JP3533370B2 - 幹線ノード装置、及び光アクセスネットワーク - Google Patents
幹線ノード装置、及び光アクセスネットワークInfo
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Description
大容量コンテンツを最大1Gbps以上の伝送速度で配
信可能にする広帯域通信サービスに関し、特に、サーバ
とアクセス系伝送装置(OLT)をアクセスネットワー
ク近傍に配置した光アクセスネットワーク構成、幹線ノ
ード装置及び支線ノード装置に関するものである。
を示す。従来の電話網は、中継ネットワーク85に接続
されている幹線ノード80、支線ノード81、加入者側
装置82とそれらを接続する支線光ファイバ伝送路8
3、アクセス系光ファイバ伝送路84から構成される階
層構造になっており、支線ノードを収容する収容局は全
国に数千局配置されている。そのため、新たなサービス
を加入者に提供する新しいノード装置を支線ノードに導
入するにはコストが高く、かつ時間を要する。前記電話
網13の論理構成のデータの流れを図15に示す。
イバ伝送路を経由してエンド・トゥ・エンドでの電話サ
ービスの提供を目的としており、支線光ファイバ伝送路
はアクセスネットワークを集線多重化した中速度のフレ
ーム構成をしている。そのため、光技術を用いてアクセ
スネットワークを広帯域化しても、支線光ファイバ伝送
路での多重化単位がユーザあたりのアクセスネットワー
クの伝送速度を制限している。
OD)の概要を説明する。ビデオ・オン・デマンドの配
信方法は、サーバから加入者にコンテンツの再生時間だ
け継続的に配信し続けるストリーム型が採用されてい
る。例えば、MPEG2で圧縮し記録されたDVD等の
映像をストリーム型伝送するには、6Mbps程度の帯
域が必要である。しかし、従来の電話網ではこのような
広帯域を常時保証することは困難であり、ビデオ・オン
・デマンドを配信するネットワークは、図16に示す構
成をとる必要がある。この構成はビデオ・オン・デマン
ド専用のネットワークであり、アクセス系伝送装置(O
LT)50bを収容する支線ノード51と、コンテンツ
を蓄積し配信するサーバ50aを収容する幹線ノード5
0間は中継系伝送装置50eと支線光ファイバ伝送路5
3を介して接続しており、サーバが加入者側装置32に
配信するコンテンツは、中速度の支線光ファイバ伝送路
を経由してストリーム型のコンテンツ配信を行う。図1
6において、29はスターカプラ、34はアクセス系光
ファイバ伝送路、35は加入者ネットワークインタフェ
ース、36は端末装置である。
る手段として光伝送方式が有力であるが、導入にあたっ
ては低コスト化が重要である。そこで、スターカプラ等
の受動素子をアクセス系伝送装置の1つの入出力ポート
に接続することにより複数の加入者側装置間で帯域や光
源を共有し、安価に光アクセスネットワークを導入する
PDS(Passive Doub1e Star)方式が採用されて
いる。例えば、STM-PDS方式において、支線ノー
ド内のアクセス系伝送装置から加入者の近傍に配置され
る加入者側装置間の距離は7km以内であり、最大32
加入者が多重される。
ットワークでは、最大16Mbpsの帯域を複数の加入
者間で共有し、最低保証速度が数百kbps程度の中高
速サービスが提供可能である。
の電話網を基本とした光アクセスネットワークで提供可
能なサービスは中高速度であり、同一のアクセス系伝送
装置に接続される複数の加入者に同時に映像等の大容量
コンテンツをストリーム型配信するために要求される帯
域(数十〜数百Mbps程度)には不十分である。
では、サーバへのアクセスやネットワーク帯域等のネッ
トワークリソースを長時間占有してしまう問題がある。
これに対して、広帯域ネットワークを用いて短時間に一
括してコンテンツを配信するブロック型配信法がある。
例えば、MPEG2の映像2時間分(約40Gbit)
程度のコンテンツを1分程度でブロック型配信するに
は、加入者あたり最大1Gbps程度の帯城が必要であ
るが、このような広帯域伝送を従来の中高速の光アクセ
スネットワークで実現するのは困難である。
コンテンツを蓄積するサーバ等の装置を全国に数千局あ
る支線ノード内に配置すると、導入コストが高価となり
サービス展開も遅くなる。また、技術的には多くのサー
バ間でのコンテンツのミラーリング方法も煩雑となる問
題点もある。そこで、配置するサーバ数を抑制するため
に幹線ノード内に配置する方法をとると、幹線ノード内
のサーバと支線ノード内のアクセス系伝送装置間は、従
来の中速の支線光ファイバ伝送路を介して配信すること
になり、目的とする伝送速度1Gbps程度の高速な配
信は困難である。
ンツ配信のための広帯域アクセスネットワークを安価に
構成するために創設費用を抑制し、加入者に対して広帯
城サービスを安価かつ迅速に展開する光アクセスネット
ワーク構成、幹線ノード装置、支線ノード装置とサーバ
配置を提供することにある。
に構成することが可能など、光アクセスネットワークの
全システムの構築と保守管理を安価に提供することにあ
る。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴
は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにす
る。
発明の概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
図1は、本発明の概念を説明するための図であり、図2
