JP2006196948A - 光通信システム及びその光出力制御部並びにその結合効率決定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光出力制御部の可変分岐回路の結合効率を調整することにより、光出力制御部の制御に伴う消費電力の低消費電力化をすること。
【解決手段】光出力制御部を有する光送受信装置11と、該光送受信装置11に光ファイバを介してそれぞれ接続されるN台の光送受信装置31〜3Nとを備えた光通信システムにおいて、光出力制御部の入力から光送受信装置31〜3Nの入力に至るまでの光損失の値が、該光送受信装置31〜3Nの全てで同一になるように光出力レベルを制御する光出力制御部112の構成を、MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を、外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整した。
【選択図】図1
【解決手段】光出力制御部を有する光送受信装置11と、該光送受信装置11に光ファイバを介してそれぞれ接続されるN台の光送受信装置31〜3Nとを備えた光通信システムにおいて、光出力制御部の入力から光送受信装置31〜3Nの入力に至るまでの光損失の値が、該光送受信装置31〜3Nの全てで同一になるように光出力レベルを制御する光出力制御部112の構成を、MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を、外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整した。
【選択図】図1
Description
本発明は、光通信システムに関し、特に光伝送におけるアクセス区間の光出力レベルを制御する光出力制御部の構成に関する。
図6〜図10は、従来の光出力レベル制御機能付き光通信システムを示す図である(特許文献1参照)。
図6は、光の出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有する第1の光送受信装置と、該第1の光送受信装置にN(Nは2以上の自然数)本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるN台の第2の光送受信装置とを備えた光通信システムの一例を示す図である。
図7は、図6の光通信システムにおいて、光出力制御部の入力から第2の光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が、該第2の光送受信装置の全てで同一になるように光出力レベルを制御する光出力制御部の構成を示す図である。
図8は、一方の光送受信装置の出力から他方の光送受信装置の入力までの光損失の確率密度関数を示す図である。
図9は、図7の制御部を、光損失が図8の確率密度関数で表される時に、図6の光通信システムにおいて、光出力制御部の入力から第2の光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が、該第2の光送受信装置の全てで同一になるように制御した場合の、分岐比率の確率密度関数を示す図である。
図10は、図7の制御部を、光損失が図8の確率密度関数で表される時に、図6の光通信システムにおいて、光出力制御部の入力から第2の光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が、該第2の光送受信装置の全てで同一になるように制御した場合の、温度変化量(ΔT)の確率密度関数を示す図である。
図6の従来例は、光ファイバ30011から受信される光の出力レベルを制御し分岐する光出力制御部30012を有する光送受信装置3001と、該光送受信装置3001に光ファイバ3101,3102,…,310N(計N本)を介してそれぞれ接続される光送受信装置3201,3202,…,320N(計N台)とを備えた光通信システムである。
図7の従来例は光出力制御部の構成で、可変分岐回路4002を多段に組み合わせた光出力制御部4001である。可変分岐回路4002は、MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相は、外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御される構成である。詳しく述べると、可変分岐回路4002は、光導波路40022の上部クラッド表面に薄膜ヒータ40023を取り付けたもので、光導波路の屈折率の温度依存性、即ち熱光学効果を利用して、薄膜ヒータ40023からの熱により光導波路40022の屈折率を変化、即ち位相を変化させ、光出力レベルを制御するものである。
さらに詳しく述べると、光導波路40022の温度変化量をΔT、光導波路40022の温度変化前の屈折率をn0、光導波路40022の温度変化後の屈折率をn1、光導波路40022の屈折率温度係数をαとすると、
n1=n0+αΔT …(式101)
