(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光局側装置と複数の光加入者装置とを光カプラにより分岐した光伝送路を用いて互いに接続した受動光ネットワーク（ＰＯＮ）システムについて、前記光局側装置および前記光カプラの間に位置する前記光伝送路上または前記光局側装置内に配置され、前記各光加入者装置から前記光局側装置に送信される上り信号光を受信する光伝送装置であって、
前記光加入者装置毎に割り当てられたタイムスロットに従って前記各光加入者装置から前記光局側装置に送信される上り信号光が入力され、該上り信号光を前記タイムスロットに対応したタイミングを示す同期信号に従って区分すると共に、前記光加入者装置毎に予め登録しておいた必要利得情報に基づいて、前記区分した信号光をその送信元となる光加入者装置に対応した必要利得で増幅して出力する上り信号光増幅部を備え、
前記上り信号光増幅部は、
入力される上り信号光をＮ分岐（Ｎは２以上の整数）する分岐器と、
前記分岐器で分岐された各信号光を実質的に等しい利得で増幅するＮ個の半導体光増幅器と、
前記Ｎ個の半導体光増幅器から出力される各信号光を合波する合波器と、
前記Ｎ個の半導体光増幅器のうちの１つを除いた各半導体光増幅器と前記合波器との間の各光路上に挿入され、各々の減衰量が互いに異なるＮ−１個の光減衰器と、
前記同期信号のタイミングに該当するタイムスロットの送信元となる光加入者装置に対応した前記必要利得情報に応じて、前記Ｎ個の半導体光増幅器のうちのいずれか１つを駆動状態とし、残りの半導体光増幅器を非駆動状態とする駆動回路と、を含むことを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
光局側装置と複数の光加入者装置とを光カプラにより分岐した光伝送路を用いて互いに接続した受動光ネットワーク（ＰＯＮ）システムについて、前記光局側装置および前記光カプラの間に位置する前記光伝送路上または前記光局側装置内に配置され、前記各光加入者装置から前記光局側装置に送信される上り信号光を受信する光伝送装置であって、
前記光加入者装置毎に割り当てられたタイムスロットに従って前記各光加入者装置から前記光局側装置に送信される上り信号光が入力され、該上り信号光を前記タイムスロットに対応したタイミングを示す同期信号に従って区分すると共に、前記光加入者装置毎に予め登録しておいた必要利得情報に基づいて、前記区分した信号光をその送信元となる光加入者装置に対応した必要利得で増幅して出力する上り信号光増幅部を備え、
前記上り信号光増幅部は、
入力される上り信号光をＮ分岐（Ｎは２以上の整数）する分岐器と、
前記分岐器で分岐された各信号光を互いに異なる利得で増幅可能なＮ個の半導体光増幅器と、
前記Ｎ個の半導体光増幅器から出力される各信号光を合波する合波器と、
前記同期信号のタイミングに該当するタイムスロットの送信元となる光加入者装置に対応した前記必要利得情報に応じて、前記Ｎ個の半導体光増幅器のうちのいずれか１つを駆動状態とし、残りの半導体光増幅器を非駆動状態とする駆動回路と、を含むことを特徴とする光伝送装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、前記入力される上り信号光を増幅して前記分岐器に与える入力側半導体光増幅器を含むことを特徴とする光伝送装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、前記合波器の出力光に含まれる雑音光を除去する光フィルタを含むことを特徴とする光伝送装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、システム上に新たに追加される光加入者装置を前記光局側装置が自動的に発見するディスカバリーシーケンスを利用して前記必要利得情報の登録処理を行う手段を含むことを特徴とする光伝送装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、前記光局側装置内において、上り信号光を受信する受信機の前段に配置されており、前記同期信号および前記必要利得情報が前記受信機より伝達されることを特徴とする光伝送装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、前記光局側装置および前記光カプラの間に位置する前記光伝送路上に配置された中継装置内において、上り信号光が伝搬する光路上に設けられており、前記同期信号および前記必要利得情報が前記光局側装置より伝達されることを特徴とする光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）システムに好適な光伝送装置に関し、特に、複数の光加入者装置から光局側装置に送られる上り信号光のパワー制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、一般家庭等の加入者宅を対象とした加入者系光ファイバネットワークシステムとして、例えば図７に示すような受動光ネットワーク（ＰＯＮ）システムが知られている。