JP2008546324A - 選択的信号増幅のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

エルビウムの単一コイル及び受動光スプリッタを有する受動光ネットワーク用モジュールであって、デジタル信号及びアナログ信号は中心局／ヘッドエンド及び加入者建物からモジュールを通過するが、アナログ信号のみが信号増幅のためにエルビウムの単一コイルを通過する。

Description

本発明は、一般に、受動光ネットワークに関し、より特定的には、選択的信号増幅のための受動光ネットワークモジュールに関する。

本出願は、同時出願され、引用により全体が本明細書に組み入れられる「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＳＩＧＮＡＬ ＡＭＰＬＩＦＩＣＡＴＩＯＮ」という表題の米国特許出願に関する。

受動光ネットワーク（ＰＯＮ）は、メトロポリタン・エリア・ネットワークのエンドユーザ又は加入者へ／から高帯域幅情報を提供するために使用される。通常、ＰＯＮは、最高で３２の総分割比を提供する１段階又は２段階の受動分割を備え、高価な放送機器及びデジタル・ダウンストリーム機器の費用分担を提供するファイバベースのツリーアーキテクチャ・ネットワークである。既存のＰＯＮは、専用ファイバドロップによって各加入者の建物まで約２０キロの到達範囲を備え、異なる波長での共有ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）アップストリームを備え、さらに定義によれば、外部ファイバ設備に電力を備えていない。ＰＯＮは使用されているものの、加入者一人当たりの費用が高いこと及び通信サービスプロバイダ又は通信事業者への利益率が低いことから、商業的には広く採用されてこなかった。高帯域幅及び双方向リンク上の双方向サービスに対する需要の増加に基づき、通信サービスプロバイダは様々な理由でＰＯＮに再び関心を抱いている。第１に、ファイル共有及びソフトウェアダウンロードなどの新たな用途には、現在のデジタル加入者回線（ＤＳＬ）技術が提供できるものよりも、ずっと速い接続速度が必要となる。第２に、ケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）会社が提供するサービスとの激しい競争があり、ＣＡＴＶ会社は既に放送テレビジョン市場の大部分を握っており、同質のインターネット接続及び電話サービスを提供している。通信サービスプロバイダが競争力を維持するためには、ＣＡＴＶのファイバ同軸ハイブリッドシステムの帯域幅を上回り得る技術及びネットワークを提供して、その幾つかはＴＶ、ＰＯＴＳ（基本電話サービス）及びインターネット接続などを含む、加入者が希望する全てのサービスを提供することが望ましい。

総称的にＦＴＴｘと呼ばれる、Ｆｉｂｅｒ−ｔｏ−ｔｈｅ−ｈｏｍｅ（ＦＴＴＨ）、fｉｂｅｒ−ｔｏ−ｔｈｅ−ｂｕｓｉｎｅｓｓ（ＦＴＴＢ）及びｆｉｂｅｒ−ｔｏ−ｔｈｅ−ｐｒｅｍｉｓｅｓ（ＦＴＴＰ）は、まさにそのような技術である。通信サービスプロバイダは、機器の価格を納得のいく投資利益率を与えるレベルにするＦＴＴｘ ＰＯＮソリューションを標準化しようと試みている。現行の加入者機器費用は、１段階又は２段階分割からの３２−ｗａｙ共有であっても、数千ドルにのぼる。本発明は、外部設備での電力供給なしで、外部設備での増幅を検討することで、費用分担の問題に取り組む。増幅によって、「ロスバジェット」と呼ばれるシステム内の光パワーの減衰総量を改善し、付加的な分割及び／又は送信距離を増大できるようになることで、内部構造整備費、特にヘッドエンド電子機器及び光学機器費を、より多くの加入者に配分する。中心局（ＣＯｓ）の既存の分布から、距離の増大は必要ではないかもしれないが、幾つかのＣＯｓを１つに集約することは、通常の送信距離を伸ばし、特に普及率が低いときに重要な機器の稼働率を改善する。

ＰＯＮの種々の増幅モードは、以前から提案されており、文献中で周知のものである。しかし、付加的な機器の共有による費用節約を改善するため、増幅費を削減するのに必要な増幅モードが必要とされる。

