特許 7648956 光ノード装置及び信号重畳方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-11

(45)【発行日】2025-03-19

(54)【発明の名称】光ノード装置及び信号重畳方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/50 20130101AFI20250312BHJP

【ＦＩ】

H04B10/50

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023568766

(86)(22)【出願日】2021-12-20

(86)【国際出願番号】 JP2021046963

(87)【国際公開番号】W WO2023119351

(87)【国際公開日】2023-06-29

【審査請求日】2024-05-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金井 拓也

(72)【発明者】

【氏名】原 一貴

(72)【発明者】

【氏名】金子 慎

【審査官】鴨川 学

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－００９６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１２９２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５３１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３１９７０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １０／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加入者装置を制御するための制御信号を光信号に重畳する際の重畳比が、所望の重畳比となるように、前記制御信号に基づく変調信号の振幅を補正するための補正情報を生成する変調振幅補正部と、
外部から入力された前記制御信号を変調信号に変換して、前記変調振幅補正部により生成された前記補正情報を用いて前記変調信号の振幅を調整するドライバと、
光信号に対して、前記ドライバにより調整された前記変調信号を重畳する重畳部と、
を備え、
前記変調信号の重畳前又は重畳後において、少なくとも光信号の強度をモニターするモニターをさらに備え、
前記変調振幅補正部は、前記モニターにより得られた前記光信号の強度に基づいて前記補正情報を生成し、
前記モニターが、前記変調信号の重畳前に少なくとも光信号の強度をモニターする場合、入力された前記光信号を分岐して、前記モニター及び前記重畳部に出力する分岐部をさらに備える光ノード装置。

【請求項2】

加入者装置を制御するための制御信号を光信号に重畳する際の重畳比が、所望の重畳比となるように、前記制御信号に基づく変調信号の振幅を補正するための補正情報を生成する変調振幅補正部と、
外部から入力された前記制御信号を変調信号に変換して、前記変調振幅補正部により生成された前記補正情報を用いて前記変調信号の振幅を調整するドライバと、
光信号に対して、前記ドライバにより調整された前記変調信号を重畳する重畳部と、
を備え、
前記変調信号の重畳前又は重畳後において、少なくとも光信号の強度をモニターするモニターをさらに備え、
前記変調振幅補正部は、前記モニターにより得られた前記光信号の強度に基づいて前記補正情報を生成し、
前記モニターが、前記変調信号の重畳後に少なくとも光信号の強度をモニターする場合、前記重畳部の後段に、入力された前記光信号を分岐して、前記モニター及び外部に出力する分岐部をさらに備える光ノード装置。

【請求項3】

前記モニターは、さらに、光信号の振幅をモニターし、
前記変調振幅補正部は、前記モニターにより得られた前記光信号の強度及び前記光信号の振幅に基づいて前記補正情報を生成する、
請求項１又は２に記載の光ノード装置。

【請求項4】

前記重畳部は、ＬＮ（ＬｎＮｂＯ３）変調器、ＥＡ（Electroabsorption）変調器、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier)、可変光減衰器(ＶＯＡ：Variable Optical Attenuator)のいずれかである、
請求項１から３のいずれか一項に記載の光ノード装置。

【請求項5】

加入者装置を制御するための制御信号を光信号に重畳する際の重畳比が、所望の重畳比となるように、前記制御信号に基づく変調信号の振幅を補正するための補正情報を生成し、
外部から入力された前記制御信号を変調信号に変換して、前記補正情報を用いて前記変調信号の振幅を調整し、
光信号に対して、調整された前記変調信号を重畳し、
前記変調信号の重畳前又は重畳後において、モニターにより少なくとも光信号の強度をモニターし、
前記モニターにより得られた前記光信号の強度に基づいて前記補正情報を生成し、
前記モニターが、前記変調信号の重畳前に少なくとも光信号の強度をモニターする場合、分岐部により、入力された前記光信号を分岐して、前記モニター及び前記変調信号を重畳する重畳部に出力する信号重畳方法。

【請求項6】

加入者装置を制御するための制御信号を光信号に重畳する際の重畳比が、所望の重畳比となるように、前記制御信号に基づく変調信号の振幅を補正するための補正情報を生成し、
外部から入力された前記制御信号を変調信号に変換して、前記補正情報を用いて前記変調信号の振幅を調整し、
光信号に対して、調整された前記変調信号を重畳し、
前記変調信号の重畳前又は重畳後において、モニターにより少なくとも光信号の強度をモニターし、
前記モニターにより得られた前記光信号の強度に基づいて前記補正情報を生成し、
前記モニターが、前記変調信号の重畳後に少なくとも光信号の強度をモニターする場合、分岐部により、前記変調信号の重畳後に、前記変調信号が重畳された前記光信号を分岐して、前記モニター及び外部に出力する信号重畳方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ノード装置及び信号重畳方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、加入者装置が、フォトニックゲートウェイと呼ばれる光ノード装置を介して、対向する加入者装置との間で光信号による通信を行うシステムが提案されている。図８は、従来の光通信システム１００の構成を説明するための図である。図８に示すように、従来の光通信システム１００は、複数の加入者装置２００－１～２００－３と、複数の加入者装置３００－１～３００－３と、複数の光ノード装置３５０－１～３５０－２と、複数の制御部４００－１～４００－２とを備える。光ノード装置３５０－１と光ノード装置３５０－２とは、光伝送路で構成される光通信ＮＷ６００を介して接続される。

