JP2014135618A - 光通信システムの局側装置及び受信方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、加入者装置および局側装置の休眠動作に伴う頻繁な波長切替動作を抑制し、消費エネルギー量の削減および波長切替動作に伴う通信帯域への影響や機器の劣化による使用可能期間への影響の低減の同時実現を目的とする。
【解決手段】本発明は、ONUからOLTへ送信する上り信号の通信要求量に応じて光受信機が受信する上り信号の波長帯域幅をLCの波長・帯域幅可変フィルタで可変する。
【選択図】図1
【解決手段】本発明は、ONUからOLTへ送信する上り信号の通信要求量に応じて光受信機が受信する上り信号の波長帯域幅をLCの波長・帯域幅可変フィルタで可変する。
【選択図】図1
Description
本発明は、時分割多重(TDM:Time Division Multiplexing)及び波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)を効果的に組み合わせたPON(Passive Optical Network)に関する。
光アクセスネットワークにおける伝送容量の大容量化、省エネ化及び経済化の要求が高まる中、それを実現する手段として、PONの研究および実用化が進められている。PONとは、光受動素子(光分岐結合器や光合分波器)を用いて局側装置及び伝送路の一部を複数ユーザで共有することにより、経済化を図る光通信システムである。
現在、日本では主に、1Gbpsの回線容量を最大32ユーザによって分割し共有する経済的なGE−PONが導入されている。GE−PONでは、同一波長の光信号を各ユーザごとに時分割で送受信を行う方式であるTDM−PONを採用している。しかしながら、近年の通信量の増加に伴い、より大容量の通信回線をというニーズに対応するため、将来の光アクセスシステムでは、WDM/TDM−PON方式の採用が検討され研究がなされている。
方式および構成としては以下である。PONでは、例えば光受動素子によって分岐された伝送線路の複数のブランチそれぞれに対し、複数のユーザを収容する。WDM/TDM−PONでは、例えばこの各ブランチに属するユーザに対し、ブランチごとにそれぞれ別々の送受信波長を割り当て、通信を行う波長多重分割を行う。この時、同一のブランチに属する複数のユーザに対しては、同一の波長を持つため、各ユーザに対し、通信する時間帯域を割り当て、時分割多重を行う。
以上のように、WDM/TDM−PON方式では、関連技術の時分割多重だけでなく、波長に関しても分割多重化を行うことで、大容量化を実現するものである。
しかしながら、上記の構成例において、ユーザ宅に設置される加入者装置は、属するブランチによって送受信信号波長が制限されることから、使用する送受信波長ごとに別の光送信機を用いた加入者装置が必要であり、製造する加入者装置の種類が増え、コストが増加するという課題が挙げられる。また、局側装置内の各光受信機はそれぞれ、波長多重化された光信号を透過波長が固定である波長フィルタや光合分波器等により濾波し、単一の波長を有する光信号を選択的に受光する。そのため、使用する波長数に応じた複数の光受信機が常時必要となり、消費エネルギーの増大や故障時の冗長性の課題も残る。
これらの課題を解決するWDM/TDM−PONの構成として、局側装置もしくは加入者装置に対し、波長可変性を持つ光送受信機を有する構成の波長可変型WDM/TDM−PONの報告がされており、注目が集められている(例えば、非特許文献1及び非特許文献2参照。)。
波長可変型WDM/TDMでは、例えば、加入者装置の光送信機に波長可変性を持たせることで、送信波長が特定波長によらなくなり、加入者装置のカラーレス化が可能となる。また、加入者装置および局側装置に波長可変性を持たせることで、送信要求量が少ない場合において、波長割り当てにより、LC(LineCard:局側装置内の光送受信機スロット)の休眠動作が可能になるなど、省エネ化および機器の冗長化が可能であり、種々の利点が存在する。
玉置 真也、中村 浩崇、木村 俊二、吉本 直人、"波長可変型WDM/TDM−PONにおけるサービスクラスに応じた公平な帯域分配方法の提案"、2012年電子情報通信学会総合大会、B−8−17、2012年3月
中村 浩崇、玉置 真也、原 一貴、木村 俊二、葉玉 寿弥"1×nAWGを用いた波長可変型WDM/TDM−PONの上り信号評価"、2011年電子情報通信学会総合大会、B−10−74、2011年3月
非特許文献1に記載されるWDM/TDM−PONでは、例えば図18に示すように波長可変性を持つ光送受信機21、22を有する一又は複数の加入者装置20と、送信波長が固定である光送信機11及び透過波長が固定である波長フィルタ13及び光受信機12を有する複数のLC(Line Card)14を有する局側装置10があり、加入者装置20と局側装置10間の伝送線路の各ノードは、光分岐結合器51によって構成される。以下の説明では、局側装置10から加入者装置20へ伝送される光信号を下り信号とし、加入者装置20から局側装置10へ伝送される光信号を上り信号とする。
この構成において、各加入者装置20から送信された上り信号は、局外に設置された光分岐結合器51によって合波され、伝送線路上を伝搬後、局内に設置された光分岐結合器51によって分岐され、各LC14に均等に伝送される。各LC14はそれぞれ単一の波長の光信号のみ受信するよう、透過波長が固定の波長フィルタ13を有する。
この構成での上り方向の通信における運用は例えば以下の通りである。運用例を図19および図20に示す。複数の加入者装置20からの上り信号の送信要求が多い状況においては、加入者装置20の光送信機21の送信する上り信号に別々の波長帯域を割り当て、局側装置10において複数のLC14すなわち光受信機12を用いて受信することで、光送信機21各々の通信帯域を確保する。また、送信要求が少ない状況においては、光送信機21の送信する上り信号に対し、それぞれ単一の波長を割り当て、局側装置10において単一のLC14すなわち光受信機12aを用いて上り信号を受信し、他のLC14を休眠状態とする。これにより、局側装置10の省エネ化および長寿命化が期待される。この時、上り信号の送信要求が多い状況から、送信要求が少ない状況に遷移する場合、局側装置10の休眠動作に伴い、複数の加入者装置20に対して動的な送信波長の変更動作を行う必要がある。
しかしながら、加入者装置20に搭載可能な送信波長可変レーザは、コストおよび波長間隔の観点から、構成が限られ、送信波長変更に対する応答速度が低いものとなる事が想定される。そのため、変更動作に伴う待機時間による通信帯域への影響や、頻繁な送信波長変更動作に伴う装置の劣化による使用可能期間への影響が課題となる。
非特許文献2に記載されるWDM/TDM−PONでは、例えば図21に示すように、送受信波長が固定である光送受信機21、22を有する一または複数の加入者装置20と、波長可変性を持つ光送信機11および透過中心波長に可変性を持つ波長可変フィルタ13−1および光受信機12を有する複数のLC14より構成される局側装置10と、加入者装置20と局側装置10との間を結ぶ伝送線路上に、複数の光分岐結合器51および光合分波器52を備える構成となっている。この構成において、各加入者装置20から送信された上り信号は、光合分波器52によって合波された後、局内に設置された光分岐結合器51によって分岐され、各LC14に均等に伝送される。
光合分波器52を用いる構成上、各加入者装置20は接続された光合分波器52のポートに対応する波長の光信号を送受信する。各LC14は透過中心波長が可変である波長可変フィルタ13−1によって上り信号を濾波し、選択的に上り信号を受信する。
