JP5600585B2 - 光アンプを備えたバースト受信機，光アンプ制御方法、および、システム - Google Patents
光アンプを備えたバースト受信機，光アンプ制御方法、および、システム Download PDFInfo
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Description
ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋにおける光加入者装置（ＯＬＴ）の光受信部に関し、特に、光アンプを備えた光受信部に関するものである。
[光アクセスネットワークの普及]
近年、インターネットの普及に伴い、ネットワークへの高速化への要求が高まり、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）、そしてＢ−ＰＯＮ（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ ＰＯＮ）、Ｅ−ＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＰＯＮ）、Ｇ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｃａｐａｂｌｅ ＰＯＮ）の普及が進んでいる。特に、ＰＯＮ方式は、局に置かれる収容局（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と各ユーザー宅に置かれるネットワークユニット（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）の間を接続する際に、ＯＬＴから１本のファイバを出し、光スプリッタを用いて分岐して各ユーザーが接続される。このため、ファイバの敷設コストが安く、かつ光伝送を用いるため高速に通信を行うことが可能であるため、世界各国で普及が進んでいる状況にある。
近年、インターネットの普及に伴い、ネットワークへの高速化への要求が高まり、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）、そしてＢ−ＰＯＮ（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ ＰＯＮ）、Ｅ−ＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＰＯＮ）、Ｇ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｃａｐａｂｌｅ ＰＯＮ）の普及が進んでいる。特に、ＰＯＮ方式は、局に置かれる収容局（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と各ユーザー宅に置かれるネットワークユニット（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）の間を接続する際に、ＯＬＴから１本のファイバを出し、光スプリッタを用いて分岐して各ユーザーが接続される。このため、ファイバの敷設コストが安く、かつ光伝送を用いるため高速に通信を行うことが可能であるため、世界各国で普及が進んでいる状況にある。
[ＰＯＮ方式]
ＰＯＮ方式の中でも、ＯＬＴからＯＮＵへの下り伝送用とＯＮＵからＯＬＴへの上り伝送用で別々の波長の光を用い、ＯＮＵ毎の信号を時分割するＴＤＭ−ＰＯＮ方式が広く利用されている。このＴＤＭ−ＰＯＮ方式は、Ｂ−ＰＯＮ、Ｅ−ＰＯＮ，Ｇ−ＰＯＮ，１０Ｇ−ＥＰＯＮ，ＸＧ−ＰＯＮにおいて採用されている。
ＰＯＮ方式の中でも、ＯＬＴからＯＮＵへの下り伝送用とＯＮＵからＯＬＴへの上り伝送用で別々の波長の光を用い、ＯＮＵ毎の信号を時分割するＴＤＭ−ＰＯＮ方式が広く利用されている。このＴＤＭ−ＰＯＮ方式は、Ｂ−ＰＯＮ、Ｅ−ＰＯＮ，Ｇ−ＰＯＮ，１０Ｇ−ＥＰＯＮ，ＸＧ−ＰＯＮにおいて採用されている。
[バースト受信機]
ＴＤＭ−ＰＯＮ方式においては、上り伝送の信号は、強弱が大きく変動するバースト信号となる。信号の強弱が大きく変動するのは、ＯＬＴとＯＮＵ間の距離がＯＮＵ毎に異なり、その結果光ファイバで生じる光損失量がＯＮＵ毎に異なるためである。また、バースト信号になるのは、上り伝送においては時分割で多重しており、いずれかのＯＮＵが送信している時間といずれのＯＮＵも送信していない時間が生じるためである。ＯＬＴにはこのバースト信号を受信するバースト受信機が必要となる。
ＴＤＭ−ＰＯＮ方式においては、上り伝送の信号は、強弱が大きく変動するバースト信号となる。信号の強弱が大きく変動するのは、ＯＬＴとＯＮＵ間の距離がＯＮＵ毎に異なり、その結果光ファイバで生じる光損失量がＯＮＵ毎に異なるためである。また、バースト信号になるのは、上り伝送においては時分割で多重しており、いずれかのＯＮＵが送信している時間といずれのＯＮＵも送信していない時間が生じるためである。ＯＬＴにはこのバースト信号を受信するバースト受信機が必要となる。
[ＰＯＮでの光アンプ適用]
光アンプを利用することによって、ＰＯＮ区間での伝送許容損失を拡大する方法が知られている（非特許文献１）。また、ＯＬＴに光アンプを利用することで、受信機のダイナミックレンジを拡大する方法が知られている（特許文献３）
[ＯＮＵ毎の送信波長のばらつき]
ＰＯＮにおけるＯＮＵの送信波長範囲は規格で定められている。Ｅ−ＰＯＮにおけるＯＮＵの上り送信波長範囲は１２６０−１３６０ｎｍである（非特許文献２）。Ｇ−ＰＯＮにおけるＯＮＵの上り送信波長範囲は、１２６０−１３６０ｎｍである（非特許文献３）。また、１０Ｇ−ＥＰＯＮのＰＲＸ３０規格においては、ＯＮＵの上り１Ｇ送信波長は１２６０−１３６０ｎｍである（非特許文献４）。これは送信レーザーの部品バラつきや温度変化に起因する送信波長ばらつきを許容するためである。そのため、ＯＬＴはこれらの波長において信号を受信できる必要がある。
光アンプを利用することによって、ＰＯＮ区間での伝送許容損失を拡大する方法が知られている（非特許文献１）。また、ＯＬＴに光アンプを利用することで、受信機のダイナミックレンジを拡大する方法が知られている（特許文献３）
[ＯＮＵ毎の送信波長のばらつき]
ＰＯＮにおけるＯＮＵの送信波長範囲は規格で定められている。Ｅ−ＰＯＮにおけるＯＮＵの上り送信波長範囲は１２６０−１３６０ｎｍである（非特許文献２）。Ｇ−ＰＯＮにおけるＯＮＵの上り送信波長範囲は、１２６０−１３６０ｎｍである（非特許文献３）。また、１０Ｇ−ＥＰＯＮのＰＲＸ３０規格においては、ＯＮＵの上り１Ｇ送信波長は１２６０−１３６０ｎｍである（非特許文献４）。これは送信レーザーの部品バラつきや温度変化に起因する送信波長ばらつきを許容するためである。そのため、ＯＬＴはこれらの波長において信号を受信できる必要がある。
[光受信機の特性]
光受信機としてＡＰＤやＰＩＮ−ＰＤを用いた場合、信号の波長が１２６０から１３６０ｎｍの間でばらついた場合においても、受信感度にほとんど影響がないため、特に問題にならない。
光受信機としてＡＰＤやＰＩＮ−ＰＤを用いた場合、信号の波長が１２６０から１３６０ｎｍの間でばらついた場合においても、受信感度にほとんど影響がないため、特に問題にならない。
[光アンプの特性]
光アンプにおいては、光アンプで増幅される信号の利得が波長に依存することが知られている。そのため、光アンプに波長の異なる光信号が入力された場合、信号の波長毎に光アンプの利得が異なる。また、光アンプは偏波依存性を持つことが知られている。すなわち、光アンプに入力される光信号の偏波方向に依存して、光信号を増幅する利得が異なる。この偏波依存性は半導体光アンプにおいて特に大きい。 図５に半導体光アンプの波長依存性及び偏波依存性を示す。ここでは、一例として波長がＯバンド帯（１２６０ｎｍから１３６０ｎｍ）用に利用する半導体光アンプの利得の偏波および波長依存性を示している。
従って、光アンプの出力レベルが波長および偏波毎に異なる。
光アンプにおいては、光アンプで増幅される信号の利得が波長に依存することが知られている。そのため、光アンプに波長の異なる光信号が入力された場合、信号の波長毎に光アンプの利得が異なる。また、光アンプは偏波依存性を持つことが知られている。すなわち、光アンプに入力される光信号の偏波方向に依存して、光信号を増幅する利得が異なる。この偏波依存性は半導体光アンプにおいて特に大きい。 図５に半導体光アンプの波長依存性及び偏波依存性を示す。ここでは、一例として波長がＯバンド帯（１２６０ｎｍから１３６０ｎｍ）用に利用する半導体光アンプの利得の偏波および波長依存性を示している。
従って、光アンプの出力レベルが波長および偏波毎に異なる。
[光アンプの特性改善の解決技術]
波長多重による伝送システムにおいては、波長毎の光アンプ出力レベル差を補うために、光アンプで増幅後、分波合波器で波長毎に分離したのち、出力レベル差を補うように減衰量が異なる可変減衰器を配置して波長毎のレベル差を抑える手段が開示されている（例えば、特許文献１）。また、特許文献２には、半導体光アンプの偏波依存性を改善するために、異なる偏波特性を有し、かつ直列に光接続された少なくとも２個の電気的に独立した半導体光増幅部により偏波依存性を改善することが開示されている。
波長多重による伝送システムにおいては、波長毎の光アンプ出力レベル差を補うために、光アンプで増幅後、分波合波器で波長毎に分離したのち、出力レベル差を補うように減衰量が異なる可変減衰器を配置して波長毎のレベル差を抑える手段が開示されている（例えば、特許文献１）。また、特許文献２には、半導体光アンプの偏波依存性を改善するために、異なる偏波特性を有し、かつ直列に光接続された少なくとも２個の電気的に独立した半導体光増幅部により偏波依存性を改善することが開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、利用される波長がシステムで既知であるため、ＷＤＭカプラ等で波長毎に光信号を分離し各波長毎に波長依存利得を補償することができるが、ＰＯＮシステムにおいては各ＯＮＵの波長は一般的に管理されていないため、ＯＮＵ毎に波長に依存した利得を補償することができない。例えば、光アンプを備えたＯＬＴの構成としては、図３のような構成が考えられる。なお、光アンプへの注入電流は一定の条件で利用するとする。この光アンプを備えたＯＬＴの光受信部にＯＮＵ毎に異なる波長の信号が入力された場合、波長毎に光アンプの利得が異なるため、後段の光受信機で受光出来る範囲は波長毎に異なる。後段の光受信機で受光出来る受光強度の範囲は、後段の光受信機の性能によって限られている。
この場合での、各波長で受光可能な範囲および光受信部が受光可能な範囲を図６を用いて説明する。なお、ここで用いている光アンプの特性は図５に示した特性と同じであるとする。
波長Λ＝１２６０ｎｍである場合は、光アンプの利得が最も大きく、その結果、後段の光受信機で受光可能な範囲はOLT入力パワー がＲ５０１およびＲ５０４の範囲のときになる。また、この波長においては偏波状態Ｂの方が偏波状態Ａより利得が大きいため、Ｒ５０４がより弱パワー側にある。同様に、波長が１３１０ｎｍ、１３６０ｎｍおよび偏波状態Ａ，Ｂの場合での受光可能範囲をＲ５０２，Ｒ５０５，Ｒ５０３，Ｒ５０６に示す。
ＰＯＮにおける光受信部の性能としては、１２６０ｎｍから１３６０ｎｍのいずれの波長に対しても受光可能な範囲が重要である。しかし、各波長、各偏波状態で共通して受光可能な範囲は、Ｒ５００の範囲であり、光アンプ利得の波長依存性や偏波依存性により狭くなってしまう。従って、受信光の波長や偏波状態がＯＮＵ毎に異なっても、半導体光アンプの利得を一定の範囲とすることが必要である。
また、特許文献２に記載の技術では、複数の光アンプを用いる必要が生じるため、ＯＬＴの低コスト化を図ることが困難である。ＯＬＴで単一の半導体光アンプを利用すると、偏波依存性により、受信機の受光範囲が狭くなってしまう。
また、特許文献３に記載の技術では、光アンプの利得の波長依存性や偏波依存性による光受信部への影響が考慮されておらず、ＯＮＵ毎に送信波長がバラつき、かつ、光アンプの利得が波長依存性や偏波依存性を持つ場合には、複数の波長で受光可能な範囲が狭くなってしまう。
従って、特許文献１、２に記載の技術では，ＯＮＵの未知の送信波長に対しては、光アンプ波長依存性や偏波依存性による受光範囲の劣化を安価な構成により防ぐことができない。
本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、ＯＮＵ毎に送信波長がバラつき、また、光アンプの利得が波長依存性や偏波依存性を持つ場合においても、ＯＬＴにおける光アンプの利得を波長に依存せず一定範囲に保つことを目的とする。
光受信部は、入力光信号を注入電流に応じた利得で光信号を増幅する光増幅器と、前記光増幅器から出力された光信号を電気信号に変換するバースト光受信機と、前記光増幅器の注入電流を駆動するドライバ回路と、次に受信する光バースト信号の送信元ＯＮＵの送信波長に基づいて、前記ドライバ回路の駆動電流を制御する光アンプ制御部と、を備える。
受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。したがって、ＯＮＵ毎に波長がばらつき、光アンプの利得が波長や偏波方向に依存する場合においても、受信機の受光範囲を広い状態に保つことができる。
また、低コストの光アンプの波長依存性や偏波依存性が大きい場合においても、受光範囲が劣化しないため、低コストの光アンプを利用可能となる。従って、光アンプを備えたＯＬＴでの低コスト化が可能である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には、同一の符号が付与されている。
[第１の実施形態］
[一般的なＰＯＮシステムの構成]
図１にＰＯＮを利用した光アクセス網の構成を示す。光アクセス網は、ＯＬＴ１、光スプリッタ３、及び複数のＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）を備える。ＯＬＴ１は幹線の光ファイバ４−０を介して光スプリッタ３と接続される。ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）は、各々、支線の光ファイバ４（４−１〜４−ｎ）を介して光スプリッタ３に接続される。ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）からＯＬＴ１への上り伝送に関して説明する。ＯＮＵ２が送出した光信号は光スプリッタ３にて合波される。合波された光信号はＯＬＴ１に入力される。ＯＮＵ２とＯＬＴ１間の距離は、ＯＮＵ毎に異なる。また，距離が増大するにつれて光信号が減衰するため、ＯＬＴ１に入力される光信号は強度が変動するバースト信号となる。
[一般的なＰＯＮシステムの構成]
図１にＰＯＮを利用した光アクセス網の構成を示す。光アクセス網は、ＯＬＴ１、光スプリッタ３、及び複数のＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）を備える。ＯＬＴ１は幹線の光ファイバ４−０を介して光スプリッタ３と接続される。ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）は、各々、支線の光ファイバ４（４−１〜４−ｎ）を介して光スプリッタ３に接続される。ＯＮＵ２（２−１〜２−ｎ）からＯＬＴ１への上り伝送に関して説明する。ＯＮＵ２が送出した光信号は光スプリッタ３にて合波される。合波された光信号はＯＬＴ１に入力される。ＯＮＵ２とＯＬＴ１間の距離は、ＯＮＵ毎に異なる。また，距離が増大するにつれて光信号が減衰するため、ＯＬＴ１に入力される光信号は強度が変動するバースト信号となる。
[一般的なＯＬＴの構成]
図２にＯＬＴ１装置の構成を示す。ＯＬＴ１は、ＷＤＭ１０、光受信部２０、ＰＨＹ処理部３０、ＭＡＣ処理部４０、ＭＰＣＰ制御部５０、ＳＮＩ処理部から構成される。
図２にＯＬＴ１装置の構成を示す。ＯＬＴ１は、ＷＤＭ１０、光受信部２０、ＰＨＹ処理部３０、ＭＡＣ処理部４０、ＭＰＣＰ制御部５０、ＳＮＩ処理部から構成される。
