JP2004248096A - 光加入者装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】局装置から供給される連続光を変調して折り返す変調光（信号光）の光パワーを調整する光加入者装置において、変調光に対する反射光を考慮して変調光の光パワーを最適化する。
【解決手段】局装置と損失Ｌ［ｄＢ］の光ファイバ伝送路を介して結合され、局装置から供給される単一波長の連続光を強度変調して局装置に送信する光加入者装置において、光ファイバ伝送路に接続されたポートから単一波長の連続光を入力し、マーク率がほぼ１／２の送信信号で強度変調した変調光を同じポートから光ファイバ伝送路に折り返す光変調手段と、連続光または変調光の光パワーを増幅する光増幅手段と、連続光の光パワーに対する変調光の光パワーの利得が
Ｌ−４．５ ［ｄＢ］ないしＬ＋１．５ ［ｄＢ］
となるように、変調光の光パワーを調整する光パワー調整手段とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】局装置と損失Ｌ［ｄＢ］の光ファイバ伝送路を介して結合され、局装置から供給される単一波長の連続光を強度変調して局装置に送信する光加入者装置において、光ファイバ伝送路に接続されたポートから単一波長の連続光を入力し、マーク率がほぼ１／２の送信信号で強度変調した変調光を同じポートから光ファイバ伝送路に折り返す光変調手段と、連続光または変調光の光パワーを増幅する光増幅手段と、連続光の光パワーに対する変調光の光パワーの利得が
Ｌ−４．５ ［ｄＢ］ないしＬ＋１．５ ［ｄＢ］
となるように、変調光の光パワーを調整する光パワー調整手段とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、局装置と光加入者装置が光ファイバ伝送路を介して結合される光アクセスネットワークにおいて、局装置から供給される連続光を変調して折り返す変調光の光パワーを調整する手段を有する光加入者装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、光アクセスネットワークの構成例を示す。ここでは、光加入者装置から局装置へ伝送する上り信号系の構成のみを示す。
【０００３】
図において、局装置１０は、ＷＤＭ光源１１、光サーキュレータ１２、光分波器１３、光受信器１４−１〜１４−Ｎを備える。光加入者装置２０−１〜２０−Ｎは、それぞれ反射型光変調器２１を備えるか、または光サーキュレータ２２と光変調器２３を備える。局装置１０と各光加入者装置２０−１〜２０−Ｎは、光ファイバ伝送路３０と光合分波器３１を介して１対Ｎに接続される。
【０００４】
局装置１０のＷＤＭ光源１１は、各光加入者装置に割り当てる波長に対応する多波長の連続光（あるいは波長多重された連続光）を出力する。この多波長の連続光は、光サーキュレータ１２を介して光ファイバ伝送路３０に送出され、光ファイバ伝送路３０を伝搬して光合分波器３１で波長ごとに分波され、それぞれ異なる光ファイバ伝送路３０を介して各光加入者装置２０−１〜２０−Ｎに伝送される。各波長の連続光は、それぞれ対応する光加入者装置２０−１〜２０−Ｎに入力され、反射型光変調器２１で送信信号（上り信号）により強度変調して折り返されるか、光サーキュレータ２２を介して光変調器（透過型）２３に入力され、送信信号（上り信号）により強度変調して光サーキュレータ２２を介して折り返される。
【０００５】
光加入者装置２０−１〜２０−Ｎから折り返し出力された各波長の変調光は光合分波器３１で波長多重され、光ファイバ伝送路３０を介して局装置１０に伝送される。局装置１０に入力された波長多重変調光は、光サーキュレータ１２を介して光分波器１３に入力され、各波長の変調光に分波して対応する光受信器１４−１〜１４−Ｎに受信される。
【０００６】
このような構成では、光加入者装置に光源を搭載する必要がなく、ＷＤＭ光源１１として少数の光源から複数のサイドバンドを発生させる多波長光源（例えば、Ｍ．Ｔｅｓｈｉｍａ ｅｔ ａｌ．，ＥＣＯＣ’２００１，Ｍｏ．Ｌ．３．７， ２００１）を用いることにより、光源コストを抑えて光アクセスネットワーク全体における１加入者当たりに要するコストを低減することができる。また、一般に光変調器は波長依存性が少ないことから各光加入者装置に備えられる光変調器を共通化でき、量産化によるコスト削減の効果も期待されている。さらに、加入者側の環境のばらつきを考慮すると、光加入者装置に光源をもたないことは光源波長の管理の点においても有利である。
【０００７】
ところで、光アクセスネットワークにおける光ファイバ伝送路３０は、図７に示すように、局装置１０から光加入者装置２０までの間に複数の反射点（コネクタなど）をもつ。そのため、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ９８３．１ には、光ファイバ伝送路３０の両端における全反射量が規定されている。図７には反射点を０〜ｎで示し、それぞれの反射点において局装置１０から送信された連続光に対する反射光１をｒ０ 〜ｒｎ で示す。この反射光１は、変調光（信号光）との干渉により雑音となる。なお、光ファイバ伝送路の反射光としては、光ファイバのレーリー散乱によるものも存在するが、一般に反射点における反射光よりも小さい。
【０００８】
ここで、光加入者装置２０が透過損失の大きい部品で構成されると、局装置１０に折り返される変調光（信号光）が反射光に対して相対的に小さくなり、信号光対反射光比、すなわち信号光対雑音比（ＳＮＲ）は劣化する。
【０００９】
この信号光対反射光比を改善する手段としては、光加入者装置２０から折り返す信号光の光パワーを増大させる方法が考えられている。すなわち、光加入者装置２０において、図８に示すように、反射型光変調器２１として反射型の半導体光増幅器変調器（反射型ＳＯＡ変調器）２４を用いる構成（非特許文献１）、あるいは光サーキュレータ２２と光変調器２３との間に光増幅器２５を配置する構成である。
【００１０】
【非特許文献１】
Ｎ．Ｂｕｌｄａｗｏｏ ｅｔ ａｌ．，ＥＣＯＣ’９８， ｐｐ．２７３−２７４
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
光加入者装置２０から送信する信号光の光パワーを増大させると、図９に示すように、反射点０〜ｎにおける反射光として、局装置１０から送信された連続光に対する反射光１とともに、光加入者装置２０から送信された信号光に対する反射光２も発生する。光加入者装置２０では、この反射光２に対しても利得を与えて折り返すので、その大きさによっては反射光２は反射光１に対して無視できなくなる。すなわち、光加入者装置２０で信号光に利得を与えれば与えるほど、ＳＮＲは改善されるとは言えなかった。非特許文献１には、この反射光２に対する考慮はなされていない。
