JP2015119235A - 波長多重光通信システム、光送信器、及び波長多重光通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮに映像系サービスを導入した場合の誘導ラマン散乱による影響を受け難い波長多重通信システム、光送信器、及び波長多重光通信方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る波長多重光通信方法は、１台のＯＬＴと少なくとも１台のＯＮＵとが光ファイバ伝送路で接続された波長多重光通信システムにおいて、光ファイバ中の非線形効果による誘導ラマン散乱を発生させる第１光信号を伝送する際に、前記誘導ラマン散乱の影響を受ける、前記第１光信号の波長と異なる複数の波長の第２光信号を前記光ファイバを同じ距離だけ伝搬させる場合に、長波長側より短波長側にある前記第２光信号の光強度を強くする。
【選択図】図３

Description

本発明は複数波長を用いた波長多重通信光通信システムにおける誘導ラマン散乱の影響を緩和する波長多重光通信システム、光送信器、及び波長多重光通信方法に関する。

近年、急速な普及を遂げているＦｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ（ＦＴＴＨ）サービスを支える光アクセスシステムとして、Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＯＮ）システムの導入が世界各国で進められている。ＰＯＮシステムは、光ファイバ伝送路中に設置された光スプリッタを介して、収容局に設置された１台の終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が、複数の加入者宅に設置された宅内装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を収容することで、光ファイバ伝送路、光スプリッタ、およびＯＬＴを複数の加入者間で共有することで、高い経済性を実現した光アクセスシステムである。

現在、日本では主に１Ｇｂ／ｓの伝送量を有するＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−ＰＯＮ）システムが商用導入されている。また、さらなる高速化を実現する次世代光アクセスシステムとし、１０Ｇｂ／ｓ級の総伝送容量を有する、１０Ｇ−ＥＰＯＮおよびＸＧ−ＰＯＮの標準化が完了し、世界各国で研究開発が進められている。

このような伝送速度の高速化を背景に、１０Ｇｂ／ｓ級ＰＯＮの後継システムとしてＮＧ−ＰＯＮ２の議論が、標準化団体であるＦＳＡＮ（Ｆｕｌｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）においてされている。ＮＧ−ＰＯＮ２では従来ＰＯＮシステムからの高速化に加えて、アクセスネットワークの高度化を目指し、これまでのＰＯＮシステムで用いられてきた時間軸の多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）に加えて、光の特性を生かした波長軸の多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を利用することで、収容効率や保守管理などの効率化を図ることが可能となる、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムが検討されている（例えば、非特許文献１を参照。）。

現在、標準化で検討されているＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの波長配置は、ＧＥ−ＰＯＮ、１０Ｇ−ＥＰＯＮ、映像系サービス、保守管理機能波長帯などとの共存を見込み、既存光アクセスシステムにおいて使用されていないＣ帯（１５２０〜１５４０ｎｍ付近）、およびＬ帯（１５９０〜１６０１０ｎｍ付近）の使用が検討されている。これにより、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮは従来のサービスとの共存が可能となり、複数世代の共存や、新しいシステムへの移行（マイグレーション）が円滑に行える。

Ｈ． Ｎａｋａｍｕｒａ， Ｋ． Ｔａｇｕｃｈｉ， Ｓ． Ｔａｍａｋｉ， Ｔ． Ｍｉｚｕｎｏ， Ｙ． Ｈａｓｈｉｚｕｍｅ， Ｔ． Ｙａｍａｄａ， Ｍ． Ｉｔｏ， Ｈ． Ｔａｋａｈａｓｈｉ， Ｓ． Ｋｉｍｕｒａ， ａｎｄ Ｎ． Ｙｏｓｈｉｍｏｔｏ， "４０Ｇｂｉｔ／ｓ−ｃｌａｓｓ−λ−ｔｕｎａｂｌｅ ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ ｕｓｉｎｇ λ−ｓｅｌｅｃｔａｂｌｅ Ｂ−Ｔｘ ａｎｄ ４ ｘ Ｍ ｃｙｃｌｉｃ ＡＷＧ ｒｏｕｔｅｒ ｆｏｒ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋｓ"， ＯＳＡ Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ， Ｖｏｌ． ２１， Ｎｏ．１， ｐｐ−４６３−４６８， Ｊａｎｕａｒｙ ２０１３．

映像系サービスは１５５０ｎｍに波長が規定されており、主に欧米ではＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変復調、日本ではＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変復調技術を用いてサービスされている。これら映像系サービスは、高出力光信号を用いており、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮと映像系サービスとの共存を検討した場合、１５５０ｎｍに配置された高出力映像信号が起因となり、非線形効果による誘導ラマン散乱が発生する。

ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの上り光信号は、映像系信号に対して短波長側にあたるため、上り信号パワーが誘導ラマン増幅効果により映像系信号に重畳され、光ファイバ伝送中に上り信号パワーが減衰する。一方、映像系信号は増幅作用を受ける。このため、上り光信号は映像系信号に起因する誘導ラマン効果の影響による減衰でＯＮＵが受信不能となる恐れという課題がある。

一方、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの下り信号は映像系信号に対して長波長側にあたるため、映像系信号は誘導ラマン増幅項により下り光信号に重畳され、光ファイバ伝送中に下り信号パワーが増幅される。一方、映像系信号は減衰作用を受ける。このため、下り光信号は映像系信号に起因する誘導ラマン効果の影響による増幅で、下り信号パワーが近距離ＯＮＵ受信時に過負荷限界を超える恐れという課題がある。

そこで本発明は、上記課題を解決するために、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮに映像系サービスを導入した場合の誘導ラマン散乱による影響を受け難い波長多重通信システム、光送信器、及び波長多重光通信方法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、誘導ラマン散乱によるスペクトルチルトの影響を考慮して、上りおよび下り光信号を出力際の光強度を決定することとした。

具体的には、本発明に係る波長多重通信システムは、１台のＯＬＴと少なくとも１台のＯＮＵとが光ファイバ伝送路で接続された波長多重光通信システムであって、
前記ＯＬＴ及び前記ＯＮＵは、
光ファイバ中の非線形効果による誘導ラマン散乱を発生させる第１光信号を出力する第１光送信器と、
前記誘導ラマン散乱の影響を受ける、前記第１光信号の波長と異なる複数の波長の第２光信号を出力する第２光送信器と、
を備えており、
前記第２光送信器は、前記第２光信号を前記光ファイバを同じ距離だけ伝搬させる場合に、長波長側より短波長側にある前記第２光信号の光強度を強くすることを特徴とする。

また、本発明に係る光送信器は、上記第２光送信器である。

さらに、本発明に係る波長多重通信方法は、１台のＯＬＴと少なくとも１台のＯＮＵとが光ファイバ伝送路で接続された波長多重光通信システムにおいて、光ファイバ中の非線形効果による誘導ラマン散乱を発生させる第１光信号を伝送する際に、
前記誘導ラマン散乱の影響を受ける、前記第１光信号の波長と異なる複数の波長の第２光信号を前記光ファイバを同じ距離だけ伝搬させる場合に、長波長側より短波長側にある前記第２光信号の光強度を強くすることを特徴とする。

光ファイバの伝搬距離が同じであれば、映像系光信号の信号パワーに起因する誘導ラマン散乱で、通常のＰＯＮ信号のうち映像信号より長波長の光信号は長波長ほど光強度が増し、映像信号より短波長の光信号は短波長ほど光信号が減少する。この現象をスペクトルチルトと呼ぶ。従って、本波長多重通信システムは、スペクトルチルトの発生を考慮し、映像信号より長波長の光信号の出力を長波長ほど小さくし、映像信号より短波長の光信号の出力を短波長ほど大きくする。このように波長毎に光信号の光強度を変更することでスペクトルチルトの傾き（波長間の光強度差）を低減することができる。

従って、本発明は、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮに映像系サービスを導入した場合の誘導ラマン散乱による影響を受け難い波長多重通信システム、光送信器、及び波長多重光通信方法を提供することができる。

特に、本発明の前記第２光送信器は、前記第２光信号を前記光ファイバを同じ距離だけ伝搬させる場合に、前記第２光信号を受信する光受信器で各波長の光強度が等しくなるような光強度の前記第２光信号を出力することが望ましい。

本発明に係る波長多重光通信システムの前記第２光送信器は、前記光ファイバを伝搬する距離に応じて前記第２光信号が受ける前記誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量に基づき、前記第２光信号を受信する光受信器に設定されている受信可能光強度範囲に収まる光強度の前記第２光信号を出力することを特徴とする。

本発明に係る波長多重光通信方法は、前記光ファイバを伝搬する距離に応じて前記第２光信号が受ける前記誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量に基づき、前記第２光信号を受信する光受信器に設定されている受信可能光強度範囲に収まるように送信側で前記第２光信号の光強度を決定することを特徴とする。

ＰＯＮシステムではＯＮＵ毎にＯＬＴとの距離は異なるため、光信号が受ける誘導ラマン散乱の影響の大きさは、通信先のＯＮＵ毎に異なることになる。このため、光信号が光ファイバを伝送する距離によっては、光受信器が受信できる光強度の許容範囲を超過又は未達となることがある。従って、本発明では、光信号の光ファイバを伝送する距離に基づき、光信号の送信先で前記許容範囲に収まる光強度となるように光信号の出力光強度を設定する。誘導ラマン散乱の発生で通信不能になることを回避できる。

