JP3938924B2 - 光波長多重アクセスシステムおよび光ネットワークユニット - Google Patents

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Description

本発明は、センタ装置（ＯＬＴ; Optical line terminal）と複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ; Optical network unit）との間で光信号を双方向伝送するシステムにおいて、光ネットワークユニットの増設を容易にする光波長多重アクセス（Wavelength-division multiple access）システム、およびそれに対応する光ネットワークユニットに関する。
図１Ａは、従来の光波長多重（WDM; Wavelength-division multiplex(ing)）アクセスシステムの構成例を示す（特開２０００−１９６５３６号公報）。図１Ａにおいて、センタ装置（ＯＬＴ）５０と波長多重分離（Wavelength multi/demultiplex(ing)）装置６０との多重区間は、多重区間光ファイバ１，２を介して接続される。波長多重分離装置６０と複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）７０−１〜７０−ｎとのアクセス区間は、それぞれアクセス区間光ファイバ３，４を介して接続される。ここでは、ＯＬＴからＯＮＵへの下り信号用として１つの波長帯（Wavelength band）Ｄを割り当てる。ＯＮＵからＯＬＴへの上り信号用として１つの波長帯Ｕ（≠Ｄ）を割り当てる。さらに波長帯Ｄの波長λd1〜λdnおよび波長帯Ｕの波長λu1〜λunをそれぞれ各ＯＮＵに割り当てる例を示す。
ＯＬＴ５０の送信部（Ｓ）５１は、波長帯Ｄ（波長λd1〜λdn）の下り光信号と波長帯Ｕ（波長λu1〜λun）の上り用光キャリア（Optical carrier(s)）とを波長多重し、多重区間光ファイバ１を介して波長多重分離装置６０へ送信する。波長多重分離装置６０は、波長帯Ｄの下り光信号と波長帯Ｕの上り用光キャリアとをそれぞれ各波長に分波する。そして波長多重分離装置６０は、分波して得られた、波長λd1〜λdnの下り光信号および波長λu1〜λunの上り用光キャリアの各ペアを、アクセス区間光ファイバ３を介してそれぞれ対応するＯＮＵ７０−１〜７０−ｎへ送信する。
ＯＮＵ７０−１は、伝送されてきた波長λd1の下り光信号と波長λu1の上り用光キャリアとをＷＤＭカプラ７１で分波し、波長λd1の下り光信号を光受信器（Ｒ）７２で受信する。また、ＯＮＵ７０−１は、波長λu1の上り用光キャリアを、光変調器（Ｍ）７３で変調し上り光信号として、アクセス区間光ファイバ４を介して波長多重分離装置６０へ送信する。他のＯＮＵについても同様である。各ＯＮＵから送信された波長λu1〜λunの上り光信号は、波長多重分離装置６０で波長多重される。そして、波長多重された上り光信号は、上りの多重区間光ファイバ２を介してＯＬＴ５０へ伝送され、受信部（Ｒ）５２に受信される。
ここで、図１Ｂに示すように、下り光信号の波長帯Ｄ（波長λd1〜λdn）と、上り光信号（上り用光キャリア）の波長帯Ｕ（波長λu1〜λun）とは、波長軸上で重ならないように配置される。波長多重分離装置６０として用いるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ；Arrayed waveguide grating(s)）６１は、ＦＳＲ（Free spectral range）間隔の下り信号波長（例えばλd1）と上り信号波長（例えばλu1）とを同じポートに分波する機能を有する。各ＯＮＵでは、波長帯Ｄと波長帯Ｕからそれぞれ１波ずつ分波された下り光信号と上り用光キャリアがペアで入力される。このため、図１Ｃに示すように波長帯Ｄと波長帯Ｕを分離する同一仕様のＷＤＭカプラ７１を用いることにより、下り光信号と上り用光キャリアを分離して互いに干渉を引き起こさないようにすることができる。
なお、波長λu1〜λunの上り用光キャリアは、ＯＬＴ５０の送信部５１から送信する際には波長λu1〜λunを含む広帯域光（Broadband light）とし、波長多重分離装置６０のＡＷＧ６１で波長λu1〜λunの上り用光キャリアにスペクトルスライスして各ＯＮＵに供給する方法も提案されている（特開２００１−１７７５０５号公報）。
ところで、このような工夫は、ＯＮＵ７０−１〜７０−ｎの構成要素の共通化（少品種化）を目的としている。すなわち、まずＯＬＴ５０から各波長の上り用光キャリアが各ＯＮＵに供給される。これにより、各ＯＮＵは、それぞれ割り当てられる波長の光源を個々に備える必要がなく、同一仕様の波長帯Ｕの光変調器（Optical modulator）７３を利用することができる。さらに、各ＯＮＵには、波長帯Ｄの下り信号と波長帯Ｕの上り信号とがそれぞれ１波ずつ入力される。各ＯＮＵは、下り光信号と上り用光キャリアとを分波するために、波長帯Ｄと波長帯Ｕとを分離する同一仕様のＷＤＭカプラ７１を利用することができる。
また、図２Ａのように、ＡＷＧ６１や多ポート波長フィルタを用いた波長多重分離装置６０を介して、ＯＬＴ５０と複数のＯＮＵ７０−１〜７０−ｎとが対向する構成において、光送信器（Ｓ）７５として波長可変光源を用いることで、各ＯＮＵに同一仕様の光送信器を配置できる。この場合、ＯＮＵ ７０−１から７０−ｎは、図２Ｂにその波長特性を示すように、それぞれ異なる波長の上り光信号λｕ１からλｕｎを送信する。
さらに、同様に図２Ａの構成において、以下に述べるような構成も提案されている（Akimoto,K. et al.,"Spectrum-sliced, 25-GHz spaced, 155 Mbps x 32 channel WDM access", The 4th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics, 2001(CLEO/Pacific Rim 2001), Vol.2, pp.II-556-557）。各ＯＮＵの光送信器（Ｓ）７５は、図２Ｃにその波長特性を示すような、波長帯Ｕで広いスペクトル幅を有する広帯域光を変調する光送信器である。この広帯域光を各ＯＮＵが変調して上り光信号として送信し、波長多重分離装置６０がその上り光信号をスペクトルスライスして波長多重し、ＯＬＴ５０に伝送する。この構成は、実質的に各ＯＮＵからそれぞれ異なる波長の上り光信号を送信する構成と等価であるが、各ＯＮＵに同一仕様の光送信器を配置できることが特徴になっている。
なお、光スペクトル幅の広い変調（modulation）光を得るためには、スーパールミネッセントダイオードまたは半導体光増幅器（SOA; Semiconductor optical amplifier(s)）を電気信号で直接変調（Direct modulation）する方法が可能である。または、半導体光増幅器またはエルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA; Erbium-doped fiber amplifier(s)）の出力光（広帯域無変調光）を外部変調（External modulation）器で変調する方法が可能である。
ところで、従来の光波長多重アクセスシステムにおいてＯＬＴに収容するＯＮＵを増設する場合には、標準のＯＮＵに割り当てた波長と、増設するＯＮＵに割り当てる波長とを異なる波長帯に設定する。一般的には図３に示すような構成が考えられている。これは、基本的には図１Ａに示すＯＬＴ５０の送信部５１および受信部５２、波長多重分離装置６０のＡＷＧ６１、ＯＮＵ７０−１〜７０−ｎを標準および増設用として並列に配置した構成である。
