JPH0969818A

JPH0969818A - 光伝送装置

Info

Publication number: JPH0969818A
Application number: JP7223819A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Nakao; 雅俊中尾
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、ダイナミックレンジの拡大、伝
送速度の高速化に対応できるようにする。【解決手段】光分配器12により子局111 〜11n と接続
し、各子局111 〜11n 毎にタイムスロットを割り当て
て、時分割多重で光信号の送受信を行う親局14の光伝送
装置において、光レベル調整部142 により各子局111 〜
11n との光信号レベルを調整可能とし、ここで調整され
た光信号を光送受信器141 で受信し、受信レベル測定部
145 でその受信レベルから子局111 〜11n 毎の光レベル
を測定し、光レベル制御部144 で各タイムスロットにつ
いて測定レベルが規定値となるように光レベル調整部14
2 の調整量を制御する。メモリ143 には各子局111 〜11
n の識別番号と光レベル調整値を蓄積しておき、実際の
通信の際にメモリ143 に蓄積された光レベル調整値によ
り光レベルを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の子局と時分
割多重通信あるいは波長多重通信を行う親局の光伝送装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報機器の発達に伴い、各加入者
までの伝送容量を増やす方法が考えられており、光ファ
イバで各加入者までを接続する光アクセス方式の検討が
盛んである。光アクセス方式実現の最大の課題はシステ
ム低価格化である。

【０００３】図１１に従来の光通信システムの一例を示
す。このシステムは、複数の子局１１１〜１１ｎを光分
配器１２を用いて親局１３と接続したもので、親局１３
の装置の共有化ができるため、有望な実現手段のひとつ
である。

【０００４】ところで、上記のシステム構成では、各子
局１１１〜１１ｎに対する信号は、例えば図中に示すよ
うに時分割多重されて親局１３へ送出される。ところ
が、光分配器１２から子局１１１〜１１ｎまでの損失と
光分配器１２の分配損失の違いから、各子局１１１〜１
１ｎから親局１３に到達する信号のレベルにばらつきが
生じる。同様に、親局１３から子局１１１〜１１ｎへの
信号についても、各子局１１１〜１１ｎでの受信レベル
が互いに異なる。この様子を図１１を参照して説明す
る。

【０００５】親局１３は各子局１１１〜１１ｎ向けの信
号を時間軸上に多重して出力している。このとき、各子
局１１１〜１１ｎ向けに送信される信号の振幅はどれも
等しい。ここで、子局１１１は親局１３に極めて近い位
置に設置され、光分配器１２の分配損失も小さく、子局
１１２は親局から遠くに配置され、光分配器１２の分配
損失が大きいと仮定する。尚、子局１１ｎについては、
子局１１１，１１２に比して中間の位置に設置され、光
分配器１２の分配損失も両者の中間程度であるものとし
て図示する。

【０００６】このとき、子局１１１への信号は殆ど損失
なく伝送されるため、親局１３から出力された信号はほ
とんど減衰せずにそのままで到達する。逆に子局１１２
への信号に対しては損失が大きいために、親局１３から
出力された信号は大きく減衰する。

【０００７】この結果、子局１１１と子局１１２とでは
受信する信号のレベルが大きく異なることになる。同様
に、各子局１１１〜１１ｎから出力される信号がほぼ同
レベルに設定されていたとしても、親局１３では、子局
１１１からの信号は大きく、子局１１２からの信号は小
さくなってしまう。

【０００８】このように、親局１３では図１１に示した
ようにレベルの大きく異なる信号を連続して受信する必
要が生じる。このようにレベルの大きく異なる信号を続
けて受信した場合、図１２（ａ）に示すように入力光信
号のレベルが変化した瞬間に、図１２（ｂ）に示すよう
に受信波形が大きく変化してしまい、場合によってはレ
ベル変化直後は受信不能となってしまう。

【０００９】このような場合に親局で安定に受信するた
めには、各子局からの信号の間にガードタイムを設け、
また各信号の先頭にプリアンブルと呼ばれるビット列を
設けて、ガードタイムやプリアンブル期間内に受信器の
利得や識別レベルを調整する方法がとられている。

