JP5894187B2

JP5894187B2 - 光パッシブネットワークにおいて放射デバイスを周波数スプリッターに結合する方法

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Publication number: JP5894187B2
Application number: JP2013543670A
Authority: JP
Inventors: フロック、グウィレ; マンジャン、クリストフ
Original assignee: Mitsubishi Electric R&D Centre Europe BV Netherlands
Current assignee: Mitsubishi Electric R&D Centre Europe BV Netherlands
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2031-12-09
Also published as: JP2014504480A; US20130279906A1; CN103329459B; US9166691B2; CN103329459A; EP2466768B1; EP2466768A1; WO2012080138A1

Description

本発明は、包括的にはパッシブ光ネットワークすなわちＰＯＮに関し、より詳細には、マッハツェンダー(Mac Zehnder)周波数スプリッター等に基づく周波数スプリッターを備えるネットワークにおける、温度展開に起因した相対的な波長ドリフトに精密に適合するためのデバイス及び方法に関する。

パッシブ光ネットワークは、例えば、居住ユーザーにネットワークアクセスを与えるか、又はモバイルバックホール(mobile backhauling)を確保するために、ますます用いられつつある。図１はそれらのパッシブ光ネットワークのアーキテクチャを示している。光回線終端装置(Optical Line Terminal)（ＯＬＴ）と呼ばれるヘッドエンド１．１が、コアネットワークに接続されるとともにエンドユーザーロケーションに配置されることを意図される複数の光ネットワークユニット(Optical Network Unit)（ＯＮＵ）に接続される。従来の実施態様では、ＰＯＮは、幾つかの、通常６４個のＯＮＵにパワースプリッター１．３によって分配される、単一波長帯を用いた光信号の送信に基づく。パワースプリッター１．３は、複数の対応する信号に入力信号を分離するパッシブスプリッターであり、その電力は分岐数で割られる。送信は通常、ダウンリンク及びアップリンクのために２つの異なる波長を用いた双方向のものである。

１つのＯＬＴによってサービングされるＯＮＵの数を増大させようとして、波長分割多重化技術(Wavelength Division Multiplexing technologies)（ＷＤＭ）が開発された。これらの技術は、単一のファイバーに対し異なる波長を用いて幾つかの信号を多重化することを利用する。このとき、周波数スプリッター、すなわち図の機器１．２は、異なる波長をパワースプリッター１．３の前で分離する必要がある。この機器は、周波数スプリッターと呼ばれる。様々な技法を用いて周波数スプリッタリング（splittering）を達成することができる。薄膜ベースのシステム、アレイ波長回折格子(Array Wavelength Gratings)（ＡＷＧ）、及びファイバーブラッググレーティング(Fiver Bragg Gratings)（ＦＢＧ）のような干渉キャビティを挙げることができる。これについては本明細書において後に焦点をあてる。

ファイバーブラッググレーティングに基づく光信号からの波長抽出が、いわゆるマッハツェンダー構成要素を用いて行われる。そのような構成要素が図２に示されている。マッハツェンダー構成要素は、４つのポート２．１、２．２、２．３及び２．４で構成される。同じ公称波長の２つのブラッグフィルターが内部で用いられる。マッハツェンダー構成要素は、アドドロップ光マルチプレクサー(Add Drop Optical Multiplexer)として機能する。
ポート２．１は入力信号を受信する入力として機能し、通常、異なる波長を用いて幾つかの帯域を多重化する。ポート２．２は、上記マッハツェンダー構成要素の公称波長に対応する信号の帯域を出力する抽出ポートである。ポート２．４は出力として機能し、出力信号は抽出された帯域を除く入力信号である。ポート２．３はアドポートとして機能し、公称波長の帯域は、ポート２．３を用いて入力信号に加えることができる。
この構成要素は、入力ポートがポート２．４であり、出力がポート２．１である他方の方向において対称的に機能し、このときドロップポートはポート２．３であり、アドポートはポート２．２である。
ここでも対称的に、波長が公称波長と異なり、いずれかのアドドロップポートにインサートされる任意の信号は、構成要素を通過し、他方のアドドロップポートを出る。例えば、ポート２．２にインサートされた公称波長と異なる波長の信号は、ポート２．３において変更されずに出力される。

