JP6280457B2 - Optical signal repeater and communication control method - Google Patents

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Description

本発明は、光信号中継装置および通信制御方法に関し、特に、光増幅器を用いる光信号中継装置および通信制御方法に関する。   The present invention relates to an optical signal relay device and a communication control method, and more particularly to an optical signal relay device and a communication control method using an optical amplifier.

近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。これに伴って、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)およびFTTH(Fiber To The Home)等のブロードバンドアクセスが可能な装置も急速に普及してきている。   In recent years, the Internet has become widespread, and users can access various information on sites operated in various parts of the world and obtain the information. Accordingly, devices capable of broadband access such as ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) and FTTH (Fiber To The Home) are rapidly spreading.

IEEE Std 802.3ah(登録商標)−2004(非特許文献1)には、複数のONU(ONU:Optical Network Unit)が光通信回線を共有して局側装置(OLT:Optical Line Terminal)とのデータ伝送を行なう媒体共有形通信である受動的光ネットワーク(PON:Passive Optical Network)の1つの方式が開示されている。すなわち、PONを通過するユーザ情報およびPONを管理運用するための制御情報を含め、すべての情報がイーサネット(登録商標)フレームの形式で通信されるEPON(Ethernet(登録商標) PON)と、EPONのアクセス制御プロトコル(MPCP(Multi−Point Control Protocol))およびOAM(Operations Administration and Maintenance)プロトコルとが規定されている。局側装置とONUとの間でMPCPフレームをやり取りすることによって、ONUの加入、離脱、および上りアクセス多重制御などが行なわれる。また、非特許文献1では、MPCPメッセージによる、新規ONUの登録方法、帯域割り当て要求を示すレポート、および送信指示を示すゲートについて記載されている。   In IEEE Std 802.3ah (registered trademark) -2004 (Non-patent Document 1), a plurality of ONUs (ONU: Optical Network Unit) share an optical communication line and communicate with a station side device (OLT: Optical Line Terminal). One method of a passive optical network (PON), which is a medium sharing communication for performing data transmission, is disclosed. That is, EPON (Ethernet (registered trademark) PON) in which all information is communicated in the form of an Ethernet (registered trademark) frame, including user information passing through the PON and control information for managing and operating the PON, and EPON An access control protocol (MPCP (Multi-Point Control Protocol)) and an OAM (Operations Administration and Maintenance) protocol are defined. By exchanging MPCP frames between the station-side apparatus and the ONU, ONU joining / leaving, uplink access multiplexing control, and the like are performed. Non-Patent Document 1 describes a method for registering a new ONU, a report indicating a bandwidth allocation request, and a gate indicating a transmission instruction using an MPCP message.

なお、1ギガビット/秒の通信速度を実現するEPONであるGE−PONの次世代の技術として、IEEE802.3av(登録商標)−2009として標準化が行なわれた10G−EPONすなわち通信速度が10ギガビット/秒相当のEPONにおいても、アクセス制御プロトコルはMPCPが前提となっている。   As a next-generation technology of GE-PON, which is an EPON that realizes a communication speed of 1 gigabit / second, 10G-EPON standardized as IEEE 802.3av (registered trademark) -2009, that is, a communication speed of 10 gigabit / second. Even in EPON equivalent to seconds, the access control protocol is predicated on MPCP.

光通信システムにおいて用いられる光増幅器の一例として、たとえば、特許第4973559号公報(特許文献1)には、以下のような構成が開示されている。すなわち、光信号を増幅する光増幅器は、光増幅用の活性物質をドープした増幅媒体を励起して光増幅を行なう光増幅部と、前記光増幅部の後段に設置される半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器の入力光レベルを調節する入力光レベル調節部と、前記半導体光増幅器へ駆動電流を供給する駆動部とを備える。前記入力光レベル調節部は、供給された前記駆動電流で増幅される前記半導体光増幅器の増幅特性に対して、利得の非飽和領域と飽和領域との境界近傍に前記半導体光増幅器の動作点が位置するように前記入力光レベルを設定する。前記半導体光増幅器は、前記入力光レベルが設定されて前記動作点で作動することで、前記光増幅部で発生した光サージが入力した場合、出力光レベルを一定レベル以上に上げない利得飽和状態になって前記光サージを抑圧する。   As an example of an optical amplifier used in an optical communication system, for example, Japanese Patent No. 497559 (Patent Document 1) discloses the following configuration. That is, an optical amplifier that amplifies an optical signal includes an optical amplification unit that excites an amplification medium doped with an active substance for optical amplification to perform optical amplification, and a semiconductor optical amplifier that is installed after the optical amplification unit, An input light level adjusting unit that adjusts an input light level of the semiconductor optical amplifier, and a driving unit that supplies a driving current to the semiconductor optical amplifier. The input optical level adjusting unit has an operating point of the semiconductor optical amplifier near a boundary between a non-saturated region and a saturated region of gain with respect to the amplification characteristic of the semiconductor optical amplifier amplified by the supplied driving current. The input light level is set so as to be positioned. The semiconductor optical amplifier is operated at the operating point with the input light level set, and when an optical surge generated in the optical amplification unit is input, a gain saturation state in which the output light level is not increased above a certain level. Thus, the optical surge is suppressed.

また、光通信システムにおいて、局側装置と光回線終端装置との距離が長くなる場合、光信号の伝送特性を維持するために、光信号の中継装置が設置される場合がある。このような光信号中継装置の一例として、たとえば、特許第4919067号公報(特許文献2)には、以下のような構成が開示されている。すなわち、光バースト信号の中継をする光バースト信号中継装置であって、上り光バースト信号を電気の中継信号に変換する光/電気変換器と、前記光/電気変換器により変換された中継信号を再生する上り信号再生部と、この光バースト信号中継装置を1つの光回線終端装置として識別させるため、PONのプロトコルに準拠したフレームを作成する通信・切替制御部と、エラー情報を監視し、エラー情報が発生すれば、エラー情報パターンを前記通信・切替制御部に出力するエラー情報監視部と、前記光/電気変換器と前記上り信号再生部との間に設置され、前記通信・切替制御部の制御に応じて、前記通信・切替制御部から得られる監視情報信号と前記光/電気変換器から得られる中継信号とを切り替えて、前記上り信号再生部に供給するための第1の切替部とを備える。前記通信・切替制御部は、前記エラー情報監視部から取得されたエラー情報パターンを含む監視情報信号を作成して、光バースト区間の空きスロットに前記監視情報信号を供給する。   Also, in an optical communication system, when the distance between the station side device and the optical line terminator becomes long, an optical signal repeater may be installed to maintain the optical signal transmission characteristics. As an example of such an optical signal relay device, for example, Japanese Patent No. 4919067 (Patent Document 2) discloses the following configuration. That is, an optical burst signal repeater that relays an optical burst signal, an optical / electrical converter that converts an upstream optical burst signal into an electrical relay signal, and a relay signal converted by the optical / electrical converter In order to identify the upstream signal recovery unit to be reproduced and this optical burst signal repeater as one optical line termination device, the communication / switch control unit for creating a frame compliant with the PON protocol, the error information is monitored, and the error is monitored. If information is generated, an error information monitoring unit that outputs an error information pattern to the communication / switching control unit, and installed between the optical / electrical converter and the upstream signal reproducing unit, the communication / switching control unit In accordance with the control, the monitoring information signal obtained from the communication / switch control unit and the relay signal obtained from the optical / electrical converter are switched and supplied to the upstream signal regeneration unit. And a first switching unit of the order. The communication / switch control unit creates a monitoring information signal including an error information pattern acquired from the error information monitoring unit, and supplies the monitoring information signal to an empty slot of an optical burst section.

IEEE Std 802.3ah(登録商標)−2004IEEE Std 802.3ah (registered trademark) -2004

特許第4973559号公報Japanese Patent No. 497559 特許第4919067号公報Japanese Patent No. 4919067

光信号中継装置における処理の一例として、光送信器から受信した光信号を、電気信号に変換することなく光増幅器を用いて増幅し、光受信器へ送信する構成が考えられる。   As an example of processing in the optical signal repeater, a configuration in which an optical signal received from an optical transmitter is amplified using an optical amplifier without being converted into an electrical signal and transmitted to the optical receiver can be considered.

ここで、光送信器から光信号中継装置までの距離、および光信号中継装置から光受信器までの距離は、光通信システムの設置場所等により異なる。このため、光信号中継装置は、様々な強度の光信号を受信することになる。   Here, the distance from the optical transmitter to the optical signal repeater and the distance from the optical signal repeater to the optical receiver differ depending on the installation location of the optical communication system. For this reason, the optical signal repeater receives optical signals of various strengths.

光信号中継装置の受信する光信号の強度が大きい場合、光増幅器の出力が飽和して光信号の伝送品質が低下し、光通信システム、具体的には、光信号中継装置から光受信器までの通信限界距離が小さくなってしまう。   When the intensity of the optical signal received by the optical signal repeater is large, the output of the optical amplifier is saturated and the transmission quality of the optical signal is reduced, and the optical communication system, specifically, from the optical signal repeater to the optical receiver The communication limit distance becomes smaller.

たとえば特許文献1に記載の光増幅器を光信号中継装置に適用した場合、光増幅器の飽和を避けるために光増幅器への入力光の強度を小さくする制御が行なわれる。そうすると、所望の通信限界距離を得るために、光増幅器に供給する駆動電流等を大きくして利得を上げ、光増幅器の出力光の強度を大きくする必要が生じ、消費電力が増大してしまう。   For example, when the optical amplifier described in Patent Document 1 is applied to an optical signal repeater, control is performed to reduce the intensity of input light to the optical amplifier in order to avoid saturation of the optical amplifier. In this case, in order to obtain a desired communication limit distance, it is necessary to increase the gain by increasing the drive current supplied to the optical amplifier and increase the intensity of the output light of the optical amplifier, resulting in an increase in power consumption.

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、受信した光信号を増幅して送信する光信号中継装置において、光通信システムの通信限界距離を延ばすとともに、消費電力を抑制することが可能な光信号中継装置および通信制御方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to extend the communication limit distance of an optical communication system and to reduce power consumption in an optical signal repeater that amplifies and transmits a received optical signal. It is an object to provide an optical signal relay device and a communication control method capable of suppressing the above.

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる光信号中継装置は、送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置であって、前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器と、前記光信号に関する測定を行なう測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて、前記光増幅器から出力される前記光信号の変調振幅が所定値になるように、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行なう制御部とを備える。   In order to solve the above problems, an optical signal repeater according to an aspect of the present invention receives and amplifies an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted, and transmits the amplified optical signal. An optical signal relay device that receives and amplifies and outputs the optical signal, a measurement unit that performs measurement on the optical signal, and outputs from the optical amplifier based on a measurement result of the measurement unit And a control unit that performs drive control to adjust the magnitude of the drive current or drive voltage supplied to the optical amplifier so that the modulation amplitude of the optical signal to be a predetermined value.

またこの発明の別の局面に係わる光信号中継装置は、送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置であって、前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器と、前記光信号に関する測定を行なう測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて、前記光増幅器における前記光信号の変調振幅の利得が所定値になるように、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行なう制御部とを備える。   An optical signal repeater according to another aspect of the present invention is an optical signal repeater that receives and amplifies an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted, and transmits the amplified optical signal. An optical amplifier that receives and amplifies and outputs the optical signal; a measurement unit that performs measurement on the optical signal; and a modulation amplitude of the optical signal in the optical amplifier based on a measurement result of the measurement unit. And a control unit that performs drive control to adjust the magnitude of the drive current or drive voltage supplied to the optical amplifier so that the gain becomes a predetermined value.

またこの発明の別の局面に係わる光信号中継装置は、送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置であって、前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器と、前記光信号に関する測定を行う測定部とを備え、前記測定部は、前記光増幅器が受ける前記光信号の消光比を取得し、前記光信号中継装置は、さらに、前記測定部によって取得された前記消光比に基づいて、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行う制御部を備える。   An optical signal repeater according to another aspect of the present invention is an optical signal repeater that receives and amplifies an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted, and transmits the amplified optical signal. An optical amplifier that receives, amplifies, and outputs the optical signal, and a measurement unit that performs measurement on the optical signal, and the measurement unit obtains an extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier. The optical signal repeater further includes a control unit that performs drive control to adjust the magnitude of the drive current or drive voltage supplied to the optical amplifier based on the extinction ratio acquired by the measurement unit. .

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御方法は、送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置を制御する通信制御方法であって、前記光信号中継装置は、前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器を備え、前記通信制御方法は、前記光信号に関する測定を行うステップと、前記測定の結果に基づいて、前記光増幅器から出力される前記光信号の変調振幅が所定値になるように、前記光増幅器における前記光信号の変調振幅の利得が所定値になるように、または、前記測定によって得られた前記光増幅器が受ける前記光信号の消光比に基づいて、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行うステップとを含む。   In order to solve the above problems, a communication control method according to an aspect of the present invention receives and amplifies an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted, and transmits the amplified optical signal. A communication control method for controlling an optical signal repeater, wherein the optical signal repeater includes an optical amplifier that receives, amplifies and outputs the optical signal, and the communication control method performs a measurement on the optical signal. And the gain of the modulation amplitude of the optical signal in the optical amplifier becomes a predetermined value so that the modulation amplitude of the optical signal output from the optical amplifier becomes a predetermined value based on the step and the result of the measurement Or, based on the extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier obtained by the measurement, drive control is performed to adjust the magnitude of the drive current or drive voltage supplied to the optical amplifier. And a step.

本発明は、このような特徴的な処理部を備える光信号中継装置として実現できるだけでなく、かかる特徴的な処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。また、本発明は、光信号中継装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現したり、光信号中継装置を含むシステムとして実現したりすることができる。   The present invention can be realized not only as an optical signal relay apparatus including such a characteristic processing unit, but also as a program for causing a computer to execute such characteristic processing steps. In addition, the present invention can be realized as a semiconductor integrated circuit that realizes part or all of the optical signal repeater, or can be realized as a system including the optical signal repeater.

本発明によれば、受信した光信号を増幅して送信する光信号中継装置において、光通信システムの通信限界距離を延ばすとともに、消費電力を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the optical signal relay apparatus which amplifies and transmits the received optical signal, while extending the communication limit distance of an optical communication system, power consumption can be suppressed.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光通信システムの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical communication system according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the optical signal repeater according to the first embodiment of the present invention. 図3は、光増幅器における入力光の強度と利得との関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the intensity and gain of input light in the optical amplifier. 図4は、非飽和領域における光増幅器から出力される光信号のアイパターンの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal output from an optical amplifier in a non-saturated region. 図5は、飽和領域における光増幅器から出力される光信号のアイパターンの一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal output from the optical amplifier in the saturation region. 図6は、ASEの有無によるアイパターンの相違の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a difference in eye pattern depending on the presence or absence of ASE. 図7は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置における下り信号中継部の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a downlink signal relay unit in the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention. 図8は、光受信器における受信レベルと受信感度との関係の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the relationship between the reception level and the reception sensitivity in the optical receiver. 図9は、光受信器における変調振幅と受信感度との関係の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the relationship between the modulation amplitude and the reception sensitivity in the optical receiver. 図10は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置における光信号の変調振幅の設定例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a setting example of the modulation amplitude of the optical signal in the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention. 図11は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the optical signal repeater according to the first embodiment of the present invention controls the optical amplifier. 図12は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例における下り信号中継部の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a downlink signal relay unit in a modification of the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention. 図13は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the modification of the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention controls the optical amplifier. 図14は、非飽和領域における光増幅器から出力される光信号のアイパターンの一例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal output from an optical amplifier in a non-saturated region. 図15は、非飽和領域における光増幅器から出力される光信号のアイパターンの一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal output from an optical amplifier in a non-saturated region. 図16は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例における光信号の変調振幅の設定例を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a setting example of the modulation amplitude of the optical signal in the modification of the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention. 図17は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the modification of the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention controls the optical amplifier. 図18は、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置における光信号の変調振幅の利得の設定例を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating a setting example of the gain of the modulation amplitude of the optical signal in the optical signal relay device according to the second embodiment of the present invention. 図19は、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the optical signal repeater according to the second embodiment of the present invention controls the optical amplifier. 図20は、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例における下り信号中継部の構成を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of a downlink signal relay unit in a modification of the optical signal relay device according to the second embodiment of the present invention. 図21は、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart that defines an example of an operation procedure when the modification of the optical signal relay device according to the second embodiment of the present invention controls the optical amplifier. 図22は、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例における光信号の変調振幅の利得の設定例を示す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating a setting example of the gain of the modulation amplitude of the optical signal in the modification of the optical signal relay device according to the second embodiment of the present invention. 図23は、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。FIG. 23 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the modification of the optical signal relay device according to the second embodiment of the present invention controls the optical amplifier. 図24は、光受信器における受信レベルと受信感度との関係の一例を示す図である。FIG. 24 is a diagram illustrating an example of the relationship between the reception level and the reception sensitivity in the optical receiver. 図25は、経年変化の無い状態において光増幅器が受ける光信号のアイパターンの一例を示す図である。FIG. 25 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal received by the optical amplifier in a state where there is no secular change. 図26は、光増幅器が受ける経年変化した光信号のアイパターンの一例を示す図である。FIG. 26 is a diagram showing an example of an eye pattern of an optical signal that has changed over time received by the optical amplifier. 図27は、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置において、入力光信号の消光比が比較的小さい場合における光信号の時間平均出力レベルの設定例を示す図である。FIG. 27 is a diagram illustrating a setting example of the time average output level of the optical signal when the extinction ratio of the input optical signal is relatively small in the optical signal relay device according to the third embodiment of the present invention. 図28は、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置において、入力光信号の消光比が比較的大きい場合における光信号の時間平均出力レベルの設定例を示す図である。FIG. 28 is a diagram illustrating a setting example of the time average output level of the optical signal when the extinction ratio of the input optical signal is relatively large in the optical signal relay device according to the third embodiment of the present invention. 図29は、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。FIG. 29 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the optical signal repeater according to the third embodiment of the present invention controls the optical amplifier. 図30は、経年変化の無い状態において光増幅器が受ける光信号のアイパターンの一例を示す図である。FIG. 30 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal received by the optical amplifier in a state where there is no secular change. 図31は、光増幅器が受ける経年変化した光信号のアイパターンの一例を示す図である。FIG. 31 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal that has changed over time received by the optical amplifier. 図32は、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。FIG. 32 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the modification of the optical signal relay device according to the third embodiment of the present invention controls the optical amplifier.

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。   First, the contents of the embodiment of the present invention will be listed and described.

(1)本発明の実施の形態に係る光信号中継装置は、送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置であって、前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器と、前記光信号に関する測定を行なう測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて、前記光増幅器から出力される前記光信号の変調振幅が所定値になるように、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行なう制御部とを備える。   (1) An optical signal repeater according to an embodiment of the present invention receives and amplifies an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted, and transmits the amplified optical signal. An optical amplifier that receives and amplifies and outputs the optical signal; a measurement unit that performs measurement on the optical signal; and the light output from the optical amplifier based on a measurement result of the measurement unit And a control unit that performs drive control for adjusting the magnitude of the drive current or drive voltage supplied to the optical amplifier so that the modulation amplitude of the signal becomes a predetermined value.

このように、光信号中継装置では、光信号の時間平均出力レベルと比べて、光信号の変調振幅が光信号中継装置の特性を示す指標として適している点、および光受信器が受信する光信号の変調振幅が同じ場合、当該光信号の時間平均出力レベルが異なるときでも光受信器の受信感度は同じ値となる点に着目し、光信号の受信強度によらず、光増幅器から出力される光信号の変調振幅が所定値になるように光増幅器への駆動電流または駆動電圧を制御する。このような構成により、光信号の受信強度によらず、たとえば光増幅器の飽和領域においても、伝送品質の低下を防ぎ、光信号中継装置から光受信器までの通信限界距離を延ばすことができる。また、特許文献1に記載の技術のように光増幅器への入力光の強度を大幅に小さくする必要がなくなり、光増幅器の利得を上げることに伴う光増幅器における消費電力の増大を防ぐことができる。したがって、本発明の実施の形態に係る光信号中継装置では、受信した光信号を増幅して送信する光信号中継装置において、光通信システムの通信限界距離を延ばすとともに、消費電力を抑制することができる。   As described above, in the optical signal repeater, the modulation amplitude of the optical signal is suitable as an index indicating the characteristics of the optical signal repeater compared to the time average output level of the optical signal, and the light received by the optical receiver. When the signal modulation amplitude is the same, paying attention to the fact that the reception sensitivity of the optical receiver is the same value even when the time average output level of the optical signal is different, it is output from the optical amplifier regardless of the reception intensity of the optical signal. The drive current or drive voltage to the optical amplifier is controlled so that the modulation amplitude of the optical signal becomes a predetermined value. With such a configuration, it is possible to prevent a decrease in transmission quality and extend the communication limit distance from the optical signal repeater to the optical receiver, for example, even in the saturation region of the optical amplifier, regardless of the reception intensity of the optical signal. Further, unlike the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to significantly reduce the intensity of input light to the optical amplifier, and an increase in power consumption in the optical amplifier accompanying an increase in gain of the optical amplifier can be prevented. . Therefore, in the optical signal repeater according to the embodiment of the present invention, in the optical signal repeater that amplifies and transmits the received optical signal, the communication limit distance of the optical communication system is extended and the power consumption is suppressed. it can.

(2)本発明の実施の形態に係る光信号中継装置は、送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置であって、前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器と、前記光信号に関する測定を行なう測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて、前記光増幅器における前記光信号の変調振幅の利得が所定値になるように、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行なう制御部とを備える。   (2) An optical signal repeater according to an embodiment of the present invention receives and amplifies an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted, and transmits the amplified optical signal. An optical amplifier that receives, amplifies and outputs the optical signal; a measurement unit that performs measurement on the optical signal; and a modulation of the optical signal in the optical amplifier based on a measurement result of the measurement unit And a control unit that performs drive control to adjust the magnitude of the drive current or drive voltage supplied to the optical amplifier so that the amplitude gain becomes a predetermined value.

