JP2006262020A - 局側装置 - Google Patents

Abstract

【課題】局側および加入者側の装置を簡単に構成でき、光伝送システム全体を低コスト化できること。
【解決手段】局側１１０は、それぞれ異なる波長成分の入力光が入力される複数の反射型光半導体アンプ１４２と、波長多重された入力光の波長分離を行い複数の反射型光半導体アンプ１４２の各々に出力し、反射型光半導体アンプ１４２からの複数の波長成分の波長多重を行って波長多重光を光ファイバ１３０に出力する合分波器１１４と、複数の反射型光半導体アンプ１４２の各々について利得制御を行う制御部１４１とからなる送信装置１１１と、光ファイバ１３０を伝送された波長多重光に含まれる各波長成分を利用して、複数の加入者側１２０の送信装置１１１が有するそれぞれの反射型光半導体アンプ１４２における利得制御がなされた後の光信号を複数の加入者側１２０の送受信装置１２１から受光する受信装置１１２と、を備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光ファイバ網を用いて双方向に光信号の伝送を行う光伝送装置の技術に関し、特に、ＷＤＭ光を用いた光伝送を行う局側装置に関する。

従来、光ファイバによる光信号の伝送に関するネットワーク技術として、１本の光ファイバの途中に分岐装置を挿入することで複数の加入者宅の送受信端末に引き込むＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が採用されている。例えば、ＧＥ（Ｇｉｇａ Ｅｔｈｅｒ）−ＰＯＮでは、光ファイバを伝送する１Ｇｂｉｔの光信号を時間で分割して加入者側に割り当てている。また、近年では、１本の光ファイバあたりの伝送容量を拡大するための手段として、波長の異なる光信号を多重化して１本の光ファイバで伝送させるＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；波長分割多重）技術を用い、加入者ごとに１波長分の光信号を割り振るＷＤＭ−ＰＯＮ技術が提供されている（例えば、下記特許文献１および２参照。）。

特開２００４−２４１８５５号公報 特開平１０−２２９３８５号公報

しかしながら、特許文献１において開示された装置構成では、局側の送受信装置、加入者側の送受信装置ともに、送受信を行う光信号の波長管理を行う必要がある。波長管理を行うためには、送受信装置には温度に対応して波長制御を行うことが可能なペルチェ素子付きのＤＦＢ−ＬＤを備えなければならない。このような送受信装置はコストが高く、光ファイバ網でつながれた局側と加入者側とを併せた光伝送システムとして非常に高価なものになるという問題があった。

また、特許文献２において開示された装置構成では、加入者側の送受信装置に、片端面に高反射率のコーティングを施した半導体光アンプ、いわゆる反射型光半導体アンプ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ；以下、「ＳＯＡ」という）を用いて、利得変調により折り返すものである。これにより、ペルチェ素子付きのＤＦＢ−ＬＤ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）なしで波長管理を行うことができ、加入者側の送受信装置のコストは低減できるが、局側の送受信装置では、各加入者の送受信装置に割り振る波長数分の波長制御機能を備えたＤＦＢ−ＬＤを用意して波長制御を行う必要があるため、かえって局側の送受信装置が高価になり、結局コストが高くなるという問題があった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、本発明の局側装置は、局側および加入者側の装置を簡単に構成することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる局側装置は、複数の加入者側装置と光伝送路を介して接続された局側装置において、それぞれ異なる波長成分の入力光が入力される複数の反射型光増幅器と、波長多重された前記入力光の波長分離を行い前記複数の反射型光増幅器の各々に出力し、該複数の反射型光増幅器からの複数の波長成分の波長多重を行って波長多重光を前記光伝送路に出力する光多重分離器と、前記複数の反射型光増幅器の各々について利得制御を行う制御部と、前記光伝送路を伝送された前記波長多重光に含まれる各波長成分を利用して、前記複数の加入者装置が有するそれぞれの反射型光増幅器における利得制御がなされた後の光信号を前記複数の加入者側装置から受光する受光部と、を備えたことを特徴とする。

本発明にかかる局側装置によれば、局側に多波長光源を備えて局側から送信する光信号の光源として利用するとともに、加入者側の装置においても光信号を送信する光信号の光源として利用することができるので効率化が図れるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる局側装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
（光伝送システムの全体構成）
始めに、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１による光伝送システムの全体構成を示す図である。光伝送システム１００は、局側１１０の複数の送信装置１１１と、複数の受信装置１１２と、光源部１１３と、光多重分離器（合分波器：ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１１４と、分波器（ＤＭＵＸ）１１５と、２つの光サーキュレータ１１６ａ，１１６ｂと、加入者側１２０の複数の送受信装置１２１と、合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１２２とから構成され、局側１１０と、加入者側１２０とは、光伝送路（光ファイバ）１３０によって接続されている。また、送信装置１１１と、受信装置１１２と、送受信装置１２１の数は具体的には、多重化された光信号の波長数に対応している。

