JP2014135588A - 波長多重ponシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本願発明の波長多重PONシステムでは、収容局がN(Nは自然数)台の光集線器、N台の光合流分岐器およびN台の局側受信器を備え、WDM/TDM−PONに、光合流分岐器を適用する。これにより、本発明は、上り方向の分岐損失を改善できるため、ONUに搭載するLDをハイパワー化することなく多分岐化が可能となる。したがって、本発明は、上り信号伝送における送受信器のパワーバジェットの要求条件を緩和することができる。
【選択図】図5
Description
送信波長、および受信波長可変な加入者装置、
上り信号が入力され下り信号が出力されるM個の第一の入出力ポート、および上り信号が出力され下り信号が入力されるN個の第二の入出力ポートを有するN台の光集線器、
上り信号が入力され下り信号が出力されるN個の第三の入出力ポートを有し、前記N個の第三の入出力ポートから入力された上り信号を単一のマルチモード入出力ポートに結合し、単一の下り信号入力ポートから入力された下り信号をN分岐して前記N個の第三の入出力ポートから出力するN台の光合流分岐器、
およびN台の局側送受信器、
から構成される波長多重PONシステムであって、
前記加入者装置は、前記N台の局側送受信器入力において波長ごとに時分割多重される上り信号を、前記N台の光集線器のM個の第一の入出力ポートのいずれかに入力し、
前記N台の光集線器は、上り信号が入力され下り信号が出力されるM個の第一の入出力ポート、および上り信号が出力され下り信号が入力されるN個の第二の入出力ポートを有する光分岐器であり、前記加入者装置から送信された上り信号は、送信波長によらずN個の第二の入出力ポートのすべてに出力され、
前記N台の光集線器のN個の第二の入出力ポートから出力された上り信号は、前記N台の光合流分岐器のN個の第三の入出力ポートに、光集線器及び光合流分岐器の重複がないように接続されて、単一のマルチモード出力に波長ごとに時分割多重された上り信号を出力し、
前記N台の局側送受信器は、前記波長ごとに時分割多重された上り信号から、受信波長を選択して受信し、
前記N台の局側送受信器は、宛先となる加入者装置ごとに時分割多重された下り信号を、前記N台の光合流分岐器の単一の下り信号入力ポートに入力し、
前記N台の光合流分岐器は、下り信号をN分岐して前記N個の第三の入出力ポートから出力し、
前記N台の光集線器は、前記接続に従い下り信号をM分岐して前記M個の第一の入出力ポートから出力し、
前記加入者装置は、当該装置宛ての下り信号が重畳された波長、時間位置にあるデータを選択して受信する、
ことを特徴とする。
送信波長可変な加入者装置、
上り信号が入力され下り信号が出力されるM個の第一の入出力ポート、および上り信号が出力され下り信号が入力されるN個の第二の入出力ポートを有するN台の光集線器、
上り信号が入力され下り信号が出力されるN個の第三の入出力ポートを有し、前記N個の第三の入出力ポートから入力された上り信号を単一のマルチモード入出力ポートに結合し、単一の下り信号入力ポートから入力された下り信号をN分岐して前記N個の第三の入出力ポートから出力するN台の光合流分岐器、
および送信波長可変なN台の局側送受信器、
から構成される波長多重PONシステムであって、
前記加入者装置は、前記N台の局側送受信器入力において時分割多重される上り信号を、前記N台の光集線器のM個の第一の入出力ポートのいずれかに入力し、
前記N台の光集線器は、上り信号が入力され下り信号が出力されるM個の第一の入出力ポート、および上り信号が出力され下り信号が入力されるN個の第二の入出力ポートを有し、隣接ポート間の透過波長間隔(Δw)とFSR(F)が、F=N×Δwの関係を有する周回性AWGであり、前記加入者装置から送信された上り信号は、送信波長に応じてN個の第二の入出力ポートのいずれかに出力され、
