(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の親局と、
前記第１の親局とは位置の離れた第２の親局と、
前記第１の親局と第２の親局との間に敷設された光ファイバと、
前記光ファイバを幹線光ファイバとして形成されるパッシブ光ネットワークを介して前記第１の親局および前記第２の親局の少なくとも一方に接続される１つ以上の子局と、
前記第１の親局と前記第２の親局の双方と接続している交換局を介し前記光ファイバとは異なる経路に張られた、制御信号および通信データの双方を通信するための通信回線からなり、
前記子局と前記第１の親局または第２の親局への通信経路のいずれか一方に障害が発生した場合、前記子局は通信経路に障害が発生していない他方の親局と通信を行うことを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
前記子局に備えられる光送信部は、1つの光送信器と前記光送信器の出力光信号を入力する１×２光スイッチとを有し、前記出力光信号は前記１×２光スイッチによってその２つの出力ポートのどちらかに出力され、
前記子局に備えられる光受信部は、２つの入力ポートにそれぞれ接続された２つの光受信器と、前記光受信器出力を選択するスイッチとを有することを特徴とする請求項１記載の光通信システム。
【請求項３】
前記スイッチは２×２スイッチであり、信号出力端子に出力しない方の信号を別の端子に出力してモニタすることを特徴とする請求項２記載の光通信システム。
【請求項４】
前記パッシブ光ネットワークはスター型であり、そのスターカップラは２×ｎのスターカップラであり、前記幹線ファイバは途中で切断され、その２つの切断端の双方が前記スターカップラの２側ポートに接続され、前記スターカップラのｎ側ポートのそれぞれは前記子局に接続されることを特徴とする請求項１記載の光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は親局と複数の子局との間で通信を行う光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムの形態は種々あるが、１つの親局で複数の子局をサポートし、かつ１つの子局当たりの通信容量があまり大きくない場合には、親局に接続された１本の光ファイバに適宜分岐結合器を挿入して複数の子局を接続するパッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）と呼ばれる形態をとることがある。ＰＯＮには大別してバス型とスター型がある。
【０００３】
バス型は図２０に示すような形態である。即ち、下り光信号に関しては、幹線光ファイバ４を通過する光を必要に応じてカップラ５−１，５−２，…で分岐し、子局３−１，３−２，…に光を分配する。上り光信号に関しては、各々の子局３−１，３−２，…から出力された光が各カップラ５−１，５−２，…で合流し、第１の親局１に到達する。
【０００４】
スター型は図２１のような形態であり、第１の親局１からの光は途中のスターカップラ２で複数の子局３−１，３−２，…に分配される。子局３−１，３−２，．．からの光はスターカップラ２で合流し第１の親局１に到達する。
【０００５】
これらのタイプはそれぞれ長所欠点が異なるため必要な仕様に応じて適宜選択される。例えば図２２のように親局１と複数の子局３−１，３−２，．．が光ケーブル６の近傍に１つの線上に順次配置されている場合にはバス型の形状が取られることが多い。バス型の利点は子局の直近で幹線ファイバから分岐すればよいため、分岐点から新たにファイバを敷設する工事が不要であることである。一方スター型は図２１のように子局が点在する場合に用いられることが多い。スター型の利点は、スターカップラによって光が子局数に等分されるため、一つの幹線ファイバに対する子局接続数がバス型より多くできることである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、スター型、バス型ともにそれぞれ長所欠点が異なり、またそれぞれが適した子局の配置がある。しかしながら、例えばバス型が適した子局配列、すなわち子局が線上に順次並んでいるような場合であっても、１本の幹線ファイバにバス型で収容可能な子局数より多くの子局を収容したい場合がある。そのような場合は、幹線ファイバにスターカップラを接続してスター型にすればよいが、スターカップラと子局を接続するファイバをスターカップラから新たに敷設する必要があり、幹線上に子局が並んでいる利点を活用できなくなる。
【０００７】
本発明では多数の子局がバス型に適した状態で設置されている場合に、それらの子局を効率良くスター型に接続することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、親局と、この親局に接続され、同一敷設路に敷設された複数の幹線光ファイバと、前記幹線光ファイバの少なくともいくつかを途中で切断して形成されたファイバ切断端に接続される第１ポートおよび対向する第２ポートを有する複数のスターカップラと、前記敷設路に敷設された複数の支線光ファイバと、前記敷設路に沿って配設され、複数の子局群に分割される複数の子局とで構成され、前記スターカップラの各々の近傍で前記支線ファイバが切断されて一方切断端を形成し、前記子局の各々の近傍で前記支線ファイバが切断されて他方切断端を形成し、前記一方切断端が前記スターカップラの第２ポートに接続され、前記他方切断端が近傍の前記子局に接続されることを特徴とする光通信システムを提供する。
【０００９】
本発明では、親局に接続する子局の数が多いことを前提としている。子局をいくつかの論理上の子局群に分割し、それぞれの子局群を１つの幹線光ファイバおよびその幹線光ファイバに接続されたスターカップラで収容する。スター型のファイバ形態において、スターカップラから子局までを接続する支線ファイバを幹線ファイバに平行に敷設する。子局群が複数あるため幹線光ファイバは複数存在する。幹線光ファイバの途中に分岐結合のために第１ポートが接続されたスターカップラの対向する第２ポートは、支線光ファイバを切ってその切断された支線光ファイバの一方切断端部に接続する。その支線光ファイバは接続先の子局の近傍で再び切断され、同支線光ファイバの他方切断端部に子局が接続される。このような接続をそれぞれの幹線光ファイバについて行う。その結果、スターカップラごとに子局まで新たに光ファイバを敷設する必要はなく、さらに、支線光ファイバをすべての子局群で再利用するため、光ファイバの利用効率がよい。
【００１０】
通常複数の光ファイバを同一の経路で敷設する場合には、多芯光ケーブルを用いる。多芯光ケーブルとは１本の光ケーブル中に光ファイバ芯線が例えば５０本１００本という単位で束になっている光ケーブルである。本発明を適用する場合、そのような多芯光ケーブルの芯線の内の一部を幹線光ファイバとして用い、別の一部を支線光ファイバとして用いればよい。
【００１１】
線状に複数の子局が配列している場合に、本発明を適用することによって、バス型の利点（分岐点から子局までのファイバ敷設工事が不要）を生かしつつ、スター型のトポロジーをとって１本の幹線光ファイバに接続できる子局数を増加させることが可能となる。
【００１２】
第２の発明は、同一の子局群に属する前記子局に接続される一方切断端の少なくとも１つは子局群が接続されたスターカップラに対して親局に近い位置設置され、一方切断端の他の少なくとも１つはスターカップラに対して親局から離れた位置に設置され、親局に近い位置に設置された一方切断端に対応する支線光ファイバの少なくともいくつかと親局から離れた位置に設置された一方切断端に対応する支線光ファイバの少なくともいくつかとが同一の支線光ファイバとなるように子局群が配設される第１の発明に従った光通信システムを提供する。
【００１３】
第１の発明において、１つの子局群に属する複数の子局が使用する支線光ファイバが、異なる支線光ファイバである必要は無い。第２の発明は、同一子局群に属する子局が、スターカップラを挟んで親局に近い側と遠い側に分かれて存在する場合に適用される。第１の発明と同様に、子局までの接続に用いるため支線ファイバをスターカップラの近傍で切断するが、第２の発明では切断した２端部の両方をスターカップラに接続する。それらをそれぞれスターカップラを挟んで両側にある子局に接続する。
【００１４】
