JP3778183B2

JP3778183B2 - Master station apparatus in optical communication system

Info

Publication number: JP3778183B2
Application number: JP2003194482A
Authority: JP
Inventors: 宣行平方; 博之高橋
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2023-07-09
Also published as: JP2005039309A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、親局と複数の子局との間を、受動型光分岐器を介して光ファイバで接続した光通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
親局と複数の子局との間を、光データ通信ネットワークを使って双方向通信するシステムにおいて、親局と各子局との間を、それぞれ１本の光ファイバで放射状に結ぶネットワーク構成が実用化されている(Single Star)。このネットワーク構成では、システム、機器構成は簡単になるが、１つの子局が１本の光ファイバを占有するので（子局数Ｎあれば、通しの光ファイバがＮ本必要）、システムの低価格化を図るのが困難である。
【０００３】
そこで、１本の光ファイバを、複数の子局で共有するＰＯＮ(Passive Optical Network)システム（ＰＤＳ(Passive Double Star)ともいう）が提案されている。このＰＯＮシステムは、親局と受動型光分岐器との間を光ファイバで接続し、さらに光分岐器と複数の子局との間をそれぞれ複数の光ファイバで接続したものである。また、光分岐器と複数の子局との間に、さらに他の光分岐器を挿入する構成も採用されている。
【０００４】
ＰＯＮシステムでは、親局から送信される下り光信号は、全子局に配信されるが、送り先アドレスの子局のみが光信号を取り込む。また、子局から送信される上り光信号は、子局どうしで衝突しないように、各子局の送信時間が分割割当される。
また、ＰＯＮシステムでは、親局に近い場所に設置された子局あるいは分岐の少ない子局からの光信号と、親局から遠い場所に設置された子局あるいは複数の分岐を経た子局からの光信号とでは、親局における光受信強度が大きく異なる。
【０００５】
これは、光が光ファイバを伝搬するときに減衰を受けるとともに、光分岐器を通過するごとに、さらに大きな減衰を受けるからである。
一方、親局の光受信器においては、光増倍作用を持つアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ；Avalanche Photo Diode）が用いられることがある。このＡＰＤは、逆バイアスされたＰＮ接合部の増倍作用により、弱い光信号でも高感度で受信できるが、強い光信号が入力されると容易に飽和してしまい、正確な光信号受信ができなくなる。
【０００６】
そこでこのＡＰＤの増倍率を、弱い入力光信号に対しては大きく、強い入力光信号に対しては小さく設定するために、ＡＰＤのバイアス電圧を調整することが行われている。
例えば、ＡＰＤに固定抵抗を直列に挿入して、ＡＰＤに大きな電流が流れると、抵抗の電圧降下を利用して、ＡＰＤにかかるバイアス電圧を小さくするという原理を利用している（自己バイアス方式という）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平11-355218号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記自己バイアス方式では、受光回路の浮遊容量によりバイアス設定時間の遅れが生じてしまい、ＰＯＮシステムで、各子局から時分割で送られてくる光信号の受信強度に大きな落差があるときに、迅速にバイアス電圧を設定変更することができないという問題がある。
各子局からの光信号の強度を測定して、ＡＰＤのバイアス電圧をフィードバック制御することも考えられるが（前記特許文献１）、各子局からの光信号の立ち上がり時間が非常に短いことに加えて（１ナノ秒程度）、フィードバックループが時定数を持っているため、受信光信号の立ち上がりに十分に追従できないという問題がある。
【０００９】
また、ＰＯＮシステムに新たに子局が加入した場合には、親局が当該子局を知らないので、送信時間の分割割当できないことに加えて、当該子局からの上り光信号の受信強度も測定されていないので、親局は当該子局からの上り光信号を適切に受信できないという問題もある。
このため、親局からのポーリングによって新規加入子局を認識する期間中に子局からの上り光信号の受信が予測されるので、この期間中に、当該上り光信号の受信強度に適切に対応したバイアス電圧を設定することのできる光通信システムにおける親局装置が望まれていた。
【００１０】
そこで、本発明は、親局と複数の子局との間を、光分岐器を介して光ファイバで接続した光通信システムにおいて、子局からの上り光信号の受信が予測される期間中に、ＡＰＤの受光感度を適切に設定することのできる光通信システムにおける親局装置を提供することである。
本発明の他の目的は、親局と複数の子局との間を、光分岐器を介して光ファイバで接続し、親局が子局からの上り光信号のタイムスロットを指定することにより上り光信号の送信時点を決定する光通信システムにおいて、親局の光受信強度に大きな差があっても検出感度が低下せず、かつ、大きな光入力があっても飽和せずに受信することのできる光通信システムにおける親局装置を提供することである。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、親局と複数の子局との間を、光分岐器を介して光ファイバで接続し、親局が当該光通信システムに新たに加入した子局を認識するために、当該子局に対してポーリングを行う光通信システムにおいて、当該子局からの上り光信号の受信が予測される期間中に、当該上り光信号の受信強度に適切に対応したバイアス電圧を設定することのできる光通信システムにおける親局装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の光通信システムにおける親局装置は、子局からの上り光信号を受信するアバランシェフォトダイオードと、前記アバランシェフォトダイオードにバイアス電源を供給する直流電源と、前記アバランシェフォトダイオードの受光感度を複数段階に変化させる受信制御部とを備え、前記直流電源は、異なる出力電圧を切り換えるスイッチ回路を含み、前記受信制御部は、特定の子局からの上り光信号を受信する前の時点において、前記スイッチ回路を切り換えることによりアバランシェフォトダイオードに与えるバイアス電圧を設定し、前記アバランシェフォトダイオードの受光感度を変化させるものである（請求項１）。
この構成によれば、子局からの上り光信号の受信が予測される期間中にＡＰＤの受光感度を複数段階（２段階以上）に変化させることができる。これらのうちの何れかの段階は、子局からの上り光信号の強度に対応したＡＰＤの受光感度であるので、ＡＰＤの受光感度を適切に設定することができる。
前記直流電源は、異なる出力電圧を切り換えるスイッチ回路を含み、前記受信制御部は、スイッチ回路を切り換えることによりＡＰＤに与えるバイアス電圧を設定するのでスイッチ回路の切り換えによって、ＡＰＤに適正なバイアス電圧を迅速に与えることができる。
【００１３】
親局装置は、特定の子局からの上り光信号の受信強度を子局ごとに予め記憶する記憶部を有していてもよい（請求項２）。
【００１４】
この構成によれば、子局からの上り光信号の親局装置での受信強度は、１つ１つの子局に対しては時間的に不変であることを前提として、子局からの上り光信号の受信強度を子局ごとに予め測定し、記憶部に記憶しておく。親局装置が子局からの上り光信号のタイムスロットを指定することにより上り光信号の送信時点を決定する光通信システムなので、特定の子局からの上り光信号を受信する期間を予め予測できるので、その受信前の時点において、前記記憶部に記憶された当該子局の上り光信号の受信強度に応じてＡＰＤの受光感度を設定する。これにより、ＡＰＤの受光感度を時間遅れなしに設定できるので、親局装置の光信号強度に速い変化と大きな落差があるときでも、十分追従できる。
【００１５】
また、前記光通信システムに適用される親局装置が、特定の子局からの上り光信号の受信強度に応じた直流電源の最適バイアス電圧を子局ごとに予め記憶する記憶部を有していてもよい（請求項３）。
請求項２記載の構成と請求項３記載の構成との相違は、請求項２記載の構成では、子局からの上り光信号の受信強度を子局ごとに予め測定し記憶部に記憶して、所定時点で、前記記憶部に記憶された当該子局の上り光信号の受信強度に応じて、バイアス電圧を設定するのに対して、請求項３記載の構成では、子局からの上り光信号の受信強度を子局ごとに測定し、それ応じた最適バイアス電圧を子局ごとに予め記憶して、所定時点で、前記記憶部に記憶されたバイアス電圧を設定することである。このように、記憶するデータの段階が相違するのみで、ＡＰＤの受光感度を最適に設定するという発明の目的を達成することには変わりがない。
【００１７】
また、前記直流電源は、出力電圧可変型の複数の電源と、それらの電源を切り換えるスイッチ回路とを備え、前記受信制御部は、１つの電源を用いてＡＰＤにバイアス電圧を与えるとともに、他の電源において次に受信される子局の受信強度に応じてバイアス電圧を変化させておき、次の子局からの上り光信号を受信する前の時点において、スイッチ回路によりバイアス電圧を切り換えるものであってもよい（請求項４）。この構成であれば、前記「他の電源」において、次に受信される子局の受信強度に応じたバイアス電圧を設定しておけるので、スイッチ回路の切り換えによって、次に受信される子局の受信強度に応じた適正なバイアス電圧をＡＰＤに迅速に与えることができる。また、出力電圧可変型の電源を用いることによって、出力電圧変化の段階数をアナログ的に無段階に、又はディジタル的に段階的に変化させることができる。
【００１８】
