(57)【要約】【課題】 波長分割多重方式の受動型光加入者網において、光ファイバの切断及び劣化などによる網の障害を感知して自ら網を復旧すること。【解決手段】  中央基地局と、該中央基地局と光ファイバを介して接続されると共に、多数の加入者装置が光ファイバを介して接続される地域基地局と、を含む受動型光加入者網において、前記中央基地局と前記地域基地局とを接続する動作用及び保護用の幹線光ファイバと、前記地域基地局に設けられ、前記中央基地局からの監視用光信号を反射する反射装置と、前記地域基地局と接続される前記中央基地局に設けられ、前記反射された監視用光信号を検出して前記動作用又は保護用の幹線光ファイバの異常の有無により制御信号を発生する出力監視部と、該出力監視部により発生された制御信号に基づいて前記動作用及び保護用の幹線光ファイバの切り替えを行なう第１の光スイッチとを含む構成とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央基地局と、該中央基地局と光ファイバを介して接続されると共に、多数の加入者装置が光ファイバを介して接続される地域基地局と、を含む波長分割多重方式の受動型光加入者網において、
前記中央基地局と前記地域基地局とを接続する動作用及び保護用の幹線光ファイバと、
前記中央基地局と接続される前記地域基地局に設けられ、前記中央基地局からの監視用光信号を反射させるための反射装置と、
前記地域基地局と接続される前記中央基地局に設けられ、前記反射装置により反射された監視用光信号を検出して前記動作用又は保護用の幹線光ファイバの異常の有無により制御信号を発生する出力監視部と、
前記出力監視部により発生された制御信号に基づいて前記動作用及び保護用の幹線光ファイバの切り替えを行なう第１の光スイッチと、を含むことを特徴とする波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項２】
前記中央基地局は、
二つのグループ(２Ｎ)の下り信号を送信するための２Ｎ個の下り光源と、
前記二つのグループの各々に含まれる二つの下り信号同士を結合するＮ個の第１の波長分割多重化器と、
前記Ｎ個の波長分割多重化器の夫々から出力された下り信号を一つの光信号に多重化する１×Ｎ多重化器と、
前記動作用及び保護用の幹線光ファイバの異常の有無を監視するための前記監視用光信号を出力する監視用光源と、
前記監視用光信号と前記多重化された一つの光信号を結合する第２の波長分割多重化器と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項３】
前記出力監視部は、
前記動作用幹線光ファイバと前記保護用幹線光ファイバのそれぞれに設けられており、
前記それぞれの幹線光ファイバから分岐されて伝送される監視用信号の出力有無を検出して前記動作用及び保護用の幹線光ファイバの異常の有無による制御信号を出力する出力監視部と、
前記中央基地局から前記地域基地局への光信号を伝送すると共に、前記地域基地局から前記中央基地局への光信号は前記出力監視部に伝送し、さらに前記出力監視部からの制御信号を前記中央基地局に伝送する第１の光回転機と、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項４】
前記地域基地局は、
前記動作用及び保護用の幹線光ファイバと接続される第１の光カプラと、
前記中央基地局から送信される多重化された下り信号をＮ個の信号に逆多重化する１×Ｎ逆多重化器と、
前記第１の光カプラと前記１×Ｎ逆多重化器との間に介在して前記中央基地局から送信された監視用光信号を反射させるための前記反射装置と、
前記１×Ｎ逆多重化器と２Ｎ個の前記加入者装置とを分配光ファイバにより接続するためのＮ個の第２の光カプラと、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項５】
前記２Ｎ個の加入者装置は、それぞれ、
自分に割り当てられた波長の下り信号を受信するための下り光受信機と、
一の加入者装置と保護用光ファイバにより接続された他方の加入者装置のそれぞれに割り当てられた二つの波長の信号に前記１×Ｎ逆多重化器からの信号を分岐する第１の波長分割逆多重化器と、
前記保護用光ファイバと第１の波長分割逆多重化器との間に接続された第２の光回転機と、
前記下り光受信機、前記第１の波長分割逆多重化器、前記第２の光回転機と接続された第２の光スイッチと、を備えたことを特徴とする請求項４に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項６】
前記中央基地局に設けられた前記１×Ｎ多重化器は、導波管列回折格子で構成されることを特徴とする請求項２に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項７】
