(57)【要約】【課題】ＯＬＴの受光範囲を超えるＯＬＴ−ＯＮＵ距離の延長およびスプリッタ分岐数の増加の要求がある。【解決手段】ＯＬＴからの下り信号を下りカプラへ、第２の上りカプラからの上り信号をＯＬＴへ、それぞれ振り分ける第１の合分波器と、ＯＮＵからの上り信号を第１の上りカプラへ振り分ける第２の合分波器と、第１の上りカプラが分岐した上り信号の光レベルを監視する光レベルモニタと、第１の上りカプラに接続され、上り信号に遅延を与える遅延器と、この遅延器に接続され、上り信号を増幅する光増幅器と、下りカプラに接続され、距離測定信号を監視する波形監視部と、光レベルモニタと波形監視部とに接続され、光増幅器のゲインを制御するゲイン制御部と、を含んで構成される光増幅装置により、解決できる。【選択図】図２
2015100027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局側光回線終端装置からの下り信号を下りカプラへ、第２の上りカプラからの上り信号を前記局側光回線終端装置へ、それぞれ振り分ける第１の合分波器と、
光加入者網終端装置からの上り信号を第１の上りカプラへ振り分ける第２の合分波器と、
前記第１の上りカプラが分岐した上り信号の光レベルを監視する光レベルモニタと、
前記第１の上りカプラに接続され、上り信号に遅延を与える遅延器と、
この遅延器に接続され、上り信号を増幅する光増幅器と、
前記下りカプラに接続され、距離測定信号を監視する波形監視部と、
前記光レベルモニタと前記波形監視部とに接続され、前記光増幅器のゲインを制御するゲイン制御部と、を含んで構成され、
前記ゲイン制御部は、前記波形監視部が距離測定信号を検出したとき、保持する光レベル範囲をリセットし、複数の前記光加入者網終端装置からの上りバースト信号に基づいて、新たな光レベル範囲を取得し、取得した光レベル範囲に基づいて、受信したバースト信号の光レベルに合わせて、前記光増幅器のゲインを切り替えることを特徴とする光増幅装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光増幅装置であって、
前記ゲイン制御部は、前記光レベル範囲と切替光レベルとを保持するテーブルに基づいて、前記光増幅器のゲインを切り替えることを特徴とする光増幅装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光増幅装置であって、
前記ゲイン制御部は、前記光レベル範囲と前記局側光回線終端装置の受光範囲とに基づいて、ゲインを切り替える光レベルを設定することを特徴とする光増幅装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光増幅装置であって、
前記波形監視部は、さらに前記第２の上りカプラに接続され、バースト信号の終了を監視することを特徴とする光増幅装置。
【請求項５】
局側光回線終端装置からの下り信号を下りカプラへ、第２の上りカプラからの上り信号を前記局側光回線終端装置へ、それぞれ振り分ける第１の合分波器と、
光加入者網終端装置からの上り信号を第１の上りカプラへ振り分ける第２の合分波器と、
前記第１の上りカプラが分岐した上り信号の光レベルを監視する光レベルモニタと、
前記第１の上りカプラに接続され、上り信号に遅延を与える遅延器と、
この遅延器に接続され、上り信号を増幅する光増幅器と、
前記下りカプラに接続され、距離測定信号を監視する波形監視部と、
前記光レベルモニタと前記波形監視部とに接続され、前記光増幅器のゲインを制御するゲイン制御部と、を含んで構成された光増幅装置のゲイン設定方法であって、
距離測定信号を受信するステップと、
複数のバースト信号について、光レベルを測定するステップと、
光レベル範囲を取得するステップと、