【００１０】しかし、伝送速度を高速化するためには、
ガードタイムやプリアンブルはできるだけ短くすること
が必要である。このため、従来は短いプリアンブルと短
いガードタイムでも安定に受信できるようにするため
に、受信信号に高速に応答して利得や識別レベルを調整
できる受信器が必要であった。ところが、このような受
信器は回路構成が複雑であり、伝送速度の上昇に耐えら
れない。したがって、より簡単で安定に受信できる方式
が求められている。

【００１１】ここで、複数の子局間で信号のレベルが異
なるシステムに対しては、例えば、特開平５−５６００
２号公報に記載されているように、各送信器の送信レベ
ルを変化させる方法が考えられている。

【００１２】しかし、この方法では、子局毎に送信レベ
ルを変化させる手段が必要となる。送信レベルを変化さ
せるためにＬＤの出力レベルを変化させる方法では、ダ
イナミックレンジを広くするには特殊なＬＤが必要とな
る。また、子局に光減衰器を使用する方法も、部品点数
が増大し、装置も大型化する。特に、各子局は加入者宅
に設置されるため、小型化・低消費電力化が非常に重要
である。したがって、上記公報に記載される方法は、子
局の回路規模を増大させて、装置の大型化をもたらすた
めに好ましくない。

【００１３】また、特開平５−２７６１４４号公報には
親局側に光の可変減衰器を設置して子局の負担を減らす
技術が記載されているが、各子局と接続される伝送線路
それぞれに対し、一つずつの光減衰器を使用しているた
めに、光減衰器の設置場所が子局から親局に移動しただ
けで、システム全体での部品点数は変化しない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように親局
が複数の子局と光通信を行うための従来の光伝送装置に
おいては、各子局との伝送距離、伝送損失の違いによ
り、各子局からの光信号レベルが異なるため、場合によ
っては受信不能に陥ることがあった。一方、各子局に対
して同一レベルで送信しているため、子局毎に受信レベ
ルが異なり、子局側でダイナミックレンジを広くする等
の処置が必要であり、子局側の負担が多くなっていた。
また、これらの問題を解決する従来技術では、装置の大
型化、複雑化を免れず、さらには伝送速度の高速化に対
応できないという問題もあった。

【００１５】本発明の課題は上記の問題を解決し、簡単
な構成で、ダイナミックレンジの拡大、伝送速度の高速
化に対応できる、親局に用いて好適な光伝送装置を提供
することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、光分岐手段により複数の子局と接続
し、各子局毎にタイムスロットを割り当てて、時分割多
重で光信号の送受信を行う親局の光伝送装置において、
前記複数の子局との間で授受される光信号の光レベルを
制御信号に応じて調整する光レベル調整部と、この光レ
ベル調整部で調整された光信号を受信する光受信器と、
この光受信器の受信レベルから子局毎の光レベルを測定
する受信レベル測定部と、前記複数の子局のそれぞれの
タイムスロットについて、前記受信レベル測定部で測定
される光レベルが規定値となるように前記光レベル調整
部の調整量を制御する光レベル制御部とを具備して構成
される。

【００１７】さらに、前記受信レベル測定部の測定結果
に対応する調整値を格納する記憶手段を備え、前記光レ
ベル制御部はタイムスロット毎に前記記憶手段から調整
値を読出して前記光レベル調整部にその調整値を設定す
るようにしたことを特徴とする。

【００１８】前記受信レベル測定部は、前記複数の子局
それぞれが前記親局との通信回線設定時に送出する測定
用光信号の受信時のレベルを測定することを特徴とす
る。前記受信レベル測定手段は、前記測定用光信号が子
局の識別番号を表すとき、測定時にその識別信号を判別
し、前記記憶手段はその識別番号と前記調整値を関連付
けて記憶するようにしたことを特徴とする。

【００１９】この場合、前記光レベル制御手段は、前記
子局への光信号送信時にその子局の識別番号を基に前記
記憶手段から前記調整値を読出して前記光レベル調整部
にその調整値を設定するようにしたことを特徴とする。

