JP7205004B2 - 一芯双方向光リングシステム、一芯双方向光リングシステムの制御方法、及び、中央局 - Google Patents
一芯双方向光リングシステム、一芯双方向光リングシステムの制御方法、及び、中央局 Download PDFInfo
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Description
また、特許文献1に記載された技術では、加入者側光回線終端装置(子局)ごとに異なる符号化方式や光波長を割り当てる必要があるため、構成が複雑になってしまうといった課題があった。
図1は、実施の形態1における一芯双方向光リングシステム100の構成を示す概略図である。
一芯双方向光リングシステム100は、中央局1、子局2、光ファイバ3-1、および、光ファイバ3-2を備える。中央局1と子局2は、光ファイバ3-1、および、光ファイバ3-2を介してリング状に接続される。中央局1と子局2は、一芯双方向通信を行う。光ファイバ3-1は、中央局1、および、子局2を接続するネットワーク3の一部である。光ファイバ3-2は、中央局1、および、子局2を接続するネットワーク3の一部である。即ち、中央局1、および、子局2は、冗長化された光ファイバによるネットワーク3で接続される。なお、光ファイバ3-1、および、光ファイバ3-2は、複数芯線の光ファイバの一部で構成されていてもよい。また、光ファイバ3-1、および、光ファイバ3-2をそれぞれ区別して説明する必要がない場合には、単に、ネットワーク3と称する。以降の説明において、光ファイバ3-1を介して中央局1から子局2に向かうネットワーク3の方向、および、光ファイバ3-2を介して子局2から中央局1に向かうネットワーク3の方向を「時計回り」の方向と称する。また、光ファイバ3-2を介して中央局1から子局2に向かうネットワーク3の方向、および、光ファイバ3-1を介して子局2から中央局1に向かうネットワーク3の方向を「反時計回り」の方向と称する。
中央局1は、光送受信部4-1、光送受信部4-2、および、時刻同期制御回路19を備える。光送受信部4-1は、光ファイバ3-1を介して子局2に接続される。即ち、光送受信部4-1は、ネットワーク3の時計回り方向に向けて接続される第1の一芯双方向光送受信部の一例である。また、光送受信部4-2は、光ファイバ3-2を介して子局2に接続される。即ち、光送受信部4-2は、ネットワーク3の反時計回り方向に向けて接続される第2の一芯双方向光送受信部の一例である。以下の説明において、光送受信部4-1、および、光送受信部4-2をそれぞれ区別して説明する必要が無い場合には、単に、光送受信部4と称する。光送受信部4は、光送信部5、光アイソレータ6、光波長多重分離フィルタ7、および、光受信部8を備える。光送信部5は、第2の波長の下り光信号を生成する。光アイソレータ6は、光送信部5で生成されて光波長多重分離フィルタ7に向けて進行する第2の波長の下り光信号を透過し、当該光信号の進行する方向とは逆向きに進行する光信号を遮断する。光波長多重分離フィルタ7は、光アイソレータ6を透過した第2の波長の下り光信号をネットワーク3へと出力する。また、光波長多重分離フィルタ7は、子局2から出力された第1の波長の上り光信号を分離抽出する。光受信部8は、光波長多重分離フィルタ7で分離抽出された第1の波長の上り光信号を受信する。
子局2は、光送受信部9、光カプラ14-1、光カプラ14-2、光カプラ14-3、および、時刻同期制御回路20を備える。時刻同期制御回路20は、第2の時刻同期制御回路の一例であり、光送受信部9に接続され、光送受信部9が上り光信号を出力するタイミングを調整する。光送受信部9は、第3の一芯双方向光送受信部の一例であり、光送信部10、光アイソレータ11、光波長多重分離フィルタ12、および、光受信部13を備える。光送信部10は、第1の波長の上り光信号を生成する。光アイソレータ11は、光送信部10で生成されて光波長多重分離フィルタ12に向けて進行する第1の波長の上り光信号を透過し、当該光信号の進行する方向とは逆向きに進行する光信号を遮断する。光波長多重分離フィルタ12は、光アイソレータ11を透過した第1の波長の上り光信号をネットワーク3へと出力する。また、光波長多重分離フィルタ12は、中央局1から出力された第2の波長の下り光信号を分離抽出する。