JP4025761B2 - 多波長レージング光源及び反射型光増幅手段を用いた波長分割多重方式受動型光加入者網 - Google Patents

Description

本発明は、波長分割多重方式受動型光加入者網に関するものであり、特に多波長レージング光源と反射型光増幅手段とを用いた波長分割多重方式受動型光加入者網に関する。

一般に、受動型光加入者網（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（ＰＯＮ）は、中央基地局と、光分配器及び複数の加入者装置が光ファイバーに連結されて構成されており、中央基地局と加入者装置はデータを伝送するため必要な光源を含んでいる。すなわち、中央基地局はデータを加入者側に下向伝送するための下向光源を含み、加入者装置はデータを中央基地局側に上向伝送するための上向光源を含む。

波長分割多重方式（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ）（ＷＤＭ）の受動型光加入者網は、こうした光源としてＷＤＭ光源から発生された光源を用いる。

かかるＷＤＭ＿ＰＯＮは、各加入者に付与された固有の波長を用いて超高速広帯域通信サービスを提供する。従って、ＷＤＭ＿ＰＯＮは、通信の秘密保障が確実であり、各加入者が要求する別途の通信サービス又は通信容量の拡大を容易に受容することができ、新しい加入者に付与される固有の波長を追加することにより容易に加入者の数を拡大することができるという長所がある。

しかしながら、このような長所にもかかわらず、ＷＤＭ＿ＰＯＮは、まだ実用化がなされていない。その理由は、中央基地局（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｏｆｆｉｃｅ）（ＣＯ）と各加入者装置（端末）で特定発振波長の光源と光源の波長を安定化するための付加的な波長安定化回路を必要とすることにより、加入者に高い経済的な負担が要求されるためである。従って、ＷＤＭ＿ＰＯＮの実用化のためには、経済的な波長分割多重方式光源の開発が必須とされている。

ＷＤＭ＿ＰＯＮに使用される波長分割多重方式光源の例としては、分散帰還レーザアレイ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｌａｓｅｒ ａｒｒａｙ）（ＤＦＢ ｌａｓｅｒ ａｒｒａｙ）、多波長レーザ（ｍｕｌｔｉ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌａｓｅｒ）（ＭＦＬ）、スペクトラム分割方式光源（ｓｐｅｃｔｒｕｍ−ｓｌｉｃｅｄ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ）、非干渉性光を備えたモードロックのファブリ−ペローレーザ（ｍｏｄｅ−ｌｏｃｋｅｄ Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ ｌａｓｅｒ ｗｉｔｈ ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ ｌｉｇｈｔ）、及び反射型半導体光増幅器等がある。

前述した各光源の特性については以下の通りである。

１．分散帰還レーザアレイ及び多波長レーザ
分散帰還レーザアレイと多波長レーザは、製造過程が複雑で高価な素子であり、さらに、波長分割多重方式の実現のため、光源の正確な波長選択性と波長安定化が要求される。

２．スペクトラム分割方式光源
スペクトラム分割方式光源は、広帯域幅の光信号を光学フィルター（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｌｔｅｒ）又は導波路型回折格子（Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）（ＷＧＲ）を用いてスペクトラム分割することにより、多くの数の波長分割されたチャンネルを提供することができる。従って、スペクトラム分割方式の光源では、特定発振波長の光源を必要とせず、さらに波長安定化のための装備も要求されない。こうしたスペクトラム分割方式光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、超発光ダイオード（ＳＬＤ：ｓｕｐｅｒｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｄｉｏｄｅ）、ファブリ−ペローレーザ（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ ｌａｓｅｒ）（ＦＰ ｌａｓｅｒ）、光ファイバー増幅器光源（ｆｉｂｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ）、及び極超短光パルス光源等が提案された。

これらのうち、発光ダイオードと超発光ダイオードは、光帯域幅が非常に広く、低廉であるが、変調帯域幅と出力が低いため、下向信号に比べて変調速度が低い上向信号のための光源に適しているという特性がある。ファブリ−ペローレーザは、低コストの装置ではあるが、帯域幅が狭いがために、多くの数の波長分割されたチャンネルを提供することができない。さらに、ファブリ−ペローレーザは、スペクトラム分割された信号を高速に変調して伝送する場合に、モード分割雑音（ｍｏｄｅ ｐａｒｔｉｔｉｏｎ ｎｏｉｓｅ）による性能低下が深刻である、という短所を有している。また、極超短パルス光源は、光源のスペクトラム帯域が非常に広く、可干渉性（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）があるが、発振されるスペクトラムの安定度が低く、また、パルスの幅が数ｐｓに過ぎず、このため実現が困難である、という特性を有している。