ＷＤＭ１０は上り光信号（波長λ１）と下り光信号（波長λ２）を合波・分波する。ＷＤＭ１０は幹線の光ファイバ４−０から入力された上り光信号を光受信部２０に出力する。また、ＷＤＭ１０は、光送信部７０から入力された下り光信号を幹線の光ファイバ４−０へ出力する。光受信部２０は、ＷＤＭ１０から入力された上り光信号を電流信号に変換し、電流信号をさらに電圧信号に変換・増幅し、ＰＨＹ処理部３０へ出力する。ＰＨＹ処理部は、入力された電圧信号から、クロックを抽出し、抽出したクロックで電圧信号をリタイミングして、電圧信号をデジタル信号に変換する。更に、ＰＨＹ処理部３０は、デジタル信号を復号化することでフレームを抽出して、ＭＡＣ処理部４０に送出する。ＭＡＣ処理部４０は、抽出されたフレームをユーザーデータフレームとＭＰＣＰ制御フレームとに識別し、ＭＰＣＰ制御フレームはＭＰＣＰ制御部５０へ、ユーザデータフレームはＳＮＩ処理部６０へ送出する。ＭＰＣＰ制御部５０は、ＰＯＮ区間でやりとりされるＭＰＣＰ制御フレームの解析、生成をおこなう。ＳＮＩ処理部６０はＭＡＣ処理部４０から入力されたフレームをＳＮＩのインタフェースに合った信号に変換する。また、光送信部７０は、ＰＨＹ処理部３０から入力された電気信号を光信号に変換して、ＷＤＭ１０に出力する。
[ＯＮＵ登録でのシーケンス]
図４にＯＮＵ登録のシーケンスを示す。ＯＮＵ登録のシーケンスは、１０Ｇ−ＥＰＯＮではディスカバリプロセスと呼ばれており、新しくＯＮＵを接続する場合などに適用される。このディスカバリプロセスでは、ＯＮＵ−ＯＬＴ間のラウンドトリップタイムの測定，接続したＯＮＵに関する情報収集が行われる。
図４にＯＮＵ登録のシーケンスを示す。ＯＮＵ登録のシーケンスは、１０Ｇ−ＥＰＯＮではディスカバリプロセスと呼ばれており、新しくＯＮＵを接続する場合などに適用される。このディスカバリプロセスでは、ＯＮＵ−ＯＬＴ間のラウンドトリップタイムの測定，接続したＯＮＵに関する情報収集が行われる。
ＯＬＴ１は、ＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥを全ＯＮＵに送信する（ＳＩＧ４０１）。未登録のＯＮＵは、ＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥを受信すると、ランダムな時間（Ｒａｎｄｏｍ ｄｅｌａｙ）だけ待ってから、登録要求（ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱ）をＯＬＴ１に送信する（ＳＩＧ４０２）。ランダムな時間を待つのは、複数の未登録ＯＮＵがＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥに対して応答した場合に、上り光信号の衝突を防ぐためである。また、ＯＬＴ１は、ＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥを送信してから一定期間（ＤｉｓｃｏｖｅｒｙＷｉｎｄｏｗ）は、他の登録済みのＯＮＵにはタイムスロットを割りあてない。このＤｉｓｃｏｖｅｒｙＷｉｎｄｏｗ期間中は未登録ＯＮＵのみが信号を送信できる。ＯＬＴは、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱを受信すると、ＲＥＧＩＳＴＥＲを全ＯＮＵに送信する（ＳＩＧ４０３）。その後、ＯＬＴ１はＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱを送信したＯＮＵに対してＧＡＴＥを送信する（ＳＩＧ４０４）。ＯＮＵはＧＡＴＥを受信すると、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫをＯＬＴに送信する（ＳＩＧ４０５）。
なお、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱメッセージには、ＯＮＵが信号を送出した時刻を表すタイムスタンプ情報が含まれている。ＯＬＴは、このタイムスタンプとＯＬＴの保持する現在時刻を比較することで、ＯＮＵ−ＯＬＴ間のラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）を算出する。このＲＴＴはＯＬＴ−ＯＮＵ間の距離も表している。
[第１の実施形態における光受信部の構成]
図７に本発明の第1の実施形態における光受信部２０の構成を示す。本発明の光受信部は、光アンプ２１０，バースト受信機２２０、ドライバ回路２３０、光アンプ制御部２４１、光アンプ特性管理部２５０、ＯＮＵ波長管理部２６０、利得設定部２７０から構成される。
図７に本発明の第1の実施形態における光受信部２０の構成を示す。本発明の光受信部は、光アンプ２１０，バースト受信機２２０、ドライバ回路２３０、光アンプ制御部２４１、光アンプ特性管理部２５０、ＯＮＵ波長管理部２６０、利得設定部２７０から構成される。
ＭＰＣＰ制御部５１と光アンプ制御部２４１は制御線にて接続される。ＭＰＣＰ制御部５０から光アンプ制御部２４１に対して、ＯＬＴ１が受信するバースト信号のＯＮＵ-ＩＤ情報である受信ＯＮＵ−ＩＤが送信される。
光アンプ２１０に入力された光信号は、光アンプに注入される注入電流、入力光信号の波長、入力光信号の偏波状態に依存した利得で増幅される。光アンプ２１０で増幅された光信号はバースト受信機２２０に入力される。
光アンプ２１０に入力された光信号は、光アンプに注入される注入電流、入力光信号の波長、入力光信号の偏波状態に依存した利得で増幅される。光アンプ２１０で増幅された光信号はバースト受信機２２０に入力される。
バースト受信機２２０、ＰＨＹ処理部３０、ＭＡＣ処理部４０は既に図２の説明において説明したとおりである。
ドライバ回路２３０は、光アンプ制御部２４０から入力された注入電流情報Ｉに基づいて、光アンプ２１０に対して電流を注入する。
光アンプ制御部２４１は、利得設定部２７０から取得した光アンプ利得、ＭＰＣＰ制御部５１から取得した受信ＯＮＵ−ＩＤ，ＯＮＵ波長管理部２６０から取得した波長情報、光アンプ特性管理部２５０から取得した光アンプ特性情報に基づいて、注入電流を決定し、注入電流量を表す注入電流情報Ｉをドライバ回路２３０に出力する。光アンプ制御部２４１の注入電流の決定方法については後述する。
利得設定部２７０には、後段の光受信機の受光可能な光強度の範囲を考慮して所望の利得が設定される。
光アンプ特性管理部２５０は、光アンプ２１０の特性を表す光アンプ特性管理テーブルを保持する。
光アンプ特性管理テーブルの例を図８に示す。ドライバ回路への注入電流８０１、光アンプに入力される光信号の偏波方向８０２、及び光信号の波長８０３の組に対する光アンプの利得８０４を示している。この例においては、注入電流Ｉ＿ｘ（ｘ＝１からｍ）、偏波方向Ｐｏｌ＿ｙ（ｙ＝１から２）、波長Λ＿ｚ（ｚ＝１からｎ）に対する利得Ｇ＿ｘｙｚを登録する。偏波方向Ｐｏｌ＿1、Ｐｏｌ＿２は互いに直交する偏波方向を設定する。また、波長Λ＿ｚはシステムで規定される入力される信号波長の範囲に設定する。例えば、ＥＰＯＮ（ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ）のシステムでは、１２６０ｎｍから１３６０ｎｍまでを網羅するように波長Λ＿ｚを設定する。また、注入電流は各波長で所望の利得を達成可能なように設定する。注入電流Ｉ＿ｘや波長Λ＿ｚは必ずしも等間隔に設定する必要はない。例えば、利得の波長依存性が小さい波長領域では波長間隔を大きくし、利得の波長依存性が大きい波長領域では波長間隔を小さくすることで、光アンプ特性管理テーブルのエントリ数を低減できる。
光アンプ特性テーブルに登録する情報は、光アンプの入出力特性を事前に測定し、測定したデータに基づいて光アンプ特性管理テーブルを登録する。具体的には、各注入電流の条件下で、各偏波方向、各波長の光信号を入力し、光信号の入力パワーと出力パワーを測定し、利得を算出すればよい。
ＯＮＵ波長管理部２６０は、ＯＮＵ識別子（ＯＮＵ−ＩＤ）とＯＮＵ送信波長の対応を保持する。図９にこの対応を保持したＯＮＵ波長管理テーブルの例を示す。なお、ＯＮＵ−ＩＤはＯＬＴ１に接続しているＯＮＵを識別する情報であれば何でも構わない。例えば、ＯＮＵのＭＡＣアドレス、ＯＮＵのシリアル番号でも構わない。第1の実施形態においては、ＯＮＵを接続する前に各ＯＮＵの送信波長を調べ、登録しておく。例えば、各ＯＮＵの送信波長を事前に測定し、測定した波長とＯＮＵ識別子を登録すればよい。
[第1の実施形態における光アンプ制御部の動作]
第1の実施形態における光アンプ制御部２４１の動作を詳細に説明する。第1の実施形態における光アンプ制御部の動作を表すフローチャートを図１１に示す。Ｓ１１０１で光アンプ制御部の動作が開始され、Ｓ１１０２に移る。Ｓ１１０２では、ＭＰＣＰ制御部５１から受信ＯＮＵ−ＩＤを取得し、Ｓ１１０３に移る。Ｓ１１０３では、取得した受信ＯＮＵ−ＩＤに対応する波長をＯＮＵ波長管理部２６０に問い合わせて、ＯＮＵ−ＩＤに対応する波長を取得する。波長を取得すると、Ｓ１１０４に移る。Ｓ１１０４では、取得した波長に関する注入電流Ｉ＿ｘと利得Ｇ＿ｘ１ｚ、Ｇ＿ｘ２ｚの対応を取得する。例えば、波長がΛ＿３である場合は、Ｉ＿ｘとＧ＿ｘ１３、Ｇ＿ｘ１３（ｘ＝１からｍ）の対応を取得する。注入電流と利得の対応の取得が完了すると、Ｓ１１０５に移る。Ｓ１１０５では、取得したＩ＿ｘとＧ＿ｘ１ｚ、Ｇ＿ｘ２ｚより、注入電流Ｉ＿ｘと利得Ｇ＿ｍｉｎ＿ｘｚ＝ｍｉｎ（Ｇ＿ｘ１ｚ，Ｇ＿ｘ２ｚ）の対応を算出する。なお、関数ｍｉｎ(Ａ，Ｂ)はＡとＢの小さい値を返す。算出が完了するとＳ１１０６に移る。Ｓ１１０６では、利得設定部２７０より設定したい光アンプ利得であるＧ＿ｔａｒｇｅｔを取得し、Ｓ１１０７に移る。Ｓ１１０７では、設定したい光アンプ利得Ｇ＿ｔａｒｇｅｔとＧ＿ｍｉｎ＿ｘｚ（ｘ＝１からｍ）の差が最も小さくなる注入電流Ｉ＿ｘを決定する。注入電流の決定が完了したら、Ｓ１１０８に移る。Ｓ１１０８では、決定した注入電流情報をドライバ回路に出力する。出力が完了すると、Ｓ１１０２に戻る。Ｓ１１０２からＳ１１０８を繰り返すことによって、各ＯＮＵから受信した際に、各ＯＮＵの送信波長に基づいて注入電流を制御することができる。
第1の実施形態における光アンプ制御部２４１の動作を詳細に説明する。第1の実施形態における光アンプ制御部の動作を表すフローチャートを図１１に示す。Ｓ１１０１で光アンプ制御部の動作が開始され、Ｓ１１０２に移る。Ｓ１１０２では、ＭＰＣＰ制御部５１から受信ＯＮＵ−ＩＤを取得し、Ｓ１１０３に移る。Ｓ１１０３では、取得した受信ＯＮＵ−ＩＤに対応する波長をＯＮＵ波長管理部２６０に問い合わせて、ＯＮＵ−ＩＤに対応する波長を取得する。波長を取得すると、Ｓ１１０４に移る。Ｓ１１０４では、取得した波長に関する注入電流Ｉ＿ｘと利得Ｇ＿ｘ１ｚ、Ｇ＿ｘ２ｚの対応を取得する。例えば、波長がΛ＿３である場合は、Ｉ＿ｘとＧ＿ｘ１３、Ｇ＿ｘ１３（ｘ＝１からｍ）の対応を取得する。注入電流と利得の対応の取得が完了すると、Ｓ１１０５に移る。Ｓ１１０５では、取得したＩ＿ｘとＧ＿ｘ１ｚ、Ｇ＿ｘ２ｚより、注入電流Ｉ＿ｘと利得Ｇ＿ｍｉｎ＿ｘｚ＝ｍｉｎ（Ｇ＿ｘ１ｚ，Ｇ＿ｘ２ｚ）の対応を算出する。なお、関数ｍｉｎ(Ａ，Ｂ)はＡとＢの小さい値を返す。算出が完了するとＳ１１０６に移る。Ｓ１１０６では、利得設定部２７０より設定したい光アンプ利得であるＧ＿ｔａｒｇｅｔを取得し、Ｓ１１０７に移る。Ｓ１１０７では、設定したい光アンプ利得Ｇ＿ｔａｒｇｅｔとＧ＿ｍｉｎ＿ｘｚ（ｘ＝１からｍ）の差が最も小さくなる注入電流Ｉ＿ｘを決定する。注入電流の決定が完了したら、Ｓ１１０８に移る。Ｓ１１０８では、決定した注入電流情報をドライバ回路に出力する。出力が完了すると、Ｓ１１０２に戻る。Ｓ１１０２からＳ１１０８を繰り返すことによって、各ＯＮＵから受信した際に、各ＯＮＵの送信波長に基づいて注入電流を制御することができる。
[第１の実施形態における通常伝送時での動作シーケンス例]
本発明の第1の実施形態におけるＯＮＵ−ＯＬＴ間の上り伝送時の動作を説明する。ここでは、通常伝送時とディスカバリ動作時に分けて説明する。
本発明の第1の実施形態におけるＯＮＵ−ＯＬＴ間の上り伝送時の動作を説明する。ここでは、通常伝送時とディスカバリ動作時に分けて説明する。
図１２に本発明の第1の実施形態における、通常伝送時の動作シーケンスを示す。本シーケンスでは、ＯＬＴの構成のうち、通常伝送での動作を説明する上で必要な部分のみ掲載している。また、説明を簡略にするためにＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２の２台のみが接続しているとして説明する。
まず、ＭＰＣＰ制御部５１がＯＮＵ＃１に対して、上り送信許可を与えるＧＡＴＥメッセージをＯＮＵ＃１に送信する（ＳＩＧ１２０１）。その後、ＭＰＣＰ制御部５１は、光アンプ制御部２４１にＯＮＵ＃１の識別子であるＯＮＵ−ＩＤ＝１を通知する（ＳＩＧ１２０２）。
光アンプ制御部２４１は、通知されたＯＮＵ−ＩＤ＝１に対応するＯＮＵ送信波長をＯＮＵ波長管理部２６０に問い合わせる（ＳＩＧ１２０２）。問い合わせを受けたＯＮＵ波長管理部２６０は、ＯＮＵ−ＩＤ＝１に対応する波長Λｎｏｒｍａｌ−１を光アンプ制御部２４１に通知する（ＳＩＧ１２０４）。光アンプ制御部２４１は、取得したＯＮＵ送信波長Λｎｏｒｍａｌ−１に対応する、光アンプ特性を光アンプ特性管理部２５０に問い合わせる（ＳＩＧ１２０５）。光アンプ特性管理部２５０は、波長Λｎｏｒｍａｌ−１に該当する注入電流、各偏波条件における光アンプ利得を光アンプ制御部に通知する（ＳＩＧ１２０６）。光アンプ制御部２４１は、取得した光アンプ特性および設定したい利得に基づいて注入電流情報Ｉ１を決定し、決定した注入電流情報Ｉ１をドライバ回路に出力する（ＳＩＧ１２０７）。
ドライバ回路２３０は、入力された注入電流情報に基づいて、光アンプに電流を注入する。光アンプは電流Ｉ１が注入され、ＯＮＵ＃１からの光受信時に設定した利得に近い増幅率で光信号を増幅する。その後、ＯＮＵ＃１からのＲＥＰＯＲＴ信号およびデータからなる信号を光アンプ、バースト受信機、ＰＨＹ処理部を経由してＭＡＣ処理部あるいはＭＰＣＰ制御部５１に送られる（ＳＩＧ１２０８、ＳＩＧ１２０９）。
次に、ＭＰＣＰ制御部５１は、ＯＮＵ＃２に対して、上り送信許可を与えるＧＡＴＥメッセージをＯＮＵ＃２に送信する（ＳＩＧ１２１０）。その後、ＭＰＣＰ制御部５１は、光アンプ制御部２４１にＯＮＵ＃２の識別子であるＯＮＵ−ＩＤ＝２を通知する（ＳＩＧ１２１１）。
光アンプ制御部２４１は、通知されたＯＮＵ−ＩＤ＝２に対応するＯＮＵ送信波長をＯＮＵ波長管理部２６０に問い合わせる（ＳＩＧ１２１４）。問い合わせを受けたＯＮＵ波長管理部２６０は、ＯＮＵ−ＩＤ＝２に対応する波長Λｎｏｒｍａｌ−２を光アンプ制御部２４１に通知する（ＳＩＧ１２１３）。光アンプ制御部２４１は、取得したＯＮＵ送信波長Λｎｏｒｍａｌ−２に対応する、光アンプ特性を光アンプ特性管理部２５０に問い合わせる（ＳＩＧ１２１４）。光アンプ特性管理部２５０は、波長Λｎｏｒｍａｌ−２に該当する注入電流、各偏波条件における光アンプ利得を光アンプ制御部に通知する（ＳＩＧ１２１５）。光アンプ制御部２４１は取得した光アンプ特性および設定したい利得に基づいて注入電流情報Ｉ２を決定し、決定した注入電流情報Ｉ２をドライバ回路に出力する（ＳＩＧ１２１６）。
ドライバ回路２３０は、入力された注入電流情報に基づいて、光アンプに電流を注入する。光アンプは電流Ｉ２が注入され、ＯＮＵ＃２からの光受信時に設定した利得に近い増幅率で光信号を増幅する。
ＭＰＣＰ制御部５１が光アンプ制御部２４１に受信ＯＮＵ−ＩＤを通知するタイミングは以下のように決める。ＯＮＵから光信号を正常に受信するためには、受信する前に注入電流を調整しておく必要がある。より厳密には、バースト信号のプリアンブル期間終了前に注入電流を調整しておく必要がある。ここで、光アンプ制御部が受信ＯＮＵ−ＩＤの通知を受けてから光アンプの注入電流調整が完了するまでの時間を光アンプ利得調整時間とする。従って、ＭＰＣＰ制御部５１は、光信号を受信開始時期に対して、光アンプ利得調整時間分以上前に受信ＯＮＵ-ＩＤを通知する必要がある。なお、図１２においては、ＭＰＣＰ制御部がＧＡＴＥメッセージを送出した後に、受信ＯＮＵ−ＩＤを通史しているが、光アンプ利得調整時間が長い場合には、ＧＡＴＥ送出前に受信ＯＮＵ−ＩＤを通知してもよい。
以上のように、光アンプは、ＯＮＵ＃１からの光信号受信時には電流Ｉ１が注入され、ＯＮＵ＃２からの光信号受信時には電流Ｉ２が注入される。従って、ＯＮＵ毎の波長に合せて注入電流が調整されるため、光アンプ利得の波長依存性がある場合においても、ほぼ一定の利得で受信することができる。
[第１の実施形態におけるディスカバリ時での動作シーケンス例]
