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JP5574021B2 - Waveform control device - Google Patents

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JP5574021B2 JP2013120583A JP2013120583A JP5574021B2 JP 5574021 B2 JP5574021 B2 JP 5574021B2 JP 2013120583 A JP2013120583 A JP 2013120583A JP 2013120583 A JP2013120583 A JP 2013120583A JP 5574021 B2 JP5574021 B2 JP 5574021B2
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Description

本案件は、波形制御装置に関する。   This case relates to a waveform control device.

光信号処理システムや光通信システムに適用される素子等においては、矩形波形状を有する光パルスを、取り扱われる光波形の理想とするものは少なくない。
たとえば、光半導体増幅器(Semiconductor Optical Amplifier:SOA)のような光素子は、時間軸上においてオンオフが切り替わる電気信号(駆動信号)によって駆動されて、入力光の導通/遮断を切り換えるゲートスイッチとして適用される。駆動信号の導通/遮断の切り換わりによって、SOAからの出力光は時間軸上でオンオフが切り替わる光パルスとなる。SOAから出力される光パルスとしては、真正の(理想的な)矩形波形状に近いことがしばしば求められる。
In an element applied to an optical signal processing system or an optical communication system, an optical pulse having a rectangular wave shape is ideal for an optical waveform to be handled.
For example, an optical element such as a semiconductor optical amplifier (SOA) is applied as a gate switch that is driven by an electrical signal (driving signal) that is switched on and off on the time axis to switch conduction / shut-off of input light. The The output light from the SOA becomes an optical pulse whose on / off is switched on the time axis by switching between conduction / cutoff of the drive signal. An optical pulse output from the SOA is often required to be close to a true (ideal) rectangular wave shape.

2値のディジタル電気信号を扱う電子機器においても、導通する信号が2値の矩形波信号であることを理想とする内部素子や配線等を含むものがある。例えば、メモリやバッファ、変調機、高速入出力インタフェース機器などの伝送線路機器などがある。このような電子機器においても、信号波形について最適な矩形形状を有するよう簡易に整形できるようにすることがしばしば求められている。
特開平9−36471号公報 特開2000−341728号公報
Some electronic devices that handle binary digital electrical signals include internal elements, wiring, and the like that ideally make a conducting signal a binary rectangular wave signal. For example, there are transmission line devices such as a memory, a buffer, a modulator, and a high-speed input / output interface device. Even in such an electronic device, it is often required that the signal waveform can be easily shaped so as to have an optimal rectangular shape.
JP 9-36471 A JP 2000-341728 A

そこで、本件は、簡易な波形整形によって目標の矩形度を有するパルスを生成することを目的の一つとするものである。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態にかかる各構成又は作用により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本案件の他の目的として位置づけることができる。
In view of this, one of the purposes of this case is to generate a pulse having a target rectangularity by simple waveform shaping.
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned object, and is an effect derived from each configuration or operation according to the best mode for carrying out the invention to be described later. It can be positioned as a purpose.

たとえば、以下の手段を用いる。
供給される駆動信号に応答素子が応答して得られる出力パルスの波形をモニタするモニタ部と、該モニタ部でのモニタ結果に基づいて、前記駆動信号の波形を整形する駆動波形整形部と、をそなえ、該モニタ部は、前記出力パルスの波形における立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出するエッジ検出部と、該エッジ検出部での前記立ち上がりエッジの検出をもとに、前記出力パルスの波形における、前記駆動信号の立ち上がりに応答した立ち上がりピークレベルの値を保持するピークホールド部と、該エッジ検出部での前記立ち上がりエッジの検出をもとに、前記駆動信号の立ち下がり前の平坦領域に対応した応答波形レベルの値をサンプルホールドするサンプルホールド部と、をそなえ、該駆動波形整形部は、該ピークホールド部で保持した値および該サンプルホールド部でサンプルホールドした値を前記モニタ結果として受ける、波形制御装置を用いることができる。
For example, the following means are used.
A monitor unit that monitors a waveform of an output pulse obtained by a response element responding to a supplied drive signal; a drive waveform shaping unit that shapes the waveform of the drive signal based on a monitoring result in the monitor unit; The monitor unit detects a rising edge and a falling edge in the waveform of the output pulse, and detects the rising edge in the edge detection unit based on the detection of the rising edge in the waveform of the output pulse. A peak hold unit that holds a value of a rising peak level in response to a rising edge of the drive signal, and a flat area before the falling edge of the drive signal based on the detection of the rising edge by the edge detection unit A sample hold unit that samples and holds the value of the response waveform level, and the drive waveform shaping unit includes the peak hold The value sample-hold with in the held values and the sample-hold section receives as the result of monitoring, it is possible to use the waveform controller.

開示の技術によれば、簡易な構成によって目標の矩形度を有するパルスを生成することができる。   According to the disclosed technology, a pulse having a target rectangularity can be generated with a simple configuration.

以下、図面を参照して実施の形態を説明する。但し、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図は無い。即ち、本実施形態は、その趣旨に逸脱しない範囲において種々変形して実施することができる。
〔A〕第1実施形態
現在、波長多重(Wavelength Division Multiplexing:WDM)伝送システムが幹線系光通信ネットワークシステムの主流である。しかしながら、今後は、ネットワーク利用効率の向上の観点から、光信号のまま経路を切り替える光パケット・バーストスイッチングネットワークシステムへの進展が期待されている。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example, and there is no intention of excluding various modifications and application of technology that are not explicitly described below. In other words, the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present embodiment.
[A] First Embodiment At present, wavelength division multiplexing (WDM) transmission systems are the mainstream of trunk optical communication network systems. However, in the future, from the viewpoint of improving the network utilization efficiency, it is expected to progress to an optical packet / burst switching network system that switches a route with an optical signal.

光パケット・バーストスイッチングネットワークシステムにおいては、回線使用効率を向上させるために、光信号をパケットに分割し、そのパケット単位で光信号のまま交換・方路切り替えの処理を行なう機能が必要となることが見込まれている。
このような機能を担う装置においては、上述のパケット単位での交換や方路切り替えを行なうにあたって、少なくともミリ秒次元よりも小さい時間次元、例えばマイクロ秒〜ナノ秒次元での切り替え処理を行なうことができるようにすることが期待されている。
In an optical packet / burst switching network system, in order to improve line utilization efficiency, it is necessary to have a function to divide an optical signal into packets and perform switching / route switching processing with the optical signal as the packet unit. Is expected.
In an apparatus having such a function, when performing the above-described exchange in units of packets and switching routes, it is possible to perform switching processing in a time dimension smaller than at least a millisecond dimension, for example, a microsecond to nanosecond dimension. It is expected to be able to do that.

一例として、光半導体増幅器(Semiconductor Optical Amplifier:SOA)のような素子をゲートスイッチとして利用し、それをマトリクス状に複数配置する分配・合流型の光パケットスイッチシステムがある。分配・合流型の光パケットスイッチシステムでは、ポート数Nに対し、N×N以上のスイッチング素子が必要となる。
図1に、8個の入力ポート(♯1〜♯8)および8個の出力ポート(♯1〜♯8)を有する分配・合流ゲートスイッチ型の光パケットスイッチ(光スイッチ装置、インターコネクトシステム)100の例を示す。8ポートから入力される光パケット信号は、入力ポートごとにそなえられた1:8カプラ101でそれぞれ8分配される。8:8光ゲートスイッチ部102は出力先の出力ポートごとにそなえられる。
As an example, there is a distribution / merging type optical packet switch system in which an element such as an optical semiconductor amplifier (SOA) is used as a gate switch and a plurality of elements are arranged in a matrix. In the distribution / merging type optical packet switch system, N × N or more switching elements are required for N ports.
FIG. 1 shows a distribution / merging gate switch type optical packet switch (optical switch device, interconnect system) 100 having eight input ports (# 1 to # 8) and eight output ports (# 1 to # 8). An example of Optical packet signals input from the 8 ports are each divided into 8 by the 1: 8 coupler 101 provided for each input port. An 8: 8 optical gate switch unit 102 is provided for each output port of the output destination.

一つの光ゲートスイッチ部102は、8個の入力ポート♯1〜♯8に対応した1:8カプラ101からの分配経路を1本ずつ接続して、それぞれの分配経路ごとに、光ゲートスイッチ102aがそなえられる。光ゲートスイッチ102aは、駆動回路105からの駆動信号に基づいて、入力される光パケット信号についての通過/遮断が制御されるもので、例えばSOAを用いることができるが、電界吸収型光変調器などの他の光素子を用いることもできる。なお、光パケットスイッチ(インターコネクトシステム)100は筐体に収容されてもよい。   One optical gate switch unit 102 connects one distribution path from the 1: 8 coupler 101 corresponding to eight input ports # 1 to # 8 one by one, and the optical gate switch 102a for each distribution path. Is provided. The optical gate switch 102a controls the passage / blocking of an input optical packet signal based on a drive signal from the drive circuit 105. For example, an SOA can be used as the optical gate switch 102a. Other optical elements such as can also be used. The optical packet switch (interconnect system) 100 may be housed in a casing.

駆動回路105は、光ゲートスイッチ102aごとにそなえられて、トリガ信号出力部106から入力されるトリガ信号に応じた駆動信号を光ゲートスイッチ102aに供給する。尚、図1中においては、出力ポート♯8に対応する光ゲートスイッチ部102における光ゲートスイッチ102aに対応した駆動回路105に着目して図示している。
トリガ信号出力部106は、各光ゲートスイッチ102aに対する導通/遮断の制御タイミングに応じたトリガ信号を対応する駆動回路105に供給する。又、トリガ信号出力部106から出力される各駆動回路105へのトリガ信号の出力タイミングは同期手段107によって制御することができる。
The drive circuit 105 is provided for each optical gate switch 102a and supplies a drive signal corresponding to the trigger signal input from the trigger signal output unit 106 to the optical gate switch 102a. In FIG. 1, attention is paid to the drive circuit 105 corresponding to the optical gate switch 102a in the optical gate switch unit 102 corresponding to the output port # 8.
The trigger signal output unit 106 supplies a trigger signal corresponding to the conduction / cutoff control timing for each optical gate switch 102 a to the corresponding drive circuit 105. The output timing of the trigger signal to each drive circuit 105 output from the trigger signal output unit 106 can be controlled by the synchronization means 107.

同期部107は、光パケット信号を導通させる制御を行なう対象となる光ゲートスイッチ102aにその光パケット信号が入力されるタイミングおよび通過するタイミングと、当該光ゲートスイッチ102aの導通/遮断の制御を同期させる。例えば、トリガ信号出力部106から出力される光ゲートスイッチ102aの導通/遮断制御のためのトリガ信号が、光パケット信号の入力および通過のタイミングにほぼ同期するように、トリガ信号出力部106を制御する。   The synchronization unit 107 synchronizes the timing at which the optical packet signal is input to and passed through the optical gate switch 102a to be controlled to conduct the optical packet signal, and the conduction / cutoff control of the optical gate switch 102a. Let For example, the trigger signal output unit 106 is controlled so that the trigger signal for conduction / cutoff control of the optical gate switch 102a output from the trigger signal output unit 106 is substantially synchronized with the input and passage timing of the optical packet signal. To do.

なお、同期部107は、例えば、光パケットスイッチ100が搭載される箇所に応じた態様でトリガ信号出力部106を制御することができる。
たとえば、ネットワークの中継箇所に適用される場合には、入出力ポート♯1〜♯8にはそれぞれ光伝送路が接続される。そして、各入力ポート♯1〜♯8への光パケット信号の入力を1:8カプラ101よりも上流側箇所で検出する。そして、入力を検出した光パケット信号が導かれるべき出力ポート♯1〜♯8に応じて定められる光ゲートスイッチ102aが、当該光パケット信号が該当の光ゲートスイッチ102aに到達する以前に導通状態となるようにトリガ信号の出力を制御する。又、当該光パケット信号が通過した後は遮断されるようにトリガ信号の出力を制御する。
Note that the synchronization unit 107 can control the trigger signal output unit 106 in a manner corresponding to a location where the optical packet switch 100 is mounted, for example.
For example, when applied to a network relay point, an optical transmission line is connected to each of the input / output ports # 1 to # 8. Then, the input of the optical packet signal to each of the input ports # 1 to # 8 is detected at a location upstream of the 1: 8 coupler 101. Then, the optical gate switch 102a determined according to the output ports # 1 to # 8 to which the optical packet signal whose input is detected is to be guided is brought into a conductive state before the optical packet signal reaches the corresponding optical gate switch 102a. The output of the trigger signal is controlled so that Also, the trigger signal output is controlled so that the optical packet signal is blocked after passing.

または、光パケット信号を送信する送信器箇所に適用される場合には、各入力ポート♯1〜8には、光パケット信号を生成する光パケット信号源等が接続される。この場合には、該当の光パケット信号源で光パケット信号を生成するためのデータ信号の供給タイミングに関する情報を受け取り、導出先とすべき光ゲートスイッチ102aに対するトリガ信号が当該パケット信号の入力タイミングにほぼ同期させる制御を行なう。   Alternatively, when applied to a transmitter portion that transmits an optical packet signal, an optical packet signal source that generates an optical packet signal is connected to each of the input ports # 1 to # 8. In this case, information relating to the supply timing of the data signal for generating the optical packet signal at the corresponding optical packet signal source is received, and the trigger signal for the optical gate switch 102a to be derived is the input timing of the packet signal. Control to be almost synchronized.

なお、光パケットスイッチ100が搭載される箇所がいずれとなる場合においても、光パケット信号の入力を検出する箇所、または光パケット信号が生成される光パケット信号源の搭載箇所から、1:8光カプラ101に至る光経路上に適宜遅延手段を介装できる。これにより、光ゲートスイッチ102aの制御が、当該光ゲートスイッチ102aへの光パケット信号の入力以前に完了させられるようにすることができる。   Note that in any case where the optical packet switch 100 is mounted, the 1: 8 light is transmitted from the position where the input of the optical packet signal is detected or the optical packet signal source where the optical packet signal is generated. A delay means can be appropriately provided on the optical path to the coupler 101. Thereby, the control of the optical gate switch 102a can be completed before the input of the optical packet signal to the optical gate switch 102a.

これにより、光ゲートスイッチ102aは、光パケット信号が通過する期間のみオンにし、それ以外はオフにして、クロストークや雑音光の漏出を防ぐ。経路のスイッチングは、例えばスイッチング前の経路に対応する光ゲートスイッチ102aをオフ(遮断制御)するとともに、スイッチング後の経路に対応する光ゲートスイッチ102aをオンすることで行なうことができる。   As a result, the optical gate switch 102a is turned on only during a period during which the optical packet signal passes, and is turned off during the other periods to prevent crosstalk and noise light leakage. The path switching can be performed, for example, by turning off (shut-off control) the optical gate switch 102a corresponding to the path before switching and turning on the optical gate switch 102a corresponding to the path after switching.

このように、所望の入出力ポート間の光ゲートスイッチ102aおよび対応の下流側SOA104をオン(通過制御)すると、当該入出力ポート間において光パケット信号の経路を設定できる。例えば、入力ポート♯iと出力ポート♯jとの間で光パケット信号を設定する場合には、図中i−jのゲート出力を有するSOA102aとともに、当該SOA102aの下流側のSOA104を通過(オン)する制御を行なう。   Thus, when the optical gate switch 102a between the desired input / output ports and the corresponding downstream SOA 104 are turned on (pass control), the path of the optical packet signal can be set between the input / output ports. For example, when an optical packet signal is set between the input port #i and the output port #j, the SOA 102a having the gate output i-j in the figure passes through the SOA 104 on the downstream side of the SOA 102a (ON). Control to do.

すなわち、オンとされた光ゲートスイッチ102aを通過した光パケット信号は出力ポートごとに8:1カプラ103で合波され、出力される。尚、SOA104は、8:1カプラ103での光損失を補うために、例えば8:1カプラ103の出力にそなえられたものであるが、適宜省略してもよい。
図1においては、出力ポート毎に損失補償用のSOA104を具備しているため、同一経路上にそなえられる2個のSOA102a,104をほぼ同時または同時にオン又はオフさせる。このとき、オンオフの切り換えに要する時間が短いほど粒度の細かい(パケット長の短い)光パケット信号を処理することが可能となる。更に、オンからオフへの、又はオフからオンへの切り換えが速いほど、光パケット信号間の空き時間(ガードタイム)を短くすることが可能となる。
That is, the optical packet signal that has passed through the turned-on optical gate switch 102a is multiplexed by the 8: 1 coupler 103 for each output port and output. The SOA 104 is provided for the output of the 8: 1 coupler 103, for example, in order to compensate for the optical loss in the 8: 1 coupler 103, but may be omitted as appropriate.
In FIG. 1, the loss compensation SOA 104 is provided for each output port, so that the two SOAs 102a, 104 provided on the same path are turned on or off almost simultaneously or simultaneously. At this time, it is possible to process an optical packet signal with finer granularity (short packet length) as the time required for on / off switching is shorter. Furthermore, the faster the switching from on to off or from off to on, the shorter the idle time (guard time) between optical packet signals.

このように、図1に示す光パケットスイッチ100においては、8×8+8=72個のSOA102a,104が用いられている。即ち、ポート数N(=8)とした場合のN×Nよりも多数のスイッチング素子であるSOA102a,104が適用されている。
分配・合流型の光パケットスイッチ100のように、ナノ秒オーダのスイッチングが必要な場合、光ゲートスイッチングを担う複数のSOA102a,104に対して駆動信号を供給するための配線長さがミリ単位で相違すると、スイッチング時間を遅くする等、応答特性に影響を与える。
Thus, in the optical packet switch 100 shown in FIG. 1, 8 × 8 + 8 = 72 SOAs 102a and 104 are used. That is, SOAs 102a and 104, which are more switching elements than N × N when the number of ports is N (= 8), are applied.
When switching in the order of nanoseconds is required as in the distribution / merging type optical packet switch 100, the wiring length for supplying drive signals to the plurality of SOAs 102a and 104 responsible for optical gate switching is in millimeters. If they are different, the response characteristics are affected, for example, the switching time is delayed.

すなわち、SOA102a,104自身が持つキャパシタンス成分(寄生容量)や抵抗成分、駆動回路とSOAとの間の配線のインダクタンスL成分等によって決定される時定数の影響によって、SOA102a,104のスイッチング応答が遅くなることがある。具体的には、SOAに対する光導通/遮断のための駆動波形を理想的な矩形波で入力した場合でも、応答信号である出力光の波形は鈍ってしまい、スイッチング応答が遅くなることがある。   That is, the switching response of the SOAs 102a and 104 is slow due to the influence of time constants determined by the capacitance component (parasitic capacitance) and resistance component of the SOAs 102a and 104 themselves, the inductance L component of the wiring between the drive circuit and the SOA, and the like. May be. Specifically, even when the drive waveform for conducting / blocking light with respect to the SOA is input as an ideal rectangular wave, the waveform of the output light that is a response signal may become dull and the switching response may be delayed.

各々のSOA102a,104に対し駆動信号を出力する駆動回路が対応するSOA102a,104の直近に配置され、その配線長は互いに等距離となるよう配置することで、SOA102a,104ごとの応答特性を画一的に改善することが期待できる。しかし、図1に例示した場合のように、SOA102a,104とそれらの駆動回路とが数多く存在する場合、各々の配線長を均一な距離に保つことは容易ではない。このため、SOA102a,104ごとの応答特性は、各々の配線長が相違し、寄生容量に個体差を有するため、それぞれ実質的に相違しているといえる。   A drive circuit that outputs a drive signal to each of the SOAs 102a and 104 is arranged in the immediate vicinity of the corresponding SOA 102a and 104, and the wiring lengths are arranged so as to be equidistant from each other, thereby defining the response characteristics of each SOA 102a and 104. One improvement can be expected. However, when there are many SOAs 102a and 104 and their drive circuits as in the case illustrated in FIG. 1, it is not easy to keep the wiring lengths at a uniform distance. For this reason, it can be said that the response characteristics of each of the SOAs 102a and 104 are substantially different because each wiring length is different and each parasitic capacitance has an individual difference.

プリエンファシス等の技術は、回路部やCR回路等を用いて、駆動信号における立ち上がりを持ち上げる(立ち上がり応答の高速化)ことで、応答信号の矩形波の立ち上がりの鈍りを鋭くするための技術として知られている。このようなプリエンファシス技術を用いて、上述のSOA102a,104の応答特性を速めることも想定できるが、SOA102a,104の特性を改善させるためには、与えるべきプリエンファシスの量について、それぞれ個別の調整が必要になる。例示した光パケットスイッチ100においては、72個ものスイッチ素子であるSOA102a,104に対して個別調整が必要になる。   Technology such as pre-emphasis is known as a technique for sharpening the rise of the square wave of the response signal by raising the rise of the drive signal (speeding up the rise response) using a circuit unit, CR circuit, etc. It has been. It can be assumed that the response characteristics of the SOAs 102a and 104 are accelerated by using such a pre-emphasis technique. However, in order to improve the characteristics of the SOAs 102a and 104, the amount of pre-emphasis to be given is individually adjusted. Is required. In the illustrated optical packet switch 100, individual adjustments are required for the SOAs 102a and 104, which are 72 switch elements.

