JP2006081014A - 光アクセスシステム、光サービスユニットおよび光ネットワークユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 光アクセスネットワークにおいて、サービス展開が容易となる光アクセスシステムを提供すること。
【解決手段】 １つまたは複数の光サービスユニット（ＯＳＵ）１０ａ−１、１０ａ−２が、波長スプリッタ２０を介して複数の光パワスプリッタ４０−１〜８に接続される。この複数の光パワスプリッタは、複数のＯＮＵ６０ａと接続され、ＯＳＵとの間で双方向および／または一方向のサービスが実現される。ここで、上りおよび／または下り信号光は、各光パワスプリッタブランチにおいて、ＯＳＵ毎に異なる波長となるように波長スプリッタ２０によって設定される。各光パワスプリッタブランチの上りおよび／または下り信号光はさらに、ＯＮＵ毎に時分割多重される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光アクセスシステムの構成に関し、より詳細には、光サービスユニットおよび光ネットワークユニットを備える光アクセスシステムの構成に関する。

従来の光アクセスネットワークでは、図１７（１）に示すように、局側の光サービスユニット（ＯＳＵ）１０が、光パワスプリッタ（光カプラ）４０などを介して、ユーザ側の複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）６０に接続されている。ＯＳＵ１０は、下り信号光を送信する光送信器（Ｔｘ）１２と、上り信号光を受信する光受信器（Ｒｘ）１４と、上り信号光および下り信号光を一心の光ファイバ伝送路３に多重分離するための波長フィルタ（ＷＤＭ）１３とから構成されている。また、ＯＮＵ６０は、上り信号光を送信する光送信器（Ｔｘ）６２と、下り信号光を受信する光受信器（Ｒｘ）６４と、上り信号光および下り信号光を一心の光ファイバ伝送路５に多重分離するための波長フィルタ（ＷＤＭ）６３とから構成されている。

通常、複数のＯＮＵ６０からＯＳＵ１０へ送信される上り信号光は、図１７（２）に示すように、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）方式によって伝送される。すなわち、各ＯＮＵからの上り信号光は、光パワスプリッタ４０を通過後、他のＯＮＵからの上り信号光と重ならないように予め決められた時間フレームで送信される。また、ＯＳＵ１０から複数のＯＳＵ６０へ送信される下り信号光は、図１７（３）に示すように、時分割多重（ＴＤＭ）によって伝送される。すなわち、各ＯＮＵ６０は、ＯＳＵ１０からの時分割多重された下り信号光を受信し、電気信号に変換後、それぞれに割り当てられた時間フレームの信号を選択受信する。

ここで、上り信号光および下り信号光は、それぞれ異なる波長が割り当てられ波長多重されているので、ＯＳＵとＯＮＵ間で一心の光ファイバ伝送路３を共有して双方向の通信が実現されている。

このような光アクセスシステムの例には、ＩＴＵ−Ｔで標準化された広帯域パッシブ光ネットワーク（Ｂ−ＰＯＮ）システムがある（非特許文献１参照）。このシステムでは、上りの信号光に１．３μｍ、下りの信号光に１．４９μｍの波長が割り当てられている。また、非特許文献１では、下りの信号光の一部（１．５５μｍ近辺）を放送サービスなどの付加サービスとして割り当ている。

特許第３０５３２９４号公報 特開２００２−８２３２３号公報 ITU-T Recommendation G.983.3 (03/2001), "A broadband optical access system with increased service capability by wavelength allocation"

しかしながら、上述した従来の光アクセスシステムの構成では、光パワスプリッタ毎にＯＳＵを用意する必要がある。また、非特許文献１に見られるように、放送サービスなどの異種サービス（異なる速度、異なる品質、異なるプロトコルなど）を付加する場合、光パワスプリッタ毎に異種サービスを提供するＯＳＵを用意する必要がある。例えば、８つの光パワスプリッタブランチで１つのサービスを提供する場合、計８台のＯＳＵが必要になる。また、８つの光パワスプリッタブランチで４つのサービスを提供する場合、計３２台のＯＳＵが必要になる。

このように、サービスを提供するユーザ数に応じて、光パワスプリッタ毎にＯＳＵを増設しなければならないという問題がある。また、提供するサービス種別に応じて、光パワスプリッタ毎にそれぞれのサービスを提供するＯＳＵを増設しなければならないという問題がある。これは、サービス展開において、装置の構成が制限され、また装置数が増大し、低コスト化の点で不利となる。また、信頼性および保守性の点でも不利となる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光アクセスネットワークにおいて、サービス展開が容易となる光アクセスシステムを提供することにある。

本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも１つの光サービスユニット（ＯＳＵ）と、複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）とが複数のパワスプリッタを介して接続された光アクセスシステムにおいて、前記ＯＳＵと、前記複数のパワスプリッタとの間に波長分合波手段を備え、前記波長合分波手段は、前記ＯＳＵからの複数の波長を有する下り信号光を前記パワスプリッタ毎に分波することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光アクセスシステムにおいて、前記波長合分波手段は、前記複数のＯＮＵからの上り信号であって、前記パワスプリッタ毎に波長の異なる上り信号を合波することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光アクセスシステムにおいて、前記ＯＮＵの少なくとも１つは、可変波長フィルタを備えたことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の光アクセスシステムにおいて、前記上り信号光および前記下り信号光の少なくとも一方は、時分割多重されていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の光アクセスシステムにおいて、前記ＯＳＵの少なくとも１つは、複数の波長を有する下り信号光を同一の情報で変調することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の光アクセスシステムにおいて、前記ＯＳＵの少なくとも１つは、広帯域の下り信号光を同一の情報で変調することを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の光アクセスシステムにおいて、前記ＯＳＵの少なくとも１つは、各パワスプリッタに対して下り信号光の波長を切り替えて送出することを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の光アクセスシステムにおいて、前記ＯＳＵの少なくとも１つは、前記下り信号光に所定の周波数トーンを重畳して送出し、前記周波数トーンが重畳された下り信号光を受信するＯＮＵは、前記周波数トーンに基づいて受信フィルタの透過波長を設定することを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の光アクセスシステムにおいて、前記周波数トーンが重畳された下り信号光を受信するＯＮＵは、前記周波数トーンに基づいて上り信号光の送信波長を設定することを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９に記載の光アクセスシステムにおいて、前記ＯＳＵの少なくとも１つは、単一波長の信号光を受信し、強度変調および位相変調の少なくともいずれか一方を施すことによって、複数の波長成分を有する下り信号光を生成することを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）に複数のパワスプリッタを介して信号光を伝送する光サービスユニットであって、前記パワスプリッタ毎に割り当てられた波長の異なる光を同一の情報で変調した信号光を、前記複数のＯＮＵに異なる時間フレームで伝送することを特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）に複数のパワスプリッタを介して信号光を伝送する光サービスユニットであって、前記パワスプリッタ毎に割り当てられた波長を含む広帯域の光を同一の情報で変調した信号光を、前記複数のＯＮＵに異なる時間フレームで伝送することを特徴とする。

