JP2833467B2

JP2833467B2 - 光信号伝送方式

Info

Publication number: JP2833467B2
Application number: JP6040543A
Authority: JP
Inventors: 裕見子柴田
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1994-02-15
Filing date: 1994-02-15
Publication date: 1998-12-09
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: JPH07226718A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光信号伝送方式に係り、
特に対向する１台のセンタ設備とＮ個（Ｎは２以上の自
然数）の端末装置との間で双方向の光通信を行うシステ
ムの、Ｎ個の端末装置から１台のセンタ設備へ送信する
上り光信号の伝送方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、対向する１対Ｎの送受信装置
間で双方向の光通信を行うスター型通信網の光通信シス
テムにおいて、Ｎ個の送受信装置（端末装置）のそれぞ
れは同一波長の上り光信号をバスラインに時分割的に送
信し、このバスラインの途中に設けたカプラにより合成
して１台の局装置（センタ設備）へ送出し、一方、１台
の局装置はＮ個の波長の下り光信号を上記カプラへ送信
し、カプラにより各波長毎に分岐して対応する送受信装
置へ送出する光通信方式が知られている（特開平３−６
４１３６号公報）。

【０００３】しかし、この従来方式は上り光信号が同一
波長であるため、Ｎ個の送受信装置のそれぞれは、互い
に同期して上り光信号を時分割的に送信しなければなら
ない。そこで、上り光信号の波長とキャリア周波数のい
ずれか一方を異ならせることにより、送信タイミングを
時分割なものに限らずに任意にできる光信号伝送方式も
従来より知られている。

【０００４】図７はこの従来の光信号伝送方式の一例の
構成図を示す。同図において、Ｎ個の加入者装置３０₁
〜３０_Nは、共通のバスライン３１上に設けられた対応
する光合波器３２₁〜３２_Nへ、キャリア周波数ｆの送信
信号で光強度が変調された光波長λの光上り信号を送出
する。光合波器３２₁〜３２_Nのうちセンタ設備３３に最
も離れた位置にある光合波器３２_Nから取り出された光
上り信号は、各光合波器３２_N-1〜３２₁で加入者装置３
０_N-1〜３０₁からの光上り信号とそれぞれ合成された
後、センタ設備３３に入力される。

【０００５】ここで、従来の第一の方式としては、加入
者装置３０₁〜３０_Nのそれぞれが、光上り信号の光波長
を同一のλ０とし、かつ、送信信号のキャリア周波数を
互いに異なる周波数ｆｉ（ただし、ｉ＝１，
２，．．．，Ｎ）に設定する方式であり、キャリア周波
数により加入者装置を識別することができる。従って、
各加入者装置の光上り信号の送出タイミングは任意にで
きる。

【０００６】また、従来の第二の方式としては、加入者
装置３０₁〜３０_Nのそれぞれが、送信信号のキャリア周
波数を同一のｆ０とし、かつ、光上り信号の光波長を互
いに異なるλｉ（ただし、ｉ＝１，２，．．．，Ｎ）に
設定する方式であり、光波長により加入者装置を識別す
ることができる。従って、各加入者装置の光上り信号の
送出タイミングは任意にできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の光信号伝
送方式は、光伝送路はパッシブ素子である光合波器３２
₁〜３２_Nで構成されており、システム設計及びメンテナ
ンスの点で有利である。

【０００８】しかし、上記の従来の第一の方式では、光
上り信号用にキャリア周波数ｆｉを各加入者装置３０_i
毎に割り当てるため、加入者装置３０_i毎に回路構成を
異ならせる必要があり、低コスト化が困難である。ま
た、多重可能なキャリア周波数に制限があるため、これ
により加入者装置の接続台数が制限される。

【０００９】一方、上記の従来の第二の方式では、光上
り信号用に光波長λｉを各加入者装置３０_i毎に割り当
てるため、光波長λｉを各加入者装置３０_iにおいて正
確に制御する必要があり、加入者装置の耐環境特性や小
型化が困難であり、また第一の従来方式と同様に各加入
者装置３０_i毎に回路構成を異ならせる必要があるた
め、低コスト化が困難である。

