JP4088293B2 - 双方向波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網 - Google Patents

Description

本発明は、光通信網に係り、特に受動型光加入者網（Passive Optical Network；PON）に関する。

波長分割多重方式（Wavelength Division Multiplexing；WDM）の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、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る。さらに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って、容易に加入者の数を拡大することができる。

一般に、波長分割多重方式の受動型光加入者網は、通信網を形成する光線路の長さを最小化するために、ダブルスター（double star）構造を使用する。すなわち、中央基地局（Central Office；CO）から加入者らの隣接地域に設けられた地域基地局（Remote Node；RN）までは、一本の幹線光ファイバー（feeder fiber）を介して接続し、地域基地局から各加入者装置（Optical Network Unit；ONU）までは、それぞれ独立した分配光ファイバー（distribution fiber）を介して接続する。

多重化された下向光信号は、幹線光ファイバーを介して地域基地局に伝送され、当該地域基地局に設けられた波長分割多重化器により逆多重化された後、分配光ファイバーを介して各加入者装置まで伝送される。反対に加入者装置から出力される上向光信号は、地域基地局に伝送され、当該地域基地局に設けられた波長分割多重化器により多重化された後、幹線光ファイバーを介して中央基地局に伝送される。

このような波長分割多重方式の受動型光加入者網では、各加入者装置に割り当てられた固有の波長を用いて大容量データが高速に伝送される。従って、予期せぬ事態として、上向光源又は下向光源の障害（故障又は劣化）や、幹線光ファイバー又は分配光ファイバーの障害（断線又は劣化）などのシステム障害が発生すれば、たとえ短い時間の障害であったとしても伝送される大容量のデータが失われてしまうため、こうした障害を素早く検出して速やかに復旧しなければならない。

また、近年においては、波長分割多重方式の受動型光加入者網の光源に注入された光の波長と同一な波長を有する光信号を出力し、直接変調が可能な波長ロックのファブリ−ペローレーザや反射型半導体光源のような波長注入光源についての研究が活発に進行されている。従って、幹線光ファイバー又は分配光ファイバーに障害が発生したときには、その障害を素早く検出して自ら復旧することができる自己治癒可能な双方向波長分割多重方式の受動型光加入者網の実現が要求される。

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、例えばダブルスター構造の受動型光加入者網において、幹線光ファイバー又は分配光ファイバーの障害を自ら治癒することができる双方向（両方向）波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網を提供することにある。

このように目的を達成するために、本発明に従う双方向波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網は、受動型光加入者網であって、第１及び第２の幹線光ファイバーを介して少なくとも一つの地域基地局と接続された中央基地局を含み、前記中央基地局は、複数の下向光信号を生成する複数の下向光源と、前記複数の下向光信号を波長分割多重化して多重化された下向光信号を生成するための第１の波長分割多重化器と、前記多重化された下向光信号をパワー分割して前記第１及び第２の幹線光ファイバーのそれぞれに伝送するための第１の光分配器と、監視用光信号を前記第１の波長分割多重化器に出力すると共に、前記第１の波長分割多重化器から入力された戻り監視用光信号に基づいて前記第１及び第２の幹線光ファイバーの障害の有無を検出するための監視器と、を含み、前記監視器は、前記第１の幹線光ファイバーと第２の幹線光ファイバーとの間での光信号の分岐比に基づいて各幹線光ファイバーにおける障害の有無を検出することを特徴とする。

前述したように、本発明に従って中央基地局と、中央基地局と接続された地域基地局と、地域基地局と接続された複数の加入者装置と、を含む双方向波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網は、下記のような利点を有する。

一番目、中央基地局を第１及び第２の幹線光ファイバーを介して地域基地局と接続し、中央基地局から生成された多重化された下向光信号を例えばパワー分割して第１及び第２の幹線光ファイバーのそれぞれを介して地域基地局に伝送することによって、いずれか一つの幹線光ファイバーに障害が発生した場合であっても、残りの幹線光ファイバーを介して正常に通信を可能にすることができる。

二番目、複数の加入者装置を複数の分配光ファイバー対を介して地域基地局と接続し、各加入者装置が分配光ファイバー対の中のいずれか一方と選択的に接続されるようにすることにより、いずれか一つの分配光ファイバーに障害が発生した場合であっても、残りの分配光ファイバーを介して正常に通信を可能にすることができる。

三番目、第１及び第２の幹線光ファイバー及び複数対の分配光ファイバーを用いて前述した二つの利点を同時に有することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために公知の機能又は構成に対する詳細な説明は省略する。なお、図面中、同一な構成要素及び部分には、可能な限り同一な符号及び番号を共通使用するものとする。

