JP6291361B2 - 光アクセスシステム、終端装置、宅内装置及び光アクセス方法 - Google Patents

Description

本発明は、時分割多重光アクセスシステム及び／又は波長多重光アクセスシステムにおいて、経済的な高速・大容量化及び高度化を実現するための技術に関する。

近年、急速な普及を遂げているＦｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ（ＦＴＴＨ）サービスを支える光アクセスシステムとして、Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＯＮ）システムの導入が、世界各国で進められている。

ＰＯＮシステムは、光ファイバ伝送路中に設置された光スプリッタを介して、収容局に設置された１台の終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が、複数の加入者宅に設置された宅内装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を収容することで、光ファイバ伝送路、光スプリッタ及びＯＬＴを複数の加入者間で共有し高い経済性を実現した光アクセスシステムである。

現在、日本では、主に１Ｇｂ／ｓの伝送量を有するＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ−ＰＯＮ）システムが、商用導入されている（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）。また、信号の速度を１０倍に高速化した１０Ｇ−ＥＰＯＮ（１０ Ｇｉｇａｂｉｔ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＰＯＮ）システムや、波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を適用し４０Ｇ級の伝送容量を実現するＮＧ−ＰＯＮ２（Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ−ＰＯＮ２）システムの、標準化や研究開発が行われている（例えば、非特許文献１を参照。）。

Ｈ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ｋ．Ｔａｇｕｃｈｉ，Ｓ．Ｔａｍａｋｉ，Ｔ．Ｍｉｚｕｎｏ，Ｙ．Ｈａｓｈｉｚｕｍｅ，Ｔ．Ｙａｍａｄａ，Ｍ．Ｉｔｏ，Ｈ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ，Ｓ．Ｋｉｍｕｒａ，ａｎｄ Ｎ．Ｙｏｓｈｉｍｏｔｏ，"４０Ｇｂｉｔ／ｓ−ｃｌａｓｓ−λ−ｔｕｎａｂｌｅ ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ ｕｓｉｎｇ λ−ｓｅｌｅｃｔａｂｌｅ Ｂ−Ｔｘ ａｎｄ ４ ｘ Ｍ ｃｙｃｌｉｃ ＡＷＧ ｒｏｕｔｅｒ ｆｏｒ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋｓ，" ＯＳＡ Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．１，ｐｐ．４６３−４６８，Ｊａｎｕａｒｙ ２０１３． Ｃｖｉｊｅｔｉｃ．Ｎ，"ＯＦＤＭ ｆｏｒ Ｎｅｘｔ−Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，" Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｌｉｇｈｔｗａｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．４，ｐｐ．３８４−３９８，２０１２．

従来技術の光アクセスシステムの構成を図１に示す。従来技術の光アクセスシステムは、ＧＥ−ＰＯＮ又は１０Ｇ−ＥＰＯＮ等であり、通信事業者ビル内に設置されるＧＥ−ＰＯＮ ＯＬＴ１、ユーザ宅内に設置されるＯＮＵ２−１−１、・・・、２−１−ｍ、２−２−１、・・・、２−２−ｍ、・・・、２−ｎ−１、・・・、２−ｎ−ｍ、光信号を合分波する光スプリッタ、及び伝送路である光ファイバから構成される。

光アクセスシステムは、１台のＧＥ−ＰＯＮ ＯＬＴ１で多くのユーザを収容することで、高い経済性を実現している。ＧＥ−ＰＯＮ ＯＬＴ１は、動的帯域割り当て（ＤＢＡ：Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）技術により、各ＯＮＵ２からの帯域要求に応じて、上り信号及び下り信号に必要な帯域を公平に割り当てる。

従来技術の上りバースト信号及び下り連続信号のフォーマットを図２及び図３に示す。図２及び図３では、ＯＮＵ２−１−１、２−２−１、２−ｎ−１のみを示す。各ＯＮＵ２から送信された上り信号は、光スプリッタで合波された際に衝突しないように、各ＯＮＵ２からの送信タイミングをＧＥ−ＰＯＮ ＯＬＴ１により制御されている。各ＯＮＵ２から送信された上り信号は、伝送距離が異なる各ＯＮＵ２から送信されており、光強度が異なるバースト信号である。各ＯＮＵ２へと送信される下り信号は、同一のＧＥ−ＰＯＮ ＯＬＴ１から送信される際に、光強度が同等な連続信号である。

各ＯＮＵ２からの上りバースト信号及び各ＯＮＵ２への下り連続信号は、ＯＯＫ（ＯｎＯｆｆ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式のＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）信号である。ＯＯＫ変調方式では、主に光デバイスを制御する電気回路の動作制限から、高い経済性を実現できる伝送速度が１０Ｇｂ／ｓ程度に制限されてしまう課題があった。

