JP5904365B2 - PON optical transmission system, station side apparatus, and optical communication method - Google Patents

Description

本発明は、ＰＯＮ光伝送システム、及び同システムに設置される局側装置及び光通信方法に関し、特に電界吸収型（ＥＡ; Electro Absorption)変調器を含むレーザ送信装置(EML; Electro Absorption Modulator Laser Diode)を送信用光源とするＰＯＮ光伝送システム、局側装置及び光通信方法に関するものである。   The present invention relates to a PON optical transmission system, a station-side device installed in the system, and an optical communication method, and more particularly, to a laser transmitter (EML) including an electroabsorption (EA) modulator. PON optical transmission system, station side apparatus, and optical communication method.

ＰＯＮ光伝送システムの局側装置で光信号をデータ信号で変調する方式として、光源である半導体レーザ（レーザダイオード）に電気信号を加える内部変調方式と、光源から出力される光に対して、光源とは別の光変調器により変調する外部変調方式とがある。
外部変調方式はデータ信号の周波数が高くまで使用できるという利点があり、電気光学効果を利用したＬＮ変調器と、半導体の電界吸収効果を利用した電界吸収型(Electro Absorption；ＥＡという)の変調器とが注目されている。 As a method of modulating an optical signal with a data signal in the station side device of the PON optical transmission system, an internal modulation method of applying an electric signal to a semiconductor laser (laser diode) as a light source, and a light source for light output from the light source There is an external modulation system that modulates by another optical modulator.
The external modulation method has an advantage that the frequency of the data signal can be used up to a high frequency, and an LN modulator using an electro-optic effect and an electroabsorption (EA) modulator using an electroabsorption effect of a semiconductor. It is attracting attention.

特にＥＡ変調器は小型で動作電圧が低く、半導体レーザと一体に製作でき、集積度が高いという特長を持つ。
一方、ＰＯＮ光伝送システムの光伝送路の距離が長くなっており、これに伴って、光伝送路の波長分散特性により、光伝送路に入射した光信号に波形歪を生じて、長距離伝送が困難になるという問題がある。 In particular, the EA modulator is small in size, has a low operating voltage, can be manufactured integrally with a semiconductor laser, and has a high degree of integration.
On the other hand, the distance of the optical transmission line of the PON optical transmission system is long, and accordingly, due to the wavelength dispersion characteristic of the optical transmission line, waveform distortion occurs in the optical signal incident on the optical transmission line, and long distance transmission is performed. There is a problem that becomes difficult.

この長距離伝送を可能にするため、下記非特許文献１は、電気光学効果を利用したＬＮ変調器を対象にして、送信側でのプリチャーピングを用いた分散補償法を検討し、αパラメータと分散補償量の最適化を提案している。
αパラメータとは、屈折率および光の吸収量が変化したとき，それぞれの変化量の比で表される変数である。αパラメータが0では、屈折率の変化がなくなり、波長の変化がなくなり、波長チャープ（光強度変調時の光波長のゆらぎ）は生じない。しかし，屈折率が変化する場合には，光の位相変化により等価的に波長が変化したように見え，波長チャープが生じる。 In order to enable long-distance transmission, Non-Patent Document 1 below discusses a dispersion compensation method using pre-chirping on the transmission side for an LN modulator using the electro-optic effect, and an α parameter. And the optimization of dispersion compensation is proposed.
The α parameter is a variable represented by the ratio of the amount of change when the refractive index and the amount of light absorption change. When the α parameter is 0, the refractive index does not change, the wavelength does not change, and wavelength chirp (light wavelength fluctuation during light intensity modulation) does not occur. However, when the refractive index changes, it appears that the wavelength is equivalently changed due to the change in the phase of the light, and a wavelength chirp occurs.

下記非特許文献１によれば、ファイバが信号光に対して正の波長分散を有するときはブルーチャープ（チャーピングパラメータαが負）を与え、負の波長分散を有するときはレッドチャープ（チャーピングパラメータαが正）を与えれば伝送特性が改善される。これは、正の波長分散とブルーチャープの組み合わせ又は負の波長分散とレッドチャープの組み合わせにおいて、光パルスの立ち上がり部分よりも立ち下がり部分の方がファイバ内を速く進むので光パルスを圧縮する効果がもたらされるためである。   According to Non-Patent Document 1 below, when the fiber has positive chromatic dispersion with respect to signal light, blue chirp (chirping parameter α is negative) is given, and when the fiber has negative chromatic dispersion, red chirp (chirping) is given. If the parameter α is positive), the transmission characteristic is improved. This is because in the combination of positive chromatic dispersion and blue chirp or negative chromatic dispersion and red chirp, the falling part proceeds faster in the fiber than the rising part of the optical pulse, so the effect of compressing the optical pulse is effective. It is to be brought.

また下記非特許文献１では、ＥＡ変調器への光入力パワーが0〜+10dBmの範囲において、送信波形にあらかじめ適度なチャーピングを生じさせておくこと（プリチャープ）で、波長分散による送信パワー増大要求（ＴＤＰ；Transmitter Dispersion Penalty）を小さくすることが報告されている。
図６は、光伝送距離後のαパラメータ正負に応じたパルス波形の圧縮伸長状態を示すグラフである。 Further, in the following Non-Patent Document 1, when the optical input power to the EA modulator is in the range of 0 to +10 dBm, transmission power is increased by chromatic dispersion by causing appropriate chirping in the transmission waveform in advance (pre-chirp). It has been reported that the requirement (TDP; Transmitter Dispersion Penalty) is reduced.
FIG. 6 is a graph showing the compression / expansion state of the pulse waveform according to the α parameter positive / negative after the optical transmission distance.

石川丈二 他「10Gb/s SMF無中継伝送における分散補償法の検討」pp. 15-20, 信学技報 TECHNICAL REPORT OF IEICE. OCS94-28（1994-06）Shoji Ishikawa et al. “A Study on Dispersion Compensation Method for 10Gb / s SMF Relayless Transmission” pp. 15-20, IEICE Technical Report TECHNICAL REPORT OF IEICE. OCS94-28 (1994-06)

しかしながら、プリチャープを例えば20km伝送においてＴＤＰが最小となる値に設定した時に、ＥＡ変調器の吸収量が大きくなり、送信光パワーが低下するので、送信光パワーを大きくするため、光アンプを使用しなければならず、消費電力の増大、デバイス負荷が増加することによる信頼性の問題、放熱対策によるサイズ増加、光サージ対策などが生じる。   However, when the pre-chirp is set to a value that minimizes TDP in 20 km transmission, for example, the amount of absorption of the EA modulator increases and the transmitted optical power decreases, so an optical amplifier is used to increase the transmitted optical power. Therefore, an increase in power consumption, a reliability problem due to an increase in device load, an increase in size due to heat dissipation measures, a countermeasure against light surge, and the like occur.

この問題はＰＯＮ光伝送システムの長延化（例：40km）、多分岐化（例：128分岐）を実現するためには、より大きな問題となる。
よって、本発明の目的は、長延化、多分岐化システムに適合するようにチャープパラメータを任意に設定可能な局側装置を提供することにある。 This problem becomes a larger problem in order to realize a long extension (eg, 40 km) and multi-branch (eg, 128 branches) of the PON optical transmission system.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a station-side device capable of arbitrarily setting a chirp parameter so as to be suitable for a long-lengthening and multi-branching system.