このようにすると、支線ファイバの数が１つの子局群に属する子局数よりも少なくて済むため芯線利用効率が高く、経済的である。
【００１５】
第３の発明は、前記親局は第１の親局であり、複数の幹線光ファイバの、前記第１の親局に接続されていないいくつかの端部に接続される第２の親局を有し、第１の親局に接続された幹線光ファイバに接続されているスターカップラの少なくともいくつかは２つ以上のポートを有し、その内１つは幹線光ファイバの切断端の内第２の親局に到達する端部に接続されていることを特徴とする第１および第２の発明に従った光通信システムを提供する。
【００１６】
第３の発明は二重化構成の光通信システムを提供する。これによると、スターカップラの片側の入出カポート数がｎポート、反対側の入出カポート数がｍポートの時、ｎ×ｍのスターカップラと呼ばれるが、第１から第２の発明の構成を満たす目的のみであれば、そのスターカップラに接続される子局数をｂとして１×ｂのスターカップラで十分であった。第３の発明ではｎ≧２とする。そのうち１つは第１から第２の発明の構成で用いる幹線光ファイバに接続する。
【００１７】
１×ｍと２×ｍのスターカップラはほぼ同程度のコストで入手可能である。第３の発明においては、幹線光ファイバの束は、それぞれの幹線光ファイバが途中で切断されるかどうかに関わらず、ケーブルとしては１つの親局から次の親局まで敷設する。一本の幹線光ファイバがスターカップラを接続するために切断された場合、切断された所から次の親局までの部分が使用されずに残っている。第３の発明では、その残っている部分をスターカップラのｎ（≧２）側のポートの残りのポートに接続することによって、次の親局までの通信経路を確保する。
【００１８】
このようにすることによって、親局からスターカップラまでの幹線光ファイバが断線しても、スターカップラから次の親局までの経路が確保されているため通信を継続することが可能となる。また、第３の発明においては、次の親局に接続するために、幹線光ファイバの使用されていなかった残りの部分を使用していること、また、１×ｍとほとんどコストの変わらない２×ｍのスターカップラに変更することによって二重化しているため、二重化のためのコスト増が非常に少ない。
【００１９】
第４の発明は、前記親局は第１の親局であり、複数の幹線光ファイバの、前記第１の親局に接続されていないいくつかの端部に接続される第２の親局および前記幹線光ファイバの少なくともいくつかに接続される第２系統用スターカップラとを有し、第２系統用スターカップラは、第２系統用スターカップラが接続される幹線光ファイバを介して第１の親局に接続する子局群に属する子局のうち第２の親局に最も近い子局に接続する支線ファイバ切断端の位置から、子局群に隣接する２つの子局群のうち前記第２の親局に近い方の隣接する子局群が第１の親局に接続するためのスターカップラの位置までのいずれかの位置に挿入され、第２系統用スターカップラの挿入位置で幹線光ファイバが切断されて、第２の親局に到達する方の幹線光ファイバ切断端に第２系統用スターカップラが接続され、第２系統用スターカップラの挿入位置で子局群の子局に接続している支線光ファイバが切断済みであれば、その切断端の内子局群に近い方の切断端が第２系統用スターカップラに接続され、切断されていなければ切断しその切断端の内子局群に近い方の切断端が第２系統用スターカップラに接続され、支線光ファイバの子局群に属する子局の近傍での切断端のうち第２の親局に近い方の切断端が子局の第２系統用ポートに接続されていることを特徴とする請求項１の光通信システム。を提供する。
【００２０】
第４の発明は二重化通信システムを提供する。第４の発明では、幹線光ファイバの束を、それぞれの幹線光ファイバが途中で切断されるかどうかに関わらず、ケーブルとしては１つの親局（第１の親局）から次の親局（第２の親局）まで敷設する。それぞれの幹線光ファイバはスターカップラを接続するために切断されるが、その残りの部分、すなわちスターカップラから第２の親局までの未使用の部分を利用する。即ち、第４の発明では、幹線光ファイバの残りの部分のいずこかを切断し、第２の親局に接続される方の切断端に第２系統用スターカップラを接続する。切断する場所は、その幹線光ファイバに接続される子局群のうち最も次の親局に近い子局の位置から、その子局群に隣接する子局群の内、第２の親局に近い方の子局群に接続するためのスターカップラの位置までのいずこかである。
【００２１】
第２系統用スターカップラは１×ｍのスターカップラであり、ｍ側のポートはそれぞれ支線光ファイバに接続される。第２系統用スターカップラの位置で支線光ファイバが切断済みであれば、その切断端のうち第１の親局の方向に延びている切断端に接続する。第２系統用スターカップラの位置で支線ファイバが切断されていない場合は、切断し、第１の親局の方向に延びている切断端に接続する。第２系統用スターカップラに接続された支線光ファイバは、それぞれの子局の近傍で（第１の親局に接続する経路を作るために）切断されているはずなので、その切断端をその子局の第２系統用ポートに接続する。もし、ある子局が第１の親局に接続するスターカップラに支線光ファイバを介さず接続されている場合は、支線光ファイバをその子局の近傍で切断してその子局の第２系統用ポートに接続する。さらに、第２系統用スターカップラの位置に接続すべき子局がある場合には、その子局には支線光ファイバを介さず直接にその子局の第２系統用ポートに接続する。
【００２２】
このようにすることによって、それぞれの子局が第２の親局に接続される経路が確保される。その結果、第１の親局に接続する幹線光ファイバが断線しても第２の親局との間で通信が確保される。第４の発明では、このような第２系統を構築するための幹線光ファイバおよび支線光ファイバは、第１の親局に接続するために使用された部分以外の残りの部分である。したがって、第２系統を構築するため光ケーブルの芯線数を増やしたり、新たなケーブルを敷設する必要がなく、二重化の為のコスト増が大幅に抑えられる。
【００２３】
第３の発明と比較すると、第３の発明はスターカップラまでの二重化であるため、第４の発明よりコストが少なくて済む。しかし、仮に幹線光ファイバと支線光ファイバが同一の光ケーブルの芯線で構成されおり、光ケーブル単位での断線が発生した場合には、断線が発生した部分を含む子局群の子局の平均して約半数が全く通信不能になる可能性がある。第４の発明では、支線光ファイバ系まで二重化しているため、どのような箇所で断線が発生しても、第１の親局あるいは第２の親局のどちらかとの通信は確保されている。第３の発明と第４の発明の形態ではそれぞれ長所が異なり、どちらが優れているということではなく、適用するシステムの要求によって適切な方法を選択すると良い。
【００２４】
第５の発明は、第１の親局と、第１の親局とは位置の離れた第２の親局と、第１の親局と第２の親局との間に敷設された光ファイバと、光ファイバを幹線光ファイバとして形成されるパッシブ光ネットワークを介して第１の親局および前記第２の親局の少なくとも一方に接続される１つ以上の子局と、第１の親局と第２の親局との間で制御信号および通信データの少なくとも１つを通信するための光ファイバとは異なる経路に張られた通信媒体からなり、子局と前記第１の親局または第２の親局への通信経路のいずれか一方に障害が発生した場合、子局は通信経路に障害が発生していない他方の親局と通信を行うことを特徴とする光通信システムを提供する。
【００２５】
即ち、第５の発明は、パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）で接続された子局に対する通信経路を二重化した通信システムを提供している。ＰＯＮの二重化に関する従来技術には、例えば、日本特許第３０５６７７９号がある。概略は以下のようである。スター型ＰＯＮに使用するスターカップラ（光分岐回路）の親局側ポートを複数（２以上）とし、それぞれのポートに異なる幹線光ファイバを接続して、それぞれを主伝送用光送信装置および予備光送信装置に接続する。主伝送用光送信装置に動作異常が発生した場合には予備光送信装置に切り替えるというものである。日本特許第３０５６７７９号はその従来技術の改良であることから類推可能なように、主伝送用光送信装置と予備光送信装置は同一の親局内に設置され、その親局内の監視制御機能によって監視、切り替えを行っている。このような場合、親局の電源に障害が発生したり、親局とその上の階層の交換局間の通信経路が絶たれた場合対応できない。また、親局からスターカップラまで複数（２本以上）の光ファイバ芯線（本発明で言うところの幹線光ファイバ）を使用する必要があり、芯線利用効率が悪い。第５の発明は、このような問題を解決し、親局全体に異常が発生しても通信が継続でき、かつ芯線利用効率の良い二重化システムを提供する。
