JP2014168176A - 光受信器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、多値／ＯＦＤＭ変調と光コヒーレント検波とを調合利用して光アクセスネットワークの高速化及び長延化を両立させることができる光受信器を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る光受信器は、光受信器が受信するバーストフレーム信号に応じて光コヒーレント受信器のローカル光のパワを調整し、光コヒーレント受信器の出力信号の平均パワのレベル差を低減する。これにより受信信号を増幅するＴＩＡのダイナミックレンジを拡大することを不要とすることで線形性を高めることができ、多値／ＯＦＤＭ変調されたバーストフレーム信号を受信可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光アクセスネットワークにおいて、多値／ＯＦＤＭ変調された光バーストフレーム信号を光コヒーレント受信するための光受信器に関する。

現在、光アクセスネットワークとして、ＩＥＥＥ ８０２．３で標準化されたＧＥ−ＰＯＮ、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８４シリーズとして標準化されたＧ−ＰＯＮが商用化されている。ＧＥ−ＰＯＮ、Ｇ−ＰＯＮでは、複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）がスプリッタを介して光回線終端装置（ＯＬＴ）とポイントツーマルチポイント型の通信を行う。

各ＯＮＵからの上り信号は、オン・オフの２値によるＯｎ−Ｏｆｆ Ｋｅｙｉｎｇ（ＯＯＫ）で変調され、所定の時間スロットにバーストフレーム信号として送信される。複数のＯＮＵからの上りバーストフレーム信号は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）により多重され、ＯＬＴに送られる。ＯＬＴでは、直接検波により上り信号を受信する。

上りバーストフレーム信号のパワレベルは、各ＯＮＵとＯＬＴの間の損失の違いや各ＯＮＵの出力パワの違いによって異なる。各ＯＮＵとＯＬＴの間の損失は、ファイバの距離差、光スプリッタの分岐損失の差、接続損失のばらつき等により異なる。ＯＬＴの光受信器は、ＴＤＭＡされたバーストフレーム信号を受信する必要がある。光受信器は、一般的に、ＰＩＮフォトダイオード（ＰＤ）またはアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）と増幅器から構成され、増幅器の利得をバーストごとに制御する。最近の光受信器のトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）は、線形領域で動作するように、ゲインを示すトランスインピーダンス（Ｚｔ）を切り替えると共に、その後段にリミッティングをかけて一定の振幅電圧を得て信号判定部に伝達する機構を採用している。これにより、当該光受信器はパワレベルの異なるバーストフレーム信号を一定の出力の信号として取り出す。

ところで、ＧＥ−ＰＯＮやＧ−ＰＯＮなどのＴＤＭＡ型ＰＯＮでは、ＯＮＵが最初にＰＯＮに接続された際に、レンジング又はディスカバリと呼ばれる機能により、ＯＬＴはＯＮＵに識別情報（ＯＮＵのＩＤ）を付与し、また当該ＯＮＵからＯＬＴまでの距離測定を行う。この情報を用いて、各ＯＮＵからのバーストフレーム信号のＯＬＴ到着時間が重複しないように動的帯域割当（ＤＢＡ）が行われる（例えば、非特許文献１、２を参照。）。

ＮＴＴ技術ジャーナル２００５．９．技術基礎講座「ＧＥ−ＰＯＮ技術」第２回 ＮＴＴ技術ジャーナル２００５．１０．技術基礎講座「ＧＥ−ＰＯＮ技術」第３回 Ｈ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ， Ｆ．Ｘｉｎｙｕ， ａｎｄ Ｆ．Ｉｔｏ，"Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｌｏｓｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｉｎ ４−ｂｒａｎｃｈｅｄ ＰＯＮ ｕｓｉｎｇ ｐｕｌｓｅｄ ｐｕｍｐ−ｐｒｏｂｅ Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ ｇａｉｎ ａｎａｌｙｓｉｓ"， Ｐｒｏｃ． Ｃｏｎｆ． Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ， ＯＴｈ３Ｉ．２， Ｍａｒ． ２０１２．

