JP5871825B2 - Wavelength multiplexing PON system - Google Patents

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Description

本発明は、波長多重PONシステムに関し、特にPONシステムの局側装置OLT(OSU)に適用され、PONシステムの多分岐化を低コストで実現する技術に関する。   The present invention relates to a wavelength division multiplexing PON system, and more particularly to a technique that is applied to a station side apparatus OLT (OSU) of a PON system and realizes multi-branching of the PON system at a low cost.

アクセスネットワークでは、IEEEやITU−Tで標準化されたPON(Passive Optical Network)システムが広く採用されている。PONシステムは、収容局と複数の加入者が、所外に配置された光分岐器を介して、一本の光ファイバで結合される構成であり、上り信号と下り信号が異なる波長により、同一光ファイバ上を双方向に伝送される。下り信号は、加入者ごとの信号が、時分割多重(TDM:Time Division Multiplexing)技術を用いて多重された連続信号であり、ユーザ宅に配置される加入者装置(ONU:Optical Network Unit)は、光分岐器において分岐された連続信号から、自身に割り当てられた時間位置にあるデータを受信する。また上り信号は、ONUから間欠的に送信されるバースト信号であり、光分岐器で合流してTDM信号となり、収容局に送られる。本システムでは、収容局から光分岐器までの光ファイバ、および収容局に配置される局側装置(OLT:Optical Line Terminal)を、複数の加入者で共用化できることから、ギガを超える高速の光アクセスサービスを、経済的に提供することができる。   In the access network, a PON (Passive Optical Network) system standardized by IEEE and ITU-T is widely adopted. The PON system is a configuration in which a receiving station and a plurality of subscribers are coupled by a single optical fiber via an optical branching unit disposed outside the station, and the upstream signal and downstream signal are the same depending on different wavelengths. It is transmitted in both directions on the optical fiber. The downlink signal is a continuous signal in which a signal for each subscriber is multiplexed using a time division multiplexing (TDM) technique, and a subscriber device (ONU: Optical Network Unit) arranged in a user's home is The data at the time position allocated to itself is received from the continuous signal branched in the optical branching unit. The upstream signal is a burst signal that is intermittently transmitted from the ONU, and is merged by an optical branching device to become a TDM signal, which is sent to the accommodation station. In this system, the optical fiber from the accommodation station to the optical branching unit and the station side device (OLT: Optical Line Terminal) arranged in the accommodation station can be shared by a plurality of subscribers. Access services can be provided economically.

今後の更なるトラヒックの増大に応えるため、TDM技術を用いてラインレートの高速化を押し進めるとすると、より高速な電気回路が必要となり、その実現は困難を極めるものと予想される。また仮に実現できたとしても、装置コストや消費電力の増加を招くことは必至である。それに対して、波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)技術をTDM技術と併用したWDM/TDM−PONシステムが提案されている。これによれば、ラインレート10Gb/sのTDM信号を4波長(上下信号を考慮すると8波長)束ねることにより、10Gb/sを超える速度の電気回路を用いることなく、総容量40Gb/sのアクセスシステムを構築することができる。   In order to respond to further increase in traffic in the future, if the speed of the line rate is pushed up by using the TDM technology, a higher-speed electric circuit is required, and its realization is expected to be extremely difficult. Even if it can be realized, it is inevitable that the apparatus cost and power consumption increase. On the other hand, a WDM / TDM-PON system in which a wavelength division multiplexing (WDM) technique is used in combination with a TDM technique has been proposed. According to this, an access having a total capacity of 40 Gb / s can be obtained without using an electric circuit having a speed exceeding 10 Gb / s by bundling TDM signals having a line rate of 10 Gb / s with 4 wavelengths (8 wavelengths considering the upper and lower signals). A system can be constructed.

図1に、WDM/TDM−PONシステムの構成例を示す。本システムは、所外の光分岐器83だけでなく、所内の光分岐器12を用いることにより、複数の加入者装置82を収容する構成である。所外分岐に加えて、所内分岐を用いることにより、より面的に拡がった加入者を収容することができ、効率的なシステム運用が可能となる。収容局81には、光分岐器12の他に、光集線器13、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。図では、局側送受信器11のみを記載し、OLTは省略している。   FIG. 1 shows a configuration example of a WDM / TDM-PON system. This system is configured to accommodate a plurality of subscriber devices 82 by using not only the optical branching unit 83 outside the station but also the optical branching unit 12 inside the station. By using the in-house branch in addition to the out-of-office branch, it is possible to accommodate more expanded subscribers and to operate the system efficiently. The accommodating station 81 includes an optical concentrator 13 and N station-side transceivers 11 mounted in the OLT in addition to the optical splitter 12. In the figure, only the station-side transceiver 11 is shown, and OLT is omitted.

光集線器13は、任意の局側送受信器11が任意のONU82を収容可能とするために用いられる。これにより、輻輳が少ない場合には、ONU82が接続する局側送受信器11を片寄せすることでOLTの消費電力を低減し、また輻輳する局側送受信器11がある場合には、当該局側送受信器11が収容するONU82の一部を、輻輳が少ない局側送受信器11に収容替えして負荷を分散することができる。光集線器13は、光受動部品から構成され、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。図2に、光集線器13の構成を示す。いずれもM=3、N=3の場合を例示し、入力ポート#pに入力された信号波長#qを、λpqと記述する。 The optical concentrator 13 is used so that any station-side transceiver 11 can accommodate any ONU 82. Thereby, when there is little congestion, the station side transceiver 11 to which the ONU 82 is connected is shifted to reduce the power consumption of the OLT, and when there is a congested station side transceiver 11, the station side A part of the ONU 82 accommodated in the transceiver 11 can be replaced with the station-side transceiver 11 with less congestion to distribute the load. The optical concentrator 13 is composed of an optical passive component, and M first input / output ports to which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and N second input ports to which an upstream signal is output and a downstream signal is input. Input / output ports. FIG. 2 shows the configuration of the light concentrator 13. In both cases, the case of M = 3 and N = 3 is illustrated, and the signal wavelength #q input to the input port #p is described as λ pq .

図2(a)は、光分岐器131を用いた構成である(非特許文献1−3)。上り信号の或る入力ポートに3波長が入力されると、出力ポートすべてに同一の3波長が出力される。図示しないが、下り信号についても同じことが言える。ONU82の送信波長、および受信波長は共に可変とし、局側送受信器11は、送信波長、および受信波長共に固定とする。ONU82は、波長ごとにTDMされる上り信号を送信し、送信波長を変えることで任意の局側送受信器11により受信される。一方、局側送受信器11は、収容するONU82ごとにTDMされた下り信号を送信し、当該ONU82は、受信波長を選択して、自身に割り当てられた時間位置にあるデータを受信する。或るONU82宛ての下り信号が、いずれの局側送受信器11により送信されるかは、その上位に配置される振り分け器(図示せず)により割り振られるが、いずれの局側送受信器11に割り振られた場合であっても、受信波長を変えることで任意のONU82により受信される。   FIG. 2A shows a configuration using the optical branching device 131 (Non-Patent Documents 1-3). When three wavelengths are input to an input port of an upstream signal, the same three wavelengths are output to all output ports. Although not shown, the same can be said for the downstream signal. The transmission wavelength and the reception wavelength of the ONU 82 are both variable, and the station-side transceiver 11 is configured to fix both the transmission wavelength and the reception wavelength. The ONU 82 transmits an uplink signal TDM for each wavelength, and is received by any station-side transceiver 11 by changing the transmission wavelength. On the other hand, the station-side transceiver 11 transmits a TDM downlink signal for each ONU 82 to be accommodated, and the ONU 82 selects a reception wavelength and receives data at a time position assigned to itself. Which station side transmitter / receiver 11 transmits a downlink signal addressed to a certain ONU 82 is allocated by a distributor (not shown) arranged at a higher level, but is allocated to which station side transmitter / receiver 11. Even if it is received, it is received by an arbitrary ONU 82 by changing the reception wavelength.

