JP2017216642A - 光中継装置及び光中継方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光中継装置における光過入力状態の発生を防止した場合でも、光アクセスネットワークを長延化することが可能となる光中継装置及び光中継方法を提供する。
【解決手段】光中継装置は、親局装置と加入者装置との間の光信号を中継する光中継装置であって、強度が増幅される前における光信号の強度である増幅前強度を検出する増幅前強度検出部と、光信号の強度を増幅する光アンプと、強度が増幅された後における光信号の強度である増幅後強度を検出する増幅後強度検出部と、光信号の強度を増幅する前段及び後段の少なくとも一方における光信号の減衰量を増幅前強度及び増幅後強度に基づいて調整する制御部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光中継装置及び光中継方法に関する。

近年の通信トラフィック量の爆発的増大により、親局装置と加入者装置との間を接続する光アクセスネットワークには、更なる高速性が求められている。また、光アクセスネットワークには、高速化を図った場合でもサービス価格を上昇させないという経済性も求められている。高速性と経済性とを両立可能な光アクセスネットワークの候補として、ＰＯＮ（Passive Optical Network）が挙げられる。

・ＰＯＮの説明
ＰＯＮは、光ファイバを用いた光信号の変調に基づく光アクセスネットワークである。ＰＯＮのネットワークトポロジは、スター型トポロジである。ＰＯＮは、従来のメタル配線を用いたネットワークよりも、広帯域化を図ることができる。ＰＯＮは、経済性にも優れたネットワークである。ＰＯＮは、光ファイバ線路の途中に配置された光スプリッタによる光分岐のみによって、親局装置である光加入者線終端装置（OLT: Optical Line Terminal）の光加入者線終端盤（OSU：Optical Subscriber Unit）の１枚あたりで多ユーザを収容することができるからである。光加入者線終端装置は、光加入者線ネットワーク装置（ONU：Optical network unit）を介して多ユーザを収容する。

・ＰＯＮの伝送距離の長延化の重要性
ＰＯＮを用いた場合において、収容可能な加入者装置と親局装置との距離（収容距離）は、ＩＥＥＥ又はＩＴＵ−Ｔなどの規格に規定されている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．３−２０１２Ｓｔｄ．のＰＸ１０規格における収容距離は、１０ｋｍ以下である。この収容距離の規定は、加入者装置の分布に応じてＰＯＮ向けのビル設備（以下、「通信ビル」という。）を密に配置しなければならないことを意味する。つまり、光アクセスネットワークの設備投資には、一定数以上の通信ビルが必要である。このため、収容距離の規定は、ＰＯＮの持つ優れた特長の一つである経済性を損なう要因となる。したがって、収容距離の規定以上に長延化して収容範囲を広げ、一つの通信ビルに対して多くの加入者装置を収容可能とする工夫が必要である。

・長延化の際の注意点
長延化の方法としては、光伝搬及び光分岐によって減衰した光信号の強度（パワー）を光中継装置が増幅又は再生する方法がある。この場合、増幅された光信号の強度が光受信器の入力部において規定値以上である場合、光受信器において光過入力状態が発生する。光受信器は、例えば、光加入者線終端盤（OSU）又は光加入者線ネットワーク装置（ONU）である。光受信器において光過入力状態が発生した場合、光受信器が破壊されてしまうので、光アクセスネットワークの通信は不可能になる場合がある。

以下、光加入者線ネットワーク装置から光加入者線終端装置に向かう方向を「上り」という。以下、光加入者線終端装置から光加入者線ネットワーク装置に向かう方向を「下り」という。

光過入力状態の発生を防止するための光中継装置が提案されている。例えば、親局装置から取得した光信号の強度を検出することによって、親局装置と中継装置との間の伝送損失を予測することが、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された中継装置は、上り光信号の強度を伝送損失に応じて調整することによって、親局装置の光受信器における光過入力状態の発生を防止することができる。

上り光信号の強度及び下り光信号の強度を制御する方法が、特許文献２に開示されている。特許文献２に開示された光強度コントローラは、光加入者線ネットワーク装置から光増幅素子への上り光信号（上りバースト信号）を分岐して、上り光信号の強度をモニタする。特許文献２に開示された光強度コントローラは、光増幅の前段における光信号の強度に基づいてフィードフォワード制御する。特許文献２に開示された光強度コントローラは、光増幅の後段における光信号の強度に基づいてフィードバック制御する。特許文献２に開示された光強度コントローラは、光増幅の前段における光信号の強度と光増幅の後段における光信号の強度との両方に基づいて制御を実行する場合がある。

特許文献２に開示された光強度コントローラは、光加入者線終端装置及び光加入者線ネットワーク装置における光過入力状態の発生を防止することができる。特許文献２に開示された光強度コントローラは、光中継装置から送信された光信号の強度（光中継装置からの出力パワー）を制御するので、光加入者線終端盤及び光加入者線ネットワーク装置における光過入力状態の発生を防止することができる。

特許第５６９６９５２号公報 特許第５４１９１４１号公報

しかしながら、光中継装置における光過入力状態の発生が原因で、光中継装置の適用範囲が限定されてしまう場合がある。したがって、光中継装置における光過入力状態の発生を防止することができれば、光中継装置の可用性は向上する。

特許文献１に開示された中継装置は、中継装置が光加入者線終端装置から取得した光信号の強度に基づいて、中継装置から光加入者線終端装置に送信する上り光信号の強度を制御する。これによって、特許文献１に開示された中継装置は、光加入者線終端装置における光過入力状態の発生を防止することができる。

特許文献１に開示された中継装置は、中継装置が光加入者線終端装置から取得した光信号がそもそも光過入力状態である場合には、光加入者線終端装置における光過入力状態の発生を防止することができない。特許文献１に開示された中継装置は、中継装置が光加入者線ネットワーク装置から取得した光信号が光過入力状態である場合には、光加入者線終端装置における光過入力状態の発生を防止することができない。特許文献１に開示された中継装置は、光加入者線ネットワーク装置における光過入力状態の発生を防止することができない。特許文献１に開示された中継装置は、光中継装置における光過入力状態の発生を防止することができない。

特許文献２に開示された光強度コントローラは、光中継装置から送信される光信号の強度を制御する。特許文献２に開示された光強度コントローラは、親局装置における光過入力状態の発生を防止することができる。特許文献２に開示された光強度コントローラは、光加入者線ネットワーク装置における光過入力状態の発生を防止することができる。特許文献２に開示された光強度コントローラは、光中継装置における光過入力状態の発生を防止することができない。

したがって、特許文献１に開示された中継装置と特許文献２に開示された光強度コントローラとは、光中継装置における光過入力状態の発生を防止することができない。光中継装置における光過入力状態の発生を防止することができないことは、正常な通信品質を担保するという目的達成のためには大きな障害となる。

例えば、光中継装置に含まれる光増幅素子に光ファイバアンプや光半導体アンプを用いた場合、光中継装置への最大許容入力パワーは、−５〜＋１０ｄＢｍ程度となる。ＰＯＮでは、光加入者線ネットワーク装置の収容距離にばらつきがあるため、光中継装置の近傍の光加入者線ネットワーク装置が光中継装置に送信する光信号は、光中継装置において光過入力状態となる場合がある。

光中継装置が取得した光信号の強度の制御は、技術的に非常に困難である。光信号は、上り光信号の入力側にバースト状態で入力されるためである。バースト状態とは、光信号の強度を高速に変化させながら、複数の光加入者線ネットワーク装置から光受信器に光信号が入力される状態である。

光中継装置が取得した光信号の強度を光中継装置が制御する場合、光中継装置は、光中継装置が取得した直後における光信号の強度に基づいて、強度制御用の光減衰器に光信号が到達する前に光信号の減衰量を決定し、光信号の強度を光減衰器によって短時間で制御するというフィードフォワード制御を実行するしかない。

光中継装置は、このような短時間のフィードフォワード制御を実行することができない。そこで、従来の光中継装置は、光中継装置に手動で挿入された固定アッテネータ（固定ＡＴＴ）を用いて、光過入力状態の発生を防止している。固定アッテネータは、光信号の強度を固定的に変更するための光減衰器である。しかしながら、作業者が光減衰器を光中継装置に手動で挿入する作業には、運用の煩雑化に関する課題と、長延化のための光減衰量に関する課題とがある。

運用の煩雑化に関する課題について
光アクセスネットワークを長延化する場合、光中継装置は、既に存在する光加入者線ネットワーク装置に対しても接続される。この場合、光アクセスネットワークの管理者は、光加入者線ネットワーク装置と光中継装置との距離情報（光ファイバ長の情報）を、設備情報データベースから取得することができる。光アクセスネットワークの管理者は、光ファイバの途中に配置された光スプリッタによる光分岐の数（接続点数）を、設備情報データベースから取得することができる。

光アクセスネットワークの管理者は、設備情報データベースから取得した情報に基づいて光中継装置に光減衰器を挿入することによって、光過入力状態の発生を防止することができる。しかしながら、国内において一千万単位で存在する光加入者線ネットワーク装置ごとに作業者等が光減衰器を光中継装置に手動で挿入することは、運用上現実的ではない。

５００万台の光加入者線ネットワーク装置の１０％に相当する５０万台の光加入者線ネットワーク装置が光中継装置の近傍に存在する場合を例に説明する。光中継装置の近傍に存在する５０万台の光加入者線ネットワーク装置において、光過入力状態が発生する場合がある。

管理者は、設備情報データベースから抽出された距離情報と光分岐の数に基づいて、光過入力状態が発生する可能性のある光加入者線ネットワーク装置の情報を、設備情報データベースから抽出する必要がある。設備情報データベースから情報を抽出するには、情報を抽出するための作業費用（抽出作業費用）が発生する。

管理者等は、抽出された情報に対応付けられた１万台の光加入者線ネットワーク装置のユーザの宅内において、最適な光減衰量を持つ光減衰器を光加入者線ネットワーク装置に手動で挿入する必要がある。ユーザの宅内における作業は、ユーザのプライバシーの観点から現実的ではない。光減衰器を光加入者線ネットワーク装置に手動で挿入する作業に関して、作業者がユーザの宅内まで移動するための時間と、作業者が光信号の強度を測定するための時間と、作業者が光減衰量を決定するための時間と、作業者が光減衰器を挿入する時間との合計が１時間であり、１時間当たりの作業単価が５，０００円であると仮定した場合、抽出作業費用と挿入作業費用との合計は、２５億円（＝５００，０００×１×５，０００）となり、コスト的にも現実的でない。