また、請求項１３に記載の発明は、複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）に複数のパワスプリッタを介して信号光を伝送する光サービスユニットであって、前記パワスプリッタ毎に前記信号光の波長を切り替えて伝送することを特徴とする。

また、請求項１４に記載の発明は、請求項１１ないし１３のいずれかに記載の光サービスユニットであって、前記信号光に、サービスの種別を識別するための周波数トーンを重畳することを特徴とする。

また、請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の光サービスユニットから前記信号光を受信する光ネットワークユニットであって、前記信号光に重畳された周波数トーンに基づいて、受信フィルタの透過波長を設定することを特徴とする。

また、請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の光ネットワークユニットであって、前記周波数トーンに基づいて、送信する信号光の波長を設定することを特徴とする。

本発明によれば、光パワスプリッタブランチ毎にＯＳＵを拘束させることなく、複数の光パワスプリッタを介して、多数のＯＮＵと通信させることができる。これによって、提供するサービスの規模に応じて、ＯＳＵを比較的自由に増設することができ、サービス展開が容易になる。

また、放送サービスなどの異種サービス（異なる速度、異なる品質、異なるプロトコルなど）を、複数の光パワスプリッタブランチを介して、多数のＯＮＵに提供することができる。これによって、提供するサービスの種類に応じて、ＯＳＵならびにＯＮＵを比較的自由に増設することができるので、サービス展開が容易になる。

以下、図面を参照しながら本発明のいくつかの実施例について説明する。ここでは、光パワスプリッタの台数および分岐数、ＯＳＵおよびＯＮＵの台数などについて、特定の数を用いて説明しているが、これらの数は必要に応じて増減することができることは言うまでもない。

（第１の実施例）
図１に、本発明の第１の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す。この光アクセスシステムは、ＯＳＵ１０ａと、波長スプリッタ２０と、８つの８分岐光パワスプリッタ４０−１〜８と、６４台のＯＮＵ６０ａとから構成されている。

ＯＮＵからＯＳＵへの上り信号光と、ＯＳＵからＯＮＵへの下り信号光とはそれぞれ異なる波長が割り当てられ、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ブランチを形成する一心の光ファイバ伝送路３上で波長多重されている。波長スプリッタ２０は、１つのポートに入力した複数の波長を有する光を特定の波長毎に複数の異なるポートに分波する波長分波手段であり、逆向きに利用すると、複数の異なるポートに入力した波長の異なる光を１つのポートに合波する波長合波手段である。このような波長スプリッタには、例えばアレー導波路回折格子を利用することができる（特許文献１参照）。

図２に、４入力８出力のアレー導波路回折格子型の波長スプリッタの入出力特性例を示す。本実施例では、波長スプリッタ２０は、入力ポート２１−１、２１−２をそれぞれＯＳＵ１０ａの光送信器１２ａ、光受信器１４ａに接続し、出力ポート２２−１〜８をそれぞれ光パワスプリッタ４０−１〜８にＰＯＮブランチを介して接続するように構成される。

この場合、下り信号光として、例えば図２の波長λ１〜λ８の信号光を使用して、入力ポート２１−１に入力し、出力ポート２２−１〜８からそれぞれ出力させるように構成することができる。また、上り信号光として、例えば図２の波長λ１０〜λ１７の信号光を使用して、出力ポート２２−１〜８にそれぞれ入力し、入力ポート２１−２から出力させるように構成することができる。

この波長配置例では、波長スプリッタ２０ａにより分波された各波長λ１〜λ８の下り信号光が、光ファイバ伝送路３を介して、各パワスプリッタ４０−１〜８に接続されたＯＮＵ６０ａに伝搬する。各波長の下り信号光は、各ＯＮＵに異なる情報を伝送する場合（通信サービスなど）には、さらに時分割多重することもできるし、各ＯＮＵに同一の情報を伝送する場合（放送サービスなど）には、各波長の信号光を同一の情報で変調して伝送することもできる。なお、ＯＮＵ６０ａの波長フィルタ（ＷＦ）６３ａは、上り信号光の波長と下り信号光の波長を多重分離する特性を有している。

また、各ＯＮＵ６０ａは、接続されたパワスプリッタ毎に割り当てられた波長（λ１０〜λ１７のいずれか）の下り信号光を、各ＯＮＵに割り当てられた時間フレームで送出する。各ＯＮＵ６０ａからの各波長の下り信号光は、それぞれの光パワスプリッタおよび光ファイバ伝送路を介して、波長スプリッタ２０ａで合波される。この合波された信号は、ＯＳＵ１０ａの光受信器１４ａで電気信号に変換される。