【0003】

加入者装置２００－１～２００－３と光ノード装置３５０－１との間の区間、加入者装置３００－１～３００－３と光ノード装置３５０－２との間の区間は、光アクセス区間と呼ばれる。光ノード装置３５０－１と光ノード装置３５０－２との間の区間は、中継区間と呼ばれる。図８に示す例では、各加入者装置２００－１，２００－２と光ノード装置３５０－１とは１芯の光伝送路で接続され、加入者装置２００－３と光ノード装置３５０－１とは２芯の光伝送路で接続されている。

【0004】

光ノード装置３５０－１は、光ＳＷ５００と、複数の送受分離部５１０－１～５１０－２と、複数の波長合分波器５２０－１～５２０－２と、複数の信号重畳部５３０－１～５３０－３とで構成される。光ノード装置３５０－２は、光ＳＷ５５０と、複数の送受分離部５６０－１～５６０－２と、複数の波長合分波器５７０－１～５７０－２と、複数の信号重畳部５８０－１～５８０－３とで構成される。制御部４００－１は、加入者装置２００の管理を行うとともに、光ノード装置３５０－１の動作を制御する。制御部４００－２は、加入者装置３００の管理を行うとともに、光ノード装置３５０－２の動作を制御する。

【0005】

ここで、加入者装置２００－１と加入者装置３００－１とが通信を行っている状態を考える。各加入者装置２００，３００は、波長可変送受信器を備える。例えば、加入者装置２００－１は、予め制御部４００－１の加入者装置管理制御部４２０－１により割り当てられた波長を用いて光信号を送信する。波長割り当てに関しては、例えば非特許文献１や２に記載された方法が用いられる。同様に、加入者装置３００－１は、予め制御部４００－２の加入者装置管理制御部４２０－２により割り当てられた波長を用いて光信号を送信する。このように、光通信システム１００では、各制御部４００－１，４００－２から割り当てられた波長を用いて、加入者装置２００と加入者装置３００との間で通信が行われる。

【0006】

例えば、加入者装置２００－１及び２００－２では、光アクセス区間及び各光ノード装置３５０－１，３５０－２における光ＳＷ５００，５５０内では、１芯双方向通信である。そのため、光ＳＷ５００と波長合分波器５２０－１，５２０－２との間に、送受分離部５１０－１，５１０－２が備えられ、送受分離部５１０－１，５１０－２により送信と受信の波長を分離又は合波する。そして、送受分離部５１０－１，５１０－２と、波長合分波器５２０－１，５２０－２とがそれぞれ光伝送路で接続される。

【0007】

同様に、光ＳＷ５５０と波長合分波器５７０－１，５７０－２との間に、送受分離部５６０－１，５６０－２が備えられ、送受分離部５６０－１，５６０－２により送信と受信の波長を分離又は合波する。そして、送受分離部５６０－１，５６０－２と、波長合分波器５７０－１，５７０－２とがそれぞれ光伝送路で接続される。そのため、中継区間は２芯の光伝送路で接続される。送受分離部５１０，５６０を実現する手段としては、例えばサーキュレータなどがある。

【0008】

加入者装置２００－１，２００－２については、光アクセス区間を従来の光アクセス通信と同様に、１芯双方向通信する場合を考えたが、加入者装置２００－３，３００－３のように、光アクセス区間が送受信で個別の光ファイバで接続される場合も想定される。このとき、光ＳＷと波長合分波器の接続については、送受分離部を介さない接続構成となる。

【0009】

図８に示すように、波長合分波器５２０と送受分離部５１０との間や波長合分波器５７０と送受分離部５６０との間に、新たな光信号を重畳するための信号重畳部５３０又は５８０を設置することで、各光ノード装置から加入者装置へ送信される光信号に対して新たな信号を重畳することができる。例えば、加入者装置３００から加入者装置２００宛に送信された光信号に対して、信号重畳部５３０により新たな信号を重畳する。ここで光信号に対して、新たに重畳される信号としては、例えばＡＭＣＣ（Auxiliary Management and Control Channel）信号などがある。（例えば、非特許文献３参照）。一方、加入者装置では元の光信号だけでなく、新たに重畳された光信号も選択的に受信することができる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0010】

【文献】金井, “All-Photonics Networkを支えるPhotonic Gateway,” 信学会総合大会, B-8-20, 2021年3月.

【文献】K. Honda et al., “Photonic Gateway for Direct and Protocol-Independent End-to-End User Connections”, OFC2021.

