JP2006094519A - バス構造の受動型光加入者網 - Google Patents

Abstract

【課題】 人口密集度が低い地方小都市などに対して、経済的で、かつ、安定した光通信サービスを提供できるバス構造の受動型光加入者網を提供する。
【解決手段】 バス構造の受動型光加入者網２００であって、時分割多重化された互いに異なる波長を有する複数の下り光信号を波長分割多重化するとともに、上り光信号を受信するための中央基地局２１０と、この中央基地局２１０に接続された光線路上に直列に配置された複数の地域基地局２２０と、対応する下りチャネルを検出し、各々の上りチャネルを対応する地域基地局２２０に伝送するために当該対応する地域基地局２２０に接続された複数の加入者装置２３０とを備え、各地域基地局２２０は、対応する下り光信号を複数の下りチャネルに光分岐するとともに、上りチャネルを上り光信号に時分割多重化することによって上りチャンネルを中央基地局２１０に伝送する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、受動型光加入者網（Passive Optical Network）に関し、特に、複数の地域基地局を含む受動型光加入者網に関する。

受動型光加入者網は、複数の加入者装置に各々の波長を有する光信号を提供することにより、保安性が優れ、既設定された波長帯域を必要に応じて多重化して使用することにより、通信容量の拡充が比較的容易である利点を有している。

図１は、従来の波長分割多重方式の受動型光加入者網を示す図である。図１に示す従来の受動型光加入者網は、通信サービスを提供するための中央基地局（Central Office）１１０と、通信サービスの提供を受ける複数の加入者装置（Optical network unit）１３０−１〜１３０−Ｎと、中央基地局１１０と加入者装置１３０−１〜１３０−Ｎとを中継するための地域基地局（Remote Node）１２０とにより形成されている。

中央基地局１１０は、地域基地局１２０と単一光線路により接続された状態であり、加入者装置１３０−１〜１３０−Ｎに提供するための互いに異なる波長を有する下り光信号を多重化して地域基地局１２０に伝送する。また、中央基地局１１０は、地域基地局１２０で多重化された上り光信号を逆多重化して検出することもある。

地域基地局１２０は、中央基地局１１０で多重化された下り光信号を各々の波長で逆多重化し、該下り光信号を該加入者装置１３０−１〜１３０−Ｎに伝送する。さらに、加入者装置１３０−１〜１３０−Ｎで生成された上り光信号を多重化する。

各加入者装置１３０−１〜１３０−Ｎは、地域基地局１２０で逆多重化された対応する波長の下り光信号を受信するとともに、各々の上り光信号を生成して、地域基地局１２０に上り光信号を伝送する。

そして、このような従来の受動型光加入者網は、中央基地局が幹線光線路を介して地域基地局と接続され、地域基地局が各々の支線光線路を介して加入者装置と接続される二重（二つ）のスター型構造を有することから、複数の加入者装置が密集した都市地域などに一般的に用いられている。

しかしながら、従来の受動型光加入者網は、人口密度が相対的に低い地域では、地域基地局と各加入者装置との間の距離が遠くなるので、取付（設置）費用が高くなるなどの経済的な問題が生じ、通信サービスを効率良く提供することが困難である課題を有していた。

そこで、本発明は、人口密度が低い地方小都市などに対して、経済的で、かつ、安定した光通信サービスが提供できるバス構造の受動型光加入者網を提供することをその目的とする。

上記課題を解決するための本発明のバス構造の受動型光加入者網は、時分割多重化された互いに異なる波長を有する複数の下り光信号を波長分割多重化するとともに、上り光信号を受信するための中央基地局と、この中央基地局に接続される光線路上に直列に配置された複数の地域基地局と、対応する下りチャネルを検出し、各々の上りチャネルを対応する地域基地局に伝送するために前記対応する地域基地局に接続された複数の加入者装置とを備え、各地域基地局は、対応する下り光信号を複数の下りチャネルに光分岐するとともに、上りチャネルを上り光信号に時分割多重化して、中央基地局に伝送することを特徴とする。

本発明によれば、複数の地域基地局が、中央基地局との光線路上に直列に配置され、各地域基地局と加入者装置との間において時分割多重方式を適用した受動型光加入者ネットワークであるため、より多くの加入者装置を効率良く受容することが可能となる。

即ち、本発明の受動型光加入者ネットワークは、中央基地局に接続された単一光線路上に、複数の地域基地局が接続されたバス構造を有しているので、大都市よりも低い人口密度の中・小都市に対する両方向通信サービス提供の効率性及び経済性を向上させることが可能となる。

