JP2002325073A - 波長多重双方向光伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 局側装置（ＯＳＵ）と光源をもたないユーザ
装置（ＯＮＵ）との間において、送受信信号状態にかか
らわずクロック抽出を確実に行いバースト信号の双方向
伝送を容易にする。 【解決手段】ＯＳＵは、広帯域パルス光を周期的に送信
する広帯域パルス光源を備える。波長ルータは、下り信
号の無変調光（広帯域パルス光）から各ユーザ装置に割
り当てた各波長の無変調光（単一波長パルス光）を切り
出し、下り信号および上り信号の波長ルーチングを行
う。各ＯＮＵは、分岐器で分岐された一方の周期的な無
変調光から所定のタイミングの無変調光を選択出力し、
他の無変調光を終端するオンオフ動作する光変調器と、
分岐器で分岐された他方の周期的な無変調光をクロック
信号光として入力して変調光の受信処理を行う光受信器
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、局側装置（ＯＳ
Ｕ）と光源をもたないユーザ装置（ＯＮＵ）との間で光
信号を双方向伝送する波長多重双方向光伝送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来装置の構成例を示す（特開
２０００−１９６５３６号公報）。ここでは、下り信号
用として１つの波長帯λ’を割り当て、上り信号用とし
て１つの波長帯λ（≠λ’）を割り当て、さらに波長帯
λ' の波長λ'1，λ'2, …, λ'nおよび波長帯λの波長
λ1 , λ2 , …, λn をそれぞれ各ユーザ装置に割り当
てる例を示す。

【０００３】図において、局側装置（ＯＳＵ）４０と複
数のユーザ装置（ＯＮＵ）５０−１〜５０−ｎは、波長
ルータ２０、下りの光ファイバ伝送路２１，２２、上り
の光ファイバ伝送路２３，２４を介して接続される。Ｏ
ＳＵ４０の送信部４１は、波長帯λ’の変調光と波長帯
λの無変調光を波長多重して光ファイバ伝送路２１に送
信する。波長ルータ２０は、波長λ'1〜λ'nの変調光お
よび波長λ1 〜λn の無変調光を分波し、それぞれ対応
するＯＮＵ５０−１〜５０−ｎにルーチングする。

【０００４】各ＯＮＵ５０−１〜５０−ｎは、それぞれ
波長λ'1〜λ'nの変調光を受信し、波長λ1 〜λn の無
変調光を変調して上り信号として送信する。波長λ1 〜
λnの変調光は、波長ルータ２０および光ファイバ伝送
路２３，２４を介してＯＳＵ４０の受信部４５に伝送さ
れる。

【０００５】図８は、ＯＳＵ４０の構成例を示す。ＯＳ
Ｕ４０の送信部４１は、各ＯＮＵ宛ての送信信号により
変調された波長λ'1〜λ'nの変調光を時間的に切り換え
て送信する多波長光源４２と、各ＯＮＵにおける上り信
号用の波長λ1 〜λn の無変調光を時間的に切り換えて
送信する多波長光源４３と、各波長帯の変調光および無
変調光を波長多重して送信する光波長帯フィルタ（合波
器）４４とにより構成される。ＯＳＵ４０の受信部４５
は、上り信号である波長帯λの変調光を受信する光受信
器４６により構成される。

【０００６】図９は、ＯＮＵ５０−ｉ（ｉは１〜ｎ）の
構成例を示す。なお、ＯＮＵ５０−１〜５０−ｎはすべ
て同一構成である。ＯＮＵ５０−ｉには、波長帯λ’の
変調光および波長帯λの無変調光のうち、波長ルータ２
０によってルーチングされた波長λ'iの変調光および波
長λi の無変調光が入力される。光波長帯フィルタ（分
波器）５１は、入力光を波長帯ごとに分波する機能を有
し、波長λ'iの変調光および波長λi の無変調光は光受
信器５２および光変調器５３にそれぞれ分波される。光
受信器５２は波長λ'iの変調光を受信して下り信号を検
出し、光変調器５３は波長λi の無変調光を上り信号で
変調して送信する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来構成におけるＯＳ
Ｕ４０の送信部４１の多波長光源４２は、図９(b) に示
すように、あらかじめ各ＯＮＵに割り当てた下り信号波
長λ'1〜λ'nの変調光を時間的に切り換えて送信する。
また、多波長光源４３は、図９(b) に示すように、あら
かじめ各ＯＮＵに割り当てた上り信号波長λ1 〜λn の
無変調光を時間的に切り換えて送信する。すなわち、従
来構成では、下り信号および上り信号ともにバースト通
信となり、各ユーザ装置（ＯＮＵ）ではユーザ装置数に
応じたフレーム周期ごとに送受信処理が行われる。

