JP5055316B2 - 局舎側光通信装置および光通信システム - Google Patents

Description

本発明は、光アクセス網を構築する際の信号多重化技術において時分割多重方式 (Tim
e Division Multiple Access; TDMA)と波長分割多重方式 (Wavelength Division Multipl
e Access; WDMA)を併用する受動型光通信網 (Passive Optical Network; PON)において利
用するための光アクセス通信装置およびシステムに関する。

ネットワーク上でサービスが多様化し、ネットワークの利点を活かす新規サービスの利
用が拡大している。その代表例として挙げられるのは放送・通信融合サービス、すなわち
トリプルプレイサービスと呼ばれる放送・インターネット・電話（音声通信）サービスの
統合である。このトリプルプレイを実現するために、アクセス網ではPONによるFTTH（Fib
er To The Home）の構築が主流となってきている。このPONシステムにおいては，複数の
加入者が加入者収容局の局舎から光スプリッタまでの光ファイバや局舎内設備を共有して
使用することによりコストを分割負担して初期導入コストと管理維持費の低減を行ってい
る。PON技術を用いたFTTHシステムは，上述の共有メディア型のネットワークであり，加
入者が使える帯域は凡そシステムが持つ最大スループットを共有する加入者で割った値で
あるが、全加入者が同時にアクセスする場合は確立的に稀であるため、統計的な多重効果
で加入者は実質的により大きな帯域を使うことができる。このようなPONによるFTTHシス
テムの広帯域性が、快適なトリプルプレイサービス実現のために重要となる。現行システ
ムとして、ＩＴＵ−ＴでのＧ−ＰＯＮ（非特許文献１〜３）、ＩＥＥＥ標準であるＧＥ−
ＰＯＮ（非特許文献４）がある。例えばG-PONシステムにおいては，2.4Gbps高速光回線を
介し，局舎側装置（OLT； Optical Line Terminal）がユーザ側装置（ONU； Optical Net
work Unit）を最大64台収容する。前述の局舎内設備を共有する仕組みの一つとして衝突
回避制御がある。各ONUからOLTへ出力された光信号（上り信号）の光スプリッタ後の出力
は、各々の光信号パワーが重ね合わされた状態となり、OLTに向けて出力される。OLTでこ
の複数の信号を分けて受信するには、各ONUからの信号が相互に重なることなく別々のタ
イミングでOLTに到着するように送出タイミングを制御しており、衝突回避制御を行って
いる。現在、標準化団体（ITU-T，IEEE）では，これら現行PONシステムの後継となる次世
代PONの検討を開始している。PONシステムの更なる広帯域化のためには、現行PONで用い
られているTDMA方式のさらなる高速化、ビットレート向上などが検討されている。

PONシステムにおけるトリプルプレイサービスでは波長多重伝送技術が用いられ、映像
系伝送システムには波長範囲1550-1560nmが割り当てられ、PONシステムにはOLTからONUへ
の光信号（下り信号）として1490nm帯データ信号光が、ONUからOLTへの光信号として1300
nm帯データ信号光が割り当てられている。さらに、通信速度10Gbpsをターゲットとする次
世代PONシステムにおいては，既存のGE-PON，G-PONシステムとファイバを共用してシステ
ムを構築したいというニーズがある。

しかし、ビットレートが10Gbpsの光伝送システムにおいては、光ファイバの波長分散と
いう現象により伝送速度や伝送距離が大きく制限される。波長分散とは、波長の異なる光
が光ファイバ中を異なる速度で伝播する現象である。高速で変調された光信号の光スペク
トルは異なる波長成分を含むため、これらの成分は光ファイバを伝播する際に波長分散の
影響により異なる時刻に受信器に到達する。この結果、ファイバ伝送後の光信号波形は歪
みを生じることになる。このような分散による波形劣化を抑えるために、分散補償という
技術がある。分散補償とは、伝送路に用いられる光ファイバと逆の波長分散特性を持った
光学素子を光送信器、受信器、あるいは中継器などに配置することで光ファイバの波長分
散特性を打ち消し、波形劣化を防ぐ手法である。このような光学素子、すなわち分散補償
器としては、分散補償ファイバや光ファイバグレーティングなどの逆分散特性を持つデバ
イスの研究や実用化が行われてきた。しかし、分散補償器はPONシステムに用いるには高
価な装置であり現実的ではない。そこで、分散補償器を用いない方法として低チャープ外
部変調器を用いる方法がある。チャープとは、光通信システムにおいて通信用レーザから
出射された光搬送波に変調を行う際に生じる、微小で動的な波長変動のことである。この
チャープは光伝送路の波長分散値に応じて群遅延を生じ、光信号パルスの波形を歪ませ、
伝送品質の劣化を引き起こす。PONシステムで用いられる1490nm以上の波長ではレーザを
直接変調する場合、このチャープと分散の影響で伝送距離20kmを実現することが難しい。
そこで、この場合には半導体の電界吸収効果を用いたEA（Electro-Absorption）変調器を
用いる方法が有望と考えられている。それは、EAは半導体材料を用いるので外部変調器と
レーザとの集積化も容易なため、LiNbO₃などの電気光学効果を持つ光学結晶を用いた変調
器と比べ、コストアップ要因を小さくすることができるからである。レーザを直接変調す
る方式に比べれば、変調器幾分コストアップ要因となるが、PONシステムにおいては，複
数の加入者が局舎内設備を共有して使用することによりコストを分割負担するため、局内
装置に用いられる場合は、このコストアップ要因は致命的な問題にはならない。

