(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信するデータで光信号を強度変調し、強度変調された光信号を正弦波信号で位相変調して送信する光端局装置と、光端局装置から受信する光信号を、送信するデータで再度強度変調して送信する光回線終端装置とを備えている光アクセスシステムであって、
光回線終端装置は、
光端局装置が送信する固定データに基づき測定する誤り率が所定値となる様に受信光パワーを調整し、誤り率が所定値となるときの受信光パワーを、下り測定値として光端局装置に送信する手段を有し、
光端局装置は、
光回線終端装置が送信する固定データに基づき測定する誤り率が所定値となる様に受信光パワーを調整し、誤り率が所定値となるときの受信光パワーである上り測定値を取得する手段と、
光回線終端装置から、下り測定値を取得する手段と、
生成する正弦波信号の周波数を所定間隔で変更し、各周波数に対する上り測定値及び下り測定値を取得し、上り測定値と下り測定値の大小を比較することで、通信に使用する正弦波信号の周波数を決定する手段と、
を有している光アクセスシステム。
【請求項２】
前記周波数を決定する手段は、
第１の周波数における上り測定値と下り測定値の大小関係が、第１の周波数より前記所定間隔だけ高い第２の周波数における上り測定値と下り測定値の大小関係と反対である場合、第１の周波数以上で第２の周波数以下の周波数から、前記通信に使用する正弦波信号の周波数を決定する、
請求項１に記載の光アクセスシステム。
【請求項３】
前記周波数を決定する手段は、
第１の周波数における上り測定値と下り測定値の差の絶対値が、第２の周波数における上り測定値と下り測定値の差の絶対値以下であれば、第１の周波数を前記通信に使用する正弦波信号の周波数に決定し、そうでない場合、第２の周波数を前記通信に使用する正弦波信号の周波数に決定する、
請求項２に記載の光アクセスシステム。
【請求項４】
送信するデータで光信号を強度変調し、強度変調された光信号を正弦波信号で位相変調して送信する光端局装置と、光端局装置から受信する光信号を、送信するデータで再度強度変調して送信する光回線終端装置とを備えている光アクセスシステムにおいて、通信に使用する正弦波信号の周波数を決定する方法であって、
正弦波信号の周波数を第１の周波数に設定し、光回線終端装置と光端局装置のそれぞれにおいて、誤り率が所定値となるときの受信光パワーを、下り測定値及び上り測定値として測定する第１のステップと、
正弦波信号の周波数を第１の周波数から所定量だけ変更した第２の周波数に設定し、光回線終端装置と光端局装置のそれぞれにおいて、誤り率が所定値となるときの受信光パワーを、下り測定値及び上り測定値として測定する第２のステップと、
第１のステップにおける下り測定値と上り測定値の大小関係と、第２のステップにおける下り測定値と上り測定値の大小関係を比較する第３のステップと、
第１のステップにおける下り測定値と上り測定値の大小関係が、第２のステップにおける下り測定値と上り測定値の大小関係とは反対である場合、第１の周波数、第２の周波数、又は、第１の周波数と第２の周波数の間の周波数から、正弦波信号の周波数を選択する第４のステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加入者宅内に設置する光回線終端装置に反射型半導体光増幅器を用いる光アクセスシステムにおいて、反射耐力を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光アクセスシステムの一方式であるＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおいて、光回線終端装置（以後、ＯＮＵと呼ぶ。ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）の小型化、低コスト化を目的とし、ＯＮＵに反射型半導体光増幅器（以後、ＲＳＯＡと呼ぶ。ＲＳＯＡ：Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を使用したシステムが提案されている（例えば、非特許文献１、参照。）。
【０００３】
ＲＳＯＡを用いたＯＮＵは、通信局舎側に設置される光端局装置（以後、ＯＬＴと呼ぶ。ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）からの下り光信号を、ＲＳＯＡにより再変調及び増幅することで、上り光信号とするものである。しかしながら、ＲＳＯＡを使用した光アクセスシステムでは、上り光信号及び下り光信号は同一波長であるため、例えば、非特許文献１の図３に示されている様に、光伝送路において反射が発生するとＯＬＴ及びＯＮＵにおける受信特性が劣化するという問題がある。
