-
Technisches
Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein zur bidirektionalen Übertragung
geeignetes optisches Übertragungssystem
und auch eine auf dieses System anwendbare Endgerätvorrichtung.
-
Stand der
Technik
-
Die
internationalen Standard-Spezifikationen eines ATM-PON- (Asynchronous
Transfer Mode-Passive Optical Network) Systems sind in ITU-T: G983.1
definiert. Dieses System enthält
eine Vielzahl von ONUs (Optical Network Units bzw. optische Netzwerkeinheiten)
als Teilnehmerendgeräte,
ein OLT (Optical Line Terminal bzw. Endgerät für eine optische Leitung) als
eine Dienstendgerätvorrichtung, und
einen optischen Sternkoppler zum Verbinden der ONUs mit dem OLT,
so dass eine bidirektionale Übertragung
zwischen jeder ONU und dem OLT ermöglicht wird.
-
Im
Allgemeinen ist die Übertragungsleistung jeder
ONU konstant. Demgemäss
wird die Empfangsleistung des OLT durch Verluste in Übertragungsleitungen
für eine
optische Faser zum Verbinden jeder ONU und des OLT gedämpft, und
der Dynamikbereich in einem Empfangsabschnitt des OLT gibt eine
Differenz in den Verlusten zwischen den Übertragungsleitungen für eine optische
Faser wieder. Demgemäss
ist es erforderlich, dass ein Schaltkreis in dem Empfangsabschnitt
des OLT augenblicklich zwischen "0" und "1" in einer Bündeldatensequenz mit einem
großen
Dynamikbereich unterscheiden kann, so dass die Konfiguration des
Schaltkreises komplex wird. In dem Fall, dass ein Erfordernis für die Erweiterung
eines Netzwerks aufkommt, so wie ein Erfordernis für eine Umsiedlung
einer gewissen einen der ONUs von einer ursprünglichen Position zu einer
entfernten Position oder zu einer nahen Position, oder ein Erfordernis
für den
Anstieg in der Anzahl von Teilnehmern, ist es ferner erforderlich, dass
die Übertragungsleistung
jedes das OLT erreichenden ONU innerhalb eines empfangbaren Pegelbereiches
des OLT fällt,
was eine flexible Netzwerkerweiterung erschwert.
-
Als
Maßnahmen
gegen solch ein Problem ist es wirkungsvoll, einen Übertragungsleitungsverlust aus
der Empfangsleistung jeder ONU zu erfassen, die Übertragungsleistung jeder ONU
gemäß dem Ergebnis
dieser Erfassung zu steuern, und den Dynamikbereich in dem Empfangsabschnitt
des OLT zu reduzieren. Zum Beispiel offenbart die offengelegte japanische
Patentanmeldung Nr. Hei 4-269023 ein optisches Übertragungssystem mit einer
in dem OLT bereitgestellten Einrichtung zum Ausgeben eines optischen
Signals bei einem im Wesentlichen konstanten Pegel, einer in jeder
ONU bereitgestellten Einrichtung zum Erfassen eines Übertragungsleitungsverlustes
aus dem Pegel eines empfangenen optischen Signals, und einer in
jeder ONU bereitgestellten Einrichtung zum Einstellen des Pegels
eines optischen Signals, das von jeder ONU übertragen werden soll, gemäß dem Ergebnis
dieser Erfassung des Übertragungsleitungsverlustes,
so dass das OLT ein optisches Signal bei einem im Wesentlichen konstanten
Pegel empfangen kann. Jedoch ist der Zweck eines Reduzierens des
Dynamikbereiches in dem Empfangsabschnitt des OLT in diesem System
nach dem Stand der Technik, den Entwurf eines Schaltkreises in dem
Empfangsabschnitt zu erleichtern, und es wird kein Verfahren zum
Erhöhen
des Dynamikbereiches in einem Übertragungsabschnitt
erwähnt,
was bei dem Beabsichtigen einer Erweiterung eines Netzwerks wichtig
wird. Demgemäss
ist der Effekt der Erweiterung eines Netzwerks durch das System
nach dem Stand der Technik gering.
-
In
EP-A-0 845 882 ist ein Transceiver-Schaltkreis für ein passives optisches Netzwerk
offenbart zum Mindern der schwerwiegenden Bedingung, die einem Empfängerschaltkreis
eines Mittelendgerätes bzw.
