JP4083148B2 - 自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網 - Google Patents

Description

本発明は波長分割多重方式（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ−Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ）受動型光加入者網（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に関するものであり、より詳しくは、上下向光源の故障及び劣化と幹線及び分配光ファイバーの切断及び劣化を感知して自ら復旧することができる自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網に関するものである。

波長分割多重方式受動型光加入者網は、各加入者に付与された固有の波長を用いて超高速広帯域通信サービスを提供する。従って、波長分割多重方式受動型光加入者網は、通信の秘密保障が確実であり、各加入者が要求する別途の通信サービス又は通信容量の拡大を容易に受容することができ、新しい加入者に付与される固有の波長を追加することにより容易に加入者の数を拡大することができる。このような長所にもかかわらず、中央基地局（ＣＯ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｏｆｆｉｃｅ）と各加入者端で特定発振波長の光源と光源の波長を安定化するための付加的な波長安定化回路の必要性により、加入者に高い経済的負担を要求するために、波長分割多重方式受動型光加入者網は未だ実用化されることができない。最近に経済的な波長分割多重方式受動型光加入者網を具現するために、波長管理が容易なスペクトラム分割方式の広帯域光源、非干渉性光を備えたモードロックの（ｍｏｄｅ−ｌｏｃｋｅｄ）ファブリ−ペローレーザ及び反射型半導体光増幅器を波長分割多重方式用の光源として用いる研究がなされている。

一般に、波長分割多重方式受動型光加入者網は、二重成形構造を使用して光線路の長さを最小化する。即ち、中央基地局から加入者の隣接地域に設けられた地域基地局（Ｒｅｍｏｔｅ Ｎｏｄｅ）（ＲＮ）までは一つの幹線光ファイバー(ｆｅｅｄｅｒ ｆｉｂｅｒ)に連結し、地域基地局から各加入者までは独立された分配光ファイバー（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｆｉｂｅｒ）に連結する。多重化された下向信号は、幹線光ファイバーを通じて地域基地局に伝送され、地域基地局に設けられた多重化／逆多重化器により逆多重化された後に分配光ファイバーを通じて各加入者装置まで伝送される。加入者装置から出力される上向信号は地域基地局に伝送され、地域基地局に設けられた多重化／逆多重化器に入力された各加入者の上向信号は多重化された後に中央基地局に伝送される。

こうした波長分割多重方式受動型光加入者網では、各加入者に割り当てられた波長を通じて大容量データが高速に伝送されるために、予期することができなかった上下向光源の故障や劣化又は幹線や分配光ファイバーの切断や劣化などの事故が発生すれば、たとえ短時間の事故でも伝送される大容量のデータを失ってしまうことになる。このため、かかる加入者網では、このような事故を迅速に感知して復旧しなければならない。しかしながら、かかる事故が発生すれば、中央基地局と加入者装置との直接的な通信回路が切れてしまうため、中央基地局と加入者装置は事故の発生か否かを互いに通報することができない。こうした場合に対処するために、別途の低速通信回路を確保することも考えられるが、別途の低速通信回路を中央基地局と各加入者との間に確保するためには、このためのコストが追加され、別途の低速通信回路に対する持続的な管理／監督のための投資が必要とされる。また、別途の低速通信回路を通じて中央基地局と加入者装置が互いに送／受信して事故の発生か否かを確認し、管理者に通報するための別途の時間がかかるために、中央基地局と加入者装置の通信途絶状態がその時間だけ延びる。従って、具現された光リンク上で上下向光源の故障及び劣化や幹線光ファイバーと分配光ファイバーの切断及び劣化を迅速に感知して自ら復旧することができる自己治癒が可能な波長分割多重方式受動型光加入者網の開発が求められていた。

一般に、波長分割多重方式の光通信ネットワークでは、伝送光ファイバーの切断又は劣化のような障害発生時における円滑な復旧を行うための方法として、複数の光通信システム（ｎｏｄｅｓ）を一定の間隔で配置して環形ネットワークに連結する構成とされる。初期には、両方向伝送のため２本の糸（ｓｔｒａｎｄ）の動作光ファイバー（ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｉｂｅｒ）と２本の糸の保護光ファイバー（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｉｂｅｒ）に連結された４本の糸（ｆｏｕｒ−ｓｔｒａｎｄ）の自己治癒環形光ネットワークが提案された。また、最近では、１本の糸（ｏｎｅ−ｓｔｒａｎｄ）の光ファイバーを通じた両方向伝送技術の発展により、伝送光ファイバーの数を節約することができる１本の糸の動作光ファイバーと１本の糸の保護光ファイバーとから構成され、両方向に光信号を伝送する環形光ネットワークが提案されている。

