JP7332947B2 - 光通信システム、光回線終端装置及び光通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、光通信システム、光回線終端装置及び光通信制御方法に関する。

光通信システムの一つに、光アクセスシステムがある。図１０は、光アクセスシステムの構成例を示す図である。図１０に示す光アクセスシステムは、光回線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）９１と、光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）９２とを有する。ＯＬＴ９１は、通信オペレータ側に属し、ＯＮＵ９２は、サービス利用者側に属する。ＯＬＴ９１及びＯＮＵ９２は、送受信機として機能する。ＯＬＴ９１には光送受信装置が装荷されている。この光送受信装置の配下には、伝送路ファイバ９３、９４および分岐スプリッタ９５等を介してＮ台（Ｎは２以上の整数）のＯＮＵ９２が物理的に接続される。図１０では、Ｎ台のＯＮＵ９２をそれぞれ、ＯＮＵ＃１～ＯＮＵ＃Ｎと記載している。伝送路ファイバ９３、９４は、光ファイバである。

光アクセスシステムへの適用が意図された１０Ｇ－ＥＰＯＮ（10gigabit-ethernet（登録商標） passive optical network）システムがＩＥＥＥ８０２．３ａｖで標準化されている。１０Ｇ－ＥＰＯＮシステムでは、動作モードによって異なるが、最大で約１Ｇｂｐｓ／１０Ｇｂｐｓ（Ｇｂｐｓ：ギガビット毎秒）の通信速度を実現可能である。

１０Ｇ－ＥＰＯＮシステムにおいては、ＯＬＴ及びＯＮＵの送受信性能が規定されている。図１１は、この規定されたＯＬＴ及びＯＮＵの送受信性能を示す図である。ＯＬＴ又はＯＮＵが、規定値以下の受信パワーの光信号を受信した場合、通信接続は担保されないため、通信サービス断となる可能性がある。

図１１に示すように、１０Ｇ－ＥＰＯＮシステムにおいては、上りリンクと比較して下りリンクの接続バジェットが厳しく規定されている。従って、上りリンクと下りリンクとにより共有されている線路中に損失が加わる場合は、下りリンクが接続断の原因である可能性が高い。なお、上りは、ＯＮＵからＯＬＴの方向であり、下りは、ＯＬＴからＯＮＵの方向である。

ＯＮＵ内には、光検出器（ＰＤ）が具備されている。光検出器は、ＯＬＴから送信された光信号を電気信号に変換する受光素子である。光検出器は、超高パワーの光信号を受光した際に破損する可能性がある。破損が生じると、ＯＮＵが機能しなくなる場合がある。

また、光アクセスシステムにおいては、ＯＬＴとＯＮＵ間に、経年劣化により損失が大きくなり得る点が存在している。このような点の例は、光スプリッタ、光ファイバ融着点などである。通信サービス開通時には問題がない線路においても、長期間の運用においてはこれらの点を考慮する必要がある。

Jun Sugawa，Hiroki Ikeda，"Development of OLT using Semiconductor Optical Amplifiers as Booster and Preamplifier for Loss-Budget Extension in 10.3-Gb/s PON system"，in Optical Fiber Communication Conference, OSA Technical Digest (Optical Society of America, 2012), paper OTh4G.4，2012.

ＯＬＴ内の光送受信装置、ＯＮＵ内の光送受信装置、伝送路ファイバ融着点、光スプリッタなどの経年劣化のため、ＯＮＵにおける受信パワーが低下する場合がある。ＯＮＵにおける受信パワーが低下した場合、受信信号品質が劣化して一部のＯＮＵユーザにおいて通信サービス断が生じる。また、ＯＮＵ内のＰＤの受信感度が劣化した場合にも同様に受信信号品質が劣化し、通信サービス断が生じる。そこで、ＯＬＴの送信部に、半導体光増幅器（ＳＯＡ）を具備することが考えられる。半導体光増幅器が送信信号を増幅することによって、ＯＮＵにおける受信パワーを上げることができる。これにより、あるＯＮＵは通信サービス断から復旧する可能性がある一方で、許容受信パワーを上回ることが原因で故障するＯＮＵが存在する可能性がある。

上記事情に鑑み、本発明は、通信サービスの接続断の発生を低減することができる光通信システム、光回線終端装置及び光通信制御方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、光伝送路により接続される光回線終端装置と複数の光終端装置とを有する光通信システムであって、前記光回線終端装置は、複数の前記光終端装置と前記光伝送路を介して光信号の送受信を行う第一光送受信部と、前記第一光送受信部から送信された光信号の受信信号品質に応じて変化する監視値が劣化を表す値となったことを１以上の光終端装置について認識した場合に、複数の前記光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、前記監視値が劣化を表す値となった前記光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、前記第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御を行う制御部とを備え、前記光終端装置は、前記光回線終端装置と前記光伝送路を介して光信号の送受信を行う第二光送受信部を備える、光通信システムである。

