JP6595967B2 - 光増幅装置 - Google Patents

Description

本発明は、光増幅装置に関する。

ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムにおいて、バースト信号を光増幅させて伝送距離の長延化を低コストで実現するように様々な発明がなされている。一般的に、バースト信号を光増幅させると、信号の形状を歪ませる過渡的な利得変動が過渡応答として生じることが知られている。過渡応答は、伝送距離の長延化を妨げる要因であり、従来から、過渡応答を抑制するための技術が開示されている。

例えば、特許文献１には、「信号光を増幅するための反転分布媒質に対し、ゲインクランプ光源から出力されるゲインクランプ光を定常的に入力することにより、前記ゲインクランプ光と共通増幅される前記信号光の入力光電力変動に対する前記反転分布媒質の利得変動を抑圧するゲインクランプ型光増幅器において、前記反転分布媒質における入力ゲインクランプ光電力を測定する入力ゲインクランプ光電力モニタと、前記反転分布媒質における出力ゲインクランプ光電力を測定する出力ゲインクランプ光電力モニタと、制御部とを有し、該制御部は、前記出力ゲインクランプ光電力と前記入力ゲインクランプ光電力の比で決まるゲインクランプ光利得がゲインクランプ光利得設定値と一致するよう、前記ゲインクランプ光源の出力光電力又は前記反転分布媒質へのエネルギー供給を制御する、ことを特徴とするゲインクランプ型光増幅器」が開示されている。特許文献１の技術によれば、ハイパワーの光源を用いて、入力バースト信号の入力強度を一定にすることで過渡応答を抑制することができる。

また、非特許文献１には、増幅器の励起光を制御し、利得を一定にすることで、過渡応答を抑制する方式について開示されている。

特開２００８−１３５６４０号公報

加木 信行、福島 大、吉川 徹、"光バースト通信に対応する光ファイバ増幅器に関する研究"SCOPE第2回成果発表会予稿集 2005

しかし、特許文献１によれば、光源を用いる必要があるため、コストが増大したり、消費電力が増大したりするという不都合がある。また、非特許文献１によれば、ＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）回路によるＦＢ（Feedback）制御を行う必要があるため、過渡応答抑制の制御高速化は困難である。

このような背景を鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、バースト信号の光増幅に伴う過渡応答の抑制において、コスト低減化、消費電力低減化、制御高速化を実現することを課題とする。

前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、バースト信号を光増幅する光増幅装置であって、下り光信号を解析し、上り光信号として前記光増幅装置に入力される前記バースト信号の入力強度およびバースト幅を計算する第１の計算部と、前記第１の計算部が計算した入力強度およびバースト幅に基づいて、前記バースト信号を光増幅した際の過渡応答に応じた減衰値を計算する第２の計算部と、前記第２の計算部が計算した減衰値に基づいて、前記光増幅装置に入力される前記バースト信号を減衰させる減衰部と、前記減衰部によって減衰したバースト信号を光増幅する光増幅部と、を備える、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、光増幅装置は、第２の計算部が計算した減衰値に従って、バースト信号の光増幅に伴う過渡応答は抑制される。その際、従来のように、光源を用いていないため、コストを低減させ、消費電力を低減させることができる。また、従来のように、ＦＢ制御を行うわけではなく、バースト信号が光増幅される前に減衰の制御を行うため、制御を高速化することができる。
したがって、バースト信号の光増幅に伴う過渡応答の抑制において、コスト低減化、消費電力低減化、制御高速化を実現することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光増幅装置であって、１つのＯＬＴ（Optical Line Terminal）と、前記ＯＬＴから延在する光ファイバを引き込み、前記ＯＬＴに前記バースト信号を送信する複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）とを備える光ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）システムに、前記光増幅装置が配置されており、前記下り光信号は、前記ＯＮＵがバースト信号を送信するタイミングおよび当該バースト信号の入力強度を前記ＯＮＵごとに示す情報を含むＧＡＴＥ信号である、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、光増幅装置を光ＴＤＭシステムに配置することで、１Ｒ中継方式における伝送距離の長延化を良好にすることができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光増幅装置であって、前記複数のＯＮＵは、第１のＯＮＵと、前記第１のＯＮＵとは異なる第２のＯＮＵとを含み、前記光増幅装置は、前記第１のＯＮＵと前記第１の計算部とが通信可能に接続され、かつ、前記第１のＯＮＵが送信するバースト信号および前記第２のＯＮＵが送信するバースト信号が合波する結合部よりも上流側に配置されている、ことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の光増幅装置であって、前記光増幅装置は、前記ＯＬＴに隣接して配置されている、ことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の光増幅装置であって、前記複数のＯＮＵは、第１のＯＮＵと、前記第１のＯＮＵとは異なる第２のＯＮＵとを含み、前記光増幅装置は、前記第１のＯＮＵと前記第１の計算部とが通信可能に接続され、かつ、前記第１のＯＮＵが送信するバースト信号および前記第２のＯＮＵが送信するバースト信号が合波する結合部と、前記第１のＯＮＵとの間の経路上に配置されている、ことを特徴とする。

