JP5460253B2

JP5460253B2 - Base station side optical transceiver and optical subscriber transmission system

Info

Publication number: JP5460253B2
Application number: JP2009260093A
Authority: JP
Inventors: 健二石井; 巨生鈴木; 潤一中川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2029-11-13
Also published as: JP2011109248A

Description

本発明は、光加入者伝送システムにおいて光信号を増幅する光中継増幅装置に関する。 The present invention relates to an optical repeater amplifier for amplifying an optical signal in an optical subscriber transmission system.

親局側光送受信装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）と加入者側光送受信装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）との間を光ファイバで結ぶアクセス系光伝送システムでは、１つのＯＬＴが光スプリッタを介して多数のＯＮＵを収容することにより、各加入者あたりの装置コストを低減することができる。このようなアクセス系光伝送システムは、ＰＯＮ（Passive Optical Networks）システムと呼ばれ、近年のＦＴＴＨ（Fiber−to−the−Home）システムにおける主流である。ＰＯＮシステムについては、下記非特許文献１においてその構成が開示されている。 In an access optical transmission system in which an optical fiber is used to connect an optical line terminal (OLT) and an optical network unit (ONU) to a subscriber side, one OLT passes through an optical splitter. By accommodating a large number of ONUs, the equipment cost per subscriber can be reduced. Such an access type optical transmission system is called a PON (Passive Optical Networks) system, and is a mainstream in recent FTTH (Fiber-to-the-Home) systems. The configuration of the PON system is disclosed in Non-Patent Document 1 below.

ＰＯＮシステムでは、光スプリッタを用いて多分岐化を行うため、加入者数が増大すると伝送路損失が著しく増加し、伝送距離が２０ｋｍ程度以下に制限される。また、１つの光スプリッタで収容可能な加入者数は、３２加入者程度に制限される。そのため、加入者数や加入者収容範囲が制限されることとなり、更なる装置コストの低減が困難である、という問題があった。 In the PON system, since multi-branching is performed using an optical splitter, the transmission path loss increases remarkably when the number of subscribers increases, and the transmission distance is limited to about 20 km or less. Further, the number of subscribers that can be accommodated by one optical splitter is limited to about 32 subscribers. Therefore, the number of subscribers and the subscriber accommodation range are limited, and there is a problem that it is difficult to further reduce the apparatus cost.

上記問題を解決する技術として、利得クランプ型希土類ドープ光増幅器を光中継増幅装置として用いる技術が下記非特許文献２において開示されている。ＰＯＮシステムに光増幅器を適用することにより、伝送路損失を補償し、加入者数および収容距離の拡大を図ることができる。また、光中継増幅装置は複数加入者に共通して提供されるため、光中継増幅装置を挿入した場合は、加入者収容数に従った装置コスト低減効果が得られ、加入者数・伝送距離を拡大した低コストのＰＯＮシステムを提供することができる。また、時間的に間欠した加入者からのバースト光信号に対する光増幅手段として、フッ化物ドープ希土類光ファイバ増幅器に利得クランプ光を用いた光帰還制御手法を用いることにより、バースト光信号を波形歪みなく一定利得で増幅可能な光中継増幅装置を得ることができる。 As a technique for solving the above problem, a technique using a gain clamp type rare earth doped optical amplifier as an optical repeater amplifier is disclosed in Non-Patent Document 2 below. By applying an optical amplifier to the PON system, it is possible to compensate for transmission line loss and increase the number of subscribers and the accommodation distance. Also, since the optical repeater amplifier is provided in common to a plurality of subscribers, when the optical repeater amplifier is inserted, the effect of reducing the equipment cost according to the number of subscribers can be obtained, and the number of subscribers and transmission distance A low-cost PON system can be provided. In addition, as an optical amplification means for burst optical signals from temporally intermittent subscribers, the optical feedback control method using gain-clamped light is applied to a fluoride-doped rare earth optical fiber amplifier, so that the burst optical signal is not distorted. An optical repeater amplifier that can be amplified with a constant gain can be obtained.

ＩＥＥＥＳｔａｎｄａｒｄ，８０２．３ａｈ２００４年IEEE Standard, 802.3ah 2004 鈴木謙一他著「バースト対応光増幅器のギガビットＰＯＮシステムへの応用」２００５年電子情報通信学会ソサエティ大会ＢＳ−４−２Kenichi Suzuki et al. “Application of burst-capable optical amplifier to gigabit PON system” 2005 IEICE Society Conference BS-4-2

しかしながら、上記従来の技術によれば、帰還制御では過渡的な利得変動が発生し、過大な過渡的利得変動は、過大な高強度光信号を発生させて受信装置の故障原因となる。一方で、この故障原因を解決するためには、帰還制御が収束するまでの期間にわたり過渡的な利得変動を十分に抑圧する必要があるが、過渡的利得変動を十分に抑圧するためには、システムバジェットを改善するための実効的な光中継増幅装置の利得をおよそ１０ｄＢ程度に制限する必要がある。すなわち、従来の光中継増幅装置では、上記故障原因を解決しようとすると、システムバジェットを改善するための十分な利得が得られないことから、大幅な加入者収容数の増大や伝送距離の拡大が困難となり、その結果、実質的なシステムコストの低減が困難である、という問題があった。 However, according to the above conventional technique, a transient gain fluctuation occurs in the feedback control, and the excessive transient gain fluctuation generates an excessively high intensity optical signal and causes a failure of the receiving apparatus. On the other hand, in order to solve the cause of the failure, it is necessary to sufficiently suppress the transient gain fluctuation over the period until the feedback control converges, but in order to sufficiently suppress the transient gain fluctuation, It is necessary to limit the gain of an effective optical repeater amplifier for improving the system budget to about 10 dB. That is, in the conventional optical repeater amplification apparatus, if the cause of the failure is to be solved, a sufficient gain for improving the system budget cannot be obtained. Therefore, the number of subscribers can be greatly increased and the transmission distance can be greatly increased. As a result, there is a problem that it is difficult to reduce the substantial system cost.

また、一般的に上記光帰還制御手法を適用したフッ化物ドープ希土類光ファイバ増幅器は、装置構成が複雑であり、使用するフッ化物ドープ希土類光ファイバも高価である。そのため、装置コストの低減や装置信頼性の向上が困難である、という問題があった。 In general, a fluoride-doped rare earth optical fiber amplifier to which the above optical feedback control technique is applied has a complicated apparatus configuration, and a fluoride-doped rare earth optical fiber to be used is also expensive. For this reason, there has been a problem that it is difficult to reduce device costs and improve device reliability.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低コストかつ高信頼性を実現可能な光増幅中継装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an optical amplification repeater capable of realizing low cost and high reliability.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、親局側光送受信装置と加入者側光送受信装置が光信号の送受信を行う光加入者伝送システムにおいて、光信号を中継し増幅処理を行う光中継増幅装置であって、前記加入者側光送受信装置から送信された上り方向のバースト光信号を受信し、当該バースト光信号の信号強度に応じて利得を変えながら増幅処理を行うバースト光増幅手段と、前記親局側光送受信装置から送信された下り方向の連続光信号を受信し、当該連続光信号の信号強度に応じて利得を変えながら増幅処理を行う連続光増幅手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention relays an optical signal in an optical subscriber transmission system in which the optical transmission / reception apparatus on the master station side and the optical transmission / reception apparatus on the subscriber side transmit and receive optical signals. An optical repeater amplifier that performs amplification processing, receives an upstream burst optical signal transmitted from the subscriber side optical transceiver, and performs amplification processing while changing the gain according to the signal intensity of the burst optical signal. Burst optical amplifying means to perform and continuous optical amplifying means for receiving a continuous optical signal in the downstream direction transmitted from the optical transmission / reception apparatus on the master station side and performing amplification processing while changing the gain according to the signal intensity of the continuous optical signal And.

本発明によれば、低コストかつ高信頼性な光増幅中継装置を得ることができる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to obtain a low-cost and highly reliable optical amplification repeater.

図１は、光増幅中継装置および光加入者伝送システムの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical amplification repeater and an optical subscriber transmission system. 図２は、上り方向の光信号レベルダイヤの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an optical signal level diagram in the upstream direction. 図３は、光増幅中継装置および光加入者伝送システムの構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an optical amplification repeater and an optical subscriber transmission system. 図４は、入力信号強度に対する光増幅利得を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the optical amplification gain with respect to the input signal intensity. 図５は、光増幅中継装置および光加入者伝送システムの構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of an optical amplification repeater and an optical subscriber transmission system. 図６は、透過帯域に対する受信感度改善量を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the amount of reception sensitivity improvement with respect to the transmission band. 図７は、光加入者伝送システムの構成例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of an optical subscriber transmission system. 図８は、ＯＬＴおよび光加入者伝送システムの構成例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the OLT and the optical subscriber transmission system. 図９は、各ＯＮＵの閾値レベルを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing threshold levels of each ONU.

