JP5414373B2 - Optical access network, optical communication method, and optical subscriber unit - Google Patents
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Description
本発明は、光アクセス網、光通信方法および光加入者装置に関する。 The present invention relates to an optical access network, an optical communication method, and an optical subscriber unit.
近年、インターネットをはじめとするデータ通信トラヒックの増大に伴い、時分割多重(TDM:Time Division Multiplexing)技術を利用した光アクセス網の普及が進んでいる。特に、日本や北米では、IEEE準拠のGE-PON(Gigabit Ethernet Passive Optical Network)や、ITU-T準拠のG-PON(Gigabit-capable Passive Optical Network)の導入により、高速の光アクセスサービスが実現されている。 In recent years, with the increase of data communication traffic including the Internet, an optical access network using a time division multiplexing (TDM) technique has been spreading. In particular, in Japan and North America, high-speed access is realized by introducing services such as IEEE-compliant GE-PON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) and ITU-T-compliant G-PON (Gigabit-capable Passive Optical Network). ing.
図1は、GE-PONあるいはG-PONにおける光アクセス網の構成例を示すブロック図である。この光アクセス網では、各加入者に配置される光加入者装置(ONU:Optical Network Unit)1−1〜1−N(Nは複数)と、収容局に配置される収容局装置2とが、パワースプリッタ3を用いて共通の光ファイバ4を介して結合される。実際の光アクセス網では、収容局装置2から光加入者装置1−1〜1−Nに伝送される下り信号と、光加入者装置1−1〜1−Nから収容局装置2に伝送される上り信号とに、各々異なる波長を割り当て、同一光ファイバ4上を双方向伝送させているが、ここでは、上り信号の伝送構成のみを示す。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an optical access network in GE-PON or G-PON. In this optical access network, optical subscriber units (ONU: Optical Network Unit) 1-1 to 1-N (N is a plurality) arranged in each subscriber, and a
光加入者装置1−1〜1−Nはそれぞれ、送信するデータ信号をフレームに格納し、収容局装置2に伝送する。光加入者装置1−1〜1−Nから送信されるフレームは、パワースプリッタ3において結合される。ここで、フレームの衝突を回避するために、各光加入者装置1−1〜1−Nがフレームを送信するタイミングは、収容局装置2で制御されている。したがって、パワースプリッタ3で結合されたフレームは、図1の挿絵に示されるように、互いに重なり合うことなく、時間軸方向に多重されたものとなる。
Each of the optical subscriber units 1-1 to 1-N stores a data signal to be transmitted in a frame and transmits it to the
GE-PONや、G-PONでは、このような多重化技術を用いて、1Gb/s以上の高速なラインレートを、複数の加入者でシェアしている。この光アクセス網の構成によれば、収容局装置2とパワースプリッタ3を結合する光ファイバ4を共用化しているため、高速の光アクセスシステムを低コストで実現することができる。
In GE-PON and G-PON, such a multiplexing technique is used to share a high-speed line rate of 1 Gb / s or more among a plurality of subscribers. According to the configuration of this optical access network, since the optical fiber 4 that couples the
この光アクセス網を長延化、または多分岐化することについて考える。光ファイバの距離を長延化することと、パワースプリッタ3の分岐数を増やすことは、収容局装置2から光加入者装置1−1〜1−Nまでの光損失を増加させることになるので、それを克服する技術は共通である。代表的なものとして、受信感度を高める技術を挙げることができる。
Consider making this optical access network longer or multi-branched. Increasing the distance of the optical fiber and increasing the number of branches of the
図15は、図1に示す光加入者装置1−1〜1−Nの構成例として、コヒーレント光検波技術を用いて受信感度を高める例を示すブロック構成図である。この構成例は、たとえば特許文献1に開示されている。この光加入者装置1は、光源11、分波器12、変調器13、サーキュレータ14および受信器15により構成される。上り信号は、光源11の出力を変調器13においてデータ信号により変調し、サーキュレータ14を介して、収容局に伝送される。一方、収容局から伝送された下り信号は、サーキュレータ14を経由し、受信器15において受信される。その際、受信器15は、分波器12により分波された光源11の出力の一部を用いて、コヒーレント光検波を行う。コヒーレント光検波の方式として、ホモダイン光検波や、ヘテロダイン光検波を用いることができる。収容局に伝送された上り信号も同様に、コヒーレント光検波により受信できる。この構成によれば、上り信号伝送に用いる光源と、コヒーレント光検波に用いる光源を共用化することにより、受信感度を簡易な構成により高めることができる。
FIG. 15 is a block configuration diagram illustrating an example in which reception sensitivity is increased by using a coherent optical detection technique as a configuration example of the optical subscriber units 1-1 to 1-N illustrated in FIG. An example of this configuration is disclosed in
ただし、図15に示す構成例は、特許文献1にも記載されているように、加入者が送受信するデータ信号を、波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)技術を用いて、波長軸方向に多重することを狙ったものである。特許文献1では、TDM技術への適用は考慮されていない。
However, the configuration example shown in FIG. 15 multiplexes data signals transmitted / received by subscribers in the wavelength axis direction using wavelength division multiplexing (WDM) technology, as described in
コヒーレント光検波を、TDM技術を基にしたGE-PONや、G-PONに適用するには、図15に示す構成例において、光加入者装置1の変調器13として、消光比が非常に大きいものが必要となる。変調器13の消光比が小さいと、光加入者装置1がフレームを送信しない時間(非送信時間)であっても、僅かながらとはいえ、光パワーが出力される。その時間において、他の光加入者装置が送出したフレームと衝突し、干渉雑音により上り信号の性能が劣化してしまう。光源11の出力をオフにすれば干渉は避けられるが、その間は、収容局装置2から下り信号に含めて送られるTDMシステムを制御するための制御フレームをモニタすることができなくなってしまう。
