JP2004015243A

JP2004015243A - 光データ通信ネットワーク

Info

Publication number: JP2004015243A
Application number: JP2002163524A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Hirakata; 平方　宣行
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】複数の遠隔端末局から主端局に対して、それぞれ異なったタイムスロット上でデータが送信される時分割通信方式を採用した光データ通信ネットワークにおいて、主端局における受信光強度の時間的変化を少なくする。
【解決手段】主端局がそれぞれの遠隔端末局から受ける光信号の受光強度に基づいて、隣り合ったタイムスロットにおける受光強度の変化が小さくなるように、各遠隔端末局に割り当てられるタイムスロットの順番が決定されている。
【効果】隣り合ったタイムスロットにおける受光強度の時間的変化が小さいので、主端局の光受信機は、受光信号のレベルを判定するためのしきい値を容易に追従させることができる。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主端局と、複数の遠隔端末局との間を結ぶ光データ通信ネットワークに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光データ通信ネットワークは、主端局と、複数の遠隔端末局とが、光ファイバ及び受動型光分岐器によって結ばれた構成になる（ＰＯＮ；　Ｐａｓｓｉｖｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）。
主端局から遠隔端末局への下り伝送信号は、時分割多重によって一斉送信により行われる。遠隔端末局は自己のタイムスロットのデータを選択することによって必要な情報を得る。
【０００３】
遠隔端末局から主端局への上り伝送信号は、複数の遠隔端末局から同時に信号を送信すると主端局で信号が重複するので、遠隔端末局は、当該遠隔端末局に割り当てられたタイムスロットにおいてのみ送信する。これによって、各遠隔端末局からの送信信号が時間的に重複しないように制御できる。
主端局と遠隔端末局との間の伝送損失は、主端局と遠隔端末局との間の光分岐器の個数や伝送距離などによって決まる。光分岐器の個数や伝送距離は、遠隔端末局ごとに異なる。したがって、すべての遠隔端末局が同一の光強度で光データを送信しても、主端局に到達する光強度は、遠隔端末局ごとに違った値になる。
【０００４】
このため、主端局における受信光強度が時間的にばらつき、主端局の光受信機で、受光信号のレベルを判定するためのしきい値の設定が、このばらつきに追従できなくなる。
そこで、従来、主端局から遠隔端末局に送信される下り信号フレームに主端局で受信された光強度のデータを挿入し、遠隔端末局の側でこの光強度のデータに基づいて、送信する光強度を調整する、という方策がとられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、遠隔端末局でのこのような個別の制御は、遠隔端末局の送信装置の構成を複雑にし、コスト増となるので好ましいとはいえない。また、下り信号フレームに受信光強度のデータを含めるので、他のデータに割り当てるための容量が減るという難点もある。
そこで、本発明は、複数の遠隔端末局から主端局に対して、それぞれ異なったタイムスロット上でデータが送信される時分割通信方式を採用した場合に、遠隔端末局の送信装置の構成を変えなくても、主端局における受信光強度の時間的変化を少なくすることのできる光データ通信ネットワークを実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
