JP4435820B2 - 送信品質が改善された反射型半導体光増幅器を基盤とする光加入者網システム - Google Patents

Description

本発明は、光加入者網システムに関するもので、より詳細には、反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）を各加入者の光源に使用する光加入者網で、ダウンストリーム信号をマンチェスターフォーマットで変調することにより、再変調されたアップストリーム信号の送信品質を顕著に改善した光加入者網システムに関するものである。

最近インターネット使用量の増加に伴って、各種未来型通信サービスの発達による送信容量増大に対する要求が急速に高まっている。このような要求を収容するために、光ファイバーを各加入者まで連結して、超高速広帯域データ送信ができる光加入者網システムに対する研究が活発に進行されている。このような光加入者網では、受動型光加入者網（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＰＯＮ）は、中央基地局（ｃｅｎｔｒａｌ ｏｆｆｉｃｅ）と各加入者（ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ）との連結網の構成において、光ファイバー（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ）、多重化器、逆多重化器（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ／ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）、分配器（ｓｐｌｉｔｔｅｒ）、連結器（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）などの受動型光素子のみを使用する。したがって、加入者網の維持、管理及び補修が容易で、別途の電力供給を必要としないという長所がある。

特に、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）ＰＯＮは、加入者ごとに固有の波長を使用して送信チャンネルを形成するので、送信容量の増大と、保安性と、拡張性とに有利な長所がある。しかし、加入者ごとにお互いに異なる波長で動作する光源を設置しなければならないので、敷設費用が増加するという短所がある。

このような問題点を解決するために、スペクトル分割光源（ｓｐｅｃｔｒｕｍ−ｓｌｉｃｅｄ ＬＥＤ）、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）注入ＦＰ−ＬＤ（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ Ｌａｓｅｒ−Ｄｉｏｄｅ）（以下、「ＡＳＥ注入ＦＰ−ＬＤ」と略称する）、ＲＳＯＡ（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；反射型半導体光増幅器）などの光源を使用する方式が提案された。その中でスペクトル分割光源の場合は、スペクトル分割時に浪費されるパワーが大きいため、出力パワーが低いという問題点がある。また、ＡＳＥ注入ＦＰ−ＬＤ方式の場合は、中央基地局に高価な広帯域光源を追加して設置しなければならない短所がある。それに反して、ＲＳＯＡを加入者光源に使用する場合には、ＲＳＯＡで入力されたダウンストリーム信号が増幅、再変調されてアップストリーム信号に使用されるため、出力パワーも充分に大きくて、中央基地局に追加的な広帯域光源を設置する必要もない。そのような理由で、最近ＲＳＯＡを各加入者の光源に使用するＷＤＭ ＰＯＮに対する研究が活発に進行されている。

しかし、ＲＳＯＡを加入者光源に使用する場合、ダウンストリーム信号を増幅、再変調してアップストリーム信号を作り出すＲＳＯＡの特徴のために、ＲＳＯＡに入力されたダウンストリーム信号の特性に依存してアップストリーム信号の送信品質が影響を受けるという問題点が発生する。ＲＳＯＡに入力されるダウンストリーム信号のパワーが充分に大きくて、ＲＳＯＡが飽和領域で動作するようになれば、ダウンストリーム信号を増幅、再変調して作られたアップストリーム信号の送信品質が劣化しないが、ＲＳＯＡに入力されるダウンストリーム信号のパワーが小さい場合には、ＲＳＯＡが線形領域で動作する関係で、アップストリーム信号の送信品質が急激に劣化し得る。また、ダウンストリーム信号の消光比が大きい場合、再変調されたアップストリーム信号のハイレベル（ｈｉｇｈ−ｌｅｖｅｌ）信号の雑音特性が悪くなって、アップストリーム信号の送信品質がさらに劣化する。（非特許文献１）。したがって、ＲＳＯＡを各加入者の光源に使用するＷＤＭ ＰＯＮでは、ダウンストリーム信号によるアップストリーム信号の送信性能劣化を防ぐために、必ずＲＳＯＡを飽和領域で動作させなければならず、そのためにはＲＳＯＡに入力されるダウンストリーム信号のパワーが充分に大きくなければならず、ダウンストリーム信号の消光比を一定程度以上に増加させることができないという問題点が発生する。