このＰＯＮシステムでは、集約局に設けられた光局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）１１０から光伝送路１３０に送信された信号光が光カプラ１４０で複数の信号光に分岐され、その分岐先には、複数の加入者宅に設置した光加入者装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）１２０−１，１２０−２，１２０−３が接続されている。
【０００３】
上記のＯＬＴ１１０は、情報の配信等を行うための下り信号光を各ＯＮＵ１２０に送信すると共に、各ＯＮＵ１２０から送られてきた上り信号光を受信する所要の通信制御機能を具備する装置である。また、各ＯＮＵ１２０は、ＯＬＴ１１０との通信、信号光と電気信号との間の変換等の通信制御を行う装置である。ここで、ＯＬＴ１１０と光カプラ１４０の間において、上りおよび下りの各信号光は、１本の光伝送路１３０を使用して波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）により双方向に伝送される。
【０００４】
具体的に、ＯＬＴ１１０から各ＯＮＵ１２０への下り信号光は、時分割多重（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）により連続モードの信号光として伝送される。各ＯＮＵ１２０は、この下り信号光に含まれるフレーム同期情報および管理情報を検出し、これに基づいて、個々に予め割り当てられているタイムスロットのデータを取り出す。一方、各ＯＮＵ１２０からＯＬＴ１１０への上り信号光は、ＯＬＴ１１０により各ＯＮＵ１２０に対して与えられた所要のタイミングに従って、各ＯＮＵ１２０からの送信光が衝突しないようにバーストモードの信号光として伝送される。
【０００５】
上記のＰＯＮシステムでは、信号光をより長い距離に亘って伝送できるようにするために、例えば図８に示すように、ＯＬＴ１１０と光カプラ１４０の間の光伝送路１３０上に中継アンプ１５０を設け、双方向に伝送路される上りおよび下りの各信号光をＷＤＭカプラ１５１，１５２でそれぞれ分離し、各々に対応した光アンプ１５３，１５４で光伝送損失を補償するようにした構成がある。また例えば図９に示すように、ＯＬＴ１１０内において、送信機１１１を高出力化すると共に、ＷＤＭカプラ１１３を通過した上り信号光をプリアンプ１１４に与えて光伝送損失を補償し、光フィルタ１１６で不要な雑音光を除去した後に受信機１１２で受信処理するようにした構成も公知である（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】本島邦明，「技術探索  光ネットワークの将来展望」，電気学会誌，２００６年，１２６巻２号，ｐ．９２−９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような長距離化に対応した従来のＰＯＮシステムでは、上り信号光について、中継アンプ１５０やＯＬＴ１１０内のプリアンプ１１４によって信号光全体のレベルは補償されるものの、各ＯＮＵ１２０と光カプラ１４０の間で発生する損失のばらつきに起因するタイムスロット間の信号光パワーＰ１，Ｐ２，Ｐ３，…の偏差ΔＰに関しては補償されずに残存してしまうという課題がある（図８および図９参照）。この上り信号光のパワー偏差ΔＰは、特に、信号光のビットレートが１０ギガビット毎秒（Ｇｂｐｓ）以上となるような高速光通信に対応したシステムにおいては、ＯＬＴ内の受信機のダイナミックレンジが狭くなるため、各ＯＮＵからの上り信号光の受信特性に大きな影響を及ぼすことになり問題となる。
【０００７】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、ＰＯＮシステムについて、複数の光加入者装置（ＯＮＵ）から光局側装置（ＯＬＴ）に送られる上り信号光のパワー偏差を高速に補償することが可能な光伝送装置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】
【０００８】
