JP2008060780A - 光伝送システムおよび光分波器 - Google Patents

Abstract

【課題】経済的に高速かつ大容量化および広域化を実現すると共に、マスター装置配下にある複数のスレーブ装置同士がマスター装置の制御無しに通信を可能とする。
【解決手段】マスター／スレーブ装置間に配置された光分波器の入出力ポート間に増幅器または増幅器＋波長変換器あるいはスレーブ装置を挿入する。また、マスター装置を介さない波長による独立したネットワークエリアを自由に構築するために、マスター／スレーブ装置間に配置された光分波器の任意の入出力ポートに反射型波長選択フィルタを接続あるいは入出力ポート間に反射型波長選択フィルタを挿入する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のスレーブ装置と、この複数のスレーブ装置が接続され、複数のスレーブ装置の帯域割当制御、スケジューリング、トラフィック監視、および他のマスター装置配下のスレーブ装置との通信を行なう機能を有するマスター装置とを有する光伝送システムに関する。

一般にポイント・トゥ・マルチポイントあるいはマルチポイント・トゥ・マルチポイント光伝送システムは、図１に示すように、マスター装置とスレーブ装置との間に光分波器１を配置する構成を基本として構築されている。

マスター装置とスレーブ装置との間に配置される光分波器１としては、波長差を利用した波長分波／合波器あるいは光電力を分配するパワースプリッタ等が挙げられる。

光分波器１として波長分波／合波器を用いた場合には、各スレーブ装置を波長により分離できることから、マスター／スレーブ装置間は論理的に１対１接続とみなすことができるため、伝送容量の増大が各スレーブ装置単位で独立設定できることになる。また、理論的には波長分波／合波器の光挿入損失は分岐数に依存しないことから、マスター／スレーブ装置間の距離拡大が可能である。

光分波器１として光電力分配型のパワースプリッタを用いる場合には、各スレーブ装置を波長により分離する方法、時分割により分離する方法等がある。波長により分離する場合には、マスター／スレーブ装置側に波長を分離するフィルタが必要となる。時分割により各スレーブ装置を分離する場合には、各スレーブ装置の平均帯域は、スレーブ装置数に反比例することとなる。

特開平１１−１２２２７９号公報 Ｄ．Ｎｅｓｓｅｔ ｅｔ ａｌ．，’Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ １００ｋｍ Ｒｅａｃｈ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ＰＯＮｓ ｗｉｔｈ Ｕｐｓｔｒｅａｍ Ｂｉｔ−ｒａｔｅｓ ｏｆ ２．５Ｇｂ／ｓ ａｎｄ １０Ｇｂ／ｓ，ＥＣＯ’２００４，ＷＥ２．６．３，２００４ Ｙ．Ｓａｋａｉ，’Ｆｕｌｌ−Ｍｅｓｈ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｒｏｕｔｉｎｇ ＷＤＭ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ’，ＯＦＣ’２０００，ＴｈＱ１，２０００．

光分波器として波長分波／合波器を利用した場合には、マスター／スレーブ装置間光損失低減効果により、高速化、広帯域化、広域化が図れる一方、光デバイス（波長分波／合波器）の高コストが光伝送システム構築の上での経済的課題となる。

また、光分波器として、パワースプリッタを利用した場合には、光デバイス（パワースプリッタ）の低コスト化が図れる一方、マスター／スレーブ装置間光損失が分岐数に依存して増大するため、高速化、広域化においては、光送信パワーの増大、光受信モジュールの受光感度向上等が必要不可欠となる。

光信号パワーに関しては、レーザ物理構造、信号変調速度、デバイス寿命との兼ね合いから更なる出力パワーの飛躍的増大は困難である。

また、光受信モジュールの受光感度向上に関しては、ＡＰＤ(Avalanche Photo Diode)等により高感度化は可能であるが経済的とは言えない。

本発明は、このような背景の下に行なわれたものであって、光分波器として光電力分配型のパワースプリッタを用いた光伝送システムにおいて、経済的に高速かつ大容量化および広域化を実現すると共に、マスター装置配下にある複数のスレーブ装置同士がマスター装置の制御無しに通信を可能とする独立したネットワークエリアを自由に構築可能な光伝送システムおよび光合波器を提供することを目的とする。

経済的に高速かつ大容量化および広域化を実現するために、本発明の伝送システムは、マスター／スレーブ装置間に配置された光分波器の入出力ポート間に増幅器または増幅器＋波長変換器あるいはスレーブ装置を挿入することにより実現する。

また、マスター装置を介さない波長による独立したネットワークエリアを自由に構築するために、本発明の光伝送システムは、マスター／スレーブ装置間に配置された光分波器の任意の入出力ポートに反射型波長選択フィルタを接続あるいは入出力ポート間に反射型波長選択フィルタを挿入することで実現できる。

