JP2008131592A - Optical communication system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光通信信号に光映像信号が波長多重される一芯双方向の受動型ネットワーク(PON;Passive Optical Network)による、光通信システムに関するものである。 The present invention relates to an optical communication system based on a passive optical network (PON) in which an optical video signal is wavelength-multiplexed with an optical communication signal.
近年の爆発的なインターネットの普及により、アクセス系光伝送技術における高速度化、高密度化が益々期待されている。また、アクセス系光ファイバの普及度は、飛躍的に向上しており、伝送路の効率的使用の観点からPON技術に使用される上り1310nm、下り1490nm帯の波長信号光に加え、1550nm帯の波長信号光を用いたアナログ映像配信技術が盛んに研究されている。 With the explosive spread of the Internet in recent years, higher speed and higher density in access optical transmission technology are expected more and more. In addition, the spread of access optical fibers has dramatically improved. From the viewpoint of efficient use of transmission lines, in addition to the wavelength signal light in the upstream 1310 nm and downstream 1490 nm bands used in the PON technology, Analog video distribution technology using wavelength signal light has been actively researched.
このような光通信信号に映像信号が波長多重される一芯双方向のPONシステムでは、局側装置(OLT;Optical Line Terminal)から配信される下り信号が、分布帰還形FPレーザによって電気信号から光信号に変換された後、波長1490nm帯で出力が2mW程度の搬送波で光伝送路内を伝送する。また、1550nm帯の光信号搬送波にAM変調が施された映像ソースのアナログ映像信号は、波長選別性を有する光合波器によって下り信号と合波され、一芯の幹線光ファイバに伝送される。 In such a single-core bidirectional PON system in which a video signal is wavelength-multiplexed with such an optical communication signal, a downstream signal distributed from a station side device (OLT; Optical Line Terminal) is converted from an electrical signal by a distributed feedback FP laser. After being converted into an optical signal, it is transmitted in the optical transmission line by a carrier wave having an output of about 2 mW in the wavelength 1490 nm band. Also, the analog video signal of the video source in which AM modulation is applied to the optical signal carrier wave in the 1550 nm band is combined with the downstream signal by the optical multiplexer having wavelength selection property, and transmitted to the single-core trunk optical fiber.
一方、加入者側装置(ONU;Optical Network Unit)からOLTへ送信される上り信号は、波長1310nmの光源に変調を施された後に出力され、各ONUからの上り信号が光合波器によって合波されて幹線光ファイバに伝送される。この幹線光ファイバに接続する光分岐局では、幹線光ファイバを通ってきたアナログ映像信号光と下り信号とを波長毎に分波して各ONUへ供給する。 On the other hand, an upstream signal transmitted from a subscriber side device (ONU; Optical Network Unit) to the OLT is output after being modulated by a light source having a wavelength of 1310 nm, and the upstream signal from each ONU is multiplexed by an optical multiplexer. And transmitted to the trunk optical fiber. In the optical branching station connected to the trunk optical fiber, the analog video signal light and the downlink signal that have passed through the trunk optical fiber are demultiplexed for each wavelength and supplied to each ONU.
また、加入者による広帯域化の要求に伴い、IEEE802.3ahをベースとしたギガビット伝送が可能なGE−PON(Gigabit Ethernet(登録商標)-PON)システムが開発されている。例えば、特許文献1に開示されるGE−PONによる光通信システムでは、OLTに対してONUから伝送されるアイドルパターンデータを、OLTにより低レベルの光信号として伝送されるデータに変換する。これにより、帯域幅を割り当てられたONUとOLTがデータ送受信する間、帯域幅が割り当てられていない他のONUからのアイドルパターンデータの衝突により発生するデータ損失を解消している。
In addition, with the demand for broadband by subscribers, a GE-PON (Gigabit Ethernet (registered trademark) -PON) system capable of gigabit transmission based on IEEE 802.3ah has been developed. For example, in an optical communication system using GE-PON disclosed in
従来のPONによる光通信システムでは、OLTからONUへ送信されるCSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)方式のアイドル信号、つまりOLTからONUへの下り方向のデータがない場合に送信されるアイドルパターン信号が固定ビットパターンであるため、物理層では同じパターンが繰り返されることになる。このように同じパターンが繰り返されると、物理層としての光信号において特定のスペクトルが強く現れる。 In a conventional optical communication system using PON, an idle signal of CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) method transmitted from the OLT to the ONU, that is, when there is no downlink data from the OLT to the ONU is transmitted. Since the idle pattern signal is a fixed bit pattern, the same pattern is repeated in the physical layer. When the same pattern is repeated in this way, a specific spectrum appears strongly in the optical signal as the physical layer.
