JP2009077364A - 自己回復機能を有するリング型パッシブ光ネットワーク - Google Patents

Abstract

【課題】自己回復機能を有するリング型パッシブ光ネットワークを提供する。
【解決手段】光ファイバーリングと、光回線終端装置（ＯＬＴ）と、複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）を含む自己回復機能を有するリング型パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）を提供する。光ファイバーリングは第一端と第二端を有する。ＯＬＴは第一端と第二端に接続される。ＯＬＴは第一信号を第一端において、又は第一端と第二端において受信し、第二信号を第一端から、又は第一端と第二端から送信する。ＯＮＵのそれぞれは、第三端と第四端を有しており、その両方が光ファイバーリングに接続されている。ＯＮＵのそれぞれは、第二信号を第三端と第四端において受信し、第一信号を第三端と第四端から送信する。ＯＮＵは、光ファイバーリングを介してＯＬＴに接続し、リング型ＰＯＮを形成する。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、全般的にリング型パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）に関し、特に自己回復機能を有するリング型ＰＯＮに関する。

ネットワーク上を伝送されるデータの量はネットワークユーザの増加に伴って増えている。データを電気信号として伝送する従来の通信技術においては、電気信号の帯域幅に制限があるためにネットワーク上で混雑が発生し得る。したがって、ネットワークユーザに多様なネットワークサービスを提供するネットワークサービスプロバイダの多くが光ファイバー通信を採用している。

光ファイバー通信においては、電気信号を用いた無線もしくは有線の通信よりも大きい帯域幅が得られるので、より大容量のデータを伝送することができより良いネットワークサービスの提供が可能となる。現在、光ファイバー通信システムにおいては通常パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）が用いられる。ＰＯＮにおいては受動装置が用いられ交換装置があまり必要でないので、維持が容易であり消費電力量も少ない。ネットワークユーザが高速大容量にてデータの送受信ができるようにするべく、今日、多くの国が光ファイバー通信技術を用いたファイバー・ツー・ザ・ホーム（ＦＦＴＨ）、ファイバー・ツー・ザ・カーブ（ＦＦＴＣ）、及びファイバー・ツー・ザ・ビルディング（ＦＦＴＢ）等のＰＯＮの開発に勤しんでいる。したがって、ＰＯＮは、今日の主要な通信技術の一つとしての役割を担っている。

ＰＯＮのトポロジーは、ツリー型トポロジー（もしくはスター型トポロジーと呼称される）、バス型トポロジー、及びリング型トポロジーに分類することができる。また、ＰＯＮの多重方式には、時分割多重（ＴＤＭ）、波分割多重（ＷＤＭ）、符号分割多重（ＣＤＭ）等がある。現実における必要性と環境にしたがって異なるトポロジーと多重方式のＰＯＮ（たとえば、リング型ＴＤＭ ＰＯＮ、ツリー型ＣＤＭ ＰＯＮ、もしくはバス型ＴＤＭ ＰＯＮ）を構築することができる。

図１Ａは、従来のリング型ＰＯＮ １Ａ＿Ｎｅｔを示す図である。リング型ＰＯＮ １Ａ＿Ｎｅｔには、ｎ個の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）１Ａ＿ＯＮＵ１、１Ａ＿ＯＮＵ２、・・・、１Ａ＿ＯＮＵｎと、光ファイバーリング１Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧ、及び光回線終端装置（ＯＬＴ）１Ａ＿ＯＬＴが含まれる。図１Ａに示すように、光ファイバーリング１Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧの二つの送受信端はＯＬＴ １Ａ＿ＯＬＴに接続され、ＯＮＵ １Ａ＿ＯＮＵ１乃至１Ａ＿ＯＮＵｎは光ファイバーリング１Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧを介してＯＬＴ １Ａ＿ＯＬＴに接続し、リング型ＰＯＮ １Ａ＿Ｎｅｔを形成して互いに通信する。

ＯＬＴ １Ａ＿ＯＬＴは、ダウンストリーム信号（図１Ａにおいて実線矢で示す）を送信し、アップストリーム信号（図１Ａにおいて点線矢で示す）を受信する。ＯＮＵ １Ａ＿ＯＮＵ１乃至１Ａ＿ＯＮＵｎはダウンストリーム信号を受信してアップストリーム信号を送信する。完全な二重機能を達成するべく、アップストリーム信号とダウンストリーム信号は波長が異なる光信号であり、たとえば、アップストリーム信号の波長は１３１０ｎｍであり、ダウンストリーム信号の波長は１４９０ｎｍである。

光ファイバーリング１Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧに障害がなければ、リング型ＰＯＮ １Ａ＿ＮＥＴにおけるＯＬＴ １Ａ＿ＯＬＴとＯＮＵ １Ａ＿ＯＮＵ１乃至１Ａ＿ＯＮＵｎは異なる多重方式（たとえば、ＴＤＭ）を用いて衝突することなく互いに通信することができる。