前記N台の光集線器のN個の第二の入出力ポートから出力された上り信号は、前記N台の光合流分岐器のN個の第三の入出力ポートに、光集線器及び光合流分岐器の重複がないように接続されて、単一のマルチモード出力に時分割多重された上り信号を出力し、
前記N台の局側送受信器は、前記時分割多重された上り信号を受信し、
前記N台の局側送受信器は、前記加入者装置入力において時分割多重される下り信号を、前記N台の光合流分岐器の単一の下り信号入力ポートに入力し、
前記N台の光合流分岐器は、下り信号をN分岐して前記N個の第三の入出力ポートから出力し、
前記N台の光集線器は、前記接続に従い前記M個の第一の入出力ポートから時分割多重された下り信号を出力し、
前記加入者装置は、当該装置宛ての下り信号が重畳された時間位置にあるデータを受信する、
ことを特徴とする。
送信波長可変な加入者装置、
上り信号が入力され下り信号が出力されるM個の第一の入出力ポート、および上り信号が出力され下り信号が入力されるN個の第二の入出力ポートを有するN台の光集線器、
上り信号が入力され下り信号が出力されるN個の第三の入出力ポートを有し、前記N個の第三の入出力ポートから入力された上り信号を単一のマルチモード入出力ポートに結合し、単一の下り信号入力ポートから入力された下り信号をN分岐して前記N個の第三の入出力ポートから出力するN台の光合流分岐器、
および送受信波長可変なN台の局側送受信器、
から構成される波長多重PONシステムであって、
前記加入者装置は、前記N台の局側送受信器入力において時分割多重される上り信号を、前記N台の光集線器のM個の第一の入出力ポートのいずれかに入力し、
前記N台の光集線器は、上り信号が入力され下り信号が出力されるM個の第一の入出力ポート、を有するAWG、および上り信号が出力され下り信号が入力されるN個の第二の入出力ポートを有する光分岐器が、単一の入出力ポート間で結合される構成であり、前記加入者装置から送信された上り信号は、接続したAWGの入出力ポートに対応した送信波長に設定されて、前記光分岐器のN個の入出力ポートのすべてに出力され、
前記N台の光集線器のN個の第二の入出力ポートから出力された上り信号は、前記N台の光合流分岐器のN個の第三の入出力ポートに、光集線器及び光合流分岐器の重複がないように接続されて、単一のマルチモード出力に時分割多重された上り信号を出力し、
前記N台の局側送受信器は、前記時分割多重された上り信号を、波長を選択することにより受信し、
前記N台の光終端装置は、前記加入者装置入力において時分割多重される下り信号を、前記N台の光合流分岐器の単一の下り信号入力ポートに入力し、
前記N台の光合流分岐器は、下り信号をN分岐して前記N個の第三の入出力ポートから出力し、
前記N台の光集線器は、前記接続に従い前記M個の第一の入出力ポートから時分割多重された下り信号を出力し、
前記加入者装置は、当該装置宛ての下り信号が重畳された時間位置にあるデータを受信する、
ことを特徴とする。
前記光合流分岐器は、上り信号をマルチモードで合流し、下り信号をシングルモードで分岐する光合流分岐手段に、前記上り信号をマルチモードで分離し、前記下り信号をシングルモードで結合する上下信号合分離手段を付加した構成であってもよい。
前記光合流分岐器は、上り信号をマルチモードで合流し、下り信号をシングルモードで分岐する光合流分岐手段と、上り信号をマルチモードで伝播させ、下り信号をシングルモードで伝播させる双方向光伝播手段と、上り信号をマルチモードで分離し、下り信号をシングルモードで結合する上下信号合分離手段とにより構成されていてもよい。
前記双方向光伝播手段がデュアルモード光ファイバであってもよい。
前記双方向光伝播手段が空間レンズ系で構成されていてもよい。
前記光合流分岐器は、導波路幅が非等幅のN段に直列接続された方向性結合素子、および下り信号をN分岐する光分岐器から構成され、上り信号は前記方向性結合素子のクロスポートにモード変換された後に出力され、前記光分岐器によりN分岐された下り信号は、前記方向性結合素子のスルーポートにモード変換されずに出力されていてもよい。
複数の加入者装置からの上り信号を受信する収容局であって、