また、親局装置に認識されていない子局を見つけ出すために、親局装置が各未認識子局に対してポーリングする未認識子局発見期間が光通信システムに含まれている場合、親局装置は、このポーリングに対する応答信号を受信するために、直流電源のバイアス電圧を複数段階に設定する（請求項５）。このとき、各未認識子局発見期間ごとにバイアス電圧が異なるように設定するものであってもよいし（請求項６）、未認識子局発見期間をそれぞれ複数の区間に細分割し、各細分割された区間ごとにバイアス電圧が異なるように設定するものであってもよい（請求項７）。
【００１９】
これらの構成によれば、親局装置は、ポーリングに対する応答信号の受信が予測される期間を予め知っているが、当該信号の受信強度に応じた最適バイアス電圧を知らない。したがって、ポーリングに対する応答信号の受信が予測される期間にバイアス電圧を複数段階（２段階以上）に設定する。これらのうちの何れかの段階は、応答信号の受信強度に対応した最適バイアス電圧であるので、当該バイアス電圧が設定されてきるときに応答信号を適切に受信することができる。
【００２０】
また、未認識子局発見期間における細分割された各区間ごとのバイアス電圧の段階が、段々増加していくように設定するものであってもよい（請求項８）。
未認識子局発見期間中に各未認識子局に対して一斉にポーリングを行った場合、親局装置は、当該親局に近い場所に設置された子局あるいは分岐の少ない子局からの応答信号をポーリング直後に受信し、当該親局から遠い場所に設置された子局あるいは複数の分岐を経た子局からの応答信号をポーリング後しばらくしてから受信する。したがって、ポーリング直後に受信する応答信号の受信強度は強く、ポーリング後しばらくしてから受信する応答信号の受信強度は弱い。
【００２１】
請求項８記載の構成によると、未認識子局発見期間における細分割された各区間ごとの段階が段々増加していくようにバイアス電圧を設定する。これにより、１度の未認識子局発見期間において、親局装置に近い場所に設置された子局等からの応答信号だけでなく、遠い場所に設置された子局等からの応答信号も受信できる。
また、細分割される複数の各区間のそれぞれの時間幅を各未認識子局発見期間ごとに変化するように設定するものであってもよい（請求項９）。
【００２２】
未認識子局発見期間において細分割される各区間ごとの時間幅がそれぞれ同一であり、かつ、光通信システムに当該未認識子局発見期間が繰り返し適用される場合、未認識子局発見期間ごとや細分割された区間ごとのバイアス電圧を異なるように設定しても、細分割された区間と区間との間に上り光信号を受信できないことがある。そのうえ、次の未認識子局発見期間においても、細分割された区間と区間との間に当該上り光信号を受信できない。
【００２３】
請求項９の構成によると、細分割される複数の各区間のそれぞれの時間幅を各未認識子局発見期間ごとに変化するように設定するので、細分割された区間と区間との間に上り光信号が受信できない不具合を解消できる。
未認識子局発見期間を含む光通信システムにおける親局装置には、当該親局に認識されていない子局からの上り光信号を受信していることを検知するための検知部が備えられており、この検知部によって上り光信号の受信が検知されているときは、前記直流電源のバイアス電圧の変化を禁止させてもよい（請求項１０）。この構成であれば、子局からの上り光信号を受信しているときにバイアス電圧が変化されることにより、当該上り光信号の受信が中断されてしまうことを防止できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
＜本発明の全体構成＞
図１は、ＰＯＮシステムを示すブロック図である。局舎内のＰＯＮシステム構成部分を親局又は親局装置といい、加入者宅内のＰＯＮシステム構成部分を子局という。ＰＯＮシステムは、親局１、複数の子局５、及び光分岐器３ａ，３ｂを備え、親局１と光分岐器３ａとの間は一芯の光ファイバ２で接続し、光分岐器３ａと光分岐器３ｂとの間、光分岐器３ａと子局５との間、及び光分岐器３ｂと子局５との間をそれぞれ光ファイバ４で接続している。光ファイバはシングルモードファイバを用いている。光分岐器３ａ，３ｂは、それぞれスターカップラーで構成される。
【００２５】
親局１から子局５への下り光信号及び子局５から親局１への上り光信号は、それぞれパケットで構成される。
親局１は、上位のネットワーク（インターネットなど）から送られてくるパケットを受けて、光ファイバを通して子局５に送り出し、子局５から送られてきたパケットを受信し、上位のネットワークに送り出す機能を持っている。
親局１は、光ファイバ２との接続端となる光伝送路終端装置（ＯＴＬ；Optical Line Terminals）、レイヤ２スイッチ、および上位のネットワークの接続端となるブロードバンドアクセスルータ等を備えている。
【００２６】
子局５は、宅内に設置されるパーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータのブロードバンド光信号を光ネットワークに送受する光加入者線終端装置（ＯＮＵ；Optical Network Unit）等を備えている。
前記ＰＯＮシステムの動作を簡単に説明すると、上位のネットワークから親局１に入ってくる下りパケットは、親局１においてレイヤ２スイッチで所定の処理が行われる。そして、ＯＬＴを通して光ファイバに送信される。光ファイバに送信された光信号は、光分岐器３ａ，３ｂで分岐され、光分岐器３ａ，３ｂにつながる子局５に送信されるが、送信先アドレスの合致した子局５がその光信号を取り込み、パケットを復号解読する。
【００２７】
一方、子局５から送信される上りパケットは、光分岐器３ａ，３ｂを経由して親局１に送信される。親局１では、レイヤ２スイッチで所定の処理が行われた後、ここからブロードバンドアクセスルータを介して上位のネットワークに送信される。
子局５から送信される上りパケットは、互いに時間的に競合しないようにする必要がある。そのために、親局１から子局５にパケットを送信するときに、各子局５に対して上り光信号時間スロット（以下単に「スロット」という）を割り当てる。スロットを割り当てられた子局５は、その割り当てられたスロットに上りパケットを送出する。したがって、子局５間の上りパケットの競合は回避される。なお、親局１と子局５との間で時計を共有している必要があるが、この時計の時刻合わせは、パケットの通信を行うときに、時刻情報をパケットの中に含ませることによって行うことができる。
【００２８】
親局１は、各子局５から順次、上りパケットを受けることになるが、その光信号強度は、光ファイバの経路によって異なる。例えば、光ファイバの長さが子局５ごとに違うし、光分岐器３ｂを通るか通らないかでも異なる。
図２は、各子局５からの上りパケットの強度の違いを説明するためのグラフであり、横軸に時間、縦軸に受信強度をとっている。異なる子局５から受け取るパケット１〜４で、受信強度が様々に異なっている。
【００２９】
また、このＰＯＮシステムに新たな子局５が加入したとき、親局１は当該子局５を認識していないので、当該子局５に対してスロットを割り当てることができない。これにより、当該子局５からの上り光信号を正しく受信できない。
このため、親局１は、スロットを割り当てた子局５からの上り光信号を受信する期間（以下「データ期間」とする）における動作、及びポーリングによって、当該親局１に認識されていない子局５を見つけ出すための未認識子局発見期間（以下「ディスカバリ期間」とする）における動作を行うようになっている。
【００３０】
図３は、親局１の全体的な動作を説明するためのタイムシーケンス図であり、親局１は、データ期間における動作とディスカバリ期間における動作とを繰り返し交互に行うようになっている。以下、データ期間における親局１の動作をこの発明の第１実施形態とし、ディスカバリ期間における親局１の動作をこの発明の第２実施形態として別々に説明する。
＜第１実施形態＞
図４は、この発明の第１実施形態に係る親局１を説明するためのＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。
【００３１】
このＰＯＮシステムは、親局１、子局５１，５２，５３、及び光分岐器３ａ，３ｂを備え、親局１と光分岐器３ａとの間を一芯の光ファイバ２で接続し、光分岐器３ａと子局５１との間、光分岐器３ａと光分岐器３ｂとの間、光分岐器３ｂと子局５２との間、及び光分岐器３ｂと子局５３との間をそれぞれ光ファイバ４で接続している。
このＰＯＮシステムにおいて、親局１に最も近い場所に子局５１が設置され、次に近い場所に子局５２が設置され、親局１から最も遠い場所に子局５３が設置されているものとする。また、親局１は、当該親局１と子局５１間の伝搬遅延時間、当該親局１と子局５２間の伝搬遅延時間、および当該親局１と子局５３間の伝搬遅延時間を予め把握しているものとする。
【００３２】
図５は、第１実施形態に係る親局１における光伝送路終端装置ＯＬＴの構成を示すブロック図である。光伝送路終端装置ＯＬＴには上り光信号を受光するＡＰＤが設けられており、ＡＰＤの受光信号は、電流信号を電圧信号に変換するためのトランスインピーダンスアンプ１１を通して、ポストアンプに入力されている。そしてＡＰＤにバイアス電圧を与える電圧可変型の直流電源１２が設けられている。
【００３３】
前記電圧可変型の直流電源１２は、原理的には、電圧可変型のＤＣ−ＡＣコンバータのフィードバック電圧を可変にした回路を採用することができる。具体的には、ＡＰＤ用に開発された電圧可変型のＤＣ−ＤＣコンバータ電源回路（例えばLinear Technology LT1930/LT1930A）を採用することができる。
さらに、ＡＰＤのバイアス電圧を制御するための光受信制御回路１３が設けられている。光受信制御回路１３は、子局５１〜５３からの受信強度を記憶する受信強度記憶部１４と、記憶された受信強度に基づいて最適なバイアス電圧を決定する最適バイアス決定部１５とを備えている。
【００３４】
なお、前記光受信制御回路１３、受信強度記憶部１４、最適バイアス決定部１５の以下に説明する機能は、光伝送路終端装置ＯＬＴに設けられたコンピュータが所定のプログラムを用いて実行するものである。
光受信制御回路１３は、子局５１〜５３から受ける光の強度を測定し、その強度情報を受信強度記憶部１４に記憶している。測定時点は、任意であるが、例えば一日一回決められた時刻に測定する。測定方法は、ＡＰＤのバイアス電圧をある値に固定して、そのときにＡＰＤを流れる電流を測定することによって、光の強度を決定する。
【００３５】