図2(b)は、アレイ導波路回折格子(AWG:Arrayed Waveguide Grating)132を用いた構成である。本AWG132は、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である。上り信号の或る入力ポートに3波長が入力されると、各出力ポートに1波長ずつが出力される。他の入力ポートにも同じ3波長が入力されると、AWGの周回性により、各出力ポートに入力ポートに対応した異なる3波長が出力される。図示はしないが、下り信号はこの逆になる。ただし、上り下りの波長帯をAWG132の異なるFSRに対応させ、上り下りの合分波における入出力ポートを共用化する必要がある。ONU82、および局側装置共に、送信波長可変とし、受信波長は選択しないものとする。ONU82は、光集線器出力(局側送受信器入力)においてTDMされる上り信号を送信し、送信波長を変えることで任意の局側送受信器11により受信される。ただし、本TDM信号は、AWG132の異なる入力ポートから入力された上り信号により生成されるので、入力ポートごとに波長が異なる。一方、局側送受信器11は、同じく光集線器出力においてTDMされる下り信号を送信し、送信波長を変えることで任意のONU82により受信される。本TDM信号も、AWG132の異なる入力ポートから入力された下り信号により生成されるので、入力ポートごとに波長が異なる。   FIG. 2B shows a configuration using an arrayed waveguide grating (AWG) 132. This AWG 132 is a revolving AWG in which the transmission wavelength interval (Δw) between adjacent ports and the FSR (F) have a relationship of F = N × Δw. When three wavelengths are input to an input port of an upstream signal, one wavelength is output to each output port. When the same three wavelengths are input to the other input ports, three different wavelengths corresponding to the input ports are output to each output port due to the circulatory property of the AWG. Although not shown, the downlink signal is reversed. However, it is necessary to make the upstream and downstream wavelength bands correspond to different FSRs of the AWG 132 and to share input / output ports for upstream and downstream multiplexing / demultiplexing. It is assumed that both the ONU 82 and the station side device are variable in transmission wavelength and do not select a reception wavelength. The ONU 82 transmits an upstream signal to be TDM at the optical concentrator output (station side transceiver input), and is received by any station side transceiver 11 by changing the transmission wavelength. However, since this TDM signal is generated by an upstream signal input from a different input port of the AWG 132, the wavelength differs for each input port. On the other hand, the station-side transceiver 11 transmits a downstream signal that is also TDM at the output of the optical concentrator, and is received by an arbitrary ONU 82 by changing the transmission wavelength. Since this TDM signal is also generated by a downlink signal input from a different input port of the AWG 132, the wavelength differs for each input port.

図2(c)は、AWG133と光分岐器131を用いた構成である(非特許文献5−7)。本AWG133は、図2(b)のAWG132と同様の周回性を有さない。したがって、上り信号の或る入力ポートに入力できる波長は固定である。AWG133を透過した波長は、後段の光分岐器131により分岐され、出力ポートすべてに分岐される。下り信号はこの逆になる。ただし、上り下りの波長帯をAWG133の異なるFSRに対応させ、上り下りの合分波における入出力ポートを共用化する必要があるのは、図2(b)の場合と同様である。ONU82、および局側送受信器11共に送信波長可変とするが、ONU82は受信波長を選択しないのに対し、局側送受信器11は受信波長を選択する。ONU82は、自身を収容する局側送受信器11入力においてTDMされる上り信号を送信する。本TDM信号は、AWG133の異なる入力ポートから入力された上り信号により生成されるので、入力ポートごとに波長が異なる。したがって、当該局側送受信器11は、受信波長を高速に選択することにより、波長の異なるTDM信号を受信する。ONU82が接続する局側送受信器11を変更しても、局側送受信器11は受信波長の選択順序を変更すればよく、任意の局側送受信器11で受信できる。一方、局側送受信器11は、AWG133出力においてTDMされる下り信号を送信し、送信波長を変えることで任意のONU82により受信される。本TDM信号は、送信する局側送受信器11が異なっても、AWG133の入力ポートは共通なので、単一波長により生成される。   FIG. 2C shows a configuration using the AWG 133 and the optical branching device 131 (Non-patent Documents 5-7). The present AWG 133 does not have the same circulation as the AWG 132 in FIG. Therefore, the wavelength that can be input to a certain input port of the upstream signal is fixed. The wavelength transmitted through the AWG 133 is branched by the optical branching device 131 at the subsequent stage and branched to all output ports. The reverse signal is reversed. However, as in the case of FIG. 2B, it is necessary to make the upstream and downstream wavelength bands correspond to different FSRs of the AWG 133 and to share the input / output ports in the upstream and downstream multiplexing / demultiplexing. Although both the ONU 82 and the station-side transceiver 11 are made variable in transmission wavelength, the ONU 82 does not select the reception wavelength, whereas the station-side transceiver 11 selects the reception wavelength. The ONU 82 transmits an uplink signal that is TDM at the input of the station-side transceiver 11 that accommodates the ONU 82. Since the TDM signal is generated by an upstream signal input from a different input port of the AWG 133, the wavelength is different for each input port. Accordingly, the station-side transceiver 11 receives TDM signals having different wavelengths by selecting a reception wavelength at high speed. Even if the station-side transmitter / receiver 11 to which the ONU 82 is connected is changed, the station-side transmitter / receiver 11 only needs to change the selection order of reception wavelengths, and can be received by any station-side transmitter / receiver 11. On the other hand, the station-side transceiver 11 transmits a downstream signal that is TDMed at the AWG 133 output, and is received by an arbitrary ONU 82 by changing the transmission wavelength. This TDM signal is generated by a single wavelength since the input port of the AWG 133 is common even if the transmitting / receiving transceiver 11 on the station side is different.

以上のように、波長可変性を有するONU82や局側送受信器11を、光集線器13を経由するアクセスネットワークに結合することで、任意のONU82を任意の局側送受信器11で収容することが可能となる。しかしながら、図1のアクセスネットワークでは、所外の光分岐器83、所内の光分岐器12、光集線器13による伝送路損失が大きく、システムに要求されるパワーバジェットが厳しくなる。通常、下り連続信号を受信する受信器よりも、上りバースト信号を受信する受信器の方が、受信感度が悪く、パワーバジェットの要求条件を満たすことが困難である。   As described above, any ONU 82 can be accommodated by any station-side transceiver 11 by coupling the ONU 82 having wavelength variability and the station-side transceiver 11 to the access network via the optical concentrator 13. It becomes. However, in the access network of FIG. 1, transmission path loss due to the optical branching unit 83 outside, the optical branching unit 12 inside the station, and the optical concentrator 13 is large, and the power budget required for the system becomes severe. In general, a receiver that receives an upstream burst signal has lower reception sensitivity than a receiver that receives downstream continuous signals, and it is difficult to satisfy the power budget requirements.

これに対しTDM−PONでは、光分岐器における上り信号の合流損失を低減し、システムのパワーバジェットの要求条件を緩和する手法が提案されている(非特許文献8)。図3に、そのシステム構成を示す。ここでも図1と同様、所外の光分岐器83に加えて、所内の光分岐器24(図では、4分岐)を配置する場合を図示する。通常の所内所外分岐型のPONでは、所内分岐を行うために光分岐器を用いるが、ここでは一台の光分岐器24、一台の光合流器25、所内分岐数に等しい台数の波長合分波器26(WDM光フィルタ)を用いる。送信器21から送出された下り信号は、光分岐器24により分岐され各波長合分波器26に送られる。光分岐器24は、下り信号の分岐と同時に上り信号の合流を行うこともできるが、ここでは前者のみを行う。一方、所内分岐ごとの上り信号は、波長合分波器26において下り信号と合分波される。さらにはモード結合器とも呼ばれる光合流器25において合流した後、受信器22において受信される。   On the other hand, in TDM-PON, a technique has been proposed in which the combined loss of uplink signals in an optical branching unit is reduced and the requirements for the power budget of the system are relaxed (Non-patent Document 8). FIG. 3 shows the system configuration. Here, similarly to FIG. 1, in addition to the outside optical branching unit 83, the case where the in-house optical branching unit 24 (four branches in the figure) is arranged is illustrated. In an ordinary on-site / outside branching type PON, an optical branching unit is used for branching in-house. Here, one optical branching unit 24, one optical combining unit 25, and the number of wavelengths equal to the number of branching units in the site are used. A multiplexer / demultiplexer 26 (WDM optical filter) is used. The downlink signal sent from the transmitter 21 is branched by the optical branching device 24 and sent to each wavelength multiplexer / demultiplexer 26. The optical branching unit 24 can also combine upstream signals simultaneously with downstream signal branching, but here only the former is performed. On the other hand, the upstream signal for each branch in the station is multiplexed / demultiplexed with the downstream signal in the wavelength multiplexer / demultiplexer 26. Furthermore, the light is combined at an optical combiner 25, also called a mode combiner, and then received at a receiver 22.