プリエンファシスの量を調整するには、駆動波形の矩形波エッジを立ち上げる機能を有する回路をなす素子特性について調整する必要がある。又、個別に駆動波形の調整を行なったとしても、スイッチ素子であるSOAの特性が経年変化したり、駆動回路基板の吸湿等によって特性変化を起こしたりすることなども想定すると、その後の調整作業は不可欠になる。メインテナンスや製造プロセスの効率化のためにもこのような個別調整の負担はなるべく軽減させることが望ましい。   In order to adjust the amount of pre-emphasis, it is necessary to adjust the element characteristics of the circuit having the function of raising the rectangular wave edge of the drive waveform. Even if the drive waveform is individually adjusted, it is assumed that the characteristics of the SOA that is the switch element may change over time, or that the characteristics may change due to moisture absorption of the drive circuit board. Becomes indispensable. It is desirable to reduce the burden of such individual adjustment as much as possible in order to maintain maintenance and increase the efficiency of the manufacturing process.

そこで、第1実施形態においては、図2に示す波形制御装置1および応答素子モジュール10を提案する。波形制御装置1においては、応答素子であるSOA2の駆動信号に対する応答出力をなす光パルスの矩形度をモニタし、モニタ結果の矩形度に応じて駆動信号の駆動波形を制御して、光パルスの矩形度を自在に制御する。
すなわち、図2に示す波形制御装置1を上述の図1に示す各々のSOA102a,104の駆動のために適用することで、各々のSOA102a,104の応答出力をなす光パルスの矩形度が目標形状を有するように整形できる。
Therefore, in the first embodiment, the waveform control device 1 and the response element module 10 shown in FIG. 2 are proposed. The waveform control device 1 monitors the rectangularity of the optical pulse that makes a response output to the driving signal of the SOA 2 that is the response element, controls the driving waveform of the driving signal according to the rectangularity of the monitoring result, and Control rectangularity freely.
That is, by applying the waveform control device 1 shown in FIG. 2 to drive the respective SOAs 102a and 104 shown in FIG. 1 described above, the rectangularity of the optical pulses that form the response outputs of the respective SOAs 102a and 104 is set to the target shape. Can be shaped to have

なお、SOA2を図1に示す光パケットスイッチ100の要素(符号102a,104)として適用する場合には、矩形度の制御のためにはSOA2から出力される光パルスの周期が波形制御装置1において既知であることが必要である。このため、光パケットスイッチ100の運用開始前(即ちSOA2への入力光が非入力の状態)において、波形制御装置1による光パルスの矩形度についての整形を行なうことができる。   When the SOA 2 is applied as an element (reference numerals 102a and 104) of the optical packet switch 100 shown in FIG. 1, the period of the optical pulse output from the SOA 2 is set in the waveform control device 1 for controlling the rectangularity. It needs to be known. For this reason, before the operation of the optical packet switch 100 is started (that is, the input light to the SOA 2 is not input), the waveform control device 1 can shape the rectangularity of the optical pulse.

また、応答素子モジュール10は、上述の波形制御装置1および応答素子としての少なくとも1つのSOA2を含む。図2に示す波形制御装置1は、実施形態の一例(以降、一例と呼ぶ。)として矩形度識別回路3と、演算制御回路4と、駆動電圧制御回路5と、をそなえる。演算制御回路4は、上述の図1に示すトリガ信号出力部106の一例となる。即ち、運用にあるSOA2(図1の102a,104参照)に入力光である光パケットが入力されるタイミングに同期して、当該SOA2に入力光を導通させるトリガ信号を、以下のような矩形度の整形が行なわれた駆動電圧制御回路5を介して供給することができる。   The response element module 10 includes the above-described waveform control device 1 and at least one SOA 2 as a response element. A waveform control device 1 shown in FIG. 2 includes a rectangularity identification circuit 3, an arithmetic control circuit 4, and a drive voltage control circuit 5 as an example of the embodiment (hereinafter referred to as an example). The arithmetic control circuit 4 is an example of the trigger signal output unit 106 shown in FIG. That is, in synchronization with the timing when an optical packet that is input light is input to the SOA 2 in operation (see 102a and 104 in FIG. 1), the trigger signal for conducting the input light to the SOA 2 is set to the following rectangularity. Can be supplied through the drive voltage control circuit 5 that has been shaped.

波形制御装置1においては、出力光パルスの矩形度の整形を行なう場合、非運用時のSOA2について、SOA2を一定周期のトリガ信号で駆動することにより得られる自然放出光(ASE光)を用いる。即ち、入力光が入力されていないSOA2に、演算制御回路4で生成される一定のオンオフ周期の駆動信号が駆動電圧制御回路5を介して供給されると、このSOA2から応答出力として自然放出光(ASE光)を出力する。   In the waveform control apparatus 1, when shaping the rectangularity of the output light pulse, spontaneous emission light (ASE light) obtained by driving the SOA 2 with a trigger signal having a fixed period is used for the SOA 2 during non-operation. That is, when a drive signal having a constant on / off cycle generated by the arithmetic control circuit 4 is supplied to the SOA 2 to which no input light is input via the drive voltage control circuit 5, the spontaneous emission light is output from the SOA 2 as a response output. (ASE light) is output.

このとき、ASE光は、駆動信号のオンオフに応じた光パルスの強度変動を有する。即ち、駆動信号をオンさせるとASE光が出力されるので光パルスのオンに該当する一方、駆動信号をオフさせるとASE光の出力光レベルが0となるので光パルスのオフに該当する。
矩形度識別回路3は、後述の駆動電圧制御回路5から供給される駆動信号に応答素子であるSOA2が応答して得られる出力パルスの波形をモニタするモニタ部の一例である。矩形度識別回路3は、SOA2からの出力光パルスの波形の矩形度を、例えば、出力光パルスの波形が真正の(理想的な)矩形形状となっている度合いを数値化することにより識別する。矩形度識別回路3は、一例として、高調波成分抽出部3a,平均パワー検出回路3bおよびアナログ/ディジタル(A/D)コンバータ3cをそなえる。
At this time, the ASE light has an optical pulse intensity fluctuation according to the on / off of the drive signal. That is, when the drive signal is turned on, the ASE light is output, which corresponds to turning on the optical pulse. On the other hand, when the drive signal is turned off, the output light level of the ASE light becomes 0, which corresponds to turning off the optical pulse.
The rectangularity identification circuit 3 is an example of a monitor unit that monitors the waveform of an output pulse obtained by the SOA 2 as a response element in response to a drive signal supplied from a drive voltage control circuit 5 described later. The rectangularity identification circuit 3 identifies the rectangularity of the waveform of the output optical pulse from the SOA 2 by, for example, quantifying the degree to which the waveform of the output optical pulse has a true (ideal) rectangular shape. . As an example, the rectangularity identification circuit 3 includes a harmonic component extraction unit 3a, an average power detection circuit 3b, and an analog / digital (A / D) converter 3c.

高調波成分抽出部3aは、SOA2からの出力パルス(出力光パルス)に含まれる、駆動信号をなすトリガパルスの周波数(既知)についての偶数次又は奇数次の高調波成分を抽出する。高周波成分抽出部3aをトリガパルスの偶数次の高調波成分を抽出するものとする場合は、一例として、図3(a)に示すように、分岐部11,遅延部12,受光部13,14および合成部15をそなえる。   The harmonic component extraction unit 3a extracts even-order or odd-order harmonic components with respect to the frequency (known) of the trigger pulse forming the drive signal included in the output pulse (output optical pulse) from the SOA2. When the high-frequency component extraction unit 3a extracts even-order harmonic components of the trigger pulse, as shown in FIG. 3A, for example, the branching unit 11, the delay unit 12, and the light receiving units 13 and 14 are used. And a combining unit 15.

分岐部11は、例えば3dBカプラ等が適用され、SOA2から出力される出力光パルスの一部を、光カプラ等を含む光分岐部7を通じて受けて、受けた出力光パルスについて2分岐する。そして、分岐部11で分岐された一方は受光部13に接続される一方、他方は遅延部12を介して受光部14に接続される。
遅延部12は、例えば分岐部11と受光部14との間に介装される遅延線(光ファイバ)が適用され、受光部14に入力される光に、分岐部11から受光部13に入力される光よりも所定時間だけ遅延させる。この遅延時間としては、例えばSOA2からの出力パルスのパルス周期(又は駆動電圧制御回路5からSOA2に出力される駆動信号をなすパルス信号の周期)の半周期相当の時間である。
For example, a 3 dB coupler or the like is applied to the branching unit 11. A part of the output optical pulse output from the SOA 2 is received through the optical branching unit 7 including the optical coupler and the received output optical pulse is branched into two. One branched by the branching unit 11 is connected to the light receiving unit 13, while the other is connected to the light receiving unit 14 via the delay unit 12.
For example, a delay line (optical fiber) interposed between the branching unit 11 and the light receiving unit 14 is applied to the delay unit 12, and light input to the light receiving unit 14 is input from the branching unit 11 to the light receiving unit 13. It is delayed by a predetermined time from the light to be emitted. The delay time is, for example, a time corresponding to a half period of a pulse period of an output pulse from the SOA 2 (or a period of a pulse signal forming a drive signal output from the drive voltage control circuit 5 to the SOA 2).

受光部13,14はともに入力される光について電気信号に変換(光電変換)するもので、例えばフォトダイオード(PD)が適用される。即ち、受光部13,14から出力される電気信号は、SOA2から出力される出力光パルスに相当する振幅変化を有する電気パルス信号である。但し、遅延部12で遅延された光を受光する受光部14からの電気パルス信号は、受光部13からの電気パルス信号に対してそのパルス周期の半周期時間が遅延されている。   The light receiving units 13 and 14 both convert input light into electrical signals (photoelectric conversion), and for example, a photodiode (PD) is applied. That is, the electric signal output from the light receiving units 13 and 14 is an electric pulse signal having an amplitude change corresponding to the output light pulse output from the SOA 2. However, the electrical pulse signal from the light receiving unit 14 that receives the light delayed by the delay unit 12 is delayed by a half cycle time of the pulse period with respect to the electrical pulse signal from the light receiving unit 13.

合成部15は、上述の受光部13,14から出力される電気パルス信号を合成、即ち重ねあわせる。合成部15において、パルス周期の半周期時間分の相対的な遅延時間差を有する電気パルス信号を重ね合わせることで、パルス周期に半波長ずれた奇数次高調波成分については互いにキャンセルされる。その結果、合成部15での合成後の信号には偶数次高調波成分のみが残存することになる。これにより、高調波成分抽出部3aとして、偶数次の高調波成分を出力することができる。   The synthesizer 15 synthesizes, ie superimposes, the electric pulse signals output from the light receiving units 13 and 14 described above. In the synthesizer 15, by overlapping electrical pulse signals having a relative delay time difference corresponding to a half cycle time of the pulse period, odd-order harmonic components that are shifted by a half wavelength in the pulse period are canceled with each other. As a result, only the even-order harmonic component remains in the signal after synthesis by the synthesis unit 15. As a result, even harmonic components can be output as the harmonic component extraction unit 3a.

ところで、式(1)は、非正弦波交流の時間tでの瞬時値v(t)のフーリエ級数式の一例である。そして、理想的な矩形波v(t)は、一例として、式(1)から式(2)のフーリエ級数展開式のように導出することができる。ここで、式(1),(2)において、Vは振幅、ωは角速度であり、周期をTとすると、ω=2π/Tである。尚、式(2)に示す矩形波v(t)は、−T/4<t<T/4においてv(t)=Vであり、−T/2<t<−T/4,T/4<t<T/2においてv(t)=−Vである。   By the way, Expression (1) is an example of a Fourier class expression of the instantaneous value v (t) at time t of non-sinusoidal alternating current. The ideal rectangular wave v (t) can be derived as an example from the Fourier series expansion expression of Expression (2) from Expression (1). In equations (1) and (2), V is the amplitude, ω is the angular velocity, and ω = 2π / T, where T is the period. The rectangular wave v (t) shown in the equation (2) is v (t) = V when −T / 4 <t <T / 4, and −T / 2 <t <−T / 4, T / When 4 <t <T / 2, v (t) = − V.

Figure 0005574021
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理想的な矩形波は、パルス信号をなすパルス周期の奇数次の高調波成分の重ね合わせを含む。即ち、この式(2)に示すωtの成分は1次波であり、3ωt,5ωt,7ωtの成分はそれぞれ3,5,7次高調波である。この式(2)に示すように、理想的な矩形波においては、式(1)における偶数次高調波成分(n=2,4,…の成分)は、0になる。   An ideal rectangular wave includes a superposition of odd harmonic components of a pulse period forming a pulse signal. That is, the component of ωt shown in the equation (2) is the first-order wave, and the components of 3ωt, 5ωt, and 7ωt are the third, fifth, and seventh-order harmonics, respectively. As shown in Equation (2), in an ideal rectangular wave, the even-order harmonic components (components of n = 2, 4,...) In Equation (1) are zero.

したがって、上述の高調波成分抽出部3aにおいて抽出される、偶数次の高調波成分(例えば、式(1)におけるフーリエ級数展開式での2ωt,4ωtの成分)は、パルス信号波形を理想的な矩形波形状から実質的に変形させる要素であるといえる。
図4は、光分岐部7から矩形度識別回路3に入力されるパルス信号に含まれるスペクトラム特性(A)の一例とともに、上述の高調波成分抽出部3aとしての透過特性(B)の一例を示す図である。この図4に例示するように、矩形度識別回路3に入力されるパルス信号には、上述の式(1)で例示されるような奇数次高調波成分A1,A3,A5,…とともに、理想的な矩形波形状を変形させる成分である偶数次高調波成分A2,A4,A6,…が含まれる。尚、図4中、「A」に付される数字は、高調波成分の次数を示す。又、図4中、横軸は周波数であり、縦軸は振幅(瞬時値電圧)を表す。
Therefore, even-order harmonic components (for example, 2ωt and 4ωt components in the Fourier series expansion equation in the equation (1)) extracted by the above-described harmonic component extraction unit 3a have an ideal pulse signal waveform. It can be said that the element is substantially deformed from the rectangular wave shape.
FIG. 4 shows an example of the transmission characteristic (B) as the above-described harmonic component extraction unit 3 a together with an example of the spectrum characteristic (A) included in the pulse signal input from the optical branching unit 7 to the rectangularity identification circuit 3. FIG. As illustrated in FIG. 4, the pulse signal input to the rectangularity identification circuit 3 includes ideal harmonic components A1, A3, A5,. .., Which are components that deform a typical rectangular wave shape, are included. In FIG. 4, the number attached to “A” indicates the order of the harmonic component. In FIG. 4, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents amplitude (instantaneous value voltage).

高調波成分抽出部3aは、例えば、図4中、網掛け部Bで示すような透過周波数帯を有する。換言すれば、透過周波数帯(B)と遮断周波数帯とが交互に配列されるコムフィルタ(comb filter)としての特性を有することができる。これにより、上述の偶数次の高調波成分A2,A4,A6,…を透過させる一方、奇数次の高調波成分A1,A3,A5,…については遮断させることができる。   For example, the harmonic component extraction unit 3a has a transmission frequency band as indicated by a hatched portion B in FIG. In other words, it can have characteristics as a comb filter in which the transmission frequency band (B) and the cut-off frequency band are alternately arranged. As a result, the even-order harmonic components A2, A4, A6,... Can be transmitted while the odd-order harmonic components A1, A3, A5,.

図5(a)〜図5(e)は、例えば式(1)における偶数次高調波成分の係数を変化させることで、パルス周期の奇数次高調波成分に対し偶数次高調波成分が含まれる割合を変化させた場合のパルス信号波形のシミュレーション結果の一例である。
ここで、図5(c)は、1〜199次までの高調波成分のうちの、偶数次高調波成分を除く奇数次高調波成分を重ね合わせた場合のシミュレーション結果の一例である。また、図5(a)は、1〜199次までの高調波成分のうちの奇数次高調波成分の重ね合わせと、第1割合の偶数次高調波成分と、を同位相で重ね合わせた場合のシミュレーション結果の一例である。又、図5(b)は奇数次高調波成分の重ね合わせに、第1割合よりも少ない第2割合の偶数次高調波成分を同位相で重ね合わせた場合のシミュレーション結果の一例である。
5 (a) to 5 (e), for example, by changing the coefficient of the even-order harmonic component in Equation (1), the even-order harmonic component is included with respect to the odd-order harmonic component of the pulse period. It is an example of the simulation result of the pulse signal waveform at the time of changing a ratio.
Here, FIG.5 (c) is an example of the simulation result at the time of superimposing the odd-order harmonic component except the even-order harmonic component among the harmonic components from 1st to 199th order. FIG. 5A shows the case where the superposition of the odd-order harmonic components of the first to 199th-order harmonic components and the even-order harmonic components of the first ratio are superposed in the same phase. It is an example of the simulation result. FIG. 5B shows an example of a simulation result in the case where the even-order harmonic components of the second ratio smaller than the first ratio are superimposed in the same phase on the superposition of the odd-order harmonic components.

これに対し、図5(d)は、上述の第1割合の偶数次高調波成分を、奇数次高調波成分とは逆位相で、奇数次高調波成分とともに重ね合わせた場合のシミュレーション結果の一例である。又、図5(e)は上述の第2割合の偶数次高調波成分を、奇数次高調波成分とは逆位相で、奇数次高調波成分とともに重ね合わせた場合のシミュレーション結果の一例である。   On the other hand, FIG. 5 (d) shows an example of the simulation result when the above-mentioned first-order even-order harmonic component is superimposed with the odd-order harmonic component in the opposite phase to the odd-order harmonic component. It is. FIG. 5E shows an example of a simulation result when the above-mentioned second-order even-order harmonic component is superimposed with the odd-order harmonic component in the opposite phase to the odd-order harmonic component.

すなわち、パルス信号をなすパルス周期の奇数次の高調波成分の重ね合わせの場合には、図5(c)のシミュレーション結果に示すように、ほぼ理想的な矩形波の形状になる。一方、図5(a),図5(b),図5(d),図5(e)に示すように、偶数次の高調波成分が含まれる割合が増えるに従って、パルス信号波形が理想的な矩形波形状から変形する度合いが大きくなる。   That is, in the case of superimposing odd-order harmonic components of the pulse period forming the pulse signal, as shown in the simulation result of FIG. On the other hand, as shown in FIGS. 5 (a), 5 (b), 5 (d), and 5 (e), the pulse signal waveform becomes ideal as the proportion of even-order harmonic components increases. The degree of deformation from a rectangular wave shape increases.

矩形度識別回路3の要素である平均パワー検出回路3bは、高調波成分抽出部3aにて抽出された偶数次又は奇数次の高調波成分のパワーをモニタするパワーモニタ部の一例である。第1実施形態における平均パワー検出回路3bにおいては、高調波成分抽出部3aにおいて抽出した偶数次高調波成分のパワー(平均パワー)を検出する。A/Dコンバータ3cにおいては、平均パワー検出回路3bにて検出された平均パワーの値についてアナログ信号からディジタル信号に変換して、演算制御回路4に出力する。   The average power detection circuit 3b, which is an element of the rectangularity identification circuit 3, is an example of a power monitoring unit that monitors the power of even-order or odd-order harmonic components extracted by the harmonic component extraction unit 3a. In the average power detection circuit 3b in the first embodiment, the power (average power) of the even-order harmonic component extracted by the harmonic component extraction unit 3a is detected. In the A / D converter 3 c, the average power value detected by the average power detection circuit 3 b is converted from an analog signal to a digital signal and output to the arithmetic control circuit 4.

これにより、矩形度識別回路3においては、出力光パルスにおける理想的な矩形波形状から変形される要素である偶数次の高調波成分の大きさを、モニタ結果として出力している。この場合には、出力光パルスに含まれる偶数次の高調波成分のパワーが最小となっている場合には、出力光パルスの波形として、ほぼ理想的な矩形波形状を得ることができる。   Thereby, the rectangularity identifying circuit 3 outputs the magnitude of the even-order harmonic component, which is an element deformed from the ideal rectangular wave shape in the output light pulse, as the monitoring result. In this case, when the power of the even-order harmonic component included in the output light pulse is minimum, a substantially ideal rectangular wave shape can be obtained as the waveform of the output light pulse.

