增加分支数N，用一束激光向尽量多的传输线路提供信号光。因为在光检测器123中的最低接收光灵敏度，和因构成调制器阵列117的各调制器或者MUX118、DEMUX121等的插入损耗而引起的各链路(link)的传输损耗为固定的，因此，要想在增大分支数N的同时实现无差错传输，必需要使激光的光输出变为N倍。但是，现有的半导体激光的输出为10?10mW左右，从激光输出的观点来看，分支数的增大是有限度的。
[0008]已知在接收端分波器(DEMUX)的前段插入宽波段多通道SOA(SemiconductorOptical Amplifer)的构成(例如，参照非专利文献I)。
[0009]现有技术文献
[0010]非专利文献
[0011]非专利文献 1:Radhakrishnan Nagarajan, et al.，，InP Photonic IntegratedCircuit，，，IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol.16, N0.5,Sep/Oct,
[0012]发明的概要
[0013]发明想要解决的课题
[0014]因此，本发明的课题在于，提供一种可以降低系统整机的功耗的光发送接收装置以及光输出值的控制方法。
[0015]用于解决课题的方法
[0016]在第一种观点中，光发送接收装置，包括:
[0017]发送端光集成电路，对不同波长的信号光进行复用处理而得到的波分复用信号光输出到N个链路的传输线路上，
[0018]接收端光集成电路，从所述传输线路接收所述波分复用信号光；
[0019]所述发送端光集成电路包括:
[0020]多波长光源，
[0021]光稱合器，将从所述多波长光源输出的各波长的光分为N分支，
[0022]光调制器，按照分支出的每个组，用不同的数据信号调制所述各波长的光，
[0023]光波长合波器，对调制后的所述不同波长的信号光进行复用处理；
[0024]所述接收端光集成电路包括，
[0025]光波长分波器，按照每个所述链路，将从所述传输线路接收到的所述波分复用信号光，分离为所述不同波长的信号光，
[0026]N个光放大器，配置于所述传输线路和所述光波长分离器之间，按照每个所述链路，对在接收光中所包含的所述不同波长的信号光一并进行放大，
[0027]光检测器，对所述分离出的所述不同波长的信号光进行检测。
[0028]在第二种观点中，提供了一种对用于波分复用通信系统中的多波长光源的光输出值进行控制的方法。在该方法中，
[0029]经由光链路，接收对不同波长的信号光进行复用处理而得到的波分复用信号，
[0030]在进行波长分离前，由光放大器对所述波分复用信号进行放大，
[0031]检测所述波长分离后的信号光的强度，
[0032]基于所述信号光的强度，计算所述光链路的光损耗，
[0033]基于所述光链路的光损耗，计算出作为所述多波长光源的光输出值的函数的所述光放大器的光增益，进行保存，
[0034]基于所述多波长光源的光输出值和所述光增益，计算出作为所述多波长光源的光输出值的函数的所述多波长光源的功耗和所述光放大器的功耗，进行保存，
[0035]基于所述多波长光源的功耗和所述光放大器的功耗的合计功耗，决定所述多波长光源的新的光输出值。
[0036]发明的效果
[0037]通过上述结构和方法，能够在波分复用通信中降低系统整机的功耗。
[0038]附图的简单说明
[0039]图1是表示一般的WDM光发送接收装置的概略结构图。
[0040]图2是表示在图1的结构中的激光的分支数与激光输出的关系，以及激光的分支数与整机功耗的关系的图。
[0041]图3是表示第一实施方式的光发送接收装置的概略结构图。
[0042]图4是表示在图3的结构中的激光的分支数与激光输出的关系，以及激光的分支数与整机功耗的关系的图。
[0043]图5是表示发送端光集成电路和接收端光集成电路形成于同一基板上的结构的图。
[0044]图6是表示图3的变形例的光发送接收装置的概略结构图。
[0045]图7是表示图3的另一个变形例的光发送接收装置的概略结构图。
[0046]图8是表示极化相关型SOA前置放大器的增益光谱。