信号内で多重化される波長帯数に依拠して、デイジーチェーン接続された幾つかのマッハツェンダー構成要素によって光フィルタリングを行うことができる。構成要素のそれぞれが、自身の公称波長に依拠して入力信号から波長のうちの１つをドロップする。マッハツェンダー構成要素又はＦＢＧの公称波長を、構成要素が反射的な(reflexive)波長と呼ぶ。

マッハツェンダー構成要素の公称波長は、内部で用いられる２つのファイバーブラッググレーティング(Fiver Bragg Gratings)の公称波長に依拠する。それは、抽出された信号の数ＧＨｚの良好な精度(granularity)を達成することができる。
ＦＢＧの公称波長は、ファイバーのコアにインプリントされた特定のパターン及び構成要素の動作温度に依拠する。この温度に依拠してＦＢＧの公称波長は変動する。通常、−４０℃〜８０℃の範囲内の温度の場合、公称波長は−０．６ｎｍから＋０．６ｎｍまで変動する可能性があり、これはほぼ２００ＧＨｚの帯域にわたる周波数ジッターに対応する。端末機器も通常、制御されていない環境にあるので、同様のドリフトを受ける可能性がある。

このため、これらの構成要素は通例、温度制御された環境において用いられる。ネットワーク展開における柔軟性及びコストの理由から、この制約を取り除くことが有利であろう。

本発明は、これらの問題を、マッハツェンダー又は同様の構成要素に基づく周波数スプリッターを備えるネットワークにおいて、温度変動によって生じるドリフトを推定し、このドリフトを経時的に追跡することを可能にするデバイス及び方法によって解決することを目的とする。これは、マッハツェンダー構成要素の用いられていないポートにミラーを加えることに基づく。ミラーを加えることによって、ＯＬＴ及びＯＮＵの双方が周波数帯域を走査することができる。構成要素の公称波長に対応する周波数は、マッハツェンダーの同じ側の他方のポートに対して反射されることになる一方、他の周波数はマッハツェンダーを通過してミラーによって反射され、エミッターに戻ることになる。周波数を走査しながら反射信号を測定することによって、構成要素の実際の公称波長を求めることができる。

本発明は、周波数スプリッターとして用いることを意図されたデバイスであって、マッハツェンダートポロジーを有する少なくとも１つの構成要素を備えるデバイスに関する。幾つかある場合、該構成要素はデイジーチェーン接続される。
マッハツェンダートポロジーを有する各構成要素は、
通常、異なる波長を用いて幾つかの帯域を多重化している入力信号を受信する１つの入力ポートと、
該前記構成要素の公称波長に対応する前記信号の前記帯域を出力する１つの抽出ポートと、
前記抽出された帯域を除く前記入力信号を出力する１つの出力ポートであって、該出力ポートは、次の構成要素がある場合に該次の構成要素の前記入力ポートに接続され、また前記チェーンの最後の構成要素若しくは唯一の構成要素の場合は用いられない、１つの出力ポートと、
用いられない１つのアドポートと、
を備え、
全ての用いられないポートには反射手段が設けられる。

本発明は、上述の周波数スプリッターに放射デバイスを結合する方法であって、該放射デバイスはマッハツェンダートポロジーを有する前記構成要素のうちの１つの前記入力ポート又は前記抽出ポートに接続され、前記放射デバイスは１つの動作レベル又は１組の動作レベルを用いて動作し、
該方法は前記放射デバイスについて、
該放射デバイスの動作レベルを第１の波長に初期化するステップと、
該放射デバイスの動作レベルを用いてシグネチャ信号を送信するステップと、
戻された信号の電力を測定して、反射信号の存在を推定するステップと、
を含み、
これらのステップは、動作レベルの帯域にわたって繰り返され、
該方法は、
前記戻された信号の前記電力が最小となる前記動作レベル又は前記１組の動作レベルを求めるステップと、
前記戻された信号の前記電力が最小となる前記求められた単数又は複数の動作レベルに前記動作レベル又は前記１組の動作レベルを設定するステップと、
を更に含む
方法に更に関する。

特定の実施の形態では、前記戻された信号の前記電力の前記測定は、変調及びフィルタリングによって行われる。

特定の実施の形態では、前記戻された信号の前記電力の前記測定は、同期検出によって行われる。

特定の実施の形態では、
前記戻された信号の前記電力を測定するステップは、
時間スライド窓を定義するステップと、
前記時間スライド窓において前記戻り信号の前記電力を測定するステップと、
予測信号を得るための利得と合わせて、原点から、総送信経路の往復時間に対応する最大値までの範囲内の範囲で前記スライド窓を動かすステップと、
を含む。

