JP2014103620A

JP2014103620A - 光増幅装置および光増幅方法

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Publication number: JP2014103620A
Application number: JP2012255974A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kinoshita; 進木下; Sadao Yoshida; 節生吉田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2014-06-05
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: US20140139909A1; JP5978950B2; US9258062B2

Abstract

【課題】光バースト信号の検出精度を向上させることができる光増幅装置および光増幅方法を提供する。
【解決手段】光増幅装置は、光バースト信号が異なるタイミングで入力される複数の半導体光増幅器と、前記複数の半導体光増幅器からの出力光を合波する光カプラと、前記複数の半導体光増幅器への光入力を検出する検出部と、いずれかの半導体光増幅器への光入力が検出された場合に、当該半導体光増幅器をオンさせて他の半導体光増幅器をオフさせ、前記他の半導体光増幅器のいずれかで光入力が検出されるまで前記半導体光増幅器のオンを維持する制御部と、を備える。
【選択図】図４

Description

本件は、光増幅装置および光増幅方法に関する。

特許文献１は、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）をオン・オフ制御することによって、ＳＯＡをゲートスイッチとして用いる技術を開示している。

特開２００９−５５５５０号公報

ＰＯＮ（Passive Optical Network）リピータにおいては、ＳＯＡを光ゲートスイッチ兼レベル調整機能付き光アンプとして用い、光入力が検出された場合（光強度が所定値以上の場合）にＳＯＡをオンして光信号を増幅し、光入力が検出されない場合（光強度が所定値未満の場合）にＳＯＡをオフして光信号を遮断する場合がある。この構成で、光バースト信号が入力されると、各光バースト信号のプリアンブルでは、入力光強度が安定しているため、光信号の入力の検出が可能である。しかしながら、光バースト信号のプリアンブル以降において０（ゼロ）連が続くと、ＳＯＡがオフされる。０（ゼロ）連によりＳＯＡがオフされると、０（ゼロ）連終了後の「１」を示す信号については、光強度の変化が安定していないため、確実に検出することが困難であり、確実に光バースト信号を増幅することができない。

本件は上記課題に鑑みなされたものであり、確実に光バースト信号を増幅できる光増幅装置および光増幅方法を提供することを目的とする。

明細書開示の光増幅装置は、光バースト信号が異なるタイミングで入力される複数の半導体光増幅器と、前記複数の半導体光増幅器からの出力光を合波する光カプラと、前記複数の半導体光増幅器への光入力を検出する検出部と、いずれかの半導体光増幅器への光入力が検出された場合に、当該半導体光増幅器をオンさせて他の半導体光増幅器をオフさせ、前記他の半導体光増幅器のいずれかで光入力が検出されるまで前記半導体光増幅器のオンを維持する制御部と、を備える。

明細書開示の光増幅方法は、光バースト信号が異なるタイミングで入力される複数の半導体光増幅器からの出力光を合波する光増幅装置において、前記複数の半導体光増幅器のいずれかで光入力が検出された場合に、当該半導体光増幅器をオンさせて他の半導体光増幅器をオフさせ、前記他の半導体光増幅器のいずれかで光入力が検出されるまで前記半導体光増幅器のオンを維持するものである。

明細書開示の光増幅装置および光増幅方法によれば、確実に光バースト信号を増幅することができる。

（ａ）はＰＯＮシステムの概略図であり、（ｂ）は各ＯＮＵからＯＬＴに送信される光信号を説明するための図である。リモートノードの構成を説明するためのブロック図である。（ａ）は比較例に係るレベル制御装置について説明するためのブロック図であり、（ｂ）は０（ゼロ）連に起因する信号の劣化について説明するための図である。実施例１に係る光増幅装置の全体構成を説明するためのブロック図である。光増幅装置の動作の一例を表すフローチャートである。受光素子から光カプラまでの光学長のばらつきを説明するための図である。光増幅装置において複数のＯＮＵからの光入力が検出される場合の動作の一例を表すフローチャートである。実施例２に係る光増幅装置の全体構成を説明するためのブロック図である。光増幅装置において複数のＯＮＵからの光入力が検出される場合の動作の一例を表すフローチャートである。図９のフローチャートに従った手順を説明するためのタイムチャートの１例である。実施例３に係る光増幅装置の全体構成を説明するためのブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。

