JP2003318824A - 光基地局及び光通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 新たなサービスを追加可能な光通信システム
及び、この光通信システムに利用できる光基地局を提供
する。 【解決手段】 光通信システム１は、光基地局３と、複
数の第１の端部５ａ〜５ｆ、第２の端部５ｇ及び複数の
光合分波器９ａ〜９ｃを有する光通信路５と、複数の端
末デバイス７ａ〜７ｆとを備える。複数の端末デバイス
７ａ〜７ｆの各々は、下り光信号を受けて電気信号を生
成する受光素子及び電気信号の所定の時間スロット中の
データを取り出す送信信号処理部を有する光受信器と、
複数の上り波長成分のうちの一または複数の光信号を発
生する光送信器とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光基地局及び光通
信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＯＮ(Passive Optical Network)シス
テムが、狭帯域サービスを提供する光加入者伝送を実現
するために提案されており、また実用化に向けて研究さ
れている。ＰＯＮシステムは、単一の波長の下り光信号
を送信すると共に別の単一の波長の上り光信号を受信す
る加入者端局装置と、下り光信号を受信すると共に単一
の波長の上り光信号を送信する複数の加入者端末装置
と、これら加入者端末装置と加入者端局装置との間を接
続するパッシブダブルスター形の光伝送路とを備えてい
る。光伝送路は、局舎内に配置されたビームスプリッタ
を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】インターネットを利用
するユーザが爆発的に増加している。そして、従来のメ
タルを介した通信に替わって、ＰＯＮシステムが構築さ
れようとしている。発明者の調査によれば、既設の光ネ
ットワークを利用して、データ伝送量を増大することが
求められている。また、既設のネットワークを利用し
て、ＣＡＴＶのまたは動画像の配信といった新たなサー
ビスを追加することが求められている。しかしながら、
ＰＯＮシステムに新たなサービスを追加することは容易
ではない。

【０００４】そこで、本発明の目的は、新たなサービス
を追加可能な光通信システム及び該光通信システムに利
用できる光基地局を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の一側面は、光基
地局が複数の端末と光通信を行う光通信システムに関す
る。光通信システムは、光基地局と、光伝送路とを備え
る。光基地局は、光送信器と、光分波器と、複数の光受
信器とを備える。光送信器は、入力、光源及び出力を有
する。入力は、複数の下りサービスを提供するためのデ
ータを受けるように設けられている。光源は、このデー
タを伝送する下り波長成分の光を含む下り光信号を発生
する。出力は、光源からの光信号を光伝送路に提供する
ように設けられている。光分波器は、入力及び複数の出
力を有しており、複数の上りサービスにそれぞれ対応付
けられた複数の上り波長成分の光を含む上り光信号を波
長成分毎に分波するように設けられている。入力は、上
り光信号を光伝送路から受けるように設けられている。
各出力は、分波された上り波長成分をそれぞれ提供する
ように設けられている。光受信器は、光分波器の出力の
各々に光学的に結合され上り波長成分のうちの一波長成
分の光を受ける。下り波長成分及び複数の上り波長成分
は互いに異なる。光伝送路は、複数の第１の端部、第２
の端部、及び一または複数の光合分波器を有する。各第
１の端部は、端末に光学的に結合可能なように設けられ
ている。第２の端部は、光基地局に光学的に結合されて
いる。各光合分波器は、複数の第１の端部と第２の端部
との間に設けられている。

【０００６】光通信システム及び光基地局では、サービ
ス毎に上り波長成分を割り当てているので、新たな上り
波長成分を追加することにより新たなサービスを追加で
きる。新たなサービスを追加するという目的のために、
光通信路を変更する必要はなない。

【０００７】光通信システム及び光基地局において、光
送信器は、複数の端末の各々に関連づけられたスロット
に該端末に関連づけられたデータを配置する信号合成部
を更に備えることができる。

【０００８】光通信システム及び光基地局において、光
送信器は、複数の下りサービスのためのデータをそれぞ
れのフレームに配置する送信信号処理部を更に備えるこ
とができる。下り光通信において、複数の下りサービス
をそれぞれにフレームに配置できる。

【０００９】光通信システム及び光基地局において、各
光受信器は、複数の端末にそれぞれ対応付けられた時間
スロットを含む波長成分の光信号を受けるように設けら
れている。上り光送信にＴＤＭＡ方式を利用できる。

【００１０】光通信システム及び光基地局において、光
受信器の各々は、受光素子と、送信信号処理部とを備え
ることができる。受光素子は、光分波器から光信号を受
けて、電気信号を生成する。送信信号処理部は、複数の
端末にそれぞれ対応付けられた時間スロットに配置され
たデータ信号を電気信号から生成する。上り光信号は、
光分波器により、サービスに対応づけられた波長成分の
光に分波され、分波された波長成分が、該当する光受信
器の受光素子に入射する。データ信号は、光信号が電気
信号に変換された後に時間スロットから取り出される。

【００１１】光基地局は、光受信器の各々からのデータ
信号を受けて下りサービス毎の信号を生成する受信信号
処理部を更に備えることができる。受信信号処理部は、
上りサービスに対応づけられたデータ信号を下りサービ
ス対応づけられたデータ信号に変換するように動作す
る。

【００１２】本発明の別の側面は、光基地局が複数の端
末と光通信を行う光通信システムに関する。光通信シス
テムは、光基地局と、光伝送路と、複数の端末デバイス
を備える。光基地局及び光伝送路の各々は、既に記述さ
れた特徴を備えることができる。端末デバイスは、それ
ぞれ、光伝送路の第１の端部のうちの全てまたはいくつ
かの端部にそれぞれ光学的に結合されている。各端末デ
バイスは、光受信器及び光送信器を有する。光受信器
は、下り光信号を受けて電気信号を生成する受光素子及
び電気信号の所定のスロット中のデータを取り出す送信
信号処理部を有する。光送信器は、複数の上り波長成分
のうちの一又は複数の光信号を発生する。

