JP2013530613A

JP2013530613A - Ｏｆｄｍ変調技術の実施を可能にする光学ライン終端デバイス

Info

Publication number: JP2013530613A
Application number: JP2013509603A
Authority: JP
Inventors: ブノワ・シャルボニエ; フィリップ・シャクロー; ニコラ・ブロシエ
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2013-07-25
Also published as: WO2011141682A1; US20130058652A1; EP2569883A1

Abstract

本発明は、少なくとも一部が特定の偏光軸に従って偏光された少なくとも1つの光学信号を受信することができる光学ネットワーク用ライン終端デバイスに関し、前記デバイスは、光学信号の一部の偏光軸を変更する手段と、光学信号の光キャリアを抑制することができる変調器を備え偏光軸が変更された光学信号の一部を変調する手段とを備え、上記変更する手段が、変調された光学信号の一部の偏光軸を変更するように作製されている。

Description

本発明は電気通信の分野に関し、より詳しくは、光学ネットワークの分野に関する。

ある受動的光学ネットワークは、例えばポイントツーマルチポイント型またはPON(Passive Optical Networks:受動的光学ネットワーク)へのツリー状ネットワークである。そのようなネットワークを図1に示す。ネットワークは、第1の端で、その出力が光ファイバ12の第1の端に接続された光学中心OCを備える。光ファイバ12の第2の端は、1入力N出力型の少なくとも1つの光学カプラー13の入力に接続され、Nは、ネットワークが有する枝の数を表す。光ファイバ14_j(j∈{1、2、...、N})の第1の端は、光学カプラー13のN個の出力のうちの1つに接続される。光ファイバ14_jの第2の端は、1人または複数の加入者に接続されるライン終端デバイスOLT_i(i∈{1、2、...、N})に接続される。光学中心OCは、ネットワークに接続された様々な加入者にデータを伝送するために使用される光学信号を発するレーザ10と、ライン終端デバイスによって発せられた信号を受信する受信手段Rとを備える。レーザ10および受信手段Rは、光ファイバ12の第1の端に接続された光学マルチプレクサMに接続される。

上記の受動的光学ネットワークは、時分割多重化、すなわちTDM(Time-Division Multiplexing:時分割多重)方式を用いる。そのようなネットワークにおいて、レーザ10によって発せられた光学信号は、同じ長さの複数の時間スロットに分割される。次いで、各時間スロットは、それぞれの必要性に応じてライン終端デバイスOLT_iの1つと関連づけられる。

VoC(ビデオオンデマンド)等の新しいサービス、またはいわゆる「ピアツーピア」技術によりコンテンツや個人的なビデオも共有するような新しい使用法の出現によって生まれた要求帯域の増加に合わせるために、光学アクセスネットワークにおけるデータレートをここ数年のうちに高めることが要求されている。さらに、光学アクセスネットワークに接続する加入者の数は、年々増加するであろうことも予想され、したがって、光学アクセスネットワークの共有レベルを増加することができることも都合が良い。アクセスネットワークにおけるデータレートの高速化をもたらすこれら両方の必要性を満たすために、現在の時分割多重化技術と波長多重化技術、すなわちWDM(Wavelength-Division Multiplexing:波長分割多重)とを組み合わせることが予想される。したがって、ライン終端デバイスが接続されたアクセスネットワークの枝に応じて、各ライン終端デバイスに割り当てられた波長をライン終端デバイスが発し、受け取ることができる必要がある。このことは、例えば、ユーザが引越しをする場合に、ユーザへの波長の割り当てに関連した問題を提起する。

これらの問題を解決するために、ライン終端デバイスに、変調されない、すなわち、いかなるデータも搬送しない第2の光学信号を送信することが知られている。そのような無変調光学信号は、光学中心OCに配置されたレーザ11によって発せられる。各ライン終端デバイスに配置された変調手段は、この第2の光学信号を変調し、光学中心に戻す。したがって、この場合には、ライン終端デバイスに従来は配置される能動的波長感受型伝送手段を省略することが可能であり、そのためライン終端デバイスは波長に関して包括的なものになる。これにより、上り波長割り当てを簡略化し、ネットワークの運転コストを大幅に削減することが可能になる。

ライン終端デバイスのコストをさらに削減し、共有光学信号へのアクセスの管理を容易にするために、直交周波数分割多重すなわちOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)と呼ばれる、共有光学信号の変調に基づく、共有光学信号技術の時間および周波数分割が提案される。そのようなOFDM技術を用いる共有アクセス機構は、直交周波数分割多重アクセス、すなわちOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多重アクセス)と呼ばれる。そのような機構は、とりわけ、携帯電話やローカル無線ネットワークで使用される。