しかし、光ファイバーリングにおいては何らかの人的エラー（たとえば、火事）もしくは不可抗力（たとえば、地震と台風）により障害が発生し得る。この場合、障害発生箇所以降のＯＮＵはＯＬＴに接続したり互いに通信したりすることができなくなる。図１Ｂは、光ファイバーリング１Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧにおいて障害１Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生した場合のリング型 ＰＯＮ １Ａ＿ＮＥＴを示す図である。図１Ｂに示すように、障害１Ａ＿ＦＡＵＬＴがＯＮＵ １Ａ＿ＯＮＵ３と１Ａ＿ＯＮＵ４において発生したとき、障害１Ａ＿ＦＡＵＬＴの発生箇所以降のＯＮＵ １Ａ＿ＯＮＵ４乃至１Ａ＿ＯＮＵｎはそれ以降ＯＬＴ １Ａ＿ＯＬＴに接続したり互いに通信したりすることができなくなり、したがってＯＮＵ １Ａ＿ＯＮＵ４乃至１Ａ＿ＯＮＵｎからのアップストリーム信号をＯＬＴ １Ａ＿ＯＬＴに送信することができず、また、ＯＬＴ １Ａ＿ＯＬＴからのダウンストリーム信号をＯＮＵ １Ａ＿ＯＮＵ４乃至１Ａ＿ＯＮＵｎに送信することができない。

図１Ｃは、図１ＢにおけるＯＮＵ １Ａ＿ＯＮＵ３の構成と信号を示す図である。ＯＮＵ １Ａ＿ＯＮＵ３には、二方向光結合器（ＣＰＲ）１Ｃ０、送受信機１Ｃ１、及び媒体アクセス制御（ＭＡＣ）インターフェース１Ｃ２が含まれる。二方向光結合器１Ｃ０は、送受信機１Ｃ１に接続される。ＭＡＣインターフェース１Ｃ２は送受信機１Ｃ１を制御してアップストリーム信号を送信させ、ダウンストリーム信号を受信させる。二方向光結合器１Ｃ０は、端ＣＰＲ＿０、ＣＰＲ＿１、及びＣＰＲ＿２を備える１×２二方向光結合器であり、その端ＣＰＲ＿０において受信したダウンストリーム信号をその端ＣＰＲ＿１とＣＰＲ＿２に送り、その端ＣＰＲ＿１とＣＰＲ＿２において受信したアップストリーム信号をその端ＣＰＲ＿０に送る。本例においては、障害１Ａ＿ＦＡＵＬＴがＯＮＵ １Ａ＿ＯＮＵ３と１Ａ＿ＯＮＵ４において発生したので端ＣＰＲ＿１においてはアップストリーム信号が受信されない。

送受信機１Ｃ１は、送信器１Ｃ１０、受信器１Ｃ１１、及び波分割マルチプレクサ１Ｃ１２を含む。波分割マルチプレクサ１Ｃ１２は送信器１Ｃ１０と受信器１Ｃ１１に接続される。送信器１Ｃ１０は波長が１３１０ｎｍのアップストリーム信号を送信し、受信器１Ｃ１１は波長が１４９０ｎｍのダウンストリーム信号を受信し、送信器１Ｃ１０と受信器１Ｃ１１はＭＡＣインターフェース１Ｃ２に制御される。波分割マルチプレクサ１Ｃ１２は受信したダウンストリーム信号を受信器１Ｃ１１に送り、送信器１Ｃ１０から受け取ったアップストリーム信号を二方向光結合器１Ｃ０に送る。

その他のＯＮＵ １Ａ＿ＯＮＵ１、１Ａ＿ＯＮＵ２、及び１Ａ＿ＯＮＵ４乃至１Ａ＿ＯＮＵｎも、ＯＮＵ １Ａ＿ＯＮＵ３と同一の構成を有する。

上記したように、リング型ＰＯＮの光ファイバーリングにおいて障害が発生したとき、障害発生箇所以降のＯＮＵはＯＬＴに接続したり互いに通信したりできなくなる。何らかの人的エラーもしくは不可抗力により障害が発生したとき、障害発生箇所以降の領域がその他の領域との通信をこのリング型ＰＯＮを介してだけしか開設していない場合、及び障害発生箇所以降の領域が緊急事態に陥ったとき、通信が障害しているために復旧作業が遅れる可能性がある。

障害発生箇所以降のＯＮＵがＯＬＴに接続し互いに通信が行えるようにするための自己回復機能を有するリング型ＰＯＮが開発されるべきである。

したがって、本発明は、リング型ＰＯＮの光ファイバーリングにおいて障害が発生したとき、自己回復機能を有するリング型ＰＯＮが事態から自己回復し、障害発生箇所以降の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）が引き続き光回線終端装置（ＯＬＴ）に接続し、互いに通信ができるようにする、自己回復機能を有するリング型パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）に関する。

