JP4876172B2 - 波長非依存ｗｄｍ受動型光加入者網のためのｏｌｔ及びｏｎｕ装置及び方法 - Google Patents

波長非依存ｗｄｍ受動型光加入者網のためのｏｌｔ及びｏｎｕ装置及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、モジュレーションされた入力光信号をＲＳＯＡまたはＳＯＡ内で平坦化して上向き光信号に再使用するためのものであって、さらに詳細には、ＲＳＯＡに入力光信号の極性と反転された信号を注入して光信号の平坦化を改善して前記光信号を再使用する駆動装置とこのような波長再使用方式に適したＳＯＡ構造に関する。
本発明は、ＷＤＭ受動型光加入者網での波長無依存光源を用いた下向き光送信装置及びその方法と、それを用いた光線路終端システムに係り、より詳細には、ＷＤＭ基盤の受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）の光線路終端システム（ＯＬＴ）で別途の多波長光源（ＭＷＳ）や広域光源（ＢＬＳ）を使用し、それによって波長無依存光源に該当する光送信器を使用することによって、ＯＬＴシステムの管理、運用、維持補修を安価で効率的に行えるＷＤＭ受動型光加入者網での波長無依存光源を用いた下向き光送信装置及びその方法と、それを用いた光線路終端システムに関する。
本発明は、光波長に非依存的なＷＤＭ受動型光加入者網を実現するために要求されるネットワーク構成方式及び上、下向き光通信装置に係り、より詳細には、光波長に非依存的なＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ ＷＤＭ）受動型光加入者網（以下ＷＤＭ−ＰＯＮ）及びＷＤＭ−ＰＯＮにＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）技術を組み込んだ（Ｈｙｂｒｉｄ）ＷＤＭ−ＴＤＭＡ−ＰＯＮを実現するためのネットワーク構造とこれに要求される光線路終端システム（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）及び光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）の構成方式に関する。
既存にＲＳＯＡを用いてＷＤＭ−ＰＯＭを構成する方法として、中央通信局（ＣＯ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｏｆｆｉｃｅ）から送出された下向きデータに変調された光信号を光終端装置（ＯＮＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）のＲＳＯＡに入射し、ＲＳＯＡが入力光信号パワーに対して利得飽和領域で動作させることによって、入力された光信号の０レベルと１レベルとの間の差を大幅に減らして上向きデータに再変調する方式が提案されている。
このような光信号再使用方式において、ＲＳＯＡの利得飽和が低い光パワーで起こるほど光リンク上の光パワーバジェット（ｂｕｄｇｅｔ）が増加するので、できるだけＲＳＯＡの利得飽和パワーを低めることが必要であり、同時にＲＳＯＡに入射される光が上向き伝送のために十分に増幅されねばならないために、ＲＳＯＡの利得が十分に大きくならねばならない。
しかし、現実的に、利得飽和領域でＲＳＯＡの圧縮能力には、限界があるので、モジュレーションされた入力光の消光比（ＥＲ：Ｅｘｔｉｃｎｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏ）を十分に減らすには限界がある。この場合、残っている消光比（ｒｅｓｉｄｕａｌ ＥＲ）は、これを再び上向きデータに直接変調する時、上向き光信号の‘１’レベルの厚さに反映される。‘１’レベルが厚いほど、上向き伝送品質が悪くなり、一定の厚さ以上厚くなれば、上向き伝送品質が急に悪くなるので、下向き光の消光比を、やっと伝送できるほど最大限低くせねばならない場合が発生する。
これにより、下向き光信号の低い消光比によって下向き伝送のパワーペナルティーが発生し、特に下向きリンクを構成する装置の光波長整列が少しだけずれても受信端に入力される光信号の消光比が送信端から出力される時の光信号の消光比より少なくなりつつ、伝送品質が急に劣る鋭敏な特性を示す。
最近には、音声／データ／放送融合サービスの活性化に備えて、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）基盤の加入者網に関する研究開発が全世界的に活発に進行している。
ＷＤＭ基盤の受動型光加入者網（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）での中央基地局と端末装置間の通信は、各端末装置に指定された波長を用いて通信が行われる方法を取る。ＷＤＭ−ＰＯＮでは、端末装置別に専用波長が使われるので、保安に優れ、大容量の通信サービスが可能であり、端末装置別あるいはサービス別に他の伝送技術（例えば、Ｄａｔａ Ｒａｔｅ、Ｆｒａｍｅ Ｆｏｒｍａｔなど）を適用しうる。
現在まで提案された色々なのＷＤＭ−ＰＯＮ構造のうち、‘下向き光波長再使用方式’は、上向き光信号の発生に下向き光波長を再使用するので、上向き光波長と下向き光波長が同一なので、ＷＤＭ ＭＵＸ／ＤｅＭＵＸのＦＳＲ（Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）を考慮しなくてもよく、また多段遠隔ノードの構成が可能で多様な形態の加入者網構成が可能である。
以下、下向き光信号再使用方式によるＷＤＭ受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）について詳細に説明する。
図１３は、従来の下向き光信号再使用方式によるＷＤＭ受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）の構成図であって、ＷＤＭ−ＰＯＮは電話局社内の光線路終端システム（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）１３００、光線路１３１０、波長多重化／逆多重化器１３２０、光加入者装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）１３３０から構成される。
まず、電話局社内の光線路終端システム（ＯＬＴ）１３００の各構成要素について説明する。
電話局社内の光線路終端システム（ＯＬＴ）１３００は、図面に示されたように、プロトコル処理部（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１３０１、波長固定型光送信器（Ｔｘ＃１〜Ｔｘ＃Ｎ）１３０２、波長多重化器１３０３、光サーキュレーター１３０４、波長逆多重化器１３０５、光受信器１３０６を備えてなされる。
プロトコル処理部１３０１から下向き電気信号が複数の波長固定型光送信器（Ｔｘ＃１〜Ｔｘ＃Ｎ）１３０２に伝達されば、それぞれの波長固定型光送信器１３０２は入力された電気信号に該当する光信号を出力する。
これにより、波長固定型光送信器１３０２から出力される光信号は波長多重化器１３０３によって結合された後、光サーキュレーター１１５を通じて遠隔ノードにある波長多重化／逆多重化器１３２０（下向き信号には‘波長逆多重化器’として動作し、上向き信号には‘波長多重化器’として動作する）に伝えられて波長別に分離される。
波長多重化／逆多重化器１３２０で波長別に分離された光信号は該当ＯＮＵ１３３０に伝達される。
以下、光加入者装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）１３３０の構成要素について詳細に説明する。ここで、光加入者装置（ＯＮＵ）１３３０は、タップカプラ（Ｔａｐ Ｃｏｕｐｌｅｒ）１３３１、光送信器１３３２、光受信器１３３３、及びプロトコル処理部（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１３３４を備えてなる。ここで、光送信器１３３２は、‘波長無依存半導体光増幅器’である。
タップカプラ１３３１は、波長逆多重化器１３２０から伝えられた下向き光信号に対して、一部は光受信器（ＰＤ＃１：Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）１３３３に伝達して下向き信号に復元し、残りの一部は光送信器（Ｔｘ＃１）１３３２に注入する。
次いで、光送信器（Ｔｘ＃１）１３３２は、ＯＮＵ１３３０内のプロトコル処理部１３３４から上向き電気信号を受けられば、タップカプラ１３３１によって注入された下向き光信号を再使用して上向き光信号を形成して伝送する。
ＯＮＵ１３３０の光送信器１３３２は、波長無依存光源である半導体光増幅器を使用することによって、物品管理問題が存在せず、単一種類の光送信器としてあらゆるＷＤＭチャンネルを収容しうる。
しかし、前記従来の下向き光信号再使用方式のＷＤＭ−ＰＯＮ構造では、これに使われる電話局社内の光送信器が、波長固定型光源を使用する‘波長固定型光送信器’（例えば、単一光波長を出力するＤＦＢ−ＬＤ、波長固定外部共振レーザー、垂直面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）など）であるために、電話局社内の使用波長数ほど（ＷＤＭチャンネル数ほど）の異なる種類の光送信器が必要となる。このような波長別光源の生産、設置、管理は、ユーザと事業者両方に大きな経済的負担と作用して、システム価格の上昇を招く問題点がある。すなわち、従来の下向き光信号再使用方式のＷＤＭ−ＰＯＮでは、システム運用、管理、故障時の取替えなどのために、異なる種類の光送信器を有さねばならないという物品管理（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）の問題がある。
本発明が解決しようとする技術的課題は、入力光信号とは極性が反転された電流をＲＳＯＡに注入してＲＳＯＡの光電力利得の大きさを動的に調節することによって、ＲＳＯＡの利得飽和とは関係なく、入力された下向き光信号の光度を平坦化して上向き光信号に再使用するための駆動装置及びそれに適したＲＳＯＡ及びＳＯＡ構造を提供するところにある。
ＷＤＭ基盤の受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）の光線路終端システム（ＯＬＴ）で別途の多波長光源（ＭＷＳ）や広域光源（ＢＬＳ）を使用し、それにより、波長無依存光源に該当する光送信器を使用することによって、ＯＬＴシステムの管理、運用、維持補修を安価で効率よく行わせる、ＷＤＭ受動型光加入者網での波長無依存光源を用いた下向き光送信装置及びその方法と、それを用いた光線路終端システム（ＯＬＴ）を提供するところにある。
ＷＤＭ−ＰＯＮ及びＷＤＭ−ＴＤＭＡ−ＰＯＮのＯＬＴに別途の多波長が送出される光源（ＭＷＬＳ）モジュールや広域光源（ＢＬＳ）モジュールを採用して、これらから出力される連続光（ＣＷ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｖｅ）を光波長に非依存的な半導体光増幅素子に注入して光送信モジュールとして使用することによって、光波長に非依存的なＯＬＴを構成する方法を提示する。
ＯＮＵの光波長非依存化は、ＯＬＴの場合とは違って、ＯＬＴから送出された光信号を下向き光信号受信して、一部は光受信装置（ＰＤ：ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）に入力されて電気的な増幅装置（ＴＩＡ及びＬＡ）を通じて下向き光信号が電気的な信号に復旧れて、他の一部は半導体光増幅器に入力される。半導体光増幅器に入力された下向き光信号を上向き光に再使用するためには、まず下向き光信号に含まれた下向きデータを入力光波長再使用過程を通じて消さねばならない。このために本発明では先行電流注入（ＦＦＣＩ：Ｆｅｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）という方法を提示する。
前記技術的課題を解決するための本発明による反射型半導体光増幅器駆動回路の一実施例であって、入力光信号を第１信号と第２信号とに分岐して出力する分配器と前記第２信号を反射面を通じて反射し、前記第２信号の極性と反転された信号及び前記反射面を通じて反射された第２信号を出力光信号に変調する信号が結合されて注入される単一アクティブ領域を有する反射型半導体光増幅器と、前記第１信号を電流信号に変換するデータＰＤ部と、前記データＰＤ部から伝えられた電流信号を増幅して電圧信号に変換する伝送増幅部と、前記伝送増幅部から伝えられた、前記第１信号とは極性が反転された電圧信号を、前記第２信号の光振幅の平坦化に適した信号に増幅するＲＦ増幅部と、前記第２信号が最大に平坦化されるように前記ＲＦ増幅部から伝えられた信号の出力時間を調節するＲＦ遅延部と、前記ＲＦ遅延部から伝えられた平坦化信号と前記第２信号を出力光信号に変調する信号を結合して、前記反射型半導体光増幅器の単一アクティブ領域に注入する信号結合器と、を備えることを特徴とする。
前記技術的課題を解決するために本発明は、ＷＤＭ−ＰＯＮの光線路終端システム（ＯＬＴ）での下向き光送信装置において、多波長光信号を生成するための光信号生成手段と、前記生成された多波長光信号を波長多重化／逆多重化手段に伝達するか、前記波長多重化／逆多重化手段から出力される光信号を加入者側に伝達するための分岐手段と、前記分岐手段から伝えられた多波長光信号を波長別に分離するか、光送信手段で生成された複数の下向き光信号を結合するための前記波長多重化／逆多重化手段と、外部から入力される複数の電気信号に対して前記波長多重化／逆多重化手段から入力された光信号を用いて下向き光信号を生成するための前記光送信手段とを備える。
