(57)【要約】【課題】各ユーザ装置における周波数シフタ（波長変換器）を不要となし、ユーザ装置単体及びシステム全体のコストをさらに下げること。【解決手段】センタノード１０と複数のユーザ装置２０−１〜２０−ｎとの間に、ユーザ装置２０−１〜２０−ｎへの下り信号光を分波し、ユーザ装置２０−１〜２０−ｎからの上り信号光を合波し、その光波長を一括変換する機能を備えたリモートノード３０を配置したことにより、各ユーザ装置内には周波数シフタ（波長変換器）を不要とすることが可能となる。【選択図】            図１
2005012358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユーザ装置とこれらを収容する１つのセンタ装置との間で行う光波長多重通信に際して、センタ装置が生成した前記複数のユーザ装置対応の波長の異なる複数の上り信号用光を各ユーザ装置に分配するとともに、各ユーザ装置が生成した波長の異なる複数の上り信号光を集約してセンタ装置へ送るリモートノードであって、
センタ装置とは上り下り共用の光ファイバ伝送路で接続され、各ユーザ装置とは上り下り別々の光ファイバ伝送路でそれぞれ接続され、
複数の上り信号用光を分波し、下り用の光ファイバ伝送路を介して各ユーザ装置へ出力する分波器と、
各ユーザ装置から上り用の光ファイバ伝送路を介して入力された複数の上り信号光を合波する合波器と、
合波器で合波された複数の上り信号光を一括して波長変換し、変換後の複数の上り信号光を生成する一括波長変換器と、
センタ装置から上り下り共用の光ファイバ伝送路を介して入力された複数の上り信号用光を分波器へ出力し、かつ一括波長変換器から入力された変換後の複数の上り信号光を前記上り下り共用の光ファイバ伝送路へ出力する光双方向性結合素子とを備えた
ことを特徴とするリモートノード。
【請求項２】
請求項１に記載のリモートノードにおいて、
前記一括波長変換器は、
励起光を発生する励起光源と、
合波された複数の上り信号光と前記励起光源からの励起光とを合波する励起光合波器と、
励起光合波器で合波された複数の上り信号光と励起光とを入力とし、該上り信号光と励起光との間で生じる１段階もしくは２段階の２次非線形光学効果を用いて、複数の上り信号光を、前記上り信号光と励起光との周波数差もしくは前記上り信号光と励起光の第２高調波との周波数差に等しい周波数を有する変換後の複数の上り信号光へ一括波長変換して出力する波長変換素子と、
変換後の複数の上り信号光のみを透過する光フィルタとからなる
ことを特徴とするリモートノード。
【請求項３】
上り信号用光を上り信号データで変調して上り信号光を生成する光変調器を少なくとも有する複数のユーザ装置と、
各ユーザ装置対応の波長の異なる複数の上り信号用光をそれぞれ生成する複数の光送信器、波長の異なる複数の上り信号光からそれぞれ複数の上り信号データを再生する複数の光受信器及び前記複数の上り信号用光を合波し、かつ前記複数の上り信号光を分波する合分波器を少なくとも有するセンタ装置と、
前記複数のユーザ装置とセンタ装置との間に配置された少なくとも１つの請求項２に記載のリモートノードとを含む
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の光通信システムにおいて、
複数のユーザ装置とセンタ装置との間に複数のリモートノードを配置するとともに、これに合わせてセンタ装置の合分波器を複数とした場合、
センタ装置に、励起光を発生する励起光源及び該励起光を分岐する光分岐器を配置し、該光分岐器にて分岐した励起光を各合分波器にて複数の上り信号用光とともに合波して各リモートノードに供給し、
リモートノードでは前記励起光を分波器にて複数の上り信号用光とともに分波し、一括波長変換器へ出力する
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の光通信システムにおいて、
励起光の波長を中心として複数の上り信号光の波長を短波長側に配置し、波長変換素子の２段階の２次非線形光学現象により、変換後の複数の上り信号光の波長を長波長側に配置するとともに、
光フィルタとして前記変換後の複数の上り信号光の波長のみを通過する特性を有する光フィルタを用いる
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項６】
請求項３又は４に記載の光通信システムにおいて、
励起光の波長を中心として複数の上り信号光の波長を長波長側に配置し、波長変換素子の２段階の２次非線形光学現象により、変換後の複数の上り信号光の波長を短波長側に配置するとともに、
光フィルタとして前記変換後の複数の上り信号光の波長のみを通過する特性を有する光フィルタを用いる
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項７】
請求項３又は４に記載の光通信システムにおいて、
励起光の波長を最も短波長側に配置し、複数の上り信号光の波長を前記励起光の波長より長波長側に配置し、波長変換素子の１段階の２次非線形光学現象により、変換後の複数の上り信号光の波長を最も長波長側に配置するとともに、
光フィルタとして前記複数の上り信号光の波長より長波長側の波長のみを通過する特性を有する光フィルタを用いる
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項８】
請求項３又は４に記載の光通信システムにおいて、
励起光の波長を最も短波長側に配置し、複数の上り信号光の波長を最も長波長側に配置し、波長変換素子の１段階の２次非線形光学現象により、変換後の複数の上り信号光の波長を前記励起光の波長と前記複数の上り信号光の波長との中間に配置するとともに、
光フィルタとして前記変換後の複数の上り信号光の波長のみを通過する特性を有する光フィルタを用いる
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項９】
請求項３乃至８いずれかに記載の光通信システムにおいて、
各ユーザ装置宛の下り信号データでそれぞれ変調した波長の異なる複数の下り信号光を複数の上り信号用光として用いた