Mittelanschlusses eines PON-Transceiver-Schaltkreises
auferlegt ist, zur Verwendung für ein
Teilnehmerendgerät,
mit Austauschen optischer Bündelsignale
mit dem Mittelendgerät
bzw. Mittelanschluss, mit einem Pegelkomparator zum Vergleichen
eines Pegels der von dem Mittelendgerät bzw. Mittelanschluss empfangenen
optischen Bündelsignale
mit einer Referenzspannung, einem Pegelsteuerungsschaltkreis zum
Erzeugen eines Pegelsteuersignals gemäß der Länge eines optischen Pfades zwischen
dem Teilnehmerendgerät
und dem Mittelendgerät
bzw. Mittelanschluss mit Verweis auf die Ausgabe des Pegelkomparators,
und einem Schaltkreis zum Definieren eines Pegels eines optischen Übertragungssignals
zum Definieren eines Leistungsintensitätspegels der Bündelsignale,
die von dem Teilnehmerendgerät übertragen
sind, gesteuert mit dem Pegelsteuersignal.
-
In
US-A-5 812 295 ist ein optisches Teilnehmerübertragungssystem offenbart,
das aus einer Dienstzentraleneinheit und einer Vielzahl von Teilnehmereinheiten
gebildet ist, die mit der Dienstzentraleneinheit parallel über eine
optische Faser verbunden sind. Ein Abwärtssignal wird von der Dienstzentraleneinheit
an die Vielzahl von Teilnehmereinheiten über die optische Faser übertragen,
und Aufwärtssignale
werden von der Vielzahl von Teilnehmereinheiten an die Dienstzentraleneinheit übertragen.
Das optische Teilnehmerübertragungssystem
enthält
eine Signalpegel-Erfassungseinheit zum Erfassen eines Pegels des
Abwärtssignals
von der Dienstzentraleneinheit, das durch eine Teilnehmereinheit
empfangen wird, und einen Steuerschaltkreis zum Steuern; auf der
Grundlage eines erfassten Signalpegels, der durch die Signalpegel-Erfassungseinheit
erhalten ist, eines Aufwärtssignals,
das von der Teilnehmereinheit an die Dienstzentraleneinheit übertragen
werden soll, so dass ein Pegel des Aufwärtssignals gemäß einem
Ansteigen des erfassten Signalpegels abnimmt.
-
Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein in der
Erweiterbarkeit eines Netzwerks verbessertes optisches Übertragungssystem bereitzustellen.
-
Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine auf solch
ein optisches Übertragungssystem
anwendbare Endgerätvorrichtung
bereitzustellen.
-
Andere
Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
ersichtlich werden.
-
Offenbarung
der Erfindung
-
Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist ein System bereitgestellt mit einer ersten
Endgerätvorrichtung;
einer zweiten Endgerätvorrichtung;
und einer Übertragungsleitung
für eine
optische Faser zum Verbinden der ersten und der zweiten Endgerätvorrichtung;
wobei die erste Endgerätvorrichtung
eine erste Lichtquelle umfasst zum Ausgeben eines ersten optischen
Signals an die Übertragungsleitung
für eine
optische Faser; wobei die zweite Endgerätvorrichtung umfasst: eine
zweite Lichtquelle; einen Treiberschaltkreis zum Liefern eines Treiberstroms
an die zweite Lichtquelle, so dass die zweite Lichtquelle ein zweites
optisches Signal an die Übertragungsleitung
für eine
optische Faser ausgibt; einen Photodetektor zum Empfangen des ersten
optischen Signals von der Übertragungsleitung
für eine
optische Faser; einen Amplitudenerfassungsschaltkreis zum Erfassen
der Amplitude einer Ausgabe von dem Photodetektor; und einen Steuerschaltkreis
zum Verringern und Steigern des Treiberstroms gemäß einer
durch den Amplitudenerfassungsschaltkreis erfassten Steigerung bzw.
Verringerung in der Amplitude, und gekennzeichnet durch einen Vorverzerrungsschaltkreis zum
Hinzufügen
eines Verzerrungsstroms bzw. Vorstroms zu dem Treiberstrom, so dass
der Oszillationsverzögerungs-Jitter
des zweiten optischen Signals sich verringert, und wobei das zweite
optische Signal ein Bündelsignal
umfasst; und der Vorverzerrungsschaltkreis ausgebildet ist zum Ausgeben
des Verzerrungsstroms bzw. Vorstroms unmittelbar bevor das erste
Bit des Bündelsignals
erzeugt ist.
-
Vorzugsweise
umfasst die zweite Endgerätvorrichtung
ferner einen Auslastungskompensations-Schaltkreis für die zweite
Lichtquelle, der ausgebildet ist, die Auslastung des zweiten optischen
Signals konstant zu erhalten, gemäß der durch den Amplitudenerfassungsschaltkreis
erfassten Amplitude.