本発明の１つの態様は、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）で採用されるモジュールであり、モジュールは、エルビウムの単一コイル及び受動光スプリッタを有し、これによって、多数の信号は、ＣＯ／ヘッドエンド及び加入者からモジュールを通過し、アナログ放送信号のみが、モジュールに収容されたエルビウムコイルを通過する。

別の態様において、本発明は、ＦＴＴｘ ＰＯＮを提供し、ＦＴＴｘ ＰＯＮは、１つ又はそれ以上の高出力ポンプを有するＣＯ／ヘッドエンドと、多数の信号を結合するための波長分割マルチプレクサ／デマルチプレクサ（ＷＤＭ）システムと、エルビウムの単一コイル及び受動光スプリッタを有するモジュールとを有し、それによって、多数の信号がモジュールを通過するが、アナログ放送信号のみが、ファイバドロップを複数の加入者位置に与えるために、エルビウムコイル、ローカルコンバージェンスポイント（ＬＣＰ）、及び１つ又はそれ以上のネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）を通過する。代替的な実施形態においては、モジュールは、エルビウムコイルを、加入者建物内の機器による反射から保護するための随意的なアイソレータを有してもよい。好ましい実施形態においては、モジュールを有するＦＴＴｘ ＰＯＮは、ＬＣＰで１×３２分割、ＮＡＰで１×４分割を提供し、したがって、１２８分割及び２０キロメートルのネットワーク到達範囲を与える。対照的に、通常のＰＯＮは、ＬＣＰで１×４、１×８又は１×１６分割、ＮＡＰで１×４分割を提供し、最大で３２分割及び２０キロまでのネットワーク到達範囲を提供するが、両方同時に提供するわけではない。好適な実施形態においては、エルビウムコイルは、ＣＯ／ヘッドエンドとＬＣＰとの間に配置され、より好ましい実施形態においては、モジュールは、ＬＣＰスプリッタの直前に配置される。

さらに別の態様において、本発明は、受動光ネットワークのＬＣＰに隣接する増幅器／スプリッタパッケージを提供する。好ましい実施形態においては、パッケージは、エルビウムの単一コイル及び受動光スプリッタを有し、これによって多数の信号がＣＯ／ヘッドエンド及び加入者からパッケージを通過するが、アナログ放送信号のみがエルビウムコイルを通過する。パッケージ内で、デジタル・ダウンストリーム信号は、複数のＷＤＭによりアナログ信号から分離され、再結合される。アナログ及びデジタル信号は、ＬＣＰの第１分割点で、１×３２に分割されることが好ましい。さらに別の実施形態においては、付加的な分割又はより長いネットワーク範囲のために、ＣＯ／ヘッドエンドの半導体光増幅器（ＳＯＡ）によって、付加的なゲインが達成される。ＳＯＡは、デジタル・ダウンストリームに対してはブースタ増幅器として機能し、デジタル・アップストリームに対しては前置増幅器として機能する。特定のポンプ共有構成、雑音指数の最適範囲、コイル長、ポンプ力、ゲイン及びゲイン平坦度に関して種々の実施形態が提供される。

本発明の付加的な特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載され、当業者であれば、一部はその説明から容易に明らかであり、又は、特許請求の範囲並びに添付の図面による詳細な説明を含む本明細書に説明される本発明を実施することにより認識される。

前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明の両方は、本発明の例示的な実施形態を提示するものであり、特許請求される通りに本発明の性質及び特性を理解するための全体像又は枠組みを提供することを意図するものであることを理解されたい。添付の図面は、本発明のさらなる理解のために含まれており、本明細書に組み込まれ、その一部となるものとする。図面は、詳細な説明と共に、本発明の種々の実施形態を説明し、その原理及び動作を説明するのに役立つ。さらに、図面及び説明は、例示的なものであることを目的としており、制限的なものではない。