【００１３】光通信システム及び光基地局では、サービ
ス毎に上り波長成分を割り当てているので、新たな上り
波長成分を追加することにより新たなサービスを追加で
きる。新たなサービスを追加するという目的のために、
光通信路を変更する必要はなない。個々の端末デバイス
が利用できるサービスは、該端末デバイスが送信できる
波長成分によって特定される。故に、端末デバイスは、
発生できる光の波長成分を追加或いは削除することによ
り、希望するサービスの追加及び不要なサービスの削除
ができる。

【００１４】本発明の更に別の側面は、光基地局が複数
の端末と光通信を行う光通信システムに関する。光通信
システムは、光基地局と、光伝送路と、複数の端末デバ
イスとを備える。光基地局及び光伝送路の各々は、既に
記述された特徴を備えることができる。端末デバイスの
各々は、光受信器並びに第１及び第２の光源を有してお
り、それぞれ端末デバイスに対応付けられた時間スロッ
ト中に光信号を送出する。光受信器は、下り光信号を受
ける。第１の光源は、複数の上り波長成分のうちの一共
通波長成分の光を発生する。複数の端末デバイスのいく
つかは、共通波長成分と異なる波長成分の光を発生する
第２の光源を有しておりそれぞれの端末デバイスに対応
付けられた時間スロット中に光信号を送出する光送信器
とを含む。

【００１５】光通信システムでは、共通波長成分によっ
て提供される既存のサービスに加えて、第２の光源が発
生する光の波長成分に関連付けられた追加のサービスを
受給できる。

【００１６】これまでに説明された光通信システムにお
いて、基地局の光送信器の伝送速度は、端末デバイスの
光送信器の伝送速度と下りサービス多重度との積より大
きい。光通信システムは、新たなサービスの追加に対す
る余裕を備えている。

【００１７】これまでに説明された光通信システムにお
いて、光基地局の光送信器の伝送速度は、１Ｇｂｐｓ以
上１０Ｇｂｐｓ以下の範囲であることが好ましい。端末
デバイスの光送信器の伝送速度は、１００Ｍｂｐｓ以上
１Ｇｂｐｓ以下であることが好ましい。また、光基地局
の光送信器の伝送速度は１．２５Ｇｂｐｓ以上２．５Ｇ
ｂｐｓ以下の範囲であることが更に好ましい。端末デバ
イスの光送信器の伝送速度は１５６Ｍｂｐｓ以上６２２
Ｍｂｐｓ以下であることが好ましい。

【００１８】これまでに説明された光通信システムにお
いて、下り波長成分は、上り波長成分の各々よりも長波
長であることが好ましい。

【００１９】これまでに説明された光通信システムにお
いて、下り波長成分は１．４８マイクロメートル以上
１．７０マイクロメートル以下の範囲にあることが好ま
しい。上り波長成分の各々は１．２マイクロメートル以
上１．４マイクロメートル以下の範囲にあることが好ま
しい。

【００２０】これまでに説明された光通信システムにお
いて、下り波長成分は１．５５マイクロメートル波長帯
にあることが好ましい。高い伝送速度が実現できる。上
り波長成分は１．２６マイクロメートル以上１．３４マ
イクロメートル以下の範囲において約１０マイクロメー
トル間隔で配置されていることが好ましい。ＣＷＤＭ方
式が使用できる。

【００２１】これまでに説明された光通信システムにお
いて、上り波長成分のうちの少なくとも一波長成分がバ
ースト伝送用に割り当てられている。

【００２２】本発明の上記の目的および他の目的、特
徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発
明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容
易に明らかになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の光通信シス
テムを図面を参照しながら説明する。可能な場合には、
同一の部分には同一の符号を付する。 (第１の実施の形態)

【００２４】図１は、第１の実施の形態に係わる光通信
システムを示す模式図である。光通信システム１は、局
舎内に配置されている光基地局３と、光伝送路５とを備
える。光伝送路５は、複数の第１の端部５ａ〜５ｆ及び
第２の端部５ｇを有する。第２の端部５ｇは、光基地局
３に光学的に結合されている。光通信システム１は、光
伝送路５の第１の端部５ａ〜５ｆのうちの全て又はいく
つかに光学的に結合された複数の端末デバイス７ａ〜７
ｆを有する。光伝送路５は、一または複数の光合分波器
を含み、この実施の形態では光合分波器９ａ、９ｂ、９
ｃを含む。光合分波器９ａは、光ファイバ１１ａを介し
て光基地局３に光学的に結合されている。光合分波器９
ａは、光ファイバ１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを介して端末
デバイス７ａ、７ｂ、７ｃにそれぞれ光学的に結合され
ている。光合分波器９ａは、光ファイバ１１ｅ、１１ｆ
を介して光合分波器９ｂ、９ｃに光学的に結合されてい
る。光合分波器９ｂは、光ファイバ１１ｇ、１１ｈを介
して端末デバイス７ｄ、７ｅにそれぞれ光学的に結合さ
れている。光合分波器９ｃは、光ファイバ１１ｉを介し
て端末デバイス７ｆに光学的に結合されている。例え
ば、端末デバイス７ａは、構内交換機(ＰＢＸ)を介して
複数の端末装置１５に接続されている。

【００２５】光基地局３は、互いに異なるサービスを提
供する複数のサービス提供装置１７、１９、２１に通信
回線２３、２５、２７を介して接続されている。例え
ば、サービス提供装置１７はインターネットであり、サ
ービス提供装置１９はＣＡＴＶシステムであり、サービ
ス提供装置２１は、ＶＯＤサーバシステムである。

