JPH08307441A

JPH08307441A - 光信号衝突検出方法およびアクセス制御方式

Info

Publication number: JPH08307441A
Application number: JP7113301A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kitayama; 研一北山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1995-05-11
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】固定波長送信／波長選択受信方式の波長多重
アクセス方式の光ネットワークでの衝突検出を光信号レ
ベルではなくマイクロ波レベルで行う。【構成】受信ノードに割り当てられたサブキャリア周
波数ｆ_jで、送信ノードは自ノードの固定送信波長λ_i
を変調してプローブ信号を送信する。光伝送路の光信号
を受信して光信号を電気信号に変換し、この信号を波長
差（λ_i−λ_k）に対応する周波数＋２ｆ_jの周波数の
局部発振器からの局部発振信号とによってホモダイン検
波することにより、他のノードから受信ノードに対する
光信号があるか否かを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ネットワークのロー
カルエリアネットワーク（ＬＡＮ）あるいはこれらの複
数のＬＡＮを結合した都市規模ネットワーク（ＭＡＮ）
の光ネットワークに利用される。本発明は、特に複数の
ノードからのアクセスを検出する衝突検出に関する。

【０００２】

【従来の技術】波長多重アクセス方式（ＷＤＭＡ）は、
光キャリアの周波数（波長）が異なる多数の信号を一つ
の伝送路で送り、受信側で光キャリアの周波数を選択す
ることによって通信を行うアクセス方式である。この波
長多重アクセス方式の特徴は、多くの多重数を確保でき
ることであり、光伝送路として使用される光ファイバ
は、１．５５μｍを中心とする低損失な波長帯域が３〜
４ＴＨｚ（〜３０ｎｍ）と広いので、光源の波長間隔を
１０ＧＨｚとすると、約２００チャネルが確保できる。

【０００３】図１は、代表的な波長多重ネットワークア
ーキテクチャを示すものである。図面において、光波長
多重ネットワークは、一つの受動スターカプラ１２に複
数Ｍ個のノード（＃１〜＃Ｍ）１１が上り下り用の一対
の光ファイバ１３で結合されて構成される。ノード１１
から送出された光信号のエネルギが受動スターカプラ１
２によってネットワーク内の全ノードに均等に分配され
る。この光波長多重ネットワークとしては、（ａ）の送
信ノード側に波長選択機能がある場合と、（ｂ）の受信
ノード側に波長選択機能がある場合とがある。したがっ
て、任意のノード間の通信としては、波長選択送信／固
定波長受信方式（ａ）、固定波長送信／波長選択受信方
式（ｂ）の二つの方式が考えられている。

【０００４】まず、波長選択／固定波長受信方式におい
ては、複数のノードが同時に一つのノードにアクセスす
ると、いわゆる衝突が起こるため、これを防止する必要
がある。この衝突防止の代表的な方法を説明する（B.S.
Glance, IEEE J.Lightwave Tech. 10, 1323(1992) ）。

【０００５】図２は、この衝突防止回路付き送信機を用
いたノードの構成を示すブロック図である。この構成に
おいては、送信機は、波長可変レーザ２１と光スイッチ
２２とを備え、この光スイッチ２２を衝突防止回路で制
御する構成である。光スイッチ２２の出力は、Ｎ×Ｎネ
ットワーク受動スターカプラ２３およびＮ×Ｎ制御用受
動スターカプラ２４へ光ファイバにより結合され、また
この二つのスターカプラ２３および２４からの光信号が
衝突防止回路に導かれる。衝突防止回路は、Ｎ×Ｎネッ
トワーク受動スターカプラ２３およびＮ×Ｎ制御用受動
スターカプラ２４からの光信号を受信して光コヒーレン
ト検波するフォトディテクタ２６と、このフォトディテ
クタ２６の検出信号を積分する積分器２８と、この積分
器２８の出力をしきい値処理して光スイッチ２２を制御
するしきい値処理回路２９とを備える。なお、符号２１
０は、光スイッチ２２からの光信号をファイバカプラ２
５により分岐され、二つのスターカプラからの光信号を
受信して光コヒーレント検波する場合に用いる局部発振
信号（ＬＯ）である。また符号２１１は、光スイッチ２
２の制御信号を示す。

