(57)【要約】  本発明は第１のネットワーク終端部（ＯＬＴ）と第２のネットワーク終端部（ＯＮＵ）との間に配置されており、一方の方向においては光学的なダウンストリーム信号（ＯＳＤ）が流れ、その方向とは反対の他方の方向においては光学的なアップストリーム信号（ＯＳＵ）が流れる、有利にはＰＯＮシステムに使用するための双方向光増幅器装置（ＶＡ）に関する。光増幅器装置は２つの分岐・統合ユニット（Ｄ１，Ｄ２）と単方向光増幅器（Ｅ１）とトランスポンダ（Ｔ）とを備えた第１の部分と、２つの反対方向の信号を１つの双方向増幅器（Ｅ２）において増幅する第２の部分とから構成されている。双方向光増幅器においては連続的なダウンストリーム信号によって一定の利得が得られ、アップストリーム信号に対してバーストの発生に依存せずに安定した増幅動作が達成される。
2009529228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のネットワーク終端部（ＯＬＴ）と第２のネットワーク終端部（ＯＮＵ）との間に配置されており、且つ一方の方向においては光学的なダウンストリーム信号（ＯＳＤ）が流れ、前記方向とは反対の他方の方向においては光学的なアップストリーム信号（ＯＳＵ）が流れる双方向光増幅器装置（ＶＡ）において、
前記第１のネットワーク終端部（ＯＬＴ）の側には第１の分岐・統合ユニット（Ｄ１）が配置されており、
前記第１の分岐・統合ユニット（Ｄ１）は、前記第１のネットワーク終端部（ＯＬＴ）の側において前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）および前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）のための少なくとも１つの共通の端子（Ａ１）を有し、且つ前記第２のネットワーク終端部（ＯＮＵ）の側において前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）のための出力側（Ａ２）と前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）のための入力側（Ａ３）とを有し、
前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）のための前記出力側（Ａ２）は単方向光増幅器（Ｅ１）を介して、第２の分岐・統合ユニット（Ｄ２）の前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）のための入力側（Ａ４）と接続されており、
前記第２の分岐・統合ユニット（Ｄ２）の前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）のための出力側（Ａ５）はトランスポンダ（Ｔ）を介して、前記第１の分岐・統合ユニット（Ｄ１）の前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）のための前記入力側（Ａ３）と接続されており、
前記第２の分岐・統合ユニット（Ｄ２）は前記第２のネットワーク終端部（ＯＮＵ）の側において前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）および前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）のための共通の端子（Ａ６）を有し、該共通の端子（Ａ６）は双方向光増幅器（Ｅ２）と接続されており、該双方向光増幅器（Ｅ２）から前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）および前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）のための共通の端子（Ａ７）が前記第２のネットワーク終端部（ＯＮＵ）へと案内されていることを特徴とする、双方向光増幅器装置。
【請求項２】
第１のネットワーク終端部（ＯＬＴ）と第２のネットワーク終端部（ＯＮＵ）との間に配置されており、且つ一方の方向においては光学的なダウンストリーム信号（ＯＳＤ）が流れ、前記方向とは反対の他方の方向においては光学的なアップストリーム信号（ＯＳＵ）が流れる双方向光増幅器装置おいて、
前記第１のネットワーク終端部（ＯＬＴ）がメトロリングネットワーク内に配置されており、
前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）は前記第１のネットワーク終端部（ＯＬＴ）からアド／ドロップ装置（ＡＤ）の第１の端子（ＡＡ１）に供給され、