取得した光レベル範囲に基づいて、ゲインを切り替える光レベルを決定するステップと、を含む光増幅装置のゲイン設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動網光システムの上り側の光信号を増幅する光増幅装置および光増幅装置のゲイン設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信トラフィックの大幅な増加により、広帯域化かつ長距離化を実現するために光ファイバによる通信が普及している。センタ局と加入者を光ファイバで結ぶ光アクセスネットワークを実現するためのシステムの一つにＰＯＮシステムがある。ＰＯＮシステムとは１つの局側光回線終端装置（Optical Line Terminal：ＯＬＴ）と複数の光加入者網終端装置（Optical Network Unit：ＯＮＵ）を一心光ファイバと光スプリッタにより接続することで、複数の加入者間でＯＬＴと光スプリッタまでの設備を共用するシステムである。ＰＯＮの代表的な規格として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで標準化されたＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標）PON）、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４で標準化されたＧＰＯＮ（Gigabit Capable PON）、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖで標準化された１０Ｇ−ＥＰＯＮ（10Gigabit-Ethernet PON）がある。ＰＯＮにおけるＯＮＵからＯＬＴに向かって送信される上りフレームと、ＯＬＴからＯＮＵに向かって送信される下りフレームは波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ）によって多重される。下りフレームは、ＯＬＴから光ファイバで接続されたすべてのＯＮＵに対して同じデータを送信する。データを受信したＯＮＵが信号に含まれる宛先情報を参照して自分宛のフレーム以外を破棄し、自分宛のフレームのみをユーザ装置へ転送する。一方で上りフレームはＯＮＵがＯＬＴからの送信許可に従って指定された時間にデータを送信するバースト送信を使用した時分割多重（Time Division Multiple Access：ＴＤＭＡ）により多重され通信を行う。
【０００３】
ＰＯＮシステムでは、ＯＮＵから出力される上りバースト信号の光レベルをＯＬＴの光入力部においてＯＬＴの受光感度範囲に収める必要がある。しかし、各ＯＮＵから出力される上りバースト信号はＯＬＴまでの伝送距離および光スプリッタにおける分岐数により損失が異なるため、ＯＬＴへの光入力レベルに差分が生じる。そのため、ＰＯＮシステムの伝送距離を延ばす手段としてＳＯＡを用いる場合、ＳＯＡの光出力レベルをモニタし、各上りバースト信号の光レベルに応じたＳＯＡのゲイン調整を行うことで、各上りバースト信号の光レベルがＯＬＴの光受信部において受光感度範囲に収めている。ＰＯＮシステムにＳＯＡを適用する際のＳＯＡゲインの調整に関し、特許文献１は、ＳＯＡへの光入力レベルが過大となる場合にＳＯＡでの飽和を回避することで、ＳＯＡへの光入力レベルのダイナミックレンジを拡大する技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０１９３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、ＰＯＮシステムにＳＯＡを適用する際には、上り方向の光バースト信号の各々の光レベルに合わせてＳＯＡのゲインを調整するために、ＳＯＡの光出力レベルをモニタしＳＯＡのゲイン調整部にフィードバックしていた。しかし、この方法ではゲインの安定化までに時間を要し、その間はＯＬＴにおいて正しくＯＮＵからの光バースト信号を受信することが不可能であるため、伝送効率の低下につながる。
【０００６】
