(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの方向で下り光信号（ＳＤＳ）が通過し、さらに逆方向で上り光信号（ＳＵＳ）が通過するように構成された双方向光増幅器（１）であって、
３つのポートを有する第１の光サーキュレータ（２）と、
３つのポートを有する第２の光サーキュレータ（３）と、
下り光信号（ＳＤＳ）に関する下り増幅パス（５）を規定するように第１の光サーキュレータ（２）の第２のポート（Ｐ２）と第２の光サーキュレータ（３）の第２のポート（Ｐ２）の間に接続された下り単方向光増幅器（４）と、
上り光信号（ＳＵＳ）に関する上り増幅パス（７）を規定するように第１の光サーキュレータ（２）の第３のポート（Ｐ３）と第２の光サーキュレータ（３）の第３のポート（Ｐ３）の間に接続された上り単方向光増幅器（６）とを備え、
下り増幅パス（５）中にのみ配置され、第１の光サーキュレータ（２）の第２のポート（Ｐ２）と下り単方向光増幅器（４）の入力の間に接続された波長帯セパレータ（１０）をさらに備える、双方向光増幅器（１）。
【請求項２】
波長帯セパレータ（１０）が波長帯スプリッタである、請求項１に記載の双方向光増幅器。
【請求項３】
波長帯セパレータ（１０）がデインターリーバである、請求項１に記載の双方向光増幅器。
【請求項４】
単方向光増幅器（４、６）のいずれかが希土類ドープファイバ増幅器である、請求項１から３のいずれか一項に記載の双方向光増幅器。
【請求項５】
単方向光増幅器（４、６）のいずれかが半導体光増幅器である、請求項１から３のいずれか一項に記載の双方向光増幅器。
【請求項６】
単方向光増幅器（４、６）のいずれかが集中ラマン増幅器である、請求項１から３のいずれか一項に記載の双方向光増幅器。
【請求項７】
下り光信号（ＳＤＳ）が連続的なトラフィックをトランスポートする、請求項１から６のいずれか一項に記載の双方向光増幅器。
【請求項８】
上り光信号（ＳＵＳ）がバーストトラフィックをトランスポートする、請求項１から７のいずれか一項に記載の双方向光増幅器。
【請求項９】
複数の光スプリッタもしくは光マルチプレクサ（３１）、および光ファイバ部分（２２、３２）を介して複数の光ネットワークユニット（３０）に接続された光回線終端装置（２０）を備える受動光ネットワークであって、
請求項１から８のいずれか一項に記載の双方向光増幅器をさらに備える、受動光ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の或る態様は、双方向光増幅器に関する。双方向光増幅器は、光ファイバを使用する光通信ネットワークにおいて使用され得る。例として、光通信ネットワークは、受動光ネットワークＰＯＮであることが可能であり、より詳細には、ハイブリッド波長分割多重−時分割多重型受動光ネットワークＷＤＭ−ＴＤＭ  ＰＯＮであることが可能である。
【背景技術】
【０００２】
以降、「接続された」および「接続」という用語は、「光学的に接続された」および「光接続」をそれぞれ意味することを意図する。
【０００３】
図１は、受動光ネットワークＷＤＭ−ＴＤＭ  ＰＯＮを示すブロック図である。受動光ネットワークＰＯＮは、ポイントツーマルチポイントネットワークアーキテクチャを有する。このネットワークは、複数の光スプリッタもしくは光マルチプレクサ３１、および光ファイバ部分２２、３２を介して複数の光ネットワークユニットＯＮＵ３０に接続された光回線終端装置ＯＬＴ２０を備える。通常、光回線終端装置２０は、サービスプロバイダの中央局に配置された受信機２３と、送信機２４とを備え、さらにエンドユーザの近くに配置された複数の光ネットワークユニット３０にサービスを提供する。受信機２３および送信機２４は、サーキュレータ２１を介して光ファイバ部分２２に接続される。光回線終端装置２０の送信機２４は、光ネットワークユニット３０に向けて光信号を送信する。光回線終端装置２０の受信機２３は、光ネットワークユニット３０によって送られた光信号を受信する。異なる波長帯を使用するこれらの下りおよび上りの信号は、同一の光ファイバ部分２２、３２を共用する。一般に、長い光ファイバ部分を伝わる光信号の減衰により、受動光ネットワークＰＯＮは、双方向光増幅器１をさらに備える。