図１は、本発明の第１の実施形態に従う双方向波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網の構成を示す図である。受動型光加入者網１００は、中央基地局１１０と、地域基地局１９０と、第１乃至第ｍの加入者装置２５０−１〜２５０−ｍと、を含むダブルスター構造に構成されている。

中央基地局１１０は、第１乃至第ｍの下向光源（downstream transmitter；down TX）１２０−１〜１２０−ｍと、第１乃至第ｍの上向光受信機（upstream receiver；UP RX）１３０−１〜１３０−ｍと、第１乃至第ｍの光学フィルタである波長分割多重フィルタ（WDM filter；FT）１４０−１〜１４０−ｍと、第１の波長分割多重化器（wavelength division multiplexer；WDM ）１６０と、光分配器（optical distributor ；OD）１７０と、監視器（monitor）１５０と、を含む。

第１乃至第ｍの下向光源１２０−１〜１２０−ｍは、互いに異なる波長を有する第１乃至第ｍの下向光信号を出力する。そのため、下向光源１２０−１〜１２０−ｍの各々は、所定の波長（その下向光源に割り当てられた固有の波長）の光を出力するレーザダイオードを含む構成とすることができる。

第１乃至第ｍの上向光受信機１３０−１〜１３０−ｍは、各々に対応する波長の第１乃至第ｍの上向光信号をそれぞれ受信する。そのため、上向光受信機１３０−１〜１３０−ｍの各々は、対応する波長の信号を検出可能なフォトダイオードを含む構成とすることができる。

第１乃至第ｍの波長分割多重フィルタ１４０−１〜１４０−ｍの各々は、それぞれ第１乃至第３のポートを有しており、そのうち第１のポートは上向光源と接続され、第２のポートは第１の波長分割多重化器１６０の逆多重化ポート（demultiplexing port；DP）と接続され、第３のポートは上向光受信機と接続されている。このため第１乃至第ｍの波長分割多重フィルタ１４０−１〜１４０−ｍの各々は、第１のポートに入力された下向光信号を第２のポートに出力し、さらに第２のポートに入力された上向光信号を第３のポートに出力する。

監視器１５０は、第１の波長分割多重化器１６０における第ｎの逆多重化ポート（例えば第１乃至第ｍのポート以外のポート）と接続され、監視用光信号である第ｎの下向光信号を出力し、さらにその復帰光信号（戻り監視用光信号）を受信可能なように構成されている。即ち、監視器１５０は、復帰光信号に基づいて動作用幹線光ファイバー（working main fiber； WMF）１８０及び保護用幹線光ファイバー（protection main fiber； PMF）１８５の障害の有無を監視する。このとき、監視器１５０は、監視用光信号を出力するためのレーザダイオード及び、復帰光信号を受信するためのフォトダイオードを含む構成、或いは通常のＯＴＤＲ（optical time domain reflector）を含む構成とすることができる。

第１の波長分割多重化器１６０は、多重化ポート（MP）と、第１乃至第ｎの逆多重化ポート（DP1〜DPm）を有している。この多重化ポート（MP）は光分配器１７０と接続されており、また第１乃至第ｍの逆多重化ポート（DP1〜DPm）は、各々が対応する第１乃至第ｍの波長分割多重フィルタ１４０−１〜１４０−ｍとそれぞれ接続され、さらに第ｎの逆多重化ポート（DPn）は監視器１５０と接続されている。当該第１の波長分割多重化器１６０は、第１乃至第ｎの逆多重化ポート（DP1〜DPn）に入力された第１乃至第ｎの下向光信号を波長多重化して、この多重化された光信号を多重化ポート（MP）に出力する。更に第１の波長分割多重化器１６０は、多重化ポート（MP）に入力された多重化された上向光信号を波長分割（逆多重化）して、分割されたそれぞれの光信号を第１乃至第ｍの逆多重化ポート（DP1〜DPm）に出力すると共に、復帰光信号を第ｎのポートに出力する構成である。このような第１の波長分割多重化器１６０は、予め設定された所定の自由スペクトラム領域（Free Spectral Range；FSR）を有する導波路回折格子（arrayed waveguide grating；AWG）を含む構成とすることができる。