WDM光学アクセスネットワークにおいてOFDMA機構を使用すると、ライン終端デバイスOLT_iによって発せられた様々な光学信号により、光学カプラー13を通過する間に、伝送品質に悪影響をもたらすノイズが生成される。実際に、TDM光学アクセスネットワークの場合のようにただ1つのライン終端デバイスが一度に発することができる現在の場合と違い、OFDM技術により変調された様々な光学信号の光キャリアは、光学カプラー13を通過する間に一時的に重なる。実際に、この場合、単一の光キャリアが、光学カプラーを経由して、終端デバイスから光学中心に向かう。

この問題に対する解決策の1つは、OFDM技術により、ライン終端デバイスからの信号を変調し、光学中心に光学信号が発せられる前に、光学信号の光キャリアを抑制させることである。これにより、光学カプラー13の段階でライン終端デバイスからの信号の様々な光キャリアの重なりを除去することが可能となり、ノイズ生成が低減される。次いで、光学中心による光学信号の受信において、様々な周波数チャンネルで変調されたデータを検索するために、光キャリアを加え戻すことが必要となる。

光学信号の光キャリアの抑制を可能にする変調手段が現在存在し、例えば、マッハツェンダー変調器等がある。光学中心に位置しているレーザによって発せられた光学信号が強く偏光されても、光学ネットワークの枝を構成している光ファイバ内に不純物や非対称性が存在すると、ネットワークを通じたライン終端デバイスへの伝送の間に変調される光学信号の偏光状態が変更される。変調手段は、そのような条件においては、効率的に動作しない。このことは、光学アクセスネットワークにおけるOFDMA機構の実施を困難に、または不可能にさえする。

本発明の目的の1つは、先行技術の欠点を克服することである。

この目的のために、本発明は、少なくとも一部が特定の偏光軸に従って偏光された少なくとも1つの光学信号を受信することができる光学ネットワーク用ライン終端デバイスを提案し、本デバイスは、
光学信号の一部の偏光軸を変更する手段と、
光学信号の光キャリアを抑制することができる変調器を備え、偏光軸が変更された光学信号の一部を変調する手段とを備え、
変更する手段は、変調された光学信号の一部の偏光軸を変更するように作製される。

そのようなライン終端デバイスにより、受信した光学信号の偏光を考慮に入れる必要がなくなるため、受動的光学ネットワークにおいてOFDMA技術を使用することが可能になる。実際に、変調手段は、変調されるべき光学信号の偏光状態に対して高感度であり、変調手段が最適な方法で動作する偏光状態に対応しない偏光状態を変調されるべき光学信号が示す場合、より低効率で動作する。

したがって、変調手段によって受信された光学信号を変調する前に、受信した光学信号の少なくとも一部はその偏光軸を変更され、したがって、その偏光軸は、最も効率的な方法で変調手段が動作する偏光軸に対応する。

終端デバイスの一特徴によれば、変更する手段は光学信号の一部の偏光軸を変更することができる反射手段を備える。

そのような解決策により、単純な設計の光学終端デバイスを提案することが可能になる。

終端デバイスの一特徴によれば、反射手段は変調手段の出力ポートに接続される。

そのような実施形態において、まず、光学信号は変調手段を経由して送信され、次いで、変調手段は、最も効果的な方法で変調手段が動作する偏光軸か、または変調手段の偏光軸に対応する偏光軸に従って偏光された光学信号の第1の部分を変調する。次いで、光学信号は、反射手段によって反射され、変調手段の偏光軸に従って偏光されなかった光学信号の第2の部分は、変調手段の偏光軸に対応するためにその偏光が変更される。したがって、光学信号が再び変調手段を経由する際、今度は光学信号の第2の部分が変調される。

終端デバイスの第1の実施形態において、変更する手段は、光学信号の一部の偏光軸に従って光学信号の一部を分離する手段を備える。

そのような実施形態において、光学信号は、少なくとも2つの部分に分離され、それぞれが特定の偏光軸に従って偏光される。変調手段の偏光軸に従って偏光された光学信号の第1の部分は、変調手段に直接送信される。他の偏光軸に従って偏光された光学信号の第2の部分は、分離する手段の出力で変調手段の偏光軸に従って偏光されるようにその偏光が変更される。次いで、光学信号の第2の部分は、変調手段に送信される。

第1の実施形態によるライン終端デバイスの特徴によれば、分離する手段は、PBS偏光分離器を備える。

本発明はまた、少なくとも一部が前記ネットワークの少なくとも1つの枝によって特定の偏光軸に従って偏光された少なくとも1つの光学信号を受信することができる少なくとも1つのライン終端デバイスに接続された光学中心を備える受動的光学ネットワークに関し、前記ライン終端デバイスは、
光学信号の一部の偏光軸を変更する手段と
光学信号の光キャリアを抑制することができる変調器を備え、偏光軸が変更された光学信号の一部を変調する手段とを備え、
変更する手段は、変調された光学信号の一部の偏光軸を変更するように作製されている。