【０００８】一方、各ユーザ装置（ＯＮＵ）の光受信器
５２および局側装置（ＯＳＵ）の光受信器４６では、そ
れぞれ下り信号および上り信号からクロック抽出して受
信処理を行っている。この場合には、下り信号あるいは
上り信号の無通信状態が継続するとクロック抽出ができ
ず、クロック同期はずれを起こすことがある。特に、収
容するユーザ装置（ＯＮＵ）の数が多くなるほどフレー
ム周期が長くなり、さらに数フレームにわたって無通信
状態が続くとクロック同期はずれが生じやすくなる。

【０００９】本発明は、局側装置（ＯＳＵ）と光源をも
たないユーザ装置（ＯＮＵ）との間において、送受信信
号状態にかからわずクロック抽出を確実に行いバースト
信号の双方向伝送を容易にする波長多重双方向光伝送装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明装置における局側
装置は、各ユーザ装置に割り当てた波長の変調光を送信
する多波長光源と、無変調光として、ユーザ装置に割り
当てた波長を含み、平坦で連続スペクトルを有する広帯
域パルス光を周期的に送信する広帯域パルス光源とを備
える。波長ルータは、下り信号の無変調光（広帯域パル
ス光）から各ユーザ装置に割り当てた各波長の無変調光
（単一波長パルス光）を切り出し、下り信号および上り
信号の波長ルーチングを行う構成である。各ユーザ装置
は、それぞれ所定の波長の変調光と周期的な無変調光を
入力して分波する分波器と、周期的な無変調光をさらに
２分岐する分岐器と、分岐器で分岐された一方の周期的
な無変調光から所定のタイミングの無変調光を選択出力
し、他の無変調光を終端するオンオフ動作する光変調器
と、分岐器で分岐された他方の周期的な無変調光をクロ
ック信号光として入力して変調光の受信処理を行う光受
信器とを備える。

【００１１】このように、波長ルータでは周期的な無変
調光（広帯域パルス光）から各波長の無変調光を切り出
す構成であるので、各ユーザ装置には無変調光（単一波
長パルス光）が周期的に（例えばビットレートで）に入
力されることになるので、これをクロック信号光として
用いることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明装置の実施形態を
示す。ここでは、局側装置（ＯＳＵ）から各ユーザ装置
（ＯＮＵ）への伝送方向を下り、逆の伝送方向を上りと
する。

【００１３】本実施形態では、ＯＳＵから各ＯＮＵに伝
送する変調光に波長帯λ' を割り当て、上り信号用とし
て伝送する無変調光に波長帯λ（≠λ' ）を割り当て、
さらに波長帯λ' の波長λ'1〜λ'n、および波長帯λの
波長λ1 〜λn をそれぞれ各ＯＮＵに割り当てる。ま
た、上り信号用としてＯＳＵから送信する波長帯λの無
変調光は、波長λ1 〜λn を含む連続スペクトルを有す
るパルス状の広帯域パルス光であり、例えばビットレー
ト周期で周期的に送信される。

【００１４】局側装置（ＯＳＵ）１０と複数のユーザ装
置（ＯＮＵ）３０−１〜３０−ｎが、波長ルータ２０、
下りの光ファイバ伝送路２１，２２、上りの光ファイバ
伝送路２３，２４を介して接続される構成は従来と同様
である。

