WO2021095192A1 - 光通信システム、光回線終端装置及び光通信制御方法 - Google Patents

光通信システム、光回線終端装置及び光通信制御方法 Download PDF

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WO2021095192A1
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transmission
reception
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恭 蓑口
智暁 吉田
利明 下羽
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日本電信電話株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical communication system, an optical line termination device, and an optical communication control method.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of an optical access system.
  • the optical access system shown in FIG. 10 includes an optical network unit (OLT: Optical Line Terminal) 91 and an optical network unit (ONU: Optical Network Unit) 92.
  • the OLT 91 belongs to the communication operator side, and the ONU 92 belongs to the service user side.
  • the OLT 91 and ONU 92 function as transmitters and receivers.
  • the OLT 91 is loaded with an optical transmitter / receiver.
  • N units N is an integer of 2 or more
  • ONU 92s are physically connected via transmission line fibers 93, 94, a branch splitter 95, and the like.
  • N units of ONU 92 are described as ONU # 1 to ONU # N, respectively.
  • the transmission line fibers 93 and 94 are optical fibers.
  • the 10G-EPON (10 gigabit-ethernet (registered trademark) passive optical network) system intended for application to optical access systems has been standardized in IEEE802.3av.
  • a maximum communication speed of about 1 Gbps / 10 Gbps (Gbps: gigabit per second) can be realized.
  • FIG. 11 is a diagram showing the transmission / reception performance of the specified OLT and ONU. If the OLT or ONU receives an optical signal with a reception power equal to or less than the specified value, the communication connection is not secured and the communication service may be interrupted.
  • the connection budget of the downlink is stricter than that of the uplink. Therefore, if a loss is added to the line shared by the uplink and the downlink, it is highly possible that the downlink is the cause of the disconnection.
  • the up direction is from the ONU to the OLT, and the down direction is from the OLT to the ONU.
  • the ONU is equipped with a photodetector (PD).
  • PD photodetector
  • a photodetector is a light receiving element that converts an optical signal transmitted from an OLT into an electrical signal. Photodetectors can be damaged when they receive an ultra-high power optical signal. If damaged, the ONU may not function.
  • optical splitters optical fiber fusion points and the like. It is necessary to consider these points in long-term operation even on a line where there is no problem when the communication service is opened.
  • the reception power in the ONU may decrease due to aged deterioration of the optical transmitter / receiver in the OLT, the optical transceiver in the ONU, the transmission line fiber fusion point, the optical splitter, and the like.
  • the reception power in the ONU is lowered, the quality of the received signal is deteriorated and the communication service is interrupted in some ONU users.
  • the reception sensitivity of the PD in the ONU deteriorates, the quality of the received signal also deteriorates, and the communication service is interrupted. Therefore, it is conceivable to equip the transmission unit of the OLT with a semiconductor optical amplifier (SOA). By amplifying the transmission signal by the semiconductor optical amplifier, the reception power in the ONU can be increased. As a result, while a certain ONU may recover from a communication service interruption, there may be an ONU that fails due to exceeding the allowable reception power.
  • SOA semiconductor optical amplifier
  • an object of the present invention is to provide an optical communication system, an optical line termination device, and an optical communication control method capable of reducing the occurrence of connection disconnection of a communication service.
  • One aspect of the present invention is an optical communication system having an optical network unit connected by an optical transmission line and a plurality of optical network units, wherein the optical network unit includes the plurality of the optical network units and the optical network unit.
  • the first optical transmitter / receiver that transmits / receives optical signals via the transmission path and the monitoring value that changes according to the received signal quality of the optical signal transmitted from the first optical transmitter / receiver have become values indicating deterioration.
  • the optical network unit in which the reception power of the optical signal in each of the plurality of optical network units is equal to or less than the upper limit value and the monitoring value is a value indicating deterioration when the above is recognized for one or more optical network units.
  • the optical network unit includes a control unit that controls to change the transmission power of the optical signal transmitted from the first optical transmission / reception unit so that the reception power of the optical signal becomes equal to or higher than the lower limit value. It is an optical communication system including a second optical transmission / reception unit that transmits / receives an optical signal via the device and the optical transmission path.
  • One aspect of the present invention is an optical transmission / reception unit that transmits / receives an optical signal via a plurality of optical network units and an optical transmission path, and a monitoring that changes according to the reception signal quality of the optical signal transmitted from the optical transmission / reception unit.
  • the reception power of the optical signal in each of the plurality of optical network units is equal to or less than the upper limit value, and the monitoring value deteriorates.
  • An optical line including a control unit that controls to change the transmission power of the optical signal transmitted from the optical transmission / reception unit so that the reception power of the optical signal becomes equal to or higher than the lower limit value in the optical network unit having the value represented. It is a terminal device.
  • One aspect of the present invention is an optical communication control method in an optical communication system having an optical line termination device connected by an optical transmission line and a plurality of optical termination devices, and is a first optical transmission / reception unit of the optical line termination device. And a transmission / reception step in which the second optical transmission / reception unit of the plurality of optical network units transmits / receives an optical signal via the optical transmission path, and a control unit of the optical network unit from the first optical transmission / reception unit.
  • the plurality of the optical network units When one or more optical network units recognize that the monitoring value that changes according to the quality of the received signal in the second optical transmitter / receiver of the transmitted optical signal has become a value indicating deterioration, the plurality of the optical network units In each case, the first optical transmission / reception is such that the reception power of the optical signal is equal to or less than the upper limit value and the reception power of the optical signal is equal to or more than the lower limit value in the optical terminal unit whose monitoring value is a value indicating deterioration. It is an optical communication control method including a control step for changing the transmission power of an optical signal transmitted from a unit.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an optical communication system 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the optical communication system 100 is, for example, an optical access system using a PON (Passive Optical Network).
  • the optical communication system 100 has an OLT (optical network unit) 1 and N units (N is an integer of 1 or more) ONU (optical network unit) 5.
  • OLT optical network unit
  • N is an integer of 1 or more
  • ONU optical network unit
  • ONU5 having an ONU number k (k is an integer of 1 or more and N or less) is also described as ONU # k.
  • the OLT 1 and ONU 5 function as transmitters and receivers in an optical access system.
  • the OLT 1 and the N ONUs 5 are connected via the optical transmission lines 6 and 7 and the optical splitter 8.
  • the optical transmission lines 6 and 7 are, for example, single mode optical fiber (SMF).
  • SMF single mode optical fiber
  • the optical splitter 8 distributes the downlink optical signal transmitted through the optical transmission line 6 to the plurality of optical transmission lines 7. Further, the optical splitter 8 combines the upstream optical signals transmitted through each of the plurality of optical transmission lines 7 and outputs them to the optical transmission line 6.
  • the OLT 1 includes a PON communication unit 2.
  • the PON communication unit 2 is, for example, a PON package.
  • the PON package is a housing in which the optical transmission / reception device 3 and the control unit 4 are mounted.
  • the optical transmission / reception device 3 transmits / receives an optical signal to and from the ONU 5 according to a predetermined PON specification.
  • the control unit 4 controls the optical transmission / reception device 3.
  • the control unit 4 may be provided inside the optical transmission / reception device 3, or may be provided outside the PON communication unit 2.
  • the control unit 4 When the control unit 4 recognizes with respect to one or more ONUs that some monitoring value that changes according to the received signal quality of the optical signal transmitted from the optical transmission / reception device 3 has become a value indicating deterioration, the downlink light
  • the optical transmitter / receiver 3 is controlled so as to change the transmission power of the signal.
  • the fact that the monitoring value becomes a value indicating deterioration indicates deterioration of the received signal quality in ONU5.
  • the control unit 4 controls so that the reception power of the optical signal is equal to or less than the upper limit value in each of the N ONUs 5 and the reception power of the optical signal is equal to or more than the lower limit value in the ONU 5 whose monitoring value is a value indicating deterioration. I do.
  • the ONU 5 includes an optical transmitter / receiver 51.
  • the optical transmission / reception device 51 transmits / receives an optical signal according to the specifications of the optical transmission / reception device 3 of the OLT 1 and the PON.
