JP6306449B2 - Active optical star coupler device - Google Patents

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本発明は、PON(Passive Optical Network)におけるOLT(電話局側終端装置)とONU(加入者宅側終端装置)とを接続する、アクティブ光スターカプラ装置に関する。   The present invention relates to an active optical star coupler device that connects an OLT (telephone station side termination device) and an ONU (subscriber premises side termination device) in a PON (Passive Optical Network).

OLTと多数のONUとの間を光スターカプラと光ファイバでスター状に接続し、一本の光ファイバ上で上り方向と下り方向とで波長が異なる光信号を多重化して利用することで経済的な通信を実現する、光通信システムにおいて、アクティブ光スターカプラ装置は、光スターカプラの代わりとして集線に利用されるものである。   By connecting the OLT and a large number of ONUs in a star shape with optical star couplers and optical fibers, and multiplexing and using optical signals with different wavelengths in the upstream and downstream directions on a single optical fiber In an optical communication system that realizes general communication, an active optical star coupler device is used for concentrating instead of an optical star coupler.

集線型の光通信システムの一つとして、光スターカプラを用いたPONシステムが実用化されている。例えば、IEEEで信号方式の詳細が標準化されたPONシステムとして、GE‐PON(下記非特許文献1)、10GE‐PON(下記非特許文献2)と呼ばれる方式がある。PONシステムの動作概要については、例えば下記非特許文献3などに示されている。   As one of concentrated optical communication systems, a PON system using an optical star coupler has been put into practical use. For example, there are systems called GE-PON (the following non-patent document 1) and 10GE-PON (the following non-patent document 2) as PON systems whose details of the signal system are standardized by IEEE. An outline of the operation of the PON system is shown in, for example, Non-Patent Document 3 below.

PONシステムは、多数のONUから送信された情報を光スターカプラによって集線し、1台のOLTで処理することにより、経済的な光通信システムを実現できることが特徴となっている。以下、従来のPONシステムについて、図9〜11を用いて簡単に説明する。   The PON system is characterized in that an economical optical communication system can be realized by collecting information transmitted from a large number of ONUs using an optical star coupler and processing the information with a single OLT. Hereinafter, a conventional PON system will be briefly described with reference to FIGS.

図9は、1台のOLT100とN台のONU310〜3N0とを、光スターカプラ21を用いて接続した、従来のPONシステムの構成例を示す概略図である。一般的に、OLT100は通信ビルに設置され、ONU310〜3N0はそれぞれの家庭に設置されることが想定されている。   FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration example of a conventional PON system in which one OLT 100 and N ONUs 310 to 3N0 are connected using an optical star coupler 21. In general, it is assumed that the OLT 100 is installed in a communication building and the ONUs 310 to 3N0 are installed in each home.

OLT100は、合分波器101、光送信機102、光受信機103、及び、制御部104を備えている。また、ONU3i0(iは1〜Nのいずれかの値)は、光受信機3i2、光送信機3i3、合分波器3i1、及び、制御部3i4を備えている。   The OLT 100 includes a multiplexer / demultiplexer 101, an optical transmitter 102, an optical receiver 103, and a control unit 104. The ONU 3i0 (i is any value from 1 to N) includes an optical receiver 3i2, an optical transmitter 3i3, a multiplexer / demultiplexer 3i1, and a control unit 3i4.

OLT100とONU310〜3N0とは、光ファイバ210、光スターカプラ21、及び、光ファイバ211〜21Nを介して接続されている。   The OLT 100 and the ONUs 310 to 3N0 are connected via the optical fiber 210, the optical star coupler 21, and the optical fibers 211 to 21N.

光ファイバ210〜21Nでは、OLT100からONU310〜3N0に向かう下り方向の光信号(下り信号)と、ONU310〜3N0からOLT100に向かう上り方向の光信号(上り信号)とが、異なる波長で逆向きに伝送される。   In the optical fibers 210 to 21N, the downstream optical signal (downstream signal) from the OLT 100 to the ONUs 310 to 3N0 and the upstream optical signal (upstream signal) from the ONUs 310 to 3N0 to the OLT 100 are reversed at different wavelengths. Is transmitted.

以下、従来のPONシステムの下り方向の通信方法について説明する。   Hereinafter, a downlink communication method of the conventional PON system will be described.

図10は、合分波器101を介して出力された光信号40が、光スターカプラ21において、N本の光ファイバ211〜21N上の光信号41〜4Nに分割された様子を示す概略図である。   FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a state in which the optical signal 40 output via the multiplexer / demultiplexer 101 is divided into optical signals 41 to 4N on the N optical fibers 211 to 21N in the optical star coupler 21. It is.

下り方向については、OLT100からONU310〜3N0の全て又は個々へ送信したい情報は、全て連続した光信号として、光送信機102から送信される。なお、この下り信号かつ連続した光信号を、光信号40とする。   In the downstream direction, all the information to be transmitted from the OLT 100 to all or each of the ONUs 310 to 3N0 is transmitted from the optical transmitter 102 as a continuous optical signal. The downstream signal and the continuous optical signal are referred to as an optical signal 40.

光送信機102から送信された光信号40は、合分波器101を介して光ファイバ210を通って光スターカプラ21に入力される。光スターカプラ21は、入力された光信号40をN本の光ファイバ211〜21Nに分岐して送信する。   The optical signal 40 transmitted from the optical transmitter 102 is input to the optical star coupler 21 through the optical fiber 210 via the multiplexer / demultiplexer 101. The optical star coupler 21 branches the input optical signal 40 to N optical fibers 211 to 21N and transmits the branched optical signal 40.

スターカプラ21によって分割された光信号41〜4Nは、それぞれONU310〜3N0に入力される。ONU3i0に入力された光信号4iは、合分波器3i1により分波され、光受信機3i2に入力される。光受信機3i2は、光信号4iを受信した上で、自らのONU3i0宛の情報、及び、全ONU310〜3N0宛の情報を選択し処理を行う。   The optical signals 41 to 4N divided by the star coupler 21 are input to the ONUs 310 to 3N0, respectively. The optical signal 4i input to the ONU 3i0 is demultiplexed by the multiplexer / demultiplexer 3i1 and input to the optical receiver 3i2. After receiving the optical signal 4i, the optical receiver 3i2 selects and processes information addressed to its own ONU 3i0 and information addressed to all the ONUs 310 to 3N0.

なお、光信号41〜4Nは、入力された光信号40と比べ、時間的変化が完全にコピーされる一方、強度が1/Nとなる。
以上が、従来のPONシステムの下り方向の通信方法である。
Note that the optical signals 41 to 4N are completely copied with respect to temporal changes as compared with the input optical signal 40, but have an intensity of 1 / N.
The above is the downstream communication method of the conventional PON system.

以下、従来のPONシステムの上り方向の通信方法について説明する。   Hereinafter, the uplink communication method of the conventional PON system will be described.

図11は、各ONU310〜3N0が出力した光信号51〜5Nが、光スターカプラ21によって多重化され、光信号50として出力される様子を示す概略図である。   FIG. 11 is a schematic diagram illustrating how the optical signals 51 to 5N output from the respective ONUs 310 to 3N0 are multiplexed by the optical star coupler 21 and output as the optical signal 50.

上り方向については、ONU3i0からOLT100に送信したい情報が、光送信機3i3から独立した光バースト信号として送信される。なお、この上り信号かつ光バースト信号を、光信号50とする。   In the upstream direction, information desired to be transmitted from the ONU 3i0 to the OLT 100 is transmitted as an optical burst signal independent of the optical transmitter 3i3. The upstream signal and the optical burst signal are referred to as an optical signal 50.

光送信機3i3から送信された光信号5iは、合分波器3i1を介して光ファイバ21iを通って光スターカプラ21に入力される。光スターカプラ21は、光ファイバ211〜21NのN本の光ファイバから入力された光信号51〜5Nを多重化した上で、光ファイバ210に出力する。   The optical signal 5i transmitted from the optical transmitter 3i3 is input to the optical star coupler 21 through the optical fiber 21i via the multiplexer / demultiplexer 3i1. The optical star coupler 21 multiplexes the optical signals 51 to 5N input from the N optical fibers 211 to 21N and outputs the multiplexed optical signals to the optical fiber 210.

なお、光スターカプラ21の光学的性質により、光信号50については、光信号51〜5Nが各々1/Nの強度となるように多重化されたものとなる。   Note that due to the optical properties of the optical star coupler 21, the optical signal 50 is multiplexed so that the optical signals 51 to 5N each have an intensity of 1 / N.

OLT100に入力された光信号50は、合分波器101により分波され、光受信機103に入力される。光受信機103は、光信号50を受信した上で、各ONU310〜3N0から送られた情報を処理する。   The optical signal 50 input to the OLT 100 is demultiplexed by the multiplexer / demultiplexer 101 and input to the optical receiver 103. The optical receiver 103 receives the optical signal 50 and processes the information sent from each of the ONUs 310 to 3N0.

しかしながら、上述のように光信号51〜5Nが光信号50として光スターカプラ21から出力されるとき、各光信号51〜5Nが時間的に重なってしまうと、光受信機103では、各ONU310〜3N0からの情報を正しく入力することができない。   However, as described above, when the optical signals 51 to 5N are output from the optical star coupler 21 as the optical signal 50, if the optical signals 51 to 5N overlap in time, the optical receiver 103 causes the ONUs 310 to 310 to overlap each other. Information from 3N0 cannot be input correctly.

そこで、PONシステムにおいては、各ONU310〜3N0が送信した光信号51〜5Nが、光スターカプラ21によって、一定のガードタイム以上の間隔を空けた光バースト信号の列として多重化されるように、各ONU310〜3N0からの光信号51〜5Nの送信タイミングを調整する手段が備えられている。   Therefore, in the PON system, the optical signals 51 to 5N transmitted by the respective ONUs 310 to 3N0 are multiplexed by the optical star coupler 21 as a sequence of optical burst signals spaced apart by a certain guard time or more. Means for adjusting the transmission timing of the optical signals 51 to 5N from the respective ONUs 310 to 3N0 are provided.