（従来技術との対比）
１．高速広帯域化技術に関して
マルチポイント型光アクセスネットワークの高速広帯域化を実現する技術としては、特許文献１記載の
（１）固定された物理速度内で各スレーブ装置が使用できる帯域を可変とする方法あるいは上下多重使用帯域の割当比率の変更によりマスター装置からスレーブ装置への帯域増、逆にスレーブ装置からマスター装置への帯域増を図る方法
あるいは、非特許文献１記載の
（２）物理速度増大によりマスター装置／スレーブ装置間の帯域を増加する方法
が考えられる。
（１）の場合には、固定された物理速度内で使用帯域を変更するため、使用帯域の最大値は物理速度となるため、必要帯域が物理速度を超えた場合には、システム全体の速度を増加する必要がある。
（２）の場合には、アクセスシステムにおけるマスター装置、スレーブ装置間の光伝送路許容損失が一定のため、物理速度増加による受信感度劣化により伝送可能速度が制限される。

この制限を克服する方法として、
・マスター装置出力側、スレーブ装置出力側に光増幅器を挿入する方法
・高感度デバイスを利用する方法
があるが高価な電気／光デバイスを用いるという点でアクセス系全体として経済的でないと共に、マルチポイント伝送方式の場合には、増幅器挿入時に分配器配下のスレーブ装置を通信断とする必要がある。

本提案方式は、経済的かつ帯域増を必要としているスレーブ装置の帯域増を他のスレーブ装置に影響を与えることなく実現することができる点を特徴に持つ。
２．独立ネットワークに関して
マルチポイント型光アクセスシステムの場合に、マスター装置の制御のもと接続するスレーブ装置が動作しているため、同じマスター装置配下のスレーブ装置間の通信はマスター装置を介して実現されることになる。通信トラフィックの増加と共にマスター装置制御部への負担が増加することから、マスター装置配下のスレーブ装置間通信がスレーブ装置同士で実現されることが重要である。

光分波器としてＷＤＭ分波／合波器を利用した非特許文献２記載の方法は、スレーブ装置間通信を波長により独立に可能とする方式として利用できるが、ＷＤＭ分波器が高価であると共に、ＷＤＭ分波／合波器とスレーブ装置との間が送受２心の光ファイバ伝送路が必要となると共に、各スレーブ装置単位に使用波長を固定しておく必要がある。

本提案方式は、分波器としてパワースプリッタを利用でき、また、１心光ファイバ伝送を可能とすると共に、パワースプリッタに接続する波長フィルタを変更することにより、任意の波長でのスレーブ装置間通信を可能とする。

すなわち、本発明は、複数のスレーブ装置と、一つまたは複数のマスター装置と、前記スレーブ装置と前記マスター装置とを相互に接続する光分波器とを備えた光伝送システムであって、本発明の特徴とするところは、前記光分波器は、複数のポートを備え、一つのポートから出力された光信号を増幅した後に他のポートに入力する増幅手段を備えたところにある。これにより、簡単な構成により、光信号の増幅を行なうことができる。

あるいは、本発明の特徴とするところは、前記光分波器は、複数のポートを備え、一つのポートから出力された光信号を増幅および波長変換した後に他のポートに入力する増幅波長変換手段を備えたところにある。これにより、簡単な構成により、光信号の増幅および波長変換を行なうことができる。

あるいは、本発明の特徴とするところは、前記光分波器は、複数のポートを備え、前記スレーブ装置は、増幅機能、信号形式変換機能、伝送速度変換機能、波長変換機能を備え、前記スレーブ装置のいずれかを用いて一つのポートから出力された光信号を増幅および信号形式変換または伝送速度変換または波長変換した後に他のポートに入力するところにある。

これにより、新たなハードウェアを追加することなく、一部のスレーブ装置を用いて、光信号の増幅および信号形式変換または伝送速度変換または波長変換を行なうことができる。

あるいは、本発明の特徴とするところは、前記光分波器は、複数のポートを備え、前記スレーブ装置のいずれかから前記光分波器に入力された特定波長の光信号を複数の前記スレーブ装置にそれぞれ割当てられた波長に変換した後に複数の前記スレーブ装置に向けて反射する反射型波長選択フィルタを前記光分波器のいずれかのポートに備えたところにある。

これにより、簡単な構成により、スレーブ装置相互間の独立した通信を実現することができる。

あるいは、本発明の特徴とするところは、前記光分波器は、複数のポートを備え、これら複数のポートは、ポート間に光信号を通した際の低光損失であるポートの組み合わせと高光損失であるポートの組み合わせとに分類され、前記低光損失ポートであるポートの組み合わせに含まれるポートには、高速サービスを提供するための機器が接続され、前記高光損失ポートであるポートの組み合わせに含まれるポートには、低速サービスを提供するための機器が接続されたところにある。これにより、光分波器の光損失特性に適合したシステム構成を実現することができる。

