JP7485985B2

JP7485985B2 - 分岐比設定システム、光通信システムの製造方法及び光分岐装置

Info

Publication number: JP7485985B2
Application number: JP2022539867A
Authority: JP
Inventors: 稜五十嵐; 正満藤原; 拓也金井
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2024-05-17
Anticipated expiration: 2040-07-29
Also published as: US20230291484A1; WO2022024256A1; JPWO2022024256A1

Description

本発明は、分岐比設定システム、光通信システムの製造方法及び光分岐装置に関する。

光通信の方式としてＰＯＮ(Passive Optical Network)がある。ＰＯＮを用いた光通信においては、通信会社の局側に設置されるＯＬＴ(Optical Line Terminal)と加入者宅側に設置されるＯＮＵ(Optical Network Unit)とが光ファイバにより接続される。光ファイバの途中には光スプリッタが備えられ、光スプリッタがＯＬＴとＯＮＵとが送受信する光信号の分離や合成を行う。

図６は光通信システム１００を示す図である。
光通信システム１００は、ＯＬＴ９０、ＯＮＵ９１－１～９１－（Ｎ＋１）、等分岐光スプリッタ９２－１～…９２－Ｎ、分岐ファイバ９３－１～９３－Ｎ、幹線ファイバ９４を備える。

以下では、ＯＮＵ９１－１…９１－（Ｎ＋１）に共通する事項については、「ＯＮＵ９１－１…９１－（Ｎ＋１）」は、符号の一部が省略されて、「ＯＮＵ９１」と表記される。また、「等分岐光スプリッタ９２－１～…９２－Ｎ」及び「分岐ファイバ９３－１～…９３－Ｎ」も、それぞれ同様に、「等分岐光スプリッタ９２」及び「分岐ファイバ９３」と表記される。ＯＬＴ９０は、通信会社の局側に設置される。ＯＮＵ９１は加入者宅側に設置される。等分岐光スプリッタ９２は１つの入力ポートと２つの出力ポートを備え、１つの入力ポートに入力される光信号を分岐し２つの出力ポートから出力する。２つの出力ポートから出力される光信号の強度は等しい。等分岐光スプリッタ９２は、幹線ファイバ９４上に設けられる。

ＯＬＴ９０とＯＮＵ９１－（Ｎ＋１）は幹線ファイバ９４により接続される。ＯＮＵ９１－１～９１－Ｎはそれぞれ分岐ファイバ９３－１～９３－Ｎにより幹線ファイバ９４に備えられた等分岐光スプリッタ９２と接続される。等分岐光スプリッタ９２はＯＬＴ９０側から送信される光信号（下り信号）を分岐して、接続される分岐ファイバ９３と幹線ファイバ９４に分岐した下り信号を出力する。また、等分岐光スプリッタ９２が下り信号を分岐した結果生じた２つの下り信号の強度は等しい。そのため、等分岐光スプリッタ９２が下り信号を分岐した結果生じた下り信号の強度は、分岐される下り信号の強度の半分である。同様に、等分岐光スプリッタ９２はＯＮＵ９１から送信される光信号（上り信号）を分岐して、分岐した上り信号を幹線ファイバ９４に出力する。等分岐光スプリッタ９２が上り信号を分岐した結果生じた２つの上り信号の強度は等しい。そのため、上り信号の場合と同様に、等分岐光スプリッタ９２が上り信号を分岐した結果生じた上り信号の強度は、分岐される上り信号の強度の半分である。

図７は、ＯＮＵ９１－１…９１－３が受信する光信号の強度を示した図である。
図７においてＰ_ｔｘはＯＬＴが送信する光信号の強度であり、Ｐ_ｍｉｎはＯＮＵ９１が光信号を誤りなく受信するために最低限必要となる最小受信感度であり、Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３はそれぞれＯＮＵ９１－１、ＯＮＵ９１－２、ＯＮＵ９１－３が受信する光信号の強度である。伝送距離はＯＬＴ９０と幹線ファイバ９４の各地点との距離である。

図７に示すグラフは、Ｐ_ｔｘ＝＋４ｄＢｍ、Ｐ_ｍｉｎ＝－１８ｄＢｍ、幹線ファイバ１４の伝送損失α＝０．５ｄＢｍ／ｋｍ、直近の２つの等分岐光スプリッタ９２間の距離Ｄ＝１０ｋｍ、分岐ファイバ９３の距離Ｌ＝０ｋｍとしたときの伝送距離と光強度の関係を示すグラフである。