【００１０】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
ハブに光信号のバスラインへの送出を制御する機能を持
たせることにより、双方向伝送が可能な加入者装置の台
数の増大化及び加入者装置の標準化を実現し得る光信号
伝送方式を提供することを目的とする。

【００１１】また、本発明の他の目的は、加入者装置の
低コスト化を実現し得る光信号伝送方式を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、単一の上位装置に対してＮ個（Ｎは２以上
の自然数）の加入者装置からその加入者装置のアドレス
とデータを有する送信信号で光強度変調された光上り信
号をバスラインを介して伝送する１対Ｎの双方向光信号
伝送方式において、それぞれ最大でｎ _max （ただし、ｎ
_max は２以上でＮより小なる自然数）の加入者装置が接
続されたｍ個（ただし、ｍはシステム全体の加入者装置
の総数との積がＮとなる２以上の自然数）のハブを設け
ると共に、ハブを通過する光上り信号の光波長をｍ個の
ハブ間で互いに同一値又は異なる値とし、かつ、同一の
ハブに接続された加入者装置からの送信信号のキャリア
周波数をｍ個のハブ間で互いに異なる値又は同一値とし
て、同一のハブに接続された加入者装置からの光上り信
号の間では時分割的に、かつ、異なるｍ個のハブに接続
された加入者装置からの光上り信号の間では任意のタイ
ミングで光上り信号をバスラインへ送出する構成とした
ものである。

【００１３】また、前記ハブは、ハブに接続された加
入者装置からの光上り信号を２分岐する光分岐器と、光
分岐器を介して１対１に対応して入力される加入者装置
からの光上り信号を通過又は遮断する光スイッチと、光
分岐器により分岐された光上り信号の送信要求を受信
し、ハブに接続された加入者装置のうち送信要求をした
加入者装置が一つのときはその加入者装置に、複数のと
きは優先順位に従って一の加入者装置のみに送信許可を
与える送信許可信号と、送信許可した加入者装置に接続
されている一の光スイッチのみを通過状態に制御するス
イッチング制御信号とを出力する光スイッチ制御部と、
光スイッチ制御部からの送信許可信号をバスラインより
の光下り信号に多重してハブに接続された加入者装置に
供給する光下り信号用光分岐器と、スイッチング制御信
号により通過状態に制御された光スイッチからの光上り
信号を合波してバスライン上へ送出する光合波器とによ
り構成することが、ハブにより加入者装置から入力され
た光上り信号を優先順位により定めて時分割的に出力す
るのに適している点で好ましい。

【００１４】

【作用】本発明では、１又は２以上の加入者装置からの
光上り信号は中継器であるハブにより時分割的にバスラ
インを介して上位装置へ送出するようにしているため、
同一のハブに接続された加入者装置からの光上り信号の
光波長及び送信信号のキャリア周波数の他方を同一値と
して加入者装置から光上り信号を送出することができ、
従って同一のハブに接続された加入者装置の構成を同一
とすることができる。

【００１５】また、上記のハブを通過する光上り信号の
光波長及び光上り信号の変調信号である送信信号のキャ
リア周波数の一方をｍ個のハブ間で互いに異なる値とす
るようにしているため、上記上位装置ではどのハブに接
続された加入者装置からの光上り信号であるかを光波長
又はキャリア周波数により識別することができる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。図
１は本発明の一実施例の構成図を示す。本実施例は上位
装置である単一のセンタ設備１と、このセンタ設備１に
光ファイバであるバスライン５を介してｍ個縦続に接続
されている光分岐器２_１〜２_ｍと、光分岐器２_１〜２_ｍ
にそれぞれ光上り信号を出力する中継器であるｍ個のハ
ブ３_１〜３_ｍと、端末装置である加入者装置４_１１〜４
_ｍｎとよりなる。ハブ３_１には加入者装置４_１１〜４
_１ｎからの光上り信号が入力される。同様に、ハブ３_２
，．．．，３_ｍのそれぞれにはｎ個の加入者装置４
_２１〜４_２ｎ，．．．，４_ｍ１〜４_ｍｎが接続されてい
る。なお、ハブ３_１〜３_ｍのうち同じハブに対する加
入者装置の接続個数ｎは、１以上で最大値ｎ_ｍａｘま
でのいずれかの自然数である。