長延化のための光減衰量に関する課題について
作業員等が光減衰器を光中継装置に手動で挿入することによって光中継装置における光過入力状態の発生を防止する場合、光中継装置に挿入された光減衰器は、光中継装置が取得した光信号の強度を過度に減衰させてしまうことがある。光中継装置が取得した光信号の強度を光減衰器が過度に減衰させてしまうことは、光中継装置が光信号の強度を増幅することによってＰＯＮの伝送距離の長延化するという目的に反する。光減衰量が過度に大きく設定された場合、光アクセスネットワークの長延化の効果が損なわれる。光減衰量が過度に小さく設定された場合、光中継装置において光過入力状態が発生してしまう。

このように、従来の光中継装置は、光中継装置における光過入力状態の発生を防止した場合には、光アクセスネットワークを長延化することができないという問題があった。

上記事情に鑑み、本発明は、光中継装置における光過入力状態の発生を防止した場合でも、光アクセスネットワークを長延化することが可能となる光中継装置及び光中継方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、親局装置と加入者装置との間の光信号を中継する光中継装置であって、強度が増幅される前における前記光信号の強度である増幅前強度を検出する増幅前強度検出部と、前記光信号の強度を増幅する光アンプと、強度が増幅された後における前記光信号の強度である増幅後強度を検出する増幅後強度検出部と、前記光信号の強度を増幅する前段及び後段の少なくとも一方における前記光信号の減衰量を前記増幅前強度及び前記増幅後強度に基づいて調整する制御部とを備える光中継装置である。

本発明の一態様は、上記の光中継装置であって、前記制御部は、前記親局装置に向けて前記光信号を送信する可変光減衰器に対して自動レベル制御を実行する。

本発明の一態様は、上記の光中継装置であって、前記制御部は、光アンプによる前記光信号の強度の増幅量を制御する。

本発明の一態様は、上記の光中継装置であって、前記光中継装置は、前記親局装置を備える親局に備えられる。

本発明の一態様は、上記の光中継装置であって、前記制御部は、前記親局装置と前記加入者装置との間の少なくとも一部の線路損失に基づいて、光アクセスネットワークに前記加入者装置を接続することが可能である条件を表す値を算出する。

本発明の一態様は、親局装置と加入者装置との間の光信号を中継する光中継装置が実行する光中継方法であって、強度が増幅される前における前記光信号の強度である増幅前強度を検出するステップと、前記光信号の強度を増幅するステップと、強度が増幅された後における前記光信号の強度である増幅後強度を検出するステップと、前記光信号の強度を増幅する前段及び後段の少なくとも一方における前記光信号の減衰量を前記増幅前強度及び前記増幅後強度に基づいて調整するステップとを含む光中継方法である。

本発明により、光中継装置における光過入力状態の発生を防止した場合でも、光アクセスネットワークを長延化することが可能となる。

第１実施形態における、光アクセスネットワークの構成の例を示す図である。 第１実施形態における、光アクセスネットワークの動作の例を示すフローチャートである。 第２実施形態における、光アクセスネットワークの構成の例を示す図である。 第３実施形態における、光アクセスネットワークの構成の例を示す図である。 第４実施形態における、光アクセスネットワークの構成の例を示す図である。 第５実施形態における、光アクセスネットワークの構成の例を示す図である。 第５実施形態における、データベースの例を示す図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、光アクセスネットワーク１ａ（光通信ネットワーク）の構成の例を示す図である。光アクセスネットワーク１ａは、光加入者線終端装置１０と、光ファイバ１１と、光中継装置１２ａと、光ファイバ１３と、光加入者線ネットワーク装置１４とを備える。光加入者線ネットワーク装置１４は、複数（Ｎ台）でもよい。以下、光加入者線終端装置と光中継装置との間の区間を「トランク区間」という。以下、光加入者線終端装置と光加入者線ネットワーク装置との間を「アクセス区間」という。以下、上り光信号の波長と下り光信号の波長とは異なる。

光加入者線終端装置１０（OLT）（親局装置）は、光ファイバ１１を介して、光信号を光中継装置１２ａに送信する。光加入者線終端装置１０は、光ファイバ１１を介して、光中継装置１２ａから光信号を取得する。光ファイバ１１は、光加入者線終端装置１０と光中継装置１２ａとの間の光信号を伝送する。光加入者線終端装置１０は、親局に備えられる。

光中継装置１２ａは、光加入者線終端装置１０と光加入者線ネットワーク装置１４との間の光信号を中継する光中継装置である。光中継装置１２ａは、光ファイバ１１を介して、光加入者線終端装置１０から光信号を取得する。光中継装置１２ａは、光ファイバ１１を介して、光加入者線終端装置１０に送信する。光ファイバ１３は、光中継装置１２ａと光加入者線ネットワーク装置１４との間の光信号を伝送する。光中継装置１２ａは、中継局に備えられる。

光加入者線ネットワーク装置１４（加入者装置）は、光ファイバ１３を介して、光中継装置１２ａから光信号を取得する。光加入者線ネットワーク装置１４は、光ファイバ１３を介して、光信号を光中継装置１２ａに送信する。

次に、光中継装置１２ａの構成を説明する。
光中継装置１２ａは、ＷＤＭフィルタ１２０と、光カプラ１２１と、光減衰器１２２と、下りアンプ１２３と、可変光減衰器１２４と、光カプラ１２５と、ＷＤＭフィルタ１２６と、光カプラ１２７と、フォトダイオード１２８と、フォトダイオード１２９と、光カプラ１３０と、光減衰器１３１と、上りアンプ１３２と、可変光減衰器１３３と、フォトダイオード１３４と、フォトダイオード１３５と、制御部１３６とを備える。

ＷＤＭフィルタ１２０（Wavelength Division Multiplexing Filter）（波長合分波器）は、波長分離によって下り光信号を光カプラ１２１に送信する。ＷＤＭフィルタ１２０は、上り光信号を光カプラ１２７から取得する。ＷＤＭフィルタ１２０は、波長分離によって上り光信号を光加入者線終端装置１０に送信する。

光カプラ１２１は、下り光信号の一部を光減衰器１２２に送信する。光カプラ１２１は、下り光信号の一部をフォトダイオード１２９に送信する。光カプラ１２１は、下り光信号の最大強度に対して５〜１０％の強度の下り光信号を、フォトダイオード１２９に送信する。これによって、光カプラ１２１は、下りアンプ１２３が増幅する光信号を光減衰器１２２が過度に減衰することがないようにすることができる。また、光カプラ１２１は、制御部１３６に下り光信号の強度を正確に測定させることができる。

光減衰器１２２（アッテネータ）は、下り光信号を光カプラ１２１から取得する。光減衰器１２２は、下りアンプ１２３において光過入力状態が発生しないように、制御部１３６による制御に応じて下り光信号の強度を減衰させることによって、下り光信号の強度を調整する。光減衰器１２２は、強度が調整された下り光信号を下りアンプ１２３に送信する。

下りアンプ１２３は、下り光信号を増幅するための光増幅デバイスである。下りアンプ１２３は、光減衰器１２２から下り光信号を取得する。下りアンプ１２３は、下り光信号の強度を増幅する。下りアンプ１２３は、強度が増幅された下り光信号を可変光減衰器１２４に送信する。下りアンプ１２３は、例えば、光半導体増幅素子（SOA：Semiconductor Optical Amplifier）又は光ファイバアンプである。

可変光減衰器１２４（VOA: Variable Optical Attenuator）は、制御部１３６による自動レベル制御（ALC: Auto Level Control）に応じて、下り光信号の強度を一定レベルに調整するための光減衰器（ALC-VOA）である。自動レベル制御の方法は、例えば、特許文献１に記載されている自動レベル制御の方法でもよい。可変光減衰器１２４は、強度が調整された下り光信号を光カプラ１２５に送信する。

光カプラ１２５は、下り光信号の一部を光減衰器１２２に送信する。光カプラ１２５は、下り光信号の一部をフォトダイオード１３５に送信する。光カプラ１２５は、光信号の最大強度に対して５〜１０％の強度の光信号を、フォトダイオード１３５に送信する。

ＷＤＭフィルタ１２６は、下り光信号を光カプラ１２５から取得する。ＷＤＭフィルタ１２６は、光ファイバ１３を介して、下り光信号を光加入者線ネットワーク装置１４に送信する。ＷＤＭフィルタ１２６は、上り光信号を光カプラ１３０に送信する。

光カプラ１２７は、可変光減衰器１３３から取得した上り光信号の一部を、ＷＤＭフィルタ１２０に送信する。光カプラ１２７は、可変光減衰器１３３から取得した上り光信号の一部を、フォトダイオード１２８（強度検出用のフォトダイオード）に送信する。光カプラ１２７は、上り光信号の最大強度に対して５〜１０％の強度の上り光信号を、フォトダイオード１２８に送信する。

フォトダイオード１２８（Photodiode）（光強度検出部）は、光カプラ１２７から取得した上り光信号の強度に応じた信号を、制御部１３６に送信する。すなわち、フォトダイオード１２８は、上りアンプ１３２によって強度が増幅された後の光信号について、可変光減衰器１３３によって強度が調整された後の上り光信号の強度（増幅後強度）に応じた信号を、制御部１３６に送信する。

フォトダイオード１２９（光強度検出部）は、光カプラ１２１から取得した下り光信号の強度に応じた信号を、制御部１３６に送信する。すなわち、フォトダイオード１２９は、下りアンプ１２３によって強度が増幅される前の光信号について、光減衰器１２２によって強度が調整される前の下り光信号の強度（増幅前強度）に応じた信号を、制御部１３６に送信する。

光カプラ１３０は、上り光信号をＷＤＭフィルタ１２６から取得する。光カプラ１３０は、ＷＤＭフィルタ１２６から取得した上り光信号の一部を、光減衰器１３１に送信する。光カプラ１３０は、ＷＤＭフィルタ１２６から取得した上り光信号の一部を、フォトダイオード１３４（強度検出用のフォトダイオード）に送信する。光カプラ１３０は、上り光信号の最大強度に対して５〜１０％の強度の上り光信号を、フォトダイオード１３４に送信する。

光減衰器１３１（アッテネータ）は、上り光信号を光カプラ１３０から取得する。光減衰器１３１は、上りアンプ１３２において光過入力状態が発生しないように、制御部１３６による制御に応じて上り光信号の強度を減衰させることによって、上り光信号の強度を調整する。光減衰器１３１は、強度が調整された上り光信号を上りアンプ１３２に送信する。

上りアンプ１３２は、上り光信号を増幅するための光増幅デバイスである。上りアンプ１３２は、光減衰器１３１から上り光信号を取得する。上りアンプ１３２は、上り光信号の強度を増幅する。上りアンプ１３２は、強度が増幅された上り光信号を可変光減衰器１３３に送信する。上りアンプ１３２は、例えば、光半導体増幅素子（SOA）又は光ファイバアンプである。