ＯＬＴ９０が送信する光信号は幹線ファイバ１４により伝送損失を受け、等分岐光スプリッタ９２により分岐されるため、ＯＬＴ９０からの伝送距離が長いあるいは光信号が通過する等分岐光スプリッタ９２が多いほどＯＮＵ９１が受信する光信号の強度は弱くなる。図７においてはＰ_１＝－４ｄＢｍ、Ｐ_２＝－１２ｄＢｍ、Ｐ_３＝－２１ｄＢｍであり、Ｐ_１及びＰ_２はＰ_ｍｉｎより大きい。そのため、ＯＮＵ９１－１及びＯＮＵ９１－２はＯＬＴ９０から正しく光信号を受信することができるが、Ｐ_３はＰ_ｍｉｎよりも小さいためＯＮＵ９１－３はＯＬＴ９０から光信号を正しく受信することができない。

この問題を解決しより遠くまで光信号を伝送する手法として、分岐比が対称でない不等分岐光スプリッタを使用することが提案されている（例えば非特許文献１）。図８は不等分岐光スプリッタ９５を使用する光通信システム１００を示す図である。図８に示す光通信システム１００は、図６に示す光通信システム１００における等分岐光スプリッタ９２を不等分岐光スプリッタ９５に置き換えた構成である。不等分岐光スプリッタ９５は１つの入力ポートと２つの出力ポートを備え、１つの入力ポートに入力される光信号を分岐し２つの出力ポートから出力する。不等分岐光スプリッタ９５は等分岐光スプリッタ９２と異なり、２つの出力ポートから出力される光信号の強度は必ずしも等しくない。

例えば、図８に示す例では、不等分岐光スプリッタ９５－１はＯＬＴ９０から送信される光信号を分岐し、強度比２％の光信号をＯＮＵ９１－１に出力し、残りの強度比９８％の光信号を不等分岐光スプリッタ９５－２に出力する。不等分岐光スプリッタ９５－２はＯＬＴ９０側から送信される光信号を分岐し、強度比６％の光信号をＯＮＵ９１－２に出力し、残りの強度比９４％の光信号を不等分岐光スプリッタ９５－３に出力する。不等分岐光スプリッタ９５－３はＯＬＴ９０側から送信される光信号を分岐し、強度比２０％の光信号をＯＮＵ９１－３に出力し、残りの強度比８０％の光信号を不等分岐光スプリッタ９５－４に出力する。

図８に示す光通信システム１００において、ＯＬＴ９０に近い不等分岐光スプリッタ９５は幹線ファイバ９４に出力する光信号の強度が大きくなるように分岐比を調整することで、ＯＬＴ９０が送信する光信号が分岐されることでＯＮＵ９１が受信する光信号の強度が低下するのを抑えている。
図９は、図８に示される光通信システム１００における伝送距離と光強度の関係を示すグラフである。図９における光スプリッタの分岐比以外の条件は図７のグラフと同一であり、Ｐ_ｔｘ＝＋４ｄＢｍ、Ｐ_ｍｉｎ＝－１８ｄＢｍ、幹線ファイバ１４の伝送損失α＝０．５ｄＢｍ／ｋｍ、直近の２つの等分岐光スプリッタ９２間の距離Ｄ＝１０ｋｍ、分岐ファイバ９３の距離Ｌ＝０ｋｍである。図９において、Ｐ_１＝－１８ｄＢｍであり、Ｐ_２及びＰ_３もおよそ－１８ｄＢｍである。そのため、ＯＮＵ９１－３もＯＬＴ９０から正しく光信号を受信することができる。また、分岐ファイバ９４を伝搬する光信号の強度を小さくすることで幹線ファイバ９３を伝搬する光の強度を相対的に大きくすることができ、ＯＬＴ９０はより遠くのＯＮＵ９１に光信号を送信することができる。