このように、光信号中継装置では、光信号の時間平均出力レベルと比べて、光信号の変調振幅が光信号中継装置の特性を示す指標として適している点、および光受信器が受信する光信号の変調振幅が同じ場合、当該光信号の時間平均出力レベルが異なるときでも光受信器の受信感度は同じ値となる点に着目し、光信号の受信強度によらず、光増幅器における光信号の変調振幅の利得が所定値になるように光増幅器への駆動電流または駆動電圧を制御する。このような構成により、光信号の受信強度によらず、たとえば光増幅器の飽和領域においても、伝送品質の低下を防ぎ、光信号中継装置から光受信器までの通信限界距離を延ばすことができる。また、特許文献1に記載の技術のように光増幅器への入力光の強度を大幅に小さくする必要がなくなり、光増幅器の利得を上げることに伴う光増幅器における消費電力の増大を防ぐことができる。したがって、本発明の実施の形態に係る光信号中継装置では、受信した光信号を増幅して送信する光信号中継装置において、光通信システムの通信限界距離を延ばすとともに、消費電力を抑制することができる。   As described above, in the optical signal repeater, the modulation amplitude of the optical signal is suitable as an index indicating the characteristics of the optical signal repeater compared to the time average output level of the optical signal, and the light received by the optical receiver. Paying attention to the fact that when the signal modulation amplitude is the same, even when the time average output level of the optical signal is different, the reception sensitivity of the optical receiver is the same value, and the optical signal in the optical amplifier is independent of the reception intensity of the optical signal. The drive current or drive voltage to the optical amplifier is controlled so that the gain of the modulation amplitude becomes a predetermined value. With such a configuration, it is possible to prevent a decrease in transmission quality and extend the communication limit distance from the optical signal repeater to the optical receiver, for example, even in the saturation region of the optical amplifier, regardless of the reception intensity of the optical signal. Further, unlike the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to significantly reduce the intensity of input light to the optical amplifier, and an increase in power consumption in the optical amplifier accompanying an increase in gain of the optical amplifier can be prevented. . Therefore, in the optical signal repeater according to the embodiment of the present invention, in the optical signal repeater that amplifies and transmits the received optical signal, the communication limit distance of the optical communication system is extended and the power consumption is suppressed. it can.

(3)本発明の実施の形態に係る光信号中継装置は、送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置であって、前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器と、前記光信号に関する測定を行なう測定部とを備え、前記測定部は、前記光増幅器が受ける前記光信号の消光比を取得し、前記光信号中継装置は、さらに、前記測定部によって取得された前記消光比に基づいて、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行なう制御部を備える。   (3) An optical signal repeater according to an embodiment of the present invention receives and amplifies an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted, and transmits the amplified optical signal. An optical amplifier that receives, amplifies, and outputs the optical signal; and a measuring unit that performs measurement on the optical signal, and the measuring unit determines an extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier. And the optical signal relay device further performs a drive control for adjusting a magnitude of a drive current or a drive voltage supplied to the optical amplifier based on the extinction ratio acquired by the measurement unit. Is provided.

このように、光送信器からの光信号の経年変化等による消光比の変化に着目して、光増幅器が受ける光信号の消光比を監視し、当該消光比に基づいて光増幅器への駆動電流または駆動電圧を制御する構成により、光信号の受信強度によらず、たとえば光増幅器の飽和領域においても、伝送品質の低下を防ぎ、光信号中継装置から光受信器までの通信限界距離を延ばすことができる。また、特許文献1に記載の技術のように光増幅器への入力光の強度を大幅に小さくする必要がなくなり、光増幅器の利得を上げることに伴う光増幅器における消費電力の増大を防ぐことができる。したがって、本発明の実施の形態に係る光信号中継装置では、受信した光信号を増幅して送信する光信号中継装置において、光通信システムの通信限界距離を延ばすとともに、消費電力を抑制することができる。   Thus, paying attention to the change in the extinction ratio due to the secular change of the optical signal from the optical transmitter, the extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier is monitored, and the drive current to the optical amplifier is based on the extinction ratio. Or, by controlling the driving voltage, the transmission quality is prevented from deteriorating and the communication limit distance from the optical signal repeater to the optical receiver is extended, for example, even in the saturation region of the optical amplifier, regardless of the reception intensity of the optical signal. Can do. Further, unlike the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to significantly reduce the intensity of input light to the optical amplifier, and an increase in power consumption in the optical amplifier accompanying an increase in gain of the optical amplifier can be prevented. . Therefore, in the optical signal repeater according to the embodiment of the present invention, in the optical signal repeater that amplifies and transmits the received optical signal, the communication limit distance of the optical communication system is extended and the power consumption is suppressed. it can.

(4)好ましくは、前記測定部は、前記光増幅器が出力する前記光信号のクロスポイントおよび前記光増幅器が受ける前記光信号のクロスポイントの少なくともいずれか一方を取得し、前記制御部は、前記測定部によって取得された前記クロスポイントに基づいて、前記駆動制御による調整内容を補正する。   (4) Preferably, the measurement unit acquires at least one of a cross point of the optical signal output by the optical amplifier and a cross point of the optical signal received by the optical amplifier, and the control unit Based on the cross point acquired by the measurement unit, the adjustment content by the drive control is corrected.

このように、光信号のクロスポイントを監視する構成により、たとえば、クロスポイントから光信号の波形の歪みを検知した場合、当該光信号の変調振幅を小さくすることができるため、通信品質の劣化を抑えることができる。   In this way, with the configuration for monitoring the cross point of the optical signal, for example, when distortion of the waveform of the optical signal is detected from the cross point, the modulation amplitude of the optical signal can be reduced, so that the communication quality is deteriorated. Can be suppressed.

(5)より好ましくは、前記測定部は、前記光信号のハイレベルおよび前記光信号のローレベルを測定するか、前記光信号のハイレベルもしくはローレベルと前記光信号の所定時間あたりの平均レベルとを測定するか、または、前記光信号のハイレベル、前記光信号のローレベル、および前記光信号の所定時間あたりの平均レベルを測定する。   (5) More preferably, the measurement unit measures the high level of the optical signal and the low level of the optical signal, or the high level or low level of the optical signal and the average level of the optical signal per predetermined time Or the high level of the optical signal, the low level of the optical signal, and the average level of the optical signal per predetermined time.

このような構成により、光信号のハイレベル、ローレベルおよび平均レベルから、光信号中継装置の変調振幅、クロスポイントおよび消光比等の各種特性を容易に取得することができる。   With such a configuration, various characteristics such as the modulation amplitude, cross point, and extinction ratio of the optical signal repeater can be easily obtained from the high level, low level, and average level of the optical signal.

(6)好ましくは、前記光信号中継装置は、さらに、前記光信号からクロックを抽出するリカバリ回路を備え、前記測定部は、前記リカバリ回路によって抽出された前記クロックを用いて前記測定を行なう。   (6) Preferably, the optical signal relay device further includes a recovery circuit that extracts a clock from the optical signal, and the measurement unit performs the measurement using the clock extracted by the recovery circuit.

このような構成により、光信号の変調速度が速い場合でも、光信号の各種測定値を取得するための十分な動作速度を得ることができる。   With such a configuration, even when the modulation speed of the optical signal is high, it is possible to obtain a sufficient operation speed for acquiring various measured values of the optical signal.

(7)好ましくは、前記制御部は、前記駆動制御を行なう前に、前記測定部の測定結果に基づいて、前記光増幅器から出力される前記光信号の所定時間あたりの平均レベルが所定値になるように、または前記光増幅器における前記平均レベルの利得が所定値になるように、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整するプレ駆動制御を行なう。   (7) Preferably, before performing the drive control, the control unit sets an average level per predetermined time of the optical signal output from the optical amplifier to a predetermined value based on a measurement result of the measurement unit. Thus, pre-drive control is performed to adjust the magnitude of the drive current or drive voltage supplied to the optical amplifier so that the average level gain in the optical amplifier becomes a predetermined value.

このような構成により、測定部において正確な測定結果が得られるまでに時間を要する場合でも、先に、ある程度の精度で光増幅器の時間平均出力レベルが所定値になるようにする制御を行い、光信号中継装置と光受信器との通信を早期に開始することができる。   With such a configuration, even when it takes time until an accurate measurement result is obtained in the measurement unit, first, control is performed so that the time average output level of the optical amplifier becomes a predetermined value with a certain degree of accuracy. Communication between the optical signal repeater and the optical receiver can be started early.

(8)好ましくは、前記測定部は、前記光増幅器が受ける前記光信号のクロスポイントまたは消光比を取得し、前記制御部は、前記測定部によって取得された前記クロスポイントまたは前記消光比に基づいて異常を検知する。   (8) Preferably, the measurement unit acquires a cross point or an extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier, and the control unit is based on the cross point or the extinction ratio acquired by the measurement unit. To detect abnormalities.

このように、光信号のクロスポイントまたは消光比を監視し、異常を検知する構成により、たとえば光送信器の保守交換を早期に行なうことができるため、光通信システムにおける予期しない通信障害を回避することができる。   In this way, by monitoring the cross point or extinction ratio of the optical signal and detecting an abnormality, for example, maintenance and replacement of the optical transmitter can be performed at an early stage, thereby avoiding an unexpected communication failure in the optical communication system. be able to.

(9)本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置を制御する通信制御方法であって、前記光信号中継装置は、前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器を備え、前記通信制御方法は、前記光信号に関する測定を行なうステップと、前記測定の結果に基づいて、前記光増幅器から出力される前記光信号の変調振幅が所定値になるように、前記光増幅器における前記光信号の変調振幅の利得が所定値になるように、または、前記測定によって得られた前記光増幅器が受ける前記光信号の消光比に基づいて、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行うステップとを含む。   (9) A communication control method according to an embodiment of the present invention receives and amplifies an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted, and transmits the amplified optical signal. A communication control method for controlling the optical signal, wherein the optical signal repeater includes an optical amplifier that receives, amplifies, and outputs the optical signal, and the communication control method performs a measurement on the optical signal; Based on the measurement result, so that the modulation amplitude of the optical signal output from the optical amplifier becomes a predetermined value, so that the gain of the modulation amplitude of the optical signal in the optical amplifier becomes a predetermined value, or Performing drive control for adjusting the magnitude of the drive current or drive voltage supplied to the optical amplifier based on the extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier obtained by the measurement.

このように、光信号の時間平均出力レベルと比べて、光信号の変調振幅が光信号中継装置の特性を示す指標として適している点、および光受信器が受信する光信号の変調振幅が同じ場合、当該光信号の時間平均出力レベルが異なるときでも光受信器の受信感度は同じ値となる点に着目し、光信号の受信強度によらず、光増幅器から出力される光信号の変調振幅または当該変調振幅の利得が所定値になるように光増幅器への駆動電流または駆動電圧を制御する。あるいは、光送信器からの光信号の経年変化等による消光比の変化に着目して、光増幅器が受ける光信号の消光比を監視し、当該消光比に基づいて光増幅器への駆動電流または駆動電圧を制御する。   Thus, compared with the time average output level of the optical signal, the modulation amplitude of the optical signal is suitable as an index indicating the characteristics of the optical signal repeater, and the modulation amplitude of the optical signal received by the optical receiver is the same. In this case, paying attention to the fact that the reception sensitivity of the optical receiver has the same value even when the time average output level of the optical signal is different, the modulation amplitude of the optical signal output from the optical amplifier is independent of the reception intensity of the optical signal. Alternatively, the drive current or drive voltage to the optical amplifier is controlled so that the gain of the modulation amplitude becomes a predetermined value. Alternatively, paying attention to the change in the extinction ratio due to the secular change of the optical signal from the optical transmitter, the extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier is monitored, and the drive current or drive to the optical amplifier is based on the extinction ratio Control the voltage.

これにより、光信号の受信強度によらず、たとえば光増幅器の飽和領域においても、伝送品質の低下を防ぎ、光信号中継装置から光受信器までの通信限界距離を延ばすことができる。また、特許文献1に記載の技術のように光増幅器への入力光の強度を大幅に小さくする必要がなくなり、光増幅器の利得を上げることに伴う光増幅器における消費電力の増大を防ぐことができる。したがって、本発明の実施の形態に係る通信制御方法では、受信した光信号を増幅して送信する光信号中継装置において、光通信システムの通信限界距離を延ばすとともに、消費電力を抑制することができる。   Accordingly, it is possible to prevent the transmission quality from being lowered and to extend the communication limit distance from the optical signal repeater to the optical receiver, for example, even in the saturation region of the optical amplifier, regardless of the reception intensity of the optical signal. Further, unlike the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to significantly reduce the intensity of input light to the optical amplifier, and an increase in power consumption in the optical amplifier accompanying an increase in gain of the optical amplifier can be prevented. . Therefore, in the communication control method according to the embodiment of the present invention, in the optical signal relay device that amplifies and transmits the received optical signal, the communication limit distance of the optical communication system can be extended and the power consumption can be suppressed. .

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated. Moreover, you may combine arbitrarily at least one part of embodiment described below.

<第1の実施の形態>
[構成および基本動作]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光通信システムの構成を示す図である。
<First Embodiment>
[Configuration and basic operation]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical communication system according to the first embodiment of the present invention.

図1を参照して、光通信システム301は、たとえばGE−PONであり、上位ネットワークに接続された局側装置201と、光信号中継装置101と、1または複数のONU202と、光カプラ211,212とを備える。なお、光通信システム301は、10G−EPONであってもよいし、他の種類の光通信システムであってもよい。   Referring to FIG. 1, an optical communication system 301 is, for example, a GE-PON, a station side device 201 connected to an upper network, an optical signal relay device 101, one or a plurality of ONUs 202, an optical coupler 211, 212. The optical communication system 301 may be a 10G-EPON, or another type of optical communication system.

局側装置201は、PONの上位側に位置する光終端装置であり、電話局および変電所等に設置され、複数のONU202と通信を行なう。また、ONU202は、PONの下位側に位置する光終端装置であり、加入者側の建物、および屋外の電柱上等に設置され、1つの局側装置201と通信を行なう。   The station-side device 201 is an optical termination device located on the upper side of the PON, and is installed in a telephone station, a substation, or the like, and communicates with a plurality of ONUs 202. The ONU 202 is an optical terminator located on the lower side of the PON. The ONU 202 is installed on a subscriber-side building, an outdoor utility pole, or the like, and communicates with one station-side device 201.

光通信システム301において、各ONU202は、光カプラ211から分岐された複数の光ファイバに接続されている。光カプラ211および光信号中継装置101は、1つの光ファイバを介して接続されている。光カプラ212および光信号中継装置101は、1つの光ファイバを介して接続されている。光カプラ212から分岐された光ファイバには、1または複数のONU202も接続されている。また、光カプラ212および局側装置201は、1つの光ファイバを介して接続されている。   In the optical communication system 301, each ONU 202 is connected to a plurality of optical fibers branched from the optical coupler 211. The optical coupler 211 and the optical signal relay device 101 are connected via one optical fiber. The optical coupler 212 and the optical signal relay device 101 are connected via one optical fiber. One or more ONUs 202 are also connected to the optical fiber branched from the optical coupler 212. The optical coupler 212 and the station side device 201 are connected via one optical fiber.

このように、光通信システム301では、複数の光カプラを用いる構成により、局側装置201または光信号中継装置101と任意の数のONU202とを接続することができる。   As described above, in the optical communication system 301, the station side apparatus 201 or the optical signal relay apparatus 101 and an arbitrary number of ONUs 202 can be connected by a configuration using a plurality of optical couplers.

各ONU202と局側装置201とは、光ファイバおよび光カプラを介して、また、ONU202の接続位置に応じて光信号中継装置101を介して接続され、互いに光信号を送受信する。光通信システム301では、各ONU202は、共通の通信回線すなわちPON回線を介して上り光信号を局側装置201へ送信し、また、各ONU202から局側装置201への光信号が時分割多重される。また、光通信システム301では、局側装置201から各ONU202へ連続的な光信号が送信される。   Each ONU 202 and the station-side device 201 are connected via an optical fiber and an optical coupler and via the optical signal relay device 101 according to the connection position of the ONU 202, and transmit / receive optical signals to / from each other. In the optical communication system 301, each ONU 202 transmits an upstream optical signal to the station apparatus 201 via a common communication line, that is, a PON line, and the optical signal from each ONU 202 to the station apparatus 201 is time-division multiplexed. The In the optical communication system 301, a continuous optical signal is transmitted from the station side device 201 to each ONU 202.

局側装置201は、自己とONU202との間に接続される光信号中継装置101を介してONU202との間で光信号を送受信可能である。   The station-side device 201 can transmit and receive optical signals to and from the ONU 202 via the optical signal relay device 101 connected between itself and the ONU 202.

光信号中継装置101は、局側装置201から送信された光信号のONU202への中継、およびONU202から送信された光信号の局側装置201への中継を行なう。   The optical signal relay device 101 relays the optical signal transmitted from the station side device 201 to the ONU 202 and relays the optical signal transmitted from the ONU 202 to the station side device 201.

以下、ONUから上位ネットワークへの方向を上り方向と称し、上位ネットワークからONUへの方向を下り方向と称する。   Hereinafter, the direction from the ONU to the upper network is referred to as an upstream direction, and the direction from the upper network to the ONU is referred to as a downstream direction.

図2は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置の構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the optical signal repeater according to the first embodiment of the present invention.

図2を参照して、光信号中継装置101は、電気/光変換器11と、下り信号中継部12と、光/電気変換器13と、上り信号再生部14とを備える。   With reference to FIG. 2, the optical signal relay device 101 includes an electrical / optical converter 11, a downstream signal relay unit 12, an optical / electrical converter 13, and an upstream signal regeneration unit 14.

光/電気変換器13は、ONU202から送信される上り光信号を受信して電気信号に変換し、上り信号再生部14へ出力する。   The optical / electrical converter 13 receives the upstream optical signal transmitted from the ONU 202, converts it into an electrical signal, and outputs the electrical signal to the upstream signal regeneration unit 14.

上り信号再生部14は、たとえば、光/電気変換器13から受けた電気信号からクロックを抽出し、抽出したクロックを用いて当該電気信号の波形整形を行なうとともに当該電気信号を電気/光変換器11へ出力する。   The upstream signal regeneration unit 14 extracts, for example, a clock from the electrical signal received from the optical / electrical converter 13, performs waveform shaping of the electrical signal using the extracted clock, and converts the electrical signal into the electrical / optical converter. 11 to output.

電気/光変換器11は、上り信号再生部14から受けた電気信号を上り光信号に変換して局側装置201へ送信する。   The electrical / optical converter 11 converts the electrical signal received from the upstream signal reproduction unit 14 into an upstream optical signal and transmits the upstream signal to the station apparatus 201.

下り信号中継部12は、局側装置201から送信される下り光信号を受信し、受信した下り光信号を増幅してONU202へ送信する。上り光信号および下り光信号は、送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する。また、上り光信号および下り光信号のデューティ比は、たとえば50%である。   The downlink signal relay unit 12 receives the downlink optical signal transmitted from the station side device 201, amplifies the received downlink optical signal, and transmits the amplified signal to the ONU 202. The upstream optical signal and downstream optical signal have levels according to the logical value of the data to be transmitted. The duty ratio of the upstream optical signal and downstream optical signal is, for example, 50%.

[課題]
前述のように、光送信器から光信号中継装置までの距離、および光信号中継装置から光受信器までの距離は、光通信システムの設置場所等により異なる場合が多い。このため、光信号中継装置は、様々な強度の光信号を受信することになる。
[Task]
As described above, the distance from the optical transmitter to the optical signal repeater and the distance from the optical signal repeater to the optical receiver often vary depending on the installation location of the optical communication system. For this reason, the optical signal repeater receives optical signals of various strengths.

図3は、光増幅器における入力光の強度と利得との関係の一例を示す図である。図3において、横軸は、光増幅器の時間平均入力レベルすなわち所定時間あたりの入力光の平均レベルを示し、単位は[dBm]である。縦軸は、光増幅器の利得を示し、単位は[dB]である。グラフG1〜G4は、光増幅器に供給される駆動電流がそれぞれ399mA、299mA、199mAおよび99mAの場合を示す。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the intensity and gain of input light in the optical amplifier. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the time average input level of the optical amplifier, that is, the average level of input light per predetermined time, and the unit is [dBm]. The vertical axis represents the gain of the optical amplifier, and its unit is [dB]. Graphs G1 to G4 show cases where the drive currents supplied to the optical amplifier are 399 mA, 299 mA, 199 mA, and 99 mA, respectively.

図3を参照して、光増幅器は、駆動電流が大きくなるにつれて利得が大きくなる特性を有する。   Referring to FIG. 3, the optical amplifier has a characteristic that the gain increases as the drive current increases.

また、光信号中継装置では、受信する光信号の強度が大きい場合、光増幅器の出力が飽和する。すなわち、光増幅器の利得が飽和する。ここでは、飽和領域とは、非飽和領域における利得から0.2dB以上利得が低下する時間平均入力レベルの領域であると定義する。この例では、光増幅器に供給される駆動電流が199mAの場合、概ね、時間平均入力レベルが−20dBm未満の領域が非飽和領域であり、−20dBm以上の領域が飽和領域である。   In the optical signal repeater, when the intensity of the received optical signal is high, the output of the optical amplifier is saturated. That is, the gain of the optical amplifier is saturated. Here, the saturated region is defined as a region having a time average input level in which the gain decreases by 0.2 dB or more from the gain in the non-saturated region. In this example, when the drive current supplied to the optical amplifier is 199 mA, a region where the time average input level is less than −20 dBm is a non-saturated region, and a region where −20 dBm or more is a saturated region.

光増幅器の出力が飽和すると、光信号の伝送品質が低下し、光通信システム、具体的には光信号中継装置から光受信器までの通信限界距離が小さくなってしまう。   When the output of the optical amplifier is saturated, the transmission quality of the optical signal is lowered, and the communication limit distance from the optical communication system, specifically, the optical signal repeater to the optical receiver is reduced.

たとえば特許文献1に記載の光増幅器を光信号中継装置に適用した場合、光増幅器の飽和を避けるために光増幅器への入力光の強度を小さくする、すなわち光増幅器の動作点を非飽和領域と飽和領域との境界近傍に設定する制御が行なわれる。   For example, when the optical amplifier described in Patent Document 1 is applied to an optical signal repeater, the intensity of input light to the optical amplifier is reduced in order to avoid saturation of the optical amplifier, that is, the operating point of the optical amplifier is set as a non-saturation region. Control is performed in the vicinity of the boundary with the saturation region.

