JP6068374B2 - 多分岐中継装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）を介して接続された複数の加入者側装置と局側装置との間で光信号を伝送するＰＯＮシステムにおける多分岐中継装置に関し、特に、多数の加入者側装置との効率的な通信を可能とする多分岐中継装置に関する。

２００９年にＩＥＥＥ ８０２．３ａｖにおいて１０Ｇ−ＥＰＯＮ（10 Gigabit Ethernet Passive Optical Network：Ethernetは登録商標）の標準化が完了した。その特徴は、既に広く普及しているＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet Passive Optical Network：非特許文献１参照）の１０倍の高速伝送が可能なことである。

図１２は、従来のＧＥ−ＰＯＮシステムの構成の概要を示す説明図である。同図において、局側装置と複数の加入者側装置の間で、光信号が光スプリッタを介して転送される。
局側装置に搭載された光トランシーバは、各加入者側装置に向けて送信する下り方向の電気信号を光信号に変換し、また、各加入者側装置からの上り方向の光信号を電気信号に変換する。

特開２０１２−１９３５３号公報

「技術基礎講座〔ＧＥ−ＰＯＮ技術〕第１回 ＰＯＮとは」、ＮＴＴ技術ジャーナル、Ｖｏｌ．１７、Ｎｏ．８、ｐｐ．７１−７４、２００５．

このようなＧＥ−ＰＯＮシステムでは、光トランシーバが送信可能な光信号強度の上限、光トランシーバが正常に受信可能な光信号強度の下限、局側装置と加入者側装置との間で光信号を伝送する光伝送路（光ファイバ）や局側装置からの光信号を分岐して各加入者側装置に分配し各加入者側装置からの光信号を合波する光スプリッタで生じる光信号強度の減衰量によって、局側装置に接続可能な加入者側装置の台数は、最大で３２台に限定される。

また、１０ＧＥ−ＰＯＮシステムにおいても、１個の光トランシーバに接続可能な加入者側装置の台数は最大で３２台に限定される。したがって、１０ＧＥ−ＰＯＮシステムでは１０倍の高速伝送が可能であるため、加入者側装置１台あたりの帯域が１０倍に向上する一方で、局側装置の上位装置は加入者側装置１台あたり１０倍の帯域を処理する必要があるため、通信に掛かる加入者側装置１台あたりのコストが増大する。すなわち、加入者側装置１台の帯域を１０倍に増加させる必要がない（より小さい帯域で済む）場合は、加入者側装置１台あたりのコスト増加が問題となる。

このような課題に対する対策の１つとして、従来、局側装置と加入者側装置との間に光増幅器を使用することで、１個の光トランシーバに接続可能な加入者側装置の台数を３３台以上に増やす技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかし、光増幅器の装置コストは、主に電気回路で構成された局側装置や加入者側装置装置と比較すると極めて高いため、加入者側装置１台の帯域を１０倍よりも下げたとしても、加入者側装置１台あたりのコストを削減する効果は低い。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的はＰＯＮシステムの加入者側装置と局側装置とを低コストで中継接続できる中継接続技術を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明にかかる多分岐中継装置は、光伝送路を介して局側装置と複数の加入者側装置との間でデータを転送するＰＯＮシステムで用いられる多分岐中継装置であって、前記局側装置と光伝送路を介して接続され、当該局側装置からの光信号を受信して電気信号に変換し下り受信信号として出力し、入力された電気信号からなる上り送信信号を光信号に変換して当該局側装置へ送信する局側光トランシーバと、光伝送路および光スプリッタを介してそれぞれ１個以上の加入者側装置と接続され、当該加入者側装置からの光信号を受信して電気信号に変換して上り受信信号として出力し、入力された電気信号からなる下り送信信号を光信号に変換してこれら加入者側装置へ送信し、当該加入者側装置からの光信号を受信中であるか否かを示す受信断信号を生成して出力する、複数の加入者側光トランシーバと、前記局側光トランシーバから出力された電気信号からなる前記下り受信信号を電気信号からなる複数の前記下り送信信号に分岐して、前記各加入者側光トランシーバに分配する下り信号分配部と、前記各加入者側光トランシーバから出力された電気信号からなる前記上り受信信号と前記受信断信号とを入力し、当該受信断信号が受信中であることを示す場合には、当該受信断信号と対応する上り受信信号を選択し、電気信号からなる前記上り送信信号として前記局側光トランシーバに出力する上り信号選択部とを備えている。

また、本発明にかかる上記多分岐中継装置の一構成例は、前記上り信号選択部が、少なくともいずれかの前記受信断信号が受信ありを示す期間に上り送信有効を示し、すべての前記受信断信号が受信なしを示す期間に上り送信無効を示す上り送信有効信号を生成して、前記局側光トランシーバに出力し、前記局側光トランシーバは、前記上り信号選択部から出力された前記上り送信有効信号が上り送信有効を示す期間には、光信号の送信を行い、当該上り送信有効信号が上り送信無効を示す期間には、光信号の送信を停止するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記多分岐中継装置の一構成例は、前記下り信号分配部から分配された前記下り受信信号から前記局側装置が送信した監視用下り信号を抽出し、当該監視用下り信号に含まれる監視用上り送信の指示に基づいて、監視用上り信号を生成して前記上り信号選択部に出力する監視部をさらに備え、前記上り信号選択部は、前記監視部からの監視用上り信号を前記上り送信信号として前記局側光トランシーバに出力するようにしたものである。