はデータ流れを示す模式図である。図1及び図2におい
て、1は中継ネットワーク、2はアクセス系伝送装置
(OLT)(幹線ノード)、3はサーバ、4はアクセス
ネットワーク、5は加入者側装置(ONU)、6は端末
装置、7はアクセス系中継装置である。
7内での土管はパッシングな装置でスルーをイメージし
点線で表現した。
てコンテンツを配信するサーバと、加入者側装置を収容
するアクセス系伝送装置(OLT)を隣接して配置する
光アクセスネットワーク構成になっている。例えば、図
1に示すように、加入者(ユーザ)からの要求に応じて
コンテンツを配信するサーバ3と、加入者側装置(ON
U)5を収容するアクセス系伝送装置2とが隣接して配
置される。また、前記アクセス系伝送装置が配置される
1つの幹線ノードと、最大n×m個(nは2以上の整
数、mは1以上の整数)の前記加入者側装置と、前記幹
線ノードと前記加入者側装置との間に介在する少なくと
も1つの支線ノードとを備えた光アクセス網であって、
前記幹線ノードと前記支線ノードとの間が少なくとも1
つの支線光ファイバ伝送路で接続されており、前記支線
ノードと前記加入者側装置との間がアクセス系光ファイ
バ伝送路で接続されており、前記幹線ノードは、出力ポ
ートが前記支線光ファイバ伝送路に接続するn個の光送
信器と、入力ポートが前記支線光ファイバ伝送路に接続
するn個の光受信器を有する前記アクセス系伝送装置と
前記サーバが隣接して配置されており、前記支線ノード
は、入力ポートが前記支線光ファイバ伝送路に接続され
ている下り方向の中継器と、出力ポートが前記支線光フ
ァイバ伝送路に接続されている上り方向の中継器と、入
出力ポートが前記アクセス系光ファイバ伝送路に接続し
ており、前記入力ポートが前記下り方向の中継器に接続
し、出力ポートが上り方向の前記中継器に接続している
波長帯合分波器を有するアクセス系中継装置と、前記ア
クセス系中継装置と前記加入者側装置との間に介在する
前記光信号を最大m個の加入者側端末装置に分岐するこ
とが可能なn個のスターカプラを備え、前記加入者側装
置の各々は、前記アクセス系光ファイバ伝送路を介して
前記スターカプラに接続されており、上り光信号を送信
する光送信器と、下り光信号を受信する光受信器とを具
備している。
aとアクセス系伝送装置50bを幹線ノード内50に隣
接して配置し、幹線ノード50内のアクセス系伝送装置
50bは、支線光ファイバ伝送路53、支線ノード51
内のアクセス系中継装置51a、スターカプラ29、ア
クセス系光ファイバ伝送路34、加入者側装置32、及
び加入者ネットワークインタフェース35を介して端末
装置36に接続する構成になっている。
が支線ノード内に配置されていたが、本発明では幹線ノ
ード内に配置されている点が異なる。
セスネットワーク構成において、加入者が要求するコン
テンツの情報を加入者側端末から加入者側装置、アクセ
ス系光ファイバ伝送路、支線ノード、支線光ファイバ伝
送路、及び幹線ノード内のアクセス系伝送装置を介して
幹線ノード内のサーバに伝達し、サーバは加入者が要求
するコンテンツをアクセス系伝送装置、支線光ファイバ
伝送路、支線ノード、アクセス系光ファイバ伝送路、及
び加入者側装置を介して加入者側端末へ配信する構成に
なっている。
るエンド・トゥ・エンドの配信構成でなく、幹線ノード
内のサーバから加入者側装置に広帯域のアクセスネット
ワークだけを使用して配信する構成である点が異なる。
セスネットワークを用いることにより、加入者が要求す
る大容量コンテンツを幹線ノード内に配置されたサーバ
からアクセス系伝送装置を介して、最大1Gbps以上
の伝送速度で配信することが可能な構成になっている。
クを介していたために、最大16Mbps程度の伝送速
度の光アクセスネットワークであったが、本発明によれ
ば、最大1Gbps以上の伝送速度で大容量コンテンツ
を配信することが可能な光アクセスネットワークである
点が異なる。
おいて、下り方向の互いに異なるn波の光信号を幹線ノ
ード内の波長合分波器で波長多重して支線光ファイバ伝
送路を伝送後に支線ノード内の波長合分波器で分波す
る。一方、上り方向についても互いに異なるn波の光信
号を支線ノード内の波長合分波器で波長多重して支線光
ファイバ伝送路を伝送後に幹線ノード内の波長合分波器
で分波する構成になっている。
ノード内に配置することにより、アクセス系伝送装置と
スターカプラを接続する光ファイバ数と同数の支線光フ
ァイバ伝送路が必要であった。しかし、本発明は、波長
多重技術を用いて1つのアクセス系伝送装置と1つの支
線ノードを結ぶ支線光ファイバ伝送路にたかだか2本の
支線光ファイバ伝送路を使用すればよい点が従来技術と
異なる。
を2芯単方向伝送する場合において、アレイ導波路回折
格子(AWG)の波長周回性に合致し互いに異なる波長
を上り下りの波長に割り当てることにより、幹線ノード
内では下り信号の波長合波器と上り信号の波長分波器の
2つの機能を、支線ノード内では下り信号用の波長分波
器と上り信号用の波長合波器の2つの機能を、受動素子
であるアレイ導波路回折格子を用いて一体化する構成と
なっている。
ファイバ伝送路である)に示すように、幹線ノード内4
0と支線ノード内41のそれぞれのノードについて波長
合波器21と波長分波器22の2つの装置が必要であっ
たが、本発明は、その全ての機能を1つのアレイ導波路
回折格子で適用できる点が異なる。
を1芯双方向伝送する場合において、アレイ導波路回折
格子(AWG)の波長周回性に合致し互いに異なる波長
を上り下りの波長に割り当てることにより、幹線ノード