-
Die
zweite Endgerätvorrichtung
kann eine Vielzahl von Teilnehmerendgeräten umfassen. In diesem Fall
wird ein Sternkoppler zum Verbinden der Vielzahl von Teilnehmerendgeräten mit
der ersten Endgerätvorrichtung
verwendet.
-
Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Endgerätvorrichtung
bereitgestellt mit einem Photodetektor zum Empfangen eines ersten
optischen Signals; einem Amplitudenerfassungsschaltkreis zum Erfassen
der Amplitude einer Ausgabe von dem Photodetektor; einer Lichtquelle,
einem Treiberschaltkreis zum Liefern eines Treiberstroms an die
Lichtquelle, so dass die Lichtquelle ein zweites optisches Signal
ausgibt; und einem Steuerschaltkreis zum Verringern und Steigern des
Treiberstroms gemäß einer
durch den Amplitudenerfassungsschaltkreis erfassten Steigerung bzw. Verringerung
in der Amplitude, und gekennzeichnet durch einen Vorverzerrungsschaltkreis
zum Hinzufügen
eines Verzerrungsstroms bzw. Vorstroms zu dem Treiberstrom, so dass
der Oszillationsverzögerungs-Jitter
des zweiten optischen Signals sich verringert, und wobei: das zweite
optische Signal ein Bündelsignal
umfasst; und der Vorverzerrungsschaltkreis ausgebildet ist zum Ausgeben
des Verzerrungsstroms bzw. Vorstroms unmittelbar bevor das erste Bit
des Bündelsignals
erzeugt ist.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform der Endgerätvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
2A und 2B sind
Diagramme, die Modulationscharakteristika einer Laserdiode in den Fällen zeigen,
dass keine Verzerrung/Bias angewendet wird bzw. dass eine Vorverzerrung/Prebias
angewendet wird.
-
3 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Oszillationsverzögerungs-Jitter
und dem LD-Treiberstrom zeigt.
-
4A ist
ein Blockdiagramm eines Systems in dem Stand der Technik.
-
4B ist
ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform des Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
5A(a) bis 5C(b) sind
Blockdiagramme zum Veranschaulichen der Erweiterbarkeit eines Netzwerks.
-
6 ist
ein Schaltkreisdiagramm eines in 1 gezeigten
Treiberstrom-Steuerschaltkreises.
-
7 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen dem LD-Treiberstrom und einer empfangenen Signalamplitude
zeigt.
-
8 ist
ein Schaltkreisdiagramm eines in 1 gezeigten
Auslastungskompensations-Schaltkreises.
-
9 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Verzerrungsstrom bzw.
Vorstrom Id und dem Treiberstrom Ip für eine Laserdiode zeigt.
-
10 ist
ein Schaltkreisdiagramm zum Erhalten der in 9 gezeigten
Beziehung.
-
11 ist
ein Graph, der ein Experimentergebnis der Beziehung zwischen dem
Oszillationsverzögerungs-Jitter
und dem LD-Treiberstrom Ip zeigt.
-
12 ist
ein Graph, der ein experimentelles Ergebnis einer optischen Leistungssteuerung
durch die in 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsform zeigt.
-
Bester Modus
zum Ausführen
der Erfindung
-
Manche
bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail mit Verweis auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden. In sämtlichen Zeichnungen bezeichnen
dieselben Bezugszeichen ähnliche
oder entsprechende Teile.
-
1 ist
ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform der Endgerätvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. Diese Vorrichtung kann als jede ONU in einem ATM-PON-System
verwendet werden. Diese Endgerätvorrichtung enthält einen
Hauptschaltkreis 10 und einen WDM- (Wellenlängentrennungsmultiplex)-Koppler 12,
der optisch mit dem Hauptschaltkreis 10 verbunden ist. Der
Hauptschaltkreis 10 enthält einen Empfangsabschnitt 2 zum
Empfangen eines optischen Signals mit einer Wellenlänge λ1 (z.B. 1,5 μm), einen
Stromsteuerschaltkreis 4, einen Übertragungsabschnitt 6 zum Übertragen
eines optischen Signals mit einer Wellenlänge λ2 (z.B. 1,3 μm), und einen Vorverzerrungsschaltkreis
B. Der WDM-Koppler 12 koppelt den optischen Eingang mit
der Wellenlänge λ1 mit Bezug
zu dem Empfangsabschnitt 2 und den optischen Ausgang mit
der Wellenlänge λ2 mit Bezug
zu dem Übertragungsabschnitt 6 zu
dem selben optischen Pfad 14.
