(57)【要約】【課題】本発明は、加入者装置および局側装置の休眠動作に伴う頻繁な波長切替動作を抑制し、消費エネルギー量の削減および波長切替動作に伴う通信帯域への影響や機器の劣化による使用可能期間への影響の低減の同時実現を目的とする。【解決手段】本発明は、ＯＮＵからＯＬＴへ送信する上り信号の通信要求量に応じて光受信機が受信する上り信号の波長帯域幅をＬＣの波長・帯域幅可変フィルタで可変する。【選択図】図１
2014135618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置を結ぶ伝送線路上の一又は複数の分岐点において、前記光信号を合波する光分岐結合器と、
前記光分岐結合器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、前記各加入者装置の通信要求量に応じた、前記波長フィルタの透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御を行うこと
を特徴とする局側装置。
【請求項２】
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置の前記ＬＣを結ぶ伝送線路上において、前記光信号を合波する光合分波器と、
前記光合分波器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置の通信要求に応じて透過帯域特性を動的に制御する事、
を特徴とする局側装置。
【請求項３】
前記局側装置の有する前記波長フィルタが、
阻止帯域幅および阻止中心波長が可変である一又は複数の帯域阻止フィルタであることを特徴とする、
請求項１及び２のいずれかに記載の局側装置。
【請求項４】
前記局側装置の有する前記波長フィルタが、
透過中心波長および透過帯域幅が可変である帯域通過フィルタと
阻止帯域幅および阻止中心波長が可変である一又は複数の帯域阻止フィルタによって構成されることを特徴とする、
請求項１及び２のいずれかに記載の局側装置。
【請求項５】
上り信号の通信要求があった加入者装置に対し、上り信号の局側装置への到着時刻が異なるように、上り信号の時分割制御を行う上り信号制御機能をさらに有し、
前記波長フィルタは、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、前記光受信機の受信する上り信号の波長帯域幅を切り替え、
当該波長フィルタの後段に配置される光受信機は、上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、いずれかの加入者装置からの上り信号を受信する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の局側装置。
【請求項６】
前記上り信号制御機能は、上り信号の通信要求量が予め定められたデータ量を超える加入者装置に対し、他の加入者装置からの上り信号の局側装置への到着時刻が重なるようにタイミングを制御し、
到着時刻が重なる上り信号の数の前記波長フィルタは、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、光受信機の受信する上り信号の波長帯域幅を切り替え、
当該波長フィルタの後段に配置される光受信機は、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、いずれかの加入者装置からの上り信号を受信する
ことを特徴とする請求項５に記載の局側装置。
【請求項７】
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置を結ぶ伝送線路上の一又は複数の分岐点において、前記光信号を合波する光分岐結合器と、
前記光分岐結合器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置の受信方法であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置からの光信号を受信するに際し、前記各加入者装置の通信要求量に応じた、前記波長フィルタの透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御を行う波長および帯域幅可変手順を有すること
を特徴とする局側装置の受信方法。
【請求項８】
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置の前記ＬＣを結ぶ伝送線路上において、前記光信号を合波する光合分波器と、
前記光合分波器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置の受信方法であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置からの光信号を受信するに際し、各加入者装置の通信要求に応じて透過帯域特性を動的に制御する波長および帯域幅可変手順を有すること
を特徴とする局側装置の受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）及び波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を効果的に組み合わせたＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
光アクセスネットワークにおける伝送容量の大容量化、省エネ化及び経済化の要求が高まる中、それを実現する手段として、ＰＯＮの研究および実用化が進められている。ＰＯＮとは、光受動素子（光分岐結合器や光合分波器）を用いて局側装置及び伝送路の一部を複数ユーザで共有することにより、経済化を図る光通信システムである。
【０００３】
現在、日本では主に、１Ｇｂｐｓの回線容量を最大３２ユーザによって分割し共有する経済的なＧＥ−ＰＯＮが導入されている。ＧＥ−ＰＯＮでは、同一波長の光信号を各ユーザごとに時分割で送受信を行う方式であるＴＤＭ−ＰＯＮを採用している。しかしながら、近年の通信量の増加に伴い、より大容量の通信回線をというニーズに対応するため、将来の光アクセスシステムでは、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ方式の採用が検討され研究がなされている。
【０００４】
方式および構成としては以下である。ＰＯＮでは、例えば光受動素子によって分岐された伝送線路の複数のブランチそれぞれに対し、複数のユーザを収容する。ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、例えばこの各ブランチに属するユーザに対し、ブランチごとにそれぞれ別々の送受信波長を割り当て、通信を行う波長多重分割を行う。この時、同一のブランチに属する複数のユーザに対しては、同一の波長を持つため、各ユーザに対し、通信する時間帯域を割り当て、時分割多重を行う。
【０００５】
以上のように、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ方式では、関連技術の時分割多重だけでなく、波長に関しても分割多重化を行うことで、大容量化を実現するものである。
【０００６】