本発明の一態様は、複数の光終端装置と光伝送路を介して光信号の送受信を行う光送受信部と、前記光送受信部から送信された光信号の受信信号品質に応じて変化する監視値が劣化を表す値となったことを１以上の光終端装置について認識した場合に、複数の前記光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、前記監視値が劣化を表す値となった前記光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、前記光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御を行う制御部と、を備える光回線終端装置である。

本発明の一態様は、光伝送路により接続される光回線終端装置と複数の光終端装置とを有する光通信システムにおける光通信制御方法であって、前記光回線終端装置の第一光送受信部と複数の前記光終端装置の第二光送受信部とが、前記光伝送路を介して光信号の送受信を行う送受信ステップと、前記光回線終端装置の制御部が、前記第一光送受信部から送信された光信号の第二光送受信部における受信信号品質に応じて変化する監視値が劣化を表す値となったことを１以上の光終端装置について認識した場合に、複数の前記光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、前記監視値が劣化を表す値となった前記光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、前記第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御ステップと、を有する光通信制御方法である。

本発明により、通信サービスの接続断の発生を低減することが可能となる。

本発明の第１の実施形態による光通信システムの構成例を示す図である。 同実施形態による光送受信装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態による光送信部の構成を示すブロック図である。 同実施形態によるＯＬＴが認識している情報を示す図である。 同実施形態によるＯＬＴの制御部における送信パワー制御処理を示すフロー図である。 第２の実施形態による光通信システムの構成例を示す図である。 同実施形態によるＯＬＴ及び各ＯＮＵにおいて認識している情報を示す図である。 同実施形態によるＯＬＴの制御部における送信パワー制御処理を示すフロー図である。 第１及び第２の実施形態におけるＰＯＮ通信部のハードウェア構成例を示す図である。 従来技術の光アクセスシステムの構成例を示す図である。 規定されたＯＬＴ及びＯＮＵの送受信性能を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による光通信システム１００の構成例を示す図である。光通信システム１００は、例えば、ＰＯＮ（Passive Optical Network；受動光ネットワーク）を用いた光アクセスシステムである。光通信システム１００は、ＯＬＴ（光回線終端装置）１と、Ｎ台（Ｎは１以上の整数）のＯＮＵ（光終端装置）５とを有する。本実施形態では、ＯＮＵ番号がｋ（ｋは１以上Ｎ以下の整数）のＯＮＵ５をＯＮＵ＃ｋとも記載する。ＯＬＴ１及びＯＮＵ５は、光アクセスシステムにおける送受信機として機能する。

ＯＬＴ１と、Ｎ台のＯＮＵ５とは、光伝送路６、７及び光スプリッタ８を介して接続される。光伝送路６、７は、例えば、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）である。光スプリッタ８は、光伝送路６を伝送した下りの光信号を複数の光伝送路７に分配する。また、光スプリッタ８は、複数の光伝送路７それぞれを伝送した上りの光信号を合波して、光伝送路６に出力する。

ＯＬＴ１は、ＰＯＮ通信部２を備える。ＰＯＮ通信部２は、例えば、ＰＯＮパッケージである。ＰＯＮパッケージは、光送受信装置３と制御部４とを搭載した筐体である。光送受信装置３は、所定のＰＯＮの仕様に従ってＯＮＵ５と光信号の送受信を行う。制御部４は、光送受信装置３の制御を行う。なお、制御部４は、光送受信装置３内に備えられてもよく、ＰＯＮ通信部２の外部に備えられてもよい。制御部４は、光送受信装置３から送信された光信号の受信信号品質に応じて変化するなんらかの監視値が劣化を表す値となったことを１以上のＯＮＵ５について認識した場合に、下りの光信号の送信パワーを変化させるように光送受信装置３を制御する。監視値が劣化を表す値となったことは、ＯＮＵ５における受信信号品質の劣化を表す。制御部４は、Ｎ台のＯＮＵ５それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、監視値が劣化を表す値となったＯＮＵ５において光信号の受信パワーが下限値以上となるように制御を行う。

ＯＮＵ５は、光送受信装置５１を備える。光送受信装置５１は、ＯＬＴ１の光送受信装置３とＰＯＮの仕様に従って光信号の送受信を行う。光送受信装置５１は、光検出器を具備する。光検出器は、ＯＬＴ１から送信された光信号を電気信号に変換する受光素子である。

