JP3842349B2 - 光増幅器結合器装置およびそれにより実現される上流伝送方法 - Google Patents

光増幅器結合器装置およびそれにより実現される上流伝送方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、専用のブランチおよび共通のブランチの縦続接続から構成されているツリー型の光ネットワーク中に配置され、それぞれ専用のブランチおよび共通のブランチを介して複数の光ネットワークのユーザと光ライン端末装置との間に結合されている光増幅器結合器装置、およびツリー型の光ネットワークにおいて使用され、専用ブランチおよび共通のブランチを介して、複数の光ネットワークのユーザから光ライン端末装置へそれぞれ情報信号の上流伝送を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
そのような光増幅器結合器装置およびそのような方法は、文献（例えばThe European Institute for Communication and Networks におけるBroadband Superhighwayに関する会報第１巻）から既に当業者に知られているが、そこではそのような結合器を使用し、そのような方法を実現する受動光ネットワークについて説明されている。これらの受動光ネットワークシステムは、商用および居住者の顧客の両方のために機能するように、既存の狭帯域幅および新しい広帯域幅の分配および対話サービスの両方を行うことのできるハイウエイの要求を満たすために開発された。
【０００３】
しかしながら、商用および居住者の顧客にサービスするには、これらの既知のネットワークによって供給されたものよりもより一層高い分離ファクタが必要である。高い分離ファクタの実現のために上流伝送中に問題が生じる。すなわち、この高い分離ファクタによって、高いパワー供給を克服しなければならない。伝送のために必要な光パワー供給は、専用のブランチに光増幅器を設けることによって維持される。しかしながら、情報信号を結合する光結合器において使用されている多重アクセス技術のために、全てのこれらの増幅器は、光増幅器が情報信号を搬送しない時でも、その結果ＡＳＥ（増幅された同期放射）雑音の累積に役立つので、ＡＳＥ雑音は伝送された信号を劣化する振幅に到達することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光増幅器結合器装置、および上記の既に知られている方法であるが、高い分散ファクタを有するネットワークに適している、すなわち伝送された信号が比較的に高いＡＳＥ雑音によって劣化されないことを保証する方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本発明による光増幅器結合器装置および情報信号の上流伝送方法によって達成される。
本発明は、専用のブランチおよび共通のブランチの縦続接続から構成されているツリー型の光ネットワーク中に配置され、それぞれ専用のブランチおよび共通のブランチを介して複数の光ネットワークのユーザと光ライン端末装置との間に結合されている光増幅器結合器装置において、ネットワークは、光ネットワークのユーザから光ライン端末装置への情報信号の上流伝送をエネーブルし、光増幅器結合器装置は専用ブランチの各ブランチに対して、ブランチにおいて伝送される情報信号のそれぞれを所定の利得値により増幅し、それによって予め決められたパワーレベルで増幅された情報信号を発生する光増幅器と、多重アクセス技術に基いて増幅された情報信号に類似した全ての増幅された情報信号を結合して光ライン端末装置に供給する出力光信号を発生する光結合器と、光増幅器と光結合器との間に結合され、増幅された情報信号が存在する時にそれらを通過させ、増幅された情報信号が存在しない時にブランチを遮断する光オン／オフスイッチとを具備していることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、ツリー型の光ネットワークにおいて使用され、専用ブランチおよび共通のブランチを介して、複数の光ネットワークのユーザから光ライン端末装置へそれぞれ情報信号の上流伝送を行う方法において、
ａ．情報信号を増幅し、それによって増幅された情報信号を発生し、
ｂ．情報信号が存在している時には増幅された情報信号を通過させ、情報信号が存在していない時にはブランチを遮断し、さらに、
ｃ．多重アクセス技術に基いて増幅された情報信号に類似した全ての増幅された情報信号を結合し、それによって光ライン端末装置に伝送される出力する光信号を発生するステップを含んでいることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、情報信号を搬送しないブランチは、光オン／オフスイッチで遮断されているので、これらのブランチは光結合器においてＡＳＥ雑音の累積に役立たない。
【０００８】
