(57)【要約】    【課題】光アクセスシステム等に利用可能な光通信システムにおいて、光送信装置の消費電力の低減や光送信装置からの光出力の安全性の向上を図ること。    【解決手段】波長λ1〜λtの光信号を送信する光送信器１１１および光出力制御部１１２を有する光送信装置１１と、光送信装置１１に光ファイバ２１〜２Ｎを介して接続される光受信装置３１〜３Ｎとを備えた光通信システムにおいて、光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよび光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて光送信器１１１における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは光出力制御部１１２における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整し、波長λ1〜λtの光信号それぞれを光受信装置に伝送するために必要な光送信器の光出力レベルを抑制する。【選択図】図１
2006287852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ1〜λtの光信号を送信する光送信器および該波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有する光送信装置と、波長λ1〜λtのいずれか一波長の光信号を受信する光受信装置であって且つ前記光送信装置にＮ本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるＮ台の光受信装置とを備えた光通信システムにおいて、
前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよび光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは前記光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整した
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の光通信システムにおける光出力レベルおよび分岐比率の調整方法であって、
光出力制御部における分岐損失と光送信装置および光受信装置間の光損失との和が最小となるように光出力制御部における分岐比率を調整し、その結果、得られる光送信器に最低限必要な波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを、当該光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルとして調整する
ことを特徴とする光出力レベルおよび分岐比率の調整方法。
【請求項３】
波長λ1〜λtの光信号を送信する光送信器および該波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有する光送信装置と、該光送信装置にＮ本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるＮ個の光カプラと、波長λ1〜λtのいずれか一波長の光信号を受信する光受信装置であって且つ前記各光カプラにｍi（ｉ＝１〜Ｎ）本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるｍi（ｉ＝１〜Ｎ）台の光受信装置とを備えた光通信システムにおいて、
前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよび光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは前記光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整した
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項４】
請求項３記載の光通信システムにおける光出力レベルおよび分岐比率の調整方法であって、
Ｎ個の各光カプラに対してそれぞれ接続されるｍi（ｉ＝１〜Ｎ）台の各光受信装置のうちで該光カプラから光受信装置の入力に至るまでの光損失の値が最大になるＮ台の光受信装置の、光出力制御部における分岐損失と光送信装置および光受信装置間の光損失との和が最小となるように光出力制御部における分岐比率を調整し、その結果、得られる光送信器に最低限必要な波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを、当該光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルとして調整する
ことを特徴とする光出力レベルおよび分岐比率の調整方法。
【請求項５】