他の特徴および利点は、図面を参照して記載された実施形態を読むことで明らかになるであろう。

先行技術による受動的光学アクセスネットワークを示す図である。発明の主題であるライン終端デバイスを使用することができる受動的光学ネットワークを示す図である。本発明の一実施形態によるライン終端デバイスを示す図である。本発明の他の実施形態によるライン終端デバイスを示す図である。

図2は、PON WDM/TDM型の受動的光学アクセスネットワークを示す。光学中心OCは、ネットワークの第1の端を構成する。光ファイバ24の第1の端は、光学中心OCの出力に接続される。光ファイバ24の第2の端は、1入力N出力を備える少なくとも1つの光学分離デバイス25の入力に接続され、Nは、ネットワークが有する枝の数を表す。光ファイバ24は、ネットワークの主枝と呼ばれる。光ファイバ26_j(j∈{1、2、...、N})の第1の端は、光学カプラー25のN個の出力S_jの1つに接続される。光ファイバ26_jの第2の端は、1人または複数の加入者に接続されたライン終端デバイス27_i(i∈{1、2、...、N})に接続される。光ファイバ26₁から26_Nは、ネットワークの二次枝と呼ばれる。

光学中心OCは、特定の波長を有する光キャリアと関連づけられた第1の光学信号を発する第1のレーザ20aを備える。この第1の光学信号は、ネットワーク内で、例えば、ライン終端デバイス27₁および27₂に接続された加入者の第1のグループにデータを伝送する。ライン終端デバイス27₁および27₂に接続された様々な加入者は、送信された第1の光学信号の時間および/または周波数スロットと関連づけられる。

光学中心は、第2の光学信号を発する第2のレーザ20bをも備え、第2の光学信号は、共有光学信号と呼ばれ、第1の光学信号と関連づけられた波長とは異なる特定の波長を有する第2の光キャリアと関連づけられる。この第2の光学信号は、連続的な信号であり、すなわち、下流方向にデータを伝送しない。第2の光学信号は、第1の光学信号と同じ加入者グループに一斉送信される。

光学中心OCは、他の光学信号対を発する他のレーザ対(例えば、レーザ21aおよびレーザ21b)を備えることができる。これらの光学信号は、ネットワーク内で、例えば、ライン終端デバイス27₃および27₄に接続された他の加入者グループに送信される。ライン終端デバイス27₃および27₄に接続された様々な加入者は、これら送信された他の光学信号の時間および/または周波数スロットと関連づけられる。

レーザ20a、20b、21a、21bの出力は、光学結合器23の入力に、それぞれ接続される。光学中心OCは、ライン終端デバイス27₁から27_Nによって変調され送信された共有光学信号を受信する受信モジュールR20およびR21をも備える。受信モジュールR20およびR21は、結合器23にも接続される。光ファイバ24の第1の端は、光学結合器23の出力に接続され、これにより、一方で、レーザによって発せられた信号はライン終端デバイス27₁から27_Nの方向にネットワークを経由することが可能になり、他方で、ライン終端デバイスによって送信された共有光学信号は光学中心OCおよび関連づけられた受信手段R20、R21の方向にネットワークを経由することが可能になる。

ネットワークを構成する光ファイバ24および26₁から26_Nのそれぞれにより、ネットワーク内で光学信号の双方向通過が可能になり、すなわち、同じ光ファイバ内をライン終端デバイスによって変調された共有光学信号が光学中心に向かって進み、光学中心によって送信された光学信号がライン終端デバイスに向かって流れることが可能になる。これにより、ネットワークの設置にかかるコストを削減し、その維持を容易にすることが可能になる。

図3は、本発明の一実施形態によるライン終端デバイス27_iを示す。本発明によるそのようなデバイスは、変調手段30を備え、変調手段30は、送信中に変調手段30に特有の主偏光軸に従って第1の部分が偏光された共有光学信号を変調することができ、それに影響を及ぼさないで、変調手段30に特有の二次偏光軸に従って偏光された共有光学信号の第2の部分を変調することができる。変調手段30の出力ポート31は、共有光学信号の2つの部分の偏光軸を変更することができるファラデーミラー等の反射手段32に接続され、それにより、共有光学信号の第1の部分が二次偏光軸に従って偏光され、共有光学信号の第2の部分が主偏光軸に従って偏光される。次に、共有光学信号の両部分は、変調手段30に向けて反射される。変調手段30は、送信中に主偏光軸に従って偏光された共有光学信号の一部のみを変調し、それに影響を及ぼさないで、二次偏光軸に従って偏光された信号の一部を変調する。