詳細な手順は下記非特許文献1,2で規定されているが、OLT100の制御部104と、各ONU310〜3N0の制御部314〜3N4とが、下り方向及び上り方向の通信方法を利用して情報交換を行うことで、制御部104と制御部314〜3N4とが同期して動作することを可能としている。   The detailed procedure is defined in the following Non-Patent Documents 1 and 2, but the control unit 104 of the OLT 100 and the control units 314 to 3N4 of the ONUs 310 to 3N0 use the downlink and uplink communication methods. By exchanging information, the control unit 104 and the control units 314 to 3N4 can operate in synchronization.

さらに、各ONU310〜3N0からの上り方向の光信号51〜5Nが光スターカプラ21に同時に到着しないように、光信号51〜5Nの送信タイミングをOLT100から通知することが可能としている。
以上が、従来のPONシステムの上り方向の通信方法である。
Further, the transmission timing of the optical signals 51 to 5N can be notified from the OLT 100 so that the upstream optical signals 51 to 5N from the ONUs 310 to 3N0 do not arrive at the optical star coupler 21 at the same time.
The above is the upstream communication method of the conventional PON system.

IEEE802.3ah‐2004IEEE 802.3ah-2004 IEEE802.3av‐2009IEEE 802.3av-2009 NTT技術ジャーナル2005年8月、p.71‐74、技術基礎講座[GE‐PON技術]NTT Technical Journal, August 2005, p. 71-74, Technology Basic Course [GE-PON Technology]

ここで、図12は、従来のPONシステムにおいて、光スターカプラを多段接続した様子を示す概略図である。   Here, FIG. 12 is a schematic diagram showing a state in which optical star couplers are connected in multiple stages in a conventional PON system.

上述した従来のPONシステムにおいて、1台のOLTでより多数のONUに対応することができれば、システムの経済性を高めることができる。このため、図12に示すように、光スターカプラ2Mを多段接続することにより、より多くのONU310〜3N0を収容することが行われている。   In the conventional PON system described above, if one OLT can handle a larger number of ONUs, the economics of the system can be improved. For this reason, as shown in FIG. 12, more ONUs 310 to 3N0 are accommodated by connecting the optical star coupler 2M in multiple stages.

技術の進展によりPONシステムで用いられる光送信機及び光受信機の通信速度が向上する一方で、各家庭から送信する情報量の増加が少ない場合には、ONUの収容数が増加しても、各ONUに必要な通信帯域は十分確保できる。   While the communication speed of optical transmitters and optical receivers used in the PON system is improved by the advancement of technology, while the increase in the amount of information transmitted from each home is small, A sufficient communication band can be secured for each ONU.

しかし、上述のように、光スターカプラ20〜2Mを用いて、N本の光信号を分岐又は多重化すると、各光信号の強度は1/Nに減少する。   However, as described above, when N optical signals are branched or multiplexed using the optical star couplers 20 to 2M, the intensity of each optical signal is reduced to 1 / N.

したがって、光スターカプラ20〜2Mを利用して分岐数を増やしていくと、分岐数の増加に伴い光信号の強度が弱くなり、光受信機103及び光受信機312〜3N2に入力される光信号が、最小受光感度(光受信機103及び光受信機312〜3N2が正しく情報を受信するために必要な最低限の光信号の強度)を下回ってしまう。   Therefore, when the number of branches is increased using the optical star couplers 20-2M, the intensity of the optical signal becomes weaker as the number of branches increases, and the light input to the optical receiver 103 and the optical receivers 312-3N2 The signal falls below the minimum light receiving sensitivity (the minimum intensity of the optical signal necessary for the optical receiver 103 and the optical receivers 312 to 3N2 to correctly receive information).

そこで、分岐された下り方向の下り信号(光信号41〜4N)、及び、多重化された上り方向の上り信号(光信号50)の強度が、受光感度を維持する(最小受光感度以上を維持する)範囲内での最大の光分岐数、すなわち、最大のONU収容数には、一定の限界が定まることになる。   Therefore, the intensity of the branched downstream signal (optical signals 41 to 4N) and the multiplexed upstream signal (optical signal 50) maintain the light reception sensitivity (maintain the minimum light reception sensitivity or more). A certain limit is determined for the maximum number of optical branches within the range, that is, the maximum number of ONUs accommodated.

上述のようなPONシステムにおいて、受光感度の限界の分岐数を超えて、さらなるONU収容数の拡大を行うための方法としては、光信号の強度を増大させることが考えられる。   In the PON system as described above, it is conceivable to increase the intensity of the optical signal as a method for further expanding the ONU accommodation number beyond the limit of the number of branches of the light receiving sensitivity.

具体的には、光送信機102及び光送信機313〜3N3における光源の出力強度を増大する方法や、光増幅器を用い、光信号の強度を増大させる方法が挙げられる。   Specifically, there are a method of increasing the output intensity of the light source in the optical transmitter 102 and the optical transmitters 313 to 3N3, and a method of increasing the intensity of the optical signal using an optical amplifier.

ここで、下り方向については、OLT110の光送信機102は一つだけであることから、光送信機102の出力強度を増大する、あるいは、光送信機102と合分波器101との間に光増幅器を1台配置すればよい。すなわち、光増幅器を1台配置するために必要なコスト及びエネルギーの増加は少なく、この方法は現実的な選択肢である。図12中では、光送信機102(図9〜11)の代わりに、高出力光送信機105を用いている様子が示されている。   Here, in the downstream direction, since there is only one optical transmitter 102 of the OLT 110, the output intensity of the optical transmitter 102 is increased, or between the optical transmitter 102 and the multiplexer / demultiplexer 101. One optical amplifier may be arranged. That is, the cost and energy required for arranging one optical amplifier is small, and this method is a realistic option. FIG. 12 shows a state in which a high-power optical transmitter 105 is used instead of the optical transmitter 102 (FIGS. 9 to 11).

しかし、上り方向においては、ONU310〜3N0の数が多いため、全ONU310〜3N0の光送信機313〜3N3の光源に対し、上述のように出力強度を増大する方法を用いるとすると、コスト及びエネルギーの増加は非常に大きくなってしまうという課題がある。   However, since the number of ONUs 310 to 3N0 is large in the upstream direction, if the method of increasing the output intensity as described above is used for the light sources of the optical transmitters 313 to 3N3 of all the ONUs 310 to 3N0, the cost and energy There is a problem that the increase in the number of cases becomes very large.

また、上り方向において、上述のように光増幅器を用いる方法を取るとすると、下り方向とは異なり、光スターカプラの上り方向の入力のそれぞれに光増幅器を配置することが必要となり、やはりコスト及びエネルギーの増加は非常に大きくなってしまうという課題がある。   Also, if the method using an optical amplifier as described above is used in the upstream direction, it is necessary to place an optical amplifier in each of the upstream inputs of the optical star coupler, unlike the downstream direction. There is a problem that the increase in energy becomes very large.

そこで、本発明では、光増幅器などを利用せずに、上り方向の光バースト信号の強度の低下を抑え、従来の光スターカプラの限界以上の分岐数を実現するアクティブ光スターカプラ装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an active optical star coupler device that suppresses a decrease in the intensity of an optical burst signal in the upstream direction without using an optical amplifier or the like and realizes the number of branches exceeding the limit of the conventional optical star coupler. For the purpose.

上記課題を解決する第1の発明に係るアクティブ光スターカプラ装置は、
1本の第1光入力信号線及びM本(Mは2以上の任意の整数)の第1光出力信号線を有する光スターカプラと、
M本の第2光入力信号線及び1本の第2光出力信号線を有する光スイッチと、
各前記第1光出力信号線及び各前記第2光入力信号線にそれぞれ接続されるM個の第1合分波器と、
光バースト信号の送信タイミングを決定し、該光バースト信号が前記光スイッチに到達する時刻を算出するOLT制御部において算出された前記時刻に基づき、各前記第2光入力信号線に到着する前記光バースト信号のタイミングに合わせて前記光スイッチを制御する光スイッチ制御部とを備える
ことを特徴とする。
An active optical star coupler device according to a first invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
An optical star coupler having one first optical input signal line and M first optical output signal lines (M is an arbitrary integer greater than or equal to 2);
An optical switch having M second optical input signal lines and one second optical output signal line;
M first multiplexers / demultiplexers respectively connected to the first optical output signal lines and the second optical input signal lines;
The optical signal arriving at each of the second optical input signal lines is determined based on the time calculated by the OLT control unit that determines the transmission timing of the optical burst signal and calculates the time when the optical burst signal reaches the optical switch. And an optical switch controller that controls the optical switch in accordance with the timing of the burst signal.

上記課題を解決する第2の発明に係るアクティブ光スターカプラ装置は、
上記第1の発明に係るアクティブ光スターカプラ装置において、
前記第1光入力信号線及び前記第2光出力信号線に接続される第2合分波器を備える
ことを特徴とする。
An active optical star coupler device according to a second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the active optical star coupler device according to the first invention,
A second multiplexer / demultiplexer connected to the first optical input signal line and the second optical output signal line is provided.

上記課題を解決する第3の発明に係るアクティブ光スターカプラ装置は、
1本の第1光入力信号線及びM本(Mは2以上の任意の整数)の第1光出力信号線を有する光スターカプラと、
M本の第2光入力信号線及び1本の第2光出力信号線を有する光スイッチと、
各前記第1光出力信号線及び各前記第2光入力信号線にそれぞれ接続されるM個の第1合分波器と、
各前記第2光入力信号線に到着する光バースト信号のタイミングに合わせて前記光スイッチを制御する光スイッチ制御部とを備え、
各前記第2光入力信号線については、それぞれ、
前記光バースト信号を2分岐する光分岐器と、
前記光分岐器により分岐された一方の前記光バースト信号を受光し、電気信号に変換する受光器と、
前記電気信号から、前記光バースト信号が各前記第2光入力信号線へ到着したか否かを判定する判定器と、
前記光分岐器により分岐された他方の前記光バースト信号に一定の遅延を加えた上で、前記光スイッチに入力する光遅延線とに接続し、
各前記判定器は、各前記光バースト信号の先頭及び終了を検出し、
前記光スイッチ制御部は、全ての前記判定器の検出に基づき、前記光スイッチの切り替えを制御するものであり、複数の前記光バースト信号が重複した場合、新たな前記光バースト信号の先頭の判定を優先して、該光バースト信号を前記第2出力信号線に転送するように、前記光スイッチの切り替えを制御する
ことを特徴とする。
An active optical star coupler device according to a third invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
An optical star coupler having one first optical input signal line and M first optical output signal lines (M is an arbitrary integer greater than or equal to 2);
An optical switch having M second optical input signal lines and one second optical output signal line;
M first multiplexers / demultiplexers respectively connected to the first optical output signal lines and the second optical input signal lines;
An optical switch controller that controls the optical switch in accordance with the timing of an optical burst signal that arrives at each of the second optical input signal lines;
For each of the second optical input signal lines,
An optical branching device for bifurcating the optical burst signal;
A photoreceiver that receives one of the optical burst signals branched by the optical splitter and converts it into an electrical signal;
A determinator for determining from the electrical signal whether the optical burst signal has arrived at each of the second optical input signal lines;
After adding a certain delay to the other optical burst signal branched by the optical splitter, connected to an optical delay line to be input to the optical switch,
Each of the determiners detects the beginning and end of each of the optical burst signals,
The optical switch control unit controls switching of the optical switch based on detection of all the determination units , and when a plurality of the optical burst signals are duplicated, determination of a head of a new optical burst signal is performed. The switching of the optical switch is controlled so that the optical burst signal is transferred to the second output signal line with priority given to .