波長λ1〜λtの光信号を送信する光送信器および該波長λ1〜λtの光信号を光分岐する光分岐器を有する光送信装置と、波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有するアクセス区間中継光送信装置であって且つ前記光送信装置にＮ本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるＮ台のアクセス区間中継光送信装置と、波長λ1〜λtのいずれか一波長の光信号を受信する光受信装置であって且つ前記各アクセス区間中継光送信装置にｍi（ｉ＝１〜Ｎ）本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるｍi（ｉ＝１〜Ｎ）台の光受信装置とを備えた光通信システムにおいて、
前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよびアクセス区間中継光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは前記光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整した
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項６】
請求項５記載の光通信システムにおける光出力レベルおよび分岐比率の調整方法であって、
光出力制御部における分岐損失とアクセス区間中継光送信装置および光受信装置間の光損失との和が最小となるように光出力制御部における分岐比率を調整し、その結果、得られる光送信器に最低限必要な波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを、当該光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルとして調整する
ことを特徴とする光出力レベルおよび分岐比率の調整方法。
【請求項７】
請求項１記載の光通信システムにおける光送信装置であって、
前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよび光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは前記光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整した
ことを特徴とする光送信装置。
【請求項８】
請求項３記載の光通信システムにおける光送信装置であって、
前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよび光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは前記光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整した
ことを特徴とする光送信装置。
【請求項９】
請求項５記載の光通信システムにおける光送信装置であって、
前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよびアクセス区間中継光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを調整した
ことを特徴とする光送信装置。
【請求項１０】
請求項５記載の光通信システムにおけるアクセス区間中継光送信装置であって、
前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよびアクセス区間中継光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光出力制御部における分岐比率を調整した
ことを特徴とするアクセス区間中継光送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システム、特に光アクセスシステム等に利用可能な光通信システム、その光送信器の光出力レベルおよび光出力制御部の分岐比率の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、非特許文献１を参考とした従来の光通信システムの一例を示す図である。
【０００３】
図６の従来例は、波長λ1の光信号を送信する光源３００１１１，波長λ2の光信号を送信する光源３００１１２，…，波長λtの光信号を送信する光源３００１１ｔを有する光送信器３００１１と、該波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを等分岐する光分岐器３００１２とを有する光送信装置３００１と、該光送信装置３００１に光ファイバ３１０１，３１０２，…，３１０Ｎ（計Ｎ本）を介してそれぞれ接続される光受信装置３２０１，３２０２，…，３２０Ｎ（計Ｎ台）とを備えた光通信システムである（但し、Ｎは２以上の自然数）。