この構成での上り方向の通信における運用は例えば以下の通りである。運用例を図22にしめす。この構成は、LC14の持つ波長可変フィルタ13−1により、LC14各々の受信する波長を動的に切り替え、選択的に上り信号を受信することを特徴とする。加入者装置20からの送信要求が少ない場合においては、各加入者装置20が時分割多重にて送信する複数波長の上り信号に対し、波長可変フィルタ13−1の透過波長を動的に変更することで、単一の光受信機12aで上り信号の受信を行う。この時、他のLC14は非特許文献1の場合と同様に休眠状態とすることができるため、省エネ化および長寿命化が期待される。
しかしながら本構成では、図22に示すように休眠動作に伴い、各波長の信号間隔において波長可変フィルタ13−1の高速な切替動作が頻繁に行われる。この時、信号間隔に対し波長可変フィルタ13−1が十分な応答速度を持てない場合、フィルタ波長切替時間による通信帯域への影響が生じる。また、長期間にわたる運用を行う上で、頻繁な波長切替動作による装置の劣化による使用可能期間への影響といった点が課題として残る。
本発明は、時分割多重及び波長分割多重を効果的に組み合わせたPONにおいて、加入者装置および局側装置の休眠動作に伴う頻繁な波長切替動作を抑制し、休眠動作による消費エネルギー量の削減および波長切替動作に伴う通信帯域への影響や機器の劣化による使用可能期間への影響の低減の同時実現を目的とする。
本発明は、ONUからOLTへ送信する上り信号の通信要求量に応じてOLTの光受信機が受信する上り信号の波長帯域幅を、LCにおける透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御の可能な波長及び帯域幅可変フィルタで可変する。
具体的には、本発明の局側装置は、
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置を結ぶ伝送線路上の一又は複数の分岐点において、前記光信号を合波する光分岐結合器と、
前記光分岐結合器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、前記各加入者装置の通信要求量に応じた、前記波長フィルタの透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御を行うこと
を特徴とする。
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置を結ぶ伝送線路上の一又は複数の分岐点において、前記光信号を合波する光分岐結合器と、
前記光分岐結合器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、前記各加入者装置の通信要求量に応じた、前記波長フィルタの透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御を行うこと
を特徴とする。
具体的には、本発明の光通信システムの局側装置の受信方法は、
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置を結ぶ伝送線路上の一又は複数の分岐点において、前記光信号を合波する光分岐結合器と、
前記光分岐結合器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置の受信方法であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置からの光信号を受信するに際し、前記各加入者装置の通信要求量に応じた、前記波長フィルタの透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御を行う波長および帯域幅可変手順を有すること
を特徴とする。
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置を結ぶ伝送線路上の一又は複数の分岐点において、前記光信号を合波する光分岐結合器と、
前記光分岐結合器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置の受信方法であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置からの光信号を受信するに際し、前記各加入者装置の通信要求量に応じた、前記波長フィルタの透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御を行う波長および帯域幅可変手順を有すること
を特徴とする。
具体的には、本発明の局側装置は、
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置の前記LCを結ぶ伝送線路上において、前記光信号を合波する光合分波器と、
前記光合分波器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置であって、
前記波長及び帯域可変フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置の通信要求に応じて透過帯域特性を動的に制御すること、
を特徴とする。
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置の前記LCを結ぶ伝送線路上において、前記光信号を合波する光合分波器と、
前記光合分波器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置であって、
前記波長及び帯域可変フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置の通信要求に応じて透過帯域特性を動的に制御すること、
を特徴とする。
具体的には、本発明の光通信システムの局側装置の受信方法は、
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置の前記LCを結ぶ伝送線路上において、前記光信号を合波する光合分波器と、
前記光合分波器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置の受信方法であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置からの光信号を受信するに際し、各加入者装置の通信要求に応じて透過帯域特性を動的に制御する波長および帯域幅可変手順を有こと、
を特徴とする。
複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置の前記LCを結ぶ伝送線路上において、前記光信号を合波する光合分波器と、
前記光合分波器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置の受信方法であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置からの光信号を受信するに際し、各加入者装置の通信要求に応じて透過帯域特性を動的に制御する波長および帯域幅可変手順を有こと、
を特徴とする。
本発明の局側装置では、
前記局側装置の有する前記波長フィルタが、
阻止帯域幅および阻止中心波長が可変である一又は複数の帯域阻止フィルタであってもよい。
前記局側装置の有する前記波長フィルタが、
阻止帯域幅および阻止中心波長が可変である一又は複数の帯域阻止フィルタであってもよい。
本発明の局側装置では、
前記局側装置の有する前記波長フィルタが、
透過中心波長および透過帯域幅が可変である帯域通過フィルタと
阻止帯域幅および阻止中心波長が可変である一又は複数の帯域阻止フィルタによって構成されていてもよい。
前記局側装置の有する前記波長フィルタが、
透過中心波長および透過帯域幅が可変である帯域通過フィルタと