In order to apply coherent optical detection to GE-PON or G-PON based on TDM technology, the extinction ratio is very large as the
このように、図15に示す構成の光加入者装置1では、下り信号をモニタしようとすると、光アクセス網に光パワーが送出され、他の光加入者装置から出力される上り信号の品質を劣化させてしまう。ここでは、GE-PONや、G-PONへの適用を例に説明を行ったが、同様の問題は、パワースプリッタを用いるどのような光アクセス網でも起こり得る。
As described above, in the
本発明は、このような背景の下に行われたものであり、複数の光加入者装置を収容局装置が共通の光伝送路を介して収容する光アクセス網において、下り信号についてコヒーレト光検波を行いながら、他の光加入者装置が出力する上り信号の性能を劣化させることなく、下り波長をモニタすることのできる光アクセス網、光通信方法および光加入者装置を提供することを目的とする。 The present invention has been carried out under such a background. In an optical access network in which a plurality of optical subscriber units are accommodated by a receiving station device via a common optical transmission line, coherent optical detection is performed on a downstream signal. It is an object of the present invention to provide an optical access network, an optical communication method, and an optical subscriber unit that can monitor a downstream wavelength without degrading the performance of an upstream signal output from another optical subscriber unit. To do.
本発明の第1の観点によると、複数の光加入者装置と、この複数の光加入者装置を共通の光伝送路を介して収容する収容局装置とを有する光アクセス網において、複数の光加入者装置はそれぞれ、連続して特定波長の光を出力する光源と、この光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波により光信号を受信する受信器と、光源の出力をデータ信号により変調する変調器と、共通の光伝送路で他の光加入者装置の光信号に干渉しないように、変調器の入力または出力を遮断する遮断器とを有することを特徴とする光アクセス網が提供される。 According to a first aspect of the present invention, in an optical access network having a plurality of optical subscriber units and a receiving station unit that accommodates the plurality of optical subscriber units via a common optical transmission line, a plurality of optical subscriber units Each subscriber unit is a light source that continuously outputs light of a specific wavelength, a receiver that receives an optical signal by coherent optical detection using a part of the output of the light source, and the output of the light source is modulated by a data signal. And an optical access network comprising: a modulator for interrupting the input or output of the modulator so as not to interfere with an optical signal of another optical subscriber unit through a common optical transmission line Is done.
本発明の第2の観点によると、複数の光加入者と、この複数の光加入者を収容する収容局とが、共通の光伝送路を介して通信を行う光通信方法において、複数の光加入者はそれぞれ、連続して特定波長の光を出力する光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波により光信号を受信し、光源の出力をデータ信号により変調し、共通の光伝送路で他の光加入者の光信号に干渉しないように、変調の出力または変調に用いる光源の出力を必要に応じて遮断することを特徴とする光通信方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical communication method in which a plurality of optical subscribers and a receiving station that accommodates the plurality of optical subscribers communicate via a common optical transmission line. Each subscriber receives an optical signal by coherent optical detection using a part of the output of a light source that continuously outputs light of a specific wavelength, modulates the output of the light source with a data signal, and uses a common optical transmission line. There is provided an optical communication method characterized in that the output of modulation or the output of a light source used for modulation is blocked as necessary so as not to interfere with optical signals of other optical subscribers.
本発明の第3の観点によると、複数の加入者が共通の光伝送路を介して収容局に接続される光アクセス網の複数の加入者にそれぞれ配置される光加入者装置において、連続して特定波長の光を出力する光源と、この光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波により光信号を受信する受信器と、光源の出力をデータ信号により変調する変調器と、変調器の入力または出力を遮断する遮断器とを有することを特徴とする光加入者装置が提供される。 According to a third aspect of the present invention, in an optical subscriber unit, a plurality of subscribers are respectively arranged in a plurality of subscribers of an optical access network connected to a receiving station via a common optical transmission line. A light source that outputs light of a specific wavelength, a receiver that receives a portion of the output of the light source by coherent optical detection, a modulator that modulates the output of the light source with a data signal, and a modulator There is provided an optical subscriber unit characterized by having a circuit breaker for blocking input or output.