N(Nは自然数)台の光集線器、N台の光合流器およびN台の局側受信器を備え、
各光集線器は、M個の第一の入出力ポートとN個の第二の入出力ポートを有し、
各光合流器は、N個の第三の入出力ポートと1個のマルチモード入出力ポートを有し、
各光集線器のN個の第二の入出力ポートは、各光合流器のN個の第三の入出力ポートに、光集線器及び光合流器の重複がないように接続され、
N台の光集線器は、M個の第一の入出力ポートのいずれかに入力された加入者装置からの上り信号を、N個の第二の入出力ポートの少なくとも1つに出力し、
N台の光合流器は、第三の入出力ポートに入力された上り信号を、マルチモード入出力ポートに結合し、
N台の局側送受信器は、マルチモード入出力ポートから出力された上り信号を受信する。
複数の加入者装置からの上り信号を受信する収容局の上り信号受信方法であって、
N(Nは自然数)台の光集線器、N台の光合流器およびN台の局側受信器を備え、
各光集線器は、M個の第一の入出力ポートとN個の第二の入出力ポートを有し、
各光合流器は、N個の第三の入出力ポートと1個のマルチモード入出力ポートを有し、
各光集線器のN個の第二の入出力ポートは、各光合流器のN個の第三の入出力ポートに、光集線器及び光合流器の重複がないように接続され、
N台の光集線器が、M個の第一の入出力ポートのいずれかに入力された加入者装置からの上り信号を、N個の第二の入出力ポートの少なくとも1つに出力する手順と、
N台の光合流器が、マルチモード入出力ポートから出力された上り信号を、マルチモード入出力ポートに結合する手順と、
N台の局側送受信器が、上り信号を受信する手順と、
を有する。
N台の光集線器13が、M個の第一の入出力ポートのいずれかに入力された加入者装置からの上り信号を、N個の第二の入出力ポートの少なくとも1つに出力する手順と、
N台の光合流器が、第三の入出力ポートに入力された上り信号を、マルチモード入出力ポートに結合する手順と、
N台の局側送受信器11が、マルチモード入出力ポートから出力された上り信号を受信する手順と、
を順に有する。
図5に、本発明による第一の実施形態を示す。本実施形態によるWDM/TDM−PONシステムでは、収容局81は、N台の光集線器13、N台の光合流分岐器14、およびOLT内に搭載されるN台の局側送受信器11から構成される。
図6に、本発明による第二の実施形態を示す。本実施形態による光合流分岐器14は、PLC上に作製された図4(a)に模式的構造を図示した光合流器25のスラブ導波路251部分に、斜めに挿入したTFF(Thin Film Filter)141と下り信号用入力ポート145と入力信号用スラブ導波路追加部144とを追加した構造になっている。ここでTFF141は下り信号光を反射し、上り信号光は透過する設計の光フィルタ(波長合分波器)を用いる。
図7に、本発明による第三の実施形態を示す。本実施形態による光合流分岐器14は、図4(a)のPLCにデュアルモード光ファイバ(DMF:Dual Mode Fiber)を接続した構成である。図7には、PLCを用いた場合を例示しているが、図4(b)に示した融着SMF導波路を用いてもよい。
図9に、本発明による第四の実施形態を示す。本実施形態による光合流分岐器14は、第三の実施形態による光合流分岐器14におけるDMFの代わりに、空間レンズ系を用いた構成である。SM導波路143に入射された上り信号は、スラブ導波路142においてMMで合流し、空間レンズ系を用いて、MMFのコアに結合される。MMFを用いず、直接受信器112に結合してもよい。
図10に、本発明による第五の実施形態を示す。本実施形態による光合流分岐器14は、マルチモード変換・合流素子149を4素子用いる。各マルチモード変換・合流素子149は例えば図11(a)〜図11(c)に示すレイアウト模式図に一例を示した様な非等幅の方向性結合素子からなる。各マルチモード変換・合流素子149同士は太幅導波路につながるポートで4素子が直列にマルチモード導波路で接続されていて、片方の端にはMMF114を介して受信器112に接続されている。また各マルチモード変換・合流素子149の細幅導波路につながる一方のポートは其々各加入者装置へと繋がるSM導波路143へと接続され、他方のポートはスプリッタ素子148に接続され最終的にはSMF113を介して送信器111へ接続されている。