ITU-T G.984.1 「Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON): General characteristics」 ITU-T G.984.2 「Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON): Physical Media Dependent (PMD) layer specification」 ITU-T G.984.3 「Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON): Transmission convergence layer specification」 IEEE 802.3ah 「CSMA/CD Access Method and Physical Layer Specifications Amendment: Media Access CONUrol Parameters, Physical Layers, and Management Parameters for Subscriber Access Networks」

しかしながら、このような外部変調器をユーザ側装置に用いる場合は、共有によるコス
トの分割負担ができないので、わずかなコストアップ要因であっても問題となる。よって
、ONUからOLTへの光信号（上り信号）の送信器としては、外部変調器を用いずにレーザを
直接変調する方式の方が有望と考えられる。しかし、現行PONシステムでは、直接変調器
が20km伝送できる1300nm帯は既に上り信号用に用いられ、通信速度10Gbpsをターゲットと
する次世代PONシステムが共存するためには、別の波長を用いるか、同じ波長帯を用い衝
突回避制御を行う方法がある。別の波長を用いると前述のように外部変調器が必要となり
、コストアップ要因を生じる。また、同じ波長を用いると衝突回避制御を行うにしても、
現行PON装置と次世代PON装置に信号を入力するには光信号を光スプリッタにより分岐する
方法がある。しかし、この方法では、各PON装置への光信号パワーが半分になってしまい
、ロスバジェット確保、すなわち信号光のＳＮ比劣化により、伝送品質を維持できなくな
るという問題が生じる。また、この光信号パワーの補償のため、光増幅装置等の装置を用
いる方法もあるが、新たな装置導入によりシステムコストが上昇してしまうという問題が
生じる。

局舎側光通信装置において、波長の信号を受信可能な固定波長帯光受信器と、
電気信号増幅部と、電気信号分岐部と、第一のクロックアンドデータリカバリ部を有し、
固定波長帯光受信器で第一及び第二のユーザ側光通信装置から同一の波長かつ互いにビッ
トレートが異なる光信号を受信し電気信号に変換し、電気信号を電気信号増幅部で増幅し
、電気信号を電気信号分岐部において、第一のユーザ側光通信装置からの信号と第二のユ
ーザ側光通信装置からの信号とに分岐し、第一のクロックアンドデータリカバリ部におい
て、分岐された第一のユーザ側光通信装置からの信号を用いて第一のユーザ側光通信装置
からの信号のビットレートに対応する第一のクロック信号と第一のデータ信号を抽出する
。

