JPH04192730A

JPH04192730A - 光双方向伝送方式

Info

Publication number: JPH04192730A
Application number: JP2324476A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Matsuura; 正明松浦; Hiromichi Shinohara; 篠原　弘道; Ichiro Yamashita; 一郎山下; Kenji Okada; 賢治岡田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1992-07-10

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〕本発明は光信号による双方向通信に利用する。

特に、光源がセンタ装置ｊご集約され、ユーザ装置から
の送信にはセンタ装置から供給される光を用いる光双方
向伝送方式に関する。

本発明は、センタ装置からの光を変調して返送する手段
をユーザ装置に備えた光双方向伝送方式において、同一
光源からの光を双方向（こ利用１−ることにより、光源
をセンタ側に配置し、さら１ご、ユーザ側の装置構成を
簡略かつ経済的１ごするものである。

〔従来の技術〕

従来の光双方向伝送方式では、ニー勺゛装置力へらセン
タ装置方向に信号を送るための光源をコ、−シ゛゛装置
に置くことが一般的である。しかし、設置環境がセンタ
装置側に置く場合に比べて劣ること、故障した場合に修
理のために駆けつけるＢＩ■月力＜２、要で復旧時間が
長いことなど、保守上の問題力（あった。

これを解決するため、ユーザ装置からセンタ装置に信号
を送るための光源をコーーザ装置（こ置力ｚｆｌい光双
方向伝送方式も提案されて０る（例え（了、Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　　Ｖｏｌ、２２　Ｎ
ｏ、１０．　８ｔｈ　Ｍａｙ１９８６、　ｐｐ、５１７
−５１８）。この場合でも、信号を変調するためにはユ
ーザ装置に外部変調器を設（する必要がある。このよう
な外部変調器として、４Ｌ来（まＬ＋ＮｂＯ３変調器が
用いられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕しかし、ＬｉＮｂＯ３変調器などの活性素子は高価であ
り、多数のユーザ装置が接続されるような装置ではその
コストが膨大となる問題があった。

本出願人は、このような問題を解決するた必、簡易かつ
経済的な構成でセンタ装置からの光を変調できる方式を
発明し、既に特許出願した（特願平２−２３９５９７、
平成２年９月１０日出願、以下「先の出願」という）。

本発明は、この先の出願の発明をさらに改善し、センタ
側とユーザ側とで同一光源からの光を用いる光双方向伝
送方式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明の第一の観点によると、センタ装置は周波数変調
された信号光をユーザ装置に送出する手段を含み、ユー
ザ装置は、センタ装置から供給された光を変調して返送
する手段に、センタ装置から到来した周波数変調された
信号光を強度変調する手段を含む光双方向伝送方式が提
供される。

ユーザ装置は、センタ装置からの信号光を二つに分波す
る分波手段と、分波された一方の信号光を光電気変換手
段に導く第一の光導波手段と、分波された他方の信号光
を強度変調する手段に導く第二の光導波手段とを備える
ことが望ましい。このとき、第二の光導波手段および分
波手段は、強度変調された光を光伝送路に導波する手段
としても用いられる。

強度変調する手段としては、光を透過する位置と反射す
る位置とで移動可能な反射器を用いることができる。

本発明の第二の観点によると、センタ装置は、変調され
た光信号と無変調の光とを時分割でユーザ装置に送出す
る手段を含み、ユーザ装置は、センタ装置から到来した
無変調の光に対して返送する手段を動作させる同期手段
を含む光双方向伝送方式が提供される。

同期手段は、変調された光信号と無変調の光とのタイミ
ングを検出して返送する手段を制御する構成であること
が望ましい。

ユーザ装置は、光電気変換手段と強度変調する手段とに
それぞれ光を導（ため、第一の観点の場合と同様の分波
手段、第一の先導波路手段および第二の先導波路手段を
ｆＩｌ＆えてもよいが、入射光に対して透過または反射
の一方の状態を選択する手段を備えてもよい。この場合
には、この選択する手段そのものが強度変調する手段と
なる。

〔作　用〕

ユーザ装置からセンタ装置へ光信号を送るための搬送波
光として、センタ装置からユーザ装置への通信に使用し
たと同じ光を使用する。

すなわち、本発明の第一の観点では、センタ装置からユ
ーザ装置には周波数変調された光信号を送り、ユーザ装
置では、この光信号を受光するとともに、この光信号の
一部を分岐し、それを自分が送信すべき情報で強度変調
してセンタ装置に送る。