本発明によると、下り信号についてコヒーレト光検波を行いながら、他の光加入者装置が出力する上り信号の性能を劣化させることなく、下り波長をモニタすることができる。 According to the present invention, it is possible to monitor a downstream wavelength without deteriorating the performance of an upstream signal output from another optical subscriber unit while performing coherent optical detection on the downstream signal.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光アクセス網の構成例を示すブロック図である。ここでは、「背景技術」の欄でも説明したように、GE-PONあるいはG-PONにおける構成例を説明する。この光アクセス網は、複数の光加入者装置1−1〜1−Nと、この複数の光加入者装置1−1〜1−Nを、パワースプリッタ3を用いて、共通の光伝送路である光ファイバ4を介して収容する収容局装置2とを有する。各光加入者装置1−1〜1−Nがフレームを送信するタイミングは、収容局装置2で制御される。収容局装置2は、TDMシステムを制御するための制御フレームを下り信号に含めて伝送し、各光加入者装置1−1〜1−Nは、その制御フレームをモニタすることで、自分の送信タイミングを知ることができる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an optical access network according to the first embodiment of the present invention. Here, as described in the section “Background Art”, a configuration example in GE-PON or G-PON will be described. This optical access network uses a
[光加入者装置の構成例1]
図2は、図1に示す光アクセス網内の光加入者装置1−1〜1−Nの構成例を光加入者装置1として示すブロック図である。この光加入者装置1は、光源11、分波器12、変調器13、サーキュレータ14、受信器15および遮断器16を備える。
[Configuration example 1 of optical subscriber unit]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the optical subscriber units 1-1 to 1-N in the optical access network shown in FIG. The
光源11は、連続して特定波長の光を出力する。分波器12は、光源11の出力の一部を分波する。変調器13は、光源11の出力をデータ信号により変調する。サーキュレータ14は、変調器13の出力する上り信号を収容局装置2に向けて伝送すると共に、収容局装置2から伝送される下り信号を、受信器15に出力する。サーキュレータ14の代わりに、3dBカプラを用いることもできる。受信器15は、下り信号を、分波器12により分波された光源11の出力の一部を用いて、コヒーレント光検波する。コヒーレント光検波の方式としては、ホモダイン光検波や、ヘテロダイン光検波を用いることができる。遮断器16は、ディセーブル(Disable)信号に従って、変調器13の出力を遮断する。ここでは遮断器16を変調器13の出力側に配置する例を示すが、遮断器16を変調器13の入力側に配置し、変調器13に入力される光源11の出力を遮断する構成とすることもできる。
The
遮断器16としては、アッテネーション量が十分取れるアッテネータを用いることができる。遮断器16に供給されるDisable信号は、この光加入者装置1が非送信時間であることを示す信号である。この信号は、収容局装置2からの制御フレームをモニタすることで生成される。
As the
遮断器16が変調器13から出力される光信号の遮断と解除を繰り返すことで、図1に示す光アクセス網の光伝送路4上での他の光加入者装置の光信号への干渉を防止することができる。その一方で、光源11の出力をオフにすることがないので、非送信時間でもコヒーレント受信が可能となり、収容局装置2からの制御フレームをモニタすることができる。
By interrupting and releasing the optical signal output from the
[光加入者装置の構成例2]
図3は、図1に示す光アクセス網内の光加入者装置1−1〜1−Nの別の構成例を光加入者装置1として示すブロック図である。この光加入者装置1は、遮断器が半導体光増幅器(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)17により構成されることが、図2に示す構成例と異なる。また、半導体光増幅器17の駆動信号としては、Disable信号ではなく、この光加入者装置1が送信時間であることを示すイネーブル(Enable)信号を用いる。すなわち、半導体光増幅器17の駆動電流を、Enable信号によって変調する。駆動電流が流れないとき、半導体光増幅器17は、変調器13から出力される光信号を完全に吸収する。すなわち、Enable信号がオフのとき、変調器13の出力を遮断することができる。半導体光増幅器17を変調器13の入力側に配置し、変調器13に入力される光源11の出力を遮断する構成とすることもできる。
[Configuration example 2 of optical subscriber unit]
FIG. 3 is a block diagram showing another configuration example of the optical subscriber units 1-1 to 1-N in the optical access network shown in FIG. The
[光加入者装置の構成例3]
図4は、図1に示す光アクセス網内の光加入者装置1−1〜1−Nのさらに別の構成例を光加入者装置1として示すブロック図である。この光加入者装置1は、変調器および遮断器が同じ半導体光増幅器18により構成されることが、図2および図3にそれぞれ示す構成例と大きく異なる。半導体光増幅器18の駆動電流を送信信号によって変調することで、半導体光増幅器18に、変調器および遮断器の双方の機能をもたせることができる。ここで、送信信号は、データ信号をスイッチ19に入力し、Enable信号のオフからオン(Disable信号のオンからオフ)に従って、スイッチ19をオフからオンにして得られる信号である。半導体光増幅器18を駆動するポートが、データ信号ポートとバイアスポートとに分かれている場合には、それぞれに、データ信号とEnable信号を入力する。
[Configuration example 3 of optical subscriber unit]
FIG. 4 is a block diagram showing still another configuration example of the optical subscriber units 1-1 to 1-N in the optical access network shown in FIG. The
[光加入者装置の構成例4]
図5は、図1に示す光アクセス網内の光加入者装置1−1〜1−Nのさらに別の構成例を光加入者装置1として示すブロック図である。この光加入者装置1は、光源と変調器とが、データ信号により直接変調されてFSK(Frequency Shift Keying)信号を生成する光源20により構成されることが、図3に示す構成例と異なる。FSK信号を生成する光源20としては、たとえば分布帰還型レーザダイオード(DFB-LD:Distributed Feedback Laser-diode)を用いることができる。
[Configuration example 4 of optical subscriber unit]
FIG. 5 is a block diagram showing still another configuration example of the optical subscriber units 1-1 to 1-N in the optical access network shown in FIG. The
FSK信号は、周波数の変換により変調されているので、データ信号がオフの時であっても、光源20からはオンの場合とほぼ同等の光パワーが出力される。このため、下り信号の受信に大きな問題は生じない。ただし、FSK変調による光スペクトルの拡がりが大きいと、受信された下り信号の性能が劣化するため、変調指数が最小のMSK(Minimum Shift Keying)を用いることが望ましい。