各機能部は、局側１１０と、加入者側１２０に大別されるため、まず、局側１１０の各機能部の構成を説明する。送信装置１１１は、制御部（ドライバ：ＤＲＶ）１４１と、反射面に高反射率のコーティングＨＲが施された反射型光増幅器（反射型光半導体アンプ：ＳＯＡ）１４２とから構成され、合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１１４に接続されている。合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１１４は、光ファイバ１４０ｂによって光サーキュレータ１１６ａと接続されている。受信装置１１２は、プリアンプ（ＰＡ）１４４と、受光部（フォトダイオード：ＰＤ）１４３とから構成され、分波器（ＤＭＵＸ）１１５に接続されている。

分波器（ＤＭＵＸ）１１５は、光ファイバ１４０ｄによって光サーキュレータ１１６ｂと接続されている。光源部１１３は、多波長光源１４５と、光カプラ（１×Ｍ）１４６から構成され、Ｍ分波光のうちの１分波は、光ファイバ１４０ａによって光サーキュレータ１１６ａと接続され、残りのＭ−１本の分岐光は、他のＰＯＮへ接続されている。光サーキュレータ１１６ａと光サーキュレータ１１６ｂとは、光ファイバ１４０ｃによって接続されている。

つぎに、加入者側１２０の各機能部の構成を説明する。送受信装置１２１は、ドライバ（ＤＲＶ）１５１と、反射面に高反射率のコーティングＨＲが施されたＳＯＡ１５２と、ビームスプリッタ（ＢＳ）１５３と、フォトダイオード（ＰＤ）１５４と、プリアンプ（ＰＡ）１５５とから構成され、光ファイバ１５０によって合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１２２に接続されている。また、合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１２２は、局側１１０の光サーキュレータ１１６ｂと光ファイバ１３０によって接続されている。なお、合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１１４，１２２と、分波器（ＤＭＵＸ）１１５には、アレイ導波路グレーティング（Ａｒｒａｙ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇｓ；ＡＷＧ）等の波長合分波素子を用いる。

（本光伝送システムにおける光信号の送受信動作）
以上説明した構成による光伝送システムは、局側１１０の送信装置１１１と受信装置１１２と、加入者側１２０の送受信装置１２１とが、双方向に光信号の伝送を行う。このとき光信号の光源となるのは、局側１１０の光源部１１３から出力される多波長光である。この多波長光を用いて、局側１１０の各送信装置１１１は、加入者側１２０へ光信号の送信を行う。加入者側１２０の各送受信装置１２１から光信号を局側１１０へ送信する際には、局側１１０の送信装置１１１から送信された光信号を光源として利用して、局側１１０の受信装置１１２へ送信する。

以上述べた光信号の送受信動作を各機能部の機能と併せて説明する。まず、局側１１０から、加入者側１２０へ向けて光信号を伝送するには、光源部１１３から、出力されたＮ波長分（λ１〜λＮ）の無変調（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光（波長多重光）を送信装置１１１のＳＯＡ１４２へ取り込む。ＣＷ光は、無変調の連続波形の光であり、多波長光源１４５に内蔵された、波長制御機能付きのＤＦＢ−ＬＤや光周波数コム発生器などによって発光される。多波長光源１４５から発光されたＣＷ光は、光カプラ（１×Ｍ）１４６に入力することで、Ｍ等分に分波して出力される。出力されたＣＷ光のうちの１分波が、光ファイバ１４０ａによって光サーキュレータ１１６ａへ入力される。このとき、残りのＭ−１分波は、他のＰＯＮの光源用として光ファイバ１３０に入力される。即ち、光源部１１３から出力される波長多重光は、光源部１１３を除いて局側１１０と示した構成要件を備えた他の局側システムのサーキュレータ１１６ａに対応する部分にも入力される。