【００１２】
本発明は、局装置から供給される連続光を変調して折り返す変調光（信号光）の光パワーを調整する光加入者装置において、変調光に対する反射光を考慮して変調光の光パワーを最適化する光加入者装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、局装置と損失Ｌ［ｄＢ］の光ファイバ伝送路を介して結合され、局装置から供給される単一波長の連続光を強度変調して局装置に送信する光加入者装置において、光ファイバ伝送路に接続されたポートから単一波長の連続光を入力し、マーク率がほぼ１／２の送信信号で強度変調した変調光を同じポートから光ファイバ伝送路に折り返す光変調手段と、連続光または変調光の光パワーを増幅する光増幅手段と、連続光の光パワーに対する変調光の光パワーの利得が
Ｌ−４．５ ［ｄＢ］ないしＬ＋１．５ ［ｄＢ］
となるように、変調光の光パワーを調整する光パワー調整手段とを備える。
【００１４】
また、光ファイバ伝送路の損失の最大値をＬｍａｘ ［ｄＢ］としたときに、光パワー調整手段は、連続光の光パワーに対する変調光の光パワーの利得が
Ｌｍａｘ−４．５ ［ｄＢ］ないしＬｍａｘ＋１．５ ［ｄＢ］
となるように変調光の光パワーを調整する。
【００１５】
さらに最適には、光パワー調整手段は、連続光の光パワーに対する変調光の光パワーの利得が
Ｌ−１．５ ［ｄＢ］あるいはＬｍａｘ−１．５ ［ｄＢ］
となるように変調光の光パワーを調整する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（本発明の光加入者装置の構成）
図１は、本発明の光加入者装置の構成例を示す。ここでは、局装置４０と光加入者装置５０が光ファイバ伝送路３０を介して１対１に接続される構成において、光加入者装置５０ａ，５０ｂ，５０ｃの３タイプを示す。また、光加入者装置から局装置へ伝送する上り信号系の構成のみを示す。図１（１） 〜（３） において、局装置４０は、単一波長の連続光を出力する光源４１、光サーキュレータ４２、光受信器４３を備える。
【００１７】
図１（１） において、光加入者装置５０ａは、利得を有する反射型ＳＯＡ変調器５１および光可変減衰器５２から構成される。局装置４０の光源４１から出力された連続光は、光ファイバ伝送路３０を介して光加入者装置５０ａに伝送される。光加入者装置５０ａに入力された連続光は、光可変減衰器５２を介して反射型ＳＯＡ変調器５１に入力され、送信信号（上り信号）により強度変調して折り返され、再度光可変減衰器５２を介して光ファイバ伝送路３０に送出される。光ファイバ伝送路３０を介して局装置４０に伝送された変調光は、光サーキュレータ４２を介して光受信器４３に受信される。
【００１８】
光可変減衰器５２は、減衰値の異なる複数の固定減衰器の１つを選択する構成としてもよい。また、光可変減衰器５２を配置する代わりに、反射型ＳＯＡ変調器５１への注入電流量により利得を調整するようにしてもよい。
【００１９】
図１（２） において、光加入者装置５０ｂは、光サーキュレータ５３、光変調器（透過型）５４、光増幅器５５でループを構成し、光サーキュレータ５３と光ファイバ伝送路３０との間に光可変減衰器５２を配置した構成である。光加入者装置５０ｂに入力された連続光は、光可変減衰器５２、光サーキュレータ５３を介して光変調器５４に入力され、送信信号（上り信号）により強度変調される。さらに、光変調器５４から出力される変調光は光増幅器５５で増幅され、光サーキュレータ５３、光可変減衰器５２を介して光ファイバ伝送路３０に送出される。
【００２０】
光可変減衰器５２は、減衰値の異なる複数の固定減衰器の１つを選択する構成としてもよい。また、光増幅器５５を配置する代わりに、光変調器５４として利得を有するＳＯＡ変調器を用いてもよい。
【００２１】
図１（３） において、光加入者装置５０ｃは、光サーキュレータ５３、光変調器５４、光増幅器５５のループ内に光可変減衰器５２を配置した構成である。光加入者装置５０ｃに入力された連続光は、光サーキュレータ５３を介して光変調器５４に入力され、送信信号（上り信号）により強度変調される。さらに、光変調器５４から出力される変調光は光増幅器５５で増幅され、光可変減衰器５２、光サーキュレータ５３を介して光ファイバ伝送路３０に送出される。
【００２２】
光可変減衰器５２は、減衰値の異なる複数の固定減衰器の１つを選択する構成としてもよい。また、光可変減衰器５２を配置する代わりに、光増幅器５５への注入電流量により利得を調整するようにしてもよい。また、光増幅器５５および光可変減衰器５２を配置する代わりに、光変調器５４として利得を有するＳＯＡ変調器を用い、その注入電流により利得を調整するようにしてもよい。
【００２３】
なお、光加入者装置５０ａ〜５０ｃについては、図６に示す１対Ｎの構成とした場合でも同様であるが、加入者ごとの光ファイバ伝送路３０の損失の値が異なることがある。ここで、各光加入者装置でほぼ伝送路片道分の損失を補償する場合では、局装置４０において加入者ごとに光受信器の入力光パワーにばらつきが生じることになる。その場合には、図２に示すように、局装置４０の光分波器４４と光受信器４３−１〜４３−Ｎとの間に光可変減衰器４５−１〜４５−Ｎを配置し、各光受信器の入力光パワーを一定に制御する。あるいは、局装置４０から送信する多波長の連続光に対して、波長ごとに光パワーをあらかじめ調整して送信するようにしてもよい。
【００２４】
（光加入者装置の入力連続光パワーに対する出力変調光パワーの利得）
本発明の光加入者装置を用いた光アクセスネットワークにおいて、光加入者装置に入力する入力連続光パワーに対して、光加入者装置から出力する出力変調光パワーの利得の最適値について定量的に示す。
【００２５】
ここで、光アクセスネットワークでは次の３つの条件を想定する。第１は、レーリー散乱光は反射点における反射光に比べて十分に小さい。第２は、反射点の反射光が別の反射点で反射する多重反射光は、図９に示す反射光１および反射光２に比べて十分に小さい。第３は、送信信号のマーク率を１／２とする。なお、送信信号にマークまたはスペースが連続すると、信号を受信する際にクロック信号を抽出することが困難になるため、通常、ＳＤＨにおけるスクランブル、ギガビットイーサにおける８Ｂ／１０Ｂ変換など、マーク率をほぼ１／２にする手法が講じられている。
【００２６】
局装置から光ファイバ伝送路に入力する連続光の光パワーを「１」としたときに、光ファイバ伝送路の片道の伝送路損失、光加入者装置の入力連続光パワーに対する出力変調光パワーの利得、光ファイバ伝送路の片道の全反射光パワーをｘ、ｇ、ｒとすると、伝送路往復の信号光パワー、反射光１の光パワー、反射光２の光パワーは、それぞれｘ２ｇ 、ｒ、ｘ２ｇ２ｒで表される。
【００２７】