阻止帯域幅および阻止中心波長が可変である一又は複数の帯域阻止フィルタによって構成されていてもよい。
本発明の局側装置では、
上り信号の通信要求があった加入者装置に対し、上り信号の局側装置への到着時刻が異なるように、上り信号の時分割制御を行う上り信号制御機能をさらに有し、
前記波長フィルタは、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、前記光受信機の受信する上り信号の波長帯域幅を切り替え、
当該波長フィルタの後段に配置される光受信機は、上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、いずれかの加入者装置からの上り信号を受信してもよい。
上り信号の通信要求があった加入者装置に対し、上り信号の局側装置への到着時刻が異なるように、上り信号の時分割制御を行う上り信号制御機能をさらに有し、
前記波長フィルタは、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、前記光受信機の受信する上り信号の波長帯域幅を切り替え、
当該波長フィルタの後段に配置される光受信機は、上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、いずれかの加入者装置からの上り信号を受信してもよい。
本発明の局側装置では、
前記上り信号制御機能は、上り信号の通信要求量が予め定められたデータ量を超える加入者装置に対し、他の加入者装置からの上り信号の局側装置への到着時刻が重なるようにタイミングを制御し、
到着時刻が重なる上り信号の数の前記波長フィルタは、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、光受信機の受信する上り信号の波長帯域幅を切り替え、
当該波長フィルタの後段に配置される光受信機は、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、いずれかの加入者装置からの上り信号を受信してもよい。
前記上り信号制御機能は、上り信号の通信要求量が予め定められたデータ量を超える加入者装置に対し、他の加入者装置からの上り信号の局側装置への到着時刻が重なるようにタイミングを制御し、
到着時刻が重なる上り信号の数の前記波長フィルタは、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、光受信機の受信する上り信号の波長帯域幅を切り替え、
当該波長フィルタの後段に配置される光受信機は、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、いずれかの加入者装置からの上り信号を受信してもよい。
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
本発明によれば、帯域幅の変調は透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御の可能な波長フィルタを用いて複数のONUからの上り信号を共通のLCで受信するため、加入者装置から送信する異なる波長の上り信号の局側装置が受信するための頻繁な波長切替動作を抑制し、消費エネルギー量の削減及び波長切替動作に伴う通信帯域への影響や機器の劣化による使用可能期間への影響の低減を実現することができる。
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
本実施形態に係る光通信システムは、局側装置(OLT)と複数の加入者装置(ONU)がWDM/TDM−PONで接続されている。局側装置10は複数のLC14及び上り信号制御機能(不図示)を備える。各LC14は、波長・帯域幅可変フィルタ13−2と、光受信機12を備える。本実施形態に係る局側装置の受信方法は、波長および帯域幅可変手順を有する。波長および帯域幅可変手順において、ONU20からの上り信号を複数の光受信機12を用いて受信するに際し、各ONU20の送信要求量に応じて波長・帯域幅可変フィルタ13−2の透過帯域特性を動的に制御する。
以下の説明では、局側装置10から加入者装置20へ伝送される光信号を下り信号とし、加入者装置20から局側装置10へ伝送される光信号を上り信号とする。
図1は本発明の光通信システムを示す概念図である。本発明の光通信システムは、局側装置(OLT)10、加入者装置(ONU)20、光合分岐部54、光分岐結合器51、光ファイバ伝送線路から構成される。局側装置10は光送信機11、光受信機12及び波長・帯域幅可変フィルタ13−2を有する複数のLC14から構成される。LC14はそれぞれ光ファイバを通じて光合分岐部54に接続される。
光合分岐部54は、上り方向の通信において、伝送線路上を伝搬してきた各加入者装置10からの上り信号を合波し、合波された前記上り信号を各LC14に対して均等に分岐させる機能を持つ。図1において、光合分岐部54が局外装置として設置時の構成を記載したが、光合分岐部54は局内もしくは局外に設置される。以上の構成は下記の各実施形態において共通である。
(第一の実施形態)
本発明の第一の実施形態では、図2および図3に示すように光合分岐部54として光分岐結合器51を用いる構成において、波長・帯域幅可変フィルタ13−2が例えば図6(a)に示すような透過中心波長λpおよび透過帯域幅Δpが可変である可変帯域通過フィルタ13−3である。この時、λpおよびΔpは各々独立に設定できるものとする。
本発明の第一の実施形態では、図2および図3に示すように光合分岐部54として光分岐結合器51を用いる構成において、波長・帯域幅可変フィルタ13−2が例えば図6(a)に示すような透過中心波長λpおよび透過帯域幅Δpが可変である可変帯域通過フィルタ13−3である。この時、λpおよびΔpは各々独立に設定できるものとする。
本発明の第一の実施形態における、上り方向の通信について説明を行う。加入者装置20の光送信機21は、複数の波長のうち単一の波長を有する上り信号を一の時刻において送信する。各加入者装置20から送信された光信号は、光分岐結合器51によって合波および分波され、局側装置10内にある各LC14に均等に伝送される。局側装置10の上り信号制御機能は、各LC14に対してそれぞれ受信光信号波長および受信時間を動的に割り当て、各LC14は、割り当てられた受信光信号波長および受信時間に従って、可変帯域通過フィルタ13−3を制御し、濾波された上り信号を光受信機12によって受信する。
下り方向の通信について説明を行う。下り信号に関しては、関連技術の構成(例えば、非特許文献1参照。)と同様の運用を行う。その為、本明細書での詳細の説明は割愛する。ここで、第一の実施形態では、上り方向の通信を行う場合において、例えば以下のように各LC14の持つ波長・帯域幅可変フィルタ13−2の透過周波数帯域の動的な制御を行う。
図8および図9は本発明の第一の実施形態における、各通信状況における運用例を示す。図8および図9中における各光送信機21の上り信号波長配置は図7に記載の波長配置と対応する。図8に各加入者装置20からの送信要求が少ない場合における運用例を示す。各加入者装置20の持つ光送信機A〜Cは、複数の波長のうち各々別個の単一の波長(λ1,λ2,λ3)を有する上り信号の送信タイミングを制御し、一の時刻において信号が重ならないように時分割で上り信号の送信を行う。
このλ1,λ2,λ3の波長を有する上り信号を、λ1,λ2,λ3の波長を透過するよう透過帯域幅Δpおよび透過中心波長λpを設定した可変帯域通過フィルタ13−3aを通し、光受信機aで受信する。その為、時刻t2’’およびt3’’において、可変帯域通過フィルタ13−3aの透過波長の切替の必要性はない。またこの時、光受信機b〜nを有する他のLC14は休眠状態にある。以上に示すように、加入者装置20からの送信要求が少ない場合においては、可変帯域通過フィルタ13−3b、13−3cの透過特性を変更し、LC14の休眠動作を行う。また、加入者装置10からの送信要求が多い場合においては、複数のLC14を用いた運用を行う。