ＣＷ光が入力された光サーキュレータ１１６ａは、図１の反時計回りに回転した側の出力ポートから光ファイバ１４０ｂに出力する。ＣＷ光は、光ファイバ１４０ｂから合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１１４へ入力される。ＣＷ光が入力された合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１１４は、ＣＷ光をλ１〜λＮの波長別に分波して、各波長に対応する送信装置１１１へ出力する。例えば、λ１のＣＷ光は、λ１の送信装置１１１へ、λＮのＣＷ光は、λＮの送信装置１１１へ出力される。送信装置１１１へ入力されたＣＷ光は、ＳＯＡ１４２へ出力される。ＳＯＡ１４２では、ＣＷ光に対して、ドライバ（ＤＲＶ）１４１から入力された送信信号（電気信号）によって、利得変調がかけられる。

これにより、ＣＷ光は信号に応じた利得を示す光信号に変換され、高反射率のコーティングＨＲにより光信号が反射される。このようにしてＳＯＡ１４２から折り返し、合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１１４へ出力する。なお、ドライバ（ＤＲＶ）１４１には、図示しない符号器（コーダＡ）が接続されており、送信信号を符号化して２値信号としてドライバ（ＤＲＶ）１４１へ入力している。なお、ＣＷ光は、第１の期間（後述する図２に記載のｄｏｗｎの期間）で利得変調がかけられ、第２の期間（図２のｕｐの期間）ではＣＷ光のままとする利得制御がかけられる。即ち、ドライバ（ＤＲＶ）１４１は、第１の期間で、加入者側装置に送信したい情報に基づいて利得変調を行い、第２の期間で、加入者側１２０の送受信装置１２１が送信の際に利用するためのＣＷ光を出力するようにＳＯＡ１４２を制御するのである。

光信号は、合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１１４により合波され、光ファイバ１４０ｂによって光サーキュレータ１１６ａへ出力される。光サーキュレータ１１６ａは反時計回りに回転することで、光信号を光ファイバ１４０ｃによってサーキュレータ１１６ｂへ出力する。光サーキュレータ１１６ｂは時計回りに回転した側のポートに出力されるので、光信号を光ファイバ１３０によって、加入者側１２０の合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１２２へ出力する。

光信号が入力された合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１２２は、光信号を波長ごとに分けて、光ファイバ１５０を経て対応する送受信装置１２１へ出力する。送受信装置１２１に入力された光信号は、まず、ビームスプリッタ（ＢＳ）１５３によって、２つに分岐される。一方は、受信信号としてフォトダイオード（ＰＤ）１５４へ出力され、他方は、送信信号の光源として用いるためにＳＯＡ１５２へ出力する。

フォトダイオード（ＰＤ）１５４へ入力された光信号は、電気信号に変換された後、プリアンプ（ＰＡ）１５５によって増幅され、送信信号が受信され、受信動作が行われる。以上が、局側１１０の送信装置１１１から送信された光信号が加入者側１２０の送受信装置１２１によって、受信されるまでの動作である。

つぎに、加入者側１２０から、局側１１０へ向けて光信号を伝送するには、まずドライバ（ＤＲＶ）１５１から電気信号による送信信号がＳＯＡ１５２へ入力される。ＳＯＡ１５２には、ビームスプリッタ（ＢＳ）１５３によって２つに分岐され局側１１０から送信された光信号の一方が入力されている。ＳＯＡ１５２へ入力された光信号は、ドライバ（ＤＲＶ）１５１から入力される送信信号によって利得変調が行われ、高反射率のコーティングＨＲにより光信号が反射されることで、光ファイバ１５０を経て合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１２２へ出力される。なお、利得変調は、局側１１０のドライバ（ＤＲＶ）１４１によって形成された第２の期間のＣＷ光を利用して行われる。光信号は、合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）１２２において異なる波長の光信号の送受信を行う他の送受信装置１２１から送信された光信号とともに合波され、光ファイバ１３０を経て、局側１１０へ送信される。

加入者側１２０から送信された光信号は、まず、光サーキュレータ１１６ｂに入力される。光サーキュレータ１１６ｂは、回転することで、光ファイバ１３０から入力された光信号を光ファイバ１４０ｄへ出力する。したがって、加入者側１２０から送信された光信号は、分波器（ＤＭＵＸ）１１５へ入力される。分波器（ＤＭＵＸ）１１５へ入力された光信号は、波長ごとに分波され、対応する波長ごとの受信装置１１２へ出力される。フォトダイオード（ＰＤ）１４３へ入力された光信号は、電気信号に変換された後、プリアンプ（ＰＡ）１４４によって増幅され、送信信号の受信動作が行われる。以上が、加入者側１２０の送受信装置１２１から送信された光信号が、局側１１０の受信装置１１２によって受信されるまでの動作である。