前記技術的課題を解決するために本発明で提示する光波長に非依存的な波長多重化受動型光加入者網システムは、波長多重化受動型光加入者網システムにおいて、少なくとも１つ以上の種光源（ＳＬ）を用いて波長間隔及び中心波長が調整された種光を生成する種光生成部、前記種光生成部から前記種光を伝達されて光加入者網の加入者に下向き光信号を伝送し、前記加入者から伝送された上向き光信号を受信する光線路終端部（ＯＬＴ）及び前記光線路終端部から受信された下向き光信号に上向きデータを含ませて変調した上向き光信号を伝送する光ネットワーク終端部（ＯＮＵ）を備える。
前記技術的課題を解決するための本発明による反射型半導体光増幅器駆動回路の一実施例において、入力光信号を第１信号と第２信号とに分岐して出力する分配器と、前記第２信号を反射面を通じて反射し、前記第２信号の極性と反転された信号及び前記反射面を通じて反射された第２信号を出力光信号に変調する信号が結合されて注入される単一アクティブ領域を有する反射型半導体光増幅器と、前記第１信号を電流信号に変換するデータＰＤ部と、前記データＰＤ部から伝えられた電流信号を増幅して電圧信号に変換する伝送増幅部と、前記伝送増幅部から伝えられた、前記第１信号とは極性が反転された、電圧信号を前記第２信号の光振幅の平坦化に適した信号に増幅するＲＦ増幅部と、前記第２信号が最大に平坦化されるように前記ＲＦ増幅部から伝えられた信号の出力時間を調節するＲＦ遅延部と、前記ＲＦ遅延部から伝えられた平坦化信号と前記第２信号を出力光信号に変調する信号とを結合して、前記反射型半導体光増幅器の単一アクティブ領域に注入する信号結合器と、を備えることを特徴とする。
また、本発明による反射型半導体光増幅器の一実施例で、入力光信号を反射する反射面と、前記反射面の一側面に位置して前記入力光信号の極性とは反転された信号が注入される背面部と、前記背面部の他側面に位置して前記入力光信号を前記背面部に通過させて前記反射面から反射された入力光信号を出力光信号に変調する信号が注入される前面部とで構成された光増幅型半導体と、を備えることを特徴とする２つのアクティブ領域を有する反射型半導体光増幅器を提案している。
また、本発明による半導体光増幅器の一実施例で、入力光信号の極性とは反転された信号が注入されて前記入力光信号の振幅を平坦化させる第１アクティブ領域と、前記第１アクティブ領域の一側面に位置し、ＤＣ電流が注入されて前記第１アクティブ領域を通過した前記入力光信号を光増幅する第２アクティブ領域と、前記第２アクティブの他側面に位置し、前記第２アクティブ領域を通過した前記入力光信号を出力光信号に変調する信号が注入される第３アクティブ領域と、を備えることを特徴とする３つのアクティブ領域を有する半導体光増幅器を提案している。
また、本発明による半導体光増幅器駆動回路の一実施例で、前記反射型半導体光増幅器は、入力光信号を反射する反射面と、前記反射面の一側面に位置して前記入力光信号の極性と反転された信号が注入される背面部と、前記背面部の他側面に位置して前記入力光信号を前記背面部に通過させて前記反射面から反射された入力光信号を出力光信号に変調する信号が注入される前面部とで構成された増幅型半導体を備えることを特徴とする２つのアクティブ領域を有する反射型半導体光増幅器であり、前記ＲＦ遅延部から伝えられた平坦化信号は、前記２つのアクティブ領域を有する反射型半導体光増幅器の背面部に注入され、前記第２信号を出力光信号に変調する信号は、前記２つのアクティブ領域を有する反射型半導体光増幅器の前面部に注入されることを特徴とする。
前記技術的課題を解決するために本発明は、ＷＤＭ−ＰＯＮの光線路終端システム（ＯＬＴ）での下向き光送信装置において、多波長光信号を生成するための光信号生成手段と、前記生成された多波長光信号を波長多重化／逆多重化手段に伝達するか、前記波長多重化／逆多重化手段から出力される光信号を加入者側に伝達するための分岐手段と、前記分岐手段から伝えられた多波長光信号を波長別に分離するか、光送信手段で生成された複数の下向き光信号を結合するための前記波長多重化／逆多重化手段と、外部から入力される複数の電気信号に対して前記波長多重化／逆多重化手段から入力された光信号を用いて下向き光信号を生成するための前記光送信手段とを備える。
一方、本発明は、ＷＤＭ−ＰＯＮの光線路終端システム（ＯＬＴ）での下向き光送信装置において、広域光信号を生成するための光信号生成手段と、前記生成された広域光信号を波長多重化／逆多重化手段で伝達するか、前記波長多重化／逆多重化手段から出力される光信号を加入者側に伝達するための分岐手段と、前記分岐手段から伝えられた広域光信号を波長別に分離するか、光送信手段で生成された複数の下向き光信号を結合するための前記波長多重化／逆多重化手段と、外部から入力される複数の電気信号に対して前記波長多重化／逆多重化手段から入力された光信号を用いて下向き光信号を生成するための前記光送信手段とを備える。
一方、本発明は、ＷＤＭ−ＰＯＮの光線路終端システム（ＯＬＴ）での下向き光送信方法において、多波長光源（ＭＷＳ）を用いて多波長光信号を生成する段階と、前記生成された多波長光信号を波長別に分離する段階と、外部から入力される複数の電気信号に対して、波長別に分離されて入力されたそれぞれの光信号を用いて複数の下向き光信号を生成する段階と、前記複数の下向き光信号を結合して光線路を通じて加入者側に送信する段階と、を含む。
一方、本発明は、ＷＤＭ−ＰＯＮの光線路終端システム（ＯＬＴ）での下向き光送信方法において、広域光源（ＢＬＳ）を用いて広域光信号を生成する段階と、前記生成された広域光信号を波長別に分離する段階と、外部から入力される複数の電気信号に対して、波長別に分離されて入力されたそれぞれの光信号を用いて複数の下向き光信号を生成する段階と、前記複数の下向き光信号を結合して光線路を通じて加入者側に送信する段階と、を含む。
一方、本発明は、ＷＤＭ−ＰＯＮでの波長無依存光源を用いた光線路終端システム（ＯＬＴ）において、加入者側に伝送する下向き電気信号または加入者側から伝送された上向き電気信号をプロトコル処理するためのプロトコル処理手段と、多波長光信号または広域光信号を用いて前記プロトコル処理手段から出力されるそれぞれの下向き電気信号に対して下向き光信号を生成し、前記生成された下向き光信号を結合してＷＤＭ下向き光信号を生成するための下向き光送信手段と、前記ＷＤＭ下向き光信号を光線路を通じて加入者側に伝達するか、光線路を通じて加入者側から伝送されたＷＤＭ上向き光信号を上向き光受信手段に伝達するための分岐手段と、前記ＷＤＭ上向き光信号を波長別に分離してそれぞれの光信号を電気信号に変換して前記プロトコル処理手段に出力するための前記上向き光受信手段と、を備える。
本発明は、次のような２つの実施例を提供する。
第１実施例は、下向き光信号再使用方式のＷＤＭ−ＰＯＮ構造で、多波長光源（ＭＷＳ）モジュールを用いて波長無依存光源である半導体光増幅器を電話局社内光送信器として使用する構造を提示し、多波長光源から出力される光の波長間隔及び波長逆多重化器（波長分割器）の通過帯域幅を決定するものである。
そして、第２実施例は、下向き光信号再使用方式のＷＤＭ−ＰＯＮ構造で、広域光源（ＢＬＳ）モジュールを用いて波長無依存光源である半導体光増幅器を電話局社内光送信器として使用する構造を提示する
前記のような本発明で、電話局社内下向き光送信装置は、多波長光源（ＭＷＳ）モジュールあるいは広域光源（ＢＬＳ）モジュールから出力された光信号を各ＷＤＭチャンネル別に逆多重化した後に反射型光増幅器（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）（波長無依存半導体光増幅器）に注入させる。これにより、反射型光増幅器は、プロトコル処理部から入力されたそれぞれの下向き電気信号に対して光信号を生成するが、このように生成されたＷＤＭチャンネル別下向き光信号は、電話局社内波長多重化器（波長結合器）によって波長多重化されて加入者側に送信される。
前記技術的課題を解決するために本発明で提示する光波長に非依存的な波長多重化受動型光加入者網システムは、少なくとも１つ以上の種光源（ＳＬ）を用いて波長間隔及び中心波長が調整された種光を生成する種光生成部、前記種光生成部から前記種光を伝達されて光加入者網の加入者に下向き光信号を伝送し、前記加入者から伝送された上向き光信号を受信する光線路終端部（ＯＬＴ）及び前記光線路終端部から受信された下向き光信号に上向きデータを含ませて変調した上向き光信号を伝送する光ネットワーク終端部（ＯＮＵ）を備える。
また、前記光線路終端部から伝送された下向き光信号を波長分離し、前記光ネットワーク終端部から伝送された上向き光信号を波長多重化する波長多重化／逆多重化部（ＲＮ）をさらに備えることを特徴とする。
また、前記光線路終端部と前記波長多重化／逆多重化部は、単一光繊維で連結されたことを特徴とする。
また、前記種光生成部は、一定波長の種光を生成する少なくとも１つ以上の種光源、前記種光源で生成された種光を集めて再分配する光カプラ、前記光カプラから出力される光信号を増幅する光増幅部及び前記増幅された光信号を分配して前記光線路終端部に伝送する光パワースプリッタを備えることを特徴とする。
また、前記光線路終端部は、前記加入者に伝送する下向きデータ及び前記加入者から伝送された上向きデータに対してプロトコル処理を行うＯＬＴプロトコル処理部、前記種光を変調して生成された前記下向きデータを含む下向き光信号を前記加入者に伝送する下向き光送信部及び前記加入者が伝達しようとする上向きデータを含む上向き光信号を受信する上向き光受信部を備えることを特徴とする。
また、前記下向き光送信部は、前記下向きデータが含まれるように前記種光を変調する下向き光信号変調部、前記下向き光信号変調部から伝送された下向き光信号を多重化する下向き光信号多重化部、前記下向き光信号多重化部から伝送された下向き光信号と前記種光信号を分離するサーキュレーター及び前記サーキュレーターから伝送された下向き光信号を前記光ネットワーク終端部まで伝送可能に増幅する下向き光信号増幅部を備えることを特徴とする。
また、前記上向き光受信部は、前記上向き光信号の伝送損失を補償するように増幅する上向き光信号増幅部、前記上向き光信号増幅部から伝送された上向き光信号を波長別に分離する上向き光信号逆多重化部及び前記上向き光信号逆多重化部から伝送された上向き光信号に含まれた上向きデータを抽出するように前記上向き光信号を復調する上向き光信号復調部を備えることを特徴とする。
また、監視用光信号を伝送する監視用光信号送信部、前記監視用光信号送信部から伝送された監視用光信号が光加入者網を通じて戻ってくる監視用光信号を受信する監視用光信号受信部、前記監視用光信号送信部の光信号送信及び前記監視用光信号受信部の光信号受信状態を制御し、前記受信された監視用光信号に基づいて前記光線路終端部と前記光ネットワーク終端部とを連結する光繊維の切断如何及び前記光ネットワーク終端部の上向き光信号伝送如何を判別するリンク監視制御部及び前記監視用光信号が下向き伝送されるように光繊維に引込ませる第１カプラ及び前記光加入者網を通じて戻ってくる監視用光信号を光繊維から受信されるように分離する第２カプラを備えることを特徴とする。
また、前記監視用光信号送信部は、前記リンク監視制御部で監視用電気信号を受信されて基底周波数帯域から離れた周波数領域に位置したＲＦキャリアを用いて周波数変換する第１周波数変換部及び前記第１周波数変換部から受信された周波数変換された信号を用いて変調された監視用光信号を生成する監視用光源部を備えることを特徴とする。
また、前記監視用光源部は、前記種光を入力されて特定の波長の光信号を出力する光スイッチ部及び前記第１周波数変換部から受信された信号と前記リンク監視制御部から受信された監視用電気信号を用いて前記光スイッチ部から受信された光信号を変調する反射型半導体光増幅部を備えることを特徴とする。
また、前記監視用光源部は、前記種光を入力されて波長別に分離して光信号を出力する光信号多重化／逆多重化部及び前記第１周波数変換部から受信された信号と前記リンク監視制御部から受信された監視用電気信号を用いて前記光信号多重化／逆多重化部から受信された光信号を変調する反射型半導体光増幅アレイ部を備えることを特徴とする。
また、前記監視用光信号受信部は、前記光加入者網を通じて戻ってくる監視用光信号を受信して電気信号に変換する光信号変換部及び前記光信号変換部から受信された電気信号を基底周波数帯域に周波数変換する第２周波数変換部を備えることを特徴とする。
また、前記種光源は光信号を生成する光増幅部、前記光信号に対する反射率及び光減衰率を可変して前記光信号を反射する光反射部、前記光増幅部で生成された光信号を入力されて波長別に分離して前記光反射部に伝送する光信号多重化／逆多重化部、前記光反射部で反射された光信号を受信されて前記光信号の一部は外部に出力し、残りの一部は前記光増幅部に伝送する光カプラ及び前記光増幅部で生成された光信号を前記光信号多重化／逆多重化部に伝送し、前記光反射部で反射された光信号を前記光カプラに伝送するサーキュレーターを含むことを特徴とする。
また、前記光線路終端部と前記波長多重化／逆多重化部は、上向き伝送及び下向き伝送が各々分離された光繊維を通じてなされるように連結されたことを特徴とする。
また、前記光ネットワーク終端部は、前記加入者に伝送された下向きデータ及び前記加入者が伝送した上向きデータに対してプロトコル処理を行うＯＮＵプロトコル処理部、前記下向き光信号を平坦化及び光増幅して上向き光に変換し、前記変換された上向き光を前記加入者が伝達しようとする上向きデータを含む上向き光信号に変調して伝送する上向き光送信部、前記下向きデータを含む下向き光信号を受信して前記下向きデータを復元する下向き光受信部及び前記下向き光信号を分離して前記上向き光送信部及び前記下向き光受信部に伝送する光カプラを備えることを特徴とする。
