JP5304824B2 - 光符号分割多重通信システムにおける結合器 - Google Patents

Description

本発明は、光符号分割多重通信システムにおける結合器に関する。

近年の通信需要の急増に対応して光ファイバを用いた高速且つ大容量の通信ネットワークが整備されつつある。大容量通信のための通信技術として、光符号分割多重方式（ＯＣＤＭ：Optical Code Division Multiplexing）が注目されている。ＯＣＤＭの特長としては、例えば、１つのチャンネルが時間スロットや波長などの通信資源を占有しないので通信資源を有効に活用できること、符号化及び復号化を行なう素子として受動素子を利用可能なので高速処理を実現できること、及びチャネル間の同期を取る必要がないので簡単な構成とすることができることが挙げられる。これらの特長を有する故、ＯＣＤＭは加入者系光ネットワークへの適用技術として注目されている（特許文献１、非特許文献１、及び特許文献２）。

加入者系光ネットワークにおいては、１つの通信局側の光終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）に対して、1つ以上の加入者側の光通信装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が光ファイバなどの光伝送路を介して接続される。これらの装置は、通常、廉価な受動部品であるスターカプラを備え、スターカプラに光ファイバを接続することによって、１つのＯＬＴと複数のＯＮＵとの間の多元接続が可能となる。光ファイバやスターカプラの如き受動部品を用いて構成される光ネットワークは、光受動ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）と称される。当該ネットワークを用いた通信方式として、例えば、時間圧縮多重をベースとした方式（Broadband-PONやEthernet-PON(Ethernetは登録商標)）が実用化されている。また、１つのＯＬＴと複数のＯＮＵとの間の多元接続方式として、いわゆるスター接続方式やバス接続方式（非特許文献３）が知られている。

ＯＣＤＭにおいては、送信側装置が各チャネルの送信光信号に対して互いに異なる符号パターン（又は単に符号とも称される）を用いて符号化処理すなわち２次変調処理を施す。送信側装置は、符号化処理によって得られた各チャネルについての符号化信号を多重化して光多重化信号を受信側装置に送信する。受信側装置は、光多重化信号に対してチャネル毎の復号化処理を施す。復号化処理は、送信側装置における符号化処理で用いられた符号パターンと同じ符号パターンを用いて行なわれる。送信側と受信側の符号パターンが一致した場合には、一致しない場合に比較して大きなピークパワーを有する波形すなわち自己相関波形が得られる。送信側と受信側の符号パターンが異なる場合には、特定のピークパワーを有しない波形すなわち相互相関波形が得られる。自己相関波形のピークパワーと相互相関波形のピークパワーとの差が大きいほどチャネル毎の信号の識別力が高いといえる。

特開２００９−２００７３３号公報

N.kataoka, et al. , "Field Trial of Duplex, 10 Gbpsx8-User DPSK-OCDMA System Using a single 16x16 Multi-port Encoder/Decoder and 16-Level Phase-Shifted SSFBG Encoder/Decoders," Journal of Lightwave technology, vol. 27, no. 3, pp. 299-305, Feb. 1, 2009. S. Yoshima, et al. , "10 Gb/s-Based PON Over OCDMA Uplink Burst Transmission Using SSFBG Encoder/Multi-Port Decoder and Burst-Mode Receiver", J. Lightwave Technol. , vol. 28, no. 4, pp. 365-371, Feb. 15, 2010. 米元保、他 「大量開通・即応化に向けた光配線法」、ＮＴＴ技術ジャーナル、vol. 18, no. 12, pp. 48-52、2006年12月

上記したＯＣＤＭの符号化／復号化処理によれば、光多重信号に含まれる他チャネルの信号のピークパワーが、自チャネルの信号の識別力を低下させる要因になる。例えば、光多重信号に含まれる各チャネルの光信号パワーにバラツキがある場合、光信号パワーが小さいチャネルほど受信品質が悪く、光信号パワーが大きいチャネルほど受信品質が良くなる。このように、チャネル間の受信品質について優劣が生じ得る。

例えば、ＰＯＮのトポロジーがスター型である場合には、上り送信においても下り送信においても、全てのチャネルの送信光信号が一括多重されるので、チャネル間の光信号パワーを調整可能である。また、ＰＯＮのトポロジーがバス型である場合、下り送信においては、送信側装置が全てのチャネルの送信光信号を一括多重するので、チャネル間の光信号パワーを調整できると考えられる。しかし、ＰＯＮのトポロジーがバス型である場合の上り送信においては、1チャネルずつ多重されるので、光多重信号に含まれる各チャネル間の光信号パワーを調整することができなかった。

ＰＯＮにＯＣＤＭを導入する場合には、設備投資額を低減する観点から、既存のシステムを再利用することが望ましい。故に、バス型トポロジーを有する既存システムを利用することも想定されるが、上記したように、従来、バス型ＰＯＮトポロジーにおける上り送信の場合には各チャネル間の光信号パワーを調整することができなかった。

本発明は上記した如き問題点に鑑みてなされたものであって、光符号分割多重通信システムにおけるチャネル毎の符号化光信号の光強度のバラツキを減少させることができる結合器を提供することを目的とする。

本発明による結合器は、光符号分割多重通信システムにおいて下流から供給される２つの符号化光信号を多重化して上流に送信する結合器であって、前記符号化光信号の光強度を判別する光強度判別手段と、前記２つの符号化光信号の一方についての多重数を第１装置から第１多重数として取得すると共に前記２つの符号化光信号の他方についての多重数を第２装置から第２多重数として取得し前記第１多重数と前記第２多重数とを加算して加算多重数を得る多重数取得手段と、前記光強度と前記加算多重数とに基づいて前記２つの符号化光信号の相対的光強度の調整処理を行う調整手段と、を含むことを特徴とする。