【００１７】このように、本実施例ではセンタ設備１が
バスライン５上の光分岐器２_１〜２_ｍに１対１に対応し
て設けられたハブ３_１〜３_ｍ及び光ファイバを介してｍ
×ｎ個の加入者装置４_１１〜４_ｍｎに接続された、１対
Ｎ（すなわち、Ｎ＝ｍ×ｎ）の双方向の光通信システム
において、ハブ３_１〜３_ｍが各加入者装置４_１１〜４
_ｍｎからの光上り信号の送信要求に対して、上位バスラ
インへの光上り信号送出を制御する機能を備えた点に特
徴を有する。なお、図１では光上り信号の伝送のみを矢
印で示しているが、光下り信号も矢印と逆方向に伝送可
能であることは勿論である。

【００１８】上記のハブ３_１〜３_ｍはそれぞれ同一構成
であるので、代表してハブ３_１の構成について図２と
共に説明する。同図において、図１と同一構成部分には
同一符号を付してある。図２において、ハブ３_１は加入
者装置４_１１〜４_１ｎに１対１に対応して接続された光
分岐器７_１１〜７_１ｎと、光分岐器７_１１〜７_１ｎに１
対１に対応して接続された光スイッチ８_１１〜８
_１ｎと、光スイッチ８_１１〜８_１ｎからの光上り信号を
それぞれ合成してバスライン５へ出力する光合波器９
と、光分岐器７_１１〜７_１ｎにより分岐された光上り信
号がそれぞれ入力される光スイッチ制御部１０と、光ス
イッチ制御部１０により制御される光下り信号用光分岐
器１３とよりなる。

【００１９】光分岐器７_１１〜７_１ｎは加入者装置４
_１１〜４_１ｎからの光上り信号を２分岐し、一方を光ス
イッチ制御部１０へ送出し、他方を光スイッチ８_１１〜
８_１ｎへ送出する。光スイッチ制御部１０は、光分岐器
７_１１〜７_１ｎを介して入力された各加入者装置４_１１
〜４_１ｎからの光上り信号の送信要求を受信し、優先順
位を決定し、送信許可の返信を光下り信号に多重し、光
スイッチ８_１１〜８_１ｎを開閉制御する。光スイッチ８
_１１〜８_１ｎを通過した光上り信号は、光合波器９を介
してバスライン５へ送出される。

【００２０】ここで、光スイッチ制御部１０は例えば図
３に示す如き構成とされている。同図に示すように、光
スイッチ制御部１０は、光分岐器７_１１〜７_１ｎに１対
１に対応して接続された送信要求判断部１１_１〜１１_ｎ
と、送信要求判断部１１_１〜１１_ｎからの光信号が入
力される光スイッチ制御回路１２とよりなる。光スイッ
チ制御回路１２は光スイッチ８_１１〜８_１ｎへのスイッ
チング制御信号と、光下り信号用光分岐器１３への送信
許可信号とを出力する。

【００２１】送信要求判断部１１_１〜１１_ｎはそれぞれ
同一構成で、例えば図４に示す如き構成とされている。
送信要求判断部１１_ｉ（ｉ＝１，．．．，ｎ）は、光ケ
ーブルを介して入力される光分岐器７_１ｉからの光上り
信号を受光して、光電変換するフォトダイオードなどの
受光素子１１１と、受光素子１１１からの電気信号を増
幅する増幅器１１２と、増幅器１１２の出力信号のうち
予めシステム上定められた周波数ｆを通過させるような
特性を有する帯域フィルタ１１３と、帯域フィルタ１１
３からの信号を包絡線検波する検波回路１１４と、検波
回路１１４の出力信号と基準電圧Ｖｒとをレベル比較す
る比較器１１５とよりなる。