可変光減衰器１３３は（VOA）、制御部１３６による自動レベル制御（ALC）に応じて、上り光信号の強度を一定レベルに調整するための光減衰器（ALC-VOA）である。可変光減衰器１３３は、強度が調整された上り光信号を光カプラ１２７に送信する。

フォトダイオード１３４（光強度検出部）は、光カプラ１３０から取得した上り光信号の強度に応じた信号を、制御部１３６に送信する。すなわち、フォトダイオード１３４は、上りアンプ１３２によって強度が増幅される前の光信号について、光減衰器１３１によって強度が調整される前の上り光信号の強度（増幅前強度）に応じた信号を、制御部１３６に送信する。

フォトダイオード１３５（光強度検出部）は、光カプラ１２５から取得した下り光信号の強度に応じた信号を、制御部１３６に送信する。すなわち、フォトダイオード１３５は、下りアンプ１２３によって強度が増幅された後の光信号について、可変光減衰器１２４によって強度が調整された後の下り光信号の強度（増幅後強度）に応じた信号を、制御部１３６に送信する。

制御部１３６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、制御部１３６は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。

制御部１３６は、記憶部を備えてもよい。記憶部は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の不揮発性の記憶媒体（非一時的な記録媒体）を有する記憶装置を用いて構成される。記憶部は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やレジスタなどの揮発性の記憶媒体を有していてもよい。

上り光信号には、上り光信号の最大ゲインが定められる。上り光信号には、上り光信号の飽和出力値が定められる。下り光信号には、下り光信号の最大ゲインが定められる。下り光信号には、下り光信号の飽和出力値が定められる。

制御部１３６は、光減衰器１２２による光信号の減衰量を、光減衰器１２２に電気制御信号を送信することによって制御する。制御部１３６は、光減衰器１３１による光信号の減衰量を、光減衰器１３１に電気制御信号を送信することによって制御する。

制御部１３６は、可変光減衰器１２４による下り光信号の自動レベル制御を、可変光減衰器１２４に電気制御信号を送信することによって実行する。制御部１３６は、可変光減衰器１３３による上り光信号の自動レベル制御を、可変光減衰器１３３に電気制御信号を送信することによって実行する。

制御部１３６は、各アンプのゲインを制御する。以下、光中継装置１２ａの最大ゲインは、一例として、２０ｄＢである。すなわち、下りアンプ１２３の最大ゲインは、２０ｄＢである。上りアンプ１３２の最大ゲインは、２０ｄＢである。以下、光中継装置１２ａの飽和出力値は、一例として、５ｄＢｍである。

制御部１３６は、光カプラ１３０から取得した上り光信号の強度に応じた信号を、フォトダイオード１３４から取得する。制御部１３６は、光カプラ１２７から取得した上り光信号の強度に応じた信号を、フォトダイオード１２８から取得する。制御部１３６は、光カプラ１２１から取得した下り光信号の強度に応じた信号を、フォトダイオード１２９から取得する。制御部１３６は、光カプラ１２５から取得した下り光信号の強度に応じた信号を、フォトダイオード１３５から取得する。制御部１３６は、各フォトダイオードから取得した信号に基づいて、光中継装置１２ａにおける光信号のゲインを定める。

光中継装置１２ａが取得した光信号の強度が−２０ｄＢｍである場合に、最大ゲイン２０ｄＢで光信号の強度が増幅された場合、増幅後の光信号の強度は０ｄＢｍとなる。したがって、増幅後の光信号の強度０ｄＢｍは、飽和出力値５ｄＢｍ未満である。このため、制御部１３６は、下り光信号の強度を最大ゲイン２０ｄＢで増幅させるため、可変光減衰器１２４による光信号の減衰量を０（＝２０−２０）ｄＢに設定する。制御部１３６は、上り光信号の強度を最大ゲイン２０ｄＢで増幅させるため、可変光減衰器１３３による光信号の減衰量を０（＝２０−２０）ｄＢに設定する。

光中継装置１２ａが取得した光信号の強度が−５ｄＢｍである場合に、最大ゲイン２０ｄＢで光信号の強度が増幅された場合、増幅後の光信号の強度は１５ｄＢｍとなる。したがって、増幅後の光信号の強度１５ｄＢｍは、飽和出力値５ｄＢｍを超えている。このため、制御部１３６は、下り光信号の強度を飽和出力値５ｄＢｍとするため、可変光減衰器１２４による光信号の減衰量を１０（＝１５−５）ｄＢに設定する。制御部１３６は、上り光信号の強度を飽和出力値５ｄＢｍとするため、可変光減衰器１３３による光信号の減衰量を１０（＝１５−５）ｄＢに設定する。これによって、制御部１３６は、安定で迅速な自動レベル制御を実行することができる。

なお、制御部１３６は、増幅後の光信号の強度を減衰させることなく光信号を増幅させることが可能である場合、可変光減衰器１２４及び可変光減衰器１３３を用いて光信号の強度を一定レベルに調整してもよい。制御部１３６は、増幅後の光信号の強度を減衰させることなく光信号を増幅させることが可能である場合、上りアンプ１３２及び下りアンプ１２３に供給する駆動電力を変化させることによって上りアンプ１３２及び下りアンプ１２３におけるゲインを変更し、光信号の強度を一定レベルに調整してもよい。

次に、上りアンプ１３２及び下りアンプ１２３が一例として１Ｒ型光アンプである場合における制御シーケンスを説明する。

１Ｒ型光アンプは、光信号を電気信号などに変換することなく、光半導体増幅素子（SOA）や光ファイバアンプなどのデバイスを用いて光増幅を実行する。１Ｒ型光アンプは、入力された光信号の強度に対して光増幅の効果（長延化の効果）が非線形に変化するため、制御機構が複雑である。なお、上りアンプ１３２及び下りアンプ１２３は、３Ｒ型光アンプでもよい。３Ｒ型光アンプは、光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号を光信号に変換する。

以下、制御部１３６が制御に使用するパラメータを示す。
（光加入者線終端装置１０に関するパラメータ）
ＰＯＬＴ，ｍｉｎは、光加入者線終端装置１０（親局装置）が送信する光信号に定められた規格上の最小強度（最小出力）［ｄＢｍ］を示す。
ＰＯＬＴ，ｍａｘは、光加入者線終端装置１０が送信する光信号に定められた規格上の最大強度［ｄＢｍ］を示す。
ＳＯＬＴは、光加入者線終端装置１０が取得する光信号に定められた規格上の最小強度（許容最小パワー）［ｄＢｍ］を示す。
ＴＯＬＴは、光加入者線終端装置１０が取得する光信号に定められた規格上の最大強度（許容最大パワー）［ｄＢｍ］を示す。

（光加入者線ネットワーク装置１４に関するパラメータ）
ＰＯＮＵは、光加入者線ネットワーク装置１４が送信する光信号に定められた規格上の最小強度［ｄＢｍ］を示す。
ＳＯＮＵは、光加入者線ネットワーク装置１４が取得する光信号に定められた規格上の最小強度（許容最小パワー）［ｄＢｍ］を示す。
ＴＯＮＵは、光加入者線ネットワーク装置１４が取得する光信号に定められた規格上の最大強度（許容最大パワー）［ｄＢｍ］を示す。

（光中継装置１２ａに関するパラメータ）
ＰＯＡ，ｕｐ，ｍａｘは、上りアンプ１３２の飽和出力値［ｄＢｍ］を示す。
ＰＯＡ，ｄｏｗｎ，ｍａｘは、下りアンプ１２３の下り飽和出力値［ｄＢｍ］を示す。

（光減衰器又は可変光減衰器に関するパラメータ）
ＡＴＴｕｐ，ｉｎは、上りアンプ１３２の入力側の光減衰器１３１のＡＴＴ値（光信号の減衰量の設定値）［ｄＢ］を示す。
ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔは、上りアンプ１３２の出力側の可変光減衰器１３３のＡＴＴ値［ｄＢ］を示す。
ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎは、下りアンプ１２３の入力側の光減衰器１２２のＡＴＴ値［ｄＢ］を示す。
ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔは、下りアンプ１２３の出力側の可変光減衰器１２４のＡＴＴ値［ｄＢ］を示す。

（各アンプにおける光信号の強度のパラメータ）
ＱＯＡ，ｕｐは、上りアンプ１３２が光減衰器１３１から取得する上り光信号の強度［ｄＢｍ］を示す。すなわち、ＱＯＡ，ｕｐは、ＡＴＴｕｐ，ｉｎによる減衰量を含まない正味の光信号の強度［ｄＢｍ］を示す。
ＰＯＡ，ｕｐは、上りアンプ１３２が可変光減衰器１３３に送信する上り光信号の強度［ｄＢｍ］を示す。すなわち、ＰＯＡ，ｕｐは、ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔによる減衰量を含まない正味の光信号の強度［ｄＢｍ］を示す。
ＱＯＡ，ｄｏｗｎは、下りアンプ１２３が光減衰器１２２から取得する下り光信号の強度［ｄＢｍ］を示す。すなわち、ＱＯＡ，ｄｏｗｎは、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎによる減衰量を含まない正味の光信号の強度［ｄＢｍ］を示す。
ＰＯＡ，ｄｏｗｎは、下りアンプ１２３が可変光減衰器１２４に送信する下り光信号の強度［ｄＢｍ］を示す。すなわち、ＰＯＡ，ｄｏｗｎは、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔによる減衰量を含まない正味の光信号の強度［ｄＢｍ］を示す。

（光アクセスネットワーク１ａに関するパラメータ）
Ｄｔは、トランク区間の距離［ｋｍ］を示す。
Ｄａは、光中継装置１２ａの近傍（所定距離以内）の光加入者線ネットワーク装置１４に関するアクセス区間の距離［ｋｍ］を示す。
Ｌｏｓｓｔ，ｕｐは、トランク区間の上り線路損失［ｄＢ]を示す。
Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎは、トランク区間の下り線路損失［ｄＢ］を示す。
Ｌｏｓｓａ，ｕｐは、光中継装置１２ａの近傍の光加入者線ネットワーク装置１４に関するアクセス区間の上り線路損失［ｄＢ］を示す。
Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎは、光中継装置１２ａの近傍の光加入者線ネットワーク装置１４に関するアクセス区間の下り線路損失［ｄＢ］を示す。

（制御シーケンスの初期状態）
制御シーケンスの初期状態では、光加入者線終端装置１０（親局装置）と光中継装置１２ａとは，許容線路損失以内の範囲で接続されている。光中継装置１２ａと光加入者線ネットワーク装置１４とは，許容線路損失以内の範囲で接続されている。これによって、光加入者線終端装置１０は、光中継装置１２ａを用いることによって、光過入力状態を発生させることなく全ての光加入者線ネットワーク装置１４を収容することができる。

