JP3732788B2 - 光波長多重アクセスネットワーク - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、センタ装置(OSU)と光源をもたない光ネットワークユニット(ONU)との間で光信号を双方向伝送する光波長多重アクセスネットワークに関する。
【0002】
【従来の技術】
図6は、従来の光波長多重アクセスネットワークの構成例を示す(特開2000−196536号公報)。ここでは、OSUからONUへの下り信号用として1つの波長帯λd を割り当て、ONUからOSUへの上り信号用として1つの波長帯λu (≠λd)を割り当て、さらに波長帯λd の波長λd1〜λdnおよび波長帯λu の波長λu1〜λunをそれぞれ各ONUに割り当てる例を示す。
【0003】
OSU10の送信部11は、多波長一括発生/変調部12から出力される波長帯λd の下り変調光と、多波長一括発生部13から出力される波長帯λu の無変調光をWDMカプラ14で波長多重し、光ファイバ伝送路1を介して波長多重分離手段(MUX/DEMUX)20へ送信する。波長多重分離手段20は、波長帯λd の下り変調光と波長帯λu の無変調光をそれぞれ分波し、波長λd1〜λdnの下り変調光および波長λu1〜λunの無変調光を、光ファイバ伝送路3を介してそれぞれ対応するONU30−1〜30−nへ送信する。
【0004】
ONU30−1は、波長λd1の下り変調光と波長λu1の無変調光をWDMカプラ31で分波し、波長λd1の下り変調光を光受信器32で受信し、波長λu1の無変調光を光変調器33で変調し、上り信号として光ファイバ伝送路4を介して波長多重分離手段20へ送信する。他のONUについても同様である。波長λu1〜λunの上り変調光は波長多重分離手段20で多重され、上りの光ファイバ伝送路2を介してOSU10へ伝送され、受信部15で受信される。
【0005】
なお、下り変調光の波長帯λd (n個の波長)と、上り変調光の波長帯λu (n個の波長)は、図6に示すように、光周波数軸上(または波長軸上)で重ならないように配置される。これにより、すべてのONUでは、波長帯λd と波長帯λu を分離/多重する同一仕様のWDMカプラ31を用いることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、波長多重分離手段20として用いることが想定されているアレイ導波路回折格子(AWG)は、波長多重光を波長ごとに分波でき、また波長の異なる複数の光を合波できる特性を有する。さらに、AWGは、FSR(フリースペクトルレンジ)間隔の波長を同時に合分波する特性をもつ(特開2000−206362号公報)。このFSRの特性により、下り信号波長(例えばλd1)と上り信号波長(例えばλu1)を同じポートに分波することができる。
【0007】
しかし、AWGのFSRは波長領域において一定の間隔になるが、光周波数領域では厳密に一定間隔にならない。例えば、ポートiに光周波数193.100 THz(波長1552.524nm)の光▲1▼を透過し、ポートi+1に光周波数193.000 THz(波長1553.329nm)の光▲2▼を透過するAWGのFSRを30.329nmになるように設計した場合を考える。このFSRにより、ポートiが光周波数189.400 THz(波長1582.853nm)の光▲3▼を透過すると、ポートi+1は光周波数は189.3038THz(波長1583.658nm)の光▲4▼を透過することになる。すなわち、光▲1▼と光▲2▼の光周波数間隔は 100GHzであったものが、光▲3▼と光▲4▼の光周波数間隔は96.2GHzにずれる計算になる。
【0008】
このように、図6に示すように、AWGのFSRを利用して上りと下りの異なる帯域の光を一括して分離する構成では、多数ONUに対して10波長多重した場合は30%以上、20波長多重した場合は60%以上のポートで透過光周波数にずれが生じるので、多くのONUを収容することが困難になる。