あるいは、本発明の特徴とするところは、前記光分波器は、複数のポートを備え、これら複数のポートは、ポート間に光信号を通した際の低光損失であるポートの組み合わせと高光損失であるポートの組み合わせとに分類され、前記低光損失ポートであるポートの組み合わせに含まれるポートには、他の光伝送システムの他の光分波器が接続されたところにある。これにより、効率良く、他の光伝システムとの接続を実現することができる。

また、本発明を光分波器の観点から観ると、本発明は、複数のスレーブ装置と一つまたは複数のマスター装置とを相互に接続する光分波器であって、本発明の特徴とするところは、複数のポートを備え、一つのポートから出力された光信号を増幅した後に他のポートに入力する増幅手段を備えたところにある。

あるいは、本発明の特徴とするところは、複数のポートを備え、一つのポートから出力された光信号を増幅および波長変換した後に他のポートに入力する増幅波長変換手段を備えたところにある。

あるいは、本発明の特徴とするところは、複数のポートを備え、前記スレーブ装置のいずれかから入力された特定波長の光信号を複数の前記スレーブ装置にそれぞれ割当てられた波長に変換した後に複数の前記スレーブ装置に向けて反射する反射型波長選択フィルタをいずれかのポートに備えたところにある。

本発明の光伝送システムは、分岐数拡大による効率的収容、伝送距離拡大、低速サービス収容システムへの高速サービス収容、光分波器配下での独立した通信等の付加サービスを経済的に実現できる。

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態を図２を参照して説明する。図２は第一実施形態の光伝送システムの構成図である。以降の説明では、説明を分り易くするために、便宜上、光分波器１のマスター装置が接続されたポートを入力ポートと呼び、スレーブ装置が接続されたポートを出力ポートと呼ぶことにし、マスター装置からスレーブ装置へのｄｏｗｎ信号は、入力ポートから入力されて出力ポートから出力されるが、スレーブ装置からマスター装置へのｕｐ信号は、出力ポートから入力されて入力ポートから出力されることになる。

図２において、光分波器１の入力ポートＰｏｒｔＩｎ（１）に入力された波長λｄｏｗｎの信号は、出力ポートＰｏｒｔＯｕｔ（１）〜ＰｏｒｔＯｕｔ（ｋ）に光分波器１の挿入損失だけ低減され出力される。

ＰｏｒｔＯｕｔ（ｋ）に出力された光信号を増幅器２に入力することで光信号増幅し、光分波器１の入力ポートＰｏｒｔＩｎ（ｉ）に入力する。増幅された光信号が光分波器１の出力ポートから出力されることになる。光分波器１に接続されたスレーブ装置あるいは他の光分波器は、この増幅された光信号を受信することになる。

Ｓｌａｖｅ♯１においては
（ａ）光分波器１を介してＭａｓｔｅｒからλｄｏｗｎで直接送信された光信号
（ｂ）光分波器１の出力ポートＰｏｒｔＯｕｔ（ｋ）から出力された光信号を増幅器２で増幅し光分波器１の入力ポートＰｏｒｔＩｎ
（ｉ）に入力後、光分波器１から出力された光信号
の２種類を受信することになる。上記（ｂ）の増幅光信号は上記（ａ）の光信号からΔＴｄｅｌａｙだけ遅延し分波器から出力される。この遅延ΔＴｄｅｌａｙは、光分波器１の出力ポートと入力ポートとの間の光路長と増幅器２の伝搬遅延との和となる。

Ｓｌａｖｅ♯１での光信号受信方式としては、
（１）Ｓｌａｖｅ♯１での受信信号レベル閾値を上記（ｂ）の増幅信号レベルに合せ、上記（ａ）の光信号を雑音レベルとして処理する方法（この場合には、光分波器１の出力／入力ポート＋増幅器遅延の制限は必要なし）
（２）Ｓｌａｖｅ♯１での受信タイミングをＭａｓｔｅｒにおいてスケジューリングしておく方法（この場合には、上記（ａ）の光信号と上記（ｂ）の増幅光信号とが重ならないように、上記（ａ）の光信号のパケット長Ｔｌｅｎｇｔｈ、パケット間隔Ｔｃｙｃｌｅを光分波器１の出力／入力ポート間遅延＋増幅器遅延ΔＴｄｅｌａｙを下記条件範囲内で設定しておく（図２）。