光分配器（OD）１７０は、第１乃至第３のポートを有しており、そのうち第１のポートは第１の波長分割多重化器１６０の多重化ポート（MP）と接続され、第２のポートは動作用幹線光ファイバー１８０と接続され、第３のポートは保護用幹線光ファイバー１８５と接続されている。即ち、光分配器（OD）１７０は、その第１のポートに入力された多重化された下向光信号を予め設定された所定の比率（分岐比）にパワー分割（divides power）して第２及び第３のポートにそれぞれ出力する。更に光分配器（OD）１７０は、その第２のポート及び第３のポートに入力された上向光信号（復帰光信号を含む）を第１のポートに出力する構成である。このような光分配器１７０は、光スプリッタ、光結合器又はタップカプラを含む構成とすることができる。

地域基地局１９０は、第２の波長分割多重化器２００を含んでいる。この第２の波長分割多重化器２００は、一端側に第１の多重化ポート（MP1）及び第１'乃至第ｍ'の逆多重化ポート（DP1'〜DPm'）が設けられており、他端側に第２の多重化ポート（MP2）及び第１乃至第ｍの逆多重化ポート（DP1〜DPm）が設けられている。第１の多重化ポート（MP1）は、動作用幹線光ファイバー１８０を介して光分配器（OD）１７０の第２のポートと接続され、また第２の多重化ポート（MP2）は、保護用幹線光ファイバー１８５を介して光分配器（OD）１７０の第３のポートと接続されている。

第１乃至第ｍの逆多重化ポート（DP1〜DPm）及び第１'乃至第ｍ'の逆多重化ポート（DP1'〜DPm'）は、各々独立した分配光ファイバーを介して第１乃至第ｍの加入者装置２５０−１〜２５０−ｍと接続されている。即ち、地域基地局１９０には複数対の分配光ファイバーが接続されており、各加入者装置２５０−１〜２５０−ｍの各々は動作用及び保護用の一対の分配光ファイバー（分配光ファイバー対）によりそれぞれ接続されている。

第２の波長分割多重化器２００は、第１の多重化ポート（MP1）に入力された多重化された下向光信号を波長分割（逆多重化）して第１乃至第ｍの逆多重化ポート（DP1〜DPm）に出力する。この際、逆多重化された第ｎの下向光信号は、第１の復帰光信号として第２の多重化ポート（MP2）に出力される。

さらに第２の波長分割多重化器２００は、第２の多重化ポート（MP2）に入力された多重化された下向光信号を波長分割（逆多重化）して第１’乃至第ｍ’の逆多重化ポート（DP1'〜DPm'）に出力する。この際、逆多重化された第ｎの下向光信号は、第２の復帰光信号として第１の多重化ポート（MP1）に出力される。

第２の波長分割多重化器２００の第２の多重化ポート（MP2）に出力された第１の復帰光信号は、保護用幹線光ファイバー１８５及び光分配器１７０を経て第１の波長分割多重化器１６０の多重化ポート（MP1）に入力される。そして第１の波長分割多重化器１６０は、入力された第１の復帰光信号を第ｎの逆多重化ポート（DPn）に出力する。

第２の波長分割多重化器２００の第１の多重化ポート（MP1）に出力された第２の復帰光信号は、動作用幹線光ファイバー１８０及び光分配器１７０を経て第１の波長分割多重化器１６０の多重化ポート（MP1）に入力される。そして第１の波長分割多重化器１６０は、入力された第２の復帰光信号を第ｎの逆多重化ポート（DPn）に出力する。ここで光分配器（OD）１７０の分岐比を不均等に設定した場合、その光分配器（OD）１７０の分岐比に基づき第１及び第２の復帰光信号を監視して、各幹線光ファイバー１８０，１８５における障害の有無を検出する。

第１乃至第ｍの加入者装置２５０−１〜２５０−ｍの各々は、それぞれ動作用分配光ファイバー（working distribution fibers；WDF）２３０−１〜２３０−ｍ及び保護用分配光ファイバー（protection distribution fibers；PDF）２４０−１〜２４０−ｍを介して第２の波長分割多重化器２００と接続されている。第１乃至第ｍの加入者装置２５０−１〜２５０−ｍは、第１乃至第ｍのスイッチ（switch；SW）２６０−１〜２６０−ｍ、第１乃至第ｍの光学フィルタである波長分割多重フィルタ２７０−１〜２７０−ｍ、第１乃至第ｍの上向光源２８０−１〜２８０−ｍ及び、第１乃至第ｍの下向光受信機２９０−１〜２９０−ｍをそれぞれ含んでいる。このような第１乃至第ｍの加入者装置２５０−１〜２５０−ｍは、全て同じ構成を採用するため、以下の説明においては、第１の加入者装置２５０−１を主として述べていくものとする。