請求項３〜５に記載の発明によれば、光増幅装置を光ＴＤＭシステムに配置するときの配置位置を自在に設定することができ、光ＴＤＭシステムの構築設計を容易にすることができる。

本発明によれば、バースト信号の光増幅に伴う過渡応答の抑制において、コスト低減化、消費電力低減化、制御高速化を実現することができる。

本実施形態の光増幅装置の機能構成図である。 バースト信号の過渡応答抑制手法の説明図であり、（ａ）が抑制制御前の入力波形の図、（ｂ）が抑制制御前の入力波形を増幅した後の出力波形（計算）の図、（ｃ）が過渡応答によるオーバシュートを示す図、（ｄ）が抑制制御後の入力波形の図、（ｅ）が抑制制御後の入力波形を増幅した後の出力波形の図である。 本実施形態の光増幅処理のシーケンス図である。 第１の態様における光増幅装置を含む光ＴＤＭシステムの全体構成図である。 第１の態様における光増幅装置周辺の詳細図である。 第２の態様における光増幅装置を含む光ＴＤＭシステムの全体構成図である。 第２の態様における光増幅装置周辺の詳細図である。 第３の態様における光増幅装置を含む光ＴＤＭシステムの全体構成図である。 第３の態様における光増幅装置周辺の詳細図である。

次に、本発明を実施するための形態について説明する。本実施形態について、メトロＮＷ（ネットワーク）上に構築される光ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）システムを例にとり説明する。本実施形態の光ＴＤＭシステムは、局に配置されているＯＬＴ（Optical Line Terminal：光加入者線終端装置）と、宅内または構内に配置されている複数のＯＮＵ（Optical Network Unit：光加入者線ネットワーク装置）と、本実施形態の光増幅装置１（図１参照）を備える。本実施形態の光ＴＤＭシステムは、ＯＬＴおよびＯＮＵを備えるアクセス系システムとなる従来のＰＯＮシステムに光増幅装置１を導入することで、メトロ系システムを構築可能とする。つまり、本実施形態の光ＴＤＭシステムは、アクセス系およびメトロ系を兼ねるシステムとなり得る。
従来のＰＯＮシステムには１心の光ファイバが用いられ、従来のメトロ系システムの伝送装置には２心の光ファイバが用いられる。本実施形態の光ＴＤＭシステムには、１心または２心のいずれの光ファイバを用いてもよいし、両者を適宜組み合わせて用いてもよい。本実施形態の光ＴＤＭシステムは、ＯＬＴから延在する１本の光ファイバを、分岐装置を用いて各ＯＮＵに引き込む形態をとり、１Ｒ中継（線形中継）方式を実現する。分岐装置は、例えば、電気装置を必要としない受動素子となるカプラである。光ファイバには、ＯＬＴから各ＯＮＵへ向かう下り光信号、および、各ＯＮＵからＯＬＴへ向かう上り光信号が伝送される。

下り光信号は、ＯＮＵの送信時刻（ＯＮＵが上り光信号を送信するタイミング）、および、ＯＮＵの送信量（ＯＮＵが送信する上り光信号の入力強度）をＯＮＵごとに示す情報を含むＧＡＴＥ信号である。上り光信号は、ＯＮＵごとに入力強度およびバースト長（幅）が決定された波形の集まりとなるバースト信号である。

本実施形態の光ＴＤＭシステムでは、ＭＰＣＰプロトコルを用いて上り光信号を制御する。よって、ＯＬＴは、上り光信号を受信する前に上り光信号のデータ開始時刻およびデータ終了時刻を把握することができる。光ＴＤＭシステムのこのような機能は、上り光信号の光増幅による過渡応答出力値の推定（詳細は後記）に役立てることができる。

