JPH03214938A - 波長多重通信方法、光送受信機及び光通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は、１つの通信回線に異なった少なくとも２波長
を割り当て、１つの波長が何らかの原因で通信困難にな
ったときには他の波長を用いて通信を行なう波長多重通
信方式及びそこで用いられる光送、受信機に関する． ［従来の技術】 従来の波長多重光通信方式は、通信波長域内の互いに波
長の異なる複数の光波を設定し、各々の光波に夫々独立
の情報を担持させて送受信することによって、大容量の
通信を可能とするものである．この方式に用いられる通
信システムは、例えば、各々異なる波長の光を送受信す
る＊＊の光源及び光検出器を備えた端局な、共通のライ
ンで接続することによって構成される． 上記システムにおいて、ある端局が他の端局と通信を行
なおうとした場合、まず他の通信で使用されていない波
長の１つ割り当てる．そして、この波長の光を用いて両
端局間で信号の授受を行なう． ［発明が解決しようとする課題１ しかし乍ら、上記従来例では、１つの通信回線に１つの
波長を割り当てて通信を行なっている為，澗度変化等の
外乱により、該通信波長が，近接した波長で行なわれて
いる他の通信と接近し混信しあうと、何らこの混信状態
をのがれる方法がなかった． そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑みて、各通信回
線において常に安定な通信状態を維持できる様にされた
波長多重通信方式及びそこで用いられる光送、受信機を
提供することにある．［発明の概要】 上記目的を達成する本発明においては、通信時に、通信
用回線波長に複数個のＭ長を割り当てておき通常はその
うちの数個の波長を割り当て通常はそのうちの１つの通
信波艮を用いて通イ５を行ない、該１つの通信波長の通
信状態が悪化した場合には上記複数個の波長のうちの他
の通信波長を用いて通信を継続する様な波長多重通信を
行なう．また、上記通信状態の悪化した通イ８波長の回
線を割り当てから外し、それに替わって新たに未使用通
信波長をさがして補充する様にし．でもよい．また，本
発明による光送信機は、１つの波長の通信内容を受１Ｍ
する手段，この１つの肢長の光を用いて回ｌ！ａ設定の
手続きの為の通信を行なう手段、通信を行なう為の未使
用通信波長を発見する手段、この発見された複数個の未
使用通信波のうちの１つを通イエ回線波長として通信を
行なう手段を有し、本発明による光受信機は、１つの波
長の通信内容を受信する手段、該１つの波長の光を用い
て回線設定の手続きの為の通信を行なう手段、複数個の
、自局あて通信に用いられる通信用回線波長を見つけ出
す手段を有している． 上記において，通信状態が悪化したことを受信側で検出
し、それを送信側に伝えることや、そこで他の通信波長
に切り換えて通信を継続したり、新たな未使用通イ１波
長を探させたりすることや、受信側で他の通イ３波長を
見つけ出して受信することなどは，例えば、送信側、受
信側に設けられた制御回路などで制御される． ［実施例１ 第１図は本発明の全系を説明する図であり，同図におい
て１−１、ｌ−２、−−−１−ｎは光送信機、ｌ２は光
スターカップラ、ｌ３は光ファイバ．１４は光分岐合流
素子、６−１．６−２．・・・，６−ｍは光受信機であ
る． 光送信機１−ｉ（ｉ＝ｌ−ｎ）と光受信８１６一ｊ　（
ｊ＝１・〜ｍ）との間では、光スターカツプラｌ２、光
ファイバｌ３、光分岐合流素子ｌ４を介して通信が行な
われる． 第２図は，第ｌ図の光送信機１−ｉの構成を表わす図で
あり．１０１は光ファイバ伝送システムからの光信号を
分岐したり端末からの信号を伝送システムへ乗せたりす