不等分岐光スプリッタ９５の最適の分岐比は、光通信システム１００が備えるＯＮＵ９１の数や不等分岐光スプリッタ９５の数、分岐ファイバ９３の長さや幹線ファイバ９４の長さによって変化し、これらが変化したときには不等分岐光スプリッタ９５の分岐比を再度設定することが望ましい。しかし、これらが変化するたびに不等分岐光スプリッタ９５を異なる分岐比の光スプリッタと交換することは維持費の増大につながる。
この問題を解決する手段として、不等分岐光スプリッタ９５として分岐比を製造後に変更できる光スプリッタ（例えば非特許文献２）を使用し、その分岐比を外部からの信号で遠隔制御することが考えられる。

P. Lafata et al., "Perspective Application of Passive Optical Network with Optimized Bus Topology", Journal of Applied Research and Technology", vol. 10, no.3, pp. 340-345, June 2012. Z. Yun et al., "A 1 × 2 Variable Optical Power Splitter Development", J. Lightw. Technol., vol. 24, no. 3, pp. 1566-1570, Mar. 2006.

ただし光スプリッタの分岐比を遠隔制御する手法は確立されていない。
本発明の目的は、光スプリッタの分岐比を遠隔制御することができる分岐比設定システムを提供することにある。

本発明の一態様は、分岐比制御部と、前記分岐比制御部から光信号を受信可能に構成され、受信した光信号を分岐して出力する複数のドロップ部とを備え、前記分岐比制御部は、光ファイバを介して前記複数のドロップ部に光を出力し前記光ファイバの特性を測定し、測定した前記光ファイバの特性に基づいて前記光ファイバを介して前記複数のドロップ部それぞれに分岐比決定信号を出力し、前記ドロップ部は、前記光ファイバに接続され、分岐比が可変である光スプリッタと、前記光ファイバを介して入力される前記分岐比決定信号に基づいて前記光スプリッタの分岐比を設定する分岐比設定部とを備える分岐比設定システムである。

本発明の一態様は、分岐比制御部をルートノードとし、可変の分岐比を有する光スプリッタを備える複数のドロップ部を中間ノード又はリーフノードとする木構造ネットワークを構成するシステム構成ステップと、前記分岐比制御部が、前記ドロップ部との間に接続される光ファイバに光を出力し前記光ファイバの特性を測定する測定ステップと、前記分岐比制御部が、測定した前記光ファイバの特性に基づいて前記光ファイバを介して前記ドロップ部に分岐比決定信号を出力する分岐比決定信号出力ステップと、前記ドロップ部が、前記光スプリッタの分岐比を、前記光ファイバを介して入力される前記分岐比決定信号に基づいて設定する分岐比設定ステップと、前記分岐比制御部を通信装置に置き換え、前記光スプリッタに通信装置を接続する通信装置準備ステップとを有する光通信システムの製造方法である。

本発明の一態様によれば、分岐比が可変である光スプリッタと、前記光スプリッタと光ファイバを介して接続され、前記光ファイバを介して外部から入力される分岐比決定信号に基づいて前記光スプリッタの分岐比を設定する分岐比設定部とを備える光分岐装置である。

本発明によれば、光スプリッタの分岐比を遠隔制御することができる。

第１の実施形態に係る分岐比設定システムの構成を示す図である。ＯＴＤＲによる幹線ファイバの測定結果の一例である。第１の実施形態に係るドロップ部の構成を示す図である。第１の実施形態に係る分岐比設定システムの動作を示すフローチャートである。第２の実施形態に係るドロップ部の構成を示す図である。光通信システムを示す図である。ＯＮＵが受信する光信号の強度を示した図である。不等分岐光スプリッタを使用する光通信システムを示す図である。図８に示される光通信システムにおける伝送距離と光強度の関係を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
〈第１の実施形態〉
《分岐比設定システム１の構成》
図１は、第１の実施形態に係る分岐比設定システム１の構成を示す図である。

分岐比設定システム１は、ＯＬＴとＯＮＵとの通信に用いる光通信システムの設定を行うために用いられる。光通信システムは、ＯＬＴをルートノードとし、光信号を分岐させるドロップ部を中間ノードとし、ＯＮＵをリーフノードとする木構造ネットワークを構成する。分岐比設定システム１は、ドロップ部１２における分岐比を設定する。
分岐比設定システム１は、分岐比制御部１０、ドロップ部１２－１…１２－Ｎ、分岐ファイバ１３－１…１３－Ｎ、幹線ファイバ１４を備える。
以下では、ドロップ部１２－１～…１２－Ｎに共通する事項については、「ドロップ部１２－１～…１２－Ｎ」は、符号の一部が省略されて、「ドロップ部１２」と表記される。また、「分岐ファイバ１３－１～…１３－Ｎ」も同様に、「分岐ファイバ１３」と表記される。