一方、このような光源に代わって、光ファイバー増幅器から生成される自然放出光（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｇｈｔ）（ＡＳＥ ｌｉｇｈｔ）をスペクトラム分割して多くの数の波長分割された高出力チャンネルを提供することができる、スペクトラム分割方式の光ファイバー増幅器光源（ｓｐｅｃｔｒｕｍ−ｓｌｉｃｅｄ ｆｉｂｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ）が提案された。しかしながら、こうしたスペクトラム分割方式光源は、各チャンネルが相異なるデータを伝送するために、高価な外部変調器（例えば、ＬｉＮｂＯ_３変調器など）を別途に使用しなければならない。

３．非干渉性光を備えたモードロックのファブリ−ペローレーザ
モードロックのファブリ−ペローレーザは、発光ダイオード又は光ファイバー増幅器光源のような非干渉性光源から生成される広帯域幅の光信号を光学フィルター又は導波路型回折格子を用いてスペクトラム分割した後に、偏向器（ｉｓｏｌａｔｏｒ）が装着されないファブリ−ペローレーザに注入して出力されるモードロックの信号を伝送に使用する。一定出力以上のスペクトラム分割された信号がファブリ−ペローレーザに注入される場合に、ファブリ−ペローレーザは、注入されるスペクトラム分割された信号の波長と一致する波長のみを生成して出力するという特徴がある。

また、非干渉性光を備えたモードロックのファブリ−ペローレーザは、ファブリ−ペローレーザをデータ信号に応じて直接変調することにより、より経済的にデータを伝送することができる。しかしながら、ファブリ−ペローレーザが高速長距離伝送に適したモードロックの信号を出力するためには、広帯域幅の高出力光信号を注入しなければならない。加えて、ファブリ−ペローレーザ出力信号のモード間隔が注入されるスペクトラム分割された信号の線幅より広い場合には、周辺温度変化によりファブリ−ペローレーザのモードが変更され得る。その結果、ファブリ−ペローレーザから発生された信号はファブリ−ペローレーザに注入されるスペクトラム分割された信号の波長と一致する波長から外れて、ファブリ−ペローレーザのモードロック現象が解除される。そのため、モードロックのファブリ−ペローレーザを波長分割多重方式光源として用いることができなくなる。モードロックのファブリ−ペローレーザを波長分割多重方式光源として使用しようとするならば、外部温度制御（ＴＥＣ ＣＯＮＴＲＯＬＥＲ）が不可欠となる。

４．反射型半導体光増幅器
反射型半導体光増幅器は、非干渉性光源（例えば、発光ダイオード又は光ファイバー増幅器光源等）から生成される広帯域幅の光信号を光学フィルター又は導波路型回折格子を用いてスペクトラム分割した後、この信号を反射型半導体光増幅器に注入して、その半導体光増幅器から増幅された後反射されて出力される信号を伝送に使用する。このように、反射型半導体光増幅器は、注入されるスペクトラム分割された信号を増幅／変調／再出力して伝送するため、スペクトラム分割された信号の伝送特性を維持させるという特徴がある。すなわち、反射型半導体光増幅器は、高速のデータを伝送するためには注入されるスペクトラム分割された信号の線幅が広がらなければならず、これにより光ファイバーから発生する色分散効果により長距離伝送が制限されるという特徴がある。また、反射型半導体光増幅器は、スペクトラム分割された信号を提供するための光源として使用する光ファイバー増幅器又は発光ダイオードのような広帯域光源の限定された線幅を考慮する場合、注入されるスペクトラム分割された信号の線幅が広がるほど、受容可能な加入者の数が減る。