前記アド／ドロップ装置（ＡＤ）の前記第１の端子（ＡＡ１）の前段には、前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）のための単方向光増幅器（Ｅ１）が直接的に接続されており、
前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）は前記アド／ドロップ装置（ＡＤ）の第２の端子（ＡＡ２）から前記第１のネットワーク終端部（ＯＬＴ）に供給され、
前記アド／ドロップ装置（ＡＤ）は前記第２のネットワーク終端部（ＯＮＵ）の側において、前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）のための出力側（ＡＡ３）と、前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）のための入力側（ＡＡ４）とを有し、
前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）のための前記出力側（ＡＡ３）は分岐・統合ユニット（Ｄ２）の前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）のための入力側（ＡＡ５）と接続されており、
前記出力側（ＡＡ３）と前記入力側（ＡＡ５）との間のコネクション経路（ＷＤ）にはパワー監視装置（Ｍ１）が接続されており、該パワー監視装置（Ｍ１）の出力側は前記単方向光増幅器（Ｅ１）と接続されており、
前記分岐・統合ユニット（Ｄ２）のアップストリーム信号（ＯＳＵ）のための出力側（ＡＡ６）は、トランスポンダ（Ｔ）を介して前記アド／ドロップ装置（ＡＤ）の前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）のための前記入力側（ＡＡ４）と接続されており、
前記第２の分岐・統合ユニット（Ｄ２）は前記第２のネットワーク終端部（ＯＮＵ）の側において、前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）および前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）のための共通の端子（ＡＡ７）を有し、該共通の端子（ＡＡ７）は双方向光増幅器（Ｅ２）と接続されており、該双方向光増幅器（Ｅ２）から前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）および前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）のための共通の端子（ＡＡ８）が前記第２のネットワーク終端部（ＯＮＵ）へと案内されていることを特徴とする、双方向光増幅器装置。
【請求項３】
前記単方向光増幅器（Ｅ１）および前記双方向光増幅器（Ｅ２）はファイバ増幅器として構成されており、該ファイバ増幅器は希土類の元素、例えばエルビウムがドープされている、請求項１または２記載の双方向光増幅器装置。
【請求項４】
前記双方向光増幅器（Ｅ２）は、前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）および前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）が１つの共通の増幅器ファイバ内の両方の方向において増幅されるよう構成されている、請求項３記載の双方向光増幅器装置。
【請求項５】
前記トランスポンダ（Ｔ）は前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）のためにデータリジェネレータおよび／または波長変換器を有する、請求項１または２記載の双方向光増幅器装置。
【請求項６】
前記トランスポンダ（Ｔ）は２進のアップストリーム信号（ＯＳＵ）を送出するよう構成されている、請求項１または２記載の双方向光増幅器装置。
【請求項７】
前記単方向光増幅器（Ｅ１）および前記双方向光増幅器（Ｅ２）は、前記単方向光増幅器（Ｅ１）のダウンストリーム方向においては低い雑音指数を有し、前記双方向光増幅器（Ｅ２）は前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）に関して一定且つ高い出力パワーを有するよう調整されている、請求項１または２記載の双方向光増幅器装置。
【請求項８】
前記第２のネットワーク終端部（ＯＮＵ）の側においては、前記双方向光増幅器（Ｅ２）に光スプリッタ（Ｓ１）が直接的に接続されている、請求項１または２記載の双方向光増幅器装置。
【請求項９】