図２は、光送受信装置３の構成を示すブロック図である。ＯＬＴ１に装荷される光送受信装置３は、光送信部３１と、光受信部３２と、合分波部３３と、入出力部３４とを備える。光送信部３１と合分波部３３とは光導波部３５により接続され、光受信部３２と合分波部３３とは光導波部３６により接続され、合分波部３３と入出力部３４とは光導波部３７により接続される。

光送信部３１は、光送信器である。光送信部３１は、データ信号が重畳された電気信号を光信号に変換する。光送信部３１は、この変換により生成された下りの光信号を、光導波部３５を介して合分波部３３に送信する。光受信部３２は、合分波部３３から光導波部３６を介して上りの光信号を受信する。光受信部３２は、受信した光信号を復調することにより、光信号に重畳されていたデータ信号を得る。

合分波部３３は、光送信部３１から送信された光信号と、光受信部３２が受信する光信号とを光導波部３５、３６、３７を介して合分波する。合分波部３３は、この合分波によって、光送信部３１が送信した下りの光信号を入出力部３４に出力し、入出力部３４が受信した上りの光信号を光受信部３２に出力する。

入出力部３４は、光送信部３１、光受信部３２及び合分波部３３からなる系への入出力端として機能する。入出力部３４は、光送信部３１が送信した下りの光信号を、光導波部３７を介して合分波部３３から受信する。入出力部３４は、合分波部３３から受信した下りの光信号を光伝送路６へ出力する。また、入出力部３４は、光伝送路６を伝送した上りの光信号を受信する。入出力部３４は、受信した上りの光信号を、光導波部３７を介して合分波部３３に出力する。

図３は、光送信部３１の構成を示すブロック図である。光送信部３１は、光源３１１と、光変調器３１２と、ＳＯＡ（半導体光増幅器）３１３とを有する。光源３１１と光変調器３１２とは光導波部３１４により接続され、光変調器３１２とＳＯＡ３１３とは光導波部３１５により接続される。

光源３１１は、光を発生する。光変調器３１２は、光源３１１が発生させた光を、光導波部３１４を介して受信する。光変調器３１２は、光源３１１が発生させた光を、データ信号が重畳された電気信号を用いて変調することにより、データ信号が重畳された光信号を生成する。光変調器３１２は、生成した光信号を、光導波部３１５を介してＳＯＡ３１３に出力する。ＳＯＡ３１３は、光変調器３１２が生成した光信号を増幅し、増幅された光信号を出力する。光送信部３１は、ＳＯＡ３１３が出力した光信号を、光導波部３５を介して合分波部３３に出力する。ＳＯＡ３１３は、制御部４の制御に従って、利得を変更する。

上記構成により、光通信システム１００は、以下のように下り通信を行う。ＯＬＴ１の光源３１１は、制御部４に指示された出力パワーの光を発生する。光変調器３１２は、光源３１１が発生させた光を、電気信号のデータ信号に基づいて変調し、光信号を生成する。ＳＯＡ３１３は、光変調器３１２が生成した光信号を、光導波部３１５を介して受信する。ＳＯＡ３１３は、受信した光信号を制御部４から指示された利得により増幅する。光送信部３１は、ＳＯＡ３１３が増幅した光信号を、光導波部３５を介して合分波部３３に送信する。合分波部３３は、光導波部３５を介して光送信部３１から受信した光信号を、光導波部３７を介して入出力部３４に送信する。入出力部３４は、合分波部３３から受信した光信号を光伝送路６に出力する。光スプリッタ８は、光伝送路６を伝送した光信号を、Ｎ台のＯＮＵ５それぞれと接続される光伝送路７に分配する。各ＯＮＵ５の光送受信装置５１は、自装置に接続される光伝送路７を伝送した光信号を受信する。

また、光通信システム１００は、以下のように上り通信を行う。各ＯＮＵ５の光送受信装置５１は、自装置に接続される光伝送路７に上りの光信号を出力する。光スプリッタ８は、各光伝送路７を伝送した光信号を合波して、光伝送路６に出力する。ＯＬＴ１の入出力部３４は、光伝送路６を伝送した光信号を受信し、受信した光信号を合分波部３３に送信する。合分波部３３は、入出力部３４から光信号を受信し、受信した光信号を光受信部３２に送信する。光受信部３２は、入出力部３４から受信した光信号を電気信号に変換し、復調する。

