JP2005184815A - 自己治癒受動型光加入者網 - Google Patents

Abstract

【課題】分配光ファイバの障害を監視することができ、上り光源の障害と分配光ファイバの障害を区別して認識することができ、上り光源または分配光ファイバの障害が発生した場合に自己治癒することができる受動型光加入者網を提供する。
【解決手段】 本発明による受動型光加入者網は、複数の加入者装置と、幹線光ファイバを通じて前記中央基地局と接続され、前記各加入者装置から入力された上り光信号の一部パワーは前記中央基地局へ伝送し、その残りのパワーは前記加入者装置に復帰させる地域基地局と、前記地域基地局と前記複数の加入者装置の間を接続する複数の分配光ファイバを含み、前記各加入者装置は直接接続された分配光ファイバを通じて前記地域基地局へ上り光信号を伝送し、前記地域基地局から復帰する前記上り光信号の状態から障害発生を検知する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光通信網に関し、特に、受動型光加入者網（ＰＯＮ：passive optical network）に関する。

波長分割多重方式（ＷＤＭ：wavelength division multiplexing）の受動型光加入者網は、各加入者に付与された固有の波長を利用して、超高速広帯域通信サービスを提供する。したがって、受動型光加入者網は、通信の秘密の保障が確実であり、各加入者が要求する別の通信サービスまたは通信容量の拡大に容易に対応することができ、新しい加入者に付与する固有の波長を追加することにより、容易に加入者の数を拡大することができる。

このような長所にもかかわらず、受動型光加入者網は、中央基地局（ＣＯ：central office）及び複数の加入者装置（ＯＮＵ：optical network unit）が、各々特定の発振波長の光源と、光源の波長を安定化するための付加的な波長安定化回路を要するので、加入者に高い経済的負担を要求することとなり、まだ、実用化されてはいない。

近年、低コストの波長分割多重方式の受動型光加入者網を実現するために、波長の管理が容易な、スペクトラム分割方式の広帯域光源を可能とする非干渉性光により波長ロックされたファブリ・ペローレーザー（wavelength-locked Fabry-Perot laser）、または反射型半導体光増幅器（reflective semiconductor optical amplifier）を、波長分割多重方式の受動型光加入者網に使用する試みがなされている。

一般的に、波長分割多重方式の受動型光加入者網は、ダブルスター（double star）構造により光線路の長さを最小化する。即ち、中央基地局から、加入者の隣接地域に設置された地域基地局（ＲＮ：Remote Node）までは、一本の幹線光ファイバ（ＭＯＦ：main optical fiber:）で接続し、地域基地局から各加入者装置までは、独立した分配光ファイバ（ＤＯＦ：distribution optical fiber）で接続する。多重化された下り光信号（multiplexed downstream optical signals）は、幹線光ファイバを通じて地域基地局へ伝送される。そして、多重化された下り光信号は、地域基地局に設置された波長分割多重化器により逆多重化された後、分配光ファイバを通じて加入者装置まで伝送される。加入者装置から出力される上り光信号（upstream optical signals）は、地域基地局へ伝送され、波長分割多重化器により多重化された後に、中央基地局へ伝送される。

波長分割多重方式の受動型光加入者網では、各加入者に割り当てられた波長を使用して大容量データが高速で伝送される。したがって、予想外の上り光源または下り光源の障害（故障または劣化）や、幹線光ファイバまたは分配光ファイバの障害（切断または劣化）が発生すると、短い時間の障害であっても、伝送されるべき大容量のデータが失われてしまうため、このような障害を迅速に検知して復旧しなければならない。

しかしながら、中央基地局と加入者装置の間の直接的な光線路が切断された場合には、もはや、中央基地局と加入者装置は、障害の発生の有無を互いに知らせ合うことができない。このような場合に備えて、別の低速の通信線路を設置することもできるが、別の低速通信線路を中央基地局と各加入者装置の間に設置するためには、新たな設置費用が必要となり、また、別の低速通信線路に対する持続的な管理及び監督のための投資が、さらに必要となる。

また、別の低速通信線路を通じて中央基地局と各加入者装置が互いに通信し、障害の発生の有無を確認して、これを管理者に知らせるための時間が、さらに必要となるので、中央基地局と各加入者装置の通信切れの状態が、その時間ほど延長されることとなる。

したがって、上り光源または下り光源の障害や、幹線光ファイバまたは分配光ファイバの障害を迅速に検知して、管理者に障害の発生の有無を直接的に知らせることができる監視方法及び復旧方法の開発が必要となっている。

