JP5301364B2 - 光アクセスシステムおよび光中継装置 - Google Patents

Description

本発明は、光信号の選択と再生を行う光アクセスシステムおよび光中継装置に関する。

ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）−ＰＯＮ（Passive Optical Network）方式の光アクセスシステムでは、局内装置ＯＬＴ（Optical Line Terminal）から宅内装置ＯＮＵ（Optical Network Unit）へ、他のＯＮＵ宛の光信号も含めた全ての光信号が伝送されるため、秘匿性に難点がある。また、ＯＬＴからＯＮＵへ映像信号が送信される場合、各ＯＮＵには、加入契約している映像番組の信号だけでなく、加入契約していない映像番組の信号も伝送されてくるため、無断で視聴されてしまう恐れがある。
一方で、近年、光アクセスシステムでは、より経済的なシステムを実現するために、長延化および多分岐化の技術の検討が活発になされている。
前者のＴＤＭ−ＰＯＮ方式の光アクセスシステムにおける秘匿性の技術には、暗号方式を適用する方法などがある（非特許文献１参照）。後者の長延化、多分岐化の技術には、光増幅器を用いた方法などがある（非特許文献２参照）。

三鬼準基、雲崎清美、上田裕巳、渡辺隆市，"パッシブダブルスター光アクセスシステムにおけるセキュリティ方式"，電子情報通信学会論文誌，２００２年３月，Ｖｏｌ．Ｊ８５−Ｂ，Ｎｏ．３，ｐｐ．３３９−３４５ Ken-Ichi Suzuki, Youichi Fukada, Takashi Nakanishi, Naoto Yoshimoto, Makoto Tsubokawa, "Burst-mode Optical Amplifier for Long-reach 10Gbit/s PON application," Optical Fiber Communication Conference and Exposition (OFC), OThL3, San Diego, USA, Feb.2008.

これらの技術により、下り信号の秘匿性と光アクセスシステムの長延化、多分岐化の問題を解決することは可能だが、それぞれ個別の技術であり、下り信号の秘匿性と光アクセスシステムの長延化、多分岐化とを同時には実現できないため、光アクセスシステムのさらなる経済化を実現する上で障壁となる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ＴＤＭ−ＰＯＮ方式における下り信号の秘匿性と、光アクセスシステムの長延化、多分岐化を実現するために必要となる光信号再生機能とを同時に実現する光アクセスシステムおよび光中継装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の光アクセスシステムは、双方向に光信号をやりとりする光送受信装置間に光中継装置を設置し、光中継装置にて、一方の光送受信装置から伝送される光信号に含まれるユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報と、もう一方の光送受信装置から伝送される光信号に含まれるユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を判定し、同一のユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報の光信号のみを再生するものである。

すなわち、本発明は、１つの上流の光送受信装置と複数の下流の光送受信装置が光スプリッタを介して１対多の光通信を行う光アクセスシステムにおいて、前記光スプリッタと前記複数の下流の光送受信装置との間にそれぞれ光中継装置が接続され、前記光中継装置は、前記上流の光送受信装置からの光信号を再生する光再生部と、前記上流の光送受信装置からの光信号を受信する第１の光受信器と、前記下流の光送受信装置からの光信号を受信する第２の光受信器と、前記第１および第２の光受信器から出力された電気信号のそれぞれからユーザＩＤまたはサービスＩＤを識別し、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生し、前記下流の光送受信装置に出力するように前記光再生部を制御する判定制御回路からなる光判定部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、１つの上流の光送受信装置と複数の下流の光送受信装置が光スプリッタを介して１対多の光通信を行う光アクセスシステムにおいて、前記光スプリッタと前記複数の下流の光送受信装置との間にそれぞれ光中継装置が接続され、前記光中継装置は、光遅延線と、該光遅延線に接続され、前記上流の光送受信装置からの光信号を再生する光増幅器からなる光再生部と、前記上流の光送受信装置からの光信号を受信する第１の光受信器と、前記下流の光送受信装置からの光信号を受信する第２の光受信器と、該第１および第２の光受信器から出力された電気信号を判定し、該判定結果に基づき前記光再生部を制御する判定制御回路からなる光判定部と、前記上流の光送受信装置からの光信号がポート１に入射され、該光信号をポート２から出射させる第１のサーキュレーターと、前記第１のサーキュレーターのポート２からの光信号が入射され、該光信号を前記光判定部の第１の光受信器と前記光再生部の入力端へ分岐する第１の光スプリッタと、前記下流の光送受信装置からの光信号を分岐する第２の光スプリッタと、前記第２の光スプリッタで分岐された光信号がポート１に入射され、該光信号をポート２を介して前記光判定部の第２の光受信器へ出射させる第２のサーキュレーターとを備え、前記第１のサーキュレーターは、第２の光スプリッタで分岐された光信号がポート３に入射され、該光信号をポート１から出射させ、前記第２のサーキュレーターは、前記光再生部の出力端からの光信号がポート３に入射され、該光信号をポート１を介して前記第２のスプリッタへ出射させ、前記光判定部の判定制御回路は、前記第１および第２の光受信器から出力された電気信号のそれぞれからユーザＩＤまたはサービスＩＤを識別し、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生するように前記光再生部を制御することを特徴とする。