図9は加入者装置10からの送信要求量が増加した状況下において、複数のLC14を用いた場合における運用例を示す。図中における光送信機Cを有する加入者装置10の送信要求が多い場合において、例えば、光送信機Aは時刻t1からt2にかけて波長λ1の上り信号を、光送信機Bは時刻t2からt3にかけて波長λ2の上り信号を、光送信機Cは時刻t1からt3にかけて波長λ3の上り信号を送信するという時分割波長割り当てを局側装置10の上り信号制御機能が行う。そのため、複数の波長が多重化された上り信号がOLT10側に送信される。
前記多重化された上り信号に対し、局側装置10の上り信号制御機能は、光受信機aに光送信機A,Bより送信された波長λ1,λ2の上り信号を割り当て、透過帯域にλ1,λ2を有し、λ3を遮断するよう可変帯域通過フィルタ13−3aの透過帯域幅Δpおよび中心波長λpの設定を行う。同時に、局側装置10の上り信号制御機能は、光受信機bに光送信機Cより送信された波長λ3の上り信号を割り当て、透過帯域にλ3のみを有し、他の波長の信号を遮断するよう可変帯域通過フィルタ13−3bの透過帯域幅Δpおよび透過中心波長λpの設定を行う。設定の一例として、例えば光受信機aの可変帯域通過フィルタ13−3aに対しては、透過中心波長λpを(λ1+λ2)/2とし、透過帯域幅ΔpをΔs/2<Δp<Δsとする。光受信機bの可変帯域通過フィルタ13−3bに対しては、透過中心波長λpをλ3とし、透過帯域幅ΔpをΔp<Δsとする。
これにより光受信機aは時刻t1’’’からt2’’’にかけて波長λ1の上り信号を、時刻t2’’’〜t3’’’にかけては波長λ2の上り信号を受信する。光受信機bは時刻t1’’’からt3’’’にかけて波長λ3の上り信号を受信する。この時、時刻t2’’において光受信機aに接続された可変帯域通過フィルタ13−3aの透過波長の切替の必要性はない。この時光受信機c〜nを有するLC14は休眠状態にある。
このように、透過中心波長λpおよび透過帯域幅Δpが可変である可変帯域通過フィルタ13−3を備える事により、頻繁な波長切替動作なしに複数波長を有する上り信号を単一のLC14で選択的に受信することが可能となる。
非特許文献2で報告された構成では、異なる波長を有する上り信号に対し、単一の光受信機で受信する場合、各波長を受信するタイミングに合わせて、波長フィルタ13の透過波長を高速で切替えなければならないという課題が存在した。その為、LC14の休眠動作時に波長可変フィルタ13−1の頻繁な切替動作が生じていた。
しかしながら本実施形態によれば、透過帯域幅に可変性を持たせることで、複数の波長を有する上り信号を単一のLC14で選択的に受信することが可能となるため、各加入者装置20の通信量や全体の通信状況により柔軟に対応することができ、また頻繁な波長切替動作を抑制する事が可能となる。その為、休眠動作による通信システムの省エネ化と同時に機器の長寿命化が期待される。
また、頻繁な波長切替動作なしに複数波長を有する上り信号を単一のLC14で選択的に受信することが可能となるため、非特許文献1で課題となっていた、光合分波器52に光分岐結合器51を用いた構成において、複数の加入者装置20全体の送信要求が多い状況から送信要求が少ない状況に遷移する場合における、LC14の休眠動作に伴う複数のONU20の送信波長切替動作を抑制することができる。以上のことから、本発明は、LC14の休眠に伴う局側装置10および複数の加入者装置20の頻繁な波長切替動作の抑制に関する課題を解決するものであり、本発明に係る光通信システムは大容量化および経済化が要求される光通信システムに適用することができる。
(第二の実施形態)
本発明の第二の実施形態では、図2および図3に示すように光合分岐部54として光分岐結合器51を用いる構成において、例えば波長・帯域幅可変フィルタ13−2として図6(b)に示すような阻止中心波長λeおよび阻止帯域幅Δeが可変である可変帯域阻止フィルタ13−4を用いた構成である。この時、λeおよびΔeは各々独立に設定できるものとする。
本発明の第二の実施形態では、図2および図3に示すように光合分岐部54として光分岐結合器51を用いる構成において、例えば波長・帯域幅可変フィルタ13−2として図6(b)に示すような阻止中心波長λeおよび阻止帯域幅Δeが可変である可変帯域阻止フィルタ13−4を用いた構成である。この時、λeおよびΔeは各々独立に設定できるものとする。
本発明の第二の実施形態における、上り方向の通信について説明を行う。加入者装置20の光送信機21は、複数の波長のうち単一の波長を有する上り信号を一の時刻において送信する。各加入者装置20から送信された光信号は、光分岐結合器51によって合波および分波され、局側装置10内にある各LC14に均等に伝送される。局側装置10の上り信号制御機能は、各LC14に対して、受信光信号波長および受信時間をそれぞれ動的に割り当て、各LC14は割り当てられた受信光信号波長および受信時間に従って、可変帯域阻止フィルタ13−4を制御し、濾波された上り信号を光受信機12によって受信する。
下り方向の通信について説明を行う。下り信号に関しては、関連技術の構成(例えば、非特許文献1参照。)と同様の運用を行う。その為、本明細書での詳細の説明は割愛する。第二の実施形態では、上り方向の通信を行う場合において、例えば以下のように各LC14の持つ可変帯域阻止フィルタ13−4の透過周波数帯域の動的な制御を行う。
図10および図11は第二の実施形態における、各通信状況における運用例を示す。図10および図11中における各光送信機21の上り信号波長配置は図7に記載の波長配置と対応する。図10は各加入者装置20からの送信要求が少ない場合における運用例を示す。各加入者装置20の持つ光送信機AからCは、複数の波長のうち各々別個の単一の波長(λ1,λ2,λ3)を有する上り信号の送信タイミングを制御し、一の時刻において異なる波長の上り信号が重ならないように時分割で上り信号の送信を行う。
このλ1,λ2,λ3の波長を有する上り信号を、λ1,λ2,λ3の波長を透過するよう阻止帯域幅Δeおよび阻止中心波長λeを設定した可変帯域阻止フィルタ13−4aを通し、光受信機aで受信する。可変帯域阻止フィルタ13−4aの設定としては、例えばλe<<λ1とし、Δeを限りなく狭く設定し、上り信号として使用する周波数帯域全てを透過可能とすることで実現される。その為、時刻t2’’およびt3’’において、可変帯域通過フィルタ13−4aの透過波長の切替の必要性はない。またこの時、光受信機b〜nを有する他のLC14は休眠状態にある。また、加入者装置20からの送信要求が多い場合においては、複数のLC14を用いた運用を行う。
図11は加入者装置20からの送信要求量が増加した状況下において、複数のLC14を用いた場合における運用例を示す。図中における光送信機Cを有する加入者装置20の送信要求が多い場合において、例えば、光送信機Aは時刻t1からt2にかけて波長λ1の上り信号を、光送信機Bは時刻t2からt3にかけて波長λ2の上り信号を、光送信機Cは時刻t1からt3にかけて波長λ3の上り信号を送信するという時分割波長割り当てを局側装置10の上り信号制御機能が行う。そのため、複数の波長が多重化された上り信号がOLT側10に送信される。
前記多重化された上り信号に対し、局側装置10の上り信号制御機能は、光受信機aに光送信機A,Bより送信された波長λ1,λ2の上り信号を割り当て、透過帯域にλ1,λ2を有し、λ3を遮断するよう可変帯域阻止フィルタ13−4aの阻止帯域幅Δeおよび阻止中心波長λeの設定を行う。同時に、局側装置10の上り信号制御機能は、光受信機bに光送信機Cより送信された波長λ3の上り信号を割り当て、透過帯域にλ3のみを有し、他の波長の信号を遮断するよう可変帯域阻止フィルタ13−4bの阻止帯域幅Δeおよび阻止中心波長λeの設定を行う。