ここで、本発明の例示的な実施形態を詳細に説明し、その例は、添付の図面に示されている。出来る限り、同じ参照番号が同じ又は同様な部品を指すように、図面全体を通して使用される。モジュールがＰＯＮに採用されるが、このモジュールは、エルビウムのコイル及び受動光スプリッタを有するものであり、多数の信号がモジュールを通過し、信号の一部のみが信号増幅のためにエルビウムコイルを通過し、これは図１に示され、全体が参照番号２０によって表される。

詳細な説明全体を通して、現行のフルサービス・アクセスネットワーク標準は、アナログ・ダウンストリームを１５５０から１５６０ナノメートル（ｎｍ）の間、デジタル・ダウンストリームを１４８０から１４９０ｎｍの間、さらにデジタル・アップストリームを１２６０から１３６０ｎｍの間に指定している。本発明は、これらの波長指定を保持する。ここで図１を参照すると、受動増幅要素２２及び一対の波長分割マルチプレクサ（ＷＤＭ）２４を収容する、増幅／スプリッタモジュール２０を有するＰＯＮの一部が示されている。１つの実施形態において、受動増幅要素２２は、エルビウムの単一コイルであり、エルビウムの単一コイル２２として参照されることもある。ここで使用される「受動増幅要素」という用語は、エルビウムのコイルのように電気がなくても光信号を増幅できる全てのものを指す。１つの実施形態において、１×３２スプリッタ２６は、モジュール２０の構成要素とすることができる。幾つかの実施形態においては、１×３２分割は、モジュール２０の下流方向にあるローカルコンバージェンスポイント（ＬＣＰ）で発生する（図２の参照番号５２）。

モジュール２０アーキテクチャは、第１光分岐２８と、第２光分岐３０とを有し、ここで第１光分岐２８は、エルビウムの単一コイル２２を有する。アナログ・ダウンストリーム、デジタル・ダウンストリーム及びデジタル・アップストリームを含む全ての多数の信号は、ＣＯ／ヘッドエンド３２及び加入者３４（図２の参照番号３４）からモジュール２０を通過するが、アナログ放送信号のみが、増幅のために第１光分岐を通過する。第１及び第２光分岐２８、３０は、アナログ信号が第１分岐を通過し、デジタル信号は同時に第２分岐３０を通過するという意味で平行である。２つの受動帯域通過光フィルタは、一方がモジュール２０の入力端部３１に設置され、もう一方が出力端部３３に設置され、デジタル・アップストリーム及びダウンストリーム信号をリダイレクトさせて、増幅器／スプリッタパッケージ内の第２の、もう１つの経路に通す。

第１光分岐２８は、エルビウムゲインスペクトルの１５５０乃至１５６０ｎｍの帯域で機能する。エルビウムコイル２２は、コイル２２に入射する弱いアナログ信号を励起することによって、増幅器として機能する。エルビウムコイル２２は、アナログ信号を増大させ、デジタル信号のロスバジェットよりも約３ｄＢだけ悪いアナログ信号のロスバジェットを補償する。幾つかの実施形態においては、アナログ信号のロスバジェットは、エルビウムコイル２２によって提供されるゲインによって、デジタル信号のロスバジェットと等しくされる。換言すると、約３ｄＢのエルビウムゲインは、３つの全ての信号に対するロスバジェットを等しくする。

ダウンストリームデジタル信号は、第１ＷＤＭ３６で、ダウンストリームアナログ信号から分離され、その後、第２ＷＤＭ３８によって、エルビウムコイル２２の後に再結合される。アップストリームデジタル信号は、逆の順序で分離され、その後、再結合される。上述の通り、第１及び第２ＷＤＭ３６、３８は両方とも、簡易な低域通過フィルタとすることができる。第１モジュールＷＤＭ３６の前に、多数の信号が、種々の波長の光により運ばれて、単一の光ファイバ４０を通過し、通常のＷＤＭシステム４２を通過する。通常のＷＤＭシステム４２は、それぞれがマルチプレクサに連結された一連の送信機を有する送信システムを含む。マルチプレクサは、光ファイバ４０に連結された出力部を提供する。図示しないが、受信側端部は、デマルチプレクサ及び一連の受信機を有するシステムである。光ファイバ４０は、受信システムのデマルチプレクサの入力部にも連結される。ＷＤＭは、適切な波長で光信号を送信し、光ファイバ４０に沿って送信のために信号を結合する。