また、前記光送信部は、前記下向き光信号を第１信号と第２信号に分岐して出力する光カプラ、前記第１信号を電流信号に変換する光ダイオード、前記光ダイオードから伝えられた電流信号を増幅して電圧信号に変換する伝送増幅部、前記伝送増幅部から伝えられた電圧信号を再増幅する制限増幅部、前記制限増幅部から出力されるか、インバートされた電圧信号の位相を前記第２信号が最適に平坦化されるように調節する第１遅延部、前記第１遅延部の出力が前記上向きデータが“１”であれば通過させ、前記上向きデータが“０”であれば通過させないＡＮＤゲート、前記ＡＮＤゲートから出力される信号の位相と前記上向き光信号の位相とを同一に調節する第２遅延部、前記ＡＮＤゲートから出力される信号を変調信号に変換する第１ＬＤドライバー、前記第２遅延部から出力される信号を変調信号に変換する第２ＬＤドライバー及び前記第１ＬＤドライバーから出力される信号を用いて前記第２信号を平坦化し、前記第２ＬＤドライバーから出力される信号を用いて前記第２信号が反射面を通じて反射される時、上向き光信号に変調する反射型半導体光増幅部を備えることを特徴とする。
また、前記反射型半導体光増幅部は、前記第１ＬＤドライバーから出力される信号を用いて前記第２信号を平坦化させることを特徴とし、前記第２信号を前記反射型半導体光増幅部に分配して前記反射型半導体光増幅部から出力される平坦化された信号を外部に分岐する第１サーキュレーター、前記第１サーキュレーターから伝えられた前記平坦化された信号を前記第２ＬＤドライバーから出力される信号を用いて上向き光信号に変調する外部変調部及び前記外部変調部から伝えられた上向き光信号を上向き伝送されるように分岐する第２サーキュレーターをさらに含むことを特徴とする。
また、前記反射型半導体光増幅部は、前記第１ＬＤドライバーから出力される信号が注入されて前記第２信号を平坦化させる背面部と、前記第２信号を背面部に通過させ、反射面から反射された第２信号に前記第２ＬＤドライバーから出力される信号を注入して上向き光信号に変調する前面部とで構成された２つのアクティブ領域を有することを特徴とする。
また、前記光送信部は、前記下向き光信号を第１信号と第２信号に分岐して出力する光カプラ、前記第１信号を電流信号に変換する光ダイオード、前記光ダイオードから伝えられた電流信号を増幅して電圧信号に変換する伝送増幅部、前記伝送増幅部から伝えられた電圧信号を再増幅する制限増幅部、前記制限増幅部から出力されるか、インバートされた電圧信号の位相を前記第２信号が最適に平坦化されるように調節する第１遅延部、前記第１遅延部の出力が前記上向きデータが“１”であれば通過させ、前記上向きデータが“０”であれば通過させないＡＮＤゲート、前記ＡＮＤゲートから出力される信号の位相と前記上向き光信号の位相とを同一に調節する第２遅延部、前記ＡＮＤゲートから出力される信号を変調信号に変換する第１ＬＤドライバー、前記第２遅延部から出力される信号を変調信号に変換する第２ＬＤドライバー、前記第１ＬＤドライバーから出力される信号及び前記第２ＬＤドライバーから出力される信号が結合された信号を用いて前記第２信号を平坦化して上向き光信号に変調する半導体光増幅部及び前記上向き光信号を上向き伝送されるように分岐するサーキュレーターを備えることを特徴とする。
また、前記半導体光増幅部は、前記第１ＬＤドライバーから出力される信号を用いて前記第２信号を平坦化させることを特徴とし、前記半導体光増幅部から平坦化された第２信号を伝達されて前記第２ＬＤドライバーから出力される信号を用いて上向き光信号に変調する外部変調部をさらに備えることを特徴とする。
また、前記半導体光増幅部は、前記第１ＬＤドライバーから出力される信号が注入されて前記第２信号を平坦化させる前面部と前記第２ＬＤドライバーから出力される信号が注入されて前記前面部で平坦化された第２信号を上向き光信号に変調する背面部とで構成された２つのアクティブ領域を有することを特徴とする。
また、前記半導体光増幅部は、前記第１ＬＤドライバーから出力される信号が注入されて前記第２信号を平坦化させる前面部、前記前面部で平坦化された第２信号を光増幅する中間部及び前記中間部で光増幅された第２信号を上向き光信号に変調する背面部とで構成された３つのアクティブ領域を有することを特徴とする。
また、前記光送信部は、前記下向き光信号を第１信号と第２信号とに分岐して出力する光カプラ、前記第１信号を電流信号に変換する光ダイオード、前記光ダイオードから伝えられた電流信号を増幅して電圧信号に変換する伝送増幅部、前記伝送増幅部から伝えられた電圧信号を再増幅する制限増幅部、前記制限増幅部から出力されるか、インバートされた電圧信号の位相を前記第２信号が最適に平坦化されるように調節する遅延部、前記遅延部から伝えられた信号を前記第２信号の大きさが最適に平坦化されるように調節するＲＦ増幅部、前記上向きデータ信号を変調信号に変換するＬＤドライバー、前記ＲＦ増幅部から出力される信号を用いて前記第２信号を平坦化し、前記ＬＤドライバーから出力される信号を用いて前記第２信号が反射面を通じて反射される時、上向き光信号に変調する反射型半導体光増幅部を備えることを特徴とする。
また、前記遅延部は、前記制限増幅部を経ず、前記伝送増幅部から出力されるか、インバートされた電圧信号とは極性が反転された信号の位相を前記第２信号が最適に平坦化されるように調節することを特徴とする。
ＲＳＯＡを利得飽和領域で、振幅圧縮効果を用いた下向き光信号再使用方式で使用するＷＤＭ−ＰＯＮにおいて、現実的に利得飽和状態でＲＳＯＡの圧縮性能には限界があるので、下向き信号の消光比が大きい場合、上向き伝送に支障のないほどの十分な圧縮は難しい。本発明は、これを改善するためのものであって、入力される光信号の大きさによってＲＳＯＡに注入される電流を動的に調節することによって、入力される光信号の消光比をさらに減らせる。
これにより、上向き光信号の‘１’レベルの厚さをさらに減らすことによって、上向き伝送のパワーペナルティーを減らし、伝送品質を向上させうる。また、下向き光の消光比を通常使用する数値以上に維持できるので、下向き信号の低い消光比維持が不回避であった従来の方式に比べて下向きパワーペナルティーを減らせ、特に下向きリンクを構成する装置の光波長整列が少しだけ外れても光信号送出時のＥＲより低くなって伝送品質が急に劣る鋭敏な特性を防止しうる。
結果的に下向き光信号の消光比を十分に高めうるので、下向き伝送の品質及び信頼度を向上させ、変調された下向き光信号をＲＳＯＡ内で十分に平坦化させることによって、上向き伝送の品質及び信頼度を向上させうる。
前記のような本発明は、ＯＬＴシステムに多波長光源（ＭＷＳ）または広域光源（ＢＬＳ）を挿入して使用し、それにより、ＯＬＴ光送信器として波長固定型を使用せず、波長無依存半導体光増幅器を使用することによって、ＯＬＴでの物品管理（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）問題を解決する効果がある。
また、本発明は、多波長光源の出力光波長間隔を波長多重化／逆多重化器の通過帯域幅より縮め、ＷＤＭチャンネル当り複数の波長を存在させることによって、多波長光源の波長安定性問題を解決し、システム安定性を増加させる効果がある。
前述したように本発明の波長多重化受動型光加入者網システムは、ＯＬＴの波長非依存化はＯＬＴに多波長光源（ＭＷＬＳ）または広域光源（ＢＬＳ）から種光を注入して波長に非依存的なＯＬＴ光送信素子を使用することで実現される。これにより、ＯＬＴ光信号送出部分は波長による区分がなくなるので、使われるＷＤＭ光波長の数に関係なく、１つの光送信モジュールでＯＬＴ構成が可能となる。
また、ＯＮＵの波長非依存化のために本発明は入力される光信号の大きさによってＲＳＯＡに注入される電流を動的に調節する方法を提示する。これにより、上向き光信号の‘１’レベルの厚さをさらに減らせ、よって上向き伝送のパワーペナルティーを減らし、伝送品質を向上させうる。
また、下向き光の消光比を通常使用する数値以上に維持できるので、下向き信号の低い消光比維持が不回避であった従来の方式に比べて下向きパワーペナルティーを減らせ、特に下向きリンクを構成する装置の光波長整列が少しだけ外れても光信号送出時のＥＲより低くなって伝送品質が急に劣る鋭敏な特性を防止しうる。
結果的に、下向き光信号の消光比を十分に高めるので、下向き伝送の品質及び信頼度を向上させ、入力された下向き光信号を半導体光増幅器内で十分に平坦化させることによって上向き伝送の品質及び信頼度が向上する。
以下で、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例について詳細に説明する。
図１は、光信号を再使用するＲＳＯＡ基盤のＷＤＭ−ＰＯＮの概念図である。図１を参照すればＷＤＭ−ＰＯＮは、中央基地局（ＣＯ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｏｆｆｉｃｅ）１０１、光繊維１０２、屋外ノード（ＲＮ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｎｏｄｅ）１０３、加入者端（ＯＮＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）１０４を含んで構成される。
中央基地局１０１は、下向きデータを送出するための光源部、上向きデータを受信する受信部、光波長を多重化及び逆多重化するための光多重化／逆多重化器を備える。
屋外ノード１０３は、１つのＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）またはＴＦＦ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｆｉｌｔｅｒ）で構成された光多重化／逆多重化器を備える。光多重化／逆多重化器に入力された多重化された下向き信号は、波長別に分けられて各加入者端に光繊維を通じて伝送される。
加入者端１０４は、ＲＳＯＡ、光受信器、カプラを含んでおり、個別素子で構成されるか、１つの基板に集積化されて構成されうる。カプラは、光繊維を通じた下向き光パワーを光電力予算とＲＳＯＡの利得飽和入力パワーとを考慮してＲＳＯＡと光受信器とに分けて分配する。
光受信器は、下向き信号Ｄｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を受信し、ＲＳＯＡは入力された下向き光信号を上向き信号Ｕｉ（ｉ＝１〜Ｎ）に再変調して中央基地局１０１に伝送する。
ＲＳＯＡでＵｉ（ｉ＝１〜Ｎ）と変調された光は、光繊維と屋外ノードとの光多重化／逆多重化器を通じて多重化され、光繊維１０２を通じて中央基地局に伝送される。中央基地局に入力された多重化された光は逆多重化器を通じて逆多重化されてチャンネル（波長）別に光受信部に入力される。光受信部は、最終的に上向き信号ＵＮを受信する。
図２は、光信号を再使用するＲＳＯＡ基盤のＷＤＭ−ＰＯＮ−ＴＤＭ（ＷＤＭ−ＰＯＮ−ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の概念図である。図２を参照すれば、中央基地局２０１、光繊維２０２、屋外ノード２０３、加入者端２０４と屋外ノード２０３内にスプリッタ２０５とで構成される。
２０１ないし２０４の構成は、前記図１とその役割及び機能が同一である。
スプリッタ２０５の分配比（１：Ｍ）は、全体光リンクの電力予算とＲＳＯＡの利得飽和入力パワーとを考慮して決定される。光多重化／逆多重化器で波長別に分離された下向き光信号は各々スプリッタを通じてＭ個の加入者に伝送される。すなわち、波長多重化比が１：Ｎであれば、収容可能な総加入者数はＮｘＭに増加する。スプリッタと光繊維を通じて伝送された下向き信号はカプラを通じてＲＳＯＡと光受信器とに入力される。ＲＳＯＡに入力された下向き信号は、上向き信号に再変調され、光受信器は下向き信号を復元する。
この際、光受信器に入力される下向き信号は、複数の加入者に送る情報が時分割方式で多重化されており、そのうち、自分に該当する情報のみを抽出する。また上向き信号は、自分に割当されたタイムスロットの間にＲＳＯＡを通じて送出されて残りのＭ−１個の加入者から送られた上向き信号と衝突されないようにして、中央基地局に伝送する。
このような方式でＲＳＯＡから出力された光信号は、屋外ノードのスプリッタで最大Ｍ個のＴＤＭ方式の加入者チャンネルが合わせられ、光多重化／逆多重化器で波長多重化されて中央基地局の光受信部に波長別に入力される。この際、光受信器はＢｕｒｓｔ ｍｏｄｅ形式の光受信器であり、同じスプリッタに連結されたＭ個の加入者の上向き信号の光パワー差を補償できる十分な動的範囲を有さねばならない。
図３は、ＲＳＯＡの利得飽和特性による光信号圧縮効果を示す図面である。下向き光信号を利得が飽和される領域に入射すれば（すなわち、入力光信号の電力が利得が飽和される光電力より大きい時）、‘１’レベルは利得が飽和された状態にあるので、利得を十分に受けられない一方、‘０’レベルは相対的にさらに大きい利得を受けるので、入力光信号の‘１’レベルと‘０’レベルとの差（ΔＰｉｎ）がΔＰｏｕｔに減る。すなわち、ΔＰｉｎ＞ΔＰｏｕｔである。
このような現象を振幅圧縮効果（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｑｕｅｅｚｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔ）という。しかし、完全に圧縮されていない光信号は、一定大きさのΔＰｏｕｔを有し、この状態で上向きデータに直接変調すれば、変調された光信号の‘１’レベルが厚くなる。