第１の実施形態においては、ディスカバリ時に受信するＯＮＵがあらかじめ分からないため、通常転送時とは異なる動作が必要となる。図１３に本発明の第1の実施形態における、ディスカバリ時の動作シーケンスを示す。本シーケンスでは、ＯＬＴの構成のうち、ディスカバリ時の動作を説明する上で必要な部分のみ掲載している。また、説明を簡略にするためにＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２の２台のみが接続するとして説明する。なお、本シーケンスの開始時点においては、ＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２ともに登録が完了していないとする。
第１の実施形態においては、ディスカバリ時に受信するＯＮＵがあらかじめ分からないため、通常転送時とは異なる動作が必要となる。図１３に本発明の第1の実施形態における、ディスカバリ時の動作シーケンスを示す。本シーケンスでは、ＯＬＴの構成のうち、ディスカバリ時の動作を説明する上で必要な部分のみ掲載している。また、説明を簡略にするためにＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２の２台のみが接続するとして説明する。なお、本シーケンスの開始時点においては、ＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２ともに登録が完了していないとする。
まず、ＯＬＴはＭＰＣＰ制御部５１よりＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥをブロードキャストにて全ＯＮＵに対して送出する（ＳＩＧ１３０１）。次に、ＭＰＣＰ制御部５１は光アンプ制御部２４１に対して、受信ＯＮＵ−ＩＤ＝Ｎ＋１を通知する（ＳＩＧ１３０２）。なお、Ｎ＋１は実在のＯＮＵに対応するＯＮＵ−ＩＤではなく、ディスカバリ用に利用するＯＮＵ−ＩＤである。光アンプ制御部２４１は、通知されたＯＮＵ−ＩＤ＝Ｎ＋１に対応するＯＮＵ送信波長をＯＮＵ波長管理部２６０に問い合わせる（ＳＩＧ１３０３）。問い合わせを受けたＯＮＵ波長管理部２６０は、ＯＮＵ−ＩＤ＝１に対応する波長Λｄｉｓｃｏｖｅｒ−１を光アンプ制御部２４１に通知する（ＳＩＧ１３０４）。
光アンプ制御部２４１は、取得したＯＮＵ送信波長Λｄｉｓｃｏｖｅｒ−１に対応する、光アンプ特性を光アンプ特性管理部２５０に問い合わせる（ＳＩＧ１３０５）。光アンプ特性管理部２５０は、波長Λｄｉｓｃｏｖｅｒ−１に該当する注入電流、各偏波条件における光アンプ利得を光アンプ制御部に通知する（ＳＩＧ１３０６）。光アンプ制御部２４１は取得した光アンプ特性および設定したい利得に基づいて注入電流情報Ｉ＿（Ｎ＋１）を決定し、決定した注入電流情報Ｉ＿（Ｎ＋１）をドライバ回路に出力する（ＳＩＧ１３０７）。
ドライバ回路２３０は、入力された注入電流情報に基づいて、光アンプに電流を注入する。光アンプは電流Ｉ＿（Ｎ＋１）が注入され、送信波長がΛｄｉｓｃｏｖｅｒ−１の場合に最適となる注入電流にて光信号を増幅する。そのため、ＯＮＵの送信波長がΛｄｉｓｃｏｖｅｒ−１に近い場合には、実際に光信号の増幅利得も設定した利得に近くなるため、受信することが可能である。この実施形態においては、ＯＮＵ＃１の送信波長はΛｄｉｓｃｏｖｅｒ−１に近いが、ＯＮＵ＃２の送信波長はΛｄｉｓｃｏｖｅｒ−１と大きく異なるとする。未登録のＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２は、ＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥを受信すると、それぞれランダムな時間だけ待ってからＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱを送信する（ＳＩＧ１３０８，ＳＩＧ１３０９）。これらの光信号は光アンプ、バースト受信機、ＰＨＹ処理部を経由してＭＡＣ処理部あるいはＭＰＣＰ制御部５１に送られる。ＯＮＵ＃１およびＯＮＵ＃２の両方よりＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱを受信するが、Λｄｉｓｃｏｖｅｒ-１に近い送信波長のＯＮＵであるＯＮＵ＃１からのみ正常に受信が可能である。そのため、ＭＰＣＰ制御部５１は、ＯＮＵ＃１からのＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱのみ受信する。
ＭＰＣＰ制御部５１は、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱを受信したＯＮＵ＃１に対してＲＥＧＩＳＴＥＲおよびＧＡＴＥを送信する（ＳＩＧ１３１０，ＳＩＧ１３１１）。また、ＭＰＣＰ制御部５１は、ＧＡＴＥ送信宛のＯＮＵであるＯＮＵ＃１のＯＮＵ−ＩＤを調べる。なお、ＯＮＵ−ＩＤとしてＯＮＵのＭＡＣアドレスを用いていれば、ＧＡＴＥの宛先ＭＡＣアドレスがそのままＯＮＵ−ＩＤとなる。ここでは、ＯＮＵ＃１のＯＮＵ−ＩＤは１であるとする。ＭＰＣＰ制御部５１は、光アンプ制御部２４１に対してＯＮＵ＃１の識別子であるＯＮＵ−ＩＤ＝１を通知する（ＳＩＧ１３１２）。光アンプ制御部２４１は、通知されたＯＮＵ−ＩＤ＝１に対応するＯＮＵ送信波長をＯＮＵ波長管理部２６０に問い合わせる（ＳＩＧ１３１３）。
問い合わせを受けたＯＮＵ波長管理部２６０は、ＯＮＵ−ＩＤ＝１に対応する波長Λｎｏｒｍａｌ−１を光アンプ制御部２４１に通知する（ＳＩＧ１３１４）。光アンプ制御部２４１は、取得したＯＮＵ送信波長Λｎｏｒｍａｌ−１に対応する、光アンプ特性を光アンプ特性管理部２５０に問い合わせる（ＳＩＧ１３１５）。光アンプ特性管理部２５０は、波長Λｎｏｒｍａｌ−１に該当する注入電流、各偏波条件における光アンプ利得を光アンプ制御部に通知する（ＳＩＧ１３１６）。光アンプ制御部２４１は取得した光アンプ特性および設定したい利得に基づいて注入電流情報Ｉ１を決定し、決定した注入電流情報Ｉ１をドライバ回路に出力する（ＳＩＧ１３１７）。ドライバ回路２３０は、入力された注入電流情報に基づいて、光アンプに電流を注入する。光アンプは電流Ｉ１が注入され、ＯＮＵ＃１からの光受信時に設定した利得に近い増幅率で光信号を増幅する。
その後、ＯＮＵ＃１はＧＡＴＥ（ＳＩＧ１３１１）で割り当てられた期間にＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫを送信する（ＳＩＧ１３１８）。このＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱを受信する際にはＯＮＵ＃１からの波長に最適な注入電流Ｉ１に設定されているため、正常に受信が可能である。
その後、ＯＮＵ＃１はＧＡＴＥ（ＳＩＧ１３１１）で割り当てられた期間にＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫを送信する（ＳＩＧ１３１８）。このＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱを受信する際にはＯＮＵ＃１からの波長に最適な注入電流Ｉ１に設定されているため、正常に受信が可能である。
以上がディスカバリの１サイクルの動作である。本発明の第１の実施形態においては、ＯＮＵ−ＩＤをＮ＋１，Ｎ＋２，・・・、Ｎ＋ＭのＭ回繰り返す。これは、ディスカバリ時においては、あらかじめＯＮＵ送信波長がわからないため、Ｍ種の送信波長に対して最適な注入電流で光アンプを設定することで、どの送信波長のＯＮＵに対しても登録が可能となる。なお、ディスカバリと通常伝送の順序は、例えば、Ｍ回のディスカバリ、通常伝送を交互に繰り返す。また、ディスカバリ＃１、通常伝送、ディスカバリ＃２、通常伝送、・・・、ディスカバリ＃Ｍ，通常伝送のように繰り返してもよい。
[第１の実施形態での効果]
上記のように、受信したバースト信号の波長毎に注入電流を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。そのため、本発明を適用した場合の、各信号波長での受光範囲は図１０に示すようにすることが可能である。
上記のように、受信したバースト信号の波長毎に注入電流を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。そのため、本発明を適用した場合の、各信号波長での受光範囲は図１０に示すようにすることが可能である。
図１０ではＯＮＵ送信波長毎に、注入電流を調整した場合の、各信号波長での受光可能な範囲を示している。送信波長が１３６０ｎｍ、１３１０ｎｍ、１２６０ｎｍ、偏波方向がＡとＢの２種類の光信号を受信した場合のそれぞれの受光可能な範囲を示す。本発明の実施形態においては、各波長での利得が小さい偏波方向の利得が一定になるように制御される。そのため、波長１３６０ｎｍかつ偏波方向Ａでの受光可能範囲Ｒ１００１、波長１３１０ｎｍかつ偏波方向Ｂでの受光可能範囲Ｒ１００５、波長１２６０ｎｍかつ偏波方向Ｂでの受光可能範囲Ｒ１００６が同じとなっている。したがって、各波長での受光可能範囲がほぼ重なるため、光受信部での受光可能な範囲を広く保つことができる。
したがって、ＯＮＵ毎に波長が異なり、光アンプの利得が波長および偏波方向に依存する場合においても、光受信部の受光範囲を広い状態に保つことができる。
[第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態との差分を中心に説明する。第２の実施形態においては，光受信部が可変減衰器を備えており、ＯＮＵの送信波長毎に可変減衰器の減衰量を調整する。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態との差分を中心に説明する。第２の実施形態においては，光受信部が可変減衰器を備えており、ＯＮＵの送信波長毎に可変減衰器の減衰量を調整する。
[第２の実施形態での光受信部の構成]
第２の実施形態における光受信部の構成を図１２を用いて説明する。第１の実施形態との差分は、可変減衰器２１２を備えている点、および、光アンプ制御部２４２が可変減衰器２１２の減衰量を制御可能な点である。
第２の実施形態における光受信部の構成を図１２を用いて説明する。第１の実施形態との差分は、可変減衰器２１２を備えている点、および、光アンプ制御部２４２が可変減衰器２１２の減衰量を制御可能な点である。
可変減衰器２１２は、光アンプ２１０から入力された光信号を、光アンプ制御部２４２より指示された減衰量に基づいて減衰させ、減衰した光信号をバースト受信機２２０に出力する。
光アンプ制御部２４２は、利得設定部２７０から取得した光アンプ利得、ＭＰＣＰ制御部５１から取得した受信ＯＮＵ−ＩＤ，ＯＮＵ波長管理部２６０から取得した波長情報、光アンプ特性管理部２５０から取得した光アンプ特性情報に基づいて、注入電流および減衰量を決定し、注入電流量を表す注入電流情報Ｉをドライバ回路２３０に出力する。また、可変減衰器２１２に減衰量を出力する。なお、第２の実施形態においては、注入電流は一定値（Ｉ＿ａ）とし、減衰量を変化させる。
[第２の実施形態における光アンプ制御部の動作]
第２の実施形態における光アンプ制御部２４２の動作を詳細に説明する。なお、第１の実施形態においては、受信ＯＮＵ−ＩＤから光アンプへの最適な注入電流量を算出するのに対して、第２の実施形態においては、受信ＯＮＵ−ＩＤから可変減衰器の最適な減衰量を算出する。
第２の実施形態における光アンプ制御部２４２の動作を詳細に説明する。なお、第１の実施形態においては、受信ＯＮＵ−ＩＤから光アンプへの最適な注入電流量を算出するのに対して、第２の実施形態においては、受信ＯＮＵ−ＩＤから可変減衰器の最適な減衰量を算出する。
第２の実施形態における光アンプ制御部の動作を表すフローチャートを図１５に示す。Ｓ１５０１で光アンプ制御部の動作が開始され、Ｓ１５０２に移る。Ｓ１５０２では、ＭＰＣＰ制御部５１より受信ＯＮＵ−ＩＤを取得し、Ｓ１５０３に移る。Ｓ１５０３では、取得した受信ＯＮＵ−ＩＤに対応する波長をＯＮＵ波長管理部２６０に問い合わせて、ＯＮＵ−ＩＤに対応する波長を取得する。波長を取得すると、Ｓ１５０４に移る。Ｓ１５０４では、取得した波長に関する注入電流Ｉ＿ａと利得Ｇ＿ａ１ｚ、Ｇ＿ａ２ｚの対応を取得する。例えば、波長がΛ＿３である場合は、Ｇ＿ａ１３、Ｇ＿ａ１３（ａは固定値）を取得する。利得の取得が完了すると、Ｓ１５０５に移る。Ｓ１５０５では、取得したＧ＿ａ１ｚ、Ｇ＿ａ２ｚより、利得Ｇ＿ｍｉｎ＿ａｚ＝ｍｉｎ（Ｇ＿ａ１ｚ，Ｇ＿ａ２ｚ）を算出する。なお、関数ｍｉｎ(Ａ，Ｂ)はＡとＢの小さい値を返す。算出が完了するとＳ１５０６に移る。Ｓ１５０６では、利得設定部２７０より設定したい光アンプ利得であるＧ＿ｔａｒｇｅｔを取得し、Ｓ１５０７に移る。Ｓ１５０７では、設定したい光アンプ利得Ｇ＿ｔａｒｇｅｔとＧ＿ｍｉｎ＿ａｚ（ｘ＝１からｍ）の差を減衰量として決定する。減衰量の決定が完了したら、Ｓ１５０８に移る。Ｓ１５０８では、決定した減衰量を可変減衰器に出力する。出力が完了すると、Ｓ１５０２に戻る。Ｓ１５０２からＳ１５０８を繰り返すことによって、各ＯＮＵから受信した際に、各ＯＮＵの送信波長に基づいて可変減衰器の減衰量を制御することができる。
第２の実施形態における光アンプの注入電流値の設定に関して、補足して説明する。第２の実施形態においては、光アンプの注入電流は一定で、ＯＮＵの送信波長に基づいて可変減衰器の減衰量を調整する。そのため光アンプでの利得はどの波長、どの偏波方向においてもＧ＿ｔａｒｇｅｔ以上である必要があり、これを満たすように注入電流量を設定する。
[第２の実施形態における通常伝送時、ディスカバリ時の動作シーケンス例]
第２の実施形態における通常伝送時、および、ディスカバリ時の動作シーケンスは第１の実施形態の動作シーケンスとほぼ同じである。第１の実施形態において、注入電流を決定し、ドライバ回路に注入電流量を通知する箇所を、第２の実施形態においては、減衰量を決定し、可変減衰器に減衰量を通知すると置き換えればよい。
第２の実施形態における通常伝送時、および、ディスカバリ時の動作シーケンスは第１の実施形態の動作シーケンスとほぼ同じである。第１の実施形態において、注入電流を決定し、ドライバ回路に注入電流量を通知する箇所を、第２の実施形態においては、減衰量を決定し、可変減衰器に減衰量を通知すると置き換えればよい。
[第２の実施形態での効果]
第２の実施形態においても、受信したバースト信号の波長毎に可変減衰量を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得と可変減衰器を合わせた全体の利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。そのため、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様に光受信部の受光範囲を広い状態に保つことができる。
第２の実施形態においても、受信したバースト信号の波長毎に可変減衰量を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得と可変減衰器を合わせた全体の利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。そのため、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様に光受信部の受光範囲を広い状態に保つことができる。
また、第１の実施形態では光アンプ制御部での注入電流量を決定する処理において、各注入電流での利得を算出して、最適な注入電流を決定する必要があり、決定方法がやや煩雑である。第２の実施形態では、光アンプ制御部での減衰量を決定する処理においては、Ｇ＿ｍｉｎ＿ａｚとＧ＿ｔａｒｇｅｔの差分を算出するのみであるため、減衰量の決定が単純となる。従って、光アンプ制御部での処理を単純化できるため、光アンプ制御部での回路規模低減や処理時間短縮が可能である。
[第３の実施形態]
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態との差分を中心に説明する。第３の実施形態においては，ＯＮＵ波長管理部を不要とする代わりに、波長検出部を設け、受信した光信号から波長を検出し、検出した波長に基づいて光アンプの注入電流を調整する。
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第１の実施形態との差分を中心に説明する。第３の実施形態においては，ＯＮＵ波長管理部を不要とする代わりに、波長検出部を設け、受信した光信号から波長を検出し、検出した波長に基づいて光アンプの注入電流を調整する。
