CN101213776A - 光波长多路接入系统 - Google Patents

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山田崇史
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Abstract

根据本发明，可以提供使用了波长可设定的光发送接收装置的星型波长多路通信网络，而无需使用监视光。在本发明的一个实施方式中，发送接收波长多路化的信号光的光发送接收装置，包括：可以改变接收波长的光接收装置和可以改变发送波长的光发送装置。该光发送接收装置通过光接收装置检测未使用的接收波长，将其中一个设定为光接收装置的接收波长，同时，根据存储器的发送接收波长对应表将与该接收波长对应的发送波长设定为光发送装置的发送波长。其次，光发送接收装置以该发送波长发送信号光，以设定的接收波长检测其响应。在检测到响应时，使用设定的发送波长和接收波长开始通信。当未检测到响应时，再次重复从未使用的接收波长的检测到发送波长的信号光的发送的动作。

Description

光波长多路接入系统
技术领域
本发明涉及用于波长多路光通信的光发送接收装置及使用该装置的星形网。
背景技术
以往，在使用了波长多路技术的中继系统网络中，为了监视控制使用的波长，使用与信号光不同波长的监视光来传输信号光的波长信息等以作为监视信息(专利文献1)。
图1示出了这种中继系统网络中的监视控制用的构成例。如图所示，在网络100中，波长多路化的信号光从WDM装置A110通过线形光中继器120传输给WDM装置B130。此时，使用与信号光不同波长的监视光将信号光的功率、使用波长及其数量等监视信息从监视控制电路112通过监视控制电路122传输给监视控制电路132。
例如，在增设网络100的信道、增加了信号光的使用波长数的情况下，为了不使网络的传输特性劣化，还有必要在线形光中继器120保持各信道的光功率恒定。此时，增设后的信号光的监视信息将从发送侧的控制电路114通过监视光源116进行传输。该监视光在合波器20a多路化为信号光，输送给光纤10。
监视控制电路122在受光器128接收通过光纤10传输的监视光，获取监视信息。一方面，监视控制电路122在线形光中继器120的输出端监视信号光总的光功率，根据从监视信息获得的信号光的使用波长数，算出每个信道的平均功率。监视控制电路122对线形光中继器120的输出功率进行控制以使该平均功率成为所希望的值。据此，在增设信道后，在线形光中继器120中可以保持各信道的光功率恒定。
而且，该监视信息通过监视光源126向监视控制电路132传输，由受光器138接收。根据该监视信息，控制电路134对WDM装置B130内的光放大器的输出功率进行控制以使其成为所希望的值。据此，信号光从WDM装置A110向WDM装置B130传输。
但是，在这样的构成中，由于使用了监视光，因而光源116、126、合波器20a、20c、分波器20b、20d、受光器128、138等光部件是必要的，将增加成本。特别是，在使用了功率分配器网的星型网络构成中，在各用户的终端需要用于监视光的分波器和受光器。
图2示出了将图1的监视控制的构成用于星型波长多路网络时的构成例。网络200包括：设置于站的OLT(Optical Line Terminial)210；传输波长多路化的信号光及监视光的光纤10；对信号光及监视光以1:N进行功率分裂的功率分配器30；分别接收分裂后的信号光及监视光的N个ONU(Optical Network Unit)230-1～N。
在本构成中，使用监视光源214将监视信息从OLT 210输送给光纤10。监视光在功率分配器30被N分裂，并传输到ONU 230-1～N。各ONU 230在受光器242接收监视光，并根据作为监视信息传输来的使用波长的信息，由控制电路244对波长可调滤光器234及光发送器238进行设定以接收预定的信道。
