JP7311805B2 - 光受信装置、光伝送システム、光伝送方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における光伝送システム100のシステム構成を表すシステム構成図である。光伝送システム100は、送信器10、光増幅器20、光受信装置30及び受信器40を備える。送信器10は、例えば図10に示したPON方式による光伝送システム200におけるONU1-1~1-3に備えられ、受信器40は、OLT2に備えられる。送信器10及び受信器40は、伝送路50を介して通信可能に接続される。伝送路50は、送信器10が送信する光信号を光増幅器20及び光受信装置30を介して受信器40に伝送する。伝送路50は、例えば光ファイバである。
受信器40は、入力された光信号を受信する。受信器40は、受信した光信号を処理する。
光受信装置30は、波長選択部31及び波長検出部32を備える。
波長選択部31は、カプラ311、遅延ファイバ312、波長合分波器313、複数の光SW314-1~314-4及び波長合分波器315で構成される。
カプラ311は、光信号を分波又は合波する受動光デバイスである。カプラ311は、光受信装置30に入力された光信号を第1の経路及び第2の経路に分波する。光信号は、第1の経路を介して遅延ファイバ312に出力され、第2の経路を介して波長検出部32に出力される。カプラ311に代えて光スプリッタが用いられてもよい。
上記のように、波長選択部31は、光増幅器20によって増幅された光信号を波長合分波器313によって波長毎に異なる経路に分離し、各経路に設けられた複数の光SW314-1~314-4の中から光信号を透過させる対象となる透過対象光スイッチの透過状態を制御することによって光信号が入射した経路の光信号を選択して受信器40に出力する。
波長合分波器321は、入力された光信号を周期的な透過幅を持つ光フィルタによって波長毎に複数のポートに分離する。波長合分波器321は、例えばAWGである。波長合分波器321の具体的な構成は、波長合分波器313と同様である。波長合分波器321の各ポートは、光検出器322-1~322-4それぞれに接続される。例えば、光検出器322-1~322-4の順に、周波数が高く、すなわち波長が短くなっていく。
判定部323は、閾値設定部324、複数の比較器325-1~325-4、低電圧出力部326、複数の論理回路327-1~327-4及び複数の電圧調整器328-1~328-4で構成される。
閾値設定部324は、比較器325-1~325-4に入力される値と比較するための閾値を比較器325-1~325-4に設定する。閾値は、光信号が検出されたと判定できる程度の値であればよい。閾値設定部324は、比較器325-1~325-4に同じ閾値を設定する構成を示しているが、比較器325-1~325-4毎に異なる閾値を設定してもよい。この場合、閾値設定部324は、比較器325-1~325-4毎に設けられてもよい。
論理回路327-1~327-4は、2入力1出力の回路である。論理回路327-1~327-4は、入力部として第1入力部3271-1~3271-4及び第2入力部3272-1~3272-4を備える。論理回路327-1~327-4は、図6に示す真理値表に基づく結果を出力する。
論理回路327-1~327-4は、第1入力部3271-1~3271-4からLOW(0)信号が入力され、第2入力部3272-1~3272-4からLOW(0)信号が入力された場合にLOW(0)信号を電圧調整器328-1~328-4に出力する。
比較器325-1~325-4と論理回路327-1~327-4は、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の計算機内部の処理やアナログ回路の組み合わせで実装されてもよい。
上記のように、波長検出部32は、複数の光SW314-1~314-4が設けられた経路とは異なる経路であって、光信号を波長合分波器321によって分離された波長毎に異なる各経路に設けられた複数の光検出器322-1~322-4それぞれによって光信号の波長を検出し、検出結果に基づいて透過対象光スイッチを決定し、決定した透過対象光スイッチを透過状態に制御するための制御信号を、透過対象光スイッチに出力する。
図7に示すように、比較器325-1~325-4による比較の結果として、比較器325-1からHIGH(1)信号が出力され、比較器325-2からHIGH(1)信号が出力され、比較器325-3からLOW(0)信号が出力され、比較器325-4からLOW(0)信号が出力されたとする。
光SW314-1は、電圧調整器328-1から出力された制御信号がON信号であるため、光信号を透過するように制御する。
光SW314-2は、電圧調整器328-2から出力された制御信号がOFF信号であるため、光信号を遮断するように制御する。
光SW314-3は、電圧調整器328-3から出力された制御信号がOFF信号であるため、光信号を遮断するように制御する。
光SW314-4は、電圧調整器328-3から出力された制御信号がOFF信号であるため、光信号を遮断するように制御する。