-
Der
Empfangsabschnitt 2 enthält einen Photodetektor (PD) 16 zum
Umwandeln des optischen Signals mit der Wellenlänge λ1 in eine Stromsignal, einen
Vorverstärker 18 zum
Umwandeln des von dem Photodetektor 16 ausgegebenen Stromsignals in
ein Spannungssignal, und einen Hauptverstärker 20 zum Verstärken der
Ausgabe von dem Vorverstärker 18 zum
Erhalten einer Datenausgabe.
-
Der Übertragungsabschnitt 6 enthält eine
Laserdiode (LD) 22 als eine Lichtquelle zum Ausgeben des
optischen Signals mit der Wellenlänge λ2, und einen LD-Treiber 24 zum
Treiben der Laserdiode 22 gemäß einer Dateneingabe.
-
Der
Stromsteuerschaltkreis 4 enthält einen Amplitudenerfassungsschaltkreis 26 zum
Erfassen eines Wertes entsprechend der Amplitude des optischen Signals
mit der Wellenlänge λ1 gemäß einem Signal
von dem Empfangsabschnitt 2, einen Treiberstrom-Steuerschaltkreis 28 zum
Verringern und Steigern eines Treiberstroms für die Laserdiode 22 gemäß einer
durch den Amplitudenerfassungsschaltkreis 26 erfassten
Steigerung bzw. Verringerung in der Amplitude, und einen Auslastungskompensations-Schaltkreis 30 zum
Kompensieren der Auslastung des optischen Signals, das von der Laserdiode 22 auszugeben
ist, gemäß der durch
den Amplitudenerfassungsschaltkreis 26 erfassten Amplitude.
Der Kompensationsschaltkreis 30 steuert z.B. den Treiberstrom,
der von dem LD-Treiber 24 an die Laserdiode 22 zu
liefern ist, so dass die Auslastung des von der Laserdiode 22 auszugebenden
optischen Signals konstant erhalten ist.
-
Der
Vorverzerrungsschaltkreis 8 fügt einen Verzerrungsstrom bzw.
Vorstrom zu dem Treiberstrom hinzu, der von dem LD-Treiber 24 an
die Laserdiode 22 zu liefern ist, so dass der Oszillationsverzögerungs-Jitter
des von der Laserdiode 22 auszugebenden optischen Signals
sich z.B. verringert. Das von der Laserdiode 22 auszugebende
optische Signal ist ein Bündelsignal
in dieser bevorzugten Ausführungsform.
In diesem Fall gibt der Vorverzerrungsschaltkreis 8 den
Verzerrungsstrom bzw. Vorstrom aus, unmittelbar bevor das erste
Bit des Bündelsignals
erzeugt ist.
-
Von
dem Blickpunkt, dass die Erweiterbarkeit eines Netzwerks gesteigert
werden soll, ist es wichtig, den Dynamikbereich in dem Übertragungsabschnitt 6 zu
erhöhen.
Die obere Grenze der Übertragungsleistung
ist durch einen maximalen Nennwert in der Laserdiode 22 bestimmt,
aber die untere Grenze der Übertragungsleistung
ist ein zu betrachtender Aspekt. In dem Stand der Technik gibt es
keine Berücksichtigung
hinsichtlich des Grades einer Leistungsreduzierung, die erlangt
werden kann, und ein zufriedenstellender variabler Bereich einer
Leistung kann nicht erhalten werden, von dem Blickpunkt der Erweiterbarkeit
eines Netzwerks.
-
Dass
beim Absenken der Übertragungsleistung
auftretende Problem ist ein Oszillationsverzögerungs-Jitter, und die untere
Grenze der Übertragungsleistung
ist durch einen vorgeschriebenen Wert des Oszillationsverzögerungs-Jitters
gegeben. Der Oszillationsverzögerungs-Jitter
ist so ein Phänomen, dass
eine Signalwellenform zu der Zeit verschlechtert wird, zu der ein
Bit "1" ansteigt, wie in 2A gezeigt.
Das heißt,
dass, wenn ein Bit "1" nach einer langen
Fortdauer einer Datensequenz von "0" ansteigt,
das Bit "1" nicht normal ansteigt,
um eine Verschlechterung in der Signalwellenform zu verursachen,
weil Zeit erforderlich ist, bis eine für die Emission von der Laserdiode 22 erforderliche
Trägerdichte erreicht
ist. Ferner ist der vorgeschriebene Wert des Oszillationsverzögerungs-Jitters
eine Verschlechterungsquantität
der Pulsbreite eines Bits aufgrund des Oszillationsverzögerungs-Jitters.
Wenn der Oszillat-ionsverzögerungs-Jitter
niedriger als dieser vorgeschriebene Wert ist, kann eine normale Übertragung
durchgeführt
werden.