光受信部13は、光波長多重分離フィルタ12で分離抽出された第2の波長の下り光信号を受信する。光送受信部9は、光カプラ14-3(第3の光カプラの一例)に接続される。光カプラ14-1、光カプラ14-2、および、光カプラ14-3は、それぞれ環状に接続されている。具体的には、光カプラ14-1、および、光カプラ14-2が接続され、光カプラ14-2、および、光カプラ14-3が接続され、光カプラ14-3、および、光カプラ14-1が接続されている。光カプラ14-1は、第1の光カプラの一例であり、光ファイバ3-1に接続されている。また、光カプラ14-2は、第2の光カプラの一例であり、光ファイバ3-2に接続されている。この構成により、光カプラ14-1に入力された下り光信号は分岐され、光カプラ14-2、および、光カプラ14-3のそれぞれに入力される。光カプラ14-2に入力された下り光信号は分岐され、光カプラ14-3、および、光カプラ14-1のそれぞれに入力される。光カプラ14-3に入力された上り光信号は分岐され、光カプラ14-1、および、光カプラ14-2のそれぞれに入力される。
まず、中央局1から子局2(下り方向)に向けて第2の波長(λ2)の下り光信号を出力する態様について説明する。
中央局1の時刻同期制御回路19は、光送受信部4-1、および、光送受信部4-2下り光信号を出力するタイミングを調整する。具体的には、時刻同期制御回路19は、所定の1周期を2分割したタイムスロットの前半に光送信部5-1に下り光信号を出力させ、所定の1周期を2分割したタイムスロットの後半に光送信部5-2に下り光信号を出力させる。光送受信部4-1の光送信部5-1は、生成した第2の波長(λ2)の下り光信号を、光アイソレータ6-1、光波長多重分離フィルタ7-1を介して、光ファイバ3-1の時計回りの方向に向けて出力(送信)する。同様に、光送受信部4-2の光送信部5-2は、生成した第2の波長(λ2)の下り光信号を、光アイソレータ6-2、光波長多重分離フィルタ7-2を介して、光ファイバ3-2の反時計回りの方向に向けて出力(送信)する。
中央局1の時刻同期制御回路19は、所定の周期を区分けしたそれぞれ異なるタイムスロットで、光送信部5-1、および、光送信部5-2に下り光信号を出力させる。例えば、光送信部5-1は、所定の1周期を2分割したタイムスロットの前半に時計回り方向に向けて下り光信号A-1を出力する(図4(A))。また、中央局1の光送信部5-2は、所定の1周期を2分割したタイムスロットの後半に反時計回り方向に向けて下り光信号A-2を出力する(図4(B))。光送信部5-1が出力する下り光信号A-1、および、光送信部5-2が出力する下り光信号A-2は、それぞれ、同じ内容を示す。時刻同期制御回路19は、下り光信号A-1を出力するタイミングと、下り光信号A-2を出力するタイミングの間に所定の時間のガードバンドを設けてもよい。ガードバンドは、下り光信号A-1および下り光信号A-2の混信や干渉を抑制する。
実施の形態2では、一芯双方向光リングシステム100Aが2つの子局を備える点で、実施の形態1と異なる。中央局1の構成は、実施の形態1と同じである。また、子局2A、および、子局2Bの構成は、実施の形態1と同じである。以下、実施の形態1と相違する点について説明する。
一芯双方向光リングシステム100Aは、中央局1、子局2A、子局2B、光ファイバ3-1、光ファイバ3-2、光ファイバ3-3を備える。中央局1と子局2Aは、光ファイバ3-1で接続されている。子局2Aと子局2Bは、光ファイバ3-3で接続されている。子局2Bと中央局1は、光ファイバ3-2で接続されている。即ち、中央局1、子局2A、および、子局2Bは、光ファイバ3-1~3-3を介してリング状に接続されている。光ファイバ3-1は、中央局1および子局2Aを接続するネットワーク3の一部である。光ファイバ3-2は、中央局1および子局2Bを接続するネットワーク3の一部である。また、光ファイバ3-3は、子局2Aおよび子局2Bを接続するネットワーク3の一部である。即ち、中央局1、子局2Aおよび子局2Bは、多重化(ここでは二重化)されたネットワーク3で接続される。
中央局1から子局2A、2B(下り方向)に向けて第2の波長(λ2)の下り光信号を出力する態様について説明する。中央局1の時刻同期制御回路19は、光送受信部4-1の光送信部5-1、および、光送受信部4-2の光送信部5-2が下り光信号を出力するタイミングを調整する。