光ファイバは、ノースカロライナ州ヒッコリー所在のコーニングケーブルシステムズ社から入手可能な、ＳＭＦ−２８（登録商標）、ＨＩ９８０又はＨＩ１０６０の単一モード光ファイバとすることができ、これらのファイバは、エルビウムドープされたファイバと連結されたときに、接続損失が一貫して低い。ゲイン平坦化フィルタ（ＧＦＦ）は、１５５０から１５６０ｎｍの帯域幅が十分に平坦であるという事実により必要とされない。随意的なアイソレータ４４を第１光分岐２８のモジュール内に収容して、顧客建物内の機器による反射からエルビウムコイル２２を保護することができる。

上述の通り、分割はモジュール２０内で発生することがあるが、通常は増幅後ＬＣＰ内で発生する。ＬＣＰは、ＣＯ／ヘッドエンド３２からの第１スプリッタであり、典型的には、ＣＯ／ＨＥ３２と１つ又はそれ以上のネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）との間に設置される（図２の参照番号５４）。１つの実施形態においては、ＬＣＰでの本発明の分割比は１×３２に改善したのに対して、従来の分割比は、ＬＣＰで１×４、１×８又は１×１６であった。１つの実施形態においては、エルビウムコイル２２を有するモジュール２０は、ＬＣＰの直前に、ＣＯ／ヘッドエンド３２から約０から２０キロメートルの距離に設置される。増幅器／スプリッタモジュール２０は、エンクロージャ内に含まれてもよいし又は付加的なネットワーク構成要素を有するエンクロージャ内に収容されてもよい。モジュール２０をＬＣＰ内に設置してもよい。１つの実施形態においては、遠隔励起エルビウムコイル２２の規格は、１５５０乃至１５６０ｎｍの波長（チャネル数による）、約５乃至１５ｍの長さ、９乃至１３．５ｄＢｍの光入力（１５ｄＢｍピン、１ｄＢ接続損失、１．２５乃至５と仮定）、３乃至１３ｄＢのゲイン（一定ゲイン）、最大０．５ｄＢ／ｎｍのゲイン傾斜（ＣＳＯ＜−５９に対して）、そして５．０乃至６．７ｄＢの雑音（６．７５ｄＢで＜０．５ｄＢ△ＣＮＲ）を有する。モジュール２０は、外部設備での電力供給がなくても、外部設備での増幅を提供する。１つ又はそれ以上の１４８０ｎｍポンプ４６から発生する波長は、遠隔的にエルビウムコイル２２を励起し、それによって、エルビウムコイル２２及びアナログ送信信号を活性化する。エネルギーは、ＬＣＰを超えて伝播することはないが、ＬＣＰでの分割を増加させるための信号を増幅するのに使用される。誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ）は、１５５０ｎｍで信号の忠実度を阻害するが、１４８０ｎｍでは忠実度は重要ではなく、光電力のみが重要である。約６３乃至約１００ｍＷの出力が、２０キロメートルのネットワークには望ましいが、ネットワークの長さ及び分割数により異なることがある。出力範囲は、必要最低限量から出ないようにされて、処理可能なＳＮＲを保証し、最高出力から出ないようにされて、誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ）の発現を避ける。代替的な実施形態においては、ＬＣＰで１×４、１×８又は１×１６分割を有する通常のネットワークは、エルビウムコイル及び低出力レーザダイオードを使用することにより、本発明の原理から恩恵を受けて、同数の加入者に電力を供給することができる。