図６は、ＡＰＤの増倍率Ｍと逆バイアス電圧との関係を示すグラフである。光受信制御回路１３は、小さな受信強度に対しては大きな増倍率Ｍを設定し、強い入力光信号に対しては小さな増倍率Ｍを設定する。そのために、光受信制御回路１３は、このグラフに基づいて、受信強度とＡＤＰの最適バイアス電圧との関係を規定したテーブルを持っている。光受信制御回路１３は、このテーブルを用いてＡＰＤのバイアス電圧を調整する。
【００３６】
なお、最適バイアス決定部１５は、受信強度記憶部１４に記憶されている前記強度情報、およびこのテーブルに基づいて、子局５１からの上り光信号の受信に最適なバイアス電圧はＶ１で、子局５２からの上り光信号の受信に最適なバイアス電圧はＶ２で、子局５３からの上り光信号の受信に最適なバイアス電圧はＶ３であると決定するものとする。
図７は、第１実施形態に係る親局１の動作を説明するためのタイムシーケンス図である。
【００３７】
データ期間が始まると、光受信制御回路１３は、子局５１〜５３に対して割り当てたスロットに基づいてパケット１〜３を子局５１〜５３に対してそれぞれ送信する。子局５１〜５３は、パケット１〜３を受け取ると、上りパケット１´〜３´をそれぞれ親局１に送信する。このとき、光受信制御回路１３は、当該親局１と各子局５１〜５３間の伝搬遅延時間に基づいて、時刻ｔ12〜ｔ13の間に上りパケット１´を受信するために、時刻ｔ11の時にパケット１を子局５１に送信する。続いて時刻ｔ22〜ｔ23の間に上りパケット２´を受信するために、時刻ｔ21の時にパケット２を子局５２に送信する。次いで時刻ｔ32〜ｔ33の間に上りパケット３´を受信するために、時刻ｔ31の時にパケット３を子局５３に送信する。以上の動作により、各上りパケット１´〜３´の互いの競合が回避される。
【００３８】
このように、光受信制御回路１３は、子局５１〜５３に対して割り当てたスロットに基づいて、どの時刻にどの子局５１〜５３からの上りパケットを受信するかを予め知ることができる。
最適バイアス部１５は、子局５１〜５３からの上りパケットが受信される時刻に合わせて、予めバイアス電圧を決定する。そして、前の子局からの上りパケットの受信が終わり、特定の子局からの上りパケットが受信されるまでの空いた時間帯に、決定された最適バイアス電圧を前記直流電源１２に設定する。
【００３９】
具体的には、パケット１を送信した時点で、時刻ｔ12〜ｔ13間の最適バイアス電圧をＶ１と決定し、時刻ｔ12以前にバイアス電圧がＶ１となるように直流電源１２を設定する。また、パケット２を送信した時点で、時刻ｔ22〜ｔ23間の最適バイアス電圧をＶ２と決定し、時刻ｔ13〜ｔ22の間のバイアス電圧がＶ２となるように直流電源１２を設定する。さらに、パケット３を送信した時点で、時刻ｔ32〜ｔ33間の最適バイアス電圧をＶ３と決定し、時刻ｔ23〜ｔ32の間のバイアス電圧がＶ３となるように直流電源１２を設定する。
【００４０】
以上の動作によって、適正バイアスを設定されたＡＰＤは、子局５１〜５３からの上り光信号を適正な感度で受けることができる。そしてＡＰＤに時間的に様々な強度の光信号が入力されても対応できるので、Ｓ／Ｎ比を確保し、かつ飽和することなく、光信号を受信することができる。
以上の実施形態では、光受信制御回路１３は、受信強度とＡＰＤの最適バイアス電圧との関係を規定したテーブルを用いて電圧可変型の直流電源の電圧を調整していたが、電圧の違う電圧固定型の直流電源を複数用意して、いずれかの直流電源に切り換えてもよい。
【００４１】
図８は、２つの異なる電圧の直流電源１２ａ，１２ｂを、スイッチ回路１６によって切り換える回路例を示している。最適バイアス決定部１５は、上りの光信号にしきい値を設け、受信強度記憶部１４に記憶された子局５１〜５３の受信強度としきい値とを比較し、受信強度がしきい値よりも低い場合は高いバイアス電圧を、受信強度がしきい値よりも高い場合は低いバイアス電圧を決定する。そして、子局５１〜５３からの上りパケットがそれぞれ受信される時間にあわせて、スイッチ回路１６で切り換えて、いずれかの直流電源１２a又は１２bを選択する。このように直流電源をスイッチ回路１６で切り換えることによって、電圧可変型の直流電源を用いる必要がなくなり、直流電源の回路構成を単純化できる。
【００４２】
図９は、電圧の違う電圧可変型の直流電源１２ｃ，１２ｄを複数用意して、いずれかの直流電源１２ｃ又は１２ｄに切り換える回路ブロック図を示す。光受信制御回路１３は、最適バイアス決定部１５において、子局５１から受信される上りパケットにあわせて、最適バイアス電圧Ｖ１を決定し、その次の子局５２から受信される上りパケットにあわせて、次の最適バイアス電圧Ｖ２を決定する。最適バイアス決定部１５は、決定された最適バイアス電圧Ｖ１に対応する信号を、一方の直流電源１２ｃに供給する。子局５１から上りパケットが受信されている間（例えば、図７の時刻ｔ12〜ｔ13の間）に、次の最適バイアス電圧Ｖ２に対応する信号を、他方の直流電源１２ｄに供給する。他方の直流電源１２ｄは、最適バイアス電圧Ｖ２に設定された状態で待機していることになる。最適バイアス決定部１５は、子局５１からの上りパケットが終了し、次の子局５２からの上りパケットの受信が始まる前（時刻ｔ13〜ｔ22の間）に、スイッチ回路１６を切り換える。これによって、他方の直流電源１２ｄからの電圧の供給が速やかに始まる。他方の直流電源１２ｄは、最適バイアス電圧Ｖ２に設定された状態で待機した後なので、電源電圧が安定している。
【００４３】
他方の直流電源１２ｄからの電圧の供給が行われている間（時刻ｔ22〜ｔ23の間）、最適バイアス決定部１５は、次の最適バイアス電圧Ｖ３に対応するゲート電圧信号を、一方の直流電源１２ｃに供給する。一方の直流電源１２ｃは、次の子局５３からの上り光信号のために、最適バイアス電圧Ｖ３に設定された状態で待機していることになる。このような手順を繰り返すことによって、ＡＰＤに対して、常に、安定したバイアス電圧が供給できる。
【００４４】
図１０は、最適なバイアス電圧を記憶する最適バイアス記憶部を備えた親局１における光伝送路終端装置ＯＬＴの構成を示すブロック図である。今まで説明してきた受信強度記憶部１４に代えて、子局５１〜５３の受信強度に対応する最適なバイアスＶ１〜Ｖ３を記憶した最適バイアス記憶部１７を備えたＯＬＴであってもよい。このとき、最適バイアス決定部１５は、記憶された最適バイアス電圧を選択して、前記直流電源１２を設定する。
【００４５】
以上のようにデータ期間における親局１は、子局５１〜５３からの上り光信号の受信強度の変化に追従して、ＡＰＤの受光感度を適切に、かつ迅速に設定することができるので、高感度受信と耐強入力特性を同時に実現することができる。
＜第２実施形態＞
図１１は、この発明の第２実施形態に係る親局１を説明するためのＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。
【００４６】
このＰＯＮシステムは、親局１、子局５４，５５，５６、及び光分岐器３ａ，３ｂを備え、親局１と光分岐器３ａとの間を一芯の光ファイバ２で接続し、光分岐器３ａと子局５４との間、光分岐器３ａと光分岐器３ｂとの間、光分岐器３ｂと子局５５との間、及び光分岐器３ｂと子局５６との間をそれぞれ光ファイバ４で接続している。なお、親局１に最も近い場所に子局５４が設置され、次に近い場所に子局５６が設置されているものとする。
【００４７】
このＰＯＮシステムにおいて、親局１は、当該親局１と子局５５間の伝搬遅延時間を予め把握し、子局５５からの上り光信号の強度を予め受信しているものとする。また、子局５４，５６はこのＰＯＮシステムに新たに加入したばかりで、親局１は、当該親局１と子局５４，５６間の伝搬遅延時間、および子局５４，５６からの上り光信号の強度を把握していないものとする。したがって、データ期間中において、親局１は子局５５からの上り光信号を受信できるが、特定できない子局５４，５６からの上り光信号を受信できない。
【００４８】
ディスカバリ期間の親局１は、子局５４，５６に対してパケットＸを送信しており、パケットＸを受信した子局５４，５６は返送パケットＸ´を親局１に返送する。親局１はこの返送パケットＸ´を受信すると、このパケットに基づいて子局５４，５６を認識する（以下これらの動作をまとめて「ポーリング」という）。
図１２は、ポーリングを説明するためのタイムシーケンス図である。
【００４９】
親局１は、子局５４，５６に対してパケットＸを送信しても、親局１と子局５４，５６間の伝搬遅延時間を把握していないので、返送パケットＸ´の受信時刻を予め予測することはできない。また、子局５４，５６からの受信強度を把握していないので、当該パケットＸ´を受信するときの最適なバイアス電圧を知らない。
図１３は、第２実施形態に係る親局１におけるＯＬＴの構成を示すブロック図であり、図５と同じ構成には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５０】
光受信制御回路１３は、親局１に認識されていない子局５４，５６からの受信強度に対応した最適なバイアス電圧に調整するためのバイアス電圧調整部１８を備えている。
なお、前記受信制御回路１３、バイアス電圧調整部１８の以下に説明する機能は、光伝送路終端装置ＯＬＴに設けられたコンピュータが所定のプログラムを用いて実行するものである。
【００５１】
バイアス電圧調整部１８は、ディスカバリ期間中にバイアス電圧を複数段階に設定できる。なお、この説明において、バイアス電圧調整部１８は、バイアス電圧をＶ10，Ｖ20，Ｖ30の３段階に設定できるものとする。また、子局５４から与えられる上り光信号の受信に最適なバイアス電圧はＶ10で、子局５６から与えられる上り光信号の受信に最適なバイアス電圧はＶ20であるものとする。
図１４は、ディスカバリ期間に設定されるＡＰＤの逆バイアス電圧の一例を説明するためのタイムシーケンス図であり、横軸に時間、縦軸に逆バイアス電圧を取っている。最初のディスカバリ期間中にはバイアス電圧Ｖ10が設定され、次のディスカバリ期間中にはバイアス電圧Ｖ20が設定され、さらに次のディスカバリ期間中にはバイアス電圧Ｖ30が設定される。
【００５２】
図１５は、ディスカバリ期間に設定されるＡＰＤの逆バイアス電圧の他の例を説明するためのタイムシーケンス図である。ディスカバリ期間は３つの区間ｔ１に細分割されて、最初の区間ｔ１ではバイアス電圧Ｖ20が設定され、次の区間ｔ１ではバイアス電圧Ｖ30が設定され、最後の区間ｔ１ではバイアス電圧Ｖ10が設定される。
