JPH0364136A

JPH0364136A - 双方向光通信方式

Info

Publication number: JPH0364136A
Application number: JP1200090A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kashima; 加島　宜雄
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-19
Anticipated expiration: 2014-09-27
Also published as: JP2954238B2

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、１対ｎの双方向光通信方式に関する。

特に、双方向光通信の秘話性を確保した双方向光通信方
式に関する。

〔従来の技術］第８図は、従来の１対ｎの双方向光通信システムの構成
例を示すブロック図である。

図において、一つの局装置８０の送受信端と複数ｎの端
末装置８５．〜８５１の送受信端との間には、光フアイ
バ９１゜〜７と光スターカプラ９３により構成される光
通信網が設定され、局装置８０からの下り回線は波長λ
１、上り回線は波長λ２の各光信号の波長多重により双
方向光通信が行われる。

局装置８０は、信号の送受信処理を行う処理回路８１、
処理回路８１から入力される送信信号情報に応して強度
変調した波長λ、の光信号を送信する光源８２、波長λ
２の光信号を受信して受信信号情報を処理回路８１に出
力する検波回路８３、波長λ１およびλ２の各光信号の
波長多重分離を行う波長多重化回路８４により構成され
る。

各端末装置８５．〜８５７は、信号の送受信処理を行う
処理回路８６１〜７、処理回路８６１〜７から人力され
る送信信号情報に応じて強度変調した波長λ２の光信号
を送信する光源８７１〜ｆｉ、波長λ１の光信号を受信
して受信信号情報を処理回路８６１〜．、に出力する検
波回路８８．〜。、波長λおよびλ２の各光信号の波長
多重分離を行う波長多重化回路８９．〜７により構成さ
れる。

光スターカプラ９３は、下り回線に対しては局装置８０
からの波長λ、の光信号を複数ｎに分岐する機能と、上
り回線に対しては各端末装置８５゜〜８５ｆｉからの波
長λ２の光信号を一つに結合する機能を有する。

なお、各端末装置対応の光信号の識別は、局装置８０お
よび各端末装置８５．〜８５ｎにおいて、各端末装置に
割り当てられた時間軸上の位置、あるいは信号に付加さ
れている識別符号を検出して行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような従来の光スターカプラ９３は、上
り回線に対しては、各端末装置８５．〜８５、、からの
波長λ２の光信号を一つに結合する構成であるが、その
方向性により入射側で相互結合を小さく（例えば４０ｄ
Ｂ）することができるので、一方の端末装置が他方の端
末装置の送信する光信号を傍受することは困難であり、
秘話性は確保されている。

しかし、局装置８０からの下り回線の光信号（波長λ１
）は、光スターカプラ９３を介して各端末装置８５１〜
８５７のすべてに受信される。すなわち、各端末装置８
５．〜８５．に受信される全端末装置宛の信号から、各
端末装置がそれぞれ自装置宛の信号を抽出する構成であ
るために、通信の秘話性を確保することが事実上困難で
あった。

本発明は、秘話性に優れた双方向光通信を容易に実現さ
せることができる双方向光通信方式を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明方式の原理構成を示すブロック図であ
る。

本発明は、対向する１対ｎ（ｎは２以上の整数）の送受
信装置間で、ｌ対ｎの光スターカプラを含む光通信網を
介して双方向の光通信を行う双方向光通信方式において
、一つの送受信装置には、複数ｎの波長の光信号の発生
が可能な波長可変光源と、この波長可変光源に対して対
向する複数ｎの送受信装置のそれぞれに対応した波長制
御を行う波長制御手段とを備え、１対ｎの光スターカプ
ラは、一つの送受信装置から送信される下り回線の複数
ｎの波長の光信号を各波長ごとに選択分岐して複数ｎの
各送受信装置にそれぞれ送出し、複数ｎの各送受信装置
から送信される上り回線の所定の波長の光信号を一つに
結合して一つの送受信装置に送出する構成である。

〔作　用〕

一つの送受信装置（局装置）から下り回線には、送信宛
先である複数ｎの送受信装置（端末装置）ごとに異なる
波長の光信号が時分割制御されて送信される。一方、１
対ｎの光スターカブラは、下り回線の光信号を各波長ご
とに選択分岐する機能を有し、複数ｎの各送受信装置ご
とに対応する波長の光信号が分配される。したがって、
複数ｎの送受信装置では、それぞれ自装置宛の光信号の
みが受信され、他の装置宛の光信号を傍受することはで
きない。