設定の一例として、例えば、光受信機aの可変帯域阻止フィルタ13−4aに対しては阻止中心波長λeをλ3とし、阻止帯域幅ΔeをΔe<Δsとする。光受信機bの可変帯域阻止フィルタ13−4bに対しては阻止中心波長λeを(λ1+λ2)/2とし、阻止帯域幅ΔeをΔs/2<Δe<Δsとする。これにより光受信機aは時刻t1’’’からt2’’’にかけて波長λ1の上り信号を、時刻t2’’’〜t3’’’にかけては波長λ2の上り信号を受信する。光受信機bは時刻t1’’’からt3’’’にかけて波長λ3の上り信号を受信する。時刻t2’’において光受信機aに接続された可変帯域阻止フィルタ13−4aの透過波長の切替の必要性はない。光受信機c〜nを有するLC14は休眠状態にある。
第二の実施形態では、前記の実施形態と同様に、複数の波長を有する上り信号を単一のLC14で選択的に受信することが可能であるため、局側装置10のLC14の休眠に伴う、局側装置10および複数の加入者装置20の頻繁な波長切替動作の抑制に関する課題を解決するものであり、本発明に係る光通信システムは、大容量化および経済化が要求される光通信システムに適用することができる。また、第二の実施形態の変形例として、複数の可変帯域阻止フィルタ13−4を用いる構成も挙げられる。この変形例においては、波長選択性が高まることから、より粒度の高い制御が可能となる。
(第三の実施形態)
本発明の第三の実施形態では、図2および図3に示すように光合分岐部54として光分岐結合器51を用いる構成において、例えば波長・帯域幅可変フィルタ13−2として図6(a)および図6(b)に示すような、透過中心波長λpおよび透過帯域幅Δpが可変である可変帯域通過フィルタ13−3および、阻止中心波長λeおよび阻止帯域幅Δeが可変である可変帯域阻止フィルタ13−4を組み合わせた波長フィルタを用いる構成である。この時、λp,λe,ΔpおよびΔeは各々独立に設定できるものとする。
本発明の第三の実施形態では、図2および図3に示すように光合分岐部54として光分岐結合器51を用いる構成において、例えば波長・帯域幅可変フィルタ13−2として図6(a)および図6(b)に示すような、透過中心波長λpおよび透過帯域幅Δpが可変である可変帯域通過フィルタ13−3および、阻止中心波長λeおよび阻止帯域幅Δeが可変である可変帯域阻止フィルタ13−4を組み合わせた波長フィルタを用いる構成である。この時、λp,λe,ΔpおよびΔeは各々独立に設定できるものとする。
本発明の第三の実施形態における、上り方向の通信について説明を行う。加入者装置20の光送信機21は、複数の波長のうち単一の波長を有する上り信号を一の時刻において送信する。各加入者装置20から送信された光信号は、光分岐結合器51によって合波および分波され、局側装置10内にある各LC14に均等に伝送される。局側装置10の上り信号制御機能は、各LC14に対して受信光信号波長および受信時間をそれぞれ動的に割り当て、各LC14は割り当てられた受信光信号波長および受信時間に従って、可変帯域通過フィルタ13−3及び可変帯域阻止フィルタ13−4を制御し、濾波された上り信号を光受信機12によって受信する。
下り方向の通信について説明を行う。下り信号に関しては、関連技術の構成(例えば、非特許文献1参照。)と同様の運用を行う。その為、本明細書での詳細の説明は割愛する。
第三の実施形態では、上り方向の通信を行う場合において、例えば以下のように各LC14の持つ可変帯域通過フィルタ13−3及び可変帯域阻止フィルタ13−4の透過周波数帯域の動的な制御を行う。
加入者装置20からの送信要求が少ない場合においては、前記の実施形態と同様に、透過帯域特性を制御し、単一のLC14で各加入者装置20からの信号を受信する。また、加入者装置20からの送信要求が多い場合においては、複数のLC14を用いた運用を行う。
図12に第三の実施形態における加入者装置20からの送信要求量が増加した状況下において、複数のLC14を用いた場合における運用例を示す。図12中における各光送信機21の上り信号波長配置は図7に記載の波長配置と対応する。
図中における光送信機bおよびdの送信要求が多い場合において、例えば光送信機Aは時刻t1からt2にかけて波長λ1の上り信号を、光送信機Bは時刻t1からt3にかけて波長λ2の上り信号を、光送信機Cは時刻t2からt3にかけて波長λ3の上り信号を、光送信機Dは時刻t1からt3にかけて波長λ4の上り信号を送信するという時分割波長割り当てを局側装置10の上り信号制御機能が行う。そのため、複数の波長が多重化された上り信号がOLT10側に送信される。
この多重化された上り信号に対し、局側装置10の上り信号制御機能は、光受信機aに光送信機A,Cより送信された波長λ1,λ3の上り信号を、光受信機bに光送信機Bより送信された波長λ2の上り信号を、光受信機cに光送信機Dより送信された波長λ4の上り信号が各々割り当てられる。
光受信機aに接続された波長・帯域幅可変フィルタ13−2の設定は例えば以下の通りである。まず、透過中心波長λpをλ2、透過帯域幅をΔs<Δp<2Δsとした可変帯域通過フィルタ13−3aによって、波長λ4の上り信号を濾波する。次に、阻止中心波長λeをλ2、阻止帯域幅をΔe<Δsとした可変帯域阻止フィルタ13−4aによって波長λ2の信号を濾波する。以上により、光受信機aは時刻t2’’での波長切替動作を必要とせずに波長λ1,λ3の上り信号のみを選択的に受信することができる。
また、第三の実施形態に記載の構成は、可変帯域通過フィルタ13−3と可変帯域阻止フィルタ13−4を組み合わせた構成であるため、第一の実施形態、第二の実施形態に記載の構成より複数波長の選択性の粒度が高いという特徴を持つ。
その反面、装置としてのコストは高くなる構成である。しかしながら、PONでは1つの局側装置10に対し複数の加入者の利用があるため、加入者の割り勘効果によって局側装置10に対するコストによる影響を低減することができるという特徴がある。そのため、局側装置において、コストによる影響の重要度は低いと言える。
以上のことから、第三の実施形態は、前記の実施形態と同様に、複数の波長を有する上り信号を単一のLC14で選択的に受信することが可能であるため、局側装置10のLC14の休眠に伴う、局側装置10および複数の加入者装置20の頻繁な波長切替動作の抑制に関する課題を解決するものであり、本発明に係る光通信システムは、大容量化および経済化が要求される光通信システムに適用することができる。また、第三の実施形態の変形例として、可変帯域通過フィルタ13−3および複数の可変帯域阻止フィルタ13−4を用いる構成も挙げられる。この変形例においては、波長選択性が高まることから、より粒度の高い制御が可能となる。
(第四の実施形態)
本発明の第四の実施形態では、図4および図5に示すように、光合分岐部54として光合分波器52および光分岐結合器51を用いる構成において、波長・帯域幅可変フィルタ13−2が例えば図4および図5に示すような透過中心波長λpおよび透過帯域幅Δpが可変である可変帯域通過フィルタ13−3である。この時、λpおよびΔpは各々独立に設定できるものとする。
本発明の第四の実施形態では、図4および図5に示すように、光合分岐部54として光合分波器52および光分岐結合器51を用いる構成において、波長・帯域幅可変フィルタ13−2が例えば図4および図5に示すような透過中心波長λpおよび透過帯域幅Δpが可変である可変帯域通過フィルタ13−3である。この時、λpおよびΔpは各々独立に設定できるものとする。