本発明のＰＯＮ光伝送システムは、局側装置が、送信用光源としてのレーザ送信モジュールと、前記レーザ送信モジュールからの出力光を変調するＥＡ(Electro Absorption)変調器と、前記ＥＡ変調器を駆動するためのバイアス制御部とを備え、前記バイアス制御部は、局側装置と複数の宅側装置との間の距離区間情報に基づいて、前記ＥＡ変調器のＥＡバイアス電圧と送信光パワーとを制御するものであり、前記ＥＡバイアス電圧の制御により、前記ＥＡ変調器のプリチャーピング・パラメータαと光の吸収量とを予め設定することを特徴とする。 In the PON optical transmission system of the present invention, the station side device drives a laser transmission module as a light source for transmission, an EA (Electro Absorption) modulator that modulates output light from the laser transmission module, and the EA modulator. And a bias control unit configured to determine the EA bias voltage and the transmission optical power of the EA modulator based on distance section information between the station side device and the plurality of home side devices. The prechirping parameter α and the light absorption amount of the EA modulator are set in advance by controlling the EA bias voltage .

この構成によれば、局側装置において認識された宅側装置の当該距離に応じて、ＥＡバイアス電圧を設定することにより、プリチャーピング・パラメータαを予め設定することができる。この結果光の屈折率と吸収量を変化させることができる。
前記バイアス制御部は、前記距離が長いほどαを小さく、距離が短いほどαを大きく設定することが好ましい。距離が長いほどαを小さく設定することで、光の吸収量を増やし、送信光パワーを減らし、ＴＤＰを優先し、ロスバジェット（ロスバジェットとは、送信光パワーと光受信モジュールの受信感度の差で決まる光伝送路に許容される伝送損失値を言う）をより拡大することができる。距離が短い場合はαを大きく設定することにより、光の吸収量を減らし、レーザ送信モジュールの消費電流を減らすことができ、局側装置の省電力化が可能となる。 With this configuration, according to those該距away of the recognized network unit in the station side device, by setting the EA bias voltage, it is possible to set the pre-chirping parameter α in advance. As a result, the refractive index and absorption amount of light can be changed.
The bias control unit, wherein the distance is smaller the α longer, it is preferable to set a large α as distance is shorter. Distance By is set smaller α longer, increasing the absorption of light, reducing the transmitted optical power, priority is given to TDP, and the loss budget (Rosubaje' bets, the difference between the reception sensitivity of the transmitted optical power and the optical receiver module The transmission loss value allowed for the optical transmission line determined by (1) can be further expanded. When the distance is short, by setting α to a large value, the amount of light absorption can be reduced, the current consumption of the laser transmission module can be reduced, and the power consumption of the station side device can be reduced.

前記バイアス制御部は、範囲
−０．７＜α＜０．５
の間でαを設定することが好ましい。αが−０．７よりも小さければ過剰圧縮がかかり、波形品質に弊害が出る恐れがある。０．５よりも大きければ光の吸収量が小さくなり、IEEE802.3avの標準仕様による送信光パワーPf max ５．０dBmを超え、宅側装置の光受信機の受信性能を低下させるおそれがある。 The bias controller has a range −0.7 <α <0.5.
It is preferable to set α between. If α is smaller than −0.7, excessive compression is applied, which may adversely affect the waveform quality. If it is larger than 0.5, the amount of light absorption becomes small, the transmission light power Pf max of 5.0 dBm according to the standard specification of IEEE802.3av is exceeded, and the reception performance of the optical receiver of the home side apparatus may be deteriorated.

前記局側装置は、前記宅側装置と前記局側装置との距離が、いずれの距離区間に入るか決定するために、前記局側装置から送出された信号が前記宅側装置を往復する時間を計測するディスカバリ手順を実行する場合に、各距離区間に対応した複数のＥＡバイアス電圧をそれぞれ設定して各ディスカバリ手順を実行することが好ましい。ディスカバリ手順実行時には、前記宅側装置と前記局側装置との距離が、いずれの距離区間に該当するか不明なのでＥＡバイアス電圧を一意的に決定できないからである。もしＥＡバイアス電圧を１つの値、例えば長距離用設定値に固定してディスカバリ手順を実行すると、実際の距離がより短距離の場合、宅側装置で受からない場合があり、ディスカバリ手順を実行できない。そこで、各距離区間に対応した複数のＥＡバイアス電圧をそれぞれ設定して各ディスカバリ手順を実行するとよい。 The station-side apparatus, the distance between the front Kitaku side device and the station side device, in order to determine whether entering any distance interval, signals transmitted from the station side device to reciprocate said optical network unit when performing disk mosquitoes burrs procedure for measuring time, it is preferable to set the plurality of the EA bias voltage corresponding to each distance segment respectively executing each disk mosquitoes burrs procedure. During disk mosquito burrs procedure execution, the distance between the front Kitaku side device and the station side device, it can not be uniquely determined unknown since the EA bias voltage or corresponds to any of the travel distance. If one value EA bias voltage, for example, fixed to the long-range setting value to perform the disk mosquitoes burrs procedure, if the actual distance is shorter distance, may not Ukara in the optical network unit, Disperse mosquitoes The Bali procedure cannot be executed. Therefore, it is preferable to perform each disk mosquitoes burrs procedure sets a plurality of the EA bias voltage corresponding to each distance segment, respectively.

本発明の局側装置及び光通信方法は、本発明のＰＯＮ光伝送システムと実質同一発明にかかるものである。   The station side apparatus and the optical communication method according to the present invention are substantially the same as the PON optical transmission system according to the present invention.

本発明によれば、ＰＯＮ光伝送システムにおける波長分散による送信パワー増大要求（ＴＤＰ）を減らすための最適な送信条件を実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optimal transmission condition for reducing the transmission power increase request | requirement (TDP) by the wavelength dispersion in a PON optical transmission system is realizable.

局側装置ＯＬＴと複数の宅側装置ＯＮＵとの間を、光カプラを介して光ファイバで接続したＰＯＮ光伝送システムの構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the PON optical transmission system which connected between the station side apparatus OLT and several home side apparatus ONU with the optical fiber via the optical coupler. ＰＯＮ光伝送システムの宅側装置ＯＮＵに備えられ、半導体レーザＬＤを光源としてデータバッファメモリに蓄積されたデータを送信する光送信装置を示すブロック構成図である。It is a block configuration diagram showing an optical transmission device that is provided in a home-side device ONU of a PON optical transmission system and transmits data stored in a data buffer memory using a semiconductor laser LD as a light source. 局側装置の光送信部１８の詳細なブロック構成図である。It is a detailed block diagram of the optical transmitter 18 of the station side device. ディスカバリ手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating a discovery procedure. ＥＡ変調器のバイアス電圧とαパラメータとの関係を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a bias voltage of an EA modulator and an α parameter. 光伝送距離後のαパラメータ正負におけるパルス圧縮伸長図である。It is a pulse compression expansion figure in alpha parameter positive / negative after an optical transmission distance.

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、ＰＯＮ光伝送システムのネットワーク構成例を示す概略図である。
ＰＯＮ光伝送システムは、局舎に備えられる局側装置ＯＬＴと複数の加入者に備えられる宅側装置ＯＮＵとが、光ファイバ及び光カプラＯＣを介して接続されている。
宅側装置ＯＮＵは、加入者宅内に設置されるパーソナルコンピュータなどの光ネットワークサービスを享受するための端末を接続するネットワークインタフェースを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a network configuration example of a PON optical transmission system.
In the PON optical transmission system, a station side device OLT provided in a station building and a home side device ONU provided in a plurality of subscribers are connected via an optical fiber and an optical coupler OC.
The home-side apparatus ONU includes a network interface for connecting a terminal for enjoying an optical network service such as a personal computer installed in the subscriber's home.