前記第１のネットワーク終端部（ＯＬＴ）の側においては前記第１の分岐・統合ユニット（Ｄ１）が光アド／ドロップ装置（ＡＤ）として構成されており、該光アド／ドロップ装置（ＡＤ）は前記第１のネットワーク終端部（ＯＬＴ）の側において少なくとも２つの端子を有し、前記ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）がメトロコアネットワークから取り出され、前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）が前記メトロコアネットワークに供給される、請求項１記載の双方向光増幅器装置。
【請求項１０】
光伝送システムであって、
上位の光伝送ネットワーク（ＭＥＴ）に接続されている中央交換装置（ＯＬＴ）を有し、該中央交換装置（ＯＬＴ）は光スプリッタ装置（ＳＥ）を介して複数の光ネットワーク端末（ＯＮＵ１，ＯＮＵ２，．．．）と接続されており、
光ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）がダウンストリーム方向において前記中央交換装置（ＯＬＴ）から前記光ネットワーク端末（ＯＮＵ１，ＯＮＵ２，．．．）へと時分割多重モードで伝送され、
光アップストリーム信号（ＯＳＵ）がアップストリーム方向において前記光ネットワーク端末（ＯＮＵ１，ＯＮＵ２，．．．）から前記中央交換装置（ＯＬＴ）へとバースト的に伝送される光伝送システムにおいて、
前記中央交換装置（ＯＬＴ）と前記光スプリッタ装置（ＳＥ）との間に請求項１から９までのいずれか１項記載の双方向光増幅器装置（ＶＡ）が配置されていることを特徴とする、光伝送システム。
【請求項１１】
前記双方向光増幅器装置（ＶＡ）の構成要素として、前記光ネットワーク端末（ＯＮＵ１，ＯＮＵ２，．．．）の側において双方向光増幅器（Ｅ２）に第１の光スプリッタ（Ｓ１）が接続されており、該第１の光スプリッタ（Ｓ１）は前記光ダウンストリーム信号（ＯＳＤ）を第１の比率で分割し、前記アップストリーム信号（ＯＳＵ）に相応に統合する、請求項１０記載の光伝送システム。
【請求項１２】
前記スプリッタ装置（ＳＥ）は、前記第１のスプリッタ（Ｓ１）の出力側に一連の別のスプリッタが接続されるように構成されている、請求項１０または１１記載の光伝送システム。
【請求項１３】
前記第１のスプリッタ（Ｓ１）と前記光ネットワーク端末（ＯＮＵ１，ＯＮＵ２，．．．）との間の光コネクションは能動的な光学素子を有していない、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の光伝送システム。
【請求項１４】
前記上位の光伝送ネットワーク（ＭＥＴ）は波長多重モードで構成されている、請求項１０記載の光伝送システム。
【請求項１５】
前記双方向光増幅器装置（ＶＡ）は波長選択性のメトロ接続装置として設けられている、請求項１４記載の光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１および請求項２の上位概念に記載されている双方向光増幅器装置および請求項１０の上位概念に記載されている光伝送システムに関する。
【０００２】
光ネットワークでは、いわゆる「コアネットワーク」である基幹ネットワークと「アクセスネットワーク」が区別される。アクセスネットワークは純粋に受動的に構成することができ、またその場合にはパッシブ・オプティカル・ネットワーク、いわゆるＰＯＮ（英語：passive optical network）と称される。ＰＯＮの特徴は、中央の交換・管理ユニット（optical line termination、局側の光加入者線終端装置、略してＯＬＴ）が複数の加入者へとデータを伝送するか、複数の加入者からデータを受信することである。加入者側においては、別の加入者側のネットワークに関する出力点としての光ネットワーク終端部（「optical network termination」、略してＯＮＴ）と、光ネットワーク端末（「optical network unit」、略してＯＮＵ）とが区別されるが、このことは本発明との関係においては重要ではない。以下では、ネットワーク端末ＯＮＵの概念のみがさらに使用される。局側のネットワーク終端部ＯＬＴと加入者側のネットワーク終端部ＯＮＵとの間の接続は、分岐比１：Ｎ（Ｎ＝加入者数）を有する少なくとも１つの光出力分配器またはスターカプラ（「splitter」）を介して行われる。したがってＰＯＮにおけるデータフローは上位のネットワークまたは基幹経路のネットワーク終端部と加入者側における複数の光ネットワーク終端部との間において行われる。ＯＬＴユニットから加入者側の光ネットワーク終端部ＯＮＵへの信号の流れはダウンストリームと称される。