本発明による結合器によれば、光符号分割多重通信システムにおけるチャネル毎の符号化光信号の光強度のバラツキを減少させることができる。

第１の実施例である結合器を含む通信システムの構成を示すブロック図である。 図1のＯＬＴの構成を示すブロック図である。 図1の結合器の構成を示すブロック図である。 図1のＯＮＵの構成を示すブロック図である。 結合器データベースの一例を示す図である。 ＯＮＵデータベースの一例を示す図である。 図３の結合器による状態確認処理ルーチンを示すフローチャートである。 図３の結合器による送信強度制御処理ルーチンを示すフローチャートである。 第２の実施例である結合器を含む通信システムの構成を示すブロック図である。 図９の結合器の構成を示すブロック図である。 図１０の結合器による送信強度制御処理ルーチンを示すフローチャートである。 第３の実施例である結合器における結合器データベースの一例を示す図である。 図１２の結合器データベースを用いて実行される状態確認処理ルーチンを示すフローチャートである。 図１２の結合器データベースを用いて実行される送信強度制御処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
＜第１の実施例＞
図１には、光符号分割多重通信システム（以下、単に通信システムと称する）１００が示される。通信システム１００は、バス型トポロジーのＰＯＮである。ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１〜２−Ｎとは符号化光信号を互いに送受信自在である。”Ｎ”は、通信システム１００に含まれるＯＮＵの個数であり、２以上の整数である。以下、符号化光信号を、ＯＮＵ２−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）からＯＬＴ１に送信する場合を上り送信、ＯＬＴ１からＯＮＵ２−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）に送信する場合を下り送信と称する。また、バス型トポロジーにおけるＯＬＴ１の存在する辺り全体を上流、ＯＮＵ２−ｉの存在する辺り全体を下流と称する。

ＯＬＴ１は、伝送路４−ｉ及び５−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を介してＯＮＵ２−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）との間で符号化光信号を送受信自在な例えば通信局側に設けられた光終端装置である。上り送信の場合、ＯＬＴ１は、伝送路５−１を介して結合器３−１から光多重化信号７−１−３を受信する。また、ＯＬＴ１は、受信した光多重化信号７−１−３を各チャネルの符号パターンを用いて復号して受信情報を生成する。

ＯＮＵ２−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、伝送路４−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）及び５−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ−１）を介してＯＬＴ１との間で符号化光信号を送受信自在な例えば加入者側に設けられた光通信装置である。上り送信の場合、ＯＮＵ２−ｉは、固有の符号パターンを用いて光信号を符号化して符号化光信号を生成し、これを伝送路４−ｉを介して結合器３−ｉに送信する。ＯＮＵ２−ｉは、符号化光信号を設定送信パワーに従って送信する。また、当該符号パターンはチャネル毎に固有のものである。

結合器３−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ−１）は、２つの入力ポートと１つの出力ポートとを備え、入力ポートの各々に到来した符号化光信号を結合して出力ポートから出力する装置である。上り送信の場合、ＯＮＵ２−ｉから一方の入力ポート（以下、第１入力ポートと称する）に到来した符号化光信号７−ｉ−１を、下流の結合器３−（ｉ＋１）から他方の入力ポート（以下、第２入力ポートと称する）に到来された多重光信号すなわち符号化光信号７−ｉ−２に含めて、出力ポートから信号７−ｉ−３を上流の結合器３−（ｉ−１）に送信する。なお、符号化光信号６−ｉと符号化光信号７−ｉ−１（ｉ＝１〜Ｎ−１）とは同一内容の信号である。また、符号化光信号６−Ｎと符号化光信号７−Ｎ−２とは同一内容の信号である。

伝送路４−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、例えば光ファイバなどの伝送路である。伝送路５−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ−１）は、例えば光ファイバなどの伝送路である。

図２には、ＯＬＴ１の構成が示される。

分岐器１１は、光多重化信号７−１−３を受信し、その信号内容を複製して復号器１２−１〜１２−Ｎの各々に供給する。

復号器１２−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、分岐器１１から供給された信号を、所定の符号化パターンを用いて復号する。復号器１２−ｉは１つのチャネルに対応する。復号器１２−ｉが用いる符号化パターンは、光多重化信号７−１−３に含まれる符号化光信号のうちの１つを符号化する際に用いられた符号化パターンと同一の符号化パターンであり、復号器１２−１〜１２−Ｎの各々が用いる符号化パターンは互いに異なる。

受信器１３−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、復号器１２−ｉによって復号された信号を復調して受信情報１４−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）として出力する。

図３には、結合器３−ｉの構成が示される。

対称結合器３０−ｉは、２つの入力ポートと１つの出力ポートとを備える例えば３ｄＢカプラなどの結合器である。一方の入力ポートにはタップ分岐器３１−ｉの出力信号が入力され、他方の入力ポートにはタップ分岐器３２−ｉの出力信号が入力される。出力ポートからは、これら両出力信号を結合して得られた信号が出力される。一方の入力ポートから出力ポートへ透過する光の透過損失と、他方の入力ポートから出力ポートへ透過する光の透過損失とは等しい。

タップ分岐器３１−ｉは、１つの入力ポートと２つの出力ポートとを備える分岐器である。伝送路４−ｉを介して入力される符号化光信号７−ｉ−１を一方の出力ポートから対称結合器３０−ｉへ供給すると共に、符号化光信号７−ｉ−１の複製信号を他方の出力ポートからＰＤ３３−ｉへ供給する。

タップ分岐器３２−ｉは、１つの入力ポートと２つの出力ポートとを備える分岐器である。伝送路５−（ｉ＋１）を介して入力される符号化光信号７−ｉ−２を一方の出力ポートから対称結合器３０−ｉへ供給すると共に、符号化光信号７−ｉ−２の複製信号を他方の出力ポートからＰＤ３４−ｉへ供給する。

ＰＤ３３−ｉは、タップ分岐器３１−ｉから出力された符号化光信号７−ｉ−１を電気信号に変換して処理部３６−ｉに供給する。

ＰＤ３４−ｉは、タップ分岐器３２−ｉから出力された符号化光信号７−ｉ−２を電気信号に変換して処理部３６−ｉに供給する。

データベース３５−ｉは、結合器３−ｉの識別子等のデータの集合である。詳細については、後述する（図５を参照）。

処理部３６−ｉは、ＰＤ３３−ｉ及び３４−ｉの各々から供給された電気信号と、データベース３５−ｉのデータとに基づいて、結合器３−ｉに接続されているＯＮＵ２−ｉにおける符号化光信号６−ｉの送信パワーを調整する。当該調整は、チャネル当たりの設定送信パワーのバラツキを所定範囲内に収めるため、又は、チャネル当たりの設定送信パワーを等しくするためのものである。以下、当該調整のための手段を送信パワー調整手段と称する。処理部３６−ｉは、送信パワーの変更命令をＯＮＵ２−ｉに発することで当該調整を行う。処理部３６−ｉは、当該命令と共に送信パワー設定値をＯＮＵ２−ｉへ供給することもできる。