従って、本発明は、先行技術に生じる前述の問題点を解決し、さらなる利点を提供しようとするものである。

本発明の目的は、簡素で、信頼性があり、低コストの経済的な波長分割多重方式光源を用いた波長分割多重方式受動型光加入者網を提供することである。

前述した目的を達成するため、本発明で提供する多波長レージング光源及び反射型光増幅手段を用いた波長分割多重方式受動型光加入者網は、多波長レージング光源が設置された中央基地局装置と、中央基地局装置から伝送された多波長信号の反射信号により上向信号を伝送する多数の加入者装置と、加入者装置及び中央基地局装置と伝送光ファイバーを通じて連結され、中央基地局装置から伝送される多波長信号を逆多重化して各加入者装置に伝送し、加入者装置それぞれから受信された上向信号を多重化して中央基地局装置に伝送する地域基地局装置と、を含み、前記中央基地局装置は、自然放射増幅雑音を生成する第１の光増幅器と、一側に前記自然放射増幅雑音を入力し、多波長レージング光源を出力するための入／出力端子及び多数の上向信号出力端子を備え、他側に多波長レージング光源発生のための多数の入／出力端子及び上向信号入力端子を備えて、前記自然放射増幅雑音の入力に応答して多重化された多波長レージング光源を出力し、前記上向信号の入力に応答して前記信号を逆多重化して出力する多重化／逆多重化器と、前記多重化／逆多重化器の一側に備えられた多数の上向信号出力端子に一対一で連結された多数の上向信号受信機と、前記多重化／逆多重化器の他側に備えられた多数の入／出力端子に一対一で連結され、該多数の入／出力端子を通じて出力される逆多重化信号を該多数の入／出力端子に再入力させる多数の反射手段と、前記多重化／逆多重化器から出力された多波長レージング光源を前記地域基地局装置に出力し、前記地域基地局装置から入力された上向信号を前記多重化／逆多重化器の上向信号入力端子に伝達するサーキュレータと、を含むことを特徴とする。

以下、本発明の望ましい実施形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。この際、記載することで本発明の要旨を不要にぼかすことになる公知の機能及び構成については、詳細な説明を省略する。

図１は多波長レージング光源についての構成図である。

図１に示すように、通常的な多波長レージング光源は、ポンプレーザダイオード（ｐｕｍｐ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ）１０と、第１及び第２の光増幅器３０，７０と、サーキュレータ（ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ）４０と、多重化／逆多重化器５０と、多数枚の鏡（ｍｉｒｒｏｒ）５５と、帯域通過フィルター（Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）（ＢＰＦ）６０と、第１及び第２の光分配器２０，８０とを具備している。ここで、第１及び第２の光増幅器３０，７０はエルビウム添加の光ファイバー増幅器（Ｅｒｂｉｕｎ＿Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）或いは光増幅器とし、多重化／逆多重化器５０は１×Ｎ導波路型回折格子（Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）（ＷＧＲ）とすることが望ましい。

前述したような構成を有する多波長レージング光源の動作原理は次の通りである。

先ず、第１の光増幅器３０がポンプレーザダイオード１０に後方ポンピングされて自然放射増幅雑音（ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｎｏｉｓｅ）（ＡＳＥ ｎｏｉｓｅ）を生成すれば、そのＡＳＥ雑音はサーキュレータ４０を通過した後に多重化／逆多重化器５０に入力されてスペクトラム分割される。多重化／逆多重化器５０でスペクトラム分割されたＮ個のチャンネルは、Ｎ枚の鏡５５にそれぞれ反射されて多重化／逆多重化器５０に再入力され、多重化／逆多重化器５０で多重化された後に、多重化／逆多重化器５０から出力される。

その後、サーキュレータ４０は多重化／逆多重化器５０で多重化された信号を帯域通過フィルター６０に入力して、その多重化信号のスペクトラム帯域を制限する。この際、帯域通過フィルター６０は、多重化／逆多重化器５０を構成する導波路型回折格子の自由スペクトラム域と同じ通過帯域（ｐａｓｓｂａｎｄ）を有することが望ましい。従って、帯域通過フィルター６０は、波長分割多重方式信号の帯域幅外部に存在する信号を除去する。このように、波長分割多重方式信号の帯域幅外の信号を除去した後、その信号を次の段階で増幅することにより、多重化された信号の出力をより効率的に増加させることが可能となる。

