JP2003298532A - 波長分割多重方式の受動型光ネットワークシステム - Google Patents
波長分割多重方式の受動型光ネットワークシステムInfo
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Abstract
テムを提供する。 【解決手段】本発明による波長分割多重方式の受動型光
ネットワークシステムは、相異なる波長を有する下向き
チャンネルを波長分割多重化した下向き光信号を光ファ
イバを通じて送信し、光ファイバを通じて受信した相異
なる波長を有する第1、第2上向きチャンネルを含む上
向き光信号を逆多重化する光線路終端と、光ファイバと
連結された第1ポートを通じて受信した下向き光信号を
パワー分割して多数の第2ポートを通じて出力し、多数
の第2ポートを通じて受信した第1、第2上向きチャン
ネルを結合した上向き光信号を第1ポートを通じて出力
する光パワー分離器と、光パワー分離器から受信した下
向き光信号を波長別に逆多重化して第1、第2の上向き
チャンネルを光パワー分離器に送信する多数の光ネット
ワーク素子と、を含む。
Description
クに係り、特に、波長分割多重方式の受動型光ネットワ
ークに関する。
での加入者ネットワークの構成のために、xDSL(x-D
igital Subscriber Line)、HFC(Hybrid Fiber Coa
x)、FTTB(Fiber To The Building)、FTTC(Fibe
r To The Curb)、FTTH(FiberTo The Home)などの各
種のネットワーク構造が提示されている。
C、FTTH)の具現には二つのカテゴリー、すなわ
ち、能動型の光ネットワーク(Active Optical Network:
AON)構成による能動型FTTxと、受動型光ネット
ワーク(Passive Optical Network:PON)構成による
受動型FTTxとに分けられる。受動型光ネットワーク
は受動素子による点対多点(point-to-multipoint)のト
ポロジー(topology)を有するネットワークの構造によ
り、今後経済性のある光加入者ネットワークの具現方案
として提示されている。
(Optical Line Termination:OLT)に多数の光ネット
ワーク素子(Optical Network Unit:ONU)を“1×
N”の受動型光パワー分離器を用いて連結することによ
り、ツリー構造の分散トポロジーを形成する加入者ネッ
トワークの構造である。近年、ITU−T(Internation
al Telecommunication Union-Telecommunication sect)
では、非同期伝送モード−受動型光ネットワーク(Async
hronous Transfer Mode-Passive Optical Network:A
TM−PON)システムに対する標準化内容をITU−
T.G.982、ITU−T.G.983.1、ITU−T.G.983.
3として文書化した。さらに、IEEE(Institute of E
lectrical and Electronics Engineers)802.3ah TF(I
nstituteof Electrical and Electronics Engineers)で
は、ギガビットイーサネット(登録商標)基底の受動型
光ネットワークシステムの標準化作業が行われている。
国際標準機構で論議されている非同期伝送モード−受動
型光ネットワークシステム及びイーサネット(登録商
標)−受動型光ネットワークシステムにおける伝送容量
は光線路終端と光ネットワーク素子との間の相異なる二
つの波長にロードされるデータの形式に依存する。すな
わち、電話局側の光線路終端から加入者側の光ネットワ
ーク素子への下向き伝送は1550nm(または1490n
m)波長の信号に非同期伝送モードセル(ATM cell)又
はイーサネット(登録商標)フレームをロードして伝送
し、加入者側の光ネットワーク素子から電話局側の光線
路終端への上向き伝送は1310nm波長の信号にデータ
をロードして伝送する方式をITU−TとIEEE802.
