JP2005045541A

JP2005045541A - 光加入者伝送システム

Info

Publication number: JP2005045541A
Application number: JP2003277622A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okagawa; 宏岡川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】光信号の盗聴の可能性ならびに付加的な光源の設備を要するというという従来システムの問題を解決する光加入者伝送システムを提供する。
【解決手段】一の局内装置と、前記局内装置に収容される複数の宅内装置と、前記局内装置と複数の宅内装置の間に配置されるスターカプラを有する光加入者伝送システムであって、前記局内装置は、下り信号として前記複数の宅内装置に向かう下り方向に、共通波長信号と前記複数の宅内装置のそれぞれに対応する個別の波長信号送出し、前記複数の宅内装置は、前記下り信号を受信し、前記共通波長信号と該当する個別の波長信号との到着時間差を検知し、前記検知された到着時間差の情報を当該宅内装置に対応付けられた波長の信号により前記局内装置に上り信号として送出する。
【選択図】図５

Description

本発明は、光加入者伝送システムに関する。特に、一台の局内装置に複数の宅内装置を収容するＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに用いられる光加入者伝送システムに関する。

現在、低廉な光アクセス通信を提供する方式として、ＳＴＭ（Synchronous transmission Mode）-ＰＯＮ、ＡＴＭ（Asynchronous transmission Mode）-ＰＯＮ,イーサネット（Ethernet）-ＰＯＮ等の各種のＰＯＮシステムの開発が行われている。

図１は、ＰＯＮシステムの概念図であり、一の局内装置１に複数の宅内装置３２〜３ｎを収容する構成である。スターカプラ２で光信号を分岐・合流させて局内装置１と複数の宅内装置３２〜３ｎ間の通信が行なわれる。

下り方向(局内装置１から宅内装置３２〜３ｎに向かう方向)では時分割多重方式を用い、上り方向（宅内装置３２〜３ｎから局内装置１に向かう方向）では時分割多元接続方式が用いられる。(例えば、特許文献１参照)
特開２００１−３１３６０８号公報

このようなＰＯＮシステムにおいて、従来の構成では、時分割多重された宅内装置への下り信号が、同放的に全ての宅内装置３２〜３ｎに送信されるために、特定の宅内装置宛の信号が他の宅内装置において盗聴される可能性があるという問題を有している。

また、光伝送路の障害検出のためにＯＴＤＲ(Optical Time Domain Reflector)試験と呼ばれる手法が用いられている。従来のＰＯＮシステムではＯＴＤＲ試験用に局内装置１内に光信号用の波長とは異なる波長の光源を備える必要があった。

したがって、本発明の目的は、かかる光信号の盗聴の可能性ならびに付加的な光源の設備を要するというという従来システムの問題を解決する光加入者伝送システムを提供することにある。

上記の本発明の課題を解決する光加入者伝送システムの第１の態様は、一の局内装置と、前記局内装置に収容される複数の宅内装置と、前記局内装置と複数の宅内装置の間に配置されるスターカプラを有する光加入者伝送システムであって、
前記局内装置は、下り信号として前記複数の宅内装置に向かう下り方向に、共通波長信号と前記複数の宅内装置のそれぞれに対応する個別の波長信号送出し、
前記複数の宅内装置は、前記下り信号を受信し、前記共通波長信号と該当する個別の波長信号との到着時間差を検知し、前記検知された到着時間差の情報を当該宅内装置に対応付けられた波長の信号により前記局内装置に上り信号として送出する
ように構成されたことを特徴とする。

また、上記の本発明の課題を解決する光加入者伝送システムの第２の態様は、前記第１の態様において、
前記局内装置は、前記共通波長信号と複数の個別の波長信号に対応する複数の波長の光信号を出力する可変波長光源を有することを特徴とする。

さらに、上記の本発明の課題を解決する光加入者伝送システムの第３の態様は、前記第１の態様において、
前記共通波長信号は、下りフレームの空き時間にＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflector）用の波長信号を含み、前記ＯＴＤＲ用の波長信号は、下りフレームの空き時間の送出されることを特徴とする。