特定の実施の形態では、前記時間スライド窓の幅は、放射されたシグネチャ信号の持続時間となるように選択される。特定の実施の形態では、前記周波数スプリッターと前記放射デバイスとの間にパワースプリッターがあり、該パワースプリッターに起因した減衰に対応する利得が、前記パワースプリッターの後方の反射点に対応する前記スライド窓の位置に適用される。

本発明は、周波数スプリッター内のマッハツェンダートポロジーを有する構成要素の公称波長の変動を経時的に追跡する方法であって、上述の結合方法が定期的に適用されることを特徴とする、方法を更に含む。

本発明の特徴は、例示的なの実施形態の以下の説明を読むことによってより明らかになる。その説明は、添付図面を参照して作成されたものである。

ＰＯＮの一般的なアーキテクチャを示す図である。マッハツェンダー構成要素を示す図である。ＰＯＮにおけるマッハツェンダーに基づくパッシブ周波数スプリッターを示す図である。本発明によるミラーを有するマッハツェンダー構成要素の挙動を示す図である。ＯＮＵによって放射される反射信号のスペクトル応答を示す図である。ＯＬＴによって放射される反射信号のスペクトル応答を示す図である。変調フィルタリング解決法に基づく検出方式を示す図である。同期検出に基づく検出方式を示す図である。通常の送信チェーンを示す図である。スライド窓メカニズムを示す図である。検出方法を示す図である。

図３は、ＰＯＮにおけるマッハツェンダーに基づくパッシブ周波数スプリッターを示している。幾つかのマッハツェンダー構成要素３．１、３．２、及び３．３がデイジーチェーン接続されている。構成要素数は、入力信号内の、抽出することを望む波長数に依拠する。
信号３．４がＯＬＴから到来する。この信号は、それぞれが特定の波長を用いる幾つかの帯域を多重化したものである。示される例において、この信号が、波長Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３を有する３つの異なる帯域を多重化したものであると仮定する。
第１のマッハツェンダー構成要素はＬ１の公称波長を有する。この結果、パワースプリッターを用いることによって、波長Ｌ１を用いる信号が、第１のＯＮＵ又は第１の１組のＯＮＵに向かうポート３．５において抽出されることになる。
入力信号の他の波長、すなわちＬ２及びＬ３は、公称波長がＬ２である第２のマッハツェンダー３．２に向かって出力される。この結果、波長Ｌ２の信号が、ＯＮＵ又は１組のＯＮＵに向かうポート３．６において抽出されることになる。
Ｌ３を用いる最後の信号は、公称波長がＬ３であるマッハツェンダー３．３に向けて出力され、このため、ＯＮＵ又は１組のＯＮＵに向かうポート３．７において抽出される。
マッハツェンダー構成要素のポート３．８は用いられない。

マッハツェンダー構成要素と同じトポロジーを有する光アドドロップマルチプレクサーを構築する多くの他の代替形態が存在する。
そのような構成要素の第１の例は、米国特許出願公開第５，９０９，３１０号において記載されているような２つの光サーキュレーターに囲まれたファイバーブラッググレーティングに基づく。
第２の例は、米国特許出願公開第６，１９８，８５７号によって示されているような、自由空間光通信（free space optics）に基づく。この文書は、マッハツェンダー構成要素に基づく周波数スプリッターに焦点をあてているが、本発明は、マッハツェンダートポロジーを有する構成要素に基づく全ての周波数スプリッターにあてはまる。

復路又はアップリンクのための２つの解決法が存在する。
一方は、双方の方向において同じ波長を用いることができる。ＯＮＵから到来しＯＬＴに向かう、同じ波長を用いる信号が、マッハツェンダー構成要素によって信号に加えられ、ＯＬＴに進む出力信号において多重化される。

別の解決法は、アップリンクのために異なる１組の波長を用いることである。この場合、２つの異なる公称波長を有するマッハツェンダー構成要素を用いることができる。これらの構成要素は、それぞれ所望の波長のうちの一方に適合する公称波長を有する２つのＦＢＧによって内部のＦＢＧを置き換えることによって構築される。