波長毎に光信号の出力光強度を変更する具体的構成は次の通りである。

本発明に係る波長多重光通信システムの１の前記第２光送信器は、動的波長帯域割当機能で取得したレンジング情報に基づいて、前記光ファイバを伝搬する距離に応じて前記第２光信号が受ける前記誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量を判断し、光を変調する光変調部への駆動電流を調整することを特徴とする。

本発明に係る波長多重光通信システムの他の前記第２光送信器は、動的波長帯域割当機能で取得したレンジング情報に基づいて、前記光ファイバを伝搬する距離に応じて前記第２光信号が受ける前記誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量を判断し、光を変調する光変調部から出力を光減衰器で調整することを特徴とする。

本発明は、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮに映像系サービスを導入した場合の誘導ラマン散乱による影響を受け難い波長多重通信システム、光送信器、及び波長多重光通信方法を提供することができる。

ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を説明する図である。 誘導ラマン散乱の影響を説明する図である。 本発明に係る波長多重光通信システムが誘導ラマン散乱の影響を低減する手法を説明する図である。 誘導ラマン散乱の影響を説明する図である。 本発明に係る波長多重光通信システムが誘導ラマン散乱の影響を低減する手法を説明する図である。 誘導ラマン散乱の影響を説明する図である。 本発明に係る波長多重光通信システムが誘導ラマン散乱の影響を低減する手法を説明する図である。 誘導ラマン散乱の影響を説明する図である。 本発明に係る波長多重光通信システムが誘導ラマン散乱の影響を低減する手法を説明する図である。 本発明に係る光通信器の構成を説明する図である。 本発明に係る光通信器の構成を説明する図である。 本発明に係る光通信器の構成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。

（関連技術）
図１は、スプリッタ網を用いたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの代表的な構成を説明する図である。ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮは波長可変ＯＮＵ１１、λ１からλｍの各波長に対応したＯＬＴ−ｐｏｒｔ２２およびＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２１から構成されるＯＬＴ１２、光ファイバ伝送路１３、及び光スプリッタ１４から構成される。また、スプリッタ網以外にも光合分派器（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）などを用いた形態も報告されている。スプリッタ網に適用するＯＮＵ１１は波長可変送受信器を備えており、波長可変バースト送受信が可能である。

一方、ＯＬＴ１２は各波長に対応した送受信器を備え、バースト送受信を行う。ＭＡＣ２１に実装されたＤＷＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）機能により、ＴＤＭ領域における帯域、およびＷＤＭ領域における波長を有効に使うことで、ユーザ間の帯域公平制御を実現する。また、システムの波長可変性を活用することで、ＯＬＴ１２の高信頼化および省電力化、システムの段階的なアップグレード、並びにＯＮＵに用いる送受信器の単品種（カラーレス）化が可能となる。

これら、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムの波長は、既存のＧＥ−ＰＯＮやＧ−ＰＯＮ、映像用波長帯、および標準化が完了している１０ＧＥ−ＰＯＮやＸＧ−ＰＯＮとの共存を可能とするため、光アクセスシステムにおいて未使用波長帯である上り信号にＣ帯（１５２０〜１５５０ｎｍ付近）、および下り信号にＬ帯（１５９０〜１６０５ｎｍ付近）を割り当てることが標準化で議論されている。

将来のサービス提供形態を考えた場合、図１にあるようにＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮと映像系サービスが同一のネットワークで提供されることが考えられる。この様な条件においては、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの上り下り信号（Ｃ／Ｌ帯）と映像信号波長帯（１５５０ｎｍ）が狭い波長領域に設置されることとなる。このため、非常に強い光出力パワーを用いて各ＯＮＵに映像サービスを分配している映像用光信号は、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの上り下り信号と誘導ラマン散乱による非線形光学効果を誘発し、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの上り下り信号共にシステムペナルティが発生する恐れがある。

なお、このような問題は、従来のＧＥ−ＰＯＮや１０ＧＥ−ＰＯＮなどでは上り波長帯（１３００ｎｍ付近）と映像系波長帯（１５５０ｎｍ付近）の波長間隔が広く、誘導ラマン散乱が発生しないため、問題とならなかった。

（実施形態１）
図２は、映像系光信号による誘導ラマン散乱効果の影響によって、下り信号が受ける影響を説明する図である。なお、下り信号は無調整時に置いて全てのＯＬＴ−ｐｏｒｔから、同一パワーが出力されると仮定する。また、図２は、スプリッタ網のある点（ＯＮＵ手前等）を通過する光信号の強度を説明している。