【0009】
一方、OSU10の送信部11に配置する光源としては、各波長チャネルの光を一括発生する多波長一括発生光源が用いられる。この多波長一括発生光源は、1つまたは波長の異なる複数の単一中心波長の光を光変調器に入力し、単一周波数発生源からの所定の周波数の周期信号で変調することにより、周期信号の周波数に相当した周波数間隔の多波長光を一括発生させるものがある(特願2001−199791、特願2000−266125)。
【0010】
また、一方で、光波長多重ネットワークにおける利用波長は、ITU−Tにおいて、193.100 THzを中心とし、光周波数一定間隔( 100GHz間隔、50GHz間隔など)に標準化されている。
【0011】
このような標準化周波数に上記の多波長一括発生光源は対応できるが、この多波長一括発生光源の出力光周波数は一定間隔なのでAWGの透過光周波数に合わせることはできない。すなわち、図6の構成のAWGの透過光周波数に合わせるには個別の光源で対応する必要があるが、この場合には標準化周波数を用いることができない。
【0012】
さらに、図6の構成では、AWGのポートを上り信号と下り信号で交互に利用する形態になっており、上り信号(または下り信号)の利用周波数間隔は、AWGのポートごとの周波数間隔の倍としなければならず、ONUの数(波長数)を増やす場合には困難が伴う。
【0013】
本発明は、OSUに多波長一括発生光源を用い、標準化周波数に準拠した光周波数間隔一定の光を用いて双方向伝送を可能とする光波長多重アクセスネットワークを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、AWGのFSRを利用して上りと下りの異なる帯域の光を一括して分離するのではなく、波長帯λd の変調光、波長帯λu の無変調光、波長帯λu の変調光を個別のAWGを用いてそれぞれ分離/多重することを特徴とする。
【0015】
請求項1の発明は、センタ装置(OSU)と、光源をもたない複数の光ネットワークユニット(ONU)との間を波長多重分離手段および光ファイバ伝送路を介して接続し、OSUから各ONUへの下り信号用および各ONUからOSUへの上り信号用として互いに異なる波長帯λd ,λu を割り当て、さらに各ONU1、2、…、nに波長帯λd ,λu の中からそれぞれ異なる波長(λd1,λu1)、(λd2,λu1)、…、(λdn,λun)を割り当てたときに、OSUは、波長帯λd の変調光および波長帯λu の無変調光を送信し、各ONUi(iは1〜nの整数)はそれぞれ割り当てられた波長λdiの変調光を受信し、かつそれぞれ割り当てられた波長λuiの無変調光を変調して上り信号として送信し、OSUは各ONUiから上り信号として送信された波長λuiの変調光を受信する構成である光波長多重アクセスネットワークにおいて、波長多重分離手段は、OSUから送信された波長帯λd の変調光と波長帯λu の無変調光を各帯域に分波する第1のWDMカプラと、波長帯λd の変調光を各波長λd1〜λdnに分波する第1の波長分離器と、波長帯λu の無変調光を各波長λu1〜λunに分波する第2の波長分離器と、波長λdiの変調光と波長λuiの無変調光を合波して各ONUiへそれぞれ送信するn個の第2のWDMカプラと、各ONUiから送信された波長λu1〜λunの変調光を合波してOSUへ送信する波長多重器とを備える。
【0016】
請求項2の波長多重分離手段は、OSUから送信された波長帯λd の変調光と波長帯λu の無変調光を各帯域に分波する第1のWDMカプラと、波長帯λd の変調光を各波長λd1〜λdnに分波する第1の波長分離器と、波長帯λu の無変調光を各波長λu1〜λunに分波して各ONUiへそれぞれ送信する第2の波長分離器と、各ONUiへ送信する波長λdiの変調光と各ONUiから送信された波長λuiの変調光を分波するn個の第2のWDMカプラと、各ONUiから送信された波長λu1〜λunの変調光を合波してOSUへ送信する波長多重器とを備える。