光アクセスネットワークは、さらなる高速化や距離延伸のため、多値変調やＯＦＤＭ変調の適用や光コヒーレント検波の適用が検討されている。シンボル当り１ビットを変調する２値信号と比べ、多値／ＯＦＤＭ信号は多数ビットの変調が可能であるため高速化に優れている。そして、光コヒーレント検波は受信器に局部発振光源を置いて受信信号を復調する方式であり、局部発振光源からのローカル光のパワで受信信号が増幅されるメリットがある。したがって、多値／ＯＦＤＭ変調と共に光コヒーレント検波の調合利用ができれば、高速化及び長延化を両立させることができる。

ＰＯＮの上りバーストフレーム信号において、多値／ＯＦＤＭ変調と光コヒーレント検波を適用する場合には、光受信器の増幅器は次の２点が要求される。

まず第一の要求は、広いダイナミックレンジである。光コヒーレント検波などの利用によるＰＯＮの長延化には、ＯＮＵとＯＬＴ間の損失が加重されるため、バーストフレーム信号のパワのレベル差がさらに拡大されている。したがって、光受信器の増幅器にはより広いダイナミックレンジが必要となる。

一方、高速伝送を可能とする多数の信号レベルを持つ多値／ＯＦＤＭ信号の場合は増幅器に高い線形性が要求される。しかし、上述したＯＯＫ信号用の増幅器は線形性に欠けており、多値／ＯＦＤＭ変調されたバーストフレーム信号を受信することは難しい。

上述のように、高い線形性と広いダイナミックレンジを両立する増幅器の実現が難しく、多値／ＯＦＤＭ変調と光コヒーレント検波とを調合利用して光アクセスネットワークの高速化及び長延化を両立させることは困難という課題がある。

そこで、上記課題を解決すべく、本発明は、多値／ＯＦＤＭ変調と光コヒーレント検波とを調合利用して光アクセスネットワークの高速化及び長延化を両立させることができる光受信器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、光受信器が受信するバーストフレーム信号に応じて光コヒーレント検波のローカル光のパワを調整することで、光コヒーレント検波した後の信号のレベル差を低減することとした。

具体的には、本発明に係る光受信器は、出力するローカル光のパワを可変可能な局部発振光源と、
受信するバーストフレーム信号を前記局部発振光源からのローカル光を用いて光コヒーレント検波する光コヒーレント受信器と、
各バーストフレーム信号に応じたパワのローカル光を出力するように前記局部発振光源のパワ制御を行う局部発振光パワ制御部と、
を備える。

光コヒーレント受信器が出力する受信信号のパワはローカル光のパワに比例するから、バーストフレーム信号の平均パワに応じてローカル光のパワを調整することで、光コヒーレント受信器出力の平均パワのレベル差を低減できる。これにより受信信号を増幅するＴＩＡのダイナミックレンジを拡大することを不要とすることで線形性を高めることができ、多値／ＯＦＤＭ変調されたバーストフレーム信号を受信可能となる。

従って、本発明は、多値／ＯＦＤＭ変調と光コヒーレント検波とを調合利用して光アクセスネットワークの高速化及び長延化を両立させることができる光受信器を提供することができる。

本発明に係る光受信器の前記局部発振光パワ制御部は、前記光コヒーレント受信器が受信するバーストフレーム信号のプリアンブルの平均パワに基づいて前記パワ制御を行うことを特徴とする。バーストフレーム信号のプリアンブル部分の平均パワを測定し、ローカル光のパワをフィードフォワード制御する。

本発明に係る光受信器は、前記光コヒーレント受信器に入力するバーストフレーム信号を遅延させる遅延手段をさらに備えており、前記局部発振光パワ制御部は、前記光コヒーレント受信器が受信するバーストフレーム信号の先頭から所定時間の平均パワに基づいて前記パワ制御を行うことを特徴とする。主信号系に遅延を与えることで、バーストフレーム信号自体の平均パワを測定し、ローカル光のパワのフィードフォワード制御が可能になる。