一方で、将来の飛躍的な高速・大容量化及び高度化を実現する光通信方式として、無線技術で応用されているＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術や、デジタル信号処理（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）及びコヒーレント技術を組み合わせたデジタルコヒーレント技術等、長距離大容量光通信に応用がされている技術を、ＰＯＮシステムに適用する検討がされている（例えば、非特許文献２を参照。）。

そして、ＯＦＤＭ−ＰＯＮやデジタルコヒーレントＰＯＮでは、抜本的なシステムの高速・大容量化及び高度化が可能である。しかし、ＯＦＤＭ−ＰＯＮでは、線幅の狭くかつ発信安定度の高い光源が必要になり、デジタルコヒーレントＰＯＮでは、コヒーレント送受信器やデジタル信号処理用のデジタルアナログ変換回路や信号処理計算回路が必要になる。よって、ＯＦＤＭ−ＰＯＮやデジタルコヒーレントＰＯＮでは、構成が複雑でありかつデバイスが高価なため、システムの経済化が難しいといった課題があった。

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、時分割多重光アクセスシステム及び／又は波長多重光アクセスシステムにおいて、構成を複雑にせずかつデバイスを高価にせず、経済的な高速・大容量化及び高度化を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、２値より大きい多値のパルス強度変調（ＰＡＭ：Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を用いることにより、上り信号及び／又は下り信号の多値度を向上させることとした。

具体的には、本発明は、終端装置と、複数の宅内装置と、を備える光アクセスシステムであって、前記終端装置は、前記宅内装置へと送信する下り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度変調と、前記宅内装置から受信した上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調と、のうち一方又は両方を行い、前記宅内装置は、前記終端装置から受信した下り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調と、前記終端装置へと送信する上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度変調と、のうち一方又は両方を行うことを特徴とする光アクセスシステムである。

また、本発明は、光アクセスシステムにおいて宅内装置と通信を行う終端装置であって、前記宅内装置へと送信する下り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度変調を行う多値変調部と、前記宅内装置から受信した上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調を行う多値復調部と、のうち一方又は両方を備えることを特徴とする終端装置である。

また、本発明は、光アクセスシステムにおいて終端装置と通信を行う宅内装置であって、前記終端装置から受信した下り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調を行う多値復調部と、前記終端装置へと送信する上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度変調を行う多値変調部と、のうち一方又は両方を備えることを特徴とする宅内装置である。

また、本発明は、終端装置と、複数の宅内装置と、を用いる光アクセス方法であって、前記終端装置が、前記宅内装置へと送信する下り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度変調を行い、前記宅内装置が、前記終端装置から受信した下り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調を行う下り信号変復調ステップと、前記宅内装置が、前記終端装置へと送信する上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度変調を行い、前記終端装置が、前記宅内装置から受信した上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調を行う上り信号変復調ステップと、のうち一方又は両方を行うことを特徴とする光アクセス方法である。

この構成によれば、ＯＯＫ変調方式より、高速・大容量化及び高度化を図ることができ、ＯＦＤＭ技術やデジタルコヒーレント技術より、経済化を図ることができ、したがって、経済的な高速・大容量化及び高度化を実現することができる。

また、本発明は、前記終端装置は、複数のオンオフ変調の出力を合成することにより、２値より大きい多値のパルス強度変調を行い、前記宅内装置は、複数のオンオフ変調の出力を合成することにより、２値より大きい多値のパルス強度変調を行うことを特徴とする光アクセスシステムである。

この構成によれば、既存のＯＯＫ変調方式をベースとして２値より大きい多値のＰＡＭ方式を用いるため、既存の光デバイスや電子回路を適用可能となり、したがって、経済的な高速・大容量化及び高度化を実現することができる。

また、本発明は、終端装置と、複数の宅内装置と、を備える光アクセスシステムであって、前記宅内装置は、２値より大きい多値のパルス強度変調に対応可能な多値変調宅内装置と、２値より大きい多値のパルス強度変調に対応しない２値変調宅内装置と、を含み、前記終端装置は、前記多値変調宅内装置へと送信する下り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度変調と、前記多値変調宅内装置から受信した上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調と、のうち一方又は両方を行うとともに、前記２値変調宅内装置へと送信する下り信号に対する、２値のオンオフ変調と、前記２値変調宅内装置から受信した上り信号に対する、２値のオンオフ復調と、を行い、前記多値変調宅内装置は、前記終端装置から受信した下り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調と、前記終端装置へと送信する上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度変調と、のうち一方又は両方を行い、前記２値変調宅内装置は、前記終端装置から受信した下り信号に対する、２値のオンオフ復調と、前記終端装置へと送信する上り信号に対する、２値のオンオフ変調と、を行うことを特徴とする光アクセスシステムである。

