JP7439901B2 - 光通信システム及び光通信方法 - Google Patents

Description

本開示は、リング型配線された光通信システム及びその光通信方法に関する。

インターネットの爆発的な普及に伴い、高速通信サービスを提供するＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｈｏｍｅ）の加入者数が増加している。現行ＦＴＴＨサービスでは、通信速度１Ｇｂｉｔ／ｓの１Ｇ－ＥＰＯＮ（ｇｉｇａｂｉｔ－ｅｔｈｅｒｎｅｔ ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ）が利用されているが、今後、更なるインターネット普及による加入者数増大や、第５世代移動通信システムのバックホール回線、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）への適用、４Ｋ／８Ｋ高精細映像の配信サービスなどへの対応に向け、更なる広帯域化が求められている。現在、これらの要求に対して、既に標準化が完了した１０Ｇ－ＥＰＯＮや、４０Ｇｂｉｔ／ｓ級ＰＯＮ（ＩＴＵ－Ｔ Ｒｅｃ Ｇ．９８９シリーズ）、更には１００Ｇｂｉｔ／ｓ級の次世代ＰＯＮシステム（ＩＥＥＥ８０２．３ ｃａ）に関する検討がＩＥＥＥやＩＴＵ等の標準化団体で活発に議論されている。

一般的にＦＴＴＨサービスでは、面的に展開されている加入者を効率よく、かつ経済的に収容するために、多重化技術として時分割多重技術（ＴＤＭ： Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、および網トポロジーとしてダブルスター型をベースとするＴＤＭ－ＰＯＮシステムが導入されている。図１に典型的なダブルスター型のＰＯＮシステムを示す。図中、１００は通信事業者局舎、１０１は収容局に設置される終端装置（ＯＬＴ： Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、１０２は初段のｍ：１光スプリッタ、１０３はエリア２への主加入者光ファイバ回線、１０４はエリア２への二段目ｎ：１光スプリッタ、１０５はｎ本の分岐加入者光ファイバ回線、１０６－１～１０６－ｎは加入者宅に設置されるエリア２のｎ個の宅内装置（ＯＮＵ： Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）、をそれぞれ示す。１つの終端装置（ＯＬＴ）に複数の宅内装置（ＯＮＵ）を接続する構成のため、装置やファイバを複数ユーザでシェアすると共に、初段のｍ：１光スプリッタ１０２を用いることで、別エリアへの効率的な収容を実現し、経済的なＦＴＴＨサービスを実現できる。

ＰＯＮシステムはネットワークアーキテクチャーの特性上、主加入者光ファイバ回線と分岐加入者光ファイバ回線の接続点に設置される光スプリッタにより、伝送される光信号の光強度は均等に分割される。光スプリッタの分岐構成は、例えば、図１のエリア１～エリア４の加入者数が３２であればｍ＝４、ｎ＝８として、ＯＬＴから出力された光強度は、４分岐光スプリッタ及び８分岐光スプリッタの分岐損失やファイバによる伝送路損失により１／３２以下の光強度となってＯＮＵへ到着する。このようにＰＯＮシステムは光スプリッタによる分岐損失やコネクタ接続による接続損失、更には光ファイバによる伝送路損失により、ＯＬＴ～ＯＮＵ間で通信を確立させるためには上記損失を上回る光パワーバジェットが必要になる。一般的に、この光パワーバジェットが大きいほど長距離化が可能である。近年では長距離化によるエリア拡大で装置数を削減し、ユーザあたりの装置コスト低減や、局統合による電力削減などが望まれている。

ここで、ＰＯＮシステムは、ユーザの分布に偏りがある場合、ＯＬＴ－ＯＮＵ間の距離がそれぞれ異なることがある。このようなＰＯＮシステムは、ＯＬＴ－ＯＮＵ間の距離がそれぞれ異なることから最遠に設置されるＯＮＵの受信光強度のレベルが最小受信感度以上になるようにシステム設計がされている。そのため、最遠ではないＯＮＵは、損失が最遠のＯＮＵより小さいため、余剰なエネルギーを受け取ることになる。

このようにユーザの分布に偏りがあっても光エネルギー効率を考慮した長距離伝送が可能な信頼性の高いアクセスネットワークを実現することが可能なことを非特許文献１が開示している。非特許文献１は、通信システム内に不等分岐光スプリッタを配置し、各ポート配下の最遠のＯＮＵが出力する光がＯＬＴで最小受信感度程度となるように不等分岐光スプリッタの分岐比率を決定することを開示している。非特許文献１は、スター型のＰＯＮ構成に不等分岐光スプリッタを配置することで、ユーザの収容局からの距離分布に合わせ、ＯＬＴからの光を効率的に配分し、長距離伝送を可能とすることを開示している。

