(57)【要約】【課題】狭帯域の透過特性を有する光バンドパスフィルタの利用を可能とし、光増幅デバイスで発生する雑音を抑制できる光中継増幅器、これを備える光通信システム、及び該光通信システムの光通信方法を提供することを目的とする。【解決手段】光中継増幅器１は、入力される光信号を増幅する中継増幅部５と、所定の透過帯域幅を持ち、中継増幅部５で増幅された光信号が結合される光バンドパスフィルタ６と、入力される光信号の波長と光バンドパスフィルタ６の透過帯域幅の中心波長との波長差を監視する波長判定部９と、中継増幅部５と光バンドパスフィルタ６との間に配置され、波長判定部９が監視する波長差が所定の規定値より大きいときに、中継増幅部５で増幅された光信号の波長が光バンドパスフィルタ６の透過帯域幅に含まれるように該光信号の波長を変換する波長変換部８と、を備える。【選択図】図２
2011211549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される光信号を増幅する中継増幅部と、
所定の透過帯域幅を持ち、前記中継増幅部で増幅された前記光信号が結合される光バンドパスフィルタと、
入力される前記光信号の波長と前記光バンドパスフィルタの透過帯域幅の中心波長との波長差を監視する波長判定部と、
前記中継増幅部と光バンドパスフィルタとの間に配置され、前記波長判定部が監視する前記波長差が所定の規定値より大きいときに、前記中継増幅部で増幅された前記光信号の波長が前記光バンドパスフィルタの透過帯域幅に含まれるように該光信号の波長を変換する波長変換部と、
を備える光中継増幅器。
【請求項２】
前記中継増幅部で増幅された前記光信号の光強度を一定に調整し、前記波長変換部に結合する光強度調整部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光中継増幅器。
【請求項３】
前記波長変換部は、
プローブ光を出力する光源と、
前記光源からの前記プローブ光に基づき、前記中継増幅部で増幅された前記光信号の波長を変換する波長変換素子と、
前記光源と前記波長変換素子との間に配置され、前記プローブ光の透過と遮断を行う可変アッテネータと、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光中継増幅器。
【請求項４】
前記光バンドパスフィルタは、透過帯域幅を可変でき、
前記波長変換部の前記光源は、前記プローブ光の波長を可変できる
ことを特徴とする請求項３に記載の光中継増幅器。
【請求項５】
ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、
前記ＯＬＴへ上りの光信号を送信するＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）と、
前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間に配置され、前記ＯＮＵからの上りの光信号を増幅する請求項１から４のいずれかに記載の光中継増幅器と、
を備える光通信システム。
【請求項６】
ＯＮＵからＯＬＴへの上り光信号を光中継増幅器で増幅する際に、
光中継増幅器内にある光バンドパスフィルタの透過帯域幅の中心波長と前記光信号の波長との波長差を監視し、前記波長差が所定の規定値より大きいときに、光中継増幅器内の中継増幅部で増幅された前記光信号の波長が前記光バンドパスフィルタの透過帯域幅に含まれるように該光信号の波長を変換し、前記光バンドパスフィルタに結合する光通信方法。
【請求項７】
前記中継増幅部で増幅された前記光信号の光強度を一定に調整した後に該光信号の波長を変換することを特徴とする請求項６に記載の光通信方法。
【請求項８】
波長変換素子に入力されるプローブ光を可変アッテネータで透過又は遮断し、前記光信号の波長を変換する又は無変換とすることを特徴とする請求項６又は７に記載の光通信方法。
【請求項９】