このような条件下では、Ｌ帯に配置されるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの下り信号は、映像用信号波長から見て長波長側に位置する。このため、誘導ラマン散乱効果によって、映像信号のパワーが長波長側のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ上り信号に重畳される。これにより、誘導ラマン散乱発生後の光パワーの関係は、映像信号は減衰し、上り信号は短波長から長波長に向かうにつれて光パワーが増加し、光パワーレベルが波長によって不均一になってしまう。この現象をスペクトルチルトと呼ぶ。

これら誘導ラマン散乱によるスペクトルチルトが下り信号に発生すると、波長ごとに下り信号伝送距離やロスバジェットが異なる事態となり、ネットワーク設計上大きな支障をきたす。

図３は、誘導ラマン散乱によるスペクトルチルトを低減する手法を説明する図である。本実施形態の波長多重光通信方法は、１台のＯＬＴと少なくとも１台のＯＮＵとが光ファイバ伝送路で接続された波長多重光通信システムにおいて、光ファイバ中の非線形効果による誘導ラマン散乱を発生させる第１光信号を伝送する際に、
前記誘導ラマン散乱の影響を受ける、前記第１光信号の波長と異なる複数の波長の第２光信号を前記光ファイバを同じ距離だけ伝搬させる場合に、長波長側より短波長側にある前記第２光信号の光強度を強くすることを特徴とする。

上記波長多重光伝送方法を実現するため、本実施形態の波長多重光通信システムは、１台のＯＬＴと少なくとも１台のＯＮＵとが光ファイバ伝送路で接続された波長多重光通信システムであって、
前記ＯＬＴ及び前記ＯＮＵは、
光ファイバ中の非線形効果による誘導ラマン散乱を発生させる第１光信号を出力する第１光送信器と、
前記誘導ラマン散乱の影響を受ける、前記第１光信号の波長と異なる複数の波長の第２光信号を出力する第２光送信器と、
を備えており、
前記第２光送信器は、前記第２光信号を前記光ファイバを同じ距離だけ伝搬させる場合に、長波長側より短波長側にある前記第２光信号の光強度を強くすることを特徴とする。
ここで、第１光信号が映像信号であり、第２光信号がＰＯＮの上り信号及び下り信号である。

また、前記第２光送信器は、前記第２光信号を前記光ファイバを同じ距離だけ伝搬させる場合に、前記第２光信号を受信する光受信器で各波長の光強度が等しくなるような光強度の前記第２光信号を出力することが好ましい。

前述のように、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの下り信号においては、長波長側の信号ほど誘導ラマン散乱の影響が大きく、信号の増幅度が大きくなる。このため、これら誘導ラマン散乱による信号の増幅度を考慮し、予め各ＯＬＴ−ｐｏｒｔから出力時に、短波長から長波長に向かうにつれて徐々に送信パワーを小さくするように設定することで、誘導ラマン効果の影響を受けた下り伝送信号は、波長に依らず一定の光パワーの下りＷＤＭ信号となる。

本手法により、映像サービスとＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが混在時における、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ下り信号のスペクトルチルトが抑圧でき、柔軟なネットワーク設計によるサービス展開が期待できる。

（実施形態２）
図４は、ＯＮＵが下り信号を受信する際における誘導ラマン散乱の影響を説明する図である。ＯＮＵ１、２、３はそれぞれ、近距離、遠距離、中距離に収容されるとし、下り信号はこれら３つのＯＮＵ分のフレームから構成されるとする。下り信号は誘導ラマン散乱によって信号パワーが強くなるため、ＯＮＵが受信する際の下り信号パワーが、受信器の過負荷限界（最大許容入力パワー）以上になってしまう恐れがある。受信器の過負荷限界は、光信号の過入力による受信器の破損を防止するために規定されており、すなわち下り信号の誘導ラマン散乱によってＯＮＵ故障を引きおこす恐れがあることを意味する。

このようなＯＮＵ故障を回避するため、本実施形態の波長多重光通信方法は、前記光ファイバを伝搬する距離に応じて前記第２光信号が受ける前記誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量に基づき、前記第２光信号を受信する光受信器に設定されている受信可能光強度範囲に収まるように送信側で前記第２光信号の光強度を決定することを特徴とする。また、本実施形態の波長多重光通信システムの前記第２光送信器は、前記光ファイバを伝搬する距離に応じて前記第２光信号が受ける前記誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量に基づき、前記第２光信号を受信する光受信器に設定されている受信可能光強度範囲に収まる光強度の前記第２光信号を出力する。

図５は、本実施形態での下り信号フレームを説明する図である。本実施形態では、下り信号の誘導ラマン散乱によるＯＮＵ故障を防止するため、ＤＷＢＡのレンジング情報を用いたＯＬＴ−ｐｏｒｔ出力設定を行う。ＰＯＮシステムにおいてはスプリッタで合波される上りバースト信号の衝突を防ぐため、ＯＮＵ収容位置探知（レンジング）機能が用いられている。ＯＬＴは各ＯＮＵの収容位置を把握し、ＤＷＢＡ機能によって波長と帯域を割り振って通信を行う。