しかしながら、上記の構成例において、ユーザ宅に設置される加入者装置は、属するブランチによって送受信信号波長が制限されることから、使用する送受信波長ごとに別の光送信機を用いた加入者装置が必要であり、製造する加入者装置の種類が増え、コストが増加するという課題が挙げられる。また、局側装置内の各光受信機はそれぞれ、波長多重化された光信号を透過波長が固定である波長フィルタや光合分波器等により濾波し、単一の波長を有する光信号を選択的に受光する。そのため、使用する波長数に応じた複数の光受信機が常時必要となり、消費エネルギーの増大や故障時の冗長性の課題も残る。
【０００７】
これらの課題を解決するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成として、局側装置もしくは加入者装置に対し、波長可変性を持つ光送受信機を有する構成の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの報告がされており、注目が集められている（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照。）。
【０００８】
波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭでは、例えば、加入者装置の光送信機に波長可変性を持たせることで、送信波長が特定波長によらなくなり、加入者装置のカラーレス化が可能となる。また、加入者装置および局側装置に波長可変性を持たせることで、送信要求量が少ない場合において、波長割り当てにより、ＬＣ（ＬｉｎｅＣａｒｄ：局側装置内の光送受信機スロット）の休眠動作が可能になるなど、省エネ化および機器の冗長化が可能であり、種々の利点が存在する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】玉置  真也、中村  浩崇、木村  俊二、吉本  直人、“波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおけるサービスクラスに応じた公平な帯域分配方法の提案”、２０１２年電子情報通信学会総合大会、Ｂ−８−１７、２０１２年３月
【非特許文献２】中村  浩崇、玉置  真也、原  一貴、木村  俊二、葉玉  寿弥“１×ｎＡＷＧを用いた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの上り信号評価”、２０１１年電子情報通信学会総合大会、Ｂ−１０−７４、２０１１年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
非特許文献１に記載されるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、例えば図１８に示すように波長可変性を持つ光送受信機２１、２２を有する一又は複数の加入者装置２０と、送信波長が固定である光送信機１１及び透過波長が固定である波長フィルタ１３及び光受信機１２を有する複数のＬＣ（Ｌｉｎｅ  Ｃａｒｄ）１４を有する局側装置１０があり、加入者装置２０と局側装置１０間の伝送線路の各ノードは、光分岐結合器５１によって構成される。以下の説明では、局側装置１０から加入者装置２０へ伝送される光信号を下り信号とし、加入者装置２０から局側装置１０へ伝送される光信号を上り信号とする。
【００１１】
この構成において、各加入者装置２０から送信された上り信号は、局外に設置された光分岐結合器５１によって合波され、伝送線路上を伝搬後、局内に設置された光分岐結合器５１によって分岐され、各ＬＣ１４に均等に伝送される。各ＬＣ１４はそれぞれ単一の波長の光信号のみ受信するよう、透過波長が固定の波長フィルタ１３を有する。
【００１２】
この構成での上り方向の通信における運用は例えば以下の通りである。運用例を図１９および図２０に示す。複数の加入者装置２０からの上り信号の送信要求が多い状況においては、加入者装置２０の光送信機２１の送信する上り信号に別々の波長帯域を割り当て、局側装置１０において複数のＬＣ１４すなわち光受信機１２を用いて受信することで、光送信機２１各々の通信帯域を確保する。また、送信要求が少ない状況においては、光送信機２１の送信する上り信号に対し、それぞれ単一の波長を割り当て、局側装置１０において単一のＬＣ１４すなわち光受信機１２ａを用いて上り信号を受信し、他のＬＣ１４を休眠状態とする。これにより、局側装置１０の省エネ化および長寿命化が期待される。この時、上り信号の送信要求が多い状況から、送信要求が少ない状況に遷移する場合、局側装置１０の休眠動作に伴い、複数の加入者装置２０に対して動的な送信波長の変更動作を行う必要がある。
【００１３】
しかしながら、加入者装置２０に搭載可能な送信波長可変レーザは、コストおよび波長間隔の観点から、構成が限られ、送信波長変更に対する応答速度が低いものとなる事が想定される。そのため、変更動作に伴う待機時間による通信帯域への影響や、頻繁な送信波長変更動作に伴う装置の劣化による使用可能期間への影響が課題となる。
【００１４】
非特許文献２に記載されるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、例えば図２１に示すように、送受信波長が固定である光送受信機２１、２２を有する一または複数の加入者装置２０と、波長可変性を持つ光送信機１１および透過中心波長に可変性を持つ波長可変フィルタ１３−１および光受信機１２を有する複数のＬＣ１４より構成される局側装置１０と、加入者装置２０と局側装置１０との間を結ぶ伝送線路上に、複数の光分岐結合器５１および光合分波器５２を備える構成となっている。この構成において、各加入者装置２０から送信された上り信号は、光合分波器５２によって合波された後、局内に設置された光分岐結合器５１によって分岐され、各ＬＣ１４に均等に伝送される。
【００１５】
光合分波器５２を用いる構成上、各加入者装置２０は接続された光合分波器５２のポートに対応する波長の光信号を送受信する。各ＬＣ１４は透過中心波長が可変である波長可変フィルタ１３−１によって上り信号を濾波し、選択的に上り信号を受信する。
【００１６】
この構成での上り方向の通信における運用は例えば以下の通りである。運用例を図２２にしめす。この構成は、ＬＣ１４の持つ波長可変フィルタ１３−１により、ＬＣ１４各々の受信する波長を動的に切り替え、選択的に上り信号を受信することを特徴とする。加入者装置２０からの送信要求が少ない場合においては、各加入者装置２０が時分割多重にて送信する複数波長の上り信号に対し、波長可変フィルタ１３−１の透過波長を動的に変更することで、単一の光受信機１２ａで上り信号の受信を行う。この時、他のＬＣ１４は非特許文献１の場合と同様に休眠状態とすることができるため、省エネ化および長寿命化が期待される。
【００１７】
しかしながら本構成では、図２２に示すように休眠動作に伴い、各波長の信号間隔において波長可変フィルタ１３−１の高速な切替動作が頻繁に行われる。この時、信号間隔に対し波長可変フィルタ１３−１が十分な応答速度を持てない場合、フィルタ波長切替時間による通信帯域への影響が生じる。また、長期間にわたる運用を行う上で、頻繁な波長切替動作による装置の劣化による使用可能期間への影響といった点が課題として残る。
【００１８】
