(57)【要約】【課題】歪特性およびＣ／Ｎ特性を確保しつつ、受信機の入力光信号に対するダイナミックレンジが広い光伝送装置を提供すること。【解決手段】受信機４の光分岐器１０は不等分岐比であり、受信した光信号を光経路１１ａ〜１１ｃに分岐する。光減衰器１２ｂ，１２ｃは、前記光経路にオプショナルに挿入される。光／電気変換部５ａ〜５ｃは、前記複数の光経路を介して伝達される光信号の各々を電気信号に変換して出力する。光入力レベル判定回路１４は、前記出力に基づいて前記受信した光信号の入力レベルを判定する。電気スイッチ１３は、前記複数の光／電気変換部の出力信号のいずれか１つを選択する。電気スイッチ制御回路１５は、前記光入力レベル判定回路により判定された光信号の入力レベルに基づいて前記電気スイッチ１３の選択を制御する。【選択図】　　図１
2004072399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された電気信号を光信号に変換して出力する送信機と、前記送信機から出力された光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路を介して受信した光信号を電気信号に変換して出力する少なくとも１つの受信機と、を備えた光伝送装置であって、
前記受信機は、
前記受信した光信号を複数の光経路に分岐する光分岐器と、
前記複数の光経路で伝送される各光信号をそれぞれ異なる光損失値で減衰させる少なくとも１つの光減衰器と、
前記複数の光経路を介して伝送された各光信号を電気信号に変換して出力する、前記複数の光経路の各光経路に対応した複数の光／電気変換部と、
前記複数の光／電気変換部の各々で得られた各電気信号に基づいて、前記受信した光信号の入力レベルを判定する光入力レベル判定回路と、
前記複数の光／電気変換部の出力のいずれか１つを選択する電気スイッチと、
前記光入力レベル判定回路により判定された前記光信号の入力レベルに基づいて、前記電気スイッチを制御する電気スイッチ制御回路と、
を有することを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記複数の光／電気変換部のうち、前記電気スイッチによって選択された電気信号を出力する光／電気変換部のみを動作可能状態にし、他の光／電気変換部は停止状態にすることを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記電気スイッチ制御回路は、
前記受信した光信号の入力レベルが最小規定レベルよりも低い場合または非動作時に、前記複数の光／電気変換部のうち、入力光信号レベルが最小である光／電気変換部の出力を選択するよう前記電気スイッチを制御することを特徴とする請求項１または２記載の光伝送装置。
【請求項４】
前記光分岐器の分岐比を不等分岐としたことを特徴とする請求項１、２または３記載の光伝送装置。
【請求項５】
前記光分岐器と前記複数の光／電気変換部とが前記光減衰器を介さず直接接続され、各々の前記光／電気変換部の光入力レベルの比を前記光分岐器の分岐比のみで決定することを特徴とする請求項４記載の光伝送装置。
【請求項６】
入力した電気信号を光信号に変換して出力する送信機と、前記送信機から出力された光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路を介して受信した光出力を電気信号に変換して出力する少なくとも１つの受信機と、を備えた光伝送装置であって、
前記受信機は、
前記受信した光信号を複数の光経路に分岐する光分岐器と、
前記複数の光経路で伝送される各光信号をそれぞれ異なる光損失値で減衰させる少なくとも１つの光減衰器と、
前記複数の光経路を介して伝送された光信号のいずれか１つを選択する光スイッチと、
前記光スイッチによって選択された光信号を電気信号に変換して出力する光／電気変換部と、
前記光／電気変換部で得られた電気信号に基づいて、前記受信した光信号の入力レベルを判定する光入力レベル判定回路と、
前記光入力レベル判定回路により判定された前記光信号の入力レベルに基づいて、前記光スイッチを制御する光スイッチ制御回路と、
を有することを特徴とする光伝送装置。
【請求項７】
前記光スイッチ制御回路は、
前記受信した光信号の入力レベルが最小規定レベルよりも低い場合または非動作時に、前記複数の光経路のうち、光損失が最大の光経路を選択するよう前記光スイッチを制御することを特徴とする請求項５記載の光伝送装置。
【請求項８】
前記光分岐器の分岐比を不等分岐としたことを特徴とする請求項６または７記載の光伝送装置。
【請求項９】
前記光分岐器と前記光スイッチとが前記光分岐器を介さず直接接続され、前記光スイッチを切り換えた際の前記光／電気変換部の光入力レベルの比を前記光分岐器の分岐比のみで決定することを特徴とする請求項８記載の光伝送装置。
【請求項１０】
入力した電気信号を光信号に変換して出力する送信機と、前記送信機から出力された光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路を介して受信した光出力を電気信号に変換して出力する少なくとも１つの受信機と、を備えた光伝送装置であって、
前記受信機は、
前記受信した光信号を電気信号に変換して出力する光／電気変換部と、
前記受信した光信号を前記光／電気変換部に入力するまでの光経路中に設けられ、光信号を所定の光損失値で減衰させる光減衰器と、
前記受信した光信号を前記光／電気変換部に入力するまでの光経路中に設けられ、当該光経路を前記光減衰器によって光損失値の異なる複数の光経路に変更可能な光スイッチと、
前記光／電気変換部で得られた電気信号に基づいて、前記受信した光信号の入力レベルを判定する光入力レベル判定回路と、
前記光入力レベル判定回路により判定された前記光信号の入力レベルに基づいて、前記光スイッチを制御する光スイッチ制御回路と、
を有することを特徴とする光伝送装置。
【請求項１１】
前記光スイッチ制御回路は、
前記受信した光信号の入力レベルが最小規定レベルよりも低い場合または非動作時に、前記光損失値が異なる複数の光経路のうち、光損失が最大の光経路を選択するよう前記光スイッチを制御することを特徴とする請求項１０記載の光伝送装置。
【請求項１２】
入力した電気信号を光信号に変換して出力する送信機と、前記送信機から出力された光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路を介して受信した光出力を電気信号に変換して出力する少なくとも１つの受信機と、を備えた光伝送装置であって、
前記受信機は、
前記受信した光信号を電気信号に変換して出力する光／電気変換部と、
前記光／電気変換部から出力された電気信号を所定レベルまで増幅する、高入力に適した第１の増幅器と、
前記光／電気変換部から出力された電気信号を前記所定レベルまで増幅する、低入力に適した第２の増幅器と、
前記光／電気変換部から出力された電気信号を前記第１の増幅器または前記第２の増幅器のいずれか一方に入力するよう切り換える電気スイッチと、