本手法では、レンジング機能動作時に把握した各ＯＮＵの位置情報をもとに、各ＯＮＵまでの下り信号伝送距離に応じて、誘導ラマン散乱によって増幅された下り信号が各ＯＮＵで過負荷限界を超えないよう、ＯＬＴ−ｐｏｒｔ出力を制御する。

本手法により、映像サービスとＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが混在時における、誘導ラマン散乱によるＯＮＵ故障を未然に防ぐことが可能となり、柔軟なネットワーク設計によるサービス展開が期待できる。

（実施形態３）
図６は、映像系光信号による誘導ラマン散乱効果の影響によって、上り信号が受ける影響を説明する図である。なお、上り信号は無調整時に置いて全てのＯＮＵから、同一パワーが出力されると仮定する。また、図６は、同一のＯＮＵが出力した上り信号がスプリッタ網のある点（ＯＬＴ手前等）を通過するときの強度を説明している。

このような条件下では、Ｃ帯に配置されるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの上り信号は、映像用信号波長から見て短波長側に位置する。このため、誘導ラマン散乱効果によって、短波長側のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ上り信号パワーが映像信号パワーに重畳される。これにより、誘導ラマン散乱発生後の光パワーの関係は、映像信号は増幅し、上り信号は長波長側から短波長側に向かうにつれて光パワーが減少し、光パワーレベルが波長によって不均一になってしまう、スペクトルチルトが発生する。

これら誘導ラマン散乱によるスペクトルチルトが上り信号に発生すると、波長ごとに上り信号伝送距離やロスバジェットが異なる事態となり、ネットワーク設計上大きな支障をきたす。

図７は、誘導ラマン散乱による上り信号のスペクトルチルトを低減する手法を説明する図である。本実施形態の波長多重光通信方法は、実施形態１で説明した手法と同じである。実施形態１の波長多重光通信システムは、本実施形態の波長多重光伝送方法を実現することができる。

前述のように、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの上り信号においては、短波長側の信号ほど誘導ラマン散乱の影響が大きく、信号の減衰量が大きくなる。このため、これら誘導ラマン散乱による信号の減衰量を考慮し、予め各ＯＮＵ出力時に、長波長側から短波長側に向かうにつれて徐々に送信パワーを大きくするように設定することで、誘導ラマン効果の影響を受けた上り伝送信号は、波長に依らず一定の光パワーの上りＷＤＭ信号となる。

本手法により、映像サービスとＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが混在時における、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ下り信号のスペクトルチルトが抑圧でき、柔軟なネットワーク設計によるサービス展開が期待できる。

（実施形態４）
図８は、各ＯＬＴ−ｐｏｒｔが上りバースト信号を受信する際における誘導ラマン散乱の影響を説明する図である。ＯＮＵ１、２、３はそれぞれ、近距離、遠距離、中距離に収容されるとし、上りバースト信号はこれら３つのＯＮＵから出力されたバースト信号から構成されるとする。上り信号は誘導ラマン散乱によって信号パワーが減衰するため、ＯＬＴ−ｐｏｒｔが受信する上りバースト信号パワーが受信器の最小受信感度以下になってしまう恐れがある。すなわち誘導ラマン散乱によって、遠距離に収容されたＯＮＵからの上りバースト信号を受信できない恐れがある。

実施形態１で説明した波長多重光通信システム及び波長多重光通信方法は、このような不具合も回避できる。図９は、本実施形態での上り信号フレームを説明する図である。本実施形態では、これら上りバースト信号の誘導ラマン散乱による影響を解消するため、ＤＷＢＡのレンジング情報を用いてＯＮＵ出力を設定する。

本実施形態では、レンジング機能動作時に把握した各ＯＮＵの位置情報をもとに、各ＯＮＵからＯＬＴ−ｐｏｒｔまでの上りバースト信号伝送距離に応じて、誘導ラマン散乱によって減衰された上りバースト信号が各ＯＬＴ−ｐｏｒｔで受信される際に最小受信感度以下にならないよう、ＯＮＵ出力を制御する。

本手法により、映像サービスとＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが混在時における、誘導ラマン散乱による上りバースト信号への影響を防ぐことが可能となり、柔軟なネットワーク設計によるサービス展開が期待できる。

（実施形態５）
図１０は、実施形態１から４で説明した波長多重光通信方法を実現する光送信器３０を説明する図である。光送信器３０は、動的波長帯域割当機能で取得したレンジング情報に基づいて、前記光ファイバを伝搬する距離に応じて前記第２光信号が受ける前記誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量を判断し、光を変調する光変調部への駆動電流を調整する。