[0047]图9是表示第二实施方式的光发送接收装置的光输出值控制机构的图。
[0048]图10是表示由光发送接收装置的控制电路计算并保持的特性数据的例子的图。
[0049]图11是表示由光发送接收装置的控制电路执行的控制程序的图。
[0050]实施发明的方式
[0051]本申请的
【发明者】发现如下事实:即使增大激光输出光的分支数，在系统的整机功耗上也看不到变化，对低功耗化化没有帮助。这是由于，虽然在增加分支数进而增大传输能力的情况下限制了激光阵列的数量，但是必须增大激光输出本身，导致每I束激光的功耗都增大。
[0052]图2是表示分支数N与必要的激光输出的关系(图2的(a)部分)，以及分支数N与整机功耗的关系(图2的(b)部分)的图。在图2的(a)部分中，将光检测器的最小接收灵敏度设置为-1OdBm,忽略因分支引起的超额损耗，将传输线路的整机损耗设置为固定的24.5dB，并计算出激光输出。当无分支(分支数=I)时，激光输出为14.5dBm。每当增加分支数激光输出就增大，可知当4个分支以上时所需光输出水平是现有技术中的光源输出所无法达成的。
[0053]在图2的(b)部分中，将整机链路数设定为384，激光的光-电转换效率假定为10%，合计出整机激光的功耗。在假定8通道(在各图中标记为“ch”)激光阵列的情况下，虽然通过分支数N的增大，使所需阵列数从48减小到12、6、3，但结果整机功耗却没有变化。这是每一束激光的功耗增大的缘故。
[0054]从该模拟结果可知，在现有的硅WDM光集成电路的结构中，在通过增加单一的一束激光的分支数而减少激光阵列的个数的情况下，由于必要的激光输出也增大，在分支数上有限度。另外，还存在无法限制系统整机的功耗的问题点。
[0055]在实施方式中，通过在接收端的光传输线路(光纤)与光波长分离器之间的硅线波导之间插入SOA前置放大器，来解决这些课题。在接收用光集成电路上，在从传输线路输入WDM信号光的位置上配置有SOA前置放大器，通过将波长分离前的WDM信号光一并进行光放大，对其赋予与分支数的增大相当的光增益。通过这样，将发送端的激光输出值限制在一定(规定)值以下。
[0056]图3是第一实施方式的光发送接收装置I的概略结构图。光发送接收装置I包括发送端光集成电路10、接收端光集成电路20、将这些之间连接起来的N条光纤阵列31。在发送端光集成电路10中,WDM信号光源的多波长激光阵列(例如4波长激光阵列)11在娃基板上倒装安装。激光阵列11，是将波长不同(λ I?λ4)的半导体激光源集成于单一的化合物半导体基板(例如InP基板)上而成的。
[0057]从激光阵列11的各通道输出的连续波(CW)信号光，与所对应的硅线波导相结合，并分别由N个分支光耦合器12-1?12-4均等分配于N个通道。分配后的信号光被分支连接硅波导16按照波长顺序进行排列。针对排列后的信号光，分别在光调制器阵列17-1?17-Ν中按照每个波长(λ?、λ 2、λ 3、λ 4)而使用不同的数据进行调制。调制后的信号光通过光波长合波器(MUX) 18-1?18-Ν，在单一的硅线波导上被波分复用化，并被输入至传输用的光纤19-1?9-Ν。
[0058]接收端光集成电路20，在WDM信号接收端上具有SOA前置放大器阵列35。SOA前置放大器阵列35，包括与N个通道的接收光信号相对应的N个SOA元件(未图示)。各SOA元件，将入照光中包含的波长为λ?、λ2、λ3、λ 4的信号光一并进行放大，对其赋予光增益。放大后的多波长光信号，通过光波长分离器(DEMUX)21-1?21-N(总称为“DEMUX21”)，按照每个波长而分离至不同的硅线波导。分离后的光信号被包含光检测器23-1?23-N的0/E转换部，译码成与各数据对应的电信号。
[0059]通过接收端的WDM信号输入端对接收光赋予光增益，即使不由发送端将与N分支相对应的激光输出增大，也能够恰当地接收到N个通道分的光信号。进一步地，如图4所示，能够对光发送接收装置I全体的功耗进行限制。