また、薄膜ヒータ40023の長さをd、光導波路40021,40022の屈折率変化による位相変化をΔφ、光導波路40021,40022内を伝送する光の波長をλとすると、
Δφ=−(2π/λ)×(n1−n0)×d …(式102)
(式101)より、
Δφ=−(2π/λ)×αdΔT …(式103)
光導波路40021の入力A0での光の強度を|A0|2、光導波路40022の入力B0での光の強度を|B0|2=0、光導波路40021の出力A1での光の出力レベルを|A1|2、光導波路40022の出力B1での光の出力レベルを|B1|2とすると(式103)を用いて以下の式が成り立つ。
n1=n0+αΔT …(式101)
また、薄膜ヒータ40023の長さをd、光導波路40021,40022の屈折率変化による位相変化をΔφ、光導波路40021,40022内を伝送する光の波長をλとすると、
Δφ=−(2π/λ)×(n1−n0)×d …(式102)
(式101)より、
Δφ=−(2π/λ)×αdΔT …(式103)
光導波路40021の入力A0での光の強度を|A0|2、光導波路40022の入力B0での光の強度を|B0|2=0、光導波路40021の出力A1での光の出力レベルを|A1|2、光導波路40022の出力B1での光の出力レベルを|B1|2とすると(式103)を用いて以下の式が成り立つ。
|A1|2=|A0|2sin2(Δφ/2)
=|A0|2sin2{(−π/λ)αdΔT} …(式104)
|B1|2=|A0|2cos2(Δφ/2)
=|A0|2cos2{(−π/λ)αdΔT} …(式105)
ここで、従来例においては、光導波路20021と光導波路20022の結合効率は0.5である。
=|A0|2sin2{(−π/λ)αdΔT} …(式104)
|B1|2=|A0|2cos2(Δφ/2)
=|A0|2cos2{(−π/λ)αdΔT} …(式105)
ここで、従来例においては、光導波路20021と光導波路20022の結合効率は0.5である。
図8は、一方の光送受信装置の出力から他方の光送受信装置の入力までの光損失の確率密度関数を示す図である。図8の光損失の確率密度関数は、以下の式で表される。
f(L)=A〔(L−3)b/2-1/{2b/2Γ(b/2)}〕
・exp{(−(L−3)/2} …(式106)
ここでAは規格化定数、Lは光損失、bは3である。
・exp{(−(L−3)/2} …(式106)
ここでAは規格化定数、Lは光損失、bは3である。
図9の説明の前に、従来システムの制御方式を明確にするために、ここでは光出力制御部の制御方式を、図6と式を用いて説明する。
今、光出力制御部前段からの光の出力レベルをPout[dBm]、光送受信装置3201,3202,…,320Nに対応する光出力制御部の出力から光送受信装置の入力に至るまでの光損失をL(1),L(2),…,L(N)[dB]、光送受信装置3201,3202,…,320Nの受光レベルをPin(1),Pin(2),…,Pin(N)[dBm]とする。光送受信装置3201,3202,…,320Nに対応する光出力制御部の光出力レベルの分岐比率をK(1),K(2),…,K(N)(0<K(i)<1(i=1〜N),ΣK(i)=1[i=1〜N])とすると、光出力制御部での光損失は、10log10(1/K(i))(i=1〜N)[dB]となる。また受光レベルPin(1),Pin(2),…,Pin(N)は、光出力制御部の入力から光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が光送受信装置N台で全て同一となるように制御されるので、この値を一定値Pin con[dBm]とする。
これより光送受信装置3201,3202,…,320Nにおける、光出力レベルPout[dBm]と光受光レベルPin con[dBm]との関係式を求めると以下のようになる。
Pout−10log10(1/K(i))−L(i)=Pin con(i=1〜N)
…(式107)
今、光出力制御部の入力から光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が光送受信装置N台で全て同一となるように制御されるから、(式107)において、
10log10(1/K(1))+L(1)=A …(式108−1)
10log10(1/K(2))+L(2)=A …(式108−2)
:
10log10(1/K(N))+L(N)=A …(式108−N)
(Aは定数)
即ち、
K(1)=10^(−A/10)×10^(L(1)/10)…(式109−1)
K(2)=10^(−A/10)×10^(L(2)/10)…(式109−2)
:
K(N)=10^(−A/10)×10^(L(N)/10)…(式109−N)
となる。
…(式107)
今、光出力制御部の入力から光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が光送受信装置N台で全て同一となるように制御されるから、(式107)において、