【００２６】光伝送路５は、パッシブ光ネットワーク
(ＰＯＮ)システムに適合した構成を有する。ＰＯＮシス
テムは、光学受動部品から構成された光ネットワークと
いった光伝送路を備える。

【００２７】光通信システム１において、光基地局３
は、光基地局３から各端末デバイス５ａ〜５ｆへ向いた
下り方向に波長成分λ^D ₁を含む下り光信号(連続光信号)
Ｓ_DOWNを送出する。端末デバイス５ａ〜５ｆの各々は、
波長成分λ^D ₁を含む下り光信号Ｓ_DOWNを受ける。また、
端末デバイス５ａ〜５ｆの各々は、当該端末デバイスか
ら基地局３へ向いた上り方向に一または複数の波長成分
λ^U ₁〜λ^U _nを含む上り光信号(それぞれの波長成分はバ
ースト光信号)Ｓ_UPを送出する。光基地局３は、端末デ
バイス５ａ〜５ｆの各々からの波長成分λ^U ₁〜λ^U _nを含
む上り光信号Ｓ_UPを受ける。ここで、ｎは上りサービス
の数を示している。上りサービスを例示的に示せば、Ｃ
ＡＴＶに関するデータ及びインターネットのデータを含
む応答、ＶＯＤに関するデータ及びインターネットのデ
ータを含む応答、インターネットのデータを含む応答が
ある。光通信システム１においては、上り波長成分のう
ちの少なくとも一波長成分がバースト伝送用に割り当て
られている。

【００２８】光合分波器９ａ〜９ｃの各々は、光伝送路
５の端部に提供するために下り光信号を分波すると共
に、光伝送路５の端部に接続されている各端末デバイス
からの波長成分の光を合波して上り信号を構成するよう
に動作する。

【００２９】光通信システム１の構成要素を例示的に示
せば、光基地局の光送信器の伝送速度は、１Ｇｂｐｓ以
上１０Ｇｂｐｓ以下の範囲であることが好ましい。端末
デバイスの光送信器の伝送速度は、１００Ｍｂｐｓ以上
１Ｇｂｐｓ以下であることが好ましい。また、光基地局
３の光送信器の伝送速度は１．２５Ｇｂｐｓ以上２．５
Ｇｂｐｓ以下の範囲であることが好ましい。各端末デバ
イスの光送信器の伝送速度は１５６Ｍｂｐｓ以上６２２
Ｍｂｐｓ以下であることが更に好ましい。この程度の伝
送速度の光送信器を光通信システム１が備えれば、基地
局の光送信器の伝送速度は、端末デバイスの光送信器の
伝送速度と下りサービス多重度との積より大きくでき
る。故に、光通信システム１は、新たなサービスの追加
に対する余裕を備えている。また、下り波長成分λ
^D ₁は、上り波長成分λ^U ₁〜λ^U _nの各々よりも長波長であ
ることが好ましい。これらの波長を例示すれば、下り波
長成分λ ^D ₁は１．４８マイクロメートル以上１．７０マ
イクロメートル以下の範囲にあることが好ましい。上り
波長成分λ^U ₁〜λ^U _nの各々は１．２マイクロメートル以
上１．４マイクロメートル以下の範囲にあることが好ま
しい。この波長帯域の光を発生する半導体レーザ素子の
入手は容易であり低コストにできる。さらに、下り波長
成分λ^D ₁は１．５５マイクロメートル波長帯にあること
が好ましい。１．５５マイクロメートル波長帯の光デバ
イスによれば、ハイパワーの光源を構成できる。高い伝
送速度が実現できる。上り波長成分λ^U ₁〜λ^U _nは１．２
６マイクロメートル以上１．３４マイクロメートル以下
の範囲にあることが好ましい。この波長帯域の光デバイ
スは低コストの光源を提供できる。上り信号の波長成分
は、この波長範囲において約１０マイクロメートル間隔
で配置されていることが好ましい。これにより、ＣＷＤ
Ｍ方式を採用できる。

【００３０】注目すべきことは、図１に示される光通信
システム１は、既存のＰＯＮを利用しながら、引き続い
て説明する光基地局及び端末デバイスを既存の光基地局
及び端末デバイスと置き換えることにより得られること
である。つまり、光基地局及び端末デバイスの交換によ
り、全ての端末装置に共通な単一のサービスを提供する
既設の光ネットワーク(ＰＯＮ)を含む光通信システムを
複数のサービスを提供できる光通信システムにグレード
アップできるのである。

【００３１】図２は、光通信システムにおける下り信号
の伝送を示す模式図である。光基地局３は、光基地局３
から各端末デバイス５ａ〜５ｆへ向いた下り方向に波長
成分λ^D ₁を含む下り光信号Ｓ_DOWNを送出する。下り光信
号Ｓ_DOWNは、様々なサービスに対応するデータを含む。
下り光信号Ｓ_DOWNは、１本の光ファイバを伝搬して光合
分波器９に到達して、光合分波器９によってｍ本の光フ
ァイバに分岐される。下り光信号Ｓ_DOWNは、光ファイバ
を伝搬して端末デバイス５ａ〜５ｆの各々に供給され
る。

【００３２】下り光信号Ｓ_DOWNは、フレームＦ^Dを有す
る。フレームＦ^Dは、ｍ個のスロット＃１〜＃ｍを含
む。スロット＃１〜＃ｍは、それぞれ、端末デバイス５
ａ〜５ｆに割り当てられており、端末デバイス５ａ〜５
ｆ宛のデータを含む。端末デバイス５ａ〜５ｆの各々
は、各自のためのスロット＃１〜＃ｍからデータを取り
出す。スロット＃１〜＃ｍの各々は、端末デバイス５ａ
〜５ｆに割り当てられたラベルといった識別データ部Ｌ
_labelを含む。ラベルは、例えば、送る信号の種類(イン
ターネット、ＣＡＴＶ、ＶＯＤ等)と、個々の端末デバ
イスを指定する暗号化されたデータとを含む。このよう
な方式を採用すると、加入者側の要求に基づき、サービ
スの種類と１スロットで送るデータ量などを局側で任意
に設定し、システムの伝送効率を最適化できる。