上記の目的を達成するため本発明は、光局側装置と複数の光加入者装置とを光カプラにより分岐した光伝送路を用いて互いに接続した受動光ネットワーク（ＰＯＮ）システムについて、前記光局側装置および前記光カプラの間に位置する前記光伝送路上または前記光局側装置内に配置され、前記各光加入者装置から前記光局側装置に送信される上り信号光を受信する光伝送装置を提供する。この光伝送装置の一態様は、前記光加入者装置毎に割り当てられたタイムスロットに従って前記各光加入者装置から前記光局側装置に送信される上り信号光が入力され、該上り信号光を前記タイムスロットに対応したタイミングを示す同期信号に従って区分すると共に、前記光加入者装置毎に予め登録しておいた必要利得情報に基づいて、前記区分した信号光をその送信元となる光加入者装置に対応した必要利得で増幅して出力する上り信号光増幅部を備え、前記上り信号光増幅部は、入力される上り信号光をＮ分岐（Ｎは２以上の整数）する分岐器と、前記分岐器で分岐された各信号光を実質的に等しい利得で増幅するＮ個の半導体光増幅器と、前記Ｎ個の半導体光増幅器から出力される各信号光を合波する合波器と、前記Ｎ個の半導体光増幅器のうちの１つを除いた各半導体光増幅器と前記合波器との間の各光路上に挿入され、各々の減衰量が互いに異なるＮ−１個の光減衰器と、前記同期信号のタイミングに該当するタイムスロットの送信元となる光加入者装置に対応した前記必要利得情報に応じて、前記Ｎ個の半導体光増幅器のうちのいずれか１つを駆動状態とし、残りの半導体光増幅器を非駆動状態とする駆動回路と、を含む。
【０００９】
また、上記光伝送装置の他の態様は、前記光加入者装置毎に割り当てられたタイムスロットに従って前記各光加入者装置から前記光局側装置に送信される上り信号光が入力され、該上り信号光を前記タイムスロットに対応したタイミングを示す同期信号に従って区分すると共に、前記光加入者装置毎に予め登録しておいた必要利得情報に基づいて、前記区分した信号光をその送信元となる光加入者装置に対応した必要利得で増幅して出力する上り信号光増幅部を備え、前記上り信号光増幅部は、入力される上り信号光をＮ分岐（Ｎは２以上の整数）する分岐器と、前記分岐器で分岐された各信号光を互いに異なる利得で増幅可能なＮ個の半導体光増幅器と、前記Ｎ個の半導体光増幅器から出力される各信号光を合波する合波器と、前記同期信号のタイミングに該当するタイムスロットの送信元となる光加入者装置に対応した前記必要利得情報に応じて、前記Ｎ個の半導体光増幅器のうちのいずれか１つを駆動状態とし、残りの半導体光増幅器を非駆動状態とする駆動回路と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
上記のような光伝送装置によれば、複数の光加入者装置から光局側装置に送信される上り信号光を分岐器でＮ分岐し、当該各信号光を増幅可能なＮ個の半導体増幅器のうちの１つを駆動回路により選択的に駆動して必要利得で増幅するようにしたことで、上り信号光のビットレートが１０Ｇｂｐｓ以上になったとしても、各光加入者装置と光カプラの間の損失のばらつきに関係なく、各光加入者装置からの上り信号光を光局側装置で確実に受信することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
図１は、本発明による光伝送装置の一実施形態を示す構成図である。また、図２は、図１の光伝送装置が適用されるＰＯＮシステムの全体構成を示す図である。
【００１２】
図１および図２において、本光伝送装置は、例えば、ＰＯＮシステムの光局側装置（ＯＬＴ）１として用いられている。このＯＬＴ１は、ＰＯＮシステム上の複数の光加入者装置（ＯＮＵ）２−１，２−２，２−３，…に対して送信する連続モードの下り信号光を送信機１１で生成し、該下り信号光をＷＤＭカプラ１３を介して光伝送路３に出力する。この下り信号光の波長帯は、例えば図３に示すように１５００ｎｍ帯が割り当てられている。また、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２−１，２−２，２−３，…からそれぞれ送信され、光カプラ４で１つに合波されて光伝送路３を伝送されたバーストモードの上り信号光が、ＷＤＭカプラ１３を介して１×Ｎ型半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）ユニット１４に入力される。上り信号光の波長帯については、例えば図３に示すように下り信号光とは異なる１３００ｎｍ帯が割り当てられている。
【００１３】
なお、ここでは上りおよび下りの各信号光に異なる波長帯が割り当てられる一例を示したが、同一の波長を割り当てて上り信号光および下り信号光を時分割で送受信するようにしてもよい。この場合、ＷＤＭカプラ１３に代えて波長選択性のない光カプラを用いることが可能である。
【００１４】