このように、ディスカバリ期間においてバイアス電圧を複数段階に設定することにより、子局５４，５６からのパケットの受信強度を予め把握していなくとも、当該パケットの受信に最適なバイアス電圧Ｖ10，Ｖ20を設定できる。そして、当該バイアス電圧が設定されているときに、子局５４，５６からの上り光信号を受信して、当該子局５４，５６を認識できる。
【００５３】
したがって、図１４の例において、時刻ｔ41〜ｔ42の間にバイアス電圧Ｖ10が設定されるので、この間に子局５４からの上り光信号を受信でき、時刻ｔ43〜ｔ44の間にバイアス電圧Ｖ20が設定されるので、この間に子局５６からの上り光信号を受信できる。
また、図１５の例において、時刻ｔ51〜ｔ52の間にバイアス電圧Ｖ20が設定されるので、この間に子局５６からの上り光信号を受信でき、時刻ｔ53〜ｔ54の間にバイアス電圧Ｖ10が設定されるので、この間に子局５４からの上り光信号を受信できる。
【００５４】
図１６は、ディスカバリ期間に設定されるＡＰＤの逆バイアス電圧のさらに他の例を説明するためのタイムシーケンス図であり、最初の区間ｔ１ではバイアス電圧Ｖ10が設定され、次の区間ｔ１ではバイアス電圧Ｖ20が設定され、最後の区間ｔ１ではバイアス電圧Ｖ30が設定される。
子局５４，５６に一斉にパケットＸを送信した場合、親局１は、パケットＸ送信直後に子局５４からの返信パケットＸ´を受信し、当該返信パケットＸ´を受信してから、しばらくした後に子局５６からの返信パケットＸ´を受信する。また、子局５４は親局１に最も近い場所に設置されているので、子局５４からのパケットの受信強度は強く、親局１から見て子局５４より遠い位置に設置された子局５６からのパケットの受信強度は、子局５４からの受信強度に比べて弱い。
【００５５】
したがって、図１６に示すように、ディスカバリ期間の時間の経過に伴ってバイアス電圧を増加させることにより、１回のディスカバリ期間において、ディスカバリ期間開始直後に子局５４からの返信パケットＸ´を受信できるだけでなく、ディスカバリ期間が開始してから、しばらくした後に子局５６からの返信パケットＸ´も受信できる。
図１７は、ディスカバリ期間に設定されるＡＰＤの逆バイアス電圧のさらに別の例を説明するためのタイムシーケンス図である。
【００５６】
最初のディスカバリ期間は３つの区間ｔ１に細分割されて、最初の区間ｔ１ではバイアス電圧Ｖ10が設定され、次の区間ｔ１ではバイアス電圧Ｖ20が設定され、最後の区間ｔ１ではバイアス電圧Ｖ30が設定される。
次のディスカバリ期間は３つの区間ｔ２，ｔ３，ｔ１に細分割される。なお、各区間における時間幅は、ｔ２＞ｔ１＞ｔ３となっている。そして、最初の区間ｔ２ではバイアス電圧Ｖ10が設定され、次の区間ｔ３ではバイアス電圧Ｖ20が設定され、最後の区間ｔ１ではバイアス電圧Ｖ30が設定される。
【００５７】
さらに次のディスカバリ期間は、３つの区間ｔ１，ｔ２，ｔ３に細分割され、最初の区間ｔ１ではバイアス電圧Ｖ10が設定され、次の区間ｔ２ではバイアス電圧Ｖ20が設定され、最後の区間ｔ３ではバイアス電圧Ｖ30が設定される。
たとえば、各ディスカバリ期間が開始した後の時刻ｔ71の時に子局５４からの光信号を受信し、時刻ｔ72の時に子局５６からの光信号を受信する場合、図１７に示す最初のディスカバリ期間において、時刻ｔ71，ｔ72のときにバイアス電圧が変化するので、子局５４，５６からの光信号を受信できない。また、この３つの区間ｔ１からなるディスカバリ期間が繰り返し適用され続ける場合、子局５４，５６からの光信号を何時までも受信することはできない。
【００５８】
しかし、図１７に示すように、各ディスカバリ期間ごとに細分割される３つの区間の時間幅をそれぞれ変化させると、２度目のディスカバリ期間の時刻ｔ71のときにバイアス電圧Ｖ10が設定され、３度目のディスカバリ期間の時刻ｔ72のときにバイアス電圧Ｖ20が設定される。したがって、細分割される３つの区間の時間幅がそれぞれ異なる複数のディスカバリ期間によって、子局５４，５６から与えられる光信号の最適バイアス電圧を適切なタイミングに設定できる。
【００５９】
図１８は、第２実施形態に係る親局１のＯＬＴの他の構成を示すブロック図であり、この図では、図１３の構成に加えて、サンプリングホールド（Ｓ／Ｈ）回路１９およびモニタ回路２０が備えられている。
ＡＰＤの受光モニタ信号がモニタ回路２０に入力されるようになっており、モニタ回路２０は、ＡＰＤの受光モニタ信号を順次モニタ（監視）している。モニタ回路２０にはしきい値電圧Lv１，Lv２が入力されており、受光モニタ信号がLv１以上で、かつLv２以下の場合、ＡＰＤは上り光信号を受信しているものと判定し、受光モニタ信号を出力する。
【００６０】
Ｓ／Ｈ回路１９には、バイアス電圧調整部１６によって設定されたバイアス電圧、およびモニタ回路２０から出力される受光モニタ信号が入力されるようになっている。Ｓ／Ｈ回路１９は、受光モニタ信号が入力されると、その時に入力さされたバイアス電圧をホールドする。
図１９は、Ｓ／Ｈ回路１９によりホールドされたバイアス電圧を説明するためのタイムシーケンス図である。
【００６１】
同図（ａ）は、バイアス電圧調整部１８によって調整されるバイアス電圧を示すタイムシーケンス図であり、時刻ｔ４〜ｔ５の間にバイアス電圧Ｖ４が設定され、時刻ｔ５〜ｔ６の間にバイアス電圧Ｖ６が設定される。
同図（ｂ）は、モニタ回路２０に入力されるＡＰＤの受光モニタ信号を示すタイムシーケンス図であり、時刻ｔ４〜ｔ６の間にＡＰＤが光信号を受信しているので、ＡＰＤの受光モニタ信号がLv１以上で、かつLv２以下となっている。したがって、このときＳ／Ｈ回路１９には受光モニタ信号が与えられる。
【００６２】
同図（ｃ）は、ＡＰＤに与えられるバイアス電圧を示すタイムシーケンス図であり、時刻ｔ４〜ｔ６間にバイアス電圧Ｖ４が与えられ、時刻ｔ６以降にバイアス電圧Ｖ６が与えられる。これは、時刻ｔ４〜ｔ６の間にＳ／Ｈ回路１９に受光モニタ信号が入力されているので、時刻ｔ４のときのバイアス電圧Ｖ４が時刻ｔ６までホールドされ続けるからである。
このように、ＡＰＤが上り光信号を受光している間においてバイアス電圧の変化を禁止し、バイアス電圧をホールドすることにより、上り光信号を受光している間にバイアス電圧が変化されて当該光信号の受光が中断されることを防止できる。
【００６３】
以上のように、ディスカバリ期間における親局１は、ＰＯＮシステムに新たに加入した子局からの上り光信号の受信強度、及び当該子局と親局１間の伝搬遅延時間を把握していなくても、バイアス電圧を複数段階に設定することにより、当該子局からの上り光信号を適切に受信することができる。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【００６４】
たとえば、この説明では、ディスカバリ期間中に、ＰＯＮシステムに新たに加入した子局を見つけ出すと説明したが、ディスカバリ期間中に、電源がオンとなったばかりの子局も見つけ出してもよい。また、各ディスカバリ期間を細分割する場合、３つの区間に細分割するものとして説明してきたが、３分割に限定する必要はなく、４つの区間に細分割しても、５つの区間に細分割してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＯＮシステムの全体を示すブロック図である。
【図２】各子局５からの上り光信号の強度の違いを説明するためのグラフである。
【図３】親局１の全体的な動作を説明するためのタイムシーケンス図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る親局１を説明するためのＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態に係る親局１におけるＯＬＴの構成を示すブロック図である。
【図６】ＡＰＤの増倍率Ｍと逆バイアス電圧との関係を示すグラフである。
【図７】第１実施形態に係る親局１の動作を説明するためのタイムシーケンス図である。
【図８】２つの異なる電圧の直流電源を、スイッチ回路１６によって切り換える回路例を示すブロック図である。
【図９】電圧の違う電圧可変型の直流電源を２つ用意して、スイッチ回路１６によって切り換える回路例を示すブロック図である。
【図１０】最適なバイアス電圧を記憶する最適バイアス記憶部を備えた親局１におけるＯＬＴの構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の第２実施形態に係る親局１を説明するためのＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。
【図１２】ポーリングを説明するためのタイムシーケンス図である。
【図１３】第２実施形態に係る親局１におけるＯＬＴの構成を示すブロック図である。
【図１４】ディスカバリ期間に設定されるＡＰＤの逆バイアス電圧の一例を説明するためのタイムシーケンス図である。
【図１５】ディスカバリ期間に設定されるＡＰＤの逆バイアス電圧の他の例を説明するためのタイムシーケンス図である。
【図１６】ディスカバリ期間に設定されるＡＰＤの逆バイアス電圧のさらに他の例を説明するためのタイムシーケンス図である。
【図１７】ディスカバリ期間に設定されるＡＰＤの逆バイアス電圧のさらに別の例を説明するためのタイムシーケンス図である。
【図１８】第２実施形態に係る親局１のＯＬＴの他の構成を示すブロック図である。
【図１９】Ｓ／Ｈ回路によりホールドされたバイアス電圧を説明するためのタイムシーケンス図である。
【符号の説明】
１親局
２光ファイバ
３ａ，３ｂ光分岐器
４光ファイバ
５，５１〜５６子局
１１トランスインピーダンスアンプ
１２直流電源
１３光受信制御回路
１４受信強度記憶部
１５最適バイアス決定部
１６スイッチ回路
１７最適バイアス記憶部
１８バイアス電圧調整部
１９Ｓ／Ｈ（サンプリングホールド）回路
２０モニタ回路
ＡＰＤアバランシェフォトダイオード
ＯＬＴ親局の光伝送路終端装置
ＯＮＵ子局の光加入者線終端装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication system in which a master station and a plurality of slave stations are connected by an optical fiber via a passive optical splitter.