また、複数ｎの送受信装置からの上り回線には、一つの
送受信装置間に所定の波長の光信号が各送受信装置間で
時分割制御されて送信される。一方、１対ｎの光スター
カブラは、上り回線の各光信号を一つに結合するが、そ
の方向性により相互結合を小さくすることが容易であり
、他の送受信装置が上り回線に送信する光信号を傍受す
ることはできない。

このように、下り回線においては各送受信装置対応に波
長を設定し、１対ｎの光スターカブラに波長選択性を持
たせることにより、Ｉ対ｎの双方向光通信システムで秘
話性を容易に確保することができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明方式による１対ｎの双方向光通信シス
テムの実施例構成を示すブロック図である。

図において、一つの局装置２０の送受信端と複数ｎの端
末装置３０１〜３０．の送受信端との間には、光フアイ
バ４０゜〜４０ｎと波長選択性光スターカプラ５０によ
り構成される光通信網が設定され、局装置２０からの下
り回線は波長λＩＩ、λＩ□、・・・、λ０、上り回線
は波長λ２の各光信号の波長多重により双方向光通信が
行われる構成である。

局装置２０は、信号の送受信処理を行う処理回路２１、
処理回路２１から入力される送信信号情報に応じて強度
変調した光信号を所定の波長λ１１〜λ１ｆｉで送信す
る波長可変光源２２、処理回路２１から送信宛先情報を
入力し、波長可変光源２２に対して対応する波長設定を
時分割制御する波長制御回路２３、波長λ２の光信号を
受信して受信信号情報を処理回路２１に出力する検波回
路２４、波長λ、〜λ、１および波長λ２の各光信号の
波長多重分離を行う波長多重化回路２５により構成され
る。

各端末装置３０１〜３０．は、信号の送受信処理を行う
処理回路３１１〜．、、処理回路３１．〜７から人力さ
れる送信信号情報に応じて波長λ２の光信号を送信する
光源３２１〜７、各端末装置ごとに割り当てられる波長
λ、〜λ１１の一つの波長の光信号を受信して受信信号
情報を処理回路３１．〜７に出力する検波回路３３．〜
７、波長λ４．〜λ１ｏの対応する波長および波長λ２
の各光信号の波長多重分離を行う波長多重化回路３４＋
−９により構成される。

波長選択性光スターカプラ５０は、下り回線に対しては
局装置２０からの波長λ１．〜λ１７の光信号を各端末
装置に対応する光フアイバ４０１〜４０ｎに選択分岐す
る機能と、上り回線に対しては各端末装置３０．〜３０
ｎからの波長λ２の光信号を一つに結合する機能を有す
る。

第３図は、実施例構成において双方向に伝送される光信
号の波長配置例を示す図である。

図において、上り回線の光信号の波長λ２は、例えば１
．３μｍ帯（１３００ｎ　ｍ　）に配置される。なお、
その場合には、各端末装置３０１〜３０．の光源３２１
〜．の波長は、まったく同一波長に設定してもよいし、
あるいは１．３μｍ帯で所定の範囲内（例えば１３００
　ｎ　ｍ　〜１３２０　ｎ　ｍ　）であれば異なってい
てもよい。なお、所定の範囲は波長選択性光スターカプ
ラ５０および局装置２０の検波回路２４の特性に応じて
設定される。

また、下り回線の光信号の波長λ１１〜λ、は、例えば
１．５μｍ帯（１５００ｎ　ｍ　）に配置される。なお
、この波長λ、〜λＩｎは、波長可変光源２２の波長可
変範囲内にあり、通常、 λ８．−λＩ、ｌｌ：数ｎｍとなっている。したがって、各波長λ１１、λ１□１、
・・は、例えばそれぞれ１５００ｎ　ｍ、　１５０１ｎ
　ｍ、　−となる。なお、このような波長可変光源２２
には、例えば公知の分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レーザ
あるいは分布プラグ反射型（ＤＢＲ）半導体レーザが用
いられる。このような半導体レーザは、その強度制御電
極に印加される注入電流（処理回路２１からの送信信号
情報）に応じて出力光の強度が制御され、その波長制御
電極に印加される注入電流（波長制御回路２３からの波
長制御情報）に応じて出力光の波長が制御される構成で
ある。

局装置２０は、第３図に示す波長配置例に基づいて、宛
先となる端末装置ごとに異なる波長の光信号を時分割的
に送信する。

第４図は、光フアイバ４０゜〜４０，１の下り回線で伝
送される光信号のタイムチャートである。

第４図（ａ）は、局装置２ｏから出射され、光フアイバ
４０．を介して波長選択性光スターカプラ５０に入射さ
れる光信号を示し、各端末装置対応に波長λＩＩ〜λＩ
７のバースト信号として順次伝送される。各バースト信
号は、対応する波長で所定の変調コードに従って強度変
調されたパルス信号である。

