(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幹線ファイバと複数の支線ファイバと接続され、光スプリッタを備えて前記幹線ファイバからの下り光信号を前記支線ファイバに分岐し、前記支線ファイバからの複数の上り光信号を波長多重する光分岐装置において、
前記幹線ファイバと前記光スプリッタとの間に配置された上り波長多重光信号を２分岐するカプラと、
前記複数の支線ファイバと前記光スプリッタとの間にそれぞれ配置された複数の光遮断部と、
前記カプラの第１の出力と接続された第１の波長分離部と、
前記第１の波長分離部の複数の出力とそれぞれ接続された複数の光受光部と、
前記複数の光受光部と接続され前記光遮断部を制御する制御部と、
前記カプラの第２の出力と前記幹線ファイバとを接続する装置内ファイバと、
前記装置内ファイバに下り波長多重光信号から所定の下り光信号を波長分離する第２の波長分離部と、
前記第２の波長分離部と接続された管理信号受信部とを備え、
前記制御部は、前記管理信号受信部から受信した前記支線ファイバと光信号波長との関係を保持し、前記複数の光受光部のいずれかで異常光を検出したとき、前記複数の光遮断部の少なくとも１つを遮断状態に制御して、前記幹線ファイバと前記遮断状態にされた前記光遮断部と接続する支線ファイバとの間の通信を遮断することを特徴とする光分岐装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光分岐装置であって、
前記制御部は、前記検出した異常光の波長に対応する上り光信号の波長の光遮断部を遮断状態に制御することを特徴とする光分岐装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光分岐装置であって、
前記異常光の波長に対応する上り光信号波長の光遮断部を遮断状態に制御しても、前記異常光を検出するとき、前記制御部は、前記該当する上り光信号波長の光遮断部を透過状態に制御し、他の光遮断部を順次遮断状態に制御することを特徴とする光分岐装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光分岐装置であって、
前記制御部は、前記複数の光遮断部を全て遮断状態とした後で、前記複数の光遮断部を１つずつ順番に透過状態とし、当該透過状態となっている前記光遮断部と接続される前記支線ファイバの光信号の波長が、前記保持した前記支線ファイバと光信号波長との関係に合致するか否かを判定することを特徴とする光分岐装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光分岐装置であって、
前記制御部は、前記支線ファイバの光信号の波長が、前記保持した前記支線ファイバと光信号波長との関係に合致しない支線ファイバについて、前記光遮断部を遮断することを特徴とする光分岐装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の加入者接続装置が光伝送回線を共有する受動光網（ＰＯＮ：Passive Optical Network）システムおよび光分岐装置に係り、特に加入者接続装置の送受信波長がそれぞれ異なるＷＤＭ−ＰＯＮシステムおよび光分岐装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＮは、ＯＬＴ（Optical Line Termination：加入者終端装置）と複数のＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者接続装置、ＯＮＴ（Optical Network Termination）とも呼ばれる）から構成される。ＯＮＵは、接続された端末（ＰＣ等）からの信号を光信号で、光ファイバと光スプリッタとを介し、光ファイバと光学多重してＯＬＴに送信する。ＯＬＴは、各種信号処理後、ＯＮＵの端末から他のＯＮＵの端末へとの通信あるいはＮＷの端末との通信を仲介する。
【０００３】
光多重方式には、ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）、ＣＤＭ（Code Division Multiplexing）等の方式がある。ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ.９８４.３（非特許文献１）にて規定されるＧ−ＰＯＮは、上り下りで異なる波長を使い、ＯＮＵからＯＬＴへの上りの通信は、ＯＮＵに対して信号通信時間を割り当てる時分割（ＴＤＭ）で信号の通信を行う。
