双方向光増幅器並びにこれを用いたＰＯＮシステム及び通信方法
【課題】本発明は、パッシブダブルスター型のＰＯＮシステムにおいて、遠距離エリアと近距離エリアの加入者を同時に収容する場合であっても、近距離エリアの上り信号光を劣化させることのない双方向光増幅器の提供を目的とする。
【解決手段】本願発明の双方向光増幅器は、下り信号光と上り信号光を合分波する第１の合分波器３１及び第２の合分波器３２と、下り信号光の強度を増幅する第１の光増幅器３３と、上り信号光の強度を増幅する第２の光増幅器３４と、第２の光増幅器において発生するＡＳＥ光を減衰させ又は遮断する光調節器１１と、上り信号光があるときは光調節器１１を動作させ、上り信号がないときは光調節器１１の動作を停止させる制御回路１４と、を備える。
【解決手段】本願発明の双方向光増幅器は、下り信号光と上り信号光を合分波する第１の合分波器３１及び第２の合分波器３２と、下り信号光の強度を増幅する第１の光増幅器３３と、上り信号光の強度を増幅する第２の光増幅器３４と、第２の光増幅器において発生するＡＳＥ光を減衰させ又は遮断する光調節器１１と、上り信号光があるときは光調節器１１を動作させ、上り信号がないときは光調節器１１の動作を停止させる制御回路１４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッシブダブルスター型のＰＯＮシステムに用いられる双方向光増幅器並びにこれを用いたＰＯＮシステム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）や、ＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ）では、高速のアクセスサービスを経済的に提供するために、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の標準化に取り組んでいる。ＩＥＥＥでは、すでに商用化されているＧ−ＥＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＯＮ、および次世代システムの１０Ｇ−ＥＰＯＮの標準化を終えている。またＩＴＵ−Ｔでは、すでに商用化されているＢ−ＰＯＮ（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ ＰＯＮ）、およびＧ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ−ｃａｐａｂｌｅ ＰＯＮ）の標準化を終えており、次世代システムのＸＧ−ＰＯＮの標準化を進めている。
【０００３】
これらＰＯＮは、収容局と複数の加入者が、所外に配置された光スプリッタを介して、一本の光ファイバで結合されるネットワーク構成であり、上り信号光と下り信号光が異なる波長により、同一光ファイバ上を双方向に伝送される。下り信号光は、加入者ごとの信号が、時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を用いて多重された連続信号であり、加入者に配置される送受信装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）は、光スプリッタにおいて分岐された連続信号から、自身に必要なタイムスロットの信号を取り出す。また、上り信号光は、ＯＮＵから間欠的に送信されるバースト信号であり、光スプリッタで結合されてＴＤＭ信号となり、収容局に送られる。本システムでは、収容局から光スプリッタまでの光ファイバ、および収容局に配置される送受信装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）を、複数の加入者で共用化できることから、ギガを超える高速の光アクセスサービスを、経済的に提供することができる。
【０００４】
ＧＥ−ＰＯＮや、Ｇ−ＰＯＮは、すでに完成されたシステムであるが、伝送路の長延化が課題の一つとなっている。これが実現できれば、光スプリッタの分岐数を増やして収容する加入者の数を増したり、収容エリアを拡げたりして、数的ないしは面的に、収容効率を向上させることが期待できる。これを解決するために、光増幅器を用いて、分岐数を増やした光スプリッタや、長延化された伝送路の損失を補償する方法が提案されている（例えば、非特許文献１及び２参照。）。
【０００５】
図５に、双方向光増幅器を用いたＰＯＮシステムの構成を示す。ここで示すのは、所外だけでなく、所内にも光スプリッタを配置したパッシブダブルスター型のネットワーク構成であり、所内の光スプリッタから分岐される光ファイバのうち、遠距離エリアＡＬの加入者を収容するものに、双方向光増幅器１５３を配置している。図５では、所内に双方向光増幅器１５３を配置した場合を図示しているが、所外に配置してもよい。図示する通り、双方向光増幅器１５３は、双方向の下り信号光（波長λ１）と、上り信号光（波長λ２）を、２つの合分波器を利用して個別の光増幅器により増幅する構成である。本ネットワーク構成によれば、数の少ない遠距離エリアＡＬの加入者を、近距離エリアＡＳの加入者と同じＯＬＴ５２で収容することにより、システム収容の効率化を図ることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｄｅｒｅｋ Ｎｅｓｓｅｔ ｅｔ ａｌ．，“Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ １００ ｋｍ Ｒｅａｃｈ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ＰＯＮｓ ｗｉｔｈ Ｕｐｓｔｒｅａｍ Ｂｉｔ−ｒａｔｅｓ ｏｆ ２．５Ｇｂ／ｓ ａｎｄ １０ Ｇｂ／ｓ”，ＥＣＯＣ２００４，Ｗｅ２．６．３
【非特許文献２】Ｋｅｎ−Ｉｃｈｉ Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａｌ．，“６０ｋｍ，２５６−ｓｐｌｉｔ Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ−ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ＰＯＮ Ｒｅｐｅａｔｅｒｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｕｓｉｎｇ １．２４ Ｇｂｉｔ／ｓ Ｕｐｓｔｒｅａｍ ａｎｄ ２．５Ｇｂｉｔ／ｓ Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ＰＯＮ ｓｙｓｔｅｍ”，ＥＣＯＣ２００６，Ｍｏ４．５．３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、光増幅器は、自然放出（ＡＳＥ：Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光を放出するため、これによる信号劣化の問題を考慮しなければならない。図６に、所内の光スプリッタで結合される前後の遠距離エリアＡＬと近距離エリアＡＳの上り信号光の強度レベルを示す。図に示されるとおり、合波前の近距離エリアＡＳの上り信号光は、第２のＯＮＵ５１Ｓ群がフレームを送信しない非送信時間においてゼロレベルにある。一方、遠距離エリアＡＬの上り信号光は、第１のＯＮＵ５１Ｌ群がフレームを送信するすべての時間において、ＡＳＥが重畳されているため、フレームの非送信時間においてもゼロレベルから持ち上がる。これらが光スプリッタにより結合されると、近距離エリアの上り信号光にも、ＡＳＥが重畳されることになる。その結果、光増幅器により増幅されない近距離エリアＡＳの上り信号光は、相対的にＡＳＥの影響が大きくなり、遠距離エリアＡＬの上り信号光よりも、信号が劣化することになる。
【０００８】