但是，在该构成中，由于使用了监视光，因而在OLT 210中需要光源214及合波器22a，在各ONU中需要分波器22b及受光器242等光部件，作为全体来讲成本将增加。
专利文献1：特开平10-51057号公报
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而提出的，其目的在于提供一种使用了无需使用监视光就可以进行波长设定的光发送接收装置的星型波长多路通信网络。
为了达成这样的目的，本发明发送接收波长多路化的信号光的光发送接收装置包括：光接收装置，能够改变接收波长；光发送装置，能够改变发送波长；检测手段，通过光接收装置检测未使用的接收波长；以及波长控制装置，将光接收装置的接收波长设定为检测装置检测的接收波长中的一个，将光发送装置的发送波长设定为与设定的接收波长对应的发送波长。
此外，根据本发明的一个实施方式，光接收装置包括：波长可调滤光器，能够改变接收波长；以及光接收器，通过所述波长可调滤光器接收所述接收波长。
此外，根据本发明的一个实施方式，光发送接收装置还包括：存储装置，具有光接收装置可设定的接收波长与光发送装置可设定的发送波长的对应表。
此外，根据本发明的一个实施方式，检测装置扫描光接收装置可设定的接收波长，通过测定各接收波长中的接收功率来检测未使用的接收波长。
此外，根据本发明的一个实施方式，一种网络包括：多个光发送接收装置；以及光终端装置，通过功率分配器与所述多个光发送接收装置连接。
此外，根据本发明的一个实施方式，一种波长设定方法，用于网络中的光发送接收装置，该网络具有：上行及下行波长各自能够改变的多个光发送接收装置、和通过功率分配器与所述光发送接收装置连接的光终端装置，该波长设定方法包括以下步骤：(a)通过检测是否有经由功率分配器来自光终端装置的下行波长来检测未使用的下行波长；(b)选择检测的下行波长中的一个；(c)选择与选择的下行波长对应的上行波长；(d)以选择的上行波长发送信号光；(e)以选择的下行波长检测对发送的信号光的响应；(f)在检测到响应时，使用选择的下行波长和选择的上行波长开始与光终端装置通信。
此外，根据本发明的一个实施方式，波长设定方法包括：(g)在未检测到所述响应时，重复步骤(a)至步骤(e)。
此外，根据本发明的一个实施方式，重复的步骤(g)在随机时间经过后重复步骤(a)至步骤(e)。
此外，根据本发明的一个实施方式，选择的步骤(b)从检测的下行波长中随机选择一个下行波长。
根据本发明的各方式，在具有功率分配器网的星型网中，可以提供不使用监视光，能够进行波长设定的光发送接收装置。据此，可以减少与监视光的传输有关的光源、合波器、分波器、受光器等光部件。此外，本发明的一个方式涉及的光发送接收装置，只进行光功率的监视即可，可以适用于各种传输帧格式(フレ一ムフオ一マツト)。同时，由于可以通过简单的算法自动地设定波长，从而对于经济性要求很强的小起点(スモ一ルスタ一ト)的网络扩展是特别有效的。
附图说明
图1是表示以往的波长多路通信网络的中继系统中监视控制用的构成例子的图。
图2是表示将图1的监视控制的构成应用于星型波长多路通信网络时的构成例子的图。
图3是表示本发明的一个实施方式涉及的星型波长多路通信网络的构成例子的图。
图4是表示本发明的一个实施方式涉及的星型波长多路通信网络中的上行和下行的波长配置的例子的图。
图5是表示本发明的一个实施方式涉及的ONU的构成例子的图。
图6是表示本发明的一个实施方式涉及的ONU及OLT间的波长选择处理的流程图。
图7是表示本发明的一个实施方式涉及的在ONU及OLT间随机选择延迟时间的波长选择处理的流程图。