本発明によれば、ＰＯＮシステムの光スプリッタが上り方向の光信号を合波する作用と同等の機能を、電気回路を用いて多分岐中継装置により実現される。
これにより、光スプリッタでは、入力した光信号の強度が減衰して出力されるため分岐数の上限が制限されるが、本発明にかかる多分岐中継装置によれば、入力された光信号は電気信号に変換されてディジタル信号として分岐・選択の処理が行われるため、信号強度の減衰によって多分岐中継装置内での分岐数の上限が制限されることがなくなり、より多く加入者側装置４を接続することができる。

また、光信号の受信強度は、光トランシーバが正常に受信可能な光信号強度の下限まで可能であり、出力される光信号の強度は光トランシーバの出力強度である。このため、多分岐中継装置内の各加入者側光トランシーバに接続された個々の光スプリッタにおいて、当該光スプリッタに接続された各加入者側装置との間で下り方向の光信号が分岐され、上り方向の光信号が合波される。これにより、加入者側光トランシーバごとに、ＰＯＮシステムで規定されている最大３２台の加入者側装置を接続することが可能となる。
したがって、Ｎ個の加入者側光トランシーバを具備する多分岐中継装置では、最大３２×Ｎ台の加入者側装置と接続することができ、加入者側装置１台あたりのコストを大幅に削減することが可能となる。

第１の実施の形態にかかるＰＯＮシステムおよび多分岐中継装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかる多分岐中継装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかる上り信号選択部の構成例である。 上り信号選択制御部における上り信号選択信号生成処理を示すフローチャートである。 第１の実施の形態にかかる上り信号選択部の動作を示すタイムチャートである。 第２の実施の形態にかかるＰＯＮシステムおよび多分岐中継装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態にかかる多分岐中継装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態にかかる上り信号選択部の構成例である。 第２の実施の形態にかかる上り信号選択部の動作を示すタイムチャートである。 第３の実施の形態にかかる多分岐中継装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施の形態にかかる上り信号選択部の動作を示すタイムチャートである。 従来のＧＥ−ＰＯＮシステムの構成の概要を示す説明図である。

次に、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の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるＰＯＮシステム１０および多分岐中継装置２について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかるＰＯＮシステムおよび多分岐中継装置の構成を示すブロック図である。

このＰＯＮシステム１０は、局側装置１と、局側光トランシーバ２１、信号中継部２３、およびＮ（Ｎは２以上の整数）個の加入者側光トランシーバ２２（２２−１〜２２−Ｎ）を備えた１台の多分岐中継装置２と、これら加入者側光トランシーバ２２に接続されたＮ台の光スプリッタ３（３−１〜３−Ｎ）と、これら光スプリッタ３ごとにＫ（Ｋは１以上の整数）台ずつ接続された合計Ｎ×Ｋ台の加入者側装置４（４−１−１〜４−１−Ｋ，…，４−Ｎ−１〜４−Ｎ−Ｋ）と、これら各装置間を相互に接続する光伝送路（光ファイバ）とから構成される。

本実施の形態では、便宜上、光スプリッタ３ごとにＫ台ずつ加入者側装置４が接続されている場合を例として説明するが、光スプリッタ３ごとに接続される加入者側装置４の台数は、同一のＫ台に制限されるものではなく、光スプリッタ３ごとに１台以上の別個の台数だけ加入者側装置４が接続されていてもよい。

図２は、第１の実施の形態にかかる多分岐中継装置の構成を示すブロック図である。
この多分岐中継装置２は、局側光トランシーバ２１、信号中継部２３、およびＮ個の加入者側光トランシーバ２２−１〜２２−Ｎを備え、信号中継部２３には、下り信号分配部２４と上り信号選択部２５とが設けられている。本実施の形態は、光スプリッタ３が上り方向の光信号を合波する作用と同等の機能を、電気回路を用いて多分岐中継装置２により実現したものである。

局側光トランシーバ２１は、光伝送路を介して局側装置１と接続され、局側装置１が送信した光信号を受信して電気信号に変換し、下り受信信号ＬＲ０として下り信号分配部２４に向けて出力する機能と、上り信号選択部２５が出力した電気信号である上り送信信号ＵＳ０を光信号に変換して局側装置１へ送信する機能とを有している。

加入者側光トランシーバ２２−ｎ（ｎ＝１〜Ｎの整数）は、光伝送路および光スプリッタ３−ｎを介してそれぞれ１つ以上の加入者側装置４と接続され、これら加入者側装置４が送信した光信号を受信して電気信号に変換し、上り受信信号ＵＲｎとして上り信号選択部２５に向けて出力する機能と、下り信号分配部２４が出力した電気信号である下り送信信号ＬＳｎを光信号に変換し、これら加入者側装置４へ送信する機能と、これら加入者側装置４からの光信号を受信中であるか否かを示す受信断信号ＲＤｎを生成して出力する機能とを有している。

下り信号分配部２４は、電気信号を入出力する電気回路からなり、局側光トランシーバ２１が出力する下り受信信号ＬＲ０を入力し、下り送信信号ＬＳｎとして各加入者側光トランシーバ２２−ｎに向けて分配する機能を有している。

上り信号選択部２５は、電気信号を入出力する電気回路からなり、各加入者側光トランシーバ２２−ｎが出力した上り受信信号ＵＲｎと受信断信号ＲＤｎとを入力し、受信中であることを示す受信断信号ＲＤｍ（ｍ＝１〜Ｎの整数）を入力したときに、これに対応する上り受信信号ＵＲｍを選択して、上り送信信号ＵＳ０として局側光トランシーバ２１に向けて出力する機能を有している。