  • the optical transmitter / receiver 51 includes a photodetector.
  • the photodetector is a light receiving element that converts an optical signal transmitted from the OLT 1 into an electric signal.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the optical transmitter / receiver 3.
  • the optical transmission / reception device 3 loaded on the OLT 1 includes an optical transmission unit 31, an optical reception unit 32, a demultiplexing unit 33, and an input / output unit 34.
  • the optical transmission unit 31 and the combined demultiplexing unit 33 are connected by an optical waveguide unit 35
  • the optical receiving unit 32 and the combined demultiplexing unit 33 are connected by an optical waveguide unit 36
  • the combined demultiplexing unit 33 and the input / output unit 34 Is connected by an optical waveguide 37.
  • the optical transmitter 31 is an optical transmitter.
  • the optical transmission unit 31 converts an electric signal on which a data signal is superimposed into an optical signal.
  • the optical transmission unit 31 transmits the downlink optical signal generated by this conversion to the junction / demultiplexing unit 33 via the optical waveguide unit 35.
  • the optical receiving unit 32 receives an upstream optical signal from the combined demultiplexing unit 33 via the optical waveguide unit 36.
  • the optical receiving unit 32 obtains a data signal superimposed on the optical signal by demodulating the received optical signal.
  • the combined demultiplexing unit 33 combines and demultiplexes the optical signal transmitted from the optical transmitting unit 31 and the optical signal received by the optical receiving unit 32 via the optical waveguide units 35, 36, and 37.
  • the combined demultiplexing unit 33 outputs the downlink optical signal transmitted by the optical transmitting unit 31 to the input / output unit 34 by the combined demultiplexing, and outputs the upstream optical signal received by the input / output unit 34 to the optical receiving unit 32. Output.
  • the input / output unit 34 functions as an input / output end to a system including an optical transmission unit 31, an optical reception unit 32, and a demultiplexing unit 33.
  • the input / output unit 34 receives the downlink optical signal transmitted by the optical transmission unit 31 from the combined / demultiplexing unit 33 via the optical waveguide unit 37.
  • the input / output unit 34 outputs the downlink optical signal received from the combined / demultiplexing unit 33 to the optical transmission line 6. Further, the input / output unit 34 receives an upstream optical signal transmitted through the optical transmission line 6.
  • the input / output unit 34 outputs the received upstream optical signal to the combined / demultiplexing unit 33 via the optical waveguide unit 37.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the optical transmission unit 31.
  • the optical transmitter 31 includes a light source 311, an optical modulator 312, and an SOA (semiconductor optical amplifier) 313.
  • the light source 311 and the light modulator 312 are connected by the optical waveguide section 314, and the light modulator 312 and the SOA 313 are connected by the optical waveguide section 315.
  • the light source 311 generates light.
  • the light modulator 312 receives the light generated by the light source 311 via the optical waveguide section 314.
  • the light modulator 312 modulates the light generated by the light source 311 with an electric signal on which the data signal is superimposed to generate an optical signal on which the data signal is superimposed.
  • the light modulator 312 outputs the generated optical signal to the SOA 313 via the optical waveguide section 315.
  • the SOA 313 amplifies the optical signal generated by the light modulator 312 and outputs the amplified optical signal.
  • the optical transmission unit 31 outputs the optical signal output by the SOA 313 to the junction / demultiplexing unit 33 via the optical waveguide unit 35.
  • the SOA 313 changes the gain according to the control of the control unit 4.
  • the optical communication system 100 performs downlink communication as follows.
  • the light source 311 of the OLT 1 generates light of the output power instructed by the control unit 4.
  • the light modulator 312 modulates the light generated by the light source 311 based on the data signal of the electric signal to generate an optical signal.
  • the SOA 313 receives the optical signal generated by the light modulator 312 via the optical waveguide section 315.
  • the SOA 313 amplifies the received optical signal by the gain instructed by the control unit 4.
  • the optical transmission unit 31 transmits the optical signal amplified by the SOA 313 to the junction / demultiplexing unit 33 via the optical waveguide unit 35.
  • the combined demultiplexing unit 33 transmits an optical signal received from the optical transmission unit 31 via the optical waveguide unit 35 to the input / output unit 34 via the optical waveguide unit 37.
  • the input / output unit 34 outputs the optical signal received from the demultiplexing unit 33 to the optical transmission line 6.
  • the optical splitter 8 distributes the optical signal transmitted through the optical transmission line 6 to the optical transmission lines 7 connected to each of the N ONUs 5.
  • the optical transmission / reception device 51 of each ONU 5 receives an optical signal transmitted through an optical transmission line 7 connected to its own device.
  • the optical communication system 100 performs uplink communication as follows.
  • the optical transmission / reception device 51 of each ONU 5 outputs an upstream optical signal to the optical transmission line 7 connected to the own device.
  • the optical splitter 8 combines the optical signals transmitted through each optical transmission line 7 and outputs them to the optical transmission line 6.
  • the input / output unit 34 of the OLT 1 receives the optical signal transmitted through the optical transmission line 6, and transmits the received optical signal to the combined / demultiplexing unit 33.
  • the combined demultiplexing unit 33 receives an optical signal from the input / output unit 34, and transmits the received optical signal to the optical receiving unit 32.
  • the optical receiving unit 32 converts the optical signal received from the input / output unit 34 into an electric signal and demodulates it.
  • the control unit 4 of the OLT 1 controls the transmission power of the downlink optical signal by controlling one or both of the output power of the light source 311 and the gain of the SOA 313.
  • the control unit 4 recognizes in some way some monitoring value that changes according to the quality of the received signal in the optical transmission / reception device 51 of each ONU 5. For example, ONU5 periodically notifies OLT1 of the monitoring value in its own device. Alternatively, the control unit 4 may inquire each ONU 5 of the monitoring value. Upon receiving the inquiry, the ONU 5 notifies the OLT 1 of the monitoring value measured for the optical transmission / reception device 51 of its own device.
  • control unit 4 of the OLT 1 monitors the value of some index whose value changes in relation to the quality of the received signal in the ONU 5 for each ONU 5.
  • an example of such an index is the reception power of the ONU 5 optical transmitter / receiver 51.
  • the control unit 4 When the control unit 4 recognizes that the monitoring value of one or more ONU5s has fallen below a predetermined lower limit value, the control unit 4 controls the power of the downlink light signal so that the monitoring value in the ONU5 increases. Specifically, the control unit 4 controls one or both of the gain of the SOA 313 in the optical transmission unit 31 of the optical transmission / reception device 3 and the output power of the light source 311. The control unit 4 sets the optical signal so that the monitoring value is within the upper limit value and is equal to or higher than the lower limit value in all ONU5s connected to the OLT1 to which the ONU5 whose monitoring value is equal to or higher than the lower limit value is connected. Control power.
  • the control unit 4 monitors the ONU 5 when it recognizes that the monitoring value of one or more ONU 5 exceeds a predetermined upper limit.
  • the power of the downlink light signal is controlled so that the value decreases.
  • FIG. 4 is a diagram showing information recognized by the control unit 4 of the OLT 1.
  • the control unit 4 recognizes the reception power, the reception power upper limit value, and the reception power lower limit value of each ONU 5.
  • Preceiving # k (t n ) is the received power of the ONU # k at time t n.
  • Plim_upper # k is the upper limit of the reception power of ONU # k.
  • Plim_lower # k is the lower limit of the reception power of ONU # k.
  • the reception power upper limit values Plim_upper # 1 to Plim_upper # N may be all the same, some or all may be different, or may be ⁇ (infinity).
  • the lower limit values of received power, Plim_lower # 1 to Plim_lower # N may be all the same, or some or all of them may be different.
  • FIG. 5 is a flow diagram showing a transmission power control process in the control unit 4.
  • the control unit 4 may start the transmission power control process shown in FIG. 5 periodically or at predetermined time intervals, or may start after a predetermined time has elapsed from the previous transmission power control process.