图8是表示本发明的一个实施方式涉及的在ONU及OLT间随机选择延迟时间的波长选择处理的时间图。
图9是表示本发明的一个实施方式涉及的在ONU及OLT间随机选择延迟时间的波长选择处理的另外的时间图。
图10是表示本发明的一个实施方式涉及的在ONU及OLT间随机选择波长的波长选择处理的流程图。
图11是表示本发明的一个实施方式涉及的在ONU及OLT间随机选择波长的波长选择处理的时间图。
图12是表示本发明的一个实施方式涉及的在ONU及OLT间随机选择波长的波长选择处理的另外的时间图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图3示出了本发明涉及的使用了光发送接收装置的星型网络构成的例子。网络300包括：发送接收波长多路化的信号光的OLT(光终端装置)310；传输信号光的光纤10；对光信号按1:N进行汇合或者分裂的功率分配器30；分别发送接收光信号的N个ONU(光发送接收装置)330-1～N。
OLT310包括：N个OSU(Optical Subscriber Unit)320-1～N，分别以分配的波长发送接收信号光；波长控制电路314，控制用于OSU的发送接收的光信号波长；波长合分波器312，对来自OSU的光信号进行合波、对来自ONU的光信号进行分波。OSU 320-1～N通过波长控制电路314分别分配有不同的波长。在此情况下，波长控制电路314可以把这些波长固定地分配给OSU，也可以动态地分配。或者，也可以是使用发送接收波长被预先固定的OSU，由波长控制电路进行波长稳定化的构成。来自分配有波长的OSU的光信号，由波长合分波器312进行波长多路化，并输送给光纤10。
来自OLT 310的波长多路化的信号光，通过光纤10在功率分配器30中分裂为N个路径，并传输给各路径上的用户的ONU 330-1～N。在此，各ONU接收来自于OLT的波长多路化的信号光中由波长控制电路340所选择的下行波长的光信号。此外，各ONU使用由波长控制电路340所选择的上行波长将光信号输送给OLT。来自于各ONU的信号光在功率分配器30进行汇合，通过光纤10传输给OLT 310。来自于ONU的信号光在波长合分波器312按波长进行分波，并传达给各OSU。
图4示出了在该星型网络中光信号的上行和下行波长配置的例子。如图所示，在ITU栅格(グリツド)上分配有下行的波长λd1至λdN和上行的波长λu1至λuN。在图4中，虽然示出了将上行的波长分配在短波长侧、将下行的波长分配在长波长侧的例子，但希望注意的是可以使用任意的波长配置。
图5示出了本发明涉及的ONU的构成例子。在ONU 330与OLT310之间通过上行及下行波长进行信号光的发送接收。波长合分波器332对上行波长和下行波长进行合波分波。波长多路化的下行波长中所希望的波长将按照波长控制电路340的设定，通过波长可调滤光器(TF：Tunable Filter)334来选择。选择的下行波长的信号光由光接收器336变换成电信号，并作为接收数据信号被解调。
一方面，发送数据信号输入到波长可调发送器338，按照波长控制电路340的设定，将作为所希望波长的光信号送出。该上行的信号光通过波长合分波器332传输给OLT。
接下来，对图3及图5的构成例子中，在OLT及ONU间设定上行及下行波长的次序进行说明。首先，在图4的上行及下行波长配置中，对于各OSU及ONU如下面的波长分配表(WAT：WavelengthAssignement Table)那样分配上行及下行波长对。
表1：上行及下行波长的对应和使用状态
  上行波长   下行波长   状态
  λu1   λd1   使用
  λu2   λd2   未使用
  ...   ...   ...
  λuk   λdk   未使用
  ...   ...   ...