本発明は、自己回復機能を有するリング型ＰＯＮに適合可能なＯＬＴを提供する。

本発明は、自己回復機能を有するリング型ＰＯＮに適合可能なＯＮＵを提供する。

本発明は、光ファイバーリングと、ＯＬＴと、複数のＯＮＵを含む自己回復機能を有するリング型ＰＯＮを提供する。光ファイバーリングは第一端と第二端を有する。ＯＬＴは第一端と第二端に接続される。ＯＬＴは、第一信号を第一端において、又は第一端と第二端において受信し、第二信号を第一端から、又は第一端と第二端から送信する。ＯＮＵのそれぞれは第三端と第四端を有し、その両方が光ファイバーリングに接続されている。ＯＮＵのそれぞれは、第二信号を第三端と第四端において受信し、第一信号を第三端と第四端から送信する。ＯＮＵは光ファイバーリングを介してＯＬＴに接続し、リング型ＰＯＮを形成する。

本発明は、自己回復機能を有するリング型ＰＯＮに適合可能なＯＬＴを提供する。ＯＬＴは、第一送受信機と光結合器を含む。光結合器は第一送受信機に接続される。第一送受信機は、第二信号を送信し、第一信号を受信する。光結合器は第一送受信端と第二送受信端を有し、第一信号を第一送受信端から、又は第一送受信端と第二送受信端から第一送受信機に送り、第二信号を第一送受信機から第一送受信端に、又は第一送受信端と第二送受信端に送る。

添付の図面は、本発明のさらなる理解を促進するべくここに含まれており、本明細書に取り込みその一部とする。図面は、本発明の実施形態を図示し、本記載とともに本発明の原理を説明する。

図１Ａは、従来のリング型パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）１Ａ＿Ｎｅｔを示す図である。

図１Ｂは、障害が発生したときのリング型ＰＯＮ１Ａ＿ＮＥＴを示す図である。

図１Ｃは、図１Ｂにおける光ネットワークユニット（ＯＮＵ）１Ａ＿ＯＮＵ３の構成と信号を示す図である。

図２Ａは、本発明の実施形態に係る、障害が発生していないときの自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ２Ａ＿ＮＥＴの動作を示す。

図２Ｂは、本発明の実施形態に係る、障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生したときの自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ２Ａ＿ＮＥＴの動作を示す。

図３Ａは、障害が発生していないときの動作状態の光回線終端装置（ＯＬＴ）２Ａ＿ＯＬＴを示す構成図である。

図３Ｂは、障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生したときの動作状態のＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴを示す図である。

図４Ａは、ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３の構成図である。

図４Ｂは、ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３におけるＹ型光分割器４０が端「ａ」からダウンストリーム信号を受信する様子を示す図である。

図４Ｃは、ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３におけるＹ型光分割器４０が端「ｂ」からダウンストリーム信号を受信する様子を示す図である。

図５Ａは、本発明の実施形態に係る、障害５Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生したときの自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ５Ａ＿ＮＥＴを示す図である。

図５Ｂは、自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ５Ａ＿ＮＥＴにおけるダウンストリーム信号のビット誤り率（ＢＥＲ）を示す性能分析図である。

図５Ｃは、自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ５Ａ＿ＮＥＴにおけるアップストリーム信号のＢＥＲを示す性能分析図である。

本発明の本好適実施形態をこれから詳細に説明し、それら実施形態の例を添付の図面に示す。可能である場合はいつでも、同一の参照番号を図面と本記載において同一もしくは類似の要素を参照するときに用いる。

本発明においては、自己回復機能を有するリング型パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）を構築するべく信号の送信と受信の両方を行うことができる優れた光回線終端装置（ＯＬＴ）と複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）を用いる。これにより、リング型ＰＯＮの光ファイバーリングにおいて障害が発生したとき、ＯＬＴが自動的に障害とそのアドレスを検出し、一方向送受信から二方向送受信に切り替えて障害発生箇所以降のＯＮＵが引き続きＯＬＴに接続し互いに通信ができるようにする。

本発明の模範的実施形態によると、ＯＬＴには、第一送受信機と光結合器を制御する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）インターフェースがさらに含まれる。ＭＡＣインターフェースは、さらに、ＯＬＴに接続された光ファイバーリングに障害が発生したかを判定し、受信した第一信号に基づいて障害のアドレスを算出する。光結合器は、第一の二方向光結合器と光スイッチを含む。光スイッチは、第一の二方向光結合器に接続され、ＭＡＣインターフェースに制御される。

図２Ａは、本発明の実施形態に係る、障害が発生していないときの自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ２Ａ＿ＮＥＴの動作を示す。図２Ａに示すように、自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ２Ａ＿ＮＥＴには、ｎ個の光ネットワークユニット２Ａ＿ＯＮＵ１、２Ａ＿ＯＮＵ２、・・・、及び２Ａ＿ＯＮＵｎ、光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧ、及びＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴが含まれる。光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧの二つの端「ａ」と「ｂ」は、ＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴに接続される。ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ１乃至２Ａ＿ＯＮＵｎは、光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧを介してＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴに接続しリング型ＰＯＮ ２Ａ＿ＮＥＴを形成して互いに通信する。