ここで問題となるのは、変調光（信号光）と反射光の干渉であるので、信号光マーク時の反射光の影響のみを考えればよい。送信信号のマーク率は１／２としているので、伝送路往復の信号光マークレベルパワー、および反射光２のマークレベルパワーは、それぞれ２ｘ２ｇ 、４ｘ２ｇ２ｒとなる。ただし、伝送路往復後に信号光および反射光２が同時にマークとなる確率は１／２であるので、反射光２の影響は半減する。したがって、信号光マーク時の全反射光とのパワー比は、
Ｓ／Ｎ＝２ｘ２ｇ／（ｒ＋２ｘ２ｇ２ｒ） …（１）
となる。これを変数ｇの関数と見なすと、
ｇ＝１／（２１／２・ｘ） …（２）
のとき、式（１） は最大値をとる。すなわち、反射光の影響を最も小さくすることができる。これを対数スケールに書き直し、伝送路損失Ｌ［ｄＢ］を用いると、
１０ｌｏｇ１０ｇ＝−１０ｌｏｇ１０（ｘ） −１／２・１０ｌｏｇ１０（２）＝Ｌ−１．５ ［ｄＢ］ …（３）
となる。
【００２８】
上記に定義したように、ｇの値は、光加入者装置の入力連続光パワーに対する出力変調光パワーの利得であり、光加入者装置内に配置する光増幅器の利得値とは異なる。光増幅器単体の利得は、光加入者装置の構成に依存する。図１および図２に示した光加入者装置５０ａ，５０ｂ，５０ｃにおいて、光増幅器単位（変調動作を兼ねる場合も含む）に要求される利得Ｇ［ｄＢ］は、光可変減衰器の損失をα１ ［ｄＢ］、光サーキュレータの損失をα２ ［ｄＢ］とすると、それぞれ次のようになる。
【００２９】
光加入者装置５０ａ：Ｇ＝（Ｌ−１．５）＋３．０＋２α１ …（４）
光加入者装置５０ｂ：Ｇ＝（Ｌ−１．５）＋３．０＋２α１＋２α２ …（５）
光加入者装置５０ｃ：Ｇ＝（Ｌ−１．５）＋３．０＋α１＋２α２ …（６）
【００３０】
なお、式（４） 〜（６） で加えた値 ３．０［ｄＢ］は、変調損失に補うものである。また、局装置から供給される連続光が、光可変減衰器および光サーキュレータを２度通過する場合は、その損失を補うために２倍の利得が必要とされる。
【００３１】
実際には、反射光は信号光と干渉するので、上記の議論は最適利得の導出にのみ有効である。信号光に対する反射光の影響の見積りは、次のように行うことができる。局装置の受信端において、信号光のマーク側光電界を
Ｅ０ ｅｘｐ［ｉ（ωＣｔ＋φ０）］
とし、ある反射点における反射光１のマーク側光電界を
Ｅ１ ｅｘｐ［ｉ（ωＣｔ＋φ１）］
とし、ある反射点における反射光２のマーク側光電界を
Ｅ２ ｅｘｐ［ｉ（ωＣｔ＋φ２）］
とすると、受信前の光電界は、
で表される。
【００３２】
受信光電流は、要する係数を一切無視すると、
となる。ここで、第１項は信号光パワー、第２項は信号光は反射光１のビート（干渉）、第３項は信号光と反射光２のビート（干渉）、第４項は反射光１パワー、第５項は反射光２パワー、第６項は反射光１と反射光２のビート（干渉）による量である。第２項以降は雑音であるが、第４項〜第６項は信号光に対して反射光が小さいことから無視できる。ここでは、第２項および第３項の影響を考慮して、規格化ビート雑音パワーとして
σＲＩＮ ２ ＝２（Ｅ０ ２Ｅ１ ２＋Ｅ０ ２Ｅ２ ２）／（Ｅ０ ２）２ …（９）
を定義する。
【００３３】
ここまでの議論は、反射光１および反射光２について、伝送路内の１つの反射点によるもののみを考慮したが、複数の反射点が関与する場合のビート雑音は、分散値として式（９） で表される値を示すガウス分布として取り扱うことができる。これは、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）のコヒーレントクロストークの影響を定量的に見積もる手法（ＩＥＥＥ Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．１４，ｎｏ．６，ｐｐ．１０９７−１１０５，１９９６）からの類推による。ただし、本光アクセスネットワークでは、信号光マーク時において反射光２が同じマークである確率は１／２であるため、式（９） は
σＲＩＮ ２ ＝（２Ｅ０ ２Ｅ１ ２＋Ｅ０ ２Ｅ２ ２）／（Ｅ０ ２）２ …（１０）
に書き換えられる。また、信号光と反射光の偏波の確率１／２を考慮すると、式（１０）の値はさらに半分になる。
【００３４】
（光加入者装置の最適利得、信号光に及ぼす反射光の影響を確認する実験系）
図３は、光加入者装置の最適利得、信号光に及ぼす反射光の影響を確認する実験系を示す。図において、局装置４０は、光源４１および光受信器４３から構成される。光加入者装置５０は、光変調器５４、光増幅器５５および光可変減衰器５２から構成される。光ファイバ伝送路３０は、光分岐器３２、光可変減衰器３３，３４、１×８光分岐器３５および遅延線３６から構成される。
【００３５】
光加入者装置５０の光変調器５４では、入力連続光を１．２５Ｇｂｐｓ 、２７−１の疑似ランダムパターンにより強度変調する。この変調光パワーは光増幅器５５で増幅され、さらに光可変減衰器５２で光パワーを調整し、上り信号光として送出する。
【００３６】
光ファイバ伝送路３０は、光源１から光分岐器３２−１、光可変減衰器３３−１、光分岐器３２−２、光加入者装置５０、光分岐器３２−３、光可変減衰器３３−２、光分岐器３２−４を経て光受信器４３に至る経路でもって伝送路を模擬し、伝送路損失は２つの光可変減衰器３３−１，３３−２で調節する。反射光１は、光源から光分岐器３２−１、光可変減衰器３４−１、１×８光分岐器３５−１、遅延線３６−１、１×８光分岐器３５−２、光分岐器３２−４を経て光受信器４３に至る経路でもって模擬し、反射光パワーを光可変減衰器３４−１で調節する。反射光２は、光源から光分岐器３２−１、光可変減衰器３３−１、光分岐器３２−２、光加入者装置５０、光分岐器３２−３、光可変減衰器３４−２、１×８光分岐器３５−３、遅延線３６−２、１×８光分岐器３５−４、光分岐器３２−２、光加入者装置５０、光分岐器３２−３、光可変減衰器３３−２、光分岐器３２−４を経て光受信器４３に至る経路でもって模擬し、反射光パワーを光可変減衰器３４−２で調節する。
【００３７】
この実験系では、反射点のある一心光ファイバ伝送路を、８個の反射点（反射点の数は計１６個）を有するストレートの光ファイバ伝送路で模擬することになる。各反射点からの反射光パワーはすべて同一に設定する。例えば、反射光１と反射光２の全反射量が光源出力パワー（光ファイバ入力）に対して−３２ｄＢであったとすると、各反射点からの反射光パワーは−４１ｄＢに設定される。
【００３８】