なお、上記波長配置例では、下り信号光の波長としてλ１〜λ８、上り信号光の波長としてλ１０〜１７を用いて説明したが、上りおよび下り信号光の波長は、各パワスプリッタ４０−１〜８のＰＯＮブランチにおいて、それぞれ異なっていればよく、その他の波長配置を使用することができる。例えば、図２の入力ポート２１−１および２１−２を使用する場合、上りとしてλ１〜λ８を使用し、下りとしてλ２〜λ８およびλ１（またはλ９）やλ１８〜λ２５を使用することができる。

なお、本実施例では、双方向伝送の例を示しているが、一方向のみのサービス（例えば放送サービス）を提供する場合は、一方向伝送のための構成としてもよい。すなわち、下りの一方向伝送の場合、ＯＳＵ１０ａの光受信器１４ａとＯＮＵ６０ａの光送信器６２ａがない構成としてもよい。

（第２の実施例）
図３に、本発明の第２の実施例として、複数のＯＳＵを接続する場合の光アクセスシステムの構成例を示す。この構成例では、２台のＯＳＵ１０ａ−１、１０ａ−２が波長スプリッタ２０に接続されている。これらのＯＳＵは同じサービスを提供するものとして構成することができる。あるいは、ＯＳＵ１０ａ−１とＯＳＵ１０ａ−２が、異なるサービス（例えば、異なる速度、異なる品質、異なるプロトコル）を提供するものとして構成することもできる。いずれの場合も、例えば、ＯＳＵ１０ａ−１がＵｓｒ１、Ｕｓｒ３、．．．、Ｕｓｒ６３のＯＮＵ６０ａを収容し、ＯＳＵ１０ａ−２がＵｓｒ２、．．．、Ｕｓｒ６４のＯＮＵ６０ａを収容する構成とすることができる。

本構成例では、波長スプリッタ２０は、図２に示す入力ポート２１−１および２１−３をそれぞれＯＳＵ１０ａ−１の光送信器１２ａ−１および光受信器１４ａ−１に接続し、入力ポート２１−２および２１−４をそれぞれＯＳＵ１０ａ−２の光送信器１２ａ−２および光受信器１４ａ−２に接続するように構成される。

この場合、ＯＳＵ１０ａ−１について、下り信号光として、例えば図２の波長λ１〜λ８の信号光を使用して、入力ポート２１−１から入力し、出力ポート２２−１〜８にそれぞれ出力させるように構成することができる。また、ＯＳＵ１０ａ−１の上り信号光として、例えば図２の波長λ１９〜λ２６の信号光を使用して、出力ポート２２−１〜８からそれぞれ入力し、入力ポート２１−３に出力させるように構成することができる。

また、ＯＳＵ１０ａ−２については、下り信号光として、例えば図２の波長λ１０〜λ１７の信号光を使用して、入力ポート２１−２から入力し、出力ポート２２−１〜８にそれぞれ出力させるように構成することができる。また、ＯＳＵ１０ａ−２の上り信号光として、例えば図２の波長λ２８〜λ３５の信号光を使用して、出力ポート２２−１〜８からそれぞれ入力し、入力ポート２１−４に出力させるように構成することができる。

この波長配置例では、波長スプリッタ２０により分波されたＯＳＵ１０ａ−１からの各波長λ１〜λ８の下り信号光は、光ファイバ伝送路３を介して、各パワスプリッタ４０−１〜８に接続されたＯＮＵ６０ａに伝搬する。同様に、波長スプリッタ２０により分波されたＯＳＵ１０ａ−２からの各波長λ１０〜λ１７の下り信号光も、光ファイバ伝送路３を介して、各パワスプリッタ４０−１〜８に接続されたＯＮＵ６０ｂに伝搬する。各ＯＮＵは、２つのＯＳＵからのこれら２つの波長のうちいずれかを波長フィルタ６３ａにより選択受信する。

ここで、各波長の下り信号光は、各ＯＮＵに異なる情報を伝送する場合（通信サービスなど）には、さらに時分割多重することもできるし、各ＯＮＵに同一の情報を伝送する場合（放送サービスなど）には、各波長の信号光を同一の情報で変調して伝送することもできる。

また、ＯＳＵ１０ａ−１と通信するＯＮＵ（例えば、Ｕｓｒ１、Ｕｓｒ３、．．．、Ｕｓｒ６３）は、接続されたパワスプリッタ毎に割り当てられた波長（λ１９〜λ２６のいずれか）の上り信号光を、各ＯＮＵに割り当てられた時間フレームで送出する。さらに、ＯＳＵ１０ａ−２と通信する各ＯＮＵ（Ｕｓｒ２、．．．、Ｕｓｒ６４）は、接続されたパワスプリッタ毎に割り当てられた波長（λ２８〜λ３５のいずれか）の上り信号光を、各ＯＮＵに割り当てられた時間フレームで送出する。これらＯＮＵからの上り信号光は、パワスプリッタ４０ｂ−１〜８でそれぞれ合波され、光ファイバ伝送路３を介して、波長スプリッタ２０ａでさらに合波される。この合波された信号は、それぞれＯＳＵ１０ａ−１、１０ａ−２の光受信器１４ａ、１４ａで電気信号に変換される。

なお、上記波長配置例では、下り信号光の波長としてλ１〜λ８およびλ１０〜λ１７、上り信号光の波長としてλ１９〜λ２６およびλ２８〜λ３５を用いて説明したが、これら上りおよび下り信号光の波長のそれぞれは、各パワスプリッタ４０−１〜８のＰＯＮブランチにおいて、ＯＳＵ毎に異なっていればよく、その他の波長配置を使用することができる。例えば、図２において、ＯＳＵ１０ａ−１の下りとしてλ１〜λ８を使用し、ＯＳＵ１０ａ−２の上りとしてλ２〜λ８およびλ１を使用し、ＯＳＵ１０ａ−２の下りとしてλ３〜８ならびにλ１およびλ２を使用し、ＯＳＵ１０ａ−２の上りとしてλ４〜λ８およびλ１〜λ３を使用することができる。

