JP2711787B2

JP2711787B2 - 遠隔光端末制御方法

Info

Publication number: JP2711787B2
Application number: JP4353835A
Authority: JP
Inventors: 勝之宇高; 史郎笠; 杲也山本; 榮紀三村
Original assignee: 国際電信電話株式会社
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1998-02-10
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JPH06188832A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光加入者系などの光通
信システムにおいて、各端末の光送信器の動作状態を局
側でモニタすることにより、前者の各端末でのモニタ装
置の規模を軽減し、従って、低コスト，高信頼なシステ
ムを提供する遠隔光端末制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ通信は、その超高速、超広帯
域、低損失性を活かして、大洋横断海底ケーブルや局間
幹線系において盛んに導入されている。一方、高精細動
画像通信や映像分配といった広帯域な新サービスをエン
ドツーエンドで広範に提供するためには、加入者系まで
光ケーブル化することが不可欠であり、FTTC（Fiber to
Curb ）、FTTO（Fiber to the Office）さらに究極のF
TTH（Fiber tp the Home ）を目指し、ネットワークの
効率化、システムの低コスト化の研究が鋭意進められて
いる。ネットワークについてはダブルスター方式に波長
多重方式を併用したシステム構成が有望視されている。
この方式では、局と各加入者の間にノードとして波長選
択光合分波器が設置され、局とノード間は各加入者に個
別に割り当てられた複数の波長が多重化されて１本のフ
ァイバで伝送され、ノードと各加入者間は、各々の加入
者に割り当てられた波長が分岐されて伝送される。この
波長選択合分波器を用いたダブルスター方式では、決め
られた波長を決められた加入者へ分岐する必要性から、
光合分波器の分岐波長の安定性や、局及び各加入者端末
に設置された送信器内の半導体レーザの発振波長の安定
性が重要となる。これらの設定波長を変化させる主な要
因は環境温度であり、温度変化が素子を構成する媒体の
屈折率や大きさを変化させることにより媒体内波長や光
学長が変化し、設定波長が変化する。通常、光合分波器
は石英ガラスなどの誘電体が用いられ、その屈折率の温
度依存性は約１０^-5と比較的小さい。他方、半導体の屈
折率の温度依存性は約１０^-4であって誘電体に比べて約
１桁大きく、単一波長化機構を導入した分布帰還型（Ｄ
ＦＢ）もしくは分布反射型（ＤＢＲ）レーザでも約０．
１nm／度の発振波長の温度変化があり、５０℃の温度変
化があれば５nmも動作波長が変化してしまう。このこと
から、半導体レーザの発振波長の安定化は、光合分波器
の分岐波長間隔の狭小化による波長多重数の増大、すな
わち加入者数の増大や、半導体レーザに求められる波長
可変幅の減少によるレーザコストの低減といった、シス
テム特性や信頼性の向上やシステムコストの低減に極め
て有効である。

【０００３】半導体レーザの発振波長の安定化のための
従来技術として、図８に示すように、発振波長を検出
し、その変化を波長可変半導体レーザに帰還する方法が
ある。すなわち、波長可変半導体レーザ１０１の出力光
を薄膜型光導波路１０２に入射させ、コリメータレンズ
１０３で平行光線にした後回折格子１０４を通過させ、
その＋１次の回折光を２分割受光素子１０５で受光する
ものである。波長可変半導体レーザ１０１の発振波長が
予め定められた基準波長の場合には、２分割受光素子１
０５の中央の分割境界線上にスポットが結ばれ、受光量
が２分割された各領域で相等しくなるようにしておく。
レーザ光の波長が基準波長から変化した場合、回折格子
１０４によって回折される+1次の回折角が変化する。こ
のため、２分割受光素子１０５の左右の領域における受
光量のずれが生じる。２分割受光素子１０５の両領域間
の電圧の差を用いてこの受光量のずれを検出して、これ
によってレーザ光の波長を一定に制御しようとしたもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術例のように、
発振波長を安定化させるために送信端末側に回折格子や
光検出器などの種々の素子を半導体レーザとほぼ一体化
させる方式では、少なくとも回折格子などの光素子や装
置構成に温度特性が無視できる程度の優れた特性が要求
され、このような高性能光素子を送信端末に搭載するこ
とにより個々の端末装置のコストが高くなるという欠点
があった。

