JP5978174B2 - 中継器 - Google Patents

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Description

本発明は、中継器を用いた広域光伝送光アクセスシステムにおける、OTDRによる線路監視手法対応中継器に関する。
近年、急速な普及を遂げているFiber To The Home(FTTH)サービスを支える光アクセスシステムとして、Passive Optical Network(PON)システムの導入が世界各国で進められている。PONシステムとは、光ファイバ伝送路中に設置された光スプリッタを介して、収容局に設置された1台の終端装置(OLT:Optical Line Terminal)に対して、複数の加入者宅に設置された宅内装置(ONU:Optical Network Unit)を収容することを可能とし、光ファイバ伝送路、光スプリッタ、およびOLTを複数の加入者間で共有することで、高い経済性を実現した光アクセスシステムである。
現在、日本では主に1Gb/sの伝送量を有するGE−PON(Gigabit Ethernet−PON)システムが商用導入されている(Ethernetは登録商標)。また、さらなる高速化を実現する次世代光アクセスシステムとし、10Gb/s級の総伝送容量を有する、10G−EPONの研究開発が進められている。GE−PONシステムでは標準化において、伝送距離20km、32分岐が規定されており、これらを達成するために29dB程度のロスバジェットを有するシステムが導入されている。
これら、PONシステムによるブロードバンドサービスの提供を、より経済的に行うには、システムのロスバジェット拡大による、伝送距離拡大(広域化)、および収容数拡大(多分岐化)が重要となる。
これら、ロスバジェットの拡大を実現するため、バースト対応光増幅器をPON中継器として用いた、広域・多分岐化光アクセスシステムの研究が盛んに行われており、希土類添加ファイバ増幅器、半導体光増幅器、ファイバラマン増幅器など、様々なタイプの光増幅PON中継器が報告されている。また、光/電気/光変換(O/E/O)中継器も報告されている。これら、光増幅器またはO/E/O中継器を用いることで、PONシステムをはじめとした光アクセスシステムの広域化、および多分岐化が可能となる。
M. Fujiwara, T. Imai, K. Taguchi, K.−I. Suzuki, H. Ishii, and N. Yoshimoto, "Field trial of 100−km reach symmetric−rate 10G−EPON system using automatic level controlled burst−mode SOAs," IEEE Journal of Lightwave Technology, Vol. 31, No. 4, pp. 634−640, January 2013.
光アクセスシステムにおける波長割当では、伝送路媒体である光ファイバの線路監視用にOTDR用試験波長が規定されている。従来のPON中継器はOTDRによる線路監視に対応しておらず、光ファイバの伝送路試験を行うことができなかった。
本発明は、PON中継器を適用した光アクセスネットワークの線路監視を可能にするため、OTDR試験に対応したPON中継器を実現することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、PON中継器を用いた広域・多分岐化PONシステムにおいて、線路監視手段として一般的に利用されているOTDRによる線路監視を可能とすることを特徴とする。
本発明に係る中継器は、
第1の入出力ポートから入力された第1の光信号を増幅する第1の中継増幅部と、
第2の入出力ポートから入力された第2の光信号を増幅する第2の中継増幅部と、
前記第1の入出力ポートからの前記第1の光信号を前記第1の中継増幅部へ入力し、前記第2の中継増幅部からの前記第2の光信号を前記第1の入出力ポートへ出力する第1の合分波部と、
前記第2の入出力ポートからの前記第2の光信号を前記第2の中継増幅部へ入力し、前記第1の中継増幅部からの前記第1の光信号を前記第2の入出力ポートへ出力する第2の合分波部と、