[第３の実施形態における光受信部の構成]
図１６に本発明の第３の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第１の実施形態との差分は、ＯＮＵ波長管理部を備えていない点、光スプリッタ２８０、光スペクトル検出器２８１、および、波長検出部２８２を備えている点である。また、この構成では、第１の実施形態とは機能が異なる、光アンプ制御部２４３およびＭＰＣＰ制御部５２を備える。
図１６に本発明の第３の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第１の実施形態との差分は、ＯＮＵ波長管理部を備えていない点、光スプリッタ２８０、光スペクトル検出器２８１、および、波長検出部２８２を備えている点である。また、この構成では、第１の実施形態とは機能が異なる、光アンプ制御部２４３およびＭＰＣＰ制御部５２を備える。
光アンプ２１０、ドライバ回路２３０、バースト受信機２２０、ＰＨＹ処理部３０、ＭＡＣ処理部４０、光アンプ特性管理部２５０、利得設定部２７０の動作は第１の実施形態と同じであるため、説明を割愛する。
光スプリッタ２８０は、入力した光信号を光アンプ２１０と光スペクトル検出器２８１に分配する。分配の比率は５０％ずつである必要はない。例えば、光アンプ２１０へ９０％、光スペクトル検出器２８１へ１０％としてもよい。このようにすることで、光アンプ２１０へ入力する光パワーの比率を高め、スプリッタ２８０を導入することによる光受信部の最小受光感度の劣化を防ぐ。
光スペクトル検出器２８１は、入力した光信号の波長スペクトルを検出し、波長スペクトル情報を波長検出部２８２に出力する。ここで、波長スペクトル情報は、各波長毎の光強度である。光スペクトル検出器は、例えば、波長毎に光方向を分ける素子と複数の受光素子で構成され、各受光素子で検出した光強度より波長スペクトルが得られる。
波長検出部２８２は、光スペクトル検出器より入力された波長スペクトルに基づいて、光アンプ２１０に入力された光信号の波長を決定し、決定した波長情報を光アンプ制御部２４３に出力する。光信号の波長は、波長スペクトル情報より、各波長ごとの光強度がわかるので、最大の光強度となる波長とすればよい。
ＭＰＣＰ制御部５２は、バースト光信号の受信タイミングに合わせて、光アンプ制御部２４３にリセット信号を出力する。バースト光信号の受信タイミングは例えば、ＯＮＵに送信時刻を指定するＧＡＴＥメッセージの時刻情報に基づいて、受信タイミングを算出できる。
光アンプ制御部２４３は、利得設定部２７０から取得した光アンプ利得、波長検出部２８２から取得した波長情報、光アンプ特性管理部２５０から取得した光アンプ特性情報に基づいて、注入電流を決定し、注入電流量を表す注入電流情報Ｉをドライバ回路２３０に出力する。また、ＭＰＣＰ制御部５２から取得したリセット信号に基づいて、注入電流情報をデフォルトの電流値Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔに設定する。光アンプ制御部２４３の注入電流の決定方法については後述する。
[第３の実施形態における光アンプ制御部の動作]
第３の実施形態における光アンプ制御部２４３の動作を詳細に説明する。なお、第１の実施形態においては、受信ＯＮＵ−ＩＤから光アンプへの最適な注入電流量を算出するのに対して、第３の実施形態においては、波長検出部より取得した波長に基づいて最適な注入電流量を決定する。
第３の実施形態における光アンプ制御部２４３の動作を詳細に説明する。なお、第１の実施形態においては、受信ＯＮＵ−ＩＤから光アンプへの最適な注入電流量を算出するのに対して、第３の実施形態においては、波長検出部より取得した波長に基づいて最適な注入電流量を決定する。
第３の実施形態における光アンプ制御部の動作を表すフローチャートを図１７に示す。Ｓ１７０１で光アンプ制御部の動作が開始され、Ｓ１７０２に移る。Ｓ１７０２では、ＭＰＣＰ制御部５２よりリセット信号を受信し、Ｓ１７０３に移る。Ｓ１７０３では、デフォルトの注入電流に設定するため注入電流情報Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔをドライバ回路に出力し、Ｓ１７０４に移る。Ｓ１７０４では、波長検出部より波長情報Λを取得し、Ｓ１７０５に移る。Ｓ１７０５からＳ１７０９までの動作は、第１の実施形態における動作（図１１のＳ１１０４からＳ１１０８）と同じである。Ｓ１７０９においてドライバ回路への出力が完了すると、Ｓ１７０２に戻る。Ｓ１７０２からＳ１７０９を繰り返すことによって、各ＯＮＵから受信した際に、各ＯＮＵの送信波長に基づいて注入電流を制御することができる。
[第３の実施形態における通常伝送時での動作シーケンス例]
本発明の第３の実施形態におけるＯＮＵ−ＯＬＴ間の上り伝送時の動作を説明する。ここでは、通常伝送時とディスカバリ動作時に分けて説明する。
本発明の第３の実施形態におけるＯＮＵ−ＯＬＴ間の上り伝送時の動作を説明する。ここでは、通常伝送時とディスカバリ動作時に分けて説明する。
図１８に本発明の第３の実施形態における、通常伝送時の動作シーケンスを示す。本シーケンスでは、ＯＬＴの構成物のうち、通常伝送での動作を説明する上で必要な部分のみ掲載している。また、説明を簡略にするためにＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２の２台のみが接続しているとして説明する。
まず、ＭＰＣＰ制御部５２がＯＮＵ＃１に対して上り送信許可を与えるＧＡＴＥメッセージをＯＮＵ＃１に送信する（ＳＩＧ１８０１）。その後、ＭＰＣＰ制御部５２は、光アンプ制御部２４３にリセット信号を出力する（ＳＩＧ１８０２）。
光アンプ制御部２４３は、リセット信号を受信すると、ドライバ回路２３０にデフォルトの注入電流情報Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔを出力する（ＳＩＧ１８０３）。ドライバ回路２３０は、入力された注入電流情報に基づいて光アンプに電流Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔを注入する。その結果、光アンプはデフォルトの条件で動作する。その後、光アンプ制御部２４３は、波長検出部２８７から波長情報を取得する（ＳＩＧ１８０４）。さらに、取得したＯＮＵ送信波長に対応する、光アンプ特性を光アンプ特性管理部２５０に問い合わせる。（ＳＩＧ１８０５）。光アンプ特性管理部２５０は、波長に該当する注入電流、各偏波条件における光アンプ利得を光アンプ制御部に通知する（ＳＩＧ１８０６）。光アンプ制御部２４３は取得した光アンプ特性および設定したい利得に基づいて注入電流情報Ｉ１を決定し、決定した注入電流情報Ｉ１をドライバ回路に出力する（ＳＩＧ１８０７）。
ドライバ回路２３０は、入力された注入電流情報に基づいて、光アンプに電流を注入する。光アンプは電流Ｉ１が注入され、ＯＮＵ＃１からの光受信時に設定した利得に近い増幅率で光信号を増幅する。その後、ＯＮＵ＃１からのＲＥＰＯＲＴ信号およびデータからなる信号を光アンプ、バースト受信機、ＰＨＹ処理部を経由してＭＡＣ処理部あるいはＭＰＣＰ制御部５１に送られる（ＳＩＧ１８０８、ＳＩＧ１８０９）。
ここで、本シーケンス上でのＳＩＧ１８０２からＳＩＧ１８０８までの期間の動作に関して補足する。本シーケンスではＯＮＵ＃１からＲＥＰＯＲＴやＤａｔａからなる光信号をＯＬＴが受信する前に、波長検出部より波長を取得しているように見えるが、実際には、ＳＩＧ１８０４で波長を検出する前にバースト光信号のプリアンブル受信を開始しており、バースト光信号のプリアンブル部分を受信している期間に、波長を検出し、注入電流の調整が完了する。その後、ペイロード部分を受信後に、ＭＰＣＰ制御部にてＲＥＰＯＲＴを受信する。シーケンスの説明に戻る。
ＯＮＵ＃１からの受信を完了すると、ＯＮＵ＃２からの受信動作に移る。
ＭＰＣＰ制御部５２がＯＮＵ＃２に対して上り送信許可を与えるＧＡＴＥメッセージをＯＮＵ＃２に送信する（ＳＩＧ１８１０）。その後、ＭＰＣＰ制御部５２は、光アンプ制御部２４３にリセット信号を出力する（ＳＩＧ１８１１）。
光アンプ制御部２４３は、リセット信号を受信すると、ドライバ回路２３０にデフォルトの注入電流情報Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔを出力する（ＳＩＧ１８１２）。ドライバ回路２３０は、入力された注入電流情報に基づいて光アンプに電流Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔを注入する。その結果、光アンプはデフォルトの条件で動作する。その後、光アンプ制御部２４４は、波長検出部２８７から波長情報を取得する（ＳＩＧ１８１３）。さらに、取得したＯＮＵ送信波長に対応する、光アンプ特性を光アンプ特性管理部２５０に問い合わせる（ＳＩＧ１８１４）。光アンプ特性管理部２５０は、波長に該当する注入電流、各偏波条件における光アンプ利得を光アンプ制御部に通知する（ＳＩＧ１８１５）。光アンプ制御部２４３は取得した光アンプ特性および設定したい利得に基づいて注入電流情報Ｉ２を決定し、決定した注入電流情報Ｉ２をドライバ回路に出力する（ＳＩＧ１８１６）。
ドライバ回路２３０は、入力された注入電流情報に基づいて、光アンプに電流を注入する。光アンプは電流Ｉ２が注入され、ＯＮＵ＃２からの光受信時に設定した利得に近い増幅率で光信号を増幅する。その後、ＯＮＵ＃２からのＲＥＰＯＲＴ信号およびデータからなる信号を光アンプ、バースト受信機、ＰＨＹ処理部を経由してＭＡＣ処理部あるいはＭＰＣＰ制御部５１に送られる（ＳＩＧ１８１７、ＳＩＧ１８１８）。
以上の動作より、ＯＮＵ毎の波長に合せて注入電流が調整されるため、光アンプ利得の波長依存性がある場合においても、ほぼ一定の利得で受信することができる。
ＭＰＣＰ制御部５２が光アンプ制御部２４４にリセット信号を出力するタイミングは以下のように決める。第３の実施形態においては、ＯＮＵから光信号を正常に受信するためには、受信する前に注入電流をデフォルト値に戻す必要がある。そのため、ＭＰＣＰ制御部５２は、光信号を受信開始時期よりも前にリセット信号を出力する必要がある。
ＭＰＣＰ制御部５２が光アンプ制御部２４４にリセット信号を出力するタイミングは以下のように決める。第３の実施形態においては、ＯＮＵから光信号を正常に受信するためには、受信する前に注入電流をデフォルト値に戻す必要がある。そのため、ＭＰＣＰ制御部５２は、光信号を受信開始時期よりも前にリセット信号を出力する必要がある。
[第３の実施形態におけるディスカバリ時での動作シーケンス例]
次に、第３の実施形態におけるディスカバリ時の動作を説明する。第３の実施形態においては、受信した光信号から波長を検出して、注入電流を調整するため、通常伝送時とディスカバリ時で動作は同じである。そのため、シーケンス図を用いた説明は割愛する。
次に、第３の実施形態におけるディスカバリ時の動作を説明する。第３の実施形態においては、受信した光信号から波長を検出して、注入電流を調整するため、通常伝送時とディスカバリ時で動作は同じである。そのため、シーケンス図を用いた説明は割愛する。
[第３の実施形態におけるバースト受信機の制御]
第３の実施形態においては、光アンプ制御部にリセット信号を入力する。バースト受信機には、リセット信号を入力して利得などを初期状態に戻すものがある。そのため、光アンプ制御部だけでなく、バースト受信機にもリセット信号を入力してもよい。なお、この場合は、光アンプの調整完了後にバースト受信機の調整を実施するために、光アンプ制御部をリセットするタイミングをバースト受信機のリセットタイミングをよりも前にする。
第３の実施形態においては、光アンプ制御部にリセット信号を入力する。バースト受信機には、リセット信号を入力して利得などを初期状態に戻すものがある。そのため、光アンプ制御部だけでなく、バースト受信機にもリセット信号を入力してもよい。なお、この場合は、光アンプの調整完了後にバースト受信機の調整を実施するために、光アンプ制御部をリセットするタイミングをバースト受信機のリセットタイミングをよりも前にする。
[第３の実施形態での効果]
第３の実施形態においても、受信したバースト信号の波長毎に注入電流量を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得と可変減衰器を合わせた全体の利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。そのため、第３の実施形態においても第１の実施形態と同様に光受信部の受光範囲を広い状態に保つことができる。
第３の実施形態においても、受信したバースト信号の波長毎に注入電流量を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得と可変減衰器を合わせた全体の利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。そのため、第３の実施形態においても第１の実施形態と同様に光受信部の受光範囲を広い状態に保つことができる。
第１の実施形態ではＯＮＵ毎の波長を管理するＯＮＵ波長管理部が必要であったが、第３の実施形態においては不要である。そのため、第１の実施形態に比べてＯＮＵの管理が容易となる。また、ＭＰＣＰ制御部は光受信部にＯＮＵ−ＩＤではなく、リセット信号を出力すればよいため、バースト毎の制御がより簡易化される。さらに、第１の実施形態においてはディスカバリプロセスをＭ回実行する必要があったが、第３の実施形態では１回でよい。そのため、上りの帯域利用効率を向上させることができる。
[第４の実施形態]
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第３の実施形態との差分を中心に説明する。第４の実施形態においては，波長を直接検出する代わりに、光アンプの利得を検出し、光アンプの利得から受信している光信号の波長を推定し、推定した波長に基づいて光アンプの注入電流を調整する。
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第３の実施形態との差分を中心に説明する。第４の実施形態においては，波長を直接検出する代わりに、光アンプの利得を検出し、光アンプの利得から受信している光信号の波長を推定し、推定した波長に基づいて光アンプの注入電流を調整する。
[第４の実施形態における光受信部の構成]
図１９に本発明の第４の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第３の実施形態との差分は、光スペクトル検出部および波長検出部の代わりに、光パワーモニタ２８５、２８６と利得検出部２８７を備えている点である。また、この構成では、第３の実施形態とは機能が異なる光アンプ制御部２４４を備える。
図１９に本発明の第４の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第３の実施形態との差分は、光スペクトル検出部および波長検出部の代わりに、光パワーモニタ２８５、２８６と利得検出部２８７を備えている点である。また、この構成では、第３の実施形態とは機能が異なる光アンプ制御部２４４を備える。
光アンプ２１０、ドライバ回路２３０、バースト受信機２２０、ＰＨＹ処理部３０、ＭＡＣ処理部４０、ＭＰＣＰ制御部５２、光アンプ特性管理部２５０、利得設定部２７０の機能は第３の実施形態と同じであるため、説明を割愛する。
光スプリッタ２８３は、入力した光信号を光アンプ２１０と光パワーモニタ２８５に分配する。分配の比率は５０％ずつである必要はなく、例えば、光アンプ２１０へ９０％、光パワーモニタ２８５へ１０％としてもよい。このようにすることで、光アンプ２１０へ入力する光パワーの比率を高め、光スプリッタ２８３を導入することによる光受信部の最小受光感度の劣化を防ぐ。
光パワーモニタ２８５は、入力した光信号の光パワーを検出し、光パワーに比例する電圧信号を利得検出部２８７へ出力する。光パワーモニタは、例えば、フォトダイオードとトランスインピーダンスアンプにより構成される。光スプリッタ２８３での分配比は一定であるため、この光パワーモニタ２８５の出力は、光アンプ２１０に入力される光パワーに比例することになる。