この構成によれば、新規の多値変調宅内装置及び既存の２値変調宅内装置を混在して収容することができるとともに、既存の２値変調宅内装置から新規の多値変調宅内装置へのアップグレードやマイグレーションに対応することができる。

また、本発明は、終端装置と、複数の宅内装置と、を備える光アクセスシステムであって、前記宅内装置は、２値より大きい多値のパルス強度変調に対応可能な多値変調宅内装置と、２値より大きい多値のパルス強度変調に対応しない２値変調宅内装置と、を含み、前記終端装置は、前記多値変調宅内装置へと送信する下り信号のデータ部分に対する、２値より大きい多値のパルス強度変調と、前記多値変調宅内装置から受信した上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調と、のうち一方又は両方を行うとともに、前記多値変調宅内装置へと送信する下り信号のヘッダ部分に対する、２値のオンオフ変調と、前記２値変調宅内装置へと送信する下り信号に対する、２値のオンオフ変調と、前記２値変調宅内装置から受信した上り信号に対する、２値のオンオフ復調と、を行い、前記多値変調宅内装置は、前記終端装置から受信した下り信号のデータ部分に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調と、前記終端装置へと送信する上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度変調と、のうち一方又は両方を行うとともに、前記終端装置から受信した下り信号のヘッダ部分に対する、２値のオンオフ復調を行い、前記２値変調宅内装置は、前記終端装置から受信した下り信号に対する、２値のオンオフ復調と、前記終端装置へと送信する上り信号に対する、２値のオンオフ変調と、を行うことを特徴とする光アクセスシステムである。

この構成によれば、２値変調宅内装置は、宛先部分を含むヘッダ部分の２値のＯＯＫ変調信号を、品質の劣化や通信エラーを引き起こすことなく認識することができ、多値変調宅内装置は、宛先部分を含むヘッダ部分の２値のＯＯＫ変調信号を、多値のうち２値のみを含むＰＡＭ信号として認識することができ、したがって、２値変調宅内装置及び多値変調宅内装置は、自己が宛先の下り信号のみを選択して受信することができる。

また、本発明は、前記終端装置は、複数のオンオフ変調の出力を合成することにより、２値より大きい多値のパルス強度変調を行うとともに、複数のオンオフ変調のオンオフを同一状態に同期させて出力を合成することにより、２値のオンオフ変調を行い、前記多値変調宅内装置は、複数のオンオフ変調の出力を合成することにより、２値より大きい多値のパルス強度変調を行うことを特徴とする光アクセスシステムである。

この構成によれば、既存のＯＯＫ変調方式をベースとして２値より大きい多値のＰＡＭ方式を用いるため、既存の光デバイスや電子回路を適用可能となり、したがって、経済的な高速・大容量化及び高度化を実現することができる。

このように、本発明は、時分割多重光アクセスシステム及び／又は波長多重光アクセスシステムにおいて、構成を複雑にせずかつデバイスを高価にせず、経済的な高速・大容量化及び高度化を実現することができる。

従来技術の光アクセスシステムの構成を示す図である。 従来技術の上りバースト信号のフォーマットを示す図である。 従来技術の下り連続信号のフォーマットを示す図である。 実施形態１の光アクセスシステムの構成を示す図である。 実施形態１の上りバースト信号のフォーマットを示す図である。 実施形態１の下り連続信号のフォーマットを示す図である。 実施形態１のＰＡＭ信号対応ＯＬＴの構成を示す図である。 実施形態１の下り連続信号の生成方法を示す図である。 実施形態１のＰＡＭ信号対応ＯＮＵの構成を示す図である。 実施形態２の光アクセスシステムの構成を示す図である。 実施形態２の上りバースト信号のフォーマットを示す図である。 実施形態２の下り連続信号のフォーマットを示す図である。 実施形態２のＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴの構成を示す図である。 実施形態２の下り連続信号の生成方法を示す図である。 実施形態２のＰＡＭ信号対応ＯＮＵの構成を示す図である。 実施形態３の下り連続信号のフレームフォーマットを示す図である。