なお、前述の図3(a)においては、分岐部11での光分岐の後段において分岐光をそれぞれ光電変換する受光部13,14がそなえられている。他の例としては、例えば図3(b)に示すように、分岐部11としての機能の前段に受光部19をそなえるようにしてもよい。この場合においては、分岐部11′としては受光部19からの電気パルス信号について2分岐し、遅延部12′においては、分岐部11′からの電気パルス信号について上述の場合と同等の遅延時間差を与える。これにより、合成部15において、図3(a)の場合と同様の偶数次の高調波成分を出力することができる。   In FIG. 3A described above, the light receiving units 13 and 14 for photoelectrically converting the branched light are provided in the subsequent stage of the light branching in the branching unit 11. As another example, for example, as shown in FIG. 3B, the light receiving unit 19 may be provided in the preceding stage of the function as the branching unit 11. In this case, the branching unit 11 'branches the electric pulse signal from the light receiving unit 19 into two branches, and the delay unit 12' has a delay time difference equivalent to that described above for the electric pulse signal from the branching unit 11 '. give. Thereby, in the synthesis | combining part 15, the harmonic component of the even order similar to the case of Fig.3 (a) can be output.

また、図3(a),図3(b)のごとき遅延時間差を有するパルス信号を合成部15で重ね合わせる場合において、入力される各パルス信号のレベルを整合させるべく合成部15の入力側にアンプ等を適宜介装するようにしてもよい。
さらに、高調波成分抽出部3aとしては、奇数次高調波成分を抽出し、矩形度識別回路3においてはそのパワー情報(ディジタル信号)をモニタ結果として出力するようにしてもよい。この場合には、高調波成分抽出部3aは、前述の図4に示す奇数次高調波成分A1,A3,A5,…を通過させる一方、偶数次の高調波成分A2,A4,…については遮断するコムフィルタとしての特性を有する。奇数次高調波成分は、出力パルスにおける理想的な矩形度形状を形成する要素である。従って、平均パワー検出回路3bにおいて検出する奇数次高調波成分のパワーが最大となれば、出力光パルスの波形として、ほぼ理想的な矩形波形状を得ることができる。
Further, in the case where pulse signals having a delay time difference as shown in FIG. 3A and FIG. 3B are overlapped by the combining unit 15, on the input side of the combining unit 15 to match the level of each input pulse signal. You may make it interpose an amplifier etc. suitably.
Further, the harmonic component extraction unit 3a may extract odd-order harmonic components, and the rectangularity identification circuit 3 may output the power information (digital signal) as a monitoring result. In this case, the harmonic component extraction unit 3a passes the odd-order harmonic components A1, A3, A5,... Shown in FIG. 4 and blocks the even-order harmonic components A2, A4,. As a comb filter. The odd harmonic component is an element that forms an ideal rectangularity shape in the output pulse. Therefore, if the power of the odd-order harmonic component detected by the average power detection circuit 3b is maximized, an almost ideal rectangular wave shape can be obtained as the waveform of the output light pulse.

図3(c)は、トリガパルスの奇数次の高調波成分を抽出する高調波成分抽出部3aの一例である。この図3(c)に示す高調波成分抽出部3aは、分岐部11,遅延部12,受光部13,14,合成部15,受光部16,位相調整回路17および減算部18をそなえる。
分岐部11は、前述の図3(a)に示すものと異なり、光分岐部7を通じて受けた出力光パルスについてパワーを等分に3分岐し、それぞれ、3つの受光部13,14,16に導く。遅延部12,受光部13,14および合成部15は、前述の図3(a)に示すものと基本的に同様である。即ち、合成部15からは、出力光パルスの偶数次の高調波成分を出力することができる。
FIG. 3C is an example of a harmonic component extraction unit 3a that extracts odd-order harmonic components of the trigger pulse. The harmonic component extraction unit 3a shown in FIG. 3C includes a branching unit 11, a delay unit 12, light receiving units 13, 14, a combining unit 15, a light receiving unit 16, a phase adjusting circuit 17, and a subtracting unit 18.
Unlike the one shown in FIG. 3A described above, the branching unit 11 equally divides the power of the output optical pulse received through the optical branching unit 7 into three parts. Lead. The delay unit 12, the light receiving units 13 and 14, and the combining unit 15 are basically the same as those shown in FIG. That is, the synthesis unit 15 can output even-order harmonic components of the output light pulse.

また、受光部16は、入力される光、即ち、分岐部11で3等分されたうちの一の出力光パルスについて電気信号に変換(光電変換)し、減算部18に出力する。位相調整回路17は、合成部15からの偶数次の高調波成分の信号について位相調整を行ない、減算部18に入力される受光部16からの電気パルス信号に含まれる偶数次の高調波成分と位相を整合させる。   In addition, the light receiving unit 16 converts the input light, that is, one of the output light pulses divided into three by the branching unit 11 into an electric signal (photoelectric conversion), and outputs the electric signal to the subtracting unit 18. The phase adjustment circuit 17 adjusts the phase of the even-order harmonic component signal from the synthesizing unit 15, and the even-order harmonic component included in the electrical pulse signal from the light receiving unit 16 input to the subtracting unit 18. Match the phase.

さらに、減算部18は、受光部16からの電気パルス信号から、合成部15からの偶数次の高調波成分を減算し、減算した残りの成分である奇数次高調波成分を抽出する。これにより、図3(c)に示す高調波成分抽出部3aは、トリガパルスの奇数次の高調波成分を抽出することができる。
なお、上述の図3(c)に示す分岐部11において3分岐されるものにおいては、4分岐される分岐素子における3本の分岐方路を適用することとしてもよい。又、受光部13,14および16から出力される電気信号の振幅を調整するアンプや減衰器を適宜用いることで、受光部13,14,16から出力される各電気信号の振幅を整合させることもできる。
Further, the subtracting unit 18 subtracts the even-order harmonic component from the synthesizing unit 15 from the electric pulse signal from the light receiving unit 16 and extracts the odd-order harmonic component that is the remaining component after the subtraction. Thereby, the harmonic component extraction part 3a shown in FIG.3 (c) can extract the odd-order harmonic component of a trigger pulse.
In addition, in what is branched into 3 in the branch part 11 shown in the above-mentioned FIG.3 (c), it is good also as applying 3 branch paths in the branch element branched into 4 branches. Moreover, the amplitude of each electric signal output from the light receiving units 13, 14, and 16 is matched by appropriately using an amplifier or an attenuator that adjusts the amplitude of the electric signal output from the light receiving units 13, 14, and 16. You can also.

また、演算制御回路4および駆動電圧制御回路5は、互いに協働することで、モニタ部3でのモニタ結果に基づいて、駆動信号の波形を整形する駆動波形整形部の一例に相当する。即ち、駆動波形整形部4,5として、矩形度識別回路3でモニタされたパワーが所定レベル又は所定範囲となるように駆動パルス信号の波形を整形している。
たとえば、平均パワー検出回路3bで偶数次の高調波成分のパワーをモニタ結果として出力している場合には、モニタされたパワーが最小となることを制御目標に置いて駆動パルス信号の波形を整形する。又、平均パワー検出回路3bで奇数次の高調波成分のパワーをモニタ結果として出力している場合には、モニタされたパワーが最大となることを制御目標に置いて駆動パルス信号の波形を整形する。
The arithmetic control circuit 4 and the drive voltage control circuit 5 correspond to an example of a drive waveform shaping unit that cooperates with each other to shape the waveform of the drive signal based on the monitoring result of the monitor unit 3. That is, the drive waveform shaping sections 4 and 5 shape the waveform of the drive pulse signal so that the power monitored by the rectangularity identification circuit 3 is at a predetermined level or a predetermined range.
For example, when the average power detection circuit 3b outputs the power of even harmonic components as a monitoring result, the waveform of the drive pulse signal is shaped with the control target being the minimum monitored power. To do. When the power of odd harmonic components is output as a monitoring result by the average power detection circuit 3b, the waveform of the drive pulse signal is shaped with the control target being the maximum monitored power. To do.

ここで、演算制御回路4は、例えばディジタル演算素子からなり、駆動電圧制御回路5の要素であるゲートスイッチ駆動回路5cに対し、ゲートオンオフのためのトリガ信号を供給する。又、演算制御回路4は、矩形度識別回路3からディジタル信号として入力されたモニタ結果をもとに、SOA2での光パルスの波形を制御するための制御信号をディジタル信号として出力する。   Here, the arithmetic control circuit 4 is composed of, for example, a digital arithmetic element, and supplies a trigger signal for turning on / off the gate to the gate switch driving circuit 5c which is an element of the driving voltage control circuit 5. The arithmetic control circuit 4 outputs a control signal for controlling the waveform of the optical pulse in the SOA 2 as a digital signal based on the monitor result input as a digital signal from the rectangularity identification circuit 3.

駆動電圧制御回路5は、演算制御回路4からのゲートオンオフのためのパルス信号に基づいて駆動パルス信号を生成し、SOA2に供給する。このとき、駆動電圧制御回路5においては、SOA2で出力する光パルス波形を制御するための制御信号をもとに、出力する駆動パルス信号の波形を整形している。駆動電圧制御回路5は、一例として、図2に示すD/Aコンバータ5a,矩形度整形回路5bおよびゲートスイッチ駆動回路5cをそなえる。   The drive voltage control circuit 5 generates a drive pulse signal based on the pulse signal for gate on / off from the arithmetic control circuit 4 and supplies it to the SOA 2. At this time, the drive voltage control circuit 5 shapes the waveform of the drive pulse signal to be output based on the control signal for controlling the optical pulse waveform output by the SOA 2. As an example, the drive voltage control circuit 5 includes a D / A converter 5a, a rectangularity shaping circuit 5b, and a gate switch drive circuit 5c shown in FIG.

D/Aコンバータ5aは、演算制御回路4からディジタル信号として入力される制御信号をアナログ信号に変換する。矩形度整形回路5bは、D/Aコンバータ5aからの制御信号をもとに、ゲートスイッチ駆動回路5cの要素である可変容量素子16a(図6参照)への制御信号を生成する。
ゲートスイッチ駆動回路5cは、演算制御回路4からのゲートオンオフのためのトリガ信号に基づいて駆動パルス信号(駆動信号)を生成するが、ここで生成する駆動パルス信号の波形については矩形度整形回路5bからの制御信号をもとに整形されている。換言すれば、ゲートスイッチ駆動回路5cは、応答素子であるSOA2への駆動信号の波形を制御信号に基づき整形する駆動回路部の一例であり、又、演算制御回路4は、モニタ部3でのモニタ結果に基づき(矩形度整形回路5bを介して)制御信号を駆動回路部5cに出力する制御部の一例である。
The D / A converter 5a converts a control signal input as a digital signal from the arithmetic control circuit 4 into an analog signal. Based on the control signal from the D / A converter 5a, the rectangularity shaping circuit 5b generates a control signal to the variable capacitor 16a (see FIG. 6) that is an element of the gate switch drive circuit 5c.
The gate switch drive circuit 5c generates a drive pulse signal (drive signal) based on a trigger signal for gate on / off from the arithmetic control circuit 4, and the waveform of the drive pulse signal generated here is a rectangularity shaping circuit. It is shaped based on the control signal from 5b. In other words, the gate switch drive circuit 5c is an example of a drive circuit unit that shapes the waveform of the drive signal to the SOA 2 that is a response element based on the control signal, and the arithmetic control circuit 4 is provided in the monitor unit 3. It is an example of the control part which outputs a control signal to the drive circuit part 5c based on the monitoring result (via the rectangularity shaping circuit 5b).

図6はゲートスイッチ駆動回路5cの一例である。図6に示すスイッチ駆動回路5cにおいては、可変容量素子16aおよび抵抗16b,16cを含む回路部16と、ドライバアンプ(Driver AMP)17とをそなえる。ここでは、演算制御回路4からのトリガ信号は、回路部16を介してドライバアンプ17で増幅され、駆動パルス信号としてSOA2へ出力される。   FIG. 6 shows an example of the gate switch drive circuit 5c. The switch drive circuit 5c shown in FIG. 6 includes a circuit unit 16 including a variable capacitance element 16a and resistors 16b and 16c, and a driver amplifier (Driver AMP) 17. Here, the trigger signal from the arithmetic control circuit 4 is amplified by the driver amplifier 17 via the circuit unit 16, and is output to the SOA 2 as a drive pulse signal.

回路部16をなす可変容量素子16aは、矩形度整形回路5bからの制御信号の値により容量が可変される素子である。バリキャップは可変容量素子16aの一例である。この場合、演算制御回路4からの制御信号に応じて、バリキャップ16aへの制御信号として印加すべき電圧(バリキャップ電圧)を可変するバリキャップ電圧制御回路は、矩形度整形回路5bの一例である。   The variable capacitance element 16a forming the circuit unit 16 is an element whose capacitance is varied according to the value of the control signal from the rectangularity shaping circuit 5b. The varicap is an example of the variable capacitor 16a. In this case, the varicap voltage control circuit that varies the voltage (varicap voltage) to be applied as the control signal to the varicap 16a in accordance with the control signal from the arithmetic control circuit 4 is an example of the rectangularity shaping circuit 5b. is there.

矩形度整形回路5bからの制御信号を通じて、可変容量素子16aの容量が可変されると、回路部16の応答時定数が可変するので、ゲートスイッチ駆動回路5cからの駆動パルス信号の立ち上がりおよび立ち下がりの波形が整形される。可変容量素子16aの容量C12、抵抗16b,16cの抵抗値をそれぞれ固定値R21,R23とすると、回路部16の応答時定数τは式(3)のようになる。従って、容量C12を大きくすると、応答時定数τは大きくなり、容量C12を小さくすると、応答時定数τは小さくなる。 When the capacitance of the variable capacitive element 16a is varied through the control signal from the rectangularity shaping circuit 5b, the response time constant of the circuit unit 16 is varied, so that the drive pulse signal from the gate switch drive circuit 5c rises and falls. The waveform is shaped. Assuming that the capacitance C 12 of the variable capacitance element 16a and the resistance values of the resistors 16b and 16c are fixed values R 21 and R 23 , respectively, the response time constant τ 1 of the circuit unit 16 is expressed by Expression (3). Therefore, when the capacitance C 12 is increased, the response time constant τ 1 is increased, and when the capacitance C 12 is decreased, the response time constant τ 1 is decreased.

Figure 0005574021
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バリキャップとしての可変容量素子16aにおいては、例えば、矩形度整形回路5bからの制御電圧信号が小さくなると容量C12が大きくなり、矩形度整形回路5bからの制御電圧信号が大きくなると容量C12が小さくなる関係とすることができる。これにより、ゲートスイッチ駆動回路5cをなす回路部16の応答時定数は、演算制御回路4からの制御信号により生成される制御電圧信号を通じて、可変させることができる。換言すれば、演算制御回路4は、可変容量素子16aの容量を制御することを通じて、回路部16の応答時定数を制御し、これにより、ゲートスイッチ駆動回路5cから出力される駆動パルス信号の波形を制御することができる。 In the variable capacitance element 16a as a varicap, for example, the control voltage signal from the rectangularity shaping circuit 5b decreases as the capacitance C 12 is increased, the capacitance C 12 when the control voltage signal from the rectangularity shaping circuit 5b becomes larger The relationship can be reduced. Thereby, the response time constant of the circuit unit 16 constituting the gate switch drive circuit 5c can be varied through the control voltage signal generated by the control signal from the arithmetic control circuit 4. In other words, the arithmetic control circuit 4 controls the response time constant of the circuit unit 16 by controlling the capacitance of the variable capacitance element 16a, and thereby the waveform of the drive pulse signal output from the gate switch drive circuit 5c. Can be controlled.

図7(a)〜図7(c)は可変容量素子16aの容量の大きさ(又は制御電圧信号(印加電圧)の大きさ)に応じた、駆動パルス信号および光パルスの立ち上がり波形の一例を示す図である。図7の(a)は、制御電圧信号の値を比較的小さくして容量C12を比較的大きくした場合であり、図7の(c)は、制御電圧信号を比較的大きくして容量C12を比較的小さくした場合であり、図7の(b)は、制御電圧信号および容量C12を上述の図7(b)および図7(c)のときの間の値とした場合である。 FIG. 7A to FIG. 7C show examples of rising waveforms of the drive pulse signal and the optical pulse in accordance with the capacity of the variable capacitor 16a (or the control voltage signal (applied voltage)). FIG. FIG. 7A shows a case where the value of the control voltage signal is made relatively small and the capacity C 12 is made relatively large. FIG. 7C shows that the control voltage signal is made relatively large and the capacity C 12 is made relatively large. a case where a relatively small 12, (b) in FIG. 7 is a case where a value between when the control voltage signal and the capacitance C 12 of FIG. 7 described above (b) and 7 (c) .

すなわち、図7(a)に示すように、容量C12を大きくすると応答時定数が大きくなる。このため、ゲートスイッチ駆動回路5cからの駆動パルス信号A1は、鋭く立ち上がるとともに、その過渡的な立ち上がり幅W1は大きくなり、且つ一定値に落ち着くまでの時間も比較的長くなる。更に、SOA2は、このように立ち上がり幅が大きくなった駆動パルス信号A1により駆動されるので、出力される光パルスA2の立ち上がり幅も大きくなる。 That is, as shown in FIG. 7 (a), the response time constant and increasing the capacity C 12 increases. For this reason, the drive pulse signal A1 from the gate switch drive circuit 5c rises sharply, its transient rise width W1 becomes large, and the time until it settles to a constant value becomes relatively long. Further, since the SOA 2 is driven by the drive pulse signal A1 whose rise width is thus increased, the rise width of the output optical pulse A2 is also increased.

これに対し、図7(c)に示すように、容量C12を小さくすると応答時定数が小さくなる。このため、ゲートスイッチ駆動回路5cからの駆動パルス信号C1は、鈍く立ち上がるとともに、その過渡的な立ち上がり幅W3は小さくなり、且つ一定値に落ち着くまでの時間は比較的短くなる。更に、SOA2は、このように立ち上がりが鈍くなった駆動パルス信号C1により駆動されるので、出力される光パルスC2の立ち上がりも緩くなる。 In contrast, as shown in FIG. 7 (c), the response time constant and to reduce the capacity C 12 is reduced. For this reason, the drive pulse signal C1 from the gate switch drive circuit 5c rises dull, its transient rise width W3 becomes small, and the time until it settles to a constant value becomes relatively short. Further, since the SOA 2 is driven by the drive pulse signal C1 whose rise is slow as described above, the rise of the output optical pulse C2 is also slow.

図7(b)は、制御電圧信号および容量C12を上述の図7(a)および図7(c)のときの間の値としている。この場合には、駆動パルス信号B1の立ち上がり特性は、上述のA1,C1の立ち上がり特性の間の鋭さを有し、その過渡的な立ち上がり幅W2はW1,W3の間の値となり、一定値に落ち着くまでの時間も図7(a)および図7(c)のときの間の値となる。尚、この駆動パルス信号B1により駆動されるSOA2からの光パルスは、真正の(理想的な)矩形波形状に近い立ち上がりが得られている。 7 (b) is a control voltage signal and the capacitor C 12 is set to a value between the time of the above-described FIGS. 7 (a) and 7 (c). In this case, the rising characteristic of the drive pulse signal B1 has a sharpness between the rising characteristics of A1 and C1 described above, and its transient rising width W2 is a value between W1 and W3, which is a constant value. The time to settle is also a value between the time of FIG. 7 (a) and FIG. 7 (c). Note that the optical pulse from the SOA 2 driven by the drive pulse signal B1 has a rise close to a true (ideal) rectangular wave shape.

演算制御回路4においては、矩形度識別回路3からの光パルス波形のモニタ結果に基づいて、SOA2から出力される光パルス波形を、矩形度整形回路5bおよびゲートスイッチ駆動回路5cを通じたフィードバック制御により制御している。図8(a)〜図8(c)は、上述の可変容量素子16aへの制御電圧信号(又はそのときの容量C12)の値に応じた、高調波成分抽出部3aで抽出される偶数次高調波成分の信号波形、および、SOA2から出力される光パルスの波形の例である。 In the arithmetic control circuit 4, based on the monitoring result of the optical pulse waveform from the rectangularity identification circuit 3, the optical pulse waveform output from the SOA 2 is subjected to feedback control through the rectangularity shaping circuit 5b and the gate switch drive circuit 5c. I have control. FIG. 8A to FIG. 8C are the even numbers extracted by the harmonic component extraction unit 3a according to the value of the control voltage signal (or the capacitance C 12 at that time) to the variable capacitance element 16a described above. It is an example of the signal waveform of a second harmonic component, and the waveform of the optical pulse output from SOA2.