先ず、第１の加入者装置２５０−１は、第１のスイッチ２６０−１と、第１の波長分割多重フィルタ２７０−１と、第１の上向光源２８０−１と、第１の下向光受信機２９０−１と、を含む構成である。

第１のスイッチ２６０−１は、第１乃至第３のポートを有しており、そのうち第１のポートは第１の動作用分配光ファイバー２３０−１を介して第２の波長分割多重化器２００の第１の逆多重化ポート（DP1）と接続され、第２のポートは第２の波長分割多重化器２００の第１'の逆多重化ポート（DP1'）と接続され、第３のポートはスイッチの切り替えにより当該第１及び第２のポートの中のいずれか一方と選択的に連結可能なように構成されている。

この場合、仮に第１の動作用分配光ファイバー２３０−１に障害が発生した場合には第１のスイッチ２６０−１のスイッチ切り替えにより第２のポートと第３のポートとが連結され（つまり保護用分配光ファイバー２４０−１から受信可能な状態とし）、反対に第１の保護分配光ファイバー２４０−１に障害が発生した場合には第１のスイッチ２６０−１のスイッチ切り替えにより第１のポートと第３のポートが連結される（つまり動作用分配光ファイバー２３０−１から受信可能な状態とされる）。なお、こうした第１の動作用分配光ファイバー２３０−１及び保護分配光ファイバー２４０−１における障害の有無の検出は、第１の下向光受信機２９０−１に入力される下向光信号の状態により判定する。

第１の波長分割多重フィルタ２７０−１は、第１乃至第３のポートを有しており、そのうち第１のポートは第１のスイッチ２６０−１の第３のポートと接続され、第２のポートは第１の上向光源２８０−１と接続され、第３のポートは第１の下向光受信機２９０−１と接続されている。

第１の上向光源２８０−１は、当該光源に割り当てられている固有の波長を有する第１の上向光信号を出力する。そのため、第１の上向光源２８０−１は、その所定の波長の光を出力するためのレーザダイオードを含む構成とすることができる。一方、第１の下向光受信機２９０−１は、当該受信機に割り当てられている固有の波長を有する第１の下向光信号を受信する。そのため、第１の下向光受信機２９０−１は、その波長の光を検出するためのフォトダイオードを含む構成とすることができる。

図２は、受動型光加入者網内で伝送される、多重化された上向光信号及び多重化された下向光信号のスペクトラムを模式的に示した図である。同図に示すように、多重化された上向光信号と多重化された下向光信号の波長帯域は、互いに重畳（オーバラップ）しない設定であることが分かる。つまり、第１の波長分割多重化器１６０は、多重化された上向光信号の波長帯域と一致する自由スペクトラム領域を有することによって、自由スペクトラム領域の周期性を用いて多重化された上向光信号だけではなく、多重化された下向光信号も伝送することができる。

図３は、図１に記載の受動型光加入者網１００の動作用幹線光ファイバー１８０に障害が発生した場合の自己治癒を説明するための図である。詳しくは記述したように、中央基地局１１０は、監視器１５０を用いて動作用幹線光ファイバー１８０の障害発生の有無を検出する。具体的には、動作用幹線光ファイバー１８０に障害が発生した場合、第１及び第２の復帰光信号が監視器１５０に入力されなくなり、そのため監視器１５０は復帰光信号の入力有無に基づいて動作用幹線光ファイバー１８０に障害が発生したと判定する。

さらに第１乃至第ｍの加入者装置２５０−１〜２５０−ｍの各々は、それぞれが有する下向光受信機２９０−１〜２９０−ｍに下向光信号が入力されないことを検出し、これによりそれぞれが有するスイッチ２６０−１〜２６０−ｍのスイッチ動作により第２のポートと第３のポートとを連結する（つまり、結果として２本の幹線光ファイバーのなかで光伝送路を切り替える）。これにより、動作用幹線光ファイバー１８０に障害が発生した場合にも第１乃至第ｍの加入者装置２５０−１〜２５０−ｍは、正常に下向光信号を受信することが可能となる。

図４は、図１に記載の受動型光加入者網１００において第１の動作用分配光ファイバー２３０−１に障害が発生した場合の自己治癒を説明するための図である。この場合、第１の加入者装置２５０−１は、第１の下向光受信機２９０−１に第１の下向光信号が入力されないことを検出し、第１のスイッチ２６０−１のスイッチ動作により第２のポートと第３のポートとを連結する（つまり、２本の分配光ファイバーのなかで光伝送路を切り替える）。ただし、このとき残りの加入者装置２５０−２〜２５０−ｍは、スイッチ動作を行なわない。これにより、第１の動作用分配光ファイバー２３０−１に障害が発生した場合にも第１の加入者装置２５０−１及び残りの加入者装置２５０−２〜２５０−ｍは、正常的に下向光信号を受信することが可能となる。