図４は、式（１０）を用いた計算結果と実験結果を示す。図において、横軸は光増幅器の利得と、カッコ内に入力連続光パワーに対する出力変調光パワーの利得を示す。縦軸はＱ値を示す。実験では、光源出力パワー０ｄＢｍ、片道の伝送路損失１０ｄＢ、片道の全伝送路反射光パワー−３２ｄＢ（光源出力パワーを考慮すると−３２ｄＢｍ）とした。受信の際には光プリアンプを用い、光加入者装置内の光増幅器利得に対するＱ値により評価を行った（ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ． Ｖｏｌ．５，ｎｏ．３， ｐｐ．３０４−３０６） 。なお、光プリアンプを挿入したのはＱ値測定のためである。信号光と反射光の偏波状態は完全にランダムであるとして、規格化ビート雑音パワーは式（１０）の半分、すなわち反射光パワー−３５ｄＢとして計算した。
【００３９】
図に示すように、実線の計算結果とプロットした実験結果はよく一致し、最大Ｑ値が得られるときの光増幅器利得は約１１．５ｄＢである。変調損失 ３．０ｄＢを考慮すると、光加入者装置の利得ｇは ８．５ｄＢとなり、式（３） から求められる最適利得の予測値と一致する。以上により、式（３） による最適利得の値、および式（１０）を用いたシステム性能評価法の正当性が確認された。
【００４０】
（光加入者装置の許容される利得の範囲）
伝送路の要件として、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ９８３．１ によって標準化される光アクセスネットワークの要件を適用し、
▲１▼片道の全伝送路反射光パワー＜−３２ｄＢ
▲２▼片道の伝送路損失＞１０ｄＢ
▲３▼ビットエラーレート＜１０−１０ （Ｑ値に換算すると１６ｄＢ）
とする。
【００４１】
▲１▼，▲２▼の条件下において▲３▼が成立する範囲を考える。片道の伝送路損失１０ｄＢ、片道の全伝送路反射光パワー−３２ｄＢの場合について、式（１０）による計算結果を図４に点線により示す。これは、確率的には小さいが、変調光（信号光）と反射光の偏波状態が完全に一致するケースに相当する。ただし、光プリアンプ受信は行わない。図に示すように、伝送路損失の最も少ない光加入者装置に対しては、光加入者装置内の光増幅器利得Ｇに対して、
８．５［ｄＢ］＜Ｇ＜１４．５［ｄＢ］
が許容される。変調損失 ３．０ｄＢを考慮すると、光加入者装置の利得ｇは
５．５［ｄＢ］＜ｇ＜１１．５［ｄＢ］
となる。これは、Ｌ＝１０ｄＢを用いると、
Ｌ−４．５ ［ｄＢ］＜ｇ＜Ｌ＋１．５ ［ｄＢ］
と書き換えることができる。
【００４２】
（光ファイバ伝送路の最大損失を考慮した場合の光加入者装置の利得）
図２に光アクセスネットワークにおいて、加入者ごとの光ファイバ伝送路３０の伝送路損失の値が異なる場合について示す。光加入者装置内の光増幅器利得を、片道の伝送路損失１０ｄＢ、片道の全伝送路反射光パワー−３２ｄＢの条件において最適化したとき、伝送路損失が１０ｄＢ以下に変化した場合の受信Ｑ値の計算結果を図５に示す。
【００４３】
図５において、横軸は伝送路損失、縦軸はＱ値を示す。実線および点線は、信号光と反射光の偏波が完全にランダムである場合と、一致する場合を示す。図に示すように、光増幅器利得を上記の条件において最適になるように設定したとしても、それよりも伝送路損失が少ない条件下ではＱ値は劣化しないことがわかる。すなわち、光アクセスネットワークに収容される最も伝送路損失が大きい光加入者装置に対して、光加入者装置の利得を最適化すれば、それと同じ設定の光加入者装置を大量生産することができる。
【００４４】
ここでは、光ファイバ伝送路の損失の最大値をＬｍａｘ ［ｄＢ］としたときに、光加入者装置の利得ｇは
Ｌｍａｘ−４．５ ［ｄＢ］＜ｇ＜Ｌｍａｘ＋１．５ ［ｄＢ］
となるように設定する。最適には、Ｌｍａｘ−１．５［ｄＢ］とする。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光加入者装置は、局装置から供給される連続光を変調して折り返す変調光（信号光）の光パワーを調整する際に、光加入者装置の入力連続光パワーに対する出力変調光パワーの利得を最適化することにより、変調光と光ファイバ伝送路内に複数存在する反射点で発生する反射光との干渉による雑音の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光加入者装置の構成例を示す図。
【図２】本発明の光加入者装置を適用した１対Ｎ光アクセスネットワークの構成例を示す図。
【図３】光加入者装置の最適利得、信号光に及ぼす反射光の影響を確認する実験系を示す図。
【図４】計算結果と実験結果を示す図。
【図５】伝送路損失が１０ｄＢ以下に変化した場合の受信Ｑ値の計算結果を示す図。
【図６】光アクセスネットワークの構成例を示す図。
【図７】光アクセスネットワークの反射点を示す図。
【図８】信号光対反射光比を改善する従来の構成法を示す図。
【図９】連続光に対する反射光１と変調光に対する反射光２を示す図。
【符号の説明】
１０ 局装置
１１ ＷＤＭ光源
１２ 光サーキュレータ
１３ 光分波器
１４ 光受信器
２０ 光加入者装置
２１ 反射型光変調器
２２ 光サーキュレータ
２３ 光変調器（透過型）
３０ 光ファイバ伝送路
３１ 光合分波器
３２ 光分岐器
３３，３４ 光可変減衰器
３５ １×８光分岐器
３６ 遅延線
４０ 局装置
４１ 光源
４２ 光サーキュレータ
４３ 光受信器
５０ 光加入者装置
５１ 反射型ＳＯＡ変調器
５２ 光可変減衰器
５３ 光サーキュレータ
５４ 光変調器（透過型）
５５ 光増幅器
【発明の属する技術分野】
本発明は、局装置と光加入者装置が光ファイバ伝送路を介して結合される光アクセスネットワークにおいて、局装置から供給される連続光を変調して折り返す変調光の光パワーを調整する手段を有する光加入者装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、光アクセスネットワークの構成例を示す。ここでは、光加入者装置から局装置へ伝送する上り信号系の構成のみを示す。
【０００３】
図において、局装置１０は、ＷＤＭ光源１１、光サーキュレータ１２、光分波器１３、光受信器１４−１〜１４−Ｎを備える。光加入者装置２０−１〜２０−Ｎは、それぞれ反射型光変調器２１を備えるか、または光サーキュレータ２２と光変調器２３を備える。局装置１０と各光加入者装置２０−１〜２０−Ｎは、光ファイバ伝送路３０と光合分波器３１を介して１対Ｎに接続される。
【０００４】
局装置１０のＷＤＭ光源１１は、各光加入者装置に割り当てる波長に対応する多波長の連続光（あるいは波長多重された連続光）を出力する。この多波長の連続光は、光サーキュレータ１２を介して光ファイバ伝送路３０に送出され、光ファイバ伝送路３０を伝搬して光合分波器３１で波長ごとに分波され、それぞれ異なる光ファイバ伝送路３０を介して各光加入者装置２０−１〜２０−Ｎに伝送される。各波長の連続光は、それぞれ対応する光加入者装置２０−１〜２０−Ｎに入力され、反射型光変調器２１で送信信号（上り信号）により強度変調して折り返されるか、光サーキュレータ２２を介して光変調器（透過型）２３に入力され、送信信号（上り信号）により強度変調して光サーキュレータ２２を介して折り返される。