【０００４】
非特許文献２には、振幅変調された下り光信号を、正弦波信号により更に位相変調して、その光スペクトラムを広げた場合、反射耐力が向上することが開示されている。この場合の直接光（信号光）と反射光のビート雑音干渉成分は、数（１）の通りになる。
【０００５】
【数１】
0004900288.tif 000002
【０００６】
ここで、Ｐｄ（ｔ）及びＰｉ（ｔ）は直接光及び反射光のパワーであり、ｗｄ及びｗｉは直接光及び反射光の光周波数であり、φｄ（ｔ）及びφｉ（ｔ）は直接光及び反射光の初期位相であり、Φｃｏｓ（２πｆｔ）及びΦｃｏｓ（２πｆ（ｔ−τｉ））は直接光及び反射光の位相変調成分である。また、τｉはＯＮＵから反射点までの、往復遅延時間である。
【０００７】
【非特許文献１】Ｍａｓａｍｉｃｈｉ  Ｆｕｊｉｗａｒａ、ｅｔ  ａｌ．“Ｉｍｐａｃｔ  ｏｆ  Ｂａｃｋｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｕｐｓｔｒｅａｍ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｉｏｎ  ｉｎ  ＷＤＭ  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｆｉｂｅｒ  Ｌｏｏｐｂａｃｋ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋｄ”、ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  、Ｖｏｌ．２４、Ｎｏ．２、２００６年２月
【非特許文献２】Ｐｅｔｅｒ  Ｊ．  Ｌｅｇｇ、ｅｔ  ａｌ．“Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐａｔｈｓ  ｔｏ  Ｌｉｍｉｔ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  Ｎｏｉｓｅ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＡＳＫ／Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”、ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  、Ｖｏｌ．１４、Ｎｏ．９、１９９６年９月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
数（１）から、直接光と反射光の位相関係が逆になる場合、光位相変調の効果が最大となり反射耐力が向上し、直接光と反射光の位相関係が同相になる場合には反射耐力が低減することが分かる。直接光及び反射光の位相関係は、反射点までの往復遅延時間により決まるが、反射点の位置は光線路ごとに異なるため、光線路ごとに最適な位相変調周波数は異なることになる。また、初期位相は、光源のチャープパラメータ等に影響を受けることから、上り方向と下り方向で、最適となる位相変調周波数は異なることになる。つまり、ＯＬＴが送信する下り光信号に対して、その光線路で最適となる周波数で位相変調を行ったとしても、位相変調された下り光信号を再利用するＲＳＯＡを用いたＯＮＵが送信する上り光信号にとっては、最悪の位相変調周波数となる場合が生じ得る。よって、使用する位相変調周波数の決定には、上り及び下りの両方向のバランスを考慮する必要がある。
【０００９】
したがって、本発明はＲＳＯＡを使用するＯＮＵを含む光アクセスシステムにおいて、光線路ごとに最適な位相変調周波数を設定可能な光アクセスシステムシステムと、最適な位相変調周波数の決定方法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】
【００１０】
本発明における光アクセスシステムによれば、
送信するデータで光信号を強度変調し、強度変調された光信号を正弦波信号で位相変調して送信する光端局装置と、光端局装置から受信する光信号を、送信するデータで再度強度変調して送信する光回線終端装置とを備えている光アクセスシステムであって、光回線終端装置は、光端局装置が送信する固定データに基づき測定する誤り率が所定値となる様に受信光パワーを調整し、誤り率が所定値となるときの受信光パワーを、下り測定値として光端局装置に送信する手段を有し、光端局装置は、光回線終端装置が送信する固定データに基づき測定する誤り率が所定値となる様に受信光パワーを調整し、誤り率が所定値となるときの受信光パワーである上り測定値を取得する手段と、光回線終端装置から、下り測定値を取得する手段と、生成する正弦波信号の周波数を所定間隔で変更し、各周波数に対する上り測定値及び下り測定値を取得し、上り測定値と下り測定値の大小を比較することで、通信に使用する正弦波信号の周波数を決定する手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の光通信装置における他の実施形態によれば、