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。

（実施形態１）
実施形態１の光アクセスシステムの構成を図４に示す。実施形態１の光アクセスシステムは、ＰＡＭ方式を用いたシステムであり、通信事業者ビル内に設置されるＰＡＭ信号対応ＯＬＴ３、ユーザ宅内に設置されるＰＡＭ信号対応ＯＮＵ４−１−１、・・・、４−１−ｍ、４−２−１、・・・、４−２−ｍ、・・・、４−ｎ−１、・・・、４−ｎ−ｍ、光信号を合分波する光スプリッタ、及び伝送路である光ファイバから構成される。

ＰＡＭ信号対応ＯＬＴ３は、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ４へと送信する下り連続信号に対する、２値より大きい多値のＰＡＭ変調と、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ４から受信した上りバースト信号に対する、２値より大きい多値のＰＡＭ復調と、を行う。

各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ４は、ＰＡＭ信号対応ＯＬＴ３から受信した下り連続信号に対する、２値より大きい多値のＰＡＭ復調と、ＰＡＭ信号対応ＯＬＴ３へと送信する上りバースト信号に対する、２値より大きい多値のＰＡＭ変調と、を行う。

実施形態１の上りバースト信号及び下り連続信号のフォーマットを図５及び図６に示す。図５及び図６では、ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ４−１−１、４−２−１、４−ｎ−１のみを示す。いずれの各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ４についても、上りバースト信号及び下り連続信号は、光強度を０、１、２、３の４段階で変調したＰＡＭ４信号である。

実施形態１のＰＡＭ信号対応ＯＬＴの構成を図７に示す。ＰＡＭ信号対応ＯＬＴ３は、多値変調部３１及び多値復調部３２から構成される。

多値変調部３１は、２つのＯＯＫの出力を合成することにより、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ４へと送信する下り連続信号に対する、２値より大きい多値（ここでは、４値）のＰＡＭ変調を行う。多値復調部３２は、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ４から受信した上りバースト信号に対する、２値より大きい多値（ここでは、４値）のＰＡＭ復調を行う。

多値変調部３１は、電気信号生成部３１１、３１２、信号生成部制御部３１３、電気信号合成部３１４及び光信号生成部３１５から構成され、図８に示した実施形態１の下り連続信号の生成方法に従って、ＰＡＭ４信号を生成する。

電気信号生成部３１１は、“０”レベル又は“１”レベルの電気信号を生成する。電気信号生成部３１２は、“０”レベル又は“２”レベルの電気信号を生成する。信号生成部制御部３１３は、電気信号生成部３１１に対して、“０”レベル又は“１”レベルの電気信号のうち、いずれの電気信号を生成するかを制御し、電気信号生成部３１２に対して、“０”レベル又は“２”レベルの電気信号のうち、いずれの電気信号を生成するかを制御する。

電気信号合成部３１４は、電気信号生成部３１１から、“０”レベル又は“１”レベルの電気信号のうち、いずれかの電気信号を入力され、電気信号生成部３１２から、“０”レベル又は“２”レベルの電気信号のうち、いずれかの電気信号を入力され、入力されたこれらの電気信号を合成する。光信号生成部３１５は、電気信号合成部３１４から、合成された電気信号を入力され、入力された合成電気信号に基づいて、レーザ自体を直接変調するか又は連続光信号を外部変調することで、ＰＡＭ４信号を生成する。

実施形態１のＰＡＭ信号対応ＯＮＵの構成を図９に示す。ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ４は、多値変調部４１及び多値復調部４２から構成される。

多値変調部４１は、２つのＯＯＫの出力を合成することにより、ＰＡＭ信号対応ＯＬＴ３へと送信する上りバースト信号に対する、２値より大きい多値（ここでは、４値）のＰＡＭ変調を行う。多値復調部４２は、ＰＡＭ信号対応ＯＬＴ３から受信した下り連続信号に対する、２値より大きい多値（ここでは、４値）のＰＡＭ復調を行う。

多値変調部４１は、電気信号生成部４１１、４１２、信号生成部制御部４１３、電気信号合成部４１４及び光信号生成部４１５から構成され、図８に示した実施形態１の下り連続信号の生成方法と同様に、ＰＡＭ４信号を生成する。

実施形態１では、ＯＯＫ変調方式より、高速・大容量化及び高度化を図ることができ、ＯＦＤＭ技術やデジタルコヒーレント技術より、経済化を図ることができ、したがって、経済的な高速・大容量化及び高度化を実現することができる。

そして、実施形態１では、既存のＯＯＫ変調方式をベースとして２値より大きい多値のＰＡＭ方式を用いるため、既存の光デバイスや電子回路を適用可能となり、したがって、経済的な高速・大容量化及び高度化を実現することができる。