前記光バンドパスフィルタの透過帯域幅を可変し、前記プローブ光の波長を可変して、増幅可能な光信号の波長帯域を変更することを特徴とする請求項８に記載の光通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光アクセスシステムを長延化するための光中継増幅器、これを備える光通信システム、及び該光通信システムにおける光通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式による光アクセスシステムの導入が世界で主流となって導入されている（例えば、非特許文献１を参照。）。これらＰＯＮ方式は、アクセス線路内に設置された光スプリッタを介して、１台の終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と複数のユーザ宅に設置された宅内装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）とを接続することが可能となり、非常に経済性の高い光アクセス方式である。ＰＯＮ方式においては、各ユーザで光スプリッタによってパワーをシェアするため、伝送距離の拡大が困難であった。また、地方部などの低需要地域では光アクセスサービスの提供可能エリアを拡大し、ＰＯＮシステムにおける伝送距離（収容可能エリア）を拡大し、より広いエリアをカバーし、より多くのユーザを収容する必要がある。これら、ＰＯＮ方式において伝送距離を拡大するには、光アクセス線路中に光中継増幅器を配置し、線路である光ファイバや光スプリッタによって受けた損失を補償する方法が一般的に有用である。
【０００３】
図１は、光中継増幅器１を備える長距離ＰＯＮシステムの構成例である。光中継増幅器１には通信事業者のビル内におかれる装置であるＯＬＴ２と、各ユーザの宅内におかれる装置であるＯＮＵ３が、それぞれの光アクセス線路４によって接続されている。ユーザ端末と、通信事業者ビルに設置され接続点と繋がる通信網との間で主信号の送受信は、ＯＮＵ３とＯＬＴ２、またその間を接続している１心の光ファイバからなる光アクセス線路４、および光中継増幅器１を介して行われる。ＯＮＵ３からＯＬＴ２へ向かう信号の流れでは、ＯＮＵ３はユーザ端末からの主信号を光信号として光アクセス線路４に送信する機能、ＯＬＴ２はＯＮＵ３から送信されてきた光信号を受信する機能を有する。また、逆にＯＬＴ２からＯＮＵ３へ向かう信号の流れでは、ＯＮＵ３はＯＬＴ２から送信されてきた光信号を受信する機能、ＯＬＴ２はＯＮＵ３からの要求に応じて通信網から流れてきたデータ信号を光信号として、光アクセス区間に送信する機能を有する。
【０００４】
ＯＬＴ２からＯＮＵ３間の光信号は時分割多重されているため、１台のＯＬＴ２に複数のＯＮＵ３を接続することが可能である。また、ＯＬＴ２とＯＮＵ３がそれぞれ送信する光信号の波長帯は異なり、１本の光ファイバで双方向の通信が可能となる。ＯＬＴ２では各ＯＮＵ３へ送信する光信号の時分割多重タイミングの制御や、光信号の多重分離を行う。
【０００５】
光中継増幅器１は、ＯＬＴ２とＯＮＵ３が送信する上りと下りの両光信号をそれぞれ光増幅し、光ファイバによる伝送損失や光スプリッタからの損失によって減衰した光信号のパワーレベルを補償している。また、ＯＮＵ３からＯＬＴ２へ向かう上り信号においては、使用されている波長帯が光ファイバから受ける損失が大きいことや、ＯＮＵ３に内蔵されている送信機の影響により、光中継増幅器１として用いる光増幅デバイスによる雑音の影響を顕著に受ける。
【０００６】
光増幅器を適用した光中継システムでは、システム全体で大きく次の４つの雑音の影響を受ける。
（１）光信号自体によるショット雑音
（２）受信器回路での熱雑音
（３）光増幅器が放出する自然放出光（ＡＳＥ：Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）と光信号によるビート雑音
（４）複数の光増幅器を接続した場合に各光増幅器からの自然放出光同士によるビート雑音
なお、（３）の光信号と自然放出光によるビート雑音の影響を抑圧することはその性質上困難とされている。
【０００７】