【０００６】この図２の衝突防止回路付き送信機の動作
を説明する。送信ノードは、送信に先立ってアクセスし
ようとする受信ノードが空き状態であるかあるいはプロ
ーブ信号またはデータ信号（ペイロード信号）を受信中
であるかを検知するために、ネットワーク中に存在する
全ての光信号をネットワーク受動スターカプラ２３から
送信機に引き込む。さらに、アクセスを開始しようとす
る送信機の光信号を制御用受動スターカプラ２４から送
信機に引込み、これらの光信号がアクセスしようとする
受信ノードの波長と一致するかを光コヒーレント検波、
積分、しきい値処理の手順で検出する。その結果、一致
しない場合のみ、アクセスがない（衝突がない）とし
て、送信機からネットワーク受動スターカプラ２３への
光路を開き、ペイロードパケットの送信を開始する。こ
れによって、ネットワーク内に不要なパケットが流入す
ることを防止できる。

【０００７】一方、固定波長送信／波長選択受信方式に
おいては、複数のノードからアクセスがあった場合に、
受信機の波長フィルタをどの波長に制御するかを決定し
なければならないが、そのアルゴリズムとして有効な方
法がない問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来の波長多重
アクセス方式における問題点としては、次のような問題
がある。イ）従来の波長選択送信／固定波長受信方式において
は、上述のような衝突防止回路があるが、光コヒーレン
ト検波を行う必要があるため、送信機のレーザ光源の光
周波数の安定性に対する要求が厳しく、精密な光周波数
安定化方法が必要でる問題がある。ロ）固定波長送信／波長選択受信方式においては、衝突
を検出して波長選択を行う手段が確立していない問題が
ある。

【０００９】本発明は、上述のロの問題を解決するもの
で、固定波長送信／波長選択受信方式をとる光ネットワ
ークにおいて、光信号の衝突を光コヒーレント検波を行
うことなく検出する方法およびノード装置ならびにこれ
を用いるネットワークのアクセス制御方式を提供し、衝
突のない多重アクセスを実現しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点は、
光ネットワークでの衝突検出方法にかかり、一対の受信
機および送信機を備えた複数個のノードが光リンクで接
続され、複数ノードが同時に一つのノードにアクセスす
るアクセスの衝突があった場合には全てのアクセスを拒
否するアクセス制御方式をとる光ネットワークでの衝突
検出方法において、光ネットワークのすべてのＮ個のノ
ードに対して、送信用波長λ_iと、ノードのアドレスと
なるサブキャリア周波数ｆ_i（ｉ＝１，２，・・・Ｎ）
とをそれぞれ割り当て、送信ノード＃ｉが受信ノード＃
ｊへアクセスする場合、送信ノード＃ｉは、受信ノード
＃ｊにアクセスするに必要な情報を担う信号によってサ
ブキャリアｆ_jを変調し、この変調信号により送信ノー
ド＃ｉに割り当てられた送信用波長λ_iの光源を変調し
てプローブ信号として光リンクに送出し、光リンクより
全光信号を受信して電気信号に変換し、この変換された
電気信号を局部発振器から出力される周波数〔ｆ_LO＝
｛ｃ（λ_i−λ_k）／λ_i／λ_k｝＋２ｆ_j（ｋ＝１，
２・・・・ｍ，ｍは受信ノード＃ｊと通信中またはアク
セスを開始している送信ノードの数）〕の局部発振信号
によって検波して、サブキャリアｆ_jの二次高調波成分
を検出しサブキャリアｆ_jの二次高調波成分が検出され
たときは衝突ありと判定することを特徴とする。

【００１１】本発明の第二の観点は、この衝突検出方法
を用いる光ネットワークのアクセス制御方式にかかり、
送信ノード＃ｉが受信ノード＃ｊへアクセスする場合、
送信ノード＃ｉは、受信ノード＃ｊにアクセスするに必
要な情報を載せたプローブ信号でサブキャリアｆ_jを変
調し、この信号により送信ノード＃ｉに割り当てられた
送信用波長λ_iを変調してプローブ信号として光リンク
に送出し、光リンクより全光信号を受信して電気信号に
変換し、この変換された電気信号に局部発振器から出力
される周波数〔ｆ_LO＝｛ｃ（λ_i−λ_k）／λ_i／
λ_k｝＋２ｆ_j（ｋ＝１，２，・・・・ｍ、但しｍは受
信ノード＃ｊと通信中またはアクセスを開始している送
信ノードの数）〕の局部発振信号によってサブキャリア
ｆ_jの二次高調波成分を検波し、しきい値処理すること
により、サブキャリアｆ_jの二次高調波成分が検出され
たときは衝突ありと判定し、受信ノード＃ｊに割り当て
られたサブキャリアｆ_jを検出しないときは衝突が存在
しないとして、ペイロード信号を送出し、受信ノード＃
ｊは、サブキャリア周波数ｆ_jが重畳されたプローブ信
号を受信すると送信ノードの送信波長に受信波長を同調
してペイロード信号の受信を開始することを特徴とす
る。