る機能を有する光分岐合流素子，ｌ０２は光合流素子、
１０３、１０４、１０５は、夫々，相反回路を構成する
為の第１、第２、第３光アイソレー夕、１０６は例えば
半導体レーザであるｍｌ光源（設定用波長の光を発振す
る），１０７は′ＩＡ１波長可変光源，１０８は第２波
長可変光源、１０９は光分岐素子、１１０はバンドパス
フィルタ、１１１は設定用波長の光を検出する第１光検
出器．１１２は波長可変バンドバスフィルタ，１１３は
第２光検出器，１１４は端末機器と接続された制御回路
である．尚、設定用波長とは通信回線を設定する為の手
順用に使用されるものである． 第２図の構成において、波長可変光源１０７，１０８は
例えばＤＢＲ型（分布反射型）半導体レーザーであり、
ＤＢＲ　（分布反射器）領域へ電流を注入してＤＢＨの
ブラッグ波長を変化させることにより発振波長を変化さ
せられ得る構造を有する．こうした構成は、例えば、１
９８７年のＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ
　　誌の２３＠．７号、３２５頁−３２７頁に、Ｋ．Ｋ
ｏｔａｋｉその他によって報告されている． 他方、第２図の波長可変バンドバスフィルタｌ１２は、
例えば、上述し．た波長可変ＤＢＲ型半導体レーザーの
ＤＢＲ部分を用いて，電流注入により透過する波長域を
変化させるものを用いる．この様な構成は、例えば特開
昭６０−１７５０２５号公報に配載されている． 次に、第３図は，第１図の光受信＊　６　−　ｊの構成
を表わす図であり、６０１は光分岐合流素子、６０２は
波長の異なる光波を分離する分岐器、６０３は、光送信
１ａ　１　−　Ｌの第１光源１０６と同じ波長Ｃ設定用
波長》の光を発振する例えば半導体レーザーである第１
光源、６０４は設定用波長（λ，）の光を検出する第１
光検出器，６０５は分岐素子、６０６，６０８は夫々第
１，第２波長可変バンドバスフィルタ、６０７，６０９
は夫々第２，第３光検出器、６１０は端末機器に接続さ
れた制御回路である． 第３図において、波長可変バンドバスフ．ｌルタ６０６
，６０８は、第２図の光送｛８機１−ｉの波長可変バン
ドバスフィルタ１１２と同様の構成のものを用いること
ができる． 本実施例で用いる波長について次に述べる．本実施例の
通信方式では、第４図に示す様に、通信回線を設定する
為に用いる波長すなわち設定用波長（Ｌ，）と実際に通
信を行なう為の波長域すなわち通信用波長域（Ｌ１）と
に分類されている．そして、実際に，例えば光送信櫟ｉ
−ｔと光受信ｍ６−ｊとの間で通信を行なっているとき
に使用している？ｌ信用波長域中の波長を通信用波長（
Ｌｉ　−ｅ　ｊ　）と呼ぶ． 設定用波長Ｌ．の通信方式は、従来例の説明で述べた様
に、全ての光送信機１−１〜１−ｎと光受信機６−１〜
６−ｍが一定時間内に少なくとも一度は送信することが
可能で、且つ全ての光送、受信機がその通信内容を受信
し内容を理解しているものである．その為に、全光送信
機１−１〜ｌ一ｎは第１光源１０６と第１光アイソレー
タｌ０３（設定用波長光送信用）及びバンドバスフィル
夕１１０と第１光検出Ｗｉｌｌ（設定用波長光受信用）
を有し，金光受信６１６−１〜６−ｍは第１光源６０３
１定用波長光送信用）及び分波器６０２と第１光検出器
６０４（設定用波長光受信用）を有している． また、通信用波長域の通信方式は、同期式でも非同期式
でもいずれの方式でもよい． ここで，光送信ｍｌ−ｉから光受信機６−Ｊへ通信を行
なう場合の手順を説明する． 端末機器からの通信要求を受けた光送信機１一ｉの制御
回路１１４は、先ず、波長可変バンドバスフィルタ１１
２へ制御信号を出力し、第４図に示す所定波長幅の透過