ＯＬＴ１の制御部４は、光源３１１の出力パワー又はＳＯＡ３１３の利得の一方又は両方を制御することによって下りの光信号の送信パワーを制御する。制御部４は、各ＯＮＵ５の光送受信装置５１における受信信号品質に応じて変化する何らかの監視値を、何らかの方法で認識する。例えば、ＯＮＵ５は、定期的に、自装置における監視値をＯＬＴ１に通知する。あるいは、制御部４は、各ＯＮＵ５に監視値を問い合わせてもよい。ＯＮＵ５は、問い合わせを受けると、自装置の光送受信装置５１について測定した監視値をＯＬＴ１に通知する。このようにして、ＯＬＴ１の制御部４は、各ＯＮＵ５について、ＯＮＵ５における受信信号品質に関連して値が変化する何らかの指標の値を監視する。以下では、監視値が、受信信号品質の低下に応じて低化する場合を例に説明する。このような指標の一例は、ＯＮＵ５の光送受信装置５１における受信パワーである。

制御部４は、１以上のＯＮＵ５の監視値が、予め決められた下限値を下回ったことを認識した場合、ＯＮＵ５における監視値が上昇するように、下り光信号のパワーを制御する。具体的には、制御部４は、光送受信装置３が有する光送信部３１内のＳＯＡ３１３の利得と、光源３１１の出力パワーとの一方又は両方を制御する。制御部４は、監視値が下限値以上となったＯＮＵ５の接続先であるＯＬＴ１に接続される全てのＯＮＵ５において、監視値が上限値以内、かつ、下限値以上となるように、光信号のパワーを制御する。なお、監視値が、受信信号品質の低下に応じて上昇する場合、制御部４は、１以上のＯＮＵ５の監視値が、予め決められた上限を上回ったことを認識した場合に、ＯＮＵ５における監視値が下降するように、下り光信号のパワーを制御する。

図４は、ＯＬＴ１の制御部４が認識している情報を示す図である。制御部４は、各ＯＮＵ５の受信パワー、受信パワー上限値及び受信パワー下限値を認識している。Ｐ_{ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ}（ｔ_ｎ）は、時刻ｔ_ｎにおけるＯＮＵ＃ｋの受信パワーである。Ｐ_{ｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃ｋ}は、ＯＮＵ＃ｋの受信パワー上限値である。Ｐ_{ｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃ｋ}は、ＯＮＵ＃ｋの受信パワー下限値である。受信パワー上限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃１}～Ｐ_{ｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃Ｎ}は、全て同じでもよく、一部又は全てが異なってもよく、∞（無限大）としてもよい。また、受信パワー下限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃１}～Ｐ_{ｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃Ｎ}は、全て同じでもよく、一部又は全てが異なってもよい。

図５は、制御部４における送信パワー制御処理を示すフロー図である。例えば、制御部４は、図５に示す送信パワー制御処理を周期的に又は所定の時間ごとに開始してもよく、前回の送信パワー制御処理から所定時間経過後に開始してもよい。

時刻をｔ_ｎ、ＯＮＵ５の台数をＮとする。ｎ及びＮは、以下の式（１）を満たす。また、時刻ｔ_ｎは、以下の式（２）を満たす。

制御部４は、時刻ｔ_ｎにおいて、以下の式（３）の状態であるか否かを認識する（ステップＳ１１）。すなわち、いずかのＯＮＵ＃ｋの時刻ｔ_ｎにおける受信パワーがＯＮＵ＃ｋの受信パワー下限値を下回っているか否かを判定する。

制御部４は、式（３）の状態ではないとことを認識した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、光送受信装置３の送信パワーの制御方法を変更することなく、図５の処理を終了する。

一方、制御部４は、式（３）の状態であることを認識した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、時刻ｔ_ｎ＋１において、以下の式（４）、式（５）及び式（６）を満たすように制御を行う（ステップＳ１２）。Ｐ_{ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ}（ｔ_ｎ）は、時刻ｔ_ｎにおける光送受信装置３の送信パワーである。

制御部４は、式（４）に示すように、時刻ｔ_ｎ＋１における光送受信装置３の送信パワーＰ_{ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ}（ｔ_ｎ＋１）が、時刻ｔ_ｎにおける光送受信装置３の送信パワーＰ_{ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ}（ｔ_ｎ）から実数ｑだけ変化するように、光源３１１及びＳＯＡ３１３の一方又は両方を制御する。このとき、式（５）に示すように、時刻ｔ_ｎ＋１における各ＯＮＵ＃ｋの受信パワーＰ_{ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ}（ｔ_ｎ＋１）は、時刻ｔ_ｎにおけるＯＮＵ＃ｋの受信パワーＰ_{ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ}（ｔ_ｎ）から実数ｑだけ変化する。制御部４は、式（５）及び式（６）に示すように、全てのＯＮＵ＃ｋについて、時刻ｔ_ｎ＋１におけるＯＮＵ＃ｋの受信パワーＰ_{ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ}（ｔ_ｎ＋１）が、ＯＮＵ＃ｋの受信パワー下限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃ｋ}より大きく、かつ、ＯＮＵ＃ｋの受信パワー上限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃ｋ}より小さくなるように実数ｑを定める。式（５）で表されるように、制御部４は、ＯＮＵ＃ｋにおける受信パワーＰ_{ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ}（ｔ_ｎ）と、受信パワー下限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃ｋ}との差分を制御値として利用する。制御部４は、ステップＳ１２の処理の後、図５の処理を終了する。