なお、本実施例では、双方向伝送の例を示しているが、一方向のみのサービス（例えば放送サービス）を提供する場合は、一方向伝送のための構成としてもよい。すなわち、下りの一方向伝送の場合は、ＯＳＵ１０ａ−１および／またはＯＳＵ１０ａ−２の光受信器１４ａ−１および／または１４ａ−２とＯＮＵ６０ａの光送信器６２ａがない構成としてもよい。

次に、図４を参照して、第１および第２の実施例において使用することのできる他のＯＳＵの構成例について説明する。図４に示すＯＳＵ１０ｂ−１、１０ｂ−２は、光送信器（Ｔｘ）１２ｂ−１、１２ｂ−２と、光受信器（Ｒｘ）１４ｂ−１、１４ｂ−２と、波長帯多重分離フィルタ（ＷＤＭ）１３ｂ−１、１３ｂ−２とから構成されている。波長多重分離フィルタ１３ｂ−１、１３ｂ−２は、上り信号光の波長と下り信号光の波長とを多重分離するためのものであり、例えば上り信号光を透過して下り信号光を反射するハイパスフィルタ（またはローパスフィルタ）として構成することができる。この場合、上り信号光と下り信号光をそれぞれ所定の波長帯内に設定することで、すべてのＰＯＮブランチに対して共通のＷＤＭを使用することができる。

この構成例では、波長スプリッタ２０ｂは、各ＯＳＵに対して１つのポートを使用するので、波長配置は上述したものと異なる。図２の入出力特性を有する波長スプリッタを用いるとすると、ＯＳＵ１０ｂ−１は、例えば入力ポート２１−１に接続され、ＯＳＵ１０ｂ−２は、例えば入力ポート２１−２に接続される。

この場合、ＯＳＵ１０ｂ−１について、上り信号光として、例えば図２の波長λ１〜λ８の信号光を使用して、入力ポート２１−１から入力し、出力ポート２２−１〜８にそれぞれ出力させるように構成することができる。また、ＯＳＵ１０ｂ−１の下り信号光として、例えば図２の波長λ１７〜λ２４の信号光を使用して、出力ポート２２−１〜８からそれぞれ入力し、入力ポート２１−１に出力させるように構成することができる。

また、ＯＳＵ１０ｂ−２については、上り信号光として、例えば図２の波長λ１９〜λ２６の信号光を使用して、入力ポート２１−２から入力し、出力ポート２２−１〜８にそれぞれ出力させるように構成することができる。また、ＯＳＵ１０ｂ−２の下り信号光として、例えば図２の波長λ２８〜λ３５の信号光を使用して、出力ポート２２−１〜８からそれぞれ入力し、入力ポート２１−２に出力させるように構成することができる。

次に、図５および図６を参照して、ＯＮＵの構成例について説明する。図５に示すように、ＯＮＵは、光送信器（Ｔｘ）６２ａと、光受信器（Ｒｘ）６４ａと、波長フィルタ（ＷＦ）６３ａとから構成することができる。波長フィルタ６３ａは、図に示すように、光受信器６４ａへの下り経路については、下り信号光として選択された波長λｎ以外を阻止するフィルタ特性を有し、光送信器６２ａからの上り経路については、波長λｎ以外の信号を透過するフィルタ特性を有するように構成することができる。また、上りの経路において、上り信号光として選択された波長以外の信号を阻止するフィルタ特性を有する構成とすることもできる。

図６は、ＯＮＵの他の構成例であり、光送信器（Ｔｘ）６２ｂと、光受信器（Ｒｘ）６４ｂと、波長フィルタ（ＷＦ）６５ｂと、波長帯多重分離フィルタ（ＷＤＭ）６６ｂとから構成することができる。波長多重分離フィルタ６６ｂは、上り信号光の波長と下り信号光の波長とを多重分離するためのものであり、図に示すように、例えば上り信号光を透過するハイパスフィルタと下り信号光を透過するローパスフィルタとして構成することができる。波長フィルタ６５ｂは、図に示すように、下り信号光として選択された波長以外の信号を阻止するフィルタとして構成することができる。

図６を用いて説明した構成例では、上り信号光と下り信号光をそれぞれ所定の波長帯内に設定することで、すべてのＰＯＮブランチに対して共通のフィルタ特性を有するＷＤＭを使用することができる。また、図５および図６のいずれの構成例とも波長フィルタ（ＷＦ）を波長可変フィルタとすることで、すべてのＰＯＮブランチに対して共通のＷＦを使用することができる。これにより、生産性および保守運用性が向上する。

（第３の実施例）
図７に、本発明の第３の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す。この実施例では、下り信号光に複数の波長成分を含む光源を用いている。ＯＳＵ１０ｃ−１、１０ｃ−２は、光送信器（Ｔｘ）１２ｃ−１、１２ｃ−２を備え、複数の波長成分を含む光源（図示せず）をさらに備えるか、あるいは外部から複数の波長成分を含む光を受け取るように構成される。光送信器（Ｔｘ）１２ｃ−１、１２ｃ−２は、対応する各ＯＮＵ６０ｃに同一の情報を伝送する場合（放送サービスなど）には、複数の波長成分を含む光源を同一の情報を有する電気信号で変調し、各波長成分が同一の情報を有する多波長信号光を送出することができる。