以下、本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために、公知機能や構成についての詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態におけるバス構造の受動型光加入者網を示す図である。本実施形態の受動型光加入者網２００は、時分割及び波長分割多重化された下り光信号（λ_１〜λ_Ｍ）を生成するための中央基地局２１０と、この中央基地局２１０に接続された光線路上（例えば、光ファイバ等の伝送路上）に直列に配置され、該下り光信号を光分岐するための複数の地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍと、該地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍに接続された複数の加入者装置２３０−１〜２３０−Ｎとで形成されている。即ち、本実施形態の中央基地局２１０は、時分割及び波長分割多重化された下り光信号を各地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍに伝送し、各地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍは、該波長の下り光信号を複数の下りチャネルに光分岐するとともに、各地域基地局に接続された複数の該加入者装置２３０−１〜２３０−Ｎに対して下り光信号を伝送する。

中央基地局２１０は、各下り光信号を生成するための複数の下り光源（downstream light source）２１２−１〜２１２−Ｍと、該波長の上り光信号を各々の上りチャネルに時分割逆多重化して検出するための複数の上り光受信機２１３−１〜２１３−Ｍと、多重化／逆多重化器２１１とを備えている。

また、各下り光源２１２−１〜２１２−Ｍとしては、既設定された波長（所定波長）の下り光信号を生成可能な半導体レーザー（Semiconductor Laser）または半導体光増幅器（Semiconductor optical amplifier）などを使用することができ、波長固定（wavelength-locked）の下り光信号を生成するためのファブリーペローレーザ（Fabry-Perot Laser）なども使用することができる。

また、各上り光受信機２１３−１〜２１３−Ｍは、該上り光信号を複数のチャネルに時分割して検出するために、バーストモードを使用するバーストモード受信機（Burst mode receiver）として構成することができる。

多重化／逆多重化器（Multiplexer／Demultiplexer）２１１は、下り光源から生成された下り光信号を波長分割多重化して地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍに伝送し、地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍから伝送された上り光信号（λ′_１〜λ′_Ｍ）を波長分割逆多重化して対応する上り光受信機２１３−１〜２１３−Ｍに伝送する。この多重化／逆多重化器２１１は、光導波路列格子（Arrayed Waveguide grating）または波長分割多重化フィルタ（WDM filter）を含むように構成することができる。

各地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍは、アド／ドロップ多重化器（Add／Drop Multiplexer）２２１と光分配器２２２とを備えている。各地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍは、中央基地局２１０で波長分割多重化された下り光信号の中から対応する波長の下り光信号を抽出するとともに、抽出された下り信号を複数の下りチャネルに光分岐して各加入者装置３３０−１〜３３０−Ｎに出力する。また、各地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍは、接続された該加入者装置２３０−１〜２３０−Ｎが生成した上りチャネルを既設定された波長（所定波長）を有する上り光信号に時分割多重化して中央基地局２１０に出力する。

図３は、図２に示された地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍの中の１つの地域基地局に含まれるアド／ドロップ多重化器２２１−ｊを示す図である。このアド／ドロップ多重化器２２１−ｊは、中央基地局２１０から出力された、多重化された下り光信号（λ_１〜λ_Ｍ）の中から対応する波長の下り光信号（λ_j）を抽出するとともに、時分割された上り光信号（λ′_j）を中央基地局２１０に出力する。図４は、図３に示されたアド／ドロップ多重化器２２１−ｊの透過特性を示すグラフである。このアド／ドロップ多重化器２２１−ｊは、図４に示すように、帯域幅の広いアド／ドロップフィルタ（Add／Drop Filter）を用いることにより、互いに異なる波長を有する下り信号及び上り光信号を抽出または追加することができる（即ち、光ファイバ等の伝送路に対して、特定の波長を有する信号を抽出したり、挿入したりすることができる）。

光分配器２２２は、該下り光信号を複数の下りチャネルに光分岐し、光ファイバ等の伝送路を介して接続される該加入者装置２３０−１〜２３０−Ｎに出力し、また、該加入者装置２３０−１〜２３０−Ｎが生成した上りチャネルを上り光信号に時分割多重化して、該アド／ドロップ多重化器２２１に伝送する。

加入者装置２３０−１の各々は、接続された該地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍから光分岐した該下りチャネルを検出するための下り光受信機２３３と、上りチャネルを生成するための上り光源２３２とを備え、さらに、接続された該地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍから入力を受けた該下りチャネルを下り光受信機２３３に出力し、上り光源２３２から生成された上りチャネルを該地域基地局２３０−１〜２３０−Ｍに出力するための波長選択結合器（wavelength selective coupler）２３１を備えている。

また、本実施形態の上り光受信機２１３−１〜２１３−Ｍ及び各下り光受信機２３３は、バーストモードを使用するバーストモード光受信機（Burst mode optical receiver）として構成することができる。