光スプリッタ２８４は、入力した光信号をバースト受信機２２０と光パワーモニタ２８６に分配する。分配の比率は５０％ずつである必要はなく、例えば、光アンプ２１０へ９０％、光パワーモニタ２８５へ１０％としてもよい。このようにすることで、バースト受信機２２０へ入力する光パワーの比率を高め、光スプリッタ２８３を導入することによる光受信部の最小受光感度の劣化を防ぐ。
光パワーモニタ２８６は、入力した光信号の光パワーを検出し、光パワーに比例する電圧信号を利得検出部２８７へ出力する。光スプリッタ２８４での分配比は一定であるため、この光パワーモニタ２８６の出力は、光アンプ２１０より出力される光パワーに比例することになる。
利得検出部２８７は、光パワーモニタ２８５、２８６からの入力に基づいて、光アンプでの実際の利得を算出し、利得の大きさを利得情報として、光アンプ制御部２４４に出力する。光アンプでの利得は、光パワーモニタ２８６と光パワーモニタ２８５の電圧値の比を算出することで得られる。
光アンプ制御部２４４は、利得設定部２７０から取得した光アンプ利得、利得検出部２８７から取得した利得情報、光アンプ特性管理部２５０から取得した光アンプ特性情報に基づいて、注入電流を決定し、注入電流量を表す注入電流情報Ｉをドライバ回路２３０に出力する。また、ＭＰＣＰ制御部５２から取得したリセット信号に基づいて、注入電流情報をデフォルトの電流値Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔに設定する。光アンプ制御部２４４における注入電流の決定方法については後述する。
[第４の実施形態における光アンプ制御部の動作]
第４の実施形態における光アンプ制御部２４４の動作を詳細に説明する。なお、第３の実施形態においては、波長検出部より取得した波長に基づいて最適な注入電流量を決定していたが、第４の実施形態においては、利得検出部から取得した利得情報に基づいて、最適な注入電流を決定する。第４の実施形態における光アンプ制御部の動作を表すフローチャートを図２０に示す。Ｓ２００１で光アンプ制御部の動作が開始され、Ｓ２００２に移る。Ｓ２００２では、ＭＰＣＰ制御部５２よりリセット信号を受信し、Ｓ２００３に移る。Ｓ２００３では、デフォルトの注入電流に設定するため注入電流情報Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔをドライバ回路に出力し、Ｓ２００４に移る。Ｓ２００４では、利得検出部より利得情報Ｇ＿ｍｅａｓｕｒｅｄを取得し、Ｓ２００５に移る。Ｓ２００５では、注入電流Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔ（＝Ｉ＿ａ）に該当する波長Λ＿ｚと利得Ｇ＿ａ１ｚ、Ｇ＿ａ２ｚ（ｚ＝１からｎ）の対応を取得する。波長と利得の対応の取得が完了すると、Ｓ２００６へ移る。Ｓ２００６では、各波長Λ＿ｚについて平均の利得Ｇ＿ａｖｇ＿ａｚ＝（Ｇ＿ａ１ｚ＋Ｇ＿ａ２ｚ）／２（ｚ＝１からｎ）を算出する。算出が完了すると、Ｓ２００７へ移る。Ｓ２００７では、利得検出部より取得した利得Ｇ＿ｍｅａｓｕｒｅｄとＧ＿ａｖｇ＿ａｚ（ｚ＝１からｎ）を比較し、差が最小となる波長Λ＿ｚを決定し、この波長を推定波長とし、Ｓ２００８へ移る。Ｓ２００８では、推定した波長に関する注入電流Ｉ＿ｘと利得Ｇ＿ｘ１ｚ、Ｇ＿ｘ２ｚの対応を取得する。例えば、波長がΛ＿３である場合は、Ｉ＿ｘとＧ＿ｘ１３、Ｇ＿ｘ１３（ｘ＝１からｍ）の対応を取得する。注入電流と利得の対応の取得が完了すると、Ｓ２００９に移る。Ｓ２００９は、取得したＩ＿ｘとＧ＿ｘ１ｚ、Ｇ＿ｘ２ｚより、注入電流Ｉ＿ｘと利得Ｇ＿ｍｉｎ＿ｘｚ＝ｍｉｎ（Ｇ＿ｘ１ｚ，Ｇ＿ｘ２ｚ）の対応を算出する。なお、関数ｍｉｎ(Ａ，Ｂ)はＡとＢの小さい値を返す。算出が完了するとＳ２０１０に移る。Ｓ２０１０では、利得設定部２７０より設定したい光アンプ利得であるＧ＿ｔａｒｇｅｔを取得し、Ｓ２０１１に移る。Ｓ２０１１では、設定したい光アンプ利得Ｇ＿ｔａｒｇｅｔとＧ＿ｍｉｎ＿ｘｚ（ｘ＝１からｍ）の差が最も小さくなる注入電流Ｉ＿ｘを決定する。注入電流の決定が完了したら、Ｓ２０１２に移る。Ｓ２０１２では、決定した注入電流情報をドライバ回路に出力する。出力が完了すると、Ｓ２００２に戻る。Ｓ２００２からＳ２０１２を繰り返すことによって、各ＯＮＵから光信号を受信する際に、各ＯＮＵの送信波長に基づいて注入電流を制御することができる。
第４の実施形態における光アンプ制御部２４４の動作を詳細に説明する。なお、第３の実施形態においては、波長検出部より取得した波長に基づいて最適な注入電流量を決定していたが、第４の実施形態においては、利得検出部から取得した利得情報に基づいて、最適な注入電流を決定する。第４の実施形態における光アンプ制御部の動作を表すフローチャートを図２０に示す。Ｓ２００１で光アンプ制御部の動作が開始され、Ｓ２００２に移る。Ｓ２００２では、ＭＰＣＰ制御部５２よりリセット信号を受信し、Ｓ２００３に移る。Ｓ２００３では、デフォルトの注入電流に設定するため注入電流情報Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔをドライバ回路に出力し、Ｓ２００４に移る。Ｓ２００４では、利得検出部より利得情報Ｇ＿ｍｅａｓｕｒｅｄを取得し、Ｓ２００５に移る。Ｓ２００５では、注入電流Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔ（＝Ｉ＿ａ）に該当する波長Λ＿ｚと利得Ｇ＿ａ１ｚ、Ｇ＿ａ２ｚ（ｚ＝１からｎ）の対応を取得する。波長と利得の対応の取得が完了すると、Ｓ２００６へ移る。Ｓ２００６では、各波長Λ＿ｚについて平均の利得Ｇ＿ａｖｇ＿ａｚ＝（Ｇ＿ａ１ｚ＋Ｇ＿ａ２ｚ）／２（ｚ＝１からｎ）を算出する。算出が完了すると、Ｓ２００７へ移る。Ｓ２００７では、利得検出部より取得した利得Ｇ＿ｍｅａｓｕｒｅｄとＧ＿ａｖｇ＿ａｚ（ｚ＝１からｎ）を比較し、差が最小となる波長Λ＿ｚを決定し、この波長を推定波長とし、Ｓ２００８へ移る。Ｓ２００８では、推定した波長に関する注入電流Ｉ＿ｘと利得Ｇ＿ｘ１ｚ、Ｇ＿ｘ２ｚの対応を取得する。例えば、波長がΛ＿３である場合は、Ｉ＿ｘとＧ＿ｘ１３、Ｇ＿ｘ１３（ｘ＝１からｍ）の対応を取得する。注入電流と利得の対応の取得が完了すると、Ｓ２００９に移る。Ｓ２００９は、取得したＩ＿ｘとＧ＿ｘ１ｚ、Ｇ＿ｘ２ｚより、注入電流Ｉ＿ｘと利得Ｇ＿ｍｉｎ＿ｘｚ＝ｍｉｎ（Ｇ＿ｘ１ｚ，Ｇ＿ｘ２ｚ）の対応を算出する。なお、関数ｍｉｎ(Ａ，Ｂ)はＡとＢの小さい値を返す。算出が完了するとＳ２０１０に移る。Ｓ２０１０では、利得設定部２７０より設定したい光アンプ利得であるＧ＿ｔａｒｇｅｔを取得し、Ｓ２０１１に移る。Ｓ２０１１では、設定したい光アンプ利得Ｇ＿ｔａｒｇｅｔとＧ＿ｍｉｎ＿ｘｚ（ｘ＝１からｍ）の差が最も小さくなる注入電流Ｉ＿ｘを決定する。注入電流の決定が完了したら、Ｓ２０１２に移る。Ｓ２０１２では、決定した注入電流情報をドライバ回路に出力する。出力が完了すると、Ｓ２００２に戻る。Ｓ２００２からＳ２０１２を繰り返すことによって、各ＯＮＵから光信号を受信する際に、各ＯＮＵの送信波長に基づいて注入電流を制御することができる。
[第４の実施形態における通常伝送時での動作シーケンス例]
本発明の第４の実施形態におけるＯＮＵ−ＯＬＴ間の上り伝送時の動作を説明する。ここでは、通常伝送時とディスカバリ動作時に分けて説明する。
本発明の第４の実施形態におけるＯＮＵ−ＯＬＴ間の上り伝送時の動作を説明する。ここでは、通常伝送時とディスカバリ動作時に分けて説明する。
図２１に本発明の第４の実施形態における、通常伝送時の動作シーケンスを示す。本シーケンスでは、ＯＬＴの構成物のうち、通常伝送での動作を説明する上で必要な部分のみ掲載している。また、説明を簡略にするためにＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２の２台のみが接続しているとして説明する。
まず、ＭＰＣＰ制御部５２がＯＮＵ＃１に対して上り送信許可を与えるＧＡＴＥメッセージをＯＮＵ＃１に送信する（ＳＩＧ２１０１）。その後、ＭＰＣＰ制御部５２は、光アンプ制御部２４４にリセット信号を出力する（ＳＩＧ２１０２）。光アンプ制御部２４４は、リセット信号を受信すると、ドライバ回路２３０にデフォルトの注入電流情報Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔを出力する（ＳＩＧ２１０３）。ドライバ回路２３０は、入力された注入電流情報に基づいて光アンプに電流Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔを注入する。その結果、光アンプはデフォルトの条件で動作する。その後、光アンプ制御部２４４は、利得検出部２８７から利得情報を取得する（ＳＩＧ２１０４）。次に注入電流Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔでの光アンプ特性を取得する（ＳＩＧ２１０５、ＳＩＧ２１０６）。取得した光アンプ特性と検出した利得より推定波長を決定する。さらに、推定したＯＮＵ送信波長に対応する、光アンプ特性を光アンプ特性管理部２５０に問い合わせる（ＳＩＧ２１０７）。光アンプ特性管理部２５０は、波長に該当する注入電流、各偏波条件における光アンプ利得を光アンプ制御部に通知する（ＳＩＧ２１０８）。光アンプ制御部２４４は取得した光アンプ特性および設定したい利得に基づいて注入電流情報Ｉ１を決定し、決定した注入電流情報Ｉ１をドライバ回路に出力する（ＳＩＧ２１０９）。ドライバ回路２３０は、入力された注入電流情報に基づいて、光アンプに電流を注入する。光アンプは電流Ｉ１が注入され、ＯＮＵ＃１からの光受信時に設定した利得に近い増幅率で光信号を増幅する。その後、ＯＮＵ＃１からのＲＥＰＯＲＴ信号およびデータからなる信号を光アンプ、バースト受信機、ＰＨＹ処理部を経由してＭＡＣ処理部あるいはＭＰＣＰ制御部５２に送られる（ＳＩＧ２１１０、ＳＩＧ２１１１）。ここで、本シーケンス上でのＳＩＧ２１０２からＳＩＧ２１１１までの期間の動作に関して補足する。本シーケンスではＯＮＵ＃１からＲＥＰＯＲＴやＤａｔａからなる光信号をＯＬＴが受信する前に、波長検出部より波長を取得しているように見えるが、実際には、ＳＩＧ２１０４で利得を検出する前にバースト光信号のプリアンブル受信を開始しており、バースト光信号のプリアンブル部分を受信している期間に、利得を検出し、注入電流の調整が完了する。その後、ペイロード部分を受信後に、ＭＰＣＰ制御部にてＲＥＰＯＲＴを受信する。再びシーケンスの説明に戻る。ＯＮＵ＃１からの受信を完了すると、ＯＮＵ＃２からの受信動作に移る。
ＯＮＵ＃２からの受信動作（ＳＩＧ２１１２からＳＩＧ２１２２）はＯＮＵ＃１からの受信動作とほぼ同じであるため、説明は割愛する。ＯＮＵ＃２受信時には、光アンプは電流Ｉ１が注入され、ＯＮＵ＃２からの光受信時に設定した利得に近い増幅率で光信号を増幅する。
以上の動作より、ＯＮＵ毎の波長に合せて注入電流が調整されるため、光アンプ利得の波長依存性がある場合においても、ほぼ一定の利得で受信することができる。
ＭＰＣＰ制御部５２が光アンプ制御部２４４にリセット信号を出力するタイミングは第３の実施形態と同様である。
[第４の実施形態におけるディスカバリ時での動作シーケンス例]
次に、第４の実施形態におけるディスカバリ時の動作を説明する。第４の実施形態においては、受信した光信号から利得を検出して、注入電流を調整するため、通常伝送時とディスカバリ時で動作は同じである。そのため、シーケンス図を用いた説明は割愛する。
次に、第４の実施形態におけるディスカバリ時の動作を説明する。第４の実施形態においては、受信した光信号から利得を検出して、注入電流を調整するため、通常伝送時とディスカバリ時で動作は同じである。そのため、シーケンス図を用いた説明は割愛する。
[第４の実施形態におけるバースト受信機の制御]
第４の実施形態においては、第３の実施形態と同様に、光アンプ制御部およびバースト受信機それぞれにリセット信号を入力してもよい。
[第４の実施形態での効果]
第４の実施形態においても、受信したバースト信号の波長毎に注入電流量を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得と可変減衰器を合わせた全体の利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。そのため、第４の実施形態においても第３の実施形態と同様に光受信部の受光範囲を広い状態に保つことができる。
第４の実施形態においては、第３の実施形態と同様に、光アンプ制御部およびバースト受信機それぞれにリセット信号を入力してもよい。
[第４の実施形態での効果]
第４の実施形態においても、受信したバースト信号の波長毎に注入電流量を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得と可変減衰器を合わせた全体の利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。そのため、第４の実施形態においても第３の実施形態と同様に光受信部の受光範囲を広い状態に保つことができる。
第３の実施形態では波長スペクトル検出器を備えていたが、第４の実施形態では光パワーモニタ２つで代用している。光パワーモニタは波長スペクトル検出器に比べより簡易な構成で実現できるため、光受信部の構成がより簡易にすることが可能である。
[第５の実施形態]
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。第３の実施形態との差分を中心に説明する。第５の実施形態においては、ＯＮＵの送信レート毎に波長が割り当てられているとする。例えば、送信レートが１０．３１２５ＧｂｐｓのＯＮＵの送信波長は１２７０ｎｍ、送信レートが１．２５ＧｂｐｓのＯＮＵの送信波長は１３１０ｎｍとなるシステムであるとする。第３の実施形態との差分を中心に説明する。第５の実施形態においては，波長を直接検出する代わりに、ＯＮＵの上り送信レートから波長を推定し、推定した波長に基づいて光アンプの注入電流を調整する。
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。第３の実施形態との差分を中心に説明する。第５の実施形態においては、ＯＮＵの送信レート毎に波長が割り当てられているとする。例えば、送信レートが１０．３１２５ＧｂｐｓのＯＮＵの送信波長は１２７０ｎｍ、送信レートが１．２５ＧｂｐｓのＯＮＵの送信波長は１３１０ｎｍとなるシステムであるとする。第３の実施形態との差分を中心に説明する。第５の実施形態においては，波長を直接検出する代わりに、ＯＮＵの上り送信レートから波長を推定し、推定した波長に基づいて光アンプの注入電流を調整する。
[第５の実施形態における光受信部の構成]
図２２に本発明の第５の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第３の実施形態との差分は、光スプリッタ、光スペクトル検出器、波長検出部を備えておらず、代わりに、波長レート変換部２８８を備えている点である。また、この構成では、第３の実施形態とは機能が異なるＭＰＣＰ制御部５３を備える。
図２２に本発明の第５の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第３の実施形態との差分は、光スプリッタ、光スペクトル検出器、波長検出部を備えておらず、代わりに、波長レート変換部２８８を備えている点である。また、この構成では、第３の実施形態とは機能が異なるＭＰＣＰ制御部５３を備える。
光アンプ２１０、ドライバ回路２３０、バースト受信機２２０、ＰＨＹ処理部３０、ＭＡＣ処理部４０、光アンプ特性管理部２５０、利得設定部２７０の動作は第１の実施形態と同じであるため、説明を割愛する。また、光アンプ制御部２４５は、第３の実施形態の光アンプ制御部と同じ機能であるため、同様に説明を割愛する。
波長レート変換部２８８は、ＭＰＣP制御部５３より入力されたレート情報に基づいて、波長を推定し、推定した波長情報を光アンプ制御部２４５に出力する。例えば、ＭＰＣＰ制御部５３より入力されたレート情報が１０．３１２５Ｇｂｐｓである場合は波長情報として１２７０ｎｍを出力し、入力されたレート情報が１．２５Ｇｂｐｓである場合は波長情報として１３１０ｎｍを出力する。
ＭＰＣＰ制御部５３は、バースト光信号の受信タイミングに合わせて、光アンプ制御部２４３にリセット信号を出力する。バースト光信号の受信タイミングは例えば、ＯＮＵに送信時刻を指定するＧＡＴＥメッセージの時刻情報に基づいて、受信タイミングを算出できる。また、同時に受信するＯＮＵの送信レートを出力する。ここで、ＭＰＣＰ制御部５３は、ＯＮＵ登録時に各ＯＮＵの送信レートを登録しておくとする。