このような問題を解決するために、ダウンストリーム信号をＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式を使用する先行研究があったが、そのためにはダウンストリーム信号生成のためにＦＳＫ変調が可能な送信用レーザーが必要であり、受信時にもＦＳＫ受信機が必要であるため、経済性が重要な光加入者網に使用するには相応しくない。
Ｗｏｏｒａｍ Ｌｅｅ，等，‘Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ＷＤＭ−ＰＯＮ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｇａｉｎ−Ｓａｔｕｒａｔｅｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，’ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００５年１１月，第１７巻，１１番

前記の問題点を解決するために本発明は、ＲＳＯＡを各加入者の光源に使用する光加入者網システムにおいて、ダウンストリーム信号によってアップストリーム信号の送信品質が劣化することを抑制することで、アップストリーム信号送信品質を改善するのみならず、システム全体のパワーバジェット（ｐｏｗｅｒ ｂｕｄｇｅｔ）も改善することができる光加入者網システムを提供することを技術的課題とする。

本発明の光加入者網システムは、反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）を各加入者の光源に使用する光加入者網で、中央基地局（ＣＯ）から各加入者端末（ＯＮＵ）に伝達するダウンストリーム信号の変調方式にマンチェスターフォーマットを使用することを特徴とする。

本発明において、前記光加入者網が波長分割多重方式受動型光加入者網（ＷＤＭ ＰＯＮ）であることが好ましく、その場合に、前記波長分割多重方式の受動型光加入者網が単向性の構造であっても、双方向性の構造であっても良い。

前記波長分割多重方式の受動型光加入者網が単向性の構造の場合、前記波長分割多重方式の受動型光加入者網が、ダウンストリーム信号生成のための光源と、前記光源から出るダウンストリーム信号をマンチェスターフォーマットで直接変調するためのマンチェスター信号生成部と、前記変調されたダウンストリーム信号を波長分割多重化するための第１導波路型回折格子と、前記各加入者端末に送られるアップストリーム信号を波長別逆多重化させる第２導波路型回折格子と、前記波長別逆多重化されたアップストリーム信号を受け入れてそのアップストリーム信号に含まれているマンチェスターフォーマットで変調されたダウンストリーム信号の成分が、限定された帯域幅によって除去されるようにするアップストリーム信号受信機とを含む中央基地局と；ダウンストリーム信号を分配するためのカプラーと、波長別逆多重化のための第３導波路型回折格子と、アップストリーム、ダウンストリーム信号の送信経路を決定するサーキュレーターと、アップストリーム信号生成用第４導波路型回折格子とを含む地域基地局と；ダウンストリーム信号復元のための受信機とアップストリーム信号生成のためのＲＳＯＡとをそれぞれが含む複数の加入者端末と；前記中央基地局と地域基地局および前記地域基地局と加入者端末の間を連結する別途のアップストリームおよびダウンストリーム送信用光ファイバーとを具備することが好ましい。

ここで、前記マンチェスター信号生成部が、ＮＲＺ信号供給部、クロック信号供給部及びＸＯＲゲートを具備することがさらに好ましい。
一方、前記波長分割多重方式受動型光加入者網が双方向性の構造の場合、前記波長分割多重方式の受動型光加入者網が、ダウンストリーム信号生成のための光源と、前記光源から出るダウンストリーム信号をマンチェスターフォーマットで直接変調するためのマンチェスター信号生成部と、前記変調されたダウンストリーム信号を波長分割多重化するための第１導波路型回折格子と、アップストリームおよびダウンストリーム送信信号経路区分のためのサーキュレーターと、前記各加入者端末から送られたアップストリーム信号を波長別逆多重化させる第２導波路型回折格子と、前記波長別逆多重化されたアップストリーム信号を受け入れてそのアップストリーム信号に含まれているマンチェスターフォーマットで変調されたダウンストリーム信号の成分が、限定された帯域幅によって除去されるようにするアップストリーム信号受信機とを含む中央基地局と；ダウンストリーム信号に対する波長別逆多重化のための第３導波路型回折格子を含む地域基地局と；ダウンストリーム信号復元のための受信機と、アップストリーム信号生成のためのＲＳＯＡと、前記ダウンストリーム信号を前記受信機及びＲＳＯＡに分割して伝達するためのカプラーとをそれぞれが含む複数の加入者端末と；前記中央基地局と地域基地局および前記地域基地局と加入者端末間を連結する共通のアップストリームおよびダウンストリーム送信用光ファイバー；を具備することが好ましい。

