WO2017104075A1 - 光通信装置、制御信号生成回路、制御信号受信回路および光通信システム - Google Patents

光通信装置、制御信号生成回路、制御信号受信回路および光通信システム Download PDF

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WO2017104075A1
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signal
optical
station device
wavelength
slave station
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PCT/JP2015/085519
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French (fr)
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巨生 鈴木
芦田 哲郎
浩志 三浦
健一 名倉
隆志 西谷
明子 長沢
慶亮 土肥
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三菱電機株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/27Arrangements for networking
    • H04B10/272Star-type networks or tree-type networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/516Details of coding or modulation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60Receivers
    • H04B10/61Coherent receivers

Definitions

  • the present invention relates to an optical communication device, a control signal generation circuit, a control signal receiving circuit, and an optical communication system in an optical communication system that transmits and receives a control signal for controlling an optical wavelength.
  • An OLT which is an optical communication device and a master station device
  • ONUs Optical Network Units
  • ONUs are required to be colorless, that is, independent of light wavelength, in order to reduce costs. . For this reason, in a PtP WDM-PON system in operation, when a new ONU enters the system, that is, at the time of ONU entry, the OLT newly enters a free wavelength other than the optical wavelength already used for communication.
  • AMCC Advanced Management and Control Channel
  • a 1 MHz RF (Radio Frequency) pilot carrier with a modulation factor as low as 10% or less is superimposed on the main signal data so as not to affect the transmission characteristics of the main signal.
  • RF pilot tone scheme that carries control data modulated with OOK (On-Off-Keying) using a carrier at a data rate of 64 kbps to 128 kbps. For example, see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2.
  • Non-Patent Document 2 also proposes a specific circuit on the ONU side for transmitting and receiving an AMCC signal that is a signal transmitted by AMCC, that is, an AMCC circuit.
  • the AMCC circuit described in Non-Patent Document 2 superimposes the AMCC signal on the electrical signal of the main signal having a bit rate of 10 Gbps class by the RF pilot tone method, and converts the electrical signal after superimposing the AMCC signal into an optical signal. Then send.
  • the AMCC circuit described in Non-Patent Document 2 receives an optical signal on which an AMCC signal is superimposed, the AMCC circuit extracts a signal having a desired optical wavelength by a TF (tunable optical filter), and extracts the light having the extracted optical wavelength.
  • the AMCC signal is extracted from the electric signal after the signal is converted into the electric signal.
  • a coherent optical transmission technique that performs coherent detection that causes interference between local light serving as reference light and a received optical signal on the receiving side.
  • a signal transmitted by the coherent optical transmission technique is referred to as a coherent signal.
  • information can be transmitted using the frequency, phase, and the like of a carrier wave, so that a high transmission rate such as 100 Gbps can be realized.
  • Non-Patent Document 2 since the conventional AMCC circuit described in Non-Patent Document 2 is configured to superimpose the AMCC signal on the main signal, which is an electric signal, a high-speed electric signal is processed when a 100 Gbps class coherent signal is realized. A circuit is required. However, it is difficult to realize a circuit that processes such a high-speed electric signal, and the main signal may be affected by a delay or the like in the processing circuit. Non-Patent Document 2 does not disclose or suggest the configuration of the AMCC circuit in the case where a 100 Gbps class coherent optical transmission technology is used.
  • the present invention has been made in view of the above, and in a PtP WDM-PON system that transmits an optical signal at a high transmission rate, a control signal used for controlling an optical wavelength while suppressing an influence on a main signal.
  • An object of the present invention is to obtain an optical communication apparatus capable of superimposing a signal on a main signal.
  • the present invention provides a slave station device capable of changing the optical wavelength of an optical signal to be transmitted and the optical wavelength of an optical signal to be received, and a dedicated optical wavelength for each slave station device.
  • An optical communication device that performs communication using a data generation circuit that generates a data signal indicating control information for controlling an optical wavelength used in communication with a slave station device as an electrical signal, and a data signal
  • a carrier wave generation circuit that modulates the carrier wave based thereon and outputs the modulated carrier wave as a downlink control signal that is transmitted in the downlink direction from the optical communication apparatus to the slave station apparatus.
  • the optical communication apparatus according to the present invention further includes an optical intensity modulator that modulates optical intensity of a main signal, which is an optical signal transmitted to the slave station apparatus, based on a downlink control signal.
  • An optical communication device, a signal generation circuit, and an optical communication system according to the present invention are used for controlling an optical wavelength while suppressing an influence on a main signal in a PtP WDM-PON system that transmits an optical signal at a high transmission rate. There is an effect that the control signal can be superimposed on the main signal.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical communication system according to a first embodiment.
  • FIG. 1 The figure which shows the structural example of ONU of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a control circuit according to the first embodiment.
  • a flowchart showing an example of an OLT operation procedure when a new ONU is connected The figure for demonstrating the production
  • movement procedure in ONU which received the wavelength allocation result of Embodiment 1 The figure which shows an example of the production
  • FIG. The figure which shows the structural example of ONU concerning Embodiment 2.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an optical communication system according to a first embodiment of the present invention.
  • the optical communication system 100 includes an OLT 1 that is an optical communication device and a master station device, and ONUs 2-1 to 2-n that are optical communication devices and slave station devices.
  • n is an integer of 1 or more.
  • the OLT 1 is connected to the ONUs 2-1 to 2-n via the power splitter 3.
  • the power splitter 3 branches the optical signals received from the OLT 1 and outputs them to the optical fibers connected to the ONUs 2-1 to 2-n, and combines the optical signals received from the ONUs 2-1 to 2-n. Output to the optical fiber connected to.
  • An optical communication system 100 is a PtP WDM-PON system, and m optical wavelengths of ⁇ d1 to ⁇ dm are used for downlink communication from the OLT 1 to the ONUs 2-1 to 2-n. And k optical wavelengths of ⁇ u1 to ⁇ uk can be used for communication in the upstream direction, which is the direction toward the OLT 1. Also, the k optical wavelengths used for uplink communication and the m optical wavelengths used for downlink communication have different wavelength bands. m and k are each an integer of 2 or more, and m and k do not have to be equal, but an example in which m and k are equal will be described below.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the OLT 1 according to the first embodiment.
  • the OLT 1 performs communication using ONUs 2-1 to 2-n that can change the optical wavelength of the optical signal to be transmitted and the optical wavelength of the optical signal to be received, and a dedicated optical wavelength for each of the ONUs 2-1 to 2-n.
  • An optical communication device As shown in FIG. 2, the OLT 1 includes coherent transmitters 10-1 to 10-m, a wavelength multiplexer 11, an AMCC signal generation circuit 12, an AMCC signal reception circuit 13, a wavelength demultiplexer 14, a coherent receiver 15- 1 to 15-k, a wavelength control circuit 16, a processing circuit 17, and an upstream / downstream wavelength band separation filter 18.
  • the processing circuit 17 performs control on the OLT side according to the PON protocol, generates a control signal addressed to the ONUs 2-1 to 2-n according to the PON protocol as an electric signal, and sends it to the destination ONUs 2-1 to 2-n. Output to the corresponding coherent transmitters 10-1 to 10-m. Further, the processing circuit 17 performs processing according to the PON protocol based on the control signals transmitted from the ONUs 2-1 to 2-n input as electrical signals from the coherent receivers 15-1 to 15-k.
  • the above PON protocol is a control protocol used in a MAC (Media Access Control) layer, which is a sublayer of Layer 2, and is, for example, MPCP defined by IEEE (Institut of Electrical Engineering and Electronic Engineers). (Multi-Point Control Protocol), OAM (Operation Administration and Maintenance), PLOAM (Physical Layer OAM) and OMCC (ONU Management and Control) defined by ITU-T.
  • MPCP Media Access Control
  • OAM Operaation Administration and Maintenance
  • PLOAM Physical Layer OAM
  • OMCC ONU Management and Control
  • the processing circuit 17 outputs data addressed to the ONUs 2-1 to 2-n received from the host network (not shown) to the coherent transmitters 10-1 to 10-m as electric signals.
  • data addressed to the ONUs 2-1 to 2-n received from the host network (not shown) to the coherent transmitters 10-1 to 10-m as electric signals.
  • downlink data received from the upper network and addressed to the ONUs 2-1 to 2-n and uplink data transmitted from the ONU as will be described later are called main signals.
  • the main signal may include a control signal other than a control signal that is determined to be transmitted by AMCC.
  • the processing circuit 17 uses a free wavelength except for an optical wavelength already used for communication among the usable optical wavelengths as a new ONU. Assign to. As a method for assigning the optical wavelength, any method may be used as long as a free wavelength is assigned.
  • the processing circuit 17 outputs the upstream and downstream optical wavelengths assigned to the newly entered ONU to the AMCC signal generation circuit 12 as wavelength control information together with the identification information of the ONU.
  • the wavelength control circuit 16 may perform wavelength allocation to the ONU. If there is information to be transmitted by AMCC in addition to the wavelength control information, the processing circuit 17 outputs the information to the AMCC signal generation circuit 12.
  • the coherent transmitters 10-1 to 10-m generate an optical signal having one of the m optical wavelengths that can be used for downlink communication based on the electrical signal input from the processing circuit 17.
  • the coherent transmitters 10-1 to 10-m are optical transmitters that generate optical signals having different optical wavelengths.
  • the OLT 1 includes a coherent transmitter that generates optical signals having different optical wavelengths for each optical wavelength used in upstream communication. That is, the coherent transmitters 10-1 to 10-m convert the main signal input as an electrical signal into an optical signal and output it.
  • the optical signals generated by the coherent transmitters 10-1 to 10-m are 100 Gbps coherent signals.
  • the coherent transmitters 10-1 to 10-m generate optical signals of ⁇ d1 to ⁇ dm optical wavelengths, respectively.
  • a coherent signal is an optical signal generated on the assumption that it is received by coherent detection, and is, for example, an optical signal subjected to frequency modulation or phase modulation.
  • the coherent transmitters 10-1 to 10-m perform multilevel modulation including phase modulation and frequency modulation on an optical signal transmitted from a built-in light source based on an input electric signal. To generate and output an optical signal.
  • the coherent transmitters 10-1 to 10-m perform polarization multiplexing QPSK that performs polarization multiplexing of a signal subjected to QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), which is a kind of phase modulation.
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • the coherent transmitters 10-1 to 10-m include a light source and a modulator module.
  • an LN (LiNbO 3 : lithium niobate) modulator is used to generate two systems of QPSK modulation signals, and one of the two systems of QPSK modulation signals is polarized by a 90-degree polarization rotation element. It is possible to use a modulator that polarizes and multiplexes two systems of QPSK modulated signals by PBC (Polarization Beam Combiner) after rotating the signal 90 degrees.
  • the modulator module may further include a light intensity modulator such as a semiconductor optical amplifier SOA (Semiconductor Optical Amplifiers) or VOA (Variable Optical Attenuator) for loss adjustment.
  • SOA semiconductor optical amplifier
  • VOA Very Optical Attenuator
  • the wavelength multiplexer 11 multiplexes the optical signals output from the coherent transmitters 10-1 to 10-m and outputs them to the AMCC signal generation circuit 12. In other words, the wavelength multiplexer 11 generates a main signal that is an optical signal obtained by combining a plurality of optical signals respectively generated as optical signals having a plurality of optical wavelengths by the coherent transmitters 10-1 to 10-m. .
  • the AMCC signal generation circuit 12 that is a control signal generation circuit generates the optical signal output from the wavelength multiplexer 11 based on control information transmitted by AMCC such as wavelength control information output from the processing circuit 17.
  • the superimposed AMCC signal is superimposed and output to the upstream / downstream wavelength band separation filter 18. That is, the AMCC signal generation circuit 12 generates an optical signal in which a downlink AMCC signal that is a control signal transmitted in the downlink direction is superimposed on the main signal by optical intensity modulation.
  • the AMCC signal is a signal used for wavelength control of an optical wavelength used in communication between the OLT and the ONU. That is, the AMCC signal is a signal generated based on control information for controlling an optical wavelength used in communication between the OLT 1 and the ONUs 2-1 to 2-n.
  • the AMCC signal is superimposed on the main signal by the RF pilot tone method.
  • the degree of modulation at the time of superimposing the AMCC signal is set to about 10% or less, and does not affect the main signal characteristics, and is a level that can ensure sufficient transmission characteristics.
  • the modulation degree has the same definition as modulation index M described in Non-Patent Document 1. That is, the degree of modulation is 100 ⁇ (P max) , where P max , P min, and P average are the maximum, minimum, and average values of the envelope of the intensity of the optical signal after the AMCC signal is superimposed. ⁇ P min ) / P average %.
  • the frequency F C of the RF pilot carrier at RF pilot tone method is to be 1 MHz
  • the modulation method of AMCC signal is assumed to be OOK. Details of the AMCC signal generation method of the present embodiment will be described later.
  • the data rate of the AMCC signal and the frequency of the RF pilot carrier are based on the values described in Non-Patent Document 1, but the data rate of the AMCC signal and the frequency of the RF pilot carrier are the same. It is not limited. Further, the AMCC signal modulation method is not limited to OOK.