一方、伝送効率低下を抑制するためにＳＯＡのゲインを固定値としてＰＯＮシステムに適用した場合には、ＳＯＡのダイナミックレンジが課題となる。その対策として特許文献１の技術を用いた場合には、ＳＯＡへの光入力レベルを調整する機器等、ＳＯＡの周辺機器の増加に伴い、装置が大規模になる。また、光入力レベルを調整する機器にクランプ（レベル圧縮器）を用いた場合、光波形の立ち上がり/立ち下り波形に起因した波形歪が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題は、局側光回線終端装置からの下り信号を下りカプラへ、第２の上りカプラからの上り信号を局側光回線終端装置へ、それぞれ振り分ける第１の合分波器と、光加入者網終端装置からの上り信号を第１の上りカプラへ振り分ける第２の合分波器と、第１の上りカプラが分岐した上り信号の光レベルを監視する光レベルモニタと、第１の上りカプラに接続され、上り信号に遅延を与える遅延器と、この遅延器に接続され、上り信号を増幅する光増幅器と、下りカプラに接続され、距離測定信号を監視する波形監視部と、光レベルモニタと波形監視部とに接続され、光増幅器のゲインを制御するゲイン制御部と、を含んで構成され、ゲイン制御部は、波形監視部が距離測定信号を検出したとき、保持する光レベル範囲をリセットし、複数の光加入者網終端装置からの上りバースト信号に基づいて、新たな光レベル範囲を取得し、取得した光レベル範囲に基づいて、受信したバースト信号の光レベルに合わせて、光増幅器のゲインを切り替える光増幅装置により、解決できる。
【０００８】
また、局側光回線終端装置からの下り信号を下りカプラへ、第２の上りカプラからの上り信号を局側光回線終端装置へ、それぞれ振り分ける第１の合分波器と、光加入者網終端装置からの上り信号を第１の上りカプラへ振り分ける第２の合分波器と、第１の上りカプラが分岐した上り信号の光レベルを監視する光レベルモニタと、第１の上りカプラに接続され、上り信号に遅延を与える遅延器と、この遅延器に接続され、上り信号を増幅する光増幅器と、下りカプラに接続され、距離測定信号を監視する波形監視部と、光レベルモニタと波形監視部とに接続され、光増幅器のゲインを制御するゲイン制御部と、を含んで構成された光増幅器のゲイン設定方法であって、距離測定信号を受信するステップと、複数のバースト信号について、光レベルを測定するステップと、光レベル範囲を取得するステップと、取得した光レベル範囲に基づいて、ゲインを切り替える光レベルを決定するステップと、を含む光増幅器のゲイン設定方法により、解決できる。
【発明の効果】
【０００９】
高速な多段階ゲイン切替することで伝送効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】光アクセス網のブロック図である。
【図２】光増幅部のブロック図である。
【図３】伝送距離および分岐による光損失を説明する図である。
【図４】ＯＮＵの光出力レベルおよびＯＬＴ光入力レベルを説明する図である。
【図５】ＳＯＡ光入力レベルとＯＬＴ光入力レベルのグラフである。
【図６】上り側の光増幅器における各信号のタイミングチャートである。
【図７】ＳＯＡのゲイン切替用のルックアップテーブルである。
【図８】ルックアップテーブルを用いたＳＯＡのゲイン設定のフローチャートである。
【図９】バースト信号毎にレベルモニタ値の更新を示すタイミングチャートである。
【図１０】計算式を用いたＳＯＡのゲイン設定例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１を参照して、ＰＯＮシステム１０を用いた光アクセス網の構成を説明する。図１において、光アクセス網は、インターネット２０と、ＰＯＮシステム１０と、を含んで構成されている。ＰＯＮシステム１０は、ＯＬＴ９０と、幹線光ファイバ１０５と、光増幅装置（光増幅部）１０１と、スプリッタ１０６と、支線ファイバ１０７と、ＯＮＵ１０２と、を含んで構成されている。
【００１２】