【文献】T. Kanai et al., “In-Line Protocol-Independent Control and Management Method in End-to-End Optical Connections via Photonic Gateway”, ECOC2021.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

加入者装置から出力された光信号に対して、経路中に設置した信号重畳部を用いて別の光信号を重畳する場合、対向する加入者装置から出力された光信号に対して変調を加える。しかしながら、対向する加入者装置から出力された光信号強度や伝送路環境（例えば、損失など）にばらつきがあるため、信号重畳部に入力される光信号強度が一定に定まらない。そのため、信号重畳部における変調信号の振幅をどの程度に設定すべきか不明であり、途中重畳する光信号の変調度を所望の値に設定することができないという問題があった。

【0012】

このように、最適な重畳比が設定できない場合、次のような悪影響が考えられる。重畳比が大きすぎる場合、元の光信号への影響（ノイズになる）が大きくなり、結果として対向側の加入者装置にて信号を復調できなくなってしまう。一方、重畳比が小さすぎる場合は、対向側の加入者装置にて、新たに重畳した信号を受信することができなくなってしまう。

【0013】

上記事情に鑑み、本発明は、光信号の伝送途中に新たに信号を重畳する場合において、対向側の加入者装置で復調や受信が可能な重畳比で新たに信号を重畳することができる技術の提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一態様は、加入者装置を制御するための制御信号を光信号に重畳する際の重畳比が、所望の重畳比となるように、前記制御信号に基づく変調信号の振幅を補正するための補正情報を生成する変調振幅補正部と、外部から入力された前記制御信号を変調信号に変換して、前記変調振幅補正部により生成された前記補正情報を用いて前記変調信号の振幅を調整するドライバと、光信号に対して、前記ドライバにより調整された前記変調信号を重畳する重畳部と、を備える光ノード装置である。

【0015】

本発明の一態様は、加入者装置を制御するための制御信号を光信号に重畳する際の重畳比が、所望の重畳比となるように、前記制御信号に基づく変調信号の振幅を補正するための補正情報を生成し、外部から入力された前記制御信号を変調信号に変換して、前記補正情報を用いて前記変調信号の振幅を調整し、光信号に対して、調整された前記変調信号を重畳する信号重畳方法である。

【発明の効果】

【0016】

本発明により、光信号の伝送途中に新たに信号を重畳する場合において、対向側の加入者装置で復調や受信が可能な重畳比で新たに信号を重畳することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施形態における光通信システムの構成を示す図である。

【図2】第１の実施形態における信号重畳部の構成例を示す図である。

【図3】第１の実施形態における光ノード装置の処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】第２の実施形態における信号重畳部の構成例を示す図である。

【図5】第３の実施形態における信号重畳部の構成例を示す図である。

【図6】第４の実施形態における信号重畳部の構成例を示す図である。

【図7】第５の実施形態における信号重畳部の構成例を示す図である。

【図8】従来の光通信システムの構成を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における光通信システム１の構成を示す図である。光通信システム１は、複数の光ノード装置１０，１５と、複数の加入者装置２０－１～２０－３と、複数の加入者装置３０－１～３０－３と、複数の制御部４０－１～４０－２とを備える。なお、加入者装置２０及び３０の台数は、１台以上であればよい。光通信システム１の構成は、光ノード装置１０及び１５の構成を除き基本的には図８に示す構成と同様である。

【0019】

光ノード装置１０と各加入者装置２０との間、光ノード装置１５と各加入者装置３０との間は、光伝送路で接続される。光伝送路は、例えば光ファイバである。光ノード装置１０と光ノード装置１５との間は、光伝送路で構成される光通信ＮＷ６０を介して接続される。

【0020】

以下の説明では、加入者装置２０－１～２０－３と光ノード装置１０との間の区間、加入者装置３０－１～３０－３と光ノード装置１５との間の区間を光アクセス区間と記載し、光ノード装置１０と光ノード装置１５との間の区間を中継区間と記載する。図１に示す例では、各加入者装置２０－１，２０－２と光ノード装置１０とは１芯の光伝送路で接続され、加入者装置２０－３と光ノード装置１０とは２芯の光伝送路で接続されている。同様に、各加入者装置３０－１，３０－２と光ノード装置１５とは１芯の光伝送路で接続され、加入者装置３０－３と光ノード装置１５とは２芯の光伝送路で接続されている。

【0021】

光ノード装置１０は、光ＳＷ５０と、複数の送受分離部５１－１～５１－２と、複数の波長合分波器５２－１～５２－２と、複数の信号重畳部５３－１～５３－３とで構成される。なお、光ノード装置１０が備える光ＳＷ５０と、送受分離部５１と、波長合分波器５２と、信号重畳部５３の台数は、図１に示す台数に限定されず、システム構成に応じて適宜変更されてもよい。

【0022】

光ＳＷ５０は、複数個のポート５０－１と、複数個のポート５０－２とを有する光スイッチである。光ＳＷ５０のあるポートに入力された光信号は、他のポートから出力される。例えば、光ＳＷ５０のポート５０－１に入力された光信号は、ポート５０－２から出力される。光ＳＷ５０は、制御部４０－１の制御により、ポート５０－１とポート５０－２との間の接続関係が設定される。