≪構成≫
本実施形態の光増幅装置１は、光ファイバを経由する上りバースト信号を光増幅する装置である。図１に示すように、本実施形態の光増幅装置１は、第１の計算回路１１（第１の計算部）と、第２の計算回路１２（第２の計算部）と、制御回路１３と、時間的可変ＡＴＴ１４（減衰部）と、光増幅器１５ａ，１５ｂ（光増幅部）を備える。また、図１中、符号Ｆａは、光ファイバ（後記する図４中の符号Ｆ）全体のうち下り光信号（図中「下り」と表記）が経由する部分を示し、符号Ｆｂは、光ファイバ全体のうち上り光信号（図中「上り」と表記）が経由する部分を示す。「ＡＴＴ」は、減衰器（ATTenuator）を示す。また、図１に示すカプラＣは、下り光信号を分岐し、ＯＮＵ２に送信する。

第１の計算回路１１は、下り光信号となるＧＡＴＥ信号を解析し、光増幅装置１が光増幅を行うバースト信号の波形（入力波形）を計算する。具体的には、波形の入力強度Ｐｓと、バースト長ＴとをＯＮＵごとに計算する。入力波形は、各ＯＮＵから出力されたバースト信号をＯＮＵごとの送信タイミングにしたがって時間軸に並べた結合波となる。

なお、図１中のＧＡＴＥ信号を表現する「１」〜「Ｎ」の四角は、１番目からＮ番目までの各ＯＮＵに対して計算した入力強度Ｐｓおよびバースト長Ｔの情報を含む信号である。ＧＡＴＥ信号は、下り光信号の光伝送路が経由するカプラＣによって分岐され、ＯＮＵ２（Ｎ個のＯＮＵの１つ）に入力される。ＯＮＵ２は、受信したＧＡＴＥ信号を「１」〜「Ｎ」の四角が示す情報をすべて含めたまま第１の計算回路１１に出力する。よって、第１の計算回路１１は、Ｎ個分の入力波形を計算する。また、ＯＮＵ２は、ＧＡＴＥ信号のうち、ＯＮＵ２自身に対応する部分（「１」〜「Ｎ」の四角のうち１つ）のみを取得し、他の部分を捨てる。ＯＮＵ２は、取得したＧＡＴＥ信号部分に対応する入力波形を出力して上り信号に乗せる。

第２の計算回路１２は、第１の計算回路１１の計算結果から、バースト信号を光増幅したときの利得Ｇｓおよび傾き（Ｇｓ／Ｔ）を計算（推定）する。利得Ｇｓは、例えば、Ｇｓ＝Ａ×Ｐｓ（ｔ）＋Ｂとして計算することができる。ここで、Ａ、Ｂは定数であり、Ｐｓ（ｔ）は、入力強度Ｐｓを時間ｔの関数として表現したものである。また、第２の計算回路１２は、計算した利得Ｇｓおよび傾き（Ｇｓ／Ｔ）を、バースト信号を減衰させる減衰値（詳細は後記）に変換する。

制御回路１３は、第２の計算回路１２が求めた減衰値を時間的可変ＡＴＴ１４に送信し、バースト信号の減衰を指示する。また、制御回路１３は、光増幅装置１が行う処理、演算を全体的に制御する。
時間的可変ＡＴＴ１４は、制御回路１３から受信した減衰量に基づいて、バースト信号に含まれる波形、つまり、ＯＮＵごとに決定された入力波形を減衰させる。その結果、時間的可変ＡＴＴ１４から減衰後入力波形が出力される。

光増幅器１５ａは、下り光信号となるＧＡＴＥ信号を光増幅する素子である。
光増幅器１５ｂは、上り光信号となるバースト信号（図１に示す減衰後入力波形）を光増幅する素子である。

≪バースト信号の過渡応答抑制手法の概要≫
各ＯＮＵから出力されるバースト信号は、複数本のバーストの束であるが、光増幅装置１は、バーストの高速応答に反応しない。つまり、光増幅装置１は、バースト１本ずつを認識することはできない。このため、図２（ａ）に示すように、光増幅装置１は、ＧＡＴＥ信号から特定されるバースト信号を、複数本のバーストの束からなる１つのバースト（例えば、数十μｓ以上の幅を有する）として扱い、バースト信号の入力波形を、バーストの束の輪郭となる矩形状の波形（図２中「本データ」に相当。実線で示す）とする。第１の計算回路１１は、矩形の縦幅を入力強度Ｐｓとし、矩形の横幅をバースト長Ｔ（バースト束の幅）としてＯＮＵごとに計算する。