光カプラＯＣは、特に外部からの電源供給を必要とせず入力された信号から受動的に信号を分岐・多重するスターカプラで構成されている。
局側装置ＯＬＴ及び光カプラＯＣ、光カプラＯＣ及び宅側装置ＯＮＵに接続されている光ファイバは、それぞれ１本の光ファイバからなるシングルモードファイバを用いている。つまり、１台の局側装置ＯＬＴは、１本の幹線光ファイバを通して第１の光カプラＯＣに接続されている。そして、第１の光カプラＯＣは、必要であればＭ台の第２の光カプラＯＣ（Ｍは、この例では２の数）と光ファイバで接続している。そして、第１、第２の光カプラＯＣは、複数の宅側装置ＯＮＵと、支線光ファイバで接続されている。よって、１局の局側装置ＯＬＴが送受する信号は、２段の光カプラＯＣによって、複数台の宅側装置ＯＮＵに分配される。なお、光カプラＯＣや宅側装置ＯＮＵの台数は例示であるにすぎない。 The optical coupler OC is composed of a star coupler that passively branches and multiplexes a signal from an input signal without requiring an external power supply.
The optical fibers connected to the station-side device OLT, the optical coupler OC, the optical coupler OC, and the home-side device ONU are single mode fibers each composed of one optical fiber. That is, one station side device OLT is connected to the first optical coupler OC through one trunk optical fiber. If necessary, the first optical coupler OC is connected to M second optical couplers OC (M is a number of 2 in this example) through an optical fiber. The first and second optical couplers OC are connected to a plurality of home-side devices ONU via branch line optical fibers. Therefore, a signal transmitted / received by one station-side apparatus OLT is distributed to a plurality of home-side apparatuses ONU by a two-stage optical coupler OC. Note that the numbers of the optical couplers OC and the home-side devices ONU are merely examples.

本発明の実施形態の光伝送システムは、ＰＯＮ光伝送システムに、イーサネット（イーサネット（Ethernet）は、登録商標である）の技術を取り込み、Ｇｂｐｓ台のベースバンド速度で光ファイバのアクセス区間通信を実現するＧＥ−ＰＯＮ光伝送システム（Gigabit Ethernet-Passive Optical Network）方式を採用している。
ＧＥ−ＰＯＮ光伝送システム方式に従えば、局側装置ＯＬＴ及び宅側装置ＯＮＵの相互の通信は、可変長なフレームを単位として行われる。 The optical transmission system according to the embodiment of the present invention incorporates the technology of Ethernet (Ethernet is a registered trademark) into the PON optical transmission system, and realizes optical fiber access section communication at a baseband speed of Gbps. The GE-PON optical transmission system (Gigabit Ethernet-Passive Optical Network) system is adopted.
According to the GE-PON optical transmission system, communication between the station side device OLT and the home side device ONU is performed in units of variable length frames.

まず、上位のネットワークから放送形態で各局側装置ＯＬＴに入ってくる下りフレームは、局側装置ＯＬＴにおいて所定の処理が行われ、中継されるべき論理リンク（MPCPリンクという）が特定される。そして、局側装置ＯＬＴを通して、光信号として光ファイバに送信される。光ファイバに送信させた光信号は、光カプラＯＣで分岐され、光カプラＯＣにつながる宅側装置ＯＮＵに送信されるが、当該MPCPリンクを構成する宅側装置ＯＮＵのみが所定の下りフレームを取り込み、フレームを宅内ネットワークインタフェースに中継する。   First, a downlink frame that enters each station-side apparatus OLT in a broadcast form from a higher-level network is subjected to predetermined processing in the station-side apparatus OLT, and a logical link (referred to as an MPCP link) to be relayed is specified. And it transmits to an optical fiber as an optical signal through the station side apparatus OLT. The optical signal transmitted to the optical fiber is branched by the optical coupler OC and transmitted to the home device ONU connected to the optical coupler OC, but only the home device ONU constituting the MPCP link takes in a predetermined downstream frame. Relay the frame to the home network interface.

一方、上り光信号には、それぞれの宅側装置ＯＮＵからの上りフレームが含まれている。上り光信号は、それぞれの宅側装置ＯＮＵからの光信号どうしが互いに時間的に競合しないように送信される必要がある。そのために、局側装置ＯＬＴは、各宅側装置ＯＮＵに対して上り光信号を送信してもよい期間ウインドウ（以下、単に「ウインドウ」という）を割り当て、上り帯域割当用制御フレームとして通知する。ウインドウを割り当てられた宅側装置ＯＮＵは、その割り当てられたウインドウ期間に上り光信号を送信する。この上り光信号を「バースト光信号」という。バースト光信号は、各宅側装置ＯＮＵから送信され、ベースバンド信号で発光状態を変化させた、有限時間の光信号列である。   On the other hand, the upstream optical signal includes an upstream frame from each home-side apparatus ONU. The upstream optical signal needs to be transmitted so that the optical signals from the respective home devices ONU do not compete with each other in time. For this purpose, the station-side apparatus OLT allocates a window (hereinafter simply referred to as “window”) during which an upstream optical signal may be transmitted to each home-side apparatus ONU and notifies it as an uplink bandwidth allocation control frame. The home-side apparatus ONU to which the window is assigned transmits an upstream optical signal during the assigned window period. This upstream optical signal is referred to as a “burst optical signal”. The burst optical signal is a finite-time optical signal sequence which is transmitted from each home-side apparatus ONU and whose light emission state is changed by the baseband signal.

したがって、各宅側装置ＯＮＵ間の上り光信号の競合は回避される。各宅側装置ＯＮＵは、あるウインドウが与えられたとき、そのウインドウに収まる限りフレームを連続して送信してよい。そして、局側装置ＯＬＴは、各宅側装置ＯＮＵからの一連のフレーム信号を含んだバースト光信号を受信することができる。
局側装置ＯＬＴと複数の宅側装置ＯＮＵとの間の距離は、複数の宅側装置ＯＮＵごとに異なることは言うまでもないが、本発明の実施形態では、局側装置ＯＬＴと複数の宅側装置ＯＮＵとの間の各距離に大きなばらつきはないものとする。すなわち、局側装置ＯＬＴが装備される局舎から見れば、複数の加入者宅は一定の地域に分布しているものとする。 Therefore, the competition of the upstream optical signal between each home-side apparatus ONU is avoided. Each home-side apparatus ONU, when given a certain window, may transmit frames continuously as long as it fits in that window. The station apparatus OLT can receive a burst optical signal including a series of frame signals from each home apparatus ONU.
Needless to say, the distance between the station-side device OLT and the plurality of home-side devices ONU differs for each of the plurality of home-side devices ONU, but in the embodiment of the present invention, the station-side device OLT and the plurality of home-side devices It is assumed that there is no large variation in each distance from the ONU. That is, it is assumed that a plurality of subscriber homes are distributed in a certain area as viewed from the station where the station side device OLT is equipped.

そこで複数の距離区間を設定し、局側装置ＯＬＴと複数の宅側装置ＯＮＵとの間の各距離が何れか１つの距離区間に入るものとする。複数の距離区間として、例えば、５〜１５ｋｍの距離区間１，１５〜３０ｋｍの距離区間２，３０ｋｍ以上の距離区間３などを設定する。距離区間１を称するときは、１０ｋｍという代表的な距離を用いて、「１０ｋｍ区間」と言い、距離区間２を称するときは「２０ｋｍ区間」と言い、距離区間３を称するときは「４０ｋｍ区間」と言う。   Therefore, a plurality of distance sections are set, and each distance between the station side apparatus OLT and the plurality of home side apparatuses ONU enters any one distance section. As the plurality of distance sections, for example, a distance section of 5 to 15 km, a distance section of 15 to 30 km 2, a distance section 3 of 30 km or more, and the like are set. When referring to distance section 1, using a typical distance of 10 km, it is referred to as “10 km section”, when referring to distance section 2, it is referred to as “20 km section”, and when distance section 3 is referred to as “40 km section”. Say.