ことを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の信号光を光波長多重して伝送する光波長多重通信の技術、特に複数のユーザ装置とこれらを収容する１つのセンタ装置との間の双方向通信を可能とするアクセス系の光波長多重通信の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は従来のこの種の光（波長多重）通信システムの一例、ここではユーザ装置に高価な光源を必要とせず、かつ１心双方向通信可能なシステムの例を示す（特許文献１参照）もので、図中、１はセンタ装置（センタノード：ＣＮ）、２−１，…２−ｎはユーザ装置、３−１，…３−ｎはセンタノード１とユーザ装置２−１，…２−ｎとをそれぞれ接続する上り下り共用の１心の光ファイバ伝送路である。
【０００３】
本システムにおいて、センタノード１は、上り信号用の無変調の連続光ＣＷ１及びユーザ装置２−１宛の下り信号データで変調した下り信号光Ｄ１を合分波器にて波長多重（合波）して光ファイバ伝送路３−１を介してユーザ装置２−１へ送信し、また、…、また、上り信号用の無変調の連続光ＣＷｎ及びユーザ装置２−ｎ宛の下り信号データで変調した下り信号光Ｄｎを合分波器にて波長多重（合波）して光ファイバ伝送路３−ｎを介してユーザ装置２−ｎへ送信する。ここで、上り信号用連続光ＣＷ１〜ＣＷｎはそれぞれ異なる光波長λ１〜λｎを有し、また、下り信号光Ｄ１〜Ｄｎはそれぞれ異なり、且つ前記光波長λ１〜λｎとも異なる光波長λｄ１〜λｄｎを有する。
【０００４】
各ユーザ装置２−１〜２−ｎでは、上り信号用連続光ＣＷ１〜ＣＷｎと下り信号光Ｄ１〜Ｄｎとを分波器にて波長分離（分波）し、下り信号光Ｄ１〜Ｄｎを光受信器にて光電変換して下り信号データを再生するとともに、上り信号用連続光ＣＷ１〜ＣＷｎの周波数（波長）を周波数シフタ（波長変換器）にて一定量シフトさせ、上り信号用連続光とも下り信号光とも異なる波長λｕ１〜λｕｎとした上で光変調器にて上り信号データで変調して上り信号光Ｕ１〜Ｕｎとし、光ファイバ伝送路３−１〜３−ｎを介してセンタノード１へ送信する。
【０００５】
このように、前記システムでは、センタノード１から送信される上り信号用連続光及び下り信号光、各ユーザ装置２−１〜２−ｎから送信される上り信号の波長がいずれも異なるため、同一波長のクロストークの影響を抑えて１心双方向通信が可能となる。また、前記システムでは、下り信号用の光源も上り信号用の光源もセンタノードに集中配置でき、それぞれ波長の異なる光源を必要としない同一の構成のユーザ装置を用いることができるため、低コストなシステムが構築できる。
【０００６】
また、従来のこの種の光波長多重通信システムの他の例として、時分割多重（ＴＤＭ）方式を用いることにより、１つのユーザ装置に対応する下り信号光と上り信号用連続光とに同じ波長を割り当てるようにした例がある（非特許文献１参照）が、この例においては使用可能な波長帯域を広げ、収容するユーザ数を増やすことが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１１８５３８号公報
【非特許文献１】
Ｎ．Ｊ．Ｆｒｉｇｏ，Ｐ．Ｐ．Ｉａｎｎｏｎｅ，Ｐ．Ｄ．Ｍａｇｉｌｌ，Ｔ．Ｅ．Ｄａｒｃｉｅ，Ｍ．Ｍ．Ｄｏｗｎｓ，Ｂ．Ｎ．Ｄｅｓａｉ  Ｕ．Ｋｏｒｅｎ，Ｔ．Ｌ．Ｋｏｃｈ，Ｃ．Ｄｒａｇｏｎｅ，Ｈ．Ｍ．Ｐｒｅｓｂｙ，ａｎｄ  Ｇ．Ｅ．Ｂｏｄｅｅｐ，“Ａ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｓｔ−Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，”ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．１１，１９９４，ＰＰ．１３６５−１３６７
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の前者のシステムでは、各ユーザ装置にそれぞれ高価な周波数シフタを設ける必要があり、ユーザ装置単体及びシステム全体として低コスト化が十分でないという課題があった。
【０００９】
また、従来の後者のシステムでは、各ユーザ装置にそれぞれ高価な周波数シフタを設ける必要はないが、伝送容量が前者のシステムの１／２になるという課題があった。
【００１０】
本発明は、複数のユーザ装置にて共有する波長変換器を用いることで、各ユーザ装置における周波数シフタ（波長変換器）を不要となし、ユーザ装置単体及びシステム全体のコストをさらに下げることを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、複数のユーザ装置にて共有する波長変換器を用い、かつ下り信号光と上り信号用光とに同じ波長を割り当てることで、各ユーザ装置における周波数シフタ（波長変換器）を不要となし、かつ伝送容量を減らすことなく使用可能な波長帯域を広げることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１の発明では、複数のユーザ装置とこれらを収容する１つのセンタ装置との間で行う光波長多重通信に際して、センタ装置が生成した前記複数のユーザ装置対応の波長の異なる複数の上り信号用光を各ユーザ装置に分配するとともに、各ユーザ装置が生成した波長の異なる複数の上り信号光を集約してセンタ装置へ送るリモートノードであって、センタ装置とは上り下り共用の光ファイバ伝送路で接続され、各ユーザ装置とは上り下り別々の光ファイバ伝送路でそれぞれ接続され、複数の上り信号用光を分波し、下り用の光ファイバ伝送路を介して各ユーザ装置へ出力する分波器と、各ユーザ装置から上り用の光ファイバ伝送路を介して入力された複数の上り信号光を合波する合波器と、合波器で合波された複数の上り信号光を一括して波長変換し、変換後の複数の上り信号光を生成する一括波長変換器と、センタ装置から上り下り共用の光ファイバ伝送路を介して入力された複数の上り信号用光を分波器へ出力し、かつ一括波長変換器から入力された変換後の複数の上り信号光を前記上り下り共用の光ファイバ伝送路へ出力する光双方向性結合素子とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記構成によれば、複数のユーザ装置における上り信号光の波長を一括して変換でき、ユーザ装置毎に周波数シフタを設ける必要がなくなり、ユーザ装置単体及びシステム全体のコストをさらに下げることが可能となる。
【００１４】
また、請求項２の発明では、請求項１に記載のリモートノードにおいて、前記一括波長変換器は、励起光を発生する励起光源と、合波された複数の上り信号光と前記励起光源からの励起光とを合波する励起光合波器と、励起光合波器で合波された複数の上り信号光と励起光とを入力とし、該上り信号光と励起光との間で生じる１段階もしくは２段階の２次非線形光学効果を用いて、複数の上り信号光を、前記上り信号光と励起光との周波数差もしくは前記上り信号光と励起光の第２高調波との周波数差に等しい周波数を有する変換後の複数の上り信号光へ一括波長変換して出力する波長変換素子と、変換後の複数の上り信号光のみを透過する光フィルタとからなることを特徴とする。