Since the FSK signal is modulated by frequency conversion, even when the data signal is off, the
[第1の実施の形態により得られる効果]
以上説明した第1の実施の形態では、光加入者装置1、1−1〜1−Nが、下り信号についてはコヒーレント光検波方式により受信し、一方、上り信号については、自分の送信タイミング以外は、光源11、20からの光が外に出ないように遮断する。これにより、下り信号を常時モニタしつつ、他の光加入者装置が出力する上り信号の性能を劣化させることなく、高感度に下り信号を受信することができる。また、半導体光増幅器17、18、21の駆動電流を変調することで、遮断器を別途設けることなしに、その機能を半導体光増幅器17、18、19にもたせることができる。さらに、光源20をデータ信号により直接変調することによりFSK信号を生成すれば、変調器を別途設けることなしに、その機能を光源20にもたせることができる。
[Effect obtained by the first embodiment]
In the first embodiment described above, the
[第2の実施の形態]
本発明は、WDM技術を光アクセス網に適用したWDM−PONで実施することもできる。そのような実施の形態について説明する前に、WDM−PONについて説明する。
[Second Embodiment]
The present invention can also be implemented in a WDM-PON in which WDM technology is applied to an optical access network. Before describing such an embodiment, WDM-PON will be described.
[WDM−PON]
WDM技術をアクセスネット網に適用したWDM-PONについても、さまざまな研究機関で検討されているWDM−PONでは、1加入者に1波長を割り当てることにより、電気回路を高速化することなく、加入者当たりのサービス帯域を増大することができる。
[WDM-PON]
With regard to WDM-PON in which WDM technology is applied to an access network, WDM-PON, which is being studied by various research institutes, can be subscribed without accelerating the electrical circuit by assigning one wavelength to one subscriber. The service bandwidth per person can be increased.
GE-PONやG-PONによりサービスを提供している事業者は、WDM-PONを導入する前提として、パワースプリッタを配置した既設網の活用を考えるものと予想される。これが可能であれば、既設網の変更に要するコストを省くことができるからである。また、波長に依存することのないONU、つまり、単一品種(カラーレス)ONUの実現を望むものと考えられる。送信波長と受信波長が異なる複数品種のONUを用いると、利便性が大きく低下するからである。 It is expected that a provider providing a service using GE-PON or G-PON will consider using an existing network with a power splitter as a premise for introducing WDM-PON. This is because, if this is possible, the cost required for changing the existing network can be omitted. In addition, it is considered that it is desired to realize an ONU that does not depend on the wavelength, that is, a single-type (colorless) ONU. This is because when a plurality of types of ONUs having different transmission wavelengths and reception wavelengths are used, convenience is greatly reduced.
図6は、収容局と複数の加入者がパワースプリッタを介して結合される既設網に、WDM技術を適用した、光アクセス網の構成例を示すブロック図である。この光アクセス網は、各加入者に配置される光加入者装置(ONU)31−1〜31−Nと、収容局に収容局装置として配置される光終端装置(OLT:Optical Line Terminal)32とを有する。光加入者装置31−1〜31−Nは、収容局外に配置されるパワースプリッタ33により、共通の光伝送路である光ファイバ34に結合され、光終端装置32に収容される。光加入者装置31−1〜31−Nはそれぞれ、送信器41、受信器42、波長可変フィルタ43、合分波器44、検出器45および制御回路46を有する。光終端装置32は、波長合分波器51と、N個の光加入者線装置(OSU:Optical Subscriber Unit)52−1〜52−Nを有する。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of an optical access network in which a WDM technique is applied to an existing network in which a accommodating station and a plurality of subscribers are coupled via a power splitter. This optical access network includes optical subscriber units (ONUs) 31-1 to 31 -N arranged in each subscriber, and an optical terminal unit (OLT) 32 arranged as a receiving station device in the receiving station. And have. The optical subscriber units 31-1 to 31 -N are coupled to the
送信器41は、送信波長を可変することができ、受信波長を選別する波長可変フィルタ43と組み合わせて、光加入者装置31−1〜31−Nをカラーレス化する。光加入者装置31−1〜31−Nをカラーレス化するためには、合分波器44の選択も考慮する必要がある。
The
図7は、WDM-PON波長配置の一例を示す図である。図7において、上向きの矢印と下向きの矢印は、それぞれ、上り信号と下り信号を示す。また、点線は、波長位置を示す。図では、上り波長と下り波長とを異なる波長帯に分けている。この波長配置の場合、合分波器44として、上り信号と下り信号の波長帯を一括して合分波する低損失な光フィルタを用いることが望ましい。光フィルタの代わりに、光カプラを用いることもできる。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a WDM-PON wavelength arrangement. In FIG. 7, an upward arrow and a downward arrow indicate an upstream signal and a downstream signal, respectively. A dotted line indicates a wavelength position. In the figure, the upstream wavelength and the downstream wavelength are divided into different wavelength bands. In the case of this wavelength arrangement, it is desirable to use as the multiplexer / demultiplexer 44 a low-loss optical filter that collectively multiplexes and demultiplexes the wavelength bands of the upstream signal and downstream signal. An optical coupler may be used instead of the optical filter.