【００２０】前記光レベル調整部は、光吸収型の半導体
変調器あるいは半導体光増幅器で構成されることを特徴
とする。すなわち、この発明による光伝送装置では、複
数の子局からの光受信レベルを測定する手段と、測定し
た光受信レベルに応じて光レベルを調整することのでき
る光レベル調整部を具備し、各子局との通信の際に、測
定した光受信レベルをもとに光レベルを調整する。

【００２１】通信回線を設定する際に子局から光レベル
測定用信号を発出するようにし、親局では光レベル測定
用信号を受信したときに光レベル測定用信号を発出した
子局の識別番号（ＩＤ）と光レベル調整値を記憶手段
（メモリ）に蓄積し、実際の通信の際には記憶手段に蓄
積された光レベル調整値により光レベルを調整できるよ
うにする。

【００２２】上記構成による光通信装置では、光受信レ
ベルを子局毎に測定し、各子局との通信毎に各子局に対
して適切な光レベルになるように、光レベル調整部で光
レベルを調整することにより、親局での高速の利得制御
や識別閾値制御を不要にしている。

【００２３】光受信レベルの調整は、子局一親局間の通
信回線設定時に子局から比較的長いプリアンブルとＩＤ
を送出することにより、低速の制御回路で実現できる。
このとき該当する子局のＩＤと光レベル調整値を記憶手
段に蓄積し、実際の通信の際には記憶手段に蓄積された
光レベル調整値を参照して光レベルを調整する。これに
より、通常の通信時においてプリアンブル及びガードタ
イムを短〈することが可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
から図１０を参照して詳細に説明する。但し、図１に
おいて、図１１と同一部分には同一符号を付して示し、
ここでは異なる部分を中心に説明する。

【００２５】図１は第１の実施形態として本発明に係る
光伝送装置を前述の光通信システムに適用した場合の構
成を示すもので、１４は本実施形態の特徴とする親局で
ある。この親局１４では、光送受信器１４１を光レベル
調整部１４２を介して光分配器１２と光接続している。
メモリ１４３には予め子局１１１〜１１ｎに付与された
子局識別用ＩＤと送信レベルとの関係がテーブル化され
て格納されている。

【００２６】送信信号を送出する際には、メモリ１４３
から送信先ＩＤに対応する送信レベルを読み出し、光レ
ベル制御部１４４を通じて光レベル調整部１４２の調整
量を可変制御する。また、光送受信器１４１で得られる
受信信号は受信レベル測定部１４５でその受信レベルが
測定されており、その測定結果は光レベル制御部１４４
に送られる。光レベル制御部１４４は受信レベルが一定
となるように上記光レベル調整部１４２の調整量を可変
制御する。

【００２７】すなわち、上記親局１４は光分配器１２に
より複数の子局１１１〜１１ｎと同時に接続される。こ
のとき、子局１１１〜１１ｎの送信レベルのばらつき
や、光分配器１２から子局１１１〜１１ｎまでの損失の
ばらつき、光分配器１２の分配ばらつきがあると、親局
１４での受信レベルには差が生じる。この様子を図２に
示す。また、各子局１１１〜１１ｎからの信号は、図３
に示すように時分割多重されており、各子局１１１〜１
１ｎはそれぞれ親局１４と通信するタイムスロットを割
り当てられ、複数の子局１１１〜１１ｎの信号が衝突し
ないように制御される。

【００２８】通信回線を設定するに当たり、子局１１１
〜１１ｎでは通信に使用されていないタイムスロットあ
るいは自局に割り当てられたタイムスロットに、レベル
調整用信号を送出する。レベル調整用信号は、例えば図
４（ａ）に示すように比較的長いプリアンブルと子局識
別用ＩＤから構成される。親局１４では図４（ｂ）に示
すように、受信レベル測定部１４５で測定される受信レ
ベル（振幅）が規定された範囲内に収まるように、光レ
ベル調整部１４２により光送受信器１４１に入力される
光レベルを調整する。その後、識別したＩＤとそれに対
応する光レベル調整値をメモリ１４３に蓄積する。