【０００４】
図２は、双方向光増幅器１を示すブロック図である。双方向光増幅器１には、１つの方向で下り光信号ＳＤＳが通過し、さらに逆方向で上り光信号ＳＵＳが通過する。双方向光増幅器１は、３つのポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３をともに有する第１の光サーキュレータ２と、第２の光サーキュレータ３とを備える。第１の光サーキュレータ２の第１のポートＰ１は、双方向光増幅器の１つの終端における第１のコネクタ８を規定する。第２の光サーキュレータ３の第１のポートＰ１は、双方向光増幅器の反対側の終端における第２のコネクタ９を規定する。第１のコネクタ８は、光ファイバ部分３２に接続される。第２のコネクタ９は、別の光ファイバ部分２２に接続される。下り光信号ＳＤＳに関する下り増幅パス５が、第１の光サーキュレータ２の第２のポートＰ２と第２の光サーキュレータ３の第２のポートＰ２の間に規定される。下り単方向光増幅器４が、下り増幅パス５における前述のポートの間に接続される。上り光信号ＳＵＳに関する上り増幅パス７が、第１の光サーキュレータ２の第３のポートＰ３と第２の光サーキュレータ３の第３のポートＰ３の間に規定される。上り単方向光増幅器６が、上り光信号に関する上り増幅パス７における前述のポートの間に接続される。通常、そのような双方向光増幅器は、単方向光増幅器４、６として希土類ドープファイバ増幅器ＤＦＡを備える。希土類ドープファイバ増幅器は、光信号を増幅する利得媒体として希土類ドープ光ファイバを備える。例として、希土類ドープファイバ増幅器は、エルビウムドープファイバ増幅器ＥＤＦＡであることが可能である。
【０００５】
図２に示される双方向光増幅器１は、各光サーキュレータの第２のポートＰ２と第３のポートの間の不完全な絶縁によってもたらされる不安定性のため、満足の行くものではない。異なる増幅段階における下り信号ＳＤＳ（実線の矢印）および上り信号ＳＵＳ（破線の矢印）に対する不完全な絶縁の影響が、小さいフレームの中に示される。より正確には、上り単方向光増幅器６の出力パワー１１の一部分が、下り単方向光増幅器４の入力において再注入される。同様に、下り単方向光増幅器４の出力パワー１２の一部分が、上り単方向光増幅器６の入力において再注入される。対応する光パワーが、双方向光増幅器１における閉ループ内で再循環する。その結果、そのような双方向光増幅器１は、安定しておらず、すなわち、両方向における双方向光増幅器の出力パワーが、時間とともに不規則に変化する。
【０００６】
低い出力パワーを有する単方向光増幅器を備える、またはより大きい絶縁比を有するサーキュレータを備える双方向光増幅器が提案されてきた。しかし、これらの問題解決法は、双方向光増幅器出力信号の発振を満足の行くように防止しない。さらに、３５ｄＢの絶縁比を有するサーキュレータは、発振を防止するために単方向光増幅器の出力パワーが１６ｄＢｍに制限されることを要求する。このことは、受動光ネットワークのリーチ（ＯＬＴとＯＮＵの間の距離）およびスプリット比（ＯＬＴ当りのＯＮＵの数）を小さくするため、容認できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、既存の双方向光増幅器の限界の１つまたは複数を克服する双方向光増幅器を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、１つの方向で下り光信号が通過し、さらに逆方向で上り光信号が通過するように構成された双方向光増幅器であって：
−  ３つのポートを有する第１の光サーキュレータと、
−  ３つのポートを有する第２の光サーキュレータと、
−  下り光信号に関する下り増幅パスを規定するように第１の光サーキュレータの第２のポートと第２の光サーキュレータの第２のポートの間に接続された下り単方向光増幅器と、
−  上り光信号に関する上り増幅パスを規定するように第１の光サーキュレータの第３のポートと第２の光サーキュレータの第３のポートの間に接続された上り単方向光増幅器と、
−  第１の光サーキュレータの第２のポートと下り単方向光増幅器の入力の間に接続された波長帯セパレータとを備える双方向光増幅器が提供される。
【０００９】