しかしながら、図3に示すように、非飽和領域となる時間平均入力レベルは−20dBm未満と小さい。このため、所望の通信限界距離を得るために、光増幅器に供給する駆動電流を大きくして光増幅器の出力光の強度を大きくする必要が生じ、消費電力が増大してしまう。   However, as shown in FIG. 3, the time-average input level that becomes a non-saturated region is as small as −20 dBm. For this reason, in order to obtain a desired communication limit distance, it is necessary to increase the drive current supplied to the optical amplifier to increase the intensity of the output light of the optical amplifier, resulting in an increase in power consumption.

また、出力光が所望の強度となるような光増幅器の利得が得られない場合もある。たとえば、出力光の強度を±10dBm程度の範囲にしたい場合、一般的な光増幅器の特性を考慮すると、時間平均入力レベルを非飽和領域ではなく飽和領域に設定する必要がある。   Further, there may be a case where the gain of the optical amplifier such that the output light has a desired intensity cannot be obtained. For example, when the intensity of the output light is desired to be in a range of about ± 10 dBm, it is necessary to set the time average input level in the saturation region instead of the non-saturation region in consideration of the characteristics of a general optical amplifier.

また、特許文献1に記載の技術では、光増幅器への入力光の強度を調整するための部品等を追加する必要があり、製造コストが増加してしまう。   Moreover, in the technique described in Patent Document 1, it is necessary to add a part or the like for adjusting the intensity of input light to the optical amplifier, which increases the manufacturing cost.

ここで、光通信を利用したデジタル通信システムでは、たとえば、光のオンおよびオフの2通りでデジタル信号を伝送するOOK(オンオフキーイング)と呼ばれる変調方法が採用されている。   Here, in a digital communication system using optical communication, for example, a modulation method called OOK (on / off keying) that transmits a digital signal in two ways of on and off of light is employed.

このようなシステムにおける光送信器の特性の指標としては、たとえば、光のオンに対応する光出力のハイレベル、および光のオフに対応する光出力のローレベルを有する光信号のレベルの所定時間あたりの平均値である時間平均レベルが使用されている。また、たとえば、光出力のハイレベルおよび光出力のローレベルの比である消光比、たとえば光出力のハイレベルおよび光出力のローレベルの差である変調振幅、ならびに光出力のハイレベルの立ち上がり遷移時間および光出力のローレベルの立ち下がり遷移時間とデューティ比とから求められる波形品質を示すクロスポイントが使用されている。   As an index of the characteristics of the optical transmitter in such a system, for example, a predetermined time of the level of an optical signal having a high level of optical output corresponding to light on and a low level of optical output corresponding to light off A time average level is used, which is an average value around. Further, for example, an extinction ratio that is a ratio of the high level of the optical output to the low level of the optical output, for example, the modulation amplitude that is the difference between the high level of the optical output and the low level of the optical output, and the rising transition of the high level of the optical output A cross point indicating the waveform quality obtained from the time and the low level falling transition time of the optical output and the duty ratio is used.

また、光信号中継装置における光信号伝送に関する制御としては、たとえば、時間平均出力レベルを一定に制御するALC(オートレベルコントロール)、ならびに時間平均入力レベルおよび時間平均出力レベルの利得を一定に制御するAGC(オートゲインコントロール)が使用されている。   Further, as control related to optical signal transmission in the optical signal repeater, for example, ALC (auto level control) for controlling the time average output level to be constant, and gain for the time average input level and time average output level are controlled to be constant. AGC (Auto Gain Control) is used.

ここで、光の強度を変動させることにより光信号の振幅変調が行なわれる。光信号中継装置が受信する光信号の強度が大きくなるにつれて、当該光信号中継装置における光増幅器が飽和する。この飽和により、光増幅器において、光出力のローレベルの増幅率および光出力のハイレベルの増幅率が、入力光信号の強度、具体的には入力光信号のローレベルとハイレベルとの差によって異なる値となる。このため、光信号中継装置では、光信号の時間平均出力レベルを一定に制御しても、光送信器と異なり、変調振幅が一定とはならず、光信号中継装置から光受信器までの通信距離に差異が生じる。   Here, amplitude modulation of the optical signal is performed by changing the intensity of the light. As the intensity of the optical signal received by the optical signal repeater increases, the optical amplifier in the optical signal repeater becomes saturated. Due to this saturation, in the optical amplifier, the low level amplification factor of the optical output and the high level amplification factor of the optical output depend on the intensity of the input optical signal, specifically, the difference between the low level and the high level of the input optical signal. Different values. Therefore, in the optical signal repeater, even if the time average output level of the optical signal is controlled to be constant, unlike the optical transmitter, the modulation amplitude is not constant, and communication from the optical signal repeater to the optical receiver is performed. There is a difference in distance.

図4は、非飽和領域における光増幅器から出力される光信号のアイパターンの一例を示す図である。図5は、飽和領域における光増幅器から出力される光信号のアイパターンの一例を示す図である。図4および図5において、横軸は時間を示し、縦軸は光増幅器の光出力レベルを示す。W1は、非飽和領域におけるアイパターンを示し、W2は、飽和領域におけるアイパターンを示す。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal output from an optical amplifier in a non-saturated region. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal output from the optical amplifier in the saturation region. 4 and 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the optical output level of the optical amplifier. W1 indicates an eye pattern in the non-saturated region, and W2 indicates an eye pattern in the saturated region.

図4および図5を参照して、光信号中継装置の光信号の時間平均出力レベルを一定に制御しても、光増幅器が非飽和領域にあるか、または飽和領域にあるかにより、各種特性が変化するため、光信号中継装置から光受信器までの通信限界距離に差異が生じる。   Referring to FIGS. 4 and 5, even if the time average output level of the optical signal of the optical signal repeater is controlled to be constant, various characteristics are determined depending on whether the optical amplifier is in the non-saturation region or the saturation region. Therefore, a difference occurs in the communication limit distance from the optical signal repeater to the optical receiver.

具体的には、飽和領域におけるアイパターンW2は、非飽和領域におけるアイパターンW1と比べて波形に歪みが生じている。このため、光増幅器が飽和領域にある場合、光出力のハイレベルが小さくなる。すなわち、非飽和領域における光出力のハイレベルP1よりも飽和領域における光出力のハイレベルP1dの方が小さくなる。   Specifically, the waveform of the eye pattern W2 in the saturation region is distorted compared to the eye pattern W1 in the non-saturation region. For this reason, when the optical amplifier is in the saturation region, the high level of the optical output becomes small. That is, the light output high level P1d in the saturation region is smaller than the light output high level P1 in the non-saturation region.

より詳細には、非飽和領域と飽和領域とで、光出力のハイレベルP1および光出力のローレベルP0の比である消光比がP1/P0またはP1d/P0dと異なり、時間平均出力レベルが(P1−P0)/2または(P1d−P0d)/2と異なり、光出力のハイレベルおよび光出力のローレベルの差である変調振幅が(P1−P0)または(P1d−P0d)と異なり、クロスポイントがXpまたはXpdと異なる。   More specifically, in the non-saturated region and the saturated region, the extinction ratio, which is the ratio between the high level P1 of the optical output and the low level P0 of the optical output, is different from P1 / P0 or P1d / P0d, and the time average output level is ( Unlike (P1-P0) / 2 or (P1d-P0d) / 2, the modulation amplitude, which is the difference between the high level of the optical output and the low level of the optical output, is different from (P1-P0) or (P1d-P0d). The point is different from Xp or Xpd.

図6は、ASEの有無によるアイパターンの相違の一例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a difference in eye pattern depending on the presence or absence of ASE.

光増幅器の一例である半導体光増幅器(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)およびエルビウムドープファイバ増幅器(EDFA:Erbium Doped Fiber Amplifier)は、光信号を受けていない状態でも自然放出光(ASE:Amplified Spontaneous Emission)を発生する。   Semiconductor optical amplifiers (SOA) and erbium-doped fiber amplifiers (EDFA: Erbium Doped Fiber Amplifiers), which are examples of optical amplifiers, emit spontaneously emitted light (ASE: Amplified SpongeEstimated Emission) even in the absence of an optical signal. Occur.

図6において、縦軸は光増幅器の光出力レベルを示す。W11は、ASEの無い場合のアイパターンを示し、W12は、ASEの有る場合のアイパターンを示す。   In FIG. 6, the vertical axis indicates the optical output level of the optical amplifier. W11 shows an eye pattern when there is no ASE, and W12 shows an eye pattern when there is ASE.

図6を参照して、光信号の消光比は、ASEの有無により異なる。すなわち、P1/P0≠P1d/P0dである。一方、光信号の変調振幅は、ASEの有無に関わらず同じである。すなわち、(P1−P0)=(P1d−P0d)である。   Referring to FIG. 6, the extinction ratio of the optical signal varies depending on the presence or absence of ASE. That is, P1 / P0 ≠ P1d / P0d. On the other hand, the modulation amplitude of the optical signal is the same regardless of the presence or absence of ASE. That is, (P1-P0) = (P1d-P0d).

本願発明者らは、光信号の変調振幅がASEの有無により変化せず、光信号の時間平均出力レベルと比べて光信号中継装置の特性を示す指標として適している点に着目し、前述のような問題点を解決する方法を発見した。すなわち、本発明の実施の形態に係る光信号中継装置では、以下のような構成および動作により、前述のような問題点を解決する。   The inventors of the present application pay attention to the fact that the modulation amplitude of the optical signal does not change depending on the presence or absence of ASE, and is suitable as an index indicating the characteristics of the optical signal repeater compared with the time average output level of the optical signal. I found a way to solve these problems. That is, the optical signal repeater according to the embodiment of the present invention solves the above-described problems by the following configuration and operation.

図7は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置における下り信号中継部の構成を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a downlink signal relay unit in the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention.

図7を参照して、下り信号中継部12は、光増幅器21と、光カプラ22,23と、電流供給部24と、入力検知部25と、制御部26と、出力検知部27と、測定部28とを含む。   Referring to FIG. 7, downlink signal relay unit 12 includes optical amplifier 21, optical couplers 22, 23, current supply unit 24, input detection unit 25, control unit 26, output detection unit 27, and measurement. Part 28.

光カプラ22は、局側装置201から受信した下り光信号を分岐して光増幅器21および入力検知部25へ出力する。   The optical coupler 22 branches the downstream optical signal received from the station side device 201 and outputs the branched optical signal to the optical amplifier 21 and the input detection unit 25.

光増幅器21は、たとえば半導体光増幅器であり、光カプラ22から受けた下り光信号を増幅して光カプラ23へ出力する。光増幅器21の利得は、電流供給部24から供給される駆動電流に応じて変化する。具体的には、たとえば、大まかな特性の傾向として、駆動電流が大きくなると光増幅器21の利得が大きくなり、駆動電流が小さくなると光増幅器21の利得が小さくなる。   The optical amplifier 21 is a semiconductor optical amplifier, for example, and amplifies the downstream optical signal received from the optical coupler 22 and outputs it to the optical coupler 23. The gain of the optical amplifier 21 changes according to the drive current supplied from the current supply unit 24. Specifically, for example, as a general characteristic tendency, the gain of the optical amplifier 21 increases as the drive current increases, and the gain of the optical amplifier 21 decreases as the drive current decreases.

光カプラ23は、光増幅器21から受けた下り光信号を分岐してONU202および出力検知部27へ出力する。   The optical coupler 23 branches the downstream optical signal received from the optical amplifier 21 and outputs the branched optical signal to the ONU 202 and the output detection unit 27.

入力検知部25は、フォトダイオード等の受光素子31を含む。入力検知部25において、受光素子31は、光カプラ22から受けた下り光信号の強度に応じた大きさの電流、すなわち光増幅器21の入力光の強度に応じた大きさの電流を測定部28へ出力する。   The input detection unit 25 includes a light receiving element 31 such as a photodiode. In the input detection unit 25, the light receiving element 31 generates a current having a magnitude corresponding to the intensity of the downstream optical signal received from the optical coupler 22, that is, a current having a magnitude corresponding to the intensity of the input light of the optical amplifier 21. Output to.

出力検知部27は、フォトダイオード等の受光素子32を含む。出力検知部27において、受光素子32は、光カプラ23から受けた下り光信号の強度に応じた大きさの電流、すなわち光増幅器21の出力光の強度に応じた大きさの電流を測定部28へ出力する。   The output detection unit 27 includes a light receiving element 32 such as a photodiode. In the output detection unit 27, the light receiving element 32 generates a current having a magnitude corresponding to the intensity of the downstream optical signal received from the optical coupler 23, that is, a current having a magnitude corresponding to the intensity of the output light from the optical amplifier 21. Output to.

測定部28は、たとえば、図示しない電流電圧変換回路およびA/Dコンバータを2組含む。1組目の電流電圧変換回路は、入力検知部25から受けた受光素子31の出力電流を電圧に変換して出力する。A/Dコンバータは、電流電圧変換回路から受けた電圧のレベルを示すデジタル信号を生成する。また、2組目の電流電圧変換回路は、出力検知部27から受けた受光素子32の出力電流を電圧に変換して出力する。A/Dコンバータは、電流電圧変換回路から受けた電圧のレベルを示すデジタル信号を生成する。   Measurement unit 28 includes, for example, two sets of a current-voltage conversion circuit and an A / D converter (not shown). The first set of current / voltage conversion circuits converts the output current of the light receiving element 31 received from the input detection unit 25 into a voltage and outputs the voltage. The A / D converter generates a digital signal indicating the level of the voltage received from the current-voltage conversion circuit. The second set of current / voltage conversion circuits converts the output current of the light receiving element 32 received from the output detection unit 27 into a voltage and outputs the voltage. The A / D converter generates a digital signal indicating the level of the voltage received from the current-voltage conversion circuit.

測定部28は、たとえば、1組目のA/Dコンバータによって生成されたデジタル信号および2組目のA/Dコンバータによって生成されたデジタル信号の少なくともいずれか一方に基づいて下り光信号に関する測定を行い、測定結果を示す測定情報を制御部26へ出力する。   For example, the measurement unit 28 performs a measurement on the downstream optical signal based on at least one of the digital signal generated by the first set of A / D converters and the digital signal generated by the second set of A / D converters. The measurement information indicating the measurement result is output to the control unit 26.

制御部26は、測定部28から受けた測定情報に基づいて駆動電流の大きさを決定し、決定した駆動電流の大きさを示す制御信号を電流供給部24へ出力する。   The control unit 26 determines the magnitude of the drive current based on the measurement information received from the measurement unit 28 and outputs a control signal indicating the determined magnitude of the drive current to the current supply unit 24.

電流供給部24は、駆動電流を光増幅器21に供給し、制御部26から受けた制御信号に従って、光増幅器21に供給する駆動電流の大きさを変更する。   The current supply unit 24 supplies the drive current to the optical amplifier 21 and changes the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21 according to the control signal received from the control unit 26.

なお、光信号中継装置101は、光増幅器21として、半導体光増幅器の代わりに、エルビウムドープファイバ増幅器およびラマン増幅等の光ファイバアンプを備える構成であってもよい。   The optical signal repeater 101 may be configured to include, as the optical amplifier 21, an optical fiber amplifier such as an erbium-doped fiber amplifier and Raman amplification instead of the semiconductor optical amplifier.

この場合、光カプラ22および光カプラ23間に増幅用ファイバが接続され、増幅用ファイバの前段で光信号の伝送路にレーザダイオードを用いてポンプ光が注入され、増幅用ファイバの後段で光信号の伝送路からポンプ光が分離される。このレーザダイオードの駆動電流値を変更することにより、ポンプ光の強度が変化し、光ファイバアンプの利得が制御される。   In this case, an amplifying fiber is connected between the optical coupler 22 and the optical coupler 23, pump light is injected into the optical signal transmission path before the amplifying fiber using a laser diode, and an optical signal is transmitted after the amplifying fiber. The pump light is separated from the transmission line. By changing the drive current value of the laser diode, the intensity of the pump light changes and the gain of the optical fiber amplifier is controlled.

図8は、光受信器における受信レベルと受信感度との関係の一例を示す図である。図8において、横軸は光受信器の時間平均入力レベルすなわち所定時間あたりの光信号の受信レベルの平均を示し、縦軸は受信感度に相当するBER(Bit Error Ratio)を示す。グラフG11〜G13は、光信号の変調振幅がそれぞれ+5.5dBm、+6.0dBmおよび+6.8dBmの場合を示す。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the relationship between the reception level and the reception sensitivity in the optical receiver. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the time average input level of the optical receiver, that is, the average of the reception level of the optical signal per predetermined time, and the vertical axis indicates the BER (Bit Error Ratio) corresponding to the reception sensitivity. Graphs G11 to G13 show cases where the modulation amplitudes of the optical signals are +5.5 dBm, +6.0 dBm, and +6.8 dBm, respectively.

図8を参照して、時間平均入力レベルに対する光受信器の受信感度すなわちBERは、光信号の変調振幅の大小に応じて変動する。すなわち、光受信器における光信号の時間平均入力レベルが同じでも、光信号の変調振幅が異なる場合、光受信器の受信感度は異なる値となる。具体的には、光信号の変調振幅が小さくなると、光受信器の受信感度は劣化する。   Referring to FIG. 8, the reception sensitivity of the optical receiver, that is, the BER with respect to the time average input level varies depending on the modulation amplitude of the optical signal. That is, even if the time average input level of the optical signal in the optical receiver is the same, if the modulation amplitude of the optical signal is different, the reception sensitivity of the optical receiver has a different value. Specifically, when the modulation amplitude of the optical signal decreases, the reception sensitivity of the optical receiver deteriorates.

図9は、光受信器における変調振幅と受信感度との関係の一例を示す図である。図9において、横軸は光受信器の受信する光信号の変調振幅を示し、縦軸は受信感度に相当するBERを示す。グラフG21〜G23は、光信号の時間平均出力レベルがそれぞれ+6.0dBm、+6.5dBmおよび+7.0dBmの場合を示す。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the relationship between the modulation amplitude and the reception sensitivity in the optical receiver. In FIG. 9, the horizontal axis represents the modulation amplitude of the optical signal received by the optical receiver, and the vertical axis represents the BER corresponding to the reception sensitivity. Graphs G21 to G23 show cases where the time average output levels of the optical signals are +6.0 dBm, +6.5 dBm, and +7.0 dBm, respectively.

図9を参照して、光信号の変調振幅に対する光受信器の受信感度すなわちBERは、光信号の時間平均出力レベルの大小に関わらず一定である。すなわち、光信号の時間平均出力レベルが異なっても、光受信器が受信する光信号の変調振幅が同じ場合、光受信器の受信感度は同じ値となる。   Referring to FIG. 9, the reception sensitivity of the optical receiver, that is, the BER with respect to the modulation amplitude of the optical signal is constant regardless of the time average output level of the optical signal. That is, even if the time average output level of the optical signal is different, the reception sensitivity of the optical receiver has the same value when the modulation amplitude of the optical signal received by the optical receiver is the same.

本願発明者らは、前述のように光信号の変調振幅がASEの有無により変化せず、光信号の時間平均出力レベルと比べて光信号中継装置の特性を示す指標として適している点に加えて、光受信器が受信する光信号の変調振幅が同じ場合、当該光信号の時間平均出力レベルが異なるときでも光受信器の受信感度は同じ値となる点に着目し、前述のような問題点を解決する方法を発見した。すなわち、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置では、光受信器へ送信される光信号の変調振幅が所定値になるように当該光信号の出力レベルを制御する、具体的には光増幅器への駆動電流を制御する。   In addition to the fact that the modulation amplitude of the optical signal does not change depending on the presence or absence of ASE as described above, the inventors of the present application are suitable as an index indicating the characteristics of the optical signal repeater compared to the time average output level of the optical signal. Therefore, when the modulation amplitude of the optical signal received by the optical receiver is the same, even when the time average output level of the optical signal is different, the reception sensitivity of the optical receiver is the same value. I found a way to solve the problem. That is, in the optical signal repeater according to the first embodiment of the present invention, the output level of the optical signal is controlled so that the modulation amplitude of the optical signal transmitted to the optical receiver becomes a predetermined value. In this case, the drive current to the optical amplifier is controlled.

すなわち、制御部26は、測定部28の測定結果に基づいて、光増幅器21から出力される光信号の変調振幅が所定値になるように、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整する駆動制御を行なう。   That is, the control unit 26 sets the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21 based on the measurement result of the measurement unit 28 so that the modulation amplitude of the optical signal output from the optical amplifier 21 becomes a predetermined value. The drive control to be adjusted is performed.

より詳細には、測定部28は、出力検知部27から受けた受光素子32の出力電流から、光増幅器21から出力される光信号のハイレベルおよびローレベルを取得し、当該光信号のハイレベルおよびローレベルの差を光増幅器21から出力される光信号の変調振幅として算出する。なお、測定部28は、出力検知部27から受けた受光素子32の出力電流から、光増幅器21から出力される光信号のハイレベルおよび時間平均出力レベルを取得し、当該光信号のハイレベルおよび時間平均出力レベルから当該光信号の変調振幅を算出してもよい。また、測定部28は、出力検知部27から受けた受光素子32の出力電流から、光増幅器21から出力される光信号のローレベルおよび時間平均出力レベルを取得し、当該光信号のローレベルおよび時間平均出力レベルから当該光信号の変調振幅を算出してもよい。   More specifically, the measurement unit 28 obtains the high level and low level of the optical signal output from the optical amplifier 21 from the output current of the light receiving element 32 received from the output detection unit 27, and the high level of the optical signal. The low level difference is calculated as the modulation amplitude of the optical signal output from the optical amplifier 21. The measurement unit 28 acquires the high level and time average output level of the optical signal output from the optical amplifier 21 from the output current of the light receiving element 32 received from the output detection unit 27, and the high level of the optical signal and The modulation amplitude of the optical signal may be calculated from the time average output level. In addition, the measurement unit 28 acquires the low level and the time average output level of the optical signal output from the optical amplifier 21 from the output current of the light receiving element 32 received from the output detection unit 27, and the low level of the optical signal and The modulation amplitude of the optical signal may be calculated from the time average output level.

具体的には、測定部28は、たとえば、受光素子32の出力電流のハイレベルおよびローレベルのピークホールド値をそれぞれ算出するか、または受光素子32の出力電流のハイレベルおよびローレベルの平均値を算出することにより、光信号のハイレベルおよびローレベルを取得する。   Specifically, the measuring unit 28 calculates, for example, high level and low level peak hold values of the output current of the light receiving element 32 or average values of high level and low level of the output current of the light receiving element 32, respectively. To obtain the high level and low level of the optical signal.