ここで、前記マンチェスター信号生成部が、ＮＲＺ信号供給部、クロック信号供給部及びＸＯＲゲートを具備することが、さらに好ましい。
前記の発明において、前記アップストリーム信号をＮＲＺ方式で変調しても良く、必要によってはＲＺ方式で変調しても良い。

本発明は、ＲＳＯＡを各加入者の光源に使用する光加入者網システムにおいて、ダウンストリーム信号の変調方式にマンチェスターフォーマットを使用することで、各加入者の光源としてＲＳＯＡを使用する時に発生する再変調されたアップストリーム信号の品質低下問題を解決して、アップストリーム信号の送信性能とシステムのパワーバジェットを改善することができる。

以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面を参照して説明する。但し、本実施例は、本発明の権利範囲を限定するものではなく、単に例示のために提示したものである。
図１は、本発明の光加入者網システムで変調に使用されるマンチェスターフォーマット（Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ ｆｏｒｍａｔ）で変調されたダウンストリーム信号の波形と、それと対比するために従来の変調に使用されたＮＲＺフォーマット（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ ｆｏｒｍａｔ）で変調されたダウンストリーム信号の波形を示したグラフである。このように二つの信号を対比して示した理由は、以下の実施例でＲＳＯＡを基盤とするＷＤＭ ＰＯＮでダウンストリーム信号をＮＲＺフォーマットとマンチェスターフォーマットでそれぞれ変調して、それによるアップストリーム信号の送信品質を分析することにより、本発明の優秀さを立証するためである。

図２は、本発明の実施例１による単向性ＷＤＭ ＰＯＮシステムの概略的構成図であり、この単向性ＷＤＭ ＰＯＮシステムは、マンチェスター信号をダウンストリーム信号の変調方式に使用してＲＳＯＡを各加入者の光源に使用するものである。

図２を参照すると、本発明の実施例１による単向性ＷＤＭ ＰＯＮシステムは、中央基地局（Ｃｅｎｔｒａｌ ｏｆｆｉｃｅ、以下ＣＯとする）２００、アップストリーム送信用光ファイバー２０２、ダウンストリーム送信用光ファイバー２０４、地域基地局（Ｒｅｍｏｔｅ ｎｏｄｅ）２１０及び加入者端末（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ、以下ＯＮＵとする）２５０で構成される。アップストリーム、ダウンストリーム送信用光ファイバー２０２及び２０４では、単一モード光ファイバー（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ；ＳＭＦ）を使用する。中央基地局２００は、ダウンストリーム信号生成のための光源で、例えばＤＦＢ−ＬＤ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ−Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）２０６、多くのチャンネルの光源を波長分割多重化するための第１導波路型回折格子（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ，以下ＡＷＧとする）２０９、アップストリーム信号を波長別逆多重化させる第２ＡＷＧ２２６、波長別に逆多重化された信号を受け入れるアップストリーム信号受信機２２８を具備する。また、本発明の最大の特徴は、ダウンストリーム信号生成のための光源から出る光信号をマンチェスターフォーマットで直接変調するためのマンチェスター信号生成部２０８を追加的に具備することである。マンチェスター信号生成部２０８は、ＮＲＺ信号供給部２１２、クロック信号供給部２１４及びＸＯＲゲート２１６からなる。

一方、地域基地局２１０は、ダウンストリーム信号を分配するためのカプラー（ｃｏｕｐｌｅｒ）２１８、波長別逆多重化のための第３ＡＷＧ２２０及びアップストリーム、ダウンストリーム信号の送信経路を決定するサーキュレーター（ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ）２２２、アップストリーム信号生成用第４ＡＷＧ２２４を具備する。加入者端末２５０は、ダウンストリーム信号復元のための受信機２５２とアップストリーム信号生成のためのＲＳＯＡ２５４を含む。

