(57)【要約】【課題】ＯＮＵの帯域ニーズに柔軟に応えることのできるＷＤＭ−ＰＯＮシステムを提供する。【解決手段】ＷＤＭ−ＰＯＮシステムは、複数の加入者端末と局側終端装置と、前記複数の加入者端末からの上り信号を合波し、かつ前記局側終端装置からの下り信号を波長分岐する波長合分波器と、前記局側終端装置からの下り信号を合波し、かつ前記複数の加入者端末からの上り信号をパワー分岐するスプリッタと、を有し、前記局側終端装置は、複数の送信部及び複数の受信部を有し、それぞれの送信部は波長可変光源を含み、それぞれの該受信部は、前段に波長可変フィルタを含み、前記複数の波長可変光源はそれぞれ時分割で複数波長の光信号を送信し、該局舎側終端装置は、それぞれの波長可変光源に追従して前記複数の波長可変フィルタの透過波長を設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加入者端末と
局側終端装置と、
前記複数の加入者端末からの上り信号を合波し、かつ前記局側終端装置からの下り信号を波長分岐する波長合分波器と、
前記局側終端装置からの下り信号を合波し、かつ前記複数の加入者端末からの上り信号をパワー分岐するスプリッタと、
を有するＷＤＭ−ＰＯＮシステムであって、
前記局側終端装置は、複数の送信部及び複数の受信部を有し、それぞれの送信部は波長可変光源を含み、それぞれの該受信部は、前段に波長可変フィルタを含み、前記複数の波長可変光源はそれぞれ時分割で複数波長の光信号を送信し、該局舎側終端装置は、それぞれの波長可変光源に追従して前記複数の波長可変フィルタの透過波長を設定することを特徴とするＷＤＭ−ＰＯＮシステム。
【請求項２】
複数の加入者端末と
局側終端装置と、
前記複数の加入者端末からの上り信号を合波し、かつ前記局側終端装置からの下り信号を波長分岐する波長合分波器と、
前記局側終端装置からの下り信号を合波するスプリッタと、
前記複数の加入者端末からの上り信号群を分岐するサーキュレーターと
前記複数の加入者端末からの上り信号を波長分岐する波長合分波器と、
を有するＷＤＭ−ＰＯＮシステムであって、
前記局側終端装置は、複数の送信部及び複数の受信部を有し、それぞれの送信部は波長可変光源を含み、それぞれの該受信部は、前段に波長可変フィルタを含み、前記複数の波長可変光源はそれぞれ時分割で複数波長の光信号を送信し、該局舎側終端装置は、それぞれの波長可変光源に追従して前記複数の波長可変フィルタの透過波長を設定することを特徴とするＷＤＭ−ＰＯＮシステム。
【請求項３】
前記局側終端装置は、
前記波長可変光源が時分割で送信する複数波長の光信号の数を前記複数の局側終端装置の送信部ごとに制限することによって、前記複数の加入者端末の帯域を保証することを特徴とする請求項１又は２に記載のＷＤＭ−ＰＯＮシステム。
【請求項４】
前記加入者端末からの帯域変更の要求に対し、前記入者側端末に対応する波長の光を供給している前記局側終端装置の送信器は、該波長の送信を停止し、
前記局側終端装置は、
前記加入者端末の要求帯域に対応する前記局側終端装置の送信部を検索し、該送信部に帯域の空きがあれば、該送信部に該波長の送信をさせ、該送信器がないか該送信器があっても帯域に空きがなければ、待機中の前記局側終端装置の送信器を起動させ、該波長、該帯域で交信させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＷＤＭ−ＰＯＮシステム。
【請求項５】
前記局側終端装置は、
前記波長可変光源が未稼働の波長の光信号を時分割で順次送信する監視用の送信部を含み、
前記加入者端末は、
新規に追加されたとき前記局側終端装置の送信部からの自宛波長の光信号に新規追加要求信号を乗せ、
前記局側終端装置は、
前記監視用の送信部が前記新規追加要求信号を受信したとき、該監視用の送信部に前記波長の送信を停止させ、前記新規に追加された加入者端末の要求帯域に対応する送信部を検索し、該送信部に帯域の空きがあれば、該送信部に該波長の送信をさせ、該送信器がないか該送信器があっても帯域に空きがなければ、待機中の送信部を起動させ、該波長該帯域で交信させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＷＤＭ−ＰＯＮシステム。
【請求項６】