【０００４】
ここで、光受信装置３２０１，３２０２，…，３２０Ｎは、波長λ1〜λtのいずれか一波長の光信号を受信する光受信装置である。例えると、光受信装置３２０１はλ1用光受信装置、光受信装置３２０Ｎはλt用光受信装置となる。
【非特許文献１】K.C.Reichmann, et.al., "Operational Demonstration and Filter Alignment Study of Multiple Broadcast Video Delivery on a WDM Passive Optical Network", IEEE Photonics Technology Letters, Vol.10, No.9, September 1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６の従来例では、光分岐器３００１２における分岐損失が、該光分岐器３００１２の全ての入出力間で同じであることから、光受信装置の加入率γ1〜γtに拘わらず、光送信装置と光受信装置との間の最大の光損失に合わせ、光送信器の光出力レベルを設定する必要がある。なぜなら、通常、光送信器の光出力レベルや光受信装置の受光レベルは、光送信装置と光受信装置との間の光損失が最大となる区間においても正常にサービスが提供可能なように設計されるためである。そのため、光送信装置からのλ1〜λtのトータル光出力は増大し、光送信装置の消費電力の増大や光送信装置からの光出力の安全上の問題が生じてしまう。
【０００６】
なお、加入率γ1〜γtとは、光受信装置の台数の総和に対する各波長λx（ｘ＝１〜ｔ）の光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合のことである。
【０００７】
本発明はこのような背景で行われたものであり、加入率γ1〜γtおよび光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて光送信器の光出力レベルと光出力制御部の分岐比率を調整することにより、波長λ1〜λtの光信号それぞれを光受信装置に伝送するために必要な光送信器の光出力レベルを抑制し、光送信装置の消費電力の低減の実現や光送信装置からの光出力の安全上の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１〜第１０の観点は、前記目的を達成するために、光分岐器を光出力制御部に置き換え、光受信装置の加入率γ1〜γtおよび光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整し、波長λ1〜λtの光信号それぞれを光受信装置に伝送するために必要な光送信器の光出力レベルの抑制を実現したことである。
【０００９】
本発明の第１の観点は、波長λ1〜λtの光信号を送信する光送信器および該波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有する光送信装置と、波長λ1〜λtのいずれか一波長の光信号を受信する光受信装置であって且つ前記光送信装置にＮ本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるＮ台の光受信装置とを備えた光通信システムにおいて、前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよび光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは前記光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整し、波長λ1〜λtの光信号それぞれを光受信装置に伝送するために必要な光送信器の光出力レベルを抑制したことを特徴とする光通信システムとしたことである。
【００１０】
本発明の第２の観点は、第１の観点の光通信システムにおける光出力レベルおよび分岐比率の調整方法であって、光出力制御部における分岐損失と光送信装置および光受信装置間の光損失との和が最小となるように光出力制御部における分岐比率を調整し、その結果、得られる光送信器に最低限必要な波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを、当該光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルとして調整することを特徴とする光出力レベルおよび分岐比率の調整方法である。
【００１１】