-
Hinsichtlich
dessen setzt die in 1 gezeigte Endgerätvorrichtung
den Vorverzerrungsschaltkreis 8 ein, um Übertragungsleistung
zu reduzieren, was den vorgeschriebenen Wert des Oszillationsverzögerungs-Jitters
soweit wie möglich
zufrieden stellt. Wie in 2B gezeigt,
liefert der Vorverzerrungsschaltkreis 8 vorläufig einen
Verzerrungsstrom bzw. Vorstrom an den LD-Treiber 4, unmittelbar
bevor das Bündelsignal
erzeugt ist, wodurch eine Trägerakkumulierung
und ein normales Ansteigen des ersten Bits des Bündelsignals ermöglicht wird.
-
3 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Oszillationsverzögerungs-Jitter
und dem LD-Treiberstrom zeigt. Wie oben erwähnt, kann der Oszillationsverzögerungs-Jitter
unterdrückt
werden durch Bereitstellen des Vorverzerrungsschaltkreises 8.
Demgemäss,
im Vergleich zu dem Fall, dass der Vorverzerrungsschaltkreis 8 nichtbereitgestellt
ist, kann die in 3 gezeigte Kurve nach unten
verschoben werden, so dass ein minimaler LD-Treiberstrom, der den
vorgeschriebenen Wert des Oszillationsverzögerungs-Jitters erfüllt, reduziert
werden kann. In dem Stand der Technik gibt es keine Maßnahmen
gegen eine Wellenformverschlechterung beim Reduzieren der Übertragungsleistung
bei jeder ONU in dem Fall einer Systemerweiterung, und der Dynamikbereich-Reduziereffekt
in dem Empfangsabschnitt des OLT ist deshalb unzureichend. Im Gegensatz
dazu kann, gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform,
der variable Bereich der Übertragungsleistung
bei jeder ONU erhöht
werden, so dass der Dynamikbereich-Reduziereffekt in dem OLT-Empfangsabschnitt
verbessert werden kann, wodurch die Erweiterbarkeit eines Netzwerks
gesteigert wird. Ferner kann eine Empfindlichkeitsanforderung an
den OLT-Empfangsabschnitt
durch Nutzen der Reduzierung des Dynamikbereichs gelockert werden,
so dass der Schaltkreis des OLT-Empfangsabschnitts einfach entworfen
werden kann.
-
4A ist
ein Blockdiagramm eines Systems in dem Stand der Technik, und 4B ist
ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform des Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. Das in 4B gezeigte
System ist konfiguriert durch Verbinden einer Vielzahl von ONUs 32 als
Teilnehmerendgeräte,
die jeweils die in 1 gezeigte Konfiguration haben,
und eines einzelnen OLT 34 durch einen Sternkoppler 36.
Der Sternkoppler 36, jede ONU 32, und das OLT 34 sind
zusammen durch Übertragungsleitungen
für eine
optische Faser 38 verbunden. Jede ONU 32 enthält eine
Lichtquelle zum Ausgeben eines optischen Signals mit einer Wellenlänge λ2 in Richtung
des OLT 34, und das OLT 34 enthält eine
Lichtquelle zum Ausgeben eines optischen Signals mit einer Wellenlänge λ1 in Richtung jeder
ONU 32.
-
In
dem in 4A gezeigten Stand der Technik
ist eine Vielzahl von ONUs 32', die sich jeweils nicht die vorliegende
Erfindung zueigen machen, anstelle der ONUs 32 bereitgestellt.
Jede ONU 32' gibt ein
optisches Signal in Richtung des OLT 34 mit einer konstanten Übertragungsleistung
aus. In dem Fall, dass Verluste in den Übertragungsleitungen für eine optische
Faser 38, die die ONUs 32' und den Sternkoppler 36 verbinden,
voneinander unterschiedlich sind, ist die Empfangsleistung des OLT 34 für die Übertragungsleitung
für eine
optische Faser 38 mit einem höheren Verlust kleiner, und
ist für
die Übertragungsleitung
für eine
optische Faser 38 mit einem kleineren Verlust größer. Als
ein Ergebnis gibt die das OLT 34 erreichende Leistung den Übertragungsleitungsverlust
nach Stand der Dinge wieder, und der Dynamikbereich ist groß.
-
In
dem in 4B gezeigten System gibt die Empfangsleistung
jeder ONU 32 den Übertragungsleitungsverlust
gemäß der vorliegenden
Erfindung wieder. Durch Nutzen dieses Merkmals wird die Übertragungsleistung
jeder ONU 32 in dem Fall erhöht, dass die Empfangsleistung
jeder ONU 32 klein ist, wohingegen die Übertragungsleistung jeder ONU 32 in
dem Fall verringert wird, dass die Empfangsleistung jeder ONU 32 groß ist. Darüber hinaus
gibt der Vorverzerrungsschaltkreis 8 einen Verzerrungsstrom bzw.
