JPH04505531A - 光ネットワーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光ネットワーク 本発明は光ネットワークに関し、主に高忠実度テレビジョン（ＨＤＴＶ）信号を 伝送する広帯域受動光ネットワーク（ｂｒｏａｄ　ｂａｎｄ　ｐａｓｓｉｖｅ　 ｏｐｔｉｃａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ）　（ＢＰＯＮ）に関する。

枝構造のＢＰＯＮを使用してエンコードされた信号を送信端局（ｈｅａｄ　ｅｎ ｄ　５ｔａｔｉｏｎ）から多数のカスタマ−局（ｃｕｓｊ。

ｍｔｒ　５ｔａｔｉｏｎ）に伝送する方法は良く知られている。この様なシステ ムを標準的な忠実度ＰＡＬテレビジョンを伝送するために使用することが提案さ れた。ＢＰＯＮｓに提案された技術標準は、送信端局からカスタマ−局への最大 電力損失を２６ＤＢとする必要がある。放射時に零ｄＢｍで、この電力の概算値 は、３２チヤンネルの標準忠実度ＰＡＬが標準的技術を使用して伝送するときに 適切な値である。しかしＨＤＴＶは従来のテレビジョンチャンネルより非常に広 い帯域を必要とし、従って従来のＢＰＯＮに関する電力概算値内では、僅か数チ ャンネルを適合することのみが可能である。ＰＡＬからＨＤＴＶへの移行に従っ て技術が発展するにつれ、視聴者に利用できるチャンネルの数の増殖が期待され ている。従って、１６より少ないチャンネルを伝送できる光学システムは、ケー ブルネットワークのオペレータには受け入れられないことが十分考えられる。

”ローカルネットワーク内のビデオ分散に適用されるＲＦｖルチプレックス技術 ”　（ＥＣ０Ｃ８７丁ｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｇｅｓｔ、ｖｏｆ　ＩＩ、ｐａｇ ｅｓ　１２２−１２５；　Ｒ，０ｌｓｈａｎｓｋｙ：　’ＲＦ　ｍｕｌｔｉｐｌ ｅｘｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｖｉｄｅｏ　ｄｉｓ ｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｉｎ　！ｏｃａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ’　）には、ヘッド ステーション内のサブキャリアマルチプレクシング（ｓｕｂ−ｃｒｒｉｅｒ　ｍ ｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を、光ネットワークにビデオ信号を分散するために使 用することが開示されている。

０１ｓｈｉｎｓｋｙシステムにおいて、マイクロ波周波数で動作する多数の電圧 制御発振器は直接的に周波数変調される。

発振器の出力は結合器（ｃｏｍｂｉｎｅｒ）で結合され、この結合器の出力は送 信レーザを強度変調するのに使用され、０１ｓｈａｎｓｋｙは、広帯域（１５Ｇ Ｈｚ）装置を遠隔ターミナルの検出器として参照した。このような送信端（ｈｅ ｉｄ−ｅｎｄ）の送信スペクトルには、”チャープ（ｃｈｉｒｐ）”として技術 者に知られている特徴があるために、０ｌｓｈａｎｓｋｙの送信端構成によって 、コヒーレントなヘテロダインシステムをカスタマ−局に使用することは不可能 である。

この問題はこの発明システムにより解決できる。即ち、この発明は、光を送信端 レーザから受信して、それを送信信号で変調する外部変調器を用いる。

”将来の広帯域通信ネットワークにおけるコヒーレントなマルチキャリア技術” 　（ＥＣ０Ｃ８７，Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｇｅｓｊ、ＶｏｌＩＩＩ、ｐｉｅ ｓ　７９−８７；Ｃ，Ｂａａｃｋ　ｅｊ　ａｌ、　：’Ｃｏｈｅｒｅ＋＋ｔ　ｍ ｕｌｔｉｅａｒｒｉｅｒ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｉｎ　ｊｕｊｕｒｅｂｒｏａ ｄｂａｎｄ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｊｉｏｎ　ｎｅｊｗｏｒｋｓ’　）が知られて おり、これはｌ５ＤＮサービス、広帯域通信サービス、ビデオ電話、ＨＤＴＶの ような広帯域分散型サービスなどを、一つのファイバーを介して客先に各々提供 する。ヘッドステーションは分離したファイバーをファイバーネットワークに送 信される各波長に使用し、そしてカスタマ−局はヘテロダイン検出器を使用する 。カスタマ−局からのアップストリーム送信は、分離した光・電気コンバータの 出力をカスタマ−局のファイバーカプラー（ｆｉｂｒｅ　ｃｏｕｐｌｅｒ）に供 給し、そして各カスタマ−に対して、送信端局の各カプラーからの出力を各光・ 電気コンバータに供給することにより得られる。