【０００４】
一方、ＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴと複数のＯＮＵの間は、上り信号、下り信号に共にそれぞれ波長の異なる光信号で接続する。各ＯＮＵは、特定の波長を受信、送信することにより、通信を行う。ＷＤＭ−ＰＯＮは、ＯＬＴから各ＯＮＵに対して個別の波長を割り当てて通信を行うことにより、一つのＯＮＵがある特定波長の通信帯域を占有して使用する。この結果、ＷＤＭ−ＰＯＮは、ＴＤＭ−ＰＯＮに比べて、より高速な通信サービスを提供することができる。
【０００５】
複数のユーザが一つの光回線を共有し、かつ各ユーザが異なる波長の光信号で局側装置と通信を行うＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、悪意のユーザにより、ＯＮＵに接続されている光ファイバに高出力光が入力されるとＯＬＴの受信器は簡単に破壊されてしまう。  また、悪意のユーザが、他のユーザに割り当てられている波長を使用するような不正アクセスを行う場合、その波長を使用する正規のユーザの情報が漏えいし、また波長帯域を阻害されることで、通信不可となってしまうといった問題が発生する。
【０００６】
特許文献１には、一般的なＰＯＮシステムにおいて、スターカプラの加入者側に光ブレーカを設置し、異常な高パワーの光信号を遮断する発明を開示している。しかし、特許文献１には、不正アクセスの遮断に関しては記載がない。また、特許文献１の技術では、光の検出系をスターカプラの加入者側に設置するので、分岐数だけ検出系が必要である。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３０３８１７号公報
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ.９８４.３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、悪意のユーザからユーザ側装置に接続されている光ファイバに異常光を入力されるような場合でも、ＯＬＴおよび複数のユーザが共有する光回線への異常光入力を阻止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題は、幹線ファイバと複数の支線ファイバと接続され、光スプリッタを備えて幹線ファイバからの下り光信号を支線ファイバに分岐し、支線ファイバからの複数の上り光信号を波長多重し、幹線ファイバと光スプリッタと間に配置された上り波長多重光信号を２分岐するカプラと、支線ファイバと光スプリッタとの間に配置された光遮断部と、カプラの第１の出力と接続された第１の波長分離部と、この第１の波長分離部の複数の出力と接続されたた複数の光受光部と、これらの光受光部と接続され光遮断部を制御する制御部と、カプラの第２の出力と幹線ファイバとを接続する装置内ファイバとを備え、光受光部のいずれかで異常光を検出したとき、制御部は、該当する上り光信号波長の光遮断部を遮断状態に制御して、幹線ファイバと該当する支線ファイバとの間の通信を遮断する光分岐装置により、達成できる。
【００１０】
また、加入者終端装置と、光分岐装置と、複数の加入者接続装置と、加入者終端装置と光分岐装置を接続する幹線ファイバと、光分岐装置と加入者接続装置とを接続する複数の支線ファイバとから構成され、光分岐装置は、光スプリッタによって幹線ファイバからの下り光信号を支線ファイバに分岐し、支線ファイバからの複数の上り光信号を波長多重し、幹線ファイバと光スプリッタと間に配置された上り波長多重光信号を２分岐するカプラと、支線ファイバと光スプリッタとの間に配置された光遮断部と、カプラの第１の出力と接続された第１の波長分離部と、この第１の波長分離部の複数の出力と接続されたた複数の光受光部と、これらの光受光部と接続され光遮断部を制御する制御部と、カプラの第２の出力と幹線ファイバとを接続する装置内ファイバとを備え、光受光部のいずれかで異常光を検出したとき、制御部は、該当する上り光信号波長の光遮断部を遮断状態に制御して、幹線ファイバと該当する支線ファイバとの間の通信を遮断する受動光網システムにより、達成できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、信頼性の高い光分岐装置および受動光網システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い図１ないし図４を参照しながら説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。