前記地域基地局に設けられた前記１×Ｎ逆多重化器は、導波管列回折格子で構成されることを特徴とする請求項４に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項８】
前記地域基地局と前記加入者装置とを接続する前記分配光ファイバに障害が発生したときに、この障害が発生した分配光ファイバを介して接続された加入者装置の備えた前記下り光受信機に入力される光信号の有無に基づいて前記分配光ファイバの障害の有無を検知することを特徴とする請求項５に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項９】
前記地域基地局と前記加入者装置とを接続する前記分配光ファイバに障害が発生したときに、この障害が発生した分配光ファイバを介して接続された加入者装置に設けられた前記第２の光スイッチを切り替えて当該加入者装置と保護用光ファイバにより接続された他方の加入者装置を介して通信することを特徴とする請求項８に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項１０】
前記２Ｎ個の加入者装置は、それぞれ、
上り信号を送信するための上り光源と、
一方の加入者装置の上り信号と保護用光ファイバを介して接続された他方の加入者装置からの上り信号を結合する第１の波長分割多重化器と、
前記一方の加入者装置の上り信号を前記保護用光ファイバを介して前記他方の加入者装置に伝送して、前記保護用回線を介して伝送されたこれら隣合う加入者装置の上り信号を前記第１の波長分割多重化器に伝送する第１の光回転機と、
前記加入者装置の上り信号の異常発生時に前記上り光源を前記第１の光回転機に接続する第２の光スイッチと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項１１】
前記出力監視部は、
前記動作用幹線光ファイバ及び前記保護用幹線光ファイバのそれぞれに設けられており、
前記それぞれの幹線光ファイバから分岐されて伝送する監視用信号の出力の有無を検出して前記動作用及び保護用の幹線光ファイバの異常の有無による制御信号を出力する出力監視部と、
前記中央基地局から前記地域基地局へ光信号を伝送すると共に、前記地域基地局から前記中央基地局への光信号は前記出力監視部に伝送し、さらに前記出力監視部の制御信号を前記中央基地局に伝送する第２の光回転機と、を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項１２】
前記地域基地局は、
前記動作用及び保護用の幹線光ファイバと接続される第１の光カプラと、
前記中央基地局に送信される加入者装置からの上り信号を多重化する１×Ｎ多重化器と、
前記１×Ｎ多重化器に伝送される前記２Ｎの加入者装置からの上り光信号のうち、隣合う加入者装置の上り信号を結合するＮ個の第２の光カプラと、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項１３】
前記中央基地局は、
前記分配光ファイバの障害の有無を検出するための監視用光信号を出力する広帯域光源と、
前記監視用光信号と前記多重化された一つの光信号を結合するための第２の波長分割多重化器と、
２Ｎ個の加入者装置から前記地域基地局を介して伝送される多重化された一つの上り光信号をＮ個の光信号に逆多重化する１×Ｎ逆多重化器と、
前記逆多重化されたＮ個の信号から、前記Ｎ個の光信号に含まれる隣合う二人の加入者装置の上り光信号をそれぞれ分離して伝送するためのＮ個の第２の波長分割多重化器と、
前記Ｎ個の第２の波長分割多重化器と接続されて、前記Ｎ個の第２の波長分割多重化器により分離された前記２Ｎ個の加入者装置からの上り信号を受信するための２Ｎ個の上り光受信機と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項１４】
前記地域基地局に設けられた前記１×Ｎ多重化器は、導波管列回折格子で構成されることを特徴とする請求項１２に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項１５】
前記中央基地局に設けられた前記１×Ｎ逆多重化器は、導波管列回折格子で構成されることを特徴とする請求項１３に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項１６】
前記地域基地局と前記加入者装置とを接続する前記分配光ファイバに障害が発生したときに、この障害が発生した分配光ファイバを介して接続された加入者装置が受信する広帯域光源からの光信号の有無に基づいて分配光ファイバの障害の有無を検知することを特徴とする請求項１０に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項１７】
前記地域基地局と前記加入者装置とを接続する前記分配光ファイバに障害が発生したときに、この障害が発生した分配光ファイバを介して接続された加入者装置に設けられた前記第２の光スイッチを切り替えて当該加入者装置と保護用光ファイバにより接続された他方の加入者装置を介して通信することを特徴とする請求項１０に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項１８】
