JP2007027819A - 受動光網システムにおける光出力制御方法及び加入者宅側通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受動光網システムにおける光出力制御方法及び加入者宅側通信装置に関し、局側通信装置での上りバースト光信号受信のすそ引きの影響を除去し、また、加入者宅側通信装置の異常連続発光出力が他の加入者宅側通信装置に及ぼす障害を防ぐ。
【解決手段】局側通信装置（ＯＬＴ）は各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）からの光受信レベルを受信レベルモニター部１−１５でモニターし、光受信レベルを一定の範囲内にするために、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）に上りバースト光信号の振幅を増加又は減少させる指示信号を光出力指示信号送出部１−１６により送出する。各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）は該指示信号を光出力指示信号抽出部１−２７で抽出し、光出力制御部１−２８は該指示信号に従い、上りバースト光信号の振幅を増加又は減少させるよう光出力設定部１−２２を制御する。また異常連続発光時に光出力設定部１−２２に無限大の損失を与える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、受動光網システムにおける光出力制御方法及び加入者宅側通信装置に関し、より詳しくは、局側通信装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ）と複数の加入者宅側通信装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とを光スターカプラ／スプリッタにより分岐した光伝送路により接続した受動光網（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおいて、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）から出力する上りバースト光信号の振幅の調整、及び加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）における異常発光出力の停止に好適に適用することができる光出力制御方法及び加入者宅側通信装置に関する。

図４に一般的な受動光網（ＰＯＮ）システムの構成を示す。受動光網（ＰＯＮ）システムは、局側通信装置（ＯＬＴ）４−１に接続された１本の光ファイバで伝送される光信号を光スターカプラ／スプリッタ４−３により分岐し、複数のユーザの加入者宅側通信装置（ＯＮＵ＃１〜＃３）４−２に光ファイバ引き込み、複数のユーザで１本の光ファイバを共用する伝送方式であり、局側通信装置（ＯＬＴ）４−１の共有化や光ファイバ敷設コストを低く抑えることが可能で、これまで、ＩＴＵ−ＴのＧ．９８３シリーズのＢ−ＰＯＮやＧ．９８４シリーズのＧ−ＰＯＮとして勧告され標準化されている。

また、高速インターネットサービスの普及に伴い、ＩＥＥＥ８０２．３作業部会でも光ファイバによる家庭向けのデータ通信サービス（ＦＴＴＨ：Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）用にＩＥＥＥ８０２．３ａｈとして勧告され、ＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−ＰＯＮ）として、より経済的でより高速なＦＴＴＨシステムを提供する手段として、日本市場では２００４年末より導入が開始されている。

しかし、受動光網（ＰＯＮ）システムは、分岐点の光スターカプラ／スプリッタ４−３による絶対的な信号レベルの損失がある。これは分岐数が増えるほど大きくなり、例えば、３２分岐では１７ｄＢほどの固定損失となる。通信事業者はこの場合、この固定損失を見込んで装置設計を行わなければならない。

このため、通信事業者局舎内に設置する局側通信装置（ＯＬＴ）の光信号受信回路は、受信レベルに対して広いダイナミックレンジのものを使用する必要があり、一般的にアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ：Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）を用い、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）で検知した微弱信号を増幅することによって広いダイナミックレンジを確保することが必要となる。つまり、損失の少ない光バースト信号と損失の多い光バースト信号の両者の受信に対応する必要がある。

また、受動光網（ＰＯＮ）に接続された複数の加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）のうちの一つでも故障によって異常光を発光し続ける場合、同一の受動光網（ＰＯＮ）に接続された他の加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）が送信するバースト光信号にこの異常発光連続出力が重畳し、他の加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）も通信不能になり、或いは通信品質が劣化する。このような異常発光に対する対策も合わせて解決することが求められている。

