JPH03214831A

JPH03214831A - 光通信機器

Info

Publication number: JPH03214831A
Application number: JP2008368A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakamura; 憲司中村; Atsushi Nitta; 淳新田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-01-19
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1991-09-20
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: JP2833661B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光通信媒体を介して他機器との光通信を行な
う光通信機器に関するものである。

［従来の技術］従来の波長多重光通信方式は、数十波から数百波に及ぶ
光波を少しずつ波長を換えて送ることによって多重化し
、大容量の通信を可能とするものである。通信容量の大
容量化に際しては、発振波長を安定させることが重要で
ある。

このため発振波長を安定させるための方法かい《っか提
案されている。

例えば、送信用の各光源毎に、個別に発振周波数を割り
当て、各端局がそれぞれ発振周波数を管理する方法が提
案されている。

また、他の方式として、周波数を管理する中央局を設備
し、該中央局がすべ゜ての加入者に対して所定の基準と
なる光を送り、その基準光に基づいて、各加入者が波長
をチューニングする方式が提案されている。

この中央局が周波数を管理する方式としては、例えば特
開昭６３−５２５２８号に記載されている方法等がある
。

第６図にこの従来の中央局が周波数を管理する方法にお
ける原理ブロック図を、第７図にシステムの構成例を示
す。

第６図において、７．０１０は中央局から送られてきた
光から周波数基準光を分離する周波数基準光抽出部、７
０ｌ１は周波数基準光についてヘテロダイン検波を行う
ヘテログイン検波部、７０１２は局発用または送信用の
光源、７０１３は光源７　０　１　２の周波数を設定す
るチューナ、７０１４はヘテログイン検波部７０１１に
よって得られたビート信号のピーク値を検出するピーク
検出部、７０１５は隣接するビートのピーク値を比較す
ることにより、周波数位置を検出する周波数位置検已部
を表す。

周波数基準光として、例えば安定化光源の発振光を高速
変調した光信号が、中央局から各端局へ送られてくるの
で、各端局ではその中央局から送られてきた光から周波
数基準光抽出部７０１０によって周波数基準光を抽出す
る。

チューナ７０１３によって、光源７０１２の発振周波数
を動かし、ヘテログイン検波部７０１１によって周波数
基準光抽出部７０１０の出力と光源７０ｌ２の出力とを
混合して、ヘテロダイン検波を行う。

ピーク検出部７０１４はヘテログイン検波部７０１１に
よる検波によって得られたビート信号についてのピーク
値を検出する。チューナ７０１２によって、光源７０１
２の周波数を変えてい《ことにより、複数のピーク値が
得られるが、周波数位置検出部７０１５は各隣合うビー
トのピーク値を比較することにより、現在のチューニン
グしている周波数が何番目のＦＭサイドバンドであるか
を検知することができる。

第７図において、７０２０はスターカブラ、７０２１は
中央局、７０２２−１．７０２２−４は加入者系の端局
、Ｒｘは送信部、Ｔｘは受信部である。

各端局７０２２−１〜７’０２２−４は、スターカブラ
７０２０を介して光ファイバによって接続される。また
、中央局７０２１も、同様にスターカブラ７０２０を介
して接続されている。

そして、コヒーレント光による周波数多重伝送が行われ
るが、周波数の設定にあたっての基準を各端局７０２２
−１〜７０２２−４が個別の管理するのではな《、中央
局７ｏ２１が集中して管理し、各端局７０２２−１　〜
７０２２−４へ周波数基準を送るようになっている。

第８図はその周波数基準の配置の例を示している。

中央局７０２ｌにおいて、安定化光源からの発振光を例
えば１　０　Ｇ　Ｈ　ｚ〜５０ＧＨＺで高速変調すると
、第８図に示すように、中心周波数ｆ。のまわりに、｛
ｔ’ｏ±ｎｆ．｝というサイドバンドが現れる。

従って、端局でこれらのサイドバンドを検出し、中央周
波数に対するサイドバンドの位置を決めることができれ
ば、その位置を基準として、送信または受信に用いる光
源の周波数を設定することができる。

例えば、周波数ｆ。と周波数ｆｏ　＋ｆｆｆｌとの間に
、各端局の周波数帯Ｋｏ，Ｋ＋・・・Ｋ．を多《設定す
ることができる。従って、この受信または送信の周波数
帯を決定する場合、各端局が送出する周波数基準光にお
ける周波数ｆ。＋ｆｍを検出することにより、これらの
基準周波数から所定の周波数だけずらした周波数を設定
すればよい。