【００１２】これにより、固定波長送信／選択波長受信
方式の波長多重アクセス方式を実現できる。

【００１３】なお、複数個のノードがスターカプラを介
して接続された光ネットワークであることができ、スタ
ーカプラは、制御用スターカプラとネットワークスター
カプラとを含み、送信ノードは、プローブ信号を制御用
スターカプラに送出し、ペイロード信号をネットワーク
スターカプラに送出することができる。

【００１４】このようなスター型の光ネットワークに用
いることで、各ノードに全光信号パワーが均等に分配さ
れるため、衝突検出が易しくなる利点がある。

【００１５】本発明の第三の観点は、ノードの送信機で
あり、送信機は、受信ノード＃ｊにアクセスするに必要
な情報を担う信号でサブキャリアｆ_jを変調する手段
と、この変調信号により自ノードに割り当てられた送信
用波長の光源を変調して光リンクに送出する光信号送出
手段と、光ネットワーク上でアクセスの衝突があるか否
かを検出する衝突検出手段とを備え、前記衝突検出手段
は、光リンクより全光信号を受信して電気信号に変換す
るフォトディテクタと、周波数ｆ_LO＝｛ｃ（λ_i−
λ_k）／λ_i／λ_k｝＋２ｆ_j（ｋ＝１，２・・・・
ｍ，ｍは受信ノード＃ｊと通信中またはアクセスを開始
している送信ノードの数）の局部発振信号を出力する局
部発振器と、前記フォトディテクタからの電気信号に前
記局部発振信号を混合してホモダイン検波するミキサ
と、このミキサの出力のうち直流成分のみを通過させる
低域通過フィルタと、この低域通過フィルタの出力に対
してしきい値処理を行って衝突の判定を行う判定手段と
を備えることを特徴とする。

【００１６】光ネットワークは、複数個のノードが制御
用スターカプラとネットワークスターカプラとを介して
接続されたネットワークであり、光信号送出手段は、光
源からの送信信号を制御用スターカプラとネットワーク
スターカプラとに切り替える光スイッチを備え、この光
スイッチは、前記衝突検出手段からの制御信号により、
衝突を検出しないときには、ペイロードデータを載せた
光信号をネットワークスターカプラに送出し、衝突を検
出したときは、衝突が解消するまでプローブ信号の検出
を継続する方路に制御されることができる。

【００１７】このような構成により、精密な光周波数安
定方法が必要な局部光発振器を用いることなく、ＲＦ帯
の局部発振器を用いて衝突を検出することができるノー
ドの送信機を提供できる。

【００１８】

【作用】ネットワークのＮ個のノードには、送信用光源
波長としてλ_i（ｉ＝１，２，・・・Ｎ）と、ノードの
アドレスとしてそれぞれ異なる一つのマイクロ波帯のサ
ブキャリアの周波数ｆ_i（ｉ＝１，２，・・・Ｎ）が割
り当てられる。

【００１９】送信ノード＃ｉは受信ノード＃ｊにアクセ
スする場合、受信ノード＃ｊにアクセスするに必要な情
報、例えば送信先アドレス、送信波長、データフォーマ
ット等を担う信号（プローブ信号になる）により受信ノ
ードに割り当てられた周波数ｆ_jのサブキャリアを電気
的に変調し、この変調された信号により波長λ_iの送信
用光源のレーザ光を変調し、このレーザ出力光をプロー
ブ信号として、制御用スターカプラに送出する。

【００２０】送信ノードｉは、制御用スターカプラおよ
びネットワークスターカプラからの全光信号を衝突検出
回路に取り込んで、フォトディテクタで電気信号に変換
する。この電気信号と局部発振器からの送信光波長の周
波数差＋２ｆ_jのＲＦ帯局部発振信号とを混合して、サ
ブキャリアｆ_jの二次高調波成分のホモダイン検波を行
う。検波出力をしきい値処理することでサブキャリアｆ
_jの二次高調波成分が検出されたときは、衝突が存在す
ると判定し、アクセスを停止し、サブキャリアｆ_jの二
次高調波成分が検出されないときは衝突が存在しないと
判定してアクセスを続行し、ペイロード信号（ペイロー
ドデータが載った信号）をネットワークに送出する。