前記中央基地局に設けられた前記監視用広帯域光源は、エルビウム添加光ファイバ増幅器であることを特徴とする請求項１３に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項１９】
前記中央基地局に設けられた前記監視用広帯域光源は、半導体形光増幅器であることを特徴とする請求項１３に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項２０】
前記中央基地局に設けられた前記監視用広帯域光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１３に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【請求項２１】
前記中央基地局に設けられた前記監視用広帯域光源は、超発光ダイオードであることを特徴とする請求項１３に記載の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、幹線及び分配光ファイバの切断及び劣化を感知して自ら網を復旧することができる波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重方式(ＷＤＭ：Wavelength−Division Multiplexed)の受動型光加入者網(ＰＯＮ：Passive Optical Network)は、各加入者に固有の波長をそれぞれ付与して通信することで、通信の秘密保障が確かで各加入者が要求する別途の通信サービスまたは通信容量の拡大を容易に実現することができる。そして、新しい加入者に付与される固有の波長を追加することで、容易に加入者の数を拡大することができる。
【０００３】
一般的に、波長分割多重方式の受動型光加入者網は、ダブルスター(double star)構造を使用する。すなわち、中央基地局(ＣＯ：Central Office)から加入者らの隣接地域に設置された地域基地局(ＲＮ：Remote Node)までは一本の幹線光ファイバ(feeder fiber)で接続し、地域基地局から各加入者まではそれぞれ独立された分配光ファイバ(distribution fiber)で接続する形態である。
【０００４】
そして、中央基地局から地域基地局を介して加入者に送信される下流方向の信号を、下り信号と呼ぶものとすると、多重化された下り信号は上記幹線光ファイバを介して地域基地局に送信され、地域基地局に設けられた多重化/逆多重化器によって逆多重化された後、それぞれの加入者に独立的に接続される分配光ファイバを介して各加入者装置まで送信される。
【０００５】
一方、加入者から地域基地局を介して中央基地局に送信される上流方向の信号を、上り信号と呼ぶものとすると、加入者装置から出力される上り信号はそれぞれの加入者らに独立的に接続される分配光ファイバを介して地域基地局に送信され、地域基地局に設けられた多重化/逆多重化器によりそれぞれの加入者からの上り信号が多重化された後、中央基地局に送信される。
【０００６】
このような波長分割多重方式の受動型光加入者網では、幹線光ファイバ、又はそれぞれの加入者に接続された分配光ファイバが断線するなどの予期せぬ事故が発生すると、たとえ事故の時間が短いと言っても送信される大容量のデータをなくしてしまう結果をもたらすので、事故を素早く検出して速やかに復旧しなければならない。
【０００７】
そのため、受動型光加入者網においては、幹線光ファイバ又は分配光ファイバの断線などの予期せぬ事故を素早く検出して自ら通信状態を復旧することのできる、自己修復（自己治癒）が可能な波長分割多重方式の受動型光加入者網の開発が必要である。
【０００８】
一般的に、波長分割多重方式の光通信網で通信用光ファイバの断線などの事故発生時に円滑に復旧するための手法として、各地域基地局を光ファイバで環状に接続する環形網が主に使われている。図１Ａ及び図１Ｂは、従来の波長分割多重方式の自己修復環形網の一例を示している。
【０００９】
このような環状の自己修復環形網は、中央基地局１００、地域基地局（１）２００及び地域基地局（２）３００を二本の光ファイバで接続している。この二本の光ファイバは、動作回線(working fiber)用の光ファイバと、保護回線(protection fiber)用の光ファイバとで構成されている。そして定常状態においては、中央基地局１００はその構成部１０１，１０２，１０３により複数の波長信号(例えば、λ１とλ２の波長信号)が多重化された２つの等しい光信号を形成し、上記２本の光ファイバにそれぞれ送信する。一方、地域基地局（１）２００及び地域基地局（２）３００は、二本の光ファイバにより送られてくる光信号をすべて単方向アド/ドロップ多重化器(add/drop multiplexed)１０８，１０９，１１２，１１３にドロップした後、光スイッチング素子１１０，１１１，１１４，１１５により、そのうち特性が良い方の光信号を受信する。