【0017】
ここで、波長多重分離手段は、波長帯λd の変調光を各波長に分波する第1の波長分離器と、波長帯λu の無変調光を各波長に分波する第2の波長分離器と、波長帯λu の各波長の変調光を合波する波長多重器として、それぞれの帯域以上のフリースペクトルレンジ(FSR)を有するアレイ導波路回折格子を用いる構成である(請求項3)。また、波長多重分離手段は、波長帯λd の変調光と波長帯λu の無変調光を各帯域に分波する第1のWDMカプラと、波長帯λd の変調光を各波長に分波する第1の波長分離器と、波長帯λu の無変調光を各波長に分波する第2の波長分離器に代えて、波長帯λd および波長帯λu を合わせた帯域以上のフリースペクトルレンジ(FSR)を有する1つのアレイ導波路回折格子を用いる構成としてもよい(請求項4)。
【0018】
また、OSUで波長帯λd の変調光および波長帯λu の無変調光を送信する送信部の光源として、1つまたは波長の異なる複数の単一中心波長の光を光変調器に入力し、単一周波数発生源からの所定の周波数の周期信号で変調し、周期信号の周波数に相当した周波数間隔の多波長光を一括発生させる多波長一括発生光源を用いる(請求項5)。
【0020】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の光波長多重アクセスネットワークの第1の実施形態を示す。ここでは、従来構成と同様に、OSUからONUへの下り信号用として1つの波長帯λd を割り当て、ONUからOSUへの上り信号用として1つの波長帯λu (≠λd)を割り当て、さらに波長帯λd の波長λd1〜λdnおよび波長帯λu の波長λu1〜λunをそれぞれ各ONUに割り当てる例を示す。
【0021】
図において、OSU10の送信部11は、多波長一括発生/変調部12から出力される波長帯λd の下り変調光と、多波長一括発生部13から出力される波長帯λu の無変調光をWDMカプラ14で波長多重し、光ファイバ伝送路1を介して波長多重分離手段20Aへ送信する。多波長一括発生/変調部12は、図2に示すように、多波長一括発生光源121から出力される波長帯λd の無変調光を波長分離器(DMX)122で各波長λd1〜λdnの光に分波し、光変調器123−1〜123−nで各ONU宛ての信号で変調し、波長多重器(MUX)124で合波する構成である。
【0022】
波長多重分離手段20Aは、波長帯λd と波長帯λu の合分波を行うWDMカプラ21,22−1〜22−nと、波長帯λd の波長λd1〜λdnの光を分波する波長分離器(DMX)24と、波長帯λu の波長λu1〜λunの光を分波する波長分離器(DMX)25と、波長帯λu の波長λu1〜λunの光を合波する波長多重器(MUX)26により構成される。なお、例えば波長分離器24,25の入力側や波長多重器26の出力側など、適当な位置に光増幅器を配置してもよい。ただし、波長分離器24,25の入力側に配置する光増幅器は各波長帯λd,λu をそれぞれ個別に増幅できればよいが、波長多重器26の出力側に配置する光増幅器は波長帯λd,λu の両方を一括増幅する帯域が要求される。以下に示す実施形態でも同様である。
【0023】
光ファイバ伝送路1から波長多重分離手段20Aに入力された波長帯λd の下り変調光と波長帯λu の無変調光は、WDMカプラ21で各帯域に分波され、波長分離器(DMX)24,25で各波長に分波される。波長λd1の下り変調光と波長λu1の無変調光は、WDMカプラ22−1で合波され、光ファイバ伝送路3を介してONU30−1へ送信される。他の波長の下り変調光および無変調光についても同様に、各ONUにそれぞれ送信される。
【0024】
ONU30−1は、波長λd1の下り変調光と波長λu1の無変調光をWDMカプラ31で分波し、波長λd1の下り変調光を光受信器32で受信し、波長λu1の無変調光を光変調器33で変調し、上り信号として光ファイバ伝送路4を介して波長多重分離手段20Aへ送信する。他のONUについても同様である。 波長多重分離手段20Aに入力する波長λu1〜λunの上り変調光は、波長多重器(MUX)26で合波され、光ファイバ伝送路2を介してOSU10へ伝送され、受信部15で受信される。