例えば、下り1490nm帯で所定周波数(62.5MHz)のアイドルパターンデータを伝送する場合、このアイドル信号と1550nm帯のアナログ映像信号とが同時に幹線光ファイバを導通すると、波長1490nm帯の光波が光ファイバを構成する石英に吸収され、石英の格子振動による誘導ラマン散乱で波長1550nmの光波が放射される。このアイドル信号に起因する波長1550nmの光波には、上記所定周波数の基本高調波とその逓倍波があり、高調波の周波数成分が映像信号に近接して発生すると、映像信号に対する妨害波となって映像信号が歪み漏話(クロストーク)となって映像を劣化させる。 For example, when transmitting idle pattern data having a predetermined frequency (62.5 MHz) in the downstream 1490 nm band, if the idle signal and the analog video signal in the 1550 nm band are simultaneously conducted through the trunk optical fiber, the light wave in the wavelength 1490 nm band is transmitted through the optical fiber. The light wave having a wavelength of 1550 nm is emitted by stimulated Raman scattering due to the lattice vibration of quartz. The light wave having a wavelength of 1550 nm caused by the idle signal includes a fundamental harmonic of the predetermined frequency and its multiplied wave, and if a harmonic frequency component is generated in the vicinity of the video signal, it becomes an interference wave for the video signal. The video signal becomes distortion crosstalk (crosstalk) and degrades the video.
なお、特許文献1のシステムは、アイドルパターンデータをOLTにより低レベルの光信号として伝送されるデータに変換するものであるが、上述のようなアイドル信号による誘導ラマン散乱は考慮されておらず、これに起因する漏話を防止することはできない。
In addition, although the system of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、光ファイバにおける誘導ラマン散乱等の非線型光学効果に起因する漏話を軽減し、波長多重する映像信号等の信号品質を向上させることができる光通信システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and reduces crosstalk caused by nonlinear optical effects such as stimulated Raman scattering in an optical fiber and improves signal quality of a wavelength-multiplexed video signal or the like. An object of the present invention is to obtain an optical communication system that can be used.
この発明に係る光通信システムは、局側装置と、複数の加入者側装置とを備え、局側装置と加入者側装置との間を光合分波器を介して一芯の光伝送路で接続した光通信システムにおいて、局側装置が、加入者側装置への下り信号から周期的な固定ビットパターンを繰り返す信号を検出する精査部と、精査部により検出された信号に対して周期的な固定ビットパターンの代わりに周期性のないダミーデータを挿入するダミーデータ挿入部とを備えるものである。 An optical communication system according to the present invention includes a station-side device and a plurality of subscriber-side devices, and a single-core optical transmission path is provided between the station-side device and the subscriber-side device via an optical multiplexer / demultiplexer. In the connected optical communication system, the station side device detects a signal that repeats a periodic fixed bit pattern from the downlink signal to the subscriber side device, and the signal detected by the scrutiny unit is periodic. And a dummy data insertion unit for inserting dummy data having no periodicity instead of the fixed bit pattern.
この発明によれば、局側装置が、加入者側装置への下り信号から周期的な固定ビットパターンを繰り返す信号を検出する精査部と、精査部により検出された信号に対して周期的な固定ビットパターンの代わりに周期性のないダミーデータを挿入するダミーデータ挿入部とを備えたので、特定周波数の信号(例えば、波長1550nm帯の信号光を用いたアナログ映像信号)に非線型光学効果による影響を与える周期的な固定ビットパターンを繰り返す信号(例えば、波長1490nm帯の光波を用いたCSMA/CD方式のアイドル信号)が、周期性のないダミーデータ(例えば、スクランブルデータ)となることから、当該非線形光学効果による影響を抑制することができる。これにより、例えば一芯の光伝送路における誘導ラマン効果などの非線型光学効果に起因した漏話を軽減することができ、波長多重する映像信号等の信号品質を向上させることができるという効果がある。 According to the present invention, the station side device detects a signal that repeats a periodic fixed bit pattern from the downlink signal to the subscriber side device, and the periodic fixing for the signal detected by the review unit Since a dummy data insertion unit for inserting dummy data having no periodicity instead of a bit pattern is provided, a non-linear optical effect is applied to a signal of a specific frequency (for example, an analog video signal using a signal light having a wavelength of 1550 nm). Since a signal (for example, a CSMA / CD idle signal using a light wave having a wavelength of 1490 nm) that repeats a periodic fixed bit pattern that has an influence becomes dummy data (for example, scrambled data) having no periodicity, The influence by the nonlinear optical effect can be suppressed. As a result, for example, crosstalk caused by nonlinear optical effects such as the stimulated Raman effect in a single optical transmission line can be reduced, and the signal quality of video signals and the like that are wavelength-multiplexed can be improved. .