3で論議している。
モード−受動型光ネットワークの波長割当てを概略的に
示した図である。図1には上向き伝送波長帯域110及
び下向き伝送波長帯域120,130が示されている。
1360nmの波長帯域が割当てられるが、これは光ネッ
トワーク素子から光線路終端へ進行する光信号の波長帯
域を意味する。
480〜1500nm及び1539〜1565nmの波長帯
域が割当てられるが、これは光線路終端から光ネットワ
ーク素子へ進行する光信号の波長帯域を意味する。この
うち、1539〜1565nmの波長帯域をディジタルサ
ービス波長帯域130と称し、ディジタルサービス波長
帯域130内の1550〜1560nm波長帯域140は
ディジタル映像信号のために割当てられる。
クシステムの構成を概略的に示した図である。図2には
光線路終端(OLT)210、光ファイバ250、光パ
ワー分離器(Power Splitter:PS)260及びn個の光
ネットワーク素子(ONU1〜ONUN)270が示され
ている。
光受信部(Rx)240及び光分配器230を含む。
示せず)を含み、1550nm又は1490nmの波長を有
する下向きチャンネルを出力する。
diode)を含み、光分配器230の第3ポートを通じて1
310nmの波長を有する上向きチャンネルが入力され、
これを電気信号に変換して出力する。
多重化器(Wavelength Division Multiplexer:WDM)
が一般的に使用される。光分配器230は第1ポートを
通じて入力された下向きチャンネルを第2ポートに出力
し、第2ポートを通じて入力された上向きチャンネルを
第3ポートに出力する。さらに、第2ポートは光ファイ
バ250に連結されている。
ームスプリッタが一般的に使用される。光パワー分離器
260は光ファイバ250を通じて入力された下向きチ
ャンネルを均等にパワー分割してn個の光ネットワーク
素子270に出力する。
れ光分配器280、光受信部290及び光送信部300
を含む。
多重化器(WDM)が一般的に使用される。光分配器28
0は光ファイバ250と連結された第1ポートを通じて
入力された下向きチャンネルを第2ポートに出力し、第
3ポートを通じて入力された上向きチャンネルを第2ポ
ートに出力する。
み、光分配器230の第2ポートを通じて1550nm又
は1490nmの波長を有する下向きチャンネルが入力さ
れ、これを電気信号に変換して出力する。
み、1550nm又は1490nmの波長を有する上向きチ
ャンネルを出力する。
いる非同期伝送モード−受動型光ネットワークシステム
及びイーサネット(登録商標)−受動型光ネットワーク
システムで加入者側の使用帯域幅の増加による下向き及
び上向きチャンネルの伝送容量の増加はチャンネル当た
りの伝送速度の増加により可能である。しかし、このよ
うな方式は大きな短所をもつ。例えば、一般的なATM
−PONシステムはデータ伝送速度の限界(すなわち、
下向き622Mbps、上向き155Mbps)により制限され
ており、イーサネット(登録商標)−受動型光ネットワ
ークで両方向に対して1.25Gbpsのデータ伝送速度を
具現する方案は現在いずれの国際標準化機構でも決定さ
れていない。
クシステムで単一チャンネル別の最大伝送速度以上で伝
送容量を拡大できるシステム及び方法が要求される。
ら案出されたもので、その目的は波長分割多重方式の受
動型光ネットワークシステムを提供することにある。
重方式の受動型光ネットワークシステムを提供すること
にある。
るための本発明による受動型光ネットワークシステム
は、相異なる波長を有する下向きチャンネルを波長分割
多重化した下向き光信号を光ファイバを通じて送信し、
光ファイバを通じて受信した相異なる波長を有する第1
上向きチャンネル及び第2上向きチャンネルを含む上向
き光信号を逆多重化する光線路終端と、光ファイバと連
結された第1ポートを通じて受信した下向き光信号をパ
ワー分割して多数の第2ポートを通じて出力し、多数の
第2ポートを通じて受信した第1上向きチャンネル及び
第2の上向きチャンネルを結合した上向き光信号を第1
ポートを通じて出力する光パワー分離器と、光パワー分