幹線ファイバ１４上には、ドロップ部１２－１…１２－Ｎが設けられる。分岐ファイバ１３－１…１３－Ｎはそれぞれ幹線ファイバ１４上に設けられたドロップ部１２と接続される。ドロップ部１２は分岐比制御部１０側から送信される光信号を分岐して、接続される分岐ファイバ１３と幹線ファイバ１４に分岐した光信号を出力する。つまり、分岐比設定システム１は、分岐比制御部１０をルートノードとし、ドロップ部１２－１…１２－（Ｎ－１）を中間ノードとし、ドロップ部１２－Ｎをリーフノードとする木構造ネットワークを構成する。つまり、分岐比設定システム１が備える分岐ファイバ１３、幹線ファイバ１４は、それぞれ図６に示す光通信システム１００が備える分岐ファイバ９３、幹線ファイバ９４に相当する。また、分岐比設定システム１が備える分岐比制御部１０とドロップ部１２はそれぞれ光通信システム１００におけるＯＬＴ９０と不等分岐光スプリッタ９５を置き換えたものである。

光通信システムの設計者は、分岐比設定システム１を用いて各ドロップ部１２の分岐比を設定すると、分岐比制御部１０をＯＬＴに置き換え、かつ、分岐ファイバ１３のドロップ部１２と接続している端点と逆の端点にＯＮＵを接続することで、光通信システムを構築することができる。
分岐比設定システム１の使用例としては、光通信システムを構築する際に初めに分岐比設定システム１を構築し光スプリッタの分岐比を設定したのちに分岐比設定システム１の一部の構成を変更し、最終的に光通信システムを構築するものが挙げられる。また、分岐比設定システム１は、光通信システムに新たにドロップ部１２やＯＮＵが追加された際に、ＯＬＴを一時的に分岐比制御部１０に置き換えて光スプリッタの分岐比を更新するという用途に用いられてもよい。

分岐比制御部１０は、ドロップ部１２に対して幹線ファイバ１４経由で制御信号を送信する。
ドロップ部１２は、光スプリッタを備える。ドロップ部１２は、分岐比制御部１０から送信される制御信号に基づいて光スプリッタの分岐比を設定する。ドロップ部１２の構成は後述する。

分岐比制御部１０は、制御信号送信部１０１、光ファイバ測定部１０２、第一光合分波器１０３、分岐比決定部１０４、判定部１０５を備える。
制御信号送信部１０１は、第一光合分波器１０３に制御信号を出力する。光ファイバ測定部１０２は、光を出力し（以下、光ファイバ測定部１０２が出力する光を測定光と呼ぶ）、幹線ファイバ１４の長さ、幹線ファイバ１４により光信号が受ける損失及びドロップ部１２の位置などを測定する。光ファイバ測定部１０２の例としてはＯＴＤＲ(Optical Time Domain Reflectometer)が挙げられる。

第一光合分波器１０３は、制御信号送信部１０１から入力される制御信号と光ファイバ測定部１０２から入力される測定光を合波し、ドロップ部１２－１に出力する。また、第一光合分波器１０３はドロップ部１２－１から入力される光を分波し、制御信号送信部１０１と光ファイバ測定部１０２に出力する。分岐比決定部１０４は、光ファイバ測定部１０２の測定結果に基づいて、ドロップ部１２の備える光スプリッタの分岐比を決定する。決定する方法は例えば分岐ファイバ１３に接続されるすべてのＯＮＵが同じ強度で光信号を受信するような分岐比に決定する方法があるが、これに限られない。判定部１０５は、光ファイバ測定部１０２の測定結果に基づいて、分岐比制御部１０がドロップ部１２を制御できているか否かを判断する。

ここで、光ファイバ測定部１０２による測定について説明する。
図２は、ＯＴＤＲによる幹線ファイバ１４の測定結果の一例である。
図２に示すグラフの横軸はＯＴＤＲからの距離、縦軸は測定光の強度を表す。ＯＴＤＲは、測定光（光パルス信号）を出力し、光ファイバ内で散乱されＯＴＤＲに戻る後方散乱光を測定する。ＯＴＤＲは、後方散乱光の強度から測定光の強度を算出する。また、ＯＴＤＲは、測定光を出力した時刻と後方散乱を検出した時刻との差に基づいて、散乱が生じた地点とＯＴＤＲとの距離を算出する。