本発明は、パッシブダブルスター型のＰＯＮシステムにおいて、遠距離エリアＡＬと近距離エリアＡＳの加入者を同時に収容する場合であっても、近距離エリアＡＳの上り信号光を劣化させることのない双方向光増幅器並びにこれを用いたＰＯＮシステム及び通信方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願発明は、遠距離エリアと近距離エリアに設置するＯＮＵを収容する双方向光増幅器を用いたＰＯＮシステムにおいて、双方向光増幅器が、遠距離エリアに設置されたＯＮＵからの信号が送信されていない時間を判定し、送信されていない時間において、自然放出（ＡＳＥ）光の発生を抑えることによって、遠距離エリアに設置されたＯＮＵからの信号が送信されていない時間における、近距離エリアに設置されたＯＮＵからの信号に対するＡＳＥ光の影響を無くすことを可能とする。
【００１０】
具体的には、本願発明の双方向光増幅器は、第１の波長の下り信号光を伝送する下り信号光伝送路と、前記第１の波長とは異なる第２の波長の上り信号光を伝送する上り信号光伝送路と、前記下り信号光伝送路及び前記上り信号光伝送路よりも上流側に配置された上流側光ファイバから下り信号光が入力され、入力された下り信号光を分波して前記下り信号光伝送路に出力し、前記上り信号光伝送路で伝送された上り信号光が入力され、入力された上り信号光を前記上流側光ファイバに出力する第１の合分波器と、前記下り信号光伝送路及び前記上り信号光伝送路よりも下流側に配置された下流側光ファイバから上り信号光が入力され、入力された上り信号光を分波して前記上り信号光伝送路に出力し、前記下り信号光伝送路で伝送された下り信号光が入力され、入力された下り信号光を前記下流側光ファイバに出力する第２の合分波器と、前記下り信号光伝送路に挿入され、下り信号光の強度を増幅する第１の光増幅器と、前記上り信号光伝送路に挿入され、上り信号光の強度を増幅する第２の光増幅器と、前記第２の光増幅器において発生するＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光を減衰させ又は遮断する光調節器と、上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記光調節器を動作させ、上り信号光があるときは前記光調節器の動作を停止させる制御回路と、を備える。
【００１１】
本願発明の双方向光増幅器は、下り信号光伝送路と、上り信号光伝送路と、第１の合分波器と、第２の合分波器と、第１の光増幅器と、第２の光増幅器と、を備えるため、上り信号及び下り信号を増幅することができる。ここで、本願発明の双方向光増幅器は、光調節器と、制御回路と、を備えるため、上り信号光がない時間帯における双方向光増幅器からのＡＳＥ光の出力を防ぐことができる。したがって、本願発明の双方向光増幅器は、パッシブダブルスター型のＰＯＮシステムにおいて、遠距離エリアと近距離エリアの加入者を同時に収容する場合であっても、近距離エリアの上り信号光を劣化させることのない双方向光増幅器を提供することができる。
【００１２】
本願発明の双方向光増幅器では、前記光調節器は、前記第２の光増幅器と前記第１の合分波器との間の光路に挿入され、光強度を減衰させる光減衰器であり、前記第２の合分波器と前記光減衰器との間の光路に挿入され、上り信号光を分岐する光分岐器を備え、前記制御回路は、前記光分岐器の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記光減衰器に光強度を減衰させ、上り信号光があるときは前記光減衰器に光強度を減衰させない構成であってもよい。
光調節器が光減衰器であるため、ＡＳＥ光を遮断するだけでなく、強度の異なる上りバースト信号のレベルを一定に制御したり、強度の大きな信号の光レベルを弱めたりすることができる。これにより、ＯＬＴ内の受信器への強い光信号の入力を防ぐことができる。
【００１３】
本願発明の双方向光増幅器では、前記光調節器は、前記第２の光増幅器と前記第１の合分波器との間の光路に挿入され、光を遮断する光遮断器であり、前記第２の合分波器と前記光減衰器との間の光路に挿入され、上り信号光を分岐する光分岐器を備え、前記制御回路は、前記光分岐器の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記光遮断器に光を遮断させ、上り信号光があるときは前記光遮断器に光を通過させる構成であってもよい。
光調節器が光遮断器であるため、ＡＳＥ光を遮断するだけでなく、強度の異なる上りバースト信号のレベルを一定に制御したり、強度の大きな信号の光レベルを弱めたりすることができる。これにより、ＯＬＴ内の受信器への強い光信号の入力を防ぐことができる。
【００１４】
本願発明の双方向光増幅器では、前記光調節器は、前記第２の光増幅器に励起光を供給する励起光源であり、前記第２の合分波器と前記第２の光増幅器との間の光路に挿入され、上り信号光を分岐する光分岐器を備え、前記制御回路は、前記光分岐器の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記励起光源の供給する励起光の供給量を減少させ、上り信号光があるときは前記励起光源の供給する励起光の供給量を増加させる構成であってもよい。
【００１５】
光調節器が励起光源であるため、光減衰器又は光遮断器を用いることなくＡＳＥ光を減衰させることができる。
【００１６】
具体的には、本願発明のＰＯＮシステムは、第１のＯＮＵ群を互いに接続する第１の光スプリッタと、前記第１のＯＮＵ群とは異なる第２のＯＮＵ群を互いに接続する第２の光スプリッタと、前記第１の光スプリッタ及び第２の光スプリッタをＯＬＴに接続する第３の光スプリッタと、前記第３の光スプリッタと前記第１の光スプリッタとの間の光路に挿入されている本発明に係る双方向光増幅器と、を備え、前記第３の光スプリッタから前記第１のＯＮＵ群までの距離が、前記第３の光スプリッタから前記第２のＯＮＵ群までの距離よりも長い。
【００１７】
本願発明のＰＯＮシステムは、第１の光スプリッタと、第２の光スプリッタと、第３の光スプリッタと、を備えるため、パッシブダブルスター型のＰＯＮシステムを構成することができる。ここで、本願発明のＰＯＮシステムは、本発明に係る双方向光増幅器を備えるため、遠距離エリアと近距離エリアの加入者を同時に収容する場合であっても、近距離エリアの上り信号光を劣化させることのないＰＯＮシステムを提供することができる。
【００１８】
具体的には、本願発明のＰＯＮシステムの通信方法は、距離の異なる複数のＯＮＵ群が光スプリッタでＯＬＴと接続されたパッシブダブルスター型のＰＯＮシステムの通信方法であって、前記ＯＮＵ群のうちの遠距離エリアのＯＮＵ群と前記光スプリッタの間を接続する光ファイバで伝送される下り信号光を分波して増幅した後に前記遠距離エリアのＯＮＵ群に向けて前記光ファイバに出力するとともに、前記光ファイバで伝送される上り信号光を分波して増幅した後に前記ＯＬＴに向けて前記光ファイバに出力する増幅手順を有し、前記増幅手順において、上り信号光の有無を判定し、上り信号光があるときは、上り信号光を分波し、上り信号光を増幅した後に、前記ＯＬＴに向けて前記光ファイバに出力し、上り信号光がないときは、上り信号光の増幅時に発生するＡＳＥ光を減衰させるか又は遮断する。
【００１９】
本願発明のＰＯＮシステムの通信方法は、増幅手順を有するため、収容局内の光スプリッタから分岐される光ファイバ上で下り信号光及び上り信号光を増幅することができる。ここで、上り信号光がないときにはＡＳＥ光を減衰させるか遮断するため、遠距離エリアと近距離エリアの加入者を同時に収容する場合であっても、近距離エリアの上り信号光を劣化させることのないＰＯＮシステムの通信方法を提供することができる。
【００２０】
本願発明の通信方法では、前記増幅手順において、光減衰器で光を減衰させることによって、前記ＡＳＥ光を低下させてもよい。
本発明により、ＡＳＥ光を減衰させるだけでなく、強度の異なる上りバースト信号のレベルを一定に制御したり、強度の大きな信号の光レベルを弱めたりすることができる。これにより、ＯＬＴ内の受信器への強い光信号の入力を防ぐことができる。
【００２１】
本願発明の通信方法では、前記増幅手順において、光遮断器で光を遮断することによって、前記ＡＳＥ光を低下させてもよい。
本発明により、ＡＳＥ光を遮断するだけでなく、強度の異なる上りバースト信号のレベルを一定に制御したり、強度の大きな信号の光レベルを弱めたりすることができる。これにより、ＯＬＴ内の受信器への強い光信号の入力を防ぐことができる。