この発明は、送信端局からの信号を複数のカスタマ−局に分散するシステムであ り、このシステムは次の構成要素を具備する。即ち、 周波数ｆ。を有する送信端光源と、 この光源から光を受信するように構成され、光をｎチャンネルのサブキャリアマ ルチプレックスで変調する変調器であって、ここでｎは２より大きな整数で、ｎ チャンネルは、周波数間隔において、ｆｏから分離し、及び互いに分離した周波 数ｆ　Ｓｆ　、・・・ｆ　を有し、及び１２　ｎ 広帯域枝別れ受動光ネットワークであって、変調器の出力に接続され、送信端局 からの変調された信号を複数のカスタマ−局に分散し、各カスタマー局は局部発 振レーザを有するコヒーレント受信器を含み、ｎ個のマルチプレックスされたチ ャンネルの中で選択された一つを変調するように構成される。

この発明は、特にＨＤＴＶにとって重要な多数の効果を与える組み合わされた特 徴を有するシステムを提供する。

好適実施例において、送信端で波長マルチプレックスと単−源を使用し、これと カスタマ−局でのコヒーレントな方法が組み合わされて、電力概算値の制限範囲 を包含するチャンネルの数は著しく増加される。本発明システムでは、送信端の コストを上昇し構成を複雑にするような、送信端で使用される光源の数を過度に 増加する必要はなく、僅か一つの光源でもよい。同様に、光源のパワーを増加す る必要もない、高出力レーザを使用することは望ましくない。

なぜならそれは、コストが上昇し、その寿命を縮めるからである。本発明システ ムはコヒーレントな検出を適用するので、低周波数ヘテロダイン受信器をカスタ マ−局に使用できる。ＢＰＯＮｓに通常使用されている広帯域エンベロープ検出 器ではなく、このような受信器を使用することにより、カスタマ−局の性能を改 善できる。低周波数受信器の使用により、広帯域受信器を使用することにより実 現される感度より非常に高い感度を実現できる。帯域８０ＭＨ２の受信器で、充 分に正確にボラライズ（ｐｏｌａｒｉｓｅ）された局部発振器電力を有する振幅 偏移変調（ａｍｐｌＮｕｄｅ−ｓｈｉＨｋｅ７ｅｄ）ヘテロダインシステムの理 論的感度は、約−６０ｄＢｍである。この値は、１６のアナログＨＤＴＶ信号の チャンネルサブキャリア・マルチプレックスを包含するのに必要な４　Ｇ［の帯 域幅を有する広帯域受信器に比べ、３５０Ｂだけよい値である。実際には、この 高い電力の一部分は、チャンネル間の送信電力の実効スプリットにより消失する が、それでもこの発明システムを使用することにより１３ＤＢのオーダの電力が 更に実現される。実際に、この電力が高いことによる利点は光源の電力を減少で き、チャンネルの数を増加するために最も有効であることが理解されたが、ある 応用では、一つの送信端の送信器によりサービスされるカスタマ−の数を増加で き、又は同一のネットワークに異なる波長で他のサービスを使用できる。更に本 発明システムの利点は、各カスタマー局が局部発振レーザを有しているので、こ のシステムは、送信端から受信器へのダウンストリーム伝送の他に、カスタマ− 局から送信端へのアップストリームデータ伝送の２方向サービスを提供するよう に工夫できる。

各カスタマー局は、局部発振器レーザの周波数を制御する周波数制御手段を好適 に含み、局部発振器レーザにより出力される光の極わずかな部分を受信するよう に構成され、送信端局にアップストリーム伝送されるデータにより、局部発振器 レーザから受信された光を変調する。この周波数制御手段は周波数ｆ　を選択す るように構成され、この周波数ｆ　はデータがカスタマ−局からアップストリー ムに伝送されるときの、ダウンストリームチャンネルの周波数ｎは１６のカスタ マ−局以上であることが望ましい。