ＮＷインターフェース３７−ｉは結合器３−（ｉ＋１）との間で、ＮＷインターフェース３８−ｉはＯＮＵ２−ｉとの間で、ＮＷインターフェース３９−ｉは結合器３−（ｉ−１）との間で、それぞれ制御情報を通信するインターフェースである。

図４には、ＯＮＵ２−ｉの構成が示される。

ＮＷインターフェース２１−ｉは、結合器３−ｉとの間で制御情報を通信するインターフェースである。

データベース２２−ｉは、ＯＮＵ２−ｉの識別子及びＯＮＵ２−ｉのオン／オフ状態を示すデータの集合である。詳細については、後述する（図６を参照）。

処理部２３−ｉは、ＯＮＵ２−ｉのオン／オフ状態についての結合器３−ｉからの問い合わせに応答する処理、及び結合器３−ｉから供給される送信パワー設定値に基づいて送信部２４−ｉの送信パワーを設定する処理を行う。

送信部２４−ｉは、電気信号からなる送信情報２６−ｉを符号化光信号に変換して出力する。送信部２４−ｉは、処理部２３−ｉから供給される送信パワー設定値に基づいて符号化光信号の送信パワーを設定する。送信情報２６−ｉは、結合器３−ｉに対して送信すべき情報であり、例えばＣＰＵなどの情報処理部（図示せず）やＲＡＭなどの記憶装置から供給される。

符号器２５−ｉは、送信部２４−ｉの出力光信号を所定の符号パターンを用いて符号化して符号化光信号６−ｉを生成し、送信部２４−ｉによって設定された送信パワーにて符号化光信号６−ｉを結合器３−ｉへ送信する。当該符号パターンは、チャネル毎に割り当てられた固有のパターンである。故に、ＯＮＵ２−１〜２−Ｎの各々の符号器２５−ｉは、互いに異なる符号パターンを用いて符号化処理を行う。

図５には、結合器３−ｉが有するデータベース３５−ｉの一例が示される。

「結合器ＩＤ」は、自装置である結合器３−ｉを示す識別子である。以下、これを記号ＩＤ＿ｉとして示す。ＩＤ＿ｉは、例えば自然数で示される。

「第１入力ポート側装置ＩＤ」は、結合器３−ｉの第１入力ポートに接続される装置すなわち結合器３−（ｉ＋１）又はＯＮＵ２−ｉを示す識別子である。以下、これを記号ＩＤ１＿ｉとして示す。結合器３−（ｉ＋１）の識別子ＩＤ１＿ｉは例えば自然数で示される。ＯＮＵ２−ｉの識別子ＩＤ１＿ｉは自然数以外の例えば”０”などの値で示される。

「第２入力ポート側装置ＩＤ」は、結合器３−ｉの他方の第２入力ポートに接続される装置すなわち結合器３−（ｉ＋１）又はＯＮＵ２−ｉを示す識別子である。以下、これを記号ＩＤ２＿ｉとして示す。結合器３−（ｉ＋１）の識別子ＩＤ２＿ｉは例えば自然数で示される。ＯＮＵ２−ｉの識別子ＩＤ２＿ｉは自然数以外の例えば”０”などの値で示される。

「第１入力ポート側多重信号数」は、結合器３−ｉの第１入力ポートに供給される多重光信号に含まれる信号の多重数である。以下、これを記号Ｎ１＿ｉとして示す。Ｎ１＿ｉは、正の整数で示される。

「第２入力ポート側多重信号数」は、結合器３−ｉの第２入力ポートに供給される多重光信号に含まれる信号の多重数である。以下、これを記号Ｎ２＿ｉとして示す。Ｎ２＿ｉは、正の整数で示される。

図６には、ＯＮＵ２−ｉが有するデータベース２２−ｉの一例が示される。

「ＯＮＵのＩＤ」は、自装置がＯＮＵであることを示す識別子である。以下、これを記号ＩＤ３＿ｉとして示す。ＩＤ３＿ｉは、例えば”０”などの値で示される。

「電源のオン／オフ」は、自装置であるＯＮＵ２−ｉの電源のオン／オフ状態を示すデータである。以下、これを記号ＬＩＶ＿ｉとして示す。ＬＩＶ＿ｉは、例えば２進数の１桁で示される。例えばオフ状態を”０”、オン状態を”１”として示す。

図７を参照しつつ、結合器３−ｉの処理部３６−ｉによる状態確認処理について説明する。処理部３６−ｉは、当該ルーチンを周期的に実行する。当該ルーチンの実行周期は、ＯＮＵ２−ｉの電源がオン／オフする間隔よりも十分に小さい。

先ず、処理部３６−ｉは、データベース２２−ｉを参照し、第１入力ポートに接続されている装置を判別する（ステップＳ１０１）。第１入力ポートは、ＮＷインターフェース３８に対応する。処理部３６−ｉは、データベース２２−ｉのＩＤ１＿ｉが”０”であれば装置がＯＮＵ２−ｉであるか又は装置が接続されていないと判別し、自然数であれば装置が結合器３−ｋであると判別する。

処理部３６−ｉは、ステップＳ１０１において第１入力ポートに接続されている装置がＯＮＵ２−ｉであるか又は装置が接続されていないと判別した場合には、ＮＷインターフェース３８−ｉを介して問い合わせ信号を発する（ステップＳ１０２）。処理部３６−ｉは、一定時間経過しても応答がない場合すなわち装置が接続されていないと判別した場合には、データベース２２−ｉのＮ１＿ｉを”０”とする。