本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される実施の形態例から更に明らかになる。

本発明によるコスト面のメリットとして、一般にＰＯＮシステムでは、宅内装置の価格は１回線あたりのコストに占める割合が大きいが、本発明では宅内装置１への変更をほとんど要せずに宅内装置３２〜３ｎ間の盗聴を防ぐことができる。また、局内装置１において従来必要だったＯＴＤＲ用の光源を不要とすることができる。

また、装置規模のメリットとして、局内装置１に用いられる可変波長光源は、例えばSG-DBRレーザタイプであれば通常の半導体レーザと大きさの点では変わることはない。また、スターカプラ２も、光導波路素子（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）技術で形成可能な部品のみであって、数センチメートル角程度の大きさで実現することができる。

以下に図面に従い本発明の実施の形態例を説明する。

本発明の原理を先に説明する。複数の宅内装置３２〜３ｎ間の盗聴を防止するため、局内装置１側に可変波長光源を用いている。これにより、宅内装置３２〜３ｎに、共通の波長λ1と、宅内装置毎に割り当てられた個別の波長λ2〜λnにより下り信号を送信することができる。

スターカプラ２にはＷＤＭ(波長分割)フィルタと光カプラを具備する。これにより、宅内装置３２〜３ｎのそれぞれに対して共通波長λ1の下り信号と、波長λ2〜λnの対応する波長の光信号を個別的に送信することができる。

また、共通波長λ1で送信されるフレームに識別可能な符号を設けることで宅内装置３２〜３ｎで共通波長λ1によるフレームであることを識別させる。そして、宅内装置３２〜３ｎが共通波長λ1による下りフレームと個別波長λ2〜λnによる下りフレームとの間の到着時間差を測定し、測定結果を上りフレームに埋め込むことで局内装置１に通知する。

局内装置１側では宅内装置３２〜３ｎのいずれかから送られた測定結果と、自らの送信履歴を比較する。これにより、局内装置１側で、各宅内装置が受信可能な波長を局内装置１が自律的に判別することができる。

図２は、図１に示すようなＰＯＮシステムに用いられる、上記の本発明の原理に従う光加入者伝送システムにおける局内装置１の構成例である。

図２において、宅内装置３２〜３ｎのそれぞれへの下り信号Ａは、下りフレーム生成部１０で宅内装置毎に時分割多重され、全宅内装置３２〜３ｎに共通のフレーム(λ1)も付される。下りフレーム生成部１０は、各フレームの送信先宅内装置番号と送信時刻を宅内装置波長管理部１１に通知する。これとともに、下りフレームの送出されない期間にある場合、ＯＴＤＲ計測／制御部１２に不送出通知を送る。

宅内装置波長管理部１１は、各宅内装置３２〜３ｎに対応する送信波長を管理する送信波長管理テーブル及び宅内装置共通フレームと宅内装置個別フレームとの送出時間差を記録する送出時間差管理テーブルを具備する。そして、下りフレーム生成部１０からの通知を受けて、送信波長管理テーブルから各宅内装置３２〜３ｎに対応する波長λ2〜λnまたは宅内装置共通の波長λ1の情報を読み出し、波長制御部１３に通知する。

可変波長光源１４は、波長制御部１３からの波長制御信号により指定された波長で下り光信号を送出する。この下り光信号は、光カプラ１５を通して装置外へ送出される。

一方、局内装置１に入力された上り光信号Ｂは、光カプラ１５を通してＷＤＭフィルタ１６に入力される。ＷＤＭフィルタ１６で、共通波長λ0と個別波長λmに波長分離される。

個別波長λｍは、受光部１７で上りフレームとして電気信号変換された後、上りフレーム受信部１８に入力され出力される。この上りフレーム中に各宅内装置３２〜３ｎから送信されたフレーム間時間差情報があれば、それを宅内装置波長管理部１１に通知する。

なお、局内装置１では可変波長光源１４をＯＴＤＲ(Optical Time Domain Reflector)用のパルス光源としても用いる。ＯＴＤＲ計測/制御部１２は、下りフレーム生成部１０からの通知により、下りフレームの空き時間(不送出期間)に波長制御部１３に対して波長λ0のＯＴＤＲ用パルス光の送出を指示する。

波長制御部１３は可変波長光源１４を制御して、ＯＴＤＲ試験光(波長λ0:λ1〜λnとは異なる波長)のパルス光を送出させる。ＯＴＤＲ用の受光部１９は、ＯＴＤＲ用パルス光(波長λ0)の後方散乱光と反射光をカプラ１５を通して受光し、反射光強度をＯＴＤＲ計測/制御部１２に通知する。