下り光源の障害や、中央基地局と地域基地局を接続する幹線光ファイバの障害は、中央基地局で下り光源の動作状態と全ての上り光信号の受信状態を管理することにより容易に監視することができる。

また、地域基地局と各加入者装置を接続する各分配光ファイバに障害が発生しないという仮定下では、加入者装置に設置された上り光源の状態を、中央基地局に設置された上り光受信機に受信される上り光信号から監視することもできる。

しかしながら、ある一つの分配光ファイバに障害が発生した場合には、中央基地局は、分配光ファイバへ進行する上り光信号を受信することをもはやできないため、上り光源の障害を監視できないという問題点がある。

したがって、波長分割多重方式の受動型光加入者網で、分配光ファイバの障害を監視できる方法が求められている。また、上り光源の障害と分配光ファイバの障害を区別して認識することができる監視方法が求められている。そして、上り光源または分配光ファイバの障害が発生した場合に、それを治癒することができる方法が求められている。

本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その第１の目的は、分配光ファイバの障害を監視することができる受動型光加入者網を提供することにある。

本発明の第２の目的は、上り光源の障害と分配光ファイバの障害を区別して認識することができる受動型光加入者網を提供することにある。

本発明の第３の目的は、上り光源または分配光ファイバの障害が発生した場合に、自己治癒することができる受動型光加入者網を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の受動型光加入者網は、中央基地局と、複数の加入者装置と、幹線光ファイバを通じて中央基地局と接続し、各加入者装置から入力された上り光信号のパワーの一部を中央基地局へ伝送し、その他のパワーは加入者装置に返送する地域基地局と、地域基地局と複数の加入者装置の間を接続する複数の分配光ファイバとを含み、各加入者装置は、接続した分配光ファイバを通じて、地域基地局へ上り光信号を伝送し、地域基地局から返送される上り光信号の状態から障害発生を検知する。

また、本発明の受動型光加入者網は、中央基地局と、中央基地局と幹線光ファイバを通じて接続した多重化ポートと複数の分配光ファイバと接続した複数の逆多重化ポートとを具備し、逆多重化ポートに入力する複数の上り光信号を多重化して、多重化ポートに出力する波長分割多重化器と、分配光ファイバ上に配置され、複数の光分配器の対をなし、各々入力した上り光信号が、自己に割り当てられた固有波長を有する場合には、通過させ、そうでない場合には、対応する他の光分配器へ伝送する複数の光分配器とを有する地域基地局と、分配光ファイバと接続し、複数の加入者装置の対をなし、各々上り光信号を出力する第１の上り光源と、正常状態時に前記上り光信号を直接接続した分配光ファイバへ伝送し、前記分配光ファイバの障害発生時に前記上り光信号を、対応する他の加入者装置に接続した分配光ファイバを通じて伝送する第１のスイッチとを有する複数の加入者装置とを含む。

また、本発明の光加入者網のための加入者装置は、分配光ファイバのためのインターフェースと、上り光信号を出力する上り光源と、制御部とを含み、加入者装置は、インターフェースを通じて上り光信号を伝送して、上り光信号を基礎とする返送信号を受信し、制御部は、返送信号の状態から障害発生を検知する。

本発明の受動型光加入者網によれば、返送される上り光信号の状態から障害発生を検知するため、速かに、障害発生を検知することができ、かつ、障害に対処することができるという利点がある。

また、本発明による受動型光加入者網は、分配光ファイバの状態と加入者装置に位置する上り光源の状態とを判別して監視し、各々の障害発生時に自己治癒を実行することができるので、経済的で効率的に管理して治癒することができるという利点がある。

以下、添付の図面を参照して本発明による好ましい実施形態について詳しく説明する。本発明の実施形態の説明において、関連公知機能あるいは構成に対する具体的な説明は本発明の要旨を明確にするために省略する。

図１は、本発明の実施形態による受動型光加入者網の構成を示す図である。

受動型光加入者網１００は、中央基地局（ＣＯ）１１０と、幹線光ファイバ（ＭＯＦ）１２０を通じて中央基地局１１０と接続した地域基地局（ＲＮ）１３０と、第１〜第ｎの分配光ファイバ（ＤＯＦ）１７０の−１〜１７０−ｎを通じて前記地域基地局１３０と接続した第１〜第ｎの加入者装置（ＯＮＵ）１８０−１〜１８０−ｎとを含む。

中央基地局１１０は、幹線光ファイバ１２０を通じて、多重化された上り光信号を受信する。

地域基地局１３０は、幹線光ファイバ１２０を通じて中央基地局１１０と接続し、反射器（reflector）１４０と、波長分割多重化器（ＷＤＭ：wavelength division multiplexer）１５０と、第１〜第ｎの光分配器（ＯＤ：optical distributor）１６０−１〜１６０−ｎとを含む。