本発明は、時分割多重及び波長分割多重を効果的に組み合わせたＰＯＮにおいて、加入者装置および局側装置の休眠動作に伴う頻繁な波長切替動作を抑制し、休眠動作による消費エネルギー量の削減および波長切替動作に伴う通信帯域への影響や機器の劣化による使用可能期間への影響の低減の同時実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、ＯＮＵからＯＬＴへ送信する上り信号の通信要求量に応じてＯＬＴの光受信機が受信する上り信号の波長帯域幅を、ＬＣにおける透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御の可能な波長及び帯域幅可変フィルタで可変する。
【００２０】
具体的には、本発明の局側装置は、
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置を結ぶ伝送線路上の一又は複数の分岐点において、前記光信号を合波する光分岐結合器と、
前記光分岐結合器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、前記各加入者装置の通信要求量に応じた、前記波長フィルタの透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御を行うこと
を特徴とする。
【００２１】
具体的には、本発明の光通信システムの局側装置の受信方法は、
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置を結ぶ伝送線路上の一又は複数の分岐点において、前記光信号を合波する光分岐結合器と、
前記光分岐結合器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置の受信方法であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置からの光信号を受信するに際し、前記各加入者装置の通信要求量に応じた、前記波長フィルタの透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御を行う波長および帯域幅可変手順を有すること
を特徴とする。
【００２２】
具体的には、本発明の局側装置は、
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置の前記ＬＣを結ぶ伝送線路上において、前記光信号を合波する光合分波器と、
前記光合分波器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置であって、
前記波長及び帯域可変フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置の通信要求に応じて透過帯域特性を動的に制御すること、
を特徴とする。
【００２３】
具体的には、本発明の光通信システムの局側装置の受信方法は、
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置の前記ＬＣを結ぶ伝送線路上において、前記光信号を合波する光合分波器と、
前記光合分波器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置の受信方法であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置からの光信号を受信するに際し、各加入者装置の通信要求に応じて透過帯域特性を動的に制御する波長および帯域幅可変手順を有こと、
を特徴とする。
【００２４】
本発明の局側装置では、
前記局側装置の有する前記波長フィルタが、
阻止帯域幅および阻止中心波長が可変である一又は複数の帯域阻止フィルタであってもよい。
【００２５】
本発明の局側装置では、
前記局側装置の有する前記波長フィルタが、
透過中心波長および透過帯域幅が可変である帯域通過フィルタと
阻止帯域幅および阻止中心波長が可変である一又は複数の帯域阻止フィルタによって構成されていてもよい。
【００２６】
本発明の局側装置では、
上り信号の通信要求があった加入者装置に対し、上り信号の局側装置への到着時刻が異なるように、上り信号の時分割制御を行う上り信号制御機能をさらに有し、
前記波長フィルタは、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、前記光受信機の受信する上り信号の波長帯域幅を切り替え、
当該波長フィルタの後段に配置される光受信機は、上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、いずれかの加入者装置からの上り信号を受信してもよい。
【００２７】
本発明の局側装置では、
前記上り信号制御機能は、上り信号の通信要求量が予め定められたデータ量を超える加入者装置に対し、他の加入者装置からの上り信号の局側装置への到着時刻が重なるようにタイミングを制御し、
到着時刻が重なる上り信号の数の前記波長フィルタは、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、光受信機の受信する上り信号の波長帯域幅を切り替え、
当該波長フィルタの後段に配置される光受信機は、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、いずれかの加入者装置からの上り信号を受信してもよい。
【００２８】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、帯域幅の変調は透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御の可能な波長フィルタを用いて複数のＯＮＵからの上り信号を共通のＬＣで受信するため、加入者装置から送信する異なる波長の上り信号の局側装置が受信するための頻繁な波長切替動作を抑制し、消費エネルギー量の削減及び波長切替動作に伴う通信帯域への影響や機器の劣化による使用可能期間への影響の低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る光通信システムの一例を示す。
【図２】実施形態１から３に係る光通信システムにおける局外での光分岐結合器の使用構成例を示す図である。
【図３】実施形態１から３に係る光通信システムにおける局内での光分岐結合器の使用構成例を示す図である。
【図４】実施形態４から６に係る光通信システムにおける局外での光合分波器の使用構成例を示す図である。
【図５】実施形態４から６に係る光通信システムにおける局内での光合分波器の使用構成例を示す図である。
【図６（ａ）】本発明に係る透過中心波長および透過帯域幅が可変であるフィルタの特性を示す図である。
【図６（ｂ）】本発明に係る阻止中心波長および阻止帯域幅が可変であるフィルタ特性を示す図である。
【図７】本発明に係る上り信号波長配置を示す図である。
【図８】実施形態１に係る上り信号の送信要求量が少ない場合の光分岐結合器および可変帯域通過フィルタの使用構成例を示す図である。
【図９】実施形態１に係る上り信号の送信要求量が多い場合の光分岐結合器および可変帯域通過フィルタの使用構成例を示す図である。
【図１０】実施形態２に係る上り信号の送信要求量が少ない場合の光分岐結合器および可変帯域阻止フィルタの使用構成例を示す図である。
【図１１】実施形態２に係る上り信号の送信要求量が多い場合の光分岐結合器および可変帯域阻止フィルタの使用構成例を示す図である。
【図１２】実施形態３に係る光分岐結合器および可変帯域阻止フィルタの使用構成例を示す図である。
