JP4169878B2 - ポイント−マルチポイント光通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は局側装置と複数の加入者側装置とが１つの光ネットワークを用いて時分割多重方式にてデータ送受信を行うポイント−マルチポイント光通信システムに係り、詳しくは、各加入者側装置は局側装置への上り光信号を時分割多重方式にて光ネットワークに出力するポイント−マルチポイント光通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は１９９８年１０月に、国際標準規格 ＩＴＵ−Ｔ Ｇ９８３．１において「Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ」として開示された従来のポイント−マルチポイント光通信システムの構成を示すシステム構成図である。図において、１は局側装置、３５（１），・・・，３５（ｎ）はそれぞれ加入者側装置、３（１），・・・，３（ｎ）はそれぞれ各加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）に接続されたターミナル、４は局側装置１と複数の加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）とを接続する光ネットワークである。また、光ネットワーク４において、５はスターカプラ、６は局側光ケーブル、７はそれぞれ加入者側光ケーブル、８はそれぞれ光コネクタである。
【０００３】
局側装置１において、９は下り光信号を出力する局側送信器、１０は上り光信号を受信する局側受信器、１１はこれら局側送信器９および局側受信器１０を局側光ケーブル６に接続する局側波長多重光回路、１２は複数の情報を多重化して局側送信器９に出力するとともに、局側送信器９から入力される情報を分離する局側多重分離回路である。
【０００４】
加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）において、３６は上り情報が重畳された上り光信号を出力する加入者側送信器、３７は下り情報が重畳された下り光信号を受信する加入者側受信器、１５はこれら加入者側送信器３６および加入者側受信器３７を加入者側光ケーブル７に接続する加入者側波長多重光回路、１６はターミナル３（１），・・・，３（ｎ）との間で情報交換を行う加入者側多重分離回路である。
【０００５】
次に動作について説明する。
局側多重分離回路１２から局側送信器９へ多重化されたソース情報が出力されると、局側送信器９はこれに基づいて下り光信号を出力し、下り光信号が局側波長多重光回路１１、局側光ケーブル６、スターカプラ５などを介して全ての加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）へ入力される。各加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）では、加入者側受信器３７でこの下り光信号を受信し、加入者側多重分離回路１６が自局宛ての下り情報のみを抽出してターミナル３（１），・・・，３（ｎ）へ出力する。
【０００６】
加入者側多重分離回路１６から加入者側送信器３６へターミナル３（１），・・・，３（ｎ）の指示に従って上り情報が出力されると、加入者側送信器３６はこれに基づいて上り光信号を出力し、上り光信号が加入者側波長多重光回路１５、加入者側光ケーブル７、スターカプラ５などを介して局側装置１へ入力される。この局側装置１では、局側受信器１０でこの上り光信号を受信し、局側多重分離回路１２がこれをそれぞれの情報に分離する。
【０００７】
図７は従来のポイント−マルチポイント光通信システムにおける時分割多重方式による動作を説明するための説明図である。同図（ａ）は局側装置１が光ネットワーク４へ出力する下り光信号のデータフォーマット、同図（ｂ）は局側光ケーブル６上における複数の上り光信号の合成状態に対応する上り光信号の受信フォーマットである。同図において、３８は下り光信号の情報送信単位であるセル、３９は各上り光信号である。
【０００８】
そして、同図に示すように、局側装置１は複数の加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）へのデータを一定サイズのセルに格納し、これを時系列上で順番に出力することで、複数の加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）への異なる下り情報を送信する。また、加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）はそれぞれ局側光ケーブル６上で互いの上り光信号が重なることなく所定の順番で配列されるようにそれぞれの上り光信号の出力タイミングを制御し、これにより局側装置１において複数の加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）からの上り光信号を受信することができる。なお、同図（ｂ）において、各上り光信号の高さが異なるのは、各加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）からの伝送路の長さの違いなどに起因してその減衰量が異なることを意味している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のポイント−マルチポイント光通信システムは以上のように構成されているので、ある加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）から出力された上り光信号が光コネクタ８などにおいて反射し、これが更に反射（多重反射）されて他の加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）から出力された上り光信号と同時に局側装置１に入力されてしまうことがある。そして、このような多重反射光の干渉が発生すると、局側装置１ではこの多重反射光と正規の上り光信号とを分離することができず、特に信号波長差が局側受信器１０の受信帯域よりも小さい場合にはコヒーレントクロストークになって、大きな受信感度劣化を生じてしまうなどの課題があった。
【００１０】
図８は従来のポイント−マルチポイント光通信システムにおいて発生する上り光信号と多重反射光との干渉状態を説明する説明図である。図において、４０は多重反射光である。そして、同図に示すように、上り光信号３９と多重反射光４０とが干渉してしまうと、局側装置１ではこの多重反射光４０と正規の上り光信号３９とを分離することができないので、この多重反射光４０の分だけノイズレベルが上昇した状態で上り光信号３９を受信することとなり、その分、受信感度劣化が生じる。
【００１１】
また、このような問題を解決するためには上記多重反射光４０の光量レベル自体を低下させることが考えられるが、上記ポイント−マルチポイント光通信システムの光ネットワーク４においてこのような目的を達成するためには、局側装置１などを当該光ネットワーク４に接続するための光コネクタ８などの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に管理して伝送路の反射減衰量を十分に管理しなければならず、保守性が非常に悪くなってしまうなどの別の課題が生じる。
【００１２】
次にこれら従来技術の課題について、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８３．１として国際標準化されたＡＴＭ−ＰＯＮ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を例として説明する。この国際標準規格では、加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）の光出力電力は「−２〜＋４ｄＢｍ」の範囲内、加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）から局側装置１までの伝送損失は「１５〜３０ｄＢ」の範囲内、加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）の送信波長における反射減衰量は「６ｄＢ以上」、加入者伝送装置３５（１），・・・，３５（ｎ）から伝送路４側をみた反射減衰量は「３２ｄＢ以上」と規定されている。そして、この条件の下での上り光信号の最小受信電力は「−３２ｄＢｍ（＝−２ｄＢｍ−３０ｄＢ：最小光出力−最大伝送損失）」となり、この条件の下での多重反射光の最大受信電力は「−４９ｄＢｍ（＝＋４ｄＢｍ−（６ｄＢ＋３２ｄＢ）−１５ｄＢ：最大光出力−１回の多重反射減衰量−最小伝送損失）」となる。
【００１３】
図９は上り光信号などの主信号電力と多重反射光などの雑音電力との比と、受信感度を示す１つの指標であるパワーペナルティとの関係を示す雑音エラー特性図である。図において、横軸は主信号電力Ｓと雑音電力Ｘとの比（Ｓ／Ｘ比［ｄＢ］）、縦軸はビットエラーレートを１０-9［ｄＢ］としたときのパワーペナルティ、Δνは主信号電力と雑音電力とのスペクトラム半値全幅である。また、この特性は、主信号と雑音成分とはそれぞれ単一縦モードで発振すると仮定し、ビットレート１５５Ｍｂｉｔ／ｓ、受信帯域１５０ＭＨｚ、干渉光無し（Ｓ／Ｘ＝無限大（∞）に相当）のときの受信感度は「−３８ｄＢｍ」とした。また、主信号と雑音成分との発振周波数差は最悪条件を見積もって受信帯域の中心値の７５ＭＨｚとした。これは局側受信器１０に、主信号の「１（光ＯＮに相当する）」に７５ＭＨｚの正弦波雑音が重畳された波形が入力される場合に相当する。
【００１４】
そして、上記ＡＴＭ−ＰＯＮではこの規格通りであればパワーペナルティを１ｄＢ以下（但し、主信号電力と雑音電力とのスペクトラム半値全幅Δν＝１００ＭＨｚ）とすることができ、エラー発生率の低い安定した通信が可能となる。
【００１５】
しかしながら、このような光通信システムにおいて一般的に用いられている、ＰＣ研磨光コネクタの反射減衰量は２５ｄＢ程度であり、この場合、多重反射光の最大受信電力は「−４２ｄＢｍ（＝＋４ｄＢｍ−（６ｄＢ＋２５ｄＢ）−１５ｄＢ：最大光出力−１回の多重反射減衰量−最小伝送損失）」にまで上昇してしまい、その結果、パワーペナルティが３ｄＢ以上（但し、主信号電力と雑音電力とのスペクトラム半値全幅Δν＝１００ＭＨｚ）にもなって、大きな受信感度劣化が生じてしまい、とても実用化することはできない。
【００１６】
そして、このような光コネクタなどにおける減衰量を上記規格を満たすようにするためにはやはり、これら光コネクタなどの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に管理して伝送路の反射減衰量を十分に管理しなければならず、保守性が非常に悪くなってしまう。
【００１７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、光ネットワークに接続するための光コネクタなどの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に保守管理することなく多重反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制して、エラー発生率の低い安定した通信が可能であり、ひいてはＰＣ研磨光コネクタなどを用いて光ネットワークを構築しつつもＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８３．１として国際標準化されたＡＴＭ−ＰＯＮと同等の通信品質を確保することができるポイント−マルチポイント光通信システムを得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るポイント−マルチポイント光通信システムは、１つの局側装置と、この局側装置との間で光通信によるデータ送受信を行う複数の加入者側装置と、スターカプラを用いてこれら局側装置および複数の加入者側装置を接続する光ネットワークとを備え、上記複数の加入者側装置は時分割多重方式にてそれぞれの上り光信号を光ネットワークに出力するポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、上記局側装置には、各加入者装置からの上り光信号の受信レベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を出力するレベル検出回路と、この判定信号をそれぞれの加入者装置へ下り光信号として送信する送信手段とを設け、各加入者側装置には、自身への下り光信号から上記判定信号を抽出する情報抽出手段と、この情報抽出手段が抽出した判定信号に応じて、自身からの上り光信号の局側装置における受信レベルが所定の出力切替閾値よりも高い場合に上記上り光信号の局側装置における受信レベルを所定のレベルだけ低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワークに送出する送信手段とを設けるものである。
【００１９】
この発明に係るポイント−マルチポイント光通信システムは、送信手段が、受信レベルが所定のレベルよりも高い場合には、上記上り光信号の局側装置における受信レベルが低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて基本光を出力する発光回路と、データに応じた第一変調信号を出力する第一変調回路と、上記第一変調信号に基づいて上記基本光を変調させて光ネットワークへ出力する電界吸収型光変調器とを備えるものである。
【００２０】