[0002]
[Prior art]
In a system for bidirectional communication between a master station and a plurality of slave stations using an optical data communication network, there is a network configuration in which the master station and each slave station are radially connected by a single optical fiber. It has been put into practical use (Single Star). This network configuration simplifies the system and equipment configuration, but since one slave station occupies one optical fiber (if the number of slave stations is N, N optical fibers are required), the system is low. It is difficult to make a price.
[0003]
Therefore, a PON (Passive Optical Network) system (also referred to as PDS (Passive Double Star)) in which one optical fiber is shared by a plurality of slave stations has been proposed. In this PON system, a master station and a passive optical branching unit are connected by an optical fiber, and an optical branching unit and a plurality of slave stations are connected by a plurality of optical fibers. Further, a configuration in which another optical branching device is inserted between the optical branching device and the plurality of slave stations is also employed.
[0004]
In the PON system, the downstream optical signal transmitted from the master station is distributed to all the slave stations, but only the slave station having the destination address takes in the optical signal. Further, the transmission time of each slave station is divided and assigned to the upstream optical signal transmitted from the slave station so that the slave stations do not collide with each other.
In the PON system, optical signals from a slave station installed near the master station or a slave station with few branches, and a slave station installed far from the master station or from a slave station that has passed multiple branches. The optical reception intensity at the master station is greatly different from that of the optical signal.
[0005]
This is because light is attenuated when propagating through the optical fiber and is further attenuated every time it passes through the optical branching unit.
On the other hand, an avalanche photodiode (APD) having an optical multiplication function may be used in the optical receiver of the master station. This APD can receive even weak optical signals with high sensitivity due to the multiplication of the reverse-biased PN junction. However, when a strong optical signal is input, the APD is easily saturated and can receive an accurate optical signal. Disappear.
[0006]
Therefore, in order to set the multiplication factor of the APD large for a weak input optical signal and small for a strong input optical signal, the bias voltage of the APD is adjusted.
For example, when a fixed resistor is inserted in series with an APD and a large current flows through the APD, a principle is used in which a bias voltage applied to the APD is reduced using a voltage drop of the resistor (referred to as a self-bias method). ).
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-355218
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the self-bias method, when the bias setting time is delayed due to the stray capacitance of the light receiving circuit, there is a large drop in the received intensity of the optical signal transmitted from each slave station in a time division manner in the PON system. In addition, there is a problem that the bias voltage cannot be quickly changed.
Although it is conceivable to measure the intensity of the optical signal from each slave station and feedback control the bias voltage of the APD (Patent Document 1), the rise time of the optical signal from each slave station is very short. In addition (because of about 1 nanosecond), the feedback loop has a time constant, so that there is a problem that it cannot sufficiently follow the rising of the received optical signal.
[0009]
Further, when a slave station newly joins the PON system, since the master station does not know the slave station, the transmission intensity of the upstream optical signal from the slave station is also increased in addition to the fact that the transmission time cannot be divided and allocated. Since it is not measured, there is also a problem that the master station cannot properly receive the upstream optical signal from the slave station.
For this reason, the reception of the upstream optical signal from the slave station is predicted during the period of recognizing the new subscriber station by polling from the master station, so that the reception intensity of the upstream optical signal is appropriately handled during this period. Therefore, there has been a demand for a master station apparatus in an optical communication system that can set the bias voltage.
[0010]
Therefore, the present invention provides an optical communication system in which a master station and a plurality of slave stations are connected by an optical fiber via an optical branching unit during a period in which reception of an upstream optical signal from the slave station is predicted. An object of the present invention is to provide a master station device in an optical communication system capable of appropriately setting the light receiving sensitivity of an APD.
Another object of the present invention is to connect a master station and a plurality of slave stations with an optical fiber via an optical splitter, and the master station specifies a time slot of an upstream optical signal from the slave station. In an optical communication system that determines the transmission time of an upstream optical signal, the detection sensitivity does not decrease even if there is a large difference in the optical reception intensity of the master station, and it is received without saturation even if there is a large optical input. It is to provide a master station apparatus in an optical communication system capable of performing the above.
[0011]
Still another object of the present invention is to connect a master station and a plurality of slave stations with an optical fiber via an optical branching unit, and the master station recognizes a slave station newly joined to the optical communication system. Therefore, in an optical communication system that polls the slave station, a bias voltage appropriately corresponding to the reception intensity of the uplink optical signal is applied during a period when reception of the uplink optical signal from the slave station is predicted. It is to provide a master station device in an optical communication system that can be set.
[0012]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
  The master station apparatus in the optical communication system of the present invention is an avalanche photodiode that receives an upstream optical signal from a slave station.And a DC power source that supplies a bias power to the avalanche photodiode, and a reception control unit that changes the light receiving sensitivity of the avalanche photodiode in a plurality of stages, and the DC power source includes a switch circuit that switches different output voltages. The reception control unit sets a bias voltage to be applied to the avalanche photodiode by switching the switch circuit at a time before receiving the upstream optical signal from a specific slave station, and sets the light receiving sensitivity of the avalanche photodiode. To change(Claim 1).
  According to this configuration, the light receiving sensitivity of the APD can be changed in a plurality of stages (two or more stages) during a period in which the reception of the upstream optical signal from the slave station is predicted. Since any one of these steps is the light receiving sensitivity of the APD corresponding to the intensity of the upstream optical signal from the slave station, the light receiving sensitivity of the APD can be set appropriately.
  The DC power supply includes a switch circuit that switches between different output voltages, and the reception control unit sets a bias voltage to be applied to the APD by switching the switch circuit, so that an appropriate bias voltage can be quickly applied to the APD by switching the switch circuit. Can be given to.
[0013]
parentThe station apparatus may include a storage unit that stores in advance the reception intensity of the upstream optical signal from a specific slave station for each slave station (claims).2).
[0014]
According to this configuration, it is assumed that the reception intensity of the upstream optical signal from the slave station at the master station apparatus is temporally unchanged for each slave station. The reception intensity of the signal is measured in advance for each slave station and stored in the storage unit. Since the master station device is an optical communication system that determines the transmission time point of the upstream optical signal by designating the time slot of the upstream optical signal from the slave station, the period for receiving the upstream optical signal from a specific slave station can be predicted in advance Therefore, at the time before the reception, the light receiving sensitivity of the APD is set according to the reception intensity of the upstream optical signal of the slave station stored in the storage unit. As a result, the light receiving sensitivity of the APD can be set without time delay, so that even when there is a fast change and a large drop in the optical signal intensity of the master station device, it is possible to sufficiently follow.
[0015]
  In addition, the master station device applied to the optical communication system has a storage unit that stores in advance, for each slave station, the optimum bias voltage of the DC power supply corresponding to the reception intensity of the upstream optical signal from the specific slave station. (Claims)3).
  Claim2Description and claims3Differences from the described arrangement are claimed.2In the configuration described above, the reception intensity of the upstream optical signal from the slave station is measured in advance for each slave station and stored in the storage unit, and the upstream optical signal of the slave station stored in the storage unit is received at a predetermined point in time. Whereas the bias voltage is set according to the strength, the claim3In the configuration described above, the reception intensity of the upstream optical signal from the slave station is measured for each slave station, and the corresponding optimum bias voltage is stored in advance for each slave station, and stored in the storage unit at a predetermined time point. The bias voltage is set. As described above, there is no change in achieving the object of the invention of optimally setting the light receiving sensitivity of the APD only by the difference in the stage of data to be stored.
[0017]
  The DC power source includes a plurality of variable output voltage power sources and a switch circuit that switches between the power sources, and the reception control unit applies a bias voltage to the APD using one power source, The bias voltage is changed in accordance with the reception intensity of the next slave station received at the power source, and the bias voltage is switched by the switch circuit before the upstream optical signal from the next slave station is received. (Claims)4). With this configuration, since the “other power supply” can set a bias voltage according to the reception intensity of the next received slave station, switching of the switch circuit changes the next received slave station. An appropriate bias voltage corresponding to the reception intensity can be quickly applied to the APD. Further, by using a variable output voltage power supply, the number of steps of the output voltage change can be changed in an analog stepless manner or digitally in a stepwise manner.
[0018]
  If the optical communication system includes an unrecognized child station discovery period in which the parent station device polls each unrecognized child station to find a child station that is not recognized by the parent station device. The apparatus sets the bias voltage of the DC power supply in a plurality of stages in order to receive a response signal to the polling.5). At this time, the bias voltage may be set to be different for each unrecognized slave station discovery period.6), The unrecognized child station discovery period may be subdivided into a plurality of sections, and the subdivided sections may be set to have different bias voltages.7).
[0019]
According to these configurations, the master station apparatus knows in advance the period during which reception of a response signal to polling is predicted, but does not know the optimum bias voltage corresponding to the reception intensity of the signal. Therefore, the bias voltage is set in a plurality of stages (two or more stages) during the period in which the response signal for polling is expected to be received. Since any one of these steps is the optimum bias voltage corresponding to the reception intensity of the response signal, the response signal can be appropriately received when the bias voltage is set.
[0020]
  Further, the stage of the bias voltage for each of the subdivided sections in the unrecognized child station discovery period may be set so as to increase step by step.8).
  When polling all unrecognized slave stations at the same time during the unrecognized slave station discovery period, the master station device responds from a slave station installed near the master station or a slave station with few branches. A signal is received immediately after polling, and a response signal from a slave station installed at a location far from the master station or a slave station that has passed through a plurality of branches is received after polling. Therefore, the reception strength of the response signal received immediately after polling is high, and the reception strength of the response signal received after a while after polling is low.