本発明による、光通信装置及びシステムを用いることで、伝送品質に優れた簡易で安価
なトリプルプレイサービスシステムを構築できる。

本発明の一実施例を説明するための図であって、本発明におけるＰＯＮシステムの基本構成を示す図。 本発明の一実施例を説明するための図であって、本発明におけるＰＯＮシステムの波長配置を示す図。 本発明の一実施例を説明するための図であって、本発明におけるＰＯＮシステムの上り信号送信タイミング指示の方法を示す図。 本発明の一実施例を説明するための図であって、本発明におけるＰＯＮシステムの上り信号の衝突回避を示す図。 本発明の一実施例を説明するための図であって、本発明におけるＰＯＮシステムのレンジングのタイムチャートを示す図。 本発明の一実施例を説明するための図であって、本発明における異種ＰＯＮ共存システムの基本構成を示す図。 本発明の一実施例を説明するための図であって、本発明における異種ＰＯＮ共存システムの第二の構成を示す図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１に、PONシステム
の基本的な構成を示す。PONシステムは、局内側にある光通信装置（OLT）送受信器１０、
１つおよび複数のユーザ側光通信宅内装置（ONU）送受信器１００、それらの装置は光フ
ァイバ４０、４１、光スプリッタ３０によって接続されている。光通信装置送受信器１０
は、ドライバアンプ１１、変調機能付き光源１２、ＷＤＭ１３、光受信器２１、トランス
インピーダンスアンプ２２、クロックアンドデータリカバリ２３から構成される。また、
ユーザ側光通信宅内装置１００は、ドライバアンプ１０６、変調機能付き光源１０５、Ｗ
ＤＭ１０４、光受信器１０３、トランスインピーダンスアンプ１０２、クロックアンドデ
ータリカバリ１０１から構成される。

信号の流れにそって、信号が処理される内容を説明する。まず、OLTからONUへの光信号
（下り信号）についてであるが、PONフレーム処理された信号は、SerDes（SERializer/DE
Serializer）回路で処理の後、OLT送受信器１０に入力する。その電気信号は、変調機能
付き光源１２で変調を行うための十分な駆動電力を得るためにドライバアンプ１１によっ
て増幅される。この増幅信号が、変調機能付き光源１２に変調された信号光を出力する。
ビットレートが2.5Gbps程度までであれば、変調機能付き光源１２はレーザを直接変調す
ることで実現できる。また、G-PON，GE-PONでは変調信号光は、1.49μｍ帯の波長が用い
られ、ＷＤＭ１３を透過した後、光ファイバ４０に送信される。この光信号は、ファイバ
４０、光スプリッタ３０、光ファイバ４１を通り、ONU送受信器１００に入力する。ONU送
受信器１００では、ＷＤＭ１０４で、1.49μｍ帯の波長成分を分離した後、光受信器１０
３にこの信号光を入力する。光受信器１０３は、フォトダイオードPDが用いられるが、よ
り詳細にはPIN接合された半導体を用いたPIN型PD（フォトダイオード）、感度を要求され
る場合にAPD（アバランシェフォトダイオード）が用いられる。フォトダイオードから出
力した微小な電流の変化は、トランスインピーダンスアンプ１０２で電圧変化に変換、増
幅して出力される。この出力信号は、クロックアンドデータリカバリ１０１によって、ク
ロック信号とデータ信号を抽出、出力される。このようにONU送受信器１００から出力さ
れた信号は、SerDes回路で処理の後、PONフレーム処理される。

次に、ONUからOLTへの光信号（上り信号）について説明する。PONフレーム処理された
信号は、SerDes回路で処理の後、ONU送受信器１００に入力する。その電気信号は、変調
機能付き光源１０５で変調を行うための十分な駆動電力を得るためにドライバアンプ１０
６によって増幅される。この増幅信号が、変調機能付き光源１２に変調された信号光を出
力する。ビットレートが2.5Gbps程度までであれば、変調機能付き光源１２はレーザを直
接変調することで実現できる。また、G-PON，GE-PONでは変調信号光は、1.3μｍ帯の波長
が用いられ、ＷＤＭ１０４を透過した後、光ファイバ４１に送信される。この光信号は、
ファイバ４１、光スプリッタ３０、光ファイバ４０を通り、OLT送受信器１０に入力する
。OLT送受信器１０では、ＷＤＭ１３で、1.3μｍ帯の波長成分を分離した後、光受信器２
１にこの信号光を入力する。光受信器２１は、フォトダイオードPDが用いられるが、より
詳細にはPIN接合された半導体を用いたPIN型PD、感度を要求される場合にAPDが用いられ
る。フォトダイオードから出力した微小な電流の変化は、トランスインピーダンスアンプ
２２で電圧変化に変換、増幅して出力される。この出力信号は、クロックアンドデータリ
カバリ２３によって、クロック信号とデータ信号を抽出、出力される。このようにOLT送
受信器１０から出力された信号は、SerDes回路で処理の後、PONフレーム処理される。

PONシステムで使用される波長帯の配置について図２を用いて説明する。この例では、
下り信号については、1.49μｍ帯の波長を使い、上り信号に1.3μｍ帯の波長を用いるこ
とで、１本の光ファイバで双方向の信号を伝送する。また映像配信用として下り信号に更
に1.55μｍ帯の波長の光信号を多重することもある。この1.55μｍ帯の波長はシステムの
アップグレード用に確保しておくこともできる。これらの波長多重された光信号は、局舎
およびユーザ宅内で多重分離されるので、ユーザは１本の光ファイバを接続するだけで複
数のサービスを利用できる。