図8(a)に例示するように、光パルスa1が急峻に立ち上がる場合には、高調波成分抽出部3aで抽出する偶数次高調波成分の信号b1についても比較的大きな振幅となる箇所を含む。又、図8(c)に例示するように、光パルスa3の立ち上がりが鈍っている場合にも、高調波成分抽出部3aで抽出する偶数次高調波成分の信号b3についても比較的大きな振幅となる箇所を含む。このため、図8(a),図8(c)の場合の双方とも、パワー検出回路3bで検出する偶数次高調波成分パワーは比較的大きくなる。   As illustrated in FIG. 8A, when the optical pulse a1 rises steeply, the even-order harmonic component signal b1 extracted by the harmonic component extraction unit 3a includes a portion having a relatively large amplitude. . Further, as illustrated in FIG. 8C, even when the rise of the optical pulse a3 is dull, the even-order harmonic component signal b3 extracted by the harmonic component extraction unit 3a also has a relatively large amplitude. Including For this reason, in both the cases of FIGS. 8A and 8C, the even-order harmonic component power detected by the power detection circuit 3b is relatively large.

これに対し、図8(b)に例示するように、光パルスa2が真正の(理想的な)矩形波形状に近い波形を有している場合には、高調波成分抽出部3aで抽出する偶数次高調波成分b2は、比較的振幅が小さくなる。この場合にパワー検出回路3bで検出する偶数次高調波成分のパワーは、上述の図8(a),図8(c)の場合よりも小さくなる。
したがって、演算制御回路4においては、一例として矩形度識別回路3からのモニタ結果である偶数次の高調波成分のパワーが最小又は一定誤差を含む最小範囲に収まるように、制御信号を矩形度整形回路5bに出力する。これにより、出力光パルスの波形を例えば図7(b)の波形B2を保つようにすることができる。前述したように、出力光パルスに含まれる偶数次の高調波成分が最小となる場合には、光パルスの波形としては、奇数次の高調波成分の重ね合わせである理想的な矩形波形状を、ほぼ有するようになるからである。
On the other hand, as illustrated in FIG. 8B, when the optical pulse a2 has a waveform close to a true (ideal) rectangular wave shape, the harmonic component extraction unit 3a extracts the pulse. The even-order harmonic component b2 has a relatively small amplitude. In this case, the power of the even-order harmonic component detected by the power detection circuit 3b is smaller than in the case of FIGS. 8 (a) and 8 (c).
Therefore, in the arithmetic control circuit 4, as an example, the control signal is subjected to the rectangularity shaping so that the power of the even-order harmonic component, which is the monitoring result from the rectangularity identifying circuit 3, falls within the minimum range including the minimum or constant error. Output to the circuit 5b. As a result, the waveform of the output light pulse can be maintained, for example, the waveform B2 of FIG. 7B. As described above, when the even-order harmonic components included in the output light pulse are minimized, the waveform of the light pulse has an ideal rectangular wave shape that is a superposition of odd-order harmonic components. Because it comes to have almost.

上述したように、演算制御回路4における、矩形度識別回路3からの偶数次高調波成分パワーに基づく矩形度整形回路5bを介した可変容量素子16aの容量の制御により、SOA2から出力される光パルスの波形が所定の波形を保つようにしている。尚、演算制御回路4においては、所定の波形が保たれるようになったときの制御信号(例えば矩形度整形回路5bへの制御信号)の制御量を記憶しておくことができる。これにより、SOA2をゲートスイッチとして実運用する際にはフィードバック制御を行なわずとも出力光波形を所期の波形にすることができる。   As described above, the light output from the SOA 2 by controlling the capacitance of the variable capacitance element 16a via the rectangularity shaping circuit 5b based on the even-order harmonic component power from the rectangularity identification circuit 3 in the arithmetic control circuit 4. The pulse waveform keeps a predetermined waveform. The arithmetic control circuit 4 can store a control amount of a control signal (for example, a control signal to the rectangularity shaping circuit 5b) when a predetermined waveform is maintained. As a result, when the SOA 2 is actually operated as a gate switch, the output optical waveform can be set to an intended waveform without performing feedback control.

また、制御目標となる光パルスの波形については、例示したように真正の矩形波形状としたり、又は、図7(a)のA2のような立ち上がり幅の大きい矩形度の波形としたり、図7(c)のC2のような立ち上がりの鈍った矩形度の波形としたりすることもできる。
図9は図6に示すゲートスイッチ駆動回路5cの変形例であるゲートスイッチ駆動回路5c′を示す図である。ゲートスイッチ駆動回路5c′は、応答素子であるSOA2への駆動信号の波形を、制御信号に基づき整形する駆動回路部の他の例であり、回路部18とともに図6の場合と同様のドライバアンプ17をそなえている。回路部18は、抵抗18a,18bとともに、矩形度整形回路5bからの制御信号によりインダクタンスを可変としうるインダクタ素子18cをそなえる。
Further, the waveform of the optical pulse that is the control target may be a true rectangular wave shape as illustrated, or may be a rectangular waveform with a large rising width such as A2 in FIG. It can also be a rectangular waveform with a slow rise like C2 in (c).
FIG. 9 is a diagram showing a gate switch drive circuit 5c ′ which is a modification of the gate switch drive circuit 5c shown in FIG. The gate switch drive circuit 5c ′ is another example of the drive circuit unit that shapes the waveform of the drive signal to the SOA 2 that is the response element based on the control signal, and is the driver amplifier similar to the case of FIG. 17 is provided. The circuit unit 18 includes resistors 18a and 18b and an inductor element 18c whose inductance can be changed by a control signal from the rectangularity shaping circuit 5b.

矩形度整形回路5bからの制御信号を通じて、可変インダクタ素子18cのインダクタンスが可変されると、回路部18の応答時定数が可変する。このため、ゲートスイッチ駆動回路5cから出力される駆動パルス信号の立ち上がりおよび立ち下がりの波形が整形される。可変インダクタ素子18cのインダクタンスをL、抵抗18a,18bの抵抗値をそれぞれ固定値R11,R13とすると、回路部18の応答時定数τは式(4)のようになる。従って、インダクタンスLを大きくすると、応答時定数τは大きくなり、インダクタンスLを小さくすると、応答時定数τは小さくなる。 When the inductance of the variable inductor element 18c is varied through the control signal from the rectangularity shaping circuit 5b, the response time constant of the circuit unit 18 is varied. For this reason, the rising and falling waveforms of the drive pulse signal output from the gate switch drive circuit 5c are shaped. Assuming that the inductance of the variable inductor element 18c is L 1 and the resistance values of the resistors 18a and 18b are fixed values R 11 and R 13 , respectively, the response time constant τ 2 of the circuit unit 18 is expressed by Expression (4). Therefore, when the inductance L 1 is increased, the response time constant τ 2 is increased, and when the inductance L 1 is decreased, the response time constant τ 2 is decreased.

Figure 0005574021
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換言すれば、演算制御回路4は、可変インダクタ素子18cのインダクタンスを、矩形度整形回路5bを介して制御することを通じて、回路部18の応答時定数を制御し、ゲートスイッチ駆動回路5cから出力される駆動パルス信号の波形を制御できる。
つぎに、上述したような波形制御装置1又は応答素子モジュール10の動作例について説明する。
In other words, the arithmetic control circuit 4 controls the response time constant of the circuit unit 18 by controlling the inductance of the variable inductor element 18c via the rectangularity shaping circuit 5b, and is output from the gate switch drive circuit 5c. The waveform of the driving pulse signal can be controlled.
Next, an operation example of the waveform control device 1 or the response element module 10 as described above will be described.

たとえば、図1に示す光パケットスイッチ100の運用を開始する前段において、光パケットスイッチ100の要素として適用される応答素子としてのSOA102a,104の調整を行なう際に、波形制御装置1を用いる。又は、SOA102a,104として適用されるSOA2を有する応答素子モジュール10において、SOA2への駆動パルス波形の整形を行なう。   For example, the waveform control apparatus 1 is used when adjusting the SOAs 102a and 104 as response elements applied as elements of the optical packet switch 100 in the previous stage of starting the operation of the optical packet switch 100 shown in FIG. Alternatively, in the response element module 10 having the SOA 2 applied as the SOAs 102a and 104, the drive pulse waveform to the SOA 2 is shaped.

駆動電圧制御回路5ではSOA2に対して駆動信号を供給することで、SOA2から出力パルスを出力させる。このとき、SOA2への入力光は非入力であり、駆動電圧制御回路5から供給される駆動信号のオンオフにより、出力/非出力が繰り返されるASE光が、SOA2から出力される出力パルスである。尚、駆動信号のオンオフ周期、即ち駆動パルス信号としてのパルス周期は、演算制御回路4からのトリガ信号の周期に由来しているので、演算制御回路5において既知のものである。   The drive voltage control circuit 5 supplies an output pulse from the SOA 2 by supplying a drive signal to the SOA 2. At this time, the input light to the SOA 2 is non-input, and the ASE light that is repeatedly output / non-output by turning on / off the drive signal supplied from the drive voltage control circuit 5 is an output pulse output from the SOA 2. Note that the on / off cycle of the drive signal, that is, the pulse cycle as the drive pulse signal is derived from the cycle of the trigger signal from the calculation control circuit 4 and is known in the calculation control circuit 5.

そして、矩形度識別回路3では、SOA2から出力された出力パルスの波形をモニタし、その矩形度、又は、立ち上がりエッジの先鋭度について識別する。例えば、高調波成分抽出部3aにおいて、SOA2から出力された出力光パルスの、当該パルス周期における偶数次高調波成分について抽出し、パワー検出回路3bで、抽出した偶数次高調波成分のパワーを検出する。   The rectangularity identifying circuit 3 monitors the waveform of the output pulse output from the SOA 2 and identifies the rectangularity or the sharpness of the rising edge. For example, the harmonic component extraction unit 3a extracts even-order harmonic components in the pulse period of the output optical pulse output from the SOA 2, and the power detection circuit 3b detects the power of the extracted even-order harmonic components. To do.

演算制御回路4は、検出した偶数次高調波成分のパワーについてA/Dコンバータ3cを介してディジタル信号として受ける。そして、この演算制御回路4と駆動電圧制御回路5とが協働して、受けた偶数次高調波成分のパワーをもとに、当該パワーが目標値(例えば最小又は所定の誤差を含む最小範囲)に一致するまたは近づくように、SOA2への駆動パルス信号の波形を制御する。   The arithmetic control circuit 4 receives the detected power of the even harmonic component as a digital signal via the A / D converter 3c. Then, the arithmetic control circuit 4 and the drive voltage control circuit 5 cooperate with each other based on the received power of the even harmonic component, and the power is a target value (for example, a minimum or a minimum range including a predetermined error). ) To control the waveform of the drive pulse signal to the SOA 2 so as to match or approach.

具体的には、演算制御回路4において、矩形度整形回路5bを介することにより、ゲートスイッチ駆動回路5cをなす回路部16(図6参照)の可変容量素子16aの容量を可変させることで、SOA2への駆動パルス信号の波形を整形させる。又は、ゲートスイッチ駆動回路5c′をなす回路部18(図9参照)の可変インダクタ素子18cの容量を可変させることで、SOA2への駆動パルス信号の立ち上がりエッジの先鋭度を整形させる。   Specifically, in the arithmetic control circuit 4, the capacitance of the variable capacitance element 16a of the circuit unit 16 (see FIG. 6) constituting the gate switch drive circuit 5c is varied by passing through the rectangularity shaping circuit 5b, so that the SOA2 To shape the waveform of the drive pulse signal. Alternatively, the sharpness of the rising edge of the drive pulse signal to the SOA 2 is shaped by changing the capacitance of the variable inductor element 18 c of the circuit unit 18 (see FIG. 9) forming the gate switch drive circuit 5 c ′.

SOA2は、上述の駆動パルス信号により駆動されて出力パルスを出力する。このため、演算制御回路4で、矩形度整形回路5bを介して、ゲートスイッチ駆動回路5cから出力される駆動パルス信号の波形を制御することを通じて、SOA2から出力される出力パルスの波形の矩形度を制御することができるようになる。
上述のごとく制御目標となる駆動パルス信号が得られるようになった場合においては、演算制御回路4においては、そのときの矩形度整形回路5bに対する制御信号の制御量を記憶しておくようにしてもよい。このようにすれば、その後実運用に移行した際において、演算制御回路4において記憶している固定的な制御量で矩形度整形回路5bを介してゲートスイッチ駆動回路5cを制御することができる。
The SOA 2 is driven by the drive pulse signal described above and outputs an output pulse. For this reason, the arithmetic control circuit 4 controls the waveform of the drive pulse signal output from the gate switch drive circuit 5c via the rectangularity shaping circuit 5b, whereby the rectangularity of the waveform of the output pulse output from the SOA 2 is controlled. Will be able to control.
When the drive pulse signal as the control target can be obtained as described above, the calculation control circuit 4 stores the control amount of the control signal for the rectangularity shaping circuit 5b at that time. Also good. In this way, when the operation is shifted to actual operation, the gate switch drive circuit 5c can be controlled through the rectangularity shaping circuit 5b with the fixed control amount stored in the arithmetic control circuit 4.

実運用時には、演算制御回路4からゲートスイッチ駆動回路5cに対して入力光について導通/遮断すべきタイミングに応じたトリガ信号が入力されるようになるので、トリガ信号の周波数としては一定になるとは限らない。しかしながら、演算制御回路4においては、記憶されている制御量において矩形度整形回路5bを制御することで、SOA2からの出力光の立ち上がり波形を初期の形状とすることができるようになる。尚、実運用後においても、導通/遮断の対象となる入力光が入力されない状態においては、必要に応じて適宜上述のフィードバックを働かせることもできる。   In actual operation, a trigger signal is input from the arithmetic control circuit 4 to the gate switch drive circuit 5c in accordance with the timing at which the input light should be conducted / blocked, so that the frequency of the trigger signal is constant. Not exclusively. However, in the arithmetic control circuit 4, the rising waveform of the output light from the SOA 2 can be set to the initial shape by controlling the rectangularity shaping circuit 5b with the stored control amount. Even after actual operation, in the state where the input light to be turned on / off is not input, the above-described feedback can be appropriately used as necessary.

このように、第1実施形態によれば、簡易な波形整形によって目標の矩形度を有するパルスを生成できる利点がある。
なお、上述の第1実施形態においては、SOA2から出力されるASE光を含む光パルスをモニタすることにより、光パルスの矩形度を整形している。このほかに、外部からの入力信号、例えば、SOA2を光ゲートスイッチとして適用した場合の導通/遮断の対象となる入力光を用いて整形することとしてもよい。この場合においては、演算制御回路4から出力されるトリガ信号の周波数としては既知の一定周波数としておくことで、矩形度識別回路3をなす高調波成分抽出部3aの周波数抽出特性について、上記一定周波数に基づき定めておくことが可能になる。
Thus, according to the first embodiment, there is an advantage that a pulse having a target rectangularity can be generated by simple waveform shaping.
In the first embodiment described above, the rectangularity of the optical pulse is shaped by monitoring the optical pulse including the ASE light output from the SOA 2. In addition, it is good also as shaping using the input signal from the outside, for example, the input light used as the object of conduction | electrical_connection when SOA2 is applied as an optical gate switch. In this case, by setting the frequency of the trigger signal output from the arithmetic control circuit 4 to a known constant frequency, the frequency extraction characteristic of the harmonic component extraction unit 3a forming the rectangularity identification circuit 3 is set to the constant frequency. It becomes possible to decide based on.

〔B〕第2実施形態
図10は第2実施形態にかかる波形制御装置1A又は応答素子モジュール10Aを示す図である。第2実施形態においては、前述の第1実施形態と比較して、異なる要素をそなえた矩形度識別回路3Aをそなえるとともに、制御態様の異なる演算制御回路4Aをそなえている。尚、既述の符号はほぼ同様の部分を示す。即ち、波形制御装置1Aは、矩形度識別回路3Aおよび演算制御回路4Aをそなえるとともに、第1実施形態の場合と同様の駆動電圧制御回路5をそなえ、応答素子モジュール10Aは、上述の波形制御装置1Aとしての要素とともにSOA2をそなえる。
[B] Second Embodiment FIG. 10 is a diagram showing a waveform control device 1A or a response element module 10A according to a second embodiment. In the second embodiment, as compared with the first embodiment, a rectangularity identifying circuit 3A having different elements is provided, and an arithmetic control circuit 4A having a different control mode is provided. In addition, the above-mentioned code | symbol shows a substantially similar part. That is, the waveform control device 1A includes a rectangularity identification circuit 3A and an arithmetic control circuit 4A, and also includes a drive voltage control circuit 5 similar to that in the first embodiment, and the response element module 10A includes the above-described waveform control device. SOA2 is provided with the element as 1A.

矩形度識別回路3Aは、応答素子であるSOA2に供給される駆動信号に当該SOA2が応答して得られる出力パルスの波形をモニタするモニタ部の一例であるが、第2実施形態においては受光部3dおよび高速A/Dコンバータ3eをそなえている。受光部3dは、SOA2から出力された光について光カプラ7を介して受けて、光パルスとしての振幅変化に応じた振幅変化を有する電圧信号等の電気信号に変換する。フォトダイオード(PD)およびトランスインピーダンスアンプは、協働して受光部3dの一例に相当する。   The rectangularity identification circuit 3A is an example of a monitor unit that monitors the waveform of an output pulse obtained by the SOA 2 in response to a drive signal supplied to the SOA 2 that is a response element. In the second embodiment, the light receiving unit 3d and a high-speed A / D converter 3e. The light receiving unit 3d receives the light output from the SOA 2 via the optical coupler 7, and converts the light into an electrical signal such as a voltage signal having an amplitude change corresponding to the amplitude change as an optical pulse. The photodiode (PD) and the transimpedance amplifier cooperate to correspond to an example of the light receiving unit 3d.

また、高速A/Dコンバータ3eは、出力パルスの波形をサンプリングするサンプリング部の一例であり、受光部3dからの電気信号を高速サンプリングする。高速A/Dコンバータ3eにおいては、光パルスに応じた振幅変化をサンプリングするために、SOA2をオンオフスイッチングする際の応答波形を複数点サンプリングする必要がある。
このため、高速A/Dコンバータ3eとしては、例えば、SOA2のオンオフスイッチングの速度の5〜10倍程度高速のサンプリング周期を有するものを用いる。例えば、スイッチングを10ナノ秒で行なう性能を持つ光ゲートスイッチを用いる場合、その5〜10倍高速の1〜2ナノ秒のサンプリング周期を有するものを用いる。即ち、高速A/Dコンバータ3eとしては、500Msps〜1Gsps、もしくはそれ以上サンプリング周期を持つものを用いる。
The high-speed A / D converter 3e is an example of a sampling unit that samples the waveform of the output pulse, and samples an electrical signal from the light receiving unit 3d at high speed. In the high-speed A / D converter 3e, in order to sample the amplitude change according to the light pulse, it is necessary to sample a plurality of response waveforms when the SOA 2 is switched on and off.
For this reason, as the high-speed A / D converter 3e, for example, a high-speed A / D converter 3e having a sampling period of about 5 to 10 times the on / off switching speed of the SOA 2 is used. For example, when an optical gate switch having a performance of performing switching in 10 nanoseconds is used, one having a sampling period of 1 to 2 nanoseconds which is 5 to 10 times faster than that is used. That is, a high-speed A / D converter 3e having a sampling period of 500 Msps to 1 Gsps or more is used.

演算制御回路4Aは、駆動電圧制御回路5と協働して、サンプリング部3eでのサンプリング結果をもとに、SOA2への駆動信号の波形を整形する駆動波形整形部の一例に相当する。具体的には、演算制御回路4Aは、ゲートスイッチ駆動回路5cに一定周波数のトリガ信号を出力する一方、高速A/Dコンバータ3eからの出力を用いた演算を行ない、その演算結果に基づいて、矩形度整形回路5bへの制御信号を出力する。矩形度整形回路5bへの制御信号は、前述したように、ゲートスイッチ駆動回路5c(5c′)をなす回路部16又は回路部18(図6又は図9参照)の回路時定数を変更するための制御信号である。   The arithmetic control circuit 4A corresponds to an example of a drive waveform shaping unit that cooperates with the drive voltage control circuit 5 to shape the waveform of the drive signal to the SOA 2 based on the sampling result in the sampling unit 3e. Specifically, the arithmetic control circuit 4A outputs a trigger signal having a constant frequency to the gate switch driving circuit 5c, while performing an operation using the output from the high-speed A / D converter 3e, and based on the calculation result, A control signal is output to the rectangularity shaping circuit 5b. As described above, the control signal to the rectangularity shaping circuit 5b changes the circuit time constant of the circuit unit 16 or the circuit unit 18 (see FIG. 6 or 9) forming the gate switch drive circuit 5c (5c ′). Control signal.