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による光通信システムの構成を示す図であり、本発明を光通信信号に映像信号を波長多重する一芯双方向のGE−PONシステムに適用した場合を示している。通信用OLT(局側装置)1aと映像用OLT1bは、光伝送路2a,2bを介してそれぞれWDMカプラ4の上位側に接続する。また、WDMカプラ4の下位側には、4対1の光合分波器7、これから分岐する幹線光ファイバ伝送路(一芯の光伝送路)3、及びWDMカプラ5が順次接続している。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an optical communication system according to
通信用ONU6a及び映像用ONU6bは、WDMカプラ5の下位側に光伝送路を介して接続している。通信用OLT1aは、該通信用OLT1aと上位ネットワーク9との間における接続インタフェースであるGE−PON NNI(Network Node Interface)8を介して上位ネットワーク9の上位装置と接続している。
The
本発明では、上位ネットワーク9からOLT1a,1bを経由してOLT6a,6bへ伝送される信号を下り信号とし、下位ネットワークの下位装置からOLT6a,6b及びOLT1a,1bを経由して上位ネットワーク9へ伝送される信号を上り信号とする。
In the present invention, a signal transmitted from the
通信用OLT1aから伝送される下り信号Aは、波長1490nm帯の出力を+4dBm(2mW)程度の光信号搬送波で光伝送路2aを伝送する。映像用OLT1bから伝送される映像信号Bは、波長1550nm帯の光信号搬送波にAM変調が施された映像ソースのアナログ映像信号である。この映像信号Bは、光伝送路2bを介して波長選別性を有するWDMカプラ4に入力され、WDMカプラ4によって通信用OLT1aからの下り信号Aと合波され、光合分波器7を介して一芯の幹線光ファイバ伝送路3を伝送する。
The downstream signal A transmitted from the
WDMカプラ5は、幹線光ファイバ伝送路3を伝送されてきた下り信号Aの信号光とアナログ映像信号Bの信号光とを波長ごとに分波し、通信用ONU6aに下り信号A、映像用ONU6bに映像信号Bを出力する。映像用ONU6bでは、映像信号Bを受信して映像が再生される。通信用ONU6aから通信用OLT1aへ送信される上り信号Cは、波長1310nm帯の光信号搬送波に変調を施したものであり、WDMカプラ5を介して幹線光ファイバ伝送路3を伝送する。
The WDM coupler 5 demultiplexes the signal light of the downstream signal A and the signal light of the analog video signal B transmitted through the trunk optical
図2は、図1中の通信用OLTの構成を示すブロック図である。図2において、通信用OLT1aは、O/E変換部10、SERDES12、FPGA14、及びGigaPHY15を備える。O/E変換部10は、WDMカプラ11を内蔵しており、該WDMカプラ11で光伝送路2aを伝搬する光信号から波長1310nm帯の上り信号Cを分波し、この上り信号Cの信号光を電気信号に変換してSERDES12に出力する。また、O/E変換部10は、SERDES12を介して入力した上位ネットワーク9からの電気信号を波長1490nm帯の下り信号Aに変換して光伝送路2aに出力する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the communication OLT in FIG. In FIG. 2, the
SERDES12は、シリアル−パラレル変換器であるシリアライザ/デシリアライザであって、上位ネットワーク9からの電気信号をシリアル化したり、下位ネットワークからのシリアル信号をパラレル化する。PON LSI13は、本実施の形態1による光アクセスシステムのPON制御を行う構成であり、ONUに対する通信帯域の割り当て等の処理を実行する。
The SERDES 12 is a serializer / deserializer that is a serial-parallel converter, and serializes an electrical signal from the
また、FPGA(Field Programmable Gate Array)14は、プログラミングにより再構成が可能なデバイスである。本実施の形態1によるFPGA14は、PON制御回路、フレーム精査部(精査部)16及びダミーフレーム生成部(ダミーデータ挿入部)17を構成する。不図示のPON制御回路は、PON LSI13とGigaPHY15の間の信号を中継したり、アイドルパターンデータを送出する。フレーム精査部16は、下り信号のフレームを精査する。ダミーフレーム生成部17は、ダミーフレームを挿入する。なお、アイドルパターンデータとしては、例えばイーサネット(登録商標)のアイドル信号であるK28.5パターン(0011111010)がある。
An FPGA (Field Programmable Gate Array) 14 is a device that can be reconfigured by programming. The
GigaPHY15は、通信用OLT1aの物理層として機能する構成であって、入力した上り信号を上位ネットワーク9側のGE−PON NNI8の仕様に合致した信号に変換したり、下り信号をFPGA14のフレーム精査部16で取り扱い可能な信号に変換する。