受動光網（ＰＯＮ）システムでは、ユーザ宅側に設置される複数の加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）４−２からそれぞれ時分割的に割り当てられた送信タイミングで送信されるバースト光信号を局側通信装置（ＯＬＴ）４−１で受信することによって上りデータ伝送を実現する。

加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）４−２から送信される個々のバースト光信号は、局側通信装置（ＯＬＴ）４−１と各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）４−２との間の距離に依存し、また、光スターカプラ／スプリッタ４−３の配置によって、異なる振幅及び位相で受信されるため、局側通信装置（ＯＬＴ）４−１の光信号受信回路では、個々のバースト光信号毎に振幅の補正及び位相同期確立といった高度な受信処理技術が求められる。特にＧＥ−ＰＯＮなどのギガビットクラスの受動光網（ＰＯＮ）では、高速の光バースト信号毎に位相同期確立を行う必要がある。

このように、局側通信装置（ＯＬＴ）４−１では振幅の異なる各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）４−２からのバースト光信号を感度良く高品質に受信する必要がある。しかし、高感度のアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を受信回路に用いた場合、振幅の大きいバースト光信号の受信の後に放電に長い時間が掛かり、バースト光信号の消失後も出力端から無視し得ないレベルの出力が現れる特性（すそ引き）があり、これにより後続の小さな振幅のバースト光信号を正しく受信することができない現象が起こる。これはＰＩＮフォトダイオードを用いた場合でも程度の差こそあれ同様である。

従来の受動光網（ＰＯＮ）システムでは、局側通信装置（ＯＬＴ）の光信号受信回路に、システムの要求を満足するすそ引きの少ないＰＩＮダイオードやアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を選別し、或いは光信号受信回路の改善によってすそ引きを除去する回路を追加するなどしていたため、局側通信装置（ＯＬＴ）及びシステム全体に対して大きなコストアップ要因となっている。

図５に振幅の大きいバースト光信号が入力したときのすそ引きの様態とその電流を補償（相殺）する従来の手法の一例を示す。同図において（ａ）はすそ引き補償機能を備えた光信号受信部、（ｂ）は光信号受信部における各出力波形、（ｃ）はすそ引き補償無しの場合と有りの場合の出力波形を示している。

図５の（ｂ）に示すように、振幅の大きいバースト光信号Ｂｕｒｓｔ１の受信によるフォトディテクタＰＤ（ＡＰＤ，ＰＩＮ）の出力のすそ引きが、後続の振幅の小さいバースト光信号Ｂｕｒｓｔ２に重なり、それによって後続の振幅の小さいバースト光信号Ｂｕｒｓｔ２を精度よく受信することができなくなる。

そこで同図の（ａ）に示すように、フォトディテクタＰＤ（ＡＰＤ，ＰＩＮ）の出力電圧をボルテージフォロアに入力し、該ボルテージフォロアの出力電流（Ｉ_Ｅ）をすそ引き除去電流として、フォトディテクタＰＤの出力のプリアンプＰＲＥの入力に加えることにより、すそ引きを除去したバースト光信号（図５の（ｃ）の「補償有り」として示し波形）が出力される。

図６は局側通信装置（ＯＬＴ）の光信号受信回路と利得制御特性を示す。同図の（ａ）は局側通信装置（ＯＬＴ）の光信号受信回路、（ｂ）は入力光信号に対する光信号受信回路の相対利得を示している。光ファイバ６−１から入力されたバースト光信号は、フォトディテクタ６−２により電気信号として出力され、プリアンプ６−３により増幅された後、メインアンプ６−４により増幅される。

メインアンプ６−４の出力信号はピーク検出回路６−５に入力され、ピーク検出回路６−５は受信信号のピークレベルを利得制御回路６−６に出力する。利得制御回路６−６は、ピーク検出回路６−５から入力されるピークレベルに応じて、フォトディテクタ６−２の光増倍率及びメインアンプ６−４の利得を制御する。

