以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明のべースバンド用の光送信装置は、RF及びベースバンド光伝送多重方式の共存伝送期間において、所定量のアイドル信号のブロックを削除して低域低減符号化を行い、64B/66B符号化及びリードソロモン符号化を行い、ベースバンド信号を送信する。
また、本発明のベースバンド用の光受信装置は、波長分離用のフィルタにより取り出されたベースバンド信号に対し、リードソロモン復号及び誤り訂正を行い、同一のビットデータが連続するビット数を検出してRF及びベースバンド光伝送多重方式の共存伝送期間を判断し、64B/66B復号及び低域低減復号を行うことで、元のベースバンド信号を復元する。
RF信号は、ベースバンド信号の全帯域のうち低周波数の帯域(90〜770MHz)の信号であり、ベースバンド信号は、低域低減符号化により、RF信号が存在する低周波数の帯域においてパワーが低下する。
これにより、RF及びベースバンドの波長多重信号を受信するRF用の光受信装置は、パワーが低下したベースバンド信号と共にRF信号を受信する。つまり、ベースバンド信号を所定の光パワーにて伝送することで、RF用の光受信装置は、RF信号を受信する際に、ベースバンド信号がRF信号の妨害にならず、所要CN比を得ることができる。
したがって、RF及びベースバンド光伝送多重方式の共存伝送期間において、べースバンド用の光受信装置は、波長分離用のフィルタを用いてベースバンド信号を受信でき、RF信号用の光受信装置は、従来どおり波長分離用のフィルタを用いることなくRF信号を受信することができる。RF信号用の光受信装置が設置されたRF信号受信宅に、RF信号の光とベースバンド信号の光とを分離するためのフィルタを追加設置することなく、RF光伝送方式からRF及びベースバンド光伝送多重方式へ移行することが可能となる。また、RF及びベースバンド光伝送多重方式からベースバンド光伝送方式へ移行することも可能となる。
〔伝送システム〕
まず、光送信装置及び光受信装置を含む伝送システムについて説明する。本発明の実施形態によるべースバンド用光送信装置及びベースバンド用光受信装置を含む伝送システムを説明する前に、RF光伝送方式を用いる従来の伝送システムについて説明する。
図1は、RF光伝送方式を用いる伝送システムの構成例を示すブロック図である。この伝送システムは、RF信号を伝送する従来のFTTHのPONシステムであり、RF用光送信装置100、光増幅器102、光スプリッタ103及びRF用光受信装置101−1,101−2を備えて構成される。
RF用光送信装置100及び光増幅器102は、CATV(ケーブルテレビ)局側の装置であり、RF用光受信装置101−1,101−2は、加入者側の装置である。RF用光受信装置101−1をRF信号受信宅A−1の装置とし、RF用光受信装置101−2をRF信号受信宅A−2の装置とする。
CATV局側のRF用光送信装置100は、周波数多重されたRF信号を入力し、光源からのコヒーレント光をRF信号で強度変調することにより、電気信号を光信号に変換する。そして、RF用光送信装置100は、強度変調した光信号をRFの光信号(波長λ1の光信号)として送信する。
光増幅器102は、RF用光送信装置100により送信されたRFの光信号を入力し、RFの光信号を光増幅し、光増幅したRFの光信号を出力する。光スプリッタ103は、光増幅器102により出力されたRFの光信号を入力し、RFの光信号を分配する。
RF信号受信宅A−1のRF用光受信装置101−1は、光スプリッタ103により分配されたRFの光信号を受信し、RFの光信号を電気信号に変換し、周波数多重されたRF信号を復元して出力する。RF信号受信宅A−2のRF用光受信装置101−2も、RF用光受信装置101−1と同様の処理を行う。
次に、本発明の実施形態によるべースバンド用光送信装置及びベースバンド用光受信装置を含む伝送システムについて説明する。図2は、RF及びベースバンド光伝送多重方式を用いる伝送システムの構成例を示す概略図である。RF及びベースバンド光伝送多重方式は、従来のRF光伝送方式から将来のベースバンド光伝送方式へ移行する過程において、従来のRF光伝送方式の次の段階であり、将来のベースバンド光伝送方式の前の段階で用いる方式である。RF及びベースバンド光伝送多重方式では、RF光伝送方式とベースバンド光伝送方式との両方式を波長多重にて実現する。
このRF及びベースバンド光伝送多重方式を用いる伝送システムは、RF信号及びベースバンド信号を伝送するFTTHのPONシステムであり、従来のRF用光送信装置100、本発明の実施形態によるべースバンド用光送信装置1、従来のRF用光受信装置101及び本発明の実施形態によるベースバンド用光受信装置2を含んで構成される。