本発明の第３の観点は、波長λ1〜λtの光信号を送信する光送信器および該波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有する光送信装置と、該光送信装置にＮ本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるＮ個の光カプラと、波長λ1〜λtのいずれか一波長の光信号を受信する光受信装置であって且つ前記各光カプラにｍi（ｉ＝１〜Ｎ）本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるｍi（ｉ＝１〜Ｎ）台の光受信装置とを備えた光通信システムにおいて、前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよび光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは前記光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整し、波長λ1〜λtの光信号それぞれを光受信装置に伝送するために必要な光送信器の光出力レベルを抑制したことを特徴とする光通信システムとしたことである。
【００１２】
本発明の第４の観点は、第３の観点の光通信システムにおける光出力レベルおよび分岐比率の調整方法であって、Ｎ個の各光カプラに対してそれぞれ接続されるｍi（ｉ＝１〜Ｎ）台の各光受信装置のうちで該光カプラから光受信装置の入力に至るまでの光損失の値が最大になるＮ台の光受信装置の、光出力制御部における分岐損失と光送信装置および光受信装置間の光損失との和が最小となるように光出力制御部における分岐比率を調整し、その結果、得られる光送信器に最低限必要な波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを、当該光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルとして調整することを特徴とする光出力レベルおよび分岐比率の調整方法である。
【００１３】
本発明の第５の観点は、波長λ1〜λtの光信号を送信する光送信器および該波長λ1〜λtの光信号を光分岐する光分岐器を有する光送信装置と、波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有するアクセス区間中継光送信装置であって且つ前記光送信装置にＮ本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるＮ台のアクセス区間中継光送信装置と、波長λ1〜λtのいずれか一波長の光信号を受信する光受信装置であって且つ前記各アクセス区間中継光送信装置にｍi（ｉ＝１〜Ｎ）本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるｍi（ｉ＝１〜Ｎ）台の光受信装置とを備えた光通信システムにおいて、前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよびアクセス区間中継光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは前記光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整し、波長λ1〜λtの光信号それぞれを光受信装置に伝送するために必要な光送信器の光出力レベルを抑制したことを特徴とする光通信システムとしたことである。
【００１４】
本発明の第６の観点は、第５の観点の光通信システムにおける光出力レベルおよび分岐比率の調整方法であって、光出力制御部における分岐損失とアクセス区間中継光送信装置および光受信装置間の光損失との和が最小となるように光出力制御部における分岐比率を調整し、その結果、得られる光送信器に最低限必要な波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを、当該光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルとして調整することを特徴とする光出力レベルおよび分岐比率の調整方法である。
【００１５】
本発明の第７の観点は、第１の観点の光通信システムにおける光送信装置であって、前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよび光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは前記光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整し、波長λ1〜λtの光信号それぞれを光受信装置に伝送するために必要な光送信器の光出力レベルを抑制したことを特徴とする光送信装置としたことである。
【００１６】
本発明の第８の観点は、第３の観点の光通信システムにおける光送信装置であって、前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよび光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは前記光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整し、波長λ1〜λtの光信号それぞれを光受信装置に伝送するために必要な光送信器の光出力レベルを抑制したことを特徴とする光送信装置としたことである。