以下に、本発明にかかる光中継増幅装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an optical repeater amplifier according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
図１は、本実施の形態における光増幅中継装置および光加入者伝送システムの構成例を示す図である。光加入者伝送システムは、加入者側光送受信装置（以下、ＯＮＵとする）１と、光ファイバ伝送路２と、光分配器３と、光ファイバ伝送路４と、光中継増幅装置５と、光ファイバ伝送路６と、親局側光送受信装置（以下、ＯＬＴとする）７と、から構成される。ＯＬＴ７と、ＯＮＵ１は、１台のＯＬＴ７が複数のＯＮＵ１と接続された１：Ｎ（Ｎ＞１）の双方向通信システムを構成している。ＯＮＵ１は、加入者側に配置される終端装置である。光ファイバ伝送路２、４、６は、各構成間を接続する光ファイバ（伝送路）である。光分配器３は、１：Ｎに分岐可能な光スプリッタである。光中継増幅装置５は、光信号を増幅して中継する。ＯＬＴ７は、親局側に配置される終端装置である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an optical amplification repeater and an optical subscriber transmission system in the present embodiment. The optical subscriber transmission system includes a subscriber side optical transceiver (hereinafter referred to as ONU) 1, an optical fiber transmission line 2, an optical distributor 3, an optical fiber transmission line 4, an optical repeater amplifier 5, An optical fiber transmission line 6 and a master station side optical transceiver (hereinafter referred to as OLT) 7 are configured. The OLT 7 and the ONU 1 constitute a 1: N (N> 1) bidirectional communication system in which one OLT 7 is connected to a plurality of ONUs 1. The ONU 1 is a terminating device arranged on the subscriber side. The optical fiber transmission lines 2, 4, and 6 are optical fibers (transmission lines) that connect the components. The optical distributor 3 is an optical splitter that can branch to 1: N. The optical repeater amplifier 5 amplifies and repeats the optical signal. The OLT 7 is a termination device arranged on the master station side.

光中継増幅装置５は、波長合波分波器５１と、一定出力バースト光増幅器５２と、線形利得バースト光増幅器５３と、波長合波分波器５４と、一定出力連続光増幅器５５と、線形利得連続光増幅器５６と、を備える。波長合波分波器５１は、光ファイバ伝送路４からの上り方向光信号を一定出力バースト光増幅器５２へ出力し、また、線形利得連続光増幅器５６からの下り方向光信号を光ファイバ伝送路４へ出力する。一定出力バースト光増幅器５２は、入力信号の強度によって利得を変更して増幅する。線形利得バースト光増幅器５３は、入力信号の強度に依存せず一定の線形利得で増幅する。波長合波分波器５４は、光ファイバ伝送路６からの下り方向光信号を一定出力連続光増幅器５５へ出力し、また、線形利得バースト光増幅器５３からの上り方向光信号を光ファイバ伝送路６へ出力する。一定出力連続光増幅器５５は、入力信号の強度によって利得を変更して増幅する。線形利得連続光増幅器５６は、入力信号の強度に依存せず一定の線形利得で増幅する。ここでは、一定出力バースト光増幅器５２、線形利得バースト光増幅器５３、一定出力連続光増幅器５５および線形利得連続光増幅器５６は、半導体型光増幅器から構成される。 The optical repeater / amplifier 5 includes a wavelength multiplexer / demultiplexer 51, a constant output burst optical amplifier 52, a linear gain burst optical amplifier 53, a wavelength multiplexer / demultiplexer 54, a constant output continuous optical amplifier 55, a linear And a continuous gain optical amplifier 56. The wavelength multiplexer / demultiplexer 51 outputs the upstream optical signal from the optical fiber transmission line 4 to the constant output burst optical amplifier 52, and the downstream optical signal from the linear gain continuous optical amplifier 56 to the optical fiber transmission line. Output to 4. The constant output burst optical amplifier 52 amplifies by changing the gain according to the intensity of the input signal. The linear gain burst optical amplifier 53 amplifies with a constant linear gain regardless of the intensity of the input signal. The wavelength multiplexer / demultiplexer 54 outputs the downstream optical signal from the optical fiber transmission line 6 to the constant output continuous optical amplifier 55 and the upstream optical signal from the linear gain burst optical amplifier 53 to the optical fiber transmission line. 6 is output. The constant output continuous optical amplifier 55 amplifies by changing the gain according to the intensity of the input signal. The linear gain continuous optical amplifier 56 amplifies with a constant linear gain regardless of the intensity of the input signal. Here, the constant output burst optical amplifier 52, the linear gain burst optical amplifier 53, the constant output continuous optical amplifier 55, and the linear gain continuous optical amplifier 56 are constituted by semiconductor-type optical amplifiers.

つづいて、光加入者伝送システムにおいて光信号を送受信する動作について説明する。まず、上り方向光信号を送受信する動作について説明する。複数のＯＮＵ１は、光ファイバ伝送路２を介して、光分配器３により、一芯の光ファイバ伝送路４に収容接続される。ここで、ＯＮＵ１と光分配器３の間の伝送距離は、システム損失の許容範囲内でそれぞれ任意の距離で構わない。また、上り方向の光信号は、ＯＬＴ７の受信端において時間的に各ＯＮＵ１からの光信号が重ならないように、ＯＬＴ７からの指示に応じて時間的に間欠したバースト光信号である。 Next, an operation for transmitting and receiving an optical signal in the optical subscriber transmission system will be described. First, an operation for transmitting and receiving an upstream optical signal will be described. The plurality of ONUs 1 are accommodated and connected to a single-core optical fiber transmission line 4 by an optical distributor 3 through an optical fiber transmission line 2. Here, the transmission distance between the ONU 1 and the optical distributor 3 may be any distance within the allowable range of system loss. The upstream optical signal is a burst optical signal that is intermittent in time according to an instruction from the OLT 7 so that the optical signals from the ONUs 1 do not overlap in time at the receiving end of the OLT 7.

ＯＮＵ１が上り方向光信号を出力すると、光ファイバ伝送路２、光分配器３、一芯の光ファイバ伝送路４を介して、光中継増幅装置５が上り方向光信号を入力する。光中継増幅装置５では、波長合波分波器５１が、入力した上り方向光信号を、上り方向の光増幅を行う一定出力バースト光増幅器５２へ出力する。一定出力バースト光増幅器５２は、所定の入力強度範囲よりも大きい入力強度光に対しては一定の出力強度となるように動作する。つぎに、線形利得バースト光増幅器５３が、一定出力バースト光増幅器５２出力信号を入力し、線形増幅利得により所定の一定利得で増幅後、上り方向光信号を、波長合波分波器５４を経由して光ファイバ伝送路６へ出力する。ＯＬＴ７は、光ファイバ伝送路６を介して上り方向光信号を受信する。 When the ONU 1 outputs the upstream optical signal, the optical repeater amplifier 5 inputs the upstream optical signal via the optical fiber transmission path 2, the optical distributor 3, and the single-core optical fiber transmission path 4. In the optical repeater amplifier 5, the wavelength multiplexer / demultiplexer 51 outputs the input upstream optical signal to the constant output burst optical amplifier 52 that performs upstream optical amplification. The constant output burst optical amplifier 52 operates so as to have a constant output intensity for input intensity light that is larger than a predetermined input intensity range. Next, the linear gain burst optical amplifier 53 receives the output signal of the constant output burst optical amplifier 52, amplifies the linear optical gain with a predetermined constant gain by the linear amplification gain, and then passes the upstream optical signal through the wavelength multiplexing / demultiplexing device 54. And output to the optical fiber transmission line 6. The OLT 7 receives the upstream optical signal via the optical fiber transmission line 6.

つぎに、下り方向光信号を送受信する動作について説明する。ＯＬＴ７が下り方向光信号を出力すると、光ファイバ伝送路６を介して、光中継増幅装置５が下り方向光信号を入力する。光中継増幅装置５では、波長合波分波器５４が、入力した下り方向光信号を、下り方向の光増幅を行う一定出力連続光増幅器５５へ出力する。一定出力連続光増幅器５５は、所定の入力強度範囲よりも大きい入力強度光に対しては一定の出力強度となるように動作する。つぎに、線形利得連続光増幅器５６が、一定出力連続光増幅器５５出力信号を入力し、線形増幅利得により所定の一定利得で増幅後、下り方向光信号を、波長合波分波器５１を経由して光ファイバ伝送路４へ出力する。ＯＮＵ１は、光ファイバ伝送路４、光分配器３、光ファイバ伝送路２を介して下り方向光信号を受信する。 Next, an operation for transmitting and receiving a downstream optical signal will be described. When the OLT 7 outputs the downstream optical signal, the optical repeater amplification apparatus 5 inputs the downstream optical signal via the optical fiber transmission line 6. In the optical repeater amplifier 5, the wavelength multiplexer / demultiplexer 54 outputs the input downstream optical signal to a constant output continuous optical amplifier 55 that performs downstream optical amplification. The constant output continuous optical amplifier 55 operates so as to have a constant output intensity for input intensity light that is larger than a predetermined input intensity range. Next, the linear gain continuous optical amplifier 56 receives the output signal of the constant output continuous optical amplifier 55, amplifies the linear optical gain with a predetermined constant gain, and then the downstream optical signal passes through the wavelength multiplexing / demultiplexing unit 51. And output to the optical fiber transmission line 4. The ONU 1 receives the downstream optical signal via the optical fiber transmission line 4, the optical distributor 3, and the optical fiber transmission line 2.