つまり監視器１５０に復帰光信号が入力されず、かつ各加入者装置に該当下向光信号が入力されない場合には、幹線光ファイバー１８０，１８５に障害が発生していると判定し、全ての加入者装置２５０−１〜２５０−ｍはスイッチ動作を行なって自己修復する。他方、第１の加入者装置２５０−１に第１の下向光信号が入力されないが、監視器１５０に復帰光信号は入力されている場合には、分配光ファイバー２３０−１，２４０−１に障害が発生していると判定し、第１の加入者装置２５０−１のみがスイッチ動作を行なって自己修復する。

即ち、上述の実施形態によれば、ダブルスター構造の受動型光加入者網１００において、幹線光ファイバー１８０，１８５又は分配光ファイバー２３０−１〜２３０−ｍ，２４０−１〜２４０−ｍに例えば断線や劣化などの障害が発生しても、その障害を素早く検出して修復することができる。その結果、当該加入者網で伝送される大容量のデータが失われることを防止することが可能となる

図５は、本発明の第２の実施形態に従う双方向波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網の構成を示す図である。この受動型光加入者網３００は、中央基地局３１０と、地域基地局４２０と、第１乃至第ｍの加入者装置４８０−１〜４８０−ｍと、を含む構成である。

中央基地局３１０は、第１乃至第ｍの下向光源３２０−１〜３２０−ｍと、第１乃至第ｍの上向光受信機３３０−１〜３３０−ｍと、第１の波長分割多重化器３６０と、第１及び第２の光分配器３９０，４００と、第１乃至第ｍの光学フィルタである波長分割多重フィルタ３４０−１〜３４０−ｍと、第１の広帯域光源（LS2）３７０及び第２の広帯域光源（LS1）３７０と、監視器３５０とを含んでいる。第１の広帯域光源（LS2）３８０は、広い波長帯域を有する第１の注入光を出力し、また第２の広帯域光源（LS1）３７０は、広い波長帯域を有する第２の注入光を出力する。

第１の光分配器３９０は、第１乃至第４のポートを有しており、そのうち第１のポートは第２の広帯域光源（LS1）３７０と接続され、第２のポートは第１の広帯域光源３８０と接続され、第３のポートは第１の波長分割多重化器３６０の多重化ポート（MP）と接続され、第４のポートは第２の光分配器（OD1）４００と接続される。即ち、第１の光分配器（OD2）３９０は、その第２のポートに入力された第１の注入光を第３のポートに出力し、その第１のポートに入力された第２の注入光を第４のポートに出力し、さらにその第３のポートに入力された多重化された下向光信号を第４のポートに出力し、その第４のポートに入力された多重化された上向光信号又は復帰光信号を第３のポートに出力する構成である。

第１の波長分割多重化器３６０は、多重化ポート（MP）と、第１乃至第ｎの逆多重化ポート（DP1〜DPm）を有している。多重化ポート（MP）は、第１の光分配器３９０の第３のポートと接続され、第１乃至第ｍの逆多重化ポート（DP1〜DPm）は、各々が対応する第１乃至第ｍの波長分割多重フィルタ３４０−１〜３４０−ｍと接続され、第ｎの逆多重化ポート（DPn）は監視器３５０と接続されている。第１の波長分割多重化器３６０は、多重化ポート（MP）に入力された多重化された上向光信号を波長分割（逆多重化）して、分割されたそれぞれの光信号を第１乃至第ｍの逆多重化ポート（DP1〜DPm）に出力すると共に、復帰光信号を第ｎの逆多重化ポート（DPn）に出力する。さらに第１の波長分割多重化器３６０は、多重化ポート（MP）に入力された第１の注入光をスペクトラム分割（spectrum-sliced）して第１乃至第ｍの逆多重化ポート（DP1〜DPm）にそれぞれ出力し、また第１乃至第ｎの逆多重化ポート（DP1〜DPm）に入力された第１乃至第ｎの下向光信号を多重化して多重化ポート（MP）に出力する。

第１乃至第ｍの下向光源３２０−１〜３２０−ｍは、それぞれ入力された第１の注入光の波長成分により波長ロックされることによって、当該波長の下向光信号を出力する。

第１乃至第ｍの下向光源３２０−１〜３２０−ｍは、互いに異なる波長を有する第１乃至第ｍの下向光信号を出力する。そのため、下向光源１２０−１〜１２０−ｍの各々は、所定の波長（その下向光源に割り当てられた固有の波長）の光を出力するレーザダイオードを含む構成とすることができる。