Vorstrom aus, unmittelbar bevor das erste Bit eines Bündelsignals
erzeugt ist (z.B. innerhalb einer zwei Bits entsprechenden Zeitdauer).
Durch Durchführen
dieser Steuerung kann der Dynamikbereich in dem Empfangsabschnitt
des OLT 34 reduziert werden, und diese Reduzierung kann
beispielsweise einer Teilnehmeranzahlsteigerung, einer Übertragungsdistanzsteigerung
oder einer Übertragungsdistanzverringerung
zugewiesen werden. Dieses wird nun genauer beschrieben werden.
-
5A(a) und 5A(b) veranschaulichen den
Fall eines Erhöhens
der Teilnehmeranzahl. In diesem Fall wird die Anzahl von Zweigen
von dem Sternkoppler 36 in Richtung der ONUs 32 von 32 auf 64 erhöht. Selbst
wenn die Übertragungsleistung
jeder ONU 32 um 3 dB erhöht wird, bleibt die das OLT 34 erreichende
Leistung konstant. Somit kann die Teilnehmeranzahl erhöht werden,
wobei die Empfangsleistung des Empfangsabschnitts in dem OLT 34 konstant
ist. 5B(a) und 5B(b) veranschaulichen
den Fall eines Erhöhens
einer Übertragungsdistanz.
In diesem Fall wird eine gewisse der ONUs 32 von einer
in 5B(a) gezeigten ursprünglichen
Position zu einer in 5B(b) gezeigten
entfernten Position umgesiedelt. Durch Erhöhen der Übertragungsleistung dieser
umgesiedelten ONU 32 kann die Empfangsleistung des OLT 34 konstant
erhalten werden. 5C(a) und 5C(b) veranschaulichen
den Fall eines Verringerns einer Übertragungsdistanz. In diesem
Fall wird eine gewisse der ONUs 32 von einer in 5C(a) gezeigten ursprünglichen Position zu einer
in 5C(b) gezeigten nahen Position
umgesiedelt. Durch Verringern der Übertragungsleistung dieser
umgesiedelten ONU 32 kann die Empfangsleistung des OLT 34 konstant
erhalten werden. Auf diese Weise kann eine Netzwerkerweiterung einfach
realisiert werden, wobei die Leistung eines optischen Signals von
jeder ONU 32 zu dem Empfangsabschnitt des OLT 34 konstant
erhalten wird.
-
In 6 ist
ein Schaltkreisdiagramm des in 1 gezeigten
Treiberstrom-Steuerschaltkreises 28 gezeigt. Ein Umkehrverstärker ist
durch einen Operationsverstärker
OP1 und Widerstände
R1, R2 und R3 konfiguriert. Eine Spannungseingabe Vin von dem Amplitudenerfassungsschaltkreis 26 (siehe 1)
wird durch den Widerstand R1 an einen Umkehr-Eingangsanschluss des
Operationsverstärkers OP1
geliefert. Eine Referenzspannung Vref wird an einen Nichtumkehr-Eingangsanschluss
des Operationsverstärkers
OP1 geliefert. Der Nichtumkehr-Eingangsanschluss ist durch den Widerstand
R3 geerdet. Der Umkehr-Eingangsanschluss und ein Ausgangsanschluss
des Operationsverstärkers
OP1 sind durch den Widerstand R2 verbunden. Der Verstärkungsfaktor
dieses Umkehrverstärkers
ist als R2/R1 gegeben. Durch angemessenes Festlegen der Werte der
Widerstände
R1 und R2 und der Referenzspannung Vref kann die Übertragungsleistung jeder
ONU 32 auf solch eine Weise variabel gemacht werden, dass,
wenn die Amplitude eines empfangenen Signals klein ist, der LD-Treiberstrom
groß gemacht
wird, wohingegen, wenn die Amplitude des empfangenen Signals groß ist, der
LD-Treiberstrom klein gemacht wird, wie in 7 gezeigt.
-
Der
in 1 gezeigte Vorverzerrungsschaltkreis 8 hat
eine Funktion zum Verringern des Oszillationsverzögerungs-Jitters, selbst wenn
der LD-Treiberstrom klein ist. Als ein Ergebnis kann der Dynamikbereich
in dem Übertragungsabschnitt 2 jeder ONU 32 groß gemacht
werden.