ＯＴＤＲから出力され幹線ファイバ１４を伝搬する光は距離に応じて幹線ファイバ１４による損失を受ける。幹線ファイバ１４による損失は図２に示すグラフにおいて例えば右肩下がりの部分Ａに表れる。また、ドロップ部１２において光が分岐され一部の光が分岐ファイバ１３に入射される。この分岐する点においてＯＴＤＲは損失を観測する。ドロップ部１２による損失は図２に示すグラフにおいて、縦軸と平行に強度が下がっている部分Ｂに表れる。
図２に示すグラフにおいて、Ｂで示される損失の局所的な変化はドロップ部１２によるものである。そのため、光ファイバ測定部１０２は横軸を参照することで幹線ファイバ１４の長さやドロップ部１２が位置する地点を得ることができる。また、光ファイバ測定部１０２はＢで示される強度の減衰量を測定することでドロップ部１２における分岐比を得ることができる。

図３は、第１の実施形態に係るドロップ部１２の構成を示す図である。
ドロップ部１２は、第一光スプリッタ１２１、分岐比設定部１２２、第二光スプリッタ１２３、第二光合分波器１２４及び終端器１２５を備える。
ここではドロップ部１２－１に備えられる第一光スプリッタ１２１－１、分岐比設定部１２２－１、第二光スプリッタ１２３－１、第二光合分波器１２４－１及び終端器１２５－１について説明する。

第一光スプリッタ１２１－１は、分岐比制御部１０から入力される光を分岐し、分岐した光を分岐比設定部１２２－１及び第二光スプリッタ１２３－１に出力する。分岐比制御部１０から入力される光は制御信号送信部１０１が出力する制御信号と光ファイバ測定部１０２が出力する光が含まれる。
第一光スプリッタ１２１－１の分岐比設定部１２２－１への透過率をＳ_１と定義し、第一光スプリッタ１２１－１の第二光スプリッタ１２３－１への透過率をＴ_１と定義する。透過率Ｓ_１と透過率Ｔ_１の和は１であり、Ｓ_１及びＴ_１は、いずれも０以上１以下である。第一光スプリッタ１２１の分岐比はＳ_１：Ｔ_１と定義される。

分岐比設定部１２２－１は、制御信号送信部１０１から第一光スプリッタ１２１－１経由で受信する制御信号に基づいて第二光スプリッタ１２３－１の分岐比を設定する。分岐比設定部１２２－１は例えば制御信号を受信するためにフォトダイオードを備える。分岐比設定部１２２－１が受信する制御信号のデータ量は一般的に光通信に使用される光信号に比べるとデータ量は有意に小さい。そのため、エラーフリーとなる制御信号の最小の受信光強度は主信号に対して有意に小さい。よって、第一光スプリッタ１２１－１は入力される光の多くを第二光スプリッタ１２３－１に出力するように設定される。第二光スプリッタ１２３－１は、分岐比が可変である光スプリッタである。第二光スプリッタ１２３－１は、第一光スプリッタ１２１－１から入力される光を設定された分岐比により分岐し、第二光合分波器１２４－１及びドロップ部１２－２に出力する。第二光スプリッタ１２３の第二光合分波器１２４－１への透過率をＳ_２と定義し、ドロップ部１２－２への透過率をＴ_２と定義する。透過率Ｓ_２と透過率Ｔ_２の和は１であり、Ｓ_２及びＴ_２は、いずれも０以上１以下である。第二光スプリッタ１２３の分岐比はＳ_２：Ｔ_２と定義される。