【０００５】
光加入者装置２０−１〜２０−Ｎから折り返し出力された各波長の変調光は光合分波器３１で波長多重され、光ファイバ伝送路３０を介して局装置１０に伝送される。局装置１０に入力された波長多重変調光は、光サーキュレータ１２を介して光分波器１３に入力され、各波長の変調光に分波して対応する光受信器１４−１〜１４−Ｎに受信される。
【０００６】
このような構成では、光加入者装置に光源を搭載する必要がなく、ＷＤＭ光源１１として少数の光源から複数のサイドバンドを発生させる多波長光源（例えば、Ｍ．Ｔｅｓｈｉｍａ ｅｔ ａｌ．，ＥＣＯＣ’２００１，Ｍｏ．Ｌ．３．７， ２００１）を用いることにより、光源コストを抑えて光アクセスネットワーク全体における１加入者当たりに要するコストを低減することができる。また、一般に光変調器は波長依存性が少ないことから各光加入者装置に備えられる光変調器を共通化でき、量産化によるコスト削減の効果も期待されている。さらに、加入者側の環境のばらつきを考慮すると、光加入者装置に光源をもたないことは光源波長の管理の点においても有利である。
【０００７】
ところで、光アクセスネットワークにおける光ファイバ伝送路３０は、図７に示すように、局装置１０から光加入者装置２０までの間に複数の反射点（コネクタなど）をもつ。そのため、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ９８３．１ には、光ファイバ伝送路３０の両端における全反射量が規定されている。図７には反射点を０〜ｎで示し、それぞれの反射点において局装置１０から送信された連続光に対する反射光１をｒ０ 〜ｒｎ で示す。この反射光１は、変調光（信号光）との干渉により雑音となる。なお、光ファイバ伝送路の反射光としては、光ファイバのレーリー散乱によるものも存在するが、一般に反射点における反射光よりも小さい。
【０００８】
ここで、光加入者装置２０が透過損失の大きい部品で構成されると、局装置１０に折り返される変調光（信号光）が反射光に対して相対的に小さくなり、信号光対反射光比、すなわち信号光対雑音比（ＳＮＲ）は劣化する。
【０００９】
この信号光対反射光比を改善する手段としては、光加入者装置２０から折り返す信号光の光パワーを増大させる方法が考えられている。すなわち、光加入者装置２０において、図８に示すように、反射型光変調器２１として反射型の半導体光増幅器変調器（反射型ＳＯＡ変調器）２４を用いる構成（非特許文献１）、あるいは光サーキュレータ２２と光変調器２３との間に光増幅器２５を配置する構成である。
【００１０】
【非特許文献１】
Ｎ．Ｂｕｌｄａｗｏｏ ｅｔ ａｌ．，ＥＣＯＣ’９８， ｐｐ．２７３−２７４
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
光加入者装置２０から送信する信号光の光パワーを増大させると、図９に示すように、反射点０〜ｎにおける反射光として、局装置１０から送信された連続光に対する反射光１とともに、光加入者装置２０から送信された信号光に対する反射光２も発生する。光加入者装置２０では、この反射光２に対しても利得を与えて折り返すので、その大きさによっては反射光２は反射光１に対して無視できなくなる。すなわち、光加入者装置２０で信号光に利得を与えれば与えるほど、ＳＮＲは改善されるとは言えなかった。非特許文献１には、この反射光２に対する考慮はなされていない。
【００１２】
本発明は、局装置から供給される連続光を変調して折り返す変調光（信号光）の光パワーを調整する光加入者装置において、変調光に対する反射光を考慮して変調光の光パワーを最適化する光加入者装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、局装置と損失Ｌ［ｄＢ］の光ファイバ伝送路を介して結合され、局装置から供給される単一波長の連続光を強度変調して局装置に送信する光加入者装置において、光ファイバ伝送路に接続されたポートから単一波長の連続光を入力し、マーク率がほぼ１／２の送信信号で強度変調した変調光を同じポートから光ファイバ伝送路に折り返す光変調手段と、連続光または変調光の光パワーを増幅する光増幅手段と、連続光の光パワーに対する変調光の光パワーの利得が
Ｌ−４．５ ［ｄＢ］ないしＬ＋１．５ ［ｄＢ］
となるように、変調光の光パワーを調整する光パワー調整手段とを備える。
【００１４】
また、光ファイバ伝送路の損失の最大値をＬｍａｘ ［ｄＢ］としたときに、光パワー調整手段は、連続光の光パワーに対する変調光の光パワーの利得が
Ｌｍａｘ−４．５ ［ｄＢ］ないしＬｍａｘ＋１．５ ［ｄＢ］
となるように変調光の光パワーを調整する。
【００１５】
さらに最適には、光パワー調整手段は、連続光の光パワーに対する変調光の光パワーの利得が
Ｌ−１．５ ［ｄＢ］あるいはＬｍａｘ−１．５ ［ｄＢ］
となるように変調光の光パワーを調整する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（本発明の光加入者装置の構成）
図１は、本発明の光加入者装置の構成例を示す。ここでは、局装置４０と光加入者装置５０が光ファイバ伝送路３０を介して１対１に接続される構成において、光加入者装置５０ａ，５０ｂ，５０ｃの３タイプを示す。また、光加入者装置から局装置へ伝送する上り信号系の構成のみを示す。図１（１） 〜（３） において、局装置４０は、単一波長の連続光を出力する光源４１、光サーキュレータ４２、光受信器４３を備える。
【００１７】
図１（１） において、光加入者装置５０ａは、利得を有する反射型ＳＯＡ変調器５１および光可変減衰器５２から構成される。局装置４０の光源４１から出力された連続光は、光ファイバ伝送路３０を介して光加入者装置５０ａに伝送される。光加入者装置５０ａに入力された連続光は、光可変減衰器５２を介して反射型ＳＯＡ変調器５１に入力され、送信信号（上り信号）により強度変調して折り返され、再度光可変減衰器５２を介して光ファイバ伝送路３０に送出される。光ファイバ伝送路３０を介して局装置４０に伝送された変調光は、光サーキュレータ４２を介して光受信器４３に受信される。
【００１８】
光可変減衰器５２は、減衰値の異なる複数の固定減衰器の１つを選択する構成としてもよい。また、光可変減衰器５２を配置する代わりに、反射型ＳＯＡ変調器５１への注入電流量により利得を調整するようにしてもよい。
【００１９】