【００１５】
前記構成によれば、複数のユーザ装置からの複数の上り信号光の波長を一括して変換後の複数の上り信号光の波長へと波長変換でき、変換後の複数の上り信号光のみを出力することが可能となる。
【００１６】
また、請求項３の発明では、上り信号用光を上り信号データで変調して上り信号光を生成する光変調器を少なくとも有する複数のユーザ装置と、各ユーザ装置対応の波長の異なる複数の上り信号用光をそれぞれ生成する複数の光送信器、波長の異なる複数の上り信号光からそれぞれ複数の上り信号データを再生する複数の光受信器及び前記複数の上り信号用光を合波し、かつ前記複数の上り信号光を分波する合分波器を少なくとも有するセンタ装置と、前記複数のユーザ装置とセンタ装置との間に配置された少なくとも１つの請求項２に記載のリモートノードとを含むことを特徴とする。
【００１７】
前記構成によれば、ユーザ装置毎に周波数シフタを設ける必要がなく、ユーザ装置単体及びシステム全体のコストをさらに下げることが可能な光通信システムを実現できる。
【００１８】
また、請求項４の発明では、請求項３に記載の光通信システムにおいて、複数のユーザ装置とセンタ装置との間に複数のリモートノードを配置するとともに、これに合わせてセンタ装置の合分波器を複数とした場合、センタ装置に、励起光を発生する励起光源及び該励起光を分岐する光分岐器を配置し、該光分岐器にて分岐した励起光を各合分波器にて複数の上り信号用光とともに合波して各リモートノードに供給し、リモートノードでは前記励起光を分波器にて複数の上り信号用光とともに分波し、一括波長変換器へ出力することを特徴とする。
前記構成によれば、リモートノード毎に励起光源を設ける必要がなく、また、その高精度な波長監視が必要なくなるため、リモートノード単体及びシステム全体のコストをさらに下げることが可能となる。
【００１９】
また、請求項５の発明では、請求項３又は４に記載の光通信システムにおいて、励起光の波長を中心として複数の上り信号光の波長を短波長側に配置し、波長変換素子の２段階の２次非線形光学現象により、変換後の複数の上り信号光の波長を長波長側に配置するとともに、光フィルタとして前記変換後の複数の上り信号光の波長のみを通過する特性を有する光フィルタを用いることを特徴とする。
【００２０】
前記構成によれば、各信号光の波長を光ファイバ伝送路の損失や光送信器の出力に応じて適切なレベル調整を行う光増幅器の増幅帯域内に収め、変換後の上り信号光を取り出す光フィルタの通過特性を該変換後の上り信号光の波長帯のみを通過させるだけの簡易な特性とすることができる。
【００２１】
また、請求項６の発明では、請求項３又は４に記載の光通信システムにおいて、励起光の波長を中心として複数の上り信号光の波長を長波長側に配置し、波長変換素子の２段階の２次非線形光学現象により、変換後の複数の上り信号光の波長を短波長側に配置するとともに、光フィルタとして前記変換後の複数の上り信号光の波長のみを通過する特性を有する光フィルタを用いることを特徴とする。
【００２２】
前記構成によれば、各信号光の波長を光ファイバ伝送路の損失や光送信器の出力に応じて適切なレベル調整を行う光増幅器の増幅帯域内に収め、変換後の上り信号光を取り出す光フィルタの通過特性を該変換後の上り信号光の波長帯のみを通過させるだけの簡易な特性とすることができる。
【００２３】
また、請求項７の発明では、請求項３又は４に記載の光通信システムにおいて、励起光の波長を最も短波長側に配置し、複数の上り信号光の波長を前記励起光の波長より長波長側に配置し、波長変換素子の１段階の２次非線形光学現象により、変換後の複数の上り信号光の波長を最も長波長側に配置するとともに、光フィルタとして前記複数の上り信号光の波長より長波長側の波長のみを通過する特性を有する光フィルタを用いることを特徴とする。
【００２４】
前記構成によれば、励起光のパワーに対する変換後の上り信号光のパワーの発生効率を高めることが可能となり、また、各信号光の波長を光ファイバ伝送路の損失や光送信器の出力に応じて適切なレベル調整を行う光増幅器の増幅帯域内に収め、変換後の上り信号光を取り出す光フィルタの通過特性を該変換後の上り信号光の波長帯のみを通過させるだけの簡易な特性とすることができる。
【００２５】
また、請求項８の発明では、請求項３又は４に記載の光通信システムにおいて、励起光の波長を最も短波長側に配置し、複数の上り信号光の波長を最も長波長側に配置し、波長変換素子の１段階の２次非線形光学現象により、変換後の複数の上り信号光の波長を前記励起光の波長と前記複数の上り信号光の波長との中間に配置するとともに、光フィルタとして前記変換後の複数の上り信号光の波長のみを通過する特性を有する光フィルタを用いることを特徴とする。
【００２６】
前記構成によれば、励起光のパワーに対する変換後の上り信号光のパワーの発生効率を高めることが可能となり、また、各信号光の波長を光ファイバ伝送路の損失や光送信器の出力に応じて適切なレベル調整を行う光増幅器の増幅帯域内に収め、変換後の上り信号光を取り出す光フィルタの通過特性を該変換後の上り信号光の波長帯のみを通過させるだけの簡易な特性とすることができる。
【００２７】
また、請求項９の発明では、請求項３乃至８いずれかに記載の光通信システムにおいて、各ユーザ装置宛の下り信号データでそれぞれ変調した波長の異なる複数の下り信号光を複数の上り信号用光として用いたことを特徴とする。
【００２８】
前記構成によれば、下り信号光と上り信号用光とに同じ波長を割り当てることが可能となり、ユーザ装置毎に周波数シフタを設ける必要がなく、かつ伝送容量を減らすことなく使用可能な波長帯域を広げることが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（請求項１，３，９）
図１は本発明のリモートノード及びこれを用いた光（波長多重）通信システムの第１の実施の形態を示すもので、ここでは各ユーザ装置宛の下り信号データでそれぞれ変調した波長の異なる複数の下り信号光を複数の上り信号用光として再利用するようになした例を示す。
【００３０】