加入者側の光ネットワーク終端部ＯＮＵから局側の光ネットワーク終端部ＯＬＴへの伝送方向はアップストリームと称される。アップストリーム信号もダウンストリーム信号も大抵の場合は単一のグラスファイバにおいて伝送され、これはデュプレクスモードと称される。このために異なる波長が使用される。ダウンストリーム方向では第１の波長チャネルにおける伝送が時分割多重ブロードキャストモードで連続的なデータストリームとして行われる。アップストリーム方向では、第２の波長チャネルにおける伝送が時分割多重モードでバースト的に行われる。所定の伝送プロトコルを介して、何時ＯＮＵは送信を行ってよいかが交渉される。到達距離は目下のところ典型的には２０ｋｍであり、分岐係数は最大で１：６４であり、またデータレートは最大で２．５Ｇｂｉｔ／ｓである。
【０００３】
より高いデータレートのためのこのシステムの発展形態は種々の標準において規定されている（例えばＢＰＯＮ、ＥＰＯＮ、ＧＰＯＮ）。１００ｋｍの総到達距離を有し、且つ１０２４またはそれどころか２０４８までの加入者数を有する１０Ｇｂｉｔ／ｓのデータレートへと発展させたＰＯＮの最新の形態はスーパーＰＯＮと称される。スーパーＰＯＮの現在の発展状況の概観は、ITG-Fachbericht 189、VDE-Verlag、第５７頁〜第６２頁に掲載されているA. Stadler、M. Rasztovits-WiechおよびS. Gianordoliの論説「SuperPON - Ein PON der naechsten Generation」に記載されている。高い分岐係数によって、光信号の減衰損失は両方向において大幅に高まる。つまり１：２の分岐係数ですら既に約３〜３．５ｄＢの減衰が見込まれる。総分岐比が１：５１２である場合（これは９つの分岐段に相当する）、減衰は最大で３１．５ｄＢに達する。約７ｄＢの経路減衰も含めて考慮すると、減衰損失は相応に増加する。さらには、より高いデータレートは光受信器のより高い受信パワーを要求する。
【０００４】
トランスミッタの送信能力をさらに高めることができず、また高い分岐係数に起因する非常に高い損失を克服することができないので、光信号を両方の経路に沿って増幅する必要がある。この増幅は最も簡単にはエルビウムドープされたファイバ増幅器によって行われる。
【０００５】
通常の場合ＥＤＦＡは単方向の増幅用に設計されているが、双方向でも動作することができる。ＥＤＦＡを用いて双方向増幅器を実現する場合、文献には種々の解決手段が紹介されている。国際特許出願WO 1995/15625には、ＥＤＦＡ、ＷＤＭ結合器および光アイソレータからなる装置が開示されており、この装置は２つの波長チャネルにおいて反対方向に伝播する光信号に対して双方向の増幅を保証する。第１の実施例においては、信号が第１の結合器を用いて空間的に相互に分離され、個々の信号がＥＤＦＡを用いてそれぞれの伝播方向において増幅され、最終的に第２の結合器を用いて再び結合される。別の実施例においては、光信号が両方の方向において単一のファイバ増幅器において増幅される。アメリカ合衆国特許明細書US2004/0228632においても双方向の光増幅器装置が開示されており、この光増幅器装置においては反対方向の２つの信号に対する増幅が１つのファイバ増幅器において行われる。ＷＤＭシステム内には２つのデュプレクサフィルタが配置されており、これらのデュプレクサフィルタは送信側の信号または受信側の信号を統合または分離するために使用される。フィルタはそれぞれ送信器および受信器の側において２つの接続部を有する。他方の側においてフィルタはそれぞれ反対方向の信号のための共通の接続部を有し、この接続部を介してこれらのフィルタはエルビウムドープされたファイバを介して接続されている。
【０００６】
原則的な増幅器設計以外にもＰＯＮシステム内ではバースト的なアップストリーム信号に関する増幅制御に対して高い要求が課される。何故ならば、個々のデータバースト間では例えば数１００μｓの比較的長い間隔が生じる可能性があり、またデータバーストが１７ｄＢまでの振幅差を有する可能性があるからである。ＥＤＦＡにおける特徴的な飽和時間定数および回復時間定数は同様に１００μｓ〜１０ｍｓの範囲にあるので、入力信号のパワー変動によりＥＤＦＡの出力信号における過渡（transition）プロセスが生じる。通常の場合、ドーパントであるエルビウム内の反転を所定の目標値に維持するために、利得制御により一定の利得が調整される。増幅器の入力側に信号が印加されない場合、利得制御は原則として不可能である。何故ならば、増幅器の入力側における基準信号が欠落しているからである。データバーストが到来することによって再び信号パワーがＥＤＦＡの入力側に印加されると、ポンプパワーは一定の利得を得るために差し当たり最適には調整されない。これは利得もしくは出力パワーの目標値に達するまで暫くの間続く。増幅器の動的応答と入力パワーのこの強い依存関係はバースト状のアップストリームデータ信号を増幅する際に阻止されるべきである。