この伝送システムは、RF用光送信装置100、べースバンド用光送信装置1、波長多重器3、光増幅器102、光スプリッタ103、RF用光受信装置101、フィルタ(波長フィルタ)4及びベースバンド用光受信装置2を備えて構成される。
RF用光送信装置100、べースバンド用光送信装置1、波長多重器3及び光増幅器102は、CATV局側の装置であり、RF用光受信装置101、フィルタ4及びベースバンド用光受信装置2は、加入者側の装置である。RF用光受信装置101を、従来のRF信号を受信するRF信号受信宅Aの装置とし、フィルタ4及びベースバンド用光受信装置2を、将来のベースバンド信号を受信するベースバンド信号受信宅Bの装置とする。
加入者側において、新たに追加されたベースバンド光伝送のサービスを希望する世帯については、従来のRF用光受信装置101を新たなベースバンド用光受信装置2に置き換え、フィルタ4を追加する。ベースバンド光伝送のサービスを希望しない世帯は、従来のRF用光受信装置101を継続して使用する。
このため、図2に示すRF及びベースバンド光伝送多重方式を用いる伝送システムでは、RF信号とベースバンド信号とを共存させ、RF用光受信装置101がRF信号を受信する際に、べースバンド信号による妨害が生じないような仕組みを備える。つまり、べースバンド用光送信装置1は、RF用光受信装置101にてRF信号の受信に支障がないように、すなわちベースバンド信号がRF信号の妨害とならないように、伝送路符号化を行う。
RF用光送信装置100は、図1に示したRF用光送信装置100と同様の処理を行うから、ここでは説明を省略する。
べースバンド用光送信装置1は、ベースバンド信号(ベースバンドの複数のストリーム)を入力して多重化し、多重化したベースバンド信号を伝送路符号化し、伝送路符号化した電気信号を光信号に変換し、ベースバンドの光信号(波長λ1とは異なる波長λ2の光信号)を送信する。
波長多重器3は、RF用光送信装置100により送信されたRFの光信号を入力すると共に、べースバンド用光送信装置1により送信されたベースバンドの光信号を入力する。そして、波長多重器3は、RFの光信号及びベースバンドの光信号を波長多重にて合波し、多重後の光信号を出力する。
光増幅器102は、波長多重器3により出力された多重後の光信号を入力し、図1に示した光増幅器102と同様に、多重後の光信号を光増幅し、光増幅した光信号を出力する。光スプリッタ103は、図1に示した光スプリッタ103と同様に、光増幅器102により出力された光信号を入力し、光信号を分配する。伝送路部分は図1と同様であり、図1の伝送路部分を変更することなく、光増幅器102及び光スプリッタ103にて増幅分配が行われるものとする。
RF信号受信宅AのRF用光受信装置101は、図1に示したRF用光受信装置101−1,101−2と同様の処理を行うから、ここでは説明を省略する。
ベースバンド信号受信宅Bのフィルタ4は、光スプリッタ103により分配された光信号(RFの光信号及びベースバンドの光信号が多重された光信号)を受信し、波長λ2の光信号のみを透過させる。フィルタ4は、波長λ2の光信号であるベースバンドの光信号をベースバンド用光受信装置2に出力する。これにより、フィルタ4にて、多重された光信号からベースバンドの光信号が取り出される。
ベースバンド用光受信装置2は、フィルタ4により出力されたベースバンドの光信号を入力し、ベースバンドの光信号を電気信号に変換し、べースバンド用光送信装置1の伝送路符号化に対応する伝送路復号を行い、元の多重化されたベースバンド信号を復元する。そして、ベースバンド用光受信装置2は、多重化されたベースバンド信号を分離して出力する。
〔べースバンド用光送信装置1〕
次に、図2に示したべースバンド用光送信装置1について説明する。図3は、べースバンド用光送信装置1の構成例を示すブロック図である。このべースバンド用光送信装置1は、多重化部10、伝送路符号化部11及びE/O(電気/光)変換部12を備えている。
多重化部10は、映像信号、音声信号及びデータ信号が格納されたパケット列で構成されるベースバンドの複数のストリーム1〜Nを入力し、ストリーム1〜Nを時分割多重する。そして、多重化部10は、論理リンクIDを付加してMACフレームを生成すると共に、アイドル信号を生成し、MACフレーム及びアイドル信号を組としたベースバンドの信号系列を伝送路符号化部11に出力する。