図１の（ａ）は自己治癒環形光ネットワークの構成を示す。

こうした自己治癒環形光ネットワークは、ループバック（ｌｏｏｐ−ｂａｃｋ）原理を用いて伝送光ファイバーの障害発生時復旧のための保護切り替え方法を使用する。図１の（ａ）に示されたように、環形光ネットワークの各ノードは内側と外側環形伝送光ファイバーを通じて伝送される多重化された光信号を逆多重化した後逆多重化された信号中で各ノードに割り当てられた波長の信号は分岐し、同時に伝送データにより変調された同一な波長の信号を他の逆多重化された信号と多重化して伝送する光分岐／結合多重化／逆多重化器（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ Ｍｕｘ）（ＯＡＤＭ）１０ａ−４０ａ，１０ｂ−４０ｂと保護切り替えのための２×２スイッチング装置１１０−１８０とから構成されている。外側環形伝送光ファイバー４の場合、波長がλ１，λ２，λ３，．．．，λＮである光信号を時計方向に伝送し、内側リング２の場合、波長がλＮ＋１，λＮ＋２，λＮ＋３，．．．，λ２Ｎである光信号を反時計方向に伝送する。

図１の（ｂ）はループバック原理を用いた伝送光ファイバーリンク保護切り替え方式を示す。図１の（ｂ）に示すように、伝送光ファイバーリンクに障害が発生した場合光ネットワークは障害が発生したリンクの両端に配置した二つの２×２光スイッチング装置を使用して光信号をループバックして反対方向に伝送することにより保護切り替えを遂行する。例えば、図１の（ｂ）を参照すれば、光分岐／結合多重化／逆多重化器１ａ（１０ａ）と光分岐／結合多重化／逆多重化器２ａ（２０ａ）とを結ぶ光ファイバーリンクに障害が発生する場合、光分岐／結合多重化／逆多重化器１ａ（１０ａ）から光分岐／結合多重化／逆多重化器２ａ（２０ａ）に伝送された光信号λ１，λ２，λ３，．．．，λＮはスイッチング装置１２（１２０）を通じて光分岐／結合多重化／逆多重化器１ｂ（１０ｂ）にループバックされて内側環形伝送光ファイバー２を通じて反時計方向に伝送される。内側環形伝送光ファイバー２を通じて伝送された光信号λ１，λ２，λ３，．．．，λＮはスイッチング装置２１（１３０）を通じて光分岐／結合多重化／逆多重化器２ｂ（２０ｂ）から光分岐／結合多重化／逆多重化器２ａ（２０ａ）に伝達されて切り替えが成される。

環形網が正常動作する場合、２×２光スイッチング装置１１０−１８０は平行状態（ｂａｒ）に置かれているので、入力１（ｉ１）に印加された信号は出力１（ｏ１）に伝達され、入力２（ｉ２）に印加された信号は出力２（ｏ２）に伝達される。しかしながら、障害が発生する場合には、光スイッチング装置１１０−１８０は交差状態（ｃｒｏｓｓ ｓｔａｔｅ）に置かれていて入力１に印加された信号は出力２に伝達され、入力２に印加された信号は出力１に伝達される。図１の（ｂ）でスイッチング装置２１（１３０）の状態を交差状態に置くことにより、障害が発生したリンクを過ぎる信号だけではなく、光分岐／結合多重化／逆多重化器２ｂ（２０ｂ）から 光分岐／結合多重化／逆多重化器１ｂ（１０ｂ）に反時計方向に伝送された波長がλＮ＋１，λＮ＋２，λＮ＋３，．．．，λ２Ｎである光信号も共にループバックされて外側環形伝送光ファイバー４を通じて時計方向に伝送された後に、光分岐／結合多重化／逆多重化器１ａ（１０ａ）から光スイッチング装置１２（１２０）を通じて光分岐／結合多重化／逆多重化器１ｂ（１０ｂ）に伝達される。障害が発生したリンクと隣接しないノードの光スイッチング装置は状態の変更なしでそのまま平行状態に置かれる。