域を掃引して通信用波長域え，中から未使用の波長をさ
がす．そして未使用波長を発見したら（この波長を第１
通信波長（えｉ　−１　ｊ　）とする）、制御回路１１
４は、第１波長可変光源１０７がこの第１通信波長（ｉ
ｓ　ｔ→ｊ）で発振するように！ｌｌ整し、更に第１波
長可変光源１０７の出力変調部へ，自局コードと相手局
コード及び第１ｉ［１信波長（え．ｉ−Ｊ）であること
を示すコードを出力し、これら３つのコードを第１波長
可変光源１０７が繰り返し送信する様にさせる． ここにおいて、制御回路１１４は、波長可変バンドフィ
ルタ１１２へ出力している制御信号により、通信用波長
域λ３のどの波長に透過波長の通信波長が設定されてい
るかを知る機能を有しており、更に第１及び第２波長可
変光１ｉ１０７．１０８の波長調整部へ出力する制御信
号とこれら光源１０７，１０８から実際に出力される光
の波長の関係を記憶している機能を有している．続いて
、光送信機１−Ｌは、制御回路１１４により波長可変バ
ンドバスフィルタ１１２を再び制御し、同じく通信用波
長域λ３より他の未使用波長（これを第２通信波長（λ
ｍ’ｉ＝ｊ）とする）を見つけ出す．そして，同じく、
この第２通信波長（λ１″　ｉ　−１　ｊ　）を出力す
る様に，制御回路１１４は第２波長可変光源１０８の波
長調整部へ制御信号を出力し、更に制御回路１１４は，
第２波長可変光源１０８の出力変調部へ、自局コードと
相手局コード及び第２通信波長（λ，′ｉ−＊ｊ）であ
ることを示すコードを出力し、これら３つのコードを第
２波長可変光源１０８が繰り返し送信する様にさせる． 更に，続いて、光送信機１−ｉは第１光源１０６を用い
て設定用波長え，の通信方式に従って、光受信ｍ６−ｊ
に通信を始めたい旨を送信し，この光受信Ｉａ６−ｊか
らの返事を待つ．一方、設定用波長λ，の通信によって
通信を要求されていることを知った光受信機６−ｊは，
その時、他の光送信機１−ｉ’　と通信中であるか、光
受信機１−ｉに接続されている端末機器が受信不可能な
ら，直ぐに第１光源６０３を用いて設定用波長′Ｌｌの
通信方式に従って光送信機１−ｉへ受信できない旨を知
らせる． 上記の場合以外は、次の手順により受信を行なう． 先ず、光受信ｉ１６−ｊの制御回路６１０は第１波長可
変バンドバスフィルタ６０６へ制御信号を出力し、通信
用波長域え．から第１通信波長（Ｌｉ　−１　ｊ　）を
見つけ出す．そして，同じく，第２波長可変バンドパス
フィルタ６０８へ制御回路６１０より制御信号を出力し
，第２通信波長（′Ｌ８ｉ　−１　ｊ　）を見つけ出す
． その後、第１及び第２通信波長（λ，ｉ−４ｊ、えｚ’
ｉ−ｊ）を透過する様に第１及び第２波長可変バンドバ
スフィルタ６０６，６０８を固定した後、制御回路６１
０は第１光源６０３を用いて設定用波長１ｌの通信方式
に従って、光送信機ｌ−ｉへ受信準備が整った旨を示す
コードを送信する． こうして，設定用波長λ，の通信内容より、光受信ｉ１
６　−　ｊの受信用意が整ったことを知ると、光送信機
１−ｉは、第１波長可変光源１０７から出される第１通
信波長（λｍｉ”ｊ）を用いて送イ５を開始する． 通信の間、光受信機６−ｊ側では、制御回路は第１及び
第２波長可変バンドバスフィルタ６０６，６０８へ制御
信号を出力し、微小波長範囲で夫々のバンドバスフィル
タ６０６，６０８の透過中心波長を変化させて第１及び
第２通信波長（え冨１−ｊ．　λｇ’ｉ＝ｊ）の波長の
変動を検出し，常に最適状態で受信可能な状態にしてい
る．通信の途中で通信用波長が変動したり、或は他の光
送信機１−ｉ′の通信用波長が接近してきた場合、光受
信Ｗｉｔ　６　−　ｊは混信して正確に通信信号を受信
できな《なる．この場合は、光受信１１６−，１は第１