【００２９】この場合、親局１４では比較的長いプリア
ンブル期間中に光レベルを調整すればよいため、このと
きの光レベルの調整は高速である必要がなく、光レベル
制御部１４４も高速である必要がない。

【００３０】通信回線が設定されて、実際に通信が開始
されると、先に記憶した子局識別用ＩＤと光レベル調整
値を基に光レベル調整を行う。すなわち、親局１４では
各子局１１１〜１１ｎに割り当てたタイムスロットを記
憶しているため、ある時刻でどの子局と通信を行うかが
予めわかっている。また、各子局１１１〜１１ｎに対す
る光レベルの調整値も記憶されているから、例えば図５
（ａ）に示す光送受信器１４１の入出力について、図５
（ｂ）に示すように、各タイムスロットに応じて最適な
光レベルに調整する。

【００３１】すなわち、伝送損失（分岐損失を含む）の
小さい子局１１１に対しては、親局１４から子局１１１
への信号を送出するタイムスロットおよび子局１１１か
らの信号を受信するタイミングで光レベル調整部１４２
での減衰量を最大あるいは増幅率を最小にする。逆に、
伝送損失（分岐損失を含む）の大きい子局１１２に対し
ては、親局１４から子局１１２への信号を送出するタイ
ムスロット及び子局１１２からの信号を受信するタイミ
ングで光レベル調整部１４２での減衰量を最小あるいは
増幅率を最大にする。

【００３２】このようにすると、通常の通信を行ってい
る状態で親局１４の光送受信器１４１に入力される光レ
ベルは子局によらずほぼ一定になり、電気での高速の利
得制御や閾値制御が不要になる。

【００３３】また、親局１４から子局１１１〜１１ｎへ
伝送される信号は、各子局１１１〜１１ｎの入力端でほ
ぼ同一のレベルとなり、子局１１１〜１１ｎの受信器に
要求されるダイナミックレンジは小さくなり、子局１１
１〜１１ｎの受信器の回路規模の縮小につながる。

【００３４】また、子局１１１〜１１ｎと親局１４の最
小受光レベルの違いあるいは子局１１１〜１１ｎと親局
１４の送信レベルの違いによって、送信のタイムスロッ
トに対する光レベル調整と受信のタイムスロットに対す
る光レベル調整は、一定の関係を持たせて異なる値とす
ることができる。

【００３５】さらに、受信レベル測定部１４５は実際の
通信中にも受信する光レベルを測定し、光レベル制御部
１４４は常に光送受信器１４１に入力される光レベルが
一定の範囲内に収まるように光レベル調整部１４２を制
御し、メモリ１４３に蓄積されている光レベル調整値を
更新する。

【００３６】ところで、図５には、上り下りの信号を時
間をわけて多重するＴＣＭ通信のフォーマットを示した
が、上り下りを物理的に別の伝送路で伝送する方式や、
波長多重により上り下りの波長を異ならせて伝送する方
式に対しても、送信側、受信側で別々に光レベル調整部
を設けることにより対応できる。

【００３７】図６は波長多重により上り下りの多重を行
う場合の本発明の第２の実施形態を示すもので、１５は
本実施形態の特徴とする親局である。この親局１５で
は、光送信器１５１から送出される第１の波長の光信号
を、第１の光レベル調整部１５２によりレベル調整し、
波長多重分岐器１５３により回線上に波長多重して、光
分配器１２を介して各子局１１１〜１１ｎに伝送する。
また、各子局１１１〜１１ｎから光分配器１２を介して
伝送される第１の波長とは異なる第２の波長の光信号を
波長多重分岐器１５３で受信系に分岐し、第２の光レベ
ル調整部１５４で光レベルを調整した後、光受信器１５
５で受信する。

【００３８】メモリ１５６には予め子局１１１〜１１ｎ
に付与された子局識別用ＩＤと送信レベルとの関係がテ
ーブル化されて格納されており、送信信号を送出する際
には、メモリ１５６から送信先ＩＤに対応する送信レベ
ルを読み出し、光レベル制御部１５７を通じて第１の光
レベル調整部１５２の調整量を可変制御する。