図１（ａ）は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムの概略図である。図１（ａ）を参照して、局舎のＯＬＴ（Optical Line Terminal）と端末の各ＯＮＵ（Optical Network Unit）との間に、光増幅用のリモートノード２００が設けられている。ＯＬＴから送信される下り方向の光信号は、リモートノード２００で増幅され、各ＯＮＵに対して送信される。各ＯＮＵから送信される上り方向の光信号は、リモートノード２００で増幅され、ＯＬＴに対して送信される。

ＯＬＴと各ＯＮＵとの間では、光信号を送受信するタイミングが制御されている。各ＯＮＵからＯＬＴへの上り方向においては、各ＯＮＵから異なるタイミングでＯＬＴに光信号が送信される。光信号Ａ〜光信号Ｃは、それぞれ異なるＯＮＵから送信された光信号である。このように、間欠的かつ不連続に送信される光信号を、光バースト信号と称する。各ＯＮＵからＯＬＴへの上り方向においては、各ＯＮＵからリモートノード２００までの距離が異なっていることから、各ＯＮＵからリモートノード２００までの経路で発生する光損失量が異なり、リモートノードに到達する光バースト信号の光強度にばらつきが生じる。リモートノード２００は、各光バースト信号の光強度を調整し、各光バースト信号を時分割多重によって送信する装置である。

図１（ｂ）は、リモートノード２００による光強度の調整について説明するための図である。図１（ｂ）を参照して、リモートノード２００に到達する光バースト信号の光強度には、ばらつきが生じている。リモートノード２００による光強度の調整後、各光バースト信号の光強度のばらつきが抑制される。

図２は、リモートノード２００の構成を説明するためのブロック図である。図２を参照して、リモートノード２００は、光カプラ２０１〜２０４、合分波器２０５、ファイバアンプ２０６、光増幅モジュール２０７、ＯＮＵ２０８、監視・制御部２０９などを備える。続いて、リモートノード２００の動作の概略について説明する。

ＯＬＴからの下り方向の光信号は、光カプラ２０１に入力される。光カプラ２０１は、入力される下り方向の光信号の一部をＯＮＵ２０８に入力するとともに、残りを合分波器２０５に入力する。ＯＮＵ２０８は、入力される光信号に関する情報を監視・制御部２０９に送信する。一方で、ＯＮＵ２０８は、光カプラ２０１を介してＯＬＴと情報をやりとりする。合分波器２０５は、光カプラ２０１から入力される光信号をファイバアンプ２０６に入力する。ファイバアンプ２０６は、監視・制御部２０９からの指示に従って、光信号を増幅し、光カプラ２０２に入力する。

光カプラ２０２は、ファイバアンプ２０６からの光信号を複数に分岐する。図２の例では、光カプラ２０２は、１：４カプラであり、４分岐する。光カプラ２０３は、光カプラ２０２の分岐数と同じ数だけ設けられている。図２の例では、＃１〜＃４のポート番号に対応して、４つの光カプラ２０３が設けられている。各光カプラ２０３は、光カプラ２０２からの光信号をさらに複数に分岐する。図２の例では、光カプラ２０３は、２：３２カプラであり、光カプラ２０２からの光信号を３２分岐する。

各ＯＮＵからの上り方向の光バースト信号は、＃１〜＃４のいずれかの光カプラ２０３に異なるタイミングで入力される。光カプラ２０３は、ＯＮＵからの光バースト信号を光増幅モジュール２０７に入力する。光増幅モジュール２０７は、＃１〜＃４のポート番号に対応して、光カプラ２０３と同じ数の半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）２１０を備えている。各光カプラ２０３と各ＳＯＡ２１０とは、１：１で光結合している。例えば、＃１の光カプラ２０３と＃１のＳＯＡ２１０とが光結合している。ＳＯＡ２１０は、監視・制御部２０９からの指示に従って、光バースト信号を増幅し、光カプラ２０４に入力する。光カプラ２０４は、各ＳＯＡ２１０からの光バースト信号を時分割多重し、合分波器２０５に入力する。合分波器２０５は、光カプラ２０４からの光バースト信号を、光カプラ２０１を介してＯＬＴに対して出力する。