The GigaPHY 15 is configured to function as a physical layer of the
フレーム精査部16は、下り信号のフレームを精査し、その結果に基づいてダミーフレーム生成部17を制御する。例えば、下り信号における主信号IFG(Inter Frame Gap=MAC(Media Access Control)パケット間隔)をチェックし、IFGのバイトサイズが所定値(例えば、84バイト)以上の場合、この間のアイドルパターンデータが映像信号に影響を与えるものと判定して、ダミーフレーム生成部17を制御して該当部分にダミーフレームを挿入させる。
The
ダミーフレーム生成部17は、フレーム精査部16によって下り信号中にアイドルパターンデータが検出されると、GE−PON NNI8側からダミーフレームを挿入する。ダミーフレームとして、例えばフレーム長を72バイト、DA(Destination Address)をブロードキャスト、EtherTypeを0x0800(IPv4)としたブロードキャストフレーム(送信先MACアドレスが全てビット値1)に変換し、スクランブルデータを充填してPON LSI13に出力する。
The dummy frame generator 17 inserts a dummy frame from the GE-
本発明におけるスクランブルとは、固定ビットパターンであるアイドルパターンデータをスクランブル符号化することで、ランダムパターンに変換することをいう。これにより、周期的なアイドルパターンデータによる特定周期のスペクトルの発生が抑えられる。 In the present invention, scramble refers to conversion to a random pattern by scrambling encoding idle pattern data that is a fixed bit pattern. Thereby, generation | occurrence | production of the spectrum of the specific period by periodic idle pattern data is suppressed.
なお、スクランブル符号化としては、ある変換則に従って原信号列を異なる信号列に変換し、原信号列のマーク率(ディジタル符号の「1」が出現する確率)に無関係に、マーク率がほぼ1/2のランダムな信号列とする。例えば、ダミーフレーム生成部17で生成されるパターンと原信号列との排他的論理和をとることにより、アイドルパターンデータデータがスクランブル符号化される。 In the scramble coding, the original signal sequence is converted into a different signal sequence according to a certain conversion rule, and the mark rate is approximately 1 regardless of the mark rate of the original signal sequence (probability of appearance of “1” of the digital code). A random signal sequence of / 2. For example, the idle pattern data is scrambled by taking the exclusive OR of the pattern generated by the dummy frame generation unit 17 and the original signal sequence.
図3は、図1中のONUの構成を示すブロック図である。図3において、通信用ONU6aは、O/E変換部18、SERDES20、及びフレームフィルタ21を備える。O/E変換部18は、WDMカプラ19を内蔵しており、該WDMカプラ19で光伝送路を伝搬する光信号から波長1490nm帯の下り信号Aを分波し、この下り信号Aの信号光を電気信号に変換してSERDES20に出力する。また、O/E変換部18は、SERDES20を介して入力した下位ネットワークからの電気信号を波長1310nm帯の上り信号Cに変換して光伝送路に出力する。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the ONU in FIG. In FIG. 3, the
SERDES20は、シリアライザ/デシリアライザであって、下位ネットワークからの電気信号をシリアル化したり、上位ネットワーク9からのシリアル信号をパラレル化する。フレームフィルタ21は、ダミーフレームのデータを下位ネットワーク側に通過させないようにフィルタリングする。例えば、OLT1aでアイドル信号を変換したブロードキャストフレームを検出すると、該ブロードキャストフレームに対してフィルタリングを実施する。
The
次に動作について説明する。
FPGA14で構成されたPON制御回路(不図示)から出力される下り信号となるパラレルデータは、フレーム精査部16に入力される。フレーム精査部16では、下り信号における主信号IFGをチェックし、IFGのバイトサイズが所定値以上であると、この間のアイドルパターンデータが映像信号に影響を与えるものと判定する。これにより、フレーム精査部16の制御の下、ダミーフレーム生成部17が、当該アイドルパターンデータにダミーフレームを挿入する。
Next, the operation will be described.