【００１７】
本発明の第９の観点は、第５の観点の光通信システムにおける光送信装置であって、前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよびアクセス区間中継光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを調整し、波長λ1〜λtの光信号それぞれを光受信装置に伝送するために必要な光送信器の光出力レベルを抑制したことを特徴とする光送信装置としたことである。
【００１８】
本発明の第１０の観点は、第５の観点の光通信システムにおけるアクセス区間中継光送信装置であって、前記光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよびアクセス区間中継光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて前記光出力制御部における分岐比率を調整し、波長λ1〜λtの光信号それぞれを光受信装置に伝送するために必要な光送信器の光出力レベルを抑制したことを特徴とするアクセス区間中継光送信装置としたことである。
【００１９】
このように光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整することにより、それぞれの光受信装置に必要な光パワーだけを送れば良いので、光パワーを有効に利用することができる。その結果、光送信装置からのλ1〜λtのトータル光出力は減少し、光送信装置の消費電力の低減の実現や光送信装置からの光出力の安全上の問題を解決することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、光アクセスシステム等に利用可能な光通信システムにおいて、光送信装置の消費電力の低減や光送信装置からの光出力の安全性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の光通信システムの実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。
【００２２】
図１は第１の光通信システムの全体構成図である。図２は第２の光通信システムの全体構成図である。図３は第３の光通信システムの全体構成図である。図４は第１乃至第３の光通信システムにおける光出力制御部の構成図である。
【００２３】
本発明の第１の実施の形態の光通信システムは、図１に示すように、波長λ1の光信号を送信する光源１１１１，波長λ2の光信号を送信する光源１１１２，…，波長λtの光信号を送信する光源１１１ｔを有する光送信器１１１および該光送信器１１１からの波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを制御し分岐する光出力制御部１１２を有する光送信装置１１と、波長λ1〜λtのいずれか一波長の光信号を受信する光受信装置であって且つ光送信装置１１に光ファイバ２１，２２，…，２Ｎ（計Ｎ本）を介してそれぞれ接続される光受信装置３１，３２，…，３Ｎ（計Ｎ台）とを備えた光通信システムである。
【００２４】
本発明の第２の実施の形態の光通信システムは、図２に示すように、波長λ1の光信号を送信する光源４１１１，波長λ2の光信号を送信する光源４１１２，…，波長λtの光信号を送信する光源４１１ｔを有する光送信器４１１および該光送信器４１１からの波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを制御し分岐する光出力制御部４１２を有する光送信装置４１と、該光送信装置４１に光ファイバ５１，５２，…，５Ｎ（計Ｎ本）を介してそれぞれ接続される光カプラ６１，６２，…，６Ｎ（計Ｎ個）と、波長λ1〜λtのいずれか一波長の光信号を受信する光受信装置であって且つ各光カプラ６１，６２，…，６Ｎに光ファイバ１７１，１７２，…１７ｍ1，２７１，２７２，…２７ｍ2，…，Ｎ７１，Ｎ７２，…Ｎ７ｍN（計ｍi（ｉ＝１〜Ｎ）本）を介して接続される光受信装置１８１，１８２，…１８ｍ1，２８１，２８２，…２８ｍ2，…，Ｎ８１，Ｎ８２，…Ｎ８ｍN（計ｍi（ｉ＝１〜Ｎ）台）とを備えた光通信システムである。
【００２５】