光加入者線終端装置１０（親局装置）は、連続発光状態である。光加入者線ネットワーク装置１４は、消灯状態である。したがって、光中継装置１２ａは上り光信号を取得せずに、下り光信号を取得する。

制御部１３６は、光減衰器１２２について、式（１）に示す最大値でＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎを初期化する。制御部１３６は、光減衰器１３１について、式（２）に示す最大値でＡＴＴｕｐ，ｉｎを初期化する。制御部１３６は、可変光減衰器１２４について、式（３）に示す最大値でＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔを初期化する。制御部１３６は、可変光減衰器１３３について、式（４）に示す最大値でＡＴＴｕｐ，ｏｕｔを初期化する。

ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎ＝Ｌｏｓｓｔ，ｍａｘ …（１）
ＡＴＴｕｐ，ｉｎ＝Ｌｏｓｓａ，ｍａｘ …（２）
ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＝Ｌｏｓｓａ，ｍａｘ …（３）
ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔ＝Ｌｏｓｓｔ，ｍａｘ …（４）

例えば、光中継装置１２ａの近傍の光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップ（通信可能）となり、高い強度の上り光信号を光中継装置１２ａが取得したとしても、制御部１３６は、光減衰器１３１による上り光信号の減衰によって、上りアンプ１３２における光過入力状態の発生を防止することができる。

なお、制御部１３６は、光中継装置１２ａにおいて光過入力状態が発生する可能性があるか否かを、光加入者線ネットワーク装置１４の収容情報テーブル、光線路データベース又は施工ログに基づいて事前に判定してもよい。制御部１３６は、光中継装置１２ａにおいて光過入力状態が発生しない可能性が閾値以上である場合には、最大値よりも小さい値でＡＴＴ値を初期化してもよい。

（ＡＴＴ値の設定シーケンス）
制御部１３６は、以下に示すＡＴＴ値の設定シーケンス（ｉ）〜（ｖｉｉ）を実行することよって、ＡＴＴ値を定める。

（ｉ）下り光信号の強度ＱＯＡ，ｄｏｗｎの測定
制御部１３６は、ＷＤＭフィルタ１２０が取得した下り光信号について、光カプラ１２１から取得した下り光信号の強度に応じた信号を、フォトダイオード１２９から取得する。すなわち、制御部１３６は、光減衰器１２２によって強度が調整される前の下り光信号の強度に応じた信号を、フォトダイオード１２９から取得する。

制御部１３６は、下りアンプ１２３が光減衰器１２２から取得する下り光信号の強度ＱＯＡ，ｄｏｗｎを測定する。すなわち、制御部１３６は、光中継装置１２ａが取得した下り光信号の強度ＱＯＡ，ｄｏｗｎを測定する。

なお、フォトダイオード１２９は、トランク線路損失が光中継装置１２ａの適用範囲外の線路損失である場合、下り光信号を検出できない場合がある。フォトダイオード１２９は、トランク区間の線路に障害が発生している場合、下り光信号を検出できない場合がある。フォトダイオード１２９は、光中継装置１２ａの各部のいずれかが故障している場合、下り光信号を検出できない場合がある。下り光信号を検出できない場合には、制御部１３６は、下り光信号の強度が低いことを警告するためのアラームを監視網などに発出した上で、予め定められた異常終了処理を実行してもよい。

・ＡＴＴ値の設定シーケンス（ｉ）におけるＡＴＴ値（初期値）
ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎ＝Ｌｏｓｓｔ，ｍａｘ
ＡＴＴｕｐ，ｉｎ＝Ｌｏｓｓａ，ｍａｘ
ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＝Ｌｏｓｓａ，ｍａｘ
ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔ＝Ｌｏｓｓｔ， ｍａｘ

（ｉｉ）トランク区間の下り線路損失Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎの算出
制御部１３６は、光中継装置１２ａが取得した下り光信号の強度ＱＯＡ，ｄｏｗｎに基づいて、トランク区間の下り線路損失Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎを式（５）のように算出する。

Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎ＝ＰＯＬＴ，ｍｉｎ−ＱＯＡ，ｄｏｗｎ …（５）

制御部１３６は、光加入者線終端装置１０が送信する光信号の強度に関する製造上の統計データ（実績値）をＰＯＬＴ，ｍｉｎの代わりに用いて、トランク区間の下り線路損失Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎを算出してもよい。制御部１３６は、製造上の統計データを用いることによって、ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔをより最適に定めることができる。

例えば、制御部１３６は、１０Ｇ−ＥＰＯＮ（ＰＲ３０）に示されているように規格上の最小強度ＰＯＬＴ，ｍｉｎが＋３ｄＢｍである場合、仮にＱＯＡ，ｄｏｗｎが−１５ｄＢｍであれば、Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎを１８ｄＢと定めてもよい。例えば、９９．９９９％以上の光加入者線終端装置１０がＰＯＬＴ，ｍｉｎ＝＋４ｄＢｍ以上であることを製造上の統計データが示している場合、制御部１３６は、９９．９９９％以上の確率でＬｏｓｓｔ，ｄｏｗｎが１９ｄＢであるとみなし、Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎをこの値に定めてもよい。

したがって、制御部１３６は、規格上の最小強度ＰＯＬＴ，ｍｉｎを用いて算出する場合には、製造上の統計データを用いて算出する場合と比較して、Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎを１ｄＢだけ小さく定める。線路損失が小さい場合、光アンプにおける光過入力状態が発生しやすい。制御部１３６は、光アンプにおける光過入力状態が発生することを防止するため、ＡＴＴ値（光信号の減衰量の設定値）をより大きな値に定める。

制御部１３６は、制御部１３６がＡＴＴ値をより大きな値に定めた場合、光過入力状態が発生することをより防止することができる。大きなＡＴＴ値は、実際には小さな光減衰量で済む場合（マージンが必要ない場合）、長延化の効果に影響を与えることがある。大きなＡＴＴ値は、製造上の統計データが装置の測定値を精度良く反映している場合には、長延化の効果に与える影響が少ない。大きなＡＴＴ値は、製造上の統計データが装置の測定値を精度良く反映している場合には、低い確率で光過入力状態を発生させることがある。制御部１３６は、光過入力状態の発生を防止するための保証の考え方に応じて、規格上の最小強度と製造上の統計データとのいずれかを用いてもよい。

制御部１３６は、トランク区間の下り線路損失Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎを、式（６）のように統計データに基づいて算出してもよい。

Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎ＝ＰＯＬＴ，ｍｉｎ−ＱＯＡ，ｄｏｗｎ＋α …（６）

αは、トランク区間線路の接続損失又は融着損失の測定値を示すマージン項（係数）である。接続損失又は融着損失の測定値は、例えば、接続損失又は融着損失の測定値である。αは、０以上の値である。αは、距離に正比例する関数α（Ｄｔ）によって表される。制御部１３６は、係数αを加算することによって、Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎをより大きな値に定める。

制御部１３６は、αが例えば１ｄＢである場合、規格上の最小強度ＰＯＬＴ，ｍｉｎに基づいて、Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎを１９（＝１８＋１）ｄＢと定める。この場合、ＡＴＴ値（光信号の減衰量の設定値）が小さくなるので、長延化の効果は損なわれない。光過入力状態が発生する確率は、αが０である場合と比較して高くなる。つまり、制御部１３６は、長延化の効果と光過入力状態の発生確率とのトレードオフに応じてαを適切に定めることによって、自動レベル制御（ALC）を効率的に実行することができる。

（ｉｉｉ）Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎに基づくＬｏｓｓｔ，ｕｐの推定
例えば、１０Ｇ−ＥＰＯＮ（10 Gbit/s Ethernet Passive Optical Network）では、上り光信号の波長のバンドは、Ｏバンドである。下り光信号の波長のバンドは、Ｌバンドである。この場合、上り光信号の伝送損失は、下り光信号の伝送損失と比較して、１キロメートルあたり０．２ｄＢ程度大きくなる。よって、トランク区間における分岐数などが未知である場合、Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎとＬｏｓｓｔ，ｕｐとの関係は、近似式（７）によって表される。制御部１３６は、Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎに基づいて、近似式（７）のようにＬｏｓｓｔ，ｕｐを算出する。

Ｌｏｓｓｔ，ｕｐ＝Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎ＋０．２Ｄｔ …（７）

近似式（７）に示す０．２は、上り光信号の伝送損失と下り光信号の伝送損失との差に基づく値である。Ｄｔは、トランク区間の距離を示す。すなわち、Ｄｔは、集約対象の最小収容距離を示す。Ｄｔは、例えば、１ｋｍである。

例えば、制御部１３６は、１０Ｇ−ＥＰＯＮの規定値ＰＯＬＴ，ｍｉｎ＝＋３ｄＢｍとＱＯＡ，ｄｏｗｎ，ｉｎ＝−１５ｄＢｍとに基づいてＬｏｓｓｔ，ｄｏｗｎを１８ｄＢと推定した場合、近似式（７）に基づいて、Ｌｏｓｓｔ，ｕｐ＝１８＋０．２×１＝１８．２ｄＢと算出する。

Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎが正確であるほどＡＴＴ値が最適となるので、長延化の効果は損なわれない。同様に、Ｌｏｓｓｔ，ｕｐが正確であるほどＡＴＴ値が最適となるので、長延化の効果は損なわれない。

制御部１３６は、距離を示す変数Ｄｔを外部データベースから取得した場合、近似式（７）のように距離を示す変数Ｄｔを用いてＬｏｓｓｔ，ｕｐを算出してもよい。制御部１３６は、Ｄｔが例えば１０ｋｍである場合、Ｌｏｓｓｔ，ｕｐを２０（＝１８＋０．２×１０）ｄＢと定める。同様に、制御部１３６は、トランク区間の分岐数を外部データベースから取得した場合、トランク区間の分岐数の常用対数値に１０を乗算した値を、Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎに加算してもよい。制御部１３６は、トランク区間の分岐数が例えば４である場合、１０×ｌｏｇ_１０（４）（＝約６ｄＢ）をＬｏｓｓｔ，ｄｏｗｎに加算することによって、Ｌｏｓｓｔ，ｕｐを２４（＝１８＋６）ｄＢと定めてもよい。

制御部１３６は、Ｏバンド又はＬバンドの波長以外を用いる場合、用いられる波長の伝送損失が事前に判明している場合、用いられる波長の測定値に応じて、近似式（７）に示す係数（０．２）を変更してもよい。

制御部１３６は、線路損失の統計データを取得してもよい。例えば、制御部１３６は、下り信号の線路損失が所定値である場合、最も確からしい上り損失の値を最尤推定した結果に基づいて、近似式（７）に示す係数（０．２）を変更してもよい。制御部１３６は、制御部１３６の記憶部に統計情報を予め記憶させてもよい。制御部１３６は、最新の統計情報を外部データベースから取得し、制御部１３６の記憶部に最新の統計情報を記憶させてもよい。