一方、第１の光増幅器３０から出力されるＡＳＥ雑音の信号帯域幅が、多重化／逆多重化器５０を構成する導波路型回折格子の自由スペクトラム間隔（Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）（ＦＳＲ）よりも広ければ、導波路型回折格子に入力／スペクトラム分割された分割信号のスペクトラムは、図２に示すように、導波路型回折格子の自由スペクトラム間隔に開けられている多数の波長に存在する。そして、こうした信号が加入者装置の反射型半導体光増幅器に注入／増幅された後に、上向データにより直接変調されて中央基地局に伝送されれば、広波長帯域に広がっているスペクトラムが光ファイバー伝送時に色分散効果（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ）を誘発して、受信機の受信感度を低下させることになり、このため、高速のデータを長距離伝送することが不可能になる。しかしながら、帯域通過フィルター６０でスペクトラム分割された信号のスペクトラム帯域を導波路型回折格子の一つの自由スペクトラム間隔以下の帯域に制限して、各スペクトラム分割された信号のスペクトラムが一つの波長でのみ存在させることにより、高速のデータを長距離伝送することが可能になる。

このように、帯域通過フィルター６０でスペクトラム帯域が制限された多重化信号は、第２の光増幅器７０で増幅された後に、第２の分配器８０に入力される。第２の分配器８０は、その多重化信号の一部を第１光増幅器３０に入力し、残りは伝送光ファイバーに入力する。

この際、第１の光増幅器３０に入力された多重化信号の一部はサーキュレータ４０と、多重化／逆多重化５０と、鏡５５と、帯域通過フィルター６０及び第２の光増幅器７０とを経る工程を繰り返す。

従って、図１に例示された光源の場合には、かかる工程が無限に繰り返されて高出力の非常に狭い線幅を有した多重化信号を生成して、該信号を伝送光ファイバーに入力する。

図３は本発明の第１の実施形態による波長分割多重方式受動型光加入者網に関する構成図である。図３に示すように、本発明の第１の実施形態による波長分割多重方式受動型光加入者網は、中央基地局装置６００、地域基地局装置７００及び加入者装置８００が伝送光ファイバーを通じて連結されている。

中央基地局装置６００は、多波長レージング光源で生成された多波長信号を伝送する。このため、中央基地局装置６００は、ポンプレーザダイオード（ｐｕｍｐ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ）６１０と、第１及び第２の光分配器６２０，６８０と、第１及び第２の光増幅器６３０，６７０と、第１及び第２のサーキュレータ６４０，６９２と、多重化／逆多重化器６５０と、多数枚の鏡６５５と、帯域通過フィルター６６０及び多数の上向信号受信機（ｏｐｔｉｃａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）（Ｒｘ）６９４とを含む。

このうちの上向信号受信機６９４及び第２のサーキュレータ６９２を除外した装置が、多波長レージング光源として動作するものであり、この多波長レージング光源は、図１に例示された多波長レージング光源とその構成及び動作が類似する。すなわち、ポンプレーザダイオード６１０、第１の光分配器６２０、第１の光増幅器６３０、第１のサーキュレータ６４０、多重化／逆多重化器６５０、多数枚の鏡６５５、帯域通過フィルター６６０、第２の光増幅器６７０、及び第２の光分配器６８０は、図１に例示されたポンプレーザダイオード１０、第１の光分配器２０、第１の光増幅器３０、サーキュレータ４０、多重化／逆多重化器５０、鏡５５、帯域通過フィルター６６０、第２の光増幅器７０、第２の光分配器８０と、それぞれ対応している。従って、中央基地局装置６００に含まれた多波長レージング光源の構成及び動作に対する具体的な説明は省略する。

但し、多重化／逆多重化器６５０については、図１に例示された多波長レージング光源に含まれた多重化／逆多重化器５０に対して、その構成及び動作が相違する。すなわち、多重化／逆多重化器６５０は、多波長レージング光源を発生させて第１のサーキュレータ６４０を通して帯域通過フィルター６６０に伝達する動作を遂行することと同時に、第２のサーキュレータ６９２を通して伝達される多重化された上向信号を逆多重化してそれぞれの上向信号受信機６９４に伝達する動作をさらに遂行する。これにより、本発明の中央基地局装置６００は、一つの多重化／逆多重化器６５０により多波長信号の発生と上向信号の逆多重化を全て遂行することにより、その構成が簡素化され、中央基地局装置６００を低コストで実現することができるという効果が得られる。このため、多重化／逆多重化器６５０は、Ｎ×Ｎ導波路型回折格子とすることが望ましい。

