(57)【要約】【課題】複数のサービスが運用されるＲＦｏＧシステムにおいて、ＯＢＩが発生しても通信可能とすること。【解決手段】図１のように、ＲＦｏＧシステムはセンター側に光送受信機１１を有し、光送受信機１１はＯ／Ｅ変換器１０５を有している。センターのＯ／Ｅ変換器１０５近傍の光ファイバーケーブル１５には、偏波スクランブラ１０４とスペクトル幅拡大装置１０３が挿入されている。スペクトル幅拡大装置１０３により上り光信号のスペクトル幅を拡大することにより、ＯＢＩが発生したとしても、ＣＮ比の悪化が抑制される。【選択図】図１
2015211286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センター側に配置された複数のＣＭＴＳと、光伝送路からの上り光信号を上り電気信号に変換して各前記ＣＭＴＳに出力するＯ／Ｅ変換器と、を有した光通信システムにおいて、
各前記Ｏ／Ｅ変換器近傍の各前記光伝送路に、波長分散によって前記上り光信号のスペクトル幅を拡大するスペクトル幅拡大装置が挿入されている、
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
前記スペクトル幅拡大装置は、
第１ポートに入力された上り光信号を第２ポートに出力し、第２ポートに入力された上り光信号を第３ポートに出力するサーキュレータと、
前記サーキュレータの第２ポートに接続され、第２ポートから出力された上り光信号のスペクトル幅を拡大して反射し、再び第２ポートに入力するチャープファイバーブラッググレーティングと、
を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
光通信システムにおけるＯＢＩにより発生するＣＮ比悪化を抑制する方法において、
上り光信号のスペクトル幅を波長分散によって拡大した後、上り光信号を上り電気信号に変換する、
ことを特徴とするＣＮ比悪化抑制方法。
【請求項４】
スペクトル幅の拡大は、チャープファイバーブラッググレーティングを用いて行う、ことを特徴とする請求項３に記載のＣＮ比悪化抑制方法。
【請求項５】
通信サービスがそれぞれ異なる複数のＣＭＴＳと、光伝送路からの上り光信号を上り電気信号に変換して前記ＣＭＴＳに出力するＯ／Ｅ変換器と、をセンター側に有した光通信システムにおいて、前記Ｏ／Ｅ変換器近傍の前記光伝送路に挿入して用いるスペクトル幅拡大装置であって、
第１ポートに入力された上り光信号を第２ポートに出力し、第２ポートに入力された上り光信号を第３ポートに出力するサーキュレータと、
前記サーキュレータの第２ポートに接続され、第２ポートから出力された上り光信号のスペクトル幅を拡大して反射し、再び第２ポートに入力するチャープファイバーブラッググレーティングと、
を有する、ことを特徴とするスペクトル幅拡大装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のサービスが運用される光通信システムに関する。特に、ＯＢＩが生じても通信可能な光通信システムに関する。また、その光通信システムに用いるスペクトル幅拡大装置に関する。また、ＯＢＩ発生によるＣＮ比悪化抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＡＴＶシステムにおいて、センターから加入者までの伝送路として光ファイバーケーブルを用いたＦＴＴＨ方式が知られている。特に、既存のＣＡＴＶシステムにおいて使われているＣＭＴＳやＣＭをそのまま利用し、加入者宅にＲＦｏＧ−ＯＮＵ（Radio Frequency over Glass Optical Network Unit ）を配置して構築されたＦＴＴＨ方式のＣＡＴＶシステムは、ＲＦｏＧと呼ばれている。
【０００３】