ここで、光中継増幅装置５の詳細な動作について説明する。図２は、光中継増幅装置５における上り方向の光信号レベルダイヤの一例を示す図である。図中に示す入力強度範囲および増幅器利得は、説明の都合上の便宜的な一例であり、これに限定するものではない。下り方向についても同様の光信号レベルダイヤで示すことができる。 Here, the detailed operation of the optical repeater amplifier 5 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an optical signal level diagram in the upstream direction in the optical repeater amplifying apparatus 5. The input intensity range and the amplifier gain shown in the drawing are merely examples for convenience of explanation, and the present invention is not limited thereto. The downstream direction can also be indicated by the same optical signal level diagram.

一定出力バースト光増幅器５２および一定出力連続光増幅器５５は、所望の光信号レベル範囲においては入力信号強度に依存しない一定の利得となるように駆動電流が制御されている。さらに、所望の光信号レベル範囲よりも大きい場合においては、飽和利得となるように駆動電流を制御する。一定出力バースト光増幅器５２および一定出力連続光増幅器５５は、この飽和利得機能を適用することにより、所望の光信号レベル範囲よりも大きい場合では入力信号光強度に依存せず、常におよそ一定の出力強度を発出する動作を行うことができる。 The constant output burst optical amplifier 52 and the constant output continuous optical amplifier 55 have their drive currents controlled so as to have a constant gain that does not depend on the input signal intensity in a desired optical signal level range. Further, when it is larger than the desired optical signal level range, the drive current is controlled so as to obtain a saturation gain. By applying this saturation gain function, the constant output burst optical amplifier 52 and the constant output continuous optical amplifier 55 do not depend on the input signal light intensity when it is larger than the desired optical signal level range, and the output is always approximately constant. The operation of emitting strength can be performed.

線形利得バースト光増幅器５３および線形利得連続光増幅器５６は、システムレベルダイヤから決定される所望の光信号レベル範囲において一定の線形利得となるように駆動電流が制御されている。駆動電流制御値は、フィードフォワード制御により、入力信号強度に依存しない、常に所望の一定値に設定される。一定の駆動電流とする制御方法としては、一般的な固定バイアスを目標値とした電流電圧変換回路等で実現できる。 The drive current of the linear gain burst optical amplifier 53 and the linear gain continuous optical amplifier 56 is controlled so as to have a constant linear gain in a desired optical signal level range determined from the system level diagram. The drive current control value is always set to a desired constant value independent of the input signal intensity by feedforward control. As a control method for setting a constant drive current, it can be realized by a current-voltage conversion circuit or the like using a general fixed bias as a target value.

従来では、光帰還制御手法を適用したフッ化物ドープ希土類光ファイバ増幅器を用いた場合、フッ化物ドープ希土類光ファイバ増幅器の本来持つ反転分布時定数が緩やかなため、高速にスイッチングするバースト光信号を歪みなく一定利得で増幅するためには、光中継増幅器への入力信号強度範囲を狭い範囲に限定する必要がある。また、帰還制御で発生する過渡的な利得変動が収束するまでの間は、その光信号区間を無効区間として取り扱う必要がある。そのため、システムダイナミックレンジやシステムスループットが制限されるという問題があった。 Conventionally, when a fluoride-doped rare earth optical fiber amplifier to which an optical feedback control technique is applied is used, the inversion distribution time constant inherent in the fluoride-doped rare earth optical fiber amplifier is gradual, so that a burst optical signal that switches at high speed is distorted. In order to amplify with a constant gain, it is necessary to limit the input signal intensity range to the optical repeater amplifier to a narrow range. Further, it is necessary to handle the optical signal section as an invalid section until the transient gain fluctuation generated in the feedback control converges. Therefore, there is a problem that the system dynamic range and system throughput are limited.

本実施の形態では、一定出力バースト光増幅器５２、一定出力連続光増幅器５５、線形利得バースト光増幅器５３および線形利得連続光増幅器５６が上記の様に動作することにより、受信端において最大出力光強度が制限（リミッティング）されることとなり、最大受信光強度にて制限されるシステムダイナミックレンジを大幅に改善することができる。 In the present embodiment, the constant output burst optical amplifier 52, the constant output continuous optical amplifier 55, the linear gain burst optical amplifier 53, and the linear gain continuous optical amplifier 56 operate as described above, so that the maximum output light intensity is obtained at the receiving end. Is limited (limited), and the system dynamic range limited by the maximum received light intensity can be greatly improved.

なお、ここでは、入力信号に対して、一定出力バースト光増幅器５２、線形利得バースト光増幅器５３の接続構成、および一定出力連続光増幅器５５、線形利得連続光増幅器５６の接続構成としたが、システム設計により、線形利得バースト光増幅器５３、一定出力バースト光増幅器５２の順、線形利得連続光増幅器５６、一定出力連続光増幅器５５の順とする接続形態としても良い。 Note that, here, the connection configuration of the constant output burst optical amplifier 52 and the linear gain burst optical amplifier 53 and the connection configuration of the constant output continuous optical amplifier 55 and the linear gain continuous optical amplifier 56 are set for the input signal. Depending on the design, the linear gain burst optical amplifier 53, the constant output burst optical amplifier 52, the linear gain continuous optical amplifier 56, and the constant output continuous optical amplifier 55 may be connected in this order.

このように、半導体光増幅器である線形利得バースト光増幅器５３および線形利得連続光増幅器５６の線形利得機能を光中継増幅装置５の増幅器利得として適用することにより、所望の入力信号強度範囲において、入力信号強度に依存せず常に一定の線形利得で光増幅を行うことが可能となる。また、半導体光増幅器である線形利得バースト光増幅器５３および線形利得連続光増幅器５６における一定利得制御方法は簡易なフィードフォワード型駆動電流一定制御で良いため、一般的な駆動方式で簡易に構成することが可能である。また、半導体光増幅器である線形利得バースト光増幅器５３および線形利得連続光増幅器５６の線形領域における応答時定数は一般的に数十ｐｓ程度のため、高速なバースト光信号が入力された場合においても、波形歪みの無い良好な光増幅特性が可能となる。 In this manner, by applying the linear gain function of the linear gain burst optical amplifier 53 and the linear gain continuous optical amplifier 56, which are semiconductor optical amplifiers, as the amplifier gain of the optical repeater amplifying device 5, an input signal can be input within a desired input signal strength range. Optical amplification can always be performed with a constant linear gain regardless of the signal intensity. In addition, the constant gain control method in the linear gain burst optical amplifier 53 and the linear gain continuous optical amplifier 56, which are semiconductor optical amplifiers, can be simple feedforward type drive current constant control, and therefore can be simply configured by a general driving method. Is possible. The response time constant in the linear region of the linear gain burst optical amplifier 53 and the linear gain continuous optical amplifier 56, which are semiconductor optical amplifiers, is generally about several tens of ps, so even when a high-speed burst optical signal is input. Thus, it is possible to achieve good optical amplification characteristics without waveform distortion.

また、入力光強度が過大な場合は、半導体光増幅器である一定出力バースト光増幅器５２および一定出力連続光増幅器５５の飽和領域を利用した出力一定制御増幅器（リミティング増幅器）により、システム受信端における最大入力光強度範囲を常にある一定値以下にすることが可能となる。半導体光増幅器である一定出力バースト光増幅器５２および一定出力連続光増幅器５５の飽和領域における応答時定数は一般的に数十ｐｓ程度以下のため、高速なバースト光信号が入力された場合においても、波形歪みの無い良好な一定出力光増幅特性が可能となる。 When the input light intensity is excessive, the output constant control amplifier (limiting amplifier) using the saturation region of the constant output burst optical amplifier 52 and the constant output continuous optical amplifier 55 which are semiconductor optical amplifiers, It is possible to always keep the input light intensity range below a certain value. Since the response time constant in the saturation region of the constant output burst optical amplifier 52 and the constant output continuous optical amplifier 55 which are semiconductor optical amplifiers is generally about several tens of ps, even when a high-speed burst optical signal is input, Good constant output light amplification characteristics without waveform distortion are possible.

以上説明したように、本実施の形態では、簡易なフィードフォワード制御による半導体光増幅器を、線形利得光増幅器および一定出力光増幅器として用いて、光中継増幅装置を構成することとした。これにより、システムダイナミックレンジを改善しつつ、低コストかつ高信頼性を実現可能な光増幅中継装置を得ることができる。 As described above, in this embodiment, a semiconductor optical amplifier based on simple feedforward control is used as a linear gain optical amplifier and a constant output optical amplifier to constitute an optical repeater amplifier. As a result, it is possible to obtain an optical amplification repeater that can realize low cost and high reliability while improving the system dynamic range.