図３は、第１の実施の形態にかかる上り信号選択部の構成例である。
上り信号選択部２５は、上り信号選択制御部２５Ａと上り信号スイッチ部２５Ｂとから構成されている。

上り信号選択制御部２５Ａは、各加入者側光トランシーバ２２−ｎが出力した受信断信号ＲＤｎを入力し、受信断信号ＲＤｎに基づいて上り信号選択信号ＵＳＥＬを生成し、上り信号スイッチ部２５Ｂに向けて上り信号選択信号ＵＳＥＬを出力する機能を有している。上り信号選択信号ＵＳＥＬは、上り信号スイッチ部２５Ｂが選択すべき上り受信信号ＵＲｎを指定する信号であり、本例ではｍの値を例す。

上り信号スイッチ部２５Ｂは、上り受信信号ＵＲｎと上り信号選択信号ＵＳＥＬとを入力し、上り信号選択信号ＵＳＥＬに基づいて、上り受信信号ｍを上り送信信号ＵＳ０として局側光トランシーバ２１に向けて出力する機能を有している。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図４を参照して、第１の実施の形態にかかる多分岐中継装置２の動作について説明する。図４は、上り信号選択制御部における上り信号選択信号生成処理を示すフローチャートである。

まず、上り信号選択部２５の上り信号選択制御部２５Ａは、上り信号選択信号ＵＳＥＬの値として加入者側光トランシーバ２２−１に対応する「１」に初期化する（ステップ１００）。この際、上り信号選択信号ＵＳＥＬの初期値として「１」〜「Ｎ」のいずれの値を設定してもよい。
続いて、上り信号選択制御部２５Ａは、各受信断信号ＲＤｍの値を確認して保持する（ステップ１０１）。

この後、上り信号選択制御部２５Ａは、加入者側光トランシーバ２２−ｍが受信中でないこと（受信なし）を示す値「Ｈレベル」から受信中であること（受信あり）を示す値「０」への変化、すなわち受信断信号ＲＤｍの立ち下がりを検出するため、これら受信断信号ＲＤｍごとに、保持した各受信断信号ＲＤｍの値が「１」であり、新たに入力された受信断信号ＲＤｍの値が「０」であることを確認する（ステップ１０２）。

ここで、いずれかの受信断信号ＲＤｍについて立ち下がりが検出された場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）、上り信号選択制御部２５Ａは、当該受信断信号ＲＤｍに対応する加入者側光トランシーバ２２−ｍを示す値ｍを上り信号選択信号ＵＳＥＬの値に設定し（ステップ１０３）、ステップ１０１へ戻る。
また、いずれの受信断信号ＲＤｍについても立ち下がりが検出されなかった場合（ステップ１０２：ＮＯ）、ステップ１０１へ戻る。

図５は、第１の実施の形態にかかる上り信号選択部の動作を示すタイムチャートである。ここでは、加入者側光トランシーバ２２の数Ｎを「２」とした場合における、上り信号選択部２５で入出力される各信号の変化が示されている。

加入者側装置４−１から送信された上り受信信号ＵＲｍは、加入者側光トランシーバ２２−ｍで受信され、受信断信号ＲＤｍと同期して上り信号選択部２５に入力される。この例において、各上り受信信号ＵＲｍは、その先頭部に同期パタンが付加されたデータ信号からなる。

上り信号選択制御部２５Ａは、これら受信断信号ＲＤｍの立ち下がりに応じて、上り信号選択信号ＵＳＥＬの値を変更する。
上り信号スイッチ部２５Ｂは、この上り信号選択信号ＵＳＥＬの値に基づき、対応する上り受信信号ＵＲｍを選択し、上り送信信号ＵＳ０として局側光トランシーバ２１へ出力する。

したがって、例えば、受信断信号ＲＤ１に基づいて上り信号選択信号ＵＳＥＬの値が「１」に設定されて、上り受信信号ＵＲ１を上り送信信号ＵＳ０として出力している状態で、受信断信号ＲＤ２が「１」から「０」へと変化して、加入者側光トランシーバ２２−２が「受信なし」から「受信あり」へと変化した場合、上り信号選択制御部２５Ａは、上り信号選択信号ＵＳＥＬの値を「１」から「２」へと変更する。

この上り信号選択信号ＵＳＥＬに応じて、上り信号スイッチ部２５Ｂは、上り受信信号ＵＲ２を切替選択し、上り送信信号ＵＳ０として出力する。
これにより、加入者側装置４−２から送信された上り受信信号ＵＲ２は、光スプリッタ３−２を介して加入者側光トランシーバ２２−２で受信されて、信号中継部２３により上り送信信号ＵＳ０として選択出力され、局側光トランシーバ２１から局側装置１へ送信される。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、下り信号分配部２４が、局側光トランシーバ２１から出力された電気信号からなる下り受信信号ＬＲ０を電気信号からなる複数の下り送信信号ＬＳ１〜ＬＳＮに分岐して、各加入者側光トランシーバ２２（２２−１〜２２−Ｎ）に分配し、上り信号選択部２５が、各加入者側光トランシーバ２２から出力された電気信号からなる上り受信信号ＲＵ１〜ＵＲＮと受信断信号ＲＤ１〜ＲＤＮとを入力し、当該受信断信号ＲＤｍが受信中であることを示す場合には、当該受信断信号ＲＤｍと対応する上り受信信号ＲＵｍを選択し、電気信号からなる上り送信信号ＵＳ０として局側光トランシーバ２１に出力するようにしたものである。