（ｉｖ）Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎに基づくＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎの算出、Ｌｏｓｓｔ，ｐに基づくＡＴＴｕｐ，ｏｕｔの算出
制御部１３６は、Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎに基づいて、式（８）のようにＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎを算出する。制御部１３６は、Ｌｏｓｓｔ，ｕｐに基づいて、式（９）のようにＡＴＴｕｐ，ｏｕｔを算出する。

ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎ＝Ｍａｘ（（ＰＯＬＴ，ｍａｘ−ＱＯＡ，ｄｏｗｎ＋Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎ)，０) …（８）
ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔ＝Ｍａｘ（（ＰＯＡ，ｕｐ，ｍａｘ−（ＴＯＬＴ−Ｌｏｓｓｔ，ｕｐ))，０) …（９）

ここで，ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎが０ｄＢ未満である場合、制御部１３６は、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎを０ｄＢと定める。ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔが０ｄＢ以下である場合、制御部１３６は、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎを０ｄＢと定める。

１０Ｇ−ＯＬＴ（ＰＲ３０）におけるＴＯＬＴが−６ｄＢｍであるため、Ｌｏｓｓｔ，ｕｐはｌ８．２ｄＢである。ＰＯＡ，ｄｏｗｎ，ｍａｘ＝＋５ｄＢで動作可能な光アンプを用いる場合、制御部１３６は、ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔを−７．２（＝＋５−（−６）−１８．２）ｄＢと定める。制御部１３６は、ＡＴＴｕｐ， ｏｕｔが０未満であるため、ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔを０と定める。なお、光加入者線終端装置１０が取得する光信号に定められた規格上の強度ＴＯＬＴは、規定の最大強度（ワーストスペック）でもよいし、製造上の実力値でもよい。

・ＡＴＴ値の設定シーケンス（ｉｖ）におけるＡＴＴ値
ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎ＝Ｍａｘ（（ＰＯＬＴ，ｍａｘ−ＱＯＡ，ｄｏｗｎ＋Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎ)，０)
ＡＴＴｕｐ，ｉｎ＝Ｌｏｓｓａ，ｍａｘ
ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＝Ｌｏｓｓａ，ｍａｘ
ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔ＝Ｍａｘ（（ＰＯＡ，ｕｐ，ｍａｘ−（ＴＯＬＴ−Ｌｏｓｓｔ，ｕｐ))，０)

（ｖ）光中継装置１２ａの近傍の光加入者線ネットワーク装置１４のリンクアップ
光加入者線終端装置１０は、リンクアップ開始のための上り光信号（交換信号）を光加入者線ネットワーク装置１４から取得する必要がある。光加入者線ネットワーク装置１４は、リンクアップ開始のための下り光信号（交換信号）を光加入者線終端装置１０から取得する必要がある。光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップした場合でも、光中継装置１２ａでは、上り光信号による光過入力状態が発生してはならない。制御部１３６は、ＡＴＴｕｐ，ｉｎを、式（１）に示す初期値から次第に小さくする。制御部１３６は、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔを、式（３）に示す初期値から次第に小さくする。

制御部１３６は、光カプラ１３０から取得した上り光信号の強度に応じた信号に基づいて、光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップしたか否かを判定する。トランク区間の上り線路損失Ｌｏｓｓａ，ｕｐは、式（１０）のように表される。

Ｌｏｓｓａ，ｕｐ＝Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎ＋０．２Ｄａ …（１０）

ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔとＡＴＴｕｐ，ｉｎとの関係は、式（１１）及び（１２）のように表される。

ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＝Ｍａｘ（（ＰＯＡ，ｄｏｗｎ−ＳＯＮＵ−Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎ），０) …（１１）
ＡＴＴｕｐ，ｉｎ＝Ｍａｘ（（ＰＯＮＵ，ｍａｘ−ＳＯＡ，ｕｐ−Ｌｏｓｓａ，ｕｐ），０） …（１２）

ＰＯＡ，ｄｏｗｎは、光中継装置１２ａの光特性と既知のＱＯＡ，ｄｏｗｎとに基づいて定まる。よって、式（１３）が成り立つ。実際には、制御部１３６は、式（１４）のようにＡＴＴｕｐ，ｉｎを算出してもよい。

ＡＴＴｕｐ，ｉｎ
＝ＰＯＮＵ−ＳＯＡ，ｕｐ−（Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎ＋０．２Ｄａ）
＝ＰＯＮＵ−ＳＯＡ，ｕｐ−（ＰＯＡ， ｄｏｗｎ−ＳＯＮＵ−ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕt＋０．２Ｄａ）
＝ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＋ＰＯＮＵ−ＳＯＡ，ｕｐ−（ＰＯＡ，ｄｏｗｎ−ＳＯＮＵ) −０．２Ｄａ …（１３）

ＡＴＴｕｐ，ｉｎ
＝Ｍａｘ（（ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＋ＰＯＮＵ−ＳＯＡ，ｕｐ−ＰＯＡ，ｄｏｗｎ−ＳＯＮＵ）−０．２Ｄａ），０） …（１４）

したがって、制御部１３６は、式（１３）と式（１４）との差分だけＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔよりも大きな値を、ＡＴＴｕｐ，ｉｎと定めればよい。例えば、ＰＯＮＵ，ｍａｘが＋９ｄＢｍ（ＰＲ３０）であり、ＳＯＡ，ｕｐが−３０ｄＢｍであり、ＰＯＡ，ｄｏｗｎが＋５ｄＢｍであり（ＱＯＡ，ｄｏｗｎが−１５ｄＢｍである）、ＳＯＮＵが−２８．５ｄＢｍ（ＰＲ３０）である場合、式（１５）が成り立つ。

ＡＴＴｕｐ，ｉｎ
＝ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＋９−（−３０）−（５−（−２８．５））＋０．２Ｄａ，ｍｉｎ
＝ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＋５．５−０．２Ｄａ …（１５）

ＡＴＴｕｐ，ｉｎの初期値は、３０ｄＢである。ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔの初期値は、３０ｄＢである。Ｄａの最小値であるＤａ，ｍｉｎは、０である。Ｄａの最小値は、光過入力状態に最も注意すべきアクセス区間の距離を示す変数Ｄａの値である。制御部１３６は、初期値となっているＡＴＴｕｐ，ｉｎを式（１６）のように更新する。

ＡＴＴｕｐ，ｉｎ＝３０＋５．５−０．２×０＝３５．５ｄＢ …（１６）

制御部１３６は、式（１６）に示すＡＴＴｕｐ，ｉｎを用いても光加入者線ネットワーク装置１４が１台もリンクアップしない場合、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔとＡＴＴｕｐ，ｉｎとの差を保つように、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔとＡＴＴｕｐ，ｉｎとを刻み幅ＡＴＴＳｔｅｐで次第に小さくする。制御部１３６は、例えば式（１７）を満たしながら、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔとＡＴＴｕｐ，ｉｎとを刻み幅ＡＴＴＳｔｅｐで次第に小さくする。

ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ−ＡＴＴｕｐ，ｉｎ＝５．５ｄＢ …（１７）

刻み幅ＡＴＴＳｔｅｐは、例えば、０．２〜１．０ｄＢである。ＡＴＴＳｔｅｐによって、制御部１３６は、光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップするためのＡＴＴ値を、きめ細かく定めることができる。

例えば、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔの初期値がＬｏｓｓａ，ｍａｘ（＝３０ｄＢ）に設定されている場合、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔとＡＴＴｕｐ，ｉｎとを、１秒あたり２ｄＢずつ小さくする。すなわち、制御部１３６は、（ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ，ＡＴＴｕｐ，ｉｎ）を、（３０，３５．５）ｄＢ、（２８，３３.５）ｄＢ、…、（０，５.５）ｄＢのように１秒ごとに２ｄＢずつ小さくする。

例えば、（ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ，ＡＴＴｕｐ，ｉｎ）の初期値が（３０，２０）ｄＢである場合、制御部１３６は、（２８，１８）ｄＢ、…（０，４）ｄＢ、（０，２）ｄＢ、（０，０）ｄＢのように、（ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ，ＡＴＴｕｐ，ｉｎ）を１秒ごとに２ｄＢずつ小さくする。

制御部１３６は、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔを０ｄＢと定めても光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップしない場合、アクセス区間の距離に関して予め定められた刻み幅であるＤｓｔｅｐだけ、アクセス区間の距離を示す変数Ｄａを大きくする。Ｄｓｔｅｐの値は、例えば、１０ｋｍである。制御部１３６は、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔを初期値（＝３０ｄＢ）に戻す。制御部１３６は、Ｄｓｔｅｐに基づいて、ＡＴＴ値を再度定める。例えば、アクセス区間の距離を示す変数Ｄａを刻み幅Ｄｓｔｅｐ（＝１０ｋｍ）で変更する場合、０．２Ｄａは２ｄＢである。制御部１３６は、（３０，３３．５）ｄＢ、（２８，３１．５）ｄＢ、…のように、（ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ，ＡＴＴｕｐ，ｉｎ）を変更する。

制御部１３６は、アクセス区間の距離を示す変数Ｄａを刻み幅Ｄｓｔｅｐ（＝１０ｋｍ）で変更しても光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップしない場合、刻み幅Ｄｓｔｅｐを大きくする。制御部１３６は、例えば、刻み幅Ｄｓｔｅｐを２０ｋｍと定める。制御部１３６は、ＡＴＴｄｏｗｎ， ｏｕｔを初期値（＝３０ｄＢ）に戻す。制御部１３６は、Ｄｓｔｅｐ（＝２０ｋｍ）に基づいて、ＡＴＴ値を再度定める。

例えば、アクセス区間の距離を示す変数Ｄａが３０ｋｍであり、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔが２０ｄＢである場合に、光加入者線ネットワーク装置１４が初めてリンクアップした場合、制御部１３６は、ＡＴＴｕｐ，ｉｎ（＝１９．５ｄＢ）を、光減衰器１３１のＡＴＴ値と定める。制御部１３６は、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ（＝２０ｄＢ）を、可変光減衰器１２４のＡＴＴ値と定める。

制御部１３６は、ＡＴＴｕｐ，ｉｎ及びＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔを、０．５〜１０ｄＢずつ１秒ごとに小さくしてもよい。光加入者線終端装置１０及び光加入者線ネットワーク装置１４が短時間でリンクアップすることが可能である場合、制御部１３６は、ＡＴＴｕｐ，ｉｎ及びＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔを変更する時間間隔を短くしてもよい。すなわち、光加入者線終端装置１０及び光加入者線ネットワーク装置１４が短時間でリンクアップすることが可能である場合、制御部１３６は、ＡＴＴｕｐ，ｉｎ及びＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔの掃引速度（sweep rate）を速くしてもよい。