ここで、実施形態１では、上りバースト信号及び下り連続信号の両方に対して、２値より大きい多値のＰＡＭ方式を用いている。一方で、変形例として、上りバースト信号及び下り連続信号の一方に対して、２値より大きい多値のＰＡＭ方式を用いてもよい。

そして、実施形態１では、４値のＰＡＭ方式を用いている。一方で、変形例として、４値より大きい多値のＰＡＭ方式を用いてもよい。ここで、２^ｎ値のＰＡＭ方式を用いるときは、“０”レベル又は“１”レベルの電気信号を生成する電気信号生成部、“０”レベル又は“２”レベルの電気信号を生成する電気信号生成部、・・・、“０”レベル又は“２^ｎ−１”レベルの電気信号を生成する電気信号生成部を配置すればよい。

さらに、実施形態１では、光スプリッタを用いて、ＴＤＭ−ＰＯＮを構成している。一方で、変形例として、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いて、ＷＤＭ−ＰＯＮ又はＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮを構成してもよい。

（実施形態２）
実施形態２の光アクセスシステムの構成を図１０に示す。実施形態２の光アクセスシステムは、ＰＡＭ方式及びＯＯＫ変調方式を用いたシステムであり、通信事業者ビル内に設置されるＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５、ユーザ宅内に設置される既存ＯＮＵ６−１−１、・・・、ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６−１−ｍ、ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６−２−１、・・・、既存ＯＮＵ６−２−ｍ、・・・、既存ＯＮＵ６−ｎ−１、・・・、既存ＯＮＵ６−ｎ−ｍ、光信号を合分波する光スプリッタ、及び伝送路である光ファイバから構成される。

ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５は、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６へと送信する下り連続信号に対する、２値より大きい多値のＰＡＭ変調と、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６から受信した上りバースト信号に対する、２値より大きい多値のＰＡＭ復調と、を行う。

ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５は、ＰＡＭ変調及びＰＡＭ復調に加えて、各既存ＯＮＵ６へと送信する下り連続信号に対する、２値のＯＯＫ変調と、各既存ＯＮＵ６から受信した上りバースト信号に対する、２値のＯＯＫ復調と、を行う。

各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６は、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５から受信した下り連続信号に対する、２値より大きい多値のＰＡＭ復調と、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５へと送信する上りバースト信号に対する、２値より大きい多値のＰＡＭ変調と、を行う。

各既存ＯＮＵ６は、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５から受信した下り連続信号に対する、２値のＯＯＫ復調と、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５へと送信する上りバースト信号に対する、２値のＯＯＫ変調と、を行う。

実施形態２の上りバースト信号及び下り連続信号のフォーマットを図１１及び図１２に示す。図１１及び図１２では、既存ＯＮＵ６−１−１、６−２−ｍ及びＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６−１−ｍのみを示す。ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６−１−ｍについては、上りバースト信号及び下り連続信号は、光強度を０、１、２、３の４段階で変調したＰＡＭ４信号である。既存ＯＮＵ６−１−１、６−２−ｍについては、上りバースト信号及び下り連続信号は、光強度を０、３の２段階で変調したＮＲＺ信号（詳細は、図１４を参照。）である。

実施形態２のＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴの構成を図１３に示す。ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５は、多値・２値変調部５１及び多値・２値復調部５２から構成される。

多値・２値変調部５１は、２つのＯＯＫの出力を合成することにより、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６へと送信する下り連続信号に対する、２値より大きい多値（ここでは、４値）のＰＡＭ変調を行うとともに、２つのＯＯＫのオンオフを同一状態に同期させて出力を合成することにより、各既存ＯＮＵ６へと送信する下り連続信号に対する、２値のＯＯＫ変調を行う。多値・２値復調部５２は、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６から受信した上りバースト信号に対する、２値より大きい多値（ここでは、４値）のＰＡＭ復調を行うとともに、各既存ＯＮＵ６から受信した上りバースト信号に対する、２値のＯＯＫ復調を行う。

多値・２値変調部５１は、電気信号生成部５１１、５１２、信号生成部制御部５１３、電気信号合成部５１４及び光信号生成部５１５から構成され、図１４に示した実施形態２の下り連続信号の生成方法に従って、ＰＡＭ４信号及びＮＲＺ信号を生成する。

電気信号生成部５１１は、“０”レベル又は“１”レベルの電気信号を生成する。電気信号生成部５１２は、“０”レベル又は“２”レベルの電気信号を生成する。信号生成部制御部５１３は、電気信号生成部５１１に対して、“０”レベル又は“１”レベルの電気信号のうち、いずれの電気信号を生成するかを制御し、電気信号生成部５１２に対して、“０”レベル又は“２”レベルの電気信号のうち、いずれの電気信号を生成するかを制御する。