ＯＮＵ２−ｉからオン状態を示す応答を受信した場合には（ステップＳ１０３）、処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉの第１入力ポートの多重信号数Ｎ１＿ｉを”１”とする（ステップＳ１０４）。ＯＮＵ２−ｉからオフ状態を示す応答を受信した場合には（ステップＳ１０３）、処理部３６−ｉは、第１入力ポートの多重信号数Ｎ１＿ｉを”０”とする（ステップＳ１０５）。なお、ＯＮＵ２−ｉの処理部２３−ｉが、処理部３６−ｉからの当該問い合わせに応じて、データベース２２−ｉのＬＩＶ＿ｉの値に基づいてオン／オフ状態を応答する。ＬＩＶ＿ｉの値が”１”のときはオン状態、”０”のときはオフ状態の応答となる。なお、例えば調整等の理由でＯＮＵ２−ｉの電源がオン状態であってもネットワークに接続しない設定とする場合にＬＩＶ＿ｉの値が”０”に設定される。

処理部３６−ｉは、ステップＳ１０１においてＩＤ１＿ｉが自然数であると判別した場合すなわち第１入力ポートに接続されている装置が結合器３−ｋであると判別した場合には、ＮＷインターフェース３８−ｉを介して結合器３−ｋに対して多重信号数を問い合わせる（ステップＳ１０６）。結合器３−ｋの処理部３６−ｋは、当該問い合わせに応じて、データベース３５−ｋの第1入力ポート側多重信号数Ｎ１＿ｋと第２入力ポート側多重信号数Ｎ２＿ｋとを処理部３６−ｉに送信する。処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉの第１入力ポートの多重信号数Ｎ１＿ｉを”Ｎ１＿ｋ＋Ｎ２＿ｋ”とする（ステップＳ１０７）。以下、下流の結合器に対して多重信号数を問い合わせて取得する手段を多重数取得手段と称する。

次に、処理部３６−ｉは、データベース２２−ｉを参照し、第２入力ポートに接続されている装置を判別する（ステップＳ１０８）。第２入力ポートは、ＮＷインターフェース３７に対応する。処理部３６−ｉは、データベース２２−ｉのＩＤ２＿ｉが”０”であればＯＮＵ２−ｉであるか又は装置が接続されていないと判別し、自然数であれば結合器３−ｌであると判別する。

処理部３６−ｉは、ステップＳ１０８において第２入力ポートに接続されている装置がＯＮＵ２−ｉであるか又は装置が接続されていないと判別した場合には、ＮＷインターフェース３７−ｉを介して問い合わせ信号を発する（ステップＳ１０９）。処理部３６−ｉは、一定時間経過しても応答がない場合すなわち装置が接続されていないと判別した場合には、データベース２２−ｉのＮ２＿ｉを”０”とする。

ＯＮＵ２−ｉからオン状態を示す応答を受信した場合には（ステップＳ１１０）、処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉの第２入力ポートの多重信号数Ｎ２＿ｉを”１”とする（ステップＳ１１１）。ＯＮＵ２−ｉからオフ状態を示す応答を受信した場合には（ステップＳ１１０）、処理部３６−ｉは、第２入力ポートの多重信号数Ｎ２＿ｉを”０”とする（ステップＳ１１２）。なお、ＯＮＵ２−ｉの処理部２３−ｉが、処理部３６−ｉからの当該問い合わせに応じて、データベース２２−ｉのＬＩＶ＿ｉの値に基づいてオン／オフ状態を回答する。ＬＩＶ＿ｉの値が”１”のときはオン状態、”０”のときはオフ状態の応答となる。

処理部３６−ｉは、ステップＳ１０８においてＩＤ２＿ｉが自然数であると判別した場合すなわち第２入力ポートに接続されている装置が結合器３−ｌであると判別した場合には、ＮＷインターフェース３７−ｉを介して結合器３−ｌに対して多重信号数を問い合わせる（ステップＳ１１３）。結合器３−ｌの処理部３６−ｌは、当該問い合わせに応じて、データベース３５−ｌの第１入力ポート側多重信号数Ｎ１＿ｌと第２入力ポート側多重信号数Ｎ２＿ｌとを処理部３６−ｉに送信する。処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉの第２入力ポートの多重信号数Ｎ２＿ｉを”Ｎ１＿ｌ＋Ｎ２＿ｌ”とする（ステップＳ１１４）。

図８を参照しつつ、結合器３−ｉの処理部３６−ｉによる送信強度制御処理について説明する。処理部３６−ｉは、当該ルーチンを周期的に実行する。当該ルーチンの実行周期は、ＯＮＵ２−ｉの電源がオン／オフする間隔よりも十分に小さい。

先ず、処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉの第１入力ポート側多重信号数Ｎ１＿ｉが”０”か否かを判別する（ステップＳ２０１）。また、処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉの第２入力ポート側多重信号数Ｎ２＿ｉが”０”か否かを判別する（ステップＳ２０２）。Ｎ１＿ｉ及びＮ２＿ｉの少なくともいずれかが”０”の場合には、当該ルーチンを終了する。これは、結合器３−ｉにおいて信号多重がなされておらず、送信強度を調整する必要がないからである。Ｎ１＿ｉ及びＮ２＿ｉがともに”０”でない場合には、処理部３６−ｉは、以下の処理を行う。

先ず、処理部３６−ｉは、結合器３−ｉの第１入力ポートに入力される符号化光信号７−ｉ−１の光強度Ｐ１＿ｉをモニタする（ステップＳ２０３）。符号化光信号７−ｉ−１は、ＰＤ３３−ｉによってアナログ電気信号に変換されて処理部３６−ｉに供給される。処理部３６−ｉは、例えば、ＰＤ３３−ｉから供給されるアナログ電気信号の電圧値をデジタル値に変換して得られた値を光強度Ｐ１＿ｉとする。

次に、処理部３６−ｉは、結合器３−ｉの第２入力ポートに入力される符号化光信号７−ｉ−２の光強度をモニタする（ステップＳ２０４）。符号化光信号７−ｉ−２は、ＰＤ３４−ｉから処理部３６−ｉに供給される。以下、当該モニタによって得られた光強度をＰ２＿ｉとして示す。処理部３６−ｉは、ＰＤ３４−ｉから供給されるアナログ電気信号の電圧値をデジタル値に変換して得られた値を光強度Ｐ２＿ｉとする。以下、光強度Ｐ１＿ｉ及びＰ２＿ｉを判別する手段を光強度判別手段と称する。