前記光／電気変換部で得られた電気信号に基づいて、前記受信した光信号の入力レベルを判定する光入力レベル判定回路と、
前記光入力レベル判定回路により判定された前記光信号の入力レベルに基づいて、前記電気スイッチを制御する電気スイッチ制御回路と、
を有することを特徴とする光伝送装置。
【請求項１３】
前記電気スイッチ制御回路は、
前記受信した光信号の入力レベルが最小規定レベルよりも低い場合または非動作時に、前記第１の増幅器を選択するよう前記電気スイッチを制御することを特徴とする請求項１２記載の光伝送装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項記載の光伝送装置における前記受信機を構成する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信機と受信機を光ファイバ等による伝送路で結んで光信号を伝送する光伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の光伝送装置の構成例を示すブロック図である。同図に示すように、従来の光伝送装置では、電気信号を送信機１０１で光信号に変換し、当該光信号を光分岐器１０２で分岐した後、光伝送路１０３を介して伝送する。一方、受信機１０４では、伝送されてきた光信号を光／電気変換部１０５で電気信号に変換し、増幅器１０６で所定の信号レベルまで増幅してから出力する。なお、光伝送路１０３上には融着点１０７、光フィルタ等の光部品１０８、光コネクタ１０９等が配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光伝送装置は、以下に示す要因によって、受信機１０４の入力光信号レベルが上下に変動するという問題点を有していた。
【０００４】
（１）伝送距離の長短
（２）光伝送路のファイバの損失差
（３）光伝送路上の融着点数および光コネクタ数
（４）送信機の発光部の調整ばらつきや温度変化等による光出力変動
（５）分岐数
（６）分岐器の分岐比ばらつき
（７）伝送路上に挿入される光部品の有無や揖失ばらつき、等々
【０００５】
受信機１０４の入力光信号レベルの変動によって、入力光信号レベルが大きくなると歪特性が劣化し、小さくなるとＣ／Ｎ（Ｃａｒｅｅｒ／Ｎｏｉｓｅ）特性が劣化するため、受信機１０４において両者を満足する入力光信号レベルの範囲は限定されることになる。特に、光／電気変換部１０５の受光素子は、光電力を電流に変換する素子であるため、光伝送装置の出力電力は入力光信号が有する電力の２乗に比例する。このため、光／電気変換後の電気回路で歪特性およびＣ／Ｎ特性の双方を満足する範囲は狭められる。また、ここでの入力信号レベルの許容範囲、すなわち入力ダイナミックレンジは受信機のダイナミックレンジを決定する。
【０００６】
したがって、従来の光伝送装置にあっては、許容される入力光信号レベルの範囲、すなわち入力ダイナミックレンジを広く確保することが難しいため、使用条件が限定されるといった問題点を有していた。
【０００７】
以下、具体的な数値例を挙げて説明する。
増幅器１０６の許容入力レベルを−４５ｄＢｍ〜−３５ｄＢｍとすると、光／電気変換部１０５〜増幅器１０６を５０Ω系とした場合、光／電気変換部１０５の出力は２５．３ｍＡ〜８０ｍＡに相当する。また、光／電気変換部１０５の変換効率を０．８Ａ／Ｗと想定すると、光／電気変換部１０５の許容入力光信号レベルは−１５ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍとなる。
【０００８】
したがって、従来の光伝送装置では、入力光信号レベルの上限と下限の差が、この範囲５ｄＢ以内となる条件下で使用しなければならない。また、光分岐器１０２、融着点１０７、光フィルタ等の光部品１０８および光コネクタ１０９の光損失値の合計を７ｄＢ〜１０ｄＢとし、送信機１０１の発光レベルが±０．５ｄＢの安定度とすると、光信号の変動範囲は４ｄＢとなる。したがって、光伝送路１０３に許される変動幅は１ｄＢとなる。これは、光伝送路の一般的な光損失値０．４ｄＢ／ｋｍに当てはめると、２．５ｋｍに相当する。したがって、当該光伝送装置の伝送可能距離は０ｋｍから２．５ｋｍの間ということになる。
【０００９】
以上のように、許容入力光信号レベル幅、すなわち入力ダイナミックレンジをばらつき要因で分配して設計を行うに際し、入力ダイナミックレンジが狭い程、使用条件が限定されることとなる。以上の結果を以下の表１にまとめる。
【００１０】
【表１】
2004072399.tif 000003
【００１１】
前述の問題点に対する従来の解決方法の１つとして、特開２０００−３０７５１９号公報に記載の技術が知られている。当該公報に記載された技術では、図９に示した光／電気変換部１０５の前段に光可変減衰器を設け、光／電気変換部１０５の光入力レベルを一定に保つことにより、受信機１０４の入力ダイナミックレンジを拡大している。しかし、当該技術には、（１）光可変減衰器が高価であるという問題点と、（２）光可変減衰器の種類によっては光信号特性に悪影響を与えるものがあるという問題点とがあった。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、歪特性およびＣ／Ｎ特性を確保しつつ、受信機の入力光信号に対するダイナミックレンジが広い光伝送装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る光伝送装置は、入力された電気信号を光信号に変換して出力する送信機と、前記送信機から出力された光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路を介して受信した光信号を電気信号に変換して出力する少なくとも１つの受信機と、を備えた光伝送装置であって、前記受信機は、前記受信した光信号を複数の光経路に分岐する光分岐器と、前記複数の光経路で伝送される各光信号をそれぞれ異なる光損失値で減衰させる少なくとも１つの光減衰器と、前記複数の光経路を介して伝送された各光信号を電気信号に変換して出力する、前記複数の光経路の各光経路に対応した複数の光／電気変換部と、前記複数の光／電気変換部の各々で得られた各電気信号に基づいて、前記受信した光信号の入力レベルを判定する光入力レベル判定回路と、前記複数の光／電気変換部の出力のいずれか１つを選択する電気スイッチと、前記光入力レベル判定回路により判定された前記光信号の入力レベルに基づいて、前記電気スイッチを制御する電気スイッチ制御回路と、を有する。したがって、歪特性とＣ／Ｎ特性を確保しつつ、受信機の入力光信号に対するダイナミックレンジを広げることができる。また、送信機と受信機と間の設計自由度を拡大することができる。
【００１４】
また、本発明に係る光伝送装置は、前記複数の光／電気変換部のうち、前記電気スイッチによって選択された電気信号を出力する光／電気変換部のみを動作可能状態にし、他の光／電気変換部は停止状態にする。したがって、選択されていない光／電気変換部の耐光入力レベルを向上することができる。