こうした構成の自己治癒波長分割多重方式環形光ネットワークはノードが環形に連結されて伝送する方向の光ファイバーが切断された場合に反対方向の光ファイバーを用いて互いに通信するため伝送光ファイバーが切断されても迅速に通信線路を復旧して通信を持続的に遂行することができる。しかしながら、ノードが環形に連結されているため各ノードは波長分割多重化器及び逆多重化器を用いてそのまま進行する信号は逆多重化／多重化器を通じてそのまま通過させ、ノードに該当する波長の信号は分岐して受信し、伝送するデータにより変調された同一波長の信号はそのまま通過する信号に結合して伝送する構造になる。これにより、高価の波長分割多重化／逆多重化素子を用いた分岐／結合多重化／逆多重化器を使用しなければならなく、各ノードから多重化／逆多重化時発生する損失が大きい場合にこれを補償するために光増幅器を追加して使用しなければならないため、実現のためのコストが非常に高くなる。従って、こうした自己治癒波長分割多重方式環形光ネットワークは、経済性が最も重要な波長分割多重方式受動型光加入者網には適用することができない、という問題があった。

本発明の目的は、経済的に実現可能な自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網を提供することである。

前述した目的を達成するため本発明は、中央基地局と、前記中央基地局と光ファイバーを通じて連結され、複数の加入者装置と光ファイバーを通じて連結される地域基地局とを含む波長分割多重方式受動型光加入者網であって、前記中央基地局と前記地域基地局とを連結する幹線動作光ファイバー及び幹線保護光ファイバーと、前記地域基地局と前記複数の加入者装置をそれぞれ連結する分配動作光ファイバー及び分配保護光ファイバーと、を備え、前記中央基地局は、障害発生時に切り替えられる２×２光スイッチング素子と、上向データ受信のための上向動作光受信機及び上向保護光受信機と、下向データ伝送のための下向動作光源及び下向保護光源を含み、また、上下向の動作信号及び保護信号を多重化／逆多重化するＮ×Ｎ多重化／逆多重化器を含み、前記各加入者装置は、障害発生時に切り替えられる２×２光スイッチング素子と、下向データ受信のための下向動作光受信機及び下向保護光受信機と、上向データ伝送のための上向動作光源及び上向保護光源を含み、また、前記地域基地局は、前記中央基地局から伝送される多重化された下向動作信号または下向保護信号を逆多重化し、前記加入者装置から伝送される上向動作信号または上向保護信号を多重化するためのＮ×Ｎ多重化／逆多重化器を含み、さらに、前記中央基地局及び各加入者装置は、上下向の動作信号を分岐／結合するためのそれぞれの波長分割多重化器と、上下向の保護信号を分岐／結合するためのそれぞれの波長分割多重化器を含み、前記中央基地局の前記下向動作光源と前記上向動作光受信機との組のそれぞれ、または前記下向保護光源と前記上向保護光受信機との組のそれぞれが、通信先となる複数の前記加入者装置のそれぞれと一対一対で対応していることを特徴とする。

このように、本発明による自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網は一つのＮ×Ｎ導波路型回折格子及び中央基地局と加入者装置に配置した上下向保護光送受信機と中央基地局と加入者とを連結する保護光ファイバーを用いて、中央基地局と加入者装置を連結する光ファイバーと中央基地局と加入者装置に配置した上下向光送受信機の障害を感知して迅速に復旧するため、波長分割多重方式受動型光加入者網を経済的かつ効率的に管理及び復旧することができる効果がある。

本発明の実施形態では、一般的な構成の波長分割多重方式受動型光加入者網で障害が発生した場合障害を復旧することができるように、受動型光加入者網の各構成要素に対して障害復旧用として一つさらに備えさせ、障害が発生すれば障害復旧用構成要素を用いて障害を治癒することができるように構成した。

以下、図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。

図２は一般的な波長分割多重方式受動型光加入者網の構成を示す図である。図２に示すように、波長分割多重方式受動型光加入者網は、各加入者にそれぞれ対応する下向動作光源２０２と上向動作光受信機２０４、上下向信号を分岐／結合するための波長分割多重化器２０６、Ｍ×１導波路型回折格子２０８を含む中央基地局２００と、中央基地局２００と地域基地局２２０とを連結する１本の糸の動作光ファイバー２１０と、１×Ｍ導波路型回折格子を含む地域基地局２２０、地域基地局２２０と各加入者装置２４０とを連結する１本の糸の動作光ファイバー２３０と、上向動作光源２４４と下向動作光受信機２４６及び上下向信号を分岐／結合するための波長分割多重化器２４２をそれぞれ含む複数の加入者装置２４０とを含む。

こうした一般的な波長分割多重方式受動型光加入者網では、いずれか一つの構成要素で障害が発生する場合に自動で該当障害構成要素を治癒して正常的に動作するように具現化されていなかった。