これら雑音の影響により、増幅光中継器によって増幅された光信号の品質は劣化し、伝送距離を制限する大きな要因となる。このため、これら雑音の影響を抑圧し伝送距離を確保するために、光増幅後に光バンドパスフィルタを挿入することは一般的な構成である。例えば、海底ケーブルや基幹網で使用されている長距離光伝送システムは、（４）の自然放出光同士のビート雑音の影響を抑えるために、透過帯域幅の非常に狭い光バンドパスフィルタを挿入している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、ＰＯＮシステムはシステムの構成上や経済性の観点から、狭帯域な透過帯域幅を有する光バンドパスフィルタを適用することが難しい。また、ＰＯＮにおける上り信号波長は、光ファイバの零分散波長帯である１２６０〜１３６０ｎｍの、１００ｎｍにわたる波長帯が割り当てられており、さらに各ユーザ宅に設置されたＯＮＵに使用されている送信器の性能や使用環境などにより１３１０ｎｍを基準としつつも、バラつきのある波長でＯＬＴに送信されている。このため、ＰＯＮシステムでは広帯域な透過帯域幅を有する光バンドパスフィルタ備える必要がある。すなわち、伝送距離を拡大する目的のための光中継増幅器を備える光アクセスシステムにおいては上記のような問題から、光中継増幅器から発生される雑音が長距離ＰＯＮシステムを構成する際のネットワーク設計自由度を制限しているという課題がある。
【００１０】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、狭帯域の透過特性を有する光バンドパスフィルタの利用を可能とし、光増幅デバイスで発生する雑音を抑制できる光中継増幅器、これを備える光通信システム、及び該光通信システムの光通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る光中継増幅器は、使用する光バンドパスフィルタの透過帯域幅とＯＮＵからの上り光信号の波長との波長差を監視しつつ、当該波長差が所定の規定値を超えた場合には、当該波長を光バンドパスフィルタの透過帯域幅に含むような波長に変換する構成とした。
【００１２】
具体的には、本発明に係る光中継増幅器は、入力される光信号を増幅する中継増幅部と、所定の透過帯域幅を持ち、前記中継増幅部で増幅された前記光信号が結合される光バンドパスフィルタと、入力される前記光信号の波長と前記光バンドパスフィルタの透過帯域幅の中心波長との波長差を監視する波長判定部と、前記中継増幅部と光バンドパスフィルタとの間に配置され、前記波長判定部が監視する前記波長差が所定の規定値より大きいときに、前記中継増幅部で増幅された前記光信号の波長が前記光バンドパスフィルタの透過帯域幅に含まれるように該光信号の波長を変換する波長変換部と、を備える。
【００１３】
本光中継増幅器は、波長変換部で光信号の波長を光バンドパスフィルタの中心波長に変換できるため、光バンドパスフィルタを狭帯域とすることができる。従って、本発明は、狭帯域の透過特性を有する光バンドパスフィルタの利用を可能とし、光増幅デバイスで発生する雑音を抑制できる光中継増幅器を提供することができる。
【００１４】
本発明に係る光中継増幅器は、前記中継増幅部で増幅された前記光信号の光強度を一定に調整し、前記波長変換部に結合する光強度調整部をさらに備える。
【００１５】
光信号の波長変換を安定的に行うには、波長変換器へ入力する光信号の光強度にバラつきがあるのは好ましくない。本光中継増幅器は、光強度調整部が光強度を一定にするため、光強度が安定した光信号を波長変換器に供給することができ、波長変換器で安定した波長変換動作を行うことができる。
【００１６】
本発明に係る光中継増幅器の前記波長変換部は、プローブ光を出力する光源と、前記光源からの前記プローブ光に基づき、前記中継増幅部で増幅された前記光信号の波長を変換する波長変換素子と、前記光源と前記波長変換素子との間に配置され、前記プローブ光の透過と遮断を行う可変アッテネータと、を有する。
【００１７】
本発明に係る光中継増幅器の前記光バンドパスフィルタは、透過帯域幅を可変でき、前記波長変換部の前記光源は、前記プローブ光の波長を可変できる。