一例として、演算制御回路4Aにおいては、高速A/Dコンバータ3eにおいて、出力パルスの立ち上がり領域においてサンプリングされた値の変動指標を、例えば分散等の演算により導出し、導出結果に応じた制御信号を矩形度整形回路5bに出力する。例えば、演算制御回路4Aでは、演算された分散が最小となるように矩形度整形回路5bへの制御信号の制御量を制御すると、SOA2から出力される出力パルスの波形は、制御信号が他の制御量である場合に比較して、真正の(理想的な)矩形波形状に最も近くなる。   As an example, in the arithmetic control circuit 4A, in the high-speed A / D converter 3e, a variation index of a value sampled in the rising region of the output pulse is derived by, for example, computation such as dispersion, and a control signal corresponding to the derived result is obtained. Output to the rectangularity shaping circuit 5b. For example, in the arithmetic control circuit 4A, when the control amount of the control signal to the rectangularity shaping circuit 5b is controlled so that the calculated variance is minimized, the waveform of the output pulse output from the SOA 2 is different from that of the control signal. Compared to the case of the control amount, it is closest to a true (ideal) rectangular wave shape.

図11は演算制御回路4Aの処理に着目した波形制御装置1Aの動作例について説明するフローチャートである。まず、演算制御回路4Aから矩形度整形回路5bに対して、矩形度整形回路5bでの制御量を初期設定する制御信号を出力する。ゲートスイッチ駆動回路5cの要素に、図6に示すバリキャップとしての可変容量素子16aを有する回路部16を適用する場合には、当該バリキャップ16aへの制御電圧信号を初期値Vk=Vbに設定する制御信号を矩形度整形回路5bに出力する(ステップA1)。   FIG. 11 is a flowchart for explaining an operation example of the waveform control device 1A focusing on the processing of the arithmetic control circuit 4A. First, a control signal for initially setting a control amount in the rectangularity shaping circuit 5b is output from the arithmetic control circuit 4A to the rectangularity shaping circuit 5b. When the circuit unit 16 having the variable capacitance element 16a as the varicap shown in FIG. 6 is applied as an element of the gate switch drive circuit 5c, the control voltage signal to the varicap 16a is set to the initial value Vk = Vb. The control signal to be output is output to the rectangularity shaping circuit 5b (step A1).

ついで、演算制御回路4Aにおいて、SOA2から出力されるASE光のオンオフ制御のためのトリガ信号を生成し、ゲートスイッチ駆動回路5cに供給する。これにより、SOA2では、バリキャップ電圧の初期値に応じた立ち上がり波形を有する出力光パルス(例えばASE光)を出力することができる(ステップA2)。
そして、高速A/Dコンバータ3eから、SOA2から出力される出力光パルスの一定時間についてのサンプリング結果を受ける。一例として、演算制御回路4Aでは、既知であるトリガ信号の1以上の整数倍周期の時間についてのサンプリング結果を高速A/Dコンバータ3eから受けて、たとえば、メモリなどに記憶領域を設けて時系列で保持する(ステップA3)。
Next, the arithmetic control circuit 4A generates a trigger signal for on / off control of the ASE light output from the SOA 2, and supplies it to the gate switch drive circuit 5c. Thereby, the SOA 2 can output an output light pulse (for example, ASE light) having a rising waveform corresponding to the initial value of the varicap voltage (step A2).
Then, the sampling result for a certain time of the output light pulse output from the SOA 2 is received from the high-speed A / D converter 3e. As an example, the arithmetic control circuit 4A receives a sampling result for a time of an integer multiple of 1 or more of a known trigger signal from the high-speed A / D converter 3e, and provides a storage area in a memory or the like, for example. (Step A3).

さらに、上述の記憶領域に保持された上記一定時間のサンプリング結果について、その平均値X(=サンプリング合計値÷サンプリング数)を算出する(ステップA4)。
つぎに、記憶領域に保持された上記一定時間のサンプリング結果のうちで、算出した平均値Xを上回るサンプル点を抽出するとともに、抽出したサンプル点のうちの時系列における先頭のNサンプル標準偏差σを算出する(ステップA5)。先頭のNサンプルとしては、図12に示すように、可変容量素子16aの容量の値に応じて、出力光パルスの立ち上がり波形に変動が現れる時間範囲R1におけるサンプル点の個数の程度とすることができる。
Further, an average value X (= sampling total value / sampling number) is calculated for the sampling result of the predetermined time held in the storage area (step A4).
Next, sample points exceeding the calculated average value X are extracted from the sampling results of the predetermined time held in the storage area, and the leading N sample standard deviation σ in the time series of the extracted sample points is extracted. Is calculated (step A5). As the first N samples, as shown in FIG. 12, the number of sample points in the time range R1 in which the rising waveform of the output optical pulse appears varies according to the capacitance value of the variable capacitance element 16a. it can.

上述のごとく算出された標準偏差σについては、設定している電圧信号Vkの値に対応付けて図示しない記憶領域に記憶しておく(ステップA6)。以降、矩形度整形回路5bからの電圧信号について、制御範囲(Vb〜Vend)に亘り単位刻み幅ΔVで変更する(Vk=Vk+ΔV)。そして、その都度のサンプリング結果をもとにして上述のごとく標準偏差を演算する(ステップA7のNoルートからステップA8,ステップA3〜ステップA6)。   The standard deviation σ calculated as described above is stored in a storage area (not shown) in association with the set voltage signal Vk (step A6). Thereafter, the voltage signal from the rectangularity shaping circuit 5b is changed with the unit step width ΔV over the control range (Vb to Vend) (Vk = Vk + ΔV). Then, the standard deviation is calculated as described above based on the respective sampling results (step A8, step A3 to step A6 from the No route of step A7).

上述の制御範囲に亘る標準偏差の値の演算が終了すると、即ちステップA7でVk≧Vendとなると(ステップA7のYesルート)、次に、目標点となる標準偏差を有する電圧信号の値を、上述の記憶領域を参照して検索する(ステップA9)。即ち、記憶領域に保持された矩形度整形回路5bでの電圧信号の値に応じた標準偏差の値の関係から、標準偏差σが目標値(例えば最小の標準偏差)となる電圧信号値を検索する。   When the calculation of the value of the standard deviation over the control range is completed, that is, when Vk ≧ Vend in Step A7 (Yes route of Step A7), the value of the voltage signal having the standard deviation serving as the target point is A search is made with reference to the storage area described above (step A9). That is, the voltage signal value at which the standard deviation σ becomes the target value (for example, the minimum standard deviation) is searched from the relationship of the standard deviation value according to the voltage signal value in the rectangularity shaping circuit 5b held in the storage area. To do.

そして、このように検索された電圧信号値を、最適電圧信号値Voptとする。即ち、演算制御回路4Aにおいては、制御信号を出力することにより、矩形度整形回路5bからゲートスイッチ駆動回路5cのバリキャップ16aに供給する電圧信号をVoptとする(ステップA10)。
立ち上がりエッジが最も真正の矩形波形状に近い場合、標準偏差σはばらつきが最も小さくなるため、最小の値をとる。従って、例示したように、矩形度整形回路5bへの制御信号を通じて、算出される標準偏差σを最小となるようパルスの矩形度を制御する。このようにすると、出力光パルスの波形を、他の標準偏差をとる出力光パルスに比べて、最も矩形波形状に近づけることが可能となる。
The voltage signal value searched in this way is set as the optimum voltage signal value Vopt. In other words, in the arithmetic control circuit 4A, by outputting a control signal, the voltage signal supplied from the rectangularity shaping circuit 5b to the varicap 16a of the gate switch driving circuit 5c is set to Vopt (step A10).
When the rising edge is closest to the true square wave shape, the standard deviation σ has the smallest variation, and thus takes the minimum value. Therefore, as illustrated, the rectangularity of the pulse is controlled through the control signal to the rectangularity shaping circuit 5b so that the calculated standard deviation σ is minimized. In this way, the waveform of the output light pulse can be brought closer to a rectangular wave shape as compared with the output light pulse having another standard deviation.

このように、第2実施形態においても、簡易な波形整形によって目標の矩形度を有するパルスを生成できる利点がある。
なお、上述の場合においては出力光パルスの立ち上がり波形における変動が現れる範囲についてのサンプル点について標準偏差を算出しているが、立ち下がり波形におけるにおける変動が現れる範囲についてのサンプル点について標準偏差を算出してもよい。この場合においては、上述のステップA4と同様に平均値Xを算出後、平均値Xを下回るサンプル点の最初のNサンプルに対して標準偏差σを算出すればよい。
Thus, also in the second embodiment, there is an advantage that a pulse having a target rectangularity can be generated by simple waveform shaping.
In the above case, the standard deviation is calculated for the sample point for the range where the fluctuation in the rising waveform of the output light pulse appears, but the standard deviation is calculated for the sample point for the range where the fluctuation in the falling waveform appears. May be. In this case, the standard deviation σ may be calculated for the first N samples of sample points below the average value X after calculating the average value X in the same manner as in step A4 described above.

〔C〕第3実施形態
図13は第2実施形態にかかる波形制御装置1B又は応答素子モジュール10Bを示す図である。第3実施形態においては、前述の第1,第2実施形態と比較して、異なる要素をそなえた矩形度識別回路3Bをそなえるとともに、制御態様の異なる演算制御回路4Bをそなえている。尚、既述の符号はほぼ同様の部分を示す。即ち、波形制御装置1Bは、矩形度識別回路3Bおよび演算制御回路4Bをそなえるとともに、第1,第2実施形態の場合と同様の駆動電圧制御回路5をそなえ、応答素子モジュール10Bは、上述の波形制御装置1Bとしての要素とともにSOA2をそなえる。
[C] Third Embodiment FIG. 13 is a diagram showing a waveform control device 1B or a response element module 10B according to a second embodiment. In the third embodiment, compared to the first and second embodiments described above, a rectangularity identification circuit 3B having different elements is provided, and an arithmetic control circuit 4B having a different control mode is provided. In addition, the above-mentioned code | symbol shows a substantially similar part. That is, the waveform control device 1B includes a rectangularity identification circuit 3B and an arithmetic control circuit 4B, and also includes a drive voltage control circuit 5 similar to that of the first and second embodiments, and the response element module 10B includes the above-described response element module 10B. The SOA 2 is provided together with the elements as the waveform control device 1B.

矩形度識別回路3Bは、応答素子であるSOA2に供給される駆動信号に当該SOA2が応答して得られる出力パルスの波形をモニタするモニタ部の一例である。第3実施形態の矩形度識別回路3Bにおいては、受光部3d,AC結合部3f,レベル調整部3g,エッジ検出回路3h,ピークホールド回路3i,サンプルホールド回路3jおよび2つのA/Dコンバータ3m,3nをそなえている。受光部3dについては第2実施形態におけるものと同様である。   The rectangularity identification circuit 3B is an example of a monitor unit that monitors the waveform of an output pulse obtained by the SOA 2 responding to a drive signal supplied to the SOA 2 that is a response element. In the rectangularity identification circuit 3B of the third embodiment, the light receiving unit 3d, the AC coupling unit 3f, the level adjustment unit 3g, the edge detection circuit 3h, the peak hold circuit 3i, the sample hold circuit 3j, and the two A / D converters 3m, 3n is provided. The light receiving unit 3d is the same as that in the second embodiment.

AC(Alternating Current)結合部3fは、受光部3dからの電気信号についてAC結合により直流成分をカットして、エッジ検出回路3hに出力する。又、レベル調整部3gは、受光部3dからの電気出力についてレベル調整を行なうアンプをそなえ、ピークホールド回路3iおよびサンプルホールド回路3jにそれぞれ出力する。
エッジ検出回路(エッジ検出部)3hは、電気信号として直流成分が除去された出力パルスをAC結合部3fから受けて、出力パルスの波形における立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出する。
The AC (Alternating Current) coupling unit 3f cuts a DC component of the electrical signal from the light receiving unit 3d by AC coupling and outputs the cut signal component to the edge detection circuit 3h. Further, the level adjusting unit 3g includes an amplifier for adjusting the level of the electrical output from the light receiving unit 3d, and outputs it to the peak hold circuit 3i and the sample hold circuit 3j, respectively.
The edge detection circuit (edge detection unit) 3h receives an output pulse from which a DC component has been removed as an electric signal from the AC coupling unit 3f, and detects a rising edge and a falling edge in the waveform of the output pulse.

また、ピークホールド回路(ピークホールド部)3iは、エッジ検出回路3hでの立ち上がりエッジの検出をもとに、出力パルスの波形における、駆動信号の立ち上がりに応答した立ち上がりピークレベルの値を保持する。具体的には、エッジ検出回路3hにおいて検出される立ち上がりエッジの検出をトリガとして、SOA2のスイッチング時間から立ち上がりピークレベルを検出するに必要とされる時間について、レベル調整部3gからの出力パルスのピーク値(最大値)を保持する。   The peak hold circuit (peak hold unit) 3i holds the value of the rising peak level in response to the rising edge of the drive signal in the waveform of the output pulse based on the detection of the rising edge by the edge detection circuit 3h. Specifically, with the detection of the rising edge detected by the edge detection circuit 3h as a trigger, the peak of the output pulse from the level adjustment unit 3g with respect to the time required to detect the rising peak level from the switching time of the SOA 2 Holds the value (maximum value).

立ち上がりピークレベルを検出するに必要とされる時間は、たとえば図14に示すように定めることができる。即ち、エッジ検出回路3hでの立ち上がりエッジの検出によるトリガ信号を受けて開始して(時点T11)、当該立ち上がりが収束に向かうようになる所定時点T12までの時間T1とすることができる。これにより、ピークホールド回路3iにおいては、図14に示すように、可変容量素子16a(図6参照)の容量に応じて相違する立ち上がり波形W1,W2,W3に応じて、立ち上がりピークレベルP1,P2,P3を得ることができる。   The time required to detect the rising peak level can be determined as shown in FIG. 14, for example. That is, it can be set to the time T1 from the start of receiving the trigger signal by the detection of the rising edge in the edge detection circuit 3h (time T11) to the predetermined time T12 when the rising starts to converge. Thereby, in the peak hold circuit 3i, as shown in FIG. 14, the rising peak levels P1, P2 according to the rising waveforms W1, W2, W3 that differ depending on the capacitance of the variable capacitor 16a (see FIG. 6). , P3 can be obtained.

なお、ピークホールド回路3iでの上述のピークホールド動作のため、当該ピークホールド回路3iまたはエッジ検出回路3hにおいては、上述のT1についての時間管理機能を持つことができる。
または、ピークホールド回路3iでは、エッジ検出回路3hからの立ち上がりエッジ検出によるトリガ信号を受けてピークホールドを開始する一方、エッジ検出回路3hからの立ち下がりエッジ検出によるトリガ信号を受けるまでピークホールドを継続することとしてもよい。
Note that because of the above-described peak hold operation in the peak hold circuit 3i, the peak hold circuit 3i or the edge detection circuit 3h can have a time management function for the above-described T1.
Alternatively, the peak hold circuit 3i starts the peak hold upon receiving the trigger signal from the edge detection circuit 3h by the rising edge detection, and continues the peak hold until the trigger signal by the falling edge detection from the edge detection circuit 3h is received. It is good to do.

さらに、サンプルホールド回路(サンプルホールド部)3jは、エッジ検出回路3hでの立ち上がりエッジの検出をもとに、駆動信号の立ち下がり前の平坦領域に対応した応答波形レベルである出力パルスのレベルの値をサンプルホールドする。
具体的には、エッジ検出回路3hにおいて検出される立ち上がりエッジの検出から所定時間経過後の、立ち下がり前において出力パルスのレベルが安定する時間においてそのレベル値Sをサンプルホールドする。
Further, the sample hold circuit (sample hold unit) 3j detects the rising edge by the edge detection circuit 3h, and outputs the level of the output pulse that is the response waveform level corresponding to the flat area before the drive signal falls. Sample and hold the value.
Specifically, the level value S is sampled and held at a time when the level of the output pulse is stabilized before the falling after a predetermined time has elapsed from the detection of the rising edge detected by the edge detection circuit 3h.

たとえば図14に示すように、サンプルホールド回路3jは、立ち上がりエッジの検出によるトリガ信号を受けてから(T11)、時間T2が経過した後のレベルが安定する時間(立ち下がり直前の時間)T3において、出力パルスのレベル値をサンプルホールドする。サンプルホールド回路3jでの上述のサンプルホールド動作のため、当該サンプルホールド回路3jまたはエッジ検出回路3hにおいては、上述のT2,T3についての時間管理機能を持つことができる。   For example, as shown in FIG. 14, the sample-and-hold circuit 3j receives the trigger signal from the detection of the rising edge (T11), and after the time T2 has elapsed, the level is stabilized (time immediately before the falling) T3. Sample and hold the level value of the output pulse. Because of the above sample and hold operation in the sample and hold circuit 3j, the sample and hold circuit 3j or the edge detection circuit 3h can have a time management function for the above T2 and T3.

矩形度識別回路3Bに入力される出力パルスは、演算制御回路4Bから出力されるトリガ信号に対応するオンオフ周期を有している。従って、サンプルホールド回路3jにおいても、出力パルスについての立ち上がりから立ち下がりに至るオン時間が固定されている。このため、サンプルホールド回路3jまたはエッジ検出回路3hにおいては、当該オン時間の値に応じて上述の時間T2,T3を設定することができる。   The output pulse input to the rectangularity identification circuit 3B has an on / off cycle corresponding to the trigger signal output from the arithmetic control circuit 4B. Therefore, also in the sample hold circuit 3j, the ON time from the rising edge to the falling edge of the output pulse is fixed. Therefore, in the sample hold circuit 3j or the edge detection circuit 3h, the above-described times T2 and T3 can be set according to the value of the on-time.

A/Dコンバータ3mは、ピークホールド回路3iからの、立ち上がりピークレベルの値を示すアナログ信号についてディジタル信号に変換して演算制御回路4Bに出力する。又、A/Dコンバータ3nは、サンプルホールド回路3jにおいてサンプルホールドしている値を示すアナログ信号についてディジタル信号に変換して演算制御回路4Bに出力する。   The A / D converter 3m converts the analog signal indicating the value of the rising peak level from the peak hold circuit 3i into a digital signal and outputs the digital signal to the arithmetic control circuit 4B. The A / D converter 3n converts an analog signal indicating the value sampled and held in the sample and hold circuit 3j into a digital signal and outputs the digital signal to the arithmetic control circuit 4B.

演算制御回路4Bは、駆動電圧制御回路5と協働して、ピークホールド回路3iで保持した値およびサンプルホールド回路3jでサンプルホールドした値をモニタ結果として受けて、当該モニタ結果に基づき駆動信号の波形を整形する駆動波形可変部の一例に相当する。
具体的には、演算制御回路4Bは、ゲートスイッチ駆動回路5cに一定周波数のトリガ信号を出力する一方、A/Dコンバータ3m,3nからの各出力を用いた演算を行ない、その演算結果に基づいて、矩形度整形回路5bへの制御信号を出力する。矩形度整形回路5bへの制御信号は、前述したように、図6に示す可変容量素子16aの容量(又は図9に示す可変インダクタ素子18cのインダクタンス)の制御を通じ回路16(又は18)の応答時定数を変更するための制御信号である。
The arithmetic control circuit 4B cooperates with the drive voltage control circuit 5 to receive the value held by the peak hold circuit 3i and the value sampled and held by the sample hold circuit 3j as a monitor result, and based on the monitor result, the drive signal This corresponds to an example of a drive waveform variable unit that shapes the waveform.
Specifically, the arithmetic control circuit 4B outputs a trigger signal having a constant frequency to the gate switch driving circuit 5c, and performs an arithmetic operation using each output from the A / D converters 3m and 3n, and based on the arithmetic result. And outputs a control signal to the rectangularity shaping circuit 5b. As described above, the control signal to the rectangularity shaping circuit 5b is a response of the circuit 16 (or 18) through the control of the capacitance of the variable capacitance element 16a shown in FIG. 6 (or the inductance of the variable inductor element 18c shown in FIG. 9). This is a control signal for changing the time constant.

一例として、A/Dコンバータ3mからのピークホールド値を立ち上がり振幅値とする一方、A/Dコンバータ3nからのサンプルホールド値を立ち下がり振幅値として、両者の差を演算する。このようにして演算される差の値に応じて上述の矩形度整形回路5bへの制御信号による制御量を制御する。例えば、演算される差の値が最小となるように矩形度整形回路5bへの制御信号による制御量を制御すると、SOA2から出力される出力パルスの波形は、制御信号が他の制御量である場合に比較して、真正の(理想的な)矩形波形状に最も近くなる。   As an example, the peak hold value from the A / D converter 3m is used as the rising amplitude value, and the difference between the two is calculated using the sample hold value from the A / D converter 3n as the falling amplitude value. The control amount by the control signal to the above-described rectangularity shaping circuit 5b is controlled according to the difference value thus calculated. For example, when the control amount by the control signal to the rectangularity shaping circuit 5b is controlled so that the calculated difference value is minimized, the waveform of the output pulse output from the SOA 2 is that the control signal is another control amount. Compared to the case, it is closest to a true (ideal) rectangular wave shape.