本発明の光アクセスシステムにおける前記光中継装置は、前記光再生部から出力される光信号の空き部分にデータを追加する光データ部を更に備え、前記光判定部の判定制御回路は、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤが、前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤと不一致である場合は、不一致だった光信号によって空きとなった伝送帯域を利用し、前記光再生部からの光信号の空き部分にデータを追加するように前記光データ部を制御することが好ましい。

本発明の光アクセスシステムにおける前記光中継装置は、前記光判定部の判定制御回路内に前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を保持するメモリを有し、前記光判定部の判定制御回路は、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが前記メモリに保持されたユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生するように前記光再生部を制御することが好ましい。

また、本発明は、１つの上流の光送受信装置と複数の下流の光送受信装置が光スプリッタを介して１対多の光通信を行う光アクセスシステムの前記光スプリッタの下流側に設置される光中継装置であって、前記上流の光送受信装置からの光信号を再生する光再生部と、前記上流の光送受信装置からの光信号を受信する第１の光受信器と、前記下流の光送受信装置からの光信号を受信する第２の光受信器と、前記第１および第２の光受信器から出力された電気信号のそれぞれからユーザＩＤまたはサービスＩＤを識別し、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生し、前記下流の光送受信装置に出力するように前記光再生部を制御する判定制御回路からなる光判定部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、１つの上流の光送受信装置と複数の下流の光送受信装置が光スプリッタを介して１対多の光通信を行う光アクセスシステムの前記光スプリッタの下流側に設置される光中継装置であって、光遅延線と、該光遅延線に接続され、前記上流の光送受信装置からの光信号を再生する光増幅器からなる光再生部と、前記上流の光送受信装置からの光信号を受信する第１の光受信器と、前記下流の光送受信装置からの光信号を受信する第２の光受信器と、該第１および第２の光受信器から出力された電気信号を判定し、該判定結果に基づき前記光再生部を制御する判定制御回路からなる光判定部と、前記上流の光送受信装置からの光信号がポート１に入射され、該光信号をポート２から出射させる第１のサーキュレーターと、前記第１のサーキュレーターのポート２からの光信号が入射され、該光信号を前記光判定部の第１の光受信器と前記光再生部の入力端へ分岐する第１の光スプリッタと、前記下流の光送受信装置からの光信号を分岐する第２の光スプリッタと、前記第２の光スプリッタで分岐された光信号がポート１に入射され、該光信号をポート２を介して前記光判定部の第２の光受信器へ出射させる第２のサーキュレーターとを備え、前記第１のサーキュレーターは、第２の光スプリッタで分岐された光信号がポート３に入射され、該光信号をポート１から出射させ、前記第２のサーキュレーターは、前記光再生部の出力端からの光信号がポート３に入射され、該光信号をポート１を介して前記第２のスプリッタへ出射させ、前記光判定部の判定制御回路は、前記第１および第２の光受信器から出力された電気信号のそれぞれからユーザＩＤまたはサービスＩＤを識別し、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生するように前記光再生部を制御することを特徴とする。

本発明の光中継装置は、前記光再生部から出力される光信号の空き部分にデータを追加する光データ部を更に備え、前記光判定部の判定制御回路は、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤが、前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤと不一致である場合は、不一致だった光信号によって空きとなった伝送帯域を利用し、前記光再生部からの光信号の空き部分にデータを追加するように前記光データ部を制御することが好ましい。

本発明の光中継装置は、前記光判定部の判定制御回路内に下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を保持するメモリを有し、前記光判定部の判定制御回路は、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが前記メモリに保持されたユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生するように前記光再生部を制御することが好ましい。

本発明によれば、ＴＤＭ−ＰＯＮ方式における下り信号の秘匿性と、光アクセスシステムの長延化、多分岐化を実現するために必要となる光信号再生機能とを同時に実現することができる。これより、下り信号を受信する光送受信装置では、全ての光信号から自分宛の光信号だけを抽出する機能が不要となり、合わせて長延化に必要となる光増幅機能も追加できることから、経済的な光アクセスシステムの実現が期待できる。また、加入契約していない映像サービスの無断視聴の危険性も回避できる。