光増幅器１５ｂによって、入力波形を単に光増幅した場合、図２（ｂ）に示すように、過渡応答が加味された右肩下がりの出力波形（実太線）がＯＮＵごとに生成される。第２の計算回路１２は、第１の計算回路１１の計算結果から、この出力波形を計算し、光増幅による利得Ｇｓおよび傾き（Ｇｓ／Ｔ）（右肩下がりの傾斜の傾き）を求める。

また、第２の計算回路１２は、図２（ａ）の入力波形と図２（ｂ）の出力波形とを照らし合わせて、図２（ｃ）に示すように、過渡応答によるオーバシュートをＯＮＵごとに求める。オーバシュートは、光増幅による利得を超える変動であり、図２（ｃ）では、両矢印として表現されている。第２の計算回路１２は、利得Ｇｓおよび傾き（Ｇｓ／Ｔ）を用いて、オーバシュートに相当する波形部分を、時間的ＡＴＴによって減衰させる減衰値としてＯＮＵごとに求める。図２（ｃ）に示す破線は、時間的ＡＴＴによる減衰がなされた後の本データの上辺仮想線を示す。

時間的可変ＡＴＴ１４は、時間的ＡＴＴ制御を行い、ＯＮＵから出力される入力波形（本データ）を減衰させる。その結果、図２（ｄ）に示すように、入力波形（実線）は、右肩上がりの波形に変形する（減衰後入力波形）。
光増幅器１５ｂによって、変形した入力波形を光増幅した場合、図２（ｅ）に示すように、上辺が水平となる矩形状の出力波形（太線）がＯＮＵごとに得られる。この出力波形は、オーバシュートを打ち消し、過渡応答が抑制された状態で所望の利得が加味されたバースト信号である。よって、光増幅装置１は、過渡応答が抑制されたバースト信号をＯＬＴに送信することができる。

≪処理≫
次に、図３を参照して、本実施形態の光増幅装置１の処理として、光増幅処理について説明する。この光増幅処理は、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の接続確立後に実行される。
まず、各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎは、ＯＬＴ３にレポート信号を送信する（ステップＳ１）。レポート信号は、各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎが送信帯域量をＯＬＴ３に通知するための信号である。

次に、ＯＬＴ３は、レポート信号に基づいて、各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎの帯域割当を計算する（ステップＳ２）。次に、ＯＬＴ３は、帯域割当の計算結果に基づいて、ＧＡＴＥ信号を生成し、各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎに送信する（ステップＳ３）。各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎは、光ファイバが経由するカプラ（図示せず）によって分岐されたＧＡＴＥ信号を受信することができる。次に、ＯＮＵ２−２は、分岐されたＧＡＴＥ信号を光増幅装置１に送信する（ステップＳ４）。
なお、レポート信号に基づくＧＡＴＥ信号の送信は、ＰＯＮシステムの通常の機能で実現することができる。

光増幅装置１は、第１の計算回路１１によって、受信したＧＡＴＥ信号から、第１の計算を行う（ステップＳ５）。具体的には、第１の計算回路１１は、ＧＡＴＥ信号に含まれる情報に基づいて、各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎから合波された上りバースト信号の送信開始時刻ｔｓと送信終了時刻ｔｆを取得する。ｔｆ−ｔｓは、各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎの入力波形のバースト幅Ｔに等しい。また、第１の計算回路１１は、ＧＡＴＥ信号に含まれる情報に基づいて、各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎの入力強度Ｐｓを取得する。

光増幅装置１は、第２の計算回路１２によって、第２の計算を行う（ステップＳ６）。つまり、第２の計算回路１２は、取得した時刻ｔｓ，ｔｆから増幅後の通常出力値、つまり、利得Ｇｓおよび傾きＧｓ／（ｔｆ−ｔｓ）を導出する。また、第２の計算回路１２は、導出した利得Ｇｓおよび傾きＧｓ／（ｔｆ−ｔｓ）から減衰値、つまり減衰量（−Ｇｓ）および減衰傾き（−Ｇｓ／（ｔｆ−ｔｓ））を導出する。また、第２の計算回路１２は、導出した減衰量（−Ｇｓ）および減衰傾き（−Ｇｓ／（ｔｆ−ｔｓ））を制御回路１３に出力する。