【0023】

送受分離部５１－１～５１－２は、例えばサーキュレータである。送受分離部５１－１～５１－２は、少なくとも３つ以上のポートを有する。以下の説明では、送受分離部５１－１～５１－２が、３つのポートを有するものとする。送受分離部５１－１が有する第１ポートは、光ＳＷ５０のいずれかのポート５０－２に接続される。送受分離部５１－１が有する第２ポートは、波長合分波器５２－２に接続される。送受分離部５１－１が有する第３ポートは、信号重畳部５３－１に接続される。送受分離部５１－１の第１ポートに入力された光信号は、第２ポートから出力される。送受分離部５１－１の第２ポートに入力された光信号は、第３ポートから出力される。送受分離部５１－１の第３ポートに入力された光信号は、第１ポートから出力される。

【0024】

同様に、送受分離部５１－２が有する第１ポートは、光ＳＷ５０のいずれかの第２ポートに接続される。送受分離部５１－２が有する第２ポートは、波長合分波器５２－２に接続される。送受分離部５１－２が有する第３ポートは、信号重畳部５３－２に接続される。送受分離部５１－２の第１ポートに入力された光信号は、第２ポート５４－２から出力される。送受分離部５１－２の第２ポートに入力された光信号は、第３ポートから出力される。送受分離部５１－２の第３ポートに入力された光信号は、第１ポートから出力される。

【0025】

波長合分波器５２－１～５２－２は、入力された光信号を合波又は分波する。波長合分波器５２－１～５２－２は、例えばＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）である。

【0026】

信号重畳部５３－１～５３－３は、光伝送路上で伝送された光信号に対して、制御部４０－１から出力された光信号を重畳する。例えば、信号重畳部５３－１～５３－３は、加入者装置３０から加入者装置２０宛に送信された光信号が伝送される光伝送路上に備えられる。この場合、信号重畳部５３－１～５３－３は、加入者装置３０から加入者装置２０宛に送信された光信号に対して、制御部４０－１から出力された光信号を重畳する。制御部４０－１から出力された光信号は、例えば加入者装置２０に対する設定や波長変更などの指示を含む制御信号であり、例えばＡＭＣＣ信号である。

【0027】

光ノード装置１５は、光ＳＷ５５と、複数の送受分離部５６－１～５６－２と、複数の波長合分波器５７－１～５７－２と、複数の信号重畳部５８－１～５８－３とで構成される。なお、光ノード装置１５が備える光ＳＷ５５と、送受分離部５６と、波長合分波器５７と、信号重畳部５８の台数は、図１に示す台数に限定されず、システム構成に応じて適宜変更されてもよい。

【0028】

光ＳＷ５５は、複数個のポート５５－１と、複数個のポート５５－２とを有する光スイッチである。光ＳＷ５５のあるポートに入力された光信号は、他のポートから出力される。例えば、光ＳＷ５５のポート５５－１に入力された光信号は、ポート５５－２から出力される。光ＳＷ５５は、制御部４０－２の制御により、ポート５５－１とポート５５－２との間の接続関係が設定される。

【0029】

送受分離部５６－１～５６－２は、例えばサーキュレータである。送受分離部５６－１～５６－２は、少なくとも３つ以上のポートを有する。以下の説明では、送受分離部５６－１～５６－２が、３つのポートを有するものとする。送受分離部５６－１が有する第１ポートは、光ＳＷ５５のいずれかのポート５５－２に接続される。送受分離部５６－１が有する第２ポートは、波長合分波器５７－２に接続される。送受分離部５６－１が有する第３ポートは、信号重畳部５８－１に接続される。送受分離部５６－１の第１ポートに入力された光信号は、第２ポートから出力される。送受分離部５６－１の第２ポートに入力された光信号は、第３ポートから出力される。送受分離部５６－１の第３ポートに入力された光信号は、第１ポートから出力される。

【0030】

同様に、送受分離部５６－２が有する第１ポートは、光ＳＷ５５のいずれかのポート５５－２に接続される。送受分離部５６－２が有する第２ポートは、波長合分波器５７－１に接続される。送受分離部５６－２が有する第３ポートは、信号重畳部５８－３に接続される。送受分離部５６－２の第１ポートに入力された光信号は、第２ポートから出力される。送受分離部５６－２の第２ポートに入力された光信号は、第３ポートから出力される。送受分離部５６－２の第３ポートに入力された光信号は、第１ポートから出力される。

【0031】

信号重畳部５８－１～５８－３は、光伝送路上で伝送された光信号に対して、制御部４０－２から出力された光信号を重畳する。例えば、信号重畳部５８－１～５８－３は、加入者装置２０から加入者装置３０宛に送信された光信号が伝送される光伝送路上に備えられる。この場合、信号重畳部５８－１～５８－３は、加入者装置２０から加入者装置３０宛に送信された光信号に対して、制御部４０－２から出力された光信号を重畳する。制御部４０－２から出力された光信号は、例えば加入者装置３０に対する設定や波長変更などの指示を含む制御信号であり、例えばＡＭＣＣ信号である。