上述した実施形態によれば、ＯＬＴ１に装荷されたＰＯＮ通信部２内の光源３１１の出力パワー及びＳＯＡ３１３の利得を適切に制御することで、ＯＬＴ１の光送受信装置３配下の全ＯＮＵ５の故障を回避しつつ、通信サービス断を未然に防ぐことが可能になる。つまり、ＯＬＴ１のＰＯＮ通信部２は、ＯＮＵ５の受信パワーが所定の下限値未満となった場合に、当該ＯＮＵ５の受信パワーが下限値以上となり、かつ、全ＯＮＵ５の受信パワーが上限値以内となるように、ＳＯＡ３１３の利得及び光源３１１の出力パワーを制御する。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ＯＬＴの制御部は、何らかの方法で、ＯＮＵにおける受信信号品質に応じて変化する何らかの監視値を取得していた。本実施形態では、ＯＮＵが、自装置の受信信号品質に応じて変化する何らかの監視値が劣化を表す値となったことを検出した場合に、その検出した監視値をＯＬＴに通知する。以下では、第１の実施形態との差分を中心に説明する。

図６は、第２の実施形態による光通信システム１００ａの構成例を示す図である。光通信システム１００ａは、例えば、ＰＯＮを用いた光アクセスシステムである。同図において、図１に示す第１の実施形態の光通信システム１００と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図６に示す光通信システム１００ａが、図１に示す光通信システム１００と異なる点は、ＯＬＴ１及びＯＮＵ５に代えて、ＯＬＴ１ａ及びＯＮＵ５ａを有する点である。本実施形態では、ＯＮＵ番号がｋ（ｋは１以上Ｎ以下の整数）のＯＮＵ５ａをＯＮＵ＃ｋとも記載する。ＯＬＴ１ａ及びＯＮＵ５ａは、光アクセスシステムにおける送受信機として機能する。

図６に示すＯＬＴ１ａが、図１に示すＯＬＴ１と異なる点は、制御部４に代えて制御部４ａを備える点である。制御部４ａは、いずれかのＯＮＵ＃ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）から、下限値を下回った受信パワーの通知を受けた場合に、ＯＮＵ＃ｉにおいて光信号の受信信号品質が劣化したことを認識する。制御部４ａは、この通知を受けると、他のＯＮＵ＃ｊ（ｊは１以上Ｎ以下の整数、ｊ≠ｉ）に受信パワーを問い合わせる。制御部４ａは、各ＯＮＵ５ａから受信した受信パワーの情報を用いて、第１の実施形態の制御部４と同様の制御によって、受信パワーが下限値を下回ったＯＮＵ５ａにおいて受信パワーが下限値以上となり、かつ、全ＯＮＵ５ａの受信パワーが上限値以内となるように、ＳＯＡ３１３の利得または光源３１１の出力パワーを制御する。

ＯＮＵ５ａは、光送受信装置５１ａを備える。光送受信装置５１ａは、ＯＬＴ１ａの光送受信装置３とＰＯＮの仕様に従って光信号の送受信を行う。光送受信装置５１は、光検出器を具備する。ＯＮＵ５ａは、光送受信装置５１ａが受信した光信号の受信パワーを測定する。例えば、ＯＮＵ５ａの光送受信装置５１ａが、所定周期で受信パワーを測定してもよい。また、光送受信装置５１ａの外部に備えられた図示しない測定部が受信パワーを測定してもよい。ＯＮＵ５ａは、受信パワーが下限値を下回ったことを認識した場合、又は、ＯＬＴ１ａからの要求を受けた場合に、測定した受信パワーを示す受信パワー情報を光送受信装置５１ａから光信号によりＯＬＴ１ａに送信する。ＯＮＵ５ａは、ＯＬＴ１ａからの要求を受けた場合、要求を受信した時刻と最も近い時刻に測定された受信パワー、又は、要求を受けてから測定した受信パワーを示す受信パワー情報を送信する。