第１乃至第ｍの上向光受信機３３０−１〜３３０−ｍは、第１乃至第ｍの上向光信号を受信する。そのため、上向光受信機３３０−１〜３３０−ｍの各々は、対応する波長の信号を検出可能なフォトダイオードを含む構成とすることができる。

第１乃至第ｍの波長分割多重フィルタ３４０−１〜３４０−ｍの各々は、それぞれ第１乃至第３のポートを有しており、そのうち第１のポートは各々が対応する下向光源３２０−１〜３２０−ｍと接続され、第２のポートは第１の波長分割多重化器３６０の各々が対応する逆多重化ポート（DP1〜DPm）と接続され、第３のポートは各々が対応する上向光受信機３３０−１〜３３０−ｍと接続されている。即ち、第１乃至第ｍの波長分割多重フィルタ３４０−１〜３４０−ｍの各々は、第１のポートに入力された下向光信号を第２のポートに出力し、第２のポートに入力された上向光信号を第３のポートに出力し、さらに第２のポートに入力された第１の注入光の波長成分を第１のポートに出力する構成である。

監視器３５０は、第１の波長分割多重化器３６０の第ｎの逆多重化ポート（DPn）と接続され、監視用光信号として第ｎの光信号を出力し、その復帰光信号を受信するように構成されている。即ち、監視器３５０は、復帰光信号に基づいて動作用幹線光ファイバー４１０及び保護用幹線光ファイバー４１５における障害の有無を検出する構成である。このとき、監視器３５０は、監視用光信号を出力するためのレーザダイオード及び、復帰光信号を受信するためのフォトダイオードを含む構成、或いは通常のＯＴＤＲ（optical time domain reflector）を含む構成とすることができる。

第２の光分配器（OD1）４００は、第１乃至第３のポートを有しており、そのうち第１のポートは第１の光分配器（OD2）３９０の第４のポートと接続され、第２のポートは動作用幹線光ファイバー４１０と接続され、第３のポートは保護用幹線光ファイバー４１５と接続されている。即ち、第２の光分配器４００は、その第１のポートに入力された多重化された下向光信号及び第２の注入光のそれぞれを予め設定された所定の比率にパワー分割して第２及び第３のポートのそれぞれに出力し、第２及び第３のポートに入力された上向光信号及び復帰光信号を第１のポートに出力する構成である。このような光分配器１７０は、光スプリッタ、光結合器又はタップカプラを含む構成とすることができる。

地域基地局４２０は、第２の波長分割多重化器４３０を含んでいる。この第２の波長分割多重化器４３０は、一端側に第１の多重化ポート（MP1）及びこの多重化ポートと接続される第１'乃至第ｍ'の逆多重化ポート（DP1'〜DPm'）が設けられ、他端側に第２の多重化ポート（MP2）及びこの多重化ポートと接続される第１乃至第ｍの逆多重化ポート（DP1〜DPm）が設けられている。第１の多重化ポート（MP1）は、動作用幹線光ファイバー４１０を介して第２の光分配器（OD1）４００の第２のポートと接続され、第２の多重化ポート（MP2）は、保護用幹線光ファイバー４１５を介して第２の光分配器（OD1）４００の第３のポートと接続されている。さらに第１乃至第ｍの逆多重化ポート（DP1〜DPm）及び第１'乃至第ｍ'の逆多重化ポート（DP1'〜DPm'）は、 各々独立する分配光ファイバーを介して第１乃至第ｍの加入者装置４８０−１〜４８０−ｍと接続されている。

第２の波長分割多重化器４３０は、第１の多重化ポート（MP1）に入力された多重化された下向光信号を波長分割（逆多重化）して第１乃至第ｍの逆多重化ポート（DP1〜DPm）に出力する。この際、逆多重化された第ｎの下向光信号（監視用信号）は、第１の復帰光信号として第２の多重化ポート（MP2）に出力される。

第２の波長分割多重化器４３０は、第２の多重化ポート（MP2）に入力された多重化された下向光信号を波長分割逆多重化して第１'乃至第ｍ'の逆多重化ポート（DP1'〜DPm'）に出力する。この際、逆多重化された第ｎの下向光信号は、第２の復帰光信号として第１の多重化ポート（MP1）に出力される。