【0032】

加入者装置２０及び３０は、光トランシーバとして波長可変光送受信器を備える。そのため、加入者装置２０及び３０は、任意の波長により通信が可能である。加入者装置２０及び３０が通信に利用する波長は、制御部４０により割り当てられる。例えば、加入者装置２０が通信に利用する波長は、制御部４０－１により割り当てられ、加入者装置３０が通信に利用する波長は、制御部４０－２により割り当てられる。光トランシーバは、ＡＭＣＣ機能付き光トランシーバでもよい。この場合、加入者装置２０及び３０は、ＡＭＣＣにより重畳された制御信号を介して、利用波長が制御される。加入者装置２０及び３０は、例えば加入者宅内に設置されるＯＮＵ（Optical Network Unit）である。

【0033】

制御部４０－１及び４０－２は、少なくとも加入者装置２０，３０の制御と、光ＳＷ５０，５５の制御とを行う。ここで加入者装置２０，３０の制御とは、例えば加入者装置２０，３０に対する発光波長の割り当て、光停止指示及び波長変更の指示等である。なお、制御部４０－１は、初期接続時以外の指示である光停止指示及び波長変更の指示を含む光信号を、信号重畳部５３に送信して、宛先の加入者装置２０宛の光信号に重畳させる。制御部４０－２は、初期接続時以外の指示である光停止指示及び波長変更の指示を含む光信号を、信号重畳部５８に送信して、宛先の加入者装置３０宛の光信号に重畳させる。光ＳＷ５０，５５の制御とは、例えば光ＳＷ５０，５５のポート間の接続設定及び光パスの設定等である。制御部４０－１と制御部４０－２とは、制御対象が異なる点以外は同様の処理を行うため、制御部４０－１を例に説明する。

【0034】

制御部４０－１は、光ＳＷ制御部４１－１と、加入者装置管理制御部４２－１とを備える。光ＳＷ制御部４１－１は、光ＳＷ５０のポート間の接続を制御する。具体的には、光ＳＷ制御部４１－１は、加入者装置２０から送信された光信号が、送信先となる加入者装置（例えば、加入者装置３０－１）へ転送されるように光ＳＷ５０のポート間の接続を制御する。ポート間の接続を制御するとは、あるポートと、他のポートとが接続されるように経路を設定することを意味する。さらに、光ＳＷ制御部４１－１は、加入者装置２０宛の光信号が、加入者装置２０へ転送されるように光ＳＷ５０のポート間の接続を制御する。

【0035】

加入者装置管理制御部４２－１は、各加入者装置２０への波長の割り当てを行う。加入者装置管理制御部４２－１が、各加入者装置２０へ波長の割り当てを行う場合、光ＳＷ制御部４１－１が、波長の割り当て対象となる加入者装置２０と加入者装置管理制御部４２－１とが接続されるように、光ＳＷ５０のポート間の経路の設定を行う。さらに、加入者装置管理制御部４２－１は、光信号に重畳させる制御信号を信号重畳部５３に送信する。

【0036】

加入者装置管理制御部４２－１は、管理テーブルを記憶している。管理テーブルは、加入者装置２０を識別する情報と、加入者装置２０に割り当てられた波長の情報と、加入者装置２０が接続している光ＳＷ５０に関する情報（例えば、加入者装置２０が接続しているポートの情報等）とが含まれる。各制御部４０は、１以上のプロセッサで構成される。なお、各制御部４０が備える各機能部は、各制御部４０が一台のサーバに実装されて実現される。

【0037】

図２は、第１の実施形態における信号重畳部５３，５８の構成例を示す図である。なお、信号重畳部５３，５８は同様の構成を備えるため、図２では信号重畳部５３を例に説明する。信号重畳部５３は、例えば変調器ドライバ５３１と、変調器５３２と、スプリッタ５３３と、光パワーモニター５３４と、変調振幅補正部５３５とを含んで構成される。

【0038】

変調器ドライバ５３１は、変調器５３２を駆動させるための機能部である。具体的には、変調器ドライバ５３１には、制御部４０が備える加入者装置管理制御部４２から出力される制御信号が入力される。変調器ドライバ５３１は、加入者装置管理制御部４２から入力された制御信号を変調信号に変換する。例えば、変調器ドライバ５３１は、加入者装置管理制御部４２から出力される制御信号が単純なビット列である場合、入力された制御信号を元に変調器５３２の特性に合わせた電気振幅及び波形を有する変調信号を生成する。なお、本発明における振幅とは、変調振幅であり、電界振幅とは異なるものである。さらに、変調器ドライバ５３１は、変調振幅補正部５３５から出力される値を用いて、変調器５３２に入力する変調信号の電気振幅を調整する。変調信号の電気振幅を調整するとは、変調振幅補正部５３５から出力される値となるように、変調信号の電気振幅を変換することを意味する。