ここで、図１はＷＤＭ−ＰＯＮシステムのブロック図である。図２はＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長の配分を説明する図である。図３は光分岐部のブロック図である。図４は異常光の波長分布例を説明する図である。
【００１３】
図１において、ＷＤＭ−ＰＯＮシステム２００は、ＯＬＴ１０と、ＯＮＵ１１０と、分岐部３０と、それらを接続する光ファイバ４０、４４で構成されている。ＯＬＴ１０とＯＮＵ１１０とは、ＯＬＴ側光ファイバ（幹線ファイバ）４０、光分岐部（光分岐装置）３０、ＯＮＵ側光ファイバ（支線ファイバ）４４によって接続されている。ＯＬＴ１０とＯＬＴ側光ファイバ４０とは、光コネクタ１によって結合されている。ＯＮＵ１１０とＯＮＵ側光ファイバ４４とは、光コネクタ２によって結合されている。
【００１４】
ＯＬＴ１０は、送信側論理部１１、送信側アナログフロントエンド部１２、光送信部１３、ＷＤＭ１４、管理用信号送信部１５、受信側論理部２１、受信側アナログフロントエンド部２２、光受信器２３から構成される。
【００１５】
ＯＮＵ１１０は、ＷＤＭ１１１、光受信部１１２、受信側アナログフロントエンド部１１３、受信側論理部１１４、送信側論理部１２３、送信側アナログフロントエンド部１２２、波長可変光送信部１２１から構成されている。
【００１６】
ＯＬＴ１０には、３２台のＯＮＵ１１０が接続可能である。図１には、３台のＯＮＵが図示され、それぞれＯＬＴ１１０との通信のために使用する波長が異なる。ＯＮＵ１１０−１は、下り光信号波長λｄ１および上り光信号波長λｕ１が割り当てられている。同様に、ＯＮＵ−２にはλｄ２およびλｕ２、ＯＮＵ−ｎにはλｄｎおよびλｕｎが割り当てられている。ＯＬＴ１０からＯＮＵ１１０の方向に伝送される信号には、ＯＮＵ１１０宛の信号がＷＤＭ１４により波長多重されて伝送される。ＯＮＵ１１０で受信された信号は、自分に割り当てられた波長のみを選択して、ＯＮＵ１１０内で受信する。また、ＯＮＵ１１０からＯＬＴ１０の方向では、ＯＮＵ１１０−１、ＯＮＵ１１０−２、ＯＮＵ１１０−ｎから伝送される信号は、光分岐部３０で波長多重されて、ＯＬＴ１０へ到達する。
【００１７】
信号の流れに沿って、信号が処理される内容を説明する。
まず、ＯＬＴ１０からＯＮＵ１１０への光信号（下り信号）について、送信側論理部１１は、電気信号にＰＯＮフレーム処理を実施する。送信側アナログフロントエンド部１２は、ＰＯＮフレーム処理された電気信号を光送信部１３で変調を行うための十分な駆動電力を得られるように増幅する。光送信部１３は、この増幅された信号によって、連続レーザ光を変調し、信号光として出力する。この光信号は波長毎に出力され、ＷＤＭ１４は、３２波を波長多重して、ＯＬＴ側光ファイバ４０に出力する。光分岐部３０は、波長多重された光信号を３２分岐する。分岐された波長多重された光信号は、ＯＮＵ側光ファイバ４４を通って、ＯＮＵ１１０に到達する。
【００１８】
なお、管理用信号送信部１５は、波長λｍの管理用光信号を送信する。この管理用光信号は、ＷＤＭ１４で下り信号と波長多重され、光分岐部３０で受信される。すなわち、管理用光信号は、光分岐部の制御信号である。
【００１９】
ＯＮＵ１１０に入力された波長多重光信号は、ＷＤＭ１１１で特定波長を選択し、光受信部１１２に入力される。光受信部１１２は、光信号を電気信号に変換する。受信側アナログフロントエンド部１１３は、光受信部が変換した電気信号を増幅する。受信側論理部１１４は、増幅された電気信号をＰＯＮフレーム処理する。
【００２０】
次に、ＯＮＵからＯＬＴへの光信号（上り信号）について、送信側論理部１２３は、電気信号にＰＯＮフレーム処理を施す。送信側アナログフロントエンド部１２２は、ＰＯＮフレーム処理された光信号を、波長可変光送信部１２１で変調を行うための十分な駆動電力を得られるように増幅する。波長可変光送信部１２１は、ＯＬＴからの指示で発振波長を制御した連続レーザ光を変調し、光信号として出力する。この光信号は、ＷＤＭ１１１を透過した後、光コネクタ２を経て、ＯＮＵ側光ファイバ４４に送信される。光分岐部３０は、各ＯＮＵ側光ファイバ４４から受信した光信号を波長多重する。波長多重された光信号は、ＯＬＴ側光ファイバ４０を通って、ＯＬＴ１０に到達する。