【００２６】
第５の発明においては、パッシブ光ネットワークに属する子局は、離れた位置にある２つの親局（第１の親局および第２の親局）に二重に帰属する。さらに、ＰＯＮを構成する幹線光ファイバは第１の親局と第２の親局の間に張られた光ファイバ１芯のみである。さらに、第１の親局と第２の親局の間には制御信号（場合によっては子局とやり取りする通信データ）をやりとりする何らかの通信媒体が備えられている。この通信媒体は、ＰＯＮの幹線光ファイバを芯線として含む光ケーブルに断線があっても制御信号がとぎれないように、幹線光ファイバの張られている経路とは異なる経路で張られている。
【００２７】
このような系において、子局と第１の親局あるいは第２の親局のいずれかの通信経路に障害が発生し、通信不能になったとき、子局は通信経路に障害が発生していない方の親局と通信を行う。
【００２８】
子局が仮に第１の親局との間で通信を行っていたときに、第１の親局までの通信経路に障害が発生した場合、子局は第２の親局との通信に切り替え、通信を継続する。また、仮に子局が第１の親局との通信中に、第２の親局までの経路に障害が発生した場合は、そのまま引き続き第１の親局との通信を継続する。また、仮に子局が第１の親局および第２の親局と同時に通信を行っていて、例えば、第１の親局までの通信経路に障害が発生した場合は、第２の親局のみと通信を継続する。
【００２９】
さらにＰＯＮでは通常、複数の子局が接続されているが、例えばそれらの子局が全て第１の親局と通信しているときに、パッシブ光ネットワークを形成する幹線光ファイバの途中が断線し、一部の子局が第１の親局との通信を継続できなくなった場合、第１の親局との通信を継続できなくなった子局は第２の親局との通信に切り替える。
【００３０】
幹線光ファイバとは異なる経路に張られた通信媒体（以下異経路媒体と呼ぶ）とは、例えば、第１の親局と第２の親局を直接接続する光ファイバ伝送路などでもよいが、障害が第１の親局全体に及んでいるような場合を考慮すれば、より望ましくは、第１の親局および第２の親局の双方と接続している交換局を介して張られた擬似的な通信回線である。また、交換局を介した擬似的な通信回線とすることによって、異経路媒体のための光ファイバ等を新たに敷設する必要がないため経済的である。
【００３１】
子局と第１の親局の間で張られていた回線ややり取りしていたデータに関しては、例えば、第１の親局が異経路媒体を介して第２の親局に振り向けたり、第１の親局と第２の親局の双方に接続している交換局に要請して、切り替えが必要な子局の通信データは第２の親局に振り向けるようにする。交換局に要請して切り替える場合に、交換局への切り替え要請は、子局との通信不能を検出した第１の親局あるいは、第１の親局と通信不能であるという通知を子局から受けた第２の親局である。また、第１の親局全体に及ぶ障害（例えば電源障害、交換局との間の回線の障害）である場合、交換局が第１の親局の障害を検知して、第１の親局に接続されていた子局を第２の親局への接続に切り替えるよう指示する場合もある。
【００３２】
このような構成を取ることによって、パッシブ光ネットワークを二重化するための幹線光ファイバが１芯の光ファイバでよいため芯線利用効率が良く、かつ、障害が１つの親局全体に及ぶような障害であったとしても子局は通信を継続でき、より低コストで信頼性の高いシステムを構築することが可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を用いて説明する。図１は第１の発明の第１の実施の形態を示す図である。親局１に幹線光ファイバ４，即ち４−１，４−２，…４−ｎが接続しており、これら幹線光ファイバは同一経路で敷設されている。例えば、同一の多芯光ケーブル内の芯線となっている。同時に、幹線光ファイバに平行に支線光ファイバ６，即ち６−１〜６−４が敷設されている。支線光ファイバは、例えば幹線光ファイバと同じ多芯光ケーブルの芯線により構成されていたり、平行に敷設された異なる光ケーブルによって構成される。即ち、幹線光ファイバ４−１，４−２…４−ｎおよび支線光ファイバ６−１〜６−４は同一の敷設路に施設されている。
【００３４】
図１は一本の幹線光ファイバに接続される子局が最大４つの場合の構成例を示している。各々の幹線光ファイバは途中で切断され、切断端部は対応するスターカップラ２，即ち２−ｘ（ｘは１〜ｎ）に接続される。スターカップラは例えば１×４のスターカップラであり、スターカップラの１側のポートは幹線光ファイバ４−ｘの切断端部に接続される。スターカップラの４側のポートはそれぞれ支線光ファイバ６−１…６−４に接続される。この場合、支線光ファイバはスターカップラ近傍で切断され、切断一端部においてスターカップラの４側ポートに接続される。多芯光ケーブルの敷設経路近辺に多数の子局が設置されており、その中で例えばスターカップラ２−ｉに接続される子局３，即ち３−ｉ−１〜３−ｉ−４は論理上の子局群を形成している。それぞれの支線光ファイバは子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４の近傍で再び切断され、切断他端部が形成され、同切断他端部においてそれぞれ子局に接続される。このようにして子局から支線ファイバ、スターカップラ、幹線光ファイバを経由して親局までの光経路が設定される。他の幹線光ファイバに関して同様の接続がなされる。
【００３５】
このようにすることによって、複数の子局が同一線上に設置されているバス型向きの子局配列であっても、スター型の形態にして分岐数を増やすことが可能となる。また、従来スター型で必要とされていたスターカップラから子局までの新たなファイバ敷設が必要なく、さらに、支線光ファイバを全ての子局群で共用するため芯線利用効率がよい。
【００３６】
なお、図１ではスターカップラから支線光ファイバまでを接続する線や、支線光ファイバから子局までを接続する線が図示されている。これらは実際にはスターカップラのピッグテールファイバや、子局のピッグテールファイバ、あるいは短尺のファイバパッチコードなどである。本発明では、子局が同一線上に近い並び方をしていることを前提としており、子局から支線ファイバまで埋設工事を必要とするような長い引き込み線を敷設する形態では本発明の特徴を生かし切れない部分がある。しかしながら、実用上そのような状況が発生する可能性はある。長めの引き込み線を介して接続する子局数が、引き込み線を必要としない子局数よりも十分少ないシステムであるならば本発明は有効であり、本発明を適用することが可能である。例えば、図４では子局３−ｉ−ｉ，３−ｉ−２，３−ｉ−４は子局が支線光ファイバに接続されるが、子局３−ｉ−３はやや長めの引き込み線を介して支線ファイバ６−３に接続されている。
【００３７】
なお、子局群内の子局数は全て同一である必要はない。例えば、図１は１つの子局群に４つの子局が収容されている場合を説明したが、他のスターカップラに接続されている子局数が全て４つである必要はなく、２つ３つあるいは１つでもかまわない。ただし、１つの場合は、将来の増設を考えないならば、スターカップラを介さず直接幹線ファイバを子局に接続してもよい。また、子局がスターカップラの直近にある場合は、図２に示す第１の発明の第２の実施形態のように支線光ファイバを介さず直接スターカップラに接続される子局があってもよい。幹線光ファイバ４−ｉにスターカップラ２−ｉが接続され、スターカップラはさらに支線光ファイバ６−１〜６−４の切断された一端を介して子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４に接続される。一方、子局３−ｉ−５はスターカップラ２−ｉの直近にあり支線ファイバを介さずスターカップラ２−ｉに接続されている。図２のような構成では１つの子局群に属する子局数を支線光ファイバ数よりも多くできる。
【００３８】