【００１５】本実施形態のＯＳＵ１０の送信部１１は、
波長λ'1〜λ'nの変調光を時間的に切り換え、波長帯λ
の無変調光（広帯域パルス光）とともに、下り信号とし
て光ファイバ伝送路２１に送信する（詳しくは図２を参
照して説明する）。波長ルータ２０は、波長λ'1〜λ'n
の変調光を分波するとともに、波長帯λの無変調光（広
帯域パルス光）から波長λ1 〜λn の無変調光（単一波
長パルス光）を切り出し、それぞれ対応する光ファイバ
伝送路２２を介してＯＮＵ３０−１〜３０−ｎに送信す
る（詳しくは図３を参照して説明する）。

【００１６】各ＯＮＵ３０−１〜３０−ｎは、それぞれ
波長λ'1〜λ'nの変調光を受信し、波長λ1 〜λn の無
変調光（単一波長パルス光）を変調して上り信号として
送信する（詳しくは図４を参照して説明する）。波長λ
1 〜λn の変調光は、上り信号として上りの光ファイバ
伝送路２３、波長ルータ２０、上りの光ファイバ伝送路
２４を介してＯＳＵ１０の受信部１５に伝送される。

【００１７】図２は、ＯＳＵ１０の構成例を示す。ＯＳ
Ｕ１０の送信部１１は、各ＯＮＵ宛ての送信信号により
変調された波長λ'1〜λ'nの変調光を時間的に切り換え
て送信する多波長光源１２と、各ＯＮＵにおける上り信
号用の波長帯λの無変調光（広帯域パルス光）を周期的
に送信する広帯域パルス光源１３と、各波長の変調光お
よび無変調光（広帯域パルス光）を合波する合波器１４
とにより構成される。なお、広帯域パルス光源１３に
は、スーパーコンティニュウム（ＳＣ）光源を用いるこ
とができる。ＯＳＵ１０の受信部１５は、波長λ1 〜λ
n の変調光を時分割で受信する光受信器１６により構成
される。

【００１８】ここで、波長帯λの無変調光は、図２(b)
に示すように波長λ1 〜λn を含む連続スペクトルを有
するパルス状の広帯域パルス光であり、例えばビットレ
ート周期で送信される。すなわち、時間的に切り換えて
送信される波長λ'1〜λ'nの変調光に対して、それぞれ
波長帯λの無変調光（広帯域パルス光）が波長多重され
る。

【００１９】図３は、波長ルータ２０の機能（下り信号
関係）を示す。図３(a) は波長ルータ２０の構成であ
り、下り信号に関する入出力ポートを示す。図３(b) は
下り信号のスペクトルである。波長ルータ２０には、下
り信号として波長λ'1〜λ'nの変調光および波長帯λ
（λ1 〜λn ）の無変調光（広帯域パルス光）が入力さ
れる。

【００２０】図３(c) は波長ルータ２０の透過特性とル
ーティングされるポート♯１〜♯ｎの関係を示す。波長
ルータ２０は、波長帯λ' に対して波長λ'1，λ'2，
…，λ'nの変調光を透過し、波長帯λに対して波長λ1
，λ2 ，…，λn の無変調光を透過し、それぞれ所定
のポート♯１〜♯ｎにルーティングする。図３(d) は波
長ルータ２０のポート♯１の出力光スペクトルであり、
波長λ'1の変調光と、広帯域パルス光から切り出された
波長λ1 の無変調光（単一波長パルス光）が出力され
る。

【００２１】なお、波長ルータ２０としてアレイ導波路
回折格子（ＡＷＧ）を用いれば、入力された広帯域パル
ス光が各波長成分ごとにそれぞれ対応する出力ポートに
切り出され、かつ波長精度も高いので、ＯＳＵ１０の送
信部１１における広帯域パルス光源１３には多波長光源
のように発振波長を安定化させるための波長制御技術は
不要である。

【００２２】図４は、ＯＮＵ３０−ｉ（ｉは１〜ｎ）の
構成例を示す。なお、ＯＮＵ３０−１〜３０−ｎはすべ
て同一構成である。ＯＮＵ３０−ｉには、波長ルータ２
０によってルーティングされた波長λ'iの変調光および
波長λi の無変調光（単一波長パルス光）が入力され
る。分波器３１は、入力光を波長帯ごとに分波する機能
を有し、波長λ'iの変調光は光受信器３２に分波され、
波長λi の無変調光は光変調器３３に分波される。光受
信器３２は波長λ'iの変調光を受信してＯＳＵからの送
信信号を検出し、光変調器３３は波長λi の無変調光を
ＯＳＵへの送信信号で変調し、上り信号として送信す
る。