10log10(1/K(1))+L(1)=A …(式108−1)
10log10(1/K(2))+L(2)=A …(式108−2)
:
10log10(1/K(N))+L(N)=A …(式108−N)
(Aは定数)
即ち、
K(1)=10^(−A/10)×10^(L(1)/10)…(式109−1)
K(2)=10^(−A/10)×10^(L(2)/10)…(式109−2)
:
K(N)=10^(−A/10)×10^(L(N)/10)…(式109−N)
となる。
(式109−1)〜(式109−N)の和をとると、
ΣK(i)[i=1〜N]=10^(−A/10)
×Σ10^(L(i)/10)[i=1〜N] …(式110)
(式110)において、ΣK(i)[i=1〜N]=1であるから、10^(−A/10)は、
10^(−A/10)=1/Σ10^(L(i)/10)[i=1〜N]
…(式111)
(式109−1)〜(式109−N)及び(式111)より、分岐比率K(i)は、
K(i)=10^(L(i)/10)/Σ10^(L(i)/10)[i=1〜N] …(式112)
となる。
ΣK(i)[i=1〜N]=10^(−A/10)
×Σ10^(L(i)/10)[i=1〜N] …(式110)
(式110)において、ΣK(i)[i=1〜N]=1であるから、10^(−A/10)は、
10^(−A/10)=1/Σ10^(L(i)/10)[i=1〜N]
…(式111)
(式109−1)〜(式109−N)及び(式111)より、分岐比率K(i)は、
K(i)=10^(L(i)/10)/Σ10^(L(i)/10)[i=1〜N] …(式112)
となる。
(式104)、(式105)及び(式112)より、例えば図7の可変分岐回路4002の分岐比率K(1),K(2)は、以下のように表される。
K(1)=10^(L(1)/10)/Σ10^(L(i)/10)[i=1〜2]
=sin2((−π/λ)・αdΔT)) …(式113)
K(2)=10^(L(2)/10)/Σ10^(L(i)/10)[i=1〜2]
=cos2((−π/λ)・αdΔT)) …(式114)
以上より、ΔTを(式113)、(式114)を満たすよう制御するのが、光出力制御部の制御方式である。
=sin2((−π/λ)・αdΔT)) …(式113)
K(2)=10^(L(2)/10)/Σ10^(L(i)/10)[i=1〜2]
=cos2((−π/λ)・αdΔT)) …(式114)
以上より、ΔTを(式113)、(式114)を満たすよう制御するのが、光出力制御部の制御方式である。
図9は、図7の制御部を、光損失が図8の確率密度関数で表される時に、光出力制御部の入力から光送受信装置(N台)の入力に至るまでの光損失の値が、前記光送受信装置(N台)の全てで同一になるように光出力制御部を制御した場合の、分岐比率の確率密度関数を示す図である。
図8に示す光損失の確率密度関数に従うN台の光送受信装置を図6に示す光通信システムに収容する時、分岐比率K(i)の確率密度関数は、(式112)を満たす、f(L(1))×f(L(2))×…f(L(N))の全組み合わせの総和から算出できる。これより求められた分岐比率K(i)と、(式113)あるいは(式114)を用いることにより、図10に示す温度変化量ΔTの確率密度関数は求めることができる。
図9には、N=2において求められた分岐比率K(1)の確率密度関数を示す。図9より、K(1)=0〜0.1,0.9〜1.0においては、確率密度はほぼ0であるため、この値に分岐比率K(1)を制御する確率はほぼないと言うことができる。
図10には、N=2において求められた温度変化量ΔTの確率密度関数を示す。ここでα=1×10-5[/℃]、d=1×10-3m、λ=1550nmとして算出した。この時、K(1)=0でΔT=0、K(1)=1でΔT≒18.1、図10より平均の温度変化量ΔTは約9.6である。
特開2003−134049号公報
図9より、分岐比率K(1)=0〜0.1,0.9〜1.0では確率密度はほぼ0であるにも拘わらず、従来の光通信システムの光出力制御部では、K(1)=0〜1全ての範囲で分岐比率を制御可能なように可変分岐回路の結合効率を0.5にしているため、図10の通り、平均でΔT=9.6の制御を行う必要が生じてしまう。光出力制御部の制御に伴う消費電力は、ΔTの大きさに比例するため、ΔTが大きいと、消費電力が大きくなってしまうという問題が生じる。
本発明は、このような背景で行われたものであり、光出力制御部の可変分岐回路の結合効率を調整することにより、光出力制御部の制御に伴う消費電力の低消費電力化をすることを目的とする。
本発明の第1〜3の観点は、前記目的を達成するために、光出力制御部を構成する可変分岐回路の光導波路の結合効率を調整することにより低消費電力化した光出力制御部を有する光通信システムを実現したことである。