第二光合分波器１２４－１は第二光スプリッタ１２３－１から入力される光を分波し、終端器１２５－１に出力及び分岐ファイバ１３に入射する。第二光合分波器１２４－１は測定光の波長の光を終端器１２５－１に出力するように設計される。終端器１２５－１は第二光合分波器１２４－１から入力される光を終端する。光ファイバ測定部１０２は測定光を出力し、幹線ファイバ１４で後方散乱し戻ってきた光を測定することでドロップ部１２－１における分岐比を測定している。そのため、分岐ファイバ１３－１で生じた後方散乱光が光ファイバ測定部１０２に戻ってしまうと、幹線ファイバ１４で後方散乱し戻ってきた光と混同され光ファイバ測定部１０２は正確な測定ができなくなる可能性がある。そのため、ドロップ部１２－１は第二光合分波器１２４－１及び終端器１２５－１を備え、分岐ファイバ１３－１に入射した測定光の後方散乱光が光ファイバ測定部１０２に戻るのを防いでいる。
測定光が分岐ファイバ１３－１に入射しても光ファイバ測定部１０２が光ファイバの距離や損失を測定できる場合には、ドロップ部１２－１は第二光合分波器１２４－１及び終端器１２５－１を備えなくてもよい。

以上でドロップ部１２－１に備えられる第一光スプリッタ１２１－１、分岐比設定部１２２－１、第二光スプリッタ１２３－１について説明した。ドロップ部１２－２…１２－Ｎの内部の構成はドロップ部１２－１の内部の構成と同じであるが、外部との接続関係が異なる。例えば、ドロップ部１２－２が備える第一光スプリッタ１２１－２はドロップ部１２－１から入力される光を分岐する。また、ドロップ部１２－２が備える第二光スプリッタ１２３－２は分岐した光をドロップ部１２－３に出力及び分岐ファイバ１３－１に入射する。
以下では便宜上第一光スプリッタ１２１の分岐比をＳ_１：Ｔ_１、第二光スプリッタ１２３の分岐比はＳ_２：Ｔ_２として説明するが、このことはすべてのドロップ部１２において分岐比Ｓ_１：Ｔ_１と分岐比Ｓ_２：Ｔ_２が等しいことを意味しない。ドロップ部１２によって第一光スプリッタ１２１の分岐比及び第二光スプリッタ１２３の分岐比はそれぞれ異なる値であってよい。

《制御信号》
ここで、制御信号送信部１０１が出力する制御信号について詳しく説明する。制御信号送信部１０１は、２種類の制御信号を出力する。１つは初期化信号であり、もう１つは分岐比決定信号である。

初期化信号は、各ドロップ部１２の分岐比Ｓ_２：Ｔ_２を初期化することで、光ファイバ測定部１０２が出力する測定光を幹線ファイバ１４全体に行き届かせ、光ファイバ測定部１０２による測定を可能にするために出力される。第二光スプリッタ１２３の分岐比によっては測定光が幹線ファイバ１４全体に行き届かない可能性があるためである。
初期化信号を受信した各ドロップ部１２の分岐比設定部１２２は、第二光スプリッタ１２３の分岐比を初期値に設定する。分岐比の初期値は、事前の実験やシミュレーションにより、光ファイバ測定部１０２が正しく測定ができるような値に設定される。
初期化信号は分岐比設定部１２２が初期化をするか否かという２値の情報で十分であるため、クロックや固定パターンを用いてもよい。

分岐比決定信号は、第二光スプリッタ１２３の分岐比を初期値以外に設定するために出力される。
分岐比決定信号を受信した分岐比設定部１２２はそれぞれ、受信した分岐比決定信号に基づいて第二光スプリッタ１２３の分岐比をそれぞれ設定する。

制御信号は第一光スプリッタ１２１を経由して分岐比設定部１２２により受信される。光通信システムの設計者は、分岐比制御部１０をＯＬＴに置き換え、かつ、分岐ファイバ１３のドロップ部１２と接続している端点と逆の端点にＯＮＵを接続することで分岐比設定システム１を光通信システムとして使用することができる。分岐比設定システム１が光通信システムとして使用される場合、第一光スプリッタ１２１の透過率Ｓ_１は小さい方がＯＬＴとＯＮＵがやり取りする光信号の損失が少なくなるため、小さい方が望ましい。そこで、制御信号送信部１０１は、制御信号の伝送レートを下げ分岐比設定部１２２における受信感度を向上させることで透過率Ｓ_１を小さくしつつ、分岐比設定部１２２に制御信号を正しく受信させることができる。