光増幅装置１は、制御回路１３によって、時間的可変ＡＴＴ１４に対し、入力波形の減衰を指示する（ステップＳ７）。具体的には、制御回路１３は、減衰量（−Ｇｓ）および減衰傾き（−Ｇｓ／（ｔｆ−ｔｓ））を時間的可変ＡＴＴ１４に出力し、光増幅装置１に入力される入力波形を減衰させるように指示する。

光増幅装置１は、時間的可変ＡＴＴ１４によって、入力波形を変形する（ステップＳ９）。具体的には、時間的可変ＡＴＴ１４は、制御回路１３から取得した減衰量（−Ｇｓ）および減衰傾き（−Ｇｓ／（ｔｆ−ｔｓ））を用いてバースト信号を減衰するように変形する。

光増幅装置１は、光増幅器１５ｂによって、変形した入力波形の光増幅を行う（ステップＳ１０）。光増幅装置１は、光増幅によって過渡応答を抑制した出力波形を得ることができる。光増幅装置１は、出力波形を乗せた上り光信号をＯＬＴ３に送信する（ステップＳ１１）。
図３の光増幅処理によれば、入力波形に対して過渡応答が抑制された出力波形をＯＬＴ３に出力することができる。

上記の光増幅装置１を備える光ＴＤＭシステムはさまざまな態様をとることができ、以下第１〜第３の態様について説明する。

＜第１の態様＞
図４に示すように、光ＴＤＭシステムは、ＯＬＴ３と、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎをそれぞれ備えるノードｎ−１〜ｎ−Ｎと、光増幅装置１とを備える。光ファイバＦは、ＯＬＴ３からノードｎ−１にまで延びている。光ファイバＦが経由するカプラＣ１，Ｃ３は、下り光信号をノードｎ−１〜ｎ−Ｎに分岐し、光ファイバＦが経由するカプラＣ２，Ｃ４は、ノードｎ−１〜ｎ−Ｎからの上り光信号を合波する（カプラは、ノードｎ−１〜ｎ−Ｎに対応して用意されているが、符号Ｃ１〜Ｃ４以外のカプラは図示略）。図４中、ＯＲ（Optical Receiver）２１−１〜２１−Ｎ，３１はそれぞれ、ノードｎ−１〜ｎ−ＮおよびＯＬＴ３が備える受信器である。ＯＳ（Optical Sender）２２−１〜２２−Ｎ，３２はそれぞれ、ノードｎ−１〜ｎ−ＮおよびＯＬＴ３が備える送信器である。ＡＴＴ２３−２〜２３−Ｎはそれぞれ、ノードｎ−２〜ｎ−Ｎが備える減衰器である。

第１の態様は、光増幅装置１を、光信号の多重化が行われる光ファイバＦの途中に配置したことを特徴とする。つまり、図４および図５に示すように、光増幅装置１は、ＯＮＵ２−２（第１のＯＮＵ）と第１の計算回路１１とが通信可能に接続され、かつ、ＯＮＵ２−２が送信する上り光信号（バースト信号）およびＯＮＵ２−１（第２のＯＮＵ）が送信する上り光信号（バースト信号）が合波するカプラＣ２（結合部）よりも上流側（ＯＬＴ３に近い側）に配置されている。ＯＮＵ２−２のＯＲ２１−２が受信した下り光信号（ＧＡＴＥ信号）は、光増幅装置１の第１の計算回路１１に入力される。光増幅装置１は、第１の計算回路１１、第２の計算回路１２、制御回路１３の機能によって、第１の計算回路１１に入力された下り光信号に対して、入力波形の減衰値を計算することができる。

また、カプラＣ２を通過した上り光信号は、光増幅装置１の時間的可変ＡＴＴ１４に入力される。時間的可変ＡＴＴ１４は、制御回路１３からの指示に応じて、入力された上り光信号の入力波形を減衰させる。光増幅器１５ｂは、時間的可変ＡＴＴ１４から出力された減衰後入力波形を光増幅する。光増幅後の出力波形は、過渡応答が抑制されて入力強度が増大した波形となっている。ＯＬＴ３のＯＲ３１は、過渡応答が抑制された出力波形を受信する。