まず、図11(a)と図11(b)および図12を用いて、波長1.27μmの上り信号光がモード変換され、合流される様子について説明する。図11(a)に示すように、細幅導波路121につながるポートに波長1.27μmの0次モード光を入力すると、非等幅の方向性結合素子部分でモード変換されて、クロスポートである太幅導波路122につながるポートへ出力される。モード変換後の次数が幾つになるかは非等幅の方向性結合素子部分の導波路幅の組み合わせによって一意に定まる。細幅導波路121と太幅導波路122の導波路幅を其々3.5μmと9.2μmに設定すると、図12のグラフの各太線が示すように、細幅導波路121を伝播する波長1.27μmの0次モード光のモード屈折率は、太幅導波路122を伝播する波長1.27μmの1次モード光のモード屈折率と一致し、位相整合がとれた状態となる。そのため非等幅方向性結合素子の作用長とギャップ幅を適切に設計すれば、細幅導波路121につながるポートに波長1.27μmの0次モード光を入力すると、クロスポートである太幅導波路122につながるポートに1次モード光が出力される。同様に、細幅導波路と太幅導波路の導波路幅を其々3.5μmと14.9μmに設定すると、太幅導波路につながるポートには2次モード光が出力される。
12:光分岐器
13:光集線器
14:光合流分岐器
21、111:送信器
22、112:受信器
23:光合流分岐器
24:光分岐器
25:光合流器
26:波長合分波器
81:OLT
82:ONU
83:光分岐器
113:SMF
114:MMF
121:細幅導波路
122:太幅導波路
131:光分岐器
132:周回性AWG
133:AWG
141:波長合分波器
142:スラブ導波路
143:シングルモード導波路
144:入力信号用スラブ導波路追加部
145:下り信号用入力ポート
146:DMF
147:レンズ
148:スプリッタ素子
149:マルチモード変換・合流素子
251:スラブ導波路
252:シングルモード導波路
253:マルチモード導波路
254:クラッド
255:コア
256:融着部
Claims (10)
- 送信波長、および受信波長可変な加入者装置、
上り信号が入力され下り信号が出力されるM個の第一の入出力ポート、および上り信号が出力され下り信号が入力されるN個の第二の入出力ポートを有するN台の光集線器、
上り信号が入力され下り信号が出力されるN個の第三の入出力ポートを有し、前記N個の第三の入出力ポートから入力された上り信号を単一のマルチモード入出力ポートに結合し、単一の下り信号入力ポートから入力された下り信号をN分岐して前記N個の第三の入出力ポートから出力するN台の光合流分岐器、
およびN台の局側送受信器、
から構成される波長多重PONシステムであって、
前記加入者装置は、前記N台の局側送受信器入力において波長ごとに時分割多重される上り信号を、前記N台の光集線器のM個の第一の入出力ポートのいずれかに入力し、
前記N台の光集線器は、上り信号が入力され下り信号が出力されるM個の第一の入出力ポート、および上り信号が出力され下り信号が入力されるN個の第二の入出力ポートを有する光分岐器であり、前記加入者装置から送信された上り信号は、送信波長によらずN個の第二の入出力ポートのすべてに出力され、
前記N台の光集線器のN個の第二の入出力ポートから出力された上り信号は、前記N台の光合流分岐器のN個の第三の入出力ポートに、光集線器及び光合流分岐器の重複がないように接続されて、単一のマルチモード出力に波長ごとに時分割多重された上り信号を出力し、
前記N台の局側送受信器は、前記波長ごとに時分割多重された上り信号から、受信波長を選択して受信し、
前記N台の局側送受信器は、宛先となる加入者装置ごとに時分割多重された下り信号を、前記N台の光合流分岐器の単一の下り信号入力ポートに入力し、