実施例１による本発明のシステムの具体的な動作原理を、以下に示す。中央基地局２００に含まれたＤＦＢ−ＬＤ２０６をマンチェスターフォーマットで１．２５Ｇｂ／ｓの変調速度で直接変調してダウンストリーム信号を生成する。ダウンストリーム信号は、中央基地局２００内の第１ＡＷＧ２０９を通過した後、中央基地局２００と地域基地局２１０間のダウンストリーム送信用光ファイバー２０４を介して地域基地局２１０に送信される。地域基地局２１０に位置したカプラー２１８は、ダウンストリーム信号を二つの部分に分割する機能をする。ここで、分割されたダウンストリーム信号の中の一部（ａ）は、ダウンストリーム信号復元のために第３ＡＷＧ２２０を経て加入者端末２５０のダウンストリーム信号受信機２５２に入力され、ダウンストリーム信号の中の残り一部（ｂ）は、サーキュレーター２２２と第４ＡＷＧ２２４を通過した後、アップストリーム信号生成のために加入者端末２５０のＲＳＯＡ２５４に入力される。アップストリーム信号は、ＲＳＯＡ２５４に入力されたダウンストリーム信号を１５５Ｍｂ／ｓのＮＲＺフォーマットに再変調して生成する。生成されたアップストリーム信号は、地域基地局２１０の第４ＡＷＧ２２４とサーキュレーター２２２を経た後、再び地域基地局２１０と中央基地局２００間のアップストリーム送信用光ファイバー２０２を介して中央基地局２００に送信された後、中央基地局の第２ＡＷＧ２２６によって該当の波長のアップストリーム信号受信機２２８に伝達される。

本実施例１では、アップストリーム信号を生成するにおいてＮＲＺ方式の変調を使用したが、必要に応じてＲＺ方式の変調を使用することもできる。
図１に図示したように、既存のＮＲＺフォーマットでダウンストリーム信号を変調する場合には、ＲＳＯＡ２５４に入力されるダウンストリーム信号のパワーが不足して、ＲＳＯＡ２５４が線形領域で動作するようになり、そのようになれば再変調されたアップストリーム信号の送信品質が低下する。しかし、マンチェスターフォーマットでダウンストリーム信号を変調すると、毎ビット（ｂｉｔ）ごとに信号のレベルが変わるマンチェスター信号の特徴によって、連続した信号レベルがないので低周波信号成分がほとんど存在しない。したがって、再変調されたアップストリーム信号に含まれているマンチェスターフォーマットで変調されたダウンストリーム信号の成分が、アップストリーム信号受信機２２８の限定された帯域幅によってほとんど除去される。したがって、本発明のシステムで特徴的に採用するマンチェスター信号生成部を採用する場合、ＮＲＺフォーマットでダウンストリーム信号を変調する既存方式に比べて、ＲＳＯＡ２５４によって再変調されたアップストリーム信号の送信性能が改善されるようになる。

本発明の優秀性を立証するため、図２で説明した本発明の実施例１のシステムで、ＤＦＢ−ＬＤ２０６をマンチェスターフォーマットで１．２５Ｇｂ／ｓの変調速度で直接変調してダウンストリーム信号を生成したものと、マンチェスター信号生成部２０８を使用しないでＤＦＢ−ＬＤ２０６をＮＲＺフォーマットで１．２５Ｇｂ／ｓの変調速度で直接変調してダウンストリーム信号を生成したものとをお互いに比較した。