光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧにおいて障害が発生していないとき、ＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴは端「ａ」においてアップストリーム信号（図２Ａにおいて点線矢で示す）を受信し、端「ａ」からダウンストリーム信号（図２Ａにおいて実線矢で示す）を送信する。ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ１乃至２Ａ＿ＯＮＵｎのそれぞれは、その二つの送受信端の両方が光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧに接続されている。ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ１乃至２Ａ＿ＯＮＵｎのそれぞれは、その二つの送受信端においてダウンストリーム信号を受信し、その二つの送受信端からアップストリーム信号を送信する二方向ＯＮＵである。図２Ａにおいては、ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ１乃至２Ａ＿ＯＮＵｎのそれぞれは、その二つの送受信端の一つだけにおいてダウンストリーム信号を受信し、その二つの送受信端の一つだけからアップストリーム信号を送信する。それは、本実施形態においては、ＯＮＵの他方の送受信端はダウンストリーム信号を受信することができず、ＯＮＵの他方の送受信端から送信したアップストリーム信号をＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴが受信することができないからである。

光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧにおいて障害が発生していないとき（図２Ａに示すように）、本発明が提供する自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ２Ａ＿ＮＥＴは従来のリング型ＰＯＮと大変に似通っている。

しかし、人的エラー（たとえば、火事）もしくは不可抗力（たとえば、地震と台風）により光ファイバーリングには障害が発生し得る。光ファイバーリングに障害が発生したとき、本発明が提供する自己回復機能を有するリング型ＰＯＮにおける障害が発生した箇所以降のＯＮＵは、引き続きＯＬＴに接続し互いに通信することができる。

図２Ｂは、本発明の実施形態に係る、障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生したときの自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ２Ａ＿ＮＥＴの動作を示す。光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧにおいて障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生したとき、ＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴは端「ａ」と端「ｂ」においてアップストリーム信号を受信し、端「ａ」と端「ｂ」からダウンストリーム信号を送信する。換言すると、ＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴが障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴを検出すると、ＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴは一方向送受信（ダウンストリーム信号の送信とアップストリーム信号の受信を端「ａ」においてだけ行う）から二方向送受信（ダウンストリーム信号の送信とアップストリーム信号の受信を端「ａ」と端「ｂ」の両方において行う）に切り替える。ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ１乃至２Ａ＿ＯＮＵｎのそれぞれは、その二つの送受信端の両方が光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧに接続されている。ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ１乃至２Ａ＿ＯＮＵｎのそれぞれは、その二つの送受信端においてダウンストリーム信号を受信し、その二つの送受信端からアップストリーム信号を送信する二方向ＯＮＵである。したがって、障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生した箇所以降のＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３乃至２Ａ＿ＯＮＵｎは、引き続きアップストリーム信号の送信を端「ｂ」から行ってＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴに受信させることができ、ＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴは引き続きダウンストリーム信号の送信を端「ｂ」から行ってＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３乃至２Ａ＿ＯＮＵｎに届けることができる。これにより、本発明が提供する自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ２Ａ＿ＮＥＴにおいて、障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生した箇所以降のＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３乃至２Ａ＿ＯＮＵｎは引き続きＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴに接続し、互いに通信することができる。

本発明によると、優秀なＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴと二方向ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ１乃至２Ａ＿ＯＮＵｎを用いて自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ２Ａ＿ＮＥＴを形成する。上記の構成要素と構造に形態と詳細における多様な変更を本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく行ってよいことは理解されよう。

また、完全な二重機能を達成するべくアップストリーム信号とダウンストリーム信号は異なる波長を有する光信号である。たとえば、アップストリーム信号の波長は１３１０ｎｍであり、ダウンストリーム信号の波長は１４９０ｎｍである。さらに、自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ２Ａ＿ＮＥＴにおいてＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴとＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ１乃至２Ａ＿ＯＮＵｎは、たとえば時分割多重（ＴＤＭ）等の様々な多重方式により衝突することなく互いに通信することができる。しかし、上記の実施形態は本発明を限定することを意図しておらず、形態と詳細における多様な変更を以下の請求項に定義する本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく行ってよい。

図３Ａは、障害が発生しない状況にて動作するＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴの構成図であり、図３Ｂは、障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生した状況にて動作するＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴを示す図である。図３Ａに示すように、ＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴには、第一送受信機３１と光結合器３０が含まれる。光結合器３０は、第一送受信機３１に接続される。第一送受信機３１は、ダウンストリーム信号を送信し、アップストリーム信号を受信する。光結合器３０は、端「ａ」から、もしくは端「ａ」と端「ｂ」の両方からアップストリーム信号を受け取ってアップストリーム信号を第一送受信機３１へと送り、第一送受信機３１は第一送受信機３１からダウンストリーム信号を端「ａ」へ、もしくは端「ａ」と端「ｂ」の両方へ送る。図３Ａに示すように、光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧには障害が発生しておらず、したがって光結合器３０はアップストリーム信号を端「ａ」だけから受け取ってアップストリーム信号を第一送受信機３１へと送り、第一送受信機３１はダウンストリーム信号を第一送受信機３１から端「ａ」だけに送る。図３Ｂに示すように、光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧには障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生しており、したがって光結合器３０はアップストリーム信号を端「ａ」と端「ｂ」の両方から受け取ってアップストリーム信号を第一送受信機３１へと送り、第一送受信機３１はダウンストリーム信号を第一送受信機３１から端「ａ」と端「ｂ」の両方に送る。光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧに障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生したとき、光結合器３０によりＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴは一方向送受信から二方向送受信に切り替わることができ、リング型ＰＯＮ ２Ａ＿ＮＥＴにおいて自己回復機能が達成できる。