【００３９】また、光受信器１５５で得られる受信信号
は受信レベル測定部１５８でその受信レベルが測定され
ており、その測定結果は光レベル制御部１５７に送られ
る。光レベル制御部１５７は受信レベルが一定となるよ
うに上記第２の光レベル調整部１５４の調整量を可変制
御する。

【００４０】上記構成によれば、波長多重により双方向
に光伝送する方式において、送信側、受信側で別々に第
１、第２の光レベル調整部１５２，１５４を設けるよう
にしているので、第１の実施形態と同様に、適性レベル
で光送受信が可能となる。

【００４１】前述の光レベル調整部１５２，１５４及び
光送受信器１４１としては、具体的には図７に示す回路
構成により集積化できる。図７において、光吸収型の半
導体変調器２１は光レベル調整部を構成する。また、光
合分波器２２、ＬＤ（レーザダイオード）２３及びＰＤ
（フォトダイオード）２４は光送受信器を構成する。

【００４２】光送受信器に入射してきた光は、半導体変
調器２１で所望の減衰を与えられ、光合分波器２２で受
信系に分岐され、ＰＤ２４で電気信号に変換される。ま
た、ＬＤ２３で光に変換された送信信号は、光合分波器
２２を介して半導体変調器２１に入力され、所望の減衰
を与えられて出力される。半導体変調器２１は光吸収型
であるため、レベル制御信号によりレベル減衰量を適宜
調整することが可能である。

【００４３】ここで、ＬＤにはＰＤ兼用型（モニタ用Ｐ
Ｄ内蔵型）を用いることができる。この場合の構成を図
８に示す。このようにＰＤ兼用型ＬＤ２５を用いた場
合、送受信器内の光合分波器を省略できる。さらに、図
９に示すように半導体変調器２１はＰＤ兼用型ＬＤ２５
と集積して単一の部品にすることができる。

【００４４】尚、上記の具体例では光レベル調整部とし
て吸収型の半導体変調器を用いた場合を説明したが、半
導体光増幅器を使用すれば、光の増幅効果を利用するこ
ともできる。また、ガードタイムが十分にとれれば、機
械式の光減衰器でも十分利用できる。

【００４５】また、光送受信器と光レベル調整部は、図
１０のようにＰＤ２６とＬＤ２７を配置することによっ
ても実現できる。すなわち、受信の場合、光信号はＬＤ
２７を透過してＰＤ２６に入力される。その際に、ＬＤ
２７に印加するバイアス電圧を変えることにより、ＬＤ
２７を半導体増幅器や減衰器として使用できる。また送
信の場合には、単にＬＤ２７の送信レベルを変えること
になる。もちろん、ＰＤ２６を導波路型のＰＤとして、
図９に示したのと同様の手法でＬＤとＰＤを集積するこ
ともできる。

【００４６】従来の方式では、レベルの異なる信号を連
続して受信するためにプリアンブルやガードタイムが必
要であった。しかし、本方式では親局の受信部に入力さ
れる光レベルが一定となるため、受信部の利得や閾値は
どのタイムスロットでも概略同じにできる。

【００４７】このため、本方式を用いた光通信システム
において、伝送速度が十分に低速の場合や、各子局から
親局に伝送される信号の同期がビット単位でとれている
場合には、プリアンブルやガードタイムを不要とするこ
とができることはあきらかである。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、通
信に先立ち行われる回線設定時に、比較的長いプリアン
ブルを用いて光レベルを測定し、この光レベルに応じて
光受信器に入力される光レベルおよび光送信レベルを調
整しており、比較的長いプリアンブルを使用できるた
め、高速の利得制御や識別レベルの制御を省略すること
ができる。

【００４９】また、光レベルの調整値は一旦メモリに蓄
積され、各子局との通信の際に該当する光レベルの調整
値を読み出して調整するために、通常の通信においては
親局の光受信器に入力される光レベルはほぼ一定となる
ため、簡単な構成の受信器で安定に受信できる。