【００１０】
同様に、地域基地局（１）２００及び地域基地局（２）３００も二本の光ファイバに同一の光信号を送信し、中央基地局１００はそれぞれの波長別光信号を逆多重化器１０６，１０７で逆多重化して、光スイッチング素子１０４，１０５によりその光信号の中から一つを選択して受信する。
【００１１】
一方、図１Ｂは、動作回線用の光ファイバが断線してシステムに障害が発生したときの様子を模式的に示す図である。
【００１２】
従来の自己修復環形網は動作回線に障害が発生した場合、自己修復の動作をするようになるが、これは次のようである。
【００１３】
まず、地域基地局（１）２００と地域基地局（２）３００との間で動作回線用の光ファイバが断線した場合を仮定すれば、地域基地局（２）３００は、動作回線用の光ファイバを介して図中反時計方向に伝送される２番チャンネル（λ２）を受信することができないので、保護回線用の光ファイバを介して図中時計方向に伝送される２番チャンネル（λ２）を受信する。そしてさらに、地域基地局（１）２００は、動作回線用の光ファイバを介して図中反時計方向に伝送される１番チャンネル（λ１）をアド(add)して送信することができないので、光スイッチング素子１１０を切り替えて、保護回線用の光ファイバを介して図中時計方向に１番チャンネル（λ１）を伝送する。このようにして従来の環形網はシステム障害に対して自己修復が可能になる。
【００１４】
このような、従来の自己修復環形網は、中央基地局と多数の地域基地局との間がある程度(数十ｋｍ)の距離を置いて離れている場合に適用するのが效率的である。しかしながら中央基地局、地域基地局、そして加入者の間を連結する受動型光加入者網にはこのような環形網構造を取り入れることは不適切である。そのため、ダブルスター構造の受動型光加入者網に対しては、環形網構造での自己修復手法とは異なる新しい概念の自己修復手法を検討しなければならない。つまり、自己修復手法の更なる検討が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、星（スター）型構造を有する光加入者網において、幹線光ファイバの断線又は劣化などによる網の障害を検出して自ら通信網を復旧することのできる両方向波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網を提供することを目的とする。
また他の目的は、分配光ファイバの断線又は劣化などによる網の障害を検出して自ら通信網を復旧することができる両方向波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するための本発明は、中央基地局と、該中央基地局と光ファイバを介して接続されると共に、多数の加入者装置が光ファイバを介して接続される地域基地局と、を含む波長分割多重方式の受動型光加入者網において、前記中央基地局と前記地域基地局とを接続する動作用及び保護用の幹線光ファイバと、前記中央基地局と接続される前記地域基地局に設けられ、前記中央基地局からの監視用光信号を反射させるための反射装置と、前記地域基地局と接続される前記中央基地局に設けられ、前記反射装置により反射された監視用光信号を検出して前記動作用又は保護用の幹線光ファイバの異常の有無により制御信号を発生する出力監視部と、前記出力監視部により発生された制御信号に基づいて前記動作用及び保護用の幹線光ファイバの切り替えを行なう第１の光スイッチと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、中央基地局からの監視用の信号を反射装置で反射させて、この反射した監視用反射信号に基づいて動作用幹線光ファイバ又は保護用幹線光ファイバの異常の有無を検出し、その検出結果に基づいて第１の光スイッチを切り替え制御する構成としたことにより、幹線光ファイバの異常の有無を素早く検出することができ、そして速やかに通信状態を修復することができる。その結果、通信網を伝送する信号、つまり送信データの消失を防止することができ、良好な通信をすることができる。そしてこのように構成された波長分割受動型光加入者網は、簡単で経済的に自己修復をすることができる効果がある。
【００１８】
また、本発明によれば、中央基地局及び地域基地局に１×Ｎ多重化器及びＮ×１逆多重化器をそれぞれ一つずつ設けて２Ｎ個の加入者を収容することにより、その加入容量を伸ばすことができるという効果がある。また、地域基地局と各加入者とを分配光ファイバで接続する代わりに、隣合う二人の加入者間を保護用光ファイバで接続することにより、結果として光ファイバ（分配光ファイバ）の長さ及び本数を減らすことができるので、システム構築のコストの節減することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために公知の機能又は構成に対する詳細な説明は省略する。なお、図面中、同一な構成要素及び部分には、可能な限り同一な符号及び番号を共通使用するものとする。