図4に、光合流器25の構成例を示す。図4(a)、および図4(b)は、それぞれ、プレーナ光波回路(PLC:Planar Lightwave Circuit)、および融着シングルモード光ファイバ(SMF:Single Mode Fiber)導波路を利用した場合を示す。いずれも、平面において放射状に配列された複数のシングルモード導波路252の一方の端面を束ねる構成である。光信号の合流は、図4(a)、および図4(b)に示される、スラブ導波路251、および融着部256において行われる。これら合流部は、複数のシングルモード導波路252の他方の端面から入射された光信号の平面垂直方向の閉じ込めを保ちつつ、各シングルモード導波路252間の境界をなくした状態で一定距離を経て前記光信号を合流させる。合流した光信号のモードフィールド径は、SMFのモードフィールド径以上の広がりを持つため、合流部にはマルチモード光ファイバ(MMF:Multi Mode Fiber)253を接続し、合流した光信号を漏れなく光ファイバ内に閉じ込める。これにより、原理的に分岐数の増加に応じて合流損失が増加する(N×1分岐では、1//N)という光分岐器の欠点を克服し、上り信号伝送において、システムに要求されるパワーバジェットを大幅に緩和することができる。実際、図4(a)の構成により、8×1の光合流器が、2dB以内の合流損失で実現されている(非特許文献9)。   FIG. 4 shows a configuration example of the optical combiner 25. FIGS. 4A and 4B show cases where a planar lightwave circuit (PLC) and a single mode fiber (SMF) waveguide are used, respectively. In any case, one end face of a plurality of single mode waveguides 252 arranged radially in a plane is bundled. The optical signals are merged in the slab waveguide 251 and the fusion part 256 shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). These confluence portions maintain a confinement in the plane perpendicular direction of the optical signal incident from the other end face of the plurality of single mode waveguides 252 and pass through a certain distance in a state where the boundary between the single mode waveguides 252 is eliminated. The optical signals are merged. Since the mode field diameter of the combined optical signal is wider than the mode field diameter of the SMF, a multi-mode optical fiber (MMF) 253 is connected to the confluence portion so that the combined optical signal can be transmitted without leakage. Confine in the fiber. This overcomes the drawback of the optical branching device, which in principle increases the junction loss as the number of branches increases (1 / N for N × 1 branch), and is required for the system in uplink signal transmission. Power budget can be greatly reduced. In fact, with the configuration of FIG. 4A, an 8 × 1 optical combiner is realized with a merge loss within 2 dB (Non-Patent Document 9).

本手法を、図1の構成からなるWDM/TDM−PONに適用したいところであるが、光合流器25の出力であるMMF253に高速の光信号を伝送させた場合、モード分散の影響により、ごく短距離であっても著しく光信号が劣化する問題がある。これを回避するためには、受信器22の直前に配置される光集線器13が光合流器25の機能を併せ持つ必要があるが、上り信号をN台の局側送受信器11に振り分ける光集線器13と、上り信号を1出力に結合する光合流器25ではその構成が相いれず、その実現は不可能である。   Although this technique is desired to be applied to the WDM / TDM-PON having the configuration of FIG. 1, when a high-speed optical signal is transmitted to the MMF 253 which is the output of the optical combiner 25, it is extremely short due to the effect of mode dispersion. There is a problem that the optical signal is significantly deteriorated even at a distance. In order to avoid this, the optical concentrator 13 disposed immediately before the receiver 22 needs to have the function of the optical combiner 25, but the optical concentrator 13 distributes the upstream signal to the N station side transceivers 11. The optical combiner 25 that combines the upstream signal with one output is incompatible with the configuration and cannot be realized.

特開2012−120136号公報JP 2012-120136 A

「総帯域拡張型WDM/TDM−PONと動的波長帯域割当の一提案」2009年電子情報通信学会総合大会 (B−10−107)“Proposal for Total Bandwidth Extension Type WDM / TDM-PON and Dynamic Wavelength Band Allocation” 2009 IEICE General Conference (B-10-107) 「波長可変型WDM/TDM−PONにおけるサービスクラスに応じた公平な帯域分配方法の提案」2012年電子情報通信学会 総合大会 (B−8−17)“Proposal of fair bandwidth allocation method according to service class in tunable WDM / TDM-PON” 2012 IEICE General Conference (B-8-17) 「次世代光アクセスネットワークに向けた波長可変型WDM/TDM−PON」2012年電子情報通信学会 信学技報 (CS2012−30)"Wavelength-tunable WDM / TDM-PON for next-generation optical access networks" 2012 IEICE Technical Report (CS2012-30) 「40GBIT/S−CLASS−λ−TUNABLE WDM/TDM−PON USING TUNABLE B−TX AND CYCLIC AWG ROUTER FOR FLEXIBLE PHOTONIC AGGREGATION NETWORKS」ECOC2012 (Tu.4.B.3)“40 GBIT / S-CLASS-λ-TUNABLE WDM / TDM-PON USING TUNABLE B-TX AND CYCLIC AWG ROUTER FOR FLEXIBLE PHOTONIC REGIONATION NETWORKS” EcoC2012. 「ONU収容数増大に向けた波長可変型WDM/TDM−PON」2010年電子情報通信学会 ソサイエティ大会 (B−10−41)"Wavelength-tunable WDM / TDM-PON for increasing ONU capacity" 2010 IEICE Society Conference (B-10-41) 「1×n AWGを用いた波長可変型WDM/TDM−PONの上り信号評価」2011年電子情報通信学会 総合大会 (B−10−74)“Uplink signal evaluation of tunable WDM / TDM-PON using 1 × n AWG” 2011 IEICE General Conference (B-10-74) 「1×n AWGを用いた波長可変型WDM/TDM−PONの下り信号特性」 2011年電子情報通信学会 総合大会 (B−10−75)"Downlink signal characteristics of tunable WDM / TDM-PON using 1xn AWG" 2011 IEICE General Conference (B-10-75) 「上り信号の合流損失を低減したPDS構成法」1997年電子情報通信学会 総合大会 (B−10−112)"PDS configuration method with reduced confluence of upstream signals" 1997 IEICE General Conference (B-10-112) 「石英導波路型8×1光モードコンバイナ」1996年電子情報通信学会 エレクトロニクスソサイエティ大会 (C−160)"Quartz waveguide type 8x1 optical mode combiner" 1996 IEICE Electronics Society Conference (C-160)

本発明は、上り信号伝送におけるシステムのパワーバジェットの要求条件を緩和することを目的とする。   An object of the present invention is to alleviate requirements for system power budget in uplink signal transmission.

上記目的を達成するために、本願発明の波長多重PONシステムは、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システム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。   In order to achieve the above object, the wavelength division multiplexing PON system of the present invention applies an optical merging / branching device to WDM / TDM-PON. As a result, the present invention can improve the branching loss in the upstream direction, so that the multi-branching can be achieved without increasing the power of the LD mounted on the ONU. Therefore, the present invention can relax the requirements for the power budget of the system in uplink signal transmission.

本発明の波長多重PONシステムは、
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。
The wavelength division multiplexing PON system of the present invention is
Subscriber device with variable transmission wavelength and reception wavelength,
N optical concentrators having M first input / output ports to which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and N second input / output ports to which an upstream signal is output and a downstream signal is input,
It has N third input / output ports through which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and the upstream signal input from the N third input / output ports is converted into a single multimode input / output port. N optical merging / branching units that combine and N-divide a downlink signal input from a single downlink signal input port and output the N signal from the N third input / output ports;
And N station side transceivers,
A wavelength multiplexing PON system comprising:
The subscriber unit inputs an upstream signal time-division multiplexed for each wavelength at the N station-side transceiver inputs to one of the M first input / output ports of the N optical concentrators. ,
The N optical concentrators include M first input / output ports that receive upstream signals and output downstream signals, and N second input / output ports that receive upstream signals and receive downstream signals. The upstream signal transmitted from the subscriber unit is output to all of the N second input / output ports regardless of the transmission wavelength,
The upstream signals output from the N second input / output ports of the N optical concentrators are connected to the N third input / output ports of the N optical converging / branching devices to the optical concentrator and the optical confluence branch. Are connected so that there is no duplication of devices, and outputs an upstream signal time-division multiplexed for each wavelength to a single multimode output,
The N station side transceivers select and receive a reception wavelength from an uplink signal time-division multiplexed for each wavelength,
The N station side transceivers input a downlink signal time-division multiplexed for each subscriber apparatus as a destination to a single downlink signal input port of the N optical add / drop units,
The N optical merging / branching units N-divide a downstream signal and output it from the N third input / output ports.
The N optical concentrators branch a downstream signal into M according to the connection, and output the branched signals from the M first input / output ports.
The subscriber unit selects and receives data at a wavelength and time position on which a downlink signal addressed to the unit is superimposed,
It is characterized by that.