【０００５】本発明は、上記従来技術の欠点を解決する
ためになされたもので、半導体レーザの発振波長の如き
光信号のパラメータを安定化するための装置規模につい
て、送信端末、特に個々の加入者端末への負担を最小限
にし、したがって個々の端末のコストを小さくするとと
もに、高信頼のシステムを実現する遠隔光端末制御方法
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、各加入
者端末に搭載された半導体レーザの発振波長の如き光信
号のパラメータをその加入者端末と光伝送路により接続
された局側でモニターし、その光信号のパラメータと各
加入者端末のために予め定められた設定値との差に係わ
る２種類以上の制御情報を周波数、振幅および位相のう
ち少なくとも２つの組み合わせで表現した制御信号を前
記光伝送路の光情報信号に重畳して局側から各加入者端
末に送信し、各加入者端末ではこの制御信号により上記
発振波長の如き光信号のパラメータを補正することによ
り、各加入者端末における光信号のパラメータ安定化用
の装置規模を低減化し、各端末のコストの低減化および
システムの高信頼化を可能としている。

【０００７】

【実施例】以下、図面を用いて詳細に説明する。図１に
本発明による遠隔光端末制御方法の実施例を示す。ちな
みに、太線は光信号、細線は電気信号を表している。局
は、波長分割多重方式により複数の端末＃１，＃２，…
…と接続されており、各端末に割り当てられた波長λ_i
（ｉ＝１，２，……）は、伝送路上のノードに設けられ
た波長選択受動合分波器１により光電変換されることな
く合分波される。まず構成について説明する。

【０００８】端末＃１において、２は半導体レーザを含
む送信器（Ｔ_s1）で、上り用情報信号ｆ_suで変調された
波長λ_1uの光を送信する。３は受信器（Ｒ_s1）で、局か
ら送られてきた波長λ_1dの光を光電変換し、下り用情報
信号ｆ_sdを復調する。４は伝送用光ファイバである。局
では、例えば端末＃１に対しては送信器（Ｔ_c1）５及び
受信器（Ｒ_c1）６の一組の送受信器が複数の端末に対し
て各々設けられている。ここまでは従来の合分波器を用
いた波長分割多重方式の受動スター構成である。これに
加えて本発明では、局側に、各端末から伝送されてきた
送信波長λ_iu（i ＝１, ２, ……）をモニターし、各送
信波長の設定波長からのずれを検出して、そのずれを補
正する制御信号を各端末に向けて発する制御装置などか
らなる波長モニター部７を、また、各端末に該波長制御
信号を検出して、送信器２の送信波長を設定波長に補正
する波長制御部８が設けられている。

【０００９】次に、本発明の動作について、一例として
端末#1の送信波長の制御について説明する。端末#1の
送信信号は、ノードにあたる合分波器で合波され局に伝
送されるが、その一部が波長モニター部7 に分岐され、
残りは波長選択合分波器９で分波された後受信器
（Ｒ_c1）６で受信される。波長モニター部７では、図２
に示すように、送信波長λ_1uが波長計１０でモニターさ
れる。λ_1uが設定波長λ₁₀からわずかにずれたとする。
このずれは制御装置１１で比較検出され、それを補正す
るための制御信号が端末＃１への送信器（Ｔ_c1）５へ出
力される。この際の制御信号と波長のずれの関係を図３
に示す。すなわち、送信波長が設定波長の長波長側にず
れた場合はｆ₁ 、短波長側にずれた場合はｆ₂ なる低周
波数信号を用い、そのずれの絶対値を各々の低周波数信
号の振幅に対応させる。ｆ₁ 及びｆ₂ としては、送信情
報信号の伝送に影響を与えない程度に小さく、かつ後述
する端末に設置された波長制御部内のフィルタで各々分
離可能な周波数、例えば数kHzが選ばれる。仮に、λ_1u
がλ₁₀の長波側にずれたとすると、周波数ｆ₁ 、振幅Ａ
_1cの制御信号が、端末＃１への情報信号ｆ_sdに重畳され
て送信器Ｔ_c1を変調し、送信波長λ_1dにより端末＃１に
伝送される。この端末＃１への送信信号を図４に示す。
端末に伝送された信号は、図１の受信器（Ｒ_s1）３で光
電変換され、情報信号ｆ_sdは復調される。他方、波長制
御信号は、図５にその構成が示された波長制御部８にお
いて、中心周波数がｆ₁ 及びｆ₂ のフィルタを通すこと
により、波長制御装置１２においてどちらの周波数かが
判別されるとともに、その振幅が検出され、これに応じ
て送信器Ｔ_s1の送信波長λ_1dが設定波長λ₁₀に一致する
ように半導体レーザの発振波長が制御され、目的が達成
される。