[第５の実施形態における通常伝送時、ディスカバリ時での動作シーケンス例]
本発明の第５の実施形態におけるＯＮＵ−ＯＬＴ間の上り伝送時の動作は、第３の実施形態とほぼ同じである。差分は、第３の実施形態においては、光アンプ制御部が波長検出部から波長情報を取得するのに対して、第５の実施形態においては、ＭＰＣＰ制御部がリセット信号に合せてレート情報を波長レート変換部に出力する点、光アンプ制御部が波長レート変換部から波長情報を取得する点である。
本発明の第５の実施形態におけるＯＮＵ−ＯＬＴ間の上り伝送時の動作は、第３の実施形態とほぼ同じである。差分は、第３の実施形態においては、光アンプ制御部が波長検出部から波長情報を取得するのに対して、第５の実施形態においては、ＭＰＣＰ制御部がリセット信号に合せてレート情報を波長レート変換部に出力する点、光アンプ制御部が波長レート変換部から波長情報を取得する点である。
[第５の実施形態での効果]
第５の実施形態においても、受信したバースト信号の波長毎に注入電流量を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。そのため、第５の実施形態においても第３の実施形態と同様に光受信部の受光範囲を広い状態に保つことができる。
第５の実施形態においても、受信したバースト信号の波長毎に注入電流量を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。そのため、第５の実施形態においても第３の実施形態と同様に光受信部の受光範囲を広い状態に保つことができる。
第３の実施形態では波長スペクトル検出器を備えていたが、第５の実施形態では波長レート変換部を備えている。波長レート変換部は、受信レート情報を波長情報に変換して出力するのみであるため、光受信部の構成をより簡易にすることが可能である。また、光アンプの入力あるいは出力に光スプリッタがないため、光スプリッタを通過することによる挿入損失がなく、光受信部の最小受光感度の劣化を防ぐことができる。
[第６の実施形態]
本発明の第６の実施形態について説明する。第５の実施形態との差分を中心に説明する。第６の実施形態においては、第５の実施形態と同様に、ＯＮＵの送信レート毎に波長が割り当てられているとする。例えば、送信レートが１０．３１２５ＧｂｐｓのＯＮＵの送信波長は１２７０ｎｍ、送信レートが１．２５ＧｂｐｓのＯＮＵの送信波長は１３１０ｎｍとなるシステムであるとする。第５の実施形態との差分を中心に説明する。第５の実施形態においては，ＭＰＣＰ制御部から取得したレート情報に基づいて波長を推定していたが、第６の実施形態においては、受信した光信号から受信レートを検出し、その受信レートに基づいて波長を推定する。
本発明の第６の実施形態について説明する。第５の実施形態との差分を中心に説明する。第６の実施形態においては、第５の実施形態と同様に、ＯＮＵの送信レート毎に波長が割り当てられているとする。例えば、送信レートが１０．３１２５ＧｂｐｓのＯＮＵの送信波長は１２７０ｎｍ、送信レートが１．２５ＧｂｐｓのＯＮＵの送信波長は１３１０ｎｍとなるシステムであるとする。第５の実施形態との差分を中心に説明する。第５の実施形態においては，ＭＰＣＰ制御部から取得したレート情報に基づいて波長を推定していたが、第６の実施形態においては、受信した光信号から受信レートを検出し、その受信レートに基づいて波長を推定する。
[第６の実施形態における光受信部の構成]
図２３に本発明の第６の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第５の実施形態との差分は、レート判定部２８９を備えている点である。また、この構成では、第３の実施形態と同様のＭＰＣP制御部５２を備える。
図２３に本発明の第６の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第５の実施形態との差分は、レート判定部２８９を備えている点である。また、この構成では、第３の実施形態と同様のＭＰＣP制御部５２を備える。
レート判定部２８９は、バースト受信機２２０の電気出力信号のレートを検出して、検出したレート情報を波長レート変換部２８８に出力する。レート判定の方法は、例えば、入力した電気信号の周波数スペクトルを検出し、検出した周波数スペクトルからレートを推定すればよい。これは、周波数スペクトルの分布が信号のレートによって異なることを利用し、ある周波数帯での信号強度の大小で識別が可能である。このレート判定は、プリアンブル部分を受信時に判定するものとする。
[第６の実施形態における通常伝送時、ディスカバリ時での動作シーケンス例]
本発明の第６の実施形態におけるＯＮＵ−ＯＬＴ間の上り伝送時の動作は、第５の実施形態とほぼ同じである。差分は、波長レート変換部でのレート情報の取得方法のみである。第５の実施形態においては、ＭＰＣＰ制御部よりレート情報を取得していたが、第６の実施形態においては、レート判定部より取得している。
本発明の第６の実施形態におけるＯＮＵ−ＯＬＴ間の上り伝送時の動作は、第５の実施形態とほぼ同じである。差分は、波長レート変換部でのレート情報の取得方法のみである。第５の実施形態においては、ＭＰＣＰ制御部よりレート情報を取得していたが、第６の実施形態においては、レート判定部より取得している。
[第６の実施形態での効果]
第６の実施形態においても、受信したバースト信号の波長毎に注入電流量を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。そのため、第５の実施形態においても光受信部の受光範囲を広い状態に保つことができる。
第６の実施形態においても、受信したバースト信号の波長毎に注入電流量を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。そのため、第５の実施形態においても光受信部の受光範囲を広い状態に保つことができる。
第６の実施形態では、第５の実施形態と同じ効果に加えて、ＭＰＣＰ制御部と光受信部のインタフェースが簡潔になる効果がある。具体的には、第５の実施形態においては、ＭＰＣＰ制御部と光受信部間はリセット信号とレート情報の制御インタフェースが必要であったが、第６の実施形態においては、リセット信号のみでよい。
[第７の実施形態]
本発明の第７の実施形態について説明する。第１、４の実施形態との差分を中心に説明する。第４の実施形態においては、光アンプの入力および出力の光パワーをモニタすることで利得を推定し、推定した利得に基づいて注入電流を決定していた。第７の実施形態においては、バースト受信機のＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）出力とＯＬＴ−ＯＮＵ間のＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）に基づいて利得を推定し、推定した利得に基づいて注入電流を調整する。
本発明の第７の実施形態について説明する。第１、４の実施形態との差分を中心に説明する。第４の実施形態においては、光アンプの入力および出力の光パワーをモニタすることで利得を推定し、推定した利得に基づいて注入電流を決定していた。第７の実施形態においては、バースト受信機のＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）出力とＯＬＴ−ＯＮＵ間のＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）に基づいて利得を推定し、推定した利得に基づいて注入電流を調整する。
[第７の実施形態における光受信部の構成]
図２４に本発明の第７の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第４の実施形態においては、光パワーモニタ２８５と利得検出部２８７レート判定部２８９を備えている。
図２４に本発明の第７の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第４の実施形態においては、光パワーモニタ２８５と利得検出部２８７レート判定部２８９を備えている。
バースト受信機２２１は、光アンプからの光入力を電気信号に変換する機能に加えて、受信した信号の強度を表すＲＳＳＩ信号を出力する。
ＭＰＣＰ制御部５５は、光アンプ制御部２４０へ受信ＯＮＵ−ＩＤを出力するのに加えて、波長推定部２９０にＯＮＵ−ＩＤとＲＴＴを出力する。
波長推定部２９０は、バースト受信機２２１から入力されたＲＳＳＩ、ＭＰＣＰ制御部５５から入力されたＯＮＵ−ＩＤおよびＲＴＴ、光アンプ特性管理部２５０より取得した光アンプ特性に基づいて、ＯＮＵ波長管理部２６０にＯＮＵ−ＩＤと波長情報を登録する。波長推定部２９０の動作詳細については後述する。
[第７の実施形態における波長推定部の動作]
第７の実施形態における波長推定部２９０の動作を詳細に説明する。第７の実施形態における波長推定部２９０の動作を表すフローチャートを図２５に示す。Ｓ２５０１で波長推定部の動作が開始され、Ｓ２５０２に移る。Ｓ２５０２では、バースト受信機よりＲＳＳＩを取得する。Ｓ２５０３では、ＭＰＣＰ制御部５２よりＲＴＴおよびＯＮＵ−ＩＤを取得し、Ｓ２５０４に移る。Ｓ２５０４では、取得したＲＳＳIとＲＴＴに基づいて、光アンプ利得Ｇ＿ｇｕｅｓｓを推定し、Ｓ２５０５に移る。ここで光アンプの利得の推定方法を詳細に説明する。ＲＳＳＩはバースト受信機入力した光信号の強度にほぼ比例するため、取得したＲＳＳＩより光アンプ出力のパワーを算出できる。また、ＲＴＴよりＯＮＵ−ＯＬＴ間の距離を算出でき、既知であるＰＯＮの分岐数とＯＮＵ−ＯＬＴ間の距離より、ＰＯＮ区間の光減衰量を算出できる。ＰＯＮにおけるＯＮＵの送信パワーの範囲は標準規格で定められているため、およそのＯＮＵ送信パワーを算出できる。従って、ＯＮＵ送信パワーとＰＯＮ区間の光減衰量より、ＯＬＴに入力するパワーを推定でき、従って、光アンプに入力する光パワーを推定することができる。よって、光アンプ出力のパワーと光アンプ入力のパワーを推定できるため、光アンプ利得を推定することができる。ここでフローチャートの説明に戻る。Ｓ２５０５では、波長推定部２９０は光アンプ制御部より現在設定されている注入電流情報Ｉを取得し、Ｓ２５０６へ移る。Ｓ２５０６では、注入電流Ｉ（＝Ｉ＿ａ）に該当する波長Λ＿ｚと利得Ｇ＿ａ１ｚ、Ｇ＿ａ２ｚ（ｚ＝１からｎ）の対応を光アンプ特性管理部より取得する。波長と利得の対応の取得が完了すると、Ｓ２５０７へ移る。Ｓ２５０７では、各波長Λ＿ｚについて最小の利得Ｇ＿ｍｉｎ＿ａｚ＝ｍｉｎ（Ｇ＿ａ１ｚ，Ｇ＿ａ２ｚ）（ｚ＝１からｎ）を算出する。算出が完了すると、Ｓ２５０８へ移る。Ｓ２５０８では、推定した利得Ｇ＿ｇｕｅｓｓとＧ＿ｍｉｎ＿ａｚ（ｚ＝１からｎ）を比較し、差が最小となる波長Λ＿ｚを決定し、この波長を推定波長とし、Ｓ２５０９へ移る。Ｓ２５０９では、ＯＮＵ−ＩＤと推定した波長の対応を光アンプ特性管理部に登録する。登録が完了すると、Ｓ２５０２へ戻る。Ｓ２５０２からＳ２５０９を繰り返すことによって、各ＯＮＵ−ＩＤに対応する波長を推定し、光アンプ特性管理部で管理している光アンプ特性管理部で保持するテーブルを随時更新することができる。
第７の実施形態における波長推定部２９０の動作を詳細に説明する。第７の実施形態における波長推定部２９０の動作を表すフローチャートを図２５に示す。Ｓ２５０１で波長推定部の動作が開始され、Ｓ２５０２に移る。Ｓ２５０２では、バースト受信機よりＲＳＳＩを取得する。Ｓ２５０３では、ＭＰＣＰ制御部５２よりＲＴＴおよびＯＮＵ−ＩＤを取得し、Ｓ２５０４に移る。Ｓ２５０４では、取得したＲＳＳIとＲＴＴに基づいて、光アンプ利得Ｇ＿ｇｕｅｓｓを推定し、Ｓ２５０５に移る。ここで光アンプの利得の推定方法を詳細に説明する。ＲＳＳＩはバースト受信機入力した光信号の強度にほぼ比例するため、取得したＲＳＳＩより光アンプ出力のパワーを算出できる。また、ＲＴＴよりＯＮＵ−ＯＬＴ間の距離を算出でき、既知であるＰＯＮの分岐数とＯＮＵ−ＯＬＴ間の距離より、ＰＯＮ区間の光減衰量を算出できる。ＰＯＮにおけるＯＮＵの送信パワーの範囲は標準規格で定められているため、およそのＯＮＵ送信パワーを算出できる。従って、ＯＮＵ送信パワーとＰＯＮ区間の光減衰量より、ＯＬＴに入力するパワーを推定でき、従って、光アンプに入力する光パワーを推定することができる。よって、光アンプ出力のパワーと光アンプ入力のパワーを推定できるため、光アンプ利得を推定することができる。ここでフローチャートの説明に戻る。Ｓ２５０５では、波長推定部２９０は光アンプ制御部より現在設定されている注入電流情報Ｉを取得し、Ｓ２５０６へ移る。Ｓ２５０６では、注入電流Ｉ（＝Ｉ＿ａ）に該当する波長Λ＿ｚと利得Ｇ＿ａ１ｚ、Ｇ＿ａ２ｚ（ｚ＝１からｎ）の対応を光アンプ特性管理部より取得する。波長と利得の対応の取得が完了すると、Ｓ２５０７へ移る。Ｓ２５０７では、各波長Λ＿ｚについて最小の利得Ｇ＿ｍｉｎ＿ａｚ＝ｍｉｎ（Ｇ＿ａ１ｚ，Ｇ＿ａ２ｚ）（ｚ＝１からｎ）を算出する。算出が完了すると、Ｓ２５０８へ移る。Ｓ２５０８では、推定した利得Ｇ＿ｇｕｅｓｓとＧ＿ｍｉｎ＿ａｚ（ｚ＝１からｎ）を比較し、差が最小となる波長Λ＿ｚを決定し、この波長を推定波長とし、Ｓ２５０９へ移る。Ｓ２５０９では、ＯＮＵ−ＩＤと推定した波長の対応を光アンプ特性管理部に登録する。登録が完了すると、Ｓ２５０２へ戻る。Ｓ２５０２からＳ２５０９を繰り返すことによって、各ＯＮＵ−ＩＤに対応する波長を推定し、光アンプ特性管理部で管理している光アンプ特性管理部で保持するテーブルを随時更新することができる。
[第７の実施形態における通常伝送時での動作シーケンス例]
第７の実施形態における通常伝送時の動作シーケンスは、第１の実施形態における通常伝送時の動作シーケンスと同じである。そのため、説明は割愛する。
第７の実施形態における通常伝送時の動作シーケンスは、第１の実施形態における通常伝送時の動作シーケンスと同じである。そのため、説明は割愛する。
[第７の実施形態におけるディスカバリ時での動作シーケンス例]
次に、第7の実施形態においては、ディスカバリ時に受信するＯＮＵがあらかじめ分からないため、通常転送時とは異なる動作が必要となる。図２６に本発明の第７の実施形態における、ディスカバリ時の動作シーケンスを示す。本シーケンスでは、ＯＬＴの構成物のうち、ディスカバリ時の動作を説明する上で必要な部分のみ掲載している。また、説明を簡略にするためにＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２の２台のみが接続するとして説明する。なお、本シーケンスの開始時点においては、ＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２ともに登録が完了していないとする。
次に、第7の実施形態においては、ディスカバリ時に受信するＯＮＵがあらかじめ分からないため、通常転送時とは異なる動作が必要となる。図２６に本発明の第７の実施形態における、ディスカバリ時の動作シーケンスを示す。本シーケンスでは、ＯＬＴの構成物のうち、ディスカバリ時の動作を説明する上で必要な部分のみ掲載している。また、説明を簡略にするためにＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２の２台のみが接続するとして説明する。なお、本シーケンスの開始時点においては、ＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２ともに登録が完了していないとする。
まず、ＯＬＴはＭＰＣＰ制御部よりＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥをブロードキャストにて全ＯＮＵに対して送出する（ＳＩＧ２６０１）。次に、ＭＰＣＰ制御部は光アンプ制御部に対して、受信ＯＮＵ−ＩＤ＝Ｎ＋１を通知する（ＳＩＧ２６０２）。なお、Ｎ＋１は実在のＯＮＵに対応するＯＮＵ−ＩＤではなく、ディスカバリ用に利用するＯＮＵ−ＩＤである。光アンプ制御部は、通知されたＯＮＵ−ＩＤ＝Ｎ＋１に対応するＯＮＵ送信波長をＯＮＵ波長管理部２６０に問い合わせる（ＳＩＧ２６０３）。問い合わせを受けたＯＮＵ波長管理部は、ＯＮＵ−ＩＤ＝Ｎ＋１に対応する波長Λｄｉｓｃｏｖｅｒ−１を光アンプ制御部に通知する（ＳＩＧ２６０４）。