上記課題を解決する第の発明に係るアクティブ光スターカプラ装置は、
上記第の発明に係るアクティブ光スターカプラ装置において、
前記判定器は、それぞれ、
前記受光器が出力する電気信号の一定期間における積分値を求める手段と、
前記積分値と一定のしきい値との比較を行う手段とを備える
ことを特徴とする。
An active optical star coupler device according to a fourth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the active optical star coupler device according to the third invention,
Each of the determiners is
Means for obtaining an integral value of the electrical signal output by the light receiver in a certain period;
And a means for comparing the integrated value with a certain threshold value.

本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置によれば、光増幅器などを利用せずに、上り方向の光バースト信号の強度の低下を抑え、従来の光スターカプラの限界以上の分岐数を実現することができる。   According to the active optical star coupler device according to the present invention, it is possible to suppress the decrease in the intensity of the optical burst signal in the upstream direction without using an optical amplifier or the like and realize the number of branches exceeding the limit of the conventional optical star coupler. Can do.

光集線スイッチを用いてPONシステムにおける上り信号を多重化した場合の、動作原理を示した概略図である。It is the schematic which showed the principle of operation at the time of multiplexing the upstream signal in a PON system using an optical concentrator switch. 本発明の実施例1に係るアクティブ光スターカプラ装置をOLTの内部に備えるPONシステムの概略図である。1 is a schematic diagram of a PON system including an active optical star coupler device according to a first embodiment of the present invention inside an OLT. FIG. 本発明の実施例2に係るアクティブ光スターカプラ装置をOLTの外部に備えるPONシステムの概略図である。It is the schematic of a PON system provided with the active optical star coupler apparatus based on Example 2 of this invention outside OLT. 本発明の実施例3に係るアクティブ光スターカプラ装置をOLTの外部に備えるPONシステムの概略図である。It is the schematic of a PON system provided with the active optical star coupler apparatus which concerns on Example 3 of this invention outside OLT. 自律制御型光集線スイッチの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an autonomous control type optical concentrator switch. 判定器の具体的な判定方法を示すグラフである。It is a graph which shows the specific determination method of a determination device. 3つの光入力信号線に、時間的に短い間隔を空けた光バースト信号が到着した場合の受光器及び判定器の出力の例を表したグラフである。It is the graph showing the example of the output of a light receiver and a determination device when the optical burst signal which spaced a short time interval arrives at three optical input signal lines. 16×16のアクティブ光スターカプラ装置の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of a 16x16 active light star coupler apparatus. OLTとONUとを、光スターカプラを用いて接続した、従来のPONシステムの構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the conventional PON system which connected OLT and ONU using the optical star coupler. 合分波器を介して出力された光信号が、光スターカプラにおいて、N本の光ファイバ上の光信号に分割された様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode that the optical signal output via the multiplexer / demultiplexer was divided | segmented into the optical signal on N optical fibers in an optical star coupler. 各ONUが出力した光信号が、光スターカプラによって多重化され出力される様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode that the optical signal which each ONU output is multiplexed and output by an optical star coupler. 従来のPONシステムにおいて、光スターカプラを多段接続した様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode that the optical star coupler was connected in multistage in the conventional PON system.

本発明に係るアクティブ光スターカプラは、下り信号については、従来の光スターカプラと同様に光信号を分岐して転送するが、上り信号については、内部の光スイッチを用いて光バースト信号を多重化した上で転送するため、原理的には光バースト信号の強度を減少させずに転送できる。   The active optical star coupler according to the present invention splits and transfers an optical signal for a downstream signal in the same manner as a conventional optical star coupler, but for an upstream signal, an optical burst signal is multiplexed using an internal optical switch. Therefore, in principle, transfer can be performed without reducing the intensity of the optical burst signal.

このため、OLTの下り信号の強度の増大と組み合わせて、従来の光スターカプラの代わりにアクティブ光スターカプラを用いると、ONUの上り信号の強度やOLTの最小受光感度を変更することなく、従来以上の分岐数を実現することが可能となり、1台のOLTで、より多くのONUを収容できる経済的な光通信システムを実現することが可能となる。   For this reason, when an active optical star coupler is used instead of the conventional optical star coupler in combination with an increase in the intensity of the downstream signal of the OLT, the conventional optical star coupler is used without changing the upstream signal intensity of the ONU or the minimum light receiving sensitivity of the OLT. The above number of branches can be realized, and an economical optical communication system capable of accommodating more ONUs can be realized with one OLT.

すなわち、本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置は、PONシステムのような光バースト信号を多重化する通信システムにおいて、切り替えタイミングを制御する光集線スイッチを用いて、光バースト信号の光強度を維持したまま多重化することができるものである。これによって、本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置では、光増幅器などを利用せずに、経済的に従来のPONシステムのONU収束数の限界を超え、多くのONUを収容することができる。   That is, the active optical star coupler device according to the present invention maintains the optical intensity of the optical burst signal using an optical concentrator switch that controls switching timing in a communication system that multiplexes optical burst signals such as a PON system. It can be multiplexed as it is. Thereby, the active optical star coupler device according to the present invention can economically exceed the limit of the number of ONU convergence of the conventional PON system and can accommodate many ONUs without using an optical amplifier or the like.

図1は、光集線スイッチを用いてPONシステムにおける上り信号を多重化した場合の、動作原理を示した概略図である。以下、光集線スイッチを用いてPONシステムにおける上り信号を多重化した場合の、動作原理を説明する。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an operation principle when uplink signals in a PON system are multiplexed using an optical concentrator switch. Hereinafter, the principle of operation when the upstream signal in the PON system is multiplexed using the optical concentration switch will be described.

まず、各ONU310〜3N0の送信タイミングを制御することにより、全ての光信号(上り信号)61〜6Nは、ずれたタイミングで光スイッチ80に到着する。   First, by controlling the transmission timing of each ONU 310-3N0, all the optical signals (upstream signals) 61-6N arrive at the optical switch 80 at shifted timings.

ここで、光集線スイッチ90は、光スイッチ80及び光スイッチ制御部81を有するものである。   Here, the optical concentrator switch 90 includes an optical switch 80 and an optical switch control unit 81.

光スイッチ制御部81は、各光信号61〜6Nが到着するタイミングに合わせて、光スイッチ80の切り替えを制御する。また、光スイッチ80は、光スイッチ制御部81の制御により、到着した光信号61〜6Nを多重化して光信号(上り信号かつ光バースト信号)60として出力する。   The optical switch control unit 81 controls switching of the optical switch 80 in accordance with the timing at which the optical signals 61 to 6N arrive. Further, the optical switch 80 multiplexes the arrived optical signals 61 to 6N under the control of the optical switch control unit 81 and outputs the multiplexed optical signal (upstream signal and optical burst signal) 60.

従来の光スターカプラを用いた光信号の多重化では、非常に性能の良い光スターカプラを利用したとしても、原理的に強度が1/Nになるが、上述のように光集線スイッチ90を用いて多重化すると、接続された入力ファイバと出力ファイバとの間の原理的な損失は0となる。   In the multiplexing of the optical signal using the conventional optical star coupler, even if an optical star coupler having a very good performance is used, the intensity is theoretically 1 / N. When multiplexed using, the theoretical loss between connected input and output fibers is zero.

すなわち、光集線スイッチ90を用いて多重化した場合においては、光信号61〜6Nは、入力された際の強度を保った状態のまま、光信号60として多重化され、OLT100へ転送される。   That is, when multiplexed using the optical concentrator switch 90, the optical signals 61 to 6N are multiplexed as the optical signal 60 and transferred to the OLT 100 while maintaining the strength when input.

実際の光スイッチ80は、デバイス自体が持つ損失が存在するが、原理的な損失は0であるため、分岐数が多ければ、従来の光スターカプラと比べ、十分に小さい損失の光スイッチを実現することができる。   The actual optical switch 80 has a loss inherent in the device itself, but the theoretical loss is 0. Therefore, if the number of branches is large, an optical switch with a sufficiently small loss can be realized as compared with the conventional optical star coupler. can do.

PONシステムでは、下り信号及び上り信号の両方について考慮する必要があるが、上述したように、下り方向については、光信号の強度を増大させる(OLT100の送信側の光源(光送信機)の送信パワー増大を行う)ことは容易である。   In the PON system, it is necessary to consider both the downlink signal and the uplink signal. However, as described above, the intensity of the optical signal is increased in the downlink direction (transmission of the light source (optical transmitter) on the transmission side of the OLT 100). It is easy to increase power).

よって、本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置では、下り信号の分岐を行う光スターカプラと、上り方向の光バースト信号を多重化する光スイッチとを組み合わせることにより、上り方向の光バースト信号の強度の低下を抑え、従来の光スターカプラの限界以上の分岐数を実現することができるものである。   Therefore, in the active optical star coupler device according to the present invention, the strength of the upstream optical burst signal is obtained by combining the optical star coupler that branches the downstream signal and the optical switch that multiplexes the upstream optical burst signal. The number of branches exceeding the limit of the conventional optical star coupler can be realized.