（光信号の上下切り替え方法）
図２は、光伝送システムの光信号フォーマットを示す説明図である。図２は、局側１１０と加入者側１２０とを接続する光ファイバ１３０を伝送する光信号を伝送方向ごと（局側１１０、加入者側１２０）に分けて表している。また、この図では、加入者側１２０からみた受信信号を下り信号（ｄｏｗｎ）、送信信号を上り信号（ｕｐ）として表している。このような光信号フォーマットを用いて光信号の伝送を行うことを一般的にピンポン伝送と呼ぶ。

図１を用いた送受信動作の説明で述べたように、局側１１０と加入者側１２０とを接続する光ファイバ１３０は、局側１１０から加入者側１２０への信号および加入者側１２０から局側１１０への信号が常に双方向に伝送されている。加入者側１２０からの伝送は、局側１１０からの信号を元にして送出を行うため、局側１１０で変調したビット列に対して、加入者側１２０で信号を重畳すると、特殊な符号処理を施さない限り、正確な伝送が不可能となる。したがって、図２に示すように、下り信号（ｄｏｗｎ）と、上り信号（ｕｐ）とのタイミングをずらして時分割に伝送を行う。つまり、下り信号（ｄｏｗｎ）を所定の期間（第１の期間）伝送したのち、光信号に変換されてないＣＷ光が伝送されている間（第２の期間）は、このＣＷ光を利得変調して光信号を上り信号（ｕｐ）として伝送させる。このような光信号の上下切り替え方法について、以下具体例を、図を用いて説明する。

図３〜図５に示すタイミングチャートは、それぞれ、上段が下り信号の伝送タイミング、下段が上り信号の伝送タイミングを表す。まず、図３は、時系列に信号の上り下りを切り替える例を示すタイミングチャートである。この切り替え方法は、下り信号つまり、局側１１０から加入者側１２０への送信信号となる光信号の先頭となる開始Ｔｓからタイマによる計時が始まり、特定時間Ｘが経過すると、切り替えＴｃの時間となり、局側１１０からの下り信号の伝送は停止され、加入者側１２０からの上り信号の伝送を開始する。つまり光信号の上下切り替えが行われる。

切り替えＴｃから特定時間Ｘが計時されると、つぎに上り信号の伝送が停止され、下り信号の伝送が開始される。以上のような切り替えを繰り返すことで、上り信号への下り信号の重畳が起こることなく同時に伝送を行うことができる。この方法を行う際には、特定時間Ｘを光信号のフォーマットとして定めて、開始Ｔｓを局側１１０の送信装置１１１と加入者側１２０の送受信装置１２１とで同期させる必要がある。

図４は、パケット長によって信号の上り下りを切り替える例を示すタイミングチャートである。この切り替え方法は、光信号のヘッダ部分にパケット長情報Ｉというパケットの長さを記述する領域を設けることで、パケット長情報Ｉに記載されたパケット長Ｌのカウント後に上下信号の切り替えを行う。まず、開始Ｔｓから下り信号の伝送が始まると、加入者側１２０の送受信装置１２１は、受信した下り信号のパケット長情報Ｉからパケット長Ｌを読み出す。送受信装置１２１は、パケット長Ｌをカウントし、パケット長Ｌに達すると、切り替えＴｃとなり、ヘッダにパケット長情報Ｉを格納した上り信号の伝送を開始する。以上のような切り替えを繰り返すことで、上り信号への下り信号の重畳が起こることなく同時に伝送を行うことができる。

図５は、特定パターンによって信号の上り下りを切り替える例を示すタイミングチャートである。この切り替え方法は、光信号のパケットの最後に局側１１０の受信装置１１２および加入者側１２０の送受信装置１２１が認識可能な特定のパターンを格納することで、信号の上下切り替えを行う。まず、開始Ｔｓから下り信号の伝送が始まり、加入者側１２０の送受信装置１２１が、特定パターンＰを確認すると、切り替えＴｃからパケットの最後に特定パターンＰが格納された上り信号の伝送を始める。局側１１０の受信装置１１２が特定パターンＰを認識すると、送信装置１１１から下り信号の伝送が始まる。以上のような切り替えを繰り返すことで、上り信号への下り信号の重畳が起こることなく同時に伝送を行うことができる。

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。図６は、実施の形態２による各加入者に２波長を割り当てる光伝送システムの全体構成を示す図である。図６に示す光伝送システム６００は、図１に示した光伝送システム１００に、光源部６０１と、光サーキュレータ１１６ｃとを新たに加え、光サーキュレータ１１６ｂに替えて波長分離フィルタ（合分波器）６０３を、合分波器１２２に替えて周回性波長分離フィルタ６０４を、ビームスプリッタ（ＢＳ）１５３に替えて波長フィルタ６０５をそれぞれ備えた構成である。その他の図１と同じ各機能部は、同様の符号を附して説明を省略する。