図15は演算制御回路4Bの処理に着目した波形制御装置1Bの動作例について説明するフローチャートである。この動作例では、波形制御装置1Bを図1に示す光パケットスイッチ100に適用して、複数のSOA102a,104に対する駆動信号(又は出力光パルス波形)について、理想的な矩形波形状を有するように順次整形している。又、ゲートスイッチ駆動回路5cとして図6に示す回路部16を、更に、可変容量素子16aとしてバリキャップを適用している。   FIG. 15 is a flowchart for explaining an operation example of the waveform control device 1B focusing on the processing of the arithmetic control circuit 4B. In this operation example, the waveform control device 1B is applied to the optical packet switch 100 shown in FIG. 1 so that the drive signals (or output optical pulse waveforms) for the plurality of SOAs 102a and 104 have an ideal rectangular wave shape. It is shaping sequentially. Further, a circuit section 16 shown in FIG. 6 is applied as the gate switch driving circuit 5c, and a varicap is applied as the variable capacitance element 16a.

まず、演算制御回路4Bから矩形度整形回路5bに対して、矩形度整形回路5bでの制御量を初期設定する制御信号を出力する。ゲートスイッチ駆動回路5cの要素に、図6に示すバリキャップとしての可変容量素子16aを有する回路部16を適用する場合には、当該バリキャップ16aへの制御電圧信号を初期値αに設定する制御信号を出力する(ステップB1)。   First, a control signal for initially setting a control amount in the rectangularity shaping circuit 5b is output from the arithmetic control circuit 4B to the rectangularity shaping circuit 5b. When the circuit unit 16 having the variable capacitance element 16a as the varicap shown in FIG. 6 is applied to the element of the gate switch drive circuit 5c, the control voltage signal to the varicap 16a is set to the initial value α. A signal is output (step B1).

ついで、演算制御回路4Bにおいて、SOA2から出力されるASE光のオンオフ制御のためのトリガ信号を生成し、ゲートスイッチ駆動回路5cに供給する。これにより、SOA2では、バリキャップ電圧の初期値に応じた立ち上がり波形を有する出力光パルス(例えばASE光)を出力することができる(ステップB2)。
そして、エッジ検出回路3hにおいて、受光部3dからAC結合部3fを介して入力される出力パルスから、出力パルスの立ち上がりおよび立ち下がりエッジを検出する(ステップB3)。この場合において、エッジ検出回路3hでは、エッジ検出するとその旨のトリガ信号をピークホールド回路3iおよびサンプルホールド回路3jに出力する。
Next, the arithmetic control circuit 4B generates a trigger signal for on / off control of the ASE light output from the SOA 2, and supplies it to the gate switch drive circuit 5c. Thereby, the SOA 2 can output an output light pulse (for example, ASE light) having a rising waveform corresponding to the initial value of the varicap voltage (step B2).
Then, the edge detection circuit 3h detects the rising and falling edges of the output pulse from the output pulse input from the light receiving unit 3d via the AC coupling unit 3f (step B3). In this case, the edge detection circuit 3h outputs a trigger signal to that effect to the peak hold circuit 3i and the sample hold circuit 3j when an edge is detected.

さらに、ピークホールド回路3iは、エッジ検出回路3hからの立ち上がりエッジに応じたトリガ信号により、出力パルスの立ち上がりタイミングで一定時間起動される。そして、このピークホールド回路3iで、立ち上がり波形のピーク値(最大値)を保持する(ステップB4)。更に、A/Dコンバータ3mにおいては、ピークホールド回路3iで保持するピーク値について読み取り、これを立ち上がり振幅Vrとして演算制御回路4Bに出力する(ステップB5)。   Further, the peak hold circuit 3i is activated for a certain time at the rising timing of the output pulse by the trigger signal corresponding to the rising edge from the edge detection circuit 3h. The peak hold circuit 3i holds the peak value (maximum value) of the rising waveform (step B4). Further, the A / D converter 3m reads the peak value held by the peak hold circuit 3i, and outputs this to the arithmetic control circuit 4B as the rising amplitude Vr (step B5).

また、サンプルホールド回路3jでは、エッジ検出回路3hにおいて検出される立ち上がりエッジの検出から所定時間経過後の、立ち下がり前において出力パルスのレベルが安定する時間においてそのレベル値Sをサンプルホールドする(ステップB6)。更に、A/Dコンバータ3nにおいては、サンプルホールド回路3jで保持するピーク値について読み取り、これを立ち下がり振幅Vfとして演算制御回路4Bに出力する(ステップB7)。   In the sample hold circuit 3j, the level value S is sampled and held at a time when the level of the output pulse is stabilized before the falling after a predetermined time has elapsed from the detection of the rising edge detected by the edge detecting circuit 3h (step S3). B6). Further, the A / D converter 3n reads the peak value held by the sample hold circuit 3j, and outputs this to the arithmetic control circuit 4B as the fall amplitude Vf (step B7).

演算制御回路4Bでは、A/Dコンバータ3m,3nからの立ち上がり振幅値Vrおよび立ち下がり振幅値Vfを比較する。両者の差が一定値D以上である場合には、当該SOA2から出力される出力パルスの波形は理想的な矩形波形状から崩れているので、理想的な矩形波形状に近づくように、矩形度整形回路5bへの制御信号の制御量を変更する(ステップB8のYesルート)。   The arithmetic control circuit 4B compares the rising amplitude value Vr and the falling amplitude value Vf from the A / D converters 3m and 3n. When the difference between the two is equal to or greater than a certain value D, the waveform of the output pulse output from the SOA 2 has collapsed from the ideal rectangular wave shape, so that the rectangularity is close to the ideal rectangular wave shape. The control amount of the control signal to the shaping circuit 5b is changed (Yes route in step B8).

具体的には、立ち上がり振幅Vrが立ち下がり振幅Vfよりも大きい場合においては(ステップB9のYesルート)、エッジが利きすぎ、即ち、理想的な矩形度からすると立ち上がりが急峻である。このため、演算制御回路4Bから矩形度整形回路5bに対する制御信号を通じて、矩形度整形回路5bからのバリキャップ電圧をΔVだけ上げることにより、立ち上がり波形を鈍らせる(ステップB10)。   Specifically, when the rising amplitude Vr is larger than the falling amplitude Vf (Yes route of step B9), the edge is too sharp, that is, the rising is steep from the ideal rectangularity. For this reason, the rising waveform is blunted by raising the varicap voltage from the rectangularity shaping circuit 5b by ΔV through the control signal from the arithmetic control circuit 4B to the rectangularity shaping circuit 5b (step B10).

また、立ち上がり振幅Vrが立ち下がり振幅Vf以下の場合においては(ステップB9のNoルート)、エッジがなまりすぎ、即ち、理想的な矩形度からすると立ち上がりが鈍い。このため、演算制御回路4Bから矩形度整形回路5bに対する制御信号を通じて、矩形度整形回路5bからのバリキャップ電圧をΔVだけ下げることにより、立ち上がり波形を尖らせる(ステップB11)。   Further, when the rising amplitude Vr is equal to or lower than the falling amplitude Vf (No route of Step B9), the edge is excessively rounded, that is, the rising is dull from an ideal rectangularity. Therefore, the rising waveform is sharpened by lowering the varicap voltage from the rectangularity shaping circuit 5b by ΔV through the control signal from the arithmetic control circuit 4B to the rectangularity shaping circuit 5b (step B11).

演算制御回路4Bでは、立ち上がり振幅値Vrおよび立ち下がり振幅値Vfの差がDよりも小さくなるまで、上述したようなバリキャップ電圧を変更する制御を繰り返す(ステップB10,B11からステップB3)。
矩形度整形回路5bからのバリキャップ電圧の制御を通じて、VrとVfとの差が一定値Dよりも小さくなった場合には、駆動信号の調整対象となっている当該SOA2(SOA102a,104)に対する駆動信号の調整は終了する。このようにして、全ての測定対象のSOA102a,104について駆動信号を順次調整していく(ステップB12)。
The arithmetic control circuit 4B repeats the control for changing the varicap voltage as described above until the difference between the rising amplitude value Vr and the falling amplitude value Vf becomes smaller than D (from step B10, B11 to step B3).
When the difference between Vr and Vf becomes smaller than the constant value D through the control of the varicap voltage from the rectangularity shaping circuit 5b, the SOA 2 (SOA 102a, 104) for which the drive signal is adjusted is adjusted. The adjustment of the drive signal ends. In this way, the drive signals are sequentially adjusted for all the SOAs 102a and 104 to be measured (step B12).

全てのSOAに対する駆動信号の調整が終了すると、装置としての実運用を開始することができる。例えば、図1の光パケットスイッチ100をなす全てのSOA102a,104についての駆動信号の調整が完了すると、光パケットスイッチ100として実運用が可能になる。即ち、SOA102aは、光ゲートスイッチとして入力光の導通/遮断の制御に用いることができ、又は、SOA104は、入力光の導通/遮断のほか増幅のために用いることができる。   When the adjustment of the drive signals for all the SOAs is completed, the actual operation as an apparatus can be started. For example, when the adjustment of the drive signals for all the SOAs 102a and 104 constituting the optical packet switch 100 of FIG. 1 is completed, the optical packet switch 100 can be actually operated. That is, the SOA 102a can be used as an optical gate switch for controlling conduction / shut-off of input light, or the SOA 104 can be used for amplification in addition to conduction / shut-off of input light.

なお、上述のVrとVfとの差に対する基準値Dとしては、例えばSOA2から出力される出力パルスの波形が目標とする矩形度を得られる許容値に対応するものとすることができる。
なお、上述の動作例においては、SOA2からの出力パルスについて理想的な矩形波形状に近づけるように制御しているが、制御目標としては理想的でない特定の矩形波形状となるようにしてもよい。一例として、演算制御回路4Bにおいては、立ち上がり振幅値と立ち下がり振幅値との差が、誤差範囲を含む特定の(最小ではない)値となるように、矩形波整形回路5bを制御することとしてもよい。
Note that the reference value D for the difference between Vr and Vf described above can correspond to an allowable value for obtaining the target rectangularity, for example, in the waveform of the output pulse output from the SOA 2.
In the above-described operation example, the output pulse from the SOA 2 is controlled so as to be close to an ideal rectangular wave shape. However, the control target may be a specific rectangular wave shape that is not ideal. . As an example, in the arithmetic control circuit 4B, the rectangular wave shaping circuit 5b is controlled so that the difference between the rising amplitude value and the falling amplitude value becomes a specific (not minimum) value including an error range. Also good.

このように、第3実施形態においても、簡易な波形整形によって目標の矩形度を有するパルスを生成できる利点がある。
〔D〕実施例
上述の第1〜第3実施形態において例示した波形制御装置1,1A,1B,応答素子モジュール10,10A,10Bは、例えば、光パケットスイッチングを行なう光パケットスイッチに適用することができる。その一例を図16に示す。この図16に示す光パケットスイッチ200においては、図1に示す光パケットスイッチ100と同様、8個の1:8カプラ101,8個の8:8光ゲートスイッチ部102,8個の8:1カプラ103および8個のSOA104をそなえている。尚、図1と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
Thus, the third embodiment also has an advantage that a pulse having a target rectangularity can be generated by simple waveform shaping.
[D] Examples The waveform control devices 1, 1 </ b> A, 1 </ b> B and response element modules 10, 10 </ b> A, 10 </ b> B illustrated in the first to third embodiments are applied to, for example, an optical packet switch that performs optical packet switching. Can do. An example is shown in FIG. In the optical packet switch 200 shown in FIG. 16, as in the optical packet switch 100 shown in FIG. 1, eight 1: 8 couplers 101, eight 8: 8 optical gate switch units 102, and eight 8: 1. A coupler 103 and eight SOAs 104 are provided. The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate almost the same parts.

光パケットスイッチ200は、駆動信号に応答して入力光の導通/遮断を切り換える光ゲートスイッチとしてのSOA102a,104を複数有する光スイッチ装置の一例である。光パケットスイッチ200は、光カプラ207a−1〜207a−8,207b,矩形度識別回路203,演算制御回路204および各SOA102a,104に対応した数の駆動電圧制御回路205をそなえる。   The optical packet switch 200 is an example of an optical switch device having a plurality of SOAs 102a and 104 as optical gate switches that switch conduction / blocking of input light in response to a drive signal. The optical packet switch 200 includes optical couplers 207a-1 to 207a-8, 207b, a rectangularity identification circuit 203, an arithmetic control circuit 204, and a number of drive voltage control circuits 205 corresponding to each SOA 102a, 104.

駆動電圧制御回路205は、8:8光ゲートスイッチ部102をなす64個のSOA102aとともに、8個のSOA104に対応づけて72個がそなえられ、それぞれ、個別のSOA102a,104に対して駆動信号を供給するものである。各駆動電圧制御回路205としては、前述の各実施形態における波形制御装置1,1A,1Bの要素である駆動電圧制御回路5を適用することができる。   The drive voltage control circuit 205 includes 72 SOAs corresponding to the 8 SOAs 104 as well as the 64 SOAs 102a forming the 8: 8 optical gate switch unit 102, and sends drive signals to the individual SOAs 102a and 104, respectively. To supply. As each drive voltage control circuit 205, the drive voltage control circuit 5 which is an element of the waveform control devices 1, 1A, 1B in the above-described embodiments can be applied.

すなわち、各駆動電圧制御回路205をなすゲートスイッチ駆動回路5c(図2,図10,図13参照)は、縦続して接続される複数個の光ゲートスイッチ102a,104に対応してそなえられ、対応する光ゲートスイッチ102a,104への駆動信号の波形を、制御信号に基づき整形する複数個の駆動回路部の一例である。
演算制御回路204は、各駆動電圧制御回路205をなすゲートスイッチ駆動回路5cに対して、対応するSOA102a,104を駆動するためのトリガ信号を出力するとともに、各駆動電圧制御回路205をなす矩形度整形回路5bへの制御信号を与える。演算制御回路204としては、前述の各実施形態における波形制御装置1,1A,1Bの要素である演算制御回路4,4A,4Bの一態様を、上述の72個の駆動電圧制御回路205を制御するために適用することができる。
That is, the gate switch drive circuit 5c (see FIGS. 2, 10, and 13) constituting each drive voltage control circuit 205 is provided corresponding to a plurality of optical gate switches 102a and 104 connected in cascade, It is an example of the several drive circuit part which shapes the waveform of the drive signal to corresponding optical gate switch 102a, 104 based on a control signal.
The arithmetic control circuit 204 outputs a trigger signal for driving the corresponding SOAs 102a and 104 to the gate switch drive circuit 5c constituting each drive voltage control circuit 205, and the rectangularity constituting each drive voltage control circuit 205. A control signal is given to the shaping circuit 5b. As the arithmetic control circuit 204, one mode of the arithmetic control circuits 4, 4A, 4B which are elements of the waveform control devices 1, 1A, 1B in the above-described embodiments is controlled, and the 72 drive voltage control circuits 205 described above are controlled. Can be applied to

したがって、各駆動電圧制御回路205をなす矩形度整形回路5b(図2,図10,図13参照)および演算制御回路4,4A,4Bは、協働することにより、モニタ部203でのモニタ結果に基づき制御信号を駆動回路部5cに出力する制御部の一例に相当する。
光カプラ207a−1,207a−8は、出力ポート♯1〜♯8を伝搬する光をそれぞれ分岐する。光カプラ207bは、光カプラ207a−1〜207a−8からの分岐光経路を合流して、矩形度識別回路203の入力とする。
Therefore, the rectangularity shaping circuit 5b (see FIGS. 2, 10, and 13) and the operation control circuits 4, 4A, and 4B that form each drive voltage control circuit 205 cooperate to monitor results in the monitor unit 203. This corresponds to an example of a control unit that outputs a control signal to the drive circuit unit 5c.
The optical couplers 207a-1 and 207a-8 branch light propagating through the output ports # 1 to # 8, respectively. The optical coupler 207 b joins the branched light paths from the optical couplers 207 a-1 to 207 a-8 and inputs it to the rectangularity identification circuit 203.

矩形度識別回路203は、72個のSOA102a,104から出力される出力光パルス(出力パルス)の波形をモニタするモニタ部の一例であり、出力光パルスの矩形度を識別する。ここで、出力ポート♯j(j=1〜8の整数)に対応する8:8光ゲートスイッチ部102をなすSOA102aおよび対応する下流側のSOA104から出力される光は、光カプラ207a−j,207bを介して矩形度識別回路203に入力される。   The rectangularity identifying circuit 203 is an example of a monitoring unit that monitors the waveforms of output light pulses (output pulses) output from the 72 SOAs 102a and 104, and identifies the rectangularity of the output light pulses. Here, the light output from the SOA 102a that forms the 8: 8 optical gate switch unit 102 corresponding to the output port #j (j = 1 to 8) and the corresponding downstream SOA 104 are optical couplers 207a-j, This is input to the rectangularity identification circuit 203 via 207b.

このとき、各SOA102a,104に対する駆動電圧制御回路205からの駆動信号の供給態様により、一のSOA102a,104から出力される光パルスの矩形度について順次識別することが可能になる。又、矩形度識別回路203としては、前述の各実施形態における波形制御装置1,1A,1Bの要素である矩形度識別回路3,3A,3Bの一態様を適用することができる。   At this time, it becomes possible to sequentially identify the rectangularity of the optical pulses output from one SOA 102a, 104 by the supply mode of the drive signal from the drive voltage control circuit 205 to each SOA 102a, 104. Further, as the rectangularity identification circuit 203, one aspect of the rectangularity identification circuits 3, 3A, and 3B that are elements of the waveform control devices 1, 1A, and 1B in the above-described embodiments can be applied.

このように、駆動電圧制御回路205においては、各SOA102a,104に対応して72個そなえられているが、演算制御回路204および矩形度識別回路203については、各SOA102a,104について共用することができる。即ち、各駆動電圧制御回路205および演算制御回路204は、協働することで、モニタ部203でのモニタ結果に基づいて、当該出力された光波形をモニタした光ゲートスイッチ102a,104への駆動信号の波形を整形する駆動波形整形部に相当する。   As described above, in the drive voltage control circuit 205, 72 are provided corresponding to the respective SOAs 102a and 104. However, the arithmetic control circuit 204 and the rectangularity identification circuit 203 can be shared by the respective SOAs 102a and 104. it can. That is, the drive voltage control circuit 205 and the arithmetic control circuit 204 cooperate to drive the optical gate switches 102a and 104 that monitor the output optical waveform based on the monitoring result of the monitor unit 203. This corresponds to a drive waveform shaping unit that shapes the waveform of the signal.

つぎに、光パケットスイッチ200の運用開始前の各SOA102a,104を駆動する駆動信号の調整動作例を説明する。各SOA102a,104の駆動信号を調整するにあたっては、光パケットスイッチ200をなす下流側のSOA104に対する駆動信号を優先的に調整する。
各出力ポート♯1〜♯8に対応して、一のSOA104が最下流に、8個のSOA102aが上流側にそなえられ、光カプラ207a−1〜207a−8,207bにより各出力ポート♯1〜♯8への出力が取りまとめられて矩形度識別回路203に接続されている。従って、上流側のSOA102aに対する駆動信号の調整のためには、下流側のSOA104を通じた出力光パルスをモニタすることになる。
Next, an example of the adjustment operation of the drive signal for driving each SOA 102a, 104 before the operation start of the optical packet switch 200 will be described. In adjusting the drive signal of each SOA 102a, 104, the drive signal for the downstream SOA 104 constituting the optical packet switch 200 is preferentially adjusted.
Corresponding to the output ports # 1 to # 8, one SOA 104 is provided on the most downstream side and eight SOAs 102a are provided on the upstream side. The optical couplers 207a-1 to 207a-8 and 207b provide output ports # 1 to # 1. The outputs to # 8 are collected and connected to the rectangularity identifying circuit 203. Therefore, in order to adjust the drive signal for the upstream side SOA 102a, the output light pulse through the downstream side SOA 104 is monitored.