PONシステムでは、OLTから出力された下り信号は全てのONUで受信することができる、
すなわち同報性を有する。このため、OLTは下り信号をのパケットあるいはセル毎にヘッ
ダに書き込み、ONUは自分宛の信号のみを受信する。一方、上り信号については衝突回避
の技術が用いられており、それについて図３、４を用いて説明する。図３に、ＰＯＮシス
テムの上り信号送信タイミング指示の方法を示す。OLT送受信器１０とONU送受信器１００
は、図１と同様に光ファイバ４０、光スプリッタ３０、光ファイバ４１を介して接続され
ている。光スプリッタ３０では、光信号のパワーを重ね合わせて出力される。よって、複
数のONU送受信器１００からの上り信号が同時に光スプリッタ３０に入力されると、それ
らの信号は重ね合わせた信号となってOLTに向けて出力される。このため、OLTでは、これ
らの複数信号を分離することができず、正しく受信できなくなる。個々のONUは、それぞ
れの上り信号が相互に重なることなく別々のタイミングでOLTに到着するように送出タイ
ミングを制御する必要がある。このため、OLTがONUに対して信号送出許可を通知して、各
ONUの送出タイミングを指定することで、上り信号の衝突を回避できる。図３では、ゲー
トタイミング指示信号７００が、各ONUに対して送出タイミングを指定することを示して
いる。そして、図４で示すように、ONUから送信される上り信号のセルあるいはパケット
８００は、OLTから与えられたタイミング通りに送信されているため、上り信号の衝突は
発生しない。尚、PONシステムにおいて、OLTからONUまでの伝送距離は同一ではなく、ま
た予め決めておくこともできない、よって、OLTは各ONUとOLT間の伝送時間を予め測定し
て記憶することにより、各ONUからの伸び利信号が衝突しないタイミングを計算して各ONU
に知らせる。この伝送時間を測定する処理をレンジングと呼ぶ。これを図５に示す。はじ
めに、OLTはONUに対して、測定信号をα秒後に送出するよう指示（測定信号送出許可）を
送った後、α秒後からレンジング窓を設定する。次に、ONUは指示を受け取ってから、α
秒後に測定フレームを送出する。そして、OLTではONUからの測定信号が到着した測定時間
を計測し、その半分の時間を方向伝送時間として認識する。レンジングでは、OLTがレン
ジング窓とよばれる一定時間だけ特定のONU以外のONU信号送信を禁じる。OLTは、このレ
ンジング窓内で特定ONUと測定信号の送受を行い、到着時刻からそのONUとの伝送時間を計
算する。よって、レンジング窓よりも大きな伝送時間を有するONUの測定信号はOLTがレン
ジング窓で受信できないため、レンジング窓の大きさがPONシステムにおけるOLTとONUの
最大距離を決定する。この距離を最大論理距離と呼び、光信号の送受信レベルと伝送路損
失から決定される物理距離とは別に規定される。

PONシステムでは、下り信号はパケットあるいはセルを連結して一つの連続信号として
伝送するため、ONU受信部は従来の光伝送システムと際立った違いはない。しかし、上り
信号は個々のONUが持つクロック位相や光強度が異なるため、OLTが受信する信号はバース
ト状態となり、OLTでは専用のバースト信号受信回路が必要となる。バースト信号受信で
は、直前に受信した信号の影響を排除しなくてはならない、さらにはパケットやセルのオ
ーバヘッドから信号タイミングを抽出してビット同期を確立しなくてはならない。さらに
、PONシステムは、ベストエフォートによる帯域の有効活用が求められている。下り信号
は、OLTが通信事業者のネットワークから各ONUあてのトラフィックを検出することができ
るので、各ONU宛のパケットあるいはセルの大きさや頻度を調整することで帯域を動的に
制御できる。しかし、上り信号の帯域を動的に制御するためには、各ONUが要求する帯域
をOLTに通知した上でOLTが各ONUに帯域を割り当てるという一連の機能が必要となる。こ
れをDBA（Dynamic Bandwidth Assignment）機能と呼ぶ。DBA機能はPONシステムの上り帯
域の利用効率を向上させるだけでなく、遅延特性に敏感な音声や映像信号を低遅延で伝送
することも可能にする。図１において、ＤＢＡ３００が、OLTからDBA機能をサポートする
ための指示部を示している。