このように本実施形態では、複数の地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍの各々に複数の加入者装置が接続され、これら複数の地域基地局２２０−１〜２２０−Ｍが、１つの光ファイバ等の光線路上に接続されたバス構造となっているため、加入者装置間の距離が遠くても、コスト的に好適なネットワークを形成することが可能になる。

（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態におけるバス構造の受動型光加入者網を示す図である。本実施形態の受動型光加入者網３００は、時分割及び波長分割多重化された下り光信号（λ_１〜λ_Ｍ）を生成するための中央基地局３１０と、中央基地局３１０に接続された光線路上（光ファイバ等の伝送路上）に直列に配置され、該下り光信号を光分岐するための複数の地域基地局３２０−１〜３２０−Ｍと、該地域基地局３２０−１〜３２０−Ｍに接続された複数の加入者装置３３０−１〜３３０−Ｎとで形成されている。即ち、本実施形態の中央基地局３１０は、時分割及び波長分割多重化された下り光信号を各地域基地局３２０−１〜２２０−Ｍに伝送して、各地域基地局３２０−１〜３２０−Ｍは、該当する波長の下り光信号を複数の下りチャネルに光分岐し、接続された複数の該加入者装置３３０−１〜３３０−Ｎに伝送する。

中央基地局３１０は、時分割多重化された各下り光信号を生成するための複数の下り光源３１２−１〜３１２−Ｍと、該当する上り光信号を各々の上りチャネルに時分割逆多重化して検出するための複数の上り光受信機３１３−１〜３１３−Ｍと、下り光源３１２−１〜３１３−Ｍから生成された下り光信号を波長分割多重化して各地域基地局３２０−１〜３２０−Ｍに出力し、地域基地局３２０−１〜３２０−Ｍからの上り光信号を波長分割逆多重化して対応する上り光受信機３１３−１〜３１３−Ｍに出力するための多重化／逆多重化器３１１とを備えている。

また、本実施形態の各地域基地局３２０−１〜３２０−Ｍは、中央基地局３１０に接続される光線路上（光ファイバ等の伝送路上）に直列に配置され、かつ下り光分配器３２２と、上り光分配器３２３と、アド／ドロップ多重化器３２１とを含むように構成されている。

図６は、図５に示された地域基地局３２０−１〜３２０−Ｍの中の１つの地域基地局３２０−ｊに含まれるアド／ドロップ多重化器３２１−ｊを示す図である。このアド／ドロップ多重化器３２１−ｊは、該当する波長の下り光信号（λ_j）を抽出し、該当する上り光信号（λ′j）を中央基地局３１０に出力する。

図７は、図６に示されたアド／ドロップ多重化器３２１−ｊの透過特性を示すグラフである。図７に示すように、本実施形態のアド／ドロップ多重化器３２１は、２つの端子で各々の波長を反射させることができるアド／ドロップフィルタ（Add／Drop Filter）を用いることにより、互いに異なる波長を有する下り信号及び上り光信号を抽出または追加することができる。

各下り光分配器３２２は、該波長の下り光信号（λ_１〜λ_Ｍ）を複数の下りチャネルに光分岐し、接続された複数の加入者装置３３０−１〜３３０−Ｎの中の対応する加入者装置３３０−１〜３３０−Ｎに伝送する。また、各上り光分配器３２３は、複数の上りチャネルを上り光信号（λ′_１〜λ′_Ｍ）に時分割多重化し、このアド／ドロップ多重化器３２１に伝送する。

各加入者装置３３０−１〜３３０−Ｎは、該下り光分配器３２２から光分岐した下りチャネルの中から該下りチャネルを検出するための下り光受信機３３１と、上りチャネルを生成して該上り光分配器３２３に出力するための上り光源３３２とを備えている。

また、本実施形態の上り光受信機３１３−１〜３１３−Ｍ及び各下り光受信機３３１は、バーストモードの光受信機（Burst mode optical receiver）として構成することも可能である。

上述したように、本発明の詳細な説明では、具体的な実施形態に則して説明したが、特許請求の範囲に記載されるような本発明の精神及び範囲を外れることなく、形式や細部等についての種々の変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲及び記載と均等なものによって定められるべきである。

従来の波長分割多重方式の受動型光加入者網を示す図である。 本発明の第１の実施形態のバス構造の受動型光加入者網を示す図である。 図２に示された地域基地局の一部を示す図である。 図３に示されたアド／ドロップ多重化器の透過特性を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態のバス構造の受動型光加入者網を示す図である。 図５に示された地域基地局の一部を示す図である。 図６に示されたアド／ドロップ多重化器の透過特性を示すグラフである。

符号の説明

２００ 受動型光加入者網
２１０ 中央基地局
２１１ 多重化／逆多重化器
２１２ 下り光源
２１３ 上り光受信機
２２０ 地域基地局
２２１ アド／ドロップ多重化器
２２２ 光分配器
２３０ 加入者装置
２３１ 波長選択結合器
２３２ 上り光源
２３３ 下り光受信機