第1の観点は、光の出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有する第1の光送受信装置と、該第1の光送受信装置にN本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるN台の第2の光送受信装置とを備えた光通信システムにおいて、光出力制御部の入力から第2の光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が、該第2の光送受信装置の全てで同一になるように光出力レベルを制御する光出力制御部の構成を、MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を、外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整したことを特徴とする光通信システムとしたことである。
第2の観点は、光の出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有する第1の光送受信装置と、該第1の光送受信装置にN本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるN個の光カプラと、該各光カプラのそれぞれにmi(i=1〜N)本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるmi(i=1〜N)台の第2の光送受信装置とを備えた光通信システムにおいて、N個の光カプラに対してそれぞれ接続されるmi(i=1〜N)台の各第2の光送受信装置のうちで該光カプラから第2の光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が最大になる合計N台の第2の光送受信装置における、光出力制御部の入力から第2の光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が、前記N台の各第2の光送受信装置の全てで同一になるように光出力レベルを制御する光出力制御部の構成を、MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を、外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整したことを特徴とする光通信システムとしたことである。
第3の観点は、前段からの光信号を同一光出力レベルとなるように光分岐する光分岐部を有する第1の光送受信装置と、該第1の光送受信装置にN本の光ファイバを介して接続され光の出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有するN台のアクセス区間中継光送受信装置と、該各アクセス区間中継光送受信装置のそれぞれにmi(i=1〜N)本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるmi(i=1〜N)台の第2の光送受信装置とを備えた光通信システムにおいて、光出力制御部の入力から第2の光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が、該mi(i=1〜N)台の第2の光送受信装置の全てで同一になるように光出力レベルを制御する光出力制御部の構成を、MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を、外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整したことを特徴とする光通信システムとしたことである。
第4の観点は、前記目的を達成するために、光出力制御部において、MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整したことを特徴とする光出力制御部としたことである。
このように構成することにより、光通信システムの制御に伴う消費電力を低減することができる。
以上説明したように、本発明によれば、低消費電力化した光出力制御部及び低消費電力化した光出力制御部を有する光通信システムを実現できる。
本発明の光通信システムの実施の形態を図1乃至図5を参照して説明する。
図1は第1の結合効率調整型光出力レベル制御機能付き光通信システムの構成図である。図2は第2の結合効率調整型光出力レベル制御機能付き光通信システムの構成図である。図3は第3の結合効率調整型光出力レベル制御機能付き光通信システムの構成図である。図4は第1乃至第3の結合効率調整型光出力レベル制御機能付き光通信システムにおける光出力制御部の構成図である。図5は第1の結合効率調整型光出力レベル制御機能付き光通信システムにおいて、図4の光出力制御部を用いた場合の温度変化量(ΔT)の確率密度関数を示す図である。
本発明の第1の実施の形態の光通信システムは、図1に示すように、光ファイバ111から受信される光の出力レベルを制御し分岐する結合効率調整型光出力制御部112を有する光送受信装置11と、該光送受信装置11に光ファイバ21,22,…,2N(計N本)を介してそれぞれ接続される光送受信装置31,32,…,3N(計N台)とを備えた光通信システムである。