光源６０３からの設定用波長λ，を用いて，通信を第２
通信波長（え＊’ｉ−ｊ）へ切り替える要求を光送信１
１１　−　ｉに送信する．第１光検出器１１１が受ける
設定用波長λ―より、通信用波長の変更を要求されてい
ることを検出した光送信機１−ｉは、直ぐに第１波長可
変光源１０７からの第１通信波長（λ，ｉ−ｅｊ）によ
る通信を取り止め第２通信波長（第２波長可変光源１０
ｇからのもの）によって通信を開始する．その後、制御
回路１１４は、波長可変バンドバスフィルタ１１２へ制
御信号を出力し、新たに通信用波長域λ２から未使用の
波長（これを新第１通信波長（λ２“ｉ　−＊　ｊ　）
とする）を検出する．そして光送信Ｉｌ１　−　ｉの制
御回路１１４は、第１波長可変光源１０７の波長調整部
へ制御信号を出力してこの発振波長を上記新第１通信波
長（λ３ｉ−４ｊ　）として．この光源１０７の出力変
調部へ自局コードと相手局コード及び新第１通信波長（
λ＊　　　ｉ　−　ｊ　）であることを示すコードを出
力しこれら３つのコードを繰り返し送信させる．その後
，設定用波長Ｌ１を用いて光受信機６−Ｊへ新し《通信
用波長を設定したことを送信する．設定用波長λ１の通
信内容より新たに通信用波長が選ばれたことを知った光
受信機６−ｊは、制御回路６１０より第１波長可変バン
ドバスフィルタ６０６へ制御信号を出力し、上記新第１
通信波長（ｌｍ−ｉ＝ｊ）を見つけここに上紀フィルタ
６０６の透過波長を固定する．新第１通信波長（え，　
　ｉ　−ｅ　ｊ　）を発見した後、光受信機６−ｊは設
定用波長λ．を用いて光送信機１−ｉへ新第１通信波長
（λ＊　　　ｉ−ｊ）を見つけた旨を送信する． 以後、通信が終了するまで、上記の如く２つの通信用波
長を用いて混信を避けながら通信回線が維持されてゆ《
． 第５図は他の実施例である光送信機２−ｉを示す．第５
図において、２０１は光分岐合流素子、２０２，２０５
．２１１は、夫々、第１．第２、第３光アイソレータ，
２０３は例えば半導体レーザである第１光源、２０４．
２１０は、夫々、光の透過する方向を切り換える光スイ
ッチ，２０６、２ｌ２は、夫々、第１、第２波長可変光
源，２０７，２１３は、夫々、光合流素子、２０９，２
１５は、夫々、第１，第２光検出器、２１６は制御回路
である．第１，第２波長可変光源２０６，２１２は上記
第１の実施例のものと同じ波長可変光源を用い、これら
には，出力光の波長を変化させる波長調整部と出力光の
強度を変化させる出力光変調部が設けられている．光ス
イッチ２０４，２１０は，制御回路２１６からの制御信
号によって，光の進む方向を２つの中から１つ選択する
ことができる． 本実施例の光送信機２−ｉの基本的な動作は、第２図の
第１実施例の光送信機１−ｉと同じであるが，異なると
ころは，通信用波長域え，から未使用波長を見つけ出し
、この見つけ出した未使用波長に光送信＠　２　−　ｉ
からの出力光波長を固定する方式である． この方法について説明する．制御回路２１６は光スイッ
チ２０４へ制御信号を出力し、第１波長可変光源２０６
からの出力光が、第２光アイソレータ２０５、光スイッ
チ２０４，光合流素子２０７を通って第１光検出器２０
９で受光される様にする．これにより，第１光検出器２
０９は、第１波長可変光源２０６からの光と，伝送線路
上の光が光分岐合流素子２０１、光合流素子２０７を経
て来た光とを同時に受光することが可能になる．どちら
の光もコヒーレントな光であるので第１光検出器２０９
はへテロダイン検波を行なっていることになる．こうし
て、２つの光の周波数の差の周波数を持つ電気的な信号
が得られる．一般に、電気的な回路は、高周波特性に注
意して製作しても、数十ＧＨｚ程度の帯域が限度である
．これは、例えば、電気的な帯域を５　０　Ｇ　Ｈ　ｚ