本発明の第１の実施形態に係る光アクセスシステムの全体構成図である。 第１の実施形態に係る光アクセスシステムにおいて、ＴＤＭ−ＰＯＮ方式を用いた場合の光中継装置の制御概念図である。 第１の実施形態に係る光アクセスシステムにおいて、判定制御回路内にユーザＩＤ、サービスＩＤの情報を保持するメモリを有する光中継装置の構成図である。 本発明の第２の実施形態に係る光アクセスシステムの全体構成図である。 第２の実施形態に係る光アクセスシステムにおいて、ＴＤＭ−ＰＯＮ方式を用いた場合の光中継装置の制御概念図である。 第２の実施形態に係る光アクセスシステムにおいて、判定制御回路内にユーザＩＤ、サービスＩＤの情報を保持するメモリを有する光中継装置の構成図である。 本発明の第１および第２の実施形態に係る光アクセスシステムを用いたシステム構築の一例を示す図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光アクセスシステムの全体構成図である。図１に示すように、本発明は、１台の光送受信装置（１０００）とＮ台の光送受信装置（１００１〜１００Ｎ）が光スプリッタ（１１０１）を介して１対多の光通信を行う光アクセスシステムであり、光スプリッタ（１１０１）と、光ファイバ（１２０１〜１２０Ｎ）を介してそれぞれ接続されるＮ台の光送受信装置（１００１〜１００Ｎ）との間にはＮ台の光中継装置（１３０１〜１３０Ｎ）が接続されている。

光中継装置（１３０１）は、光遅延線（１３０１−０５）、光遅延線（１３０１−０５）に接続されて上流の光送受信装置（１０００）からの光信号を再生する半導体光増幅器（１３０１−０６）からなる光再生部（１３０１−０７）と、上流の光送受信装置（１０００）からの光信号を受信して電気信号に変換する光受信器（１３０１−０１）、下流の光送受信装置（１００１）からの光信号を受信して電気信号に変換する光受信器（１３０１−０２）、それぞれの光受信器（１３０１−０１、１３０１−０２）から出力された電気信号を判定し、判定結果に基づき半導体光増幅器（１３０１−０６）を制御する判定制御回路（１３０１−０３）からなる光判定部（１３０１−０４）と、上流の光送受信装置（１０００）からの光信号を透過する（ポート１から入射して、ポート２から出射する）サーキュレーター（１３０１−０８）と、サーキュレーター（１３０１−０８）のポート２からの光信号を、光判定部（１３０１−０４）の光受信器（１３０１−０１）と光再生部（１３０１−０７）の入力端へ分岐する光スプリッタ（１３０１−０９）と、下流の光送受信装置（１００１）からの光信号を分岐する光スプリッタ（１３０１−１０）と、光スプリッタ（１３０１−１０）で分岐された光信号をポート１から入射して、ポート２を介して光判定部（１３０１−０４）の光受信器（１３０１−０２）へ出射するサーキュレーター（１３０１−１１）とを備える。

また、サーキュレーター（１３０１−０８）は、光スプリッタ（１３０１−１０）で分岐された光信号をポート３から入射して、ポート１から出射し、サーキュレーター（１３０１−１１）は、光再生部（１３０１−０７）の出力端からの光信号をポート３から入射して、ポート１を介して光スプリッタ（１３０１−１０）へ出射する。

ここで本発明の特徴とするところは、上流の光送受信装置（１０００）からの光信号と下流の光送受信装置（１００１）からの光信号を２つの光受信器（１３０１−０１、１３０１−０２）で電気信号に変換した後、判定制御回路（１３０１−０３）が、それぞれの電気信号からユーザＩＤまたはサービスＩＤを識別し、上流の光送受信装置（１０００）から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが、下流の光送受信装置（１００１）から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生するように半導体光増幅器（１３０１−０６）を制御する光アクセスシステムとしたことである。

このように構成することにより、下り信号の秘匿性と、光アクセスシステムの長延化、多分岐化が同時に実現でき、経済的な光アクセスシステムの実現が期待できる。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る光アクセスシステムにおいて、ＴＤＭ−ＰＯＮ方式を用いた場合の光中継装置の制御概念図である。図２の右側からは、ユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を含むＯＮ／ＯＦＦの光信号が伝送され、光スプリッタ（１３０１−１０）にて分岐された後、一方の光信号は、サーキュレーター（１３０１−１１）を透過して、光受信器（１３０１−０２）で受信され、もう一方の光信号は、サーキュレーター（１３０１−０８）を透過して、上流へと伝送される。光受信器（１３０１−０２）で受信された信号は、判定制御回路（１３０１−０３）に送られ、判定制御回路（１３０１−０３）では、どのユーザＩＤまたはどのサービスＩＤの光信号が到着しているかを識別する。