伝送路符号化部11は、多重化部10からMACフレーム及びアイドル信号を組としたベースバンドの信号系列を入力し、信号系列を伝送路符号化する。具体的には、伝送路符号化部11は、入力したアイドル信号のうち、誤り訂正符号化にて挿入するパリティ分(冗長分)に相当するアイドル信号を削除し、64B/66B符号化、誤り訂正符号化等を行う。そして、伝送路符号化部11は、伝送路符号化後のベースバンド信号をE/O変換部12に出力する。
ここで、伝送路符号化部11は、伝送方式としてRF及びベースバンド光伝送多重方式を採用する共存伝送期間である場合、誤り訂正符号化のためのアイドル信号を削除した後、さらに、低域低減符号化にて生成する符号の増加分(冗長分)に相当するアイドル信号を削除する。そして、伝送路符号化部11は、同一のビットデータが連続するビット数を制限するための低域低減符号化を行う。伝送路符号化部11の処理の詳細については後述する。
E/O変換部12は、伝送路符号化部11から伝送路符号化後のベースバンド信号を入力し、光源からのコヒーレント光を伝送路符号化後のベースバンド信号で強度変調することにより、電気信号を光信号に変換する。そして、E/O変換部12は、強度変調した光信号をベースバンドの光信号(波長λ2の光信号)として送信する。
(伝送路符号化部11)
次に、図3に示した伝送路符号化部11の処理について詳細に説明する。図4は、伝送路符号化部11の処理例を示すフローチャートである。図9は、伝送路符号化部11によるベースバンド光伝送方式の処理例を説明する図であり、図4のステップS401〜ステップS403及びステップS407〜ステップS410の処理を示している。図10は、伝送路符号化部11によるRF及びベースバンド光伝送多重方式の処理例を説明する図であり、図4のステップS404〜ステップS406、ステップS409及びステップS410の処理、特に低域低減符号化の処理を示している。
図4を参照して、伝送路符号化部11は、XGMII(10 Gigabit Media Independent Interface)等のインターフェースである多重化部10から、MACフレーム及びアイドル信号を組としたベースバンドの信号系列を入力する(ステップS401)。図9に示すように、この信号系列は、データリンク層の32ビットパラレルデータを単位として構成される。D0〜D3及びD4〜D7は、MACフレームのペイロード部のデータであり、8ビット×4=32ビット長にて構成される。
伝送路符号化部11は、入力した信号系列のアイドル信号のうち、誤り訂正(FEC)符号化にて挿入するパリティ分に相当するアイドル信号(誤り訂正符号化のための冗長分に相当するアイドル信号)のブロックを削除する(ステップS402)。尚、有効データであるMACフレームの最大レートは、事前に冗長度を考慮したレートに抑えられているものとする。
伝送路符号化部11は、RF信号とベースバンド信号とを共存して伝送する共存伝送期間であるか否か(共存伝送期間であるか、またはベースバンド信号を伝送するベースバンド伝送期間であるか)を判定する(ステップS403)。すなわち、伝送路符号化部11は、伝送方式がRF及びベースバンド光伝送多重方式であるか、またはベースバンド光伝送方式であるかを判定する。共存伝送期間であるか否かは予め設定される。
伝送路符号化部11は、ステップS403において、共存伝送期間であると判定した場合(ステップS403:Y)、すなわち伝送方式がRF及びベースバンド光伝送多重方式であると判定した場合、誤り訂正符号化のためのアイドル信号のブロックを削除した後のアイドル信号から、低域低減符号化にて生成する符号の増加分に相当するアイドル信号のブロックを削除する(ステップS404)。
伝送路符号化部11は、アイドル信号のブロックを削除した後の信号系列に対し、低域低減符号化を行う(ステップS405)。
図5(a)は、1→1001、0→0110符号を用いた場合の低域低減符号化を説明する図である。伝送路符号化部11は、1→1001、0→0110符号を用いた低域低減符号化により、1ビットのデータから4ビットの符号を生成する。具体的には、伝送路符号化部11は、ビットデータ「0」を「0110」に符号化し、ビットデータ「1」を「1001」に符号化する。
図10に示すように、1→1001、0→0110符号を用いた低域低減符号化により、8ビット長のデータD0が32ビット長のデータS0〜S3に、8ビット長のデータD1が32ビット長のデータS4〜S7に符号化され、データ長が4倍に増加する。
これにより、図5(a)の低域低減符号化にて、伝送速度が0.25倍に低下する代わりに、最大ラン長(同じビットデータが続く最大のビット長)を2に抑えることができ、周波数領域において低域成分が抑制される。