【００２０】
図２は、本発明に係る波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網の下り信号送信のための一実施形態を示す構成図である。
【００２１】
図２に示すように、下り信号送信のための波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網は、中央基地局２１、地域基地局２２及び加入者装置２３を備えており、中央基地局２１と地域基地局２２とは２本の幹線光ファイバ（そのうち一方は動作用幹線光ファイバであり、他方は保護用幹線光ファイバである）により接続され、地域基地局２２と各加入者装置２３とは分配光ファイバにより夫々接続されている。
【００２２】
中央基地局２１は、Ｎ×１導波管列回折格子(多重化器)２０３、当該Ｎ×１導波管列回折格子(多重化器)２０３の自由スペクトラム領域(free spectral range)程度分離している二つのグループの下り光源２０１−１１〜２０１−Ｎ２（下り光源２０１−１１〜２０１−Ｎ１のグループと、下り光源２０１−１２〜２０１−Ｎ２のグループである）及び、当該二つのグループの下り光源２０１−１１〜２０１−Ｎ２のうちＮ×１導波管列回折格子(多重化器)２０３の自由スペクトラム領域程度離れている光源からの２個の光信号どうしを結合するための波長分割多重化器２０２−１〜２０２−Ｎを備えている。
【００２３】
更に、中央基地局２１は、光通信網内における障害の有無を監視するための監視用光源２１６、監視用光源２１６からの監視用の信号と、上記多重化された下り信号とを結合するための波長分割多重化器２０４、保護用幹線光ファイバと動作用幹線光ファイバとの間で光路をスイッチング（切り替える）のための１×２光スイッチング素子２０５、下り信号の出力可否を監視するための監視用光回転機２０６−１，２０６−２、幹線光ファイバの断線の有無を監視するための出力監視部２０７−１，２０７−２、中央基地局２１と地域基地局２２とを接続する１本の動作用幹線光ファイバと１本の保護用幹線光ファイバ及び、１本の動作用幹線光ファイバと１本の保護用幹線光ファイバとをカップリングする２×１光カプラ２０８を備えている。
【００２４】
地域基地局２２は、加入者別に割り当てられた波長に下り光源を逆多重化するための１×Ｎ導波管列回折格子(逆多重化器)２１０、監視用の信号を反射させるための光反射装置としての光反射端子２０９及び、１×Ｎ導波管列回折格子(逆多重化器)２１０からのそれぞれの出力を二つにコピーして伝送するための１×２光カプラ２１１−１〜２１１−Ｎを備えている。また、地域基地局２２は各加入者装置２３と分配光ファイバを介して接続されており、さらに二つの隣合う加入者装置２３間は１本の保護用光ファイバにより接続されている。
【００２５】
加入者装置２３は、下り光受信機２１５−１１〜２１５−Ｎ２、１×Ｎ導波管列回折格子（多重化器）２１０の自由スペクトラム領域程度に分離されると共に保護用光ファイバにより接続された二つの加入者装置２３のそれぞれに割り当てられた二つの信号チャンネルに分岐するための波長分割逆多重化器２１２−１１〜２１２−Ｎ２、光回転機２１３−１１〜２１３−Ｎ２及び、１×２光スイッチング素子２１４−１１〜２１４−Ｎ２を備えている。
【００２６】
このように構成された波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網は、下り信号に対して２種類の自己修復動作を行う。そのうちの一つは、中央基地局２１から地域基地局２２への下り信号に対するものであり、他の一つは、地域基地局２２からそれぞれの加入者２３らへの下り信号に対するものである。本実施形態においては、これら二つの手法に対する構成を一つの図面に示しているが、これらはそれぞれ別個に表現しても可能である。即ち、中央基地局２１から地域基地局２２への下り信号に対する手法と、地域基地局２２からそれぞれの加入者２３らへの下り信号に対する手法とをそれぞれ別個の手法で提供することも本実施形態の記載内容から当業者には自明なものである。
【００２７】
図３は、中央基地局２１から地域基地局２２へ送信される下り信号を自己修復するために行なわれる制御動作を説明するために、当該中央基地局２１と地域基地局２２とを接続する動作用幹線光ファイバが断線あるいは劣化したときの様子を模式的に示す図である。同図に示すように、地域基地局２２へ送信される光信号は、監視用光源２１６からの監視用の光信号と波長分割多重化器２０４により結合（カップリング）され、次いで光スイッチ２０５を介して送信される。そして、光回転機２０６−１及び、幹線光ファイバを介して地域基地局２２の光カプラ２０８に送信され、光反射端子２０９に反射した監視用の光信号は、幹線光ファイバ及び光回転機２０６−１を介して出力監視部２０７−１に送信され、当該反射光信号に基づいて幹線光ファイバの異常の有無を検出する。