電気信号合成部５１４は、電気信号生成部５１１から、“０”レベル又は“１”レベルの電気信号のうち、いずれかの電気信号を入力され、電気信号生成部５１２から、“０”レベル又は“２”レベルの電気信号のうち、いずれかの電気信号を入力され、入力されたこれらの電気信号を合成する。光信号生成部５１５は、電気信号合成部５１４から、合成された電気信号を入力され、入力された合成電気信号に基づいて、レーザ自体を直接変調するか又は連続光信号を外部変調することで、ＰＡＭ４信号及びＮＲＺ信号を生成する。

このように、多値・２値変調部５１は、共通の構成を用いて、簡易な構成により、ＰＡＭ４信号及びＮＲＺ信号を生成することができる。そして、多値・２値変調部５１は、ＮＲＺ信号のアイ開口を広げるため、ＮＲＺ信号の信号対雑音比を高くする。

実施形態２のＰＡＭ信号対応ＯＮＵの構成を図１５に示す。ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６は、多値変調部６１及び多値復調部６２から構成される。

多値変調部６１は、２つのＯＯＫの出力を合成することにより、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５へと送信する上りバースト信号に対する、２値より大きい多値（ここでは、４値）のＰＡＭ変調を行う。多値復調部６２は、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５から受信した下り連続信号に対する、２値より大きい多値（ここでは、４値）のＰＡＭ復調を行う。

多値変調部６１は、電気信号生成部６１１、６１２、信号生成部制御部６１３、電気信号合成部６１４及び光信号生成部６１５から構成され、図１４に示した実施形態２の下り連続信号の生成方法と同様に、ＰＡＭ４信号を生成する。

実施形態２では、新規のＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６及び既存のＯＮＵ６を混在して収容することができるとともに、既存のＯＮＵ６から新規のＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６へのアップグレードやマイグレーションに対応することができる。

そして、実施形態２では、既存のＯＯＫ変調方式をベースとして２値より大きい多値のＰＡＭ方式を用いるため、既存の光デバイスや電子回路を適用可能となり、したがって、経済的な高速・大容量化及び高度化を実現することができる。

ここで、実施形態２では、上りバースト信号及び下り連続信号の両方に対して、２値より大きい多値のＰＡＭ方式を用いている。一方で、変形例として、上りバースト信号及び下り連続信号の一方に対して、２値より大きい多値のＰＡＭ方式を用いてもよい。

そして、実施形態２では、４値のＰＡＭ方式を用いている。一方で、変形例として、４値より大きい多値のＰＡＭ方式を用いてもよい。ここで、２^ｎ値のＰＡＭ方式を用いるときは、“０”レベル又は“１”レベルの電気信号を生成する電気信号生成部、“０”レベル又は“２”レベルの電気信号を生成する電気信号生成部、・・・、“０”レベル又は“２^ｎ−１”レベルの電気信号を生成する電気信号生成部を配置すればよい。

さらに、実施形態２では、光スプリッタを用いて、ＴＤＭ−ＰＯＮを構成している。一方で、変形例として、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いて、ＷＤＭ−ＰＯＮ又はＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮを構成してもよい。

（実施形態３）
実施形態２では、ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６及び既存ＯＮＵ６を混在させるが、実施形態３では、実施形態２に加えて、下り連続信号のフレームフォーマットを定義する。実施形態３の下り連続信号のフレームフォーマットを図１６に示す。

各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６及び各既存ＯＮＵ６は、下り連続信号を全て受信する、つまり、自装置が宛先の下り信号を受信するのみならず、他装置が宛先の下り信号を受信してしまうため、宛先部分を含むヘッダ部分を識別することにより、他装置が宛先の下り信号全てを破棄したうえで、自装置が宛先の下り信号のみを選択して受信する。

ここで、実施形態２では、各既存ＯＮＵ６が宛先のヘッダ部分は、ＯＯＫ変調方式で変調されており、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６が宛先のヘッダ部分は、ＰＡＭ方式で変調されている。すると、各既存ＯＮＵ６は、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６が宛先のヘッダ部分を識別する際に、ＰＡＭ方式で変調されている信号を、“０”レベル及び“１”レベルが時間的に変化する擬似的なＯＯＫ変調方式で変調されている信号として認識するため、信号品質の劣化や通信エラーを引き起こしてしまう恐れがある。