そのようなライン終端デバイスにより、共有光学信号の偏光を無視することが可能になる。実際に、変調手段30は、変調手段30が最適な方法で動作する偏光に対応しない偏光を共有光学信号が有する場合、より低効率で動作する。

共有光学信号が変調手段30を最初に経由する際、主偏光軸に従って偏光された共有光学信号の第1の部分が、変調手段30によって変調される。反射手段32によって反射された後、共有光学信号が変調手段30を再び経由する際、反射したときに主偏光軸に従って偏光された共有光学信号の第2の部分は、今度は変調手段30によって変調される。このように、共有光学信号の両部分は、変調手段30によって変調され、次いで、光学中心OCに送信される。

そのような光学終端デバイス27_iは、単純な設計となる。

図4に示す本発明の他の特定の実施形態において、光学中心OCからの共有光学信号は、偏光軸に従って分離する手段40、例えば、PBS(Polarization Beam Splitter:偏光ビームスプリッタ)分離器等によって遮られる。分離する手段40は、共有光学信号を偏光軸に従って第1の部分と第2の部分に分割し、第1の部分と第2の部分はその偏光軸に従って偏光される。例えば、共有光学信号の第1の部分は、いわゆる垂直偏光軸Vにより偏光され、共有光学信号の第2の部分は、いわゆる水平偏光軸Hにより偏光される。分離する手段40は、それぞれが変調手段30の両側に接続された2つの出力ポートP1、P2を備える。分離する手段40は、共有光学信号の少なくとも1つの部分の偏光軸を変更することも可能とする。したがって、共有光学信号の第2の部分は、垂直偏光軸Vに従って偏光されるが、共有光学信号の第1の部分は、垂直偏光軸Vに従って偏光されたままとなる。変調手段30は、垂直偏光軸Vにより共有光学信号の部分を変調することができる。共有光学信号の2つの部分が、分離する手段40の出力部で、両方とも垂直偏光軸に従って偏光されるので、これらはいずれも変調手段30によって変調される。変調されると、共有光学信号の2つの部分は、変調された共有光学信号を再構成するために、分離デバイス40を通じて結合される。共有光学信号の2つの変調された部分のうちの1つの偏光が変更され、つまり、2つの部分のうちの1つが、水平偏光軸Hにより偏光される。この実施形態において、変調手段30は、マッハツェンダー変調器によって構成される。

この実施形態において、変調されるべき光学信号は、分離する手段40によって処理され、したがって、共有光学信号の第1の部分は、偏光保持光ファイバの第1の部分41を経由して変調手段30に送信され、共有光学信号の第2の部分は、偏光保持光ファイバの第2の部分42を経由して変調手段30に送信される。

10 レーザ
11 レーザ
12 光ファイバ
13 光学カプラー
14 光ファイバ
20 レーザ
21 レーザ
23 光学結合器
24 光ファイバ
25 光学分離デバイス
26 光ファイバ
27 ライン終端デバイス
30 変調手段
31 出力ポート
32 反射手段
40 分離する手段
41 偏光保持光ファイバの第1の部分
42 偏光保持光ファイバの第2の部分
OC 光学中心
R 受信手段
M 光学マルチプレクサ
OLT ライン終端デバイス

Claims

少なくとも一部が特定の偏光軸に従って偏光された少なくとも1つの光学信号を受信することができる光学ネットワーク用ライン終端デバイスであって、
前記光学信号の前記一部の前記偏光軸を変更する手段と、
前記光学信号の光キャリアを抑制することができる変調器を備え、前記偏光軸が変更された前記光学信号の前記一部を変調する手段とを備え、
前記変更する手段は、前記変調された光学信号の一部の偏光軸を変更するように作製されている、
ライン終端デバイス。
前記変更する手段が、前記光学信号の一部の前記偏光軸を変更することができる反射手段を備える、請求項1に記載のライン終端デバイス。
前記反射手段が、前記変調手段の出力ポートに接続される、請求項2に記載のデバイス。
前記変更する手段が、前記光学信号の前記一部の偏光軸に従って前記光学信号の一部を分離する手段を備える、請求項1に記載のライン終端デバイス。
前記分離する手段が、PBS偏光分離器を備える、請求項4に記載のライン終端デバイス。
少なくとも1つの光学信号を受信することができる少なくとも1つのライン終端デバイスに接続された光学中心を備える受動的光学ネットワークであって、前記光学信号は、前記ネットワークの少なくとも1つの枝によって特定の偏光軸に従って少なくとも一部が偏光され、前記ライン終端デバイスは、
前記光学信号の前記一部の前記偏光軸を変更する手段と、
前記光学信号の光キャリアを抑制することができる変調器を備え、前記偏光軸が変更された前記光学信号の前記一部を変調する手段とを備え、
前記変更する手段は、前記変調された光学信号の一部の偏光軸を変更するように作製されている、
受動的光学ネットワーク。