以下、本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置を各実施例にて図面を用いて説明する。   Hereinafter, an active optical star coupler device according to the present invention will be described in each embodiment with reference to the drawings.

[実施例1]
本発明の実施例1に係るアクティブ光スターカプラ装置の装置構成について、図2を用いて説明する。図2は、本発明の実施例1に係るアクティブ光スターカプラ装置(アクティブ光スターカプラ装置900)をOLTの内部に備えることで、ONU収容数が増大した、PONシステムの概略図である。
[Example 1]
The device configuration of the active optical star coupler device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of a PON system in which the number of ONUs is increased by providing the active optical star coupler device (active optical star coupler device 900) according to the first embodiment of the present invention inside the OLT.

図2のアクティブ光スターカプラ装置900を用いたPONシステムでは、下り方向については、OLT120の光送信機の光源の出力増大を行い、上り方向については、光集線スイッチ90による光バースト信号の多重化を行う方法を用いている。   In the PON system using the active optical star coupler device 900 of FIG. 2, the output of the light source of the optical transmitter of the OLT 120 is increased in the downstream direction, and the optical burst signal is multiplexed by the optical concentrator switch 90 in the upstream direction. Is used.

すなわち、図2のPONシステムでは、OLT120の内部に、光受信機103、制御部104、及び、アクティブ光スターカプラ装置900を備え、さらに、OLT120の光送信機として高出力光送信機105を備えている。   That is, the PON system of FIG. 2 includes an optical receiver 103, a control unit 104, and an active optical star coupler device 900 inside the OLT 120, and further includes a high-power optical transmitter 105 as an optical transmitter of the OLT 120. ing.

ここで、高出力光送信機105は、光源の出力強度(光信号の強度)が、従来の光送信機のM倍であるものとする。   Here, the high-power optical transmitter 105 is assumed that the output intensity of the light source (the intensity of the optical signal) is M times that of the conventional optical transmitter.

また、アクティブ光スターカプラ装置900は、光スターカプラ85、光集線スイッチ90、及び、合分波器91〜9Mを備えている。   The active optical star coupler device 900 includes an optical star coupler 85, an optical concentrator switch 90, and multiplexers / demultiplexers 91 to 9M.

光スターカプラ85は、1本の光入力信号線(光ファイバ)850及びM本(Mは2以上の任意の整数)の光出力信号線(光ファイバ)911〜9M1を有し、下り信号を分岐するものである。なお、光入力信号線850の他方には、高出力光送信機105が接続されている。   The optical star coupler 85 has one optical input signal line (optical fiber) 850 and M optical output signal lines (optical fibers) 911 to 9M1 (M is an arbitrary integer equal to or greater than 2). The one that branches. Note that a high-power optical transmitter 105 is connected to the other side of the optical input signal line 850.

合分波器91〜9Mは、光スターカプラ85の各光出力信号線911〜9M1と、光スイッチ80の各光入力信号線(光ファイバ)912〜9M2とに接続されている。   The multiplexers / demultiplexers 91 to 9M are connected to the optical output signal lines 911 to 9M1 of the optical star coupler 85 and the optical input signal lines (optical fibers) 912 to 9M2 of the optical switch 80.

光集線スイッチ90は、光スイッチ80及び光スイッチ制御部81を有するものである。   The optical concentrator switch 90 includes an optical switch 80 and an optical switch control unit 81.

光スイッチ80は、M本の光入力信号線912〜9M2及び1本の光出力信号線(光ファイバ)800を有し、光ファイバ912〜9M2から到着する上り信号(光バースト信号)を多重化し、光出力信号線800を通じて光受信機103へ出力する。   The optical switch 80 has M optical input signal lines 912 to 9M2 and one optical output signal line (optical fiber) 800, and multiplexes upstream signals (optical burst signals) that arrive from the optical fibers 912 to 9M2. And output to the optical receiver 103 through the optical output signal line 800.

光スイッチ制御部81は、各光入力信号線912〜9M2に到着する上り信号のタイミングに合わせて、光スイッチ80の切り替えを、信号線82を通じて制御するものである。   The optical switch control unit 81 controls the switching of the optical switch 80 through the signal line 82 in accordance with the timing of the upstream signal arriving at each of the optical input signal lines 912 to 9M2.

また、光スイッチ制御部81は、制御部104と信号線84により繋がっており、光スイッチ80に上り信号が到着するタイミングに関する情報を、OLT120の制御部104から得ている。   The optical switch control unit 81 is connected to the control unit 104 via the signal line 84 and obtains information regarding the timing at which the upstream signal arrives at the optical switch 80 from the control unit 104 of the OLT 120.

すなわち、上述したように、各ONU310〜3N0の上り信号(光バースト信号)の送信タイミングは、OLT120の制御部104が決定している。   That is, as described above, the control unit 104 of the OLT 120 determines the transmission timing of the upstream signal (optical burst signal) of each ONU 310 to 3N0.

したがって、OLT120の制御部104は、内部の演算処理を改良することで、各ONU310〜3N0が送信した上り信号(光バースト信号)が光スイッチ80に到達する時刻を算出することが可能であり、その結果を、光スイッチ80を制御するタイミング情報として、信号線84を通じて光スイッチ制御部81に伝えることが可能となる。   Therefore, the control unit 104 of the OLT 120 can calculate the time when the upstream signal (optical burst signal) transmitted from each ONU 310 to 3N0 reaches the optical switch 80 by improving the internal arithmetic processing. The result can be transmitted to the optical switch control unit 81 through the signal line 84 as timing information for controlling the optical switch 80.

以下、本発明の実施例1に係るアクティブ光スターカプラ装置を用いたPONシステムの動作について、詳述する。   Hereinafter, the operation of the PON system using the active optical star coupler device according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.

まず、下り信号について説明する。
高出力光送信機105から出力された光信号(下り信号)が、光ファイバ850を通じてアクティブ光スターカプラ装置900に入力されると、光スターカプラ(スプリッタ)85においてM本に分岐され、光ファイバ911〜9M1を通じて合分波器91〜9Mに入力される。
First, the downlink signal will be described.
When the optical signal (downlink signal) output from the high-power optical transmitter 105 is input to the active optical star coupler device 900 through the optical fiber 850, the optical star coupler (splitter) 85 branches the optical signal into M optical fibers. The signals are input to the multiplexers / demultiplexers 91-9M through 911-9M1.

このとき、M本に分岐された後の各光信号の強度は、通常の光送信機(図9〜11及び1における光送信機102)と同程度の強度となる。   At this time, the intensity of each optical signal after being branched into M lines is comparable to that of a normal optical transmitter (the optical transmitter 102 in FIGS. 9 to 11 and 1).

M本に分岐された下り信号は、合分波器91〜9Mを介して、各光スターカプラ(スプリッタ)21〜2Mに入力される。その後は、光スターカプラ21〜2Mごとに、図10における光信号41〜4Nと同様の動作となる。
以上が、下り信号についての説明である。
The downlink signals branched into M are input to the optical star couplers (splitters) 21 to 2M via the multiplexers / demultiplexers 91 to 9M. Thereafter, the same operation as that of the optical signals 41 to 4N in FIG. 10 is performed for each of the optical star couplers 21 to 2M.
This completes the description of the downlink signal.

次に、上り信号について説明する。
各ONU310〜3N0から出力された光信号(上り信号)が、各光ファイバ211〜2MN,210〜2M0を通じ、光スターカプラ21〜2Mを介して、アクティブ光スターカプラ装置900に入力されると、各合分波器91〜9Mによって、上り信号が分波され、光ファイバ912〜9M2を通じて光集線スイッチ90内の光スイッチ80に入力される。
Next, the uplink signal will be described.
When the optical signals (upstream signals) output from the respective ONUs 310 to 3N0 are input to the active optical star coupler device 900 through the optical star couplers 21 to 2M through the optical fibers 211 to 2MN and 210 to 2M0, Uplink signals are demultiplexed by the multiplexers / demultiplexers 91 to 9M and input to the optical switch 80 in the optical concentrator switch 90 through the optical fibers 912 to 9M2.

光スイッチ80は光スイッチ制御部81によって切り替えを制御されるが、この光スイッチ制御部81は、各光ファイバ912〜9M2に上り信号が到着するタイミング情報をOLT120の制御部104から得ている。   Switching of the optical switch 80 is controlled by the optical switch control unit 81, and the optical switch control unit 81 obtains timing information at which the upstream signal arrives at each of the optical fibers 912 to 9 M 2 from the control unit 104 of the OLT 120.

上述したように、各ONU310〜3N0の上り信号の送信タイミングは、OLT120の制御部104が決定している。   As described above, the control unit 104 of the OLT 120 determines the transmission timing of the upstream signal of each ONU 310 to 3N0.

したがって、OLT120の制御部104は、内部の演算処理を改良することで、各ONU310〜3N0が送信した上り信号が光スイッチ80に到達する時刻を算出することが可能であり、その結果を、光スイッチ80を制御するタイミング情報として、信号線84を通じて光スイッチ制御部81に伝えることが可能である。   Therefore, the control unit 104 of the OLT 120 can calculate the time when the upstream signal transmitted from each of the ONUs 310 to 3N0 reaches the optical switch 80 by improving the internal arithmetic processing. Timing information for controlling the switch 80 can be transmitted to the optical switch control unit 81 through the signal line 84.

光スイッチ80は、上り信号の到着タイミングに合わせて切り替えを行うことが可能となり、光スターカプラ21〜2Mから入力された上り信号を多重化して、光ファイバ800を通じて光受信機103出力する。このとき、上り信号の光強度は、原理的には光スイッチ80に入力された強度を維持して転送される。   The optical switch 80 can switch according to the arrival timing of the upstream signal, multiplexes the upstream signal input from the optical star couplers 21 to 2M, and outputs the multiplexed signal to the optical receiver 103 through the optical fiber 800. At this time, the optical intensity of the upstream signal is transferred while maintaining the intensity input to the optical switch 80 in principle.

なお、光受信機103に入力された上り信号は、以後、図11と同様に受信処理が行われる。
以上が、上り信号についての説明である。
The uplink signal input to the optical receiver 103 is thereafter subjected to reception processing in the same manner as in FIG.
This completes the description of the uplink signal.