【００３３】図３は、光通信システム１における上り信
号の伝送を示す模式図である。端末デバイス５ａ〜５ｆ
の各々は、当該端末デバイスから基地局３へ向いた上り
方向に一または複数の波長成分λ^U ₁〜λ^U _nを含む上り光
信号Ｓ_UPを送出する。光基地局３は、端末デバイス５ａ
〜５ｆの各々からの波長成分λ^U ₁〜λ^U _nを含む上り光信
号Ｓ_UPを受ける。

【００３４】上り光信号Ｓ_UPは、フレームＦ^Uを有す
る。フレームＦ^Uは、ｍ個の時間スロット＃１〜＃ｍを
含む。時間スロット＃１〜＃ｍは、それぞれ、端末デバ
イス５ａ〜５ｆに割り当てられており、端末デバイス５
ａ〜５ｆからのデータを含む。端末デバイス５ａ〜５ｆ
の各々は、各自のための時間スロット＃１〜＃ｍに合わ
せてデータ光信号を光伝送路５に提供する。光合分波器
９は、端末デバイス５ａ〜５ｆからの光信号を合波し
て、上り光信号Ｓ_UPを構成する。

【００３５】(第２の実施の形態)

【００３６】図４は、複数の端末デバイスと光通信を行
うための光基地局を示すブロック図である。光基地局３
は、光送受信器３１を含む。光送受信器３１は、光入出
力３３と、ＷＤＭカプラ３５と、光分波器３７と、一群
の光受信器３９と、受信信号処理部４１と、光送信器４
３と、送信信号処理部４５と、データ出力４７、４９、
５１と、データ入力５３、５５、５７とを備える。光送
受信器３１は、光入出力３３において光伝送路５に接続
されている。ＷＤＭカプラ３５は、光入出力３３と光学
的に結合された入出力ポート３５ａと、入力ポート３５
ｂと、出力ポート３５ｃとを有する。入力ポート３５ｂ
は、光送信器４１からの下り光信号を受ける。ＷＤＭカ
プラ３５は、入力ポート３５ｂに受けた下り光信号を入
出力ポート３５ａに提供する。ＷＤＭカプラ３５は、ま
た、入出力ポート３５ａに受けた上り光信号を出力ポー
ト３５ｃに提供する。出力ポート３５ｃは、光分波器３
７へ上り光信号を提供する。

【００３７】まず、上り信号の経路に沿って、光送受信
器３１を説明する。光分波器３７は、ＷＤＭカプラ３５
の出力ポート３５ｃに光学的に結合された第１のポート
３７ａと、光受信器３９ａ、３９ｂ、３９ｃにそれぞれ
光学的に結合された第２のポート３７ｂ、３７ｃ、３７
ｄとを有する。光分波器３７は、複数の波長成分を含む
上り信号を第１のポート３７ａに受けて、第２のポート
３７ｂ〜３７ｄに波長成分をそれぞれ分波する。

【００３８】次いで、一群の光受信器３９を説明する。
光受信器３９ａ〜３９ｃは、光分波器３７において分波
された波長成分をそれぞれ受ける。引き続く説明は、波
長成分λ^u ₁を受ける光受信器３９ａについて行われるけ
れども、波長成分λ^u ₂、λ^u ₃の光を受ける光受信器３９
ｂ、３９ｃも光受信器３９ａと同様の構造を有する。光
受信器３９ａは、光信号入力３９ｄ及び電気信号出力３
９ｅを有しており、光学フィルタ５９と、光電変換素子
６１と、増幅器６３と、信号処理回路６５とを備える。
光学フィルタ５９は、光分波器３７の第２のポート３７
ｂからの波長成分λ^u ₁の光を選択的に透過すると共に、
波長成分λ^u ₂、λ^u ₃の光を阻止する光学スペクトルを有
する。光学フィルタ５９を透過した波長成分λ^u ₁の光
は、光電変換素子６１に入射する。光電変換素子６１
は、フォトダイオードといった半導体受光素子であり、
受光量に応じた電気信号を発生して、端子６１ａに提供
する。

【００３９】増幅器６３は、光電変換素子６１の端子６
１ａに接続された入力端子６３ａと出力端子６３ｂと有
しており、入力端子６３ａに受けた電気信号を増幅し
て、増幅された信号を出力端子６３ｂに提供する。

【００４０】出力端子６３ｂに提供される電気信号は、
図３に示されるようなフレームＦ^Uを有する。フレーム
Ｆ^Uは、ｍ個の時間スロット＃１〜＃ｍを含む。時間ス
ロット＃１〜＃ｍは、それぞれ、端末デバイス５ａ〜５
ｆからの上り応答データを含んでいる。

【００４１】信号処理回路６５は、増幅器６３の出力端
子６３ｂに接続された入力端子６５ａと出力６５ｂ、６
５ｃ、６５ｄと有する。信号処理回路６５は、下りサー
ビス毎に上り応答データを分別して、下りサービス毎に
割り当てられた出力端子６５ｂ、６５ｃ、６５ｄに提供
する。例えば、ＣＡＴＶに関するデータ、ＶＯＤに関す
るデータ及びインターネットのデータは、それぞれ、出
力６５ｂ、６５ｃ、６５ｄに提供される。