【００２１】
ＯＬＴ１０に入力された波長多重光信号について、ＷＤＭ１４は、各受信波長に波長分離して、各光受信部２３−１〜２３−ｎに送信する。光受信部２３は、光信号を電気信号に変換する。受信側アナログフロントエンド部２２は、変換された電気信号を増幅する。受信側論理部２１は、増幅された電気信号にＰＯＮフレーム処理を実施する。
【００２２】
ここで、ＯＬＴ１０の光受信器２３は、ＡＰＤ（Avalanche PhotoDiode）などの高感度なものが用いられるため、悪意のユーザにより、ＯＮＵ１１０から異常な高い光強度の光信号が入射されると、過負荷がかかり、故障する可能性がある。また、悪意のユーザが擬似信号よって不正アクセスを行うことで、他のユーザの通信内容が盗聴されてしまう可能性がある。
【００２３】
図２を参照して、波長配置を説明する。図２において、横軸は波長、縦軸は光強度である。最大３２台のＯＮＵを接続するＷＤＭ−ＰＯＮシステム２００において、信号伝送には１３００ｎｍ波長帯と１５００ｎｍ波長帯を使用する。１３００ｍｎ波長帯は具体的には１２６０ｎｍ〜１３６０ｎｍ、１５００ｎｍ波長帯は１４８０ｎｍ〜１５８０ｎｍを使用することがＩＴＵ−Ｔ Ｇ.９８３.１に勧告されている。それぞれの帯域に３２個の波長を収めるために、上り信号は２ｎｍ間隔で１２７０ｎｍから１３３２ｎｍまでの値を、下り信号には同じく２ｎｍ間隔で１４８２ｎｍから１５４４ｎｍまでの値を使用することができる。同様に管理用光信号λｍは、波長１５４６ｎｍを割り振る。
【００２４】
図３を参照して、光分岐部の構成を説明する。光分岐部３０は、一つのＯＬＴ側光ポート３と、ＯＬＴ側光分岐部光ファイバ４１と、光カプラ５１と、光スプリッタ５０と、光スプリッタ側光分岐部光ファイバ４２と、光遮断部６０と、ＯＮＵ側光分岐部光ファイバ４３と、ＯＮＵ側光ポート４と、上り信号用ＷＤＭ５２と、受光部５３と、制御部５４と、駆動部５５と、下り信号用ＷＤＭ７０と、下り信号受光部５６によって構成される。
【００２５】
ＯＮＵ１１０からＯＮＵ側光ポート４に入力された上り光信号は、ＯＮＵ側光分岐部光ファイバ４３と光遮断部６０を経て光スプリッタ側光分岐部光ファイバ４２に入力される。上り光信号は、光スプリッタ５０で他の上り光信号と波長多重され、光カプラ５１で光パワーが２分岐されて出力される。ここでの光パワーの分岐比は、９５：５である。上り光信号の９５％の光パワーは、主信号として、ＯＬＴ側光分岐部光ファイバ４１に出力され、ＯＬＴ側光ポート３、ＯＬＴ側光ファイバ４０を経て、ＯＬＴ１０へ入力される。上り光信号の残りの５％は、上り信号用ＷＤＭ５２に入力され、各波長に分離される。波長分離された光信号は、受光部５３で電気信号に変換され、制御部５４へ出力される。
【００２６】
一方、ＯＬＴ１０からの下り信号は、下り信号用ＷＤＭ７０によって、波長λｍの光信号を管理用光信号として分岐する。ＷＤＭ７０は、管理用光信号を、下り信号受光部５６に入力し、その他の波長の光信号を下り光信号として、カプラ５１へ入力する。管理用光信号は、各ＯＮＵ１１０とＯＬＴ１０との信号の送受信のために用いる波長の情報を含んでいる。下り信号受光部５６は、管理用光信号を管理用電気信号に変換して、制御部５４に送信する。制御部５４は、ＯＮＵ１１０に割り当てられた上り信号波長の情報を管理用電気信号から取得する。制御部５４は、ＯＮＵ１１０に割り当てられた下り信号波長の情報を管理用電気信号から取得してもよい。
【００２７】
制御部５４は、異常な高出力光がＯＮＵのいずれかから入力されたとき、異常光の波長から、上り信号波長が割り当てられた経路（ｋとする）の光信号を、駆動部５５−ｋを制御して光遮断部６０−ｋで遮断する。この遮断によっても異常光を受光部５３で検出したとき、制御部は、光遮断部６０−ｋの遮断を停止し（透過状態に遷移）、他の光遮断部６０−１〜６０−ｎを順次遮断することで、異常光の送出元ＯＮＵ１１０を特定する。逆に、光遮断部６０−１〜６０−ｎの一つだけを順次透過状態にして、その経路がＯＬＴから割り当てられている正規の波長となっているか判定できる。この結果、悪意のユーザが、他のユーザに割り当てられている波長を使用するような不正アクセスを行う場合でも、光遮断部６０で該当する光信号を遮断することができる。
