(57)【要約】【課題】本発明は、加入者装置にかかるコストを抑えた、周回性ＡＷＧ分岐による波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを実現することを目的とする。【解決手段】本願発明の光通信システムは、加入者装置１０の出力波長が十分に広いスペクトル特性をもった光送信器１１を適用し、波長フィルタ３０により所望の波長を切り出し、局側装置内光受信器２４の少なくとも一つが、予定のタイミングで到着した受信波長を選択することで上り送受信を行い、加入者装置１０に波長可変送信器がなくても通信を行うことを可能とする。【選択図】図１
2013131933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた波長範囲内の任意の波長を選択して光信号を送信する光送信器と、前記波長範囲内の任意の波長を選択して光信号を受信する光受信器と、を有する複数の光送受信器を備える局側装置と、
前記波長範囲全域の光信号を送信する光送信器と、前記波長範囲全域の光信号を受信する光受信器と、を備える加入者装置と、
各加入者装置が異なるポートに接続され、各光送受信器が異なるポートに接続され、加入者装置の各ポートは波長ごとに異なる光送受信器側のポートと接続され、光送受信器側のポートに出力される波長が加入者装置側のポートごとに異なり、光送受信器側の各ポートは波長ごとに異なる加入者装置側のポートと接続され、加入者装置側のポートに出力される波長が光送受信器側のポートごとに異なる波長フィルタと、
を備える光通信システム。
【請求項２】
前記局側装置の前記光受信器は、所定時刻において所定波長の光信号を受信することで、前記加入者装置側のポートのうちのいずれかのポートからの光信号を受信することを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
前記加入者装置は、１つ以上の加入者装置から構成される加入者装置群であり、
前記加入者装置群と前記加入者装置側のポートとが光パワースプリッタ又は波長合分波フィルタを介して接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信システム。
【請求項４】
前記加入者装置群を構成する各加入者装置は、共通の前記加入者装置側のポートに接続されている加入者装置間で、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いて光信号を送受信することを特徴とする請求項３に記載の光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、光通信システムに関し、特に波長多重及び時間多重光アクセスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の急速なインターネット普及に伴い、アクセスサービスシステムの大容量化、高度化、経済化が求められている中、それを実現する手段としてＰａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＯＮ）の研究が進められている。ＰＯＮとは、光受動素子による光合分波器を用いて、１個のセンタ装置およ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ユーザで時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）によって共有する経済的な光通信システム、Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＧＥ−ＰＯＮ）が導入されている。これにより、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）サービスが現実的な料金で提供されるようになった。
【０００４】
また、より大容量のニーズに対応するため、次世代光アクセスシステムとして、総帯域が１０Ｇｂｐｓ級である１０Ｇ−ＥＰＯＮの研究が進められており、２００９年に国際標準化が完了した。これは、送受信器のビットレートを増大させることにより、光ファイバなどの伝送路部分はＧＥ−ＰＯＮと同一のものを利用しながら大容量化を実現する光通信システムである。
【０００５】
さらなる将来には、超高精細映像サービスやユビキタスサービスなど、１０Ｇ級を超える大容量が求められることが考えられるが、単純に送受信器のビットレートを１０Ｇ級から４０／１００Ｇ級に増大させるだけでは、システムアップグレードにかかるコストの増大により、実用化が難しいという課題があった。
【０００６】