先ず、多重化／逆多重化器６５０は、少なくとも第１の光増幅器６３０から発生された自然放射増幅雑音を入力し、多波長レージング光源を出力するための第１の入／出力端子及び多数の上向信号出力端子を一側に備え、多波長レージング光源発生のための多数の第２の入／出力端子及び上向信号入力端子を備える。

そして、多重化／逆多重化器６５０の第１の入／出力端子を通じて第１の光増幅器６３０から伝達された自然放射増幅雑音が入力されると、多重化／逆多重化器６５０は、雑音信号を逆多重化し、第２の入／出力端子を通じて該逆多重化信号を出力する。そして、多重化／逆多重化器６５０は、多数の第２の入／出力端子それぞれに連結された多数枚の鏡６５５により反射された信号を再入力した後、その信号を多重化し、第１の入／出力端子を通じて該多重化信号を出力する。

一方、多重化／逆多重化器６５０に多重化された上向信号が入力されると、多重化／逆多重化器６５０は、その上向信号を逆多重化した後に、その逆多重化信号を多数の上向信号出力端子を通じて出力する。その結果、一側に備えられた多数の上向信号出力端子それぞれに連結された多数の上向信号受信機６９４は、該当される上向信号を受信して電気信号に変換する。

第２のサーキュレータ６９２は、多重化／逆多重化器６５０から出力された多波長レージング光源を伝送光ファイバーを通じて地域基地局装置７００に出力し、地域基地局装置７００に入力された多重化された上向信号を多重化／逆多重化器６５０の上向信号入力端子に伝達する。

地域基地局装置７００は、１×Ｎ導波路型回折格子７１０を含んで構成され、中央基地局装置６００から伝送される多波長信号を逆多重化して加入者装置８００に伝送し、加入者装置８００それぞれから受信された上向信号を多重化して中央基地局装置６００に伝送する。

加入者装置８００は、中央基地局装置から伝送されて地域基地局装置で逆多重化された多波長信号の反射信号を用いることによって、上向信号を伝送する。すなわち、加入者装置８００内には別途の上向光源を含まない。このため、加入者装置８００それぞれは、反射型光増幅手段を含んでおり、特に反射型半導体光増幅器８１０を含む。なお、この反射型半導体光増幅器８１０の構造及び動作に関する詳細な説明は、図５を参照して後述する。

上述の構成を有する本発明の第１の実施形態によるＷＤＭ ＰＯＮの動作については、以下の通りである。

まず、中央基地局装置６００の多波長レージング光源から出力される多重化信号は、第２のサーキュレータ６９２を通過して伝送光ファイバーに入力される。伝送光ファイバーに入力された多重化信号は、地域基地局装置７００の１×Ｎ導波路型回折格子７１０に入力されて逆多重化された後に、加入者装置８００に伝送される。加入者装置８００に伝送された信号は、反射型半導体光増幅器８１０に入力され、反射型半導体光増幅器８１０から反射される。反射された信号は、増幅されることと同時に上向データにより変調され、最終的には、上向信号伝送のために転送される。

図４は本発明の第２の実施形態による波長分割多重方式受動型光加入者網についての構成図である。図４に示す波長分割多重方式受動型光加入者網は、中央基地局装置６００ａと加入者装置８００ａとを含む。図３に例示された波長分割多重方式受動型光加入者網と比較すれば、中央基地局装置６００ａは外部変調器（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）（ＥＭ）６９０ａをさらに含み、加入者装置８００ａは放送受信用光受信機８２０ａ及び光分配器８３０ａをさらに含む。

図４の例で、ポンプレーザダイオード６１０ａと、第１及び第２の光分配器６２０ａ，６８０ａと、第１及び第２の光増幅器６３０ａ，６７０ａと、第１及び第２のサーキュレータ６４０ａ，６９２ａと、多重化／逆多重化器６５０ａ、鏡６５５ａと、帯域通過フィルター６６０ａ及び上向信号受信機６９４ａとは、図３のポンプレーザダイオード６１０と、第１及び第２の光分配器６２０，６８０と、第１及び第２の光増幅器６３０，６７０と、第１及び第２のサーキュレータ６４０，６９２と、多重化／逆多重化器６５０と、鏡６５５と、帯域通過フィルター６６０及び上向信号受信機６９４と、それぞれ同一の動作を遂行する。