図３は親局に最も近い子局群の構成を有する第１の発明の第３の実施形態を示している。この例では、スターカップラ２−１は第１の親局１内に設置され、支線光ファイバに接続されている。親局に設置された光送信器あるいは光受信器とスターカップラの間は幹線光ファイバは使用せず、パッチコードなどで接続すればよい。もちろん、図３のようにするのではなく、図１のように親局に最も近い子局群においても、他の子局群と同様にスターカップラを親局外に設置し、幹線ファイバに接続して用いても良い。
【００３９】
次に第２の発明の第１の実施の形態について説明する。図５はその主要部分の構成例を示す。幹線ファイバ４−ｉに接続された１×４スターカップラ２−ｉの４側のポートは支線光ファイバ６−１〜６−３の切断端に接続されている。スターカップラの４側のポートのうち１つは支線光ファイバ６−１に、１つは支線ファイバ６−２に、残りの２つは支線ファイバ６−３に接続されている。４つの子局のうち、子局３−ｉ−１はスターカップラ２−ｉより第１の親局１に近い位置に配置されており、子局３−ｉ−２〜３−ｉ−４はスターカップラ２−ｉに対して第１の親局より遠い位置に配置されている。子局３−ｉ−２，３−ｉ−３，３−ｉ−４に関しては図１の接続形態と同様の接続形態を取っている。子局３−ｉ−１に関しては、支線光ファイバ６−３のスターカップラ２−ｉ近傍での切断端の内、子局３−ｉ−２に接続しなかった方の切断端をスターカップラ２−ｉに接続し、そこから第１の親局方向に延びている支線光ファイバを子局３−ｉ−１の近傍で切断し、この切断端に子局３−ｉ−１を接続している。子局３−ｉ−１を接続するために使用した支線光ファイバは図１の構成ではスターカップラ２−ｉより第１の親局に１つ近いスターカップラに収容されていた子局群の接続に使用した部分の残りであり、図１の構成では使用されなかった部分である。このように未使用の部分を有効利用することによって、支線光ファイバ数を削減することが可能となる。
【００４０】
図６は第２の発明の第２の実施の形態であり、最も効率の良い収容形態を示す図である。図６は１つの子局群の子局数が８の場合の構成例である。幹線光ファイバ４−ｉはスターカップラ２−ｉに接続される。スターカップラ２−ｉは１×８のスターカップラであり、８側のポートはそれぞれ支線光ファイバに接続される。支線光ファイバ６−１〜６−４はスターカップラ２−ｉ近傍で切断され、それぞれの２つの切断端の両方がスターカップラ２−ｉに接続される。支線光ファイバ６−１の第１の親局に近い側には子局３−ｉ−１が、第１の親局から遠い側には子局３−ｉ−８が接続されている。他の支線光ファイバも同様である。図６の例では子局数８に対して４本の支線光ファイバで対応している。８個の子局を図１の形態で接続するならば８本の支線光ファイバが必要となる。したがって図６の形態では支線光ファイバ数が半分になっている。このようにすることによって、支線光ファイバ数を減らすことが可能となり芯線利用効率が向上する。なお、同一子局群内で支線光ファイバに接続される子局数が奇数２ｎ＋１の場合は、ｎ＋１本の支線光ファイバが必要であり、スターカップラを挟んだ左右の子局数はどちらかが１つ多くなる。
【００４１】
次に第３の発明の第１の実施の形態を説明する。図７は図１の形態に第３の発明を適用した構成例である。第１の親局には幹線光ファイバ（を含むケーブル）が接続されている。幹線光ファイバ（を含むケーブル）は第２の親局７まで敷設されている。幹線光ファイバ４−ｉの例を取って説明する。幹線光ファイバ４−ｉは途中で切断され、切断端にスターカップラ２−ｉが接続されている。スターカップラ２−ｉに接続される子局群は子局数が４である。スターカップラ２−ｉは２×４のスターカップラであり、幹線光ファイバの２つの切断端は両方ともスターカップラの２側のポートに接続される。スターカップラの４側のポートは各々支線光ファイバに接続される。これ以降は図１の構成と同様である。このような構成では例えば第１の親局からスターカップラ２−ｉまでの幹線光ファイバが断線したり、第１の親局１内にある幹線ファイバ４−ｉに接続されている光送信器あるいは光受信器が故障しても、第２の親局７との通信経路を介して継続して通信を行うことが可能となる。なお、そのような障害時に、第１の親局とｉ番目の子局群との間の通信が不能になっており、第２の親局経由での通信に切り替える必要があることは、交換局等第１の親局１の先の接続先や制御回線などを介して第２の親局７に通知すればよい。また、子局側で第１の親局１との通信断が検出された場合は、制御回線等を介して第２の親局に通知すればよい。親局同士を結ぶ制御回線は、光ケーブルの断線にも対応できるよう、幹線光ファイバを収容している光ケーブルとは別経路で確保されていることが望ましい。
【００４２】
光カップラは２×ｎと１×ｎでは損失、コストなどほとんど変わらない。したがって１×ｎから２×ｎに変更することによるコスト増は非常に小さい。また、幹線光ファイバ４−ｉの光カップラ２−ｉから第２の親局までの部分は、図１の構成では使用されずに余っていた部分である。したがって第３の発明を用いれば二重化を構成するに当たり、第２の親局とスターカップラ２−ｉを接続するために新たに光ケーブルを敷設する必要がない。これらのことから、第３の発明によれば、二重化用の経路が非常に低コストに簡便に確保できる。
【００４３】
なお、第３の発明は図１の構成への適用のみでなく、その他の構成、例えば図５や図６の構成にも容易に適用可能である。図８は図６の構成に第３の発明を適用した第３の発明の第２の実施形態を示す。大部分は図６と同様であるがスターカップラ２−ｉが２×８のカップラとなり２側のポートが幹線光ファイバ４−ｉの余った部分を使用して第２の親局７に接続される二重化構成となっている。
【００４４】
図９は第１の発明の構成を二重化した第１の発明の第５の実施形態を示す。上述した第３の発明では、スターカップラまでの二重化であったが図９の形態では子局までの二重化を行っている。第１の親局に接続された幹線ファイバ４−ｉは途中で切断され、切断端が１×４のスターカップラ２−ｉに接続される。スターカップラ２−ｉに接続される子局群の子局数は４つである。スターカップラの４側の各ポートは支線光ファイバ６−１〜６−４に各々接続され、子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４に接続されている。
【００４５】
幹線光ファイバ４−（ｉ＋１）も同様に第１の親局１に接続され、隣接する子局群に接続するための１×４スターカップラ２−（ｉ＋１）に接続されている。支線ファイバ６−１〜６−４はスターカップラ２−（ｉ＋１）の近傍で切断され、切断端がスターカップラ２−（ｉ＋１）の４側のポートに接続されて子局３−（ｉ＋１）−１〜３−（ｉ＋１）−４に接続される。スターカップラ２−（ｉ＋１）の近傍で切断された支線光ファイバ６−１〜６−４はそれぞれ２つの切断端を有している。その内、子局３−（ｉ＋１）−１〜３−（ｉ＋１）−４に接続するために用いられる切断端は、図１の構成では、スターカップラ２−（ｉ＋１）に対して第１の親局１から遠い方の切断端のみであり、第１の親局１に近い方の切断端は余っている。図９の構成では余っている切断端を子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４の二重化に利用する。
【００４６】
幹線光ファイバ４−（ｉ＋１）をスターカップラ２−（ｉ＋１）に接続するために切断した切断端の残りの切断端を、第２系統用スターカップラ８−（ｉ＋１）に接続する。スターカップラ８−（ｉ＋１）は１×４のスターカップラであり、１側のポートに接続された幹線光ファイバ４−（ｉ＋１）の先は第２の親局７に到達している。
【００４７】
支線光ファイバ６−１〜６−４のスターカップラ２−（ｉ＋１）近傍での切断端のうちスターカップラ２−（ｉ＋１）に接続されていない方の切断端を、スターカップラ８−（ｉ＋１）の４側のポートに接続する。支線光ファイバ６−１〜６−４の先は子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４に接続するために切断された切断端に到達している。すなわち、図１の構成では子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４の近傍で切断端が余っている状態になっている。
【００４８】