なお、各ＳＯＡ２１０は、駆動電圧が０Ｖであれば入力される光を吸収する。この場合、各ＳＯＡ２１０は、シャッタとして機能する。一方で、各ＳＯＡ２１０は、０Ｖを上回る駆動電圧が入力されると、駆動電圧に応じたゲインで光を出力する。したがって、各ＳＯＡ２１０は、駆動電圧に応じて動作するゲートスイッチとして機能する。

図３（ａ）は、比較例に係るレベル制御装置について説明するためのブロック図である。レベル制御装置は、上り方向の各光バースト信号の光レベル（光強度）を制御する処理装置であり、図２の光増幅モジュール２０７および監視・制御部２０９に対応している。なお、図２では、光増幅モジュール２０７に４つのＳＯＡ２１０が設けられているが、図３（ａ）では、ポート番号＃１〜＃３について説明している。

図３（ａ）の例では、ポート番号＃１〜＃３のレベル制御装置３００が設けられている。レベル制御装置３００は、ＳＯＡ２１０を含むとともに、光カプラ３０１、受光素子３０２、個別制御部３０３、数表部３０４、駆動回路３０５、および遅延線３０６を備える。

続いて、レベル制御装置３００の動作について説明する。光カプラ３０１は、入力される光バースト信号の一部を受光素子３０２に入力するとともに、残りをＳＯＡ２１０に入力する。受光素子３０２は、入力される光バースト信号の光強度を検出する。個別制御部３０３は、受光素子３０２が検出する光バースト信号の立ち上がりエッジを検出すると、立ち上がった後の光強度（オンレベル）を読み取り、数表部３０４に渡す。数表部３０４は、オンレベルの値を所望の一定光レベルに制御するための駆動電圧値を検索し、検索された駆動電圧値を駆動回路３０５に渡す。駆動回路３０５は、受け取った駆動電圧値の駆動電圧をＳＯＡ２１０に印加する。受光素子３０２に光バースト信号が到達してからＳＯＡ２１０に駆動電圧が印加されるまでに要する制御遅延時間と同じだけの遅延時間を生じる遅延線（光ファイバ）３０６が光カプラ３０１とＳＯＡ２１０の入力の間に挿入されている。それにより、ＳＯＡ２１０が制御遅延時間によってバースト信号を欠落させること無しにオンされるとともに、ＳＯＡ２１０に入力される光バースト信号の光レベルが所望値に制御される。個別制御部３０３は、その後、受光素子３０２が検出する光信号の立ち下がりエッジを検出すると、駆動回路３０５にオフ信号を送信する。駆動回路３０５は、オフ信号を受け取ると、ＳＯＡ２１０への駆動電圧をゼロにする。それにより、ＳＯＡ２１０がオフされる。

比較例では、＃１のレベル制御装置３００に入力される光バースト信号Ａ、＃２のレベル制御装置３００に入力される光バースト信号Ｂ、および＃３のレベル制御装置３００に入力される光バースト信号Ｃの光レベルが所望値に制御される。それにより、光カプラ２０４から出力される各光バースト信号の光レベルのばらつきが抑制される。しかしながら、比較例に係る構成では、光バースト信号Ａ〜光バースト信号Ｃにおいて０（ゼロ）連が続くと、当該光バースト信号が入力されるＳＯＡ２１０がオフされ、信号が劣化する。