  • t n be the time and N be the number of ONU5s. n and N satisfy the following equation (1). Further, the time t n satisfies the following equation (2).
  • the control unit 4 at time t n, to recognize whether or not the state of the formula (3) below (step S11). That is, it is determined whether or not the received power at the time t n of some ONU # k is lower than the lower limit of the received power of the ONU # k.
  • step S11: NO the control unit 4 ends the process of FIG. 5 without changing the transmission power control method of the optical transmission / reception device 3.
  • step S11 when the control unit 4 recognizes that the state of the equation (3) is present (step S11: YES), the following equations (4), (5) and (6) are satisfied at time t n + 1.
  • step S12 P- transmitting (t n ) is the transmission power of the optical transmitter / receiver 3 at time t n.
  • the control unit 4 the formula (4) as shown in, transmit power P Transmitting MIDI optical transceiver 3 at time t n + 1 (t n + 1) is the transmission power P Transmitting MIDI optical transceiver 3 at time t n (t n)
  • One or both of the light source 311 and the SOA 313 are controlled so as to change from the real number q.
  • the time t received for each ONU # k in the n + 1 power P Receiving # k (t n + 1) is received power of the ONU # k at time t n P receiving # k (t n ) Changes by the real number q.
  • the control unit 4 has the receiving power Preceding # k (t n + 1 ) of the ONU # k at the time t n + 1 of the ONU # k for all the ONU # k. received power lower limit value P lim_lower # greater than k, and determines the real q to be smaller than the reception power upper limit value P lim_upper # k of ONU # k. As represented by equation (5), the control unit 4 utilizes the received power P receiving # k (t n) in the ONU # k, a difference between the received power lower limit value P lim_lower # k as the control value. The control unit 4 ends the process of FIG. 5 after the process of step S12.
  • the output power of the light source 311 and the gain of the SOA 313 in the PON communication unit 2 loaded in the OLT 1 can be avoided.
  • the gain of SOA 313 and the output power of the light source 311 are controlled.
  • the control unit of the OLT has acquired some monitoring value that changes according to the quality of the received signal in the ONU by some method.
  • the ONU detects that some monitoring value that changes according to the received signal quality of its own device has become a value indicating deterioration, the detected monitoring value is notified to the OLT.
  • the differences from the first embodiment will be mainly described.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the optical communication system 100a according to the second embodiment.
  • the optical communication system 100a is, for example, an optical access system using PON.
  • the same parts as those of the optical communication system 100 of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the optical communication system 100a shown in FIG. 6 differs from the optical communication system 100 shown in FIG. 1 in that it has OLT1a and ONU5a instead of OLT1 and ONU5.
  • ONU5a having an ONU number k (k is an integer of 1 or more and N or less) is also described as ONU # k.
  • the OLT1a and ONU5a function as transmitters and receivers in an optical access system.
  • the difference between the OLT 1a shown in FIG. 6 and the OLT 1 shown in FIG. 1 is that the control unit 4a is provided instead of the control unit 4.
  • the control unit 4a receives a notification of the received power below the lower limit from any ONU # i (i is an integer of 1 or more and N or less), the received signal quality of the optical signal deteriorates in the ONU # i. Recognize what you did.
  • the control unit 4a inquires of another ONU # j (j is an integer of 1 or more and N or less, j ⁇ i) for the reception power.
  • the control unit 4a uses the information of the received power received from each ONU5a, and by the same control as the control unit 4 of the first embodiment, the received power becomes equal to or higher than the lower limit value in the ONU5a whose received power is lower than the lower limit value. Moreover, the gain of SOA 313 or the output power of the light source 311 is controlled so that the reception power of all ONU5a is within the upper limit value.
  • the ONU5a includes an optical transmitter / receiver 51a.
  • the optical transmission / reception device 51a transmits / receives an optical signal according to the specifications of the optical transmission / reception device 3 of the OLT 1a and the PON.
  • the optical transmitter / receiver 51 includes a photodetector.
  • the ONU5a measures the reception power of the optical signal received by the optical transmission / reception device 51a.
  • the optical transmission / reception device 51a of the ONU 5a may measure the reception power at a predetermined cycle.
  • a measuring unit (not shown) provided outside the optical transmission / reception device 51a may measure the reception power.
  • the ONU5a When the ONU5a recognizes that the received power has fallen below the lower limit value or receives a request from the OLT1a, the ONU5a transmits the received power information indicating the measured received power from the optical transmission / reception device 51a to the OLT1a by an optical signal. To do. When the ONU5a receives the request from the OLT1a, the ONU5a transmits the reception power measured at the time closest to the time when the request is received, or the reception power information indicating the reception power measured after receiving the request.
  • FIG. 7 is a diagram showing information recognized by the OLT 1a and each ONU 5a.
  • the OLT 1a recognizes the reception power upper limit value Plim_upper # k and the reception power lower limit value Plim_lower # k of each ONU # k. Further, each OLT # k includes the reception power Preceding # k (t n ) of the own device measured at time t n , the reception power upper limit value Plim_upper # k of the own device, and the reception power lower limit value Plim_lower of the own device. It recognizes # k.
  • the reception power upper limit values Plim_upper # 1 to Plim_upper # N may be all the same, some or all may be different, or may be ⁇ (infinity). Further, the lower limit values of received power, Plim_lower # 1 to Plim_lower # N, may be all the same, or some or all of them may be different.
  • FIG. 8 is a flow chart showing a transmission power control process in the control unit 4a.
  • the control unit 4a may start the transmission power control process shown in FIG. 8 periodically or at predetermined time intervals, or may start after a predetermined time has elapsed from the previous transmission power control process.
  • the ONU5a that recognizes the state of the above equation (3) transmits a notification of the received power to the OLT1a.
  • the ONU5a sets the received power information indicating the received power Preceding # k (t n ) at the time t n in this notification.
  • the control unit 4a determines whether or not the notification of the received power has been received from any ONU5a (step S21).
  • step S21: NO the process of FIG. 8 is performed without changing the transmission power control method of the optical transmission / reception device 3. To finish.
  • step S21 when the control unit 4a determines that the notification of the reception power has been received from one or more ONU5a (step S21: YES), the control unit 4a performs the process of step S22.
  • ONU5a which has transmitted the reception power notification
  • the control unit 4a acquires the received power information from the notification of the received power received from the ONU # i.
  • the control unit 4a transmits a reception power notification request from the optical transmission / reception device 3 to ONU # j (j is an integer of 1 or more and N or less, j ⁇ i) other than ONU # i by an optical signal.
  • the ONU # j Upon receiving the reception power notification request from the OLT 1a, the ONU # j transmits the reception power information indicating the reception power Preceding # j (t n ) measured in its own device from the optical transmission / reception device 51a to the OLT 1a by an optical signal.
  • the control unit 4a of the OLT 1a receives the reception power information transmitted by the ONU # j from the optical transmission / reception device 3.
  • control unit 4a When the control unit 4a receives the received power information from each ONU5a, the control unit 4a controls so as to satisfy the above equations (4), (5) and (6) as in step S12 of the first embodiment. (Step S23).
  • the control unit 4a, the time t n + 1 in the transmit power P Transmitting MIDI optical transmission and reception apparatus 3a (t n + 1) is, to change from transmit power P Transmitting MIDI optical transmission and reception apparatus 3a (t n) by a real number q at time t n
  • one or both of the light source 311 and the SOA 313 are controlled.
  • the reception power Preceiving # k (t n + 1 ) of each ONU # k at time t n + 1 changes from the reception power Preceiving # k (t n ) of ONU # k at time t n by a real number q.
  • the reception power Preceding # k (t n + 1 ) of ONU # k at time t n + 1 is larger than the lower limit value of reception power Plim_lower # k of ONU # k, and ,
  • the real number q is set so as to be smaller than the reception power upper limit value Plim_upper # k of ONU # k.
  • the gains of the light sources 311 and SOA313 in the PON communication unit 2 are appropriately controlled while reducing the load of the OLT1a as compared with the OLT1 of the first embodiment, and the optical transmission / reception device 3 of the OLT1a. It is possible to prevent the communication service from being interrupted while avoiding the failure of all the ONU5a under the control.