-
Wenn
die Amplitude des empfangenen Signals relativ klein ist, wie durch
einen Punkt A in 7 gezeigt, ist der LD-Treiberstrom
auf einen Wert festgelegt, der die obere Grenze der Leistung angibt,
die z.B. durch den Nennwert der LD 22 bestimmt ist. Wenn
die Amplitude des empfangenen Signals groß ist, wie durch einen Punkt
B in 7 gezeigt, ist der LD-Treiberstrom auf einen Wert
festgelegt, der die untere Grenze der Leistung angibt, die durch
den vorgeschriebenen Wert des Oszillationsverzögerungs-Jitters bestimmt ist.
-
In 8 ist
ein Schaltkreisdiagramm des in 1 gezeigten
Auslastungskompensations-Schaltkreises 30 gezeigt. Ein
Umkehr-Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers OP11 ist durch einen Widerstand
R11 geerdet. Eine Ausgangsspannung Vin von dem Amplitudenerfassungsschaltkreis 26 wird
an einen Nichtumkehr-Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP11
geliefert. Der Umkehr-Eingangsanschluss und ein Ausgangsanschluss
des Operationsverstärkers
OP11 sind durch einen Widerstand R12 verbunden. Der Ausgangsanschluss
des Operationsverstärkers 11 ist
durch einen Widerstand R13 mit einem Umkehr-Eingangsanschluss eines
Operationsverstärkers
OP12 verbunden. Eine Referenzspannung Vref' wird durch einen Widerstand R15 an
einen Nichtumkehr-Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP12
geliefert. Der Nichtumkehr-Eingangsanschluss
des Operationsverstärkers
OP12 ist durch einen Widerstand R16 geerdet. Der Umkehr-Eingangsanschluss
und ein Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers OP12 sind durch einen
Widerstand R14 verbunden. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers OP12
ist mit dem Gate-Anschluss eines FET (Feldeffekttransistors) F1
verbunden. Der Source-Anschluss des FET F1 ist geerdet, und der
Drain-Anschluss des FET F1 ist durch einen Widerstand R17 mit einem Auslastungssteuerschaltkreis
verbunden. Der Auslastungssteuerschaltkreis ist z.B. in dem in 1 gezeigten
LD-Treiber 24 aufgenommen.
-
Ein
Nichtumkehrverstärker
ist durch die Widerstände
R11 und R12 und den Operationsverstärker OP11 konfiguriert. Demgemäss wird
das Spannungssignal Vin entsprechend der Empfangsleistung jeder
ONU 32 verstärkt.
Ein Addierer ist durch die Widerstände R13, R14, R15 und R16 und
den Operationsverstärker
OP12 konfiguriert. Dieser Addierer fungiert zum Addieren der Referenzspannung
Vref' zu einem durch
den Nichtumkehrverstärker
verstärkten
Signal. Ein durch die Addition erhaltenes resultierendes Signal
wird in den Gate-Anschluss des FET F1 eingegeben. Demgemäss wird
eine Spannungsänderung
in eine Stromänderung
umgewandelt, und der Auslastungssteuerschaltkreis wird durch einen Spannungsabfall
bei dem Widerstand R17 eingestellt. Die Beziehung zwischen der Gate-Spannung des
FET F1 und von dem Auslastungssteuerschaltkreis wird vorläufig gemessen,
um eine Gate-Spannung entsprechend einer Auslastung von 100% zu erhalten.
Durch Festlegen der Werte der Widerstände R11 und R12 konform zu
dieser Spannung, kann die Auslastung des von der Laserdiode 22 (siehe 1)
auszugebenden optischen Signals im Wesentlichen konstant erhalten
werden, was somit eine Auslastungskompensation ermöglicht.
-
Alternativ
kann die Auslastung des von der Laserdiode 22 auszugebenden
optischen Signal im Wesentlichen konstant erhalten werden durch
Verringern und Steigern des Verzerrungsstroms bzw. Vorstroms gemäß einer
Steigerung bzw. Verringerung in der Amplitude des Treiberstroms
für die
Laserdiode 22. Dies wird nun genauer beschrieben werden.
-
Im
Allgemeinen ist die Oszillationszeitverzögerung td einer Laserdiode
(Halbleiterlaser) durch Gleichung (1) gegeben: td = τln{Ip/[Ip – (Ith – Ib)]} (1) wobei τ die Trägerlebensdauer
ist, und Ip, Ith und Ib der Treiberstrom, der Schwellenstrom und
der Verzerrungsstrom bzw. Vorstrom für die Laserdiode sind. Um die
Auslastung konstant zu machen, reicht es aus, dass der Anti-Logarithmus in Gleichung
(1) konstant ist. Mit anderen Worten, es reicht aus, dass Gleichung
(2) mit der Verwendung einer Konstante k zutrifft. Ip/[Ip – (Ith – Ib) ] = k (2)
-
Gleichung
(2) wird zum Erhalten von Gleichung (3) transformiert. Ib = (1/k – 1)Ip +
Ith (3)
-
Die
Beziehung zwischen dem Verzerrungsstrom bzw. Vorstrom Ib und dem
Treiberstrom Ip ist durch den Graphen in 9 gemäß Gleichung
(3) gezeigt. Durch Ändern
des Verzerrungsstroms bzw. Vorstroms gemäß dem Treiberstrom für den Halbleiterlaser,
so dass der durchgezogenen Linie in dem Graphen genügt wird,
kann die Oszillationszeitverzögerung
td konstant gemacht werden, wodurch eine im Wesentlichen konstante
Auslastung erhalten wird.