反射器１４０は、その一端が幹線光ファイバ１２０と接続し、その他端が、波長分割多重化器１５０の多重化ポート（ＭＰ：multiplexing port）と接続する。

反射器１４０は、波長分割多重化器１５０から、多重化された上り光信号を受信し、多重化された上り光信号の一部のパワーを透過し、その他のパワーを波長分割多重化器１５０側へ反射（返送）する。

反射器１４０は、所定の波長帯域で所定の反射率を有する多層薄膜フィルター、一つ以上の光ファイバ格子（ＦＢＧ：fiber Bragg grating）またはミラー（mirror）を含むことができる。

波長分割多重化器１５０は、多重化ポートと第１〜第ｎの逆多重化ポート（ＤＰ：demultiplexing port）を有し、多重化ポートは、反射器１４０と接続し、第１〜第ｎの逆多重化ポートは、第１〜第ｎの光分配器１６０−１〜１６０−ｎと、一対一の関係で接続する。

波長分割多重化器１５０は、第１〜第ｎの逆多重化ポートに入力した第１〜第ｎの上り光信号を多重化して、多重化ポートに出力する。波長分割多重化器１５０は、導波路列格子（ＡＷＧ：arrayed waveguides grating）を含むことができる。

第１〜第ｎの光分配器１６０−１〜１６０−ｎは、各々第１〜第４のポートを有し、第１のポートは、波長分割多重化器１５０の逆多重化ポートの一つと接続し、第２のポートは、後述する対応する光分配器１６０の第４のポートと接続し、第３のポートは、分配光ファイバ１７０と接続し、第４のポートは、後述する対応する光分配器１６０の第２のポートと接続する。

図１で、第Ｘの光分配器１６０−Ｘは、第ｎ＋１−Ｘの光分配器１６０−（ｎ＋１−Ｘ）と対応して対をなし、両光分配器の第２のポートと第４のポートとが互いに接続する。ここで、１≦Ｘ≦（ｎ/２）であり、ｎ及びＸは自然数である。例えば、第１の光分配器１６０−１は、第ｎの光分配器１６０−ｎと対応し、第２の光分配器１６０−２は、第ｎ−１の光分配器１６０−（ｎ−１）と対応し、第３の光分配器１６０−３は、第ｎ−２の光分配器１６０−（ｎ−２）と対応する。

なお、二つの光分配器を対応させる方式は、任意に選択することができる。例えば、隣接した二つの光分配器同士を対応させることも可能である。このような場合には、第１の光分配器１６０−１は、第２の光分配器１６０−２と対応し、第３の光分配器１６０−３は、第４の光分配器１６０−４と対応する。

第１〜第ｎの光分配器１６０−１〜１６０−ｎは、各々に固有波長が割り当てられており、第３のポートに入力した上り光信号の波長が、固有波長と一致する場合には、上り光信号を第１のポートに出力し、そうではない場合には、上り光信号を第２のポートに出力する。

即ち、第ｎの光分配器１６０−ｎは、第３のポートに入力した第ｎの上り光信号を第１のポートに出力し、第３のポートに入力した第１の上り光信号を、第２のポートに出力する。

また、第１〜第ｎの光分配器１６０−１〜１６０−ｎは、各々第１のポートに入力した上り光信号を第３のポートに出力する。即ち、前記第ｎの光分配器１６０−ｎは、第１のポートに入力した第ｎの上り光信号を第３のポートに出力する。

第１〜第ｎの加入者装置１８０−１〜１８０−ｎは、各々第１〜第ｎの分配光ファイバ１７０−１〜１７０−ｎを通じて、地域基地局１３０と接続し、第ｎの加入者装置１８０−ｎは、第ｎの光結合器（ＯＣ：optical coupler）１９０−ｎと、第ｎのサーキュレーター（ＣＩＰ：circulator）２００−ｎと、第ｎ−１及び第ｎ−２の光スイッチ（ＯＳ：optical switch）２２０−ｎ、２５０−ｎと、第ｎの光受信機（ＲＸ：optical receiver）２６０−ｎと、第ｎの光分割器（ＢＳ：beam splitter）２１０−ｎと、第ｎ−１及び第ｎ−２の上り光源（ＬＳ：upstream light source）２３０−ｎ、２４０−ｎと、第ｎの制御部（ＣＴＲＬ：controller）２７０−ｎとを含む。第Ｘの加入者装置１８０−Ｘは、第ｎ＋１−Ｘの加入者装置１８０−（ｎ＋１−Ｘ）と対応し対をなす。第１〜第ｎの加入者装置１８０−１〜１８０−ｎは、すべて同一の構成を有するため、以下、第１の加入者装置１８０−１を中心に説明する。