ＲＦｏＧシステムにおいて複数のＣＭＴＳを用いて複数のサービスを運用する場合、異なるサービスについてはそれぞれ異なるＣＭＴＳを用いて通信を制御していて、異なるサービス間では通信が制御されていない。そのため、異なるサービスの上り信号が同時に送信される可能性がある。同時に送信されて重なった上り光信号がセンター側のＯ／Ｅ変換器に同時に入力されると、２つの上り光信号の周波数差に応じて雑音が発生し、通信品質を悪化させ、場合によっては通信が遮断してしまう。この雑音を光ビート雑音（ＯＢＩ；Optical Beat Interference ）という。
【０００４】
ＯＢＩの発生は、特に電話サービスにおいて問題となる。データ通信サービスなどでは、再送信などの技術によって、ＯＢＩが発生しても通信不良を回避することが可能であるが、電話サービスではそういった回避の技術が使えないためＯＢＩの発生によって音声が途切れてしまい、通話が中断してしまう。
【０００５】
このＯＢＩの問題を解決する技術として、特許文献１がある。特許文献１では、上り電気信号の変調度を上げ、ＲＦｏＧ−ＯＮＵのＥ／Ｏ変換器におけるレーザーとしてスペクトル幅の広いものを使用することで、ＯＢＩが発生してもＣＮ比の悪化が抑制され、正常に上り通信を行うことができるようにしている。
【０００６】
また、非特許文献１には、同時に２以上の光信号が衝突してＯＢＩが発生した場合に、ＯＢＩによるＣＮ比悪化の程度は、光信号の偏光状態や、変調によりどれだけスペクトルのピークレベルが低下したかに依存していることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１６９７７６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】H. Yamamoto, S. Morikura, K. Utsumi, K. Fujito, "Increasing Acceptable Number of Signals in Subcarrier Multiple Access Optical Networks in the Presence of High Optical Beat Interference," Journal of Lightwave Technology, Vol.17, No.9, pp.1525-1531, 1999
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の方法では、加入者側の各ＲＦｏＧ−ＯＮＵのＥ／Ｏ変換器からセンター側のＯ／Ｅ変換器までの伝送距離が長い場合には、２次歪みが発生して信号品質が劣化してしまう可能性があった。また、特許文献１の方法では、各加入者のＲＦｏＧ−ＯＮＵごとに上記対策を施す必要があり、加入者数が多い場合にはその分ＲＦｏＧ−ＯＮＵ台数も多くなり、コストを抑えることが難しい点も問題であった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、ＯＢＩが発生しても通信可能な光通信システムにおいて、より高い通信品質を実現し、低コスト化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、センター側に配置された複数のＣＭＴＳと、光伝送路からの上り光信号を上り電気信号に変換して各ＣＭＴＳに出力するＯ／Ｅ変換器と、を有した光通信システムにおいて、Ｏ／Ｅ変換器近傍の光伝送路に、波長分散によって上り光信号のスペクトル幅を拡大するスペクトル幅拡大装置が挿入されている、ことを特徴とする光通信システムである。
【００１２】
本発明の光通信システムにおいて、スペクトル幅拡大装置は、第１ポートに入力された上り光信号を第２ポートに出力し、第２ポートに入力された上り光信号を第３ポートに出力するサーキュレータと、サーキュレータの第２ポートに接続され、第２ポートから出力された上り信号のスペクトル幅を拡大して反射し、再び第２ポートに入力するチャープファイバーブラッググレーティングと、を有する構成であってもよい。
【００１３】