なお、上述したアクティブ光スターカプラ装置900内の光スターカプラ85及び合分波器91〜9Mについては、石英材料を用いた集積化光回路上に製造することが可能であり、これと光スイッチ(高速光スイッチ)80を組み合わせることにより、アクティブ光スターカプラ装置を経済的に実現することが可能となる。   The optical star coupler 85 and the multiplexers / demultiplexers 91 to 9M in the active optical star coupler device 900 described above can be manufactured on an integrated optical circuit using a quartz material, and the optical switch. By combining the (high-speed optical switch) 80, an active optical star coupler device can be realized economically.

以上、本発明の実施例1に係るアクティブ光スターカプラ装置について説明したが、換言すれば、本発明の実施例1に係るアクティブ光スターカプラ装置は、1本の第1光入力信号線(光入力信号線850)及びM本(Mは2以上の任意の整数)の第1光出力信号線(光出力信号線911〜9M1)を有する光スターカプラ85と、M本の第2光入力信号線(光入力信号線912〜9M2)及び1本の第2光出力信号線(光出力信号線800)を有する光スイッチ80と、各第1光出力信号線及び各第2光入力信号線にそれぞれ接続されるM個の第1合分波器(合分波器91〜9M)と、各第2光入力信号線に到着する光バースト信号のタイミングに合わせて光スイッチ80を制御する光スイッチ制御部とを備えるものである。   The active optical star coupler device according to the first embodiment of the present invention has been described above. In other words, the active optical star coupler device according to the first embodiment of the present invention includes one first optical input signal line (optical Optical star coupler 85 having an input signal line 850) and M first optical output signal lines (optical output signal lines 911 to 9M1) (M is an arbitrary integer greater than or equal to 2), and M second optical input signals Optical switch 80 having a line (optical input signal lines 912 to 9M2) and one second optical output signal line (optical output signal line 800), and each first optical output signal line and each second optical input signal line. Optical switches that control the optical switch 80 in accordance with the timing of optical burst signals arriving at the respective second optical input signal lines and M first multiplexers / demultiplexers (multiplexers 91 to 9M) connected thereto. And a control unit.

[実施例2]
本発明の実施例2に係るアクティブ光スターカプラ装置の装置構成について、図3を用いて説明する。図3は、本発明の実施例2に係るアクティブ光スターカプラ装置(アクティブ光スターカプラ装置910)をOLTの外部に備えるPONシステムの概略図である。
[Example 2]
A device configuration of an active optical star coupler device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of a PON system including an active optical star coupler device (active optical star coupler device 910) according to the second embodiment of the present invention outside the OLT.

図3のアクティブ光スターカプラ装置910を用いたPONシステムでは、OLT130の内部に、光受信機103、制御部104、及び、高出力光送信機105を備え、さらに、高出力光送信機105からアクティブ光スターカプラ装置910への出力信号と、アクティブ光スターカプラ装置910から光受信機103への入力信号とを多重分離する、合分波器101を備えている。   In the PON system using the active optical star coupler device 910 of FIG. 3, the OLT 130 includes an optical receiver 103, a control unit 104, and a high output optical transmitter 105, and further from the high output optical transmitter 105. A multiplexer / demultiplexer 101 that demultiplexes an output signal to the active optical star coupler device 910 and an input signal from the active optical star coupler device 910 to the optical receiver 103 is provided.

また、アクティブ光スターカプラ装置910は、実施例1と同様に、光スターカプラ85、光集線スイッチ90、合分波器83、及び、合分波器91〜9Mを備えている。さらに、アクティブ光スターカプラ装置910は、光スターカプラ85の光入力信号線850を通る下り信号と、光スイッチ80の光出力信号線800を通る上り信号とを多重分離する、合分波器83を備えている。   Similarly to the first embodiment, the active optical star coupler device 910 includes an optical star coupler 85, an optical concentrator switch 90, a multiplexer / demultiplexer 83, and multiplexers / demultiplexers 91 to 9M. Further, the active optical star coupler device 910 demultiplexes the downstream signal passing through the optical input signal line 850 of the optical star coupler 85 and the upstream signal passing through the optical output signal line 800 of the optical switch 80. It has.

また、図3のPONシステムでは、光スイッチ制御部81は、OLT130の制御部104と信号線84で繋がっており、アクティブ光スターカプラ装置910の光スイッチ81の切り替えを制御するための上り信号(光バースト信号)の到着するタイミングに関する情報をOLT130の制御部104から得ている。   In the PON system of FIG. 3, the optical switch control unit 81 is connected to the control unit 104 of the OLT 130 via the signal line 84, and an upstream signal (for controlling switching of the optical switch 81 of the active optical star coupler device 910). Information regarding the arrival timing of the optical burst signal is obtained from the control unit 104 of the OLT 130.

上記構成とすることで、アクティブ光スターカプラ装置910は、OLT130の外部に配置することができ、光信号については、従来の光スターカプラと同様に、1本の光ファイバ830によってOLT130との間で送受信することができるため、OLT130へのアクティブ光スターカプラ装置900の配置に関する自由度が増大する。   With the above configuration, the active optical star coupler device 910 can be arranged outside the OLT 130, and the optical signal is connected to the OLT 130 by a single optical fiber 830 as in the conventional optical star coupler. Therefore, the degree of freedom regarding the arrangement of the active optical star coupler device 900 in the OLT 130 is increased.

また、OLT130の改造も制御部104の演算処理の変更のみとなるため、従来のPONシステムからの変更が少なく、アクティブ光スターカプラ装置910の導入が容易になる。   In addition, since the modification of the OLT 130 is only a change in the arithmetic processing of the control unit 104, the change from the conventional PON system is small, and the introduction of the active optical star coupler device 910 is facilitated.

ただし、図3のアクティブ光スターカプラ装置910は、信号線84によってOLT130と結ばれているため、光スイッチ80を上り信号が到着するタイミングに精度よく合わせて制御するためには、信号線84の長さに十分に配慮する必要がある。   However, since the active optical star coupler device 910 of FIG. 3 is connected to the OLT 130 by the signal line 84, in order to control the optical switch 80 in accordance with the timing at which the upstream signal arrives accurately, It is necessary to pay sufficient attention to the length.

以上、本発明の実施例2に係るアクティブ光スターカプラ装置について説明したが、換言すれば、本発明の実施例2に係るアクティブ光スターカプラ装置は、第1光入力信号線(光入力信号線850)及び第2光出力信号線(光出力信号線800)に接続される第2合分波器(合分波器83)を備えることで、OLT130の外部に設置することができるものである。   The active optical star coupler device according to the second embodiment of the present invention has been described above. In other words, the active optical star coupler device according to the second embodiment of the present invention includes the first optical input signal line (optical input signal line). 850) and the second optical output signal line (optical output signal line 800), the second multiplexer / demultiplexer (multiplexer / demultiplexer 83) connected to the second optical output signal line (optical output signal line 800) can be installed outside the OLT 130. .

[実施例3]
本発明の実施例3に係るアクティブ光スターカプラ装置の装置構成について、図4を用いて説明する。図4は、本発明の実施例3に係るアクティブ光スターカプラ装置(アクティブ光スターカプラ装置920)をOLTの外部に備えるPONシステムの概略図である。
[Example 3]
A device configuration of an active optical star coupler device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram of a PON system including an active optical star coupler device (active optical star coupler device 920) according to the third embodiment of the present invention outside the OLT.

図4のアクティブ光スターカプラ装置920を用いたPONシステムでは、下り信号及び上り信号の流れについては実施例2と同様であり、光スイッチ制御部に入力する上り信号(光バースト信号)の到着情報を生成する手段が異なる構成となっている。   In the PON system using the active optical star coupler device 920 in FIG. 4, the flow of the downstream signal and the upstream signal is the same as that of the second embodiment, and the arrival information of the upstream signal (optical burst signal) input to the optical switch control unit. The means for generating is different.

図4に示すアクティブ光スターカプラ装置920は、実施例2と同様に、光スターカプラ85、合分波器83、及び、合分波器91〜9Mを備えている。さらに、アクティブ光スターカプラ装置920は、実施例2における光集線スイッチ90に代えて、自律制御型光集線スイッチ86を備えている。   The active optical star coupler device 920 shown in FIG. 4 includes the optical star coupler 85, the multiplexer / demultiplexer 83, and the multiplexers / demultiplexers 91 to 9M, as in the second embodiment. Further, the active light star coupler device 920 includes an autonomous control type light concentration switch 86 instead of the light concentration switch 90 in the second embodiment.

自律制御型光集線スイッチ86は、実施例2のように、光スイッチ80の切り替えを制御するための上り信号の到着するタイミングに関する情報を、OLT130の制御部から得るのではなく、自律制御型光集線スイッチ86に接続された光入力信号線912〜9M2に光バースト信号が到達したかどうかを監視する手段を備えることで、自律的に後述の光スイッチ80を制御する構成となっている。   As in the second embodiment, the autonomous control type optical concentrator switch 86 does not obtain information on the arrival timing of the upstream signal for controlling the switching of the optical switch 80 from the control unit of the OLT 130, but the autonomous control type optical concentrator switch 86. By providing means for monitoring whether or not the optical burst signal has reached the optical input signal lines 912 to 9M2 connected to the concentrator switch 86, the optical switch 80 described later is autonomously controlled.

上記構成においては、OLT130の制御部104からの制御信号(上述の、光スイッチ80の切り替えを制御するための上り信号の到着するタイミングに関する情報)が不要であることから、信号線84を設けないため、OLT130から任意の位置に配置することができる。すなわち、配置に関する自由度がさらに増大する。   In the above configuration, since the control signal from the control unit 104 of the OLT 130 (the above-described information related to the arrival timing of the upstream signal for controlling the switching of the optical switch 80) is unnecessary, the signal line 84 is not provided. Therefore, it can be placed at any position from the OLT 130. That is, the degree of freedom regarding arrangement further increases.

しかも、上り信号の損失を、同等の分岐数の光スターカプラよりも小さくできるため、大規模な光分岐を実現するために利用することができ、より多くのONUを収容する経済的なPONシステムを実現することができる。   In addition, since the loss of the upstream signal can be made smaller than that of the optical star coupler having the same number of branches, the economical PON system can be used to realize a large-scale optical branching and accommodates more ONUs. Can be realized.

