JPH08139697A - 光通信システム - Google Patents

光通信システム

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Publication number
JPH08139697A
JPH08139697A JP6275008A JP27500894A JPH08139697A JP H08139697 A JPH08139697 A JP H08139697A JP 6275008 A JP6275008 A JP 6275008A JP 27500894 A JP27500894 A JP 27500894A JP H08139697 A JPH08139697 A JP H08139697A
Authority
JP
Japan
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optical
wavelength
signal
transmission
slave
Prior art date
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Application number
JP6275008A
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English (en)
Inventor
Yukihisa Shinoda
雪久 篠田
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Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】送信中の子局の波長を変更して多くの子局との
通信を可能にする。 【構成】子局12a〜12cは、親局11からの光信号
を光受信器B1で受信し、復調器B2で情報信号を復調
する一方、親局向け情報信号を変調器B3で変調し、光
送信器B4で設定波長の光信号に変換し、光バス13b
を介して親局11へ送出する。光送信器B4は送信波長
を可変できる。各子局のプロセッサB5は波長指定信号
の復調時に送信波長を指定波長に制御する。親局11
は、子局からの光信号を同時に受信可能な光受信器A3
を備え、復調器A4で子局情報信号を復調する一方、子
局向け情報信号を変調器A1で変調し、光送信器A2で
光信号に変換し、光バス13aを介して子局12a〜1
2cに送出する。親局11のプロセッサA5は、各子局
の波長可変範囲情報を持ち、この情報を基に送信要求に
応じて各子局の波長を再割当して波長指定信号を各子局
に送出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、複数の子局から互い
に異なるサブキャリア周波数を持ち、かつ互いに異なる
波長で送出される光強度変調信号を、光ファイバによる
光伝送路に乗せて、単一の親局に伝送する光通信システ
ムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、単一の親局に光接続される光
ファイバ伝送路に複数の子局を光接続し、複数の子局か
ら互いに異なるサブキャリア周波数を持つ光強度変調信
号を光ファイバ伝送路を介して親局に伝送することで、
親局で各光強度変調信号を同時に受信可能な光通信シス
テムがよく知られている。
【0003】この種の光通信システムでは、複数の子局
から送出される光強度変調信号を親局で同時に光受信し
たとき、受信した光信号の隣接する波長間隔に応じたビ
ート雑音がサブキャリア帯域に発生する。この大きさは
波長間隔が狭くなるほど大きくなるため、各子局に波長
を割り当てる際、ある程度の間隔を空けておく必要があ
る。
【0004】ところが、各子局に割り当てる波長間隔を
十分にとってビート雑音量を抑制したとしても、親局の
光受信器内での雑音増加、全受光電力に対するある子局
からの受光電力の低下により、同時受信局数に制約が生
ずる。そこで、システム内に同時受信可能な局数以上の
子局を収容する場合、従来では親局側で送信子局数が同
時受信可能な子局数を上回らないように監視すると共
に、各子局の送信波長をビート雑音の影響を回避できる
ように制御している。
【0005】このような従来のシステム構成では、子局
の同時送信局数が親局の同時受信局数の限界に満たない
ときに、これまで送信していなかった子局が新たに送信
を開始するためには、その子局は送信中の子局が使用し