本発明の波長多重PONシステムは、
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。
The wavelength division multiplexing PON system of the present invention is
Subscriber device with variable transmission wavelength,
N optical concentrators having M first input / output ports to which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and N second input / output ports to which an upstream signal is output and a downstream signal is input,
It has N third input / output ports through which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and the upstream signal input from the N third input / output ports is converted into a single multimode input / output port. N optical merging / branching units that combine and N-divide a downlink signal input from a single downlink signal input port and output the N signal from the N third input / output ports;
And N station-side transceivers with variable transmission wavelengths,
A wavelength multiplexing PON system comprising:
The subscriber unit inputs an upstream signal time-division multiplexed at the N station-side transceiver inputs to one of the M first input / output ports of the N optical concentrators,
The N optical concentrators include M first input / output ports that receive upstream signals and output downstream signals, and N second input / output ports that receive upstream signals and receive downstream signals. And the transmission wavelength interval (Δw) between adjacent ports and FSR (F) is a recurring AWG having a relationship of F = N × Δw, and the uplink signal transmitted from the subscriber unit has a transmission wavelength Depending on the output to one of the N second input / output ports,
The upstream signals output from the N second input / output ports of the N optical concentrators are connected to the N third input / output ports of the N optical converging / branching devices to the optical concentrator and the optical confluence branch. Are connected so that there is no duplication of devices, and outputs an upstream signal time-division multiplexed to a single multi-mode output,
The N station side transceivers receive the time-division multiplexed uplink signal,
The N station side transceivers input a downlink signal time-division multiplexed at the subscriber unit input to a single downlink signal input port of the N optical add / drop units,
The N optical merging / branching units N-divide a downstream signal and output it from the N third input / output ports.
The N optical concentrators output downlink signals time-division multiplexed from the M first input / output ports according to the connection,
The subscriber device receives data at a time position on which a downlink signal addressed to the device is superimposed.
It is characterized by that.

本発明の波長多重PONシステムは、
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。
The wavelength division multiplexing PON system of the present invention is
Subscriber device with variable transmission wavelength,
N optical concentrators having M first input / output ports to which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and N second input / output ports to which an upstream signal is output and a downstream signal is input,
It has N third input / output ports through which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and the upstream signal input from the N third input / output ports is converted into a single multimode input / output port. N optical merging / branching units that combine and N-divide a downlink signal input from a single downlink signal input port and output the N signal from the N third input / output ports;
N station-side transceivers with variable transmission and reception wavelengths,
A wavelength multiplexing PON system comprising:
The subscriber unit inputs an upstream signal time-division multiplexed at the N station-side transceiver inputs to one of the M first input / output ports of the N optical concentrators,
The N optical concentrators include an AWG having M first input / output ports from which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and N second optical ports from which the upstream signal is output and the downstream signal is input. An optical branching unit having a plurality of input / output ports is coupled between a single input / output port, and an uplink signal transmitted from the subscriber unit transmits a transmission wavelength corresponding to the input / output port of the connected AWG. And output to all of the N input / output ports of the optical splitter,
The upstream signals output from the N second input / output ports of the N optical concentrators are connected to the N third input / output ports of the N optical converging / branching devices to the optical concentrator and the optical confluence branch. Are connected so that there is no duplication of devices, and outputs an upstream signal time-division multiplexed to a single multi-mode output,
The N station side transceivers receive the time-division multiplexed uplink signal by selecting a wavelength,
The N optical terminators input a downstream signal time-division multiplexed at the subscriber unit input to a single downstream signal input port of the N optical merging / branching devices,
The N optical merging / branching units N-divide a downstream signal and output it from the N third input / output ports.
The N optical concentrators output downlink signals time-division multiplexed from the M first input / output ports according to the connection,
The subscriber device receives data at a time position on which a downlink signal addressed to the device is superimposed.
It is characterized by that.

本発明の波長多重PONシステムでは、
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。
In the wavelength division multiplexing PON system of the present invention,
The optical merging / branching unit separates the upstream signal in multimode and combines the downstream signal in single mode with optical merging / branching means for merging upstream signals in multimode and branching downstream signals in single mode. The structure which added the signal combining / separating means may be sufficient.

本発明の波長多重PONシステムでは、
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。
In the wavelength division multiplexing PON system of the present invention,
The optical merging / branching unit includes optical merging / branching means for merging upstream signals in multimode and branching downstream signals in single mode, and bidirectional light for propagating upstream signals in multimode and propagating downstream signals in single mode. You may be comprised by the propagation means and the upper / lower signal combining / separating means which isolate | separates an upstream signal in multimode and couple | bonds a downstream signal in single mode.

本発明の波長多重PONシステムでは、
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。
In the wavelength division multiplexing PON system of the present invention,
The bidirectional light propagation means may be a dual mode optical fiber.

本発明の波長多重PONシステムでは、
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。
In the wavelength division multiplexing PON system of the present invention,
The bidirectional light propagation means may be constituted by a spatial lens system.

本発明の波長多重PONシステムでは、
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。
In the wavelength division multiplexing PON system of the present invention,
The optical merging / branching device includes a directional coupling element connected in series in N stages having a non-equal waveguide width, and an optical branching device that divides a downstream signal into N, and an upstream signal is generated by the directional coupling device. The downstream signal that is output after being subjected to mode conversion to a cross port and that is N-branched by the optical branching device may be output to the through port of the directional coupling element without being subjected to mode conversion.

本発明の収容局は、
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。
The containment station of the present invention
A receiving station that receives uplink signals from a plurality of subscriber devices,
N (N is a natural number) optical concentrators, N optical combiners, and N station-side receivers,
Each light concentrator has M first input / output ports and N second input / output ports,
Each optical combiner has N third input / output ports and one multimode input / output port,
The N second input / output ports of each optical concentrator are connected to the N third input / output ports of each optical concentrator so that there is no overlap between the optical concentrator and the optical concentrator,
N optical concentrators output an upstream signal from a subscriber unit input to one of the M first input / output ports to at least one of the N second input / output ports,
N optical combiners combine the upstream signal input to the third input / output port with the multimode input / output port,
N station-side transceivers receive the uplink signal output from the multimode input / output port.

本発明の収容局の上り信号受信方法は、
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。
The uplink signal receiving method of the accommodation station of the present invention is:
An uplink signal reception method of a receiving station that receives uplink signals from a plurality of subscriber devices,
N (N is a natural number) optical concentrators, N optical combiners, and N station-side receivers,
Each light concentrator has M first input / output ports and N second input / output ports,
Each optical combiner has N third input / output ports and one multimode input / output port,
The N second input / output ports of each optical concentrator are connected to the N third input / output ports of each optical concentrator so that there is no overlap between the optical concentrator and the optical concentrator,
A procedure in which N optical concentrators output an upstream signal from a subscriber unit input to one of the M first input / output ports to at least one of the N second input / output ports; ,
A procedure in which N optical combiners combine the upstream signal output from the multimode input / output port to the multimode input / output port;
The N station side transceivers receive the upstream signal,
Have

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。   The above inventions can be combined as much as possible.

本発明によれば、上り信号伝送におけるシステム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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the requirements of the system power budget in upstream signal transmission can be eased.