ＯＴＤＲ計測/制御部１２は、ＯＴＤＲ光を送出後、反射光強度を時系列で記録する。また、ＯＴＤＲ計測/制御部１２は光伝送路の正常時の計測結果を比較用に保持する。

図３は、本発明に従うスターカプラ２の構成例を示す。局内装置１からの下り光信号は、サーキュレータ２０を介してＷＤＭフィルタ２１に入力され、波長毎に分波される。ＯＴＤＲ光λ0及び宅内装置共通波長λ1は、更に光カプラ２２で宅内装置数分だけ分けられる。

各個別波長λ2〜λn毎に、これらの個別波長λ2〜λnと共通波長λ0、λ1が光カプラ232〜23n-1から合波されて、対応するサーキュレータ242〜24n-1を経て各宅内装置３２〜３ｎに送信される。一方、各宅内装置からの上り光信号は、光カプラ２５で一つに合波され、局内装置１へ送られる。

図４は、本発明に従う宅内装置３２〜３ｎの構成例を示す。宅内装置３２〜３ｎはＯＴＤＲ光の波長λ0を遮断する光フィルタ３００を有する。局内装置１からの波長λ0以外の光信号(波長λ1、λi)は、光カプラ３０１を通して受光部３０２に入力され、下りフレームに電気信号変換されて下りフレーム受信部３０３に入力される。

下りフレーム受信部３０３では、下りフレーム内に特定のパターンを検出すると、フレーム間到着時間差を測定し、上りフレーム処理部３０４に通知する。上りフレーム処理部３０４では、下りフレーム受信部３０３からの到着時間差情報を上りフレームに埋め込む。上りフレームは、光源部３０５で該当の波長λmの光信号に変換され、光カプラ３００を経由して装置外へ送信される。上り光信号の波長は、下りフレームの波長と同じ波長とするか、異なる波長とすることも可能である。

上記構成における実施例動作を更に以下に説明する。

本発明では、下り信号送出時、各宅内装置個別に送信される下りフレームは可変波長光源１４によって個別波長λ2〜λnの光信号に変換される。全宅内装置共通のフレームについては、共通波長λ1の光信号で送信する。宅内装置個別の波長および共通波長の情報は、宅内装置波長管理部１１内の送信波長管理テーブルから得られる。

下り光信号は、スターカプラ２のＷＤＭフィルタ２１によって波長毎に分波されるため、個別波長(λ2〜λn)は宅内装置毎に分割され、各波長の光信号は対応するサーキュレータ242〜24n-1を通して各宅内装置へ送信される。

一方、ＯＴＤＲ光波長(λ0)、共通波長(λ1)は全宅内装置３２〜３ｎに送信される。各宅内装置には他の宅内装置への下り信号は送信されないため、宅内装置間への盗聴は物理的に不可能である。

各宅内装置３２〜３ｎに割り当てられた波長(宅内装置が接続される光伝送路に送信される波長λ2〜λn)を宅内装置設置時に決定する必要があるが、宅内装置３２〜３ｎは可変波長フィルタ等を持たず、何れの波長の光信号を受信しているか自律的に判別することができない。

そこで、本発明は共通フレームを利用する。宅内装置３２〜３ｎの設置時、局内装置１は共通フレームに宅内装置設置を表す特定のパターンを埋め込み、全宅内装置３２〜３ｎに送信する。このとき、既に宅内装置波長管理部１１内の送信波長管理テーブル上に対応する宅内装置が記載されている波長だけでなく、スターカプラ２で分波される全ての波長(λ2〜λn)について各々下りフレームを送出する。宅内装置波長管理部１１は、共通フレームλ1と各対応する下りフレームの送出時間間隔を記録する。

新たに設置されたものも含め、全ての宅内装置３２〜３ｎは下りフレームを受信する。新たに設置された宅内装置は、下り共通フレーム中にこの特定バターンを検出すると、共通フレームλ1と個別フレームλi（λ2〜λn）との間の到着時間差を測定し、測定結果を上りフレーム(波長λm)に埋め込むことでフレーム到着時間差を局内装置１に通知する。