[0060]图4是表示在图3的结构中分支数与激光输出的关系(图4的(a)部分)，以及示出了分支数与整机功耗的关系(图4的(b)部分)的图。与图2同样地，将光检测器的最小接收灵敏度设置为-1OdBm,忽略因分支引起的超额损耗，将传输线路的整机损耗设置为固定的24.5dB，并计算出激光输出。
[0061 ] 在模拟中将WDM的波长数设置为16，由SOA前置放大器阵列35对16波WDM信号分配I个SOA元件。当将激光输出光的分支数设置为4时，由接收端赋予6dB的光增益。在分支数为8的情况下，由接收端赋予9dB的光增益,在分支数为16的情况下，由接收端赋予12dB的光增益。如通过图4的(a)部分的计算结果可知，通过接收端的SOA增益来补偿因发送端的分支数增大而引起的负担，因此，即使增加分支数也能够将激光的光输出保持固定。
[0062]在图4的(b)部分中，示出整机功耗的降低效果。与图2同样地，将链路数设定为384，假定激光的光-电转换效率为10%，合计出整机激光的功耗。在假定为8通道激光阵列的情况下，与图2同样地通过将分支数N从1(无分支)增大到4、8、16，所需的激光阵列11的数量从48减少到12、6、3。很大的不同点在于，合计后的整机功耗大幅度地被降低。
[0063]这是由于，在将各激光阵列11的光源的光输出水平保持在固定值的状态下，能够削减阵列数。接收端的SOA前置放大器阵列35的功耗，由于不是每个16波WDM信号都有200?350mW那么大，所以即便在将SOA前置放大器35插入接收端的情况下，也能够降低全体的功耗。而且越是增加分支数，功耗的降低效果就变得越大。在使其分支为16的情况下，能够实现大幅度降低相当于现有结构的13%的功耗。
[0064]在图3的结构中，虽然因在接收端追加SOA前置放大器阵列35而导致所安装的设备数量增加，但在使用8通道SOA前置放大器阵列35的情况下，SOA前置放大器阵列35的追加数都为3个(384链路/(波X8ch) = 3)，而与分支数(N = 4、8、16)无关。在分支数N为4的情况下，发送端SOA激光阵列11为12个，接收端SOA前置放大器阵列35为3个，总计的SOA阵列的数量为15个。在分支数为8的情况下，发送端SOA激光阵列11为6个，接收端SOA前置放大器阵列35为3个，总计9个。在分支数为16的情况下，发送端SOA激光阵列11为3个，接收端SOA前置放大器阵列为3个，总计6个。因此，即使是在追加了 SOA前置放大器阵列35的情况下，当整体地看光发送接收装置I时，依然保持了因增加分支数而导消减SOA阵列数的效果。
[0065]如此，通过由多波长一并放大的SOA前置放大器阵列35的光增益，对与分支数的增加相伴的激光输出的增大进行补偿，能够达到对激光输出的限制和系统整体的低功耗化。
[0066]图5示出将图3的结构安装在同一芯片上的光发送接收装置2。通常，由于光通信为双向进行，在一个芯片上形成发送端光集成电路和接收端光集成电路。光发送接收装置2，在同一基板上包括发送端光集成电路1A和接收端光集成电路20A。芯片尺寸为，例如 2X2cm。
[0067]发送端光集成电路10A，包括多个(在图中的例子中为2个)多波长激光阵列11。多波长激光阵列11倒装安装于基板上。发送端光集成电路1A的结构与功能，与图3的发送端光集成电路同样。即，各波长(例如4波长)的激光由N分支耦合器12进行N分支，对分支后的每一组按照波长顺序进行排列。对分支信号的各波长成分，利用所对应的数据信号进行调制，由光波长合波器(MUX) 18进行合波。合波后的WDM信号光由对应的光纤19进行传输。
[0068]接收端光集成电路20A，包括极化无关型的SOA前置放大器阵列45。SOA前置放大器阵列45倒装安装于基板的接收端的输入端上。SOA前置放大器阵列45的一端，以光学方式连接于接收端光纤19-1?19-2N。SOA前置放大器阵列35的另一端，通过硅线波导以光学方式连接至DEMUX41-1?41-2N和光检测器阵列43_1?43-2N。由各DEMUX41按照每个波长(例如λ 1、λ 2、λ 3、λ 4)进行分离，由光检测器阵列43转换成与数据信号对应的电流。通过将SOA前置放大器阵列45配置于入射端，能够排除光纤19与硅线波导之间的光结合损耗。通过采用光增益与极化波状态无关的极化无关型SOA前置放大器45，将具有随机的极化波状态的WDM信号光以一定(规定)的增益进行放大，能够稳定地接收。