【0039】

変調器５３２は、入力された光信号を、変調器ドライバ５３１から出力された変調信号を用いて変調する光変調器である。これにより、変調器５３２は、変調信号を光信号に重畳する。光変調器としては、例えば、ＬＮ（ＬｎＮｂＯ_３）変調器、ＥＡ（Electroabsorption）変調器、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier)、可変光減衰器(ＶＯＡ：Variable Optical Attenuator)などがある。第１の実施形態では、光変調器として、ＬＮ変調器又はＥＡ変調器を用いる。変調器５３２は、重畳部の一態様である。

【0040】

スプリッタ５３３は、変調器５３２から出力された光信号を分岐して出力する。スプリッタ５３３により分岐された光信号は、第１経路を介して光パワーモニター５３４に入力され、第２経路を介して外部に出力される。なお、第１の実施形態では、スプリッタ５３３に入力される光信号は、加入者装置３０から出力された光信号に、制御信号が重畳された信号である。

【0041】

光パワーモニター５３４は、変調器５３２から出力された光信号の光強度をモニターする。光パワーモニター５３４は、モニター結果を変調振幅補正部５３５に送信する。

【0042】

変調振幅補正部５３５は、光パワーモニター５３４から出力されたモニター結果に基づいて、所望の重畳比となるように、変調器ドライバ５３１から出力される変調信号の電気振幅を補正するための情報（以下「補正情報」という。）を生成する。変調振幅補正部５３５は、補正情報を変調器ドライバ５３１に入力する。

【0043】

第１の実施形態において重畳比は、下記の式（１）で表される。
重畳比(%)＝制御信号光振幅/光信号平均パワー×１００・・・式（１）

【0044】

そのため、所望の重畳比を実現するためには、光信号の平均パワーに応じて制御信号の光振幅を設定する必要がある。ここで、制御信号の光振幅とは、例えば、制御信号がＮＲＺ（Non-Return-to-Zero）信号だった場合、”1”のときと”0”のときの光パワーの差を意味する。制御信号が正弦波などの場合は、山と谷の光パワーの差に該当する。変調振幅補正部５３５では、上式（１）に従って、変調器５３２に入力される光平均パワーに応じた補正情報を生成し、変調器ドライバ５３１に入力する。変調器ドライバ５３１は入力された情報に従い、指定の振幅に設定した制御信号を変調信号として変調器５３２に出力する。

【0045】

なお、変調振幅補正部５３５は、加入者装置管理制御部４２から重畳比を指定する信号が入力された場合には、入力された信号で指定された重畳比となるような情報を含む補正情報を変調器ドライバ５３１に入力してもよい。この場合、信号重畳部５３は、光パワーモニター５３４を備えなくてもよい。

【0046】

図３は、第１の実施形態における光ノード装置１０の処理の流れを示すフローチャートである。
光ノード装置１０の信号重畳部５３に光信号が入力されたとする（ステップＳ１０１）。信号重畳部５３の変調器５３２は、入力された光信号を変調する（ステップＳ１０２）。変調器５３２により変調された光信号は、スプリッタ５３３に入力される。スプリッタ５３３では、入力された光信号を分岐する。スプリッタ５３３により分岐された光信号は、光パワーモニター５３４に入力されるとともに、加入者装置２０宛に出力される。

【0047】

光パワーモニター５３４は、スプリッタ５３３により分岐された光信号の強度をモニターする（ステップＳ１０３）。光パワーモニター５３４は、モニター結果を変調振幅補正部５３５に出力する。変調振幅補正部５３５は、光パワーモニター５３４から出力されたモニター結果に基づいて、補正情報を生成する（ステップＳ１０４）。変調振幅補正部５３５は、補正情報を変調器ドライバ５３１に出力する。

【0048】

ここで、信号重畳部５３に対して、制御部４０から制御信号が入力されたとする（ステップＳ１０５）。変調器ドライバ５３１は、制御信号を変調信号に変換する（ステップＳ１０６）。変調器ドライバ５３１は、変調振幅補正部５３５から出力された補正情報を用いて、変調器５３２に入力する変調信号の電気振幅を調整する（ステップＳ１０７）。変調器ドライバ５３１は、調整後の変調信号を変調器５３２に出力する。変調器５３２は、変調器ドライバ５３１から出力された調整後の変調信号を用いて、入力された光信号を変調することで、制御信号を光信号に重畳する（ステップＳ１０８）。

【0049】

以上のように構成された光通信システム１００によれば、光信号の伝送途中に新たに信号を重畳する場合において、対向側の加入者装置で復調や受信が可能な重畳比で新たに信号を重畳することが可能になる。具体的には、光通信システム１００では、変調器５３２から出力された光信号の光強度を光パワーモニター５３４により測定し、その値を変調器ドライバ５３１にフィードバックすることで、光強度に合わせて新たに重畳する変調振幅を制御する。これにより、所望の重畳比を実現することができる。そのため、光信号の伝送途中に新たに信号を重畳する場合において、対向側の加入者装置で復調や受信が可能な重畳比で新たに信号を重畳することが可能になる。