なお、光増幅装置１は、下り光信号としてのＧＡＴＥ信号を受信するので、各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎから出力される入力波形を把握している。よって、光増幅装置１は、時間的可変ＡＴＴ１４によって、ＯＮＵ２−１，２−２から出力される入力波形を減衰させるだけでなく、ＯＮＵ２−３〜２−Ｎから出力される入力波形も計算上減衰させることができる。その結果、各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎから出力される入力波形は、過渡応答が抑制された出力波形としてＯＬＴ３のＯＲ３３に送信される。

＜第２の態様＞
第２の態様を説明する際、第１の態様と重複する説明は省略し、相違点について主に説明する。図６に示すように、第２の態様は、光増幅装置１が、ＯＬＴ３に隣接して配置されていることを特徴とする。つまり、図６および図７に示すように、光増幅装置１は、ＯＬＴ３と第１の計算回路１１とが通信可能に接続される位置に配置されている。光増幅装置１とＯＬＴ３との間にいずれの機器や素子も配置されていない。

ＯＬＴ３のＯＳ３２から出力された下り光信号（ＧＡＴＥ信号）は、光増幅装置１の光増幅器１５ａによって光増幅される一方で、光増幅装置１の第１の計算回路１１に入力される。光増幅装置１は、第１の計算回路１１、第２の計算回路１２、制御回路１３の機能によって、第１の計算回路１１に入力された下り光信号に対して、入力波形の減衰値を計算することができる。

また、カプラＣ４を通過した上り光信号、つまり、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎからの入力波形を含む上り光信号は、光増幅装置１の時間的可変ＡＴＴ１４に入力される。時間的可変ＡＴＴ１４による上り光信号の入力波形を減衰、光増幅器１５ｂによる光増幅、ＯＬＴ３のＯＲ３１による、過渡応答が抑制された出力波形の受信は、第１の態様と同様である。

＜第３の態様＞
第３の態様を説明する際、第１、第２の態様と重複する説明は省略し、相違点について主に説明する。第３の態様は、光増幅装置１を、ＯＮＵと光ファイバＦとの間に配置したことを特徴とする。つまり、図８および図９に示すように、光増幅装置１は、ＯＮＵ２−２（第１のＯＮＵ）と第１の計算回路１１とが通信可能に接続され、かつ、ＯＮＵ２−２が送信する上り光信号（バースト信号）およびＯＮＵ２−１（第２のＯＮＵ）が送信する上り光信号（バースト信号）が合波するカプラＣ２（結合部）と、ＯＮＵ２−２との間の経路上に配置されている。カプラＣ１で分岐された下り光信号（ＧＡＴＥ信号）は、光増幅装置１の光増幅器１５ａを経由して光増幅された後、ＯＮＵ２−２のＯＲ２１−２に受信される。また、ＯＮＵ２−２のＯＲ２１−２が受信した下り光信号は、光増幅装置１の第１の計算回路１１に入力される。光増幅装置１は、第１の計算回路１１、第２の計算回路１２、制御回路１３の機能によって、第１の計算回路１１に入力された下り光信号に対して、入力波形の減衰値を計算することができる。

また、ＯＮＵ２−２のＯＳ２２−２から出力された上り光信号は、光増幅装置１の時間的可変ＡＴＴ１４に入力される。時間的可変ＡＴＴ１４による上り光信号の入力波形を減衰、光増幅器１５ｂによる光増幅は、第１、第２の態様と同様である。

図８および図９に示すように、光増幅器１５ｂによって光増幅された上り光信号は、カプラＣ２にて、ＯＮＵ２−１からの上り光信号と合波される。ＯＬＴ３のＯＲ３１は、合波後の上り光信号を受信する。

なお、光増幅装置１は、下り光信号としてのＧＡＴＥ信号を受信するので、各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎから出力される入力波形を把握している。よって、光増幅装置１は、時間的可変ＡＴＴ１４によって、ＯＮＵ２−２から出力される入力波形を減衰させるだけでなく、ＯＮＵ２−１，２−３〜２−Ｎから出力される入力波形も計算上減衰させることができる。その結果、各ＯＮＵ２−１〜２−Ｎから出力される入力波形は、過渡応答が抑制された出力波形としてＯＬＴ３のＯＲ３３に送信される。

≪まとめ≫
本実施形態によれば、光増幅装置１は、第２の計算回路１２が計算した減衰値に従って、バースト信号の光増幅に伴う過渡応答は抑制される。その際、従来のように、光源を用いていないため、コストを低減させ、消費電力を低減させることができる。また、従来のように、ＦＢ制御を行うわけではなく、バースト信号が光増幅される前に減衰の制御を行うため、制御を高速化することができる。
したがって、バースト信号の光増幅に伴う過渡応答の抑制において、コスト低減化、消費電力低減化、制御高速化を実現することができる。