図１（２） において、光加入者装置５０ｂは、光サーキュレータ５３、光変調器（透過型）５４、光増幅器５５でループを構成し、光サーキュレータ５３と光ファイバ伝送路３０との間に光可変減衰器５２を配置した構成である。光加入者装置５０ｂに入力された連続光は、光可変減衰器５２、光サーキュレータ５３を介して光変調器５４に入力され、送信信号（上り信号）により強度変調される。さらに、光変調器５４から出力される変調光は光増幅器５５で増幅され、光サーキュレータ５３、光可変減衰器５２を介して光ファイバ伝送路３０に送出される。
【００２０】
光可変減衰器５２は、減衰値の異なる複数の固定減衰器の１つを選択する構成としてもよい。また、光増幅器５５を配置する代わりに、光変調器５４として利得を有するＳＯＡ変調器を用いてもよい。
【００２１】
図１（３） において、光加入者装置５０ｃは、光サーキュレータ５３、光変調器５４、光増幅器５５のループ内に光可変減衰器５２を配置した構成である。光加入者装置５０ｃに入力された連続光は、光サーキュレータ５３を介して光変調器５４に入力され、送信信号（上り信号）により強度変調される。さらに、光変調器５４から出力される変調光は光増幅器５５で増幅され、光可変減衰器５２、光サーキュレータ５３を介して光ファイバ伝送路３０に送出される。
【００２２】
光可変減衰器５２は、減衰値の異なる複数の固定減衰器の１つを選択する構成としてもよい。また、光可変減衰器５２を配置する代わりに、光増幅器５５への注入電流量により利得を調整するようにしてもよい。また、光増幅器５５および光可変減衰器５２を配置する代わりに、光変調器５４として利得を有するＳＯＡ変調器を用い、その注入電流により利得を調整するようにしてもよい。
【００２３】
なお、光加入者装置５０ａ〜５０ｃについては、図６に示す１対Ｎの構成とした場合でも同様であるが、加入者ごとの光ファイバ伝送路３０の損失の値が異なることがある。ここで、各光加入者装置でほぼ伝送路片道分の損失を補償する場合では、局装置４０において加入者ごとに光受信器の入力光パワーにばらつきが生じることになる。その場合には、図２に示すように、局装置４０の光分波器４４と光受信器４３−１〜４３−Ｎとの間に光可変減衰器４５−１〜４５−Ｎを配置し、各光受信器の入力光パワーを一定に制御する。あるいは、局装置４０から送信する多波長の連続光に対して、波長ごとに光パワーをあらかじめ調整して送信するようにしてもよい。
【００２４】
（光加入者装置の入力連続光パワーに対する出力変調光パワーの利得）
本発明の光加入者装置を用いた光アクセスネットワークにおいて、光加入者装置に入力する入力連続光パワーに対して、光加入者装置から出力する出力変調光パワーの利得の最適値について定量的に示す。
【００２５】
ここで、光アクセスネットワークでは次の３つの条件を想定する。第１は、レーリー散乱光は反射点における反射光に比べて十分に小さい。第２は、反射点の反射光が別の反射点で反射する多重反射光は、図９に示す反射光１および反射光２に比べて十分に小さい。第３は、送信信号のマーク率を１／２とする。なお、送信信号にマークまたはスペースが連続すると、信号を受信する際にクロック信号を抽出することが困難になるため、通常、ＳＤＨにおけるスクランブル、ギガビットイーサにおける８Ｂ／１０Ｂ変換など、マーク率をほぼ１／２にする手法が講じられている。
【００２６】
局装置から光ファイバ伝送路に入力する連続光の光パワーを「１」としたときに、光ファイバ伝送路の片道の伝送路損失、光加入者装置の入力連続光パワーに対する出力変調光パワーの利得、光ファイバ伝送路の片道の全反射光パワーをｘ、ｇ、ｒとすると、伝送路往復の信号光パワー、反射光１の光パワー、反射光２の光パワーは、それぞれｘ２ｇ 、ｒ、ｘ２ｇ２ｒで表される。
【００２７】
ここで問題となるのは、変調光（信号光）と反射光の干渉であるので、信号光マーク時の反射光の影響のみを考えればよい。送信信号のマーク率は１／２としているので、伝送路往復の信号光マークレベルパワー、および反射光２のマークレベルパワーは、それぞれ２ｘ２ｇ 、４ｘ２ｇ２ｒとなる。ただし、伝送路往復後に信号光および反射光２が同時にマークとなる確率は１／２であるので、反射光２の影響は半減する。したがって、信号光マーク時の全反射光とのパワー比は、
Ｓ／Ｎ＝２ｘ２ｇ／（ｒ＋２ｘ２ｇ２ｒ） …（１）
となる。これを変数ｇの関数と見なすと、
ｇ＝１／（２１／２・ｘ） …（２）
のとき、式（１） は最大値をとる。すなわち、反射光の影響を最も小さくすることができる。これを対数スケールに書き直し、伝送路損失Ｌ［ｄＢ］を用いると、
１０ｌｏｇ１０ｇ＝−１０ｌｏｇ１０（ｘ） −１／２・１０ｌｏｇ１０（２）＝Ｌ−１．５ ［ｄＢ］ …（３）
となる。
【００２８】
上記に定義したように、ｇの値は、光加入者装置の入力連続光パワーに対する出力変調光パワーの利得であり、光加入者装置内に配置する光増幅器の利得値とは異なる。光増幅器単体の利得は、光加入者装置の構成に依存する。図１および図２に示した光加入者装置５０ａ，５０ｂ，５０ｃにおいて、光増幅器単位（変調動作を兼ねる場合も含む）に要求される利得Ｇ［ｄＢ］は、光可変減衰器の損失をα１ ［ｄＢ］、光サーキュレータの損失をα２ ［ｄＢ］とすると、それぞれ次のようになる。
【００２９】
光加入者装置５０ａ：Ｇ＝（Ｌ−１．５）＋３．０＋２α１ …（４）
光加入者装置５０ｂ：Ｇ＝（Ｌ−１．５）＋３．０＋２α１＋２α２ …（５）
光加入者装置５０ｃ：Ｇ＝（Ｌ−１．５）＋３．０＋α１＋２α２ …（６）
【００３０】
なお、式（４） 〜（６） で加えた値 ３．０［ｄＢ］は、変調損失に補うものである。また、局装置から供給される連続光が、光可変減衰器および光サーキュレータを２度通過する場合は、その損失を補うために２倍の利得が必要とされる。
【００３１】
実際には、反射光は信号光と干渉するので、上記の議論は最適利得の導出にのみ有効である。信号光に対する反射光の影響の見積りは、次のように行うことができる。局装置の受信端において、信号光のマーク側光電界を
Ｅ０ ｅｘｐ［ｉ（ωＣｔ＋φ０）］
とし、ある反射点における反射光１のマーク側光電界を
Ｅ１ ｅｘｐ［ｉ（ωＣｔ＋φ１）］
とし、ある反射点における反射光２のマーク側光電界を
Ｅ２ ｅｘｐ［ｉ（ωＣｔ＋φ２）］
とすると、受信前の光電界は、
【００３２】
受信光電流は、要する係数を一切無視すると、
σＲＩＮ ２ ＝２（Ｅ０ ２Ｅ１ ２＋Ｅ０ ２Ｅ２ ２）／（Ｅ０ ２）２ …（９）
を定義する。
【００３３】
ここまでの議論は、反射光１および反射光２について、伝送路内の１つの反射点によるもののみを考慮したが、複数の反射点が関与する場合のビート雑音は、分散値として式（９） で表される値を示すガウス分布として取り扱うことができる。これは、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）のコヒーレントクロストークの影響を定量的に見積もる手法（ＩＥＥＥ Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．１４，ｎｏ．６，ｐｐ．１０９７−１１０５，１９９６）からの類推による。ただし、本光アクセスネットワークでは、信号光マーク時において反射光２が同じマークである確率は１／２であるため、式（９） は