この様子が図５に示される。図５において、局内装置側１から、共通波長λ1とそれに続く全宅内装置３２〜３ｎに対応する波長λ2〜λnが送られる。宅内装置３２〜３ｎの各々は、共通波長λ1と、波長λ2〜λnのうちの個別に予め設定されている波長λiのみを受信する。

したがって、図５の例では、波長λ3が設定されている宅内装置が、共通波長λ1の受信から該当の波長λ3を受信するまでの遅延時間（フレーム到着時間差情報）を波長λmの信号で局内装置１に通知する。

局内装置１は、このフレーム到着時間差情報を受信し、局内装置１の宅内装置波長管理部１１は、宅内装置３２〜３ｎからのフレーム到着時間差情報と、送信時に記録していた共通フレーム(波長λ1)と各個別フレーム（λ2〜λn）との間の送信時間間隔情報を比較する。ここで、局内装置１から宅内装置３２〜３ｎの間の距離に関わらず、フレーム到着時間差は局内装置１での送信時間差に一致する。

したがって、上記のフレーム到着時間差情報と、送信時に記録していた共通フレーム(波長λ1)と各個別フレーム（λ2〜λn）との間の送信時間間隔情報の比較により局内装置１は新たに設置された宅内装置が何れの波長の個別フレームを受信していたかを識別することができる。これにより該当の宅内装置において受信可能な波長を判別することができる。
宅内装置波長管理部１１は送信波長管理テーブルに該当宅内装置識別番号と受信可能な波長を記録し、以後の下り個別フレーム送信時に利用する。

また、ＯＴＤＲについては下りフレーム生成部１０からの通知に基づき、下りフレーム
の空き時間に可変波長光源１４によりＯＴＤＲ用パルス光(波長λ0)を出力し、局内装置１から送信する。光伝送路からの後方散乱光および反射光の強度が、受光部１９で受信され、ＯＴＤＲ計測/制御部１２で逐次記録する。ＯＴＤＲ計測/制御部１２は、反射光強度の変化点を正常時と比較することで、光伝送路の障害を検出することができる。ＯＴＤＲ用パルス光の波長λ0は、宅内装置に対する個別波長λ2〜λｎおよび共通波長λ1とは異なる波長を用いるため、局内装置１と宅内装置３２〜３ｎとの間の通信に干渉することなくＯＴＤＲを実行することができる。

上記したように、本発明により宅内装置１への変更をほとんど要せずに、下り信号について、宅内装置３２〜３ｎ間の盗聴を防ぐことができ、また、局内装置１において従来必要だったＯＴＤＲ用の光源を不要とすることができる光加入者伝送システムが提供可能である。

ＰＯＮシステムの概念図である。図１に示すようなＰＯＮシステムに用いられる、本発明に従う光加入者伝送システムにおける局内装置１の構成例を示す図である。本発明に従うスターカプラ２の構成例を示す図である。本発明に従う宅内装置３２〜３ｎの構成例を示す図である。宅内装置から局内装置１にフレーム到着時間差を通知する動作を説明する図である。

符号の説明

１局内装置
２スターカプラ
３２〜３ｎ宅内装置

Claims

一の局内装置と、前記局内装置に収容される複数の宅内装置と、前記局内装置と複数の宅内装置の間に配置されるスターカプラを有する光加入者伝送システムであって、
前記局内装置は、下り信号として前記複数の宅内装置に向かう下り方向に、共通波長信号と前記複数の宅内装置のそれぞれに対応する個別の波長信号送出し、
前記複数の宅内装置は、前記下り信号を受信し、前記共通波長信号と該当する個別の波長信号との到着時間差を検知し、前記検知された到着時間差の情報を当該宅内装置に対応付けられた波長の信号により前記局内装置に上り信号として送出する
ように構成されたことを特徴とする光加入者伝送システム。
請求項1において、
前記局内装置は、前記共通波長信号と複数の個別の波長信号に対応する複数の波長の光信号を出力する可変波長光源を有することを特徴とする光加入者伝送システム。
請求項1において、
前記共通波長信号は、下りフレームの空き時間にＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflector）用の波長信号を含み、前記ＯＴＤＲ用の波長信号は、下りフレームの空き時間の送出されることを特徴とする光加入者伝送システム。