前記局側終端装置のある送受信器が故障した時、前記局側終端装置は待機中の送受信器を起動させ、前記故障した送受信器が交信していた波長、帯域で前記加入者端末との交信を再開させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＷＤＭ−ＰＯＮシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多波長光源を用いるＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）−ＰＯＮ（Passive Optical Network：受動光ネットワーク）システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＮシステムは伝送路ファイバ、局側終端装置（以下、ＯＬＴ：Optical Line Terminal）を複数の加入者側端末（以下ＯＮＵ）で共有できる経済性の良いシステムである。トラフィックの増大にともなって、広帯域化が進んできているが、ＴＤＭ（Time-Division Multiplexing）方式ではひとまず１０Ｇｂｐｓまでで、それ以上の広帯域化は基幹系伝送システムがそうであったようにＷＤＭ−ＰＯＮが有望視されている。
【０００３】
ＷＤＭ−ＰＯＮの構成としては、非特許文献１，２，３のようにＯＬＴ／ＯＮＵ側双方にＡＷＧ（Array Waveguide Gratings）を配置するのが一般的である。
【０００４】
また最近では、ＷＤＭ−ＰＯＮの中でもＯＬＴ側からの下り信号の一部をＲＳＯＡ（Reflective Semiconductor Optical Amplifier）あるいはＲＥＡＭ（Reflective Electroabsorption Modulator）を用いて増幅、再変調し、上り信号として再利用することで、ＯＮＵ側の光源を削除するＣＬＳ方式が盛んに研究されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】H. Takesue et al, ECOC2002, 8.5.6.(2002).
【非特許文献２】C. Arellano et al., OFC/NFOEC2006, paper OTuC1(2006).
【非特許文献３】W. Hung et al., ECOC2003, We3.4.5(2003).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した非特許文献１〜３のＷＤＭ−ＰＯＮの構成は、第１にＯＮＵの帯域ニーズに柔軟に応えられない、第２にＯＮＵ新規追加時Ｐｌｕｇ  ＆  Ｐｌａｙできない、第３にＯＬＴ内の送受信器の故障に対して自動復旧できないなどの問題を有している。
【０００７】
本発明の目的は、ＯＮＵの帯域ニーズに柔軟に応えることのできるＷＤＭ−ＰＯＮシステムを提供することである。また、更に、本発明の他の目的は、本発明の他の態様によって、ＯＮＵの新規追加時にＰｌｕｇ＆Ｐｌａｙを可能にし、ＯＬＴ内の送受信器の故障に対して自動復旧できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明のＷＤＭ−ＰＯＮシステムは、複数の加入者端末と局側終端装置と、前記複数の加入者端末からの上り信号を合波し、かつ前記局側終端装置からの下り信号を波長分岐する波長合分波器と、前記局側終端装置からの下り信号を合波し、かつ前記複数の加入者端末からの上り信号をパワー分岐するスプリッタと、を有し、前記局側終端装置は、複数の送信部及び複数の受信部を有し、それぞれの送信部は波長可変光源を含み、それぞれの該受信部は、前段に波長可変フィルタを含み、前記複数の波長可変光源はそれぞれ時分割で複数波長の光信号を送信し、該局舎側終端装置は、それぞれの波長可変光源に追従して前記複数の波長可変フィルタの透過波長を設定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、局側終端装置（ＯＬＴ）が、波長可変光源で下り信号を生成して送信し、スプリッタで分岐された上り信号を、下り信号と同一波長を設定した波長可変フィルタを通して受信するので、ＯＬＴの送受信器ごとに、波長と割り当てるＯＮＵとを変更できる。このため、ＯＬＴは、ＯＮＵの帯域ニーズの変更に対し、割り当てを変えることで柔軟に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態による、帯域調整可能なＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】従来のＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による、図１に示したＯＮＵ１１−１〜１１−５の一構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による、図１に示したＯＬＴ送受信器１６−１〜１６−５の一構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による、図１に示したＯＬＴ送受信器１６−３の動作を示した概念図である。