次に、処理部３６−ｉは、値Ｒ１＝Ｐ１＿ｉ×Ｎ２＿ｉ及びＲ２＝Ｐ２＿ｉ×Ｎ１＿ｉを求める（ステップＳ２０５及びＳ２０６）。Ｒ１とＲ２とが等しいときに、結合器３−ｉの出力信号７−ｉ−３に多重されたチャネル当たりの送信パワーが等しいと考えられる。

処理部３６−ｉは、Ｒ１とＲ２とが等しいか否かを判定する（ステップＳ２０７）。なお、処理部３６−ｉは、Ｒ１とＲ２との差が所定の範囲内に収まっているか否かを判定しても良い。これは、例えば外部雑音などの影響による誤差を除くためである。

Ｒ１とＲ２とが等しい場合又はＲ１とＲ２との差が所定の範囲内に収まっている場合には、送信強度を調整する必要がないと判断し、当該ルーチンを終了する。そうでない場合には、処理部３６−ｉは、第１入力ポートから入力される符号化光信号のチャネル当りの光強度と、第２入力ポートから入力される符号化光信号のチャネル当りの光強度とを等しくするために以下の処理を行う。

先ず、処理部３６−ｉは、Ｒ１とＲ２のどちらが大きいか判定する（ステップＳ２０８）。Ｒ２の方が大きい場合には、第１入力ポート側の装置がＯＮＵ２−ｉであるか否かを判別する（ステップＳ２０９）。詳細には、処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉのＩＤ１＿ｉが”０”か否かを判別する。

処理部３６−ｉは、ＩＤ１＿ｉが”０”である場合すなわち第１入力ポート側の装置がＯＮＵ２−ｉである場合、ＯＮＵ２−ｉに対して符号化光信号６−ｉの送信パワーを上げる命令を与える（ステップＳ２１０）。ＯＮＵ２−ｉの処理部２３−ｉは、当該命令に応じて符号化光信号６−ｉの送信パワーを上げる。

かかる処理の際、処理部３６−ｉは、当該命令と共に送信パワー設定値をＯＮＵ２−ｉに対して供給することもできる。送信パワー設定値は、例えば、（光強度Ｐ２＿ｉ）÷（多重信号数Ｎ２＿ｉ）により得られる。この場合、ＯＮＵ２−ｉの処理部２３−ｉは、送信パワーの現在設定値を、処理部３６−ｉから供給された送信パワー設定値に変更することで送信パワーを上げる。

処理部３６−ｉは、ＩＤ１＿ｉが”０”でない場合すなわち第２入力ポート側の装置がＯＮＵ２−ｉである場合、ＯＮＵ２−ｉに対して符号化光信号６−ｉの送信パワーを下げる命令を与える（ステップＳ２１１）。ＯＮＵ２−ｉの処理部２３−ｉは、当該命令に応じて符号化光信号６−ｉの送信パワーを上げる。

かかる処理の際、処理部３６−ｉは、当該命令と共に送信パワー設定値をＯＮＵ２−ｉに対して供給することもできる。送信パワー設定値は、例えば、（光強度Ｐ１＿ｉ）÷（多重信号数Ｎ１＿ｉ）により得られる。この場合、ＯＮＵ２−ｉの処理部２３−ｉは、送信パワーの現在設定値を、処理部３６−ｉから供給された送信パワー設定値に変更することで送信パワーを下げる。

処理部３６−ｉは、ステップＳ２０８において、Ｒ１の方が大きいと判別した場合には、第２入力ポート側の装置がＯＮＵ２−ｉであるか否かを判別する（ステップＳ２１２）。詳細には、処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉのＩＤ２＿ｉが”０”か否かを判別する。

処理部３６−ｉは、ＩＤ２＿ｉが”０”である場合すなわち第２入力ポート側の装置がＯＮＵ２−ｉである場合、ＯＮＵ２−ｉに対して符号化光信号６−ｉの送信パワーを上げる命令を与える（ステップＳ２１３）。ＯＮＵ２−ｉの処理部２３−ｉは、当該命令に応じて符号化光信号６−ｉの送信パワーを上げる。

かかる処理の際、処理部３６−ｉは、当該命令と共に送信パワー設定値をＯＮＵ２−ｉに対して供給することもできる。送信パワー設定値は、例えば、（光強度Ｐ１＿ｉ）÷（多重信号数Ｎ１＿ｉ）により得られる。この場合、ＯＮＵ２−ｉの処理部２３−ｉは、送信パワーの現在設定値を、処理部３６−ｉから供給された送信パワー設定値に変更することで送信パワーを上げる。

処理部３６−ｉは、ＩＤ２＿ｉが”０”でない場合すなわち第１入力ポート側の装置がＯＮＵ２−ｉである場合、ＯＮＵ２−ｉに対して符号化光信号６−ｉの送信パワーを下げる命令を与える（ステップＳ２１４）。ＯＮＵ２−ｉの処理部２３−ｉは、当該命令に応じて符号化光信号６−ｉの送信パワーを上げる。

かかる処理の際、処理部３６−ｉは、当該命令と共に送信パワー設定値をＯＮＵ２−ｉに対して供給することもできる。送信パワー設定値は、例えば、（光強度Ｐ２＿ｉ）÷（多重信号数Ｎ２＿ｉ）により得られる。この場合、ＯＮＵ２−ｉの処理部２３−ｉは、送信パワーの現在設定値を、処理部３６−ｉから供給された送信パワー設定値に変更することで送信パワーを下げる。

通信システム１００の如きバス型トポロジーにおける上り送信の場合には、各結合器３−ｉにおいて１チャネルずつ符号化光信号が多重される。上記したように、本実施例の構成によれば、各結合器３−ｉが、２つの入力ポートの各々に入力される符号化光信号の強度と多重数とに基づいてＯＮＵ２−ｉにおける符号化光信号の送信パワーを調整するので、出力ポートから出力される多重光信号７−ｉ−３に含まれるチャネル当たりの送信パワーのバラツキを所定範囲内に収めることが少なくとも可能となる。更に、チャネル当たりの設定送信パワーを等しくすることもできる。