この発明に係るポイント−マルチポイント光通信システムは、送信手段が、データに応じた第一変調信号を出力する第一変調回路と、上り光信号の伝送速度よりも高い繰り返し周波数であって且つ局側装置の受信帯域外となる周波数を有する第二変調信号を出力する第二変調回路と、上記第一変調信号および上記第二変調信号が入力され、これら２つの変調信号に応じて上り光信号としての光を発光する発光回路とを備えるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
参考例１．
図１はこの発明の参考例１によるポイント−マルチポイント光通信システムの構成を示すシステム構成図である。図において、１は局側装置、２（１），・・・，２（ｎ）はそれぞれ加入者側装置、３（１），・・・，３（ｎ）はそれぞれ各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）に接続されたパーソナルコンピュータなどのターミナル、４は局側装置１と複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）とを接続する光ネットワークである。
【００２２】
光ネットワーク４において、５は入力された光を分配して出力するスターカプラ、６はこのスターカプラ５と局側装置１とを接続する局側光ケーブル、７はそれぞれスターカプラ５と各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）とを接続する加入者側光ケーブル、８はそれぞれ加入者側光ケーブル７，７同士を接続する光コネクタである。
【００２３】
局側装置１において、９は下り情報が重畳された下り光信号を出力する局側送信器、１０は上り情報が重畳された上り光信号を受信する局側受信器、１１は局側光ケーブル６とこれら局側送信器９および局側受信器１０とを接続するとともに、上記下り光信号を局側光ケーブル６に出力し、局側光ケーブル６から出力される上り光信号を局側受信器１０に出力する局側波長多重光回路、１２はサービス情報や監視制御情報などの複数のソース情報を多重化して局側送信器９に出力するとともに、局側受信器１０から入力される情報を分離する局側多重分離回路である。
【００２４】
各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）において、１３は上り情報が重畳された上り光信号を出力する加入者側送信器、１４は下り情報が重畳された下り光信号を受信する加入者側受信器、１５は加入者側光ケーブル７とこれら加入者側送信器１３および加入者側受信器１４とを接続するとともに、上記上り光信号を加入者側光ケーブル７に出力し、加入者側光ケーブル７から出力される下り光信号を加入者側受信器１４に出力する加入者側波長多重光回路、１６は各ターミナル３（１），・・・，３（ｎ）からのソース情報を多重化して加入者側送信器１３に出力するとともに、加入者側受信器１４から入力される情報を分離してターミナル３（１），・・・，３（ｎ）に出力する加入者側多重分離回路である。
【００２５】
なお、上り光信号と下り光信号とは互いに異なる波長が割り当てられ、局側受信器１０の受信帯域と各加入者側受信器１４の受信帯域とも互いに異なる範囲となるように設定されている。これにより、上り光信号と下り光信号とのクロストークなどによる伝送特性劣化を防止している。また、局側波長多重光回路１１および加入者側波長多重光回路１５はそれぞれこの異なる波長の信号を低損失で合波している。
【００２６】
図２はこの発明の参考例１による加入者側送信器１３、加入者側受信器１４および加入者側波長多重光回路１５の詳細な構成を示すブロック図である。図において、１７は加入者側光ケーブル７から入力される光の光量に応じた電流を出力する受光フォトダイオード、１８はこの電流の大きさに応じたレベルの受光電圧を出力する増幅器、１９はこの受光電圧のレベルをデジタル値に変換して加入者側多重分離回路１６に出力するＡ／Ｄ変換回路、２０は受光電圧のレベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を出力するレベル検出回路である。
【００２７】
また、２１は加入者側多重分離回路１６から上り情報のデータおよびクロック信号が入力され、このクロック信号に同期して変化する送信データを生成するバッファ回路、２２はこの送信データに応じて２種類のレベルの変調電流を出力する駆動回路、２３はこの変調電流が入力され、この電流の大きさに応じた光量の光を加入者側光ケーブル７に出力する半導体レーザ素子、２４はこの半導体レーザ素子２３の出力光の一部を受光してその光量レベルに応じた光量検出信号を出力するモニタフォトダイオード、２５はこの光量検出信号および上記判定信号が入力され、判定信号に応じたレベルの光量が出力されるように駆動回路に対して２種類の光量指示信号を出力して半導体レーザ素子２３の発光光量を制御する光出力制御回路である。
【００２８】
次に動作について説明する。
まず、局側多重分離回路１２が複数のソース情報を多重化して局側送信器９に出力すると、局側送信器９はこの複数のソース情報が重畳された下り光信号を出力し、局側波長多重光回路１１から局側光ケーブル６に下り光信号が出力される。この下り光信号はスターカプラ５において全ての加入者側装置への加入者側光ケーブル７，・・・，７に分離され、全ての加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）に入力される。
【００２９】
加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）に入力されたこの下り光信号は、加入者側波長多重光回路１５を介して加入者側受信器１４に入力される。そして、受光フォトダイオード１７で電気信号に変換されたあと増幅器１８およびＡ／Ｄ変換回路１９を介して加入者側多重分離回路１６において自局宛の下り情報が分離され、この分離された下り情報がターミナル３（１），・・・，３（ｎ）に出力される。
【００３０】
これと同時にレベル検出回路２０は、この下り光信号に基づく増幅器１８の出力レベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を出力する。
【００３１】
次に、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）のバッファ回路２１はターミナル３（１），・・・，３（ｎ）から上り情報に基づいてクロック信号に同期して変化する送信データを生成し、駆動回路２２はこの送信データに応じた変調電流を出力し、この電流の大きさに応じた光量の光が半導体レーザ素子２３から加入者側光ケーブル７に出力される。そして、この加入者側光ケーブル７に入力された上り光信号はスターカプラ５で他の上り光信号と合波されたあと局側光ケーブル６に入力され、更に局側波長多重光回路１１を介して局側受信器１０に入力される。そして、この局側受信器１０において電気信号に変換され、局側多重分離回路１２において分離される。
【００３２】
そして、このような上り光信号の出力動作において、光出力制御回路２５はモニタフォトダイオード２４の出力に基づいて判定信号に応じたレベルの光量が出力されるように駆動回路２２に対して光量指示信号を出力し、これに応じて駆動回路２２は半導体レーザ素子２３の発光光量を制御する。
【００３３】
なお、この１つの光ネットワーク４を用いて局側装置１の下り光信号と、複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）の上り光信号とを送受信するために上記局側装置１および複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）は時分割多重方式にてそれぞれの光信号を出力している。まず、局側装置１は各加入者毎に一定のバイト長を有するセルを時間軸上に多重したデータでもって光変調を行って下り光信号を出力し、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）ではこの時間軸上に多重化された複数のセルの中から自局宛に送信されたセルのみを分離してターミナル３（１），・・・，３（ｎ）に出力する。逆に、各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）は、局側光ケーブル６上においてそれぞれの上り光信号が他の上り光信号と分離されるように（つまり局側装置１への入力タイミングが時間軸上で衝突しないように）互いのタイミングを制御してそれぞれの一定のバイト長の有するセルをバースト状の光信号として出力する。局側装置１はこの局側光ケーブル６上で一列に配列された各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）からの複数の上り光信号を順次受信し、局側多重分離回路１２でこれを各加入者側毎の情報に分離する。なお、この複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）同士の上り光信号送出同期動作は、例えば、局側装置１が各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）に対して送出タイミング設定情報を下り光信号で出力し、これに応じて各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）が上り光信号を出力することにより実現することができる。
【００３４】
次にこの参考例１におけるレベル検出回路２０の検出動作とこれに応じた加入者側送信器１３の動作について詳しく説明する。ここでは、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８３．１として国際標準化されたＡＴＭ−ＰＯＮの場合を例として説明する。この国際標準規格では、既に記述したように、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）の光出力電力は「−２〜＋４ｄＢｍ」の範囲内、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）から局側装置１までの伝送損失は「１５〜３０ｄＢ」の範囲内、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）の送信波長における反射減衰量は「６ｄＢ以上」、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）から光ネットワーク４側をみた反射減衰量は「３２ｄＢ以上」と規定されている。
【００３５】
そして、この参考例１では、この規格値に基づいて、レベル検出回路２０は下り光信号の受信レベルが「−１１〜−２３ｄＢｍ」の範囲内（つまり伝送路損失としては「１５〜２１ｄＢ」の範囲内）である場合に判定信号を切り替え、光出力制御回路２５はこれに応じて半導体レーザ素子２３の発光光量を「−５ｄＢ」だけ低下させるようにした。
【００３６】
下記表１はこのような切替制御の下で実現されるポイント−マルチポイント光通信システムの入出力レベルを示すものである。同表において、第一列は上記切替条件に合致する範囲の局側装置１のスペック、第二列および第三列は加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）のスペックである。また、第二列は上記切替をしていない時のスペック、第三列は上記切替時のスペックである。なお、この表は、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）とスターカプラ５との間に１つの光コネクタ８が存在することを想定した場合のものである（注．この条件は多重反射光を最大とするための条件である）。また、下りの伝送路損失よりも上りの伝送路損失のほうが４ｄＢも低いのは、ファイバ（６，７）損失の波長依存性を「−３ｄＢ」、スターカプラ５の分岐損失の波長依存性として「−１ｄＢ」を見積もっているためである。
【００３７】
従って、このような切替を行ったとしても、同表に示すように上り光信号の局側装置１における受信レベルは「３２ｄＢ以上」を満たし、上記規格に準拠したレベルダイヤグラムにて動作させることが可能である。
【００３８】
また、このような切替により、上り光信号の最小レベルとしては「−３２ｄＢｍ」、多重反射光の最大レベルとしては「−４７ｄＢｍ」となるので、これらのＳ／Ｘ比は「１５ｄＢ」となり、図９からすれば、上り光信号と多重反射光とのスペクトラム半値全幅Δνが１００ＭＨｚである場合においても上り信号同士の干渉であるパワーペナルティを１．５ｄＢ以下に抑圧することができる。従って、伝送路損失に対して何ら格別の制限をつけることなくパワーペナルティを１．５ｄＢ以下に抑圧することができるので、従来の光ネットワークでも用いられている標準的な性能のＰＣ光コネクタ（反射減衰量２５ｄＢ）などを用いて従来と同様に光ネットワーク４を構築し、この光ネットワーク４を用いてＩＴＵ−Ｔ
Ｇ．９８３．１として国際標準化されたＡＴＭ−ＰＯＮに準拠したポイント−マルチポイント方式の通信を安定して行うことができる。
【００３９】
ちなみに、このように下り光信号の受信レベルが「−１１〜−２３ｄＢｍ」の高い範囲（つまり伝送路損失としては低い範囲）内である場合に半導体レーザ素子２３の発光光量を「−５ｄＢ」だけ低下させると、上り光信号の局側装置１における受信レベルも「−５ｄＢ」は低下することになる。そして、複数の上り光信号の受信レベル同士を比較した場合、この制御ではたまたま複数の受信レベルが一致するような場合も想定されるが、一般的には複数の受信レベルは異なる状態となることがほとんどである。
【００４０】
【表１】
【００４１】