前記第1の入出力ポートから入力された前記第1の光信号の波長が予め定められた信号光波長である場合は当該第1の光信号を前記第1の中継増幅部へ出力し、前記第1の入出力ポートから入力された前記第1の光信号の波長が予め定められた試験光波長である場合は当該第1の光信号の前記第1の中継増幅部への入力を阻止する試験光処理部と、
を備える。
本発明に係る中継器では、前記試験光処理部は、前記第1の合分波部と前記第1の入出力ポートとの間に挿入され、信号光の波長を透過し、試験光の波長を反射する試験光反射部を備えていてもよい。
本発明に係る中継器では、
前記試験光処理部は、
前記第1の合分波部と前記第1の入出力ポートとの間に挿入され、前記第1の入出力ポートからの試験光を分波して第2の試験光合分波部へ出力し、前記第2の試験光合分波部からの試験光を前記第1の入出力ポートへ出力する第1の試験光合分波部と、
前記第2の合分波部と前記第2の入出力ポートとの間に挿入され、前記第2の入出力ポートからの試験光を分波して前記第1の試験光合分波部へ出力し、前記第1の試験光合分波部からの試験光を前記第2の入出力ポートへ出力する前記第2の試験光合分波部と、
を備えていてもよい。
本発明に係る中継器では、前記第1の試験光合分波部と前記第2の試験光合分波部を結ぶ光経路に、反射位置を把握可能な予め設定された割合の試験光の一部を反射する試験光反射部をさらに備えていてもよい。
本発明に係る中継器では、前記第1の試験光合分波部と前記第2の試験光合分波部を結ぶ光経路に、前記試験光を増幅する試験光増幅部をさらに備えていてもよい。
本発明によれば、OTDR試験に対応したPON中継器を実現するため、PON中継器を適用した光アクセスネットワークの線路監視を可能にすることができる。
関連する広域光アクセスシステムの構成の一例を示す。 関連するPON中継器の構成の一例を示す。 本実施形態に係るOTDR対応PON中継器を用いた広域光アクセスシステムの構成の一例を示す。 実施形態2に係るOTDR対応PON中継器の構成の一例を示す。 実施形態3に係るOTDR対応PON中継器の構成の一例を示す。 実施形態4に係るOTDR対応PON中継器の構成の一例を示す。 実施形態5に係るOTDR対応PON中継器の構成の一例を示す。
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
図1に、広域光アクセスシステムの構成の一例を示す。図1は広域光アクセスシステムがGE−PONシステムである場合を示す。GE−PONシステムは、GE−OLT91と複数のGE−ONU92が光スプリッタ95で接続されている。GE−OLT91と光スプリッタ95の伝送路である光ファイバ中にPON中継器193を設置し、光信号を中継伝送することで広域化を実現する。PON中継器193からGE−ONU92側までの区間をアクセス区間と呼び、PON中継器193からGE−OLT91までの区間をトランク区間と呼ぶ。
PON中継器193は、光増幅PON中継器またはO/E/O中継器を備える。光増幅PON中継器は、光信号を中継増幅する。光増幅PON中継器は、ビットレートや信号フォーマットなどのシステム仕様に依存せず、動作可能なことから、GE−PONをはじめとした、10G−EPONなど様々なシステムへの適用が検討されてきた。一方、O/E/O変換器は光信号を一度電気に変換し、再度光信号として出力する最もシンプルな中継構成である。
図2に、関連するPON中継器の構成の一例を示す。図2に示すPON中継器193は、OLT側上り下り合分波部11、ONU側上り下り合分波部12、上り信号中継増幅部13、及び下り信号中継増幅部14を備える。上り信号中継増幅部13及び下り信号中継増幅部14には、光増幅器、またはO/E/O中継器が用いられる。
PON中継器193に入力された上り信号は、ONU側上り下り合分波部12を経由して上り信号中継増幅部13で中継増幅され、OLT91側に出力される。この時、上り信号はバースト信号となるため、上り信号中継増幅部13はバースト対応する必要がある。下り信号も上り信号と同じように、PON中継器193に入力された下り信号は、OLT側上り下り合分波部11を経由して下り信号中継増幅部14で中継増幅され、ONU92側に出力される。