[0069]这种结构与图3同样地，通过SOA前置放大器阵列45赋予多波长的接收信号6dB以上的光增益。这样一来，将发送端的激光输出水平限制在不发生分支的情况下的激光输出以下，能够满足各链路的接收灵敏度。
[0070]图6示出作为变形例的光发送接收装置3的概略结构。在图6的结构中，发送端光集成电路1A的激光阵列11，与接收端光集成电路20A的SOA前置放大器阵列45，并排配置于芯片的相同侧。在相反侧的端面上并排配置有光输入输出用的光纤19的阵列或者波导阵列。
[0071]在这种配置结构中，由于光纤19的安装位置与激光阵列11以及SOA前置放大器阵列45的安装位置能够分离，安装变得容易。通过沿着激光阵列11以及SOA前置放大器阵列45配置散热用的散热器44等，能够有效地从激光阵列11和SOA前置放大器阵列45散热。
[0072]图7示出作为另一个变形例的光发送接收装置4的概略结构。在光发送接收装置4中，使用具有极化波相关性的SOA前置放大器阵列55-1、55-2。具体地，光发送接收装置4，包括发送端光集成电路1A和接收端光集成电路50。接收端光集成电路50，包括与光纤19-1?19-2N相对应配置的光耦合器(方向性结合器)51-1?51-2N(适当地总称为“光率禹合器51”)。光I禹合器51中的一方的输出，与第一极化相关型SOA前置放大器阵列55-1相结合。光稱合器51的另一方的输出，与第二极化相关型SOA前置放大器阵列55-2相结合。在各光稱合器51与第二极化相关型SOA前置放大器阵列55-2之间,插入有极化旋转元件52。
[0073]各个光稱合器55-1?55-2N,进行与极化波状态无关的均等分支。从光纤19经由光斑尺寸转换器(不图示)而入射至硅线波导的接收WDM信号光，包括TE极化波和TM极化波。TE极化波的光电场与前进方向正交且在与基板平行的方向上振动。TM极化波的光电场与前进方向正交且在与基板垂直的方向上振动。将娃线波导的芯线剖面设定为500nm以下(例如宽度为400nm，高度为200nm)，通过适当地调整光耦合器51的结合部的波导间隔与结合部的长度，以及分支的偏转半径，能够针对TE极化波、TM极化波的各成分分别进行均等分支。
[0074]由光耦合器51分离出的单方的波导，保持原样地与第一极化相关型SOA前置放大器55-1相耦合。就另一单侧的波导而言，利用极化旋转元件52将TM偏光成分转换为TE极化波，将TE偏光成分转换为TM偏振光,之后与第二极化波相关型SOA前置放大器阵列55-2相耦合。其结果，在从第一极化相关型SOA前置放大器阵列55-1中，原来的接收信号中的多波长的TE偏振光成分选择性地得以放大，而在第二极化相关型SOA前置放大器阵列55-2中，原来的接收信号中的多波长的TM偏振光成分选择性地得以放大。附带一提，通过第一、第二极化相关型SOA前置放大器阵列55-1、55-2两者，使从SOA的输出信号统一为TE极化波。
[0075]放大后的TE极化波被DEMUX41进行波长分离，由光检测器阵列43检测与数据信号相对应的电流值。通过将接收WDM信号按照各极化波成分进行分离，并分别由DEMUX41和光检测器阵列43进行分离/检测，实现了极化分集(polarizat1n diversity)结构。检测到的电流值，由未图示的变压器阻抗阵列(TIA)转换成未图示的电压信号并由未图示的电子逻辑处理电路进行解调。
[0076]图8示出了极化相关型SOA前置放大器55的增益光谱。极化相关型SOA前置放大器阵列55-1、55-2，对于TE极化波具有高的光增益。TE极化波与TM极化波的光增益的差很大，为20dB或者20dB以上。利用这种特性，能够使极化相关型SOA前置放大器55_1、55-2发挥仅使TE极化波通过的偏光元件。在原来的接收信号中的TM极化波成分，在被极化旋转到TE模式后输入到极化相关型SOA前置放大器55-2。因此，作为SOA前置放大器55-1,55-2,能够共用作对TE极化波具有增益的元件。另外，由于DEMUX41在全部端口上只对TE极化波进行能够动作即可，因此，具有容易适用于容易带有较大极化相关性的硅线基础的光波长分离器的优点。