また、本発明は、光通信システムにおけるＯＢＩにより発生するＣＮ比悪化を抑制する方法において、上り光信号のスペクトル幅を波長分散によって拡大した後、上り光信号を上り電気信号に変換する、ことを特徴とするＣＮ比悪化抑制方法である。
【００１４】
本発明のＣＮ比悪化抑制方法において、スペクトル幅の拡大は、チャープファイバーブラッググレーティングを用いて行うことができる。
【００１５】
また、本発明は、通信サービスがそれぞれ異なる複数のＣＭＴＳと、光伝送路からの上り光信号を上り電気信号に変換してＣＭＴＳに出力するＯ／Ｅ変換器と、をセンター側に有した光通信システムにおいて、Ｏ／Ｅ変換器近傍の光伝送路に挿入して用いるスペクトル幅拡大装置であって、第１ポートに入力された上り光信号を第２ポートに出力し、第２ポートに入力された上り光信号を第３ポートに出力するサーキュレータと、サーキュレータの第２ポートに接続され、第２ポートから出力された上り信号のスペクトル幅を拡大して反射し、再び第２ポートに入力するチャープファイバーブラッググレーティングと、を有する、ことを特徴とするスペクトル幅拡大装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上り光信号のスペクトル幅が拡大されるため、ＯＢＩの発生が抑制されてＣ／Ｎの悪化が改善され、正常に通信を行うことができる。また、スペクトル幅が拡大されてからＯ／Ｅ変換器に入力されるまでの伝送距離が短いため、２次歪みの発生が少なく、スペクトル幅を拡大したことによる通信品質の悪化が抑制されている。また、センター側の各Ｏ／Ｅ変換器の台数分のスペクトル幅拡大装置を設ければよいので低コストである。したがって、本発明は電話サービスを含む複数の通信サービスを運用する光通信システムに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１のＲＦｏＧシステムの構成を示した図。
【図２】スペクトル幅拡大装置１０３の構成を示した図。
【図３】周波数スペクトルのピーク値とスペクトル幅の関係を説明する図。
【図４】ＣＮ比のαおよびξ依存性を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１９】
図１は、実施例１のＲＦｏＧシステムの構成を示した図である。図１のように、実施例１のＲＦｏＧシステムは、センター側に配置される３台のＣＭＴＳ（Cable Modem Termination System）１０Ａ〜Ｃおよび光送受信機１１と、加入者側に配置されるＲＦｏＧ−ＯＮＵ１３とおよびＣＭ（Cable Modem ）１４Ａ〜Ｃと、光送受信機１１とＲＦｏＧ−ＯＮＵ１３の間を接続する光ファイバーケーブル１５と、光ファイバーケーブル１５を分岐する光カプラ１２と、によって構成されている。
【００２０】
以下、実施例１のＲＦｏＧシステムの各構成要素について詳しく説明するとともに、その動作についても説明する。
【００２１】
ＣＭＴＳ１０Ａ〜Ｃは、センター側に配置されていて、ＣＭＴＳ１０Ａ〜Ｃの下り電気信号出力側は合波器１６を介して光送受信機１１に接続されている。また、ＣＭＴＳ１０Ａ〜Ｃの上り電気信号入力側は分波器１８を介して光送受信機１１に接続されている。ＣＭＴＳ１０Ａ〜Ｃは、ＲＦ帯域の電気信号を入出力し、各加入者側の各ＣＭ１４Ａ〜Ｃと通信をする。この通信はＤＯＣＳＩＳプロトコルに従うものである。詳細は後述する。ＣＭＴＳ１０Ａ〜Ｃの出力する電気信号はそれぞれ帯域が異なり、それぞれ異なる３つの通信サービスを行う。たとえば、インターネットなどのデータ通信サービス、ＶＯＤ（Video On Demand ）サービス、電話サービスである。各ＣＭＴＳ１０Ａ〜Ｃからの下り電気信号は、合波器１６によって周波数多重されて光送受信機１１に入力される。
【００２２】