利得制御回路６−６により制御されるフォトディテクタ６−２の光増倍率を図６（ｂ）の曲線Ａ、メインアンプ６−４の利得を同図（ｂ）の曲線Ｂとして示している。同図に示すように、大きい振幅の入力信号に対してフォトディテクタ６−２の光増倍率及びメインアンプ６−４の利得を減少させ、小さい振幅の入力信号に対してフォトディテクタ６−２の光増倍率及びメインアンプ６−４の利得を増大させることにより、受信されるバースト光信号に対するダイナミックレンジを拡大させている。

前述の大振幅バースト光信号によるすそ引きの対策として、ＩＴＵ−Ｔの勧告Ｇ．９８４．２には、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）のバースト光信号出力を３ｄＢダウン及び６ｄＢダウンさせた場合について付録で記述しているが、具体的な実現手法については記述されていない。

また、受動光網（ＰＯＮ）での加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）の障害・異常による光信号の常時出力に対する対策の先行技術としては、下記の特許文献１〜３等に記載されている。特許文献１は、光分岐（１：ｎ）で伝送路が構成される光バースト信号伝送システムにおいて、端末装置の異常発光時に、端末装置自身が光出力を停止し、システム全体に障害が影響することを防ぐ光伝送装置の光信号出力監視回路について記載している。

また、特許文献２は、１加入者の光伝送モジュールの故障がシステム全体に波及することを防ぐために、レーザの常時発光を検出する回路を付加し、常時発光を検出したとき自動的に発光を停止させ、また、自己に割り当てられた送信区間を求め、この送信区間以外は、光伝送モジュールの故障の有無に拘わらず、強制的に発光を停止させる光伝送回路について記載している。

また、特許文献３は、親局装置において、子局装置から送出された光バースト信号の異常を監視し、光バースト信号の異常発光をしている特定の子局装置を識別し、この特定の子局装置に対して光バースト信号の停止を指示する光バースト停止信号を送信し、子局装置において、上記光バースト停止信号を受信すると親局装置に対する光バースト信号の送出を遮断することにより、光バースト信号の異常出力を行っている子局装置を特定して該子局装置からの光バースト信号の光出力を遮断する光バースト送受信制御システム及びその方法について記載している。

上述の特許文献１〜３を以下に列記する。
特開平１０−２２４２９９号公報 特開平８−８４１１９号公報 特開２００２−２１７９２９号公報

上述したように、ＧＥ−ＰＯＮなどのギガビットクラスの受動光網（ＰＯＮ）では、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などを用い、微弱受信信号の増幅を行うことによって広いダイナミックレンジを確保するとともに、損失の少ないバースト光信号と損失の多いバースト光信号の両者を精度よく受信する必要がある。

また、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などを用いた光受信回路では、振幅の大きいバースト光信号を受信した場合、受信完了後にも出力レベルが現れる特性（すそ引き）があり、その後続のバースト光信号をすそ引きに影響されることなく正しく受信するための対策が必要であり、また、受動光網（ＰＯＮ）に接続された加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）の故障による異常連続発光に対する対策も合わせて講ずる必要がある。

本発明は、受動光網（ＰＯＮ）システムにおいて、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）から送信されるバースト光信号の受信に対して要求されるダイナミックレンジを緩和することができ、また、該バースト光信号の受光に対するすそ引きの影響を除去することができ、また、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）の異常連続発光の障害を他のユーザに影響させない受動光網システムにおける光出力制御方法及び加入者宅側通信装置を提供する。

