JP2008219518A - 光通信装置、システム、および光通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光通信装置での制御信号を送受信する手段を共通に１つとし、その制御信号の通信に主信号とは異なる波長を用いることにより、単純な構成にすると共に低コスト化を実現できるようにする。
【解決手段】光通信装置親機内の制御信号処理部は、波長可変光送信部へ制御信号を送信する機能と、波長可変光送信部の出力波長を波長λＣ１、λＣ３、λＣ５…に制御する機能とを有する。また、光受信部ｎから制御信号を受信する機能を有する。波長可変光送信部は、制御信号処理部から送信された電気的な制御信号を、その制御信号処理部から指示された波長λＣ１、λＣ３、λＣ５…の光信号に変換し、光波長分割多重部に送信する機能を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光通信装置間で、送受信しようとするデータである主信号と、その主信号を送受信するための制御信号とを送受信することで通信を行う光通信装置、システム、および光通信制御方法に関する。

従来の波長分割多重光アクセス通信システムの構成の例を図６に示す。
ひとつの光通信装置親機とひとつの光伝送路が接続され、光伝送路は光波長分割多重器で複数に分割され、複数の光通信装置子機が接続される構成である。光通信装置子機１と光通信装置親機では一組の光波長（λＤ１、λｄ２）の光信号を使って制御信号及び主信号の通信を実現している。

また、従来の光波長多重システムとして、光送受信装置（センタ側）が、新設する光送受信装置（ユーザ側）に設定する下り信号光波長および上り信号光波長の波長設定情報を含む制御信号を、各波長の下り信号光に多重化して送信するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の光波長フィルタ装置として、複数の異なる波長の単位入力光信号を含む入力光信号を１つ以上の異なる波長の単位制御光信号を含む制御光信号によって波長選択して透過させることで、単位入力光信号を選択的に透過させるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−１９７４８９号公報 特開平４−２３５５３３号公報

しかしながら、上述した従来の構成では、次のような課題がある。
第１に、各子機および親機間の通信が独立しているため、接続する子機毎に光通信装置親機内に制御信号生成／挿入部が必要となる点である。
第２に、制御信号と主信号を電気的多重する処理が必要となる点である。

また、上述した特許文献１および２のものでは、主信号を送受信するそれぞれの部分に対して、制御信号の送受信手段がそれぞれ必要であり、制御信号の送受信手段を単純な構成にして低コスト化を図ることについてまで考慮されたものではなかった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、光通信装置での制御信号を送受信する手段を共通に１つとし、その制御信号の通信に主信号とは異なる波長を用いることにより、単純な構成にすると共に低コスト化を実現できる光通信装置、システム、および光通信制御方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明に係る光通信装置は、複数の主信号送受信手段と、上記複数の主信号送受信手段における通信制御に用いられる制御信号を該主信号送受信手段それぞれとは異なる波長で送受信する１つの制御信号送受信手段と、を備えたことを特徴とする。

上記制御信号送受信手段は、制御信号を送受信するための処理を行う制御信号処理部と、上記制御信号処理部からの電気的な制御信号を、当該制御信号処理部から指示された波長の光信号に変換して出力する波長可変光送信部と、を備えたことが好ましい。

上記主信号送受信手段は、主信号を送受信するための処理を行う主信号処理部と、上記主信号処理部からの電気的な制御信号を、予め定められた波長の光信号に変換して出力する波長固定光送信部と、を備え、上記制御信号処理部は、上記主信号送受信手段が主信号の通信を開始する旨の制御信号を波長可変光送信部に送信した後、予め定められたタイミングで該主信号送受信手段の波長固定光送信部に対して、当該主信号送受信手段からの主信号の送信許可情報を送信することが好ましい。

上記制御信号送受信手段は、上記主信号送受信手段により主信号を送信する送信先装置に、当該送信先装置用の主信号送信波長および制御信号送信波長の情報を含む制御信号を送信することが好ましい。