これらPON中継器193については、多くの報告がされており、システム評価なども盛んに行われている。しかし、この様なPON中継器構成では、線路監視用に利用されているOTDR試験に対応しておらず、線路試験が行えない課題があった。
(実施形態1)
図3に、本実施形態に係る広域光アクセスシステムの構成の一例を示す。本実施形態に係る広域光アクセスシステムは、PON中継器93を用いている。PON中継器93は、OTDR試験を行う場合、トランク区間に光スプリッタ96を設け、光スプリッタ96とOTDR試験装置94を接続する。OTDR試験装置94は、試験光をGE−ONU92へ向けて出射し、光線路で反射又は散乱された戻り光を観測することによって、広域光アクセスシステムの試験を行う。
PON中継器93は、OTDRに対応するための試験光処理部を備える。試験光処理部は、OLT91側の第1の入出力ポートから入力された光信号の波長が信号光波長である場合は中継増幅部へ出力し、OLT91側の第1の入出力ポートから入力された光信号の波長がOTDR用の試験光の波長である場合は中継増幅部への出力を阻止する。
PON中継器93によってロスバジェットが大きく拡大されるため、本実施形態に係る広域光アクセスシステムは、システムの広域化および多分岐化が可能となる。また、OTDR対応PON中継器93を用いることにより、従来では不可能であった線路試験が可能となる。
(実施形態2)
図4に、OLT側入出力部にOTDR信号反射部21を備えた、OTDR対応PON中継器93の構成の一例を示す。本実施形態に係るOTDR対応PON中継器93は、OLT側上り下り合分波部11、ONU側上り下り合分波部12、上り信号中継増幅部13、下り信号中継増幅部14、およびOTDR信号反射部21を備える。OTDR信号反射部21が試験光処理部として機能する。
本実施形態では、第1の入出力ポートがOLT側ポートであり、第2の入出力ポートがONU側ポートであり、第1の合分波部がOLT側上り下り合分波部11であり、第2の合分波部がONU側上り下り合分波部12であり、第1の中継増幅部が下り信号中継増幅部14であり、第2の中継増幅部が上り信号中継増幅部13である場合について説明する。OTDR信号反射部21は、OLT側上り下り合分波部11とOLT側ポートの間に接続される。
OTDR対応PON中継器93に入力された上り信号および下り信号は、それぞれ、ONU側上り下り合分波部12及びOLT側上り下り合分波部11で合分波され、それぞれの信号に対応した上り信号中継増幅部13及び下り信号中継増幅部14に入力される。上り信号中継増幅部13から出力された増幅信号は、OLT側上り下り合分波部11によって合分波され、トランク区間に送出される。下り信号中継増幅部14から出力された増幅信号は、ONU側上り下り合分波部12によって合分波され、アクセス区間に送出される。
この時、OLT91側からOTDRによる線路試験を行った場合を考える。OLT91側から下り信号と共に、OTDR信号がPON中継器93に入力される。この時、PON中継器93のOLT側入出力端に設置した、OTDR信号のみを反射する特性を有するOTDR信号反射部21によって、OTDR信号は反射され、光ファイバ中を反射光は伝送し、収容ビルに設置されているOTDR試験装置94に入力される。
一方、OTDR信号反射部21は、下り信号および上り信号を透過する特性を有するため、主信号の伝送品質に影響を与えない。これにより、収容ビルに設置されたOLTからPON中継器までの光ファイバ区間の線路監視を、OTDRを用いて行うことができ、広域光アクセスシステムの保守運用性向上が期待できる。
(実施形態3)
図5にOLT側入出力部にOTDR信号をバイパスする構造を備えた、OTDR対応PON中継器93の構成の一例を示す。OTDR対応PON中継器93は、OLT側上り下り合分波部11、ONU側上り下り合分波部12、上り信号中継増幅部13、下り信号中継増幅部14、および2台のOTDR信号合分波部22及び23、を備える。
OTDR信号合分波部22及び23が試験光処理部として機能する。OTDR信号合分波部22はOLT側上り下り合分波部11とOLT側ポートの間に接続され、OTDR信号合分波部23はONU側上り下り合分波部12とONU側ポートの間に接続される。