ここでは、標準のＯＮＵ７０−１〜７０−ｎに、下り信号用として波長帯Ｄa の波長λd1〜λdnおよび上り信号用として波長帯Ｕa の波長λu1〜λunがそれぞれ割り当てられている。また、増設のＯＮＵ７０−ｎ＋１〜７０−ｎ＋ｍに、下り信号用として波長帯Ｄb の波長λdn+1〜λdn+mおよび上り信号用として波長帯Ｕb の波長λun+1〜λun+mがそれぞれ割り当てられている。
ＯＬＴ５０は、波長帯Ｄa （λd1〜λdn）の下り光信号と波長帯Ｕa （λu1〜λun）の上り用光キャリアとを波長多重送信する標準の送信部（Sa）５１ａを備える。ＯＬＴ５０はまた、波長帯Ｄb （λdn+1〜λdn+m）の下り光信号と波長帯Ｕb （λun+1〜λun+m）の上り用光キャリアとを波長多重送信する増設の送信部（Sb）５１ｂを備える。さらにＯＬＴ５０は、波長帯Ｕa （λu1〜λun）の上り光信号を受信する標準の受信部（Ra）５２ａと、波長帯Ｕb （λun+1〜λun+m）の上り光信号を受信する増設の受信部（Rb）５２ｂとを備える。
標準の送信部５１ａおよび増設の送信部５１ｂから送信される標準と増設の下り光信号および上り用光キャリアは、ＷＤＭカプラ５３ｄで波長多重され、多重区間光ファイバ１を介して波長多重分離装置６０へ送信される。波長多重分離装置６０は、ＷＤＭカプラ６２ｄで標準の波長帯Ｄa ，Ｕa と、増設の波長帯Ｄb ，Ｕb とを分波する。波長多重分離装置６０は、これらの分波された波長帯を、それぞれのＡＷＧ６１ａ，６１ｂで各波長の下り光信号と上り用光キャリアにそれぞれ分波する。ＡＷＧ６１ａで分波された波長λd1〜λdnの下り光信号および波長λu1〜λunの上り用光キャリアの各ペアは、アクセス区間光ファイバ３を介してそれぞれ対応するＯＮＵ７０−１〜７０−ｎへ伝送される。ＡＷＧ６１ｂで分波された波長λdn+1〜λdn+mの下り光信号および波長λun+1〜λun+mの上り用光キャリアの各ペアは、アクセス区間光ファイバ３を介してそれぞれ対応するＯＮＵ７０−ｎ＋１〜７０−ｎ＋ｍへ伝送される。
標準のＯＮＵ７０−１〜７０−ｎのＷＤＭカプラ７１ａは、波長帯Ｄa と波長帯Ｕa を分波する共通の特性を有する。標準のＯＮＵ７０−１〜７０−ｎの光変調器７３ａは、波長帯Ｕa の光キャリアを変調する共通の特性を有する。一方、増設のＯＮＵ７０−ｎ＋１〜７０−ｎ＋ｍのＷＤＭカプラ７１ｂは、波長帯Ｄb と波長帯Ｕb を分波する共通の特性を有する。増設のＯＮＵ７０−ｎ＋１〜７０−ｎ＋ｍの光変調器７３ｂは、波長帯Ｕb の光キャリアを変調する共通の特性を有する。各ＯＮＵから送信された上り光信号は、アクセス区間光ファイバ４を介して波長多重分離装置６０のＡＷＧ６１ａ，６１ｂに伝送される。そして、それぞれ波長多重された標準および増設の上り光信号が、さらにＷＤＭカプラ６２ｕで合波され、上りの多重区間光ファイバ２を介してＯＬＴ５０へ伝送される。ＯＬＴ５０は、ＷＤＭカプラ５３ｕで標準の波長帯Ｕa と増設の波長帯Ｕb とに分波し、標準の受信部５２ａおよび増設の受信部５２ｂでそれぞれ、分波された波長帯を受信する。
図３に示す光波長多重アクセスシステムは、図１Ａに示す従来の光波長多重アクセスシステムを単純に拡張したものである。すなわち、図４のＡに示すように、標準の下り信号用として波長帯Ｄa の波長λd1〜λdnが割り当てられ、および上り信号用として波長帯Ｕa の波長λu1〜λunが割り当てられている。また、増設の下り信号用として波長帯Ｄb の波長λdn+1〜λdn+mが割り当てられ、および上り信号用として波長帯Ｕb の波長λun+1〜λun+mが割り当てられている。かつＵa ，Ｄa ，Ｕb ，Ｄb が、それらの順に波長軸上に割り当てられている。
このような割り当てでは、図４のＢに示すように、ＯＬＴ５０のＷＤＭカプラ５３ｄ，５３ｕおよび波長多重分離装置６０のＷＤＭカプラ６２ｄ，６２ｕの透過特性は、標準の波長帯Ｕa ，Ｄa と増設の波長帯Ｕb ，Ｄb を合分波すればよい。したがって、それらはすべて同一仕様のものを用いることができる。
しかし、標準のＯＮＵ７０−１〜７０−ｎのＷＤＭカプラ７１ａは波長帯Ｕa と波長帯Ｄa とを分波し、増設のＯＮＵ７０−ｎ＋１〜７０−ｎ＋ｍのＷＤＭカプラ７１ｂは波長帯Ｕb と波長帯Ｄb とを分波する。したがって、図４のＣ、Ｄに示すように、それらはそれぞれ異なった透過特性のものが必要になる。また、同様に標準の光変調器７３ａと増設の光変調器７３ｂの動作帯域についても、図４のＥ、Ｆに示すように波長帯Ｕa と波長帯Ｕb で異なることになる。すなわち、標準のＯＮＵと増設のＯＮＵでは、ＷＤＭカプラ７１ａ，７１ｂおよび光変調器７３ａ，７３ｂとしてそれぞれ異なる仕様のものが必要になる。
なお、ＷＤＭカプラ７１ａ，７１ｂとして、図４のＧに示すような波長帯Ｄa ，Ｕb と波長帯Ｕa ，Ｄb とを分波する透過特性のものを用いれば、そられは共通化することが可能である。しかし、ＷＤＭカプラに対する光受信器と光変調器の接続ポートを標準と増設で入れ替える必要が生じ、必ずしもＯＮＵが共通化されたとはいえないところがある。また、光変調器７３ａ，７３ｂは、動作帯域が波長帯Ｄa を挟んで波長帯Ｕa から波長帯Ｕb まである広帯域のものを用いれば共通化が可能である。しかし、現状では動作帯域は数10ｎｍ程度が限界であるので、単一品種で対応するためには波長数（ＯＮＵ数）が制限されることになる。また、図２Ｂまたは図２Ｃに示すような、各ＯＮＵに波長可変光源または広帯域光を変調する光送信器７５を配置する構成でも、これらの発光帯域が制限要因となる。
本発明は、標準のＯＮＵと増設のＯＮＵとを共通の仕様とし、かつ光変調器の動作帯域あるいは光送信器の発光帯域を最小化することができる光波長多重アクセスシステム、およびそれに対応する光ネットワークユニットを提供することを目的とする。
（発明の開示）
このような目的を達成するために、本発明の光波長多重アクセスシステムは、センタ装置（ＯＬＴ）とｎ個の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）およびｍ個のＯＮＵが波長多重分離装置を介して配置され、ＯＬＴと波長多重分離装置の多重区間が多重区間光ファイバを介して接続され、波長多重分離装置と各ＯＮＵのアクセス区間がそれぞれアクセス区間光ファイバを介して接続され、前記ＯＬＴから前記各ＯＮＵへの下り光信号および前記各ＯＮＵから前記ＯＬＴへの上り光信号を、各ＯＮＵごとに割り当てた波長により前記多重区間を波長多重伝送し、前記波長多重分離装置で波長多重または波長多重分離して双方向伝送する光波長多重アクセスシステムであって、前記ｎ個のＯＮＵに対応する下り光信号の波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）、前記ｎ個のＯＮＵに対応する上り光信号の波長帯Ｕa （波長λu1〜λun）、前記ｍ個のＯＮＵに対応する下り光信号の波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）、前記ｍ個のＯＮＵに対応する上り光信号の波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）が互いに異なる帯域に設定され、かつ波長帯Ｕa と波長帯Ｕb が隣接し、波長帯Ｕa と波長帯Ｄa または波長帯Ｕb と波長帯Ｄb の少なくとも一方が隣接する帯域に設定され、前記ＯＬＴは、前記波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）において波長多重された下り光信号と、前記波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）において波長多重された下り光信号とを、合波して前記多重区間光ファイバに送出する手段と（１３ｄ、１３）、前記多重区間光ファイバを介して入力される上り光信号を、前記波長帯Ｕa （波長λu1〜λun）において波長多重された上り光信号と、前記波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）において波長多重された上り光信号とに、分波する手段とを備え（１３ｕ、１３）、前記波長多重分離装置は、前記多重区間光ファイバを介して入力される下り光信号を、前記波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）において波長多重された下り光信号と、前記波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）において波長多重された下り光信号とに、分波する手段と（２２ｄ、２２）、前記波長帯Ｕa （波長λu1〜λun））において波長多重された上り光信号と、前記波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）において波長多重された上り光信号とを、合波して前記多重区間光ファイバに送出する手段とを備え（２２ｕ、２２）、前記各ＯＮＵは、前記波長帯Ｄa 〜Ｄb の中で割り当てられた波長λd1〜λdn+mの下り光信号を受信する下り光信号受信手段と、前記波長帯Ｕa 〜Ｕb の中で割り当てられた波長λu1〜λun+mの上り光信号または前記波長帯Ｕa 〜Ｕb を含む広帯域の上り光信号を送信する上り光信号送信手段とを備えたことを特徴とする（図５Ａ、５Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ）。
また、上記目的を達成するために、本発明の光波長多重アクセスシステムの光ネットワークユニットは、センタ装置（ＯＬＴ）とｎ個の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）およびｍ個のＯＮＵが波長多重分離装置を介して配置され、ＯＬＴと波長多重分離装置の多重区間が多重区間光ファイバを介して接続され、波長多重分離装置と各ＯＮＵのアクセス区間がそれぞれアクセス区間光ファイバを介して接続され、前記ＯＬＴから前記各ＯＮＵへの下り光信号および前記各ＯＮＵから前記ＯＬＴへの上り光信号を、各ＯＮＵごとに割り当てた波長により前記多重区間を波長多重伝送し、前記波長多重分離装置で波長多重または波長多重分離して双方向伝送する光波長多重アクセスシステムであって、前記ｎ個のＯＮＵに対応する下り光信号の波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）、前記ｎ個のＯＮＵに対応する上り光信号の波長帯Ｕa （波長λu1〜λun）、前記ｍ個のＯＮＵに対応する下り光信号の波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）、前記ｍ個のＯＮＵに対応する上り光信号の波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）が互いに異なる帯域に設定され、かつ波長帯Ｕa と波長帯Ｕb が隣接し、波長帯Ｕa と波長帯Ｄa または波長帯Ｕb と波長帯Ｄb の少なくとも一方が隣接する帯域に設定され、前記ＯＬＴは、前記波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）において波長多重された下り光信号と、前記波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）において波長多重された下り光信号とを、合波して前記多重区間光ファイバに送出する手段と（１３ｄ、１３）、前記多重区間光ファイバを介して入力される上り光信号を、前記波長帯Ｕa （波長λu1〜λun）において波長多重された上り光信号と、前記波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）において波長多重された上り光信号とに、分波する手段とを備え（１３ｕ、１３）、前記波長多重分離装置は、前記多重区間光ファイバを介して入力される下り光信号を、前記波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）において波長多重された下り光信号と、前記波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）において波長多重された下り光信号とに、分波する手段と（２２ｄ、２２）、前記波長帯Ｕa （波長λu1〜λun））において波長多重された上り光信号と、前記波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）において波長多重された上り光信号とを、合波して前記多重区間光ファイバに送出する手段とを備え（２２ｕ、２２）、前記各ＯＮＵは、前記波長帯Ｄa 〜Ｄb の中で割り当てられた波長λd1〜λdn+mの下り光信号を受信する下り光信号受信手段と、前記波長帯Ｕa 〜Ｕb の中で割り当てられた波長λu1〜λun+mの上り光信号または前記波長帯Ｕa 〜Ｕb を含む広帯域の上り光信号を送信する上り光信号送信手段とを備えた光波長多重アクセスシステムの、光ネットワークユニット（ＯＮＵ）が有する、前記下り光信号受信手段と前記上り光信号送信手段とを備えたことを特徴とする（図５Ａ、５Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ）。
また、上記目的を達成するために、本発明の光波長多重アクセスシステムの光ネットワークユニットは、センタ装置（ＯＬＴ）とｎ個の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）およびｍ個のＯＮＵが波長多重分離装置を介して配置され、ＯＬＴと波長多重分離装置の多重区間が多重区間光ファイバを介して接続され、波長多重分離装置と各ＯＮＵのアクセス区間がそれぞれアクセス区間光ファイバを介して接続され、前記ＯＬＴから前記各ＯＮＵへの下り光信号および前記各ＯＮＵから前記ＯＬＴへの上り光信号を、各ＯＮＵごとに割り当てた波長により前記多重区間を波長多重伝送し、前記波長多重分離装置で波長多重または波長多重分離して双方向伝送する光波長多重アクセスシステムであって、前記ｎ個のＯＮＵに対応する下り光信号の波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）、前記ｎ個のＯＮＵに対応する上り光信号の波長帯Ｕa （波長λu1〜λun）、前記ｍ個のＯＮＵに対応する下り光信号の波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）、前記ｍ個のＯＮＵに対応する上り光信号の波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）が互いに異なる帯域に設定され、かつ波長帯Ｕa と波長帯Ｕb が隣接し、波長帯Ｕa と波長帯Ｄa または波長帯Ｕb と波長帯Ｄb の少なくとも一方が隣接する帯域に設定され、前記ＯＬＴは、前記波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）において波長多重された下り光信号と、前記波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）において波長多重された下り光信号とを、合波して前記多重区間光ファイバに送出する手段と（１３ｄ、１３）、前記多重区間光ファイバを介して入力される上り光信号を、前記波長帯Ｕa （波長λu1〜λun）において波長多重された上り光信号と、前記波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）において波長多重された上り光信号とに、分波する手段とを備え（１３ｕ、１３）、前記波長多重分離装置は、前記多重区間光ファイバを介して入力される下り光信号を、前記波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）において波長多重された下り光信号と、前記波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）において波長多重された下り光信号とに、分波する手段と（２２ｄ、２２）、前記波長帯Ｕa （波長λu1〜λun））において波長多重された上り光信号と、前記波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）において波長多重された上り光信号とを、合波して前記多重区間光ファイバに送出する手段とを備え（２２ｕ、２２）、前記各ＯＮＵは、前記波長帯Ｄa 〜Ｄb の中で割り当てられた波長λd1〜λdn+mの下り光信号を受信する下り光信号受信手段と、前記波長帯Ｕa 〜Ｕb の中で割り当てられた波長λu1〜λun+mの上り光信号または前記波長帯Ｕa 〜Ｕb を含む広帯域の上り光信号を送信する上り光信号送信手段とを備えた光波長多重アクセスシステムにおいて、前記アクセス区間は、前記各ＯＮＵごとに２本のアクセス区間光ファイバを介して接続された構成であり、前記ＯＬＴは、前記波長帯Ｕa 〜Ｕb （波長λu1〜λun+m) の上り用光キャリアおよび前記波長帯Ｄa 〜Ｄb （波長λd1〜λdn+m) の下り光信号を波長多重して前記多重区間光ファイバに送出する構成であり、前記波長多重分離装置は、前記多重区間光ファイバを介して入力される上り用光キャリアおよび下り光信号から、各ＯＮＵに対応する波長の上り用光キャリアおよび下り光信号を分波して各一方のアクセス区間光ファイバを介して各ＯＮＵに出力し、各他方のアクセス区間光ファイバから入力する各ＯＮＵに対応する波長の上り光信号を合波して前記波長帯Ｕa 〜Ｕb（波長λu1〜λun+m）の上り光信号を波長多重し前記多重区間光ファイバに出力する構成であり、前記ＯＮＵは、上り光信号の波長帯Ｕa 〜Ｕb と下り光信号の波長帯で分波する特性を有し、前記一方のアクセス区間光ファイバを介して入力される各ＯＮＵに対応する波長の上り用光キャリアと下り光信号を分波する波長帯分波器と、前記上り光信号送信手段として、前記波長帯分波器で分波された各ＯＮＵに対応する波長の上り用光キャリアを変調して他方のアクセス区間光ファイバに送出する光変調器とを備えた、光波長多重アクセスシステムの、光ネットワークユニット（ＯＮＵ）が有する、前記波長帯分波器と、前記波長帯分波器で分波された前記下り光信号を受信する前記下り光信号受信手段と、前記光変調器とを備えたことを特徴とする（図５Ａ）。
また、上記目的を達成するために、本発明の光波長多重アクセスシステムの光ネットワークユニットは、センタ装置（ＯＬＴ）とｎ個の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）およびｍ個のＯＮＵが波長多重分離装置を介して配置され、ＯＬＴと波長多重分離装置の多重区間が多重区間光ファイバを介して接続され、波長多重分離装置と各ＯＮＵのアクセス区間がそれぞれアクセス区間光ファイバを介して接続され、前記ＯＬＴから前記各ＯＮＵへの下り光信号および前記各ＯＮＵから前記ＯＬＴへの上り光信号を、各ＯＮＵごとに割り当てた波長により前記多重区間を波長多重伝送し、前記波長多重分離装置で波長多重または波長多重分離して双方向伝送する光波長多重アクセスシステムであって、前記ｎ個のＯＮＵに対応する下り光信号の波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）、前記ｎ個のＯＮＵに対応する上り光信号の波長帯Ｕa （波長λu1〜λun）、前記ｍ個のＯＮＵに対応する下り光信号の波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）、前記ｍ個のＯＮＵに対応する上り光信号の波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）が互いに異なる帯域に設定され、かつ波長帯Ｕa と波長帯Ｕb が隣接し、波長帯Ｕa と波長帯Ｄa または波長帯Ｕb と波長帯Ｄb の少なくとも一方が隣接する帯域に設定され、前記ＯＬＴは、前記波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）において波長多重された下り光信号と、前記波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）において波長多重された下り光信号とを、合波して前記多重区間光ファイバに送出する手段と（１３ｄ、１３）、前記多重区間光ファイバを介して入力される上り光信号を、前記波長帯Ｕa （波長λu1〜λun）において波長多重された上り光信号と、前記波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）において波長多重された上り光信号とに、分波する手段とを備え（１３ｕ、１３）、前記波長多重分離装置は、前記多重区間光ファイバを介して入力される下り光信号を、前記波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）において波長多重された下り光信号と、前記波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）において波長多重された下り光信号とに、分波する手段と（２２ｄ、２２）、前記波長帯Ｕa （波長λu1〜λun））において波長多重された上り光信号と、前記波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）において波長多重された上り光信号とを、合波して前記多重区間光ファイバに送出する手段とを備え（２２ｕ、２２）、前記各ＯＮＵは、前記波長帯Ｄa 〜Ｄb の中で割り当てられた波長λd1〜λdn+mの下り光信号を受信する下り光信号受信手段と、前記波長帯Ｕa 〜Ｕb の中で割り当てられた波長λu1〜λun+mの上り光信号または前記波長帯Ｕa 〜Ｕb を含む広帯域の上り光信号を送信する上り光信号送信手段とを備えた光波長多重アクセスシステムにおいて、前記アクセス区間は、前記各ＯＮＵごとに１本のアクセス区間光ファイバを介して接続された構成であり、前記ＯＮＵは、上り光信号の波長帯Ｕa 〜Ｕb と下り光信号の波長帯で分波する特性を有し、前記アクセス区間光ファイバを介して入力される各ＯＮＵに対応する波長の下り光信号を前記下り光信号受信手段に出力し、前記上り光信号送信手段から出力される各ＯＮＵに対応する波長の上り光信号を前記アクセス区間光ファイバに出力する波長帯分波器を備えた、光波長多重アクセスシステムの、光ネットワークユニット（ＯＮＵ）が有する、前記波長帯分波器と、前記波長帯分波器で分波された前記下り光信号を受信する下り前記光信号受信手段と、前記上り光信号送信手段とを備えたことを特徴とする（図１２Ａ）。
（第１の実施形態）
図５Ａ、図５Ｂは、本発明の光波長多重アクセスシステムの第１の実施形態を示す。図５Ａにおいて、センタ装置（ＯＬＴ）１０と波長多重分離装置２０との多重区間は、多重区間光ファイバ１，２を介して接続される。波長多重分離装置２０と複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）３０−１〜３０−ｎ、３０−ｎ＋１〜３０−ｎ＋ｍのアクセス区間は、それぞれアクセス区間光ファイバ３，４を介して接続される。ここでは、ＯＮＵ３０−１〜３０−ｎを標準とし、ＯＮＵ３０−ｎ＋１〜３０−ｎ＋ｍを増設とする場合を想定する。