すなわち、ΔＰｉｎ→ΔＰ１となる。‘１’レベルが厚くなるほど上向き伝送品質は劣るが、特に‘１’レベルが一定の厚さ以上になれば、上向き伝送品質が急に劣り、パワーペナルティーが大きくなるので、下向き光の消光比を相当低めねばならない。一方、下向き光信号の消光比が少ない場合、下向きリンクを構成する装置の光波長整列が少しだけ外れても、消光比が急に落ちつつ、伝送品質が急に劣る鋭敏な特性を示す。
図４は、ＲＳＯＡに動的電流注入をすることで入力光信号を平坦化させる原理を説明する図面である。入力光信号の‘１’レベル期間には、入力光信号の‘０’レベル期間に比べて電流注入量を減らせば（すなわち、Ｉ１＜Ｉ０）、‘１’レベル期間には利得が減る。これにより、入力光の‘１’レベルと‘０’レベルとの電力差を平坦化しうる。
したがって、ＲＳＯＡの光Ｉ利得飽和特性に関係なく低い入力光パワーでも平坦化が可能なので、光リンクの光電力予算が増加し、下向き光信号の消光比を比較的高く調節できて、下向き伝送のパワーペナルティーを減らせ、下向きリンクを構成する装置の光波長整列が少しだけ外れても消光比が急に落ちつつ、伝送品質が急に劣る現象を緩和させることができる。同時に、上向き光信号の‘１’レベル厚さを減らすことによって、上向き伝送の品質を向上させうる。
図５は、本発明の望ましい実施例による動的電流注入による光振幅平坦化のためのＲＳＯＡ構造を示す図面である。図５を参照すれば、前面部５０２、背面部５０１、ＳＳＣ領域（Ｓｐｏｔ Ｓｉｚｅ Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇｒｅｇｉｏｎ）５０３で構成される。
上向き光信号を変調するための電流は、前面部５０２に注入し、入力光の変調特性を提供され、これとは極性が反転された電流を背面部５０１に注入する。背面部のキャリア濃度及び光電力利得は注入された電流によって変化され、入力光信号の‘１’レベルでは利得を減らし、‘０’レベルでは利得を相対的に増やす効果を発生させる。これにより、入力光信号の消光比を大幅減らせる。
図６は、本発明の望ましい第１実施例による単一アクティブ領域で構成されたＲＳＯＡへの動的電流注入のための駆動回路を示す図面である。図６を参照すれば、光カプラ６０１、ｄＰＤ（ｄａｔａ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）６０２、ＴＩＡ（Ｔｒａｎｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）６０３、ＬＡ（Ｌｉｍｉｔｉｎｇ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）６０４、ＲＦ遅延器（ＲＦ ｄｅｌａｙ）６０５、６０８、ＡＮＤゲート６０６、ＬＤＤ６０７、６０９、信号結合器６１０、ＲＳＯＡ６００、光繊維遅延器を含んで構成される。
電話局からの下向き光信号は、光カプラ６０１で分岐され、一部はＲＳＯＡ６００に入力され、一部はｄＰＤ６０２に入力される。ｄＰＤ６０２に入力された光は電流信号に変わって出力され、ＴＩＡ６０３で増幅されて電圧信号に変換されてＬＡ６０４に入力されて再増幅される。
ＬＡ６０４出力端子のうち一部は、下向きデータ信号処理部に出力され、一部はＲＦ遅延器６０５に入力される。ＲＦ遅延器６０５の出力は、ＡＮＤゲートに入力される。
一方、入力された上向きデータ信号は、一部はＡＮＤゲートに入力される。ＡＮＤゲートは、上向き信号が“１”である時のみＲＦ遅延器出力信号が通過され、上向き信号が“０”である時は、出力されないようにする。ＡＮＤゲート出力は、ＬＤＤ６０７で電流信号に変わって出力される。
入力された上向きデータ信号の他の一部はＬＤＤ６０９で電流信号に変わり、バイアス電流と合わせられて出力される。先帰還電流供給用ＬＤＤ６０７と上向きデータ電流供給用ＬＤＤ６０９のそれぞれの出力は、信号結合器６１０で合わせられてＲＳＯＡ６００に注入される。
ＲＳＯＡ圧力光を最適に平坦化するために、先帰還信号の位相とＲＳＯＡに入力される下向き光信号の位相は、ＲＦ遅延Ｉ ６０５を通じて最適の状態に調節され、一方、ＡＮＤゲートに入力される上向き信号の位相とＲＳＯＡに入力される上向き信号の位相は、ＲＦ遅延ＩＩ ６０８を通じて最適の状態に調節される。一方、光遅延線６１１は、ＲＦ遅延Ｉを通じた電気的な遅延を補完する役割を担当する。
図７は、本発明の望ましい第２実施例による単一アクティブ領域で構成されたＲＳＯＡへの動的電流注入のための駆動回路を示す図面である。図７を参照すれば、前記図６と類似した構造であり、異なる点は、ＬＡ７０４から出力された信号サイズを最適の平坦化を得るように調節するためにＲＦ遅延器７０５の前端にＲＦ増幅器７１２が追加され、ＡＮＤゲート６０６のない構造である。
ＲＦ遅延回路７０５の出力は、上向きデータを変調するためのＬＤＤ７０９の出力と信号結合器７１０で合わせられてＲＳＯＡ７００に入力される。これにより、ＲＳＯＡに入力される電流は、ＬＤＤ７０９の出力電流に変調された下向き光信号の強度に反比例した動的電流が重畳された形態を取る。
図８は、本発明の望ましい第３実施例による単一アクティブ領域で構成されたＲＳＯＡへの動的電流注入のための駆動回路を示す図面である。図８を参照すれば、前記図７と類似した構造であり、異なる点はＬＡ７０４の前端に位置したＴＩＡ７０３の出力端子のうち一部を動的電流信号として利用するところにある。
図９は、本発明の望ましい第１実施例による２つのアクティブ領域で構成されたＲＳＯＡへの動的電流注入のための駆動回路を示す図面である。図９を参照すれば、前記図６と類似した構造であり、異なる点は、図６で利用するＲＳＯＡ６００は単一アクティブ領域を有するＲＳＯＡである一方、図８で用いたＲＳＯＡは、反射面の一側面に位置して前記入力光信号の極性と反転された信号が注入される背面部と前記背面部の他側面に位置して前記入力光信号を前記背面部に通過させ、前記反射面から反射された入力光信号を出力光信号に変調する信号が注入される前面部で構成された２つのアクティブ領域を有するＲＳＯＡという点である。
図１０は、本発明の望ましい第２実施例による２つのアクティブ領域で構成されたＲＳＯＡへの動的電流注入のための駆動回路を示す図面である。図１０を参照すれば、前記図７と同一な構造である。
図１１は、本発明の望ましい第３実施例による２つのアクティブ領域で構成されたＲＳＯＡへの動的電流注入のための駆動回路を示す図面である。図１１を参照すれば、前記図８と同じ構造である。
図１２は、本発明の望ましい実施例による入力光信号平坦化を改善するために３つのアクティブ領域で構成されたＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）構造を示す図面である。図１２を参照すれば、前面部１２１０、中央部１２２０、背面部１２３０、ＳＳＣ領域１２４０を含んで構成される。
下向き光が入力される前面部１２１０、光増幅のための中央部１２２０、出力光を変調する背面部１２３０で構成された３つのアクティブ領域構造を行う。上向き光信号を変調するための電流は、背面部１２３０に注入し、中央部１２２０はＤＣ電流を注入し、入力光の変調特性を提供されて、これとは極性が反転された電流を前面部１２１０に注入する。
前面部１２１０のキャリア濃度及び光電力利得は、注入された電流によって変化され、入力光信号の１レベルでは利得を減らし、０レベルでは利得を相対的に増やす効果を発生させる。これにより、入力光信号の消光比を大幅減らせる。
ＳＳＣ領域は、通常のＳＳＣのように光繊維とＳＯＡとのカップリング効率を高めるために使われうる。
図１４は、本発明によるＷＤＭ受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）での‘多波長光源（ＭＷＳ）モジュール’を用いた光線路終端システム（ＯＬＴ）の一実施例の構成図であって、多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１を使用して下向き光信号を形成することである。
本発明による光線路終端システム（ＯＬＴ）は、図１４に示されたように、プロトコル処理部１３０１、下向き光送信装置１４００、光サーキュレーター１３０４、上向き光受信装置１４１０を含んでなり、それぞれの構成要素について説明すれば次の通りである。
まず、プロトコル処理部１３０１は、加入者側に伝送する下向き電気信号または加入者側から伝送された上向き電気信号をプロトコル処理する機能を行うものであって、図１３でのプロトコル処理部と同じ機能を行う。
そして、下向き光送信装置１４００は、図１４に示されたように、多波長光源（ＭＷＳ：Ｍｕｌｔｉ−Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｏｕｒｃｅ）モジュール１４０１、光サーキュレーター１４０２、波長多重化／逆多重化器１４０３、複数の光送信器１４０４を含んでなるものであって、図１３に示されたＯＬＴ１３００内に多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１と光サーキュレーター１４０２とを追加し、光送信器１４０４は‘波長無依存半導体光増幅器’を使用したものである。すなわち、光送信器１４０４は、図１３の波長固定型光送信器１３０２の代りにＯＮＵ１３３０内の光送信器１３３２と同じ‘波長無依存半導体光増幅器’を使用するものである。
そして、波長多重化／逆多重化器１４０３は、多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１に出力されて光サーキュレーター１４０２を通じて入力された多波長光信号に対しては‘波長分割器’に該当する‘波長逆多重化器’として動作し、光送信器１４０４から入力される光信号に対しては‘波長多重化器’として動作する。図１８の波長多重化／逆多重化器１８０３も同一である。
本発明による光線路終端システム（ＯＬＴ）１３００の動作について説明すれば、次の通りである。
多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１で多波長の光信号が出力されれば（図１５）、光サーキュレーター１４０２は、その多波長光信号を波長多重化／逆多重化器１４０３に伝達する。
これにより、波長多重化／逆多重化器１４０３は、‘波長分割器’に該当する機能（図１６参照）を行う。すなわち、伝えられた多波長光信号を波長別に分離し、それぞれの光送信器１４０４に出力する（図１７参照）。
次いで、それぞれの光送信器１４０４は、プロトコル処理部１３０１から下向き電気信号を受ければ、入力された光信号を活用して該当下向き光信号を生成して出力する。
波長多重化／逆多重化器１４０３は、それぞれの光送信器１４０４から出力される下向き光信号を結合することによって、ＷＤＭ下向き光信号を生成する。すなわち、波長多重化／逆多重化器１４０３は、波長多重化器として動作する。
このように結合された下向き光信号は、分岐手段に該当する光サーキュレーター１４０２、１３０４を通じてＯＮＵ側に伝送される。
前述した光線路終端システム（ＯＬＴ）での下向き光信号送信過程については、図１５ないし図１７を通じてさらに詳細に説明する。
一方、光線路終端システム（ＯＬＴ）１３００の上向き光受信装置１４１０は、波長逆多重化器１３０５と複数の光受信器（ＰＤ）１３０６とを含んでなるものであって、光サーキュレーター１３０４を通じて伝えられたＷＤＭ上向き光信号（ＯＮＵ側で伝送された光信号）を波長別に分離し、それぞれの光信号を電気信号に変換してプロトコル処理部１３０１に出力する機能を行う。すなわち、上向き光受信装置１４１０の機能は図１３と同じである。
また、ＯＮＵ１３３０での機能も、図１３と同一であるために、これ以上の説明は省略する。
図１５ないし図１７は、図１４による本発明の構造での、多波長光源（ＭＷＳ）の出力スペクトル、波長多重化／逆多重化器通過帯域、及び波長多重化／逆多重化器通過後の出力スペクトルについての説明図である。
すなわち、図１５は、多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１の出力スペクトル（多波長光信号のスペクトル）を示し、図１６は、波長分割器に該当する波長多重化／逆多重化器１４０３の通過帯域を示し、図１７は、波長分割器として動作する波長多重化／逆多重化器１４０３を通過した後の特定チャンネルに対する出力スペクトルを示す。
多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１から出力される光スペクトルは、図３Ａに示されたように多数の波長が出力され、各波長１５０２の出力光パワーは５ｄＢｍ以内で均一である。
多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１から出力される多波長光信号の総帯域範囲（ＢＷＭＷＳ）１５００は、ＷＤＭ−ＰＯＮの使用チャンネル数がＮであり、チャンネル間隔がΔλＷＤＭ１６０１である場合、次の［数１］のような関係が成立つ。すなわち、［数１］は、多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１の出力光信号の総帯域範囲（ＢＷＭＷＳ）とＷＤＭ波長帯域幅（Ｎ×ΔλＷＤＭ）との関係を示す。
Figure 0004876172
一方、図１６に示されたように、波長多重化／逆多重化器１４０３のＷＤＭチャンネル通過帯域幅（Δλｐａｓｓｂａｎｄ）１６０２と多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１の出力波長間隔（ΔλＭＷＳ）１５０１との関係は、次の［数２］のような関係を満足させることが望ましい。
Figure 0004876172
前記［数１］及び［数２］のような関係が成立つ場合、多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１の出力光が波長多重化／逆多重化器１４０３を通過した後のスペクトルは、図１７に示された通りである。