ここで、自律的に光スイッチ80の制御を行う手段を備えた自律制御型光集線スイッチ86の構成を図5に示す。   Here, FIG. 5 shows a configuration of an autonomous control type optical concentrator switch 86 having means for autonomously controlling the optical switch 80.

自律制御型光集線スイッチ86は、M本の光入力信号線912〜9M2、及び、1本の光出力信号線(光ファイバ)800を有している。また、内部には、光スイッチ80及び光スイッチ制御部81を備えており、さらに、光分岐器8021〜802M、受光器8041〜804M、判定器8061〜806M、光遅延線(光ファイバ)8081〜808M、光信号線(光ファイバ)8031〜803M、信号線82、信号線8051〜805M、及び、信号線8071〜807Mを備えている。   The autonomous control type optical concentrator switch 86 has M optical input signal lines 912 to 9M2 and one optical output signal line (optical fiber) 800. In addition, an optical switch 80 and an optical switch control unit 81 are provided inside, and further, optical branching devices 8021 to 802M, light receiving devices 8041 to 804M, determination devices 8061 to 806M, and optical delay lines (optical fibers) 8081 to 8081. 808M, optical signal lines (optical fibers) 8031 to 803M, a signal line 82, signal lines 8051 to 805M, and signal lines 8071 to 807M.

自律制御型光集線スイッチ86の内部において、各光入力信号線912〜9M2には、光分岐器8021〜802M、受光器8041〜804M、判定器8061〜806M、光遅延線8081〜808M、光信号線8031〜803M、信号線8051〜805M、信号線8071〜807M、及び、信号線82が、それぞれ接続されている。なお、光出力信号線800は、光スイッチ80に接続されている。   In the autonomous control type optical concentrator switch 86, the optical input signal lines 912 to 9M2 include optical branching devices 8021 to 802M, optical receivers 8041 to 804M, determiners 8061 to 806M, optical delay lines 8081 to 808M, optical signals, respectively. Lines 8031 to 803M, signal lines 8051 to 805M, signal lines 8071 to 807M, and signal line 82 are connected to each other. The optical output signal line 800 is connected to the optical switch 80.

光分岐器8021〜802Mは、光入力信号線912〜9M2からの上り信号(光バースト信号)を2分岐し、一方の出力は、光遅延線8081〜808Mを介して光スイッチ80に入力される。光分岐器8021〜802Mの他方の出力は、光信号線8031〜803Mを介して受光器8041〜804Mに入力される。   The optical splitters 8021 to 802M split the upstream signal (optical burst signal) from the optical input signal lines 912 to 9M2 into two, and one output is input to the optical switch 80 via the optical delay lines 8081 to 808M. . The other outputs of the optical splitters 8021 to 802M are input to the optical receivers 8041 to 804M via the optical signal lines 8031 to 803M.

受光器8041〜804Mは、光分岐器8021〜802Mから光信号線8031〜803Mを介して分岐された一方の上り信号を受光し、該上り信号を電気信号に変換し、該電気信号を判定器8061〜806Mに出力する。   The light receivers 8041 to 804M receive one upstream signal branched from the optical branching devices 8021 to 802M via the optical signal lines 8031 to 803M, convert the upstream signal into an electrical signal, and determine the electrical signal as a determination device. Output to 8061-806M.

判定器8061〜806Mは、受光器8041〜804Mから、信号線8051〜805Mを介して入力した電気信号を基に、上り信号が光入力信号線(光入力信号線912〜9M2)へ到着したか否かを判定し、判定結果を信号線8071〜807Mを介して光スイッチ制御部81へ出力する。   Based on the electric signals input from the light receivers 8041 to 804M via the signal lines 8051 to 805M, the determiners 8061 to 806M have arrived at the optical input signal lines (optical input signal lines 912 to 9M2). The determination result is output to the optical switch control unit 81 via the signal lines 8071 to 807M.

光遅延線8081〜808Mは、その長さが延長されていることで、光分岐器8021〜802Mの一方の出力の上り信号に一定の遅延を加え、光スイッチ80に出力する。   The optical delay lines 8081 to 808M are extended in length, so that a certain delay is added to the upstream signal of one output of the optical branching devices 8021 to 802M and the optical delay lines 8081 to 808M are output to the optical switch 80.

光スイッチ制御部81は、全判定器8061〜806Mからの該出力信号に基づき光スイッチ80の切り替えを制御する。   The optical switch control unit 81 controls switching of the optical switch 80 based on the output signals from all the determiners 8061 to 806M.

以下、この自律制御型光集線スイッチ86の動作について説明する。   Hereinafter, the operation of the autonomous control type light collecting switch 86 will be described.

まず、光分岐器802i(i=1〜M)は、外部からの光入力信号線9i2から入力された上り信号を分岐し、光遅延線808iと光信号線803iに出力する。その際、大半の上り信号が光遅延線808i側に出力されるような分岐比で出力するものとする。   First, the optical branching device 802i (i = 1 to M) branches the upstream signal input from the optical input signal line 9i2 from the outside, and outputs it to the optical delay line 808i and the optical signal line 803i. At this time, it is assumed that most of the upstream signals are output at a branching ratio so that they are output to the optical delay line 808i side.

光信号線803iに出力された上り信号は、受光器804iに入力され、電気信号に変換される。なお、該電気信号は、上り信号内の情報を受信するためではなく、上り信号の存在を検知するためにのみ利用されるため、受光器804iには、上り信号のビットレートよりも遅い信号帯域を持つ安価な受光器を用いるようにしてもよい。   The upstream signal output to the optical signal line 803i is input to the light receiver 804i and converted into an electrical signal. Since the electrical signal is used not only for receiving information in the upstream signal but for detecting the presence of the upstream signal, the optical receiver 804i has a signal band slower than the bit rate of the upstream signal. An inexpensive light receiver having the above may be used.

受光器804iが出力した電気信号は、信号線805iを経由して判定器806iに入力される。   The electrical signal output from the light receiver 804i is input to the determiner 806i via the signal line 805i.

判定器806iは、入力された電気信号から、光入力信号線9i2に上り信号が到着していると判定される場合には1を、上り信号が入力されていないと判定された場合には0を出力する。ここで、判定器806iは、上り信号(光バースト信号)の先頭ビットを受信すると、できるだけ速やかにこれを検出することが望ましい。   The determiner 806i determines 1 from the input electrical signal when it is determined that the upstream signal has arrived at the optical input signal line 9i2, and 0 when it is determined that the upstream signal has not been input. Is output. Here, when the determiner 806i receives the first bit of the upstream signal (optical burst signal), it is desirable to detect it as soon as possible.

また、判定器806iは、上り信号(光バースト信号)内には様々なパターンのビット列が現れ、0ビットがいくつか連続することも考慮した上で、上り信号が継続中であること、及び、上り信号が終了したことを判定する。   In addition, the determiner 806i considers that a bit string of various patterns appears in the upstream signal (optical burst signal) and some 0 bits are continuous, and that the upstream signal is continuing, and It is determined that the uplink signal has ended.

ここで、判定器8061〜806Mは、受光器8041〜804Mから出力された電気信号の一定期間における積分値を求める積分手段と、その積分値と一定のしきい値との比較を行う比較手段とを備えるものとしてもよい。以下、判定器806iによる判定手順を説明する。   Here, the determiners 8061 to 806M include integration means for obtaining an integral value of the electrical signals output from the light receivers 8041 to 804M for a certain period, and comparison means for comparing the integral value with a certain threshold value. May be provided. Hereinafter, the determination procedure by the determiner 806i will be described.

図6は、判定器806iの具体的な判定方法を示すグラフである。上り信号を受信した受光器804iから判定器806iへの出力(電気信号)が、図6(a)に示すような値であった場合、これを判定器806i内で積分したときの値を図6(b)に示す。   FIG. 6 is a graph showing a specific determination method of the determiner 806i. When the output (electric signal) from the light receiver 804i receiving the upstream signal to the determiner 806i has a value as shown in FIG. 6A, the value obtained by integrating this in the determiner 806i is shown in FIG. It is shown in 6 (b).

受光器804iの出力が正であれば積分値は大きく増大し、受光器804iからの出力が0であれば、積分値は少しずつ減少する。   If the output of the light receiver 804i is positive, the integrated value increases greatly. If the output from the light receiver 804i is 0, the integrated value decreases gradually.

ここで、図6(b)に示すように、判定器806iに一定の判定しきい値を設け、時間的に変化する積分値に対して、該判定しきい値との比較を行い、図6(c)に示すように、積分値がこのしきい値を超えれば出力が1となり、そうでなければ0を出力するようにする。   Here, as shown in FIG. 6B, a fixed determination threshold value is provided in the determiner 806i, and the integration value that changes with time is compared with the determination threshold value. As shown in (c), the output is 1 if the integral value exceeds this threshold value, and 0 is output otherwise.

このようにして、判定器806iは、光入力信号線9i2に上り信号が到着している間のみ、1を出力するものとなっている。   In this way, the determiner 806i outputs 1 only while the upstream signal arrives at the optical input signal line 9i2.

ただし、上記動作について、詳細に分析すると、上り信号の先頭を判定するまでの遅れ時間をt1、上り信号の終了を判定するまでの遅れ時間をt2とする(図6(c))と、上り信号の終了の判定には、一定の0入力が継続するのを待つ必要があることから時間がかかるため、一般的にt2>t1となることに注意する。   However, when the above operation is analyzed in detail, the delay time until the start of the upstream signal is determined is t1, and the delay time until the end of the upstream signal is determined is t2 (FIG. 6 (c)). It should be noted that the determination of the end of the signal generally takes t2> t1 because it takes time because it is necessary to wait for a constant 0 input to continue.

次に、判定器8061〜806Mの出力は、光スイッチ制御部81に入力され、光スイッチ制御部81は、上り信号の到着を判定した判定器8061〜806Mに接続された光入力信号線を選択し、光出力信号線800に接続されるような光スイッチ制御を行う。   Next, the outputs of the determiners 8061 to 806M are input to the optical switch control unit 81, and the optical switch control unit 81 selects the optical input signal line connected to the determiners 8061 to 806M that determined the arrival of the upstream signal. Then, the optical switch is controlled so as to be connected to the optical output signal line 800.