また、パワーモニタによってすなわち符号化光信号の直流成分を求めることによって強度を求め得るので、符号化光信号の周波数特性については問題とならない。また、符号化光信号の強度と多重数とに基づいて符号化光信号のパワーを調整するので、例えばＯＮＵを通信システム内に新たに追加した場合でも、短時間でチャネル当たりの送信パワーを等しくすることができる。例えば伝送損失を予め測定して全伝送路のレベルダイヤを算出する、マニュアルで全チャネルの送信パワーを調整するといった複雑な手順を必要としない。
＜第２の実施例＞
図９には、本発明の第２の実施例である結合器３−ｉを含む通信システム１００の構成が示される。

結合器３−ｉの２つの入力ポートの各々に結合器が接続されていることが、第１の実施例と異なる。詳細には、第２入力ポートには結合器３−（ｉ＋１）（図１０参照）が接続され、第１入力ポートには結合器３−Ｍ（Ｍは、１〜Ｎ−１以外）が接続されている。なお、結合器３−Ｍの下流には、図示せぬＯＮＵが接続されている。ＯＮＵが結合器３−Ｍに直接接続されている場合もあるし、図示せぬ別の結合器を少なくとも１つ介して接続されている場合もある。

結合器３−Ｍは、２つの入力ポートと１つの出力ポートとを備え、上り送信の場合、第１入力ポートに入力された符号化光信号８−ｉ−１と、第２入力ポートに入力された符号化光信号８−ｉ−２とを結合して、出力ポートから信号６−ｉを出力する。

図１０には、結合器３−ｉの構成が示される。対称結合器３０−ｉと、タップ分岐器３１−ｉ及び３２−ｉと、ＰＤ３３−ｉ及び３４−ｉと、データベース３５−ｉと、処理部３６−ｉと、ＮＷインターフェース３７−ｉ、３８−ｉ及び３９−ｉは、第１の実施例におけるものと同じである。本実施例における結合器３−ｉは、可変減衰器４０−ｉ及び４１−ｉを更に含む。

可変減衰器４０−ｉは、伝送路４−ｉを介して入力される符号化光信号７−ｉ−１を、処理部３６−ｉから供給される指令信号の内容に基づいて減衰させ、タップ分岐器３１−ｉへ供給する。可変減衰器４１−ｉは、第１入力ポートに接続されている。以下、可変減衰器４０−ｉを第１の可変減衰器とも称する。

可変減衰器４１−ｉは、伝送路５−（ｉ＋１）を介して入力される符号化光信号７−ｉ−２を、処理部３６−ｉから供給される指令信号の内容に基づいて減衰させ、タップ分岐器３２−ｉへ供給する。可変減衰器４１−ｉは、第２入力ポートに接続されている。以下、可変減衰器４１−ｉを第２の可変減衰器とも称する。

結合器３−ｉのデータベース３５−ｉの情報、及びＯＮＵ２−ｉのデータベース２２−ｉの情報は、第１の実施例におけるものと同じである。また、結合器３−ｉの処理部３６−ｉによる状態確認処理ルーチンも第１の実施例におけるものと同じである。

図１１を参照しつつ、結合器３−ｉの処理部３６−ｉによる送信強度制御処理について説明する。処理部３６−ｉは、当該ルーチンを周期的に実行する。当該ルーチンの実行周期は、ＯＮＵ２−ｉの電源がオン／オフする間隔よりも十分に小さい。ステップＳ３０１〜Ｓ３０８の処理は、第１の実施例における送信強度制御処理のステップＳ２０１〜Ｓ２０８（図８）と同様であるので説明を省略し、ステップＳ３０９から説明する。

ステップＳ３０８において、処理部３６−ｉが、Ｒ１よりもＲ２の方が大きいと判別した場合には、以下の処理を行う。処理部３６−ｉは、第２入力ポートに接続されている可変減衰器４１−ｉに対して減衰量を上げる命令を発する（ステップＳ３０９）。可変減衰器４１−ｉは、当該命令に応じて対称結合器３０−ｉへ供給すべき符号化光信号のパワーを下げる。

かかる処理の際、処理部３６−ｉは、当該命令と共に減衰量設定値を可変減衰器４１−ｉに供給することもできる。この場合、可変減衰器４１−ｉは、減衰量の現在設定値を、処理部３６−ｉから供給された減衰量設定値に変更することで、対称結合器３０−ｉへ供給すべき符号化光信号のパワーを下げる。

ステップＳ３０８において、処理部３６−ｉが、Ｒ１よりもＲ２の方が小さいと判別した場合には、以下の処理を行う。処理部３６−ｉは、第１入力ポートに接続されている可変減衰器４０−ｉに対して減衰量を上げる命令を発する（ステップＳ３１０）。可変減衰器４０−ｉは、当該命令に応じて対称結合器３０−ｉへ供給すべき符号化光信号のパワーを下げる。

かかる処理の際、処理部３６−ｉは、当該命令と共に減衰量設定値を可変減衰器４０−ｉに供給することもできる。この場合、可変減衰器４０−ｉは、減衰量の現在設定値を、処理部３６−ｉから供給された減衰量設定値に変更することで、対称結合器３０−ｉへ供給すべき符号化光信号のパワーを下げる。

上記したように、本実施例の構成によれば、各結合器３−ｉが、２つの入力ポートの各々に入力される符号化光信号の強度と多重数とに基づいて当該符号化光信号の強度を調整するので、出力ポートから出力される多重光信号７−ｉ−３に含まれるチャネル当たりの送信パワーを等しくすることができる。
＜第３の実施例＞
本実施例における通信システム１００の構成は、第２の実施例におけるものと同じである。以下、第２の実施例と異なる部分について主に説明する。第２の実施例においては、可変減衰器４０−ｉ及び４１−ｉの減衰量を増加させることにより、多重チャネル間の光信号送信パワーを調整した。減衰量の増加による光信号送信パワーの減少により、光信号のＳＮ比（Signal-to-Noise Ratio）が劣化することが考えられる。本実施例における通信システム１００は、可変減衰器４０−ｉ及び４１−ｉの減衰量を減少させる構成を有するものである。