【００２２】
本願発明の通信方法では、前記増幅手順において、励起光の供給量を減少させることによって、前記ＡＳＥ光を低下させてもよい。
本発明により、光減衰器又は光遮断器を用いることなくＡＳＥ光を減衰させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、パッシブダブルスター型のＰＯＮシステムにおいて、遠距離エリアと近距離エリアの加入者を同時に収容する場合であっても、近距離エリアの上り信号光を劣化させることのない双方向光増幅器並びにこれを用いたＰＯＮシステム及び通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１に係るＰＯＮシステムの一例を示す。
【図２】双方向光増幅器の第１例を示す。
【図３】実施形態１に係る上り信号光の一例を示す。
【図４】双方向光増幅器の第２例を示す。
【図５】光増幅器を用いたＰＯＮシステムの構成を示す。
【図６】光スプリッタで結合される前後の遠距離エリアと近距離エリアの上り信号光の強度レベルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２６】
（実施形態１）
図１に、本実施形態に係るＰＯＮシステムの一例を示す。実施形態１に係るＰＯＮシステムは、距離の異なる複数の第１のＯＮＵ５１Ｌ群及び第２のＯＮＵ５１Ｓ群が第３の光スプリッタ５５でＯＬＴ５２と接続されたパッシブダブルスター型のＰＯＮシステムである。第１の光スプリッタ５４Ｌは、第１のＯＮＵ５１Ｌ群を互いに接続する。第２の光スプリッタ５４Ｓは、第１のＯＮＵ５１Ｌ群とは異なる第２のＯＮＵ５１Ｓ群を互いに接続する。第３の光スプリッタ５５は、第１の光スプリッタ５４Ｌ及び第２の光スプリッタ５４ＳをＯＬＴ５２に接続する。実施形態１に係るＰＯＮシステムは、第１のＯＮＵ５１Ｌ群及び第２のＯＮＵ５１Ｓ群からＯＬＴ５２への上り信号光を伝送し、ＯＬＴ５２から第１のＯＮＵ５１Ｌ群及び第２のＯＮＵ５１Ｓ群への下り信号光を伝送する。
【００２７】
双方向光増幅器５３は、第３の光スプリッタ５５と第１の光スプリッタ５４Ｌとの間の光路に挿入される。ここで、第３の光スプリッタ５５から第１のＯＮＵ５１Ｌ群までの距離は、第３の光スプリッタ５５から第２のＯＮＵ５１Ｓ群までの距離よりも長い。
【００２８】
実施形態１に係るＰＯＮシステムの通信方法は、距離の異なる第１のＯＮＵ５１Ｌ群及び第２のＯＮＵ５１Ｓ群が第３の光スプリッタ５５で接続されたパッシブダブルスター型のＰＯＮシステムの通信方法であって、双方向光増幅器５３が、上流側光ファイバ４１から下り信号光を分波して増幅した後に下流側光ファイバ４２に出力するとともに、下流側光ファイバ４２から上り信号光を分波して増幅した後に上流側光ファイバ４１に出力する増幅手順を有する。この増幅手順において、双方向光増幅器５３は、上り信号光の有無を判定する。そして、上り信号光があるときは、双方向光増幅器５３は、上り信号光を分波し、上り信号光を増幅した後に、上流側光ファイバ４１に出力する。一方、上り信号光がないときは、双方向光増幅器５３は、上り信号光の増幅時に発生するＡＳＥ光を減衰させるか又は遮断する。以下、増幅手順の具体例について説明する。
【００２９】
図２に、双方向光増幅器の第１例を示す。双方向光増幅器５３の第１例は、第１の合分波器３１と、第２の合分波器３２と、第１の光増幅器３３と、第２の光増幅器３４と、下り信号光伝送路３５と、上り信号光伝送路３６と、光調節器１１と、光分岐器１２と、光検出器１３と、制御回路１４と、を備える。第１の合分波器３１は、第３の光スプリッタ５５側に配置される上流側光ファイバ４１に接続される。第２の合分波器３２は、第１の光スプリッタ５４Ｌ側に配置される下流側光ファイバ４２に接続される。
【００３０】
第１の合分波器３１は、下り信号光伝送路３５及び上り信号光伝送路３６よりも上流側に配置された上流側光ファイバ４１から下り信号光が入力され、入力された下り信号光を分波して下り信号光伝送路３５に出力する。第１の光増幅器３３は、下り信号光伝送路３５に挿入され、分波された下り信号光の強度を増幅する。第２の合分波器３２は、下り信号光伝送路３５で伝送されることによって第１の光増幅器３３で増幅された下り信号光が入力され、入力された下り信号光を下流側光ファイバ４２に出力する。
【００３１】
第２の合分波器３２は、下り信号光伝送路３５及び上り信号光伝送路３６よりも下流側に配置された下流側光ファイバ４２から上り信号光が入力され、入力された上り信号光を分波して上り信号光伝送路３６に出力する。第２の光増幅器３４は、上り信号光伝送路３６に挿入され、上り信号光の強度を増幅する。第１の合分波器３１は、上り信号光伝送路３６で伝送されることによって第２の光増幅器３４で増幅された上り信号光が入力され、入力された上り信号光を上流側光ファイバ４１に出力する。
【００３２】
光調節器１１は、上り信号光伝送路３６に挿入され、第２の光増幅器３４において発生するＡＳＥ光を減衰させ又は遮断する。光分岐器１２は、上り信号光伝送路３６に挿入され、上り信号光の一部を分岐する。光検出器１３は、光分岐器１２の分岐する上り信号光の光強度を検出する。光検出器１３は、例えば、光信号を電気信号に変換する光電変換器である。
【００３３】
制御回路１４は、上り信号光の有無を判定する。例えば、光検出器１３の検出する光強度が予め定められた一定値未満であるか否かを判定する。そして、制御回路１４は、上り信号光がないときは光調節器１１を動作させ、上り信号光があるときは光調節器１１の動作を停止させる。これにより、上り信号光を選択的に第１の合分波器３１に入射させ、それ以外のＡＳＥ光などのノイズが含まれた光が第１の合分波器３１に入射されることを防ぐ。
【００３４】
例えば、制御回路１４は、光検出器１３の出力する電気信号レベルが低く、非送信時間と判断される時間において、制御信号を出力する。光調節器１１は、制御回路１４から制御信号が送られた場合、それに対応する時間、すなわち非送信時間と判断された時間において、第２の光増幅器３４が放出するＡＳＥ光を減衰させ又は遮断する。
【００３５】
光調節器１１は、例えば、第２の光増幅器３４と第１の合分波器３１との間の光路に挿入され、光強度を減衰させる光減衰器である。この場合、制御回路１４は、光分岐器１２の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは光減衰器に光強度を減衰させ、上り信号光があるときは光減衰器に光強度を減衰させない。これにより、増幅手順において、ＡＳＥ光を減衰させることができる。
【００３６】
光調節器１１は、例えば、第２の光増幅器３４と第１の合分波器３１との間の光路に挿入され、光を遮断する光遮断器である。この場合、制御回路１４は、光分岐器１２の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは光減衰器に光を遮断させ、上り信号光があるときは光減衰器に光を通過させる。これにより、増幅手順において、ＡＳＥ光を遮断することができる。
【００３７】
図３に、本実施形態に係る上り信号光の一例を示す。双方向光増幅器５３を用いることにより、図６の場合と異なり、遠距離エリアＡＬの上り信号光において、非送信時間におけるＡＳＥ光が遮断されることから、相対的に強度の小さい近距離エリアＡＳの上り信号光が、ＡＳＥ光の影響により劣化することを防ぐことができる。
【００３８】
また、光調節器１１が光減衰器又は光遮断器であるため、ＡＳＥ光を遮断するだけでなく、強度の異なる上りバースト信号のレベルを一定に制御したり、強度の大きな信号の光レベルを弱めたりすることにより、ＯＬＴ５２内の受信器に、強い光信号が入力されることを防ぐことができる。
【００３９】
（実施形態２）
本実施形態に係るＰＯＮシステムは、双方向光増幅器５３の第２例を備えることを特徴とする。図４に、双方向光増幅器の第２例を示す。双方向光増幅器５３の第２例は、双方向光増幅器の第１例で説明した、光調節器１１、光分岐器１２及び制御回路１４に代えて、光調節器２１、光分岐器２２及び制御回路２４を備える。
【００４０】