図10は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置における光信号の変調振幅の設定例を示す図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating a setting example of the modulation amplitude of the optical signal in the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention.

図10を参照して、ここでは、光受信器の受信する光信号の変調振幅が−28.5dBm以上の場合に光受信器の受信感度が良好となる、具体的には光受信器におけるBERが10E−12すなわち10のマイナス12乗未満になるとする。   Referring to FIG. 10, here, when the modulation amplitude of the optical signal received by the optical receiver is −28.5 dBm or more, the receiving sensitivity of the optical receiver is good. Specifically, the BER in the optical receiver is Is 10E-12, that is, less than 10 to the negative twelfth power.

光信号中継装置101から光受信器までの距離の上限が10kmの場合において光信号が最大で25dB減衰する場合、光信号中継装置101から送信する光信号の変調振幅は−3.5dBm以上に設定する。また、光信号中継装置101から光受信器までの距離の上限が20kmの場合において光信号が最大で30dB減衰する場合、光信号中継装置101から送信する光信号の変調振幅は+2.5dBm以上に設定する。また、光信号中継装置101から光受信器までの距離の上限が30kmの場合において光信号が最大で35dB減衰する場合、光信号中継装置101から送信する光信号の変調振幅は+7.5dBm以上に設定する。   When the upper limit of the distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is 10 km and the optical signal is attenuated by 25 dB at the maximum, the modulation amplitude of the optical signal transmitted from the optical signal repeater 101 is set to −3.5 dBm or more. To do. When the upper limit of the distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is 20 km and the optical signal is attenuated by 30 dB at the maximum, the modulation amplitude of the optical signal transmitted from the optical signal repeater 101 is +2.5 dBm or more. Set. Further, when the upper limit of the distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is 30 km, when the optical signal is attenuated by 35 dB at the maximum, the modulation amplitude of the optical signal transmitted from the optical signal repeater 101 is +7.5 dBm or more. Set.

[動作]
次に、本発明の第1の実施の形態に係る光通信システムにおける光信号中継装置の動作について説明する。
[Operation]
Next, the operation of the optical signal repeater in the optical communication system according to the first embodiment of the present invention will be described.

光通信システム301における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるCPU等の演算処理部は、以下のフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。   Each device in the optical communication system 301 includes a computer, and an arithmetic processing unit such as a CPU in the computer reads and executes a program including a part or all of each step of the following flowchart from a memory (not shown). Each of the programs of the plurality of apparatuses can be installed from the outside. The programs of the plurality of apparatuses are distributed while being stored in a recording medium.

図11は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the optical signal repeater according to the first embodiment of the present invention controls the optical amplifier.

図11を参照して、まず、光信号中継装置101は、モニタ用受光素子、ここでは受光素子32の出力電流を測定する(ステップS1)。   Referring to FIG. 11, first, optical signal relay apparatus 101 measures the output current of light receiving element for monitoring, here light receiving element 32 (step S1).

次に、光信号中継装置101は、測定結果に基づいて、出力光信号、すなわち光増幅器21から出力される光信号の変調振幅を算出する(ステップS2)。   Next, the optical signal repeater 101 calculates the modulation amplitude of the output optical signal, that is, the optical signal output from the optical amplifier 21, based on the measurement result (step S2).

次に、光信号中継装置101は、算出した変調振幅が所定の閾値Th1未満である場合(ステップS3でYES)、光増幅器21に供給する駆動電流を大きくすることにより、出力光信号の変調振幅を大きくする駆動制御を行なう(ステップS4)。   Next, when the calculated modulation amplitude is less than the predetermined threshold Th1 (YES in step S3), the optical signal repeater 101 increases the drive current supplied to the optical amplifier 21 to increase the modulation amplitude of the output optical signal. Drive control is performed to increase the value (step S4).

一方、光信号中継装置101は、算出した変調振幅が所定の閾値Th1以上である場合(ステップS3でNO)、光増幅器21に供給する駆動電流を小さくすることにより、出力光信号の変調振幅を小さくする駆動制御を行なう(ステップS5)。   On the other hand, when the calculated modulation amplitude is greater than or equal to the predetermined threshold Th1 (NO in step S3), the optical signal repeater 101 reduces the modulation amplitude of the output optical signal by reducing the drive current supplied to the optical amplifier 21. Drive control is performed to make it smaller (step S5).

光信号中継装置101は、受光素子32の出力電流の測定を定期的または不定期に継続して行なう(ステップS1)。   The optical signal relay device 101 continuously or irregularly measures the output current of the light receiving element 32 (step S1).

[変形例1]
光信号の変調速度が遅い場合には、測定部28による受光素子32の出力電流の取得速度すなわち光信号のハイレベルおよびローレベルの取得速度を、たとえば測定部28の一部または全部を実現するMPU(Micro Processing Unit)の動作速度と同等の速度とすることにより、光信号のレベルの変化に追随することができる。
[Modification 1]
When the modulation speed of the optical signal is low, the acquisition speed of the output current of the light receiving element 32 by the measurement unit 28, that is, the acquisition speed of the high level and low level of the optical signal, for example, part or all of the measurement unit 28 is realized. By making the speed equal to the operation speed of MPU (Micro Processing Unit), it is possible to follow the change in the level of the optical signal.

一方、光信号の変調速度が速い場合には、上記取得速度を上記動作速度よりも十分に大きくする必要がある。   On the other hand, when the modulation speed of the optical signal is high, it is necessary to make the acquisition speed sufficiently higher than the operation speed.

図12は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例における下り信号中継部の構成を示す図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a downlink signal relay unit in a modification of the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention.

図12を参照して、下り信号中継部12は、図7に示す下り信号中継部12と比べて、さらに、CDR(クロック/データ リカバリ回路:Clock and Data Recovery)29を含む。   Referring to FIG. 12, downlink signal relay unit 12 further includes a CDR (clock / data recovery circuit: Clock and Data Recovery) 29 compared to downlink signal relay unit 12 shown in FIG. 7.

CDR29は、出力検知部27から受けた受光素子32の出力電流から光信号に含まれるデータおよびクロックを抽出し、抽出したデータおよびクロックを測定部28へ出力する。   The CDR 29 extracts the data and clock included in the optical signal from the output current of the light receiving element 32 received from the output detection unit 27, and outputs the extracted data and clock to the measurement unit 28.

測定部28は、CDR29によって抽出されたクロックを用いて光信号に関する測定を行なう。   The measurement unit 28 performs measurement on the optical signal using the clock extracted by the CDR 29.

より詳細には、測定部28は、A/Dコンバータを含む。このA/Dコンバータは、CDR29から受けたデータを、CDR29から受けたクロックをトリガに用いてサンプルホールドする。測定部28は、サンプルホールドされたデータから光信号のハイレベルおよびローレベルを取得する。なお、測定部28は、CDR29から受けたクロックの位相調整を行なう回路を含み、位相調整後のクロックをトリガに用いて、光信号のハイレベルおよびローレベルを取得してもよい。   More specifically, the measurement unit 28 includes an A / D converter. This A / D converter samples and holds the data received from the CDR 29 using the clock received from the CDR 29 as a trigger. The measurement unit 28 acquires the high level and low level of the optical signal from the sampled and held data. Note that the measurement unit 28 may include a circuit that adjusts the phase of the clock received from the CDR 29, and may acquire the high level and low level of the optical signal using the clock after the phase adjustment as a trigger.

ここで、上記のような測定部28におけるクロックの位相調整に時間を要する場合、まず、ある程度の精度で光増幅器21からの光信号の時間平均出力レベルが所定値になるようにする制御を行い、そして、正確な光信号のハイレベルおよびローレベルが得られるような位相調整がなされた後、光信号の変調振幅が所定値になるようにする制御を行なう。これにより、上記位相調整の完了を待たずに光信号中継装置101と光受信器との通信を早期に開始することができる。   Here, when it takes time to adjust the clock phase in the measurement unit 28 as described above, first, control is performed so that the time average output level of the optical signal from the optical amplifier 21 becomes a predetermined value with a certain degree of accuracy. Then, after phase adjustment is performed so that accurate high and low levels of the optical signal are obtained, control is performed so that the modulation amplitude of the optical signal becomes a predetermined value. As a result, communication between the optical signal repeater 101 and the optical receiver can be started early without waiting for completion of the phase adjustment.

図13は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。   FIG. 13 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the modification of the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention controls the optical amplifier.

制御部26は、駆動制御を行なう前に、測定部28の測定結果に基づいて、光増幅器21から出力される光信号の所定時間あたりの平均レベルが所定値になるように、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整するプレ駆動制御を行なう。測定部28は、プレ駆動制御が行なわれている状態において光信号に関する測定を行なう。   Before performing the drive control, the control unit 26 controls the optical amplifier 21 so that the average level per predetermined time of the optical signal output from the optical amplifier 21 becomes a predetermined value based on the measurement result of the measurement unit 28. Pre-drive control is performed to adjust the magnitude of the supplied drive current. The measurement unit 28 performs measurement on the optical signal in a state where the pre-drive control is performed.

具体的には、図13を参照して、まず、光信号中継装置101は、光増幅器21から出力される光信号の時間平均出力レベルが所定値になるようにするプレ駆動制御を所定タイミングにおいて開始する。これにより、光信号中継装置101を介した局側装置201およびONU202間の通信が開始される(ステップS11)。   Specifically, referring to FIG. 13, first, the optical signal repeater 101 performs pre-drive control at a predetermined timing so that the time average output level of the optical signal output from the optical amplifier 21 becomes a predetermined value. Start. Thereby, communication between the station-side apparatus 201 and the ONU 202 via the optical signal relay apparatus 101 is started (step S11).

次に、光信号中継装置101は、上記所定タイミングから所定時間が経過するまで(ステップS12でNO)プレ駆動制御を継続する。プレ駆動制御が行なわれている間に、測定部28におけるクロックの位相調整が完了する。   Next, the optical signal relay apparatus 101 continues the pre-drive control until a predetermined time has elapsed from the predetermined timing (NO in step S12). While the pre-drive control is being performed, the clock phase adjustment in the measurement unit 28 is completed.

次に、光信号中継装置101は、上記所定タイミングから所定時間が経過すると(ステップS12でYES)、受光素子32の出力電流の測定(ステップS13)、光増幅器21から出力される光信号の変調振幅の算出(ステップS14)、および光増幅器21に供給する駆動電流の調整を開始する(ステップS15〜S17)。   Next, when a predetermined time has elapsed from the predetermined timing (YES in step S12), the optical signal repeater 101 measures the output current of the light receiving element 32 (step S13), and modulates the optical signal output from the optical amplifier 21. Calculation of the amplitude (step S14) and adjustment of the drive current supplied to the optical amplifier 21 are started (steps S15 to S17).

ステップS13〜S17の動作は、図11に示すステップS1〜S5の動作と同様である。   The operations in steps S13 to S17 are the same as the operations in steps S1 to S5 shown in FIG.

[変形例2]
光信号のクロスポイントは、光信号の波形品質を示す指標である。
[Modification 2]
The cross point of the optical signal is an index indicating the waveform quality of the optical signal.

光出力のハイレベルを100%とし、光出力のローレベルを0%とすると、クロスポイントが50%からずれている場合、光増幅器における飽和の度合いが大きいことを示している。   When the high level of the optical output is 100% and the low level of the optical output is 0%, the degree of saturation in the optical amplifier is large when the cross point is deviated from 50%.

図14は、非飽和領域における光増幅器から出力される光信号のアイパターンの一例を示す図である。図の見方は図4と同様である。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal output from an optical amplifier in a non-saturated region. The way of viewing the figure is the same as in FIG.

図14を参照して、光増幅器が非飽和領域にある場合、光出力のハイレベルP1を100%とし、光出力のローレベルP0を0%とすると、クロスポイントXpは50%となる。また、時間平均出力レベルの実測値と変調振幅の中間点の計算値(P1−P0)/2とが同等の値となる。   Referring to FIG. 14, when the optical amplifier is in a non-saturated region, the cross point Xp is 50% when the high level P1 of the optical output is 100% and the low level P0 of the optical output is 0%. Further, the actually measured value of the time average output level and the calculated value (P1−P0) / 2 at the midpoint of the modulation amplitude are equivalent values.

図15は、非飽和領域における光増幅器から出力される光信号のアイパターンの一例を示す図である。図の見方は図5と同様である。   FIG. 15 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal output from an optical amplifier in a non-saturated region. The way of viewing the figure is the same as in FIG.

図15を参照して、光増幅器が飽和領域にある場合、光出力のハイレベルが小さくなる。具体的には、非飽和領域における光出力のハイレベルP1よりも飽和領域における光出力のハイレベルP1dの方が小さくなる。   Referring to FIG. 15, when the optical amplifier is in the saturation region, the high level of the optical output becomes small. Specifically, the light output high level P1d in the saturation region is smaller than the light output high level P1 in the non-saturation region.

時間平均出力レベルは、光出力のハイレベルおよび光出力のローレベルの時間積分値となるため、光出力のハイレベルP1dを100%とし、光出力のローレベルP0dを0%とすると、クロスポイントは50%とはならない。また、時間平均出力レベルの実測値と変調振幅の中間点の計算値(P1d−P0d)/2とが異なる値となる。   The time average output level is a time integral value of the high level of the optical output and the low level of the optical output. Therefore, when the high level P1d of the optical output is 100% and the low level P0d of the optical output is 0%, the cross point Will not be 50%. Further, the actually measured value of the time average output level and the calculated value (P1d−P0d) / 2 at the midpoint of the modulation amplitude are different values.

また、光増幅器における飽和の度合いが大きい場合、アイパターンの波形が歪んでクロスポイントが大きくなる。   Further, when the degree of saturation in the optical amplifier is large, the waveform of the eye pattern is distorted and the cross point becomes large.

本願発明者らは、図14および図15に示すように、クロスポイントが、光信号中継装置の特性を示す指標として適している点に着目し、光通信システムの通信をさらに良好にする方法を発見した。   As shown in FIGS. 14 and 15, the inventors of the present application pay attention to the point that the cross point is suitable as an index indicating the characteristics of the optical signal repeater, and a method for further improving the communication of the optical communication system. discovered.

すなわち、光信号中継装置101において、測定部28は、光増幅器21が出力する光信号のクロスポイントを取得する。たとえば、測定部28は、光増幅器21が出力する光信号のハイレベルすなわち光出力のハイレベル、当該光信号のローレベルすなわち光出力のローレベル、および当該光信号の所定時間あたりの平均レベルを測定し、この測定結果を用いてクロスポイントを算出する。   That is, in the optical signal relay device 101, the measurement unit 28 acquires the cross point of the optical signal output from the optical amplifier 21. For example, the measurement unit 28 determines the high level of the optical signal output from the optical amplifier 21, that is, the high level of the optical output, the low level of the optical signal, that is, the low level of the optical output, and the average level of the optical signal per predetermined time. Measure and use this measurement result to calculate the crosspoint.

制御部26は、測定部28によって取得されたクロスポイントに基づいて、駆動制御による調整内容を補正する。   The control unit 26 corrects the adjustment content by the drive control based on the cross point acquired by the measurement unit 28.

図16は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例における光信号の変調振幅の設定例を示す図である。   FIG. 16 is a diagram illustrating a setting example of the modulation amplitude of the optical signal in the modification of the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention.

クロスポイントがたとえば70%以上となるアイパターンの光信号を光受信器が受信する場合、光受信器の受信感度のペナルティが増加する、具体的には、光受信器における光信号の受信品質が劣化して、たとえば図9に示すグラフが変調振幅の大きい側へ横軸と平行にシフトする。すなわち、同じ変調振幅のときに得られるBERが大きくなってしまう。   When the optical receiver receives an optical signal with an eye pattern having a cross point of 70% or more, for example, the penalty of the optical receiver's reception sensitivity increases. Specifically, the reception quality of the optical signal at the optical receiver is increased. Deteriorating, for example, the graph shown in FIG. That is, the BER obtained with the same modulation amplitude is increased.

このため、クロスポイントが70%以上となった場合に、出力光信号の変調振幅を小さくすることにより、クロスポイントを70%未満として出力光信号の波形の歪みを抑え、光受信器の受信感度ペナルティを抑制する。これにより、通信品質の劣化を抑えることができる。   For this reason, when the cross point becomes 70% or more, the modulation amplitude of the output optical signal is reduced to reduce the cross point to less than 70%, thereby suppressing the distortion of the waveform of the output optical signal, and the reception sensitivity of the optical receiver. Suppress the penalty. Thereby, degradation of communication quality can be suppressed.

具体的には、図16を参照して、制御部26は、たとえば、光受信器の受信感度ペナルティがある程度劣化するクロスポイントの境界値たとえば70%をクロスポイントの閾値Th2とする。   Specifically, referring to FIG. 16, control unit 26 sets, for example, a cross-point threshold value Th <b> 2 at a cross-point boundary value at which the reception sensitivity penalty of the optical receiver deteriorates to some extent.

制御部26は、光増幅器21から出力される光信号のクロスポイントが閾値Th2すなわち70%以上である場合には、光受信器の受信感度のペナルティが0.5dBより増加することから、クロスポイントが70%よりも小さくなるように光信号の変調振幅を小さくする。   When the cross point of the optical signal output from the optical amplifier 21 is the threshold Th2, that is, 70% or more, the control unit 26 increases the reception sensitivity penalty of the optical receiver from 0.5 dB. The modulation amplitude of the optical signal is reduced so that is smaller than 70%.

一方、制御部26は、光増幅器21から出力される光信号のクロスポイントが閾値Th2すなわち70%未満である場合には、光受信器の受信感度のペナルティの増加は0.5dB以内にとどまることから、光信号の変調振幅を維持する。なお、制御部26は、クロスポイントが閾値Th2未満である場合、70%を上限として、クロスポイントが大きくなるように光信号の変調振幅を大きくしてもよい。   On the other hand, when the cross point of the optical signal output from the optical amplifier 21 is less than the threshold Th2, that is, less than 70%, the control unit 26 increases the reception sensitivity penalty of the optical receiver within 0.5 dB. From this, the modulation amplitude of the optical signal is maintained. In addition, when the cross point is less than the threshold Th2, the control unit 26 may increase the modulation amplitude of the optical signal so that the cross point becomes large with 70% being the upper limit.

図17は、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。   FIG. 17 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the modification of the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention controls the optical amplifier.

図17を参照して、ステップS21〜S25の動作は、図11に示すステップS1〜S5の動作と同様である。   Referring to FIG. 17, the operations in steps S21 to S25 are the same as the operations in steps S1 to S5 shown in FIG.

次に、光信号中継装置101は、受光素子32の出力電流の測定結果に基づいて、出力光信号、すなわち光増幅器21から出力される光信号のクロスポイントを算出する。具体的には、光信号中継装置101は、当該光信号のハイレベルおよびローレベル、ならびに時間平均出力レベルを取得し、変調振幅の中間点を50%のクロスポイントとして、時間平均出力レベルと変調振幅の中間点との差に基づいてクロスポイントを算出する(ステップS26)。   Next, the optical signal relay device 101 calculates the cross point of the output optical signal, that is, the optical signal output from the optical amplifier 21 based on the measurement result of the output current of the light receiving element 32. Specifically, the optical signal repeater 101 acquires the high level and low level of the optical signal and the time average output level, and uses the midpoint of the modulation amplitude as a 50% cross point to modulate the time average output level and the modulation. A cross point is calculated based on the difference from the midpoint of the amplitude (step S26).

次に、光信号中継装置101は、算出したクロスポイントが所定の閾値Th2より大きい場合(ステップS27でYES)、光増幅器21に供給する駆動電流を小さくすることにより、出力光信号の変調振幅を小さくする(ステップS28)。   Next, when the calculated cross point is larger than the predetermined threshold Th2 (YES in step S27), the optical signal relay apparatus 101 reduces the modulation amplitude of the output optical signal by reducing the drive current supplied to the optical amplifier 21. Decrease (step S28).

一方、光信号中継装置101は、算出したクロスポイントが所定の閾値Th2以下である場合、光増幅器21に供給する駆動電流の値を維持する(ステップS27でNO)。   On the other hand, when the calculated cross point is equal to or less than the predetermined threshold Th2, the optical signal relay device 101 maintains the value of the drive current supplied to the optical amplifier 21 (NO in step S27).

光信号中継装置101は、受光素子32の出力電流の測定を定期的または不定期に継続して行なう(ステップS21)。   The optical signal relay device 101 continuously or irregularly measures the output current of the light receiving element 32 (step S21).

ところで、光送信器から光信号中継装置までの距離、および光信号中継装置から光受信器までの距離は、光通信システムの設置場所等により異なる。このため、光信号中継装置は、様々な強度の光信号を受信することになる。   Incidentally, the distance from the optical transmitter to the optical signal repeater and the distance from the optical signal repeater to the optical receiver differ depending on the installation location of the optical communication system. For this reason, the optical signal repeater receives optical signals of various strengths.

光送信器から受信した光信号を、電気信号に変換することなく光増幅器を用いて増幅し、光受信器へ送信する光信号中継装置では、受信する光信号の強度が大きい場合、光増幅器の出力が飽和して光信号の伝送品質が低下し、光通信システム、具体的には、光信号中継装置から光受信器までの通信限界距離が小さくなってしまう。   In an optical signal repeater that amplifies an optical signal received from an optical transmitter using an optical amplifier without converting it into an electrical signal and transmits the optical signal to the optical receiver, if the received optical signal has a high intensity, The output is saturated and the transmission quality of the optical signal is lowered, and the optical communication system, specifically, the communication limit distance from the optical signal repeater to the optical receiver is reduced.

たとえば特許文献1に記載の光増幅器を光信号中継装置に適用した場合、光増幅器の飽和を避けるために光増幅器への入力光の強度を小さくする制御が行なわれる。そうすると、所望の通信限界距離を得るために、光増幅器に供給する駆動電流等を大きくして利得を上げ、光増幅器の出力光の強度を大きくする必要が生じ、消費電力が増大してしまう。   For example, when the optical amplifier described in Patent Document 1 is applied to an optical signal repeater, control is performed to reduce the intensity of input light to the optical amplifier in order to avoid saturation of the optical amplifier. In this case, in order to obtain a desired communication limit distance, it is necessary to increase the gain by increasing the drive current supplied to the optical amplifier and increase the intensity of the output light of the optical amplifier, resulting in an increase in power consumption.