Ｔｌｅｎｇｔｈ＜ΔＴｄｅｌａｙ
Ｔｃｙｃｌｅ＞Ｔｌｅｎｇｔｈ＋ΔＴｄｅｌａｙ
（３）後述する図３のように波長分離する方法
がある。

（第二実施形態）
第二実施形態を図３を参照して説明する。図３は第二実施形態の光伝送システムの構成図である。図３において、光分波器１の入力ポートＰｏｒｔＩｎ（１）に入力された波長λｄｏｗｎの光信号は、出力ポートＰｏｒｔＯｕｔ（１）〜ＰｏｒｔＯｕｔ（ｋ）に光分波器１の挿入損失だけ低減され出力される。ＰｏｒｔＯｕｔ（ｋ）に出力された光信号を増幅器＋波長変換器３に入力することで光信号の増幅および波長変換し、光分波器１の入力ポートＰｏｒｔＩｎ（ｉ）に入力する。増幅および波長変換された光信号λｄｏｗｎ’が光分波器１の出力ポートから出力されることになる。光分波器１に接続されたスレーブ装置あるいは他の光分波器は、この増幅および波長変換された光信号を受信することになる。

（第三実施形態）
第三実施形態を図６を参照して説明する。図６は第三実施形態の光伝送システムの構成図である。図６において、光分波器１の出力ポートＰｏｒｔＯｕｔ（１）に入力された波長λｕｐの光信号は、入力ポートＰｏｒｔＩｎに光分波器１の挿入損失だけ低減され出力される。ＰｏｒｔＩｎ（ｉ）に出力された光信号を増幅器２に入力することで光信号増幅し、光分波器１の出力ポートＰｏｒｔＯｕｔ（ｋ）に入力する。増幅された光信号が光分波器１の入力ポートから出力されることになる。光分波器１に接続されたマスター装置あるいは他の光分波器は、この増幅された光信号を受信することになる。

（第四実施形態）
第四実施形態を図７を参照して説明する。図７は第四実施形態の光伝送システムの構成図である。図７において、光分波器１の出力ポートＰｏｒｔＯｕｔ（１）に入力された波長λｕｐの光信号は、入力ポートＰｏｒｔＩｎに光分波器１の挿入損失だけ低減され出力される。

ＰｏｒｔＩｎ（ｉ）に出力された光信号を増幅器＋波長変換器３に入力することにより光信号増幅および波長変換し、光分波器１の出力ポートＰｏｒｔＯｕｔ（ｋ）に入力する。増幅および波長変換された光信号λｕｐ’が光分波器１の入力ポートから出力されることになる。光分波器１に接続されたマスター装置あるいは他の光分波器１は、この増幅および波長変換された光信号を受信することになる。

（第五実施形態）
第五実施形態を図１０を参照して説明する。図１０は第五実施形態の光伝送システムの構成図である。図１０において、光分波器１の出力ポートＰｏｒｔＯｕｔ（ｋ）に入力された波長λＬＡＮの光信号は、光分波器１の任意の入力ポートＰｏｒｔＩｎ（ｉ）に接続された反射型波長選択フィルタ（ＷＤＭフィルタ：λＬＡＮ）４−１〜４−３により反射され、光分波器１の出力ポートから出力される。光分波器１に接続された各スレーブ装置あるいは他の光分波器は、この光信号を受信することになる。

（第六実施形態）
第六実施形態を図１１を参照して説明する。図１１は第六実施形態の光伝送システムの構成図である。第五実施形態では、複数の反射型波長選択フィルタ４−１〜４−３を備えたが、第六実施形態では、１個の反射型波長選択フィルタ４を備える。

図１１において、光分波器１の任意のポートをマスター装置およびスレーブ装置あるいは他の光分波器と接続することにより、マスター／スレーブ装置間の光損失調整あるいはマスター装置と他の光分波器との光損失調整が可能となる。

（第一実施例）
第一実施例を図４、図８および図１３を参照して説明する。第一実施例として、光分波器１−１〜１−Ｘの出力ポートを増幅器２−１〜２−Ｘ（または増幅器＋波長変換器３−１〜３−Ｘ）を介して光分波器１−１〜１−Ｘの入力ポートに接続し、分岐数拡大、収容距離拡大を図った例を示す。図４は、光分波器１−１〜１−Ｘの任意の入出力ポート間に増幅器２−１〜２−Ｘあるいは増幅器＋波長変換器３−１〜３−Ｘを挿入した場合の下り信号（マスター装置からスレーブ装置への信号伝送）について示した光伝送システム構成図である。

図８は、光分波器１−１〜１−Ｘの任意の入出力ポート間に増幅器２−１〜２−Ｘあるいは増幅器＋波長変換器３−１〜３−Ｘを挿入した場合の上り信号（スレーブ装置からマスター装置への信号伝送）について示した光伝送システム構成図である。

ここでは、図４（マスター装置からスレーブ装置への信号伝送）を参照して詳細を説明し、図１０（スレーブ装置からマスター装置への信号伝送）については、図４の説明から容易に類推できるので説明を省略する。

光分波器１−１〜１−Ｘを多段カスケード接続した図４における光分波器１−１〜１−Ｘを図１３に示した構造とした場合に、各スレーブ装置（Ｓｌａｖｅ♯１１〜Ｓｌａｖｅ♯１Ｌ、Ｓｌａｖｅｌ♯２１〜Ｓｌａｖｅ♯２Ｍ、…、Ｓｌａｖｅ♯Ｘ１〜Ｓｌａｖｅ♯ＸＮ）はそれぞれの光分波器１−１〜１−ＸのＰｏｒｔ２１〜Ｐｏｒｔ２７に接続される。