WDM/TDM−PONシステムの構成例を示す。The structural example of a WDM / TDM-PON system is shown. 光集線器の第1の構成例を示す。The 1st structural example of an optical concentrator is shown. 光集線器の第2の構成例を示す。The 2nd structural example of an optical concentrator is shown. 光集線器の第3の構成例を示す。The 3rd structural example of an optical concentrator is shown. 光分岐器における上り信号の合流損失を低減し、局側送受信器のパワーバジェットの要求条件を緩和するためのTDM−PONシステムの構成例を示す。The structural example of the TDM-PON system for reducing the confluence | merging loss of the upstream signal in an optical branching device, and relieving the power budget requirement of a station side transmitter / receiver is shown. 光合流器の第1の構成例を示す。The 1st structural example of an optical combiner is shown. 光合流器の第2の構成例を示す。The 2nd structural example of an optical combiner is shown. 第一の実施形態の波長多重PONシステムの構成例を示す。1 shows a configuration example of a wavelength division multiplexing PON system according to a first embodiment. 第二の実施形態の光合流分岐器の構成例を示す。The structural example of the optical combining branching device of 2nd embodiment is shown. 第三の実施形態の光合流分岐器の構成例を示す。The structural example of the optical combining branching device of 3rd embodiment is shown. デュアルモード光ファイバの屈折率分布の第1例を示す。The 1st example of the refractive index profile of a dual mode optical fiber is shown. デュアルモード光ファイバの屈折率分布の第2例を示す。The 2nd example of the refractive index profile of a dual mode optical fiber is shown. 第四の実施形態の光合流分岐器の構成例を示す。The structural example of the optical confluence branching device of 4th embodiment is shown. 第五の実施形態の光合流分岐器の構成例を示す。The structural example of the optical combining branching device of 5th embodiment is shown. マルチモード変換・合流素子の動作の第1例を示す。The 1st example of operation | movement of a multimode conversion and confluence | merging element is shown. マルチモード変換・合流素子の動作の第2例を示す。The 2nd example of operation | movement of a multi-mode conversion and confluence | merging element is shown. マルチモード変換・合流素子の動作の第3例を示す。The 3rd example of operation | movement of a multimode conversion and a confluence | merging element is shown. 導波路幅によるモード屈折率変化の一例を示す。An example of the mode refractive index change by a waveguide width is shown.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

本発明の波長多重PONシステムは、複数のONU82と1つの収容局81がPONトポロジを有する光線路で接続されたPONシステムである。収容局81は、N(Nは自然数)台の光集線器13、N台の光合流器14およびN台の局側受信器を備える。各光集線器13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する。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する。各光集線器13のN個の第二の入出力ポートは、各光合流器14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る。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つに出力する。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。   The wavelength division multiplexing PON system of the present invention is a PON system in which a plurality of ONUs 82 and one accommodating station 81 are connected by an optical line having a PON topology. The accommodating station 81 includes N (N is a natural number) optical concentrators 13, N optical combiners 14 and N station-side receivers. Each optical concentrator 13 has M first input / output ports and N second input / output ports. Each optical combiner has N third input / output ports and one multimode input / output port. The N second input / output ports of each optical concentrator 13 are connected to the N third input / output ports of each optical combiner 14 so that the optical concentrator and the optical combiner do not overlap. The N optical concentrators output the upstream signal from the subscriber unit input to any of the M first input / output ports to at least one of the N second input / output ports. The N optical combiners combine the upstream signal input to the third input / output port to the multimode input / output port, and the N station side transceivers receive the upstream signal output from the multimode input / output port. Receive a signal.

本発明の収容局81の上り信号受信方法は、
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。
The uplink signal reception method of the accommodating station 81 of the present invention is as follows:
Procedure for N optical concentrators 13 to output an upstream signal from a subscriber unit input to one of the M first input / output ports to at least one of the N second input / output ports. When,
A procedure in which N optical combiners combine the upstream signal input to the third input / output port to the multimode input / output port;
A procedure in which N station-side transceivers 11 receive an upstream signal output from a multimode input / output port;
In order.

(第一の実施形態)
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。
(First embodiment)
FIG. 5 shows a first embodiment according to the present invention. In the WDM / TDM-PON system according to the present embodiment, the accommodating station 81 includes N optical concentrators 13, N optical merging / branching devices 14, and N station-side transceivers 11 mounted in the OLT. Is done.

本システムでは、図1に示される所内の光分岐器12の代わりに、光合流分岐器14を用いる。光集線器13、および光合流分岐器14の構成は、それぞれ、図2、図3で説明したものと同じである。上り信号の伝送方向に対して、図1では、光分岐器12→光集線器13の順に配置されていたのが、本システムでは、光集線器13→光合流分岐器14の順に配置されており、光集線器13の台数は、N−1だけ増える。光合流分岐器14の上り信号が入力され下り信号が出力されるN個の入出力ポートを、第三の入出力ポートとする。N台の光集線器13のN個の第二の入出力ポートと、N台の光合流分岐器14のN個の第三の入出力ポートは、光集線器13、光合流分岐器14の重複がないように接続される。   In this system, an optical merging / branching unit 14 is used instead of the optical branching unit 12 shown in FIG. The configurations of the optical concentrator 13 and the optical converging / branching device 14 are the same as those described in FIGS. 2 and 3, respectively. With respect to the transmission direction of the upstream signal, in FIG. 1, the optical branching device 12 is arranged in the order of the optical concentrator 13, but in this system, the optical concentrating device 13 is arranged in the order of the optical converging branching device 14. The number of light concentrators 13 increases by N-1. The N input / output ports from which the upstream signal of the optical add / drop device 14 is input and the downstream signal is output are referred to as third input / output ports. The N second input / output ports of the N optical concentrators 13 and the N third input / output ports of the N optical converging / branching units 14 overlap the optical concentrator 13 and the optical converging / branching unit 14. Not connected.

本接続によれば、各光集線器13のN個の第二の入出力ポートが、局側送受信器11に結合されるN台の光合流分岐器14の第三の入出力ポートに漏れなく接続されることから、図1の構成と同様、任意のONU82を任意の局側送受信装置で収容することができる。また、光合流分岐器14が局側送受信器11の直前に配置されるため、モード分散の影響をほとんど受けることなく上り信号を受信することができる。   According to this connection, the N second input / output ports of each optical concentrator 13 are connected to the third input / output ports of the N optical add / drop units 14 coupled to the station-side transceiver 11 without omission. Therefore, as in the configuration of FIG. 1, an arbitrary ONU 82 can be accommodated in an arbitrary station-side transmitting / receiving device. Further, since the optical add / drop device 14 is arranged immediately before the station-side transceiver 11, it is possible to receive an uplink signal with almost no influence of mode dispersion.

(第二の実施形態)
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。
(Second embodiment)
FIG. 6 shows a second embodiment according to the present invention. The optical merging / branching device 14 according to the present embodiment is a TFF (Thin Film Filter) inserted obliquely into the slab waveguide 251 portion of the optical merging device 25 whose schematic structure is shown in FIG. ) 141, a downstream signal input port 145, and an input signal slab waveguide adding portion 144. Here, the TFF 141 uses an optical filter (wavelength multiplexer / demultiplexer) designed to reflect downstream signal light and transmit upstream signal light.

SMF113を介して下り信号用入力ポート145からPLC回路に入力された下り信号光は、入力信号用スラブ導波路追加部144を通過し、TFF141で反射され、スラブ導波路142を通過して、各加入者装置へと繋がるSM導波路143へと出力される。一方、各加入者装置から各SM導波路143を介してPLC回路に入力された上り信号光は、スラブ導波路142とTFF141とを通過し、MMF114へと合流・出射される。   Downstream signal light input to the PLC circuit from the downstream signal input port 145 via the SMF 113 passes through the input signal slab waveguide adding section 144, is reflected by the TFF 141, passes through the slab waveguide 142, and passes through each slab waveguide 142. The signal is output to the SM waveguide 143 connected to the subscriber device. On the other hand, the upstream signal light input from each subscriber unit to the PLC circuit via each SM waveguide 143 passes through the slab waveguide 142 and the TFF 141, and is merged and emitted to the MMF 114.

このときSMF113の先に送信器111を、MMF114の先に受信器112を接続すれば、図5中に示した収容局内の複数の光デバイスから実現できる光合流分岐器14の機能を、単一の光デバイスにより実現する事ができる。   At this time, if the transmitter 111 and the receiver 112 are connected to the end of the SMF 113 and the receiver 112 to the end of the MMF 114, the function of the optical add / drop device 14 that can be realized from a plurality of optical devices in the accommodation station shown in FIG. It can be realized by the optical device.

本実施形態による光合流分岐器14を用いれば、部品点数を大幅に削減でき且つ光デバイスの接続関係も簡便な構成になる。その結果、構成の複雑さや部品点数の多さに起因するシステムの初期投資コストの高さや信頼性の低下、さらには多数の光デバイスを装置内に収めなければならない為に生じる装置の大型化を抑える事が可能になる。   If the optical merge branching device 14 according to the present embodiment is used, the number of parts can be greatly reduced, and the connection relationship of optical devices can be simplified. As a result, the initial investment cost and the reliability of the system are reduced due to the complexity of the configuration and the number of parts, and the size of the device is increased because a large number of optical devices must be housed in the device. It becomes possible to suppress.

(第三の実施形態)
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。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a third embodiment according to the present invention. The optical merging / branching device 14 according to the present embodiment has a configuration in which a dual mode optical fiber (DMF: Dual Mode Fiber) is connected to the PLC of FIG. Although FIG. 7 illustrates the case where the PLC is used, the fused SMF waveguide shown in FIG. 4B may be used.