これにより、光スプリッタ３が上り方向の光信号を合波する作用と同等の機能が、電気回路を用いて実現される。
したがって、光スプリッタ３では、入力した光信号の強度が減衰して出力されるため分岐数の上限が制限されるが、本実施の形態にかかる多分岐中継装置２によれば、入力された光信号は電気信号に変換されてディジタル信号として分岐・選択の処理が行われるため、信号強度の減衰によって多分岐中継装置２内での分岐数の上限が制限されることがなくなり、より多く加入者側装置４を接続することができる。

また、光信号の受信強度は、光トランシーバが正常に受信可能な光信号強度の下限まで可能であり、出力される光信号の強度は光トランシーバの出力強度である。このため、加入者側光トランシーバ２２に接続された個々の光スプリッタ３において、当該光スプリッタ３に接続された各加入者側装置４との間で下り方向の光信号が分岐され、上り方向の光信号が合波される。これにより、各加入者側光トランシーバ２２ごとに、ＰＯＮシステムで規定されている最大３２台の加入者側装置４を接続することが可能となる（Ｋ≦３２）。
したがって、Ｎ個の各加入者側光トランシーバ２２を具備する多分岐中継装置２では、最大３２×Ｎ台の加入者側装置と接続することができ、加入者側装置１台あたりのコストを大幅に削減することが可能となる。

さらに、多分岐中継装置２が具備する局側光トランシーバ２１と局側装置１との間は光伝送路で接続されるため、局側装置１と多分岐中継装置２との距離を伸長でき、局側装置１と加入者側装置４とが離れている場合にも通信可能とすることができる。

［第２の実施の形態］
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるＰＯＮシステム１０および多分岐中継装置２について説明する。図６は、第２の実施の形態にかかるＰＯＮシステムおよび多分岐中継装置の構成を示すブロック図である。
本実施の形態は、図６に示すように、局側装置１に局側光スプリッタ５を介して複数の多分岐中継装置２−２が接続されている点において第１の実施の形態と相違する。

すなわち、本実施の形態にかかるＰＯＮシステム１０は、局側装置１と、Ｓ（Ｓは２以上の整数）台の多分岐中継装置２−ｓ（ｓは１〜Ｓの整数）と、局側装置１にこれらＳ台の多分岐中継装置２−ｓを接続する局側光スプリッタ５と、各多分岐中継装置２−ｓに接続されたＮ台の光スプリッタ３−ｓ−ｎ（ｎは１〜Ｎの整数、Ｎは２以上の整数）と、これら光スプリッタ３ごとにＫ（Ｋは１以上の整数）台ずつ接続された合計Ｓ×Ｎ×Ｋ台の加入者側装置４−ｓ−ｎ−ｋ（ｋは１〜Ｋの整数）と、これら各装置間を相互に接続する光伝送路（光ファイバ）とから構成される。

多分岐中継装置２は、前述した図１と同様に、局側光トランシーバ２１−ｓと、Ｎ個の加入者側光トランシーバ２２−ｓ−ｎと、信号中継部２３−ｓとを備えている。

本実施の形態では、便宜上、光スプリッタ３−ｓ−ｎごとにＫ台ずつ加入者側装置４が接続されている場合を例として説明するが、光スプリッタ３−ｓ−ｎごとに接続される加入者側装置４の台数は、すべてＫ台に制限されるものではなく、光スプリッタ３−ｓ−ｎごとに１台以上の別個の台数だけ加入者側装置４が接続されていてもよい。
また、本実施の形態では、便宜上、多分岐中継装置２−ｓごとにＮ台ずつ光スプリッタ３−ｓ−ｎが接続されている場合を例として説明するが、多分岐中継装置２−ｓごとに接続される光スプリッタ３−ｓ−ｎの台数は、すべてＮ台に制限されるものではなく、多分岐中継装置２ごとに２台以上の別個の台数だけ光スプリッタ３−ｓ−ｎが接続されていてもよい。

図７は、第２の実施の形態にかかる多分岐中継装置の構成を示すブロック図である。
この多分岐中継装置２（２−ｓ）は、前述した図２と同様に、局側光トランシーバ２１（２１−ｓ）、信号中継部２３（２３−ｓ）、およびＮ個の加入者側光トランシーバ２２−１〜２２−Ｎ（２２−ｓ−ｎ）を備え、信号中継部２３には、下り信号分配部２４と上り信号選択部２５とが設けられている。

局側光トランシーバ２１は、局側光スプリッタ５および光伝送路を介して局側装置１と接続され、局側装置１が送信した光信号を受信して電気信号に変換し、下り受信信号ＬＲ０として下り信号分配部２４に向けて出力する機能と、上り信号選択部２５が出力した電気信号である上り送信信号ＵＳ０を光信号に変換して局側装置１へ送信する機能とを有している。
これに加えて、局側光トランシーバ２１は、本実施の形態にかかる独特の機能として、上り送信有効信号ＵＳＥを入力し、この上り送信有効信号ＵＳＥが送信有を示す期間に光信号の送信を行い、上り送信有効信号ＵＳＥが送信無を示す期間に光信号の送信を停止する機能を有している。