【0025】
以上示したような波長多重分離手段20Aの波長分離器24,25および波長多重器26では、それぞれ1つの波長帯の光を合分波する構成であり、従来は必要であったAWGの周期的波長透過特性(FSR)を利用した複数の波長帯の一括合分波が不要となる。すなわち、光波長多重アクセスネットワークを構成する際に、上述したAWGのFSRを利用する際の光周波数ずれを考慮する必要がなくなり、2つの波長帯の各波長はITUで規定された周波数一定間隔の値に設定することができる。また、光源として単一周波数発生源を利用した周波数一定間隔の多波長一括発生光源を利用することができる。
【0026】
(波長多重分離手段20Aの他の構成例)
図3は、波長多重分離手段20Aの他の構成例を示す。本構成例は、図1に示すWDMカプラ21および波長分離器(DMX)24,25を1つの波長分離器(DMX)27に置き換えたものである。波長分離器(DMX)27として、波長帯λd の波長λd1〜λdnの光と、波長帯λu の波長λu1〜λunの光をFSRを利用することなく分波できる大規模なものを用いることにより、同等の機能を実現することができる。
【0027】
(第2の実施形態)
図4は、本発明の光波長多重アクセスネットワークの第2の実施形態を示す。 図において、OSU10、波長多重分離手段20B、各ONU30−1〜30−nの構成要素は、第1の実施形態のものと同じである。
OSU10の送信部11は、波長帯λd の下り変調光と波長帯λu の無変調光を光ファイバ伝送路1を介して波長多重分離手段20Bへ送信する。
【0028】
光ファイバ伝送路1から波長多重分離手段20Bに入力された波長帯λd の下り変調光と波長帯λu の無変調光は、WDMカプラ21で各帯域に分波され、波長分離器(DMX)24,25で各波長に分波される。波長λd1の下り変調光は、WDMカプラ22−d 光ファイバ伝送路3を介してONU30−1へ送信される。また、波長λu1の無変調光は、光ファイバ伝送路4を介してONU30−1へ送信される。他の波長の下り変調光および無変調光についても同様に、各ONUにそれぞれ送信される。
【0029】
ONU30−1は、光ファイバ伝送路3から入力される波長λd1の下り変調光をWDMカプラ31を介して光受信器32で受信する。光ファイバ伝送路4から入力する波長λu1の無変調光は光変調器33で変調し、上り信号としてWDMカプラ31,光ファイバ伝送路3を介して波長多重分離手段20Bへ送信する。他のONUについても同様である。
【0030】
光ファイバ伝送路3から波長多重分離手段20Bに入力する波長λu1〜λunの上り変調光は、それぞれWDMカプラ22−1〜22−nで下り信号光と分離した後に波長多重器(MUX)26で合波され、光ファイバ伝送路2を介してOSU10へ伝送され、受信部15で受信される。
【0031】
このように、波長多重分離手段20BのWDMカプラ22−1〜22−nと、各ONU30−1〜30−nのWDMカプラ31は、波長帯λd の下り信号光と波長帯λu の上り信号光を分離する構成であり、波長多重分離手段20Bと各ONU30−1〜30−nとを接続する光ファイバ伝送路3,4の光信号が第1の実施形態と異なる。
【0032】
なお、本実施形態の波長多重分離手段20BのWDMカプラ21および波長分離器(DMX)24,25についても、図3に示すように、1つの波長分離器(DMX)27に置き換えることができる。
【0033】
(参考例)
図5は、本発明の光波長多重アクセスネットワークの参考例を示す。本参考例の特徴は、各ONU30−1〜30−nに、それぞれ波長λu1〜λunの光源34を備え、光変調器33で変調して上り変調光とするところにある。
【0034】