本発明の受動光網システムにおける光出力制御方法は、（１）複数の加入者宅側通信装置と光ファイバを介して接続された局側通信装置とから成る受動光網システムにおける各加入者宅側通信装置の上りバースト光信号の光出力制御方法であって、前記局側通信装置において、各加入者宅側通信装置からの上りバースト光信号の光受信レベルをモニターするステップと、各加入者宅側通信装置からの上りバースト光信号の光受信レベルが一定の範囲内になるよう、各加入者宅側装置に対して上りバースト光信号の振幅の増加又は減少を指示する指示信号を送信するステップと、加入者宅側通信装置において、局側通信装置から受信した前記指示信号に従い、上りバースト光信号の振幅を増加又は減少させるよう制御するステップと、上りバースト光信号の出力レベルをモニターし、所定の出力レベルで上りバースト光信号が出力されるよう、上りバースト光信号の振幅を増加量又は減少量を設定するステップと、を含むことを特徴とする。

また、（２）前記上りバースト光信号の振幅の増加又は減少を指示する指示信号として、局側通信装置で順々と受信される連続した上りバースト光信号の光受信レベル差が所定の範囲内となるよう、上りバースト光信号の振幅の増加又は減少を指示する信号を送信することを特徴とする。

また、（３）前記上りバースト光信号の振幅の増加又は減少を指示する指示信号として、局側通信装置で受信される上りバースト光信号の光受信レベルの最大値と最小値の差が、所定の範囲内となるよう、上りバースト光信号の振幅の増加又は減少を指示する信号を送信することを特徴とする。

また、本発明の受動光網システムにおける加入者宅側通信装置は、（４）局側通信装置と光ファイバを介して接続され、受動光網システムを構成する加入者宅側通信装置において、前記局側通信装置から通知される上りバースト光信号の振幅の増加又は減少を指示する指示信号を抽出する光出力指示信号抽出手段と、該指示信号に従い、上りバースト光信号の振幅を増加又は減少させるよう制御する光出力制御手段と、上りバースト光信号の出力レベルをモニターする光出力モニター手段と、所定の出力レベルで上りバースト光信号が出力されるよう、前記光出力制御手段の指示に従って上りバースト光信号の振幅を増加量又は減少量を設定する光出力設定手段と、を備えたことを特徴とする。

また、（５）前記上りバースト光信号の振幅の光出力レベルが、電源投入時にゼロレベルから所定の時定数で単純増加し、所定のレベルに達するよう制御する手段を備えたことを特徴とする。

また、（６）前記局側通信装置から割り当てられた上りバースト光信号の送信タイミング以外の期間に発光素子が発光する異常発光状態を、前記光出力モニター手段からの出力信号又は局側通信装置から通知される信号を基に検出する異常検出手段と、前記異常検出手段で異常発光状態が検出されたときに、前記光出力制御手段は、前記光出力設定手段に対して強制的に大きな光減衰量を与えるように制御し光出力を停止させることを特徴とする。

また、（７）前記光出力設定手段に、電気光学効果結晶基板に導波路を形成した導波路型光スイッチを光減衰器として用い、該光減衰器の減衰量を調整して光信号を単調増加又は減衰させることを特徴とする。

本発明によれば、局側通信装置（ＯＬＴ）における各加入者宅側通信装置からの上りバースト光信号の光受信レベルが一定の範囲内になるよう、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）で上りバースト光信号の振幅の出力制御を行うことにより、局側通信装置（ＯＬＴ）の光受信回路のあらゆる特性のアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）又はＰＩＮダイオードに対して、すそ引きの影響を受けることなく、精度良く上りバースト光信号を受信することができ、また、該光受信回路のダイナミックレンジの要求条件が緩和され、安価に受動光網（ＰＯＮ）システムを構築することができる。

また、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）における上りバースト光信号の振幅の出力制御に使用する光出力設定手段を、光送信部の異常発光時の光出力の抑制手段として兼用することができ、該光送信部の異常発光による他の加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）に対して及ぼす悪影響を除去することができる。

図１は本発明による受動光網（ＰＯＮ）システムの構成を示す。同図に示すように、受動光網（ＰＯＮ）システムは、局側通信装置（ＯＬＴ）１−１と、該局側通信装置（ＯＬＴ）１−１に光ファイバ及び光スターカプラ／スプリッタ１−３を介して接続された複数のユーザの加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２とから構成される。