図３は、本発明を適用した波長分割多重方式受動型光加入者網の構成を示す図である。図３に示すように、本発明による波長分割多重方式受動型光加入者網は、図２で上述した各構成要素に対して、保護用構成要素をさらに備えた構成となっている。具体的には、本発明による波長分割多重方式受動型光加入者網は、中央基地局３００と地域基地局３２０とを連結する１本の糸（ｏｎｅ−ｓｔｒａｎｄ）の幹線光ファイバー（幹線動作光ファイバー３１０）に障害が発生した場合に該中央基地局３００と地域基地局３２０との間で動作光ファイバーとして機能するための幹線保護光ファイバー３１２を含む。そして、本発明による波長分割多重方式受動型光加入者網は、地域基地局３２０と各加入者装置３４０とを連結する各分配光ファイバー（分配動作光ファイバー３３０−１乃至３３０−Ｎ−１）に障害が発生した場合に該地域基地局３２０と各加入者装置との間で動作光ファイバーとして機能するための分配保護光ファイバー３３２を含む。

また、図３に示すように、この波長分割多重方式受動型光加入者網では、中央基地局３００と各加入者装置３４０（３４０−１乃至３４０−Ｎ−１）とを中継する地域基地局３２０には、Ｎ×Ｎ導波路型回折格子３２２が設けられている。このＮ×Ｎ導波路型回折格子３２２は、中央基地局３００から伝送される多重化された下向動作信号または下向保護信号を逆多重化し、加入者装置から伝送される上向動作信号または上向保護信号を多重化するためのＮ×Ｎ多重化／逆多重化器として機能する。なお、ここで「動作信号」とは、後述する通常動作時において伝送される信号を意味し、「保護信号」とは、後述するいずれかの構成要素で障害が発生する場合において伝送される信号を意味するものであり、以下の説明でも同様である。

さらに、波長分割多重方式受動型光加入者網の中央基地局３００及び各加入者装置３４０も、各構成要素の障害発生時に通信が続行できるように処理するための、保護用構成要素を含む。

具体的には、中央基地局３００は、各加入者にそれぞれ対応する下向動作光源３０１及び上向動作光受信機３０２と、該光源３０１からの下向信号及び該光受信機３０２への上向信号を分岐／結合するための波長分割多重化器３０３と、下向保護光源３０６及び上向保護光受信機３０７と、該光源３０６からの下向信号及び該光受信機３０７への上向信号を分岐／結合するための波長分割多重化器３０５と、地域基地局からの上向及び地域基地局への下向の各種信号を多重化／逆多重化するＮ×Ｎ導波路型回折格子３０４と、地域基地局３２０との通信につき使用する幹線光ファイバー（すなわち幹線動作光ファイバー３１０又は幹線保護光ファイバー３１２）の切り替えを行うための２×２光スイッチング素子３０８と、を含む。

ここで、中央基地局３００の下向動作光源３０１及び上向動作光受信機３０２は、図３から分かるように、通信先（通信対象）となる複数の加入者装置３４０（３４０−１乃至３４０−Ｎ−１）と一対一対応となるように複数個（複数組）設けられる。同様に、中央基地局３００の保護用構成要素としての下向保護光源３０６及び上向保護光受信機３０７も、通信先（通信対象）となる複数の加入者装置３４０（３４０−１乃至３４０−Ｎ−１）と一対一対応となるように複数個（複数組）設けられる。図３に示すように、中央基地局３００における複数の下向動作光源３０１及び上向動作光受信機３０２は、それぞれ波長分割多重化器３０３を介してＮ×Ｎ導波路型回折格子３０４に接続される。同様に、複数の下向保護光源３０６及び上向保護光受信機３０７も、それぞれ波長分割多重化器３０５を介してＮ×Ｎ導波路型回折格子３０４に接続される。また、中央基地局３００における２×２光スイッチング素子３０８は、内部端子側がＮ×Ｎ導波路型回折格子３０４に接続され、外部端子側が幹線動作光ファイバー３１０と、幹線保護光ファイバー３１２とに接続される。

一方、複数の加入者装置３４０は、上向動作光源３４３及び下向動作光受信機３４４と、該光源３４３からの上向信号及び該光受信機３４４への下向信号を分岐／結合するための波長分割多重化器３４２と、上記保護用構成要素としての上向保護光源３４６及び下向保護光受信機３４７と、該光源３４６からの上向信号及び該光受信機３４７への下向信号を分岐／結合するための波長分割多重化器３４５と、２×２光スイッチング素子３４１と、をそれぞれ含む。