【００１５】
また、本発明に係る光伝送装置は、前記電気スイッチ制御回路は、前記受信した光信号の入力レベルが最小規定レベルよりも低い場合または非動作時に、前記複数の光／電気変換部のうち、入力光信号レベルが最小である光／電気変換部の出力を選択するよう前記電気スイッチを制御する。したがって、小信号入力の状態時に大信号が入力されることによる回路の破損を防ぐことができる。
【００１６】
また、本発明に係る光伝送装置は、前記光分岐器の分岐比を不等分岐とした。したがって、等分岐の光分岐器を用いる場合よりも光経路の光損失値を小さくすることができる。
【００１７】
また、本発明に係る光伝送装置は、前記光分岐器と前記複数の光／電気変換部とが前記光減衰器を介さず直接接続され、各々の前記光／電気変換部の光入力レベルの比を前記光分岐器の分岐比のみで決定する。したがって、光減衰器を使用する場合よりも光損失値を小さくすることができる。
【００１８】
また、本発明に係る光伝送装置は、入力した電気信号を光信号に変換して出力する送信機と、前記送信機から出力された光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路を介して受信した光出力を電気信号に変換して出力する少なくとも１つの受信機と、を備えた光伝送装置であって、前記受信機は、前記受信した光信号を複数の光経路に分岐する光分岐器と、前記複数の光経路で伝送される各光信号をそれぞれ異なる光損失値で減衰させる少なくとも１つの光減衰器と、前記複数の光経路を介して伝送された光信号のいずれか１つを選択する光スイッチと、前記光スイッチによって選択された光信号を電気信号に変換して出力する光／電気変換部と、前記光／電気変換部で得られた電気信号に基づいて、前記受信した光信号の入力レベルを判定する光入力レベル判定回路と、前記光入力レベル判定回路により判定された前記光信号の入力レベルに基づいて、前記光スイッチを制御する光スイッチ制御回路と、を有する。したがって、歪特性とＣ／Ｎ特性を確保しつつ、受信機の入力光信号に対するダイナミックレンジを広げることができる。また、送信機と受信機と間の設計自由度を拡大できると共に、光／電気変換部への光入力レベルを調整することができる。
【００１９】
また、本発明に係る光伝送装置は、前記光スイッチ制御回路は、前記受信した光信号の入力レベルが最小規定レベルよりも低い場合または非動作時に、前記複数の光経路のうち、光損失が最大の光経路を選択するよう前記光スイッチを制御する。したがって、小信号入力の状態時に大信号が入力されることによる回路の破損を防ぐことができる。
【００２０】
また、本発明に係る光伝送装置は、前記光分岐器の分岐比を不等分岐とした。したがって、等分岐の光分岐器を用いる場合よりも光経路の光損失値を小さくすることができる。
【００２１】
また、本発明に係る光伝送装置は、前記光分岐器と前記光スイッチとが前記光分岐器を介さず直接接続され、前記光スイッチを切り換えた際の前記光／電気変換部の光入力レベルの比を前記光分岐器の分岐比のみで決定する。したがって、光減衰器を使用する場合よりも光損失値を小さくすることができる。
【００２２】
また、本発明に係る光伝送装置は、入力した電気信号を光信号に変換して出力する送信機と、前記送信機から出力された光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路を介して受信した光出力を電気信号に変換して出力する少なくとも１つの受信機と、を備えた光伝送装置であって、前記受信機は、前記受信した光信号を電気信号に変換して出力する光／電気変換部と、前記受信した光信号を前記光／電気変換部に入力するまでの光経路中に設けられ、光信号を所定の光損失値で減衰させる光減衰器と、前記受信した光信号を前記光／電気変換部に入力するまでの光経路中に設けられ、当該光経路を前記光減衰器によって光損失値の異なる複数の光経路に変更可能な光スイッチと、前記光／電気変換部で得られた電気信号に基づいて、前記受信した光信号の入力レベルを判定する光入力レベル判定回路と、前記光入力レベル判定回路により判定された前記光信号の入力レベルに基づいて、前記光スイッチを制御する光スイッチ制御回路と、を有する。したがって、歪特性とＣ／Ｎ特性を確保しつつ、受信機の入力光信号に対するダイナミックレンジが広い光伝送装置を提供することができる。また、送信機と受信機との間の設計自由度を拡大できると共に、光／電気変換部への光入力レベルの調整することができる。
【００２３】
また、本発明に係る光伝送装置は、前記光スイッチ制御回路は、前記受信した光信号の入力レベルが最小規定レベルよりも低い場合または非動作時に、前記光損失値が異なる複数の光経路のうち、光損失が最大の光経路を選択するよう前記光スイッチを制御する。したがって、小信号入力の状態時に大信号が入力されることによる回路の破損を防ぐことができる。
【００２４】
また、本発明に係る光伝送装置は、入力した電気信号を光信号に変換して出力する送信機と、前記送信機から出力された光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路を介して受信した光出力を電気信号に変換して出力する少なくとも１つの受信機と、を備えた光伝送装置であって、前記受信機は、前記受信した光信号を電気信号に変換して出力する光／電気変換部と、前記光／電気変換部から出力された電気信号を所定レベルまで増幅する、高入力に適した第１の増幅器と、前記光／電気変換部から出力された電気信号を前記所定レベルまで増幅する、低入力に適した第２の増幅器と、前記光／電気変換部から出力された電気信号を前記第１の増幅器または前記第２の増幅器のいずれか一方に入力するよう切り換える電気スイッチと、前記光／電気変換部で得られた電気信号に基づいて、前記受信した光信号の入力レベルを判定する光入力レベル判定回路と、前記光入力レベル判定回路により判定された前記光信号の入力レベルに基づいて、前記電気スイッチを制御する電気スイッチ制御回路と、を有する。したがって、歪特性とＣ／Ｎ特性を確保しつつ、受信機の入力光信号に対するダイナミックレンジを広げることができる。また、送信機と受信機との間の設計自由度を拡大できると共に、入力レベルに応じて適切な増幅器を選択することができる。
【００２５】
また、本発明に係る光伝送装置は、前記電気スイッチ制御回路は、前記受信した光信号の入力レベルが最小規定レベルよりも低い場合または非動作時に、前記第１の増幅器を選択するよう前記電気スイッチを制御する。したがって、小信号入力の状態時に大信号が入力されることによる回路の破損を防ぐことができる。
【００２６】
さらに、本発明に係る装置は、請求項１〜１１のいずれか一項記載の光伝送装置における前記受信機を構成する装置である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光伝送装置の実施の形態について、〔第１の実施形態〕、〔第２の実施形態〕、〔第３の実施形態〕、〔第４の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明に係る光伝送装置は、携帯電話中継、有線電話回線、映像・音声伝送、ケーブルテレビ配信、ＦＴＴＨ、防災無線中継、水利・電力管理システム、鉄道・バス・道賂交通情報、金融・運輸・流通業関連通信システム、構内通信、企業ネットワーク等、アナログ、デジタルを問わず、あらゆる分野に利用可能である。