【００１８】
本光中継増幅器は、将来、異なる波長でさらに高速な光アクセスサービスや、新しいサービスが導入される際にも適応できる。
【００１９】
本発明に係る光通信システムは、ＯＬＴと、前記ＯＬＴへ上りの光信号を送信するＯＮＵと、前記ＯＬＴと前記ＯＮＵとの間に配置され、前記ＯＮＵからの上りの光信号を増幅する請求項１から４のいずれかに記載の光中継増幅器と、を備える。
【００２０】
光通信システムは、前述の光中継増幅器を備えるため、狭帯域の透過特性を有する光バンドパスフィルタの利用を可能とし、光増幅デバイスで発生する雑音を抑制できる光通信システムを提供することができる。
【００２１】
本発明に係る光通信方法は、ＯＮＵからＯＬＴへの上り光信号を光中継増幅器で増幅する際に、光中継増幅器内にある光バンドパスフィルタの透過帯域幅の中心波長と前記光信号の波長との波長差を監視し、前記波長差が所定の規定値より大きいときに、光中継増幅器内の中継増幅部で増幅された前記光信号の波長が前記光バンドパスフィルタの透過帯域幅に含まれるように該光信号の波長を変換し、前記光バンドパスフィルタに結合する。
【００２２】
本光通信方法は、光信号の波長を光バンドパスフィルタの中心波長に変換できるため、光バンドパスフィルタを狭帯域とすることができる。従って、本発明は、狭帯域の透過特性を有する光バンドパスフィルタの利用を可能とし、光増幅デバイスで発生する雑音を抑制できる光通信方法を提供することができる。
【００２３】
本発明に係る光通信方法は、前記中継増幅部で増幅された前記光信号の光強度を一定に調整した後に該光信号の波長を変換する。
【００２４】
本光通信方法は、本光中継増幅器は、光強度調整部が光強度を一定にするため、光強度が安定した光信号を波長変換器に供給することができ、波長変換器で安定した波長変換動作を行うことができる。
【００２５】
本発明に係る光通信方法は、波長変換素子に入力されるプローブ光を可変アッテネータで透過又は遮断し、前記光信号の波長を変換する又は無変換とする。
【００２６】
本発明に係る光中継増幅器監視方法は、前記光バンドパスフィルタの透過帯域幅を可変し、前記プローブ光の波長を可変して、増幅可能な光信号の波長帯域を変更することを特徴とする。
【００２７】
本光通信方法は、将来、異なる波長でさらに高速な光アクセスサービスや、新しいサービスが導入される際にも適応できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、狭帯域の透過特性を有する光バンドパスフィルタの利用を可能とし、光増幅デバイスで発生する雑音を抑制できる光中継増幅器、これを備える光通信システム、及び該光通信システムの光通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の光中継増幅器を備える光通信システムを説明する図である。
【図２】本発明に係る光中継増幅器を備える光通信システムを説明する図である。
【図３】本発明に係る光中継増幅器の構成を説明する図である。
【図４】本発明に係る光通信方法を説明するフローチャートである。
【図５】本発明に係る光中継増幅器の構成を説明する図である。
【図６】本発明に係る光中継増幅器の構成を説明する図である。
【図７】波長判定による波長変換の可否フローを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
図２は、本実施形態の光通信システムを説明する図である。光通信システムは、ＯＬＴ２と、ＯＬＴ２へ上りの光信号を送信するＯＮＵ３と、ＯＬＴ２とＯＮＵ３との間に配置され、ＯＮＵ３からの上りの光信号を増幅する光中継増幅器１と、を備える。
【００３２】
光中継増幅器１は、入力される光信号を増幅する中継増幅部５と、所定の透過帯域幅を持ち、中継増幅部５で増幅された光信号が結合される光バンドパスフィルタ６と、入力される光信号の波長と光バンドパスフィルタ６の透過帯域幅の中心波長との波長差を監視する波長判定部９と、中継増幅部５と光バンドパスフィルタ６との間に配置され、波長判定部９が監視する波長差が所定の規定値より大きいときに、中継増幅部５で増幅された光信号の波長が光バンドパスフィルタ６の透過帯域幅に含まれるように該光信号の波長を変換する波長変換部８と、を備える。