図３Ａと図３Ｂを再び参照すると、ＯＬＴ ２Ａ＿ＯＬＴには第一送受信機３１と光結合器３０とを制御する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）インターフェース３２がさらに含まれる。ＭＡＣインターフェース３２は、第一送受信機３１を制御して、リング型ＰＯＮ ２Ａ＿ＮＥＴにおいて衝突を発生させないよう多重化（たとえば、ＴＤＭ）を実行させる。さらに、ＭＡＣインターフェース３２は、光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧにおいて障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生しているかを判定し、受信したアップストリーム信号に従って障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴのアドレスを算出する。たとえば、ＭＡＣインターフェース３２は、受信アップストリーム信号の強度もしくは遅延時間に従って障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴのアドレスを算出する。

図３Ａと図３Ｂを再び参照すると、光結合器３０には、二方向光結合器３００と光スイッチ３０１が含まれる。光スイッチ３０１は二方向光結合器３００に接続され、ＭＡＣインターフェース３２に制御される。図３Ａに示すように、光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧに障害が発生していないとき、光スイッチは二方向光結合器３００がダウンストリーム信号を端「ｂ」に送ることとアップストリーム信号を端「ｂ」から受け取ることを防止し、ここでは二方向光結合器３００はアップストリーム信号を端「ａ」だけから受け取り、アップストリーム信号を端「ａ」だけに送る。図３Ｂに示すように、光ファイバーリング２Ａ＿ＦＩＢＥＲ＿ＲＩＮＧに障害２Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生したとき、光スイッチ３０１は二方向光結合器３００がダウンストリーム信号を端「ｂ」に送りアップストリーム信号を端「ｂ」から受け取ることができるようにし、ここでは、二方向光結合器３００はアップストリーム信号を端「ａ」と端「ｂ」から受け取り、アップストリーム信号を端「ａ」と端「ｂ」に送る。本実施形態においては、二方向光受信機３００は１×２二方向光結合器であってよく、光スイッチ３０１は１×２二方向光スイッチであってよいが、本発明はこれに限定されない。

図３Ａと図３Ｂを再び参照すると、第一送受信機３１には、第一送信器３１０、第一受信器３１１、及び波分割マルチプレクサ３１２が含まれる。波分割マルチプレクサ３１２は第一送信器３１０と第一受信器３１１に接続される。第一送信器３１０はダウンストリーム信号を送信するようＭＡＣインターフェース３２に制御される。第一受信器３１１はアップストリーム信号を受信するようＭＡＣインターフェース３２に制御される。波分割マルチプレクサ３１２は、アップストリーム信号を光結合器３０から第一送信器３１０へと送り、ダウンストリーム信号を第一送信器３１０から光結合器３０へと送る。第一送信器３１０は１４９０ｎｍの光信号を送信する直接変調器であってよく、第一受信器３１１は１３１０ｎｍの光信号を受信する光検出器（ＰＤ）であってよい。しかし、第一送信器３１０と第一受信器３１１は本発明において異なる形態において実施してもよい。たとえば、第一送信器３１０は１４９０ｎｍの光信号を送信する外部の変調器であってもよく、第一受信器３１１は１３１０ｎｍの光信号を受信するアバランシェ光検出器（ＡＰＤ）であってもよい。

図４Ａは、ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３の構成図であり、図４ＢはＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３におけるＹ型光分割器４０が端「ａ」からダウンストリーム信号を受信する様子を示す図であり、図４ＣはＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３におけるＹ型光分割器４０が端「ｂ」からダウンストリーム信号を受信する様子を示す図である。図４Ａ乃至４Ｃは、ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３がダウンストリーム信号を受信したときのＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３の構成とその動作だけを示しているが、その他のＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ１、２Ａ＿ＯＮＵ２、２Ａ＿ＯＮＵ４、及び２Ａ＿ＯＮＵｎの構成と動作もＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３と同一である。