【００２３】ここで、本発明の特徴は、光変調器３３に
図４(b) に示すように上り信号用として波長λi の無変
調光（単一波長パルス光）が周期的に入力されることを
利用し、この「周期的な無変調光」を光カプラ３４で分
岐して光受信器３２に入力し、光受信器３２におけるク
ロック信号光として用いるところにある。従来の光受信
器では、波長λ'iの変調光（下り信号）からクロック抽
出して受信処理を行っていた。したがって、下り信号の
無通信状態が継続するとクロック抽出ができずクロック
同期はずれを起こすことがあるが、本発明では上り信号
用の周期的な無変調光をクロック信号光として利用する
ことにより、それを回避することができる。ただし、波
長帯λの無変調光がビットレート周期で送信されている
とすれば、ビットレート周期とクロック周期が等しいも
のとする。あるいは適当に分周／逓倍してクロックとし
て用いるようにしてもよい。

【００２４】また、光変調器３３では、上り信号用とし
て周期的に入力される波長λi の無変調光（単一波長パ
ルス光）のうち、所定のタイミングの無変調光を変調
（光変調器をオン）し、その他のタイミングのときは光
変調器をオフに設定して無変調光を終端する。これによ
り、ＯＮＵ３０−ｉは任意のタイミングで波長λi の変
調光を上り信号として送信することができる。このと
き、ゲート回路として動作する光変調器のオンオフを切
り替えるタイミングとして、図５に示すように周期的な
無変調光の入力レベルが０のときに設定することによ
り、直流光を強度変調する場合に比べて光変調時に生じ
るチャープを抑圧することができる。

【００２５】また、複数ｎのＯＮＵのうち、例えば１つ
のＯＮＵのみが動作しているような状況において、上り
信号の無通信状態が継続する場合には、ＯＳＵの光受信
器１６に変調光が入力されず、同様にクロック同期はず
れを起こすことがある。これを回避するは、所定のタイ
ミングでＯＮＵの光変調器３３からアイドル信号を送信
するようにしてもよい。

【００２６】（第２の実施形態）図６は、本発明の第２
の実施形態の構成例を示す。図において、光ファイバ伝
送路２５は双方向に光信号を伝送する構成であり、光サ
ーキュレータ（または光カプラ）２６は上り信号と下り
信号を分離する。その他の構成は第１の実施形態と同様
である。

【００２７】すなわち、本実施形態では、ＯＳＵ１０か
ら波長ルータ２０に伝送される下り信号と、波長ルータ
２０からＯＳＵ１０に伝送される上り信号とを共通の光
ファイバ伝送路２５を介して双方向に伝送する。この場
合には、光サーキュレータ２６を介して、光ファイバ伝
送路２５とＯＳＵ１０の送信部および受信部を接続す
る。

【００２８】また、波長ルータ２０から各ＯＮＵ３０−
１〜３０−ｎに伝送される下り信号と、各ＯＮＵ３０−
１〜３０−ｎから波長ルータ２０に伝送される上り信号
とをそれぞれ共通の光ファイバ伝送路２５を介して双方
向に伝送する。この場合には、光サーキュレータ２６を
介して、光ファイバ伝送路２５とＯＮＵ３０−１〜３０
−ｎの分波器および光変調器を接続する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の波長多重
双方向光伝送装置は、各ＯＮＵの上り信号用にＯＳＵか
ら無変調光（広帯域パルス光）を周期的に送信する構成
であるので、ＯＳＵで波長制御や送信タイミング制御を
行う必要がなく、装置規模および消費電力の軽減を図る
ことができる。

【００３０】また、各ＯＮＵにおいて、上り信号用とし
て入力される周期的な無変調光を光受信器におけるクロ
ック信号光として用いることができる。すなわち、各Ｏ
ＮＵは周期的に入力される無変調光からクロックを抽出
することにより、確実にクロック同期を維持して変調光
の受信処理を行うことができる。