Parallel data serving as a downstream signal output from a PON control circuit (not shown) configured by the
図4は、ダミーフレームの挿入処理を説明するための図である。図4に示すように、PON制御回路から出力されるアイドルパターンデータは、固有のビットパターンが周期62.5MHzで繰り返される。そこで、フレーム精査部16による主信号IFGのチェックで所定値以上の繰り返しが検出されてダミーフレームの挿入が必要と判断されると、ダミーフレーム生成部17が、以降のアイドルパターンデータにダミーフレームを挿入し、スクランブルデータ22を充填する。
FIG. 4 is a diagram for explaining dummy frame insertion processing. As shown in FIG. 4, the idle pattern data output from the PON control circuit has a unique bit pattern repeated at a cycle of 62.5 MHz. Therefore, when it is determined that the repetition of a predetermined value or more is detected in the main signal IFG check by the
図4に示す例では、1.25Gbpsの伝送速度で伝送される下り信号のうちアイドルパターンデータが0.8ns連続すると(アイドルパターンデータの固定ビットパターンが2連続すると)、ダミーフレームの挿入が必要と判断される。これにより、ダミーフレーム生成部17は、以降のアイドルパターンデータにダミーフレームとしてブロードキャストフレームを挿入し、アイドルパターンデータの固定ビットパターンをスクランブル符号化して変換したランダムパターンであるスクランブルデータ22を当該ブロードキャストフレームに充填する。このようにして、アイドルパターンデータの周期的な固定ビットパターンがスクランブルデータに変換され、この固定ビットパターンの繰り返しに起因した周波数成分が平滑化される。
In the example shown in FIG. 4, when idle pattern data is transmitted for 0.8 ns in the downstream signal transmitted at a transmission rate of 1.25 Gbps (when two fixed bit patterns of idle pattern data are consecutive), a dummy frame needs to be inserted. It is judged. Thereby, the dummy frame generation unit 17 inserts a broadcast frame as a dummy frame into the subsequent idle pattern data, scrambles the fixed bit pattern of the idle pattern data, and converts the scrambled
スクランブルデータ22が充填された下り信号は、PON LSI13により帯域を割り当てられたONUへの送信データとされ、SERDES12によりシリアル化された後、O/E変換部10により波長1490nm帯の光信号に変換されて光伝送路2aに出力される。一方、下りの映像信号も映像用OLT1bから変調信号として出力され、波長1550nm帯の光信号として光伝送路2bに伝送される。
The downstream signal filled with the scrambled
これらの光信号は、WDMカプラ4で波長多重され、光カプラ7を介して1芯の幹線光ファイバ伝送路3中を伝送する。伝送された光信号は、WDMカプラ5で波長分離が行われ、データ通信用の光信号と映像用の光信号に分離された後、それぞれ通信用ONU6a、映像用ONU6bに入力される。
These optical signals are wavelength multiplexed by the
ONU6aでは、O/E変換部18内のWDMカプラ19で光伝送路を伝搬する光信号から波長1490nm帯の下り信号Aを分波し、この下り信号Aの信号光を電気信号に変換してSERDES20に出力する。SERDES20では、O/E変換部18からのシリアルデータをパラレルデータに変換し、フレームフィルタ21に出力する。
In the
フレームフィルタ21では、ダミーフレームのデータを下位ネットワーク側に通過させないようにフィルタリングする。例えば、受信したフレームのSA(Source Address)を検出し、該SAがブロードキャストアドレスであると、スクランブルデータ22を充填したブロードキャストフレームであると判断し、フレームフィルタ21でフィルタリングして廃棄する。
The
なお、実データが伝送されている間は、アイドルパターンデータの伝送がなく、ダミーフレームが挿入されることもない。従って、通信用OLT1aでは、データ通信信号の実データが得られればよいので、通信用OLT1aにおいて、フレームフィルタ21が必須の構成ではない。
While actual data is being transmitted, idle pattern data is not transmitted and no dummy frame is inserted. Therefore, the
また、映像用ONU6bでは、O/E変換部で光信号から電気信号に変換され、当該映像信号を再生する下位ネットワーク側装置に出力される。このとき、上述のようにして、映像信号に影響を与えるアイドルパターンデータの周波数成分が平滑化されてアナログ映像信号に重畳されるクロストークが改善されていることから、映像用ONU6bに受信される映像信号の品質を向上させることができる。
In the
次にOLTで下り信号としてアイドルパターンデータを伝送する割合(アイドルパターン発生率)に対するCNR(Carrier-to-Noise Ratio)測定結果を説明する。
図5は、映像信号を模擬した模擬キャリア信号とアイドルパターンによる線スペクトルを示すグラフである。CNRの測定は、図1に示すシステムにおいて、通信用OLT1aの出力を+4.3dBm、映像用OLT1bのアナログ映像出力を+19dBm、幹線光ファイバ伝送路3の光ファイバ長が10kmの条件で行っている。
Next, a CNR (Carrier-to-Noise Ratio) measurement result with respect to a ratio (idle pattern occurrence rate) of transmitting idle pattern data as a downlink signal by OLT will be described.