【００２１】受信ノードにおいては、サブキャリア周波
数ｆ_jのプローブ信号を受信した後、送信ノードを識別
して、送信ノードの送信波長に波長フィルタを同調して
ペイロードの受信を開始する。

【００２２】この本発明の方式では、衝突検出回路は、
光コヒーレント検波を行う必要がなくフォトディテクタ
で自乗検波（光電変換のみ）を行うだけで、マイクロ波
帯での処理で光リンク上で衝突が存在するか否かを検出
できるため、局部発振信号としての光信号を必要とせず
電気回路のみで回路構成が可能である。

【００２３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００２４】図３は、本発明実施例が適用される波長多
重アクセス方式（ＷＤＭＡ）のネットワークのアーキテ
クチャを示すものである。このネットワークは、複数Ｎ
個のノード（＃１〜＃Ｎ）３１がネットワークスターカ
プラ３４および制御用スターカプラ３５とそれぞれ上り
下りの一対の光ファイバ３６で結合された光ネットワー
クである。各ノードは、衝突検出回路を備えた送信機３
２と受信機３３を備える。ノードから送信されるプロー
ブ光信号およびペイロードデータの光信号のエネルギ
は、それぞれネットワークスターカプラ３４および制御
用スターカプラ３５によってネットワーク内の全ノード
に均等に分配される。各ノードは一対の送信機と受信機
とを備えている。なお、ネットワークスターカプラ３４
および制御用スターカプラ３５は図１と同じく受動スタ
ーカプラである。

【００２５】ここにおいて、本実施例は、光ネットワー
クのすべてのＮ個のノードに対して、送信用波長λ
_iと、ノードのアドレスとなるサブキャリア周波数ｆ_i
（ｉ＝１，２，・・・Ｎ）とをそれぞれ割り当て、送信
ノード＃ｉが受信ノード＃ｊへアクセスする場合、送信
ノード＃ｉは、受信ノード＃ｊにアクセスするに必要な
情報を担う信号によってサブキャリアｆ_jを変調し、こ
の変調信号により送信ノード＃ｉに割り当てられた送信
用波長λ_iの光源を変調してプローブ信号として光リン
クに送出し、光リンクより全光信号を受信して電気信号
に変換し、この変換された電気信号を局部発振器から出
力される周波数〔ｆ_LO＝｛ｃ（λ_i−λ_k）／λ_i／λ
_k｝＋２ｆ_j（ｋ＝１，２・・・・ｍ，ｍは受信ノード
＃ｊと通信中またはアクセスを開始している送信ノード
の数）〕の局部発振信号によって検波して、サブキャリ
アｆ_jの二次高調波成分を検出しサブキャリアｆ_jの二
次高調波成分が検出されたときは衝突ありと判定して、
アクセス制御を行うことを特徴とする。

【００２６】図４は、本実施例の送信機の構成を示すも
のであり、固定波長のレーザ光源４１は光スイッチ４５
を介してＮ×Ｎネットワークスターカプラ４７およびＮ
×Ｎ制御用スターカプラ４８に上り光ファイバ４９を介
して接続される。またＮ×Ｎネットワークスターカプラ
４７およびＮ×Ｎ制御用スターカプラ４８からの光信号
は衝突検出回路４６に導かれている。ＲＦ変調器（ＲＦ
ＭＯＤ）４２には、ベースバンドのアクセス用制御デー
タ４１１が変調信号として入力され、ＲＦ発振器（ＲＦ
Ｏｓｃ．）４３からのサブキャリアｆ_jが被変調信号と
して入力される。ＲＦ変調器４２の出力はペイロードデ
ータ４１２が入力される加算回路４４を介してレーザ光
源４１の変調入力として導かれる。衝突検出回路４６の
衝突検出の判定結果は光スイッチ４５の制御信号として
入力される。