これを解決する手段として、帯域要求量に応じてセンタ局装置内の送受信器を段階的に増設することができるように、送受信器に波長可変性を付加し、時分割多重（ＴＤＭ）と波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を効果的に組み合わせた波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが報告されている（非特許文献１）。しかし、依然として経済化に対する要求は厳しい状況にある。そこで考えられる対策は、一つのセンタ局装置に対して既存より多くのユーザを収容できるようにすることである。これにより、統計多重効果によるネットワーク利用効率向上、相対的に現在より少ないセンタ局装置運用が可能なことによる装置コストおよび消費電力削減、などの経済的効果が期待できる。そこで、分岐数を増大しても光パワーの減少が発生しない、ＡＷＧを用いた光ファイバ網構成の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】中村浩崇  他，「柔軟なサービスアップグレードを実現する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ」２０１０年電子情報通信学会通信ソサエティ大会，  Ｂ−１０Ｂ−４０，２０１０年９月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、加入者装置にかかるコストの低下を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願発明の光通信システムは、加入者装置の出力波長が十分に広いスペクトル特性をもった光送信器を適用し、波長フィルタにより所望の波長を切り出し、局側装置内光受信器の少なくとも一つが、予定のタイミングで到着した受信波長を選択することで上り送受信を行い、加入者装置に波長可変送信器がなくても通信を行うことを可能とする。
【００１０】
具体的には、本願発明の光通信システムは、予め定められた波長範囲内の任意の波長を選択して光信号を送信する光送信器と、前記波長範囲内の任意の波長を選択して光信号を受信する光受信器と、を有する複数の光送受信器を備える局側装置と、前記波長範囲全域の光信号を送信する光送信器と、前記波長範囲全域の光信号を受信する光受信器と、を備える加入者装置と、各加入者装置が異なるポートに接続され、各光送受信器が異なるポートに接続され、加入者装置の各ポートは波長ごとに異なる光送受信器側のポートと接続され、光送受信器側のポートに出力される波長が加入者装置側のポートごとに異なり、光送受信器側の各ポートは波長ごとに異なる加入者装置側のポートと接続され、加入者装置側のポートに出力される波長が光送受信器側のポートごとに異なる波長フィルタと、を備える。
【００１１】
本願発明の光通信システムは、周回性を有する波長フィルタを備えるため、加入者装置の光送信器が波長範囲全域の光信号を送信すると、局側装置の全ての光送受信器に加入者装置からの光信号を届けることができる。このとき、波長フィルタが周回性を有するため、局側装置の各光送受信器に届く光信号の波長は加入者装置ごとに異なる。このため、局側装置は、各光送受信器の受信波長を選択することで、任意の加入者装置からの光信号を受信することができる。下り送受信においても、局側装置が各光送受信器の送信波長を選択することで、任意の加入者装置へ光信号を送信することができる。したがって、本願発明の光通信システムは、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、加入者装置にかかるコストを低下することができる。
【００１２】
本願発明の光通信システムでは、前記局側装置の前記光受信器は、所定時刻において所定波長の光信号を受信することで、前記加入者装置側のポートのうちのいずれかのポートからの光信号を受信してもよい。
【００１３】
本願発明の光通信システムでは、前記加入者装置は、１つ以上の加入者装置から構成される加入者装置群であり、前記加入者装置群と前記加入者装置側のポートとが光パワースプリッタ又は波長合分波フィルタを介して接続されていてもよい。
【００１４】
本願発明の光通信システムでは、前記加入者装置群を構成する各加入者装置は、共通の前記加入者装置側のポートに接続されている加入者装置間で、ＴＤＭを用いて光信号を送受信してもよい。
【００１５】
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】
【００１６】
以上のような方法により、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、加入者装置にかかるコストを低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係るシステム構成例を示す。