  • the AMCC signal generation circuit 12 includes a light intensity modulator 121, a data generation circuit 122, a carrier generation circuit 123, and a bias control circuit 124.
  • the data generation circuit 122 generates a data signal having a bit rate of about 64 kbps to 128 kbps based on information input from the processing circuit 17. That is, the data generation circuit 122 generates a data signal indicating wavelength control information, which is control information for controlling the optical wavelength used in communication with the ONUs 2-1 to 2-n, as an electrical signal.
  • a carrier generation circuit 123 which is a carrier generation circuit, generates an RF pilot carrier having a frequency F C , modulates the RF pilot carrier based on the data signal output from the data generation circuit 122, and outputs the modulated RF pilot carrier. That is, the carrier generation circuit 123 modulates a carrier, that is, a carrier wave based on the data signal, and outputs the modulated carrier as a downlink control signal that is transmitted in the downlink direction, that is, a downlink AMCC signal. As the modulation method, for example, OOK can be used as described above.
  • the bias control circuit 124 generates and outputs a bias current in order to control the amplification factor of the light intensity modulator 121 to an appropriate value. The bias current output from the bias control circuit 124 and the RF pilot carrier modulated based on the data signal output from the carrier generation circuit 123 are added and input to the light intensity modulator 121 as an electrical signal.
  • the light intensity modulator 121 modulates the intensity of the optical signal output from the wavelength multiplexer 11 based on the input electrical signal and outputs the optical signal. That is, the light intensity modulator 121 modulates the light intensity of the main signal, which is an optical signal transmitted to the ONUs 2-1 to 2-n, based on the downstream AMCC signal.
  • the light intensity modulator 121 is a linear light intensity modulator, and any optical modulator having a response speed equal to or higher than the RF pilot carrier frequency may be used.
  • SOA or VOA can be used as the light intensity modulator 121.
  • the upstream / downstream wavelength band separation filter 18 separates an optical signal in a wavelength band used for upstream communication and an optical signal in a wavelength band used for downstream communication.
  • the upstream / downstream wavelength band separation filter 18 outputs an optical signal in a wavelength band used for upstream communication, that is, an upstream optical signal to the AMCC signal receiving circuit 13, and outputs a wavelength band used for downstream communication.
  • An optical signal, that is, a downstream optical signal is sent to the optical fiber.
  • the optical signal transmitted from the upstream / downstream wavelength band separation filter 18 arrives at the ONUs 2-1 to 2-n via the optical fiber and the power splitter 3.
  • the AMCC signal receiving circuit 13 which is a control signal receiving circuit branches the optical signal output from the upstream / downstream wavelength band separation filter 18 into two, extracts the AMCC signal from one of the branched optical signals, and outputs the AMCC signal. The signal is converted into an electric signal, and the wavelength control information included in the AMCC signal is output to the wavelength control circuit 16. As will be described later, an AMCC signal is superimposed on a signal transmitted from the ONU. Further, the AMCC signal receiving circuit 13 outputs the other of the branched optical signals to the wavelength demultiplexer 14.
  • the AMCC signal reception circuit 13 includes an optical coupler 130, a BPF (Band Pass Filter) 131, a signal extraction circuit 132, a data reception circuit 133, and an orthogonal code generation circuit 134.
  • the optical coupler 130 divides the optical signal output from the upstream / downstream wavelength band separation filter 18 into two, outputs one to the wavelength demultiplexer 14, and outputs the other to the BPF 131.
  • the BPF 131 extracts an optical signal in a desired band from the optical signal output from the optical coupler 130, converts the optical signal into an electrical signal, and outputs the electrical signal to the signal extraction circuit 132. That is, the BPF 131 extracts from the optical signals received from the ONUs 2-1 to 2-n an upstream control signal superimposed on the optical signal, that is, an optical signal in a wavelength band corresponding to the upstream AMCC signal, and the extracted optical signal Is a filter that converts the signal into an electrical signal and outputs it.
  • the AMCC signal is spread by a spread code in each of the ONUs 2-1 to 2-n.
  • BPF131 as can be extracted all AMCC signal transmitted from the ONU 2-1 ⁇ 2-n, based on the frequency F C, wider than the spread signal spectrum diffused by the ONU 2-1 ⁇ 2-n extract Has a band.
  • the orthogonal code generation circuit 134 generates the same code as the orthogonal code generated in each ONU 2-1 to 2-n for each ONU 2-1 to 2-n.
  • the signal extraction circuit 132 performs despreading using a spreading code corresponding to the extraction target ONUs 2-1 to 2-n, thereby extracting an AMCC signal transmitted from the extraction target ONUs 2-1 to 2-n. . That is, the signal extraction circuit 132 performs a despreading process on the electrical signal output from the BPF 131 by using the same spreading code as the spreading code used in the spreading process in the ONU from which the AMCC signal is extracted. It is.
  • the data reception circuit 133 restores the information transmitted as the AMCC signal by performing demodulation corresponding to the modulation performed on the transmission side with respect to the AMCC signal extracted by the signal extraction circuit 132, and restores the restored information. Is output to the processing circuit 17. That is, the signal after despreading is demodulated.
  • the data reception circuit 133 outputs the wavelength control information to the wavelength control circuit 16 when the restored information is wavelength control information addressed to itself.
  • the wavelength control circuit 16 maintains the correspondence between the ONU identification information and the upstream and downstream optical wavelengths, and allows the coherent transmitter and the coherent receiver assigned to the ONU in communication to be in a state in which normal operation is possible. An active state is set, and a coherent transmitter and a coherent receiver that are not used for communication are set to a dormant state. Specifically, when the ONU is notified that the setting of the upstream and downstream optical wavelengths has been completed based on the wavelength control information output from the AMCC signal receiving circuit 13, a response is made based on the wavelength control information. The coherent transmitter and coherent receiver to be activated.
  • the wavelength control information transmitted from the ONU includes information indicating the upstream optical wavelength set by the ONU and information indicating the downstream optical wavelength set by the ONU.
  • the wavelength demultiplexer 14 separates the optical signal output from the AMCC signal receiving circuit 13 into a signal in a wavelength band corresponding to each optical wavelength used in the upstream direction, and corresponding coherent receivers 15-1 to 15-15. Output to -k respectively.
  • the coherent receivers 15-1 to 15-k perform demodulation corresponding to the modulation performed on the transmission side with respect to the optical signal having one of the k optical wavelengths usable for uplink communication. Then, the optical signal is converted into an electric signal and output to the processing circuit 17.
  • the coherent receivers 15-1 to 15-k correspond to optical signals having ⁇ u1 to ⁇ uk optical wavelengths, respectively.
  • the ONUs 2-1 to 2-k transmit 100 Gbps optical signals as will be described later.
  • the modulation method of the upstream optical signal is polarization multiplexed QPSK as in the downstream optical signal.
  • the coherent receivers 15-1 to 15-k for example, convert an optical signal of a corresponding optical wavelength, that is, a light source that generates local light, and an optical signal output from the wavelength demultiplexer 14 into a polarization state.
  • a polarization separator that separates polarization into two different signals, and first and second 90-degree optical hybrid circuits are provided.
  • the first and second 90-degree optical hybrid circuits are circuits that mix local light and signal light and detect I and Q signals that are orthogonal to each other.
  • the optical signal output from the wavelength demultiplexer 14 is branched into two, and one of the branched lights is input to the first 90-degree optical hybrid circuit. The other of the branched lights is input to the second 90-degree optical hybrid circuit.
  • One of the two signals having different polarization states separated by the polarization separator is input to the first 90-degree optical hybrid circuit, and the other is input to the second 90-degree optical hybrid circuit.
  • the coherent receivers 15-1 to 15-k further include a photoelectric conversion circuit including a photodiode and a transimpedance amplifier, an analog-digital converter, and a digital signal processing circuit.
  • a signal output from the hybrid circuit is converted into an electric signal by a photoelectric conversion circuit, converted into a digital signal by an analog-digital converter, and input to a digital signal processing circuit.
  • the digital signal processing circuit performs demodulation using the digital signal input from the analog-digital converter, and restores the transmitted main signal.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the ONU 2-n according to the first embodiment.
  • the configuration of the ONUs 2-1 to 2-n shown in FIG. 1 is the same, and the configuration and operation of the ONUs 2-1 to 2-n will be described below with the ONU 2-n as a representative.
  • the ONU 2-n includes an upstream / downstream wavelength band separation filter 21, an AMCC signal generation circuit 22, a coherent transmitter 23, a wavelength control circuit 24, a coherent receiver 25, an AMCC signal reception circuit 26, and a processing circuit 27. Is provided.
  • the processing circuit 27 performs control on the ONU side according to the PON protocol, generates a control signal addressed to the OLT 1 according to the PON protocol as an electric signal, and outputs it to the coherent transmitter 23. Further, processing according to the PON protocol is performed based on a control signal transmitted from the OLT 1 input as an electrical signal from the coherent receiver 25.
  • the processing circuit 27 outputs uplink data, which is data not addressed to the OLT 1 received from a terminal connected to the ONU and the like, to the coherent transmitter 23 as an electric signal.
  • the uplink data is the main signal as described above.
  • the processing circuit 27 outputs information that is determined to be transmitted by AMCC, such as wavelength control information, to the AMCC signal generation circuit 22.
  • the coherent transmitter 23 is a colorless coherent transmitter capable of changing the optical wavelength of an optical signal to be output.
  • the coherent transmitter 23 converts the electrical signal input from the processing circuit 27 into an optical signal and outputs the optical signal to the AMCC signal generation circuit 22.
  • the coherent transmitter 23 sets the optical wavelength of the optical signal output by itself to the optical wavelength notified from the wavelength control circuit 24.
  • the configuration and operation of the coherent transmitter 23 are the same as those of the coherent transmitters 10-1 to 10-m except that the optical wavelength can be changed, that is, the optical wavelength of the internal light source can be changed.
  • the optical signal generated by the coherent transmitter 23 is a 100 Gbps coherent signal and is subjected to polarization multiplexing QPSK.
  • the transmission rate and the modulation scheme are the same in the uplink direction and the downlink direction will be described, but the transmission rate and the modulation scheme may be different in the uplink direction and the downlink direction.
  • the AMCC signal generation circuit 22 which is a control signal generation circuit, superimposes an AMCC signal indicating information such as wavelength control information output from the processing circuit 27 on the optical signal output from the coherent transmitter 23. Output to the wavelength band separation filter 21.
  • the AMCC signal generation circuit 22 generates an optical signal in which an upstream control signal that is a control signal transmitted in the upstream direction, that is, an upstream AMCC signal is superimposed by optical intensity modulation. Further, the uplink AMCC signal is spread by using a spreading code unique to the ONUs 2-1 to 2-n with respect to the control information related to the wavelength control transmitted from the ONUs 2-1 to 2-n by the carrier that is the RF pilot carrier. This is a signal that has been processed.
  • the AMCC signal generation circuit 22 multiplies data indicating information such as wavelength control information output from the processing circuit 27 before superposition of the AMCC signal by a spreading code, and the multiplication code is multiplied.
  • An AMCC signal is generated by modulating the RF pilot carrier based on the data, and the generated AMCC signal is superimposed on the optical signal output from the coherent transmitter 23.
  • the spreading code is generated by a predetermined generation method, and different codes are used for the ONUs 2-1 to 2-n.
  • the spreading code used in this embodiment may be a code having a low correlation with other spreading codes.
  • a Gold sequence code or the like generally used for spectrum spreading as a code having high orthogonality. Can be used.
  • the AMCC signal generation circuit 22 includes a light intensity modulator 221, an orthogonal code generation circuit 222, a data generation circuit 223, a data diffusion circuit 224, a carrier generation circuit 225, and a bias control circuit 226.
  • the data generation circuit 223 generates and outputs a data signal having a bit rate of about 64 kbps to 128 kbps based on the information input from the processing circuit 27.
  • the orthogonal code generation circuit 222 generates a spreading code and outputs it to the data spreading circuit 224.
  • the data spreading circuit 224 performs spread spectrum processing by multiplying the data signal output from the data generation circuit 223 by a spreading code, and outputs the processed data signal to the carrier generation circuit 225.
  • the data spreading circuit 224 is a spreading circuit that performs spreading processing on the data signal using a spreading code unique to the ONU 2-n.
  • the carrier generation circuit 225 generates an RF pilot carrier having a frequency F C , modulates the RF pilot carrier based on the data signal output from the data spreading circuit 224, and outputs the modulated RF pilot carrier. That is, the carrier generation circuit 225 is a carrier generation circuit that modulates an RF pilot carrier based on a signal subjected to spreading processing, and outputs the modulated RF pilot carrier as an uplink AMCC signal transmitted in the uplink direction. . As the modulation method, for example, OOK can be used as described above.
  • the bias control circuit 226 generates and outputs a bias current in order to control the amplification factor of the light intensity modulator 221 to an appropriate value. The bias current output from the bias control circuit 226 and the RF pilot carrier modulated based on the data signal output from the carrier generation circuit 225 are added and input to the light intensity modulator 221 as an electrical signal.
  • the light intensity modulator 221 modulates the intensity of the optical signal output from the coherent transmitter 23 based on the input electrical signal, and outputs the optical signal.