１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４は、例えば、ＷＤＭカプラ１３から出力される上り信号光が入力される１つのＳＯＡ２１およびその駆動回路（ＤＲＶ）２２と、ＳＯＡ２１の出力光をＮ分岐（Ｎは２以上の整数）する分岐器２３と、分岐器２３の各出力ポートに接続されたＮ個のＳＯＡ２４−１，２４−２，…，２４−Ｎおよびそれらの駆動回路（ＤＲＶ）２５と、を備えている。
【００１５】
入力側のＳＯＡ２１は、分岐器２３における損失が少なくとも補償可能となる利得で上り信号光を増幅し、分岐器２３を介して出力側のＳＯＡ２４−１〜２４−Ｎに入力される各信号光のレベルを上げることで、各々の信号光のＯＳＮＲ（Optical Signal-to-Noise Ratio）の劣化を防いでいる。ただし、本発明において入力側のＳＯＡ２１および駆動回路２２は必須の構成要素ではなく、受信機１２の性能等に応じて省略することも可能である。出力側のＳＯＡ２４−１〜２４−Ｎは、ここでは、それぞれについて共通の設計がなされており、駆動回路２５から与えられる駆動電流により各ＳＯＡ２４−１〜２４−Ｎで実質的に等しい利得が得られるように駆動される。駆動回路２５は、後述する受信機１２から出力される同期信号および必要利得情報に従って、ＳＯＡ２４−１〜２４−Ｎのうちのいずれか１つに駆動電流を与え、他のＳＯＡへの駆動電流はオフとすることで、出力側のＳＯＡ２４−１〜２４−Ｎを高速にスイッチ動作させる。つまり、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４は、高速ゲートスイッチとしてナノ秒オーダーで動作し、かつ、ゲートを通過した信号光に対して所要の利得を与える機能を持つ。
【００１６】
上記１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４の出力側のＳＯＡ２４−１〜２４−Ｎのうち、ＳＯＡ２４−１を除いたＳＯＡ２４−２〜２４−Ｎの各出力ポートには、互いに異なる減衰量を有する光減衰器（ＡＴＴ）１５−２〜１５−Ｎが接続されている。ここでは、各光減衰器１５−２〜１５−Ｎの減衰量が、例えば１〜２ｄＢ程度ずつ異なるように段階的に設定されているものとする。１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４のＳＯＡ２４−１の出力光および各光減衰器１５−２〜１５−Ｎの出力光は、合波器１６の対応する入力ポートにそれぞれ与えられて合波される。合波器１６で合波された信号光は、光フィルタ１７に入力され、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４で発生する雑音光が除去された後に、受信機１２に送られる。
【００１７】
受信機１２は、光フィルタ１７を通過した信号光を受信処理することにより、各ＯＮＵ２−１，２−２，２−３，…からの送信データを再生する。また、受信機１２には、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４に与える必要利得情報として、受信される上り信号光のどのタイムスロットにＯＮＵ２−１，２−２，２−３，…のいずれからのフレームが到着するかについての情報と、各ＯＮＵ２−１，２−２，２−３，…からの信号光を受信するためにはどれだけの利得が必要であるかの情報とがテーブル化されており、当該テーブルが図示しないメモリ等に登録されている。
【００１８】
なお、図２に示したＰＯＮシステムにおける、上記のＯＬＴ１を除いた、各ＯＮＵ２−１，２−２，２−３，…、光伝送路３および光カプラ４の構成については、周知のＰＯＮシステムと同様のものであるため、ここでの説明を省略する。
【００１９】
次に、ＯＬＴ１の動作について説明する。
上記のような構成のＯＬＴ１では、まず、一般的なＰＯＮシステムにおいて周期的に行われているディスカバリーシーケンスを利用して、必要利得情報の登録処理が実行される。ディスカバリーシーケンスは、ＰＯＮシステム上に新たに追加されるＯＮＵをＯＬＴが自動的に発見して該ＯＮＵの登録等を行う一連の処理である。
【００２０】