図７は、ＯＬＴ１ａ及び各ＯＮＵ５ａにおいて認識している情報を示す図である。ＯＬＴ１ａは、各ＯＮＵ＃ｋの受信パワー上限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃ｋ}及び受信パワー下限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃ｋ}を認識している。また、各ＯＬＴ＃ｋは、時刻ｔ_ｎに測定した自装置における受信パワーＰ_{ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ}（ｔ_ｎ）と、自装置の受信パワー上限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃ｋ}及び自装置の受信パワー下限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃ｋ}とを認識している。なお、受信パワー上限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃１}～Ｐ_{ｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃Ｎ}は、全て同じでもよく、一部又は全てが異なってもよく、∞（無限大）としてもよい。また、受信パワー下限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃１}～Ｐ_{ｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃Ｎ}は、全て同じでもよく、一部又は全てが異なってもよい。

図８は、制御部４ａにおける送信パワー制御処理を示すフロー図である。例えば、制御部４ａは、図８に示す送信パワー制御処理を周期的に又は所定の時間ごとに開始してもよく、前回の送信パワー制御処理から所定時間経過後に開始してもよい。

時刻をｔ_ｎ、ＯＮＵ５ａの台数をＮとする。第１の実施形態と同様に、ｎ及びＮは上述の式（１）を満たし、時刻ｔ_ｎは、上述の式（２）を満たす。

時刻ｔ_ｎにおいて、上記の式（３）の状態であることを認識したＯＮＵ５ａは、ＯＬＴ１ａに受信パワーの通知を送信する。ＯＮＵ５ａは、この通知に、時刻ｔ_ｎにおける受信パワーＰ_{ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ}（ｔ_ｎ）を示す受信パワー情報を設定する。制御部４ａは、いずれかのＯＮＵ５ａから受信パワーの通知を受信したか否かを判定する（ステップＳ２１）。

制御部４ａは、いずれのＯＮＵ５ａからも受信パワーの通知を受信していないと判定した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、光送受信装置３の送信パワーの制御方法を変更することなく、図８の処理を終了する。

一方、制御部４ａは、１以上のＯＮＵ５ａから受信パワーの通知を受信したと判定した場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２の処理を行う。受信パワーの通知を送信したＯＮＵ５ａをＯＮＵ＃ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）とする。制御部４ａは、ＯＮＵ＃ｉから受信した受信パワーの通知から受信パワー情報を取得する。制御部４ａは、ＯＮＵ＃ｉ以外のＯＮＵ＃ｊ（ｊは１以上Ｎ以下の整数、ｊ≠ｉ）に対して、受信パワー通知要求を光送受信装置３から光信号により送信する。ＯＬＴ１ａから受信パワー通知要求を受信したＯＮＵ＃ｊは、自装置において測定した受信パワーＰ_{ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｊ}（ｔ_ｎ）を示す受信パワー情報を、光送受信装置５１ａから光信号によりＯＬＴ１ａに送信する。ＯＬＴ１ａの制御部４ａは、ＯＮＵ＃ｊが送信した受信パワー情報を光送受信装置３から受信する。

制御部４ａは、各ＯＮＵ５ａから受信パワー情報を受信すると、第１の実施形態のステップＳ１２と同様に、上記の式（４）、式（５）及び式（６）を満たすように制御を行う（ステップＳ２３）。

すなわち、制御部４ａは、時刻ｔ_ｎ＋１における光送受信装置３ａの送信パワーＰ_{ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ}（ｔ_ｎ＋１）が、時刻ｔ_ｎにおける光送受信装置３ａの送信パワーＰ_{ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ}（ｔ_ｎ）から実数ｑだけ変化するように、光源３１１及びＳＯＡ３１３の一方又は両方を制御する。このとき、時刻ｔ_ｎ＋１における各ＯＮＵ＃ｋの受信パワーＰ_{ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ}（ｔ_ｎ＋１）は、時刻ｔ_ｎにおけるＯＮＵ＃ｋの受信パワーＰ_{ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ}（ｔ_ｎ）から実数ｑだけ変化する。そこで、制御部４ａは、全てのＯＮＵ＃ｋについて、時刻ｔ_ｎ＋１におけるＯＮＵ＃ｋの受信パワーＰ_{ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ}（ｔ_ｎ＋１）が、ＯＮＵ＃ｋの受信パワー下限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃ｋ}より大きく、かつ、ＯＮＵ＃ｋの受信パワー上限値Ｐ_{ｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃ｋ}より小さくなるように実数ｑを定める。制御部４ａは、ステップＳ２３の処理の後、図８の処理を終了する。