波長帯セパレータは、波長帯スプリッタまたはデインターリーバであることが可能である。
【００１０】
単方向光増幅器は、希土類ドープファイバ増幅器、または半導体光増幅器、または集中ラマン増幅器であることが可能である。
【００１１】
下り光信号は、連続的なトラフィックをトランスポートすることが可能である。上り光信号は、バーストトラフィックをトランスポートすることが可能である。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、複数の光スプリッタもしくはマルチプレクサ、および光ファイバ部分を介して複数の光ネットワークユニットに接続された光回線終端装置を備える受動光ネットワークが提供される。この受動光ネットワークは、本発明の双方向光増幅器をさらに備える。
【００１３】
本発明の双方向光増幅器は、高い出力パワーを使用しても、さらに多種多様な動作条件にわたって、より高い安定性を提供する。さらに、この双方向光増幅器、詳細には、上り単方向増幅器は、向上したバーストモード能力を有し、上り信号が、バースト動作モードにおいて効率的に増幅される。他の利点は、本発明の後述の説明から明白となろう。
【００１４】
本発明が、実施例として図示され、同様の参照符号が同様の要素を示す添付の図面に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】受動光ネットワークＷＤＭ−ＴＤＭ  ＰＯＮを示すブロック図である。
【図２】従来技術による双方向光増幅器を示すブロック図である。
【図３】本発明による双方向光増幅器を示すブロック図である。
【図４】本発明の双方向光増幅器において使用される波長帯セパレータ実施形態の例を示す図である。
【図５】本発明の双方向光増幅器において使用される波長帯セパレータ実施形態の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図３は、本発明の双方向光増幅器を示すブロック図である。この双方向光増幅器１は、第１の光サーキュレータ２と、第２の光サーキュレータ３と、下り単方向光増幅器４と、上り単方向光増幅器６と、波長帯セパレータ１０とを備える。波長セパレータ１０は、第１の光サーキュレータ２の第２のポートＰ２と下り単方向光増幅器４の入力の間に接続される。単方向光増幅器４、６は、エルビウムドープファイバ増幅器ＥＤＦＡであることが可能である。代替として、単方向光増幅器４、６は、任意の希土類ドープファイバ増幅器（例えば、希土類は、ツリウム、プラセオジミウムなどである）、または集中ラマン増幅器、または半導体光増幅器ＳＯＡであることも可能である。
【００１７】
双方向光増幅器１は、双方向光増幅器の１つの終端における第１の光サーキュレータ２の第１のポートＰ１によって規定される第１のコネクタ８によって光ファイバ部分３２に接続され得る。双方向光増幅器１は、双方向光増幅器の反対側の終端における第２の光サーキュレータ３の第１のポートＰ１によって規定される第２のコネクタ９によって光ファイバ部分２２にさらに接続され得る。
【００１８】
第１の光サーキュレータ２の第２の部分Ｐ２と、波長帯セパレータ１０と、下り単方向光増幅器４と、第２の光サーキュレータ３の第２のポートＰ２の間のパスが、下り光信号ＳＤＳを増幅するための下り増幅パス５を規定する。通常、下り光信号ＳＤＳは、連続的なトラフィックをトランスポートする。
【００１９】
第２の光サーキュレータ３の第３のポートＰ３と、上り単方向光増幅器６と、第１の光サーキュレータ２の第３のポートＰ３の間のパスが、上り光信号ＳＵＳを増幅するための上り増幅パス７を規定する。通常、上り光信号ＳＵＳは、バーストトラフィックをトランスポートする。
【００２０】