以上のように、この参考例１によれば、１つの局側装置１と、この局側装置１との間で光通信によるデータ送受信を行う複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）と、スターカプラ５を用いてこれら局側装置１および複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）を接続する光ネットワーク４とを備え、上記複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）は時分割多重方式にてそれぞれの上り光信号を光ネットワーク４に出力するポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）が、局側装置１からの下り光信号の受信レベルを検出するレベル検出回路２０と、この受信レベルが所定のレベルよりも高い場合には、上記上り光信号の局側装置１における受信レベルが低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワーク４に送出する加入者側送信器１３とを備えるので、局側装置１からの下り光信号の受信レベルが高い加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）ではその他の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）よりも上り光信号の局側装置１における受信レベルが低くなる。
【００４２】
そして、ポイント−マルチポイント光通信システムの光ネットワーク４においては基本的に、この局側装置１からの下り光信号の受信レベルが高い加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）では、その加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）からの上り光信号の局側装置１での受信レベルも高く、逆に、この局側装置１からの下り光信号の受信レベルが低い加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）では、その加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）からの上り光信号の局側装置１での受信レベルも低い傾向にあって、その結果、上り光信号の多重反射光も局側装置１からの下り光信号の受信レベルが高い加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）からのもののほうがその他の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）のものよりも高くなる傾向にあるが、上述したように局側装置１からの下り光信号の受信レベルが高い加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）ではその他の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）よりも局側装置１における受信レベルが低くなるように制御することで、その多重反射光の局側装置１における受信レベルも低下し、この多重反射光の受信レベルとその他の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）の上り光信号の受信レベルとのレベル差を拡大することができる。
【００４３】
その結果、これら２つが同時に局側装置１に入力されてしまったとしても、それらの受信レベルの差を従来よりも拡大することができ、例え、局側装置１においてこの多重反射光と上り光信号とを分離することができず、しかも信号波長差が局側受信器１０の受信帯域よりも小さい場合であったとしても、大きな受信感度劣化を生じてしまうことはなく、反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制してエラー発生率の低い安定した通信が可能となる効果がある。
【００４４】
また、局側装置１などを当該光ネットワークに接続するための光コネクタ８などの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に管理したりすることなく、このような反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制することができるので、従来と同程度の特性の光ネットワーク４を用いつつ保守性などを悪化させてしまうこともない。
【００４５】
実施の形態１．
図３はこの発明の実施の形態１によるポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、加入者側送信器１３、加入者側受信器１４および加入者側波長多重光回路１５の詳細な構成を示すブロック図である。図において、２６は光出力制御回路２５からの光量指示信号に応じた大きさの駆動電流を出力する駆動回路、２７はこの駆動電流の大きさに応じた光量の光を加入者側光ケーブル７に出力する半導体レーザ素子、２８は加入者側多重分離回路１６から上り情報のデータおよびクロック信号が入力され、このクロック信号に同期して２種類のレベルの変調信号を出力するバッファ回路、２９は加入者側光ケーブル７と半導体レーザ素子２７との間に配設され、上記変調信号に応じて当該半導体レーザ素子２７から加入者側光ケーブル７への光の入射を制御する電界吸収型光変調器である。これ以外の構成は参考例１と同様であり説明を省略する。
【００４６】
次に動作について説明する。
下り光信号の受光レベルに応じて光出力制御回路２５から２種類の光量指示信号が出力されると、駆動回路２６から光量指示信号に応じた大きさの駆動電流が出力され、半導体レーザ素子２７はこの駆動電流の大きさに応じた光量の光を出力する。そして、光出力制御回路２５はモニタフォトダイオード２４の光量検出信号に基づいて半導体レーザ素子２７の発光光量が上記光量指示信号となるように光量指示信号を制御する。従って、この半導体レーザ素子２７は光量指示信号に応じて光量レベルを２種類に切り替え、その切り替えた光量レベルにて発光し続けることになる。
【００４７】
このような光量レベル制御がなされる一方で、バッファ回路２８は加入者側多重分離回路１６から上り情報のデータおよびクロック信号が入力され、このクロック信号に同期して２種類の状態に変化する変調信号を出力し、電界吸収型光変調器２９はこの変調信号に応じて半導体レーザ素子２７の発光光の加入者側光ケーブル７への入射を制御する。
【００４８】
従って、半導体レーザ素子２７の光は変調信号に応じて電界吸収型光変調器２９において加入者側光ケーブル７への入射が制御され、これにより上り情報のデータに応じた上り光信号が光ネットワーク４を介して局側装置１に入射されることになる。これ以外の動作は参考例１と同様であり説明を省略する。
【００４９】
以上のように、この実施の形態１によれば、加入者側送信器１３が、下り光信号の受信レベルが所定のレベルよりも高い場合には、上記上り光信号の局側装置１における受信レベルが低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて連続した基本光を出力する半導体レーザ素子２７と、データに応じた変調信号を出力するバッファ回路２８と、この変調信号に基づいて上記基本光を変調させて光ネットワーク４へ出力する電界吸収側光変調器２９とを備えるので、半導体レーザ素子２７のみでその発光レベルを変化させつつデータに応じて変調を行った場合において問題となる発光レベルの変動による出力光波形の変動を生ずること無く、これらを両立させることができる。
【００５０】
その結果、特に伝送速度が高速化した場合において有利な特性とすることができ、このように伝送速度を高速化したような場合であっても標準的な性能を有する光コネクタ８を用いてエラー発生率の低い安定した通信を実現することができる効果がある。
【００５１】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２によるポイント−マルチポイント光通信システムの構成を示すシステム構成図である。図において、３０は局側受信器１０に入力された上り光信号の受光レベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を局側多重分離回路１２へ出力する局側監視制御回路（レベル検出回路）、３１はこの判定信号に基づく下りデータが入力されたらこれを上り光信号の検出レベルに応じた情報として抽出する多重分離回路、３２はこの抽出した情報に基づいて判定信号を出力する加入者側監視制御回路（判定信号生成回路）である。これ以外の構成は参考例１と同様であり説明を省略する。
【００５２】
次に動作について説明する。
局側受信器１０は各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）からの上り光信号を受信すると、局側多重分離回路１２がこの局側受信器１０から入力される情報を分離するとともに、局側監視制御回路３０は局側受信器１０に入力された上り光信号の受光レベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を局側多重分離回路１２へ出力する。そして、この局側多重分離回路１２はこの判定信号を上記各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）への下り情報として局側送信器９に出力し、この局側送信器９から下り光信号が出力される。なお、この判定信号は例えば下り光信号のオーバヘッド領域に書き込めばよい。
【００５３】
各加入者側受信器１４が自局宛ての下り光信号を受信するとこれを加入者側多重分離回路３１で分離する。そして、この自局宛ての下り光信号に上記判定信号が含まれていると、加入者側多重分離回路３１はこれを上り光信号の検出レベルに応じた情報として抽出し、加入者側監視制御回路３２がこれに基づいて判定信号を出力し、加入者側送信器１３はこの判定信号に応じた２種類の光量レベルにて上り光信号としての変調光信号を生成する。これ以外の動作は参考例１と同様であり説明を省略する。
【００５４】
以上のように、この実施の形態２によれば、１つの局側装置１と、この局側装置１との間で光通信によるデータ送受信を行う複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）と、スターカプラ５を用いてこれら局側装置１および複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）を接続する光ネットワーク４とを備え、上記複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）は時分割多重方式にてそれぞれの上り光信号を光ネットワーク４に出力するポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、上記局側装置１には、各加入者装置２（１），・・・，２（ｎ）からの上り光信号の受信レベルを検出する局側監視制御回路３０と、この検出レベルに応じた情報をそれぞれの加入者装置へ下り光信号として送信する局側送信器９とを設け、各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）には、自身への下り光信号から上記検出レベルに応じた情報を抽出する加入者側多重分離回路３１と、この加入者側多重分離回路３１が抽出した検出レベル情報に基づいて、上記上り光信号の受信レベルが所定のレベルよりも高い場合には、上記上り光信号の局側装置における受信レベルが低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワーク４に送出する加入者側送信器１３とを設けるので、局側装置１からの下り光信号の受信レベルが高い加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）ではその他の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）よりも上り光信号の局側装置１における受信レベルが低くなって、その多重反射光の受信レベルとその他の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）の上り光信号の受信レベルとのレベル差を拡大することができる。
【００５５】
従って、これら２つが同時に局側装置１に入力されてしまったとしても、それらの受信レベルの差を従来よりも拡大することができ、局側装置１においてこの多重反射光と上り光信号とを分離することができず、しかも信号波長差が受信手段の受信帯域よりも小さい場合であったとしても、大きな受信感度劣化を生じてしまうことはなく、反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制してエラー発生率の低い安定した通信が可能となる効果がある。
【００５６】
また、局側装置１などを当該光ネットワーク４に接続するための光コネクタ８などの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に管理したりすることなく、このような反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制することができるので、従来と同程度の特性の光ネットワーク４を用いつつ保守性などを悪化させてしまうこともない。
【００５７】