ここで、本発明の特徴とするところは、結合効率調整型光出力制御部112の入力から光送受信装置31,32,…,3N(N台)の入力に至るまでの光損失の値が、光送受信装置31,32,…,3N(N台)の全てで同一になるように光出力レベルを制御する結合効率調整型光出力制御部112の構成を、MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整することにより低消費電力化したところにある。
本発明の第2の実施の形態の光通信システムは、図2に示すように、光ファイバ411から受信される光の出力レベルを制御し分岐する結合効率調整型光出力制御部412を有する光送受信装置41と、該光送受信装置41に光ファイバ51,52,…,5N(計N本)を介して接続される光カプラ61,62,…,6N(計N台)と、各光カプラ61,62,…,6Nのそれぞれに光ファイバ171,172,…,17m1、271,272,…,27m2、…、N71,N72,…,N7mNを介してそれぞれ接続される光送受信装置181,182,…,18m1、281,282,…,28m2、…、N81,N82,…,N8mNとを備えた光通信システムである。
ここで、本発明の特徴とするところは、光カプラ61に接続される光送受信装置181,182,…,18m1のうちで該光カプラから光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が最大になる光送受信装置と、光カプラ62に接続される光送受信装置281,282,…,28m2のうちで該光カプラから光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が最大になる光送受信装置と、…、光カプラ6Nに接続される光送受信装置N81,N82,…,N8mNのうちで該光カプラから光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が最大になる光送受信装置とにおける、結合効率調整型光出力制御部の入力から光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が、前記各光送受信装置の全てで同一になるように光出力レベルを制御する結合効率調整型光出力制御部412の構成を、MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を外部からの電力により生じる温度変化量を調整することにより制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整することにより低消費電力化したところにある。
本発明の第3の実施の形態の光通信システムは、図3に示すように、光ファイバ1011から受信される光信号を同一光出力レベルとなるように光分岐する光分岐部1012を有する光送受信装置101と、該光送受信装置101に光ファイバ111,112,…,11N(計N本)を介して接続され、光ファイバ111,112,…,11Nから受信される光の出力レベルを制御し分岐する結合効率調整型光出力制御部1211,1221,…,12N1を有するアクセス区間中継光送受信装置121,122,…,12N(計N台)と、該各アクセス区間中継光送受信装置121,122,…,12Nに光ファイバ131,132,…,13m1(計m1本)、光ファイバ231,232,…,23m2(計m2本)、…、光ファイバN31,N32,…,N3mN(計mN本)を介してそれぞれ接続される光送受信装置141,142,…,14m1(計m1台)、光送受信装置241,242,…,24m2(計m2台)、…、光送受信装置N41,N42,…,N4mN(計mN台)とを備えた光通信システムである。
ここで、本発明の特徴とするところは、結合効率調整型光出力制御部の入力から光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が、光送受信装置(mi(i=1〜N)台)の全てで同一になるように光出力レベルを制御する結合効率調整型光出力制御部1211,1221,…,12N1の構成を、MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を外部からの電力により生じる温度変化量を調整することにより制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整することにより低消費電力化したところにある。
本発明の第1〜第3の実施の形態の光通信システムにおける結合効率調整型光出力制御部の構成は、図4に示すように、可変分岐回路2002を多段に組み合わせた結合効率調整型光出力制御部2001である。可変分岐回路2002は、MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相は、外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御される構成である。詳しく述べると、可変分岐回路2002は、光導波路20022の上部クラッド表面に薄膜ヒータ20023を取りつけたもので、光導波路の屈折率の温度依存性、即ち熱光学効果を利用して、薄膜ヒータ20023からの熱により光導波路20022の屈折率を変化、即ち位相を変化させ、光出力レベルを制御するものである。