図６を用いて、本発明の一実施例を詳細に説明する。本発明による異種ＰＯＮ共存シス
テムでは、OLT送受信器１０、１つおよび複数の第一群光通信宅内装置（ONU）送受信器１
００、１つおよび複数の第二群光通信宅内装置（ONU）送受信器２００、それらの装置を
接続する、光ファイバ４０、４１、光スプリッタ３０で構成される。OLT送受信器１０は
、ドライバアンプ１１、５１１、変調機能付き光源１２、５１２、ＷＤＭ１３、１４、光
受信器２１、トランスインピーダンスアンプ２２、電気信号分岐部３１、クロックアンド
データリカバリ２３、５２３、アップグレード用出力信号ポート５１、５２、ＤＢＡ３１
０から構成される。また、第一群ONU送受信器１００は、ドライバアンプ１０６、変調機
能付き光源１０５、ＷＤＭ１０４、光受信器１０３、トランスインピーダンスアンプ１０
２、クロックアンドデータリカバリ１０１から構成される。また、第二群ONU送受信器２
００は、ドライバアンプ２０６、変調機能付き光源２０５、ＷＤＭ２０４、光受信器２０
３、トランスインピーダンスアンプ２０２、クロックアンドデータリカバリ２０１から構
成される。ここで、第二群ONU送受信器２００でビットレートが10Gbpsの光信号を扱うも
想定している。このビットレートで1490nm以上の波長の光信号で20km伝送を行うためには
、前述の理由で変調機能付き光源５１２は、EA変調器を集積化されたレーザを用いること
が好ましい。

信号の流れにそって、信号が処理される内容を説明する。まず、OLTから第一群ONUへの
下り信号についてであるが、PONフレーム処理された信号は、SerDes回路で処理後、OLT送
受信器１０に入力する。その電気信号はドライバアンプ１１によって増幅され、変調機能
付き光源１２に変調された信号光を出力する。G-PON，GE-PONでは変調信号光は、1.49μ
ｍ帯の波長が用いられ、ＷＤＭ１３、１４を透過した後、光ファイバ４０に送信される。
この光信号は、ファイバ４０、光スプリッタ３０、光ファイバ４１を通り、第一群ONU送
受信器１００に入力する。ONU送受信器１００では、ＷＤＭ１０４で、1.49μｍ帯の波長
成分を分離した後、光受信器１０３にこの信号光を入力する。光受信器１０３は、PIN型P
DあるいはAPDが用いられる。フォトダイオードから出力した信号は、トランスインピーダ
ンスアンプ１０２で変換、増幅されて出力される。この出力信号は、クロックアンドデー
タリカバリ１０１によって、クロック信号とデータ信号を抽出、出力される。このように
第一群ONU送受信器１００から出力された信号は、SerDes回路で処理の後、PONフレーム処
理される。

続いて、OLTから第二群ONUへの下り信号についてであるが、PONフレーム処理された信
号は、SerDes回路で処理後、OLT送受信器１０に入力する。その電気信号はドライバアン
プ５１１によって増幅され、変調機能付き光源５１２に変調された信号光を出力する。こ
の場合の信号光の波長としては1570nm以上の波長が好ましく、ＷＤＭ１１４によって、変
調機能付き光源１２から出力される1.49μｍ帯の信号光と合波され、光ファイバ４０に送
信される。この光信号は、ファイバ４０、光スプリッタ３０、光ファイバ４１を通り、第
二群ONU送受信器２００に入力する。ONU送受信器２００では、ＷＤＭ２０４で、1570nm以
上の波長成分を分離した後、光受信器２０３にこの信号光を入力する。光受信器２０３は
、PIN型PDあるいはAPDが用いられる。フォトダイオードから出力した信号は、トランスイ
ンピーダンスアンプ２０２で変換、増幅されて出力される。この出力信号は、クロックア
ンドデータリカバリ２０１によって、クロック信号とデータ信号を抽出、出力される。こ
のように第二群ONU送受信器２００から出力された信号は、SerDes回路で処理の後、PONフ
レーム処理される。