【００４２】この機能を実現するために、信号処理回路
６５は、図５に示される機能ブロックを有する。図５を
参照すると、信号処理回路６５は、各時間スロット＃１
〜＃ｍのデータ毎に上り応答の種類を調査して調査結果
を生成するためのデータ分類手段６５ｅと、調査結果に
応じて上り応答データを下りサービス毎に分別して、端
末デバイス５ａ〜５ｆの関する属性データを含む分別応
答データを生成するための手段６５ｆと、分別応答デー
タを下りサービス毎に割り当てられた出力に提供できる
ように分別応答データを配置するための手段６５ｇとを
備える。

【００４３】受信信号処理部４１は、光受信器３９ａの
出力６５ｂ〜６５ｄ(同様に光受信器３９ｂ及び３９ｃ
の出力)からの信号を受ける入力４１ａ〜４１ｃ(入力４
１ｄ〜４１ｆ、出力４１ｇ〜４１ｉ)と、出力端子４
７、４９、５１とを有する。受信信号処理部４１は、光
受信器３９ａ〜３９ｃそれぞれから提供される下りサー
ビス毎の分別データを、下りサービス毎に割り当てられ
た出力４７、４９、５１にそれぞれ提供する。例えば、
インターネットのデータ、ＣＡＴＶに関するデータ及び
ＶＯＤに関するデータは、出力４７、４９、５１にそれ
ぞれ提供される。

【００４４】引き続いて、下り信号の経路に沿って光基
地局３１を説明する。光基地局３は、サービス提供装置
１７、１９、２１にそれぞれ接続されたデータ入力５
３、５５、５７を有する。データ入力５３、５５、５７
において受信されたデータは、例えば、インターネット
に関するデータ、ＣＡＴＶに関するデータ、ＶＯＤに関
するデータである。

【００４５】送信信号処理部４５は、入力端子５３、５
５、５７において受信されたデータを受ける入力４５
ａ、４５ｂ、４５ｃと、多重化された電気信号を提供す
る出力４５ｄとを有する。送信信号処理部４５は、フレ
ームと、各フレーム内に設けられたスロットとを構成す
ると共に、入力４５ａ、４５ｂ、４５ｃに受けたデータ
をスロットにそれぞれ配置してラベル多重化された電気
信号を生成する。

【００４６】この機能を実現するために、送信信号処理
部４５は、図６に示されるように機能ブロックを有す
る。図６を参照すると、送信信号処理部４５は、下りサ
ービス毎にフレームを割り当てるための割り当て手段４
５ｄと、入力４５ａ〜４５ｃに受けたデータの属性を調
査して調査結果を生成するための調査手段４５ｅと、調
査結果(属性)に応じて当該データが配置されるべきフレ
ーム及びスロットを決定するための決定手段４５ｆと、
決定されたフレーム及びスロットに当該データを配置し
て多重化データを生成するための配置手段４５ｇとを備
える。

【００４７】図７は、多重化されたデータ列を示す図面
である。送信信号処理部４５は、多重化されたデータ列
信号Ｄを生成する。多重化されたデータ列は、時間軸に
沿って配置されたフレームＦ₁、Ｆ₂、Ｆ_Sを含む。各フ
レームは、ＣＡＴＶ、ＶＯＤおよびインターネットとい
った下りサービスに関連づけられることができる。ま
た、送信信号処理部４５は、各フレーム内にスロット＃
１〜＃ｍの位置に所定のデータを配置する。スロットに
は、それぞれの端末デバイスに配信されるべきデータが
配置されることができる。

【００４８】図４を参照して、光基地局３の光送受信器
３１が、多重化されたデータ列信号Ｄを処理する手順を
説明する。多重化されたデータ列信号Ｄは、送信信号処
理部４５から光送信器４３に提供される。光送信器４３
は、ＬＤドライバといった駆動回路５９と、半導体レー
ザ素子といった半導体発光素子６１とを含む。データ列
信号Ｄは、駆動回路５９の入力５９ａに提供される。駆
動回路５９は、データ列信号Ｄに応じた駆動信号Ｉ_DRV
を生成する。駆動信号Ｉ_DRVは、駆動回路５９の入力５
９ｂから半導体発光素子６１の入力６１ａに提供され
る。半導体発光素子６１は、駆動信号Ｉ_DRVに応答して
光信号Ｌ_OUTを生成する。半導体発光素子６１の光出力
ポート６１ｂは、ＷＤＭカプラ３５の入力ポート３５ｂ
に光学的に結合されている。光信号Ｌ_OUTは、半導体発
光素子６１の光出力ポート６１ｂ及びＷＤＭカプラ３５
を介して光伝送路５へ提供される。必要な場合には、半
導体発光素子６１とＷＤＭカプラ３５との間にアイソレ
ータ６７及び光増幅器６９を配置するようにしてもよ
い。光増幅器６９により光信号Ｌ_OUTを増幅すれば、Ｐ
ＯＮといった光ネットワークにおいて端末デバイスの数
を増やすことができる。 (第３の実施の形態)

【００４９】図８は、光基地局と光通信を行うための端
末デバイスを示すブロック図である。端末デバイス７
は、光伝送路５の一端に光学的に結合されている。端末
デバイス７は、光入出力７１と、ＷＤＭカプラ７３と、
光合波器７５と、一群の光送信器７７と、送信信号処理
部７９と、光受信器８１と、光フィルタ８３と、データ
出力８５、８７、８９と、データ入力９１、９３、９５
とを備える。端末デバイス７は、光入出力７１において
光伝送路５に接続されている。ＷＤＭカプラ７３は、光
入出力７１と光学的に結合された入出力ポート７３ａ
と、入力ポート７３ｂと、出力ポート７３ｃとを有す
る。入力ポート７３ｂは、一群の光送信器７７からの上
り光信号を光合波器７５を介して受ける。ＷＤＭカプラ
７３は、入力ポート７３ｂに受けた上り光信号を入出力
ポート７３ａに提供する。ＷＤＭカプラ７３は、また、
入出力ポート７３ａに受けた上り光信号を出力ポート７
３ｃに提供する。