第４図（ｂ）は、波長選択性光スターカプラ５０から出
射される光信号を示し、波長ごとに選択され各端末装置
対応の光フアイバ４０．〜４０７に分岐される。したが
って、各端末装置３０１〜３０１゜では、対応する光フ
アイバ４０．〜４０，１を介して自装置宛のバースト信
号のみが受信され、他の端末装置宛のバースト信号の受
信はできない構成であり秘話性を確保することができる
。

第５図は、光フアイバ４０．の上り回線で伝送される光
信号のタイムチャートである。

波長選択性光スターカプラ５０は、上り回線の波長λ２
の光信号に対しては波長選択性はない。

したがって、各端末装置３０．〜３０．から所定の通信
規則に応して時分割的に送信される波長λ２の光信号は
、波長選択性光スターカプラ５０で結合され、光フアイ
バ４０゜を介して局装置２０に伝送される。局装置２０
では、各バースト信号から発信端末装置を識別する符号
を検出して受信処理を行っている。

なお、各端末装置３０．〜３０．から局装置２０に送信
される光信号は、波長選択性光スターカプラ５０の方向
性により、入射側で相互結合を小さく　（例えば４０ｄ
Ｂ）することができるので、一方の端末装置が他方の端
末装置の送信する光信号を傍受することは困難であり、
秘話性は確保されている。

また、第５図に示す上り回線では、各バースト信号が重
ならないようにガードタイムＧが設定されているが、下
り回線においても同様にガードタイムを設定してもよい
。この下り回線におけるガードタイムは、信号速度が特
に速く、波長可変光源２２の波長切り替えに要する遷移
時間が無視できない場合に有効である。

第６図は、局装置２０の波長制御回路２３の動作を説明
するフローチャートである。なお、波長制御回路２３は
処理回路２１からの送信宛先情報を処理するマイクロプ
ロセッサと、対応する制御電流を発生させる直流電流発
生回路により構成される。また、第６図（ａ）は、同期
転送モードの場合であり、第６図（ｂ）は非同期転送モ
ードの場合である。

第６図（ａ）において、処理回路２１から送信開始の制
御信号が入力され、カウンタに「１」がセットされる。

カウンタの値Ｎに応じて注入電流■＝１　（Ｎ）が設定
され、波長可変光源２２の波長制御電極に印加される。

なお、カウンタの値Ｎに応じた注入電流１　（Ｎ）は、
所定の時間位置と宛先端末装置との対応関係があらかじ
め決められており、それを参照して設定される（ＳＴＭ
モード）。

注入電流Ｉ　＝　Ｉ　（Ｎ）の印加時間が所定の時間を
超過すると、カウンタはインクリメントされ、カウンタ
の値Ｎが端末装置の数ｎを越えるまで順次注入電流が更
新され、対応する波長の光信号が時分割的に送信される
。また、カウンタの値Ｎが端末装置の数ｎを越えたとき
には、カウンタはリセットされ、同様の処理が繰り返さ
れる。

第６図（ｂ）において、処理回路２１から入力される送
信宛先情報（コード化されたラベル）から宛先端末装置
を割り出す。続いて、その宛先端末装置に対応する波長
に応じた注入電流■の設定を行い、波長可変光源２２の
波長制御電極に印加する。

第７図は、本発明方式に用いられる波長選択性光スフ−
カブラの一実施例構成を示す図である。

なお、ここでは、１対２の分岐結合を行う基本単位の構
成について示す。

図において、基本単位は、入出カポ−）７１に光導波路
７３を介して接続される干渉フィルタ７５と、入出力ボ
ート７７．７９に光導波路８１．８３を介して接続され
るマハツェンダ干渉計８５と、干渉フィルタ７５とマハ
ツェンダ干渉計８５の人出力部とを接続する２本の光導
波路８７．８９とにより構成される。

マハツェンダ干渉計８５は、光導波路８１１８３を介し
て入出力ボート７７．７９に接続される方向性結合器９
１と、光導波路８７．８９を介して干渉フィルタ７５に
接続される方向性結合器９３と、各方向性結合器９１．
９３を接続する２本の光導波路９５．９７とにより構成
される。なお・マハツエンダ干渉計８５は、各方向性結
合器９１．９３を接続する２本の光導波路９５．９７の
光路長差を適切に設定することにより所定の波長選択性
が実現される。

また、干渉フィルタ７５は、波長島、およびλ１□の光
信号を全反射し、波長λ２の光信号に対しては５０％の
透過特性をもつ構成とする。

ここで、波長λ、（例えば１５００ｎｍ　）およびλ１
□（例えば１５０１ｎｍ　）の光信号が入出力ボート７
１から入射され、波長λ２（例えば１３００ｎｍ　）の
光信号が人出力ポート７７．７９からそれぞれ入射され
るとする。