【図１３】実施形態４に係る上り信号の送信要求量が少ない場合の光合分波器および可変帯域通過フィルタの使用構成例を示す図である。
【図１４】実施形態４に係る上り信号の送信要求量が多い場合の光合分波器および可変帯域通過フィルタの使用構成例を示す図である。
【図１５】実施形態５に係る上り信号の送信要求量が少ない場合の光合分波器及び可変帯域阻止フィルタの使用構成例を示す図である。
【図１６】実施形態５に係る上り信号の送信要求量が多い場合の光合分波器及び可変帯域阻止フィルタの使用構成例を示す図である。
【図１７】実施形態６に係る光合分波器および可変帯域阻止フィルタの使用構成例を示す図である。
【図１８】ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの第１の構成例を示す図である。
【図１９】上り信号の送信要求量が多い場合の第１の構成例を示す図である。
【図２０】上り信号の送信要求量が少ない場合の第１の構成例を示す図である。
【図２１】ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの第２の構成例を示す図である。
【図２２】波長可変フィルタ切替動作の第２の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００３２】
本実施形態に係る光通信システムは、局側装置（ＯＬＴ）と複数の加入者装置（ＯＮＵ）がＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮで接続されている。局側装置１０は複数のＬＣ１４及び上り信号制御機能（不図示）を備える。各ＬＣ１４は、波長・帯域幅可変フィルタ１３−２と、光受信機１２を備える。本実施形態に係る局側装置の受信方法は、波長および帯域幅可変手順を有する。波長および帯域幅可変手順において、ＯＮＵ２０からの上り信号を複数の光受信機１２を用いて受信するに際し、各ＯＮＵ２０の送信要求量に応じて波長・帯域幅可変フィルタ１３−２の透過帯域特性を動的に制御する。
【００３３】
以下の説明では、局側装置１０から加入者装置２０へ伝送される光信号を下り信号とし、加入者装置２０から局側装置１０へ伝送される光信号を上り信号とする。
【００３４】
図１は本発明の光通信システムを示す概念図である。本発明の光通信システムは、局側装置（ＯＬＴ）１０、加入者装置（ＯＮＵ）２０、光合分岐部５４、光分岐結合器５１、光ファイバ伝送線路から構成される。局側装置１０は光送信機１１、光受信機１２及び波長・帯域幅可変フィルタ１３−２を有する複数のＬＣ１４から構成される。ＬＣ１４はそれぞれ光ファイバを通じて光合分岐部５４に接続される。
【００３５】
光合分岐部５４は、上り方向の通信において、伝送線路上を伝搬してきた各加入者装置１０からの上り信号を合波し、合波された前記上り信号を各ＬＣ１４に対して均等に分岐させる機能を持つ。図１において、光合分岐部５４が局外装置として設置時の構成を記載したが、光合分岐部５４は局内もしくは局外に設置される。以上の構成は下記の各実施形態において共通である。
【００３６】
（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態では、図２および図３に示すように光合分岐部５４として光分岐結合器５１を用いる構成において、波長・帯域幅可変フィルタ１３−２が例えば図６（ａ）に示すような透過中心波長λｐおよび透過帯域幅Δｐが可変である可変帯域通過フィルタ１３−３である。この時、λｐおよびΔｐは各々独立に設定できるものとする。
【００３７】
本発明の第一の実施形態における、上り方向の通信について説明を行う。加入者装置２０の光送信機２１は、複数の波長のうち単一の波長を有する上り信号を一の時刻において送信する。各加入者装置２０から送信された光信号は、光分岐結合器５１によって合波および分波され、局側装置１０内にある各ＬＣ１４に均等に伝送される。局側装置１０の上り信号制御機能は、各ＬＣ１４に対してそれぞれ受信光信号波長および受信時間を動的に割り当て、各ＬＣ１４は、割り当てられた受信光信号波長および受信時間に従って、可変帯域通過フィルタ１３−３を制御し、濾波された上り信号を光受信機１２によって受信する。
【００３８】
下り方向の通信について説明を行う。下り信号に関しては、関連技術の構成（例えば、非特許文献１参照。）と同様の運用を行う。その為、本明細書での詳細の説明は割愛する。ここで、第一の実施形態では、上り方向の通信を行う場合において、例えば以下のように各ＬＣ１４の持つ波長・帯域幅可変フィルタ１３−２の透過周波数帯域の動的な制御を行う。
【００３９】
図８および図９は本発明の第一の実施形態における、各通信状況における運用例を示す。図８および図９中における各光送信機２１の上り信号波長配置は図７に記載の波長配置と対応する。図８に各加入者装置２０からの送信要求が少ない場合における運用例を示す。各加入者装置２０の持つ光送信機Ａ〜Ｃは、複数の波長のうち各々別個の単一の波長（λ１，λ２，λ３）を有する上り信号の送信タイミングを制御し、一の時刻において信号が重ならないように時分割で上り信号の送信を行う。
【００４０】
このλ１，λ２，λ３の波長を有する上り信号を、λ１，λ２，λ３の波長を透過するよう透過帯域幅Δｐおよび透過中心波長λｐを設定した可変帯域通過フィルタ１３−３ａを通し、光受信機ａで受信する。その為、時刻ｔ２’’およびｔ３’’において、可変帯域通過フィルタ１３−３ａの透過波長の切替の必要性はない。またこの時、光受信機ｂ〜ｎを有する他のＬＣ１４は休眠状態にある。以上に示すように、加入者装置２０からの送信要求が少ない場合においては、可変帯域通過フィルタ１３−３ｂ、１３−３ｃの透過特性を変更し、ＬＣ１４の休眠動作を行う。また、加入者装置１０からの送信要求が多い場合においては、複数のＬＣ１４を用いた運用を行う。
【００４１】
図９は加入者装置１０からの送信要求量が増加した状況下において、複数のＬＣ１４を用いた場合における運用例を示す。図中における光送信機Ｃを有する加入者装置１０の送信要求が多い場合において、例えば、光送信機Ａは時刻ｔ１からｔ２にかけて波長λ１の上り信号を、光送信機Ｂは時刻ｔ２からｔ３にかけて波長λ２の上り信号を、光送信機Ｃは時刻ｔ１からｔ３にかけて波長λ３の上り信号を送信するという時分割波長割り当てを局側装置１０の上り信号制御機能が行う。そのため、複数の波長が多重化された上り信号がＯＬＴ１０側に送信される。
【００４２】
前記多重化された上り信号に対し、局側装置１０の上り信号制御機能は、光受信機ａに光送信機Ａ，Ｂより送信された波長λ１，λ２の上り信号を割り当て、透過帯域にλ１，λ２を有し、λ３を遮断するよう可変帯域通過フィルタ１３−３ａの透過帯域幅Δｐおよび中心波長λｐの設定を行う。同時に、局側装置１０の上り信号制御機能は、光受信機ｂに光送信機Ｃより送信された波長λ３の上り信号を割り当て、透過帯域にλ３のみを有し、他の波長の信号を遮断するよう可変帯域通過フィルタ１３−３ｂの透過帯域幅Δｐおよび透過中心波長λｐの設定を行う。設定の一例として、例えば光受信機ａの可変帯域通過フィルタ１３−３ａに対しては、透過中心波長λｐを（λ１＋λ２）／２とし、透過帯域幅ΔｐをΔｓ／２＜Δｐ＜Δｓとする。光受信機ｂの可変帯域通過フィルタ１３−３ｂに対しては、透過中心波長λｐをλ３とし、透過帯域幅ΔｐをΔｐ＜Δｓとする。
【００４３】