そのようなパッシブ周波数スプリッターは、異なる波長が良好に定義されている限り良好に機能し、経時的にドリフトしない。これは、温度変化に起因した構成要素の公称波長のドリフトを回避するために、周波数スプリッターが、温度制御された環境内に設置されるべきであることを意味する。

温度を制御する制約を緩和できるようにするために、本発明は、送信の各側から、すなわちＯＬＴ及びＯＮＵから、周波数スプリッターの内部の各構成要素の公称波長を推定することができるデバイス及び方法を提案する。

これを達成するために、マッハツェンダー構成要素の各用いられていないポート３．８にミラーを設置することが提案される。図４は、そのような構成要素の挙動を示している。
ポート４．１におけるダウンリンク信号に関して、ポート４．３は用いられない。
ポート４．２に入るアップリンク信号に関して、公称波長がポート４．１に対して反射されるのに対し、他の波長はポート４．３において出力される。
次に、ミラー４．５に起因して、アップリンク信号が反射され、ポート４．３において再び構成要素に入る。この波長は公称波長とは異なるので、構成要素を通過し、ポート４．２においてＯＮＵに向けて出力される。
ポート４．２においてＯＮＵによって送信された信号は、ポート４．１において抽出された公称波長を除いてエミッターまで反射されることになる。
本発明者らはミラーについて述べているが、任意の反射手段が、用いられる波長と無関係に全ての信号の一部を反射するや否や、それらの任意の反射手段を用いることができる。

マッハツェンダー構成要素の公称波長を見つけ出す必要があるＯＮＵは、波長の走査を行うことができるということになる。公称波長以外の全ての波長はエミッターまで反射される。次に、反射信号を測定することによって、構成要素の公称波長を求めることが可能になる。図５は、反射信号のスペクトル応答を示している。放射信号の波長Ｉは横座標にあり、反射信号の電力ＰはＹ軸上にある。反射信号の電力は、公称波長Ｉｎの場合に最小となることを除いて最大である。

パッシブ周波数スプリッターの各マッハツェンダー構成要素の４．３ポートにミラーを配置することによって、全てのＯＮＵが、自身が接続されている構成要素の公称波長を求めることが可能になることになる。

対称的に、周波数スプリッターの最後のマッハツェンダー構成要素３．３の使用されていない４．４ポートにミラーを配置することによって、ＯＬＴが同じことを行うことが可能になる。唯一の違いは、周波数スプリッター内にマッハツェンダー構成要素が存在するのと同じ数のホールが反射信号のスペクトル応答内に存在することになることである。
マッハツェンダー構成要素の全ての公称波長と異なる波長のみが全てのマッハツェンダー構成要素を通過し、最後のマッハツェンダー構成要素の４．４ポートに配置されたミラーに達するとともに、エミッター、ここではＯＬＴまで反射されることになるのに対して、マッハツェンダー構成要素のうちの１つの波長を有する信号は抽出され、ＯＬＴに向かって反射されない。図６はＯＬＴによる反射信号のスペクトル応答を示している。各ホールは抽出構成要素のうちの１つの公称波長Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３に対応する。

本発明は、マッハツェンダー構成要素の、ミラーを設けなければ用いられない全てのポートにミラーが設けられた改良型パッシブ周波数スプリッターを用いることに基づく。
このスプリッターは、有利には、波長の帯域を走査してその時点の各マッハツェンダー構成要素の有効公称波長を求める手段を備えるエンド通信デバイスと結合される。
通信デバイスは、その通信デバイスの動作レベルと呼ばれる、通信において用いられる波長を、走査中に測定された波長に調整する手段も備える。
波長の単一帯域にわたって信号を放射する放射デバイスの場合、この波長はその放射デバイスの動作レベルと呼ばれる。
異なる波長を用いて複数の帯域を多重化する信号を放出する放射デバイスの場合、１組の用いられる信号は、１組の動作レベルを形成する。有利には、測定ステップ及び調整ステップは、パッシブ周波数スプリッターの温度に起因したドリフトを監視するために周期的に行われる。

エミッター及び受信機もドリフトを受ける可能性があることを理解するべきである。周波数スプリッターがパッシブであり、したがって周波数スプリッターの動作レベルを調整することができないことに起因して、エミッター及び／又は受信機の動作レベルの適応によって、エミッター及び／又は受信機が周波数スプリッターに対しエミッター及び／又は受信機自体を調整することが可能になる。この過程で、全ての要素のドリフトが補正される。