以下に、本発明による自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網で障害がない場合の動作を説明する。中央基地局３００から加入者装置３４０に下向信号を伝送する場合を説明すると、伝送データにより変調された下向光源３０１の信号は、波長分割多重化器３０３を通過した後に、多重化／逆多重化器としてのＮ×Ｎ導波路型回折格子３０４に入力されて多重化される。多重化された下向信号は、平行状態に連結された２×２光スイッチング素子３０８を通過した後に幹線動作光ファイバー３１０を通じて地域基地局３２０に伝送され、地域基地局３２０に設けられたＮ×Ｎ導波路型回折格子３２２により逆多重化される。逆多重化された各下向信号は、地域基地局３２０と各加入者とを連結する分配動作光ファイバー３３０上に伝送されて、該当する加入者装置３４０に入力される。入力された下向信号は、当該加入者装置３４０において、平行状態に連結された２×２光スイッチング素子３４１を通過した後に、波長分割多重化器３４２を介して下向動作光受信機３４４に入力されて、電気信号として検出される。

一方、加入者装置３４０から中央基地局３００に上向信号を伝送する場合を説明すると、伝送データにより変調された上向動作光源３４３の信号は、波長分割多重化器３４２と２×２光スイッチング素子３４１とを通過した後に地域基地局３２０に伝送される。伝送された各上向信号は、地域基地局３２０に設けられたＮ×Ｎ導波路型回折格子３２２により多重化された後に、中央基地局３００に伝送される。そして、伝送された多重化上向信号は、中央基地局３００に設けられた２×２光スイッチング素子３０８を通過した後に、Ｎ×Ｎ導波路型回折格子３０４により逆多重化され、波長分割多重化器３０３を通じて上向動作光受信機３０２に入力され、電気信号として検出される。

図４は下向光源の波長帯域と上向光源の波長帯域とを示したものであり、１本の糸（ｏｎｅ−ｓｔｒａｎｄ）の光ファイバーを用いて上下向信号を同時に伝送する両方向波長分割多重方式受動型光加入者網で下向波長帯域と上向波長帯域が互いに区別されるように割り当てた例を表している。多重化／逆多重化器として使用される導波路型回折格子は自由スペクトラム間隔（ＦＳＲ：Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）に周期的な通過特性を有しているため、上下向波長帯域が互いに区別されても一つの導波路型回折格子を用いて上下向信号を同時に多重化／逆多重化することができる。これにより、中央基地局と加入者装置に設けられた波長分割多重化器の通過特性については、図５のように表される。

次に、本発明による波長分割多重方式受動型光加入者網で各種の障害が発生した場合の動作について説明する。

図６Ａ及び図６Ｂは波長分割多重方式受動型光加入者網で伝送光ファイバーに障害が発生した場合の動作を説明するための図であって、図６Ａは幹線動作光ファイバーに障害が発生した場合を示し、図６Ｂは分配動作光ファイバーに障害が発生した場合を示す。

先ず、図６Ａに示すように、中央基地局３００と地域基地局３２０とを連結する幹線動作光ファイバー３１０に障害が発生した場合には、中央基地局３００に設けられた全ての上向動作光受信機３０２に受信される出力と、全ての加入者装置に設けられた下向動作光受信機３４４に受信される出力が消滅されることになる。この場合に、本実施形態の波長分割多重方式受動型光加入者網においては、中央基地局３００と各加入者装置３４０−１〜３４０−Ｎ−１にそれぞれ設けられた２×２光スイッチング素子３０８，３４１を交差状態に転換して、中央基地局３００と各加入者装置との通信が幹線保護光ファイバー３１２及び分配保護光ファイバー３３２を通じて行われるようにする。

例えば、中央基地局３００から加入者装置３４０に下向信号を伝送する場合を説明すれば、伝送データにより変調された下向光源３０１の信号は波長分割多重化器３０３を通過した後に、多重化／逆多重化器として使用されるＮ×Ｎ導波路型回折格子３０４に入力されて多重化される。多重化された下向信号は、交差状態に連結された２×２光スイッチング素子３０８を通過した後に幹線保護光ファイバー３１２を通じて地域基地局３２０に伝送される。そして、下向信号は、地域基地局３２０に設けられたＮ×Ｎ導波路型回折格子３２２により逆多重化されて分配保護光ファイバー３３２を通じて各加入者装置３４０−１〜３４０−Ｎ−１に伝送される。

この際、逆多重化された各下向信号は、地域基地局３２０から分配保護光ファイバー３３２により伝送されるため、各加入者装置３４０−１〜３４０−Ｎ−１の２×２光スイッチング素子３４１は交差状態になって分配保護光ファイバー３３２からの下向信号を受信する。