とすると、波長８００ｎｍの光に対して±０．　　１０
６ｎｍ以内に近接した光とのビート信号を検出できない
ことを示している．つまり、上記構成は、波長幅約２人
の光のバンドバスフィルタを構成しているのと等価なも
のとなる． 従って、制御回路２１６は、第１波長可変光源２０６の
波長調整部へ制御信号を出力し、通信用波長域え，内で
第１波長可変光ＦＩＡ２０６の出力波長を掃引し、これ
により第１光検出器２０９から出力されるビート信号が
出力されなくなる所の上記光源２０６の出力波長を見つ
け出す．そして、その波長に第１波長可変光源２０６の
出力波長を固定することで，自局用の通信用波長を見つ
け出すと共にその波長の光を出力する様に上記光源２０
６を調整することが出来る．この１ｌ整後、光スイッチ
２０４は元の状唸に切り換えられ、第１光検出器２０９
は設定用波長λ，の光の検出器として働く． 第２光検出器２１５についても同様で、ここでは、第２
通信波長が見出されて第２波長可変光源２１２の出力波
長がこの第２通信波長に調整されることになる． ところで以上の実施例における光源手段，未使用通信波
長検出手段、受信手段等の要素はあくまで例示であり、
公知の技術を用いて他の構成の同機能手段が構成出来る
ことは勿論である．例えば，光源としては、半導体レー
ザの他に固体レーザ，ガスレーザ、色素レーザなどを用
いることが出来る． また、以上の実施例では、片方向通信の例を用いて説明
したが、実施例の光送信機を用いれば、双方向通信，光
ＬＡＮ．ネットワーク等で本方式の通信を行なうことが
可能である． ［発明の効果ｌ 以上説明した様に，本発明によれば、１つの通信回線に
複数個の波長を割り当て、通常は１つの波長を用いて通
信を行ない、この１つの通信波長による通信状態が悪化
した時に直ぐに他の割り当てられた波長を用いて通信を
行なう様にしているので．常に安定した通信回線を維持
出来ることになる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した光通信システムの構成図，第
２区は第１の実施例の光送信機の構成図、第３図は第１
の実施例の光受｛”ｌｌｍの構成図、第４図は使用する
波長の割り当てを示す図、第５図は第２の実施例の光送
信機の構成図である．ｌ、２・・・・・光送信機、６・
・・・・光受信６１．１２・・・・・光スターカップラ
、ｌ３・・・・・光ファイバ、ｌ４・・・・・光分岐合
流素子，

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、通信時に、通信用回線波長に複数個の波長を割り当
   て通常はそのうちの１つの通信波長を用いて通信を行な
   い、該１つの通信波長の通信状態が悪化した場合には上
   記複数個の波長のうちの他の通信波長を用いて通信を継
   続することを特徴とする波長多重通信方式。２、上記通
   信状態の悪化した通信波長の回線を割り当てから外し、
   それに替わって新たに未使用通信波長をさがして補充す
   る請求項１記載の波長多重通信方式。 ３、１つの波長の通信内容を受信する手段、該１つの波
   長の光を用いて回線設定の手続きの為の通信を行なう手
   段、通信を行なう為の未使用な通信波長を発見する手段
   、該発見された複数個の未使用通信波長のうちの１つを
   通信用回線波長として通信を行なう手段を有することを
   特徴とする光送信機。 ４、１つの波長の通信内容を受信する手段、該１つの波
   長の光を用いて回線設定の手続きの為の通信を行なう手
   段、複数個の、自局あて通信に用いられる通信用回線波
   長を見つけ出す手段を有することを特徴とする光受信機
   。