【０００７】
したがって光増幅器装置に関する簡単な解決手段によれば、連続的なダウンストリーム信号およびバースト状のアップストリーム信号の可能な限り最適な増幅を達成することが試みられる。
【０００８】
この課題は、請求項１および請求項２の特徴部分の構成および請求項１０の特徴部分の構成によって解決される。本発明のさらなる実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００９】
本発明による双方向光増幅器は、殊にバースト状のアップストリーム信号に関して一定の増幅の利点を提供する簡単な装置である。本発明によれば、ダウンストリーム信号は、バーストの発生に依存せずに安定した増幅動作および増幅媒体における一定の反転を調整するために使用される。このようにして例えば、反転を一定に維持するために必要とされる別の充填レーザが省略される。このように一定に増幅されたアップストリーム信号を必要に応じて後続のトランスポンダによりさらに増幅することができる。ダウンストリーム信号は有利には２段階で増幅される。第１の単方向増幅段においては雑音指数が最適化され、第２の増幅段においては出力パワーが可能な限り高く調整される。有利には、全体の増幅器装置に関して原則としてただ２つのポンプレーザ（一方は単方向増幅器のため、他方は双方向増幅器のため）しか必要とされない。
【００１０】
このことは、例えばＥＤＦＡポンプレーザに付加的に充填レーザが提供される装置に比べて著しくコストを節約できることを意味する。
【００１１】
有利には、光増幅器として本発明による増幅器装置内ではエルビウムイオンドープされたファイバ増幅器が使用される。何故ならば、このエルビウムドープされたファイバ増幅器は最も簡単に光ネットワークに組み込むことができるからである。本発明による増幅器装置の一部として単方向ＥＤＦＡを使用することも、双方向ＥＤＦＡを使用することも廉価で非常に効果的な実現形態のヴァリエーションを表す。
【００１２】
本発明の殊に有利な実施形態においては、双方向に動作するＥＤＦＡにおいてダウンストリーム信号およびアップストリーム信号が増幅ファイバ内の両方の方向において増幅される。
【００１３】
別の有利な実施形態のヴァリエーションにおいては、アップストリーム信号がリジェネレータの使用によりさらに増幅され、必要に応じて成形され、別の波長チャネルに変換される。波長変換は殊に、双方向増幅器装置が波長多重モードで動作するメトロネットワークに接続される場合には殊に有利である。このようにしてネットワーク内の容量を拡大することができる。
【００１４】
本発明の実施形態においては、ダウンストリーム方向において第１の単方向増幅器が一定の出力パワーで僅かな雑音指数を有し、またダウンストリーム信号のための双方向増幅器が一定且つ十分に高い出力パワーを有するようにＥＤＦＡが調整される。増幅調整によって最適な動作を達成することができる。加入者の側において既に第１のスプリッタ装置が比較的低い分岐比、例えば１：８に固定されて増幅器構造に組み込まれる場合には、後段に接続されているファイバネットワークからの反射および散乱効果が減衰される。これによって双方向増幅器の増幅を比較的大きく選定することができる。また加入者の方向におけるパワーが減衰されるので、安全性の理由からレーザのオフメカニズムは必要とされない。この第１のスプリッタの質を高く選定すればするほど、後続のスプリッタに対する許容差の要求は低くなる。ダウンストリーム方向において接続されているネットワーク部分は純粋に受動的に構成されているので、僅かな保守コストしか生じず、またコストに関する利点が十分に利用される。
【００１５】
中央の交換ユニットの側において第１の分岐・統合ユニットが光アド／ドロップマルチプレクサに置換される場合には、ダウンストリーム信号をメトロコアネットワークにおいて取り出し、アップストリーム信号をメトロコアネットワークに供給することができるという利点が得られる。有利には波長多重モードで実施されているメトロコアネットワークに接続することによって、ネットワークを有効に利用することができ、また複数のアクセスコネクションの非常に多くの量のデータを伝送することができる。
【００１６】
本発明のさらに有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【００１７】