局側通信装置（ＯＬＴ）１−１は、複数の加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２から伝送される上りバースト光信号が衝突なく受信されるよう、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２の送信タイミング制御指示を行う上り帯域設定制御部１−１１と、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２への信号を光信号として送信する光送信部１−１２と、該光送信部１−１２からの光送信信号を光ファイバに送出し、光ファイバからの光受信信号を光受信部１−１４へ送出する光合分波器１−１３と、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２からの光信号を受信する光受信部１−１４と、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２からの光受信レベルをモニターする受信レベルモニター部１−１５と、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２毎に振幅の異なる光信号を一定の範囲内の振幅にするために、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２にその上りバースト光信号の振幅の増加又は減少の指示を行う光出力指示信号送出部１−１６とを有する。

各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２は、光局側通信装置（ＯＬＴ）１−１への信号を光信号として送信する光送信部１−２１と、該光信号の出力レベル（振幅）を設定する光出力設定部１−２２と、該光信号の出力レベル（振幅）をモニターする光出力モニター部１−２３と、光局側通信装置（ＯＬＴ）１−１へ送信する光送信信号を光ファイバに送出し、光ファイバからの光受信信号を光受信部１−２５へ送出する光合分波器１−２４と、光局側通信装置（ＯＬＴ）１−１から送信された光信号を受信する光受信部１−２５と、光局側通信装置（ＯＬＴ）１−１からの受信信号又は光出力モニター部１−２３からの出力信号を基に、光異常発光を検出する異常検出部１−２６と、光局側通信装置（ＯＬＴ）１−１から通知された上りバースト光信号の振幅指示信号を検出する光出力指示信号抽出部１−２７と、異常検出部１−２６又は光出力指示信号抽出部１−２７又は光出力モニター部１−２３からの入力信号を基に、光信号の出力レベル（振幅）の増減を制御し該出力レベル（振幅）を光出力設定部１−２２に通知する光出力制御部１−２８とを有する。

局側通信装置（ＯＬＴ）１−１は、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２からの光受信レベルを受信レベルモニター部１−１５によりモニターし、加入者側装置毎に振幅の異なる光信号を一定の範囲内の光受信レベルにするために、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２にその上りバースト光信号の振幅を増加又は減少させる指示信号を光出力指示信号送出部１−１６から送出する。

各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２は、局側通信装置（ＯＬＴ）１−１より受信した指示信号を光出力指示信号抽出部１−２７で抽出し、光出力制御部１−２８は該指示信号に従い、上りバースト光信号の振幅を増加又は減少させるよう光出力設定部１−２２の設定を制御する。また、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２は、光出力モニター部１−２３により自装置の光出力レベルをモニターし、そのモニター出力を光出力制御部１−２８に送出することにより、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２自身で所定の光出力レベルの光信号が送信されるよう制御する。

図２は本発明による上りバースト光信号の振幅制御の具体例を示している。ここで、第１及び第２の加入者宅側通信装置（ＯＮＵ＃１，＃２）を含む複数の加入者宅側通信装置が既に受動光網（ＰＯＮ）に接続され、そこに第ｎの加入者宅側通信装置（ＯＮＵ＃ｎ）が新たに接続されたとする。

このとき、第ｎの加入者宅側通信装置（ＯＮＵ＃ｎ）は、図２に示すように、第２の加入者宅側通信装置（ＯＮＵ＃２）と第１の加入者宅側通信装置（ＯＮＵ＃１）のそれぞれの送信タイミングに隣接した送信タイミングで上りバースト光信号を送信するよう送信タイミングが割り当てられたものとする。