  • FIG. 9 is a diagram showing a hardware configuration example of the PON communication unit 2.
  • the PON communication unit 2 includes a processor 71, a storage unit 72, and a communication interface 73.
  • the processor 71 is a central processing unit that performs calculations and controls.
  • the processor 71 is, for example, a CPU (central processing unit).
  • the storage unit 72 is a computer-readable recording medium.
  • the storage unit 72 is, for example, various memories or storage devices.
  • the storage unit 72 stores a program or the like for executing the processing of the control unit 4.
  • the processor 71 realizes the control unit 4 by reading a program from the storage unit 72 and executing the program.
  • the storage unit 72 also has a work area for the processor 71 to execute various programs. All or part of the functions of the control unit 4 may be realized by using hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit), PLD (Programmable Logic Device), and FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the communication interface 73 corresponds to the optical transmitter / receiver 3.
  • the hardware configuration of the PON communication unit 2a is also the same as the hardware configuration of the PON communication unit 2 shown in FIG.
  • the storage unit 72 stores a program or the like for executing the process of the control unit 4a.
  • the processor 71 realizes the control unit 4a by reading a program from the storage unit 72 and executing the program.
  • the quality of the received signal may deteriorate due to aged deterioration of the optical transmission / reception device in the OLT, the optical transmission / reception device in the ONU, the transmission line fiber fusion point, the optical splitter, and the like. Therefore, it is conceivable that the SOA provided in the OLT amplifies the transmission signal to increase the reception power in the ONU and improve the reception signal quality. However, along with this, in some ONUs, the allowable reception power may be exceeded, and a failure may occur. Therefore, it is necessary to control the SOA gain appropriately. According to this embodiment, the control unit loaded on the OLT can appropriately control the gain of the light source and the SOA. Therefore, it is possible to avoid the failure of the ONU under the OLT transceiver and prevent the communication service from being interrupted.
  • the PON which is a technology for constructing an optical access system, which is one of the optical communication systems, has an optical line termination device connected by an optical transmission line and a plurality of optical termination devices.
  • the optical network unit is OLT1, 1a, and the optical network unit is ONU5, 5a.
  • the optical network unit includes a first optical transmission / reception unit and a control unit.
  • the first optical transmission / reception unit is, for example, an optical transmission / reception device 3.
  • the first optical transmission / reception unit transmits / receives an optical signal via a plurality of optical termination devices and optical transmission lines.
  • the control unit recognized for one or more optical termination devices that some monitoring value, which changes according to the quality of the received signal in the optical termination device of the optical signal transmitted from the first optical transmitter / receiver, became a value indicating deterioration.
  • the received power of the optical signal is equal to or less than the upper limit value in each of the plurality of optical termination devices having a predetermined ratio or more such as all, and some monitoring value that changes according to the received signal quality is a value indicating deterioration.
  • Control is performed to change the transmission power of the optical signal transmitted from the first optical transmitter / receiver so that the reception power of the optical signal becomes equal to or higher than the lower limit value in the apparatus.
  • the optical termination device includes a second optical transmitter / receiver.
  • the second optical transmission / reception unit transmits / receives an optical signal via an optical network unit and an optical transmission line.
  • the second optical transmission / reception unit is, for example, optical transmission / reception devices 51, 51a.
  • the first light transmission / reception unit includes a light source and an amplification unit.
  • the amplification unit is, for example, SOA313.
  • the amplification unit amplifies the optical signal generated by superimposing the transmission data on the light output from the light source.
  • the control unit increases the transmission power of the optical signal transmitted from the first optical transmission / reception unit by controlling at least one of the output power of the light source and the gain in the amplification unit.
  • a value representing the reception power of the optical signal in the second optical transmission / reception unit of the optical terminal device can be used.
  • the control unit uses the difference between the reception power of the optical signal in the optical network unit and the lower limit of the reception power in the optical network unit as a control value for changing the transmission power of the optical signal transmitted from the first optical transmission / reception unit. You may use it.
  • Optical waveguide 51 ... Optical transceiver, 51a ... Optical transceiver, 71 ... Processor, 72 ... Storage, 73 ... Communication Interface, 91 ... OLT, 92 ... ONU, 93 ... Transmission line fiber, 94 ... Transmission line fiber, 95 ... Branch splitter, 100 ... Optical communication system, 100a ... Optical communication system

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Abstract

光通信システムは、光伝送路により接続される光回線終端装置と複数の光終端装置とを有する。光回線終端装置は、光送受信部と、制御部とを備える。光送受信部は、複数の光終端装置と光伝送路を介して光信号の送受信を行う。制御部は、光送受信部から送信された光信号の受信信号品質に応じて変化する監視値が劣化を表す値となったことを１以上の光終端装置について認識した場合に、複数の光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、監視値が劣化を表す値となった光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御を行う。

Description

光通信システム、光回線終端装置及び光通信制御方法
　本発明は、光通信システム、光回線終端装置及び光通信制御方法に関する。
　光通信システムの一つに、光アクセスシステムがある。図１０は、光アクセスシステムの構成例を示す図である。図１０に示す光アクセスシステムは、光回線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）９１と、光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）９２とを有する。ＯＬＴ９１は、通信オペレータ側に属し、ＯＮＵ９２は、サービス利用者側に属する。ＯＬＴ９１及びＯＮＵ９２は、送受信機として機能する。ＯＬＴ９１には光送受信装置が装荷されている。この光送受信装置の配下には、伝送路ファイバ９３、９４および分岐スプリッタ９５等を介してＮ台（Ｎは２以上の整数）のＯＮＵ９２が物理的に接続される。図１０では、Ｎ台のＯＮＵ９２をそれぞれ、ＯＮＵ＃１～ＯＮＵ＃Ｎと記載している。伝送路ファイバ９３、９４は、光ファイバである。
　光アクセスシステムへの適用が意図された１０Ｇ－ＥＰＯＮ（10gigabit-ethernet（登録商標） passive optical network）システムがＩＥＥＥ８０２．３ａｖで標準化されている。１０Ｇ－ＥＰＯＮシステムでは、動作モードによって異なるが、最大で約１Ｇｂｐｓ／１０Ｇｂｐｓ（Ｇｂｐｓ：ギガビット毎秒）の通信速度を実現可能である。
　１０Ｇ－ＥＰＯＮシステムにおいては、ＯＬＴ及びＯＮＵの送受信性能が規定されている。図１１は、この規定されたＯＬＴ及びＯＮＵの送受信性能を示す図である。ＯＬＴ又はＯＮＵが、規定値以下の受信パワーの光信号を受信した場合、通信接続は担保されないため、通信サービス断となる可能性がある。
　図１１に示すように、１０Ｇ－ＥＰＯＮシステムにおいては、上りリンクと比較して下りリンクの接続バジェットが厳しく規定されている。従って、上りリンクと下りリンクとにより共有されている線路中に損失が加わる場合は、下りリンクが接続断の原因である可能性が高い。なお、上りは、ＯＮＵからＯＬＴの方向であり、下りは、ＯＬＴからＯＮＵの方向である。
　ＯＮＵ内には、光検出器（ＰＤ）が具備されている。光検出器は、ＯＬＴから送信された光信号を電気信号に変換する受光素子である。光検出器は、超高パワーの光信号を受光した際に破損する可能性がある。破損が生じると、ＯＮＵが機能しなくなる場合がある。
　また、光アクセスシステムにおいては、ＯＬＴとＯＮＵ間に、経年劣化により損失が大きくなり得る点が存在している。このような点の例は、光スプリッタ、光ファイバ融着点などである。通信サービス開通時には問題がない線路においても、長期間の運用においてはこれらの点を考慮する必要がある。
Jun Sugawa，Hiroki Ikeda，"Development of OLT using Semiconductor Optical Amplifiers as Booster and Preamplifier for Loss-Budget Extension in 10.3-Gb/s PON system"，in Optical Fiber Communication Conference, OSA Technical Digest (Optical Society of America, 2012), paper OTh4G.4，2012.