図6(a)は、3B4B符号を用いた場合の低域低減符号化を説明する図である。伝送路符号化部11は、3B4B符号を用いた低域低減符号化により、3ビットのデータから4ビットの符号を生成する。具体的には、伝送路符号化部11は、ビットデータ「000」を「0100」または「1011」に符号化し、ビットデータ「001」を「1001」に符号化する。他のビットデータについては、図6(a)に示すとおりである。
これにより、図6(a)の低域低減符号化にて、伝送速度が0.75倍に低下する代わりに、最大ラン長を5に抑えることができ、周波数領域において低域成分が抑制される。
尚、図5(a)及び図6(a)に示した低域低減符号化の処理は一例であり、他の処理を用いることができる。伝送路符号化部11は、図5(a)及び図6(a)に示した低域低減符号化の処理の代わりに、例えば1ビットデータの後に1ビットの反転ビットを加える処理を行うようにしてもよいし、8B/10B符号化の処理を行うようにしてもよい。
ここで、低域低減符号化により、符号化前のビットデータに冗長ビットが挿入されることになるから、伝送レートが低下してしまう。しかし、後述する図17及び図18(c)において、加入者側の全ての受信宅がベースバンド信号受信宅に置き換わり、ベースバンド光伝送方式へ完全移行したときには、後述するべースバンド用光送信装置1は、低域低減符号化を行わない。これにより、10GE−PON伝送路符号化の形式にて伝送するベースバンド光伝送方式へ完全移行したときに、伝送レートを増加させることができ、元の伝送レートに戻すことができる。
図4に戻って、伝送路符号化部11は、ステップS405の後、低域低減符号化後の信号に対し、64B/66B符号化を行う(ステップS406)。
一方、伝送路符号化部11は、ステップS403において、RF信号とベースバンド信号とが共存する共存伝送期間でないと判定した場合(ステップS403:N)、すなわち伝送方式がベースバンド光伝送方式であると判定した場合、誤り訂正符号化のためのアイドル信号のブロックを削除した後の信号に対し、64B/66B符号化を行う(ステップS407)。
伝送路符号化部11は、64B/66B符号化後の信号に対し、自己同期型スクランブル(生成多項式:x^57+x^19+1)を行う(ステップS408)。
伝送路符号化部11は、ステップS406またはステップS408から移行して、64B/66B符号化後の信号またはスクランブル後の信号に対し、ヘッダを付加する処理及び「0」をパディングする処理等を行う。そして、伝送路符号化部11は、ヘッダを付加する処理等後の信号に対し、リードソロモン符号化を行う(ステップS409)。そして、伝送路符号化部11は、リードソロモン符号化後の信号に対し、64ビットの元となる2バイトにデータのみが含まれる場合、同期ヘッダとして「01」を付加し、制御信号が含まれる場合は、同期ヘッダとして「10」を付加する(図9及び図10を参照)。
伝送路符号化部11は、伝送路符号化後のベースバンド信号をE/O変換部12に出力する(ステップS410)。
尚、図9に示した信号の流れ及び図10の点線で示した枠内の信号の流れの詳細については、10GE−PON伝送路符号化を説明する「IEEE802.3av−2009 76.3.2.4.3」の規格を参照されたい。
以上のように、本発明の実施形態のべースバンド用光送信装置1は、RF及びベースバンド光伝送多重方式、及びベースバンド光伝送方式に用いられ、伝送路符号化部11は、MACフレーム及びアイドル信号を組とするベースバンドの信号系列を伝送路符号化する際に、RF及びベースバンド光伝送多重方式が用いられる共存伝送期間の場合、アイドル信号のうち、低域低減符号化にて生成する符号の増加分に相当するアイドル信号のブロックを削除し、低域低減符号化を行い、64B/66B符号化及びリードソロモン符号化を行い、伝送路符号化したベースバンド信号を出力する。また、伝送路符号化部11は、ベースバンド光伝送方式が用いられる共存伝送期間でない場合、64B/66B符号化、スクランブル及びリードソロモン符号化を行い、伝送路符号化したベースバンド信号を出力する。そして、CATV局側からRFの光信号とベースバンドの光信号とが波長多重された光信号が送信される。
波長多重された光信号に含まれるRF信号は、ベースバンド信号の全帯域のうち低周波数の帯域(90〜770MHz)の信号である。ベースバンド信号は、伝送路符号化部11にて低域低減化されることにより、RF信号が存在する低周波数の帯域においてパワーが低減する。
これにより、RF及びベースバンドの波長多重信号を受信するRF用光受信装置101は、パワーが低減したベースバンド信号と共にRF信号を受信する。つまり、ベースバンド用光送信装置1のE/O変換部12にて、ベースバンドの光信号のパワーを調整し、ベースバンド信号を所定の光パワーにて伝送することで、RF用光受信装置101は、RF信号を受信する際に、ベースバンド信号がRF信号の妨害にならず、所要CN比を得ることができる。