第２の波長分割多重化器４３０は、第１の多重化ポート（MP1）に入力された第２の注入光をスペクトラム分割（spectrum-sliced）して第１乃至第ｍの逆多重化ポート（DP1〜DPm）に出力する。さらに第２の波長分割多重化器４３０は、第２の多重化ポート（MP2）に入力された第２の注入光をスペクトラム分割して第１'乃至第ｍ'の逆多重化ポート（DP1'〜DPm'）に出力する。

第２の波長分割多重化器４３０の第２の多重化ポート（MP2）に出力された第１の復帰光信号は、保護幹線光ファイバー４１５及び第２の光分配器４００並びに第１の光分配器３９０を経て第１の波長分割多重化器３６０の多重化ポート（MP1）に入力される。第１の波長分割多重化器３６０は、入力された第１の復帰光信号を第ｎの逆多重化ポート（DPn）に出力する。

第２の波長分割多重化器４３０の第１の多重化ポート（MP1）に出力された第２の復帰光信号は、動作用幹線光ファイバー４１０及び第２の光分配器（OD2）４００並びに第１の光分配器（OD1）３９０を経て第１の波長分割多重化器３６０の多重化ポート（MP1）に入力される。第１の波長分割多重化器３６０は、入力された第２の復帰光信号を第ｎの逆多重化ポート（DPn）に出力する。ここで、第２の光分配器（OD1）４００の分岐比を不均等に設定した場合、その第２の光分配器４００の分岐比に基づき第１及び第２の復帰光信号を監視して、各幹線光ファイバー４１０，４１５における障害の有無を検出する。

第１乃至第ｍの加入者装置４８０−１〜４８０−ｍの各々は、それぞれ動作用分配光ファイバー４６０−１〜４６０−ｍ及び保護用分配光ファイバー４７０−１〜４７０−ｍを介して第２の波長分割多重化器４３０と接続されている。第１乃至第ｍの加入者装置４８０−１〜４８０−ｍは、第１乃至第ｍのスイッチ４９０−１〜４９０−ｍ、第１乃至第ｍの光学フィルタである波長分割多重フィルタ５００−１〜５００−ｍ、第１乃至第ｍの上向光源５１０−１〜５１０−ｍ及び、第１乃至第ｍの下向光受信機５２０−１〜５２０−ｍをそれぞれ含んでいる。このような第１乃至第ｍの加入者装置４８０−１〜４８０−ｍは、全て同じ構成を採用するため、以下の説明においては、第１の加入者装置４８０−１を主として述べていくものとする。

先ず、第１の加入者装置４８０−１は、第１のスイッチ４９０−１と、第１の波長分割多重フィルタ５００−１と、第１の上向光源５１０−１と、第１の下向光受信機５２０−１と、を含む構成である。

第１のスイッチ４９０−１は、第１乃至第３のポートを有しており、そのうち第１のポートは第１の動作用分配光ファイバー４６０−１を介して第２の波長分割多重化器４３０の第１の逆多重化ポート（DP1）と接続され、第２のポートは第２の波長分割多重化器４３０の第１'逆多重化ポート（DP1'）と接続され、第３のポートはスイッチの切り替えにより当該第１及び第２のポート中のいずれか一方と選択的に連結可能なように構成されている。

この場合、仮に第１の動作用分配光ファイバー４６０−１に障害が発生した場合には第１のスイッチ４９０−１のスイッチ動作により第２のポートと第３のポートが連結され（つまり保護用分配光ファイバー２４０−１から受信可能な状態とし）、第１の保護分配光ファイバー４７０−１に障害が発生した場合に第１のスイッチ４９０−１の第１のポートと第３のポートが連結される。なお、こうした第１の動作用分配光ファイバー４６０−１又は第１の保護用分配光ファイバー４７０−１における障害の有無の検出は、第１の下向光受信機５２０−１に入力される第１の下向光信号の状態により判定する。

第１の波長分割多重フィルタ５００−１は、第１乃至第３のポートを有しており、そのうち第１のポートは第１のスイッチ４９０−１の第３のポートと接続され、第２のポートは第１の上向光源５１０−１と接続され、第３のポートは第１の下向光受信機５２０−１と接続されている。即ち、第１の波長分割多重フィルタ５００−１は、第１のポートに入力された第２の注入光の波長成分を第２のポートに出力し、第２のポートに入力された第１の上向光信号を第１のポートに出力し、第１のポートに入力された第１の下向光信号を第３のポートに出力する構成である。

第１の上向光源５１０−１は、入力された第２の注入光の波長成分により波長ロックされることによって第１の上向光信号を出力する。第１の下向光受信機５２０−１は、第１の下向光信号を受信する。