【００５０】まず、下り信号の経路に沿って端末デバイ
ス７を説明する。光受信器８１は、光電変換素子９７、
増幅器９９、及び受信信号処理部１０１を備えており、
光入力８１ａと電気信号出力端子８１ｂ〜８１ｄとを有
する。光受信器８１は、必要な場合には、光学フィルタ
８３を介して下り信号を受けることができる。光学フィ
ルタ８３は、ＷＤＭカプラ７３出力７３ｃからの波長成
分λを選択的に透過すると共に、上り波長成分を阻止す
る光学スペクトルを有する。光受信器８１は、ＷＤＭカ
プラ７３の光出力７３ｃに光学的に結合され、光基地局
３からの光信号を受ける。波長成分λ^Dの光は、光学フ
ィルタ８３を透過し光電変換素子９７に入射する。光電
変換素子９７は、フォトダイオードといった半導体受光
素子であり、受光量に応じた電気信号を発生して、端子
９７ａに提供する。

【００５１】増幅器９９は、光電変換素子９７の端子９
７ａに接続された入力端子９９ａと出力端子９９ｂと有
しており、入力端子９９ａに受けた電気信号を増幅し
て、増幅された信号を出力端子９９ｂに提供する。出力
端子９９ｂに提供される電気信号は、図７に示されるフ
レームＦを有する。

【００５２】受信信号処理回路１０１は、増幅器９９の
出力端子９９ｂに接続された入力端子１０１ａと出力１
０１ｂ〜１０１ｄと有する。信号処理回路１０１は、増
幅器９９からの信号を受けて、フレームと、フレーム内
のスロットの位置を決定する。また、信号処理部１０１
は、当該端末デバイス宛のデータを含むフレーム及びス
ロット内のデータを選択的に取り出して、受信信号デー
タ列を生成する。信号処理部１０１は、受信信号データ
列のデータを下りサービス毎にデータを分別して、下り
サービス毎に割り当てられた出力端子１０１ｂ〜１０１
ｄに提供する。出力端子１０１ｂ〜１０１ｄは、それぞ
れ、サービス端末装置１０３、１０５、１０７に接続さ
れている。例えば、インターネットのデータ、ＣＡＴＶ
に関するデータ及びＶＯＤに関するデータは、出力１０
１ｂ〜１０１ｄにそれぞれ提供される。図８を参照する
と、出力１０１ｂには、パーソナルコンピュータシステ
ムといったサービス端末装置１０３が接続され、出力１
０１ｃには、テレビジョン受像機といったサービス端末
装置１０５が接続され、出力１０１ｄには、ＶＯＤセッ
トトップボックスといったサービス端末装置１０７が接
続されている。

【００５３】この機能を実現するために、信号処理部１
０１は、図９に示されるように機能ブロックを有する。
図９を参照すると、信号処理部１０１は、フレーム及び
スロット＃１〜＃ｍのロケーションを決定するための手
段１０１ｅと、当該端末デバイス宛のデータを含むフレ
ーム及びスロット内のデータを選択的に取り出すための
手段１０１ｆと、選択されたデータの種類を調査して調
査結果を生成するための手段１０１ｇと、調査結果(属
性)に応じて下りデータを下りサービス毎に分別するた
めの手段１０１ｈと、分別されたデータを下りサービス
毎に割り当てられた出力に提供するための手段１０１ｉ
とを備える。

【００５４】引き続いて、上り信号の経路に沿って端末
デバイス７を説明する。端末デバイス７は、サービス端
末装置１０３、１０５、１０７にそれぞれ接続されたデ
ータ入力９１、９３、９５を有する。データ入力９１、
９３、９５において受信されたデータは、例えば、イン
ターネットに関するデータ、ＣＡＴＶに関するデータ、
ＶＯＤに関するデータである。

【００５５】送信信号処理部７９は、入力端子９１にお
いて受信されたデータを入力７９ａにおいて受けて、こ
のデータが所定の時間スロットに配置されたバースト信
号列Ｄ₁を生成する。送信信号処理部７９は、バースト
信号列Ｄ₁を出力端子７９ｄに提供する。同様に、送信
信号処理部７９は、入力７９ｎ、７９ｃに受けたデータ
をそれぞれ所定の時間スロットに含むバースト信号列Ｄ
₂、Ｄ₃を出力端子７９ｅ、７９ｆに提供する。これらの
バースト信号列Ｄ₁〜Ｄ₃は、光送信器７７ａ〜７７ｃに
それぞれ提供される。

【００５６】この機能を実現するために、送信信号処理
部７９は、図１０に示されるように機能ブロックを有す
る。図１０を参照すると、送信信号処理部７９は、フレ
ームと該フレーム内の時間スロットとを下りサービス信
号に含まれるデータに基づいて決定するための手段７９
ｇと、この決定に基づいて上りサービス毎に時間フレー
ムのロケーションを決定するための手段７９ｈと、入力
に受けたデータを調査して調査結果を生成するための手
段７９ｉと、この調査結果に応じて当該データが提供さ
れるべき光送信器を決定するための手段７９ｊと、決定
されたフレーム及び時間スロットに当該バーストデータ
列を配置して上りデータ信号を生成するための手段７９
ｋとを備える。