ネットワークの実際の設置に従って、測定される反射信号の減衰、及びエミッターの近くに望ましくない後方反射を生成するスプライシングに起因した眩惑動作（dazzle operation）に起因して、幾つかの問題が生じる可能性がある。

最悪の場合、反射信号の伝播範囲は、ネットワークの２倍の距離である。検討されるネットワークは長さ４０ｋｍでパワースプリッターを含む可能性があるので、減衰は通常、約６５ｄＢに達する可能性がある。有利には、放射電力は、データを交換している間にＯＮＵについて許可される最大放射電力である。
検出すべき反射信号が、検出器内の雑音源と比較して弱いということになる。通常、ショット雑音、フォトダイオードの回路及び暗電流に依拠した熱雑音であるジョンソン雑音に直面しなくてはならない。１０ＫＨｚ未満の周波数の場合、フリッカー雑音は無視することができる。

そのような状況では、反射信号を検出するとともに、その反射信号を結果としてのスプライシング後方反射と区別することができるようにするために、特殊な注意を払うべきである。直接検出は妥当でない。代わりに、変調フィルタリング又は同期検出は、２つの完全に適した解決法である。フィルタリング及び離散形推定（discrete estimation）も検討することができる。

図７は、変調フィルタリング解決法を示している。エミッターは、ｃｏｓ（Ωｔ）の形をとる搬送波７．２に基づいてフォトダイオード７．１を用いて光信号７．３を送信する。この光信号７．３は、Ｐ_ｓ＝ｃｏｓ（Ωｔ）ｐ_ｓの形をとる。ここで、ｐ_ｓは放射電力である。

信号はミラー７．４によって反射され、減衰された形７．５ｓ＝Ｐ_ｓｅ^{−αＬ−βＮ}でエミッターに戻る。ここで、ｅ^−αＬは伝播損失に起因し、ｅ^−βＮは他の損失に起因する。この受信信号は、フォトダイオード７．６によって変換され電気信号７．７に戻される。受信電気信号は以下の形となる。
ｉ（ｔ）＝ｅ^{−αＬ−βＮ}ｐ_ｓｃｏｓ（Ωｔ）＋ｂ（ｔ）

問題は、雑音ｂ（ｔ）から減衰信号を検出することとなる。

この解決法は、変調及びフィルタリングブロック７．８を用いることに基づく。このブロックは、積分器７．９によって受信信号を積分して、暗電流の平均を除去することを達成する。これに続いて、ブロック７．１１が推定を実現する間、増幅７．１０が行われる。有利には、この推定は、予測信号のレベルが雑音と比較して低い場合に幾つかの実現形態にわたって行われる。

エミッターを制御するロック手段（locking agent）７．１２は、このブロックのフィルタリング結果を用いる。これによって、波長の所望の帯域幅を走査して、受信信号内のホール、このためマッハツェンダー構成要素の公称波長を求めることを達成することが可能になる。

代替的に、同期検出に基づく解決法は、図８に示すように用いることができる。対応する参照符号はデフォルトで対応する要素にあてはまる。生成される信号８．３は僅かに異なり、以下の形で表される。
Ｓ_ｓ＝ｓ_ｓｃｏｓ（Ωｔ）ｃｏｓ（ω_ｓｔ＋φ_ｓ）