【００２２】これにより、送信要求判断部１１_ｉは光上
り信号が入力されると、検波回路１１４より基準電圧Ｖ
ｒより大レベルの検波電圧が取り出されるので、比較器
１１５によりこれを検出し、光上り信号のデータに応じ
た２値信号を光スイッチ制御回路１２へ出力する。光ス
イッチ制御回路１２はこの２値信号により送信要求か送
信信号かなどを判断し、また入力された端子によりどの
加入者装置からの信号かを識別し、必要な制御信号の出
力処理を行う。

【００２３】次に、図１乃至図４に示した本実施例の動
作について図５を併せ参照して説明する。加入者装置４
_１１〜４_ｍｎはそれぞれセンタ設備１へ送信しようとす
る送信信号でレーザダイオード等の発光素子の出力光レ
ーザの光強度を変調した光上り信号をハブ３_１〜３_ｍの
うち対応するハブに送出する。

【００２４】ここで、上記送信信号は図５（Ａ）に示す
ように、ヘッダ部２０とデータ２３とよりなるフレーム
フォーマットとされており、ヘッダ部２０は同期信号２
１とアドレス２２とよりなる。アドレス２２は送信する
加入者装置が同じハブに接続されている全部でｎ個の加
入者装置の内の何番目の加入者装置であるかを識別させ
るアドレスである。ただし、このアドレス２２としては
システム全体のｍ×ｎ個の加入者装置４_１１〜４_ｍｎの
それぞれに割り当てた固有の絶対アドレスとすることも
できる。

【００２５】また、加入者装置４_１１〜４_ｍｎのうち同
一のハブに接続されているｎ個の加入者装置の送信信号
のキャリア周波数は同一で、ｋ番目（ただし、ｋ＝１，
２，３，．．．，ｍ）のハブ３_ｋに接続されているｎ個
の加入者装置４_ｋ１〜４_ｋｎにおける送信信号のキャリ
ア周波数はｆ_ｋに設定されている。また、このキャリア
周波数ｆ_ｋは、異なるハブに接続されている加入者装置
における送信信号のキャリア周波数とは、図５（Ｂ）に
示すように互いに異なるように設定されている。

【００２６】一方、加入者装置４_１１〜４_ｍｎから送出
される光上り信号の光波長は、接続されているハブの別
に関係なくすべて同一の値に設定されている。従って、
本実施例における加入者装置４_１１〜４_ｍｎは同一のハ
ブに接続されるｎ個の加入者装置については同一の構成
のものを使用することができ、よって、量産による低コ
スト化を実現することができる。

【００２７】ハブ３_１〜３_ｍは加入者装置４_１１〜４
_ｍｎから入力された光上り信号が送信要求であるか否か
図２に示した光スイッチ制御部１０により判定し、送信
要求が一つのときはその送信要求のあった加入者装置に
対する送信許可を示す送信許可信号を、また、送信要求
が複数のときは優先順位により定めた一の加入者装置に
対する送信許可を示す送信許可信号を光下り信号用光分
岐器１３へ送出すると共に、光スイッチ８_１１〜８_１ｎ
のうち送信許可を与えた光スイッチのみをオン状態とす
る。

【００２８】その後、同じハブに接続されているｎ個
の加入者装置は、光下り信号用光分岐器１３からの光下
り信号を受信し、送信許可を受けたか否か判断する。そ
の結果、送信許可を受けた加入者装置がこれに応答して
送信信号で変調された光上り信号を送出する。例えば、
加入者装置４_１２が送信許可を受けたものとすると、加
入者装置４_１２からの光上り信号はハブ３_１内の光分
岐器７_１２、光スイッチ８_１２及び光合波器９をそれぞ
れ通してバスライン５へ送出され、更にこれより図１の
光分岐器２_１を通してセンタ設備１へ入力される。

【００２９】以下、上記と同様の動作が繰り返される。
これにより、図１のハブ３_１からバスライン５へは図５
（Ｃ）に２５〜２８で模式的に示すように、データフレ
ームが時分割的に光上り信号として送出される。データ
フレーム２５は例えば最初に送信許可を受けた加入者装
置４_１２からの光上り信号によるものであり、データフ
レーム２６は例えば２番目に送信許可を受けた加入者装
置４_１４からの光上り信号によるものであり、データフ
レーム２７、２８は例えば３番目、ｘ番目に送信許可を
受けた加入者装置４_１３、４_１１からの光上り信号によ
るものである。