なお、参考例１と比較した場合、この実施の形態２のほうが参考例１よりも正確に規格に準拠したレベルダイヤグラムの下での通信を可能とするものであり、参考例１のほうが実施の形態２よりも高速に応答が可能である。
【００５８】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３によるポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、加入者側送信器１３、加入者側受信器１４および加入者側波長多重光回路１５の詳細な構成を示すブロック図である。図において、３３は局側受信器１０の受信帯域外となる５００ＭＨｚ程度の強制変調信号を半導体レーザ素子２３に印加する発振器、３４はモニタフォトダイオード２４からの光量検出信号が入力され、所定の一定の光量が出力されるように駆動回路２２に対して光量指示信号を出力する光出力制御回路である。これ以外の構成は参考例１と同様であり説明を省略する。
【００５９】
次に動作について説明する。
駆動回路２２からの変調電流とともに発振器３３からの強制変調信号が入力されると、半導体レーザ素子２３はこれら２つの変調信号に応じて上り光信号としての光を発光し、これが加入者側光ケーブル７に出力される。これ以外の動作は参考例１と同様である。
【００６０】
そして、このように半導体レーザ素子２３に強制変調信号を入力すると、半導体レーザ素子２３の線幅が拡大され、上り光信号の伝送速度と比較して十分に広い線幅とすることができ、このようなシステムに一般的に用いられている１００ＭＨｚ程度の線幅を有する半導体レーザ素子２３であれば上り光信号と多重反射光とのスペクトラム半値全幅Δνを５００ＭＨｚ程度とすることができるので、図９からすれば、Ｓ／Ｘ比が１０ｄＢ以下であったとしてもパワーペナルティを１ｄＢ以下とすることができる。
【００６１】
また、この強制変調信号による変調成分は、ビットレートの５倍程度となるので局側受信器１０の帯域制限をうけるので、これにより受信感度が劣化してしまうこともなく、上り光信号をその伝送速度と比較して十分に広い線幅にて光ネットワーク４に送出することができる。
【００６２】
以上のように、この実施の形態３によれば、１つの局側装置１と、この局側装置１との間で光通信によるデータ送受信を行う複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）と、スターカプラ５を用いてこれら局側装置１および複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）を接続する光ネットワーク４とを備え、上記複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）は時分割多重方式にてそれぞれの上り光信号を光ネットワーク４に出力するポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）が、上り光信号の伝送速度と比較して十分に広い線幅にて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワーク４に送出する加入者側送信器１３を備えるので、多重反射光の受信レベルと上り光信号の受信レベルとのレベル差としては変わらないものの、コヒーレントクロストークの影響を抑圧することができる。
【００６３】
従って、これら２つが同時に局側装置１に入力され、局側装置１においてこの多重反射光と上り光信号とを分離することができない場合であったとしても、大きな受信感度劣化を生じてしまうことはなく、反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制してエラー発生率の低い安定した通信が可能となる効果がある。また、これと同時に、これらの信号波長差が局側受信器１０の受信帯域よりも大きくなるように上り光信号を変調することで、この局側受信器１０の帯域制限で受信感度の劣化を無視することも可能であり、受信感度の劣化を伴うこともない効果がある。
【００６４】
また、局側装置１などを当該光ネットワーク４に接続するための光コネクタ８などの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に管理したりすることなく、このような反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制することができるので、従来と同程度の特性の光ネットワーク４を用いつつ保守性などを悪化させてしまうこともない。
【００６５】
なお、一般的に用いられる数ｍＷ出力の半導体レーザ素子の換わりに、数十ｎｍ以上の線幅を示すＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いることでも線幅をある程度広げることができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、１つの局側装置と、この局側装置との間で光通信によるデータ送受信を行う複数の加入者側装置と、スターカプラを用いてこれら局側装置および複数の加入者側装置を接続する光ネットワークとを備え、上記複数の加入者側装置は時分割多重方式にてそれぞれの上り光信号を光ネットワークに出力するポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、上記局側装置には、各加入者装置からの上り光信号の受信レベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を出力するレベル検出回路と、この判定信号をそれぞれの加入者装置へ下り光信号として送信する送信手段とを設け、各加入者側装置には、自身への下り光信号から上記判定信号を抽出する情報抽出手段と、この情報抽出手段が抽出した判定信号に応じて、自身からの上り光信号の局側装置における受信レベルが所定の出力切替閾値よりも高い場合に上記上り光信号の局側装置における受信レベルを所定のレベルだけ低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワークに送出する送信手段とを設けるので、局側装置からの下り光信号の受信レベルが高い加入者側装置ではその他の加入者側装置よりも上り光信号の局側装置における受信レベルが低くなって、その多重反射光の受信レベルとその他の加入者側装置の上り光信号の受信レベルとのレベル差を拡大することができる。
【００６７】
従って、これら２つが同時に局側装置に入力されてしまったとしても、それらの受信レベルの差を従来よりも拡大することができ、局側装置においてこの多重反射光と上り光信号とを分離することができず、しかも信号波長差が受信手段の受信帯域よりも小さい場合であったとしても、大きな受信感度劣化を生じてしまうことはなく、反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制してエラー発生率の低い安定した通信が可能となる効果がある。そして、ＰＣ研磨光コネクタなどを用いて光ネットワークを構築しつつもＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８３．１として国際標準化されたＡＴＭ−ＰＯＮと同等のパワーペナルティ（１．５ｄＢ以下、但し、主信号電力と雑音電力とのスペクトラム半値全幅Δν＝１００ＭＨｚ）を実現することができる効果がある。
【００６８】
また、局側装置や局側装置などを当該光ネットワークに接続するための光コネクタなどの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に管理したりすることなく、このような反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制することができるので、従来と同程度の特性の光ネットワークを用いつつ保守性などを悪化させてしまうこともない。
【００６９】
この発明によれば、送信手段が、受信レベルが所定のレベルよりも高い場合には、上記上り光信号の局側装置における受信レベルが低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて基本光を出力する発光回路と、データに応じた第一変調信号を出力する第一変調回路と、上記第一変調信号に基づいて上記基本光を変調させて光ネットワークへ出力する電界吸収型光変調器とを備えるので、発光回路のみでその発光レベルを変化させつつデータに応じて変調を行った場合において問題となる発光レベルの変動による出力光波形の変動を生ずること無く、これらを両立させることができる。その結果、特に伝送速度が高速化した場合において有利な特性とすることができ、このように伝送速度を高速化したような場合であっても標準的な性能を有する光コネクタを用いてエラー発生率の低い安定した通信を実現することができる効果がある。
【００７０】
この発明によれば、送信手段が、データに応じた第一変調信号を出力する第一変調回路と、上り光信号の伝送速度よりも高い繰り返し周波数であって且つ局側装置の受信帯域外となる周波数を有する第二変調信号を出力する第二変調回路と、上記第一変調信号および上記第二変調信号が入力され、これら２つの変調信号に応じて上り光信号としての光を発光する発光回路とを備えるので、各加入者側装置は、上り光信号の伝送速度と比較して十分に広い線幅にて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワークに送出することができる。
【００７１】
その結果、多重反射光と上り光信号とを分離することができない場合であったとしても、大きな受信感度劣化を生じてしまうことはなく、反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制してエラー発生率の低い安定した通信が可能となる効果がある。また、これと同時に、局側装置の受信帯域外となるように第二変調信号の周波数を設定しているので、受信手段の帯域制限により受信感度の劣化を生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の参考例１によるポイント−マルチポイント光通信システムの構成を示すシステム構成図である。
【図２】 この発明の参考例１による加入者側送信器、加入者側受信器および加入者側波長多重光回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態１によるポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、加入者側送信器、加入者側受信器および加入者側波長多重光回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明の実施の形態２よるポイント−マルチポイント光通信システムの構成を示すシステム構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態３によるポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、加入者側送信器、加入者側受信器および加入者側波長多重光回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】 従来のポイント−マルチポイント光通信システムの構成を示すシステム構成図である。
【図７】 従来のポイント−マルチポイント光通信システムにおける時分割多重方式による動作を説明するための説明図である。
【図８】 従来のポイント−マルチポイント光通信システムにおいて発生する上り光信号と多重反射光との干渉状態を説明する説明図である。
【図９】 上り光信号などの主信号電力と多重反射光などの雑音電力との比と、受信感度を示す１つの指標であるパワーペナルティとの関係を示す雑音エラー特性図である。
【符号の説明】
１ 局側装置、２（１），・・・，２（ｎ） 加入者側装置、３（１），・・・，３（ｎ） ターミナル、４ 光ネットワーク、５ スターカプラ、６ 局側光ケーブル、７ 加入者側光ケーブル、８ 光コネクタ、９ 局側送信器、１０ 局側受信器、１１ 局側波長多重光回路、１２ 局側多重分離回路、１３ 加入者側送信器、１４ 加入者側受信器、１５ 加入者側波長多重光回路、１６ 加入者側多重分離回路、１７ 受光フォトダイオード、１８ 増幅器、１９ Ａ／Ｄ変換回路、２０ レベル検出回路、２１ バッファ回路、２２ 駆動回路、２３ 半導体レーザ素子、２４ モニタフォトダイオード、２５ 光出力制御回路、２６ 駆動回路、２７ 半導体レーザ素子、２８ バッファ回路、２９ 電界吸収型光変調器、３０ 局側監視制御回路（レベル検出回路）、３１ 多重分離回路、３２ 加入者側監視制御回路（判定信号生成回路）、３３ 発振器、３４ 光出力制御回路。
【発明の属する技術分野】
この発明は局側装置と複数の加入者側装置とが１つの光ネットワークを用いて時分割多重方式にてデータ送受信を行うポイント−マルチポイント光通信システムに係り、詳しくは、各加入者側装置は局側装置への上り光信号を時分割多重方式にて光ネットワークに出力するポイント−マルチポイント光通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は１９９８年１０月に、国際標準規格 ＩＴＵ−Ｔ Ｇ９８３．１において「Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ」として開示された従来のポイント−マルチポイント光通信システムの構成を示すシステム構成図である。図において、１は局側装置、３５（１），・・・，３５（ｎ）はそれぞれ加入者側装置、３（１），・・・，３（ｎ）はそれぞれ各加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）に接続されたターミナル、４は局側装置１と複数の加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）とを接続する光ネットワークである。また、光ネットワーク４において、５はスターカプラ、６は局側光ケーブル、７はそれぞれ加入者側光ケーブル、８はそれぞれ光コネクタである。