内では下り信号の波長合波器と上り信号の波長分波器と
上り下り信号の波長帯を合分波する波長帯多重器の3つ
の機能、支線ノード内では下り信号用の波長分波器と上
り信号用の波長合彼器と上り下り信号の波長帯を合分波
する波長帯多重器の3つの機能を受動素子であるアレイ
導波路回祈格子を用いて一体化する構成になっている。
ノード内40と支線ノード内41のそれぞれのノードに
ついて、波長合波器21、波長分波器22、波長帯合分
波器23の3つの装置が必要であったが、本発明は、そ
の全ての機能を1つのアレイ導波路回折格子で適用でき
る点が異なる。
(6)のアクセスネットワーク構成の下り方向におい
て、アクセス系伝送装置と加入者側装置間の長距離化に
よる損失と、支線ノード内に配置しているスターカプラ
による光学的損失が大きいため、波長多重した複数の波
長を分波することなく一括して増幅する光増幅器を支線
ノード内に配置する構成になっている。
する波長分波器と波長毎に光増幅器を導入するために波
長数と同数の光増幅器を必要とするが、本発明は、1つ
の光増幅器だけを導入する点が異なる。
れた波長精度の低い光信号を、支線ノード内に配置され
た波長変換中継器により波長精度の高い波長に変換する
構成となっている。
長指定光源を配置するため加入者の経済的負担が大きか
った。しかし、本発明は、加入者側装置内には波長精度
の低い安価な光源を配置し、支線ノード内の波長変換中
継器内に配置された波長精度の高い高価な光源を同一の
スターカプラに接続する複数の加入者側装置間で共有す
ることにより、加入者1人あたりの光アクセスネットワ
ーク導入コストを安価にできる点が異なる。
光信号や下り方向のn波の光信号と異なる新たな波長帯
かつ、アレイ導波路回折格子の波長周期性に合致し互い
に異なる波長を割り当てた光源をアクセス系伝送装置内
に配置することにより、前記手段(4)から(8)のう
ちいずれか1つの光アクセスネットワーク構成におい
て、加入者側装置各々は下り方向について前述した1波
長に加えて、さらに1波長の計2波長を受信することが
可能となる構成となっている。
周期性に合致し互いに異なる新たな波長帯の光源をアク
セス系伝送装置内に配置するだけで、前記手段(1)か
ら(8)のうちいずれか1つの光アクセスネットワーク
構成を変更することなく、加入者側装置各々は下り方向
について最大伝送速度1Gbps以上の特定の2波長を
受信することが可能となる点が従来技術と異なる。
(9)のいずれかに記載の光アクセスネットワークに用
いる幹線ノード装置であって、加入者側装置に接続する
アクセス系伝送装置と、コンテンツを蓄積し加入者から
の要求に応じてオンデマンドでコンテンツを配信するサ
ーバを隣接配置して接続してなり、前記アクセス系伝送
装置はn個の光送信器とn個の光受信器と波長合分波器
とを有し、前記光送信器と前記光受信器とはそれぞれ前
記サーバの異なるポートに接続されるとともに、前記ポ
ートは前記波長合分波器を介して前記支線光ファイバ伝
送路に接続される構成である。
ードに配置しているアクセス系伝送装置を幹線ノードに
配置し、支線ノードにアクセス系中継装置を配置する手
段により、現在のアクセスネットワークを広域化し、さ
らに支線ノードに配置する装置は小型でかつ簡素な構成
とすることができる。これにより、主として幹線ノード
を保守管理し、支線ノードの保守管理の簡素化や局舎の
小型化による固定資産の費用削減を可能とする。
伝送装置近傍に配置する手段は、サーバを支線ノードに
設置する場合に比べて設置するサーバ数を抑制すること
が可能であることや、サーバから低速度の中継ネットワ
ークを経由せずに広帯域のアクセスネットワークだけを
介してオンデマンド型の大容量コンテンツを加入者側装
置に配信することが可能である。
する光ファイバ数を削減するために適用する波長多重技
術は、現在の光部品の性能を考慮すると下り1波長帯に
つき32波多重が、スターカプラは32分岐が可能であ
り、1芯につき最大約1000加入者が収容可能とな
る。これらの手段を採用することで、本発明の目的であ
る最大1Gbps以上の伝送速度で大容量オンデマンド
コンテンツを配信することが可能な光アクセスネットワ
ークを安価に創設でき、迅速なサービス展開が可能とな
る。
施形態(実施例)とともに図面を参照して詳細に説明す
る。
テムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態1
において、支線光ファイバ伝送路は2芯単方向で構成さ
れ、アクセス系光ファイバ伝送路はPDS構成であり、
そのアクセス系光ファイバ伝送路は1芯双方向で構成さ
れている。
テムは、サーバ10aとアクセス系伝送装置(OLT)
10bを備えた幹線ノード10と、アクセス系中継装置
11aとスターカプラ18を備えた支線ノード11と、
加入者の住宅内若しくはそれらの近傍に配置される加入
者側装置(ONU11,ONU12,…,ONUnm)
12と、前記幹線ノード10と前記支線ノード11間を
接続する支線光ファイバ伝送路13と、支線ノード11
と加入者側装置12間を接続するアクセス系光ファイバ
伝送路14とを備えている。
器OS1,OS2,…,OSn、光受信器OR1,OR
2,…,ORn、及び波長多重合分波器10b1が設け
られている。また、アクセス系中継装置11a内には、
光増幅器11a1、波長合分波器11a2、波長変換中
継器11a3、波長帯合分波器11a4が設けられてい
る。ただし、nは2以上の整数である。また、mは1つ
のスターカプラに接続可能な加入者側装置の最大数であ
り、1以上の整数である。