局側通信装置（ＯＬＴ）１−１は、連続する第２の加入者宅側通信装置（ＯＮＵ＃２）と第ｎの加入者宅側通信装置（ＯＮＵ＃ｎ）の上りバースト光信号の光レベル差Ｍ１、及び第ｎの加入者宅側通信装置（ＯＮＵ＃ｎ）と第１の加入者宅側通信装置（ＯＮＵ＃１）の上りバースト光信号の光レベル差Ｍ２が、所定のレベル差Ｌ１以下となるように、第ｎの加入者宅側通信装置（ＯＮＵ＃ｎ）に対して上りバースト光信号の振幅指示を行う。

このように、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）からの上りバースト光信号の振幅制御を行うことにより、局側通信装置（ＯＬＴ）１−１における連続した上りバースト光信号の受信レベル間に大きな差が無くなり、バースト光信号が連続して入力されたときのすそ引きによる受信劣化を防ぐことができ、すそ引き電流を補償（相殺）する回路を省く或いは簡素化することが可能となる。また、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）からの上りバースト光信号の受信レベルの差が減少し、局側通信装置（ＯＬＴ）の光受信回路に要求されるダイナミックレンジを低減することができる。

また、局側通信装置（ＯＬＴ）から加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）への上りバースト光信号振幅指示信号として、局側通信装置（ＯＬＴ）が受信する各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）からのバースト光信号の受信レベルの最大値と最小値の差が、或るデフォルト値Ｌ２（予め定められた所定の値の範囲）より小さい値となるように、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）に対して指示する構成とすることができる。

このような構成によっても、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）からの上りバースト光信号の受信レベルの差が減少し、すそ引きの影響による受信劣化を防ぐことができ、局側通信装置（ＯＬＴ）の光受信回路に要求されるダイナミックレンジを低減することができる。

このように、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）の新規登録時に行われる受動光網（ＰＯＮ）接続における遅延測定等によって得られる加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）毎の光レベル情報を利用して、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）からの上りバースト光信号の受信レベル差をある一定の範囲に抑えることができる。

また、局側通信装置（ＯＬＴ）での加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）毎の光受信レベルのモニター情報は、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）の新規登録接続時に限らず、運用中に更新する構成としても良い。また、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）の光出力の制御として、実質的に無限大の光損失を与えて光出力をシャットダウンし、異常発光障害への対処を図る構成とすることができる。

各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２の光出力制御は、局側通信装置（ＯＬＴ）１−１からの指示が無い初期状態などでは、或るデフォルト値Ｌ３（予め定められた所定の値の範囲）に近い値の振幅レベルで出力することとする。初期状態では、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２光送信部１−２１は、或るデフォルトの振幅の光信号を出力するように発光素子のバイアス電流及びパルス電流が設定され、光出力モニター部１−２３によりモニターされた出力レベルを光出力制御部１−２８に入力し、該光出力制御部１−２８は、該モニター出力レベルに応じて光出力設定部１−２２の光減衰量を調整し、所定のデフォルト値Ｌ３に近いレベルの光信号が出力されるように制御する。

また、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２における光出力制御として、電源投入時に光出力のレベルがゼロの状態から、所定の時定数で上述のデフォルト値Ｌ３のレベルへ単純増加する（多少の変動は許容される）よう制御する構成とすることができる。即ち、電源投入直後は、光出力設定部１−２２における光減衰器の減衰量を無限大（極めて大きな減衰量）の状態とし、この状態から光減衰器の減衰量を徐々に減少させて、光出力のレベルが前述のデフォルト値Ｌ３のレベルへ単純増加するよう制御する構成とすることができる。

また、各加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２における光出力制御として、局側通信装置（ＯＬＴ）１−１から指示された送信タイミングでない期間に光送信部１−２１が発光出力している異常発光状態時には、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２自身の判断処理により又は局側通信装置（ＯＬＴ）１−１からの光出力停止指示信号の受信により、光出力設定部１−２２における光減衰器を強制的に十分大きな減衰量となるように設定し、光出力を停止させる。