また、前記光中継増幅装置を用いることによって、システムダイナミックレンジを簡易に拡大することが可能となり、加入者収容距離範囲を大幅に拡大した、低コスト、かつ、柔軟な光加入者伝送システムを得ることができる。 Also, by using the optical repeater amplifier, it is possible to easily expand the system dynamic range, and to obtain a low-cost and flexible optical subscriber transmission system that greatly expands the subscriber accommodation range. be able to.

実施の形態２．
本実施の形態では、線形利得動作および出力一定動作を１つの半導体型光増幅器が行う。実施の形態１と異なる部分について説明する。 Embodiment 2. FIG.
In this embodiment, one semiconductor optical amplifier performs linear gain operation and constant output operation. A different part from Embodiment 1 is demonstrated.

図３は、本実施の形態における光増幅中継装置および光加入者伝送システムの構成例を示す図である。光加入者伝送システムは、ＯＮＵ１と、光ファイバ伝送路２と、光分配器３と、光ファイバ伝送路４と、光中継増幅装置５ａと、光ファイバ伝送路６と、ＯＬＴ７と、から構成される。光中継増幅装置５ａは、光信号を増幅して中継する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the optical amplification repeater and the optical subscriber transmission system in the present embodiment. The optical subscriber transmission system includes an ONU 1, an optical fiber transmission line 2, an optical distributor 3, an optical fiber transmission line 4, an optical repeater amplifier 5a, an optical fiber transmission line 6, and an OLT 7. The The optical repeater amplifier 5a amplifies and repeats the optical signal.

光中継増幅装置５ａは、波長合波分波器５１と、バースト光増幅器５７と、波長合波分波器５４と、連続光増幅器５８と、を備える。波長合波分波器５１は、光ファイバ伝送路４からの上り方向光信号をバースト光増幅器５７へ出力し、また、連続光増幅器５８からの下り方向光信号を光ファイバ伝送路４へ出力する。バースト光増幅器５７は、入力信号の強度によって利得を変更して増幅する。波長合波分波器５４は、光ファイバ伝送路６からの下り方向光信号を連続光増幅器５８へ出力し、また、バースト光増幅器５７からの上り方向光信号を光ファイバ伝送路６へ出力する。一定出力連続光増幅器５５は、入力信号の強度によって利得を変更して増幅する。ここでは、バースト光増幅器５７および連続光増幅器５８は、１台の半導体型光増幅器から構成される。 The optical repeater amplifier 5a includes a wavelength multiplexing / demultiplexing device 51, a burst optical amplifier 57, a wavelength multiplexing / demultiplexing device 54, and a continuous optical amplifier 58. The wavelength multiplexer / demultiplexer 51 outputs the upstream optical signal from the optical fiber transmission line 4 to the burst optical amplifier 57 and outputs the downstream optical signal from the continuous optical amplifier 58 to the optical fiber transmission line 4. . The burst optical amplifier 57 amplifies by changing the gain according to the intensity of the input signal. The wavelength multiplexer / demultiplexer 54 outputs the downstream optical signal from the optical fiber transmission line 6 to the continuous optical amplifier 58 and outputs the upstream optical signal from the burst optical amplifier 57 to the optical fiber transmission line 6. . The constant output continuous optical amplifier 55 amplifies by changing the gain according to the intensity of the input signal. Here, the burst optical amplifier 57 and the continuous optical amplifier 58 are composed of a single semiconductor optical amplifier.

つづいて、光加入者伝送システムにおいて光信号を送受信する動作について説明する。まず、上り方向光信号を送受信する動作について説明する。ＯＮＵ１が上り方向光信号を出力すると、光ファイバ伝送路２、光分配器３、一芯の光ファイバ伝送路４を介して、光中継増幅装置５ａが上り方向光信号を入力する。光中継増幅装置５ａでは、波長合波分波器５１が、入力した上り方向光信号を、上り方向の光増幅を行うバースト光増幅器５７へ出力する。バースト光増幅器５７は、所定の入力強度範囲よりも大きい入力強度光に対しては一定の出力強度となるように動作し、所定の入力強度範囲の入力強度光に対しては、線形利得増幅器として動作する。バースト光増幅器５７は、増幅後の上り方向光信号を、波長合波分波器５４を経由して光ファイバ伝送路６へ出力する。ＯＬＴ７は、光ファイバ伝送路６を介して上り方向光信号を受信する。 Next, an operation for transmitting and receiving an optical signal in the optical subscriber transmission system will be described. First, an operation for transmitting and receiving an upstream optical signal will be described. When the ONU 1 outputs an upstream optical signal, the optical repeater amplifier 5a inputs the upstream optical signal via the optical fiber transmission path 2, the optical distributor 3, and the single-core optical fiber transmission path 4. In the optical repeater amplifier 5a, the wavelength multiplexer / demultiplexer 51 outputs the input upstream optical signal to the burst optical amplifier 57 that performs upstream optical amplification. The burst optical amplifier 57 operates so as to have a constant output intensity for input intensity light that is larger than a predetermined input intensity range, and as a linear gain amplifier for input intensity light in a predetermined input intensity range. Operate. The burst optical amplifier 57 outputs the amplified upstream optical signal to the optical fiber transmission line 6 via the wavelength multiplexer / demultiplexer 54. The OLT 7 receives the upstream optical signal via the optical fiber transmission line 6.

つぎに、下り方向光信号を送受信する動作について説明する。ＯＬＴ７が下り方向光信号を出力すると、光ファイバ伝送路６を介して、光中継増幅装置５ａが下り方向光信号を入力する。光中継増幅装置５ａでは、波長合波分波器５４が、入力した下り方向光信号を、下り方向の光増幅を行う連続光増幅器５８へ出力する。連続光増幅器５８は、所定の入力強度範囲よりも大きい入力強度光に対しては一定の出力強度となるように動作し、所定の入力強度範囲の入力強度光に対しては、線形利得増幅器として動作する。連続光増幅器５８は、増幅後の下り方向光信号を、波長合波分波器５１を経由して光ファイバ伝送路４へ出力する。ＯＮＵ１は、光ファイバ伝送路４、光分配器３、光ファイバ伝送路２を介して下り方向光信号を受信する。 Next, an operation for transmitting and receiving a downstream optical signal will be described. When the OLT 7 outputs the downstream optical signal, the optical repeater amplifier 5a inputs the downstream optical signal via the optical fiber transmission line 6. In the optical repeater amplifier 5a, the wavelength multiplexing / demultiplexing device 54 outputs the input downstream optical signal to the continuous optical amplifier 58 that performs optical amplification in the downstream direction. The continuous optical amplifier 58 operates so as to have a constant output intensity for input intensity light that is larger than a predetermined input intensity range, and as a linear gain amplifier for input intensity light in a predetermined input intensity range. Operate. The continuous optical amplifier 58 outputs the amplified downstream optical signal to the optical fiber transmission line 4 via the wavelength multiplexer / demultiplexer 51. The ONU 1 receives the downstream optical signal via the optical fiber transmission line 4, the optical distributor 3, and the optical fiber transmission line 2.

ここで、光中継増幅装置５ａの詳細な動作について説明する。図４は、光中継増幅装置５ａにおける入力信号強度に対する光増幅利得の代表的な一例を示す図である。図中に示した入力強度範囲および増幅器利得は、説明の都合上の便宜的な一例であり、これに限定するものではない。 Here, the detailed operation of the optical repeater amplifier 5a will be described. FIG. 4 is a diagram showing a typical example of the optical amplification gain with respect to the input signal intensity in the optical repeater amplifier 5a. The input intensity range and the amplifier gain shown in the figure are only examples for convenience of explanation, and the present invention is not limited to these.

バースト光増幅器５７および連続光増幅器５８は、システムレベルダイヤから決定される所望の光信号レベルの入力強度範囲において一定の線形利得となり、かつ、所望の光信号レベルの入力強度範囲よりも大きい場合においては一定の出力強度となる飽和利得動作となるように駆動電流が制御されている。駆動電流制御値は、フィードフォワード制御により、入力信号強度に依存しない、常に所望の一定値に設定される。一定の駆動電流とする制御方法としては、一般的な固定バイアスを目標値とした電流電圧変換回路等で実施できる。 In the case where the burst optical amplifier 57 and the continuous optical amplifier 58 have a constant linear gain in the input intensity range of a desired optical signal level determined from the system level diagram and are larger than the input intensity range of the desired optical signal level. The drive current is controlled so as to achieve a saturation gain operation with a constant output intensity. The drive current control value is always set to a desired constant value independent of the input signal intensity by feedforward control. As a control method for setting a constant drive current, a current / voltage conversion circuit or the like using a general fixed bias as a target value can be used.

これにより、実施の形態１と同様、受信端において最大出力光強度が制限（リミッティング）されることとなり、最大受信光強度にて制限されるシステムダイナミックレンジを大幅に改善することができる。 As a result, as in the first embodiment, the maximum output light intensity is limited (limited) at the receiving end, and the system dynamic range limited by the maximum received light intensity can be greatly improved.