前記周波数を決定する手段は、第１の周波数と、第１の周波数より前記所定間隔だけ高い第２の周波数における上り測定値と下り測定値の大小関係が反対である場合、第１の周波数以上で第２の周波数以下の周波数から、前記通信に使用する正弦波信号の周波数を決定することも好ましい。
【００１２】
また、本発明の光通信装置における他の実施形態によれば、
前記周波数を決定する手段は、第１の周波数における上り測定値と下り測定値の差の絶対値が、第２の周波数における上り測定値と下り測定値の差の絶対値以下であれば、第１の周波数を前記通信に使用する正弦波信号の周波数に決定し、そうでない場合、第２の周波数を前記通信に使用する正弦波信号の周波数に決定することも好ましい。
【００１３】
本発明における方法によれば、
送信するデータで光信号を強度変調し、強度変調された光信号を正弦波信号で位相変調して送信する光端局装置と、光端局装置から受信する光信号を、送信するデータで再度強度変調して送信する光回線終端装置とを備えている光アクセスシステムにおいて、通信に使用する正弦波信号の周波数を決定する方法であって、正弦波信号の周波数を第１の周波数に設定し、光回線終端装置と光端局装置のそれぞれにおいて、誤り率が所定値となるときの受信光パワーを、下り測定値及び上り測定値として測定する第１のステップと、正弦波信号の周波数を第１の周波数から所定量だけ変更した第２の周波数に設定し、光回線終端装置と光端局装置のそれぞれにおいて、誤り率が所定値となるときの受信光パワーを、下り測定値及び上り測定値として測定する第２のステップと、第１のステップにおける下り測定値と上り測定値の大小関係と、第２のステップにおける下り測定値と上り測定値の大小関係を比較する第３のステップと、第１のステップにおける下り測定値と上り測定値の大小関係が、第２のステップにおける下り測定値と上り測定値の大小関係とは反対である場合、第１の周波数、第２の周波数、又は、第１の周波数と第２の周波数の間の周波数から、正弦波信号の周波数を選択する第４のステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
反射が存在する状態において、位相変調周波数を変更すると、反射による影響が変化し、よって、同じ誤り率を達成するために必要な光パワーも変化する。この光パワーが小さいことは、反射による影響が小さいことを示している。しかしながら、上り方向と下り方向において、この周波数は異なるため両方向のバランスを考慮する必要がある。同じ誤り率を達成する光パワーが、両方向でほぼ同一である場合、反射による影響が両方向でほぼ同一と考えることができるため、上り測定値と下り測定値の大小を比較することで、通信に使用する最適な正弦波信号の周波数を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明による光アクセスシステムのＯＬＴの概略的な構成図であり、図２は、ＯＮＵの概略的な構成図である。なお、図１及び図２は、本発明の説明に必要な部分のみを示すものである。
【００１６】
図１によると、ＯＬＴは、固定パターンを送信するＤＡＴＡ部１と、入力されるデータによる強度変調光を出力するレーザダイオード（ＬＤ）２と、発振器５からの正弦波信号により、ＬＤ２からの光信号を位相変調する位相変調器３と、ＯＮＵから受信する光信号のＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）雑音を除去する光フィルタ６と、光フィルタ６から受信する光信号の光パワーを調整する、減衰量が可変の光減衰器７と、光減衰器７からの光信号の光パワーを測定する光パワー測定部９と、光減衰器７からの光信号を電気信号に変換する光電気変換部１０と、ＯＮＵが固定パターンを送信している間、誤り率を測定する誤り測定部１１と、ＯＬＴの各部を制御し、かつ、ＯＮＵの制御部１６に対して各動作の指示を行う制御部１２とを備えている。なお、符号４は光サーキュレータであり、符号８は、光カップラである。
【００１７】