光送受信機１１は、図１に示すように、Ｅ／Ｏ変換器１００とＯ／Ｅ変換器１０５によって構成されている。ＣＭＴＳ１０Ａ〜Ｃ側から入力された下り電気信号は、Ｅ／Ｏ変換器１００によって所定波長の下り光信号に変換されて出力される。そして、図示しない光カプラによって分岐された後、ＥＤＦＡ（エルビウムドープファイバアンプ）１０１によって増幅され、光カプラ１２によってさらに分岐される。光カプラ１２によって分岐された光ファイバーケーブル１５は、各加入者のＲＦｏＧ−ＯＮＵ１３に接続される。また、ＲＦｏＧ−ＯＮＵ１３は同軸ケーブルを介して分波器１７に接続され、分波器１７は各ＣＭ１４Ａ〜Ｃに接続される。ＲＦｏＧ−ＯＮＵ１３は、センター側からの下り光信号を下り電気信号に変換して各ＣＭ１４Ａ〜Ｃに出力するとともに、各ＣＭ１４Ａ〜Ｃからの上り電気信号を上り光信号に変換して出力する。
【００２３】
ＥＤＦＡ１０１と各光カプラ１２との間の光ファイバーケーブル１５には、ＷＤＭ装置１０２が挿入されている。ＷＤＭ装置１０２により、ＥＤＦＡ１０１からの下り光信号はそのまま光カプラ１２へと透過され、光カプラ１２からの上り光信号は、下り光信号との波長の違いによって分離される。その分離された上り光信号は、光ファイバーケーブル１５を介してスペクトル幅拡大装置１０３に入力される。
【００２４】
スペクトル幅拡大装置１０３は、入力された上り光信号のスペクトル幅（周波数スペクトルのピークの半値幅、以下も同様の意）を拡大して出力する。スペクトル幅拡大装置１０３は、Ｏ／Ｅ変換器１０５近傍の光ファイバーケーブル１５に挿入されている。
【００２５】
スペクトル幅拡大装置１０３は、図２に示すように、サーキュレータ１０３０とＣＦＢＧ（チャープファイバーブラッググレーティング）１０３１によって構成されている。サーキュレータ１０３０は、第１〜３ポートの３つのポートを有していて、第１ポートに入力される光信号を第２ポートからのみ出力し、第２ポートに入力される光信号を第３ポートからのみ出力する。サーキュレータ１０３０の第１ポートには、加入者側の光ファイバーケーブル１５に接続されており、第１ポートには上り光信号が入力される。第２ポートには、ＣＦＢＧ１０３１が接続されている。また、第３ポートには、Ｏ／Ｅ変換器１０５側の光ファイバーケーブル１５に接続されていて、ＣＦＢＧ１０３１によって反射されて第２ポートに入力された上り光信号は、第３ポートから出力され、光ファイバーケーブル１５を介して偏波スクランブラ１０４に入力される。
【００２６】
ＣＦＢＧ１０３１は、コアがグレーティング構造を有したファイバーであり、そのグレーティングの周期が長波長側と短波長側とで異なるようにした構造である。具体的には一方の端部側のグレーティング周期が、他方の端部側に向かうにつれて大きくなる構造となっている。ＣＦＢＧ１０３１のグレーティング周期が小さい方の端部とサーキュレータ１０３０の第２ポートとが接続されており、第２ポートからＣＦＢＧ１０３１に入力される上り光信号について、短波長側を手前で反射し、長波長側を奥で反射することでパルス幅を圧縮し、これによってＣＦＢＧ１０３１から第２ポートに入力される上り光信号のスペクトル幅を拡大している。
【００２７】
サーキュレータ１０３０は、従来知られている種々の構成のものを用いることができる。たとえば、ファラデー回転子を用いた構成のサーキュレータ１０３０を採用することができる。ただし、アクティブ素子よりもパッシブ素子で構成されたものが望ましい。メンテナンス性などの点で有利であるためである。
【００２８】
なお、スペクトル幅拡大装置１０３は上記に示したものに限るものではなく、波長分散によってスペクトル幅を拡大させる任意の構成の装置を用いることができる。たとえば、長尺な波長分散ファイバーなどを用いてスペクトル幅を拡大することもできる。ただし、メンテナンス性などの点からスペクトル幅拡大装置１０３全体がパッシブ素子で構成されていることが好ましい。特に、実施例１で用いているサーキュレータ１０３０とＣＦＢＧ１０３１で構成されるスペクトル幅拡大装置１０３は、パッシブ素子で構成することができ、小型にできることが利点である。スペクトル幅拡大装置１０３として、偏光依存性を有したものを用いてもよいが、偏波結合係数ξ（２つの上り光信号の偏波面のカップリングを示す係数）が小さいほど、つまりは無偏光（非偏光）状態になるべく近い方が、ＯＢＩによるＣＮ比悪化を抑制することができるため、偏光依存性のない、あるいは少ない素子を用いてスペクトル幅拡大装置１０３を構成することが望ましい。