上記のように、光信号が入ったポートの光SW314-1~314-4のみを透過状態にすることによって、受信器40では光信号が受信され、この時、受信器40に入力されるASE雑音の帯域は1つのポートの帯域(B/N)となる。これによって、光信号がf0±B/2の周波数ばらつきを持つ場合であっても、受信器40においてはこれ以下の帯域のASE雑音のみを受信するため受信特性の改善が見込まれる。
光受信装置30において、カプラ311が波長選択部31に備えられている構成を示したが、カプラ311は波長選択部31の外部に備えられてもよい。例えば、光受信装置30は、カプラ311と、波長選択部31と、波長検出部32とを備え、カプラ311が分波した光信号が、波長選択部31及び波長検出部32に入力されればよい。
第1の実施形態では、光信号が波長検出部に到達してから波長選択部の光SWが動作するまでの遅延の要件が厳しい場合を想定し、遅延ファイバの挿入を前提としていた。ここで、例えば1つの送信器と1つの受信器が1本の光ファイバで接続されるP2Pの構成においては光信号の波長の変化が少ないことが想定される。この場合、通信の開始直後以外では遅延による影響がすくないため、遅延ファイバが不要となることが予想される。すなわち、第1の実施形態では、遅延ファイバの挿入を前提とし、波長検出部及び波長選択部それぞれに対して同様の特性を持つ波長合分波器を備える構成を想定していた。しかしながら、遅延ファイバが不要である場合、波長検出部及び波長選択部それぞれに対して設けられていた波長合分波器を1つに統合することが可能である。そこで、第2の実施形態では、遅延ファイバが不要な場合の構成について説明する。
波長選択部31aは、複数の光SW314a-1~314a-4、波長合分波器315、波長合分波器316及び複数のカプラ317a-1~317a-4で構成される。
波長合分波器316は、入力された光信号を周期的な透過幅を持つ光フィルタによって波長毎に複数のポートに分離する。波長合分波器316は、例えばAWGである。波長合分波器316の具体的な構成は、波長合分波器313と同様である。波長合分波器316の各ポートは、カプラ317-1~カプラ317-4それぞれに接続される。例えば、カプラ317-1~カプラ317-4の順に、周波数が高く、すなわち波長が短くなっていく。
上記のように、波長選択部31aは、光増幅器20によって増幅された光信号を波長合分波器316によって波長毎に異なる経路に分離し、各経路に設けられた複数の光SW314a-1~314a-4の中から光信号を透過させる対象となる透過対象光スイッチの透過状態を制御することによって光信号が入射した経路の光信号を選択して受信器40に出力する。
光検出器322a-1~322a-4は、フォトダイオードを備える光検出器である。光検出器322a-1~322a-4は、入力された光信号の波長を検出する。すなわち、光検出器322a-1~322a-4は、光信号の強度を検出する。光検出器322a-1は、カプラ317a-1に接続される。光検出器322a-2は、カプラ317a-2に接続される。光検出器322a-3は、カプラ317a-3に接続される。光検出器322a-4は、カプラ317a-4に接続される。
光伝送システム100aは、波長検出部32aにおける波長毎の各経路と波長選択部31aの各光SW314a-1~314a-4を1対1で対応づけるため、波長選択部31aと波長検出部32aとで共通の波長合分波器316を用いている。これにより、第1の実施形態のように、波長選択部31aと波長検出部32aそれぞれに波長合分波器を設ける必要がない。したがって、装置の部品数を減らすことができる。そのため、装置コストを低減することができる。
上記の各実施形態では、光増幅器20を波長選択部31,31aの前段に設置した場合を例に説明した。ここで、本発明において光信号の増幅時に発生するASE雑音を低減するのは、光SW314-1~314-4,314a-1~314a-4の後段に設置された波長合分波器315である。よって、光増幅器20を設置する位置は、光SW314-1~314-4の後段の波長合分波器315よりも送信器10側であればよい。
光受信装置30及び30aは、受信器40と一体化されて構成されてもよい。
Claims (6)
- 光増幅器によって増幅された光信号を波長合分波器によって波長毎に異なる経路に分離し、各経路に設けられた複数の光スイッチの中から前記光信号を透過させる対象となる透過対象光スイッチの透過状態を制御することによって光信号が入射した経路の光信号を選択して受信器に出力する波長選択部と、
前記複数の光スイッチが設けられた経路とは異なる経路であって、前記光信号を波長合分波器によって分離された波長毎に異なる各経路に設けられた複数の光検出器それぞれによって光信号の光強度を検出し、検出結果に基づいて前記透過対象光スイッチを決定し、決定した透過対象光スイッチを透過状態に制御するための制御信号を、前記透過対象光スイッチに出力する波長検出部と、
を備え、
前記波長検出部は、経路毎に、前記光強度と閾値とを比較する複数の比較器と、複数の前記光スイッチ毎に設けられた複数の論理回路と、を備え、
前記論理回路は、隣接する経路の前記比較の結果が入力される第一入力部及び第二入力部と、前記光スイッチに接続される一つの出力部とを有し、