本発明に係る光受信器の前記局部発振光パワ制御部は、前記光コヒーレント受信器が出力した後のバーストフレーム信号のプリアンブルの平均パワに基づいて前記パワ制御を行うことを特徴とする。光コヒーレント受信器が出力したバーストフレーム信号のプリアンブル部分の平均パワを測定し、ローカル光のパワをフィードバック制御する。

本発明に係る光受信器を有するＯＬＴは、ＰＯＮの物理層構成に関する論理的情報を利用し、前記局部発振光パワ制御部は、前記論理的情報に基づいて前記パワ制御を行うことを特徴とする。ＰＯＮフレーム処理回路は論理的情報から各ＯＮＵとＯＬＴの間の損失を算出し、到着するバーストフレーム信号に対応するローカル光のパワを制御する。

例えば、前記論理的情報が、前記ＰＯＮを構成する光パワスプリッタの情報と前記ＰＯＮのＯＮＵとＯＬＴとの間の距離情報とすることができる。

また、前記論理的情報が、前記ＰＯＮのＯＬＴの送信パワとＯＮＵの受信パワの情報であってもよい。具体的には、前記局部発振光パワ制御部は、ＰＯＮの加入者側への下り信号の送信パワと加入者側が受信した前記下り信号の受信パワとを比較し、その差分に基づいて前記パワ制御を行う。局部発振光パワ制御部は、送信パワと受信パワの情報を参照し、その差を各ＯＮＵ〜ＯＬＴ間の推定損失としてローカル光のパワを制御する。

さらに、前記論理的情報が、線路監視システムで直接測定した前記ＰＯＮの線路損失情報であってもよい。具体的には、本発明に係る光受信器の前記局部発振光パワ制御部は、線路監視システムで直接測定した線路損失情報に基づいて前記パワ制御を行う。局部発振光パワ制御部は、実測した線路損失情報とＯＬＴが有するＯＮＵ識別情報及び距離情報から各ＯＮＵ〜ＯＬＴ間の損失値を算出し、ローカル光のパワを制御する。

本発明に係る光受信器を有するＰＯＮシステムは、ディスカバリの際、ＯＮＵの送信部がＯＯＫ変調の光信号を出力し、前記ＯＯＫ信号を受信するＯＬＴの受信部が前記光コヒーレント受信器の後段に配置される増幅器をＯＯＫ信号の増幅モードで動作させることを特徴とする。

本発明は、多値／ＯＦＤＭ変調と光コヒーレント検波とを調合利用して光アクセスネットワークの高速化及び長延化を両立させることができる光受信器を提供することができる。

本発明に係る光受信器を説明する図である。 本発明に係る光受信器を説明する図である。 本発明に係る光受信器を説明する図である。 本発明に係る光受信器を説明する図である。 本発明に係る光受信器を説明する図である。 本発明に係る光受信器を有するＰＯＮを説明する図である。 本発明に係る光受信器を有するＰＯＮを説明する図である。 本発明に係る光受信器を有するＰＯＮを説明する図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図１から図５を用いて本実施形態の光受信器（３０１〜３０３）を説明する。光受信器（３０１〜３０３）は、出力するローカル光のパワを可変可能な局部発振光源１１と、
受信するバーストフレーム信号を局部発振光源１１からのローカル光を用いて光コヒーレント検波する光コヒーレント受信器１２と、
各バーストフレーム信号に応じたパワのローカル光を出力するように局部発振光源１１のパワ制御を行う局部発振光パワ制御部１３と、
を備える。

さらに、光受信器（３０１〜３０３）は、光コヒーレント受信器１２が出力する受信信号を増幅するＴＩＡ１６、ＴＩＡ１６が増幅した受信信号をアナログ−デジタル変換（ＡＤ変換）するＡＤ変換器１７、ＡＤ変換器１７でデジタルデータを元の信号に再生するデジタル信号処理器１８を備える。