次に、上り信号について説明する。第一群ONU送受信器１００に関する信号であるが、P
ONフレーム処理された信号は、SerDes回路で処理の後、第一群ONU送受信器１００に入力
する。その電気信号は、ドライバアンプ１０６によって増幅され、変調機能付き光源１２
で変調される。変調信号光は、1.3μｍ帯の波長が用いられ、ＷＤＭ１０４を透過した後
、光ファイバ４１に送信される。この光信号は、ファイバ４１、光スプリッタ３０、光フ
ァイバ４０を通り、OLT送受信器１０に入力する。OLT送受信器１０では、ＷＤＭ１４およ
び１３によって、1.3μｍ帯の波長成分を分離した後、光受信器２１にこの信号光を入力
する。光受信器２１は、PIN型PDあるいはAPDが用いられる。フォトダイオードから出力し
た電気信号は、トランスインピーダンスアンプ２２で変換、増幅されて出力される。この
出力信号は、クロックアンドデータリカバリ２３によって、クロック信号とデータ信号を
抽出、出力される。そして、OLT送受信器１０から出力された第一群ONU送受信器１００か
ら出力された信号は、SerDes回路で処理の後、PONフレーム処理される。
続いて、第二群ONU送受信器２００に関する信号であるが、PONフレーム処理された信号は
、SerDes回路で処理の後、第二群ONU送受信器２００に入力する。その電気信号は、ドラ
イバアンプ２０６によって増幅され、変調機能付き光源２０５で変調される。変調信号光
は、1.3μｍ帯の波長が用いられ、ＷＤＭ１０４を透過した後、光ファイバ４１に送信さ
れる。この光信号は、ファイバ４１、光スプリッタ３０、光ファイバ４０を通り、OLT送
受信器１０に入力する。ここで、変調機能付き光源２０５はビットレートが10Gbpsの信号
を扱う場合でも、ファイバの分散量が小さな波長帯を用いるため、レーザを直接変調する
ことで実現が可能である。OLT送受信器１０では、ＷＤＭ１４および１３によって、1.3μ
ｍ帯の波長成分を分離した後、光受信器２１にこの信号光を入力する。光受信器２１は、
PIN型PDあるいはAPDが用いられる。フォトダイオードから出力した電気信号は、トランス
インピーダンスアンプ２２で変換、増幅されて出力される。この出力信号は、電気信号分
岐部３１で分岐し、クロックアンドデータリカバリ５２３によって、クロック信号とデー
タ信号を抽出、出力される。そして、OLT送受信器１０から出力された第二群ONU送受信器
２００から出力された信号は、SerDes回路で処理の後、PONフレーム処理される。尚、パ
ッケージの構成としては、図中の太線で囲まれた内・外で、分ける構成が好ましい。この
ようにすれば、第二群ONU送受信器２００が無いシステムでは、図中の太線内の機能、す
なわちアップグレード機能付き基本局内装置パッケージ１０００だけあれば、PONシステ
ムを構築できる。また、第二群ONU送受信器２００が必要となった時点で、アップグレー
ド用出力信号ポート５１、５２を介して、図中の太線外の領域の機能を追加することで、
第二群のPONシステムもサポート可能となる。このようにして、異種ＰＯＮ共存システム
で初期投資を少なくすることが可能となる。このように、第一群、第二群ONUから上り信
号を取り出す仕組みができる。ただし、第一群、第二群ONUの送信波長は同じであるため
、前述した衝突回避、ＤＢＡ機能を用いて、OLTから送出タイミングを指示して、受信す
る。このような構成とすることで、第一群、第二群ONU送信信号をOLTで受信する際に、既
存PONシステムに対し、追加の光スプリッタなどにより伝送路損失が増加する要因がない
。よって、光増幅装置などの追加無しに、PONシステムで要求される大きなロスバジェッ
トを確保でき、低コストかつ品質の優れた伝送を行うことが可能となる。

図７を用いて、本発明の一実施例をさらに詳細に説明する。本発明による異種ＰＯＮ共
存システムでは、OLT送受信器１０、１つおよび複数の第一群光通信宅内装置（ONU）送受
信器１００、１つおよび複数の第二群光通信宅内装置（ONU）送受信器２００、それらの
装置を接続する、光ファイバ４０、４１、光スプリッタ３０で構成される。図６との差分
であるが、OLT送受信器１０の受信部をより性能の出る構成としている。OLT送受信器１０
は、図６で示した送受信器と比べ、トランスインピーダンスアンプ２２が広帯域トランス
インピーダンスアンプ２４に置き換え、低速の信号も、高速の信号もあわせて増幅させる
。通常のトランスインピーダンスアンプでは、広帯域性と、利得を両立させることが難し
い。このため、10Gbpsの信号増幅を優先させると、2.5Gbps以下の信号の出力が低下する
こととなる。また、雑音成分は、増幅させた帯域分だけ増加することとなり、2.5Gbps以
下の信号のＳＮ比が劣化することとなる。そこで、電気信号分岐部３１によって分岐した
信号を、低速側（第一群）のPONシステムの信号処理において、バンドパスフィルタ２５
で必要な帯域のみ透過させ、雑音成分を除去する。信号成分の低下については、２段目の
電気信号アンプ２６によって増幅させる。そして、クロックアンドデータリカバリ２７に
より、クロック信号とデータ信号の抽出を行い、PONフレーム処理する。高速側（第二群
）のPONシステムの信号処理においても、よりＳＮ比をよくするために、２段目の電気信
号アンプ５２４を設けても構わない。このような構成によって、ビットレートの違いによ
る部品特性を考慮した、伝送品質の優れた異種ＰＯＮ共存システムを実現できる。