第１−１及び第１−２の上り光源２３０−１、２４０−１は、各々第１の制御部２７０−１の制御によって、第１の上り光信号を出力する。第１−２の上り光源２４０−１は、予備の光源として第１−１の上り光源２３０−１に障害が発生した場合に作動する。

第１−１の光スイッチ２２０−１は、第１〜第４のポートを有し、第１のポートは、第１の光分割器２１０−１に接続し、第２のポートは、第ｎの加入者装置１８０−ｎの第ｎの光結合器１９０−ｎと接続し、第３のポートは、第１−１の上り光源２３０−１と接続し、第４のポートは、第１−２の上り光源２４０−１と接続する。

第１の制御部２７０−１の制御によって、第１−１の光スイッチ２２０−１は、正常状態の時には、第１のポートと第３のポートを接続し、第１−１の上り光源２３０−１に障害が発生した場合には、第１のポートと第４のポートを接続し、第１の分配光ファイバ１７０−１に障害が発生した場合には、第２のポートと第３のポートを接続する。

第１の光分割器２１０−１は、第１〜第３のポートを有し、第１のポートは、第１のサーキュレーター２００−１の第１のポートと接続し、第２のポートは、第１−２の光スイッチ２５０−１の第２のポートと接続し、第３のポートは、第１−１の光スイッチ２２０−１の第１のポートと接続する。第１の光分割器２１０−１は、第３のポートに入力した第１の上り光信号について、所定の割合でパワーを分割し、その一部のパワーを第１のポートに出力し、その他のパワーを第２のポートに出力する。

第１のサーキュレーター２００−１は、第１〜第３のポートを有し、第１のポートは、第１の光分割器２１０−１の第１のポートと接続し、第２のポートは、第１の光結合器１９０−１と接続し、第３のポートは、第１−２の光スイッチ２５０−１と接続する。第１のサーキュレーター２００−１は、第１のポートに入力した第１の上り光信号を、第２のポートに出力し、第２のポートに入力した第１の上り光信号を第３のポートに出力する。

第１−２の光スイッチ２５０−１は、第１〜第３のポートを有し、第１のポートは、第１のサーキュレーター２００−１の第３のポートと接続し、第２のポートは、第１の光分割器２１０−１の第２のポートと接続し、第３のポートは、第１の光受信機２６０−１と接続する。第１の制御部２７０−１の制御によって、第１−２の光スイッチ２５０−１は、正常状態時には、第１のポートと第３のポートを接続し、障害が発生した場合には、第２のポートと第３のポートを接続する。

第１の光受信機２６０−１は、第１−２の光スイッチ２５０−１の第３のポートと接続し、受信した第１の上り光信号を光電変換することにより電気信号を出力する。

第１の制御部２７０−１は、上記電気信号の状態によって第１の分配光ファイバ１７０−１または第１−１の上り光源２３０−１に障害が発生したことを検知して（障害発生検知段階）、障害の位置確認（障害位置確認段階）と、光線路のスイッチング（光線路スイッチング段階）または光源の交替（光源交替段階）を実行する。

以下、図１を参照して、正常状態での受動型光加入者網１００の動作について説明する。

正常状態では、第１−１の光スイッチ２２０−１の第１及び第３のポートが接続し、第１−２の光スイッチ２５０−１の第１及び第３のポートが接続している。第１−１の上り光源２３０−１から出力された第１の上り光信号λ１は、第１−１の光スイッチ２２０−１を通過して、第１の光分割器２１０−１に入力し、第１の光分割器２１０−１は、第１の上り光信号λ１を、パワー分割し、その一部のパワーを第１のポートに出力し、その他のパワーを第２のポートに出力する。

第１の光分割器２１０−１の第２のポートから出力した第１の上り光信号λ１は、第１−２の光スイッチ２５０−１の第２のポートに入力して消滅する。第１の光分割器２１０−１の第１のポートから出力した第１の上り光信号λ１は、第１のサーキュレーター２００−１の第１のポートに入力して、第２のポートから出力した後に、第１の光結合器１９０−１、第１の分配光ファイバ１７０−１及び第１の光分配器１６０−１を経て、波長分割多重化器１５０の第１の逆多重化ポートＤＰ１に入力する。