（１）本発明の光データ通信ネットワークは、主端局がそれぞれの遠隔端末局から受ける光信号の受光強度に基づいて、隣り合ったタイムスロットにおける受光強度の変化が小さくなるように、各遠隔端末局に割り当てられるタイムスロットの順番が決定されている（請求項１）。
この構成によれば、隣り合ったタイムスロットにおける受光強度の時間的変化が小さいので、主端局の光受信機は、受光信号のレベルを判定するためのしきい値を容易に追従させることができる。
【０００７】
本発明の光データ通信ネットワークにおいて、隣り合ったタイムスロットにおける受光強度の変化が最小になるように、各遠隔端末局に割り当てられるタイムスロットの順番を一意的に決定することが好ましい（請求項２）。
この決定方法の例として、遠隔端末局の数を偶数Ｎとすると、遠隔端末局を、それぞれの遠隔端末局から受ける光信号の受光強度の強い順に、１からＮまで順位を付け、
タイムスロットの割り当て順位を、
１，３，５，７，…　，Ｎ−３，Ｎ−１，Ｎ，Ｎ−２，Ｎ−４，…　，４，２
の巡回の順番、あるいはその逆の順番で決定する方法をあげることができる（請求項３）。
【０００８】
遠隔端末局の数が奇数Ｎであれば、タイムスロットの割り当て順位を、
１，３，５，７，…　，Ｎ−４，Ｎ−２，Ｎ，Ｎ−１，Ｎ−３，…　，４，２
の巡回の順番、あるいはその逆の順番で決定することができる（請求項４）。
（２）また、本発明の光データ通信ネットワークは、主端局がそれぞれの遠隔端末局から受ける光信号の受光強度に代えて、主端局とそれぞれの遠隔端末局とをつなぐ伝送路の距離を用いて、隣り合ったタイムスロットにおける受光強度の変化が小さくなるように、各遠隔端末局に割り当てられるタイムスロットの順番を決定してもよい（請求項５）。
【０００９】
主端局とそれぞれの遠隔端末局とをつなぐ伝送路の距離が長いほど、光信号の減衰が大きくなり、その結果、主端局がそれぞれの遠隔端末局から受ける光信号の受光強度も低下する。したがって、この伝送路の距離をパラメータとしてタイムスロットの順番を決定すれば、光信号強度を測定する回路が不要になり、システムの構成を簡単にすることができる。
本発明の光データ通信ネットワークにおいて、隣り合ったタイムスロットにおける伝送路の距離の変化が最小になるように、各遠隔端末局に割り当てられるタイムスロットの順番を一意的に決定することが好ましい（請求項６）。
【００１０】
この決定方法の例として、遠隔端末局を、主端局とそれぞれの遠隔端末局とをつなぐ伝送路の距離の短い順に、１からＮまで順位を付け、請求項３又は請求項４に記載したのと同様の方法でタイムスロットの順番を決定する方法をあげることができる（請求項７，８）。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、光データ通信ネットワークの構成図である。主端局Ａと複数の遠隔端末局Ｂとの間を、受動型光分岐器Ｃを通して光データ通信ネットワークで接続している。
主端局Ａから複数の遠隔端末局Ｂへ送信を行う下り方向と、その逆の上り方向とは、光伝送方向又は波長の違いで分離している。
【００１２】
ただし、このような双方向の光データ通信ネットワークでなく、遠隔端末局Ｂから主端局Ａへの上り専用の光データ通信ネットワーク（例えばテレメータシステム）であっても、本発明の適用は可能である。
図２は、主端局Ａの光受信機１のブロック構成図である。光ファイバからの光信号を受光し、電流信号に変換するフォトダイオードＰＤが設けられている。この電流信号は、電流−電圧変換回路２によって、電圧信号に置換される。電流−電圧変換回路２の具体例として、トランスインピーダンス増幅器をあげることができる。
【００１３】
この電圧信号は、積分回路３に入力され、平均レベルが検出される。この平均レベルを用いて、受光信号の０，１判定を行うためのしきい値Ｖｒｅｆを設定する。