[0021]
  Claim8According to the described configuration, the bias voltage is set so that the stage for each subdivided section in the unrecognized slave station discovery period is gradually increased. As a result, in a single unrecognized slave station discovery period, not only response signals from slave stations installed near the master station device but also response signals from slave stations installed far away are received. it can.
  Further, the time width of each of the plurality of sections to be subdivided may be set so as to change for each unrecognized child station discovery period.9).
[0022]
When the time width of each section subdivided in the unrecognized slave station discovery period is the same, and the unrecognized slave station discovery period is repeatedly applied to the optical communication system, for each unrecognized slave station discovery period Even if the bias voltage is set differently for each of the subdivided sections, the upstream optical signal may not be received between the subdivided sections. In addition, even in the next unrecognized slave station discovery period, the upstream optical signal cannot be received between the subdivided sections.
[0023]
  Claim9With this configuration, the time width of each of the plurality of sections to be subdivided is set so as to change for each unrecognized slave station discovery period. Therefore, the upstream optical signal is between the subdivided sections. Can solve the problem that can not be received.
  The master station apparatus in the optical communication system including the unrecognized slave station discovery period includes a detection unit for detecting that an upstream optical signal is received from a slave station that is not recognized by the master station. And when the reception of the upstream optical signal is detected by the detection unit, the change of the bias voltage of the DC power supply may be prohibited (claim).10). With this configuration, it is possible to prevent the reception of the upstream optical signal from being interrupted by changing the bias voltage while receiving the upstream optical signal from the slave station.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<Overall configuration of the present invention>
FIG. 1 is a block diagram showing a PON system. A PON system component in the station is called a master station or a master station device, and a PON system component in the subscriber's house is called a slave station. The PON system includes a master station 1, a plurality of slave stations 5, and optical branching devices 3a and 3b. The master station 1 and the optical branching device 3a are connected by a single-core optical fiber 2, and an optical branching device 3a. And optical branching unit 3b, optical branching unit 3a and slave station 5, and optical branching unit 3b and slave station 5 are connected by optical fiber 4, respectively. A single mode fiber is used as the optical fiber. Each of the optical branching devices 3a and 3b is configured by a star coupler.
[0025]
The downstream optical signal from the master station 1 to the slave station 5 and the upstream optical signal from the slave station 5 to the master station 1 are each composed of packets.
The master station 1 receives a packet sent from a host network (such as the Internet), sends it to the slave station 5 through an optical fiber, receives a packet sent from the slave station 5, and sends it to the host network have.
The master station 1 includes an optical transmission line termination device (OTL; Optical Line Terminals) serving as a connection end with the optical fiber 2, a layer 2 switch, and a broadband access router serving as a connection end of a higher-level network.
[0026]
The slave station 5 includes a personal computer installed in the house, an optical subscriber line terminal unit (ONU: Optical Network Unit) that transmits and receives broadband optical signals of the personal computer to the optical network, and the like.
Briefly describing the operation of the PON system, a downstream packet that enters the master station 1 from a higher-level network is subjected to predetermined processing by the layer 2 switch in the master station 1. And it transmits to an optical fiber through OLT. The optical signal transmitted to the optical fiber is branched by the optical branching devices 3a and 3b and transmitted to the slave station 5 connected to the optical branching devices 3a and 3b. And decrypt the packet.
[0027]
On the other hand, the upstream packet transmitted from the slave station 5 is transmitted to the master station 1 via the optical branching units 3a and 3b. In the master station 1, after predetermined processing is performed by the layer 2 switch, it is transmitted from here to the upper network via the broadband access router.
It is necessary to prevent uplink packets transmitted from the slave stations 5 from competing with each other in time. Therefore, when transmitting a packet from the master station 1 to the slave station 5, an upstream optical signal time slot (hereinafter simply referred to as "slot") is assigned to each slave station 5. The slave station 5 to which the slot is assigned transmits an uplink packet to the assigned slot. Therefore, contention for upstream packets between the slave stations 5 is avoided. Note that the clock must be shared between the master station 1 and the slave station 5, but the time adjustment of this clock is performed by including time information in the packet when performing packet communication. It can be carried out.
[0028]
The master station 1 receives uplink packets sequentially from each slave station 5, but the optical signal strength differs depending on the path of the optical fiber. For example, the length of the optical fiber is different for each slave station 5, and it differs depending on whether or not it passes through the optical branching unit 3b.
FIG. 2 is a graph for explaining the difference in the intensity of the uplink packet from each slave station 5, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing reception intensity. Packets 1 to 4 received from different slave stations 5 have different reception strengths.
[0029]
When a new slave station 5 joins the PON system, the master station 1 does not recognize the slave station 5 and therefore cannot allocate a slot to the slave station 5. As a result, the upstream optical signal from the slave station 5 cannot be received correctly.
For this reason, the master station 1 is a child that is not recognized by the master station 1 by the operation and polling in the period of receiving the upstream optical signal from the slave station 5 to which the slot is assigned (hereinafter referred to as “data period”). An operation is performed in an unrecognized child station discovery period (hereinafter referred to as “discovery period”) for finding the station 5.
[0030]
FIG. 3 is a time sequence diagram for explaining the overall operation of the master station 1. The master station 1 repeatedly performs the operation in the data period and the operation in the discovery period alternately. Hereinafter, the operation of the master station 1 in the data period will be described as a first embodiment of the present invention, and the operation of the master station 1 in the discovery period will be separately described as a second embodiment of the present invention.
<First Embodiment>
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the PON system for explaining the master station 1 according to the first embodiment of the present invention.
[0031]
This PON system includes a master station 1, slave stations 51, 52, and 53, and optical branching devices 3a and 3b, and the master station 1 and the optical branching device 3a are connected by a single optical fiber 2. Between the splitter 3a and the slave station 51, between the optical splitter 3a and the optical splitter 3b, between the optical splitter 3b and the slave station 52, and between the optical splitter 3b and the slave station 53, respectively. They are connected by an optical fiber 4.
In this PON system, a slave station 51 is installed at a location closest to the master station 1, a slave station 52 is installed at a location closest to the next, and a slave station 53 is installed at a location farthest from the master station 1. To do. Further, the master station 1 determines the propagation delay time between the master station 1 and the slave station 51, the propagation delay time between the master station 1 and the slave station 52, and the propagation delay time between the master station 1 and the slave station 53. Assume that you know in advance.
[0032]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the optical transmission line termination device OLT in the master station 1 according to the first embodiment. The optical transmission line termination device OLT is provided with an APD that receives an upstream optical signal, and the received light signal of the APD is input to a post amplifier through a transimpedance amplifier 11 for converting a current signal into a voltage signal. . A variable voltage type DC power supply 12 for providing a bias voltage to the APD is provided.
[0033]
In principle, the voltage variable DC power supply 12 can employ a circuit in which the feedback voltage of the voltage variable DC-AC converter is variable. Specifically, a voltage variable type DC-DC converter power supply circuit (for example, Linear Technology LT1930 / LT1930A) developed for APD can be employed.
Further, an optical reception control circuit 13 for controlling the bias voltage of the APD is provided. The optical reception control circuit 13 includes a reception intensity storage unit 14 that stores reception intensity from the slave stations 51 to 53, and an optimum bias determination unit 15 that determines an optimum bias voltage based on the stored reception intensity. Yes.
[0034]
The functions described below of the optical reception control circuit 13, the reception intensity storage unit 14, and the optimum bias determination unit 15 are executed by a computer provided in the optical transmission line termination device OLT using a predetermined program. is there.
The optical reception control circuit 13 measures the intensity of light received from the slave stations 51 to 53 and stores the intensity information in the reception intensity storage unit 14. Although the measurement time is arbitrary, for example, the measurement is performed at a time determined once a day. In the measurement method, the intensity of light is determined by fixing the bias voltage of the APD to a certain value and measuring the current flowing through the APD at that time.
[0035]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the APD multiplication factor M and the reverse bias voltage. The optical reception control circuit 13 sets a large multiplication factor M for a small reception intensity and sets a small multiplication factor M for a strong input optical signal. Therefore, the optical reception control circuit 13 has a table that defines the relationship between the reception intensity and the optimum bias voltage of ADP based on this graph. The optical reception control circuit 13 adjusts the APD bias voltage using this table.
[0036]
The optimum bias determination unit 15 uses the intensity information stored in the reception intensity storage unit 14 and this table, and the optimum bias voltage for receiving the upstream optical signal from the slave station 51 is V1. It is assumed that the optimum bias voltage for receiving the upstream optical signal from the station 52 is V2, and the optimum bias voltage for receiving the upstream optical signal from the slave station 53 is V3.
FIG. 7 is a time sequence diagram for explaining the operation of the master station 1 according to the first embodiment.
[0037]
When the data period starts, the optical reception control circuit 13 transmits the packets 1 to 3 to the slave stations 51 to 53 based on the slots assigned to the slave stations 51 to 53, respectively. When receiving the packets 1 to 3, the slave stations 51 to 53 transmit the upstream packets 1 ′ to 3 ′ to the master station 1, respectively. At this time, the optical reception control circuit 13 receives the upstream packet 1 ′ during the time t12 to t13 based on the propagation delay time between the master station 1 and each of the slave stations 51 to 53. Sometimes packet 1 is transmitted to the slave station 51. Subsequently, in order to receive the upstream packet 2 ′ between times t 22 and t 23, the packet 2 is transmitted to the slave station 52 at time t 21. Next, in order to receive the upstream packet 3 ′ between times t 32 and t 33, the packet 3 is transmitted to the slave station 53 at time t 31. With the above operation, the mutual competition of the upstream packets 1 ′ to 3 ′ is avoided.
[0038]
As described above, the optical reception control circuit 13 can know in advance which time the uplink packet from which slave station 51 to 53 is received based on the slot assigned to the slave stations 51 to 53.