本システムは少なくとも１６のカスタマ−局を含み、送信端局の単一光源の光出 力は実質的に１ｍＷである。

本発明システムが、図面を参照してこれより詳細に説明される。

図１はブロック図； 図２は送信端局の詳細図； 図３はＨＤＴＶ信号の周波数成分のスペクトル配置を示すグラフ；及び 図４はカスタマ−局を示す図。

ＨＤＴＶ信号分散システムは送信端局１を具備し、これは受動枝別れ光フアイバ ーネットワーク（ｐａｓｓｉｖｅ　ｂｒｉｎｃｈｅｄ　ｏｐ目ｃａｔ　ｆｉｂｒ ｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ）２を介して複数のカスタマ−局３に接続される。図１は簡 単のため、単一のカスタマ−局のみが示されるが、実際には１６以上の局が単一 の送信端局に接続されている。送信端局１は単一光源を含み、この例でこの光源 には、動作波長１．５２ｎｍで１ｍＷ出力の分散型フィードバックレーザ４が提 供される。レーザ４の出力は外部のＬ　ｉＮ　Ｂ　Ｏ３変調器５に供給され、そ こで前述のサブキャリア・マルチプレックス信号により強度変調される。又は、 ポタシウム・タイタニル燐酸塩（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　ｆｉｔａｎｙｌ　ｐｈｏ ｓｐｈａｔｅ）　（ＫＴＰ）の変調器も使用できる。

変調器５の光出力の振幅は、供給される変調器信号に従って変化する。位相変調 又は周波数変調も使用できる。この例で変調信号は、全帯域幅的１０ＧＨｚを占 有する１６個のＨＤＴＶチャンネルのサブキャリアマルチプレックス信号である 。好適実施例において、チャンネルはアナログエンコードされるが、５００Ｍｂ ／ｓオーダのデータレートでデジタルにエンコードしてもよい。この場合、信号 は周波数偏移変調（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　５ｈｉｎ　ｋｅｙｉｎｇ）を使用する レーザからのキャリアに基づいてエンコードされる。

変調器５からの信号はカプラー１０を介してファイバーネットワーク２に接続さ れる。ネットワーク２は、広帯域枝別れ受動光ネットワークを具備し、このネッ トワークは各カスタマー局、及びネットワークの各ノードにある受動分割器又は カプラーに到達する単一ファイバーを有する構成を使用する。

図２においてカプラー１０は２つのファイバーに接続される２つの出力ポートを 有するものとして示され、そして枝別れしたネットワーク内の分割の第１ステー ジとして考えられる。カプラーの接続方法により、あらゆる数の出力ポートを設 けることができる。

各カスタマー局３は、コヒーレントなヘテロダイン検出システムを使用する受信 器を含む。ファイバーネットワーク２の各アームは各受信器入力でのカプラー６ に供給される。カプラー６は局部発振レーザ７から光入力を受信し、信号はネッ トワークからの入力信号と混合される。局部発振レーザ７の周波数はＡＦＣ制御 ループ８により制御され、このループ８はチャンネル選択回路９により制御され る。

ＡＦＣ制御８は所望のチャンネルを選択するために、局部発振レーザの７の周波 数を１．５２ｎｍキャリア周波数から適切な量だけオフセットされた周波数にロ ックしている。

そして、局部発振レーザ７からの信号がカプラー６への入力と混合されたとき、 低周波数へテロダイン出力が発生する。この出力は低周波数光受信器１６に供給 される。受信器１６はアナログシステムに対して約８０ＭＨｘ、又はデジタルシ ステムに対して３５０ＭＢ！の帯域幅を有する。このようなＡＳＫヘテロダイン システムは理論的に−６０ｄＢｍの最大感度を有し、実際でも−５０ｄｂｍもの 高い感度にすることができる。

受信器からのデータ出力はチャンネル選択機構にフィードバックを与えるために 使用でき、最初のチューニング（１ｕｎｉｎｇ）はエンコードされたチャンネル 識別（ｉｄｅｎ目ｆｉｃｇｔｉ。

Ｄ）を受信信号にロックすることにより達成され、このロックは実質的にＡＦＣ ループによって維持される。チューニングは局部発振器の駆動電流を変化するこ とにより達成され、与えられたチャンネルを選択するために僅かのシフトが必要 となる。