図３ａは、実施例１によるＲＳＯＡを基盤とする単向性ＷＤＭ ＰＯＮシステムでマンチェスター信号生成部２０８を使用せずに、変調方式がＮＲＺフォーマットであり、変調速度が１．２５Ｇｂ／ｓであるダウンストリーム信号を使用した場合、ＲＳＯＡ２５４に入力されたダウンストリーム信号を１５５Ｍｂ／ｓのＮＲＺ信号に再変調して生成されたアップストリーム信号の送信性能を測定したグラフである。ダウンストリーム信号の消光比が大きい場合、アップストリーム信号の性能が急激に劣化するので、ダウンストリーム信号の消光比を充分に下げて実験を遂行した。ここで、消光比が低くなるほどダウンストリーム信号受信機の受信感度が低下してダウンストリーム信号の送信性能が悪化する（図６参照）。消光比が充分に低いダウンストリーム信号をＲＳＯＡ２５４に入力した場合、ＲＳＯＡ２５４に入力されるダウンストリーム信号のパワーが充分に大きくて、ＲＳＯＡ２５４が飽和領域で動作すればアップストリーム信号の送信性能は低下しない。しかし、ダウンストリーム信号の消光比を下げたにもかかわらず、ＲＳＯＡ２５４に入力されるダウンストリーム信号のパワーが小さくてＲＳＯＡ２５４が線形領域で動作するようになれば、ＲＳＯＡ２５４に入力されるダウンストリーム信号のパワーが低くなるほどアップストリーム信号の性能が急激に低下することが分かる。

図３ｂは、実施例１によるＲＳＯＡ基盤の単向性ＷＤＭ ＰＯＮシステムでマンチェスター信号生成部２０８を使用して、変調方式がマンチェスターフォーマットであり、変調速度が１．２５Ｇｂ／ｓであるダウンストリーム信号を使用した場合、ＲＳＯＡ２５４によって１５５Ｍｂ／ｓのＮＲＺ信号に再変調されたアップストリーム信号の送信性能を測定したグラフである。マンチェスター信号は既存のＮＲＺ信号と異なり、ダウンストリーム信号の消光比によって再変調されたアップストリーム信号の送信性能が影響を受けないことが特徴である。したがって、充分に大きい消光比を有するダウンストリーム信号を使用してダウンストリーム信号の送信性能を改善する場合にも、アップストリーム信号の送信性能が低下しないことが特徴である。また、マンチェスター信号をダウンストリーム信号に使用する場合、ＲＳＯＡ２５４に入力されるダウンストリーム信号のパワーを顕著に低減しても、再変調されたアップストリーム信号の送信性能がほぼ一定であることが特徴である。

すなわち、本発明の実施例１のようにマンチェスター信号を適用したＲＳＯＡ基盤のＷＤＭ ＰＯＮシステムを使用すれば、既存のＮＲＺ信号を使用したＲＳＯＡ基盤のＷＤＭ ＰＯＮシステムと比較した時、ダウンストリーム信号の消光比を充分に大きくすることでダウンストリーム信号の送信性能を改善することができ、また充分に大きいダウンストリーム信号にもＲＳＯＡ入力パワーの大きさに関係なく、アップストリーム信号の送信性能をほぼ一定にして、ＲＳＯＡを基盤とするＷＤＭ ＰＯＮシステムの性能が顕著に改善する効果を得ることができる。

図４は、実施例１によるＲＳＯＡを基盤とする単向性ＷＤＭ ＰＯＮシステムのアップストリーム信号送信性能が、既存のＮＲＺ信号を使用するＲＳＯＡを基盤とするＷＤＭ ＰＯＮシステムの場合に比べて改善する理由を説明するために、ＮＲＺ及びマンチェスターフォーマットで変調されたダウンストリーム信号の電気的スペクトルを測定したものである。図４を参照すると、マンチェスター信号の場合、毎ビット（ｂｉｔ）ごとに信号のレベルが変わるという特性によって、低周波成分がほとんど存在しないということが分かる。したがって、再変調されたアップストリーム信号に含まれているマンチェスター信号の成分は、アップストリーム信号受信機の限定された帯域幅によって大部分が除去されるということが特徴である。