図２は、本実施の形態における局側装置１０のブロック構成図である。
局側装置１０は、波長多重素子を用いて光信号を伝搬方向に応じて分離する光合分波部１２と、受信した光信号を電気信号に変換する光受信部１３と、ＰＯＮ側受信部１４と、ＰＯＮ側送信部１５と、データ中継処理部１６と、局側信号処理部１７と、送信する電気信号を光信号に変換する光送信部１８と、を有する。 FIG. 2 is a block configuration diagram of the station-side device 10 in the present embodiment.
The station-side device 10 includes an optical multiplexing / demultiplexing unit 12 that separates an optical signal according to a propagation direction using a wavelength multiplexing element, an optical receiving unit 13 that converts the received optical signal into an electrical signal, and a PON-side receiving unit 14. A PON side transmission unit 15, a data relay processing unit 16, a station side signal processing unit 17, and an optical transmission unit 18 that converts an electric signal to be transmitted into an optical signal.

ＰＯＮ側受信部１４は、受信した電気信号を構成するフレームのヘッダ部分を読み取ることにより、当該フレームがデータフレームであるか、レジスタリクエストフレームであるか、又は、レポートフレームであるかを判定する。
この判定の結果、フレームがデータフレームであれば、ＰＯＮ側受信部１４はこれをデータ中継処理部１６に送る。データ中継処理部１６は、上位ネットワークに対する送信制御等の所定の中継処理を行い、処理後のフレームは上位ネットワークへ送出される。 The PON side receiving unit 14 reads the header portion of the frame constituting the received electrical signal, and determines whether the frame is a data frame, a register request frame, or a report frame.
If the result of this determination is that the frame is a data frame, the PON side receiver 14 sends it to the data relay processor 16. The data relay processing unit 16 performs predetermined relay processing such as transmission control for the upper network, and the processed frame is transmitted to the upper network.

また、前記判定の結果、フレームがレジスタリクエストフレーム、又は、レポートフレームであれば、ＰＯＮ側受信部１４はこれを局側信号処理部１７に転送する。
局側信号処理部１７は、レジスタリクエストフレームの場合、ディスカバリ手順の結果得られたRTT（ラウンドタイムトリップ）に基づいて、局側装置ＯＬＴと複数の宅側装置ＯＮＵ間の距離を取得し、登録されている宅側装置ＯＮＵの中で最も遠い距離がいずれの距離区間に入るか、その距離区間の情報を光送信部１８に送る。光送信部１８は、その距離区間情報を記録部（図３の“２１”参照）へ保存し、その距離区間情報に基づいてＥＡバイアス制御回路によるバイアス制御部の制御を行う。レポートフレームの場合、局側信号処理部１７は、このレポートに基づいて制御情報としてのゲートフレームを生成し、このゲートフレームを、ＰＯＮ側送信部１５に送り、光送信部１８を経由して下り方向へ光送信させる。 As a result of the determination, if the frame is a register request frame or a report frame, the PON side receiving unit 14 transfers this to the station side signal processing unit 17.
In the case of a register request frame, the station-side signal processing unit 17 acquires and registers the distance between the station-side apparatus OLT and the plurality of home-side apparatuses ONU based on the RTT (round time trip) obtained as a result of the discovery procedure. Which distance section the farthest distance in the home-side apparatus ONU being operated enters is sent to the optical transmitter 18. The optical transmitter 18 stores the distance section information in a recording section (see “21” in FIG. 3), and controls the bias control section by the EA bias control circuit based on the distance section information. In the case of a report frame, the station-side signal processing unit 17 generates a gate frame as control information based on this report, sends this gate frame to the PON-side transmission unit 15, and downloads it via the optical transmission unit 18. Transmit light in the direction.

図３は、局側装置１０の光送信部１８の詳細なブロック構成図である。
光送信部１８は、距離区間情報を記憶する記録部２１と、送信データのクロスポイントを制御するクロスポイント制御部２２と、送信データの消光比を制御する変調振幅制御部２３と、ＥＡ変調器にバイアス電圧を供給するＥＡバイアス制御回路２４と、光信号を送出する半導体レーザＬＤにバイアス電流を供給するＬＤバイアス制御回路２５と、ＥＡバイアス制御回路２４及びＬＤバイアス制御回路２５を制御するバイアス制御部２６と、半導体レーザＬＤ及びＥＡ変調器を含み電気信号を光信号に変換する送信用光源ＥＭＬと、ＴＥＣバイアス制御部２７とを有している。 FIG. 3 is a detailed block diagram of the optical transmitter 18 of the station side device 10.
The optical transmission unit 18 includes a recording unit 21 that stores distance section information, a cross point control unit 22 that controls a cross point of transmission data, a modulation amplitude control unit 23 that controls an extinction ratio of transmission data, and an EA modulator. An EA bias control circuit 24 for supplying a bias voltage to the semiconductor laser, an LD bias control circuit 25 for supplying a bias current to the semiconductor laser LD for transmitting an optical signal, and a bias control for controlling the EA bias control circuit 24 and the LD bias control circuit 25. A transmission light source EML that includes an optical signal and includes a semiconductor laser LD and an EA modulator, and a TEC bias control unit 27.

送信用光源ＥＭＬには、ペルチェ素子ＴＥＣとサーミスタが内蔵され、ＴＥＣバイアス制御部２７により、送信用光源ＥＭＬの温度を一定に保つようにしている。また送信用光源ＥＭＬにはフォトダイオードが搭載され、ＬＤバイアス制御回路２５は、フォトダイオードの受光強度信号に基づいて、半導体レーザＬＤの発光出力を一定に保つように、バイアス電流を制御している。レンズはＥＡ変調器からの出力光信号を効率よく集光するものであり、例えば非球面レンズが用いられる。   The transmission light source EML includes a Peltier element TEC and a thermistor, and the TEC bias control unit 27 keeps the temperature of the transmission light source EML constant. A photodiode is mounted on the transmission light source EML, and the LD bias control circuit 25 controls the bias current so as to keep the light emission output of the semiconductor laser LD constant based on the light reception intensity signal of the photodiode. . The lens efficiently collects the output optical signal from the EA modulator, and for example, an aspheric lens is used.

ＥＡバイアス制御回路２４は、バイアス制御部２６から送られてくる距離区間情報に基づいてＥＡ変調器に供給するバイアス電圧を決定し、供給する。
図４はディスカバリ手順によって距離区間情報を取得する処理を説明するためのフローチャートである。
局側信号処理部１７は、ステップＳ１において、すでにディスカバリ手順等により、光送信部１８の記録部２１に距離区間情報が登録されているかどうかを確認し（ステップＳ１）、距離区間情報が登録されている場合は、その距離区間情報に基づく光送信部１８のバイアス電圧、送信光パワーなどの設定値をバイアス制御部２６へ送信する（ステップＳ２）。 The EA bias control circuit 24 determines and supplies a bias voltage to be supplied to the EA modulator based on the distance section information sent from the bias control unit 26.
FIG. 4 is a flowchart for explaining processing for acquiring distance section information by a discovery procedure.
In step S1, the station-side signal processing unit 17 checks whether distance section information has already been registered in the recording unit 21 of the optical transmission unit 18 by a discovery procedure or the like (step S1), and the distance section information is registered. If so, set values such as the bias voltage and transmission light power of the optical transmitter 18 based on the distance section information are transmitted to the bias controller 26 (step S2).