図２の左側からは、全てのユーザＩＤまたは全てのサービスＩＤの情報を含むＯＮ／ＯＦＦの光信号が伝送され、その光信号は、サーキュレーター（１３０１−０８）を透過して、光スプリッタ（１３０１−０９）にて分岐される。分岐された一方の光信号は、光判定部（１３０１−０４）に送られ、光受信器（１３０１−０１）で受信され、もう一方の光信号は、光再生部（１３０１−０７）へと送られる。光受信器（１３０１−０１）で受信された信号は、判定制御回路（１３０１−０３）に送られ、判定制御回路（１３０１−０３）では、光受信器（１３０１−０１）で受信された信号の中から、光受信器（１３０１−０２）で受信された信号から識別したユーザＩＤ、サービスＩＤと一致するユーザＩＤ、サービスＩＤの信号を識別して、半導体光増幅器（１３０１−０６）を制御するための制御信号に変換する。

光再生部（１３０１−０７）へ送られた光信号は、光遅延線（１３０１−０５）を通過した後、半導体光増幅器（１３０１−０６）にて、判定制御回路（１３０１−０３）より送られてくる制御信号をもとに信号再生される。

図２では、先頭のＯＮ信号は該当ユーザＩＤの信号、または該当サービスＩＤの信号ではないため、半導体光増幅器（１３０１−０６）ではＯＦＦ制御され、光スプリッタ（１３０１−１０）からは、先頭のＯＮ信号が消えた状態で光信号が出力される。

ここで、光遅延線（１３０１−０５）は、光受信器（１３０１−０１）による信号受信処理、判定制御回路（１３０１−０３）におけるユーザＩＤまたはサービスＩＤの識別処理に要する時間に比べ、十分長い時間分の光遅延線とする。また、判定制御回路（１３０１−０３）は、光受信器（１３０１−０１）からの信号をもとに、クロック信号を生成する機能を有し、クロック信号と設計された光遅延線の距離、光受信器（１３０１−０１）による信号受信処理、判定制御回路（１３０１−０３）におけるユーザＩＤまたはサービスＩＤの識別処理に要する時間を考慮し、光遅延線（１３０１−０５）を通過した再生すべき光信号が半導体光増幅器（１３０１−０６）を通過するタイミングと、半導体光増幅器（１３０１−０６）の制御タイミングを一致させる。

このように構成し、半導体光増幅器（１３０１−０６）を制御することにより、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが一致した光信号のみ半導体光増幅器（１３０１−０６）にて再生を行う光アクセスシステムを実現することができる。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る光アクセスシステムにおいて、判定制御回路内に下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤ、サービスＩＤの情報を保持するメモリを有する光中継装置の構成を示す図である。図２に示す光中継装置と構成において異なる点は、判定制御回路（１３０１−０３）内に情報メモリ（１３０１−０３１）を有する点である。

図３の右側からは、ユーザＩＤ、サービスＩＤの情報を含む光信号が伝送され、その光信号は、光スプリッタ（１３０１−１０）にて分岐された後、サーキュレーター（１３０１−１１）を透過し、光受信器（１３０１−０２）で受信される。光受信器（１３０１−０２）で受信された信号は、判定制御回路（１３０１−０３）に送られ、判定制御回路（１３０１−０３）は、ユーザＩＤ、サービスＩＤを識別し、識別されたユーザＩＤ、サービスＩＤの情報を、判定制御回路（１３０１−０３）内にある情報メモリ（１３０１−０３１）に保存する。

情報メモリを有しない光中継装置では、下流の光送受信装置から光信号が伝送されてくるたびに、その光信号からユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を抽出する必要が生じるが、本光中継装置では、一度接続された下流の光送受信装置のユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を情報メモリに保持することができるため、光判定部の判定制御回路は、下流の光送受信装置から光信号が伝送されてくるたびに、その光信号からユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を抽出する必要がなく、情報メモリ（１３０１−０３１）の情報を参照することにより、上流の光送受信装置からの光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤが、下流の光送受信装置のユーザＩＤまたはサービスＩＤと一致しているか否かを識別でき、識別動作の高速化が期待できる。
また、本光中継装置では、一度接続された下流の光送受信装置のユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を情報メモリに保持することにより、光判定部の判定制御回路は、下流の光送受信装置から光信号が届いてないときにおいても、情報メモリ（１３０１−０３１）の情報を参照することにより、上流の光送受信装置からの光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤが、下流の光送受信装置のユーザＩＤまたはサービスＩＤと一致しているか否かを識別でき、識別動作の高速化が期待できる。