また、図６Ｂに示すように、分配動作光ファイバー３３０−１に障害が発生すれば、中央基地局３００に設けられた該当上向動作光受信機３０２に受信される出力と該当加入者装置３４０−１に設けられた下向動作光受信機３４４に印加される出力が受信されない。従って、この場合は、当該加入者装置３４０−１が自機の２×２光スイッチング素子３４１を交差状態に転換する処理を行うことで、中央基地局３００は分配保護光ファイバー３３２−２を通じて当該加入者装置３４０−１と通信することができる。

図７Ａ及び図７Ｂは波長分割多重方式受動型光加入者網で加入者装置に設けられた構成要素に障害が発生した場合の動作を説明するための図であって、図７Ａは加入者装置の上向動作光源に障害が発生した場合を示し、図７Ｂは加入者装置の下向動作光受信機に障害が発生した場合を示す。

図７Ａに示すように、加入者装置３４０−１に設けられた上向動作光源３４３に障害が発生した場合には、中央基地局３００に設けられた、該当する（すなわち通信対象の加入者装置と対応した）上向動作光受信機３０２に印加される出力が受信されない。従って、この場合には、当該加入者装置３４０−１に設けられた２×２光スイッチング素子３４１を交差状態に転換することと同時に当該加入者装置３４０−１に設けられた上向保護光源３４６と下向保護光受信機３４７とを動作させて中央基地局３００と該当加入者３４０−１との通信が行われるようにする。

また、図７Ｂに示すように、加入者装置３４０−１に設けられた下向動作光受信機３４４に障害が発生した場合には、当該加入者装置３４０−１に設けられた下向動作光受信機３４４の出力が消滅されるため、まず当該加入者装置３４０−１に設けられた２×２光スイッチング素子３４１を交差状態に転換して分配保護光ファイバー３３２−２を通じた中央基地局３００と当該加入者装置３４０−１との通信有無を確認する。この場合にも該当加入者装置３４０−１に設けられた下向動作光受信機３４４の出力が消滅された状態であれば、当該加入者装置３４０−１の上向保護光源３４６と下向保護光受信機３４７とを動作させて中央基地局３００と当該加入者装置３４０−１との通信が行われるようにする。

図８Ａ及び図８Ｂは波長分割多重方式受動型光加入者網で中央基地局に設けられた構成要素に障害が発生した場合の動作を説明するための図面であって、図８Ａは中央基地局の複数の下向動作光源の内のいずれか一つに障害が発生した場合を示し、図８Ｂは中央基地局の複数の上向動作光受信機の内のいずれか一つに障害が発生した場合を示す。

図８Ａに示すように、中央基地局３００に設けられた複数の下向動作光源３０１中のいずれか一つに障害が発生した場合には、当該下向動作光源３０１の出力と該当する（すなわち通信対象の）加入者装置３４０−１に設けられた下向動作光受信機３４４に受信される出力が消滅されることになる。したがって、この場合には、中央基地局３００の対応する下向保護光源３０６と上向保護光受信機３０７とを動作させることと同時に、当該通信対象の加入者装置３４０−１に設けられた２×２光スイッチング素子３４１を交差状態に転換して、中央基地局３００と当該加入者装置３４０−１との通信が分配保護光ファイバー３３２−２を通じて行われるようにする。

なお、本実施形態では、中央基地局３００の下向保護光源３０６及び上向保護光受信機３０７の組は、上述のように、通信先となる複数の加入者装置３４０−１乃至３４０−Ｎ−１と一対一対応で複数設けられる構成となっているので、中央基地局３００に設けられた複数の下向動作光源３０１中のいずれか一つに障害が発生した場合には、以下の動作を行うようにしても良い。すなわち、この場合に、中央基地局３００の各（すなわち全ての）下向保護光源３０６及び上向保護光受信機３０７を動作させるとともに、中央基地局３００の２×２光スイッチング素子３０８の連結状態を転換して、中央基地局３００と複数の加入者装置３４０−１乃至３４０−Ｎ−１との通信を行うようにしても良く、この場合には幹線動作光ファイバー３１０及び分配動作光ファイバー３３０を介した状態を維持して通信を続行することができる。

また、図８Ｂに示すように、中央基地局３００に設けられた複数の上向動作光受信機３０２の内のいずれか一つに障害が発生した場合には、当該上向動作受信機３０２の出力が消滅されるため、まず該当する（すなわち通信対象の）加入者装置３４０−１に設けられた２×２光スイッチング素子３４１を交差状態に転換して、分配保護光ファイバー３３２−２を通した中央基地局３００と加入者装置３４０−１との通信有無を確認する。この場合にも中央基地局３００の当該上向動作光受信機３０２の出力が消滅された状態であれば、対応する下向保護光源３０６と上向保護光受信機３０７とを動作させて、中央基地局３００と当該加入者装置３４０−１との通信が分配保護光ファイバー３３２−２を通じて行われるようにする。