加入者側光トランシーバ２２−ｎ（ｎ＝１〜Ｎの整数）は、光伝送路および光スプリッタ３−ｎを介してそれぞれ１つ以上の加入者側装置４と接続され、これら加入者側装置４が送信した光信号を受信して電気信号に変換し、上り受信信号ＵＲｎとして上り信号選択部２５に向けて出力する機能と、下り信号分配部２４が出力した電気信号である下り送信信号ＬＳｎを光信号に変換し、これら加入者側装置４へ送信する機能と、これら加入者側装置４からの光信号を受信中であるか否かを示す受信断信号ＲＤｎを生成して出力する機能とを有している。

下り信号分配部２４は、電気信号を入出力する電気回路からなり、局側光トランシーバ２１が出力する下り受信信号ＬＲ０を入力し、下り送信信号ＬＳｎとして各加入者側光トランシーバ２２−ｎに向けて分配する機能を有している。

上り信号選択部２５は、電気信号を入出力する電気回路からなり、各加入者側光トランシーバ２２−ｎが出力した上り受信信号ＵＲｎと受信断信号ＲＤｎとを入力し、受信中であることを示す受信断信号ＲＤｍ（ｍ＝１〜Ｎの整数）を入力したときに、これに対応する上り受信信号ＵＲｍを選択して、上り送信信号ＵＳ０として局側光トランシーバ２１に向けて出力する機能を有している。

これに加えて、上り信号選択部２５は、本実施の形態にかかる独特の機能として、上り送信信号ＵＳ０の有効有無を示す上り送信有効信号ＵＳＥを生成し、局側光トランシーバ２１に向けて出力する機能を有している。ここで、上り送信有効信号ＵＳＥは、受信中であることを示す少なくとも１本の受信断信号ＲＤｍを入力した期間を送信有効として示す信号である。

図８は、第２の実施の形態にかかる上り信号選択部の構成例である。
上り信号選択部２５は、上り信号選択制御部２５Ａ、上り信号スイッチ部２５Ｂ、および上り送信制御部２５Ｃから構成される。

上り信号選択制御部２５Ａは、各加入者側光トランシーバ２２−ｎが出力した受信断信号ＲＤｎを入力し、受信断信号ＲＤｎに基づいて上り信号選択信号ＵＳＥＬを生成し、上り信号スイッチ部２５Ｂに向けて上り信号選択信号ＵＳＥＬを出力する機能を有している。上り信号選択信号ＵＳＥＬは、上り信号スイッチ部２５Ｂが選択すべき上り受信信号ＵＲｎを指定する信号であり、本例ではｍの値を例す。

上り信号スイッチ部２５Ｂは、上り受信信号ＵＲｎと上り信号選択信号ＵＳＥＬとを入力し、上り信号選択信号ＵＳＥＬに基づいて、上り受信信号ｍを上り送信信号ＵＳ０として局側光トランシーバ２１に向けて出力する機能を有している。
上り送信制御部２５Ｃは、受信断信号ＲＤｎを入力し、受信断信号ＲＤｎに基づいて上り送信信号ＵＳ０の有効有無を示す上り送信有効信号ＵＳＥを生成し、局側光トランシーバ２１に向けて出力する機能を有している。

図８において、受信断信号ＲＤｎは、加入者側光トランシーバ２２−ｎが受信なしの期間は値「１」を示し、受信ありの期間は値「０」を示す信号である。また、上り送信有効信号ＵＳＥは、上り送信を有効とする期間において値「０」を示し、無効とする期間において値「１」を示す信号である。

上り送信制御部２５Ｃは、各受信断信号ＲＤｎに対して論理反転（値「０」のとき「１」に、値「１」のとき「０」にする処理）を行った信号に対する論理和を、上り送信有効信号ＵＳＥとする。つまり、上り送信有効信号ＵＳＥは、受信ありを示す少なくとも１本の受信断信号ＲＤｍを入力した期間に上り送信有効「０」を示し、受信断信号ＲＤｎの全てが受信なしを示す期間に上り送信無効「１」を示す。

［第２の実施の形態の動作］
次に、図９を参照して、第２の実施の形態にかかる多分岐中継装置２の動作について説明する。図９は、第２の実施の形態にかかる上り信号選択部の動作を示すタイムチャートである。ここでは、前述した図５と同様、加入者側光トランシーバ２２の数Ｎを「２」とした場合における、上り信号選択部２５の入出力信号および上り信号選択信号ＵＳＥＬの変化が示されている。なお、上り信号選択制御部２５Ａにおける上り信号選択信号生成処理は、前述した図４とほぼ同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

加入者側装置４−１から送信された上り受信信号ＵＲｍは、加入者側光トランシーバ２２−ｍで受信されて、受信断信号ＲＤｍと同期して上り信号選択部２５に入力される。この例において、各上り受信信号ＵＲｍは、その先頭部に同期パタンが付加されたデータ信号からなる。

上り信号選択制御部２５Ａは、これら受信断信号ＲＤｍの立ち下がりに応じて、上り信号選択信号ＵＳＥＬの値を変更する。
上り信号スイッチ部２５Ｂは、この上り信号選択信号ＵＳＥＬの値に基づき、対応する上り受信信号ＵＲｍを選択し、上り送信信号ＵＳ０として局側光トランシーバ２１へ出力する。
これと並行して、上り送信制御部２５Ｃは、これら受信断信号ＲＤｍを値を論理反転した後、論理和をとることにより得られた上り送信有効信号ＵＳＥを局側光トランシーバ２１へ出力する。