【００３３】
ＯＮＵ３と光中継増幅器１との間、及びＯＬＴ２と光中継増幅器１との間は、光アクセス線路４である光ファイバによって接続される。また、制御回路１０は、波長変換部８と接続しており、波長変換部８を制御する信号を送信する。
【００３４】
図４は、本実施形態の光通信方法を説明するフローチャートである。本実施形態の光通信方法は、ＯＮＵ３からＯＬＴ２への上り光信号を光中継増幅器１で増幅する際に、光中継増幅器１内にある光バンドパスフィルタ６の透過帯域幅の中心波長と前記光信号の波長との波長差を監視しており、前記波長差が所定の規定値より大きいときに、光中継増幅器１内の中継増幅部５で増幅された前記光信号の波長が光バンドパスフィルタ６の透過帯域幅に含まれるように該光信号の波長を変換し、光バンドパスフィルタ６に結合する。
【００３５】
図２及び図４を用いて、光通信システムの動作及び光通信方法を説明する。ＯＮＵ３と中継増幅部５との間には光方向性結合器７が挿入されており、ＯＮＵ３からの光信号は２つに分波される。光信号の一方は中継増幅部５に結合される。光信号の他方は受信器（ＰＤ）１２に結合される（ステップＳ０１）。ＰＤ１２に入力された光信号は電気信号に変換され、波長判定部９に入力される。波長判定部９は光信号の波長をモニタリングし（ステップＳ０２）、波長判定部９に接続されている光バンドパスフィルタ６の透過帯域幅の中心波長とＯＮＵ３からの光信号の波長との波長差を導出する（ステップＳ０３）。波長判定部９は制御回路１０にも接続されており、導出した波長差を通知する。
【００３６】
制御回路１０は、通知された波長差と設定されている規定値とを比較し、ＯＮＵ３からの光信号を波長変換する必要があるか否かを判定する（ステップＳ０４）。波長変換が必要でない場合、制御回路１０は、波長変換部８に波長変換動作をさせず、光信号を光バンドパスフィルタ６へ透過させる。一方、波長変換が必要な場合は、制御回路１０は、波長判定部９で導出された波長差を補償するように波長変換部８に波長変換をさせる（ステップＳ０５）。
【００３７】
図３は、本実施形態の光中継増幅器１の構成を説明する図である。図３を用いて波長変換部８の波長変換の動作について述べる。波長変換部８は、波長変換素子８ａ及び光源８ｂを有する。一般的に光信号の波長変換は、光ファイバ中での光の非線形光学効果によって実現される。非線形光学効果とは四光波混合（ＦＷＭ：Ｆｏｕｒ  Ｗａｖｅ  Ｍｉｘｉｎｇ）や相互位相変調（ＸＰＭ：Ｃｒｏｓｓ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、相互利得変調（ＸＧＭ：Ｃｒｏｓｓ  Ｇａｉｎ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの、光の非線形性による物理現象のことである。これら波長変換を行う際には、光の非線形性が強い波長変換素子が一般的に用いられる。また、非線形光学効果を起こすには強い光入力パワーが必要であるため、高出力な半導体レーザ、または高出力の光増幅器などによって、強められた光を波長変換素子に入力する必要がある。光中継増幅器１は波長変換部８前に中継増幅部５を設置しているため、波長変換部８に十分な光パワーの光信号を入力可能である。
【００３８】
波長変換時に、波長変換後の波長を決定する重要なパラメータとなるのが、光信号とは別に波長変換素子８ａに入力されるプローブ光である。制御回路１０は、入力された光信号に波長変換の必要があると判定した場合、光源８ｂに波長変換素子８ａへプローブ光を入射させる。光源８ｂは、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）である。
【００３９】
そして、光中継増幅器１は、中継増幅部５で増幅された光信号の光強度を一定に調整し、波長変換部８に結合する光強度調整部（ＡＬＣ）１１をさらに備える。