【０００３】
局側装置１において、９は下り光信号を出力する局側送信器、１０は上り光信号を受信する局側受信器、１１はこれら局側送信器９および局側受信器１０を局側光ケーブル６に接続する局側波長多重光回路、１２は複数の情報を多重化して局側送信器９に出力するとともに、局側送信器９から入力される情報を分離する局側多重分離回路である。
【０００４】
加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）において、３６は上り情報が重畳された上り光信号を出力する加入者側送信器、３７は下り情報が重畳された下り光信号を受信する加入者側受信器、１５はこれら加入者側送信器３６および加入者側受信器３７を加入者側光ケーブル７に接続する加入者側波長多重光回路、１６はターミナル３（１），・・・，３（ｎ）との間で情報交換を行う加入者側多重分離回路である。
【０００５】
次に動作について説明する。
局側多重分離回路１２から局側送信器９へ多重化されたソース情報が出力されると、局側送信器９はこれに基づいて下り光信号を出力し、下り光信号が局側波長多重光回路１１、局側光ケーブル６、スターカプラ５などを介して全ての加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）へ入力される。各加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）では、加入者側受信器３７でこの下り光信号を受信し、加入者側多重分離回路１６が自局宛ての下り情報のみを抽出してターミナル３（１），・・・，３（ｎ）へ出力する。
【０００６】
加入者側多重分離回路１６から加入者側送信器３６へターミナル３（１），・・・，３（ｎ）の指示に従って上り情報が出力されると、加入者側送信器３６はこれに基づいて上り光信号を出力し、上り光信号が加入者側波長多重光回路１５、加入者側光ケーブル７、スターカプラ５などを介して局側装置１へ入力される。この局側装置１では、局側受信器１０でこの上り光信号を受信し、局側多重分離回路１２がこれをそれぞれの情報に分離する。
【０００７】
図７は従来のポイント−マルチポイント光通信システムにおける時分割多重方式による動作を説明するための説明図である。同図（ａ）は局側装置１が光ネットワーク４へ出力する下り光信号のデータフォーマット、同図（ｂ）は局側光ケーブル６上における複数の上り光信号の合成状態に対応する上り光信号の受信フォーマットである。同図において、３８は下り光信号の情報送信単位であるセル、３９は各上り光信号である。
【０００８】
そして、同図に示すように、局側装置１は複数の加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）へのデータを一定サイズのセルに格納し、これを時系列上で順番に出力することで、複数の加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）への異なる下り情報を送信する。また、加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）はそれぞれ局側光ケーブル６上で互いの上り光信号が重なることなく所定の順番で配列されるようにそれぞれの上り光信号の出力タイミングを制御し、これにより局側装置１において複数の加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）からの上り光信号を受信することができる。なお、同図（ｂ）において、各上り光信号の高さが異なるのは、各加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）からの伝送路の長さの違いなどに起因してその減衰量が異なることを意味している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のポイント−マルチポイント光通信システムは以上のように構成されているので、ある加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）から出力された上り光信号が光コネクタ８などにおいて反射し、これが更に反射（多重反射）されて他の加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）から出力された上り光信号と同時に局側装置１に入力されてしまうことがある。そして、このような多重反射光の干渉が発生すると、局側装置１ではこの多重反射光と正規の上り光信号とを分離することができず、特に信号波長差が局側受信器１０の受信帯域よりも小さい場合にはコヒーレントクロストークになって、大きな受信感度劣化を生じてしまうなどの課題があった。
【００１０】
図８は従来のポイント−マルチポイント光通信システムにおいて発生する上り光信号と多重反射光との干渉状態を説明する説明図である。図において、４０は多重反射光である。そして、同図に示すように、上り光信号３９と多重反射光４０とが干渉してしまうと、局側装置１ではこの多重反射光４０と正規の上り光信号３９とを分離することができないので、この多重反射光４０の分だけノイズレベルが上昇した状態で上り光信号３９を受信することとなり、その分、受信感度劣化が生じる。
【００１１】
また、このような問題を解決するためには上記多重反射光４０の光量レベル自体を低下させることが考えられるが、上記ポイント−マルチポイント光通信システムの光ネットワーク４においてこのような目的を達成するためには、局側装置１などを当該光ネットワーク４に接続するための光コネクタ８などの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に管理して伝送路の反射減衰量を十分に管理しなければならず、保守性が非常に悪くなってしまうなどの別の課題が生じる。
【００１２】
次にこれら従来技術の課題について、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８３．１として国際標準化されたＡＴＭ−ＰＯＮ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を例として説明する。この国際標準規格では、加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）の光出力電力は「−２〜＋４ｄＢｍ」の範囲内、加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）から局側装置１までの伝送損失は「１５〜３０ｄＢ」の範囲内、加入者側装置３５（１），・・・，３５（ｎ）の送信波長における反射減衰量は「６ｄＢ以上」、加入者伝送装置３５（１），・・・，３５（ｎ）から伝送路４側をみた反射減衰量は「３２ｄＢ以上」と規定されている。そして、この条件の下での上り光信号の最小受信電力は「−３２ｄＢｍ（＝−２ｄＢｍ−３０ｄＢ：最小光出力−最大伝送損失）」となり、この条件の下での多重反射光の最大受信電力は「−４９ｄＢｍ（＝＋４ｄＢｍ−（６ｄＢ＋３２ｄＢ）−１５ｄＢ：最大光出力−１回の多重反射減衰量−最小伝送損失）」となる。
【００１３】
図９は上り光信号などの主信号電力と多重反射光などの雑音電力との比と、受信感度を示す１つの指標であるパワーペナルティとの関係を示す雑音エラー特性図である。図において、横軸は主信号電力Ｓと雑音電力Ｘとの比（Ｓ／Ｘ比［ｄＢ］）、縦軸はビットエラーレートを１０-9［ｄＢ］としたときのパワーペナルティ、Δνは主信号電力と雑音電力とのスペクトラム半値全幅である。また、この特性は、主信号と雑音成分とはそれぞれ単一縦モードで発振すると仮定し、ビットレート１５５Ｍｂｉｔ／ｓ、受信帯域１５０ＭＨｚ、干渉光無し（Ｓ／Ｘ＝無限大（∞）に相当）のときの受信感度は「−３８ｄＢｍ」とした。また、主信号と雑音成分との発振周波数差は最悪条件を見積もって受信帯域の中心値の７５ＭＨｚとした。これは局側受信器１０に、主信号の「１（光ＯＮに相当する）」に７５ＭＨｚの正弦波雑音が重畳された波形が入力される場合に相当する。
【００１４】
そして、上記ＡＴＭ−ＰＯＮではこの規格通りであればパワーペナルティを１ｄＢ以下（但し、主信号電力と雑音電力とのスペクトラム半値全幅Δν＝１００ＭＨｚ）とすることができ、エラー発生率の低い安定した通信が可能となる。
【００１５】
しかしながら、このような光通信システムにおいて一般的に用いられている、ＰＣ研磨光コネクタの反射減衰量は２５ｄＢ程度であり、この場合、多重反射光の最大受信電力は「−４２ｄＢｍ（＝＋４ｄＢｍ−（６ｄＢ＋２５ｄＢ）−１５ｄＢ：最大光出力−１回の多重反射減衰量−最小伝送損失）」にまで上昇してしまい、その結果、パワーペナルティが３ｄＢ以上（但し、主信号電力と雑音電力とのスペクトラム半値全幅Δν＝１００ＭＨｚ）にもなって、大きな受信感度劣化が生じてしまい、とても実用化することはできない。
【００１６】
そして、このような光コネクタなどにおける減衰量を上記規格を満たすようにするためにはやはり、これら光コネクタなどの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に管理して伝送路の反射減衰量を十分に管理しなければならず、保守性が非常に悪くなってしまう。
【００１７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、光ネットワークに接続するための光コネクタなどの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に保守管理することなく多重反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制して、エラー発生率の低い安定した通信が可能であり、ひいてはＰＣ研磨光コネクタなどを用いて光ネットワークを構築しつつもＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８３．１として国際標準化されたＡＴＭ−ＰＯＮと同等の通信品質を確保することができるポイント−マルチポイント光通信システムを得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るポイント−マルチポイント光通信システムは、１つの局側装置と、この局側装置との間で光通信によるデータ送受信を行う複数の加入者側装置と、スターカプラを用いてこれら局側装置および複数の加入者側装置を接続する光ネットワークとを備え、上記複数の加入者側装置は時分割多重方式にてそれぞれの上り光信号を光ネットワークに出力するポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、上記局側装置には、各加入者装置からの上り光信号の受信レベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を出力するレベル検出回路と、この判定信号をそれぞれの加入者装置へ下り光信号として送信する送信手段とを設け、各加入者側装置には、自身への下り光信号から上記判定信号を抽出する情報抽出手段と、この情報抽出手段が抽出した判定信号に応じて、自身からの上り光信号の局側装置における受信レベルが所定の出力切替閾値よりも高い場合に上記上り光信号の局側装置における受信レベルを所定のレベルだけ低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワークに送出する送信手段とを設けるものである。
【００１９】
この発明に係るポイント−マルチポイント光通信システムは、送信手段が、受信レベルが所定のレベルよりも高い場合には、上記上り光信号の局側装置における受信レベルが低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて基本光を出力する発光回路と、データに応じた第一変調信号を出力する第一変調回路と、上記第一変調信号に基づいて上記基本光を変調させて光ネットワークへ出力する電界吸収型光変調器とを備えるものである。
【００２０】
この発明に係るポイント−マルチポイント光通信システムは、送信手段が、データに応じた第一変調信号を出力する第一変調回路と、上り光信号の伝送速度よりも高い繰り返し周波数であって且つ局側装置の受信帯域外となる周波数を有する第二変調信号を出力する第二変調回路と、上記第一変調信号および上記第二変調信号が入力され、これら２つの変調信号に応じて上り光信号としての光を発光する発光回路とを備えるものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
参考例１．
図１はこの発明の参考例１によるポイント−マルチポイント光通信システムの構成を示すシステム構成図である。図において、１は局側装置、２（１），・・・，２（ｎ）はそれぞれ加入者側装置、３（１），・・・，３（ｎ）はそれぞれ各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）に接続されたパーソナルコンピュータなどのターミナル、４は局側装置１と複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）とを接続する光ネットワークである。
【００２２】