本発明は、標準のＯＮＵ３０−１〜３０−ｎに、下り信号用として波長帯Ｄa の波長λd1〜λdnを割当て、および上り信号用として波長帯Ｕa の波長λu1〜λunを割り当てる。また、増設のＯＮＵ３０−ｎ＋１〜３０−ｎ＋ｍに、下り信号用として波長帯Ｄb の波長λdn+1〜λdn+mを割当て、および上り信号用として波長帯Ｕb の波長λun+1〜λun+mを割り当てる。さらに、本発明は、波長帯Ｕa と波長帯Ｕb とを隣接する帯域に設定することを特徴とする。本実施形態では、Ｄa ，Ｕa ，Ｕb ，Ｄb が、それらの順に波長軸上に割り当てられる例を示すが、その並びは逆でもよい。
ＯＬＴ１０は、波長帯Ｄa （λd1〜λdn）の下り光信号と波長帯Ｕa （λu1〜λun）の上り用光キャリアとを波長多重送信する標準の送信部（Sa）１１ａを備える。また、ＯＬＴ１０は、波長帯Ｄb （λdn+1〜λdn+m）の下り光信号と波長帯Ｕb （λun+1〜λun+m）の上り用光キャリアとを波長多重送信する増設の送信部（Sb）１１ｂを備える。さらに、ＯＬＴ１０は、波長帯Ｕa （λu1〜λun）の上り光信号を受信する標準の受信部（Ra）１２ａと、波長帯Ｕb （λun+1〜λun+m）の上り光信号を受信する増設の受信部（Rb）１２ｂとを備える。
標準の送信部１１ａおよび増設の送信部１１ｂから送信される、標準と増設の、下り光信号および上り用光キャリアは、ＷＤＭカプラ１３ｄで波長多重され、多重区間光ファイバ１を介して波長多重分離装置２０へ送信される。波長多重分離装置２０は、ＷＤＭカプラ２２ｄで標準の波長帯Ｄa ，Ｕa と、増設の波長帯Ｄb ，Ｕb おｔを分波する。そして、波長多重分離装置２０は、それぞれの波長合分波器２１ａ，２１ｂで各波長の下り光信号と上り用光キャリアとをそれぞれ分波する。波長合分波器２１ａで分波された波長λd1〜λdnの下り光信号および波長λu1〜λunの上り用光キャリアの各ペアは、アクセス区間光ファイバ３を介してそれぞれ対応するＯＮＵ３０−１〜３０−ｎへ伝送される。また、波長合分波器２１ｂで分波された波長λdn+1〜λdn+mの下り光信号および波長λun+1〜λun+mの上り用光キャリアの各ペアは、アクセス区間光ファイバ３を介してそれぞれ対応するＯＮＵ３０−ｎ＋１〜３０−ｎ＋ｍへ伝送される。
ＯＮＵ３０−１〜３０−ｎ＋ｍのＷＤＭカプラ３１は、下り信号の波長帯Ｄa ，Ｄb と上り信号の波長帯Ｕa ，Ｕb を分波する共通の透過特性（あるいは反射特性）を有する。光変調器３３は、隣接する波長帯Ｕa 〜Ｕb の光キャリアを変調する共通の特性を有する。各ＯＮＵは、ＷＤＭカプラ３１で分波された波長帯Ｄa ，Ｄb の中の割り当てられた波長の下り光信号を光受信器（Ｒ）３２で受信する。また、各ＯＮＵは、波長帯Ｕa ，Ｕb の中の割り当てられた波長の上り用光キャリアを光変調器（Ｍ）３３で変調して上り光信号として送信する。各ＯＮＵから送信された上り光信号は、アクセス区間光ファイバ４を介して波長多重分離装置２０の波長合分波器２１ａ，２１ｂに伝送される。そして、波長合分波器２１ａ，２１ｂによってそれぞれ波長多重された標準および増設の上り光信号が、さらにＷＤＭカプラ２２ｕで合波され、上りの多重区間光ファイバ２を介してＯＬＴ１０へ伝送される。ＯＬＴ１０では、上り光信号をＷＤＭカプラ１３ｕで標準の波長帯Ｕa と、増設の波長帯Ｕb とに分波し、標準の受信部１２ａおよび増設の受信部１２ｂでそれぞれ受信する。
図６は、第１の実施形態におけるＷＤＭカプラおよび光変調器の特性を示す。図６のＡに示すように、本実施形態では、Ｄa ，Ｕa ，Ｕb ，Ｄb はそれらの順に波長軸上に割り当てられる。このことにより、ＯＬＴ１０のＷＤＭカプラ１３ｄ，１３ｕおよび波長多重分離装置２０のＷＤＭカプラ２２ｄ，２２ｕの透過特性は、図６のＢに示すように、標準の波長帯Ｕa ，Ｄa と増設の波長帯Ｕb ，Ｄb とを合分波すればよい。このため、ＷＤＭカプラ１３ｄ，１３ｕおよびＷＤＭカプラ２２ｄ，２２ｕは、すべて同一仕様のものを用いることができる。ここでは、ＷＤＭカプラ１３ｄ，１３ｕの反射ポートに標準の送信部１１ａおよび受信部１２ａが接続される。また、それらの透過ポートに増設の送信部１１ｂおよび受信部１２ｂが接続される。また、ＷＤＭカプラ２２ｄ，２２ｕの反射ポートに標準の波長合分波器２１ａが接続される。また、それらの透過ポートに増設の波長合分波器２１ｂが接続される。
さらに、標準のＯＮＵ３０−１〜３０−ｎおよび増設のＯＮＵ３０−ｎ＋１〜３０−ｎ＋ｍのＷＤＭカプラ３１の透過特性は、図６のＣに示すように、下り光信号の波長帯Ｄa ，Ｄb と上り用光キャリアの波長帯Ｕa ，Ｕb とを分波すればよい。すなわち、上り用光キャリア（上り光信号）の波長帯Ｕa ，Ｕb が、隣接する帯域に設定される。このことにより、ＷＤＭカプラ３１は、その透過ポートに波長帯Ｕa ，Ｕb の上り用光キャリアを分波し、その反射ポートに波長帯Ｄa ，Ｄb の下り光信号を分波する透過特性のもので対応できる。このため、標準および増設の各ＯＮＵのＷＤＭカプラ３１は、共通化することができる。また、同様に標準および増設の各ＯＮＵの光変調器３３についても、上り用光キャリアの波長帯Ｕa ，Ｕb を隣接する帯域に設定した。このことにより、光変調器３３は、図６のＤに示すような連続する動作帯域を有する同一仕様のもので対応することができる。
例えば、波長帯Ｄa ，Ｕa ，Ｕb ，Ｄb が、各々、1525〜1545ｎｍ、1545〜1565ｎｍ、1570〜1590ｎｍ、1590〜1610ｎｍに設定された場合には、標準および増設の各ＯＮＵの光変調器３３としては、動作帯域が1545〜1590ｎｍの45ｎｍ程度のものを用いればよい。したがって、ＷＤＭカプラ３１を含めてＯＮＵの単一品種化が容易に図られる。
また、標準の下り光信号および上り光信号（上り用光キャリア）の波長帯は1525〜1565ｎｍとなり、増設の下り光信号および上り光信号（上り用光キャリア）の波長帯は1570〜1610ｎｍとなる。したがって、例えば、波長多重分離装置２０内でエルビウム添加光ファイバ増幅器あるいは利得シフト型エルビウム添加光ファイバ増幅器（Gain-shifted EDFA(s)）を用いて、それぞれの波長帯を一括増幅することができる。
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態におけるＷＤＭカプラおよび光変調器の特性を示す。本発明の光波長多重アクセスシステムの第２の実施形態の構成は、図５Ａに示す第１の実施形態と同様である。本実施形態では、Ｕa ，Ｕb ，Ｄb ，Ｄa が、それらの順に波長軸上に割り当てられる例を示すが、その並びは逆でもよい。
ＯＬＴ１０のＷＤＭカプラ１３ｄ，１３ｕおよび波長多重分離装置２０のＷＤＭカプラ２２ｄ，２２ｕの透過特性は、図７のＢに示すように、標準の波長帯Ｕa ，Ｄa と増設の波長帯Ｕb ，Ｄb とを合分波すればよい。このため、ＷＤＭカプラ１３ｄ，１３ｕおよびＷＤＭカプラ２２ｄ，２２ｕは、すべて同一仕様のものを用いることができる。ここでは、ＷＤＭカプラ１３ｄ，１３ｕの反射ポートに標準の送信部１１ａおよび受信部１２ａが接続される。また、それらの透過ポートに増設の送信部１１ｂおよび受信部１２ｂが接続される。また、ＷＤＭカプラ２２ｄ，２２ｕの反射ポートに標準の波長合分波器２１ａが接続される。また、それらの透過ポートに増設の波長合分波器２１ｂが接続される。