σＲＩＮ ２ ＝（２Ｅ０ ２Ｅ１ ２＋Ｅ０ ２Ｅ２ ２）／（Ｅ０ ２）２ …（１０）
に書き換えられる。また、信号光と反射光の偏波の確率１／２を考慮すると、式（１０）の値はさらに半分になる。
【００３４】
（光加入者装置の最適利得、信号光に及ぼす反射光の影響を確認する実験系）
図３は、光加入者装置の最適利得、信号光に及ぼす反射光の影響を確認する実験系を示す。図において、局装置４０は、光源４１および光受信器４３から構成される。光加入者装置５０は、光変調器５４、光増幅器５５および光可変減衰器５２から構成される。光ファイバ伝送路３０は、光分岐器３２、光可変減衰器３３，３４、１×８光分岐器３５および遅延線３６から構成される。
【００３５】
光加入者装置５０の光変調器５４では、入力連続光を１．２５Ｇｂｐｓ 、２７−１の疑似ランダムパターンにより強度変調する。この変調光パワーは光増幅器５５で増幅され、さらに光可変減衰器５２で光パワーを調整し、上り信号光として送出する。
【００３６】
光ファイバ伝送路３０は、光源１から光分岐器３２−１、光可変減衰器３３−１、光分岐器３２−２、光加入者装置５０、光分岐器３２−３、光可変減衰器３３−２、光分岐器３２−４を経て光受信器４３に至る経路でもって伝送路を模擬し、伝送路損失は２つの光可変減衰器３３−１，３３−２で調節する。反射光１は、光源から光分岐器３２−１、光可変減衰器３４−１、１×８光分岐器３５−１、遅延線３６−１、１×８光分岐器３５−２、光分岐器３２−４を経て光受信器４３に至る経路でもって模擬し、反射光パワーを光可変減衰器３４−１で調節する。反射光２は、光源から光分岐器３２−１、光可変減衰器３３−１、光分岐器３２−２、光加入者装置５０、光分岐器３２−３、光可変減衰器３４−２、１×８光分岐器３５−３、遅延線３６−２、１×８光分岐器３５−４、光分岐器３２−２、光加入者装置５０、光分岐器３２−３、光可変減衰器３３−２、光分岐器３２−４を経て光受信器４３に至る経路でもって模擬し、反射光パワーを光可変減衰器３４−２で調節する。
【００３７】
この実験系では、反射点のある一心光ファイバ伝送路を、８個の反射点（反射点の数は計１６個）を有するストレートの光ファイバ伝送路で模擬することになる。各反射点からの反射光パワーはすべて同一に設定する。例えば、反射光１と反射光２の全反射量が光源出力パワー（光ファイバ入力）に対して−３２ｄＢであったとすると、各反射点からの反射光パワーは−４１ｄＢに設定される。
【００３８】
図４は、式（１０）を用いた計算結果と実験結果を示す。図において、横軸は光増幅器の利得と、カッコ内に入力連続光パワーに対する出力変調光パワーの利得を示す。縦軸はＱ値を示す。実験では、光源出力パワー０ｄＢｍ、片道の伝送路損失１０ｄＢ、片道の全伝送路反射光パワー−３２ｄＢ（光源出力パワーを考慮すると−３２ｄＢｍ）とした。受信の際には光プリアンプを用い、光加入者装置内の光増幅器利得に対するＱ値により評価を行った（ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ． Ｖｏｌ．５，ｎｏ．３， ｐｐ．３０４−３０６） 。なお、光プリアンプを挿入したのはＱ値測定のためである。信号光と反射光の偏波状態は完全にランダムであるとして、規格化ビート雑音パワーは式（１０）の半分、すなわち反射光パワー−３５ｄＢとして計算した。
【００３９】
図に示すように、実線の計算結果とプロットした実験結果はよく一致し、最大Ｑ値が得られるときの光増幅器利得は約１１．５ｄＢである。変調損失 ３．０ｄＢを考慮すると、光加入者装置の利得ｇは ８．５ｄＢとなり、式（３） から求められる最適利得の予測値と一致する。以上により、式（３） による最適利得の値、および式（１０）を用いたシステム性能評価法の正当性が確認された。
【００４０】
（光加入者装置の許容される利得の範囲）
伝送路の要件として、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ９８３．１ によって標準化される光アクセスネットワークの要件を適用し、
▲１▼片道の全伝送路反射光パワー＜−３２ｄＢ
▲２▼片道の伝送路損失＞１０ｄＢ
▲３▼ビットエラーレート＜１０−１０ （Ｑ値に換算すると１６ｄＢ）
とする。
【００４１】
▲１▼，▲２▼の条件下において▲３▼が成立する範囲を考える。片道の伝送路損失１０ｄＢ、片道の全伝送路反射光パワー−３２ｄＢの場合について、式（１０）による計算結果を図４に点線により示す。これは、確率的には小さいが、変調光（信号光）と反射光の偏波状態が完全に一致するケースに相当する。ただし、光プリアンプ受信は行わない。図に示すように、伝送路損失の最も少ない光加入者装置に対しては、光加入者装置内の光増幅器利得Ｇに対して、
８．５［ｄＢ］＜Ｇ＜１４．５［ｄＢ］
が許容される。変調損失 ３．０ｄＢを考慮すると、光加入者装置の利得ｇは
５．５［ｄＢ］＜ｇ＜１１．５［ｄＢ］
となる。これは、Ｌ＝１０ｄＢを用いると、
Ｌ−４．５ ［ｄＢ］＜ｇ＜Ｌ＋１．５ ［ｄＢ］
と書き換えることができる。
【００４２】
（光ファイバ伝送路の最大損失を考慮した場合の光加入者装置の利得）
図２に光アクセスネットワークにおいて、加入者ごとの光ファイバ伝送路３０の伝送路損失の値が異なる場合について示す。光加入者装置内の光増幅器利得を、片道の伝送路損失１０ｄＢ、片道の全伝送路反射光パワー−３２ｄＢの条件において最適化したとき、伝送路損失が１０ｄＢ以下に変化した場合の受信Ｑ値の計算結果を図５に示す。
【００４３】
図５において、横軸は伝送路損失、縦軸はＱ値を示す。実線および点線は、信号光と反射光の偏波が完全にランダムである場合と、一致する場合を示す。図に示すように、光増幅器利得を上記の条件において最適になるように設定したとしても、それよりも伝送路損失が少ない条件下ではＱ値は劣化しないことがわかる。すなわち、光アクセスネットワークに収容される最も伝送路損失が大きい光加入者装置に対して、光加入者装置の利得を最適化すれば、それと同じ設定の光加入者装置を大量生産することができる。
【００４４】
ここでは、光ファイバ伝送路の損失の最大値をＬｍａｘ ［ｄＢ］としたときに、光加入者装置の利得ｇは
Ｌｍａｘ−４．５ ［ｄＢ］＜ｇ＜Ｌｍａｘ＋１．５ ［ｄＢ］
となるように設定する。最適には、Ｌｍａｘ−１．５［ｄＢ］とする。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光加入者装置は、局装置から供給される連続光を変調して折り返す変調光（信号光）の光パワーを調整する際に、光加入者装置の入力連続光パワーに対する出力変調光パワーの利得を最適化することにより、変調光と光ファイバ伝送路内に複数存在する反射点で発生する反射光との干渉による雑音の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光加入者装置の構成例を示す図。