図５は、前述のように、マンチェスター方式で変調されたダウンストリーム信号の成分が、再変調されたアップストリーム信号に含まれていた後、アップストリーム信号受信機の限定された帯域幅によって除去される効果を検証するために、ＮＲＺ及びマンチェスター方式で変調されたダウンストリーム信号をＲＳＯＡに再変調して生成されたアップストリーム信号のアイダイアグラム（ｅｙｅ ｄｉａｇｒａｍ）を測定したものである。アップストリーム信号受信機を通過する前に測定されたアップストリーム信号のアイダイアグラムをよく見ると、変調方式によってお互いに異なるダウンストリーム信号の消光比を使用した関係で、ダウンストリーム信号をＮＲＺフォーマットで変調した場合に測定されたアップストリーム信号の性能がより優秀であるように見える。しかし、アップストリーム受信機を通過した後に測定されたアイダイアグラムをよく見ると、前述の理由によって、ダウンストリーム信号をマンチェスターフォーマットで変調することで、アップストリーム信号の送信品質が顕著に改善されることを確認することができる。

図６は、ＮＲＺ及びマンチェスターフォーマットを利用して１．２５Ｇｂ／ｓの変調速度で変調されたダウンストリーム信号のダウンストリーム信号消光比の変化による受信感度を示したグラフである。図６を参照すると、二つの場合すべてに対して消光比が低くなるほどダウンストリーム信号受信機の受信感度が低下してダウンストリーム信号の送信性能が悪化することが分かる。

図７は、本発明の実施例２による双方向性ＷＤＭ ＰＯＮシステムの概略的な構成図であり、この双方向性ＷＤＭ ＰＯＮシステムは、マンチェスター信号をダウンストリーム信号の変調方式に使用して、ＲＳＯＡを各加入者の光源に使用するものである。図７における図２と同じ構成要素には同じ参照番号を使用し、それらに対する重複的な説明は省略する。実施例２を実施例１と比較すると、基本的な構成要素である中央基地局、地域基地局、加入者端末を有する点は共通的であるが、実施例１では中央基地局と地域基地局、地域基地局と加入者端末の間を連結するアップストリーム、ダウンストリーム送信用光ファイバーを別々に使用している。一方、実施例２ではアップストリーム、ダウンストリーム信号送信用に一本の光ファイバーが使用されるという点でお互いに異なる。アップストリーム、ダウンストリーム信号送信用に一本の光ファイバーを使用するため、実施例２の中央基地局７００にはアップストリーム、ダウンストリーム送信信号の送信経路を決定するサーキュレーター７０２が備えられる。実施例２でもダウンストリーム信号の光源をマンチェスターフォーマットで直接変調するためのマンチェスター信号生成部２０８を追加的に具備するという点は、実施例１と同じである。また、地域基地局７１０は、波長別逆多重化のために一つのＡＷＧ７２０のみを具備する。加入者端末７５０は、ダウンストリーム信号分割のためのカプラー７５１、ダウンストリーム信号復元のための受信機２５２及びアップストリーム信号生成のためのＲＳＯＡ２５４を具備する。

このような構成の実施例２のシステムの動作を下記に示す。まず、マンチェスター信号生成部２０８によってマンチェスターフォーマットでＤＦＢ−ＬＤ２０６を１．２５Ｇｂ／ｓの変調速度で直接変調してダウンストリーム信号を生成する。ダウンストリーム信号は、波長分割多重化のためのＡＷＧ２０９とアップストリームおよびダウンストリーム送信信号経路を区分するためのサーキュレーター７０２とを通過した後、光ファイバー７０４を介して地域基地局７１０に送信される。地域基地局７１０に送信されたダウンストリーム信号は、地域基地局のＡＷＧ７２０によって逆多重化されて各加入者端末７５０に入力される。各加入者端末７５０に入力されたダウンストリーム信号は、カプラー７５１によって二つに分割された後、一部はダウンストリーム信号復元のためのダウンストリーム信号受信機２５２に入力されて、残りはアップストリーム信号生成のためにＲＳＯＡ２５４に入力される。ＲＳＯＡ２５４に入力されたダウンストリーム信号を１５５Ｍｂ／ｓのＮＲＺフォーマットで再変調して生成したアップストリーム信号は、地域基地局７１０のＡＷＧ７２０、光ファイバー７０４及び中央基地局７００のサーキュレーター７０２及びＡＷＧ２２６を経て、アップストリーム信号受信機２２８に伝達される。以上のように実施例２について説明したが、実施例１と実施例２との差は、アップストリームおよびダウンストリーム送信用光ファイバーを別々に使用するのかしないのかであるから、ダウンストリーム信号の光源をマンチェスターフォーマットで直接変調してアップストリーム信号の送信品質を向上させる点には差異がない。