電流−電圧変換回路２の出力電圧は、所定のヒステリシス特性を持つ比較回路４に入力され、しきい値Ｖｒｅｆと比較される。比較の結果、
電流−電圧変換回路２の出力電圧＞しきい値Ｖｒｅｆ
ならば、比較回路４から“１”に相当するレベルの電圧信号が出力され、
電流−電圧変換回路２の出力電圧＜しきい値Ｖｒｅｆ
ならば、比較回路４から“０”に相当するレベルの電圧信号が出力される。
【００１４】
復号回路５は、この電圧信号に基づいて、復号化を行う。
前記積分回路３の出力は、光信号の受光強度に比例するものである。そこで、この積分回路３の出力は、各遠隔端末局Ｂからの光信号の受光強度の情報として、タイムスロットマネージャ６に入力される。タイムスロットマネージャ６の機能は、ハードディスクやＲＯＭなど所定の媒体に記録されたプログラムを、コンピュータが実行することにより実現される。
【００１５】
ここで、光データ通信ネットワークの上りフレームにおいて、各遠隔端末局Ｂに割り当てられるタイムスロットの順番と、各遠隔端末局Ｂからの光信号の受光強度との関係が無調整であるとすると、図３に示すように、隣接するタイムスロット間で、主端局Ａの受信光強度レベルが大きく変動することが起こりうる。
こうなると、光受信機１で、受信信号の０，１判定を行うためのしきい値設定が追従できないことがある。これは、積分回路３の時定数が、受光信号のオンオフ周期Ｔ（ナノ秒のオーダーになることがある）と比べて十分に短くできれば問題ないが、実際には、そこまで短くできないために、起こることである。
【００１６】
例えば、タイムスロットｔ１に受光強度の非常に大きな信号を割り当て、次のタイムスロットｔ２に受光強度の非常に小さな信号を割り当てると、本来「１」の信号が誤って「０」と識別されることが起こる。また、タイムスロットｔ１に受光強度の非常に小さな信号を割り当て、次のタイムスロットｔ２に受光強度の非常に大きな信号を割り当てると、本来「０」の信号が誤って「１」と識別されることが起こる。
【００１７】
そこで、本発明の実施の形態においては、タイムスロットマネージャ６は、次のようにして、各遠隔端末局Ｂに割り当てるタイムスロットの順番を調整する。
遠隔端末局Ｂの数をＮとする。遠隔端末局Ｂを、主端局Ａと各遠隔端末局Ｂとの距離が短い順に並べ、１からＮまで順位を付ける。
そして、Ｎが偶数ならば、タイムスロットの割り当て順位を、
１，３，５，７，…　，Ｎ−３，Ｎ−１，Ｎ，Ｎ−２，Ｎ−４，…　，４，２
の巡回の順番、あるいはその逆の順番で決定する。
【００１８】
Ｎが奇数ならば、タイムスロットの割り当て順位を、
１，３，５，７，…　，Ｎ−４，Ｎ−２，Ｎ，Ｎ−１，Ｎ−３，…　，４，２
の巡回の順番、あるいはその逆の順番で決定する。
図４は、Ｎ＝６とした場合の各遠隔端末局Ｂに割り当てるタイムスロットの順番を説明するための図である。主端局Ａと各遠隔端末局Ｂとの距離の短い順に１から６まで順位を付けている。タイムスロットの若い順に、１番目の遠隔端末局Ｂ、３番目の遠隔端末局Ｂ、・・・と割り当てていき、６番目の遠隔端末局Ｂに達すると、４番目の遠隔端末局Ｂ、２番目の遠隔端末局Ｂを割り当てている。
【００１９】
このように、タイムスロットの割り当て順位を決定することによって、遠隔端末局Ｂの光受信機１において、任意の隣り合うタイムスロット間で、受光強度の急激な変化を抑えることができる。したがって、しきい値調整時の追従性の問題による判定誤りの発生を抑えることができる。
以上の実施の形態においては、遠隔端末局Ｂを、主端局Ａで実際に受光した強度の大きな順に並べ、順位を付けていた。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、主端局Ａと各遠隔端末局Ｂとの距離が短い順に並べてもよい。主端局Ａとそれぞれの遠隔端末局Ｂとをつなぐ伝送路の距離が長いほど、光信号の減衰が大きくなり、その結果、主端局Ａがそれぞれの遠隔端末局Ｂから受ける光信号の受光強度も低下するからである。伝送路の距離は、いったんネットワークを構成すれば、不変の定数となるので、タイムスロットマネージャ６の記憶容量を軽減することができ、システムの構成を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される光データ通信ネットワークの構成図である。