【００２８】
このとき、もし動作用幹線光ファイバに異常が検出されたときには、光スイッチ２０５を切り替えることにより、保護用幹線光ファイバを介して光信号が伝送されるようにする。仮に、動作用幹線光ファイバの異常が解消されて、保護用幹線光ファイバに異常が発生したときには、光スイッチ２０５を切り替えて、再び動作用幹線光ファイバを介して光信号が伝送されるようにする。なお、保護用幹線光ファイバが１本の実施形態について説明したが、例えば２本以上の保護用幹線光ファイバを備えた構成の場合には、一の保護用幹線光ファイバに異常が検出されると他の保護用幹線光ファイバへのスイッチングが行なわれる。
【００２９】
続いて、地域基地局２２からそれぞれの加入者装置２３への下り信号に対する自己修復手法について以下に説明するが、ここでは下り光源２０１−１１及び下り光源２０１−１２からの光信号の場合を一例に挙げて説明する。
【００３０】
ここで、先ず定常時における中央基地局２０から伝送される信号の流れについて述べておくと、図４に示すように、先ず、中央基地局２１の備えた１×Ｎ多重化器２０３の自由スペクトラム領域程度で互いに分離している二つのグループの下り光源λ１１、λ１２は、波長分割多重化器２０２−１により結合された後、１×Ｎ導波管列回折格子（多重化器）２０３によってさらに他の下り光源と多重化される。
【００３１】
ここで、１×Ｎ導波管列回折格子（多重化器）２０３の自由スペクトラム領域程度で互いに分離している二つのグループの下り光源λ１１、λ１２は、スペクトラム配列されている。即ち、下流の光源の２つのグループは、例えば図５に示すように、λ１１、λ２１、λ３１、λ４１，…，λｎ１からなる第１の波長群４１と、λ１２、λ２２、λ３２、λ４２，…，λｎ２からなる第２の波長群４２とに分類される。そして、このような二つの波長群４１、４２は、本実施形態における波長分割多重化器２０２−１〜２０２−Ｎや、波長分割多重化器２１２−１１〜２１２−Ｎ２に相当する波長分割多重化器５１により、例えば図６に示すように、多重化されるか、または逆多重化される。そして、多重化された下り光源は、１×２光スイッチ２０５を経って中央基地局２１と地域基地局２２とを接続する動作用幹線光ファイバを介して地域基地局２２へ送信される。
【００３２】
そして、地域基地局２２の備えた、その下流側にて２Ｎ個の加入者装置２３がそれぞれ接続されている１×２光カプラ２１１−１〜２１１−ＮがそのＮ個のポートにそれぞれ接続された１×Ｎ波長分割逆多重化器２１０によって逆多重化される。
【００３３】
この場合、一の光カプラ(例えば、光カプラ２１１−１)の端子と夫々接続された二人の加入者（つまり２つの加入者装置２３）は、１×Ｎ導波管列回折格子（多重化器）２０３の自由スペクトラム領域程度離れた二つの光信号λ１１、λ１２を同時に受けるようになるが、１×２波長分割逆多重化器２１２−１１、２１２−１２により光信号λ１１、λ１２の中から各加入者に割り当てられた光信号λ１１（又はλ１２）のみを選択的に受信するようになる。
【００３４】
つまり、例えば一番目の加入者及び二番目の加入者は、分配光ファイバを介して光信号λ１１，λ１２を同時に受信して、１×２波長分割逆多重化器２１２−１１及び波長分割逆多重化器２１２−１２により一番目の加入者は光信号λ１１のみを、二番目の加入者は光信号λ１２のみを夫々選択的に受信する。
【００３５】
そして、分配光ファイバに障害が発生したときには、二人の加入者間接続する保護用光ファイバ、光回転機２１３−１１，２１３−１２及び２×１光スイッチ２１４−１１，２１４−１２を用いて光信号を保護し、かつ光通信網を自己修復するようになる。
【００３６】
より詳しく説明すると、通常（定常）の場合には、１×２波長分割多重化器２１２−１１と波長分割多重化器２１２−１２とにより、光信号λ１１と光信号λ１２とに分けられ、分けられたそれぞれの波長の光信号は対応する波長の下り光受信機２１５−１１及び下り光受信機２１５−１２によりそれぞれ受信される。そして、対応する波長でない光信号（不必要な波長の信号）は光回転機２１３−１１，２１３−１２を介して光スイッチ２１４−１１，２１４−１２に伝送されて消滅する(なぜならば、光スイッチはオープン状態であるためである。)。
【００３７】
一方、図４に示すように、光カプラ２１１−１と１×２波長分割多重化器２１２−１１との間の分配光ファイバで回線の障害が発生した場合、上記の経路（正常な手法）にて光信号λ１１を下り光受信機２１５−１１に伝送することができない。分配光ファイバの障害は、例えば下り光受信機に伝送される光信号の有無により判定する。具体的な一例としては、下り光受信機２１５−１１に伝送される下り光信号がなく、隣の下り光受信機２１５−１２に伝送される下り光信号がある場合に、当該下り光受信機２１５−１１に対応する分配光ファイバ、つまり光カプラ２１１−１と１×２波長分割多重化器２１２−１１との間の分配光ファイバで回線の障害が発生したと判定する。