光増幅器結合器装置の制御における可能な構成は、各ブランチに対して、光増幅器の利得値および光オン／オフスイッチが、第１および第２の制御信号によってそれぞれ制御されるものである。この構成は請求項２に記載されている。第１の電気制御信号は、利得設定データおよび利得同調データから構成されている。この利得同調データは、例えば光増幅器の温度および時間に対する感度による光増幅度の偏差を補償するために取入れられる。
【０００９】
本発明の別の付加的な特徴は、請求項３に記載されているように、光オン／オフスイッチが、対応したブランチにおける情報信号の存在を検出することによって生成される第２の電気制御信号によって制御される。
【００１０】
オン／オフスイッチを制御する別の方法は、請求項４に記載されており、
上流伝送に対して使用する光ネットワークにおいて、下流情報からの特定の許可情報の検出に関する時分割多重アクセス技術を使用することに基いている。時分割多重アクセスを実現するためのそのような特定の許可情報の使用は、例えば公開された欧州特許出願第EP-0544 975 号から当業者にはよく知られており、そこでは上流伝送を可能にする時間スロット管理システムが説明されている。それにおいて使用されているステーション識別子の流れは特定の許可情報に類似している。請求項４の構成において、第２の電気制御信号は、下流情報中の特定の許可情報の検出によって決定される。
【００１１】
本発明のさらに別の特徴は、請求項５に記載されているように、利得設定データが情報信号のパワーの測定によって決定されることである。
本発明の別の特徴は、請求項６に記載されているように、増幅された情報信号のパワーを測定することによって利得同調データを決定することである。
利得同調データを決定する別の方法は請求項７に記載されており、増幅された信号の最後に測定されたパワーの値を記憶し、次に伝送される情報信号に対して利得同調データを制御するためにこの値を使用するメモリ装置手段を使用することを含んでいる。
【００１２】
利得同調データを決定する別の方法は請求項８に記載されており、それは、情報信号を搬送するブランチへ向う利得同調データを決定するために出力する光信号のパワーレベルを測定するためのパワーレベル装置を導入する。この方法において、各専用ブランチのパワーを測定する代りに、パワー消費を一層少なくするために、パワーの測定は１回だけ行なわれる。
【００１３】
さらに別の特徴は、請求項９に記載されているように、１つの光スイッチ中の全ての光オン／オフスイッチと光結合器を集積することである。
【００１４】
添付の図面を参照した以下の実施形態の説明を参照することによって上記で説明された目的およびその他の目的は、一層明白になり、本発明それ自身は最も良く理解されるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
最初に、光増幅器結合器装置OAS は、図に示されているブロックの機能的記述によって説明されている。図における機能的ブロックの構成は、この説明に基いて当業者には明白である。
【００１６】
光増幅器結合器装置OAS は、専用ブランチB1, B2, …Bi, …Bn、光増幅器結合器装置OAS 、および共通のブランチの縦続接続から構成されている。ツリー型光ネットワークである。光増幅器結合器装置OAS は、上記で説明された専用のブランチと共通のブランチのそれぞれを介して、複数の光ネットワークのユーザONU1、ONU2、…ONUi、…ONUnと、光ライン端末OLT との間に結合されている。
【００１７】
光増幅器結合器装置OAS は、例えば専用ブランチB1, B2, …Bi, …Bnの各ブランチ、例えばBiにおいて、次の２つの基本的な部分を含んでいる。
【００１８】
・光ネットワークのユーザONU1、ONU2、…ONUi、…ONUnの各ネットワークのユーザに結合される光増幅器OAi 、
・光増幅器OAi と光結合器OSとの間に結合された光オン／オフスイッチSW ON/OFFi。
【００１９】
光結合器OSは、光スイッチSW ON/OFFiに類似している全ての光オン／オフスイッチSW ON/OFF1, SW ON/OFF2, …SW ON/OFFi, …SW ON/OFFnと、光ライン端末装置OLT との間に結合されている。
【００２０】
光増幅器結合器装置OAS は、光ネットワークのユーザONU1、ONU2、…ONUi、…ONUnから光ライン端末装置OLT への情報信号IN1,IN2,…INi,…INn の光ネットワークにおける上流伝送を可能にする。
【００２１】
光増幅器結合器OAS の本質的な作業は、以下の段落においてブランチBiにおいて伝送される信号INi に関して説明され、その他のブランチに関する作業は同じである。
【００２２】
光増幅器OAi は、利得値Gi（図示されていない）で信号INi を増幅し、それによって予め決められたパワーレベルで増幅された情報信号A-INi を発生する。
【００２３】