本発明の第四の実施形態における、上り方向の通信について説明を行う。各加入者装置20は、伝送線路を通して接続された光合分波器52の各ポートの有する透過波長に対応する波長を有する上り信号を一の時刻において送信する。各加入者装置20から送信された光信号は、光合分波器52および光分岐結合器51によって合波および分波され、局側装置10内にある各LC14に均等に伝送される。
局側装置10の上り信号制御機能は、各LC14に対して、受信光信号波長および受信時間をそれぞれ動的に割り当て、各LC14は、割り当てられた受信光信号波長および受信時間に従って、可変帯域通過フィルタ13−3を制御し、濾波された上り信号を光受信機12によって受信する。
下り方向の通信について説明を行う。下り信号に関しては、関連技術の構成(例えば、非特許文献2参照。)と同様の運用を行う。その為、本明細書での詳細の説明は割愛する。
第四の実施形態では、上り方向の通信を行う場合において、例えば以下のように各LC14の持つ波長・帯域幅可変フィルタ13−2の透過周波数帯域の動的な制御を行う。図13および図14は本発明の第四の実施形態における、各通信状況における運用例を示す。図13および図14中における各光送信機の上り信号波長配置は図7に記載の波長配置と対応する。
図13に各加入者装置20からの送信要求が少ない場合における運用例を示す。各加入者装置20の持つ光送信機A〜Cは、複数の波長のうち各々別個の単一の波長(λ1,λ2,λ3)を有する上り信号の送信タイミングを制御し、一の時刻において信号が重ならないように時分割で上り信号の送信を行う。
このλ1,λ2,λ3の波長を有する上り信号を、λ1,λ2,λ3の波長を透過するよう透過帯域幅Δpおよび透過中心波長λpを設定した可変帯域通過フィルタ13−3aを通し、光受信機aで受信する。その為、時刻t2’’およびt3’’において、可変帯域通過フィルタ13−3aの透過波長の切替の必要性はない。またこの時、光受信機b〜nを有する他のLC14は休眠状態にある。また、加入者装置からの送信要求が多い場合においては、複数のLC14を用いた運用を行う。
図14は加入者装置20からの送信要求量が増加した状況下において、複数のLC14を用いた場合における運用例を示す。図中における光送信機Cを有する加入者装置20の送信要求が多い場合において、例えば、光送信機Aは時刻t1からt2にかけて波長λ1の上り信号を、光送信機Bは時刻t2からt3にかけて波長λ2の上り信号を、光送信機Cは時刻t1からt3にかけて波長λ3の上り信号を送信するという時分割波長割り当てを局側装置10の上り信号制御機能が行う。そのため、複数の波長が多重化された上り信号がOLT側10に送信される。
前記多重化された上り信号に対し、局側装置10の上り信号制御機能は、光受信機aに光送信機A,Bより送信された波長λ1,λ2の上り信号を割り当て、透過帯域にλ1,λ2を有し、λ3を遮断するよう可変帯域通過フィルタ13−3aの透過帯域幅Δpおよび中心波長λpの設定を行う。同時に、局側装置10の上り信号制御機能は、光受信機bに光送信機Cより送信された波長λ3の上り信号を割り当て、透過帯域にλ3のみを有し、他の波長の信号を遮断するよう可変帯域通過フィルタ13−3bの透過帯域幅Δpおよび中心波長λpの設定を行う。
設定の一例として、例えば光受信機aの可変帯域通過フィルタ13−3aに対しては、透過中心波長λpを(λ1+λ2)/2とし、透過帯域幅ΔpをΔs/2<Δp<Δsとする。光受信機bの可変帯域通過フィルタ13−3bに対しては、透過中心波長λpをλ3とし、透過帯域幅ΔpをΔp<Δsとする。これにより光受信機aは時刻t1’’’からt2’’’にかけて波長λ1の上り信号を、時刻t2’’’〜t3’’’にかけては波長λ2の上り信号を受信する。光受信機bは時刻t1’’’からt3’’’にかけて波長λ3の上り信号を受信する。この時、時刻t2’’において光受信機aに接続された可変帯域通過フィルタ13−3aの透過波長の切替の必要性はない。この時光受信機c〜nを有するLC14は休眠状態にある。
このように、透過中心波長λpおよび透過帯域幅Δpが可変である可変帯域通過フィルタ13−3を備える事により、頻繁な波長切替動作なしに複数波長を有する上り信号を単一のLC14で選択的に受信することが可能となる。以上のことから、第四の実施形態は、前記の実施形態と同様に、複数の波長を有する上り信号を単一のLC14で選択的に受信することが可能であるため、局側装置10のLC14の休眠に伴う、局側装置10の頻繁な波長切替動作の抑制に関する課題を解決するものであり、本発明に係る光通信システムは、大容量化および経済化が要求される光通信システムに適用することができる。
(第五の実施形態)
(第五の実施形態)
(第五の実施形態)
本発明の第五の実施形態では、図4および図5に示すように、光合分岐部54として光合分波器52および光分岐結合器51を用いる構成において、例えば波長・帯域幅可変フィルタ13−2として図6(b)に示すような阻止中心波長λeおよび阻止帯域幅Δeが可変である可変帯域阻止フィルタ13−4を用いた構成である。この時、λeおよびΔeは各々独立に設定できるものとする。
本発明の第五の実施形態では、図4および図5に示すように、光合分岐部54として光合分波器52および光分岐結合器51を用いる構成において、例えば波長・帯域幅可変フィルタ13−2として図6(b)に示すような阻止中心波長λeおよび阻止帯域幅Δeが可変である可変帯域阻止フィルタ13−4を用いた構成である。この時、λeおよびΔeは各々独立に設定できるものとする。
本発明の第五の実施形態における、上り方向の通信について説明を行う。各加入者装置20は、伝送線路を通して接続された光合分波器52の各ポートの有する透過波長に対応する波長を有する上り信号を一の時刻において送信する。各加入者装置20から送信された光信号は、光合分波器52および光分岐結合器51によって合波および分波され、局側装置10内にある各LC14に均等に伝送される。局側装置10の上り信号制御機能は、各LC14に対して、受信光信号波長および受信時間をそれぞれ動的に割り当て、各LC14は、割り当てられた受信光信号波長および受信時間に従って、可変帯域阻止フィルタ13−4を制御し、濾波された上り信号を光受信機12によって受信する。
下り方向の通信について説明を行う。下り信号に関しては、関連技術の構成(例えば非特許文献2参照。)と同様の運用を行う。その為、本明細書での詳細の説明は割愛する。第五の実施形態では、上り方向の通信を行う場合において、例えば以下のように各LC14の持つ可変帯域阻止フィルタ13−4の透過周波数帯域の動的な制御を行う。図15および図16は第五の実施形態における、各通信状況における運用例を示す。図15および図16中における各光送信機の上り信号波長配置は図7に記載の波長配置と対応する。
図15は各加入者装置20からの送信要求が少ない場合における運用例を示す。各加入者装置20の持つ光送信機AからCは、複数の波長のうち各々別個の単一の波長(λ1,λ2,λ3)を有する上り信号の送信タイミングを制御し、一の時刻において異なる波長の上り信号が重ならないように時分割で上り信号の送信を行う。
このλ1,λ2,λ3の波長を有する上り信号を、λ1,λ2,λ3の波長を透過するよう阻止帯域幅Δeおよび阻止中心波長λeを設定した可変帯域阻止フィルタ13−4aを通し、光受信機aで受信する。可変帯域阻止フィルタ13−4aの設定としては、例えばλe<<λ1とし、Δeを限りなく狭く設定し、上り信号として使用する周波数帯域全てを透過可能とすることで実現される。その為、時刻t2’’およびt3’’において、可変帯域阻止フィルタ13−4aの透過波長の切替の必要性はない。またこの時、光受信機b〜nを有する他のLC14は休眠状態にある。また、加入者装置20からの送信要求が多い場合においては、複数のLC14を用いた運用を行う。
