JP5572109B2

JP5572109B2 - Ｃｗｄｍシステム

Info

Publication number: JP5572109B2
Application number: JP2011023499A
Authority: JP
Inventors: 匡司松本
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2011-02-07
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2031-02-07
Also published as: JP2012165152A

Description

本発明は、親局装置に対してそれぞれ光カプラを介して複数の子局装置を縦続接続し、光波長多重化伝送方式及び時分割多重伝送方式を適用し、光信号により親局と各子局と間のデータ送受信を行い、スマートネットワーク又はスマートグリッドに適用可能としたＣＷＤＭシステムに関する。

光波長多重（ＷＤＭ；ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送方式は、既に各種のデータ伝送システムに適用されており、波長間隔を狭くして使用可能光信号波長数を多数とすることにより大容量伝送を行うＤＷＤＭ（ＤｅｎｓｅＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式と、波長間隔を広く、或は荒く設定して、使用可能光信号波長数を制限することにより、低コスト化を図るＣＷＤＭ（ＣｏａｒｓｅＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式、或はＷＷＤＭ（ＷｉｄｅＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式とが知られている。前者のＤＷＤＭ方式は、使用可能波長数を多くすることによって大容量伝送を行うシステムに適用されるものであるが、多数の波長の光信号をそれぞれ高安定に維持して送受信する構成を必要とすることから、システムコストが増大する。これに対して、ＣＷＤＭ方式又はＷＷＤＭ方式は、光波長間隔が比較的広く、使用波長数が少ないので、大容量伝送は困難であるが、比較的廉価なシステム構成とすることができる。

又電力給配電システムに於いて、変電所や給電所等の電力給電側で、複数の需要者に給電するトランスのスイッチ等の制御や消費電力監視と、各需要者の電力使用情報等の収集制御とを含めて、各種情報の収集並びに制御を可能としたスマートグリッド（ＳｍａｒｔＧｒｉｄ）或はスマートネットワーク（ＳｍａｒｔＮｅｔｗｏｒｋ）が知られており、更に「スマート」を付加した「タップ」等の各種の電力ネットワーク対応の通信可能の構成が提案されている。又需要者側の太陽電池等による発電量が需要量を上回った時に、電力給電側へ逆給電するシステムの適用が知られている。又電力給電側で複数の需要者毎にそれぞれの電力消費量を調査して課金する場合、電力消費量を調査する為の人件費等の費用が嵩む問題がある。そこで、スマートグリッドを適用して、各需要者の消費電力量情報を収集することにより、コストダウンを図ることができる。その場合のスマートグリッド或はスマートネットワークを構築する為のデータ伝送網を、給配電線を利用して構築し、データ伝送の手段は、電力線搬送システムとして構成することも提案されている。しかし、トランスを介した伝送径路が含まれる場合は、伝送品質を維持することが容易でないものである。

図４は、従来例のＣＷＤＭシステムの要部を示し、一方と他方とのＣＷＤＭ装置１０１，１０２間を光伝送路１０３により接続したシステム構成を有し、それぞれのＣＷＤＭ装置１０１，１０２は、光伝送路１０３により接続し、異なる光波長の光信号の合波と、光波長対応の光信号の分波とを行う光合分波部（光カプラ）ＣＯＵＰ１，ＣＯＵＰ２と、それぞれモジュール化した複数の光送受信部ＳＥＰ１１〜ＳＥＰ１ｎ，ＳＥＰ２１〜ＳＥＰ２ｎとを含む構成を有するもので、例えば、一方のＣＷＤＭ装置１０１の送受信部ＳＥＰ１１から他方のＣＷＤＭ装置１０２の送受信部ＳＥＰ２１に対して光波長λ１１の光信号を送信するように設定し、他方のＣＷＤＭ装置１０２の送受信部ＳＥＰ２１から一方のＣＷＤＭ装置１０１の送受信部ＳＥＰ１１に対して光波長λ１２の光信号を送信するように設定する。同様に、送受信部ＳＥＰ１２は送信光波長λ２１、受信光波長λ２２、送受信部ＳＥＰ２２は送信光波長λ２２、受信光波長λ２１にそれぞれ設定し、他の送受信部についても、それぞれ対向した送受信部の送受信光波長を設定することにより、ＣＷＤＭ装置１０１，１０２間で、光合分波部ＣＯＵＰ１，ＣＯＵＰ２と光伝送路１０３とを介して光波長多重通信を行うことができる。