離器から受信した下向き光信号を波長別に逆多重化して
第1上向きチャンネル及び第2上向きチャンネルを光パ
ワー分離器に送信する多数の光ネットワーク素子と、を
含むことを特徴とする。
る第1上向きチャンネルの波長は1260〜1360nm
の波長帯域に含まれ、下向きチャンネル及び第2上向き
チャンネルの波長は既存の1550nm波長を除き147
0〜1610nmの波長帯域に含まれるとよい。
であり、追加定義される下向きチャンネルと第2上向き
チャンネルとの波長間隔は1550nmを中心にして約2
0nmであると好ましい。
きチャンネルを送信し、一以上の下向きチャンネルを受
信する多数の光ネットワーク素子と、多数の光ネットワ
ーク素子と光ファイバで連結された光線路終端とを含む
受動型光ネットワークシステムにおいて、光線路終端
は、それぞれ所定波長の下向きチャンネルを出力する多
数の送信部と、それぞれ所定波長の第1上向きチャンネ
ル又は第2上向きチャンネルを電気信号に変換する多数
の受信部と、下向きチャンネルを波長分割多重化した下
向き光信号を出力し、第2上向きチャンネルを含む上向
き光信号を逆多重化する波長分割多重化器と、第1ポー
トを通じて入力された下向き光信号を結合して光ファイ
バに出力し、光ファイバを通じて入力された上向き光信
号のうち、第1上向きチャンネルを第2ポートを通じて
出力し、第2上向きチャンネルのみを含む上向き光信号
を第1ポートに出力する光分配器と、を含むことを特徴
とする波長分割多重方式の受動型光ネットワークシステ
ムを提供する。
る第1上向きチャンネルの波長は1260〜1360nm
の波長帯域に含まれ、追加の下向きチャンネル及び第2
上向きチャンネルの波長は既存の1550nm波長を除き
1470〜1610nmの波長帯域に含まれるとよい。
であり、追加の下向きチャンネルと第2上向きチャンネ
ルとの波長間隔は約20nmであると好ましい。
を含む1×2の低密度波長分割多重化器であるとよい。
ンネルを受信し、多数の下向きチャンネルを送信する光
線路終端と、光線路終端と光ファイバに連結された多数
の光ネットワーク素子と、を含む受動型光ネットワーク
において、各光ネットワーク素子は、それぞれ所定波長
の第1上向きチャンネル又は第2上向きチャンネルを出
力する多数の送信部と、第1ポートを通じて入力された
第2上向きチャンネルと第2ポートを通じて入力された
第1上向きチャンネルとを波長分割多重化して光ファイ
バに出力し、光ファイバを通じて入力された下向き光信
号を第2ポートを通じて出力する光分配器と、光分配器
の第1ポートを通じて入力された下向き光信号を波長別
に逆多重化する波長分割多重化器と、波長分割逆多重化
された下向きチャンネルを電気信号に変換する多数の光
受信部と、を含むことを特徴とする波長分割多重方式の
受動型光ネットワークシステムをも提供する。
る第1上向きチャンネルの波長は1260〜1360nm
の波長帯域に含まれ、追加の下向きチャンネル及び第2
上向きチャンネルの波長は既存の1550nm波長を除き
1470〜1610nmの波長帯域に含まれるとよい。
り、追加の下向きチャンネルと第2上向きチャンネルと
の波長間隔は約20nmであると好ましい。
を含む1×2の低密度波長分割多重化器であるとよい。
添付図面に基づき詳細に説明する。下記の説明におい
て、本発明の要旨のみを明確にする目的で、関連した公
知機能または構成に関する具体的な説明は省略する。
動型光ネットワークシステムの波長割当てを概略的に示
した図である。図3には上向き伝送波長帯域410及び
下向き伝送波長1550nm(又は1490nm)のほかに追
加の双方向伝送波長帯域420が示されている。
1360nmの波長帯域が割当てられるが、これは光ネッ
トワーク素子から光線路終端へ進行する光信号の波長帯
域を意味する。
には1470〜1610nmの波長帯域が割当てられる
が、これは光線路終端から各光ネットワーク素子へ又は
各光ネットワーク素子から光線路終端へ進行する光信号
の波長帯域を意味する。このうち、1550nmの波長は
ディジタル映像信号のために割当てられる。双方向伝送
波長帯域420はディジタル映像信号用の1550nmの