【００２８】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光伝送装置の要部の構成を示すブロック図である。同図に示すように、第１の実施形態の光伝送装置は、電気信号を光信号に変換して送信する送信機１と、光信号を複数の光経路に分岐する光分岐器２と、この分岐された光信号を伝送する複数の光伝送路３と、光信号を受信して電気信号に変換した後、所定のレベルまで増幅して出力する複数の受信機４とを備えて構成されている。
【００２９】
なお、受信機４は、受信した光信号を光経路１１ａ，１１ｂ，１１ｃに分岐する光分岐器１０と、光経路１１ａ，１１ｂ，１１ｃ上の光信号を電気信号に変換して出力する光／電気変換部５ａ，５ｂ，５ｃと、光／電気変換部５ａ，５ｂ，５ｃの出力信号のいずれか１つを選択する切り換え式の電気スイッチ１３と、電気スイッチ１３により選択された電気信号を所定のレベルまで増幅する増幅器６と、光経路１１ｂ，１１ｃに挿入された光損失値微調整用の光減衰器１２ｂ，１２ｃと、前記受信した光信号の入力レベルを判定する光入力レベル判定回路１４と、電気スイッチ１３を制御する電気スイッチ制御回路１５とを有している。
【００３０】
また、その他の構成要素として、複数の光伝送路３上の各々には、融着点７と、光フィルタ等の光部品８と、光コネクタ９とが設けられている。なお、光分岐器１０は、不等分岐とすることができる。また、光経路１１ａ，１１ｂ，１１ｃはそれぞれ光損失値が異なり、本実施形態では、光経路１１ａの光損失値が最も小さく、光経路１１ｃの光損失値が最も大きい。
【００３１】
以下、本実施形態の光伝送装置の動作について説明する。
送信機１は、入力した電気信号を光信号に変換して送信する。この光信号は、光分岐器２で複数の光経路に分岐され、複数の光伝送路３の各々を介して複数の受信機４の各々に送信される。そして、送信された光信号は受信機４で受信される。
【００３２】
受信機４で受信された光信号は、光分岐器１０によって光経路１１ａ，１１ｂ，１１ｃに３分岐される。初期状態において、電気スイッチ１３は、最も光損失値の大きい光経路１１ｃに接続されている。すなわち、入力光信号レベルが最も低い光／電気変換部５ｃを選択している状態である。なお、この場合は光／電気変換部５ｃのみが起動されて動作可能状態であり、光／電気変換部５ａ，５ｂは停止している状態である。
【００３３】
初期状態において、電気スイッチ１３にこのような接続を行わせる理由は、初期の光信号入力レベルが最小規定値未満である場合、その後、信号レベルの大きい光信号（但し、この光信号は規定範囲の上限を超えない光信号入力レベルを有する）が急に入力される可能性があるので、光損失値が最大である光／電気変換部５ｃを選択しておくことにより、過大入力による回路の破損を防止するためである。
【００３４】
受信機４で受信された光信号は、光経路１１ａ，１１ｂ，１１ｃを介して光／電気変換部５ａ，５ｂ，５ｃへ伝送されるが、この場合、前述のとおり、光／電気変換部５ａ、５ｂは停止している。光／電気変換部５ｃでは、入力された光信号を電気信号に変換して出力すると共に、光入力レベルの情報を光入力レベル判定回路１４へ送出する。
【００３５】
光入力レベル判定回路１４では、上記送出された光入力レベル情報に基づいて、前記受信した光信号の入力レベルを判定し、この判定結果に基づいて光／電気変換部５ａ，５ｂ，５ｃのうち、入力光信号レベルが最適になっている光／電気変換部を認識し、この認識した光／電気変換部を起動して稼働可能な状態し、他の光／電気変換部を停止させると共に、電気スイッチ１３に、この入力光信号レベルが最適になっている光／電気変換部を通知する。
【００３６】
電気スイッチ１３では、この通知に基づいて入力光信号レベルが最適になっている光／電気変換部を選択する。なお、この選択された光／電気変換部が光／電気変換部５ｃでない場合は、前述のとおり、光／電気変換部５ｃは光入力レベル判定回路１４によって停止されている。入力光信号レベルが最適になっていることにより選択された上記の光／電気変換部は、光信号を適切なレベルで受信し、電気信号に変換した後、増幅器６で所定のレベルまで増幅して出力する。
【００３７】
本実施形態の光伝送装置において、光／電気変換部５ａ，５ｂ，５ｃを全て同一特性とし、光／電気変換部５＋増幅詣６の光入力ダイナミックレンジをＺ〔ｄＢ〕とし、分岐数をｎとすると、各光経路の光損失値差がＺ［ｄＢ］になるよう設定することによって、ダイナミックレンジをｎＺ［ｄＢ］に広げている。
【００３８】
以下、本実施形態の光伝送装置の動作を、具体的な数値例を挙げて説明する。但し、動作条件は従来例と同じである。光／電気変換部５＋増幅器６の許容光入力レベルの幅が５ｄＢなので、表２に示すように、光経路１１ａ，１１ｂ，１１ｃの光損失値が５ｄＢステップになるよう設定する。
【００３９】
【表２】
2004072399.tif 000004
【００４０】
電気スイッチ１３により、入力光信号レベルが−１３ｄＢｍ〜−８ｄＢｍのときは光／電気変換部５ａに切り換え、−８ｄＢｍ〜−３ｄＢｍのときは光／電気変換部５ｂに切り換え、−３ｄＢｍ〜＋２ｄＢｍのときは光／電気変換部５ｃに切り換えることで、光／電気変換部５の入力をいずれの場合も−１５ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍに保つことができる。つまり、３つの光／電気変換部５ａ，５ｂ，５ｃを入力光信号レベルに応じて切り換えることで、１つの光／電気変換部のときよりもダイナミックレンジが３倍に広がる。したがって、伝送距離を延ばすことや、光分岐数を変更すること、および送信機の出力変動を緩和することなど、送信機と受信機との間の設計自由度を拡大することができる。
【００４１】
なお、受信機４の光信号入力レベルが最小規定値（−１３ｄＢｍ）未満である場合は、規定範囲の上限を超えない光信号が急に入力される可能性があるため、電気スイッチ１３によって入力光信号レベルが最小の光／電気変換部５ｃを選択して、光／電気変換部５ａ，５ｂを停止させる。したがって、前述の過大入力による回路の破損を防止することができる。
【００４２】
上述した電気スイッチ１３による光／電気変換部５ａ，５ｂ，５ｃの切り換えについてのフローチャートを図２に示し、関連する数値を表３にまとめる。
【００４３】
【表３】
2004072399.tif 000005