図５は、ＰＯＮシステムを適用したスマートネットワークの一例の概要説明図であり、給配電システムのスイッチ等を制御する場合の概要を示し、発電／送電網１５１の変電所（集約局／親装置）等に光加入者線端局装置ＳＬＴ（ＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＬｉｎｅＴｅｒｍｉｎａｌ）１５２を設け、ＰＯＮ方式に於ける光カプラ１５６を介して、給配電線の柱上ＯＮＵ（ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ）（子装置）１５３，１５４，１５５に、光ファイバ伝送路を介して接続し、発電／送電網１５１側の光加入者端局装置１５２と各子装置のＯＮＵ１５３，１５４，１５５との間で光信号により通信を行い、子装置により収集した各種データを親局装置の光加入者線終端装置ＳＬＴ１５２に転送し、又光加入者線終端装置ＳＬＴ１５２にから、各子装置のＯＮＵに対する制御を可能とすることができる。

又光波長多重化伝送システムに於いて、主光信号と、保守管理を行う為のＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ａｎｄＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）光信号とを波長多重化して伝送し、主光信号とＯＡＭ光信号との何れか一方又は両方の受信断検出の状況に応じて障害発生個所を判定し、障害回復の迅速化を図る手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。又光波長多重化伝送システムとして、例えば、ＰＯＮシステムに於ける光ファイバ伝送路による光信号伝送損失や光カプラによる分岐損失を含む光信号のレベルダイヤグラムを示すと共に、ＯＬＴから各ＯＮＵに対する下り信号は、ＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式により送信し、各ＯＮＵからＯＬＴに対する上り信号は、ＣＤＭ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式により送信し、受信処理の容易化を図る手段が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２０１０９９号公報特開２００８−３０１１５３号公報

送配電網側と給配電設備側との間の制御情報を含む各種の情報の送受信を行うスマートネットワークを構築する場合、図５に示すようなＰＯＮシステムを適用した場合、親装置のＳＬＴ１５２から各子装置に対しては、同一光波長の光信号を時分割多重化して送信して、光カプラ１５６により分岐されて各子装置へ伝送され、各子装置は、指定されたそれぞれ異なる時刻に同一光波長の光信号を送信し、光カプラ１５６に於いて時分割多重化された状態となって親装置のＳＬＴ１５２へ転送される。このようなＰＯＮシステムを適用した場合、光カプラの分岐数との関連もあるが、１５ｋｍ〜２０ｋｍ程度が限度と推定される。従って、比較的広い範囲に分散配置される給配電設備側との間の各種情報の送受信には、ＰＯＮシステムをそのまま適用することは困難である。又前述のＣＷＤＭ方式を適用した場合、使用波長数に制約があり、且つ双方向通信には、一方から他方への使用可能の光信号波長数は、全使用可能波長数の１／２となる。従って、親局装置に対する子局装置の個数に制限があり、経済的なＣＷＤＭシステムを構築することが困難である問題があった。

本発明は、前述の従来例の問題点を解決することを目的とし、親局装置に対する子局装置の個数の増加を可能とすると共に、通信可能の距離の増加を図り、ＣＷＤＭシステムのコストダウンを図ることによって、スマートグリッド等に対しても適用可能とするものである。

本発明のＣＷＤＭシステムは、光信号合分波部を備えた親装置としてのＣＷＤＭ装置と、光信号合分波部を備えるとともに複数の送受信部を備えた複数の子装置としてのＣＷＤＭ装置とを光伝送路を介して縦続接続し、複数波長の光信号により、前記親装置としてのＣＷＤＭ装置と前記複数の子装置としてのＣＷＤＭ装置との間で通信を行うＣＷＤＭシステムに於いて、
前記親装置のＣＷＤＭ装置は、前記子装置のＣＷＤＭ装置毎に送受信タイミングを割当てて、同一波長の光信号により割当タイミングに対応する各子装置のＣＷＤＭ装置に前記光信号合分波部を介して送信する送信部と、複数の前記子装置のＣＷＤＭ装置からのそれぞれ異なるタイミングで且つ異なる複数波長の光信号を前記光信号合分波部により分波してそれぞれ入力し、複数の前記子装置の複数の送受信部に対応した受信処理する複数の受信部とを備えた構成を有し、
前記子装置のＣＷＤＭ装置は、前記親装置のＣＷＤＭ装置からの前記同一波長の光信号を前記光信号合分波部により分岐して、前記同一波長の光信号を受信した子装置としてのＣＷＤＭ装置内に備えられた前記送受信部及び次段の子装置としてのＣＷＤＭ装置に転送し、且つ前記親装置のＣＷＤＭ装置から各子装置としてのＣＷＤＭ装置毎に指定されたタイミングで前記各送受信部からのそれぞれ異なる波長の光信号を前記光信号合分波部により合波して前記親装置のＣＷＤＭ装置へ送信する構成を有するものである。