本発明の第１の実施の形態に従う双方向波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網の構成を示す図である。 上記受動型光加入者網内で伝送される多重化された上向光信号及び多重化された下向光信号のスペクトラムを示した図である。 上記受動型光加入者網の動作用幹線光ファイバーに障害が発生した場合の自己治癒を説明するための図である。 上記受動型光加入者網の第１の動作用分配光ファイバーに障害が発生した場合の自己治癒を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に従う双方向波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網の構成を示す図である。

符号の説明

１００ 受動型光加入者網
１１０ 中央基地局
１９０ 地域基地局
１８０ 動作用幹線光ファイバー
１８５ 保護用幹線光ファイバー
１２０−１〜１２０−ｍ 下向光源
１３０−１〜１３０−ｍ 上向光受信機
１４０−１〜１４０−ｍ 波長分割多重フィルタ
１６０ 第１の波長分割多重化器
２００ 第２の波長分割多重化器
２３０−１〜２３０−ｍ 動作用分配光ファイバー
２４０−１〜２４０−ｍ 保護用分配光ファイバー
２５０−１〜２５０−ｍ 加入者装置
２６０−１〜２６０−ｍ 第１のスイッチ
２７０−１〜２７０−ｍ 第１の波長分割多重フィルタ
２８０−１〜２８０−ｍ 上向光源
２９０−１〜２９０−ｍ 下向光受信機

Claims (5)

1. 受動型光加入者網であって、
   第１及び第２の幹線光ファイバーを介して少なくとも一つの地域基地局と接続された中央基地局を含み、
   前記中央基地局は、
   複数の下向光信号を生成する複数の下向光源と、
   前記複数の下向光信号を波長分割多重化して多重化された下向光信号を生成するための第１の波長分割多重化器と、
   前記多重化された下向光信号をパワー分割して前記第１及び第２の幹線光ファイバーのそれぞれに伝送するための第１の光分配器と、
   監視用光信号を前記第１の波長分割多重化器に出力すると共に、前記第１の波長分割多重化器から入力された戻り監視用光信号に基づいて前記第１及び第２の幹線光ファイバーの障害の有無を検出するための監視器と、
   を含み、
   前記監視器は、
   前記第１の幹線光ファイバーと第２の幹線光ファイバーとの間での光信号の分岐比に基づいて各幹線光ファイバーにおける障害の有無を検出すること
   を特徴とする双方向波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網。
2. 前記中央基地局は、
   広波長帯域の第１の注入光を生成する第１の広帯域光源と、
   前記第１の波長分割多重化器と前記第１の光分配器との間に配置され、前記第１の注入光を前記第１の波長分割多重化器に供給するための第２の光分配器と、
   広波長帯域の第２の注入光を生成する第２の広帯域光源をさらに含み、
   前記第２の光分配器は、前記第２の注入光を前記第１の光分配器に供給すること
   を特徴とする請求項１に記載の双方向波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網。
3. 前記地域基地局は、
   前記第１及び第２の幹線光ファイバーとそれぞれ接続された第１及び第２の入出力ポートと、
   各対が加入者装置とそれぞれ接続された複数対の分配光ファイバーと、
   前記第１及び第２の幹線光ファイバーの中のいずれか選択された一方から受信した多重化された光信号を逆多重化し、前記逆多重化された光信号を当該分配光ファイバー対に出力すると共に、前記分配光ファイバー対の中のいずれか選択された一方から受信した光信号を多重化し、前記多重化された光信号を前記第１及び第２の幹線光ファイバーの中のいずれか選択された一方に出力する波長分割多重化器と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の双方向波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網。
4. それぞれ当該分配光ファイバー対と接続された複数の加入者装置をさらに含み、
   前記加入者装置は、
   第１乃至第３のポートを有し、前記第１及び第２のポートは、当該分配光ファイバー対と接続され、前記分配光ファイバー対の中のいずれか一方と前記第３のポートとを選択的に接続するためのスイッチと、
   前記スイッチの第３のポートから出力された下向光信号を受信するための下向光受信機と、
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の双方向波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網。
5. 前記加入者装置は、フィルタ及び上向光送信機を備えており、
   このフィルタは前記スイッチの第３のポートと接続される第１のポートと、前記上向光送信機と接続される第２のポートと、前記下向光受信機と接続される第３のポートと、を有し、さらに前記フィルタは、前記下向光信号と前記上向光送信機により生成された上向光信号を分離すること
   を特徴とする請求項４に記載の双方向波長分割多重方式の自己治癒受動型光加入者網。

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