そこで、実施形態３では、各既存ＯＮＵ６が宛先のヘッダ部分は、ＯＯＫ変調方式で変調されており、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６が宛先のヘッダ部分も、ＯＯＫ変調方式で変調されている。すると、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６は、各既存ＯＮＵ６が宛先のヘッダ部分を識別する際に、ＯＯＫ変調方式で変調されている信号を、“０”レベルから“３”レベルまでのうち“０”レベル及び“３”レベルのみを含むＰＡＭ方式で変調されている信号として認識するため、信号品質の劣化や通信エラーを引き起こしてしまう恐れがない。

なお、各既存ＯＮＵ６が宛先のユーザデータ部分は、ＯＯＫ変調方式で変調されており、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６が宛先のユーザデータ部分は、ＰＡＭ方式で変調されている。つまり、ヘッダ部分を正しく認識することができれば、不必要なユーザデータ部分全てを破棄することができ、必要なユーザデータ部分のみを選択して受信することができる。

ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５は、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６へと送信する下り連続信号のデータ部分に対する、２値より大きい多値のＰＡＭ変調と、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６から受信した上りバースト信号に対する、２値より大きい多値のＰＡＭ復調と、を行う。

ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５は、ＰＡＭ変調及びＰＡＭ復調に加えて、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６へと送信する下り連続信号のヘッダ部分に対する、２値のＯＯＫ変調と、各既存ＯＮＵ６へと送信する下り連続信号に対する、２値のＯＯＫ変調と、各既存ＯＮＵ６から受信した上りバースト信号に対する、２値のＯＯＫ復調と、を行う。

各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６は、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５から受信した下り連続信号のデータ部分に対する、２値より大きい多値のＰＡＭ復調と、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５へと送信する上りバースト信号に対する、２値より大きい多値のＰＡＭ変調と、を行う。

各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６は、ＰＡＭ復調及びＰＡＭ変調に加えて、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５から受信した下り連続信号のヘッダ部分に対する、２値のＯＯＫ復調を行う。

各既存ＯＮＵ６は、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５から受信した下り連続信号に対する、２値のＯＯＫ復調と、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５へと送信する上りバースト信号に対する、２値のＯＯＫ変調と、を行う。

多値・２値変調部５１は、２つのＯＯＫの出力を合成することにより、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６へと送信する下り連続信号のデータ部分に対する、２値より大きい多値（ここでは、４値）のＰＡＭ変調を行うとともに、２つのＯＯＫのオンオフを同一状態に同期させて出力を合成することにより、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６へと送信する下り連続信号のヘッダ部分に対する、２値のＯＯＫ変調と、各既存ＯＮＵ６へと送信する下り連続信号に対する、２値のＯＯＫ変調と、を行う。多値・２値復調部５２は、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６から受信した上りバースト信号に対する、２値より大きい多値（ここでは、４値）のＰＡＭ復調を行うとともに、各既存ＯＮＵ６から受信した上りバースト信号に対する、２値のＯＯＫ復調を行う。

多値変調部６１は、２つのＯＯＫの出力を合成することにより、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５へと送信する上りバースト信号に対する、２値より大きい多値（ここでは、４値）のＰＡＭ変調を行う。多値復調部６２は、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５から受信した下り連続信号のデータ部分に対する、２値より大きい多値（ここでは、４値）のＰＡＭ復調を行うとともに、ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ５から受信した下り連続信号のヘッダ部分に対する、２値のＯＯＫ復調を行う。

実施形態３では、各既存ＯＮＵ６は、宛先部分を含むヘッダ部分の２値のＯＯＫ変調信号を、品質の劣化や通信エラーを引き起こすことなく認識することができ、各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６は、宛先部分を含むヘッダ部分の２値のＯＯＫ変調信号を、多値のうち２値のみを含むＰＡＭ信号として認識することができ、したがって、各既存ＯＮＵ６及び各ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ６は、自己が宛先の下り信号のみを選択して受信することができる。

そして、実施形態３では、既存のＯＯＫ変調方式をベースとして２値より大きい多値のＰＡＭ方式を用いるため、既存の光デバイスや電子回路を適用可能となり、したがって、経済的な高速・大容量化及び高度化を実現することができる。

本発明の光アクセスシステム、終端装置、宅内装置及び光アクセス方法は、時分割多重光アクセスシステム及び／又は波長多重光アクセスシステムにおいて、経済的な高速・大容量化及び高度化を実現することができ、新規の多値変調宅内装置及び既存の２値変調宅内装置を混在して収容することができ、既存の２値変調宅内装置から新規の多値変調宅内装置へのアップグレードやマイグレーションに対応することができる。