ＯＥＣＣ２０１９、ＴｕＡ３－４ ２０１９．７

上述のように、非特許文献１の光通信システムは、パッシブ素子で伝送距離を長距離化するため、不等分岐光スプリッタの非対称な分岐構成と最遠ＯＮＵの距離をもとに決定した分岐比率により、ポート毎の分割損失を最適化し、長距離化を実現している。

ＰＯＮは、幹線ファイバが断線すると断線した位置配下の全ユーザが通信断となる。このような事態を回避する手法としてリング型配線がある。リング型配線は時計回りの配線に断線があった場合でも反時計回りの配線で通信を行うことが可能であり、ファイバ断に対する冗長性を得ることができる。

しかし、送信側（例えば、ＯＬＴ）と受信側（例えば、ＯＮＵ）を１対１で接続した場合と比較し、リング型配線は伝送距離が長くなる。背景技術で述べたように近年は局集約の要望が高まっているため、リング型配線のネットワークにおいても長距離化が求められる。

仮に、図２のように、リング型配線の幹線ファイバ１５０に非特許文献１で開示される不等分岐光スプリッタ１１０の入力ポートＰ_１と分割損失を低減した長距離ポートＰ_Ａを接続することで、リングの長距離化を行うことは可能である。しかし、不等分岐光スプリッタ１１０は非対称構造であるため、図２のように不等分岐光スプリッタ１１０の分岐ポート（Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４、Ｐ_Ｂ、Ｐ_Ｃ、Ｐ_Ｄ）にＯＮＵ（１０６－２、１０６－３、１０６－４）を接続した場合、リング型配線の幹線ファイバ１５０を左回りする光信号Ｌ_ＬはいずれのＯＮＵでも受信できるが、右回りする光信号Ｌ_Ｒは分岐ポートＰ_２のみ出力され、分岐ポート（Ｐ_３、Ｐ_４）からは出力されないので、ＯＮＵ１０６－２でのみ受信でき、他のＯＮＵでは受信できない。つまり、リング型配線の光通信システムには、公知の不等分岐光スプリッタを接続しても完全な冗長性を得ることが困難という課題がある。

そこで、本発明は、前記課題を解決するために、パッシブ素子で伝送距離の長距離化を実現でき、且つリング型配線の冗長性を得ることができる光通信システム及び光通信方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る光通信システムは、対称構造とした不等分岐光スプリッタを備えることとした。

具体的には、本発明に係る光通信システムは、光経路がリング型配線されているＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の光通信システムであって、
出力した光信号が、前記光経路を右回りと左回りの少なくとも一方で伝送するように前記光経路に接続される終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、
１つの一次側主ポート、１つの二次側主ポート、複数の一次側分岐ポート及び複数の二次側分岐ポートを有し、前記一次側主ポートと前記二次側主ポートとで前記光経路に接続され、前記光経路から右回りの前記光信号を分岐し、所定の分岐比率でそれぞれの前記二次側分岐ポートから出力するとともに、前記光経路から左回りの前記光信号を分岐し、所定の分岐比率でそれぞれの前記一次側分岐ポートから出力する１又は複数の不等分岐光スプリッタと、
前記不等分岐光スプリッタの前記一次側分岐ポートの１つ、及び当該一次側分岐ポートに対応する前記二次側分岐ポートに接続されるネットワーク装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る光通信方法は、光経路がリング型配線されているＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）における光通信方法であって、
前記光経路を右回りと左回りの少なくとも一方で光信号が伝送するように前記光信号を前記光経路に出力すること、
１つの一次側主ポート、１つの二次側主ポート、複数の一次側分岐ポート及び複数の二次側分岐ポートを有する不等分岐光スプリッタを、前記一次側主ポートと前記二次側主ポートとで前記光経路に接続すること、
前記不等分岐光スプリッタで前記光経路から右回りの前記光信号を分岐し、所定の分岐比率でそれぞれの前記二次側分岐ポートから出力するとともに、前記光経路から左回りの前記光信号を分岐し、所定の分岐比率でそれぞれの前記一次側分岐ポートから出力すること、
前記不等分岐光スプリッタの前記一次側分岐ポートの１つ、及び当該一次側分岐ポートに対応する前記二次側分岐ポートの少なくとも一方から出力される前記光信号を受信すること、を行う。

前記不等分岐光スプリッタは対象構造であるため、リング型配線を伝搬する右回り光信号も左回り光信号も各ポートから出力させることができる。また、不等分岐光スプリッタであるので、ポート毎に出力する光信号の光強度を伝送距離に応じて調整することができる。