中央局1の時刻同期制御回路19は、所定の周期を区分けしたそれぞれ異なるタイムスロットで、光送信部5-1、および、光送信部5-2に第2の波長の下り光信号を出力させる。例えば、光送信部5-1は、所定の1周期を2分割したタイムスロットの前半に時計回り方向に向けて出力する下り光信号A-1を生成する(図6(A))。また、中央局1の光送信部5-2は、所定の1周期を2分割したタイムスロットの後半に反時計回り方向に向けて出力する下り光信号A-2を生成する(図6(B))。光送信部5-1が生成した下り光信号A-1、および、光送信部5-2が生成した下り光信号A-2は、同一の内容を示す。時刻同期制御回路19は、下り光信号A-1を出力するタイミングと、下り光信号A-2を出力するタイミングの間に所定の時間のガードバンドを設けてもよい。
子局2A、および、子局2Bの時刻同期制御回路20は、子局2Aから上り光信号を出力するタイミングと、子局2Bから上り光信号を出力するタイミングを調整する。具体的には、子局2A、および、子局2Bの時刻同期制御回路20は、所定の周期を子局の数で区分けしたそれぞれ異なるタイムスロットで上り光信号を出力させる。ここでは、子局2Aの光送信部10は、所定の1周期を子局の数の2で分割したタイムスロットの前半に上り光信号B-1を出力する(図7(A))。また、子局2Bの光送信部10は、所定の1周期を子局の数の2で分割したタイムスロットの後半に上り光信号B-2を出力する(図7(B))。さらに、子局2A、および、子局2Bの時刻同期制御回路20は、子局2Aで上り光信号B-1を出力するタイミングと、子局2Bで上り光信号B-2を出力するタイミングを調整し、それぞれのタイミングの間に所定の時間のガードバンドを設けてもよい。
上述した実施例は本発明の実施の一例に過ぎず、以下のような構成を追加/変更した応用例が考えられる。実施の形態3においては、複数の一芯双方向光リングシステムが、中央局1の時刻同期制御回路21を共有する場合の実施形態を示す。
一芯双方向光リングシステム100Cは、中央局1B、子局2A、子局2B、子局2C、子局2D、光ファイバで構成されたネットワーク3A、および、光ファイバで構成されたネットワーク3Bを備える。中央局1B、子局2A、および、子局2Bは、ネットワーク3Aを介してリング状に接続されており、一芯双方向光リングシステム100C-1を構成する。また、中央局1B、子局2C、および、子局2Dは、ネットワーク3Bを介してリング状に接続されており、一芯双方向光リングシステム100C-2を構成する。
中央局1Bは、光送受信部4-1、4-2、4-3、4-4、および、時刻同期制御回路21を備える。光送受信部4-1、4-2は、光ファイバで構成されたネットワーク3Aに接続されている。具体的には、光送受信部4-1は、ネットワーク3Aの反時計回り方向の光ファイバに接続されている。光送受信部4-2は、ネットワーク3Aの時計回り方向の光ファイバに接続されている。従って、光送受信部4-1、4-2は、一芯双方向光リングシステム100C-1に対応した一対の一芯双方向光送受信部の一例である。また、光送受信部4-3、4-4は、光ファイバで構成されたネットワーク3Bに接続されている。具体的には、光送受信部4-3は、ネットワーク3Bの時計回り方向の光ファイバに接続されている。光送受信部4-4は、ネットワーク3Bの反時計回り方向の光ファイバに接続されている。従って、光送受信部4-3、4-4は、一芯双方向光リングシステム100C-2に対応した一対の一芯双方向光送受信部の一例である。それぞれの光送受信部4-1、4-2、4-3、4-4には、下り光信号を出力するタイミングを調整する時刻同期制御回路21が接続されている。
上述した実施の形態において、一芯双方向光リングシステムは、1つの中央局を備えていたが、ネットワークに対して並列接続された複数の中央局を備えていてもよい。
一芯双方向光リングシステム100Dは、中央局1A、1B、光カプラ18-1、18-2、子局2A、2B、及び、光ファイバで構成されたネットワーク3を備えている。一芯双方向光リングシステム100Dは、ネットワーク3に対して中央局1A、1Bが並列接続されている。中央局1Aおよび中央局1Bは、光ファイバ17で接続されている。