The optimum bias unit 15 determines a bias voltage in advance in accordance with the time when the uplink packet from the slave stations 51 to 53 is received. Then, the determined optimum bias voltage is set in the DC power supply 12 in a vacant time zone until the reception of the uplink packet from the previous slave station is completed and the uplink packet from the specific slave station is received.
[0039]
Specifically, when the packet 1 is transmitted, the optimum bias voltage between times t12 and t13 is determined as V1, and the DC power supply 12 is set so that the bias voltage becomes V1 before time t12. When the packet 2 is transmitted, the optimum bias voltage between times t22 and t23 is determined as V2, and the DC power supply 12 is set so that the bias voltage between times t13 and t22 becomes V2. Further, when the packet 3 is transmitted, the optimum bias voltage between times t32 and t33 is determined as V3, and the DC power supply 12 is set so that the bias voltage between times t23 and t32 becomes V3.
[0040]
With the above operation, the APD set with an appropriate bias can receive the upstream optical signal from the slave stations 51 to 53 with appropriate sensitivity. Since it is possible to cope with optical signals having various intensities inputted to the APD in time, the optical signal can be received without securing the S / N ratio and without being saturated.
In the above embodiment, the optical reception control circuit 13 adjusts the voltage of the voltage variable type DC power supply using the table that defines the relationship between the reception intensity and the optimum bias voltage of the APD. A plurality of fixed DC power supplies may be prepared and switched to one of the DC power supplies.
[0041]
FIG. 8 shows a circuit example in which the DC power sources 12 a and 12 b having two different voltages are switched by the switch circuit 16. The optimum bias determination unit 15 sets a threshold value for the upstream optical signal, compares the reception intensity of the slave stations 51 to 53 stored in the reception intensity storage unit 14 with the threshold value, and the reception intensity is higher than the threshold value. When the reception intensity is higher than the threshold value, a low bias voltage is determined. Then, the DC circuit 12a or 12b is selected by switching with the switch circuit 16 in accordance with the time when the upstream packets from the slave stations 51 to 53 are received. In this way, by switching the DC power supply by the switch circuit 16, it is not necessary to use a voltage variable DC power supply, and the circuit configuration of the DC power supply can be simplified.
[0042]
FIG. 9 shows a circuit block diagram in which a plurality of voltage variable type DC power supplies 12c and 12d having different voltages are prepared and switched to one of the DC power supplies 12c or 12d. In the optical reception control circuit 13, the optimum bias determination unit 15 determines the optimum bias voltage V 1 according to the uplink packet received from the slave station 51, and matches the uplink packet received from the next slave station 52. Next, the next optimum bias voltage V2 is determined. The optimum bias determination unit 15 supplies a signal corresponding to the determined optimum bias voltage V1 to one DC power supply 12c. While the upstream packet is received from the slave station 51 (for example, between times t12 and t13 in FIG. 7), a signal corresponding to the next optimum bias voltage V2 is supplied to the other DC power source 12d. The other DC power supply 12d stands by in a state where the optimum bias voltage V2 is set. The optimum bias determination unit 15 switches the switch circuit 16 before the upstream packet from the slave station 51 is finished and before the upstream packet is received from the next slave station 52 (between times t13 and t22). As a result, the supply of voltage from the other DC power supply 12d starts promptly. Since the other DC power supply 12d is in a standby state with the optimum bias voltage V2 set, the power supply voltage is stable.
[0043]
While the voltage is supplied from the other DC power supply 12d (between times t22 and t23), the optimum bias determination unit 15 sends the gate voltage signal corresponding to the next optimum bias voltage V3 to the one DC power supply. 12c. One DC power supply 12c stands by in a state where the optimum bias voltage V3 is set for the upstream optical signal from the next slave station 53. By repeating such a procedure, a stable bias voltage can always be supplied to the APD.
[0044]
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the optical transmission line termination device OLT in the master station 1 having an optimum bias storage unit that stores an optimum bias voltage. Instead of the reception strength storage unit 14 described so far, an OLT including an optimum bias storage unit 17 that stores optimum biases V1 to V3 corresponding to the reception strengths of the slave stations 51 to 53 may be used. At this time, the optimum bias determination unit 15 selects the stored optimum bias voltage and sets the DC power supply 12.
[0045]
As described above, the master station 1 in the data period can appropriately and quickly set the light receiving sensitivity of the APD following the change in the reception intensity of the upstream optical signal from the slave stations 51 to 53. High sensitivity reception and strong input resistance can be realized at the same time.
Second Embodiment
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the PON system for explaining the master station 1 according to the second embodiment of the present invention.
[0046]
This PON system includes a master station 1, slave stations 54, 55, and 56, and optical branching devices 3a and 3b, and the master station 1 and the optical branching device 3a are connected by a single-core optical fiber 2. Between the splitter 3a and the slave station 54, between the optical splitter 3a and the optical splitter 3b, between the optical splitter 3b and the slave station 55, and between the optical splitter 3b and the slave station 56, respectively. They are connected by an optical fiber 4. It is assumed that a slave station 54 is installed at a location closest to the master station 1 and a slave station 56 is installed at a location closest to the next.
[0047]
In this PON system, it is assumed that the master station 1 knows in advance the propagation delay time between the master station 1 and the slave station 55 and has received the upstream optical signal intensity from the slave station 55 in advance. Further, the slave stations 54 and 56 have just newly joined the PON system, and the master station 1 transmits the propagation delay time between the master station 1 and the slave stations 54 and 56 and the upstream light from the slave stations 54 and 56. Assume that the signal strength is not known. Therefore, during the data period, the master station 1 can receive the upstream optical signal from the slave station 55, but cannot receive the upstream optical signal from the slave stations 54 and 56 that cannot be specified.
[0048]
During the discovery period, the master station 1 transmits a packet X to the slave stations 54 and 56, and the slave stations 54 and 56 that have received the packet X return a return packet X ′ to the master station 1. Upon receiving this return packet X ′, the master station 1 recognizes the slave stations 54 and 56 based on this packet (hereinafter, these operations are collectively referred to as “polling”).
FIG. 12 is a time sequence diagram for explaining polling.
[0049]
Even if the master station 1 transmits the packet X to the slave stations 54 and 56, the master station 1 does not know the propagation delay time between the master station 1 and the slave stations 54 and 56, so the reception time of the return packet X ′ is determined. It cannot be predicted in advance. Further, since the reception strength from the slave stations 54 and 56 is not grasped, the optimum bias voltage when receiving the packet X ′ is not known.
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the OLT in the master station 1 according to the second embodiment. The same components as those in FIG.
[0050]
The optical reception control circuit 13 includes a bias voltage adjustment unit 18 for adjusting to an optimum bias voltage corresponding to the reception intensity from the slave stations 54 and 56 not recognized by the master station 1.
The functions described below of the reception control circuit 13 and the bias voltage adjusting unit 18 are executed by a computer provided in the optical transmission line terminating device OLT using a predetermined program.
[0051]
The bias voltage adjustment unit 18 can set the bias voltage in a plurality of stages during the discovery period. In this description, it is assumed that the bias voltage adjusting unit 18 can set the bias voltage in three stages of V10, V20, and V30. Also, it is assumed that the optimum bias voltage for receiving the upstream optical signal given from the slave station 54 is V10, and the optimum bias voltage for receiving the upstream optical signal given from the slave station 56 is V20.
FIG. 14 is a time sequence diagram for explaining an example of the reverse bias voltage of the APD set in the discovery period, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing reverse bias voltage. The bias voltage V10 is set during the first discovery period, the bias voltage V20 is set during the next discovery period, and the bias voltage V30 is set during the next discovery period.
[0052]
FIG. 15 is a time sequence diagram for explaining another example of the APD reverse bias voltage set in the discovery period. The discovery period is subdivided into three sections t1, the bias voltage V20 is set in the first section t1, the bias voltage V30 is set in the next section t1, and the bias voltage V10 is set in the last section t1.
In this way, by setting the bias voltage in a plurality of stages in the discovery period, the optimum bias voltages V10 and V20 for receiving the packet can be obtained even if the reception strength of the packet from the slave stations 54 and 56 is not grasped in advance. Can be set. When the bias voltage is set, the upstream optical signals from the slave stations 54 and 56 can be received to recognize the slave stations 54 and 56.
[0053]
Accordingly, in the example of FIG. 14, the bias voltage V10 is set between the times t41 and t42, so that the upstream optical signal from the slave station 54 can be received during this time, and the bias voltage V20 is set between the times t43 and t44. Therefore, the upstream optical signal from the slave station 56 can be received during this period.
In the example of FIG. 15, since the bias voltage V20 is set between times t51 and t52, the upstream optical signal can be received during this time, and the bias voltage V10 is set between times t53 and t54. Therefore, the upstream optical signal from the slave station 54 can be received during this period.
[0054]
FIG. 16 is a time sequence diagram for explaining still another example of the reverse bias voltage of the APD set in the discovery period. The bias voltage V10 is set in the first interval t1, and the bias voltage is set in the next interval t1. V20 is set, and the bias voltage V30 is set in the last section t1.
When the packet X is transmitted to the slave stations 54 and 56 all at once, the master station 1 receives the reply packet X ′ from the slave station 54 immediately after the packet X is transmitted, and after receiving the reply packet X ′ for a while. After that, the reply packet X ′ from the slave station 56 is received. Further, since the slave station 54 is installed at a location closest to the master station 1, the reception strength of the packet from the slave station 54 is strong, and the slave station installed at a position far from the slave station 54 when viewed from the master station 1. The reception strength of the packet from 56 is weaker than the reception strength from the slave station 54.
[0055]
Therefore, as shown in FIG. 16, by increasing the bias voltage as the discovery period elapses, it is possible to receive a reply packet X ′ from the slave station 54 immediately after the discovery period starts in one discovery period. Instead, the reply packet X ′ from the slave station 56 can also be received after a while after the discovery period starts.
FIG. 17 is a time sequence diagram for explaining still another example of the APD reverse bias voltage set in the discovery period.