【図２】本発明の光加入者装置を適用した１対Ｎ光アクセスネットワークの構成例を示す図。
【図３】光加入者装置の最適利得、信号光に及ぼす反射光の影響を確認する実験系を示す図。
【図４】計算結果と実験結果を示す図。
【図５】伝送路損失が１０ｄＢ以下に変化した場合の受信Ｑ値の計算結果を示す図。
【図６】光アクセスネットワークの構成例を示す図。
【図７】光アクセスネットワークの反射点を示す図。
【図８】信号光対反射光比を改善する従来の構成法を示す図。
【図９】連続光に対する反射光１と変調光に対する反射光２を示す図。
【符号の説明】
１０ 局装置
１１ ＷＤＭ光源
１２ 光サーキュレータ
１３ 光分波器
１４ 光受信器
２０ 光加入者装置
２１ 反射型光変調器
２２ 光サーキュレータ
２３ 光変調器（透過型）
３０ 光ファイバ伝送路
３１ 光合分波器
３２ 光分岐器
３３，３４ 光可変減衰器
３５ １×８光分岐器
３６ 遅延線
４０ 局装置
４１ 光源
４２ 光サーキュレータ
４３ 光受信器
５０ 光加入者装置
５１ 反射型ＳＯＡ変調器
５２ 光可変減衰器
５３ 光サーキュレータ
５４ 光変調器（透過型）
５５ 光増幅器
Claims (9)
- 局装置と損失Ｌ［ｄＢ］の光ファイバ伝送路を介して結合され、局装置から供給される単一波長の連続光を強度変調して局装置に送信する光加入者装置において、
前記光ファイバ伝送路に接続されたポートから前記単一波長の連続光を入力し、マーク率がほぼ１／２の送信信号で強度変調した変調光を同じポートから前記光ファイバ伝送路に折り返す光変調手段と、
前記連続光または前記変調光の光パワーを増幅する光増幅手段と、
前記連続光の光パワーに対する前記変調光の光パワーの利得が
Ｌ−４．５ ［ｄＢ］ないしＬ＋１．５ ［ｄＢ］
となるように、前記変調光の光パワーを調整する光パワー調整手段と
を備えたことを特徴とする光加入者装置。 - 請求項１に記載の光加入者装置において、
前記光ファイバ伝送路の損失の最大値をＬｍａｘ ［ｄＢ］としたときに、前記光パワー調整手段は、前記連続光の光パワーに対する前記変調光の光パワーの利得が
Ｌｍａｘ−４．５ ［ｄＢ］ないしＬｍａｘ＋１．５ ［ｄＢ］
となるように前記変調光の光パワーを調整する
ことを特徴とする光加入者装置。 - 請求項１に記載の光加入者装置において、
前記光パワー調整手段は、前記連続光の光パワーに対する前記変調光の光パワーの利得が
Ｌ−１．５ ［ｄＢ］
となるように前記変調光の光パワーを調整する
ことを特徴とする光加入者装置。 - 請求項２に記載の光加入者装置において、
前記光パワー調整手段は、前記連続光の光パワーに対する前記変調光の光パワーの利得が
Ｌｍａｘ−１．５ ［ｄＢ］
となるように前記変調光の光パワーを調整する
ことを特徴とする光加入者装置。 - 請求項１〜請求項４に記載の光加入者装置において、
前記光変調手段は、利得を有する反射型の光変調器であり、
前記光パワー調整手段は、前記光ファイバ伝送路と前記反射型の光変調器との間に配置され、前記変調光の光パワーを減衰させる光パワー減衰器である
ことを特徴とする光加入者装置。 - 請求項５に記載の光加入者装置において、
前記光パワー減衰器に代わり、前記利得を有する反射型の光変調器の利得を制御する構成とする
ことを特徴とする光加入者装置。 - 請求項１〜請求項４に記載の光加入者装置において、
前記光変調手段は、前記光ファイバ伝送路に接続される光サーキュレータを介して形成されるループ内に、透過型の光変調器および光増幅器、あるいは利得を有する透過型の光変調器を配置した構成であり、
前記光パワー調整手段は、前記光ファイバ伝送路と前記光サーキュレータとの間に配置され、前記変調光の光パワーを減衰させる光パワー減衰器である
ことを特徴とする光加入者装置。 - 請求項１〜請求項４に記載の光加入者装置において、
前記光変調手段は、前記光ファイバ伝送路に接続される光サーキュレータを介して形成されるループ内に、透過型の光変調器および光増幅器、あるいは利得を有する透過型の光変調器を配置した構成であり、
前記光パワー調整手段は、前記ループに配置され、前記変調光の光パワーを減衰させる光パワー減衰器である
ことを特徴とする光加入者装置。 - 請求項７に記載の光加入者装置において、
前記光パワー減衰器に代わり、前記光増幅器または前記利得を有する光変調器の利得を制御する構成とする
ことを特徴とする光加入者装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003037292A JP2004248096A (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | 光加入者装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003037292A JP2004248096A (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | 光加入者装置 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006165651A (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 光給電情報伝送装置 |
| JP2007335987A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | データ伝送システムおよび遠隔測定システム |
| JP2010114623A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光通信システム、ｏｎｕの送信器、ｏｌｔの受信器、およびｏｎｕの上り信号送信方法 |
| JP2012203264A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Fujitsu Ltd | 多波長光源 |
| JP2015225127A (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-14 | 日本電信電話株式会社 | 波長変換装置 |
-
2003
- 2003-02-14 JP JP2003037292A patent/JP2004248096A/ja active Pending
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