波長分割多重化器１５０は、第１の上り光信号λ１と、第２〜第ｎの逆多重化ポートＤＰ２〜ＤＰｎに入力した第２〜第ｎの上り光信号λ２〜λｎとを多重化して、多重化ポートＭＰに出力する。多重化された上り光信号λ１〜λｎは、反射器１４０での反射によりパワー分割され、その一部のパワーは、反射器１４０を経由して、幹線光ファイバ１２０を通じて、中央基地局１１０へ伝送され、その他のパワーは返送され、波長分割多重化器１５０の多重化ポートＭＰに入力する。

波長分割多重化器１５０は、多重化ポートＭＰに入力した多重化された上り光信号を、波長別に逆多重化して、第１〜第ｎの逆多重化ポートＤＰ１〜ＤＰｎに出力する。第１の逆多重化ポートＤＰ１から出力した第１の上り光信号λ１は、第１の光分配器１６０−１、第１の分配光ファイバ１７０−１及び第１の光結合器１９０−１を経て、第１のサーキュレーター２００−１の第２のポートに入力して、第３のポートから出力する。

第１のサーキュレーター２００−１の第３のポートから出力した、返送された第１の上り光信号λ１は、第１−２光のスイッチ２５０−１の第１のポートに入力して、第３のポートから出力した後に、第１の光受信機２６０−１に入力する。

第１の光受信機２６０−１は、入力した第１の上り光信号λ１を光電変換することにより電気信号を出力する。第１の制御部２７０−１は、該入力した電気信号が正常状態である場合には、第１の分配光ファイバ１７０−１または第１−１の上り光源２３０−１が正常状態であると判断する。

（障害発生検知段階）
第１の制御部２７０−１は、入力した電気信号が非正常状態（例えば、急激なパワー減少や、間欠的信号切れが生じた状態）や、電気信号が入力されない状態である場合には、第１の分配光ファイバ１７０−１または第１−１の上り光源２３０−１に障害が発生したと判断する。障害が発生したと判断した場合には、次の障害位置把握段階を実行する。

（障害位置把握段階）
図２は、図１の受動型光加入者網の障害位置把握過程を説明するための図である。

以下、図２を参照して第１の分配光ファイバ１７０−１または第１−１の上り光源２３０−１に障害が発生した場合に、第１の制御部２７０−１が障害位置を把握する段階について説明する。

第１の制御部２７０−１は、障害が発生したことを検知した場合には、第１−２の光スイッチ２５０−１の第２及び第３のポートに切り換えて接続する。以後、第１の制御部２７０−１は、入力した電気信号が正常状態である場合には、第１の分配光ファイバ１７０−１に障害が発生したと判断し、入力された電気信号が非正常状態や電気信号が入力されない場合には、第１−１の上り光源２３０−１に障害が発生したと判断する。

なお、上記の条件においては、第１の分配光ファイバ１７０−１と第１−１の上り光源２３０−１との両方に同時に障害が発生している場合も考えうるが、両方同時に障害が発生する可能性は非常に低いため、上記判断法にて、障害位置を確定することは十分に可能である。なお、第１の分配光ファイバ１７０−１と第１−１の上り光源２３０−１との両方に同時に障害が発生している場合の復旧法については後述することとする。

つまり、第１−１の上り光源２３０−１により生成された光信号は、第１−１の光スイッチ２２０−１及び第１の光分割器２１０−１を経由し、第１−２の光スイッチ２５０−１の上記ポートの切り換え接続により第１−２の光スイッチ２５０−１を経由し、第１の光受信機２６０−１に入力することとなるため、第１の制御部２７０−１に入力した電気信号が正常状態であるということは、光受信機２６０−１に入力した光信号が正常であること、すなわち、第１−１の上り光源２３０−１が正常であることを意味するからである。第１の制御部２７０−１は、第１の分配光ファイバ１７０−１に障害が発生したと判断した場合には、後述する光線路スイッチング段階を実行し、第１−１の上り光源２３０−１に障害が発生したと判断した場合には、後述する光源交替段階を実行する。

（光線路スイッチング段階）
図３は、図１の受動型光加入者網の光線路スイッチング段階を説明するための図である。

以下、図３を参照して第１の分配光ファイバ１７０−１に障害が発生した場合に第１の制御部２７０−１が、光線路をスイッチングする段階について説明する。

上述した方法により、第１の制御部２７０−１は、第１の分配光ファイバ１７０−１に障害が発生したこと（図中のＡ部）を検知して、第１−１の光スイッチ２２０−１の第２及び第３のポートを接続する。

第１−１の上り光源２３０−１から出力した第１の上り光信号λ１は、第１−１の光スイッチ２２０−１を経由して、第ｎの光結合器１９０−ｎの第３のポートに入力して第１のポートから出力する。