光受信器（３０１〜３０３）が受信するバーストフレーム信号は、各ＯＮＵとＯＬＴの間の損失の違いにより平均パワが異なる。このため、バーストフレーム信号の平均パワの測定あるいは算出を行い、光受信器（３０１〜３０３）は光コヒーレント受信器１２のローカル光パワを制御（パワ制御）し、光段でバーストフレーム信号間のレベル差を緩和する。

パワ制御の手法としては次の４つがある。
第一の手法は、図１のように、局部発振光パワ制御部１３が、光コヒーレント受信器１２が受信するバーストフレーム信号のプリアンブルの平均パワに基づいてパワ制御を行う手法である。本手法は、受光素子１４及び平均パワ検出器１５で光コヒーレント受信器１２への入力前におけるバーストフレーム信号のプリアンブルの平均パワを測定し、ローカル光パワをフィードフォワード制御する。

第二の手法は、光コヒーレント受信器１２に入力するバーストフレーム信号を遅延させる遅延手段（不図示）をさらに備えており、局部発振光パワ制御部１３が、光コヒーレント受信器１２が受信するバーストフレーム信号の先頭から所定時間の平均パワに基づいてパワ制御を行う手法である。本手法は、主信号系、例えば光タップ５と光コヒーレント受信器１２との間に遅延を与える遅延手段（例えば、光ファイバ）を挿入し、受光素子１４及び平均パワ検出器１５がバーストフレーム信号の先頭から所定の時間の平均パワを計測する。本手法は、プリアンブルだけでなくペイロードのパワまで含む時間範囲を測定するため、測定時間を大きくでき、受光素子１４の受信感度を改善できる。また、制御系（例えば、光タップ５、受光素子１４、平均パワ検出器１５、局部発振光パワ制御部１３、局部発振光源１１の系）に要する時間に応じて、主信号が光コヒーレント受信器１２に到着する時刻を遅らせることができ、制御系の応答速度への要求条件が緩和される。

第三の手法は、図２のように、局部発振光パワ制御部１３は、光コヒーレント受信器１２の出力バーストフレーム信号のプリアンブルの平均パワに基づいてパワ制御を行う。本手法は、平均パワ検出器１５で光コヒーレント受信器１２の出力でプリアンブルの平均パワを測定し、ローカル光パワをフィードバック制御する。

第四の手法は、図３から図５のように、光受信器３０３の局部発振光パワ制御部１３は、ＰＯＮの物理層構成に関する論理的情報に基づいて前記パワ制御を行う。本手法は、ＯＬＴあるいはオペレーティングシステム（ＯｐＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）２３が有する論理的情報に基づいて、バーストフレーム信号のパワレベル差を緩和するようにローカル光のパワを制御する。

ここで、ＯＬＴでの論理的情報とは、次の３つの情報のいずれかである。なお、以下の論理的情報は例示である。
（１）レンジング又はディスカバリにより取得した各ＯＮＵの識別情報（ＯＮＵのＩＤ）と各ＯＮＵまでの距離情報、
（２）動的帯域割当（ＤＢＡ）で用いる各バーストフレーム信号の到着時間、
（３）各ＯＮＵの受信パワ情報及びＯＬＴの送信パワ情報。

また、ＯｐＳ２３での論理的情報とは、各ＯＮＵがＯＤＮ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）上で結合されている光パワスプリッタに関する情報、及びＯＴＤＲあるいは同等の機能を持つ線路監視システム２４（例えば、非特許文献３を参照。）を用いてＯＮＵ〜ＯＬＴ間を直接測定した線路損失情報が例示できる。これらのＯＬＴでの論理的情報とＯｐＳ２３での論理的情報とを組み合わせて用いてもよい。