光ネットワーク４において、５は入力された光を分配して出力するスターカプラ、６はこのスターカプラ５と局側装置１とを接続する局側光ケーブル、７はそれぞれスターカプラ５と各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）とを接続する加入者側光ケーブル、８はそれぞれ加入者側光ケーブル７，７同士を接続する光コネクタである。
【００２３】
局側装置１において、９は下り情報が重畳された下り光信号を出力する局側送信器、１０は上り情報が重畳された上り光信号を受信する局側受信器、１１は局側光ケーブル６とこれら局側送信器９および局側受信器１０とを接続するとともに、上記下り光信号を局側光ケーブル６に出力し、局側光ケーブル６から出力される上り光信号を局側受信器１０に出力する局側波長多重光回路、１２はサービス情報や監視制御情報などの複数のソース情報を多重化して局側送信器９に出力するとともに、局側受信器１０から入力される情報を分離する局側多重分離回路である。
【００２４】
各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）において、１３は上り情報が重畳された上り光信号を出力する加入者側送信器、１４は下り情報が重畳された下り光信号を受信する加入者側受信器、１５は加入者側光ケーブル７とこれら加入者側送信器１３および加入者側受信器１４とを接続するとともに、上記上り光信号を加入者側光ケーブル７に出力し、加入者側光ケーブル７から出力される下り光信号を加入者側受信器１４に出力する加入者側波長多重光回路、１６は各ターミナル３（１），・・・，３（ｎ）からのソース情報を多重化して加入者側送信器１３に出力するとともに、加入者側受信器１４から入力される情報を分離してターミナル３（１），・・・，３（ｎ）に出力する加入者側多重分離回路である。
【００２５】
なお、上り光信号と下り光信号とは互いに異なる波長が割り当てられ、局側受信器１０の受信帯域と各加入者側受信器１４の受信帯域とも互いに異なる範囲となるように設定されている。これにより、上り光信号と下り光信号とのクロストークなどによる伝送特性劣化を防止している。また、局側波長多重光回路１１および加入者側波長多重光回路１５はそれぞれこの異なる波長の信号を低損失で合波している。
【００２６】
図２はこの発明の参考例１による加入者側送信器１３、加入者側受信器１４および加入者側波長多重光回路１５の詳細な構成を示すブロック図である。図において、１７は加入者側光ケーブル７から入力される光の光量に応じた電流を出力する受光フォトダイオード、１８はこの電流の大きさに応じたレベルの受光電圧を出力する増幅器、１９はこの受光電圧のレベルをデジタル値に変換して加入者側多重分離回路１６に出力するＡ／Ｄ変換回路、２０は受光電圧のレベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を出力するレベル検出回路である。
【００２７】
また、２１は加入者側多重分離回路１６から上り情報のデータおよびクロック信号が入力され、このクロック信号に同期して変化する送信データを生成するバッファ回路、２２はこの送信データに応じて２種類のレベルの変調電流を出力する駆動回路、２３はこの変調電流が入力され、この電流の大きさに応じた光量の光を加入者側光ケーブル７に出力する半導体レーザ素子、２４はこの半導体レーザ素子２３の出力光の一部を受光してその光量レベルに応じた光量検出信号を出力するモニタフォトダイオード、２５はこの光量検出信号および上記判定信号が入力され、判定信号に応じたレベルの光量が出力されるように駆動回路に対して２種類の光量指示信号を出力して半導体レーザ素子２３の発光光量を制御する光出力制御回路である。
【００２８】
次に動作について説明する。
まず、局側多重分離回路１２が複数のソース情報を多重化して局側送信器９に出力すると、局側送信器９はこの複数のソース情報が重畳された下り光信号を出力し、局側波長多重光回路１１から局側光ケーブル６に下り光信号が出力される。この下り光信号はスターカプラ５において全ての加入者側装置への加入者側光ケーブル７，・・・，７に分離され、全ての加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）に入力される。
【００２９】
加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）に入力されたこの下り光信号は、加入者側波長多重光回路１５を介して加入者側受信器１４に入力される。そして、受光フォトダイオード１７で電気信号に変換されたあと増幅器１８およびＡ／Ｄ変換回路１９を介して加入者側多重分離回路１６において自局宛の下り情報が分離され、この分離された下り情報がターミナル３（１），・・・，３（ｎ）に出力される。
【００３０】
これと同時にレベル検出回路２０は、この下り光信号に基づく増幅器１８の出力レベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を出力する。
【００３１】
次に、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）のバッファ回路２１はターミナル３（１），・・・，３（ｎ）から上り情報に基づいてクロック信号に同期して変化する送信データを生成し、駆動回路２２はこの送信データに応じた変調電流を出力し、この電流の大きさに応じた光量の光が半導体レーザ素子２３から加入者側光ケーブル７に出力される。そして、この加入者側光ケーブル７に入力された上り光信号はスターカプラ５で他の上り光信号と合波されたあと局側光ケーブル６に入力され、更に局側波長多重光回路１１を介して局側受信器１０に入力される。そして、この局側受信器１０において電気信号に変換され、局側多重分離回路１２において分離される。
【００３２】
そして、このような上り光信号の出力動作において、光出力制御回路２５はモニタフォトダイオード２４の出力に基づいて判定信号に応じたレベルの光量が出力されるように駆動回路２２に対して光量指示信号を出力し、これに応じて駆動回路２２は半導体レーザ素子２３の発光光量を制御する。
【００３３】
なお、この１つの光ネットワーク４を用いて局側装置１の下り光信号と、複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）の上り光信号とを送受信するために上記局側装置１および複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）は時分割多重方式にてそれぞれの光信号を出力している。まず、局側装置１は各加入者毎に一定のバイト長を有するセルを時間軸上に多重したデータでもって光変調を行って下り光信号を出力し、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）ではこの時間軸上に多重化された複数のセルの中から自局宛に送信されたセルのみを分離してターミナル３（１），・・・，３（ｎ）に出力する。逆に、各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）は、局側光ケーブル６上においてそれぞれの上り光信号が他の上り光信号と分離されるように（つまり局側装置１への入力タイミングが時間軸上で衝突しないように）互いのタイミングを制御してそれぞれの一定のバイト長の有するセルをバースト状の光信号として出力する。局側装置１はこの局側光ケーブル６上で一列に配列された各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）からの複数の上り光信号を順次受信し、局側多重分離回路１２でこれを各加入者側毎の情報に分離する。なお、この複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）同士の上り光信号送出同期動作は、例えば、局側装置１が各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）に対して送出タイミング設定情報を下り光信号で出力し、これに応じて各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）が上り光信号を出力することにより実現することができる。
【００３４】
次にこの参考例１におけるレベル検出回路２０の検出動作とこれに応じた加入者側送信器１３の動作について詳しく説明する。ここでは、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８３．１として国際標準化されたＡＴＭ−ＰＯＮの場合を例として説明する。この国際標準規格では、既に記述したように、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）の光出力電力は「−２〜＋４ｄＢｍ」の範囲内、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）から局側装置１までの伝送損失は「１５〜３０ｄＢ」の範囲内、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）の送信波長における反射減衰量は「６ｄＢ以上」、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）から光ネットワーク４側をみた反射減衰量は「３２ｄＢ以上」と規定されている。
【００３５】
そして、この参考例１では、この規格値に基づいて、レベル検出回路２０は下り光信号の受信レベルが「−１１〜−２３ｄＢｍ」の範囲内（つまり伝送路損失としては「１５〜２１ｄＢ」の範囲内）である場合に判定信号を切り替え、光出力制御回路２５はこれに応じて半導体レーザ素子２３の発光光量を「−５ｄＢ」だけ低下させるようにした。
【００３６】
下記表１はこのような切替制御の下で実現されるポイント−マルチポイント光通信システムの入出力レベルを示すものである。同表において、第一列は上記切替条件に合致する範囲の局側装置１のスペック、第二列および第三列は加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）のスペックである。また、第二列は上記切替をしていない時のスペック、第三列は上記切替時のスペックである。なお、この表は、加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）とスターカプラ５との間に１つの光コネクタ８が存在することを想定した場合のものである（注．この条件は多重反射光を最大とするための条件である）。また、下りの伝送路損失よりも上りの伝送路損失のほうが４ｄＢも低いのは、ファイバ（６，７）損失の波長依存性を「−３ｄＢ」、スターカプラ５の分岐損失の波長依存性として「−１ｄＢ」を見積もっているためである。
【００３７】
従って、このような切替を行ったとしても、同表に示すように上り光信号の局側装置１における受信レベルは「３２ｄＢ以上」を満たし、上記規格に準拠したレベルダイヤグラムにて動作させることが可能である。
【００３８】
また、このような切替により、上り光信号の最小レベルとしては「−３２ｄＢｍ」、多重反射光の最大レベルとしては「−４７ｄＢｍ」となるので、これらのＳ／Ｘ比は「１５ｄＢ」となり、図９からすれば、上り光信号と多重反射光とのスペクトラム半値全幅Δνが１００ＭＨｚである場合においても上り信号同士の干渉であるパワーペナルティを１．５ｄＢ以下に抑圧することができる。従って、伝送路損失に対して何ら格別の制限をつけることなくパワーペナルティを１．５ｄＢ以下に抑圧することができるので、従来の光ネットワークでも用いられている標準的な性能のＰＣ光コネクタ（反射減衰量２５ｄＢ）などを用いて従来と同様に光ネットワーク４を構築し、この光ネットワーク４を用いてＩＴＵ−Ｔ
Ｇ．９８３．１として国際標準化されたＡＴＭ−ＰＯＮに準拠したポイント−マルチポイント方式の通信を安定して行うことができる。
【００３９】
ちなみに、このように下り光信号の受信レベルが「−１１〜−２３ｄＢｍ」の高い範囲（つまり伝送路損失としては低い範囲）内である場合に半導体レーザ素子２３の発光光量を「−５ｄＢ」だけ低下させると、上り光信号の局側装置１における受信レベルも「−５ｄＢ」は低下することになる。そして、複数の上り光信号の受信レベル同士を比較した場合、この制御ではたまたま複数の受信レベルが一致するような場合も想定されるが、一般的には複数の受信レベルは異なる状態となることがほとんどである。
【００４０】
【表１】
以上のように、この参考例１によれば、１つの局側装置１と、この局側装置１との間で光通信によるデータ送受信を行う複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）と、スターカプラ５を用いてこれら局側装置１および複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）を接続する光ネットワーク４とを備え、上記複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）は時分割多重方式にてそれぞれの上り光信号を光ネットワーク４に出力するポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）が、局側装置１からの下り光信号の受信レベルを検出するレベル検出回路２０と、この受信レベルが所定のレベルよりも高い場合には、上記上り光信号の局側装置１における受信レベルが低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワーク４に送出する加入者側送信器１３とを備えるので、局側装置１からの下り光信号の受信レベルが高い加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）ではその他の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）よりも上り光信号の局側装置１における受信レベルが低くなる。