図16は加入者装置20からの送信要求量が増加した状況下において、複数のLC14を用いた場合における運用例を示す。図中における光送信機Cを有する加入者装置20の送信要求が多い場合において、例えば、光送信機Aは時刻t1からt2にかけて波長λ1の上り信号を、光送信機Bは時刻t2からt3にかけて波長λ2の上り信号を、光送信機Cは時刻t1からt3にかけて波長λ3の上り信号を送信するという時分割波長割り当てを局側装置10の上り信号制御機能が行う。そのため、複数の波長が多重化された上り信号がOLT側10に送信される。
前記多重化された上り信号に対し、局側装置10の上り信号制御機能は、光受信機aに光送信機A,Bより送信された波長λ1,λ2の上り信号を割り当て、透過帯域にλ1,λ2を有し、λ3を遮断するよう可変帯域阻止フィルタ13−4aの阻止帯域幅Δeおよび阻止中心波長λeの設定を行う。同時に、局側装置10の上り信号制御機能は、光受信機bに光送信機Cより送信された波長λ3の上り信号を割り当て、透過帯域にλ3のみを有し、他の波長の信号を遮断するよう可変帯域阻止フィルタ13−4bの阻止帯域幅Δeおよび阻止中心波長λeの設定を行う。
設定の一例として、例えば、光受信機aの可変帯域阻止フィルタ13−4aに対しては阻止中心波長λeをλ3とし、阻止帯域幅ΔeをΔe<Δsとする。光受信機bの可変帯域阻止フィルタ13−4bに対しては阻止中心波長λeを(λ1+λ2)/2とし、阻止帯域幅ΔeをΔs/2<Δe<Δsとする。これにより光受信機aは時刻t1’’’からt2’’’にかけて波長λ1の上り信号を、時刻t2’’’〜t3’’’にかけては波長λ2の上り信号を受信する。光受信機bは時刻t1’’’からt3’’’にかけて波長λ3の上り信号を受信する。時刻t2’’において光受信機aに接続された可変帯域阻止フィルタ13−4の透過波長の切替の必要性はない。光受信機c〜nを有するLC14は休眠状態にある。
以上より、第5の実施形態においても、前記の実施形態と同様に、複数の波長を有する上り信号を単一のLC14で選択的に受信することが可能であるため、局側装置10のLC14の休眠に伴う、局側装置10の頻繁な波長切替動作の抑制に関する課題を解決するものであり、本発明に係る光通信システムは、大容量化および経済化が要求される光通信システムに適用することができる。また、第五の実施形態の変形例として、複数の可変帯域阻止フィルタ13−4を用いる構成も挙げられる。この変形例においては、波長選択性が高まることから、より粒度の高い制御が可能となる。
(第六の実施形態)
本発明の第六の実施形態では、図4および図5に示すように、光合分岐部54として光合分波器52および光分岐結合器51を用いる構成において、例えば波長・帯域幅可変フィルタ13−2として図6(a)および図6(b)に示すような、透過中心波長λpおよび透過帯域幅Δpが可変である可変帯域通過フィルタ13−3および、阻止中心波長λeおよび阻止帯域幅Δeが可変である可変帯域阻止フィルタ13−4を組み合わせた波長フィルタ13を用いる構成である。この時、λp,λe,ΔpおよびΔeは各々独立に設定できるものとする。
本発明の第六の実施形態では、図4および図5に示すように、光合分岐部54として光合分波器52および光分岐結合器51を用いる構成において、例えば波長・帯域幅可変フィルタ13−2として図6(a)および図6(b)に示すような、透過中心波長λpおよび透過帯域幅Δpが可変である可変帯域通過フィルタ13−3および、阻止中心波長λeおよび阻止帯域幅Δeが可変である可変帯域阻止フィルタ13−4を組み合わせた波長フィルタ13を用いる構成である。この時、λp,λe,ΔpおよびΔeは各々独立に設定できるものとする。
本発明の第六の実施形態における、上り方向の通信について説明を行う。各加入者装置20は、伝送線路を通して接続された光合分波器52の各ポートの有する透過波長に対応する波長を有する上り信号を一の時刻において送信する。各加入者装置20から送信された光信号は、光合分波器52および光分岐結合器51によって合波および分波され、局側装置10内にある各LC14に均等に伝送される。
局側装置10の上り信号制御機能は、各LC14に対して、受信光信号波長および受信時間をそれぞれ動的に割り当て、各LC14は、割り当てられた受信光信号波長および受信時間に従って、可変帯域通過フィルタ13−3及び可変帯域阻止フィルタ13−4を制御し、濾波された上り信号を光受信機12によって受信する。
下り方向の通信について説明を行う。下り信号に関しては、関連技術の構成(例えば、非特許文献2参照。)と同様の運用を行う。その為、本明細書での詳細の説明は割愛する。
第六の実施形態では、上り方向の通信を行う場合において、例えば以下のように各LC14の持つ可変帯域通過フィルタ13−3及び可変帯域阻止フィルタ13−4の透過周波数帯域の動的な制御を行う。
加入者装置20からの送信要求が少ない場合においては、前記の実施形態と同様に、透過帯域特性を制御し、単一のLC14で各加入者装置20からの信号を受信する。また、加入者装置20からの送信要求が多い場合においては、複数のLC14を用いた運用を行う。
図17に第六の実施形態における、加入者装置20からの送信要求量が増加した状況下において、複数のLC14を用いた場合における運用例を示す。図17中における各光送信機21の上り信号波長配置は図7に記載の波長配置と対応する。図中における光送信機BおよびDの送信要求が多い場合において、例えば光送信機Aは時刻t1からt2にかけて波長λ1の上り信号を、光送信機Bは時刻t1からt3にかけて波長λ2の上り信号を、光送信機Cは時刻t2からt3にかけて波長λ3の上り信号を、光送信機Dは時刻t1からt3にかけて波長λ4の上り信号を送信するという時分割波長割り当て局側装置10の上り信号制御機能が行う。そのため、複数の波長が多重化された上り信号がOLT10側に送信される。
この多重化された上り信号に対し、局側装置10の上り信号制御機能は、光受信機aに光送信機A,Cより送信された波長λ1,λ3の上り信号を、光受信機bに光送信機Bより送信された波長λ2の上り信号を、光受信機Cに光送信機Dより送信された波長λ4の上り信号が各々割り当てられる。
光受信機aに接続された波長・帯域幅可変フィルタ13−2の設定は例えば以下の通りである。まず、透過中心波長λpをλ2、透過帯域幅をΔs<Δp<2Δsとした可変帯域通過フィルタ13−3aによって、波長λ4の上り信号を濾波する。次に、阻止中心波長λeをλ2、阻止帯域幅をΔe<Δsとした可変帯域阻止フィルタ13−4aによって波長λ2の信号を濾波する。
以上により、光受信機aは時刻t2’’での波長切替動作を必要とせずに波長λ1,λ3の上り信号のみを選択的に受信することができる。また、第六の実施形態に記載の構成は、可変帯域通過フィルタ13−3と可変帯域阻止フィルタ13−4を組み合わせた構成であるため、第四、第五の実施形態に記載の構成より複数波長の選択性の粒度が高いという特徴を持つ。
その反面、装置としてのコストは高くなる構成である。しかしながら、PONでは1つの局側装置10に対し複数の加入者の利用があるため、加入者の割り勘効果によって局側装置10に対するコストによる影響を低減することができるという特徴がある。そのため、局側装置10において、コストによる影響の重要度は低いと言える。
以上のことから、第六の実施形態は、前記の実施形態と同様に、複数の波長を有する上り信号を単一のLC14で選択的に受信することが可能であるため、局側装置10のLC14の休眠に伴う、局側装置10および複数の加入者装置20の頻繁な波長切替動作の抑制に関する課題を解決するものであり、本発明に係る光通信システムは、大容量化および経済化が要求される光通信システムに適用することができる。
また、第六の実施形態の変形例として、可変帯域通過フィルタ13−3および複数の可変帯域阻止フィルタ13−4を用いる構成も挙げられる。この変形例においては、波長選択性が高まることから、より粒度の高い制御が可能となる。