光受信器（３０１〜３０３）は、光コヒーレント受信器１２へのローカル光のパワを制御することで、光コヒーレント受信器が出力する受信信号のレベル差を低減できる。このため、ＴＩＡ１６は、ダイナミックレンジを拡大する必要がなくなり、高い線形性を保つことができる。従って、光受信器（３０１〜３０３）は、多値／ＯＦＤＭ変調されたバーストフレーム信号を受信することができる。

なお、上記第四の手法においては、ＯＮＵを初めて接続する際のディスカバリ（レンジング）の際には、ＯＬＴは前述の各種の論理情報を取得していないため、局部発振光パワ制御部１３がパワ制御を行わないこととする。具体的に、光受信器３０３を有するＰＯＮシステムは、ＯＮＵのディスカバリ（レンジング）においてはローカル光のパワ制御は行わない。この場合、光受信器の増幅器における高い線形性と広いダイナミックレンジが要求される多数の信号レベルを持つ多値／ＯＦＤＭ信号ではディスカバリ（レンジング）ができない。このため、ディスカバリ（レンジング）においては線形増幅が要求されないＯＯＫ変調で実施し、光コヒーレント受信器１２の後段に配置されるＴＩＡ１６を上述したＯＯＫ信号の増幅モード（Ｚｔを切り替えるとともに後段でリミッティングをかけるモード）で動作させる。

（実施形態２）
図６は、ＴＤＭＡ光コヒーレント方式を説明する図である。ＯＮＵ３６１は、波長ロッカー４２などのデバイスを用いて各ＯＮＵ３６１の光源４１をＯＬＴ３５１のローカル光に波長同期させる。そしてＯＮＵ３６１は、多値／ＯＦＤＭ変調部４３で光源４１からの光を多値／ＯＦＤＭ変調し、上りバーストフレーム信号とする。

ＯＬＴ３５１は、図１で説明した光受信器３０１又は図２で説明した光受信器３０２を備える。

光コヒーレント受信器１２の入力あるいは出力段にある平均パワ検出器１５で、ＴＤＭＡされた上りバーストフレーム信号の平均パワを測定する。平均パワ測定における平均時間は、数ビットから数百ビットまたはそれ以上のビットに相当する時間とする。

光コヒーレント受信器１２における出力信号のパワはローカル光のパワに線形応答特性を持つ。このため、局部発振光パワ制御部１３は測定した平均パワ値に反比例する駆動電流を生成して局部発振光源１１に送信し、ローカル光のパワを制御する。

上記第一の手法（図１）では、平均パワ検出器１５がバーストフレーム信号のプリアンブルの平均パワを検出し、局部発振光パワ制御部１３が局部発振光源１１を制御する駆動電流を決定する。プリアンブル検出後、次のプリアンブルを検出するまでは、当該駆動電流が保持される。プリアンブルの検出方法は、例えば、平均パワ検出器１５により取得したパワをプリセッティングされた基準パワ値と比較するか、あるいはＰＯＮフレーム処理回路１９からリセット信号（各バーストフレーム信号の先頭タイミングを示す信号）を局部発振光パワ制御部１３に伝えることで決定する。リセット信号はＤＢＡで用いる各バーストフレーム信号の到着時間を元に作られる。

制御系の応答（ローカル光のパワの決定）はプリアンブル以内で行われ、光コヒーレント受信器１２がバーストフレーム信号のペイロードを受信する時刻にはローカル光のパワが最適化される。したがって、光コヒーレント受信器１２が出力する受信信号のレベル差が緩和される。