  λuN   λdN   未使用
在各ONU的存储器342中贮存有该上行波长和下行波长的对应表。通过使用该表来判定下行波长的使用状态，从而ONU可以选择未使用的上行和下行波长对并开始通信。此外，虽然在该对应表中只表示了波长对的使用/未使用的状态，但实际上没有任何限定，可以对哪个波长被分配给哪个OSU及ONU对进行关联对应管理，能够迅速地进行故障对应等。此外，为了容纳传输速度不同的多项服务，可以对波长和传输速度进行关联对应管理。
图6示出了根据该对应表ONU对波长进行选择的处理。该波长选择处理从S600开始。在S602，ONU 330通过波长控制电路340扫描波长可调滤光器334，检测未使用的下行波长并记录到存储器342的对应表中。在此，未使用波长的检测中，例如，可以检测未达到预定的信号功率(Pset)的信道作为未使用的下行波长。或者，可以事先确定用于告知未使用波长的发光图案(パタ一ン)，当ONU检测出该图案时判定为未使用。此外，可以检测所有未使用的下行波长，也可以只检测至少一个未使用的下行波长。其次，ONU 330在S604通过波长控制电路340从未使用的下行波长中选择一个下行波长(例如λdk)，将波长可调滤光器334设定为该波长。此外，与此同时，通过波长控制电路340把波长可调发送器338的发送波长设定为与下行波长(λdk)对应的上行波长(λuk)并送出。
在S606，ONU 330确认在波长可调滤光器334设定的下行波长(λdk)中是否有来自OLT 310的ACK信号。在某一定时间内ACK信号未被确认的情况下，在S608再次检测和设定未使用的下行波长，并送出对应的上行波长的光信号。在这种场合，可以包含与上次相同的未使用的波长对(λdk及λuk)并进行再次检测，也可以从与上次不同的未使用的波长对中进行选择。此外，经过随机时间后，通过反复进行该重发处理，可以在与其他的ONU之间选择相同的波长，由此降低在OLT产生竞争的概率。
在波长可调滤光器334设定的下行波长(例如λdk)中，当接收来自OLT的ACK信号时，ONU 330在S610将该下行及上行波长对(λdk及λuk)作为发送接收用的波长设定到存储器342中，开始通信。然后，ONU 330在S612结束波长选择处理。当OSU与ONU间的通信结束时，可以释放设定的波长对，在下一通信开始时重新执行波长选择处理，也可以在特定的OSU及ONU之间固定地使用设定的波长对。
如上所述，根据本发明的波长选择处理，在波长多路的星型波长多路通信网络中，不使用监视光，也可以通过简单的算法进行初始的波长设定。
(基于随机延迟的重发处理)
其次，对作为无响应时的重发处理，在随机延迟后选择未使用的波长对的方法进行说明。图7所示的是该处理。首先，在S702，ONU330通过波长控制电路340把波长可调滤光器(TF)334设定为初始的波长栅格。在S704，ONU 330在设定的栅格上对接收功率(Prec)进行监视。
其次，在S706，判断监视的接收功率是否大于预定的判定功率(Pset)，如果大于判定功率，则判定为该波长处于使用中，通过波长控制电路340把波长可调滤光器334设定为下一栅格，并返回到S704，对该波长的接收功率进行监视。在S706，如果监视的接收功率小于预定的判定功率，则将该栅格作为未使用进行检测，使用波长分配表(WAT)选择对应于该栅格的上行及下行波长对(S710)。
ONU 330在S712通过波长控制电路340把选择的波长对的上行波长设定为波长可调光发送器338的发送波长，以向OLT发送光信号。此外，ONU 330在S714通过波长控制电路340把选择的波长对的下行波长设定为波长可调滤光器334的接收波长，以监视来自OLT的光信号。以选择的下行波长检测出比预定的判定功率(Pset)大的接收功率(Prec)、或者检测出来自OLT的ACK信号时，ONU 330设定选择的波长用于通信，波长选择处理结束。如果不满足以上条件，ONU 330在S718停止来自于波长可调光发送器(LD)338的发送，在S720等待随机时间过去，然后返回到S702，从最初开始重复进行波长选择处理。