　ＯＬＴ内の光送受信装置、ＯＮＵ内の光送受信装置、伝送路ファイバ融着点、光スプリッタなどの経年劣化のため、ＯＮＵにおける受信パワーが低下する場合がある。ＯＮＵにおける受信パワーが低下した場合、受信信号品質が劣化して一部のＯＮＵユーザにおいて通信サービス断が生じる。また、ＯＮＵ内のＰＤの受信感度が劣化した場合にも同様に受信信号品質が劣化し、通信サービス断が生じる。そこで、ＯＬＴの送信部に、半導体光増幅器（ＳＯＡ）を具備することが考えられる。半導体光増幅器が送信信号を増幅することによって、ＯＮＵにおける受信パワーを上げることができる。これにより、あるＯＮＵは通信サービス断から復旧する可能性がある一方で、許容受信パワーを上回ることが原因で故障するＯＮＵが存在する可能性がある。
　上記事情に鑑み、本発明は、通信サービスの接続断の発生を低減することができる光通信システム、光回線終端装置及び光通信制御方法を提供することを目的としている。
　本発明の一態様は、光伝送路により接続される光回線終端装置と複数の光終端装置とを有する光通信システムであって、前記光回線終端装置は、複数の前記光終端装置と前記光伝送路を介して光信号の送受信を行う第一光送受信部と、前記第一光送受信部から送信された光信号の受信信号品質に応じて変化する監視値が劣化を表す値となったことを１以上の光終端装置について認識した場合に、複数の前記光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、前記監視値が劣化を表す値となった前記光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、前記第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御を行う制御部とを備え、前記光終端装置は、前記光回線終端装置と前記光伝送路を介して光信号の送受信を行う第二光送受信部を備える、光通信システムである。
　本発明の一態様は、複数の光終端装置と光伝送路を介して光信号の送受信を行う光送受信部と、前記光送受信部から送信された光信号の受信信号品質に応じて変化する監視値が劣化を表す値となったことを１以上の光終端装置について認識した場合に、複数の前記光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、前記監視値が劣化を表す値となった前記光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、前記光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御を行う制御部と、を備える光回線終端装置である。
　本発明の一態様は、光伝送路により接続される光回線終端装置と複数の光終端装置とを有する光通信システムにおける光通信制御方法であって、前記光回線終端装置の第一光送受信部と複数の前記光終端装置の第二光送受信部とが、前記光伝送路を介して光信号の送受信を行う送受信ステップと、前記光回線終端装置の制御部が、前記第一光送受信部から送信された光信号の第二光送受信部における受信信号品質に応じて変化する監視値が劣化を表す値となったことを１以上の光終端装置について認識した場合に、複数の前記光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、前記監視値が劣化を表す値となった前記光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、前記第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御ステップと、を有する光通信制御方法である。
　本発明により、通信サービスの接続断の発生を低減することが可能となる。
本発明の第１の実施形態による光通信システムの構成例を示す図である。 同実施形態による光送受信装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態による光送信部の構成を示すブロック図である。 同実施形態によるＯＬＴが認識している情報を示す図である。 同実施形態によるＯＬＴの制御部における送信パワー制御処理を示すフロー図である。 第２の実施形態による光通信システムの構成例を示す図である。 同実施形態によるＯＬＴ及び各ＯＮＵにおいて認識している情報を示す図である。 同実施形態によるＯＬＴの制御部における送信パワー制御処理を示すフロー図である。 第１及び第２の実施形態におけるＰＯＮ通信部のハードウェア構成例を示す図である。 従来技術の光アクセスシステムの構成例を示す図である。 規定されたＯＬＴ及びＯＮＵの送受信性能を示す図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態による光通信システム１００の構成例を示す図である。光通信システム１００は、例えば、ＰＯＮ（Passive Optical Network；受動光ネットワーク）を用いた光アクセスシステムである。光通信システム１００は、ＯＬＴ（光回線終端装置）１と、Ｎ台（Ｎは１以上の整数）のＯＮＵ（光終端装置）５とを有する。本実施形態では、ＯＮＵ番号がｋ（ｋは１以上Ｎ以下の整数）のＯＮＵ５をＯＮＵ＃ｋとも記載する。ＯＬＴ１及びＯＮＵ５は、光アクセスシステムにおける送受信機として機能する。
　ＯＬＴ１と、Ｎ台のＯＮＵ５とは、光伝送路６、７及び光スプリッタ８を介して接続される。光伝送路６、７は、例えば、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）である。光スプリッタ８は、光伝送路６を伝送した下りの光信号を複数の光伝送路７に分配する。また、光スプリッタ８は、複数の光伝送路７それぞれを伝送した上りの光信号を合波して、光伝送路６に出力する。
　ＯＬＴ１は、ＰＯＮ通信部２を備える。ＰＯＮ通信部２は、例えば、ＰＯＮパッケージである。ＰＯＮパッケージは、光送受信装置３と制御部４とを搭載した筐体である。光送受信装置３は、所定のＰＯＮの仕様に従ってＯＮＵ５と光信号の送受信を行う。制御部４は、光送受信装置３の制御を行う。なお、制御部４は、光送受信装置３内に備えられてもよく、ＰＯＮ通信部２の外部に備えられてもよい。制御部４は、光送受信装置３から送信された光信号の受信信号品質に応じて変化するなんらかの監視値が劣化を表す値となったことを１以上のＯＮＵ５について認識した場合に、下りの光信号の送信パワーを変化させるように光送受信装置３を制御する。監視値が劣化を表す値となったことは、ＯＮＵ５における受信信号品質の劣化を表す。制御部４は、Ｎ台のＯＮＵ５それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、監視値が劣化を表す値となったＯＮＵ５において光信号の受信パワーが下限値以上となるように制御を行う。
　ＯＮＵ５は、光送受信装置５１を備える。光送受信装置５１は、ＯＬＴ１の光送受信装置３とＰＯＮの仕様に従って光信号の送受信を行う。光送受信装置５１は、光検出器を具備する。光検出器は、ＯＬＴ１から送信された光信号を電気信号に変換する受光素子である。
　図２は、光送受信装置３の構成を示すブロック図である。ＯＬＴ１に装荷される光送受信装置３は、光送信部３１と、光受信部３２と、合分波部３３と、入出力部３４とを備える。光送信部３１と合分波部３３とは光導波部３５により接続され、光受信部３２と合分波部３３とは光導波部３６により接続され、合分波部３３と入出力部３４とは光導波部３７により接続される。
　光送信部３１は、光送信器である。光送信部３１は、データ信号が重畳された電気信号を光信号に変換する。光送信部３１は、この変換により生成された下りの光信号を、光導波部３５を介して合分波部３３に送信する。光受信部３２は、合分波部３３から光導波部３６を介して上りの光信号を受信する。光受信部３２は、受信した光信号を復調することにより、光信号に重畳されていたデータ信号を得る。
　合分波部３３は、光送信部３１から送信された光信号と、光受信部３２が受信する光信号とを光導波部３５、３６、３７を介して合分波する。合分波部３３は、この合分波によって、光送信部３１が送信した下りの光信号を入出力部３４に出力し、入出力部３４が受信した上りの光信号を光受信部３２に出力する。
　入出力部３４は、光送信部３１、光受信部３２及び合分波部３３からなる系への入出力端として機能する。入出力部３４は、光送信部３１が送信した下りの光信号を、光導波部３７を介して合分波部３３から受信する。入出力部３４は、合分波部３３から受信した下りの光信号を光伝送路６へ出力する。また、入出力部３４は、光伝送路６を伝送した上りの光信号を受信する。入出力部３４は、受信した上りの光信号を、光導波部３７を介して合分波部３３に出力する。
　図３は、光送信部３１の構成を示すブロック図である。光送信部３１は、光源３１１と、光変調器３１２と、ＳＯＡ（半導体光増幅器）３１３とを有する。光源３１１と光変調器３１２とは光導波部３１４により接続され、光変調器３１２とＳＯＡ３１３とは光導波部３１５により接続される。