これに対して、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置では、光増幅器21は、光信号を受けて増幅し、出力する。測定部28は、光信号に関する測定を行なう。そして、制御部26は、測定部28の測定結果に基づいて、光増幅器21から出力される光信号の変調振幅が所定値になるように、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整する駆動制御を行なう。   On the other hand, in the optical signal repeater according to the first embodiment of the present invention, the optical amplifier 21 receives an optical signal, amplifies it, and outputs it. The measurement unit 28 performs measurement related to the optical signal. Then, the control unit 26 determines the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21 based on the measurement result of the measurement unit 28 so that the modulation amplitude of the optical signal output from the optical amplifier 21 becomes a predetermined value. The drive control to be adjusted is performed.

このように、光信号中継装置101では、光信号の時間平均出力レベルと比べて、光信号の変調振幅が光信号中継装置の特性を示す指標として適している点、および光受信器が受信する光信号の変調振幅が同じ場合、当該光信号の時間平均出力レベルが異なるときでも光受信器の受信感度は同じ値となる点に着目し、光信号の受信強度によらず、光増幅器21から出力される光信号の変調振幅が所定値になるように光増幅器21への駆動電流を制御する。   As described above, in the optical signal repeater 101, the optical receiver receives the point that the modulation amplitude of the optical signal is suitable as an index indicating the characteristics of the optical signal repeater compared to the time average output level of the optical signal. When the modulation amplitude of the optical signal is the same, it is noted that the reception sensitivity of the optical receiver is the same value even when the time average output level of the optical signal is different. From the optical amplifier 21 regardless of the reception intensity of the optical signal. The drive current to the optical amplifier 21 is controlled so that the modulation amplitude of the output optical signal becomes a predetermined value.

このような構成により、光信号の受信強度によらず、たとえば光増幅器21の飽和領域においても、伝送品質の低下を防ぎ、光信号中継装置101から光受信器までの通信限界距離を延ばすことができる。また、特許文献1に記載の技術のように光増幅器への入力光の強度を大幅に小さくする必要がなくなり、光増幅器の利得を上げることに伴う光増幅器における消費電力の増大を防ぐことができる。   With such a configuration, it is possible to prevent a decrease in transmission quality and extend the communication limit distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver, for example, even in the saturation region of the optical amplifier 21, regardless of the reception intensity of the optical signal. it can. Further, unlike the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to significantly reduce the intensity of input light to the optical amplifier, and an increase in power consumption in the optical amplifier accompanying an increase in gain of the optical amplifier can be prevented. .

したがって、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置では、受信した光信号を増幅して送信する光信号中継装置において、光通信システムの通信限界距離を延ばすとともに、消費電力を抑制することができる。   Therefore, in the optical signal repeater according to the first embodiment of the present invention, in the optical signal repeater that amplifies and transmits the received optical signal, the communication limit distance of the optical communication system is increased and the power consumption is suppressed. can do.

また、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置では、測定部28は、光増幅器21が出力する光信号のクロスポイントを取得する。そして、制御部26は、測定部28によって取得されたクロスポイントに基づいて、駆動制御による調整内容を補正する。   In the optical signal repeater according to the first embodiment of the present invention, the measurement unit 28 acquires the cross point of the optical signal output from the optical amplifier 21. And the control part 26 correct | amends the adjustment content by drive control based on the cross point acquired by the measurement part 28. FIG.

このように、光増幅器21から出力される光信号のクロスポイントを監視する構成により、たとえば、クロスポイントから光信号の波形の歪みを検知した場合、当該光信号の変調振幅を小さくすることができるため、通信品質の劣化を抑えることができる。   Thus, with the configuration for monitoring the cross point of the optical signal output from the optical amplifier 21, for example, when distortion of the waveform of the optical signal is detected from the cross point, the modulation amplitude of the optical signal can be reduced. Therefore, deterioration of communication quality can be suppressed.

また、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置では、測定部28は、出力光信号について、当該光信号のハイレベルおよび当該光信号のローレベルを測定するか、当該光信号のハイレベルもしくはローレベルと当該光信号の所定時間あたりの平均レベルとを測定するか、または、当該光信号のハイレベル、当該光信号のローレベル、および当該光信号の所定時間あたりの平均レベルを測定する。   In the optical signal repeater according to the first embodiment of the present invention, the measurement unit 28 measures the high level of the optical signal and the low level of the optical signal for the output optical signal, or the optical signal The high level or low level of the optical signal and the average level of the optical signal per predetermined time, or the high level of the optical signal, the low level of the optical signal, and the average level of the optical signal per predetermined time Measure.

このような構成により、光信号のハイレベル、ローレベルおよび平均レベルから、光信号中継装置101の変調振幅およびクロスポイント等の各種特性を容易に取得することができる。   With such a configuration, various characteristics such as the modulation amplitude and cross point of the optical signal repeater 101 can be easily obtained from the high level, low level and average level of the optical signal.

また、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置では、CDR29は、光信号からクロックを抽出する。そして、測定部28は、CDR29によって抽出されたクロックを用いて光信号に関する測定を行なう。   In the optical signal repeater according to the first embodiment of the present invention, the CDR 29 extracts a clock from the optical signal. Then, the measurement unit 28 performs measurement on the optical signal using the clock extracted by the CDR 29.

このような構成により、光信号の変調速度が速い場合でも、光信号の各種測定値を取得するための十分な動作速度を得ることができる。   With such a configuration, even when the modulation speed of the optical signal is high, it is possible to obtain a sufficient operation speed for acquiring various measured values of the optical signal.

また、本発明の第1の実施の形態に係る光信号中継装置では、制御部26は、駆動制御を行なう前に、測定部28の測定結果に基づいて、光増幅器21から出力される光信号の所定時間あたりの平均レベルが所定値になるように、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整するプレ駆動制御を行なう。   Further, in the optical signal relay device according to the first embodiment of the present invention, the control unit 26 performs the optical signal output from the optical amplifier 21 based on the measurement result of the measurement unit 28 before performing the drive control. The pre-drive control is performed to adjust the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21 so that the average level per predetermined time becomes a predetermined value.

このような構成により、測定部28において正確な測定結果が得られるまでに時間を要する場合でも、先に、ある程度の精度で光増幅器21の時間平均出力レベルが所定値になるようにする制御を行い、光信号中継装置101と光受信器との通信を早期に開始することができる。   With such a configuration, even when it takes time for the measurement unit 28 to obtain an accurate measurement result, control is first performed so that the time average output level of the optical amplifier 21 becomes a predetermined value with a certain degree of accuracy. And communication between the optical signal repeater 101 and the optical receiver can be started early.

また、本発明の第1の実施の形態に係る通信制御方法では、まず、光信号に関する測定を行なう。次に、当該測定の結果に基づいて、光増幅器21から出力される光信号の変調振幅が所定値になるように、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整する駆動制御を行なう。   Further, in the communication control method according to the first embodiment of the present invention, first, measurement relating to an optical signal is performed. Next, based on the measurement result, drive control is performed to adjust the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21 so that the modulation amplitude of the optical signal output from the optical amplifier 21 becomes a predetermined value. .

このように、光信号中継装置101では、光信号の時間平均出力レベルと比べて、光信号の変調振幅が光信号中継装置の特性を示す指標として適している点、および光受信器が受信する光信号の変調振幅が同じ場合、当該光信号の時間平均出力レベルが異なるときでも光受信器の受信感度は同じ値となる点に着目し、光信号の受信強度によらず、光増幅器21から出力される光信号の変調振幅が所定値になるように光増幅器21への駆動電流を制御する。   As described above, in the optical signal repeater 101, the optical receiver receives the point that the modulation amplitude of the optical signal is suitable as an index indicating the characteristics of the optical signal repeater compared to the time average output level of the optical signal. When the modulation amplitude of the optical signal is the same, it is noted that the reception sensitivity of the optical receiver is the same value even when the time average output level of the optical signal is different. From the optical amplifier 21 regardless of the reception intensity of the optical signal. The drive current to the optical amplifier 21 is controlled so that the modulation amplitude of the output optical signal becomes a predetermined value.

これにより、光信号の受信強度によらず、たとえば光増幅器21の飽和領域においても、伝送品質の低下を防ぎ、光信号中継装置101から光受信器までの通信限界距離を延ばすことができる。また、特許文献1に記載の技術のように光増幅器への入力光の強度を大幅に小さくする必要がなくなり、光増幅器の利得を上げることに伴う光増幅器における消費電力の増大を防ぐことができる。   Accordingly, it is possible to prevent the transmission quality from being lowered and to extend the communication limit distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver, for example, even in the saturation region of the optical amplifier 21, regardless of the reception intensity of the optical signal. Further, unlike the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to significantly reduce the intensity of input light to the optical amplifier, and an increase in power consumption in the optical amplifier accompanying an increase in gain of the optical amplifier can be prevented. .

したがって、本発明の第1の実施の形態に係る通信制御方法では、受信した光信号を増幅して送信する光信号中継装置において、光通信システムの通信限界距離を延ばすとともに、消費電力を抑制することができる。   Therefore, in the communication control method according to the first embodiment of the present invention, in the optical signal repeater that amplifies and transmits the received optical signal, the communication limit distance of the optical communication system is increased and the power consumption is suppressed. be able to.

なお、本発明の第1の実施の形態に係る光通信システムでは、光信号中継装置101が制御部26および測定部28を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。光通信システム301における光信号中継装置101以外の他の装置が制御部26および測定部28を備え、光増幅器の出力光の監視、および光増幅器への駆動電流の制御を行なう構成であってもよい。   In the optical communication system according to the first embodiment of the present invention, the optical signal repeater 101 is configured to include the control unit 26 and the measurement unit 28. However, the present invention is not limited to this. A device other than the optical signal repeater 101 in the optical communication system 301 includes the control unit 26 and the measurement unit 28, and monitors the output light of the optical amplifier and controls the drive current to the optical amplifier. Good.

また、本発明の第1の実施の形態に係る光通信システムでは、下り方向において、光増幅器の出力光の監視、および光増幅器への駆動電流を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではなく、上り方向において、下り方向と同様に、光増幅器の出力光の監視、および光増幅器への駆動電流を行なう構成とすることも可能である。   In the optical communication system according to the first embodiment of the present invention, the configuration is such that the output light of the optical amplifier is monitored and the drive current to the optical amplifier is performed in the downstream direction. Instead of this, it is also possible to adopt a configuration in which the output light of the optical amplifier is monitored and the drive current to the optical amplifier is monitored in the upstream direction as in the downstream direction.

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

<第2の実施の形態>
本実施の形態は、第1の実施の形態に係る光通信システムと比べて光増幅器の制御基準を変更した光通信システムに関する。以下で説明する内容以外は第1の実施の形態に係る光通信システムと同様である。
<Second Embodiment>
The present embodiment relates to an optical communication system in which the control reference of the optical amplifier is changed as compared with the optical communication system according to the first embodiment. The contents other than those described below are the same as those of the optical communication system according to the first embodiment.

本願発明者らは、前述のように光信号の変調振幅がASEの有無により変化せず、光信号中継装置の特性を示す指標として適している点に加えて、光受信器が受信する光信号の変調振幅が同じ場合、光受信器の受信感度は同じ値となる点に着目し、上記問題点を解決する方法として、第1の実施の形態とは異なる方法をさらに発見した。すなわち、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置では、光増幅器における光信号の変調振幅の利得が所定値になるように当該光信号の出力レベルを制御する、具体的には光増幅器への駆動電流を制御する。   In addition to the fact that the modulation amplitude of the optical signal does not change depending on the presence / absence of ASE and is suitable as an index indicating the characteristics of the optical signal repeater as described above, the inventors of the present application have added the optical signal received by the optical receiver. Focusing on the fact that the reception sensitivity of the optical receiver has the same value when the modulation amplitudes are the same, a method different from the first embodiment was further discovered as a method for solving the above problem. That is, in the optical signal repeater according to the second embodiment of the present invention, the output level of the optical signal is controlled so that the gain of the modulation amplitude of the optical signal in the optical amplifier becomes a predetermined value. Controls the drive current to the optical amplifier.

すなわち、制御部26は、測定部28の測定結果に基づいて、光増幅器21における光信号の変調振幅の利得が所定値になるように、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整する駆動制御を行なう。   That is, the control unit 26 adjusts the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21 based on the measurement result of the measurement unit 28 so that the gain of the modulation amplitude of the optical signal in the optical amplifier 21 becomes a predetermined value. The drive control is performed.

より詳細には、測定部28は、入力検知部25から受けた受光素子31の出力電流から光増幅器21が受ける入力光信号のハイレベルおよびローレベルを取得し、当該光信号のハイレベルおよびローレベルの差を入力光信号の変調振幅として算出する。なお、測定部28は、入力検知部25から受けた受光素子31の出力電流から、光増幅器21が受ける光信号のハイレベルおよび時間平均出力レベルを取得し、当該光信号のハイレベルおよび時間平均出力レベルから当該光信号の変調振幅を算出してもよい。また、測定部28は、入力検知部25から受けた受光素子31の出力電流から、光増幅器21が受ける光信号のローレベルおよび時間平均出力レベルを取得し、当該光信号のローレベルおよび時間平均出力レベルから当該光信号の変調振幅を算出してもよい。   More specifically, the measurement unit 28 acquires the high level and low level of the input optical signal received by the optical amplifier 21 from the output current of the light receiving element 31 received from the input detection unit 25, and the high level and low level of the optical signal. The level difference is calculated as the modulation amplitude of the input optical signal. The measurement unit 28 acquires the high level and time average output level of the optical signal received by the optical amplifier 21 from the output current of the light receiving element 31 received from the input detection unit 25, and the high level and time average of the optical signal. The modulation amplitude of the optical signal may be calculated from the output level. In addition, the measurement unit 28 acquires the low level and time average output level of the optical signal received by the optical amplifier 21 from the output current of the light receiving element 31 received from the input detection unit 25, and the low level and time average of the optical signal. The modulation amplitude of the optical signal may be calculated from the output level.

また、測定部28は、出力検知部27から受けた受光素子32の出力電流から光増幅器21から出力される出力光信号のハイレベルおよびローレベルを取得し、当該光信号のハイレベルおよびローレベルの差を出力光信号の変調振幅として算出する。   The measuring unit 28 acquires the high level and low level of the output optical signal output from the optical amplifier 21 from the output current of the light receiving element 32 received from the output detection unit 27, and the high level and low level of the optical signal. Is calculated as the modulation amplitude of the output optical signal.

具体的には、測定部28は、たとえば、受光素子31および受光素子32の各々の出力電流のハイレベルおよびローレベルのピークホールド値をそれぞれ算出するか、または受光素子31および受光素子32の各々の出力電流のハイレベルおよびローレベルの平均値を算出することにより、入力光信号および出力光信号の各々のハイレベルおよびローレベルを取得する。   Specifically, the measuring unit 28 calculates, for example, high-level and low-level peak hold values of the output currents of the light receiving element 31 and the light receiving element 32, respectively, or each of the light receiving element 31 and the light receiving element 32. By calculating the average value of the high level and the low level of the output current, the high level and the low level of each of the input optical signal and the output optical signal are obtained.

そして、測定部28は、取得した入力光信号および出力光信号の各々のハイレベルおよびローレベルから入力光信号および出力光信号の各々の変調振幅を算出する。なお、測定部28は、上述のように、光信号のハイレベルおよび時間平均出力レベルから当該光信号の変調振幅を算出してもよいし、光信号のローレベルおよび時間平均出力レベルから当該光信号の変調振幅を算出してもよい。測定部28は、出力光信号の変調振幅を入力光信号の変調振幅で除算し、得られた商を光増幅器21における変調振幅の利得とする。   Then, the measurement unit 28 calculates the modulation amplitude of each of the input optical signal and the output optical signal from the high level and low level of each of the acquired input optical signal and output optical signal. As described above, the measurement unit 28 may calculate the modulation amplitude of the optical signal from the high level and the time average output level of the optical signal, or may calculate the light from the low level and the time average output level of the optical signal. The modulation amplitude of the signal may be calculated. The measuring unit 28 divides the modulation amplitude of the output optical signal by the modulation amplitude of the input optical signal, and uses the obtained quotient as the gain of the modulation amplitude in the optical amplifier 21.

図18は、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置における光信号の変調振幅の利得の設定例を示す図である。   FIG. 18 is a diagram illustrating a setting example of the gain of the modulation amplitude of the optical signal in the optical signal relay device according to the second embodiment of the present invention.

図18を参照して、ここでは、光受信器の受信する光信号の変調振幅が−28.5dBm以上の場合に光受信器の受信感度が良好となる、具体的には光受信器におけるBERが10E−12すなわち10のマイナス12乗未満になるとする。また、光受信器の受信する光信号の時間平均レベルが−20dBm以上であるとする。   Referring to FIG. 18, here, when the modulation amplitude of the optical signal received by the optical receiver is −28.5 dBm or more, the reception sensitivity of the optical receiver is improved. Specifically, the BER in the optical receiver is Is 10E-12, that is, less than 10 to the negative twelfth power. Further, it is assumed that the time average level of the optical signal received by the optical receiver is −20 dBm or more.

光信号中継装置101から光受信器までの距離の上限が10kmの場合において光信号が最大で25dB減衰する場合、光信号中継装置101における出力光信号の変調振幅の利得は16.5dB以上に設定する。また、光信号中継装置101から光受信器までの距離の上限が20kmの場合において光信号が最大で30dB減衰する場合、光信号中継装置101における出力光信号の変調振幅の利得は21.5dB以上に設定する。また、光信号中継装置101から光受信器までの距離の上限が30kmの場合において光信号が最大で35dB減衰する場合、光信号中継装置101における出力光信号の変調振幅の利得は26.5dB以上に設定する。   When the upper limit of the distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is 10 km, when the optical signal is attenuated by 25 dB at the maximum, the gain of the modulation amplitude of the output optical signal in the optical signal repeater 101 is set to 16.5 dB or more. To do. When the upper limit of the distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is 20 km and the optical signal is attenuated by 30 dB at the maximum, the gain of the modulation amplitude of the output optical signal in the optical signal repeater 101 is 21.5 dB or more. Set to. Further, when the upper limit of the distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is 30 km and the optical signal is attenuated by 35 dB at the maximum, the gain of the modulation amplitude of the output optical signal in the optical signal repeater 101 is 26.5 dB or more. Set to.

[動作]
次に、本発明の第2の実施の形態に係る光通信システムにおける光信号中継装置の動作について説明する。
[Operation]
Next, the operation of the optical signal repeater in the optical communication system according to the second embodiment of the present invention will be described.

光通信システム301における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるCPU等の演算処理部は、以下のフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。   Each device in the optical communication system 301 includes a computer, and an arithmetic processing unit such as a CPU in the computer reads and executes a program including a part or all of each step of the following flowchart from a memory (not shown). Each of the programs of the plurality of apparatuses can be installed from the outside. The programs of the plurality of apparatuses are distributed while being stored in a recording medium.

図19は、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。   FIG. 19 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the optical signal repeater according to the second embodiment of the present invention controls the optical amplifier.

図19を参照して、まず、光信号中継装置101は、モニタ用受光素子、ここでは受光素子31および受光素子32の各々の出力電流を測定する(ステップS31)。   Referring to FIG. 19, first, optical signal relay apparatus 101 measures the output current of each of the light receiving elements for monitoring, here light receiving elements 31 and 32 (step S31).

次に、光信号中継装置101は、測定結果に基づいて、入力光信号、すなわち光増幅器21が受ける光信号の変調振幅、および出力光信号、すなわち光増幅器21から出力される光信号の変調振幅を算出する。そして、光信号中継装置101は、出力光信号の変調振幅を入力光信号の変調振幅で除算し、得られた商を変調振幅の利得とする(ステップS32)。   Next, based on the measurement result, the optical signal relay apparatus 101 modulates the input optical signal, that is, the modulation amplitude of the optical signal received by the optical amplifier 21, and the output optical signal, that is, the modulation amplitude of the optical signal output from the optical amplifier 21. Is calculated. Then, the optical signal repeater 101 divides the modulation amplitude of the output optical signal by the modulation amplitude of the input optical signal, and sets the obtained quotient as the gain of the modulation amplitude (step S32).

次に、光信号中継装置101は、算出した変調振幅の利得が所定の閾値Th11未満である場合(ステップS33でYES)、光増幅器21に供給する駆動電流を大きくすることにより、光信号の変調振幅の利得を大きくする駆動制御を行なう(ステップS34)。   Next, when the gain of the calculated modulation amplitude is less than the predetermined threshold Th11 (YES in step S33), the optical signal relay apparatus 101 increases the drive current supplied to the optical amplifier 21 to increase the modulation of the optical signal. Drive control for increasing the gain of the amplitude is performed (step S34).

一方、光信号中継装置101は、算出した変調振幅の利得が所定の閾値Th11以上である場合(ステップS33でNO)、光増幅器21に供給する駆動電流を小さくすることにより、光信号の変調振幅の利得を小さくする駆動制御を行なう(ステップS35)。   On the other hand, when the gain of the calculated modulation amplitude is equal to or greater than the predetermined threshold Th11 (NO in step S33), the optical signal repeater 101 reduces the drive current supplied to the optical amplifier 21 to reduce the modulation amplitude of the optical signal. The drive control for reducing the gain is performed (step S35).

光信号中継装置101は、受光素子31および受光素子32の出力電流の測定を定期的または不定期に継続して行なう(ステップS31)。   The optical signal relay device 101 continuously or irregularly continues to measure the output currents of the light receiving element 31 and the light receiving element 32 (step S31).

[変形例1]
光信号の変調速度が遅い場合には、測定部28における受光素子31および受光素子32の出力電流の取得速度すなわち光信号のハイレベルおよびローレベルの取得速度を、たとえば測定部28の一部または全部を実現するMPUの動作速度と同等の速度とすることにより、光信号のレベルの変化に追随することができる。
[Modification 1]
When the modulation speed of the optical signal is low, the acquisition speed of the output currents of the light receiving element 31 and the light receiving element 32 in the measurement unit 28, that is, the acquisition speed of the high level and low level of the optical signal, By making the speed equal to the operation speed of the MPU that realizes all, it is possible to follow the change in the level of the optical signal.

一方、光信号の変調速度が速い場合には、上記取得速度を上記動作速度よりも十分に大きくする必要がある。   On the other hand, when the modulation speed of the optical signal is high, it is necessary to make the acquisition speed sufficiently higher than the operation speed.