素の接続関係を説明する。下り方向については、サーバ
10aの加入者側インターフェースIF1,IF2,
…,IFnの各出力ポートに、アクセス系伝送装置10
b内における波長λ1,λ2,…,λnの光信号を送出
する光送信器OS1,OS2,…,OSnが接続されて
いる。光送信器OS1,OS2,…,OSnは、波長合
分波器10b1の各入カポートに接続されている。前記
幹線ノード10内の波長合分波器10b1の出力ポート
は、支線光ファイバ伝送路13と支線ノード11内のア
クセス系中継装置11a内の光増幅器11a1を介して
支線ノード11内の波長合分波器11a2の入力ポート
に接続されている。支線ノード11内の波長合分波器1
1a2の各出力ポートは、スターカプラ18、アクセス
系光ファイバ伝送路14を介して加入者側装置(ONU
11,ONU12,…,ONUnm)12に接続されて
いる。
λnとしては、例えば1550nm帯や1580nm帯
に属し、数10GHz〜数100GHzの光周波数間隔
を有する波長精度の高い複数の波長が用いられる。波長
精度の高い波長指定光源として具体的には、分布帰還型
(DFB)レーザを用いることが考えられる。DFBレ
ーザが指定された波長で発振するための留意点として
は、温度や電流値によりDFBレーザが出力する波長が
異なるので、指定された波長で発振するために温度や電
流値を指定された値に保つ必要がある。
る加入者側装置(ONU11,ONU12,…,ONU
nm)12は、アクセス系光ファイバ伝送路14、スタ
ーカプラ18、支線ノードにおけるアクセス系光中継装
置11aに内蔵される上り下りの信号を多重分離する波
長帯合分波器11a2を介して波長変換中継器11a3
の入力ポートに接続されている。この波長変換中継器1
1a3は、互いに異なる波長λ1’,λ2’,…,λ
n’の光信号を送出する。波長変換中継器11a3の出
力ポートは、波長合分波器11a2の入力ポートに接続
されており、支線光ファイバ伝送路13を介して幹線ノ
ード10におけるアクセス系光伝送装置10b内の波長
合分波器10b1の入力ポートに接続されている。幹線
ノード10内の波長合分波器10b1の各出力ポート
は、それぞれに対応する光受信器OR1,OR2,…,
ORnに接続されている。光受信器OR1,OR2,
…,ORnの各出力ポートはサーバ内の加入者側インタ
ーフェースIF1’,IF2’,…,IFn’に接続さ
れている。
精度が許容されており、例えば1300nm帯や155
0nm帯が用いられる。光源としては、加入者の経済的
負担を軽減するために安価なファプリペローレーザが考
えられる。
λ2’,…,λn’としては、波長λ1,λ2,…,λ
nと同様に、例えば1550nm帯や1580nm帯で
所定の光周波数間隔を有する波長精度の高い複数の波長
が用いられる。ここでも下りと同様に、波長精度の高い
光源としてDFBレーザを用いることが考えられる。
ファイバ伝送路14中を別波長帯で伝送するために、支
線ノード内で上り下りの波長帯を合分波する波長帯合分
波器として、光学的損失が小さくかつ小型が可能な光サ
ーキュレータを主として適用する。
ス系中継装置11a内の波長変換中継器11a3の構成
について説明する。波長変換中継器11a3は、光/電
気/光型の波長変換中継器が用いられる。
構成例を示す図である。前記光/電気/光型波長変換中
継器は、入力された光信号を一旦電気信号に変換し、必
要に応じて電気信号処理を行った後に再び光信号に変換
して出力する波長変換中継器である。
光素子24により電気信号に変換した後、クロックデー
タ再生器25により元の符号パルスを識別再生する。再
生された電気信号を用いて光送信器26を変調し、所定
の波長を有しかつ出力レベルの大きい光信号を得る。
を使用する利点について説明する。この方式を使用しな
い場合は、幹線ノード10と加入者側装置間の距離は各
々異なるため、幹線ノード10での受光パワーは加入者
側装置の位置により変動が生じる。しかし、この方法を
用いることにより、支線ノード11内の波長変換中継器
11a3での受信時には受光パワーに変動が生じていて
も、受信光信号を識別し、それをもとに所定の波長かつ
出力パワーの光信号に変換して送信するので、幹線ノー
ド10内のアクセス系伝送装置10bが光信号を受信し
たときには、加入者側装置の位置による受信パワーの変
動は生じないという利点がある。
場合には、ONU12に波長精度の高い光源が必要とな
り、ONU12が高価になってしまうため実現は困難で
ある。これに対して、波長変換器を用いる場合にも、波
長変換器に高波長精度の光源が必要となるが、複数ON
U間で共有されるため、高コストにはならない利点があ
る。
1内に配置される波長合分波器の構造について説明す
る。
アレイ導波路回折格子(AWG)を主として適用する。
本実施形態1では、図7に示すように、アレイ導波路回
折格子20の波長周期性を考慮して割り当てた上り下り
信号の波長のλi(iは1からnの整数)とλi’を、
それぞれ異なるポートから入出力する方法とする。例え
ば、下りの波長λiはポートiから、上りの波長λi’
はポートn+iから入出力する。このようにすると、ア
レイ導波路回折格子20のポート数は割り当てる波長数
の2倍必要となるが、アレイ導波路回折格子20の近傍
に上り下りの波長帯を合分波する波長帯合分波器が不要
な構成となる。
なソフトウェアが不要な波長変換中継器、光アンプ、受
動素子のアレイ導波路回折格子、スターカプラや光サー
キュレータだけの簡易な構造である。そのため、全国に
数千局配置している収容局の設置面積の低減と支線ノー