図３〜図５で説明した光信号の伝送方法とは異なり、図６に示した、光伝送システム６００は、各加入者に２波長分の光信号を割り当て、一方を上り信号専用、他方を下り信号専用として双方向に光信号の伝送を行う。したがって、光源部１１３は、図１で説明したように送信装置１１１からの送信する光信号、つまり下り信号専用の光源として用いる。また、光源部６０１の多波長光源６０２は、上り信号専用の光源としても用いるため、光源部１１３の多波長光源１４５が発光するＣＷ光とは波長をずらしたＣＷ光を発光するように設定されている。具体的には、光源部１１３の多波長光源１４５がλ１〜λＮの波長であるのに対して、光源部６０１の多波長光源６０２は、λＮ＋１〜λ２Ｎの波長としてもよい。

光源部６０１から発光された上り信号専用のＣＷ光は、まず光サーキュレータ１１６ｃへ入力される。光サーキュレータ１１６ｃは、反時計回りに回転した側の出力ポートからＣＷ光を合分波器６０３へ出力する。ＣＷ光は、合分波器６０３から光ファイバ１３０を経て周回性波長分離フィルタ６０４へ入力される。

周回性波長分離フィルタ６０４は、局側１１０から伝送されたＣＷ光を波長ごと（λＮ＋１〜λ２Ｎ）に、加入者側１２０の各送受信装置１２１へ一定の規則にしたがって出力する。波長フィルタ６０５は、光ファイバ１３０から伝送された光を、上り信号の光源となるＣＷ光と、下り信号つまり局側１１０の送信装置１１１から伝送された光信号とに分離し、ＣＷ光をＳＯＡ１５２へ、光信号をフォトダイオード（ＰＤ）１５４へそれぞれ出力する。したがって、ＣＷ光は、波長フィルタ６０５によって、ＳＯＡ１５２へ入力される。ＳＯＡ１５２は、入力されたＣＷ光へ、ドライバ（ＤＲＶ）１５１からの送信信号に応じた利得変調がかけられる。さらに高反射率のコーティングＨＲにより光信号が反射されることで上り信号として局側１１０へ伝送される。

送受信装置１２１から出力された光信号は、光ファイバ１５０を経由して波長フィルタ６０５へ入力され、他の送受信装置１２１から出力された波長の異なる光信号とともに合波される。合波された光信号は、光ファイバ１３０を経て、合分波器６０３へ入力される。合分波器６０３は、加入者側１２０からの光信号を光サーキュレータ１１６ｃへ入力する。光サーキュレータ１１６ｃは、入力された光信号を分波器１１５へ出力する。光信号は分波器１１５によって波長ごとに（λＮ＋１〜λ２Ｎ）受信装置１１２入力され、受信が行われる。

このように、上り信号の光源となるＣＷ光と、下り信号の光源となるＣＷ光の波長帯をずらすことで光信号の上下切り替えを考慮することなく局側１１０と加入者側１２０とが双方向に光信号の伝送を行うことができる。また、図６に示した例では、下り信号に用いるλ１〜λＮの光源を有する光源部１１３と、上り信号に用いるλＮ＋１〜λ２Ｎの光源を有する光源部６０１とから構成されているが、λ１〜λ２Ｎの広帯域の光源を有する光源部を備えてもよい。

（光信号の変換方法）
図７は、実施の形態１（図１）において符号化処理を行う場合の光伝送システムの信号の流れを示すブロック図である。図７は、実施の形態１（図１）に示した光伝送システムにおいて、局側１１０の送信装置１１１から加入者側１２０の送受信装置１２１へ伝送されるまでの信号の流れと、加入者側１２０の送受信装置１２１から局側１１０の受信装置１１２までの信号の流れを表している。実施の形態１では、加入者側１２０から伝送する光信号は、局側１１０から伝送された光信号の光を再利用している。そのために、光信号はすべて１Ｂ→２Ｂ変換により１ビットから２ビットの信号に変換する。そして、光信号はピンポン伝送するものではなく、送信側と受信側の光信号をオーバーレイさせていずれも並行して送受信させる。