次に、増幅器８．１０の出力は、低帯域フィルター８．１３の前にｃｏｓ（Ωｔ）信号を乗算され、同期検出が達成される。

代替的に、モジュール８．１３は積分器内にあってもよい。

本発明の幾つかの実施形態では、眩惑が問題となる可能性がある。
本明細書において検討されるような一般的なＰＯＮが図９に示されている。ＯＬＴ９．１は、本発明による周波数スプリッター９．２に接続されている。これは周波数スプリッター９．２が、用いられていないポートにおいてミラーを備えることを意味する。周波数スプリッター９．２は、パワースプリッター９．３に接続され、最終的にＯＮＵ９．４に接続される。
ＯＬＴからＯＮＵへの完全なチェーンの長さは、４０ｋｍに達する可能性がある。このチェーン内のスプライシングは、基準ＩＥＥＥ８０２．３ａｖに従って、最大２６ｄＢの減衰を有する反射信号源とすることができる。したがってＯＬＴによって放射される信号は、図の信号９．５によって示されるように、ＯＬＴの近くにある可能性があるスプライシングによって、−２６ｄＢでＯＬＴに対し反射され戻されることができる。
同じ構成を、信号９．６によって示されるＯＮＵによって放射される信号について行うことができる。
比較において、周波数スプリッター９．２内に生じた参照符号９．７及び９．８を有する反射に起因して受信された信号は、ＯＬＴとフィルターとの間の一般的な距離に起因した２０ｄＢ〜２８ｄＢの減衰、並びに距離及びＯＮＵのパワースプリッターに起因した６２ｄＢ〜７０ｄＢの減衰を受ける。
減衰値の所与の範囲は、１５５０ｎｍから１３１０ｎｍまでの信号波長の場合のものである。パワースプリッター自体は、通常４０ｄＢの減衰源である。

ＯＬＴによって放射される信号の眩惑を検討すると、検出する必要がある、近いスプライスからの反射信号及び周波数スプリッターからの反射信号は、同様の値の減衰を受けるということになる。
周波数スプリッターによる反射信号と、スプライスに起因した望ましくない後方反射とを区別することを可能にするために、反射信号の検出のためのスライド時間窓を定義することが提案される。この解決法は信号の伝播時間に基づく。
放射される信号は、十分に短い持続時間のシグネチャである。反射信号を検出するために、スライド時間窓が定義される。時間スライド窓の開始時点及び幅によって、信号の伝播時間に依拠した送信経路の特定の部分に位置する反射に、反射信号の検出の焦点をあてることが可能になる。
これは図１０に示されている。図１０は、横座標上に時間を表し、Ｙ軸上に受信信号の電力を表す。
Ｔ０は、シグネチャの放射の開始時点である。このシグネチャの持続時間は、図９の９．５として近いスプライスによる反射信号を受信する前に放射を停止するのに十分小さく選択される。
時点ｔ１は、近いスプライスからの反射信号１０．１の受信の開始時点である。この受信は、放出された電力から２６ｄＢを減算したものに対応する電力レベルを有し、減衰はスプライスのみに起因し、信号のルートは非常に短い。
１０．２は周波数スプリッターに近いスプライスによる反射信号である。その反射信号の受信は時点ｔ２おいて開始する。信号は、スプライス及び信号のルートからの減衰を受けるので、低い。
１０．３は、周波数スプリッターからの探索される反射信号である。減衰がルートに起因したもののみとなるので、この反射信号の電力は信号１０．２の電力よりも高い。
１０．４はスライド窓を表す。ＡＧＣ(Automatic Gain Control)（自動利得制御）と合わせて、スライド窓をＴ０から最大値まで動かすことによって、予測信号を得ることが可能である。この最大値は、ＯＬＴから、ＯＮＵまでの総送信経路の往復時間に対応する。

有利には、利得は、経路の長さに起因する減衰を補償するように適応される。これは、以下の定式に対応する利得を用いることによって行うことができる。
Ｇ＝ｅ^{２α×（ｃ／ｎ）×（ｔ１−ｔ０）}
ここで、αはファイバーの線形減衰係数であり、ｎは材料インデックスであり、ｔ１は窓の開始時点である。

図１１は、通信に用いられる周波数スプリッターの公称波長を求める方法の例示的な実施形態を示している。本発明による周波数スプリッターを備える、光送信を用いる任意のエンドデバイスが、この方法を用いることができる。すなわち、例示的な実施形態において、本方法はＯＬＴ及びＯＮＵによって用いられる。

第１のステップ１１．１において、システムは初期化される。例えばＯＬＴが、最も低いレベルにおける放射信号の波長を意味するその動作レベルを設定し、時間スライド窓の開始時点も、通常、シグネチャ放射の終了時点であるその最小値に設定される。
幾つかの実施形態において、周波数スプリッターの時間ロケーションが既に知られている追跡の場合に特に、探索の範囲は、有利にはこの既知のロケーションの周囲に低減することができる。

第２のステップ１１．２において、デバイスはシグネチャを出力する。

第３のステップ１１．３において、返された信号電力が時間スライド窓にわたって測定される。予測信号の存在を推定する。通常、時間スライド窓の幅はシグネチャの持続時間に設定されるが、他の値を用いることもできる。