【００４２】
そして、ポイント−マルチポイント光通信システムの光ネットワーク４においては基本的に、この局側装置１からの下り光信号の受信レベルが高い加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）では、その加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）からの上り光信号の局側装置１での受信レベルも高く、逆に、この局側装置１からの下り光信号の受信レベルが低い加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）では、その加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）からの上り光信号の局側装置１での受信レベルも低い傾向にあって、その結果、上り光信号の多重反射光も局側装置１からの下り光信号の受信レベルが高い加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）からのもののほうがその他の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）のものよりも高くなる傾向にあるが、上述したように局側装置１からの下り光信号の受信レベルが高い加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）ではその他の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）よりも局側装置１における受信レベルが低くなるように制御することで、その多重反射光の局側装置１における受信レベルも低下し、この多重反射光の受信レベルとその他の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）の上り光信号の受信レベルとのレベル差を拡大することができる。
【００４３】
その結果、これら２つが同時に局側装置１に入力されてしまったとしても、それらの受信レベルの差を従来よりも拡大することができ、例え、局側装置１においてこの多重反射光と上り光信号とを分離することができず、しかも信号波長差が局側受信器１０の受信帯域よりも小さい場合であったとしても、大きな受信感度劣化を生じてしまうことはなく、反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制してエラー発生率の低い安定した通信が可能となる効果がある。
【００４４】
また、局側装置１などを当該光ネットワークに接続するための光コネクタ８などの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に管理したりすることなく、このような反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制することができるので、従来と同程度の特性の光ネットワーク４を用いつつ保守性などを悪化させてしまうこともない。
【００４５】
実施の形態１．
図３はこの発明の実施の形態１によるポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、加入者側送信器１３、加入者側受信器１４および加入者側波長多重光回路１５の詳細な構成を示すブロック図である。図において、２６は光出力制御回路２５からの光量指示信号に応じた大きさの駆動電流を出力する駆動回路、２７はこの駆動電流の大きさに応じた光量の光を加入者側光ケーブル７に出力する半導体レーザ素子、２８は加入者側多重分離回路１６から上り情報のデータおよびクロック信号が入力され、このクロック信号に同期して２種類のレベルの変調信号を出力するバッファ回路、２９は加入者側光ケーブル７と半導体レーザ素子２７との間に配設され、上記変調信号に応じて当該半導体レーザ素子２７から加入者側光ケーブル７への光の入射を制御する電界吸収型光変調器である。これ以外の構成は参考例１と同様であり説明を省略する。
【００４６】
次に動作について説明する。
下り光信号の受光レベルに応じて光出力制御回路２５から２種類の光量指示信号が出力されると、駆動回路２６から光量指示信号に応じた大きさの駆動電流が出力され、半導体レーザ素子２７はこの駆動電流の大きさに応じた光量の光を出力する。そして、光出力制御回路２５はモニタフォトダイオード２４の光量検出信号に基づいて半導体レーザ素子２７の発光光量が上記光量指示信号となるように光量指示信号を制御する。従って、この半導体レーザ素子２７は光量指示信号に応じて光量レベルを２種類に切り替え、その切り替えた光量レベルにて発光し続けることになる。
【００４７】
このような光量レベル制御がなされる一方で、バッファ回路２８は加入者側多重分離回路１６から上り情報のデータおよびクロック信号が入力され、このクロック信号に同期して２種類の状態に変化する変調信号を出力し、電界吸収型光変調器２９はこの変調信号に応じて半導体レーザ素子２７の発光光の加入者側光ケーブル７への入射を制御する。
【００４８】
従って、半導体レーザ素子２７の光は変調信号に応じて電界吸収型光変調器２９において加入者側光ケーブル７への入射が制御され、これにより上り情報のデータに応じた上り光信号が光ネットワーク４を介して局側装置１に入射されることになる。これ以外の動作は参考例１と同様であり説明を省略する。
【００４９】
以上のように、この実施の形態１によれば、加入者側送信器１３が、下り光信号の受信レベルが所定のレベルよりも高い場合には、上記上り光信号の局側装置１における受信レベルが低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて連続した基本光を出力する半導体レーザ素子２７と、データに応じた変調信号を出力するバッファ回路２８と、この変調信号に基づいて上記基本光を変調させて光ネットワーク４へ出力する電界吸収側光変調器２９とを備えるので、半導体レーザ素子２７のみでその発光レベルを変化させつつデータに応じて変調を行った場合において問題となる発光レベルの変動による出力光波形の変動を生ずること無く、これらを両立させることができる。
【００５０】
その結果、特に伝送速度が高速化した場合において有利な特性とすることができ、このように伝送速度を高速化したような場合であっても標準的な性能を有する光コネクタ８を用いてエラー発生率の低い安定した通信を実現することができる効果がある。
【００５１】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２によるポイント−マルチポイント光通信システムの構成を示すシステム構成図である。図において、３０は局側受信器１０に入力された上り光信号の受光レベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を局側多重分離回路１２へ出力する局側監視制御回路（レベル検出回路）、３１はこの判定信号に基づく下りデータが入力されたらこれを上り光信号の検出レベルに応じた情報として抽出する多重分離回路、３２はこの抽出した情報に基づいて判定信号を出力する加入者側監視制御回路（判定信号生成回路）である。これ以外の構成は参考例１と同様であり説明を省略する。
【００５２】
次に動作について説明する。
局側受信器１０は各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）からの上り光信号を受信すると、局側多重分離回路１２がこの局側受信器１０から入力される情報を分離するとともに、局側監視制御回路３０は局側受信器１０に入力された上り光信号の受光レベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を局側多重分離回路１２へ出力する。そして、この局側多重分離回路１２はこの判定信号を上記各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）への下り情報として局側送信器９に出力し、この局側送信器９から下り光信号が出力される。なお、この判定信号は例えば下り光信号のオーバヘッド領域に書き込めばよい。
【００５３】
各加入者側受信器１４が自局宛ての下り光信号を受信するとこれを加入者側多重分離回路３１で分離する。そして、この自局宛ての下り光信号に上記判定信号が含まれていると、加入者側多重分離回路３１はこれを上り光信号の検出レベルに応じた情報として抽出し、加入者側監視制御回路３２がこれに基づいて判定信号を出力し、加入者側送信器１３はこの判定信号に応じた２種類の光量レベルにて上り光信号としての変調光信号を生成する。これ以外の動作は参考例１と同様であり説明を省略する。
【００５４】
以上のように、この実施の形態２によれば、１つの局側装置１と、この局側装置１との間で光通信によるデータ送受信を行う複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）と、スターカプラ５を用いてこれら局側装置１および複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）を接続する光ネットワーク４とを備え、上記複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）は時分割多重方式にてそれぞれの上り光信号を光ネットワーク４に出力するポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、上記局側装置１には、各加入者装置２（１），・・・，２（ｎ）からの上り光信号の受信レベルを検出する局側監視制御回路３０と、この検出レベルに応じた情報をそれぞれの加入者装置へ下り光信号として送信する局側送信器９とを設け、各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）には、自身への下り光信号から上記検出レベルに応じた情報を抽出する加入者側多重分離回路３１と、この加入者側多重分離回路３１が抽出した検出レベル情報に基づいて、上記上り光信号の受信レベルが所定のレベルよりも高い場合には、上記上り光信号の局側装置における受信レベルが低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワーク４に送出する加入者側送信器１３とを設けるので、局側装置１からの下り光信号の受信レベルが高い加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）ではその他の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）よりも上り光信号の局側装置１における受信レベルが低くなって、その多重反射光の受信レベルとその他の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）の上り光信号の受信レベルとのレベル差を拡大することができる。
【００５５】
従って、これら２つが同時に局側装置１に入力されてしまったとしても、それらの受信レベルの差を従来よりも拡大することができ、局側装置１においてこの多重反射光と上り光信号とを分離することができず、しかも信号波長差が受信手段の受信帯域よりも小さい場合であったとしても、大きな受信感度劣化を生じてしまうことはなく、反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制してエラー発生率の低い安定した通信が可能となる効果がある。
【００５６】
また、局側装置１などを当該光ネットワーク４に接続するための光コネクタ８などの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に管理したりすることなく、このような反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制することができるので、従来と同程度の特性の光ネットワーク４を用いつつ保守性などを悪化させてしまうこともない。
【００５７】
なお、参考例１と比較した場合、この実施の形態２のほうが参考例１よりも正確に規格に準拠したレベルダイヤグラムの下での通信を可能とするものであり、参考例１のほうが実施の形態２よりも高速に応答が可能である。
【００５８】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３によるポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、加入者側送信器１３、加入者側受信器１４および加入者側波長多重光回路１５の詳細な構成を示すブロック図である。図において、３３は局側受信器１０の受信帯域外となる５００ＭＨｚ程度の強制変調信号を半導体レーザ素子２３に印加する発振器、３４はモニタフォトダイオード２４からの光量検出信号が入力され、所定の一定の光量が出力されるように駆動回路２２に対して光量指示信号を出力する光出力制御回路である。これ以外の構成は参考例１と同様であり説明を省略する。
【００５９】
次に動作について説明する。
駆動回路２２からの変調電流とともに発振器３３からの強制変調信号が入力されると、半導体レーザ素子２３はこれら２つの変調信号に応じて上り光信号としての光を発光し、これが加入者側光ケーブル７に出力される。これ以外の動作は参考例１と同様である。
【００６０】