【００５０】また、親局の送信レベルも受信時の制御と
同様に子局毎に調整できるため、子局の光受信器に要求
されるダイナミックレンジを小さくすることができ、よ
り簡単な回路構成で子局の光受信器を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光通信システムの第１の実施形態
の構成を示す系統図。

【図２】同実施形態において、親局と子局との間で送受
信光レベルがばらつく様子を示す図。

【図３】同実施形態において、親局から複数の子局への
下り信号と、各子局から親局への上り信号の時分割多重
の様子を示す図。

【図４】同実施形態における光レベルの調整方法を説明
するための図。

【図５】同実施形態の親局において、光送受信器の入出
力信号について光レベル調整した様子を示す図。

【図６】本発明に係る光通信システムの第２の実施形態
の構成を示す系統図。

【図７】第１、第２の実施形態に用いられる光レベル調
整部及び光送受信器の具体的な構成を示す図。

【図８】第１、第２の実施形態に用いられる光レベル調
整部及び光送受信器の具体的な構成を示す図。

【図９】第１、第２の実施形態に用いられる光レベル調
整部及び光送受信器の具体的な構成を示す図。

【図１０】第１、第２の実施形態に用いられる光レベル
調整部及び光送受信器の具体的な構成を示す図。

【図１１】従来の親局に複数の子局が接続される光通信
システムの一例を示す系統図。

【図１２】従来の光通信システムにおいてレベルの異な
る信号を受信した際の受信波形を示す図。

【符号の説明】

１１１〜１１ｎ…子局１２光分配器１３，１４，１５…親局１４１…光送受信器１４２…光レベル調整部１４３…メモリ１４４…光レベル制御部１４５…受信レベル測定部１５１…光送信器１５２…第１の光レベル調整部１５３…波長多重分岐器１５４…第２の光レベル調整部１５５…光受信器１５６…メモリ１５７…光レベル制御部１５８…受信レベル測定部２１…半導体変調器２２…光合分波器２３，２７…ＬＤ（レーザダイオード）２４，２６…ＰＤ（フォトダイオード）２５…ＰＤ兼用型ＬＤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光分岐手段により複数の子局と接続し、各
子局毎にタイムスロットを割り当てて、時分割多重で光
信号の送受信を行う親局の光伝送装置において、前記複数の子局との間で授受される光信号の光レベルを
制御信号に応じて調整する光レベル調整部と、この光レベル調整部で調整された光信号を受信する光受
信器と、この光受信器の受信レベルから子局毎の光レベルを測定
する受信レベル測定部と、前記複数の子局のそれぞれのタイムスロットについて、
前記受信レベル測定部で測定される光レベルが規定値と
なるように前記光レベル調整部の調整量を制御する光レ
ベル制御部とを具備することを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】さらに、前記受信レベル測定部の測定結果
に対応する調整値を格納する記憶手段を備え、前記光レ
ベル制御部はタイムスロット毎に前記記憶手段から調整
値を読出して前記光レベル調整部にその調整値を設定す
るようにしたことを特徴とする請求項１記載の光伝送装
置。
【請求項３】前記受信レベル測定部は、前記複数の子局
それぞれが前記親局との通信回線設定時に送出する測定
用光信号の受信時のレベルを測定することを特徴とする
請求項１記載の光伝送装置。
【請求項４】前記受信レベル測定手段は、前記測定用光
信号が子局の識別番号を表すとき、測定時にその識別信
号を判別し、前記記憶手段はその識別番号と前記調整値
を関連付けて記憶するようにしたことを特徴とする請求
項１記載の光伝送装置。
【請求項５】前記光レベル制御手段は、前記子局への光
信号送信時にその子局の識別番号を基に前記記憶手段か
ら前記調整値を読出して前記光レベル調整部にその調整
値を設定するようにしたことを特徴とする請求項４記載
の光伝送装置。
【請求項６】前記光レベル調整部は、光吸収型の半導体
変調器で構成されることを特徴とする請求項１記載の光
伝送装置。
【請求項７】前記光レベル調整部は、半導体光増幅器で
構成されることを特徴とする請求項１記載の光伝送装
置。