DMF146は、SM伝送とMM伝送の両方に対応した光ファイバである。SM伝送用のコアとクラッドが、MM伝送用のコアとなり、さらにその外側に、MM伝送用のクラッドが形成される。屈折率分布は、図8(a)に示されるように、SMコア→SMクラッド→MMクラッドの順に、光ファイバ断面の半径方向にステップ状に構成される。SM伝送用のクラッドの屈折率は、図8(b)のように、連続変化させてもよい。これにより、図8(a)と比べて、MM伝送時におけるモード分散の影響を大幅に低減できるという利点を有する。   The DMF 146 is an optical fiber that supports both SM transmission and MM transmission. The SM transmission core and the clad serve as the MM transmission core, and the MM transmission clad is formed on the outer side. As shown in FIG. 8A, the refractive index distribution is configured in a step shape in the radial direction of the cross section of the optical fiber in the order of SM core → SM clad → MM clad. The refractive index of the cladding for SM transmission may be continuously changed as shown in FIG. This has the advantage that the effect of mode dispersion during MM transmission can be greatly reduced compared to FIG. 8 (a).

PLCのSM導波路に入射されたPONの上り信号は、スラブ導波路142において合流され、DMF146のMMコアに閉じ込められて伝送される。一方、DMF146のSMコアに入射されたPONの下り信号は、DMF146とスラブ導波路142との接続点において、一定の角度範囲で出射され、均等の光強度に分岐されて、漏れなく各SM導波路143に結合される。   The PON upstream signals incident on the PLC SM waveguide are merged in the slab waveguide 142, confined in the MM core of the DMF 146 and transmitted. On the other hand, the downstream signal of the PON incident on the SM core of the DMF 146 is emitted in a certain angle range at the connection point between the DMF 146 and the slab waveguide 142, branched to an equal light intensity, and without leaking. Coupled to the waveguide 143.

図4(a)に例示した光合流器のMMFに下り信号を入射した場合では、MMF253とスラブ導波路251との接続点における出射角度の範囲が大きく、各SMF導波路252に結合されずに大部分が漏れて非常に大きな損失を生じるが、DMF146を活用することで、この損失を原理的にゼロに近づけることができる。つまり本光合流分岐器14は、双方向で使用した場合、上り信号に対しては、超低損失な光合流器(モード結合器)として、下り信号に対しては、1//Nの原理的な合流損失を有する通常の光分岐器として機能する。   When a downstream signal is incident on the MMF of the optical combiner illustrated in FIG. 4A, the range of the emission angle at the connection point between the MMF 253 and the slab waveguide 251 is large, and is not coupled to each SMF waveguide 252. Although most leaks and causes a very large loss, by utilizing DMF 146, this loss can be approached to zero in principle. In other words, the present optical combiner / branch unit 14 is an ultra-low loss optical combiner (mode combiner) for upstream signals when used in both directions, and the 1 / N principle for downstream signals. It functions as a normal optical branching device having a typical merge loss.

本実施形態による光合流分岐器14を用いても、部品点数を大幅に削減でき且つ光デバイスの接続関係も簡便な構成になる。その結果、構成の複雑さや部品点数の多さに起因するシステムの初期投資コストの高さや信頼性の低下、さらには多数の光デバイスを装置内に収めなければならない為に生じる装置の大型化を抑える事が可能になる。   Even if the optical converging / branching device 14 according to the present embodiment is used, the number of parts can be greatly reduced and the connection relationship of the optical devices can be simplified. As a result, the initial investment cost and the reliability of the system are reduced due to the complexity of the configuration and the number of parts, and the size of the device is increased because a large number of optical devices must be housed in the device. It becomes possible to suppress.

(第四の実施形態)
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。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 shows a fourth embodiment according to the present invention. The optical merging / branching device 14 according to the present embodiment has a configuration using a spatial lens system instead of the DMF in the optical merging / branching device 14 according to the third embodiment. The upstream signal incident on the SM waveguide 143 is merged by the MM in the slab waveguide 142 and is coupled to the core of the MMF using a spatial lens system. It may be coupled directly to the receiver 112 without using the MMF.

一方、SMFに入射された下り信号は、空間レンズ系を用いてSM伝播され、SMFの出射端の光ビームプロファイルが、スラブ導波路142の入射端に結像される。スラブ導波路142に入射された下り信号は、DMFを用いた場合と同様、スラブ導波路142において均等の光強度に分岐されて、各SM導波路143に結合される。SMFを用いず、送信器111からのSM出力を直接レンズ147によってスラブ導波路142の入射端に結合してもよい。   On the other hand, the downstream signal incident on the SMF is SM propagated using a spatial lens system, and the light beam profile at the exit end of the SMF is imaged on the entrance end of the slab waveguide 142. The downstream signal incident on the slab waveguide 142 is branched to equal light intensity in the slab waveguide 142 and coupled to each SM waveguide 143, as in the case of using DMF. Instead of using SMF, the SM output from the transmitter 111 may be directly coupled to the incident end of the slab waveguide 142 by the lens 147.

上り信号と下り信号の合分波は、波長合分波器(WDMフィルタ)141に限らず、光サーキュレータにより行ってもよい。   The multiplexing / demultiplexing of the upstream signal and downstream signal is not limited to the wavelength multiplexer / demultiplexer (WDM filter) 141, and may be performed by an optical circulator.

本実施形態による光合流分岐器14を用いても、部品点数を大幅に削減でき且つ光デバイスの接続関係も簡便な構成になる。その結果、構成の複雑さや部品点数の多さに起因するシステムの初期投資コストの高さや信頼性の低下、さらには多数の光デバイスを装置内に収めなければならない為に生じる装置の大型化を抑える事が可能になる。   Even if the optical converging / branching device 14 according to the present embodiment is used, the number of parts can be greatly reduced and the connection relationship of the optical devices can be simplified. As a result, the initial investment cost and the reliability of the system are reduced due to the complexity of the configuration and the number of parts, and the size of the device is increased because a large number of optical devices must be housed in the device. It becomes possible to suppress.

(第五の実施形態)
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。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 shows a fifth embodiment according to the present invention. The optical combining / branching device 14 according to the present embodiment uses four multimode conversion / merging devices 149. Each multimode conversion / merging element 149 is formed of a non-equal-width directional coupling element, for example, as shown in the schematic layout diagrams shown in FIGS. Each multimode conversion / merging element 149 is a port connected to a wide waveguide, and four elements are connected in series with the multimode waveguide, and one end is connected to the receiver 112 via the MMF 114. . Also, one port connected to the narrow waveguide of each multimode conversion / merging element 149 is connected to the SM waveguide 143 connected to each subscriber unit, and the other port is connected to the splitter element 148 to be finally connected. Is connected to the transmitter 111 via the SMF 113.

各マルチモード変換・合流素子149の動作特性を図11(a)〜図11(c)の非等幅の方向性結合素子の一例をあげて説明する。
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。
The operation characteristics of each multimode conversion / merging element 149 will be described with reference to examples of non-equal-width directional coupling elements shown in FIGS. 11 (a) to 11 (c).
First, using FIG. 11 (a), FIG. 11 (b), and FIG. 12, how the upstream signal light having a wavelength of 1.27 μm is mode-converted and merged will be described. As shown in FIG. 11A, when 0th-order mode light having a wavelength of 1.27 μm is input to the port connected to the narrow waveguide 121, the mode conversion is performed at the unequal width directional coupling element portion, and the cross port is used. It is output to a port connected to a certain thick waveguide 122. The number of orders after mode conversion is uniquely determined by the combination of the waveguide widths of the unequal width directional coupling element portions. When the waveguide widths of the narrow waveguide 121 and the wide waveguide 122 are set to 3.5 μm and 9.2 μm, respectively, as shown by the bold lines in the graph of FIG. The mode refractive index of the 1.27 μm zero-order mode light coincides with the mode refractive index of the first-order mode light having the wavelength of 1.27 μm propagating through the wide waveguide 122, and the phase matching is achieved. Therefore, if the working length and gap width of the non-equal-width directional coupling element are appropriately designed, when 0th-order mode light having a wavelength of 1.27 μm is input to the port connected to the narrow waveguide 121, the wide-width guide that is a cross port is used. First-order mode light is output to the port connected to the waveguide 122. Similarly, when the waveguide widths of the narrow waveguide and the wide waveguide are set to 3.5 μm and 14.9 μm, respectively, the secondary mode light is output to the port connected to the wide waveguide.