図９における二重化構成では、子局は第１の親局１との間で通信を行うためのポートと、第２の親局７との間で通信を行うための第２系統用ポートの２種類のポートを有している。子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４に関しては、支線ファイバ６−１〜６−４の余っている切断端を第２系統用ポートに接続する。
【００４９】
このようにして子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４と第２の親局７との間の通信経路が確保される。図９の構成においては二重化のための経路として、幹線光ファイバと支線光ファイバのうち第１の発明では余っていた部分を使用するため、新たに二重化用のファイバを敷設する必要がない。第２系統用スターカップラを新たに挿入する必要があり、第３の発明より若干コストが高くなるものの、第１の親局に接続する経路と第２の親局に接続する経路が重ならないため、幹線光ファイバと支線光ファイバが同一の光ケーブルに収容されている場合などで光ケーブルが断線しても、通信は必ず確保される。
【００５０】
次に図９の構成を変形した形態を図１０に示す。図２において、子局がスターカップラの直近にある場合は支線光ファイバを介さず直接スターカップラに接続する形態が可能であることを示した。第３の発明までは、そのような接続形態の子局を問題なく付加できたが、そのような接続形態の子局を図９のような二重化形態に加える場合若干工夫が必要である。
【００５１】
図１０は、第１の発明の第５の実施形態の第１の変形例の光通信システムを示している。図１０では、第１の親局１に幹線光ファイバ４−ｉが接続されている。幹線光ファイバ４−ｉは途中で切断され、切断端にスターカップラ２−ｉが接続されている。スターカップラ２−ｉは１×５であり、スターカップラ２−ｉに接続される子局群の子局数は５である。そのうち１局は支線光ファイバを介さず接続されている。スターカップラ２−ｉの残りの４ポートは支線光ファイバ６−１〜６−４を介して子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４に接続されている。幹線光ファイバ４−ｉの残りの切断端、すなわち第２の親局７に接続している方には第２系統用スターカップラ８−ｉが接続されている。スターカップラ８−ｉは１×５のカップラであり、基本的には図示しない子局３−（ｉ−１）−１〜３−（ｉ−１）−４の二重化に用いられる。子局３−（ｉ−１）−１〜３−（ｉ−１）−４は、子局３−ｉ−１〜３−ｉ−５からなる子局群に隣接する子局群を形成している。スターカップラ８−ｉの５側のポートの内４つは図９の場合と同様にして支線光ファイバに接続されるが、残りの１つは子局３−ｉ−５の第２系統用ポートに接続する。したがってスターカップラ８−ｉは２つの子局群にまたがって接続していることになる。
【００５２】
もちろん、二重化を目的として支線光ファイバ数を増やすことが可能であれば、図１２のように図９に近い形態をとることが可能でなる。この場合は、１つのスターカップラが異なる子局群の子局にまたがって接続されることはない。
【００５３】
図１２においては、第１の親局１に幹線光ファイバ４−ｉが接続されている。幹線光ファイバ４−ｉは途中で切断され、切断端に１×５のスターカップラ２−ｉが接続されている。スターカップラ２−ｉの５側のポートの内４つは支線光ファイバ６−１〜６−４を介して子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４に接続されている。残りの１ポートは直接子局３−ｉ−５に接続されている。
【００５４】
幹線光ファイバ４−（ｉ＋１）のスターカップラ２−（ｉ＋１）を接続するために切断した残りの部分、すなわち第２の親局７に到達する部分には１×５の第２系統用スターカップラ８−（ｉ＋１）の１側のポートが接続されている。スターカップラ８−（ｉ＋１）の５側のポートは支線光ファイバ６−１〜６−５に接続される。支線光ファイバ６−１〜６−４はそれぞれ子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４の近傍の切断端から子局３−ｉ−１〜子局３−ｉ−４の第２系統用ポートに接続される。支線光ファイバ６−５はスターカップラ２−ｉの近傍、すなわち、子局３−ｉ−５の近傍で切断され、切断端が子局３−ｉ−５の第２系統用ポートに接続される。
【００５５】
このような形態では、支線光ファイバ６−５は二重化用、すなわち第２の親局７との接続のみに使用され、第１の親局１との接続には使用されない。図１０の形態と比較すると、図１０では支線光ファイバを増やすことなく二重化が可能である一方、１つのスターカップラが異なる子局群の子局にまたがって接続されてしまう。言い換えれば、第１の親局１と第２の親局７で子局群構成が変わってしまう。図１２の形態では子局群構成に変更はないが、支線光ファイバ数を増やす必要がある。それぞれ長所が異なるため、他のシステム要求仕様と合わせて適宜選択すると良い。
【００５６】
図１１は同一子局群内の子局が、接続するスターカップラに対して左右に分かれている場合に、図９のような二重化構成を取るための第１の発明の第５の実施形態の第２の変形例の光通信システムを示している。ある子局群に対して隣接する子局群は、親局に近い方と遠い方の２つあり、図１１のような構成ではその双方から二重化用の経路を確保している。
【００５７】
図１１においては、第１の親局１に幹線光ファイバ４−ｉが接続されている。幹線光ファイバ４−ｉは途中で切断され、切断端がスターカップラ２−ｉが接続されている。スターカップラ２−ｉに接続される子局群の子局数は４であり、スターカップラ２−ｉは１×４のスターカップラである。また、支線光ファイバ数は４本である。スターカップラ２−ｉの４側のポートの内一本だけ、スターカップラ２−ｉより第１の親局１に近い子局３−ｉ−１に支線光ファイバ６−１を介して接続されている。このような場合の二重化用の接続は以下のようにすればよい。
【００５８】
即ち、幹線光ファイバ４−ｉの第２の親局７に接続する方の切断端は第２系統用スターカップラ８−ｉに接続される。スターカップラ８−ｉは１×４のスターカップラである。４側のポートの内３つはそれぞれ支線光ファイバ６−２，６−３，６−４に接続され隣接する子局群の子局３−（ｉ−１）−２，３−（ｉ−１）−３，３−（ｉ−１）−４の第２系統用ポートに接続される。スターカップラ８−ｉの４側のポートの残りの１つは支線光ファイバ６−１の切断端のうち第１の親局１から遠い方の切断端に接続され、第１の親局１から遠い方の隣接する子局群の子局３−（ｉ＋１）−１の第２系統用ポートに接続される。
【００５９】
一方、幹線光ファイバ４−（ｉ−１）の第２の親局７に接続する方の切断端には１×４の第２系統用スターカップラ８−（ｉ−１）の１側のポートが接続されている。スターカップラ８−（ｉ−１）の４側のポートのうち１つは支線光ファイバ６−１の第１の親局１に遠い方の切断端に接続され、子局３−ｉ−１の第２系統用ポートに入力される。また、幹線光ファイバ４−（ｉ＋１）の第２の親局７に到達している方の切断端に接続されている１×４の第２系統用スターカップラ８−（ｉ＋１）の４側のポートのうち３つは支線光ファイバ６−２，６−３，６−４の第１の親局に近い方の切断端に接続され、子局３−ｉ−２，３−ｉ−３，３−ｉ−４の第２系統用ポートに接続される。したがって、子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４からなる子局群は左右の第２系統用スターカップラ８−（ｉ−１）、８−（ｉ＋１）の双方を介して二重化用経路が確保されていることになる。
【００６０】
図１３は第４の発明の二重化方法である。図９〜図１２は隣接する幹線光ファイバを用いて二重化する方法であったが、第４の発明は同一の幹線光ファイバを用いて子局までの経路を二重化する方法である。
【００６１】
第１の親局１に幹線光ファイバ４−ｉが接続されている。幹線光ファイバ４−ｉは途中で切断され、１×４スターカップラ２−ｉが接続されている。スターカップラ２−ｉの４側ポートはそれぞれ支線光ファイバ６−１〜６−４に接続され、支線光ファイバ６−１〜６−４は子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４の近傍で切断されて接続される。隣接する子局群に接続するための幹線光ファイバ４−（ｉ＋１）に接続されるスターカップラ２−（ｉ＋１）の位置で支線光ファイバ６−１〜６−４は切断され、切断端がスターカップラ２−（ｉ＋１）に接続されている。スターカップラ２−（ｉ＋１）の位置の近傍で幹線光ファイバ４−ｉを再び切断し、第２の親局７に到達する方の切断端に第２系統用１×４スターカップラ８−ｉを接続する。