光アクセス網に収容される加入者端末（ＰＣ（Personal Computer）、電話を含む）は、ＰＯＮシステム１０を介して上位の通信網である公衆通信網（ここではインターネット２０）に接続されて、データを送受信する。ＯＮＵ１０２は、加入者端末を収容する。
【００１３】
ＯＬＴ９０には、１本の幹線光ファイバ１０５と各光スプリッタ１０６、および複数の支線光ファイバ１０７を介して、ｎ台（具体的には３２台）のＯＮＵ１０２が接続可能である。図１には、３台（ｎ＝３）のＯＮＵ１０２が図示されている。ＯＮＵ１０２は、それぞれＯＬＴ９０からの伝送距離と経由する光スプリッタ１０６が異なっている。ＯＮＵ＃１（１０２−１）は、ＯＬＴ９０からの伝送距離が２ｋｍである。ＯＬＴ−ＯＮＵ間の光スプリッタは、８分岐の光スプリッタ１０６−１のみである。ＯＮＵ＃２（１０２−２）は、ＯＬＴ９０からの伝送距離が２０ｋｍである。ＯＬＴ−ＯＮＵ間の光スプリッタは８分岐の光スプリッタ１０６−１および２分岐の光スプリッタ１０６−２であつ。ＯＮＵ＃３（１０２−３）は、ＯＬＴからの伝送距離が４０ｋｍである。ＯＬＴ−ＯＮＵ間の光スプリッタは、８分岐の光スプリッタ１０６−１および４分岐の光スプリッタ１０６−３である。なお、図中の各ＯＮＵの下部に記載の（ＸＸｋｍ）は、ＯＬＴ９０−ＯＮＵ１０２間の伝送距離である。
【００１４】
ＯＬＴ９０からＯＮＵ１０２に向かって送信される下り信号１０３は、全てのＯＮＵ１０２に対して同報配信される。一方、ＯＮＵ１０２からＯＬＴ９０に向かって送信される上り信号１０４は、各ＯＮＵ１０２がＯＬＴ９０から個々に指定された時間帯（タイムスロット）においてバースト状のデータを送信する。上り信号１０８は、スプリッタ１０６により、多重化信号１０４となる。
【００１５】
このとき、伝送距離が長い程、または経由する光スプリッタの分岐数および数が多い程、光信号の損失が大きくなる。このため、光増幅部１０１の上り信号入力部における光レベルは、損失が大きいほど小さくなる。光増幅部１０１は、各ＯＮＵ１０２からの光信号をＯＬＴの受信感度内に収まるよう適宜増幅する。これによって、光増幅部１０１は、ＯＮＵ１０２−ＯＬＴ９０間の通信を可能にする。
【実施例１】
【００１６】
実施例１は、ルックアップテーブルを用いた自動ゲイン切替を採用した光増幅部について説明する。
図２を参照して、光増幅部の構成を説明する。図２において、光増幅装置（光増幅部）１０１は、合分波器（ＷＤＭ）２０１と、波形監視部（パターンモニタ）２０２と、ゲイン制御部（ゲインコントロール）２０３と、半導体光増幅器（ＳＯＡ）２０４と、ＳＯＡ２０５と、ゲインコントロール２０６と、遅延器（ガードタイムディレイ）２０７と、光レベルモニタ２０８と、カプラ２０９と、カプラ２１０と、ＷＤＭ２１１と、光レベルモニタ２１２と、を含んで構成されている。
【００１７】
ＷＤＭ２０１は、ＯＬＴ側から送信された下り方向の光信号について、カプラ２１３へ送る。一方、カプラ２１４からの上り信号について、ＷＤＭ２０１は、ＯＬＴ側に送る。パターンモニタ２０２は、カプラ２１３、２１４が分岐した下り信号および上り信号をモニタし、距離測定信号およびバースト信号を検出する。パターンモニタ２０２は、ＳＯＡ２０５の光出力信号が無くなったことを検出する。ゲインコントロール２０３は、光レベルモニタ２１２が検出した上り信号レベルとパターンモニタ２０２の検出パターンとに基づいて、ＳＯＡ２０５のゲインを制御する。ＳＯＡ２０４は、下り信号を増幅する。ＳＯＡ２０５は、上り信号を増幅する。ゲインコントロール２０６は、光レベルモニタ２０８が検出した下り信号レベルに基づいて、ＳＯＡ２０４のゲインを制御する。
【００１８】
ガードタイムディレイ２０７は、上り光信号を遅延させる。光レベルモニタ２０８は、下り光出力信号レベルをモニタする。カプラ２０９は、ＳＯＡ２０４の出力光をＷＤＭ２１１と光レベルモニタ２０８とに分岐する。カプラ２１０は、ＷＤＭ２１１からの上り信号をガードタイムディレイ２０７と光レベルモニタ２１２とに分岐する。ＷＤＭ２１１は、ＯＮＵ側からの上り信号をカプラ２１０に送る。ＷＤＭ５１１は、カプラ２０９からの下り信号をＯＮＵ側に送る。光レベルモニタ２１２は、上り光入力信号レベルをモニタする。