さらに、標準のＯＮＵ３０−１〜３０−ｎおよび増設のＯＮＵ３０−ｎ＋１〜３０−ｎ＋ｍのＷＤＭカプラ３１の透過特性は、図７のＣに示すように、下り光信号の波長帯Ｄa ，Ｄb と上り用光キャリアの波長帯Ｕa ，Ｕb とを分波すればよい。すなわち、上り用光キャリア（上り光信号）の波長帯Ｕa ，Ｕbが、隣接する帯域に設定される。このことにより、ＷＤＭカプラ３１は、その透過ポートに波長帯Ｕa ，Ｕb の上り用光キャリアを分波し、その反射ポートに波長帯Ｄa ，Ｄb の下り光信号を分波する透過特性のもので対応できる。このため、標準および増設の各ＯＮＵのＷＤＭカプラ３１は、共通化することができる。また、同様に標準および増設の各ＯＮＵの光変調器３３についても、上り用光キャリアの波長帯Ｕa ，Ｕb を隣接する帯域に設定した。このことにより、光変調器３３は、図７Ｄに示すような連続する動作帯域を有する同一仕様のもので対応することができる。
例えば、波長帯Ｕa ，Ｕb ，Ｄb ，Ｄaが、各々、1525〜1545ｎｍ、1545〜1565ｎｍ、1570〜1590ｎｍ、1590〜1610ｎｍに設定された場合には、標準および増設の各ＯＮＵの光変調器３３としては、動作帯域が1525〜1565ｎｍの40ｎｍ程度のものを用いればよい。したがって、ＷＤＭカプラ３１を含めてＯＮＵの単一品種化が容易に図られる。
（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態におけるＷＤＭカプラおよび光変調器の特性を示す。本発明の光波長多重アクセスシステムの第３の実施形態の構成は、図５Ａに示す第１の実施形態と同様である。本実施形態では、Ｕb ，Ｕa ，Ｄa ，Ｄb が、それらの順に波長軸上に割り当てられる例を示すが、その並びは逆でもよい。
ＯＬＴ１０のＷＤＭカプラ１３ｄ，１３ｕおよび波長多重分離装置２０のＷＤＭカプラ２２ｄ，２２ｕの透過特性は、図８のＢ に示すように、標準の波長帯Ｕa ，Ｄa と増設の波長帯Ｕb ，Ｄbと を合分波すればよい。このため、ＷＤＭカプラ１３ｄ，１３ｕおよびＷＤＭカプラ２２ｄ，２２ｕは、すべて同一仕様のものを用いることができる。ここでは、ＷＤＭカプラ１３ｄ，１３ｕの反射ポートに標準の送信部１１ａおよび受信部１２ａが接続される。また、それらの透過ポートに増設の送信部１１ｂおよび受信部１２ｂが接続される。また、ＷＤＭカプラ２２ｄ，２２ｕの反射ポートに標準の波長合分波器２１ａが接続される。また、それらの透過ポートに増設の波長合分波器２１ｂが接続される。
さらに、標準のＯＮＵ３０−１〜３０−ｎおよび増設のＯＮＵ３０−ｎ＋１〜３０−ｎ＋ｍのＷＤＭカプラ３１の透過特性は、図８のＣに示すように、下り光信号の波長帯Ｄa ，Ｄb と上り用光キャリアの波長帯Ｕa ，Ｕbとを分波すればよい。すなわち、上り用光キャリア（上り光信号）の波長帯Ｕa ，Ｕbが、隣接する帯域に設定される。このことにより、ＷＤＭカプラ３１は、その透過ポートに波長帯Ｕa ，Ｕb の上り用光キャリアを分波し、その反射ポートに波長帯Ｄa ，Ｄb の下り光信号を分波する透過特性のもので対応できるの。このため、標準および増設の各ＯＮＵのＷＤＭカプラ３１は、共通化することができる。また、同様に標準および増設の各ＯＮＵの光変調器３３についても、上り用光キャリアの波長帯Ｕa ，Ｕb を隣接する帯域に設定した。このことにより、光変調器３３は、図８のＤに示すような連続する動作帯域を有する同一仕様のもので対応することができる。
例えば、波長帯Ｕb ，Ｕa ，Ｄa ，Ｄが、各々、1525〜1545ｎｍ、1545〜1565ｎｍ、1570〜1590ｎｍ、1590〜1610ｎｍに設定された場合には、標準および増設の各ＯＮＵの光変調器３３としては、動作帯域が1525〜1565ｎｍの40ｎｍ程度のものを用いればよい。したがって、ＷＤＭカプラ３１を含めてＯＮＵの単一品種化が容易に図られる。
（波長合分波器２１ａ，２１ｂの構成例）
図５Ａ、図５Ｂに示す波長多重分離装置２０の波長合分波器２１ａは、波長λd1〜λdnの下り光信号と波長λu1〜λunの上り用光キャリアをそれぞれペアで同一ポートに分波するＡＷＧを想定している。したがって、各ペアの波長間隔は、図６Ａに示すようにＦＳＲ（あるいはその整数倍）に設定される。ただし、波長λu1〜λunの上り光信号の合波については、必ずしもＡＷＧとしての機能は必要ない。、その構成は、図９に示すように下り光信号と上り用光キャリアの分波にＡＷＧ２３を用い、上り光信号の合波に合波器２４を用いる構成としてもよい。
また、図１０に示すように、図９のＡＷＧ２３に代えて、波長λd1〜λdnの下り光信号を分波する分波器２５−１と、波長λu1〜λunの上り用光キャリアを分波する分波器２５−２とを用い、ＷＤＭカプラ２６で波長帯Ｄa の下り光信号と波長帯Ｕa の上り用光キャリアとを分波して各分波器２５−１，２５−２に入力し、ペアとなる下り光信号と上り用光キャリアをＷＤＭカプラ２６−１〜２６−ｎでそれぞれ合波する構成としてもよい。この構成では、各ＯＮＵに対応してペアとなる下り光信号と上り用光キャリアとの波長間隔は、ＡＷＧのＦＳＲである必要はなく、任意に設定することができる。
波長合分波器２１ｂの構成は、以上示した波長合分波器２１ａの構成と同様である。なお、波長合分波器としてＡＷＧを用いる構成において、第２の実施形態では図７Ａ に示すように、標準の各ＯＮＵに対応する下り光信号と上り用光キャリアとの波長間隔が大きく異なる。また、波長合分波器としてＡＷＧを用いる構成において、第３の実施形態では図８Ａに示すように、増設の各ＯＮＵに対応する下り光信号と上り用光キャリアとの波長間隔が大きく異なる。このため、波長合分波器２１ａ，２１ｂは、第２の実施形態および第３の実施形態の各々に応じたＡＷＧで構成する必要がある。
（第４の実施形態、第５の実施形態）
第１の実施形態は、ＯＬＴ１０から各ＯＮＵに供給する上り用光キャリアを波長多重して送信し、波長多重分離装置２０で各波長の上り用光キャリアを分波してそれぞれ対応するＯＮＵに供給し、各ＯＮＵで上り用光キャリアを変調して上り光信号として送信する構成であった。以下に示す第４の実施形態および第５の実施形態は、各ＯＮＵに上り光信号を送信する光送信器を有する構成であるが、第１の実施形態〜第３の実施形態に示したような波長割り当てを行う。このことにより、第４の実施形態および第５の実施形態は、その光送信器の動作帯域を共通化し、ひいては標準および増設のＯＮＵの共通化を可能にする。
図１１Ａ、図１１Ｂは、本発明の光波長多重アクセスシステムの第４の実施形態を示す。本実施形態のＯＬＴ１０は、波長帯Ｄa （λd1〜λdn）の下り光信号を波長多重送信する標準の送信部（Sa）１４ａと、波長帯Ｄb （λdn+1〜λdn+m）の下り光信号を波長多重送信する増設の送信部（Sb）１４ｂとを備える。また、ＯＬＴ１０は、波長帯Ｕa （λu1〜λun）の上り光信号を受信する標準の受信部（Ra）１２ａと、波長帯Ｕb （λun+1〜λun+m）の上り光信号を受信する増設の受信部（Rb）１２ｂとを備える。
標準の送信部１４ａおよび増設の送信部１４ｂから送信される標準と増設の下り光信号は、ＷＤＭカプラ１３ｄで波長多重され、多重区間光ファイバ１を介して波長多重分離装置２０へ送信される。波長多重分離装置２０は、ＷＤＭカプラ２２ｄで標準の波長帯Ｄa と増設の波長帯Ｄb とを分波し、それぞれの波長合分波器２１ａ，２１ｂで各波長の下り光信号をそれぞれ分波する。波長合分波器２１ａで分波された波長λd1〜λdnの下り光信号は、アクセス区間光ファイバ３を介してそれぞれ対応するＯＮＵ３０−１〜３０−ｎへ伝送される。また、波長合分波器２１ｂで分波された波長λdn+1〜λdn+mの下り光信号は、アクセス区間光ファイバ３を介してそれぞれ対応するＯＮＵ３０−ｎ＋１〜３０−ｎ＋ｍへ伝送される。