したがって、例えば、受信断信号ＲＤ１に基づいて上り信号選択信号ＵＳＥＬの値が「１」に設定されて、上り受信信号ＵＲ１を上り送信信号ＵＳ０として出力している状態で、受信断信号ＲＤ２が「１」から「０」へと変化して、加入者側光トランシーバ２２−２が「受信なし」から「受信あり」へと変化した場合、上り信号選択制御部２５Ａは、上り信号選択信号ＵＳＥＬの値を「１」から「２」へと変更する。

この上り信号選択信号ＵＳＥＬに応じて、上り信号スイッチ部２５Ｂは、上り受信信号ＵＲ２を切替選択し、上り送信信号ＵＳ０として出力する。
これにより、加入者側装置４−２から送信された上り受信信号ＵＲ２は、光スプリッタ３−２を介して加入者側光トランシーバ２２−２で受信されて、信号中継部２３により上り送信信号ＵＳ０として選択出力され、局側光トランシーバ２１から局側装置１へ送信される。

また、上り送信制御部２５Ｃは、受信断信号ＲＤ１と受信断信号ＲＤ２の値が「１」を示す期間（全ての加入者側光トランシーバが受信なしの期間）のみ、上り送信有効信号ＵＳＥの値を「０」（上り送信を無効）とし、これ以外の期間（１個以上の加入者側光トランシーバが受信ありの期間）は上り送信有効信号ＵＳＥの値を「１」（上り送信を有効）とする。

したがって、各加入者側光トランシーバ２２−ｎが受信した信号を局側光トランシーバ２１が送信する期間のみ局側光トランシーバ２１が発光する。これにより、局側光トランシーバ２１は送信期間以外に消光するので、複数の多分岐中継装置２からの上り方向の各光信号が局側光スプリッタ５により合波されるとき、他の多分岐中継装置２からの発光と重ならないので、局側装置１と、局側光スプリッタ５を介して接続される複数の多分岐中継装置２との間で、正常な上り方向の通信が可能となる。

［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態によれば、局側装置１は、局側光スプリッタ５を介してＳ台の多分岐中継装置２と接続される。この際、光信号の受信強度は、光トランシーバが正常に受信可能な光信号強度の下限まで可能であり、出力される光信号の強度は光トランシーバの出力強度である。このため、局側光スプリッタ５において、当該局側光スプリッタ５に接続された各多分岐中継装置２との間で下り方向の光信号が分岐され、上り方向の光信号が合波される。これにより、居側装置１に対してＰＯＮシステムで規定されている最大３２台の多分岐中継装置２を接続することが可能となる（Ｋ≦３２）。

ここで、前述の第１の実施の形態で述べたように、Ｎ個の各加入者側光トランシーバ２２を具備する多分岐中継装置２は、最大３２×Ｎ台の加入者側装置４と接続することができるので、局側装置１は最大３２×３２×Ｎ台の加入者側装置４と接続できる（従来のＰＯＮシステムの３２×Ｎ倍）。したがって、本発明の多分岐中継装置２によれば、加入者側装置１台あたりの通信に掛かるコストを大幅に削減することが可能となる。

［第３の実施の形態］
次に、図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるＰＯＮシステム１０および多分岐中継装置２について説明する。図１０は、第３の実施の形態にかかる多分岐中継装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態にかかるＰＯＮシステム１０の構成は、前述の図６と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
図１０に示すように、本実施の形態は、多分岐中継装置２の信号中継部２３に、監視部２６が設けられている点において、第２の実施の形態と相違する。

すなわち、本実施の形態にかかる多分岐中継装置２（２−ｓ）は、局側光トランシーバ２１（２１−ｓ）、信号中継部２３（２３−ｓ）、およびＮ個の加入者側光トランシーバ２２−１〜２２−Ｎ（２２−ｓ−ｎ）を備え、信号中継部２３には、下り信号分配部２４、上り信号選択部２５、および監視部２６が設けられている。

局側光トランシーバ２１は、局側光スプリッタ５および光伝送路を介して局側装置１と接続され、局側装置１が送信した光信号を受信して電気信号に変換し、下り受信信号ＬＲ０として下り信号分配部２４に向けて出力する機能と、上り信号選択部２５が出力した電気信号である上り送信信号ＵＳ０を光信号に変換して局側装置１へ送信する機能と、上り送信有効信号ＵＳＥを入力し、上り送信有効信号ＵＳＥが送信有を示す期間に光信号の送信を行い、上り送信有効信号ＵＳＥが送信無を示す期間に光信号の送信を停止する機能とを有している。

加入者側光トランシーバ２２−ｎ（ｎ＝１〜Ｎの整数）は、光伝送路および光スプリッタ３−ｎを介してそれぞれ１個以上の加入者側装置４と接続され、これら加入者側装置４が送信した光信号を受信して電気信号に変換し、上り受信信号ＵＲｎとして上り信号選択部２５に向けて出力する機能と、下り信号分配部２４が出力した電気信号である下り送信信号ＬＳｎを光信号に変換し、これら加入者側装置４へ送信する機能と、これら加入者側装置４からの光信号を受信中であるか否かを示す受信断信号ＲＤｎを生成して出力する機能とを有している。

下り信号分配部２４は、電気信号を入出力する電気回路からなり、局側光トランシーバ２１が出力する下り受信信号ＬＲ０を入力し、下り送信信号ＬＳｎとして各加入者側光トランシーバ２２−ｎに向けて分配するとともに、監視部２６にも分配する機能を有している。