光アンプ制御部は、取得したＯＮＵ送信波長Λｄｉｓｃｏｖｅｒ−１に対応する、光アンプ特性を光アンプ特性管理部に問い合わせる（ＳＩＧ２６０５）。光アンプ特性管理部は、波長Λｄｉｓｃｏｖｅｒ−１に該当する注入電流、各偏波条件における光アンプ利得を光アンプ制御部に通知する（ＳＩＧ２６０６）。光アンプ制御部は取得した光アンプ特性および設定したい利得に基づいて注入電流情報Ｉ＿（Ｎ＋１）を決定し、決定した注入電流情報Ｉ＿（Ｎ＋１）をドライバ回路に出力する（ＳＩＧ２６０７）。
ドライバ回路は、入力された注入電流情報に基づいて、光アンプに電流を注入する。光アンプは電流Ｉ＿（Ｎ＋１）が注入され、送信波長がΛｄｉｓｃｏｖｅｒ−１の場合に最適となる注入電流にて光信号を増幅する。そのため、ＯＮＵの送信波長がΛｄｉｓｃｏｖｅｒ−１に近い場合には、実際に光信号の増幅利得も設定した利得に近くなるため、受信することが可能である。この実施形態においては、ＯＮＵ＃１の送信波長はΛｄｉｓｃｏｖｅｒ−１に近いが、ＯＮＵ＃２の送信波長はΛｄｉｓｃｏｖｅｒ−１と大きく異なるとする。
未登録のＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２は、ＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥを受信すると、それぞれランダムな時間だけ待ってからＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱを送信する（ＳＩＧ２６０８，ＳＩＧ２６０９）。これらの光信号は光アンプ、バースト受信機、ＰＨＹ処理部を経由してＭＡＣ処理部あるいはＭＰＣＰ制御部に送られる。ＯＮＵ＃１およびＯＮＵ＃２の両方よりＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱを受信するが、Λｄｉｓｃｏｖｅｒ-１に近い送信波長のＯＮＵであるＯＮＵ＃１からのみ正常に受信が可能である。そのため、ＭＰＣＰ制御部は、ＯＮＵ＃１からのＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱのみ受信する。
ＭＰＣＰ制御部は、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱを受信したＯＮＵ＃１に対してＲＥＧＩＳＴＥＲを送信する（ＳＩＧ２６１０）。ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱを受信後に、ＭＰＣＰ制御部は、ＯＮＵ＃１に対するＲＴＴを算出し、波長推定部に算出したＲＴＴとＯＮＵ−ＩＤ＝１を通知する（ＳＩＧ２６１１）。波長推定部はＲＴＴとＯＮＵ−ＩＤを受信すると、光アンプの利得を推定する。その後、波長推定部は光アンプ制御部より注入電流情報Ｉ＿（Ｎ＋１）を取得する（ＳＩＧ２６１２）。注入電流情報を取得した波長推定部は注入電流Ｉ＿（Ｎ＋１）に対応する光アンプ特性を取得する（ＳＩＧ２６１３、ＳＩＧ２６１４）。波長推定部は、取得した光アンプ特性と推定した光アンプの利得より波長を推定する。さらに、波長推定部はＯＮＵ波長管理部にＯＮＵ−ＩＤと推定した波長の対応を通知する（ＳＩＧ２６１５）。ＯＮＵ波長管理部は、通知されたＯＮＵ−ＩＤと対応する波長を登録する。
次に、ＭＰＣＰ制御部はＧＡＴＥ送信宛のＯＮＵであるＯＮＵ＃１のＯＮＵ−ＩＤを調べる。なお、ＯＮＵ−ＩＤとしてＯＮＵのＭＡＣアドレスを用いていれば、ＧＡＴＥの宛先ＭＡＣアドレスがそのままＯＮＵ−ＩＤとなる。ここでは、ＯＮＵ＃１のＯＮＵ−ＩＤは１であるとする。ＭＰＣＰ制御部は、光アンプ制御部に対してＯＮＵ＃１の識別子であるＯＮＵ−ＩＤ＝１を通知する（ＳＩＧ２６１７）。光アンプ制御部は、通知されたＯＮＵ−ＩＤ＝１に対応するＯＮＵ送信波長をＯＮＵ波長管理部に問い合わせる（ＳＩＧ２６１８）。問い合わせを受けたＯＮＵ波長管理部は、ＯＮＵ−ＩＤ＝１に対応する波長Λｎｏｒｍａｌ−１を光アンプ制御部に通知する（ＳＩＧ２６１９）。
光アンプ制御部は、取得したＯＮＵ送信波長Λｎｏｒｍａｌ−１に対応する、光アンプ特性を光アンプ特性管理部に問い合わせる（ＳＩＧ２６２０）。光アンプ特性管理部は、波長Λｎｏｒｍａｌ−１に該当する注入電流、各偏波条件における光アンプ利得を光アンプ制御部に通知する（ＳＩＧ２６２１）。光アンプ制御部は取得した光アンプ特性および設定したい利得に基づいて注入電流情報Ｉ１を決定し、決定した注入電流情報Ｉ１をドライバ回路に出力する（ＳＩＧ２６２２）。
ドライバ回路は、入力された注入電流情報に基づいて、光アンプに電流を注入する。光アンプは電流Ｉ１が注入され、ＯＮＵ＃１からの光受信時に設定した利得に近い増幅率で光信号を増幅する。
その後、ＯＮＵ＃１はＧＡＴＥ（ＳＩＧ２６１６）で割り当てられた期間にＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫを送信する（ＳＩＧ２６２３）。このＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫを受信する際にはＯＮＵ＃１からの波長に最適な注入電流Ｉ１に設定されているため、正常に受信が可能である。
その後、ＯＮＵ＃１はＧＡＴＥ（ＳＩＧ２６１６）で割り当てられた期間にＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫを送信する（ＳＩＧ２６２３）。このＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫを受信する際にはＯＮＵ＃１からの波長に最適な注入電流Ｉ１に設定されているため、正常に受信が可能である。
以上がディスカバリの１サイクルの動作である。本発明の第１の実施形態においては、ＯＮＵ−ＩＤをＮ＋１，Ｎ＋２，・・・、Ｎ＋ＭのＭ回繰り返す。これは、ディスカバリ時においては、あらかじめＯＮＵ送信波長がわからないため、Ｍ種の送信波長に対して最適な注入電流で光アンプを設定することで、どの送信波長のＯＮＵに対しても登録が可能となる。なお、ディスカバリと通常伝送の順序は、例えば、Ｍ回のディスカバリ、通常伝送を交互に繰り返す。また、ディスカバリ＃１、通常伝送、ディスカバリ＃２、通常伝送、・・・、ディスカバリ＃Ｍ，通常伝送のように繰り返してもよい。
[第７の実施形態での効果]
第７の実施形態においても、受信したバースト信号の波長毎に注入電流量を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。
第７の実施形態においても、受信したバースト信号の波長毎に注入電流量を調整することで、受信したバースト信号の波長がＯＮＵ毎にばらついた場合においても、光アンプの利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことができる。
第７の実施形態では、波長推定用に新規に部品を追加する必要がなく、既存の部品のみで対応が可能であり、光受信部の部品点数を削減可能となる。また、波長推定を実施するための光スプリッタが不要となるため、挿入損失の増大を防ぎ、受光感度の劣化を防止することが可能である。
[第８の実施形態]
本発明の第８の実施形態について説明する。第１から第７の実施形態においては、ＯＮＵ送信波長毎に注入電流を調整することで、光アンプの利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことが可能な形態を説明した。第８の実施形態においては、光アンプの利得をＯＮＵ送信波長に加え、受信光パワーにも基づいて注入電流を制御することで、光受信部の受光可能な範囲を拡大する。ここでは、第３の実施形態との差分を中心に説明する。
本発明の第８の実施形態について説明する。第１から第７の実施形態においては、ＯＮＵ送信波長毎に注入電流を調整することで、光アンプの利得を波長に依存せずほぼ一定に保つことが可能な形態を説明した。第８の実施形態においては、光アンプの利得をＯＮＵ送信波長に加え、受信光パワーにも基づいて注入電流を制御することで、光受信部の受光可能な範囲を拡大する。ここでは、第３の実施形態との差分を中心に説明する。
[第８の実施形態における光受信部の構成]
図２７に本発明の第８の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第８の実施形態においては、第３の実施形態での光受信部に光スプリッタ２８４および光パワーモニタ２８６を備えている。また、第８の実施形態における光アンプ制御部２４７は、リセット信号、波長情報に加え、受信光パワー情報に基づいて注入電流を制御する。
図２７に本発明の第８の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第８の実施形態においては、第３の実施形態での光受信部に光スプリッタ２８４および光パワーモニタ２８６を備えている。また、第８の実施形態における光アンプ制御部２４７は、リセット信号、波長情報に加え、受信光パワー情報に基づいて注入電流を制御する。
光スプリッタ２８４は、入力した光信号を光アンプ２１０と光パワーモニタ２８６に分配する。分配の比率は５０％ずつである必要はない。例えば、光アンプ２１０へ９０％、光スペクトル検出器２８１へ１０％としてもよい。このようにすることで、光アンプ２１０へ入力する光パワーの比率を高め、スプリッタ２８０を導入することによる光受信部の受光感度の劣化を防ぐ。
光パワーモニタ２８６は、入力した光信号の光パワーを検出し、光パワーに比例する電圧信号を光アンプ制御部２４７へ出力する。光パワーモニタは、例えば、フォトダイオードとトランスインピーダンスアンプにより構成される。光スプリッタ２８０、２８４での分配比は一定であるため、この光パワーモニタ２８６の出力は、光アンプ２１０に入力される光パワーに比例することになる。
光アンプ制御部２４７は、光パワーモニタ２８６から取得した受信光パワー情報、波長検出部２８２から取得した波長情報、光アンプ特性管理部２５０から取得した光アンプ特性情報に基づいて、注入電流を決定し、注入電流量を表す注入電流情報Ｉをドライバ回路２３０に出力する。また、ＭＰＣＰ制御部５２から取得したリセット信号に基づいて、注入電流情報をデフォルトの電流値Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔに設定する。光アンプ制御部２４３の注入電流の決定方法については後述する。
光アンプ制御部２４７は、光パワーモニタ２８６から取得した受信光パワー情報、波長検出部２８２から取得した波長情報、光アンプ特性管理部２５０から取得した光アンプ特性情報に基づいて、注入電流を決定し、注入電流量を表す注入電流情報Ｉをドライバ回路２３０に出力する。また、ＭＰＣＰ制御部５２から取得したリセット信号に基づいて、注入電流情報をデフォルトの電流値Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔに設定する。光アンプ制御部２４３の注入電流の決定方法については後述する。
[第８の実施形態における光アンプ制御部の動作]
第８の実施形態における光アンプ制御部２４７の動作を詳細に説明する。第３の実施形態においては波長検出部より取得した波長に基づいて最適な注入電流量を決定していたのに対して、第８の実施形態においては波長検出部より取得した波長および光パワーモニタ２８６から取得した受信光パワー情報に基づいて、最適な注入電流量を決定する。第８の実施形態における光アンプ制御部の動作を表すフローチャートを図２８に示す。Ｓ２８０１で光アンプ制御部の動作が開始され、Ｓ２８０２に移る。Ｓ２８０２では、ＭＰＣＰ制御部よりリセット信号を受信し、Ｓ２８０３に移る。Ｓ２８０３では、デフォルトの注入電流に設定するため注入電流情報Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔをドライバ回路に出力し、Ｓ２８０４に移る。Ｓ２８０４では、波長検出部より波長情報Λを取得し、Ｓ２８０５に移る。
第８の実施形態における光アンプ制御部２４７の動作を詳細に説明する。第３の実施形態においては波長検出部より取得した波長に基づいて最適な注入電流量を決定していたのに対して、第８の実施形態においては波長検出部より取得した波長および光パワーモニタ２８６から取得した受信光パワー情報に基づいて、最適な注入電流量を決定する。第８の実施形態における光アンプ制御部の動作を表すフローチャートを図２８に示す。Ｓ２８０１で光アンプ制御部の動作が開始され、Ｓ２８０２に移る。Ｓ２８０２では、ＭＰＣＰ制御部よりリセット信号を受信し、Ｓ２８０３に移る。Ｓ２８０３では、デフォルトの注入電流に設定するため注入電流情報Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔをドライバ回路に出力し、Ｓ２８０４に移る。Ｓ２８０４では、波長検出部より波長情報Λを取得し、Ｓ２８０５に移る。
Ｓ２８０５では、取得した波長に関する注入電流Ｉ＿ｘと利得Ｇ＿ｘ１ｚ、Ｇ＿ｘ２ｚの対応を取得する。例えば、波長がΛ＿３である場合は、Ｉ＿ｘとＧ＿ｘ１３、Ｇ＿ｘ１３（ｘ＝１からｍ）の対応を取得する。注入電流と利得の対応の取得が完了すると、Ｓ２８０６に移る。Ｓ２８０６では、取得したＩ＿ｘとＧ＿ｘ１ｚ、Ｇ＿ｘ２ｚより、注入電流Ｉ＿ｘと利得Ｇ＿ｍｉｎ＿ｘｚ＝ｍｉｎ（Ｇ＿ｘ１ｚ，Ｇ＿ｘ２ｚ）およびＧ＿ｍａｘ＿ｘｚ＝ｍａｘ（Ｇ＿ｘ１ｚ，Ｇ＿ｘ２ｚ）の対応を算出する。なお、関数ｍｉｎ(Ａ，Ｂ)はＡとＢの小さい値を返し、関数ｍａｘ(Ａ，Ｂ)はＡとＢの大きい方の値を返す。算出が完了するとＳ２８０７に移る。Ｓ２８０７では、光パワーモニタより受信光パワー情報を取得し、Ｓ２８０８に移る。Ｓ２８０８では、受信した光パワーに基づいて光アンプ利得Ｇ＿ｔａｒｇｅｔを決定する。例えば、受信した光パワーがある閾値よりも小さいときは、光アンプで可能な最大利得とし、受信した光パワーがある閾値以上のときは、光アンプの出力パワーがバースト受信機の最大受光感度以下となる利得を設定する。利得Ｇ＿ｔａｒｇｅｔの設定が完了すると、Ｓ２８０９へ移る。Ｓ２８０９では、Ｇ＿ｔａｒｇｅｔの値と閾値Ｇ＿ｔｈを比較判定する。なお、閾値Ｇ＿ｔｈは例えばＧ＿ｔａｒｇｅｔの最大値と最小値の中間となる値に設定する。Ｇ＿ｔａｒｇｅｔ＞Ｇ＿ｔｈである場合は、Ｓ２８１０へ移る。それ以外の場合は、Ｓ２８１１へ移る。Ｓ２８１０では、設定したい光アンプ利得Ｇ＿ｔａｒｇｅｔとＧ＿ｍｉｎ＿ｘｚ（ｘ＝１からｍ）の差が最も小さくなる注入電流Ｉ＿ｘを決定する。注入電流の決定が完了したら、Ｓ２８１２に移る。
Ｓ２８１１では、設定したい光アンプ利得Ｇ＿ｔａｒｇｅｔとＧ＿ｍａｘ＿ｘｚ（ｘ＝１からｍ）の差が最も小さくなる注入電流Ｉ＿ｘを決定する。注入電流の決定が完了したら、Ｓ２８１２に移る。Ｓ２８１２では、決定した注入電流情報をドライバ回路に出力する。出力が完了すると、Ｓ２８０２に戻る。Ｓ２８０２からＳ２８１２を繰り返すことによって、各ＯＮＵから受信した際に、各ＯＮＵの送信波長および受信光パワーに基づいて注入電流を制御することができる。
Ｓ２８１１では、設定したい光アンプ利得Ｇ＿ｔａｒｇｅｔとＧ＿ｍａｘ＿ｘｚ（ｘ＝１からｍ）の差が最も小さくなる注入電流Ｉ＿ｘを決定する。注入電流の決定が完了したら、Ｓ２８１２に移る。Ｓ２８１２では、決定した注入電流情報をドライバ回路に出力する。出力が完了すると、Ｓ２８０２に戻る。Ｓ２８０２からＳ２８１２を繰り返すことによって、各ＯＮＵから受信した際に、各ＯＮＵの送信波長および受信光パワーに基づいて注入電流を制御することができる。
[第８の実施形態における通常伝送時での動作シーケンス例]
本発明の第８の実施形態におけるＯＮＵ−ＯＬＴ間の上り伝送時の動作を説明する。ここでは、通常伝送時とディスカバリ動作時に分けて説明する。ここでは、第３の実施形態との差分を中心に説明する。
本発明の第８の実施形態におけるＯＮＵ−ＯＬＴ間の上り伝送時の動作を説明する。ここでは、通常伝送時とディスカバリ動作時に分けて説明する。ここでは、第３の実施形態との差分を中心に説明する。
図２９に本発明の第８の実施形態における、通常伝送時の動作シーケンスを示す。本シーケンスでは、ＯＬＴの構成物のうち、通常伝送での動作を説明する上で必要な部分のみ掲載している。また、説明を簡略にするためにＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２の２台のみが接続しているとして説明する。
動作シーケンスは第３の動作シーケンスとほぼ同じである。差分は、