また、本発明に係る光通信システムは、上述した本発明に係る光通信装置と、当該光通信装置と光通信可能な複数の光通信装置とが、光波長分割多重手段を介して接続されて構成されたことを特徴とする。

また、本発明に係る光通信制御方法は、通信制御に用いられる制御信号を送受信する１つの制御信号処理部が、主信号の通信を開始する旨の制御信号を、当該制御信号を上記制御信号処理部から指示された波長の光信号に変換して出力する波長可変光送信部に送信した後、予め定められたタイミングで、該主信号を予め定められた波長で光出力する波長固定光送信部に対して、当該主信号の送信許可情報を送信することを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、光通信装置での制御信号を送受信する手段を共通に１つとし、その制御信号の通信に主信号とは異なる波長を用いることにより、単純な構成にできると共に、低コスト化を実現することができる。

次に、本発明に係る光通信装置、システム、および光通信制御方法をに適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
まず、本実施形態の概略について説明する。

本実施形態は、波長分割多重器と波長可変光源を使用した波長分割多重光アクセス通信システムにおいて、主信号通信部の構成を単純なままで制御信号の通信を実現するという特徴を有するものである。

図１において、光通信装置親機（光通信装置）は複数の主信号送受信部とひとつの制御信号送受信部を有する。主信号送受信部１は波長λＤ１の光信号を送信する機能を有し、主信号送受信部２は波長λＤ３の光信号を送信する機能を有し、主信号送受信部３は波長λＤ５の光信号を送信する機能を有する。
制御信号送受信部は波長可変光源を有し波長λＣ１、λＣ３、λＣ５・・・の光信号を送信する機能を有する。

光波長分割多重部は、各光送受信部からの各波長の光信号を波長多重して光伝送路ｍに送信する機能と、光伝送路ｍから受信した光信号を波長分割して波長λＤ２の光信号は主信号送受信部１へ、波長λＤ４の光信号は主信号送受信部２へ、波長λＤ６の光信号は主信号送受信部３へ、波長λＣ２、λＣ４、λＣ６の光信号は制御信号送受信部へ送信する機能とを有する。

光波長分割多重器は光伝送路ｍから受信した光信号を波長分割し波長λＤ１、λＣ１の光信号は光伝送路１へ、波長λＤ３、λＣ３の光信号は光伝送路３へ、波長λＤ５、λＣ５の光信号は光伝送路３へ送信する機能を有する。また、光伝送路２から受信した波長λＤ２、λＣ２の光信号と、光伝送路４から受信した波長λＤ４、λＣ４の光信号と、光伝送路６から受信した波長λＤ６、λＣ６の光信号とを波長多重して光伝送路ｍへ送信する機能を有する。

このような構成によって、光通信装置親機（光通信装置）内の主信号送受信部１と光通信装置子機（送信先装置）１は、波長λＤ１、λＤ２によって主信号の送受信を実現する。また、光通信装置親機内の制御信号送受信部と光通信装置子機１は波長λＣ１、λＣ２によって制御信号の送受信を実現する。

このようにして、波長分割多重光アクセス通信システムにおける光通信装置親機−子機間の通信で、主信号と制御信号とを異なる波長の光信号で実現することを可能とし、親機内の制御信号送受信部を主信号送受信部とは独立に配置でき、主信号処理部の構成を単純なまま制御信号をやりとりすることが可能な波長分割多重光通信を実現する。

図２に、本実施形態としての光通信システムの詳細な構成を示す。
本実施形態における光通信装置親機内の制御信号処理部は、波長可変光送信部へ制御信号を送信する機能と、波長可変光送信部の出力波長を波長λＣ１、λＣ３、λＣ５…に制御する機能とを有する。また、光受信部ｎから制御信号を受信する機能を有する。