これにより光受信機ａは時刻ｔ１’’’からｔ２’’’にかけて波長λ１の上り信号を、時刻ｔ２’’’〜ｔ３’’’にかけては波長λ２の上り信号を受信する。光受信機ｂは時刻ｔ１’’’からｔ３’’’にかけて波長λ３の上り信号を受信する。この時、時刻ｔ２’’において光受信機ａに接続された可変帯域通過フィルタ１３−３ａの透過波長の切替の必要性はない。この時光受信機ｃ〜ｎを有するＬＣ１４は休眠状態にある。
【００４４】
このように、透過中心波長λｐおよび透過帯域幅Δｐが可変である可変帯域通過フィルタ１３−３を備える事により、頻繁な波長切替動作なしに複数波長を有する上り信号を単一のＬＣ１４で選択的に受信することが可能となる。
【００４５】
非特許文献２で報告された構成では、異なる波長を有する上り信号に対し、単一の光受信機で受信する場合、各波長を受信するタイミングに合わせて、波長フィルタ１３の透過波長を高速で切替えなければならないという課題が存在した。その為、ＬＣ１４の休眠動作時に波長可変フィルタ１３−１の頻繁な切替動作が生じていた。
【００４６】
しかしながら本実施形態によれば、透過帯域幅に可変性を持たせることで、複数の波長を有する上り信号を単一のＬＣ１４で選択的に受信することが可能となるため、各加入者装置２０の通信量や全体の通信状況により柔軟に対応することができ、また頻繁な波長切替動作を抑制する事が可能となる。その為、休眠動作による通信システムの省エネ化と同時に機器の長寿命化が期待される。
【００４７】
また、頻繁な波長切替動作なしに複数波長を有する上り信号を単一のＬＣ１４で選択的に受信することが可能となるため、非特許文献１で課題となっていた、光合分波器５２に光分岐結合器５１を用いた構成において、複数の加入者装置２０全体の送信要求が多い状況から送信要求が少ない状況に遷移する場合における、ＬＣ１４の休眠動作に伴う複数のＯＮＵ２０の送信波長切替動作を抑制することができる。以上のことから、本発明は、ＬＣ１４の休眠に伴う局側装置１０および複数の加入者装置２０の頻繁な波長切替動作の抑制に関する課題を解決するものであり、本発明に係る光通信システムは大容量化および経済化が要求される光通信システムに適用することができる。
【００４８】
（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態では、図２および図３に示すように光合分岐部５４として光分岐結合器５１を用いる構成において、例えば波長・帯域幅可変フィルタ１３−２として図６（ｂ）に示すような阻止中心波長λｅおよび阻止帯域幅Δｅが可変である可変帯域阻止フィルタ１３−４を用いた構成である。この時、λｅおよびΔｅは各々独立に設定できるものとする。
【００４９】
本発明の第二の実施形態における、上り方向の通信について説明を行う。加入者装置２０の光送信機２１は、複数の波長のうち単一の波長を有する上り信号を一の時刻において送信する。各加入者装置２０から送信された光信号は、光分岐結合器５１によって合波および分波され、局側装置１０内にある各ＬＣ１４に均等に伝送される。局側装置１０の上り信号制御機能は、各ＬＣ１４に対して、受信光信号波長および受信時間をそれぞれ動的に割り当て、各ＬＣ１４は割り当てられた受信光信号波長および受信時間に従って、可変帯域阻止フィルタ１３−４を制御し、濾波された上り信号を光受信機１２によって受信する。
【００５０】
下り方向の通信について説明を行う。下り信号に関しては、関連技術の構成（例えば、非特許文献１参照。）と同様の運用を行う。その為、本明細書での詳細の説明は割愛する。第二の実施形態では、上り方向の通信を行う場合において、例えば以下のように各ＬＣ１４の持つ可変帯域阻止フィルタ１３−４の透過周波数帯域の動的な制御を行う。
【００５１】
図１０および図１１は第二の実施形態における、各通信状況における運用例を示す。図１０および図１１中における各光送信機２１の上り信号波長配置は図７に記載の波長配置と対応する。図１０は各加入者装置２０からの送信要求が少ない場合における運用例を示す。各加入者装置２０の持つ光送信機ＡからＣは、複数の波長のうち各々別個の単一の波長（λ１，λ２，λ３）を有する上り信号の送信タイミングを制御し、一の時刻において異なる波長の上り信号が重ならないように時分割で上り信号の送信を行う。
【００５２】
このλ１，λ２，λ３の波長を有する上り信号を、λ１，λ２，λ３の波長を透過するよう阻止帯域幅Δｅおよび阻止中心波長λｅを設定した可変帯域阻止フィルタ１３−４ａを通し、光受信機ａで受信する。可変帯域阻止フィルタ１３−４ａの設定としては、例えばλｅ＜＜λ１とし、Δｅを限りなく狭く設定し、上り信号として使用する周波数帯域全てを透過可能とすることで実現される。その為、時刻ｔ２’’およびｔ３’’において、可変帯域通過フィルタ１３−４ａの透過波長の切替の必要性はない。またこの時、光受信機ｂ〜ｎを有する他のＬＣ１４は休眠状態にある。また、加入者装置２０からの送信要求が多い場合においては、複数のＬＣ１４を用いた運用を行う。
【００５３】
図１１は加入者装置２０からの送信要求量が増加した状況下において、複数のＬＣ１４を用いた場合における運用例を示す。図中における光送信機Ｃを有する加入者装置２０の送信要求が多い場合において、例えば、光送信機Ａは時刻ｔ１からｔ２にかけて波長λ１の上り信号を、光送信機Ｂは時刻ｔ２からｔ３にかけて波長λ２の上り信号を、光送信機Ｃは時刻ｔ１からｔ３にかけて波長λ３の上り信号を送信するという時分割波長割り当てを局側装置１０の上り信号制御機能が行う。そのため、複数の波長が多重化された上り信号がＯＬＴ側１０に送信される。
【００５４】
前記多重化された上り信号に対し、局側装置１０の上り信号制御機能は、光受信機ａに光送信機Ａ，Ｂより送信された波長λ１，λ２の上り信号を割り当て、透過帯域にλ１，λ２を有し、λ３を遮断するよう可変帯域阻止フィルタ１３−４ａの阻止帯域幅Δｅおよび阻止中心波長λｅの設定を行う。同時に、局側装置１０の上り信号制御機能は、光受信機ｂに光送信機Ｃより送信された波長λ３の上り信号を割り当て、透過帯域にλ３のみを有し、他の波長の信号を遮断するよう可変帯域阻止フィルタ１３−４ｂの阻止帯域幅Δｅおよび阻止中心波長λｅの設定を行う。
【００５５】
設定の一例として、例えば、光受信機ａの可変帯域阻止フィルタ１３−４ａに対しては阻止中心波長λｅをλ３とし、阻止帯域幅ΔｅをΔｅ＜Δｓとする。光受信機ｂの可変帯域阻止フィルタ１３−４ｂに対しては阻止中心波長λｅを（λ１＋λ２）／２とし、阻止帯域幅ΔｅをΔｓ／２＜Δｅ＜Δｓとする。これにより光受信機ａは時刻ｔ１’’’からｔ２’’’にかけて波長λ１の上り信号を、時刻ｔ２’’’〜ｔ３’’’にかけては波長λ２の上り信号を受信する。光受信機ｂは時刻ｔ１’’’からｔ３’’’にかけて波長λ３の上り信号を受信する。時刻ｔ２’’において光受信機ａに接続された可変帯域阻止フィルタ１３−４ａの透過波長の切替の必要性はない。光受信機ｃ〜ｎを有するＬＣ１４は休眠状態にある。
【００５６】
第二の実施形態では、前記の実施形態と同様に、複数の波長を有する上り信号を単一のＬＣ１４で選択的に受信することが可能であるため、局側装置１０のＬＣ１４の休眠に伴う、局側装置１０および複数の加入者装置２０の頻繁な波長切替動作の抑制に関する課題を解決するものであり、本発明に係る光通信システムは、大容量化および経済化が要求される光通信システムに適用することができる。また、第二の実施形態の変形例として、複数の可変帯域阻止フィルタ１３−４を用いる構成も挙げられる。この変形例においては、波長選択性が高まることから、より粒度の高い制御が可能となる。