図４Ａに示すように、ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３には、第二送受信機４１、二つの送受信端（一方は端「ａ」に通じ、他方は端「ｂ」に通じる）、及びＹ型光分割器４０が含まれる。Ｙ型光分割器４０は第二送受信機４１に接続される。第二送受信機４１はアップストリーム信号を送信し、ダウンストリーム信号を受信する。Ｙ型光分割器４０はその二つの送受信端（図４Ａ乃至４Ｃに示す）からダウンストリーム信号を第二送受信機４１へと送り、アップストリーム信号を第二送受信機４１からＹ型光分割器の二つの端（図４Ａ乃至４Ｃに示す）に送る。図４Ｂに示すように、Ｙ型光分割器４０はその一方の送受信端（端「ａ」に通じる）においてダウンストリーム信号を受け取り、ダウンストリーム信号をその他方の送受信端（端「ｂ」に通じる）に送り、またＹ型光分割器４０はアップストリーム信号をその二つの送受信端に送る。同様に、図４Ｃに示すように、Ｙ型光分割器４０はその一方の送受信端（端「ｂ」に通じる）においてダウンストリーム信号を受け取り、ダウンストリーム信号をその他方の送受信端（端「ａ」に通じる）に送り、またＹ型光分割器４０はアップストリーム信号をその二つの送受信端に送る。Ｙ型光分割器４０には二つの二方向光結合器４００と４０１が含まれており、二方向光結合器４０１は第二送受信機４１と二方向光結合器４００に接続され、二方向光結合器４００はＹ型光分割器４０の二つの送受信端に接続されている。二方向光結合器４００と４０１は１×２二方向光結合器であってよいが、本発明はこれに限定されない。

再び図４Ａ乃至４Ｃを参照すると、ＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３には第二送受信機４１を制御するＭＡＣインターフェース４２がさらに含まれる。第二送受信機４１には、第二送信器４１０、第二受信器４１１、及び波分割マルチプレクサ４１２が含まれる。波分割マルチプレクサ４１２は第二送信器４１０と第二受信器４１１に接続される。第二送信器４１１はアップストリーム信号を送信するようＭＡＣインターフェース４２に制御される。第二受信器４１１はダウンストリーム信号を受信するようＭＡＣインターフェース４２に制御される。波分割マルチプレクサ４１２はダウンストリーム信号をＹ型光分割器４０から第二受信器４１１へと送り、アップストリーム信号を第一送信器４１０からＹ型光分割器４０へと送る。

第二送信器４１０は１３１０ｎｍの光信号を送信する直接変調器であってよく、第二受信器４１１は１４９０ｎｍの光信号を受信するＰＤであってよい。しかし、第二送信器４１０と第二受信器４１１の実施態様は本発明においては限定されない。たとえば、第二送信器４１０は１３１０ｎｍの光信号を送信する外部の変調器であってもよく、第二受信器４１１は１４９０ｎｍの光信号を受信するＡＰＤであってもよい。

図５Ａは、本発明の実施形態に係る障害５Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生したときの自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ５Ａ＿ＮＥＴを示す図であり、図５Ｂは、自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ５Ａ＿ＮＥＴにおけるダウンストリーム信号のビット誤り率（ＢＥＲ）を示す性能分析図であり、図５Ｃは自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ５Ａ＿ＮＥＴにおけるアップストリーム信号のＢＥＲを示す性能分析図である。図５Ａに示すように、自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ５Ａ＿ＮＥＴには四つのＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ１乃至２Ａ＿ＯＮＵ４があり、障害５Ａ＿ＦＡＵＬＴはＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ３とＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ４との間で発生し、ネットワークの伝送速度は１．２５Ｇｂｐｓであり、端「ａ」からＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ４までの距離は２０ｋｍであり、端「ｂ」からＯＮＵ ２Ａ＿ＯＮＵ４までの距離は５ｋｍである。図５Ｂと図５Ｃに示すように、障害５Ａ＿ＦＡＵＬＴが発生した自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ ５Ａ＿ＮＥＴのパワーペナルティーは０．４ｄＢ未満である。

つまり、本発明によると、自己回復機能を有するリング型ＰＯＮの光ファイバーリングにおいて障害が発生しても、障害の発生箇所以降のＯＮＵが引き続きＯＬＴに接続し互いに通信することができ、自己回復機能を有するリング型ＰＯＮが生じるパワーペナルティーは同一ＢＥＲにおいて０．４ｄＢ未満である。

本発明の範囲もしくは趣旨から逸脱することなく本発明の構成に多様な変更と多様化を行うことができることは当業者には理解されよう。上記を考慮すると、本発明の変更と多様化は、以下の請求項とその均等の範囲に存在するのであれば、本発明に包含されることが意図される。

Claims (33)