図４は、第１の実施形態に係る分岐比設定システム１の動作を示すフローチャートである。
初めに制御信号送信部１０１は初期化信号を各ドロップ部１２に送信し、分岐比設定部１２２が第二光スプリッタ１２３の分岐比を初期化する（ステップＳ１）。判定部１０５は幹線ファイバ１４における損失を測定し、初期化が成功したか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、判定部１０５は、光ファイバ測定部１０２により想定されるドロップ部１２がすべて検出された場合に初期化が成功したと判定する。具体的には、光ファイバ測定部１０２が、図２のＢ部分で示される損失の局所的な変化を、ドロップ部１２の個数分検出することができた場合に、想定されるドロップ部１２がすべて検出されたといえる。判定部１０５が初期化に失敗したと判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、制御信号送信部１０１は再びステップＳ１の動作を行う。判定部１０５が初期化に成功したと判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、光ファイバ測定部１０２は幹線ファイバ１４においてそれぞれの第二光スプリッタ１２３の間で光信号が受ける損失を測定する（ステップＳ３）。例えば、光ファイバ測定部１０２は、光を幹線ファイバ１４に出力し、散乱して戻ってきた光を測定することで、第二光スプリッタ１２３の間で光信号が受ける損失を測定する。

分岐比決定部１０４は測定した損失に基づいて第二光スプリッタ１２３の分岐比を決定する（ステップＳ４）。例えば、分岐比決定部１０４は、分岐比設定システム１の一部の構成を変更し光通信システムとして使用する場合、分岐ファイバ１３に接続されるすべてのＯＮＵが受信する光信号の強度が等しくなるように、１２３の分岐比を決定する。制御信号送信部１０１は、分岐比決定部１０４が決定したそれぞれの第二光スプリッタ１２３の分岐比の情報を載せた分岐比決定信号を送信する。分岐比設定部１２２はそれぞれ受信した制御信号に基づいて第二光スプリッタ１２３の分岐比を設定する（ステップＳ５）。次に、光ファイバ測定部１０２は幹線ファイバ１４における損失を測定する（ステップＳ６）。判定部１０５は、分岐比決定部１０４が決定した分岐比から算出される損失と光ファイバ測定部１０２が測定した損失を比較し、第二光スプリッタ１２３の分岐比の設定が成功したかどうかを判定する（ステップＳ７）。例えば、判定部１０５は、分岐比決定部１０４が決定した分岐比から算出される損失とその誤差の範囲に、光ファイバ測定部１０２が測定した損失が入っている場合に分岐比の設定が成功したと判定する。判定部１０５が設定に失敗したと判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、分岐比設定システム１はステップＳ１から動作をやり直す。判定部１０５が設定に失敗したと判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、分岐比設定システム１は動作を終了する。

なお、分岐比設定システム１の動作終了後に分岐比制御部１０がＯＬＴに置き換えられ、かつ、分岐ファイバ１３のドロップ部１２と接続している端点と逆の端点にＯＮＵを接続されることで、ＯＬＴとＯＮＵとの間で通信を行うことができる。

《作用・効果》
このように、第１の実施形態によれば、光ファイバ測定部１０２の測定結果に基づいて、分岐比決定部１０４がドロップ部１２の分岐比を決定する。その後制御信号送信部１０１が制御信号を送信し、ドロップ部１２の分岐比を分岐比決定部１０４が決定した分岐比に設定する。これにより、多様な種類の光スプリッタを用意する必要がなく、分岐比制御部１０によって遠隔地にあるドロップ部１２の分岐比を制御することができるためコスト削減や作業の簡易化につながる。

〈第２の実施形態〉
図５は、第２の実施形態に係るドロップ部１２の構成を示す図である。
第２の実施形態に係るドロップ部１２は、第１の実施形態の構成に加え第三光合分波器１２６を分岐ファイバ１３において第二光スプリッタ１２３と反対側にさらに備えるものである。また、第２の実施形態に係るドロップ部１２においては、分岐比設定部１２２は第三光合分波器１２６と接続される。また、第２の実施形態に係るドロップ部１２は、第１の実施形態の構成とは異なり第一光スプリッタ１２１を備えなくてもよい。

第２の実施形態に係るドロップ部１２において、制御信号送信部１０１が送信した制御信号は、第二光スプリッタ１２３、第三光合分波部１２６を経由して分岐比設定部１２２により受信される。