光オン／オフスイッチSW ON/OFF は、増幅された情報信号A-INi が存在するときに、それを通すが、増幅された情報信号A-INi が存在しないときは、ブランチBiを遮断する。
【００２４】
光結合器OSは、多重アクセス技術に基いて、増幅された情報信号A-INi に類似している全ての増幅された情報信号をA-IN1,A-IN2,…A-INi,…A-INn を結合し、それによって光ライン端末OLT へ供給するために出力光信号OUT を発生する。
【００２５】
この実施形態に基いて、光増幅器OAi および各ブランチBiの光オン／オフスイッチSW ON/OFFiの動作は、制御手段CTRLi によって制御される。制御手段CTRLi は、OAi および光オン／オフスイッチSW ON/OFFiに結合され、次のものを制御する。
【００２６】
・利得設定データGSi （図示されていない）および利得同調データGTi （図示されていない）とから構成されている第１の電気制御信号CTRL-Ai による利得値Gi、および、
・第２の電気制御信号CTRL-Bi による光オン／オフスイッチSW ON/OFFi。
【００２７】
利得設定データGSi 、利得同調データGTi 、および第２の電気制御信号CTRL-Bi は、異なる方法で決定される。それらを決定するための特定の構成の幾つかは、以下の段落において機能的な方法で説明されているが、それらは図を複雑にすることを避けるために図示されていない。
【００２８】
各ブランチBiに対して、第２の電気制御信号CTRL-Bi を決定するために、制御手段CTRLi は、光タップを介して、情報信号INi から小さいパワー部分を抽出するパワー検出手段をさらに含んでいる。パワー検出手段は、情報信号INi が存在するか否かを決定し、その結果として第２の制御信号CTRL-Bi を決定する。
【００２９】
利得設定データGSi を決定するために、各ブランチBiに対して、制御手段CTRLi はパワー測定手段を含んでいる。パワー測定手段は、上記で説明されたのと同じ光タップを使用して情報信号INi のパワーを測定し、それに基いて利得設定データGSi を決定する。
【００３０】
パワー測定手段がその機能を遂げるのに十分な時間を有することを保証するために、光遅延ライン（図示されていない）が光タップと光増幅器OAi との間に結合されることに注意すべきである。光遅延ラインは、光増幅器OAi が調節されるまで、情報信号INi を遅延する。
【００３１】
利得同調データGTi を決定するために、各ブランチBiに対して、制御手段CTRLi はさらに追加のパワー測定手段を含んでいる。光オン／オフスイッチSW ON/OFFiと光結合器OSとの間に結合された追加の光タップを介して、小パワー部分が増幅された情報信号から抽出され、追加のパワー測定手段が増幅された情報信号A-INi のパワーを測定し、それに基いて利得同調データGTi を決定する。
【００３２】
さらに、光増幅器OAi に対して、エルビウムドープファイバ増幅器が使用されているが、半導体光増幅器は、それらの低いスイッチオン時間のために、この構成において使用するのに非常に適していることに注意すべきである。これらの半導体光増幅器は、光増幅器OAi および光オン／オフスイッチSW ON/OFFiの機能を集積するために使用できることにも注意すべきである。
【００３３】
第２の電気制御信号CTRL-Bi を決定するための別の構成は、時分割多重アクセス技術に基いて、光結合器OSが増幅された情報信号A-IN1,A-IN2,…A-INi,…A-INn を結合する光ネットワークにおいて実現される。そのような光ネットワークにおいて、光増幅器結合器装置OAS は、動作およびメンテナンス機能を行うために光ネットワーク端末装置NTOAM （図示されていない）を含んでいる。NTOAM は、同じく付加的な光タップによって光ライン端末装置OLT 、および制御手段CTRLi に結合される。付加的な光タップは、光ライン端末装置OLT から光ネットワーク端末装置ONU1、ONU2、…ONUi、…ONUnへ送られる下流信号から小パワー部分を抽出し、この小パワー部分をこれらの下流信号から特定の許可情報を捕獲する光ネットワーク端末装置NTOAM へ供給する。最初の方の説明に基いて、時分割多重アクセスを実現するために特定の許可情報を使用することは当業者にはよく知られている。この特定の許可情報によって、光ネットワーク端末装置NTOAM は、情報信号INi が、光ネットワークのユーザONUiによって送信される時、および情報信号INi が光増幅器OAi に供給される時を正確に知る。特定の許可情報は、情報信号INi が予め決められた時間間隔内に存在するか否かを決定し、またその結果として第２の電気制御信号CTRL-Bi を決定するをことができる制御手段CTRLi へ供給される。
【００３４】
各ブランチBiに対して、利得同調データGTi を決定するためのさらに別の代りの構成は、制御手段CTRLi 、増幅された情報信号A-INi のパワーを測定するための測定手段に加えて、増幅された信号の測定されたパワーの値を記憶するためのメモリ手段を含むことによって実現される。この値は、次の伝送される情報信号INi に対する利得同調データGTi を決定するために使用される。