ＯＮＵ３０−１〜３０−ｎ＋ｍは、波長合分波器２１ａ，２１ｂで分波された波長帯Ｄa ，Ｄb の中の割り当てられた波長の下り光信号を光受信器（Ｒ）３２で受信する。また、ＯＮＵ３０−１〜３０−ｎ＋ｍは、光送信器（Ｓ）３５から波長帯Ｕa ，Ｕb の中の割り当てられた波長の上り光信号を送信する。各ＯＮＵから送信された上り光信号は、アクセス区間光ファイバ４を介して波長多重分離装置２０の波長合分波器２１ａ，２１ｂに伝送される。そして、波長合分波器２１ａ，２１ｂのそれぞれで波長多重された標準および増設の上り光信号が、さらにＷＤＭカプラ２２ｕで合波され、上りの多重区間光ファイバ２を介してＯＬＴ１０へ伝送される。ＯＬＴ１０では、上り光信号をＷＤＭカプラ１３ｕで標準の波長帯Ｕa と増設の波長帯Ｕb とに分波し、標準の受信部１２ａおよび増設の受信部１２ｂでそれぞれ受信する。
本実施形態では、ＯＬＴ１０のＷＤＭカプラ１３ｄおよび波長多重分離装置２０のＷＤＭカプラ２２ｄは、標準の波長帯Ｄa と増設の波長帯Ｄb とを合分波する。また、ＯＬＴ１０のＷＤＭカプラ１３ｕおよび波長多重分離装置２０のＷＤＭカプラ２２ｕは、標準の波長帯Ｕa と増設の波長帯Ｕb とを合分波する。このため、ＷＤＭカプラ１３ｄ，１３ｕおよびＷＤＭカプラ２２ｄ，２２ｕは、いずれも図６のＢ、図７のＢ 、図８のＢ に示す透過特性のもので対応することができる。波長多重分離装置２０の波長合分波器２１ａは、標準の波長帯Ｄa の下り光信号を分波し、標準の波長帯Ｕa の上り光信号を合波する機能を１つの素子（ＡＷＧ）で行っている。しかし、分波および合波は、それぞれ分波器および合波器で個別に対応するようにしてもよい。このことは、波長合分波器２１ｂについても同様である。
さらに、本実施形態の各ＯＮＵの光送信器３５は、標準の波長帯Ｕa および増設の波長帯Ｕb を隣接する帯域に設定した。このことにより、光送信器３５は、図６Ｄ、図７Ｄ、図８Ｄに示す連続する動作帯域を有する同一仕様のもので対応することができる。例えば、波長帯Ｄa ，Ｕa ，Ｕb ，Ｄbを、各々1525〜1545ｎｍ、1545〜1565ｎｍ、1570〜1590ｎｍ、1590〜1610ｎｍに設定した場合には、光送信器３５として動作帯域が1545〜1590ｎｍの波長可変光源を用いることにより、各ＯＮＵはそれぞれ設定された波長の上り光信号を送信することができる。また、光送信器３５が、波長帯Ｕa 〜Ｕb を含む広帯域光を変調して送信し、送信した光を波長合分波器２１ａ，２１ｂでスペクトルスライスする構成としてもよい。
図１２Ａ、図１２Ｂは、本発明の光波長多重アクセスシステムの第５の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、第４の実施形態の構成において、ＯＬＴ１０と波長多重分離装置２０との多重区間を１本の多重区間光ファイバ１を介して接続し、波長多重分離装置２０と各ＯＮＵとのアクセス区間をそれぞれ１本のアクセス区間光ファイバ３を介して接続するところにある。
本実施形態では、ＯＬＴ１０のＷＤＭカプラ１３および波長多重分離装置２０のＷＤＭカプラ２２とは、標準の波長帯Ｄa ，Ｕa と増設の波長帯Ｄb ，Ｕb とを合分波する。これらは、いずれも図６のＢ 、図７のＢ 、図８のＣ に示す透過特性のもので対応することができる。また、各ＯＮＵは、下り光信号の波長帯Ｄa ，Ｄb と上り光信号の波長帯Ｕa ，Ｕbと を分波するＷＤＭカプラ３１を備える。その透過特性は図６のＣ 、図７のＣ 、図８のＣ に示すもので対応することができる。また、ＯＬＴ１０も同様に、ＷＤＭカプラ１３で合分波される標準の下り光信号の波長帯Ｄa と上り光信号の波長帯Ｕaと を分波するＷＤＭカプラ１５ａを備える。さらに、ＯＬＴ１０は、増設の下り光信号の波長帯Ｄb と上り光信号の波長帯Ｕb とを分波するＷＤＭカプラ１５ｂを備える。それらＷＤＭカプラの透過特性は図６のＣ 、図７のＣ、図８のＣに示すもので対応することができる。なお、ＯＬＴ１０において、ＷＤＭカプラ１３と、ＷＤＭカプラ１５ａ，１５ｂとの機能を入れ替えることも可能である。
（他の実施形態）
以上説明した実施形態では、標準のｎ個のＯＮＵに対してｍ個のＯＮＵを増設する場合を想定して説明した。しかしながら、上述した実施形態は、当初のｎ＋ｍ個のＯＮＵをｎ個のＯＮＵとｍ個のＯＮＵに分割し、一方を標準用とし他方を増設用として確保する場合においても同様である。すなわち、図１０Ａに示す上り光信号の波長帯Ｕと下り光信号の波長帯Ｄとをそれぞれ２分割する場合に、標準と増設の波長帯の並び方に本発明の特徴がある。
図１３Ａ〜図１３Ｄは、本発明による標準と増設の波長割り当ての特徴を示す。図１３Ａ〜図１３Ｄにおいて、「ａ」を標準、「ｂ」を増設とする。この場合、図１３Ａに示す方法は、波長帯Ｕと波長帯Ｄを単純に波長軸上で分割してＵa,Ｕb,Ｄa,Ｄb の順（あるいはその逆順）に並べる方法である。これに対して、図１３Ｂ,図１３Ｃ,図１３Ｄ に示す方法は、Ｕa とＵb が隣接し、かつＵa とＤa またはＵb とＤb の少なくとも一方が隣接する（図中下線で示す）ように設定する方法である。この方法により、上述した実施形態に示したようなＯＮＵの同一仕様化が可能になる。なお、図１３Ａは図４（従来例）に対応し、図１３Ｂ,図１３Ｃ,図１３Ｄ は、それぞれ図６（第１の実施形態）、図７（第２の実施形態）、図８（第３の実施形態）に対応する。
（産業上の利用可能性）
以上説明したように、本発明によれば、標準のＯＮＵに割り当てる上り光信号の波長帯Ｕa と、増設のＯＮＵに割り当てる上り光信号の波長帯Ｕb とを隣接する帯域に設定することにより、標準および増設のＯＮＵで上り光信号を送信する上り光信号送信手段（光変調器、波長可変光源を用いた光送信器、広帯域光源（Broadband light source）を用いた光送信器）の動作帯域あるいは発光帯域を最小化し、同一の仕様のもので対応することができる。
また、ＯＬＴから上り用光キャリアを各ＯＮＵに供給する構成では、各ＯＮＵで上り用光キャリアと下り光信号とを分波する波長帯分波器を同一の仕様のもので対応することができる。これにより、ＯＬＴに収容するＯＮＵを容易に増設することができる。
従来の光波長多重アクセスシステムの構成例を示す図である。 従来の光波長多重アクセスシステムの構成例を示す図である。 従来の光波長多重アクセスシステムの構成例を示す図である。 従来の光波長多重アクセスシステムの構成例を示す図である。 従来の光波長多重アクセスシステムの構成例を示す図である。 従来の光波長多重アクセスシステムの構成例を示す図である。 従来の光波長多重アクセスシステムの増設例を示す図である。 増設構成におけるＷＤＭカプラおよび光変調器の特性を示す図である。 本発明の光波長多重アクセスシステムの第１の実施形態を示す図である。 本発明の光波長多重アクセスシステムの第１の実施形態を示す図である。 第１の実施形態におけるＷＤＭカプラおよび光変調器の特性を示す図である。 第２の実施形態におけるＷＤＭカプラおよび光変調器の特性を示す図である。 第３の実施形態におけるＷＤＭカプラおよび光変調器の特性を示す図である。 第１の実施形態における波長合分波器（Wavelength multi/demultiplexer）２１ａの他の構成例を示す図である。 第１の実施形態における波長合分波器２１ａの他の構成例を示す図である。 本発明の光波長多重アクセスシステムの第４の実施形態を示す図である。 本発明の光波長多重アクセスシステムの第４の実施形態を示す図である。 本発明の光波長多重アクセスシステムの第５の実施形態を示す図である。 本発明の光波長多重アクセスシステムの第５の実施形態を示す図である。 本発明による標準と増設の波長帯割り当ての特徴を示す図である。 本発明による標準と増設の波長帯割り当ての特徴を示す図である。 本発明による標準と増設の波長帯割り当ての特徴を示す図である。 本発明による標準と増設の波長帯割り当ての特徴を示す図である。