OTDR対応PON中継器93に入力された上り信号、および下り信号は、上り下り合分波部11及び12で合分波され、それぞれの信号に対応した中継増幅部13及び14に入力される。それぞれの中継増幅部13及び14から出力された増幅信号は、上り下り合分波部11及び12によって合分波され、光ファイバ区間に送出される。
この時、OLT側からOTDRによる線路試験を行った場合を考える。OLT91側から下り信号と共に、OTDR信号がPON中継器93に入力される。この時、PON中継器93のOLT側入出力端に設置した、OTDR信号合分波部22によって、下り信号は下り信号中継増幅部14に入力するために上り下り合分波部11に入力され、下り信号中継増幅部14で増幅されONU92側に出力される。
一方、OTDR信号はOTDR信号合分波部22によって、バイパスする光ファイバ区間26に出力され、バイパス区間を経由してOTDR信号合分波部23で下り信号と合波される。下り信号とOTDR信号は、合波された状態でONU92側に出力される。本構成により、収容ビルに設置されたOLTからONUまでの光ファイバ区間の線路監視を、OTDRを用いて行うことができ、広域光アクセスシステムの保守運用性向上が期待できる。
(実施形態4)
図6に、OTDR信号をバイパスする構造、およびOTDR試験光微小反射部を備えた、OTDR対応PON中継器の構成を示す。OTDR対応PON中継器93は、OLT側上り下り合分波部11、ONU側上り下り合分波部12、上り信号中継増幅部13、下り信号中継増幅部14、2台のOTDR信号合分波部22及び23、並びにOTDR試験光微小反射部24を備える。
OTDR信号合分波部22及び23並びにOTDR試験光微小反射部24が試験光処理部として機能する。OTDR信号合分波部22はOLT側上り下り合分波部11とOLT側ポートの間に接続され、OTDR信号合分波部23はONU側上り下り合分波部12とONU側ポートの間に接続される。OTDR試験光微小反射部24は、OTDR信号合分波部22及び23の間に接続される。
OTDR対応PON中継器93に入力された上り信号および下り信号は、上り下り合分波部11及び12で合分波され、それぞれの信号に対応した中継増幅部13及び14に入力される。それぞれの中継増幅部13及び14から出力された増幅信号は、上り下り合分波部11及び12によって合分波され、光ファイバ区間に送出される。
この時、OLT91側からOTDRによる線路試験を行った場合を考える。OLT91側から下り信号と共に、OTDR信号がPON中継器93に入力される。この時、PON中継器93のOLT91側入出力端に設置した、OTDR信号合分波部22によって、下り信号は中継増幅部14に入力するために上り下り合分波部11に入力され、下り信号中継増幅部14で増幅されONU92側に出力される。一方、OTDR信号はOTDR信号合分波部22によって、バイパスする光ファイバ区間26に出力さる。光ファイバ区間26を経由し、OTDR試験光微小反射部24に入力される。
OTDR試験光微小反射部24において、OTDR試験光の数%を反射し、屋外の伝送路中に設置されたPON中継器93の設置位置把握光として利用する。設置位置把握光は、収容ビルに設置されたOTDR試験装置に入力され、OTDR特性よりPON中継器93の設置位置が把握可能となる。一方、OTDR試験光微小反射部24で透過されたOTDR信号は、OTDR信号合分波部23を経由してONU92側に出力され、線路監視試験光としてOTDR試験を行う。
本構成により、収容ビルに設置されたOLT91からONU92までの光ファイバ区間26の線路監視を、OTDRを用いて行うことができ、なおかつ、屋外に設置されるPON中継器93の設置位置を把握することができるようになるため、広域光アクセスシステムの保守運用性向上が期待できる。
(実施形態5)
図7に、OTDR信号をバイパスする構造、および試験光増幅部を備えた、OTDR対応PON中継器93の構成を示す。OTDR対応PON中継器93は、OLT側上り下り合分波部11、ONU側上り下り合分波部12、上り信号中継増幅部13、下り信号中継増幅部14、2台のOTDR信号合分波部22及び23、並びにOTDR試験光増幅部25を備える。