波長を含む8個のチャンネル430を含む。このチャン
ネル430間の波長間隔は約20nmである。すなわち、
チャンネル430には1470nm、1490nm、151
0nm、1530nm、1550nm、1570nm、1590
nm及び1610nmの波長が割当てられる。
ダイオードのような光送信部における温度補償が不必要
になり、これは光送信部として低コストのレーザーダイ
オードを使用できることを示す。さらに、追加の双方向
伝送波長帯域420に波長分割多重方式を適用すること
によって伝送容量を拡大することができる。
動型光ネットワークシステムの構成を概略的に示した図
である。図4には光線路終端(OLT)510、光ファ
イバ555、光パワー分離器560及びN個の光ネット
ワーク素子(ONU)690が示されている。
分割多重化器530、光分配器540及び第1光受信部
550を含む。
第2光受信部524を含む。光送信部522はレーザー
ダイオードを含み、第2光受信部524はフォトダイオ
ードを含む。各光送信部522又は第2光受信部524
には所定波長(λ1、λ2、λ3、...、λN)の下向きチ
ャンネル又は第2上向きチャンネルが割当てられる。
低密度波長分割多重化器(Coarse Wavelength Division
Multiplexing:CWDM)が使用される。このような構
成で下向き光信号は(N/2)個の下向きチャンネルを含
む。
ける波長分割多重化器530の出力特性を示した図であ
る。図示したように、波長分割多重化器530の出力特
性を波長(WAVELENGTH[nm])対透過率(TRANSMITTANCE)と
して表現している。特に、波長別の透過率グラフ700
における透過率の高低変化は波長の増加に応じて周期的
に反復するように設定され、N個の下向きチャンネルと
第2上向きチャンネルとの間の波長は波長分割多重化器
530により遮断される。
は1×2の波長分割多重化器(好ましくは、薄膜フィル
ターを含む1×2の低密度波長分割多重化器)を使用す
ることができる。光分配器540は第1ポートに入力さ
れた下向き光信号を第3ポートに出力し、第3ポートに
入力された上向き光信号のうち、第1上向きチャンネル
を第2ポートを通じて出力し、第2上向きチャンネルの
みを含む上向き光信号を第1ポートに出力する。このよ
うな構成で第3ポートは光ファイバ555に連結されて
いる。この際、第2上向きチャンネルは双方向伝送波長
帯域に含まれる。
ける光分配器540の出力特性を示した図である。図6
には光分配器540の波長対透過率グラフ750が示さ
れている。図示したように、上向き伝送波長帯域及び追
加の双方向伝送波長帯域に含まれる波長のみが光分配器
540から出力が可能である。
0はフォトダイオードを含む。第1光受信部550は光
分配器540の第2ポートを通じて所定の波長を有する
第1上向きチャンネルが入力され、これを電気信号に変
換して出力する。
ームスプリッタを使用することができる。光パワー分離
器560は光ファイバ555と連結された第1ポートを
通じて入力された下向き光信号を均等にパワー分割して
多数の第2ポートを通じてN個の光ネットワーク素子6
90に出力する。さらに、N個の光ネットワーク素子6
90から多数の第2ポートを通じて入力された第1上向
きチャンネル及び第2上向きチャンネルを結合して第1
ポートを通じて光ファイバ555に出力する。
ぞれ光分配器(例えば、580、640)、波長分割多重
化器(例えば、590、650)、光送受信部(例えば、
600,660)及び第1光送信部(例えば、620、6
80)を含む。以下、N番目の光ネットワーク素子(O
NUN)630について説明する。
多重化器(好ましくは、薄膜フィルターを含む1×2の
低密度波長分割多重化器)を使用することができる。光
分配器640は第1ポートを通じて入力された第2上向
きチャンネルと第2ポートを通じて入力された第1上向
きチャンネルとを結合して光ファイバ555に出力し、
光ファイバ555を通じて入力された下向き光信号を第
1ポートを通じて出力する。
ク素子630における波長分割多重化器650の出力特