局側装置ＯＬＴは、前記設定値に基づき、上り送信許可メッセージ（Discovery_Gate）をすべての宅側装置ＯＮＵに向けて送信する（ステップＳ３）。上り送信許可メッセージには、局側装置ＯＬＴのローカル時間T1が記載されており、未登録の宅側装置ＯＮＵは、宅側装置ＯＮＵのクロックを上り送信許可メッセージに記載されている時刻に合わせ、局側装置ＯＬＴと時刻の同期をとる。宅側装置ＯＮＵは、上り送信許可メッセージに指定された許可時間からランダム時間待った後、局側装置ＯＬＴへ登録要求(Register_Request)を送信する。   The station side device OLT transmits an uplink transmission permission message (Discovery_Gate) to all the home side devices ONU based on the set value (step S3). In the upstream transmission permission message, the local time T1 of the station side device OLT is described, and the unregistered home side device ONU matches the clock of the home side device ONU with the time described in the upstream transmission permission message, Synchronize the time with the station side device OLT. The home side apparatus ONU transmits a registration request (Register_Request) to the station side apparatus OLT after waiting a random time from the permission time specified in the uplink transmission permission message.

局側信号処理部１７は、登録要求を受信した時間と宅側装置ＯＮＵからの時間情報とから、局側装置ＯＬＴと宅側装置ＯＮＵ間の各距離を計算する（ステップＳ４）。そして最も遠い宅側装置ＯＮＵの距離が含まれる距離区間を決定して光送信部１８の記録部２１へ保存する。
新たに保存された距離区間情報が、すでに登録されている距離区間情報と比較して遠いかどうか判定する（ステップＳ５）。ＹＥＳの場合は、光送信部１８に最も遠い距離区間情報を送信し記録部２１に保存し（ステップＳ６）、当該距離区間情報による光送信部１８のバイアス電圧、送信光パワーなどの設定値をバイアス制御部２６へ送信する（ステップＳ７）。このようにして、距離区間情報が更新された場合、光送信部１８の記録部２１を更新することができる。 The station-side signal processing unit 17 calculates each distance between the station-side apparatus OLT and the home-side apparatus ONU from the time when the registration request is received and the time information from the home-side apparatus ONU (step S4). Then, a distance section including the distance of the farthest home apparatus ONU is determined and stored in the recording unit 21 of the optical transmission unit 18.
It is determined whether or not the newly stored distance section information is far compared with the already registered distance section information (step S5). In the case of YES, the farthest distance section information is transmitted to the optical transmission section 18 and stored in the recording section 21 (step S6), and the set values such as the bias voltage and the transmission light power of the optical transmission section 18 based on the distance section information are stored. It transmits to the bias control part 26 (step S7). In this way, when the distance section information is updated, the recording unit 21 of the optical transmission unit 18 can be updated.

局側信号処理部１７は、ステップＳ１で記録部２１に距離区間情報が保存されていない場合（例えばシステム起動後、初めてのディスカバリ）は、宅側装置ＯＮＵが１台も登録されていない状態である。このときは、一番遠い距離区間情報40kmを光送信部１８へ送信する（ステップＳ１０）。そして距離区間情報40kmの場合の光送信部１８のバイアス電圧、送信光パワーなどの設定値をバイアス制御部２６へ送信する（ステップＳ１１）。   If the distance section information is not stored in the recording unit 21 in step S1 (for example, the first discovery after the system is started), the station side signal processing unit 17 is in a state where no home device ONU is registered. is there. At this time, the farthest distance section information 40 km is transmitted to the optical transmitter 18 (step S10). Then, the setting values such as the bias voltage and the transmission light power of the optical transmission unit 18 in the case of the distance section information 40 km are transmitted to the bias control unit 26 (step S11).

局側信号処理部１７は、前記設定値に基づき、上り送信許可メッセージ(Discovery_Gate)をすべての宅側装置ＯＮＵに向けて送信する（ステップＳ１２）。局側信号処理部１７は、登録要求(Register_Request)を受信した時間と宅側装置ＯＮＵの時間情報から局側装置ＯＬＴと宅側装置ＯＮＵ間の各距離を計算し登録する（ステップＳ１３）。
次に登録された距離が１件以上あるかどうかを調べ（ステップＳ１４）、もしあれば、光送信部１８に最も遠い距離が含まれる距離区間情報を記録部２１に保存し（ステップＳ１５）、当該距離区間情報に対応する設定値を制御部へ送信する（ステップＳ１６）。 The station-side signal processing unit 17 transmits an uplink transmission permission message (Discovery_Gate) to all the home-side apparatuses ONU based on the set value (step S12). The station-side signal processing unit 17 calculates and registers each distance between the station-side apparatus OLT and the home-side apparatus ONU from the time when the registration request (Register_Request) is received and the time information of the home-side apparatus ONU (step S13).
Next, it is checked whether or not there is one or more registered distances (step S14). If there is, the distance section information including the farthest distance in the optical transmission unit 18 is stored in the recording unit 21 (step S15). A setting value corresponding to the distance section information is transmitted to the control unit (step S16).

ステップＳ１４において、宅側装置ＯＮＵが登録されない場合（距離区間情報４０ｋｍに対応する設定値ではディスカバリが成功しなかった場合）は、ステップＳ２１に進み、現在の距離区間情報が１０ｋｍであるかどうかを確認し、“ＮＯ”の場合はステップＳ２２に進み、現在の距離区間情報が４０ｋｍであるかどうかを確認し、“ＹＥＳ”の場合は、距離区間情報20kmを光送信部１８へ送信する（ステップＳ２３）。以後、ステップＳ１１からＳ１４の処理を行い、登録された距離が１件以上あるかどうかを調べ（ステップＳ１４）、もしあれば、光送信部１８に最も遠い距離が含まれる距離区間情報を記録部２１に保存し（ステップＳ１５）、当該距離区間情報に対応する設定値をバイアス制御部へ送信する（ステップＳ１６）。   In step S14, when the home apparatus ONU is not registered (when the discovery does not succeed with the setting value corresponding to the distance section information 40km), the process proceeds to step S21, and whether or not the current distance section information is 10km. If “NO”, the process proceeds to step S22 to check whether or not the current distance section information is 40 km. If “YES”, the distance section information 20 km is transmitted to the optical transmitter 18 (step S23). Thereafter, the processing of steps S11 to S14 is performed to check whether or not there is one or more registered distances (step S14). If there is, the distance section information including the farthest distance in the optical transmission unit 18 is recorded. 21 (step S15), and a set value corresponding to the distance section information is transmitted to the bias controller (step S16).

もしステップＳ１４で宅側装置ＯＮＵが登録されない場合（距離区間情報４０ｋｍ，２０ｋｍに対応する設定値ではディスカバリが成功しなかった場合）は、ステップＳ２１に進み、現在の距離区間情報が１０ｋｍであるかどうかを確認し、“ＮＯ”の場合はステップＳ２２に進み、現在の距離区間情報が４０ｋｍであるかどうかを確認する。“ＮＯ”の場合は、距離区間情報１０kmを光送信部１８へ送信する（ステップＳ２４）。以後、ステップＳ１１からＳ１４の処理を行い、登録された距離が１件以上あるかどうかを調べ（ステップＳ１４）、もしあれば、光送信部１８に最も遠い距離が含まれる距離区間情報を記録部２１に保存し（ステップＳ１５）、当該距離区間情報に対応する設定値をバイアス制御部へ送信する（ステップＳ１６）。   If the home apparatus ONU is not registered in step S14 (if the discovery does not succeed with the setting values corresponding to the distance section information 40 km and 20 km), the process proceeds to step S21, and whether the current distance section information is 10 km. If “NO”, the process proceeds to step S22 to check whether or not the current distance section information is 40 km. If “NO”, the distance section information 10 km is transmitted to the optical transmitter 18 (step S24). Thereafter, the processing of steps S11 to S14 is performed to check whether or not there is one or more registered distances (step S14). If there is, the distance section information including the farthest distance in the optical transmission unit 18 is recorded. 21 (step S15), and a set value corresponding to the distance section information is transmitted to the bias controller (step S16).