本実施例２でも、アップストリーム信号を生成するためにＮＲＺ方式の変調を使用したが、必要に応じて、ＲＺ方式の変調を使用することもできる。

上述したような本発明は、ＮＲＺフォーマットで変調されたダウンストリーム信号を使用する既存のＲＳＯＡを基盤とする光加入者網システムと比較して、ダウンストリーム信号の消光比を大きくしてダウンストリーム信号の送信性能を改善するのみならず、ＲＳＯＡに入力されるダウンストリーム信号のパワーを充分に下げても、ＲＳＯＡによって再変調されたアップストリーム信号の送信性能が低下しないため、システム全体のパワーバジェット（ｐｏｗｅｒ ｂｕｄｇｅｔ）も改善することができ、本発明によれば、パワーバジェットと再変調されたアップストリーム信号の送信性能が改善されたＲＳＯＡを基盤とする波長分割多重方式の受動型光加入者網（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＷＤＭ ＰＯＮ）システムの具現が可能である。

本発明は、前記実施例だけに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で当業者による多様な変形が可能であることは明白である。

本発明の光加入者網システムで変調に使用するマンチェスターフォーマット（Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ ｆｏｒｍａｔ）で変調されたダウンストリーム信号の波形と、それと対比するために従来の変調に使用されたＮＲＺフォーマット（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ ｆｏｒｍａｔ）で変調されたダウンストリーム信号の波形を示したグラフ。 本発明の実施例１による単向性ＷＤＭ ＰＯＮシステムの概略的構成図。 実施例１による、反射型半導体光増幅器（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；ＲＳＯＡ）を基盤とする単向性ＷＤＭ ＰＯＮシステムにおいて、マンチェスター信号生成部を使用せずにダウンストリーム信号変調方式がＮＲＺフォーマットであるダウンストリーム信号を使用した場合、ＲＳＯＡに入力されたダウンストリーム信号をＮＲＺ信号に再変調して生成されたアップストリーム信号の送信性能を測定したグラフ。 実施例１によるＲＳＯＡを基盤とする単向性ＷＤＭ ＰＯＮシステムにおいて、マンチェスター信号生成部を使用してダウンストリーム信号変調方式がマンチェスターフォーマットであるダウンストリーム信号を使用した場合、ＲＳＯＡによってＮＲＺ信号に再変調されたアップストリーム信号の送信性能を測定したグラフ。 実施例１によるＲＳＯＡ基盤の単向性ＷＤＭ ＰＯＮシステムのアップストリーム信号送信性能が、既存のＮＲＺ信号を使用するＲＳＯＡ基盤のＷＤＭ ＰＯＮシステムの場合と比べて改善する理由を説明するために、ＮＲＺ及びマンチェスターフォーマットで変調されたダウンストリーム信号の電気的スペクトルを測定したグラフ。 マンチェスター方式で変調されたダウンストリーム信号の成分が、再変調されたアップストリーム信号に含まれていたが、アップストリーム信号受信機の限定された帯域幅によって除去される効果を検証するために、ＮＲＺ及びマンチェスター方式で変調されたダウンストリーム信号をＲＳＯＡで再変調して生成されたアップストリーム信号のアイ・ダイヤグラム（ｅｙｅ ｄｉａｇｒａｍ）を測定した図。 ＮＲＺ及びマンチェスターフォーマットで１．２５Ｇｂ／ｓの変調速度で変調されたダウンストリーム信号のダウンストリーム信号の消光比変化による受信感度を示したグラフ。 本発明の実施例２による双方向ＷＤＭ ＰＯＮシステムの概略的構成図。