ている波長以外の波長を使用することになる。
【0006】この場合、光送信器の安定性、信頼性の面
から最適な波長から離れた波長で送信しなければならな
いことがある。ところが、その波長で送信を開始してし
まうと、それまで最適な波長を使用していた他の子局が
送信を終了し、その波長に空きが生じても、既に送信中
の子局は使用波長を最適波長に変えることができない。
【0007】また、子局が持つ光送信器の可変範囲が比
較的狭い場合、空きの波長帯がその子局の光送信器で可
変可能な波長帯と重複しないことがある。このとき、送
信子局数が親局の同時受信可能な局数に満たなくても、
その子局は送信できなない。
【0008】一方、親局での同時受信局数を大きくする
には、同時受信時に必要となる光波長帯域幅を広くすれ
ばよいが、子局側における光送信波長の可変幅を大きく
する必要がある。光送信波長を変化させるためには、外
部共振器を持った光源を用いる方法と光源の温度制御に
よる方法があるが、いずれの方法であっても、可変幅を
広くとることは動作安定性、長期信頼性の面で困難であ
った。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の光通信システムでは、送信中の各子局の光送信波長
を変更できないため、親局の受信可能な波長域の未使用
領域を有効に利用することができない。また、子局にお
ける光送信器の波長可変範囲が狭く、未使用波長領域に
入らない場合には、その子局は送信を開始することはで
きない。このことから、子局の光送信器には波長可変範
囲の広いものを使用しなければならないが、光送信器の
動作安定性や長期信頼性の面で得策とはいえない。
【0010】そこで、この発明は上記の課題を解決すべ
くなされたもので、送信中の各子局の光送信波長を変更
することができ、これによって送信中の各子局の光送信
波長をシステムとして最適な配置に変更して、各波長帯
域の未使用領域を減少させること、波長可変範囲が狭い
光送信器を用いてシステムを構築すること、波長可変範
囲を狭くして光送信器の動作安定性や長期信頼性を向上
させ、システムの信頼性も向上させることを実現するこ
とのできる光通信システムを提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は、1つの親局
に光接続される光伝送路に複数の子局を光接続して、各
子局と親局との間で光強度変調信号を双方向に伝送する
光通信システムにおいて、光強度変調信号による通信が
波長を情報として使っていないことを利用して、子局の
使用波長を送信中に可変することにより従来の問題点を
解決するものである。
【0012】すなわち、前記複数の子局が、それぞれ、
親局から伝送される光強度変調信号を受信する光受信器
と、この光受信器の受信信号から自己宛の情報信号を復
調する復調器と、前記親局へ伝送する情報信号を互いに
異なる周波数の搬送波で変調する変調器と、送信波長を
可変可能で、前記変調器の出力信号を設定波長の光強度
変調信号に変換して前記光伝送路を介して前記親局へ送
出する光送信器と、前記復調器で取得した情報信号から
波長指定信号を抽出して前記光送信器の送信波長を指定
波長に制御する波長制御手段とを備え、前記親局が、前
記複数の子局のうち少なくとも2以上の子局から伝送さ
れる光強度変調信号を同時に受信可能な光受信器と、こ
の光受信器の受信信号から任意の子局からの情報信号を
復調する復調器と、前記複数の子局に伝送する情報信号
を変調する変調器と、この変調器の出力信号を特定波長
の光強度変調信号に変換して前記光伝送路を介して前記
複数の子局それぞれに送出する光送信器と、予め前記複
数の子局それぞれの送信波長可変範囲情報を持ち、前記
復調器を通じて送信中の子局数及び送信波長を管理し、
送信子局数が前記光受信器の最大受信子局数に満たない
とき、任意の子局から送信要求があった場合に、前記送
信波長可変範囲情報を基に各子局の使用波長の再割当を
行い、前記変調器及び光送信器を通じて波長指定信号を
対応する子局に送出する子局波長管理手段とを備えるよ
うにしたことを特徴とする。
【0013】
【作用】上記構成による光通信システムでは、各子局に
おける光送信器の送信波長を可変可能としておき、親局
側で予め各子局の可変範囲情報を持たせ、送信中の子局
数及び送信波長を管理し、送信子局数が光受信器の最大
受信子局数に満たない状態で任意の子局から送信要求が
あったときに、送信波長可変範囲情報を基に各子局の使