もしこれでも宅側装置ＯＮＵが登録されない場合（距離区間情報４０ｋｍ，２０ｋｍ，１０ｋｍに対応する設定値ではディスカバリが成功しなかった場合）は、ステップＳ２１に進み、現在の距離区間情報が１０ｋｍであるかどうかを確認し、“ＹＥＳ”の場合は宅側装置ＯＮＵが1台も登録されない状態であり、ディスカバリに失敗したと判断してディスカバリ処理を抜ける。   If the home-side apparatus ONU is not registered (if the discovery is not successful with the setting values corresponding to the distance section information 40 km, 20 km, and 10 km), the process proceeds to step S21, and the current distance section information is 10 km. If “YES”, no home-side apparatus ONU is registered, and it is determined that discovery has failed, and the discovery process is exited.

このような図４のディスカバリ手順を定期的に行う。
以上のディスカバリ手順では、光送信部１８のバイアス制御部２６の設定値は、光送信部１８の記録部２１に距離区間情報がない場合、距離区間40kmの設定値でディスカバリを行い、1台も宅側装置ＯＮＵをディスカバリできない場合は距離区間20kmの設定値でディスカバリを行い、1台も宅側装置ＯＮＵをDiscoveryできない場合は距離区間10kmの設定値でディスカバリを行う。これにより、ディスカバリ手順実行時には、前記宅側装置と前記局側装置との距離が、いずれの距離区間に該当するか不明な場合でも、各距離区間に対応した複数のＥＡバイアス電圧などの設定値をそれぞれ設定して各ディスカバリ手順を実行することができる。 Such a discovery procedure of FIG. 4 is periodically performed.
In the above discovery procedure, if the setting value of the bias control unit 26 of the optical transmission unit 18 does not have the distance section information in the recording unit 21 of the optical transmission unit 18, discovery is performed with the setting value of the distance section 40 km. When the home apparatus ONU cannot be discovered, discovery is performed with the set value of the distance section 20 km, and when no home apparatus ONU can be discovered, discovery is performed with the set value of the distance section 10 km. Thus, when the disc mosquito burrs procedure execution, the distance between the front Kitaku side device and the station side device, even if one of the distance interval to either true unknown, a plurality of the EA bias voltage corresponding to each distance interval such it can be set in the set value, respectively to perform each disk mosquitoes burrs procedure.

以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、今回開示された実施の形態はすべて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。例えば、距離区間の数を増やすこと、または隣り合う距離区間の範囲に重なりが生じるように設定しても、本発明は実施できる。本発明の範囲は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 embodiment of the present invention has been described above. However, it should be considered that the embodiment of the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein. For example, the present invention can be implemented even if the number of distance sections is increased or the range of adjacent distance sections is set to overlap. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

局側装置と複数の宅側装置との距離が、いずれの距離区間に該当するかに応じて、各距離区間に対応した複数のＥＡバイアス電圧などの設定値を決定する手順を、実際の計算例を参照しながら説明する。
ＰＯＮ光伝送システムにおいて、長延化、多分岐化による伝送路ロスを考慮した際の、送信側での必要とされる最小光パワーＰｆ_minを計算すると、次のようになる。 According to which distance section corresponds to the distance between the station side device and the plurality of home side devices, a procedure for determining a set value such as a plurality of EA bias voltages corresponding to each distance section is actually calculated. This will be described with reference to an example.
In the PON optical transmission system, the minimum optical power Pf_min required on the transmission side when considering the transmission path loss due to lengthening and multi-branching is calculated as follows.

ただし分岐ロスは光カプラＯＣの１台あたりの分岐ロス（４ｄＢ）と光カプラＯＣの設置段数との掛け算とした。fiberロスは１ｋｍあたりの光ファイバのロスと設置距離との掛け算とした。
IEEE802.3avの標準仕様によると、ＴＤＰ（；Transmitter Dispersion Penalty，伝送時の波長分散によってエラーレートが増えるが、それを補うための送信側に要求されるパワー増大要求）は1.5dB以下であることが必要とされている。前記表１のＰｆ_minを実現し、かつＴＤＰ_max1.5dBを実現したい。 However, the branching loss was obtained by multiplying the branching loss (4 dB) per optical coupler OC by the number of installation stages of the optical coupler OC. The fiber loss was calculated by multiplying the optical fiber loss per 1 km by the installation distance.
According to the standard specification of IEEE802.3av, TDP (; Transmitter Dispersion Penalty, which increases the error rate due to chromatic dispersion during transmission, but is required to increase the power required on the transmitting side to compensate for it) is 1.5 dB or less. Is needed. I want to realize Pf_min in Table 1 and TDP_max 1.5 dB.

αパラメータに応じて、ロスバジェット（送信光パワーと光受信モジュールの受信感度の差で決まる光伝送路に許容される伝送損失値）がどの程度拡大するかを計算した。αパラメータと、実験で用いたＥＡ変調器の出力端での送信光パワーＰｆ[dBm]との関係を測定した結果を、表２に示す。   According to the α parameter, the extent to which the loss budget (transmission loss value allowed for the optical transmission path determined by the difference between the transmission optical power and the reception sensitivity of the optical reception module) increases was calculated. Table 2 shows the results of measuring the relationship between the α parameter and the transmission light power Pf [dBm] at the output end of the EA modulator used in the experiment.

この表２の結果に基づいてαパラメータと、光ファイバ中の波長分散による送信パワー増大要求ＴＤＰ[dB]との関係を計算したので、表３に示す。 Table 3 shows the relationship between the α parameter and the transmission power increase request TDP [dB] due to chromatic dispersion in the optical fiber based on the results of Table 2.

前述したようにＴＤＰが１．５ｄＢ以下の条件で使用したいので、表３でＴＤＰが“２”，“３”，“４．２”の部分は使用できない。
ロスバジェットは（Ｐｆ−ＴＤＰ）から光受信モジュールの受信感度を引いた値で表される。このロスバジェットをできるだけ大きくしたい。
そこで、各光伝送距離ごとに、αパラメータを0.5から0、-0.7へ変化させた時のロスバジェットの増加量（拡大寄与度）を計算してみた。その結果を表４に示す。 As described above, since the TDP is desired to be used under the condition of 1.5 dB or less, the portions where the TDP is “2”, “3”, “4.2” in Table 3 cannot be used.
The loss budget is represented by a value obtained by subtracting the reception sensitivity of the optical reception module from (Pf−TDP). I want to make this loss budget as large as possible.
Therefore, for each optical transmission distance, we calculated the amount of increase in loss budget (expansion contribution ) when the α parameter was changed from 0.5 to 0 and -0.7 . The results are shown in Table 4.

以下、表４の結果を考察する。
(1)光伝送距離１０ｋｍの場合
(1-1)αパラメータを0.5から0へ変化させた時のロスバジェット拡大寄与度：ロスバジェット拡大寄与度は、（ΔＰｆ-ΔＴＤＰ）で計算できる。 ここでΔは、αパラメータが０のときの値と、０．５のときの値との差を意味する。光伝送距離が１０ｋｍでは、
ロスバジェットの変化(10km)=(4.23dBm-4.76dBm)-(0.6dB-1.0dB)=−0.13dB
となり、ロスバジェットの変化はマイナスとなり、ロスバジェットの拡大寄与度はない。 Hereinafter, the results in Table 4 will be considered.
(1) When the optical transmission distance is 10km
(1-1) Loss budget expansion contribution when the α parameter is changed from 0.5 to 0: The loss budget expansion contribution can be calculated by (ΔPf−ΔTDP). Here, Δ means a difference between a value when the α parameter is 0 and a value when the α parameter is 0.5. When the optical transmission distance is 10 km,
Loss budget change (10km) = (4.23dBm-4.76dBm)-(0.6dB-1.0dB) = -0.13dB
Thus, the change in loss budget is negative, and there is no expansion contribution of loss budget.