性を示した図である。図7には波長分割多重化器650
の波長対透過率グラフ800が示されている。
は第2光送信部674及び光受信部672を含む。第2
光送信部674はレーザーダイオードを含み、光受信部
672はフォトダイオードを含む。
を含み、所定波長の第1上向きチャンネルを出力する。
(ONU(N-1))570について説明するが、同一の説
明は省略する。
低密度波長分割多重化器を使用することができる。波長
分割多重化器590は入力側のポートで受信した下向き
光信号を逆多重化して出力側のポートを通じて出力す
る。特に、波長分割多重化器590は下向き光信号を構
成する(N/2)個の下向きチャンネルのうち、第1及び
N番目の下向きチャンネルを出力する。
トワーク素子570における波長分割多重化器590の
出力特性を示した図である。図8には波長分割多重化器
590の波長対透過率グラフ850が示されている。図
示したように、波長分割多重化器590は下向き光信号
のうち、第1及びN番目の下向きチャンネルを出力し、
第2光送信部614から入力された第2上向きチャンネ
ルを光分配器580に出力する。
動型光ネットワークシステムは、例えば、加入者側で使
用帯域幅の拡張を要する場合、該当光ネットワーク素子
の光送信部にレーザーダイオード及びフォトダイオード
を追加することができ、全体的な使用帯域幅の拡張を要
する場合には既存のものよりも多い伝送容量の波長分割
多重化器に取り替え、光送信部及び光受信部の数を増大
させることができる。
多重方式の受動型光ネットワークシステムは下向き伝送
波長帯域に波長分割多重方式を適用することにより、使
用帯域幅の拡張を可能にする。
動型光ネットワークシステムは低密度の波長分割多重化
器を用いて下向きチャンネル間の波長間隔を拡大させる
ので、低コスト化を達成することができる。その上、本
発明による波長分割多重方式の受動型光ネットワークシ
ステムは伝送容量の拡大を要する場合、全体システムの
基底を変更せず構成素子の数を増すか、取り替えること
によって容易にその要求を満足させることができる。
が、本発明はこれに限られるものではなく、各種の変形
が本発明の特許請求の範囲を逸脱しない限り、該当技術
分野における通常の知識をもつ者により可能なのは明ら
かである。
光ネットワークシステムの波長割当てを概略的に示した
図。
ムの構成を概略的に示した図。
ワークシステムの波長割当てを概略的に示した図。
ワークシステムの構成を概略的に示した図。
対する出力特性を示した図。
力特性を示した図。
番目の波長分割多重化器に対する出力特性を示した図。
(N−1)番目の波長分割多重化器に対する出力特性を示
した図。
M) 540 光分配器 550 第1光受信部 555 光ファイバ 560 光パワー分離器 570,630 光ネットワーク素子 580,640 光分配器 600,660 光送受信部 612,672 光受信部 614,674 第2光送信部 620,680 第1光送信部 690 N個の光ネットワーク素子(ONU)
Claims (11)
- 【請求項1】 受動型光ネットワークシステムにおい
て、 相異なる波長を有する下向きチャンネルを波長分割多重
化した下向き光信号を光ファイバを通じて送信し、前記
光ファイバを通じて受信した相異なる波長を有する第1
上向きチャンネル及び第2上向きチャンネルを含む上向
き光信号を逆多重化する光線路終端と、 前記光ファイバと連結された第1ポートを通じて受信し
た前記下向き光信号をパワー分割して多数の第2ポート
を通じて出力し、前記多数の第2ポートを通じて受信し
た第1上向きチャンネル及び第2上向きチャンネルを結
合した上向き光信号を前記第1ポートを通じて出力する
光パワー分離器と、 前記光パワー分離器から受信した前記下向き光信号を波
長別に逆多重化して前記第1上向きチャンネル及び第2
上向きチャンネルを前記光パワー分離器に送信する多数
の光ネットワーク素子と、を含むことを特徴とする波長
分割多重方式の受動型光ネットワークシステム。 - 【請求項2】 前記第1上向きチャンネルの波長は12
60〜1360nmの波長帯域に含まれ、前記下向きチャ