一方、図11(b)に示すように、太幅導波路122につながるポートに入力された波長1.27μmの各次数の横モード光は、モード変換されずに非等幅の方向性結合素子部分を通過し、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。太幅導波路122につながるポートで出力される各モードの次数が重複しないように導波路幅の組み合わせを設計すれば、図11(a)および図11(b)に示した光回路の構成で低損失なマルチモード変換・合流素子を実現する事ができる。   On the other hand, as shown in FIG. 11 (b), the transverse mode light of each order having a wavelength of 1.27 μm input to the port connected to the thick waveguide 122 is not subjected to mode conversion and has a non-uniform width. It passes through the portion and is output to a port connected to the wide waveguide 122 which is a cross port. If the combination of the waveguide widths is designed so that the order of each mode output from the port connected to the wide waveguide 122 does not overlap, the configuration of the optical circuit shown in FIG. 11A and FIG. A low-loss multimode conversion / merging device can be realized.

次に、図11(c)および図12を用いて、波長1.57μmの下り信号光を入射した場合について説明する。図11(c)に示すように、細幅導波路121につながるポートに波長1.57μmの0次モード光を入力した場合を考える。図12のグラフの細線は、波長1.57μmの各モードのモード屈折率の導波路幅依存性を表している。   Next, a case where downstream signal light having a wavelength of 1.57 μm is incident will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 11C, a case where 0th-order mode light having a wavelength of 1.57 μm is input to a port connected to the narrow waveguide 121 is considered. The thin line in the graph of FIG. 12 represents the waveguide width dependence of the mode refractive index of each mode with a wavelength of 1.57 μm.

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に設定した場合、波長1.27μmの時ほどではないが位相整合がとれた状態となる。さらには波長1.57μmの信号光は、波長1.27μmの信号光にくらべ波長が長く導波路への閉じ込めが低い為、1.27μmの時に比べてより短い作用長で8割以上のモード変換と信号光の導波路間乗り移りが発生する。さらに乗り移り量が最大になったところから作用長を倍加すると、波長1.57μmの0次モード光はモード変換されずに、そのままスルーポートに出力される状態にする事ができる。   When the waveguide widths of the narrow waveguide 121 and the wide waveguide 122 are set to 3.5 μm and 9.2 μm, respectively, the phase matching is achieved although not as much as when the wavelength is 1.27 μm. Furthermore, signal light with a wavelength of 1.57 μm has a longer wavelength and lower confinement in the waveguide than signal light with a wavelength of 1.27 μm, so that mode conversion is more than 80% with a shorter working length compared to 1.27 μm. And transfer of signal light between the waveguides occurs. Further, when the action length is doubled from the point where the transfer amount is maximized, the 0th-order mode light having a wavelength of 1.57 μm can be output to the through port without being subjected to mode conversion.

なお、モード変換と信号光の導波路間乗り移りの程度の波長依存性は、作用長に対し線形であり、ギャップ幅に対しガウス関数の重なり積分に比例するので、波長1.27μmの上り信号光については図11(a)および図11(b)に示したような動作が、波長1.57μmの下り信号光については図11(c)に示したような動作を両立するマルチモード変換・合流素子を実現する事が可能になる。   The wavelength dependence of the degree of mode conversion and the transfer of signal light between waveguides is linear with respect to the action length, and is proportional to the overlap integral of the Gaussian function with respect to the gap width, so that the upstream signal light with a wavelength of 1.27 μm 11 (a) and 11 (b) for multi-mode conversion and merging for both downstream signal light having a wavelength of 1.57 μm and the operation shown in FIG. 11 (c). An element can be realized.

0次モードから1次モードへと変換するマルチモード変換・合流素子の場合、各導波路幅と作用長とギャップ幅は、其々3.5μm、9.2μm、800μm、2.3μmで、2次モードへと変換する素子の場合は、其々3.5μm、14.9μm、1100μm、2.3μm、3次モードへと変換する素子の場合は、其々3.5μm、21.0μm、1400μm、2.3μm、4次モードへと変換する素子の場合は、其々3.5μm、27.0μm、1800μm、2.6μmのとき図11(a)〜図11(c)に示すような波長合分波機能を併せ持ったマルチモード変換・合流素子を実現する事ができる。   In the case of a multimode conversion / merging element that converts from the 0th-order mode to the 1st-order mode, the waveguide width, action length, and gap width are 3.5 μm, 9.2 μm, 800 μm, and 2.3 μm, respectively. In the case of an element that converts to the next mode, 3.5 μm, 14.9 μm, 1100 μm, 2.3 μm, and in the case of an element that converts to the third mode, 3.5 μm, 21.0 μm, and 1400 μm, respectively. In the case of an element that converts to 2.3 μm and the fourth-order mode, the wavelengths as shown in FIGS. 11A to 11C are 3.5 μm, 27.0 μm, 1800 μm, and 2.6 μm, respectively. It is possible to realize a multimode conversion / merging element that also has a multiplexing / demultiplexing function.

PLC回路全体では、上記の0次→1次マルチモード変換・合流素子149、0次→2次マルチモード変換・合流素子149、0次→3次マルチモード変換・合流素子149、0次→3次マルチモード変換・合流素子149を図10に示すように直列に接続し、各マルチモード変換・合流素子149の残り2ポートのうち片方をスプリッタ素子148に接続し、他方のポートを各加入者装置へと繋がる入出力ポートとなるように設計する。   In the entire PLC circuit, the above-described 0th order → first order multimode conversion / merging element 149, 0th order → secondary multimode conversion / merging element 149, 0th order → third order multimode conversion / merging element 149, 0th order → 3 Next, the multimode conversion / merging element 149 is connected in series as shown in FIG. 10, one of the remaining two ports of each multimode conversion / merging element 149 is connected to the splitter element 148, and the other port is connected to each subscriber. Design to be an input / output port connected to the device.

本実施形態による光合流分岐器14を用いても、部品点数を大幅に削減でき且つ光デバイスの接続関係も簡便な構成になる。その結果、構成の複雑さや部品点数の多さに起因するシステムの初期投資コストの高さや信頼性の低下、さらには多数の光デバイスを装置内に収めなければならない為に生じる装置の大型化を抑える事が可能になる。   Even if the optical converging / branching device 14 according to the present embodiment is used, the number of parts can be greatly reduced and the connection relationship of the optical devices can be simplified. As a result, the initial investment cost and the reliability of the system are reduced due to the complexity of the configuration and the number of parts, and the size of the device is increased because a large number of optical devices must be housed in the device. It becomes possible to suppress.

本発明は情報通信産業に適用することができる。   The present invention can be applied to the information communication industry.

11:局側送受信器
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
11: Station side transmitter / receiver 12: Optical branching device 13: Optical concentrator 14: Optical merging / branching device 21, 111: Transmitter 22, 112: Receiver 23: Optical merging / branching device 24: Optical branching device 25: Optical merging device 26 : Wavelength multiplexer / demultiplexer 81: OLT
82: ONU
83: Optical splitter 113: SMF
114: MMF
121: Narrow waveguide 122: Wide waveguide 131: Optical splitter 132: Circulating AWG
133: AWG
141: wavelength multiplexer / demultiplexer 142: slab waveguide 143: single mode waveguide 144: input signal slab waveguide adder 145: downstream signal input port 146: DMF
147: Lens 148: Splitter element 149: Multimode conversion / merging element 251: Slab waveguide 252: Single mode waveguide 253: Multimode waveguide 254: Clad 255: Core 256: Fusion part