従って、本発明は、パッシブ素子で伝送距離の長距離化を実現でき、且つリング型配線の冗長性を得ることができる光通信システム及び光通信方法を提供することができる。

ここで、前記ＯＮＵは、左回りの前記光信号と右回りの前記光信号を受信したとき、後に受信した前記光信号を廃棄することを特徴とする。

また、前記ＯＬＴ及び前記ＯＮＵは、
前記光経路の断線を検出する検出部と、
前記光経路を右回りと左回りのいずれかで前記光信号を伝送させる光スイッチと、
前記検出部が前記光経路の断線を検出したときに、前記光スイッチを切り替える制御部と、を備えてもよい。

前記不等分岐光スプリッタの具体的な構造は次の通りである。
前記不等分岐光スプリッタは、
２入力２出力の導波路型光スプリッタであり、前記導波路型光スプリッタの２入力のうちの一方が前記一次側主ポートに接続され、前記導波路型光スプリッタの２出力のうちの一方が前記二次側主ポートに接続される架橋分岐光回路と、
前記導波路型光スプリッタの２入力のうちの他方と２出力のうちの他方にそれぞれ接続される２つの不等分岐光回路と、
を有し、
前記不等分岐光回路は、
前記架橋分岐光回路に接続される１つの合波側ポートＰ_ｘと、ｍ（ｍは２以上の整数）個の前記分波ポート（Ｐ_ｙ１～Ｐ_ｙｍ）との間をｍ－１個の２入力２出力の導波路型光スプリッタを組み合わせて接続しており、
１段目の前記導波路型光スプリッタが、２入力の一方に、前記合波側ポートＰ_ｘを接続し、２出力のうち前記合波側ポートＰ_ｘと導波路で直接接続する方を１番目の前記分波側ポートＰ_ｙ１とし、
ｋ（ｋは２以上ｍ－２以下の整数）段目の前記導波路型光スプリッタが、２入力のうち一方に、ｋ－１段目の前記導波路型光スプリッタの２出力のうち前記分波側ポートＰ_{ｙ（ｋ－１）}と接続していない方を接続し、２出力のうちｋ－１段目の前記導波路型光スプリッタと導波路で直接接続する方をｋ番目の前記分波側ポートＰ_ｙｋとし、
ｍ－１段目の前記導波路型光スプリッタが、２入力のうち一方に、ｍ－２段目の前記導波路型光スプリッタの２出力のうち前記分波側ポートＰ_{ｙ（ｍ－２）}と接続していない方を接続し、２出力のうちｍ－２段目の前記導波路型光スプリッタと導波路で直接接続する方をｍ－１番目の前記分波側ポートＰ_{ｙ（ｍ－１）}とし、２出力のうち他方を前記分波側ポートＰ_ｙｍとする
ことを特徴とする。
ただし、ｍ－１段目の前記導波路型光スプリッタはｍが３以上の場合に存在し、ｋ段目の導波路型光スプリッタはｍが４以上の場合に存在する。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明は、パッシブ素子で伝送距離の長距離化を実現でき、且つリング型配線の冗長性を得ることができる光通信システム及び光通信方法を提供することができる。

典型的なダブルスター型のＰＯＮシステムを説明する図である。 本発明の課題を説明する図である。 本発明に係る光通信システムを説明する図である。 本発明に係る光通信システムを説明する図である。 本発明に係る光通信システムが備える不等分岐光スプリッタを説明する図である。 本発明に係る光通信方法を説明する図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
本実施形態では、常時２方向に光を送信することにより信頼性向上を実現するＰＯＮシステムを説明する。
図３は、本実施形態の光通信システム３０１を説明する図である。光通信システム３０１は、光経路（幹線ファイバ）１５０がリング型配線されているＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の光通信システムである。
光通信システム３０１は、
出力した光信号が、幹線ファイバ１５０を右回りＬ_Ｒと左回りＬ_Ｌの少なくとも一方で伝送するように幹線ファイバ１５０に接続されるＯＬＴ１０１と、
１つの一次側主ポートＰ_１、１つの二次側主ポートＰ_Ａ、複数の一次側分岐ポート（Ｐ_２～Ｐ_４）及び複数の二次側分岐ポート（Ｐ_Ｂ～Ｐ_Ｄ）を有し、一次側主ポートＰ_１と二次側主ポートＰ_Ａとで幹線ファイバ１５０に接続され、幹線ファイバ１５０から右回り光信号Ｌ_Ｒを分岐し、所定の分岐比率でそれぞれの二次側分岐ポート（Ｐ_Ｂ～Ｐ_Ｄ）から出力するとともに、幹線ファイバ１５０から左回りの光信号Ｌ_Ｌを分岐し、所定の分岐比率でそれぞれの一次側分岐ポート（Ｐ_２～Ｐ_４）から出力する１又は複数の不等分岐光スプリッタ１１２と、
不等分岐光スプリッタ１１２の一次側分岐ポートの１つ（例えばＰ_２）、及び当該一次側分岐ポートに対応する二次側分岐ポート（例えばＰ_Ｂ）に接続されるＯＮＵ１０６と、
を備える。
なお、図３では、不等分岐光スプリッタ１１２のポートＰ_２及びＰ_ＢにＯＮＵ１０６が接続される例を示しているが、それぞれの不等分岐光スプリッタ１１２に接続するＯＮＵ１０６は１つに限定されない。ＯＮＵは、不等分岐光スプリッタ１１２のポートＰ_３及びＰ_Ｃに接続、ポートＰ_４とＰ_Ｄに接続してもよい。この場合、１つの不等分岐光スプリッタ１１２に最大３つのＯＮＵが接続されることになる。