図３（ｂ）は、０（ゼロ）連に起因する信号の劣化について説明するための図である。図３（ｂ）を参照して、各ＯＮＵからの光バースト信号は、ハイレベル（１）とローレベル（０）とからなる。各ＯＮＵからの光バースト信号は、先頭にプリアンブルを備えている。プリアンブルは、パターンが固定されたスクランブル部（Ｓｙｎｃｔｉｍｅ）であり、例えば「０」と「１」とが交互に配列された信号である。プリアンブルが入力されている期間に立ち上がりエッジが検出され、ＳＯＡ２１０がオンされれば、プリアンブル後の信号が所望の光レベルに増幅される。それにより、プリアンブル後の信号を精度良く検出することができる。しかしながら、各ＯＮＵからの光信号においては、ローレベルが続くことによって０（ゼロ）連が生じることがある。０（ゼロ）連が生じると、立ち下りエッジが検出される。それにより、ＳＯＡ２１０がオフされる。この場合、次に「１」を示すハイレベルが入力される際に、それに続くパターンはプリアンブルではなく伝送されるデータの本体（ペイロード）であるため、固定パターンではない。例えば、このペイロード中に現れた０（ゼロ）連が終わって、初めての「１」の直後に再び０（ゼロ）連が続くこともありうる。一方、受光素子３０２は光バースト信号の個々の１ビットの「１」や「０」には反応できない程度の遅い応答速度しか持たない。受光素子３０２は「１」と「０」が平均的に５０％ずつ現れているビットパターンの状態で平均光強度を読む（オンレベル読み取り）ことで、光バースト信号の個々のビットの「１」のレベルはその２倍の光強度であると推定している。このため０（ゼロ）連が終わった後の初めての「１」の直後に再び０（ゼロ）連が続く場合、この「１」によって検出される立ち上がりエッジは、受光素子３０２では強度が非常に弱く検出されてしまい、極端な場合は閾値を超えられず、立ち上がりエッジが検出できない。その場合はＳＯＡはオンにならないため、この「１」は出力されず、データが欠落してしまう。０（ゼロ）連が終わった後の初めての「１」の直後のデータが０（ゼロ）連では無い場合でも、例えば「０」が「１」より多いビットパターンの場合は、受光素子３０２で検出される立ち上がりエッジは、「０」と「１」が５０％ずつ現れるビットパターンの場合に比べてゆるやかに立ち上がるため、立ち上がりエッジを検出するための閾値を超えるのに要する時間はプリアンブルによる立ち上がりエッジの場合に比べて、長くなる。このため、プリアンブルで立ち上がりエッジが検出されることを前提に挿入された遅延線３０６による遅延時間より制御遅延時間が長くなってしまい、ＳＯＡをオンするタイミングが遅れ、出力信号が欠落または劣化してしまう。さらに、「０」が「１」より少ないビットパターンの場合であっても、あるいは「０」が「１」より多いビットパターンの場合であっても、「０」と「１」が５０％ずつ現れるビットパターンではない場合には、立ち上がりエッジ検出ができても、その後に続くオンレベルの読み取りで正確な光強度を読み取ることができず、ＳＯＡには本来印加されるべき駆動電圧とは異なる駆動電圧が印加されてしまう。このため出力される光バースト信号の光強度を一定にすることができない。

そこで、本実施例においては、光バースト信号の検出精度を向上させることができる光増幅装置について説明する。図４は、本実施例に係る光増幅装置１００の全体構成を説明するためのブロック図である。光増幅装置１００は、図２の光増幅モジュール２０７および監視・制御部２０９に対応している。なお、図２では、光増幅モジュール２０７に４つのＳＯＡ２１０が設けられているが、図４では、ポート番号＃１〜＃３について説明している。

光増幅装置１００は、全体制御部１０を備えるとともに、ポート番号＃１〜＃３のレベル制御装置２０が設けられている。レベル制御装置２０は、ＳＯＡ２１０を備えるとともに、光カプラ２１、受光素子２２、個別制御部２３、数表部２４、駆動回路２５、および遅延線２７を備える。

続いて、レベル制御装置２０の動作について説明する。光カプラ２１は、入力される光バースト信号の一部を受光素子２２に入力するとともに、残りをＳＯＡ２１０に入力する。受光素子２２は、入力される光バースト信号の光強度を検出する。個別制御部２３は、受光素子２２が検出する光バースト信号の立ち上がりエッジを検出すると、立ち上がった後の光強度（オンレベル）を読み取り、数表部２４に渡すとともに、全体制御部１０に立ち上がりエッジの検出を表す立ち上がり検出信号を送信する。