【００５７】
（第三の実施形態）
本発明の第三の実施形態では、図２および図３に示すように光合分岐部５４として光分岐結合器５１を用いる構成において、例えば波長・帯域幅可変フィルタ１３−２として図６（ａ）および図６（ｂ）に示すような、透過中心波長λｐおよび透過帯域幅Δｐが可変である可変帯域通過フィルタ１３−３および、阻止中心波長λｅおよび阻止帯域幅Δｅが可変である可変帯域阻止フィルタ１３−４を組み合わせた波長フィルタを用いる構成である。この時、λｐ，λｅ，ΔｐおよびΔｅは各々独立に設定できるものとする。
【００５８】
本発明の第三の実施形態における、上り方向の通信について説明を行う。加入者装置２０の光送信機２１は、複数の波長のうち単一の波長を有する上り信号を一の時刻において送信する。各加入者装置２０から送信された光信号は、光分岐結合器５１によって合波および分波され、局側装置１０内にある各ＬＣ１４に均等に伝送される。局側装置１０の上り信号制御機能は、各ＬＣ１４に対して受信光信号波長および受信時間をそれぞれ動的に割り当て、各ＬＣ１４は割り当てられた受信光信号波長および受信時間に従って、可変帯域通過フィルタ１３−３及び可変帯域阻止フィルタ１３−４を制御し、濾波された上り信号を光受信機１２によって受信する。
【００５９】
下り方向の通信について説明を行う。下り信号に関しては、関連技術の構成（例えば、非特許文献１参照。）と同様の運用を行う。その為、本明細書での詳細の説明は割愛する。
【００６０】
第三の実施形態では、上り方向の通信を行う場合において、例えば以下のように各ＬＣ１４の持つ可変帯域通過フィルタ１３−３及び可変帯域阻止フィルタ１３−４の透過周波数帯域の動的な制御を行う。
【００６１】
加入者装置２０からの送信要求が少ない場合においては、前記の実施形態と同様に、透過帯域特性を制御し、単一のＬＣ１４で各加入者装置２０からの信号を受信する。また、加入者装置２０からの送信要求が多い場合においては、複数のＬＣ１４を用いた運用を行う。
【００６２】
図１２に第三の実施形態における加入者装置２０からの送信要求量が増加した状況下において、複数のＬＣ１４を用いた場合における運用例を示す。図１２中における各光送信機２１の上り信号波長配置は図７に記載の波長配置と対応する。
【００６３】
図中における光送信機ｂおよびｄの送信要求が多い場合において、例えば光送信機Ａは時刻ｔ１からｔ２にかけて波長λ１の上り信号を、光送信機Ｂは時刻ｔ１からｔ３にかけて波長λ２の上り信号を、光送信機Ｃは時刻ｔ２からｔ３にかけて波長λ３の上り信号を、光送信機Ｄは時刻ｔ１からｔ３にかけて波長λ４の上り信号を送信するという時分割波長割り当てを局側装置１０の上り信号制御機能が行う。そのため、複数の波長が多重化された上り信号がＯＬＴ１０側に送信される。
【００６４】
この多重化された上り信号に対し、局側装置１０の上り信号制御機能は、光受信機ａに光送信機Ａ，Ｃより送信された波長λ１，λ３の上り信号を、光受信機ｂに光送信機Ｂより送信された波長λ２の上り信号を、光受信機ｃに光送信機Ｄより送信された波長λ４の上り信号が各々割り当てられる。
【００６５】
光受信機ａに接続された波長・帯域幅可変フィルタ１３−２の設定は例えば以下の通りである。まず、透過中心波長λｐをλ２、透過帯域幅をΔｓ＜Δｐ＜２Δｓとした可変帯域通過フィルタ１３−３ａによって、波長λ４の上り信号を濾波する。次に、阻止中心波長λｅをλ２、阻止帯域幅をΔｅ＜Δｓとした可変帯域阻止フィルタ１３−４ａによって波長λ２の信号を濾波する。以上により、光受信機ａは時刻ｔ２’’での波長切替動作を必要とせずに波長λ１，λ３の上り信号のみを選択的に受信することができる。
【００６６】
また、第三の実施形態に記載の構成は、可変帯域通過フィルタ１３−３と可変帯域阻止フィルタ１３−４を組み合わせた構成であるため、第一の実施形態、第二の実施形態に記載の構成より複数波長の選択性の粒度が高いという特徴を持つ。
【００６７】
その反面、装置としてのコストは高くなる構成である。しかしながら、ＰＯＮでは１つの局側装置１０に対し複数の加入者の利用があるため、加入者の割り勘効果によって局側装置１０に対するコストによる影響を低減することができるという特徴がある。そのため、局側装置において、コストによる影響の重要度は低いと言える。
【００６８】
以上のことから、第三の実施形態は、前記の実施形態と同様に、複数の波長を有する上り信号を単一のＬＣ１４で選択的に受信することが可能であるため、局側装置１０のＬＣ１４の休眠に伴う、局側装置１０および複数の加入者装置２０の頻繁な波長切替動作の抑制に関する課題を解決するものであり、本発明に係る光通信システムは、大容量化および経済化が要求される光通信システムに適用することができる。また、第三の実施形態の変形例として、可変帯域通過フィルタ１３−３および複数の可変帯域阻止フィルタ１３−４を用いる構成も挙げられる。この変形例においては、波長選択性が高まることから、より粒度の高い制御が可能となる。
【００６９】
（第四の実施形態）
本発明の第四の実施形態では、図４および図５に示すように、光合分岐部５４として光合分波器５２および光分岐結合器５１を用いる構成において、波長・帯域幅可変フィルタ１３−２が例えば図４および図５に示すような透過中心波長λｐおよび透過帯域幅Δｐが可変である可変帯域通過フィルタ１３−３である。この時、λｐおよびΔｐは各々独立に設定できるものとする。
【００７０】
本発明の第四の実施形態における、上り方向の通信について説明を行う。各加入者装置２０は、伝送線路を通して接続された光合分波器５２の各ポートの有する透過波長に対応する波長を有する上り信号を一の時刻において送信する。各加入者装置２０から送信された光信号は、光合分波器５２および光分岐結合器５１によって合波および分波され、局側装置１０内にある各ＬＣ１４に均等に伝送される。
【００７１】
局側装置１０の上り信号制御機能は、各ＬＣ１４に対して、受信光信号波長および受信時間をそれぞれ動的に割り当て、各ＬＣ１４は、割り当てられた受信光信号波長および受信時間に従って、可変帯域通過フィルタ１３−３を制御し、濾波された上り信号を光受信機１２によって受信する。
【００７２】
下り方向の通信について説明を行う。下り信号に関しては、関連技術の構成（例えば、非特許文献２参照。）と同様の運用を行う。その為、本明細書での詳細の説明は割愛する。
【００７３】
第四の実施形態では、上り方向の通信を行う場合において、例えば以下のように各ＬＣ１４の持つ波長・帯域幅可変フィルタ１３−２の透過周波数帯域の動的な制御を行う。図１３および図１４は本発明の第四の実施形態における、各通信状況における運用例を示す。図１３および図１４中における各光送信機の上り信号波長配置は図７に記載の波長配置と対応する。
【００７４】
図１３に各加入者装置２０からの送信要求が少ない場合における運用例を示す。各加入者装置２０の持つ光送信機Ａ〜Ｃは、複数の波長のうち各々別個の単一の波長（λ１，λ２，λ３）を有する上り信号の送信タイミングを制御し、一の時刻において信号が重ならないように時分割で上り信号の送信を行う。
【００７５】