不等分岐光スプリッタ１１２は、非特許文献１が開示する不等分岐光スプリッタとは異なり、左右対称の構造を持つ。不等分岐光スプリッタ１１２は、幹線ファイバ１５０がポートＰ_１及びポートＰ_Ａに接続される。ポート（Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４）およびポート（Ｐ_Ｂ，Ｐ_Ｃ，Ｐ_Ｄ）はＯＮＵ１０６への接続ポートである。この構造により、不等分岐光スプリッタ１１２は、光がポートＰ_１に入射した場合、ポート（Ｐ_Ｂ，Ｐ_Ｃ，Ｐ_Ｄ）に光を出力する。また、不等分岐光スプリッタ１１２は、光がポートＰ_Ａに入射した場合、ポート（Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３）に光を出力する。

光通信システム３０１は、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０６はともに送受信部ＴＲｘを２個ずつ搭載している。下り方向の右回り光信号Ｌ_Ｒは、ＯＬＴ１０１のＴｘ１から発信され、不等分岐光スプリッタ１１２－１で一部が分岐されてＯＮＵ１０６－１のＲｘ１で受信され、不等分岐光スプリッタ１１２－２でさらに一部が分岐されてＯＮＵ１０６－２のＲｘ１で受信される。また、下り方向の左回り光信号Ｌ_Ｌは、ＯＬＴ１０１のＴｘ２から発信され、不等分岐光スプリッタ１１２－２で一部が分岐されてＯＮＵ１０６－２のＲｘ２で受信され、不等分岐光スプリッタ１１２－１でさらに一部が分岐されてＯＮＵ１０６－１のＲｘ２で受信される。

一方、上り方向の左回り光信号は、ＯＮＵ１０６－１のＴｘ１、およびＯＮＵ１０６－２のＴｘ１から発信され、ＯＬＴのＲｘ１で受信される。また、上り方向の右回り光信号は、ＯＮＵ１０６－１のＴｘ２、およびＯＮＵ１０６－２のＴｘ２から発信され、ＯＬＴのＲｘ２で受信される。

このように、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０６は、右回り光信号Ｌ_Ｒと左回り光信号Ｌ_Ｌで同じ信号を送受信しており、それはすなわち、光通信システム３０１の冗長性が担保されていることになる。このため、幹線ファイバ１５０のいずれかの場所（例えば、図３のＸ点）で断線が発生しても、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０６は右回りまたは左回りの信号が受信できる。このため、光通信システム３０１の信頼性を向上することができる。

また、不等分岐光スプリッタ１１２を構成する２入力２出力の導波路型光スプリッタのそれぞれの分岐比を調整することでポートＰ_１から入力した光のポート（Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂ，Ｐ_Ｃ，Ｐ_Ｄ）への分岐比率、並びにポートＰ_Ａから入力した光のポート（Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４）への分岐比率を調整することができる。つまり、分岐ポート（Ｐ_Ｂ，Ｐ_Ｃ，Ｐ_Ｄ，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４）への分岐比率を低減し、主ポート（Ｐ_Ａ，Ｐ_１）への分岐比率を増大することで、幹線ファイバ１５０の延伸が可能となる。

従って、光通信システム３０１は、パッシブ素子で伝送距離の長距離化を実現でき、且つリング型配線の冗長性を得ることができる。

なお、光通信システム３０１では、ファイバ断線が発生していない場合、右回りと左回りの２方向から同じ光信号が単一のＯＮＵ１０６に入力する。そこで、ＯＮＵ１０６は最初に到着した光信号（パケット）を通信に用い、２番目に到着した光信号（パケット）を廃棄する。

光通信システム３０１では、不等分岐光スプリッタを幹線ファイバ１５０に２つ配置しているが、上記効果を得るためには、不等分岐光スプリッタの数は２に限らず、１以上であればよい。

（実施形態２）
本実施形態では、ファイバ断線を検知し、正常系と異常系を切替えることで信頼性向上を実現するＰＯＮシステムを説明する。
図４は、本実施形態の光通信システム３０２を説明する図である。光通信システム３０２は、次の点で実施形態１で説明した光通信システム３０１と異なる。光通信システム３０２のＯＬＴ１０１及びＯＮＵ１０６は、
幹線ファイバ１５０の断線を検出する検出部（１１、２１）と、
幹線ファイバ１５０を右回りと左回りのいずれかで前記光信号を伝送させる光スイッチ（１３、２３）と、
検出部（１１、２１）が幹線ファイバ１５０の断線を検出したときに、光スイッチ（１３、２３）を切り替える制御部（１２、２２）と、
を備える。