符号の説明

２００：中央基地局、２０２：アップストリーム送信用光ファイバー、２０４：ダウントリーム送信用光ファイバー、２０８：マンチェスター信号生成部、２０９：第１導波路型回折格子、２２６：第２導波路型回折格子、２２８：アップストリーム信号受信機、２１０：地域基地局、２１２：ＮＲＺ信号供給部、２１４：クロック信号供給部、２１６：ＸＯＲゲート、２１８：カプラー、２２０：第３導波路型回折格子、２２２：サーキュレーター、２２４：第４導波路型回折格子、２５０：加入者端末、２５２：受信機、２５４：ＲＯＳＡ、７０４：光ファイバー、７５０：加入者端末、７５１：カプラ、

Claims (6)

1. 反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）を各加入者の光源に使用する波長分割多重方式の受動型単方向光加入者網（ＷＤＭ ＰＯＮ）であって、
   ダウンストリーム信号生成のための光源と、該光源から出るダウンストリーム信号をマンチェスターフォーマットで直接変調するためのマンチェスター信号生成部と、前記変調されたダウンストリーム信号を波長分割多重化するための第１導波路型回折格子と、前記各加入者端末から送られるアップストリーム信号を波長別逆多重化する第２導波路型回折格子と、前記波長別逆多重化されたアップストリーム信号を受け入れてそのアップストリーム信号に含まれているマンチェスターフォーマットで変調されたダウンストリーム信号の成分が制限された帯域幅によって除去されるようにするアップストリーム信号受信機とを含む中央基地局と；
   ダウンストリーム信号を分配するためのカプラーと、波長別逆多重化のための第３導波路型回折格子と、アップストリームおよびダウンストリーム信号の送信経路を決定するサーキュレーターと、アップストリーム信号生成用第４導波路型回折格子とを含む地域基地局と；
   ダウンストリーム信号復元のための受信機とダウンストリームからアップストリーム信号生成のためのＲＳＯＡとを各々が含む複数の加入者端末と；
   前記中央基地局と地域基地局および前記地域基地局と加入者端末間を連結する別途のアップストリームおよびダウンストリーム送信用光ファイバーと；
   を具備することを特徴とする、光加入者網システム。
2. 前記マンチェスター信号生成部が、ＮＲＺ信号供給部、クロック信号供給部及びＸＯＲゲートを具備することを特徴とする、請求項１に記載の光加入者網システム。
3. 反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）を各加入者の光源に使用する波長分割多重方式の受動型双方向光加入者網（ＷＤＭ ＰＯＮ）であって、
   ダウンストリーム信号生成のための光源と、前記光源から出るダウンストリーム信号をマンチェスターフォーマットで直接変調するためのマンチェスター信号生成部と、前記変調されたダウンストリーム信号を波長分割多重化するための第１導波路型回折格子と、アップストリームおよびダウンストリーム送信信号経路を区分するためのサーキュレーターと、前記各加入者端末から送られるアップストリーム信号を波長別逆多重化させる第２導波路型回折格子と、前記波長別逆多重化されたアップストリーム信号を受け入れてそのアップストリーム信号に含まれているマンチェスターフォーマットで変調されたダウンストリーム信号の成分が、制限された帯域幅によって除去されるようにするアップストリーム信号受信機とを含む中央基地局と；
   ダウンストリーム信号に対する波長別逆多重化のための第３導波路型回折格子を含む地域基地局と；
   ダウンストリーム信号復元のための受信機と、ダウンストリームからアップストリーム信号生成のためのＲＳＯＡと、前記ダウンストリーム信号を前記受信機及びＲＳＯＡに分割して伝達するためのカプラーとを各々が含む複数の加入者端末と；
   前記中央基地局と地域基地局および該地域基地局と加入者端末間を連結する共通のアップストリームおよびダウンストリーム送信用光ファイバーと；
   を具備することを特徴とする、光加入者網システム。
4. 前記マンチェスター信号生成部が、ＮＲＺ信号供給部、クロック信号供給部及びＸＯＲゲートを具備することを特徴とする、請求項３に記載の光加入者網システム。
5. 前記アップストリーム信号が、ＮＲＺ方式で変調されることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の光加入者網システム。
6. 前記アップストリーム信号が、ＲＺ方式で変調されることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の光加入者網システム。

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