ここで図２を参照すると、ＣＯ／ヘッドエンド３２の１４８０ｎｍポンプ４６及びＬＣＰスプリッタ２６の直前のエルビウムコイル２２を有するＦＴＴｘ ＰＯＮを示すブロック図が示されている。図示される実施形態においては、デジタル・ダウンストリーム信号４８及びアナログ・ダウンストリーム５０信号は、ポンプＷＤＭ４６の前で結合される。ＣＯ／ヘッドエンド３２は、１つ又はそれ以上の高出力ポンプを有する。典型的には、ＷＤＭシステム４２は、多数の信号を結合し、ＣＯ／ヘッドエンド３２の直後に配置される。エルビウムの単一コイル２２及び一対のＷＤＭを有するモジュール２０は、ＷＤＭシステム４２とＬＣＰ５２との間に配置される。１つ又はそれ以上のＮＡＰ５４は、通常ＬＣＰ５２と加入者建物５４との間に配置される。ＬＣＰ５２での分割比が１×３２のとき、信号レベルは、騒音レベル程度まで低下することはないように、モジュール２０はポンプ４６から最大２０キロメートルの距離に配置されることが好ましく、この段階では、エルビウムコイルは、騒音と信号を区別することが出来ないこともある。

図３を参照すると、エルビウムのコイルがＬＣＰ５２に取り付けられた、１２８の総分割及び２０キロメートルの到達範囲をもつ例示的なＦＴＴｘ ＰＯＮを示すブロック図が示される。エルビウムのコイル２２は、ＬＣＰ分割比及び／又はネットワーク到達範囲を増大させる。幾つかの実施形態では、ＦＴＴｘ ＰＯＮはＬＣＰで１×３２分割５６を与え、ＮＡＰで１×４分割５８を与え、それによって１２８分割及び約２０キロメートルのネットワーク到達範囲を提供する。図示される例示的なＦＴＴｘ ＰＯＮにおいては、ＣＯ／ヘッドエンド３２との間の距離は約０乃至１８キロメートルの範囲とすることができ、ＬＣＰ５２から個々のＮＡＰ５４への距離は約０乃至４キロメートルの範囲とすることができ、ＮＡＰ５４から加入者建物３４への専用ドロップは、１２８分割を備えるネットワークの最高到達範囲がおよそ２０キロメートルであるのに対し、約０乃至５００フィートに及ぶ範囲になることがある。図では、ファイバコイル４０が示され、モジュール２０がＣＯ／ＨＥ３２から間隔を置いてあり、これらのコイルがエルビウムコイル２２と混同されることがないように示されている。

図４を参照すると、単一の高出力ポンプレーザダイオード４６が、２つのＰＯＮ６０、６２の間で分割される、ポンプ共有構成を示すブロック図が示されている。３デシベル（ｄＢ）タップカプラ又はスイッチカプラ６４が、調整可能なゲインを提供するために使用されることがあり、これは、ＰＯＮの損失がファイバ距離、分割比、コネクタの数と異なるために又は他の理由のために不均一な場合に有効な特徴である。これは、２つのファイバ出力部を備えるＮＡＰで特に有効であり、１つのポンプが各ＮＡＰを制御する。図２に示されるように、エルビウムコイル２２は、ＣＯ／ヘッドエンド３２の後の各ＰＯＮ内に配置されるが、ＬＣＰ５２の前に配置される。図５を参照すると、２つの低出力ポンプレーザダイオード４６が、２つのＰＯＮ６０、６２の間で共有される、ポンプ共有構成の代替的な実施形態を示すブロック図が示されている。この構成の１つの利点は、ポンプが故障した場合の信頼性が高いことである。ポンプ４６は、アナログ経路の増幅エルビウムコイル２２を駆動するために使用される。２つのポンプ４６の構成において、両方のレーザが、アナログ経路のエルビウムコイル２２を駆動することができる。両方の構成において、ポンプレーザダイオード４６は、スイッチカプラ６４及びそれぞれのＷＤＭ装置４２によってエルビウムコイル２２を駆動する。いずれのポンプ構成に対しても、ＰＯＮ６０、６２の各々へのゲイン又は出力は、独立して制御され得る。