不等分岐光スプリッタ１１２の構造は実施形態１の説明と同様である。

光通信システム３０２は、リング型配線の幹線ファイバ１５０を正常系と異常系に分けており、ＯＬＴ１０１及びＯＮＵ１０６は、光スイッチ１３及び２３で正常系と異常系を切替える。つまり、光通信システム３０２は、実施形態１の光通信システム３０１と異なり、いずれか一方の系で光信号を伝送している。

ＯＬＴ１０１及びＯＮＵ１０６は、幹線ファイバ１５０に断線が発生したことを検知する検出部ｍＰＤ（ｍｏｎｉｔｏｒ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）１１及び２１と、検出部１１及び２１が断線を検知したときにＭＡＣ部から当該内容が通知され、光スイッチ１３及び２３へ切替命令を出力する制御部１２及び２２と、を備える。この構成により、ＯＬＴ１０１及びＯＮＵ１０６は、幹線ファイバ１５０に断線が発生したときに、光スイッチ１３及び２３で正常系と異常系の切替を行う。

このように、幹線ファイバ１５０のいずれかの場所（例えば、図４のＸ点）で断線が発生しても、光スイッチ（１３、２３）で系を切り替えることで、ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０６は右回りまたは左回りのいずれかの信号が受信できる。このため、光通信システム３０２の信頼性を向上することができる。

また、前述のように不等分岐光スプリッタ１１２の分岐比率を調整することで幹線ファイバ１５０の延伸が可能となる。

従って、光通信システム３０２は、パッシブ素子で伝送距離の長距離化を実現でき、且つリング型配線の冗長性を得ることができる。

（実施形態３）
実施形態１及び２では、不等分岐光スプリッタ１１２のポートは１次側が４つ（Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４）及び２次側が４つ（Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂ，Ｐ_Ｃ，Ｐ_Ｄ）であったが、本発明の不等分岐光スプリッタはこれに限定されない。
本実施形態では、不等分岐光スプリッタ１１２のポート数が１次側も２次側もｎ個（ｎは２以上の整数）である構成を説明する。

図５は、不等分岐光スプリッタ１１２の構成を説明する図である。
不等分岐光スプリッタ１１２は、
２入力２出力の導波路型光スプリッタであり、前記導波路型光スプリッタの２入力のうちの一方が一次側主ポートＰ_１に接続され、前記導波路型光スプリッタの２出力のうちの一方が二次側主ポートＰ_Ａに接続される架橋分岐光回路３１と、
前記導波路型光スプリッタの２入力のうちの他方と２出力のうちの他方にそれぞれ接続される２つの不等分岐光回路（３２ａ、３２ｂ）と、
を有する。
不等分岐光回路（３２ａ、３２ｂ）は、
架橋分岐光回路３１に接続される１つの合波側ポートＰ_ｘと、ｍ（ｍは２以上の整数）個の分波ポート（Ｐ_ｙ１～Ｐ_ｙｍ）との間をｍ－１個の２入力２出力の導波路型光スプリッタを組み合わせて接続しており、
１段目の導波路型光スプリッタ３３－１が、２入力の一方に、合波側ポートＰ_ｘを接続し、２出力のうち合波側ポートＰ_ｘと導波路で直接接続する方を１番目の分波側ポートＰ_ｙ１とし、
ｋ（ｋは２以上ｍ－２以下の整数）段目の導波路型光スプリッタ３３－ｋが、２入力のうち一方に、ｋ－１段目の導波路型光スプリッタ３３－（ｋ－１）の２出力のうち分波側ポートＰ_{ｙ（ｋ－１）}と接続していない方を接続し、２出力のうちｋ－１段目の導波路型光スプリッタ３３－（ｋ－１）と導波路で直接接続する方をｋ番目の分波側ポートＰ_ｙｋとし、
ｍ－１段目の導波路型光スプリッタ３３－（ｍ－１）が、２入力のうち一方に、ｍ－２段目の導波路型光スプリッタ３３－（ｍ－２）の２出力のうち分波側ポートＰ_{ｙ（ｍ－２）}と接続していない方を接続し、２出力のうちｍ－２段目の導波路型光スプリッタ３３－（ｍ－２）と導波路で直接接続する方をｍ－１番目の分波側ポートＰ_{ｙ（ｍ－１）}とし、２出力のうち他方を分波側ポートＰ_ｙｍとする
ことを特徴とする。
ただし、ｍ－１段目の導波路型光スプリッタ３３－（ｍ－１）はｍが３以上の場合に存在し、ｋ段目の導波路型光スプリッタ３３－ｋはｍが４以上の場合に存在する。また、ｎ＝ｍ＋１である。