用波長が互いに影響しないように波長の再割当を行い、
波長指定信号を対応する子局に送出して、送信中の子局
の波長を送信状態のままシフトさせて波長空領域を形成
し、その領域内に送信要求のあった子局の波長を割り当
てるようにしている。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
詳細に説明する。図1はこの発明に係る光通信システム
の構成を示すもので、11は親局、12a,12b,1
2cは子局、13は光伝送路である。光伝送路13は一
対の光ファイバによる光バス13a,13bで構成さ
れ、一方の光バス13aは親局11から子局12a,1
2b,12cへ光強度変調信号(以下、単に光信号と称
する)を伝送する下り回線、他方の光バス13bは子局
12a,12b,12cから親局11へ光信号を伝送す
る上り回線として用いられる。
【0015】子局12a,12b,12cの光信号入力
端はそれぞれ光カプラ14a,14b,14cによって
下り回線用の光バス13aに光接続され、光信号出力端
はそれぞれ光カプラ15a,15b,15cによって上
り回線用の光バス13bに光接続される。
【0016】親局11は、子局宛情報信号を変調器A1
によって変調した後、光送信器A2で所定の波長による
光信号に変換して光バス13aに送出する。また、光バ
ス13bに波長多重された各子局12a,12b,12
cからの光信号を取り込み、光受信器A3によって電気
信号に変換した後、復調器A4で任意の変調周波数の信
号を選択的に復調することで子局からの情報信号を取得
する。
【0017】ここで、上記復調器A4は、特定波長域か
ら送信要求信号(送信元情報を含むものとする)を検出
する機能及び子局からの情報信号に含まれる波長設定完
了信号を検出する機能を有する。
【0018】さらに、親局11は各子局12a,12
b,12cの送信波長可変範囲情報を持ち、それぞれの
使用波長を管理するプロセッサA5を備える。このプロ
セッサA5は、復調器A4を通じて送信中の子局数、未
送信の子局からの送信要求信号、波長設定完了信号を常
時または定期的に監視する。そして、送信子局数が光受
信機A3の最大受信局数に満たない状態で送信要求があ
った場合には、使用波長の再割当を行い、送信中の子局
及び送信要求した子局宛にそれぞれ割当波長を使用させ
るための波長指定信号を発生する。また、波長設定完了
信号があった場合にはその旨を記憶して管理すると共
に、送信要求した子局宛に送信許可信号を発生する。
【0019】この場合、変調器A1はプロセッサA5か
らの波長指定信号、送信許可信号を他の情報信号に組み
込んで変調し、光送信器A2を介して光バス13aに送
出することになる。
【0020】一方、子局12aは、光カプラ14aを通
じて光バス13aに伝送される親局からの光信号を取り
込み、光受信器B1によって電気信号に変換した後、復
調器B2で自局宛の情報信号を復調する。ここで、上記
復調器B2は復調した情報信号に含まれる自局宛の波長
指定信号、送信許可信号を検出する機能を有する。
【0021】また、子局12aは、親局11への情報信
号を変調器B3によって変調した後、光送信器B4で設
定波長の光信号に変換し、光カプラ15aを通じて光バ
ス13bに乗せる。
【0022】上記光送信器B4は、例えば半導体レーザ
の温度制御によってその発光波長を制御できる。この光
送信器B4の発光波長はプロセッサB5によって管理す
る。すなわち、このプロセッサB5は、復調器B2で自
局宛の波長指定信号があった場合、その波長で発光する
ように光送信器B4を制御し、その発光波長をモニタし
て、指定波長となった時点で光送信器B4の発光波長を
ロックし、波長設定完了信号を発生する。
【0023】このとき、変調器B3はプロセッサB5か
らの波長設定完了信号を親局11への情報信号に組み込
んで変調し、光送信器B4により指定された波長の光信
号に変換して親局11へ送出する。
【0024】但し、新たに送信を要求する場合、プロセ
ッサB5は光送信器B4を予め決められた、または親局
から指定された波長に制御し、送信要求信号を発生す
る。これにより、送信要求信号は変調器B3で変調され
た後、光送信器B4によって所定の波長域の光信号に変
換されて送出されることになる。
【0025】この送信要求信号の送出後、復調器B2で
自局宛の波長指定信号が検出されると、プロセッサB5
は光送信器B4の発光波長を指定波長となるように制御