其次，参照图8及图9，对ONU#g和ONU#f同时接入到OLT时的动作进行说明。假设ONU#g和ONU#f进行未使用波长的检测，并且选择了相同的波长对(λuj及λdj)。当两个ONU同时向OLT发送相同的上行波长(λuj)时，在OLT中，该上行波长将发生冲突。另外，在冲突发生时，从OLT通过不发生下行信号可以将冲突发生告知ONU，也可以采用预先确定用于告知冲突发生的某种发光图案(パタ一ン)、当ONU检测出该图案时进行再试行的形式。另外，尽管在OLT中需要检测冲突发生的机构，但它的手段不限，例如，可以对误差进行监视，当光功率超过了某个预定值、而误差劣于规定值时判定为冲突发生，也可以对从CDR(Clock Data Recovery：时钟数据恢复)电路抽取的时钟进行监视，当光功率超过了某个预定值、而时钟没有正常输出时判定为冲突发生。在图8及图9的例子中，当发生冲突时，两个ONU#f及#g各自在经过随机时间后，进行未使用波长的检测并选择未使用的波长对。如果ONU#f及#g的随机时间不同，则在OLT不发生冲突，从而选择各不相同的波长对。在图8及图9中，ONU#f最初选择波长对λuj及λdj，然后ONU#g选择波长对λuk及λdk。之后，接收了响应的两个ONU可以使用各自的波长对与OLT进行通信。
(基于随机波长选择的重发处理)
其次，作为无响应时的重发处理，对在未使用的波长对中随机选择使用的波长对的方法进行说明。图10示出了该处理。首先，在S1002，ONU 330通过波长控制电路340把波长可调滤光器(TF)334设定为初始的波长栅格。在S1004，ONU 330在设定的栅格上对接收功率(Prec)进行监视，当检测出比预定的判定功率(Pset)大的信号时，判定为该波长处于使用中。
其次，在S1006，判定监视的栅格是否是最后的栅格，如果不是，则通过波长控制电路340把波长可调滤光器334设定为下一栅格，返回到S1004，对该波长是否处于使用中进行判定。在S1006，如果监视的栅格是最后的栅格，则使用波长分配表(WAT)，从检测的未使用的波长中随机选择上行及下行波长对(S1010)。
ONU 330在S1012通过波长控制电路340把选择的波长对的上行波长设定为波长可调光发送器338的发送波长，以向OLT发送光信号。此外，ONU 330在S1014通过波长控制电路340把选择的波长对的下行波长设定为波长可调滤光器334的接收波长，以监视来自于OLT的光信号。当以选择的下行波长，检测出比预定的判定功率(Pset)大的接收功率(Prec)、或者检测出来自OLT的ACK信号时，ONU 330把选择的波长对设定为通信用，波长选择处理结束。如果不满足以上条件，ONU 330在S1018停止来自波长可调光发送器(LD)338的发送，并返回到S1002，从最初开始重复进行波长选择处理。在这种场合，与上述基于随机延迟的重发处理同样，可以在经过随机时间后再试行重发处理。
其次，参照图11及图12，对ONU#g和ONU#f同时接入OLT时的动作进行说明。假设ONU#g和ONU#f进行未使用波长的检测，并且选择相同的波长对(λuj及λdj)。当两个ONU同时向OLT发送相同的上行波长(λuj)时，在OLT中，该上行波长将发生冲突。另外，在发生冲突时，从OLT通过不发生下行信号可以将冲突发生告知ONU，也可以采用预先确定用于告知冲突发生的某种发光图案(パタ一ン)、当ONU检测出该图案时再试行的形式。另外，虽然在OLT中需要检测冲突发生的机构，但它的手段不限，例如，可以对误差进行监视，当光功率超过了某个预定值、而误差劣于规定值时判定为冲突发生，也可以对从CDR(Clock Data Recovery：时钟数据恢复)电路抽取的时钟进行监视，当光功率超过了某个预定值、而时钟没有正常输出时判定为冲突发生。在图11及图12的例子中，两个ONU#f及#g各自再次进行未使用波长的检测、各自随机选择波长对。如果该波长对不相同，则在OLT中，对各ONU发送用于响应对应的下行波长的光信号。在图11及图12中，ONU#f选择了波长对λuj及λdj，ONU#g选择了λum及λdm。之后，接收了响应的两个ONU可以使用各自的波长对与OLT进行通信。