本発明の第３の実施の形態の光通信システムは、図３に示すように、波長λ1の光信号を送信する光源１０１１１，波長λ2の光信号を送信する光源１０１１２，…，波長λtの光信号を送信する光源１０１１ｔを有する光送信器１０１１および該光送信器１０１１からの波長λ1〜λtの光信号を分岐する光分岐器１０１２を有する光送信装置１０１と、波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルを制御し分岐する光出力制御部１２１１，１２２１，１２Ｎ１を有するアクセス区間中継光送信装置であって且つ光送信装置１０１に光ファイバ１１１，１１２，…，１１Ｎ（計Ｎ本）を介して接続されるアクセス区間中継光送信装置１２１，１２２，…，１２Ｎ（計Ｎ台）と、波長λ1〜λtのいずれか一波長の光信号を受信する光受信装置であって且つ各アクセス区間中継光送信装置１２１，１２２，…，１２Ｎに光ファイバ１３１，１３２，…１３ｍ1，２３１，２３２，…２３ｍ2，…，Ｎ３１，Ｎ３２，…Ｎ３ｍN（計ｍi（ｉ＝１〜Ｎ）本）を介してそれぞれ接続される光受信装置１４１，１４２，…１４ｍ1，２４１，２４２，…２４ｍ2，…，Ｎ４１，Ｎ４２，…Ｎ４ｍN（計ｍi（ｉ＝１〜Ｎ）台）とを備えた光通信システムである。
【００２６】
ここで、第１乃至第３の実施の形態の特徴とするところは、光受信装置の台数の総和に対する波長λ1〜λtの光信号を受信する光受信装置のそれぞれの台数の割合を示す加入率がγ1〜γtである時、該加入率γ1〜γtおよび光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて、前記光送信器における波長λ1〜λtの光信号の光出力レベルまたは前記光出力制御部における分岐比率のいずれか一方もしくは両方を調整し、波長λ1〜λtの光信号それぞれを光受信装置に伝送するために必要な光送信器の光出力レベルを抑制したところにある。
【００２７】
本発明の光通信システムの第１乃至第３の実施の形態における光出力制御部の構成は、図４に示すように、可変分岐回路２００２を多段に組み合わせた光出力制御部２００１である。可変分岐回路２００２は、ＭＺＩ（Mach-Zehnder Interferometer）回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相は、外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御される構成である。詳しく述べると、可変分岐回路２００２は、光導波路２００２２の上部クラッド表面に薄膜ヒータ２００２３を取り付けたもので、光導波路の屈折率の温度依存性、即ち熱光学効果を利用して、薄膜ヒータ２００２３からの熱により光導波路２００２２の屈折率を変化、即ち位相を変化させ、光出力レベルを制御するものである。
【００２８】
さらに詳しく述べると、光導波路２００２２の温度変化量をΔＴ、光導波路２００２２の温度変化前の屈折率をｎ0、光導波路２００２２の温度変化後の屈折率をｎ1、光導波路２００２２の屈折率温度係数をαとすると、
ｎ1＝ｎ0＋αΔＴ                                            …（式１）
となる。
【００２９】
また、薄膜ヒータ２００２３の長さをｄ、光導波路２００２１，２００２２の屈折率変化による位相変化をΔφ、光導波路２００２１，２００２２内を伝送する光の波長をλとすると、
Δφ＝−（２π／λ）（ｎ1−ｎ0）ｄ                          …（式２）
となる。
【００３０】
さらに（式１）より、
Δφ＝−（２π／λ）αｄΔＴ                                …（式３）
となる。
【００３１】
光導波路２００２１の入力Ａ０での光の強度を｜Ａ０｜2、光導波路２００２２の入力Ｂ０での光の強度を｜Ｂ０｜2＝０、光導波路２００２１の出力Ａ１での光の出力レベルを｜Ａ１｜2、光導波路２００２２の出力Ｂ１での光の出力レベルを｜Ｂ１｜2とすると、（式３）より以下の式、即ち
｜Ａ１｜2＝｜Ａ０｜2sin2（Δφ／２）
＝｜Ａ０｜2sin2（−παｄΔＴ／λ）               …（式４）
｜Ｂ１｜2＝｜Ａ０｜2cos2（Δφ／２）
＝｜Ａ０｜2cos2（−παｄΔＴ／λ）               …（式５）
が成り立つ。
【００３２】
（式４）、（式５）から薄膜ヒータ２００２３の温度を制御することで、光導波路２００２１，２００２２の光出力レベルを任意に制御することができ、可変分岐回路を多段に接続することで、分岐数Ｎの光出力制御部を構成できる。
【００３３】
以下では、従来の光通信システムと本発明による光通信システムとの差を明確にするため、例として第２の実施の形態の光通信システムを用いて、請求項４にかかわる光送信器の光出力レベル並びに光出力制御部の分岐比率の調整方法と、本調整方法を用いた場合の具体的な数値計算結果とについて説明する。
【００３４】