第１のサーキュレータ２の不完全な絶縁に起因して、上り単方向光増幅器６の出力パワー１１の一部分が、下り増幅パス５に再注入される。異なる増幅段階における下り信号ＳＤＳ（実線の矢印）および上り信号ＳＵＳ（破線の矢印）に対する増幅および再循環の効果が、小さいフレームの中に示される。波長帯セパレータ１０は、出力パワー１１のその部分が、下り単方向光増幅器４の入力に到達することを防止する。このため、波長帯セパレータ１０は、光パワーが、下り増幅パス５を再循環することを防止する。波長帯セパレータ１０は、連続的なトラフィックをトランスポートする下り光信号ＳＤＳ、およびバーストトラフィックをトランスポートする上り光信号ＳＵＳのために使用される異なる波長帯を考慮に入れるように設計される。有利には、波長帯セパレータ１０は、上り光信号ＳＵＳに対応する波長帯の全体を阻止する。その結果、下り単方向光増幅器４は、下り光信号ＳＤＳだけを増幅する。下り単方向光増幅器４の出力パワーは、時間とともに安定し、このため、コネクタ９における双方向光増幅器の出力パワーも、時間とともに安定する。
【００２１】
有利には、上り増幅パス７は、波長帯セパレータを全く備えない。第２のサーキュレータ３の不完全な絶縁に起因して、下り単方向光増幅器４の出力パワー１２の一部分が、上り増幅パス７に再注入される。その結果、上り増幅パス７、特に上り単方向光増幅器６には、連続的な光信号が常にロードされる。バーストトラフィックをトランスポートする上り光信号ＳＵＳの性質のため、このことは、上り単方向光増幅器６をロードされた状態に保つことを可能にし、このため、バーストトラフィックに起因する上り単方向光増幅器６の入力におけるパワー変動を小さくすることを可能にする。
【００２２】
上り光信号ＳＵＳの光パワーが下り増幅パス５を再循環することを効率的に防止する波長帯セパレータ１０を実施する様々な方法が存在する。波長帯セパレータは、受動光ネットワークＷＤＭ−ＴＤＭ  ＰＯＮの波長割当てプランに関して選択される。
【００２３】
図４は、波長帯セパレータ実施形態の例を示す。波長帯セパレータ１０は、波長帯スプリッタである。この例では、下り光信号ＳＤＳは、波長帯［λ０；λｂ］の中に含まれるのに対して、上り光信号ＳＵＳは、波長λｂを超えている。波長帯スプリッタの波長λの関数としての伝達Ｔは、前述の波長帯［λ０；λｂ］の中に含まれる波長を有する光信号だけが、完全に、または少なくとも部分的に伝達されるようになっている。
【００２４】
図５は、波長帯セパレータ実施形態の別の例を示す。波長帯セパレータ１０は、デインターリーバである。この例では、下り光信号ＳＤＳは、上り光信号ＳＵＳに瓦状に重なっている。このデインターリーバは、１つの入力ポートと、２つの出力ポートとを有する受動光ファイバデバイスである。デインターリーバは、瓦状に重なった信号を奇チャネル（第１の出力ポート）と偶チャネル（第２の出力ポート）に分けるのに使用される。デインターリーバの入力は、第１のサーキュレータ２の第２のポートＰ２に接続される。第１の出力ポートは、下り単方向光増幅器４の入力に接続される。第２の出力ポート（図示されない）は接続されず、例えば宙に浮いたままであってよい。デインターリーバの波長λの関数としての伝達Ｔは、対応する出力ポートによって出力される下り光信号ＳＤＳだけしか下り単方向光増幅器４に注入されないようになっている。
【００２５】
本発明の双方向光増幅器は、様々な受動光ネットワークＰＯＮにおいて、例えば、非同期転送モードＡＴＭ受動光ネットワークＡＰＯＮ、ブロードバンド受動光ネットワークＢＰＯＮ、イーサネット（登録商標）受動光ネットワークＥＰＯＮまたはＧＥＰＯＮ、ギガビット受動光ネットワークＧＰＯＮ、１０ギガビットイーサネット（登録商標）受動光ネットワーク１０Ｇ−ＥＰＯＮにおいて適用され得る。
【００２６】
図面、および以上のそれらの説明は、本発明を限定するのではなく、例示する。
【００２７】
図面は、異なる機能エンティティを異なるブロックとして示すが、このことは、単一のエンティティがいくつかの機能を実行する実施形態、またはいくつかのエンティティが単一の機能を実行される実施形態を排除するものでは全くない。この点で、図面は、非常に図式的である。
【００２８】
請求項におけるいずれの参照符号も、その請求項を限定するものと解釈されるべきではない。「備える」という語は、請求項にリストアップされる要素以外の要素の存在を排除しない。要素の前に付けられた「或る」という語は、複数のそのような要素の存在を排除しない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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