上り信号選択部２５は、電気信号を入出力する電気回路からなり、各加入者側光トランシーバ２２−ｎが出力した上り受信信号ＵＲｎと受信断信号ＲＤｎとを入力し、受信中であることを示す受信断信号ＲＤｍ（ｍ＝１〜Ｎの整数）を入力したときに、上り受信信号ＵＲｍを選択して、上り送信信号ＵＳ０として局側光トランシーバ２１に向けて出力する機能と、上り送信信号ＵＳ０の有効有無を示す上り送信有効信号ＵＳＥを生成し、局側光トランシーバ２１に向けて出力する機能とを有している。ここで、上り送信有効信号ＵＳＥは、受信中であることを示す少なくとも１本の受信断信号ＲＤｍを入力した期間を送信有効として示す信号である。

監視部２６は、下り信号分配部２４から分配された下り受信信号ＬＲ０を入力し、この下り受信信号ＬＲ０から、局側装置１が監視部２６に向けて送信した監視用下り信号を抽出する機能と、監視用下り信号に含まれる監視用上り送信の指示に基づいて、監視用上り信号ＷＵを生成して上り信号選択部２５に向けて出力する機能とを有している。

これに加えて、監視部２６は、装置電源断や下り方向の受信断や受信信号の品質劣化（符号誤りレートの閾値超過）といった障害の有無を監視し、障害が発生したとき、発生を障害の種類とあわせて通知する監視用上り信号ＷＵを生成し上り信号選択部２５に向けて出力する機能と、これら監視用上り信号ＷＵが有効である期間を示す監視用上り送信有効信号ＷＵＳＥを生成して上り信号選択部２５に向けて出力する機能とを有している。

［第３の実施の形態の動作］
次に、図１１を参照して、第３の実施の形態にかかる多分岐中継装置２の動作について説明する。図１１は、第３の実施の形態にかかる上り信号選択部の動作を示すタイムチャートである。ここでは、前述した図５および図９と同様、加入者側光トランシーバ２２の数Ｎを「２」とした場合における、上り信号選択部２５の入出力信号および上り信号選択信号ＵＳＥＬの変化が示されている。なお、上り信号選択制御部２５Ａにおける上り信号選択信号生成処理は、前述した図４とほぼ同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

加入者側装置４−１から送信された上り受信信号ＵＲｍは、加入者側光トランシーバ２２−ｍで受信されて、受信断信号ＲＤｍと同期して上り信号選択部２５に入力される。この例において、各上り受信信号ＵＲｍは、その先頭部に同期パタンが付加されたデータ信号からなる。

上り信号選択制御部２５Ａは、これら受信断信号ＲＤｍの立ち下がりに応じて、上り信号選択信号ＵＳＥＬの値を変更する。
上り信号スイッチ部２５Ｂは、この上り信号選択信号ＵＳＥＬの値に基づき、対応する上り受信信号ＵＲｍを選択し、上り送信信号ＵＳ０として局側光トランシーバ２１へ出力する。
これと並行して、上り送信制御部２５Ｃは、これら受信断信号ＲＤｍを値を論理反転した後、論理和をとることにより得られた上り送信有効信号ＵＳＥを局側光トランシーバ２１へ出力する。

したがって、例えば、受信断信号ＲＤ１に基づいて上り信号選択信号ＵＳＥＬの値が「１」に設定されて、上り受信信号ＵＲ１を上り送信信号ＵＳ０として出力している状態で、受信断信号ＲＤ２が「１」から「０」へと変化して、加入者側光トランシーバ２２−２が「受信なし」から「受信あり」へと変化した場合、上り信号選択制御部２５Ａは、上り信号選択信号ＵＳＥＬの値を「１」から「２」へと変更する。

この上り信号選択信号ＵＳＥＬに応じて、上り信号スイッチ部２５Ｂは、上り受信信号ＵＲ２を切替選択し、上り送信信号ＵＳ０として出力する。
これにより、加入者側装置４−２から送信された上り受信信号ＵＲ２は、光スプリッタ３−２を介して加入者側光トランシーバ２２−２で受信されて、信号中継部２３により上り送信信号ＵＳ０として選択出力され、局側光トランシーバ２１から局側装置１へ送信される。

また、上り送信制御部２５Ｃは、受信断信号ＲＤ１と受信断信号ＲＤ２の値が「１」を示す期間（全ての加入者側光トランシーバが受信なしの期間）のみ、上り送信有効信号ＵＳＥの値を「０」（上り送信を無効）とし、これ以外の期間（１個以上の加入者側光トランシーバが受信ありの期間）は上り送信有効信号ＵＳＥの値を「１」（上り送信を有効）とする。

したがって、各加入者側光トランシーバ２２−ｎが受信した信号を局側光トランシーバ２１が送信する期間のみ局側光トランシーバ２１が発光する。これにより、局側光トランシーバ２１は送信期間以外に消光するので、複数の多分岐中継装置２からの上り方向の各光信号が局側光スプリッタ５により合波されるとき、他の多分岐中継装置２からの発光と重ならないので、局側装置１と、局側光スプリッタ５を介して接続される複数の多分岐中継装置２との間で、正常な上り方向の通信が可能となる。

一方、上り信号選択部２５は、監視部２６から出力された監視用上り送信有効信号ＷＵＳＥが「１」である（監視用上り送信ＷＵが有効である）期間に、同じく監視部２６から出力された監視用上り信号ＷＵを切替選択し、上り送信信号ＵＳ０として出力する。