図７に示すように、この下りの多波長信号光は、各ＯＮＵ６０ｃに対してそれぞれ異なる時間フレームを割り当てるように構成することができる。図示した波長配置例では、ＯＳＵ１０ｃ−１の下り信号光として、例えば図２の波長λ１〜λ８の信号光を使用して、入力ポート２１−１から入力し、出力ポート２４−１〜８にそれぞれ出力させるように構成することができる。波長λ１〜λ８の各信号光には、各ＯＮＵ６０ｃに対して信号が時分割多重されており、それぞれのＯＮＵが各信号光を波長可変フィルタ（ＴＷＦ）６５ｃで選択し、光受信器６４ｃで電気信号に変換後、割り当てられた時間フレームを抜き取る。

また、ＯＳＵ１０ｃ−２の下り信号光として、例えば図２の波長λ２〜λ８およびλ１の信号光を使用して、入力ポート２１−２から入力させ、出力ポート２４−１〜８にそれぞれ出力させるように構成することができる。波長λ２〜λ８およびλ１の各信号光には、それぞれのＯＮＵ６０ｃに対して信号が時分割多重されており、それぞれのＯＮＵが各信号光を波長可変フィルタ（ＴＷＦ）６５ｃで選択し、光受信器６４ｃで電気信号に変換後、割り当てられた時間フレームを抜き取る。

複数の波長成分を含む光源は、特許文献２に示されているような多波長一括発生光源であってもよいし、スーパールミネッセントダイオードや光増幅器であってもよい。光増幅器の場合は、その自然放出雑音光を光源として利用する。光増幅器としては、例えばエルビウム添加ファイバ増幅器や半導体光増幅器を使用することができ、その自然放出雑音光は、一般に約３０〜８０ｎｍの波長範囲にスペクトルがほぼ一様に広がっている。

次に、図８および図９を参照して、ＯＳＵおよびその周辺回路の構成例について説明する。

図８に示すように、ネットワークオペレータ（またはサービスプロバイダ）などの収容局には、ＯＳＵ１０ｃ−１、１０ｃ−２および波長スプリッタ２０以外に、多波長光源１５ｃとその出力をＯＳＵに分配するパワスプリッタ１７ｃが含まれる。各ＯＳＵは、パワスプリッタ１７ｃを介して、多波長光源１５ｃから多波長光信号を受け取る。この多波長光信号は、外部変調器（ｍｏｄ）１６ｃ−１、１６ｃ−２によって電気信号で変調され、下り信号光が生成される。そして、この多波長光信号は、波長スプリッタ２０によって分波され、各ＰＯＮブランチに送出される。

外部変調器１６ｃ−１、１６ｃ−２には、例えば電界吸収型（ＥＡ）半導体変調器、電気光学効果を用いたニオブ酸リチウム（ＬＮ）変調器、または半導体光増幅器（ＳＯＡ）などを使用することができる。ＳＯＡは、入力電気信号に従って駆動電流をオン／オフさせることで、変調器として動作させることができる。

図９に、ＯＳＵの他の構成例を示す。図９に示すように、ＯＳＵ１０ｃ−１、１０ｃ−２は、複数の波長成分を含む広帯域光源として、例えばスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）１７ｃ−１、１７ｃ−２を有している。このスペクトル幅の広い光源であるＳＬＤを、電気信号で直接変調したり、外部変調したりすることによって、下り信号光を生成する。生成された広帯域光信号は、波長スプリッタ２０によって分波され、各ＰＯＮブランチに送出される。

複数の波長成分を含む広帯域光源には、特許文献２に示されるような多波長一括発生光源や、複数の分布帰還型（ＤＦＢ）レーザを集積したアレーＤＦＢレーザを使用することができる。

（第４の実施例）
図１０に、本発明の第４の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す。この実施例では、下り信号光に波長可変光源を用いている。ＯＳＵ１０ｄ−１、１０ｄ−２は、図１０に示すように、各ＯＮＵ６０ｄへの下り信号光をそれぞれ異なる時間フレーム割り当てるとともに、波長可変光源（図示せず）を用いてそれぞれのＰＯＮブランチ毎に異なる波長に切り替えて送信するように構成することができる。

図示した波長配置例では、ＯＳＵ１０ｄ−１の下り信号光として、例えば図２の波長λ１〜λ８の信号光を使用して、入力ポート２１−１から入力し、出力ポート２２−１〜８にそれぞれ出力させるように構成することができる。波長λ１〜λ８の各信号光には、各ＯＮＵ６０ｄに対して所定の時間フレームが割り当てられており、各ＯＮＵ６０ｄが各信号光を波長可変フィルタ（ＴＷＦ）６５ｄで選択し、光受信器６４ｄで電気信号に変換後、割り当てられた時間フレームを抜き取る。

また、ＯＳＵ１０ｄ−２の下り信号光として、例えば図２の波長λ２〜λ８およびλ１の信号光を使用して、入力ポート２１−２から入力し、出力ポート２２−１〜８にそれぞれ出力させるように構成することができる。波長λ２〜λ８およびλ１の各信号光には、各ＯＮＵ６０ｄに対して所定の時間フレームが割り当てられており、各ＯＮＵ６０ｄが各信号光を波長可変フィルタ（ＴＷＦ）６５ｄで選択し、光受信器６４ｄで電気信号に変換後、割り当てられた時間フレームを抜き取る。

波長可変光源には、例えば超格子分布ブラッグ反射型（ＳＳＧ−ＤＢＲ）レーザなどを用いることができる。このような構成により、第３の実施例に比べより少ない総光パワで同じ機能が実現できるが、高速な波長可変光源が必要となる。

（第５の実施例）
図１１に、本発明の第５の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す。この実施例では、ＯＮＵにおいて波長可変フィルタを使用し、所望のＯＳＵからの信号を識別できるようしている。