実施の形態4では、中央局1A、1Bは、それぞれ一対の光送受信部(一芯双方向光送受信部の一例)を有する。そこで、中央局1A、1Bの時刻同期制御回路19(第1の時刻同期制御回路の一例)は、光送受信部の総数(4つ)で所定の1周期を区分けしたそれぞれ異なるタイムスロットで、光送受信部に下り光信号を出力(送信)させる。以降の説明においては、所定の1周期を4つに区分けしたタイムスロットの時間の早い順に、第1タイムスロット、第2タイムスロット、第3タイムスロット、第4タイムスロットと称する。
・ガードバンドについて
時刻同期制御回路19、20は、光受信部8、13が受信した光信号を分別できる間隔をガードバンドとして設けてもよい。例えば、時刻同期制御回路19、20は、中央局1から時計回り、反時計回りで子局2に到達する2つの光信号の経路長(光ファイバ長)差に応じてガードバンドの長さを設定してもよい。経路長差が10mとした場合、経路長差に起因する到達時間の差異は50ナノ秒程度と見なすことができる。少なくとも、この到達時間の差異以上の長さのガードバンドを設定してもよい。また、時刻同期制御回路19、20は、時刻同期制御回路19、20における時刻精度、バースト的な光信号を生成する際の、レーザの発光、消光時間、光受信部8、13で同期再生するための時間などの合計値を算出し、少なくとも、この合計値以上の長さのガードバンドを設定してもよい。また、時刻同期制御回路19、20は、例えば、中央局1の時刻を各子局2に配信する相対時刻に基づいた時刻、中央局1、各子局2にそれぞれGPS(Global Positioning System)受信機を配置して個別に測位した絶対時刻等に基づいた制御を行い、それぞれの時刻精度に応じてガードバンドの長さを設定してもよい。
図12は、中央局1の時刻同期制御回路19が、光送受信部4に下り光信号を出力させるタイミングを調整する処理を示すフローチャート図である。
Tm=T0+Tg/2+Td×(M-1)/2+Td×N 式(1)
(N:0以上の整数)
図13は、子局2の時刻同期制御回路20が、光送受信部9に上り光信号を出力させるタイミングを調整する処理を示すフローチャート図である。
Tm=T0+Tg/2+Td×(M-1)/Mmax+Td×N 式(2)
(N:0以上の整数)
Claims (8)
- 中央局と、
前記中央局と一芯双方向通信を行う1又は複数の子局と、
前記中央局および前記子局を光ファイバでリング状に接続するネットワークとを備え、
前記中央局は、
前記ネットワークの時計回り方向に向けて接続され、第2の波長の下り光信号を出力、および、前記子局から出力された第1の波長の上り光信号を入力する第1の一芯双方向光送受信部と、
前記ネットワークの反時計回り方向に向けて接続され、第2の波長の下り光信号を出力、および、前記子局から出力された第1の波長の上り光信号を入力する第2の一芯双方向光送受信部と、
前記第1の一芯双方向光送受信部、および、前記第2の一芯双方向光送受信部が前記第2の波長の下り光信号を出力するタイミングを調整し、所定の周期を区分けしたそれぞれ異なるタイムスロットで前記第2の波長の下り光信号を出力させる第1の時刻同期制御回路とを有する
ことを特徴とする一芯双方向光リングシステム。 - 前記子局は、
前記ネットワークの時計回り方向に接続された第2の光カプラと、
前記第2の光カプラ、および、前記ネットワークの反時計回り方向に接続された第1の光カプラと、
前記第1の光カプラ、および、前記第2の光カプラに接続された第3の光カプラと、
前記第3の光カプラに接続され、前記第1の波長の上り光信号を出力、および、前記第2の波長の下り光信号を入力する第3の一芯双方向光送受信部と、
前記第3の一芯双方向光送受信部が前記第1の波長の上り光信号を出力するタイミングを調整し、所定の周期を前記子局の数で区分けしたそれぞれ異なるタイムスロットで前記第1の波長の上り光信号を出力させる第2の時刻同期制御回路とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載された一芯双方向光リングシステム。 - 前記第1の一芯双方向光送受信部、および、前記第2の一芯双方向光送受信部はそれぞれ、
前記第2の波長の下り光信号を生成する光送信部と、