【００５７】図８においては、一群の光送信器７７は、
それぞれ異なる波長成分の光を発生する光送信器７７
ａ、７７ｂ、７７ｃを含むけれども、本システムにおけ
る端末デバイスは、希望する下りサービスの種類に応じ
て、該当する上りサービスに対応する波長成分を発生で
きる一又は複数の光送信器を含むことができる。各波長
成分の光は、光合波器７７において合波される。引き続
く説明は、波長成分λ^u ₁を発生する光送信器７７ａにつ
いて行われるけれども、波長成分λ^u ₂、λ^u ₃を発生する
光送信器７７ｂ、７７ｃも光送信器７７ａと同様の構造
を有する。光送信器７７ａは、光信号出力７７ｄ及び電
気信号入力７７ｅを有しており、ＬＤドライバといった
駆動回路１０９と、半導体レーザ素子といった半導体発
光素子１１１とを備える。駆動回路１０９は、受けたバ
ースト信号列を駆動信号に変換する。半導体発光素子１
１１は、駆動信号に応答して上りバースト光信号を発生
する。

【００５８】光合波器７５は、ＷＤＭカプラ７３の入力
ポート７３ｂに光学的に結合された第１のポート７５ａ
と、光送信器７７ａ、７７ｂ、７７ｃにそれぞれ光学的
に結合された第２のポート７５ｂ、７５ｃ、７５ｄとを
有する。光合波器７５は、光送信器７７ａ〜７７ｃから
の上り光信号のそれぞれを第２のポート７５ｂ〜７５ｄ
に受けて、これらの波長成分を含む波長多重化信号を生
成する。波長多重化信号は第１のポート７５ａに提供さ
れる。

【００５９】この端末デバイス７は、当該端末装置に割
り当てられた時間スロット(例えば＃１)に１又は複数の
波長成分を含むバースト光信号を生成する。この信号
は、光伝送路５を伝搬して、光合分波器９に到達する。
光合分波器９は、すべての端末デバイス７からの光信号
を合波して、合波光信号は光基地局３に提供される。

【００６０】図１に示された端末デバイス７ａ〜７ｆの
各々は、該端末デバイスが受ける下りサービスに対応し
た受信部及び送信部を備える。端末デバイスは、享受可
能な下りサービスの種類及び／又は当該端末デバイスの
ための下りスロットを規定するデータを格納するメモリ
といった記憶手段１１３を含むことができる。記憶手段
１１３は、フラグ値を記憶する一または複数の記憶要素
１１３ａ〜１１３ｃを備える。これらの記憶要素は、下
りサービス信号に応じて、手段１０１ｊによって書き換
えることができる。これにより、享受可能な下りサービ
スの種類を動的に変更できる。このシステムでは、上り
スロットの数及び下りスロットの数を変更すれば、接続
可能な端末装置の数を変更できると共に、この変更に対
応して、手段９７ｍにより光送信器を切り替えて、当該
端末デバイスにおいて使用する上り波長成分を変更でき
る。

【００６１】以上説明したように、本実施の形態の光通
信システムでは、下り光通信にラベルを用いた多重方式
を用いると共に上り光送信にＴＤＭＡ方式を利用してい
るので、加入者側の要求に対応して、サービスの種類と
その伝送量を最適化して通信システムを運営できる。

【００６２】好適な実施の形態において本発明の原理を
図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から
逸脱することなく配置および詳細において変更され得る
ことができることは、当業者によって認識される。例え
ば、本実施の形態では、単一の波長成分を含む下り光信
号を用いているけれども、複数の波長成分を含む下り光
信号を用いれば、下りスロットの最大値を越えて、端末
デバイスの数を増加できる。各波長成分は、同等のサー
ビス信号を含む。実施の形態のシステムは、下り光通信
にラベル多重方式を使用しているが、時間をスロットを
利用すれば下り光送信にＴＤＭ方式を利用できる。した
がって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る
全ての修正および変更に権利を請求する。

【００６３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、新たなサービスを追加可能な光通信システム、及
びこの光通信システムに利用できる光基地局が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、第１の実施の形態の光通信システムを
示す模式図である。

【図２】図２は、光通信システムにおける下り信号の伝
送を示す模式図である。

【図３】図３は、光通信システムにおける上り信号の伝
送を示す模式図である。

【図４】図４は、複数の端末デバイスと光通信を行うた
めの光基地局を示すブロック図である。

【図５】図５は、光基地局の受信信号処理部を示す機能
ブロック図である。

【図６】図６は、光基地局の送信信号処理部を示す機能
ブロック図である。

【図７】図７は、多重化されたデータ列を示す図面であ
る。

【図８】図８は、光基地局と光通信を行う端末デバイス
を示す図面である。

【図９】図９は、端末デバイスの受信信号処理部を示す
機能ブロック図である。

【図１０】図１０は、端末デバイスの送信信号処理部を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１…光通信システム、３…光基地局、５…光伝送路、
７、７ａ、７ｂ、７ｃ…端末デバイス、９ａ〜９ｃ…光
合分波器、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…光ファイバ、１５
…端末装置、１７、１９、２１…サービス提供装置、２
３、２５、２７…通信回線、３１…光送受信器、３３…
光入出力、３５…ＷＤＭカプラ、３７…光分波器、３９
…一群の光受信器、４１…受信信号処理部、４３…光送
信器、４５…送信信号処理部、４７、４９、５１…デー
タ出力、５３、５５、５７…データ入力、７１…光入出
力、７３…ＷＤＭカプラ、７５…光合波器、７７、７７
ａ、７７ｂ、７７ｃ…光送信器、７９…送信信号処理
部、８１…光受信器、８３…受信信号処理部、８５、８
７、８９…データ出力、９１、９３、９５…データ入力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K033 DA15 DB02 DB06 DB22 5K102 AA34 AA65 AB02 AD01 AD11 AH23 AL08 AL12 PC12 PH11 PH31 PH47 PH48 PH49 RD05