以上説明したように、本実施の形態では、線形利得動作および一定出力動作を行う１台の半導体光増幅器を用いて、光中継増幅装置を構成することとした。これにより、システムダイナミックレンジを改善しつつ、さらに、低コストかつ高信頼性を実現可能な光増幅中継装置を得ることができる。 As described above, in this embodiment, the optical repeater amplification apparatus is configured by using one semiconductor optical amplifier that performs linear gain operation and constant output operation. As a result, it is possible to obtain an optical amplification repeater that can realize low cost and high reliability while improving the system dynamic range.

なお、連続光増幅器５８を、半導体型光増幅器ではなく、所定の入力信号光強度範囲において飽和領域で動作する希土類ドープ型光ファイバ増幅器で構成してもよい。 The continuous optical amplifier 58 may be constituted by a rare earth doped optical fiber amplifier that operates in the saturation region in a predetermined input signal light intensity range, instead of the semiconductor optical amplifier.

実施の形態３．
本実施の形態では、光中継増幅装置が、受信感度改善のための光帯域透過フィルタを備える。実施の形態１と異なる部分について説明する。 Embodiment 3 FIG.
In the present embodiment, the optical repeater amplification apparatus includes an optical band transmission filter for improving reception sensitivity. A different part from Embodiment 1 is demonstrated.

図５は、本実施の形態における光増幅中継装置および光加入者伝送システムの構成例を示す図である。光加入者伝送システムは、ＯＮＵ１と、光ファイバ伝送路２と、光分配器３と、光ファイバ伝送路４と、光中継増幅装置５ｂと、光ファイバ伝送路６と、ＯＬＴ７と、から構成される。光中継増幅装置５ｂは、光信号を増幅して中継する。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the optical amplification repeater and the optical subscriber transmission system in the present embodiment. The optical subscriber transmission system includes an ONU 1, an optical fiber transmission line 2, an optical distributor 3, an optical fiber transmission line 4, an optical repeater amplification device 5 b, an optical fiber transmission line 6, and an OLT 7. The The optical repeater amplifier 5b amplifies and repeats the optical signal.

光中継増幅装置５ｂは、波長合波分波器５１と、一定出力バースト光増幅器５２と、線形利得バースト光増幅器５３と、光帯域透過フィルタ５９と、波長合波分波器５４と、一定出力連続光増幅器５５と、線形利得連続光増幅器５６と、を備える。光帯域透過フィルタ５９は、フィルタ光帯域外の雑音成分を除去する。 The optical repeater amplifier 5b includes a wavelength multiplexer / demultiplexer 51, a constant output burst optical amplifier 52, a linear gain burst optical amplifier 53, an optical band pass filter 59, a wavelength multiplexer / demultiplexer 54, and a constant output. A continuous optical amplifier 55 and a linear gain continuous optical amplifier 56 are provided. The optical band transmission filter 59 removes noise components outside the filter optical band.

つづいて、光加入者伝送システムにおいて光信号を送受信する動作について説明する。まず、上り方向光信号を送受信する動作について説明する。線形利得バースト光増幅器５３までの動作については、実施の形態１と同様である。線形利得バースト光増幅器５３が、線形増幅利得により所定の一定利得で増幅後、上り方向光信号を、光帯域透過フィルタ５９へ出力する。光帯域透過フィルタ５９は、入力した上り方向光信号からフィルタ光帯域外の雑音成分を除去した後の上り方向光信号を、波長合波分波器５４を経由して光ファイバ伝送路６へ出力する。ＯＬＴ７は、光ファイバ伝送路６を介して上り方向光信号を受信する。なお、下り方向光信号を送受信する動作については実施の形態１と同様である。 Next, an operation for transmitting and receiving an optical signal in the optical subscriber transmission system will be described. First, an operation for transmitting and receiving an upstream optical signal will be described. The operation up to the linear gain burst optical amplifier 53 is the same as in the first embodiment. The linear gain burst optical amplifier 53 outputs an upstream optical signal to the optical band transmission filter 59 after being amplified with a predetermined constant gain by the linear amplification gain. The optical band transmission filter 59 outputs the upstream optical signal after removing the noise component outside the filter optical band from the input upstream optical signal to the optical fiber transmission line 6 via the wavelength multiplexer / demultiplexer 54. To do. The OLT 7 receives the upstream optical signal via the optical fiber transmission line 6. The operation for transmitting and receiving the downstream optical signal is the same as in the first embodiment.

つぎに、光帯域透過フィルタ５９による受信感度の改善効果について説明する。図６は、光帯域透過フィルタ５９の透過帯域に対する受信感度改善量の計算結果の一例を示す図である。本実施の形態における光加入者伝送システムにおいては、光雑音強度対信号強度比（ＯＳＮＲ）によりシステム最小受信レベルが決定される。光中継増幅装置５ｂに半導体光増幅器を適用すると、半導体光増幅器で発生する自然放出光雑音が著しくＯＳＮＲを劣化させ、光中継増幅装置５ｂにおける等価利得を大きく低下させることになる。このような場合、光中継増幅装置５ｂに光帯域透過フィルタ５９を挿入することにより、受信感度を改善し、等価利得をより確保することが可能となる。 Next, the effect of improving the reception sensitivity by the optical band transmission filter 59 will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a calculation result of the reception sensitivity improvement amount with respect to the transmission band of the optical band transmission filter 59. In the optical subscriber transmission system in the present embodiment, the system minimum reception level is determined by the optical noise intensity to signal intensity ratio (OSNR). When a semiconductor optical amplifier is applied to the optical repeater amplifier 5b, spontaneous emission light noise generated in the semiconductor optical amplifier significantly deteriorates the OSNR, and the equivalent gain in the optical repeater amplifier 5b is greatly reduced. In such a case, by inserting the optical band transmission filter 59 into the optical repeater amplification device 5b, it is possible to improve the reception sensitivity and to secure more equivalent gain.

ここで、ＯＮＵ１における送信波長変動は、半導体レーザを送信光源とした場合、一般的に２０ｎｍ以下程度である。そのため、図６に示す特性を持つ光帯域透過フィルタ５９を使用しても、ＯＮＵ１を制限すること無く、受信感度の改善を行うことが可能となる。 Here, the transmission wavelength fluctuation in the ONU 1 is generally about 20 nm or less when a semiconductor laser is used as a transmission light source. Therefore, even if the optical band transmission filter 59 having the characteristics shown in FIG. 6 is used, it is possible to improve the reception sensitivity without limiting the ONU 1.

以上説明したように、本実施の形態では、光中継増幅装置５ｂが、受信感度改善のための光帯域透過フィルタ５９を備え、光帯域透過フィルタ５９が雑音成分を除去することとした。これにより、高受信感度の光加入者伝送システムを得ることができる。 As described above, in the present embodiment, the optical repeater amplifier 5b includes the optical band transmission filter 59 for improving the reception sensitivity, and the optical band transmission filter 59 removes noise components. Thereby, an optical subscriber transmission system with high receiving sensitivity can be obtained.

なお、実施の形態１に基づいて、光中継増幅装置５に光帯域透過フィルタ５９を適用する場合について説明したが、これに限定するものではない。実施の形態２における光中継増幅装置５ａに光帯域透過フィルタ５９を適用することも可能である。 In addition, based on Embodiment 1, although the case where the optical band transmission filter 59 was applied to the optical repeater amplifier 5 was demonstrated, it is not limited to this. It is also possible to apply the optical band transmission filter 59 to the optical repeater amplification device 5a in the second embodiment.

実施の形態４．
本実施の形態では、光中継増幅装置を用いて超多分岐の光加入者伝送システムを構成する場合について説明する。実施の形態１と異なる部分について説明する。 Embodiment 4 FIG.
In the present embodiment, a case will be described in which an optical multi-branch optical subscriber transmission system is configured using an optical repeater amplifier. A different part from Embodiment 1 is demonstrated.

図７は、本実施の形態における光加入者伝送システムの構成例を示す図である。光加入者伝送システムは、ＯＮＵ１と、光ファイバ伝送路２と、光分配器３と、光ファイバ伝送路４と、光中継増幅装置５と、光ファイバ伝送路６と、光分配器８と、光ファイバ伝送路９と、ＯＬＴ７と、から構成される。光分配器８は、１：Ｍ（Ｍ＞１）に分岐可能な光スプリッタである。光ファイバ伝送路９は、光分配器８とＯＬＴ７を接続する光ファイバ（伝送路）である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the optical subscriber transmission system according to the present embodiment. The optical subscriber transmission system includes an ONU 1, an optical fiber transmission path 2, an optical distributor 3, an optical fiber transmission path 4, an optical repeater amplification device 5, an optical fiber transmission path 6, an optical distributor 8, It comprises an optical fiber transmission line 9 and an OLT 7. The optical distributor 8 is an optical splitter that can branch to 1: M (M> 1). The optical fiber transmission line 9 is an optical fiber (transmission line) that connects the optical distributor 8 and the OLT 7.