前記N台の光合流分岐器は、下り信号をN分岐して前記N個の第三の入出力ポートから出力し、
前記N台の光集線器は、前記接続に従い下り信号をM分岐して前記M個の第一の入出力ポートから出力し、
前記加入者装置は、当該装置宛ての下り信号が重畳された波長、時間位置にあるデータを選択して受信する、
ことを特徴とする波長多重PONシステム。 - 送信波長可変な加入者装置、
上り信号が入力され下り信号が出力されるM個の第一の入出力ポート、および上り信号が出力され下り信号が入力されるN個の第二の入出力ポートを有するN台の光集線器、
上り信号が入力され下り信号が出力されるN個の第三の入出力ポートを有し、前記N個の第三の入出力ポートから入力された上り信号を単一のマルチモード入出力ポートに結合し、単一の下り信号入力ポートから入力された下り信号をN分岐して前記N個の第三の入出力ポートから出力するN台の光合流分岐器、
および送信波長可変なN台の局側送受信器、
から構成される波長多重PONシステムであって、
前記加入者装置は、前記N台の局側送受信器入力において時分割多重される上り信号を、前記N台の光集線器のM個の第一の入出力ポートのいずれかに入力し、
前記N台の光集線器は、上り信号が入力され下り信号が出力されるM個の第一の入出力ポート、および上り信号が出力され下り信号が入力されるN個の第二の入出力ポートを有し、隣接ポート間の透過波長間隔(Δw)とFSR(F)が、F=N×Δwの関係を有する周回性AWGであり、前記加入者装置から送信された上り信号は、送信波長に応じてN個の第二の入出力ポートのいずれかに出力され、
前記N台の光集線器のN個の第二の入出力ポートから出力された上り信号は、前記N台の光合流分岐器のN個の第三の入出力ポートに、光集線器及び光合流分岐器の重複がないように接続されて、単一のマルチモード出力に時分割多重された上り信号を出力し、
前記N台の局側送受信器は、前記時分割多重された上り信号を受信し、
前記N台の局側送受信器は、前記加入者装置入力において時分割多重される下り信号を、前記N台の光合流分岐器の単一の下り信号入力ポートに入力し、
前記N台の光合流分岐器は、下り信号をN分岐して前記N個の第三の入出力ポートから出力し、
前記N台の光集線器は、前記接続に従い前記M個の第一の入出力ポートから時分割多重された下り信号を出力し、
前記加入者装置は、当該装置宛ての下り信号が重畳された時間位置にあるデータを受信する、
ことを特徴とする波長多重PONシステム。 - 送信波長可変な加入者装置、
上り信号が入力され下り信号が出力されるM個の第一の入出力ポート、および上り信号が出力され下り信号が入力されるN個の第二の入出力ポートを有するN台の光集線器、
上り信号が入力され下り信号が出力されるN個の第三の入出力ポートを有し、前記N個の第三の入出力ポートから入力された上り信号を単一のマルチモード入出力ポートに結合し、単一の下り信号入力ポートから入力された下り信号をN分岐して前記N個の第三の入出力ポートから出力するN台の光合流分岐器、
および送受信波長可変なN台の局側送受信器、
から構成される波長多重PONシステムであって、
前記加入者装置は、前記N台の局側送受信器入力において時分割多重される上り信号を、前記N台の光集線器のM個の第一の入出力ポートのいずれかに入力し、
前記N台の光集線器は、上り信号が入力され下り信号が出力されるM個の第一の入出力ポート、を有するAWG、および上り信号が出力され下り信号が入力されるN個の第二の入出力ポートを有する光分岐器が、単一の入出力ポート間で結合される構成であり、前記加入者装置から送信された上り信号は、接続したAWGの入出力ポートに対応した送信波長に設定されて、前記光分岐器のN個の入出力ポートのすべてに出力され、
前記N台の光集線器のN個の第二の入出力ポートから出力された上り信号は、前記N台の光合流分岐器のN個の第三の入出力ポートに、光集線器及び光合流分岐器の重複がないように接続されて、単一のマルチモード出力に時分割多重された上り信号を出力し、
前記N台の局側送受信器は、前記時分割多重された上り信号を、波長を選択することにより受信し、