第二の観点では、センタ装置からユーザ装置には変調さ
れた光信号と無変調の光とを時分割で送り、ユーザ装置
では、無変調の光に変調を施してセンタ装置に返送する
゛。

したがって、同一の光源から供給される光を双方向の通
信に利用でき、ユーザ装置からの信号送出のだ必に別個
の光源を設ける必要がない。

〔実施例〕

第１図は本発明の第一実施例を示すフロック構成図であ
る。

この実施例は、双方向の光伝送路２により互いに接続さ
れたセンタ装置１およびユーザ装置３を１＆える。光伝
送路２としては光ファイバが用いられる。ユーザ装置３
には、センタ装置１から供給された光を変調してこのセ
ンタ装置１に返送する手段として、変調部３３を備える
。

ここで本実施例の特徴とするところは、センタ装置１に
は、周波数変調された信号光をユーザ装置３に送出する
手段として、周波数変調回路１１および電気光変換回路
１２を備え、ユーザ装置３の変調部３３には、センタ装
置１から到来した周波数変調された信号光を強度変調す
る手段として、反射器３３１、圧電素子３３２および変
調制御回路３３３を備えたことにある。

センタ装置１にはさらに、ユーザ装置３からの信号光を
受光して電気信号に変換する光電気変換回路１４と、電
気光変換回路１２からの光を光伝送路２に導くとともに
光伝送路２からの光を光電気変換回路１４に導く光３ｄ
Ｂカップラ１５と、電気光変換回路１２と光３ｃ１８カ
ップラ１５との間を結合する光ファイバ２１と、光電気
変換回路１４と光３ｄＢカップラ１５との間を結合する
光ファイバ２２と、光３ｄＢカップラ１５から電気光変
換回路１２への光入射を遮断する光アイソレーク１３と
を備える。

ユーザ装置３にはまた、センタ装置１からの信号光を受
光するだめの光電気変換回路３２を備え、センタ装置１
からの信号光を二つに分波する分波手段として光３ｃ１
８カップラ３１を備え、分波された一方の信号光を光電
気変換回路３２に導く第一の光導波手段として光ファイ
バ２３を備え、分波された他方の信号光を変調部３３に
導く第二の光導波手段として光ファイバ２４を備える。

電気光変換回路１２は周波数変調された信号光を出力し
、この信号光が、光アイソレータ１３、光ファイバ２１
および光３［］Ｂカップラ１５を経由して光伝送路２に
送出され、ユーザ装置３に送られる。

ユーザ装置３に到達した信号光は、光３ｔｊＢカップラ
３１により分波され、その一方は光ファイバ２３を経由
して光電気変換回路３２に供給され、電気信号に変換さ
れる。

光３（Ｉ８カップラ３１により分波された他方の信号光
は、光ファイバ２４を経由して変調部３３に供給され、
ユーザ側の信号により強度変調される。

この強度変調された信号光は、光ファイバ２４、光３ｄ
Ｂカップラ３１、光伝送路２、光３ｄＢカップラ１５お
よび光ファイバ２２を経由して、光電気変換回路１４に
供給される。光３ｄＢカンプラ１５から光ファイバ２１
に送られた光は、光アイソレータ１３により遮断され、
電気光変換回路１２に達することはない。

変調部３３の構成として、この実施例では、反射器３３
１および圧電素子３３２というパッシブ素子を用いてい
る。ずなわぢ、光ファイバ２４の出射端に、圧電素子３
３２に取り付けられた反射器３３１を配置している。

反射器３３１は、変調制御回路３３３の制御による圧電
素子３３２の伸縮に伴って上下に移動し、光ファイバ２
４から出射された光があたる位置と、あたらない位置と
の間を移動する。光ファイバ２４から出射された光が反
射器３３１　にあたるときは、この光が反則されて再び
光ファイバ２４に結合し、センタ装置１に送られる。一
方、光ファイバ２４から出射された光が反射器３３１　
にあたらないときは、光ファイバ２４に結合してセンタ
装置１に送られる光は存在しない。

したがって、反射器３３１の位置により、センタ装置１
への戻り率が「０」または「１」に設定され、ユーザ側
の信号に応じてオン・オフ変調できる。

第２図は第一実施例の変調方法を示す。第２図（ａ）は
センタ装置１からの信号光の強度変化を示し、同図（ｂ
）はセンタ装置１への戻り率、同図（Ｃ）はユーザ装置
３からの信号光の強度変化を示す。

この実施例では、センタ装置１からユーザ装置３に送る
べき情報により変調された光を利用して、ユーザ装置３
の情報をセンタ装置１に送る。このとき、ユーザ側から
の信号光がセンタ側がらの信号光による擾乱を受けない
ようにするため、互いに異なる変調方法を用いる。