第ｎの光結合器１９０−ｎの第１のポートから出力した第１の上り光信号λ１は、第ｎの分配光ファイバ１７０−ｎを経て、第ｎの光分配器１６０−ｎの第３のポートに入力する。第ｎの光分配器１６０−ｎに設定された固有波長λｎと第１の上り光信号λ１の波長とは異なるため、第１の上り光信号λ１は、第２のポートから出力することとなる。

第ｎの光分配器１６０−ｎの第２のポートは、第１の光分配器１６０−１の第４のポートと接続しており、第１光分配器１６０−１は、第４のポートに入力した第１の上り光信号λ１を第１のポートから出力する。第１の光分配器１６０−１の第１のポートから出力した第１の上り光信号λ１は、波長分割多重化器１５０の第１の逆多重化ポートＤＰ１に入力する。

波長分割多重化器１５０は、第１の上り光信号λ１と第２〜第ｎの逆多重化ポートＤＰ２〜ＤＰｎに入力した第２〜第ｎの上り光信号λ２〜λｎを多重化して、多重化ポートＭＰに出力する。多重化された上り光信号λ１〜λｎは、反射器１４０での反射によりパワー分割され、その一部のパワーは、反射器１４０を通過し、幹線光ファイバ１２０を通じて中央基地局１１０へ伝送され、その他のパワーは、波長分割多重化器１５０の多重化ポートＭＰに入力する。

このように、加入者装置１からの第１の上り光信号λ１は、加入者装置ｎと接続する第ｎの分配光ファイバ１７０−ｎに迂回して地域基地局１３０へ送信されることとなるため、第１の分配光ファイバ１７０−１に障害が発生した場合でも、上り光信号λ１を送信することが可能となる。

（光源交替段階）
図４は、図１の受動型光加入者網の光源交替過程を説明するための図である。

以下、図４を参照して第１−１の上り光源２３０−１に障害が発生した場合（図中のＢ）に、第１の制御部２７０−１が、第１−１の上り光源２３０−１を第１−２の上り光源２４０−１に交替する段階について説明する。

第１の制御部２７０−１は、第１−１の上り光源２３０−１に障害が発生したことを検知した場合には、第１−１の光スイッチ２２０−１の第１及び第４のポートを接続し、第１−２の光スイッチ２５０−１の第１及び第３のポートを接続し、第１−２の上り光源２４０−１を動作させる。

第１−２の上り光源２４０−１から出力された第１の上り光信号λ１は、第１−１の光スイッチ２２０−１を通過して、第１の光分割器２１０−１に入力し、第１の光分割器２１０−１は、第１の上り光信号λ１をパワー分割し、その一部のパワーを第１のポートに出力し、その他のパワーを第２のポートに出力する。

第１の光分割器２１０−１の第２のポートから出力した第１の上り光信号λ１は、第１−２の光スイッチ２５０−１の第２のポートに入力して消滅する。第１の光分割器２１０−１の第１のポートから出力した第１の上り光信号λ１は、第１のサーキュレーター２００−１の第１のポートに入力して第２のポートから出力した後、第１の光結合器１９０−１、第１の分配光ファイバ１７０−１及び第１の光分配器１６０−１を経て、波長分割多重化器１５０の第１の逆多重化ポートＤＰ１に入力する。

波長分割多重化器１５０は、第１の上り光信号λ１と、第２〜第ｎの逆多重化ポートにＤＰ２〜ＤＰｎに入力する第２〜第ｎの上り光信号λ２〜λｎを多重化して、多重化ポートＭＰに出力する。多重化された上り光信号λ１〜λｎは、反射器１４０での反射によりパワー分割され、その一部のパワーは、反射器１４０を通過し幹線光ファイバ１２０を通じて、中央基地局１１０へ伝送され、その他のパワーは、波長分割多重化器１５０の多重化ポートＭＰに入力する。

波長分割多重化器１５０は、多重化ポートＭＰに入力した多重化された上り光信号λ１〜λｎを波長別に逆多重化して、第１〜第ｎの逆多重化ポートＤＰ１〜ＤＰｎに出力する。第１の逆多重化ポートＤＰ１から出力した第１の上り光信号λ１は、第１の光分配器１６０−１、第１の分配光ファイバ１７０−１及び第１の光結合器１９０−１を経て、第１のサーキュレーター２００−１の第２のポートに入力して第３のポートに出力する。

第１のサーキュレーター２００−１の第３のポートから出力した第１の上り光信号λ１は、第１−２の光スイッチ２５０−１の第１のポートに入力して、第３のポートに出力した後、第１の光受信機２６０−１に入力する。第１の光受信機２６０−１は、入力した第１の上り光信号λ１を光電変換することにより電気信号を出力する。第１の制御部２７０−１は、入力した電気信号が正常状態な場合には、光源交替段階が正常に実行されたと判断する。