本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
ここで、
図１は、双方向光増幅器装置の原理回路図を示す。
図２Ａ，２Ｂは、加入者側における接続装置の２つの実施形態ヴァリエーションを示す。
図３Ａ，３Ｂは、メトロネットワークを有する中央交換装置ＯＬＴの側における接続装置の２つの実施形態ヴァリエーションを示す。
図４は、メトロネットワークが接続されている光増幅器を有する双方向光増幅器装置の実施形態のヴァリエーションを示す。
【００１９】
図１に示されているように、本発明による双方向光増幅器装置ＶＡは原則として２つの部分から構成されている。２つの分岐・統合ユニットＤ１およびＤ２、単方向光増幅器Ｅ１およびトランスポンダＴからなる第１の部分においては、光ダウンストリーム信号および光アップストリーム信号が相互に別個に増幅される。第２の部分においては、反対方向の２つの信号が双方向増幅器Ｅ２において増幅される。
【００２０】
本発明による光増幅器装置はスーパーＰＯＮシステムの実現を背景として開発されたものであり、この光増幅器装置ではダウンストリーム方向において１０ＧＢｉｔ／ｓまでのデータレートが１ｍＷの平均チャネル電力で伝送される。アップストリーム方向においては、４ｍＷの平均チャネル電力で２．５ＧＢｉｔ／ｓまでのデータレートが予定されている。ダウンストリーム方向を考察すると、第１のネットワーク終端部ＯＬＴの側から双方向コネクションＷ１、例えばグラスファイバが第１の分岐・統合ユニットＤ１へと案内されている。この第１の分岐・統合ユニットＤ１は例えばデュプレクサフィルタであり、このデュプレクサフィルタにおいては光ダウンストリーム信号ＯＳＤが光アップストリーム信号ＯＳＵから分離される。このデュプレクサフィルタＤ１からは２つのコネクションＷＤおよびＷＵが端子Ａ２およびＡ３を介して、第２の分岐・統合ユニットＤ２の端子Ａ４およびＡ５へと案内されている。この第２の分岐・統合ユニットＤ２は同様にフィルタまたはマルチプレクサユニットであり、そこではアップストリーム信号とダウンストリーム信号が相互に分離されるか、統合される。
【００２１】
ダウンストリーム信号ＯＳＤ用のコネクション経路ＷＤ内には単方向の光増幅器Ｅ１が配置されている。有利には、増幅器としてＥＤＦＡが使用される。この増幅器Ｅ１の後段においては、増幅されたダウンストリーム信号の一部が結合器Ｋ１を介して出力され、またパワー監視部Ｍ１に供給される。増幅器Ｅ１による増幅はパワー監視部Ｍ１により、この増幅器Ｅ１の出力パワーが一定の値を取るように調整される。さらに、良好な雑音指数が達成されるように増幅器は設計される。光増幅器を共方向的（codirectionally）または逆方向的（contradirectionally）に１つまたは複数のレーザ源を用いてポンピングすることができる。ポンプ源は図１には示されていない。増幅器の補助構造体として従来の単段式または多段式のＥＤＦＡ補助構造体が要求および周辺条件に応じて使用される。さらに、コネクションＷＤに沿って、または増幅器Ｅ１内ではアイソレータを使用することができる。経路ＷＤにおける波長フィルタの使用も同様に考えられる。択一的に、デュプレクサフィルタの通過帯域を、このデュプレクサフィルタが同様に適切な波長フィルタとして機能するように選択することができる。
【００２２】
増幅器Ｄ１を通過した後に、ダウンストリーム信号ＯＳＤは光デュプレクサフィルタＤ２を介してアップストリーム信号ＯＳＵと統合され、双方向光増幅器Ｅ２に供給される。この双方向光増幅器Ｅ２も有利にはＥＤＦＡとして実現されている。双方向光増幅器Ｅ２による増幅はパワー監視部Ｍ２により、ダウンストリーム方向における双方向光増幅器Ｅ２の出力パワーが一定且つ十分に高い値を取るように調整される。増幅器Ｅ１の出力パワーは、増幅器Ｅ２に関する振動条件を充足するためでもなく、顕著な信号シフトを惹起させるためでもないのにかかわらず、この増幅器Ｅ２の増幅が十分に低くなるよう調整されることが考慮されなければならない。増幅器Ｅ１および増幅器Ｅ２の出力パワーを制御することにより、増幅器Ｅ２に関して一定の利得が生じる。増幅器Ｅ２に関しては約２０ｄＢの増幅値を上回るべきではない。増幅器Ｅ１の出力パワーは、ダウンストリーム方向における増幅器Ｅ２の入力パワーがアップストリーム方向における入力パワーよりも実質的に大きいように十分に調整される。これによって、バースト状のアップストリーム信号が一定に増幅され、またダウンストリーム信号は増幅器Ｅ２におけるアップストリーム信号との相互作用によって妨害されないことが保証されている。したがってダウンストリーム信号により増幅器Ｅ２の一定の反転が保証され、また一定の動作点が調整されている。増幅器Ｅ２は有利にはアップストリーム方向においてポンピングされる。何故ならば、アップストリーム方向においてはより良好な雑音指数が達成されるからである。