【００４０】
波長変換時に、波長変換部８への入力信号強度にバラつきがあるのは好ましくない。波長変換部８が安定した波長変換動作を行うには、安定した光強度の光信号を供給する必要がある。このため、中継増幅部５の後段にＡＬＣ１１を接続する。ＡＬＣ１１は中継増幅部５で増幅された光信号を高速で減衰する機能を持ち、光強度の揃った光信号を波長変換部８へ入力できる。
【００４１】
以上の説明のように、本実施形態の光通信システムは、ＯＮＵ３から送信される光信号に波長のばらつきが存在しても、波長変換部８で光信号の波長を光バンドパスフィルタ６の透過波長と一致する波長に変換することができる。このことで、光バンドパスフィルタ６の透過帯域幅を狭帯域化することができ、従来の光アクセスシステムで困難であった自然放出光同士のビート雑音の影響を抑制でき、大幅に送距離の延伸が可能となる。
【００４２】
また、本実施形態の光通信システムは、長距離ＰＯＮシステムのような光アクセスシステムの経済性と収容効率を高め、都市部と地方部のデジタルデバイド解消を可能とし、光ファイバ通信の長距離伝送を可能とする。
【００４３】
さらに、本実施形態の光通信システムは、波長変換部８が光信号を単一波長に変換することで、上りにおいてはＯＬＴ２の、下りにおいてはＯＮＵ３の受信器における要求条件（最少受信感度や受信感度ダイナミックレンジ）を緩和し、システム構成デバイスの経済化に貢献可能である。
【００４４】
（光中継増幅器の第１実施例）
図５は、光中継増幅器１の第１実施例を説明する図である。図６の光中継増幅器１の波長変換部８は、プローブ光を出力する光源８ｂと、光源８ｂからのプローブ光に基づき、中継増幅部５で増幅された光信号の波長を変換する波長変換素子８ａと、光源８ｂと波長変換素子８ａとの間に配置され、プローブ光の透過と遮断を行う可変アッテネータ８ｃと、を有する。
【００４５】
例えば、現在日本で商用化されているＧＥ−ＰＯＮなど、各キャリアによって光アクセスに用いられる波長帯は若干異なるものの、キャリア内では大きな違いはない。例えばＧＥ−ＰＯＮにおいては上り信号波長帯に１３１０ｎｍの波長が割り当てられ、すべてのＯＮＵがこれを基準に波長として上り信号を送信している。このようなネットワーク上に一種類のシステムのみが収容されている場合、波長変換素子８ａへのプローブ光を出力する光源８ｂは、固定波長光源で十分である。例えばＧＥ−ＰＯＮシステムでは、中心波長が１３１０ｎｍの固定波長光源を選ぶこととなる。
【００４６】
波長変換が必要ない場合、波長変換素子８ａへのプローブ光の供給を止める必要がある。このため、可変アッテネータ８ｃを光源８ｂと波長変換素子８ａとの間に挿入する。波長判定部９で波長変換の必要がないと判定された場合にのみ、可変アッテネータ８ｃは減衰値を高めプローブ光の入力を遮断する。波長変換素子８ａは波長を維持したまま光信号を光バンドパスフィルタ６へ結合する。
【００４７】
一方、波長変換素子８ａに入力される光信号に波長変換の必要がある場合は、可変アッテネータ８ｃは減衰値を０に高速で切り替え、１３１０ｎｍの波長のプローブ光を波長変換素子８ａに入力する。波長変換素子８ａは、プローブ光に基づいて光信号の波長変換を行い、波長変換後の光信号を光バンドパスフィルタ６へ結合する。
【００４８】
（光中継増幅器の第２実施例）
将来、さらに高速な光アクセスサービスや、新しいサービスが開発された際に、既存の設備やシステムと共存されるように光アクセスシステムは構築されている。例えば、現在のＧＥ−ＰＯＮよりも１０倍の速さの１０ＧＥ−ＰＯＮは、ＧＥ−ＰＯＮとの共存を目的に、上り下りにお互いが共存可能な波長がそれぞれに割り当てられている。上り波長はＧＥ−ＰＯＮで１３１０ｎｍが割り当てられ、１０Ｇ−ＥＰＯＮが１２７０ｎｍを割り当てられている。上記例以外にも、映像に次ぐ新しいサービスを展開するうえで新規な波長を使用することは十分考えられ、光アクセスシステムはそれらにも柔軟に対応することが要求される。
【００４９】