図１１に示すように、ＯＳＵ１０ｅ−１、１０ｅ−２は、多波長信号光を送出するように構成することができ、この下りの多波長信号光は、各ＯＮＵ６０ｅに対してそれぞれ異なる時間フレームを割り当てるように構成することができる。図示した波長配置例では、ＯＳＵ１０ｅ−１の下り信号光として、例えば図２の波長λ１〜λ８の信号光を使用して、入力ポート２１−１から入力し、出力ポート２２−１〜８にそれぞれ出力させるように構成することができる。また、ＯＳＵ１０ｃ−２の下り信号光として、例えば図２の波長λ２〜λ８およびλ１の信号光を使用して、入力ポート２１−２から入力し、出力ポート２２−１〜８にそれぞれ出力させるように構成することができる。

ここで、これら下りの信号光には、図の発振器ｆ_１、ｆ_２により、ＯＳＵ毎に異なる周波数トーンを重畳して送信する。例えば、下りの電気信号に、ミキサなどにより発振器ｆ_１、ｆ_２の周波数トーンを重畳し、この電気信号で下り信号光の光源を変調する。

次に、このような下り信号光を受信するＯＮＵ６０ｅの構成例について、図１２を参照して説明する。ＯＮＵ６０ｅは、図１２に示すように、光送信器（Ｔｘ）６２ｅと、光受信器（Ｒｘ）６４ｅと、波長可変フィルタ（ＴＷＦ）６５ｅと、電気的フィルタ手段６６ｅと、ＴＷＦ透過波長設定信号生成回路６７ｅと、Ｔｘ送信波長設定信号生成回路６８ｅとから構成されている。

ＯＮＵ６０ｅは、下り信号光を光受信器６４ｅで電気信号に変換後、電気的フィルタ手段６６ｅを用いて重畳されたトーン周波数ｆｎを分離する。このトーン周波数ｆｎの振幅が最大となるように、ＴＷＦ透過波長設定信号生成回路６７ｅにより、可変波長フィルタ６５ｅの透過波長を制御する。

また、図１２に示すように、ＴＷＦ透過波長設定信号に対して、１対１に対応するＴｘ送信波長設定信号を生成する回路６８ｅを設けて、下り信号光に対応する上り信号光を自動的に生成するようにすることもできる。これにより、ＯＮＵは、どのＰＯＮブランチに接続されているのかの情報を解さずに上り信号光の波長を選ぶことができるようになる。

この場合、光送信器６２ｅの光源（図示せず）を、例えば、発振波長を可変することができる分布帰還型（ＤＦＢ）レーザとし、Ｔｘ送信波長設定信号をＤＦＢレーザの温度制御回路にフィードバックして発振波長を変えるように構成することができる。

あるいは、光送信器６２ｅの光源を、例えば、電流によって波長を可変することができるレーザと、外部変調器とを組み合わせたものとし、Ｔｘ送信波長設定信号をレーザの波長制御部にフィードバックして発振波長を変えるように構成することができる。

上記のように、本実施例では、波長可変フィルタの透過波長を自動設定することができ、またこの設定された下り信号光の透過波長に応じて、上り信号光を所定の波長に自動設定することができる。

（第６の実施例）
図１３に、本発明の第６の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す。この実施例は、上り信号光に関する構成例である。

図１３に示すように、上りの信号光は、割り当てられた各波長（λ１９〜λ２６）に対してそれぞれ異なる時間フレームを割り当てるように構成することができる。図示した波長配置例では、ＯＳＵ１０ｆ−１への上り信号光として、例えば図２の波長λ１９〜λ２６の信号光を使用して、出力ポート２２−１〜８からそれぞれ入力し、入力ポート２１−３に出力させるように構成することができる。波長λ１９〜λ２６の各上り信号光には、各ＯＮＵ６０ｆ（Ｕｓｒ１、Ｕｓｒ３、．．．、Ｕｓｒ６３）からの信号が時分割多重されており、ＯＳＵ１０ｆ−１が各波長（λ１９〜λ２６）の信号光を光受信器１４ｆ−１で受信し、電気信号に変換する。

また、ＯＳＵ１０ｆ−２への上り信号光として、例えば図２の波長λ２０〜λ２６およびλ１９の信号光を使用して、出力ポート２２−１〜８からそれぞれ入力し、入力ポート２１−４に出力させるように構成することができる。波長λ２０〜λ２６およびλ１９の各信号光には、各ＯＮＵ６０ｆ（Ｕｓｒ２、．．．、Ｕｓｒ６４）からの信号が時分割多重されており、ＯＳＵ１０ｆ−２が各波長（λ２０〜λ２６およびλ１９）の信号光を光受信器１４ｆ−２で受信し、電気信号に変換する。

なお、上記波長配置例では、λ１９〜λ２６の波長を用いて説明したが、上りの信号光の波長は、パワスプリッタ４０−１〜８の各ＰＯＮブランチにおいて、ＯＳＵ１０ｆ−１および１０ｆ−２に対してそれぞれ異なっていればよく、その他の波長配置を使用することができる。

（第７の実施例）
図１４に、本発明の第７の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す。この実施例は、ＯＳＵの少なくとも１台が一方向のＯＳＵ（例えば放送サービス）である場合の構成例である。図１４では、ＯＳＵ１０ｇ−２が、放送サービスを提供するＯＳＵとして図示されている。

ＯＳＵ１０ｇ−２は、自ら光信号を変調して信号光を生成するのではなく、外部のヘッドエンド局から信号光を受け取るように構成されている。この信号は、次いで、光アンプ１１ｇおよび１５ｇで増幅され、多波長化回路１３ｇ（例えば特許文献２）で複数の波長成分を有する信号光が生成され、パワスプリッタ１７ｇを介して、波長スプリッタ２０で光パワスプリッタ４０−１、４０−２のＰＯＮブランチに波長分岐される。これによって、同じ情報を有する下り信号光を各ＰＯＮブランチに分配することができる。