入出力ボート７１から入射される波長ハ、およびλ、２
の光信号は、干渉フィルタ７５で全反射し、光導波路８
７を介してマハツエンダ干渉計８５に入射すれる。マハ
ツエンダ干渉計８５では、所定の波長選択性に応じて波
長λ１１およびλ１□の光信号を分離し、それぞれ入出
力ボート７７．７９から出射する。

また、入出力ボート７７から入射される波長λ２の光信
号は、マハツエンダ干渉計８５を介して光導波路８７．
８９の両方あるいはその一方に出射される。すなわち、
マハツエンダ干渉計８５は、波長λ、およびλ１２の光
信号に対してその波長選択特性が設定されているために
、波長λ２に対してはその数値により出射光が異なる。

いずれにしても、光導波路８７．８９の両方あるいは一
方を通過した光信号は、干渉フィルタ７５で結合されて
入出力ボート７１から出射される。なお、波長λ２の光
信号は、干渉フィルタ７５での結合損がない理想的な場
合には、入出力ボート７７の入射光強度の％の光強度（
３ｄＢ）で人出力ポート７１から出射される。

入出力ボート７９から入射される波長λ２の光信号につ
いても同様に、人出力ボート７１から出射される。

なお、人出力ボート７７．７９から入射される光信号の
波長は、必ずしも同一の波長λ２である必要はなく、干
渉フィルタ７５で５０％の透過特性に対応する波長帯域
であれば、異なる波長に対しても同一の動作が可能であ
る。

また、１対４の波長選択性光スターカプラは、以上示し
た基本単位を２段構成して実現される。

すなわち、初段の基本単位では、波長λ１１、λ１２の
光信号と、波長λ、３、λ、４の光信号とを分岐し、次
段の各基本単位でそれぞれ各波長の光信号を分岐する構
成であり、波長λ２の光信号については各段の基本単位
で順次−つの入出力ポートに結合される構成である。

一般に、１対ｎの波長選択性光スターカブラについても
同様である。

［発明の効果］上述したように、本発明は、複数ｎの送受信装置に対す
る下り回線の送信信号にそれぞれ固有の波長を割り当て
、かつ光スターカプラに波長選択性を持たせて分岐させ
る構成により、秘話性に優れた１対ｎの双方向光通信シ
ステムを経済的かつ容易に構築することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成を示すブロック図。第２図は本発明方式による１対ｎの双方向光通信システ
ムの実施例構成を示すブロック図。第３図は実施例構成において双方向に伝送される光信号
の波長配置例を示す図。第４図は下り回線で伝送される光信号のタイムチャート
。第５図は上り回線で伝送される光信号のタイムチャート
。第６図は局装置の波長制御回路の動作を説明するフロー
チャート。第７図は本発明方式に用いられる波長選択性光スターカ
ブラの一実施例構成を示す図。第８図は従来のｌ対ｎの双方向光通信システムの構成例
を示すブロック図。２０・・・局装置、２１・・・処理回路、２２・・・波
長可変光源、２３・・・波長制御回路、２４・・・検波
回路、２５・・・波長多重化回路、３０・・・端末装置
、３１・・・処理回路、３２・・・光源、３３・・・検
波回路、３４・・・波長多重化回路、４０・・・光ファ
イバ、５０・・・波長選択性光スターカプラ、７１．７
７．７９・・・入出力ボート、７３．８１．８３．８７
．８９．９５．９７・・・光導波路、７５・・・干渉フ
ィルタ、８５・・・マハツェンダ干渉計、９１．９３・
・・方向性結合器。第３図（ａ）（１１））第図第図（ａ）（ｂ）第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対向する１対ｎ（ｎは２以上の整数）の送受信装
置間で、１対ｎの光スターカプラを含む光通信網を介し
て双方向の光通信を行う双方向光通信方式において、一つの送受信装置には、複数ｎの波長の光信号の発生が
可能な波長可変光源と、この波長可変光源に対して対向
する複数ｎの送受信装置のそれぞれに対応した波長制御
を行う波長制御手段とを備え、前記１対ｎの光スターカプラは、一つの送受信装置から
送信される下り回線の複数ｎの波長の光信号を各波長ご
とに選択分岐して複数ｎの各送受信装置にそれぞれ送出
し、複数ｎの各送受信装置から送信される上り回線の所
定の波長の光信号を一つに結合して一つの送受信装置に
送出する構成であることを特徴とする双方向光通信方式。