波長可変光送信部は、制御信号処理部から送信された電気的な制御信号を、その制御信号処理部から指示された波長λＣ１、λＣ３、λＣ５…の光信号に変換し、光波長分割多重部に送信する機能を有する。
光受信部ｎは、波長分割多重部から受信した波長λＣ２、λＣ４、λＣ６…の光信号を電気信号に変換し制御信号処理部に送信する機能を有する。

主信号処理部１は、主信号を波長固定光送信部に送信する機能と光受信部１から受信した主信号を処理する機能と親機側外部通信路１における主信号を送受信する機能を有する。

波長固定光送信部１は、主信号処理部から受信した電気的な主信号を波長λＤ１の光信号に変換し光波長分割多重部に送信する機能を有する。また制御信号処理部からの指示に基づき光信号の送信を開始／停止する機能を有する。
光受信部１は光波長分割多重部から受信した波長λＤ２の光信号を電気信号に変換し主信号処理部１に送信する機能を有する。

光波長分割多重部は、波長固定光送信部１、２、３…からの波長λＤ１、λＤ３、λＤ５…の光信号と波長可変光送信部からの波長λＣ１、λＣ３、λＣ５…の光信号を波長多重し光伝送路ｍに送信する機能を有する。また、光伝送路ｍから受信した光信号を波長分割し波長λＤ２、λＤ４、λＤ６の光信号を光受信部１、２、３…へ、波長λＣ２、λＣ４、λＣ６・・・の光信号を光受信部ｎへ送信する機能を有する。

光波長分割多重器は光伝送路ｍから受信した光信号を波長分割し光伝送路１、３、５…へ送信する機能を有する。また光伝送路２、４、６…から受信した光信号を波長多重し光伝送路ｍへ送信する機能を有する。

光通信装置子機（送信先装置）１内の光受信部は光伝送路から受信した光信号を電気信号に変換し方路切替部１に送信する機能を有する。
方路切替部１は光受信部から受信した信号を制御信号切替部からの指示に基づき、制御信号処理部側か主信号処理部側か方路を切り替えて信号を送信する機能を有する。

制御信号処理部は方路切替部１から受信した制御信号を受信し解析する機能を有する。また解析結果に基づき送信波長制御部の送信波長を制御する機能を有する。また、制御信号を方路切替部２に送信する機能を有する。また、方路切替部１、２の方路切替を制御する機能を有する。

方路切替部２は制御処理部から受信した信号を制御信号切替部からの指示に基づき、制御信号処理部側か主信号処理部側か方路を切り替えて信号を受信する機能を有する。
主信号処理部は方路切替部１から主信号を受信する機能と方路切替部２に主信号を送信する機能と子機側外部通信路１における主信号を送受信する機能を有する。

波長可変光送信部は方路切替部２から受信した信号を制御信号処理部より指示された波長の光信号に変換し光伝送路２に送信する機能を有する。

図２の構成で子機４台構成とした場合に用いる波長分割多重器の波長特性を図３に示す。波長分割側のポートは複数の波長を透過することが可能なタイプを用いる。

λ１、λ２、λ３・・・は波長間隔λｘで連続する波長である。λ２＝λ１＋２×λｘ、λ３＝λ１＋３×λｘ、λ４＝λ１＋４×λｘ・・・の関係となる。波長分割側の各ポートで見た場合、透過する波長の間隔は８×λｘとなる。

また、図２の光通信装置親機内の光波長分割多重部として使用する光波長分割多重器の波長特性を図４に示す。波長分割側のポートは複数の波長を透過することが可能なタイプを用いる。

λ１、λ２、λ３・・・は波長間隔λｘで連続する波長である。λ２＝λ１＋２×λｘ、λ３＝λ１＋３×λｘ、λ４＝λ１＋４×λｘ・・・の関係となる。波長分割側の各ポートで見た場合、透過する波長の間隔は１０×λｘとなる。

図３、図４に示すような波長特性を持つ光波長分割多重器はＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）などの波長周回特性を持つ素子を利用することによって実現可能である。