本実施形態に係る通信方法は、増幅手順において、励起光の供給量を減少させることによって、ＡＳＥ光を低下させる。例えば、第２の光増幅器３４に、希土類を添加した光ファイバ増幅器を用いる。光調節器２１は、第２の光増幅器３４に励起光を供給する励起光源である。第２の光増幅器３４は、光調節器２１から供給される励起光によって上り信号光を増幅する。
【００４１】
光分岐器２２は、第２の合分波器３２と第２の光増幅器３４の間の光路に挿入され、上り信号光の一部を分岐する。光検出器１３は、光分岐器２２の分岐する上り信号光の光強度を検出する。制御回路２４は、光分岐器２２の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定する。例えば、光検出器１３の検出する光強度が予め定められた一定値未満であるか否かを判定する。そして、上り信号光がないときは、制御回路２４は、励起光源の供給する励起光の供給量を減少させる。このとき、制御回路２４は、励起光の供給を停止してもよい。一方、上り信号光があるときは、制御回路２４は、励起光源の供給する励起光の供給量を増加させる。これにより、増幅手順において、ＡＳＥ光を低下させることができる。
【００４２】
双方向光増幅器５３の第２例は、図１に示す遠距離エリアＡＬの上り信号光において、非送信時間におけるＡＳＥ光を減衰させることができる。これにより、相対的に強度の小さい近距離エリアＡＳの上り信号光が、ＡＳＥ光の影響により劣化することを防ぐことができる。
【００４３】
また、光調節器２１によって、ＡＳＥ光を減衰させるだけでなく、第２の光増幅器３４の利得を一定に制御するＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を持たせてもよい。例えば、制御回路２４は、光検出器１３の検出する光強度が高いときは、所望の利得になるまで励起光の供給量を増加させる。一方、制御回路２４は、光検出器１３の検出する光強度が低いときは、所望の利得になるまで励起光の供給量を減少させるか供給を停止させる。これにより、第２の光増幅器３４の利得を所望の一定値に保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１１、２１：光調節器
１２、２２：光分岐器
１３：光検出器
１４、２４：制御回路
３１：第１の合分波器
３２：第２の合分波器
３３：第１の光増幅器
３４：第２の光増幅器
３５：下り信号光伝送路
３６：上り信号光伝送路
４１：上流側光ファイバ
４２：下流側光ファイバ
５１Ｌ：第１のＯＮＵ
５１Ｓ：第２のＯＮＵ
５２：ＯＬＴ
５３、１５３：双方向光増幅器
５４Ｌ：第１の光スプリッタ
５４Ｓ：第２の光スプリッタ
５５：第３の光スプリッタ
１００：収容局
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッシブダブルスター型のＰＯＮシステムに用いられる双方向光増幅器並びにこれを用いたＰＯＮシステム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）や、ＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ）では、高速のアクセスサービスを経済的に提供するために、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の標準化に取り組んでいる。ＩＥＥＥでは、すでに商用化されているＧ−ＥＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＯＮ、および次世代システムの１０Ｇ−ＥＰＯＮの標準化を終えている。またＩＴＵ−Ｔでは、すでに商用化されているＢ−ＰＯＮ（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ ＰＯＮ）、およびＧ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ−ｃａｐａｂｌｅ ＰＯＮ）の標準化を終えており、次世代システムのＸＧ−ＰＯＮの標準化を進めている。
【０００３】
これらＰＯＮは、収容局と複数の加入者が、所外に配置された光スプリッタを介して、一本の光ファイバで結合されるネットワーク構成であり、上り信号光と下り信号光が異なる波長により、同一光ファイバ上を双方向に伝送される。下り信号光は、加入者ごとの信号が、時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を用いて多重された連続信号であり、加入者に配置される送受信装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）は、光スプリッタにおいて分岐された連続信号から、自身に必要なタイムスロットの信号を取り出す。また、上り信号光は、ＯＮＵから間欠的に送信されるバースト信号であり、光スプリッタで結合されてＴＤＭ信号となり、収容局に送られる。本システムでは、収容局から光スプリッタまでの光ファイバ、および収容局に配置される送受信装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）を、複数の加入者で共用化できることから、ギガを超える高速の光アクセスサービスを、経済的に提供することができる。
【０００４】
ＧＥ−ＰＯＮや、Ｇ−ＰＯＮは、すでに完成されたシステムであるが、伝送路の長延化が課題の一つとなっている。これが実現できれば、光スプリッタの分岐数を増やして収容する加入者の数を増したり、収容エリアを拡げたりして、数的ないしは面的に、収容効率を向上させることが期待できる。これを解決するために、光増幅器を用いて、分岐数を増やした光スプリッタや、長延化された伝送路の損失を補償する方法が提案されている（例えば、非特許文献１及び２参照。）。
【０００５】
図５に、双方向光増幅器を用いたＰＯＮシステムの構成を示す。ここで示すのは、所外だけでなく、所内にも光スプリッタを配置したパッシブダブルスター型のネットワーク構成であり、所内の光スプリッタから分岐される光ファイバのうち、遠距離エリアＡＬの加入者を収容するものに、双方向光増幅器１５３を配置している。図５では、所内に双方向光増幅器１５３を配置した場合を図示しているが、所外に配置してもよい。図示する通り、双方向光増幅器１５３は、双方向の下り信号光（波長λ１）と、上り信号光（波長λ２）を、２つの合分波器を利用して個別の光増幅器により増幅する構成である。本ネットワーク構成によれば、数の少ない遠距離エリアＡＬの加入者を、近距離エリアＡＳの加入者と同じＯＬＴ５２で収容することにより、システム収容の効率化を図ることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｄｅｒｅｋ Ｎｅｓｓｅｔ ｅｔ ａｌ．，“Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ １００ ｋｍ Ｒｅａｃｈ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ＰＯＮｓ ｗｉｔｈ Ｕｐｓｔｒｅａｍ Ｂｉｔ−ｒａｔｅｓ ｏｆ ２．５Ｇｂ／ｓ ａｎｄ １０ Ｇｂ／ｓ”，ＥＣＯＣ２００４，Ｗｅ２．６．３