具体的に、ディスカバリーシーケンスを利用した必要利得情報の登録処理の一例について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。ＯＬＴ１において所要の周期でディスカバリー処理が開始されると、まず図中のＳ１で示すステップ１で、前回のディスカバリー処理において、未登録のＯＮＵから「登録要求」と想定される上り信号光がＯＬＴ１に送られてきていたか否かが判別される。前回、未登録のＯＮＵからの「登録要求」がなかった場合には、ステップ２に進んで、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４および光減衰器１５−２〜１５−Ｎの組み合わせにおいて最大の利得が得られる設定、すなわち、出力側のＳＯＡ２４−１〜２４−ＮのうちのＳＯＡ２４−１を駆動し、他のＳＯＡ２４−２〜２４−Ｎをオフとする設定指示が駆動回路２５に与えられる。なお、入力側のＳＯＡ２１については、出力側のＳＯＡ２４−１〜２４−Ｎの駆動状態に関係なく、常時一定の状態で駆動されているものとする。一方、前回、未登録のＯＮＵからの「登録要求」があった場合には、前回のディスカバリー処理で設定された、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４および光減衰器１５−２〜１５−Ｎの組み合わせにおける利得（詳細は以下の説明を参照）よりも一段階下げた利得を設定する指示が駆動回路２５に与えられる。
【００２１】
上記のステップ２またはステップ３で、前回のディスカバリー処理の結果を考慮した利得設定が行われると、次のステップ４において、ＯＬＴ１から未登録のＯＮＵに向けて、上り信号光の「送出許可」を指示する下り信号光が送信される。未登録のＯＮＵは、ＯＬＴ１からの「送出許可」を受信することにより、「登録要求」を示す上り信号光を送信する。
【００２２】
そして、ステップ５では、ＯＬＴ１において、未登録のＯＮＵから「登録要求」と想定される上り信号光が送られてきたか否かが判別される。上り信号光が送られてきている場合には、次のステップ６に進む。一方、上り信号光が送られてきていない場合には、未登録のＯＮＵが存在しないことを判断して、今回のディスカバリー処理を終了する。
【００２３】
ステップ６では、ＯＬＴ１内の受信機１２において、未登録のＯＮＵから「登録要求」と想定される上り信号光を実質的な誤り無しに受信できているか否かが判別される。受信できている場合には、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４および光減衰器１５−２〜１５−Ｎの組み合わせに対して現在設定されている利得の状態が、未登録のＯＮＵからの上り信号光を正確に受信するために必要となる利得の最大値であることを判断して、次のステップ７に進む。一方、受信できていない場合には、未登録のＯＮＵが存在するが、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４および光減衰器１５−２〜１５−Ｎの組み合わせに対する利得を高く設定し過ぎており、受信機１２に入力される信号光のレベルが受信機１２のダイナミックレンジから外れてしまい、未登録のＯＮＵからの「登録要求」を示す信号光を正しく受信できていない状態にあることを判断して、今回のディスカバリー処理を終了する。この場合、次回のディスカバリー処理において、前述したステップ１からステップ３に進み、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４および光減衰器１５−２〜１５−Ｎの組み合わせに対して設定される利得が前回よりも一段階下げられ、ステップ４〜ステップ６が繰り返される。
【００２４】
ステップ７では、現在の利得設定が最大の状態にあることを考慮し、上り信号光の受信機１２への入力レベルがダイナミックレンジに確実に収まるように、現在の利得設定よりもさらに一段階（若しくは数段階）下げた利得を、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４および光減衰器１５−２〜１５−Ｎの組み合わせに対して設定する指示が駆動回路２５に与えられる。そして、この利得が当該未登録のＯＮＵに対応した必要利得情報として、受信機１２のメモリ等に登録される。なお、登録される必要利得情報は、利得そのものの値であっても、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４の出力側ＳＯＡ２４−１〜２４−ＮのうちのどのＳＯＡを選択して駆動させるかを特定するＳＯＡの選択情報であってもよい。
【００２５】
ステップ８では、通常のディスカバリー処理と同様にして、未登録のＯＮＵに識別情報（ＬＬＩＤ）が割り付けられた後、当該ＯＮＵに対して「登録通知」を示す下り信号が送信され、さらに、当該ＯＮＵからの上り信号光の「送出許可」を示す下り信号光が送信される。ＯＬＴ１からの「登録通知」および「送出許可」を受信したＯＮＵでは、「登録通知確認」を示す上り信号光が送信される。そして、ステップ９で、ＯＮＵからの「登録通知確認」がＯＬＴ１で受信されることにより、ディスカバリー処理が終了となる。
【００２６】