図8は、上り波長と下り波長との対応関係と使用状態の一例を示す図である。図に示されるように、上り波長と下り波長の対応を、波長番号の小さい順番、つまり波長の短い順番に従って決定するのが簡便であるが、任意の組合せが可能である。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between the upstream wavelength and the downstream wavelength and a usage state. As shown in the figure, it is convenient to determine the correspondence between the upstream wavelength and the downstream wavelength according to the order of decreasing wavelength numbers, that is, the order of shorter wavelengths, but any combination is possible.
図6に示す光アクセス網において、パワースプリッタ33に結合された光加入者装置31−1〜31−Nは、その内部の送信器41と受信器42に、未使用波長を割り当てる必要がある。たとえば、光加入者装置31−1〜31−(N−1)がパワースプリッタ33に結合され、図8のように、波長番号1〜N-1までの組合せがすでに使用状態にあるところに光加入者装置31−Nを結合するとする。この場合、波長番号Nの組合せが未使用波長である。
In the optical access network shown in FIG. 6, the optical subscriber units 31-1 to 31-N coupled to the
この未使用波長を検出するために、まず、制御回路46からの波長掃引制御信号に従って、波長可変フィルタ43の透過波長を下り波長に合わせつつ掃引させる。次に、受信器42において光電気変換された信号の一部を検出器45に送り、光パワーを測定した後、測定結果を制御回路46に送る。制御回路46においては、光パワーがある値より小さい、もしくは以下であれば、波長設定制御信号により、送信器41の上り波長を、このときの下り波長に対応する波長に設定する。さらに、制御回路46は、送信器41に出力制御信号を送出して、送信器41から光信号を出力させる。一方、検出器45の測定した光パワーがある値より大きい、もしくは以上であれば、制御回路46は、波長可変フィルタ43の透過波長をさらに掃引し、再度、これまでの動作を行う。
In order to detect this unused wavelength, first, according to the wavelength sweep control signal from the
波長可変フィルタではなく、コヒーレント光検波技術を用いることにより、下り信号を分波することもできる。コヒーレント光検波技術を用いれば、受信感度を向上させることに加えて、波長可変フィルタでは分波の難しい、波長間隔の非常に狭いWDM信号の分波が可能となる。 By using a coherent optical detection technique instead of the wavelength tunable filter, it is possible to demultiplex the downstream signal. If the coherent optical detection technique is used, in addition to improving the reception sensitivity, it is possible to demultiplex a WDM signal having a very narrow wavelength interval, which is difficult to demultiplex using a wavelength tunable filter.
図9は、コヒーレント光検波技術を用いた光加入者装置61−1〜61−N、およびそれを用いた光アクセス網の構成例を示すブロック図である。この構成例は、たとえば特許文献1に開示されている。この光アクセス網は、各加入者に配置される光加入者装置61−1〜61−Nと、収容局に配置される収容局装置としての光終端装置62とが、パワースプリッタ63を用いて共通の光ファイバ64を介して結合される。光加入者装置61−1〜61−Nはそれぞれ、図6に示す送信器41、受信器42、波長可変フィルタ43および合分波器44に代えて、光源11、分波器12、変調器13、サーキュレータ14および受信器15を有する。光終端装置62は、光源71−1〜71−N、分波器72−1〜72−N、変調器73−1〜73−N、合波器74、サーキュレータ75、分波器76および受信器77−1〜77−Nを有する。光源71−i、分波器72−i、変調器73−iおよび受信器77−i(i=1〜N)が、図6に示す光加入者線装置52−iに相当する。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of optical subscriber units 61-1 to 61-N using a coherent optical detection technique and an optical access network using the same. An example of this configuration is disclosed in
光加入者装置61−1〜61−Nは、上り信号を、光源11の出力を変調器12によりデータ信号により変調し、サーキュレータ14を介して、光終端装置62に伝送する。一方、光終端装置62から伝送された下り信号については、サーキュレータ14を介して、受信器15により受信する。この際、受信器15は、分波器12により分波された光源11の出力の一部を用いて、コヒーレント光検波する。コヒーレント光検波の方式としては、ホモダイン光検波や、ヘテロダイン光検波を用いることができる。
The optical subscriber units 61-1 to 61-N modulate the output of the
光終端装置62では、下り信号を、波長の異なる光源71−1〜71−Nの出力をそれぞれ変調器73−1〜73−Nにより変調し、合波器74により合波して、サーキュレータ75を介して加入者側に伝送する。一方、光加入者装置61−1〜61−Nから伝送された上り信号については、サーキュレータ75および分波器76を介して、受信器77−1〜77−Nにより受信する。この際、受信器77−1〜77−Nは、それぞれ対応する分波器72−1〜71−Nにより分波された対応する光源71−1〜71−Nの出力の一部を用いて、コヒーレント光検波する。コヒーレント光検波の方式としては、光加入者装置61−1〜61−Nと同様に、ホモダイン光検波や、ヘテロダイン光検波を用いることができる。
In the
この構成例においては、光加入者装置61−1〜61−Nからの上り信号伝送に用いる光源と、コヒーレント光検波に用いる光源とを光源11で共用化している。これにより、簡易な構成で、受信感度を高めることができる。