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の光伝送装置によれば、受信機４の光分岐器１０と光／電気変換部５の間に光減衰器１２を設け、複数の光／電気変換部５の各々の入力光信号レベルが異なるように設定し、入力光信号が適したレベルとなるよう電気スイッチ１３によって最適な光／電気変換部５が選択されるため、歪特性およびＣ／Ｎ特性を確保しつつ、受信機４の入力光信号に対するダイナミックレンジを広くすることができる。したがって、送信機１と受信機４の間の設計自由度を拡大することができる。さらに、従来のように光可変減衰器を用いていないため、このようなメリットのある光伝送装置を安価に提供することができる。
【００４５】
また、入力光信号が最小規定レベルよりも低い場合と非動作時は、入力光信号レベルが小さい光／電気変換部を選択するため、広ダイナミックレンジ時に問題となる回路の保護、すなわち小信号入力の状態時に大信号が入力されることによる回路の破損を防ぐことができる。また、選択されていない光／電気変換部は停止されるため、上記回路の破損防止に加えて、消費電力の増加を防止できる。
【００４６】
なお、本実施形態では光経路１１の分岐数を３としたが、光経路の分岐数が多いほどダイナミックレンジを広くすることができる。また、説明の容易化のために、各光経路１１の光損失値差を光／電気変換部５＋増幅器６の光入力ダイナミックレンジＺ［ｄＢ］と等しくしたが、これよりも小さく設定して各光／電気変換部５が受け持つ入力光信号レベル範囲が一部重なるようにし、切り換えにヒステリシスを持たせると、入力光信号レベルが境界付近であっても電気スイッチ１３が頻繁に切り換わることを抑止することができる。
【００４７】
また、光／電気変換部５ａ，５ｂ，５ｃの各々を同一特性のものとしたが、入力光信号のレベルに応じた特性のものを使用しても良い。また、光／電気変換部５ａ，５ｂ，５ｃと増幅器６の間に電気スイッチ１３を設けているが、増幅器６を光／電気変換部５ａ，５ｂ，５ｃの各々に内蔵させ、増幅器６による増幅後の出力を電気スイッチ１３で切り換えるように構成しても良い。
【００４８】
また、光信号入力レベルが最小規定値未満である場合、電気スイッチ１３は入力光信号レベルが最も低い光／電気変換部５ｃを選択するが、光／電気変換部の耐入力性によっては入力光信号レベルが最低でない光／電気変換部５ｂを選択しても過大入力による回路の破損を防止することができる。
【００４９】
また、光伝送路３上に光分岐器７、光コネクタ９、その他光部品８を設けた例をあげたが、これらの一部または全部を設けないシステムにおいても、光伝送路３の長さにより受信機４の入力光信号の信号レベルは変動するため、本発明は有効である。また、光分岐器１０を不等分岐するものとしたが、等分岐として光減衰器１２で減衰量を調整することも可能である。さらに、各光経路１１ｂ，１１ｃ上に光損失値微調整用の光減衰器１２ｂ，１２ｃを設けているが、光分岐器１０で必要な精度に設定できれば光減衰器１２ｂ，１２ｃの設置は必要ない。
【００５０】
〔第２の実施形態〕
図３は、本発明の第２の実施形態に係る光伝送装置の要部の構成を示すブロック図である。同図に示すように、第２の実施形態の光伝送装置は、第１の実施形態の光伝送装置（図１）と比較して、受信機２４の構成が異なっている。
【００５１】
本実施形態の受信機２４は、受信した光信号を光経路３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに分岐する光分岐器３０と、光経路３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを選択する光スイッチ３３と、入力した光信号を電気信号に変換して出力する光／電気変換部２５と、光／電気変換部２５により変換された電気信号を所定のレベルまで増幅する増幅器２６と、前記受信した光信号の入力レベルを判定する光入力レベル判定回路３４と、光スイッチの選択を制御する光スイッチ制御回路３５とを有する。
【００５２】
なお、光分岐器３０は不等分岐であり、光経路３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄはそれぞれ光損失値が異なり、本実施形態では、光経路３１ａの光損失値が最も小さく、３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの順に大きい。また、光伝送路３上には、融着点７、光フィルタ等の光部品８および光コネクタ９等が設けられている。
【００５３】
以下、本実施形態の光伝送装置が有する受信機２４の動作について説明する。受信機２４は、受信した光信号を光分岐器３０で光経路３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに４分岐する。初期状態において、光スイッチ３３は、光損失値が最も大きい光経路３１ｄを選択しているため、光信号は光経路３１ｄを通って光／電気変換部２５へと伝送される。
【００５４】
光／電気変換部２５は、入力された光信号を電気信号に変換して増幅器２６へ出力すると共に、光入力レベル情報を光入力レベル判定回路３４へ送出する。光入力レベル判定回路３４は、当該光入力レベル情報に基づいて、前記受信した光信号の入力レベルを判定し、光スイッチ制御回路３５を制御する。この制御によって、入力する光信号レベルに応じて適切な光経路を選択するように光スイッチ３３が切り換えられる。
【００５５】
光スイッチ制御回路３５は、現在どの光経路が選択されているかという情報を光入力レベル判定回路３４へ伝え、光入力レベル判定回路３４が、入力された光信号の信号レベルの絶対値を判定できるようにしている。また、増幅器２６は、光／電気変換部２５が適切なレベルで受信し電気信号に変換した光信号を所定のレベルまで増幅して出力する。
【００５６】
本実施形態の光伝送装置において、光／電気変換部２５＋増幅器２６の光入力ダイナミックレンジをＺ［ｄＢ］とし、分岐数をｎとすると、各光経路の光損失値差がＺ［ｄＢ］になるよう設定することによって、ダイナミックレンジをｎＺ［ｄＢ］に広げている。また、光信号入力レベルが最小規定値未満である場合、規定範囲内の上限を超えない光信号が急に入力される可能性があるため、光損失値が最大である光経路３１ｄを選択するようにし、過大入力による回路の破損を防止している。
【００５７】
以下、本実施形態の光伝送装置が有する受信機２４の動作を、具体的な数値例を挙げて説明する。但し、動作条件は従来例と同じである。光／電気変換部２５＋増幅器２６の許容光入力レベルの幅が５ｄＢなので、表４に示すように、光経路３１ａ〜３１ｄの光損失値が５ｄＢステップになるよう設定する。
【００５８】
【表４】
2004072399.tif 000006
【００５９】
光スイッチ３３により、入力光信号レベルが−１３ｄＢｍ〜−８ｄＢｍのときは光経路３１ａに切り換え、−８ｄＢｍ〜−３ｄＢｍのときは光経路３１ｂに切り換え、−３ｄＢｍ〜＋２ｄＢｍのときは光経路３１ｃに切り換え、＋２ｄＢｍ〜＋７ｄＢｍのときは光経路３１ｄに切り換えることで、光／電気変換部２５の入力をいずれの場合も−１５ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍに保つことができる。つまり、４つの光経路３１ａ〜３１ｄを入力光信号レベルに応じて切り換えることで、１つの光経路のときよりもダイナミックレンジが４倍に広がる。したがって、伝送距離を延ばすことや、光分岐数を変更すること、および送信機の出力変動を緩和することなど、送信機と受信機との間の設計自由度を拡大することができる。