第２の実施形態に係るドロップ部１２においては、第二光スプリッタ１２３の透過率Ｓ_２が一定以上の値をとるようにあらかじめ制約を加える。これにより、分岐比設定部１２２が透過率Ｓ_２の値によらず正しく制御信号を受信できるようになる。第１の実施形態と同様に、制御信号の伝送レートを下げることで分岐比設定部１２２の受信感度が改善することがある。

《作用・効果》
このように、第２の実施形態によれば、分岐比設定部１２２は第二光スプリッタ１２３経由で制御信号を受信する。これにより、第一光スプリッタにおける損失をなくし、より損失の少ない光通信システムを提供することができる。

〈他の実施形態〉
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態では制御信号送信部１０１と光ファイバ測定部１０２はそれぞれ制御信号と測定光を送信するが、制御信号と測定光の波長は同じであってよい。この場合、分岐比制御部１０は第一光合分波器１０３を備えなくてもよく、また、第２の実施形態に係るドロップ部１２は第二光合分波器１２４及び終端器１２５を備えなくてもよい。また、制御信号と測定光の波長が異なる場合、第三光合分波器１２６を光スプリッタに置き換えてもよい。

分岐比制御部１０及びドロップ部１２は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備える。分岐比制御部１０はプログラムを実行することによって制御信号送信部１０１、光ファイバ測定部１０２、分岐比決定部１０４、判定部１０５を備える装置として機能し、ドロップ部１２はプログラムを実行することによって分岐比設定部１２２を備える装置として機能する。なお、分岐比制御部１０及びドロップ部１２の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

１…分岐比設定システム、１０…分岐比制御部、１２…ドロップ部、１３、９３…分岐ファイバ、１４、９４…幹線ファイバ、１０１…制御信号送信部、１０２…光ファイバ測定部、１０３…第一光合分波器、１０４…分岐比決定部、１０５…判定部、１２１…第一光スプリッタ、１２２…分岐比設定部、１２３…第二光スプリッタ、１２４…第二光合分波器、１２５…終端器、１２６…第三光合分波器、９０…ＯＬＴ、９１…ＯＮＵ、９２…等分岐光スプリッタ、９５…不等分岐光スプリッタ

Claims

分岐比制御部と、
前記分岐比制御部から光信号を受信可能に構成され、受信した光信号を分岐して出力する複数のドロップ部とを備え、
前記分岐比制御部は、光ファイバを介して前記複数のドロップ部に光を出力し、前記光の後方散乱光を計測することで、前記光ファイバにおける光信号の損失を測定し、測定した前記光ファイバにおける光信号の損失に基づいて前記光ファイバを介して前記複数のドロップ部それぞれに分岐比決定信号を出力し、
前記ドロップ部は、前記光ファイバに接続され、分岐比が可変である光スプリッタと、前記光ファイバを介して入力される前記分岐比決定信号に基づいて前記光スプリッタの分岐比を設定する分岐比設定部とを備える、
分岐比設定システム。
前記分岐比制御部は、前記分岐比決定信号を出力する前に前記光ファイバに初期化信号を出力し、前記光スプリッタの分岐比を初期化する
請求項１に記載の分岐比設定システム。
前記分岐比制御部は、初期化信号を出力した後、前記光ファイバにおける光信号の損失を測定し、前記測定の結果において前記複数のドロップ部による損失の変化がすべて検出されない場合に、再度前記光ファイバに初期化信号を出力する
請求項２に記載の分岐比設定システム。
分岐比制御部をルートノードとし、可変の分岐比を有する光スプリッタを備える複数のドロップ部を中間ノード又はリーフノードとする木構造ネットワークを構成するシステム構成ステップと、
前記分岐比制御部が、前記ドロップ部との間に接続される光ファイバに光を出力し、前記光の後方散乱光を計測することで、前記光ファイバにおける光信号の損失を測定する測定ステップと、
前記分岐比制御部が、測定した前記光ファイバにおける光信号の損失に基づいて前記光ファイバを介して前記ドロップ部に分岐比決定信号を出力する分岐比決定信号出力ステップと、
前記ドロップ部が、前記光スプリッタの分岐比を、前記光ファイバを介して入力される前記分岐比決定信号に基づいて設定する分岐比設定ステップと、
前記分岐比制御部を通信装置に置き換え、前記光スプリッタに通信装置を接続する通信装置準備ステップと、
を有する光通信システムの製造方法。