【非特許文献２】Ｋｅｎ−Ｉｃｈｉ Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａｌ．，“６０ｋｍ，２５６−ｓｐｌｉｔ Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ−ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ＰＯＮ Ｒｅｐｅａｔｅｒｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｕｓｉｎｇ １．２４ Ｇｂｉｔ／ｓ Ｕｐｓｔｒｅａｍ ａｎｄ ２．５Ｇｂｉｔ／ｓ Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ＰＯＮ ｓｙｓｔｅｍ”，ＥＣＯＣ２００６，Ｍｏ４．５．３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、光増幅器は、自然放出（ＡＳＥ：Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光を放出するため、これによる信号劣化の問題を考慮しなければならない。図６に、所内の光スプリッタで結合される前後の遠距離エリアＡＬと近距離エリアＡＳの上り信号光の強度レベルを示す。図に示されるとおり、合波前の近距離エリアＡＳの上り信号光は、第２のＯＮＵ５１Ｓ群がフレームを送信しない非送信時間においてゼロレベルにある。一方、遠距離エリアＡＬの上り信号光は、第１のＯＮＵ５１Ｌ群がフレームを送信するすべての時間において、ＡＳＥが重畳されているため、フレームの非送信時間においてもゼロレベルから持ち上がる。これらが光スプリッタにより結合されると、近距離エリアの上り信号光にも、ＡＳＥが重畳されることになる。その結果、光増幅器により増幅されない近距離エリアＡＳの上り信号光は、相対的にＡＳＥの影響が大きくなり、遠距離エリアＡＬの上り信号光よりも、信号が劣化することになる。
【０００８】
本発明は、パッシブダブルスター型のＰＯＮシステムにおいて、遠距離エリアＡＬと近距離エリアＡＳの加入者を同時に収容する場合であっても、近距離エリアＡＳの上り信号光を劣化させることのない双方向光増幅器並びにこれを用いたＰＯＮシステム及び通信方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願発明は、遠距離エリアと近距離エリアに設置するＯＮＵを収容する双方向光増幅器を用いたＰＯＮシステムにおいて、双方向光増幅器が、遠距離エリアに設置されたＯＮＵからの信号が送信されていない時間を判定し、送信されていない時間において、自然放出（ＡＳＥ）光の発生を抑えることによって、遠距離エリアに設置されたＯＮＵからの信号が送信されていない時間における、近距離エリアに設置されたＯＮＵからの信号に対するＡＳＥ光の影響を無くすことを可能とする。
【００１０】
具体的には、本願発明の双方向光増幅器は、第１の波長の下り信号光を伝送する下り信号光伝送路と、前記第１の波長とは異なる第２の波長の上り信号光を伝送する上り信号光伝送路と、前記下り信号光伝送路及び前記上り信号光伝送路よりも上流側に配置された上流側光ファイバから下り信号光が入力され、入力された下り信号光を分波して前記下り信号光伝送路に出力し、前記上り信号光伝送路で伝送された上り信号光が入力され、入力された上り信号光を前記上流側光ファイバに出力する第１の合分波器と、前記下り信号光伝送路及び前記上り信号光伝送路よりも下流側に配置された下流側光ファイバから上り信号光が入力され、入力された上り信号光を分波して前記上り信号光伝送路に出力し、前記下り信号光伝送路で伝送された下り信号光が入力され、入力された下り信号光を前記下流側光ファイバに出力する第２の合分波器と、前記下り信号光伝送路に挿入され、下り信号光の強度を増幅する第１の光増幅器と、前記上り信号光伝送路に挿入され、上り信号光の強度を増幅する第２の光増幅器と、前記第２の光増幅器において発生するＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光を減衰させ又は遮断する光調節器と、上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記光調節器を動作させ、上り信号光があるときは前記光調節器の動作を停止させる制御回路と、を備える。
【００１１】
本願発明の双方向光増幅器は、下り信号光伝送路と、上り信号光伝送路と、第１の合分波器と、第２の合分波器と、第１の光増幅器と、第２の光増幅器と、を備えるため、上り信号及び下り信号を増幅することができる。ここで、本願発明の双方向光増幅器は、光調節器と、制御回路と、を備えるため、上り信号光がない時間帯における双方向光増幅器からのＡＳＥ光の出力を防ぐことができる。したがって、本願発明の双方向光増幅器は、パッシブダブルスター型のＰＯＮシステムにおいて、遠距離エリアと近距離エリアの加入者を同時に収容する場合であっても、近距離エリアの上り信号光を劣化させることのない双方向光増幅器を提供することができる。
【００１２】
本願発明の双方向光増幅器では、前記光調節器は、前記第２の光増幅器と前記第１の合分波器との間の光路に挿入され、光強度を減衰させる光減衰器であり、前記第２の合分波器と前記光減衰器との間の光路に挿入され、上り信号光を分岐する光分岐器を備え、前記制御回路は、前記光分岐器の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記光減衰器に光強度を減衰させ、上り信号光があるときは前記光減衰器に光強度を減衰させない構成であってもよい。
光調節器が光減衰器であるため、ＡＳＥ光を遮断するだけでなく、強度の異なる上りバースト信号のレベルを一定に制御したり、強度の大きな信号の光レベルを弱めたりすることができる。これにより、ＯＬＴ内の受信器への強い光信号の入力を防ぐことができる。
【００１３】
本願発明の双方向光増幅器では、前記光調節器は、前記第２の光増幅器と前記第１の合分波器との間の光路に挿入され、光を遮断する光遮断器であり、前記第２の合分波器と前記光減衰器との間の光路に挿入され、上り信号光を分岐する光分岐器を備え、前記制御回路は、前記光分岐器の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記光遮断器に光を遮断させ、上り信号光があるときは前記光遮断器に光を通過させる構成であってもよい。
光調節器が光遮断器であるため、ＡＳＥ光を遮断するだけでなく、強度の異なる上りバースト信号のレベルを一定に制御したり、強度の大きな信号の光レベルを弱めたりすることができる。これにより、ＯＬＴ内の受信器への強い光信号の入力を防ぐことができる。
【００１４】
本願発明の双方向光増幅器では、前記光調節器は、前記第２の光増幅器に励起光を供給する励起光源であり、前記第２の合分波器と前記第２の光増幅器との間の光路に挿入され、上り信号光を分岐する光分岐器を備え、前記制御回路は、前記光分岐器の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記励起光源の供給する励起光の供給量を減少させ、上り信号光があるときは前記励起光源の供給する励起光の供給量を増加させる構成であってもよい。
【００１５】
光調節器が励起光源であるため、光減衰器又は光遮断器を用いることなくＡＳＥ光を減衰させることができる。
【００１６】
具体的には、本願発明のＰＯＮシステムは、第１のＯＮＵ群を互いに接続する第１の光スプリッタと、前記第１のＯＮＵ群とは異なる第２のＯＮＵ群を互いに接続する第２の光スプリッタと、前記第１の光スプリッタ及び第２の光スプリッタをＯＬＴに接続する第３の光スプリッタと、前記第３の光スプリッタと前記第１の光スプリッタとの間の光路に挿入されている本発明に係る双方向光増幅器と、を備え、前記第３の光スプリッタから前記第１のＯＮＵ群までの距離が、前記第３の光スプリッタから前記第２のＯＮＵ群までの距離よりも長い。
【００１７】
本願発明のＰＯＮシステムは、第１の光スプリッタと、第２の光スプリッタと、第３の光スプリッタと、を備えるため、パッシブダブルスター型のＰＯＮシステムを構成することができる。ここで、本願発明のＰＯＮシステムは、本発明に係る双方向光増幅器を備えるため、遠距離エリアと近距離エリアの加入者を同時に収容する場合であっても、近距離エリアの上り信号光を劣化させることのないＰＯＮシステムを提供することができる。
【００１８】
具体的には、本願発明のＰＯＮシステムの通信方法は、距離の異なる複数のＯＮＵ群が光スプリッタでＯＬＴと接続されたパッシブダブルスター型のＰＯＮシステムの通信方法であって、前記ＯＮＵ群のうちの遠距離エリアのＯＮＵ群と前記光スプリッタの間を接続する光ファイバで伝送される下り信号光を分波して増幅した後に前記遠距離エリアのＯＮＵ群に向けて前記光ファイバに出力するとともに、前記光ファイバで伝送される上り信号光を分波して増幅した後に前記ＯＬＴに向けて前記光ファイバに出力する増幅手順を有し、前記増幅手順において、上り信号光の有無を判定し、上り信号光があるときは、上り信号光を分波し、上り信号光を増幅した後に、前記ＯＬＴに向けて前記光ファイバに出力し、上り信号光がないときは、上り信号光の増幅時に発生するＡＳＥ光を減衰させるか又は遮断する。