FIG. 5 is a graph showing a line spectrum by a simulated carrier signal simulating a video signal and an idle pattern. In the system shown in FIG. 1, the CNR measurement is performed under the condition that the output of the
また、アナログ映像信号を模擬した1550nmの光(模擬キャリア信号)は、CNRを測定するために50MHzのサイン波で変調(変調度5.6%)し、映像用OLT1b内の不図示の光ファイバアンプ(EDFA)で+19dBmまで増幅している。通信用OLT1aでは、アイドルパターンデータの固定ビットパターンのみを波長1490nm帯の光信号として出力する(アイドルパターン発生率100%)。
In addition, 1550 nm light (simulated carrier signal) simulating an analog video signal is modulated with a 50 MHz sine wave (modulation factor 5.6%) to measure CNR, and an optical fiber (not shown) in the
CNRは、図5に示すように、5.6%で変調した模擬キャリア信号と、通信用OLT1aからの波長1490nm帯の光信号によるアイドルパターンに起因する線スペクトルとの強度比から測定した。図5から、変調周波数を挿引(スイープ)することにより、アイドルパターンに起因する線スペクトルが、62.5MHz、125MHz、187.5MHzに発生しているのがわかる。特に、周波数62.5MHzの線スペクトルは、模擬キャリア信号の周波数50MHzに近接しており、漏話の原因となる。
As shown in FIG. 5, the CNR was measured from the intensity ratio between the simulated carrier signal modulated at 5.6% and the line spectrum caused by the idle pattern of the optical signal in the wavelength 1490 nm band from the
図6は、アイドルパターン発生率に対するCNRの測定結果を示すグラフである。図6では、通信用OLT1aにおいて、上述した処理を施してアイドルパターンデータの固定ビットパターンをスクランブルデータに変換することにより、アイドルパターン発生率を変化させた場合におけるCNRの測定結果を示している。
FIG. 6 is a graph showing measurement results of CNR with respect to the idle pattern occurrence rate. FIG. 6 shows a CNR measurement result when the idle pattern occurrence rate is changed by performing the above-described processing and converting the fixed bit pattern of the idle pattern data into scrambled data in the
図6に示すように、アイドルパターン発生率を下げることによりCNRが著しく改善しているのがわかる。例えば、アイドルパターン発生率が100%である場合と比較して、アイドルパターン発生率が20%の場合では、周波数62.5MHzの線スペクトルによるCNRが9.2dB、周波数125MHzの線スペクトルによるCNRが10.0dB改善する。
As shown in FIG. 6, it can be seen that the CNR is remarkably improved by lowering the idle pattern occurrence rate. For example, compared with the case where the idle pattern occurrence rate is 100%, when the idle pattern occurrence rate is 20%, the CNR based on the line spectrum of the frequency 62.5 MHz is 9.2 dB and the CNR based on the line spectrum of the
以上のように、この実施の形態1によれば、波長1550nm帯のアナログ映像信号による光信号と波長多重される波長1490nm帯の光信号の通信データのうち、固定のビットパターンが周期的に繰り返されるアイドルパターンデータを検出するフレーム精査部16と、検出されたアイドルパターンデータにダミーフレームを挿入するダミーフレーム生成部17とを備えたので、波長1490nm帯の光信号として出力されるアイドルパターンデータに起因した光ファイバにおける非線型光学効果を抑制することができる。これにより、上記非線型光学効果に起因した漏話を軽減し、波長多重する映像信号等の信号品質を向上させることができる。
As described above, according to the first embodiment, the fixed bit pattern is periodically repeated in the communication data of the optical signal of the wavelength 1490 nm band multiplexed with the optical signal of the analog video signal of the wavelength 1550 nm band. The
実施の形態2.