そして、このように半導体レーザ素子２３に強制変調信号を入力すると、半導体レーザ素子２３の線幅が拡大され、上り光信号の伝送速度と比較して十分に広い線幅とすることができ、このようなシステムに一般的に用いられている１００ＭＨｚ程度の線幅を有する半導体レーザ素子２３であれば上り光信号と多重反射光とのスペクトラム半値全幅Δνを５００ＭＨｚ程度とすることができるので、図９からすれば、Ｓ／Ｘ比が１０ｄＢ以下であったとしてもパワーペナルティを１ｄＢ以下とすることができる。
【００６１】
また、この強制変調信号による変調成分は、ビットレートの５倍程度となるので局側受信器１０の帯域制限をうけるので、これにより受信感度が劣化してしまうこともなく、上り光信号をその伝送速度と比較して十分に広い線幅にて光ネットワーク４に送出することができる。
【００６２】
以上のように、この実施の形態３によれば、１つの局側装置１と、この局側装置１との間で光通信によるデータ送受信を行う複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）と、スターカプラ５を用いてこれら局側装置１および複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）を接続する光ネットワーク４とを備え、上記複数の加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）は時分割多重方式にてそれぞれの上り光信号を光ネットワーク４に出力するポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、各加入者側装置２（１），・・・，２（ｎ）が、上り光信号の伝送速度と比較して十分に広い線幅にて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワーク４に送出する加入者側送信器１３を備えるので、多重反射光の受信レベルと上り光信号の受信レベルとのレベル差としては変わらないものの、コヒーレントクロストークの影響を抑圧することができる。
【００６３】
従って、これら２つが同時に局側装置１に入力され、局側装置１においてこの多重反射光と上り光信号とを分離することができない場合であったとしても、大きな受信感度劣化を生じてしまうことはなく、反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制してエラー発生率の低い安定した通信が可能となる効果がある。また、これと同時に、これらの信号波長差が局側受信器１０の受信帯域よりも大きくなるように上り光信号を変調することで、この局側受信器１０の帯域制限で受信感度の劣化を無視することも可能であり、受信感度の劣化を伴うこともない効果がある。
【００６４】
また、局側装置１などを当該光ネットワーク４に接続するための光コネクタ８などの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に管理したりすることなく、このような反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制することができるので、従来と同程度の特性の光ネットワーク４を用いつつ保守性などを悪化させてしまうこともない。
【００６５】
なお、一般的に用いられる数ｍＷ出力の半導体レーザ素子の換わりに、数十ｎｍ以上の線幅を示すＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いることでも線幅をある程度広げることができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、１つの局側装置と、この局側装置との間で光通信によるデータ送受信を行う複数の加入者側装置と、スターカプラを用いてこれら局側装置および複数の加入者側装置を接続する光ネットワークとを備え、上記複数の加入者側装置は時分割多重方式にてそれぞれの上り光信号を光ネットワークに出力するポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、上記局側装置には、各加入者装置からの上り光信号の受信レベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を出力するレベル検出回路と、この判定信号をそれぞれの加入者装置へ下り光信号として送信する送信手段とを設け、各加入者側装置には、自身への下り光信号から上記判定信号を抽出する情報抽出手段と、この情報抽出手段が抽出した判定信号に応じて、自身からの上り光信号の局側装置における受信レベルが所定の出力切替閾値よりも高い場合に上記上り光信号の局側装置における受信レベルを所定のレベルだけ低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワークに送出する送信手段とを設けるので、局側装置からの下り光信号の受信レベルが高い加入者側装置ではその他の加入者側装置よりも上り光信号の局側装置における受信レベルが低くなって、その多重反射光の受信レベルとその他の加入者側装置の上り光信号の受信レベルとのレベル差を拡大することができる。
【００６７】
従って、これら２つが同時に局側装置に入力されてしまったとしても、それらの受信レベルの差を従来よりも拡大することができ、局側装置においてこの多重反射光と上り光信号とを分離することができず、しかも信号波長差が受信手段の受信帯域よりも小さい場合であったとしても、大きな受信感度劣化を生じてしまうことはなく、反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制してエラー発生率の低い安定した通信が可能となる効果がある。そして、ＰＣ研磨光コネクタなどを用いて光ネットワークを構築しつつもＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８３．１として国際標準化されたＡＴＭ−ＰＯＮと同等のパワーペナルティ（１．５ｄＢ以下、但し、主信号電力と雑音電力とのスペクトラム半値全幅Δν＝１００ＭＨｚ）を実現することができる効果がある。
【００６８】
また、局側装置や局側装置などを当該光ネットワークに接続するための光コネクタなどの各種の接続部材の接続状態などを徹底的に管理したりすることなく、このような反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制することができるので、従来と同程度の特性の光ネットワークを用いつつ保守性などを悪化させてしまうこともない。
【００６９】
この発明によれば、送信手段が、受信レベルが所定のレベルよりも高い場合には、上記上り光信号の局側装置における受信レベルが低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて基本光を出力する発光回路と、データに応じた第一変調信号を出力する第一変調回路と、上記第一変調信号に基づいて上記基本光を変調させて光ネットワークへ出力する電界吸収型光変調器とを備えるので、発光回路のみでその発光レベルを変化させつつデータに応じて変調を行った場合において問題となる発光レベルの変動による出力光波形の変動を生ずること無く、これらを両立させることができる。その結果、特に伝送速度が高速化した場合において有利な特性とすることができ、このように伝送速度を高速化したような場合であっても標準的な性能を有する光コネクタを用いてエラー発生率の低い安定した通信を実現することができる効果がある。
【００７０】
この発明によれば、送信手段が、データに応じた第一変調信号を出力する第一変調回路と、上り光信号の伝送速度よりも高い繰り返し周波数であって且つ局側装置の受信帯域外となる周波数を有する第二変調信号を出力する第二変調回路と、上記第一変調信号および上記第二変調信号が入力され、これら２つの変調信号に応じて上り光信号としての光を発光する発光回路とを備えるので、各加入者側装置は、上り光信号の伝送速度と比較して十分に広い線幅にて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワークに送出することができる。
【００７１】
その結果、多重反射光と上り光信号とを分離することができない場合であったとしても、大きな受信感度劣化を生じてしまうことはなく、反射光の干渉に起因する受信感度劣化を抑制してエラー発生率の低い安定した通信が可能となる効果がある。また、これと同時に、局側装置の受信帯域外となるように第二変調信号の周波数を設定しているので、受信手段の帯域制限により受信感度の劣化を生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の参考例１によるポイント−マルチポイント光通信システムの構成を示すシステム構成図である。
【図２】 この発明の参考例１による加入者側送信器、加入者側受信器および加入者側波長多重光回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態１によるポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、加入者側送信器、加入者側受信器および加入者側波長多重光回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明の実施の形態２よるポイント−マルチポイント光通信システムの構成を示すシステム構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態３によるポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、加入者側送信器、加入者側受信器および加入者側波長多重光回路の詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】 従来のポイント−マルチポイント光通信システムの構成を示すシステム構成図である。
【図７】 従来のポイント−マルチポイント光通信システムにおける時分割多重方式による動作を説明するための説明図である。
【図８】 従来のポイント−マルチポイント光通信システムにおいて発生する上り光信号と多重反射光との干渉状態を説明する説明図である。
【図９】 上り光信号などの主信号電力と多重反射光などの雑音電力との比と、受信感度を示す１つの指標であるパワーペナルティとの関係を示す雑音エラー特性図である。
【符号の説明】
１ 局側装置、２（１），・・・，２（ｎ） 加入者側装置、３（１），・・・，３（ｎ） ターミナル、４ 光ネットワーク、５ スターカプラ、６ 局側光ケーブル、７ 加入者側光ケーブル、８ 光コネクタ、９ 局側送信器、１０ 局側受信器、１１ 局側波長多重光回路、１２ 局側多重分離回路、１３ 加入者側送信器、１４ 加入者側受信器、１５ 加入者側波長多重光回路、１６ 加入者側多重分離回路、１７ 受光フォトダイオード、１８ 増幅器、１９ Ａ／Ｄ変換回路、２０ レベル検出回路、２１ バッファ回路、２２ 駆動回路、２３ 半導体レーザ素子、２４ モニタフォトダイオード、２５ 光出力制御回路、２６ 駆動回路、２７ 半導体レーザ素子、２８ バッファ回路、２９ 電界吸収型光変調器、３０ 局側監視制御回路（レベル検出回路）、３１ 多重分離回路、３２ 加入者側監視制御回路（判定信号生成回路）、３３ 発振器、３４ 光出力制御回路。
Claims (3)
- １つの局側装置と、この局側装置との間で光通信によるデータ送受信を行う複数の加入者側装置と、スターカプラを用いてこれら局側装置および複数の加入者側装置を接続する光ネットワークとを備え、上記複数の加入者側装置は時分割多重方式にてそれぞれの上り光信号を光ネットワークに出力するポイント−マルチポイント光通信システムにおいて、
上記局側装置には、
各加入者装置からの上り光信号の受信レベルと所定の出力切替閾値とを比較してその比較結果に応じた判定信号を出力するレベル検出回路と、
この判定信号をそれぞれの加入者装置へ下り光信号として送信する送信手段とを設け、
各加入者側装置には、
自身への下り光信号から上記判定信号を抽出する情報抽出手段と、
この情報抽出手段が抽出した判定信号に応じて、自身からの上り光信号の局側装置における受信レベルが所定の出力切替閾値よりも高い場合に上記上り光信号の局側装置における受信レベルを所定のレベルだけ低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて、データに応じて変調された上り光信号を光ネットワークに送出する送信手段とを設けることを特徴とするポイント−マルチポイント光通信システム。 - 送信手段は、
受信レベルが所定のレベルよりも高い場合には、上記上り光信号の局側装置における受信レベルが低くなるように当該上り光信号の送信レベルを低下させ、この制御に基づく発光レベルにて基本光を出力する発光回路と、
データに応じた第一変調信号を出力する第一変調回路と、
上記第一変調信号に基づいて上記基本光を変調させて光ネットワークへ出力する電界吸収型光変調器とを備えることを特徴とする請求項１記載のポイント−マルチポイント光通信システム。 - 送信手段は、
データに応じた第一変調信号を出力する第一変調回路と、
上り光信号の伝送速度よりも高い繰り返し周波数であって且つ局側装置の受信帯域外となる周波数を有する第二変調信号を出力する第二変調回路と、
上記第一変調信号および上記第二変調信号が入力され、これら２つの変調信号に応じて上り光信号としての光を発光する発光回路とを備えることを特徴とする請求項１記載のポイント−マルチポイント光通信システム。
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