即ち、異常検出部１−２６により、局側通信装置（ＯＬＴ）１−１から指示された送信タイミングでない期間で発光している異常発光状態を、光出力モニター部１−２３からの入力信号を基に異常検出部１−１６で検出し、該異常発光状態を光出力制御部１−２８に通知し、光出力制御部１−２８は該異常発光状態時に強制的に大きな光減衰量を設定するよう光出力設定部１−２２を制御して光出力を停止させる。

また、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２の異常発光状態を、局側通信装置（ＯＬＴ）１−１において受信データ等を基に通信異常を検出するなど何らかの手法で検出し、局側通信装置（ＯＬＴ）１−１から当該加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２に対して光出力停止の指示信号を送信し、当該加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２は該指示信号を異常検出部１−２６で検出し、光出力制御部１−２８は、該指示信号に従って強制的に大きな光減衰量を設定するよう制御して光出力を停止させる。

加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２における光出力制御のための光出力設定部１−２２として、ＬｉＮｂＯ_３（リチウムナヨベート、ニオブ酸リチウム）などの電気光学効果結晶基板にＴｉ（チタン）などを拡散して作成した導波路型光スイッチなどを適用することにより、光出力を単調増加又は単調減少させる構成を実現することができる。

図３に本発明における光出力設定部１−２２の構成例を示す。同図に示すように、光出力設定部１−２２には、ＬｉＮｂＯ_３などの電気光学効果結晶基板３−１にＴｉ（チタン）などの拡散によって、交差する導波路３−２を形成し、その交差点に、電極３−３，３−４を形成した導波路型光スイッチを用いることができる。

導波路３−２の交差点の電極３−３，３−４間に印加する電圧に対応して、光送信部１−２１からポートＰ１に入射した光信号がポートＰ３，Ｐ４に分配される。従って、例えば、ポートＰ３に配置した受光素子への入力光信号レベルが過大でないときは、ポートＰ１から入射した光信号をそのままポートＰ３から出射して受光素子へ入射し、過大レベルの場合は、ポートＰ１から入射した光信号をポートＰ３とＰ４とに分散させることにより、ポートＰ３からの出射レベルを低減し、光信号レベルを抑圧することができる。

導波路３−２の交差点の電極３−３，３−４に印加する電圧を制御することにより、ポートＰ３から出射される光信号のレベルを減衰させることができ、その減衰量はゼロから無限大まで調整可能である。なお、光出力設定部１−２２として、この導波路型光スイッチのほかに、ブラッグ回折現象を利用した光スイッチや分布結合型光スイッチなどにより構成することもできる。

光出力レベルを調整にするために、従来は発光素子のバイアス電流とパルス電流とを変化させていた。例えば、光出力レベルを半分にするためにパルス電流を半分にしていたが、このような手法ではピークレベルのみが低下するだけであるため消光比が悪くなる。これに対して、光信号の振幅を増加又は減少させる手段として、減衰量がゼロから無限大まで調整可能な光減衰器を通すことにより、消光比を劣化させることなく光出力レベルを可変にすることができる。なお、光減衰器における負の減衰量は光出力レベルの増加を意味する。また、加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）１−２の障害による異常発光時には、実質的に無限大の光損失を与えることにより、受動光網（ＰＯＮ）システム全体への影響を無くすことが可能となる。

本発明による受動光網（ＰＯＮ）システムの構成を示す図である。 本発明による上りバースト光信号の振幅制御の具体例を示す図である。 本発明における光出力設定部の構成例を示す図である。 一般的な受動光網（ＰＯＮ）システムの構成を示す図である。 振幅の大きいバースト光信号が入力したときのすそ引きの様態とその電流を補償（相殺）する従来の手法の一例を示す図である。 局側通信装置（ＯＬＴ）の光信号受信回路と利得制御特性を示す図である。