【００６２】
スターカップラ８−ｉの４側ポートは支線光ファイバ６−１〜６−４のスターカップラ２−（ｉ＋１）に接続するために切断した切断端に対向する残りの切断端に接続する。これらは子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４の近傍まで到達しているので、子局３−ｉ−１〜３−ｉ−４の第２系統用ポートに接続する。他の幹線光ファイバに接続される子局群に対しても同様である。ただし、図３のように幹線光ファイバを介さず、スターカップラが第１の親局１内に設置されているような形態においては、第１の親局に最も近い子局群に関しては、その子局群の二重化用に新たな幹線光ファイバが必要になる。
【００６３】
また第４の発明においては、幹線光ファイバが２カ所で切断され、かつ、その２カ所の間、すなわち第１の親局１に接続するスターカップラと第２の親局２に接続するスターカップラの間が未使用で残る。このように少々欠点はあるが、第４の発明の構成は、同一の子局群に対して同一の幹線ファイバで二重化用の系統を構築できるため、拡張性に優れている。
【００６４】
なお、図１３ではスターカップラ２−（ｉ＋１）の位置に第２系統用スターカップラ８−ｉを挿入したが、第２系統用スターカップラ８−ｉは、子局３−ｉ−４の位置からスターカップラ２−（ｉ＋１）の位置までのいずこでも良い。ただし、スターカップラ２−（ｉ＋１）の位置以外に挿入する場合には、支線光ファイバをその位置で新たに切断する必要がある。
【００６５】
一般に通信システムを導入する場合、導入初期から全ての子局を設置することは少なく、初めは広い間隔で設置し順次その間を埋めていく場合や、必要に応じて必要な場所のみに設置することが多い。本発明の形態においても初めから全ての幹線光ファイバにスターカップラを接続し、全てのスターカップラのポートに子局が接続されるとは考えにくい。そこで、次にの導入初期からの発展形態を説明する。
【００６６】
図１４は、本発明の実施の発展形態であり、全子局が設置された後の形態に最も近い形で導入していく光通信システムを示している。予め全てのスターカップラが挿入される位置を決定しておく。新たに設置する子局に関しては、その子局の位置からその子局が接続される予定のスターカップラと幹線光ファイバを決定する。その幹線光ファイバにスターカップラが設置済みであれば、新たな子局を設置済みのスターカップラに必要に応じて支線光ファイバ経由で接続する。スターカップラが設置されていなければ新たに設置して、必要に応じて支線光ファイバ経由で接続する。
【００６７】
例えば、図１４において子局３−ｊ−２を新たに設置したいとする。そのとき子局３−ｊ−２が接続される幹線光ファイバは４−ｊであり、幹線光ファイバ４−ｊに接続するスターカップラ２−ｊが設置されていなければ設置する。子局３−ｊ−２は、スターカップラ２−ｊに支線光ファイバ６−２を介して接続する。また、例えば子局３−ｉ−５を新たに設置したい場合、子局３−ｉ−５が接続される予定の幹線光ファイバは４−ｉであり、幹線光ファイバ４−ｉにスターカップラ２−ｉが設置されていなければ設置する。子局３−ｉ−５の位置はスターカップラ２−ｉの挿入（予定）位置の近傍であるとすると、支線光ファイバを介さず、子局３−ｉ−５とスターカップラ２−ｉを直接接続する。
【００６８】
図１５は、本発明の実施の発展形態であり、当初はＰＯＮにせず幹線光ファイバに直接子局を接続する通信システムを示す。例えば、子局３−ｉ−１を設置する場合、第１の親局１に接続された幹線光ファイバ４−ｉを子局３−ｉ−１を設置する位置の近傍で切断し、直接子局３−ｉ−１に接続する。他の子局、例えば３−ｊ−２についても同様である。このように設置していき、新たに設置する子局からあまり位置が離れていないところにすでに設置済みの子局がある場合、それらの位置および距離によっては同一子局群として、同一のスターカップラに支線光ファイバを介して接続する。すなわち、全子局が設置されたと仮定したときのそれぞれの子局の位置および子局群構成、スターカップラの位置を予め決定しておき、新たに設置する子局と同一子局群の子局がすでに設置済みであれば、同一のスターカップラに支線光ファイバを介して接続する。そのときスターカップラが未設置であれば設置する。例えば、図１５において、子局３−ｊ−３を新たに設置するとする。子局３−ｊ−３は位置的に設置済み子局３−ｊ−２と同一子局群である。この時、図１５の破線で示したように、新たにスターカップラ２−ｊを幹線光ファイバ４−ｊに接続する。スターカップラ２−ｊは上述の予め決定された位置に挿入する。例えば、まだ設置される計画のない子局３−ｊ−１に対して決定されている位置よりも親局に近い位置に設置するなどである。その場合、スターカップラ２−ｊの挿入位置と子局３−ｊ−２が幹線光ファイバ４−ｊに接続されていた位置は異なることがある。したがって、幹線光ファイバ４−ｊは子局３−ｊ−２を接続するために切断された位置とは異なる位置で新たに切断され、スターカップラ２−ｊが接続される。子局３−ｊ−２は一旦幹線光ファイバ４−ｊから切り離され、支線光ファイバ６−２を介して新たにスターカップラ２−ｊに接続される。
【００６９】
その後、幹線光ファイバ４−ｊ上で、子局３−ｊ−２を接続するために切断されていた部分を再接続するかどうかは、その他の要因、例えば、二重化の形態、ネットワーク運用理念（後々の運用の利便性を考慮し、切断したまま放置する箇所は極力減らしておく）などによって異なる。
【００７０】
さらに、子局３−（ｉ−１）−４を新たに設置する場合に、近くにすでに設置済みの子局３−ｉ−１があるが、子局３−（ｉ−１）−４と子局３−ｉ−１は予め決定された子局群関係では異なる子局群に属する。したがって、子局３−ｉ−１と３−（ｉ−１）−４が位置的に近接していても、新たにスターカップラは設置せず、子局３−（ｉ−１）−４は幹線光ファイバ４−（ｉ−１）に直接接続するか、子局３−（ｉ−１）−４と同一子局群に属する子局がすでに設置済みであれば、子局３−ｊ−３の場合と同様に新たにスターカップラ２−（ｉ−１）を設置して、支線光ファイバを介してスターカップラ２−（ｉ−１）に接続する。また、子局３−ｉ−１と同一子局群の子局を新たに設置する場合、同様にスターカップラ２−ｉを設置するが、予め決定されている最終形態によっては、子局３−ｉ−１は支線光ファイバを介さず直接スターカップラに接続することもある。
【００７１】
このような発展形態では、初めは子局は１：１に第１の親局１内の光送受信器と接続されていたが、同一子局群の子局が増設される際には１：ｎの形態に変化する。従って、親局および初めに接続されていた子局のデータの送受信系は１：１と１：ｎの双方に対応できるよう構成されている必要がある。例えば、スターカップラが挿入されることで光伝送路の損失が大きく増大するが、光伝送路の損失が増えても問題なく送受信できる必要がある。どちらにも対応できる光受信器を使用するか、それが難しい場合には、例えば、伝送路の損失が大きい状態に対応する光送受信器を備えておき、スターカップラが無い時は同等の損失を与えるアッテネータを挿入しておくなどの方法がある。また、複数の子局あての送受信されるデータが多重される可能性もあるため多重後の状態に対応できる送受信器を備えておく必要がある。例えば、サブキャリア多重されるシステムであれば、子局は自局に割り振られたサブキャリア周波数のみを透過するフィルタを備えておくなどである。
【００７２】
図１６は本発明の実施の発展形態の光通信システムを示す。導入初期はスターカップラを第１の親局１内に設置しておき、幹線光ファイバを支線光ファイバ代わりに利用している形態である。第１の親局１内にスターカップラ２が設置されている。図１６の例ではスターカップラ２は１×４のスターカップラである。当初は３つの子局３−ｉ−１，３−ｊ−１，３−ｋ−１が設置される場合、スターカップラ２に幹線光ファイバ４−ｉ，４−ｊ，４−ｋを接続する。例えば幹線光ファイバ４−ｉは子局３−ｉ−１近傍で切断され、子局３−ｉ−１に接続される。幹線光ファイバ４−ｊ，４−ｋについても同様である。
【００７３】