ここで、上り信号が自律制御型光スイッチ86に到着してから、この情報が受光器8041〜804M、及び、判定器8061〜806Mを経由して、光スイッチ制御部81に伝わり、実際に光スイッチ80の切り替え制御を完了するまでには、一定の時間がかかる。   Here, after the upstream signal arrives at the autonomous control type optical switch 86, this information is transmitted to the optical switch control unit 81 via the light receivers 8041 to 804M and the determiners 8061 to 806M, and the optical signal is actually transmitted. It takes a certain time to complete the switching control of the switch 80.

そこで、光遅延線8081〜808Mは、このような制御の遅延を予め考慮した長さに調整されており、光入力信号線912〜9M2から入力された上り信号を一定の時間だけ遅延させることで、光スイッチ80の切り替え制御が丁度完了したときに上り信号が光スイッチ80に入力されるようなタイミング調整を実現する。   Therefore, the optical delay lines 8081 to 808M are adjusted to a length that takes into account such a control delay in advance, and the upstream signals input from the optical input signal lines 912 to 9M2 are delayed by a certain time. The timing adjustment is realized such that the upstream signal is input to the optical switch 80 when the switching control of the optical switch 80 is just completed.

なお、図6(c)で示したように、判定器8061〜806Mによる上り信号の終了の検出には、一定の遅延が生じるため、複数の光入力信号線912〜9M2から、時間的に短い間隔で上り信号が到着すると、各光入力信号線912〜9M2に接続された判定器の出力が時間的に重なる場合がある。   As shown in FIG. 6C, since a certain delay occurs in the detection of the end of the upstream signal by the determiners 8061 to 806M, the time from the plurality of optical input signal lines 912 to 9M2 is short. When an upstream signal arrives at an interval, the outputs of the determiners connected to the optical input signal lines 912 to 9M2 may overlap in time.

例えば、図7は、3つの光入力信号線912〜932に、時間的に短い間隔を空けた上り信号(光バースト信号)が到着した場合の受光器8041〜8043(図7では、第1〜第3受光器と記載)、及び、判定器8061〜8063(図7では、第1〜第3判定器と記載)の出力の例を表したグラフである。   For example, FIG. 7 shows light receivers 8041 to 8043 (in FIG. 7, the first to first light receivers 8041 to 8043) when upstream signals (optical burst signals) arrive at three optical input signal lines 912 to 932 at short intervals. It is a graph showing an example of the output of the determination devices 8061 to 8063 (described as the first to third determination devices in FIG. 7).

上り信号の到着に対して、第1〜第3受光器が図7(a)に示すような出力信号を出力した場合に、対応する第1〜第3判定器の出力は図7(b)に示すような時間変化となる。   When the first to third light receivers output an output signal as shown in FIG. 7A in response to the arrival of the upstream signal, the corresponding outputs of the first to third determiners are shown in FIG. 7B. The time changes as shown in

すなわち、実際の上り信号は、時間的に重なりなく到着しているにもかかわらず、光バースト信号終了時の判定遅延t2が、上り信号開始時の判定遅延t1に比べて長いため、第1〜第3判定器の出力が重なってしまうことになる。   That is, although the actual uplink signal arrives without overlapping in time, the determination delay t2 at the end of the optical burst signal is longer than the determination delay t1 at the start of the uplink signal. The outputs of the third determiner will overlap.

そこで、光スイッチ制御部81は、第1〜第3判定器の出力が重なった場合、新たな上り信号の到着の判定を優先し、第1〜第3の各判定器が、新たな上り信号の先頭を検出した時点(図7(b)のA1,A2,A3)で、それぞれ対応する光入力信号線(図5においては、光遅延線8081〜808Nを有する光入力信号線912〜9M2)に、光スイッチ80を切り替える制御を行うこととする。   Therefore, when the outputs of the first to third determiners overlap, the optical switch control unit 81 gives priority to the determination of arrival of a new uplink signal, and each of the first to third determiners determines a new uplink signal. Corresponding to the optical input signal lines (in FIG. 5, the optical input signal lines 912 to 9M2 having the optical delay lines 8081 to 808N) at the time of detecting the head of (A1, A2, A3 in FIG. 7B). In addition, control for switching the optical switch 80 is performed.

換言すれば、光スイッチ制御部81は、各判定器8061〜806Mが、新たに上り信号(光バースト信号)の先頭が各第2光入力信号線(光入力信号線912〜9M2)へ到着したと判定する度に、該上り信号(光バースト信号)を第2出力信号線(光出力信号線800)に転送するように、光スイッチ80の切り替えを制御するものである。   In other words, in the optical switch control unit 81, each of the determiners 8061 to 806M newly arrives at the second optical input signal line (optical input signal line 912 to 9M2) at the head of the upstream signal (optical burst signal). The switching of the optical switch 80 is controlled so that the upstream signal (optical burst signal) is transferred to the second output signal line (optical output signal line 800).

上記制御を行うことで、0ビットが多く続く可能性があるような上り信号に対して、一度上り信号が終了した上で新たな上り信号が到着したとの誤判定を行わないために、光バースト信号の終了時の判定に十分に時間をかけるような設定が可能となり、常に、実際に新たな上り信号が到着したことを正確に判定して、光スイッチ80の切り替えを高精度に制御することが可能となる。   By performing the above control, in order to prevent an erroneous determination that a new upstream signal has arrived after the upstream signal has been terminated once for upstream signals that may have many 0 bits, It is possible to make a setting so that the determination at the end of the burst signal takes a sufficient amount of time, always accurately determining that a new upstream signal has arrived, and controlling the switching of the optical switch 80 with high accuracy. It becomes possible.

以上、本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置を、各実施例を用いて説明したが、上述の説明においては、光デバイスが理想的なものとして、原理的な損失の減少に関する説明を行った。   As described above, the active optical star coupler apparatus according to the present invention has been described by using each embodiment. In the above description, the optical device is ideally described, and the principle of loss reduction is described.

ここで、本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置を、ある程度の過剰損失を持つ現実的な光デバイスを用いて構成した場合の、損失に関する試算例を示す。   Here, a trial calculation example relating to loss in the case where the active optical star coupler device according to the present invention is configured using a realistic optical device having a certain amount of excess loss will be described.

例えば、4×4の光スターカプラと他の光スターカプラの組み合わせによって、標準的なPONシステムによる最大数のONUを収容している場合を想定し、この4×4の光スターカプラを16×16の本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置に変更し、ONUの最大収容数を4倍に増大させることを考える。   For example, assuming that the maximum number of ONUs in a standard PON system is accommodated by a combination of a 4 × 4 optical star coupler and another optical star coupler, the 4 × 4 optical star coupler is 16 × Consider changing to 16 active optical star coupler devices according to the present invention, and increasing the maximum capacity of ONUs four times.

まず、従来の4×4の光スターカプラについては、原理的な損失が6dBであるが、過剰損失を1dB程度と考えれば、7dB程度の損失を見込んだシステム構成となっている。   First, the conventional 4 × 4 optical star coupler has a theoretical loss of 6 dB. However, assuming that the excess loss is about 1 dB, the system configuration is expected to have a loss of about 7 dB.

次に、16×16の光スターカプラ85、15個の2×2の光スイッチ80、16個の光分岐器8021、16本の光遅延線70、及び、17個の合分波器(合分波器83及び16個の合分波器91)を用いた、16×16の本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置を、図8に示す。ただし、図8では、光分岐器8021、光遅延線70、及び、合分波器91については、それぞれ一部のみを記載している。   Next, a 16 × 16 optical star coupler 85, 15 2 × 2 optical switches 80, 16 optical splitters 8021, 16 optical delay lines 70, and 17 multiplexers / demultiplexers A 16 × 16 active optical star coupler device according to the present invention using the demultiplexer 83 and the 16 multiplexers / demultiplexers 91) is shown in FIG. However, in FIG. 8, only a part of the optical branching device 8021, the optical delay line 70, and the multiplexer / demultiplexer 91 are described.

図8に示した光デバイス(16×16の本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置)のうち、合分波器83、合分波器91、光分岐器8021、及び、光スターカプラ85は、石英系材料を用いた平面光導波路回路技術によって、非常に性能のよい光集積回路として、実現できることが知られている。   Among the optical devices shown in FIG. 8 (16 × 16 active optical star coupler device), the multiplexer / demultiplexer 83, the multiplexer / demultiplexer 91, the optical splitter 8021, and the optical star coupler 85 are: It is known that an optical integrated circuit having a very high performance can be realized by a planar optical waveguide circuit technology using a quartz-based material.

例えば、図8において、OLT130側の合分波器83及び光スターカプラ85を第1光集積回路として、また、光分岐器8021及びONU側の合分波器91を第2光集積回路として、それぞれ実現することが可能である。   For example, in FIG. 8, the multiplexer / demultiplexer 83 and the optical star coupler 85 on the OLT 130 side are used as the first optical integrated circuit, and the optical branching device 8021 and the ONU side multiplexer / demultiplexer 91 are used as the second optical integrated circuit. Each can be realized.

また、15個の光スイッチ80については、例えば、InP系の光半導体デバイス技術を用いれば集積化が可能であり、これを第3光集積回路として実現することが可能である。   Further, the 15 optical switches 80 can be integrated by using, for example, InP-based optical semiconductor device technology, and can be realized as a third optical integrated circuit.

このような構成において、第1光集積回路では、下り方向では、光スターカプラ85の原理的損失12dBに過剰損失1dBを加えた13dB程度、上り方向では、原理的に損失0の合分波器1を通過するのみであり、過剰損失は1dB程度と考えられる。   In such a configuration, in the first optical integrated circuit, a multiplexer / demultiplexer having a loss of about 13 dB obtained by adding an excess loss of 1 dB to the theoretical loss of 12 dB of the optical star coupler 85 in the downstream direction, and in principle having no loss in the upstream direction. 1 only, and excess loss is considered to be about 1 dB.

第2光集積回路では、上り方向の光信号は図8に示すとおり4個の光スイッチ80を通過するが、1個の光スイッチが1dB程度の過剰損失で実現できると見込むと、4dB程度の損失で実現できる。   In the second optical integrated circuit, the optical signal in the upstream direction passes through the four optical switches 80 as shown in FIG. 8, but if one optical switch can be realized with an excess loss of about 1 dB, it is about 4 dB. Can be realized with loss.