光送信器３０は、制御部３１、電流印加部３２、光送信部３３、外部変調器駆動部３４、および外部変調部３５を有する。外部変調部３５は外部変調器駆動部３４で駆動され、光信号（ＰＯＮ信号）が生成される。ＰＯＮ信号の送信波長、バースト状態、及び出力パワーは、それぞれ制御部３１に入力される信号波長情報、バースト制御情報、及びレンジング情報をもとに決定される。なお、制御部３１は、予めＰＯＮ信号の出力パワーとレンジング情報との関係を記憶しており、ＰＯＮ信号の出力パワーを入力されるレンジング情報をもとに決定する。

制御部３１は、バースト信号波長情報とレンジング情報をもとに、電流印加部３２から光送信部３３の光源へ印加する電流量を決定する。また、制御部３１は、信号波長情報をもとに光送信部３３が出力する信号波長を制御する。光送信器３０は、レンジング情報を用いて、出力信号パワーを決定することにより、実施形態１から４に示した、誘導ラマン散乱による上り下り信号の実施形態に適用することが可能である。本送信部構成は、ＯＮＵとＯＬＴの光送信器のどちらにも適用できる。

（実施形態６）
図１１は、実施形態１から４で説明した波長多重光通信方法を実現する光送信器３０ａを説明する図である。

光送信器３０ａは、制御部３１、駆動電流印加部３６、および光送信部３３を有する。光送信器３０ａは、光源自体を直接変調することでＰＯＮ信号を生成する。また、ＰＯＮ信号の送信波長、バースト状態、及び出力パワーは、それぞれ制御部３１に入力される信号波長情報、バースト制御情報、及びレンジング情報をもとに決定される。

制御部３１は、バースト信号波長情報とレンジング情報をもとに、駆動電流印加部３６から光送信部３３の光源へ印加する電流量を決定する。また、制御部３１は、信号波長情報をもとに光送信部３３が出力する信号波長を制御する。光送信器３０ａは、レンジング情報を用いて、出力信号パワーを決定することにより、実施形態１から４に示した、誘導ラマン散乱による上り下り信号の実施形態に適用することが可能である。本送信部構成は、ＯＮＵとＯＬＴの光送信器のどちらにも適用できる。

（実施形態７）
図１２は、実施形態１から４で説明した波長多重光通信方法を実現する光送信器３０ｂを説明する図である。光送信器３０ｂは、動的波長帯域割当機能で取得したレンジング情報に基づいて、前記光ファイバを伝搬する距離に応じて前記第２光信号が受ける前記誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量を判断し、光を変調する光変調部から出力を光減衰器で調整する。

光送信器３０ｂは、制御部３１、電流印加部３２、光送信部３３、外部変調器駆動部３４、外部変調部３５、光減衰部制御部３７、および光減衰部３８を有する。光送信器３０ｂは、外部変調器３５を外部変調器駆動部３４で駆動し、ＰＯＮ信号を生成する。ＰＯＮ信号の送信波長、バースト状態は、それぞれ制御部３１に入力される信号波長情報、バースト制御情報をもとに決定される。また、光減衰部制御部３７は、予めＰＯＮ信号の出力パワーとレンジング情報との関係を記憶しており、ＰＯＮ信号の出力パワーを入力されるレンジング情報をもとに決定する。

光送信器３０ｂは、電流印加部３２が一定電流を光送信部３３の光源へ印加し、光送信部３３からは連続光が出力され、外部変調部３５を高速制御することにより、ＰＯＮ信号のバースト状態及び出力パワーレベルを制御する。光減衰部制御部３７は、レンジング情報をもとに、光減衰部３８により制御される出力パワーレベルを決定する。光送信器３０ｂは、レンジング情報を用いて、出力信号パワーを決定することにより、実施形態１から４に示した、誘導ラマン散乱による上り下り信号の実施形態に適用することが可能である。本送信部構成は、ＯＮＵとＯＬＴの光送信器のどちらにも適用できる。