【００１９】
図３を参照して、図１に示すＯＮＵ＃１（１０２−１）、ＯＮＵ＃２（１０２−２）、ＯＮＵ＃３（１０２−３）の伝送損失を説明する。ここで、ＯＮＵの伝送損失は、伝送距離により損失と、分岐による損失とがある。光ファイバにおける光損失を一般的な値として伝送距離１ｋｍに対して０．５ｄＢ、光スプリッタにおける光損失を理想的な値として２のＮ乗の分岐数に対して３ｄＢ／Ｎの損失とした場合、各ＯＮＵからの上り方向の光信号に生じる損失は、以下の通りとなる。
【００２０】
ＯＮＵ＃１の伝送距離（２ｋｍ）による損失は１ｄＢ、分岐（８分岐）による損失は９ｄＢとなり損失の合計は１０ｄＢとなる。同様にＯＮＵ＃２の伝送距離（２０ｋｍ）による損失は１０ｄＢ、分岐（１６分岐）による損失は１２ｄＢ、損失の合計は２２ｄＢとなり、ＯＮＵ＃３の伝送距離（４０ｋｍ）による損失は２０ｄＢ、分岐（３２分岐）による損失は１５ｄＢ、損失の合計は３５ｄＢとなる。
【００２１】
図４を参照して、光増幅部１０１のゲインをゼロと固定した場合における、各ＯＮＵの光出力レベルと図３で説明した伝送路損失を反映したＯＬＴへの光入力レベルを説明する。図４において、ＯＮＵの光出力レベルは、ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈにおいて規定される１０００ＢＡＳＥ−ＰＸ１０規格に従い＋４〜−１ｄＢｍの範囲にある。ＯＮＵ＃１は光出力レベルの最大値（４ｄＢｍ）、ＯＮＵ＃２は光出力レベルの中間値（１．５ｄＢｍ）、ＯＮＵ＃３は光出力レベルの最小値（−１ｄＢｍ）とする。光出力レベルから伝送路損失を引いた値がＯＬＴへの光入力レベルである。すなわち、ＯＮＵ＃１からの光信号のＯＬＴへの光入力レベルが−６ｄＢｍ、ＯＮＵ＃２からの光信号のＯＬＴへの光入力レベルが−２０．５ｄＢｍ、ＯＮＵ＃３からの光信号のＯＬＴへの光入力レベルが−３６ｄＢｍである。
【００２２】
図５を参照して、ＳＯＡ２０５のゲインを可変とした場合のＯＬＴ９０の光入力レベルを説明する。図５において、ＯＬＴの受光感度は、ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈにおいて規定される１０００ＢＡＳＥ−ＰＸ１０規格に従い−６ｄＢｍ〜−２７ｄＢｍとしている。ＯＮＵ＃１（−６ｄＢｍ）とＯＮＵ＃２（−２０．５ｄＢｍ）からの光信号のＯＬＴ光入力レベルは、ＳＯＡ２０５のゲインが０ｄＢの場合でも上記ＯＬＴの受光感度範囲内である。しかし、ＯＮＵ＃３の光入力レベル（−３６ｄＢｍ）がＯＬＴの受光感度範囲外である。ＯＮＵ＃３からの光信号のＯＬＴ光入力レベルをＯＬＴの受光感度範囲内にするためにはＳＯＡにおけるゲインが９ｄＢ必要となる。
【００２３】
したがって、ＳＯＡ２０５のゲインとして必要な値は９ｄＢおよび０ｄＢとなり、ＳＯＡ２０５への光入力レベルが−６ｄＢｍ〜−２７ｄＢｍの範囲内に対してはゲイン０ｄＢ、−２７ｄＢｍ以下に対してはゲイン９ｄＢとする。ゲイン切替段数は、０ｄＢ、９ｄＢの２段階である。
【００２４】
図６を参照して、カプラ２１０入力、ガードタイムディレイ２０７出力、ＳＯＡ２０５出力、ＳＯＡ２０５ゲインのタイミングを説明する。図６において、カプラ２１０への光入力を光レベルモニタ２１２で測定する。測定結果が低光レベルの上りバースト信号６０１であった場合、ＳＯＡ２０５のゲインレベル（６０４）を上げる。ＳＯＡ２０５のゲイン安定化後、ガードタイムディレイ２０７から出力された上りバースト信号６０２は、ＳＯＡ２０５において増幅され、出力される。その後ＳＯＡ２０５の光出力信号が無くなったことをパターンモニタ２０２で検出した時点でＳＯＡ２０５のゲインを最低値に戻す。
【００２５】