上述した実施形態によれば、第１の実施形態のＯＬＴ１よりもＯＬＴ１ａの負荷を軽減しながら、ＰＯＮ通信部２内の光源３１１およびＳＯＡ３１３の利得を適切に制御して、ＯＬＴ１ａの光送受信装置３配下の全ＯＮＵ５ａの故障を回避しつつ、通信サービス断を未然に防ぐことが可能になる。

続いて、制御部４、４ａがソフトウェア処理を行う場合のＰＯＮ通信部２、２ａのハードウェア構成例を説明する。図９は、ＰＯＮ通信部２のハードウェア構成例を示す図である。ＰＯＮ通信部２は、プロセッサ７１、記憶部７２及び通信インタフェース７３を備える。プロセッサ７１は、演算や制御を行う中央演算装置である。プロセッサ７１は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）である。記憶部７２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。記憶部７２は、例えば、各種メモリや記憶装置である。記憶部７２は、制御部４の処理を実行するためのプログラムなどを記憶する。プロセッサ７１は、記憶部７２からプログラムを読み出して実行することにより、制御部４を実現する。記憶部７２は、プロセッサ７１が各種プログラムを実行する際のワークエリアなども有する。制御部４の機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。通信インタフェース７３は、光送受信装置３に相当する。

ＰＯＮ通信部２ａのハードウェア構成も、図９に示すＰＯＮ通信部２のハードウェア構成と同様である。但し、ＰＯＮ通信部２ａの場合、記憶部７２は、制御部４ａの処理を実行するためのプログラムなどを記憶する。プロセッサ７１は、記憶部７２からプログラムを読み出して実行することにより、制御部４ａを実現する。

ＰＯＮシステムにおいては、ＯＬＴ内の光送受信装置、ＯＮＵ内の光送受信装置、伝送路ファイバ融着点、光スプリッタなどの経年劣化により受信信号品質が劣化することがある。そこで、ＯＬＴに具備されたＳＯＡが送信信号を増幅することによって、ＯＮＵにおける受信パワーを上げて受信信号品質を改善することが考えられる。しかし、これに伴い、一部のＯＮＵでは、許容受信パワーを上回ってしまい、故障が発生する可能性もある。そのため、適切にＳＯＡ利得を制御する必要がある。本実施形態によれば、ＯＬＴに装荷された制御部が、光源およびＳＯＡの利得を適切に制御することが可能となる。従って、ＯＬＴトランシーバ配下のＯＮＵの故障を回避し、通信サービス断を未然に防ぐことが可能となる。

以上説明した実施形態によれば、光通信システムの１つである光アクセスシステムの構築技術であるＰＯＮは、光伝送路により接続される光回線終端装置と複数の光終端装置とを有する。例えば、光回線終端装置は、ＯＬＴ１、１ａであり、光終端装置は、ＯＮＵ５、５ａである。光回線終端装置は、第一光送受信部と、制御部とを備える。第一光送受信部は、例えば、光送受信装置３である。第一光送受信部は、複数の光終端装置と光伝送路を介して光信号の送受信を行う。制御部は、第一光送受信部から送信された光信号の光終端装置における受信信号品質に応じて変化する何らかの監視値が劣化を表す値となったことを１以上の光終端装置について認識した場合に、全てなど所定割合以上の複数の光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、受信信号品質に応じて変化する何らかの監視値が劣化を表す値となった光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御を行う。光終端装置は、第二光送受信部を備える。第二光送受信部は、光回線終端装置と光伝送路を介して光信号の送受信を行う。第二光送受信部は、例えば、光送受信装置５１、５１ａである。

第一光送受信部は、光源と、増幅部とを備える。増幅部は、例えば、ＳＯＡ３１３である。増幅部は、光源から出力される光に送信データを重畳して生成された光信号を増幅する。制御部は、光源の出力パワーと、増幅部における利得との少なくとも一方を制御することにより、第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを増加させる。

なお、受信信号品質に応じて変化する監視値として、光終端装置の第二光送受信部における光信号の受信パワーを表す値を用いることができる。制御部は、光終端装置における光信号の受信パワーと、光終端装置における受信パワーの下限値との差分を、第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させるための制御値として用いてもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…ＯＬＴ， １ａ…ＯＬＴ， ２…ＰＯＮ通信部， ３…光送受信装置， ４…制御部， ４ａ…制御部， ５…ＯＮＵ， ５ａ…ＯＮＵ， ６…光伝送路， ７…光伝送路， ８…光スプリッタ， ３１…光送信部， ３２…光受信部， ３３…合分波部， ３４…入出力部， ３５…光導波部， ３６…光導波部， ３７…光導波部， ３１１…光源， ３１２…光変調器， ３１３…半導体光増幅器， ３１４…光導波部， ３１５…光導波部， ５１…光送受信装置， ５１ａ…光送受信装置， ７１…プロセッサ， ７２…記憶部， ７３…通信インタフェース， ９１…ＯＬＴ， ９２…ＯＮＵ， ９３…伝送路ファイバ， ９４…伝送路ファイバ， ９５…分岐スプリッタ， １００…光通信システム， １００ａ…光通信システム