さらに詳しく述べると、光導波路20022の温度変化量をΔT、光導波路20022の温度変化前の屈折率をn0、光導波路20022の温度変化後の屈折率をn1、光導波路20022の屈折率温度係数をαとすると、
n1=n0+αΔT …(式1)
また、薄膜ヒータ20023の長さをd、光導波路20021,20022の屈折率変化による位相変化をΔφ、光導波路20021,20022内を伝送する光の波長をλとすると、
Δφ=−(2π/λ)×(n1−n0)×d …(式2)
(式1)より、
Δφ=−(2π/λ)×αdΔT …(式3)
光導波路20021の入力A0での光の強度を|A0|2、光導波路20022の入力B0での光の強度を|B0|2=0、光導波路20021の出力A1での光の出力レベルを|A1|2、光導波路20022の出力B1での光の出力レベルを|B1|2、光導波路20021と光導波路20022の結合効率をηとすると、以下の式が成り立つ。
n1=n0+αΔT …(式1)
また、薄膜ヒータ20023の長さをd、光導波路20021,20022の屈折率変化による位相変化をΔφ、光導波路20021,20022内を伝送する光の波長をλとすると、
Δφ=−(2π/λ)×(n1−n0)×d …(式2)
(式1)より、
Δφ=−(2π/λ)×αdΔT …(式3)
光導波路20021の入力A0での光の強度を|A0|2、光導波路20022の入力B0での光の強度を|B0|2=0、光導波路20021の出力A1での光の出力レベルを|A1|2、光導波路20022の出力B1での光の出力レベルを|B1|2、光導波路20021と光導波路20022の結合効率をηとすると、以下の式が成り立つ。
|A1|2=|A0|2×(1−2η)2cos2(Δφ/2)
+|A0|2sin2(Δφ/2) …(式4)
|B1|2=|A0|2×4η(1−η)cos2(Δφ/2) …(式5)
図7の従来例は、(式4)、(式5)においてη=0.5とした場合である。
+|A0|2sin2(Δφ/2) …(式4)
|B1|2=|A0|2×4η(1−η)cos2(Δφ/2) …(式5)
図7の従来例は、(式4)、(式5)においてη=0.5とした場合である。
図5は、光損失が図8の確率密度関数で表される時に、光出力制御部の入力から光送受信装置(N台)の入力に至るまでの光損失の値が、前記光送受信装置(N台)の全てで同一になるように図4の結合効率調整型光出力制御部を制御した場合の、温度変化量の確率密度関数を示す実施の形態の図である。ここでN=2、η=0.35とした。実線は本発明の場合の確率密度関数で、点線は従来例の場合の確率密度関数で図10と同じである。
図10の従来の光通信システムにおける温度変化量の確率密度関数と比較すると、グラフが全体に左にシフトしている、即ち温度変化量が小さくなっていることがわかる。図5では、温度変化量の平均は、ΔT=9.0である。これより、図10の従来例に比べてΔT=0.6の分、低消費電力化が実現できていることが理解できる。また、本発明により、低消費電力化した光出力制御部及び低消費電力化した光出力制御部を有する光通信システムを実現できると言える。
本発明における、光出力制御部の結合効率の決定方法の実施の形態を説明する。(式4)、(式5)より、η=0.35の時、分岐比率は図4の光導波路20021では0.09〜1の範囲で、光導波路20022では0〜0.91の範囲で制御可能となる。即ちη=0.35の時の分岐比率の制御範囲は、0.09〜0.91である。図9において、分岐比率0.09となる確率は7.1×10-8、0.91となる確率は0である。これより、図5の例においては、分岐比率の確率がX=7.1×10-8以上となる範囲で制御可能なよう、光出力制御部の結合効率を決定した方法であると言える。
11:光送受信装置、
112:結合効率調整型光出力制御部、
111,21,22,…,2N:光ファイバ、
31,32,…,3N:光送受信装置、
41:光送受信装置、
412:結合効率調整型光出力制御部、
411,51,52,…,5N:光ファイバ、
61,62,…,6N:光カプラ、
171,172,…,17m1:光ファイバ、
271,272,…,27m2:光ファイバ、
N71,N72,…,N7mN:光ファイバ、
181,182,…,18m1:光送受信装置、
281,282,…,28m2:光送受信装置、
N81,N82,…,N8mN:光送受信装置、
101:光送受信装置、
1012:光分岐部、
1011,111,112,…,11N:光ファイバ、
121,122,…,12N:アクセス区間中継光送受信装置、
1211,1221,…,12N1:結合効率調整型光出力制御部、
131,132,…,13m1:光ファイバ、
231,232,…,23m2:光ファイバ、