【００６０】
なお、受信機２４の光信号入力レベルが最小規定値（−１３ｄＢｍ）未満である場合は、規定範囲の上限を超えない光信号が急に入力される可能性があるため、このような場合は光損失値が最大の光経路３１ｄを選択する。したがって、前述の過大入力による回路の破損を防止することができる。
【００６１】
上述した光スイッチ３３による光経路３１ａ〜３１ｄの切り換えについてのフローチャートを図４に示し、関連する数値を表５にまとめる。
【００６２】
【表５】
2004072399.tif 000007
【００６３】
以上説明したように、本実施形態の光伝送装置によれば、受信機２４の光分岐器３０と光スイッチ３３の間の光経路３１に光減衰器３２を設け、光経路３１の各光損失値がそれぞれ異なるように設定し、入力光信号レベルに応じて最低な光経路を選択し、光／電気変換部２５への光入力レベルを調整するため、歪特性およびＣ／Ｎ特性を確保しつつ、受信機２４の入力光信号に対するダイナミックレンジを広くすることができる。したがって、送信機１と受信機２４の間の設計自由度を拡大することができる。さらに、従来のように光可変減衰器を用いていないため、このようなメリットのある光伝送装置を安価に提供することができる。
【００６４】
また、入力光信号が最小規定レベルよりも低い場合と非動作時は、光損失値が大きい光経路を選択するため、広ダイナミックレンジ時に問題となる回路の保護、すなわち小信号入力の状態時に大信号が急に入力されることによる回路の破損を防ぐことができる。
【００６５】
なお、本実施形態では光経路の分岐数を４としたが、光経路の分岐数が多いほどダイナミックレンジを広くすることができる。また、説明の容易化のために、各光経路３１の光損失値差を光／電気変換部２５＋増幅器２６の光入力ダイナミックレンジＺ［ｄＢ］と等しくしたが、これより小さく設定して各光経路が受け持つ入力光信号レベル範囲が一部重なるようにし、切り換えにヒステリシスを持たせると、入力光信号レベルが境界付近であっても光スイッチ３３が頻繁に切り換わることを抑止することができる。
【００６６】
また、光信号入力レベルが最小規定値未満である場合、光損失値が最大である光経路３１ｄを選択するが、光／電気変換部の耐入力性によっては光経路３１ｃ，３１ｂ等の光損失値が最大でない光経路を選択しても過大入力による回路の破損を防止することができる。また、光分岐器３０の代わりに光スイッチ３３を配置し、当該光スイッチ３３により、入力光信号を、複数の光経路の中から１つを選択して光／電気変換部２５に送出しても良い。また、光経路３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ上に光損失値微調整用の光減衰器３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを設けているが、光分岐器３０で必要な精度に設定できれば設ける必要はない。
【００６７】
なお、光伝送路３上に光分岐器７、光コネクタ９、その他光部品８が設けられている場合について説明したが、これらの一部または全部を設けなくても、光伝送路３の長さにより受信機４の入力光信号の信号レベルは変動するため、本発明は有効である。
【００６８】
〔第３の実施形態〕
図５は、本発明の第３の実施形態に係る光伝送装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、第３の実施形態の光伝送装置は、第１の実施形態の光伝送装置（図１）と比較して、受信機４４の構成が異なっている。
【００６９】
本実施形態の受信機４４は、受信した光信号を減衰する光減衰器５２，５３と、光減衰器５２，５３の状態の組み合わせを選択的に切り換える２入力２出力の光スイッチ５０，５１と、入力した光信号を電気信号に変換して出力する光／電気変換部４５と、光／電気変換部４５により変換された電気信号を所定のレベルまで増幅する増幅器４６と、前記受信した光信号の信号レベルを判定する光入力レベル判定回路５４と、光スイッチ５０，５１を制御する光スイッチ制御回路５５とを有する。なお、光伝送路３上には、融着点７、光フィルタ等の光部品８および光コネクタ９等が設けられている。
【００７０】
以下、本実施形態の光伝送装置が有する受信機４４の動作について説明する。
受信機４４は、光スイッチ５０，５１が、受信した光信号を光減衰器５２，５３のいずれをも通過させないか、光減衰器５２のみを通過させるか、光減衰器５２，５３のいずれをも通過させるか、いずれか１つを選択し、光／電気変換部４５に入力される光信号の信号レベルを調整する。
【００７１】
光スイッチ５０，５１は、切り換えにより、図５（ｂ）に示すような平行状態と交差状態をとり得る。初期状態では光スイッチ５０，５１は交差状態であり、入力された光信号は光減衰器５２，５３の両方を通過して光／電気変換部４５へ伝送される。
【００７２】
光／電気変換部４５は、入力された光信号を電気信号に変換して増幅器４６へ出力すると共に、光入力レベル情報を光入力レベル判定回路５４へ送出する。光入力レベル判定回路５４は、当該光入力レベル情報に基づいて、前記受信した光信号の入力レベルを判定し、光スイッチ制御回路５５を制御する。この制御によって、入力する光信号レベルに応じて適切な光経路を選択するように光スイッチ５０，５１が切り換えられる。
【００７３】
光／電気変換部４５では、入力した光信号を電気信号に変換して出力すると共に、入力した光信号の入力レベルを送出する。当該入力光信号の入力レベルは光入力レベル判定回路５４で判定され、光スイッチ制御回路５５はこの判定結果に基づいて光スイッチ５０，５１を制御し、後段の光／電気変換部４５に入力する光信号レベルが適切になるよう光経路が選択される。
【００７４】
光スイッチ制御回路５５は、現在どの光経路が選択されているかという情報を光入力レベル判定回路５４へ伝え、光入力レベル判定回路５４が、光／電気変換部４５に入力された光信号の信号レベルの絶対値を判定できるようにしている。
【００７５】
本実施形態の光伝送装置において、光／電気変換部４５は受信した光信号を適切なレベルで入力して電気信号に変換し、増幅器４６は当該電気信号を所定のレベルまで増幅して出力するが、光／電気変換部４５＋増幅器４６の光入力ダイナミックレンジをＺ［ｄＢ］とし、光スイッチの切り換えによる光減衰量の変化をｎ通りとすると、各々の光損失値差がＺ［ｄＢ］になるよう設定することによって、ダイナミックレンジをｎＺ［ｄＢ］に広げている。また、光信号入力レベルが最小規定値未満である場合、規定範囲の上限を超えない光信号が急に入力される可能性があるため、事前に、光損失値が最大になるよう光スイッチ５０を切り換えるようにし、過大入力による回路の破損を防止している。
【００７６】