ド11の保守管理作業を軽減することが可能である。さ
らに、加入者側装置内の構成について説明する。
ブロック図である。加入者側装置(ユーザ側装置)92
内には、波長フィルタ71、光受信器72、光送信器7
3及び加入者側終端器74が備えられている。
を多重分離するものであり、支線ノード91を経由しア
クセス系光ファイバ伝送路94を通過した下り光信号を
光受信器72に送出する一方、光送信器73から入力す
る上り信号光をアクセス系光ファイバ伝送路へ送出する
ものである。
信する下り光信号を電気信号に変換して加入者側終端器
74へ送出する。
送信された下り電気信号のうち自分宛の情報だけを選択
し加入者ネットワークインタフェース(光ファイバ伝送
路)28を通して加入者側の端末装置96へ送信する。
一方、加入者側の端末装置96から加入者ネットワーク
インタフェース(光ファイバ伝送路)28を通して送信
される上り信号を、アクセス系伝送装置により割り当て
られる送信タイミングで光送信器73へ送出するもので
ある。
から受ける上り電気信号によって波長λaの光信号を変
調し、上り信号光をアクセス系光ファイバ伝送路94へ
送出する。
達方法について、前記図4を用いて説明する。まず、下
り方向について説明する。幹線ノード10内のサーバ1
0a内に蓄積されたコンテンツを加入者からの要求に応
じて前記サーバ10aから電気信号として出力し、加入
者ごとに割り当てられている加入者側インターフェース
IF1,IF2,…,IFnに入力後、アクセス系伝送
装置10bの光送信器OS1,OS2,…,OSnにお
いてそれぞれ波長λ1,λ2,…,λnの光信号に変換
する。光信号は、波長合分波器10bにより波長多重さ
れ支線光ファイバ伝送路13に入力される。
伝送路13から入力された波長多重光信号は、アクセス
系中継装置11a内の光増幅器11a1で全波長が一括
して増幅された後、波長合分波器11a2でそれぞれの
波長に対応した出力ポートに分波される。
カプラ18により各波長は均等な光パワーに分割された
後、アクセス系光ファイバ伝送路14を介して加入者側
装置(ONU11,ONU12,…,ONUnm)12
に入力され、電気信号に変換された後に端末装置に送信
される。
したエンド・トゥ・エンドの配信形態でなく、図4に示
すように幹線ノード10から広帯域のアクセスネットワ
ーク内だけで配信する方法により、最大1Gbps以上
の伝送速度でコンテンツ配信が可能なアクセスネットワ
ーク構成である。ここで、前記光増幅器11a1として
は、希土類添加ファイバ増幅器、ラマン光ファイバ増幅
器、半導体光増幅器等を用いることができる。
示すように加入者端末装置16から各加入者側装置(O
NU11,ONU12,…,ONUnm)12に入力さ
れた電気信号は波長λaの光信号に変換され、各加入者
側装置は幹線ノード10のアクセス系伝送装置10bか
らの送信指示に基づいてスターカプラ18で信号が衝突
しないようなタイミングによりアクセス系光ファイバ伝
送路14に送信する。支線ノードにおいて、スターカプ
ラ18を通過し、アクセス系中継装置11aに入力さ
れ、波長λaの光信号は波長帯合分波器11a2により
下り信号と分離され、それぞれの波長変換中継器11a
3において波長合分波器11a2の波長周期性に対応し
た波長λ1’,λ2’,…,λn’の光信号にそれぞれ
変換され、波長合分波器11a2において波長多重され
た後に支線光ファイバ伝送路13に入力される。幹線ノ
ード10において、支線光ファイバ伝送路13から入力
された波長多重光信号は波長合分波器10b1において
各波長に分波され、光受信器OR1,OR2,…,OR
nにより電気信号に変換され、サーバの加入者側インタ
ーフェースIF1’,IF2’,…,IFn’の対応す
る入力ポートに入力される。
10bにより送信タイミングを割り当てられたときにの
み各加入者側装置(ONU)12が送信するというバー
スト型信号であるため、波長変換中継器11a3は複雑
な制御が要求されるが、現在のATM-PDSも上り信
号はバースト型信号であるため、ATM-PDSの技術
を応用して構成することが可能である。
する。サーバ3からのコンテンツ配信方法は、コンテン
ツの属性により、再生データを継続的に配信するストリ
ーム型と、大容量データを一括して送信するブロック型
の2種類の方法が適用できる。映画や過去に放送した映
像等の蓄積型コンテンツは、データをまとめて送信する
ブロック型配信が可能である。広い帯域が空いている場
合では、ブロック型配信は短時間で大容量コンテンツを
送信することが可能であり、サーバや帯域等のネットワ
ークのリソースを長時間占有することがないため非常に
有効な手段である。
数の加入者間で1波長の帯域を共有する構成であるた
め、狭い帯域しか空いていない場合にはストリーム型配
信が有効と考えられる。また、現在のTV放送や生中継
番組等の非蓄積型コンテンツは、ストリーム型配信が適
している。
デマンドコンテンツの配信方法の概要について説明す
る。加入者がコンテンツを要求する信号を端末装置16
から加入者ネットワークインタフェース15を介して加
入者側装置12に送信し、アクセス系光ファイバ伝送路
14、スターカプラ18、支線ノード11、支線光ファ
イバ伝送路13、幹線ノード内10のアクセス系伝送装
置10bを経由した後、幹線ノード内のサーバ10aへ
伝送される。サーバ3は加入者の要求信号を受信し、要
求されたコンテンツを加入者が割り当てられた1波長の
使用可能な帯域に応じて、アクセス系伝送装置に送信す
る。
略構成を示すブロック図である。