［発明が解決しようとしている課題］しかしながら、上記従来例では、混信を避けるために各
光送信器が使用する周波数帯を厳密に管理、設定しなけ
ればならないために、次のような欠点があった。

一（１）各光送信器が個別に、基準波長光源を持つている
場合、各光送信機の発光素子温度等を精密に制御し、互
いに同じ基準波長を維持しなければならない。

（２）また各光送信機に前もって使用波長を割り当てて
おくと、各光送信機が他の光送信機の割り当て波長を使
用できず、波長の使用効率が低下する。

［課題を解決するための手段］本発明は上述の課題を解決することを目的として成され
たもので、上述の課題を解決する手段として以下の構成
を備える。

即ち、ネットワークに接続されているすべての機器が共
通して使用する全波長域のうち任意の１波長を送信する
送信手段と、該送信手段での送信波長と同一か、もし《
は異なる任意の１波長を受信する受信手段とを少なくと
も有し、互いに光通信媒体を介して接続されている光通
信ネットヮークに接続される光通信機器であって、送信
を希望するときに、前記共通して使用する全波長域から
使用されていない第１の波長を発見する第１の波長発見
手段と、該第１の波長発見手段で発見した第１の波長を
用いて送信の相手先に対する呼信号を送信しつづける呼
信号送信手段と、該呼信号送信手段での送信呼信号に対
する相手先よりの確認信号を第１の波長以外の波長域か
ら検出する確認信号検出手段と、通信状態になく、かつ
、送信を希望しないときには、送信を希望する機器から
の自機器宛の呼信号を発見する呼信号検畠手段と、すべ
ての機器が共通して使用する全波長域で使用されていな
い第２の波長を発見する第２の波長発見手段と、該第２
の波長発見手段で発見した第２の波長を用いて自機器宛
の呼信号に対する確認信号を送信する確認信号送信手段
とを備える。

［作用］以上の構成において、通信を行なう時には、すべての端
末が共通して使用する波長域全域にわたって波長の使用
状況を把握する機能を有し、送信を希望する端末は、前
記機能によって第１の未使用波長を見つけ出し、該未使
用波長を用いて、受信端末を特定するための呼信号を送
信することかできる。

そして、送信を希望する端末から受信端末として指定さ
れたときには、前記機能によって自局が受信端末として
指定されていることを知り、次に前記機能を用いて第２
の未使用波長を見つけ出し、該第２の未使用波長を用い
て、送信希望端末に対して受信準備が完了したことを連
絡するための信号を送信することができる。

更に、送信を希望する時には、前記機能によりこの信号
を受信して、しかる後に送信希望端末から受信端末へ第
１の未使用波長、あるいは第２の未使用波長を用いて情
報の伝送を開始することができる。

これにより従来例の課題を解決し、厳密な基準波長の管
理周等を必要とすることな《、波長の利用効率の高い波
長多重通信を可能としたものである。

［実施例］以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。

第［図及び第２図は本発明に係る一実施例を示す図であ
り、第１図は本発明に係る一実施例装置により構成され
る波長多重光通信システム全体を表わすシステム構成図
、第２図は本実施例の光通信機器である各端末の光送・
受信機の構成を表わすブロック図である。

第１図中、１　１〜１　ｎ，２１〜２ｍは光通信端末、
４０，４１　１〜４１ｎ，４２１〜４２ｍは光伝送路で
あるところの光ファイバ、３１．３２は光スターカツブ
ラである。

また、第２図において、５１は本実施例全体の制御を司
る制御回路、５２は波長可変光源、５３は光アイソレー
夕、５４は光検出器、５５は透過する光の波長域を変え
ることが可能な波長可変バンドパスフィルタ、５６は例
えばハーフミラーやビームスプリンツタ等で構成された
光分岐／合流素子、５７は端末機器、５８は光通信を行
なう光ファイバよりなる伝送路である。

以上の構成において、制御回路５ｌは端末機器５７より
の情報を伝送路５８に送信するとともに、伝送路５８か
らの情報を端末磯器５７に出力するために、半導体レー
ザ５２、波長可変フィルタ５５、光検出器５４の動作を
制御する。