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の端末と光通信を行うための光基地
   局であって、 複数の下りサービスを提供するためのデータを受ける入
   力、このデータを伝送する下り波長成分の光を含む下り
   光信号を発生する光源、及び前記光源からの光信号を光
   伝送路に提供するための出力を有する光送信器と、 複数の上りサービスにそれぞれ対応付けられた複数の上
   り波長成分の光を含む上り光信号を前記上り波長成分毎
   に分波するように設けられており、前記上り光信号を前
   記光伝送路から受けるように設けられた入力と各上り波
   長成分を提供する複数の出力とを有する光分波器と、 前記光分波器の出力の各々に光学的に結合され前記上り
   波長成分のうちの一波長成分の光を受ける光受信器とを
   備え、 前記下り波長成分及び前記複数の上り波長成分は互いに
   異なる、光基地局。
2. 【請求項２】 前記光送信器は、前記複数の端末の各々
   に関連づけられたスロットに該端末に関連づけられたデ
   ータを配置する信号合成部を更に備える、請求項１に記
   載の光基地局。
3. 【請求項３】 前記光送信器は、前記複数の下りサービ
   スのためのデータをそれぞれのフレームに配置する送信
   信号処理部を更に備える、請求項１に記載の光基地局。
4. 【請求項４】 各光受信器は、前記複数の端末にそれぞ
   れ対応付けられた時間スロットを含む波長成分の光信号
   を受けるように設けられている、請求項２に記載の光基
   地局。
5. 【請求項５】 各光受信器は、前記光分波器から光信号
   を受けて、電気信号を生成する受光素子と、 前記複数の端末にそれぞれ対応付けられた時間スロット
   に配置されたデータ信号を前記電気信号から生成する送
   信信号処理部とを備え、 当該光基地局は、前記光受信器の各々からのデータ信号
   を受けて前記下りサービス毎の信号を生成する受信信号
   処理部を更に備える、請求項２または請求項３に記載の
   光基地局。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の光基地
   局と、 各々が端末に光学的に結合可能なように設けられた複数
   の第１の端部、前記光基地局に光学的に結合された第２
   の端部、及び前記複数の第１の端部と前記第２の端部と
   の間に設けられた一または複数の光合分波器を有する光
   伝送路とを備える光通信システム。
7. 【請求項７】 請求項２または請求項３に記載の光基地
   局と、 各々が端末に光学的に結合可能なように設けられた複数
   の第１の端部、前記光基地局に光学的に結合された第２
   の端部、及び前記複数の第１の端部と前記第２の端部と
   の間に設けられた一または複数の光合分波器を有する光
   伝送路と前記光伝送路の第１の端部のうちの全て又はい
   くつかの端部にそれぞれ光学的に結合された複数の端末
   デバイスとを備え、 前記複数の端末デバイスの各々は、前記下り光信号を受
   けて電気信号を生成する受光素子及び前記電気信号の所
   定のスロット中のデータを取り出す送信信号処理部を有
   する光受信器と、前記複数の上り波長成分のうちの一ま
   たは複数の光信号を発生する光送信器とを有する、光通
   信システム。
8. 【請求項８】 請求項４または請求項５のいずれかに記
   載の光基地局と、 各々が端末に光学的に結合可能なように設けられた複数
   の第１の端部、前記基地局に光学的に結合された第２の
   端部、及び前記複数の第１の端部と前記第２の端部との
   間に設けられた一または複数の光合分波器を有する光伝
   送路と前記光伝送路の第１の端部のうちの全て又はいく
   つかの端部にそれぞれ光学的に結合された複数の端末デ
   バイスとを備え、 前記複数の端末デバイスの各々は、前記下り光信号を受
   ける光受信器と、前記複数の上り波長成分のうちの一共
   通波長成分の光を発生する第１の光源とを有しており当
   該端末デバイスに対応付けられた時間スロット中に光信
   号を送出する光送信器とを含み、 前記複数の端末デバイスのいくつかは、前記共通波長成
   分と異なる波長成分の光を発生する第２の光源とを有し
   ておりそれぞれの端末デバイスに対応付けられた時間ス
   ロット中に光信号を送出する光送信器とを含む、光通信
   システム。
9. 【請求項９】 前記上り波長成分のうちの一波長成分
   は、バースト伝送用に割り当てられている、請求項７又
   は請求項８に記載の光通信システム。
10. 【請求項１０】 前記光基地局の光送信器の伝送速度
    は、前記端末デバイスの光送信器の伝送速度と下りサー
    ビス多重度との積より大きい、請求項７又は請求項８に
    記載の光通信システム。
11. 【請求項１１】 前記光基地局の光送信器の伝送速度
    は、１Ｇｂｐｓ以上１０Ｇｂｐｓ以下の範囲であり、 前記端末デバイスの光送信器の伝送速度は、１００Ｍｂ
    ｐｓ以上１Ｇｂｐｓ以下である、請求項７又は請求項８
    に記載の光通信システム。
12. 【請求項１２】 前記光基地局の光送信器の伝送速度
    は、１．２５Ｇｂｐｓ以上２．５Ｇｂｐｓ以下の範囲で
    あり、 前記端末デバイスの光送信器の伝送速度は、１５６Ｍｂ
    ｐｓ以上６２２Ｍｂｐｓ以下である、請求項７又は請求
    項８に記載の光通信システム。
13. 【請求項１３】 前記下り波長成分は、前記上り波長成
    分の各々よりも長波長である、請求項７又は請求項８に
    記載の光通信システム。
14. 【請求項１４】 前記下り波長成分は、１．４８マイク
    ロメートル以上１．７０マイクロメートル以下の範囲に
    あり、 前記上り波長成分の各々は、１．２マイクロメートル以
    上１．４マイクロメートル以下の範囲にある、請求項７
    又は請求項８に記載の光通信システム。
15. 【請求項１５】 前記下り波長成分は、１．５５マイク
    ロメートル波長帯にあり、 前記上り波長成分は、１．２６マイクロメートル以上
    １．３４マイクロメートル以下の範囲において約１０マ
    イクロメートル間隔で配置されている、請求項７又は請
    求項８に記載の光通信システム。