上記第二の手法（図１）では、主信号系（例えば光タップ５と光コヒーレント受信器１２の間）に制御系の応答時間程度の遅延を与える遅延手段（例えば光ファイバ）を挿入する。これにより、制御系（例えば、光タップ５、受光素子１４、平均パワ検出器１５、局部発振光パワ制御部１３、局部発振光源１１の系）に要する時間に応じて、主信号が光コヒーレント受信器１２に到着する時刻を遅らせることができ、制御系の応答速度への要求条件が緩和される。また、本手法を採用することでプリアンブルの長さを短くすることができる。本手法の場合、平均パワは、フレームの先頭から所定の時間計測することとする。プリアンブルだけでなく、ペイロードのパワまで含む時間範囲を測定すれば、測定時間を長くでき、受光素子１４の受信感度を改善できる。例えば、バーストフレームの先頭から１０μ秒の間の平均パワを測る。

上記第三の手法（図２）では、光コヒーレント受信器１２が出力する受信信号でプリアンブルの平均パワを測定し、局部発振光パワ制御部１３が局部発振光源１１を制御する駆動電流を決定する。プリアンブル検出後、次のプリアンブルを検出するまでは、当該駆動電流が保持される。プリアンブルの検出方法は、例えば、第一の手法の説明と同様である。

上記第一の手法と同様に、上記第三の手法も制御系の応答（ローカル光のパワの決定）がプリアンブル以内で行われ、バーストフレーム信号のペイロードを受信する時刻にはローカル光のパワが最適化される。したがって、光コヒーレント受信器１２が出力する受信信号のレベル差が緩和される。

（実施形態３）
本実施形態では、図６のＯＬＴ３５１が図３〜図５で説明した光受信器３０３を備える。上記第四の手法は、下記３つの方法で各ＯＮＵ〜ＯＬＴ間の損失を算出し、バーストフレーム信号の到着時刻の情報に基づいてローカル光のパワ制御を行う。

（方法ａ）
図３を用いて説明する。ＰＯＮフレーム処理回路１９は、ＯＬＴ３５１の論理的情報である、ＯＮＵ識別情報（ＯＮＵ３６１のＩＤ）及び各ＯＮＵとＯＬＴとの間の距離情報（２１−２）を参照する。ＯＮＵ識別情報及び距離情報（２１−２）はレンジング（ディスカバリ）で取得する。そして、ＰＯＮフレーム処理回路１９は、ＯｐＳ２３の論理的情報である各ＯＮＵ３６１とＯＬＴ３５１との間にある光パワスプリッタ４４の情報（２１−４）を参照する。したがって、各ＯＮＵ〜ＯＬＴ間の推定損失は、距離による損失と光パワスプリッタによる損失の合計（２１−５）になる。

（方法ｂ）
図４を用いて説明する。ＯＬＴ３５１は、下り信号を送信する際に送信パワを測定する。また、各ＯＮＵ３６１は、下り信号を受信する際に受信パワを測定し、これをＯＬＴ３５１にレポートする。具体的には、ＯＮＵ３６１で測定した受信パワを監視制御メッセージによりＯＬＴ３５１が取得する。ＰＯＮフレーム処理回路１９は、送信パワと受信パワの情報（２１−３）を参照し、その差を各ＯＮＵ〜ＯＬＴ間の推定損失とする（２１−５）。

（方法ｃ）
図５を用いて説明する。ＯｐＳ２３は、ＯＴＤＲあるいは同等の機能を持つ線路監視システム２４で測定した線路損失情報とＯＬＴ３５１の論理的情報であるＯＮＵ識別情報（ＯＮＵ３６１のＩＤ）及び距離情報（２１−２）を参照し、各ＯＮＵ〜ＯＬＴ間の損失を算出する（２１−６）。そのため、より正確な各ＯＮＵ〜ＯＬＴ間の損失値が得られる。

ＰＯＮフレーム処理回路１９は、方法ａ〜ｃで取得した損失値に加え、各バーストフレーム信号の到着時間情報（２１−１）を参照して、ＯＮＵ３６１からのバーストフレーム信号ごとにローカル光のパワが変更するように、ローカル光の変更タイミングを決定する（２２）。なお、バーストフレーム信号の到着時間情報はＤＢＡ機能から取得することができる。