【００３８】
この場合、下り光受信機２１５−１１に対する光信号λ１１は、波長分割多重化器２１２−１２により分離されたλ１１の信号を光回転機２１３−１１を介して光スイッチ２１４−１１に伝送し、光信号を伝送しないことを検出した光スイッチ２１４−１１がスイッチング動作を行なうことにより、当該光スイッチ２１４−１１を介して下り光受信機２１５−１１と光回転機２１３−１１とが連通され、図４に示すように、λ１１の光信号は正常に下り光受信機２１５−１１に伝送される。
【００３９】
また、図３は、本発明に係る波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網の上り信号送信のための一実施例構成図である。図３に示すように、上り信号送信のための本実施形態による波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網は、中央基地局３１、地域基地局３２及び加入者装置３３を備えており、中央基地局３１と地域基地局３２とは２本の幹線光ファイバ（そのうち一方は動作用幹線光ファイバであり、他方は保護用幹線光ファイバである）により接続され、地域基地局３２と各加入者装置３３とは分配光ファイバにより夫々接続されている。
【００４０】
中央基地局３１は、Ｎ×１導波管列回折格子(逆多重化器)３１２、波長分割多重化器３１３−１〜３１３−Ｎからそれぞれの波長別に上り光信号を受信するための上り光受信機３１４−１１〜３１４−Ｎ２、それぞれ隣接した光源どうしに２個ずつ結合された上り光信号をそれぞれの波長別光信号に分離するための波長分割多重化器３１３−１〜３１３−Ｎを備えている。
【００４１】
また中央基地局３１は、回路状態を監視するために用いる広い帯域幅を有する監視用広帯域光源としてのＡＳＥ(Amplified Spontaneous Emission)光源３１１、幹線光ファイバの断線の有無を監視するための出力監視部３０９−１、３０９−２を備えている。なお、例えば下り光信号及び上り光信号を伝送可能な双方向光通信網として構成する場合、当該ＡＳＥ光源３１１及び既述の監視用光源２１６は共通の光源で構成することができるが、別個に設けた構成としてもよい。
【００４２】
さらに中央基地局３１は、動作用幹線光ファイバと保護用幹線光ファイバを選択するための光スイッチ３１５、幹線光ファイバの断線の有無を監視するための出力監視部３０９−１，３０９−２に信号を伝送して該当光信号の有無を検出するための光回転機３０８−１，３０８−２、ＡＳＥ光源３１１を結合するための波長分割多重化器３１０、中央基地局３１と地域基地局３２とを接続する１本の動作用幹線光ファイバと１本の保護用幹線光ファイバを備えている。
【００４３】
地域基地局３２は、１×Ｎ多重化器３０６、１×２光カプラ３０７、当該地域基地局３２と各加入者装置３３とを接続する１本の光ファイバ、二つの隣合う加入者間を接続する１本の保護用光ファイバ、各加入者装置３３の備えた上り光源３０１−１１〜３０１−Ｎ２、保護用光ファイバで接続された二人の加入者に割り当てられる１×Ｎ導波管列回折格子（多重化器）３１２または３０６の自由スペクトラム領域程度分離している光源の光信号同士を結合するための波長分割多重化器３０３−１１〜３０３−Ｎ２、光回転機３０４−１１〜３０４−Ｎ２及び、１×２光スイッチ３０２−１１〜３０２−Ｎ２を備えている。なお、上記監視用広帯域光源としては、例えばエルビウム添加光ファイバ増幅器、半導体形光増幅器、発光ダイオード、あるいは超発光ダイオードを選択することができる。
【００４４】
このように構成された本実施形態の波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網は、上り信号に対して２種類の自己修復動作を行う。そのうちの一つは、地域基地局３２から中央基地局３１への上り信号に対するものであり、他の一つは、それぞれの加入者３３から地域基地局３２への上り信号に対するものである。本実施形態においては、これら二つの手法に対する構成を一つの図面に示しているが、これらはそれぞれ別個に表現しても可能である。即ち、地域基地局３２から中央基地局３１への上り信号に対する手法と、それぞれの加入者３３から地域基地局３２への上り信号に対する手法とをそれぞれ別個の手法で提供することも本実施形態の記載内容から当業者には自明なものである。なお、その各々の動作は図８と図９にそれぞれ示している。
【００４５】
図８は、地域基地局３２から中央基地局３１へ送信される上り信号に対する自己修復のために行なわれる制御動作を説明するための図である。同図に示すように、本実施形態の地域基地局３２から中央基地局３１への上り信号に対する自己修復手法は、動作用幹線光ファイバの障害の有無は中央基地局３１の出力監視部３０８−１（３０８−２）及び光回転機３０９−１（３０９−２）を用いて上り光信号の出力の有無で検出する。このように動作用幹線光ファイバの断線を検出したときには、中央基地局３１の１×２光スイッチ３１５を切り替えて保護用幹線光ファイバにより上り光信号を受信する。