したがって、RF用光受信装置101が設置されたRF信号受信宅Aに、RF信号の光とベースバンド信号の光とを分離するための波長フィルタを追加設置することなく、RF及びベースバンド光伝送多重方式を実現することができる。つまり、RF光伝送方式からRF及びベースバンド光伝送多重方式へ移行することが可能となる。また、べースバンド用光送信装置1は、ベースバンド光伝送方式にも対応しているから、RF及びベースバンド光伝送多重方式からベースバンド光伝送方式へ移行することが可能となる。
〔ベースバンド用光受信装置2〕
次に、図2に示したベースバンド用光受信装置2について説明する。図7は、ベースバンド用光受信装置2の構成例を示すブロック図である。このベースバンド用光受信装置2は、O/E(光/電気)変換部20、伝送路復号部21及び分離部22を備えている。
O/E変換部20は、フィルタ4からベースバンドの光信号(波長λ2の光信号)を入力し、フォトダイオードにより光信号を電気信号に変換し、電気信号を伝送路復号部21に出力する。
伝送路復号部21は、O/E変換部20から電気信号を入力し、電気信号であるベースバンド信号を伝送路符号化する。具体的には、伝送路復号部21は、ベースバンド信号に対し、同期処理、誤り訂正復号及び64B/66B復号等を行う。そして、伝送路復号部21は、伝送路復号後の復号信号を分離部22に出力する。
ここで、伝送路復号部21は、「0」または「1」の同一ビットデータが連続するビット数(同一ビット連続数)を検出する。そして、伝送路復号部21は、同一ビット連続数に基づいて、低域低減符号化が行われている共存伝送期間であるか否か(伝送方式がRF及びベースバンド光伝送多重方式であるか、またはベースバンド光伝送方式であるか)を判断する。伝送路復号部21は、伝送方式としてRF及びベースバンド光伝送多重方式を採用する共存伝送期間である場合、低域低減復号を行う。伝送路復号部21の処理の詳細については後述する。
分離部22は、伝送路復号部21から復号信号を入力し、復号信号に含まれる複数のストリーム1〜Nから所定のストリームを選局(分離)し、選局したベースバンドのストリームを出力する。
(伝送路復号部21)
次に、図7に示した伝送路復号部21の処理について詳細に説明する。図8は、伝送路復号部21の処理例を示すフローチャートである。図11は、伝送路復号部21によるベースバンド光伝送方式の処理例を説明する図であり、図8のステップS801〜ステップS805及びステップS808〜ステップS810の処理を示している。図12は、伝送路復号部21によるRF及びベースバンド光伝送多重方式の処理例を説明する図であり、図8のステップS801〜ステップS807及びステップS810の処理、特に低域低減復号の処理を示している。
図8を参照して、伝送路復号部21は、O/E変換部20から電気信号を入力し(ステップS801)、同期処理を行い(ステップS802)、同期ヘッダを削除する処理及び「0」をパディングする処理を行う(図11を参照)。
伝送路復号部21は、同期処理等後の信号に対し、図4のステップS409に対応するリードソロモン復号及び誤り訂正を行う(ステップS803)。そして、伝送路復号部21は、ブロック分割、65ビットから66ビットへのブロック変換、及びヘッダ「01」の削除を行う(図11を参照)。
伝送路復号部21は、リードソロモン復号及び誤り訂正後の信号に対し、「0」または「1」の同一ビット連続数の最大値(最大ラン長)を検出し(ステップS804)、同一ビット連続数の最大値が所定値xよりも小さいか否かを判定する(ステップS805)。
例えば、低域低減符号が1→1001、0→0110符号の場合、同一ビット連続数の最大値は2であるから、予め設定された所定値x=3が用いられる。また、低域低減符号が3B4B符号の場合、同一ビット連続数の最大値は5であるから、予め設定された所定値x=6が用いられる。
この場合、伝送路復号部21は、同一ビット連続数の最大値に応じて、低域低減符号を特定するようにしてもよい。伝送路復号部21は、同一ビット連続数の最大値が2の場合、低域低減符号が1→1001、0→0110符号であると特定する。また、伝送路復号部21は、同一ビット連続数の最大値が5の場合、低域低減符号が3B4B符号であると特定する。
伝送路復号部21は、ステップS805において、同一ビット連続数の最大値が所定値xよりも小さいと判定した場合(ステップS805:Y)、低域低減符号化が行われている共存伝送期間、すなわち伝送方式がRF及びベースバンド光伝送多重方式であると判断する。そして、伝送路復号部21は、リードソロモン復号及び誤り訂正等を行った信号に対し、図4のステップS406に対応する64B/66B復号を行う(ステップS806)。