さらに別の実施形態において、本発明は、受動光ネットワークのＬＣＰ５２における増幅器／スプリッタパッケージを提供する。パッケージはエルビウムの単一コイル２２及び受動光スプリッタを有し、それによって多数の信号が、ＣＯ／ヘッドエンド３２及び加入者からパッケージを通過するが、アナログ放送信号のみがエルビウムコイルを通過することが好ましい。前述の実施形態のように、デジタル・ダウンストリーム信号は、複数のＷＤＭによって、パッケージ内でアナログ信号から分離及びアナログ信号と再結合される。アナログ及びデジタル信号は、ＬＣＰ５２の第１分割点で１×３２に分割されることが好ましい。この特定の実施形態においては、付加的な分割又はより長いネットワーク到達範囲のために、付加的なゲインが、ＣＯ／ヘッドエンド３２の半導体光増幅器（ＳＯＡ）により実現されることがある。ＳＯＡは、デジタル波長に合わせた広域ゲイン帯域幅を提供し、ファイバ型エルビウム増幅器は、アナログ信号の高出力に理想的である。ＳＯＡは、デジタル・ダウンストリームに対してはブースタ増幅器として機能し、デジタル・アップストリームに対しては前置増幅器として機能する。ＳＯＡを含む実施形態は、図６に示される。

図６を参照すると、デジタル波長に合わせたＳＯＡを有するヘッドエンドの１つの実施形態を説明するブロック図が示されている。アナログ信号及びデジタル信号は、全てＦＳＡＮ対応である。近接波長間隔のために、ポンプ４６及びデジタル・ダウンストリーム４８は、ＷＤＭ４２の前の偏光マルチプレクサ（ＰＭＵＸ）によって結合される。デジタル１４９０ｎｍ信号用プリアンプ７０及び１３１０ｎｍデジタル・アップストリーム信号７４用のＳＯＡブースタ７２の場所が図示される。簡易な帯域通過フィルタ機能をＷＤＭに使用することができる。ＬＣＰ５２は、ローカルコンバージェンスポイント又はＣＯ／ヘッドエンド３２からの第１スプリッタである。さらに、この解決策では、顧客建物のトリプレクサ内の送信機が、帯域限定型である必要がない。ＳＯＡと比較して、さらに制限されたエルビウム帯域幅は、分布還流型（ＤＦＢ）又は垂直共振器表面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）送信機に、温度に対する信号ゲインを維持させる。

表１（ａ）及び表１（ｂ）を参照すると、デジタル光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）への増幅器の雑音指数の影響が図示されており、表１（ａ）はデジタル・ダウンストリームであり、表１（ｂ）はデジタル・アップストリームである。８．５ｄＢのＱに対応する２．１ｄＢのＯＳＮＲは、６２２Ｍｂ／秒のデータ転送速度で十分である。エルビウムゲイン帯域幅は、１５５０ｎｍと１５６０ｎｍとの間である。これは発光スペクトルの平坦部であるため、付加的なゲイン平坦化フィルタは必要とされない。ＳＯＡは、エルビウムよりも広い帯域幅を備えており、これによって非冷却ファブリ・ペロー（ＦＰ）レーザダイオードの使用が可能になる。

ＳＯＡ雑音指数に対して、一台のみの増幅器があり、データ転送速度が低いと仮定すると、雑音指数は、デジタル伝送性能に厳しい要件を設定しない。通常のＳＯＡの比較的高い雑音指数で十分である。しかし、アナログ雑音指数は、０．５ｄＢより少ない搬送波対雑音比劣化に対して、６．７ｄＢ以下にとどまることが好ましい。エルビウムファイバ増幅器は、ポンプ電力が適切に指定されれば、これを実現し得る。したがって、上述のハイブリッド増幅器構成は、アクセスネットワークに十分な性能を提供し、指定されたＦＳＡＮ波長内にとどまる。ＳＯＡは、デジタル波長に合わせた広ゲイン帯域幅を提供し、ファイバベースのエルビウム増幅器は、アナログ信号の高出力に理想的である。通常の雑音指数は、送信を阻害しない。将来的な費用削減のために、ＳＯＡは送信機又は受信機に統合されることができる。