上記のようなディスカバリーを利用した必要利得情報の登録処理により、ＯＬＴ１の受信機１２のメモリ等には、例えば次の表１に示すような上り信号光のタイムスロットと、そのタイムスロットの送信元となるＯＮＵと、そのＯＮＵに対応した必要利得情報（ＳＯＡの選択情報）との関係をまとめたテーブルが記憶される。
【００２７】
【表１】
0004941349.tif 000002
【００２８】
ＰＯＮシステムに接続されている全てのＯＮＵについての必要利得情報が登録されて上記のテーブルが完成すると、ＯＬＴ１は、上り信号光のタイムスロットに対応したタイミングを示す同期信号に従って、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４に入力される上り信号光のタイムスロットがどのＯＮＵを送信元とするものなのかを判断し、当該ＯＮＵに対応した必要利得情報を上記のテーブルから読み出して、その必要利得情報を同期信号と共に駆動回路２５に伝える。これにより、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４の出力側ＳＯＡ２４−１〜２４−Ｎのうちの必要利得情報に該当するＳＯＡが選択的に駆動され、他のＳＯＡがオフとなるように制御される。
【００２９】
このような同期信号および必要利得情報に基づいた出力側ＳＯＡ２４−１〜２４−Ｎの駆動制御により、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４に入力された上り信号光は、入力側のＳＯＡ２１および分岐器２３を通った後、タイムスロットごとに切り替えられた出力側ＳＯＡ２４で増幅され、さらに、その出力側ＳＯＡ２４の後段に光減衰器１５が接続されている場合には当該減衰量に応じて減衰されて合波器１６に送られる。そして、合波器１６を通った信号光は、光フィルタ１７で雑音光が除去された後に受信機１２に入力される。よって、受信機１２に入力される上り信号光の各タイムスロットに対応した光パワーＰ１，Ｐ２，Ｐ３，…は、各ＯＮＵ２−１，２−２，２−３，…と光カプラ４の間で発生する損失のばらつきに起因した偏差ΔＰが、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４および光減衰器１５−２〜１５−Ｎの組み合わせに対する利得設定に応じて補償され、受信機１２のダイナミックレンジに確実に収まるようになる。
【００３０】
以上のように図１のＯＬＴ１を用いてＰＯＮシステムを構成することにより、上り信号光のビットレートが１０Ｇｂｐｓ以上になったとしても、各ＯＮＵ２−１，２−２，２−３，…と光カプラ４の間の損失のばらつきに関係なく、ＯＬＴ１内の受信機１２で各ＯＮＵ２−１，２−２，２−３，…からの送信データを確実に再生することが可能になる。
【００３１】
なお、上記の実施形態では、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４の出力側ＳＯＡ２４−２〜２４−Ｎの後段に、互いに減衰量の異なる光減衰器１５−２〜１５−Ｎを接続することで、上り信号光に対して段階的な利得が設定されるようにしたが、例えば、１×Ｎ型ＳＯＡユニットの出力側の各ＳＯＡの設計を互いに異ならせるか、または、出力側の各ＳＯＡに与える駆動電流を互いに異ならせるなどして、出力側の各ＳＯＡでの利得が段階的に変わるようにして、光減衰器１５−２〜１５−Ｎを省略することも可能である。この場合のＯＬＴ１の構成例を図５に示しておく。ただし、上記の実施形態のように出力側のＳＯＡの設計が共通化されていれば、１×Ｎ型ＳＯＡユニットの設計および製作が容易なものとなり、汎用の１×Ｎ型ＳＯＡユニットを利用することも可能であるので、そのメリットは大きい。また、駆動電流によって変えることのできるＳＯＡの利得の範囲は一般的に狭いため、上り信号光の各タイムスロットに対応した光パワーの偏差がある程度大きな場合には、上記の実施形態のような光減衰器との組み合わせが有効である。
【００３２】
また、上記の実施形態では、各光減衰器１５−２〜１５−Ｎの減衰量を基本的に固定のものとして説明したが、例えば、前述した必要利得情報の登録処理において、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４および光減衰器１５−２〜１５−Ｎの組み合わせに対する利得を最も小さく設定しても、受信機１２に入力される信号光のレベルが受信機１２のダイナミックレンジから外れてしまうような場合、すなわち、減衰量が最大の光減衰器が出力ポートに接続されているＳＯＡを選択しても受信機１２で誤りが発生してしまうときに、段階的な利得の変化の幅がそれまでよりも広くなるように、各光減衰器１５−２〜１５−Ｎの減衰量の設定を一括して変更するようにしてもよい。これにより、より広い範囲の上り信号光パワーに対応することが可能になる。