図２によるとＯＮＵは、ＯＬＴから受信する光信号の光パワーを調整する、減衰量が可変の光減衰器１７と、光減衰器１７からの光信号の光パワーを測定する光パワー測定部２１と、光減衰器７からの光信号を電気信号に変換する光電気変換部１９と、ＯＬＴが固定パターンを送信している間、誤り率を測定する誤り測定部２０と、固定パターンを出力するＤＡＴＡ部１５と、ＯＮＵの各部の制御を行う制御部１６と、ＯＬＴからの光信号を受信して、制御部１６又はＤＡＴＡ部１５からの信号による強度変調及び増幅を行いＯＬＴに送信するＲＳＯＡ１４とを備えている。なお、符号１３及び２１は光カップラである。
【００１８】
続いて、本発明による光アクセスシステムの動作について説明する。図３は、本発明による位相変調周波数の決定方法のフロー図であり、本方法により、制御部１２は、当該光線路において最適となる位相変調周波数を決定し、実際の通信に使用する位相変調周波数として、この値を発振器５に設定する。まず、ＯＬＴの制御部１２は、発振器５が生成する正弦波信号の周波数Ｆを所定の初期値に設定し、さらに、増減方向を初期値、ここでは、“増”に設定する。増減方向とは、周波数Ｆを変更する方向、つまり、増加させるか減少させるかを示す設定であり、“増”の場合には周波数Ｆを高くし、“減”の場合には周波数を低く変更する（Ｓ３１）。続いて、この状態において、制御部１２は、ＤＡＴＡ部１に固定パターンのデータを送信させる。ＯＮＵの制御部１６は、ＯＬＴの制御部１２からの指示により、光減衰器１７の減衰量を調整し、誤り測定部２０が測定する誤り率が所定の値、例えば、１Ｅ−１２となるときの光パワーを光パワー測定部２１により測定し、この値をＲＳＯＡ１４に出力し、上り光信号によりＯＬＴ１０の制御部１２に送信する。なお、この測定値は、下り信号の受信感度に相当する。同様に、ＯＮＵの制御部１６は、ＤＡＴＡ部１５に固定パターンのデータを送信させ、ＯＬＴの制御部１２は、光減衰器７の減衰量を調整し、誤り測定部１１が測定する誤り率が前記所定の値、例えば、１Ｅ−１２となるときの光パワーを光パワー測定部９により測定する（Ｓ３２）。なお、この測定値は、上り信号の受信感度に相当する。
【００１９】
続いて、ＯＬＴの制御部１２は、発振器５が生成する正弦波信号の周波数Ｆを所定の値α、例えば、１００ｋＨｚだけ、増減方向の現在の設定に従い増減させて、Ｓ３２と同じ測定を行い（Ｓ３４）、最新の測定結果と１つ前の測定結果を、後述する方法にて比較する（Ｓ３５）。この比較結果から、後述する方法にて最適な周波数Ｆを決定できる場合には、その値を発振器５に設定し、決定できない場合には、比較結果に応じて、増減方向の設定を変更し（Ｓ３７）、設定されている増減方向に従い所定量αだけ正弦波信号の周波数Ｆを変更し（Ｓ３８）、最適となる周波数Ｆを決定できるまで、１つ前の測定結果と比較することを繰り返す（Ｓ３６）。
【００２０】
続いて、図３のＳ３５からＳ３７における処理について説明する。なお、Ｓ３５における１つ前の測定結果のうち、ＯＮＵ側で測定した光パワーをＤｐ、ＯＬＴ側で測定した光パワーをＵｐと呼び、最新の測定結果のうち、ＯＮＵ側で測定した光パワーをＤｃ、ＯＬＴ側で測定した光パワーをＵｃと呼ぶ。
【００２１】
ＤｐとＵｐの大小関係と、ＤｃとＵｃの大小関係が逆転している場合（Ｃａｓｅ１）、ＤｐとＵｐの差の絶対値と、ＤｃとＵｃの差の絶対値を求め、ＤｐとＵｐの差の絶対値が小さい場合、Ｄｐ及びＵｐを測定した時の周波数Ｆを最適周波数とし、ＤｃとＵｃの差の絶対値が小さい場合、Ｄｃ及びＵｃを測定した時の周波数Ｆを最適周波数とする。つまり、Ｃａｓｅ１の場合、図３のＳ３６の結果は、“ｙｅｓ”となり処理は終了する。
【００２２】
ＤｐとＵｐの大小関係と、ＤｃとＵｃの大小が逆転していない場合には、図３のＳ３６の結果は、“ｎｏ”となる。このとき、ＤｃとＵｃの差の絶対値が、ＤｐとＵｐの差の絶対値より小さい場合（Ｃａｓｅ２−１）、Ｓ３７において、増減方向の設定を変更せず、現在の値のままとする。一方、ＤｃとＵｃの差の絶対値が、ＤｐとＵｐの差の絶対値より大きい場合（Ｃａｓｅ２−２）、Ｓ３７において、増減方向の設定を反転、つまり、現在の値が“増”であれば“減”に変更し、現在の値が“減”であれば“増”に変更する。
【００２３】
ＤｃとＵｃの差の絶対値が、ＤｐとＵｐの差の絶対値と同じである場合において、Ｄｃ及びＵｃが、Ｄｐ及びＵｐより小さいとき（Ｃａｓｅ３−１）には、Ｓ３７において、増減方向の設定を変更せず、Ｄｃ及びＵｃが、Ｄｐ及びＵｐより大きいとき（Ｃａｓｅ３−２）には、Ｓ３７において、増減方向の設定を反転する。
【００２４】
なお、Ｃａｓｅ１の状態を得ることなく、ある周波数範囲の測定を繰り返す場合には、測定した周波数範囲のうち、上り及び下りの光パワーの平均値が最も小さくなる周波数Ｆを最適周波数として図３の処理を終了させる。