（他の実施形態）
上述した波長多重光通信システムは、映像系サービスの光信号（第１光信号）の有無を判断し、ＰＯＮ信号（第２光信号）の光強度を補正するもしくは補正しないを判断する。上記実施形態１〜７の説明は、映像系サービスの光信号が存在する場合の通信方法である。映像系サービスの光信号が存在しない場合、ＰＯＮ信号は誘導ラマン散乱の影響を受けないため、第２光信号を光ファイバを同じ距離だけ伝搬させる場合に、長波長側より短波長側にある第２光信号の光強度を強くすること、及び光ファイバを伝搬する距離に応じて第２光信号が受ける誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量に基づき、第２光信号を受信する光受信器に設定されている受信可能光強度範囲に収まる光強度の第２光信号を出力することが不要である。例えば、ＯＬＴは、映像系サービスの光信号（第１光信号）を出力する光送信器が稼働しているか否かを判断し、ＰＯＮ信号を出力する光送信器へその旨を通知するとともに、ＯＮＵの光送信器へも通知する。図１０の光送信器３０、図１１の光送信器３０ａ、又は図１２の光送信器３０ｂの制御部３１がその通知を受け取り、出力する光信号の強度を調整するか否かを判断する。本実施形態の波長多重光通信システムは、映像系サービスの有無でＰＯＮ信号の受信不能が発生したり受信器の過負荷限界を超えることを防止することができる。

［付記］
以下は、本実施形態の波長多重光通信システム及び光送信器を説明したものである。
本発明では、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮに映像系サービスを導入した場合に影響が懸念される、誘導ラマン散乱による信号波長ごとの信号パワー変動を抑圧するため、信号波長およびＯＮＵの収容距離に応じて各信号パワーを最適値に制御する、波長多重通信システムを提案する。

（１）：
上り下り信号に複数の光信号波長を用いて通信を行う波長多重光アクセスシステムであって、誘導ラマン散乱によるスペクトルチルトの影響を考慮して、上りおよび下り信号の状態を決定することを特徴とする光通信システム。

（２）：
上記（１）に記載の波長多重光通信システムにおいて、光アクセスシステムにおける映像系サービス信号によって誘発される誘導ラマン散乱によって、下り信号に発生するスペクトルチルトを緩和し、下り信号がＯＮＵで受信される際に各信号波長の光パワーが平坦になるように、ＯＬＴ出力を波長に応じて長波長に向かうにつれて弱くすることを特徴とする、波長多重光通信システム。

（３）：
上記（２）に記載の波長多重光通信システムにおいて、下り信号がＯＮＵで受信される際に光パワーが受信器の過負荷限界を超えないよう、動的波長帯域割当機能のレンジング機能によって計測される各ＯＮＵの収容距離情報に基づいて、近距離のＯＮＵに送信される下り信号を制御することを特徴とする、光送信器。

（４）：
上記（１）に記載の波長多重光通信システムにおいて、光アクセスシステムにおける映像系サービス信号によって誘発される誘導ラマン散乱によって、上り信号に発生するスペクトルチルトを緩和し、上り信号がＯＬＴで受信される際に各波長の光パワーが、波長に依らず一定になるように、ＯＮＵ出力を波長に応じて短波長に向かうにつれて強くすることを特徴とする、波長多重光通信システム。

（５）：
上記（４）に記載の波長多重光通信システムにおいて、上り信号がＯＬＴで受信される際に光パワーが受信器の最小受信感度を下回らないよう、動的波長帯域割当機能のレンジング機能によって計測される各ＯＮＵの収容距離情報に基づいて、遠距離のＯＮＵから送信される上り信号パワーを制御することを特徴とする、光送信器。

（６）：
上記（３）又は（５）に記載の光送信器において、動的波長帯域割当機能のレンジング機能によって計測される各ＯＮＵの収容距離情報に基づいて、光送信器の駆動電流を調節することで、各信号波長の送信パワーを制御することを特徴とする、光送信器。

（７）：
上記（３）又は（５）に記載の光送信器において、動的波長帯域割当機能のレンジング機能によって計測される各ＯＮＵの収容距離情報に基づいて、光送信器出力を高速可変減衰器を用いて、各信号波長の送信パワーを制御することを特徴とする、光送信器。