また、本実施形態の光増幅装置１を光ＴＤＭシステムに配置することで、１Ｒ中継方式における伝送距離の長延化を良好にすることができる。その結果、ＯＬＴおよびＯＮＵを備えアクセス系システムとして機能するＰＯＮシステムをメトロ系システムとして機能させることもできる。
また、本実施形態の光増幅装置１を光ＴＤＭシステムに配置するときの配置位置を自在に設定することができ、光ＴＤＭシステムの構築設計を容易にすることができる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変更することができる。
例えば、第１の態様において、光増幅装置１を、ＯＮＵ２−３〜２−Ｎのいずれかと第１の計算回路１１とが通信可能に接続され、かつ、ＯＮＵ２−３〜２−Ｎのいずれかが送信する上り光信号およびＯＮＵ２−１が送信する上り光信号が合波するカプラよりも上流側に配置してもよい。
また、第２の態様において、光増幅装置１を、ＯＬＴ３と第１の計算回路１１とが通信可能に接続される位置に配置する際、光増幅装置１とＯＬＴ３との間に、光ＴＤＭシステムを構成する機器や素子を配置してもよい。
また、第３の態様において、光増幅装置１を、ＯＮＵ２−３〜２−Ｎのいずれかと第１の計算回路１１とが通信可能に接続され、かつ、ＯＮＵ２−３〜２−Ｎのいずれかが送信する上り光信号およびＯＮＵ２−１が送信する上り光信号が合波するカプラと、ＯＮＵ２−３〜２−Ｎのいずれかとの間の経路上に配置してもよい。
また、本実施形態の光増幅装置１を光ＴＤＭシステム以外のシステムに配置することを妨げない。

１ 光増幅装置
２−１〜２−Ｎ ＯＮＵ
３ ＯＬＴ
１１ 第１の計算回路（第１の計算部）
１２ 第２の計算回路（第２の計算部）
１３ 制御回路
１４ 時間的可変ＡＴＴ（減衰部）
１５ａ、１５ｂ 光増幅器（光増幅部）

Claims (5)

1. バースト信号を光増幅する光増幅装置であって、
   下り光信号を解析し、上り光信号として前記光増幅装置に入力される前記バースト信号の入力強度およびバースト幅を計算する第１の計算部と、
   前記第１の計算部が計算した入力強度およびバースト幅に基づいて、前記バースト信号を光増幅した際の過渡応答に応じた減衰値を計算する第２の計算部と、
   前記第２の計算部が計算した減衰値に基づいて、前記光増幅装置に入力される前記バースト信号を減衰させる減衰部と、
   前記減衰部によって減衰したバースト信号を光増幅する光増幅部と、を備える、
   ことを特徴とする光増幅装置。
2. １つのＯＬＴ（Optical Line Terminal）と、前記ＯＬＴから延在する光ファイバを引き込み、前記ＯＬＴに前記バースト信号を送信する複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）とを備える光ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）システムに、前記光増幅装置が配置されており、
   前記下り光信号は、前記ＯＮＵがバースト信号を送信するタイミングおよび当該バースト信号の入力強度を前記ＯＮＵごとに示す情報を含むＧＡＴＥ信号である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光増幅装置。
3. 前記複数のＯＮＵは、第１のＯＮＵと、前記第１のＯＮＵとは異なる第２のＯＮＵとを含み、
   前記光増幅装置は、
   前記第１のＯＮＵと前記第１の計算部とが通信可能に接続され、かつ、前記第１のＯＮＵが送信するバースト信号および前記第２のＯＮＵが送信するバースト信号が合波する結合部よりも上流側に配置されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光増幅装置。
4. 前記光増幅装置は、
   前記ＯＬＴに隣接して配置されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光増幅装置。
5. 前記複数のＯＮＵは、第１のＯＮＵと、前記第１のＯＮＵとは異なる第２のＯＮＵとを含み、
   前記光増幅装置は、
   前記第１のＯＮＵと前記第１の計算部とが通信可能に接続され、かつ、前記第１のＯＮＵが送信するバースト信号および前記第２のＯＮＵが送信するバースト信号が合波する結合部と、前記第１のＯＮＵとの間の経路上に配置されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光増幅装置。

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