光加入者線終端装置１０及び光加入者線ネットワーク装置１４が短時間でリンクアップすることが不可能である場合、制御部１３６は、ＡＴＴｕｐ，ｉｎ及びＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔを変更する時間間隔を長くしてもよい。すなわち、光加入者線終端装置１０及び光加入者線ネットワーク装置１４が短時間でリンクアップすることが不可能である場合、制御部１３６は、ＡＴＴｕｐ，ｉｎ及びＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔの掃引速度を遅くしてもよい。

制御部１３６は、光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップしないことに基づくタイムアウト警報が光中継装置１２ａ、光加入者線終端装置１０又は光加入者線ネットワーク装置１４から発生しない範囲で掃引速度を定める。これによって、制御部１３６は、光加入者線終端装置１０及び光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップするためのＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ及びＡＴＴｕｐ，ｉｎの最小値を、リンクアップのための交換信号に影響を与えることなく定めることができる。制御部１３６は、光中継装置１２ａに近い１台の光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップ可能なＡＴＴ値であって、光中継装置１２ａにおいて光過入力状態が発生しないＡＴＴ値を定めることができる。

・ＡＴＴ値の設定シーケンス（ｖｉｉ）におけるＡＴＴ値
ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎ＝Ｍａｘ（（ＰＯＬＴ，ｍａｘ−ＱＯＡ，ｄｏｗｎ＋Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎ），０)
ＡＴＴｕｐ，ｉｎ＝少なくとも１台の光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップ可能となる値（光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップした場合に、上りアンプ１３２において光過入力状態が発生しない値）
ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＝少なくとも１台の光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップ可能となる値（光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップした場合に、光加入者線ネットワーク装置１４において光過入力状態が発生しない値）
ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔ＝Ｍａｘ（（ＰＯＡ，ｕｐ，ｍａｘ−（ＴＯＬＴ−Ｌｏｓｓｔ，ｕｐ))，０)

（ｖｉ）ＱＯＡ，ｕｐに基づくＬｏｓｓａ，ｕｐ及びＬｏｓｓａ，ｄｏｗｎの算出
上りアンプ１３２が光減衰器１３１から取得する上り光信号の強度ＱＯＡ，ｕｐは、光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップしたことによって測定される。

制御部１３６は、上りアンプ１３２が光減衰器１３１から取得する上り光信号の強度ＱＯＡ，ｕｐに基づいて、光中継装置１２ａの近傍の光加入者線ネットワーク装置１４に関するアクセス区間の上り線路損失Ｌｏｓｓａ，ｕｐを算出する。Ｌｏｓｓａ，ｕｐは、式（１８）のように表される。制御部１３６は、ＱＯＡ，ｕｐに基づくＬｏｓｓａ，ｕｐに基づいて、光中継装置１２ａの近傍の光加入者線ネットワーク装置１４に関するアクセス区間の下り線路損失Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎを算出する。Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎは、式（１９）のように表される。仮にＱｏＡ，ｕｐがフォトダイオード１３４によって検出されない場合、制御部１３６は、予め定められた異常終了処理を実行してもよい。

Ｌｏｓｓａ，ｕｐ＝ＰＯＮＵ−ＱＯＡ，ｕｐ＋β …（１８）
Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎ＝Ｌｏｓｓａ，ｕｐ−０．２Ｄａ …（１９）

βは、トランク区間線路の接続損失又は融着損失の測定値を示すマージン項（係数）である。ＱＯＡ，ｕｐ＝−２５ｄＢｍとＰＯＮＵ＝４ｄＢｍとβ＝０とＤａ＝３０ｋｍとが成立している場合、式（１８）に示すＬｏｓｓａ，ｕｐは、３３（＝４−（−２９）＋０）ｄＢとなる。式（１９）に示すＬｏｓｓａ，ｄｏｗｎは、２７（＝３３−０．２×３０）ｄＢとなる。

（ｖｉｉ）全ての光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップ可能となるためのＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ及びＡＴＴｕｐ，ｉｎの調整

制御部１３６は、全ての光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップ可能となるように、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ及びＡＴＴｕｐ，ｉｎを調整する。調整されたＡＴＴｕｐ，ｉｎは、式（２０）のように表される。調整されたＡＴＴｕｐ， ｏｕｔは、式（２１）のように表される。

ＡＴＴｕｐ，ｉｎ←Ｍａｘ（（ＡＴＴｕｐ，ｉｎ−（ＴＯＡ，ｕｐ−ＱＯＡ，ｕｐ），０) …（２０）
ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＝Ｍａｘ（（ＰＯＡ，ｄｏｗｎ−ＴＯＮＵ−Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎ），０) …（２１）

ＴＯＡ，ｕｐ＝−１０ｄＢｍとＰＯＡ，ｄｏｗｎ＝＋５ｄＢｍ（ＱＯＡ，ｄｏｗｎが−１５ ｄＢｍ）とＴＯＮＵ＝−９ｄＢｍとが成立している場合、式（２０）に示すＡＴＴｕｐ，ｉｎは、４．５（＝１９．５−（−１０−（−２５）））ｄＢとなる。式（２１）に示すＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔは、−１３（＝５−（−９）−２７）ｄＢとなる。制御部１３６は、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔが０未満である場合、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔを０と定める。

ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔが２０ｄＢであり、ＡＴＴｕｐ，ｉｎが１９．５ｄＢである場合、光中継装置１２ａの近傍の光加入者線ネットワーク装置１４は、リンクアップすることが可能である。ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔが４．５ｄＢであり、ＡＴＴｕｐ，ｉｎが０ｄＢである場合、光中継装置１２ａの最も近傍の光加入者線ネットワーク装置１４では、光過入力状態が発生しない。光加入者線終端装置１０は、ＡＴＴｕｐ，ｉｎが１９．５ｄＢである場合、ＡＴＴｕｐ，ｉｎが０ｄＢである場合と比較して線路損失が少ないので、より遠くの光加入者線ネットワーク装置１４を収容することができる。

したがって、許容損失の範囲内で光加入者線ネットワーク装置１４が光中継装置１２ａに接続されている場合、いずれの光加入者線ネットワーク装置１４でも光過入力状態を発生させることなく、制御部１３６は、全ての光加入者線ネットワーク装置１４をリンクアップさせることができる。

・ＡＴＴ値の設定シーケンス（ｖｉｉ）におけるＡＴＴ値
ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎ＝Ｍａｘ（（ＰＯＬＴ，ｍａｘ−ＱＯＡ，ｄｏｗｎ＋Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎ），０）
ＡＴＴｕｐ，ｉｎ←Ｍａｘ（（ＡＴＴｕｐ，ｉｎ−（ＴＯＡ，ｕｐ−ＱＯＡ，ｕｐ），０）
ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＝Ｍａｘ（（ＰＯＡ，ｄｏｗｎ−ＴＯＮＵ−Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎ），０）
ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔ＝Ｍａｘ（（ＰＯＡ，ｕｐ，ｍａｘ−（ＴＯＬＴ−Ｌｏｓｓｔ，ｕp))，０）

図２は、光アクセスネットワーク１ａの動作（ＡＴＴ値の設定シーケンス）の例を示すフローチャートである。制御部１３６は、ステップＳ１０７からステップＳ１１０において、１台の光加入者線ネットワーク装置１４をリンクアップさせる。

制御部１３６は、ＡＴＴ値を初期化する（ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎ＝Ｌｏｓｓｔ，ｍａｘ、ＡＴＴｕｐ，ｉｎ＝Ｌｏｓｓａ，ｍａｘ、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＝Ｌｏｓｓａ，ｍａｘ、ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔ＝Ｌｏｓｓｔ，ｍａｘ）（ステップＳ１０１）。

制御部１３６は、光中継装置１２ａが取得した下り光信号の強度ＱＯＡ，ｄｏｗｎを測定する（ステップＳ１０２）。

制御部１３６は、光中継装置１２ａが取得した下り光信号の強度ＱＯＡ，ｄｏｗｎに基づいて、トランク区間の下り線路損失Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎを算出する（Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎ＝ＰＯＬＴ，ｍｉｎ−ＱＯＡ，ｄｏｗｎ）（ステップＳ１０３）。

制御部１３６は、トランク区間の下り線路損失Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎに基づいて、トランク区間の上り線路損失Ｌｏｓｓｔ，ｕｐを算出する（Ｌｏｓｓｔ， ｕｐ＝Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎ＋０．２Ｄｔ）（ステップＳ１０４）。

制御部１３６は、トランク区間の下り線路損失Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎに基づいて、下りアンプ１２３の入力側の光減衰器１２２のＡＴＴ値（ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎ）を更新する（ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎ＝Ｍａｘ（（ＰＯＬＴ， ｍａｘ−ＱＯＡ，ｄｏｗｎ＋Ｌｏｓ ｓｔ，ｄｏｗｎ），０））。

制御部１３６は、トランク区間の上り線路損失Ｌｏｓｓｔ，ｕｐに基づいて、上りアンプ１３２の出力側の可変光減衰器１３３のＡＴＴ値（ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔ）を更新する（ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔ＝Ｍａｘ（（ＰＯＡ，ｕｐ，ｍａｘ−（ＴＯＬＴ−Ｌｏｓｓｔ，ｕｐ）)，０)）（ステップＳ１０５）。

制御部１３６は、光中継装置１２ａの近傍（所定距離以内）の光加入者線ネットワーク装置１４に関するアクセス区間の距離を示す変数Ｄａを０にする（ステップＳ１０６）。

制御部１３６は、上りアンプ１３２の入力側の光減衰器１３１のＡＴＴ値（ＡＴＴｕｐ，ｉｎ）を算出する（ＡＴＴｕｐ，ｉｎ＝Ｍａｘ（（ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＋ＰＯＮＵ−ＳＯＡ，ｕｐ−（ＰＯＡ，ｄｏｗｎ−ＳＯＮＵ）−０．２Ｄａ），０））（ステップＳ１０７）。

制御部１３６は、下りアンプ１２３の出力側の可変光減衰器１２４のＡＴＴ値（ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ）と、下りアンプ１２３の入力側の光減衰器１２２のＡＴＴ値（ＡＴＴｕｐ，ｉｎ）とを、刻み幅ＡＴＴＳｔｅｐで次第に小さくする（ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ←ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ−ＡＴＴＳｔｅｐ、ＡＴＴｕｐ，ｉｎ←ＡＴＴｕｐ，ｉｎ−ＡＴＴＳｔｅｐ）（ステップＳ１０８）。

制御部１３６は、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔが０ｄＢ未満であるか否かを判定する。すなわち、制御部１３６は、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔを０ｄＢ以上と定めた場合に光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップしないか又はリンクアップするかを判定する（ステップＳ１０９）。

更新されたＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔが０ｄＢ未満となっている場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、制御部１３６は、アクセス区間の距離に関して予め定められた刻み幅であるＤｓｔｅｐだけ、アクセス区間の距離を示す変数Ｄａを大きくする（ステップＳ１１０）。制御部１３６は、ステップＳ１０７に処理を戻す。