[0056]
The first discovery period is subdivided into three sections t1, the bias voltage V10 is set in the first section t1, the bias voltage V20 is set in the next section t1, and the bias voltage V30 is set in the last section t1. The
The next discovery period is subdivided into three sections t2, t3 and t1. The time width in each section is t2> t1> t3. The bias voltage V10 is set in the first interval t2, the bias voltage V20 is set in the next interval t3, and the bias voltage V30 is set in the final interval t1.
[0057]
Further, the next discovery period is subdivided into three sections t1, t2 and t3, the bias voltage V10 is set in the first section t1, the bias voltage V20 is set in the next section t2, and the bias is set in the last section t3. The voltage V30 is set.
For example, when receiving an optical signal from the slave station 54 at time t71 after each discovery period starts and receiving an optical signal from the slave station 56 at time t72, in the first discovery period shown in FIG. Since the bias voltage changes at times t71 and t72, the optical signals from the slave stations 54 and 56 cannot be received. In addition, when the discovery period composed of the three sections t1 is repeatedly applied, the optical signals from the slave stations 54 and 56 cannot be received at any time.
[0058]
However, as shown in FIG. 17, when the time widths of the three sections subdivided for each discovery period are changed, the bias voltage V10 is set at the time t71 of the second discovery period, and the third time The bias voltage V20 is set at time t72 of the discovery period. Therefore, the optimum bias voltage of the optical signal applied from the slave stations 54 and 56 can be set at an appropriate timing by a plurality of discovery periods in which the time widths of the three sections to be subdivided are different.
[0059]
FIG. 18 is a block diagram showing another configuration of the OLT of the master station 1 according to the second embodiment. In this figure, in addition to the configuration of FIG. 13, a sampling hold (S / H) circuit 19 and a monitor circuit are shown. 20 is provided.
An APD light reception monitor signal is input to the monitor circuit 20, and the monitor circuit 20 sequentially monitors (monitors) the APD light reception monitor signal. Threshold voltages Lv1 and Lv2 are input to the monitor circuit 20, and when the light reception monitor signal is not less than Lv1 and not more than Lv2, the APD determines that the upstream optical signal is received, and the light reception monitor signal Is output.
[0060]
The S / H circuit 19 is supplied with the bias voltage set by the bias voltage adjusting unit 16 and the light reception monitor signal output from the monitor circuit 20. When the light reception monitor signal is input, the S / H circuit 19 holds the bias voltage input at that time.
FIG. 19 is a time sequence diagram for explaining the bias voltage held by the S / H circuit 19.
[0061]
FIG. 6A is a time sequence diagram showing the bias voltage adjusted by the bias voltage adjusting unit 18, in which the bias voltage V4 is set between times t4 and t5, and the bias voltage V6 between times t5 and t6. Is set.
FIG. 4B is a time sequence diagram showing an APD light reception monitor signal input to the monitor circuit 20. Since the APD receives an optical signal between times t4 and t6, the APD light reception monitor signal is received. Is Lv1 or higher and Lv2 or lower. Accordingly, at this time, a light reception monitor signal is given to the S / H circuit 19.
[0062]
FIG. 4C is a time sequence diagram showing the bias voltage applied to the APD, where the bias voltage V4 is applied between times t4 and t6, and the bias voltage V6 is applied after time t6. This is because the light reception monitor signal is input to the S / H circuit 19 between the times t4 and t6, so that the bias voltage V4 at the time t4 continues to be held until the time t6.
Thus, by prohibiting the change of the bias voltage while the APD is receiving the upstream optical signal and holding the bias voltage, the bias voltage is changed while the upstream optical signal is received, and the light It is possible to prevent the reception of signals from being interrupted.
[0063]
As described above, the master station 1 in the discovery period does not know the reception intensity of the upstream optical signal from the slave station newly joined to the PON system and the propagation delay time between the slave station and the master station 1. However, it is possible to appropriately receive the upstream optical signal from the slave station by setting the bias voltage in a plurality of stages.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
[0064]
For example, in this description, it has been described that a child station newly joined to the PON system is found during the discovery period. However, a child station that has just been turned on may be found during the discovery period. In addition, when each discovery period is subdivided, it has been described as subdividing into three sections. However, it is not necessary to limit to three sections, and subdividing into four sections is subdivided into five sections. May be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an entire PON system.
FIG. 2 is a graph for explaining a difference in intensity of an upstream optical signal from each slave station 5;
FIG. 3 is a time sequence diagram for explaining the overall operation of the master station 1;
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a PON system for explaining a master station 1 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an OLT in the master station 1 according to the first embodiment.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between an APD multiplication factor M and a reverse bias voltage.
FIG. 7 is a time sequence diagram for explaining the operation of the master station 1 according to the first embodiment.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a circuit example in which a DC power source having two different voltages is switched by a switch circuit 16;
FIG. 9 is a block diagram showing a circuit example in which two voltage-variable DC power sources having different voltages are prepared and switched by a switch circuit 16;
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an OLT in the master station 1 including an optimum bias storage unit that stores an optimum bias voltage.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a PON system for explaining a master station 1 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a time sequence diagram for explaining polling;
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an OLT in the master station 1 according to the second embodiment.
FIG. 14 is a time sequence diagram for explaining an example of a reverse bias voltage of APD set in a discovery period.
FIG. 15 is a time sequence diagram for explaining another example of the APD reverse bias voltage set in the discovery period;
FIG. 16 is a time sequence diagram for explaining still another example of the reverse bias voltage of the APD set in the discovery period.
FIG. 17 is a time sequence diagram for explaining still another example of the reverse bias voltage of APD set in the discovery period.
FIG. 18 is a block diagram showing another configuration of the OLT of the master station 1 according to the second embodiment.
FIG. 19 is a time sequence diagram for explaining a bias voltage held by an S / H circuit.
[Explanation of symbols]
1 Master station
2 Optical fiber
3a, 3b Optical splitter
4 Optical fiber
5,51-56 Slave station
11 Transimpedance amplifier
12 DC power supply
13 Optical reception control circuit
14 Reception strength storage
15 Optimal bias determination unit
16 Switch circuit
17 Optimal bias storage
18 Bias voltage adjuster
19 S / H (sampling hold) circuit
20 Monitor circuit
APD avalanche photodiode
Optical transmission line termination device for OLT master station
ONU Slave station optical subscriber line termination equipment

Claims

The master station and multiple slave stations are connected via an optical fiber via an optical splitter, and the master station designates the time slot of the upstream optical signal for a specific slave station. In the optical communication system in which the transmission time point of the upstream optical signal is determined ,
An avalanche photodiode that receives the upstream optical signal from the slave station ;
A DC power supply for supplying a bias power to the avalanche photodiode;
A reception control unit that changes the light receiving sensitivity of the avalanche photodiode in a plurality of stages,
The DC power supply includes a switch circuit that switches between different output voltages,
The reception control unit sets a bias voltage to be applied to the avalanche photodiode by switching the switch circuit at a time before receiving an upstream optical signal from a specific slave station, and changes a light receiving sensitivity of the avalanche photodiode. A master station device in an optical communication system , characterized in that:

Before the Kioya station apparatus, and the storage unit is provided for storing in advance for each slave station a reception intensity of the upstream optical signals from a particular slave station,
The reception control unit, by setting the bias voltage of the DC power source in response to the reception intensity of the upstream optical signals of the child station stored before term memory unit, to set a light receiving sensitivity of the avalanche photodiode The master station apparatus in the optical communication system according to claim 1, wherein

The front Kioya station apparatus is provided with a storage unit for previously storing for each slave station the optimum bias voltage of the DC power supply in accordance with the reception intensity of the upstream optical signals from a particular slave station,
The reception control unit, by setting the bias voltage of the DC power supply based on the optimum bias voltage stored before term memory unit, and sets the receiving sensitivity of the avalanche photodiode, according to claim A master station device in the optical communication system according to claim 1 .

The DC power supply is a plurality of power supplies having different output voltages,
The reception control unit applies a bias voltage to the avalanche photodiode using one power source, and changes the bias voltage according to the reception intensity of the slave station received next by another power source, 4. The master station apparatus in an optical communication system according to claim 2 , wherein the bias voltage is switched by a switch circuit at a time before receiving an upstream optical signal from the station.

In an optical communication system in which a master station and a plurality of slave stations are connected by an optical fiber via an optical splitter,
An avalanche photodiode that receives the upstream optical signal from the slave station;
A DC power supply for supplying a bias power to the avalanche photodiode;
A reception control unit that changes the light receiving sensitivity of the avalanche photodiode in a plurality of stages by setting a bias voltage of the DC power supply;
In the optical communication system, an unrecognized slave station discovery period for finding a slave station that is not recognized by the master station by polling from the master station is included,
The reception control section, at unrecognized slave station discovery period to receive the upstream optical signal from unrecognized slave station, optical communication systems that and sets the bias voltage of the DC power supply in a plurality of stages Master station device.

The unrecognized slave station discovery period is provided regularly,
6. The master station apparatus in an optical communication system according to claim 5 , wherein the reception control unit sets the bias voltage of the DC power supply at a different stage for each unrecognized slave station discovery period.

The reception control unit, said subdividing the unrecognized slave station discovery period into a plurality of sections, and wherein the changing the bias voltage to each section in the unrecognized slave station discovery period, of claim 5, wherein A master station apparatus in an optical communication system.

8. The master station apparatus in an optical communication system according to claim 7 , wherein a change in bias voltage for each section in the unrecognized slave station discovery period causes a voltage value of the bias voltage to increase gradually.

8. The master station apparatus in an optical communication system according to claim 7 , wherein the reception control unit changes a time width of each of the plurality of subdivided sections for each unrecognized slave station discovery period.

The master station device includes a detection unit that detects that an upstream optical signal has been received from a slave station that is not recognized by the master station,
The reception control unit when the reception of the upstream optical signal is detected by the detection unit, characterized in that to prohibit a change in the bias voltage of the DC power supply, to claim 5 of claim 9 A master station apparatus in the optical communication system described.