【００２７】この送信機の動作を説明する。ＲＦ発振器
４３からの周波数ｆ_jのサブキャリアはＲＦ変調器４２
によって電気的に変調され、ベースバンドデータ（制御
用データ４１１、ペイロードデータ４１２）と電気的に
重畳された後、この信号によってレーザ光源４５を変調
する。変調された光信号のうちプローブ信号はＮ×Ｎ制
御用スターカプラ４８へ、ペイロード信号はＮ×Ｎネッ
トワークスターカプラ４７へ上り光ファイバ４９を介し
て送出される。

【００２８】なお、本実施例では、プローブ信号は主信
号であるベースバンドデータ（ペイロードデータ）に先
立って送信する動作で説明するが、両信号を同時に送信
し、受信側でペイロードデータの受信準備が完了するま
での間、ペイロードデータの信号に光学的な遅延を与え
るにより、両信号を同時に送信することも可能である。
この場合には光学的遅延回路が必要となるが、スターカ
プラの共用が可能であり、また送信ノードで光路切り替
えを行う必要がない利点がある。

【００２９】図５は、衝突検出回路４６の構成を示すも
のであり、この衝突検出回路は、光信号を電気信号に変
換するフォトディテクタ５３と、この光電変換された電
気信号が入力され、局部発振器５４からの局部発振信号
とが入力されるミキサ５５と、このミキサ５５の出力を
通過させて直流成分を抽出する低域通過フィルタ（ＬＰ
Ｆ）５６と、この低域通過フィルタ５６の出力から衝突
があるか否かを判定するしきい値処理回路５７と、この
しきい値処理回路５７の判定出力により、送信機の光ス
イッチを制御する駆動回路５８とを備える。

【００３０】Ｎ×Ｎネットワークスターカプラ４７およ
びＮ×Ｎ制御用スターカプラ４８から入力される光信号
エネルギは、フォトディテクタ５３で電気信号に変換さ
れる（この電気信号への変換は自乗検波である）。そし
てこの電気信号は、ミキサ５５において、局部発振器５
４からの周波数ｆ_LO ＝｛ｃ（λ_i−λ_k）／λ_i／λ
_k｝＋２ｆ_j（ｋ＝１，２，・・・・ｍ，ただしｍは受
信ノード＃ｊと通信中またはアクセスを開始している送
信ノードの数）のＲＦ局部発振信号を用いてホモダイン
検波を行い周波数２ｆ_jのサブキャリアの二次高調波成
分を抽出する。この検波信号を低域通過フィルタ５６に
よって直流成分のみを通過させた後、しきい値処理を行
い、その出力信号に応じて光スイッチ４５に対する駆動
信号を発生する。すなわちしきい値処理回路５７の出力
電気信号があるときのみ、衝突が存在しないと判定し
て、光スイッチ４５をＮ×Ｎ制御用スターカプラ４８か
らＮ×Ｎネットワークスターカプラ４７へ切り替えるた
めの駆動信号を駆動回路５８で発生させる。これにより
送信機からペイロードデータの光信号の送信が開始され
る。

【００３１】図６は、フォトディテクタ５３の自乗検波
の出力信号のＲＦスペクトルの例を示すものである。す
なわち、ｍ個のノードからノード＃ｊへアクセスがある
場合を考えると、波長がδλ_c（周波数差δｆ_cに相
当）だけ異なる二つのサブキャリア信号のＲＦスペクト
ルを_mＣ₂重畳したものとなる。なお、この図で、ｆ_b
はベースバンドのビットレート周波数を示す。

【００３２】したがって、この波長差に相当する周波数
δｆ_c＝｛ｃ（λ_i−λ_k）／λ_i／λ_k｝＋２ｆ_jの
局部発振信号とのホモダイン検波を行うと、その検波出
力の結果から衝突の相手がノード＃ｋであることを認識
できる。この局部発振信号の周波数は、ｋ＝１，２，・
・・・ｍの順で掃引するか、あるいは同時に発生するか
いずれの方法をとることができる。同時に発生する場合
は、局部発振器とミキサとをｍ個設け、同時にそれぞれ
のミキサに光信号を導き、ミキサでそれぞれ局部発振器
からの局部発振信号によりホモダイン検波を行うこと
で、どのノードからの光信号が現れているかを検出でき
る。この場合は、局部発振器とミキサはノード数分必要
となるが、局部発振器の発振周波数は固定でよいため、
その制御が簡単になる利点がある。