また、波長可変光源５２は、例えばＤＢＲ　（分布反射
型鏡）領域へキャリアを注入してそのブラッグ波長を変
化させることができる構造のＤ　Ｂ．Ｒミラーを有する
波長可変ＤＢＲ半導体レーザで構成され、ＤＢＲ領域へ
のキャリアの注入量を調整することによって、その発振
波長を連続的に変化させることができるものである。こ
の波長可変光源５１としては、例えば．　Ｋ．　ＫＯＴ
ＡＫＩ，　Ｍ．　ＭＡ：ｒＳＵＤＡ，Ｍ．ＹＡＮＯ，Ｈ
．ＩＳＩＫＡＷＡ，ｌ｛．ＩＭＡＩによって１９８７年
のＥｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ誌２３巻
７号３２５頁〜３２７頁に記載されている構造のものを
用いることができる。

ここでは、波長可変光源５１に、その発振波長を変化さ
せる波長調整部と出力光の強度変調を行う出力光変調部
から構成されているものとして扱う。

波長可変ＤＢＲ半導体レーザの場合、ＤＢＲ部が波長調
整部、活性領域が出力光変調部に相当する。

さらに、波長可変バンドパスフィルタ５５は、例えば上
述したキャリア注入によってそのブラッグ波長を変化さ
せる波長可変ＤＢＲ　（分布反射型ブラッグ鏡）（例え
ば特開昭６０−１７５０２５号に記載されているものを
用いることができる）を用いることにより実現できる。

次に以上の構成より成る本実施例の動作について説明す
る。

第３図に示すように、各端末は波長ん．から波長λＢま
での波長域を使用できるものとし、またバンドパスフィ
ルタの透過スペクトルの幅を△λとする。この△えの幅
の中で複数の通信が行なわれると混信が生ずるので△λ
の幅の中には単一の通信のみ入ることができる。

いま、例えば、端末１２から端末２３への通信を開始す
る場合を考える。

本実施例においては、この通信は次のような手続きによ
って開始される。

■通信状態になく、かつ送信を希望していない端末（端
末２３を含む）は、常に波長λ８から波長λ８までの間
を波長可変フィルタにより掃弓し、信号を受信すること
により自局への呼信号が発せられていないか否かを調べ
ている。

■送信希望端末１２は、自端末の光検出器５４を受光状
態にし、波長可変フィルタ５５の透過波長をλ．からλ
，まで掃引することにより、使用可能な全波長域におけ
る波長の使用状態を調べ、使用されていない波長の中か
ら第１の波長λ１を選択する。

次に送信希望端末１２はこの波長λ，を用いて、自端末
ｌ２及び相手先端末２３を識別する情報を含んだ呼信号
を送信し始める。

同時に波長λ１からλ，の間を波長可変フィルタ５５に
よって掃引して信号を受信し、送信している呼信号に対
する確認信号が返ってきていないか否かを調べ始める。

■端末２３は自局への呼信号が発せられていることを上
記■のプロセスにより認識し、受信の準備を行う。

まず、λ＾からλ８の波長域を調べて使用されていない
第２の波長λ２を見つける。その後、呼信号を受信した
旨と受信準備を終えた旨の情報を含む確認信号を、使用
されていない第２の波長λ３を用いて送信し始める。

■端末１２は■のプロセスで送られて《る相手端末より
の確認信号を受信することにより、相手先端末２３の準
備が整ったことを知ることができる。

これで通信準備が完了したため、この後波長λエな用い
て、相手端末宛に情報の送信を開始する。

本実施例では、以上のような手続きで、使用可能な全波
長域から使用されていない波長を選び出して通信を開始
することが可能となる。

以上の手続きにおいて、例えば端末２３が通信状態にあ
って端末１２からの呼信号を受信できない場合や、使用
されていない第２の波長が存在しない場合、あるいは使
用されていない第１の波長に端末１２以外の送信を希望
する端末が同時に呼信号を発した場合等、端末１２と端
末２３０間で通信を開始できない場合がある。

このような場合に備えて、端末１２は、呼信号を発振し
はじめてから予め設定した時間以内に確認信号を受信し
なかった時は、呼信号の送信を中止し、改めて上記手続
きを開始する機能をつけておけば良い。