数表部２４は、オンレベルの値を所望の一定光レベルを出力するための駆動電圧値を検索し、検索された駆動電圧値を駆動回路２５に渡す。駆動回路２５は、受け取った駆動電圧値の駆動電圧をＳＯＡ２１０に印加する。受光素子２２に光バースト信号が到達してからＳＯＡ２１０に駆動電圧が印加される前に要する制御遅延時間と同じだけの遅延時間を生じる遅延線２７が光カプラ２１とＳＯＡ２１０の入力の間に挿入されている。それにより、ＳＯＡ２１０が制御遅延時間によってバースト信号を欠落させること無しにオンされるとともに、ＳＯＡ２１０に入力される光バースト信号の光レベルが所望値に制御される。一方、全体制御部１０は、立ち上がり検出信号を受信すると、立ち上がり検出信号を送信したレベル制御装置２０以外のレベル制御装置２０の駆動回路２５にオフを指示するためのオフ信号を送信する。オフ信号を受信した駆動回路２５は、ＳＯＡ２１０の駆動電圧をゼロにする。それにより、ＳＯＡ２１０はオフする。例えば、＃１のレベル制御装置２０から立ち上がり検出信号が送信された場合、＃２および＃３のレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０がオフされる。全体制御部１０は、立ち上がりエッジが検出されたレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０は、他のレベル制御装置２０で立ち上がりエッジが検出されるまで、当該ＳＯＡ２１０のオンを維持する。

図５は、光増幅装置１００の動作の一例を表すフローチャートである。図５を参照して、各レベル制御装置２０の個別制御部２３は、光バースト信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、個別制御部２３は、立ち上がりエッジが検出されたか否かを判定する。ステップＳ１で「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ１が再度実行される。ステップＳ１で「Ｙｅｓ」と判定された場合、個別制御部２３は、立ち上がりエッジが検出されたレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０がオフされているか否かを判定する（ステップＳ２）。具体的には、個別制御部２３は、自身が備わるレベル制御装置２０の駆動回路２５が駆動電圧をゼロにしているか否かを判定する。

ステップＳ２で「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ１が再度実行される。ステップＳ２で「Ｙｅｓ」と判定された場合、個別制御部２３は、オンレベルを数表部２４に渡すとともに、全体制御部１０に立ち上がり検出信号を送信する。それにより、ＳＯＡ２１０がオンされる。一方、全体制御部１０は、立ち上がり検出信号を送信したレベル制御装置２０以外のレベル制御装置２０の駆動回路２５にオフを指示するためのオフ信号を送信する。オフ信号を受信した駆動回路２５は、ＳＯＡ２１０の駆動電圧をゼロにする。それにより、立ち上がりエッジが検出されたレベル制御装置２０以外のレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０はオフする（ステップＳ３）。その後、ステップＳ１が再度実行される。

本実施例においては、光信号の立ち下がりエッジが検出されないため、いずれかのＳＯＡ２１０がオンされた後は、他のレベル制御装置２０で立ち上がりエッジが検出されるまで、当該オンが維持される。この場合、光バースト信号に０（ゼロ）連が続いたとしても、立ち上がりエッジが検出されたポート番号のＳＯＡ２１０のオンが維持される。それにより、光バースト信号の検出精度を向上させることができる。一方で、他のレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０はオフされる。それにより、当該他のレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０に起因するノイズを抑制できるとともに、システム効率の低下が抑制される。

なお、本実施例においては複数のＳＯＡ２１０が設けられていることから、立ち上がりエッジの検出時刻から当該立ち上がりエッジが光カプラ２０４に到達するまでの時間は、各ポート間でばらついていないことが好ましい。例えば、立ち上がりエッジの検出時刻から当該立ち上がりエッジが光カプラ２０４に到達するまでの時間の偏差は、各ポート間で５１２ｎｓｅｃ以内であることが好ましい。例えば、各ポート間で光学長のばらつきを小さくすることによって、上記偏差を実現することができる。一例として、図６を参照して、光入力モニタとして機能する受光素子２２から光カプラ２０４までの光学長のばらつきを１０２．４ｍ以内とすることによって、上記偏差を実現することができる。また、各レベル制御装置２０の応答時間の偏差も数ナノ秒以内であることが好ましい。