ずなわちセンタ装置１は、第２図（ａ）に示すように、
光周波数の変化に情報を載せている。これに対してユー
ザ装置３は、同図（ｂ）、（Ｃ）に示すように、センタ
装置１への戻り率をｒｏ」または「１」に設定すること
により、信号光の振幅に情報を載せている。

このような変調方法により、センタ装置１では、ユーザ
装置３からの信号光の振幅変化に着目してその情報を抽
出でき、センタ装置１がらの信号光による擾乱を除去で
きる。

また、ユーザ装置３からの信号光は光アイソレータ１３
で遮断されるため、電気光変換口ｉｉ！８１２に入射す
ることはなく、ユーザ装置３からの信号光によるセンタ
装置１から送出する信号光への擾乱も存在しない。

このように、センタ装置１への戻り率をユーザ装置３が
送るべき情報（ディジタル信号）に対応して変化させる
ことができ、その情報によりセンタ装置１からの信号光
を変調できる。また、ユーザ装置３からセンタ装置１に
信号光を送るための光源として、センタ装置１からの信
号光の送出に用いた電気光変換回路１２を兼用でき、ユ
ーザ用に別個の光源を設置する必要はない。

第３図は本発明の第二実施例を示すフロック構成図であ
る。

この実施例は、双方向の光伝送路２により互いに接続さ
れたセンタ装置１およびユーザ装置３を備え、ユーザ装
置３には、センタ装置１から供給された光を変調してこ
のセンタ装置１に返送する手段として変調部３３を備え
る。

ここで本実施例の特徴とするところは、センタ装置１に
、変調された光信号と無変調の光とを時分割でユーザ装
置３に送出する手段としてセンタ側同期回路１６を備え
、ユーザ装置３に、センタ装置１から到来した無変調の
光に対して変調部３３を動作させる同期手段としてユー
ザ側同期回路３４を備えたことにある。

電気光変換回路１２の、出力光は、光ファイバ２１およ
び光３ｃ１８カップラ１５経由して光伝送路２に送出さ
れ、ユーザ装置３に送られる。

ユーザ装置３に到達した信号光は、光３ｄＢカップラ３
１により分波され、その一方は光ファイバ２３を経由し
て光電気変換回路３２に供給され、電気信号に変換され
る。

光３［ＩＢカップラ３１により分波された他方の信号光
は、光ファイバ２４を経由して変調部３３に供給され、
ユーザ側の信号で変調される。

この変調された信号光は、光ファイバ２４、光３ｄＢカ
ップラ３１、光伝送路２、光３ｄＢカップラ１５および
光ファイバ２２を経由して、光電気変換回路１４に供給
される。

ここで、センタ側同期回路１６およびユーザ側同期回路
３４の動作を説明するため、センタ装置１とユーザ装置
３とのそれぞれにおける変調方法について説明する。

第４図にこの実施例の変調方法を示す。第４図（ａ）は
センタ装置１からの信号光の強度変化を示し、同図（ｂ
）はセンタ装置１への戻り率、同図（Ｃ）はユーザ装置
３からの信号光の強度変化を示す。

この実施例では、センタ装置１からユーザ装置３へ信号
を送るタイミングと、ユーザ装置３からセンタ装置１に
信号を送るタンミングとは、肋間的に分離される。

センタ側同期回路１６は、ユーザ装置３が信号を送る期
間Ｔ１と、センタ装置１が信号を送る期間Ｔ２とを繰り
返し設定する。電気光変換回路１２は、センタ側同期回
路１６により駆動され、期間′ｒ１　の間は一定強度の
光を出力し、期間Ｔ２の間はセンタ側の信号で変調され
た光を出力する。

ユーザ装置３では、期間ＴＩ　、Ｔ２の繰り返しをユー
ザ゛側同期回路３４で抽出し、これに同期させて変調部
３３の動作を制御する。

この制御により変調部３３は、期間′ｒ１　の間は、セ
ンタ装置１への戻り率をユーザ側の信号に応じて「０」
または「１」に設定し、ユーザ装置３からセンタ装置１
に戻る信号光をユーザ側の信号で変調する。また、期間
Ｔ２の間は、センタ装置ｌへの戻り率を１０」に設定す
る。

また、センタ装置１では、期間Ｔ　＋　の間、光電気変
換回路１４により光伝送路２からの光を受光し、ユーザ
装置３からの信号を得ることができる。

この実施例では、光アイソレークを用いないので、ユー
ザ装置３からの信号光の一部が電気光変換回路１２に戻
る。しかし、この電気光変換回路１２が信号光を送出す
る期間Ｔ２には、ユーザ装置３からの戻り率がｒＬにな
るので、センタ装置１から送出する信号光に対する擾乱
は存在しない。