ＬＣＰの前にエルビウムコイルでアナログ信号を増幅する１つの利点は、分割の増加に対して、信号強度を押し上げることであり、これが費用削減につながる。ＰＯＮのファイバ設備外部での遠隔増幅は、アナログ信号の誘導ブリルアン散乱を避ける一方、高額な共有機器の費用を、より多くの加入者に分散させる。今日、ほとんどＳＢＳ限定の信号電力が、ＣＯ／ヘッドエンドで始まり、アナログ信号電力バジェットを最大化する。遠隔増幅は、ゲインが加えられる前、スプリッタの直前に、信号電力がファイバ設備で低下することを可能にする。ゲインは、電力バジェット電力バジェットを増加させて、より多くの光分割、ファイバ、又はコネクタからの損失の増加が可能になる。今日のアーキテクチャ及び構成要素の費用を考えると、光分割を増加させることで、最大の費用節約が提供され、ＣＯ／ヘッドエンドから８ｋｍまでの加入者に対しては１×１６分割から、及び、ＣＯ／ヘッドエンドから約８から２０キロメートルまでの間にいる加入者に対しては１×３２から少なくとも１×１２８分割まで増加させる。約７ｄＢという、必要な付加的なゲインは、遠隔励起エルビウムコイルで、費用効率良く実現される。増強された送信機速度の将来的な上昇は、増幅器ゲインの増強によって調整され得る。

当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、本発明に種々の変形及び変更が加えられ得ることが明らかであろう。したがって、本発明は、本発明の変形及び変更が特許請求の範囲及びそれに相当するものの範囲内であるのであれば、本発明の変形及び変更を網羅することを意図している。

エルビウムの単一コイル及び受動光スプリッタを収容する増幅器／スプリッタモジュールを有する、ＰＯＮの一部を示すブロック図である。 ＣＯ／ヘッドエンドのポンプ及びＬＣＰスプリッタの直前のエルビウムコイルの位置を示すＦＴＴｘ ＰＯＮのブロック図である。 １２８分割及び２０キロの到達範囲を備え、エルビウムのコイルがＬＣＰに配置されることで、ＬＣＰ分割比が高められる、ＦＴＴｘ ＰＯＮを示すブロック図である。 １つの高出力ポンプが２つのＰＯＮの間で分割されるポンプ共有構成の１つの実施形態を示すブロック図である。 ２つの低出力ポンプが２つのＰＯＮの間で共有されるポンプ共有構成の代替的な実施形態を示すブロック図である。 ＳＯＡ及び偏光マルチプレクサ（ＰＭＵＸ）を有するＣＯ／ヘッドエンドの好ましい実施形態を示すブロック図である。

Claims (20)