図20は、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例における下り信号中継部の構成を示す図である。   FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of a downlink signal relay unit in a modification of the optical signal relay device according to the second embodiment of the present invention.

図20を参照して、下り信号中継部12は、光増幅器21と、光カプラ22,23と、電流供給部24と、入力検知部25と、制御部26と、出力検知部27と、測定部28と、CDR30とを含む。   Referring to FIG. 20, downlink signal relay unit 12 includes optical amplifier 21, optical couplers 22 and 23, current supply unit 24, input detection unit 25, control unit 26, output detection unit 27, and measurement. Part 28 and CDR 30.

CDR30は、入力検知部25から受けた受光素子31の出力電流から光信号に含まれるデータおよびクロックを抽出し、抽出したデータおよびクロックを測定部28へ出力する。   The CDR 30 extracts the data and clock included in the optical signal from the output current of the light receiving element 31 received from the input detection unit 25, and outputs the extracted data and clock to the measurement unit 28.

測定部28は、CDR30によって抽出されたクロックを用いて光信号に関する測定を行なう。   The measurement unit 28 performs measurement on the optical signal using the clock extracted by the CDR 30.

より詳細には、測定部28は、A/Dコンバータを含む。このA/Dコンバータは、CDR30から受けたデータを、CDR30から受けたクロックをトリガに用いてサンプルホールドする。測定部28は、サンプルホールドされたデータから光信号のハイレベルおよびローレベルを取得する。なお、測定部28は、CDR30から受けたクロックの位相調整を行なう回路を含み、位相調整後のクロックをトリガに用いて、光信号のハイレベルおよびローレベルを取得してもよい。   More specifically, the measurement unit 28 includes an A / D converter. This A / D converter samples and holds the data received from the CDR 30 using the clock received from the CDR 30 as a trigger. The measurement unit 28 acquires the high level and low level of the optical signal from the sampled and held data. Note that the measurement unit 28 may include a circuit that adjusts the phase of the clock received from the CDR 30, and may acquire the high level and low level of the optical signal using the clock after the phase adjustment as a trigger.

また、下り信号中継部12は、CDR30の代わりに、第1の実施の形態に係る下り信号中継部と同様に、CDR29を備える構成であってもよい。   Further, the downlink signal relay unit 12 may include a CDR 29 instead of the CDR 30 as in the downlink signal relay unit according to the first embodiment.

ここで、上記のような測定部28におけるクロックの位相調整に時間を要する場合、まず、ある程度の精度で光増幅器21における光信号の時間平均出力レベルの利得が所定値になるようにする制御を行い、そして、正確な光信号のハイレベルおよびローレベルが得られるような位相調整がなされた後、光信号の変調振幅が所定値になるようにする制御を行なう。これにより、上記位相調整の完了を待たずに光信号中継装置101と光受信器との通信を早期に開始することができる。   Here, when it takes time to adjust the phase of the clock in the measuring unit 28 as described above, first, control is performed so that the gain of the time average output level of the optical signal in the optical amplifier 21 becomes a predetermined value with a certain degree of accuracy. Then, after the phase adjustment is performed so as to obtain an accurate high level and low level of the optical signal, control is performed so that the modulation amplitude of the optical signal becomes a predetermined value. As a result, communication between the optical signal repeater 101 and the optical receiver can be started early without waiting for completion of the phase adjustment.

図21は、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。   FIG. 21 is a flowchart that defines an example of an operation procedure when the modification of the optical signal relay device according to the second embodiment of the present invention controls the optical amplifier.

制御部26は、駆動制御を行なう前に、測定部28の測定結果に基づいて、光増幅器21から出力される光信号の所定時間あたりの平均レベルの利得が所定値になるように、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整するプレ駆動制御を行なう。   Before performing the drive control, the control unit 26 is based on the measurement result of the measurement unit 28 so that the gain of the average level per predetermined time of the optical signal output from the optical amplifier 21 becomes a predetermined value. Pre-drive control for adjusting the magnitude of the drive current supplied to 21 is performed.

具体的には、図21を参照して、まず、光信号中継装置101は、光増幅器21における光信号の時間平均出力レベルの利得が所定値になるようにするプレ駆動制御を所定タイミングにおいて開始する。これにより、光信号中継装置101を介した局側装置201およびONU202間の通信が開始される(ステップS41)。   Specifically, referring to FIG. 21, first, the optical signal repeater 101 starts pre-drive control at a predetermined timing so that the gain of the time average output level of the optical signal in the optical amplifier 21 becomes a predetermined value. To do. Thereby, communication between the station-side apparatus 201 and the ONU 202 via the optical signal relay apparatus 101 is started (step S41).

次に、光信号中継装置101は、上記所定タイミングから所定時間が経過するまで(ステップS42でNO)プレ駆動制御を継続する。プレ駆動制御が行なわれている間に、測定部28におけるクロックの位相調整が完了する。   Next, the optical signal relay device 101 continues the pre-drive control until a predetermined time has elapsed from the predetermined timing (NO in step S42). While the pre-drive control is being performed, the clock phase adjustment in the measurement unit 28 is completed.

次に、光信号中継装置101は、上記所定タイミングから所定時間が経過すると(ステップS42でYES)、受光素子31および受光素子32の出力電流の測定(ステップS43)、光増幅器21における光信号の変調振幅の利得の算出(ステップS44)、および光増幅器21に供給する駆動電流の調整を開始する(ステップS45〜S47)。   Next, when a predetermined time elapses from the predetermined timing (YES in step S42), the optical signal repeater 101 measures the output current of the light receiving element 31 and the light receiving element 32 (step S43), and outputs the optical signal in the optical amplifier 21. Calculation of the gain of the modulation amplitude (step S44) and adjustment of the drive current supplied to the optical amplifier 21 are started (steps S45 to S47).

ステップS43〜S47の動作は、図19に示すステップS31〜S35の動作と同様である。   The operations in steps S43 to S47 are the same as the operations in steps S31 to S35 shown in FIG.

[変形例2]
本願発明者らは、前述のように、クロスポイントが、光信号中継装置の特性を示す指標として適している点に着目し、光通信システムの通信をさらに良好にする方法を発見した。
[Modification 2]
As described above, the inventors of the present application pay attention to the point that the cross point is suitable as an index indicating the characteristics of the optical signal relay device, and have found a method for further improving the communication of the optical communication system.

すなわち、光信号中継装置101において、測定部28は、光増幅器21が出力する光信号のクロスポイントおよび光増幅器21が受ける光信号のクロスポイントを取得する。たとえば、測定部28は、光増幅器21の入力光信号および出力光信号について、ハイレベル、ローレベル、および所定時間あたりの平均レベルを測定し、この測定結果を用いて各クロスポイントを算出する。   That is, in the optical signal repeater 101, the measuring unit 28 acquires the cross point of the optical signal output from the optical amplifier 21 and the cross point of the optical signal received by the optical amplifier 21. For example, the measurement unit 28 measures the high level, the low level, and the average level per predetermined time for the input optical signal and the output optical signal of the optical amplifier 21, and calculates each cross point using the measurement result.

制御部26は、測定部28によって取得された各クロスポイントの差に基づいて、駆動制御による調整内容を補正する。   The control unit 26 corrects the adjustment content by the drive control based on the difference between the cross points acquired by the measurement unit 28.

図22は、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例における光信号の変調振幅の利得の設定例を示す図である。   FIG. 22 is a diagram illustrating a setting example of the gain of the modulation amplitude of the optical signal in the modification of the optical signal relay device according to the second embodiment of the present invention.

入力光信号および出力光信号のクロスポイントの差であるクロスポイント差がたとえば20%以上となるアイパターンの光信号を光受信器が受信する場合、光受信器の受信感度のペナルティが増加する、具体的には、光受信器における光信号の受信品質が劣化して、たとえば図9に示すグラフが変調振幅の大きい側へ横軸と平行にシフトする。すなわち、同じ変調振幅のときに得られるBERが大きくなってしまう。   When the optical receiver receives an optical signal with an eye pattern in which the cross point difference, which is the difference between the cross points of the input optical signal and the output optical signal, is 20% or more, for example, the penalty of the receiving sensitivity of the optical receiver increases. Specifically, the reception quality of the optical signal in the optical receiver deteriorates, and for example, the graph shown in FIG. 9 shifts in parallel to the horizontal axis to the side with the large modulation amplitude. That is, the BER obtained with the same modulation amplitude is increased.

このため、クロスポイント差が20%以上となった場合に、出力光信号の変調振幅を小さくすることにより、クロスポイント差を20%未満として出力光信号の波形の歪みを抑え、光受信器の受信感度ペナルティを抑制する。これにより、通信品質の劣化を抑えることができる。   For this reason, when the cross point difference becomes 20% or more, by reducing the modulation amplitude of the output optical signal, the cross point difference is made less than 20% to suppress the distortion of the waveform of the output optical signal, and the optical receiver Reduces reception sensitivity penalty. Thereby, degradation of communication quality can be suppressed.

具体的には、図22を参照して、制御部26は、たとえば、光受信器の受信感度ペナルティがある程度劣化するクロスポイント差の境界値たとえば20%をクロスポイントの閾値Th12とする。   Specifically, referring to FIG. 22, control unit 26 sets, for example, a cross-point difference boundary value, for example, 20%, at which the reception sensitivity penalty of the optical receiver deteriorates to some extent, as cross-point threshold value Th12.

制御部26は、クロスポイント差が閾値Th12すなわち20%以上である場合には、光受信器の受信感度のペナルティが0.5dBより増加することから、クロスポイント差が20%よりも小さくなるように光信号の変調振幅を小さくする。   When the cross point difference is the threshold Th12, that is, 20% or more, the control unit 26 increases the reception sensitivity penalty of the optical receiver from 0.5 dB so that the cross point difference becomes smaller than 20%. In addition, the modulation amplitude of the optical signal is reduced.

一方、制御部26は、クロスポイント差が閾値Th12すなわち20%未満である場合には、光受信器の受信感度のペナルティの増加は0.5dB以内にとどまることから、光信号の変調振幅を維持する。なお、制御部26は、クロスポイント差が閾値Th12未満である場合、20%を上限として、クロスポイント差が大きくなるように光信号の変調振幅を大きくしてもよい。   On the other hand, when the cross point difference is less than the threshold Th12, that is, less than 20%, the control unit 26 maintains the modulation amplitude of the optical signal because the increase in the reception sensitivity penalty of the optical receiver remains within 0.5 dB. To do. In addition, when the cross point difference is less than the threshold Th12, the control unit 26 may increase the modulation amplitude of the optical signal so that the cross point difference becomes large with 20% as an upper limit.

図23は、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。   FIG. 23 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the modification of the optical signal relay device according to the second embodiment of the present invention controls the optical amplifier.

図23を参照して、ステップS51〜S55の動作は、図19に示すステップS31〜S35の動作と同様である。   Referring to FIG. 23, the operations in steps S51 to S55 are the same as the operations in steps S31 to S35 shown in FIG.

次に、光信号中継装置101は、受光素子31および受光素子32の各々の出力電流の測定結果に基づいて、入力光信号および出力光信号の各々のクロスポイントを算出する。具体的には、光信号中継装置101は、入力光信号および出力光信号の各々について、ハイレベルおよびローレベル、ならびに時間平均出力レベルを取得し、変調振幅の中間点を50%のクロスポイントとして、時間平均出力レベルと変調振幅の中間点との差に基づいてクロスポイントを算出する。そして、光信号中継装置101は、入力光信号のクロスポイントおよび出力光信号のクロスポイントの差を算出する(ステップS56)。   Next, the optical signal relay device 101 calculates each cross point of the input optical signal and the output optical signal based on the measurement result of the output current of each of the light receiving element 31 and the light receiving element 32. Specifically, the optical signal repeater 101 acquires the high level and the low level and the time average output level for each of the input optical signal and the output optical signal, and sets the midpoint of the modulation amplitude as a 50% cross point. The cross point is calculated based on the difference between the time average output level and the midpoint of the modulation amplitude. Then, the optical signal repeater 101 calculates the difference between the cross point of the input optical signal and the cross point of the output optical signal (step S56).

次に、光信号中継装置101は、算出したクロスポイント差が所定の閾値Th12より大きい場合(ステップS57でYES)、光増幅器21に供給する駆動電流を小さくすることにより、出力光信号の変調振幅を小さくする(ステップS58)。   Next, when the calculated cross point difference is larger than the predetermined threshold Th12 (YES in step S57), the optical signal repeater 101 reduces the drive current supplied to the optical amplifier 21 to reduce the modulation amplitude of the output optical signal. Is reduced (step S58).

一方、光信号中継装置101は、算出したクロスポイント差が所定の閾値Th12以下である場合、光増幅器21に供給する駆動電流の値を維持する(ステップS57でNO)。   On the other hand, when the calculated cross point difference is equal to or smaller than the predetermined threshold Th12, the optical signal relay device 101 maintains the value of the drive current supplied to the optical amplifier 21 (NO in step S57).

光信号中継装置101は、受光素子31および受光素子32の各々の出力電流の測定を定期的または不定期に継続して行なう(ステップS51)。   The optical signal relay device 101 continuously or irregularly continues to measure the output currents of the light receiving element 31 and the light receiving element 32 (step S51).

なお、制御部26は、入力光信号および出力光信号の各々のクロスポイントを取得する構成に限らず、入力光信号のクロスポイントおよび出力光信号のクロスポイントのいずれか一方を取得し、取得したクロスポイントに基づいて駆動制御による調整内容を補正する構成であってもよい。   Note that the control unit 26 is not limited to the configuration of acquiring each cross point of the input optical signal and the output optical signal, and acquires and acquires either the cross point of the input optical signal or the cross point of the output optical signal. The configuration may be such that the adjustment content by drive control is corrected based on the cross point.

以上のように、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置では、光増幅器21は、光信号を受けて増幅し、出力する。測定部28は、光信号に関する測定を行なう。そして、制御部26は、測定部28の測定結果に基づいて、光増幅器21における光信号の変調振幅の利得が所定値になるように、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整する駆動制御を行なう。   As described above, in the optical signal repeater according to the second embodiment of the present invention, the optical amplifier 21 receives, amplifies, and outputs an optical signal. The measurement unit 28 performs measurement related to the optical signal. Then, the control unit 26 adjusts the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21 based on the measurement result of the measurement unit 28 so that the gain of the modulation amplitude of the optical signal in the optical amplifier 21 becomes a predetermined value. The drive control is performed.

このように、光信号中継装置101では、光信号の時間平均出力レベルと比べて、光信号の変調振幅が光信号中継装置の特性を示す指標として適している点、および光受信器が受信する光信号の変調振幅が同じ場合、当該光信号の時間平均出力レベルが異なるときでも光受信器の受信感度は同じ値となる点に着目し、光信号の受信強度によらず、光増幅器21における光信号の変調振幅の利得が所定値になるように光増幅器21への駆動電流を制御する。   As described above, in the optical signal repeater 101, the optical receiver receives the point that the modulation amplitude of the optical signal is suitable as an index indicating the characteristics of the optical signal repeater compared to the time average output level of the optical signal. When the modulation amplitude of the optical signal is the same, it is noted that the reception sensitivity of the optical receiver is the same value even when the time average output level of the optical signal is different, and the optical amplifier 21 does not depend on the reception intensity of the optical signal. The drive current to the optical amplifier 21 is controlled so that the gain of the modulation amplitude of the optical signal becomes a predetermined value.

このような構成により、光信号の受信強度によらず、たとえば光増幅器21の飽和領域においても、伝送品質の低下を防ぎ、光信号中継装置101から光受信器までの通信限界距離を延ばすことができる。また、特許文献1に記載の技術のように光増幅器への入力光の強度を大幅に小さくする必要がなくなり、光増幅器の利得を上げることに伴う光増幅器における消費電力の増大を防ぐことができる。   With such a configuration, it is possible to prevent a decrease in transmission quality and extend the communication limit distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver, for example, even in the saturation region of the optical amplifier 21, regardless of the reception intensity of the optical signal. it can. Further, unlike the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to significantly reduce the intensity of input light to the optical amplifier, and an increase in power consumption in the optical amplifier accompanying an increase in gain of the optical amplifier can be prevented. .

したがって、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置では、受信した光信号を増幅して送信する光信号中継装置において、光通信システムの通信限界距離を延ばすとともに、消費電力を抑制することができる。   Therefore, in the optical signal repeater according to the second embodiment of the present invention, in the optical signal repeater that amplifies and transmits the received optical signal, the communication limit distance of the optical communication system is increased and the power consumption is suppressed. can do.

また、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置では、光信号中継装置101において、測定部28は、光増幅器21が出力する光信号のクロスポイントおよび光増幅器21が受ける光信号のクロスポイントを取得する。そして、制御部26は、測定部28によって取得された各クロスポイントの差に基づいて、駆動制御による調整内容を補正する。   Further, in the optical signal repeater according to the second embodiment of the present invention, in the optical signal repeater 101, the measurement unit 28 uses the cross point of the optical signal output from the optical amplifier 21 and the optical signal received by the optical amplifier 21. Get the cross point. And the control part 26 correct | amends the adjustment content by drive control based on the difference of each cross point acquired by the measurement part 28. FIG.

このように、光増幅器21から出力される光信号のクロスポイントおよび光増幅器21が受ける光信号のクロスポイントを監視する構成により、たとえば、各クロスポイントから光信号の波形の歪みを検知した場合、当該光信号の変調振幅を小さくすることができるため、通信品質の劣化を抑えることができる。   As described above, for example, when the distortion of the waveform of the optical signal is detected from each cross point by the configuration of monitoring the cross point of the optical signal output from the optical amplifier 21 and the cross point of the optical signal received by the optical amplifier 21, Since the modulation amplitude of the optical signal can be reduced, deterioration in communication quality can be suppressed.

また、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置では、たとえば、測定部28は、入力光信号および出力光信号について、光信号のハイレベルおよび当該光信号のローレベルを測定するか、当該光信号のハイレベルもしくはローレベルと当該光信号の所定時間あたりの平均レベルとを測定するか、または、当該光信号のハイレベル、当該光信号のローレベル、および当該光信号の所定時間あたりの平均レベルを測定する。   In the optical signal repeater according to the second embodiment of the present invention, for example, the measurement unit 28 measures the high level of the optical signal and the low level of the optical signal for the input optical signal and the output optical signal. Or measuring the high level or low level of the optical signal and the average level of the optical signal per predetermined time, or the high level of the optical signal, the low level of the optical signal, and the predetermined level of the optical signal. Measure the average level per hour.

このような構成により、光信号のハイレベル、ローレベルおよび平均レベルから、光信号中継装置101の変調振幅およびクロスポイント等の各種特性を容易に取得することができる。   With such a configuration, various characteristics such as the modulation amplitude and cross point of the optical signal repeater 101 can be easily obtained from the high level, low level and average level of the optical signal.

また、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置では、CDR30は、光信号からクロックを抽出する。そして、測定部28は、CDR30によって抽出されたクロックを用いて光信号に関する測定を行なう。   In the optical signal repeater according to the second embodiment of the present invention, the CDR 30 extracts a clock from the optical signal. Then, the measurement unit 28 performs measurement related to the optical signal using the clock extracted by the CDR 30.

このような構成により、光信号の変調速度が速い場合でも、光信号の各種測定値を取得するための十分な動作速度を得ることができる。   With such a configuration, even when the modulation speed of the optical signal is high, it is possible to obtain a sufficient operation speed for acquiring various measured values of the optical signal.

また、本発明の第2の実施の形態に係る光信号中継装置では、制御部26は、駆動制御を行なう前に、測定部28の測定結果に基づいて、光増幅器21における光信号の時間平均出力レベルの利得が所定値になるように、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整するプレ駆動制御を行なう。   In the optical signal repeater according to the second embodiment of the present invention, the control unit 26 calculates the time average of the optical signal in the optical amplifier 21 based on the measurement result of the measurement unit 28 before performing the drive control. Pre-drive control for adjusting the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21 is performed so that the gain of the output level becomes a predetermined value.

このような構成により、測定部28において正確な測定結果が得られるまでに時間を要する場合でも、先に、ある程度の精度で光増幅器21における時間平均出力レベルの利得が所定値になるようにする制御を行い、光信号中継装置101と光受信器との通信を早期に開始することができる。   With such a configuration, even when time is required until an accurate measurement result is obtained in the measurement unit 28, the gain of the time average output level in the optical amplifier 21 is set to a predetermined value with a certain degree of accuracy. Control can be performed and communication between the optical signal repeater 101 and the optical receiver can be started early.

また、本発明の第2の実施の形態に係る通信制御方法では、まず、光信号に関する測定を行なう。次に、当該測定の結果に基づいて、光増幅器21における光信号の変調振幅の利得が所定値になるように、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整する駆動制御を行なう。   Further, in the communication control method according to the second embodiment of the present invention, first, a measurement relating to an optical signal is performed. Next, based on the measurement result, drive control is performed to adjust the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21 so that the gain of the modulation amplitude of the optical signal in the optical amplifier 21 becomes a predetermined value.

このように、光信号中継装置101では、光信号の時間平均出力レベルと比べて、光信号の変調振幅が光信号中継装置の特性を示す指標として適している点、および光受信器が受信する光信号の変調振幅が同じ場合、当該光信号の時間平均出力レベルが異なるときでも光受信器の受信感度は同じ値となる点に着目し、光信号の受信強度によらず、光増幅器21における光信号の変調振幅の利得が所定値になるように光増幅器21への駆動電流を制御する。   As described above, in the optical signal repeater 101, the optical receiver receives the point that the modulation amplitude of the optical signal is suitable as an index indicating the characteristics of the optical signal repeater compared to the time average output level of the optical signal. When the modulation amplitude of the optical signal is the same, it is noted that the reception sensitivity of the optical receiver is the same value even when the time average output level of the optical signal is different, and the optical amplifier 21 does not depend on the reception intensity of the optical signal. The drive current to the optical amplifier 21 is controlled so that the gain of the modulation amplitude of the optical signal becomes a predetermined value.

これにより、光信号の受信強度によらず、たとえば光増幅器21の飽和領域においても、伝送品質の低下を防ぎ、光信号中継装置101から光受信器までの通信限界距離を延ばすことができる。また、特許文献1に記載の技術のように光増幅器への入力光の強度を大幅に小さくする必要がなくなり、光増幅器の利得を上げることに伴う光増幅器における消費電力の増大を防ぐことができる。   Accordingly, it is possible to prevent the transmission quality from being lowered and to extend the communication limit distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver, for example, even in the saturation region of the optical amplifier 21, regardless of the reception intensity of the optical signal. Further, unlike the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to significantly reduce the intensity of input light to the optical amplifier, and an increase in power consumption in the optical amplifier accompanying an increase in gain of the optical amplifier can be prevented. .