各光分波器１−１〜１−ＸのＰｏｒｔ２８は増幅器２−１〜２−Ｘまたは増幅器＋波長変換器３−１〜３−Ｘを介して各光分波器１−１〜１−ＸのＰｏｒｔ１５に接続される。マスター装置からスレーブ装置への光信号は第１の光分波器１−１のＰｏｒｔ１４に入力され、Ｐｏｒｔ２１〜Ｐｏｒｔ２７に接続された波長λｄｏｗｎ１を選択可能なスレーブ装置で受信される。

Ｐｏｒｔ２８から出力され、増幅および波長変換された光信号λｄｏｗｎ２は光分波器１−１のＰｏｒｔ１５に入力され、Ｐｏｒｔ２８から出力され、第２の光分波器１−２のＰｏｒｔ１４に入力される。第２の光分波器１−２の配下では、第１の光分波器１−１の配下と同様の動作が実行され、λｄｏｗｎ３に波長変換後、次の光分波器１−３に送信される。各光分波器１−１〜１−Ｘにおいて波長変換を実施していることから、波長変換する前のデータと識別不能となることはない。本方式により光伝送システムの分岐数拡大および収容距離拡大が可能となる。

（第二実施例）
第二実施例を図５、図９および図１３を参照して説明する。第二実施例として、光分波器１−１〜１−Ｘの出力ポートをスレーブ装置（Ｓｌａｖｅ）を介して光分波器１−１〜１−Ｘの入力ポートに接続し、分岐数拡大、収容距離拡大を図った例を示す。図５は、光分波器１−１〜１−Ｘの任意の入出力ポート間にスレーブ装置（Ｓｌａｖｅ）を挿入した場合の下り信号（マスター装置からスレーブ装置への信号伝送）について示した光伝送システム構成図である。

図９は、光分波器１−１〜１−Ｘの任意の入出力ポート間にスレーブ装置（Ｓｌａｖｅ）を挿入した場合の上り信号（スレーブ装置からマスター装置への信号伝送）について示した光伝送システム構成図である。

ここでは、図５（マスター装置からスレーブ装置への信号伝送）を参照して詳細を説明し、図９（スレーブ装置からマスター装置への信号伝送）については、図５の説明から容易に類推できるので説明を省略する。

光分波器１−１〜１−Ｘを多段カスケード接続した図５における光分波器１−１〜１−Ｘを図１３に示した構造とした場合は、各スレーブ装置（Ｓｌａｖｅ♯１１〜Ｓｌａｖｅ♯１Ｌ、Ｓｌａｖｅ♯２１〜Ｓｌａｖｅ♯２Ｍ、…、Ｓｌａｖｅ♯Ｘ１〜Ｓｌａｖｅ♯ＸＮ）はそれぞれの光分波器１−１〜１−ＸのＰｏｒｔ２１〜Ｐｏｒｔ２７に接続される。

各光分波器１−１〜１−ＸのＰｏｒｔ２８はスレーブ装置Ｓｌａｖｅ−Ｒ１〜ＲＸを介して各光分波器１−１〜１−ＸのＰｏｒｔ１５に接続される。

マスター装置からスレーブ装置への光信号は第１の光分波器１−１〜１−ＸのＰｏｒｔ１４に入力され、Ｐｏｒｔ２１〜Ｐｏｒｔ２７に接続された波長λｄｏｗｎ１を選択可能なスレーブ装置で受信される。Ｐｏｒｔ２８から出力された光信号は、増幅機能、信号形式変換機能、伝送速度変換機能、波長変換機能を有するスレーブ装置Ｓｌａｖｅ−Ｒ１に入力される。

本スレーブ装置Ｓｌａｖｅ−Ｒ１は他のスレーブ装置と同様に、送受信機能は有しており、他の光分波器との接続が無い場合、あるいは本光分波器１−１の配下のスレーブ装置Ｓｌａｖｅ♯１１〜♯１Ｌでの光信号レベルが低いため受信できない場合を除いて、通常のスレーブ装置として動作する。

他の光分波器１−２との接続がある場合には、スレーブ装置Ｓｌａｖｅ−Ｒ１で増幅、波長変換された光信号λｄｏｗｎ２は光分波器１−１のＰｏｒｔ１５に入力、Ｐｏｒｔ２８から出力され、第２の光分波器１−２のＰｏｒｔ１４に入力される。

第２の光分波器１−２の配下では、第１の光分波器１−１の配下と同様の動作が実行され、λｄｏｗｎ３に波長変換後、次の光分波器１−３に送信される。各光分波器１−１〜１−Ｘにおいて波長変換を実施していることから、波長変換する前のデータと識別不能となることはない。