図7は、この発明の実施の形態2による光通信システムの構成を示す図であり、上記実施の形態1と同様に光通信信号に映像信号を波長多重する一芯双方向のGE−PONシステムに適用した場合を示している。図7において、図1と同一又はこれに相当する構成要素には、同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an optical communication system according to the second embodiment of the present invention. As in the first embodiment, a single-core bidirectional GE-PON system that wavelength-multiplexes a video signal with an optical communication signal. The case where it applies to is shown. In FIG. 7, the same or equivalent components as those in FIG.
図7において、実施の形態2のシステムでは、上記実施の形態1で示したシステム構成と異なり、通信用OLT1aとWDMカプラ4の間に4対1の光合分波器(出力低下手段)23を設けている。光合分波器23は、波長選別性のない光合分波器であり、光伝送路2aを伝搬する光信号が光合分波器23を通過することで、光信号出力が4分の1に減少する。例えば、通信用OLT1aの出力が+4dBm(2mW)であれば、光合分波器23によって0.5mW程度のサブmWまで出力を低下させる。
In FIG. 7, in the system of the second embodiment, unlike the system configuration shown in the first embodiment, a 4-to-1 optical multiplexer / demultiplexer (output reduction means) 23 is provided between the
次に、上記実施の形態1と同様に、OLTで下り信号としてアイドルパターンデータを伝送する割合(アイドルパターン発生率)に対するCNR(Carrier-to-Noise Ratio)測定結果を説明する。
図8は、アイドルパターン発生率に対するCNRの測定結果を示すグラフである。CNRの測定は、図1及び図7に示すシステムにおいて、上記実施の形態1と同様に、通信用OLT1aの出力を+4.3dBm、映像用OLT1bのアナログ映像出力を+19dBm、幹線光ファイバ伝送路3の光ファイバ長が10kmの条件で行っている。
Next, similarly to the first embodiment, a CNR (Carrier-to-Noise Ratio) measurement result with respect to a ratio (idle pattern occurrence rate) of transmitting idle pattern data as a downlink signal by OLT will be described.
FIG. 8 is a graph showing the measurement result of CNR with respect to the idle pattern occurrence rate. In the system shown in FIGS. 1 and 7, the CNR measurement is performed in the same manner as in the first embodiment. The output of the
また、アナログ映像信号を模擬した1550nmの光(模擬キャリア信号)は、CNRを測定するために50MHzのサイン波で変調(変調度5.6%)し、映像用OLT1b内の不図示の光ファイバアンプ(EDFA)で+19dBmまで増幅している。通信用OLT1aでは、アイドルパターンデータの固定ビットパターンのみを波長1490nm帯の光信号として出力する(アイドルパターン発生率100%)。CNRは、5.6%で変調した模擬キャリア信号と、通信用OLT1aからの波長1490nm帯の光信号によるアイドルパターンに起因する線スペクトルとの強度比から測定した。
In addition, 1550 nm light (simulated carrier signal) simulating an analog video signal is modulated with a 50 MHz sine wave (modulation factor 5.6%) to measure CNR, and an optical fiber (not shown) in the
図8では、上記実施の形態1と同様に、通信用OLT1aにおいて、上述した処理を施してアイドルパターンデータの固定ビットパターンをスクランブルデータに変換することにより、アイドルパターン発生率を変化させた場合におけるCNRの測定結果を示している。
In FIG. 8, as in the first embodiment, in the
上記実施の形態1と異なる点として、四角のプロットが、図7に示す光合分波器23によって、通信用OLT1aの出力を4つに分岐してサブmWオーダーまで電力レベルを低下させた場合を示しており、菱形のプロットが図2と同様に通信用OLT1aの出力を分岐させずにWDMカプラ4まで伝送した場合を示している。
The difference from the first embodiment is that the square plot is obtained by branching the output of the
図8に示すように、アイドルパターン発生率を下げることでCNRが改善しているが、光合分波器23によって通信用OLT1aの出力を分岐することにより、さらにCNRが改善されていることがわかる。例えば、アイドルパターン発生率が100%である場合、分岐無しと1×4分岐では、周波数62.5MHzの線スペクトルによるCNRが10.2dB改善し、アイドルパターン発生率が20%の場合では、分岐無しと1×4分岐で、1×4分岐するとCNRが10.6dB改善する。
As shown in FIG. 8, the CNR is improved by lowering the idle pattern occurrence rate, but it can be seen that the CNR is further improved by branching the output of the
以上のように、この実施の形態2によれば、通信用OLT1aの出力を下げる光合分波器23を設けたので、アナログ映像信号による波長1550nm帯の光信号と波長多重される、アイドルパターンデータを含む波長1490nm帯の光信号の電力レベルを低下させることができる。これにより、波長1490nm帯の信号光を励起光源とするラマン効果の利得が低減し、波長1550nm帯にて伝送するアナログ映像信号に重畳されるクロストークが改善され、映像信号の品質向上を図ることができる。
As described above, according to the second embodiment, since the optical multiplexer /