以上，对于本发明，就几个实施方式进行了具体的说明，但是鉴于有很多可以适用本发明原理的可能实施方式，在此记载的实施方式只不过是例示而已，不是限定本发明范围的。在此例示的实施方式，在不偏离本发明的宗旨的情况下可以对其构成和细节进行变更。还有，用于说明的构成要素及次序，在不偏离本发明的宗旨的情况下可以进行变更、补充或者改变其次序。

Claims (11)

1.光发送接收装置，发送接收波长多路化的信号光，其特征在于，包括：
光接收装置，能够改变接收波长；
光发送装置，能够改变发送波长；
检测手段，通过所述光接收装置检测未使用的接收波长；
波长控制装置，将所述光接收装置的接收波长设定为所述检测装置检测的接收波长中的一个，将所述光发送装置的发送波长设定为与所述设定的接收波长对应的发送波长。
2.根据权利要求1所述的光发送接收装置，其特征在于，所述光接收装置，包括：
波长可调滤光器，能够改变接收波长；
光接收器，通过所述波长可调滤光器接收所述接收波长。
3.根据权利要求1或2所述的光发送接收装置，其特征在于，还包括：存储装置，具有所述光接收装置可设定的接收波长与所述光发送装置可设定的发送波长的对应表。
4.根据权利要求1至3任一项所述的光发送接收装置，其特征在于，所述检测装置扫描所述光接收装置可设定的接收波长，通过测定各接收波长中的接收功率来检测未使用的接收波长。
5.根据权利要求1至4任一项所述的光发送接收装置，其特征在于，
所述光发送装置以所述设定的发送波长发送光信号，
所述光接收装置以所述设定的接收波长接收对所述光信号的响应信号，
当所述光接收装置接收所述响应信号时，所述光发送接收装置通过所述光发送装置及光接收装置，使用所述设定的发送波长及接收波长开始通信，
当所述光接收装置未接收所述响应信号时，所述光发送接收装置经过随机时间后，通过所述检测装置检测未使用波长，通过所述波长控制装置将所述光接收装置的接收波长设定为所述检测的接收波长中的一个，并将所述光发送装置的发送波长设定为与所述接收波长对应的发送波长。
6.根据权利要求1至4任一项所述的光发送接收装置，其特征在于，
所述光发送装置以所述设定的发送波长发送光信号，
所述光接收装置以所述设定的接收波长接收对所述光信号的响应信号，
当所述光接收装置接收所述响应信号时，所述光发送接收装置通过所述光发送装置及光接收装置，使用所述设定的发送波长及接收波长开始通信，
当所述光接收装置未接收所述响应信号时，所述光发送接收装置通过所述检测装置检测未使用波长，通过所述波长控制装置将所述光接收装置的接收波长随机设定为所述检测的接收波长中的一个，并将所述光发送装置的发送波长设定为与所述接收波长对应的发送波长。
7.网络，其特征在于，包括：
权利要求1至6任一项所述的多个光发送接收装置；以及
光终端装置，通过功率分配器与所述多个光发送接收装置连接。
8.波长设定方法，用于网络中的光发送接收装置，所述网络具有：上行及下行波长各自能够改变的多个光发送接收装置、和通过功率分配器与所述光发送接收装置连接的光终端装置，其特征在于，所述波长设定方法包括以下步骤：
(a)通过检测是否有经由所述功率分配器来自所述光终端装置的下行波长来检测未使用的下行波长；
(b)选择所述检测的下行波长中的一个；
(c)选择与所述选择的下行波长对应的上行波长；
(d)以所述选择的上行波长发送信号光；
(e)以选择的下行波长检测对所述发送的信号光的响应；
(f)在检测到所述响应时，使用所述选择的下行波长和所述选择的上行波长开始与光终端装置通信。
9.根据权利要求8所述的波长设定方法，其特征在于，包括：
(g)在未检测到所述响应时，重复步骤(a)至步骤(e)。
10.根据权利要求8或9所述的波长设定方法，其特征在于，所述重复的步骤(g)在随机时间经过后重复步骤(a)至步骤(e)。
11.根据权利要求8至10任一项所述的波长设定方法，其特征在于，所述选择的步骤(b)从所述检测的下行波长中随机选择一个下行波长。
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