(1-2)αパラメータを0.5から-0.7へ変化させた時のロスバジェット拡大寄与度：ここでΔは、αパラメータが-0.7のときの値と、0.5のときの値との差を意味する。
ロスバジェットの変化(10km)=(3.14dBm-4.76dBm)-(0.4dB-1.0dB)=−1.02dB
となり、ロスバジェットの変化はマイナスとなり、ロスバジェットの拡大寄与度はない。
したがって、光伝送距離が１０ｋｍでは、α=0.5からのロスバジェットの変化はともに負なので、ロスバジェットが一番大きなα=0.5に設定するのが好ましい。 (1-2) Loss budget expansion contribution when α parameter is changed from 0.5 to -0.7: Here, Δ means the difference between the value when α parameter is -0.7 and the value when 0.5 To do.
Loss budget change (10km) = (3.14dBm-4.76dBm)-(0.4dB-1.0dB) = -1.02dB
Thus, the change in loss budget is negative, and there is no expansion contribution of loss budget.
Therefore, when the optical transmission distance is 10 km, the loss budget changes from α = 0.5 are both negative, so it is preferable to set α = 0.5, which has the largest loss budget.

(2)光伝送距離２０ｋｍの場合
(2-1)αパラメータを0.5から０へ変化させた時のロスバジェット拡大寄与度：ここでΔは、αパラメータが０のときの値と、０．５のときの値との差を意味する。光伝送距離が２０ｋｍでは、
ロスバジェットの変化(20km)=(4.23dBm-4.76dBm)-(1.1dB-2.0dB)=＋0.37dB
となり、ロスバジェットの変化はプラスとなり、ロスバジェットの拡大寄与は認められる。 (2) When the optical transmission distance is 20km
(2-1) Loss budget expansion contribution when the α parameter is changed from 0.5 to 0: where Δ is the difference between the value when the α parameter is 0 and the value when the α parameter is 0.5 To do. When the optical transmission distance is 20 km,
Loss budget change (20km) = (4.23dBm-4.76dBm)-(1.1dB-2.0dB) = + 0.37dB
Therefore, the change in loss budget is positive, and the expansion contribution of loss budget is recognized.

(2-2)αパラメータを0.5から-0.7へ変化させた時のロスバジェット拡大寄与度：ここでΔは、αパラメータが-0.7のときの値と、0.5のときの値との差を意味する。
ロスバジェットの変化(20km)=(3.14dBm-4.76dBm)-(0.6dB-2.0dB)=−0.22dB
となり、ロスバジェットの変化はマイナスとなり、ロスバジェットの拡大寄与度はない。
したがって、光伝送距離20kmでは、α=0.5からα=0へのロスバジェットの変化は正なので、ロスバジェットが一番大きなα=0に設定する。 (2-2) Loss budget expansion contribution when α parameter is changed from 0.5 to -0.7: Here, Δ means the difference between the value when α parameter is -0.7 and the value when 0.5 To do.
Loss budget change (20km) = (3.14dBm-4.76dBm)-(0.6dB-2.0dB) = -0.22dB
Thus, the change in loss budget is negative, and there is no expansion contribution of loss budget.
Therefore, at an optical transmission distance of 20 km, the change in loss budget from α = 0.5 to α = 0 is positive, so α = 0 is set to have the largest loss budget.

(3)光伝送距離４０ｋｍの場合
(3-1)αパラメータを0.5から０へ変化させた時のロスバジェット拡大寄与度：ここでΔは、αパラメータが０のときの値と、０．５のときの値との差を意味する。光伝送距離が４０ｋｍでは、
ロスバジェットの変化(40km)=(4.23dBm-4.76dBm)-(3.0dB-4.2dB)=＋0.67dB
となり、ロスバジェットの変化はプラスとなり、ロスバジェットの拡大寄与は認められる。 (3) When the optical transmission distance is 40km
(3-1) Loss budget expansion contribution when the α parameter is changed from 0.5 to 0: where Δ means the difference between the value when the α parameter is 0 and the value when the α parameter is 0.5 To do. When the optical transmission distance is 40 km,
Loss budget change (40km) = (4.23dBm-4.76dBm)-(3.0dB-4.2dB) = + 0.67dB
Therefore, the change in loss budget is positive, and the expansion contribution of loss budget is recognized.

(3-2)αパラメータを0.5から-0.7へ変化させた時のロスバジェット拡大寄与度：ここでΔは、αパラメータが-0.7のときの値と、0.5のときの値との差を意味する。
ロスバジェットの変化(40km)=(3.14dBm-4.76dBm)-(1.2dB-4.2dB)=＋1.38dB
となり、ロスバジェットの変化はプラスとなり、ロスバジェットの拡大寄与は認められる。 (3-2) Loss budget expansion contribution when α parameter is changed from 0.5 to -0.7: Here, Δ means the difference between the value when α parameter is -0.7 and the value when 0.5 To do.
Loss budget change (40km) = (3.14dBm-4.76dBm)-(1.2dB-4.2dB) = + 1.38dB
Therefore, the change in loss budget is positive, and the expansion contribution of loss budget is recognized.

結局、光伝送距離40kmでは、(3-2)ではロスベジェットの拡大寄与が＋1.38dBであり、(3-1)の＋0.67dBよりも大きいため、α=-0.7に設定する。
以上の結果から、本発明によるEML最適設定例は下記のようになった。 After all, at an optical transmission distance of 40 km, the expansion contribution of the loss budget is +1.38 dB in (3-2), which is larger than +0.67 dB in (3-1), so α = −0.7 is set.
From the above results, the EML optimum setting example according to the present invention is as follows.

この結果、αの最適設定値は、光伝送距離10km:α=0.5、光伝送距離20km:α=0、光伝送距離40km:α=-0.7となる。
図５は、ＥＡ変調器のバイアス電圧によってαパラメータを設定することができることを示すグラフである。このグラフに基づいて、所望のαパラメータが得られるように、ＥＡ変調器のバイアス電圧を設定すればよい。 As a result, the optimum set values of α are: optical transmission distance 10 km: α = 0.5, optical transmission distance 20 km: α = 0, and optical transmission distance 40 km: α = −0.7.
FIG. 5 is a graph showing that the α parameter can be set by the bias voltage of the EA modulator. Based on this graph, the bias voltage of the EA modulator may be set so that a desired α parameter can be obtained.

以上の例から、宅側装置までの距離が遠いほど、ＥＡバイアス電圧を小さく（負に大きく）することでαパラメータを小さくし、ＴＤＰ_maxが1.5dB以内の設定をすることができる。宅側装置までの距離が近いほど、ＥＡバイアス電圧を大きくすることでαパラメータを大きくし、ＰｆをＰｆ_min以上に大きくすることができる。このように距離に応じてαを設定することにより、光送信パワー（LDバイアス）を大きくする必要がなく、消費電流の削減効果が得られる。   From the above example, as the distance to the home device increases, the α parameter can be reduced by setting the EA bias voltage to be smaller (negatively larger), and TDP_max can be set within 1.5 dB. As the distance to the home side device is shorter, the α parameter can be increased by increasing the EA bias voltage, and Pf can be increased to Pf_min or more. By setting α according to the distance in this way, it is not necessary to increase the optical transmission power (LD bias), and an effect of reducing current consumption can be obtained.