架橋分岐光回路３１は、波長λ１において分岐比がｘ_０：１００－ｘ_０である、２入力２出力の導波路型光スプリッタである。架橋分岐光回路３１は、入力を一次側とすれば、２入力の一方が主ポートＰ_１に接続され、他方が不等分岐光回路３２ａの合波側ポートＰ_ｘに接続される。また、架橋分岐光回路３１は、出力を二次側とすれば、２出力の一方が主ポートＰ_Ａに接続され、他方が不等分岐光回路３２ｂの合波側ポートＰ_ｘに接続される。

不等分岐光回路３２ａと不等分岐光回路３２ｂとは同じ構造である。回路構成を不等分岐光回路３２ｂで説明する。
不等分岐光回路３２ｂは、架橋分岐光回路３１に接続される１つの合波側ポートＰ_ｘと、ｍ（ｍは２以上ｎ－１以下の整数）個の分波側ポート（Ｐ_ｙ１～Ｐ_ｙｍ）との間をｍ－１個の２入力２出力の導波路型光スプリッタを組み合わせて接続している。分波側ポート（Ｐ_ｙ１～Ｐ_ｙｍ）はそれぞれ分岐ポート（Ｐ_Ｂ～Ｐ_Ｎ）に接続している。なお、Ｎはｎと同じ整数である。

１段目の導波路型光スプリッタ３３－１は、２入力の一方に、合波側ポートＰ_ｘを接続する。そして、導波路型光スプリッタ３３－１は、２出力のうち合波側ポートＰ_ｘと導波路で直接接続する方を１番目の分波側ポートＰ_ｙ１とし、他方を２段目の導波路型光スプリッタ３３－２の２入力の一方に接続する。
ｋ段目の導波路型光スプリッタ３３－ｋは、２入力のうち一方に、前段の導波路型光スプリッタ３３－（ｋ－１）の２出力のうち分波側ポートＰ_{ｙ（ｋ－１）}と接続していない方を接続する。そして、導波路型光スプリッタ３３－ｋは、２出力のうち前段の導波路型光スプリッタ３３－（ｋ－１）と導波路で直接接続する方をｋ番目の分波側ポートＰ_ｙｋとし、他方を次段の導波路型光スプリッタ３３－（ｋ＋１）の２入力の一方に接続する。
最終段の導波路型光スプリッタ３３－（ｍ－１）は、２入力のうち一方に、前段の導波路型光スプリッタ３３－（ｍ－２）の２出力のうち分波側ポートＰ_{ｙ（ｍ－２）}と接続していない方を接続する。そして、導波路型光スプリッタ３３－（ｍ－１）は、２出力のうち前段の導波路型光スプリッタ３３－（ｍ－２）と導波路で直接接続する方をｍ－１番目の分波側ポートＰ_{ｙ（ｍ－１）}とし、他方を分波側ポートＰ_ｙｍとする。

不等分岐光回路３２ａの導波路型光スプリッタ３３－１～３３－（ｍ－１）における波長λ１の分岐比率はそれぞれ、
（３３－１） ｘ_１：１００－ｘ_１、
（３３－ｋ） ｘ_ｋ：１００－ｘ_ｋ、
（３３－（ｍ－１）） ｘ_ｍ－１：１００－ｘ_ｍ－１、
かつ、ｘ_１～ ｘ_ｍ－１＞０である。
また、不等分岐光回路３２ｂの導波路型光スプリッタ３３－１～３３－（ｍ－１）における波長λ１の分岐比率はそれぞれ、
（３３－１） ｘ_１’：１００－ｘ_１’、
（３３－ｋ） ｘ_ｋ’：１００－ｘ_ｋ’、
（３３－（ｍ－１）） ｘ_ｍ－１’：１００－ｘ_ｍ－１’、
かつ、ｘ_１’～ ｘ_ｍ－１’＞０である。
ただし、両不等分岐光回路で対応する各導波路型光スプリッタの分岐比（例えば、ｘ_１とｘ_１’、ｘ_ｋとｘ_ｋ’、ｘ_ｍ－１とｘ_ｍ－１’）は光通信システムの構成により同じでも異なっていてもよい。