情報メモリ（１３０１−０３１）のユーザＩＤ、サービスＩＤの情報は、例えば下流の光送受信装置に新たなサービスが追加された時や、下流の光送受信装置が取りはずされ、再度接続された時などを契機に更新される。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る光アクセスシステムの全体構成図である。図４に示すように、本発明は、１台の光送受信装置（１０００）とＮ台の光送受信装置（１００１〜１００Ｎ）が光スプリッタ（１１０１）を介して１対多の光通信を行う光アクセスシステムであり、光スプリッタ（１１０１）と、光ファイバ（１２０１〜１２０Ｎ）を介してそれぞれ接続されるＮ台の光送受信装置（１００１〜１００Ｎ）との間にはＮ台の光中継装置（１３０１〜１３０Ｎ）が接続されている。

光中継装置（１３０１）は、光遅延線（１３０１−０５）、光遅延線（１３０１−０５）に接続されて上流の光送受信装置（１０００）からの光信号を再生する半導体光増幅器（１３０１−０６）からなる光再生部（１３０１−０７）と、上流の光送受信装置（１０００）からの光信号を受信して電気信号に変換する光受信器（１３０１−０１）、下流の光送受信装置（１００１）からの光信号を受信して電気信号に変換する光受信器（１３０１−０２）、それぞれの光受信器（１３０１−０１、１３０１−０２）から出力された電気信号を判定し、判定結果に基づき半導体光増幅器（１３０１−０６）を制御する判定制御回路（１３０１−０３）からなる光判定部（１３０１−０４）と、光再生部（１３０１−０７）から出力される光信号の空き部分にデータを追加する光データ部（１３０１−１２）と、光再生部（１３０１−０７）から出力される光信号と光データ部（１３０１−１２）から出力される光信号を合波する光スプリッタ（１３０１−１３）と、上流の光送受信装置（１０００）からの光信号を透過する（ポート１から入射して、ポート２から出射する）サーキュレーター（１３０１−０８）と、サーキュレーター（１３０１−０８）のポート２からの光信号を、光判定部（１３０１−０４）の光受信器（１３０１−０１）と光再生部（１３０１−０７）の入力端へ分岐する光スプリッタ（１３０１−０９）と、下流の光送受信装置（１００１）からの光信号を分岐する光スプリッタ（１３０１−１０）と、光スプリッタ（１３０１−１０）で分岐された光信号をポート１から入射して、ポート２を介して光判定部（１３０１−０４）の光受信器（１３０１−０２）へ出射するサーキュレーター（１３０１−１１）とを備える。

また、サーキュレーター（１３０１−０８）は、光スプリッタ（１３０１−１０）で分岐された光信号をポート３から入射して、ポート１から出射し、サーキュレーター（１３０１−１１）は、光再生部（１３０１−０７）の出力端からの光信号をポート３から入射して、ポート１を介して光スプリッタ（１３０１−１０）へ出射する。

ここで本発明の特徴とするところは、上流の光送受信装置（１０００）からの光信号と下流の光送受信装置（１００１）からの光信号を２つの光受信器（１３０１−０１、１３０１−０２）で電気信号に変換した後、判定制御回路（１３０１−０３）が、それぞれの電気信号からユーザＩＤまたはサービスＩＤを識別し、上流の光送受信装置（１０００）から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが、下流の光送受信装置（１００１）から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生するように半導体光増幅器（１３０１−０６）を制御し、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが不一致だった場合は、不一致だった光信号によって空きとなった伝送帯域を利用し、光再生部（１３０１−０７）からの光信号の空き部分に光スプリッタ（１３０１−１３）を用いてデータを追加するように光データ部（１３０１−１２）を制御する光アクセスシステムとしたことである。

光データ部（１３０１−１２）から追加するデータは、光中継装置（１３０１）内に別途設置するストレージサーバから取得する方法や、遠隔にあるストレージサーバから別の光ファイバを経由して取得する方法、前記別の光ファイバの代わりに光送受信装置（１０００）より送信される光信号と波長多重して取得する方法などが考えられる。

このように構成することにより、下り信号の秘匿性と、光アクセスシステムの長延化、多分岐化が同時に実現でき、経済的な光アクセスシステムの実現が期待できるとともに、空き伝送帯域を有効利用することができる。本システムにより、対応するユーザＩＤ、サービスＩＤ毎にそれぞれ異なる情報や映像番組などを提供することが可能となる。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る光アクセスシステムにおいて、ＴＤＭ−ＰＯＮ方式を用いた場合の光中継装置の制御概念図である。図５の右側からは、ユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を含むＯＮ／ＯＦＦの光信号が伝送され、光スプリッタ（１３０１−１１）にて分岐された後、一方の光信号は、サーキュレーター（１３０１−１１）を透過して、光受信器（１３０１−０２）で受信され、もう一方の光信号は、サーキュレーター（１３０１−０８）を透過して、上流へと伝送される。光受信器（１３０１−０２）で受信された信号は、判定制御回路（１３０１−０３）に送られ、判定制御回路（１３０１−０３）では、どのユーザＩＤまたはどのサービスＩＤの光信号が到着しているかを識別する。