尚、これまでの実施例では、第一群光通信装置ではG-PONシステム、第二群光通信装置
では10G-PONシステムを想定して説明したが、他のPONシステムの組み合わせでも構わない
。例えば、第一群光通信装置ではGE-PONシステム、第二群光通信装置では10G-PONシステ
ム、あるいは、第一群光通信装置ではGE-PONシステム、第二群光通信装置ではG-PONシス
テムとしても、本発明による考え方を適用して実現できる。（尚、GE-PONシステムとG-PO
Nシステムでは下り波長が同じとなるため、ＷＤＭ１０４の代りに光スプリッタを用いる
）
以上に述べたように、本発明によって、伝送品質に優れた簡易で安価なトリプレクササ
ービスシステムを構築する光アクセス通信装置およびシステムが得られた。

１０…光通信装置送受信器、
１１、１０６、２０６…ドライバアンプ、
１２、１０５、２０５、５１２…変調機能付き光源、
１３、１４、１０４、２０４、…ＷＤＭ、
２１、１０３、２０３…光受信器、
２２、１０２、２０２…トランスインピーダンスアンプ、
２４…広帯域トランスインピーダンスアンプ、
２５…バンドパスフィルタ、
２６、５２５…電気信号アンプ、
２３、２７、１０１、２０１、５２３…クロックアンドデータリカバリ、
３０…光スプリッタ、
３１…電気信号分岐部、
４０…光ファイバ、
５１、５２…アップグレード用出力信号ポート、
１００…第一群光通信宅内装置送受信器、
２００…第二群光通信宅内装置送受信器、
３００、３１０…ＤＢＡ、
７００…ゲートタイミング指示信号、
８００…上り信号、
１０００…アップグレード機能付き基本局内装置パッケージ。

Claims (14)