（実施形態４）
図６は、実施形態１と２で説明した光通信システムでの光通信方法を説明するフローチャートである。本光通信方法は、
光経路（幹線ファイバ）１５０を右回りと左回りの少なくとも一方で光信号が伝送するように前記光信号を前記光経路に出力すること（ステップＳ０１）、
１つの一次側主ポートＰ_１、１つの二次側主ポートＰ_Ａ、複数の一次側分岐ポート（Ｐ_２～Ｐ_ｎ）及び複数の二次側分岐ポート（Ｐ_Ｂ～Ｐ_Ｎ）を有する不等分岐光スプリッタ１１２を、主ポートＰ_１と主ポートＰ_Ａとで前記光経路に接続すること（ステップＳ０２）、
不等分岐光スプリッタ１１２で前記光経路から右回りの前記光信号を分岐し、所定の分岐比率でそれぞれの分岐ポート（Ｐ_Ｂ～Ｐ_Ｎ）から出力するとともに、前記光経路から左回りの前記光信号を分岐し、所定の分岐比率でそれぞれの分岐ポート（Ｐ_２～Ｐ_ｎ）から出力すること（ステップＳ０３）、
不等分岐光スプリッタ１１２の分岐ポートの１つ（例えば、Ｐ_ｋ）、及びこの分岐ポートに対応する分岐ポート（例えば、Ｐ_Ｋ）の少なくとも一方（光通信システム３０１の場合は両方、光通信システム３０２の場合はいずれか一方）から出力される前記光信号を同一のＯＮＵ１０６で受信すること（ステップＳ０４）、
を行う。

このような光通信方法を行うことで、パッシブ素子で伝送距離の長距離化を実現でき、且つリング型配線の冗長性を得ることができる。

１１、２１：検出部
１２、２２：制御部
１３、２３：光スイッチ部
３１：架橋分岐光回路
３２ａ、３２ｂ：不等分岐光回路
３３－１、３３－２、・・・、３３－ｋ、・・・、３３－（ｍ－１）：導波路型光スプリッタ
１００：通信事業者局舎
１０１：光回線終端装置（ＯＬＴ）
１０２：ｍ：１光スプリッタ
１０３：主加入者光ファイバ回線
１０４：ｎ：１光スプリッタ
１０５：分岐加入者光ファイバ回線
１０６－１～１０６－ｎ：終端装置（ＯＮＵ）
１１２：不等分岐光スプリッタ
１５０：基幹ファイバ

Claims (6)