符号の説明

１−１ 局側通信装置（ＯＬＴ）
１−１１ 上り帯域設定制御部
１−１２ 光送信部
１−１３ 光合分波器
１−１４ 光受信部
１−１５ 受信レベルモニター部
１−１６ 光出力指示信号送出部
１−２ ユーザの加入者宅側通信装置（ＯＮＵ）
１−２１ 光送信部
１−２２ 光出力設定部
１−２３ 光出力モニター部
１−２４ 光合分波器
１−２５ 光受信部
１−２６ 異常検出部
１−２７ 光出力指示信号抽出部
１−２８ 光出力制御部
１−３ 光スターカプラ／スプリッタ

Claims (7)

1. 複数の加入者宅側通信装置と光ファイバを介して接続された局側通信装置とから成る受動光網システムにおける各加入者宅側通信装置の上りバースト光信号の光出力制御方法であって、
   前記局側通信装置において、各加入者宅側通信装置からの上りバースト光信号の光受信レベルをモニターするステップと、各加入者宅側通信装置からの上りバースト光信号の光受信レベルが一定の範囲内になるよう、各加入者宅側装置に対して上りバースト光信号の振幅の増加又は減少を指示する指示信号を送信するステップと、
   加入者宅側通信装置において、局側通信装置から受信した前記指示信号に従い、上りバースト光信号の振幅を増加又は減少させるよう制御するステップと、上りバースト光信号の出力レベルをモニターし、所定の出力レベルで上りバースト光信号が出力されるよう、上りバースト光信号の振幅を増加量又は減少量を設定するステップと、
   を含むことを特徴とする受動光網システムにおける光出力制御方法。
2. 前記上りバースト光信号の振幅の増加又は減少を指示する指示信号として、局側通信装置で順々と受信される連続した上りバースト光信号の光受信レベル差が所定の範囲内となるよう、上りバースト光信号の振幅の増加又は減少を指示する信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の受動光網システムにおける光出力制御方法。
3. 前記上りバースト光信号の振幅の増加又は減少を指示する指示信号として、局側通信装置で受信される上りバースト光信号の光受信レベルの最大値と最小値の差が、所定の範囲内となるよう、上りバースト光信号の振幅の増加又は減少を指示する信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の受動光網システムにおける光出力制御方法。
4. 局側通信装置と光ファイバを介して接続され、受動光網システムを構成する加入者宅側通信装置において、
   前記局側通信装置から通知される上りバースト光信号の振幅の増加又は減少を指示する指示信号を抽出する光出力指示信号抽出手段と、
   該指示信号に従い、上りバースト光信号の振幅を増加又は減少させるよう制御する光出力制御手段と、
   上りバースト光信号の出力レベルをモニターする光出力モニター手段と、
   所定の出力レベルで上りバースト光信号が出力されるよう、前記光出力制御手段の指示に従って上りバースト光信号の振幅を増加量又は減少量を設定する光出力設定手段と、
   を備えたことを特徴とする受動光網システムにおける加入者宅側通信装置。
5. 前記上りバースト光信号の振幅の光出力レベルが、電源投入時にゼロレベルから所定の時定数で単純増加し、所定のレベルに達するよう制御する手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の受動光網システムにおける加入者宅側通信装置。
6. 前記局側通信装置から割り当てられた上りバースト光信号の送信タイミング以外の期間に発光素子が発光する異常発光状態を、前記光出力モニター手段からの出力信号又は局側通信装置から通知される信号を基に検出する異常検出手段と、
   前記異常検出手段で異常発光状態が検出されたときに、前記光出力制御手段は、前記光出力設定手段に対して強制的に大きな光減衰量を与えるように制御し光出力を停止させることを特徴とする請求項４又は５に記載の受動光網システムにおける加入者宅側通信装置。
7. 前記光出力設定手段に、電気光学効果結晶基板に導波路を形成した導波路型光スイッチを光減衰器として用い、該光減衰器の減衰量を調整して光信号を単調増加又は減衰させることを特徴とする請求項４、５又は６に記載の受動光網システムにおける加入者宅側通信装置。

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