更新されたＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔが０ｄＢ以上である場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、制御部１３６は、１台の光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップしているか否かを判定する（ステップＳ１１１）。光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップしていない場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、制御部１３６は、ステップＳ１０８に処理を戻す。

制御部１３６は、上りアンプ１３２が光減衰器１３１から取得する上り光信号の強度ＱＯＡ，ｕｐに基づいて、光中継装置１２ａの近傍の光加入者線ネットワーク装置１４に関するアクセス区間の上り線路損失Ｌｏｓｓａ，ｕｐを算出する（Ｌｏｓｓａ，ｕｐ＝ＰＯＮＵ−ＱＯＡ，ｕｐ＋β）。

制御部１３６は、ＱＯＡ，ｕｐに基づくＬｏｓｓａ，ｕｐに基づいて、光中継装置１２ａの近傍の光加入者線ネットワーク装置１４に関するアクセス区間の下り線路損失Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎを算出する（Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎ＝Ｌｏｓｓａ，ｕｐ−０．２Ｄａ）（ステップＳ１１２）。

制御部１３６は、全ての光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップ可能となるように、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ及びＡＴＴｕｐ，ｉｎを調整する（ＡＴＴｕｐ，ｉｎ←Ｍａｘ（（ＡＴＴｕｐ，ｉｎ−（ＴＯＡ，ｕｐ−ＱＯＡ，ｕｐ），０)、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ＝Ｍａｘ（（ＰＯＡ，ｄｏｗｎ−ＴＯＮＵ−Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎ），０)）（ステップＳ１１３）。

以上のように、第１実施形態の光中継装置１２ａは、フォトダイオード１２９と、フォトダイオード１３４と、下りアンプ１２３と、上りアンプ１３２と、フォトダイオード１３５と、フォトダイオード１２８と、制御部１３６とを備える。フォトダイオード１２９（増幅前強度検出部）は、下りアンプ１２３によって強度が増幅される前における下り光信号の強度（下り光信号の増幅前強度）を検出する。フォトダイオード１３４（増幅前強度検出部）は、上りアンプ１３２によって強度が増幅される前における上り光信号の強度（上り光信号の増幅前強度）を検出する。下りアンプ１２３は、下り光信号の強度を増幅する。上りアンプ１３２は、上り光信号の強度を増幅する。フォトダイオード１３５（増幅後強度検出部）は、強度が増幅された後における下り光信号の強度（下り光信号の増幅後強度）を検出する。フォトダイオード１２８（増幅後強度検出部）は、強度が増幅された後における上り光信号の強度（上り光信号の増幅後強度）を検出する。制御部１３６は、下り光信号の強度を増幅する前段及び後段の少なくとも一方における下り光信号の減衰量を、下り光信号の増幅前強度及び増幅後強度に基づいて調整する。制御部１３６は、上り光信号の強度を増幅する前段及び後段の少なくとも一方における上り光信号の減衰量を、上り光信号の増幅前強度及び増幅後強度に基づいて調整する。

これによって、第１実施形態の光中継装置１２ａは、光中継装置１２ａにおける光過入力状態の発生を防止した場合でも、光アクセスネットワーク１ａを長延化することが可能となる。

すなわち、第１実施形態の光中継装置１２ａは、光アンプ（光増幅素子）が取得する光信号の減衰量を上り光信号及び下り光信号に基づいて算出するので、光中継装置１２ａにおける光過入力状態の発生を防止し、光アクセスネットワーク１ａを長延化することが可能となる。第１実施形態の光中継装置１２ａは、光アンプ（光増幅素子）が送信する光信号の減衰量を上り光信号及び下り光信号に基づいて算出するので、光中継装置１２ａにおける光過入力状態の発生を防止し、光アクセスネットワーク１ａを長延化することが可能となる。第１実施形態の光中継装置１２ａは、挿入作業などを省略して、光過入力状態の発生を自律的に防止することが可能となる。

第１実施形態の光中継装置１２ａは、光中継装置１２ａが取得した光信号の強度に基づくフィードフォワード制御と、光中継装置１２ａが送信する光信号の強度に基づくフィードバック制御との両方によって光信号の強度を制御することができる。第１実施形態の光中継装置１２ａは、光信号の強度を安定的に制御することができる。

第１実施形態の光中継装置１２ａは、光アクセスネットワーク１ａの設備コストを削減することができる。運用の煩雑化に関する課題に示したように、第１実施形態の制御部１３６は、例えば、計２５億円を削減することができる。第１実施形態の光中継装置１２ａは、光中継装置１２ａにおいて光過入力状態が発生する可能性がある場合には、光信号の減衰量を自律的に設定することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、上り光信号を送信する可変光減衰器１３３に対してのみ制御部１３６が自動レベル制御を実行する点が、第１実施形態と相違する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図３は、光アクセスネットワーク１ｂの構成の例を示す図である。光アクセスネットワーク１ｂは、光加入者線終端装置１０と、光ファイバ１１と、光中継装置１２ｂと、光ファイバ１３と、光加入者線ネットワーク装置１４とを備える。光加入者線ネットワーク装置１４は、複数（Ｎ台）でもよい。

次に、光中継装置１２ｂの構成を説明する。
光中継装置１２ｂは、ＷＤＭフィルタ１２０と、光カプラ１２１と、光減衰器１２２と、下りアンプ１２３と、光カプラ１２５と、ＷＤＭフィルタ１２６と、光カプラ１２７と、フォトダイオード１２８と、フォトダイオード１２９と、光カプラ１３０と、光減衰器１３１と、上りアンプ１３２と、可変光減衰器１３３と、フォトダイオード１３４と、フォトダイオード１３５と、制御部１３６と、光減衰器１３７とを備える。すなわち、光中継装置１２ｂは、第１実施形態の光中継装置１２ａと比較して、可変光減衰器１２４を備える代わりに光減衰器１３７を備える。

制御部１３６は、式（２０）のように光減衰器１３１のＡＴＴ値（ＡＴＴｕｐ，ｉｎ）を更新する。制御部１３６は、Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎに基づいて、光減衰器１３７のＡＴＴ値（ＡＴＴｄｏｗｎ，ｏｕｔ）を式（２１）のように定める。

設定シーケンス（ｖ）において光加入者線ネットワーク装置１４がリンクアップした場合、制御部１３６は、可変光減衰器１３３のＡＴＴ値（ＡＴＴｕｐ，ｏｕｔ）を定めるための自動レベル制御を開始する。制御部１３６は、基本的にはフィードフォワード制御及びフィードバック制御の組み合わせによって、自動レベル制御を実行する。

以上のように、第２実施形態の制御部１３６は、親局装置に向けて光信号を送信（出力）する可変光減衰器１３３に対して、光信号の強度を変更するための自動レベル制御（ALC）を実行する。これによって、第２実施形態の光中継装置１２ｂは、光中継装置１２ｂにおける光過入力状態の発生を防止した場合でも、信号品質を向上させて、光アクセスネットワーク１ｂを長延化することが可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、光中継装置が光アンプの駆動回路を備える点が、第１実施形態と相違する。第３実施形態では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図４は、光アクセスネットワーク１ｃの構成の例を示す図である。光アクセスネットワーク１ｃは、光加入者線終端装置１０と、光ファイバ１１と、光中継装置１２ｃと、光ファイバ１３と、光加入者線ネットワーク装置１４とを備える。光加入者線ネットワーク装置１４は、複数（Ｎ台）でもよい。

次に、光中継装置１２ｃの構成を説明する。
光中継装置１２ｃは、ＷＤＭフィルタ１２０と、光カプラ１２１と、光減衰器１２２と、下りアンプ１２３と、光カプラ１２５と、ＷＤＭフィルタ１２６と、光カプラ１２７と、フォトダイオード１２８と、フォトダイオード１２９と、光カプラ１３０と、光減衰器１３１と、上りアンプ１３２と、フォトダイオード１３４と、フォトダイオード１３５と、制御部１３６と、駆動回路１３８と、駆動回路１３９とを備える。

すなわち、光中継装置１２ｃは、第１実施形態の光中継装置１２ａと比較して、可変光減衰器１２４を備える代わりに駆動回路１３８を備える。光中継装置１２ｃは、第１実施形態の光中継装置１２ａと比較して、可変光減衰器１３３を備える代わりに駆動回路１３９を備える。

駆動回路１３８は、制御部１３６による制御に応じて、下りアンプ１２３を駆動する。駆動回路１３９は、制御部１３６による制御に応じて、上りアンプ１３２を駆動する。制御部１３６は、下りアンプ１２３を駆動するための物理量（駆動量）を変更することによって、下りアンプ１２３による下り光信号の強度の増幅量を制御する。制御部１３６は、上りアンプ１３２を駆動するための物理量を変更することによって、上りアンプ１３２による上り光信号の強度の増幅量を制御する。

光増幅デバイスを駆動するための物理量は、下りアンプ１２３及び上りアンプ１３２が光半導体増幅素子（SOA）である場合、例えば、駆動注入電流の電流量である。光増幅デバイスを駆動するための物理量は、下りアンプ１２３及び上りアンプ１３２が光ファイバアンプである場合、例えば、ポンプ光の強度である。

以上のように、第３実施形態の制御部１３６は、光アンプによる光信号の強度の増幅量を制御する。これによって、第３実施形態の光中継装置１２ｃは、光中継装置１２ｃにおける光過入力状態の発生を防止した場合でも、制御の応答速度を高速化して、光アクセスネットワーク１ｃを長延化することが可能となる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、光中継装置が親局に備えられる点が、第１実施形態と相違する。第４実施形態では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図５は、光アクセスネットワーク１ｄの構成の例を示す図である。光アクセスネットワーク１ｄは、光加入者線終端装置１０と、光ファイバ１１と、光中継装置１２ｄと、光ファイバ１３と、光加入者線ネットワーク装置１４とを備える。光加入者線ネットワーク装置１４は、複数（Ｎ台）でもよい。

光中継装置１２ｄは、中継局に備えられる代わりに、親局２に備えられる。親局２は、例えば、通信ビルである。親局２から光加入者線ネットワーク装置１４までの距離が比較的遠い距離にある場合、通信には光中継装置１２ｄが必要となるので、光中継装置１２ｄは、親局２に備えられる。光中継装置１２ｄは、光加入者線終端装置１０に備えられてもよい。

次に、光中継装置１２ｄの構成を説明する。
光中継装置１２ｄは、ＷＤＭフィルタ１２０と、光カプラ１２１と、下りアンプ１２３と、可変光減衰器１２４と、光カプラ１２５と、ＷＤＭフィルタ１２６と、光カプラ１２７と、フォトダイオード１２８と、フォトダイオード１２９と、光カプラ１３０と、光減衰器１３１と、上りアンプ１３２と、フォトダイオード１３４と、フォトダイオード１３５と、制御部１３６と、光減衰器１３７とを備える。すなわち、光中継装置１２ｄは、第１実施形態の光中継装置１２ａと比較して、光減衰器１２２及び可変光減衰器１３３を備えていない。