波長多重化／逆多重化器１４０３を通過した後のスペクトルには、波長多重化／逆多重化器１４０３のチャンネル通過帯域幅（Δλｐａｓｓｂａｎｄ）内に存在する多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１の出力波長が含まれる。すなわち、図１７には、多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１の出力波長３つがΔλｐａｓｓｂａｎｄ１７０１内に存在する場合を示す。
前記条件で複数の波長がＷＤＭの一チャンネル内に存在する場合、伝送距離が遠い場合には、光繊維分散によって下向き光信号が歪曲されて電力損失が発生する恐れがあるので、波長多重化／逆多重化器１４０３が２００ＧＨｚ波長間隔になっている場合には、次の［数３］のような関係が成立つことが望ましい。
Figure 0004876172
前記［数３］のような通過帯域幅範囲以内で最小１つ以上の光波長が存在できるが、２つ以上が望ましい。
多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１は、多様な構成が可能である。例えば、エルビウム添加光繊維環状レーザー、半導体集積多波長レーザー、ＤＦＢ−ＬＤアレイと波長多重化器とが個別的に結合された構造などが可能である。
図１８は、本発明によるＷＤＭ受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）での‘広域光源（ＢＬＳ）モジュール’を用いた光線路終端システム（ＯＬＴ）の一実施例の構成図である。
本発明の他の実施例に該当する光線路終端システム（ＯＬＴ）は、図１８に示されたように、プロトコル処理部１３０１、下向き光送信装置１８００、光サーキュレーター１３０４、上向き光受信装置１８１０で形成され、下向き光送信装置１８００を除いた他の部分は図１４と同じである。
ここで、下向き光送信装置１８００は、図１８に示されたように、広域光源（ＢＬＳ：Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ）モジュール１８０１、光サーキュレーター１８０２、波長多重化／逆多重化器１８０３、複数の光送信器１８０４で形成され、この時の光送信器１８０４は‘波長無依存半導体光増幅器’が該当される。
要するに、図１８に示された光線路終端システム（ＯＬＴ）は、図１４に示された光線路終端システム（ＯＬＴ）で多波長光源（ＭＷＳ）モジュール１４０１を広域光源（ＢＬＳ）モジュール１８０１に置換したことが最大の差異点であり、その他の構造は基本的に同一である。したがって、図１８に示された光線路終端システム（ＯＬＴ）について、これ以上の詳細な説明は省略する。
図１９ないし図２１は、図１８による本発明の構造での、広域光源出力スペクトル、波長多重化／逆多重化器通過帯域、及び波長多重化／逆多重化器通過後の出力スペクトルについての説明図である。
すなわち、図１９は、広域光源モジュール１８０１の出力スペクトル（広域光信号のスペクトル）を示し、図２０は波長分割器として動作する波長多重化／逆多重化器１８０３の通過帯域を示し、図２１は波長分割器として動作する波長多重化／逆多重化器１８０３を通過した後の特定チャンネルに対する出力スペクトルを示す。
図１９に示されたように、広域光源モジュール１８０１の出力帯域幅（ＢＷＢＬＳ）１９００は、ＷＤＭ−ＰＯＮの使用チャンネル数Ｎとチャンネル間隔ΔλＷＤＭ２００１の場合、次の［数４］のような関係を満足せねばならない。
Figure 0004876172
前記［数４］の関係が満たされる場合、広域光源モジュール１８０１の出力光が波長多重化／逆多重化器を通過した後のスペクトルは、図２１示されたようであり、この時のチャンネル通過帯域幅（Δλｐａｓｓｂａｎｄ）は“２１０１”と同じである。
図２０に示された波長多重化／逆多重化器のチャンネル通過帯域幅（Δλｐａｓｓｂａｎｄ）２００２によって波長分割器通過後の帯域幅が決定される。長距離伝送時には、光繊維分散による損失を減少させるために前記［数３］を満足せねばならない。
広域光源モジュール１８０１は、多様な構成が可能である。例えば、半導体ＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ＬＥＤ）、エルビウム添加光繊維増幅器ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源、半導体光増幅器ＡＳＥ光源などが含まれうる。
図２２は、従来のＷＤＭ受動型光加入者網（ＷＤＭ ＰＯＮ）の一般的な構成図であって、図２２を参照すれば、ＯＬＴ、ＲＮ、そしてＯＮＵで構成される。
ＯＬＴは、受信部Ｒｘ、送信部Ｔｘ、そして多数の光波長を多重化するＷＤＭ ＭＵＸ及び逆多重化するＷＤＭ ＤｅＭＵＸを含む。
ＲＮは、ＯＮＵからの多数の光波長を多重化するＷＤＭ ＭＵＸ及びＯＬＴからの多数の光波長を逆多重化するＷＤＭ ＤｅＭＵＸで構成される。
ＯＮＵは、ＲＮからの下向き光信号を分離して、一部は受信部（Ｒｘ）に送り、他の一部は送信部（Ｔｘ）に送る光カプラ、下向き光信号を受信する受信部（Ｒｘ）、そして上向き光信号を送出する送信部（Ｔｘ）で構成される。
図２３は、従来のＷＤＭ−ＴＤＭ複合受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＴＤＭ−ＰＯＮ）の一般的な構成図であって、図２３を参照すれば、ＷＤＭ−ＰＯＮと同様に全体としてＯＬＴ、ＲＮそしてＯＮＵで構成される。
ＯＬＴは、ＷＤＭ−ＰＯＮと同様に受信部Ｒｘ、送信部Ｔｘ、そして多数の光波長を多重化するＷＤＭ ＭＵＸ及び逆多重化するＷＤＭ ＤｅＭＵＸを含む。
但し、ＷＤＭ−ＰＯＮとの差はＴＤＭＡ方式の適用によってＯＵＮからの上向き光パケットがバースト特性を有しているので、受信部はバーストモード受信部（ｂｕｒｓｔ ｍｏｄｅ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）が要求される。
ＲＮは、ＯＮＵからの多数の光波長を多重化するＷＤＭ ＭＵＸ及びＯＬＴからの多数の光波長を逆多重化するＷＤＭ ＤｅＭＵＸ以外に１つの光波長を多数の加入者が共有可能に光パワー分離器をさらに備える。
ＯＮＵは、ＷＤＭ−ＰＯＮと同様にＲＮからの下向き光信号を分離して、一部は受信部に送り、他の一部は送信部に送る光カプラ、下向き光信号を受信する受信部（Ｒｘ）、そして上向き光信号を送出する送信部（Ｔｘ）で構成される。
但し、ＷＤＭ−ＰＯＮと異なる点は、１つのＯＮＵは所定時間にのみ光信号を送出できるので、送信部（Ｔｘ）としてはバーストモードトランスミッタが装着される。
図２４は、本発明の望ましい一実施例による（Ｒ）ＳＯＡ（ＲＳＯＡまたはＳＯＡ）の利得飽和特性による入力光波長再使用原理を説明する図面である。
下向き光信号が、利得が飽和される領域に入射されれば（すなわち、入力光信号の電力が（Ｒ）ＳＯＡの利得が飽和される光電力より大きい時）、‘１’レベルは利得が飽和された状態にあるので、利得を十分に受けられない一方、‘０’レベルは相対的にさらに大きい利得を受けるので、入力光信号の‘１’レベルと‘０’レベルとの差（ΔＰｉｎ；Ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ）がΔＰｏｕｔに減る。
すなわち、ΔＰｉｎ＞ΔＰｏｕｔである。このような現象を振幅圧縮効果と称する。しかし、完全に圧縮されていない光信号は、一定サイズのΔＰｏｕｔを有するようになり、この状態で上向きデータに直接変調すれば、ΔＰｏｕｔが変調された光信号の‘１’レベルの厚さ（ΔＰ１）に反映される。‘１’レベルの厚さが厚いほど上向き伝送品質は悪くなるが、特に‘１’レベルの厚さが一定の厚さ以上になれば、上向き伝送品質が急に劣り、パワーペナルティーが大きくなるので、これを防止するために下向き光の消光比（ＥＲ：Ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏ）を相当低くせねばならない。
一方、下向き光信号の消光比が低い場合、下向きリンクを構成する装置の光波長整列が少しだけ外れても消光比が急減しつつ、伝送品質が急に劣る鋭敏な特性を示すので、下向き伝送の信頼度が落ちる。
図２５は、本発明の望ましい一実施例による（Ｒ）ＳＯＡに先行電流注入により入力光波長が再使用される原理を説明する図面である。
入力光信号の‘１’レベル期間には、入力光信号の‘０’レベル期間に比べて電流注入量を減らせば（すなわち、図面でＩ１＜Ｉ０）、‘１’レベル期間には利得が減る。これにより、入力光の‘１’レベルと‘０’レベルとの電力差（ＥＲ）を平坦化可能になる。
したがって、（Ｒ）ＳＯＡの利得飽和が起きない低い入力光パワーでも、入力光波長再使用が可能なので、光リンクの光電力予算が増加し、下向き光信号の消光比を比較的高く調節できて、下向き伝送のパワーペナルティーを減らせ、下向きリンクを構成する装置の光波長整列が少しだけ外れても消光比が急減しつつ、伝送品質が急に劣る現象を緩和させうるる。同時に上向き光信号の‘１’レベルの厚さを減らすことによって、上向き伝送の品質を向上させうる。
図２６ないし図２９は、本発明の望ましい一実施例によるＯＬＴの光送信部を光波長に非依存的に作るために種光（ＳＬ：Ｓｅｅｄ Ｌｉｇｈｔ）を使用するＷＤＭ−ＰＯＮ構造を示す図面である。
図２６は、光波長に非依存的なＯＬＴを実現するために種光を使用し、光波長に非依存的なＯＮＵ実現のために下向き光信号を上向き光に再使用して上向きデータを伝送する光波長再使用方式を使用するＷＤＭ−ＰＯＮ構造である。
ＯＬＴとＲＮとの間のフィーダー区間は、単一光繊維で連結される。図２６を参照すれば、ＯＬＴ２６１０、種光送出部分２６００、ＲＮ２６３０、そしてＯＮＵ２６２０で構成される。
ＯＬＴ２６１０は、ＯＬＴプロトコル処理部２６１５、下向き光送信機能部分２６１１、２６１２、２６１６、２６１７、上向き光受信機能部分２６１３、２６１４、２６１８、上向き及び下向き光信号を分離するサーキュレーター２６１９、そして種光送出部分２６００を含んでなされ、それぞれの構成要素について説明すれば次の通りである。
まず、ＯＬＴプロトコル処理部２６１５は、加入者側に伝送する下向き電気信号または加入者側から伝送された上向き電気信号に対してプロトコル処理機能を行う。
そして、下向き光送信機能部分は複数の下向き光送信モジュール２６１２、ＷＤＭ ＭＵＸ２６１１、種光と下向き光信号を分離するサーキュレーター２６１６、そして下向き光信号増幅器２６１７で構成される。
そして、上向き光受信機能部分は、複数の光受信モジュール２６１３、ＷＤＭ ＤｅＭＵＸ２６１４、そして上向き光増幅器２６１８で構成される。
ＯＬＴ２６１０の動作について説明すれば、次の通りである。
種光送出部分２６００で送出された種光は、サーキュレーター２６１６を通じてＷＤＭ ＭＵＸ２６１１に入力される。ＷＤＭ ＭＵＸ２６１１で種光は波長別に分離されて各々該当Ｔｘ２６１２に入力される。Ｔｘ２６１２は光波長に非依存的な光素子を含む。
この光素子に入力された種光は増幅され、プロトコル処理部２６１５から入力された下向きデータに変調されてＴｘ２６１２から出力される。Ｔｘ２６１２から出力された光信号は下向きデータを載せており、ＷＤＭ ＭＵＸ２６１１に入力される。
複数のＴｘ２６１２から出力された光信号はＷＤＭ ＭＵＸ２６１１で波長多重化され、種光と下向き光信号とを分離するサーキュレーター２６１６を経て、光増幅器２６１７で適切に増幅された後、上向き及び下向き光信号を分離するサーキュレーター２６１９を経てフィーダー光繊維に引込まれる。
一方、ＯＮＵ２６２０から伝送されてオン上向き光信号は、光サーキュレーター２６１９を通じて光受信機能部分に入力されて光増幅器２６１８で増幅され、ＷＤＭ ＤｅＭＵＸ２６１４で波長別に分離された後、各々該当Ｒｘ２６１３に入力される。
Ｒｘ２６１３は、光信号を電気信号に変換し、電気的なデータを復旧してＯＬＴプロトコル処理部２６１５に出力する。
一方、ＯＬＴ２６１０は、光繊維の切断またはＯＮＵ２６２０のＴｘ２６２２の動作状態を判別するために監視用光信号を送信するＬ−Ｔｘ２６６０、監視用光信号を受信するＬ−Ｒｘ２６７０、そして監視用光信号に対する送信及び受信を制御し、受信された監視用光信号から得られた情報をＯＬＴプロトコル処理部２６１５に伝達するか、ＯＬＴプロトコル処理部２６１５から制御信号を受信して処理するＬＭＣ（Ｌｉｎｋ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ）２６８０を含む。
のみならず、監視用光信号を光繊維を通じて下向き伝達するか、監視用光信号を光繊維から受信するためにそれぞれのＷＤＭカプラ２６４０、２６５０を備える。
種光送出部分２６００は、複数の種光源（ＳＬ：Ｓｅｅｄ Ｌｉｇｈｔ）２６０１、複数の種光を集めて分配するｎ ｘ ｍ（ここでｎ、ｍは、自然数）光カプラ２６０２、光カプラから出力される光を増幅する光増幅器２６０３、そして種光を多数のＯＬＴ２６１０に分配する光パワースプリッタ２６０４で構成される。
種光送出部分２６００の動作を説明すれば次の通りである。
多数のＳＬ２６０１は、波長間隔及び中心波長に対して相異なる波長プラン（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｐｌａｎ）を有することができる。同じ波長間隔を有する場合に開始波長が相異なる場合、複数のＳＬ２６０１をカプラ２６０２でカップリングすれば、さらに細分化された波長間隔を有する種光を得る。これを波長インターリーブと称する。
カプラ２６０２を経た種光は、適切な光電力を有するように光増幅器２６０３で増幅されて１ｘｎスプリッタ２６０４に入力される。スプリッタ２６０４では、入力された種光がｎ個に光電力が分けられて出力され、各々は該当ＯＬＴ２６１０に入力される。