[0077]图9是表示第二实施方式的光发送接收装置5的光输出值控制机构的图。光发送接收装置5，包括发送端光集成电路60、接收端光集成电路80、控制电路70。发送端光集成电路60的基本结构和功能，与图3的发送端光集成电路10同样。在该例子中，为了方便说明，将各波长的光输出的分支数设置为4。在发送端集成电路60中与图3的结构的不同点在于，从控制电路70接收控制信号，来对激光阵列11的光输出值进行调整。发送端集成电路60包括驱动电流控制部62，驱动电流控制部62根据控制信号来调整用于使构成激光阵列11的SOA元件(不图示)振荡的驱动电流。
[0078]接收端光集成电路80的基本结构和功能，与图3的接收端光集成电路20同样。在该例子中，SOA前置放大器阵列35与4个链路相对应，包括4个SOA元件#1?#4。与图3的结构的不同点在于，将由各链路的光检测器阵列23检测出的接收光的强度提供给控制电路70，基于来自控制电路70的控制信号，对SOA前置放大器阵列35的各SOA元件的光增益进行调整。接收端光集成电路80包括驱动电流控制部82。驱动电流控制部82根据控制信号对用于驱动SOA元件#1?M的驱动电流进行调整。
[0079]控制电路70包括接收光监视部71、LD输出-SOA增益特性计算/保存部72、LD输出-功耗特性计算/保存部73、激光输出值决定部74。控制电路70可以与接收端光集成电路80形成于同一基板上，也可以与光发送接收硅芯片分开而另外设置。
[0080]在链路#1?#4中，对每一个链路都具有不同的传播损耗。控制电路70的接收光监视部71，基于从接收端光集成电路80发送过来的接收光强度的检测结果，得出各链路的光损耗。
[0081]LD输出-SOA增益特性计算/保存部72，基于各链路的链路损耗，计算出作为激光输出的函数的每一个SOA元件在全部波长(λ I?λ 4)中达到最小接收灵敏度所需的SOA增益，保存计算结果。图10的(a)部分，示出LD输出-SOA增益特性计算/保存部72的计算结果的一个例子。针对各个链路#1?#4，对激光输出与在接收端所需的SOA增益的关系进行描述。在图9的例子中，由于链路#2的光损耗最大，所以所需的SOA光增益的值也变高。与此相对，在光损耗很少的链路#3中，即使是相同的激光输出，在接收端所需的SOA光增益的值也小。每一个SOA元件的所需的光增益的值，作为控制信号而被提供到接收端光集成电路80的驱动电流控制部82。
[0082]控制电路70的LD输出-功耗特性计算/保存部73，计算出作为激光输出的函数的激光阵列11与SOA前置放大器阵列35的各SOA元件的功耗，将其保存。
[0083]图10的(b)部分，示出LD输出-功耗特性计算/保存部73的计算结果的一个例子。激光阵列11的功耗，随着激光输出变高而增大。在另一方面，激光输出越高，则接收端的SOA元件#1?#4的功耗，就变得越小。SOA元件#1?#4的功耗也会受链路损耗的影响。在传播损耗大的链路#2中，SOA元件#2的功耗大。在传播损耗小的链路#3中，SOA元件#3的功耗小。
[0084]系统的整机功耗，为将激光阵列11的功耗和SOA元件#1?#4的功耗全部合计出的值。图10的(C)部分示出将图10的(b)部分的计算结果全部合计出的结果。控制电路70的激光输出值决定部74，基于图10的(c)部分的合计结果，决定最佳激光输出。即，将作为系统整机的功耗变得最小时的激光输出，决定为最佳激光输出值。已决定的激光输出值，作为控制信号提供给发送端光集成电路60的驱动电流控制部62。
[0085]通过这样的结构，选择使得作为系统整机的功耗为最小的最佳激光输出值。对SOA元件进行控制，以使得在接收端获得用于确保接收灵敏度的最小光增益。
[0086]图11是示出控制电路70执行的控制动作的流程图。在步骤SlOl中，将激光阵列11的光输出，以及SOA前置放大器阵列35的各SOA元件#1?#4的光增益设定为预定的初始值。当进行连接(link up)时，控制电路70向激光阵列11用的驱动电流控制电路62以及SOA前置放大器阵列35用的驱动电流控制电路82，赋予初始驱动电流值。