なお、本実施形態では、中央基地局３００の下向保護光源３０６及び上向保護光受信機３０７の組は、上述のように、通信先となる複数の加入者装置３４０−１乃至３４０−Ｎ−１と一対一対応で複数設けられる構成となっているので、中央基地局３００に設けられた複数の上向動作光受信機３０２の内のいずれか一つに障害が発生した場合には、以下の動作を行うようにしても良い。すなわち、この場合に、中央基地局３００の各（すなわち全ての）下向保護光源３０６及び上向保護光受信機３０７を動作させるとともに、中央基地局３００の２×２光スイッチング素子３０８の連結状態を転換して、中央基地局３００と複数の加入者装置３４０−１乃至３４０−Ｎ−１との通信を行うようにしても良く、この場合には幹線動作光ファイバー３１０及び前記分配動作光ファイバー３３０を介した状態を維持して通信を続行することができる。

以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるべきものでなく、特許請求の範囲及びその均等なものにより定められるべきである。

従来のリンク保護切り替え方式を使用する両方向光通信網の構成と保護切り替え方式を示す図である。 一般的な波長分割多重方式受動型光加入者網を示す図である。 本発明による波長分割多重方式受動型光加入者網の構成を示す図である。 下向光源の波長帯域と上向光源の波長帯域とを示す図である。 中央基地局と加入者装置に設けられた波長分割多重化器の通過特性を示す図である。 波長分割多重方式受動型光加入者網で伝送光ファイバーに障害が発生した場合の動作を説明するための図である。 波長分割多重方式受動型光加入者網で伝送光ファイバーに障害が発生した場合の動作を説明するための図である。 波長分割多重方式受動型光加入者網で加入者装置に設けられた構成要素に障害が発生した場合の動作を説明するための図である。 波長分割多重方式受動型光加入者網で加入者装置に設けられた構成要素に障害が発生した場合の動作を説明するための図である。 波長分割多重方式受動型光加入者網で中央基地局に設けられた構成要素に障害が発生した場合の動作を説明するための図である。 波長分割多重方式受動型光加入者網で中央基地局に設けられた構成要素に障害が発生した場合の動作を説明するための図である。

符号の説明

３００ 中央基地局
３０１ 下向動作光源
３０２ 上向動作光受信機
３０３，３４２，３４５ 波長分割多重化器
３０４，３２２ Ｎ×Ｎ導波路型回折格子
３０６ 下向保護光源
３０７ 上向保護光受信機
３０８，３４１ ２×２光スイッチング素子
３１０ 幹線動作光ファイバー
３１２ 幹線保護光ファイバー
３２０ 地域基地局
３３０ 分配動作光ファイバー
３３２ 分配保護光ファイバー
３４０ 加入者装置
３４３ 上向動作光源
３４４ 下向動作光受信機
３４６ 上向保護光源
３４７ 下向保護光受信機

Claims (11)

1. 中央基地局と、前記中央基地局と光ファイバーを通じて連結され、複数の加入者装置と光ファイバーを通じて連結される地域基地局とを含む波長分割多重方式受動型光加入者網であって、
   前記中央基地局と前記地域基地局とを連結する幹線動作光ファイバー及び幹線保護光ファイバーと、
   前記地域基地局と前記複数の加入者装置をそれぞれ連結する分配動作光ファイバー及び分配保護光ファイバーと、を備え、
   前記中央基地局は、障害発生時に切り替えられる２×２光スイッチング素子と、上向データ受信のための上向動作光受信機及び上向保護光受信機と、下向データ伝送のための下向動作光源及び下向保護光源を含み、
   また、上下向の動作信号及び保護信号を多重化／逆多重化するＮ×Ｎ多重化／逆多重化器を含み、
   前記各加入者装置は、障害発生時に切り替えられる２×２光スイッチング素子と、下向データ受信のための下向動作光受信機及び下向保護光受信機と、上向データ伝送のための上向動作光源及び上向保護光源を含み、また、前記地域基地局は、前記中央基地局から伝送される多重化された下向動作信号または下向保護信号を逆多重化し、前記加入者装置から伝送される上向動作信号または上向保護信号を多重化するためのＮ×Ｎ多重化／逆多重化器を含み、
   さらに、前記中央基地局及び各加入者装置は、上下向の動作信号を分岐／結合するためのそれぞれの波長分割多重化器と、上下向の保護信号を分岐／結合するためのそれぞれの波長分割多重化器を含み、
   前記中央基地局の前記下向動作光源と前記上向動作光受信機との組のそれぞれ、または前記下向保護光源と前記上向保護光受信機との組のそれぞれが、通信先となる複数の前記加入者装置のそれぞれと一対一で対応していること、
   を特徴とする自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網。
   