一方、光カプラ２１０への光入力レベルが高い場合には、ＳＯＡゲインレベル（６０８）は低い状態のままとする。なお、図６中のｔ１は、光レベル検出時間である。ｔ２は、ゲインの切り替え時間である。ｔ３は、ＳＯＡ出力低下の検出時間である。
【００２６】
図７を参照して、ルックアップテーブルを説明する。図７において、ルックアップテーブル７０は、最大光レベル７１と最小光レベルのマトリックスである。最大光レベルが−１６ｄＢｍ、最小光レベルが−４１ｄＢｍのセルでその内容を説明する。このセルは、ＧＭＡＸ＝１４ｄＢ、ＧＭＩＮ＝０ｄＢ、Ｐａ＝−２７ｄＢｍ、Ｎ＝２を保持する。ここで、ＧＭＡＸはゲインの最大値、ＧＭＩＮはゲインの最小値、Ｐａはゲインを切り替える光レベル、Ｎは切替段数である。なお、Ｎ＝３のセルは、さらにＧＭＩＤ（中間ゲイン）を保持し、Ｐａは、Ｐａ１とＰａ２となる。ルックアップテーブル７０は、ゲインコントロール２０３が保持する。
【００２７】
図８を参照して、ゲイン設定処理を説明する。図８において、このフローチャートは、距離測定信号の検出トリガーとしてゲイン調整をスタートする。光増幅部１０１は、ゲイン調整を開始してからの経過時間ｔの計測を開始する（Ｓ７０２）。光増幅部１０１は、それまで保持していたレベルモニタ値の最大レベルＰＭＡＸおよび最小レベルＰＭＩＮをリセットする（Ｓ７０３）。光増幅部１０１は、上りバースト信号を検出する（Ｓ７０４）。光増幅部１０１は、光レベルを光レベルモニタ２１２で測定する（Ｓ７０５）。光増幅部１０１は、測定した上り光信号のレベルモニタ値Ｐを最大レベル（ＰＭＡＸ）および最小レベル（ＰＭＩＮ）に設定する（Ｓ７０６）。光増幅部１０１は、パターンモニタ２０２でモニタした信号において“０”が５ｂｉｔ以上続いたか判定する（Ｓ７０７）。Ｙｅｓのとき、光増幅部１０１は、上りバースト信号が終了したと判定し、レベルモニタ値Ｐの値をクリアする（Ｓ７０８）。ここで、”０”が５ｂｉｔ以上でバースト信号終了と判断する理由は、ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈでは光伝送区間に８Ｂ１０Ｂ符号を用いることが規定されており、符号変換則よりデータが存在している限り“０”が４ｂｉｔまでしか連続しないためである。他のＰＯＮ規格において、伝送区間に別の符号を用いている場合には、バースト信号の終了と判定に関して適宜変更する。
【００２８】
光増幅部１０１は、次のＯＮＵ１０２からの上りバースト信号を検出する（Ｓ７０９）。光増幅部１０１は、光レベルモニタ２１２で上りバースト信号の光レベルを測定する（Ｓ７１０）。光増幅部１０１は、レベルモニタ値ＰとＰＭＡＸを比較する（Ｓ７１１）。レベルモニタ値ＰがＰＭＡＸより大きければ（Ｙｅｓ）、光増幅部１０１は、ＰＭＡＸの値を更新する（Ｓ７１２）。ステップ７１１で、光レベルモニタＰがＰＭＡＸ以下のとき（Ｎｏ）、光増幅部１０１は、ＰＭＩＮと比較する（Ｓ７１３）。レベルモニタ値ＰがＰＭＩＮより小さければ。光増幅部１０１は、ＰＭＩＮの値を更新する（Ｓ７１４）。ステップ７１３で、レベルモニタ値ＰがＰＭＩＮ以上のとき、光増幅部１０１は、ＰＭＡＸおよびＰＭＩＮの値を更新せず保持する。
【００２９】
ステップ７１２のあと、ステップ７１４のあと、ステップ７１３でＮｏのとき、光増幅部１０１は、距離測定動作の規定時間がゲイン調整開始からの経過時間ｔより大きいか判定する（Ｓ７１５）。ｔが距離測定動作の規定時間より短ければ（Ｙｅｓ）、光増幅部１０１は、まだレンジング動作中であると判断し、ステップ７０７へ遷移する。ステップ７１５で、ｔが距離測定動作の規定時間以上のとき、光増幅部１０１は、レンジング動作が完了したと判断し、ＰＭＡＸとＰＭＩＮからゲインコントロール２０３の持っているルックアップテーブル７０よりＳＯＡ２０５の最大ゲイン（ＧＭＡＸ）、最小ゲイン（ＧＭＩＮ）、あれば中間ゲイン（ＧＭＩＤ）、ゲイン切替段数Ｎ、ゲイン切替光レベルＰａを読み込む（Ｓ７１６）。光増幅部１０１は、バースト信号毎にゲインの切替を行う制御を開始して（Ｓ７１７）、終了する。
【００３０】