光アンプが波長検出部より波長を取得する際に、光パワーモニタより受信光パワー情報を取得するやりとり（ＳＩＧ２９０４）が追加されている点である。その他の動作は同じであるため、詳細な説明は割愛する。以上のシーケンスにより、ＯＮＵの送信波長および受信光パワーに応じて注入電流を調整することができる。
光アンプが波長検出部より波長を取得する際に、光パワーモニタより受信光パワー情報を取得するやりとり（ＳＩＧ２９０４）が追加されている点である。その他の動作は同じであるため、詳細な説明は割愛する。以上のシーケンスにより、ＯＮＵの送信波長および受信光パワーに応じて注入電流を調整することができる。
[第８の実施形態におけるディスカバリ時での動作シーケンス例]
また、ディスカバリ時の動作は、通常伝送時の動作と差異がないため、説明は割愛する。
また、ディスカバリ時の動作は、通常伝送時の動作と差異がないため、説明は割愛する。
[第８の実施形態での効果]
第８の実施形態においては、受信したバースト信号の波長および受信光パワー毎に注入電流量を調整することで、受光可能な光パワーの範囲を第１から第７の実施形態に比べて、さらに拡大することができる。
第８の実施形態においては、受信したバースト信号の波長および受信光パワー毎に注入電流量を調整することで、受光可能な光パワーの範囲を第１から第７の実施形態に比べて、さらに拡大することができる。
[第９の実施形態]
本発明の第９の実施形態について説明する。第８の実施形態においては、光アンプ入力パワーに基づいて光アンプの注入電流を制御していたが、第９の実施形態においては、光アンプ出力パワーに基づいて光アンプの注入電流を制御する。ここでは、第８の実施形態との差分を中心に説明する。
本発明の第９の実施形態について説明する。第８の実施形態においては、光アンプ入力パワーに基づいて光アンプの注入電流を制御していたが、第９の実施形態においては、光アンプ出力パワーに基づいて光アンプの注入電流を制御する。ここでは、第８の実施形態との差分を中心に説明する。
[第９の実施形態における光受信部の構成]
図３０に本発明の第９の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第９の実施形態においては、第８の実施形態で配置していた光スプリッタを光アンプの出力側に配置している。
図３０に本発明の第９の実施形態における光受信部２０の構成を示す。第９の実施形態においては、第８の実施形態で配置していた光スプリッタを光アンプの出力側に配置している。
光スプリッタ２８４は、入力した光信号を光アンプ２１０と光パワーモニタ２８６に分配する。分配の比率は５０％ずつである必要はない。例えば、光アンプ２１０へ９０％、光スペクトル検出器２８１へ１０％としてもよい。
光パワーモニタ２８７は、入力した光信号の光パワーを検出し、光パワーに比例する電圧信号を光アンプ制御部２４７へ出力する。光パワーモニタは、例えば、フォトダイオードとトランスインピーダンスアンプにより構成される。光スプリッタ２８０、２８４での分配比は一定であるため、この光パワーモニタ２８６の出力は、光アンプ２１０から出力される光パワーにほぼ比例することになる。なお、光パワーモニタ２９１は光アンプの出力をモニタしているため、光アンプで発生するＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光も含まれている。そのため、特に入力パワーが小さい場合は、ＡＳＥ光の影響を受けて光信号の強度よりおおきな強度として出力しないようにＡＳＥ光分を差し引いた光受信パワー情報を出力するように調整が必要である。
光アンプ制御部２４８は、光パワーモニタ２９１から取得した受信光パワー情報、波長検出部２８０から取得した波長情報、光アンプ特性管理部２５０から取得した光アンプ特性情報に基づいて、注入電流を決定し、注入電流量を表す注入電流情報Ｉをドライバ回路２３０に出力する。また、ＭＰＣＰ制御部５２から取得したリセット信号に基づいて、注入電流情報をデフォルトの電流値Ｉ＿ｄｅｆａｕｌｔに設定する。
[第９の実施形態における光アンプ制御部の動作]
第９の実施形態における光アンプ制御部の動作は、第８の実施形態によるものと同じであるため、詳細な説明は割愛する。
第９の実施形態における光アンプ制御部の動作は、第８の実施形態によるものと同じであるため、詳細な説明は割愛する。
[第９の実施形態における通常伝送時、ディスカバリ時での動作シーケンス例]
第９の実施形態における通常伝送時、ディスカバリ時での動作は、第８の実施形態によるものと同じであるため、詳細な説明は割愛する。
第９の実施形態における通常伝送時、ディスカバリ時での動作は、第８の実施形態によるものと同じであるため、詳細な説明は割愛する。
[第９の実施形態での効果]
第９の実施形態においては、受信したバースト信号の波長および受信光パワー毎に注入電流量を調整することで、受光可能な光パワーの範囲を第１から第７の実施形態に比べて、さらに拡大することができる。
また、光アンプの出力をモニタして制御しているため、光アンプ入力側に光パワーモニタ用の光スプリッタがないため、光受信部の受光感度の劣化を防止することができる。
第９の実施形態においては、受信したバースト信号の波長および受信光パワー毎に注入電流量を調整することで、受光可能な光パワーの範囲を第１から第７の実施形態に比べて、さらに拡大することができる。
また、光アンプの出力をモニタして制御しているため、光アンプ入力側に光パワーモニタ用の光スプリッタがないため、光受信部の受光感度の劣化を防止することができる。
[補足]
本説明においては、半導体光アンプを中心に説明したが、光ファイバアンプを利用した場合においても同様に適用が可能である。また、第１から第９の実施形態を組み合わせた形態についても適用が可能である。
本説明においては、半導体光アンプを中心に説明したが、光ファイバアンプを利用した場合においても同様に適用が可能である。また、第１から第９の実施形態を組み合わせた形態についても適用が可能である。
１ 光回線装置（ＯＬＴ）
２−１〜２−ｎ 光ネットワーク装置（ＯＮＵ）
３、２８０、２８３、２８４ 光スプリッタ
４−０〜４−ｎ 光ファイバ
１０ 合波・分波器（ＷＤＭ）
２０ 光受信部
３０ ＰＨＹ処理部
４０ ＭＡＣ処理部
５０、５１、５２、５３ ＭＰＣＰ制御部
６０ ＳＮＩ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）処理部
７０ 光送信部
２１０ 光アンプ
２１２ 可変減衰器
２２０、２２１ バースト受信機
２３０ ドライバ回路
２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８ 光アンプ制御部
２５０ 光アンプ特性管理部
２６０ ＯＮＵ波長管理部
２７０ 利得設定部
２８１ 光スペクトル検出器
２８２ 波長検出部
２８５、２８６、２９１ 光パワーモニタ
２８７ 利得検出部
２８８ 波長レート変換部
２８９ レート判定部
２９０ 波長推定部
２−１〜２−ｎ 光ネットワーク装置（ＯＮＵ）
３、２８０、２８３、２８４ 光スプリッタ
４−０〜４−ｎ 光ファイバ
１０ 合波・分波器（ＷＤＭ）
２０ 光受信部
３０ ＰＨＹ処理部
４０ ＭＡＣ処理部
５０、５１、５２、５３ ＭＰＣＰ制御部
６０ ＳＮＩ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）処理部
７０ 光送信部
２１０ 光アンプ
２１２ 可変減衰器
２２０、２２１ バースト受信機
２３０ ドライバ回路
２４０、２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２４７、２４８ 光アンプ制御部
２５０ 光アンプ特性管理部
２６０ ＯＮＵ波長管理部
２７０ 利得設定部
２８１ 光スペクトル検出器
２８２ 波長検出部
２８５、２８６、２９１ 光パワーモニタ
２８７ 利得検出部
２８８ 波長レート変換部
２８９ レート判定部
２９０ 波長推定部
Claims (18)
- 複数の光加入者終端装置（ＯＮＵ）と光線および光スプリッタを介して接続されるＯＬＴの光受信部であって、
入力光信号を注入電流に応じた利得で光信号を増幅する光増幅器と、
前記光増幅器から出力された光信号を電気信号に変換するバースト光受信機と、
前記光増幅器の注入電流を駆動するドライバ回路と、
次に受信する光バースト信号の送信元ＯＮＵの送信波長に基づいて、前記ドライバ回路の駆動電流を制御する光アンプ制御部と、
前記ドライバ回路への注入電流、前記光増幅器に入力される光信号の波長、及び、前記光増幅器に入力される光信号の偏波方向に対応する光増幅器の利得の対応情報を保持する光アンプ特性管理部と、を備え、
前記光アンプ制御部は、
次に受信する光バースト信号の送信元ＯＮＵの送信波長を取得し、前記光アンプ特性管理部の保持する対応情報および前記取得したＯＮＵの送信波長に基づいて、注入電流を設定することを特徴とする光受信部。 - 請求項１に記載の光受信部であって、
前記ＯＮＵの送信波長とＯＮＵ識別子の対応関係を保持するＯＮＵ波長管理部を備え、
前記光アンプ制御部は、次のバーストの識別子を取得し、前記光アンプ特性管理部の保持する対応情報および前記ＯＮＵ波長管理部から得た波長情報に基づいて、注入電流を設定することを特徴とする光受信部。 - 請求項１に記載の光受信部であって、
受信した光信号の強度を検出しＲＳＳＩとして出力する受信光強度検出部を備え、
前記光アンプ制御部は、次に受信する光バースト信号の送信元ＯＮＵの送信波長と前記受信光強度検出部の出力したＲＳＳＩに基づいて、注入電流を設定することを特徴とする光受信部。 - 請求項１に記載の光受信部であって、
受信した光信号の波長を推定し、推定波長情報を出力する波長推定部を備え、
前記光アンプ制御部は、前記推定波長情報に基づいて前記ドライバ回路の駆動電流を制御すること、を特徴とする光受信部。 - 請求項４に記載の光受信部であって、
前記ＯＮＵを登録するディスカバリプロセス時に、前記波長推定部の出力する推定波長情報とＯＮＵ識別子の対応を前記ＯＮＵ波長管理部に登録する波長登録部を備えることを特徴とする光受信部。 - 請求項４に記載の光受信部であって、
前記光加入者終端装置とＯＬＴとの間のラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）を算出するＭＰＣＰ制御部と、
前記ＭＰＣＰ制御部から取得したＲＴＴに基づいて前記光加入者終端装置とＯＬＴとの間の距離を算出し、前記光加入者終端装置とＯＬＴとの間の距離と前記第１の光スプリッタの分岐数とから前記光加入者終端装置とＯＬＴとの間の光減衰量を算出し、前記光加入者終端装置の送信パワーと前記光加入者終端装置とＯＬＴとの間の光減衰量とに基づいて前記光増幅器への入力パワーを算出し、
前記バースト光受信機から取得したＲＳＳIに基づいて光増幅器の出力パワーを算出し、前記光増幅器への入力パワーと、前記光増幅器の出力パワーと、に基づいて利得を推定する利得推定部と、を備え、
前記波長推定部は、前記利得推定部から取得した利得値および光アンプ特性管理部の情報に基づいて波長を推定することを特徴とする光受信部。 - 請求項４に記載の光受信部であって、
前記光増幅器のへの入力光信号を分波する第１の光スプリッタと、
前記第１のスプリッタからの光信号のパワーを検出する第１の光パワーモニタと、
前記光増幅器からの出力光信号を分波する第２の光スプリッタと、
前記第２の光スプリッタからの光信号のパワーを検出する第２の光パワーモニタと、
前記第１の光パワーモニタで検出した光信号のパワーと前記第２の光パワーモニタで検出した光信号のパワーとから利得を推定する利得推定部と、を備え、
前記波長推定部は、前記利得推定部から取得した利得値および光アンプ特性管理部の情報に基づいて波長を推定することを特徴とする光受信部。 - 請求項４に記載の光受信部であって、
前記光加入者終端装置の送信レート毎に波長が定められており、
ディスカバリ時にＯＮＵの上り送信レートを特定するＭＰＣＰ制御を備え
前記波長推定部は、前記特定した上り送信レートに基づいて波長を推定することを特徴とする光受信部。 - 請求項４に記載の光受信部であって、
前記光加入者終端装置の送信レート毎に波長が定められており、
前記バースト光受信機が出力する信号に基づいて受信レートを判定するレート判定部を備え、
前記波長推定部は、前記レート判定部で判定した受信レートに基づいて、波長を推定することを特徴とする光受信部。 - 請求項４に記載の光受信部であって、
前記光増幅器のへの入力光信号を分波する光スプリッタと、
前記光スプリッタからの光信号の波長スペクトルを検出する波長検出器と、を備え、
前記波長推定部は、前記波長検出器の出力に基づいて波長を推定することを特徴とする光受信部。 - 請求項１に記載の光受信部であって、
前記光増幅器の出力を外部から設定された減衰量で光信号を減衰させる可変光減衰器を備え、
前記光アンプ制御部は、前記光アンプ特性管理部の保持する対応情報および次に受信する光バースト信号の送信元ＯＮＵの送信波長に基づいて、前記可変光減衰器の減衰量を制御することを特徴とする光受信部。 - 請求項２に記載の光受信部であって、
前記光アンプ制御部は、
取得した波長に各偏波状態、各注入電流での光増幅器の利得を光アンプ特性管理部から取得し、各注入電流での各偏波状態で平均した利得を算出し、前記算出した利得と設定光アンプ利得に基づいて、注入電流を決定することを特徴とする光受信部。 - 請求項２に記載の光受信部であって、
前記光アンプ制御部は、
取得した波長に各偏波状態、各注入電流での光増幅器の利得を光アンプ特性管理部から取得し、各注入電流での各偏波状態で大きい方の利得を算出し、前記算出した利得と設定光アンプ利得に基づいて、注入電流を決定することを特徴とする光受信部。 - 請求項２に記載の光受信部であって、
前記光アンプ制御部は、
取得した波長に各偏波状態、各注入電流での光増幅器の利得を光アンプ特性管理部から取得し、各注入電流での各偏波状態で小さい方の利得を算出し、前記算出した利得と設定光アンプ利得に基づいて、注入電流を決定することを特徴とする光受信部。 - 請求項２に記載の光受信部であって、
受信した光信号の強度を検出しＲＳＳＩとして出力する受信光強度検出部を備え、
前記光アンプ制御部は、
取得した波長に各偏波状態、各注入電流での光アンプ利得を光アンプ特性管理部から取得し、
前記受信光強度検出部からのＲＳＳIを取得し、取得したＲＳＳIが閾値より小さい場合には、各偏波状態で小さい方の利得と設定したい利得に基づいて注入電流を算出し、
前記受信光強度検出部からのＲＳＳIを取得し、取得したＲＳＳIが前記閾値より大きい場合には、各偏波状態で大きい方の利得と設定したい利得に基づいて注入電流を算出することを特徴とする光受信部。 - 請求項１に記載の光受信部であって、
前記光アンプ制御部は、ディカバリプロセス実行時に出力する注入電流の値を複数の値に変更することを特徴とする請求項１に記載の光受信部。 - 請求項１に記載の光受信部であって、
前記光アンプ制御部は、リセット信号を入力されると前記ドライバ回路の駆動電流をあらかじめ設定したデフォルト電流に変更することを特徴とする請求項１に記載の光受信部。 - 複数の光加入者終端装置（ＯＮＵ）と光線および光スプリッタを介して接続されるＯＬＴであって、
入力光信号を注入電流に応じた利得で光信号を増幅する光増幅器と、
前記光増幅器から出力された光信号を電気信号に変換するバースト光受信機と、
前記光増幅器の注入電流を駆動するドライバ回路と、
次に受信する光バースト信号の送信元ＯＮＵの送信波長に基づいて、前記ドライバ回路の駆動電流を制御する光アンプ制御部と、
前記ドライバ回路への注入電流、前記光増幅器に入力される光信号の波長、及び、前記光増幅器に入力される光信号の偏波方向に対応する光増幅器の利得の対応情報を保持する光アンプ特性管理部と、
前記ＯＮＵの送信波長とＯＮＵ識別子の対応関係を保持するＯＮＵ波長管理部と、
前記ＯＮＵからの光信号の受信タイミングに基づいて、前記光アンプ制御部に次のバーストの識別子を出力するＭＰＣＰ制御部と、を備え、
前記光アンプ制御部は、
次に受信する光バースト信号の送信元ＯＮＵの送信波長を前記ＯＮＵ波長管理部で保持する対応情報を参照して取得し、前記光アンプ特性管理部の保持する対応情報および前記取得したＯＮＵの送信波長に基づいて、注入電流を設定することを特徴とするＯＬＴ。
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