送路は1芯双方向で構成されている。本実施形態2は、
互いに異なる波長、λ1,λ2,…,λnの下り信号
と、下り信号と異なる波長帯かつ互いに異なる波長λ
1’,λ2’,…,λn’の上り信号で波長帯多重して
1芯の支線光ファイバ伝送路中13を双方向伝送してい
る。このように、1芯で上り下り双方向伝送するため、
下り信号が支線ノード11内の光増幅器11a1を通過
する直前に上り信号と下り信号の波長帯を合分波する波
長帯合分波器11a4が配置されている構成を用いる点
で前記図4に示した実施形態1と異なる。
び変更様態等は、前記実施形態1の場合と同様である。
概略構成を示すブロック図である。
の波長合分波器11a2の1つの入出力ポートを上り下
りの波長で共有しており、支線光ファイバ伝送路13は
2芯単方向で構成されている。
ように、幹線ノード10内に配置された波長合分波器1
0b2の波長と支線ノード11内に配置された波長合分
波器11a2の波長の周期性を考慮して割り当てた上り
波長λi(iは1からnの整数)と下りの波長λi’
を、同一の波長合分波器のポートiから入出力する方法
である。このように、アレイ導波路回折格子の全ての入
出力ポートがスターカプラ18に接続可能な構成であ
る。
近傍に同一のポートから入出力する下り光信号と上り光
信号の波長帯を多重分離する波長帯合分波器が必要にな
る。波長帯合分波器としては、光学的損失の小さい光サ
ーキュレータ等を用いることが望ましい。これらの点
が、前記図4に示した実施形態1及び図9に示した実施
形態2と異なっている。その他の構成は前記実施形態1
及び2と同じである。
概略構成を示すブロック図である。
の波長合分波器11a2の1つの入出力ポートを上り下
りの波長で共有しており、支線光ファイバ伝送路13は
1芯双方向で構成されている。
と支線ノード11間を伝送する支線光ファイバ伝送路1
3は1芯で構成されている。このように、本実施形態4
は、幹線ノード10と支線ノード11間を伝送する支線
光ファイバ伝送路13が1芯で構成されている点が前記
実施形態3と異なっており、その他の作用効果及び変更
態様等は、前記実施形態3の場合と同様である。
概略構成を示すブロック図である。
アクセス系伝送装置10b、サーバ10a、従来の電話
網を収納する装置10c、及び交換装置10dを備えて
いる。本実施形態5は、幹線ノード10内では、アクセ
ス系伝送装置10b、サーバ10a、及び従来の電話網
を収容する装置10cは、交換装置10dと接続されて
いる。前記交換装置10dは既存の電話等のサービスを
収容し、従来の電話網を収容する装置10cはそのサー
ビスを幹線ノードの上位局と通信する装置である。
る信号の伝達について説明する。まず、下り方向につい
て説明する。従来の電話網を収容する装置10cから送
出された既存の電話等のサービスの電気信号は、交換装
置10d内において加入者毎に加入者側インターフェー
スIF1,IF2,…,IFnに入力後、アクセス系伝
送装置10b内の光送信器OS1,OS2,…,OSn
により、互いに異なる波長λ1,λ2,…,λnの光信
号に変換される。
送出されたコンテンツ電気信号は、加入者毎に加入者側
インターフェースIF1”,IF2”,…,IFn”に
入力後、アクセス系伝送装置の光送信器OS1”,OS
2”,…,OSn”において、互いに異なる波長λ
1”,λ2”,…,λn”の光信号に変換される。支線
光ファイバ伝送路13を通過し交換装置に入力された電
気信号は、加入者毎に加入者側インターフェースIF
1,IF2,…,IFnに入力後、アクセス系伝送装置
10bの光送信器OS1,OS2,…,OSnにおいて
それぞれ波長λ1,λ2,…,λnの光信号に変換され
る。波長λ1,λ2,…,λnと波長λ1”,λ2”,
…,λn”の光信号は、波長帯合分波器により波長多重
され支線光ファイバ伝送路に入力される。
伝送路から入力された2つの波長帯の光信号は、光増幅
器で全波長を一括して増幅された後、波長合分波器でそ
れぞれの波長に対応した出力ポートに2波長ずつ出力さ
れ、各出力ポートに接続されたスターカプラ18、アク
セス系光ファイバ伝送路14を介してそれぞれの加入者
側装置(ONU11,ONU12,…,ONUnm)1
2に伝達され、2種類の電気信号に変換された後に端末
装置16に送信される。
λ2”,…,λn”としては、波長λ1’,λ2’,
…,λn’や波長λ1,λ2,…,λnと異なる波長帯
で、例えば1550nm帯や1580nm帯で所定の光
周波数間隔を有する波長精度の高い複数の波長が用いら
れる。波長精度の高い光源としては、DFBレーザを用
いることが考えられ、留意点は前記実施形態1と同じで
ある。
末装置16から各加入者側装置(ONU11,ONU1
2,…,ONUnm)12に入力された電気信号は波長
λaの光信号に変換された後に、アクセス系光ファイバ
伝送路14に入力されスターカプラ18を介して支線ノ
ード11に伝送される。このとき、幹線ノード10のア
クセス系伝送装置10bからの送信指示に基づき、各加
入者側装置12は信号が衝突しないようなタイミングで
波長λaの光バースト信号を送信する。各アクセス系光
ファイバ伝送路から支線ノードに入力された波長λaの
光信号は、アクセス系中継装置11aにおいて波長帯合
分波器11a4により下り信号と分離され、波長変換中
継器11a3に入力される。それぞれの波長変換中継器
11a3では、波長合分波器11a2の波長周期性に対
応した波長λ1’,λ2’,…,λn’の光信号にそれ
ぞれ変換後、波長合分波器11a2において波長多重さ
れ、支線光ファイバ伝送路13に入力される。