【0050】

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、光通信システム１００のシステム構成は第１の実施形態と同様であり、信号重畳部の構成が第１の実施形態と異なる。具体的には、第１の実施形態では、変調器により変調された光信号の光強度をモニターしたのに対し、第２の実施形態では、変調器により変調される前の光信号の光強度をモニターする点が第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点について説明する。

【0051】

図４は、第２の実施形態における信号重畳部５３ａの構成例を示す図である。信号重畳部５３ａは、例えば変調器ドライバ５３１と、変調器５３２と、スプリッタ５３３と、光パワーモニター５３４と、変調振幅補正部５３５とを含んで構成される。

【0052】

信号重畳部５３ａでは、光信号が入力されると、まずスプリッタ５３３により光信号が分岐される。スプリッタ５３３により分岐された光信号は、第１経路を介して光パワーモニター５３４に入力され、第２経路を介して変調器５３２に入力される。なお、第２の実施形態では、スプリッタ５３３に入力される光信号は、変調器５３２による変調前の信号である。以降の処理は、第１の実施形態と同様である。

【0053】

以上のように構成された第２の実施形態における光通信システム１００によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0054】

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、光通信システム１００のシステム構成は第１の実施形態と同様であり、信号重畳部の構成が第１の実施形態と異なる。具体的には、第１の実施形態では、光信号の光強度のみをモニターしたのに対し、第３の実施形態では、光信号の光強度に加えて信号振幅もモニターする点が第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点について説明する。

【0055】

図５は、第３の実施形態における信号重畳部５３ｂの構成例を示す図である。信号重畳部５３ｂは、例えば変調器ドライバ５３１と、変調器５３２と、スプリッタ５３３と、変調振幅補正部５３５ｂと、光パワー＆振幅モニター５３６とを含んで構成される。信号重畳部５３ｂは、光パワーモニター５３４及び変調振幅補正部５３５に代えて光パワー＆振幅モニター５３６及び変調振幅補正部５３５ｂを備える点で信号重畳部５３と構成が異なる。

【0056】

光パワー＆振幅モニター５３６は、変調器５３２から出力された光信号の光強度と光信号の振幅とをモニターする。光パワー＆振幅モニター５３６は、モニター結果を変調振幅補正部５３５ｂに送信する。

【0057】

変調振幅補正部５３５ｂは、光パワー＆振幅モニター５３６から出力されたモニター結果に基づいて、所望の重畳比となるように補正情報を生成する。変調振幅補正部５３５ｂは、補正情報を変調器ドライバ５３１に入力する。

【0058】

第３の実施形態において重畳比は、下記の式（２）で表される。
重畳比(%)＝制御信号振幅/主信号振幅×１００・・・式（２）

【0059】

そのため、所望の重畳比を実現するためには、光信号の平均パワーに応じて制御信号の光振幅を設定する必要がある。ここで、制御信号の光振幅とは、例えば、制御信号がNRZ信号だった場合、”1”のときと”0”のときの差が振幅である。制御信号が正弦波などの場合は、山と谷の差に該当する。このとき、光信号ではなく、電気信号として振幅を測定すること想定している。変調振幅補正部５３５ｂでは、上式（２）に従って、変調器５３２に入力される光平均パワーと信号振幅に応じた補正情報を生成し、変調器ドライバ５３１に入力する。変調器ドライバ５３１は入力された情報に従い、指定の振幅に設定した制御信号を変調信号として変調器５３２に出力する。

【0060】

以上のように構成された第３の実施形態における光通信システム１００によれば、光信号の強度に加えて、光信号の振幅もモニターすることで、同一の光パワーでも消光比が異なる信号などに対応することが可能になる。

【0061】

信号重畳部５３ｂは、第２の実施形態のように、変調器５３２への入力前に、光パワーと信号振幅との両方をモニターするように構成されてもよい。このように構成される場合、信号重畳部５３ｂは、図４に示す構成において光パワーモニター５３４を光パワー＆振幅モニター５３６に置き換え、変調振幅補正部５３５を変調振幅補正部５３５ｂに置き換えた構成となる。これにより、信号重畳部５３ｂでは、光信号が入力されると、まずスプリッタ５３３により光信号が分岐される。スプリッタ５３３により分岐された光信号は、第１経路を介して光パワー＆振幅モニター５３６に入力され、第２経路を介して変調器５３２に入力される。なお、この場合、スプリッタ５３３に入力される光信号は、変調器５３２による変調前の信号である。光パワー＆振幅モニター５３６は、スプリッタ５３３により分岐された光信号の光強度と光信号の振幅とをモニターする。光パワー＆振幅モニター５３６は、モニター結果を変調振幅補正部５３５ｂに送信する。以降の処理は、第３の実施形態に示す処理と同様である。