【図６】3Gbps→10Gbps帯域変更のフローチャート
【図７】1Gbps→3Gbps帯域変更のフローチャート
【図８】新規ＯＮＵ追加動作のフローチャート
【図９】本発明の第２の実施形態による、帯域調整可能なＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態のＷＤＭ−ＰＯＮシステム１の構成を示すブロック図である。ＯＮＵ１１−１〜１１−５は伝送路１２−１〜１２−５でＡＷＧ１３と接続されている。ＡＷＧ１３は各ＯＮＵからの各波長の上り光信号を合波し、またＯＬＴ１５からの下り光信号群を各波長に従って伝送路１２−１〜１２−５に分岐する。ＡＷＧ１３は伝送路１２−１１で光スプリッタ１４と接続されている。光スプリッタ１４は上り光信号群を伝送路１２−６〜１２−１０にパワー分岐し、それらの信号群はＯＬＴ１５内の各ＯＬＴ送受信器１６−１〜１６−５に入力される。また各ＯＬＴ送受信器１６−１〜１６−５からの各波長の下り光信号は伝送路１２−６〜１２−１０を経て、光スプリッタ１４で合波される。ＯＬＴ１５は各ＯＬＴ送受信器１６−１〜１６−５を制御する。なお、便宜上ＯＮＵ、ＯＬＴ送受信器の数は５しか表記していないが、その数は限定されるものではない。
【００１３】
図２は従来例のＷＤＭ−ＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。本発明の構成図１は従来例においてＡＷＧ２３−２を用いていたものを光スプリッタ１４に変更し、各ＯＬＴ送受信器における受信部前段に後述する波長可変フィルタ４５を設けているのが特徴である。
【００１４】
図３は、図１に示したＯＮＵ１１−１〜１１−５の構成を示すブロック図である。図３において、送信部３２はＲＥＡＭ３１を含む。ＲＥＡＭ３１は下り信号を反射させ、再変調をかけ、増幅し、上り信号として再利用するデバイスである。受信部３４は下り信号を受信する。ここではＯＮＵの動作レートは１０Ｇｂｐｓとする。制御部３３は、ＯＮＵ全体を制御する。
【００１５】
図４は、図１に示したＯＬＴ送受信器１６−１〜１６−５の一構成例を示すブロック図である。図４において、送信部４２は波長可変光源４１を含む。波長可変光源４１は特定の波長の光信号を下り信号として送信する。受信部４４は波長可変フィルタ４５を含み、該特定の波長の光信号のみを抽出し、受信する。制御部４３は、波長可変光源４１が生成する光信号の波長と、波長可変フィルタ４５の透過波長とを設定する。ここではＯＬＴ送受信器の動作レートは１０Ｇｂｐｓとする。
【００１６】
次に、本実施形態によるＷＤＭ−ＰＯＮシステムの帯域保証の動作について説明する。
【００１７】
図１では、ＯＬＴ送受信器１６−１は、図４における波長可変光源４１からλ１の波長の光信号のみを送信する。該光信号はONU１１−１の図３における受信部３４にて一部は受信され、残りは図３におけるＲＥＡＭ３１にて上り信号として再利用され送信される。ＯＬＴ送受信器１６−１は図４における波長可変フィルタ４５の透過波長を図４での波長可変光源４１と同じ波長に設定することで、該上り信号のみを受信する。ＯＮＵ１１−１はＯＬＴ送受信器１６−１とのみ交信することで、上下で１０Ｇｂｐｓの帯域を持つ。
【００１８】
ＯＬＴ送受信器１６−２は図４における波長可変光源４１からλ２〜λ４の波長の光信号を時分割で順次送信する。ｓ該光信号はONU１１−２〜１１−４の図３における受信部３４にて一部は受信され、残りは図３におけるＲＥＡＭ３１にて上り信号として再利用され送信される。ＯＬＴ送受信器１６−２は図４における波長可変フィルタ４５の透過波長を図４での波長可変光源４１と同じ波長に連動して設定することで、該上り信号のみを受信する。ＯＮＵ１１−２〜１１−４はＯＬＴ送受信器１６−２とのみ交信することで、上下で各ＯＮＵ平均３Ｇｂｐｓの帯域を持つ。
【００１９】