  • the light intensity modulator 221 is a linear light intensity modulator similar to the light intensity modulator 121 of the OLT 1 and may be any optical modulator having a response speed equal to or higher than the RF pilot carrier frequency.
  • Optical amplifiers SOA and VOA can be used as the light intensity modulator 221.
  • the upstream / downstream wavelength band separation filter 21 separates an optical signal in a wavelength band used for upstream communication and an optical signal in a wavelength band used for downstream communication.
  • the upstream / downstream wavelength band separation filter 21 transmits an optical signal in a wavelength band used for upstream communication, that is, an upstream optical signal to an optical fiber, and an optical signal in a wavelength band used for downstream communication, That is, the downstream optical signal is output to the AMCC signal receiving circuit 26.
  • the optical signal transmitted from the upstream / downstream wavelength band separation filter 21 arrives at the OLT 1 via the optical fiber and the power splitter 3.
  • the AMCC signal receiving circuit 26 which is a control signal receiving circuit branches the optical signal output from the upstream / downstream wavelength band separation filter 21 into two, extracts an AMCC signal from one of the branched optical signals, and outputs the AMCC signal. The signal is converted into an electric signal, and the wavelength control information included in the AMCC signal is output to the wavelength control circuit 24. Further, the AMCC signal receiving circuit 26 outputs the other of the branched optical signals to the coherent receiver 25.
  • the AMCC signal reception circuit 26 includes an optical coupler 261, a BPF 262, and a data reception circuit 263.
  • the optical coupler 261 branches the optical signal output from the upstream / downstream wavelength band separation filter 21 into two, outputs one to the coherent receiver 25, and outputs the other to the BPF 262.
  • the BPF 262 is a filter that extracts an optical signal having a frequency F c from the optical signal output from the optical coupler 261, converts it to an electrical signal, and outputs the electrical signal to the data receiving circuit 263.
  • the data reception circuit 263 restores the information transmitted as the AMCC signal by performing demodulation corresponding to the modulation performed on the transmission side with respect to the AMCC signal which is an electrical signal output from the BPF 262. Information is output to the processing circuit 27. Further, when the restored information is wavelength control information, the data reception circuit 263 outputs the wavelength control information to the wavelength control circuit 24.
  • the wavelength control circuit 24 notifies the optical wavelength to be set to the coherent transmitter 23 and the coherent receiver 25 based on the wavelength control information notified from the OLT as an AMCC signal. Specifically, information indicating the upstream optical wavelength allocated to the ONU 2-n is notified to the coherent transmitter 23, and information indicating the downstream optical wavelength allocated to the ONU 2-n is transmitted to the coherent receiver 25. Notice.
  • the coherent receiver 25 is a colorless coherent receiver capable of changing the optical wavelength of the received optical signal.
  • the coherent receiver 25 demodulates the input optical signal corresponding to the modulation performed on the transmission side, converts the optical signal into an electrical signal, and outputs the electrical signal to the processing circuit 27.
  • the electrical signal input from the processing circuit 27 is converted into an optical signal and output to the AMCC signal generation circuit 22.
  • the coherent receiver 25 sets the optical wavelength of the optical signal received by itself to the optical wavelength notified from the wavelength control circuit 24.
  • the configuration and operation of the coherent receiver 25 are the same as those of the coherent receivers 15-1 to 15-k except that the optical wavelength can be changed, that is, the optical wavelength of the internal light source can be changed.
  • processing circuit 17 in the OLT 1 and the processing circuit 27 in the ONU 2-n will be described. Even if the processing circuit 17 and the processing circuit 27 are dedicated hardware, a CPU (Central Processing Unit, a central processing unit, a processing unit, a processing unit, a microprocessor, a microcomputer that executes a memory and a program stored in the memory is used. , A control circuit including a processor and a DSP (Digital Signal Processor).
  • CPU Central Processing Unit
  • processing unit central processing unit
  • processing unit a processing unit
  • microprocessor a microcomputer that executes a memory and a program stored in the memory
  • a control circuit including a processor and a DSP (Digital Signal Processor).
  • the memory is, for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory, etc.) Volatile semiconductor memories, magnetic disks, flexible disks, optical disks, compact disks, mini disks, DVDs (Digital Versatile Disks), and the like are applicable.
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • EPROM Erasable Programmable Read Only Memory
  • Volatile semiconductor memories volatile semiconductor memories, magnetic disks, flexible disks, optical disks, compact disks, mini disks, DVDs (Digital Versatile Disks), and the like are applicable.
  • processing circuit 17 and the processing circuit 27 are realized by dedicated hardware, these include, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination of these.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the control circuit according to the first embodiment.
  • the control circuit is, for example, the control circuit 200 having the configuration shown in FIG.
  • the control circuit 200 includes a processor 201 that is a CPU and a memory 202.
  • the processor 201 reads the program corresponding to the processing of the processing circuit 17 and the processing circuit 27 stored in the memory 202 and executes the program.
  • the memory 202 is also used as a temporary memory in each process executed by the processor 201.
  • the wavelength control circuit 16 the signal extraction circuit 132, the data reception circuit 133, the orthogonal code generation circuit 134, and the data generation circuit 122 of the OLT 1 may also be realized as dedicated hardware or provided with a CPU. It may be realized by the control circuit shown in FIG. Similarly, the wavelength control circuit 24, the data generation circuit 223, the data diffusion circuit 224, the orthogonal code generation circuit 222, and the data reception circuit 263 in the ONU 2-n may also be realized as dedicated hardware or a CPU. May be realized by the control circuit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation procedure of the OLT when a new ONU is connected.
  • the processing circuit 17 of the OLT 1 detects the connection of a new ONU (step S1), it assigns an optical wavelength to the ONU (step S2).
  • the OLT 1 assigns ⁇ uk for upstream communication and ⁇ dm for downstream communication to the ONU 2-n.
  • the OLT 1 is communicating with ONUs other than the ONU 2-n, and the coherent transmitters 10-1 to 10- (m-1) are used for communication.
  • the OLT 1 superimposes the wavelength assignment result, which is the result of assigning the optical wavelength, on the main signal as an AMCC signal and transmits it (step S3).
  • the processing circuit 17 outputs the downlink data as an electrical signal to the corresponding coherent transmitters 10-1 to 10- (m ⁇ 1).
  • This downlink data is, for example, downlink data destined for the ONU communicating with the OLT 1.
  • the processing circuit 17 outputs the wavelength assignment result to the AMCC signal generation circuit 12 as wavelength control information.
  • the coherent transmitters 10-1 to 10- (m ⁇ 1) generate optical signals based on the input electric signals, respectively, and the wavelength multiplexer 11 receives the coherent transmitters 10-1 to 10- (m ⁇ ).
  • the optical signals generated in 1) are combined and output to the AMCC signal generation circuit 12.
  • the AMCC signal generation circuit 12 superimposes the AMCC signal generated based on the wavelength control information output from the processing circuit 17 on the optical signal output from the wavelength multiplexer 11, that is, the main signal.
  • the main signal on which the AMCC signal is superimposed arrives at the ONUs 2-1 to 2-n via the upstream / downstream wavelength band separation filter 18, the optical fiber, and the power splitter 3.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an AMCC signal generation method and superposition method in the OLT 1 of the present embodiment.
  • the horizontal axis in FIG. 6 is time.
  • the first row of FIG. 6 shows the light intensity of the main signal output from the wavelength multiplexer 11.
  • FIG. 6 although shown by a straight line, the light intensity actually varies within this range, and
  • FIG. 6 shows an envelope of the light intensity of the main signal.
  • the second row in FIG. 6 shows an example of AMCC data, that is, a data signal generated by the data generation circuit 122.
  • the data rate that is the bit rate of the data signal is about 64 kbps to 128 kbps.
  • the example of FIG. 6 shows an example of a data signal when the information input to the data generation circuit 122 is “1001”.
  • the data signal is an electric signal that is at a high level when the information is “1” and at a low level when the information is “0”.
  • the third row in FIG. 6 shows an example of an AMCC signal generated by the carrier generation circuit 123 based on the data signal shown in the second row in FIG.
  • the sine wave shown in the figure represents an RF pilot carrier having a frequency F C.
  • the RF pilot carrier is turned on and the RF pilot carrier appears.
  • the data signal is at a low level, the RF pilot carrier is turned off and no RF pilot carrier appears.
  • the fourth row in FIG. 6 is a diagram showing an example of the main signal after the AMCC signal shown in the third row in FIG. 6 is superimposed, that is, an optical signal transmitted from OLT 1.
  • FIG. 6 is a schematic diagram that clearly the signals do not correspond to the actual data rate of the data signal, and the frequency F C.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of an operation procedure in the ONU 2-n that has received the wavelength assignment result.
  • the ONU 2-n receives the wavelength assignment result (step S11)
  • the ONU 2-n sets the optical wavelength used for uplink and downlink communications based on the wavelength assignment result (step S12).
  • the AMCC signal reception circuit 26 restores the wavelength assignment result that is the wavelength control information superimposed as the AMCC signal from the optical signal received from the OLT 1 and notifies the wavelength control circuit 24 of the result. .
  • the wavelength control circuit 24 notifies the allocated upstream optical wavelength ⁇ uk to the coherent transmitter 23 based on the wavelength allocation result, and notifies the allocated downstream optical wavelength ⁇ dm to the coherent receiver 25.
  • the coherent transmitter 23 and the coherent receiver 25 each set an optical wavelength based on the notification from the wavelength control circuit 24.
  • the ONUs other than the ONU 2-n also receive the optical signal transmitted in step S3. However, since the AMCC signal superimposed on the optical signal is not addressed to itself, the data receiving circuit 263 or the processing circuit 27 may Discard the signal.
  • the ONU 2-n superimposes an optical wavelength setting response, which is a response to the wavelength allocation result, on the main signal as an AMCC signal and transmits it to the OLT 1 (step S13).
  • an optical wavelength setting response indicating that the wavelength notified by the wavelength allocation result has been set. Is output to the AMCC signal generation circuit 22.
  • the optical wavelength setting response includes the upstream and downstream optical wavelengths notified by wavelength allocation. Any method may be used to determine that the setting of the optical wavelength in the coherent transmitter 23 and the coherent receiver 25 is completed.
  • the wavelength control circuit 24 transmits light to the coherent transmitter 23 and the coherent receiver 25.
  • the AMCC signal generation circuit 22 When the notification of the wavelength is completed, there is a method of notifying the processing circuit 27 to that effect, and the processing circuit 27 determines that the setting of the optical wavelength in the coherent transmitter 23 and the coherent receiver 25 has been completed.
  • the AMCC signal generation circuit 22 generates an AMCC signal based on the information output from the processing circuit 27, that is, an optical wavelength setting response, and outputs the AMCC signal superimposed on the main signal.
  • the optical signal in which the AMCC signal is redundant arrives at the OLT 1 via the upstream / downstream wavelength band separation filter 21, the optical fiber, and the power splitter 3.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an AMCC signal generation method in the OLT 2-n according to the present embodiment.
  • the horizontal axis in FIG. 8 indicates time.
  • the first row in FIG. 8 shows a data signal transmitted from the data generation circuit 223, that is, AMCC data.
  • the data signal has a data rate of about 64 kbps to 128 kbps.
  • T be the time corresponding to 1 bit in this data signal. That is, let T be the pulse width of one pulse in the data signal.
  • Each pulse of the data signal takes a high level or low level value according to the bit value of the information.
  • the data signal is at the high level at the portion indicated by T, and the data signal is at the low level before and after that.
  • the second row in FIG. 8 shows an example of the spread code sent out by the orthogonal code generation circuit 222.
  • the high level corresponds to 1
  • the orthogonal code generation circuit 222 generates a spread code corresponding to eight bit values “10110100” for each pulse width T.
  • the third row in FIG. 8 shows a signal after the data signal shown in the first row in FIG. 8 is spread by the data spreading circuit 224 using the spreading code shown in the second row in FIG.
  • the data spreading circuit 224 spreads the data signal by calculating a negative exclusive OR (XNOR) of the data signal and the spreading code.
  • XNOR negative exclusive OR
  • the carrier generation circuit 225 modulates the RF pilot carrier based on the signal spread by the data spreading circuit 224 to generate an AMCC signal.
  • the method of modulating the RF pilot carrier by the carrier generation circuit 225 and the method of superimposing the AMCC signal on the main signal are the same as those of the downlink AMCC signal.
  • step S5 when the OLT 1 receives a wavelength setting response from the ONU 2-n (step S4), the OLT 1 sets an optical wavelength corresponding to the ONU 2-n (step S5).
  • the BPF 131 of the AMCC signal receiving circuit 13 receives the optical signal transmitted in step S13 in FIG. 7 via the upstream / downstream wavelength band separation filter 18, and the frequency F C is determined from the received optical signal.
  • the signal extraction circuit 132 performs despreading from the electrical signal input from the BPF 131, that is, the AMCC signal, using a spreading code corresponding to the ONU 2-n that is the extraction target ONU.
  • the upstream optical signal includes a signal transmitted from an ONU other than the ONU 2-n, and the BPF 131 also extracts an AMCC signal transmitted from an ONU other than the ONU 2-n.
  • different spreading codes are used for the ONUs 2-1 to 2-n, and despreading is performed using spreading codes corresponding to the ONUs 2-1 to 2-n in the OLT 1 on the receiving side.