このような構成により、第一実施例と同様に、ユーザ装
置３からセンタ装置１に戻る光をユーザ装置３が送るべ
き情報で変調できる。また、ユーザ装置３からセンタ装
置ｌに信号光を送るための光源として、センタ装置１か
らの信号光の送出に用いた電気光変換回路１２を兼用で
き、ユーザ用に別個の光源を設置する必要はない。

第５図は本発明の第三実施例を示すブロック構成図であ
る。

この実施例は、光電気変換回路３２と変調部３３とにそ
れぞれ光を導くた杓、光３ｄ１３カップラ３１および光
ファイバ２３．２４の代わりに、入射光に対して透過ま
たは反射の一方の状態を選択する手段として反射器３３
１、圧電素子３３２および変調制御回路３３３を備えた
ことが第二実施例と異なる。

反射器３３１は、光伝送路２の出射端近傍に配置され、
変調制御回路３３３により制御された圧電素子３３２の
伸縮に伴って上下に移動する。この移動により、光伝送
路２の出射光を反射してセンタ装置１に戻す状態と、こ
の出射光を光電気変換回路３２の受光素子３２１に透過
する状態とを実現する。

反射器３３１　により光伝送路２に戻された光は、光３
ｃ１８カップラ１５および光ファイバ２２を通って、光
電気変換回路１４により検出される。

この実施例でも、第二実施例と同様に、センタ装置１か
ら信号を送るタイミングと、ユーザ装置３が信号を送る
タイミングとを時間的に分離する。

センタ側同期回路１６は、第４図に示したように、ユー
ザ側が信号を送る期間Ｔ、　と、センタ側か信号を送る
期間Ｔ２とを繰り返して設定する。電気光変換回路１２
は、期間Ｔ、の間は−・定強度の光を出力し、期間Ｔ２
の間はセンタ側の信号で変調された光を出力する。

ユーザ装置３では、まず、反射器３３］を光伝送路２か
らの出射光を透過させる位置に配置し、この出射光を受
光素子３２１に入射させる。このとき光電気変換回路３
２は、受光素子３２１０入躬光によりセンタ製置１から
の（３号を検出する。ユーザ側同期回路３４は、検出さ
れた信号から期間Ｔ１、Ｔ２の繰り返しを抽出する。

この後、ユーザ側同期回路３４は、変調制御回路３３３
の動作を期間Ｔ１、Ｔ２の繰り返しに同期させる。これ
により変調制御部３３３は、ユーザ装置３から信号を送
る期間Ｔ１　の間、その信号に応じて反射器３３１を上
下に移動させる。これにより、光ファイバ２の出射光が
反射あるいは透過のいずれかの状態となり、第４図に示
した戻り率を実現する。′まだ、センタ装置１が信号を
送る期間Ｔ２の間は、光伝送路２の出射光が受光素子３
２１　に人射する位置に反射器３３１を固定する。この
とき、センタ装置１への戻り光は存在せず、受光素子３
２１に入射した信号光が光電気変換回路３２により検出
される。

センタ装置１側の動作は第二実施例と同等であり、期間
Ｔ１の間、光電気変換回路１４により光伝送路２からの
光を受光し、ユーザ装置３からの信号を得ることができ
る。

このような構成により、第一実施例および第二実施例と
同様に、ユーザ装置３からセンタ装置１に戻る光をユー
ザ装置３が送るべき情報で変調できる。また、ユーザ装
置３からセンタ装置１に信号光を送るための光源として
、センタ装置１からの信号光の送出に用いた電気光変換
回路１２を兼用でき、ユーザ用に別個の光源を設置する
必要がない。

第６図は本発明の第四実施例を示すブロック構成図であ
る。

この実施例は、入射光に対して透過または反射の一方の
状態を選択する手段として、音響光学スイッチ３３４、
反射器３３５および変調制御回路３３３を備えたことが
第三実施例と異なる。

音響光学スイッチ３３４は電気信号により光路が切り換
わる素子であり、この実施例では、光伝送路２の出射光
を光ファイバ２３を経由して光電気変換回路３２に送出
する状態と、反射器３３５　により反射される状態とで
切り換わる。光伝送路２の出射光が反射器３３５により
反射される状態では、反射された光が光伝送路２に結合
し、センタ装置１への戻り光となる。光伝送路２の出射
光を光電気変換回路３２に送出する状態のときには、セ
ンタ装置１への戻り光は存在せず、すべての光が光電気
変換器３２に送られる。したがって、第４図に示したよ
うに、センタ装置１から信号を送るタイミングと、ユー
ザ装置３から信号を送るタイミングとを時間的に分離す
ることができる。