また、光中継増幅装置５と、光ファイバ伝送路６と、光分配器８と、光ファイバ伝送路９と、ＯＬＴ７と、から局内装置１００を構成する。局内装置１００は、下り方向においては、ＯＬＴ７が下り方向光信号を出力してから分岐して増幅するまでの動作を行い、上り方向においては、各ＯＮＵ１からの上り方向光信号を増幅してから収容し、ＯＬＴ７で受信するまでの動作を行う。 The intra-station apparatus 100 is composed of the optical repeater amplifier 5, the optical fiber transmission line 6, the optical distributor 8, the optical fiber transmission line 9, and the OLT 7. The intra-station device 100 performs an operation from the time when the OLT 7 outputs the downstream optical signal to the branching and amplifying in the downstream direction, and after the upstream optical signal from each ONU 1 is amplified in the upstream direction. The operation until it is accommodated and received by the OLT 7 is performed.

つづいて、光加入者伝送システムにおいて光信号を送受信する動作について説明する。まず、上り方向光信号を送受信する動作について説明する。ＯＮＵ１が上り方向光信号を出力すると、光ファイバ伝送路２、光分配器３、一芯の光ファイバ伝送路４を介して、局内装置１００の光中継増幅装置５が上り方向光信号を入力する。光中継増幅装置５では、所定の入力強度範囲よりも大きい入力強度光に対しては一定の出力強度とした後、さらに、線形増幅利得により所定の一定利得で増幅後、上り方向光信号を光ファイバ伝送路６へ出力する。ＯＬＴ７は、光ファイバ伝送路６、光分配器８、光ファイバ伝送路９を介して上り方向光信号を受信する。 Next, an operation for transmitting and receiving an optical signal in the optical subscriber transmission system will be described. First, an operation for transmitting and receiving an upstream optical signal will be described. When the ONU 1 outputs the upstream optical signal, the optical repeater amplifier 5 of the intra-station device 100 inputs the upstream optical signal via the optical fiber transmission path 2, the optical distributor 3, and the single-core optical fiber transmission path 4. . The optical repeater amplifying device 5 sets a constant output intensity for light having an input intensity greater than a predetermined input intensity range, and further amplifies the optical signal in the upstream direction after amplification at a predetermined constant gain by a linear amplification gain. Output to the fiber transmission line 6. The OLT 7 receives the upstream optical signal via the optical fiber transmission line 6, the optical distributor 8, and the optical fiber transmission line 9.

つぎに、下り方向光信号を送受信する動作について説明する。局内装置１００では、ＯＬＴ７が下り方向光信号を出力すると、光分配器８が、光ファイバ伝送路９を介して入力した下り方向光信号を分岐する。光ファイバ伝送路６を介して、光中継増幅装置５が分岐後の下り方向光信号を入力する。光中継増幅装置５では、所定の入力強度範囲よりも大きい入力強度光に対しては一定の出力強度とした後、さらに、線形増幅利得により所定の一定利得で増幅後、下り方向光信号を光ファイバ伝送路４へ出力する。ＯＮＵ１は、光ファイバ伝送路４、光分配器３、光ファイバ伝送路２を介して下り方向光信号を受信する。 Next, an operation for transmitting and receiving a downstream optical signal will be described. In the intra-station apparatus 100, when the OLT 7 outputs the downstream optical signal, the optical distributor 8 branches the downstream optical signal input via the optical fiber transmission line 9. The optical repeater amplifier 5 inputs the branched downstream optical signal via the optical fiber transmission line 6. The optical repeater amplifying device 5 sets a constant output intensity for input intensity light that is larger than a predetermined input intensity range, and further amplifies the downstream optical signal after amplification with a predetermined constant gain by a linear amplification gain. Output to the fiber transmission line 4. The ONU 1 receives the downstream optical signal via the optical fiber transmission line 4, the optical distributor 3, and the optical fiber transmission line 2.

このように、ＯＬＴ７とＯＮＵ１の間に設置する光中継増幅装置５を局内（局内装置１００）の第一分岐直後に配置することで、超多分岐のシステムとすることが可能となる。例えば、図７において、下り方向光信号を光分配器８で１６分岐したと仮定する。光分配器８直後に配置されている光中継増幅装置５が、光分配器８による損失を保証することで、光分配器３において従来と同じ３２分岐が可能となり、最大加入者数５１２となる超多分岐の光加入者システム構成とすることが可能となる。分岐数が増えることにより、１：Ｎ（Ｎ＞１）の双方向通信システムにおいて、加入者一人あたりのコスト低減効果が向上する。さらに、屋外の柱状に設置されることが一般的である光中継増幅装置５を、局内（局内装置１００）に配置することにより、設置や管理が容易になり、保守運用性や信頼性を向上させることが可能となる。 In this way, by arranging the optical repeater amplification device 5 installed between the OLT 7 and the ONU 1 immediately after the first branch in the station (intra-station device 100), it is possible to obtain a super multi-branch system. For example, in FIG. 7, it is assumed that the downstream optical signal is branched into 16 by the optical distributor 8. The optical repeater amplifying device 5 arranged immediately after the optical distributor 8 guarantees the loss caused by the optical distributor 8, so that the optical distributor 3 can perform the same 32-branch as before, and the maximum number of subscribers is 512. An ultra-multi-branch optical subscriber system configuration can be achieved. The increase in the number of branches improves the cost reduction effect per subscriber in the 1: N (N> 1) bidirectional communication system. Furthermore, by installing the optical repeater amplification device 5 that is generally installed in an outdoor column shape in the station (intra-station device 100), installation and management become easier, and maintenance operability and reliability are improved. It becomes possible to make it.

以上説明したように、本実施の形態では、局内装置１００において、ＯＬＴ７からの下り方向光信号を光分配器８で分岐し、分岐後の下り方向光信号を光中継増幅装置５で増幅することとした。これにより、低コストで、超多分岐の光加入者伝送システム得ることができる。また、低コストで、保守運用・信頼性に優れた光加入者伝送システムを得ることができる。 As described above, in the present embodiment, in the intra-station apparatus 100, the downstream optical signal from the OLT 7 is branched by the optical distributor 8, and the downstream optical signal after branching is amplified by the optical repeater amplifier 5. It was. As a result, an ultra-multi-branch optical subscriber transmission system can be obtained at low cost. Further, it is possible to obtain an optical subscriber transmission system that is low in cost and excellent in maintenance operation and reliability.

なお、局内装置１００における光中継増幅装置５を、光中継増幅装置５ａ、５ｂに置き換えることも可能である。 Note that the optical repeater amplifier 5 in the intra-station apparatus 100 can be replaced with the optical repeater amplifiers 5a and 5b.

また、図７では、光分配器８で分岐後の全ての光ファイバ伝送路６に光中継増幅装置５を挿入する形態をとっているが、これに限定するものではない。例えば、局内装置１００から至近距離のＯＮＵ１と接続するような場合には、光中継増幅装置５を通さない構成にすることも可能である。 In FIG. 7, the optical repeater amplifier 5 is inserted into all the optical fiber transmission lines 6 branched by the optical distributor 8, but the present invention is not limited to this. For example, when connecting to the ONU 1 at a short distance from the intra-station device 100, it is possible to adopt a configuration in which the optical repeater amplifier 5 is not passed.

実施の形態５．
本実施の形態では、ＯＬＴが受信閾値を制御して、光加入者伝送システムにおいて受信感度を改善する。実施の形態１〜４と異なる部分について説明する。 Embodiment 5 FIG.
In the present embodiment, the OLT controls the reception threshold to improve the reception sensitivity in the optical subscriber transmission system. A different part from Embodiment 1-4 is demonstrated.

図８は、本実施の形態におけるＯＬＴおよび光加入者伝送システムの構成例を示す図である。光加入者伝送システムは、ＯＮＵ１ａ、１ｂと、光ファイバ伝送路２ａ、２ｂと、光分配器３と、光ファイバ伝送路４と、光中継増幅装置５と、光ファイバ伝送路６と、ＯＬＴ７ａと、から構成される。ＯＮＵ１ａ、１ｂは、加入者側に配置される終端装置である。光ファイバ伝送路２ａ、２ｂは、各ＯＮＵと光分配器３を接続する光ファイバ（伝送路）である。ＯＬＴ７ａは、親局側に配置される終端装置である。ここで、ＯＮＵ１ａ、１ｂにおいて、ＯＬＴ７ａとの距離はＯＮＵ１ｂの方が長く、また、ＯＮＵ１ｂは、ＯＬＴ７ａに収容されるＯＮＵの中でもＯＬＴ７ａから最も遠い距離にあるＯＮＵとする。 FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the OLT and the optical subscriber transmission system in the present embodiment. The optical subscriber transmission system includes ONUs 1a and 1b, optical fiber transmission lines 2a and 2b, an optical distributor 3, an optical fiber transmission line 4, an optical repeater amplification device 5, an optical fiber transmission line 6, and an OLT 7a. Is composed of. The ONUs 1a and 1b are terminating devices arranged on the subscriber side. The optical fiber transmission lines 2 a and 2 b are optical fibers (transmission lines) that connect each ONU and the optical distributor 3. The OLT 7a is a termination device arranged on the master station side. Here, in the ONUs 1a and 1b, the distance to the OLT 7a is longer in the ONU 1b, and the ONU 1b is the ONU farthest from the OLT 7a among the ONUs accommodated in the OLT 7a.