ＲＮ２６３０は、ＷＤＭ ＭＵＸ／ＤｅＭＵＸ２６３１で構成されるが、下向き信号に対してはＷＤＭ ＤｅＭＵＸとして動作して波長別に分離され、上向き信号に対してはＷＤＭ ＭＵＸとして動作して光波長が多重化されてＯＬＴ２６１０に伝えられる。
ＯＮＵ２６２０は、光カプラ２６２１、光送信器２６２２、光受信器２６２３、及びＯＮＵプロトコル処理部２６２４を備える。
ＯＮＵ２６２０の動作を説明すれば次の通りである。
光カプラ２６２１では、ＷＤＭ ＤｅＭＵＸ２６３０から伝えられた下向き光信号の電力が分離され、一部電力は光受信器（Ｒｘ）２６２３に伝達されて下向きデータが復元され、残りの一部は光送信器（Ｔｘ）２６２２に注入される。
光送信器（Ｔｘ）２６２２に注入された下向き光信号は、平坦化及び光増幅過程を経て上向き光に再使用可能な状態に変換され、再使用された光はＯＮＵプロトコル処理部２６２４から送出された上向きデータを載せた電気信号によって変調されて上向き光信号に変換されて光送信器２６２２から出力される。
ＯＮＵ２６２０の光送信器２６２２は、半導体光増幅器（Ｒ）ＳＯＡを使用することによって一定の波長帯域内に含まれた光波長に対しては波長区分なしに使用可能なので、単一種類の光送信器としてあらゆるＷＤＭチャンネルを収容できる。
図２７は、ＯＬＴ２６１０からＯＮＵ２６２０の間に光繊維の切断またはＯＮＵ２６２０のＴｘ２６２２の動作状態を判別するためにＯＬＴ２６１０に備えられたＬ−Ｔｘ２６６０、Ｌ−Ｒｘ２６７０、そしてＬＭＣ２６８０に対してさらに具体的な構造を示す。
ＬＭＣ２６８０では、ＯＬＴプロトコル処理部２６１５から光リンク状態監視に対する制御信号を受信する。
ここで、実際の例として周期的に相異なる波長の光が送出されるように、図２７に示された例の通り、波長可変光源（ＴＬＤ：Ｔｕｎａｂｌｅ ＬＤ）２６６２を制御する信号をＴＬＤに送る一方、光リンク状態監視用光に乗せて送る電気的な信号（以下、監視用電気信号）をＦＵＣ２６６１に送出する。
ＦＵＣ２６６１では、受信された電気信号を、図２７に示されたように、データ送受信帯域（以下、基底帯域）ｆＢから十分に離れたＲＦキャリア（ｆＬＭ）にｆｒｅｑｕｅｎｃｙ―ｕｐ―ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎしてＴＬＤ２６６２に送る。
ＴＬＤ２６６２では、ＬＭＣ２６８０から受信した波長指定信号によって該当波長にｆｒｅｑｕｅｎｃｙ―ｕｐ―ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎされた信号を載せて（変調して）、ＷＤＭカプラ２６４０を通じて下向き送信する。
ＷＤＭカプラ２６４０を通じて光繊維に引込まれた監視用光信号はフィーダーファイバを経て、ＲＮ２６３０を経てＯＮＵ２６２０に受信される。ＯＮＵ２６２０に受信された監視用光信号の光電力の一部はＴｘ２６２２に入力されて増幅及び波長再使用過程を経て再び上向きに戻っていく。
上向き伝送された監視用光信号は、光カプラ２６５０を通じてＰＤ２６７１に受信されて電気的な信号に変換される。ＰＤ２６７１の出力信号は、ＦＤＣ２６７２で基底帯域にｆｒｅｑｕｅｎｃｙ―ｄｏｗｎ―ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎされてＬＭＣ２６８０に送られる。
一方、ＯＮＵ２６２０に受信された監視用光信号の光電力の他の一部はＲｘ２６２３に受信されるが、Ｒｘ２６２３に含まれているＴＩＡには一般的にＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）が含まれているので、受信された信号の基底帯域のみ通過し、監視用電気信号のように基底帯域から十分に離れている信号は除去され、下向きデータ復旧に影響を与えない。
一方、実際例として、フィーダーファイバ区間に切断が発生する場合には、あらゆる波長の監視用信号が受信されないことによって把握が可能であり、また一例として、ＲＮ２６３０とＯＮＵ２６２０との間の分配網区間で光繊維切断が発生する場合には、その光繊維に該当する波長の監視用光信号が受信されなくなる。
また一方、高感度ＰＤ２６７１を使用することによって、光繊維切断による切断面での反射された光を感知可能となり、ＯＮＵ２６２０のパワーオフ状態では、Ｔｘ２６２２が入力された光をいずれも吸収してしまうので、ＯＮＵ２６２０のパワーオフ状態と光繊維切断状況とに対する区分が可能である。
また一方、ＬＭＣ２６８０がＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）機能を揃えることによって光繊維切断地点を正確が把握可能となる。
さらなる一例として、ＷＤＭ−ＴＤＭ−ＰＯＮの場合に、ＲＮ２６３０はスプリッタ２６３３を含むので、１つの光波長が複数のＯＮＵ２６２０によって共有されるが、その場合、一般的にＯＬＴ２６１０側からは分配網区間の光繊維切断を把握し難くなる。
しかし、この場合、本発明では、ＯＬＴ２６１０のＭＡＣ ｌａｙｅｒで提供するＯＮＵ別に配当する上向き伝送時間情報を活用して、ある特定ＯＮＵに配当された時間区間にそのＯＮＵが受信する光波長を送出し、該当時間区間内でそのＯＮＵから戻ってくる光信号を受信することによって、分配網区間の光繊維切断を判別できて、ＯＬＴ２６１０から特定ＯＮＵ２６２０の全区間での光繊維切断を判別することができる。
一方、監視用光信号の一部電力は、ＷＤＭカプラ２６５０を通過してデータ受信用Ｒｘ２６１３に受信されるが、Ｒｘ２６１３に含まれているＴＩＡには一般的にＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）が含まれているので、受信された信号の基底帯域のみ通過し、監視用電気信号と共に基底帯域から十分に離れている信号は除去され、上向きデータ復旧に影響を与えない。
図２８は、ＯＬＴ２６１０からＯＮＵ２６２０の間に光繊維の切断またはＯＮＵ２６２０のＴｘ２６２２の動作状態を判別するために、ＯＬＴ２６１０に備えられたＬ−Ｔｘ２６６０、Ｌ−Ｒｘ２６７０、及びＬＭＣ２６８０についてのさらに他の実施例であって、さらに具体的な構造を示す。
図２７とほぼ同じであり、差異点は、図２７ではＬ−Ｔｘ２６６０としてＴＬＤ２６６２を使用する一方、図２８ではＲＳＯＡ２６６３、１ｘｎＯＳＷ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｗｉｔｃｈ）２６６４、そしてＷＤＭ ＭＵＸ２６６５を使用する。
ＳＬモジュール２６００から種光がサーキュレーター２６６６を通じてＷＤＭ ＭＵＸ２６６５に入力され、ここで波長の分割された光が光スイッチ２６６４に入力される。
光スイッチ２６６４では、ＬＭＣ２６８０の制御下に特定の光波長がＲＳＯＡ２６６３に入力され、ＲＳＯＡ２６６３では入力された種光を増幅、反射、そしてＦＵＣ２６６１から注入された電流によって変調する。
変調された光は、光スイッチ２６６４、ＷＤＭ ＭＵＸ２６６５、サーキュレーター２６６６、そしてＷＤＭカプラ２６４０を通じて下向き光繊維に引込まれる。
図２７とのさらなる差異点は、Ｔｘ２６１２から出力される光とＬ−Ｔｘ２６６０から出力される光の波長が正確に一致するので、二光源の光波長差が不明な図２７に比べて光波長間のｂｅａｔｉｎｇ現象を処理しやすい。
図２９は、ＯＬＴ２６１０からＯＮＵ２６２０までの光繊維の切断またはＯＮＵ２６２０のＴｘ２６２２の動作状態を判別するために、ＯＬＴ２６１０に備えられたＬ−Ｔｘ２６６０、Ｌ−Ｒｘ２６７０、及びＬＭＣ２６８０についてのさらに他の実施例であって、さらに具体的な構造を示す。
図２７とほぼ同じであり、差異点は図２７ではＬ−Ｔｘ２６６０としてＴＬＤ２６６２を使用する一方、図２９ではＲＳＯＡ２６６３、そしてＷＤＭ ＭＵＸ２６６５を使用する。
ＳＬモジュール２６００から種光がサーキュレーター２６６６を通じてＷＤＭ ＭＵＸ２６６５に入力され、ここで波長が分割されたそれぞれの光がＲＳＯアレイ２６６３に入力される。
特定時間に特定ＲＳＯＡ２６６３がＬＭＣ２６８０の制御下に入力された種光を増幅、反射、そしてＦＵＣ２６６１から注入された電流によって変調する。
変調された光は、ＷＤＭ ＭＵＸ２６６５、サーキュレーター２６６６、そしてＷＤＭカプラ２６４０を通じて下向き光繊維に引込まれる。図２８と同様にＴｘ２６１２から出力される光とＬ−Ｔｘ２６６０から出力される光の波長が正確に一致するので、二光源の光波長差が不確実な図２７に比べて光波長間のｂｅａｔｉｎｇ現象を処理しやすい。
図３０ないし図３３は、本発明の望ましい一実施例によるＳＬとしてＭＷＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ）を使用する場合、ＳＬの出力スペクトル及びＷＤＭ ＤｅＭＵＸを通過した後のスペクトルを示す図面である。
図３０は、ＳＬ２６０１としてＭＷＬＳを使用する場合の実際例として２つのＳＬ２６０１各々から出力される光スペクトル、ＷＤＭ ＭＵＸ２６１１の帯域、そしてＷＤＭ ＭＵＸ２６１１を通過した後のスペクトルを示す。
それぞれのＭＷＬＳから出力される光スペクトルは、図３０及び図３１に示されたように各々多数の波長を含む。図面で、それぞれのＭＷＬＳは同じΔλＷＤＭ波長間隔を有するが、中心波長が互いに交互に配列されている。
したがって、この両ＭＷＬＳがカプラを通じて結合されれば、両ＭＷＬＳの光波長がインタレース形態を有するようになって、出力スペクトルの波長間隔が半分に縮まる。
したがって、光波長がさらに緻密に配列された出力光は、図３２のような帯域形態を有しているＷＤＭ ＭＵＸ２６１１を通過すれば、図３３のようなスペクトルとなる。
したがって、通信チャンネルを決定するＷＤＭ ＭＵＸ２６１１のそれぞれの帯域には、この場合３個の光波長を含む。
前述したように複数の波長がＷＤＭの１チャンネル内に存在する場合、伝送距離が遠い場合には、光繊維分散によって下向き光信号が歪曲されて電力損失が発生する恐れがあるために、伝送距離によってＳＬの波長間隔と１つのＷＤＭ ＭＵＸの帯域に含まれるＳＬの波長数が適切に考慮される。
図３４ないし図３６は、本発明の望ましい一実施例によるＭＷＬＳを具現しうる３つの実施例を示す図面である。
３つのＭＷＬＳ実施例を示す。
図３４に示されたように、ＤＦＢ−ＬＤのようなＳＭＬ（ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｄｅ ｌａｓｅｒ）３４０１アレイとＷＤＭ ＭＵＸ３４１０が個別的に結合された構造、図３５のようにＦＰ−ＬＤ（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）のようなＭＭＬ３５０２アレイとＷＤＭ ＭＵＸ３４１０が個別的に結合された構造が可能である。
図３５の場合には、出力光特性を改善するためにＷＤＭ ＭＵＸ出力端にハーフミラー３５１１を追加しうる。
図３６は、光反射部３６０３、ＷＤＭ ＭＵＸ３４１０、光増幅部３６０７、サーキュレーター３６０５、そして１ｘ２カプラ３６０６で構成される。
ここで、光反射部３６０３としてミラーが使われうるが、反射率または光減衰率を可変可能にすることによって、ＳＬ２６０１出力光波長間の光電力差を調節しうる。
また、光反射部としてＲＳＯＡのような能動素子（Ａｃｔｉｖｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を使用できるが、この場合、それぞれのＲＳＯＡの出力光を電気的な信号にモジューレーション可能なので、ＳＬ２６０１から多数のモジューレーションした光信号が出力される。
光増幅部３６０７は、光繊維光増幅器または半導体光増幅器を使用しうる。
図３６のＳＬ２６０１の動作を説明すれば、次の通りである。
光増幅部で生成された光は、出力されてサーキュレーター３６０５に入力されてＷＤＭ ＭＵＸ３４１０に向かって出力される。ＷＤＭ ＭＵＸ３４１０に入力された光は、光波長別に分離されて光反射部３６０３に向かって出力され、光反射部３６０３で反射されて再びＷＤＭ ＭＵＸ３４１０に入力される。
ＷＤＭ ＭＵＸ３４１０からの出力光は、サーキュレーター３６０５を通じて１ｘ２光カプラ３６０６に入力される。光カプラ３６０６に入力された光電力のうち一部はＳＬ２６０１外部に出力され、残りは光増幅部３６０７に再入力される。
これにより、光増幅部３６０７−サーキュレーター３６０５−ＷＤＭ ＭＵＸ３４１０−光反射部３６０３−ＷＤＭ ＭＵＸ３４１０−サーキュレーター３６０５−光カプラ３６０６−光増幅部３６０７が１つの閉鎖ループを形成する。
光増幅部で発生した光は、この閉鎖ループを巡回する間、ｌａｓｉｎｇ特性を有する、またはｌａｓｉｎｇと類似した特性を有する光に変換されてＳＬ２６０１の外部に出力される。
図３７ないし図３９は、本発明の望ましい一実施例によるＳＬとしてＢＬＳを使用する場合、ＢＬＳの出力スペクトル、ＷＤＭ ＭＵＸ／ＤｅＭＵＸ通過帯域、及びＷＤＭ ＭＵＸ／ＤｅＭＵＸ通過後の出力スペクトルを示す図面である。
また、ＳＬ２６０１としてＢＬＳを使用する場合、ＢＬＳの出力スペクトル、ＷＤＭ ＭＵＸの帯域、及びＷＤＭ ＭＵＸを通過した後の出力スペクトルについての説明図である。
図３７は、ＢＬＳの出力スペクトルを示し、図３８はＷＤＭ ＭＵＸの帯域を示し、図３９はＷＤＭ ＭＵＸを通過した後の特定チャンネルに対する出力スペクトルを示す。
ＷＤＭ ＭＵＸの出力帯域幅は、ＷＤＭ ＭＵＸの帯域によって決定されるので、長距離伝送時には光繊維分散による電力損失を勘案して伝送距離及びＷＤＭ ＭＵＸの帯域が決定されねばならない。ＢＬＳは多様に具現可能である。
例えば、半導体ＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ＬＥＤ）、エルビウム添加光繊維増幅器（ＥＤＦＡ）ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源、半導体光増幅器ＡＳＥ光源などを活用しうる。