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。
Subscriber device with variable transmission wavelength and reception wavelength,
N optical concentrators having M first input / output ports to which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and N second input / output ports to which an upstream signal is output and a downstream signal is input,
It has N third input / output ports through which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and the upstream signal input from the N third input / output ports is converted into a single multimode input / output port. N optical merging / branching units that combine and N-divide a downlink signal input from a single downlink signal input port and output the N signal from the N third input / output ports;
And N station side transceivers,
A wavelength multiplexing PON system comprising:
The subscriber unit inputs an upstream signal time-division multiplexed for each wavelength at the N station-side transceiver inputs to one of the M first input / output ports of the N optical concentrators. ,
The N optical concentrators include M first input / output ports that receive upstream signals and output downstream signals, and N second input / output ports that receive upstream signals and receive downstream signals. The upstream signal transmitted from the subscriber unit is output to all of the N second input / output ports regardless of the transmission wavelength,
The upstream signals output from the N second input / output ports of the N optical concentrators are connected to the N third input / output ports of the N optical converging / branching devices to the optical concentrator and the optical confluence branch. Are connected so that there is no duplication of devices, and outputs an upstream signal time-division multiplexed for each wavelength to a single multimode output,
The N station side transceivers select and receive a reception wavelength from an uplink signal time-division multiplexed for each wavelength,
The N station side transceivers input a downlink signal time-division multiplexed for each subscriber apparatus as a destination to a single downlink signal input port of the N optical add / drop units,
The N optical merging / branching units N-divide a downstream signal and output it from the N third input / output ports.
The N optical concentrators branch a downstream signal into M according to the connection, and output the branched signals from the M first input / output ports.
The subscriber unit selects and receives data at a wavelength and time position on which a downlink signal addressed to the unit is superimposed,
A wavelength division multiplexing PON system.
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。
Subscriber device with variable transmission wavelength,
N optical concentrators having M first input / output ports to which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and N second input / output ports to which an upstream signal is output and a downstream signal is input,
It has N third input / output ports through which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and the upstream signal input from the N third input / output ports is converted into a single multimode input / output port. N optical merging / branching units that combine and N-divide a downlink signal input from a single downlink signal input port and output the N signal from the N third input / output ports;
And N station-side transceivers with variable transmission wavelengths,
A wavelength multiplexing PON system comprising:
The subscriber unit inputs an upstream signal time-division multiplexed at the N station-side transceiver inputs to one of the M first input / output ports of the N optical concentrators,
The N optical concentrators include M first input / output ports that receive upstream signals and output downstream signals, and N second input / output ports that receive upstream signals and receive downstream signals. And the transmission wavelength interval (Δw) between adjacent ports and FSR (F) is a recurring AWG having a relationship of F = N × Δw, and the uplink signal transmitted from the subscriber unit has a transmission wavelength Depending on the output to one of the N second input / output ports,
The upstream signals output from the N second input / output ports of the N optical concentrators are connected to the N third input / output ports of the N optical converging / branching devices to the optical concentrator and the optical confluence branch. Are connected so that there is no duplication of devices, and outputs an upstream signal time-division multiplexed to a single multi-mode output,
The N station side transceivers receive the time-division multiplexed uplink signal,
The N station side transceivers input a downlink signal time-division multiplexed at the subscriber unit input to a single downlink signal input port of the N optical add / drop units,
The N optical merging / branching units N-divide a downstream signal and output it from the N third input / output ports.
The N optical concentrators output downlink signals time-division multiplexed from the M first input / output ports according to the connection,
The subscriber device receives data at a time position on which a downlink signal addressed to the device is superimposed.
A wavelength division multiplexing PON system.
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。
Subscriber device with variable transmission wavelength,
N optical concentrators having M first input / output ports to which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and N second input / output ports to which an upstream signal is output and a downstream signal is input,
It has N third input / output ports through which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and the upstream signal input from the N third input / output ports is converted into a single multimode input / output port. N optical merging / branching units that combine and N-divide a downlink signal input from a single downlink signal input port and output the N signal from the N third input / output ports;
N station-side transceivers with variable transmission and reception wavelengths,
A wavelength multiplexing PON system comprising:
The subscriber unit inputs an upstream signal time-division multiplexed at the N station-side transceiver inputs to one of the M first input / output ports of the N optical concentrators,
The N optical concentrators include an AWG having M first input / output ports from which an upstream signal is input and a downstream signal is output, and N second optical ports from which the upstream signal is output and the downstream signal is input. An optical branching unit having a plurality of input / output ports is coupled between a single input / output port, and an uplink signal transmitted from the subscriber unit transmits a transmission wavelength corresponding to the input / output port of the connected AWG. And output to all of the N input / output ports of the optical splitter,
The upstream signals output from the N second input / output ports of the N optical concentrators are connected to the N third input / output ports of the N optical converging / branching devices to the optical concentrator and the optical confluence branch. Are connected so that there is no duplication of devices, and outputs an upstream signal time-division multiplexed to a single multi-mode output,
The N station side transceivers receive the time-division multiplexed uplink signal by selecting a wavelength,
The N optical terminators input a downstream signal time-division multiplexed at the subscriber unit input to a single downstream signal input port of the N optical merging / branching devices,
The N optical merging / branching units N-divide a downstream signal and output it from the N third input / output ports.
The N optical concentrators output downlink signals time-division multiplexed from the M first input / output ports according to the connection,
The subscriber device receives data at a time position on which a downlink signal addressed to the device is superimposed.
A wavelength division multiplexing PON system.
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。
In the wavelength division multiplexing PON system according to claims 1 to 3,
The optical merging / branching unit separates the upstream signal in multimode and combines the downstream signal in single mode with optical merging / branching means for merging upstream signals in multimode and branching downstream signals in single mode. It is a configuration to which signal combining / separating means is added.
A wavelength division multiplexing PON system.
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。
In the wavelength division multiplexing PON system according to claims 1 to 3,
The optical merging / branching unit includes optical merging / branching means for merging upstream signals in multimode and branching downstream signals in single mode, and bidirectional light for propagating upstream signals in multimode and propagating downstream signals in single mode. Consists of propagation means and upper and lower signal combining / separating means for separating the upstream signal in multimode and combining the downstream signal in single mode,
A wavelength division multiplexing PON system.
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。
In the wavelength division multiplexing PON system according to claim 5,
The bidirectional light propagation means is a dual mode optical fiber;
A wavelength division multiplexing PON system.
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。
In the wavelength division multiplexing PON system according to claim 5,
The bidirectional light propagation means is constituted by a spatial lens system;
A wavelength division multiplexing PON system.
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。
In the wavelength division multiplexing PON system according to claims 1 to 3,
The optical merging / branching device includes a directional coupling element connected in series in N stages having a non-equal waveguide width, and an optical branching device that divides a downstream signal into N, and an upstream signal is generated by the directional coupling device. The downstream signal that is output after being mode-converted to a cross port and that is N-branched by the optical splitter is output to the through port of the directional coupling element without being mode-converted.
A wavelength division multiplexing PON system.
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。
A receiving station that receives uplink signals from a plurality of subscriber devices,
N (N is a natural number) optical concentrators, N optical combiners, and N station-side receivers,
Each light concentrator has M first input / output ports and N second input / output ports,
Each optical combiner has N third input / output ports and one multimode input / output port,
The N second input / output ports of each optical concentrator are connected to the N third input / output ports of each optical concentrator so that there is no overlap between the optical concentrator and the optical concentrator,
N optical concentrators output an upstream signal from a subscriber unit input to one of the M first input / output ports to at least one of the N second input / output ports,
N optical combiners combine the upstream signal input to the third input / output port with the multimode input / output port,
N station side transceivers receive the upstream signal output from the multimode input / output port.
Containment Bureau.
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。
An uplink signal reception method of a receiving station that receives uplink signals from a plurality of subscriber devices,
N (N is a natural number) optical concentrators, N optical combiners, and N station-side receivers,
Each light concentrator has M first input / output ports and N second input / output ports,
Each optical combiner has N third input / output ports and one multimode input / output port,
The N second input / output ports of each optical concentrator are connected to the N third input / output ports of each optical concentrator so that there is no overlap between the optical concentrator and the optical concentrator,
A procedure in which N optical concentrators output an upstream signal from a subscriber unit input to one of the M first input / output ports to at least one of the N second input / output ports; ,
A procedure in which N optical combiners combine the upstream signal output from the multimode input / output port to the multimode input / output port;
The N station side transceivers receive the upstream signal,
A method for receiving an uplink signal of a receiving station.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6351114B2 (en) * 2015-02-17 2018-07-04 日本電信電話株式会社 Mode multiplexer / demultiplexer and design method of mode multiplexer / demultiplexer
CN106470075A (en) * 2015-08-20 2017-03-01 中兴通讯股份有限公司 The OLT integrated module of optical transceiver, the method and system of the multiple PON of process
JP6457966B2 (en) * 2016-03-24 2019-01-23 日本電信電話株式会社 Optical transmission system

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5497996B2 (en) * 2008-05-26 2014-05-21 日本電信電話株式会社 Waveguide termination method in waveguide devices
JP2012120136A (en) * 2010-12-03 2012-06-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical communication system, and transmitting-and-receiving method for optical communication system
KR101639602B1 (en) * 2011-09-27 2016-07-14 니폰덴신뎅와 가부시키가이샤 Optical coupling/splitting device, two-way optical propagation device, and optical transmit-receive system

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