また、上記障害発生段階において、第１の分配光ファイバ１７０−１と第１−１の上り光源２３０−１との両方に同時に障害が発生している場合の復旧法について説明する。

光源交替段階の後においては、光源を、第１−１の上り光源２３０−１から第１−２の上り光源２４０−１へ交替したばかりであるから、第１−２の上り光源２４０−１は、正常であるといえる。したがって、第１−２の上り光源２４０−１に障害が発生している可能性を排除することが可能である。

そして、上記光源交替段階の後、第１の制御部２７０−１は、なおも、入力した電気信号が非正常状態や、電気信号が入力されない状態である場合には、第１の分配光ファイバ１７０−１にも障害が発生していると判断する。

そして、第１の制御部２７０−１は、第１の分配光ファイバ１７０−１に障害が発生したと判断して、第１−１の光スイッチ２２０−１の第２及び第４のポートを接続する。

第１−２の上り光源２４０−１から出力した第１の上り光信号λ１は、第１−１の光スイッチ２２０−１を経由して、第ｎの光結合器１９０−ｎの第３のポートに入力して第１のポートから出力する。

以後、第１の上り光信号λ１は、上記光線路スイッチング段階と同様の経路をたどり、中央基地局１１０へ伝送されることとなる。

本発明の好ましい実施例による受動型光加入者網の構成を示す図である。 図１の受動型光加入者網の障害位置把握過程を説明するための図である。 図１の受動型光加入者網の光線路スイッチング過程を説明するため図である。 図１の受動型光加入者網の光源交替過程を説明するための図である。

符号の説明

１００：受動型光加入者網
１１０：中央基地局
１２０：幹線光ファイバ
１３０：地域基地局
１４０：反射器
１５０：波長分割多重化器
１６０：光分配器
１７０：分配光ファイバ
１８０：加入者装置
１９０：光結合器
２００：サーキュレーター
２１０：光分割器
２２０：光スイッチ
２３０：上り光源
２４０：上り光源
２５０：光スイッチ
２６０：光受信機
２７０：制御部

Claims (15)