また、上記実施の形態2では、通信用OLT1aの出力側(下位ネットワーク側)に光合分波器23を接続する構成を示したが、図9に示すように固定減衰器(減衰器、出力低下手段)24を設けても良い。固定減衰器24は、光合分波器23と同様に通信用OLT1aの出力をサブmWオーダーまで低下させる機能を有する。この構成によっても、上記実施の形態2と同様の効果を得ることができる。なお、本発明は、通信用OLT1aの出力をサブmWオーダーまで低下させる機能を有していれば、光合分波器23及び固定減衰器24に限定されるものではない。
In the second embodiment, the optical multiplexer /
さらに、上記実施の形態2では、上記実施の形態1の構成に光合分波器23を設ける例を示したが、これに限定されるものではなく、通信用OLT1aがアイドルパターンデータにダミーフレームを挿入する機能を有していなくてもよい。また、光合分波器23と固定減衰器24の双方を通信用OLT1aとWDMカプラ4とを接続する光伝送路2a上に設けた構成であっても良い。
Furthermore, in the second embodiment, the example in which the optical multiplexer /
1a 通信用OLT(局側装置)、1b 映像用OLT、2a,2b 光伝送路、3 幹線光ファイバ伝送路(一芯の光伝送路)、4,5 WDMカプラ、6a 通信用ONU、6b 映像用ONU、7 光合分波器、8 GE−PON NNI、9 上位ネットワーク、10,18 O/E変換部、11,19 WDMカプラ、12,20 SERDES、13 PON LSI、14 FPGA、15 GigaPHY、16 フレーム精査部(精査部)、17 ダミーフレーム生成部(ダミーデータ挿入部)、21 フレームフィルタ、22 スクランブルデータ、23 光合分波器(出力低下手段)、24 固定減衰器(減衰器、出力低下手段)。 1a OLT for communication (station side equipment), 1b OLT for video, 2a, 2b optical transmission line, 3 trunk optical fiber transmission line (single core optical transmission line), 4,5 WDM coupler, 6a ONU for communication, 6b video ONU, 7 Optical multiplexer / demultiplexer, 8 GE-PON NNI, 9 Host network, 10, 18 O / E converter, 11, 19 WDM coupler, 12, 20 SERDES, 13 PON LSI, 14 FPGA, 15 GigaPHY, 16 Frame scrutiny unit (scrutiny unit), 17 Dummy frame generation unit (dummy data insertion unit), 21 Frame filter, 22 Scramble data, 23 Optical multiplexer / demultiplexer (output reduction means), 24 Fixed attenuator (attenuator, output reduction means) ).
Claims (5)
前記局側装置は、
前記加入者側装置への下り信号から周期的な固定ビットパターンを繰り返す信号を検出する精査部と、
前記精査部により検出された信号に対して周期的な固定ビットパターンの代わりに周期性のないダミーデータを挿入するダミーデータ挿入部とを備えたことを特徴とする光通信システム。 In an optical communication system comprising a station-side device and a plurality of subscriber-side devices, wherein the station-side device and the subscriber-side device are connected by a single optical transmission line via an optical multiplexer / demultiplexer,
The station side device
A scrutinizing unit for detecting a signal that repeats a periodic fixed bit pattern from a downstream signal to the subscriber side device;
An optical communication system, comprising: a dummy data insertion unit that inserts dummy data having no periodicity in place of a periodic fixed bit pattern with respect to a signal detected by the examination unit.
前記局側装置と前記光合分波器との間に前記局側装置の出力レベルを低下させる出力低下手段を備えたことを特徴とする光通信システム。 In an optical communication system comprising a station-side device and a plurality of subscriber-side devices, wherein the station-side device and the subscriber-side device are connected by a single optical transmission line via an optical multiplexer / demultiplexer,
An optical communication system comprising output reduction means for reducing the output level of the station side device between the station side device and the optical multiplexer / demultiplexer.
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---|---|---|---|
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JP2010212971A (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Fujitsu Telecom Networks Ltd | Passive optical network system, station side device and customer station equipment |
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-
2006
- 2006-11-24 JP JP2006317544A patent/JP2008131592A/en not_active Withdrawn
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