本方式により光伝送システムの分岐数拡大、収容距離拡大が可能となると共に、伝送速度の高速化に伴うスレーブ装置の経済化も可能となる。つまり、スレーブ装置Ｓｌａｖｅ−Ｒ１を高感度スレーブ装置として配置し、他のスレーブ装置Ｓｌａｖｅ♯１１〜♯１Ｌを高速光信号に対しての感度を抑制して経済化する方法である。

つまり、スレーブ装置Ｓｌａｖｅ−Ｒ１で信号再生された光信号を光分波器１−１の配下のスレーブ装置Ｓｌａｖｅ♯１１〜♯１Ｌに送信することでマスター装置から光分波器１−１までの光損失分を補償することが可能となり、スレーブ装置Ｓｌａｖｅ♯１１〜♯１Ｌの高感度化による高コスト化を抑制することができる。

（第三実施例）
第三実施例を図１１、図１２および図１３を参照して説明する。第三実施例として、光分波器１の任意の入力ポートに反射型波長選択フィルタ４を挿入することで光分波器１の配下でのスレーブ装置Ｓｌａｖｅ♯１〜♯Ｎ間通信を可能とする光伝送システム構成例を示す。

図１１は、光分波器１の任意の入力ポートに反射型波長選択フィルタ（λＬＡＮ）４を接続することにより、反射型波長選択フィルタ４によるスレーブ装置間通信を可能とする光伝送システム構成図である。

図１２は、光分波器１の任意の入力ポートに反射型波長選択フィルタ（λＬＡＮ１、λＬＡＮ２、…、λＬＡＮＮ）４を接続することで、各スレーブ装置単位で割当てられた通信波長（λＬＡＮ１〜λＬＡＮＮ）を用いてスレーブ装置間通信を可能とする光伝送システム構成図である。

図１２を参考に詳細を説明する。図１２における光分波器１を図１３に示した構造とした場合に、各スレーブ装置（Ｓｌａｖｅ♯１〜Ｓｌａｖｅ♯Ｎ）はそれぞれＰｏｒｔ２１〜Ｐｏｒｔ２８に接続される。また、光分波器１の入力ポートＰｏｒｔ１４はマスター装置と接続、Ｐｏｒｔ１５には、各スレーブ装置からの送信波長（λＬＡＮ１〜λＬＡＮＮ）を反射する反射型波長選択フィルタ４が接続されている。

Ｓｌａｖｅ♯１から送信された光信号波長λＬＡＮ１はＰｏｒｔ１５に接続された反射型波長選択フィルタ４により反射されＰｏｒｔ２１〜Ｐｏｒｔ２８に接続されたスレーブ装置Ｓｌａｖｅ♯１〜♯Ｎで受信されることになる。また、この送信信号はマスター装置へ光分波器１を通じて伝送されるが、マスター装置側に配置された波長フィルタ（図示せず）により廃棄される。なお、光分波器１の配下で使用される波長数は、送受信用にそれぞれ１波（計２波）、スレーブ装置単位（送受信用）に用意（スレーブ装置８台の場合には送受間で１６波となる）することもできる。

（第四実施例）
第四実施例を図１３〜図１５を参照して説明する。第四実施例として、光分波器１の接続ポートを変更することによるポート間光挿入損失変化を利用し、高速サービス（低挿入損失）、低速サービス（高挿入損失）を提供可能となる光伝送システム構成例を示す。図１３は光分波器１のポート間接続関係を示した図である。図１４は、図１３の光分波器１において、結合係数を０．５とした場合の光分波器１を示す。

図１５は、図１４における光分波器１のＰｏｒｔ２１をマスター装置と接続、Ｐｏｒｔ１１（損失３ｄＢ）、Ｐｏｒｔ１２（損失６ｄＢ）、Ｐｏｒｔ１４（損失９ｄＢ）、Ｐｏｒｔ１５（損失９ｄＢ）には、スレーブ装置が接続される。

高速系サービスをＰｏｒｔ１１、中速系サービスをＰｏｒｔ１２、低速サービスをＰｏｒｔ１４、Ｐｏｒｔ１５に収容することで、高速化に伴う感度劣化を補償することが可能となる。また、Ｐｏｒｔ１２に反射型波長選択フィルタ４を接続することで、Ｐｏｒｔ２３、Ｐｏｒｔ２４を低速サービス用に提供することも可能となる。

（第五実施例）
第五実施例を図１４および図１６を参照して説明する。第五実施例として、光分波器１の接続ポートを変更することによるポート間光挿入損失変化を利用し、光分岐数拡大、伝送距離拡大を図ることを可能とする光伝送システム構成例を示す。

図１６は、図１４における光分波器１−１のＰｏｒｔ２１をマスター装置と接続、Ｐｏｒｔ１１を他の光分波器１−２の入力ポートと接続することで、伝送距離拡大、光分岐数拡大を図った例である。この場合には、マスター装置と第２の光分波器１−２との間の挿入損失は、第１の光分波器１−１の挿入損失３ｄＢとなる。