【0062】

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、光通信システム１００のシステム構成は第１の実施形態と同様であり、信号重畳部の構成が第１の実施形態と異なる。具体的には、第４の実施形態では、光変調器として、可変光減衰器を用いる点が第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点について説明する。

【0063】

図６は、第４の実施形態における信号重畳部５３ｃの構成例を示す図である。信号重畳部５３ｃは、例えば変調器ドライバ５３１と、スプリッタ５３３と、光パワーモニター５３４と、変調振幅補正部５３５と、可変光減衰器５３７とを含んで構成される。信号重畳部５３ｃは、変調器５３２に代えて可変光減衰器５３７を備える点で信号重畳部５３と構成が異なる。変調振幅補正部５３５と変調器ドライバ５３１では、可変光減衰器５３７の特性に合わせた制御信号に基づく変調信号を生成する。

【0064】

可変光減衰器５３７は、入力された光信号の強度を調整する。具体的には、可変光減衰器５３７は、入力された光信号の強度を、変調器ドライバ５３１から出力される変調信号を用いて変調することによって減衰させる。可変光減衰器５３７は、例えばＶＯＡである。これにより、可変光減衰器５３７は、変調信号を光信号に重畳する。可変光減衰器５３７は、重畳部の一態様である。

【0065】

信号重畳部５３ｃは、第２の実施形態のように、変調器５３２への入力前に、光パワーをモニターするように構成されてもよい。このように構成される場合、信号重畳部５３ｃは、図４に示す構成の変調器５３２の具体例として可変光減衰器５３７を用いた構成となる。この場合、信号重畳部５３ｃは、可変光減衰器５３７が行う動作以外は第２の実施形態と同様の処理を行う。

【0066】

信号重畳部５３ｃは、第３の実施形態のように光信号の光強度に加えて信号振幅もモニターするように構成されてもよい。このように構成される場合、信号重畳部５３ｃは、光パワーモニター５３４に代えて光パワー＆振幅モニター５３６を備える。

【0067】

（第５の実施形態）
第５の実施形態では、光通信システム１００のシステム構成は第１の実施形態と同様であり、信号重畳部の構成が第１の実施形態と異なる。具体的には、第５の実施形態では、光変調器として、半導体光増幅器を用いる点が第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点について説明する。

【0068】

図７は、第５の実施形態における信号重畳部５３ｄの構成例を示す図である。信号重畳部５３ｄは、例えば変調器ドライバ５３１と、スプリッタ５３３と、光パワーモニター５３４と、変調振幅補正部５３５と、光利得媒体５３８とを含んで構成される。信号重畳部５３ｄは、変調器５３２に代えて光利得媒体５３８を備える点で信号重畳部５３と構成が異なる。変調振幅補正部５３５と変調器ドライバ５３１では、光利得媒体５３８の特性に合わせた制御信号に基づく変調信号を生成する。

【0069】

光利得媒体５３８は、入力された光信号の強度を調整する。具体的には、光利得媒体５３８は、入力された光信号の強度を、変調器ドライバ５３１から出力される変調信号を用いて変調することによって増幅させる。光利得媒体５３８は、例えばＳＯＡである。これにより、光利得媒体５３８は、変調信号を光信号に重畳する。光利得媒体５３８は、重畳部の一態様である。

【0070】

信号重畳部５３ｄは、第２の実施形態のように、変調器５３２への入力前に、光パワーをモニターするように構成されてもよい。このように構成される場合、信号重畳部５３ｄは、図４に示す構成の変調器５３２の具体例として光利得媒体５３８を用いた構成となる。この場合、信号重畳部５３ｄは、光利得媒体５３８が行う動作以外は第２の実施形態と同様の処理を行う。

【0071】

信号重畳部５３ｄは、第３の実施形態のように光信号の光強度に加えて信号振幅もモニターするように構成されてもよい。このように構成される場合、信号重畳部５３ｄは、光パワーモニター５３４に代えて光パワー＆振幅モニター５３６を備える。

【0072】

上述した実施形態における光ノード装置１０，１５，制御部４０の一部の機能部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

【0073】

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

【0074】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明は、光信号に対して制御信号を重畳する光通信システムにおいて適用できる。

【符号の説明】

【0076】

１０、１５…光ノード装置， ２０、２０－１～２０－３、３０、３０－１～３０－３…加入者装置， ４０、４０－１～４０－２…制御部， ４１、４１－１～４１－２…光ＳＷ制御部， ４２、４２－１～４２－２…加入者装置管理制御部， ５１、５１－１～５１－２、５６、５６－１～５６－２…送受分離部， ５２、５２－１～５２－２、５７、５７－１～５７－２…波長合分波器， ５３、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３－１～５３－３、５８、５８－１～５８－３…信号重畳部， ５３１…変調器ドライバ， ５３２…変調器， ５３３…スプリッタ， ５３４…光パワーモニター， ５３５…変調振幅補正部， ５３６…光パワー＆振幅モニター， ５３７…可変光減衰器， ５３８…光利得媒体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】