【図２】主端局Ａの中の光受信機１のブロック構成図である。
【図３】遠隔端末局数Ｎ＝６とした場合に、各遠隔端末局Ｂにランダムにタイムスロットの順番を割り当てた場合を説明するための図である。
【図４】遠隔端末局数Ｎ＝６とした場合に、本発明にしたがって各遠隔端末局Ｂに割り当てるタイムスロットの順番を説明するための図である。
【符号の説明】
Ａ　主端局
Ｂ　遠隔端末局
１　光受信機
２　電流−電圧変換回路
３　積分回路
４　比較回路
５　復号回路
６　タイムスロットマネージャ

Claims

主端局と、複数の遠隔端末局との間を結ぶ光データ通信ネットワークにおいて、
複数の遠隔端末局から主端局に対して、それぞれ異なったタイムスロット上でデータが送信される時分割通信方式が採用され、
主端局がそれぞれの遠隔端末局から受ける光信号の受光強度に基づいて、
隣り合ったタイムスロットにおける受光強度の変化が小さくなるように、各遠隔端末局に割り当てられるタイムスロットの順番が決定されていることを特徴とする光データ通信ネットワーク。
隣り合ったタイムスロットにおける受光強度の変化が最小になるように、各遠隔端末局に割り当てられるタイムスロットの順番が決定されていることを特徴とする請求項１記載の光データ通信ネットワーク。
遠隔端末局の数を偶数Ｎとすると、遠隔端末局を、それぞれの遠隔端末局から受ける光信号の受光強度の強い順に、１からＮまで順位を付け、
タイムスロットの割り当て順位を、
１，３，５，７，…　，Ｎ−３，Ｎ−１，Ｎ，Ｎ−２，Ｎ−４，…　，４，２
の巡回の順番、あるいはその逆の順番で決定することを特徴とする請求項２記載の光データ通信ネットワーク。
遠隔端末局の数を奇数Ｎとすると、遠隔端末局を、それぞれの遠隔端末局から受ける光信号の受光強度の強い順に、１からＮまで順位を付け、
タイムスロットの割り当て順位を、
１，３，５，７，…　，Ｎ−４，Ｎ−２，Ｎ，Ｎ−１，Ｎ−３，…　，４，２
の巡回の順番、あるいはその逆の順番で決定することを特徴とする請求項２記載の光データ通信ネットワーク。
主端局と、複数の遠隔端末局との間を結ぶ光データ通信ネットワークにおいて、
複数の遠隔端末局から主端局に対して、それぞれ異なったタイムスロット上でデータが送信される時分割通信方式を採用し、
主端局とそれぞれの遠隔端末局とをつなぐ伝送路の距離に基づいて、
隣り合ったタイムスロットにおける受光強度の変化が小さくなるように、各遠隔端末局に割り当てられるタイムスロットの順番が決定されていることを特徴とする光データ通信ネットワーク。
隣り合ったタイムスロットにおける伝送路の距離の変化が最小になるように、各遠隔端末局に割り当てられるタイムスロットの順番が決定されていることを特徴とする請求項５記載の光データ通信ネットワーク。
遠隔端末局の数を偶数Ｎとすると、遠隔端末局を、主端局とそれぞれの遠隔端末局とをつなぐ伝送路の距離の短い順に、１からＮまで順位を付け、
タイムスロットの割り当て順位を、
１，３，５，７，…　，Ｎ−３，Ｎ−１，Ｎ，Ｎ−２，Ｎ−４，…　，４，２
の巡回の順番、あるいはその逆の順番で決定することを特徴とする請求項６記載の光データ通信ネットワーク。
遠隔端末局の数を奇数Ｎとすると、遠隔端末局を、主端局とそれぞれの遠隔端末局とをつなぐ伝送路の距離の短い順に、１からＮまで順位を付け、
タイムスロットの割り当て順位を、
１，３，５，７，…　，Ｎ−４，Ｎ−２，Ｎ，Ｎ−１，Ｎ−３，…　，４，２
の巡回の順番、あるいはその逆の順番で決定することを特徴とする請求項６記載の光データ通信ネットワーク。