0bにおいて、支線光ファイバ伝送路13から出力され
た波長多重光信号は波長合分波器10b1によりそれぞ
れの波長の光信号に分離され、光受信器OR1,OR
2,…,ORnにより電気信号に変換後、交換装置10
dの加入者側インターフェースIF1’,IF2’,
…,IFn’の対応する入力ポートに入力される。交換
装置10d内では、受信信号がオンデマンドのコンテン
ツを要求する信号ならばサーバ10aに、それ以外の信
号ならば従来の電話網を収容する装置10cに出力す
る。
帯を多重することにより、加入者は複数のサービスを享
受できるようになり、アクセスネットワークのさらなる
広帯域化が可能である。本実施形態5におけるその他の
作用効果及び変更形態は、前記実施形態4の場合と同様
である。
装置10cと交換装置10dを前記実施形態1に適用し
たものであり、前記実施形態2〜4に適用した場合も同
様である。
前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、
前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論で
ある。
られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
本発明によれば、サーバとアクセス系伝送装置を幹線ノ
ード内に隣接して配置しアクセス区間の広域化とサーバ
からオンデマンドでのコンテンツ配信を実現することに
より、多数の支線ノードにサーバやアクセス系伝送装置
を配置する必要がある。
トゥ・エンドの配信を行わなくてよい。その結果、大容
量のオンデマンドコンテンツを配信可能な光アクセスネ
ットワークを構築するための創設費用を抑制することが
でき、広帯域のサービスを加入者に低廉な料金で迅速に
提供することが可能になる。また、アクセス系中継装置
に波長変換中継器を用いることにより、煩雑な加入者側
装置毎の波長管理が不要である。
号には加入者側装置の位置による光パワーの変動がな
く、ネットワークの運用が容易となる。また、加入者側
には波長精度の低い波長光源を配置し、同一スターカプ
ラに接続する加入者側装置間で波長精度が高く高価な波
長光源を共有する構造のため安価にアクセスネットワー
クを構築することが可能となる。
明するための図である。
れを示す模式図である。
アクセスネットワークの概略構成を示すブロック図であ
る。
テムの概略構成を示すブロック図である。
す構成図である。
の構成例を示す図である。
ートを示す構成図である。
ロック図である。
略構成を示すブロック図である。
概略構成を示すブロック図である。
示す構成図である。
概略構成を示すブロック図である。
概略構成を示すブロック図である。
すブロック図である。
れを示す図である。
アクセスネットワークの概略構成を示すブロック図であ
る。
概略構成を示す図である。
概略構成を示す図である。
T) 10c…従来の電話網を収容する装置 10d…交換装置 50e…中継系伝送装置 11,41,51,81,91…支線ノード 11a,51a…アクセス系中継装置 12,32,62,82,92…加入者側装置(ON
U) 13,43,53,83…支線光ファイバ伝送路 14,34,84,94…アクセス系光ファイバ伝送路 15,28,35…加入者ネットワークインタフェース 16,36,66,96…端末装置18,29…スターカプラ 20…アレイ導波路回折格子 21…波長合分波器
Claims (10)
- 【請求項1】 光ファイバ伝送路を介して加入者側装置
に接続するアクセス系伝送装置と、コンテンツを蓄積し
加入者からの要求に応じてオンデマンドでコンテンツを
配信するサーバとが隣接配置されて接続され、前記アク
セス系伝送装置が配置される1つの幹線ノードと、最大
n×m個(nは2以上の整数、mは1以上の整数)の前
記加入者側装置と、前記幹線ノードと前記加入者側装置
との間に介在する少なくとも1つの支線ノードとを備え
た光アクセス網であって、前記幹線ノードと前記支線ノ
ードとの間が少なくとも1つの支線光ファイバ伝送路で
接続されており、前記支線ノードと前記加入者側装置と
の間がアクセス系光ファイバ伝送路で接続されており、
前記幹線ノードは、出力ポートが前記支線光ファイバ伝
送路に接続するn個の光送信器と、入力ポートが前記支
線光ファイバ伝送路に接続するn個の光受信器を有する
前記アクセス系伝送装置と前記サーバが隣接して配置さ
れており、前記支線ノードは、入力ポートが前記支線光
ファイバ伝送路に接続されている下り方向の中継器と、
出力ポートが前記支線光ファイバ伝送路に接続されてい
る上り方向の中継器と、入出力ポートが前記アクセス系
光ファイバ伝送路に接続しており、前記入力ポートが前
記下り方向の中継器に接続し、出力ポートが上り方向の
前記中継器に接続している波長帯合分波器を有するアク
セス系中継装置と、前記アクセス系中継装置と前記加入
者側装置との間に介在する前記光信号を最大m個の加入
者側端末装置に分岐することが可能なn個のスターカプ
ラを備え、前記加入者側装置の各々は、前記アクセス系
光ファイバ伝送路を介して前記スターカプラに接続され
ており、上り光信号を送信する光送信器と、下り光信号
を受信する光受信器とを具備することを特徴とする光ア
クセスネットワーク。 - 【請求項2】 加入者のコンテンツ配信についての要求
を、前記加入者側装置に接続する端末装置から、前記加
入者側装置、前記アクセス系光ファイバ伝送路、前記支
線ノード、前記支線光ファイバ伝送路、前記アクセス系
伝送装置を介して前記幹線ノード内に配置される前記サ