この多波長化回路１３ｇは、例えば特許文献２に示されているように、入力された単一波長の信号光に対し、強度変調もしくは位相変調またはその両方を施し、変調サイドバンドを発生させるように構成することができる。変調に用いる電気信号の周波数、強度、位相を所定の条件とすることで（特許文献２参照）、単一波長の入力信号に対して、８波長の波長成分を有する出力光を得ることができる。この出力光は、各ＰＯＮブランチにおいて、他のＯＳＵ１０ｂ−１に割り当てられている上りおよび下り信号光の波長以外の波長とすることによって多重される。例えばこの出力光を図２のλ１９〜λ２６とすると、波長スプリッタ２０の入力ポート２１−３に入力することによって、各出力ポート２２−１〜８にそれぞれの波長が送出されることになる。

ＯＳＵ１０ｇ−１およびＯＳＵ１０ｇ−２の下り信号光は、パワスプリッタ４０−１、４０−２を介して、各ＯＮＵに伝搬される。各ＯＮＵ（例えばＵｓｒ２のＯＮＵ６０ｇおよび７０ｇ）は、波長多重分離フィルタ（ＷＤＭ）６３ｇおよび７３ｇにより伝搬された下り信号からＯＳＵ１０ｇ−１およびＯＳＵ１０ｇ−２の下り信号をそれぞれ選択し、光受信器６４ｇおよび７４ｇでそれぞれ電気信号に変換する。このような構成とすることで、１台のＯＳＵで多くのＯＮＵに放送型サービスを提供することができる。

（第８の実施例）
図１５に、本発明の第８の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す。この実施例は、上述のような光アクセスシステムに、特定の波長でサービスを付加する構成例である。図１５では、上述したような光アクセスシステムのＯＳＵ１０ｈ−１、１０ｈ−２に１．５６μｍ以上の波長を使用し、特定の波長でサービスを付加するＯＳＵ１０ｈ−０には１．５６μｍ以下の波長を使用している。

ちなみに、このような付加サービスには、例えば、上りおよび下り信号光にそれぞれ１．３μｍおよび１．４９μｍを割り当てた通信サービス、下り信号光に１．５５μｍを割り当てた放送サービス、および／またはその両方が挙げられる。

ＯＳＵ１０ｈ−０の信号と、ＯＳＵ１０ｈ−１および１０ｈ−２の信号は、図に示すように３ポートの波長フィルタ３０ｈにより多重分離され、それぞれの波長で各ＰＯＮブランチに接続される。ＯＳＵ１０ｈ−０のみと通信するＵｓｒ１のＯＮＵ６０ｈは、波長フィルタ３１ｈを有し、１．５６μｍ以下の信号を選択して通信する。また、ＯＳＵ１０ｈ−０およびＯＳＵ１０ｈ−２の両方と通信するＵｓｒ２の２つのＯＮＵ６０ｈは、波長フィルタ３２ｈにより各信号を多重分離して、それぞれのＯＳＵと通信する。さらに、Ｕｓｒ３のＯＳＵ６０ｈのようにいずれかのＯＳＵ１０−１のみと通信するＯＮＵは、上述した実施例のＯＮＵと同様の構成により、該当する上りおよび下り信号を選択して通信する。このような構成とすることによって、特定のユーザに比較的容易に特定のサービスを提供することができるようになる。

（第９の実施例）
図１６に、本発明の第９の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す。この実施例は、ＯＳＵの少なくとも１台が遠隔地にある場合の構成例である。図１６では、遠隔地にあるＯＳＵ１０ｊ−１を光ファイバ伝送路７ａ、７ｂおよび光増幅器２ａ〜ｄを介して波長スプリッタ２０に接続している。

このような構成とすることで、必要に応じてＯＳＵを波長スプリッタ２０とは別の場所（例えば別の局）に配置することができる。

また、図１６では、パワスプリッタ４０ａ−１および４０ａ−２を多段接続している。このように、本発明の構成例では、末端のＯＮＵ６０ｉの数に応じて、パワスプリッタの分岐数を増やすだけでなく、多段化することもできる。

以上、本発明について、いくつかの実施例に基づいて説明したが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施例は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに例示した実施例は、本発明の趣旨から逸脱することなくその構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、および／またはその順序を変えてもよい。

本発明の第１の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す図である。 本発明における４入力８出力の波長スプリッタの入出力特性例を示す図である。 本発明の第２の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す図である。 本発明における光アクセスサービスユニット（ＯＳＵ）の構成例を示す図である。 本発明における光ネットワークユニット（ＯＮＵ）の構成例を示す図である。 本発明における光ネットワークユニット（ＯＮＵ）の構成例を示す図である。 本発明の第３の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す図である。 本発明における光サービスユニット（ＯＳＵ）およびその周辺回路の構成例を示す図である。 本発明における光サービスユニット（ＯＳＵ）およびその周辺回路の構成例を示す図である。 本発明の第４の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す図である。 本発明の第５の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す図である。 本発明の第５の実施例における光ネットワークユニット（ＯＮＵ）の構成例を示す図である。 本発明の第６の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す図である。 本発明の第７の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す図である。 本発明の第８の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す図である。 本発明の第９の実施例による光アクセスシステムの構成例を示す図である。 従来の光アクセスネットワークの一例を示す図であり、（１）は構成例を、（２）は上り信号光の多重方式を、（３）は下り信号光の多重方式を示している。