【００１９】
本願発明のＰＯＮシステムの通信方法は、増幅手順を有するため、収容局内の光スプリッタから分岐される光ファイバ上で下り信号光及び上り信号光を増幅することができる。ここで、上り信号光がないときにはＡＳＥ光を減衰させるか遮断するため、遠距離エリアと近距離エリアの加入者を同時に収容する場合であっても、近距離エリアの上り信号光を劣化させることのないＰＯＮシステムの通信方法を提供することができる。
【００２０】
本願発明の通信方法では、前記増幅手順において、光減衰器で光を減衰させることによって、前記ＡＳＥ光を低下させてもよい。
本発明により、ＡＳＥ光を減衰させるだけでなく、強度の異なる上りバースト信号のレベルを一定に制御したり、強度の大きな信号の光レベルを弱めたりすることができる。これにより、ＯＬＴ内の受信器への強い光信号の入力を防ぐことができる。
【００２１】
本願発明の通信方法では、前記増幅手順において、光遮断器で光を遮断することによって、前記ＡＳＥ光を低下させてもよい。
本発明により、ＡＳＥ光を遮断するだけでなく、強度の異なる上りバースト信号のレベルを一定に制御したり、強度の大きな信号の光レベルを弱めたりすることができる。これにより、ＯＬＴ内の受信器への強い光信号の入力を防ぐことができる。
【００２２】
本願発明の通信方法では、前記増幅手順において、励起光の供給量を減少させることによって、前記ＡＳＥ光を低下させてもよい。
本発明により、光減衰器又は光遮断器を用いることなくＡＳＥ光を減衰させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、パッシブダブルスター型のＰＯＮシステムにおいて、遠距離エリアと近距離エリアの加入者を同時に収容する場合であっても、近距離エリアの上り信号光を劣化させることのない双方向光増幅器並びにこれを用いたＰＯＮシステム及び通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１に係るＰＯＮシステムの一例を示す。
【図２】双方向光増幅器の第１例を示す。
【図３】実施形態１に係る上り信号光の一例を示す。
【図４】双方向光増幅器の第２例を示す。
【図５】光増幅器を用いたＰＯＮシステムの構成を示す。
【図６】光スプリッタで結合される前後の遠距離エリアと近距離エリアの上り信号光の強度レベルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２６】
（実施形態１）
図１に、本実施形態に係るＰＯＮシステムの一例を示す。実施形態１に係るＰＯＮシステムは、距離の異なる複数の第１のＯＮＵ５１Ｌ群及び第２のＯＮＵ５１Ｓ群が第３の光スプリッタ５５でＯＬＴ５２と接続されたパッシブダブルスター型のＰＯＮシステムである。第１の光スプリッタ５４Ｌは、第１のＯＮＵ５１Ｌ群を互いに接続する。第２の光スプリッタ５４Ｓは、第１のＯＮＵ５１Ｌ群とは異なる第２のＯＮＵ５１Ｓ群を互いに接続する。第３の光スプリッタ５５は、第１の光スプリッタ５４Ｌ及び第２の光スプリッタ５４ＳをＯＬＴ５２に接続する。実施形態１に係るＰＯＮシステムは、第１のＯＮＵ５１Ｌ群及び第２のＯＮＵ５１Ｓ群からＯＬＴ５２への上り信号光を伝送し、ＯＬＴ５２から第１のＯＮＵ５１Ｌ群及び第２のＯＮＵ５１Ｓ群への下り信号光を伝送する。
【００２７】
双方向光増幅器５３は、第３の光スプリッタ５５と第１の光スプリッタ５４Ｌとの間の光路に挿入される。ここで、第３の光スプリッタ５５から第１のＯＮＵ５１Ｌ群までの距離は、第３の光スプリッタ５５から第２のＯＮＵ５１Ｓ群までの距離よりも長い。
【００２８】
実施形態１に係るＰＯＮシステムの通信方法は、距離の異なる第１のＯＮＵ５１Ｌ群及び第２のＯＮＵ５１Ｓ群が第３の光スプリッタ５５で接続されたパッシブダブルスター型のＰＯＮシステムの通信方法であって、双方向光増幅器５３が、上流側光ファイバ４１から下り信号光を分波して増幅した後に下流側光ファイバ４２に出力するとともに、下流側光ファイバ４２から上り信号光を分波して増幅した後に上流側光ファイバ４１に出力する増幅手順を有する。この増幅手順において、双方向光増幅器５３は、上り信号光の有無を判定する。そして、上り信号光があるときは、双方向光増幅器５３は、上り信号光を分波し、上り信号光を増幅した後に、上流側光ファイバ４１に出力する。一方、上り信号光がないときは、双方向光増幅器５３は、上り信号光の増幅時に発生するＡＳＥ光を減衰させるか又は遮断する。以下、増幅手順の具体例について説明する。
【００２９】
図２に、双方向光増幅器の第１例を示す。双方向光増幅器５３の第１例は、第１の合分波器３１と、第２の合分波器３２と、第１の光増幅器３３と、第２の光増幅器３４と、下り信号光伝送路３５と、上り信号光伝送路３６と、光調節器１１と、光分岐器１２と、光検出器１３と、制御回路１４と、を備える。第１の合分波器３１は、第３の光スプリッタ５５側に配置される上流側光ファイバ４１に接続される。第２の合分波器３２は、第１の光スプリッタ５４Ｌ側に配置される下流側光ファイバ４２に接続される。
【００３０】
第１の合分波器３１は、下り信号光伝送路３５及び上り信号光伝送路３６よりも上流側に配置された上流側光ファイバ４１から下り信号光が入力され、入力された下り信号光を分波して下り信号光伝送路３５に出力する。第１の光増幅器３３は、下り信号光伝送路３５に挿入され、分波された下り信号光の強度を増幅する。第２の合分波器３２は、下り信号光伝送路３５で伝送されることによって第１の光増幅器３３で増幅された下り信号光が入力され、入力された下り信号光を下流側光ファイバ４２に出力する。
【００３１】
第２の合分波器３２は、下り信号光伝送路３５及び上り信号光伝送路３６よりも下流側に配置された下流側光ファイバ４２から上り信号光が入力され、入力された上り信号光を分波して上り信号光伝送路３６に出力する。第２の光増幅器３４は、上り信号光伝送路３６に挿入され、上り信号光の強度を増幅する。第１の合分波器３１は、上り信号光伝送路３６で伝送されることによって第２の光増幅器３４で増幅された上り信号光が入力され、入力された上り信号光を上流側光ファイバ４１に出力する。
【００３２】
光調節器１１は、上り信号光伝送路３６に挿入され、第２の光増幅器３４において発生するＡＳＥ光を減衰させ又は遮断する。光分岐器１２は、上り信号光伝送路３６に挿入され、上り信号光の一部を分岐する。光検出器１３は、光分岐器１２の分岐する上り信号光の光強度を検出する。光検出器１３は、例えば、光信号を電気信号に変換する光電変換器である。
【００３３】
制御回路１４は、上り信号光の有無を判定する。例えば、光検出器１３の検出する光強度が予め定められた一定値未満であるか否かを判定する。そして、制御回路１４は、上り信号光がないときは光調節器１１を動作させ、上り信号光があるときは光調節器１１の動作を停止させる。これにより、上り信号光を選択的に第１の合分波器３１に入射させ、それ以外のＡＳＥ光などのノイズが含まれた光が第１の合分波器３１に入射されることを防ぐ。
【００３４】
例えば、制御回路１４は、光検出器１３の出力する電気信号レベルが低く、非送信時間と判断される時間において、制御信号を出力する。光調節器１１は、制御回路１４から制御信号が送られた場合、それに対応する時間、すなわち非送信時間と判断された時間において、第２の光増幅器３４が放出するＡＳＥ光を減衰させ又は遮断する。
【００３５】
光調節器１１は、例えば、第２の光増幅器３４と第１の合分波器３１との間の光路に挿入され、光強度を減衰させる光減衰器である。この場合、制御回路１４は、光分岐器１２の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは光減衰器に光強度を減衰させ、上り信号光があるときは光減衰器に光強度を減衰させない。これにより、増幅手順において、ＡＳＥ光を減衰させることができる。