[0087]在步骤S102中，对各链路的光检测器阵列23的接收光强度进行监视，根据基于初始驱动电流的激光阵列11的输出功率和SOA前置放大器阵列35的光增益，来获取各链路的光损耗。
[0088]在步骤S103中，针对各链路，基于光损耗使激光输出变化的同时，计算以全部波长(例如λ I?λ 4)达到最小接收灵敏度的所需的SOA的光增益。
[0089]在步骤S104中，根据激光阵列11和SOA元件#1?#4的功耗，计算激光输出相关性，并保存计算结果(参照图10的(b)部分)。
[0090]在步骤S105中，对激光阵列11的功耗和SOA元件#1?#4的功耗进行合计，并对系统的整机功耗的激光输出相关性进行计算，根据计算结果，将使得整机功耗最小的激光输出，决定为新的激光输出值(参照图10的(C)部分)。
[0091]将获得在步骤S106、S103中决定的SOA增益以及在S105中决定的激光输出值的驱动电流值，设定于激光阵列11与SOA元件#1?#4。例如，生成如下的控制信号并分别提供给驱动电流控制部62和82，这些控制信号是指:表示针对新设定的激光输出所需的驱动电流的控制信号；表示为了赋予所需的SOA光增益而所需的驱动电流的控制信号。
[0092]如图10所示，使得系统的整机功耗最低的激光输出值和SOA光增益，因各链路的光损耗的大小而变动。通过采用图11的控制方法，即使在各链路的光损耗发生变动的情况下，通常也能够使整体的功耗为最小。如图9所示，在通过分支耦合器12由单一的激光源形成多个链路的情况下，能够决定出使全部链路分的功耗为最小的激光输出和各SOA元件的光增益。如图5所示，在激光阵列11或者SOA前置放大器阵列35被配置为多个的情况下，通过对各个阵列进行图11中的控制，能够将作为系统整机的功耗限制在最小。
[0093]本发明，不仅仅限定于以上进行说明的实施方式，也可以将各实施方式或者变形例进行组合。例如，也可以用图7的结构，将极化相关型SOA前置放大器阵列55-1、55-2如图5那样与激光阵列11配置于相同侧，如图6那样配置散热用的散热器44。还可以使图9的接收端光集成电路80，成为如图7那样的极化分集结构。
[0094]产业上的利用可能性
[0095]能够利用在数据中心、超级计算机、高端服务器等中利用的光通信系统中。
[0096]附图标记说明:
[0097]1、2、3、4、5光发送接收装置
[0098]10、10A、60发送端光集成电路
[0099]11激光阵列(多波长光源)
[0100]12、12-1?12-N N条分支光耦合器
[0101]17、17-1?17-N光调制器阵列
[0102]18、18-1 ?18-N 光波长合波器(MUX)
[0103]19、19_1?19-N光纤(传输线路)
[0104]20、20A、50、80接收端光集成电路
[0105]21、21-1 ?21-N 光波长分波器(DEMUX)
[0106]23,23-1 ?23-N 光检测器
[0107]35、45S0A前置放大器阵列
[0108]55-1,55-2极化相关型SOA前置放大器阵列
[0109]62发送端驱动电流控制部
[0110]70控制电路
[0111]71接收光监视部
[0112]72 LD输出-SOA增益特性计算/保存部
[0113]73 LD输出-功耗特性计算/保存部
[0114]74激光输出值决定部
[0115]82接收端驱动电流控制部
[0116]S0A#1?S0A#4S0A元件(光放大器)
【权利要求】
1.一种光发送接收装置，其特征在于，包括: 发送端光集成电路，对不同波长的信号光进行复用处理而得到的波分复用信号光输出到N个链路的传输线路上， 接收端光集成电路，从所述传输线路接收所述波分复用信号光； 所述发送端光集成电路包括: 多波长光源， 光率禹合器，将从所述多波长光源输出的各波长的光分为N分支， 光调制器，按照分支出的每个组，用不同的数据信号调制所述各波长的光， 光波长合波器，对调制后的所述不同波长的信号光进行复用处理； 所述接收端光集成电路包括， 光波长分波器，按照每个所述链路，将从所述传输线路接收到的所述波分复用信号光，分离为所述不同波长的信号光， N个光放大器，配置于所述传输线路和所述光波长分离器之间，按照每个所述链路，对在接收光中所包含的所述不同波长的信号光一并进行放大， 光检测器，对所述分离出的所述不同波长的信号光进行检测。