図４０は、本発明の望ましい一実施例によるＯＬＴとＲＮとの間のフィーダー区間に上向き伝送及び下向き伝送が各々分離された光繊維が備えられたＷＤＭ−ＰＯＮ構造を示す図面である。
図４０は、図２６とほぼ同じ構造である。図２６との差異点は、ＯＬＴ２６１０とＲＮ２６３０間のフィーダー区間で上向き伝送及び下向き伝送が各々分離された光繊維を通じて行われる。
このためにＯＬＴ２６１０に含まれた上向き及び下向き光信号を分離するサーキュレーター３１２（図２６では２６１９）がＲＮ２６３０に含まれる。残りは図２６と同一である。
図４０のような形態は、上向き及び下向き伝送が別個の光繊維を通じて行われるので、フィーダー区間で発生する各種光信号反射に比較的強い長所がある。したがって、光信号反射による伝送距離の制限がさらに緩くなって比較的長距離伝送が可能である。
図４１は、本発明の望ましい一実施例によるＯＬＴの光送信部を、光波長に非依存的に作るためにＳＬを使用するＷＤＭ−ＴＤＭＡ−ＰＯＮ構造を示す図面である。
図４１は、光波長に非依存的なＯＬＴを実現するために種光を使用し、光波長に非依存的なＯＮＵ実現のために下向き光信号を上向き光として再使用して上向きデータを伝送する光波長再使用方式を使用するＷＤＭ−ＴＤＭ−ＰＯＮの構造である。
ＯＬＴとＲＮとの間のフィーダー区間は、単一光繊維で連結される。
光波長に非依存的なＷＤＭ−ＴＤＭＡ−ＰＯＮは、ＯＬＴ２６１０、種光送出部分２６００、ＲＮ２６３０、そしてＯＮＵ２６２０で構成される。
ＯＬＴ２６１０は、図２６に説明されたＯＬＴとほぼ同一である。異なる点は、ＴＤＭＡ方式の使用によって上向き光信号がバーストモード特性を有しているので、上向き光受信機能部分がバーストモード光パケットを受信できるようになっている。
種光送出部分２６００は、図２６で説明された内容と同一である。
ＲＮ２６３０は、ＷＤＭ ＭＵＸ／ＤｅＭＵＸ２６３１及び光パワースプリッタ２６３３で構成される。ＲＮ２６３０に入力された下向き信号はＷＤＭ ＭＵＸ／ＤｅＭＵＸ２６３１で光波長別に分離され、それぞれの波長は１ｘｎ光パワースプリッタ２６３３に入力され、ここで光電力が１／ｎに分けられてｎ個のＯＮＵ２６２０に向かって出力される。
複数の同じ波長を有するＯＮＵから伝送されてきた上向き光信号は、光パワースプリッタ２６３３で合わせられて、ＷＤＭ ＭＵＸ／ＤｅＭＵＸ２６３１に入力される。ＷＤＭ ＭＵＸ／ＤｅＭＵＸ２６３１では相異なる光波長を有する光信号が波長多重化されてＯＬＴ２６１０に向かって出力される。
ＯＮＵ２６２０は、図２６で説明された内容とほぼ同一である。差異点は、同じ光波長を送出するＯＮＵが、与えられた特定時間（タイムスロット）にのみ光信号を送出せねばならないので、上向き信号はバーストモード特性を有することになる。これにより、光送信器２６２２は、バーストモードを送信できねばならない。
図４２は、本発明の望ましい一実施例によるＯＬＴとＲＮとの間のフィーダー区間に上向き伝送及び下向き伝送が各々分離された光繊維が備えられたＷＤＭ−ＴＤＭＡ−ＰＯＮ構造を示す図面である。
図４２は、図４１とほぼ同じ構造である。図４１との差異点は、ＯＬＴ２６１０とＲＮ２６３０との間のフィーダー区間で上向き伝送及び下向き伝送が各々分離された光繊維を通じて行われる。
このためにＯＬＴ２６１０に含まれた上向き及び下向き光信号を分離するサーキュレーター２６３２（図２６では２６１９）がＲＮ２６３０に含まれる。残りは図４１と同一である。
図４２のような形態は、上向き及び下向き伝送が別個の光繊維を通じて行われるので、フィーダー区間で発生する各種光信号反射に比較的強い長所がある。
したがって、光信号反射による伝送距離制限がさらに緩くなって比較的長距離伝送が可能である。
図４３ないし図４５は、本発明の望ましい一実施例によるＲＳＯＡ（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に基づいた入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。
図４３は、ＲＳＯＡに基づいて受信された光信号を送信用光に再使用するための入力光波長再使用方法を示す。
図４３を参照すれば、光カプラ４３０１、ＰＤ４３２１、ＴＩＡ４３２２、ＬＡ４３２３、インバータ４３４１、ＲＦ遅延１ ４３４２、ＡＮＤゲート（ＡＮＤ）４３４３、レーザドライバ１（ＬＤＤ１）４３４４、レーザドライバ２（ＬＤＤ２）４３３３、電気信号結合器（ｃｏｍｂｉｎｅｒ）４３５１、ＲＳＯＡ４３１０、光遅延４３０２を含んで構成される。
電話局からの下向き光信号は、光カプラ４３０１で分岐され、一部はＲＳＯＡ４３１０に入力され、一部はＰＤ４３２１に入力される。ＰＤ４３２１に入力された光は電流信号に変わって出力され、ＴＩＡ４３２２で増幅されて電圧信号に変換され、ＬＡ４３２３に入力されて再増幅される。
ＬＡ４３２３出力のうち一部は下向きデータ信号処理部に出力され、他の一部はインバータ３４１で極性が反転されてＲＦ遅延１ ４３４２に入力される。ここで、ＬＡ４３２３が極性が反転された信号を出力する出力端子を有している場合には、インバータ４３４１が不要なので、極性反転出力端子から出る信号をＲＦ遅延１ ４３４２に入力すればよい。
ＲＦ遅延１ ４３４２の出力は、ＡＮＤ４３４３に入力される。
これにより、入力された下向き信号のうち一部電力はＡＮＤ４３４３の１入力端子に入力され、上向き信号のうち一部の電力はＡＮＤ４３４３の他の入力端子に入力される。
したがって、上向き信号が“１”であれば、下向き信号が通過され、上向き信号が“０”であれば、下向き信号がＡＮＤ４３４３を通過できない。ＡＮＤ４３４３の出力は、ＬＤＤ１４３４４で変調信号に変わって出力される。
一方、上向き信号のうち、他の電力はＲＦ遅延２ ４３３２を経てＬＤＤ２ ４３３３に入力され、ＬＤＤ２ ４３３３で変調信号に変わってバイアス電流として出力される。ＬＤＤ１ ４３４４の出力信号とＬＤＤ２ ４３３３の出力信号は、結合器４３５１で合わせられてＲＳＯＡ４３１３に注入される。
光カプラ４３０１で分岐された下向き光信号電力の一部はＲＳＯＡ４３１０の前面部４３１１を通じて入力され、ＲＳＯＡ４３１０の背面部４３１２で反射されて再び前面部４３１１を通じて送出される。
ＲＳＯＡ４３１０に入力された下向き光信号を最適に光波長再使用するために、ＬＤＤ１４３４４で最終出力される先行注入電流の位相とＲＳＯＡ４３１０に入力される下向き光信号の位相とが最適の状態に合わせられねばならないが、この両位相のマッチングは光遅延４３０２及びＲＦ遅延１ ４３４２を通じてなされる。
一方、上向き光信号の一部電力はＡＮＤ４３４３及びＬＤＤ１ ４３４４を通じて結合器４３５１に入力され、残り電力はＬＤＤ２ ４３３３を通過して結合器４３５１に入力されるので、この両信号の位相が互いに異なる。ＲＦ遅延２ ４３３２は、この両信号間の位相を合わせる役割を行う。
図４４は、図４３と類似した構造である。ただし、ＲＳＯＡを上向きデータに直接変調（ｄｉｒｅｃｔ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）する方式では、ＲＳＯＡの特性上２．５Ｇｂｐｓ以上のデータに変調し難い。
これよりさらに高いデータに変調するために、ＲＳＯＡ出力光を外部変調器（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ；ＥＭ）４３０５を使用して変調する。
ＲＳＯＡ出力光をＥＭ４３０５に送るためのサーキュレーター４３０４及びＥＭ４３０５出力をネットワークに送出するためのサーキュレーター４３０３をさらに含む。図３３−１と比較してさらに異なる点として、ＬＤＤ１ ４３４４の出力はＲＳＯＡ４３１０に注入され、ＬＤＤ２ ４３３３出力はＥＭ４３０５に注入される。
したがって、ＲＳＯＡ４３１０は、入力された光信号をＦＦＣＩによって入力光波長再使用及び増幅し、上向きデータによる光の変調はＥＭ４３０５が担当する。
図４５は、図４３と類似した構造である。ただし、ＲＳＯＡ４３１０のアクティブ領域が２つの部分に区分されている。
このｔｗｏ−ｓｅｃｔｉｏｎ ＲＳＯＡ４３１０の前部４３１３ａにはＬＤＤ２ ４３３３から上向きデータ電流信号がバイアス電流と共に注入され、後部４３１３ｂにはＬＤＤ１ ４３４４からＦＦＣＩ用の電流信号が入力される。
図４６ないし図４９は、本発明の望ましい一実施例によるＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に基づいた入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。
図４６は、基本的に図４３と類似した構造である。ただし、ＲＳＯＡの代わりにＳＯＡ４３１５を使用する点が異なる。
ＳＯＡ４３１５の出力をネットワークに送出するためにサーキュレーター４３０３を含む。図２２とは違って、下向き光信号はＳＯＡ４３１５の前面部４３１１を通じて入力されて、平坦化、光増幅、上向き信号による変調過程を経て背面部４３１２に出力される。
図４７は、基本的に図４６と同様である。差異点は、ＬＤＤ１ ４３４４の出力は、ＳＯＡ４３１５に注入され、ＬＤＤ２ ４３３３の出力はＥＭ４３０５に注入される。したがって、ＳＯＡ４３１５は入力された光信号をＦＦＣＩによって平坦化及び増幅し、上向きデータによる光の変調はＥＭ４３０５が担当する。
図４８は、基本的に図４６と同様である。差異点はＳＯＡ４３１５のアクティブ領域が二部分に分けられていることである。
ＬＤＤ１ ４３４４の出力は、ＳＯＡ４３１５の前部４３１３ａに注入され、ＬＤＤ２ ４３３３出力は、ＳＯＡ４３１５後部４３１３ｂに注入される。したがってＳＯＡ４３１５の前部４３１３ａでは入力された光信号をＦＦＣＩによって平坦化及び増幅し、後部分４３１３ｂでは上向きデータによる光の変調が行われる。
図４９は、基本的に図４６と類似している。差異点はＳＯＡ４３１５のアクティブ領域が三部分に分けられていることである。
ＬＤＤ１４３４４の出力は、ＳＯＡ４３１５の前部４３１３ａに注入され、ＬＤＤ２４３３３の出力はＳＯＡ４３１５の後部４３１３ｂに注入される。
したがって、ＳＯＡ４３１５の前部４３１３ａでは入力された光信号をＦＦＣＩによって平坦化し、中間部分４３１３ｃでは増幅を主にして、後部４３１３ｂでは上向きデータによる光の変調が行われる。
図５０は、本発明の望ましい一実施例によるＲＳＯＡに受信された光信号を送信用光に再使用するためにＬＡ出力を使用したさらに簡単化された入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。
図５０は、ＲＳＯＡに受信された光信号を送信用光に再使用するためにＬＡ４３２３の出力を使用したさらに簡単化された入力光波長再使用方法を示す。
ＬＡ４３２３出力信号の一部は反転器４３４１で反転されてＲＦ遅延４３４２を経て、ＲＦＡＭＰ４３４５で適切な大きさに増幅される。
一方、上向きデータ信号はＬＤＤ４３３３で電流信号に変わってバイアス電流と共に出力される。ＲＦＡＭＰ４３４５出力とＬＤＤ４３３３出力は、結合器４３５１で結合されてＲＳＯＡ４３１０に注入される。
ＬＡ４３２３が位相反転された信号を出力する端子が備えられている場合には、反転器４３４１を使用せず、反転された出力端子の出力信号を使用する。
図５１は、本発明の望ましい一実施例によるＲＳＯＡに受信された光信号を送信用光に再使用するためＴＩＡ出力を使用したさらに簡単化された入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。
図５１は、ＲＳＯＡに受信された光信号を送信用光に再使用するためにＴＩＡ出力を使用したさらに簡単化された入力光波長再使用方法を示す。
ＴＩＡ４３２２出力信号の一部は反転器４３４１で反転されてＲＦ遅延４３４２を経て、ＲＦＡＭＰ４３４５で適切な大きさに増幅される。
一方、上向きデータ信号は、ＬＤＤ４３３３で電流信号に変わってバイアス電流と共に出力される。ＲＦＡＭＰ４３４５出力とＬＤＤ４３３３出力は、結合器４３５１で結合されてＲＳＯＡ４３１０に注入される。
ＴＩＡ４３２２が位相反転された信号を出力する端子が備えられている場合には、反転器４３４１を使用せず、反転された出力端子の出力信号を使用する。
以上、図面及び明細書で最適の実施例が開示された。ここで、特定の用語が使われたが、これは単に本発明を説明するための目的で使われたものであって、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。したがって、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点を理解できるである。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるべきである。