第１の光分波器１−１の配下にあるスレーブ装置Ｓｌａｖｅ♯１１〜♯１ＬはそれぞれＰｏｒｔ１２（損失６ｄＢ）、Ｐｏｒｔ１４（損失９ｄＢ）、Ｐｏｒｔ１５（損失９ｄＢ）に接続される。また、図１５と同じように、反射型波長選択フィルタ４をＰｏｒｔ１２に接続することで、Ｐｏｒｔ２３（損失１２ｄＢ）、Ｐｏｒｔ２４（損失１２ｄＢ）にスレーブ装置が接続可能となる。以上のように、第１の光分波器１−１、第２の光分波器１−２、第Ｎの光分波器１−Ｎまでの挿入損失を変更することで、伝送距離拡大を図ることが可能となる。

（光分波器発振現象に関して）
光合分波器出力ポートから出力された光信号を増幅器により増幅し、再度、光分波器の入力ポートに入力した場合に、光発振現象を生じる場合がある。この発振現象を回避する方法としては、図１７に示すように、２種類の方式が挙げられる。

（実現方式１）波長変換方式（図１７（ａ））
本方式は、光分波器１の出力ポートから出力された光信号を増幅器２１の前段に配置された波長分波フィルタ２２により光信号波長λｄｏｗｎのみを選択し、その後、増幅器２１により増幅および波長変換器２０により波長変換（最初に光分波器１の入力ポートに入力した光信号波長と異なる波長λｄｏｗｎ’に変換）し、光分波器１の入力ポートに帰還させる方法である。

（実現方式２）増幅器動作スケジューリング方式（図１７（ｂ））
本方式は、光分波器１の出力ポートから出力された光信号を波長変換無しに増幅し、光分波器に帰還させる方法である。この場合には、光分波器１への入力光信号と帰還増幅された光信号の重ね合せにより発振現象が生じる可能性がある。

その対策として、マスター装置とマスター装置配下の複数のスレーブ装置の光信号発出時間をスケジューリングしている方法を利用し、増幅器利得の時間制御を実施する方法がある。本方法は、マスター装置から光分波器１を通して最初に増幅器２１に入力された光信号のみを増幅し光分波器１の入力ポートに帰還し、光分波器１の出力ポートから２度目に出力された光信号は、利得制御スイッチ２３を用いて０出力とするスイッチング方式である。

この方式の場合には、図２を利用した実施例で示したように、Ｓｌａｖｅ♯２での受信タイミングをマスターにおいてスケジューリングしておく方法（この場合には、（ａ）光分波器１を介してＭａｓｔｅｒからλｄｏｗｎで直接送信された光信号と（ｂ）光分波器１の出力ポートＰｏｒｔＯｕｔ（ｋ）から出力された光信号を増幅器２で増幅し光分波器１の入力ポートＰｏｒｔＩｎ
（ｉ）に入力後、光分波器１から出力された光信号とが重ならないように、当該（ａ）の光信号のパケット長Ｔｌｅｎｇｔｈ、パケット間隔Ｔｃｙｃｌｅを分波器出力／入力ポート間遅延＋増幅器遅延ΔＴｄｅｌａｙを下記条件範囲内で設定しておく（図２）。

Ｔｌｅｎｇｔｈ＜ΔＴｄｅｌａｙ
Ｔｃｙｃｌｅ＞Ｔｌｅｎｇｔｈ＋ΔＴｄｅｌａｙ
が方式条件実現の１つとなる。

（その他の実施例）
前述した実施例の構成を互いに組み合わせた光伝送システムを構成することもできる。例えば、図１５または図１６に示す構成における光分波器１において、図２〜図４に示したような増幅器２あるいは増幅器＋波長変換器３、図１４〜図１６に示したような反射型波長選択フィルタ４を備えることもできる。

本発明の光伝送システムは、分岐数拡大による効率的収容、伝送距離拡大、低速サービス収容システムへの高速サービス収容、光分波器配下での独立した通信等の付加サービスを経済的に実現できるので、ネットワーク事業者における効率の良いネットワーク運営に寄与することができる。

光伝送システムの基本構成を示す図。 第一実施形態の光伝送システムの構成図。 第二実施形態の光伝送システムの構成図。 第一実施例の光伝送システムの構成図（マスター装置からスレーブ装置への信号伝送）。 第二実施例の光伝送システムの構成図（マスター装置からスレーブ装置への信号伝送）。 第三実施形態の光伝送システムの構成図。 第四実施形態の光伝送システムの構成図。 第一実施例の光伝送システムの構成図（スレーブ装置からマスター装置への信号伝送）。 第二実施例の光伝送システムの構成図（スレーブ装置からマスター装置への信号伝送）。 第五実施形態の光伝送システムの構成図。 第六実施形態の光伝送システムの構成図。 第三実施例の光伝送システムの構成図。 光合波器の構造図。 結合係数を０．５とした場合の光分波器を示す図。 第四実施例の光伝送システムの構成図。 第五実施例の光伝送システムの構成図。 光発振現象を回避する方法を説明するための図。