ステップ１１．４において、時間スライド窓の位置が更新される。時間スライディングの位置がその限界に達した場合、その位置は最小値に再度初期化され、ステップ１１．５に進む。そうでない場合、時間スライディング位置がインクリメントされ、用いられるステップは通常、窓の幅のものであるが、より低い値を用いることもできる。

ステップ１１．５において、所与の波長について完全な範囲の時間スライド窓が調査された場合、この波長がインクリメントされる。時間スライド窓の位置は再度初期化される。次に、ステップ１１．２に戻ることによって時間調査プロセスが再開される。幾つかの実施形態では、波長の以前の値が既に知られている追跡の場合に特に、探索範囲は有利にはこの既知の値の周囲に低減することができる。

完全な範囲の波長が調査されている間、最小値のスペクトルロケーションが推定される。これは、例えば線形回帰によって行うことができる。デバイスの動作レベルはこの発見値に設定され、放射デバイス及び周波数スプリッターが結合される。幾つかの波長の帯域を含む多重化された信号を放射しているＯＬＴの場合、１組の動作レベルについて述べることができる。これらの動作レベルは、図６に示されるような戻り信号の電力において検出される複数の最小値に対応する。この場合、１組の動作レベルは、反射信号の電力が最小である１組の動作レベルに設定される。

図９によって示されるように、通常、周波数スプリッターとＯＮＵとの間にパワースプリッター９．３が存在する。ＯＮＵによって適用されるとき、周波数スプリッターによる予測反射信号はパワースプリッターの後方にある。このとき、ＯＮＵによって放射されたシグネチャは、その戻り経路においてパワースプリッターの更なる減衰を受ける。この減衰は通常、本発明による例示的な実施形態では４０ｄＢである。
幾つかの場合、上述した方法によって予測信号が検出されないことが生じ得る。そのような場合、有利には、更なるステップを用いることができる。
パワースプリッターのロケーションは、パワースプリッターの入力におけるスプライシング反射に起因する可能性が高い最後の検出信号から求められる。
次に、パワースプリッターの後方の送信チェーンが、最後の検出信号の直後を意味するパワースプリッターのすぐ後方のスライド窓を初期化することによって調査される。
次に、パワースプリッターに起因した減衰に対応する利得が、放射されたシグネチャに適用される。
次に、パワースプリッターの後方の送信チェーンの一部に対応するスライド窓の位置の範囲の一部の調査が、これらの新たな初期値を用いて着手される。

これによって、異なる値の利得を適用して、ＯＮＵ９．４とパワースプリッター９．３との間の第１の部分と、パワースプリッター９．３と周波数スプリッター９．２との間の第２の部分とを調査することが可能になる。したがって、このパワースプリッターに起因した減衰に対応する利得が、パワースプリッターの後方の反射点に対応するスライド窓の位置に関して適用される。

有利には、マッハツェンダー構成要素の公称波長の変動を経時的に追跡するために、この結合方法が規則的に適用される。

本発明は、少なくとも２つのデバイス間で光送信が設定されるや否や、様々な場合に用いることができる。この送信はＷＤＭ技術を用い、これらの波長は上記マッハツェンダー構成要素のトポロジーに類似したトポロジーを有する周波数スプリッターによって抽出される。