ＯＬＴ送受信器１６−３は図４における波長可変光源４１から図５に示すとおり、λ５〜λ１４の波長の光信号を時分割で順次送信し、該光信号はＯＮＵ１１−５〜１１−１４の図３における受信部３４にて一部は受信され、残りは図３に示したＲＥＡＭ３１にて上り信号として再利用され送信される。ＯＬＴ送受信器１６−３は図４での波長可変フィルタ４５の透過波長を図４における波長可変光源４１と同じ波長に連動して設定することで、該上り信号のみを受信する。ＯＮＵ１１−５と図１には示していない９個のＯＮＵはＯＬＴ送受信器１６−３とのみ交信することで、上下で各ＯＮＵ平均１Ｇｂｐｓの帯域を持つ。
【００２０】
ＯＬＴ送受信器１６−４は図４における波長可変光源４１から未使用の波長の光を時分割で順次送信し、ＯＬＴ送受信器１６−４は図４での波長可変フィルタ４５の透過波長を図４波長可変光源４１と同じ波長に連動して設定することで、該送信波長と同じ波長の上り信号の監視をし、将来繋がるＯＮＵあるいは省電力中のＯＮＵの監視を行う。
【００２１】
ＯＬＴ送受信器１６−５は待機（省電力）中であり、ＯＬＴ１５の制御により、いつでも稼働できる状態にある。
【００２２】
以上のように１つのＯＬＴ送受信器を共有するONU数を決めておくことにより、帯域保証を実現する。なお、ここでは１つのＯＬＴ送受信器を共有するONUは各々均等の帯域を持つとしている。次に帯域変更の動作について説明する。
【００２３】
３Ｇｂｐｓ→１０Ｇｂｐｓの帯域変更の動作については、フローチャート図６を用いて説明する。ＯＬＴ送受信器１６−２が交信していた現在３Ｇｂｐｓ帯域ユーザーのＯＮＵ１１−２の要求（ステップＳ１）により、３Ｇｂｐｓ→１０Ｇｂｐｓに帯域変更が行われる時、ＯＬＴ１５はＯＬＴ送受信器１６−２の波長λ２の送信を停止させる（ステップＳ３）。ＯＬＴ送受信器１６−２は、波長λ２の下り信号の送信を停止する（ステップＳ４）。ＯＬＴ１５は、待機中の例えばＯＬＴ送受信器１６−５を稼働させ、波長λ２を用いて１０Ｇｂｐｓで交信させる（ステップＳ５）。ＯＬＴ送受信器１６−５は、波長λ２を用いて、ＯＮＵ１１−２と交信を開始する（ステップＳ６）。
【００２４】
１Ｇｂｐｓ→３Ｇｂｐｓの帯域変更の動作については、フローチャート図７を用いて説明する。ＯＬＴ送受信器１６−３が交信していた現在１Ｇｂｐｓ帯域ユーザーのＯＮＵ１１−５の要求（ステップＳ１１）により、１Ｇｂｐｓ→３Ｇｂｐｓに帯域変更が行われる時（ステップＳ１２）、ＯＬＴ１５はＯＬＴ送受信器１６−３の波長λ５の送信を停止させる（ステップＳ１３）。ＯＬＴ送受信器１６−３は、波長λ５の下り信号の送信を停止する（ステップＳ１４）。ＯＬＴ１５は、現在３Ｇｂｐｓ帯域として稼働している例えばＯＬＴ送受信器１６−２に空きがないかどうか確認する（ステップＳ１５）、空きがあれば（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ＯＬＴ１５は、ＯＬＴ送受信器１６−２に波長λ５を用いて交信させる。ＯＬＴ送受信器１６−２は、波長λ５を用いて、ＯＮＵ１１−５と交信を開始する（ステップＳ６）。空きがなければ（ステップＳ１５：ＮＯ）、ＯＬＴ１５は、待機中の例えばＯＬＴ送受信器１６−５を稼働させ、波長λ５を用いて交信させる（ステップＳ１７）。ＯＬＴ送受信器１６−５は、波長λ５を用いて、ＯＮＵ１１−５と交信を開始する（ステップＳ１８）。
【００２５】
以上のようにユーザーの要求により、人手を煩わすことなく、全自動で帯域変更を実行することができるため管理コストを低減できる。次に新規ＯＮＵ追加の動作についてフローチャート図８を用いて説明する。
【００２６】
例えば３Ｇｂｐｓ帯域を要求しているＯＮＵ１１−３が新規に追加されたとする。まず該ＯＮＵは未稼働ＯＮＵであると、ＯＬＴ１５は認識しているため、未稼働あるいは省電力中ＯＮＵの監視を行っているＯＬＴ送受信器１６−４からλ３の波長の光が供給される（ステップＳ３１）。ＯＮＵ１１−３が追加された時（ステップＳ３２）、ＯＮＵ１１−３は該λ３の波長の光を検出し、新規追加要求信号を乗せ、ＯＬＴ送受信器１６−４に返信する（ステップＳ３３）。ＯＬＴ送受信器１６−４は、上り信号に付加された新規追加要求信号をＯＬＴ１５へ送信する（ステップＳ３４）。ＯＬＴ１５は、ＯＮＵ１１−３の新規追加要求信号を受信したＯＬＴ送受信器１６−４にλ３の波長の光の送信を停止させる（ステップＳ３５）。ＯＬＴ送受信器１６−４は、波長λ３の下り信号の送信を停止する（ステップＳ３６）。ＯＬＴ１５は現在３Ｇｂｐｓ帯域として稼働している例えばＯＬＴ送受信器１６−２に空きがないかどうか確認する（ステップＳ３７）。空きがあれば（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、ＯＬＴ１５は、ＯＬＴ送受信器１６−２に波長λ３を用いてＯＮＵ１１−３と交信させる（ステップＳ３８）空きがなければ（ステップＳ３７：ＮＯ）、ＯＬＴ１５は、待機中の例えばＯＬＴ送受信器１６−５を稼働させ、波長λ３を用いて交信させる（ステップＳ３９）。ＯＬＴ送受信器１６−５は、波長λ３を用いて、ＯＮＵ１１−３と交信を開始する（ステップＳ４０）。