【００３３】しきい値判定におけるしきい値レベルは、
プローブ信号のパワーをＰ_P、局部発振信号のパワーを
Ｐ_Lとするとき、サブキャリアのパワーをＰとすると、
２Ｐ（２（Ｐ_P・Ｐ_L）^1/2）^1/2とし、それ以下のと
きには、衝突はないものとみなす。なお、このダイナミ
ックレンジは主な雑音である干渉によるビート雑音との
差で与えられるので、局部発振信号のパワーを上げるこ
とによって必要なダイナミックレンジを確保することが
可能である。

【００３４】ここで、例を挙げて説明する。例えば１１
個のノードがスターカプラで接続されたネットワークを
考える。この場合、チャネル数は１１であり、一つのノ
ードｊにアクセスするノード数ｍは最大１０である。こ
こで、チャネル間の周波数差を５ＧＨｚとし、ベースバ
ンド周波数ｆ_bを１．２４ＧＨｚと想定し、ノードｊに
割り当てられたサブキャリアの周波数ｆ_jを１．５ＧＨ
ｚとする。この周波数関係は、図６に示されるように、
ｆ_b＜ｆ_j＜δｆ_cの関係に設定される。したがって、
局部発振信号の周波数ｆ_LOは、ｋ＝１の場合は、５ＧＨ
ｚ＋３ＧＨｚであり、ｋ＝１０の場合は５３ＧＨｚとな
り、マイクロ波帯の局部発振器を用いる衝突検出回路を
構成することが可能である。

【００３５】ここで、周波数ｆ_jのサブキャリアプロー
ブ信号同士の衝突を検出し、プローブ信号の検出を中断
するアルゴリズムのフローチャートを図７に示す。この
フローチャートは、局部発振器で局部発振信号を掃引す
る場合の例である。

【００３６】この図７に示すアルゴリズムにしたがい、
送信機の衝突検出回路では以下の操作を行う。フォトデ
ィテクタ５３でプローブ光信号を電気信号に変換して自
乗検波した後、ミキサ５５でホモダイン検波し、低域通
過フィルタ５６で直流成分のみをろ波する。しきい値判
定では、サブキャリアのパワーをＰとすると、他にｆ_j
のサブキャリアが存在するときには出力の振幅は、２Ｐ
（２（Ｐ_P・Ｐ_L）^1/2）^1/2となるので、これをしき
い値とし、しきい値以上のときには、衝突が解消するま
でプローブ信号の検出を継続する。一方しきい値以下の
ときには、光スイッチ４５をＮ×Ｎネットワークスター
カプラ４７側になるように制御して光信号を送出する。

【００３７】図８は、受信機の構成を示すものである。
下り光ファイバ８０の光信号は、ファイバカプラ７９に
よって分岐され、一方は波長可変フィルタ７７を介して
フォトディテクタ７８に導かれる。また、他方は、送信
ノードを識別するためのサブキャリア復調回路７１に導
かれる。このサブキャリア復調回路７１は、入力光信号
を電気信号に変換するフォトディテクタ７２と、この電
気信号を局部発振器７３からのＲＦ局部発振信号と混合
して検波するミキサ７４と、この検波出力の直流成分を
通過させる低域通過フィルタ７５と、この低域通過フィ
ルタ７５の出力によってサブキャリアが担っている情報
から送信ノードを特定して、波長可変フィルタ７７を制
御する制御信号を出力するプロセッサ７６とを備えてい
る。

【００３８】この構成の動作を説明する。入力光信号の
エネルギの一部はファイバカプラ７９で分岐され、サブ
キャリア復調回路７１に導かれる。ここで、光信号はフ
ォトディテクタ７２で電気信号に変換した後、ミキサで
周波数ｆ_jのＲＦ局部発振信号を用いて、周波数ｆ_jの
サブキャリア成分をホモダイン検波し、低域通過フィル
タ７５によって直流成分のみを通過させた後、プロセッ
サ７６に送られ、制御信号処理が行われる。プロセッサ
７６は、サブキャリアの担っている情報から送信ノード
を特定し、これをもとに波長可変フィルタ７７の同調の
ための駆動信号を送出し、その受信波長を送信ノードの
光信号波長に同調して受信を行う。