　光源３１１は、光を発生する。光変調器３１２は、光源３１１が発生させた光を、光導波部３１４を介して受信する。光変調器３１２は、光源３１１が発生させた光を、データ信号が重畳された電気信号を用いて変調することにより、データ信号が重畳された光信号を生成する。光変調器３１２は、生成した光信号を、光導波部３１５を介してＳＯＡ３１３に出力する。ＳＯＡ３１３は、光変調器３１２が生成した光信号を増幅し、増幅された光信号を出力する。光送信部３１は、ＳＯＡ３１３が出力した光信号を、光導波部３５を介して合分波部３３に出力する。ＳＯＡ３１３は、制御部４の制御に従って、利得を変更する。
　上記構成により、光通信システム１００は、以下のように下り通信を行う。ＯＬＴ１の光源３１１は、制御部４に指示された出力パワーの光を発生する。光変調器３１２は、光源３１１が発生させた光を、電気信号のデータ信号に基づいて変調し、光信号を生成する。ＳＯＡ３１３は、光変調器３１２が生成した光信号を、光導波部３１５を介して受信する。ＳＯＡ３１３は、受信した光信号を制御部４から指示された利得により増幅する。光送信部３１は、ＳＯＡ３１３が増幅した光信号を、光導波部３５を介して合分波部３３に送信する。合分波部３３は、光導波部３５を介して光送信部３１から受信した光信号を、光導波部３７を介して入出力部３４に送信する。入出力部３４は、合分波部３３から受信した光信号を光伝送路６に出力する。光スプリッタ８は、光伝送路６を伝送した光信号を、Ｎ台のＯＮＵ５それぞれと接続される光伝送路７に分配する。各ＯＮＵ５の光送受信装置５１は、自装置に接続される光伝送路７を伝送した光信号を受信する。
　また、光通信システム１００は、以下のように上り通信を行う。各ＯＮＵ５の光送受信装置５１は、自装置に接続される光伝送路７に上りの光信号を出力する。光スプリッタ８は、各光伝送路７を伝送した光信号を合波して、光伝送路６に出力する。ＯＬＴ１の入出力部３４は、光伝送路６を伝送した光信号を受信し、受信した光信号を合分波部３３に送信する。合分波部３３は、入出力部３４から光信号を受信し、受信した光信号を光受信部３２に送信する。光受信部３２は、入出力部３４から受信した光信号を電気信号に変換し、復調する。
　ＯＬＴ１の制御部４は、光源３１１の出力パワー又はＳＯＡ３１３の利得の一方又は両方を制御することによって下りの光信号の送信パワーを制御する。制御部４は、各ＯＮＵ５の光送受信装置５１における受信信号品質に応じて変化する何らかの監視値を、何らかの方法で認識する。例えば、ＯＮＵ５は、定期的に、自装置における監視値をＯＬＴ１に通知する。あるいは、制御部４は、各ＯＮＵ５に監視値を問い合わせてもよい。ＯＮＵ５は、問い合わせを受けると、自装置の光送受信装置５１について測定した監視値をＯＬＴ１に通知する。このようにして、ＯＬＴ１の制御部４は、各ＯＮＵ５について、ＯＮＵ５における受信信号品質に関連して値が変化する何らかの指標の値を監視する。以下では、監視値が、受信信号品質の低下に応じて低化する場合を例に説明する。このような指標の一例は、ＯＮＵ５の光送受信装置５１における受信パワーである。
　制御部４は、１以上のＯＮＵ５の監視値が、予め決められた下限値を下回ったことを認識した場合、ＯＮＵ５における監視値が上昇するように、下り光信号のパワーを制御する。具体的には、制御部４は、光送受信装置３が有する光送信部３１内のＳＯＡ３１３の利得と、光源３１１の出力パワーとの一方又は両方を制御する。制御部４は、監視値が下限値以上となったＯＮＵ５の接続先であるＯＬＴ１に接続される全てのＯＮＵ５において、監視値が上限値以内、かつ、下限値以上となるように、光信号のパワーを制御する。なお、監視値が、受信信号品質の低下に応じて上昇する場合、制御部４は、１以上のＯＮＵ５の監視値が、予め決められた上限を上回ったことを認識した場合に、ＯＮＵ５における監視値が下降するように、下り光信号のパワーを制御する。
　図４は、ＯＬＴ１の制御部４が認識している情報を示す図である。制御部４は、各ＯＮＵ５の受信パワー、受信パワー上限値及び受信パワー下限値を認識している。Ｐｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ（ｔｎ）は、時刻ｔｎにおけるＯＮＵ＃ｋの受信パワーである。Ｐｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃ｋは、ＯＮＵ＃ｋの受信パワー上限値である。Ｐｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃ｋは、ＯＮＵ＃ｋの受信パワー下限値である。受信パワー上限値Ｐｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃１～Ｐｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃Ｎは、全て同じでもよく、一部又は全てが異なってもよく、∞（無限大）としてもよい。また、受信パワー下限値Ｐｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃１～Ｐｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃Ｎは、全て同じでもよく、一部又は全てが異なってもよい。
　図５は、制御部４における送信パワー制御処理を示すフロー図である。例えば、制御部４は、図５に示す送信パワー制御処理を周期的に又は所定の時間ごとに開始してもよく、前回の送信パワー制御処理から所定時間経過後に開始してもよい。
　時刻をｔｎ、ＯＮＵ５の台数をＮとする。ｎ及びＮは、以下の式（１）を満たす。また、時刻ｔｎは、以下の式（２）を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　制御部４は、時刻ｔｎにおいて、以下の式（３）の状態であるか否かを認識する（ステップＳ１１）。すなわち、いずかのＯＮＵ＃ｋの時刻ｔｎにおける受信パワーがＯＮＵ＃ｋの受信パワー下限値を下回っているか否かを判定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　制御部４は、式（３）の状態ではないとことを認識した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、光送受信装置３の送信パワーの制御方法を変更することなく、図５の処理を終了する。
　一方、制御部４は、式（３）の状態であることを認識した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、時刻ｔｎ＋１において、以下の式（４）、式（５）及び式（６）を満たすように制御を行う（ステップＳ１２）。Ｐｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ（ｔｎ）は、時刻ｔｎにおける光送受信装置３の送信パワーである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　制御部４は、式（４）に示すように、時刻ｔｎ＋１における光送受信装置３の送信パワーＰｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ（ｔｎ＋１）が、時刻ｔｎにおける光送受信装置３の送信パワーＰｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ（ｔｎ）から実数ｑだけ変化するように、光源３１１及びＳＯＡ３１３の一方又は両方を制御する。このとき、式（５）に示すように、時刻ｔｎ＋１における各ＯＮＵ＃ｋの受信パワーＰｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ（ｔｎ＋１）は、時刻ｔｎにおけるＯＮＵ＃ｋの受信パワーＰｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ（ｔｎ）から実数ｑだけ変化する。制御部４は、式（５）及び式（６）に示すように、全てのＯＮＵ＃ｋについて、時刻ｔｎ＋１におけるＯＮＵ＃ｋの受信パワーＰｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ（ｔｎ＋１）が、ＯＮＵ＃ｋの受信パワー下限値Ｐｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃ｋより大きく、かつ、ＯＮＵ＃ｋの受信パワー上限値Ｐｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃ｋより小さくなるように実数ｑを定める。式（５）で表されるように、制御部４は、ＯＮＵ＃ｋにおける受信パワーＰｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ（ｔｎ）と、受信パワー下限値Ｐｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃ｋとの差分を制御値として利用する。制御部４は、ステップＳ１２の処理の後、図５の処理を終了する。