【００２９】
偏波スクランブラ１０４は、Ｏ／Ｅ変換器１０５とスペクトル幅拡大装置１０３との間の光ファイバーケーブル１５に挿入されている。偏波スクランブラ１０４は、入力された上り光信号の偏光状態を無偏光（非偏光）にする。
【００３０】
偏波スクランブラ１０４には、入力される上り光信号の偏光状態を無偏光とすることができる任意の構造のものを用いることができる。たとえば、ニオブ酸リチウム等の強誘電体を光導波路として用い、強誘電体に印加する電圧の制御によって偏波方向をスクランブルする方式を用いることができる。また、偏光スクランブラ１０４は、メンテナンス性などの点からパッシブ素子で構成されていることが好ましい。
【００３１】
なお、実施例１のＲＦｏＧシステムでは、Ｏ／Ｅ変換器１０５側から順に偏波スクランブラ１０４、スペクトル幅拡大装置１０３の順に接続された構成としているが、逆順、すなわち、Ｏ／Ｅ変換器１０５側から順にスペクトル幅拡大装置１０３、偏波スクランブラ１０４の順に接続された構成としてもよい。スペクトル幅拡大装置１０３に偏波依存性を有するものを使用する場合、先にスペクトル幅拡大装置１０３によってスペクトル幅拡大した後、偏波スクランブラ１０４によって無偏光とすれば、効率的にＯＢＩによるＣＮ比悪化を抑制することができる。
【００３２】
また、実施例１のＲＦｏＧシステムでは、スペクトル幅拡大装置１０３と偏波スクランブラ１０４の両方を用いているが、偏波スクランブラ１０４を使用せずスペクトル幅拡大装置１０３のみを用いるようにしてもよい。
【００３３】
また、スペクトル幅拡大装置１０３と偏波スクランブラ１０４の一方または両方は、光送受信機１１に組み込まれて一体化されていてもよいし、別体として構成されていてもよい。
【００３４】
Ｏ／Ｅ変換器１０５の入力側は偏波スクランブラ１０４の出力側に接続されている。また、Ｏ／Ｅ変換器１０５は、ＥＤＦＡ１０１による光ファイバーケーブル１５の分岐数分の台数が配置されている。このように複数のＯ／Ｅ変換器１０５を用いて上り光信号を上り電気信号に変換することで、１つのＯ／Ｅ変換器１０５当たりの配下のＣＭ１４の数が少なくなり、上り光信号の衝突の確率が減り、結果としてＯＢＩの発生を低減することができる。ただし、本発明のスペクトル幅拡大装置１０３、偏波スクランブラ１０４によってＯＢＩによるＣＮ比悪化が十分に抑制できる場合には、光カプラ１２によって光ファイバーケーブル１５を合流させて、Ｏ／Ｅ変換器１０５の数を減らしてもよく、特に十分にＣＮ比悪化を抑制できる場合にはＯ／Ｅ変換器１０５を１台としてもよい。Ｏ／Ｅ変換器１０５は、偏波スクランブラ１０４からの上り光信号を上り電気信号に変換して出力する。そして、出力された上り電気信号は分波器１８によって各ＣＭＴＳ１０Ａ〜Ｃに対応した周波数の上り電気信号にそれぞれ分波され、各ＣＭＴＳ１０Ａ〜Ｃに入力される。
【００３５】
スペクトル幅拡大装置１０３および偏波スクランブラ１０４の台数は、Ｏ／Ｅ変換器１０５の台数と同数である。そのため、各加入者のＲＦｏＧ−ＯＮＵ１３ごとにＯＢＩ対策を施す場合よりも台数が少なく低コストである。
【００３６】
次に、実施例１のＲＦｏＧシステムの動作について説明する。
【００３７】
実施例１のＲＦｏＧシステムにおいては、各ＣＭＴＳ１０Ａ〜Ｃごとに異なる通信サービスが運用されており、ＣＭＴＳ１０Ａと複数のＣＭ１４Ａとの間、ＣＭＴＳ１０Ｂと複数のＣＭ１４Ｂとの間、ＣＭＴＳ１０Ｃと複数のＣＭ１４Ｃとの間では、それぞれがＤＯＣＳＩＳプロトコルに従って独立に通信制御されている。そのため、同一のＣＭＴＳ１０配下の複数のＣＭ１４同士（たとえば複数のＣＭ１４Ａ同士）については、時分割で上り通信がされ、通信タイミングが重ならないよう制御されている。
【００３８】