ＰＯＮフレーム処理回路１９は、上述のように局部発振光パワ制御部１３への制御信号を生成する（２２）。なお、各ＯＮＵ３６１の送信パワが異なる場合あるいは経時変化がある場合、ＯＬＴ３５１は定期的に各ＯＮＵ３６１の送信パワ情報を参照し、制御信号を補正してもよい。

ＯＮＵ３６１を初めて接続する際のディスカバリ（レンジング）の際には、ＯＬＴ３５１は前述の各種の論理的情報を取得していない。このため、ＰＯＮシステムは、ＯＮＵ３６１のディスカバリ（レンジング）を実行する場合（レンジングウインドウ／ディスカバリウインドウにおいては）、ローカル光のパワ制御は行わないこととする。パワ制御を行わないため、光受信器の増幅器における高い線形性と広いダイナミックレンジが要求される多数の信号レベルを持つ多値／ＯＦＤＭ信号ではディスカバリ（ＯＮＵのレンジング）ができない。このため、ディスカバリ（レンジング）においては線形増幅が要求されないＯＯＫによって通信を行う。そして、光コヒーレント受信器の後段に配置される増幅器をＯＯＫ信号の増幅モード（Ｚｔを切り替えるとともに後段でリミッティングをかけるモード）で動作させる。

また、時間／波長分割多重アクセス（Ｔ／ＷＤＭＡ：Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）光コヒーレントアクセスシステムにおいては、Ｔ／ＷＤＭＡは異なる波長でＴＤＭＡされたバーストフレーム信号が存在する。ＯＬＴは、光波長フィルターを用いて受信信号光を波長分離しそれぞれの波長に対してＴＤＭＡされたバーストフレーム信号を受信するＴ／ＷＤＭＡ受信部を備える。

したがって、Ｔ／ＷＤＭＡ受信部のＴＤＭＡ受信構成に図１〜図５で説明した光受信器の構成を適用できる。つまり、光段でバーストフレーム信号間のレベル差を緩和することで、ＴＩＡに入力される受信信号の光電流振幅の範囲が狭くなるため、ダイナミックレンジに関するＴＩＡの要求が緩和できる。

（実施形態４）
図７は、図１〜図５の光受信器をループバック型ＴＤＭＡ光コヒーレント方式に適用した構成を説明する図である。ＯＬＴ３５１ａは、シード光源５１と光受信器３０４を有する。光受信器３０４は、ＯＬＴ３５１ａのシード光源５１を光コヒーレント受信器１２の局部発振光源としても使用する。このため、光コヒーレント受信器１２は各ＯＮＵ３６１ａからのバーストフレーム信号と波長同期する必要がない。局部発振光パワ制御部１３は、可変光減衰器５２でシード光源５１からの光（ローカル光）のパワを制御する。

ＯＮＵ３６１ａは、シード光を反射するとともに送信信号で多値／ＯＦＤＭ変調してバーストフレーム信号を生成する反射型光変調器５３、及び光シャッタ５４を備える。光シャッタ５４は送信作業以外の時間に反射型光変調器５３の出力パワをオフにし、光ビート雑音を避ける。

（実施形態５）
図８は、図１〜図５の光受信器を偏波多重技術を用いたループバック型ＴＤＭＡ光コヒーレント方式に適用した構成を説明する図である。ＯＬＴ３５１ｂの下り信号用の送信部光源６１をシード光源及び光コヒーレント受信器１２の局部発振光源としても使用する。このため、図７のように別当のシード光源は不要である。

ＯＬＴ３５１ｂの光送信器３１の光偏波多重変調器６２は、直交している偏波成分（ＸとＹ偏波）の一つを下り信号で変調し、他を無変調のシード光としてＯＮＵ３６１ｂに送る。

ＯＮＵ３６１ｂは、偏波無依存で偏波シード光を反射するとともに送信信号で多値／ＯＦＤＭ変調してバーストフレーム信号を生成する偏波無依存反射型光変調器５３ｂ、及び光シャッタ５４を備える。