以上の説明から明らかなように本実施例においては、基
準波長の厳しい管理や、波長の絶対値の制御を行うこと
な《、波長多重光通信を実現することができる。

更に、その多重度はほぼ使用可能な全波長域をバンドパ
スフィルタの透過スペクトルの幅で割っただけのチャン
ネル数をとることができる。

このため非常に高効率の波長多重を行うことが可能とな
る。

［他の実施例］本発明に係る第２の実施例を第４図および第５図を参照
して以下に説明する。

第４図は本発明に係る第２の本実施例の波長多重通信方
式のシステム全体図である。

第４図において、４３は光ファイバ伝送路、６１〜６ｎ
は端末、７１〜７ｎは端末６１〜６ｎからの光信号を光
ファイバ伝送路へ送出し、かつ、光ファイバ伝送路上の
光信号の一部を端末へ送り出す光ノード、８１．８２は
光ファイバ伝送路端において光信号が反射するのを防止
する終端装置である。

第５図は第４図に示す第２実施例システムで用いられる
端末の光送受信機の構成を示すブロック図である。

図中、５ｌは制御回路、５２は第１の波長可変光源、５
３は光アイソレー夕、５６は光分岐／合流素子、５７は
端末装置であり、これら各構成は上述した第１の実施例
で説明したものと同様のものを用いることができる。

また、７は光ノード、４３は光ファイバ伝送路であり、
これらを用いることにより第４図に示すバス型ネットワ
ークの形態をとることができる。

更に、第５図において、９１は電気信号に対するローパ
スフィルタ、９２は光検出器、９３は光合流素子、９４
は第２の波長可変光源である。

本実施例においても、通信を開始する手続きは基本的に
前記第１の実施例と同様である。第１の実施例との違い
は、使用可能な全波長域にわたって受信信号を掃引し、
使用されていない第１及び第２の波長を見つけ出したり
、自端末への呼信号や、確認信号を捜し出す部分にある
。

本実施例におけるこれらの手段は、光ヘテログイン検波
と呼ばれているものであり、以下に詳しく説明する。

光ファイバ伝送路４３を伝送される波長多重信号は、ノ
ード７及び分岐／合流素子５６を介して光合流素子９３
に達し、ここで第２の波長可変光源９４からの光と混合
されて光検出器９２に入力！され２乗検波されることにより、２つの光のヘテロダイ
ン検波された電気信号がローパスフィルタ９ｌへ出力さ
れる。

ライン上の光が無い場合には、光検圧器９２がら出力さ
れる信号出力は直流だけとなる。

また、ライン上に光信号がある場合には、ライン上の光
の周波数と第２の波長可変光源９４の光の周波数の差の
周波数の電気信号（ビート信号）が出力されることにな
る。例えば、波長可変光源９４の光の波長が８８０ｎｍ
でライン上の光が８８１ｎｍである場合、約３８６ＧＨ
Ｚのビート信号が出力されることになる。

このビート信号は、電気信号に対するローパスフィルタ
９１によって濾波され制御回路５ｌへ入力される。仮に
このローパスフィルタ９１のカットオフ周波数を２　Ｇ
　Ｈ　ｚとし波長可変光源９４の波長を８８０ｎｍとす
ると、波長８８０ｎｍを中心に０．０１１ｎｍ幅の半値
幅を持った光学的フィルタを設けたことと同じ効果を持
つことになる。

波長可変光源９４の波長を第３図に示した使用可能な全
波長域λえからλ８まで掃引し、ローパスフィルタ９１
からの出力を検出することにより、使用されていない波
長や自局に対する呼信号や確認信号を見つけ出すことが
できる。

上記の説明により明らかなように、本実施例で１つの通
信に用いられる波長の帯域幅は、ローバスフィルタの帯
域幅と同程度となり、第１の実施例で用いた波長可変バ
ンドパスフィルタと比べて大幅に狭くすることができる
。

この結果、本実施例では波長多重度を第１の実施例より
も更に大きくすることが可能である。

以上、本発明の内容を第１及び第２の実施例を用いて説
明したが、本発明の適用範囲はこの２つの例に限定され
る訳ではない。例えば、第１の実施例に示したようなネ
ットワークの形態に第２の実施例で説明した光ヘテログ
イン検波方式を用いることが可能であり、また、逆の適
用形態も実現しつる。