  • the AMCC signal transmitted from each ONU 2-1 to 2-n can be separated.
  • the data receiving circuit 133 demodulates the AMCC signal transmitted from the ONU 2-n, restores the wavelength assignment response, outputs the wavelength assignment response to the processing circuit 17, and outputs the upstream optical wavelength ⁇ included in the wavelength assignment response.
  • the wavelength control circuit 16 is notified of uk and the downstream optical wavelength ⁇ dm .
  • Wavelength control circuit 16 based on the light wavelength notified from the data receiving circuit 133, the coherent transmitter 10-m and the uplink coherent receiver corresponding to the light wavelength lambda uk corresponding to optical wavelength lambda dm downlink 15 Make k active.
  • the operation of wavelength allocation to the newly connected ONU 2-n by the OLT 1 is completed. Thereafter, the OLT 1 and the ONU 2-n perform communication using the assigned optical wavelength.
  • the AMCC signal is not superimposed on the main signal in the electric signal, but the AMCC signal is superimposed on the main signal generated as an optical signal by optical intensity modulation.
  • the influence on the main signal can be suppressed and the AMCC signal can be superimposed on the main signal.
  • the ONU side when an AMCC signal is superimposed on an electrical signal, if the AMCC signal is superimposed on an optical signal of any optical wavelength before the wavelength is assigned to the ONU, the ONU side includes a TF (Tunable Filter), Until the AMCC signal has a superimposed wavelength, the TF extraction range is moved in a wide wavelength range, that is, wavelength sweeping is performed. Therefore, time is required for reception processing, and wavelength control cannot be performed efficiently.
  • the OLT 1 superimposes the AMCC signal on the main signal obtained by combining the optical signals of all the optical wavelengths used for communication, so the ONU side uses TF. Therefore, it is not necessary to perform wavelength sweeping, it is only necessary to extract a signal corresponding to the RF carrier frequency, and reception processing and wavelength control can be performed efficiently.
  • each ONU spreads the AMCC signal using a different spreading code. For this reason, the OLT 1 can simultaneously receive a plurality of AMCC signals carried by RF pilot carriers having the same frequency from a plurality of ONUs, and extract an AMCC signal corresponding to the extraction target ONU from the received AMCC. be able to.
  • FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the OLT 1a according to the second embodiment of the present invention.
  • the optical communication system according to the present embodiment is different from the optical communication system 100 according to the first embodiment in that OLT 1 is replaced with OLT 1a, and ONUs 2-1 to 2-n are replaced with ONUs 2a-1 to 2a-n.
  • OLT 1 is replaced with OLT 1a
  • ONUs 2-1 to 2-n are replaced with ONUs 2a-1 to 2a-n.
  • ONUs 2-1 to 2-n are replaced with ONUs 2a-1 to 2a-n.
  • the OLT 1a includes coherent transmitters 10a-1 to 10a each incorporating an ACC signal generation circuit 12a instead of the coherent transmitters 10-1 to 10-m according to the first embodiment. -M provided.
  • the light intensity modulator is arranged outside the coherent transmitter. In this embodiment, an example in which the light intensity modulator is arranged inside the coherent transmitter will be described.
  • Each of the coherent transmitters 10a-1 to 10a-m includes a light source 80, a modulation unit 81, and an AMCC signal generation circuit 12a.
  • the coherent transmitters 10a-1 to 10a-m are optical transmitters that generate optical signals having different optical wavelengths.
  • the OLT 1a includes a coherent transmitter that generates optical signals having different optical wavelengths for each optical wavelength used in upstream communication.
  • the light sources 80 of the coherent transmitters 10a-1 to 10a-m are light sources corresponding to ⁇ d1 to ⁇ dm , respectively, and are the same as the light sources included in the coherent transmitters 10-1 to 10-m described in the first embodiment. It is.
  • the modulator module 19 includes components other than the light intensity modulator 121a in the AMCC signal generation circuit 12a in addition to the modulation modules included in the coherent transmitters 10-1 to 10-m described in the first embodiment.
  • a normal modulator module that is, a loss adjustment provided in the modulator module in the coherent transmitters 10-1 to 10-m described in the first embodiment is usually used.
  • a light intensity modulator such as SOA or VOA to be mounted is used. Therefore, the light intensity modulator 121a is used for loss adjustment and is also used as the light intensity modulator 121 of the AMCC signal generation circuit 12 described in the first embodiment.
  • the loss adjustment similar to that of a normal modulation module can be realized by the bias control circuit 124 adjusting the bias current.
  • the wavelength multiplexer 11 multiplexes the optical signals after the superposition of the AMCC signals output from the coherent transmitters 10 a-1 to 10 a-m and outputs them to the upstream / downstream wavelength band separation filter 18. In other words, the wavelength multiplexer 11 multiplexes the optical signals modulated by the optical intensity modulators 121a in the coherent transmitters 10a-1 to 10a-m.
  • the configuration and operation of the AMCC signal generation circuit 12a are the same as the configuration and operation of the AMCC signal generation circuit 12 of the first embodiment.
  • the optical signal input to the AMCC signal generation circuit 12a is not a combined optical signal but an optical signal of each upstream optical wavelength.
  • the coherent transmitters 10a-1 to 10a-m convert the input electric signal to the polarization multiplexed QPSK or the like by the light source 80 and the modulator 81. Is converted to an optical signal.
  • the optical signal output from the modulator 81 is input to the AMCC signal generation circuit 12a.
  • the AMCC signal generation circuit 12a superimposes the AMCC signal on the input optical signal, that is, the main signal before being combined, as in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the ONU 2a-n according to the present embodiment.
  • the ONU 2a-1 to ONU 2a-n have the same configuration.
  • the ONU 2a-n will be described as an example.
  • the ONU 2a-n includes a coherent transmitter 23a including an AMCC signal generation circuit 22a instead of the coherent transmitter 23 of the ONU 2-n of the first embodiment.
  • the coherent transmitter 23a is an optical transmitter that generates an optical signal that is a main signal, and includes a light source 82, a modulator 83, and an AMCC signal generation circuit 22a.
  • the wavelength of the light source 82 can be changed.
  • the modulator 82 and the AMCC signal generation circuit 22a constitute a modulator module 84.
  • the modulator module 84 is obtained by adding components other than the light intensity modulator 221a in the AMCC signal generation circuit 22a to the modulation module provided in the coherent transmitter 23 described in the first embodiment.