ーバに伝達し、前記サーバは、要求されたコンテンツを
前記アクセス系伝送装置に送出し、前記支線光ファイバ
伝送路、及び前記アクセス系光ファイバ伝送路と前記加
入者側装置を介して前記端末装置にコンテンツを配信す
ることを特徴とする請求項1記載の光アクセスネットワ
ーク。 - 【請求項3】 前記サーバが送信するコンテンツを最大
1Gbps以上の伝送速度で配信が可能なことを特徴と
する請求項2記載の光アクセスネットワーク。 - 【請求項4】 下り方向については互いに異なる波長λ
1,λ2,…,λnのn波の光信号を幹線ノード内の波
長合分波器で波長多重化し、前記支線光ファイバ伝送路
を伝送後に支線ノード内の波長合分波器で分波し、一方
上り方向については互いに異なる波長λ1’,λ2’,
…,λn’のn波の光信号を支線ノード内の波長合分波
器で波長多重化し、前記支線光ファイバ伝送路を伝送後
に幹線ノード内の波長合分波器で分波することを特徴と
する請求項1記載の光アクセスネットワーク。 - 【請求項5】 前記支線光ファイバ伝送路中を2芯単方
向の波長多重伝送する場合において、波長周期性を有す
る波長合分波器の入出力ポートの波長周期性と合致し互
いに異なる波長を前記上りn波と、下りn波の波長に割
り当てることにより、前記幹線ノード内に配置される下
り方向の前記n波の光信号を多重化する波長多重器と上
り方向の前記n波の光信号を分波する波長分波器の2つ
の手段を、前記支線ノード内に配置される下り方向の前
記n波の光信号を分波する波長分波器と上り方向の前記
n波の光信号を多重化する波長多重器の2つの手段を、
それぞれのノード内において1つの波長合分波器を用い
て実現することを特徴とする請求項4記載の光アクセス
ネットワーク。 - 【請求項6】 前記支線光ファイバ伝送路中を上り下り
1芯で双方向伝送する場合において、波長周期性を有す
る波長合分波器の入出力ポートの波長周期性と合致し互
いに異なる波長を前記上りn波に、上りとは異なる波長
帯を下りn波に割り当てることにより、前記幹線ノード
内に配置される下り方向の前記n波の光信号を多重化す
る波長多重器と、上り方向の前記n波の光信号を分波す
る波長分波器と、上り下りの波長帯を合分波する波長帯
合分波器の3つの手段を、また、前記支線ノード内に配
置される下り方向の前記n波の光信号を分波する波長分
波器と、上り方向の前記n波の光信号を多重化する波長
多重器と、上り下りの波長帯を合分波する波長帯合分波
器の3つの手段を、それぞれのノード内において1つの
波長合分波器を用いて実現することを特徴とする請求項
4記載の光アクセスネットワーク。 - 【請求項7】 前記支線ノード内に、前記支線光ファイ
バ伝送路から入力される下りn波の光信号を分波するこ
となく全波長を一括して増幅する光増幅器を配置するこ
とを特徴とする請求項5又は6記載の光アクセスネット
ワーク。 - 【請求項8】 前記加入者側装置は、同一の前記スター
カプラに接続する他の前記加入者側装置が送信する上り
光信号が前記スターカプラで衝突しないように前記アク
セス系伝送装置が指示するタイミングに従い上り方向の
波長λaの光信号を前記アクセス系光ファイバ伝送路に
送信し、前記支線ノードでは、最大m個の前記加入者側
装置から出力される前記上り光信号を前記スターカプラ
で合波した後に、上り方向の前記n波のうちの1つの波
長の光信号に変換する波長変換中継器をn個備えること
を特徴とする請求項4記載の光アクセスネットワーク。 - 【請求項9】 互いに異なる前記n波の下り光信号と、
互いに異なる前記n波の上り光信号の波長帯と異なる波
長帯で、かつ、前記波長合分波器の周期性に合致し前記
n波の下り光信号と同一のn個のポートから出力される
互いに異なる波長λ1”,λ2”,…,λn”のn波の
光信号を送信するn個の光送信器をアクセス系伝送装置
内に配置し支線光ファイバ伝送路と接続することによ
り、アクセス系伝送装置は、波長λ1,λ2,…,λn
の前記n波の光信号と波長λ1”,λ2”,…,λn”
の前記n波の光信号の2つの波長帯を前記幹線ノード内
の前記波長合分波器で多重化して前記支線光ファイバ伝
送路に送出し、前記支線ノード内では、前記支線光ファ
イバ伝送路から入力された前記2つの波長帯の光信号が
前記アクセス系中継器内の前記光増幅器で全波長が一括
して増幅され、前記波長合分波器で分波された後に各波
長は波長により決まっている出力ポートから出力され、
前記波長帯合分波器、前記スターカプラ、及び前記アク
セス系光ファイバ伝送路を介して、前記加入者側装置の
各々は、前記アクセス系光ファイバ伝送路から入力され
る前記2つの波長帯から1波ずつの合計2波の光信号を
受信することが可能な構成であることを特徴とする請求
項4乃至8のうちいずれか1項記載の光アクセスネット
ワーク。 - 【請求項10】 請求項1乃至9のいずれかに記載の光
アクセスネットワークに用いる幹線ノード装置であっ
て、 加入者側装置に接続するアクセス系伝送装置と、コンテ
ンツを蓄積し加入者からの要求に応じてオンデマンドで
コンテンツを配信するサーバを隣接配置して接続してな
り、 前記アクセス系伝送装置は n個の光送信器とn個の光受
信器と波長合分波器とを有し、前記光送信器と前記光受
信器とはそれぞれ前記サーバの異なるポートに接続され
るとともに、前記ポートは前記波長合分波器を介して前
記支線光ファイバ伝送路に接続される構成であることを
特徴とする幹線ノード装置。
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