【００３９】なお、本実施例では、光ネットワークとし
てスターカプラを用いる例で説明した。スターカプラを
用いると、全光信号パワーをノードに均等に分配できる
ので、各ノードにおいて、光信号から衝突検出がし易い
利点がある。しかし、本発明は、各ノードにおいて光リ
ンク上の全光信号から光信号の衝突検出を行うものであ
るため、各ノードで光リンク上の全チャネルの光信号を
取り入れることができるものであれば、ネットワークの
構成には拘束されるものではない。したがって、光ネッ
トワークがループ型あるいはバス型であっても、本発明
は実施できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、光信号
の衝突を検出することができるので、固定波長送信／波
長選択受信方式の光ネットワークにおける多重アクセス
方式を可能とした。また、光コヒーレント検波回路を用
いることなく、局部発振器としてＲＦ発振器を用いて光
信号の衝突を検出することができるため、実現性の高い
波長多重アクセス方式を提供できる。すなわち、光コヒ
ーレント検波では、高い周波数安定性を有する局部光発
振器（レーザ光源）が必要であるのに対して、このよう
な局部光発振器を必要としない利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】代表的な波長多重ネットワークアークテクチャ
を示すものであり、（ａ）は波長選択送信／固定波長受
信方式を、（ｂ）は固定波長送信／波長選択受信方式を
示す図。