【００１０】このような端末の送信波長制御が、局に接
続されているすべての端末に対して行われる。局での波
長モニター部７が、各端末に対して個別に設置されてあ
れば常時各端末の送信波長を制御することができるが、
通常、端末の送信波長の変化は緩やかであることを考慮
すると、波長モニター部７を共用し、図６に示すように
各端末に対して時分割的に波長モニター及び制御を行う
ことにより波長モニター部７の設備を最小限に省くこと
ができる。

【００１１】以上の実施例では、送信波長の制御につい
て示したが、図２に示す波長モニター部７内の波長計１
０を光強度計に置き換えて、送信光強度の設定値からの
ずれをモニターすることにより、同一の制御原理で各端
末の送信光強度を遠隔制御することができる。そのとき
の、送信光強度の設定値からのずれと制御信号との関係
を図７に示す。ここに、Ｐ₁₀は端末＃１の送信器の送信
光強度の設定値で、実際の送信光強度がＰ_1u のように設
定値より大きくなった場合はｆ₃ 、小さくなった場合は
ｆ₄ とし、そのずれ量の絶対値を各周波数の振幅で表現
すれば良い。さらに、ｆ₁ ，ｆ₂ ，ｆ₃ 及びｆ₄ の４種
の周波数を用いることにより送信波長および光強度を同
時に制御することができ、また、周波数の数をさらに増
やすことにより、より多くの送信信号のパラメータを同
時に遠隔制御することも可能である。

【００１２】また、実施例では送信波長の設定値からの
ずれの大小関係を２種類の周波数で、また、ずれの絶対
値を該周波数の振幅で示したが、一般に、交流信号にお
いて、振幅、周波数及び位相の各々に情報を持たせられ
ることを鑑みて、これらの種々の組み合わせで制御信号
を表現することができる。

【００１３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
り、各端末の送信器の送信パラメータを局側でモニター
し制御することができるため、各端末がモニター装置に
必要となっていた高性能光素子を用いることなしに構成
することができるため、各端末の装置規模が軽減され、
従って、低コスト、高信頼なシステムが実現され、光加
入者系など広範な導入流布に与える効果は極めて大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による遠隔光端末制御方式の構成図であ
る。

【図２】本発明の波長モニター部の構成図である。

【図３】送信波長と設定波長のずれと制御信号との関係
を示す図である。

【図４】制御信号を示す図である。

【図５】波長制御部の構成を示す図である。

【図６】複数の端末を制御する場合の各制御信号のタイ
ムチャートである。

【図７】送信光強度と設定光強度のずれと制御信号との
関係を示す図である。

【図８】半導体レーザの発振波長安定化のための従来技
術を説明するための斜視図である。

【符号の説明】

１波長選択合分波器２端末側の送信器３端末側の受信器４伝送用光ファイバ５局側の送信器６局側の受信器７波長モニター部８波長制御部９波長選択合分波器１０波長計１１制御装置１２波長制御装置１０１波長可変レーザ１０２薄膜型光導波路１０３コリメートレンズ１０４回折格子１０５受光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三村榮紀東京都新宿区西新宿二丁目３番２号国際電信電話株式会社内 (56)参考文献特開平４−92518（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】端末側となる第１の地点の第１の光送信
器より送信された第１の光信号のパラメータが該第１の
地点と光伝送路により接続された局側となる第２の地点
でモニタされる第１の行程と、該モニタされた前記パラメータ値と前記第１の地点の第
１の光送信器のために予め定められた設定値との差に係
わる複数種類の制御情報を周波数，振幅および位相のう
ち少なくとも２つの組み合わせで表現した制御信号を該
第２の地点の第２の光送信器より発せられる第２の光信
号に重畳して前記光伝送路により該第１の地点に送信さ
れる第２の行程と、該第１の地点で該制御信号を検出した結果に従って該第
１の光信号のパラメータを前記設定値に補正する第３の
行程とを含む遠隔光端末制御方法。
【請求項２】前記第１の光信号のパラメータが波長も
しくは強度であることを特徴とする請求項１に記載の遠
隔光端末制御方法。
【請求項３】前記制御信号は、モニタされた前記パラ
メータ値と前記設定値の大小関係が各々２種類の周波数
で、また、その差の絶対値が各周波数成分の振幅で表現
されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠
隔光端末制御方法。