【００２７】
以上のように、ＯＮＵの新規追加に対してＰｌｕｇ＆Ｐｌａｙが実現できる。次にＯＬＴ送受信器が故障した時の動作について説明する。
【００２８】
例えばＯＬＴ送受信器１６−１が故障した時、ＯＬＴ１５は待機中の例えばＯＬＴ送受信器１６−５を稼働させ、波長λ１、帯域１０Ｇｂｐｓで交信させる。
【００２９】
例えばＯＬＴ送受信器１６−２が故障した時、ＯＬＴ１５は待機中の例えばＯＬＴ送受信器１６−５を稼働させ、波長λ２，λ３，λ４、帯域各３Ｇｂｐｓで交信させる。
【００３０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００３１】
図９は、本実施形態のＷＤＭ−ＰＯＮシステム１ａの構成を示すブロック図である。図９では、ＯＮＵ９１−１〜９１−５は伝送路９２−１〜９２−５でＡＷＧ９３と接続されており、ＡＷＧ９３は各ＯＮＵからの各波長の上り光信号を合波し、またＯＬＴ９５−１からの下り光信号群を各波長に従って伝送路９２−１〜９２−５に分岐する。ＡＷＧ９３は伝送路９２−１１でサーキュレーター９７を経て、光スプリッタ９４と接続されており、サーキュレーター９７はAWG９８と接続され、AWG９８は上り光信号群を伝送路９２−１２〜９２−１６に波長分岐する。それらの信号群はＯＬＴ９５−２内の各ＯＬＴ受信器９９−１〜９９−５等に入力され、また各ＯＬＴ送信器９６−１〜９６−５等からの各波長の下り光信号は伝送路９２−６〜９２−１０等を経て、光スプリッタ９４で合波される。
【００３２】
ＯＬＴ送受信器９６−１〜９６−５は、受信部４４を有しない以外は、図４で示したＯＬＴ送受信器と同様の構成である。また、ＯＬＴ送受信器９９−１〜９９−５は、送信部４２を有しない以外は、図４で示したＯＬＴ送受信器と同様の構成である。
【００３３】
本実施形態では、第１の実施形態にさらにサーキュレーター９７を追加し、OLT側において送受で伝送路を分けており、下り方向の信号は実施例一と同様にスプリッタ９４で合波し、上り方向の信号はAWG９８で波長分岐しているのが特徴である。上り方向の分岐損がなくなるため、ONUの送信パワーを高くする必要がなくなるというメリットがある。
【００３４】
第１の実施形態で説明したようにOLT受信器の波長可変フィルタの透過波長はOLT送信器の波長可変光源の送信波長と連動する必要があるので、OLT送信群とOLT受信群は情報のやりとりを行えるよう繋がっている必要がある。OLT送信器９６とOLT受信器９９は別に表記しているが、一体であっても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１、１ａ    ＷＤＭ−ＰＯＮシステム
１１−１〜１１−４    ＯＮＵ
１２−１〜１２−１１    伝送路
１３    ＡＷＧ
１４    スプリッタ
１５    ＯＬＴ
１６−１〜１６−５    ＯＬＴ送受信器
２１−１〜２１−５    ＯＮＵ
２２−１〜２２−１１    伝送路
２３−１〜２３−２    ＡＷＧ
２５    ＯＬＴ
２６−１〜２６−５    ＯＬＴ送受信器
３１    ＲＥＡＭ
３２    送信部
３３    制御部
３４    受信部
４１    波長可変光源
４２    送信部
４３    制御部
４４    受信部
４５    波長可変フィルタ
９１−１〜９１−５    ＯＮＵ
９２−１〜９２−１６    伝送路
９３    ＡＷＧ
９４    スプリッタ
９５−１，９５−２    ＯＬＴ
９６−１〜９６−５    ＯＬＴ送信器
９７    サーキュレーター
９８    ＡＷＧ
９９−１〜９９−５    ＯＬＴ受信器
【図１】
2011023831.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011023831.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011023831.tif 000009
【図８】
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【図９】
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