また、第１の実施例で情報の送信に使用されていない第
１の波長λ１を用いる例を書いたがこれには使用されて
いない第２の波長のλ２を用いることも可能であり、ま
た波長ん，と波長λ２の両方の波長を用いて同時双方向
通信を行なうことも可能である。

更に上記実施例では、光源として半導体レーザを基本と
したが、以上の例に限定されるものではな《、ガスレー
ザ、固体レーザ、色素レーザ等、入力電気信号に対応し
て発光するものであれば任意のものを用いることができ
ることは勿論である。

更に、これらの光源は、入力信号に対応して発光するも
のでな《、定常的に発光し続け、このレーザ光を外部に
設けた変調器を用いて変調する構成としてもよい。

また、以上の実施例中では、半導体素子を用いて各光送
信機、光受信機、および光送受信機を構成しているが、
もちろん同様の効果を持つ他の光学部品によって構成し
てもよいことは明白である。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、波長多重光通信を
行なう各端末に使用可能な全波長域の中から使用されて
いない波長を見つけ８し手段と、自端末に対する呼信号
、あるいは確認信号を見つけ出す手段を設けることによ
って、厳密な基準波長や絶対的な波長の管理を行なうことなく
、多重度が高《波長の使用効率の良い波長多重光通信を
行うことができるようになった。

第１図は本発明に係る第１の実施例のシステム全体図、第２図は第１の実施例の光送受信機のブロック図、第３図は第１の実施例において通信に用いる波長の割当
て状態を示す図、第４図は本発明に係る第２の実施例のシステム全体図、第５図は第２の実施例の光送受信機のブロック図、第６図〜第８図は従来例の光通信機器を説明する図であ
る。

図中、１　１〜ｌ　ｎ，２　１〜２ｎ，６　１　〜６端末、４０〜４３，４１１〜４　１　ｎ，４２　１　〜４２ｎ・・・光ファイバ、３１３２・・・スターカップフ、７　１　〜７１ｎ・・・光ノード、５ｌ・・・制御回路、５２９４・・・波長可変光源、５３・・・アイソレー夕、５４．９２・・・光検畠器、５５・・・波長可変バ
ンドパスフィルタ、Ｓ６・・・光分岐／合流素子、５７
・・・端末機器、５８・・・光伝送路、９ｌ・・・電気
的ローパスフィルタ、９３・・・合流素子である。

特許　出願人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ネットワークに接続されているすべての機器が共
通して使用する全波長域のうち任意の１波長を送信する
送信手段と、該送信手段での送信波長と同一か、もしく
は異なる任意の１波長を受信する受信手段とを少なくと
も有し、互いに光通信媒体を介して接続されている光通
信ネットワークに接続される光通信機器であつて、送信を希望するときに、前記共通して使用する全波長域
から使用されていない第１の波長を発見する第１の波長
発見手段と、該第１の波長発見手段で発見した第１の波
長を用いて送信の相手先に対する呼信号を送信しつづけ
る呼信号送信手段と、該呼信号送信手段での送信呼信号
に対する相手先よりの確認信号を前記第１の波長以外の
波長域から検出する確認信号検出手段と、通信状態になく、かつ、送信を希望しないときには、送
信を希望する機器からの自機器宛の呼信号を発見する呼
信号検出手段と、すべての機器が共通して使用する全波
長域で使用されていない第２の波長を発見する第２の波
長発見手段と、該第２の波長発見手段で発見した第２の
波長を用いて前記自機器宛の呼信号に対する確認信号を
送信する確認信号送信手段とを備えることを特徴とする
光通信機器。
（２）前記第１の波長発見手段、あるいは前記第２の波
長発見手段は、前記共通して使用する全波長域にわたつ
て可変バンドパスフィルタの透過域を変化させることに
よつて、使用されていない波長の検出を行なうことを特
徴とする請求項第１項記載の光通信機器。
（３）前記呼信号検出手段、あるいは、確認信号検出手
段は、可変バンドパスフィルタの透過域を変化させつつ
信号を受信することによつて所望信号を発見することを
特徴とする請求項第１項記載の光通信機器。
（４）前記第１及び第２の波長発見手段、呼信号検出手
段、確認信号検出手段は、光ヘテロダイン検出法を用い
て所望信号を発見することを特徴とする請求項第１項記
載の機器。