【００２３】
データレートに応じて双方向増幅器装置ＶＡ内では両方の信号方向において、分散補償のための手段、例えば格子または分散補償ファイバを使用することができる。殊にダウンストリーム方向においては、比較的高いデータレートに起因して分散補償ファイバの装置を経路ＷＤ内または増幅器Ｅ１内に配置することも考えられる。
【００２４】
アップストリーム方向においては、個々の加入者ＯＮＵ１，ＯＮＵ２〜ＯＮＵＮに由来する、スプリッタ装置ＳＥ（分岐比１：Ｎ）のバースト状のアップストリーム信号が総アップストリーム信号ＯＳＵに統合される。アップストリーム信号ＯＳＵは増幅器Ｅ２において増幅され、続いてデュプレクサＤ２においてダウンストリーム信号ＯＳＤから分離される。後続のデュプレクサＤ１までのコネクション経路ＷＵにおいては適切なリジェネレータＲｘＴｘ、例えばバースト耐性のあるトランスポンダＴが配置されている。トランスポンダにおいて受信された光信号は論理的に１または０に対応する２つの「論理状態」と、ＯＮＵの全ての送信レーザがオフであるデータバースト間の第３の状態を有する。１つの実施形態ヴァリエーションにおいてはこの「３段式の」光データバーストが光電変換器において電気的なデータバーストに変換され、リミット増幅器または閾値回路に供給される。そこにおいてデータバーストは２進のデータバーストに変換され、続いて電気から光に変換される。トランスポンダ内での電気から光への変換を行うレーザをこの実施形態ヴァリエーションにおいては常にオンの状態に維持し、均一の振幅を有する連続的な信号を送信することができる。このようにしてトランスポンダは、入力信号の振幅が大きく変化するにもかかわらず、振幅が近似的に一定の出力信号を形成する。付加的にリジェネレータは、受信の休止期間が比較的長い場合には充填信号（例えば「０−１」シーケンス）を送出する。トランスポンダ内の３Ｒリジェネレータは必ずしも必要ではない。トランスポンダ内でのアップストリーム信号ＯＳＵの波長の変換は、アップストリーム信号が続いてＷＤＭネットワークに供給される場合には有利である。このようにして再生された総アップストリーム信号は続いてデュプレクサＤ１においてダウンストリーム信号と統合される。
【００２５】
双方向の光増幅器装置ＶＡはＰＯＮネットワークにおいて、中央交換ユニットＯＬＴの第１のネットワーク終端部とスプリッタ装置ＳＥとの間に配置されている。スプリッタ装置ＳＥは、第２のネットワーク終端部を形成するＮ個の加入者の個々のネットワーク端末ＯＮＵ１，ＯＮＵ２〜ＯＮＵＮと接続されている。通常の場合、スプリッタ装置ＳＥは連続的に接続されている複数の単一スプリッタまたはスター結合器から構成されている装置である。このことは図２ａに示されている。加入者側においては、分岐係数１：ｎ１を有する第１のスプリッタＳ１の各出力側にそれぞれ別のスプリッタＳ（２，１）〜Ｓ（２，ｎ１）がそれぞれ１つの固有のグラスファイバを介して接続されている。総分岐係数１：ＮはＮ＝ｎ１＊ｎ２＊〜＊ｎｉであるように分割される。第１の結合器と加入者側のネットワーク端末ＯＮＵとの間のアクセスコネクションは純粋に受動的に実施されており、また保守を必要としない。本発明による増幅器装置ＶＡの後段の全てのアクセスコネクションにおいては同一のサービスに対して同一の波長が使用されるので（しかしながらアップストリーム信号とダウンストリーム信号に対しては別個の波長が使用される）、統一的な光ネットワーク端末ＯＮＵを使用することができる。ネットワーク端末ＯＮＵと光増幅器装置ＶＡとの間の距離は通常の場合３０ｋｍまでである。図２ａおよび２ｂにおいては、この経路長がスプリッタ間の光経路長に分割されており、このことは多数のファイバループによって示唆されている。個々のスプリッタ間においては数ｋｍの比較的長い距離をカバーすることもできる。
【００２６】
別の実施形態ヴァリエーションにおいては、第１のスプリッタＳ１が加入者側において増幅器装置ＶＡに組み込まれる。図２ｂには、その種の増幅分割装置ＳＶＡのブロック回路図が示されている。ここでは第１のスプリッタＳ１が加入者側において直接的に増幅器Ｅ２に接続されて配置されている。スプリッタＳ１においては比較的小さい分岐比、例えば１：８が選択される。別のスプリッタはネットワーク端末ＯＮＵまでの経路に沿って、上述した３０ｋｍの経路長にわたり配置されている。第１のスプリッタＳ１を増幅器装置ＶＡに組み込むことにより伝送システムに関する以下の多数の利点が提供される：