N31,N32,…,N3mN:光ファイバ、
141,142,…,14m1:光送受信装置、
241,242,…,24m2:光送受信装置、
N41,N42,…,N4mN:光送受信装置、
2001:結合効率調整型光出力制御部、
2002:可変分岐回路、
20021,20022:光導波路、
20023:薄膜ヒータ、
3001:光送受信装置、
30012:光出力制御部、
30011,3101,3102,…,310N:光ファイバ、
3201,3202,…,320N:光送受信装置、
4001:光出力制御部、
4002:可変分岐回路、
40021,40022:光導波路、
40023:薄膜ヒータ。
112:結合効率調整型光出力制御部、
111,21,22,…,2N:光ファイバ、
31,32,…,3N:光送受信装置、
41:光送受信装置、
412:結合効率調整型光出力制御部、
411,51,52,…,5N:光ファイバ、
61,62,…,6N:光カプラ、
171,172,…,17m1:光ファイバ、
271,272,…,27m2:光ファイバ、
N71,N72,…,N7mN:光ファイバ、
181,182,…,18m1:光送受信装置、
281,282,…,28m2:光送受信装置、
N81,N82,…,N8mN:光送受信装置、
101:光送受信装置、
1012:光分岐部、
1011,111,112,…,11N:光ファイバ、
121,122,…,12N:アクセス区間中継光送受信装置、
1211,1221,…,12N1:結合効率調整型光出力制御部、
131,132,…,13m1:光ファイバ、
231,232,…,23m2:光ファイバ、
N31,N32,…,N3mN:光ファイバ、
141,142,…,14m1:光送受信装置、
241,242,…,24m2:光送受信装置、
N41,N42,…,N4mN:光送受信装置、
2001:結合効率調整型光出力制御部、
2002:可変分岐回路、
20021,20022:光導波路、
20023:薄膜ヒータ、
3001:光送受信装置、
30012:光出力制御部、
30011,3101,3102,…,310N:光ファイバ、
3201,3202,…,320N:光送受信装置、
4001:光出力制御部、
4002:可変分岐回路、
40021,40022:光導波路、
40023:薄膜ヒータ。
Claims (5)
- 光の出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有する第1の光送受信装置と、該第1の光送受信装置にN本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるN台の第2の光送受信装置とを備えた光通信システムにおいて、
光出力制御部の入力から第2の光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が、該第2の光送受信装置の全てで同一になるように光出力レベルを制御する光出力制御部の構成を、
MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を、外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整した
ことを特徴とする光通信システム。 - 光の出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有する第1の光送受信装置と、該第1の光送受信装置にN本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるN個の光カプラと、該各光カプラのそれぞれにmi(i=1〜N)本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるmi(i=1〜N)台の第2の光送受信装置とを備えた光通信システムにおいて、
N個の光カプラに対してそれぞれ接続されるmi(i=1〜N)台の各第2の光送受信装置のうちで該光カプラから第2の光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が最大になる合計N台の第2の光送受信装置における、光出力制御部の入力から第2の光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が、前記N台の各第2の光送受信装置の全てで同一になるように光出力レベルを制御する光出力制御部の構成を、
MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を、外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整した
ことを特徴とする光通信システム。 - 前段からの光信号を同一光出力レベルとなるように光分岐する光分岐部を有する第1の光送受信装置と、該第1の光送受信装置にN本の光ファイバを介して接続され光の出力レベルを制御し分岐する光出力制御部を有するN台のアクセス区間中継光送受信装置と、該各アクセス区間中継光送受信装置のそれぞれにmi(i=1〜N)本の光ファイバを介してそれぞれ接続されるmi(i=1〜N)台の第2の光送受信装置とを備えた光通信システムにおいて、