光信号を再使用するＲＳＯＡ基盤のＷＤＭ−ＰＯＮの概念図である。 光信号を再使用するＲＳＯＡ基盤のＷＤＭ−ＰＯＮ−ＴＤＭ（ＷＤＭ−ＰＯＮ−ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の概念図である。 ＲＳＯＡの利得飽和に基づく光信号圧縮効果による平坦化を示す図面である。 ＲＳＯＡへの先帰還電流注入による入力光信号の平坦化を示す図面である。 本発明の望ましい実施例による動的電流注入による光振幅平坦化のためにアクティブ領域が２つのセクションに分離されて構成されたＲＳＯＡ構造を示す図面である。 本発明の望ましい第１実施例による単一アクティブ領域で構成されたＲＳＯＡへの動的電流注入のための駆動回路を示す図面である。 本発明の望ましい第２実施例による単一アクティブ領域で構成されたＲＳＯＡへの動的電流注入のための駆動回路を示す図面である。 本発明の望ましい第３実施例による単一アクティブ領域で構成されたＲＳＯＡへの動的電流注入のための駆動回路を示す図面である。 本発明の望ましい第１実施例による２つのアクティブ領域で構成されたＲＳＯＡへの動的電流注入のための駆動回路を示す図面である。 本発明の望ましい第２実施例による２つのアクティブ領域で構成されたＲＳＯＡへの動的電流注入のための駆動回路を示す図面である。 本発明の望ましい第３実施例による単一アクティブ領域で構成されたＲＳＯＡへの動的電流注入のための駆動回路を示す図面である。 本発明の望ましい実施例による入力光信号平坦化を改善するために３つのアクティブ領域で構成されたＳＯＡ構造を示す図面である。 従来の下向き光信号再使用方式のＷＤＭ受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）の構成図である。 本発明によるＷＤＭ受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）での‘多波長光源（ＭＷＳ）モジュール’を用いた光線路終端システム（ＯＬＴ）の一実施例を示す構成図である。 図１４による本発明の構造での、多波長光源（ＭＷＳ）の出力スペクトルについての説明図である。 図１４による本発明の構造での波長多重化／逆多重化器通過帯域についての説明図である。 図１４による本発明の構造での波長多重化／逆多重化器通過後の出力スペクトルについての説明図である。 本発明によるＷＤＭ受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）での‘広域光源モジュール’を用いた光線路終端システム（ＯＬＴ）の一実施例を示す構成図である。 図１８による本発明の構造での広域光源出力スペクトルについての説明図である。 図１８による本発明の構造での波長多重化／逆多重化器通過帯域についての説明図である。 図１８による本発明の構造での波長多重化／逆多重化器通過後の出力スペクトルについての説明図である。 従来のＷＤＭ受動型光加入者網（ＷＤＭ ＰＯＮ）の一般的な構成図を示す図面である。 従来のＷＤＭ−ＴＤＭ複合受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＴＤＭ−ＰＯＮ）の一般的な構成図を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例による（Ｒ）ＳＯＡ（ＲＳＯＡまたはＳＯＡ）の利得飽和特性による入力光波長再使用原理を説明する図面である。 本発明の望ましい一実施例による（Ｒ）ＳＯＡに先行電流注入により入力光波長が再使用される原理を説明する図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＯＬＴの光送信部を、光波長に非依存的に作るために種光（ＳＬ：Ｓｅｅｄ Ｌｉｇｈｔ）を使用するＷＤＭ−ＰＯＮ構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＯＬＴの光送信部を、光波長に非依存的に作るために種光（ＳＬ：Ｓｅｅｄ Ｌｉｇｈｔ）を使用するＷＤＭ−ＰＯＮ構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＯＬＴの光送信部を、光波長に非依存的に作るために種光（ＳＬ：Ｓｅｅｄ Ｌｉｇｈｔ）を使用するＷＤＭ−ＰＯＮ構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＯＬＴの光送信部を、光波長に非依存的に作るために種光（ＳＬ：Ｓｅｅｄ Ｌｉｇｈｔ）を使用するＷＤＭ−ＰＯＮ構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＳＬとしてＭＷＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ）を使用する場合、ＳＬの出力スペクトル及びＷＤＭ ＤｅＭｕｘを通過した後のスペクトルを示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＳＬとしてＭＷＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ）を使用する場合、ＳＬの出力スペクトル及びＷＤＭ ＤｅＭｕｘを通過した後のスペクトルを示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＳＬとしてＭＷＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ）を使用する場合、ＳＬの出力スペクトル及びＷＤＭ ＤｅＭｕｘを通過した後のスペクトルを示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＳＬとしてＭＷＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ）を使用する場合、ＳＬの出力スペクトル及びＷＤＭ ＤｅＭｕｘを通過した後のスペクトルを示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＭＷＬＳを具現できる３種の実施例を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＭＷＬＳを具現できる３種の実施例を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＭＷＬＳを具現できる３種の実施例を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＳＬとしてＢＬＳを使用する場合、ＢＬＳの出力スペクトルを示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＳＬとしてＢＬＳを使用する場合ＷＤＭ ＭＵＸ／ＤｅＭＵＸ通過帯域を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＳＬとしてＢＬＳを使用する場合ＷＤＭ ＭＵＸ／ＤｅＭＵＸ通過後の出力スペクトルを示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＯＬＴとＲＮとの間のフィーダー区間に上向き伝送及び下向き伝送が各々分離された光繊維が備えられたＷＤＭ−ＰＯＮ構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＯＬＴの光送信部を光波長に非依存的に作るためにＳＬを使用するＷＤＭ−ＴＤＭＡ−ＰＯＮ構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＯＬＴとＲＮとの間のフィーダー区間に上向き伝送及び下向き伝送が各々分離された光繊維が備えられたＷＤＭ−ＴＤＭＡ−ＰＯＮ構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＲＳＯＡ（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に基づいた入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＲＳＯＡ（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に基づいた入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＲＳＯＡ（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に基づいた入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に基づいた入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に基づいた入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に基づいた入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に基づいた入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＲＳＯＡに受信された光信号を送信用光に再使用するためにＬＡ出力を使用した、さらに簡単化された入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。 本発明の望ましい一実施例によるＲＳＯＡに受信された光信号を送信用光に再使用するためにＴＩＡ出力を使用した、さらに簡単化された入力光波長再使用装置の構造を示す図面である。

Claims (8)

  1. 入力光信号を反射する反射面と、
    前記反射面の一側面に位置し、前記入力光信号の極性と反転された第１信号及び前記反射面を通じて反射された入力光信号を出力光信号に変調する第２信号が結合されて注入される増幅型半導体と、を備えることを特徴とする単一アクティブ領域を有する反射型半導体光増幅器。
  2. 入力光信号を反射する反射面と、
    前記反射面の一側面に位置し、前記入力光信号の極性とは反転された信号が注入される背面部と、前記背面部の他側面に位置し、前記入力光信号を前記背面部に通過させ、前記反射面から反射された入力光信号を出力光信号に変調する信号が注入される前面部から構成された増幅型半導体と、を備えることを特徴とする２つのアクティブ領域を有する反射型半導体光増幅器。
  3. 入力光信号の極性とは反転された信号が注入されて前記入力光信号の振幅を平坦化させる第１アクティブ領域と、
    前記第１アクティブ領域の一側面に位置し、ＤＣ電流が注入されて前記第１アクティブ領域を通過した前記入力光信号を光増幅する第２アクティブ領域と、
    前記第２アクティブ領域の他側面に位置し、前記第２アクティブ領域を通過した前記入力光信号を出力光信号に変調する信号が注入される第３アクティブ領域と、を備えることを特徴とする３つのアクティブ領域を有する半導体光増幅器。
  4. 前記３つのアクティブ領域を有する半導体光増幅器の第１アクティブ領域と第３アクティブ領域との他側面各々にＳＳＣ（Ｓｐｏｔ Ｓｉｚｅ Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ）領域が付け加えられたことを特徴とする請求項３に記載の３つのアクティブ領域を有する半導体光増幅器。
  5. 入力光信号を第１信号と第２信号とに分岐して出力する分配器と、
    前記第２信号を反射面を通じて反射し、前記第２信号の極性と反転された信号及び前記反射面を通じて反射された第２信号を出力光信号に変調する信号が結合されて注入される単一アクティブ領域を有する反射型半導体光増幅器と、
    前記第１信号を電流信号に変換するデータＰＤ部と、
    前記データＰＤ部から伝えられた電流信号を増幅して電圧信号に変換する伝送増幅部と、
    前記伝送増幅部から伝えられた電圧信号を再増幅する制限増幅部と、
    前記制限増幅部から出力される先帰還信号の位相と反射型半導体光増幅器に入力される下向き光信号の位相とを反射型半導体光増幅器圧力光が最適に平坦化されるように調節するための第１ＲＦ遅延回路と、
    前記第１ＲＦ遅延回路の出力は、上向き信号が“１”である時のみ第１ＲＦ遅延回路の出力信号が通過され、上向き信号が“０”である時は、出力されないようにするＡＮＤゲートと、
    前記ＡＮＤゲートに入力される上向き信号の位相と反射型半導体光増幅器に入力される上向き信号の位相とを最適の状態に調節するための第２ＲＦ遅延回路と、
    前記第１ＲＦ遅延回路を通じた電気的な遅延を光的補完する光遅延線と、
    前記ＡＮＤゲート出力を電流信号に変換する第１ＬＤドライバーと、
    前記第２ＲＦ遅延回路出力を電流信号に変換する第２ＬＤドライバーと、を備えることを特徴とする反射型半導体光増幅器の駆動装置。
  6. 前記伝送増幅部から伝えられた、前記第１信号とは極性が反転された電圧信号を、前記第２信号の光振幅の平坦化に適したレベルの平坦化信号に増幅するＲＦ増幅部と、
    前記ＲＦ増幅部から伝えられた平坦化信号を、前記第２信号が最適に平坦化されるように出力時間を遅延するＲＦ遅延部と、
    前記ＲＦ遅延部から伝えられた平坦化信号と前記第２信号を出力光信号に変調する信号とを結合して前記反射型半導体光増幅器の単一アクティブ領域に注入する信号結合器と、を備えることを特徴とする請求項５に記載の反射型半導体光増幅器の駆動装置。
  7. 前記伝送増幅部から伝えられた電圧信号を再増幅して前記ＲＦ増幅部に伝達する制限増幅部がさらに備えられたことを特徴とする請求項６に記載の反射型半導体光増幅器の駆動装置。
  8. 前記反射型半導体光増幅器は、入力光信号を反射する反射面と前記反射面の一側面に位置して前記入力光信号の極性と反転された信号が注入される背面部と、前記背面部の他側面に位置して前記入力光信号を前記背面部に通過させ、前記反射面から反射された入力光信号を出力光信号に変調する信号が注入される前面部とから構成された増幅型半導体を備えることを特徴とする２つのアクティブ領域を有する反射型半導体光増幅器であり、
    前記第１ＬＤドライバーから出力される平坦化信号は、前記２つのアクティブ領域を有する反射型半導体光増幅器の背面部に注入され、
    前記第２信号を出力光信号に変調する信号は前記２つのアクティブ領域を有する反射型半導体光増幅器の前面部に注入されることを特徴とする請求項５に記載の反射型半導体光増幅器の駆動装置。
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