なお、ＯＮＵの光送信機が故障して、継続して発光することがある。いずれかのＯＮＵが光バースト信号を送信している際に他のＯＮＵが発光すると、当該他のＯＮＵからの光が光バースト信号に重畳され、光バースト信号が劣化するおそれがある。そこで、複数のレベル制御装置２０の受光素子２２で同時に光入力が検出されている場合に、アラームを発することが好ましい。図７は、光増幅装置１００において複数のＯＮＵからの光入力が検出される場合の光増幅装置１００の動作の一例を表すフローチャートである。

図７を参照して、各レベル制御装置２０の個別制御部２３は、光が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１で「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ１１が再度実行される。具体的には、個別制御部２３は、立ち上がりエッジが検出されたか否かを判定する。ステップＳ１１で「Ｙｅｓ」と判定された場合、全体制御部１０は、複数のレベル制御装置２０で光入力が検出されているか否かを判定する（ステップＳ１２）。具体的には、全体制御部１０は、２以上のレベル制御装置２０の受光素子２２で検出される光強度が所定値以上となっているか否かを判定する。

ステップＳ１２で「Ｙｅｓ」と判定された場合、全体制御部１０は、外部機器に対してアラームを通知するための信号を出力する（ステップＳ１３）。ステップＳ１２で「Ｎｏ」と判定された場合またはステップＳ１３の実行後、全体制御部１０は、光入力が検出された全てのレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０がオンされているか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４で「Ｙｅｓ」と判定された場合、ステップＳ１が再度実行される。ステップＳ１４で「Ｎｏ」と判定された場合、全体制御部１０は、光入力が検出された全てのレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０をオンし、他のレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０をオフする（ステップＳ１５）。その後、ステップＳ１１が再度実行される。

このように、複数のレベル制御装置２０で同時に光入力が検出される際に、アラームを発してもよい。なお、新規ＯＮＵの登録処理（Ranging Window）では光バースト信号の衝突がありえる。したがって、新規ＯＮＵ登録処理の際にはアラームだけ発し、新規ＯＮＵ登録処理以外で複数のレベル制御装置２０に同時に光バースト信号が入力される際にＯＮＵ故障と判定してもよい。

図８は、実施例２に係る光増幅装置１００ａの全体構成を説明するためのブロック図である。光増幅装置１００ａが図４の光増幅装置１００と異なる点は、全体制御部１０が記録部１１を備えている点である。本実施例においては、複数のレベル制御装置２０の受光素子２２で同時に光入力が検出されている場合に、当該レベル制御装置２０を識別するための識別情報としてポート番号を記録部１１に記録させる。全体制御部１０は、記録部１１に記録されるポート番号の組み合わせが変化した際に、重複するポート番号のＳＯＡ２１０を強制シャットダウンする。それにより、常時発光している可能性の高いＯＮＵからの光入力を抑制することができる。このようにすることで、ＯＮＵとＯＬＴとの通信を継続させることができる。

図９は、光増幅装置１００ａにおいて複数のＯＮＵからの光入力が検出される場合の光増幅装置１００ａの動作の一例を表すフローチャートである。図９を参照して、各レベル制御装置２０の個別制御部２３は、光が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２１）。具体的には、個別制御部２３は、立ち上がりエッジが検出されたか否かを判定する。ステップＳ２１で「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ２１が再度実行される。ステップＳ２１で「Ｙｅｓ」と判定された場合、全体制御部１０は、複数のレベル制御装置２０で光入力が検出されているか否かを判定する（ステップＳ２２）。

ステップＳ２２で「Ｙｅｓ」と判定された場合、全体制御部１０は、外部機器に対してアラームを通知するための信号を出力するとともに、光入力が検出されたレベル制御装置２０のポート番号を記録部１１に記録させる（ステップＳ２３）。次に、全体制御部１０は、光入力が検出されたレベル制御装置２０の中で強制シャットダウンされていないＳＯＡ２１０を調べる（ステップＳ２４）。次に、全体制御部１０は、強制シャットダウンされたＳＯＡ２１０を対象外とし、光入力が検出されなかったレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０をオフし、光入力が検出されたレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０を全てオンする（ステップＳ２５）。