第3光集積回路では、下り方向については原理的損失0の合分波器91を通過するのみであり、過剰損失1dB程度と考えられる。上り方向については、例えば、光分岐器91aが、光スイッチ方向:受光器方向=4:1の比率で光信号を分岐する場合、原理的損失が約1dBであり、これに1dB程度の過剰損失を見込むと、合計2dB程度の損失になると考えられる。   In the third optical integrated circuit, it passes only through the multiplexer / demultiplexer 91 having no theoretical loss in the downstream direction, and is considered to have an excess loss of about 1 dB. As for the upstream direction, for example, when the optical branching device 91a branches an optical signal at a ratio of optical switch direction: photoreceiver direction = 4: 1, the theoretical loss is about 1 dB, and this is an excess loss of about 1 dB. Is estimated to result in a loss of about 2 dB in total.

なお、光遅延線70については、非常に短い光ファイバであるため、損失を見込まない。   Note that the optical delay line 70 is a very short optical fiber, and therefore no loss is expected.

上記をまとめると、図8の本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置における、下り方向の損失は合計14dB程度、上り方向の損失は合計7dB程度となる。   In summary, in the active optical star coupler device according to the present invention shown in FIG. 8, the loss in the downstream direction is about 14 dB in total, and the loss in the upstream direction is about 7 dB in total.

以上のことから、16×16の本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置は、従来の4×4の光スターカプラと比べ、分岐数が大きく増加しているにもかかわらず、上り方向については、従来の4×4の光スターカプラと同等の損失に抑えることができ、下り方向については、従来の4×4の光スターカプラに対して7dB程度の損失増加で済むことがわかる。   From the above, the active optical star coupler device according to the present invention of 16 × 16 has a large increase in the number of branches compared with the conventional 4 × 4 optical star coupler. It can be seen that the loss can be suppressed to the same level as that of the conventional 4 × 4 optical star coupler, and the loss increase in the downstream direction is about 7 dB compared to the conventional 4 × 4 optical star coupler.

したがって、従来の4×4の光スターカプラを、16×16の本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置に置き換えるに際して、必要なシステムの変更は、OLT130の光送信機の光源の送信出力を7dB程度増大させることのみである。   Therefore, when replacing the conventional 4 × 4 optical star coupler with the 16 × 16 active optical star coupler device according to the present invention, the necessary system change is that the transmission output of the light source of the optical transmitter of the OLT 130 is about 7 dB. It is only to increase.

したがって、本発明に係るアクティブ光スターカプラ装置は、多数の分岐を行っても、上り信号については、通常の光スターカプラに対して、光強度の減少が非常に小さい光バースト信号の多重信号を出力することができるため、PONシステムのような集線型光通信システムにおいて、1台のOLTでより多くのONUを収容する経済的な光通信システムの実現に非常に大きな効果がある。   Therefore, even if the active optical star coupler device according to the present invention performs a number of branches, the multiplexed signal of the optical burst signal with a very small decrease in optical intensity is obtained for the upstream signal with respect to the normal optical star coupler. Therefore, in a concentrated optical communication system such as a PON system, there is a great effect in realizing an economical optical communication system that accommodates more ONUs in one OLT.

本発明は、アクティブ光スターカプラ装置として好適である。   The present invention is suitable as an active optical star coupler device.

20〜2M,85 光スターカプラ
40〜4N,50〜5N,60〜6N 光信号
80 光スイッチ
81 光スイッチ制御部
82,84 信号線
83,91〜9M 合分波器
86 自律制御型光集線スイッチ
90 光集線スイッチ
100〜120 OLT
101 合分波器(OLT内)
102 光送信機(OLT内)
103 光受信機(OLT内)
104 制御部(OLT内)
105 高出力光送信機
200,210〜21N,221〜22N,2M1〜2MN 光ファイバ
310〜3N0 ONU
311〜3N1 合分波器(OLT内)
312〜3N2 光受信機(OLT内)
313〜3N3 光送信機(OLT内)
314〜3N4 制御部(OLT内)
800 第2光出力信号線(光ファイバ)
850 第1光入力信号線(光ファイバ)
900〜920 アクティブ光スターカプラ装置
911〜9M1 第1光出力信号線(光ファイバ)
912〜9M2 第2光入力信号線(光ファイバ)
8021〜802M 光分岐器
8031〜803M 光信号線(光ファイバ)
8041〜804M 受光器
8051〜805M,8071〜807M 信号線
8061〜806M 判定器
8081〜808M 光遅延線(光ファイバ)
20-2M, 85 Optical star couplers 40-4N, 50-5N, 60-6N Optical signal 80 Optical switch 81 Optical switch controller 82, 84 Signal line 83, 91-9M MUX / DEMUX 86 Autonomous control type optical concentrator switch 90 Light Concentration Switch 100 ~ 120 OLT
101 multiplexer / demultiplexer (in OLT)
102 Optical transmitter (within OLT)
103 Optical receiver (in OLT)
104 Control unit (within OLT)
105 High Power Optical Transmitter 200, 210-21N, 221-2N, 2M1-2MN Optical Fiber 310-3N0 ONU
311-3N1 multiplexer / demultiplexer (within OLT)
312-3N2 optical receiver (in OLT)
313-3N3 optical transmitter (within OLT)
314-3N4 control unit (in OLT)
800 Second optical output signal line (optical fiber)
850 First optical input signal line (optical fiber)
900 to 920 active optical star coupler device 911 to 9M1 first optical output signal line (optical fiber)
912 to 9M2 Second optical input signal line (optical fiber)
8021 to 802M Optical splitter 8031 to 803M Optical signal line (optical fiber)
8041 to 804M Light receivers 8051 to 805M, 8071 to 807M Signal lines 8061 to 806M Determinators 8081 to 808M Optical delay line (optical fiber)

Claims (4)

1本の第1光入力信号線及びM本(Mは2以上の任意の整数)の第1光出力信号線を有する光スターカプラと、
M本の第2光入力信号線及び1本の第2光出力信号線を有する光スイッチと、
各前記第1光出力信号線及び各前記第2光入力信号線にそれぞれ接続されるM個の第1合分波器と、
光バースト信号の送信タイミングを決定し、該光バースト信号が前記光スイッチに到達する時刻を算出するOLT制御部において算出された前記時刻に基づき、各前記第2光入力信号線に到着する前記光バースト信号のタイミングに合わせて前記光スイッチを制御する光スイッチ制御部とを備える
ことを特徴とする、アクティブ光スターカプラ装置。
An optical star coupler having one first optical input signal line and M first optical output signal lines (M is an arbitrary integer greater than or equal to 2);
An optical switch having M second optical input signal lines and one second optical output signal line;
M first multiplexers / demultiplexers respectively connected to the first optical output signal lines and the second optical input signal lines;
The optical signal arriving at each of the second optical input signal lines is determined based on the time calculated by the OLT control unit that determines the transmission timing of the optical burst signal and calculates the time when the optical burst signal reaches the optical switch. An active optical star coupler device comprising: an optical switch control unit that controls the optical switch in accordance with a timing of a burst signal.
前記第1光入力信号線及び前記第2光出力信号線に接続される第2合分波器を備える
ことを特徴とする、請求項1に記載のアクティブ光スターカプラ装置。
The active optical star coupler device according to claim 1, further comprising a second multiplexer / demultiplexer connected to the first optical input signal line and the second optical output signal line.
1本の第1光入力信号線及びM本(Mは2以上の任意の整数)の第1光出力信号線を有する光スターカプラと、
M本の第2光入力信号線及び1本の第2光出力信号線を有する光スイッチと、
各前記第1光出力信号線及び各前記第2光入力信号線にそれぞれ接続されるM個の第1合分波器と、
各前記第2光入力信号線に到着する光バースト信号のタイミングに合わせて前記光スイッチを制御する光スイッチ制御部とを備え、
各前記第2光入力信号線については、それぞれ、
前記光バースト信号を2分岐する光分岐器と、
前記光分岐器により分岐された一方の前記光バースト信号を受光し、電気信号に変換する受光器と、
前記電気信号から、前記光バースト信号が各前記第2光入力信号線へ到着したか否かを判定する判定器と、
前記光分岐器により分岐された他方の前記光バースト信号に一定の遅延を加えた上で、前記光スイッチに入力する光遅延線とに接続し、
各前記判定器は、各前記光バースト信号の先頭及び終了を検出し、
前記光スイッチ制御部は、全ての前記判定器の検出に基づき、前記光スイッチの切り替えを制御するものであり、複数の前記光バースト信号が重複した場合、新たな前記光バースト信号の先頭の判定を優先して、該光バースト信号を前記第2出力信号線に転送するように、前記光スイッチの切り替えを制御する
ことを特徴とする、アクティブ光スターカプラ装置。
An optical star coupler having one first optical input signal line and M first optical output signal lines (M is an arbitrary integer greater than or equal to 2);
An optical switch having M second optical input signal lines and one second optical output signal line;
M first multiplexers / demultiplexers respectively connected to the first optical output signal lines and the second optical input signal lines;
An optical switch controller that controls the optical switch in accordance with the timing of an optical burst signal that arrives at each of the second optical input signal lines;
For each of the second optical input signal lines,
An optical branching device for bifurcating the optical burst signal;
A photoreceiver that receives one of the optical burst signals branched by the optical splitter and converts it into an electrical signal;
A determinator for determining from the electrical signal whether the optical burst signal has arrived at each of the second optical input signal lines;
After adding a certain delay to the other optical burst signal branched by the optical splitter, connected to an optical delay line to be input to the optical switch,
Each of the determiners detects the beginning and end of each of the optical burst signals,
The optical switch control unit controls switching of the optical switch based on detection of all the determination units , and when a plurality of the optical burst signals are duplicated, determination of a head of a new optical burst signal is performed. the preferentially, to transfer the optical burst signal to the second output signal line, you and controlling the switching of the optical switch, the active optical star coupler device.
前記判定器は、それぞれ、
前記受光器が出力する電気信号の一定期間における積分値を求める手段と、
前記積分値と一定のしきい値との比較を行う手段とを備える
ことを特徴とする、請求項3に記載のアクティブ光スターカプラ装置。
Each of the determiners is
Means for obtaining an integral value of the electrical signal output by the light receiver in a certain period;
The active optical star coupler device according to claim 3 , further comprising means for comparing the integrated value with a certain threshold value.
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