し、指定波長となった時点で波長設定完了信号を発生し
て、指定波長で送出させる。続いて、復調器B2で自局
宛の送信許可信号が検出されると、プロセッサB5は変
調器B3に親局宛情報信号の変調出力を許可する。
【0026】以上、子局12aの構成について説明した
が、他の子局12b,12cも子局12aと同構成であ
るので、ここではその説明を省略する。ここで、上記光
送信器B4は、具体的には図2に示すように構成され
る。図2において、B41はレーザモジュールであり、
内部には温度によって発光波長を制御可能なレーザダイ
オードLD、モニタ用のフォトダイオードPD、熱制御
用のペルチエ素子PE、温度検出用のサーミスタSMが
設けられている。
【0027】プロセッサB5からは指定波長に対応する
温度制御データが与えられる。この温度制御データはD
/AコンバータB42によってアナログ基準電圧Vth
に変換され、差動増幅器B43の(−)端子に入力され
る。この差動増幅器B43は、(+)端子から電源電圧
Vccを抵抗R及びサーミスタSMで分圧した電圧を入
力し、基準電圧Vthに対する誤差電圧を求め、この電
圧をペルチエ素子PEに印加し、モジュール内の温度を
制御する。これによってレーザモジュールB41内のレ
ーザダイオードLDの発光波長は、温度制御データに基
づく温度変化によって制御される。
【0028】上記レーザダイオードLDの発光波長はフ
ォトダイオードPDによってモニタされており、プロセ
ッサB5はフォトダイオードPDのモニタ出力から発光
波長を判別し、指定波長と比較して温度制御データを可
変する。これによって、レーザダイオードLDは指定波
長で変調器B3からの変調信号を光強度変調する。
【0029】図3に上記レーザダイオードLDの設定温
度と発光波長の関係を例示する。ここでは、電源電圧V
ccを±5V、周囲温度を21℃、出力光強度を5.9
4dBmに設定したとき、0〜50℃の可変制御により
発光波長が4.0nmの範囲で可変できることを示して
いる。
【0030】以上のように構成される光通信システムの
運用について、図4を参照して説明する。まず、各子局
12a,12b,12cにおける発光波長λa,λb,
λcの可変範囲が、それぞれ図4(a)に示すように、
λ2<λa<λ5,λ3<λb<λ6,λ1<λc<λ
4で可能であるものとする。この波長可変範囲の情報
は、親局11のプロセッサA5に予め格納される。尚、
送信要求信号の波長は互いに共通する範囲内のλxに決
められているものとする。共通する範囲がない場合に
は、親局11からの指定波長により送信要求信号を送出
すればよい。
【0031】いま、子局12cがλ2とλ3の間の波長
λc1で送信中、子局12bがλ3とλ4の間の波長λ
b1で送信中で、それぞれの光信号が図2(b)に示す
ように隣接した送信波長スペクトル分布を持つとき、子
局12aから波長λxの送信要求信号が送出された場合
を考える。尚、波長λxは送信中の子局の送信波長スペ
クトラム分布に重なることがあるが、送信要求信号の光
強度を十分低くしておけば、送信中の子局の情報信号に
影響を与えないようにすることができる。また、影響を
与えない波長を親局11のプロセッサA5で判定し、子
局に指定してもよい。
【0032】親局11は、波長λxの送信要求信号を受
けると、プロセッサA5で送信中の子局使用波長を確認
する。この場合、子局12aの波長可変範囲に子局12
b,12cの送信波長スペクトル分布があるため、この
ままでは子局12aに送信させることができない。そこ
で、子局12aを送信可能にするために、各子局12
a,12b,12cの使用波長の再割当を行い、各子局
12a,12b,12cに対して使用波長を指定する。
【0033】例えば図4(c)に示すように、子局12
cの使用波長λc1をそのままの位置に、子局12bの
使用波長λb1をλc1から十分離れた波長λb2の位
置に割り当て、子局12aの使用波長λaを図4(d)
に示すようにλc1,λb2の間のλa1の位置に割り
当てる。そして、子局12aに対してλa1を指定し、
子局12bに対してλb2を指定する。
【0034】子局12a宛ての波長指定信号が光伝送に
よって子局12aに送られると、子局12aは自己宛て
の波長指定情報を取り込み、プロセッサB5によって光
送信器B2の発光波長を指定波長にセットし、そのセッ
トした波長の光信号で波長設定完了信号を親局11へ光
伝送する。この信号を受けた親局11はその旨管理情報
として登録すると共に、送信許可信号を子局12aに送