次に、全体制御部１０は、光入力が検出されたポート数が前回のポート数と同じであるか否かを判定する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６で「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ２１が再度実行される。ステップＳ２６で「Ｙｅｓ」と判定された場合、全体制御部１０は、前回の入力ポート番号と、今回記録された入力ポート番号とを照合し、一部に異なる入力ポート番号があるか否かを判定する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７で「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ２１が再度実行される。ステップＳ２７で「Ｙｅｓ」と判定された場合、全体制御部１０は、前回と同じポート番号のレベル制御装置２０に光入力するＯＮＵが故障していると判定し、当該情報を外部機器に出力し、当該レベル制御装置２０のＳＯＡ２１０を強制シャットダウンさせる。また、全体制御部１０は、強制シャットダウンされたポート番号を記録する（ステップＳ２８）。その後、ステップＳ２１が再度実行される。

ステップＳ２２で「Ｎｏ」と判定された場合、個別制御部２３は、立ち上がりエッジが検出されたレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０がオフされているか否かを判定する（ステップＳ２９）。具体的には、個別制御部２３は、自身が備わるレベル制御装置２０の駆動回路２５が駆動電圧をゼロにしているか否かを判定する。ステップＳ２９で「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ２１が再度実行される。ステップＳ２９で「Ｙｅｓ」と判定された場合、個別制御部２３は、オンレベルを数表部２４に渡すとともに、全体制御部１０に立ち上がり検出信号を送信する。それにより、ＳＯＡ２１０がオンされる。一方、全体制御部１０は、立ち上がり検出信号を送信したレベル制御装置２０以外のレベル制御装置２０の駆動回路２５にオフを指示するためのオフ信号を送信する。オフ信号を受信した駆動回路２５は、ＳＯＡ２１０の駆動電圧をゼロにする。それにより、立ち上がりエッジが検出されたレベル制御装置２０以外のレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０はオフする（ステップＳ３０）。その後、ステップＳ２１が再度実行される。

図１０は、図９のフローチャートに従った手順を説明するためのタイムチャートの１例である。図１０を参照して、いずれかのレベル制御装置２０で光入力が検出されると、当該レベル制御装置２０のＳＯＡ２１０がオンされ、他のレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０がオフされる。図１０の例では、＃１、＃３、＃２、＃３のレベル制御装置２０に順番に光バースト信号が入力されている。

＃３のレベル制御装置２０に光バースト信号が入力されている途中で、＃１のレベル制御装置２０に接続されているＯＮＵが故障などにより発光すると、＃１および＃３のレベル制御装置２０で光入力が同時に検出される。この場合、全体制御部１０は、＃１および＃３のポート番号を記録部１１に記録させる。当該ＯＮＵが発光を維持する途中で＃３のレベル制御装置２０に入力される光バースト信号が途切れても、全体制御部１０は光入力が無くなったことを処理や制御に使用しない。

＃３のレベル制御装置２０へ再度光バースト信号が入力された場合、全体制御部１０は、＃１および＃３のレベル制御装置２０で光入力が検出されたことを検出する。この場合、全体制御部１０は、現時点で光入力が検出されているポート番号と、記録されているポート番号とを照合する。照合の結果、ポート番号が一致していれば、全体制御部１０は、記録されているポート番号を維持する。

＃３のレベル制御装置２０への光バースト信号の入力が途切れて他の＃４のレベル制御装置２０に光バースト信号が入力されると、全体制御部１０は、＃１および＃４のレベル制御装置２０で光入力が検出されていることを検出する。この場合、全体制御部１０は、現時点で光入力が検出されているポート番号と、記録されているポート番号とを照合する。照合の結果、一方のポート番号（＃１）が一致し、他方のポート番号が一致しないため、全体制御部１０は、＃１のレベル制御装置２０に光を入力するＯＮＵが故障していると判定する。この場合、全体制御部１０は、＃１のレベル制御装置２０のＳＯＡ２１０を強制シャットダウンする。