従って、これら各装置についての具体的な動作説明は、冗長を避けるために省略する。

外部変調器（ＥＭ）６９０ａは、多重化／逆多重化器６５０ａから出力された多波長レージング光源を、既設定された放送型サービス信号に基づいて変調した後に、変調後の信号を第２のサーキュレータ６９２ａに出力する。従って、本発明の中央基地局装置は、放送型サービス信号を生成するための別途の光源を含まない。好ましくは、外部変調器（ＥＭ）６９０ａは、ＬｉＮｂＯ_３変調器、電界吸収（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）変調器、及び半導体型光増幅器のうちのいずれか一つを用いることとする。

一方、加入者装置８００ａは、図３に例示された加入者装置８００と比較して、外部変調器（ＥＭ）６９０ａを通じて発生された放送信号を受信するための放送受信用光受信機８２０ａと光分配器８３０ａとをさらに含んでいる。光分配器８３０ａは、地域基地局装置７００から伝送された信号を反射型半導体光増幅器８１０ａ及び放送受信用光受信機８２０ａに分配するために追加される。

特に、多波長レージング光源の信号は高出力の非常に狭い線幅を有した信号であるため、この信号を外部変調器６９０ａに入力して放送型サービス信号により変調して伝送する場合、光ファイバーでの色分散効果と光受信機での信号−信号衝突雑音を抑制して、より多くの放送型サービス信号を長距離伝送することができる。

図５は本発明の第１及び第２の実施形態による受動型光加入者網に適用された半導体光増幅器の構成図である。

図５に示すように、半導体光増幅器は、一側に無反射コーティング面（ＡＲ ｃｏａｔｉｎｇ）８１２を備え、他側に全反射コーティング面（ＨＲ ｃｏａｔｉｎｇ）８１６を備え、かかる無反射コーティング面８１２と全反射コーティング面８１６との間に利得媒質８１４を備えている。そして、半導体光増幅器は、無反射コーティング面８１２に入力された信号につき、全反射コーティング面８１６から全反射して出力し、信号が利得媒質８１４を通過するときに増幅及び変調する。

図５の例で外部から入力される外部注入信号は、実際には中央基地局６００から出力されて地域基地局装置７００で逆多重化された多波長信号である。そして、出力信号はその逆多重化された多波長信号の反射信号を光源とし、上向データにより変調された信号になる。

従って、反射型半導体光増幅器に入力された信号は増幅された後に上向データにより直接変調されて再出力され、半導体光増幅器で再出力された（即ち、加入者装置から出力された）信号は、地域基地局装置に伝送され、地域基地局に設けられた導波路型回折格子により多重化されて中央基地局装置に伝送される。図４で、中央基地局に伝送された多重化された上向信号は、サーキュレータを通過して多波長レージング光源を構成する導波路型回折格子に入力されて逆多重化され、逆多重化された上向信号は上向光受信機に入力されて電気信号として検出される。

前述した本発明のＷＤＭ＿ＰＯＮは、中央基地局で多波長レージング光源を発生させるための多重化／逆多重化器と上向信号の受信のための多重化／逆多重化器とを一体化することにより、中央基地局装置を経済的に実現することができる。また、加入者装置に反射型光増幅手段を設けて、中央基地局から伝送された多波長信号の反射信号により上向信号を伝送できるようにすることにより、加入者装置を低コストで実現することができる。その結果、本発明においては、ＷＤＭ＿ＰＯＮを経済的に実現することができるという長所がある。従って、本発明によれば、低コストのＷＤＭ光源を用いることによりＷＤＭ＿ＰＯＮの実用化が可能になる、という効果が得られる。

前述した本発明の説明では、具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形例を実施することができる。従って、本発明の範囲は、説明された実施形態により定められるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等な構成に基づいて定められるべきである。

多波長レージング光源についての構成図である。 スペクトラム分割されたチャンネルのスペクトラム形態を示した波形図である。 本発明の第１の実施形態による波長分割多重方式受動型光加入者網についての構成図である。 本発明の第２の実施形態による波長分割多重方式受動型光加入者網についての構成図である。 本発明の第１及び第２の実施形態による受動型光加入者網に適用された半導体光増幅器についての構成図である。