【図２】ポートＡ１〜Ａｍに光信号が入力した場合の出力ポートの一例を示す。
【図３】ポートＢ１〜Ｂｎに光信号が入力した場合の出力ポートの一例を示す。
【図４】実施形態２に係るシステム構成例を示す。
【図５】波長フィルタ３０の入出力ポートの一例を示す。
【図６】上り信号のスペクトルおよび波長フィルタ３０の透過波長間隔との関係を示す。
【図７】周回性ＡＷＧを用いた光ファイバ網構成の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける上り送受信の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（実施形態１）
図１に本実施形態に係る光通信システムの構成例を示す。本実施形態に係る光通信システムは、ｎ個の加入者装置１０と、局側装置２０と、波長フィルタ３０と、を備える。加入者装置１０は、光送信器１１と、光受信器１２と、制御部８０と、を備える。局側装置２０は、ｍ個の光送受信器２１と、制御部９０と、を備える。光送受信器２１は、光送信器２３と、光受信器２４と、を備える。局側装置２０は、ｎ個すべての加入者装置１０と送受信を行うため、ｎ個よりも多いｍ個の光送受信器２１を備えている。
【００２０】
波長フィルタ３０は、ｍ×ｎポートの周回性ＷＤＭであり、ｍ個側のポートＡ１〜Ａｍがそれぞれ光送受信器２１に接続され、ｎ個側のポートＢ１〜Ｂｎがそれぞれ加入者装置１０に接続される。光送受信器側の各ポートＡ１〜Ａｍは波長ごとに異なる加入者装置側のポートＢ１〜Ｂｎと接続される。図２に、ポートＡ１〜Ａｍに光信号が入力した場合の出力ポートの一例を示す。加入者装置側のポートＢ１〜Ｂｎの波長は光送受信器側のポートＡ１〜Ａｍごとに異なる。加入者装置の各ポートＢ１〜Ｂｎは、波長ごとに異なる光送受信器側のポートＡ１〜Ａｍと接続される。図３に、ポートＢ１〜Ｂｎに光信号が入力した場合の出力ポートの一例を示す。光送受信器側のポートＡ１〜Ａｍに出力される波長は加入者装置側のポートＢ１〜Ｂｎごとに異なる。このように、波長フィルタ３０は、周回性を有する。
【００２１】
加入者装置１０の光送信器１１−１〜１１−ｎは、波長範囲λｕ１〜λｕｎ全域の光信号を送信する。例えば、光送信器１１−１及び１１−２から光信号を送信する。この場合、光送信器１１−１及び１１−２からの光信号は波長範囲λｕ１〜λｕｎ全域であるため、波長フィルタ３０は、ポートＢ１に入力された光送信器１１−１からの光信号を全てのポートＡ１〜Ａｍに出力し、ポートＢ２に入力された光送信器１１−２からの光信号を全てのポートＡ１〜Ａｍに出力する。このとき、ポートＢ１に入力された光信号は波長ごとに異なるＡ１〜Ａｍに出力され、ポートＢ２に入力された光信号は波長ごとに異なるＡ１〜Ａｍに出力される。
【００２２】
波長フィルタ３０が周回性を有するため、図３に示すように、ポートＡ１に出力される光信号の波長は、ポートＢ１に入力された光信号は波長λｕ１であるが、ポートＢ２に入力された光信号は波長λｕｎである。このため、ポートＡ１からの光信号を受信する光受信器２４−１は、波長λｕ１を選択することで光送信器１１−１からの光信号を受信し、波長λｕｎを選択することで光送信器１１−２からの光信号を受信することができる。このように、波長フィルタ３０が周回性を有するため、本実施形態に係る光通信システムは、ＷＤＭを用いて、各加入者装置１０−１〜１０−ｎから局側装置２０への上り信号の送受信を行うことができる。
【００２３】
局側装置２０の光送信器２３−１〜２３ｍは、予め定められた波長範囲λｄ１〜λｄｎ内の任意の波長を選択して光信号を送信する。例えば、光送信器２３−１が波長λｄ１の光信号を送信し、光送信器２３−２が波長λｄｎの光信号を送信する。この場合、光送信器２３−１の光信号は波長λｄ１であり、光送信器２３−２からの光信号は波長λｄｎであるため、波長フィルタ３０は、ポートＡ１に入力された光送信器２３−１からの光信号をポートＢ１に出力し、ポートＡ２に入力された光送信器２３−２からの光信号をポートＢ１に出力する。
【００２４】
波長フィルタ３０が周回性を有するため、図２に示すように、ポートＢ１に出力される光信号の波長は、ポートＡ１に入力された光信号は波長λｄ１であるが、ポートＡ２に入力された光信号は波長λｄｎである。このため、ポートＢ１からの光信号を受信する光受信器１２−１は、波長範囲λｄ１〜λｄｎ全域の光信号を受信することで、光送信器２３−１及び２３−２からの光信号を受信することができる。このように、波長フィルタ３０が周回性を有するため、本実施形態に係る光通信システムは、ＷＤＭを用いて、局側装置２０から各加入者装置１０−１〜１０−ｎへの下り信号の送受信を行うことができる。
【００２５】
（実施形態２）