以下、本実施形態の光伝送装置が有する受信機４４の動作を、具体的な数値例を挙げて説明する。但し、動作条件は従来例と同じである。光／電気変換部４５＋増幅器４６の許容光入力レベルの幅が５ｄＢなので、入力された光信号が光減衰器５２のみを通過する場合または光減衰器５２，５３のいずれをも通過する場合の減衰量が５ｄＢステップになるよう設定する。光スイッチ５０，５１の状態により、入力光信号が通過する経路の光損失値は表６のようにまとめられる。
【００７７】
【表６】
2004072399.tif 000008
【００７８】
入力光信号レベルが−１４．５ｄＢｍ〜−９．５ｄＢｍのときは光スイッチ５０を平行状態とし、−９．５ｄＢｍ〜−４．５ｄＢｍのときは光スイッチ５０を交差状態、光スイッチ５１を平行状態とし、−４．５ｄＢｍ〜＋０．５ｄＢｍのときは光スイッチ５０，５１のいずれも交差状態となるよう切り換えることで、光／電気変換部４５の入力をいずれの場合も−１５ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍに保つことができる。つまり、光スイッチ５０，５１の状態を入力光信号レベルに応じて切り換えることにより、ダイナミックレンジが３倍に広がる。したがって、伝送距離を延ばすことや、光分岐数を変更すること、および送信機の出力変動を緩和することなど、送信機と受光機との間の設計自由度を拡大することができる。
【００７９】
なお、受信機４４の光信号入力レベルが最小規定値（−１４．５ｄＢｍ）未満である場合は、規定範囲の上限を超えない光信号が急に入力される可能性があるため、このような場合は光スイッチ５０，５１を交差状態にする。したがって、前述の過大入力による回路の破損を防止することができる。
【００８０】
上述した光スイッチ５０，５１の状態切り換えについてのフローチャートを図６に示し、関連する数値を表７にまとめる。
【００８１】
【表７】
2004072399.tif 000009
【００８２】
以上説明したように、本実施形態の光伝送装置によれば、光スイッチ５０，５１と光減衰器５２，５３によって受信機４４の入力部と光／電気変換部４５の入力部との間に光損失値の異なる複数の光経路を構成し、入力光信号レベルに応じて光スイッチ５０，５１の状態を切り換えて光経路を選択し、光／電気変換部４５への光入力レベルを調整するため、歪特性およびＣ／Ｎ特性を確保しつつ、受信機４４の入力光信号に対するダイナミックレンジを広くすることができる。したがって、送信機１と受信機４４との間の設計自由度を拡大することができる。さらに、従来のように光可変減衰器を用いていないため、このようなメリットのある光伝送装置を安価に提供することができる。
【００８３】
また、入力光信号が最小規定レベルよりも低い場合と非動作時は、光損失値が大きい光経路を選択するため、広ダイナミックレンジ時に問題となる回路の保護、すなわち小信号入力の状態時に大信号が急に入力されることによる回路の破損を防ぐことができる。
【００８４】
なお、本実施形態では光スイッチ５０，５１の切り換えによる光減衰量の変化の区分を３通りとしたが、当該区分の数を多くするほどダイナミックレンジを広くすることができる。また、説明の容易化のために、光スイッチ５０，５１の切り換えによる光損失値のステップを光／電気変換部４５＋増幅器４６の光入力ダイナミックレンジＺ［ｄＢ］と等しくしたが、これより小さく設定して各光スイッチの状態が受け持つ入力された光信号の信号レベルの範囲（区分）が一部重なるようにし、切り換えにヒステリシスを持たせると、入力光信号レベルが境界付近であっても光スイッチ５０，５１が頻繁に切り換わることを抑止することができる。
【００８５】
また、光信号入力レベルが最小規定値未満である場合、光損失値が最大である光経路を選択するが、光／電気変換部の耐入力性によっては最大でない光経路を選択しても過大入力による回路の破損を防止することができる。また、光伝送路３上に、光分岐器７、光コネクタ９、その他光部品８が存在する場合について説明したが、これらの一部または全部を設けなくても、光伝送路３の長さにより受信機４４の入力光信号の信号レベルは変動するため、本発明は有効である。
【００８６】
〔第４の実施形態〕
図７は、本発明の第４の実施形態に係る光伝送装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、第４の実施形態の光伝送装置は、第１の実施形態の光伝送装置（図１）のと比較して、受信機６４の構成が異なっている。
【００８７】
本実施形態の受信機６４は、受信した光信号を電気信号に変換して出力する光／電気変換部６５と、光／電気変換部６５で得られた電気信号に基づいて光信号レベルを判定する光入力レベル判定回路７４と、光／電気変換部６５により変換された電気信号を所定のレベルまで増幅する増幅器６６ａ，６６ｂと、増幅器６６ａ，６６ｂのいずれか１つを選択する切り換え式の電気スイッチ７０ａ，７０ｂと、電気スイッチ７０ａ，７０ｂの選択を制御する電気スイッチ制御回路７５とを有する。なお、増幅器６６ａは低入力に適したＣＮ特性重視、増幅器６６ｂは高入力に適した歪特性重視になっている。また、光伝送路３上には、融着点７、光フィルタ等の光部品８および光コネクタ９等が設けられている。
【００８８】
以下、本実施形態の光伝送装置が有する受信機６４の動作について説明する。
受信機６４は、受信した光信号を光／電気変換部６５で電気信号に変換して電気スイッチ７０ａへ出力すると共に、光入力レベル情報を光入力レベル判定回路７４へ送出する。光入力レベル判定回路７４は、当該光入力レベル情報に基づいて、前記受信した光信号の入力レベルを判定し、電気スイッチ制御回路７５を制御する。さらに、この制御によって、電気スイッチ７０ａ，７０ｂの状態が切り換えられて、増幅器６６ａ，６６ｂのいずれかが選択されるよう制御され、この制御によって選択された増幅器が所定のレベルまで信号を増幅して出力する。なお、初期状態では電気スイッチ７０ａ，７０ｂは高入力に適した増幅器６６ｂを選択し、立ち上がり時に大入力に起因する回路の破損を防止している。
【００８９】
本実施形態の光伝送装置において、増幅器６６ａの入力ダイナミックレンジをＺａ［ｄＢ］とし、増幅器６６ｂの入力ダイナミックレンジをＺｂ［ｄＢ］とすると、両者を電気スイッチ７０ａ，７０ｂで切り換えることにより、入力ダイナミックレンジをＺａ＋Ｚｂ［ｄＢ］に広げている。但し、光／電気変換部６５のダイナミックレンジＺｏ［ｄＢ］がＺａ＋Ｚｂ［ｄＢ］より小さい場合は、受信機６４の入力ダイナミックレンジはＺｏ［ｄＢ］となる。
【００９０】
また、光／電気変換部６５の受光素子は光電力を電流に変換するため、出力電力は入力光電力の２乗に比例する。このため、光／電気変換後の電気回路に広いダイナミックレンジが必要となり、この部分のダイナミックレンジが受信機６４全体の入力ダイナミックレンジを決定する。したがって、前述のように光／電気変換後の電気回路のダイナミックレンジを広げれば、光／電気変換部６５の入力ダイナミックレンジまで受信機６４全体の入力ダイナミックレンジを広げることができる。
【００９１】