In this configuration example, the
図10は、図9に示す光アクセス網で用いられる波長配置の一例を示す図である。図9に示す光アクセス網では、図6に示すような光加入者装置31−1〜31−N内で波長可変フィルタ43を用いる場合とは異なり、上り波長と下り波長の組合せは任意ではなく、図8に例示されるものに一意に決定される。上り波長を下り波長の受信に用いることから、両波長の対応関係を、図10に示すように、互いに近接させなければならない。なお、ここではヘテロダイン光検波を行う場合を示したが、ホモダイン光検波を行う場合は、上り波長と下り波長は同一となる。
FIG. 10 is a diagram showing an example of wavelength arrangement used in the optical access network shown in FIG. In the optical access network shown in FIG. 9, unlike the case where the wavelength
図9に示す光アクセス網で、特許文献1に開示された波長設定方式を実行することを考える。ここで、光加入者装置61−1が未使用波長を検出する場合を例に説明する。光加入者装置61−1では、未使用波長を検出するために、光源11の出力波長を掃引する必要がある。その波長は、変調器13およびサーキュレータ14を介して、光ファイバ64に入射されることになる。その時、他の光加入者装置61−2〜61−Nのいずれか、たとえば光加入者装置61−Nが、同一波長を用いて光終端装置62に収容接続され、互いに通信を行っているとする。この場合、光加入者装置61−1の出力波長が干渉雑音となって、光加入者装置61−Nの上り信号の品質が劣化し、最悪の場合には、光終端装置62との接続が切断される可能性がある。
Consider executing the wavelength setting method disclosed in
このような課題を解決するための実施の形態について、以下に説明する。 An embodiment for solving such a problem will be described below.
[光加入者装置の構成例1]
図11は、図9に示す光アクセス網内の光加入者装置61−1〜61−Nに代えて用いられる光加入者装置61のブロック構成図である。この光加入者装置61は、図6に示す送信器41、受信器42、波長可変フィルタ43、合分波器44に代えて、光源81、分波器12、変調器13、サーキュレータ14、受信器15および遮断器16を備える。受信器15と、図6に示す検出器45および制御回路46とが、光源81の出力する波長を掃引し、受信器15の受信出力から未使用の受信波長を検出する手段を構成し、図6に示す制御回路46が、検出された未使用の受信波長を光源81の出力する波長として設定するとともに、遮断器16による遮断を解除する手段を構成する。遮断器16を変調器13の入力側に配置し、変調器13に入力される光源11の出力を遮断する構成とすることもできる。
[Configuration example 1 of optical subscriber unit]
FIG. 11 is a block diagram of an
[未使用波長の検出]
光加入者装置61による未使用波長の検出について説明する。未使用波長の検出は、図6に示す制御回路46からの出力制御信号により遮断器16を動作させ、変調器13の入力または出力を遮断した状態で行う。そして、制御回路46の波長設定信号により、光源81の出力する波長を掃引する。この光源81の出力の一部が分波器12により分波され、受信器15に供給される。受信器15は、下り信号をコヒーレント光検波する。この受信器15の出力を図6に示す検出器45に送り、光パワーを測定することで、未使用波長を検出することができる。受信波長が決定されると送信波長も同時に決定されるので、図6に示す波長掃引信号は必要ない。送受信の波長が決定すると、図6に示す制御回路46は、波長設定信号により、光源81の出力波長を決定された送信波長に固定する。制御回路46はまた、出力制御信号により、遮断器16による遮断を解除する。
[Detection of unused wavelengths]
The detection of unused wavelengths by the
[波長設定後の動作]
送受信波長決定後は、光源81の出力する波長は、図6に示す制御回路46からの波長設定信号により、特定の値に固定される。光源81は、その固定された波長(特定波長)で、連続して光を出力する。分波器12は、光源11の出力の一部を分波する。変調器13は、光源81の出力をデータ信号により変調する。サーキュレータ14は、変調器13の出力する上り信号を収容局装置2に向けて伝送すると共に、光終端装置32から伝送される下り信号を、受信器15に出力する。受信器15は、下り信号を、分波器12により分波された光源11の出力の一部を用いて、コヒーレント光検波する。波長設定後は、光加入者装置61ごとに使用波長が異なるので、遮断器16を動作させる必要はない。遮断器16としては、アッテネーション量が十分取れるアッテネータを用いることができる。
[Operation after wavelength setting]
After the transmission / reception wavelength is determined, the wavelength output from the
[光加入者装置の構成例2]
図12は、図9に示す光アクセス網内の光加入者装置61−1〜61−Nに代えて用いられる別の光加入者装置61のブロック構成図である。この光加入者装置61は、遮断器が半導体光増幅器17により構成されることが、図11に示す構成例と異なる。また、半導体光増幅器17を駆動する出力制御信号のオン・オフは、アッテネータを用いる場合は逆になる。半導体光増幅器17を変調器13の入力側に配置し、変調器13に入力される光源11の出力を遮断する構成とすることもできる。
[Configuration example 2 of optical subscriber unit]
FIG. 12 is a block diagram of another
[光加入者装置の構成例3]
図13は、図9に示す光アクセス網内の光加入者装置61−1〜61−Nに代えて用いられるさらに別の光加入者装置61のブロック構成図である。この光加入者装置61は、変調器および遮断器が同じ半導体光増幅器18により構成されることが、図11および図12にそれぞれ示す構成例と大きく異なる。半導体光増幅器18の駆動電流を送信信号によって変調することで、半導体光増幅器18に、変調器および遮断器の双方の機能をもたせることができる。ここで、送信信号は、データ信号と図6に示す制御回路46からの出力制御信号をスイッチ19に入力し、遮断を行う場合はスイッチ19をオフ、遮断を解除する場合はスイッチ19をオンして得られる信号である。半導体光増幅器18を駆動するポートが、データ信号ポートとバイアスポートとに分かれている場合には、それぞれに、データ信号と出力制御信号を入力する。