図５の左側からは、全てのユーザＩＤまたは全てのサービスＩＤの情報を含むＯＮ／ＯＦＦの光信号が伝送され、その光信号は、サーキュレーター（１３０１−０８）を透過して、光スプリッタ（１３０１−０９）にて分岐される。分岐された一方の光信号は、光判定部（１３０１−０４）に入力し、光受信器（１３０１−０１）で受信され、もう一方の光信号は、光再生部（１３０１−０７）へと送られる。光受信器（１３０１−０１）で受信された信号は、判定制御回路（１３０１−０３）に送られ、判定制御回路（１３０１−０３）では、光受信器（１３０１−０１）で受信された信号の中から、光受信器（１３０１−０２）で受信された信号から識別したユーザＩＤ、サービスＩＤと一致するユーザＩＤ、サービスＩＤの信号を識別して、半導体光増幅器（１３０１−０６）を制御するための制御信号に変換する。

光再生部（１３０１−０７）へ送られた光信号は、光遅延線（１３０１−０５）を通過した後、半導体光増幅器（１３０１−０６）にて、判定制御回路（１３０１−０３）より送られてくる制御信号をもとに信号再生される。

図５では、先頭のＯＮ信号は該当ユーザＩＤの信号、または該当サービスＩＤの信号ではないため、半導体光増幅器（１３０１−０６）ではＯＦＦ制御される。
光データ部（１３０１−１２）は、判定制御回路（１３０１−０３）より送られてくる制御信号をもとに、伝送するタイムスロットの空き情報を入手し、その情報をもとに、光再生部（１３０１−０７）からの光信号の空き部分に光スプリッタ（１３０１−１３）を用いてデータを追加する。その結果、光スプリッタ（１３０１−１０）からは、先頭のＯＮ信号に別のＯＮ信号が追加された状態で光信号が出力される。

ここで、光遅延線（１３０１−０５）は、光受信器（１３０１−０１）による信号受信処理、判定制御回路（１３０１−０３）におけるユーザＩＤまたはサービスＩＤの識別処理に要する時間に比べ、十分長い時間分の光遅延線とする。また、判定制御回路（１３０１−０３）は、光受信器（１３０１−０１）からの信号をもとに、クロック信号を生成する機能を有し、クロック信号と設計された光遅延線の距離、光受信器（１３０１−０１）による信号受信処理、判定制御回路（１３０１−０３）におけるユーザＩＤまたはサービスＩＤの識別処理に要する時間を考慮し、光遅延線（１３０１−０５）を通過した再生すべき光信号が半導体光増幅器（１３０１−０６）を通過するタイミングと、半導体光増幅器（１３０１−０６）の制御タイミングを一致させる。また、光データ部（１３０１−１２）から送信する光信号は、光再生部（１３０１−０７）から出力される光信号と衝突しないよう制御させる。

このように構成し、半導体光増幅器（１３０１−０６）を制御することにより、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが一致した光信号のみ半導体光増幅器（１３０１−０６）にて再生を行う光アクセスシステムを実現することができる。また、空き伝送帯域を利用し、対応するユーザＩＤ毎にそれぞれ異なる情報や映像番組などを提供することが可能となる。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る光アクセスシステムにおいて、判定制御回路内に下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤ、サービスＩＤの情報を保持するメモリを有する光中継装置の構成を示す図である。図５に示す光中継装置と構成において異なる点は、判定制御回路内（１３０１−０３）に情報メモリ（１３０１−０３１）を有する点である。

図６の右側からは、ユーザＩＤ、サービスＩＤの情報を含む光信号が伝送され、その光信号は、光スプリッタ（１３０１−１０）にて分岐された後、サーキュレーター（１３０１−１１）を透過し、光受信器（１３０１−０２）で受信される。光受信器（１３０１−０２）で受信された信号は、判定制御回路（１３０１−０３）に送られ、判定制御回路（１３０１−０３）は、ユーザＩＤ、サービスＩＤを識別し、識別されたユーザＩＤ、サービスＩＤの情報を、判定制御回路（１３０１−０３）内にある情報メモリ（１３０１−０３１）に保存する。