2.如权利要求1所述的光发送接收装置，其特征在于， 还包括控制电路，该控制电路连接至所述发送端光集成电路和所述接收端光集成电路； 所述控制电路，基于由所述光检测器检测到的信号光的强度，对所述多波长光源的光输出值和所述N个光放大器的增益进行控制。
3.如权利要求2所述的光发送接收装置，其特征在于， 所述控制电路包括: 接收光监视部，对由所述光检测器检测到的所述信号光的强度进行监视，并求出所述传输线路的各链路的损耗， 第一计算部，基于所述各链路的损耗，计算出作为所述多波长光源的光输出值的函数的赋予所述N个光放大器的增益并进行保存， 第二计算部，基于所述多波长光源的光输出值和赋予所述N个光放大器的增益，计算出作为所述多波长光源的光输出值的函数的所述多波长光源的功耗和所述N个光放大器的功耗并进行保存， 光源输出值决定部，基于将所述多波长光源的功耗与所述N个光放大器的功耗合计而得到的合计功耗值，来决定所述多波长光源的新的光输出值。
4.如权利要求3所述的光发送接收装置，其特征在于， 所述光源输出值决定部，将使得所述合计功耗值为最小的光输出值，决定为所述多波长光源的新的光输出值。
5.如权利要求3所述的光发送接收装置，其特征在于， 所述发送端光集成电路还包括发送端驱动电流控制部，该发送端驱动电流控制部对施加于所述多波长光源上的电流值进行控制； 所述接收端光集成电路还包括接收端驱动电流控制部，该接收端驱动电流控制部对施加于所述N个光放大器上的电流值进行控制； 由所述光源输出值决定部决定出的光输出值，被提供给所述发送端驱动电流控制部； 由所述第一计算部计算出的所述增益，被提供给所述接收端驱动电流控制部。
6.如权利要求1所述的光发送接收装置，其特征在于， 所述发送端光集成电路和所述接收端光集成电路，配置于同一基板上； 所述多波长光源和所述光放大元件，沿着所述基板的相同端部配置。
7.如权利要求1所述的光发送接收装置，其特征在于， 所述接收端光集成电路包括: 光耦合器，将从所述传输线路接收到的所述波分复用信号均等分支为第一和第二信号， 第一光放大元件，与所述第一信号相结合， 极化旋转元件，与所述第二信号相结合，将波分复用信号的极化波方向转换为90度正交的极化波， 第二光放大元件，以光学方式连接至所述极化旋转元件的输出端； 所述第一和第二的光放大元件，根据信号光的极化波方向，而具有光增益差。
8.一种光输出控制方法，对用于波分复用通信系统中的多波长光源的光输出值进行控制，其特征在于， 经由光链路，接收对不同波长的信号光进行复用处理而得到的波分复用信号， 在进行波长分离前，由光放大器对所述波分复用信号进行放大， 检测所述波长分离后的信号光的强度， 基于所述信号光的强度，计算所述光链路的光损耗， 基于所述光链路的光损耗，计算出作为所述多波长光源的光输出值的函数的所述光放大器的光增益，并进行保存， 基于所述多波长光源的光输出值和所述光增益，计算出作为所述多波长光源的光输出值的函数的所述多波长光源的功耗和所述光放大器的功耗，并进行保存， 基于所述多波长光源的功耗和所述光放大器的功耗的合计功耗，决定所述多波长光源的新的光输出值。
9.如权利要求8所述的光输出控制方法,其特征在于， 将使得所述合计功耗最小的所述多波长光源的光输出值，决定为所述新的光输出值。
10.如权利要求9所述的光输出控制方法，其特征在于， 基于所述新的光输出值和所述光链路的光损耗，决定赋予所述光放大器的新的光增.、Mo
【文档编号】H04J14/00GK104303441SQ201280073258
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2012年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】田中信介 申请人:富士通株式会社