監視部２６は、上記の処理を行うため、局側装置１との間でリンクを確立する。リンクを確立する手順は、局側装置１と加入者側装置４との間で行われる手順と同じであるが、局側装置１は、監視部２６が局側装置１に向けて送出した信号に含まれる多分岐中継装置２ごとに固有のＩＤに基づき、加入者側装置４と多分岐中継装置２の監視部２６とを区別することができる。

監視部２６と局側装置１との間でリンクを確立した後、局側装置１は、監視部２６の正常動作を確認するため、監視部２６からの応答を要求する監視用下り信号を監視部２６に向けて定期的に送出する。
下り信号分配部２４は、局側光トランシーバ２１から出力された下り受信信号ＬＲ０から監視部２６宛ての監視用下り信号を抽出して、監視部２６に向けて出力する。

監視部２６は、下り信号分配部２４から監視用下り信号を受け取り、この監視用下り信号に含まれる監視用上り送信の指示（現在の時刻、監視用上り送信を行う時刻と期間）に基づいて、監視用上り信号ＷＵを生成し上り信号選択部２５に向けて出力する。局側装置１が監視部２６の正常動作を確認するための局側装置１と監視部２６との間の手順は、局側装置１と加入者側装置４との間で行われる手順と同じである。

［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態によれば、局側装置１と監視部２６との通信を実現でき、加入者側装置４と同様に、遠隔に配置された多分岐中継装置２での障害発生を、局側装置１が検知できる。また、局側装置１がある加入者側装置４での障害発生を検知したとき、局側装置１と多分岐中継装置２との間で発生したのか多分岐中継装置２と加入者側装置４の間で発生したのかを切り分けることが可能となる。
なお、監視部２６の機能は、加入者側装置４が有する機能の一部であり、加入者側装置４に使用される電気回路を監視部２６として流用できるため、監視部２６として専用の電気回路を作成するよりも装置コストを削減することができる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１０…ＰＯＮシステム、１…局側装置、２…多分岐中継装置、２１…局側光トランシーバ、２２，２２−１〜２２−Ｎ，２２−ｎ…加入者側光トランシーバ、２３…信号中継部、２４…下り信号分配部、２５…上り信号選択部、２６…監視部、２５Ａ…上り信号選択制御部、２５Ｂ…上り信号スイッチ部、２５Ｃ…上り送信制御部、３，３−１〜３−Ｎ…光スプリッタ、４，４−１−１〜４−１−Ｋ〜４−Ｎ−１〜４−Ｎ−Ｋ…加入者側装置、ＬＲ０…下り受信信号、ＬＳ１〜ＬＳＮ，ＬＳｎ…下り送信信号、ＵＳ０…上り送信信号、ＵＲ１〜ＵＲＮ，ＵＲｎ，ＵＲｍ…上り送信信号、ＲＤ１〜ＲＤＮ，ＲＤｎ，ＲＤｍ…受信断信号、ＵＳＥＬ…上り信号選択信号、ＵＳＥ…上り送信有効信号、ＷＵ…監視用上り信号、ＷＵＳＥ…監視用上り送信有効信号。

Claims (3)

1. 光伝送路を介して局側装置と複数の加入者側装置との間でデータを転送するＰＯＮシステムで用いられる多分岐中継装置であって、
   前記局側装置と光伝送路を介して接続され、当該局側装置からの光信号を受信して電気信号に変換し下り受信信号として出力し、入力された電気信号からなる上り送信信号を光信号に変換して当該局側装置へ送信する局側光トランシーバと、
   光伝送路および光スプリッタを介してそれぞれ１個以上の加入者側装置と接続され、当該加入者側装置からの光信号を受信して電気信号に変換して上り受信信号として出力し、入力された電気信号からなる下り送信信号を光信号に変換してこれら加入者側装置へ送信し、当該加入者側装置からの光信号を受信中であるか否かを示す受信断信号を生成して出力する、複数の加入者側光トランシーバと、
   前記局側光トランシーバから出力された電気信号からなる前記下り受信信号を電気信号からなる複数の前記下り送信信号に分岐して、前記各加入者側光トランシーバに分配する下り信号分配部と、
   前記各加入者側光トランシーバから出力された電気信号からなる前記上り受信信号と前記受信断信号とを入力し、当該受信断信号が受信中であることを示す場合には、当該受信断信号と対応する上り受信信号を選択し、電気信号からなる前記上り送信信号として前記局側光トランシーバに出力する上り信号選択部と
   を備えることを特徴とする多分岐中継装置。
2. 請求項１に記載の多分岐中継装置において、
   前記上り信号選択部は、少なくともいずれかの前記受信断信号が受信ありを示す期間に上り送信有効を示し、すべての前記受信断信号が受信なしを示す期間に上り送信無効を示す上り送信有効信号を生成して、前記局側光トランシーバに出力し、
   前記局側光トランシーバは、前記上り信号選択部から出力された前記上り送信有効信号が上り送信有効を示す期間には、光信号の送信を行い、当該上り送信有効信号が上り送信無効を示す期間には、光信号の送信を停止する
   ことを特徴とする多分岐中継装置。
3. 請求項１または請求項２の多分岐中継装置において、
   前記下り信号分配部から分配された前記下り受信信号から前記局側装置が送信した監視用下り信号を抽出し、当該監視用下り信号に含まれる監視用上り送信の指示に基づいて、監視用上り信号を生成して前記上り信号選択部に出力する監視部をさらに備え、
   前記上り信号選択部は、前記監視部からの監視用上り信号を前記上り送信信号として前記局側光トランシーバに出力する
   ことを特徴とする多分岐中継装置。

Images