【図２】従来の波長選択送信／固定波長受信方式におけ
る衝突防止回路付きの送信機の構成例を示す図。

【図３】本発明実施例が適用される波長多重アクセス方
式のネットワークアーキテチャを示す図。

【図４】本発明実施例の送信機の構成を示す図。

【図５】本発明実施例の衝突検出回路の構成を示す図。

【図６】自乗検波出力信号のＲＦスペクトラムを示す
図。

【図７】実施例衝突検出回路の動作を示すフローチャー
ト。

【図８】本発明実施例の受信機の構成を示す図。

【符号の説明】

１１ノード１２受動スターカプラ１３光ファイバ２１波長可変レーザ２２光スイッチ２３Ｎ×Ｎネットワーク受動スターカプラ２４Ｎ×Ｎ制御用受動スターカプラ２５ファイバカプラ２６フォトディテクタ（光コヒーレント検波を行う）２８積分器２９しきい値処理回路３１ノード３２送信機３３受信機３４ネットワークスターカプラ３５制御用スターカプラ３６光ファイバ４１レーザ光源４２ＲＦ変調器４３ＲＦ発振器４４加算回路４５光スイッチ４６衝突検出回路４７Ｎ×Ｎネットワークスターカプラ４８Ｎ×Ｎ制御用スターカプラ４９光ファイバ５３フォトディテクタ５４局部発振器５５ミキサ５６低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５７しきい値回路５８駆動回路７１サブキャリア復調回路７２フォトディテクタ７３局部発振器７４ミキサ７５低域通過フィルタ（ＬＰＦ）７６プロセッサ７７波長可変フィルタ７８フォトディテクタ７９ファイバカプラ８０下り光ファイバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の受信機および送信機を備えた複数
個のノードが光リンクで接続され、複数ノードが同時に
一つのノードにアクセスするアクセスの衝突があった場
合には全てのアクセスを拒否するアクセス制御方式をと
る光ネットワークでの衝突検出方法において、光ネットワークのすべてのＮ個のノードに対して、送信
用波長λ_iと、ノードのアドレスとなるサブキャリア周
波数ｆ_i（ｉ＝１，２，・・・Ｎ）とをそれぞれ割り当
て、送信ノード＃ｉが受信ノード＃ｊへアクセスする場合、送信ノード＃ｉは、受信ノード＃ｊにアクセスするに必
要な情報を担う信号によってサブキャリアｆ_jを変調
し、この変調信号により送信ノード＃ｉに割り当てられ
た送信用波長λ_iの光源を変調してプローブ信号として
光リンクに送出し、光リンクより全光信号を受信して電気信号に変換し、こ
の変換された電気信号を局部発振器から出力される周波
数〔ｆ_LO＝｛ｃ（λ_i−λ_k）／λ_i／λ_k｝＋２ｆ_j
（ｋ＝１，２・・・・ｍ，ｍは受信ノード＃ｊと通信中
またはアクセスを開始している送信ノードの数）〕の局
部発振信号によって検波して、サブキャリアｆ_jの二次
高調波成分を検出しサブキャリアｆ_jの二次高調波成分
が検出されたときは衝突ありと判定することを特徴とす
る光信号衝突検出方法。
【請求項２】一対の受信機および送信機を備えた複数
個のノードが光リンクで接続され、複数ノードが同時に
一つのノードにアクセスするアクセスの衝突があった場
合には全てのアクセスを拒否するアクセス制御方式をと
る光ネットワークでのアクセス制御方式において、ネットワークのすべてのＮ個のノードに対して、送信用
波長λ_iと、ノードのアドレスとなるサブキャリア周波
数ｆ_i（ｉ＝１，２，・・・Ｎ）を割り当て、送信ノード＃ｉが受信ノード＃ｊへアクセスする場合、送信ノード＃ｉは、受信ノード＃ｊにアクセスするに必
要な情報を載せたプローブ信号でサブキャリアｆ_jを変
調し、この信号により送信ノード＃ｉに割り当てられた
送信用波長λ_iを変調してプローブ信号として光リンク
に送出し、光リンクより全光信号を受信して電気信号に変換し、こ
の変換された電気信号に局部発振器から出力される周波
数〔ｆ_LO＝｛ｃ（λ_i−λ_k）／λ_i／λ_k｝＋２ｆ_j
（ｋ＝１，２，・・・・ｍ、但しｍは受信ノード＃ｊと
通信中またはアクセスを開始している送信ノードの
数）〕の局部発振信号によってサブキャリアｆ_jの二次
高調波成分を検波し、しきい値処理することにより、サ
ブキャリアｆ_jの二次高調波成分が検出されたときは衝
突ありと判定し、受信ノード＃ｊに割り当てられたサブキャリアｆ_jを検
出しないときは衝突が存在しないとして、ペイロード信
号を送出し、受信ノード＃ｊは、サブキャリア周波数ｆ_jが重畳され
たプローブ信号を受信すると送信ノードの送信波長に受
信波長を同調してペイロード信号の受信を開始すること
を特徴とする光ネットワークのアクセス制御方式。
【請求項３】複数個のノードがスターカプラを介して
接続された光ネットワークである請求項２記載の光ネッ
トワークのアクセス制御方式。
【請求項４】スターカプラは、制御用スターカプラと
ネットワークスターカプラとを含み、送信ノードは、プローブ信号を制御用スターカプラに送
出し、ペイロード信号をネットワークスターカプラに送
出する請求項３記載の光ネットワークのアクセス制御方
式。
【請求項５】一対の受信機および送信機を備えた複数
個のノードが光リンクで接続され、複数ノードが同時に
一つのノードにアクセスするアクセスの衝突があった場
合には全てのアクセスを拒否するアクセス制御方式であ
り、光ネットワークのすべてのＮ個のノードに対して、固定
の送信用光波長λ_iと、サブキャリア周波数ｆ_i（ｉ＝
１，２，・・・Ｎ）とが割り当てられた光ネットワーク
の送信機において、前記送信機は、受信ノード＃ｊにアクセスするに必要な情報を担う信号
でサブキャリアｆ_jを変調する手段と、この変調信号により自ノードに割り当てられた送信用波
長の光源を変調して光リンクに送出する光信号送出手段
と、光ネットワーク上でアクセスの衝突があるか否かを検出
する衝突検出手段とを備え、前記衝突検出手段は、前記光リンクより全光信号を受信して電気信号に変換す
るフォトディテクタと、周波数ｆ_LO＝｛ｃ（λ_i−λ_k）／λ_i／λ_k｝＋２ｆ
_j（ｋ＝１，２・・・・ｍ，ｍは受信ノード＃ｊと通信
中またはアクセスを開始している送信ノードの数）の局
部発振信号を出力する局部発振器と、前記フォトディテクタからの電気信号に前記局部発振信
号を混合してホモダイン検波するミキサと、このミキサの出力のうち直流成分のみを通過させる低域
通過フィルタと、この低域通過フィルタの出力に対してしきい値処理を行
って衝突の判定を行う判定手段とを備えることを特徴と
する送信機。
【請求項６】光ネットワークは、複数個のノードが制
御用スターカプラとネットワークスターカプラとを介し
て接続されたネットワークであり、光信号送出手段は、光源からの送信信号を制御用スター
カプラとネットワークスターカプラとに切り替える光ス
イッチを備え、この光スイッチは、前記衝突検出手段からの制御信号に
より、衝突を検出しないときには、ペイロードデータを
載せた光信号をネットワークスターカプラに送出し、衝
突を検出したときは、衝突が解消するまでプローブ信号
の検出を継続する方路に制御される請求項５記載の送信
機。