  • the light intensity modulator 221a of the AMCC signal generation circuit 22a includes an SOA, a VOA ordinarily mounted for loss adjustment included in a normal modulator module, that is, the modulator module in the coherent transmitter 23 described in the first embodiment.
  • a light intensity modulator such as is used. Therefore, the light intensity modulator 221a is used for loss adjustment and also as the light intensity modulator 121 of the AMCC signal generation circuit 22 described in the first embodiment.
  • the OLT 1 superimposes the AMCC signal on the optical signal of each optical wavelength and then combines and transmits the optical signal to the ONUs 2-1 to 2-n, but is superimposed on the optical signal of each wavelength.
  • the AMCC signal is the same, and the combined optical signal is a signal equivalent to the signal in which the AMCC signal is superimposed after combining in the first embodiment. Therefore, the ONUs 2-1 to 2-n can extract AMCC signals by the same operation as in the first embodiment.
  • both the OLT 1 and the ONUs 2-1 to 2-n incorporate the AMCC signal generation circuit in the coherent transmitter, but either one of the OLT 1 and the ONUs 2-1 to 2-n. May include an AMCC signal generation circuit in the coherent transmitter, and the other may include an AMCC signal generation circuit separately from the coherent transmitter as in the first embodiment.
  • the AMCC signal generation circuit is built in the coherent transmitter. For this reason, it is possible to superimpose the AMCC signal using SOA or VOA that is usually mounted for loss adjustment in the modulator module. For this reason, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and it is not necessary to newly mount an optical modulator outside the coherent transmitter.
  • the OLT and the ONU device can be manufactured at low cost, Miniaturization is possible.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

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Abstract

本発明にかかるOLT(1)は、送信する光信号の光波長および受信する光信号の光波長を変更可能なONUとONUごとに専用の光波長を用いて通信を行い、ONUとの間の通信で用いる光波長を制御するための制御情報を示すデータ信号を電気信号として生成するデータ生成回路(122)と、データ信号に基づいて搬送波を変調し、変調後の搬送波を、下り方向に送信されるAMCC信号として出力するキャリア生成回路(123)と、ONUへ送信する光信号である主信号を、AMCC信号に基づいて光強度変調する光強度変調器(121)と、を備える。

Description

光通信装置、制御信号生成回路、制御信号受信回路および光通信システム
 本発明は、光波長を制御するための制御信号を送受信する光通信システムにおける光通信装置、制御信号生成回路、制御信号受信回路および該光通信システムに関する。
 光通信装置であり親局装置であるOLT(Optical Line Terminal Unit)と光通信装置であり子局装置である複数のONU(Optical Network Unit)とが、ONUごとの専用の光波長を用いて通信するポイント-トゥ-ポイント(PtP) WDM-PON(Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network)システムでは、低コスト化を実現するために、ONUは、カラーレスすなわち光波長無依存であることが要求されている。このため、運用中のPtP WDM-PONシステムにおいて、新たなONUがシステムに参入した場合、すなわちONUエントリ時に、OLTは、既に通信に使用中の光波長以外の空き波長を、新たにエントリしたONUとの間の通信用波長としてアサインする必要がある。従来のPtP WDM-PONシステムでは、ONUエントリ時の波長制御および運用中の監視制御を実施するためのデータを送受信する専用の制御チャネルとして、AMCC(Auxiliality Management and Control Channel)が提供されている。
 AMCCの伝送方式としては、主信号データ上に、主信号の伝送特性に影響を与えない程度、例えば10%以下の低い変調度の1MHzのRF(Radio Frequency)パイロットキャリアを重畳し、このRFパイロットキャリアを用いて64kbps~128kbpsのデータレートでOOK(On-Off-Keying)変調された制御データを搬送するRFパイロットトーン方式が提案されている。例えば、非特許文献1および非特許文献2を参照されたい。
 また、非特許文献2には、AMCCにより伝送される信号であるAMCC信号を送受信するためのONU側の具体的な回路、すなわちAMCC回路についても提案されている。非特許文献2に記載のAMCC回路は、10Gbps級のビットレートを持つ主信号の電気信号に、RFパイロットトーン方式によりAMCC信号を重畳し、AMCC信号を重畳した後の電気信号を光信号に変換して送信する。また、非特許文献2に記載のAMCC回路は、AMCC信号が重畳された光信号を受信すると、TF(チューナブル光フィルタ)にて所望の光波長の信号を抽出し、抽出した光波長の光信号を電気信号に変換後に電気信号からAMCC信号を抽出する。
INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION TELECOMMUNICATION STANDARDIZATION SECTOR,"Draft Amendment 1 to Recommendation ITU-T G.989.2(2014)(for Consent, 3 July 2015)",July 2015 Klaus Grobe,Harald Rohde,Klaus Pulverer,"AMCC(Auxiliary Management and Control Channel)",FSAN Meeting Q2/2014,May 2014,Stuttgart
 光通信システムにおいて100Gbps級などの高速な伝送速度を実現するための技術として、受信側において参照光となるローカル光と受信した光信号とを干渉させるコヒーレント検波を行うコヒーレント光伝送技術がある。以下、コヒーレント光伝送技術により伝送される信号をコヒーレント信号と呼ぶ。コヒーレント光伝送技術では、搬送波の周波数、位相などを用いて情報を伝送することができるため、100Gbps級などの高速な伝送速度を実現することができる。
 しかしながら、非特許文献2に記載の従来のAMCC回路では、AMCC信号を電気信号である主信号に重畳する構成のため、100Gbps級のコヒーレント信号を実現する場合には、高速な電気信号を処理する回路が必要となる。しかしながら、このように高速な電気信号を処理する回路を実現することは難しく、処理回路において遅延などにより主信号に影響が生じる可能性がある。また、非特許文献2には、100Gbps級のコヒーレント光伝送技術を用いる場合のAMCC回路の構成について開示も示唆もされていない。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高速な伝送速度の光信号を伝送するPtP WDM-PONシステムにおいて、主信号への影響を抑制して光波長の制御に用いられる制御信号を主信号へ重畳することができる光通信装置を得ることを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、送信する光信号の光波長および受信する光信号の光波長を変更可能な子局装置と子局装置ごとに専用の光波長を用いて通信を行う光通信装置であって、子局装置との間の通信で用いる光波長を制御するための制御情報を示すデータ信号を電気信号として生成するデータ生成回路と、データ信号に基づいて搬送波を変調し、変調後の搬送波を、光通信装置から子局装置へ向かう方向である下り方向に送信される下り制御信号として出力する搬送波生成回路と、を備える。また、本発明にかかる光通信装置は、子局装置へ送信する光信号である主信号を、下り制御信号に基づいて光強度変調する光強度変調器、を備える。
 本発明にかかる光通信装置、信号生成回路および光通信システムは、高速な伝送速度の光信号を伝送するPtP WDM-PONシステムにおいて、主信号への影響を抑制して光波長の制御に用いられる制御信号を主信号へ重畳することができるという効果を奏する。
実施の形態1にかかる光通信システムの構成例を示す図 実施の形態1のOLTの構成例を示す図 実施の形態1のONUの構成例を示す図 実施の形態1の制御回路の構成例を示す図 新規ONUが接続された場合のOLTの動作手順の一例を示すフローチャート 実施の形態1のOLTにおけるAMCC信号の生成方法および重畳方法を説明するための図 実施の形態1の波長割当て結果を受信したONUにおける動作手順の一例を示すフローチャート 実施の形態1のONUにおけるAMCC信号の生成方法の一例を示す図 実施の形態2にかかるOLTの構成例を示す図 実施の形態2にかかるONUの構成例を示す図
 以下に、本発明の実施の形態にかかる光通信装置、制御信号生成回路、制御信号受信回路および光通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
 図1は、本発明の実施の形態1にかかる光通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態の光通信システム100は、光通信装置であり親局装置であるOLT1と、光通信装置であり子局装置であるONU2-1~2-nを備える。nは1以上の整数である。OLT1は、パワースプリッタ3を介してONU2-1~2-nと接続される。パワースプリッタ3は、OLT1から受信した光信号を分岐してONU2-1~2-nに接続する光ファイバへ各々出力し、ONU2-1~2-nから受信した光信号を合波してOLT1に接続する光ファイバへ出力する。
 本実施の形態の光通信システム100は、PtP WDM-PONシステムであり、OLT1からONU2-1~2-nへ向かう方向である下り方向の通信に、λd1~λdmのm個の光波長を使用可能であり、OLT1へ向かう方向である上り方向の通信にλu1~λukのk個の光波長を使用可能である。また、上り方向の通信に用いられるk個の光波長と、下り方向の通信に用いられるm個の光波長とは、波長帯が異なる。m、kは、それぞれ2以上の整数であり、mとkは等しくなくてもよいが、以下では、mとkが等しい例を説明する。
 図2は、実施の形態1のOLT1の構成例を示す図である。OLT1は、送信する光信号の光波長および受信する光信号の光波長を変更可能なONU2-1~2-nと、ONU2-1~2-nごとに専用の光波長を用いて通信を行う光通信装置である。図2に示すように、OLT1は、コヒーレント送信器10-1~10-m、波長合波器11、AMCC信号生成回路12、AMCC信号受信回路13、波長分波器14、コヒーレント受信器15-1~15-k、波長制御回路16、処理回路17および上り下り波長帯分離フィルタ18を備える。
 処理回路17は、PONプロトコルに従ったOLT側の制御を行い、PONプロトコルに従ったONU2-1~2-n宛ての制御信号を電気信号として生成し、宛先のONU2-1~2-nに対応するコヒーレント送信器10-1~10-mへ出力する。また、処理回路17は、コヒーレント受信器15-1~15-kから電気信号として入力されるONU2-1~2-nから送信された制御信号に基づいてPONプロトコルに従った処理を実施する。
 なお、上記のPONプロトコルとは、レイヤ2の副層であるMAC(Media Access Control)層等で用いられる制御用プロトコルであって、例えばIEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)で規定されているMPCP(Multi-point Control Protocol)、OAM(Operation Administration and Maintenance)、ITU-Tで規定されているPLOAM(Physical Layer OAM)、OMCC(ONU Management and Control Channel)等のことである。
 また、処理回路17は、図示しない上位ネットワークから受信したONU2-1~2-n宛てのデータを電気信号としてコヒーレント送信器10-1~10-mへ出力する。本実施の形態では、上位ネットワークから受信したONU2-1~2-n宛てのデータである下りデータ、および後述するようにONUから送信される上りデータを主信号と呼ぶ。なお、主信号として、AMCCにより送信することが定められている制御信号以外の制御信号を含むようにしてもよい。
 また、処理回路17は、ONUとの通信中に、新たなONUが接続された場合に、使用可能な光波長のうち、既に通信に使用中の光波長を除いた空き波長を、新たなONUへ割当てる。光波長の割当て方法は、空き波長を割当てていく方法であればどのような方法を用いてもよい。処理回路17は、新たにエントリしたONUに割り当てた上りおよび下りの光波長を、該ONUの識別情報とともに波長制御情報としてAMCC信号生成回路12へ出力する。また、ここでは、処理回路17がONUへの波長割当てを行う例を説明したが、波長制御回路16がONUへの波長割当てを行ってもよい。処理回路17は、波長制御情報以外にもAMCCにより送信する情報がある場合には該情報をAMCC信号生成回路12へ出力する。
 コヒーレント送信器10-1~10-mは、処理回路17から入力される電気信号に基づいて、下り通信に使用可能なm個の光波長のうちの1つの光波長の光信号を生成する。コヒーレント送信器10-1~10-mは、それぞれが異なる光波長の光信号を生成する光送信器である。このように、OLT1は、それぞれが異なる光波長の光信号を生成するコヒーレント送信器を上り方向の通信で用いる光波長ごとに備える。すなわち、コヒーレント送信器10-1~10-mは、電気信号として入力された主信号を光信号に変換して出力する。本実施の形態では、コヒーレント送信器10-1~10-mが生成する光信号は100Gbpsのコヒーレント信号である。コヒーレント送信器10-1~10-mは、それぞれλd1~λdm光波長の光信号を生成する。コヒーレント信号とは、コヒーレント検波により受信されることを前提として生成される光信号であり、例えば、周波数変調または位相変調が施された光信号である。