そこで、一の出力ポートに対応付けられた上流側のSOA102aに対する駆動信号を調整するには、当該下流側のSOA104への駆動信号の調整が完了していることが望ましい。これにより、下流側のSOA104への駆動信号が未調整である場合における、上流側のSOA102aに対する駆動信号の調整への影響を、生じさせないようにすることができる。   Therefore, in order to adjust the drive signal for the upstream SOA 102a associated with one output port, it is desirable that the adjustment of the drive signal to the downstream SOA 104 is completed. Thereby, when the drive signal to the downstream SOA 104 is not adjusted, it is possible to prevent the influence on the adjustment of the drive signal to the upstream SOA 102a.

たとえば、一の出力ポート♯jに対応して、最下流のSOA104についての駆動電圧制御回路205からの駆動信号について第1に調整し、第2に、上流側の8個のSOA102aについての駆動電圧制御回路205からの駆動信号について調整する。その後、他の出力ポートについてのSOA104,102aに対する駆動信号について同様に調整する。   For example, corresponding to one output port #j, the drive signal from the drive voltage control circuit 205 for the most downstream SOA 104 is adjusted first, and second, the drive voltage for the eight upstream SOAs 102a. The drive signal from the control circuit 205 is adjusted. Thereafter, the drive signals for the SOAs 104 and 102a for the other output ports are similarly adjusted.

すなわち、演算制御回路204により、上流側のSOA102aへの駆動信号をオフとする一方、一のSOA104に対応する駆動電圧制御回路205に対して、トリガ信号を供給することを通じ、ASE光を含む出力光パルスを生成させる。この出力光パルスは、光カプラ207a−j,207bを介して矩形度識別回路203に入力される。そして、演算制御回路204および該当の駆動電圧制御回路205が協働することにより、矩形度識別回路203からのモニタ結果をもとにして駆動信号の波形を整形することを実現する。   That is, the operation control circuit 204 turns off the drive signal to the upstream side SOA 102 a, while supplying a trigger signal to the drive voltage control circuit 205 corresponding to one SOA 104, an output including ASE light. A light pulse is generated. The output light pulse is input to the rectangularity identification circuit 203 via the optical couplers 207a-j and 207b. The operation control circuit 204 and the corresponding drive voltage control circuit 205 cooperate to shape the waveform of the drive signal based on the monitoring result from the rectangularity identification circuit 203.

なお、上流側の8個のSOA102aについての駆動信号を整形するにあたっては、調整対象のSOA102aよりも下流側のSOA104についてはオン状態に固定しておく。これにより、上流側SOA102aで生成されるASE光による光パルスは、下流側SOA104および光カプラ207a−j,207bを介して矩形度識別回路203に入力されるので、モニタすることが可能になる。   Note that when shaping the drive signals for the eight SOAs 102a on the upstream side, the SOA 104 on the downstream side of the SOA 102a to be adjusted is fixed in the ON state. As a result, the optical pulse generated by the ASE light generated in the upstream side SOA 102a is input to the rectangularity identification circuit 203 via the downstream side SOA 104 and the optical couplers 207a-j and 207b, and can be monitored.

または、各出力ポート♯1〜♯8に対応する下流側SOA104についての駆動信号について順次優先的に調整し、次いで、各出力ポート♯1〜♯8に対応する上流側SOA102aについての駆動信号について調整してもよい。
このようにして、全てのSOA102a,104についての駆動信号の調整動作が完了すると、光パケットスイッチ200として実運用を開始できる。
Alternatively, the drive signals for the downstream SOAs 104 corresponding to the output ports # 1 to # 8 are sequentially adjusted with priority, and then the drive signals for the upstream SOA 102a corresponding to the output ports # 1 to # 8 are adjusted. May be.
When the drive signal adjustment operation for all the SOAs 102a and 104 is completed in this way, the actual operation as the optical packet switch 200 can be started.

このように、例示した波形制御装置1,1A,1Bを光パケットスイッチ200の要素として適用することにより、多ポート対多ポートの光パケットスイッチシステムを容易に構築できる。即ち、光ゲートスイッチ102a,104ごとの駆動回路を個別に調整する必要がなくなり、組立調整にかかる工数を大幅に削減することが可能となる。また、装置運用開始後においても、各光ゲートスイッチ102a,104についての調整作業が効率化されるので、メインテナンス性やシステム信頼性も向上する。即ち、定期的に各光ゲートスイッチ102a,104についての駆動波形の最適化を行なうことで、長期に渡り装置性能を維持することが可能となる。   Thus, by applying the illustrated waveform control devices 1, 1 </ b> A, and 1 </ b> B as elements of the optical packet switch 200, a multiport-to-multiport optical packet switch system can be easily constructed. That is, it is not necessary to individually adjust the drive circuit for each of the optical gate switches 102a and 104, and the number of man-hours required for assembly adjustment can be greatly reduced. In addition, since the adjustment work for the optical gate switches 102a and 104 is made efficient even after the operation of the apparatus is started, maintenance and system reliability are also improved. That is, by periodically optimizing the drive waveforms for the optical gate switches 102a and 104, it is possible to maintain the device performance over a long period of time.

図17は、上述の第1〜第3実施形態において例示した波形制御装置1,1A,1B,応答素子モジュール10,10A,10Bの他の光パケットスイッチ300への適用例である。この図17に示す光パケットスイッチ300においては、256の入力ポートに対応してそなえられた256個の分配部310−k,256の出力ポートに対応してそなえられた256個の合流部320−kをそなえる(k=1〜256の整数)。   FIG. 17 shows an application example of the waveform control devices 1, 1 </ b> A, 1 </ b> B and response element modules 10, 10 </ b> A, 10 </ b> B exemplified in the first to third embodiments described above to other optical packet switches 300. In the optical packet switch 300 shown in FIG. 17, 256 distribution units 310-k provided corresponding to 256 input ports, 256 junction units 320- provided corresponding to the output ports of 256. k is provided (k is an integer of 1 to 256).

なお、図17中においては、一の分配部310−1,320−1をなす要素とともに、一対の入出力ポート♯1間が接続された経路に着目して示している。又、各分配部310−kは互いに同様の構成を有し、各合流部320−kも互いに同様の構成を有するので、以下においては一の分配部310−1および一の合流部320−1に着目して説明する。
分配部310−1は、入力ポート♯1からの光について256分配して、各分配経路を、一の合流部320−kに接続する。このため、分配部310−1は、一例として、上流側から、エルビウムドープファイバ増幅器(EDFA)311,1:16カプラ312,16個のEDFA313,16個の1:16カプラ314および16×16個のEDFA315をそなえる。
Note that, in FIG. 17, attention is paid to a path in which a pair of input / output ports # 1 are connected together with elements constituting one distribution unit 310-1, 320-1. In addition, since each distribution unit 310-k has the same configuration as each other and each merging unit 320-k also has the same configuration as each other, one distribution unit 310-1 and one merging unit 320-1 will be described below. This will be explained with a focus on.
Distribution unit 310-1 distributes 256 light from input port # 1 and connects each distribution path to one junction unit 320-k. Therefore, as an example, the distribution unit 310-1 includes, from the upstream side, an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) 311, 1:16 coupler 312, 16 EDFAs 313, 16 1:16 couplers 314, and 16 × 16. Of EDFA315.

入力ポート♯1からの光がEDFA311で光増幅され、1:16カプラ312で16分岐される。1:16カプラ312で分岐された16経路の各光は対応のEDFA313で光増幅される。EDFA313で光増幅された16経路の各光は、更に対応の1:16カプラ314で16分岐される。1:16カプラ314で分岐された合計16×16(=256)経路の各光は、対応のEDFA315で光増幅され、対応の合流部320−kに出力される。   Light from the input port # 1 is optically amplified by the EDFA 311 and branched into 16 by the 1:16 coupler 312. Each light of 16 paths branched by the 1:16 coupler 312 is optically amplified by the corresponding EDFA 313. Each of the 16 paths of light amplified by the EDFA 313 is further branched into 16 by a corresponding 1:16 coupler 314. Each light of a total of 16 × 16 (= 256) paths branched by the 1:16 coupler 314 is optically amplified by the corresponding EDFA 315 and output to the corresponding junction unit 320-k.

合流部320−1は、各分配部310−kからの経路が1経路ずつ接続されて、合計256の光経路を合流させて、出力ポート♯1に導く。そして、256の経路のいずれか1経路からの光について選択的に導通させ、他の経路からの光については遮断されるようになっている。このため、合流部320−1は、一例として、上流側から、256個のSOA321,32個の8:1カプラ322,32個のSOA323,32個の4:1カプラ324,8個のSOA325,1個の8:1カプラ326および1個のSOA327をそなえる。   The merge unit 320-1 connects the paths from the respective distribution units 310-k one by one, joins a total of 256 optical paths, and guides them to the output port # 1. Then, light from any one of 256 paths is selectively conducted, and light from other paths is blocked. For this reason, the merging unit 320-1 includes, for example, 256 SOAs 321, 32 8: 1 couplers 322, 32 SOAs 323, 32 4: 1 couplers 324, 8 SOAs 325, from the upstream side. One 8: 1 coupler 326 and one SOA 327 are provided.

SOA321は、各分配部310−kからの光について導通/遮断を切り換える。各8:1カプラ322は、それぞれ8個のSOA321からの光経路を合流させる。各SOA323は、一の8:1カプラ322からの光について導通/遮断を切り換える。各4:1カプラ324は、それぞれ4個のSOA323からの光経路を合流させる。各SOA325は、一の4:1カプラ324からの光について導通/遮断を切り換える。8:1カプラ326は、8個のSOA325からの光経路を合流させる。SOA327は、8:1カプラ326からの光について導通/遮断を切り換える。   The SOA 321 switches between conduction / blocking of light from each distribution unit 310-k. Each 8: 1 coupler 322 joins the optical paths from the eight SOAs 321. Each SOA 323 switches between conduction / blocking for light from one 8: 1 coupler 322. Each 4: 1 coupler 324 joins the optical paths from the four SOAs 323. Each SOA 325 switches on / off for light from one 4: 1 coupler 324. The 8: 1 coupler 326 joins the optical paths from the eight SOAs 325. The SOA 327 switches between conduction / blocking for the light from the 8: 1 coupler 326.

これにより、合流部320−1においては、縦続接続された各段一つずつの合計4つのSOA321,323,325,327が同時に導通制御されることで、いずれかの分配部310−kからの光について出力ポート♯1に導くことができるようになる。
このような構成を有する光パケットスイッチ300においても、図16に示す光パケットスイッチ200の場合に倣って、矩形度識別回路(符号203参照),演算制御回路(符号204参照)および駆動電圧制御回路(符号205参照)を適用することができる。これにより、(256+32+8+1)×256ものSOAに対して、簡易に駆動信号を調整することができる。
As a result, in the merging unit 320-1, a total of four SOAs 321, 323, 325, and 327, one for each cascaded stage, are simultaneously controlled to be connected from any of the distributing units 310-k. Light can be guided to the output port # 1.
Also in the optical packet switch 300 having such a configuration, a rectangularity identification circuit (see reference numeral 203), an arithmetic control circuit (see reference numeral 204), and a drive voltage control circuit, following the case of the optical packet switch 200 shown in FIG. (See reference numeral 205) can be applied. As a result, the drive signal can be easily adjusted for (256 + 32 + 8 + 1) × 256 SOAs.

なお、この場合においても、矩形度識別回路としては一つで共用することができる。又、一対の入出力ポートを形成する経路単位で、下流側のSOAから上流側のSOAにわたり順次駆動信号を調整していくことで、光パケットスイッチ300全体として効率的かつ高精度での駆動信号の調整を実現できる。
また、一対の入出力ポートを形成する経路において、上流側のSOAについての駆動信号を調整するにあたっては、調整対象のSOAよりも下流側のSOAについては全てオン状態に固定しておく。これにより、上流側SOAで生成されるASE光による光パルスは、下流側SOAを介して矩形度識別回路に入力されるので、モニタすることが可能になる。
Even in this case, one rectangularity identifying circuit can be shared. In addition, by sequentially adjusting the drive signal from the downstream SOA to the upstream SOA in a path unit forming a pair of input / output ports, the optical packet switch 300 as a whole is efficiently and highly accurately driven. Can be adjusted.
Further, when adjusting the drive signal for the upstream SOA in the path forming the pair of input / output ports, all the SOAs downstream from the SOA to be adjusted are fixed to the ON state. As a result, the optical pulse generated by the ASE light generated in the upstream SOA is input to the rectangularity identification circuit via the downstream SOA, and can be monitored.

このように、例示した波形制御装置1,1A,1Bを光パケットスイッチ300の要素として適用することにより、多ポート対多ポートの光パケットスイッチシステムを容易に構築できる。特に、図16の場合よりも光ゲートスイッチの素子数が増大する反面、各光ゲートスイッチの調整の効率化に対する効果はより大きくなる。
〔E〕その他
なお、第1〜第3実施形態における応答素子モジュール10,10A,10Bにおいては、その製造工程において、矩形度調整回路5bへの制御信号の制御量等を記憶しておくようにしてもよい。例えば、応答素子モジュール10,10A,10Bの各要素についての組み立てを行なったのちに、ASE光による光パルスを用いた上述の駆動信号の調整制御を行ない、更にモニタ結果が制御目標となる値となったときの、矩形度調整回路5bへの制御信号の制御量等を記憶しておくようにする。このようにすれば、応答素子モジュール10,10A,10Bの立ち上げ時において、演算制御回路4において記憶された制御量を用いてSOA2を駆動できるので、上述の各実施形態の場合と同様の利点があるほか、立ち上げ時においてのパルス波形の調整制御を省略でき、立ち上げ時間を高速化させるとともに、処理負荷を軽減できる。
Thus, by applying the illustrated waveform control devices 1, 1 </ b> A, and 1 </ b> B as elements of the optical packet switch 300, a multiport-to-multiport optical packet switch system can be easily constructed. In particular, the number of elements of the optical gate switch increases as compared with the case of FIG.
[E] Others In addition, in the response element modules 10, 10A, and 10B in the first to third embodiments, the control amount of the control signal to the rectangularity adjustment circuit 5b is stored in the manufacturing process. May be. For example, after assembling each element of the response element module 10, 10A, 10B, the above-mentioned drive signal adjustment control using the optical pulse by the ASE light is performed, and the monitor result becomes a value that becomes a control target. In such a case, the control amount of the control signal to the rectangularity adjustment circuit 5b is stored. In this way, when the response element modules 10, 10A, 10B are started up, the SOA 2 can be driven using the control amount stored in the arithmetic control circuit 4, so that the same advantages as those in the above embodiments are provided. In addition, pulse waveform adjustment control at startup can be omitted, the startup time can be increased, and the processing load can be reduced.

また、上述の実施形態においては、SOAのごとき光ゲートスイッチ素子に対する駆動信号の調整を通じて、光ゲートスイッチ素子から出力される出力光パルスの波形を整形している。しかしながら、例えば電気素子に対する出力パルスの波形を整形する際に用いることも勿論可能である。即ち、例示する波形制御装置1,1A,1Bは、電気信号を媒介として駆動信号の波形を整形しているので、波形制御装置1,1A,1Bとしてモニタ対象の出力パルスを出力する応答素子としては、電気素子とすることも勿論可能である。   In the above-described embodiment, the waveform of the output optical pulse output from the optical gate switch element is shaped by adjusting the drive signal for the optical gate switch element such as the SOA. However, it is of course possible to use it, for example, when shaping the waveform of an output pulse for an electric element. That is, since the waveform control devices 1, 1A, 1B illustrated in FIG. 1 shape the waveform of the drive signal through the electrical signal, the waveform control devices 1, 1A, 1B serve as response elements that output output pulses to be monitored. Of course, an electrical element can be used.

この場合は、例示の応答素子モジュール10,10A,10Bをなす応答素子2は電気素子に置き換えられ、矩形度識別回路3,3A,3B中の光を受光する機能については適宜省略できる。このような応答素子モジュールについては、2値のディジタル信号を扱う様々な電子機器に適用でき、実施形態で説明したような作用効果を奏することが可能となる。   In this case, the response element 2 constituting the illustrated response element module 10, 10A, 10B is replaced with an electric element, and the function of receiving light in the rectangularity identification circuits 3, 3A, 3B can be omitted as appropriate. Such a response element module can be applied to various electronic devices that handle binary digital signals, and can achieve the effects described in the embodiments.

図18に、応答素子として電気素子を適用した場合の波形制御装置1Cおよび応答素子モジュール10Cの一例を示す。応答素子モジュール10Cは、スイッチ21,アンプ22,スイッチ27および波形制御装置1Cを含み、波形制御装置1Cで、アンプ22から出力される電気信号の波形をモニタして、モニタ結果に基づきアンプ22への駆動信号波形を整形する。これにより、アンプ22から出力される電気信号の矩形度を自在に制御する。   FIG. 18 shows an example of the waveform control device 1C and the response element module 10C when an electric element is applied as the response element. The response element module 10C includes a switch 21, an amplifier 22, a switch 27, and a waveform control device 1C. The waveform control device 1C monitors the waveform of the electric signal output from the amplifier 22, and supplies the amplifier 22 based on the monitoring result. The drive signal waveform is shaped. Thereby, the rectangularity of the electric signal output from the amplifier 22 is freely controlled.

スイッチ21は、入力電気信号のアンプ22への導通又は遮断を切り換える。アンプ22は、応答素子の一例であり、スイッチ21から入力される電気信号を、波形制御装置1Cで波形制御された駆動信号の一例である利得制御信号に基づいて増幅する。スイッチ27は、アンプ22から出力される出力電気信号について、応答素子モジュール10Cの出力方路か又は波形制御装置1Cへ入力される方路のいずれか一方を選択的に切り換える。   The switch 21 switches conduction or interruption of the input electric signal to the amplifier 22. The amplifier 22 is an example of a response element, and amplifies the electrical signal input from the switch 21 based on a gain control signal that is an example of a drive signal that is waveform-controlled by the waveform control device 1C. The switch 27 selectively switches either the output route of the response element module 10C or the route input to the waveform control device 1C for the output electrical signal output from the amplifier 22.

波形制御装置1Cは、図18に例示するように、矩形度識別回路23と、演算制御回路24と、駆動電圧制御回路25と、を含む。演算制御回路24は、スイッチ21,27の切り換え設定を制御できる。例えば、スイッチ21,27を制御することにより、入力電気信号がアンプ22に供給され、アンプ22の出力が応答素子モジュール10Cの出力に導かれるようにする。これにより、応答素子モジュール10Cのアンプ22を経由した電気信号を用いることができる。   As illustrated in FIG. 18, the waveform control device 1 </ b> C includes a rectangularity identification circuit 23, an arithmetic control circuit 24, and a drive voltage control circuit 25. The arithmetic control circuit 24 can control the switching setting of the switches 21 and 27. For example, by controlling the switches 21 and 27, the input electrical signal is supplied to the amplifier 22, and the output of the amplifier 22 is guided to the output of the response element module 10C. Thereby, the electrical signal which passed through amplifier 22 of response element module 10C can be used.

また、スイッチ21を制御することにより、入力電気信号のアンプ22への供給を遮断できる。更に、スイッチ27を制御することにより、アンプ22の出力を矩形度識別回路23のコムフィルタ3a′に導くことができる。この場合には、例えば、演算制御回路24で生成した電気信号(一例として、擬似信号)を、スイッチ21を通じてアンプ22に出力するようにしてもよい。   Further, by controlling the switch 21, the supply of the input electric signal to the amplifier 22 can be cut off. Further, by controlling the switch 27, the output of the amplifier 22 can be guided to the comb filter 3 a ′ of the rectangularity identification circuit 23. In this case, for example, an electrical signal (a pseudo signal as an example) generated by the arithmetic control circuit 24 may be output to the amplifier 22 through the switch 21.

矩形度識別回路23は、供給される駆動信号に応答素子が応答して得られる出力パルスの波形をモニタするモニタ部の一例であり、コムフィルタ3a′とともに、前述の第1実施形態の場合と同様の平均パワー検出回路3bおよびA/Dコンバータ3cをそなえる。この場合には、演算制御回路24で生成した電気信号がアンプ22で増幅されて、このアンプ22から出力された出力電気信号がスイッチ27を経由して矩形度識別回路23に入力される。   The rectangularity identification circuit 23 is an example of a monitor unit that monitors the waveform of an output pulse obtained by a response element responding to a supplied drive signal, and together with the comb filter 3a ′, the case of the first embodiment described above. A similar average power detection circuit 3b and A / D converter 3c are provided. In this case, the electric signal generated by the arithmetic control circuit 24 is amplified by the amplifier 22, and the output electric signal output from the amplifier 22 is input to the rectangularity identification circuit 23 via the switch 27.