このためには、ユーザ装置３が信号を送る期間Ｔ１のと
き、音響光学スイッチ３３４により、センタ装置１から
の光が反射器３３５にあたる状態とあたらない状態との
いずれかを、送信すべき信号にしたがって設定する。こ
れにより、第４図に示したようなセンタ装置１への戻り
寧が実現される。

センタ装置１が信号を送る期間Ｔ２のときには、音響光
学スイッチ３３４により、光伝送路２の出射光が光ファ
イバ２３に結合する状態に反射器３３５を固定する。こ
のとき、センタ装置１への戻す光ハ存在せず、ユーザ装
置３では、光電気変換回路３２により、センタ装置１か
らの信号が抽出される。

また、反射器３３５により光伝送路２に戻された光は、
光３６８カップラ１５および光ファイバ２２を通って、
光電気変換回路１４により検出される。

以上の実施例では、センタ装置とユーザ装置とが１対１
に接続される構成について説明したが、センタ装置とユ
ーザ装置とが１対ｎ　（ｎは複数〉に接続された場合に
も本発明を同様に実施できる。

すなわち、第１図、第３図、第５図または第６図におけ
る光伝送路２のユーザ側にスターカップラを接続し、そ
のスターカップラを介して複数のユーザ装置をセンタ装
置に接続する。各ユーザ装置の信号の識別は、時分割に
より実現できる。このとき、第二実施例ないし第四実施
例におけるユーザ装置が信号を送る期間Ｔ、とセンタ装
置が信号を送る期間Ｔ２　とをｎに分割し、１番目のユ
ーザ装置には期間Ｔｌｌ、Ｔ２＋を割り当て、以下順に
、ｎ番目のユーザ装置には期間Ｌｈ、Ｔ２．、を割り当
てる。このとき１番目（１≦１≦ｎ）のユーザ装置は、
期間Ｔｌ＋にユーザ装置からの信号の送出を行い、期間
Ｔ　２　＋にセンタ装置からの信号の抽出を行う。

また、第一実施例の場合にも、ユーザ装置毎に通信する
タイミングを分割し、各ユーザ装置が割り当てられた期
間の間に、センタ装置からの信号の抽出および自装置か
らの信号光の変調送出を行えばよい。

〔発明の効果〕

以」二説明したように、本発明の光双方向伝送方式は、
ユーザ側からセンタ側への信号送出のための光源を逆方
向の通信のための光源と兼用でき、また、ユーザ側にお
ける変調も簡易な構成で行うことができる。したがって
、経済的な光双方向伝逆方式を実現できる。また、光源
がセンタ側に集約されるため、保守性も優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示すブロック構成図。第２図は変調方法を示す図。第３図は本発明の第二実施例を示すブロック構成図。第４図は変調方法を示す図。第５図は本発明の第三実施例を示すブロック構成図。第６図は本発明の第四実施例を示すブロック構成図。１・・・センタ装置、２・・・光伝送路、３・・・ユー
ザ装置、１１・・・周波数変調回路、１２・・・電気光
変換回路、１３・・・光アイソレータ、１４．３２・・
・光電気変換回路、１５．３１・・・光３ｄＢカップラ
、１６・・・センタ側同期回路、２１．２２．２３．２
４・・・光ファイバ、３３・・・変調部、３４・・・ユ
ーザ側同期回路、３２１・・・受光素子、３３１・・・
反射器、３３２・・・圧電素子、３３３・・・変調制御
回路。特許出願人　日本電信電話株式会社代理人　弁理士　井　出　直　孝（ほか１名）

Claims

【特許請求の範囲】１、双方向の光伝送路により互いに接続されたセンタ装
置およびユーザ装置を備え、このユーザ装置には、前記センタ装置から供給された光
を変調して前記センタ装置に返送する手段を含む光双方向伝送方式において、前記センタ装置は、周波数変調された信号光を前記ユー
ザ装置に送出する手段を含み、前記返送する手段は、前記センタ装置から到来した周波
数変調された信号光を強度変調する手段を含むことを特徴とする光双方向伝送方式。２、双方向の光伝送路により互いに接続されたセンタ装
置およびユーザ装置を備え、このユーザ装置には、前記センタ装置から供給された光
を変調して前記センタ装置に返送する手段を含む光双方向伝送方式において、前記センタ装置は、変調された光信号と無変調の光とを
時分割で前記ユーザ装置に送出する手段を含み、前記ユーザ装置は、前記センタ装置から到来した無変調
の光に対して前記返送する手段を動作させる同期手段を
含むことを特徴とする光双方向伝送方式。