図１２には、本実施例におけるデータベース３５−ｉの一例が示される。「結合器ＩＤ」、「第１入力ポート側装置ＩＤ」、「第２入力ポート側装置ＩＤ」、「第１入力ポート側多重信号数」、及び「第２入力ポート側多重信号数」は、図５に示されるデータベース３５−ｉにおけるものと同じである。本実施例におけるデータベース３５−ｉは、「第１入力ポート側減衰量フラグ」及び「第２入力ポート側減衰量フラグ」を更に含む。

「第１入力ポート側減衰量フラグ」は、可変減衰器４０−ｉの減衰量の現在設定値が０ｄＢであるか否かを示すものである。以下、これを記号ＶＯＡ１＿ｉとして示す。ＶＯＡ１＿ｉは、例えば２進数の１桁で示される。例えば、減衰量の現在設定値が０ｄＢのときに”０”、０ｄＢ以外のときに”１”として示す。

「第２入力ポート側減衰量フラグ」は、可変減衰器４１−ｉの減衰量の現在設定値が０ｄＢであるか否かを示すものである。以下、これを記号ＶＯＡ２＿ｉとして示す。ＶＯＡ２＿ｉは、例えば２進数の１桁で示される。例えば、減衰量の現在設定値が０ｄＢのときに”０”、０ｄＢ以外のときに”１”として示す。

図１３を参照しつつ、結合器３−ｉの処理部３６−ｉが図１２のデータベース３５−ｉを用いて実行する状態確認処理を説明する。処理部３６−ｉは、当該ルーチンを周期的に実行する。当該ルーチンの実行周期は、ＯＮＵ２−ｉの電源がオン／オフする間隔よりも十分に小さい。ステップＳ４０１〜Ｓ４１４の処理は、第１の実施例における状態確認処理のステップＳ１０１〜Ｓ１１４（図７）と同様であるので説明を省略し、ステップＳ４１５から説明する。

先ず、処理部３６−ｉは、可変減衰器４０−ｉに対して減衰量の現在設定値を問い合わせる（ステップＳ４１５）。処理部３６−ｉは、可変減衰器４０−ｉから減衰量の現在設定値を取得し、当該現在設定値が０ｄBか否かを判別する（ステップＳ４１６）。現在設定値が０ｄBである場合、処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉの第１入力ポート側減衰量フラグＶＯＡ１＿iを”０”とする（ステップＳ４１７）。現在設定値が０ｄBでない場合、処理部３６−ｉは、ＶＯＡ１＿iを”１”とする（ステップＳ４１８）。

次に、処理部３６−ｉは、可変減衰器４１−ｉに対して減衰量の現在設定値を問い合わせる（ステップＳ４１９）。処理部３６−ｉは、可変減衰器４１−ｉから減衰量の現在設定値を取得し、当該現在設定値が０ｄBか否かを判別する（ステップＳ４２０）。現在設定値が０ｄBである場合、処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉの第２入力ポート側減衰量フラグＶＯＡ２＿iを”０”とする（ステップＳ４２１）。現在設定値が０ｄBでない場合、処理部３６−ｉは、ＶＯＡ２＿iを”１”とする（ステップＳ４２２）。

図１４を参照しつつ、結合器３−ｉの処理部３６−ｉが図１２のデータベース３５−ｉを用いて実行する送信強度制御処理を説明する。処理部３６−ｉは、当該ルーチンを周期的に実行する。当該ルーチンの実行周期は、ＯＮＵ２−ｉの電源がオン／オフする間隔よりも十分に小さい。

先ず、処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉの第１入力ポート側多重信号数Ｎ１＿ｉが”０”か否かを判別する（ステップＳ５０１）。また、処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉの第２入力ポート側多重信号数Ｎ２＿ｉが”０”か否かを判別する（ステップＳ５０２）。Ｎ１＿ｉ及びＮ２＿ｉの少なくともいずれかが”０”の場合には、処理部３６−ｉは、可変減衰器４０−ｉ及び４１−ｉの減衰量を０ｄＢとする（ステップＳ５０３及びＳ５０４）。かかる処理を行う理由は以下の通りである。

Ｎ1＿ｉの値が”０”である場合すなわち第１入力ポートから符号化光信号が入力されない場合、結合器３−ｉにおいては信号多重がなされないので入力符号化光信号のパワー調整をする必要がない。しかし、仮に、第２入力ポートに接続されている可変減衰器４１−ｉの減衰量が０ｄＢを超えており、そのポートから符号化光信号７−ｉ−２が入力されていると、符号化光信号７−ｉ−２はパワー減衰を生じて結合部３−ｉを通過する。このことは受信信号のSN比劣化、パワーバジェットの減少の原因となるので、可変減衰器４１−ｉを０ｄＢに設定するのが望ましい。仮に、第１入力ポートに接続されている可変減衰器４０−ｉの減衰量が０ｄＢを超えている状態で、新たに第１入力ポートにＯＮＵ又は結合部が接続され通信が開始された場合、その符号化光信号も第１入力ポートから入力され、パワー減衰を生じて結合部３−ｉを通過する。このことは同様に望ましくないので、第１入力ポートから符号化光信号が入力されなくなった後、可変減衰器４０−ｉも０ｄＢに設定するのが望ましい。Ｎ２＿ｉの値が”０”である場合についても同様の理由から上記の処理を行っている。

Ｎ１＿ｉ及びＮ２＿ｉがともに”０”でない場合には、処理部３６−ｉは、ステップＳ５０５以降の処理を行う。ステップＳ５０５〜Ｓ５１０の処理は、第２の実施例における送信強度制御処理のステップＳ３０３〜Ｓ３０８（図１１）と同様であるので説明を省略し、ステップＳ５１１から説明する。

ステップＳ５１０において、処理部３６−ｉが、Ｒ１よりもＲ２の方が大きいと判別した場合には、以下の処理を行う。処理部３６−ｉは、可変減衰器４０−ｉの減衰量を現在設定値から更に下げることができるか否かを判別する（ステップＳ５１１）。詳細には、処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉのＶＯＡ１＿iが”１”であるか否かを判定する。

ＶＯＡ１＿iが”１”である場合には、処理部３６−ｉは、可変減衰器４０−ｉに対して減衰量の現在設定値を下げる命令を発する（ステップＳ５１２）。可変減衰器４０−ｉは、当該命令に応じて減衰量を下げる。