前記第一入力部に対して前記光強度が閾値未満であることを示す第一の信号が入力され、前記第二入力部に対して前記光強度が閾値以上であることを示す第二の信号が入力された場合に、前記制御信号を出力し、それ以外の場合に前記制御信号を出力しない光受信装置。 - 前記波長合分波器は、第1波長合分波器と第2波長合分波器であり、
前記波長検出部は、前記第1波長合分波器を備え、
前記波長選択部は、前記第2波長合分波器を備え、
前記第1波長合分波器と前記第2波長合分波器に光信号の波長ばらつきの範囲において同一の透過特性を有する光フィルタを用いる、請求項1に記載の光受信装置。 - 前記波長選択部は、複数の前記光スイッチが設けられた経路及び複数の前記光検出器が設けられた経路に接続された前記波長合分波器を備える、請求項1に記載の光受信装置。
- 光信号を送信する光送信器と、
前記光送信器から送信された光信号を増幅する光増幅器と、
前記光増幅器によって増幅された光信号を受信し、受信した前記光信号から前記光増幅器により生じる雑音を低減する光受信装置と、
を備え、
前記光受信装置は、
前記光増幅器によって増幅された光信号を波長合分波器によって波長毎に異なる経路に分離し、各経路に設けられた複数の光スイッチの中から前記光信号を透過させる対象となる透過対象光スイッチの透過状態を制御することによって光信号が入射した経路の光信号を選択して受信器に出力する波長選択部と、
前記複数の光スイッチが設けられた経路とは異なる経路であって、前記光信号を波長合分波器によって分離された波長毎に異なる各経路に設けられた複数の光検出器それぞれによって光信号の光強度を検出し、検出結果に基づいて前記透過対象光スイッチを決定し、決定した透過対象光スイッチを透過状態に制御するための制御信号を、前記透過対象光スイッチに出力する波長検出部と、
を備え、
前記波長検出部は、経路毎に、前記光強度と閾値とを比較する複数の比較器と、複数の前記光スイッチ毎に設けられた複数の論理回路と、を備え、
前記論理回路は、隣接する経路の前記比較の結果が入力される第一入力部及び第二入力部と、前記光スイッチに接続される一つの出力部とを有し、
前記第一入力部に対して前記光強度が閾値未満であることを示す第一の信号が入力され、前記第二入力部に対して前記光強度が閾値以上であることを示す第二の信号が入力された場合に、前記制御信号を出力し、それ以外の場合に前記制御信号を出力しない光伝送システム。 - 光増幅器によって増幅された光信号を波長合分波器によって波長毎に異なる経路に分離し、各経路に設けられた複数の光スイッチの中から前記光信号を透過させる対象となる透過対象光スイッチの透過状態を制御することによって光信号が入射した経路の光信号を選択して受信器に出力する波長選択ステップと、
前記複数の光スイッチが設けられた経路とは異なる経路であって、前記光信号を波長合分波器によって分離された波長毎に異なる各経路に設けられた複数の光検出器それぞれによって光信号の光強度を検出し、検出結果に基づいて前記透過対象光スイッチを決定し、決定した透過対象光スイッチを透過状態に制御するための制御信号を、前記透過対象光スイッチに出力する波長検出ステップと、
を有し、
経路毎に、前記光強度と閾値とを比較する複数の比較器と、複数の前記光スイッチ毎に設けられた複数の論理回路が設けられ、
前記論理回路が、隣接する経路の前記比較の結果が入力される第一入力部及び第二入力部と、前記光スイッチに接続される一つの出力部とを有し、
前記第一入力部に対して前記光強度が閾値未満であることを示す第一の信号が入力され、前記第二入力部に対して前記光強度が閾値以上であることを示す第二の信号が入力された場合に、前記制御信号を出力し、それ以外の場合に前記制御信号を出力しない光伝送方法。 - 光増幅器によって増幅された光信号を波長合分波器によって波長毎に異なる経路に分離し、各経路に設けられた複数の光スイッチの中から前記光信号を透過させる対象となる透過対象光スイッチの透過状態を制御することによって光信号が入射した経路の光信号を選択して受信器に出力する波長選択部と、
前記複数の光スイッチが設けられた経路とは異なる経路であって、前記光信号を波長合分波器によって分離された波長毎に異なる各経路に設けられた複数の光検出器それぞれによって光信号の光強度を検出し、検出結果に基づいて前記透過対象光スイッチを決定し、決定した透過対象光スイッチを透過状態に制御するための制御信号を、前記透過対象光スイッチに出力する波長検出部と、
を備え、
前記波長検出部は、経路毎に、前記光強度と閾値とを比較する複数の比較器と、複数の前記光スイッチ毎に設けられた複数の論理回路と、を備え、
前記論理回路は、隣接する経路の前記比較の結果が入力される第一入力部及び第二入力部と、前記光スイッチに接続される一つの出力部とを有する光受信装置における前記論理回路としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに対して、
前記第一入力部に対して前記光強度が閾値未満であることを示す第一の信号が入力され、前記第二入力部に対して前記光強度が閾値以上であることを示す第二の信号が入力された場合に、前記制御信号を出力させ、それ以外の場合に前記制御信号を出力させない処理を実行させるためのコンピュータプログラム。
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