伝送路復号部21は、64B/66B復号後の信号に対し、図4のステップS405に対応する低域低減復号(低域低減符号による復号)を行う(ステップS807)。
図5(b)は、1→1001、0→0110符号を用いた場合の低域低減復号を説明する図である。伝送路復号部21は、1→1001、0→0110符号を用いた低域低減復号により、4ビットの符号から1ビットのデータを生成する。具体的には、伝送路復号部21は、符号「0110」をビットデータ「0」に復号し、符号「1001」をビットデータ「1」に復号し、その他の符号の場合、所定のエラー処理を行う。
図12に示すように、1→1001、0→0110符号を用いた低域低減復号により、32ビット長のデータS0〜S3が8ビット長のデータD0に、32ビット長のデータS4〜S7が8ビット長のデータD1に復号され、データ長が1/4倍に減少する。
これにより、図5(b)の低域低減復号にて、周波数領域において低域成分が抑制された符号から、元のデータが復元される。
図6(b)は、3B4B符号を用いた場合の低域低減復号を説明する図である。伝送路復号部21は、3B4B符号を用いた低域低減復号により、4ビットの符号から3ビットのデータを生成する。具体的には、伝送路復号部21は、符号「0001」をビットデータ「111」に復号し、符号「0010」をビットデータ「100」に復号する。他の符号については、図6(b)に示すとおりである。
これにより、図6(b)の低域低減復号にて、周波数領域において低域成分が抑制された符号から、元のデータが復元される。
図8に戻って、一方、伝送路復号部21は、ステップS805において、同一ビット連続数の最大値が所定値xよりも小さくないと判定した場合(ステップS805:N)、低域低減符号化が行われていない期間、すなわち伝送方式がベースバンド光伝送方式であると判断する。そして、伝送路復号部21は、リードソロモン復号及び誤り訂正等を行った信号に対し、図4のステップS408に対応するデスクランブルを行う(ステップS808)。
伝送路復号部21は、デスクランブル後の信号に対し、図4のステップS407に対応する64B/66B復号を行う(ステップS809)。
伝送路復号部21は、ステップS807またはステップS809から移行して、低域低減復号後の信号または64B/66B復号後の信号を伝送路復号後の復号信号として、分離部22に出力する(ステップS810)。図11に示すように、この復号信号は、データリンク層の32ビットパラレルデータを単位として構成される。D0〜D3及びD4〜D7は、MACフレームのペイロード部のデータであり、8ビット×4=32ビット長にて構成される。
尚、伝送路復号部21は、ステップS804及びステップS805において、同一ビット連続数の最大値を検出し、低域低減符号化が行われているか否か(伝送方式)を判断するようにした。これに対し、べースバンド用光送信装置1から低域低減符号化が行われているか否か(伝送方式)を示すデータが送信される場合には、伝送路復号部21は、当該データに基づいて、低域低減符号化が行われているか否か(伝送方式)を判断するようにしてもよい。
また、図11に示した信号の流れ及び図12の点線で示した枠内の信号の流れは、図9及び図10とは逆であり、詳細については、10GE−PON伝送路符号化を説明する「IEEE802.3av−2009 76.3.2.4.3」の規格を参照されたい。
以上のように、本発明の実施形態のベースバンド用光受信装置2は、RF及びベースバンド光伝送多重方式、及びベースバンド光伝送方式に用いられ、伝送路復号部21は、多重信号から取り出されたベースバンドの電気信号に対し、リードソロモン復号及び誤り訂正を行い、同一ビット連続数を検出する。そして、伝送路復号部21は、同一ビット連続数に基づいて、RF及びベースバンド光伝送多重方式、またはベースバンド光伝送方式を判定する。そして、伝送路復号部21は、RF及びベースバンド光伝送多重方式の場合、64B/66B復号及び低域低減復号を行い、ベースバンド光伝送装置の場合、デスクランブル及び64B/66B復号を行う。
これにより、低域低減符号化されたベースバンド信号の同一ビット連続数の最大値である最大ラン長は、低域低減符号化の種類に応じて一義的に決定されるから、伝送方式がRF及びベースバンド光伝送多重方式であるか、またはベースバンド光伝送方式であるかを判定することができる。そして、いずれの伝送方式においても、元のベースバンド信号を復元することができる。