具体的には、１ビットで「１」と表されていた信号は２ビットで「１０」、１ビットで「０」と表されていた信号は２ビットで「０１」と表す。これは、１ビットのままの信号を利用して加入者側１２０からの光信号を出力しようとしても、「１」の信号は、「０」の信号へ利得変調を行うが、「０」の信号は、「１」の信号へ利得変調できないためである。したがって、「０」を表す信号も「１」の要素を含ませることで、どのような信号であっても利得変調が可能となる。以下、図７に示すブロックの流れに沿って信号の変換の様子を図８および図９を用いて説明する。

図８は、局側から加入者側へ伝送される信号の変換を示すタイミングチャートである。Ｓ１は、図７におけるコーダＡ７０１（図１に図示しない符号器）へ入力された１ビットで表された元の送信信号を示す。図示した例では元の送信信号は「１０１１００」とする。つぎに示すＳ２は、コーダＡ７０１によって２ビットに変換された送信信号である。先程説明したように、「１」は「１０」と変換され、「０」は、「０１」と変換される。したがって送信信号は、Ｓ２に示す「１００１１０１００１０１」となる。このＳ２の送信信号は、コーダＡ７０１からドライバ（ＤＲＶ）１４１へ入力される。

Ｓ２の送信信号は、ドライバ（ＤＲＶ）１４１からＳＯＡ１４２に入力され、ＳＯＡ１４２から、加入者側１２０へ向けて伝送される。ＰＤ１５４は、局側１１０から伝送されたＳ２の送信信号を電気信号としてＰＡ１５５へ入力する。最後にＰＡ１５５からデコーダＡ７０２（図１に図示しない復号器）へ入力されたＳ２の送信信号は、２ビットから１ビットの信号へ逆変換される。したがってＳ３に示すように「１０１１００」の１ビットの信号となり受信される。

図９は、加入者側から局側へ伝送される信号の変換を示すタイミングチャートある。今度は、図７におけるＳ２の送信信号を光源として用いて局側１１０へ光信号を伝送し、信号が受信されるまでの信号の変換を説明する。このとき「１」は「１０」もしくは「０１」と変換され、「０」は、「００」と変換される。したがって、局側１１０からの送信信号を「０」にする時のみ利得変調（オーバーレイ）が行われる。これは、局側１１０からの送信信号の利得変調を最小限にすることと、加入者側１２０から局側１１０に送信された光信号は、受信が行われるのみで再利用されることはないという理由からである。

まず、Ｓ２の送信信号がＳＯＡ１５２へ入力されている。ドライバ（ＤＲＶ）１５１へは、加入者側１２０からＳ４の送信信号「１０１０１０」が入力されている。ＳＯＡ１５２では、Ｓ２の送信信号を元にＳ４の送信信号を２ビットへ利得変調を行う。先程説明したように「１」は「１０」もしくは「０１」と変換され、「０」は、「００」と変換される。したがって、Ｓ４の送信信号は、Ｓ２を元に利得変調が行われ、送信信号は、Ｓ５に示す「１０００１００００１００」となり局側１１０へ向けて伝送される。

ＰＤ１４３は、加入者側１２０から伝送されたＳ５の送信信号を電気信号としてＰＡ１４４へ入力する。最後にＰＡ１４４からデコーダＢ７０３（図１に図示しない復号器）へ入力されたＳ５の送信信号は、２ビットから１ビットの信号へ逆変換される。したがってＳ６に示すように「１０１０１０」の１ビットの信号となり受信される。

以上説明したようなオーバーレイの手法は、１Ｂ→２Ｂ変換のような伝送方式の他にも、下り信号のビットレートを早くし、上り信号のビットレートを遅くするといったように非対称にした伝送方式を用いてもよい。

図１０は、本発明と従来技術との対比を示す図表である。図１０に示す図表１０００は、本発明にかかる光伝送システムにおいて、加入者数３２とした時のコストの試算結果と、波長制御機能の要もしくは不要を従来例と比較したものである。図表１０００中の列１００１が本発明の値を表し、列１００２が従来例の値を表す。

図表１０００中の行１００３は、コスト／ｕｓｅｒ、つまり１ユーザあたりのコストを表し、行１００４は、コスト／帯域、つまり１波長あたりのコストを表す。なお、すべての値は、１本の光ファイバに１波長を伝送するＧＥ−ＰＯＮにおける値（列１００６）を基準とする。また、行１００５は、波長制御機能の要、不要を局と加入者それぞれの場合において表す。

図表１０００中の列１００７〜列１００９は多重化信号を扱う例である。列１００７は特許文献１の技術に相当し、列１００８は、特許文献２の技術に相当する。列１００９は、加入者側１２０のみＳＯＡ１５２の替わりに外部変調器を備えて光信号を折り返した例である。本発明は、列１００１の値をみて明らかなように１ユーザあたりのコストにおいても、１波長あたりのコストにおいても最も優れていることがわかる。また、波長制御機能も、局側１１０のみに備わっていればよく、なおかつ、一つの波長制御機能を有した装置を複数のＰＯＮで共有していることから、コストを低く抑えることができる。