【００３５】
最後に、各ブランチBiに対して、利得同調データGTi を決定するための代りの方法は、１つのパワーレベル装置の構成で実現されることに注意しなければならない。光増幅器結合構造OAS 内に含まれているパワーレベル装置は、光増幅器OSの制御出力と各ブランチBiに関連している制御手段CTRLi との間に結合される。パワーレベル装置は、出力光信号OUT のパワーレベルを測定し、パワーレベルのデータによってその結果を制御手段CTRLi へ供給する。制御手段CTRLi は、情報信号が存在するならば、ここで利得同調データGTi を決定することができる。
【００３６】
光結合器OSおよび全ての光オン／オフスイッチSW ON/OFFiに類似している光オン／オフスイッチSW ON/OFF1、SW ON/OFF2、…、SW ON/OFFi、…、SW ON/OFFnが、１つの光スイッチにおいて集積できることに注意すべきである。
【００３７】
それらの機能の説明に基いて、上記の代りの構成を実現するための方法は当業者の明白であるので、これらの方法はこれ以上説明されない。
【００３８】
この光増幅器結合器装置OAS の出力光信号OUT は、光ライン端末装置OLT への長い距離を克服するために増幅されなければならないことにも注意しなければならない。光増幅器構造OAS において光増幅器OAi に類似した異なる光増幅器OA1,OA2,…OAi,…OAn の効果的な作業、および出力光信号OUT に対する連続する上流伝送を保証する適切なアクセスプロトコルにおいて、出力光信号OUT は、情報信号IN1,IN2,…,INi…,INnが有するように、バーストの特徴を最早有さない。この方法において、迅速な利得設定の光増幅器は、光出力信号OUT の増幅のために最早必要とされず、標準型の光増幅器を使用することができる。
【００３９】
本発明の原理は、特定の装置に関連して上記で説明されたが、これは単なる例示として説明されているものであり、本発明の技術的範囲を限定しないことが明白に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】光増幅器結合器装置およびツリー型光ネットワークの概略図。

Claims (7)

  1. 専用のブランチ（ B1, B2, … Bi, … Bn ）および共通のブランチの縦続接続から構成されているツリー型の光ネットワーク（ APON ）中に配置され、それぞれ前記専用のブランチおよび前記共通のブランチを介して複数の光ネットワークのユーザ（ ONU1 、 ONU2 、… ONUi 、… ONUn ）と光ライン端末装置（ OLT ）との間に結合されている光増幅器結合器装置（ OAS ）において、
    前記ネットワークは、前記光ネットワークのユーザ（ ONU1 、 ONU2 、… ONUi 、… ONUn ）から前記光ライン端末装置（ OLT ）への情報信号（ IN1,IN2, … INi, … Inn ）の上流伝送を可能にし、
    前記光増幅器結合器装置（ OAS ）は、前記専用ブランチ（ B1, B2, … Bi, … Bn ）の各ブランチ（ Bi ）について、
    前記ブランチ（ Bi ）において伝送される前記情報信号（ IN1,IN2, … INi, … INn)のそれぞれ１つ (INi) を所定の利得値（ Gi ）により増幅し、それによって予め決められたパワーレベルで増幅された情報信号（ A-INi ）を発生する光増幅器（ OAi ）と、
    前記光増幅器（OAi）と、多重アクセス技術に基いて前記増幅された情報信号（ A-INi ）に類似した全ての増幅された情報信号（ A-IN1,A-IN2, … A-INi, … A-INn ）を結合しそれによって前記光ライン端末装置（ OLT ）に供給する出力光信号（ OUT ）を発生する前記光増幅器結合器装置に含まれる光結合器(OＳ)との間に結合された光オン／オフスイッチ（ SW ON/OFFi ）とを具備し、前記光オン／オフスイッチ（ SW ON/OFFi ）は前記増幅された情報信号（ A-INi ）が存在する時にそれらを通過させ、前記増幅された情報信号が存在しない時に前記ブランチ（ Bi ）を遮断するために備えられ、
    前記光増幅器結合器装置（ OAS ）はさらに、各前記ブランチ（ Bi ）について、前記光増幅器 (OAi) にそして前記光オン／オフスイッチ（ SW ON/OFFi ）に結合され、利得設定データ (GSi) と利得同調データ（ GTi ）とから構成される第１の電気制御信号（ CTRLi-Ai ）によって前記利得値（ Gi ）を制御し、第２の電気制御信号（ CTRLi-Bi ）によって前記オン／オフスイッチ（ SW ON/OFFi ）を制御する制御手段 (CTRLi) を含み、そして