始めに、図２を用いて、請求項４にかかわる光送信器の光出力レベル並びに光出力制御部の分岐比率の調整方法を説明する。図２において、波長λ1〜λtの光信号を伝送するために必要な光出力制御部４１２への光入力レベルをそれぞれＰ(1)〜Ｐ(t)［ｄＢｍ］、光出力制御部４１２の出力ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の波長λj（ｊ＝１〜ｔ）に対する分岐比率をＫ(i,j)、光カプラ６１〜６Ｎの分岐数をＭ、光送信装置４１と光受信装置ｉ８ｍi（ｍi＝１〜Ｍ）との間の波長λjに対する光損失をＬ(i,mi,j)［ｄＢ］、光受信装置が波長λjの光信号を正常に受信する規定受光レベルをＰin(j)［ｄＢｍ］とすると、光カプラにおける分岐損失１０logＭ［ｄＢ］と受光レベルＰin(j)は光出力制御部の出力ｉに依存しないので、光出力制御部４１２への波長λjの光信号の光入力レベルＰ(j)は、分岐損失１０logＭ、受光レベルＰin(j)、および光出力制御部の分岐損失と光送信装置と光受信装置との間の光損失の和の最大値との合計となる。
【００３５】
即ち、
Ｐ(j)＝ＭＡＸ〔１０log｛１／Ｋ(i,j)｝＋Ｌ(i,mi,j)〕
＋１０logＭ＋Ｐin(j)                              …（式６）
が成り立つ。但し、光送信装置と光受信装置との間の光損失には、光カプラにおける分岐損失は含まないものとする。
【００３６】
本発明の目的は、光送信器の光出力レベルをできるだけ小さくすることである。即ち、（式６）において、Ｐ(j)が最小になるよう、Ｋ(i,j)を調整すれば良い。今、分岐損失１０log｛１／Ｋ(i,j)｝を波長依存性がないものとして１０log｛１／Ｋ(i,j)｝≒１０log｛１／Ｋ(i)｝と近似し、Ｌ(i,mi,j)のｉにおける最大光損失をＬ(i)max［ｄＢ］とすると、（式６）において、１０log｛１／Ｋ(i)｝＋Ｌ(i)maxが最小となるようＫ(i)を調整する、即ち１０log｛１／Ｋ(i)｝＋Ｌ(i)maxが一定となるようにＫ(i)を調整することにより、Ｐ(j)は最小化される。
【００３７】
なぜなら、
Ａ＝１０log｛１／Ｋ(i)｝＋Ｌ(i)max≧１０log｛１／Ｋ(i)｝＋Ｌ(i,mi,j)
（Ａは定数）
…（式７）
となるため、ある波長λjが光出力制御部の出力ｉ＝１〜Ｎのうち少なくとも１つの出力でＬ(i)maxとなる場合、Ｌ(i)maxとならなかった出力では、
１０log｛１／Ｋ(i)｝＋Ｌ(i)max＞１０log｛１／Ｋ(i)｝＋Ｌ(i,mi,j)
…（式８）
となるので、Ｌ(i)maxに対して１０log｛１／Ｋ(i)｝＋Ｌ(i)maxが一定となるようＫ(i)を調整することにより、全ての波長λj用の光受信装置に最低限の波長λjの光信号を伝送することができるからである。
【００３８】
一方、ある波長λjが光出力制御部の出力ｉ＝１〜Ｎのうち１つの出力もＬ(i)maxとならない場合、全ての光出力制御部の出力ｉ＝１〜Ｎにおいて（式８）の関係が成り立つので、Ｌ(i,mi,j)の波長λjの出力ｉにおける最大光損失をＬ(i,j)max［ｄＢ］とすると、
Ｐ(j)＝ＭＡＸ〔１０log｛１／Ｋ(i)｝＋Ｌ(i,j)max〕＋１０logＭ＋Ｐin(j)
…（式９）
となり、このようにＰ(j)を調整することで、ある波長λjが光出力制御部の出力ｉ＝１〜Ｎのうち１つの出力もＬ(i)maxとならない場合において、全ての波長λj用の光受信装置に最低限の波長λjの光信号を伝送することができる。
【００３９】
ある波長λjが光出力制御部の出力ｉ＝１〜ＮでＬ(i)maxになるかならないかは、波長λj用の光受信装置の加入率に依存し、加入率が高いほどＬ(i)maxになる確率は高く、加入率が低いほどＬ(i)maxになる確率は低い。
【００４０】
光出力制御部４１２を光分岐器に置き換えた場合の従来の光通信システムにおいても、同様な関係式を求める。従来の光通信システムにおいては、発明が解決しようとする課題の欄に記載した通り、光送信装置と光受信装置との間の最大の光損失に合わせ、光送信器の光出力レベルを設定する必要があるから、波長λjの光信号を伝送するために必要な光分岐器への光入力レベルをＱ(j)［ｄＢｍ］、光送信装置と光受信装置との間の最大の光損失をＬmax、光受信装置が波長λjの光信号を正常に受信する規定受光レベルをＰin(j)［ｄＢｍ］とすると以下の式、即ち
Ｑ(j)＝１０logＮ＋Ｌmax＋１０logＭ＋Ｐin(j)                 …（式１０）
が成り立つ。但し、光送信装置と光受信装置との間の光損失には、光カプラにおける分岐損失は含まないものとする。
【００４１】
次に、具体的な数値計算による詳細な実施の形態を、図５を用いて説明する。分岐比率は、前述した制御の仕方をもとに、（式６）において、Ｌ(i,mi,j)のｉにおける最大光損失Ｌ(i)maxにおいて、１０log｛１／Ｋ(i,j)｝＋Ｌ(i)maxが最小となるように、Ｋ(i,j)を調整することとした。また、光出力制御部の構成は図４に示す可変分岐回路２００２が多段に接続されているものとした。
【００４２】