[Configuration example 3 of optical subscriber unit]
FIG. 13 is a block diagram of still another
[光加入者装置の構成例4]
図14は、図9に示す光アクセス網内の光加入者装置61−1〜61−Nに代えて用いられるさらに別の光加入者装置61のブロック構成図である。この光加入者装置61は、光源と変調器とが、データ信号により変調された波長設定信号によりFSK信号を生成する光源82により構成されることが、図13に示す構成例と異なる。FSK信号を生成する光源82としては、たとえば分布帰還型レーザダイオードを用いることができる。ただし、FSK変調による光スペクトルの拡がりが大きいと、受信された下り信号の性能が劣化するため、変調指数が最小のMSKを用いることが望ましい。
[Configuration example 4 of optical subscriber unit]
FIG. 14 is a block diagram of still another
[第2の実施の形態により得られる効果]
以上説明した第2の実施の形態によれば、WDM−PONでコヒーレント光検波方式を用いる構成において、光加入者装置61が未使用波長を検出するために、その光加入者装置61内の光源81または82の発光波長を掃引しても、他の光加入者装置が出力する上り信号の性能を劣化させることがない。また、半導体光増幅器17、18、21の駆動電流を変調することで、遮断器を別途設けることなしに、その機能を半導体光増幅器17、18、19にもたせることができる。さらに、光源82をデータ信号により直接変調することによりFSK信号を生成すれば、変調器を別途設けることなしに、その機能を光源82にもたせることができる。
[Effect obtained by the second embodiment]
According to the second embodiment described above, in the configuration using the coherent optical detection method in the WDM-PON, the
1−1〜1−N、31−1〜31−N、61−1〜61−N、61 光加入者装置
2 収容局装置
3、33、63 パワースプリッタ
4、34、64 光ファイバ
11、20、71−1〜71−N、81、82 光源
12、72−1〜72−N、76 分波器
13、73−1〜73−N 変調器
14、 サーキュレータ
15 受信器
16 遮断器
17、18、21 半導体光増幅器
32、62 光終端装置(収容局装置)
41 送信器
42 受信器
43 波長可変フィルタ
44 合分波器
45 検出器
46 制御回路
51 波長合分波器
52−1〜52−N 光加入者線装置
74 合波器
1-1 to 1-N, 31-1 to 31-N, 61-1 to 61-N, 61
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記複数の光加入者装置はそれぞれ、
連続して特定波長の光を出力する光源と、
この光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波により光信号を受信する受信器と、
上記光源の出力をデータ信号により変調する変調器と、
上記共通の光伝送路で他の光加入者装置の光信号に干渉しないように、上記変調器の入力または出力を遮断する遮断器と
を有し、
上記複数の光加入者装置には、それぞれの信号が上記共通の光伝送路上で波長多重されるように互いに異なる波長が割り当てられ、
上記複数の光加入者装置の少なくとも一部には、
上記遮断器により上記変調器の入力または出力を遮断した状態で上記光源の出力する波長を掃引し、上記受信器の受信出力から未使用の受信波長を検出する手段と、
検出された未使用の受信波長を前記光源の出力する波長として設定するとともに、上記遮断器による遮断を解除する手段と
を有する
ことを特徴とする光アクセス網。 In an optical access network having a plurality of optical subscriber units and a receiving station unit that accommodates the plurality of optical subscriber units via a common optical transmission line,
Each of the plurality of optical subscriber units is
A light source that continuously outputs light of a specific wavelength;
A receiver for receiving an optical signal by coherent optical detection using a part of the output of the light source;
A modulator for modulating the output of the light source with a data signal;
A circuit breaker that cuts off the input or output of the modulator so as not to interfere with the optical signal of another optical subscriber unit in the common optical transmission line,
The plurality of optical subscriber units are assigned different wavelengths so that each signal is wavelength-multiplexed on the common optical transmission line,
In at least some of the plurality of optical subscriber units,
Means for sweeping the wavelength output by the light source in a state where the input or output of the modulator is interrupted by the circuit breaker, and detecting an unused reception wavelength from the reception output of the receiver;
And setting a detected unused reception wavelength as a wavelength output from the light source, and a means for releasing the interruption by the circuit breaker.