図１において、１０はセンタ装置（センタノード：ＣＮ）、２０−１，…２０−ｎはユーザ装置、３０はリモートノード（ＲＮ）、４０はセンタノード１０とリモートノード３０とを接続する上り下り共用の１心の光ファイバ伝送路、４１−１，…４１−ｎはユーザ装置２０−１，…２０−ｎとリモートノード３０とをそれぞれ接続する下り用の１心の光ファイバ伝送路、４２−１，…４２−ｎはユーザ装置２０−１，…２０−ｎとリモートノード３０とをそれぞれ接続する上り用の１心の光ファイバ伝送路である。
【００３１】
センタノード１０は、各ユーザ装置宛の下り信号データでそれぞれ変調した波長の異なる複数の下り信号光をそれぞれ生成する複数の光送信器１１−１，…１１−ｎと、波長の異なる複数の上り信号光からそれぞれ複数の上り信号データを再生する複数の光受信器１２−１，…１２−ｎと、前記複数の下り信号光を合波し、かつ前記複数の上り信号光を分波する合分波器１３とを備えている。
【００３２】
また、ユーザ装置２０−１〜２０−ｎはそれぞれ、下り信号光を光電変換して下り信号データを再生する光受信器２１と、上り信号用光としての該下り信号光を上り信号データで変調して上り信号光を生成する光変調器２２とを備えている。
【００３３】
また、リモートノード３０は、複数の下り信号光を分波し、光ファイバ伝送路４１−１〜４１−ｎを介して各ユーザ装置２０−１〜２０−ｎへ出力する分波器３１と、各ユーザ装置２０−１〜２０−ｎから光ファイバ伝送路４２−１〜４２−ｎを介して入力された複数の上り信号光を合波する合波器３２と、合波器３２で合波された複数の上り信号光を一括して波長変換し、変換後の複数の上り信号光を生成する一括波長変換器３３と、センタノード１０から光ファイバ伝送路４０を介して入力された複数の下り信号光を分波器３１へ出力し、かつ一括波長変換器３３から入力された変換後の複数の上り信号光を光ファイバ伝送路４０へ出力する光双方向性結合素子３４と、光増幅器３５，３６とを備えている。
【００３４】
このような構成において、本システムは以下のように動作する。
【００３５】
センタノード１０の光送信器１１−１〜１１−ｎにて各ユーザ装置２０−１〜２０−ｎ宛の下り信号データで変調されて生成された下り信号光Ｄ１〜Ｄｎは合分波器１３で波長多重（合波）され、光ファイバ伝送路４０を介してリモートノード３０へ送信される。ここで、下り信号光Ｄ１〜Ｄｎはそれぞれ異なる光波長λ１〜λｎを有するものとする。
【００３６】
リモートノード３０の光双方向結合素子３４に入力された下り信号光Ｄ１〜Ｄｎは光増幅器３５に出力され、ユーザ装置２０−１〜２０−ｎ内において上り信号データで正しく変調可能なレベルまで増幅された後、分波器３１に入力される。増幅された下り信号光Ｄ１〜Ｄｎは分波器３１にて波長分離（分波）され、それぞれ光ファイバ伝送路４１−１〜４１−ｎを介してユーザ装置２０−１〜２０−ｎへ送信される。
【００３７】
各ユーザ装置２０−１〜２０−ｎに入力された下り信号光Ｄ１〜Ｄｎは、光受信器２１にてそれぞれ光電変換されて下り信号データが再生されるとともに、光変調器２２にて上り信号データで変調され、上り信号光Ｕ１〜Ｕｎとして光ファイバ伝送路４２−１〜４２−ｎを介してリモート３０へ返送される。なお、上り信号光Ｕ１〜Ｕｎの光波長は、下り信号光Ｄ１〜Ｄｎの光波長（λ１〜λｎ）とそれぞれ同一である。
【００３８】
リモートノード３０に入力された各上り信号光Ｕ１〜Ｕｎは合波器３２で波長多重（合波）され、一括波長変換器３３に入力される。一括波長変換器１１に入力された上り信号光Ｕ１〜Ｕｎはその光波長λ１〜λｎが一括して変換され、当該上り信号光Ｕ１〜Ｕｎとは異なる光波長λｎ＋１〜λ２ｎを有する変換後の上り信号光Ｃ１〜Ｃｎとなって光増幅器３６に出力される。
【００３９】
光増幅器３６でセンタノード１０内の光受信器１２−１〜１２−ｎが受光可能な最低レベルまで増幅された変換後の上り信号光Ｃ１〜Ｃｎは、光双方向結合素子３４に入力され、光ファイバ伝送路４０に出力される。
【００４０】
光ファイバ伝送路４０を介してセンタノード１０に入力された変換後の上り信号光Ｃ１〜Ｃｎは、合分波器１３にて波長分離（分波）され、光受信器１２−１〜１２−ｎにて光電変換されて上り信号データが再生される。
【００４１】
以上説明したように、センタノード１０と複数のユーザ装置２０−１〜２０−ｎとの間に、ユーザ装置２０−１〜２０−ｎへの下り信号光を分波し、ユーザ装置２０−１〜２０−ｎからの上り信号光を合波し、その光波長を一括変換する機能を備えたリモートノード３０を配置したことにより、各ユーザ装置内には周波数シフタ（波長変換器）を不要とすることが可能となる。
【００４２】
なお、１つのユーザ装置に対する下り信号光と上り信号用光とを波長の異なる別々の光とする場合は、光送信器１１−１〜１１−ｎとは別に、波長の異なる複数の上り信号用光（連続光）をそれぞれ生成するｎ個の光送信器（光源）をセンタノードに設けるとともに、下り信号光と上り信号用光とを波長分離（分波）する分波器を各ユーザ装置２０−１〜２０−ｎに設ける必要がある。
【００４３】
（請求項２）
図２はリモートノードにおける一括波長変換器の実施の形態の一例を示すもので、図中、３３１は励起光を発生する励起光源、３３２は合波された複数の上り信号光と励起光源３３１からの励起光とを合波する合波器、３３３は上り信号光と励起光との間で生じる１段階もしくは２段階の２次非線形光学効果を用いて、複数の上り信号光を、前記上り信号光と励起光との周波数差もしくは前記上り信号光と励起光の第２高調波との周波数差に等しい周波数を有する変換後の複数の上り信号光へ一括波長変換して出力する波長変換素子、３３４は変換後の複数の上り信号光のみを透過する光フィルタである。
【００４４】
このような構成において、本一括波長変換器は以下のように動作する。
【００４５】
図１で説明した光通信システムのリモートノード３０の合波器３２で波長多重（合波）された複数の上り信号Ｕ１〜Ｕｎは、励起光源３３１で発生した励起光Ｅ（光波長λｐｕｍｐ）と合波器３３２にて合波され、波長変換素子３３３に入力される。
【００４６】
波長変換素子３３３内では、複数の上り信号光Ｕ１〜Ｕｎと励起光Ｅとの間で生じる２次非線形光学現象の２段階励起もしくは１段階励起による波長変換により、複数の上り信号光Ｕ１〜Ｕｎが、自身と異なる光波長λｎ＋１〜λ２ｎを有する複数の上り信号光Ｃ１〜Ｃｎへと一括波長変換される。
【００４７】
波長変換素子３３３から出力される光波長としては、励起光の光波長λｐｕｍｐと、上り信号光の光波長λ１〜λｎと、変換後の上り信号光の光波長λｎ＋１〜λ２ｎとがあるが、光フィルタ３３４にて変換後の上り信号光の光波長λｎ＋１〜λ２ｎのみが出力される。
【００４８】