符号の説明

３、５ 光ファイバ伝送路
２ａ〜ｄ 光増幅器
７ａ、７ｂ 光ファイバ伝送路
１０、１０ａ、１０ａ−１、１０ａ−２、１０ｂ−１、１０ｂ−２、１０ｃ−１、１０ｃ−２、１０ｄ−１、１０ｄ−２、１０ｅ−１、１０ｅ−２、１０ｆ−１、１０ｆ−２、１０ｇ−１、１０ｇ−２、１０ｈ−０〜２、１０ｉ−１、１０ｉ−２、１０ｊ−１ 光サービスユニット（ＯＳＵ）
１１ｇ、１５ｇ 光増幅器
１２、１２ａ、１２ａ−１、１２ａ−２、１２ｂ−１、１２ｂ−２、１２ｃ−１、１２ｃ−１、１２ｄ−１、１２ｄ−２、１２ｅ−１、１２ｅ−２ 光送信器
１３ 波長フィルタ（ＷＤＭ）
１３ｇ 多波長化回路
１４、１４ａ、１４ａ−１、１４ａ−２、１４ｂ−１、１４ｂ−２、１４ｃ−１、１４ｃ−２、１４ｆ−１、１４ｆ−２ 光受信器
１５ｃ 多波長光源
１６ｃ−１、１６ｃ−２、 外部変調器（ｍｏｄ）
１７ｃ、１７ｇ パワスプリッタ
１７ｃ−１、１７ｃ−２ スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）
２０ 波長スプリッタ
２１−１〜４ 入力ポート
２２−１〜８ 出力ポート
３０ｈ、３１ｈ、３２ｈ 波長フィルタ
４０、４０−１〜８、４０ａ−１、４０ａ−２ 光パワスプリッタ
６０、６０ａ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｆ、６０ｇ、６０ｉ、７０ｇ 光ネットワークユニット（ＯＮＵ）
６２、６２ａ、６２ｂ、６２ｅ、６２ｆ、６２ｇ 光送信器
６３、６３ａ、６３ｂ、６５ｂ 波長フィルタ（ＷＦ）
６４、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅ、６４ｇ、６０ｈ 光受信器
６５ｃ、６５ｄ、６５ｅ 波長可変フィルタ（ＴＷＦ）
６６ｂ、６３ｇ 波長帯多重分離フィルタ（ＷＤＭ）
６６ｅ 電気的フィルタ手段
６７ｅ ＴＷＦ透過波長設定信号生成回路
６８ｅ Ｔｘ送信波長設定信号生成回路

Claims (16)

1. 少なくとも１つの光サービスユニット（ＯＳＵ）と、複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）とが複数のパワスプリッタを介して接続された光アクセスシステムにおいて、
   前記ＯＳＵと、前記複数のパワスプリッタとの間に波長分合波手段を備え、
   前記波長合分波手段は、前記ＯＳＵからの複数の波長を有する下り信号光を前記パワスプリッタ毎に分波することを特徴とする光アクセスシステム。
2. 請求項１に記載の光アクセスシステムにおいて、
   前記波長合分波手段は、前記複数のＯＮＵからの上り信号であって、前記パワスプリッタ毎に波長の異なる上り信号を合波することを特徴とする光アクセスシステム。
3. 請求項１または２に記載の光アクセスシステムにおいて、
   前記ＯＮＵの少なくとも１つは、可変波長フィルタを備えたことを特徴とする光アクセスシステム。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の光アクセスシステムにおいて、
   前記上り信号光および前記下り信号光の少なくとも一方は、時分割多重されていることを特徴とする光アクセスシステム。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の光アクセスシステムにおいて、
   前記ＯＳＵの少なくとも１つは、複数の波長を有する下り信号光を同一の情報で変調することを特徴とする光アクセスシステム。
6. 請求項１ないし４のいずれかに記載の光アクセスシステムにおいて、
   前記ＯＳＵの少なくとも１つは、広帯域の下り信号光を同一の情報で変調することを特徴とする光アクセスシステム。
7. 請求項１ないし４のいずれかに記載の光アクセスシステムにおいて、
   前記ＯＳＵの少なくとも１つは、各パワスプリッタに対して下り信号光の波長を切り替えて送出することを特徴とする光アクセスシステム。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の光アクセスシステムにおいて、
   前記ＯＳＵの少なくとも１つは、前記下り信号光に所定の周波数トーンを重畳して送出し、
   前記周波数トーンが重畳された下り信号光を受信するＯＮＵは、前記周波数トーンに基づいて受信フィルタの透過波長を設定することを特徴とする光アクセスシステム。
9. 請求項８に記載の光アクセスシステムにおいて、
   前記周波数トーンが重畳された下り信号光を受信するＯＮＵは、前記周波数トーンに基づいて上り信号光の送信波長を設定することを特徴とする光アクセスシステム。
10. 請求項１ないし９に記載の光アクセスシステムにおいて、
    前記ＯＳＵの少なくとも１つは、単一波長の信号光を受信し、強度変調および位相変調の少なくともいずれか一方を施すことによって、複数の波長成分を有する下り信号光を生成することを特徴とする光アクセスシステム。
11. 複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）に複数のパワスプリッタを介して信号光を伝送する光サービスユニットであって、
    前記パワスプリッタ毎に割り当てられた波長の異なる光を同一の情報で変調した信号光を、前記複数のＯＮＵに異なる時間フレームで伝送することを特徴とする光サービスユニット。
12. 複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）に複数のパワスプリッタを介して信号光を伝送する光サービスユニットであって、
    前記パワスプリッタ毎に割り当てられた波長を含む広帯域の光を同一の情報で変調した信号光を、前記複数のＯＮＵに異なる時間フレームで伝送することを特徴とする光サービスユニット。
13. 複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）に複数のパワスプリッタを介して信号光を伝送する光サービスユニットであって、
    前記パワスプリッタ毎に前記信号光の波長を切り替えて伝送することを特徴とする光サービスユニット。
14. 請求項１１ないし１３のいずれかに記載の光サービスユニットであって、
    前記信号光に、サービスの種別を識別するための周波数トーンを重畳することを特徴とする光サービスユニット。
15. 請求項１４に記載の光サービスユニットから前記信号光を受信する光ネットワークユニットであって、
    前記信号光に重畳された周波数トーンに基づいて、受信フィルタの透過波長を設定することを特徴とする光ネットワークユニット。
16. 請求項１５に記載の光ネットワークユニットであって、
    前記周波数トーンに基づいて、送信する信号光の波長を設定することを特徴とする光ネットワークユニット。
    

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