このように構成することによる期待される効果は、図３に示す光中継装置と同様である。すなわち、本光中継装置では、一度接続された下流の光送受信装置のユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を情報メモリに保持することができるため、光判定部の判定制御回路は、下流の光送受信装置から光信号が伝送されてくるたびに、その光信号からユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を抽出する必要がなく、情報メモリ（１３０１−０３１）の情報を参照することにより、上流の光送受信装置からの光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤが、下流の光送受信装置のユーザＩＤまたはサービスＩＤと一致しているか否かを識別でき、識別動作の高速化が期待できる。
また、本光中継装置では、一度接続された下流の光送受信装置のユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を情報メモリに保持することにより、光判定部の判定制御回路は、下流の光送受信装置から光信号が届いてないときにおいても、情報メモリ（１３０１−０３１）の情報を参照することにより、上流の光送受信装置からの光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤが、下流の光送受信装置のユーザＩＤまたはサービスＩＤと一致しているか否かを識別でき、識別動作の高速化が期待できる。

図７は、本発明の第１および第２の実施形態に係る光アクセスシステムを用いたシステム構築の一例を示す図である。
このシステム構築例では、広域収容を可能とするため、１つ上流に位置する施設に光送受信装置（２０００）を設置し、その下に光中継装置（２０１１〜２０１Ｎ）を設置する。光中継装置（２０１１〜２０１Ｎ）には、それぞれ光スプリッタ（２０２１〜２０２Ｎ）を経由してユーザ宅などに設置される光送受信装置（２０３１−１〜２０３１−Ｍ、２０３２−１〜２０３２−Ｍ、・・・２０３Ｎ−１〜２０３Ｎ−Ｍ）が接続される。
このように構成することにより、光送受信装置（２０３１−１〜２０３１−Ｍ）には、サービスＡの光信号のみを配信し、光送受信装置（２０３２−１〜２０３２−Ｍ）には、サービスＢの光信号のみを配信することで、収容グループ単位での制御も可能となる。

１０００，１００１〜１００Ｎ，２０００，２０３１−１〜２０３１−Ｍ，２０３２−１〜２０３２−Ｍ，２０３Ｎ−１〜２０３Ｎ−Ｍ 光送受信装置
１１０１，１３０１−０９，１３０１−１０，１３０１−１３，２０２１〜２０２Ｎ 光スプリッタ
１２０１〜１２０Ｎ 光ファイバ
１３０１〜１３０Ｎ，２０１１〜２０１Ｎ 光中継装置
１３０１−０１，１３０１−０２ 光受信器
１３０１−０３ 判定制御回路
１３０１−０３１ 情報メモリ
１３０１−０４ 光判定部
１３０１−０５ 光遅延線
１３０１−０６ 半導体光増幅器
１３０１−０７ 光再生部
１３０１−０８，１３０１−１１ サーキュレーター
１３０１−１２ 光データ部

Claims (8)