このような状態から新たな子局が増設される場合は二通りの方法で増設される。新たな子局と同一子局群である子局が設置されていない場合は、未使用の幹線光ファイバに子局を設置する。例えば、新たな子局３−ｍ−１を設置する場合、幹線光ファイバ４一ｍをスターカップラ２に接続し、幹線光ファイバ４−ｍを子局３−ｍ−１の近傍で切断し、切断端を子局３−ｍ−１に接続する。仮にスターカップラ２のポートがいっぱいになった場合には、第１の親局１内に新たな光送受信器と新たなスターカップラを設置し、同様に増設していけばよい。次に、新たに設置する子局と同一子局群の子局がすでに設置済みである場合を説明する。例えば子局３−ｋ−３を新たに設置する場合、同一子局群の子局３−ｋ−１が既に設置済みである。このような場合、図１５の破線で示すように、第１の親局１内で幹線光ファイバ４−ｋをスターカップラ２から外し、新たな光送受信器を第１の親局１内に準備してそれに接続する。幹線光ファイバ４−ｋは子局３−ｋ−１の近傍あるいはそれより第１の親局１に近くかつ隣接する子局群の子局設置予定位置より遠くの部分を切断し、その切断端に新たなスターカップラ２−ｋを接続する。子局３−ｋ−１は一旦幹線光ファイバ４−ｋから切り離す。スターカップラ２−ｋと、子局３−ｋ−１および新たに設置する子局３−ｋ−３は破線で示すように支線光ファイバを介して（あるいは直接）スターカップラ２−ｋに図１と同様に接続する。
【００７４】
図１６の発展形態の利点は、導入当初からＰＯＮの形態を取っているため、親局の光送受信器の数が少なくて済むこと、また、親局、子局ともＰＯＮの形態のみに対応する光送受信器を備えていれば良く、１：１にも対応できる光送受信器が必要無いことである。
【００７５】
なお、二重化を行うシステムでは発展途中の形態でも二重化構成をとる必要がある。図１５や図１６の形態では図１７のようにすると良い。幹線光ファイバを含む光ケーブルは第１の親局１から第２の親局７まで敷設されている。子局３−ｉ−１に接続されている幹線光ファイバ２−ｉは子局３−ｉ−１の近傍で切断され子局３−ｉ−１に接続されているが、切断端の余りの方、すなわち第２の親局７に接続している方を子局３−ｉ−１の第２系統用ポートに接続する。このような状態から発展していくが、二重化系統の最終形態が第３の発明や第４の発明（図７や、図１３）のようであれば、子局を増設するためにスターカップラを設置した段階で二重化用の系統も同時にスターカップラ設置後の形態に対応した形態とすればよい。
【００７６】
初めから幹線光ファイバ中にスターカップラが設置されている図１４（１３）のような形態では、二重化用系統も初めから最終形態と同様の二重化系統を構築しておけばよい。
【００７７】
なお、二重化系統が図９や図１０、図１１、図１２のように、ある子局群が第１の親局１に接続する時の幹線光ファイバと異なる幹線光ファイバで第２の親局７と接続されるような場合は、次のようにすると良い。基本的な方向としては最終形態に近い形態で二重化系統も構築しておく。例えば図１８示すような子局３−ｉ−１を接続する発展形態を説明する。幹線光ファイバ４−ｉは第１の親局１に接続されており、最終形態においてスターカップラが挿入される予定の場所で切断され、支線光ファイバ６−１に接続される。支線光ファイバ６−１は子局３−ｉ−１の近傍で切断され子局３−ｉ−１に接続される。一方、隣接する子局群に接続する予定の幹線光ファイバ４−（ｉ＋１）はスターカップラの挿入予定位置で切断され、切断端の内第２の親局７に到達するほうの切断端を支線光ファイバ６−１に接続する。支線光ファイバ６−１の子局３−ｉ−１の近傍の使用されていなかった切断端を子局３−ｉ−１の第２系統用ポートに接続する。
【００７８】
このような形態では、子局の増設に伴い第１の親局１に接続するスターカップラが設置される際、その子局群を第２の親局７に接続するためのスターカップラも同時に設置する。このようにして二重化状態を保ちながら形態を発展させていくことが可能となる。
【００７９】
なお、以上は上り（子局から親局へ）システム、下り（親局から子局へ）システムの区別無く説明してきた。本発明を適用する光通信システムが上り下りを別線で構成するのであれば、本発明のような構成を上り用および下り用に別々に用意すればよい。また、もちろん上り下りを共通のファイバで構成しても良い。
【００８０】
なお、システムの二重化形態によっては、各々の子局は第２系統用ポートを備えていることがある。以下に２つのポートの切替方法あるいは共用方法の例を示す。図１９は子局の光送信部の例である。図１９（ａ）は１×２のカップラを用いて２つのポートの両方に光を出力している例である。子局３−ｉ−１内に光送信器１０が備えられ、親局に送信されるべき信号は信号入力端子１５から入力され、光送信器１０で光信号に変換される。光送信器１０の出力はカップラ９で２分岐されて２つのポートにそれぞれ出力される。この形態は光カップラのみ使用しているので低コストであり、また、切替制御が必要ないため単純である。
【００８１】
図１９（ｂ）は光スイッチで切り替えている例である。信号入力端子１５から入力した信号は光送信器１０で光信号に変換される。光信号は１×２光スイッチに入力し、必要に応じて２つのポートのどちらかに出力される。この構成は、切替に光スイッチを使用しているためカップラの場合のような分岐損が発生せず、より良い伝送品質で伝送できる。
【００８２】
図１９（ｃ）は光送信器が２つ備えられている例である。信号入力端子１５から入力した信号は分岐して２つの光送信器１０−１及び１０−２でそれぞれ光信号に変換される。これらがそのままそれぞれ２つのポートに出力されても良いが、図１９（ｃ）のようにオン−オフ光スイッチ１２−１、１２−２を挿入してどちらか一方のみが光っているようにしてもよい。
【００８３】
図２３は第２系統用ポートを有する子局の光受信部の構成である。図２３（ａ）は２つのポートからの入力をそれぞれ別々の光受信器１３−１、１３−２で電気信号に変換し、スイッチ１４にて使用する方の光受信器出力を選択し、信号出力端子１６に出力する形態である。スイッチ１４は図では２×１スイッチであり、どちらか一方を選択している。これを２×２スイッチにして信号出力端子１６に出力しない方の信号も別の端子に出力し、たとえば、双方が正常に動作しているかどうかモニタするために使用してもよい。
【００８４】
図２３（ｂ）は光スイッチで２つのポートからの入力を切り替える形態である。光スイッチ１１は２×１スイッチであり２つのポートからの光入力を選択して光受信器１３に入力する。光受信器１３はこれを電気信号に変換して信号出力端子１６に出力する。
【００８５】
次に第５の発明の第１の実施形態を図を用いて説明する。図２４はバス型の例である。第１の親局１と第２の親局２の間に幹線光ファイバ４が張られ、複数の子局３−ｘ（ｘ＝１…ｎ）と合わせて、パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）が形成されている。通常のバス型ＰＯＮは図２０のように１つの親局に接続された幹線光ファイバに複数の子局が収容されるが、図２４では、幹線光ファイバに２つの親局が接続されている。このような形態では、下り信号はどちらの親局からの光も受信できるように、上り信号はどちらの親局にも送信できるようにカップラ５−ｘが２×２のカップラとなっている。第１の親局１と第２の親局７の間には、幹線光ファイバ４とは経路を異にする異経路媒体１７による通信回線が確保されている。異経路媒体１７は第１の親局１と第２の親局７を直接接続する光ファイバ伝送路などでもよいが、図２５のように第１の親局１や第２の親局７の上位に位置する交換局１８を介した擬似的な通信回線がより望ましい。
【００８６】
図２５を用いて動作を説明する。子局３−ｘは通常は第１の親局１との間で通信を行い、通信経路に障害が発生した場合は第２の親局７との通信に切り替える。例えば、カップラ５−１とカップラ５−２の間の幹線光ファイバ４が断線した場合、子局３−１は第１の親局１との間で通信を続けるが、子局３−２〜３−ｎは第２の親局７との通信に切り替える。
【００８７】
切り替え手順は種々可能である。例えば、切り替えるそれぞれの子局が第１の親局からの信号が途絶えたことを検出して、上り信号系を第２の親局方向に切り替えて、第２の親局７に第１の親局１と通信不能になったことを通知する。第２の親局は通知を受けて、交換局接続線１９−２を介して交換局１８にその旨を通知する。交換局１８はその通知を受けて交換局接続線１９−１を介して、その旨を第１の親局１に通知する。さらに、切り替えが必要な子局の通信データのやり取りを第２の親局７経由で行うよう回線を切り替えると同時に、その旨を第１の親局１および第２の親局７に通知する。子局の下り系に関しては、第１の親局１からの信号が途絶えた時点で、第２の親局７からの信号を受信するよう切り替える。