2. 前記Ｎ×Ｎ多重化／逆多重化器は、導波路型回折格子であること、
   を特徴とする請求項１に記載の自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網。
3. 前記中央基地局と前記地域基地局とを連結する前記幹線動作光ファイバーに障害が発生した場合には、前記中央基地局と前記加入者装置との間で前記幹線保護光ファイバー及び前記分配保護光ファイバーを通じて通信が行われるように、前記中央基地局と前記各加入者装置に設けられたそれぞれの２×２光スイッチング素子の連結状態が転換されること、
   を特徴とする請求項１に記載の自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網。
4. 前記地域基地局と一の前記加入者装置とを連結する前記分配動作光ファイバーに障害が発生した場合には、前記地域基地局と当該一の加入者装置との間で前記分配保護光ファイバーを通じて通信が行われるように、当該一の加入者装置に設けられた２×２光スイッチング素子の連結状態が転換されるとともに、前記中央基地局の対応する前記下向保護光源及び前記上向保護受信機の組に切替え、前記幹線保護光ファイバーを通じて通信が行われること、
   を特徴とする請求項１に記載の自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網。
5. 前記地域基地局と一の前記加入者装置とを連結する前記分配動作光ファイバーに障害が発生した場合には、前記中央基地局と当該一の加入者装置及び残りの加入者装置との間で前記幹線保護光ファイバー及び前記分配保護光ファイバーを通じて通信が行われるように、当該一の加入者装置及び残りの加入者装置に設けられた２×２光スイッチング素子と前記中央基地局に設けられた２×２光スイッチング素子の連結状態が転換されること、
   を特徴とする請求項１に記載の自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網。
6. 一の前記加入者装置の前記上向動作光源に障害が発生した場合には、前記中央基地局と当該一の加入者装置との通信が、当該一の加入者装置の前記上向保護光源と下向保護光受信機の動作に基づいて行われるように、当該一の加入者装置の前記２×２光スイッチング素子の連結状態が転換されること、
   を特徴とする請求項１に記載の自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網。
7. 一の前記加入者装置に設けられた前記下向動作光受信機に障害が発生した場合には、前記中央基地局と当該一の加入者装置との通信が、当該一の加入者装置の前記上向保護光源と下向保護光受信機の動作に基づいて行われるように、当該一の加入者装置の前記２×２光スイッチング素子の連結状態が転換されること、
   を特徴とする請求項１に記載の自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網。
8. 前記中央基地局の前記下向動作光源に障害が発生した場合には、これに対応する下向保護光源と上向保護光受信機の組を動作させるとともに、障害発生した当該下向動作光源の通信先である加入者装置の前記２×２光スイッチング素子の連結状態を転換して、前記幹線保護光ファイバー及び対応する前記分配保護光ファイバーを通して、
   前記中央基地局の下向保護光源と上向保護光受信機の組と、対応する前記加入者装置との通信が行われるようにすること、
   を特徴とする請求項１に記載の自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網。
9. 前記中央基地局の前記上向動作光受信機に障害が発生した場合には、これに対応する下向保護光源と上向保護光受信機の組を動作させるとともに、障害発生した当該上向動作光受信機の通信先である加入者装置の前記２×２光スイッチング素子の連結状態を転換して、前記幹線保護光ファイバー及び対応する前記分配保護光ファイバーを通して、
   前記中央基地局の下向保護光源と上向保護光受信機の組と、対応する前記加入者装置との通信が行われるようにすること、
   を特徴とする請求項１に記載の自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網。
10. 前記中央基地局のいずれかの前記下向動作光源に障害が発生した場合には、各下向保護光源及び上向保護光受信機を動作させるとともに、前記中央基地局の前記２×２光スイッチング素子の連結状態を転換し、前記幹線光ファイバー及び前記分配光ファイバーを通じる通信を維持して、前記中央基地局と複数の前記加入者装置との通信が行われるようにすること、
    を特徴とする請求項１に記載の自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網。
11. 前記中央基地局のいずれかの前記上向動作光受信機に障害が発生した場合には、各下向保護光源及び上向保護光受信機を動作させるとともに、前記中央基地局の前記２×２光スイッチング素子の連結状態を転換し、前記幹線光ファイバー及び前記分配光ファイバーを通じる通信を維持して、前記中央基地局と複数の前記加入者装置との通信が行われるようにすること、
    を特徴とする請求項１に記載の自己治癒波長分割多重方式受動型光加入者網。
    

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