1. 自己回復機能を有するリング型パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）であって、
   一の第一端と一の第二端を有する一の光ファイバーリングと、
   前記第一端と前記第二端に接続され、該第一端において、又は該第一端と該第二端において一の第一信号を受信し、一の第二信号を該第一端へ、又は該第一端と該第二端へ送信する一の光回線終端装置（ＯＬＴ）と、
   複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）であって、それぞれが、前記光ファイバーリングに接続された一の第三端と一の第四端を有し、前記第二信号を該第三端と該第四端において受信し、前記第一信号を該第三端と該第四端へ送信する複数の光ネットワークユニットと
   を含み、
   前記複数のＯＮＵは、前記光ファイバーリングを介して前記ＯＬＴに接続し、一のリング型ＰＯＮを形成する、
   自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
2. 前記光ファイバーリングにおいて障害が発生していないとき、前記ＯＬＴは前記第一信号を前記第一端において受信し、前記第二信号を前記第一端へ送信し、前記光ファイバーリングにおいて一の障害が発生したとき、前記ＯＬＴは前記第一信号を前記第一端と前記第二端において受信し、前記第二信号を前記第一端と前記第二端へ送信する、
   請求項１に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
3. 前記ＯＬＴは、
   前記第二信号を送信し、前記第一信号を受信する一の第一送受信機と、
   前記第一送受信機に接続され、前記第一信号を前記第一端から、又は前記第一端と前記第二端から受け取って該第一信号を該第一送受信機に送り、前記第二信号を該第一送受信機から前記第一端へ、又は前記第一端と前記第二端へ送る一の光結合器と
   を含む、
   請求項１に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
4. 前記ＯＬＴは、前記第一送受信機と前記光結合器を制御する一の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）インターフェースをさらに含む、
   請求項３に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
5. 前記ＭＡＣインターフェースは、さらに、前記光ファイバーリングにおいて前記障害が発生しているかを判定し、前記第一信号に従って該障害の一のアドレスを算出する、
   請求項４に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
6. 前記光結合器は、
   一の第一の二方向光結合器と、
   前記第一の二方向光結合器に接続され、前記ＭＡＣインターフェースに制御される一の光スイッチと
   を含み、
   前記光ファイバーリングにおいて障害が発生していないとき、前記光スイッチは、前記第一の二方向光結合が前記第二信号を前記第二端に送ることと前記第一信号を前記第二端から受け取ることを阻止して該第一の二方向光結合器が前記第一信号を前記第一端から受け取り、前記第二信号を前記第一端に送るようにし、前記光ファイバーリングにおいて前記障害が発生したとき、前記光スイッチは、前記第一の二方向光結合器が前記第二信号を前記第二端に送ることと前記第一信号を前記第二端から受け取ることができるようにして該第一の二方向光結合器が前記第一信号を前記第一端と前記第二端から受け取り、前記第二信号を前記第一端と前記第二端に送るようにする、
   請求項４に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
7. 前記第一の二方向光結合器は、一の１×２二方向光結合器であり、前記光スイッチは、一の１×２二方向光スイッチである、
   請求項６に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
8. 前記第一送受信機は、
   前記ＭＡＣインターフェースに制御されて前記第二信号を送信する一の第一送信器と、
   前記ＭＡＣインターフェースに制御されて前記第一信号を受信する一の第一受信器と、
   前記第一送信器と前記第一受信器に接続され、前記第一信号を前記光結合器から該第一受信器に送り、前記第二信号を該第一送信器から前記光結合器に送る一の波分割マルチプレクサと
   を含む、
   請求項４に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
9. 前記複数のＯＮＵのそれぞれは、
   前記第一信号を送信し、前記第二信号を受信する一の第二送受信機と、
   前記第二送受信機に接続され、前記第二信号を前記第三端と前記第四端から前記第二送受信機に送り、前記第一信号を前記第二送受信機から前記第三端と前記第四端に送る一のＹ型光分割器と
   を含む、
   請求項１に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
10. 前記Ｙ型光分割器は、
    前記第三端と前記第四端に接続された一の第二の二方向光結合器と、
    前記第二送受信機と前記第二の二方向光結合器に接続された一の第三の二方向光結合器と
    を含む、
    請求項９に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
11. 前記第二の二方向光結合器と前記第三の二方向光結合器は１×２二方向光結合器である、
    請求項１０に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
12. 前記複数のＯＮＵのそれぞれは、前記第二送受信機を制御する一のＭＡＣインターフェースをさらに含む、
    請求項９に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
13. 前記第二送受信機は、
    前記ＭＡＣインターフェースに制御されて前記第一信号を送信する一の第二送信器と
    前記ＭＡＣインターフェースに制御されて前記第二信号を受信する一の第二受信器と、
    前記第二送信器と前記第二受信器に接続され、前記第二信号を前記Ｙ型光分割器から該第二受信器に送り、前記第一信号を該第一送信器から前記Ｙ型光分割器に送る一の波分割マルチプレクサと