ＯＬＴ７ａは、プリアンプ７１と、２Ｒ型アンプ７２と、クロックデータリカバリーモジュール（以下、ＣＤＲとする）７３と、シリアル・パラレルデータ変換器（以下、Ｓｅｒｄｅｓとする）７４と、前方誤り訂正機能制御部（以下、ＦＥＣとする）７５と、光電流強度モニタ７６と、外部閾値制御部７７と、を備える。プリアンプ７１は、ＯＮＵから受信した上り方向光信号を増幅する。２Ｒ型アンプ７２は、増幅後の上り方向光信号を識別再生する。ＣＤＲ７３は、再生された受信信号から、タイミングを抽出する。Ｓｅｒｄｅｓ７４は、シリアル・パラレル変換を行う。ＦＥＣ７５は、ビット誤りカウンタを備え、誤り個数をカウントする。光電流強度モニタ７６は、各ＯＮＵからの光強度を測定して最も光強度の弱い（最も距離の遠い）ＯＮＵを検出する。外部閾値制御部７７は、誤り個数のカウント数差に基づいて外部閾値制御信号を出力する。 The OLT 7a includes a preamplifier 71, a 2R amplifier 72, a clock data recovery module (hereinafter referred to as CDR) 73, a serial / parallel data converter (hereinafter referred to as Serdes) 74, and a forward error correction function control unit ( (Hereinafter referred to as FEC) 75, a photocurrent intensity monitor 76, and an external threshold value controller 77. The preamplifier 71 amplifies the upstream optical signal received from the ONU. The 2R amplifier 72 identifies and reproduces the amplified upstream optical signal. The CDR 73 extracts timing from the reproduced received signal. The Serdes 74 performs serial / parallel conversion. The FEC 75 includes a bit error counter and counts the number of errors. The photocurrent intensity monitor 76 measures the light intensity from each ONU and detects the ONU having the weakest light intensity (the farthest distance). The external threshold control unit 77 outputs an external threshold control signal based on the difference in the number of errors.

つづいて、光加入者伝送システムにおいて光信号を送受信する動作について、上り方向光信号を送受信する動作を説明する。ＯＮＵ１ａ、１ｂが上り方向光信号を出力してから、ＯＬＴ７ａが入力するまでの動作については、実施の形態１と同様である。ＯＬＴ７ａでは、複数のＯＮＵを収容接続している場合、光電流強度モニタ７６が、それぞれのＯＮＵからの光強度を測定して最も光強度の弱い、すなわち、最も距離の遠いＯＮＵを検出する。図８の場合では、最も距離の遠いＯＮＵとしてＯＮＵ１ｂを検出する。 Next, an operation for transmitting and receiving an upstream optical signal will be described as an operation for transmitting and receiving an optical signal in the optical subscriber transmission system. The operation from when the ONUs 1a and 1b output the upstream optical signal to when the OLT 7a inputs is the same as in the first embodiment. In the OLT 7a, when a plurality of ONUs are accommodated and connected, the photocurrent intensity monitor 76 measures the light intensity from each ONU and detects the ONU having the weakest light intensity, that is, the farthest distance. In the case of FIG. 8, the ONU 1b is detected as the furthest ONU.

ＯＬＴ７ａでは、プリアンプ７１が、検出されたＯＮＵ１ｂから送られる上り方向光信号を増幅し、２Ｒ型アンプ７２が、外部閾値制御信号に従って識別再生する。ＣＤＲ７３は、再生された受信信号から、受信装置（ＯＬＴ７ａ）内部と同期したクロックでタイミング抽出し、Ｓｅｒｄｅｓ７４へ出力する。Ｓｅｒｄｅｓ７４は、入力したデータをシリアル・パラレル変換後、ＦＥＣ７５へ出力する。ＦＥＣ７５では、自身が備えるビット誤りカウンタを用いて、“１”の信号を“０”と誤る“１”側の誤り個数と、“０”の信号を“１”と誤る“０”側の誤り個数をカウントする。ＦＥＣ７５は、“０”、“１”の誤りカウント数差を、外部閾値制御部７７へ出力する。外部閾値制御部７７は、誤りカウント数差に応じた任意の直流電圧レベルを出力する。出力された信号を外部閾値制御信号として、２Ｒ型アンプ７２が、閾値にオフセットをつける帰還制御を行う。この閾値調整の制御は、入力信号フレームに対して十分に長いトレーニング期間の間実施する。 In the OLT 7a, the preamplifier 71 amplifies the upstream optical signal sent from the detected ONU 1b, and the 2R amplifier 72 performs identification and reproduction according to the external threshold control signal. The CDR 73 extracts the timing from the regenerated received signal using a clock synchronized with the inside of the receiving apparatus (OLT 7a), and outputs it to the Serdes 74. The Serdes 74 outputs the input data to the FEC 75 after serial / parallel conversion. In the FEC 75, the number of errors on the “1” side that mistakes the “1” signal as “0” and the error on the “0” side that mistakes the “0” signal as “1” using the bit error counter provided in itself. Count the number. The FEC 75 outputs an error count difference between “0” and “1” to the external threshold value control unit 77. The external threshold value controller 77 outputs an arbitrary DC voltage level corresponding to the error count number difference. The 2R amplifier 72 performs feedback control to offset the threshold value using the output signal as an external threshold control signal. This threshold adjustment control is performed for a sufficiently long training period for the input signal frame.

このように、２Ｒ型アンプ７２は、閾値制御オフセット値をＯＬＴ７ａからの距離が最も遠いＯＮＵ（ここではＯＮＵ１ｂ）の誤り率を最も低くするように決定し、そのオフセット値を他の全てのＯＮＵからの信号に対しても画一的に用いる。例えば、ＯＮＵ１ａに対してもＯＮＵ１ｂと同じオフセット量の閾値調整を行う。 In this way, the 2R amplifier 72 determines the threshold control offset value so that the error rate of the ONU (here, ONU1b) farthest from the OLT 7a is the lowest, and the offset value is determined from all other ONUs. This signal is also used uniformly. For example, the same threshold value threshold adjustment as that of the ONU 1b is performed for the ONU 1a.

光増幅器を用いた光伝送システムにおいては、一般的に光増幅器雑音が過剰であり、信号の“０”レベルと“１”レベルの中点電位を閾値として用いた場合、受信感度の劣化を招く可能性がある。そのため、誤りカウントにおいて“１”の信号を“０”と誤る符号語が多い場合には、最適閾値を受信信号における“０”側に変化させることで受信感度を改善することが出来る。一方、“０”の信号を“１”と誤る符号語が多い場合には、最適閾値を受信信号における“１”側に変化させることで受信感度を改善することが出来る。 In an optical transmission system using an optical amplifier, optical amplifier noise is generally excessive, and when the midpoint potential of a signal “0” level and “1” level is used as a threshold value, reception sensitivity is deteriorated. there is a possibility. For this reason, when there are many code words in which a signal of “1” is mistaken as “0” in the error count, the reception sensitivity can be improved by changing the optimum threshold to the “0” side in the received signal. On the other hand, when there are many code words in which a “0” signal is mistaken as “1”, the receiving sensitivity can be improved by changing the optimum threshold to the “1” side in the received signal.

図９は、各ＯＮＵの閾値レベルを示す図である。図９（ｂ）に、図８で示したＯＬＴ７ａから最も距離の離れたＯＮＵ１ｂからのパケットの例を示す。破線で示される中点電位を閾値として用いた場合、“１”側の雑音が大きく、“１”を“０”と誤る確率が高くなる。そこで、閾値にオフセットをつけ、閾値を“０”側に適切に近づけることで受信感度を改善することができる。 FIG. 9 is a diagram showing threshold levels of each ONU. FIG. 9B shows an example of a packet from the ONU 1b farthest from the OLT 7a shown in FIG. When the midpoint potential indicated by the broken line is used as the threshold value, the noise on the “1” side is large, and the probability of erroneously setting “1” to “0” increases. Therefore, it is possible to improve the reception sensitivity by adding an offset to the threshold and appropriately bringing the threshold closer to the “0” side.