1. 光経路がリング型配線されているＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の光通信システムであって、
   出力した光信号が、前記光経路を右回りと左回りの少なくとも一方で伝送するように前記光経路に接続される終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、
   １つの一次側主ポート、１つの二次側主ポート、複数の一次側分岐ポート及び複数の二次側分岐ポートを有し、前記一次側主ポートと前記二次側主ポートとで前記光経路に接続され、前記光経路から右回りの前記光信号を分岐し、所定の分岐比率でそれぞれの前記二次側分岐ポートから出力するとともに、前記光経路から左回りの前記光信号を分岐し、所定の分岐比率でそれぞれの前記一次側分岐ポートから出力する１又は複数の不等分岐光スプリッタと、
   前記不等分岐光スプリッタの前記一次側分岐ポートの１つ、及び当該一次側分岐ポートに対応する前記二次側分岐ポートに接続されるネットワーク装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と、
   を備え、
   前記不等分岐光スプリッタは、
   ２入力２出力の導波路型光スプリッタであり、前記導波路型光スプリッタの２入力のうちの一方が前記一次側主ポートに接続され、前記導波路型光スプリッタの２出力のうちの一方が前記二次側主ポートに接続される架橋分岐光回路と、
   前記導波路型光スプリッタの２入力のうちの他方と２出力のうちの他方にそれぞれ接続される２つの不等分岐光回路と、
   を有し、
   前記不等分岐光回路は、
   前記架橋分岐光回路に接続される１つの合波側ポートＰ _ｘ と、ｍ（ｍは２以上の整数）個の分波側ポート（Ｐ _ｙ１ ～Ｐ _ｙｍ ）との間をｍ－１個の２入力２出力の前記導波路型光スプリッタを組み合わせて接続しており、
   １段目の前記導波路型光スプリッタが、２入力の一方に、前記合波側ポートＰ _ｘ を接続し、２出力のうち前記合波側ポートＰ _ｘ と導波路で直接接続する方を１番目の前記分波側ポートＰ _ｙ１ とし、
   ｋ（ｋは２以上ｍ－２以下の整数）段目の前記導波路型光スプリッタが、２入力のうち一方に、ｋ－１段目の前記導波路型光スプリッタの２出力のうち前記分波側ポートＰ _{ｙ（ｋ－１）} と接続していない方を接続し、２出力のうちｋ－１段目の前記導波路型光スプリッタと導波路で直接接続する方をｋ番目の前記分波側ポートＰ _ｙｋ とし、
   ｍ－１段目の前記導波路型光スプリッタが、２入力のうち一方に、ｍ－２段目の前記導波路型光スプリッタの２出力のうち前記分波側ポートＰ _{ｙ（ｍ－２）} と接続していない方を接続し、２出力のうちｍ－２段目の前記導波路型光スプリッタと導波路で直接接続する方をｍ－１番目の前記分波側ポートＰ _{ｙ（ｍ－１）} とし、２出力のうち他方を前記分波側ポートＰ _ｙｍ とする
   ことを特徴とする光通信システム。
   ただし、ｍ－１段目の前記導波路型光スプリッタはｍが３以上の場合に存在し、ｋ段目の前記導波路型光スプリッタはｍが４以上の場合に存在する。
2. 前記ＯＮＵは、左回りの前記光信号と右回りの前記光信号を受信したとき、後に受信した前記光信号を廃棄することを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
3. 前記ＯＬＴ及び前記ＯＮＵは、
   前記光経路の断線を検出する検出部と、
   前記光経路を右回りと左回りのいずれかで前記光信号を伝送させる光スイッチと、
   前記検出部が前記光経路の断線を検出したときに、前記光スイッチを切り替える制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
4. 光経路がリング型配線されているＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）における光通信方法であって、
   前記光経路を右回りと左回りの少なくとも一方で光信号が伝送するように前記光信号を前記光経路に出力すること、
   １つの一次側主ポート、１つの二次側主ポート、複数の一次側分岐ポート及び複数の二次側分岐ポートを有する不等分岐光スプリッタを、前記一次側主ポートと前記二次側主ポートとで前記光経路に接続すること、
   前記不等分岐光スプリッタで前記光経路から右回りの前記光信号を分岐し、所定の分岐比率でそれぞれの前記二次側分岐ポートから出力するとともに、前記光経路から左回りの前記光信号を分岐し、所定の分岐比率でそれぞれの前記一次側分岐ポートから出力すること、
   前記不等分岐光スプリッタの前記一次側分岐ポートの１つ、及び当該一次側分岐ポートに対応する前記二次側分岐ポートの少なくとも一方から出力される前記光信号を受信すること、
   を行うことを特徴とし、
   前記不等分岐光スプリッタは、
   ２入力２出力の導波路型光スプリッタであり、前記導波路型光スプリッタの２入力のうちの一方が前記一次側主ポートに接続され、前記導波路型光スプリッタの２出力のうちの一方が前記二次側主ポートに接続される架橋分岐光回路と、
   前記導波路型光スプリッタの２入力のうちの他方と２出力のうちの他方にそれぞれ接続される２つの不等分岐光回路と、
   を有し、
   前記不等分岐光回路は、
   前記架橋分岐光回路に接続される１つの合波側ポートＰ _ｘ と、ｍ（ｍは２以上の整数）個の分波側ポート（Ｐ _ｙ１ ～Ｐ _ｙｍ ）との間をｍ－１個の２入力２出力の前記導波路型光スプリッタを組み合わせて接続しており、
   １段目の前記導波路型光スプリッタが、２入力の一方に、前記合波側ポートＰ _ｘ を接続し、２出力のうち前記合波側ポートＰ _ｘ と導波路で直接接続する方を１番目の前記分波側ポートＰ _ｙ１ とし、
   ｋ（ｋは２以上ｍ－２以下の整数）段目の前記導波路型光スプリッタが、２入力のうち一方に、ｋ－１段目の前記導波路型光スプリッタの２出力のうち前記分波側ポートＰ _{ｙ（ｋ－１）} と接続していない方を接続し、２出力のうちｋ－１段目の前記導波路型光スプリッタと導波路で直接接続する方をｋ番目の前記分波側ポートＰ _ｙｋ とし、
   ｍ－１段目の前記導波路型光スプリッタが、２入力のうち一方に、ｍ－２段目の前記導波路型光スプリッタの２出力のうち前記分波側ポートＰ _{ｙ（ｍ－２）} と接続していない方を接続し、２出力のうちｍ－２段目の前記導波路型光スプリッタと導波路で直接接続する方をｍ－１番目の前記分波側ポートＰ _{ｙ（ｍ－１）} とし、２出力のうち他方を前記分波側ポートＰ _ｙｍ とする
   ことを特徴とする光通信方法。
   ただし、ｍ－１段目の前記導波路型光スプリッタはｍが３以上の場合に存在し、ｋ段目の前記導波路型光スプリッタはｍが４以上の場合に存在する。
5. 前記ＰＯＮのＯＮＵで、左回りの前記光信号と右回りの前記光信号を受信したとき、後に受信した前記光信号を廃棄することを特徴とする請求項４に記載の光通信方法。
6. 前記ＰＯＮのＯＬＴ及びＯＮＵで、
   前記光経路の断線を検出すること、
   前記光経路の断線を検出したときに、光スイッチを切り替えて前記光経路を右回りと左回りのいずれかで前記光信号を伝送させること、
   を行うことを特徴とする請求項４に記載の光通信方法。

Images