１０ 局側装置
１２ 光合分波部
１３ 光受信部
１４ ＰＯＮ側受信部
１５ ＰＯＮ側送信部
１６ データ中継処理部
１７ 局側信号処理部
１８ 光送信部
２１ 記録部
２２ クロスポイント制御部
２３ 変調振幅制御部
２４ ＥＡバイアス制御回路
２５ ＬＤバイアス制御回路
２６ バイアス制御部
２７ ＴＥＣバイアス制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Station side apparatus 12 Optical multiplexing / demultiplexing part 13 Optical receiving part 14 PON side receiving part 15 PON side transmitting part 16 Data relay processing part 17 Station side signal processing part 18 Optical transmitting part 21 Recording part 22 Crosspoint control part 23 Modulation amplitude control Unit 24 EA bias control circuit 25 LD bias control circuit 26 bias control unit 27 TEC bias control unit

Claims (10)

局側装置と複数の宅側装置との間で光分岐器を介して光通信を行うＰＯＮ（Passive Optical Network）光伝送システムにおいて、
前記局側装置は、送信用光源としてのレーザ送信モジュールと、前記レーザ送信モジュールからの出力光を変調するＥＡ(Electro Absorption)変調器と、前記ＥＡ変調器を駆動するためのバイアス制御部とを備え、
前記バイアス制御部は、局側装置と宅側装置との間の距離情報に基づいて、前記ＥＡ変調器のＥＡバイアス電圧と送信光パワーとを制御するものであり、前記ＥＡバイアス電圧の制御により、前記ＥＡ変調器のプリチャーピング・パラメータαと光の吸収量とを予め設定することを特徴とする、ＰＯＮ光伝送システム。 In a PON (Passive Optical Network) optical transmission system that performs optical communication between a station side device and a plurality of home side devices via an optical splitter,
The station side device includes a laser transmission module as a light source for transmission, an EA (Electro Absorption) modulator that modulates output light from the laser transmission module, and a bias control unit for driving the EA modulator. Prepared,
The bias control unit controls the EA bias voltage and the transmission optical power of the EA modulator based on distance information between the station side device and the home side device, and controls the EA bias voltage. A PON optical transmission system, wherein the pre-chirping parameter α and the light absorption amount of the EA modulator are set in advance. 前記バイアス制御部は、前記距離が長いほどαを小さく、前記距離が短いほどαを大きく設定する、請求項１に記載のＰＯＮ光伝送システム。   The PON optical transmission system according to claim 1, wherein the bias control unit sets α to be smaller as the distance is longer, and to be larger as the distance is shorter. 前記バイアス制御部は、範囲
−０．７＜α＜０．５
の間でαを設定する、請求項１又は請求項２に記載のＰＯＮ光伝送システム。 The bias controller has a range −0.7 <α <0.5.
The PON optical transmission system according to claim 1, wherein α is set between. 前記バイアス制御部がプリチャーピング・パラメータαに設定する値は、プリチャーピング・パラメータαの値を変えることがロスバジェットの拡大に寄与するかどうかの判定に基づいて選ばれた値である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＯＮ光伝送システム。   The value set by the bias controller for the pre-chirping parameter α is a value selected based on the determination whether changing the value of the pre-chirping parameter α contributes to the expansion of the loss budget. The PON optical transmission system according to any one of claims 1 to 3. 前記バイアス制御部がプリチャーピング・パラメータαに設定する値として、プリチャーピング・パラメータαの値を小さく（負の方向に大きく）することがロスバジェットの拡大に寄与する距離である場合に限り、小さな（負の方向に大きな）値が選ばれる、請求項４に記載のＰＯＮ光伝送システム。   As a value set by the bias controller for the pre-chirping parameter α, only when the pre-chirping parameter α value is small (in the negative direction) is a distance that contributes to the expansion of the loss budget. The PON optical transmission system according to claim 4, wherein a small (large in the negative direction) value is selected. 前記バイアス制御部がプリチャーピング・パラメータαに設定する値として、プリチャーピング・パラメータαの値を小さく（負の方向に大きく）することがロスバジェットの拡大に寄与しない距離である場合、正の方向に大きな値が選ばれる、請求項４に記載のＰＯＮ光伝送システム。   As a value set by the bias control unit for the pre-chirping parameter α, if the pre-chirping parameter α value is a distance that does not contribute to the expansion of the loss budget, it is positive. The PON optical transmission system according to claim 4, wherein a large value is selected in the direction of. 前記前記バイアス制御部は、前記距離が短いほどαを大きく設定し、レーザ送信モジュールの消費電流を小さく設定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＯＮ光伝送システム。4. The PON optical transmission system according to claim 1, wherein the bias control unit sets α to be larger as the distance is shorter, and sets current consumption of the laser transmission module to be smaller. 5. 前記局側装置は、前記宅側装置と前記局側装置との距離が、いずれの距離区間に入るか決定するために、前記局側装置から送出された信号が前記宅側装置を往復する時間を計測するディスカバリ手順を実行し、
前記ディスカバリ手順によって決定された距離区間に基づいて、前記ＥＡ変調器のＥＡバイアス電圧と送信光パワーとを制御する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のＰＯＮ光伝送システム。 The station side device takes a time for a signal sent from the station side device to reciprocate the home side device in order to determine which distance section the distance between the home side device and the station side device falls within. Run the discovery procedure to measure
Based on the discovery procedure thus determined distance interval, the EA EA modulator bias voltage and for controlling the transmitted optical power, PON optical transmission system according to any one of claims 1 to 6 . 局側装置と複数の宅側装置との間で光分岐器を介して光通信を行うＰＯＮ（Passive Optical Network）光伝送システムに用いられる局側装置であって、
前記局側装置は、送信用光源としてのＥＡ(Electro Absorption)変調器を含むレーザ送信モジュールと、前記ＥＡ変調器を駆動するためのバイアス制御部とを備え、
前記バイアス制御部は、局側装置と宅側装置との間の距離情報に基づいて、前記ＥＡ変調器のＥＡバイアス電圧と送信光パワーとを制御するものであり、前記ＥＡバイアス電圧の制御により、前記ＥＡ変調器のプリチャーピング・パラメータαと光の吸収量とを予め設定する、局側装置。 A station-side device used in a PON (Passive Optical Network) optical transmission system that performs optical communication between a station-side device and a plurality of home-side devices via an optical splitter,
The station side device includes a laser transmission module including an EA (Electro Absorption) modulator as a light source for transmission, and a bias control unit for driving the EA modulator,
The bias control unit controls the EA bias voltage and the transmission optical power of the EA modulator based on distance information between the station side device and the home side device, and controls the EA bias voltage. The station-side device presets the pre-chirping parameter α and the light absorption amount of the EA modulator. 局側装置と複数の宅側装置との間で光分岐器を介して光通信を行うＰＯＮ（Passive Optical Network）光伝送システムに用いられる局側装置が行う光通信方法であって、
前記局側装置と宅側装置との間の距離情報に基づいて、レーザ送信モジュールに用いられるＥＡ(Electro Absorption)変調器のＥＡバイアス電圧を制御することにより、プリチャーピング・パラメータαと光の吸収量とを予め設定する、光通信方法。 An optical communication method performed by a station-side device used in a PON (Passive Optical Network) optical transmission system that performs optical communication via an optical branching device between a station-side device and a plurality of home-side devices,
By controlling the EA bias voltage of the EA (Electro Absorption) modulator used in the laser transmission module based on the distance information between the station side device and the home side device , the pre-chirping parameter α and the light An optical communication method in which an absorption amount is set in advance.

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