 具体的には、コヒーレント送信器10-1~10-mは、入力される電気信号に基づいて、内蔵する光源から送出される光信号に対して位相変調、周波数変調などを含む多値変調を施すことにより光信号を生成して出力する。例えば、コヒーレント送信器10-1~10-mは、位相変調の一種であるQPSK(Quadrature Phase Shift Keying:四位相偏移変調)を施した信号を偏波多重する偏波多重QPSKを実施する。コヒーレント送信器10-1~10-mは、光源と、変調器モジュールとを備える。変調器モジュールとしては、LN(LiNbO3:ニオブ酸リチウム)変調器を用いて2系統のQPSK変調信号を生成し、2系統のQPSK変調信号のうちの一方を90度偏波回転素子により偏波面を90度回転させた後に2系統のQPSK変調信号をPBC(Polarization Beam Combiner)により偏波多重する変調器を用いることができる。また、変調器モジュールは、さらに損失調整のために半導体型光増幅器SOA(Semiconductor Optical Amplifiers)、VOA(Variable Optical Attenuator)などの光強度変調器を備えていてもよい。なお、コヒーレント送信器10-1~10-mが施す変調方式、およびコヒーレント送信器10-1~10-mが生成する光信号の伝送速度は上述した例に限定されない。
 波長合波器11は、コヒーレント送信器10-1~10-mから出力される光信号を合波してAMCC信号生成回路12へ出力する。すなわち、波長合波器11は、コヒーレント送信器10-1~10-mにより複数の光波長の光信号としてそれぞれ生成された複数の光信号が合波された光信号である主信号を生成する。
 制御信号生成回路であるAMCC信号生成回路12は、波長合波器11から出力された光信号に対して、処理回路17から出力された波長制御情報などのAMCCにより送信する制御情報に基づいて生成されたAMCC信号を重畳して上り下り波長帯分離フィルタ18へ出力する。すなわち、AMCC信号生成回路12は、下り方向に送信される制御信号である下りAMCC信号が光強度変調により主信号に重畳された光信号を生成する。AMCC信号は、OLTとONUとの間の通信で用いる光波長の波長制御等のために用いられる信号である。すなわち、AMCC信号は、OLT1とONU2-1~2-nとの間の通信で用いる光波長を制御するための制御情報に基づいて生成される信号である。
 本実施の形態では、AMCC信号は、RFパイロットトーン方式により主信号に重畳される。ここで、AMCC信号を重畳する際の変調度は、10%程度以下とし、主信号特性に影響を与えず、かつ十分な伝送特性を確保できるレベルとする。なお、変調度は、非特許文献1に記載されているmodulation index Mと同じ定義である。すなわち、変調度は、AMCC信号が重畳された後の光信号の強度の包絡線の最大値、最小値および平均値を、それぞれPmax、PminおよびPaverageとするとき、100×(Pmax-Pmin)/Paverage%である。また、本実施の形態では、RFパイロットトーン方式におけるRFパイロットキャリアの周波数FCは1MHzであるとし、AMCC信号の変調方式はOOKであるとする。本実施の形態のAMCC信号の生成方法の詳細については後述する。なお、本実施の形態では、AMCC信号のデータレートとRFパイロットキャリアの周波数は非特許文献1に記載される値に準拠しているが、AMCC信号のデータレートとRFパイロットキャリアの周波数はこれに限定されない。また、AMCC信号の変調方式は、OOKに限定されない。
 AMCC信号生成回路12は、光強度変調器121、データ生成回路122、キャリア生成回路123およびバイアス制御回路124を備える。データ生成回路122は、処理回路17から入力される情報に基づいて64kbps~128kbps程度のビットレートを持つデータ信号を生成する。すなわち、データ生成回路122は、ONU2-1~2-nとの間の通信で用いる光波長を制御するための制御情報である波長制御情報を示すデータ信号を電気信号として生成する。
 搬送波生成回路であるキャリア生成回路123は、周波数FCのRFパイロットキャリアを生成し、データ生成回路122から出力されるデータ信号に基づいてRFパイロットキャリアを変調して出力する。すなわち、キャリア生成回路123は、データ信号に基づいてキャリアすなわち搬送波を変調し、変調後のキャリアを、下り方向に送信される下り制御信号すなわち下りのAMCC信号として出力する。変調方式は、上述したように例えばOOKを用いることができる。バイアス制御回路124は、光強度変調器121の増幅率を適切な値に制御するためにバイアス電流を生成して出力する。バイアス制御回路124から出力されるバイアス電流と、キャリア生成回路123から出力されるデータ信号に基づいて変調されたRFパイロットキャリアとが加算されて電気信号として、光強度変調器121へ入力される。
 光強度変調器121は、入力された電気信号に基づいて、波長合波器11から出力された光信号を強度変調して出力する。すなわち、光強度変調器121は、ONU2-1~2-nへ送信する光信号である主信号を、下りのAMCC信号に基づいて光強度変調する。光強度変調器121は、線形光強度変調器であり、RFパイロットキャリア周波数以上の応答速度を持つ光学的変調器であれば何れでも良い。光強度変調器121としては、例えばSOA、VOAを用いることができる。
 上り下り波長帯分離フィルタ18は、上り方向の通信に使用される波長帯の光信号と下り方向の通信に使用される波長帯の光信号とを分離する。上り下り波長帯分離フィルタ18は、上り方向の通信に使用される波長帯の光信号、すなわち上り方向の光信号をAMCC信号受信回路13へ出力し、下り方向の通信に使用される波長帯の光信号、すなわち下り方向の光信号を光ファイバへ送出する。上り下り波長帯分離フィルタ18から送出された光信号は光ファイバおよびパワースプリッタ3を介してONU2-1~2-nへ到着する。
 制御信号受信回路であるAMCC信号受信回路13は、上り下り波長帯分離フィルタ18から出力された光信号を2つに分岐し、分岐した光信号のうち一方からAMCC信号を抽出し、AMCC信号を電気信号に変換し、AMCC信号に含まれる波長制御情報を波長制御回路16へ出力する。後述するように、ONUから送信される信号には、AMCC信号が重畳される。また、AMCC信号受信回路13は、分岐した光信号のうち他方を波長分波器14へ出力する。
 AMCC信号受信回路13は、光カプラ130、BPF(Band Pass Filter)131、信号抽出回路132、データ受信回路133および直交符号生成回路134を備える。光カプラ130は、上り下り波長帯分離フィルタ18から出力された光信号を2つに分け、一方を波長分波器14へ出力し、他方をBPF131へ出力する。
 BPF131は、光カプラ130から出力された光信号から所望の帯域の光信号を抽出して電気信号に変換して信号抽出回路132へ出力する。すなわち、BPF131は、ONU2-1~2-nから受信する光信号から該光信号に重畳された上り制御信号すなわち上り方向のAMCC信号に対応する波長帯の光信号を抽出し、抽出した光信号を電気信号に変換して出力するフィルタである。後述するように、本実施の形態では、各ONU2-1~2-nにおいて、AMCC信号は拡散符号によりスペクトル拡散されている。BPF131は、ONU2-1~2-nから送信された全てのAMCC信号を抽出可能なように、周波数FCを基準として、ONU2-1~2-nによりスペクトル拡散された各拡散信号より広い抽出帯域を有する。
 直交符号生成回路134は、各ONU2-1~2-nにおいて生成される直交符号と同一の符号をONU2-1~2-nごとに生成する。信号抽出回路132は、抽出対象のONU2-1~2-nに対応する拡散符号を用いて逆拡散を行うことにより、抽出対象のONU2-1~2-nから送信されたAMCC信号を抽出する。すなわち、信号抽出回路132は、BPF131から出力される電気信号に、AMCC信号の抽出対象のONUにおける拡散処理において用いられた拡散符号と同一の拡散符号を用いて逆拡散処理を実施する逆拡散回路である。
 データ受信回路133は、信号抽出回路132により抽出されたAMCC信号に対して送信側で施された変調に対応した復調を実施することにより、AMCC信号として送信された情報を復元し、復元した情報を処理回路17へ出力する。すなわち、逆拡散処理後の信号を復調する。データ受信回路133は、また、データ受信回路133は、復元した情報が、自身宛ての波長制御情報である場合、波長制御情報を波長制御回路16へ出力する。
 波長制御回路16は、ONUの識別情報と上りおよび下りの光波長との対応を保持し、通信中のONUに割当てられているコヒーレント送信器およびコヒーレント受信器を、通常の動作が可能な状態すなわちアクティブ状態とし、通信に用いられていないコヒーレント送信器およびコヒーレント受信器を休止状態とする。具体的には、AMCC信号受信回路13から出力された波長制御情報に基づいて、ONUが上りおよび下りの光波長の設定が完了したことが通知されると、該波長制御情報に基づいて、対応するコヒーレント送信器およびコヒーレント受信器をアクティブ状態にする。ONUから送信される波長制御情報には、該ONUが設定した上り方向の光波長を示す情報と、該ONUが設定した下り方向の光波長を示す情報とが含まれる。
 波長分波器14は、AMCC信号受信回路13から出力された光信号を、上り方向に使用する各光波長に対応する波長帯の信号にそれぞれ分離し、対応するコヒーレント受信器15-1~15-kにそれぞれ出力する。コヒーレント受信器15-1~15-kは、上り通信に使用可能なk個の光波長のうちの1つの光波長の光信号に対して、送信側で実施された変調に対応する復調を実施して、光信号を電気信号に変換して処理回路17へ出力する。コヒーレント受信器15-1~15-kは、それぞれλu1~λuk光波長の光信号に対応している。本実施の形態では、ONU2-1~2-kは、後述するように100Gbpsの光信号を送信する。
 上りの光信号の変調方式は、下りの光信号と同様に偏波多重QPSKであるとする。この場合、コヒーレント受信器15-1~15-kは、例えば、対応する光波長の光信号すなわちローカル光を生成する光源と、波長分波器14から出力される光信号を、偏波状態の異なる2つの信号に偏波分離する偏波分離器と、第1および第2の90度光ハイブリッド回路とを備える。第1および第2の90度光ハイブリッド回路は、ローカル光と信号光とを混合して、互いに直交する信号であるI,Q信号を検出する回路である。また、コヒーレント受信器15-1~15-kでは、波長分波器14から出力された光信号は2つに分岐され、分岐された光の一方は第1の90度光ハイブリッド回路に入力され、分岐された光の他方は第2の90度光ハイブリッド回路に入力される。また、偏波分離器により分離された偏波状態の異なる2つの信号の一方は第1の90度光ハイブリッド回路に入力され、他方は第2の90度光ハイブリッド回路に入力される。
 コヒーレント受信器15-1~15-kは、さらに、フォトダイオードおよびトランスインピーダンスアンプで構成される光電変換回路とアナログデジタル変換器とデジタル信号処理回路とを備え、第1および第2の90度光ハイブリッド回路から出力された信号は、光電変換回路により電気信号に変換され、アナログデジタル変換器によりデジタル信号に変換されデジタル信号処理回路に入力される。デジタル信号処理回路は、アナログデジタル変換器から入力されたデジタル信号を用いて復調を行い、送信された主信号を復元する。
 図3は、実施の形態1のONU2-nの構成例を示す図である。図1に示したONU2-1~2-nの構成は同一であり、以下では、ONU2-nを代表としてONU2-1~2-nの構成および動作を説明する。図3に示すように、ONU2-nは、上り下り波長帯分離フィルタ21、AMCC信号生成回路22、コヒーレント送信器23、波長制御回路24、コヒーレント受信器25、AMCC信号受信回路26および処理回路27を備える。
 処理回路27は、PONプロトコルに従ったONU側の制御を行い、PONプロトコルに従ったOLT1宛ての制御信号を電気信号として生成し、コヒーレント送信器23へ出力する。また、コヒーレント受信器25から電気信号として入力されるOLT1から送信された制御信号に基づいてPONプロトコルに従った処理を実施する。
 また、処理回路27は、図示しない、ONUに接続される端末等から受信したOLT1宛てのデータである上りデータを電気信号としてコヒーレント送信器23へ出力する。上りデータは、上述したように、主信号である。処理回路27は、波長制御情報などAMCCにより送信することが定められている情報をAMCC信号生成回路22へ出力する。
 コヒーレント送信器23は、出力する光信号の光波長を変更することが可能なカラーレスなコヒーレント送信器である。コヒーレント送信器23は、処理回路27から入力される電気信号を光信号に変換してAMCC信号生成回路22に出力する。コヒーレント送信器23は、波長制御回路24から通知される光波長に、自身が出力する光信号の光波長を設定する。コヒーレント送信器23の構成および動作は、光波長を変更可能なこと以外は、すなわち内部の光源の光波長を変更可能である以外は、コヒーレント送信器10-1~10-mと同様である。本実施の形態では、下り方向と同様に、コヒーレント送信器23が生成する光信号は100Gbpsのコヒーレント信号であるとし、偏波多重QPSKが施されるとする。ここでは、上り方向と下り方向とで、伝送速度および変調方式を同一である例を説明するが、上り方向と下り方向とで、伝送速度および変調方式が異なっていてもよい。
 制御信号生成回路であるAMCC信号生成回路22は、コヒーレント送信器23から出力された光信号に対して、処理回路27から出力された波長制御情報などの情報を示すAMCC信号を重畳して上り下り波長帯分離フィルタ21へ出力する。AMCC信号生成回路22は、上り方向に送信される制御信号である上り制御信号すなわち上りのAMCC信号が光強度変調により重畳された光信号を生成する。また、上りAMCC信号は、RFパイロットキャリアであるキャリアが、ONU2-1~2-nから送信される波長制御に関する制御情報に対してONU2-1~2-nに固有の拡散符号を用いて拡散処理が実施された信号である。具体的には、AMCC信号生成回路22は、AMCC信号の重畳の前に処理回路27から出力された波長制御情報などの情報を示すデータに対して拡散符号を乗算し、拡散符号が乗算されたデータに基づいてRFパイロットキャリアを変調することによりAMCC信号を生成し、生成したAMCC信号をコヒーレント送信器23から出力された光信号に重畳する。拡散符号は、あらかじめ定められた生成方法により生成され、ONU2-1~2-nごとに互いに異なる符号が用いられる。ここで、本実施の形態で用いる拡散符号は、他の拡散符号との相関が低い符号であれば良く、例えば直交性の高い符号としてスペクトル拡散のために一般的に利用されるGold系列符号等の直交符号を用いることができる。
 AMCC信号生成回路22は、光強度変調器221、直交符号生成回路222、データ生成回路223、データ拡散回路224、キャリア生成回路225およびバイアス制御回路226を備える。データ生成回路223は、処理回路27から入力される情報に基づいて64kbps~128kbps程度のビットレートを持つデータ信号を生成して出力する。直交符号生成回路222は、拡散符号を生成してデータ拡散回路224へ出力する。
 データ拡散回路224は、データ生成回路223から出力されたデータ信号に拡散符号を乗算することによりスペクトル拡散処理を実施し、処理後のデータ信号をキャリア生成回路225へ出力する。すなわち、データ拡散回路224は、データ信号に対してONU2-nに固有の拡散符号を用いて拡散処理を実施する拡散回路である。
 キャリア生成回路225は、周波数FCのRFパイロットキャリアを生成し、データ拡散回路224から出力されるデータ信号に基づいてRFパイロットキャリアを変調して出力する。すなわち、キャリア生成回路225は、拡散処理が実施された信号に基づいてRFパイロットキャリアを変調し、変調後のRFパイロットキャリアを、上り方向に送信される上りAMCC信号として出力する搬送波生成回路である。変調方式は、上述したように例えばOOKを用いることができる。バイアス制御回路226は、光強度変調器221の増幅率を適切な値に制御するためにバイアス電流を生成して出力する。バイアス制御回路226から出力されるバイアス電流と、キャリア生成回路225から出力されるデータ信号に基づいて変調されたRFパイロットキャリアとが加算されて電気信号として、光強度変調器221へ入力される。
 光強度変調器221は、入力された電気信号に基づいて、コヒーレント送信器23から出力された光信号を強度変調して出力する。光強度変調器221は、OLT1の光強度変調器121と同様に、線形光強度変調器であり、RFパイロットキャリア周波数以上の応答速度を持つ光学的変調器であれば何れでも良く、例えば半導体型光増幅器SOA、VOAを光強度変調器221として用いることができる。