光出力制御部の入力から第2の光送受信装置の入力に至るまでの光損失の値が、該mi(i=1〜N)台の第2の光送受信装置の全てで同一になるように光出力レベルを制御する光出力制御部の構成を、
MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を、外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整した
ことを特徴とする光通信システム。 - 請求項1乃至3いずれか記載の光通信システムの光出力制御部であって、
MZI(Mach−Zehnder Interferometer)回路に熱光学位相シフタを備え、熱光学位相シフタの位相を外部からの電力により生じる温度変化量を調整することによって制御する可変分岐回路を多段に組み合わせた構成にし、MZI回路の2つの光導波路の結合効率を調整した
ことを特徴とする光出力制御部。 - 請求項4記載の光出力制御部における結合効率決定方法であって、
光出力制御部の入力から光送受信装置の入力に至るまでの光損失の分布を表す確率密度関数から算出される分岐比率の確率密度関数で、分岐比率の確率がX以上となる範囲で、分岐比率を制御可能なように光出力制御部の結合効率を決定する
ことを特徴とする結合効率決定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005003454A JP2006196948A (ja) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | 光通信システム及びその光出力制御部並びにその結合効率決定方法 |
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JP2005003454A JP2006196948A (ja) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | 光通信システム及びその光出力制御部並びにその結合効率決定方法 |
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ID=36802703
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JP2005003454A Pending JP2006196948A (ja) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | 光通信システム及びその光出力制御部並びにその結合効率決定方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020045185A1 (ja) * | 2018-08-27 | 2020-03-05 | 日本電信電話株式会社 | 光通信システム及び光通信方法 |
WO2020189321A1 (ja) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 日本電信電話株式会社 | 光通信システム、分岐比率決定方法、及び伝送距離決定方法 |
WO2022024256A1 (ja) * | 2020-07-29 | 2022-02-03 | 日本電信電話株式会社 | 分岐比設定システム、光通信システムの製造方法及び光分岐装置 |
-
2005
- 2005-01-11 JP JP2005003454A patent/JP2006196948A/ja active Pending
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JP2020155910A (ja) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 日本電信電話株式会社 | 光通信システム、分岐比率決定方法、及び伝送距離決定方法 |
JP7140018B2 (ja) | 2019-03-20 | 2022-09-21 | 日本電信電話株式会社 | 光通信システム、分岐比率決定方法、及び伝送距離決定方法 |
WO2022024256A1 (ja) * | 2020-07-29 | 2022-02-03 | 日本電信電話株式会社 | 分岐比設定システム、光通信システムの製造方法及び光分岐装置 |
JPWO2022024256A1 (ja) * | 2020-07-29 | 2022-02-03 | ||
JP7485985B2 (ja) | 2020-07-29 | 2024-05-17 | 日本電信電話株式会社 | 分岐比設定システム、光通信システムの製造方法及び光分岐装置 |
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