このλ１，λ２，λ３の波長を有する上り信号を、λ１，λ２，λ３の波長を透過するよう透過帯域幅Δｐおよび透過中心波長λｐを設定した可変帯域通過フィルタ１３−３ａを通し、光受信機ａで受信する。その為、時刻ｔ２’’およびｔ３’’において、可変帯域通過フィルタ１３−３ａの透過波長の切替の必要性はない。またこの時、光受信機ｂ〜ｎを有する他のＬＣ１４は休眠状態にある。また、加入者装置からの送信要求が多い場合においては、複数のＬＣ１４を用いた運用を行う。
【００７６】
図１４は加入者装置２０からの送信要求量が増加した状況下において、複数のＬＣ１４を用いた場合における運用例を示す。図中における光送信機Ｃを有する加入者装置２０の送信要求が多い場合において、例えば、光送信機Ａは時刻ｔ１からｔ２にかけて波長λ１の上り信号を、光送信機Ｂは時刻ｔ２からｔ３にかけて波長λ２の上り信号を、光送信機Ｃは時刻ｔ１からｔ３にかけて波長λ３の上り信号を送信するという時分割波長割り当てを局側装置１０の上り信号制御機能が行う。そのため、複数の波長が多重化された上り信号がＯＬＴ側１０に送信される。
【００７７】
前記多重化された上り信号に対し、局側装置１０の上り信号制御機能は、光受信機ａに光送信機Ａ，Ｂより送信された波長λ１，λ２の上り信号を割り当て、透過帯域にλ１，λ２を有し、λ３を遮断するよう可変帯域通過フィルタ１３−３ａの透過帯域幅Δｐおよび中心波長λｐの設定を行う。同時に、局側装置１０の上り信号制御機能は、光受信機ｂに光送信機Ｃより送信された波長λ３の上り信号を割り当て、透過帯域にλ３のみを有し、他の波長の信号を遮断するよう可変帯域通過フィルタ１３−３ｂの透過帯域幅Δｐおよび中心波長λｐの設定を行う。
【００７８】
設定の一例として、例えば光受信機ａの可変帯域通過フィルタ１３−３ａに対しては、透過中心波長λｐを（λ１＋λ２）／２とし、透過帯域幅ΔｐをΔｓ／２＜Δｐ＜Δｓとする。光受信機ｂの可変帯域通過フィルタ１３−３ｂに対しては、透過中心波長λｐをλ３とし、透過帯域幅ΔｐをΔｐ＜Δｓとする。これにより光受信機ａは時刻ｔ１’’’からｔ２’’’にかけて波長λ１の上り信号を、時刻ｔ２’’’〜ｔ３’’’にかけては波長λ２の上り信号を受信する。光受信機ｂは時刻ｔ１’’’からｔ３’’’にかけて波長λ３の上り信号を受信する。この時、時刻ｔ２’’において光受信機ａに接続された可変帯域通過フィルタ１３−３ａの透過波長の切替の必要性はない。この時光受信機ｃ〜ｎを有するＬＣ１４は休眠状態にある。
【００７９】
このように、透過中心波長λｐおよび透過帯域幅Δｐが可変である可変帯域通過フィルタ１３−３を備える事により、頻繁な波長切替動作なしに複数波長を有する上り信号を単一のＬＣ１４で選択的に受信することが可能となる。以上のことから、第四の実施形態は、前記の実施形態と同様に、複数の波長を有する上り信号を単一のＬＣ１４で選択的に受信することが可能であるため、局側装置１０のＬＣ１４の休眠に伴う、局側装置１０の頻繁な波長切替動作の抑制に関する課題を解決するものであり、本発明に係る光通信システムは、大容量化および経済化が要求される光通信システムに適用することができる。
（第五の実施形態）
【００８０】
（第五の実施形態）
本発明の第五の実施形態では、図４および図５に示すように、光合分岐部５４として光合分波器５２および光分岐結合器５１を用いる構成において、例えば波長・帯域幅可変フィルタ１３−２として図６（ｂ）に示すような阻止中心波長λｅおよび阻止帯域幅Δｅが可変である可変帯域阻止フィルタ１３−４を用いた構成である。この時、λｅおよびΔｅは各々独立に設定できるものとする。
【００８１】
本発明の第五の実施形態における、上り方向の通信について説明を行う。各加入者装置２０は、伝送線路を通して接続された光合分波器５２の各ポートの有する透過波長に対応する波長を有する上り信号を一の時刻において送信する。各加入者装置２０から送信された光信号は、光合分波器５２および光分岐結合器５１によって合波および分波され、局側装置１０内にある各ＬＣ１４に均等に伝送される。局側装置１０の上り信号制御機能は、各ＬＣ１４に対して、受信光信号波長および受信時間をそれぞれ動的に割り当て、各ＬＣ１４は、割り当てられた受信光信号波長および受信時間に従って、可変帯域阻止フィルタ１３−４を制御し、濾波された上り信号を光受信機１２によって受信する。
【００８２】
下り方向の通信について説明を行う。下り信号に関しては、関連技術の構成（例えば非特許文献２参照。）と同様の運用を行う。その為、本明細書での詳細の説明は割愛する。第五の実施形態では、上り方向の通信を行う場合において、例えば以下のように各ＬＣ１４の持つ可変帯域阻止フィルタ１３−４の透過周波数帯域の動的な制御を行う。図１５および図１６は第五の実施形態における、各通信状況における運用例を示す。図１５および図１６中における各光送信機の上り信号波長配置は図７に記載の波長配置と対応する。
【００８３】
図１５は各加入者装置２０からの送信要求が少ない場合における運用例を示す。各加入者装置２０の持つ光送信機ＡからＣは、複数の波長のうち各々別個の単一の波長（λ１，λ２，λ３）を有する上り信号の送信タイミングを制御し、一の時刻において異なる波長の上り信号が重ならないように時分割で上り信号の送信を行う。
【００８４】
このλ１，λ２，λ３の波長を有する上り信号を、λ１，λ２，λ３の波長を透過するよう阻止帯域幅Δｅおよび阻止中心波長λｅを設定した可変帯域阻止フィルタ１３−４ａを通し、光受信機ａで受信する。可変帯域阻止フィルタ１３−４ａの設定としては、例えばλｅ＜＜λ１とし、Δｅを限りなく狭く設定し、上り信号として使用する周波数帯域全てを透過可能とすることで実現される。その為、時刻ｔ２’’およびｔ３’’において、可変帯域阻止フィルタ１３−４ａの透過波長の切替の必要性はない。またこの時、光受信機ｂ〜ｎを有する他のＬＣ１４は休眠状態にある。また、加入者装置２０からの送信要求が多い場合においては、複数のＬＣ１４を用いた運用を行う。
【００８５】
図１６は加入者装置２０からの送信要求量が増加した状況下において、複数のＬＣ１４を用いた場合における運用例を示す。図中における光送信機Ｃを有する加入者装置２０の送信要求が多い場合において、例えば、光送信機Ａは時刻ｔ１からｔ２にかけて波長λ１の上り信号を、光送信機Ｂは時刻ｔ２からｔ３にかけて波長λ２の上り信号を、光送信機Ｃは時刻ｔ１からｔ３にかけて波長λ３の上り信号を送信するという時分割波長割り当てを局側装置１０の上り信号制御機能が行う。そのため、複数の波長が多重化された上り信号がＯＬＴ側１０に送信される。
【００８６】
前記多重化された上り信号に対し、局側装置１０の上り信号制御機能は、光受信機ａに光送信機Ａ，Ｂより送信された波長λ１，λ２の上り信号を割り当て、透過帯域にλ１，λ２を有し、λ３を遮断するよう可変帯域阻止フィルタ１３−４ａの阻止帯域幅Δｅおよび阻止中心波長λｅの設定を行う。同時に、局側装置１０の上り信号制御機能は、光受信機ｂに光送信機Ｃより送信された波長λ３の上り信号を割り当て、透過帯域にλ３のみを有し、他の波長の信号を遮断するよう可変帯域阻止フィルタ１３−４ｂの阻止帯域幅Δｅおよび阻止中心波長λｅの設定を行う。
【００８７】
設定の一例として、例えば、光受信機ａの可変帯域阻止フィルタ１３−４ａに対しては阻止中心波長λｅをλ３とし、阻止帯域幅ΔｅをΔｅ＜Δｓとする。光受信機ｂの可変帯域阻止フィルタ１３−４ｂに対しては阻止中心波長λｅを（λ１＋λ２）／２とし、阻止帯域幅ΔｅをΔｓ／２＜Δｅ＜Δｓとする。これにより光受信機ａは時刻ｔ１’’’からｔ２’’’にかけて波長λ１の上り信号を、時刻ｔ２’’’〜ｔ３’’’にかけては波長λ２の上り信号を受信する。光受信機ｂは時刻ｔ１’’’からｔ３’’’にかけて波長λ３の上り信号を受信する。時刻ｔ２’’において光受信機ａに接続された可変帯域阻止フィルタ１３−４の透過波長の切替の必要性はない。光受信機ｃ〜ｎを有するＬＣ１４は休眠状態にある。