ａ）反射およびレイリー散乱がスプリッタＳ１によって減衰される。これによって、増幅器Ｅ２の増幅を２０ｄＢの通常の限界よりも大きく選定することができる。
ｂ）ダウンストリーム信号に関してシミュレートされたブリュアン散乱の抑制が簡略化されるか、省略される。
ｃ）ダウンストリーム信号に関する他の非線形の歪みが低減される。
ｄ）ダウンストリーム方向におけるＳＶＥの出力側における光パワーは比較的低くなり、状況によってはそれどころかレーザクラス１に対応する。したがって加入者側におけるレーザのスイッチオフメカニズムは必要とされない。
ｅ）非常に高品質のスプリッタＳ１が単調な減衰を有するように選択されると、多数の後段のスプリッタに対する要求は省略される。
【００２７】
図３には、中央の交換・管理ユニットＯＬＴの側における本発明による増幅器装置ＶＡまたはＶＳＡの接続に関する２つの実施例が示されている。通常の場合、本発明による増幅器装置ＶＡまたはＶＳＡがこの側においてメトロネットワークに接続される。メトロネットワークへのアクセスを得るために、増幅器装置ＶＡまたはＶＳＡの分岐・統合ユニットＤ１の代わりに、光学的なアド／ドロップマルチプレクサＡＤが使用される。増幅器装置ＶＡまたはＶＳＡはこの場合、いわゆるメトロ接続装置（英語：Metro-Access-Point、略してＭＡＰ）と同一視することができる。ＭＡＰはメトロネットワークとアクセス領域との間のインタフェースを表す。メトロ領域においては、伝送が有利には波長多重モードで行われるので、複数のアクセスコネクションの膨大な量のデータを伝送することができる。管理・交換中央部はこのメトロネットワークの一部であり、この管理・交換中央部からこれに接続されているＯＮＵを有する個々のＭＡＰへのデータトラフィックも制御する。図３ａにおいては、複数のＶＡまたはＶＳＡあるいはＭＡＰが双方向に動作するグラスファイバコネクションに沿って配置されている。これは、同様にただ１つの波長のみが使用される２つのグラスファイバであるか、異なる波長チャネルを有する１つのファイバである。図３ｂにはＭＡＰが単方向のＷＤＭグラスファイバリングに接続されている。グラスファイバに沿って、別の増幅器装置ＶＡまたはＶＳＡないしＭＡＰを配置することができる。
【００２８】
図４には、メトロアクセスポイントＭＡＰとして構成されている場合の本発明による増幅器装置ＶＡまたはＶＳＡの別の実施形態ヴァリエーションが示されている。ここでは、コネクション経路ＷＤからの光増幅器Ｅ１がアド／ドロップマルチプレクサＡＤの手前においてメトロリングネットワーク内のダウンストリーム方向に配置されている。この場合、増幅器Ｅ１がこの箇所に印加される信号のためのインライン増幅器として使用される。各ＭＡＰにおいてダウンストリーム信号が分岐され、アップストリーム信号がメトロネットワークに供給されるので、印加される信号は異なる。ダウンストリーム信号のためのコネクション経路ＷＤに沿って信号ＯＳＤの一部が分岐され、増幅器Ｅ１を制御するパワー監視部Ｍ１に供給される。この実施形態ヴァリエーションの利点は、増幅器Ｅ１を用いることによりアド／ドロップマルチプレクサＡＤの挿入損失および個々のＭＡＰ間のファイバ減衰が補償されることにある。このようにして、ネットワーク内のＭＡＰの数も、ネットワーク内の信号伝送に関する到達距離も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】双方向光増幅器装置の原理回路図を示す。
【図２Ａ】加入者側における接続装置の実施形態ヴァリエーションを示す。
【図２Ｂ】加入者側における接続装置の実施形態ヴァリエーションを示す。
【図３Ａ】メトロネットワークを有する中央交換装置ＯＬＴの側における接続装置の実施形態ヴァリエーションを示す。
【図３Ｂ】メトロネットワークを有する中央交換装置ＯＬＴの側における接続装置の実施形態ヴァリエーションを示す。
【図４】メトロネットワークが接続されている光増幅器を有する双方向光増幅器装置の実施形態のヴァリエーションを示す。
【図１】
2009529228.tif 000003
【図２Ａ】
2009529228.tif 000004
【図２Ｂ】
2009529228.tif 000005
【図３Ａ】
2009529228.tif 000006
【図３Ｂ】
2009529228.tif 000007
【図４】
2009529228.tif 000008
【国際調査報告】
2009529228.tif 000009
2009529228.tif 000010
2009529228.tif 000011
2009529228.tif 000012