ＯＬＴ３５１ｂの光受信器３０４ｂは、ローカル光として送信部光源６１からの光を使用する点及び偏波ダイバーシティ光コヒーレント受信を行う点以外、図７で説明した光受信器３０４と同じである。光受信器３０４ｂは、偏波ダイバーシティ光コヒーレント受信を行うためデジタル信号処理器１８で偏波干渉を除去し上り信号を復元する。

５：光タップ
１１：局部発振光源
１２：光コヒーレント受信器
１３：局部発振光パワ制御部
１４：受光素子
１５：平均パワ検出器
１６：ＴＩＡ
１７：ＡＤ変換器
１８：デジタル信号処理器
１９：ＰＯＮフレーム処理回路
２１：論理的情報
２１−１：バーストフレーム信号の到着時刻
２１−２：ＯＮＵとＯＬＴとの間の距離情報
２１−３：信号パワ情報
２１−４：スプリッタの情報
２１−５：推定損失
２１−６：直接測定した損失
２２：制御信号生成
２３：オペレーティングシステム
２４：線路監視システム
３１：光送信器
４１：光源
４２：波長ロッカー
４３：多値／ＯＦＤＭ変調部
４４：光パワスプリッタ
４５：光ファイバ
５１：シード光源
５２：可変光減衰器
５３：反射型光変調器
５３ｂ：偏波無依存反射型光変調器
５４：光シャッタ
６１：送信部光源
６２：光偏波多重変調器
３０１〜３０４、３０４ｂ：光受信器
３５１、３５１ａ，３５１ｂ：ＯＬＴ
３６１、３６１ａ、３６１ｂ：ＯＮＵ

Claims (9)

1. 出力するローカル光のパワを可変可能な局部発振光源と、
   受信するバーストフレーム信号を前記局部発振光源からのローカル光を用いて光コヒーレント検波する光コヒーレント受信器と、
   各バーストフレーム信号に応じたパワのローカル光を出力するように前記局部発振光源のパワ制御を行う局部発振光パワ制御部と、
   を備える光受信器。
2. 前記局部発振光パワ制御部は、前記光コヒーレント受信器が受信するバーストフレーム信号のプリアンブルの平均パワに基づいて前記パワ制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の光受信器。
3. 前記光コヒーレント受信器に入力するバーストフレーム信号を遅延させる遅延手段をさらに備えており、
   前記局部発振光パワ制御部は、前記光コヒーレント受信器が受信するバーストフレーム信号の先頭から所定時間の平均パワに基づいて前記パワ制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の光受信器。
4. 前記局部発振光パワ制御部は、前記光コヒーレント受信器が出力した後のバーストフレーム信号のプリアンブルの平均パワに基づいて前記パワ制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の光受信器。
5. 前記局部発振光パワ制御部は、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の物理層構成に関する論理的情報に基づいて前記パワ制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の光受信器。
6. 前記ＰＯＮにおけるディスカバリは、前記パワ制御を行わずに、ＯＯＫ（Ｏｎ−Ｏｆｆ Ｋｅｙｉｎｇ）信号で実施し前記光コヒーレント受信器の後段に配置される増幅器をＯＯＫ信号の増幅モードで動作させることを特徴とする請求項５に記載の光受信器。
7. 前記論理的情報が、前記ＰＯＮを構成する光パワスプリッタの情報と前記ＰＯＮのＯＮＵとＯＬＴとの間の距離情報であることを特徴とする請求項５又は６に記載の光受信器。
8. 前記論理的情報が、前記ＰＯＮのＯＬＴの送信パワとＯＮＵの受信パワの情報であることを特徴とする請求項５又は６に記載の光受信器。
9. 前記論理的情報が、線路監視システムで直接測定した前記ＰＯＮの線路損失情報であることを特徴とする請求項５又は６に記載の光受信器。

Images