また、光信号入力レベルが最小規定値未満である場合、規定範囲の上限を超えない光信号が急に入力される可能性があるため、電気スイッチ７０ａ，７０ｂは高入力に適した増幅器６６ｂを選択するようにし、過大入力による回路の破損を防止している。
【００９２】
以下、本実施形態の光伝送装置が有する受信機６４の動作を、具体的な数値例を挙げて説明する。但し、動作条件は従来例と同じである。
【００９３】
従来例の増幅器の許容入力レベルは−４５ｄＢｍ〜−３５ｄＢｍと１０ｄＢのダイナミックレンジを持っている。そこで、許容入力レベル−５０ｄＢｍ〜−４０ｄＢｍの低入力用増幅器６６ａと、許容入力レベル−４０ｄＢｍ〜−３０ｄＢｍの高入力用増幅器６６ｂとを設け、入力レベルに応じて電気スイッチ７０ａ，７０ｂで切り換えることにより、増幅部のダイナミックレンジを２倍に広げることができる。受信機６４の入力光信号で考えると、入力光信号が−１７．５ｄＢｍ〜−１２．５ｄＢｍのときは低入力用増幅器６６ａを選択し、−１２．５ｄＢｍ〜−７．５ｄＢｍのときは高入力用増幅器６６ｂを選択するよう電気スイッチ７０ａ，７０ｂを切り換えることで、増幅部のダイナミックレンジを２倍に広げることができる。但し、光／電気変換部６５が−１７．５ｄＢｍ〜−７．５ｄＢｍの入力光信号レベルに対し特性を満足していることが条件となる。
【００９４】
このように、光／電気変換部６５のダイナミックレンジまで受信機６４の許容光入力レベルを拡大することができるため、伝送距離を延ばすことや、光分岐数を変更すること、および送信機の出力変動を緩和することなど、送信機と受信機との間の設計自由度を拡大することができる。
【００９５】
なお、受信機６４の光信号入力レベルが最小規定値（−１７．５ｄＢｍ）未満である場合は、規定範囲の上限を超えない光信号が急に入力される可能性があるため、このような場合は高入力用増幅器６６ｂを選択する。したがって、前述の過大入力による回路の破損を防止することができる。
【００９６】
上述した電気スイッチ７０ａ，７０ｂの切り換えについてのフローチャートを図８に示し、関連する数値を表８にまとめる。
【００９７】
【表８】
2004072399.tif 000010
【００９８】
以上説明したように、本実施形態の光伝送装置によれば、適切な電気入力レベルが異なる複数の増幅器６６ａ，６６ｂを設け、入力光信号レベルに応じて増幅器６６ａ，６６ｂを選択するため、歪特性およびＣ／Ｎ特性を確保しつつ、受信機６４の入力光信号に対するダイナミックレンジを広くすることができる。したがって、送信機１と受信機６４との間の設計自由度を拡大することができる。さらに、従来のように光可変減衰器を用いていないため、このようなメリットのある光伝送装置を安価に提供することができる。
【００９９】
また、入力光信号が最小規定レベルよりも低い場合と非動作時は、高入力用の増幅器を選択するため、広ダイナミックレンジ時に問題となる回路の保護、すなわち小信号入力の状態時に急に大信号が入力されることによる回路の破損を防ぐことができる。
【０１００】
なお、本実施形態では増幅器を２つとしているが、増幅器２つを合計したダイナミックレンジよりも光／電気変換部６５のダイナミックレンジが大きい場合等は、増幅器の数を任意に増やすことにより、受信機６４のダイナミックレンジを光／電気変換部６５のダイナミックレンジまで広げることができる。また、説明の容易化のために、各増幅器６６が入力する電気信号の信号レベルには重複がなく、連続するような設定としたが、これを一部重なるようにし、切り換えにヒステリシスを持たせると、入力光信号レベルが境界付近であっても電気スイッチ７０ａ，７０ｂが頻繁に切り換わることを抑止することができる。
【０１０１】
また、電気スイッチ７０ａは分岐器に置き代えても良い。また、受信機６４が増幅器を３つ以上有する場合、入力光信号の信号レベルが最小規定値未満であるときに選択される増幅器は、最高レベル入力用の増幅器でなく、中レベル入力用であっても、増幅器の耐入力性によっては過大入力による回路の破損防止効果がある。また、光伝送路６３上に、光分岐器６７、光コネクタ６９、その他光部品６８が存在する場合について説明したが、これらの一部または全部を設けなくても、光伝送路６３の長さにより受信機６４の入力光信号の信号レベルは変動するため、本発明は有効である。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光伝送装置によれば、歪特性とＣ／Ｎ特性を確保しつつ、受信機の入力光信号に対するダイナミックレンジを広げることができる。また、送信機と受信機と間の設計自由度を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光伝送装置の要部の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光伝送装置が有する受信機の動作を示すフローチャート
【図３】本発明の第２の実施形態に係る光伝送装置の要部の構成を示すブロック図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光伝送装置が有する受信機の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の第３の実施形態に係る光伝送装置の要部の構成を示すブロック図（ａ）および平行状態および交差状態の光スイッチを示す説明図（ｂ）
【図６】本発明の第３の実施形態に係る光伝送装置が有する受信機の動作を示すフローチャート
【図７】本発明の第４の実施形態に係る光伝送装置の要部の構成を示すブロック図
【図８】本発明の第４の実施形態に係る光伝送装置が有する受信機の動作を示すフローチャート
【図９】従来の光伝送装置の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
１　送信機
２　光分岐器
３　光伝送路
４，２４，４４，６４　受信機
５ａ〜５ｃ，２５，４５，６５　光／電気変換部
６，２６，４６，６６ａ，６６ｂ　増幅器
７　融着点
８　光部品
９　光コネクタ
１０，３０　光分岐器
１１ａ〜１１ｃ，３１ａ〜３１ｄ　光経路
１２ｂ，１２ｃ，３２ａ〜３２ｄ，５２，５３　光減衰器
１３，７０ａ，７０ｂ　電気スイッチ
１４，３４，５４，７４　光入力レベル判定回路
１５，７５　電気スイッチ制御回路
３３，５０，５１　光スイッチ
１４，３４，５４，７４　光入力レベル判定回給
３５，５５　光スイッチ制御回路
【図１】
2004072399.tif 000011
【図２】
2004072399.tif 000012
【図３】
2004072399.tif 000013
【図４】
2004072399.tif 000014
【図５】
2004072399.tif 000015
【図６】
2004072399.tif 000016
【図７】
2004072399.tif 000017
【図８】
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【図９】
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