符号の説明

６００ 中央基地局装置
６１０ ポンプレーザダイオード
６２０，６８０ 第１及び第２の光分配器
６３０，６７０ 第１及び第２の光増幅器
６４０，６９２ 第１及び第２のサーキュレータ
６５０ 多重化／逆多重化器
６５５ 鏡
６６０ 帯域通過フィルター
６９４ 上向信号受信機
７００ 地域基地局装置
８００ 加入者装置

Claims (12)

1. 波長分割多重方式受動型光加入者網において、
   多波長レージング光源が設置された中央基地局装置と、
   前記中央基地局装置から伝送された多波長信号の反射信号により上向信号を伝送する多数の加入者装置と、
   前記加入者装置及び前記中央基地局装置と伝送光ファイバーを通じて連結され、前記中央基地局装置から伝送される多波長信号を逆多重化し、前記加入者装置それぞれから受信された信号を多重化する地域基地局装置と
   を含み、
   前記中央基地局装置は、
   自然放射増幅雑音を生成する第１の光増幅器と、
   一側に前記自然放射増幅雑音を入力し、多波長レージング光源を出力するための入／出力端子及び多数の上向信号出力端子を備え、他側に多波長レージング光源発生のための多数の入／出力端子及び上向信号入力端子を備えて、前記自然放射増幅雑音の入力に応答して多重化された多波長レージング光源を出力し、前記上向信号の入力に応答して前記信号を逆多重化して出力する多重化／逆多重化器と、
   前記多重化／逆多重化器の一側に備えられた多数の上向信号出力端子に一対一で連結された多数の上向信号受信機と、
   前記多重化／逆多重化器の他側に備えられた多数の入／出力端子に一対一で連結され、該多数の入／出力端子を通じて出力される逆多重化信号を該多数の入／出力端子に再入力させる多数の反射手段と、
   前記多重化／逆多重化器から出力された多波長レージング光源を前記地域基地局装置に出力し、前記地域基地局装置から入力された上向信号を前記多重化／逆多重化器の上向信号入力端子に伝達するサーキュレータと
   を含むことを特徴とする波長分割多重方式受動型光加入者網。
2. 前記多重化／逆多重化器は、Ｎ×Ｎ導波路型回折格子であること
   を特徴とする請求項１に記載の波長分割多重方式受動型光加入者網。
3. 前記多数の反射手段は、鏡であること
   を特徴とする請求項１に記載の波長分割多重方式受動型光加入者網。
4. 前記中央基地局装置は、前記多重化／逆多重化器から出力された多波長レージング光源を既設定された放送型サービス信号に基づいて変調した後に前記サーキュレータに出力する外部変調器をさらに含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の波長分割多重方式受動型光加入者網。
5. 前記外部変調器は、ＬｉＮｂＯ_３変調器であること
   を特徴とする請求項４に記載の波長分割多重方式受動型光加入者網。
6. 前記外部変調器は、電界吸収変調器であること
   を特徴とする請求項４に記載の波長分割多重方式受動型光加入者網。
7. 前記外部変調器は、半導体型光増幅器を使用すること
   を特徴とする請求項４に記載の波長分割多重方式受動型光加入者網。
8. 前記加入者装置は、反射型光増幅手段を含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の波長分割多重方式受動型光加入者網。
9. 前記反射型光増幅手段は、反射型半導体光増幅器であること
   を特徴とする請求項８に記載の波長分割多重方式受動型光加入者網。
10. 前記反射型半導体光増幅器は、一側に無反射コーティング面を備え、他側に全反射コーティング面を備え、前記無反射コーティング面と全反射コーティング面との間に利得媒質を備えて、前記無反射コーティング面に入力された信号を前記全反射コーティング面から全反射して出力すること
    を特徴とする請求項９に記載の波長分割多重方式受動型光加入者網。
11. 前記反射型半導体光増幅器は、前記信号が前記利得媒質を通過するときに増幅及び変調すること
    を特徴とする請求項１０に記載の波長分割多重方式受動型光加入者網。
12. 前記加入者装置は、放送型サービス信号を受信するための放送データ用光受信機及び光分配器をさらに含み、
    前記光分配器は、地域基地局から受信された下向信号を前記放送データ用光受信機及び反射型光増幅手段に分配すること
    を特徴とする請求項８に記載の波長分割多重方式受動型光加入者網。
    

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