1. 中央基地局と、
   複数の加入者装置と、
   幹線光ファイバを通じて前記中央基地局と接続し、前記各加入者装置から入力する複数の上り光信号について、該上り光信号のパワーの一部を前記中央基地局へ伝送し、他の部分を前記加入者装置に返送する地域基地局と、
   前記地域基地局と前記複数の加入者装置を接続する複数の分配光ファイバと、を備え、
   前記各加入者装置は、前記各分配光ファイバを通じて前記地域基地局へ、上り光信号を伝送すると共に、前記地域基地局からの前記返送された光信号の状態に基づいて、障害の発生を検知することを特徴とする受動型光加入者網。
2. 前記地域基地局は、
   前記複数の分配光ファイバから入力する前記複数の上り光信号を多重化して出力する波長分割多重化器と、
   一端が前記幹線光ファイバと接続し、他端が前記波長分割多重化器と接続し、前記波長分割多重化器から入力する前記多重化された上り光信号のパワーの一部を通過させ、他の部分を前記波長分割多重化器へ返送する反射器と、
   を備え、
   前記波長分割器は、前記反射器から入力する前記返送された光信号を逆多重化して前記各分配光ファイバへ伝送することを特徴とする請求項１記載の受動型光加入者網。
3. 前記各加入者装置は、
   上り光信号を出力する第１の上り光源と、
   第１から第３のポートを有し、前記第１のポートに入力する前記上り光信号を、前記分配光ファイバと接続した前記第２のポートに出力し、前記第２のポートに入力した前記返送された光信号を前記第３のポートに出力するサーキュレーターと、
   前記サーキュレーターの第３のポートから出力する前記返送された光信号を、電気信号として検出する光受信機と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の受動型光加入者網。
4. 前記各加入者装置は、
   上り光信号を出力する第２の上り光源と、
   正常状態時には、前記第１の上り光源と前記サーキュレーターを接続し、前記第１の上り光源に障害が発生した場合には、前記サーキュレーターと前記第２の上り光源を接続する第１のスイッチと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の受動型光加入者網。
5. 前記各加入者装置は、
   前記上り光信号のパワーの一部を分岐する光分割器と、
   前記第１の上り光源の障害の有無を確認するために、前記分岐した光信号のパワーの一部を前記光受信機に提供する第２のスイッチと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の受動型光加入者網。
6. 中央基地局を有する受動型光加入者網であって、
   前記中央基地局と幹線光ファイバを通じて接続する多重化ポートと、複数の分配光ファイバと接続する複数の逆多重化ポートとを有し、前記逆多重化ポートに入力する複数の上り光信号を多重化して、前記多重化ポートに出力する波長分割多重化器と、
   前記各分配光ファイバの途中に配置された複数の光分配器とを備え、
   前記各光分配器は、前記入力する上り光信号が、各々に割り当てられた固有波長を有する場合には、前記入力する上り光信号を通過させ、前記入力する上り光信号が各々に割り当てられた固有波長を有さない場合には、前記入力する上り光信号を対をなす他の光分配器へ各々伝送する地域基地局と、
   前記上り光信号を出力する第１の上り光源と、前記第１の上り光源と接続する第１のスイッチとを各々有し、前記各分配光ファイバに各々接続する複数の加入者装置と、
   を備え、
   前記各加入者装置の前記第１のスイッチは、前記分配光ファイバの正常状態時には、前記上り光信号を、前記各加入者装置に接続した分配光ファイバへ伝送し、前記分配光ファイバの障害発生時には、前記上り光信号を、対をなす他の加入者装置に接続した他の分配光ファイバへ伝送することを特徴とする受動型光加入者網。
7. 前記地域基地局は、
   その一端が前記幹線光ファイバと接続し、その他端が前記波長分割多重化器と接続し、前記波長分割多重化器から入力する前記多重化された上り光信号のパワーの一部を通過させて、他の部分を前記波長分割多重化器へ返送する反射器をさらに備え、
   前記各加入者装置は、前記地域基地局から返送された前記上り光信号の状態に基づいて、障害の発生を検知することを特徴とする請求項６記載の受動型光加入者網。
8. 前記各加入者装置は、
   第１から第３のポートを具備し、前記第１のポートに入力する前記上り光信号を、分配光ファイバと接続した第２のポートに出力し、前記第２のポートに入力する前記返送された上り光信号を第３のポートに出力するサーキュレーターと、
   前記サーキュレーターの第３のポートから出力する前記返送された上り光信号を電気信号として検出する光受信機と、さらに備えることを特徴とする請求項７記載の受動型光加入者網。
9. 前記各加入者装置は、
   上り光信号を出力する第２の上り光源をさらに備え、
   前記第１のスイッチは、正常状態時には前記第１の上り光源と前記サーキュレーターを接続し、前記第１の上り光源に障害が発生した場合には、前記サーキュレーターと前記第２の上り光源を接続することを特徴とする請求項８記載の受動型光加入者網。
10. 前記各加入者装置は、
    前記上り光信号のパワーの一部を分岐する光分割器と、
    前記第１の上り光源の障害の有無を確認するために、前記分岐された上り光信号のパワーの一部を前記光受信機に提供する第２のスイッチと、をさらに備えることを特徴とする請求項９記載の受動型光加入者網。
11. 光加入者網のための加入者装置であって、
    分配光ファイバと接続するインターフェースと、
    上り光信号を出力する上り光源と、
    制御部と、を備え、
    前記加入者装置は、前記インターフェースを通じて上り光信号を伝送して、前記上り光信号を基礎とした返送光信号を受信し、前記制御部は、前記返送光信号の状態から障害発生を検知することを特徴とする加入者装置。
12. 前記制御部は、前記障害発生の検知を、前記返送光信号の急激なパワー減少、前記返送光信号の間欠的信号切れ、または前記返送光信号の消失に基づいて判断することを特徴とする請求項１１記載の加入者装置。
13. 第１から第３のポートを具備し、前記第１のポートに入力する前記上り光信号を前記分配光ファイバと接続した第２のポートに出力し、前記第２のポートに入力する返送光信号を第３ポートに出力するサーキュレーターと、
    前記サーキュレーターの第３のポートから出力する前記返送光信号を電気信号として検出する光受信機と、をさらに備えることを特徴とする請求項１１記載の加入者装置。
14. 上り光信号を出力する第２の上り光源と、
    正常状態時には前記第１の上り光源と前記サーキュレーターとを接続し、前記第１の上り光源に障害が発生した場合には、前記サーキュレーターと前記第２の上り光源を接続する第１のスイッチと、をさらに備えることを特徴とする請求項１３記載の加入者装置。
15. 前記上り光信号のパワーの一部を分岐する光分割器と、
    前記第１の上り光源の障害の有無を確認するために、前記分岐された光信号のパワーの一部を前記光受信機に提供する第２のスイッチと、をさらに備えることを特徴とする請求項１４記載の加入者装置。

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