図において、OSU10の送信部11は、多波長一括発生/変調部12から出力される波長帯λd の下り変調光を光ファイバ伝送路1を介して波長多重分離手段20Cへ送信する。
【0035】
波長多重分離手段20Cは、波長帯λd と波長帯λu の合分波を行うWDMカプラ22−1〜22−nと、波長帯λd の波長λd1〜λdnの光を分波する波長分離器(DMX)24と、波長帯λu の波長λu1〜λunの光を合波する波長多重器(MUX)26により構成される。
【0036】
光ファイバ伝送路1から波長多重分離手段20Cに入力された波長帯λd の下り変調光は、波長分離器(DMX)24で各波長に分波される。波長λd1の下り変調光は、WDMカプラ22−d 光ファイバ伝送路3を介してONU30−1へ送信される。他の波長の下り変調光についても同様に、各ONUにそれぞれ送信される。
【0037】
ONU30−1は、光ファイバ伝送路3から入力される波長λd1の下り変調光をWDMカプラ31を介して光受信器32で受信する。光源34から出力された波長λu1の無変調光は光変調器33で変調し、上り信号としてWDMカプラ31,光ファイバ伝送路3を介して波長多重分離手段20Cへ送信する。他のONUについても同様である。
【0038】
光ファイバ伝送路3から波長多重分離手段20Cに入力する波長λu1〜λunの上り変調光は、それぞれWDMカプラ22−1〜22−nで下り信号光と分離した後に波長多重器(MUX)26で合波され、光ファイバ伝送路2を介してOSU10へ伝送され、受信部15で受信される。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光波長多重アクセスネットワークは、波長多重分離手段を構成する波長分離器および波長多重器がそれぞれ1つの波長帯の光を合分波する構成であり、従来は必要であったAWGのFSRを利用した複数の波長帯の一括合分波が不要となる。これにより、光波長多重アクセスネットワークで上りおよび下りに使用する2つの波長帯の各波長はITUで規定された周波数一定間隔の値に設定することができる。また、光源として単一周波数発生源を利用した周波数一定間隔の多波長一括発生光源を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光波長多重アクセスネットワークの第1の実施形態を示す図。
【図2】多波長一括発生/変調部12の構成例を示す図。
【図3】波長多重分離手段20Aの構成例を示す図。
【図4】本発明の光波長多重アクセスネットワークの第2の実施形態を示す図。
【図5】 本発明の光波長多重アクセスネットワークの参考例を示す図。
【図6】従来の光波長多重アクセスネットワークの構成例を示す図。
【符号の説明】
1,2,3,4 光ファイバ伝送路
10 センタ装置(OSU)
11 送信部
12 多波長一括発生/変調部
13 多波長一括発生部
14 WDMカプラ
15 受信部
20,20A,20B,20C 波長多重分離手段
21,22 WDMカプラ
24,25,27 波長分離器(DMX)
26 波長多重器(MUX)
30 光ネットワークユニット(ONU)
31 WDMカプラ
32 光受信器
33 光変調器
34 光源
Claims (5)
- センタ装置(OSU)と、光源をもたない複数の光ネットワークユニット(ONU)との間を波長多重分離手段および光ファイバ伝送路を介して接続し、前記OSUから前記各ONUへの下り信号用および前記各ONUから前記OSUへの上り信号用として互いに異なる波長帯λd ,λu を割り当て、さらに前記各ONU1、2、…、nに波長帯λd ,λu の中からそれぞれ異なる波長(λd1,λu1)、(λd2,λu1)、…、(λdn,λun)を割り当てたときに、
前記OSUは、前記波長帯λd の変調光および前記波長帯λu の無変調光を送信し、前記各ONUi(iは1〜nの整数)はそれぞれ割り当てられた波長λdiの変調光を受信し、かつそれぞれ割り当てられた波長λuiの無変調光を変調して上り信号として送信し、前記OSUは各ONUiから上り信号として送信された波長λuiの変調光を受信する構成である光波長多重アクセスネットワークにおいて、