図６は、光中継増幅器１の第２実施例を説明する図である。図６の光中継増幅器１は、上記要求に対応するため、光バンドパスフィルタ６が透過帯域幅を可変でき、波長変換部８の光源８ｂがプローブ光の波長を可変できる。
【００５０】
図６の光中継増幅器１は、光バンドパスフィルタ６に可変バンドパスフィルタを用い、光源８ｂに可変波長ＬＤを適用した。光信号の波長と光バンドパスフィルタ６の透過波長とを波長判定部９でモニタし、光信号がいずれの波長帯であるかを判断する。そして、必要に応じて光バンドパスフィルタ６の透過波長を切り替える。さらに、切り替えた後の光バンドパスフィルタ６の透過波長帯域幅の中心波長と光信号の波長との波長差を判定する。制御回路１０は、波長差の判定結果を元に、波長変更後の光信号が所望の波長となるようにプローブ光の波長を決定して光源８ｂに指示する。さらに、制御回路１０は、可変アッテネータ８ｃの減衰値を最適値に制御する。これにより、ＧＥ−ＰＯＮや１０Ｇ−ＥＰＯＮ、またはそれらに次ぐ新しい波長を使用した場合においても、それぞれの信号が規定された波長で中継増幅部から送信されることによって、自然放出光の影響を抑圧し長距離の伝送が可能となる。
【００５１】
図７は波長変換の際における波長判定の流れを説明する図である。ＡＬＣ１１後段に接続してある光バンドパスフィルタ６の透過帯域幅の中心波長をＷＢＰＦｃｅｎｔｅｒ、３ｄＢ透過帯域幅をＷＢＰＦ３ｄＢ、光信号の波長をＷｓｉｇｎａｌとする。３ｄＢ透過帯域幅とは、信号のスペクトル強度がピークパワーから半分になるポイントであり、半値全幅とも呼ばれる。
【００５２】
本例においては、波長変換の必要可否を判断する基準を、光信号の中心波長が光バンドパスフィルタ６の３ｄＢ透過帯域幅から外れた場合とする。この場合、光信号の中心波長と光バンドパスフィルタ６の透過帯域幅の中心波長との波長差ＷａｖｅＤｉｆｆは光信号波長と中心透過波長より数１で示される。
【数１】
2011211549.tif 000003
この時、波長変換の可否を判断する判定式として数２及び数３を用いる。
【数２】
2011211549.tif 000004
【数３】
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【００５３】
数２、数３では、波長差ＷａｖｅＤｉｆｆが、光バンドパスフィルタ６の３ｄＢ透過帯域幅内に位置しているかを判定している。数２では波長差ＷａｖｅＤｉｆｆが３ｄＢ透過帯域幅内に収まっているため、制御回路１０は、波長変換を行わない決定をする。一方、数３では波長差ＷａｖｅＤｉｆｆが３ｄＢ透過帯域幅以上であるため、制御回路１０は、波長変換を行う判断をする。これにより、波長がバラバラである信号が、波長変換によって光バンドパスフィルタ６の透過帯域幅内に整形されることとなる。また、今回の例では３ｄＢ透過帯域幅を判定の閾値として使用したが、１０ｄＢ透過帯域幅や２０ｄＢ透過帯域幅等、システム設計等によって変更することも可能である。
【００５４】
本実施形態で説明した光中継増幅器１は、従来の光増幅技術において問題となってきた雑音の影響を抑圧可能であり、また長距離系の伝送システムに用いられてきた狭帯域光バンドパスフィルタを挿入方式と違い、ＰＯＮシステムに代表される光アクセス系への適用が可能である。また、図６のような光中継増幅器１とすることで、将来のＰＯＮシステムの高速化や、新サービスの導入などの際においても、柔軟に収容可能となるアクセスシステムの構築に貢献する。
【符号の説明】
【００５５】
１：光中継増幅器
２：ＯＬＴ
３：ＯＮＵ        
４：光アクセス線路
５：中継増幅部
６：光バンドパスフィルタ
７：光方向性結合器
８：波長変換部
８ａ：波長変換素子
８ｂ：光源
８ｃ：可変アッテネータ
９：波長判定部
１０：制御回路
１１：ＡＬＣ
１２：ＰＤ
【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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【図７】
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