本実施例によれば、複数のレベル制御装置２０で同時に光入力が検出される際に、同時に発光しているＯＮＵを特定することができる。なお、新規ＯＮＵの登録処理（Ranging Window）では光バースト信号の衝突がありえる。したがって、本実施例は、新規ＯＮＵ登録処理以外に適用してもよい。

図１１は、実施例３に係る光増幅装置１００ｂの全体構成を説明するためのブロック図である。光増幅装置１００ｂが図４の光増幅装置１００と異なる点は、各レベル制御装置２０において、数表部２４の変わりに固定値保持部２６が設けられている点である。固定値保持部２６は、数表部２４と異なり、固定の駆動電圧値を保持している。この固定の駆動電圧値は、各ポート番号のＳＯＡ２１０からＯＮＵまでの経路で発生する光損失量に応じて設定されている。具体的には、ＳＯＡ２１０からＯＮＵまでの経路で発生する光損失量が大きいほど大きい駆動電圧値が保持され、ＳＯＡ２１０からＯＮＵまでの経路で発生する光損失量が小さいほど小さい駆動電圧値が保持されている。

本実施例においては、個別制御部２３は、光バースト信号の立ち上がりエッジを検出した際に、立ち上がった後の光強度（オンレベル）を読み取らない。固定値保持部２６は、立ち上がりエッジが検出された場合に、保持している駆動電圧値を駆動回路２５に渡す。駆動回路２５は、受け取った駆動電圧値の駆動電圧をＳＯＡ２１０に印加する。それにより、ＳＯＡ２１０がオンされるとともに、ＳＯＡ２１０に入力される光バースト信号の光レベルが所望値に制御される。

本実施例によれば、処理を簡略化させることができるとともに、数表などのデータ量を削減することができる。なお、本実施例は、実施例１，２に適用することができる。具体的には、実施例１，２において、数表部２４の代わりに固定値保持部２６が設けられていてもよい。

なお、上記各実施例においては、光入力を検出する際に立ち上がりエッジを検出しているが、それに限られない。例えば、入力される光強度に応じて光入力を検出してもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０全体制御部
２０レベル制御装置
２１光カプラ
２２受光素子
２３個別制御部
２４数表部
２５駆動回路
１００光増幅装置
２００リモートノード
２０１〜２０４光カプラ
２０５合分波器
２０６ファイバアンプ
２０９監視・制御部
２１０ＳＯＡ

Claims

光バースト信号が異なるタイミングで入力される複数の半導体光増幅器と、
前記複数の半導体光増幅器からの出力光を合波する光カプラと、
前記複数の半導体光増幅器への光入力を検出する検出部と、
いずれかの半導体光増幅器への光入力が検出された場合に、当該半導体光増幅器をオンさせて他の半導体光増幅器をオフさせ、前記他の半導体光増幅器のいずれかで光入力が検出されるまで前記半導体光増幅器のオンを維持する制御部と、を備えることを特徴とする光増幅装置。
前記制御部は、２以上の前記半導体光増幅器において同時に光入力が検出されている場合に、アラームを通知するための信号を出力することを特徴とする請求項１記載の光増幅装置。
２以上の前記半導体光増幅器において同時に光入力が検出されている場合に、光入力が検出されている半導体光増幅器の識別情報を記録する記録部を備え、
前記制御部は、前記記録部に記録される半導体光増幅器の組み合わせが変化した際に、重複する半導体光増幅器をオフすることを特徴とする請求項１または２記載の光増幅装置。
前記検出部による光入力の検出開始時刻から当該光が前記光カプラに到達する時刻までの時間の偏差は、前記複数の半導体光増幅器間で５１２ｎｓｅｃ以内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光増幅装置。
光バースト信号が異なるタイミングで入力される複数の半導体光増幅器からの出力光を合波する光増幅装置において、前記複数の半導体光増幅器のいずれかで光入力が検出された場合に、当該半導体光増幅器をオンさせて他の半導体光増幅器をオフさせ、前記他の半導体光増幅器のいずれかで光入力が検出されるまで前記半導体光増幅器のオンを維持する、ことを特徴とする光増幅方法。