って送信開始を許可する。
【0035】一方、子局12b宛ての波長指定信号が光
伝送によって子局12bに送られると、子局12bは自
己宛ての波長指定情報を取り込み、プロセッサB5によ
って光送信器B2の発光波長を指定波長に変更する。こ
のとき、プロセッサB5は光送信器B2を送信中のまま
連続的に変化させる。この場合、光送信器B2から送出
される光信号は光強度変調されたものであるから、波長
が変化しても情報信号に影響を与えない。これにより、
親局11は光受信器A3で波長連続変化に追随して受信
することで、子局12bからの情報信号を継続して取得
することができる。
【0036】子局12bは、送信波長を指定波長にセッ
トすると、波長設定完了信号をセットした波長の光信号
で親局11へ送出する。この信号を受けた親局11はそ
の旨管理情報として登録し、波長再割当を完了する。
【0037】したがって、上記構成による光通信システ
ムは、送信中の各子局の光送信波長を変更することがで
きるので、送信中の各子局の光送信波長をシステムとし
て最適な配置に変更して、各波長帯域の未使用領域を減
少させることができる。また、各子局に波長可変範囲が
狭い光送信器を用いてシステムを構築することができ、
波長可変範囲を狭くして光送信器の動作安定性や長期信
頼性を向上させ、システムの信頼性も向上させることが
できる。
【0038】ところで、上記実施例では、光伝送路13
として、上り回線用と下り回線用に別々に光ファイバに
よる光バス13a,13bを用いるものとしたが、光通
信では1本の光ファイバによる光バスで双方向に光信号
を伝送可能である。
【0039】図5は第2の実施例としてその具体的な構
成を示すものである。ここで、図5において図1と同一
部分には同一符号を付して示し、その説明は省略する。
図5に示すシステムでは、1本の光ファイバによる光バ
ス13cの一方端が親局11の光受信器A3の光入力端
に接続される。親局11では、光送信器A2の光出力端
が方向性結合器A6によって光バス13cに光接続され
る。また、子局12a,12b,12は、それぞれ1本
の光ファイバによる引き込み光バス16a,16b,1
6cを介し、光カプラ17a,17b,17cによって
光接続される。
【0040】ここで、子局12aにおいて、光送信器B
4の光出力端は引き込み光バス16aの光入射端に接続
され、光受信器B1の光出力端は方向性結合器B6によ
って引き込み光バス16aに光接続される。この構成は
他の子局12b,12cについても同様である。よっ
て、その説明は省略する。
【0041】上記システム構成では、親局11の光送信
器A2の送信波長を各子局12a,12b,12cの送
信波長可変範囲外に設定すれば、各子局12a,12
b,12cがどのような波長で光信号を送出していて
も、これらの光信号に影響を与えることなく親局11か
ら各子局12a,12b,12cへ光信号を送出するこ
とができる。この場合、第1の実施例と全く同様に運用
可能であることはいうまでもない。
【0042】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、子局数や親局の光受信波長帯域、子局の送
信波長可変範囲等は自由に設定することができる。ま
た、上記の実施例のように、親局側で任意のタイミング
で送信要求信号を受け付けるのではなく、定期的に全子
局に送信要求があるか問い合わせるポーリング方式を採
用してもよい。その他、この発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変形しても同様に実施可能である。
【0043】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、送
信中の各子局の光送信波長を変更することができ、これ
によって送信中の各子局の光送信波長をシステムとして
最適な配置に変更して、各波長帯域の未使用領域を減少
させること、波長可変範囲が狭い光送信器を用いてシス
テムを構築すること、波長可変範囲を狭くして光送信器
の動作安定性や長期信頼性を向上させ、システムの信頼
性も向上させることを実現することのできる光通信シス
テムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る光通信システムの第1の実施例
の構成を示すブロック回路図である。
【図2】同実施例の子局内の光送信器の具体的な構成を
示すブロック回路図である。