1. 第１及び第２のユーザ側光通信装置に光ファイバおよびスプリッタを介して接続された局舎側光通信装置であって、
   第1及び第2のレーザと、
   波長合分波器と、
   フォトダイオードと、
   第１の電気信号増幅部と、
   電気信号分岐部と、
   バンドパスフィルタと、
   第１および第２のクロックアンドデータリカバリ部とを有し、
   前記第1及び第2のレーザから出射される光信号を前記波長合分波器で合波し、前記第1及び第2のユーザ側光通信装置へ送信し、
   前記フォトダイオードで、前記第１及び第２のユーザ側光通信装置からの同一の波長かつ互いにビットレートが異なる光信号を受信して電気信号に変換し、
   前記第１の電気信号増幅部で前記電気信号を増幅し、
   前記電気信号分岐部で、前記増幅された電気信号を分岐し、
   前記バンドパスフィルタにおいて、前記分岐された低速ビットレート側の前記第１のユーザ側光通信装置からの光信号を変換した電気信号の雑音成分を除去し、
   前記第１のクロックアンドデータリカバリ部で、前記雑音成分が除去された前記第１のユーザ側光通信装置からの光信号のビットレートに対応する第１のクロック信号と第１のデータ信号を抽出し、
   前記第２のクロックアンドデータリカバリ部で、高速ビットレート側の前記第２のユーザ側光通信装置からの光信号のビットレートに対応する第２のクロック信号と第２のデータ信号を抽出することを特徴とする局舎側光通信装置。
2. 請求項１に記載の局舎側光通信装置であって、
   さらに第２の電気信号増幅部を有し、
   前記第２の電気信号増幅部において、前記バンドパスフィルタで雑音成分が除去された電気信号を増幅してから、前記第１のクロックアンドデータリカバリ部へ入力することを特徴とする局舎側光通信装置。
3. 請求項２に記載の局舎側光通信装置であって、
   さらに第３の電気信号増幅部を有し、
   前記第３の電気信号増幅部において、出力信号ポートから出力された電気信号を増幅し、上記第２のクロックアンドデータデカバリ部へ入力することを特徴とする局舎側光通信装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の局舎側光通信装置であって、
   前記フォトダイオードの使用波長は、1.3μｍ波長帯であることを特徴とする局舎側光通信装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の局舎側光通信装置であって、
   前記第１のユーザ側光通信装置が、ITU-T勧告G.984で規定されるG‐PONシステムにおけるONU（Optical Network Unit）であり、
   前記第２のユーザ側光通信装置が、前記ONUよりも高速のビットレートで通信する装置であることを特徴とする局舎側光通信装置。
6. 請求項１ないし４のいずれかに記載の局舎側光通信装置であって、
   前記第１のユーザ側光通信装置がIEEE 802.3ahで規定されるGE-PONにおけるONU（Optical Network Unit）であり、
   前記第２のユーザ側光通信装置が、前記ONUよりも高速のビットレートで通信する装置、または、
   ITU-T勧告G.984で規定されるG-PONシステムにおけるONUであることを特徴とする局舎側光通信装置。
7. 請求項４に記載の局舎側光通信装置であって、
   前記１．３μｍ波長帯が1260nmから1360nmであることを特徴とする局舎側光通信装置。
8. 第１及び第２のユーザ側光通信装置に光ファイバおよびスプリッタを介して接続された光通信システムであって、
   第1及び第2のレーザと、
   波長合分波器と、
   フォトダイオードと、
   第１の電気信号増幅部と、
   電気信号分岐部と、
   バンドパスフィルタと、
   第１および第２のクロックアンドデータリカバリ部とを有し、
   前記第1及び第2のレーザから出射される光信号を前記波長合分波器で合波し、前記第1及び第2のユーザ側光通信装置へ送信し、
   前記フォトダイオードで、前記第１及び第２のユーザ側光通信装置からの同一の波長かつ互いにビットレートが異なる光信号を受信して電気信号に変換し、
   前記第１の電気信号増幅部で前記電気信号を増幅し、
   前記電気信号分岐部で、前記増幅された電気信号を分岐し、
   前記バンドパスフィルタにおいて、前記分岐された低速ビットレート側の前記第１のユーザ側光通信装置からの光信号を変換した電気信号の雑音成分を除去し、
   前記第１のクロックアンドデータリカバリ部で、前記雑音成分が除去された前記第１のユーザ側光通信装置からの光信号のビットレートに対応する第１のクロック信号と第１のデータ信号を抽出し、
   前記第２のクロックアンドデータリカバリ部で、高速ビットレート側の前記第２のユーザ側光通信装置からの光信号のビットレートに対応する第２のクロック信号と第２のデータ信号を抽出することを特徴とする光通信システム。
9. 請求項８に記載の光通信システムであって、
   さらに第２の電気信号増幅部を有し、
   前記第２の電気信号増幅部において、前記バンドパスフィルタで雑音成分が除去された電気信号を増幅してから、前記第１のクロックアンドデータリカバリ部へ入力することを特徴とする光通信システム。
10. 請求項９に記載の光通信システムであって、
    さらに第３の電気信号増幅部を有し、
    前記第３の電気信号増幅部において、出力信号ポートから出力された電気信号を増幅し、上記第２のクロックアンドデータデカバリ部へ入力することを特徴とする光通信システム。
11. 請求項８ないし１０のいずれかに記載の光通信システムであって、
    前記フォトダイオードの使用波長は、1.3μｍ波長帯であることを特徴とする光通信システム。
12. 請求項８ないし１１のいずれかに記載の光通信システムであって、
    前記第１のユーザ側光通信装置が、ITU-T勧告G.984で規定されるG‐PONシステムにおけるONU（Optical Network Unit）であり、
    前記第２のユーザ側光通信装置が、前記ONUよりも高速のビットレートで通信する装置であることを特徴とする光通信システム。
13. 請求項８ないし１０のいずれかに記載の光通信システムであって、
    前記第１のユーザ側光通信装置がIEEE 802.3ahで規定されるGE-PONにおけるONU（Optical Network Unit）であり、
    前記第２のユーザ側光通信装置が、前記ONUよりも高速のビットレートで通信する装置、または、ITU-T勧告G.984で規定されるG-PONシステムにおけるONUであることを特徴とする光通信システム。
14. 請求項１１に記載の光通信システムであって、
    上記１．３μｍ波長帯が1260nmから1360nmであることを特徴とする光通信システム。

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