したがって、本発明の第2の実施の形態に係る通信制御方法では、受信した光信号を増幅して送信する光信号中継装置において、光通信システムの通信限界距離を延ばすとともに、消費電力を抑制することができる。   Therefore, in the communication control method according to the second embodiment of the present invention, in the optical signal repeater that amplifies and transmits the received optical signal, the communication limit distance of the optical communication system is increased and the power consumption is suppressed. be able to.

なお、本発明の第2の実施の形態に係る光通信システムでは、光信号中継装置101が制御部26および測定部28を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。光通信システム301における光信号中継装置101以外の他の装置が制御部26および測定部28を備え、光増幅器の入出力光の監視、および光増幅器への駆動電流の制御を行なう構成であってもよい。   In the optical communication system according to the second embodiment of the present invention, the optical signal repeater 101 is configured to include the control unit 26 and the measurement unit 28. However, the present invention is not limited to this. A device other than the optical signal repeater 101 in the optical communication system 301 includes a control unit 26 and a measurement unit 28, and monitors input / output light of the optical amplifier and controls drive current to the optical amplifier. Also good.

また、本発明の第2の実施の形態に係る光通信システムでは、下り方向において、光増幅器の入出力光の監視、および光増幅器への駆動電流を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではなく、上り方向において、下り方向と同様に、光増幅器の入出力光の監視、および光増幅器への駆動電流を行なう構成とすることも可能である。   In the optical communication system according to the second embodiment of the present invention, the configuration is such that the input / output light of the optical amplifier and the drive current to the optical amplifier are monitored in the downstream direction. However, it is also possible to adopt a configuration in which the input / output light of the optical amplifier and the drive current to the optical amplifier are monitored in the upstream direction, as in the downstream direction.

その他の構成および動作は第1の実施の形態に係る光通信システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。   Since other configurations and operations are the same as those of the optical communication system according to the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated here.

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

<第3の実施の形態>
本実施の形態は、第1の実施の形態に係る光通信システムと比べて光増幅器の制御基準を変更した光通信システムに関する。以下で説明する内容以外は第1の実施の形態に係る光通信システムと同様である。
<Third Embodiment>
The present embodiment relates to an optical communication system in which the control reference of the optical amplifier is changed as compared with the optical communication system according to the first embodiment. The contents other than those described below are the same as those of the optical communication system according to the first embodiment.

図24は、光受信器における受信レベルと受信感度との関係の一例を示す図である。図24において、横軸は光受信器の時間平均入力レベルすなわち所定時間あたりの光信号の受信レベルの平均を示し、縦軸は受信感度に相当するBERを示す。グラフG31〜G32は、光信号の消光比がそれぞれ9dBおよび12dBの場合を示す。   FIG. 24 is a diagram illustrating an example of the relationship between the reception level and the reception sensitivity in the optical receiver. In FIG. 24, the horizontal axis indicates the time average input level of the optical receiver, that is, the average of the optical signal reception level per predetermined time, and the vertical axis indicates the BER corresponding to the reception sensitivity. Graphs G31 to G32 show cases where the extinction ratios of the optical signals are 9 dB and 12 dB, respectively.

図24を参照して、時間平均入力レベルに対する光受信器の受信感度すなわちBERは、光信号の消光比の大小に応じて変動する。すなわち、光受信器における光信号の時間平均入力レベルが同じでも、光信号の消光比が異なる場合、光受信器の受信感度は異なる値となる。具体的には、光信号の消光比が小さくなると、光受信器の受信感度は劣化する。   Referring to FIG. 24, the reception sensitivity of the optical receiver, that is, the BER with respect to the time average input level varies depending on the extinction ratio of the optical signal. That is, even if the time average input level of the optical signal in the optical receiver is the same, if the extinction ratio of the optical signal is different, the reception sensitivity of the optical receiver has a different value. Specifically, when the extinction ratio of the optical signal decreases, the reception sensitivity of the optical receiver deteriorates.

図25は、経年変化の無い状態において光増幅器が受ける光信号のアイパターンの一例を示す図である。図26は、光増幅器が受ける経年変化した光信号のアイパターンの一例を示す図である。図25および図26において、横軸は時間を示し、縦軸は光増幅器の光出力レベルを示す。W11は、経年変化の無い状態におけるアイパターンを示し、W12は、経年変化の有る状態におけるアイパターンを示す。   FIG. 25 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal received by the optical amplifier in a state where there is no secular change. FIG. 26 is a diagram showing an example of an eye pattern of an optical signal that has changed over time received by the optical amplifier. 25 and 26, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the optical output level of the optical amplifier. W11 shows an eye pattern in a state without aging, and W12 shows an eye pattern in a state with aging.

図25および図26を参照して、経年変化した光信号のアイパターンW12は、経年変化していないアイパターンW11と比べて波形に歪みが生じている。すなわち、光増幅器の受ける光信号が経年変化している場合、光出力のハイレベルが小さくなる。具体的には、経年変化の無い光出力のハイレベルP1よりも経年変化の有る光出力のハイレベルP1dの方が小さくなる。   Referring to FIG. 25 and FIG. 26, the eye pattern W12 of the optical signal that has changed over time has a waveform distortion compared to the eye pattern W11 that has not changed over time. That is, when the optical signal received by the optical amplifier has changed over time, the high level of the optical output becomes small. Specifically, the high level P1d of the optical output having the secular change is smaller than the high level P1 of the optical output having no secular change.

より詳細には、経年変化により、光出力のハイレベルおよび光出力のローレベルの比である消光比がP1/P0からP1d/P0dへと変化し、時間平均出力レベルが(P1−P0)/2から(P1d−P0d)/2へと変化し、クロスポイントがXpからXpdへと変化する。   More specifically, the extinction ratio, which is the ratio between the high level of the optical output and the low level of the optical output, changes from P1 / P0 to P1d / P0d due to aging, and the time average output level becomes (P1-P0) / 2 changes to (P1d−P0d) / 2, and the cross point changes from Xp to Xpd.

すなわち、光信号の経年変化により、消光比がP1/P0からP1d/P0dへと小さくなり、光受信器の受信感度が劣化する。   That is, due to the aging of the optical signal, the extinction ratio decreases from P1 / P0 to P1d / P0d, and the reception sensitivity of the optical receiver deteriorates.

光信号中継装置を介して光送信器および光受信器間の通信を行なう光通信システムにおいて、光送信器からの光信号の時間平均出力レベルは、たとえば、ALC(オートレベルコントロール)、または時間平均入力レベルに対する時間平均出力レベルの利得を一定に制御するAGC(オートゲインコントロール)によって制御される。   In an optical communication system that performs communication between an optical transmitter and an optical receiver via an optical signal repeater, the time average output level of the optical signal from the optical transmitter is, for example, ALC (auto level control) or time average It is controlled by AGC (Auto Gain Control) that controls the gain of the time average output level with respect to the input level to be constant.

このような光通信システムでは、光送信器の消光比はモニタされず、光信号の消光比の変動により、光信号中継装置から光受信器までの通信限界距離が変動するという課題がある。   In such an optical communication system, the extinction ratio of the optical transmitter is not monitored, and there is a problem that the communication limit distance from the optical signal repeater to the optical receiver varies due to the fluctuation of the extinction ratio of the optical signal.

本願発明者らは、このような光信号の消光比に関する課題およびその解決方法を見出した。すなわち、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置では、光信号中継装置101が受信する光信号の消光比に基づいて、光受信器へ送信される光信号の時間平均出力レベルを制御する、具体的には光増幅器への駆動電流を制御する。   The inventors of the present application have found a problem relating to such an extinction ratio of an optical signal and a solution to the problem. That is, in the optical signal repeater according to the third embodiment of the present invention, the time average output level of the optical signal transmitted to the optical receiver based on the extinction ratio of the optical signal received by the optical signal repeater 101. More specifically, the drive current to the optical amplifier is controlled.

すなわち、測定部28は、光増幅器21が受ける光信号の消光比を取得する。たとえば、測定部28は、光増幅器21が受ける光信号のハイレベル、および当該光信号のローレベルを測定し、この測定結果を用いて消光比を算出する。そして、制御部26は、測定部28によって取得された消光比に基づいて、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整する駆動制御を行なう。   That is, the measurement unit 28 acquires the extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier 21. For example, the measurement unit 28 measures the high level of the optical signal received by the optical amplifier 21 and the low level of the optical signal, and calculates the extinction ratio using the measurement result. Then, the control unit 26 performs drive control for adjusting the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21 based on the extinction ratio acquired by the measurement unit 28.

図27は、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置において、入力光信号の消光比が比較的小さい場合における光信号の時間平均出力レベルの設定例を示す図である。   FIG. 27 is a diagram illustrating a setting example of the time average output level of the optical signal when the extinction ratio of the input optical signal is relatively small in the optical signal relay device according to the third embodiment of the present invention.

図27を参照して、ここでは、光信号中継装置101の受信する光信号の消光比が9dB〜12dBの間であるとする。このため、光受信器の受信する光信号の時間平均レベルが−30dBmの場合に光受信器の受信感度が良好となる、具体的には光受信器におけるBERが10E−12すなわち10のマイナス12乗未満になるとする。   Referring to FIG. 27, here, it is assumed that the extinction ratio of the optical signal received by optical signal relay apparatus 101 is between 9 dB and 12 dB. For this reason, when the time average level of the optical signal received by the optical receiver is −30 dBm, the reception sensitivity of the optical receiver is good. Specifically, the BER in the optical receiver is 10E-12, that is, minus 12 of 10. Suppose that it is less than the power.

光信号中継装置101から光受信器までの距離の上限が10kmの場合において光信号が最大で25dB減衰する場合、光信号中継装置101から送信する光信号の時間平均出力レベルは−5dBm以上に設定する。また、光信号中継装置101から光受信器までの距離の上限が20kmの場合において光信号が最大で30dB減衰する場合、光信号中継装置101から送信する光信号の時間平均出力レベルは0dBm以上に設定する。また、光信号中継装置101から光受信器までの距離の上限が30kmの場合において光信号が最大で35dB減衰する場合、光信号中継装置101から送信する光信号の時間平均出力レベルは+5dBm以上に設定する。   When the upper limit of the distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is 10 km and the optical signal is attenuated by 25 dB at the maximum, the time average output level of the optical signal transmitted from the optical signal repeater 101 is set to -5 dBm or more. To do. When the upper limit of the distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is 20 km and the optical signal is attenuated by 30 dB at the maximum, the time average output level of the optical signal transmitted from the optical signal repeater 101 is 0 dBm or more. Set. When the upper limit of the distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is 30 km and the optical signal is attenuated by 35 dB at the maximum, the time average output level of the optical signal transmitted from the optical signal repeater 101 is +5 dBm or more. Set.

図28は、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置において、入力光信号の消光比が比較的大きい場合における光信号の時間平均出力レベルの設定例を示す図である。   FIG. 28 is a diagram illustrating a setting example of the time average output level of the optical signal when the extinction ratio of the input optical signal is relatively large in the optical signal relay device according to the third embodiment of the present invention.

図28を参照して、ここでは、光信号中継装置101の受信する光信号の消光比が12dBより大きい値であるとする。このため、光受信器の受信する光信号の時間平均レベルが−31dBmの場合に光受信器の受信感度が良好となる、具体的には光受信器におけるBERが10E−12すなわち10のマイナス12乗未満になるとする。   Referring to FIG. 28, here, it is assumed that the extinction ratio of the optical signal received by optical signal relay apparatus 101 is a value larger than 12 dB. For this reason, when the time average level of the optical signal received by the optical receiver is −31 dBm, the reception sensitivity of the optical receiver is good. Specifically, the BER in the optical receiver is 10E-12, that is, minus 12 of 10. Suppose that it is less than the power.

光信号中継装置101から光受信器までの距離の上限が10kmの場合において光信号が最大で25dB減衰する場合、光信号中継装置101から送信する光信号の時間平均出力レベルは−6dBm以上に設定する。また、光信号中継装置101から光受信器までの距離の上限が20kmの場合において光信号が最大で30dB減衰する場合、光信号中継装置101から送信する光信号の時間平均出力レベルは−1dBm以上に設定する。また、光信号中継装置101から光受信器までの距離の上限が30kmの場合において光信号が最大で35dB減衰する場合、光信号中継装置101から送信する光信号の時間平均出力レベルは+4dBm以上に設定する。   When the upper limit of the distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is 10 km and the optical signal is attenuated by 25 dB at the maximum, the time average output level of the optical signal transmitted from the optical signal repeater 101 is set to -6 dBm or more. To do. When the upper limit of the distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is 20 km, when the optical signal is attenuated by 30 dB at the maximum, the time average output level of the optical signal transmitted from the optical signal repeater 101 is −1 dBm or more. Set to. Further, when the upper limit of the distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is 30 km and the optical signal is attenuated by 35 dB at the maximum, the time average output level of the optical signal transmitted from the optical signal repeater 101 is +4 dBm or more. Set.

このように、入力光信号の消光比に基づいて出力光信号の時間平均出力レベルを制御する構成により、変調振幅を制御する第1の実施の形態に係る光信号中継装置101および変調振幅の利得を制御する第2の実施の形態に係る光信号中継装置101と同等の効果を得ることができる。   As described above, the optical signal repeater 101 according to the first embodiment for controlling the modulation amplitude and the gain of the modulation amplitude by controlling the time average output level of the output optical signal based on the extinction ratio of the input optical signal. An effect equivalent to that of the optical signal repeater 101 according to the second embodiment for controlling the optical signal can be obtained.

[動作]
次に、本発明の第3の実施の形態に係る光通信システムにおける光信号中継装置の動作について説明する。
[Operation]
Next, the operation of the optical signal repeater in the optical communication system according to the third embodiment of the present invention will be described.

光通信システム301における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるCPU等の演算処理部は、以下のフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。   Each device in the optical communication system 301 includes a computer, and an arithmetic processing unit such as a CPU in the computer reads and executes a program including a part or all of each step of the following flowchart from a memory (not shown). Each of the programs of the plurality of apparatuses can be installed from the outside. The programs of the plurality of apparatuses are distributed while being stored in a recording medium.

図29は、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。   FIG. 29 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the optical signal repeater according to the third embodiment of the present invention controls the optical amplifier.

図29を参照して、まず、光信号中継装置101は、モニタ用受光素子、ここでは受光素子31の出力電流を測定する(ステップS61)。   Referring to FIG. 29, first, the optical signal relay apparatus 101 measures the output current of the monitoring light receiving element, here the light receiving element 31 (step S61).

次に、光信号中継装置101は、測定結果に基づいて、入力光信号、すなわち光増幅器21が受ける光信号の消光比を算出する(ステップS62)。   Next, the optical signal repeater 101 calculates the extinction ratio of the input optical signal, that is, the optical signal received by the optical amplifier 21 based on the measurement result (step S62).

次に、光信号中継装置101は、算出した消光比が所定の閾値Th21未満である場合(ステップS63でYES)、光増幅器21に供給する駆動電流を大きくすることにより、光信号の時間平均出力レベルを大きくする駆動制御を行なう(ステップS64)。   Next, when the calculated extinction ratio is less than the predetermined threshold Th21 (YES in step S63), the optical signal repeater 101 increases the drive current supplied to the optical amplifier 21 to increase the time average output of the optical signal. Drive control for increasing the level is performed (step S64).

一方、光信号中継装置101は、算出した消光比が所定の閾値Th21以上である場合(ステップS63でNO)、光増幅器21に供給する駆動電流を小さくすることにより、光信号の時間平均出力レベルを小さくする駆動制御を行なう(ステップS65)。   On the other hand, when the calculated extinction ratio is equal to or greater than the predetermined threshold Th21 (NO in step S63), the optical signal repeater 101 reduces the drive current supplied to the optical amplifier 21 to reduce the time average output level of the optical signal. Drive control is performed to reduce the value (step S65).

光信号中継装置101は、受光素子31の出力電流の測定を定期的または不定期に継続して行なう(ステップS61)。   The optical signal relay device 101 continuously or irregularly measures the output current of the light receiving element 31 (step S61).

[変形例]
光出力のハイレベルを100%とし、光出力のローレベルを0%とすると、クロスポイントが50%からずれている場合、光増幅器の受ける光信号が経年変化したことを示している。
[Modification]
If the high level of the optical output is 100% and the low level of the optical output is 0%, when the cross point is deviated from 50%, it indicates that the optical signal received by the optical amplifier has changed over time.

図30は、経年変化の無い状態において光増幅器が受ける光信号のアイパターンの一例を示す図である。図の見方は図25と同様である。   FIG. 30 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal received by the optical amplifier in a state where there is no secular change. The way of viewing the figure is the same as in FIG.

図30を参照して、光増幅器の受ける光信号が経年変化していない場合、光出力のハイレベルP1を100%とし、光出力のローレベルP0を0%とすると、クロスポイントXpは50%となる。また、時間平均出力レベルの実測値と変調振幅の中間点の計算値(P1−P0)/2とが同等の値となる。   Referring to FIG. 30, when the optical signal received by the optical amplifier has not changed over time, when the high level P1 of the optical output is 100% and the low level P0 of the optical output is 0%, the cross point Xp is 50%. It becomes. Further, the actually measured value of the time average output level and the calculated value (P1−P0) / 2 at the midpoint of the modulation amplitude are equivalent values.

図31は、光増幅器が受ける経年変化した光信号のアイパターンの一例を示す図である。図の見方は図26と同様である。   FIG. 31 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an optical signal that has changed over time received by the optical amplifier. The way of viewing the figure is the same as in FIG.

図31を参照して、光増幅器の受ける光信号が経年変化している場合、光出力のハイレベルが小さくなる。具体的には、経年変化の無い光出力のハイレベルP1よりも経年変化の有る光出力のハイレベルP1dの方が小さくなる。   Referring to FIG. 31, when the optical signal received by the optical amplifier has changed over time, the high level of the optical output becomes small. Specifically, the high level P1d of the optical output having the secular change is smaller than the high level P1 of the optical output having no secular change.

時間平均入力レベルは、光出力のハイレベルおよび光出力のローレベルの時間積分値となるため、光出力のハイレベルP1dを100%とし、光出力のローレベルP0dを0%とすると、クロスポイントは50%とはならない。また、時間平均出力レベルの実測値と変調振幅の中間点の計算値(P1d−P0d)/2とが異なる値となる。   The time average input level is a time integration value of the high level of the optical output and the low level of the optical output. Therefore, when the high level P1d of the optical output is 100% and the low level P0d of the optical output is 0%, the cross point Will not be 50%. Further, the actually measured value of the time average output level and the calculated value (P1d−P0d) / 2 at the midpoint of the modulation amplitude are different values.

このように、光増幅器の受ける光信号が経年変化している場合、アイパターンの波形が歪んでクロスポイントが大きくなる。   Thus, when the optical signal received by the optical amplifier has changed over time, the waveform of the eye pattern is distorted and the cross point becomes large.

本願発明者らは、図30および図31に示すように、クロスポイントが、光送信器から送信される光信号の経年変化の特性を示す指標として適している点に着目し、光通信システムの通信をさらに良好にする方法を発見した。   As shown in FIGS. 30 and 31, the inventors of the present application pay attention to the point that the cross point is suitable as an index indicating the characteristics of the secular change of the optical signal transmitted from the optical transmitter. I found a way to make communication better.

図16を用いて説明したように、クロスポイントがたとえば70%以上となるアイパターンの光信号を光受信器が受信する場合、光受信器の受信感度のペナルティが増加する、具体的には、光受信器における光信号の受信品質が劣化して、たとえば図9に示すグラフが変調振幅の大きい側へ横軸と平行にシフトする。すなわち、同じ変調振幅のときに得られるBERが大きくなってしまう。   As described with reference to FIG. 16, when the optical receiver receives an optical signal having an eye pattern with a cross point of 70% or more, for example, the penalty of the reception sensitivity of the optical receiver increases. The reception quality of the optical signal in the optical receiver deteriorates, and for example, the graph shown in FIG. That is, the BER obtained with the same modulation amplitude is increased.

このため、光信号中継装置101は、クロスポイントがたとえば60%よりも大きくなった場合に、入力光信号の異常と判断して通知する。   For this reason, when the cross point becomes larger than 60%, for example, the optical signal repeater 101 determines that the input optical signal is abnormal and notifies it.

すなわち、測定部28は、光増幅器21が受ける光信号のクロスポイントを取得する。たとえば、測定部28は、光増幅器21が受ける光信号のハイレベル、当該光信号のローレベル、および当該光信号の所定時間あたりの平均レベルを測定し、この測定結果を用いてクロスポイントを算出する。   That is, the measurement unit 28 acquires the cross point of the optical signal received by the optical amplifier 21. For example, the measurement unit 28 measures the high level of the optical signal received by the optical amplifier 21, the low level of the optical signal, and the average level of the optical signal per predetermined time, and calculates the cross point using the measurement result. To do.

制御部26は、測定部28によって取得されたクロスポイントに基づいて異常を検知する。   The control unit 26 detects an abnormality based on the cross point acquired by the measurement unit 28.

また、前述のように、消光比が小さくなると光受信器の受信感度が劣化する。このため、たとえば、光信号中継装置101は、光信号の時間平均出力レベルを大きくしても消光比の低下による光受信器の受信感度の劣化を十分に抑制できないような場合、具体的には、消光比がたとえば9dB未満となった場合、入力光信号の異常と判断して通知する。   Further, as described above, when the extinction ratio becomes small, the reception sensitivity of the optical receiver deteriorates. Therefore, for example, when the optical signal repeater 101 cannot sufficiently suppress the deterioration of the reception sensitivity of the optical receiver due to the decrease in the extinction ratio even if the time average output level of the optical signal is increased, specifically, When the extinction ratio is less than 9 dB, for example, it is determined that the input optical signal is abnormal and notified.

すなわち、測定部28は、光増幅器21が受ける光信号の消光比を取得する。そして、制御部26は、測定部28によって取得された消光比に基づいて異常を検知する。   That is, the measurement unit 28 acquires the extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier 21. Then, the control unit 26 detects an abnormality based on the extinction ratio acquired by the measurement unit 28.