また、一般的に最も距離の遠いＯＮＵ１ｂからの信号は、信号対雑音比が最も小さくなる。ＯＬＴ７ａでは、その信号にあわせたオフセットを各ＯＮＵからの信号に対して画一的に用いることで、最適ではないが全てのＯＮＵに対する受信感度の改善を図ることができる。さらに、全てのＯＮＵに対し個別の閾値調整処理を行う必要がなくなるため、簡単な処理で実現することが可能となる。例えば、図９（ａ）に、図８で示したＯＮＵ１ａのパケットの例を示す。破線で示される中点電位を閾値として用いた場合、図の例では“１”側の雑音が大きく、“１”を“０”と誤る確率が高くなる。そこで、閾値にＯＮＵ１ｂと同じオフセットをつけ、閾値を“０”側に近づけることで受信感度を改善できる。 In general, the signal from the farthest ONU 1b has the smallest signal-to-noise ratio. In the OLT 7a, it is possible to improve the reception sensitivity for all ONUs, although it is not optimal, by using the offset according to the signal uniformly for the signal from each ONU. Furthermore, since it is not necessary to perform individual threshold adjustment processing for all ONUs, it is possible to realize with simple processing. For example, FIG. 9A shows an example of the packet of the ONU 1a shown in FIG. When the midpoint potential indicated by the broken line is used as a threshold value, the noise on the “1” side is large in the example in the figure, and the probability that “1” is mistaken as “0” increases. Therefore, the reception sensitivity can be improved by attaching the same offset as the ONU 1b to the threshold and bringing the threshold closer to the “0” side.

なお、ＯＮＵ１ａに対する最適な閾値は長破線であり、ＯＮＵ１ｂと同じオフセットでは最適な受信感度を得ることはできない。しかしながら、ＯＮＵ１ａとＯＮＵ１ｂでは、ＯＮＵ１ａの方が信号対雑音比は高く閾値の変化がそれほど大きく受信感度に影響しない。そのため、ＯＬＴ７ａでは、閾値調整量を個別に与えるという煩雑な処理を行う必要はなく、最も距離の離れたＯＮＵに対する閾値調整量のみを求めて全てのＯＮＵに適用することで、システムとしての性能を向上させることができる。 Note that the optimum threshold for the ONU 1a is a long broken line, and optimum reception sensitivity cannot be obtained with the same offset as the ONU 1b. However, in the ONU 1a and ONU 1b, the ONU 1a has a higher signal-to-noise ratio and the change in the threshold is not so large and does not affect the reception sensitivity. Therefore, in the OLT 7a, it is not necessary to perform a complicated process of individually providing threshold adjustment amounts, and only the threshold adjustment amount for the ONU with the longest distance is obtained and applied to all ONUs, thereby improving the performance as a system. Can be improved.

以上説明したように、本実施の形態では、ＯＬＴ７ａが、受信閾値を最適化する制御を行うこととした。これにより、光雑音が過剰に光増幅された光加入者伝送システムにおいて、受信感度を改善し、高感度な光化加入者伝送システムを得ることができる。 As described above, in the present embodiment, the OLT 7a performs control to optimize the reception threshold. Thereby, in the optical subscriber transmission system in which the optical noise is excessively amplified, the reception sensitivity can be improved and a highly sensitive optical subscriber transmission system can be obtained.

以上のように、本発明にかかる光中継増幅装置は、アクセス系光伝送システムにおいて有用であり、特に、ＰＯＮシステムに適している。 As described above, the optical repeater amplification apparatus according to the present invention is useful in an access optical transmission system, and is particularly suitable for a PON system.

１、１ａ、１ｂ加入者側光送受信装置（ＯＮＵ）
２、２ａ、２ｂ、４、６、９光ファイバ伝送路
３、８光分配器
５、５ａ、５ｂ光中継増幅装置
７、７ａ親局側光送受信装置（ＯＬＴ）
５１、５４波長合波分波器
５２一定出力バースト光増幅器
５３線形利得バースト光増幅器
５５一定出力連続光増幅器
５６線形利得連続光増幅器
５７バースト光増幅器
５８連続光増幅器
５９光帯域透過フィルタ
７１プリアンプ
７２２Ｒ型アンプ
７３クロックデータリカバリーモジュール（ＣＤＲ）
７４シリアル・パラレルデータ変換器（Ｓｅｒｄｅｓ）
７５前方誤り訂正機能制御部（ＦＥＣ）
７６光電流強度モニタ
７７外部閾値制御部
１００局内装置 1, 1a, 1b Subscriber side optical transceiver (ONU)
2, 2a, 2b, 4, 6, 9 Optical fiber transmission path 3, 8 Optical distributor 5, 5a, 5b Optical repeater amplifier 7, 7a Master station side optical transceiver (OLT)
51, 54 Wavelength multiplexer / demultiplexer 52 Constant output burst optical amplifier 53 Linear gain burst optical amplifier 55 Constant output continuous optical amplifier 56 Linear gain continuous optical amplifier 57 Burst optical amplifier 58 Continuous optical amplifier 59 Optical band transmission filter 71 Preamplifier 72 2R Amplifier 73 Clock Data Recovery Module (CDR)
74 Serial to Parallel Data Converter (Serdes)
75 Forward error correction function controller (FEC)
76 Photocurrent intensity monitor 77 External threshold control unit 100 In-station device

Claims

A master station side optical transmitting and receiving apparatus constituting the optical subscriber transmission system with subscriber side optical transceiver and optical repeater amplifier device,
Optical signal regeneration means for performing amplification processing on the upstream optical signal received from the subscriber side optical transceiver, and performing regeneration processing based on a predetermined reception threshold;
Error correction that performs error correction processing and accumulates the error bits of the signal received within a predetermined period, and outputs a level signal corresponding to the difference between 1 and 0, and 0 and 1 Means,
A reception threshold value control means for generating a control signal for controlling the reception threshold value based on the level signal;
Received signal strength detecting means for detecting the received signal strength of the upstream optical signal received from the subscriber side optical transceiver; and
With
Based on the level signal, the reception threshold value control means generates a control signal for changing the reception threshold value to 0 side when 1 is erroneously set to 0 and 0 is erroneously set to 1 If the number is larger, a control signal for changing the reception threshold to one side is generated, and a control signal generated based on the upstream optical signal having the weakest reception signal strength is transmitted to the other subscriber side. Applicable to optical transceivers,
The optical signal regeneration means changes the predetermined reception threshold based on the control signal.
An optical transmission / reception device on the master station side.

An optical transceiver on the master station side;
A subscriber-side optical transceiver that transmits and receives optical signals to and from the master-station optical transceiver;
And line Cormorant optical repeater amplifier amplification process relays the optical signal,
In an optical subscriber transmission system comprising:
The master station side optical transceiver is:
Optical signal regeneration means for performing amplification processing on the upstream optical signal received from the subscriber side optical transceiver, and performing regeneration processing based on a predetermined reception threshold;
Error correction that performs error correction processing and accumulates the error bits of the signal received within a predetermined period, and outputs a level signal corresponding to the difference between 1 and 0, and 0 and 1 Means,
A reception threshold value control means for generating a control signal for controlling the reception threshold value based on the level signal;
Received signal strength detecting means for detecting the received signal strength of the upstream optical signal received from the subscriber side optical transceiver; and
With
Based on the level signal, the reception threshold value control means generates a control signal for changing the reception threshold value to 0 side when 1 is erroneously set to 0 and 0 is erroneously set to 1 If the number is larger, a control signal for changing the reception threshold to one side is generated, and a control signal generated based on the upstream optical signal having the weakest reception signal strength is transmitted to the other subscriber side. Applicable to optical transceivers,
The optical signal regeneration means changes the predetermined reception threshold based on the control signal.
An optical subscriber transmission system.

The master station side optical transceiver, the relay amplifies processing optical signal line cormorants optical repeater amplifier device, and branches disposed downstream direction optical signals between the master station side optical transceiver and the optical repeater amplifier device An in-station device including a first distributor;
A subscriber-side optical transceiver for transmitting and receiving optical signals to and from the master-station optical transceiver of the intra-station device;
A second optical distributor disposed between the intra-station apparatus and the subscriber-side optical transmission / reception apparatus for branching a downstream optical signal;
In an optical subscriber transmission system comprising:
The master station side optical transceiver is:
Optical signal regeneration means for performing amplification processing on the upstream optical signal received from the subscriber side optical transceiver, and performing regeneration processing based on a predetermined reception threshold;
Error correction that performs error correction processing and accumulates the error bits of the signal received within a predetermined period, and outputs a level signal corresponding to the difference between 1 and 0, and 0 and 1 Means,
A reception threshold value control means for generating a control signal for controlling the reception threshold value based on the level signal;
Received signal strength detecting means for detecting the received signal strength of the upstream optical signal received from the subscriber side optical transceiver; and
With
Based on the level signal, the reception threshold value control means generates a control signal for changing the reception threshold value to 0 side when 1 is erroneously set to 0 and 0 is erroneously set to 1 If the number is larger, a control signal for changing the reception threshold to one side is generated, and a control signal generated based on the upstream optical signal having the weakest reception signal strength is transmitted to the other subscriber side. Applicable to optical transceivers,
The optical signal regeneration means changes the predetermined reception threshold based on the control signal.
An optical subscriber transmission system.

In the in-station device,
If the distance between the own apparatus and the subscriber side optical transceiver is longer than a predetermined distance, the optical repeater amplifier is disposed between the first distributor and the subscriber side optical transceiver,
When the distance between the own apparatus and the subscriber-side optical transmission / reception apparatus is a predetermined distance or less, the optical repeater amplification apparatus is not disposed between the first distributor and the subscriber-side optical transmission / reception apparatus,
The optical subscriber transmission system according to claim 3 .