【００２５】
図４は、図３のＳ３５からＳ３７における処理を説明する図である。反射が存在する状態において、位相変調周波数を変更すると、反射よる影響が変化し、よって、同じ誤り率を達成するために必要な光パワーも変化する。この光パワーが小さいことは、反射による影響が小さいことを示している。しかしながら、上り方向と下り方向において、この周波数は異なるため両方向のバランスを考慮する必要がある。同じ誤り率を達成する光パワーが、両方向でほぼ同一である場合、反射による影響が両方向でほぼ同一、つまり、バランスの取れた状態であるため、ＯＬＴ側で測定した光パワーと、ＯＮＵ側で測定した光パワーがほぼ同一となる位相変調周波数を見つければ良いことになる。
【００２６】
Ｃａｓｅ１とは、図４（ａ）に示す様に、Ｄｐ、Ｄｃを結ぶ線と、Ｕｐ、Ｕｃを結ぶ線が交差する場合であり、この場合、Ｄｐ及びＵｐの測定に使用した位相変調周波数と、Ｄｃ及びＵｃの測定に使用した位相変調周波数の間に最適な位相変調周波数が存在している。したがって、所定の誤り率を達成するために必要な光パワーの差が小さい方の測定に使用した位相変調周波数を最適な値に決定する。もちろん、Ｄｐ及びＵｐの測定に使用した位相変調周波数と、Ｄｃ及びＵｃの測定に使用した位相変調周波数の間の他の値、例えば、Ｄｐ、Ｄｃを結ぶ線と、Ｕｐ、Ｕｃを結ぶ線の交点に相当する位相変調周波数を、最適な位相変調周波数としても良い。
【００２７】
Ｃａｓｅ２−１とは、例えば、図４（ｂ）に示す様に、Ｄｐ、Ｄｃを結ぶ線と、Ｕｐ、Ｕｃを結ぶ線は交差しないが、位相変調周波数を変更することで、結ぶ線の差が小さくなる場合であり、位相変調周波数を現在の増減方向と同じ方向に変更していくことで、交点を見つけることができるものと考えられるため、増減方向の設定はそのままとする。一方、Ｃａｓｅ２−２とは、例えば、図４（ｃ）に示す様に、位相変調周波数を変更することで、結ぶ線の差が大きくなる場合であり、位相変調周波数を現在の増減方向とは反対方向に変更していくことで、交点を見つけることができるものと考えられるため、増減方向の設定を反転させる。
【００２８】
Ｃａｓｅ３−１とは、例えば、図４（ｄ）に示す様に、Ｄｐ、Ｄｃを結ぶ線と、Ｕｐ、Ｕｃを結ぶ線が平行であり、位相変調周波数を変更することで、所定の誤り率を達成するために必要な光パワーが上り及び下り方向共に小さくなる場合である。この場合、位相変調周波数を現在の増減方向と同じ方向に変更していくことで、必要な光パワーが上り及び下り方向共に小さくなるため、増減方向の設定はそのままとする。一方、Ｃａｓｅ３−２とは、例えば、図４（ｅ）に示す様に、Ｄｐ、Ｄｃを結ぶ線と、Ｕｐ、Ｕｃを結ぶ線が平行であり、位相変調周波数を変更することで、所定の誤り率を達成するために必要な光パワーが上り及び下り方向共に大きくなる場合である。この場合、位相変調周波数を現在の増減方向とは反対方向に変更していくことで、必要な光パワーが上り及び下り方向共に小さくなるため、増減方向の設定を反転させる。
【００２９】
以上、本発明による光アクセスシステムにおいては、上り及び下り方向それぞれにおいて、所定の誤り率となるときの光パワーを、スペクトラムを広げるための位相変調周波数を変化させながら測定し、上り方向と下り方向の光パワーの大小関係が逆転する測定点を探索することで、最適な位相変調周波数を決定する。これにより、上り及び下りの両方向を考慮した最適な位相変調周波数を、各光線路に設定することが可能になり反射耐力を向上させることができる。なお、所定範囲の周波数において、先に測定を行い、全測定の終了後、測定結果から大小関係の逆転する測定点を探索する形態であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による光アクセスシステムのＯＬＴの概略的な構成図である。
【図２】本発明による光アクセスシステムのＯＮＵの概略的な構成図である。
【図３】本発明による方法のフロー図である。
【図４】判定処理を説明する図である。
【符号の説明】
【００３１】
１、１５  ＤＡＴＡ部
２  レーザダイオード
３  位相変調器
４  光サーキュレータ
５  発振器５
６  光フィルタ
７、１７  光減衰器
８、１３、２１  光カップラ
９、２１  光パワー測定部
１０、１９  光電気変換部
１１、２０  誤り測定部
１２、１６  制御部
１４  ＲＳＯＡ
【図１】
0004900288.tif 000003
【図２】
0004900288.tif 000004
【図３】
0004900288.tif 000005
【図４】
0004900288.tif 000006