これにより、複数の上り信号光Ｕ１〜Ｕｎから変換後の複数の上り信号光Ｃ１〜Ｃｎへの一括波長変換が可能となり、１心双方向通信時の同一波長のクロストークを抑圧することが可能となる。
【００４９】
ここで、２次非線形光学現象を用いた波長変換素子としては、ニオブ酸リチウムなどの無機結晶や化合物半導体を用いた擬似位相整合デバイスが利用できる。
【００５０】
（請求項４）
図３は本発明の光通信システムの第２の実施の形態を示すもので、ここではリモートノードが複数、例えば２個配置された場合に励起光源もセンタノードへ集約するようになした例を示すもので、図中、図１と同一構成部分は同一符号をもって表す。
【００５１】
即ち、１００はセンタノード（ＣＮ）、２０−１，…２０−ｎはユーザ装置、３００−１，３００−２はリモートノード（ＲＮ）、４０−１，４０−２はセンタノード１００とリモートノード３００−１，３００−２とを接続する上り下り共用の１心の光ファイバ伝送路、４１−１，…４１−ｎはユーザ装置２０−１，…２０−ｎとリモートノード３００−１とをそれぞれ接続する下り用の１心の光ファイバ伝送路、４２−１，…４２−ｎはユーザ装置２０−１，…２０−ｎとリモートノード３００−１とをそれぞれ接続する上り用の１心の光ファイバ伝送路である。なお、リモートノード３００−２に接続する複数のユーザ装置及びその間の光ファイバ伝送路については簡単化のため省略した。
【００５２】
センタノード１００は、リモートノード３００−１及び３００−２それぞれに対応する複数の光送信器１１ａ−１〜１１ａ−ｎ及び１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎと、複数の光受信器１２ａ−１〜１２ａ−ｎ及び１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎと、合分波器１３ａ及び１３ｂとを備える外、一括波長変換に必要な励起光（光波長λｐｕｍｐ）を発生する励起光源１４と、励起光を分岐して合分波器１３ａ及び１３ｂに入力する光分岐器１５とを備えている。
【００５３】
また、リモートノード３００−１，３００−２はそれぞれ、分波器３１と、合波器３２と、一括波長変換器３３と、光双方向性結合素子３４と、光増幅器３５，３６とを備える外、外部からの励起光を増幅するための光増幅器３７を備えている（なお、リモートノード３００−２内の構成は簡単化のため省略した。）。
【００５４】
但し、合分波器１３ａ及び１３ｂは光送信器１１ａ−１〜１１ａ−ｎ及び１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎからの上り信号光とともに励起光を波長多重（合波）する機能を有し、また、分波器３１は上り信号光とともに励起光を波長分離（分波）する機能を有するものとする。
【００５５】
このような構成において、本システムは以下のように動作する。
【００５６】
センタノード１００の励起光源１４で発生した励起光Ｅは、光分岐器１５にて接続されているリモートノードの数と同数、ここでは２つに分岐された後、それぞれの合分波器１３ａ，１３ｂに入力され、上り信号用光Ｄ１〜Ｄｎと波長多重（合波）され、光ファイバ伝送路４０−１，４０−２を介してリモートノード３００−１，３００−２へ送信される。
【００５７】
各リモートノード３００−１，３００−２の光双方向結合素子３４に下り信号光Ｄ１〜Ｄｎとともに入力された励起光Ｅは、光増幅器３５を介して分波器３１に入力され、下り信号光Ｄ１〜Ｄｎとともに波長分離（分波）される。この際、励起光Ｅは光増幅器３７に入力され、一括波長変換のために必要なレベルにまで増幅されて一括波長変換器３３に入力される。なお、以後の動作は第１の実施の形態の場合と同様である。
【００５８】
これにより、センタノードに設置された一つの励起光源を複数のリモートノードで共有することが可能となり、各リモートノードから励起光源を省略可能となるため、低コストな光通信システムの構築が可能となる。
【００５９】
なお、本実施の形態ではリモートノードを２つとしたが、３個以上であっても良い。
【００６０】
（請求項５）
図４は波長変換素子による２次非線形光学現象の２段階励起を用いた場合の本発明の光通信システムにおける各信号光及び励起光の波長配置並びにこれに対応した光フィルタの透過特性の第１の実施の形態を示すものである。
【００６１】
波長変換素子３３３に対する光波長λｐｕｍｐ（周波数ｆｐｕｍｐ）の励起光及び光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光の入力に対し、出力される光は、光波長λｐｕｍｐ（周波数ｆｐｕｍｐ）の励起光、光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光、光波長λＳＨＧ（周波数２ｆｐｕｍｐ）の励起光の第２高調波及び光波長λｎ＋１〜λ２ｎ（周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ）の変換後の上り信号光である。ここで、波長変換素子３３３内では、ｆｎ＋１（ｆｎ＋２…ｆ２ｎ）＝２ｆｐｕｍｐ−ｆ１（ｆ２…ｆｎ）を満たす波長変換がなされる。
【００６２】
光増幅器３５，３６の増幅帯域がＣもしくはＬバンドであることから、光波長λ１〜λｎの上り信号用光とは別の光波長λ２ｎ＋１〜λ３ｎの下り信号光Ｄ１〜Ｄｎを用いた場合、上り信号光Ｕ１〜Ｕｎ及び下り信号光Ｄ１〜ＤｎをＣバンド、変換後の上り信号光Ｃ１〜ＣｎをＬバンド、励起光をＣバンドとＬバンドとの中間の波長とする。光フィルタ３３４の透過特性としてはλｐｕｍｐより長波長側を透過する特性とする。
【００６３】
このような波長配置及びフィルタ特性にすることで、λｎ＋１〜λ２ｎ＞λｐｕｍｐ＞λ１〜λｎ＞λ２ｎ＋１〜λ３ｎ＞λＳＨＧとなるから、変換後の上り信号の波長帯のみを容易く一括して透過させることができる。
【００６４】
（請求項６）
図５は波長変換素子による２次非線形光学現象の２段階励起を用いた場合の本発明の光通信システムにおける各信号光及び励起光の波長配置並びにこれに対応した光フィルタの透過特性の第２の実施の形態を示すものである。
【００６５】