１：ＧＥ−ＰＯＮ ＯＬＴ
２−１−１、２−１−ｍ、２−２−１、２−２−ｍ、２−ｎ−１、２−ｎ−ｍ：ＯＮＵ
３：ＰＡＭ信号対応ＯＬＴ
４、４−１−１、４−１−ｍ、４−２−１、４−２−ｍ、４−ｎ−１、４−ｎ−ｍ：ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ
５：ＰＡＭ信号／ＮＲＺ信号対応ＯＬＴ
６、６−１−ｍ、６−２−１：ＰＡＭ信号対応ＯＮＵ
６−１−１、６−２−ｍ、６−ｎ−１、６−ｎ−ｍ：既存ＯＮＵ
３１：多値変調部
３２：多値復調部
４１：多値変調部
４２：多値復調部
５１：多値・２値変調部
５２：多値・２値復調部
６１：多値変調部
６２：多値復調部
３１１、３１２：電気信号生成部
３１３：信号生成部制御部
３１４：電気信号合成部
３１５：光信号生成部
４１１、４１２：電気信号生成部
４１３：信号生成部制御部
４１４：電気信号合成部
４１５：光信号生成部
５１１、５１２：電気信号生成部
５１３：信号生成部制御部
５１４：電気信号合成部
５１５：光信号生成部
６１１、６１２：電気信号生成部
６１３：信号生成部制御部
６１４：電気信号合成部
６１５：光信号生成部

Claims (2)

1. 終端装置と、複数の宅内装置と、を備える光アクセスシステムであって、
   前記宅内装置は、２値より大きい多値のパルス強度変調に対応可能な多値変調宅内装置と、２値より大きい多値のパルス強度変調に対応しない２値変調宅内装置と、を含み、
   前記終端装置は、前記多値変調宅内装置へと送信する下り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度変調と、前記多値変調宅内装置から受信した上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調と、のうち一方又は両方を行うとともに、前記２値変調宅内装置へと送信する下り信号に対する、２値のオンオフ変調と、前記２値変調宅内装置から受信した上り信号に対する、２値のオンオフ復調と、を行い、
   前記多値変調宅内装置は、前記終端装置から受信した下り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調と、前記終端装置へと送信する上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度変調と、のうち一方又は両方を行い、
   前記２値変調宅内装置は、前記終端装置から受信した下り信号に対する、２値のオンオフ復調と、前記終端装置へと送信する上り信号に対する、２値のオンオフ変調と、を行っており、
   前記終端装置は、複数のオンオフ変調の出力を合成することにより、２値より大きい多値のパルス強度変調を行うとともに、複数のオンオフ変調のオンオフを同一状態に同期させて出力を合成することにより、２値のオンオフ変調を行い、
   前記多値変調宅内装置は、複数のオンオフ変調の出力を合成することにより、２値より大きい多値のパルス強度変調を行う
   ことを特徴とする光アクセスシステム。
2. 終端装置と、複数の宅内装置と、を備える光アクセスシステムであって、
   前記宅内装置は、２値より大きい多値のパルス強度変調に対応可能な多値変調宅内装置と、２値より大きい多値のパルス強度変調に対応しない２値変調宅内装置と、を含み、
   前記終端装置は、前記多値変調宅内装置へと送信する下り信号のデータ部分に対する、
   ２値より大きい多値のパルス強度変調と、前記多値変調宅内装置から受信した上り信号に対する、２値より大きい多値のパルス強度復調と、のうち一方又は両方を行うとともに、
   前記多値変調宅内装置へと送信する下り信号のヘッダ部分に対する、２値のオンオフ変調と、前記２値変調宅内装置へと送信する下り信号に対する、２値のオンオフ変調と、前記２値変調宅内装置から受信した上り信号に対する、２値のオンオフ復調と、を行い、
   前記多値変調宅内装置は、前記終端装置から受信した下り信号のデータ部分に対する、
   ２値より大きい多値のパルス強度復調と、前記終端装置へと送信する上り信号に対する、
   ２値より大きい多値のパルス強度変調と、のうち一方又は両方を行うとともに、前記終端装置から受信した下り信号のヘッダ部分に対する、２値のオンオフ復調を行い、
   前記２値変調宅内装置は、前記終端装置から受信した下り信号に対する、２値のオンオフ復調と、前記終端装置へと送信する上り信号に対する、２値のオンオフ変調と、を行っており、
   前記終端装置は、複数のオンオフ変調の出力を合成することにより、２値より大きい多値のパルス強度変調を行うとともに、複数のオンオフ変調のオンオフを同一状態に同期させて出力を合成することにより、２値のオンオフ変調を行い、
   前記多値変調宅内装置は、複数のオンオフ変調の出力を合成することにより、２値より大きい多値のパルス強度変調を行う
   ことを特徴とする光アクセスシステム。

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