【００３３】
次に、本発明による光伝送装置の他の実施形態について説明する。
図６は、本発明による光伝送装置をＰＯＮシステムの中継装置として用いた実施形態の構成を示す図である。
【００３４】
図６において、中継装置５は、上述の図８に示した従来のＰＯＮシステムにおける中継アンプ１５０に相当するものであって、上り信号光を増幅する光アンプ５３の構成として、前述した１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４、光減衰器（ＡＴＴ）１５−２〜１５−Ｎ、合波器１６および光フィルタ１７を適用したものである。ここでは、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４の出力側ＳＯＡ２４−１〜２４−Ｎの駆動回路２５に与えられる同期信号および必要利得情報が、下り信号光と共に伝送される監視信号光（ＯＳＣ：Optical Supervisory Channel）を利用してＯＬＴから中継装置５に伝達されることにより、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４の出力側ＳＯＡ２４−１〜２４−Ｎの駆動状態が遠隔操作される。具体的には、上記の監視信号光がＯＳＣ送受信機５５で受信され、該監視信号光に含まれる同期信号および必要利得情報が駆動回路２５に出力されることにより、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４の出力側ＳＯＡ２４−１〜２４−Ｎのいずれか１つが選択的に駆動される。
【００３５】
なお、図６中のＷＤＭカプラ５１，５２は光伝送路３上を双方向に伝送路される上りおよび下りの各信号光を分離するものである。また、光アンプ５４は、下り信号光を増幅するための従来と同様の光アンプである。
【００３６】
上記のような構成の中継装置５によっても、上述の図１に示したＯＬＴ１の場合と同様にして、光アンプ５３を通過した上り信号光の各タイムスロットに対応する光パワーＰ１，Ｐ２，Ｐ３，…は、各ＯＮＵ２−１，２−２，２−３，…と光カプラ４の間（図２参照）で発生する損失のばらつきに起因した偏差ΔＰが、１×Ｎ型ＳＯＡユニット１４および光減衰器１５−２〜１５−Ｎの組み合わせに対する利得設定に応じて補償されるようになる。よって、上り信号光のビットレートが１０Ｇｂｐｓ以上になったとしても、各ＯＮＵ２−１，２−２，２−３，…と光カプラ４の間の損失のばらつきに関係なく、各ＯＮＵ２−１，２−２，２−３，…からの送信データをＯＬＴ内の受信機で確実に再生することが可能になる。
【００３７】
以上の各実施形態に関して、さらに以下の付記を開示する。
【００３８】
（付記１）  光局側装置と複数の光加入者装置とを光カプラにより分岐した光伝送路を用いて互いに接続した受動光ネットワーク（ＰＯＮ）システムに用いる光伝送装置であって、
前記光加入者装置毎に割り当てられたタイムスロットに従って前記各光加入者装置から前記光局側装置に送信される上り信号光が入力され、該上り信号光を前記タイムスロットに対応したタイミングを示す同期信号に従って区分すると共に、前記光加入者装置毎に予め登録しておいた必要利得情報に基づいて、前記区分した信号光をその送信元となる光加入者装置に対応した必要利得で増幅して出力する上り信号光増幅部を備えたことを特徴とする光伝送装置。
【００３９】
（付記２）  付記１に記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、
入力される上り信号光をＮ分岐（Ｎは２以上の整数）する分岐器と、
前記分岐器で分岐された各信号光を実質的に等しい利得で増幅するＮ個の半導体光増幅器と、
前記Ｎ個の半導体光増幅器から出力される各信号光を合波する合波器と、
前記Ｎ個の半導体光増幅器のうちの１つを除いた各半導体光増幅器と前記合波器との間の各光路上に挿入され、各々の減衰量が互いに異なるＮ−１個の光減衰器と、
前記同期信号のタイミングに該当するタイムスロットの送信元となる光加入者装置に対応した前記必要利得情報に応じて、前記Ｎ個の半導体光増幅器のうちのいずれか１つを駆動状態とし、残りの半導体光増幅器を非駆動状態とする駆動回路と、を含むことを特徴とする光伝送装置。
【００４０】
（付記３）  付記２に記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、前記入力される上り信号光を増幅して前記分岐器に与える入力側半導体光増幅器を含むことを特徴とする光伝送装置。
【００４１】