 上り下り波長帯分離フィルタ21は、上り方向の通信に使用される波長帯の光信号と下り方向の通信に使用される波長帯の光信号とを分離する。上り下り波長帯分離フィルタ21は、上り方向の通信に使用される波長帯の光信号、すなわち上り方向の光信号を光ファイバへ送出し、下り方向の通信に使用される波長帯の光信号、すなわち下り方向の光信号をAMCC信号受信回路26へ出力する。上り下り波長帯分離フィルタ21から送出された光信号は光ファイバおよびパワースプリッタ3を介してOLT1へ到着する。
 制御信号受信回路であるAMCC信号受信回路26は、上り下り波長帯分離フィルタ21から出力された光信号を2つに分岐し、分岐した光信号のうち一方からAMCC信号を抽出し、AMCC信号を電気信号に変換し、AMCC信号に含まれる波長制御情報を波長制御回路24へ出力する。また、AMCC信号受信回路26は、分岐した光信号のうち他方をコヒーレント受信器25へ出力する。
 AMCC信号受信回路26は、光カプラ261、BPF262およびデータ受信回路263を備える。光カプラ261は、上り下り波長帯分離フィルタ21から出力された光信号を2つに分岐し、一方をコヒーレント受信器25へ出力し、他方をBPF262へ出力する。BPF262は、光カプラ261から出力された光信号から周波数Fcの光信号を抽出して電気信号に変換してデータ受信回路263へ出力するフィルタである。データ受信回路263は、BPF262から出力される電気信号であるAMCC信号に対して送信側で施された変調に対応した復調を実施することにより、AMCC信号として送信された情報を復元し、復元した情報を処理回路27へ出力する。また、データ受信回路263は、復元した情報が波長制御情報である場合、波長制御情報を波長制御回路24へ出力する。
 波長制御回路24は、OLTからAMCC信号として通知された波長制御情報に基づいて、コヒーレント送信器23およびコヒーレント受信器25に対して、それぞれ設定する光波長を通知する。具体的には、ONU2-nに割当てられた上り方向の光波長を示す情報をコヒーレント送信器23へ通知し、ONU2-nに割当てられた下り方向の光波長を示す情報をコヒーレント受信器25へ通知する。
 コヒーレント受信器25は、受信する光信号の光波長を変更することが可能なカラーレスなコヒーレント受信器である。コヒーレント受信器25は、入力された光信号に対して、送信側で実施された変調に対応する復調を実施して、光信号を電気信号に変換して処理回路27へ出力する。処理回路27から入力される電気信号を光信号に変換してAMCC信号生成回路22に出力する。コヒーレント受信器25は、波長制御回路24から通知される光波長に、自身が受信する光信号の光波長を設定する。コヒーレント受信器25の構成および動作は、光波長を変更可能なこと以外は、すなわち内部の光源の光波長を変更可能である以外は、コヒーレント受信器15-1~15-kと同様である。
 次に、本実施の形態のOLT1における処理回路17、およびONU2-nにおける処理回路27のハードウェア構成について説明する。処理回路17および処理回路27は、専用のハードウェアであっても、メモリとメモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)とを備える制御回路であってもよい。ここで、メモリとは、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリー、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD(Digital Versatile Disk)等が該当する。
 処理回路17および処理回路27が、専用のハードウェアで実現される場合、これらは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものである。
 図4は、実施の形態1の制御回路の構成例を示す図である。処理回路17および処理回路27がCPUを備える制御回路で実現される場合、この制御回路は例えば図4に示す構成の制御回路200である。図4に示すように制御回路200は、CPUであるプロセッサ201と、メモリ202とを備える。処理回路17および処理回路27が制御回路200により実現される場合、プロセッサ201がメモリ202に記憶された、処理回路17および処理回路27の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ202は、プロセッサ201が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。
 また、OLT1の波長制御回路16、信号抽出回路132、データ受信回路133、直交符号生成回路134、データ生成回路122についても、同様に、専用のハードウェアとして実現されてもよいし、CPUを備える図4に示した制御回路により実現されてもよい。また、ONU2-nにおける波長制御回路24、データ生成回路223、データ拡散回路224、直交符号生成回路222、データ受信回路263についても、同様に、専用のハードウェアとして実現されてもよいし、CPUを備える図4に示した制御回路により実現されてもよい。
 次に、本実施の形態の動作について説明する。ここでは、OLT1が、新規ONUが接続された、すなわち新たなONUがエントリしたことを検出した場合の動作について説明する。図5は、新規ONUが接続された場合のOLTの動作手順の一例を示すフローチャートである。図5に示すように、OLT1の処理回路17は、新規ONUの接続を検出すると(ステップS1)、該ONUへ光波長を割当てる(ステップS2)。ここでは、ONU2-nが新規に接続したとし、OLT1は、ONU2-nに対して、上り方向の通信用にλuk、下り方向の通信用にλdmをそれぞれ割当てたとする。また、OLT1は、ONU2-n以外のONUと通信中であるとし、コヒーレント送信器10-1~10-(m-1)は通信に使用されているとする。
 次に、OLT1は、光波長を割当てた結果である波長割当て結果をAMCC信号として主信号に重畳して送信する(ステップS3)。具体的には、OLT1では、処理回路17が、下りデータを電気信号として、それぞれ対応するコヒーレント送信器10-1~10-(m-1)へ出力する。この下りデータは、例えば、OLT1と通信中のONU宛ての下りデータである。また、処理回路17は、波長割当て結果を波長制御情報としてAMCC信号生成回路12へ出力する。コヒーレント送信器10-1~10-(m-1)は、それぞれ入力された電気信号に基づいて光信号を生成し、波長合波器11が、コヒーレント送信器10-1~10-(m-1)により生成された光信号を合波してAMCC信号生成回路12へ出力する。AMCC信号生成回路12は、波長合波器11から出力された光信号すなわち主信号に、処理回路17から出力された波長制御情報に基づいて生成したAMCC信号を重畳する。AMCC信号が重畳された主信号は、上り下り波長帯分離フィルタ18、光ファイバ、およびパワースプリッタ3を介してONU2-1~2-nへ到着する。
 ここで、本実施の形態のOLT1における下り方向のAMCC信号の生成方法および重畳方法について、例を挙げて説明する。図6は、本実施の形態のOLT1におけるAMCC信号の生成方法および重畳方法を説明するための図である。図6の横軸は時間である。図6の一段目は、波長合波器11から出力される主信号の光強度を示している。図6では、直線で示しているが実際には、この範囲で光強度は変動しており、図6は主信号の光強度の包絡線を示している。図6の二段目は、AMCCデータ、すなわちデータ生成回路122により生成されるデータ信号の一例を示している。データ信号のビットレートであるデータ速度は、上述したように64kbps~128kbps程度である。図6の例では、データ生成回路122に入力される情報が“1001”であった場合のデータ信号の例を示している。この例では、データ信号は、情報が“1”の場合がハイレベル、情報が“0”の場合がローレベルとなる電気信号である。
 図6の三段目は、図6の二段目に示したデータ信号に基づいてキャリア生成回路123により生成されるAMCC信号の一例を示している。図に示す正弦波は、周波数FCのRFパイロットキャリアを示している。ここでは、上述したように、OOKを用いることから、図6の三段目では、データ信号がハイレベルの場合は、RFパイロットキャリアがオンとなり、RFパイロットキャリアが現れる。データ信号がローレベルの場合は、RFパイロットキャリアがオフとなり、RFパイロットキャリアは現れない。図6の四段目は、図6の三段目に示したAMCC信号が重畳された後の主信号、すなわちOLT1から送信される光信号の一例を示す図である。主信号は光強度変調器121により図6に示したAMCC信号に基づいて強度変調されるため、主信号の強度がデータ信号に応じて変化している。なお、図6は、各信号をわかりやすくした模式図であり、実際のデータ信号のデータ速度、および周波数FCに対応するものではない。
 ステップS3で送信された光信号は、ONU2-1~2-nにより受信される。図7は、波長割当て結果を受信したONU2-nにおける動作手順の一例を示すフローチャートである。図7に示すように、ONU2-nは、波長割当て結果を受信する(ステップS11)と、波長割当て結果に基づいて、上りおよび下りの通信に用いる光波長を設定する(ステップS12)。具体的には、ONU2-nでは、AMCC信号受信回路26が、OLT1から受信した光信号からAMCC信号として重畳された波長制御情報である波長割当て結果を復元して、波長制御回路24へ通知する。波長制御回路24は、波長割当て結果に基づいて、割当てられた上りの光波長λukをコヒーレント送信器23へ通知し、割当てられた下りの光波長λdmをコヒーレント受信器25へ通知する。コヒーレント送信器23およびコヒーレント受信器25は、波長制御回路24からの通知に基づいてそれぞれ光波長を設定する。なお、ONU2-n以外のONUも、ステップS3で送信された光信号を受信するが、該光信号に重畳されたAMCC信号が自身宛てでないため、データ受信回路263または処理回路27が、該AMCC信号を破棄する。
 次に、ONU2-nは、波長割当て結果に対する応答である光波長設定応答をAMCC信号として主信号に重畳してOLT1へ送信する(ステップS13)。具体的には、処理回路27が、コヒーレント送信器23およびコヒーレント受信器25における光波長の設定が完了したと判断すると、波長割当て結果で通知された波長が設定されたことを示す光波長設定応答を生成して、AMCC信号生成回路22へ出力する。光波長設定応答には、波長割当てで通知された上りおよび下りの光波長が含まれる。コヒーレント送信器23およびコヒーレント受信器25における光波長の設定が完了したと判断する方法は、どのような方法でもよいが、例えば、波長制御回路24がコヒーレント送信器23およびコヒーレント受信器25への光波長の通知が完了すると、その旨を処理回路27に通知し、処理回路27はこの通知を受けるとコヒーレント送信器23およびコヒーレント受信器25における光波長の設定が完了したと判断する方法がある。AMCC信号生成回路22では、処理回路27から出力された情報、すなわち光波長設定応答に基づいてAMCC信号を生成して、主信号にAMCC信号を重畳して出力する。AMCC信号が冗長された光信号は、上り下り波長帯分離フィルタ21、光ファイバ、パワースプリッタ3を介してOLT1へ到着する。
 ここで、本実施の形態のONU2-nにおけるAMCC信号、すなわち上り方向のAMCC信号の生成方法について、例を挙げて説明する。図8は、本実施の形態のOLT2-nにおけるAMCC信号の生成方法の一例を示す図である。図8の横軸は時間を示している。図8の一段目は、データ生成回路223から送出されるデータ信号、すなわちAMCCデータを示している。データ信号は、64kbps~128kbps程度のデータ速度を持つ。このデータ信号における1ビットに対応する時間をTとする。すなわち、データ信号における1つのパルスのパルス幅をTとする。データ信号の各パルスは、情報のビット値に応じてハイレベルまたはローレベルの値をとる。図8の例では、Tと記載された部分でデータ信号がハイレベルとなり、その前後でデータ信号がローレベルとなっている。
 図8の二段目は、直交符号生成回路222により送出された、拡散符号の一例を示す。図8の例では、直交符号生成回路222は、データ信号のパルス幅Tに対し、Nを2以上の整数とするとき、TC=T/Nのパルス幅を持つ拡散符号を生成している。図8に示す拡散符号は、ハイレベルが1に対応し、ローレベルが0に対応し、“10110100”の8つのビット値に対応する拡散符号を用いている。Nは、パルス幅T内の拡散符号のビット値の数であるため、図8の例ではN=8である。直交符号生成回路222は、“10110100”の8つのビット値に対応する拡散符号をパルス幅Tごとに生成する。図8の三段目は、データ拡散回路224により、図8の一段目に示したデータ信号が、図8の二段目に示した拡散符号により拡散された後の信号を示す。ここでは、データ拡散回路224は、データ信号と、拡散符号との否定排他的論理和(XNOR)を演算することにより、データ信号を拡散している。
 キャリア生成回路225は、データ拡散回路224により拡散された信号に基づいて、RFパイロットキャリアを変調して、AMCC信号を生成する。キャリア生成回路225によるRFパイロットキャリアの変調方法、および主信号に対するAMCC信号の重畳方法は、下りのAMCC信号と同様である。
 図5の説明に戻り、ステップS3の後、OLT1は、ONU2-nから波長設定応答を受信する(ステップS4)と、OLT1は、ONU2-nに対応する光波長を設定する(ステップS5)。具体的には、OLT1では、AMCC信号受信回路13のBPF131が、図7のステップS13で送信された光信号を、上り下り波長帯分離フィルタ18経由で受信し、受信した光信号から周波数FCの帯域の信号を抽出して電気信号に変換して信号抽出回路132へ出力する。信号抽出回路132は、BPF131から入力される電気信号、すなわちAMCC信号から、抽出対象のONUであるONU2-nに対応する拡散符号を用いて逆拡散を実施する。上り方向の光信号には、ONU2-n以外のONUから送信された信号も含まれており、BPF131では、ONU2-n以外のONUから送信されたAMCC信号も抽出する。本実施の形態では、ONU2-1~2-nごとに異なる拡散符号を用い、受信側のOLT1において、各ONU2-1~2-nに対応する拡散符号を用いて逆拡散を行うことにより、各ONU2-1~2-nから送信されたAMCC信号を分離することができる。
 データ受信回路133は、ONU2-nから送信されたAMCC信号を復調して、波長割当て応答を復元し、波長割当て応答を処理回路17へ出力するとともに、波長割当て応答に含まれる上りの光波長λukと下りの光波長λdmとを波長制御回路16へ通知する。波長制御回路16は、データ受信回路133から通知された光波長に基づいて、下りの光波長λdmに対応するコヒーレント送信器10―mおよび上りの光波長λukに対応するコヒーレント受信器15-kをアクティブ状態にする。
 以上の動作により、OLT1が、新規に接続されたONU2-nへの波長割当ての動作が終了する。以降は、OLT1とONU2-nは、割当てられた光波長を用いて通信を行う。
 以上のように、本実施の形態では、AMCC信号を電気信号において主信号に重畳するのではなく、光信号として生成された主信号にAMCC信号を光強度変調により重畳するようにした。これにより、100Gbps級のコヒーレント信号のように高速な伝送速度の光信号を伝送するPtP WDM-PONシステムにおいて、主信号への影響を抑制してAMCC信号を主信号へ重畳することができる。
 また、電気信号においてAMCC信号を重畳する場合、ONUに波長が割当てられる前に、いずれかの光波長の光信号にAMCC信号が重畳されると、ONU側では、TF(Tunable Filter)を備え、AMCC信号が重畳された波長となるまで、TFの抽出範囲を広い波長範囲で動かす、すなわち波長スイープを行うことになるため、受信処理に時間を要し波長制御を効率良く行うことができない。これに対し、本実施の形態では、OLT1は、通信に用いている全ての光波長の光信号を合波した主信号に対してAMCC信号を重畳しているため、ONU側では、TFを用いて波長スイープを行う必要がなく、RFキャリア周波数に対応する信号を抽出するだけでよく、効率的に、受信処理および波長制御を行うことができる。
 また、本実施の形態では、各ONUがそれぞれ異なる拡散符号を用いてAMCC信号を拡散するようにした。このため、OLT1は、複数のONUから同時に同一の周波数のRFパイロットキャリアにより搬送された複数のAMCC信号を受信することができ、かつ受信したAMCCから抽出対象のONUに対応するAMCC信号を抽出することができる。
実施の形態2.