一方、異なるＣＭＴＳ１０配下のＣＭ１４間については、通信のタイミングは制御はされていない。したがって、ある加入者からの上り光信号と、他の加入者からの上り光信号は衝突する可能性がある。たとえば、ＣＭＴＳ１０ＡはＣＭ１４Ｂの通信タイミングを制御しておらず、ＣＭＴＳ１０ＢはＣＭ１４Ａの通信タイミングを制御していないため、ある加入者のＣＭ１４Ａと、他の加入者のＣＭ１４Ｂとの間では上り通信が衝突する可能性がある。
【００３９】
そして、その衝突した状態の上り光信号がＯ／Ｅ変換器１０５において上り電気信号に変換されると、２つの上り光信号の周波数差に応じてＯＢＩが発生する。ＯＢＩは、２つの上り光信号の周波数差をピーク中心とした広い帯域の雑音である。２つの上り光信号の周波数が完全に一致する場合にはＯＢＩは発生せず、十分に周波数が離れている場合にはＯＢＩは通信品質に影響を与えない。しかし、ＲＦｏＧ−ＯＮＵ１３において上り光信号の発生に用いているレーザーの波長は、製品誤差、温度等の環境要因、信号のデータ量などによって２ｎｍ程度の波長ばらつきがある。そのため、あるＲＦｏＧ−ＯＮＵ１３の上り光信号の周波数と、他のＲＦｏＧ−ＯＮＵ１３の周波数は、ＯＢＩが発生して通信品質に影響する程度の差周波数となっている。
【００４０】
ＯＢＩが発生すると、ＣＮ比が悪化して通信不良となり、場合によっては通信が中断してしまう。実施例１のＲＦｏＧシステムの場合、２つまたは３つの上り光信号が衝突し、干渉してＯＢＩが発生する可能性がある。
【００４１】
３つの上り光信号が干渉してＯＢＩが発生した場合、ＯＢＩによる相対雑音強度のピーク値、ＲＩＮbeatは、次の式（１）で表わされることが非特許文献１に記載されている。
【数１】
2015211286.tif 000003
ここで、ξは偏波結合係数、αは変調前後での上り光信号のスペクトルピークの下げ幅、Δνは変調前のレーザー光のスペクトル幅である。偏波結合係数ξは、上り光信号の偏波面のカップリングを示す係数であり、０から１までの値をとる。２つの偏波面が直交している場合は０、一致している場合には１である。この式（１）から、ＲＩＮbeatはピークの下げ幅αと、偏波結合係数ξとに依存していることがわかる。
【００４２】
また、ＯＢＩによる雑音が、ショット雑音や熱雑音よりも十分に大きい場合には、ＣＮＲはＲＩＮbeatに反比例することが非特許文献１に記載されている。したがって、ピークの下げ幅αを大きくするか、偏波結合係数ξを小さくすれば、ＲＩＮbeatの値は小さくなりＣＮ比を改善できることがわかる。
【００４３】
ピークの下げ幅αを大きくするためには、各ＲＦｏＧ−ＯＮＵ１３においてレーザー光の強度変調の変調度を大きくすることが考えられる。しかし、この方法では各ＲＦｏＧ−ＯＮＵ１３ごとに変調度を制御する必要があり、高コストとなる。また、変調度が１を越えると歪みが生じて通信品質が劣化してしまうため、変調度の変更ではＲＩＮbeatの値を小さくするのに限度がある。
【００４４】
また、偏波結合係数ξを小さくするには、衝突前に各上り光信号の偏光状態を制御する必要がある。たとえば、２つの上り光信号の偏光方向を直交させる制御をする必要がある。しかし、そのような制御をすることは現実的ではない。第１に、上り光信号の偏光方向は、温度や伝送距離などの条件によって時間的にランダムに変化しているため、上り光信号の強度をさほど変化させずに偏光方向を制御することは容易でない。第２に、あるＣＭＴＳ１０配下のＣＭ１４と、他のＣＭＴＳ１０配下のＣＭ１４とでは上り通信のタイミングが制御されていないため、どのＣＭ１４からの上り光信号が衝突するのか予測することができず、したがって２つの上り光信号の偏光方向が直交するように制御することは実質的に無理がある。
【００４５】
そこで実施例１のＲＦｏＧシステムでは、以下の２つの方法によってＯＢＩによるＣＮ比悪化を抑制することとした。
【００４６】