又前記親装置のＣＷＤＭ装置は、それぞれ異なる距離に配置された前記複数の子装置のＣＷＤＭ装置からの光信号を受信処理する受信部に対して、遅延時間補正を行う為の遅延調整部を備えている。

親装置のＣＷＤＭ装置から光伝送路により複数の縦続接続された子装置のＣＷＤＭ装置に対しては、親装置のＣＷＤＭ装置から同一波長の光信号を時分割多重化形式で送信し、各子装置のＣＷＤＭ装置は、複数の送受信部に割当てられた波長の光信号を指定されたタイミングで送信することによって、通信可能の子装置数を増加することが容易となる利点がある。

本発明の実施例１の説明図である。本発明の実施例１の伝送損失の説明図である。本発明の実施例１によるスマートネットワークの説明図である。従来例のＣＷＤＭシステムの要部説明図である。ＰＯＮシステムを適用したスマートネットワークの一例の説明図である。

本発明のＣＷＤＭシステムは、図１を参照して説明すると、親装置としてのＣＷＤＭ装置１と、複数の子装置としてのＣＷＤＭ装置２，３，４とを光伝送路を介して縦続接続し、複数波長λａ〜λｎの光信号を用いて通信を行うＣＷＤＭシステムに於いて、親装置のＣＷＤＭ装置１は、子装置のＣＷＤＭ装置２，３，４対応に送受信タイミングを割当てて、同一波長の光信号λａにより割当タイミング対応の子装置のＣＷＤＭ装置２，３，４に送信する送信部５と、子装置のＣＷＤＭ装置２，３，４・・からの複数波長λｂ〜λｎの光信号を分波してそれぞれ入力する複数の受信部６とを備えた構成を有し、子装置のＣＷＤＭ装置２，３，４は、親装置のＣＷＤＭ装置１からの波長λａの光信号を分岐して、送受信部２１，３１，・・対応及び次段のＣＷＤＭ装置に転送し、且つ送受信部からの指定されたタイミングの送信光信号を合波して、親装置のＣＷＤＭ装置１へ送信する為の光信号合分波部２０，３０を備えた構成を有するものである。

図１は、本発明の実施例１の説明図であり、１，２，３，・・・はＣＷＤＭ装置、５は送信部、６は受信部、７は遅延調整部、８はＣＬＫ部（クロック部）、９は制御部、１０，２０，３０は光信号の分波及び合波を行う光信号合分波部、２１，３１は送受信部、２２，３２は遅延調整部、２３，３３はＣＬＫ部、２４，３４は制御部を示す。親装置としてのＣＷＤＭ装置１に対して、子装置としてのＣＷＤＭ装置２，３，・・・を順次光カプラ部を介して縦続接続した構成とする。又親装置のＣＷＤＭ装置１のＣＬＫ部８をマスタクロック発生部とし、子装置のＣＷＤＭ装置２，３，・・・のＣＬＫ部２３，３３をスレーブクロック発生部として動作させて、システムクロックの同期化を行い、それぞれのＣＬＫ部８，２３，３３からのクロックに従って装置内部のクロック同期処理を行う。又遅延調整部７，２２，３２は、受信部６による複数の子装置のＣＷＤＭ装置２，３、・・・からのそれぞれ伝送距離の相違に基づく伝送遅延時間の差を補正する制御を行う構成を備えている。

親装置のＣＷＤＭ装置１の送信部５からの波長λａの光信号は、光信号合分波部１０を介して下り光信号として、子装置のＣＷＤＭ装置２，３，・・に対して順次転送され、ＣＷＤＭ装置２，３，・・の光信号合分波部２０，３０により、それぞれの送受信部２１，３１の個数に従って分岐され、ＭＡＣアドレス等によって指定された送受信部２１，３１，・・に於いて受信処理する。又送受信部２１，３１，・・からのそれぞれ異なる波長λｂ，λｃ，・・λｎの光信号を、光信号合分波部２０，３０により合波して波長多重化信号とし、親装置のＣＷＤＭ装置１の制御部９からの子装置対応の指示に従ったタイミングで送信することにより、異なる子装置のＣＷＤＭ装置からの波長多重化信号が時間的に重ならないように制御する。