図32は、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例が光増幅器の制御を行なう際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。   FIG. 32 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the modification of the optical signal relay device according to the third embodiment of the present invention controls the optical amplifier.

図32を参照して、ステップS71〜S72の動作は、図29に示すステップS61〜S62の動作と同様である。   Referring to FIG. 32, the operations in steps S71 to S72 are the same as the operations in steps S61 to S62 shown in FIG.

次に、光信号中継装置101は、算出した消光比が所定の閾値Th22以下である場合(ステップS73でNO)、入力光信号の異常を通知する(ステップS74)。ただし、閾値Th22<閾値Th21である。   Next, when the calculated extinction ratio is equal to or less than the predetermined threshold Th22 (NO in step S73), the optical signal relay apparatus 101 notifies an abnormality of the input optical signal (step S74). However, threshold Th22 <threshold Th21.

一方、光信号中継装置101は、算出した消光比が所定の閾値Th22より大きい場合であって(ステップS73でYES)、所定の閾値Th21未満であるとき(ステップS75でYES)、光増幅器21に供給する駆動電流を大きくすることにより、光信号の時間平均出力レベルを大きくする駆動制御を行なう(ステップS76)。   On the other hand, when the calculated extinction ratio is greater than the predetermined threshold Th22 (YES in step S73) and is less than the predetermined threshold Th21 (YES in step S75), the optical signal repeater 101 transmits to the optical amplifier 21. Drive control is performed to increase the time average output level of the optical signal by increasing the supplied drive current (step S76).

他方、光信号中継装置101は、算出した消光比が所定の閾値Th22より大きい場合であって(ステップS73でYES)、所定の閾値Th21以上であるとき(ステップS75でNO)、光増幅器21に供給する駆動電流を小さくすることにより、光信号の時間平均出力レベルを小さくする駆動制御を行なう(ステップS77)。   On the other hand, when the calculated extinction ratio is greater than the predetermined threshold Th22 (YES in step S73) and is equal to or greater than the predetermined threshold Th21 (NO in step S75), the optical signal repeater 101 sends an optical amplifier 21 to the optical amplifier 21. Drive control is performed to reduce the time average output level of the optical signal by reducing the supplied drive current (step S77).

次に、光信号中継装置101は、測定結果に基づいて、入力光信号のクロスポイントを算出する。具体的には、光信号中継装置101は、当該光信号のハイレベルおよびローレベル、ならびに時間平均出力レベルを取得し、変調振幅の中間点を50%のクロスポイントとして、時間平均出力レベルと変調振幅の中間点との差に基づいてクロスポイントを算出する(ステップS78)。   Next, the optical signal repeater 101 calculates a cross point of the input optical signal based on the measurement result. Specifically, the optical signal repeater 101 acquires the high level and low level of the optical signal and the time average output level, and uses the midpoint of the modulation amplitude as a 50% cross point to modulate the time average output level and the modulation. A cross point is calculated based on the difference from the midpoint of the amplitude (step S78).

次に、光信号中継装置101は、算出したクロスポイントが所定の閾値Th23より大きい場合(ステップS79でYES)、入力光信号の異常を通知する(ステップS80)。   Next, when the calculated cross point is larger than the predetermined threshold Th23 (YES in step S79), the optical signal relay apparatus 101 notifies an abnormality of the input optical signal (step S80).

光信号中継装置101は、受光素子31の出力電流の測定を定期的または不定期に継続して行なう(ステップS71)。   The optical signal relay device 101 continuously or irregularly measures the output current of the light receiving element 31 (step S71).

なお、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置において、本発明の第1の実施の形態または第2の実施の形態に係る光信号中継装置の変形例1および変形例2の構成を採用することも可能である。   Note that, in the optical signal relay device according to the third embodiment of the present invention, the first and second modifications of the optical signal relay device according to the first embodiment or the second embodiment of the present invention. It is also possible to adopt a configuration.

また、本発明の第1の実施の形態および第2の実施の形態に係る光信号中継装置において、第3の実施の形態に係るクロスポイントまたは消光比に基づく異常検知を行なう構成を採用することも可能である。   In addition, in the optical signal repeater according to the first embodiment and the second embodiment of the present invention, a configuration that performs abnormality detection based on the crosspoint or the extinction ratio according to the third embodiment is adopted. Is also possible.

以上のように、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置では、光増幅器21は、光信号を受けて増幅し、出力する。測定部28は、光信号に関する測定を行なう。測定部28は、光増幅器21が受ける光信号の消光比を取得する。そして、制御部26は、測定部28によって取得された消光比に基づいて、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整する駆動制御を行なう。   As described above, in the optical signal repeater according to the third embodiment of the present invention, the optical amplifier 21 receives, amplifies, and outputs an optical signal. The measurement unit 28 performs measurement related to the optical signal. The measuring unit 28 acquires the extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier 21. Then, the control unit 26 performs drive control for adjusting the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21 based on the extinction ratio acquired by the measurement unit 28.

このように、光送信器からの光信号の経年変化等による消光比の変化に着目して、光増幅器21が受ける光信号の消光比を監視し、当該消光比に基づいて光増幅器21への駆動電流を制御する構成により、光信号の受信強度によらず、たとえば光増幅器21の飽和領域においても、伝送品質の低下を防ぎ、光信号中継装置101から光受信器までの通信限界距離を延ばすことができる。また、特許文献1に記載の技術のように光増幅器への入力光の強度を大幅に小さくする必要がなくなり、光増幅器の利得を上げることに伴う光増幅器における消費電力の増大を防ぐことができる。   Thus, paying attention to the change in the extinction ratio due to the secular change of the optical signal from the optical transmitter, the extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier 21 is monitored, and the optical amplifier 21 is supplied to the optical amplifier 21 based on the extinction ratio. The configuration for controlling the drive current prevents the transmission quality from deteriorating and extends the communication limit distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver, for example, even in the saturation region of the optical amplifier 21, regardless of the reception intensity of the optical signal. be able to. Further, unlike the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to significantly reduce the intensity of input light to the optical amplifier, and an increase in power consumption in the optical amplifier accompanying an increase in gain of the optical amplifier can be prevented. .

したがって、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置では、受信した光信号を増幅して送信する光信号中継装置において、光通信システムの通信限界距離を延ばすとともに、消費電力を抑制することができる。   Therefore, in the optical signal repeater according to the third embodiment of the present invention, in the optical signal repeater that amplifies and transmits the received optical signal, the communication limit distance of the optical communication system is increased and the power consumption is suppressed. can do.

また、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置では、測定部28は、光増幅器21が受ける光信号のクロスポイントまたは消光比を取得する。そして、制御部26は、測定部28によって取得されたクロスポイントまたは消光比に基づいて異常を検知する。   In the optical signal repeater according to the third embodiment of the present invention, the measurement unit 28 acquires the cross point or extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier 21. Then, the control unit 26 detects an abnormality based on the cross point or the extinction ratio acquired by the measurement unit 28.

このように、光信号のクロスポイントまたは消光比を監視し、異常を検知する構成により、たとえば光送信器の保守交換を早期に行なうことができるため、光通信システムにおける予期しない通信障害を回避することができる。   In this way, by monitoring the cross point or extinction ratio of the optical signal and detecting an abnormality, for example, maintenance and replacement of the optical transmitter can be performed at an early stage, thereby avoiding an unexpected communication failure in the optical communication system. be able to.

また、本発明の第3の実施の形態に係る光信号中継装置では、測定部28は、入力光信号について、当該光信号のハイレベルおよび当該光信号のローレベルを測定するか、当該光信号のハイレベルもしくはローレベルと当該光信号の所定時間あたりの平均レベルとを測定するか、または、当該光信号のハイレベル、当該光信号のローレベル、および当該光信号の所定時間あたりの平均レベルを測定する。   In the optical signal repeater according to the third embodiment of the present invention, the measuring unit 28 measures the high level of the optical signal and the low level of the optical signal for the input optical signal, or the optical signal The high level or low level of the optical signal and the average level of the optical signal per predetermined time, or the high level of the optical signal, the low level of the optical signal, and the average level of the optical signal per predetermined time Measure.

このような構成により、光信号のハイレベル、ローレベルおよび平均レベルから、光信号中継装置101の変調振幅、クロスポイントおよび消光比等の各種特性を容易に取得することができる。   With such a configuration, various characteristics such as the modulation amplitude, cross point, and extinction ratio of the optical signal repeater 101 can be easily obtained from the high level, low level, and average level of the optical signal.

また、本発明の第3の実施の形態に係る通信制御方法では、まず、光信号に関する測定を行なう。次に、当該測定によって得られた光増幅器21が受ける光信号の消光比に基づいて、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整する駆動制御を行なう。   Further, in the communication control method according to the third embodiment of the present invention, first, a measurement relating to an optical signal is performed. Next, drive control is performed to adjust the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21 based on the extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier 21 obtained by the measurement.

このように、光送信器からの光信号の経年変化等による消光比の変化に着目して、光増幅器21が受ける光信号の消光比を監視し、当該消光比に基づいて光増幅器21への駆動電流を制御することにより、光信号の受信強度によらず、たとえば光増幅器21の飽和領域においても、伝送品質の低下を防ぎ、光信号中継装置101から光受信器までの通信限界距離を延ばすことができる。また、特許文献1に記載の技術のように光増幅器への入力光の強度を大幅に小さくする必要がなくなり、光増幅器の利得を上げることに伴う光増幅器における消費電力の増大を防ぐことができる。   Thus, paying attention to the change in the extinction ratio due to the secular change of the optical signal from the optical transmitter, the extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier 21 is monitored, and the optical amplifier 21 is supplied to the optical amplifier 21 based on the extinction ratio. By controlling the drive current, the transmission quality is prevented from being lowered and the communication limit distance from the optical signal repeater 101 to the optical receiver is extended, for example, even in the saturation region of the optical amplifier 21, regardless of the reception intensity of the optical signal. be able to. Further, unlike the technique described in Patent Document 1, it is not necessary to significantly reduce the intensity of input light to the optical amplifier, and an increase in power consumption in the optical amplifier accompanying an increase in gain of the optical amplifier can be prevented. .

したがって、本発明の第3の実施の形態に係る通信制御方法では、受信した光信号を増幅して送信する光信号中継装置において、光通信システムの通信限界距離を延ばすとともに、消費電力を抑制することができる。   Therefore, in the communication control method according to the third embodiment of the present invention, in the optical signal repeater that amplifies and transmits the received optical signal, the communication limit distance of the optical communication system is increased and the power consumption is suppressed. be able to.

なお、本発明の第3の実施の形態に係る光通信システムでは、光信号中継装置101が制御部26および測定部28を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。光通信システム301における光信号中継装置101以外の他の装置が制御部26および測定部28を備え、光増幅器の入力光の監視、および光増幅器への駆動電流の制御を行なう構成であってもよい。   In the optical communication system according to the third embodiment of the present invention, the optical signal repeater 101 is configured to include the control unit 26 and the measurement unit 28. However, the configuration is not limited thereto. Even if the device other than the optical signal repeater 101 in the optical communication system 301 includes the control unit 26 and the measurement unit 28, the input light of the optical amplifier is monitored and the drive current to the optical amplifier is controlled. Good.

また、本発明の第3の実施の形態に係る光通信システムでは、下り方向において、光増幅器の入力光の監視、および光増幅器への駆動電流を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではなく、上り方向において、下り方向と同様に、光増幅器の入力光の監視、および光増幅器への駆動電流を行なう構成とすることも可能である。   Further, in the optical communication system according to the third embodiment of the present invention, the configuration is such that the input light of the optical amplifier is monitored and the drive current to the optical amplifier is performed in the downstream direction. Instead of this, it is also possible to adopt a configuration in which the input light of the optical amplifier is monitored and the drive current to the optical amplifier is monitored in the upstream direction as in the downstream direction.

その他の構成および動作は第1の実施の形態に係る光通信システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。   Since other configurations and operations are the same as those of the optical communication system according to the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated here.

なお、本発明の第1の実施の形態〜第3の実施の形態に係る光信号中継装置では、制御部26は、光増幅器21に供給される駆動電流の大きさを調整する駆動制御を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。制御部26は、光増幅器21の種類等に応じて、光増幅器21に供給される駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行なう構成であってもよい。   In the optical signal repeater according to the first to third embodiments of the present invention, the control unit 26 performs drive control for adjusting the magnitude of the drive current supplied to the optical amplifier 21. Although it is the configuration, it is not limited to this. The control unit 26 may be configured to perform drive control that adjusts the magnitude of the drive voltage supplied to the optical amplifier 21 according to the type of the optical amplifier 21 and the like.

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The above embodiment should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。   The above description includes the following features.

[付記1]
送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置であって、
前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器と、
前記光信号に関する測定を行なう測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記光増幅器から出力される前記光信号の変調振幅が所定値になるように、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行なう制御部とを備え、
前記光信号中継装置はPONにおいて用いられ、
前記光信号は、局側装置から宅側装置へ送信される下り光信号である、光信号中継装置。
[Appendix 1]
An optical signal repeater that receives and amplifies an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted, and transmits the amplified optical signal,
An optical amplifier that receives and amplifies and outputs the optical signal;
A measurement unit for measuring the optical signal;
Drive that adjusts the magnitude of the drive current or drive voltage supplied to the optical amplifier based on the measurement result of the measurement unit so that the modulation amplitude of the optical signal output from the optical amplifier becomes a predetermined value A control unit for performing control,
The optical signal repeater is used in a PON,
The optical signal relay device, wherein the optical signal is a downstream optical signal transmitted from the station side device to the home side device.

11 電気/光変換器
12 下り信号中継部
13 光/電気変換器
14 上り信号再生部
21 光増幅器
22,23 光カプラ
24 電流供給部
25 入力検知部
26 制御部
27 出力検知部
28 測定部
30 CDR
101 光信号中継装置
201 局側装置
202 ONU
211,212 光カプラ
301 光通信システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electrical / optical converter 12 Downstream signal relay part 13 Optical / electrical converter 14 Upstream signal reproduction | regeneration part 21 Optical amplifier 22, 23 Optical coupler 24 Current supply part 25 Input detection part 26 Control part 27 Output detection part 28 Measurement part 30 CDR
101 Optical signal repeater 201 Station side device 202 ONU
211, 212 Optical coupler 301 Optical communication system

Claims (9)

送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置であって、
前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器と、
前記光信号に関する測定を行なう測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記光増幅器から出力される前記光信号の変調振幅が所定値になるように、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行なう制御部とを備え、
前記測定部は、前記光増幅器が出力する前記光信号のクロスポイントおよび前記光増幅器が受ける前記光信号のクロスポイントの少なくともいずれか一方を取得し、
前記制御部は、前記測定部によって取得された前記クロスポイントに基づいて、前記駆動制御による調整内容を補正する、光信号中継装置。
An optical signal repeater that receives and amplifies an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted, and transmits the amplified optical signal,
An optical amplifier that receives and amplifies and outputs the optical signal;
A measurement unit for measuring the optical signal;
Drive that adjusts the magnitude of the drive current or drive voltage supplied to the optical amplifier based on the measurement result of the measurement unit so that the modulation amplitude of the optical signal output from the optical amplifier becomes a predetermined value for example Bei and a control unit for performing control,
The measurement unit obtains at least one of a cross point of the optical signal output by the optical amplifier and a cross point of the optical signal received by the optical amplifier,
The said control part is an optical signal relay apparatus which correct | amends the adjustment content by the said drive control based on the said cross point acquired by the said measurement part .
送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置であって、
前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器と、
前記光信号に関する測定を行なう測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記光増幅器における前記光信号の変調振幅の利得が所定値になるように、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行なう制御部とを備え、
前記測定部は、前記光増幅器が出力する前記光信号のクロスポイントおよび前記光増幅器が受ける前記光信号のクロスポイントの少なくともいずれか一方を取得し、
前記制御部は、前記測定部によって取得された前記クロスポイントに基づいて、前記駆動制御による調整内容を補正する、光信号中継装置。
An optical signal repeater that receives and amplifies an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted, and transmits the amplified optical signal,
An optical amplifier that receives and amplifies and outputs the optical signal;
A measurement unit for measuring the optical signal;
Drive control that adjusts the magnitude of the drive current or drive voltage supplied to the optical amplifier so that the gain of the modulation amplitude of the optical signal in the optical amplifier becomes a predetermined value based on the measurement result of the measurement unit Bei example and a control unit that performs,
The measurement unit obtains at least one of a cross point of the optical signal output by the optical amplifier and a cross point of the optical signal received by the optical amplifier,
The said control part is an optical signal relay apparatus which correct | amends the adjustment content by the said drive control based on the said cross point acquired by the said measurement part .
送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置であって、
前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器と、
前記光信号に関する測定を行なう測定部とを備え、
前記測定部は、前記光増幅器が受ける前記光信号の消光比を取得し、
前記光信号中継装置は、さらに、
前記測定部によって取得された前記消光比に基づいて、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行なう制御部を備える、光信号中継装置。
An optical signal repeater that receives and amplifies an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted, and transmits the amplified optical signal,
An optical amplifier that receives and amplifies and outputs the optical signal;
A measurement unit for measuring the optical signal,
The measurement unit obtains an extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier,
The optical signal relay device further includes:
An optical signal relay apparatus comprising: a control unit that performs drive control for adjusting a magnitude of a drive current or a drive voltage supplied to the optical amplifier based on the extinction ratio acquired by the measurement unit.
前記測定部は、前記光増幅器が出力する前記光信号のクロスポイントおよび前記光増幅器が受ける前記光信号のクロスポイントの少なくともいずれか一方を取得し、
前記制御部は、前記測定部によって取得された前記クロスポイントに基づいて、前記駆動制御による調整内容を補正する、請求項3に記載の光信号中継装置。
The measurement unit obtains at least one of a cross point of the optical signal output by the optical amplifier and a cross point of the optical signal received by the optical amplifier,
The optical signal relay device according to claim 3 , wherein the control unit corrects the adjustment content by the drive control based on the cross point acquired by the measurement unit.
前記測定部は、前記光信号のハイレベルおよび前記光信号のローレベルを測定するか、前記光信号のハイレベルもしくはローレベルと前記光信号の所定時間あたりの平均レベルとを測定するか、または、前記光信号のハイレベル、前記光信号のローレベル、および前記光信号の所定時間あたりの平均レベルを測定する、請求項1、請求項2および請求項4のいずれか1項に記載の光信号中継装置 The measuring unit measures the high level of the optical signal and the low level of the optical signal, or measures the high level or low level of the optical signal and the average level of the optical signal per predetermined time, or 5. The light according to claim 1 , wherein a high level of the optical signal, a low level of the optical signal, and an average level per predetermined time of the optical signal are measured. Signal relay device . 前記制御部は、前記駆動制御を行なう前に、前記測定部の測定結果に基づいて、前記光増幅器から出力される前記光信号の所定時間あたりの平均レベルが所定値になるように、または前記光増幅器における前記平均レベルの利得が所定値になるように、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整するプレ駆動制御を行なう、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の光信号中継装置。 The control unit, before performing the drive control, based on the measurement result of the measurement unit, so that the average level per predetermined time of the optical signal output from the optical amplifier becomes a predetermined value, or as the gain of the mean level of the optical amplifier becomes a predetermined value, it performs the pre-drive control for adjusting the magnitude of the driving current or the driving voltage is supplied to the optical amplifier, one of claims 1 to 5 2. An optical signal relay device according to item 1. 前記測定部は、前記光増幅器が受ける前記光信号のクロスポイントまたは消光比を取得し、
前記制御部は、前記測定部によって取得された前記クロスポイントまたは前記消光比に基づいて異常を検知する、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の光信号中継装置。
The measurement unit obtains a cross point or an extinction ratio of the optical signal received by the optical amplifier,
Wherein the control unit detects the abnormality based on the cross point or the extinction ratio obtained by the measurement unit, the optical signal relay device according to any one of claims 1 to 6.
送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置を制御する通信制御方法であって、
前記光信号中継装置は、前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器を備え、
前記通信制御方法は、
前記光信号に関する測定を行なうステップと、
前記測定の結果に基づいて、前記光増幅器から出力される前記光信号の変調振幅が所定値になるように、または、前記光増幅器における前記光信号の変調振幅の利得が所定値になるように、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行なうステップと
前記光増幅器が出力する前記光信号のクロスポイントおよび前記光増幅器が受ける前記光信号のクロスポイントの少なくともいずれか一方を取得するステップと、
取得した前記クロスポイントに基づいて、前記駆動制御による調整内容を補正するステップとを含む、通信制御方法。
A communication control method for receiving and amplifying an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted and controlling an optical signal repeater that transmits the amplified optical signal,
The optical signal repeater includes an optical amplifier that receives, amplifies, and outputs the optical signal,
The communication control method includes:
Performing measurements on the optical signal;
Based on the result of the measurement, the modulation amplitude of the optical signal output from the optical amplifier becomes a predetermined value , or the gain of the modulation amplitude of the optical signal in the optical amplifier becomes a predetermined value. and performing a drive control for adjusting the magnitude of the driving current or the driving voltage is supplied before Symbol optical amplifier,
Obtaining at least one of a cross point of the optical signal output by the optical amplifier and a cross point of the optical signal received by the optical amplifier;
Correcting the adjustment content by the drive control based on the acquired cross point .
送信すべきデータの論理値に応じたレベルを有する光信号を受信して増幅し、増幅した前記光信号を送信する光信号中継装置を制御する通信制御方法であって、
前記光信号中継装置は、前記光信号を受けて増幅し、出力する光増幅器を備え、
前記通信制御方法は、
前記光信号に関する測定を行なうステップと
記測定によって得られた前記光増幅器が受ける前記光信号の消光比に基づいて、前記光増幅器に供給される駆動電流または駆動電圧の大きさを調整する駆動制御を行なうステップとを含む、通信制御方法。
A communication control method for receiving and amplifying an optical signal having a level corresponding to a logical value of data to be transmitted and controlling an optical signal repeater that transmits the amplified optical signal,
The optical signal repeater includes an optical amplifier that receives, amplifies, and outputs the optical signal,
The communication control method includes:
Performing measurements on the optical signal ;
Based on the extinction ratio of the optical signal is the optical amplifier obtained experienced by prior Symbol measure, and a step of performing a drive control for adjusting the magnitude of the driving current or the driving voltage is supplied to the optical amplifier, communication Control method.
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