　上述した実施形態によれば、ＯＬＴ１に装荷されたＰＯＮ通信部２内の光源３１１の出力パワー及びＳＯＡ３１３の利得を適切に制御することで、ＯＬＴ１の光送受信装置３配下の全ＯＮＵ５の故障を回避しつつ、通信サービス断を未然に防ぐことが可能になる。つまり、ＯＬＴ１のＰＯＮ通信部２は、ＯＮＵ５の受信パワーが所定の下限値未満となった場合に、当該ＯＮＵ５の受信パワーが下限値以上となり、かつ、全ＯＮＵ５の受信パワーが上限値以内となるように、ＳＯＡ３１３の利得及び光源３１１の出力パワーを制御する。
（第２の実施形態）
　第１の実施形態では、ＯＬＴの制御部は、何らかの方法で、ＯＮＵにおける受信信号品質に応じて変化する何らかの監視値を取得していた。本実施形態では、ＯＮＵが、自装置の受信信号品質に応じて変化する何らかの監視値が劣化を表す値となったことを検出した場合に、その検出した監視値をＯＬＴに通知する。以下では、第１の実施形態との差分を中心に説明する。
　図６は、第２の実施形態による光通信システム１００ａの構成例を示す図である。光通信システム１００ａは、例えば、ＰＯＮを用いた光アクセスシステムである。同図において、図１に示す第１の実施形態の光通信システム１００と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図６に示す光通信システム１００ａが、図１に示す光通信システム１００と異なる点は、ＯＬＴ１及びＯＮＵ５に代えて、ＯＬＴ１ａ及びＯＮＵ５ａを有する点である。本実施形態では、ＯＮＵ番号がｋ（ｋは１以上Ｎ以下の整数）のＯＮＵ５ａをＯＮＵ＃ｋとも記載する。ＯＬＴ１ａ及びＯＮＵ５ａは、光アクセスシステムにおける送受信機として機能する。
　図６に示すＯＬＴ１ａが、図１に示すＯＬＴ１と異なる点は、制御部４に代えて制御部４ａを備える点である。制御部４ａは、いずれかのＯＮＵ＃ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）から、下限値を下回った受信パワーの通知を受けた場合に、ＯＮＵ＃ｉにおいて光信号の受信信号品質が劣化したことを認識する。制御部４ａは、この通知を受けると、他のＯＮＵ＃ｊ（ｊは１以上Ｎ以下の整数、ｊ≠ｉ）に受信パワーを問い合わせる。制御部４ａは、各ＯＮＵ５ａから受信した受信パワーの情報を用いて、第１の実施形態の制御部４と同様の制御によって、受信パワーが下限値を下回ったＯＮＵ５ａにおいて受信パワーが下限値以上となり、かつ、全ＯＮＵ５ａの受信パワーが上限値以内となるように、ＳＯＡ３１３の利得または光源３１１の出力パワーを制御する。
　ＯＮＵ５ａは、光送受信装置５１ａを備える。光送受信装置５１ａは、ＯＬＴ１ａの光送受信装置３とＰＯＮの仕様に従って光信号の送受信を行う。光送受信装置５１は、光検出器を具備する。ＯＮＵ５ａは、光送受信装置５１ａが受信した光信号の受信パワーを測定する。例えば、ＯＮＵ５ａの光送受信装置５１ａが、所定周期で受信パワーを測定してもよい。また、光送受信装置５１ａの外部に備えられた図示しない測定部が受信パワーを測定してもよい。ＯＮＵ５ａは、受信パワーが下限値を下回ったことを認識した場合、又は、ＯＬＴ１ａからの要求を受けた場合に、測定した受信パワーを示す受信パワー情報を光送受信装置５１ａから光信号によりＯＬＴ１ａに送信する。ＯＮＵ５ａは、ＯＬＴ１ａからの要求を受けた場合、要求を受信した時刻と最も近い時刻に測定された受信パワー、又は、要求を受けてから測定した受信パワーを示す受信パワー情報を送信する。
　図７は、ＯＬＴ１ａ及び各ＯＮＵ５ａにおいて認識している情報を示す図である。ＯＬＴ１ａは、各ＯＮＵ＃ｋの受信パワー上限値Ｐｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃ｋ及び受信パワー下限値Ｐｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃ｋを認識している。また、各ＯＬＴ＃ｋは、時刻ｔｎに測定した自装置における受信パワーＰｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ（ｔｎ）と、自装置の受信パワー上限値Ｐｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃ｋ及び自装置の受信パワー下限値Ｐｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃ｋとを認識している。なお、受信パワー上限値Ｐｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃１～Ｐｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃Ｎは、全て同じでもよく、一部又は全てが異なってもよく、∞（無限大）としてもよい。また、受信パワー下限値Ｐｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃１～Ｐｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃Ｎは、全て同じでもよく、一部又は全てが異なってもよい。
　図８は、制御部４ａにおける送信パワー制御処理を示すフロー図である。例えば、制御部４ａは、図８に示す送信パワー制御処理を周期的に又は所定の時間ごとに開始してもよく、前回の送信パワー制御処理から所定時間経過後に開始してもよい。
　時刻をｔｎ、ＯＮＵ５ａの台数をＮとする。第１の実施形態と同様に、ｎ及びＮは上述の式（１）を満たし、時刻ｔｎは、上述の式（２）を満たす。
　時刻ｔｎにおいて、上記の式（３）の状態であることを認識したＯＮＵ５ａは、ＯＬＴ１ａに受信パワーの通知を送信する。ＯＮＵ５ａは、この通知に、時刻ｔｎにおける受信パワーＰｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ（ｔｎ）を示す受信パワー情報を設定する。制御部４ａは、いずれかのＯＮＵ５ａから受信パワーの通知を受信したか否かを判定する（ステップＳ２１）。
　制御部４ａは、いずれのＯＮＵ５ａからも受信パワーの通知を受信していないと判定した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、光送受信装置３の送信パワーの制御方法を変更することなく、図８の処理を終了する。
　一方、制御部４ａは、１以上のＯＮＵ５ａから受信パワーの通知を受信したと判定した場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２の処理を行う。受信パワーの通知を送信したＯＮＵ５ａをＯＮＵ＃ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）とする。制御部４ａは、ＯＮＵ＃ｉから受信した受信パワーの通知から受信パワー情報を取得する。制御部４ａは、ＯＮＵ＃ｉ以外のＯＮＵ＃ｊ（ｊは１以上Ｎ以下の整数、ｊ≠ｉ）に対して、受信パワー通知要求を光送受信装置３から光信号により送信する。ＯＬＴ１ａから受信パワー通知要求を受信したＯＮＵ＃ｊは、自装置において測定した受信パワーＰｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｊ（ｔｎ）を示す受信パワー情報を、光送受信装置５１ａから光信号によりＯＬＴ１ａに送信する。ＯＬＴ１ａの制御部４ａは、ＯＮＵ＃ｊが送信した受信パワー情報を光送受信装置３から受信する。
　制御部４ａは、各ＯＮＵ５ａから受信パワー情報を受信すると、第１の実施形態のステップＳ１２と同様に、上記の式（４）、式（５）及び式（６）を満たすように制御を行う（ステップＳ２３）。
　すなわち、制御部４ａは、時刻ｔｎ＋１における光送受信装置３ａの送信パワーＰｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ（ｔｎ＋１）が、時刻ｔｎにおける光送受信装置３ａの送信パワーＰｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ（ｔｎ）から実数ｑだけ変化するように、光源３１１及びＳＯＡ３１３の一方又は両方を制御する。このとき、時刻ｔｎ＋１における各ＯＮＵ＃ｋの受信パワーＰｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ（ｔｎ＋１）は、時刻ｔｎにおけるＯＮＵ＃ｋの受信パワーＰｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ（ｔｎ）から実数ｑだけ変化する。そこで、制御部４ａは、全てのＯＮＵ＃ｋについて、時刻ｔｎ＋１におけるＯＮＵ＃ｋの受信パワーＰｒｅｃｅｉｖｉｎｇ＃ｋ（ｔｎ＋１）が、ＯＮＵ＃ｋの受信パワー下限値Ｐｌｉｍ＿ｌｏｗｅｒ＃ｋより大きく、かつ、ＯＮＵ＃ｋの受信パワー上限値Ｐｌｉｍ＿ｕｐｐｅｒ＃ｋより小さくなるように実数ｑを定める。制御部４ａは、ステップＳ２３の処理の後、図８の処理を終了する。
　上述した実施形態によれば、第１の実施形態のＯＬＴ１よりもＯＬＴ１ａの負荷を軽減しながら、ＰＯＮ通信部２内の光源３１１およびＳＯＡ３１３の利得を適切に制御して、ＯＬＴ１ａの光送受信装置３配下の全ＯＮＵ５ａの故障を回避しつつ、通信サービス断を未然に防ぐことが可能になる。