以上説明したように、本発明にかかる局側装置によれば、波長管理の必要な高価なＤＦＢ−ＬＤによる光源は、Ｍ個のシステムで共用するため、各加入者の費用負担は１／Ｍとなる。また、従来、局側装置で、加入者に一つ用意していた波長制御機能付きの高価なＤＦＢ−ＬＤは不要となり、製造上、安価なＦＰ−ＬＤとほぼ同等の光半導体レーザアンプを使用することが可能となる。したがって、局側の送信装置の大幅なコストダウンが実現可能となる。加えて、ＳＯＡは加入者側の送受信装置と全く同一のものが使用可能であり低コスト化を図ることができる。

（付記１）複数の加入者側装置と光伝送路を介して接続された局側装置において、
それぞれ異なる波長成分の入力光が入力される複数の反射型光増幅器と、
波長多重された前記入力光の波長分離を行い前記複数の反射型光増幅器の各々に出力し、該複数の反射型光増幅器からの複数の波長成分の波長多重を行って波長多重光を前記光伝送路に出力する光多重分離器と、
前記複数の反射型光増幅器の各々について利得制御を行う制御部と、
前記光伝送路を伝送された前記波長多重光に含まれる各波長成分を利用して、前記複数の加入者装置が有するそれぞれの反射型光増幅器における利得制御がなされた後の光信号を前記複数の加入者側装置から受光する受光部と、
を備えたことを特徴とする局側装置。

（付記２）多数の波長の無変調光を分岐数（Ｍ）を有して複数に分岐出力する多波長光源部を備え、
前記多波長光源部の分岐数（Ｍ）に対応して複数（Ｍ）配置されたことを特徴とする付記１に記載の局側装置。

（付記３）前記多波長光源部は、複数（Ｎ）の波長帯域の無変調光を出力する多波長光源と、
前記多波長光源から出力された前記無変調光を、分岐数（Ｍ）を有して出力する光分岐部と、
を備えたことを特徴とする付記２に記載の局側装置。

（付記４）第１の光サーキュレータと、
第２の光サーキュレータとを備え、
前記光多重分離器は、複数に分岐された前記波長多重光の一部を前記第１光サーキュレータを介して受光することで前記入力光として取得し、
前記光多重分離器で、前記複数の反射型光増幅器からの光信号を波長多重して得られた前記波長多重光を前記第１の光サーキュレータおよび前記第２の光サーキュレータを介して前記光伝送路に送出し、前記加入者側装置からの波長多重光を前記第２の光サーキュレータを介して前記受光部に与えることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の局側装置。

（付記５）前記制御部は、第１の期間で情報に応じた利得制御を行い、第２の期間でＣＷ光を生成するための利得制御を行うことを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の局側装置。

（付記６）前記加入者装置における利得制御は、前記局側装置における利得制御後の光信号に対して重畳して行われる利得制御であり、
前記受光部は、重畳して行われた利得制御に基づいて、前記加入者装置からの情報を取得することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の局側装置。

（付記７）前記制御部は、所定の規則にしたがって、前記光信号を符号変換して前記加入者側装置に送信し、
前記受光部は、前記加入者側装置において前記符号変換された光信号にオーバーレイされた光信号を受信して前記所定の規則にしたがって逆符号変換することを特徴とする付記６に記載の局側装置。

（付記８）前記反射型光増幅器が送信する前記光信号のビットレートに対して、前記受光部が受信する前記光信号のビットレートが低く非対称であることを特徴とする付記６に記載の局側装置。

（付記９）複数の加入者側装置と光伝送路を介して接続された局側装置において、
それぞれ異なる波長成分の入力光が入力される複数の反射型光増幅器と、
波長多重された前記入力光の波長分離を行い前記複数の反射型光増幅器の各々に出力し、当該複数の反射型光増幅器からの複数の波長成分の波長多重を行って第１波長多重光を前記伝送路に出力する光多重分離器と、
前記複数の反射型光増幅器の各々について利得制御を行う制御部と、
前記第１波長多重光の波長成分のいずれとも異なる複数の波長成分を含む第２波長多重光を前記光伝送路に出力する出力部と、
該出力部から取得した該第２波長多重光を利用した利得制御がなされた後の光信号を前記複数の加入者側装置から受光する受光部と、
を備えたことを特徴とする局側装置。