図４に本実施形態に係る光通信システムの構成例を示す。本実施形態の光通信システムは、複数のユーザ装置としての加入者装置１０と、センタ装置としての局側装置２０と、周回性をもつ波長フィルタ３０と、光パワースプリッタ４０と、局側装置２０と波長フィルタ３０を接続する複数本の光ファイバ５０と、波長フィルタ３０と光パワースプリッタ４０を一芯で接続する複数本の光ファイバ６０と、光パワースプリッタ４０と加入者装置１０を一芯で接続する複数本の光ファイバ７０から構成される。本実施形態では、実施形態１の加入者装置１０が、１つ以上の加入者装置から構成される加入者装置群である場合について説明するが、波長フィルタ３０のある加入者側ポートにおいて、光パワースプリッタ４０を介さず、加入者装置が１つだけ接続される場合も本構成に含まれる。
【００２６】
ここで、局側装置２０から加入者装置１０へ伝送される光信号を下り信号、加入者装置１０から局側装置２０へ伝送される光信号を上り信号とする。
【００２７】
局側装置２０は、一つまたは複数の光送受信器２１と、制御部９０を備える。光信号送受信器２１は、下り信号を送信する光送信器２３と、上り信号を受信する光受信器２４と、下り光信号と上り光信号を合分波する波長フィルタ等からなる光合分波器２２を備える。光送信器２３は、出力波長をλｄ１〜λｄｎに変化させられる機能を備える。光受信器２４は、受信波長をλｕ１〜λｕｎの中から選択することができる機能を備える。
【００２８】
加入者装置１０は、上り信号を送信する光送信器１１と、下り信号を受信する光受信器１２と、上り光信号と下り光信号を合分波する波長フィルタからなる光合分波器１３と、制御部８０を備える。光送信器１１は、出力波長がλｕ１〜λｕｎをまたぐ十分に広いスペクトルをもった光源を備える。光受信器１２は、波長範囲λｄ１〜λｄｎ全域を受光する。
【００２９】
図５に、加入者装置内の光送信器の光スペクトルと、波長フィルタ３０（波長振り分け器）の透過波長間隔の関係を示す。
波長フィルタ３０は、局側ポートＡ１〜Ａｍおよび、加入者側ポートＢ１〜Ｂｎ（ｍ，ｎは整数、ｎ≧ｍ）を持つ。波長フィルタ３０の入出力ポートを図６に示す。前記入出力ポートと前記入出力波長の関係は、図２及び図３に示すような周回性を持っている。波長フィルタ３０の加入者側ポートＢ１〜Ｂｎに接続された加入者装置または加入者装置群を、便宜上それぞれＰＯＮ−１〜ＰＯＮ−ｎと呼ぶ。
【００３０】
本節では、本実施例における下り信号の流れについて説明する。
局側装置２０内の光送受信器２１−ｉ（１≦ｉ≦ｍ，ｉは整数）の中の光送信器２３−ｉから送信される波長λｐ（１≦ｐ≦ｍ，ｐは整数）の下り信号は、光合分波器２２−ｉおよび光ファイバ５０−ｉを経て波長フィルタ３０の局側ポートＡｉに入力される。Ａｉに入力された前記下り信号は、図２及び図３に示す波長とポートの対応表に従って加入者側ポートＢｊ（１≦ｊ≦ｎ，ｊは整数）に出力される。Ｂｊから出力された前記下り信号は、光ファイバ６０−ｊを経て光パワースプリッタ４０−ｊに到達する。光パワースプリッタ４０−ｊにおいて、前記下り信号は分配され、前記光パワースプリッタの下流に属する全加入者装置、すなわちＰＯＮ−ｊに等しく到達する。前記下り信号は、光ファイバ７０−ｊを経て加入者装置１０−ｊに入力され、前記加入者装置内の光合分波器１３−ｊを経て光受信器１２−ｊに到達する。なお、一つの加入者装置内の光送受信器にはある時刻において、一つの下り信号のみが入力されるように局側装置内の光送信器の出力波長と出力タイミングが制御される。このように、加入者装置群を構成する各加入者装置は、共通の加入者装置側のポートに接続されている加入者装置間で、ＴＤＭを用いて光信号を受信する。
【００３１】
本節では、本実施例における上り信号の流れについて説明する。
加入者装置１０−ｊ（１≦ｊ≦ｎ，ｊは整数）内の光送信器１１−ｊから送信される、波長λｘ〜λｙの波長幅を持つ広スペクトルの上り信号は、光合分波器１３−ｊおよび光ファイバ７０−ｊおよび光パワースプリッタ４０−ｊおよび光ファイバ６０−ｊを経て、波長フィルタ３０の加入者側ポートＢｊに入力される。Ｂｊに入力された前記上り信号は、図２及び図３に示す波長とポートの対応表に従ってスペクトル｛λｕ１，λｕ２，…，λｕｎ｝ごとに切り出されて、局側ポートＢ１〜Ｂｎに分配される。局側ポートＢ１〜Ｂｎから出力された上り信号は、局側装置内受信器の少なくとも１つが、その時間帯において前記上り信号を受信できるよう受信波長を選択することによって、局側装置内受信器に到達する。このように、加入者装置群を構成する各加入者装置１０は、共通の加入者装置側のポートに接続されている加入者装置間で、ＴＤＭを用いて光信号を送信する。
【００３２】
本実施形態に係る光通信システムの上り信号の送受信動作について、図７を参照しながら、より具体的に説明する。