図５に、図２の構成で使用する波長の対応表を示す。光通信装置親機の主信号処理部１と光通信装置子機１とが主信号通信を行う場合は、波長λ１、λ２の組合せを使う。光通信装置親機の制御信号処理と光通信装置子機１とが制御信号通信を行う場合は、波長λ９、λ１０の組合せを使うことになる。

このようにして、光通信装置親機および子機間の通信開始時等に光通信装置親機内の制御信号処理部と光通信装置子機内の制御信号処理部との間で、主信号とは異なる波長により制御信号のやりとりができ、主信号処理部の構成を単純なまま制御信号をやりとりすることが可能な波長分割多重光通信を実現している。

次に図２に示す構成で、光通信装置子機１と光通信装置親機との間で主信号の通信が開始されるまでの流れについて説明する。

光通信装置親機内の制御信号処理部は光通信装置子機１用の主信号用送信波長（λＤ２）や制御信号用送信波長（λＣ２）や符号化方式・通信速度などの情報を格納した制御信号を生成し波長可変光送信部に送り、また波長可変光送信部に出力波長がλＣ１となるように指示を与える。波長可変光送信部は、制御信号を波長λＣ１の光信号に変換し、波長分割多重部に送る。

波長分割多重部は、波長λＣ１の制御信号を他の信号と波長多重し光伝送路ｍに送る。光伝送路ｍによって伝送された光信号は光波長分割多重器で波長分割される。波長λＣ１の制御信号は光伝送路１に送られ、光通信装置子機１の光受信部で受信される。

光通信装置子機１の光受信部は受信した光信号を光通信装置子機１の内部形式の制御信号に変換され方路切替部１に送られる。光通信装置子機１の方路切替部１、２は光通信装置親機との間で主信号の通信が確立する前においては方路を制御信号処理部側にしておく。このため制御信号は制御信号処理部に送られる。

光通信装置子機１の制御信号処理部では制御信号を解析し、送信波長や符号化方式・通信速度などの光通信装置親機と主信号の通信を行うために必要な情報を取り出す。そして波長可変光送信部に対して送信波長をλＣ２となるように制御する。
その後、光通信装置子機１の制御信号処理部は制御信号を受信したことを示す制御信号を生成し方路切替部２に送り、波長可変光送信部に送る。

光通信装置子機１の波長可変光送信部は制御信号を波長λＣ２の光信号に変換して光伝送路２に送る。光伝送路２を伝送された制御信号は光波長分割多重器で他の信号と波長多重されて光伝送路ｍに送られ光通信装置親機の光波長分割多重部で受信される。
光波長分割多重部で受信された信号は波長分割され波長λＣ２の制御信号は光受信部ｎに送られる。制御信号は光受信部ｎで光通信装置親機内部形式に変換され制御信号処理部に送られる。制御信号処理部で内容を解析し、光通信装置子機１で制御信号を受信できたことを認識する。

次に制御信号処理部は光通信装置子機１とこれから主信号の通信を開始する旨の情報を格納した制御信号を生成し波長可変光送信部に送り、一方で適当なタイミングで波長固定光送信部１に対して主信号の送信許可を与える。また波長可変光送信部に出力波長がλＣ１となるように指示を与える。

この主信号通信開始を示す制御信号は送信波長情報等の制御信号と同様の経路で光通信装置子機１の制御信号処理部に送られる。この主信号通信開始の制御信号を受信した制御信号処理部は方路切替部１及び２に方路を主信号側に切り替える指示を与えると共に、波長可変光送信部に送信波長λＤ２となるように指示を与える。
これ以降は光通信装置子機１と光通信装置親機において波長λＤ１、λＤ２を使用した主信号の通信が行われる。

なお、光通信装置親機内の制御信号処理部が波長固定光送信部１に主信号の送信許可を与えるタイミングは、適当に待ち時間を設定する方式でも、いったん光通信装置子機１からの制御信号による応答を待つ方式でも良い。