図４の条件の場合、最大レベルは−６ｄＢｍ、最小レベルは−３６ｄＢｍなので、ルックアップテーブル７０よりＧＭＡＸ＝９ｄＢ、ＧＭＩＮ＝０ｄＢ、Ｐａ＝−２７ｄＢｍ、Ｎ＝２である。最大光レベルと最小光レベル、またはその両方の値が座標の中間値となった場合、光増幅部１０１は、一段階光レベルの大きい値の座標から各ゲイン、ゲイン段数、ゲイン切替光レベルを読み取り決定する。
【００３１】
図９を参照して、バースト信号のレベルモニタ値のバースト信号毎の遷移を説明する。図９において、図示は、上から光モニタ２１２の光入力、光モニタ信号、ＰＭＡＸ値、ＰＭＩＮ値である。ＰＭＡＸ値、ＰＭＩＮ値は、距離測定信号の検出により、リセットされる。光モニタ信号が閾値を超え、かつ保持するＰＭＡＸ値を超えたとき、ＰＭＡＸ値が更新される。また、光モニタ信号が閾値未満、かつ保持するＰＭＩＸ値未満のとき、ＰＭＩＸ値が更新される。
【００３２】
光レベルモニタ２１２は、各上りバースト信号の平均値をモニタし、上りバースト信号の検出から光レベルモニタ値が安定するｔｍ経過後に上りバースト信号の最大レベル（ＰＭＡＸ）、最小レベル（ＰＭＩＮ）の値を光レベルモニタ値と比較し更新する。
【実施例２】
【００３３】
実施例２は、計算を用いた多段階ゲイン切替を説明する。実施例２において、光増幅部の構成は、図２の通りである。
図１０を参照して、計算式を用いたＳＯＡゲイン設定のフローを説明する。図１０において、ｔの計測開始（Ｓ１００２）から距離測定時間とゲイン調整時間ｔの比較（Ｓ１０１５）までの動作は実施例１で説明した図８のｔの計測開始（Ｓ７０２）から距離測定時間とゲイン調整時間ｔの比較（Ｓ７１５）と同じである。このため、説明を省く。
ＰＭＡＸとＰＭＩＮの決定後、光増幅部１０１は、ゲイン切替段数について、式１により求める（Ｓ１０１６）。
Ｎ≧（ＰＭＡＸ−ＰＭＩＮ）／（ＯＬＴ受光範囲）…（式１）
ここで、Ｎは、正の整数（小数点以下は切りあげる）である。
【００３４】
ゲイン切替段数Ｎが３の場合、光増幅部１０１は、各ゲインについて、Ｇ１＝０ｄＢ、Ｇ２＝（ＯＬＴ受光範囲）×（Ｎ−２）、Ｇ３＝（ＯＬＴ受光範囲）×（Ｎ−１）より求める（Ｓ１０１７）。光増幅部１０１は、求めたゲインより光レベルモニタにてゲイン切替を開始して（Ｓ１０１８）、終了する。
【００３５】
具体的には、ＰＭＡＸが−６ｄＢｍ、ＰＭＩＮが−５０ｄＢｍ、ＯＬＴ受光レベルは−６ｄＢｍ〜−２７ｄＢｍとすると、ＯＬＴ受光範囲は２１ｄＢあるので、式１よりゲイン切替段数Ｎが３と求められる。Ｎが３の時、Ｇ１＝０ｄＢ、Ｇ２＝（ＯＬＴの受光範囲）×（Ｎ−２）より、Ｇ２が２１ｄＢとなり、Ｇ３＝（ＯＬＴの受光範囲）×（Ｎ−３）より、Ｇ３が４２ｄＢとなる。上記より求めた各ゲインが適用される光レベルはＧ１＝０ｄＢは−６ｄＢｍ〜−２７ｄＢｍ、Ｇ２＝２１ｄＢは−２８ｄＢｍ〜−４８ｄＢｍ、Ｇ３＝４２ｄＢは−４９〜−５０ｄＢｍとなり、全光レベルをＯＬＴの受光範囲内に収めることができる。
【００３６】
上述した実施例によれば、高速な多段階ゲイン切替することで伝送効率の低下を抑制することができる。また、逐次比較型に比べて伝送効率が高い。
【符号の説明】
【００３７】
１０…ＰＯＮシステム、２０…インターネット、９０…ＯＬＴ、１０２…ＯＮＵ、１０５…幹線光ファイバ、１０１…光増幅装置（光増幅部）、１０２…ＯＮＵ、１０６…スプリッタ、１０７…支線ファイバ、２０１…合分波器（ＷＤＭ）、２０２…波形監視部（パターンモニタ）、２０３…ゲインコントロール、２０４…半導体光増幅器（ＳＯＡ）、２０５…ＳＯＡ、２０６…ゲイン制御部（ゲインコントロール）、２０７…遅延器（ガードタイムディレイ）、２０８…光レベルモニタ、２０９…カプラ、２１０…カプラ、２１１…ＷＤＭ、２１２…光レベルモニタ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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