かかる処理の際、処理部３６−ｉは、当該命令と共に減衰量設定値を可変減衰器４０−ｉに供給することもできる。この場合、可変減衰器４０−ｉは、減衰量の現在設定値を、処理部３６−ｉから供給された減衰量設定値に変更することで、対称結合器３０−ｉへ供給すべき符号化光信号のパワーを上げる。

ＶＯＡ１＿iが”０”である場合すなわち可変減衰器４０−ｉの減衰量が０ｄＢである場合には、処理部３６−ｉは、可変減衰器４１−ｉに対して減衰量の現在設定値を上げる命令を発する（ステップＳ５１３）。可変減衰器４０−ｉの減衰量を下げることができないので、かかる処理を行うのである。可変減衰器４１−ｉは、処理部３６−ｉからの命令に応じて減衰量を上げる。

かかる処理の際、処理部３６−ｉは、当該命令と共に減衰量設定値を可変減衰器４０−ｉに供給することもできる。この場合、可変減衰器４１−ｉは、減衰量の現在設定値を、処理部３６−ｉから供給された減衰量設定値に変更することで、対称結合器３０−ｉへ供給すべき符号化光信号のパワーを下げる。

ステップＳ５０８において、処理部３６−ｉが、Ｒ１よりもＲ２の方が小さいと判別した場合には、以下の処理を行う。処理部３６−ｉは、可変減衰器４１−ｉの減衰量を現在設定値から更に下げることができるか否かを判別する（ステップＳ５１４）。詳細には、処理部３６−ｉは、データベース３５−ｉのＶＯＡ２＿iが”１”であるか否かを判定する。

ＶＯＡ２＿iが”１”である場合には、処理部３６−ｉは、可変減衰器４１−ｉに対して減衰量の現在設定値を下げる命令を発する（ステップＳ５１５）。可変減衰器４１−ｉは、当該命令に応じて減衰量を下げる。

かかる処理の際、処理部３６−ｉは、当該命令と共に減衰量設定値を可変減衰器４１−ｉに供給することもできる。この場合、可変減衰器４１−ｉは、減衰量の現在設定値を、処理部３６−ｉから供給された減衰量設定値に変更することで、対称結合器３０−ｉへ供給すべき符号化光信号のパワーを上げる。

ＶＯＡ２＿iが”０”である場合すなわち可変減衰器４１−ｉの減衰量が０ｄＢである場合には、処理部３６−ｉは、可変減衰器４０−ｉに対して減衰量の現在設定値を上げる命令を発する（ステップＳ５１６）。可変減衰器４１−ｉの減衰量を下げることができないので、かかる処理を行うのである。可変減衰器４０−ｉは、処理部３６−ｉからの命令に応じて減衰量を上げる。

かかる処理の際、処理部３６−ｉは、当該命令と共に減衰量設定値を可変減衰器４０−ｉに供給することもできる。この場合、減衰量の現在設定値を、処理部３６−ｉから供給された減衰量設定値に変更することで、対称結合器３０−ｉへ供給すべき符号化光信号のパワーを下げる。

上記したように、本実施例の構成によれば、符号化光信号の強度を調整するための可変減衰器４０−ｉ及び４１−ｉの減衰量を減少させることができるので、符号化光信号のＳＮ比の劣化を防ぎつつ、多重光信号７−ｉ−３に含まれるチャネル当たりの送信パワーを等しくすることができる。

なお、上記した第２及び第３の実施例においては、第１及び第２の入力ポートに供給された符号化光信号の一方のみについての減衰量を調整する場合の例であるが、第１及び第２の入力ポートに供給された符号化光信号の各々についての減衰量を調整することもできる。

１００ 光符号分割多重通信システム（通信システム）
１ ＯＬＴ（光終端装置）
２−１〜２−Ｎ ＯＮＵ（光通信装置）
３−１〜３−（Ｎ−１）、３−Ｍ 結合器
４−１〜４−Ｎ 伝送路
５−１〜５−（Ｎ−１） 伝送路
１１ 分岐器
１２−１〜１２−Ｎ 復号器
１３−１〜１３−Ｎ 受信器
１４−１〜１４−Ｎ 受信情報
２１−ｉ ＮＷインターフェース
２２−ｉ データベース
２３−ｉ 処理部
２４−ｉ 送信部
２５−ｉ 符号器
３０−ｉ 対称結合器
３１−ｉ、３２−ｉ タップ分岐器
３３−ｉ、３４−ｉ フォトダイオード（ＰＤ）
３５−ｉ データベース
３６−ｉ 処理部
３７−ｉ、３８−ｉ、３９−ｉ ＮＷインターフェース
４０−ｉ、４１−ｉ 可変減衰器

Claims (5)

1. 光符号分割多重通信システムにおいて供給される２つの符号化光信号を多重化して送信する結合器であって、
   前記符号化光信号の光強度を判別する光強度判別手段と、
   前記２つの符号化光信号の一方についての多重数を第１装置から第１多重数として取得すると共に前記２つの符号化光信号の他方についての多重数を第２装置から第２多重数として取得し前記第１多重数と前記第２多重数とを加算して加算多重数を得る多重数取得手段と、
   前記光強度と前記加算多重数とに基づいて前記２つの符号化光信号の相対的光強度の調整処理を行う調整手段と、を含むことを特徴とする結合器。
2. 前記調整手段は、前記２つの符号化光信号のうちの一方の符号化信号の供給元に対応する装置に対して前記光強度を調整するための調整指令を発することを特徴とする請求項１に記載の結合器。
3. 前記調整手段は、前記２つの符号化光信号のうちの少なくとも一方の光強度を減衰させることを特徴とする請求項１に記載の結合器。
4. 前記調整手段は、前記２つの符号化信号の双方が前記結合器に入力したとき、前記光強度を減衰させることを特徴とする請求項３に記載の結合器。
5. 前記光符号分割多重通信システムはバス型ネットワーク状に構成された複数の結合器からなり、
   前記第１装置は前記バス型ネットワークの下流に位置する結合器であり、前記第２装置は光通信装置であることを特徴とする請求項１に記載の結合器。

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