（付記４）  付記１に記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、前記合波器の出力光に含まれる雑音光を除去する光フィルタを含むことを特徴とする光伝送装置。
【００４２】
（付記５）  付記１に記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、
入力される上り信号光をＮ分岐（Ｎは２以上の整数）する分岐器と、
前記分岐器で分岐された各信号光を互いに異なる利得で増幅可能なＮ個の半導体光増幅器と、
前記Ｎ個の半導体光増幅器から出力される各信号光を合波する合波器と、
前記同期信号のタイミングに該当するタイムスロットの送信元となる光加入者装置に対応した前記必要利得情報に応じて、前記Ｎ個の半導体光増幅器のうちのいずれか１つを駆動状態とし、残りの半導体光増幅器を非駆動状態とする駆動回路と、を含むことを特徴とする光伝送装置。
【００４３】
（付記６）  付記５に記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、前記入力される上り信号光を増幅して前記分岐器に与える入力側半導体光増幅器を含むことを特徴とする光伝送装置。
【００４４】
（付記７）  付記５に記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、前記合波器の出力光に含まれる雑音光を除去する光フィルタを含むことを特徴とする光伝送装置。
【００４５】
（付記８）  付記１に記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、システム上に新たに追加される光加入者装置を前記光局側装置が自動的に発見するディスカバリーシーケンスを利用して前記必要利得情報の登録処理を行う手段を含むことを特徴とする光伝送装置。
【００４６】
（付記９）  付記１に記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、前記光局側装置内において、上り信号光を受信する受信機の前段に配置されており、前記同期信号および前記必要利得情報が前記受信機より伝達されることを特徴とする光伝送装置。
【００４７】
（付記１０）  付記１に記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、前記光局側装置内および前記光カプラの間に位置する前記光伝送路上に配置された中継装置内において、上り信号光が伝搬する光路上に設けられており、前記同期信号および前記必要利得情報が前記光局側装置より伝達されることを特徴とする光伝送装置。
【００４８】
（付記１１）  付記１に記載の光伝送装置であって、
前記上り信号光増幅部は、前記光局側装置から前記中継装置に伝送される監視信号光に乗せて前記同期信号および前記必要利得情報が伝達されることを特徴とする光伝送装置。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明による光伝送装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１のＯＬＴが適用されるＰＯＮシステムの全体構成を示す図である。
【図３】上り信号光および下り信号光の波長配置例を示す図である。
【図４】図１のＯＬＴにおける必要利得情報の登録処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図１のＯＬＴに関連した他の構成例を示す図である。
【図６】本発明による光伝送装置の他の実施形態を示す構成図である。
【図７】一般的なＰＯＮシステムの構成例を示す図である。
【図８】中継アンプを配置した従来のＰＯＮシステムの構成例を示す図である。
【図９】上り信号光用のプリアンプを配置した従来のＯＬＴの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…光局側装置（ＯＬＴ）
２−１，２−２，２−３…光加入者装置（ＯＮＵ）
３…光伝送路
４…光カプラ
５…中継装置
１１…送信機
１２…受信機
１３，５１，５２…ＷＤＭカプラ
１４…１×Ｎ型ＳＯＡユニット
１５−２〜１５−Ｎ…光減衰器（ＡＴＴ）
１６…合波器
１７…光フィルタ
２１，２４−１〜２４−Ｎ…半導体光増幅器（ＳＯＡ）
２２，２５…駆動回路（ＤＲＶ）
２３…分岐器
５３…上り信号光用の光アンプ
５４…下り信号光用の光アンプ
５５…ＯＳＣ送受信機
【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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