（付記１０）前記多波長光源部は、前記第１波長多重光と、前記第２波長多重光にそれぞれ用いる入力光を出力する光源部と、
前記光源部から出力された前記入力光を分離させる波長分離フィルタと、
を備えたことを特徴とする付記９に記載の局側装置。

以上のように、本発明にかかる局側装置は、高周波による多重化信号の双方向伝送に有用であり、特に、高速光アクセスネットワークに適している。

実施の形態１による光伝送システムの全体構成を示す図である。 光伝送システムの光信号フォーマットを示す説明図である。 時系列に信号の上り下りを切り替える例を示すタイミングチャートある。 パケット長によって信号の上り下りを切り替える例を示すタイミングチャートである。 特定パターンによって信号の上り下りを切り替える例を示すタイミングチャートである。 実施の形態２による各加入者に２波長割り当てる光伝送システムの全体構成を示す図である。 実施の形態１において符号化処理を行う場合の光伝送システムの信号の流れを示すブロック図である。 局側から加入者側へ伝送される信号の変換を示すタイミングチャートである。 加入者側から局側へ伝送される信号の変換を示すタイミングチャートである。 本発明と従来技術との対比を示す図表である。

符号の説明

１１１ 送信装置
１１２ 受信装置
１１３，６０１ 光源部
１１４，１２２ 合分波器（ＭＵＸ／ＤＭＵＸ）
１１５ 分波器（ＤＭＵＸ）
１１６ａ，１１６ｂ 光サーキュレータ
１３０，１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ 光ファイバ
１４１，１５１ ドライバ（ＤＲＶ）
１４２，１５２ 反射型光半導体アンプ（ＳＯＡ）
１４３，１５４ フォトダイオード（ＰＤ）
１４４，１５５ プリアンプ（ＰＡ）
１４５，６０２ 多波長光源
１４６ 光カプラ（１×Ｍ）
６０３ 合分波器
６０４ 周回性波長分離フィルタ
６０５ 波長フィルタ

Claims (5)

1. 複数の加入者側装置と光伝送路を介して接続された局側装置において、
   それぞれ異なる波長成分の入力光が入力される複数の反射型光増幅器と、
   波長多重された前記入力光の波長分離を行い前記複数の反射型光増幅器の各々に出力し、該複数の反射型光増幅器からの複数の波長成分の波長多重を行って波長多重光を前記光伝送路に出力する光多重分離器と、
   前記複数の反射型光増幅器の各々について利得制御を行う制御部と、
   前記光伝送路を伝送された前記波長多重光に含まれる各波長成分を利用して、前記複数の加入者装置が有するそれぞれの反射型光増幅器における利得制御がなされた後の光信号を前記複数の加入者側装置から受光する受光部と、
   を備えたことを特徴とする局側装置。
2. 第１の光サーキュレータと、
   第２の光サーキュレータとを備え、
   前記光多重分離器は、複数に分岐された前記波長多重光の一部を前記第１光サーキュレータを介して受光することで前記入力光として取得し、
   前記光多重分離器で、前記複数の反射型光増幅器からの光信号を波長多重して得られた前記波長多重光を前記第１の光サーキュレータおよび前記第２の光サーキュレータを介して前記光伝送路に送出し、前記加入者側装置からの波長多重光を前記第２の光サーキュレータを介して前記受光部に与えることを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
3. 前記制御部は、第１の期間で情報に応じた利得制御を行い、第２の期間でＣＷ光を生成するための利得制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の局側装置。
4. 前記加入者装置における利得制御は、前記局側装置における利得制御後の光信号に対して重畳して行われる利得制御であり、
   前記受光部は、重畳して行われた利得制御に基づいて、該加入者装置からの情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
5. 複数の加入者側装置と光伝送路を介して接続された局側装置において、
   それぞれ異なる波長成分が入力される複数の反射型光増幅器と、
   波長多重された入力光の波長分離を行い前記複数の反射型光増幅器の各々に出力し、該複数の反射型光増幅器からの複数の波長成分の波長多重を行って第１波長多重光を前記伝送路に出力する光多重分離器と、
   前記複数の反射型光増幅器の各々について利得制御を行う制御部と、
   前記第１波長多重光の波長成分のいずれとも異なる複数の波長成分を含む第２波長多重光を前記光伝送路に出力する出力部と、
   前記出力部から取得した該第２波長多重光を利用した利得制御がなされた後の光信号を前記複数の加入者側装置から受光する受光部と、
   を備えたことを特徴とする局側装置。
   
   

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