【００４６】
続いて、それぞれの加入者装置３３から地域基地局３２へ送信される上り信号に対する自己修復手法について以下に説明するが、ここでは上り光源３０１−１１及び上り光源３０１−１２を一例に挙げて図９を用いて説明する。
【００４７】
図９に示すように、中央基地局３１の１×Ｎ導波管列回折格子（多重化器）３１２の自由スペクトラム領域程度分離しているそれぞれの加入者に割り当てられた二つのグループの上り光信号λ１１、λ１２は、通常（定常状態）の場合は動作用分配光ファイバを介して地域基地局３２に伝送され、地域基地局３２はこれを１×Ｎ導波管列回折格子（多重化器）３０６により一つの光信号に多重化して光カプラ３０７を介して動作用幹線光ファイバ及び保護用幹線光ファイバにそれぞれ伝送する。そして、中央基地局３１では伝送された上り信号を出力監視部３０９−１、３０９−２により監視して、監視結果に基づいて光スイッチ３１５を切り替え制御することにより、動作用幹線光ファイバと保護用幹線光ファイバの自己修復動作が可能なようにする。
【００４８】
ここで、図９に示すように、一番目の分配光ファイバ(λ１１を伝達する分配光ファイバ)が断線すると、一番目の加入者(上り光源３０１−１１に該当する加入者装置)は当該分配光ファイバを介して上り光信号λ１１を送信することができない。
【００４９】
この場合、一番目の加入者が中央基地局３１から送信された分配光ファイバの断線の有無を検出するための広帯域光源(ＡＳＥ光源)３１１からの信号を受信することができなくなることから、当該一番目の加入者（加入者装置）は分配光ファイバに障害がおきていることを検出して１×２光スイッチ３０２−１１を切り替える。
【００５０】
これにより、光信号λ１１は、一番目及び二番目加入者の間に接続された保護用光ファイバを介して二番目の加入者側に送信される。即ち、光信号λ１１は光スイッチ３０２−１１を介して光回転機３０４−１１に伝送され、光回転機３０４−１１はこれを二番目加入者の光回転機３０４−１２を介して二番目加入者側にある波長分割多重化器３０３−１２に伝送する。そして、波長分割多重化器３０３−１２は、光信号λ１１光信号と二番目加入者の上り信号である光信号λ１２を一つの光信号λ１１、λ１２に多重化して二番目の分配光ファイバを介して地域基地局３２に伝送する。これにより、一番目加入者の光信号λ１１を保護することができる。
【００５１】
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限るものでなく、特許請求の範囲のみならず、その範囲と均等なものにより定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１Ａ】従来の波長分割多重方式の自己修復環形網を示す例示図である。
【図１Ｂ】従来の波長分割多重方式の自己修復環形網を示す例示図である。
【図２】本発明の実施形態による波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網を示す図である。
【図３】上記実施形態の自己修復受動型光加入者網における下り信号の自己修復動作を示す模式図である。
【図４】上記実施形態の自己修復受動型光加入者網における下り信号の自己修復動作を示す模式図である。
【図５】本発明の導波管列回折格子の自由スペクトラム間隔程度を分離した二つのグループの波長分割多重化された光信号のスペクトラムを示す模式図である。
【図６】図４の光信号を分岐/結合するための波長分割多重化器の通過スペクトラムを示す模式図である。
【図７】本発明の他の実施形態による波長分割多重方式の自己修復受動型光加入者網を示す図である。
【図８】上記他の実施形態の自己修復受動型光加入者網における上り信号の自己修復動作を示す模式図である。
【図９】上記他の実施形態の自己修復受動型光加入者網における上り信号の自己修復動作を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
２１  中央基地局
２２  地域基地局
２３  加入者
２０１−１１〜２０１−Ｎ２  下り光源
２０３  １×Ｎ導波管列回折格子
２０５  光スイッチ
２０７−１，２０７−２  出力監視部
２１０  １×Ｎ導波管列回折格子
２１５−１１〜２１５Ｎ２  下り光受信機
２１６  監視用光源
【図１Ａ】
2005198297.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
2005198297.tif 000005
【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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