波長変換素子３３３に対する光波長λｐｕｍｐ（周波数ｆｐｕｍｐ）の励起光及び光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光の入力に対し、出力される光は、光波長λｐｕｍｐ（周波数ｆｐｕｍｐ）の励起光、光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光、光波長λＳＨＧ（周波数２ｆｐｕｍｐ）の励起光の第２高調波及び光波長λｎ＋１〜λ２ｎ（周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ）の変換後の上り信号光である。ここで、波長変換素子３３３内では、ｆｎ＋１（ｆｎ＋２…ｆ２ｎ）＝２ｆｐｕｍｐ−ｆ１（ｆ２…ｆｎ）を満たす波長変換がなされる。
【００６６】
光増幅器３５，３６の増幅帯域がＣもしくはＬバンドであることから、光波長λ１〜λｎの上り信号用光とは別の光波長λ２ｎ＋１〜λ３ｎの下り信号光Ｄ１〜Ｄｎを用いた場合、上り信号光Ｕ１〜Ｕｎ及び下り信号光Ｄ１〜ＤｎをＬバンド、変換後の上り信号光Ｃ１〜ＣｎをＣバンド、励起光をＣバンドとＬバンドとの中間の波長とする。光フィルタ３３４の透過特性としてはλｐｕｍｐより短波長側及びλＳＨＧより長波長側を透過する特性とする。
【００６７】
このような波長配置及びフィルタ特性にすることで、変換上り信号光のみをたやすく一括して透過させることができる。
【００６８】
（請求項５，９）
図６は波長変換素子による２次非線形光学現象の２段階励起を用いた場合の本発明の光通信システムにおける各信号光及び励起光の波長配置並びにこれに対応した光フィルタの透過特性の第３の実施の形態を示すものである。
【００６９】
本実施の形態は、光通信システムの第１の実施の形態で述べたような、下り信号光を上り信号用光として再利用するユーザ装置を用いる場合を想定している。
【００７０】
波長変換素子３３３に対する光波長λｐｕｍｐ（周波数ｆｐｕｍｐ）の励起光及び光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光の入力に対し、出力される光は、光波長λｐｕｍｐ（周波数ｆｐｕｍｐ）の励起光、光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光、光波長λＳＨＧ（周波数２ｆｐｕｍｐ）の励起光の第２高調波及び光波長λｎ＋１〜λ２ｎ（周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ）の変換後の上り信号光である。ここで、波長変換素子３３３内では、ｆｎ＋１（ｆｎ＋２…ｆ２ｎ）＝２ｆｐｕｍｐ−ｆ１（ｆ２…ｆｎ）を満たす波長変換がなされる。
【００７１】
光増幅器３５，３６の増幅帯域がＣもしくはＬバンドであることから、上り信号光Ｕ１〜ＵｎをＣバンド、変換後の上り信号光Ｃ１〜ＣｎをＬバンド、励起光をＣバンドとＬバンドとの中間の波長とする。光フィルタ３３４の透過特性としてはλｐｕｍｐより長波長側を透過する特性とする。
【００７２】
このような波長配置及びフィルタ特性にすることで、λｎ＋１〜λ２ｎ＞λｐｕｍｐ＞λ１〜λｎ＞λＳＨＧとなるから、変換後の上り信号光のみを容易く一括して透過させることができる。
【００７３】
また、下り信号光のための波長帯を必要としないので、光増幅器の増幅帯域内に上り信号用光として割り当てることのできる波長帯が広がり、また、波長変換しているためコヒーレントクロストークの影響がなくなり、ＴＤＭを必要とせず、１心双方向化が可能となる。
【００７４】
（請求項６，９）
図７は波長変換素子による２次非線形光学現象の２段階励起を用いた場合の本発明の光通信システムにおける各信号光及び励起光の波長配置並びにこれに対応した光フィルタの透過特性の第４の実施の形態を示すものである。
【００７５】
本実施の形態は、光通信システムの第１の実施の形態で述べたような、下り信号光を上り信号用光として再利用するユーザ装置を用いる場合を想定している。
【００７６】
波長変換素子３３３に対する光波長λｐｕｍｐ（周波数ｆｐｕｍｐ）の励起光及び光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光の入力に対し、出力される光は、光波長λｐｕｍｐ（周波数ｆｐｕｍｐ）の励起光、光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光、光波長λＳＨＧ（周波数２ｆｐｕｍｐ）の励起光の第２高調波及び光波長λｎ＋１〜λ２ｎ（周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ）の変換後の上り信号光である。ここで、波長変換素子３３３内では、ｆｎ＋１（ｆｎ＋２…ｆ２ｎ）＝２ｆｐｕｍｐ−ｆ１（ｆ２…ｆｎ）を満たす波長変換がなされる。
【００７７】
光増幅器３５，３６の増幅帯城がＣもしくはＬバンドであることから、上り信号光Ｕ１〜ＵｎをＬバンド、変換後の上り信号光Ｃ１〜ＣｎをＣバンド、励起光をＣバンドとＬバンドとの中間の波長とする。光フィルタ３３４の透過特性としてはλｐｕｍｐより短波長側及びλＳＨＧより長波長側を透過する特性とする。
【００７８】
このような波長配置及びフィルタ特性にすることで、変換後の上り信号光のみを容易く一括して透過させることができる。
【００７９】
また、下り信号光のための波長帯を必要としないので、光増幅器の増幅帯域内に上り信号用光として割り当てることのできる波長帯が広がり、また、波長変換しているためコヒーレントクロストークの影響がなくなり、ＴＤＭを必要とせず、１心双方向化が可能となる。
【００８０】
（請求項７）
図８は波長変換素子による２次非線形光学現象の１段階励起を用いた場合の本発明の光通信システムにおける各信号光及び励起光の波長配置並びにこれに対応した光フィルタの透過特性の第１の実施の形態を示すものである。
【００８１】
図４の実施の形態に記載した波長配置において光波長λｐｕｍｐの励起光ではなく、光波長λＳＨＧの励起光を直接入力し、光波長λＳＨＧの励起光と光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光との周波数の差に等しい光波長λｎ＋１〜λ２ｎ（周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ）を有する変換後の上り信号光を発生する。
【００８２】
波長変換素子３３３に対する光波長λ’ｐｕｍｐ＝λＳＨＧ（周波数ｆ’ｐｕｍｐ＝２ｆｐｕｍｐ）の励起光及び光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光の入力に対し、出力される光は、光波長λ’ｐｕｍｐ（周波数ｆ’ｐｕｍｐ）の励起光、光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光及び光波長λｎ＋１〜λ２ｎ（周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ）の変換後の上り信号光である。ここで、波長変換素子３３３内では、ｆｎ＋１（ｆｎ＋２…ｆ２ｎ）＝ｆ’ｐｕｍｐ−ｆ１（ｆ２…ｆｎ）を満たす波長変換がなされる。