　続いて、制御部４、４ａがソフトウェア処理を行う場合のＰＯＮ通信部２、２ａのハードウェア構成例を説明する。図９は、ＰＯＮ通信部２のハードウェア構成例を示す図である。ＰＯＮ通信部２は、プロセッサ７１、記憶部７２及び通信インタフェース７３を備える。プロセッサ７１は、演算や制御を行う中央演算装置である。プロセッサ７１は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）である。記憶部７２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。記憶部７２は、例えば、各種メモリや記憶装置である。記憶部７２は、制御部４の処理を実行するためのプログラムなどを記憶する。プロセッサ７１は、記憶部７２からプログラムを読み出して実行することにより、制御部４を実現する。記憶部７２は、プロセッサ７１が各種プログラムを実行する際のワークエリアなども有する。制御部４の機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。通信インタフェース７３は、光送受信装置３に相当する。
　ＰＯＮ通信部２ａのハードウェア構成も、図９に示すＰＯＮ通信部２のハードウェア構成と同様である。但し、ＰＯＮ通信部２ａの場合、記憶部７２は、制御部４ａの処理を実行するためのプログラムなどを記憶する。プロセッサ７１は、記憶部７２からプログラムを読み出して実行することにより、制御部４ａを実現する。
　ＰＯＮシステムにおいては、ＯＬＴ内の光送受信装置、ＯＮＵ内の光送受信装置、伝送路ファイバ融着点、光スプリッタなどの経年劣化により受信信号品質が劣化することがある。そこで、ＯＬＴに具備されたＳＯＡが送信信号を増幅することによって、ＯＮＵにおける受信パワーを上げて受信信号品質を改善することが考えられる。しかし、これに伴い、一部のＯＮＵでは、許容受信パワーを上回ってしまい、故障が発生する可能性もある。そのため、適切にＳＯＡ利得を制御する必要がある。本実施形態によれば、ＯＬＴに装荷された制御部が、光源およびＳＯＡの利得を適切に制御することが可能となる。従って、ＯＬＴトランシーバ配下のＯＮＵの故障を回避し、通信サービス断を未然に防ぐことが可能となる。
　以上説明した実施形態によれば、光通信システムの１つである光アクセスシステムの構築技術であるＰＯＮは、光伝送路により接続される光回線終端装置と複数の光終端装置とを有する。例えば、光回線終端装置は、ＯＬＴ１、１ａであり、光終端装置は、ＯＮＵ５、５ａである。光回線終端装置は、第一光送受信部と、制御部とを備える。第一光送受信部は、例えば、光送受信装置３である。第一光送受信部は、複数の光終端装置と光伝送路を介して光信号の送受信を行う。制御部は、第一光送受信部から送信された光信号の光終端装置における受信信号品質に応じて変化する何らかの監視値が劣化を表す値となったことを１以上の光終端装置について認識した場合に、全てなど所定割合以上の複数の光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、受信信号品質に応じて変化する何らかの監視値が劣化を表す値となった光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御を行う。光終端装置は、第二光送受信部を備える。第二光送受信部は、光回線終端装置と光伝送路を介して光信号の送受信を行う。第二光送受信部は、例えば、光送受信装置５１、５１ａである。
　第一光送受信部は、光源と、増幅部とを備える。増幅部は、例えば、ＳＯＡ３１３である。増幅部は、光源から出力される光に送信データを重畳して生成された光信号を増幅する。制御部は、光源の出力パワーと、増幅部における利得との少なくとも一方を制御することにより、第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを増加させる。
　なお、受信信号品質に応じて変化する監視値として、光終端装置の第二光送受信部における光信号の受信パワーを表す値を用いることができる。制御部は、光終端装置における光信号の受信パワーと、光終端装置における受信パワーの下限値との差分を、第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させるための制御値として用いてもよい。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１…ＯＬＴ，　１ａ…ＯＬＴ，　２…ＰＯＮ通信部，　３…光送受信装置，　４…制御部，　４ａ…制御部，　５…ＯＮＵ，　５ａ…ＯＮＵ，　６…光伝送路，　７…光伝送路，　８…光スプリッタ，　３１…光送信部，　３２…光受信部，　３３…合分波部，　３４…入出力部，　３５…光導波部，　３６…光導波部，　３７…光導波部，　３１１…光源，　３１２…光変調器，　３１３…半導体光増幅器，　３１４…光導波部，　３１５…光導波部，　５１…光送受信装置，　５１ａ…光送受信装置，　７１…プロセッサ，　７２…記憶部，　７３…通信インタフェース，　９１…ＯＬＴ，　９２…ＯＮＵ，　９３…伝送路ファイバ，　９４…伝送路ファイバ，　９５…分岐スプリッタ，　１００…光通信システム，　１００ａ…光通信システム

Claims (6)

  1. 　光伝送路により接続される光回線終端装置と複数の光終端装置とを有する光通信システムであって、
    　前記光回線終端装置は、
    　複数の前記光終端装置と前記光伝送路を介して光信号の送受信を行う第一光送受信部と、
    　前記第一光送受信部から送信された光信号の受信信号品質に応じて変化する監視値が劣化を表す値となったことを１以上の光終端装置について認識した場合に、複数の前記光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、前記監視値が劣化を表す値となった前記光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、前記第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御を行う制御部とを備え、
    　前記光終端装置は、
    　前記光回線終端装置と前記光伝送路を介して光信号の送受信を行う第二光送受信部を備える、
    　光通信システム。
  2. 　前記第一光送受信部は、
    　光源と、
    　前記光源から出力される光に送信データを重畳して生成された光信号を増幅する増幅部とを備え、
    　前記制御部は、前記光源の出力パワーと、前記増幅部における利得との少なくとも一方を制御することにより、前記第一光送受信部から送信される光信号の送信パワーを増加させる、
    　請求項１に記載の光通信システム。
  3. 　前記監視値は、前記光終端装置における前記光信号の受信パワーを表す値である、
    　請求項１又は請求項２に記載の光通信システム。
  4. 　前記制御部は、前記光終端装置における前記光信号の受信パワーと、前記光終端装置における前記受信パワーの下限値との差分を、前記第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを増加させるための制御値として用いる、
    　請求項３に記載の光通信システム。
  5. 　複数の光回線終端装置と光伝送路を介して光信号の送受信を行う光送受信部と、
    　複数の光終端装置と光伝送路を介して光信号の送受信を行う光送受信部と、
    　前記光送受信部から送信された光信号の受信信号品質に応じて変化する監視値が劣化を表す値となったことを１以上の光終端装置について認識した場合に、複数の前記光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、前記監視値が劣化を表す値となった前記光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、前記光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御を行う制御部と、
    　を備える光回線終端装置。
  6. 　光伝送路により接続される光回線終端装置と複数の光終端装置とを有する光通信システムにおける光通信制御方法であって、
    　前記光回線終端装置の第一光送受信部と複数の前記光終端装置の第二光送受信部とが、前記光伝送路を介して光信号の送受信を行う送受信ステップと、
    　前記光回線終端装置の制御部が、前記第一光送受信部から送信された光信号の第二光送受信部における受信信号品質に応じて変化する監視値が劣化を表す値となったことを１以上の光終端装置について認識した場合に、複数の前記光終端装置それぞれにおいて光信号の受信パワーが上限値以下となり、かつ、前記監視値が劣化を表す値となった前記光終端装置において光信号の受信パワーが下限値以上となるように、前記第一光送受信部から送信する光信号の送信パワーを変化させる制御ステップと、
    　を有する光通信制御方法。
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