Claims (9)

  1. センタ装置（ＯＬＴ）とｎ個の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）およびｍ個のＯＮＵが波長多重分離装置を介して配置され、ＯＬＴと波長多重分離装置の多重区間が多重区間光ファイバを介して接続され、波長多重分離装置と各ＯＮＵのアクセス区間がそれぞれアクセス区間光ファイバを介して接続され、前記ＯＬＴから前記各ＯＮＵへの下り光信号および前記各ＯＮＵから前記ＯＬＴへの上り光信号を、各ＯＮＵごとに割り当てた波長により前記多重区間を波長多重伝送し、前記波長多重分離装置で波長多重または波長多重分離して双方向伝送する光波長多重アクセスシステムであって、
    前記ｎ個のＯＮＵに対応する下り光信号の波長帯Ｄa （波長λd1〜λdn）、前記ｎ個のＯＮＵに対応する上り光信号の波長帯Ｕa （波長λu1〜λun）、前記ｍ個のＯＮＵに対応する下り光信号の波長帯Ｄb （波長λdn+1〜λdn+m）、前記ｍ個のＯＮＵに対応する上り光信号の波長帯Ｕb （波長λun+1〜λun+m）が互いに異なる帯域に設定され、かつ波長帯Ｕa と波長帯Ｕb が隣接し、波長帯Ｕa と波長帯Ｄa または波長帯Ｕb と波長帯Ｄb の少なくとも一方が隣接する帯域に設定され、
    前記ＯＬＴは、
    前記波長帯Ｄ a （波長λ d1 〜λ dn ）において波長多重された下り光信号と、前記波長帯Ｄ b （波長λ dn+1 〜λ dn+m ）において波長多重された下り光信号とを、合波して前記多重区間光ファイバに送出する手段と、
    前記多重区間光ファイバを介して入力される上り光信号を、前記波長帯Ｕ a （波長λ u1 〜λ un ）において波長多重された上り光信号と、前記波長帯Ｕ b （波長λ un+1 〜λ un+m ）において波長多重された上り光信号とに、分波する手段とを備え、
    前記波長多重分離装置は、
    前記多重区間光ファイバを介して入力される下り光信号を、前記波長帯Ｄ a （波長λ d1 〜λ dn ）において波長多重された下り光信号と、前記波長帯Ｄ b （波長λ dn+1 〜λ dn+m ）において波長多重された下り光信号とに、分波する手段と、
    前記波長帯Ｕ a （波長λ u1 〜λ un ））において波長多重された上り光信号と、前記波長帯Ｕ b （波長λ un+1 〜λ un+m ）において波長多重された上り光信号とを、合波して前記多重区間光ファイバに送出する手段とを備え、
    前記各ＯＮＵは、
    前記波長帯Ｄa 〜Ｄb の中で割り当てられた波長λd1〜λdn+mの下り光信号を受信する下り光信号受信手段と、
    前記波長帯Ｕa 〜Ｕb の中で割り当てられた波長λu1〜λun+mの上り光信号または前記波長帯Ｕa 〜Ｕb を含む広帯域の上り光信号を送信する上り光信号送信手段とを備えた
    ことを特徴とする光波長多重アクセスシステム。
  2. 請求項１に記載の光波長多重アクセスシステムにおいて、
    前記下り光信号の波長帯Ｄa ，Ｄb および前記上り光信号の波長帯Ｕa ，Ｕb は、波長軸上で、
    波長帯Ｄa 、波長帯Ｕa 、波長帯Ｕb 、波長帯Ｄb
    の順、または
    波長帯Ｄb 、波長帯Ｕb 、波長帯Ｕa 、波長帯Ｄa
    の順に設定されたことを特徴とする光波長多重アクセスシステム。
  3. 請求項１に記載の光波長多重アクセスシステムにおいて、
    前記下り光信号の波長帯Ｄa ，Ｄb および前記上り光信号の波長帯Ｕa ，Ｕb は、波長軸上で、
    波長帯Ｕa 、波長帯Ｕb 、波長帯Ｄb 、波長帯Ｄa
    の順、または
    波長帯Ｄa 、波長帯Ｄb 、波長帯Ｕb 、波長帯Ｕa
    の順に設定されたことを特徴とする光波長多重アクセスシステム。
  4. 請求項１に記載の光波長多重アクセスシステムにおいて、
    前記下り光信号の波長帯Ｄa ，Ｄb および前記上り光信号の波長帯Ｕa ，Ｕb は、波長軸上で、
    波長帯Ｕb 、波長帯Ｕa 、波長帯Ｄa 、波長帯Ｄb
    の順、または
    波長帯Ｄb 、波長帯Ｄa 、波長帯Ｕa 、波長帯Ｕb
    の順に設定されたことを特徴とする光波長多重アクセスシステム。
  5. 請求項１に記載の光波長多重アクセスシステムにおいて、
    前記アクセス区間は、前記各ＯＮＵごとに２本のアクセス区間光ファイバを介して接続された構成であり、
    前記ＯＬＴは、前記波長帯Ｕa 〜Ｕb （波長λu1〜λun+m) の上り用光キャリアおよび前記波長帯Ｄa 〜Ｄb （波長λd1〜λdn+m) の下り光信号を波長多重して前記多重区間光ファイバに送出する構成であり、
    前記波長多重分離装置は、前記多重区間光ファイバを介して入力される上り用光キャリアおよび下り光信号から、各ＯＮＵに対応する波長の上り用光キャリアおよび下り光信号を分波して各一方のアクセス区間光ファイバを介して各ＯＮＵに出力し、各他方のアクセス区間光ファイバから入力する各ＯＮＵに対応する波長の上り光信号を合波して前記波長帯Ｕ a 〜Ｕ b （波長λ u1 〜λ un+m ）の上り光信号を波長多重し前記多重区間光ファイバに出力する構成であり、
    前記ＯＮＵは、
    上り光信号の波長帯Ｕa 〜Ｕb と下り光信号の波長帯で分波する特性を有し、前記一方のアクセス区間光ファイバを介して入力される各ＯＮＵに対応する波長の上り用光キャリアと下り光信号を分波する波長帯分波器と、
    前記上り光信号送信手段として、前記波長帯分波器で分波された各ＯＮＵに対応する波長の上り用光キャリアを変調して他方のアクセス区間光ファイバに送出する光変調器とを備えた
    ことを特徴とする光波長多重アクセスシステム。
  6. 請求項１に記載の光波長多重アクセスシステムにおいて、
    前記アクセス区間は、前記各ＯＮＵごとに１本のアクセス区間光ファイバを介して接続された構成であり、
    前記ＯＮＵは、上り光信号の波長帯Ｕa 〜Ｕb と下り光信号の波長帯で分波する特性を有し、前記アクセス区間光ファイバを介して入力される各ＯＮＵに対応する波長の下り光信号を前記下り光信号受信手段に出力し、前記上り光信号送信手段から出力される各ＯＮＵに対応する波長の上り光信号を前記アクセス区間光ファイバに出力する波長帯分波器を備えた
    ことを特徴とする光波長多重アクセスシステム。
  7. 請求項１に記載の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）が有する、前記下り光信号受信手段と前記上り光信号送信手段とを備えたことを特徴とする光波長多重アクセスシステムの光ネットワークユニット。
  8. 請求項５に記載の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）が有する、前記波長帯分波器と、前記波長帯分波器で分波された前記下り光信号を受信する前記下り光信号受信手段と、前記光変調器とを備えたことを特徴とする光波長多重アクセスシステムの光ネットワークユニット。
  9. 請求項６に記載の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）が有する、前記波長帯分波器と、前記波長帯分波器で分波された前記下り光信号を受信する前記下り光信号受信手段と、前記上り光信号送信手段とを備えたことを特徴とする光波長多重アクセスシステムの光ネットワークユニット。
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