第１に、スペクトル幅拡大装置１０３をＯ／Ｅ変換器１０５の光信号入力側近傍に設け、Ｏ／Ｅ変換器１０５に上り光信号が入力される前にスペクトル幅を拡大させるようにした。図３に示すように、全体の出力は保たれたままスペクトル幅が拡大されるため、スペクトルのピーク値は減少する。このように、スペクトル幅拡大装置１０３によってスペクトル幅を拡大することにより、変調によるピーク値減少に加えてさらにピーク値を低下させ、ＲＩＮbeatの値を小さくしている。
【００４７】
また、実施例１のＲＦｏＧシステムでは、スペクトル幅拡大装置１０３をＯ／Ｅ変換器１０５の近傍に配置している。そのため、Ｏ／Ｅ変換器１０５からスペクトル幅拡大装置１０３までの光ファイバーケーブル１５による伝送距離は短くて済む。つまり、スペクトル幅拡大装置１０３から出力された上り光信号が、Ｏ／Ｅ変換器１０５に入力されるまでの間に、上り光信号に生じる二次歪みは小さくて済み、スペクトル幅拡大装置１０３を設けたことによる通信品質の悪化が抑制されている。
【００４８】
なお、上記の二次歪みは、伝送距離が１００ｍ以内であれば通信品質に対する影響を無視することができるので、Ｏ／Ｅ変換器１０５からスペクトル幅拡大装置１０３までの伝送距離が１００ｍ以内となるように配置することが望ましい。
【００４９】
また、エラー訂正可能なＣＮＲの限界値は概ね１２ｄＢである。そのため、ξが１．０の場合、図４から、ピークの下げ幅α（変調によるスペクトルピークの下げ幅と、スペクトル幅拡大装置１０３によるスペクトル幅拡大に伴うスペクトルピークの下げ幅とを合わせた値）は、１５ｄＢ以上とする必要がある。αの値は１５ｄＢ以上の大きい値であればあるほどＣＮＲを良好に確保でき望ましいが、エラー訂正を必要としないＣＮＲの限界値である１６ｄＢを考慮した場合、ξが０．５のときにαを９〜１３ｄＢ、ξが１．０のときにαを１５〜１９ｄＢとすれば十分な性能が確保できる。
【００５０】
このように、実施例１のＲＦｏＧシステムでは、スペクトル幅拡大装置１０３を設けたことで上り光信号の変調度を変更せずにピークの下げ幅αを増大させることができるので、安価かつ簡易にＯＢＩによるＣＮ比悪化を抑制することができ、良好な上り通信を実現することができる。
【００５１】
第２に、偏波スクランブラ１０４を設け、Ｏ／Ｅ変換器１０５に入力される前に上り光信号を無偏光とすることとした。これにより、上り光信号の偏波面の向きが時間的にランダムに変わり、一方の上り光信号の偏波面に対して他方の上り光信号の偏波面の成す角度もランダムに変わる。そのため、時間平均的には偏波結合係数ξはおよそ０．５となり、偏波スクランブラ１０４により無偏光としない場合に比べて平均的には偏波結合係数ξを低下させることができ、ＲＩＮbeatの値を小さくすることができる。
【００５２】
このように、実施例１のＲＦｏＧシステムでは、偏波スクランブラ１０４を設けて上り光信号を無偏光とすることにより、簡易に偏波結合係数ξを低減することができるので、ＯＢＩによるＣＮ比悪化をさらに抑制することができ、良好な上り通信を実現することができる。
【００５３】
図４は、ＯＢＩによるＣＮ比悪化について、ピークの下げ幅αおよび偏波結合係数ξの依存性を検証した結果を示すグラフである。図４のグラフにおいて横軸はα（ｄＢ）、縦軸はＣＮＲ（ｄＢ）である。偏波結合係数ξは、０．１６、０．３、０．５、１の４通りとした。図４の結果は、２つの上り光信号を同時に送信してＯＢＩを発生させた場合である。また、上り電気信号の変調方式はＱＰＳＫとし、上り光信号の変調度は０．３とした。なお、変調方式がＱＰＳＫの場合、エラー訂正可能なビットエラーレートは１０-4（ＣＮＲで１２ｄＢに相当）であり、ＣＮＲが１６ｄＢ以上であればエラー訂正の必要なく伝送が可能となる。
【００５４】
図４のように、ピークの下げ幅αが大きくなるにつれてＣＮＲも次第に増加していることがわかる。スペクトル幅拡大装置１０３によってαを増加させると、１ｄＢのαの増加でＣＮＲはおよそ１．０〜１．１ｄＢ改善できる。
【００５５】