【００８８】
以上より、第５の実施形態においても、前記の実施形態と同様に、複数の波長を有する上り信号を単一のＬＣ１４で選択的に受信することが可能であるため、局側装置１０のＬＣ１４の休眠に伴う、局側装置１０の頻繁な波長切替動作の抑制に関する課題を解決するものであり、本発明に係る光通信システムは、大容量化および経済化が要求される光通信システムに適用することができる。また、第五の実施形態の変形例として、複数の可変帯域阻止フィルタ１３−４を用いる構成も挙げられる。この変形例においては、波長選択性が高まることから、より粒度の高い制御が可能となる。
【００８９】
（第六の実施形態）
本発明の第六の実施形態では、図４および図５に示すように、光合分岐部５４として光合分波器５２および光分岐結合器５１を用いる構成において、例えば波長・帯域幅可変フィルタ１３−２として図６（ａ）および図６（ｂ）に示すような、透過中心波長λｐおよび透過帯域幅Δｐが可変である可変帯域通過フィルタ１３−３および、阻止中心波長λｅおよび阻止帯域幅Δｅが可変である可変帯域阻止フィルタ１３−４を組み合わせた波長フィルタ１３を用いる構成である。この時、λｐ，λｅ，ΔｐおよびΔｅは各々独立に設定できるものとする。
【００９０】
本発明の第六の実施形態における、上り方向の通信について説明を行う。各加入者装置２０は、伝送線路を通して接続された光合分波器５２の各ポートの有する透過波長に対応する波長を有する上り信号を一の時刻において送信する。各加入者装置２０から送信された光信号は、光合分波器５２および光分岐結合器５１によって合波および分波され、局側装置１０内にある各ＬＣ１４に均等に伝送される。
【００９１】
局側装置１０の上り信号制御機能は、各ＬＣ１４に対して、受信光信号波長および受信時間をそれぞれ動的に割り当て、各ＬＣ１４は、割り当てられた受信光信号波長および受信時間に従って、可変帯域通過フィルタ１３−３及び可変帯域阻止フィルタ１３−４を制御し、濾波された上り信号を光受信機１２によって受信する。
【００９２】
下り方向の通信について説明を行う。下り信号に関しては、関連技術の構成（例えば、非特許文献２参照。）と同様の運用を行う。その為、本明細書での詳細の説明は割愛する。
【００９３】
第六の実施形態では、上り方向の通信を行う場合において、例えば以下のように各ＬＣ１４の持つ可変帯域通過フィルタ１３−３及び可変帯域阻止フィルタ１３−４の透過周波数帯域の動的な制御を行う。
【００９４】
加入者装置２０からの送信要求が少ない場合においては、前記の実施形態と同様に、透過帯域特性を制御し、単一のＬＣ１４で各加入者装置２０からの信号を受信する。また、加入者装置２０からの送信要求が多い場合においては、複数のＬＣ１４を用いた運用を行う。
【００９５】
図１７に第六の実施形態における、加入者装置２０からの送信要求量が増加した状況下において、複数のＬＣ１４を用いた場合における運用例を示す。図１７中における各光送信機２１の上り信号波長配置は図７に記載の波長配置と対応する。図中における光送信機ＢおよびＤの送信要求が多い場合において、例えば光送信機Ａは時刻ｔ１からｔ２にかけて波長λ１の上り信号を、光送信機Ｂは時刻ｔ１からｔ３にかけて波長λ２の上り信号を、光送信機Ｃは時刻ｔ２からｔ３にかけて波長λ３の上り信号を、光送信機Ｄは時刻ｔ１からｔ３にかけて波長λ４の上り信号を送信するという時分割波長割り当て局側装置１０の上り信号制御機能が行う。そのため、複数の波長が多重化された上り信号がＯＬＴ１０側に送信される。
【００９６】
この多重化された上り信号に対し、局側装置１０の上り信号制御機能は、光受信機ａに光送信機Ａ，Ｃより送信された波長λ１，λ３の上り信号を、光受信機ｂに光送信機Ｂより送信された波長λ２の上り信号を、光受信機Ｃに光送信機Ｄより送信された波長λ４の上り信号が各々割り当てられる。
【００９７】
光受信機ａに接続された波長・帯域幅可変フィルタ１３−２の設定は例えば以下の通りである。まず、透過中心波長λｐをλ２、透過帯域幅をΔｓ＜Δｐ＜２Δｓとした可変帯域通過フィルタ１３−３ａによって、波長λ４の上り信号を濾波する。次に、阻止中心波長λｅをλ２、阻止帯域幅をΔｅ＜Δｓとした可変帯域阻止フィルタ１３−４ａによって波長λ２の信号を濾波する。
【００９８】
以上により、光受信機ａは時刻ｔ２’’での波長切替動作を必要とせずに波長λ１，λ３の上り信号のみを選択的に受信することができる。また、第六の実施形態に記載の構成は、可変帯域通過フィルタ１３−３と可変帯域阻止フィルタ１３−４を組み合わせた構成であるため、第四、第五の実施形態に記載の構成より複数波長の選択性の粒度が高いという特徴を持つ。
【００９９】
その反面、装置としてのコストは高くなる構成である。しかしながら、ＰＯＮでは１つの局側装置１０に対し複数の加入者の利用があるため、加入者の割り勘効果によって局側装置１０に対するコストによる影響を低減することができるという特徴がある。そのため、局側装置１０において、コストによる影響の重要度は低いと言える。
【０１００】
以上のことから、第六の実施形態は、前記の実施形態と同様に、複数の波長を有する上り信号を単一のＬＣ１４で選択的に受信することが可能であるため、局側装置１０のＬＣ１４の休眠に伴う、局側装置１０および複数の加入者装置２０の頻繁な波長切替動作の抑制に関する課題を解決するものであり、本発明に係る光通信システムは、大容量化および経済化が要求される光通信システムに適用することができる。
【０１０１】
また、第六の実施形態の変形例として、可変帯域通過フィルタ１３−３および複数の可変帯域阻止フィルタ１３−４を用いる構成も挙げられる。この変形例においては、波長選択性が高まることから、より粒度の高い制御が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０：ＯＬＴ、局側装置
１１：光送信機（ＯＬＴ側）
１２：光受信機（ＯＬＴ側）
１３：波長フィルタ
１３−１、１３−１ａ、１３−１ｂ、１３−１ｃ：波長可変フィルタ
１３−２：波長・帯域幅可変フィルタ
１３−３、１３−３ａ、１３−３ｂ、１３−３ｃ、１３−３ｎ：可変帯域通過フィルタ
１３−４、１３−４ａ、１３−４ｂ、１３−４ｃ、１３−４ｎ：可変帯域阻止フィルタ
１４：ＬＣ
２０：ＯＮＵ、加入者装置
２１：光送信機（ＯＮＵ側）
２２：光受信機（ＯＮＵ側）
２３：波長可変フィルタ（ＯＮＵ側）
５０：スプリッタ
５１：光分岐結合器
５２： 光合分波器
５４： 光合分岐部
【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（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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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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