OTDR信号合分波部22及び23、並びにOTDR試験光増幅部25が試験光処理部として機能する。OTDR信号合分波部22はOLT側上り下り合分波部11とOLT側ポートの間に接続され、OTDR信号合分波部23はONU側上り下り合分波部12とONU側ポートの間に接続される。OTDR試験光増幅部25は、OTDR信号合分波部22及び23の間に接続される。
OTDR対応PON中継器93に入力された上り信号、および下り信号は、上り下り合分波部11及び12で合分波され、それぞれの信号に対応した中継増幅部13及び14に入力される。それぞれの中継増幅部13及び14から出力された増幅信号は、上り下り合分波部11及び12によって合分波され、光ファイバ区間に送出される。
この時、OLT91側からOTDRによる線路試験を行った場合を考える。OLT側から下り信号と共に、OTDR信号がPON中継器93に入力される。この時、PON中継器93のOLT91側入出力端に設置した、OTDR信号合分波部22によって、下り信号は下り中継増幅部14に入力するために上り下り合分波部11に入力され、下り信号中継増幅部14で増幅されONU92側に出力される。一方、OTDR信号はOTDR信号合分波部22によって、バイパスする光ファイバ区間26に出力さる。光ファイバ区間26を経由し、OTDR試験光増幅部25に入力され、増幅されたOTDR信号は、OTDR信号合分波部23を経由してONU92側に出力され、線路監視試験光としてOTDR試験を行う。
広域光アクセスシステムにおいては、従来のOTDR装置が想定している測定距離レンジよりも、伝送距離が長くなることが予想される。OTDR試験の測定距離レンジは、OTDR試験光の出力パワーと、反射光の受信感度で決定するため、OTDR試験光増幅部25によってOTDR試験光を増幅することで、従来の測定距離レンジのOTDR試験装置を用いて広域光アクセスシステムの線路試験が可能となる。
本構成により、収容ビルに設置されたOLTからONUまでの光ファイバ区間の線路監視を、OTDRを用いて行うことができ、なおかつ、従来のOTDR試験装置の測定レンジ以上の伝送距離を有するシステムの線路監視が可能となるため、広域光アクセスシステムの保守運用性向上が期待できる。
本発明は情報通信産業に適用することができる。
11:OLT側上り下り合分波部
12:ONU側上り下り合分波部
13:上り信号中継増幅部
14:下り信号中継増幅部
21:OTDR信号反射部
22、23:OTDR信号合分波部
24:OTDR試験光微小反射部
25:OTDR試験光増幅部
26:光ファイバ区間
91:OLT
92:ONU
93、193:PON中継器
94:OTDR試験装置
95、96:光スプリッタ

Claims (2)

  1. 第1の入出力ポートから入力された第1の光信号を増幅する第1の中継増幅部と、
    第2の入出力ポートから入力された第2の光信号を増幅する第2の中継増幅部と、
    前記第1の入出力ポートからの前記第1の光信号を前記第1の中継増幅部へ入力し、前記第2の中継増幅部からの前記第2の光信号を前記第1の入出力ポートへ出力する第1の合分波部と、
    前記第2の入出力ポートからの前記第2の光信号を前記第2の中継増幅部へ入力し、前記第1の中継増幅部からの前記第1の光信号を前記第2の入出力ポートへ出力する第2の合分波部と、
    前記第1の合分波部と前記第1の入出力ポートとの間に挿入され、前記第1の入出力ポートからの試験光を分波して第2の試験光合分波部へ出力し、前記第2の試験光合分波部からの試験光を前記第1の入出力ポートへ出力する第1の試験光合分波部と、
    前記第2の合分波部と前記第2の入出力ポートとの間に挿入され、前記第2の入出力ポートからの試験光を分波して前記第1の試験光合分波部へ出力し、前記第1の試験光合分波部からの試験光を前記第2の入出力ポートへ出力する前記第2の試験光合分波部と、
    前記第1の試験光合分波部と前記第2の試験光合分波部を結ぶ光経路に、反射位置を把握可能な予め設定された割合の試験光の一部を反射する試験光反射部と、
    を備える中継器。
  2. 前記第1の試験光合分波部と前記第2の試験光合分波部を結ぶ光経路に、前記試験光を増幅する試験光増幅部をさらに備えることを特徴とする請求項に記載の中継器。
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