したがって、RF光伝送方式からRF及びベースバンド光伝送多重方式へ移行することが可能となる。また、ベースバンド用光受信装置2は、ベースバンド光伝送方式にも対応しているから、RF及びベースバンド光伝送多重方式からベースバンド光伝送方式へ移行することが可能となる。
〔シミュレーション結果〕
次に、前述の低域低減符号化の効果を確認するためのシミュレーション結果について説明する。図13は、ベースバンド用光受信装置2から出力されるベースバンド信号のパワースペクトルを示す図である。横軸は周波数[GHz]であり、その分解能は10MHzである。縦軸はパワーである。後述する図14及び図15も同様である。ベースバンド光信号は、光変調度を100%としたNRZ(Non-Return-Zero)形式の光信号であり、その伝送容量は10Gbpsである。
図13に示すように、ベースバンド信号は、約0〜10GHzの帯域で送信される。RF信号は、この帯域のうち、90〜770MHzの帯域で送信される。このようなベースバンド信号に対し、べースバンド用光送信装置1にて低域低減符号化が行われることにより、90〜770MHzを含む低域の周波数帯のベースバンド信号が抑制される。
図14は、1→1001、0→0110符号化を行った場合のベースバンド信号のパワースペクトルを示す図である。図14から、RF信号が存在する90〜770MHzの帯域において、ベースバンド信号のパワーは、図13と比較して平均-8dB程度減少していることがわかる。これは、べースバンド用光送信装置1の低域低減符号化によるものである。
図15は、3B4B符号化を行った場合のベースバンド信号のパワースペクトルを示す図である。図15から、RF信号が存在する90〜770MHzの帯域において、ベースバンド信号のパワーは、図13と比較して平均-4dB程度減少していることがわかる。これも、べースバンド用光送信装置1の低域低減符号化によるものである。
図16は、ベースバンド信号の受光パワーに対するRF信号のCN比を示す図である。横軸はベースバンド信号の受光パワー(ベースバンド用光受信装置2が入力するベースバンドの光信号のパワー)[dBm]であり、縦軸はRF信号のCN比[dB]である。丸印をプロットしたグラフは、低域低減符号化なしの場合の特性を示し、四角印をプロットしたグラフは、3B/4B符号化を行った場合の特性を示し、三角印をプロットしたグラフは、1→1001、0→0110符号化を行った場合の特性を示す。RF信号の最小受光パワーは-8dBmであり、光変調度は2.5%である。
ここで、棟内伝送時の256QAM信号の所要CN比は36dBであり、10GE−PONの伝送路符号化を用いたベースバンド信号の最小受光パワーは-28.5dBmである。
ベースバンド信号に対し低域低減符号化を行わない場合、丸印をプロットしたグラフを参照して、RF信号のCN比36dBを満たすベースバンド信号の受光パワーの範囲は、-28.5dBm付近である。ベースバンド信号の最小の受光パワーは-28.5dBmであるから、RF用光受信装置101がRF信号を受信できる状態のままで、ベースバンド信号の受光パワーを上げることができない。したがって、現実的な運用を考えると、RF信号と、低域低減符号化が行われないベースバンド信号との共存伝送は困難である。
これに対し、ベースバンド信号に対し1→1001、0→0110符号を用いた低域低減符号化を行った場合、三角印をプロットしたグラフを参照して、RF信号のCN比36dBを満たす(CN比36dB以上の)ベースバンド信号の受光パワーの範囲は、-23.5dBmから-28.5dBmまである。
また、ベースバンド信号に対し3B/4B符号を用いた低域低減符号化を行った場合、四角印をプロットしたグラフを参照して、RF信号のCN比36dBを満たす(CN比36dB以上の)ベースバンド信号の受光パワーの範囲は、-25.5dBmから-28.5dBmまである。
このように、図16から、ベースバンド信号に対し低域低減符号化を行うことにより、RF信号とベースバンド信号とを共存伝送したときに、ベースバンド信号を受信可能な受光パワーの範囲が広がることがわかる。つまり、ベースバンド信号に対し低域低減符号化を行うことにより、RF用光受信装置101がRF信号を受信できる状態のままで、ベースバンド信号の受光パワーを上げることができる。
したがって、べースバンド用光送信装置1が低域低減符号化を行い、ベースバンド信号を所定の光パワーにて伝送することで、RF用光受信装置101は、フィルタを用いない状態で、ベースバンド信号による妨害を受けることなくRF信号を完全に受信することができる。また、ベースバンド用光受信装置2は、ベースバンド信号を受信することができる。
〔伝送方式の移行過程〕
次に、RF光伝送方式からベースバンド光伝送方式への移行過程について説明する。図18は、RF光伝送方式からRF及びベースバンド光伝送多重方式、ベースバンド光伝送方式への移行過程を説明する図である。