    を含む、
    請求項１２に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
14. 一のリング型時分割多重方式（ＴＤＭ）ＰＯＮである、請求項１に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
15. 前記第一信号は一のアップストリーム光信号であり、前記第二信号は一のダウンストリーム光信号である、
    請求項１に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
16. 前記第一信号に従って前記障害の前記アドレスを算出することは、前記第一信号の強度に従って、又は前記第一信号の遅延時間に従って該障害の該アドレスを判定することである、
    請求項１に記載の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮ。
17. 一の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮに適合可能なＯＬＴであって、
    一の第二信号を送信し、一の第一信号を受信する一の第一送受信機と、
    前記第一送受信機に接続され、一の第一送受信端と一の第二送受信端とを有し、前記第一信号を該第一送受信端から、又は該第一送受信端と該第二送受信端から該第一送受信機に送り、前記第二信号を該第一送受信機から該第一送受信端に、又は該第一送受信端と該第二送受信端に送る一の光結合器と
    を含むＯＬＴ。
18. 前記第一送受信機と前記光結合器を制御する一のＭＡＣインターフェースをさらに含む請求項１７に記載のＯＬＴ。
19. 前記ＭＡＣは、さらに、該ＯＬＴに接続された一の光ファイバーリングにおいて一の障害が発生しているかを判定し、前記第一信号に従って該障害の一のアドレスを算出する、
    請求項１８に記載のＯＬＴ。
20. 前記光ファイバーリングにおいて前記障害が発生しているとき、前記第一信号を前記第一送受信端と前記第二送受信端において受信し、前記第二信号を前記第一送受信端と前記第二送受信端へ送信し、前記光ファイバーリングにおいて障害が発生していないとき、前記第一信号を前記第一送受信端において受信し前記第二信号を前記第一送受信端へ送信する請求項１９に記載のＯＬＴ。
21. 前記光結合器は、
    一の第一の二方向光結合器と、
    前記第一の二方向光結合器に接続され、前記ＭＡＣインターフェースに制御される一の光スイッチと
    を含み、
    前記光ファイバーリングにおいて障害が発生していないとき、前記光スイッチは、前記第一の二方向光結合器が前記第二信号を前記第二送受信端に送ることと前記第一信号を前記第二送受信端から受け取ることを阻止して該第一の二方向光結合器が前記第一信号を前記第一送受信端から受け取り、前記第二信号を前記第一送受信端に送るようにし、前記光ファイバーリングにおいて前記障害が発生したとき、前記光スイッチは、前記第一の二方向光結合器が前記第二信号を前記第二送受信端に送ることと前記第一信号を前記第二送受信端から受け取ることができるようにして該第一の二方向光結合器が前記第一信号を前記第一送受信端と前記第二送受信端から受け取り、前記第二信号を前記第一送受信端と前記第二送受信端に送るようにする、
    請求項１９に記載のＯＬＴ。
22. 前記第一の二方向光結合器は一の１×２二方向光結合器であり、前記光スイッチは一の１×２二方向光スイッチである、
    請求項２１に記載のＯＬＴ。
23. 前記第一送受信機は、
    前記ＭＡＣインターフェースに制御されて前記第二信号を送信する一の第一送信器と、
    前記ＭＡＣインターフェースに制御されて前記第一信号を受信する一の第一受信器と、
    前記第一送信器と前記第一受信器に接続され、前記第一信号を前記光結合器から該第一受信器に送り、前記第二信号を該第一送信器から前記光結合器に送る一の波分割マルチプレクサと
    を含む、
    請求項１９に記載のＯＬＴ。
24. 一のリング型ＴＤＭ ＰＯＮにさらに適合可能な請求項１７に記載のＯＬＴ。
25. 前記第一信号は一のアップストリーム光信号であり、前記第二信号は一のダウンストリーム光信号である、
    請求項１７に記載のＯＬＴ。
26. 前記第一信号に従って前記障害の前記アドレスを算出することは、前記第一信号の強度に従って、又は前記第一信号の遅延時間に従って該障害の該アドレスを判定することである、
    請求項１９に記載のＯＬＴ。
27. 一の自己回復機能を有するリング型ＰＯＮに適合可能なＯＮＵであって、
    一の第三送受信端と、
    一の第四送受信端と、
    一の第一信号を送信し、一の第二信号を受信する一の第二送受信機と、
    前記第二送受信機に接続され、前記第二信号を前記第三送受信端と前記第四送受信端から前記第二送受信機に送り、前記第一信号を前記第二送受信機から前記第三送受信端と前記第四送受信端に送る一のＹ型光分割器と
    を含むＯＮＵ。
28. 前記Ｙ型光分割器は、
    前記第三送受信端と前記第四送受信端に接続された一の第二の二方向光結合器と、
    前記第二送受信機と前記第二の二方向光結合器に接続された一の第三の二方向光結合器と
    を含む、
    請求項２７に記載のＯＮＵ。
29. 前記第二の二方向光結合器と前記第三の二方向光結合器は、１×２二方向光結合器である、
    請求項２８に記載のＯＮＵ。
30. 前記第二送受信機を制御する一のＭＡＣインターフェースをさらに含む請求項２７に記載のＯＮＵ。
31. 前記第二送受信機は、
    前記ＭＡＣインターフェースに制御されて前記第一信号を送信する一の第二送信器と、
    前記ＭＡＣインターフェースに制御されて前記第二信号を受信する一の第二受信器と、
    前記第二送信器と前記第二受信器に接続され、前記第二信号を前記Ｙ型光分割器から前記第二受信器に送り、前記第一信号を前記第一送信器から前記Ｙ型光分割器に送る一の波分割マルチプレクサと
    を含む、
    請求項３０に記載のＯＮＵ。
32. 一のリング型ＴＤＭ ＰＯＮにさらに適合可能な請求項２７に記載のＯＮＵ。
33. 前記第一信号は一のアップストリーム光信号であり、前記第二信号は一のダウンストリーム光信号である、
    請求項２７に記載のＯＮＵ。

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