【００８３】
光増幅器３５，３６の増幅帯域がＣもしくはＬバンドであることから、光波長λ１〜λｎの上り信号用光とは別の光波長λ２ｎ＋１〜λ３ｎの下り信号光Ｄ１〜Ｄｎを用いた場合、上り信号光Ｕ１〜Ｕｎ及び下り信号光Ｄ１〜ＤｎをＣバンド、変換後の上り信号光Ｃ１〜Ｃ２をＬバンド、励起光の光波長λ’ｐｕｍｐの２倍の周波数を有する光波長がＣバンドとＬバンドとの中間とする。光フィルタ３３４の透過特性としてはλ１〜λｎより長波長側を透過する特性とする。
【００８４】
このような波長配置及びフィルタ特性にすることで、λｎ＋１〜λ２ｎ＞λ１〜λｎ＞λ２ｎ＋１〜λ３ｎ＞λ’ｐｕｍｐとなるから、変換後の上り信号光のみを容易く一括して透過させることができる。
【００８５】
また、１回の非線形過程により波長変換がなされるため、励起光に対する変換後の上り信号光の発生効率を高くすることが可能となる。また、図４の実施の形態における光波長λｐｕｍｐの強レベルの励起光が存在しないため、光波長λｐｕｍｐに対するフィルタの遮断特性も緩和される。
【００８６】
（請求項８）
図９は波長変換素子による２次非線形光学現象の１段階励起を用いた場合の本発明の光通信システムにおける各信号光及び励起光の波長配置並びにこれに対応した光フィルタの透過特性の第２の実施の形態を示すものである。
【００８７】
図５の実施の形態に記載した波長配置において光波長λｐｕｍｐの励起光ではなく、光波長λＳＨＧの励起光を直接入力し、光波長λＳＨＧの励起光と光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光との周波数の差に等しい光波長λｎ＋１〜λ２ｎ（周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ）を有する変換後の上り信号光を発生する。
【００８８】
波長変換素子３３３に対する光波長λ’ｐｕｍｐ＝λＳＨＧ（周波数ｆ’ｐｕｍｐ＝２ｆｐｕｍｐ）の励起光及び光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光の入力に対し、出力される光は、光波長λ’ｐｕｍｐ（周波数ｆ’ｐｕｍｐ）の励起光、光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光及び光波長λｎ＋１〜λ２ｎ（周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ）の変換後の上り信号光である。ここで、波長変換素子３３３内では、ｆｎ＋１（ｆｎ＋２…ｆ２ｎ）＝ｆ’ｐｕｍｐ−ｆ１（ｆ２…ｆｎ）を満たす波長変換がなされる。
【００８９】
光増幅器３５，３６の増幅帯域がＣもしくはＬバンドであることから、光波長λ１〜λｎの上り信号用光とは別の光波長λ２ｎ＋１〜λ３ｎの下り信号光Ｄ１〜Ｄｎを用いた場合、上り信号光Ｕ１〜Ｕｎ及び下り信号光Ｄ１〜ＤｎをＬバンド、変換後の上り信号光Ｃ１〜ＣｎをＣバンド、励起光の光波長λ’ｐｕｍｐの２倍の周波数を有する光波長がＣバンドとＬバンドとの中間とする。光フィルタ３３４の透過特性としてはλ１〜λｎより短波長側及びλ’ｐｕｍｐより長波長側を透過する特性とする。
【００９０】
このような波長配置及びフィルタ特性にすることで、λ２ｎ＋１〜λ３ｎ＞λ１〜λｎ＞λｎ＋１〜λ２ｎ＞λ’ｐｕｍｐとなるから、変換後の上り信号光のみを容易く一括して透過させることができる。
【００９１】
また、１回の非線形過程により波長変換がなされるため、励起光に対する変換後の上り信号光の発生効率を高くすることが可能となる。また、図５の実施の形態における光波長λｐｕｍｐの強レベルの励起光が存在しないため、光波長λｐｕｍｐに対するフィルタの遮断特性も緩和される。
【００９２】
（請求項７，９）
図１０は波長変換素子による２次非線形光学現象の１段階励起を用いた場合の本発明の光通信システムにおける各信号光及び励起光の波長配置並びにこれに対応した光フィルタの透過特性の第３の実施の形態を示すものである。
【００９３】
本実施の形態は、光通信システムの第１の実施の形態で述べたような、下り信号光を上り信号用光として再利用するユーザ装置を用いる場合を想定している。
【００９４】
図６の実施の形態に記載した波長配置において光波長λｐｕｍｐの励起光ではなく、光波長λＳＨＧの励起光を直接入力し、光波長λＳＨＧの励起光と光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光との周波数の差に等しい光波長λｎ＋１〜λ２ｎ（周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ）を有する変換後の上り信号光を発生する。
【００９５】
波長変換素子３３３に対する光波長λ’ｐｕｍｐ＝λＳＨＧ（周波数ｆ’ｐｕｍｐ＝２ｆｐｕｍｐ）の励起光及び光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光の入力に対し、出力される光は、光波長λ’ｐｕｍｐ（周波数ｆ’ｐｕｍｐ）の励起光、光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光及び光波長λｎ＋１〜λ２ｎ（周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ）の変換後の上り信号光である。ここで、波長変換素子３３３内では、ｆｎ＋１（ｆｎ＋２…ｆ２ｎ）＝ｆ’ｐｕｍｐ−ｆ１（ｆ２…ｆｎ）を満たす波長変換がなされる。
【００９６】
光増幅器３５，３６の増幅帯域がＣもしくはＬバンドであることから、上り信号光Ｕ１〜ＵｎをＣバンド、変換後の上り信号光Ｃ１〜ＣｎをＬバンド、励起光の光波長λ’ｐｕｍｐの２倍の周波数を有する光波長がＣバンドとＬバンドとの中間とする。光フィルタ３３４の透過特性としてはλ１〜λｎより長波長側を透過する特性とする。
【００９７】
このような波長配置及びフィルタ特性にすることで、λｎ＋１〜λ２ｎ＞λ１〜λｎ＞λ’ｐｕｍｐとなるから、変換後の上り信号光のみを容易く一括して透過させることができる。
【００９８】