    前記光結合器 (O Ｓ ) が時分割多重アクセス技術（ TDMA ）に基いて前記増幅された情報信号（ A-IN1,A-IN2, … A-INi, … A-INn ）を結合するために設けられ、
    前記光増幅器結合器装置（ OAS ）はさらに、動作およびメンテナンス機能を実行するために光ネットワーク端末装置（ NTOAM ）を含み、前記光ネットワーク端末装置（ NTOAM ）が、前記光ライン端末装置（ OLT ）および前記制御手段 (CTRLi) に結合され、前記光ライン端末装置（ OLT ）から前記光ネットワークのユーザ（ ONU1 、 ONU2 、… ONUi 、… ONUn ）へ送信される下流信号から特定の許可情報を捕獲し、前記特定の許可情報を前記制御手段（ CTRLi ）へ供給し、それによって前記制御手段 (CTRLi) が前記情報信号（ INi ）が予め決められた時間間隔内に存在するか否かを決定し、その結果として前記第２の電気制御信号（ CTRLi-Bi ）を決定することを可能にする光増幅器結合器装置（ OAS ）。
  2. 各前記ブランチ（ Bi ）に対して、前記制御手段（ CTRLi ）が、前記１つの情報信号（ INi ）のパワーを測定し、それに基いて前記利得設定データ（ GSi ）を決定するパワー測定手段をさらに備えている請求項１記載の光増幅器結合器装置（ OAS ）。
  3. 各前記ブランチ（ Bi ）に対して、前記制御手段（ CTRLi ）が、さらに前記増幅された情報信号（ A-INi ）のパワーを測定し、それに基いて前記利得同調データ（ GTi ）を決定するパワー測定手段をさらに備えている請求項１記載の光増幅器結合器装置（ OAS ）。
  4. 各前記ブランチ（ Bi ）に対して、前記制御手段（ CTRLi ）が、前記増幅された情報信号（ A-INi ）のパワーを測定し前記増幅された情報信号（ A-INi ）の測定されたパワーの値を供給するパワー測定手段と、続いて伝送される情報信号（ INi ）のための前記利得同調データ（ GTi ）を決定するために使用される前記値を記憶するためのメモリ手段とをさらに備えている請求項１記載の光増幅器結合器装置（ OAS ）。
  5. 前記光増幅器結合器（ OAS ）が、前記光結合器（ OS ）の制御出力と、各ブランチ（ Bi ）に関連している前記制御手段（ CTRLi ）との間に結合されているパワー レベル装置をさらに備え、前記パワーレベル装置は前記出力する光信号（ OUT ）のパワーレベルを測定し、その結果として電気的パワーレベルのデータ（Ｐ−ＯＵＴ）を前記制御手段（ CTRLi ）にさらに供給し、それによって前記制御手段（ CTRLi ）が、前記情報信号が存在する時に前記利得同調データ（ GTi ）を決定することを可能にする請求項１記載の光増幅器結合器装置（ OAS ）。
  6. 前記光結合器（ OS ）、および前記光オン／オフスイッチ（ SW ON/OFFi ）に類似している全ての光オン／オフスイッチ（ SW ON/OFF1,SW ON/OFF2, … ,SW ON/OFFi, … , SW ON/OFFn ）が、１つの光スイッチ中に集積されている請求項１記載の光増幅器結合器装置（ OAS ）。
  7. 専用ブランチ（ B1, B2, … Bi, … Bn ）および共通のブランチを介して、複数の光ネットワークのユーザ（ ONU1 、 ONU2 、… ONUi 、… ONUn ）から光ライン端末装置（ OLT ）へそれぞれ情報信号(IN1,IN2, … INi, … INn)の上流伝送を行うため、ツリー型の光ネットワーク（ APON ）において使用される方法であって、
    前記情報信号(IN1,IN2, … INi, … INn)の各１つ (INi)に対する前記方法は、
    ａ．前記情報信号(INi)を増幅し、それによって増幅された情報信号（ A-INi ）を発生し、
    ｂ．前記情報信号(INi)が存在している時には前記増幅された情報信号（ A-INi ）を通過させ、前記情報信号(INi)が存在していない時には前記ブランチ（ Bi ）を遮断し、さらに、
    ｃ．多重アクセス技術に基いて前記増幅された情報信号（ A-INi ）に類似した全ての増幅された情報信号（ A-IN1,A-IN2, … A-INi, … A-INn ）を結合し、それによって前記光ライン端末装置（ OLT ）に伝送される出力光信号（ OUT ）を発生するステップを含み、
    前記方法はさらに前記光ライン端末装置（ OLT ）から前記光ネットワークのユーザ（ ONU1 、 ONU2 、… ONUi 、… ONUn ）へ送信される下流信号から特定の許可情報を捕獲し、その上で、前記ステップｂ．の実行を可能とするために、前記情報信号 (INi) が予め決められた時間間隔内に存在するか否かを決定することを含む方法。
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