An optical access network characterized by that.
上記複数の光加入者装置はそれぞれ、
連続して特定波長の光を出力する光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波により光信号を受信器で受信し、
上記光源の出力をデータ信号により変調器で変調し、
上記共通の光伝送路で他の光加入者装置の光信号に干渉しないように、遮断器により上記変調器の入力または出力を必要に応じて遮断し、
上記複数の光加入者装置には、それぞれの信号が上記共通の光伝送路上で波長多重されるように互いに異なる波長が割り当てられ、
上記複数の光加入者装置の少なくとも一部は、
上記遮断器により上記変調器の入力または出力を遮断した状態で上記光源の出力する波長を掃引して、上記受信器の受信出力から未使用の受信波長を検出し、
検出された未使用の受信波長を上記光源の出力する波長として設定するとともに、上記遮断器による遮断を解除する
ことを特徴とする光通信方法。 In an optical communication method of an optical access network in which a plurality of optical subscriber devices and a receiving station device that accommodates the plurality of optical subscriber devices communicate via a common optical transmission line,
Each of the plurality of optical subscriber units is
The optical signal is received by the receiver by coherent optical detection using a part of the output of the light source that continuously outputs light of a specific wavelength,
The light source output is modulated by a modulator using a data signal,
So as not to interfere with the optical signal of the common optical transmission path in other optical subscriber units, blocked as required input or output of the modulator by the circuit breaker,
The plurality of optical subscriber units are assigned different wavelengths so that each signal is wavelength-multiplexed on the common optical transmission line,
At least some of the plurality of optical subscriber units are:
By sweeping the wavelength of the output of the light source while interrupting the input or output of the modulator by the circuit breaker detects a reception wavelength of the unused reception output of the receiver,
The reception wavelength of the detected unused and sets the output to wavelengths above Symbol light source, an optical communication method and cancels the blocking by the blocking device.
連続して特定波長の光を出力する光源と、
この光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波により光信号を受信する受信器と、
上記光源の出力をデータ信号により変調する変調器と、
上記変調器の入力または出力を遮断する遮断器と
を有し、
上記光源は、出力波長が可変の光源であり、
上記遮断器により上記変調器の入力または出力を遮断した状態で上記光源の出力する波長を掃引し、上記受信器の受信出力から未使用の受信波長を検出する手段と、
検出された未使用の受信波長を上記光源の出力する波長として設定するとともに、上記遮断器による遮断を解除する手段と
を有する
ことを特徴とする光加入者装置。 In the optical subscriber unit respectively disposed in the plurality of subscribers of the optical access network in which a plurality of subscribers are connected to the accommodating station via a common optical transmission line,
A light source that continuously outputs light of a specific wavelength;
A receiver for receiving an optical signal by coherent optical detection using a part of the output of the light source;
A modulator for modulating the output of the light source with a data signal;
A circuit breaker for cutting off the input or output of the modulator,
The light source is a light source whose output wavelength is variable,
Means for sweeping the wavelength output by the light source in a state where the input or output of the modulator is interrupted by the circuit breaker, and detecting an unused reception wavelength from the reception output of the receiver;
An optical subscriber unit comprising: a detected unused reception wavelength set as a wavelength output by the light source; and a means for releasing the blocking by the circuit breaker.
データ信号により直接変調されてFSK信号を生成する可変長光源と、
この可変長光源の出力の一部を用いてコヒーレント光検波により光信号を受信する受信器と、
上記可変長光源の出力を遮断する遮断器と
を有し、
上記遮断器により上記可変長光源の出力を遮断した状態で上記可変長光源の出力する波長を掃引し、上記受信器の受信出力から未使用の受信波長を検出する手段と、
検出された未使用の受信波長を上記可変長光源の出力する波長として設定するとともに、上記遮断器による遮断を解除する手段と
を有する
ことを特徴とする光加入者装置。 In the optical subscriber unit respectively disposed in the plurality of subscribers of the optical access network in which a plurality of subscribers are connected to the accommodating station via a common optical transmission line,
A variable length light source that is directly modulated with a data signal to generate an FSK signal ;
A receiver for receiving an optical signal by coherent optical detection using a part of the output of the variable length light source;
A circuit breaker for cutting off the output of the variable length light source;
Have
Means for sweeping the wavelength output by the variable length light source in a state where the output of the variable length light source is blocked by the circuit breaker, and detecting an unused reception wavelength from the reception output of the receiver;
Means for setting a detected unused reception wavelength as a wavelength to be output by the variable-length light source, and canceling the interruption by the circuit breaker;
An optical subscriber unit comprising:
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