親局２から光加入者線ネットワーク装置１４までの距離が比較的遠い距離にある場合、上り光信号による光過入力状態が発生しないので、上り光信号を減衰させる必要はない。親局２から光加入者線ネットワーク装置１４までの距離が比較的遠い距離にある場合、下り光信号による光過入力状態が発生しないので、下り光信号を減衰させる必要はない。光中継装置１２ｄは、光減衰器１２２及び可変光減衰器１３３を備えなくてもよい。制御部１３６は、ＡＴＴｄｏｗｎ，ｉｎ及びＡＴＴｕｐ，ｏｕｔを定めなくてもよい。

以上のように、第４実施形態の光中継装置１２ｄは、光加入者線終端装置１０（親局装置）を備える親局２に備えられる。これによって、第４実施形態の光中継装置１２ｄは、光中継装置１２ｄにおける光過入力状態の発生を防止した場合でも、装置の簡略化による低コストによって、光アクセスネットワーク１ａを長延化することが可能となる。

（第５実施形態）
第５実施形態では、光アクセスネットワークに光加入者線ネットワーク装置を新規に接続することが可能であるパラメータの範囲を光中継装置が算出する点が、第１実施形態と相違する。第５実施形態では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図６は、光アクセスネットワーク１ｅの構成の例を示す図である。光アクセスネットワーク１ｅは、光加入者線終端装置１０と、光ファイバ１１と、光中継装置１２ｅと、光ファイバ１３と、光加入者線ネットワーク装置１４と、記憶装置１５とを備える。光加入者線終端装置１０は、親局２に備えられる。光中継装置１２ｅは、中継局３に備えられる。光中継装置１２ｅは、複数（Ｍ台）でもよい。光加入者線ネットワーク装置１４は、複数（Ｎ台）でもよい。光アクセスネットワーク１ｅは、情報処理装置１６を更に備えてもよい。

制御部１３６は、トランク区間の上り線路損失Ｌｏｓｓｔ，ｕｐ及び下り線路損失Ｌｏｓｓｔ，ｄｏｗｎと、アクセス区間の上り線路損失Ｌｏｓｓａ，ｕｐ及び下り線路損失Ｌｏｓｓａ，ｄｏｗｎとに基づいて、光アクセスネットワーク１ｅに光加入者線ネットワーク装置１４を収容することが可能である条件（以下、「収容可能範囲」という。）を表す値を算出してもよい。収容可能範囲を表す値は、例えば、トランク区間の距離を示す変数Ｄｔを示す変数（パラメータ）の条件を表す値、アクセス区間の距離を示す変数Ｄａを示す変数（パラメータ）の条件を表す値である。

記憶装置１５は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の不揮発性の記憶媒体（非一時的な記録媒体）を有する記憶装置を用いて構成される。記憶装置１５は、例えば、ＲＡＭやレジスタなどの揮発性の記憶媒体を有していてもよい。記憶装置１５は、データベース１５０を記憶する。データベース１５０は、収容可能範囲のデータベースである。

図７は、データベース１５０の例を示す図である。データベース１５０では、親局識別情報と、中継局識別情報と、トランク区間の距離を示す変数Ｄｔと、アクセス区間の距離を示す変数Ｄａと、光加入者線ネットワーク装置１４の識別情報とが対応付けられている。親局識別情報は、親局２の識別情報である。データベース１５０は、親局識別情報の代わりに光加入者線終端装置１０の識別情報を含んでもよい。データベース１５０は、中継局識別情報の代わりに光中継装置１２の識別情報を含んでもよい。

図７では、トランク区間の距離を示す変数Ｄｔは、光加入者線ネットワーク装置１４のトランク区間の距離に関する収容可能範囲を表す。図７では、アクセス区間の距離を示す変数Ｄａは、光加入者線ネットワーク装置１４のアクセス区間の距離に関する収容可能範囲を表す。図７では、光加入者線ネットワーク装置１４は、トランク区間の距離が１０〜３０ｋｍであり、アクセス区間の距離が１０〜１５ｋｍである場合、光アクセスネットワーク１ｅに光加入者線ネットワーク装置１４を新規接続することが可能である。

図６に示す情報処理装置１６は、パーソナルコンピュータ装置、タブレット端末、スマートフォン端末などの情報処理装置である。情報処理装置１６は、操作部と、通信部と、表示部と、演算部とを備える。

情報処理装置１６の操作部は、オペレータによって操作される。情報処理装置１６の操作部は、操作に応じた信号を、情報処理装置１６の演算部に送信する。情報処理装置１６の通信部は、データベース１５０を記憶装置１５から取得する。情報処理装置１６の通信部は、情報処理装置１６の演算部による演算結果を、光加入者線ネットワーク装置１４に送信してもよい。情報処理装置１６の表示部は、演算部による演算結果を表示する。例えば、情報処理装置１６の表示部は、データベース１５０に応じた情報を表示する。すなわち、情報処理装置１６の表示部は、収容可能範囲を表す情報を表示する。収容可能範囲を表す情報は、例えば、変数などのパラメータ情報である。

情報処理装置１６の演算部は、ＣＰＵ等のプロセッサである。情報処理装置１６の演算部は、オペレーティングシステムを備えてもよい。情報処理装置１６の演算部は、データベース１５０に含まれている情報に基づいて、光アクセスネットワーク１ｅに光加入者線ネットワーク装置１４を新規接続することを許可するか否かを判定する。なお、オペレータは、光アクセスネットワーク１ｅに光加入者線ネットワーク装置１４を新規接続することを許可するか否かを判定してもよい。

情報処理装置１６の演算部は、光アクセスネットワーク１ｅに新規に接続したい光加入者線ネットワーク装置１４に対応付けられたパラメータが収容可能範囲内である場合、光アクセスネットワーク１ｅに光加入者線ネットワーク装置１４を新規接続することを許可する。情報処理装置１６の演算部は、光アクセスネットワーク１ｅに光加入者線ネットワーク装置１４を新規接続することを許可する場合、予め定められた装置に新規工事の指令を送信してもよい。

情報処理装置１６の演算部は、光アクセスネットワーク１ｅに新規に接続したい光加入者線ネットワーク装置１４に対応付けられたパラメータが収容可能範囲外である場合、光アクセスネットワーク１ｅにおける他の光ファイバ１３に光加入者線ネットワーク装置１４を新規接続することを許可する。情報処理装置１６の演算部は、光アクセスネットワーク１ｅに新規に接続したい光加入者線ネットワーク装置１４に対応付けられたパラメータが収容可能範囲外である場合、光アクセスネットワーク１ｅに他の光ファイバ１３を新設することを許可してもよい。

なお、光中継装置１２ｅの制御部１３６は、情報処理装置１６の演算部と同様の演算処理を実行してもよい。例えば、制御部１３６は、データベース１５０に含まれている情報に基づいて、光アクセスネットワーク１ｅに光加入者線ネットワーク装置１４を新規接続することを許可するか否かを判定してもよい。例えば、制御部１３６は、光アクセスネットワーク１ｅに新規に接続したい光加入者線ネットワーク装置１４に対応付けられたパラメータが収容可能範囲外である場合、光アクセスネットワーク１ｅにおける他の光ファイバ１３に光加入者線ネットワーク装置１４を新規接続することを許可してもよい。情報処理装置１６の表示部は、制御部１３６による演算結果を表示してもよい。

以上のように、第５実施形態の制御部１３６は、光加入者線終端装置１０と光加入者線ネットワーク装置１４との間の少なくとも一部の上り線路損失及び下り線路損失に基づいて、光アクセスネットワーク１ｅに光加入者線ネットワーク装置１４を接続することが可能である条件を表す値を算出する。これによって、第５実施形態の光中継装置１２ｅは、収容可能範囲を表す情報を、情報処理装置１６を介してオペレータに提供することが可能となる。

上述した実施形態における光加入者線終端装置、光加入者線ネットワーク装置、光中継装置の少なくとも一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明は、光アクセスネットワークの光中継装置に適用可能である。

１ａ〜１ｄ…光アクセスネットワーク、２…親局、３…中継局、１０…光加入者線終端装置、１１…光ファイバ、１２…光中継装置、１３…光ファイバ、１４…光加入者線ネットワーク装置、１５…記憶装置、１６…情報処理装置、１２０…ＷＤＭフィルタ、１２１…光カプラ、１２２…光減衰器、１２３…下りアンプ、１２４…可変光減衰器、１２５…光カプラ、１２６…ＷＤＭフィルタ、１２７…光カプラ、１２８…フォトダイオード、１２９…フォトダイオード、１３０…光カプラ、１３１…光減衰器、１３２…上りアンプ、１３３…可変光減衰器、１３４…フォトダイオード、１３５…フォトダイオード、１３６…制御部、１３７…光減衰器、１３８…駆動回路、１３９…駆動回路、１５０…データベース

Claims (6)

1. 親局装置と加入者装置との間の光信号を中継する光中継装置であって、
   強度が増幅される前における前記光信号の強度である増幅前強度を検出する増幅前強度検出部と、
   前記光信号の強度を増幅する光アンプと、
   強度が増幅された後における前記光信号の強度である増幅後強度を検出する増幅後強度検出部と、
   前記光信号の強度を増幅する前段及び後段の少なくとも一方における前記光信号の減衰量を前記増幅前強度及び前記増幅後強度に基づいて調整する制御部と
   を備える光中継装置。
2. 前記制御部は、前記親局装置に向けて前記光信号を送信する可変光減衰器に対して自動レベル制御を実行する、請求項１に記載の光中継装置。
3. 前記制御部は、光アンプによる前記光信号の強度の増幅量を制御する、請求項１又は請求項２に記載の光中継装置。
4. 前記光中継装置は、前記親局装置を備える親局に備えられる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光中継装置。
5. 前記制御部は、前記親局装置と前記加入者装置との間の少なくとも一部の線路損失に基づいて、光アクセスネットワークに前記加入者装置を接続することが可能である条件を表す値を算出する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光中継装置。
6. 親局装置と加入者装置との間の光信号を中継する光中継装置が実行する光中継方法であって、
   強度が増幅される前における前記光信号の強度である増幅前強度を検出するステップと、
   前記光信号の強度を増幅するステップと、
   強度が増幅された後における前記光信号の強度である増幅後強度を検出するステップと、
   前記光信号の強度を増幅する前段及び後段の少なくとも一方における前記光信号の減衰量を前記増幅前強度及び前記増幅後強度に基づいて調整するステップと
   を含む光中継方法。

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