【図3】同実施例の子局内光送信器のレーザダイオード
の設定温度と発光波長の関係を例示する特性図である。
【図4】同実施例の運用を説明するための各子局の光送
信器の波長可変範囲及び送信時の発光波長スペクトル分
布を示す図である。
【図5】この発明に係る第2の実施例の構成を示すブロ
ック回路図である。
【符号の説明】 11…親局、A1…変調器、A2…光送信器、A3…光
受信器、A4…復調器、A5…プロセッサ、A6…方向
性結合器、12a,12b,12c…子局、B1…光受
信器、B2…復調器、B3…変調器、B4…光送信器、
B5…プロセッサ、B6…方向性結合器、13…光伝送
路、13a,13b,13c…光バス、14a,14
b,14c,15a,15b,15c…光カプラ、16
a,16b,16c…引き込み光バス、17a,17
b,17c…光カプラ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/142 10/04 10/06

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つの親局に光接続される光伝送路に複
    数の子局を光接続して、各子局と親局との間で光強度変
    調信号を双方向に伝送する光通信システムにおいて、 前記複数の子局それぞれに設けられ、親局から伝送され
    る光強度変調信号を受信する光受信器、この光受信器の
    受信信号から自己宛の情報信号を復調する復調器、前記
    親局へ伝送する情報信号を互いに異なる周波数の搬送波
    で変調する変調器、送信波長を可変可能で、前記変調器
    の出力信号を設定波長の光強度変調信号に変換して前記
    光伝送路を介して前記親局へ送出する光送信器、前記復
    調器で取得した情報信号から波長指定信号を抽出して前
    記光送信器の送信波長を指定波長に制御する波長制御手
    段と、 前記親局に設けられ、前記複数の子局のうち少なくとも
    2以上の子局から伝送される光強度変調信号を同時に受
    信可能な光受信器、この光受信器の受信信号から任意の
    子局からの情報信号を復調する復調器、前記複数の子局
    に伝送する情報信号を変調する変調器、この変調器の出
    力信号を特定波長の光強度変調信号に変換して前記光伝
    送路を介して前記複数の子局それぞれに送出する光送信
    器、予め前記複数の子局それぞれの送信波長可変範囲情
    報を持ち、前記復調器を通じて送信中の子局数及び送信
    波長を管理し、送信子局数が前記光受信器の最大受信子
    局数に満たないとき、任意の子局から送信要求があった
    場合に、前記送信波長可変範囲情報を基に各子局の使用
    波長の再割当を行い、前記変調器及び光送信器を通じて
    波長指定信号を対応する子局に送出する子局波長管理手
    段とを具備することを特徴とする光通信システム。
  2. 【請求項2】前記複数の子局のうち送信中の子局におけ
    る光送信器は、前記波長指定信号があったとき、光強度
    変調信号を送出した状態で指定波長にシフトすることを
    特徴とする請求項1記載の光通信システム。
  3. 【請求項3】前記複数の子局における波長制御手段は、
    送信要求信号送出時に前記光送信器の送信波長を予め決
    められた波長に制御することを特徴とする請求項1記載
    の光通信システム。
  4. 【請求項4】前記複数の子局における波長制御手段は、
    前記光送信器の送信波長をモニタし、指定波長に一致し
    たことを検出して波長設定完了信号を前記変調器及び光
    送信器を通じて前記親局へ伝送することを特徴とする請
    求項1記載の光通信システム。
  5. 【請求項5】前記光伝送路は、一対の光ファイバによる
    光バスからなり、一方を前記親局から子局への伝送用、
    他方を子局から親局への伝送用に使用することを特徴と
    する請求項1記載の光通信システム。
  6. 【請求項6】前記光伝送路は、一本の光ファイバによる
    光バスからなり、前記親局と前記複数の子局間の相互の
    伝送に共用することを特徴とする請求項1記載の光通信
    システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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