好適実施例では、デジタル変調が使用され、受信器での変調にボラライゼーショ ン拳インディベンダンス（ｐｏｌｘｒｉｓａｌｉｏｎ　１ｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃ ｅ）を提供するのが普通である。ネットワークにアナログ変調信号を搬送する必 要があるとき、ボラライゼーション争スクランブル（ｐｏｌａｒｉｓａｊｉｏｎ 　ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）が受信器で使用され、必要なボラライゼーション・イ ンディペンダンスを与える。コヒーレントな検出のボラライゼーション・スクラ ンブル技術は、”電子レター”（Ｔ、　Ｇ、Ｂｏｄｇｋｉｎｓｏｎ　ｅｔ　ａｌ 、ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ　ａｔｐａｇｅｓ　５１３づ１４　ｏｆ　Ｅｌｅｅｊｒｏ ｎｉｃｓ　Ｌｅｖｅｒｓ、　Ｖｏｌ、　２３．　Ｎｏ、　１０．７ｔｈ　ＭＢ　 １９８７）に詳細に説明されている。

各受信器は局部発振器レーザを各々含んでいるので、このシステムは、カスタマ −局から送信端局へのアップストリームデータ伝送を提供できる。図４に示され るように、各カスタマ−は変調器１１及びボラライゼーションスクランブラー１ ２を含み、変調器１１及びボラライゼーションスクランブラー１２は、レーザ７ と受信器をネットワークに結合するカプラー６の間の単−経路内に位置する。送 信端局は従来の広帯域光受信器１７及びマイクロウェーブシステムを含む。アッ プストリームデータ伝送に用いるシステムは我々の同時継続出願、番号８９１２ ０１４に説明されクレームされている。図４に示されるように、アップストリー ム伝送はダウンストリーム伝送のときと同一のファイバーで運ばれるが、行きと 帰りのファイバーを別々にカスタマ−に提供する構成も可能である。

図１ 図２ 図３ 図４ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成３年１１月２５日

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．単一の送信端局（１）から複数のカスタマー局（３）に信号を分散するシス テムであって、 周波数ｆ０を有する送信端の光源と、 前記光源（４）からの光を受信し、ｎ個のチャンネルのサブキャリア・マルチプ レックスで前記光を変調するように構成された変調器（５）と、ここでｎは２よ り大きい整数で、ｎ個のチャンネルは、周波数間隔に関して互いに分離され及び ｆ０から分離される、周波数ｆ１、ｆ２…ｆを有し、及び 広帯域受動枝別れ光ネットワーク（２）であって、前記ネットワーク（２）は前 記変調器の出力に接続され、前記送信端局（１）からの変調された信号を複数の カスタマー局（３）に分散するように構成され、各々前記カスタマー局（３）は 局部発振レーザ（７）を有するコヒーレントな受信器（６、７、８、１６）を含 み、前記ｎ個のマルチプレックスされたチャンネルの中の選択された一つを復調 するように構成され、 を具備することを特徴とする信号分散システム。
2. ２．各々前記カスタマー局は前記局部発振レーザ（７）の周波数を制御するよう に構成された周波数制御手段（８、９）と、前記局部発振レーザによる光出力の 少なくとも一部を受信し、前記局部発振レーザから受信された光を、前記送信端 局（１）へのアップストリーム送信に使用するためのデータで変調するように構 成された変調器（１３）を含み、前記周波数制御手段は周波数ｆｅを選択するよ うに構成され、ここでｆｅは、前記カスダマー局からデータがアップストリーム に送信されたときに、前記ダウンストリームチャンネルの周波数ｆ１、ｆ２…ｆ ｎとは異なる周波数である、ことを特徴とする請求項１記載のシステム。
3. ３．前記ｎは１６以上の数であることを特徴とする請求項２記載のシステム。
4. ４．前記システムは少なくとも１６のカスタマー局（３）を含み、前記送信端局 の前記光源（４）は実質的に１ｍＷの光出力を有することを特徴とする請求項１ 乃至３の一つに記載のシステム。
5. ５．前記送信端局（１）は、前記変調器（５）の出力を前記ネットワーク（３） に結合するための副屈折カプラー（１０）を有することを特徴とする請求項１乃 至４の一つに記載のシステム。
6. ６．前記送信端局は周波数ｆ′０を有する送信端光源（４）と、それに関係する 変調器（５）を含み、前記対応するサブキャリア・マルチプレックスのｎ個のチ ャンネルは、周波数間隔において互いに及びｆ０から分離され、及びｆ０、ｆ１ 、ｆ２ｆから分離された周波数を有することを特徴とする請求項１乃至５の一つ に記載のシステム。