図18(a)は、従来のRF光伝送方式を用いる伝送システムの概略図であり、図1に示した伝送システムを略した図である。図18(b)は、図18(a)に示す従来のRF光伝送方式の次の段階を示しており、RF及びベースバンド光伝送多重方式を用いる伝送システムの概略図である。これは、図2に示した伝送システムを略した図である。また、図18(c)は、図18(b)に示すRF及びベースバンド光伝送多重方式の次の段階を示しており、ベースバンド光伝送方式を用いる伝送システムの概略図である。
図18(a)を参照して、RF光伝送方式を用いる伝送システムは、RF信号を送信する従来のRF用光送信装置100及びRF信号を受信する従来のRF用光受信装置101を備えて構成される。
図18(a)に示した従来のRF光伝送方式を用いる伝送システムは、図18(b)に示す次の段階の伝送システム、すなわちRF及びベースバンド光伝送多重方式を用いる伝送システムへ移行する。
図18(b)に示すRF及びベースバンド光伝送多重方式を用いる伝送システムでは、図2、図3及び図7等にて説明したとおり、RF信号とベースバンド信号とを共存伝送することが可能である。つまり、RF及びベースバンド光伝送多重方式におけるRF用光受信装置101は、フィルタを追加設置することなく、従来のRF光伝送方式におけるRF用光受信装置101の状態のままで、RF信号を受信することができる。
図18(b)に示したRF及びベースバンド光伝送多重方式を用いる伝送システムは、図18(c)に示す次の段階の伝送システム、すなわちベースバンド光伝送方式を用いる伝送システムへ移行する。
図18(c)に示すベースバンド光伝送方式を用いる伝送システムは、べースバンド用光送信装置1、フィルタ4及びベースバンド用光受信装置2,6を備えて構成される。
図17は、ベースバンド光伝送方式を用いる伝送システムの構成例を示す概略図であり、図18(c)に示した伝送システムをより詳細に表したものである。この伝送システムは、ベースバンド信号を伝送するFTTHのPONシステムであり、べースバンド用光送信装置1、光増幅器102、光スプリッタ103、フィルタ4及びベースバンド用光受信装置2,6を備えて構成される。
べースバンド用光送信装置1及び光増幅器102は、CATV局側の装置であり、フィルタ4及びベースバンド用光受信装置2,6は、加入者側の装置である。フィルタ4及びベースバンド用光受信装置2をベースバンド信号受信宅B−1の装置とし、ベースバンド用光受信装置6をベースバンド信号受信宅B−2の装置とする。
べースバンド用光送信装置1は、図2に示したべースバンド用光送信装置1であり、低域低減符号化を行わないでベースバンドの光信号を送信する。つまり、べースバンド用光送信装置1は、図4に示したステップS401〜ステップS410の処理のうちステップS403〜ステップS406の処理を行わず、ステップS401、ステップS402、ステップS407〜ステップS410の処理を行う。
尚、図17に示す伝送システムは、べースバンド用光送信装置1の代わりに、図4に示したステップS401、ステップS402、ステップS407〜ステップS410の処理のみを行うべースバンド用光送信装置を備えるようにしてもよい。
光増幅器102、光スプリッタ103、フィルタ4及びベースバンド用光受信装置2については、図2に示した装置と同じであるから、説明を省略する。
ベースバンド信号受信宅B−1のフィルタ4及びベースバンド用光受信装置2は、一つ手前のベースバンド光伝送方式の段階において設置された装置であり、ベースバンド光伝送方式の過程においても、引き続きそのまま使用することができる。
ベースバンド信号受信宅B−2のベースバンド用光受信装置6は、ベースバンド光伝送方式の段階において新たに設置される。ベースバンド用光受信装置6は、図2及び図7に示したベースバンド用光受信装置2の処理のうち、低域低減復号を除いた処理を行う。具体的には、ベースバンド用光受信装置6は、図8に示したステップS801〜ステップS810の処理のうちステップS804〜ステップS807以外の処理、すなわちステップS801〜ステップS803及びステップS808〜ステップS810の処理のみを行う。
このように、伝送方式は、図18(a)のRF光伝送方式から図18(b)のRF及びベースバンド光伝送多重方式へ移行し、そして、図18(b)のRF及びベースバンド光伝送多重方式から図18(c)のベースバンド光伝送方式へ移行することができる。つまり、RF信号を受信するRF用光受信装置101に波長フィルタを追加設置することなく、RF光伝送方式からベースバンド光伝送方式への移行が可能となる。