また、偏波結合係数ξを小さくしていっても、ＣＮＲは増加していくことがわかる。偏波スクランブラ１０４によって２つの上り光信号は無偏光となるため、偏波結合係数ξは平均的には０．５となる。図４から、無偏光とすることで偏波結合係数ξが１の場合（２つの上り光信号の偏波面が一致する場合）よりもＣＮＲをおよそ６ｄＢ改善することができる。
【００５６】
十分な通信品質を確保するためには、ＣＮＲは１６ｄＢ以上が望ましい。そのためには、図４から、偏波結合係数ξが０．１６の場合にはαが３ｄＢ以上、ξが０．３の場合にはαが９ｄＢ以上、ξが０．５の場合にはαが１３ｄＢ以上、ξが１の場合にはαが２０ｄＢ以上であれば、ＣＮＲが１６ｄＢ以上とすればよい。
【００５７】
実施例１のように、スペクトル幅拡大装置１０３と偏波スクランブラ１０４の両方を用いる場合、偏波スクランブラ１０４による２つの上り光信号の無偏光化によって偏波結合係数ξは平均的には０．５となるため、ＣＮＲを１６ｄＢ以上とするためには、スペクトル幅拡大装置１０３によりαが１３ｄＢ以上となるようにすればよい。また、スペクトル幅拡大装置１０３のみを用い、偏波スクランブラ１０４を用いない場合、偏波結合係数ξは１となる場合があるため、αは２０ｄＢ以上とすることが望ましい。
【００５８】
以上のように、実施例１のＲＦｏＧシステムでは、スペクトル幅拡大装置１０３を設けて上り光信号のスペクトル幅を拡大し、偏波スクランブラ１０４によって上り光信号を無偏光としているため、ＯＢＩが発生してもＣＮ比の悪化が抑制され、通信状態を良好に保持することができる。また、スペクトル幅拡大装置１０３および偏波スクランブラ１０４はＯ／Ｅ変換器１０５近傍に配置しているため、通信品質の悪化は抑制されており、スペクトル幅拡大装置１０３および偏波スクランブラ１０４の台数が少ないので導入コストも少ない。
【００５９】
なお、実施例１では、ＲＦｏＧシステムにおいて３つのサービスを運用する例を示したが、本発明は２つ以上のサービスを運用する場合に適用可能である。特に、複数のサービスの１つとして電話サービスを含む場合に、本発明のＲＦｏＧシステムは好適である。データ通信サービスなどでは、通信エラーが生じた場合には再送信などの技術によって回避することが可能であるが、電話サービスではそのような技術を用いることができず、通信エラーは通話の中断を意味する。本発明のＲＦｏＧシステムでは、ＣＮ比の改善により、電話サービスにおいて通信エラーによる通話中断の発生が生じる可能性を大幅に低減することができる。
【００６０】
また、実施例１のＲＦｏＧシステムは、センターから複数伸びる光ファイバーケーブル１５を、光カプラ１２によってさらに分岐するダブルスター型のネットワークトポロジーとしているが、スター型、ツリー型、リング型などのネットワークトポロジーとしてもよい。
【００６１】
また、実施例１のＲＦｏＧシステムでは、スペクトル幅拡大装置１０３と偏波スクランブラ１０４をそれぞれ１台設けているが、複数台のスペクトル幅拡大装置１０３を直列に接続した構成としてもよいし、複数台の偏波スクランブラ１０４を直列に接続した構成としてもよい。図３、４の変形例のＲＦｏＧシステムにおいても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、電話サービスやデータ通信など複数のサービスを運用するＲＦｏＧシステムに適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０Ａ〜Ｃ：ＣＭＴＳ
１１：光送受信機
１２：光カプラ
１３：ＲＦｏＧ−ＯＮＵ
１４：ＣＭ
１５：光ファイバーケーブル
１６：合波器
１７、１８：分波器
１００：Ｅ／Ｏ変換器
１０１：ＥＤＦＡ
１０２：ＷＤＭ装置
１０３：スペクトル幅拡大装置
１０４：偏波スクランブラ
１０５：Ｏ／Ｅ変換器
１０３０：サーキュレータ
１０３１：ＣＦＢＧ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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