1. 受動光ネットワークにおいて使用するためのモジュールであって、
   エルビウムの単一コイルと、
   受動光スプリッタと、を有し、
   デジタル信号及びアナログ信号は中心局／ヘッドエンド及び加入者建物からモジュールを通過し、アナログ信号のみが信号増幅のためにエルビウムの単一コイルを通過する、ことを特徴とするモジュール。
2. 前記デジタル信号及びアナログ信号は、フルサービスアクセスネットワーク標準準拠であり、アナログ・ダウンストリームは１５５０ｎｍ乃至１５６０ｎｍの間に、デジタル・ダウンストリームは１４８０ｎｍ乃至１４９０ｎｍの間に、デジタル・アップストリームは１２６０ｎｍ乃至１３６０ｎｍの間に定められる、ことを特徴とする請求項１記載のモジュール。
3. 加入者建物内の機器による反射から前記エルビウムの単一コイルを保護するように機能するアイソレータを更に有する、ことを特徴とする請求項１記載のモジュール。
4. 前記受動光スプリッタは、モジュールの入力端部に配置された第１帯域通過光フィルタと、モジュールの出力端部に配置された第２帯域通過光フィルタとを有し、前記第１及び第２帯域通過光フィルタは、デジタル・ダウンストリーム信号及びデジタル・アップストリーム信号をリダイレクトさせて、前記アナログ信号から分離したモジュール内の別の経路を通すように機能する、ことを特徴とする請求項１記載のモジュール。
5. 前記エルビウムの単一コイルによって、約３ｄＢのエルビウムゲインが、前記アナログ信号に適用される、ことを特徴とする請求項１記載のモジュール。
6. 付加的な追加ゲインは、デジタル・ダウンストリーム信号を増幅し、かつデジタル・アップストリーム信号を前置増幅するように機能する、中心局／ヘッドエンドに設置された１つ又はそれ以上の半導体光増幅器を使用して達成される、ことを特徴とする請求項１記載のモジュール。
7. モジュールがローカルコンバージェンスポイントの直前の受動光ネットワーク内に配置される、ことを特徴とする請求項１記載のモジュール。
8. 前記エルビウムの単一コイルによる前記アナログ信号の増幅は、前記受動光ネットワークのローカルコンバージェンスポイントで、１×３２の分割比を可能にする、ことを特徴とする請求項７記載のモジュール。
9. デジタル信号及びアナログ信号を発生させるための中心局／ヘッドエンドと、
   前記デジタル信号及びアナログ信号を分割するための受動光ネットワークの第１分割点として機能するローカルコンバージェンスポイントと、
   加入者建物と、
   前記中心局／ヘッドエンドと前記ローカルコンバージェンスポイントとの間に設置されたモジュールと、を有し、
   前記モジュールは、エルビウムのコイル及び受動光スプリッタを収容し、それによって、デジタル信号及びアナログ信号は前記中心局／ヘッドエンド及び加入者建物から該モジュールを通過し、前記アナログ信号のみが、前記モジュール内に収容された前記エルビウムのコイルを通過する、ことを特徴とするネットワーク。
10. 前記モジュールは第１及び第２光分岐を構成し、前記第１光分岐は、前記アナログ信号のみを増幅するための前記エルビウムのコイルを有し、前記第２光分岐は、前記デジタル信号をリダイレクトさせて、前記モジュール内の別の経路を通す、ことを特徴とする請求項９記載の受動光ネットワーク。
11. 前記エルビウムのコイルは、１５５０ｎｍ乃至１５６０ｎｍの帯域内のアナログ信号を増幅する、ことを特徴とする請求項９記載の受動光ネットワーク。
12. 前記エルビウムのコイルは、前記デジタル信号及びアナログ信号の損失を等しくするのに十分なゲインを与える、ことを特徴とする請求項９記載の受動光ネットワーク。
13. 前記受動光スプリッタは、前記モジュールの入力端部に配置された第１帯域通過光フィルタと、前記モジュールの出力端部に配置された第２帯域通過光フィルタとを有し、前記第１及び第２帯域通過光フィルタは、前記デジタル信号をリダイレクトさせるように機能する、ことを特徴とする請求項９記載の受動光ネットワーク。
14. 前記モジュールは、１２８分割の総分割比及び／又は２０ｋｍのネットワーク到達範囲のために、前記ローカルコンバージェンスポイントでの前記デジタル信号及びアナログ信号の１×３２分割、及びダウンストリームネットワークアクセスポイントでの１×４分割を可能にするのに十分なアナログ信号におけるゲインを与える、ことを特徴とする請求項９記載の受動光ネットワーク。
15. デジタル・ダウンストリーム信号を増幅し、デジタル・アップストリーム信号を前置増幅するために、中心局／ヘッドエンドに１つ又はそれ以上の半導体光増幅器を更に有する、ことを特徴とする請求項９記載の受動光ネットワーク。
16. 前記モジュールは、前記アナログ信号を増幅するために、前記光ネットワークの分割点の直前に配置される、ことを特徴とする請求項９記載の受動光ネットワーク。
17. 前記エルビウムのコイルは、長さが約５乃至１５メートルの範囲である、ことを特徴とする請求項９記載の受動光ネットワーク。
18. 受動光ネットワーク損失が、ファイバ距離、分割比、又はコネクタの数の距離により不均一であるとき、前記中心局／ヘッドエンドが、調整できるゲインを提供するために、２つの受動光ネットワークとスイッチカプラとの間に単一のポンプ分割を有する、ことを特徴とする請求項９記載の受動光ネットワーク。
19. 前記中心局／ヘッドエンドは、単一のスイッチカプラを通る２つの受動光ネットワークの間で共有される２つのポンプを有する、ことを特徴とする請求項９記載の受動光ネットワーク。
20. 全てでない信号の増幅が、受動増幅要素及び受動光スプリッタを収容するモジュールを通して発生して、多数の信号がヘッドエンド及び加入者からモジュールを通過し、全てでない信号は、前記モジュール内に収容された前記受動増幅要素を通過する、ことを特徴とする受動専用ネットワーク。

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