【００８８】
異なる手順としては、子局からの信号が途絶えたことを検出した第１の親局１が、交換局１８にその旨通知し、第２の親局７経由の通信に切り替えるよう要請する。交換局１８はその通知・要請を受けて、第２の親局７に切り替えが発生することを通知する。第２の親局７は通知を受けて、切り替えの必要な子局に第２の親局経由の通信になることを通知する。通知を受けた子局は通信経路を第２の親局方向に切り替える。第２の親局は子局に通知したことを交換局１８に通知する。交換局１８は通知を受けて、切り替えが必要な子局との通信データのやり取りを第２の親局経由で行うよう回線を切り替える。
【００８９】
図２４において異経路媒体１７が第１の親局１と第２の親局７を直接接続する光ファイバ伝送路などである場合は、上述の手順において交換局１８が切り替えの必要な子局とやり取りするデータを第２の親局７に振り向けていた部分を、第１の親局１が第２の親局２に振り向けるようにすればよい。
【００９０】
障害が第１の親局１全体に及ぶような場合は、全ての子局が第２の親局７との通信に切り替える。このような場合の切り替え手順は、第１の親局の制御回線にも異常がある可能性を考慮し、例えば以下のようになる。図２５の第５の発明の第２の実施の形態の場合、子局３−ｘが第１の親局１との通信が途絶えたことを検出して、光送信系および光受信系を第２の親局７方向に切り替える。さらに、第２の親局７に第１の親局１との通信が途絶えたことを通知し、切り替えを要請する。第２の親局７はこれを受けて、交換局１８に第１の親局１に障害が発生したことを通知し、子局３−ｘとやり取りするデータを第２の親局７に振り向けるよう要請する。交換局１８はこれを受けて（場合によっては第１の親局１に確認を取り）、子局とやり取りするデータを第２の親局７に振り向ける。
【００９１】
図２４の系で異経路媒体１７が第１の親局１と第２の親局７を直接接続する回線の場合、子局から切り替え要請を受けた第２の親局７は図示しない交換局に子局とやり取りするデータを第２の親局に振り向けるよう要請するようにする他は、ほぼ上述の手順と同等で良い。
【００９２】
バス型の場合の子局の切り替え部周辺の構成は図２８および図２９のようである。図２８は光送信部について図示したものである。図２８（ａ）は１つの光送信器１０の出力を光スイッチ１１で切り替えることにより、光カップラのどちら側に光を出力するか、すなわち幹線光ファイバのどちら方向に光を送信するかを決定する構成となっている。光カップラは一般に非常に強い方向性を持っているため、このような構成で送信方向を決定することが可能である。図２８（ｂ）では、２つの光送信器１０−１と１０−２が備えられておりそれぞれに信号が入力され、各々の光送信器の出力に接続された光スイッチ１２−１、１２−２のオン−オフを切り替える構成となっている。
【００９３】
図２９は受信部の構成である。図２９（ａ）は、第１の親局および第２の親局から来る光を、それぞれ光受信器１３−１および１３−２で受信し、スイッチ１４にてその出力を選択している。スイッチ１４は２×１スイッチであるが、これを２×２スイッチにして、信号出力端子１６に出力しない方の出力をモニターしても良い。図２９（ｂ）は２×１光スイッチにて、第１の親局からの光または第２の親局からの光を選択し、光受信器１３で受信する構成である。
【００９４】
図２６はスター型ＰＯＮに適用した第５の発明の第３の実施形態の例である。第１の親局１と第２の親局７の間に幹線光ファイバ４が敷設されている。幹線光ファイバ４は途中で切断され、２×ｎのスターカップラ２に接続されるが、切断された幹線光ファイバ４の２つの切断端の双方がスターカップラ２の２側ポートに接続される。スターカップラ２のｎ側ポートはそれぞれ子局３−１〜３−ｎに接続されている。このような系の動作や手順はバス型の場合と同様である。
【００９５】
図２７もスター型ＰＯＮに適用した第５の発明の第４の実施形態の例である。第１の親局１と第２の親局７の間に敷設された幹線光ファイバ４は途中２カ所で切断される。第１の親局１に到達する切断端にはスターカップラ２−１が、第２の親局７に到達する切断端にはスターカップラ２−２が接続されている。スターカップラ２−１，２−２は１×ｎのスターカップラであり、それぞれのｎ側ポートは子局３−１〜３−ｎに接続されている。図２７における子局の構成は図１９及び図２３と（支線光ファイバがスターカップラと子局を接続する光ファイバとなる他は）同様である。また切り替え動作や手順はバス型の場合と同様である。
【００９６】
以上述べたように発明においては、位置の離れた２つの親局間に敷設した１芯の光ファイバを使用してパッシブ光ネットワークを二重化することによって、芯線利用効率が改善する。また、位置の離れた２つの親局に対して子局が二重帰属するため、いずれかの親局全体に障害が発生しても、通信を継続することが可能となり信頼性の高いシステムが構築できる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、線状に複数の子局が配列している場合に、支線ファイバを繰り返し再利用することによって、バス型の利点（分岐点から子局までのファイバ敷設工事が不要）を生かしつつ、スター型のトポロジーをとって１本の幹線光ファイバに接続可能な子局数を増加させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の第１の実施形態の光通信システムを示す図
【図２】第１の発明の第２の実施形態の光通信システムを部分的に示す図
【図３】第１の発明の第３の実施形態の光通信システムを示す図
【図４】第１の発明の第１の実施形態の変形例の光通信システムを示す図
【図５】第２の発明の第１の実施形態の光通信システムを示す図
【図６】第２の発明の第２の実施形態の光通信システムを示す図
【図７】第３の発明の第１の実施形態の光通信システムを示す図
【図８】第３の発明の第２の実施形態の光通信システムを示す図
【図９】第１の発明の第５の実施形態の光通信システムを示す図
【図１０】第１の発明の第５の実施形態の第１の変形例の光通信システムを示す図
【図１１】第１の発明の第５の実施形態の第２の変形例の光通信システムを示す図
【図１２】第１の発明の第５の実施形態の第３の変形例の光通信システムを示す図
【図１３】第４の発明の実施形態に従った光通信システムを示す図
【図１４】本発明の実施の発展形態に従った光通信システムを示す図
【図１５】本発明の実施の発展形態の光通信システムを示す図
【図１６】本発明の実施の発展形態の光通信システムを示す図
【図１７】本発明の実施の発展形態の光通信システムを示す図
【図１８】本発明の実施の発展形態の光通信システムを示す図
【図１９】本発明の二重化形態の通信システムに用いられる子局の構成を示す図
【図２０】バス型ネットワークを説明するための図
【図２１】スター型ネットワークを説明するための図
【図２２】バス型に適した子局配列を示す為の図
【図２３】本発明の二重化形態における子局の構成の一部を示す図
【図２４】第５発明の第１の実施形態に従った通信システムを示す図
【図２５】第５の発明の第２の実施形態の通信システムを示す図
【図２６】第５の発明の第３の実施形態の通信システムを示す図
【図２７】第５の発明の第４の実施形態の通信システムを示す図
【図２８】第５の発明の通信システムに用いる子局の構成を示す図
【図２９】第５の発明の通信システムに用いる子局の構成を示す図
【符号の説明】
１…第１の親局
２…スターカップラ
３…子局
４…幹線光ファイバ
５…カップラ
６…支線光ファイバ
７…第２の親局
８…第２系統用スターカップラ
９…カップラ
１０…光送信器
１１…光スイッチ
１２…光スイッチ
１３…光受信器
１４…スイッチ
１５…信号入力端子
１６…信号出力端子
１７…異経路媒体
１８…交換局
１９…交換局接続線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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