コムフィルタ3a′は、高調波成分抽出部の一例であり、アンプ22からの出力電気信号を、スイッチ27を通じて入力され、この出力電気信号に含まれる偶数次又は奇数次の高調波成分を抽出する。これにより、矩形度識別回路23においては、出力電気信号に含まれる偶数次又は奇数次の高調波成分の平均パワー値を演算制御回路24に出力する。
演算制御回路24および駆動波形制御回路25は、互いに協働することで、モニタ部23でのモニタ結果に基づいて、駆動信号の波形を整形する駆動波形整形部の一例に相当する。演算制御回路24においては、矩形度識別回路23からのモニタ結果をもとに、駆動波形制御回路25を介してアンプ22の利得を制御する。
The comb filter 3a ′ is an example of a harmonic component extraction unit. The output electrical signal from the amplifier 22 is input through the switch 27, and even-order or odd-order harmonic components included in the output electrical signal are extracted. . Thereby, the rectangularity identification circuit 23 outputs the average power value of the even-order or odd-order harmonic components included in the output electrical signal to the arithmetic control circuit 24.
The arithmetic control circuit 24 and the drive waveform control circuit 25 correspond to an example of a drive waveform shaping unit that shapes the drive signal waveform based on the monitoring result of the monitor unit 23 by cooperating with each other. The arithmetic control circuit 24 controls the gain of the amplifier 22 via the drive waveform control circuit 25 based on the monitor result from the rectangularity identification circuit 23.

たとえば、矩形度識別回路23から偶数次の高調波成分の平均パワー値を受ける場合には、演算制御回路24では当該平均パワー値が最小となるように、駆動波形制御回路25を介してアンプ22の利得を制御する信号を出力する。これに対し、奇数次の高調波成分の平均パワー値を受ける場合には、演算制御回路24では当該平均パワー値が最大となるように、駆動波形制御回路25を介してアンプ22の利得を制御する信号を出力する。   For example, when the average power value of the even-order harmonic component is received from the rectangularity identification circuit 23, the arithmetic control circuit 24 uses the amplifier 22 via the drive waveform control circuit 25 so that the average power value is minimized. The signal which controls the gain of is output. On the other hand, when receiving the average power value of the odd-order harmonic component, the calculation control circuit 24 controls the gain of the amplifier 22 via the drive waveform control circuit 25 so that the average power value becomes maximum. Output a signal.

また、駆動波形制御回路25は、一例として、前述の第1実施形態の場合と同様のD/Aコンバータ5aおよび矩形度整形回路5bとともに、図6に例示するものと同等の駆動回路5cをそなえる。これにより、第1実施形態の場合と同様、演算制御回路24および駆動波形制御回路25が協働することにより、アンプ22に利得制御信号として供給される駆動信号の立ち上がり波形を整形することができる。結果として、出力電気信号の矩形度を目標の矩形度とすることができる。   Further, as an example, the drive waveform control circuit 25 includes a drive circuit 5c equivalent to that illustrated in FIG. 6 together with the D / A converter 5a and the rectangularity shaping circuit 5b similar to those in the first embodiment described above. . As a result, as in the case of the first embodiment, the arithmetic control circuit 24 and the drive waveform control circuit 25 cooperate to shape the rising waveform of the drive signal supplied to the amplifier 22 as a gain control signal. . As a result, the rectangularity of the output electric signal can be set to the target rectangularity.

このように、図18に示す例においても、簡易な波形整形によって目標の矩形度を有する出力電気信号を得ることができる。
〔F〕付記
(付記1)
供給される駆動信号に応答素子が応答して得られる出力パルスの波形をモニタするモニタ部と、
該モニタ部でのモニタ結果に基づいて、前記駆動信号の波形を整形する駆動波形整形部と、をそなえたことを特徴とする、波形制御装置。
As described above, also in the example shown in FIG. 18, an output electric signal having a target rectangularity can be obtained by simple waveform shaping.
[F] Appendix (Appendix 1)
A monitor for monitoring the waveform of the output pulse obtained by the response element responding to the supplied drive signal;
A waveform control apparatus comprising: a drive waveform shaping unit that shapes a waveform of the drive signal based on a monitoring result in the monitor unit.

(付記2)
該駆動波形整形部は、
前記応答素子への前記駆動信号の波形を、制御信号に基づき整形する駆動回路部と、
該モニタ部でのモニタ結果に基づき前記制御信号を該駆動回路部に出力する制御部と、をそなえたことを特徴とする、付記1記載の波形制御装置。
(Appendix 2)
The drive waveform shaping unit
A drive circuit unit that shapes the waveform of the drive signal to the response element based on a control signal;
The waveform control device according to appendix 1, further comprising: a control unit that outputs the control signal to the drive circuit unit based on a monitoring result of the monitoring unit.

(付記3)
該制御部は、前記モニタ結果としての前記出力パルスの波形が所定の波形を保つように前記制御信号を出力することを特徴とする、付記2記載の波形制御装置。
(付記4)
該駆動回路部は、前記制御信号に応じて応答時定数が可変されることを特徴とする、付記2記載の波形制御装置。
(Appendix 3)
The waveform control apparatus according to appendix 2, wherein the control unit outputs the control signal so that a waveform of the output pulse as the monitoring result maintains a predetermined waveform.
(Appendix 4)
3. The waveform control device according to appendix 2, wherein the drive circuit unit has a response time constant that is varied according to the control signal.

(付記5)
該駆動回路部は、前記制御信号により容量が可変される可変容量素子を有することを特徴とする、付記4記載の波形制御装置。
(付記6)
該駆動回路部は、前記制御信号によりインダクタンスが可変されるインダクタ素子を有することを特徴とする、付記4記載の波形制御装置。
(Appendix 5)
The waveform control device according to appendix 4, wherein the drive circuit unit includes a variable capacitance element whose capacitance is varied by the control signal.
(Appendix 6)
The waveform control device according to appendix 4, wherein the drive circuit unit includes an inductor element whose inductance is variable by the control signal.

(付記7)
該モニタ部は、
前記駆動信号の周波数の偶数次又は奇数次の高調波成分を前記出力パルスから抽出する高調波成分抽出部と、
該高調波成分抽出部にて抽出された前記偶数次又は奇数次の高調波成分を含むパワーをモニタするパワーモニタ部と、をそなえたことを特徴とする、付記1記載の波形制御装置。
(Appendix 7)
The monitor unit
A harmonic component extraction unit that extracts even-order or odd-order harmonic components of the frequency of the drive signal from the output pulse;
The waveform control apparatus according to appendix 1, further comprising: a power monitoring unit that monitors power including the even-order or odd-order harmonic components extracted by the harmonic component extraction unit.

(付記8)
該駆動波形整形部は、該パワーモニタ部でモニタされたパワーが所定レベル又は所定範囲となるように前記駆動信号の波形を整形することを特徴とする、付記7記載の波形制御装置。
(付記9)
該モニタ部は、前記出力パルスの波形をサンプリングするサンプリング部をそなえ、
該駆動波形整形部は、該サンプリング部でのサンプリング結果をもとに、前記駆動信号の波形を整形することを特徴とする、付記1記載の波形制御装置。
(Appendix 8)
The waveform control device according to appendix 7, wherein the drive waveform shaping unit shapes the waveform of the drive signal so that the power monitored by the power monitor unit is at a predetermined level or a predetermined range.
(Appendix 9)
The monitor unit includes a sampling unit that samples the waveform of the output pulse,
The waveform control apparatus according to appendix 1, wherein the drive waveform shaping unit shapes the waveform of the drive signal based on a sampling result in the sampling unit.

(付記10)
該モニタ部は、
前記出力パルスの波形における立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出するエッジ検出部と、
該エッジ検出部での前記立ち上がりエッジの検出をもとに、前記出力パルスの波形における、前記駆動信号の立ち上がりに応答した立ち上がりピークレベルの値を保持するピークホールド部と、
該エッジ検出部での前記立ち上がりエッジの検出をもとに、前記駆動信号の立ち下がり前の平坦領域に対応した応答波形レベルの値をサンプルホールドするサンプルホールド部と、をそなえ、
該駆動波形整形部は、該ピークホールド部で保持した値および該サンプルホールド部でサンプルホールドした値を前記モニタ結果として受けることを特徴とする、付記1記載の波形制御装置。
(Appendix 10)
The monitor unit
An edge detector for detecting a rising edge and a falling edge in the waveform of the output pulse;
Based on the detection of the rising edge in the edge detection unit, in the waveform of the output pulse, a peak hold unit that holds the value of the rising peak level in response to the rising of the drive signal;
Based on the detection of the rising edge in the edge detection unit, a sample hold unit that samples and holds the value of the response waveform level corresponding to the flat region before the drive signal falls,
The waveform control apparatus according to claim 1, wherein the drive waveform shaping unit receives the value held by the peak hold unit and the value sampled and held by the sample hold unit as the monitoring result.

(付記11)
該駆動波形整形部は、該ピークホールド部で保持した値と、該サンプルホールド部でサンプルホールドした値と、の差が所定値又は所定範囲となるように、前記駆動信号の波形を整形することを特徴とする、付記10記載の波形制御装置。
(付記12)
供給される駆動信号に応答して出力パルスを得る応答素子と、
該応答素子からの前記出力パルスの波形をモニタするモニタ部と、
該モニタ部でのモニタ結果に基づいて、前記駆動信号の波形を整形する駆動波形整形部と、をそなえたことを特徴とする、応答素子モジュール。
(Appendix 11)
The drive waveform shaping unit shapes the waveform of the drive signal so that a difference between a value held by the peak hold unit and a value sampled and held by the sample hold unit becomes a predetermined value or a predetermined range. The waveform control device according to appendix 10, wherein:
(Appendix 12)
A response element that obtains an output pulse in response to a supplied drive signal;
A monitor for monitoring the waveform of the output pulse from the response element;
A response element module comprising: a drive waveform shaping unit that shapes a waveform of the drive signal based on a monitoring result in the monitor unit.

(付記13)
該応答素子は、前記駆動信号に応答して出力される光パルスを前記出力パルスとして出力する半導体光増幅器であることを特徴とする、付記12記載の応答素子モジュール。
(付記14)
前記光パルスは、自然放出光であることを特徴とする、付記13記載の応答素子モジュール。
(Appendix 13)
13. The response element module according to appendix 12, wherein the response element is a semiconductor optical amplifier that outputs an optical pulse output in response to the drive signal as the output pulse.
(Appendix 14)
14. The response element module according to appendix 13, wherein the light pulse is spontaneous emission light.

(付記15)
駆動信号に応答して入力光の導通/遮断を切り換える光ゲートスイッチを複数有する光スイッチ装置であって、
該光ゲートスイッチの一つから出力される光波形をモニタするモニタ部と、
該モニタ部でのモニタ結果に基づいて、当該出力された光波形をモニタした光ゲートスイッチへの前記駆動信号の波形を整形する駆動波形整形部と、をそなえたことを特徴とする、光スイッチ装置。
(Appendix 15)
An optical switch device having a plurality of optical gate switches that switch conduction / shut-off of input light in response to a drive signal,
A monitor unit for monitoring an optical waveform output from one of the optical gate switches;
An optical switch comprising: a drive waveform shaping unit that shapes a waveform of the drive signal to the optical gate switch that monitors the output optical waveform based on a monitoring result in the monitor unit apparatus.

(付記16)
該光ゲートスイッチは複数個が縦続して接続されたことを特徴とする、付記15記載の光スイッチ装置。
(付記17)
該モニタ部は、前記縦続して接続される該複数個の光ゲートスイッチのうちの最下流の光ゲートスイッチの出力端の箇所に設置された受光素子をそなえ、該受光素子の出力から前記光波形をモニタすることを特徴とする、付記16記載の光スイッチ装置。
(Appendix 16)
The optical switch device according to appendix 15, wherein a plurality of the optical gate switches are connected in cascade.
(Appendix 17)
The monitor unit includes a light receiving element installed at the output end of the most downstream optical gate switch among the plurality of optical gate switches connected in cascade, and outputs the light from the output of the light receiving element. The optical switch device according to appendix 16, wherein the waveform is monitored.

(付記18)
該駆動波形整形部は、
前記縦続して接続される該複数個の光ゲートスイッチに対応してそなえられ、前記対応する光ゲートスイッチへの前記駆動信号の波形を、制御信号に基づき整形する複数個の駆動回路部と、
該モニタ部でのモニタ結果に基づき前記制御信号を、該複数の駆動回路部のうちの該一のゲートスイッチに対応する駆動回路部に出力する制御部と、をそなえたことを特徴とする、付記16記載の波形制御装置。
(Appendix 18)
The drive waveform shaping unit
A plurality of drive circuit units provided corresponding to the plurality of optical gate switches connected in cascade, and shaping a waveform of the drive signal to the corresponding optical gate switch based on a control signal;
A control unit that outputs the control signal to a drive circuit unit corresponding to the one gate switch among the plurality of drive circuit units based on a monitoring result in the monitor unit; The waveform control device according to appendix 16.

(付記19)
付記1記載の波形制御装置において前記整形された波形を有する駆動信号によって駆動されることを特徴とする、応答素子。
(付記20)
駆動信号に応答して入力光の導通/遮断を切り換える光ゲートスイッチを複数個が縦続して接続された光スイッチ装置の制御方法であって、
前記縦続して接続される該複数個の光ゲートスイッチのうちの一の光ゲートスイッチに対して前記駆動信号を供給するとともに、
前記複数個の光ゲートスイッチのうち最下流の光ゲートスイッチの出力端の箇所に設置された受光素子を用いて、前記一の光ゲートスイッチの一つから出力される光波形をモニタし、
該モニタ部でのモニタ結果に基づいて、当該最下流の光ゲートスイッチへの前記駆動信号の波形を整形する一方、
前記駆動信号の波形を整形する対象の光ゲートスイッチは、前記縦続して接続される複数個の光ゲートスイッチのうちの最下流の光ゲートスイッチから、上流側の光ゲートスイッチに順次変更することを特徴とする、光スイッチ装置の制御方法。
(Appendix 19)
The response element according to claim 1, wherein the response element is driven by a drive signal having the shaped waveform.
(Appendix 20)
A method of controlling an optical switch device in which a plurality of optical gate switches that switch conduction / shut-off of input light in response to a drive signal are connected in cascade,
Supplying the drive signal to one optical gate switch of the plurality of optical gate switches connected in cascade;
Using the light receiving element installed at the output end of the most downstream optical gate switch among the plurality of optical gate switches, monitoring the optical waveform output from one of the one optical gate switches,
Based on the monitoring result in the monitor unit, while shaping the waveform of the drive signal to the most downstream optical gate switch,
The optical gate switch to be used for shaping the waveform of the drive signal is sequentially changed from the most downstream optical gate switch among the plurality of cascaded optical gate switches to the upstream optical gate switch. A method for controlling an optical switch device.

光パケットスイッチの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an optical packet switch. 第1実施形態を示す図である。It is a figure which shows 1st Embodiment. (a)〜(c)はいずれも第1実施形態の高調波成分抽出部を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the harmonic component extraction part of 1st Embodiment. 第1実施形態の高調波成分抽出部の作用機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action function of the harmonic component extraction part of 1st Embodiment. 第1実施形態の高調波成分抽出部の作用機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action function of the harmonic component extraction part of 1st Embodiment. ゲートスイッチ駆動回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a gate switch drive circuit. (a)〜(c)は可変容量素子の容量の大きさに応じた、駆動パルス信号および光パルスの立ち上がり波形の一例を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows an example of the rising waveform of a drive pulse signal and an optical pulse according to the magnitude | size of the capacity | capacitance of a variable capacitance element. (a)〜(c)は、可変容量素子への制御電圧信号の値に応じた、偶数次高調波成分の信号波形、および、光パルスの波形の例である。(A)-(c) is an example of the signal waveform of the even-order harmonic component according to the value of the control voltage signal to a variable capacitance element, and the waveform of an optical pulse. ゲートスイッチ駆動回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a gate switch drive circuit. 第2実施形態を示す図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment. 第2実施形態の動作例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation example of 2nd Embodiment. 第2実施形態の演算制御回路の作用機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action function of the arithmetic control circuit of 2nd Embodiment. 第3実施形態を示す図である。It is a figure which shows 3rd Embodiment. 第3実施形態の作用機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action function of 3rd Embodiment. 第3実施形態の動作例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation example of 3rd Embodiment. 第1〜第3実施形態の適用例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of application of 1st-3rd embodiment. 第1〜第3実施形態の適用例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of application of 1st-3rd embodiment. 他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment.

1,1A,1B 波形制御装置
2 SOA(応答素子)
3,3A,3B,203 矩形度識別回路(モニタ部)
3a,3a′ 高調波成分抽出部
3b 平均パワー検出回路
3c A/Dコンバータ
3d 受光部
3e 高速A/Dコンバータ
3f AC結合部
3g レベル調整部
3h エッジ検出回路
3i ピークホールド回路
3j サンプルホールド回路
3m,3n A/Dコンバータ
4,4A,4B,204 演算制御回路(駆動波形整形部)
5,205 駆動電圧制御回路(駆動波形整形部)
5a D/Aコンバータ
5b 矩形度整形回路
5c,5c′ ゲートスイッチ駆動回路
7 光カプラ
10,10A,10B 応答素子モジュール
11,11′ 分岐部
12,12′ 遅延部
13,14 受光部
15 合成部
16,18 回路部
16a 可変容量素子
16b,16c,18a,18b 抵抗
17 ドライバアンプ
18c インダクタ素子
100,200,300 光パケットスイッチ
101 1:8カプラ
102 8:8光ゲートスイッチ部
102a,104 SOA
103 8:1カプラ
207a−1〜207a−8,207b 光カプラ
310−1 分配部
311,313 EDFA
312,314 1:16カプラ
320−1 合流部
321,323,325,327 SOA
322,326 8:1カプラ
324 4:1カプラ
1, 1A, 1B Waveform control device 2 SOA (response element)
3, 3A, 3B, 203 Rectangularity identification circuit (monitor unit)
3a, 3a ′ Harmonic component extraction unit 3b Average power detection circuit 3c A / D converter 3d Light receiving unit 3e High-speed A / D converter 3f AC coupling unit 3g Level adjustment unit 3h Edge detection circuit 3i Peak hold circuit 3j Sample hold circuit 3m, 3n A / D converter 4, 4A, 4B, 204 Arithmetic control circuit (drive waveform shaping unit)
5,205 Drive voltage control circuit (drive waveform shaping unit)
5a D / A converter 5b Rectangularity shaping circuit 5c, 5c 'Gate switch drive circuit 7 Optical coupler 10, 10A, 10B Response element module 11, 11' Branching unit 12, 12 'Delay unit 13, 14 Light receiving unit 15 Synthesis unit 16 , 18 Circuit section 16a Variable capacitance element 16b, 16c, 18a, 18b Resistance 17 Driver amplifier 18c Inductor element 100, 200, 300 Optical packet switch 101 1: 8 coupler 102 8: 8 optical gate switch section 102a, 104 SOA
103 8: 1 coupler 207a-1 to 207a-8, 207b optical coupler 310-1 distribution unit 311 313 EDFA
312 and 314 1:16 coupler 320-1 merging section 321,323,325,327 SOA
322, 326 8: 1 coupler 324 4: 1 coupler

Claims (1)

供給される駆動信号に応答素子が応答して得られる出力パルスの波形をモニタするモニタ部と、
該モニタ部でのモニタ結果に基づいて、前記駆動信号の波形を整形する駆動波形整形部と、をそなえ、
該モニタ部は、
前記出力パルスの波形における立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出するエッジ検出部と、
該エッジ検出部での前記立ち上がりエッジの検出をもとに、前記出力パルスの波形における、前記駆動信号の立ち上がりに応答した立ち上がりピークレベルの値を保持するピークホールド部と、
該エッジ検出部での前記立ち上がりエッジの検出をもとに、前記駆動信号の立ち下がり前の平坦領域に対応した応答波形レベルの値をサンプルホールドするサンプルホールド部と、をそなえ、
該駆動波形整形部は、該ピークホールド部で保持した値および該サンプルホールド部でサンプルホールドした値を前記モニタ結果として受けることを特徴とする、波形制御装置。
A monitor for monitoring the waveform of the output pulse obtained by the response element responding to the supplied drive signal;
A drive waveform shaping unit for shaping the waveform of the drive signal based on the monitoring result in the monitor unit;
The monitor unit
An edge detector for detecting a rising edge and a falling edge in the waveform of the output pulse;
Based on the detection of the rising edge in the edge detection unit, in the waveform of the output pulse, a peak hold unit that holds the value of the rising peak level in response to the rising of the drive signal;
Based on the detection of the rising edge in the edge detection unit, a sample hold unit that samples and holds the value of the response waveform level corresponding to the flat region before the drive signal falls,
The drive waveform shaping unit receives the value held by the peak hold unit and the value sampled and held by the sample hold unit as the monitoring result.
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