-
10 ist
ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform zum Erhalten einer
konstanten Auslastung zeigt. Ein Umwandlungsschaltkreis 40 ist
bereitgestellt zum Bestimmen des Verzerrungsstroms bzw. Vorstroms
Ib gemäß dem Treiberstrom
Ip, um der in 9 gezeigten Beziehung zu genügen, wodurch
eine konstante Auslastung ungeachtet von Leistungsvariationen erhalten
wird.
-
11 ist
ein Graph, der ein Experimentergebnis der Beziehung zwischen dem
Oszillationsverzögerungs-Jitter
und dem LD-Treiberstrom Ip zeigt, das in der in 1 gezeigten
bevorzugten Ausführungsform
erhalten ist. Dieser Graph entspricht im Wesentlichen dem in 3 gezeigten Graphen.
Die Messung wurde unter den Bedingungen von Raumtemperatur, einer
Markierungsrate von 1/2, einer Aufwärts-Bitrate von 155,52 Mbps,
und einer Abwärts-Bitrate von 622,08
Mbps getätigt.
Der Schwellenstrom Ith war auf 7,6 mA festgelegt. Als ein Zielwert
(vorgeschriebener Wert) des Oszillationsverzögerungs-Jitters wurden 5% (300 ps) der Pulsbreite festgelegt.
Unter diesen Bedingungen wurde ein minimaler wert des Treiberstroms
Ip, der dem Zielwert in dem Fall eines Anwendens einer Vorverzerrung
(Ib = 3,5 mA) genügt,
mit dem in dem Fall eines Anwendens einer winzigen Verzerrung (Ip
= 0,13 mA) verglichen. Wie aus 11 ersichtlich,
ist der minimale Wert des Treiberstroms Ip in dem Fall der Vorverzerrung
15 mA, wohingegen der minimale Wert des Treiberstroms Ip in dem
Fall der winzigen Verzerrung 28 mA ist. Diese Reduzierung entspricht
einer Reduzierung von ungefähr
4,5 dB auf der Basis der optischen Ausgangsleistung. Somit wurde
der Vorteil der Vorverzerrung bestätigt.
-
Ferner
wurde ein Experiment zum Steuern der optischen Leistung durch die
in 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsform auf der Grundlage
des in 11 gezeigten Ergebnisses durchgeführt. Das Ergebnis
dieses Experimentes ist in 12 gezeigt. Es
wurde bestätigt,
dass die Übertragungsleistung jeder
ONU von +4,1 dBm zu –4,2
dBm mit einer Änderung
in der Empfangsleistung jeder ONU von –29 dBm zu –6 dBm geändert werden kann, und dass
der Bereich von Auslastungsvariationen auf einen im Wesentlichen
konstanten Wert durch den Auslastungskompensations-Schaltkreis 30 unterdrückt werden
kann.
-
Industrielle
Anwendbarkeit
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie oben beschrieben, wird die Übertragungsleistung der zweiten
Endgerätvorrichtung
(ONU) gemäß ihrer Empfangsleistung gesteuert.
Demgemäss
kann der Dynamikbereich der Übertragungsleistung
der zweiten Endgerätvorrichtung
erhöht
werden.
-
Ferner
kann der Dynamikbereich in dem Empfangsabschnitt der ersten Endgerätvorrichtung (OLT)
reduziert werden, und diese Reduzierung kann der Netzwerkerweiterung
zugewiesen werden. Im Besonderen kann, durch Übernehmen eines Vorverzerrungsschaltkreises
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die Übertragungsleistung,
die einem vorgeschriebenen Wert des Oszillationsverzögerungs-Jitters
genügt, ausreichend
reduziert werden. Somit ist es möglich, ein
in den Netzwerk-Charakteristika verbessertes optisches Übertragungspfadsystem
bereitzustellen, und es ist auch möglich, eine auf solch ein optisches Übertragungssystem
anwendbare Endgerätvorrichtung
bereitzustellen.