ンネル及び第2上向きチャンネルの波長は既存の155
0nm波長を除き1470〜1610nmの波長帯域に含ま
れる請求項1記載の波長分割多重方式の受動型光ネット
ワークシステム。 - 【請求項3】 前記第1上向きチャンネルの波長は13
10nmであり、追加定義される前記下向きチャンネルと
第2上向きチャンネルとの波長間隔は1550nmを中心
にして約20nmである請求項2記載の波長分割多重方式
の受動型光ネットワークシステム。 - 【請求項4】 それぞれ一以上の上向きチャンネルを送
信し、一以上の下向きチャンネルを受信する多数の光ネ
ットワーク素子と、前記多数の光ネットワーク素子と光
ファイバで連結された光線路終端とを含む受動型光ネッ
トワークシステムにおいて、前記光線路終端は、 それぞれ所定波長の下向きチャンネルを出力する多数の
送信部と、 それぞれ所定波長の第1上向きチャンネル又は第2上向
きチャンネルを電気信号に変換する多数の受信部と、 前記下向きチャンネルを波長分割多重化した下向き光信
号を出力し、前記第2上向きチャンネルを含む上向き光
信号を逆多重化する波長分割多重化器と、 第1ポートを通じて入力された前記下向き光信号を結合
して光ファイバに出力し、前記光ファイバを通じて入力
された上向き光信号のうち、第1上向きチャンネルを第
2ポートを通じて出力し、前記第2上向きチャンネルの
みを含む上向き光信号を前記第1ポートに出力する光分
配器と、を含むことを特徴とする波長分割多重方式の受
動型光ネットワークシステム。 - 【請求項5】 前記第1上向きチャンネルの波長は12
60〜1360nmの波長帯域に含まれ、追加の前記下向
きチャンネル及び第2上向きチャンネルの波長は既存の
1550nm波長を除き1470〜1610nmの波長帯域
に含まれる請求項4記載の波長分割多重方式の受動型光
ネットワークシステム。 - 【請求項6】 前記第1上向きチャンネルの波長は13
10nmであり、追加の前記下向きチャンネルと第2上向
きチャンネルとの波長間隔は約20nmである請求項5に
記載の波長分割多重方式の受動型光ネットワークシステ
ム。 - 【請求項7】 前記光分配器は光ファイバ及び薄膜フィ
ルターを含む1×2の低密度波長分割多重化器である請
求項4記載の波長分割多重方式の受動型光ネットワーク
システム。 - 【請求項8】 一以上の上向きチャンネルを受信し、多
数の下向きチャンネルを送信する光線路終端と、前記光
線路終端と光ファイバに連結された多数の光ネットワー
ク素子と、を含む受動型光ネットワークにおいて、前記
各光ネットワーク素子は、 それぞれ所定波長の第1上向きチャンネル又は第2上向
きチャンネルを出力する多数の送信部と、 第1ポートを通じて入力された前記第2上向きチャンネ
ルと第2ポートを通じて入力された第1上向きチャンネ
ルとを波長分割多重化して光ファイバに出力し、前記光
ファイバを通じて入力された下向き光信号を第2ポート
を通じて出力する光分配器と、 前記光分配器の第1ポートを通じて入力された前記下向
き光信号を波長別に逆多重化する波長分割多重化器と、 前記波長分割逆多重化された下向きチャンネルを電気信
号に変換する多数の光受信部と、を含むことを特徴とす
る波長分割多重方式の受動型光ネットワークシステム。 - 【請求項9】 前記第1上向きチャンネルの波長は12
60〜1360nmの波長帯域に含まれ、追加の前記下向
きチャンネル及び第2上向きチャンネルの波長は既存の
1550nm波長を除き1470〜1610nmの波長帯域
に含まれる請求項8記載の波長分割多重方式の受動型光
ネットワークシステム。 - 【請求項10】 前記上向きチャンネルの波長は131
0nmであり、追加の前記下向きチャンネルと第2上向き
チャンネルとの波長間隔は約20nmである請求項9記載
の波長分割多重方式の受動型光ネットワークシステム。 - 【請求項11】 前記光分配器は光ファイバ及び薄膜フ
ィルターを含む1×2の低密度波長分割多重化器である
請求項8記載の波長分割多重方式の受動型光ネットワー
クシステム。
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