【００３６】
光調節器１１は、例えば、第２の光増幅器３４と第１の合分波器３１との間の光路に挿入され、光を遮断する光遮断器である。この場合、制御回路１４は、光分岐器１２の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは光減衰器に光を遮断させ、上り信号光があるときは光減衰器に光を通過させる。これにより、増幅手順において、ＡＳＥ光を遮断することができる。
【００３７】
図３に、本実施形態に係る上り信号光の一例を示す。双方向光増幅器５３を用いることにより、図６の場合と異なり、遠距離エリアＡＬの上り信号光において、非送信時間におけるＡＳＥ光が遮断されることから、相対的に強度の小さい近距離エリアＡＳの上り信号光が、ＡＳＥ光の影響により劣化することを防ぐことができる。
【００３８】
また、光調節器１１が光減衰器又は光遮断器であるため、ＡＳＥ光を遮断するだけでなく、強度の異なる上りバースト信号のレベルを一定に制御したり、強度の大きな信号の光レベルを弱めたりすることにより、ＯＬＴ５２内の受信器に、強い光信号が入力されることを防ぐことができる。
【００３９】
（実施形態２）
本実施形態に係るＰＯＮシステムは、双方向光増幅器５３の第２例を備えることを特徴とする。図４に、双方向光増幅器の第２例を示す。双方向光増幅器５３の第２例は、双方向光増幅器の第１例で説明した、光調節器１１、光分岐器１２及び制御回路１４に代えて、光調節器２１、光分岐器２２及び制御回路２４を備える。
【００４０】
本実施形態に係る通信方法は、増幅手順において、励起光の供給量を減少させることによって、ＡＳＥ光を低下させる。例えば、第２の光増幅器３４に、希土類を添加した光ファイバ増幅器を用いる。光調節器２１は、第２の光増幅器３４に励起光を供給する励起光源である。第２の光増幅器３４は、光調節器２１から供給される励起光によって上り信号光を増幅する。
【００４１】
光分岐器２２は、第２の合分波器３２と第２の光増幅器３４の間の光路に挿入され、上り信号光の一部を分岐する。光検出器１３は、光分岐器２２の分岐する上り信号光の光強度を検出する。制御回路２４は、光分岐器２２の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定する。例えば、光検出器１３の検出する光強度が予め定められた一定値未満であるか否かを判定する。そして、上り信号光がないときは、制御回路２４は、励起光源の供給する励起光の供給量を減少させる。このとき、制御回路２４は、励起光の供給を停止してもよい。一方、上り信号光があるときは、制御回路２４は、励起光源の供給する励起光の供給量を増加させる。これにより、増幅手順において、ＡＳＥ光を低下させることができる。
【００４２】
双方向光増幅器５３の第２例は、図１に示す遠距離エリアＡＬの上り信号光において、非送信時間におけるＡＳＥ光を減衰させることができる。これにより、相対的に強度の小さい近距離エリアＡＳの上り信号光が、ＡＳＥ光の影響により劣化することを防ぐことができる。
【００４３】
また、光調節器２１によって、ＡＳＥ光を減衰させるだけでなく、第２の光増幅器３４の利得を一定に制御するＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を持たせてもよい。例えば、制御回路２４は、光検出器１３の検出する光強度が高いときは、所望の利得になるまで励起光の供給量を増加させる。一方、制御回路２４は、光検出器１３の検出する光強度が低いときは、所望の利得になるまで励起光の供給量を減少させるか供給を停止させる。これにより、第２の光増幅器３４の利得を所望の一定値に保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１１、２１：光調節器
１２、２２：光分岐器
１３：光検出器
１４、２４：制御回路
３１：第１の合分波器
３２：第２の合分波器
３３：第１の光増幅器
３４：第２の光増幅器
３５：下り信号光伝送路
３６：上り信号光伝送路
４１：上流側光ファイバ
４２：下流側光ファイバ
５１Ｌ：第１のＯＮＵ
５１Ｓ：第２のＯＮＵ
５２：ＯＬＴ
５３、１５３：双方向光増幅器
５４Ｌ：第１の光スプリッタ
５４Ｓ：第２の光スプリッタ
５５：第３の光スプリッタ
１００：収容局
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長の下り信号光を伝送する下り信号光伝送路と、
前記第１の波長とは異なる第２の波長の上り信号光を伝送する上り信号光伝送路と、
前記下り信号光伝送路及び前記上り信号光伝送路よりも上流側に配置された上流側光ファイバから下り信号光が入力され、入力された下り信号光を分波して前記下り信号光伝送路に出力し、前記上り信号光伝送路で伝送された上り信号光が入力され、入力された上り信号光を前記上流側光ファイバに出力する第１の合分波器と、
前記下り信号光伝送路及び前記上り信号光伝送路よりも下流側に配置された下流側光ファイバから上り信号光が入力され、入力された上り信号光を分波して前記上り信号光伝送路に出力し、前記下り信号光伝送路で伝送された下り信号光が入力され、入力された下り信号光を前記下流側光ファイバに出力する第２の合分波器と、
前記下り信号光伝送路に挿入され、下り信号光の強度を増幅する第１の光増幅器と、
前記上り信号光伝送路に挿入され、上り信号光の強度を増幅する第２の光増幅器と、
前記第２の光増幅器において発生するＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光を減衰させ又は遮断する光調節器と、
上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記光調節器を動作させ、上り信号光があるときは前記光調節器の動作を停止させる制御回路と、
を備える双方向光増幅器。
【請求項２】
前記光調節器は、前記第２の光増幅器と前記第１の合分波器との間の光路に挿入され、光強度を減衰させる光減衰器であり、
前記第２の合分波器と前記光減衰器との間の光路に挿入され、上り信号光を分岐する光分岐器を備え、
前記制御回路は、前記光分岐器の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記光減衰器に光強度を減衰させ、上り信号光があるときは前記光減衰器に光強度を減衰させない
ことを特徴とする請求項１に記載の双方向光増幅器。
【請求項３】
前記光調節器は、前記第２の光増幅器と前記第１の合分波器との間の光路に挿入され、光を遮断する光遮断器であり、
前記第２の合分波器と前記光減衰器との間の光路に挿入され、上り信号光を分岐する光分岐器を備え、
前記制御回路は、前記光分岐器の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記光遮断器に光を遮断させ、上り信号光があるときは前記光遮断器に光を通過させる
ことを特徴とする請求項１に記載の双方向光増幅器。
【請求項４】
前記光調節器は、前記第２の光増幅器に励起光を供給する励起光源であり、
前記第２の合分波器と前記第２の光増幅器との間の光路に挿入され、上り信号光を分岐する光分岐器を備え、
前記制御回路は、前記光分岐器の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記励起光源の供給する励起光の供給量を減少させ、上り信号光があるときは前記励起光源の供給する励起光の供給量を増加させる
ことを特徴とする請求項１に記載の双方向光増幅器。
【請求項５】
第１のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）群を互いに接続する第１の光スプリッタと、
前記第１のＯＮＵ群とは異なる第２のＯＮＵ群を互いに接続する第２の光スプリッタと、
前記第１の光スプリッタ及び第２の光スプリッタをＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）に接続する第３の光スプリッタと、
前記第３の光スプリッタと前記第１の光スプリッタとの間の光路に挿入されている請求項１から４のいずれかに記載の双方向光増幅器と、を備え、