また、光通信装置親機内の制御信号処理部は光通信装置子機２以降について順次制御信号のやりとりを行い、光通信装置子機との主信号通信を確立していく。

ここで、従来の波長分割多重光アクセス通信システムであれば、制御信号をやりとりするためには主信号と制御信号とを電気的に多重した上で波長分割多重通信を行う必要があった。このため、主信号と制御信号とを電気的に多重する部分の開発に時間を要した。また、多重する主信号の数と同じ数の制御信号処理部を要した。

これに対し、上述した本実施形態では、独立した制御信号処理部を有するため、汎用の主信号処理部と組み合わせた設計が容易となり、開発に要する時間を削減することになる。
また、多重装置内で共通の制御信号処理部を有するため、制御信号処理部を多重する主信号の数だけ持つ必要性をなくすことができる。

以上のように、本実施形態によれば、以下に記載するような効果を奏する。
第１の効果は光通信装置親機内にひとつの制御信号処理部をもつ構成であるので、各子機ごとに制御信号処理部を持つ必要がないことである。

第２の効果は主信号と制御信号を独立して生成しているので、主信号と制御信号を電気的に多重する必要がなく各部の回路構成を単純にできることである。

第３の効果は主信号処理部と制御信号処理部が独立しているので、汎用の主信号処理部を流用がし易いことである。

なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。
例えば、本実施形態によれば、光通信装置親機および子機間の通信開始時に限定されず、任意のタイミングで主信号とは異なる波長での制御信号のやりとりができ、波長分割多重器と波長可変送信光源を使用した波長分割多重光アクセス通信における効率のよい制御信号通信方法を提供することができる。

本発明の実施形態としての光通信システムの構成の概略を示すブロック図である。 該システムの詳細な構成を示すブロック図である。 子機４台構成とした場合に用いる波長分割多重器の波長特性例を示す図である。 光通信装置親機内の光波長分割多重器の波長特性を例を示す図である。 図２の構成で使用する波長の対応関係例を示す図である。 従来の波長分割多重光アクセス通信システムの構成例を示すブロック図である。

Claims (6)

1. 複数の主信号送受信手段と、
   前記複数の主信号送受信手段における通信制御に用いられる制御信号を該主信号送受信手段それぞれとは異なる波長で送受信する１つの制御信号送受信手段と、を備えたことを特徴とする光通信装置。
2. 前記制御信号送受信手段は、
   制御信号を送受信するための処理を行う制御信号処理部と、
   前記制御信号処理部からの電気的な制御信号を、当該制御信号処理部から指示された波長の光信号に変換して出力する波長可変光送信部と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
3. 前記主信号送受信手段は、
   主信号を送受信するための処理を行う主信号処理部と、
   前記主信号処理部からの電気的な制御信号を、予め定められた波長の光信号に変換して出力する波長固定光送信部と、を備え、
   前記制御信号処理部は、前記主信号送受信手段が主信号の通信を開始する旨の制御信号を波長可変光送信部に送信した後、予め定められたタイミングで該主信号送受信手段の波長固定光送信部に対して、当該主信号送受信手段からの主信号の送信許可情報を送信することを特徴とする請求項２記載の光通信装置。
4. 前記制御信号送受信手段は、前記主信号送受信手段により主信号を送信する送信先装置に、当該送信先装置用の主信号送信波長および制御信号送信波長の情報を含む制御信号を送信することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の光通信装置。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の光通信装置と、当該光通信装置と光通信可能な複数の光通信装置とが、光波長分割多重手段を介して接続されて構成されたことを特徴とする光通信システム。
6. 通信制御に用いられる制御信号を送受信する１つの制御信号処理部が、主信号の通信を開始する旨の制御信号を、当該制御信号を前記制御信号処理部から指示された波長の光信号に変換して出力する波長可変光送信部に送信した後、予め定められたタイミングで、該主信号を予め定められた波長で光出力する波長固定光送信部に対して、当該主信号の送信許可情報を送信することを特徴とする光通信制御方法。

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