各種パラメータは、光出力制御部および光分岐器の分岐数Ｎ＝４、光カプラの分岐数ｍ1＝ｍ2＝ｍ3＝ｍ4＝４、伝送する波長はλ1とλ2の２つ、その波長はλ1＝１５５０ｎｍ、λ2＝１５６０ｎｍ、その割合はγ1：γ2＝１０：９０，２０：８０，…８０：２０，９０：１０とした。また、光出力制御部は、薄膜ヒータ長ｄ＝１０ｍｍ、屈折率温度係数α＝１×１０-5とした。光受信装置は、以下の（式１１）の確率密度関数に従う光受信装置が前記γ1：γ2の割合でランダムに収容されているものとした。
【００４３】
ここで、光送信装置と光受信装置との間の最小光損失Ｌmin、最大光損失ＬmaxをＬmin＝３［ｄＢ］、Ｌmax＝１３［ｄＢ］とした。また、光損失Ｌ(i,mi,j)に波長依存性はないものとした。
【００４４】
ｆ(L)＝Ａ〔（Ｌ−３）(b/2)-1／｛２b/2Γ（ｂ／２）｝〕exp｛−（Ｌ−３）／２｝
（Ａは規格化定数、ｂ＝３、Ｌは光送信装置と光受信装置との間の光損失）
…（式１１）
図５には、γ1：γ2＝１０：９０，２０：８０，…，８０：２０，９０：１０におけるＱ(1)−Ｐ(1)，Ｑ(2)−Ｐ(2)の平均値を示す。図より、Ｑ(1)−Ｐ(1)，Ｑ(2)−Ｐ(2)ともに正の値をとることから、従来に比べ光送信器の光出力レベルを抑制することができる。従来との差は、例えばγ1：γ2＝９０：１０では、Ｑ(1)−Ｐ(1)＝４．５４［ｄＢ］，Ｑ(2)−Ｐ(2)＝６．０１［ｄＢ］、γ1：γ2＝５０：５０では、Ｑ(1)−Ｐ(1)＝４．６０［ｄＢ］，Ｑ(2)−Ｐ(2)＝４．６０［ｄＢ］、γ1：γ2＝１０：９０では、Ｑ(1)−Ｐ(1)＝６．０１［ｄＢ］，Ｑ(2)−Ｐ(2)＝４．５４［ｄＢ］であった。
【００４５】
以上のことより、光受信装置の加入率γ1〜γtの割合および光送信装置と光受信装置との間の光損失に応じて光送信器の光出力レベル並びに光出力制御部の分岐比率を調整することで、各波長を光受信装置に伝送するために必要な光送信器の光出力レベルを抑制できることが分かる。
【００４６】
また、例えば波長をλ1からλ2へ徐々に移行したい時には、γ1：γ2＝９０：１０，８０：２０，…，２０：８０，１０：９０の順に図を見ていくとわかるように、波長λ2の加入率が低いうちはＱ(2)−Ｐ(2)の差が大きいことから、波長λ2用の光送信器は小さめの光出力レベルが必要で良く、加入率が高くなるにつれ、波長λ2用の光送信器の光出力レベルを大きくしていけば良いことがわかる。その一方で、加入率が低くなっていく波長λ1用の光送信器は、徐々に小さくしていけば良い。このように加入率に応じて、光送信器の光出力レベルを調整することで、光送信装置トータルの光出力は減少し、光送信装置の消費電力の低減の実現や光送信装置の光出力の安全上の問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の光通信システムの第１の実施の形態を示す構成図
【図２】本発明の光通信システムの第２の実施の形態を示す構成図
【図３】本発明の光通信システムの第３の実施の形態を示す構成図
【図４】第１乃至第３の実施の形態における光出力制御部の構成図
【図５】本発明の光通信システムの第２の実施の形態と従来の光通信システムとの光送信器の光出力レベルの差を示す説明図
【図６】従来の光通信システムの一例を示す構成図
【符号の説明】
【００４８】
１１：光送信装置、１１１：光送信器、１１１１，１１１２，…，１１１ｔ：光源、１１２：光出力制御部、２１，２２，…，２Ｎ：光ファイバ、３１，３２，…，３Ｎ：光受信装置、
４１：光送信装置、４１１：光送信器、４１１１，４１１２，…，４１１ｔ：光源、４１２：光出力制御部、５１，５２，…，５Ｎ：光ファイバ、６１，６２，…，６Ｎ：光カプラ、１７１，１７２，…１７ｍ1，２７１，２７２，…２７ｍ2，…，Ｎ７１，Ｎ７２，…Ｎ７ｍN：光ファイバ、１８１，１８２，…１８ｍ1，２８１，２８２，…２８ｍ2，…，Ｎ８１，Ｎ８２，…Ｎ８ｍN：光受信装置、
１０１：光送信装置、１０１１：光送信器、１０１１１，１０１１２，…，１０１１ｔ：光源、１０１２：光分岐器、１１１，１１２，…，１１Ｎ：光ファイバ、１２１，１２２，…，１２Ｎ：アクセス区間中継光送信装置、１２１１，１２２１，…，１２Ｎ１：光出力制御部、１３１，１３２，…１３ｍ1，２３１，２３２，…２３ｍ2，…，Ｎ３１，Ｎ３２，…Ｎ３ｍN：光ファイバ、１４１，１４２，…１４ｍ1，２４１，２４２，…２４ｍ2，…，Ｎ４１，Ｎ４２，…Ｎ４ｍN：光受信装置、
２００１：光出力制御部、２００２：可変分岐回路、２００２１，２００２２：光導波路、２００２３：薄膜ヒータ、
３００１：光送信装置、３００１１：光送信器、３００１１１，３００１１２，…，３００１１ｔ：光源、３００１２：光分岐器、３１０１，３１０２，…，３１０Ｎ：光ファイバ、３２０１，３２０２，…，３２０Ｎ：光受信装置。
【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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【図６】
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