【００３０】他のハブ３_２〜３_ｍについても同様に、同
じハブからは時分割的に、かつ、異なるハブの間では任
意のタイミングで光上り信号が送出される。センタ設備
１はこのようにしてハブ３_１〜３_ｍを通して加入者装置
４_１１〜４_ｍｎから送信された光上り信号を受信し、光
上り信号の受信信号のキャリア周波数から光上り信号が
通過したハブを識別することができ、また、受信データ
フレーム信号のアドレスからそのハブに接続されている
送信加入者装置を特定することができる。

【００３１】本実施例において、加入者装置を増設する
場合には、各ハブが接続できる最大個数ｎ_ｍａｘ間で各
ハブに順次接続するか、又はバスライン５に接続するハ
ブを増設する方法がある。バスラインに接続できるハブ
の最大個数ｍ_ｍａｘは、同一光波長の多重における波長
間ビート雑音による搬送波対雑音比（Ｃ／Ｎ）劣化によ
って決定される。

【００３２】このように、本実施例によれば、複数のハ
ブ３_１〜３_ｍをもつスター型光通信網において、ハブ３
_１〜３_ｍのそれぞれに各加入者装置の光上り信号のバス
ライン５への送出を制御する機能をもたせるようにした
ため、ハブ対応に送信信号のキャリア周波数を異ならせ
ることにより、加入者装置４_１１〜４_ｍｎからの光上り
信号の光波長を共通化することができ、従って同一のハ
ブに接続されている加入者装置の構成を同一とすること
ができる。

【００３３】また、本実施例によれば、ハブ３_１〜３_ｍ
を介して加入者装置をバスライン５に接続するようにし
ているため、加入者装置の増設が従来よりも容易にで
き、最大でｎ_ｍａｘ×ｍ_ｍａｘの加入者装置を有する双
方向のスター型光通信システムを構築することができ
る。

【００３４】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図６は本発明の他の実施例のブロック図を示す。図
６中、図５と同一構成部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。本実施例はハブ３_１〜３_ｍが光ケーブル
を介して光合波器１５に共通接続され、光合波器１５が
光ケーブルを介してセンタ設備１に接続されている。こ
れにより、加入者装置４_１１〜４_ｍｎから送出された光
上り信号はハブ３_１〜３_ｍを介して光合波器１５に一括
して入力され、ここで多重された後センタ設備１に供給
される。

【００３５】本実施例は、複数のハブ３_１〜３_ｍをもつ
１対Ｎの双方向のダブルスター型光通信システムである
が、ハブ３_１〜３_ｍのそれぞれに各加入者装置の光上り
信号のバスライン５への送出を制御する機能をもたせる
ようにしたため、図１に示した実施例と同様の効果を有
する。

【００３６】なお、本発明は以上の実施例に限定される
ものではなく、例えば加入者装置４_１１〜４_ｍｎのうち
同一のハブに接続されているｎ個の加入者装置の光上り
信号の光波長を同一で、かつ、異なるハブに接続されて
いる加入者装置間では互いに異なる光波長に設定すると
共に、加入者装置４_１１〜４_ｍｎから送出される光上り
信号の送信信号のキャリア周波数は、接続されているハ
ブの別に関係なくすべて同一の値に設定するようにして
もよい。

【００３７】この場合は、センタ設備１は光上り信号の
光波長から光上り信号が通過したハブを識別することが
でき、また、受信データフレーム信号のアドレスからそ
のハブに接続されている送信加入者装置を特定すること
ができる。

【００３８】また、上記の実施例では光通信システムは
スター型であるとして説明したが、本発明は放射状型な
どの他の形式の光通信システムにも適用可能である。例
えば、図６において、光合波器１５をセンタ設備１内に
設けることにより、放射状型の光通信システムを構築す
ることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上位装置ではどのハブに接続された加入者装置からの光
上り信号であるかを光波長及び送信信号のキャリア周波
数の一方により識別できるようにし、また、加入者装置
からの光上り信号はハブにより時分割的にバスラインを
介して上位装置へ送出することにより、同一のハブに接
続された加入者装置の構成を同一とすることができるた
め、加入者装置の標準化を実現することができると共
に、加入者装置における光波長及びキャリア周波数の制
御を軽減することができる。