また、１回の非線形過程により波長変換がなされるため、励起光に対する変換後の上り信号光の発生効率を高くすることが可能となる。また、図６の実施の形態における光波長λｐｕｍｐの強レベルの励起光が存在しないため、光波長λｐｕｍｐに対するフィルタの遮断特性も緩和される。
【００９９】
また、下り信号光のための波長帯を必要としないので、光増幅器の増幅帯域内に上り信号用光として割り当てることのできる波長帯が広がり、また、波長変換しているためコヒーレントクロストークの影響がなくなり、ＴＤＭを必要とせず、１心双方向化が可能となる。
【０１００】
（請求項８，９）
図１１は波長変換素子による２次非線形光学現象の１段階励起を用いた場合の本発明の光通信システムにおける各信号光及び励起光の波長配置並びにこれに対応した光フィルタの透過特性の第４の実施の形態を示すものである。
【０１０１】
本実施の形態は、光通信システムの第１の実施の形態で述べたような、下り信号光を上り信号用光として再利用するユーザ装置を用いる場合を想定している。
【０１０２】
図７の実施の形態に記載した波長配置において光波長λｐｕｍｐの励起光ではなく、光波長λＳＨＧの励起光を直接入力し、光波長λＳＨＧの励起光と光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光との周波数の差に等しい光波長λｎ＋１〜λ２ｎ（周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ）を有する変換後の上り信号光を発生する。
【０１０３】
波長変換素子３３３に対する光波長λ’ｐｕｍｐ＝λＳＨＧ（周波数ｆ’ｐｕｍｐ＝２ｆｐｕｍｐ）の励起光及び光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光の入力に対し、出力される光は、光波長λ’ｐｕｍｐ（周波数ｆ’ｐｕｍｐ）の励起光、光波長λ１〜λｎ（周波数ｆ１〜ｆｎ）の上り信号光及び光波長λｎ＋１〜λ２ｎ（周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ）の変換後の上り信号光である。ここで、波長変換素子３３３内では、ｆｎ＋１（ｆｎ＋２…ｆ２ｎ）＝ｆ’ｐｕｍｐ−ｆ１（ｆ２…ｆｎ）を満たす波長変換がなされる。
【０１０４】
光増幅器３５，３６の増幅帯域がＣもしくはＬバンドであることから、上り信号光Ｕ１〜ＵｎをＬバンド、変換後の上り信号光Ｃ１〜ＣｎをＣバンド、励起光の光波長λ’ｐｕｍｐの２倍の周波数を有する光波長がＣバンドとＬバンドとの中間とする。光フィルタ３３４の透過特性としてはλ１〜λｎより短波長側及びλ’ｐｕｍｐより長波長側を透過する特性とする。
【０１０５】
このような波長配置及びフィルタ特性にすることで、λ１〜λｎ＞λｎ＋１〜λ２ｎ＞λ’ｐｕｍｐとなるから、変換後の上り信号光のみを容易く一括して透過させることができる。
【０１０６】
また、１回の非線形過程により波長変換がなされるため、励起光に対する変換後の上り信号光の発生効率を高くすることが可能となる。また、図７の実施の形態における光波長λｐｕｍｐの強レベルの励起光が存在しないため、光波長λｐｕｍｐに対するフィルタの遮断特性も緩和される。
【０１０７】
また、下り信号光のための波長帯を必要としないので、光増幅器の増幅帯域内に上り信号用光として割り当てることのできる波長帯が広がり、また、波長変換しているためコヒーレントクロストークの影響がなくなり、ＴＤＭを必要とせず、１心双方向化が可能となる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のユーザ装置にて共有する波長変換器を用いることで、各ユーザ装置における周波数シフタ（波長変換器）を不要となし、ユーザ装置単体及びシステム全体のコストをさらに下げることが可能となる。また、下り信号光と上り信号用光とに同じ波長を割り当てることで、伝送容量を減らすことなく使用可能な波長帯域を広げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリモートノード及びこれを用いた光通信システムの第１の実施の形態を示す構成図
【図２】リモートノードにおける一括波長変換器の実施の形態の一例を示す構成図
【図３】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４】２次非線形光学現象の２段階励起を用いた場合の各信号光及び励起光の波長配置並びに光フィルタの透過特性の第１の実施の形態を示す図
【図５】２次非線形光学現象の２段階励起を用いた場合の各信号光及び励起光の波長配置並びに光フィルタの透過特性の第２の実施の形態を示す図
【図６】２次非線形光学現象の２段階励起を用いた場合の各信号光及び励起光の波長配置並びに光フィルタの透過特性の第３の実施の形態を示す図
【図７】２次非線形光学現象の２段階励起を用いた場合の各信号光及び励起光の波長配置並びに光フィルタの透過特性の第４の実施の形態を示す図
【図８】２次非線形光学現象の１段階励起を用いた場合の各信号光及び励起光の波長配置並びに光フィルタの透過特性の第１の実施の形態を示す図
【図９】２次非線形光学現象の１段階励起を用いた場合の各信号光及び励起光の波長配置並びに光フィルタの透過特性の第２の実施の形態を示す図
【図１０】２次非線形光学現象の１段階励起を用いた場合の各信号光及び励起光の波長配置並びに光フィルタの透過特性の第３の実施の形態を示す図
【図１１】２次非線形光学現象の１段階励起を用いた場合の各信号光及び励起光の波長配置並びに光フィルタの透過特性の第４の実施の形態を示す図
【図１２】従来の光通信システムの一例を示す構成図
【符号の説明】
１０，１００：センタノード（ＣＮ）、１１−１〜１１−ｎ，１１ａ−１〜１１ａ−ｎ，１１ｂ−１〜１１ｂ−ｎ：光送信器、１２−１〜１２−ｎ，１２ａ−１〜１２ａ−ｎ，１２ｂ−１〜１２ｂ−ｎ：光受信器、１３，１３ａ，１３ｂ：合分波器、１４：励起光源、１５：光分岐器、２０−１〜２０−ｎ：ユーザ装置、２１：光受信器、２２：光変調器、３０，３００−１，３００−２：リモートノード（ＲＮ）、３１：分波器、３２：合波器、３３：一括波長変換器、３４：光双方向性結合素子、３５，３６，３７：光増幅器、４０，４０−１，４０−２，４１−１〜４１−ｎ，４２−１〜４２−ｎ：光ファイバ伝送路、３３１：励起光源、３３２：合波器、３３３：波長変換素子、３３４：光フィルタ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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