前記第３の光スプリッタから前記第１のＯＮＵ群までの距離が、前記第３の光スプリッタから前記第２のＯＮＵ群までの距離よりも長いことを特徴とするＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム。
【請求項６】
距離の異なる複数のＯＮＵ群が光スプリッタでＯＬＴと接続されたパッシブダブルスター型のＰＯＮシステムの通信方法であって、
前記ＯＮＵ群のうちの遠距離エリアのＯＮＵ群と前記光スプリッタの間を接続する光ファイバで伝送される下り信号光を分波して増幅した後に前記遠距離エリアのＯＮＵ群に向けて前記光ファイバに出力するとともに、前記光ファイバで伝送される上り信号光を分波して増幅した後に前記ＯＬＴに向けて前記光ファイバに出力する増幅手順を有し、
前記増幅手順において、
上り信号光の有無を判定し、
上り信号光があるときは、上り信号光を分波し、上り信号光を増幅した後に、前記ＯＬＴに向けて前記光ファイバに出力し、
上り信号光がないときは、上り信号光の増幅時に発生するＡＳＥ光を減衰させるか又は遮断する
ことを特徴とするＰＯＮシステムの通信方法。
【請求項７】
前記増幅手順において、光減衰器で光を減衰させることによって、前記ＡＳＥ光を減衰させることを特徴とする請求項６に記載のＰＯＮシステムの通信方法。
【請求項８】
前記増幅手順において、光遮断器で光を遮断することによって、前記ＡＳＥ光を遮断することを特徴とする請求項６に記載のＰＯＮシステムの通信方法。
【請求項９】
前記増幅手順において、励起光の供給量を減少させることによって、前記ＡＳＥ光を減衰させることを特徴とする請求項６に記載のＰＯＮシステムの通信方法。
【請求項１】
第１の波長の下り信号光を伝送する下り信号光伝送路と、
前記第１の波長とは異なる第２の波長の上り信号光を伝送する上り信号光伝送路と、
前記下り信号光伝送路及び前記上り信号光伝送路よりも上流側に配置された上流側光ファイバから下り信号光が入力され、入力された下り信号光を分波して前記下り信号光伝送路に出力し、前記上り信号光伝送路で伝送された上り信号光が入力され、入力された上り信号光を前記上流側光ファイバに出力する第１の合分波器と、
前記下り信号光伝送路及び前記上り信号光伝送路よりも下流側に配置された下流側光ファイバから上り信号光が入力され、入力された上り信号光を分波して前記上り信号光伝送路に出力し、前記下り信号光伝送路で伝送された下り信号光が入力され、入力された下り信号光を前記下流側光ファイバに出力する第２の合分波器と、
前記下り信号光伝送路に挿入され、下り信号光の強度を増幅する第１の光増幅器と、
前記上り信号光伝送路に挿入され、上り信号光の強度を増幅する第２の光増幅器と、
前記第２の光増幅器において発生するＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光を減衰させ又は遮断する光調節器と、
上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記光調節器を動作させ、上り信号光があるときは前記光調節器の動作を停止させる制御回路と、
を備える双方向光増幅器。
【請求項２】
前記光調節器は、前記第２の光増幅器と前記第１の合分波器との間の光路に挿入され、光強度を減衰させる光減衰器であり、
前記第２の合分波器と前記光減衰器との間の光路に挿入され、上り信号光を分岐する光分岐器を備え、
前記制御回路は、前記光分岐器の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記光減衰器に光強度を減衰させ、上り信号光があるときは前記光減衰器に光強度を減衰させない
ことを特徴とする請求項１に記載の双方向光増幅器。
【請求項３】
前記光調節器は、前記第２の光増幅器と前記第１の合分波器との間の光路に挿入され、光を遮断する光遮断器であり、
前記第２の合分波器と前記光減衰器との間の光路に挿入され、上り信号光を分岐する光分岐器を備え、
前記制御回路は、前記光分岐器の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記光遮断器に光を遮断させ、上り信号光があるときは前記光遮断器に光を通過させる
ことを特徴とする請求項１に記載の双方向光増幅器。
【請求項４】
前記光調節器は、前記第２の光増幅器に励起光を供給する励起光源であり、
前記第２の合分波器と前記第２の光増幅器との間の光路に挿入され、上り信号光を分岐する光分岐器を備え、
前記制御回路は、前記光分岐器の分岐する光強度を用いて上り信号光の有無を判定し、上り信号光がないときは前記励起光源の供給する励起光の供給量を減少させ、上り信号光があるときは前記励起光源の供給する励起光の供給量を増加させる
ことを特徴とする請求項１に記載の双方向光増幅器。
【請求項５】
第１のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）群を互いに接続する第１の光スプリッタと、
前記第１のＯＮＵ群とは異なる第２のＯＮＵ群を互いに接続する第２の光スプリッタと、
前記第１の光スプリッタ及び第２の光スプリッタをＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）に接続する第３の光スプリッタと、
前記第３の光スプリッタと前記第１の光スプリッタとの間の光路に挿入されている請求項１から４のいずれかに記載の双方向光増幅器と、を備え、
前記第３の光スプリッタから前記第１のＯＮＵ群までの距離が、前記第３の光スプリッタから前記第２のＯＮＵ群までの距離よりも長いことを特徴とするＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム。
【請求項６】
距離の異なる複数のＯＮＵ群が光スプリッタでＯＬＴと接続されたパッシブダブルスター型のＰＯＮシステムの通信方法であって、
前記ＯＮＵ群のうちの遠距離エリアのＯＮＵ群と前記光スプリッタの間を接続する光ファイバで伝送される下り信号光を分波して増幅した後に前記遠距離エリアのＯＮＵ群に向けて前記光ファイバに出力するとともに、前記光ファイバで伝送される上り信号光を分波して増幅した後に前記ＯＬＴに向けて前記光ファイバに出力する増幅手順を有し、
前記増幅手順において、
上り信号光の有無を判定し、
上り信号光があるときは、上り信号光を分波し、上り信号光を増幅した後に、前記ＯＬＴに向けて前記光ファイバに出力し、
上り信号光がないときは、上り信号光の増幅時に発生するＡＳＥ光を減衰させるか又は遮断する
ことを特徴とするＰＯＮシステムの通信方法。
【請求項７】
前記増幅手順において、光減衰器で光を減衰させることによって、前記ＡＳＥ光を減衰させることを特徴とする請求項６に記載のＰＯＮシステムの通信方法。
【請求項８】
前記増幅手順において、光遮断器で光を遮断することによって、前記ＡＳＥ光を遮断することを特徴とする請求項６に記載のＰＯＮシステムの通信方法。
【請求項９】
前記増幅手順において、励起光の供給量を減少させることによって、前記ＡＳＥ光を減衰させることを特徴とする請求項６に記載のＰＯＮシステムの通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１５８６６（Ｐ２０１２−１５８６６Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５１４８４（Ｐ２０１０−１５１４８４）
【出願日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人情報通信研究機構「高度通信・放送研究開発委託研究／広域加入者系光ネットワーク技術の研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人情報通信研究機構「高度通信・放送研究開発委託研究／広域加入者系光ネットワーク技術の研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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