【００３１】また、収容するＯＮＵ数が変化した場合
に、従来構成ではＯＳＵにおいて上り信号用の多波長光
源の設定および波長ルータの設定を変更する必要がある
が、本発明は上り信号用としてＯＳＵから広帯域パルス
光を周期的に送信する構成であるので、上り信号用の光
源の設定変更は不要であり、波長ルータの設定のみを変
更するだけで対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の構成例を示す図。

【図２】ＯＳＵ１０の構成例を示す図。

【図３】波長ルータ２０の機能（下り信号関係）を示す
図。

【図４】ＯＮＵ３０−ｉ（ｉは１〜ｎ）の構成例を示す
図。

【図５】ＯＮＵ３０−ｉの光変調器３３の制御例を示す
図。

【図６】本発明の第２の実施形態の構成例を示す図。

【図７】従来装置の構成例を示す図。

【図８】ＯＮＵ４０の構成例を示す図。

【図９】ＯＮＵ５０−ｉ（ｉは１〜ｎ）の構成例を示す
図。

【符号の説明】

１０ 局側装置（ＯＳＵ） １１ 送信部 １２ 多波長光源 １３ 広帯域パルス光源 １４ 合波器 １５ 受信部 １６ 光受信器 ２０ 波長ルータ ２１，２２，２３，２４，２５ 光ファイバ伝送路 ２６ 光サーキュレータ ３０ ユーザ装置（ＯＮＵ） ３１ 分波器 ３２ 光受信器 ３３ 光変調器 ３４ 光カプラ ４０ 局側装置（ＯＳＵ） ４１ 送信部 ４２ 多波長光源 ４３ 多波長光源 ４４ 合波器 ４５ 受信部 ４６ 光受信器 ５０ ユーザ装置（ＯＮＵ） ５１ 分波器 ５２ 光受信器 ５３ 光変調器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 正啓 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K002 AA05 BA04 BA05 DA02 DA03 DA04 DA05 DA12 DA41 FA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 局側装置（ＯＳＵ）と、光源をもたない
   複数のユーザ装置（ＯＮＵ）との間を波長ルータおよび
   光ファイバ伝送路を介して接続し、局側装置は各ユーザ
   装置へ伝送する下り信号として各ユーザ装置に割り当て
   た波長の変調光および無変調光を送信し、各ユーザ装置
   はそれぞれ割り当てられた波長の変調光を受信し、無変
   調光を変調して上り信号として折り返し送信する波長多
   重双方向光伝送装置において、 前記局側装置は、前記各ユーザ装置に割り当てた波長の
   変調光を送信する多波長光源と、前記無変調光として、
   前記ユーザ装置に割り当てた波長を含み、平坦で連続ス
   ペクトルを有する広帯域パルス光を周期的に送信する広
   帯域パルス光源とを備え、 前記波長ルータは、前記下り信号の無変調光（広帯域パ
   ルス光）から前記各ユーザ装置に割り当てた各波長の無
   変調光（単一波長パルス光）を切り出し、前記下り信号
   および上り信号の波長ルーチングを行う構成であり、 前記各ユーザ装置は、それぞれ所定の波長の変調光と周
   期的な無変調光を入力して分波する分波器と、前記周期
   的な無変調光をさらに２分岐する分岐器と、前記分岐器
   で分岐された一方の周期的な無変調光から所定のタイミ
   ングの無変調光を選択出力し、他の無変調光を終端する
   オンオフ動作する光変調器と、前記分岐器で分岐された
   他方の周期的な無変調光をクロック信号光として入力し
   て前記変調光の受信処理を行う光受信器とを備えたこと
   を特徴とする波長多重双方向光伝送装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の波長多重双方向光伝送
   装置において、 前記光変調器は、ハイレベルとローレベルを繰り返す前
   記周期的な無変調光がローレベルのときにオンオフ切替
   制御を行い、オン制御のときにハイレベルの無変調光を
   変調された上り信号として出力する構成であることを特
   徴とする波長多重双方向光伝送装置。