1. １つの上流の光送受信装置と複数の下流の光送受信装置が光スプリッタを介して１対多の光通信を行う光アクセスシステムにおいて、
   前記光スプリッタと前記複数の下流の光送受信装置との間にそれぞれ光中継装置が接続され、
   前記光中継装置は、
   前記上流の光送受信装置からの光信号を再生する光再生部と、
   前記上流の光送受信装置からの光信号を受信する第１の光受信器と、前記下流の光送受信装置からの光信号を受信する第２の光受信器と、前記第１および第２の光受信器から出力された電気信号のそれぞれからユーザＩＤまたはサービスＩＤを識別し、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生し、前記下流の光送受信装置に出力するように前記光再生部を制御する判定制御回路からなる光判定部と、
   を備えることを特徴とする光アクセスシステム。
2. １つの上流の光送受信装置と複数の下流の光送受信装置が光スプリッタを介して１対多の光通信を行う光アクセスシステムにおいて、
   前記光スプリッタと前記複数の下流の光送受信装置との間にそれぞれ光中継装置が接続され、
   前記光中継装置は、
   光遅延線と、該光遅延線に接続され、前記上流の光送受信装置からの光信号を再生する光増幅器からなる光再生部と、
   前記上流の光送受信装置からの光信号を受信する第１の光受信器と、前記下流の光送受信装置からの光信号を受信する第２の光受信器と、該第１および第２の光受信器から出力された電気信号を判定し、該判定結果に基づき前記光再生部を制御する判定制御回路からなる光判定部と、
   前記上流の光送受信装置からの光信号がポート１に入射され、該光信号をポート２から出射させる第１のサーキュレーターと、
   前記第１のサーキュレーターのポート２からの光信号が入射され、該光信号を前記光判定部の第１の光受信器と前記光再生部の入力端へ分岐する第１の光スプリッタと、
   前記下流の光送受信装置からの光信号を分岐する第２の光スプリッタと、
   前記第２の光スプリッタで分岐された光信号がポート１に入射され、該光信号をポート２を介して前記光判定部の第２の光受信器へ出射させる第２のサーキュレーターとを備え、
   前記第１のサーキュレーターは、第２の光スプリッタで分岐された光信号がポート３に入射され、該光信号をポート１から出射させ、
   前記第２のサーキュレーターは、前記光再生部の出力端からの光信号がポート３に入射され、該光信号をポート１を介して前記第２のスプリッタへ出射させ、
   前記光判定部の判定制御回路は、前記第１および第２の光受信器から出力された電気信号のそれぞれからユーザＩＤまたはサービスＩＤを識別し、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生するように前記光再生部を制御することを特徴とする光アクセスシステム。
3. 前記光中継装置は、前記光再生部から出力される光信号の空き部分にデータを追加する光データ部を更に備え、
   前記光判定部の判定制御回路は、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤが、前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤと不一致である場合は、不一致だった光信号によって空きとなった伝送帯域を利用し、前記光再生部からの光信号の空き部分にデータを追加するように前記光データ部を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の光アクセスシステム。
4. 前記光判定部の判定制御回路内に前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を保持するメモリを有し、
   前記光判定部の判定制御回路は、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが前記メモリに保持されたユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生するように前記光再生部を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光アクセスシステム。
5. １つの上流の光送受信装置と複数の下流の光送受信装置が光スプリッタを介して１対多の光通信を行う光アクセスシステムの前記光スプリッタの下流側に設置される光中継装置であって、
   前記上流の光送受信装置からの光信号を再生する光再生部と、
   前記上流の光送受信装置からの光信号を受信する第１の光受信器と、前記下流の光送受信装置からの光信号を受信する第２の光受信器と、前記第１および第２の光受信器から出力された電気信号のそれぞれからユーザＩＤまたはサービスＩＤを識別し、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生し、前記下流の光送受信装置に出力するように前記光再生部を制御する判定制御回路からなる光判定部と、
   を備えることを特徴とする光中継装置。
6. １つの上流の光送受信装置と複数の下流の光送受信装置が光スプリッタを介して１対多の光通信を行う光アクセスシステムの前記光スプリッタの下流側に設置される光中継装置であって、
   光遅延線と、該光遅延線に接続され、前記上流の光送受信装置からの光信号を再生する光増幅器からなる光再生部と、
   前記上流の光送受信装置からの光信号を受信する第１の光受信器と、前記下流の光送受信装置からの光信号を受信する第２の光受信器と、該第１および第２の光受信器から出力された電気信号を判定し、該判定結果に基づき前記光再生部を制御する判定制御回路からなる光判定部と、
   前記上流の光送受信装置からの光信号がポート１に入射され、該光信号をポート２から出射させる第１のサーキュレーターと、
   前記第１のサーキュレーターのポート２からの光信号が入射され、該光信号を前記光判定部の第１の光受信器と前記光再生部の入力端へ分岐する第１の光スプリッタと、
   前記下流の光送受信装置からの光信号を分岐する第２の光スプリッタと、
   前記第２の光スプリッタで分岐された光信号がポート１に入射され、該光信号をポート２を介して前記光判定部の第２の光受信器へ出射させる第２のサーキュレーターとを備え、
   前記第１のサーキュレーターは、第２の光スプリッタで分岐された光信号がポート３に入射され、該光信号をポート１から出射させ、
   前記第２のサーキュレーターは、前記光再生部の出力端からの光信号がポート３に入射され、該光信号をポート１を介して前記第２のスプリッタへ出射させ、
   前記光判定部の判定制御回路は、前記第１および第２の光受信器から出力された電気信号のそれぞれからユーザＩＤまたはサービスＩＤを識別し、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生するように前記光再生部を制御することを特徴とする光中継装置。
7. 前記光再生部から出力される光信号の空き部分にデータを追加する光データ部を更に備え、
   前記光判定部の判定制御回路は、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤが、前記下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤと不一致である場合は、不一致だった光信号によって空きとなった伝送帯域を利用し、前記光再生部からの光信号の空き部分にデータを追加するように前記光データ部を制御することを特徴とする請求項５または６に記載の光中継装置。
8. 前記光判定部の判定制御回路内に下流の光送受信装置から伝送された光信号のユーザＩＤまたはサービスＩＤの情報を保持するメモリを有し、
   前記光判定部の判定制御回路は、前記上流の光送受信装置から伝送された光信号のうち、ユーザＩＤまたはサービスＩＤが前記メモリに保持されたユーザＩＤまたはサービスＩＤに一致した光信号のみを再生するように前記光再生部を制御することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の光中継装置。

Images