【００４０】また、本発明によれば、ハブを介して加入
者装置をバスラインに接続するようにしているため、従
来に比べて加入者装置の台数の増大化を容易に実現する
ことができる。更に、本発明によれば、加入者装置の標
準化により量産による加入者装置の低コスト化を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】ハブの一実施例の構成図である。

【図３】図２の光スイッチ制御部の一例のブロック図で
ある。

【図４】図３の送信要求制御部の一例の構成図である。

【図５】本発明の一実施例の動作を説明する図である。

【図６】本発明の他の実施例の構成図である。

【図７】従来方式の一例の構成図である。

【符号の説明】

１センタ設備２_１〜２_ｍ、７_１１〜７_１ｎ光分岐器３_１〜３_ｍハブ（中継器）４_１１〜４_ｍｎ加入者装置５バスライン８_１１〜８_１ｎ光スイッチ９、１５光合波器１０光スイッチ制御部１３光下り信号用光分岐器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】単一の上位装置に対してＮ個（Ｎは２以
上の自然数）の加入者装置からその加入者装置のアドレ
スとデータを有する送信信号で光強度変調された光上り
信号をバスラインを介して伝送する１対Ｎの双方向光信
号伝送方式において、それぞれ最大でｎ _max （ただし、ｎ _max は２以上でＮより
小なる自然数）の前記加入者装置が接続されたｍ個（た
だし、ｍはシステム全体の該加入者装置の総数との積が
Ｎとなる２以上の自然数）のハブを設けると共に、該ハ
ブを通過する光上り信号の光波長を該ｍ個のハブ間で互
いに同一値又は異なる値とし、かつ、同一のハブに接続
された加入者装置からの前記送信信号のキャリア周波数
を該ｍ個のハブ間で互いに異なる値又は同一値として、
同一の前記ハブに接続された該加入者装置からの光上り
信号の間では時分割的に、かつ、異なる前記ｍ個のハブ
に接続された該加入者装置からの光上り信号の間では任
意のタイミングで該光上り信号を前記バスラインへ送出
することを特徴とする光信号伝送方式。
【請求項２】前記単一の上位装置及びＮ個の加入者装
置は、前記バスライン上に前記ｍ個のハブに１対１に対
応してｍ個の光分岐器が設けられた、１対Ｎのスター型
光通信システムを構成していることを特徴とする請求項
１記載の光信号伝送方式。
【請求項３】前記単一の上位装置及びＮ個の加入者装
置は、前記バスライン上に前記ｍ個のハブに対して共通
の一の光合波器が設けられた、１対Ｎのダブルスター型
光通信システムを構成していることを特徴とする請求項
１記載の光信号伝送方式。
【請求項４】前記ハブは、該ハブに接続された該加入
者装置からの光上り信号を２分岐する光分岐器と、該光
分岐器を介して１対１に対応して入力される該加入者装
置からの光上り信号を通過又は遮断する光スイッチと、
該光分岐器により分岐された前記光上り信号の送信要求
を受信し、該ハブに接続された該加入者装置のうち送信
要求をした加入者装置が一つのときはその加入者装置
に、複数のときは優先順位に従って一の加入者装置のみ
に送信許可を与える送信許可信号と、該送信許可した加
入者装置に接続されている一の前記光スイッチのみを通
過状態に制御するスイッチング制御信号とを出力する光
スイッチ制御部と、該光スイッチ制御部からの該送信許
可信号を前記バスラインよりの光下り信号に多重して該
ハブに接続された該加入者装置に供給する光下り信号用
光分岐器と、前記スイッチング制御信号により通過状態
に制御された該光スイッチからの光上り信号を合波して
前記バスライン上へ送出する光合波器とよりなることを
特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の光
信号伝送方式。