加入者装置１０−１及び１０−２からなる加入者装置群が波長フィルタ３０のポートＢ１に接続され、加入者装置１０−３及び１０−４からなる加入者装置群が波長フィルタ３０のポートＢ２に接続され、加入者装置１０−５及び１０−６からなる加入者装置群が波長フィルタ３０のポートＢ３に接続され、加入者装置１０−７及び１０−８からなる加入者装置群が波長フィルタ３０のポートＢ４に接続されている。局側装置２０の光受信器２４−１が波長フィルタ３０のポートＡ１に接続され、局側装置２０の光受信器２４−２が波長フィルタ３０のポートＡ２に接続され、局側装置２０の光受信器２４−３が波長フィルタ３０のポートＡ３に接続され、局側装置２０の光受信器２４−４が波長フィルタ３０のポートＡ４に接続されている。
【００３３】
時刻ｔ１において加入者装置１０−１及び１０−３が光信号を送信し、時刻ｔ２において加入者装置１０−１及び１０−４が光信号を送信し、時刻ｔ３において加入者装置１０−１及び１０−５が光信号を送信し、時刻ｔ４において加入者装置１０−２及び１０−６３が光信号を送信し、時刻ｔ５において加入者装置１０−２及び１０−７が光信号を送信し、時刻ｔ６において加入者装置１０−２及び１０−８が光信号を送信する。すると、ポートＡ１からは、ポートＢ１に入力された波長λ１の光信号と、ポートＢ２に入力された波長λ４の光信号と、ポートＢ３に入力された波長λ３の光信号と、ポートＢ４に入力された波長λ２の光信号と、が出力される。ポートＡ２からは、ポートＢ１に入力された波長λ２の光信号と、ポートＢ２に入力された波長λ１の光信号と、ポートＢ３に入力された波長λ４の光信号と、ポートＢ４に入力された波長λ３の光信号と、が出力される。
【００３４】
光受信器２４−１は、時刻ｔ１から時刻ｔ３に相当する時間において波長λ１の光信号を受信することで加入者装置１０−１からの光信号を受信し、時刻ｔ４から時刻ｔ６に相当する時間において波長λ１の光信号を受信することで加入者装置１０−２からの光信号を受信することができる。光受信器２４−２は、時刻ｔ１に相当する時間において波長λ１の光信号を受信することで加入者装置１０−３からの光信号を受信し、時刻ｔ２に相当する時間において波長λ１の光信号を受信することで加入者装置１０−４からの光信号を受信し、時刻ｔ３に相当する時間において波長λ４の光信号を受信することで加入者装置１０−５からの光信号を受信し、時刻ｔ４に相当する時間において波長λ４の光信号を受信することで加入者装置１０−６からの光信号を受信し、時刻ｔ５に相当する時間において波長λ３の光信号を受信することで加入者装置１０−７からの光信号を受信し、時刻ｔ６に相当する時間において波長λ３の光信号を受信することで加入者装置１０−８からの光信号を受信することができる。
【００３５】
なお、本実施例においては波長フィルタ３０の入出力ポート数の関係をｎ＝ｍとして説明したが、ｎ≠ｍの場合にも加入者装置の光送受信器に入力される下り信号がある時刻において一つである場合に限り、同じである。
【００３６】
以上のような方法により、加入者装置内に波長可変光源を搭載する必要がないので、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの経済化を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
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】
【００３８】
１０、１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５、１０−６、１０−７、１０−８、１０−ｊ、１０−ｎ：加入者装置
１１、１１−１、１１−ｊ：光送信器
１２、１２−１、１２−ｊ：光受信器
１３、１３−１、１３−ｊ：光合分波器
２０：局側装置
２１、２１−１、２１−ｉ、２１−ｍ：光送受信器
２２、２２−１、２２−ｉ、２２−ｍ：光合分波器
２３、２３−１、２３−ｉ、２３−ｍ：光送信器
２４、２４−１、２４−２、２４−３、２４−４、２４−ｉ、２４−ｍ：光受信器
３０：波長フィルタ
５０−１、５０−ｉ、５０−ｍ：光ファイバ
６０、６０−１、６０−ｊ、６０−ｎ、７０、７０−１、７０−ｊ、７０−ｎ：光ファイバ
８０、８０−１、８０−ｊ：制御部
９０：制御部
【図１】
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【図２】
2013131933.tif 000004
【図３】
2013131933.tif 000005
【図４】
2013131933.tif 000006
【図５】
2013131933.tif 000007
【図６】
2013131933.tif 000008
【図７】
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