前記光送信部で生成された前記第2の波長の下り光信号を透過し、当該光信号の進行する方向とは逆向きに進行する光信号を遮断する光アイソレータと、
前記光アイソレータを透過した前記第2の波長の下り光信号を前記ネットワークへと出力し、前記子局から出力された前記第1の波長の上り光信号を分離抽出する光波長多重分離フィルタと、
前記光波長多重分離フィルタで分離抽出された前記第1の波長の上り光信号を受信する光受信部を有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載された一芯双方向光リングシステム。 - 前記第3の一芯双方向光送受信部は、
前記第1の波長の上り光信号を生成する光送信部と、
前記光送信部で生成された前記第1の波長の上り光信号を透過し、当該光信号の進行する方向とは逆向きに進行する光信号を遮断する光アイソレータと、
前記光アイソレータを透過した前記第1の波長の上り光信号を前記ネットワークへと出力し、前記中央局から出力された前記第2の波長の下り光信号を分離抽出する光波長多重分離フィルタと
前記光波長多重分離フィルタで分離抽出された前記第2の波長の下り光信号を受信する光受信部を有する
ことを特徴とする請求項2に記載された一芯双方向光リングシステム。 - 前記中央局の前記第1の時刻同期制御回路を共有する、請求項1~4の何れか1項に記載された複数の一芯双方向光リングシステムであって
前記中央局の前記第1の時刻同期制御回路は、
前記一芯双方向光リングシステムごとに前記第2の波長の下り光信号を出力するタイミングを調整する
ことを特徴とする一芯双方向光リングシステム。 - 前記ネットワークに対して並列接続された前記中央局を備えた、請求項1~4の何れか1項に記載された一芯双方向光リングシステムであって、
前記中央局の前記第1の時刻同期制御回路は、
前記中央局が有する一芯双方向光送受信部の総数で、所定の周期を区分けしたタイムスロットで、当該一芯双方向光送受信部に前記第2の波長の下り光信号を出力させる
ことを特徴とする一芯双方向光リングシステム。 - 中央局と、前記中央局と一芯双方向通信を行う子局と、前記中央局および前記子局を光ファイバでリング状に接続するネットワークとを備える一芯双方向光リングシステムにおいて、
前記中央局は、
前記ネットワークの時計回り方向に向けて接続され、第2の波長の下り光信号を出力、および、前記子局から出力された第1の波長の上り光信号を入力する第1の一芯双方向光送受信部と、
前記ネットワークの反時計回り方向に向けて接続され、第2の波長の下り光信号を出力、および、前記子局から出力された第1の波長の上り光信号を入力する第2の一芯双方向光送受信部と、
前記第1の一芯双方向光送受信部、および、前記第2の一芯双方向光送受信部が前記第2の波長の下り光信号を出力するタイミングを調整し、所定の周期を区分けしたそれぞれ異なるタイムスロットで前記第2の波長の下り光信号を出力させる第1の時刻同期制御回路とを有し、
前記中央局の第1の時刻同期制御回路は、前記第1の一芯双方向光送受信部、および、前記第2の一芯双方向光送受信部が前記第2の波長の下り光信号を出力するタイミングを調整し、所定の周期を区分けしたそれぞれ異なるタイムスロットで前記第2の波長の下り光信号を出力させる
ことを特徴とする一芯双方向光リングシステムの制御方法。 - 中央局と、前記中央局と一芯双方向通信を行う1又は複数の子局と、前記中央局および前記子局を光ファイバでリング状に接続するネットワークとを備える一芯双方向光リングシステムにおける前記中央局であって、
前記ネットワークの時計回り方向に向けて接続され、第2の波長の下り光信号を出力、および、前記子局から出力された第1の波長の上り光信号を入力する第1の一芯双方向光送受信部と、
前記ネットワークの反時計回り方向に向けて接続され、第2の波長の下り光信号を出力、および、前記子局から出力された第1の波長の上り光信号を入力する第2の一芯双方向光送受信部と、
前記第1の一芯双方向光送受信部、および、前記第2の一芯双方向光送受信部が前記第2の波長の下り光信号を出力するタイミングを調整し、所定の周期を区分けしたそれぞれ異なるタイムスロットで前記第2の波長の下り光信号を出力させる第1の時刻同期制御回路とを有する
ことを特徴とする中央局。
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