Claims

周波数スプリッターであって、
マッハツェンダートポロジーを有する少なくとも１つの構成要素であって、幾つかの構成要素がある場合、該構成要素はデイジーチェーン接続される、少なくとも１つの構成要素を備え、
マッハツェンダートポロジーを有する各構成要素は、
入力信号を受信する１つの入力ポートと、
該構成要素の事前に知られていない公称波長に対応する前記入力信号の前記帯域を出力する１つの抽出ポートと、
前記抽出された帯域を除く前記入力信号を出力する１つの出力ポートであって、該出力ポートは、次の構成要素がある場合に該次の構成要素の前記入力ポートに接続され、また前記チェーンの最後の構成要素若しくは唯一の構成要素の場合は用いられない、１つの出力ポートと、
用いられない１つのアドポートと、
を備える、周波数スプリッターにおいて、
該周波数スプリッターのマッハツェンダートポロジーを有する各構成要素の全ての用いられないポートには反射手段が設けられる
ことを特徴とする、周波数スプリッター。
請求項１に記載の周波数スプリッターと放射デバイスとを備えるシステムであって、該放射デバイスは、該周波数スプリッターを介して受信デバイスに信号を送信するために１つの動作レベル又は１組の動作レベルを用いるように構成されており、
前記放射デバイスは、マッハツェンダートポロジーを有する１つの前記構成要素の前記入力ポート又は前記抽出ポートに接続されることを特徴とし、
前記放射デバイスは、波長を走査しながら前記周波数スプリッターによって反射された信号を測定することによって前記動作レベル（複数の場合もある）を求めるように構成されることを特徴とする、システム。
周波数スプリッターに放射デバイスを結合する方法であって、
該放射デバイスは、該周波数スプリッターを介して受信デバイスに信号を送信するために１つの動作レベル又は１組の動作レベルを用い、
前記周波数スプリッターは、
マッハツェンダートポロジーを有する少なくとも１つの構成要素であって、幾つかの構成要素がある場合、これらの構成要素はデイジーチェーン接続される、少なくとも１つの構成要素を備え、
マッハツェンダートポロジーを有する各構成要素は、
入力信号を受信する１つの入力ポートと、
該構成要素の事前に知られていない公称波長に対応する前記信号の前記帯域を出力する１つの抽出ポートと、
前記抽出された帯域を除く前記入力信号を出力する１つの出力ポートであって、該出力ポートは、次の構成要素があれば該次の構成要素の前記入力ポートに接続されるか、又は前記チェーンの最後の構成要素若しくは唯一の構成要素の場合は用いられない、１つの出力ポートと、
用いられない１つのアドポートと、
を備えており、
前記周波数スプリッターのマッハツェンダートポロジーを有する各構成要素の全ての用いられないポートには反射手段が設けられ、
前記放射デバイスは、マッハツェンダートポロジーを有する１つの前記構成要素の前記入力ポート又は前記抽出ポートに接続され、前記放射デバイスは、波長を走査しながら前記周波数スプリッターによって反射された信号を測定することによって前記動作レベル（複数の場合もある）を求める
ことを特徴とする、方法。
前記放射デバイスは、以下の第１の１組のステップ、すなわち、
該放射デバイスの動作レベルを第１の波長に初期化するステップと、
該放射デバイスの動作レベルを用いて前記受信デバイスに向けてシグネチャ信号を送信するステップと、
前記シグネチャ信号に応答して受信された信号の電力を測定して、前記周波数スプリッターによって反射された信号の存在を推定するステップと、
を実行し、
該第１の１組のステップは、動作レベルの帯域にわたって繰り返されることを特徴とし、
前記放射デバイスは、
前記受信信号の前記電力が最小となる前記動作レベル又は前記１組の動作レベルを求めることと、
前記受信信号の前記電力が最小となる前記求められた単数又は複数の動作レベルに、前記動作レベル又は前記１組の動作レベルを設定することと、
を更に実行することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
前記受信信号の前記電力の前記測定は、変調及びフィルタリングによって実行されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
前記受信信号の前記電力の前記測定は、同期検出によって実行されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
前記受信信号の前記電力の前記測定は、
時間スライド窓を定義することと、
前記時間スライド窓にわたって前記受信信号の前記電力を測定することと、
原点から、前記放射デバイスと前記受信デバイスとの間の総送信経路の往復時間に対応する最大値までの範囲で前記スライド窓を動かすことであって、該時間スライド窓を動かすことは、前記周波数スプリッターによって反射される前記信号を得るための自動利得制御と合わせて行われる、動かすことと、
を含むことを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の方法。
前記時間スライド窓の幅は、送信されたシグネチャ信号の持続時間に等しくなるように選択されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
前記周波数スプリッターと前記放射デバイスとの間にパワースプリッターが配置され、該パワースプリッターに起因した減衰に対応する利得が、前記総送信経路上の前記放射デバイスの位置に対し相対的に前記パワースプリッターの後方にある反射点に対応する前記スライド窓の位置に適用されることを特徴とする、請求項７又は８に記載の方法。
請求項３〜９のいずれか１項に記載の結合方法が定期的に適用されることを特徴とする、周波数スプリッター内のマッハツェンダートポロジーを有する少なくとも１つの構成要素の少なくとも１つの公称波長の変動を経時的に追跡する方法。