Claims (11)

1. 時分割多重化された互いに異なる波長を有する複数の下り光信号を波長分割多重化し、上り光信号を受信するための中央基地局と、
   前記中央基地局に接続される光線路上に直列に配置された複数の地域基地局と、
   対応する下りチャネルを検出し、各々の上りチャネルを対応する地域基地局に伝送するために前記対応する地域基地局に接続された複数の加入者装置とを有し、
   前記各地域基地局は、対応する下り光信号を複数の下りチャネルに光分岐するとともに、上りチャネルを上り光信号に時分割多重化することによって前記上りチャンネルを前記中央基地局に伝送することを特徴とするバス構造の受動型光加入者網。
2. 前記中央基地局は、
   前記各下り光信号を生成するための複数の下り光源と、
   対応する上り光信号を検出するための複数の上り光受信機と、
   前記下り光源から生成された前記下り光信号を多重化して前記地域基地局に伝送するとともに、前記地域基地局から受信した上り光信号を逆多重化して該上り光受信機に出力するための多重化／逆多重化器とを有することを特徴とする請求項１に記載のバス構造の受動型光加入者網。
3. 前記各上り光受信機は、対応する上り光信号から時分割された各々の上りチャネルを検出するためのバーストモード光受信機であることを特徴とする請求項２に記載の受動型光加入者網。
4. 前記各地域基地局は、
   多重化された下り光信号の中から対応する波長の下り光信号を抽出して、時分割多重化された前記上り光信号を前記中央基地局に出力するためのアド／ドロップ多重化器と、
   対応する下り光信号を複数の下りチャネルに光分岐して接続された各加入者装置に出力し、前記各加入者装置から伝送された上りチャネルを上り光信号に時分割多重化して前記アド／ドロップ多重化器に出力する光分配器とを有することを特徴とする請求項１に記載のバス構造の受動型光加入者網。
5. 前記各加入者装置は、
   対応する下りチャネルを検出するための下り光受信機と、
   上りチャネルを生成するための上り光源と、
   接続された該地域基地局から伝送された対応する下りチャネルを前記下り光受信機に出力して、前記上り光源から生成された前記上りチャネルを対応すする地域基地局に出力するための波長選択結合器とを有することを特徴とする請求項１に記載のバス構造の受動型光加入者網。
6. 前記下り光受信機は、バーストモード受信機であることを特徴とする請求項５に記載のバス構造の受動型光加入者網。
7. 時分割多重化された互いに異なる波長を有する複数の下り光信号を波長分割多重化するとともに、上り光信号を受信するための中央基地局と、
   対応する波長の下り光信号を抽出し、前記上り光信号を前記中央基地局に出力するためのアド／ドロップ多重化器と、対応する下り光信号を複数の下りチャネルに光分岐するための下り光分配器と、複数の上りチャネルを上り光信号に時分割多重化して前記アド／ドロップ多重化器に出力する上り光分配器とを備え、前記中央基地局に接続された光線路上に直列に配置された複数の地域基地局と、
   対応する下りチャネルを検出し、各々の上りチャネルを対応する地域基地局に出力するために前記対応する地域基地局に接続された複数の加入者装置とを有することを特徴とするバス構造の受動型光加入者網。
8. 前記中央基地局は、
   前記各下り光信号を生成するための複数の下り光源と、
   対応する上り光信号を上りチャネルに分割し、各々の上りチャンネルを検出するための複数の上り光受信機と、
   前記下り光源から生成された前記下り光信号を多重化して前記地域基地局に伝送するとともに、前記地域基地局から伝送された上り光信号を逆多重化して該上り光受信機に出力するための多重化／逆多重化器とを有することを特徴とする請求項７に記載のバス構造の受動型光加入者網。
9. 前記各加入者装置は、
   前記下り光分配器で光分岐された前記下りチャネルの中から対応する下りチャネルを検出するための下り光受信機と、
   上りチャネルを生成して前記上り光分配器に出力するための上り光源とを有することを特徴とする請求項７に記載のバス構造の受動型光加入者網。
10. 前記アド／ドロップ多重化器は、フィルタ型波長分割多重化器を含み、
    前記アド／ドロップ多重化器は、多重化された前記下り光信号の中から対応する波長の下り光信号を抽出して対応する下り光分配器に出力するとともに、対応する上り光分配器で時分割多重化された前記上り光信号を多重化して前記中央基地局に出力することを特徴とする請求項７に記載のバス構造の受動型光加入者網。
11. 前記上り光受信機は、バーストモード受信機であることを特徴とする請求項７に記載のバス構造の受動型光加入者網。

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