本発明は、情報通信産業に適用することができる。
10:OLT、局側装置
11:光送信機(OLT側)
12:光受信機(OLT側)
13:波長フィルタ
13−1、13−1a、13−1b、13−1c:波長可変フィルタ
13−2:波長・帯域幅可変フィルタ
13−3、13−3a、13−3b、13−3c、13−3n:可変帯域通過フィルタ
13−4、13−4a、13−4b、13−4c、13−4n:可変帯域阻止フィルタ
14:LC
20:ONU、加入者装置
21:光送信機(ONU側)
22:光受信機(ONU側)
23:波長可変フィルタ(ONU側)
50:スプリッタ
51:光分岐結合器
52: 光合分波器
54: 光合分岐部
11:光送信機(OLT側)
12:光受信機(OLT側)
13:波長フィルタ
13−1、13−1a、13−1b、13−1c:波長可変フィルタ
13−2:波長・帯域幅可変フィルタ
13−3、13−3a、13−3b、13−3c、13−3n:可変帯域通過フィルタ
13−4、13−4a、13−4b、13−4c、13−4n:可変帯域阻止フィルタ
14:LC
20:ONU、加入者装置
21:光送信機(ONU側)
22:光受信機(ONU側)
23:波長可変フィルタ(ONU側)
50:スプリッタ
51:光分岐結合器
52: 光合分波器
54: 光合分岐部
Claims (8)
- 複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置を結ぶ伝送線路上の一又は複数の分岐点において、前記光信号を合波する光分岐結合器と、
前記光分岐結合器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、前記各加入者装置の通信要求量に応じた、前記波長フィルタの透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御を行うこと
を特徴とする局側装置。 - 複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置の前記LCを結ぶ伝送線路上において、前記光信号を合波する光合分波器と、
前記光合分波器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置の通信要求に応じて透過帯域特性を動的に制御する事、
を特徴とする局側装置。 - 前記局側装置の有する前記波長フィルタが、
阻止帯域幅および阻止中心波長が可変である一又は複数の帯域阻止フィルタであることを特徴とする、
請求項1及び2のいずれかに記載の局側装置。 - 前記局側装置の有する前記波長フィルタが、
透過中心波長および透過帯域幅が可変である帯域通過フィルタと
阻止帯域幅および阻止中心波長が可変である一又は複数の帯域阻止フィルタによって構成されることを特徴とする、
請求項1及び2のいずれかに記載の局側装置。 - 上り信号の通信要求があった加入者装置に対し、上り信号の局側装置への到着時刻が異なるように、上り信号の時分割制御を行う上り信号制御機能をさらに有し、
前記波長フィルタは、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、前記光受信機の受信する上り信号の波長帯域幅を切り替え、
当該波長フィルタの後段に配置される光受信機は、上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、いずれかの加入者装置からの上り信号を受信する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の局側装置。 - 前記上り信号制御機能は、上り信号の通信要求量が予め定められたデータ量を超える加入者装置に対し、他の加入者装置からの上り信号の局側装置への到着時刻が重なるようにタイミングを制御し、
到着時刻が重なる上り信号の数の前記波長フィルタは、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、光受信機の受信する上り信号の波長帯域幅を切り替え、
当該波長フィルタの後段に配置される光受信機は、前記上り信号制御機能の制御するタイミングに応じて、いずれかの加入者装置からの上り信号を受信する
ことを特徴とする請求項5に記載の局側装置。 - 複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置を結ぶ伝送線路上の一又は複数の分岐点において、前記光信号を合波する光分岐結合器と、
前記光分岐結合器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置の受信方法であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置からの光信号を受信するに際し、前記各加入者装置の通信要求量に応じた、前記波長フィルタの透過中心波長および透過帯域幅の動的な制御を行う波長および帯域幅可変手順を有すること
を特徴とする局側装置の受信方法。 - 複数の波長のうち単一の波長を有する光信号を一の時刻において各々送信する光送信機を持つ複数の加入者装置と、
前記光信号のうち特定の波長を持つ光信号を、選択的に透過させる、一又は複数の波長フィルタおよび前記波長フィルタを透過した前記光信号を受信する一又は複数の光受信機を有する局側装置と、
前記加入者装置と前記局側装置の前記LCを結ぶ伝送線路上において、前記光信号を合波する光合分波器と、
前記光合分波器によって合波された前記光信号を、前記局側装置の前記光受信機に均等に分岐する光分岐結合器と、
を備える光通信システムにおける前記局側装置の受信方法であって、
前記波長フィルタが透過中心波長および透過帯域幅が可変である可変帯域通過フィルタであって、各加入者装置からの光信号を受信するに際し、各加入者装置の通信要求に応じて透過帯域特性を動的に制御する波長および帯域幅可変手順を有すること
を特徴とする局側装置の受信方法。
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JP2013002143A JP2014135618A (ja) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | 光通信システムの局側装置及び受信方法 |
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ID=51413611
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021145246A1 (ja) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | ソニーグループ株式会社 | 光通信装置、光通信方法、光通信システム、光送信装置、光受信装置、波長幅調整装置および波長幅調整方法 |
JP7409119B2 (ja) | 2020-01-31 | 2024-01-09 | ソニーグループ株式会社 | 光送信装置、波長幅調整装置および波長幅調整方法 |
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JP7459528B2 (ja) | 2020-01-31 | 2024-04-02 | ソニーグループ株式会社 | 光受信装置、波長幅調整装置および波長幅調整方法 |
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2013
- 2013-01-09 JP JP2013002143A patent/JP2014135618A/ja active Pending
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