図２は、伝送損失の説明図であり、（Ａ）はＣＷＤＭ（親）、即ち、親装置のＣＷＤＭ装置の光カプラの損失、即ち、光カプラ分岐損（ｄＢ）と、光コネクタの損失、即ち、光コネクタ接続損（ｄＢ）との一例と、ＣＷＤＭ（子）、即ち、子装置のＣＷＤＭ装置の両側の光コネクタ接続損（ｄＢ）と光カプラ分岐損（ｄＢ）との一例と、ＣＷＤＭ（子）（末端）、即ち、最終端のＣＷＤＭ装置の光コネクタ接続損（ｄＢ）と光カプラ分岐損（ｄＢ）との一例とを示し、末端以外の子装置の光信号伝送損失は、合計３ｄＢとなる場合を示す。又図２の（Ｂ）は、ＣＷＤＭ（親）とＣＷＤＭ（子）とが１対１で光伝送路を介して接続され、光伝送路の損失を０．５ｄＢ／ｋｍとすると、伝送路許容損失を２３ｄＢとした場合、許容光伝送路長は４６ｋｍとなる。又図２の（Ｃ）は、複数のＣＷＤＭ（子）接続したシステム構成に於いて、５分岐構成のＣＷＤＭ（子）を接続した場合、２２ｋｍ（伝送許容損失１１ｄＢ）となる場合を示す。

図３は、本発明の実施例１のスマートネットワークの説明図であり、親装置は、変電所等の制御指令送出及び各部の状態情報収集を行う場合の概要を示し、この親装置は、図１に於けるＣＷＤＭ装置（親装置）に相当し、又柱上子装置は、柱上トランスや柱上開閉器等を例として示すが、地下配線の場合は、給配電用トランスや給配電用開閉器の設置個所に相当し、図１に於けるＣＷＤＭ装置（子装置）に相当する場合を示し、又一般家庭は、図１に於ける送受信部２１，３１に相当する場合を示す。即ち、ＰＯＮシステムに於ける特定の光波長の信号を、親装置から各子装置に対して共用する光信号とし、他の波長の光信号を、各子装置を介して親装置側へ送信するデータ用とし、且つそれぞれ指定時間に送信可能とする制御シーケンスを含むものである。この場合の各子装置に対する送受信タイミング等は、システム立上げ時に親装置側から設定制御するか、又はシステム運用時に、親装置側から順次指定することも可能である。

１ＣＷＤＭ装置（親装置）
２，３，４ＣＷＤＭ装置（子装置）
５送信部
６受信部
７遅延調整部
８ＣＬＫ部
１０，２０，３０光カプラ
２１，３１送受信部
２２，３２遅延調整部
２３，３３ＣＬＫ部
２４，３４制御部

Claims

光信号合分波部を備えた親装置としてのＣＷＤＭ装置と、光信号合分波部を備えるとともに複数の送受信部を備えた複数の子装置としてのＣＷＤＭ装置とを光伝送路を介して縦続接続し、複数波長の光信号により、前記親装置としてのＣＷＤＭ装置と前記複数の子装置としてのＣＷＤＭ装置との間で通信を行うＣＷＤＭシステムに於いて、
前記親装置のＣＷＤＭ装置は、前記子装置のＣＷＤＭ装置毎に送受信タイミングを割当てて、同一波長の光信号により割当タイミングに対応する各子装置のＣＷＤＭ装置に前記光信号合分波部を介して送信する送信部と、複数の前記子装置のＣＷＤＭ装置からのそれぞれ異なるタイミングで且つ異なる複数波長の光信号を前記光信号合分波部により分波してそれぞれ入力し、複数の前記子装置の複数の送受信部に対応した受信処理する複数の受信部とを備えた構成を有し、
前記子装置のＣＷＤＭ装置は、前記親装置のＣＷＤＭ装置からの前記同一波長の光信号を前記光信号合分波部により分岐して、前記同一波長の光信号を受信した子装置としてのＣＷＤＭ装置内に備えられた前記送受信部及び次段の子装置としてのＣＷＤＭ装置に転送し、且つ前記親装置のＣＷＤＭ装置から各子装置としてのＣＷＤＭ装置毎に指定されたタイミングで前記各送受信部からのそれぞれ異なる波長の光信号を前記光信号合分波部により合波して前記親装置のＣＷＤＭ装置へ送信する構成を有する
ことを特徴とするＣＷＤＭシステム。
前記親装置のＣＷＤＭ装置は、それぞれ異なる距離に配置された前記複数の子装置のＣＷＤＭ装置からの光信号を受信処理する受信部に対して、遅延時間補正を行う為の遅延調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載のＣＷＤＭシステム。