符号の説明

１、１−１〜１−Ｘ 光分波器
２、２−１〜２−Ｘ、２１ 増幅器
３、３−１〜３−Ｘ 増幅器＋波長変換器
４、４−１〜４−３ 反射型波長選択フィルタ
２０ 波長変換器
２２ 波長分波フィルタ
２３ 利得制御スイッチ

Claims (9)

1. 複数のスレーブ装置と、一つまたは複数のマスター装置と、前記スレーブ装置と前記マスター装置とを相互に接続する光分波器とを備えた光伝送システムにおいて、
   前記光分波器は、複数のポートを備え、
   一つのポートから出力された光信号を増幅した後に他のポートに入力する増幅手段を備えた
   ことを特徴とする光伝送システム。
2. 複数のスレーブ装置と、一つまたは複数のマスター装置と、前記スレーブ装置と前記マスター装置とを相互に接続する光分波器とを備えた光伝送システムにおいて、
   前記光分波器は、複数のポートを備え、
   一つのポートから出力された光信号を増幅および波長変換した後に他のポートに入力する増幅波長変換手段を備えた
   ことを特徴とする光伝送システム。
3. 複数のスレーブ装置と、一つまたは複数のマスター装置と、前記スレーブ装置と前記マスター装置とを相互に接続する光分波器とを備えた光伝送システムにおいて、
   前記光分波器は、複数のポートを備え、
   前記スレーブ装置は、増幅機能、信号形式変換機能、伝送速度変換機能、波長変換機能を備え、
   前記スレーブ装置のいずれかを用いて一つのポートから出力された光信号を増幅および信号形式変換または伝送速度変換または波長変換した後に他のポートに入力する
   ことを特徴とする光伝送システム。
4. 複数のスレーブ装置と、一つまたは複数のマスター装置と、前記スレーブ装置と前記マスター装置とを相互に接続する光分波器とを備えた光伝送システムにおいて、
   前記光分波器は、複数のポートを備え、
   前記スレーブ装置のいずれかから前記光分波器に入力された特定波長の光信号を複数の前記スレーブ装置にそれぞれ割当てられた波長に変換した後に複数の前記スレーブ装置に向けて反射する反射型波長選択フィルタを前記光分波器のいずれかのポートに備えた
   ことを特徴とする光伝送システム。
5. 複数のスレーブ装置と、一つまたは複数のマスター装置と、前記スレーブ装置と前記マスター装置とを相互に接続する光分波器とを備えた光伝送システムにおいて、
   前記光分波器は、複数のポートを備え、
   これら複数のポートは、ポート間に光信号を通した際の低光損失であるポートの組み合わせと高光損失であるポートの組み合わせとに分類され、
   前記低光損失ポートであるポートの組み合わせに含まれるポートには、高速サービスを提供するための機器が接続され、
   前記高光損失ポートであるポートの組み合わせに含まれるポートには、低速サービスを提供するための機器が接続された
   ことを特徴とする光伝送システム。
6. 複数のスレーブ装置と、一つまたは複数のマスター装置と、前記スレーブ装置と前記マスター装置とを相互に接続する光分波器とを備えた光伝送システムにおいて、
   前記光分波器は、複数のポートを備え、
   これら複数のポートは、ポート間に光信号を通した際の低光損失であるポートの組み合わせと高光損失であるポートの組み合わせとに分類され、
   前記低光損失ポートであるポートの組み合わせに含まれるポートには、他の光伝送システムの他の光分波器が接続された
   ことを特徴とする光伝送システム。
7. 複数のスレーブ装置と一つまたは複数のマスター装置とを相互に接続する光分波器において、
   複数のポートを備え、
   一つのポートから出力された光信号を増幅した後に他のポートに入力する増幅手段を備えた
   ことを特徴とする光分波器。
8. 複数のスレーブ装置と一つまたは複数のマスター装置とを相互に接続する光分波器において、
   複数のポートを備え、
   一つのポートから出力された光信号を増幅および波長変換した後に他のポートに入力する増幅波長変換手段を備えた
   ことを特徴とする光分波器。
9. 複数のスレーブ装置と一つまたは複数のマスター装置とを相互に接続する光分波器において、
   複数のポートを備え、
   前記スレーブ装置のいずれかから入力された特定波長の光信号を複数の前記スレーブ装置にそれぞれ割当てられた波長に変換した後に複数の前記スレーブ装置に向けて反射する反射型波長選択フィルタをいずれかのポートに備えた
   ことを特徴とする光分波器。

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