Claims (6)

1. 光伝送路により接続される光回線終端装置と複数の光終端装置とを有する光通信システムであって、
   前記光回線終端装置は、
   複数の前記光終端装置と前記光伝送路を介して光信号の送受信を行う第一光送受信部と、
   いずれかの前記光終端装置である第一の光終端装置から受信パワーの通知を受信した場合に、前記第一の光終端装置以外の前記光終端装置である第二の光終端装置へ受信パワー通知要求を送信する処理と、前記第一の光終端装置の前記受信パワーと、前記受信パワー通知要求に対応して通知された前記第二の光終端装置の受信パワーとに基づいて、前記第二の光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、前記第一の光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、前記第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御を行う制御部とを備え、
   前記光終端装置は、
   前記光回線終端装置と前記光伝送路を介して光信号の送受信を行う第二光送受信部と、
   前記第二光送受信部が受信した光信号の受信信号品質の劣化を検出した場合に、劣化が検出された前記光信号の受信パワーを前記光回線終端装置に通知する処理と、前記光回線終端装置から前記受信パワー通知要求を受信した場合に、前記第二光送受信部が受信した光信号の受信パワーを前記光回線終端装置に通知する処理とを行う通知部とを備える、
   光通信システム。
2. 前記第一光送受信部は、
   光源と、
   前記光源から出力される光に送信データを重畳して生成された光信号を増幅する増幅部とを備え、
   前記制御部は、前記光源の出力パワーと、前記増幅部における利得との少なくとも一方を制御することにより、前記第一光送受信部から送信される光信号の送信パワーを増加させる、
   請求項１に記載の光通信システム。
3. 前記受信信号品質は、前記光終端装置における前記光信号の受信パワーである、
   請求項１又は請求項２に記載の光通信システム。
4. 前記制御部は、前記第一の光終端装置から通知された前記受信パワーと、前記第一の光終端装置における前記受信パワーの下限値との差分を、前記第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを増加させるための制御値として用いる、
   請求項３に記載の光通信システム。
5. 複数の光終端装置と光伝送路を介して光信号の送受信を行う光送受信部と、
   前記光送受信部が送信した前記光信号の劣化を検出したいずれかの前記光終端装置である第一の光終端装置から前記光信号の受信パワーの通知を受信した場合に、前記第一の光終端装置以外の前記光終端装置である第二の光終端装置へ受信パワー通知要求を送信する処理と、前記受信パワー通知要求を受信した前記第二の光終端装置から前記光送受信部が送信した前記光信号の受信パワーの通知を受信し、前記第一の光終端装置の前記受信パワーと、前記第二の光終端装置の受信パワーとに基づいて、前記第二の光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、前記第一の光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、前記光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御を行う制御部と、
   を備える光回線終端装置。
6. 光伝送路により接続される光回線終端装置と複数の光終端装置とを有する光通信システムにおける光通信制御方法であって、
   前記光回線終端装置の第一光送受信部と複数の前記光終端装置の第二光送受信部とが、前記光伝送路を介して光信号の送受信を行う送受信ステップと、
   いずれかの前記光終端装置である第一の光終端装置が、自装置の前記第二光送受信部が受信した光信号の受信信号品質の劣化を検出した場合に、劣化が検出された前記光信号の受信パワーを前記光回線終端装置に通知する第一の通知ステップと、
   前記光回線終端装置の制御部が、前記第一の光終端装置から受信パワーの通知を受信した場合に、前記第一の光終端装置以外の前記光終端装置である第二の光終端装置へ受信パワー通知要求を送信する通知要求ステップと、
   前記第二の光終端装置が、前記光回線終端装置から前記受信パワー通知要求を受信した場合に、自装置の前記第二光送受信部が受信した光信号の受信パワーを前記光回線終端装置に通知する第二の通知ステップと、
   前記光回線終端装置の前記制御部が、前記第一の光終端装置から通知された前記受信パワーと、前記第二の光終端装置から通知された前記受信パワーとに基づいて、前記第二の光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、前記第一の光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、前記第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御ステップと、
   を有する光通信制御方法。

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