【００２８】
ここで、光遮断部６０として、光シャッタ（光可変減衰器）または１×２光スイッチを用いる。光遮断部６０の状態は、遮断状態または透過状態である。これによって、定期的な光遮断部の透過状態への遷移によって、異常光が取り除かれた場合、経路の光遮断状態を自動的に解除することができる。すなわち、光シャッタ、光スイッチを用いれば、光遮断部への保守者の介入なしに、当該経路を正常に復帰させることができる。さらに、管理用光信号を用いて、光遮断部の状態遷移を制御してもよい。
【００２９】
本実施例では、光遮断部６０を設けることで、異常な高い光強度の光信号が入射されて、ＯＬＴ１０の光受信器２３の故障を防ぐ。また、擬似信号を解析して、不正アクセスと判断する場合には、光遮断部６０で光信号を遮断する。ここで光遮断部６０とは、ある強度以上の光入力や、不正な光信号が入力されることを契機として、光の透過率が下がる特徴をもつ光部品である。具体的には、光遮断部６０は、光ヒューズ、光シャッタ、光スイッチなどが用いられる。
【００３０】
上述した実施例の変形例として、光遮断部６０を図１の光受信部２３の直前に配置することも考えられる。しかし、この場合は、ＷＤＭ１４により波長分離された後に遮断されることになる。この問題点を図４を参照して説明する。図４において、横軸は波長、縦軸は光強度である。なお、図４は、波長ごとの信号強度一定、光遮断強度一定としていることから明らかなように、説明のための模式図である。
【００３１】
図４において、異常光は、他のＯＮＵの通信波長帯域と干渉する幅の波長帯域を持つ。異常光は、且つ光遮断強度閾値を超える光強度の波長成分λｕ４と、光遮断強度閾値を超えない光強度波長成分λｕ５を同時に有する。この場合、光遮断強度閾値を超える光強度の波長成分λｕ４については、光遮断器６０によって異常光の信号の入力は遮断される。しかし、光遮断強度閾値を超えない光強度波長成分λｕ５については光遮断器６０によって異常光の信号の入力を遮断することはできない。この結果、波長成分λｕ５を使用する正常なＯＮＵの通信を阻害したままとなってしまう。このため、セキュリティを高め、かつ伝送品質を向上させるためには、光遮断部６０は光スプリッタ側光分岐部光ファイバ４２の近くに設置されることが最良である。
【００３２】
以上に述べたように、本実施例によって、高セキュリティ且つ信頼性の高いＷＤＭ−ＰＯＮシステムを実現できる。なお、上述した実施例ではＯＮＵ１１０の光送信器として、波長可変光送信器を用いたが、それに限らず固定波長の光送信器であってもよい。この場合、管理用光信号は不要である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ＷＤＭ−ＰＯＮシステムのブロック図である。
【図２】ＷＤＭ−ＰＯＮシステムの波長の配分を説明する図である。
【図３】光分岐部のブロック図である。
【図４】異常光の波長分布例を説明する図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…ＯＬＴ側光コネクタ、２…ＯＮＵ側光コネクタ、３…ＯＬＴ側光分岐部光ポート、４…ＯＮＵ側光分岐部光ポート、１０…ＯＬＴ、１１…送信側論理部、１２…送信側アナログフロントエンド部、１３…光送信部、１４…ＷＤＭ、２１…受信側論理部、１２３…受信側論理部、２２…受信側アナログフロントエンド部、２３…光受信部、３０…光分岐部、４０…ＯＬＴ側光ファイバ、４１…ＯＬＴ側光分岐部光ファイバ、４２…光スプリッタ側光分岐部光ファイバ、４３…ＯＮＵ側光分岐部光ファイバ、４４…ＯＮＵ側光ファイバ、５０…光スプリッタ、５１…光カプラ、５２…上り信号用ＷＤＭ、５３…受光部、５４…制御部、５５…駆動部、５６…下り信号受光部、６０…光遮断部、７０…下り信号用ＷＤＭ、１１０…ＯＮＵ、１１１…ＷＤＭ、１１２…光受信部、１１３…受信側アナログフロントエンド部、１１４…受信側論理部、１２１…光送信部、１２２…送信側アナログフロントエンド部、１２３…送信側論理部、２００…ＷＤＭ−ＰＯＮシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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