前記波長多重分離手段は、前記OSUから送信された前記波長帯λd の変調光と前記波長帯λu の無変調光を各帯域に分波する第1のWDMカプラと、前記波長帯λd の変調光を各波長λd1〜λdnに分波する第1の波長分離器と、前記波長帯λu の無変調光を各波長λu1〜λunに分波する第2の波長分離器と、波長λdiの変調光と波長λuiの無変調光を合波して各ONUiへそれぞれ送信するn個の第2のWDMカプラと、各ONUiから送信された波長λu1〜λunの変調光を合波して前記OSUへ送信する波長多重器とを備えた
ことを特徴とする光波長多重アクセスネットワーク。 - センタ装置(OSU)と、光源をもたない複数の光ネットワークユニット(ONU)との間を波長多重分離手段および光ファイバ伝送路を介して接続し、前記OSUから前記各ONUへの下り信号用および前記各ONUから前記OSUへの上り信号用として互いに異なる波長帯λd ,λu を割り当て、さらに前記各ONU1、2、…、nに波長帯λd ,λu の中からそれぞれ異なる波長(λd1,λu1)、(λd2,λu1)、…、(λdn,λun)を割り当てたときに、
前記OSUは、前記波長帯λd の変調光および前記波長帯λu の無変調光を送信し、前記各ONUi(iは1〜nの整数)はそれぞれ割り当てられた波長λdiの変調光を受信し、かつそれぞれ割り当てられた波長λuiの無変調光を変調して上り信号として送信し、前記OSUは各ONUiから上り信号として送信された波長λuiの変調光を受信する構成である光波長多重アクセスネットワークにおいて、
前記波長多重分離手段は、前記OSUから送信された前記波長帯λd の変調光と前記波長帯λu の無変調光を各帯域に分波する第1のWDMカプラと、前記波長帯λd の変調光を各波長λd1〜λdnに分波する第1の波長分離器と、前記波長帯λu の無変調光を各波長λu1〜λunに分波して各ONUiへそれぞれ送信する第2の波長分離器と、各ONUiへ送信する波長λdiの変調光と各ONUiから送信された波長λuiの変調光を分波するn個の第2のWDMカプラと、各ONUiから送信された波長λu1〜λunの変調光を合波して前記OSUへ送信する波長多重器とを備えた
ことを特徴とする光波長多重アクセスネットワーク。 - 請求項1または請求項2に記載の光波長多重アクセスネットワークにおいて、
前記波長多重分離手段は、波長帯λd の変調光を各波長に分波する第1の波長分離器と、波長帯λu の無変調光を各波長に分波する第2の波長分離器と、波長帯λu の各波長の変調光を合波する波長多重器として、それぞれの帯域以上のフリースペクトルレンジ(FSR)を有するアレイ導波路回折格子を用いる構成である
ことを特徴とする光波長多重アクセスネットワーク。 - 請求項1または請求項2に記載の光波長多重アクセスネットワークにおいて、
前記波長多重分離手段は、波長帯λd の変調光と波長帯λu の無変調光を各帯域に分波する第1のWDMカプラと、波長帯λd の変調光を各波長に分波する第1の波長分離器と、波長帯λu の無変調光を各波長に分波する第2の波長分離器に代えて、波長帯λd および波長帯λu を合わせた帯域以上のフリースペクトルレンジ(FSR)を有する1つのアレイ導波路回折格子を用いる構成である
ことを特徴とする光波長多重アクセスネットワーク。 - 請求項1または請求項2に記載の光波長多重アクセスネットワークにおいて、
前記OSUで波長帯λd の変調光および波長帯λu の無変調光を送信する送信部の光源として、1つまたは波長の異なる複数の単一中心波長の光を光変調器に入力し、単一周波数発生源からの所定の周波数の周期信号で変調し、周期信号の周波数に相当した周波数間隔の多波長光を一括発生させる多波長一括発生光源を用いる
ことを特徴とする光波長多重アクセスネットワーク。
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