 図9は、本発明の実施の形態2にかかるOLT1aの構成例を示す図である。本実施の形態の光通信システムは、実施の形態1の光通信システム100に対して、OLT1をOLT1aに替え、ONU2-1~2-nを、ONU2a-1~2a-nに替えた構成を有する。以下、実施の形態1と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態1と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態1と異なる部分について説明する。
 図9に示すように、本実施の形態のOLT1aは、実施の形態1のコヒーレント送信器10-1~10-mの替わりに、ACC信号生成回路12aを内蔵するコヒーレント送信器10a-1~10a-mを備える。実施の形態1では、光強度変調器を、コヒーレント送信器の外部に配置したが、本実施の形態では、光強度変調器をコヒーレント送信器内部に配置する例を説明する。
 コヒーレント送信器10a-1~10a-mは、それぞれ光源80、変調部81およびAMCC信号生成回路12aを備える。コヒーレント送信器10a-1~10a-mは、それぞれが異なる光波長の光信号を生成する光送信器である。OLT1aは、それぞれが異なる光波長の光信号を生成するコヒーレント送信器を上り方向の通信で用いる光波長ごとに備える。コヒーレント送信器10a-1~10a-mの光源80は、それぞれλd1~λdmに対応した光源であり、実施の形態1で述べたコヒーレント送信器10-1~10-mが備える光源と同様である。また、変調器モジュール19は、実施の形態1で述べたコヒーレント送信器10-1~10-mが備える変調モジュールに、AMCC信号生成回路12aのうち光強度変調器121a以外の構成要素を追加したものである。AMCC信号生成回路12aの光強度変調器121aには、通常の変調器モジュール、すなわち実施の形態1で述べたコヒーレント送信器10-1~10-mにおける変調器モジュールが備える損失調整のために通常実装されるSOA、VOAなどの光強度変調器が用いられる。したがって、光強度変調器121aは、損失調整のために用いられるとともに実施の形態1で述べたAMCC信号生成回路12の光強度変調器121としても用いられる。通常の変調モジュールと同様の損失調整は、バイアス制御回路124がバイアス電流を調整することにより実現可能である。
 波長合波器11は、コヒーレント送信器10a-1~10a-mから出力されるAMCC信号の重畳後の光信号を合波して、上り下り波長帯分離フィルタ18に出力する。すなわち、波長合波器11は、各々のコヒーレント送信器10a-1~10a-m内の光強度変調器121aにより光強度変調された光信号を合波する。
 AMCC信号生成回路12aの構成および動作は実施の形態1のAMCC信号生成回路12の構成および動作と同様である。ただし、本実施の形態では、AMCC信号生成回路12aに入力される光信号が、合波された光信号ではなく、上りの各光波長の光信号である。コヒーレント送信器10a-1~10a-mは、実施の形態1のコヒーレント送信器10-1~10-mと同様に、光源80および変調部81により、入力された電気信号を偏波多重QPSKなどが施された光信号に変換する。変調部81から出力される光信号は、AMCC信号生成回路12aに入力される。AMCC信号生成回路12aは、入力された光信号、すなわち合波される前の主信号に実施の形態1と同様にAMCC信号を重畳する。
 図10は、本実施の形態のONU2a-nの構成例を示す図である。ONU2a-1~ONU2a-nは同一の構成を有する。ここでは、ONU2a-nを例に挙げて説明する。ONU2a-nは、実施の形態1のONU2-nのコヒーレント送信器23の替わりに、AMCC信号生成回路22aを内蔵するコヒーレント送信器23aを備える。
 コヒーレント送信器23aは、主信号である光信号を生成する光送信器であり、光源82、変調部83およびAMCC信号生成回路22aを備える。光源82は波長を変更可能である。変調部82およびAMCC信号生成回路22aは変調器モジュール84を構成する。また、変調器モジュール84は、実施の形態1で述べたコヒーレント送信器23が備える変調モジュールに、AMCC信号生成回路22aのうち光強度変調器221a以外の構成要素を、追加したものである。AMCC信号生成回路22aの光強度変調器221aとしては、通常の変調器モジュール、すなわち実施の形態1で述べたコヒーレント送信器23における変調器モジュールが備える損失調整のために通常実装されるSOA、VOAなどの光強度変調器が用いられる。したがって、光強度変調器221aは、損失調整に用いられるとともに実施の形態1で述べたAMCC信号生成回路22の光強度変調器121としても用いられる。
 以上述べた以外の本実施の形態の動作および構成は、実施の形態1と同様である。本実施の形態では、OLT1は、各光波長の光信号にAMCC信号を重畳した後に合波して光信号をONU2-1~2-nへ送信するが、各波長の光信号に重畳されるAMCC信号は同一であり、合波された光信号は、実施の形態1の合波した後にAMCC信号を重畳した信号と同等の信号となる。したがって、ONU2-1~2-nでは、実施の形態1と同様の動作により、AMCC信号を抽出することができる。
 本実施の形態では、OLT1およびONU2-1~2-nが、双方ともAMCC信号生成回路をコヒーレント送信器内に内蔵するようにしたが、OLT1とONU2-1~2-nとのいずれか一方がAMCC信号生成回路をコヒーレント送信器内に内蔵し、他方は実施の形態1と同様にAMCC信号生成回路をコヒーレント送信器とは別に備えるようにしてもよい。
 以上のように、本実施の形態では、AMCC信号生成回路をコヒーレント送信器内に内蔵するようにした。このため、変調器モジュール内の損失調整のために通常実装されるSOAまたはVOAなどを用いてAMCC信号の重畳が可能である。このため、実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、コヒーレント送信器の外部に光変調器を新たに実装する必要がなく、実施の形態1に比べて、OLT及びONU装置の低コスト、小型化が可能となる。
 以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
 1 OLT、2-1~2-n ONU、3 パワースプリッタ、10-1~10-m,10a-1~10a-m,23,23a コヒーレント送信器、11 波長合波器、12,12a,22,22a AMCC信号生成回路、13,26 AMCC信号受信回路、14 波長分波器、15-1~15-k,25 コヒーレント受信器、16,24 波長制御回路、17,27 処理回路、18,21 上り下り波長帯分離フィルタ、19,84 変調器モジュール、80,82 光源、81,83 変調部、121,121a,221,221a 光強度変調器、122,223 データ生成回路、123,225 キャリア生成回路、124,226 バイアス制御回路、130,261 光カプラ、131,262 BPF、132 信号抽出回路、133,263 データ受信回路、134 直交符号生成回路、222 直交符号生成回路、224 データ拡散回路。

Claims (15)

  1.  送信する光信号の光波長および受信する光信号の光波長を変更可能な子局装置と子局装置ごとに専用の光波長を用いて通信を行う光通信装置であって、
     子局装置との間の通信で用いる光波長を制御するための制御情報を示すデータ信号を電気信号として生成するデータ生成回路と、
     前記データ信号に基づいて搬送波を変調し、変調後の搬送波を、前記光通信装置から子局装置へ向かう方向である下り方向に送信される下り制御信号として出力する搬送波生成回路と、
     子局装置へ送信する光信号である主信号を、前記下り制御信号に基づいて光強度変調する光強度変調器と、
     を備えることを特徴とする光通信装置。
  2.  子局装置から受信する光信号には、子局装置から前記光通信装置に向かう方向である上り方向に送信される制御信号である上り制御信号が光強度変調により重畳されており、前記上り制御信号は、搬送波が子局装置から送信される波長制御に関する制御情報に対して子局装置に固有の拡散符号を用いて拡散処理が実施された信号を用いて変調された信号であり、
     前記光通信装置は、
     子局装置から受信する光信号から該光信号に重畳された前記上り制御信号に対応する波長帯の光信号を抽出し、抽出した光信号を電気信号に変換して出力するフィルタと、
     前記フィルタから出力される前記電気信号に、子局装置における拡散処理において用いられた拡散符号と同一の拡散符号を用いて逆拡散処理を実施する逆拡散回路と、
     前記逆拡散処理後の信号を復調するデータ受信回路と、
     を備えることを特徴とする請求項1に記載の光通信装置。
  3.  前記主信号は、複数の光波長の光信号としてそれぞれ生成された複数の光信号が合波された光信号であることを特徴とする請求項1または2に記載の光通信装置。
  4.  それぞれが異なる光波長の光信号を生成する光送信器を上り方向の通信で用いる光波長ごとに備え、
     前記光送信器は、前記データ生成回路、前記搬送波生成回路および前記光強度変調器を備え、
     各々の光送信器内の前記光強度変調器により光強度変調された光信号を合波する波長合波器、を備え、
     前記光強度変調器は、前記光送信器において損失調整に用いられることを特徴とする請求項1または2に記載の光通信装置。
  5.  送信する光信号の光波長および受信する光信号の光波長を変更可能な光通信装置であって、
     親局装置から受信した、前記親局装置から前記光通信装置へ向かう方向である下り方向に送信される制御信号である下り制御信号が光強度変調により主信号に重畳された光信号から前記下り制御信号に対応する波長帯の光信号を抽出し、抽出した光信号を電気信号に変換して出力するフィルタと、
     前記電気信号を復調するデータ受信回路と、
     を備え、
     前記下り制御信号は、前記親局装置との間の通信で用いる光波長を制御するための制御情報に基づいて生成される信号であることを特徴とする光通信装置。
  6.  前記制御情報を示すデータ信号を電気信号として生成するデータ生成回路と、
     前記データ信号に対して子局装置に固有の拡散符号を用いて拡散処理を実施する拡散回路と、
     前記拡散回路により拡散処理が実施された信号に基づいて搬送波を変調し、変調後の搬送波を、前記光通信装置から前記親局装置へ向かう方向である上り方向に送信される上り制御信号として出力する搬送波生成回路と、
     子局装置へ送信する光信号である主信号を、前記上り制御信号に基づいて光強度変調する光強度変調器と、
     を備えることを特徴とする請求項5に記載の光通信装置。
  7.  主信号である光信号を生成する光送信器を備え、
     前記光送信器は、前記データ生成回路、前記拡散回路、前記搬送波生成回路および前記光強度変調器を備え、
     前記光強度変調器は、前記光送信器において損失調整に用いられる光強度変調器であることを特徴とする請求項5または6に記載の光通信装置。
  8.  前記主信号は、周波数変調または位相変調が施された光信号であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1つに記載の光通信装置。
  9.  前記制御信号は、Auxiliality Management and Control Channelで送信されるAuxiliality Management and Control Channel信号であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の光通信装置。
  10.  送信する光信号の光波長および受信する光信号の光波長を変更可能な子局装置と子局装置ごとに専用の光波長を用いて通信を行う光通信装置における制御信号生成回路であって、
     子局装置との間の通信で用いる光波長を制御するための制御情報を示すデータ信号を電気信号として生成するデータ生成回路と、
     前記データ信号に基づいて搬送波を変調し、変調後の搬送波を、前記光通信装置から子局装置へ向かう方向である下り方向に送信される下り制御信号として出力する搬送波生成回路と、
     子局装置へ送信する光信号である主信号を、前記下り制御信号に基づいて光強度変調する光強度変調器と、
     を備えることを特徴とする制御信号生成回路。
  11.  送信する光信号の光波長および受信する光信号の光波長を変更可能な光通信装置における制御信号生成回路であって、
     親局装置から受信した、前記親局装置から前記光通信装置へ向かう方向である下り方向に送信される制御信号である下り制御信号が光強度変調器により主信号に重畳された光信号から前記下り制御信号に対応する波長帯の光信号を抽出し、抽出した光信号を電気信号に変換して出力するフィルタと、
     前記電気信号を復調するデータ受信回路と、
     を備え、
     前記下り制御信号は、前記親局装置との間の通信で用いる光波長を制御するための制御情報に基づいて生成される信号であることを特徴とする制御信号生成回路。
  12.  送信する光信号の光波長および受信する光信号の光波長を変更可能な子局装置と子局装置ごとに専用の光波長を用いて通信を行う光通信装置における制御信号受信回路であって、
     子局装置から受信する光信号には、子局装置から前記光通信装置に向かう方向である上り方向に送信される制御信号である上り制御信号が光強度変調により重畳されており、前記上り制御信号は、搬送波が子局装置から送信される波長制御に関する制御情報に対して子局装置に固有の拡散符号を用いて拡散処理が実施された信号を用いて変調された信号であり、
     前記制御信号受信回路は、
     子局装置から受信する光信号から該光信号に重畳された上り制御信号に対応する波長帯の光信号を抽出し、抽出した光信号を電気信号に変換して出力するフィルタと、
     前記フィルタから出力される前記電気信号に、子局装置における拡散処理において用いられた拡散符号と同一の拡散符号を用いて逆拡散処理を実施する逆拡散回路と、
     前記逆拡散処理後の信号を復調するデータ受信回路と、
     を備えることを特徴とする制御信号受信回路。
  13.  送信する光信号の光波長および受信する光信号の光波長を変更可能な光通信装置における制御信号受信回路であって、
     親局装置から受信した、前記親局装置から前記光通信装置へ向かう方向である下り方向に送信される制御信号である下り制御信号が光強度変調により主信号に重畳された光信号から前記下り制御信号に対応する波長帯の光信号を抽出し、抽出した光信号を電気信号に変換して出力するフィルタと、
     前記電気信号を復調するデータ受信回路と、
     を備え、
     前記制御情報は、前記親局装置との間の通信で用いる光波長を制御するための制御情報であることを特徴とする制御信号受信回路。
  14.  送信する光信号の光波長および受信する光信号の光波長を変更可能な子局装置と子局装置ごとに専用の光波長を用いて通信を行う親局装置とを備える光通信システムであって、
     前記親局装置は、
     子局装置との間の通信で用いる光波長を制御するための制御情報を示すデータ信号を電気信号として生成するデータ生成回路と、
     前記データ信号に基づいて搬送波を変調し、変調後の搬送波を、前記親局装置から子局装置へ向かう方向である下り方向に送信される下り制御信号として出力する搬送波生成回路と、
     子局装置へ送信する光信号である主信号を、前記下り制御信号に基づいて光強度変調する光強度変調器と、
     を備え、
     前記子局装置は、
     前記親局装置から前記下り制御信号が前記光強度変調器により前記主信号に重畳された光信号から前記下り制御信号に対応する波長帯の光信号を抽出し、抽出した光信号を電気信号に変換して出力するフィルタと、
     前記電気信号を復調するデータ受信回路と、
     を備えることを特徴とすることを特徴とする光通信システム。
  15.  前記子局装置は、前記制御情報を示すデータ信号を電気信号として生成するデータ生成回路と、
     前記電気信号に対して子局装置に固有の拡散符号を用いて拡散処理を実施する拡散回路と、
     前記拡散回路により拡散処理が実施された信号に基づいて搬送波を変調し、変調後の搬送波を、前記光通信装置から親局装置へ向かう方向である上り方向に送信される上り制御信号として出力する搬送波生成回路と、
     子局装置へ送信する光信号である主信号を、前記上り制御信号に基づいて光強度変調する光強度変調器と、
     を備え、
     前記親局装置は、
     子局装置から受信する光信号から該光信号に重畳された上り制御信号に対応する波長帯の光信号を抽出し、抽出した光信号を電気信号に変換して出力するフィルタと、
     前記フィルタから出力される前記電気信号に、子局装置における前記拡散処理において用いられた拡散符号と同一の拡散符号を用いて逆拡散処理を実施する逆拡散回路と、
     前記逆拡散処理後の信号を復調するデータ受信回路と、
     を備えることを特徴とする請求項14に記載の光通信システム。
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