上記発明は、図１から図８で説明される。
図１に、スプリッタ網を用いた関連技術のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す。
図２に、映像系信号によるラマン散乱によって関連技術のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの下り信号に誘発されるスペクトルチルトの影響を示す。
図３に、ラマン散乱によるスペクトルチルトを緩和するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの下り信号パワー構成を示す（上記（２））。
図４に、誘導ラマン散乱による下り信号の増幅により、遠距離ＯＮＵが下り信号を受信する際に、ＯＮＵ受信器の最大許容入力パワーを超える光信号が入力された場合の、遠距離ＯＮＵ下り信号受信時のフレーム構成を示す（関連技術）。
図５に、ＤＢＡ機能によるレンジング情報をもとに、下り信号が受けるラマン効果の影響を考慮して、遠距離ＯＮＵ受信時に受信器の最大許容入力パワーを超えないようにＯＬＴ出力を制御する場合における、遠距離ＯＮＵ下り信号受信時のフレームパワー構成を示す（上記（３））。
図６に、映像系信号によるラマン散乱によってＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの上り信号に誘発されるスペクトルチルトの影響を示す（関連技術）。
図７に、ラマン散乱によるスペクトルチルトを緩和するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの上り信号パワー構成を示す（上記（４））。
図８に、誘導ラマン散乱による上り信号の減衰により、ＯＬＴが遠距離ＯＮＵからの上り信号を受信する際に、受信器の受信感度以下の信号が入力された場合の、遠距離ＯＮＵ上り信号受信時のフレーム構成を示す（関連技術）。
図９に、ＤＢＡ機能によるレンジング情報をもとに、上り信号が受けるラマン効果の影響を考慮して、ＯＬＴが遠距離ＯＮＵからの上り信号受信時に、信号パワーが受信器の受信感度以下にならないように、ＯＮＵ出力を制御する場合における、遠距離ＯＮＵ上り信号受信時のフレームパワー構成を示す（上記（５））。
図１０に、レンジング情報を用いて光送信部への印可電流を制御する、外部変調器型波長可変光送信部の構成を示す（上記（５））。
図１１に、レンジング情報を用いて光送信部への駆動電流を制御する、直接変調型波長可変光送信部の構成を示す（上記（６））。
図１２に、レンジング情報を用いて光送信部出力に設置された光減衰部を制御する、波長可変光送信部の構成を示す（上記（７））。

１１：ＯＮＵ
１２：ＯＬＴ
１３：光ファイバ伝送路
１４：光スプリッタ
２１：ＭＡＣ
２２：ＯＬＴ−ｐｏｒｔ
２３：映像系サービスの送受信器
３０、３０ａ、３０ｂ：光送信器
３１：制御部
３２：電流印加部
３３：光送信部
３４：外部変調器駆動部
３５：外部変調部
３６：駆動電流印加部
３７：光減衰部制御部
３８：光減衰部

Claims (8)

1. １台の終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と少なくとも１台の宅内装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが光ファイバ伝送路で接続された波長多重光通信システムであって、
   前記ＯＬＴ及び前記ＯＮＵは、
   光ファイバ中の非線形効果による誘導ラマン散乱を発生させる第１光信号を出力する第１光送信器と、
   前記誘導ラマン散乱の影響を受ける、前記第１光信号の波長と異なる複数の波長の第２光信号を出力する第２光送信器と、
   を備えており、
   前記第２光送信器は、前記第２光信号を前記光ファイバを同じ距離だけ伝搬させる場合に、長波長側より短波長側にある前記第２光信号の光強度を強くすることを特徴とする波長多重光通信システム。
2. 前記第２光送信器は、前記第２光信号を前記光ファイバを同じ距離だけ伝搬させる場合に、前記第２光信号を受信する光受信器で各波長の光強度が等しくなるような光強度の前記第２光信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の波長多重光通信システム。
3. 前記第２光送信器は、前記光ファイバを伝搬する距離に応じて前記第２光信号が受ける前記誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量に基づき、前記第２光信号を受信する光受信器に設定されている受信可能光強度範囲に収まる光強度の前記第２光信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の波長多重光通信システム。
4. 前記第２光送信器は、動的波長帯域割当機能で取得したレンジング情報に基づいて、前記光ファイバを伝搬する距離に応じて前記第２光信号が受ける前記誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量を判断し、光を変調する光変調部への駆動電流を調整することを特徴とする請求項３に記載の波長多重光通信システム。
5. 前記第２光送信器は、動的波長帯域割当機能で取得したレンジング情報に基づいて、前記光ファイバを伝搬する距離に応じて前記第２光信号が受ける前記誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量を判断し、光を変調する光変調部から出力を光減衰器で調整することを特徴とする請求項３に記載の波長多重光通信システム。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の波長多重光通信システムの前記ＯＬＴ及び前記ＯＮＵが備える前記第２光送信器である光送信器。
7. １台のＯＬＴと少なくとも１台のＯＮＵとが光ファイバ伝送路で接続された波長多重光通信システムにおいて、光ファイバ中の非線形効果による誘導ラマン散乱を発生させる第１光信号を伝送する際に、
   前記誘導ラマン散乱の影響を受ける、前記第１光信号の波長と異なる複数の波長の第２光信号を前記光ファイバを同じ距離だけ伝搬させる場合に、長波長側より短波長側にある前記第２光信号の光強度を強くすることを特徴とする波長多重光通信方法。
8. 前記光ファイバを伝搬する距離に応じて前記第２光信号が受ける前記誘導ラマン散乱による増幅量もしくは減衰量に基づき、前記第２光信号を受信する光受信器に設定されている受信可能光強度範囲に収まるように送信側で前記第２光信号の光強度を決定することを特徴とする請求項７に記載の波長多重光通信方法。

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