前記N台の光終端装置は、前記加入者装置入力において時分割多重される下り信号を、前記N台の光合流分岐器の単一の下り信号入力ポートに入力し、
前記N台の光合流分岐器は、下り信号をN分岐して前記N個の第三の入出力ポートから出力し、
前記N台の光集線器は、前記接続に従い前記M個の第一の入出力ポートから時分割多重された下り信号を出力し、
前記加入者装置は、当該装置宛ての下り信号が重畳された時間位置にあるデータを受信する、
ことを特徴とする波長多重PONシステム。 - 請求項1ないし3に記載の波長多重PONシステムにおいて、
前記光合流分岐器は、上り信号をマルチモードで合流し、下り信号をシングルモードで分岐する光合流分岐手段に、前記上り信号をマルチモードで分離し、前記下り信号をシングルモードで結合する上下信号合分離手段を付加した構成である、
ことを特徴とする波長多重PONシステム。 - 請求項1ないし3に記載の波長多重PONシステムにおいて、
前記光合流分岐器は、上り信号をマルチモードで合流し、下り信号をシングルモードで分岐する光合流分岐手段と、上り信号をマルチモードで伝播させ、下り信号をシングルモードで伝播させる双方向光伝播手段と、上り信号をマルチモードで分離し、下り信号をシングルモードで結合する上下信号合分離手段とにより構成される、
ことを特徴とする波長多重PONシステム。 - 請求項5に記載の波長多重PONシステムにおいて、
前記双方向光伝播手段がデュアルモード光ファイバである、
ことを特徴とする波長多重PONシステム。 - 請求項5に記載の波長多重PONシステムにおいて、
前記双方向光伝播手段が空間レンズ系で構成される、
ことを特徴とする波長多重PONシステム。 - 請求項1ないし3に記載の波長多重PONシステムにおいて、
前記光合流分岐器は、導波路幅が非等幅のN段に直列接続された方向性結合素子、および下り信号をN分岐する光分岐器から構成され、上り信号は前記方向性結合素子のクロスポートにモード変換された後に出力され、前記光分岐器によりN分岐された下り信号は、前記方向性結合素子のスルーポートにモード変換されずに出力される、
ことを特徴とする波長多重PONシステム。 - 複数の加入者装置からの上り信号を受信する収容局であって、
N(Nは自然数)台の光集線器、N台の光合流器およびN台の局側受信器を備え、
各光集線器は、M個の第一の入出力ポートとN個の第二の入出力ポートを有し、
各光合流器は、N個の第三の入出力ポートと1個のマルチモード入出力ポートを有し、
各光集線器のN個の第二の入出力ポートは、各光合流器のN個の第三の入出力ポートに、光集線器及び光合流器の重複がないように接続され、
N台の光集線器は、M個の第一の入出力ポートのいずれかに入力された加入者装置からの上り信号を、N個の第二の入出力ポートの少なくとも1つに出力し、
N台の光合流器は、第三の入出力ポートに入力された上り信号を、マルチモード入出力ポートに結合し、
N台の局側送受信器は、マルチモード入出力ポートから出力された上り信号を受信する、
収容局。 - 複数の加入者装置からの上り信号を受信する収容局の上り信号受信方法であって、
N(Nは自然数)台の光集線器、N台の光合流器およびN台の局側受信器を備え、
各光集線器は、M個の第一の入出力ポートとN個の第二の入出力ポートを有し、
各光合流器は、N個の第三の入出力ポートと1個のマルチモード入出力ポートを有し、
各光集線器のN個の第二の入出力ポートは、各光合流器のN個の第三の入出力ポートに、光集線器及び光合流器の重複がないように接続され、
N台の光集線器が、M個の第一の入出力ポートのいずれかに入力された加入者装置からの上り信号を、N個の第二の入出力ポートの少なくとも1つに出力する手順と、
N台の光合流器が、マルチモード入出力ポートから出力された上り信号を、マルチモード入出力ポートに結合する手順と、
N台の局側送受信器が、上り信号を受信する手順と、
を有する収容局の上り信号受信方法。
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