JPH08321807A - 増幅されたｌｅｄ送信器を有するパッシブ光ネットワーク - Google Patents
増幅されたｌｅｄ送信器を有するパッシブ光ネットワークInfo
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- JPH08321807A JPH08321807A JP3918696A JP3918696A JPH08321807A JP H08321807 A JPH08321807 A JP H08321807A JP 3918696 A JP3918696 A JP 3918696A JP 3918696 A JP3918696 A JP 3918696A JP H08321807 A JPH08321807 A JP H08321807A
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- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/27—Arrangements for networking
- H04B10/272—Star-type networks or tree-type networks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/27—Arrangements for networking
-
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- H04B10/275—Ring-type networks
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- H04B10/278—Bus-type networks
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- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 十分なパワーと広い光スペクトルの両方を備
えた光ソースを用い、光波通信システムの実行にマイナ
ス効果をもたらす光ビート干渉問題を克服することを目
的とする。 【解決手段】 本発明のパッシブ光ネットワークは光信
号を送信する光分配システムと光分配システムに連結し
た複数の光送信器を備えている。光送信器のうちの少な
くとも１個は光スペクトルを発生させる増幅発光ダイオ
ードを有し、少なくとも１個の光レシーバが光分配シス
テムに光結合しているという特徴を有している。
えた光ソースを用い、光波通信システムの実行にマイナ
ス効果をもたらす光ビート干渉問題を克服することを目
的とする。 【解決手段】 本発明のパッシブ光ネットワークは光信
号を送信する光分配システムと光分配システムに連結し
た複数の光送信器を備えている。光送信器のうちの少な
くとも１個は光スペクトルを発生させる増幅発光ダイオ
ードを有し、少なくとも１個の光レシーバが光分配シス
テムに光結合しているという特徴を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光波伝送システムに
関するものであり、特に、増幅発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）を用いた送信器を備えたパッシブ光ネットワークに
関するものである。
関するものであり、特に、増幅発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）を用いた送信器を備えたパッシブ光ネットワークに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電話アクセスネットワークにおける光フ
ァイバの利用は近年加速的に増加している。より一般的
な構成のうちの一つにはパッシブ光ネットワーク（ＰＯ
Ｎ）の使用がある。ＰＯＮの現在の世代では広帯域サー
ビス供給における改良を試みているが、この改良におい
ては可能な限り低コストで、ターゲットとなるサービス
の実際のセットに適した伝送率を提供しなくてはならな
い。アップストリームとダウンストリームトラヒックと
を分ける粗波長分割多重方式（ＷＤＭ）、時分割多重方
式（ＴＤＭ）、および副搬送波多元接続（ＳＣＭＡ）と
を一体化し、かつ、コスト効果の高い一つの広帯域ＰＯ
Ｎ構成につき、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ 第６巻、４号の５７
５ー５７８頁に載録された我々の論文「コスト効果のあ
る広帯域パッシブ光ネットワークシステムの実証」（De
monstration of a Cost-Effective, Broadband Passive
Optical Network System） において、及び、Ｔ．Ｈ．
ＷｏｏｄとＰ．Ｐ．Ｂｈｏｎ取得の米国特許Ｎｏ．５，
３１１，３４４（１９９４年５月１０日）において説明
がなされている。ＳＣＭＡ伝送システムは、いくつかの
理由により魅力あるものである。同期を必要としないこ
のシステムは、レーザの直線性をそれ程要求しない設計
が可能で、かつ非常に高いビット率までの測定を可能と
する単純な無線技術を用いている。しかしながらＳＣＭ
Ａシステムはデータチャネルに伝送されたノイズを増加
させシステムの実行に逆効果をもたらす光ビート干渉
（ＯＢＩ）に悩まされている。レーザの狭光スペクトル
が、システムの光ビート干渉によって受ける劣化を増し
てしまうため、レーザ送信器を用いることでこの問題が
悪化することになる。
ァイバの利用は近年加速的に増加している。より一般的
な構成のうちの一つにはパッシブ光ネットワーク（ＰＯ
Ｎ）の使用がある。ＰＯＮの現在の世代では広帯域サー
ビス供給における改良を試みているが、この改良におい
ては可能な限り低コストで、ターゲットとなるサービス
の実際のセットに適した伝送率を提供しなくてはならな
い。アップストリームとダウンストリームトラヒックと
を分ける粗波長分割多重方式（ＷＤＭ）、時分割多重方
式（ＴＤＭ）、および副搬送波多元接続（ＳＣＭＡ）と
を一体化し、かつ、コスト効果の高い一つの広帯域ＰＯ
Ｎ構成につき、ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ 第６巻、４号の５７
５ー５７８頁に載録された我々の論文「コスト効果のあ
る広帯域パッシブ光ネットワークシステムの実証」（De
monstration of a Cost-Effective, Broadband Passive
Optical Network System） において、及び、Ｔ．Ｈ．
ＷｏｏｄとＰ．Ｐ．Ｂｈｏｎ取得の米国特許Ｎｏ．５，
３１１，３４４（１９９４年５月１０日）において説明
がなされている。ＳＣＭＡ伝送システムは、いくつかの
理由により魅力あるものである。同期を必要としないこ
のシステムは、レーザの直線性をそれ程要求しない設計
が可能で、かつ非常に高いビット率までの測定を可能と
する単純な無線技術を用いている。しかしながらＳＣＭ
Ａシステムはデータチャネルに伝送されたノイズを増加
させシステムの実行に逆効果をもたらす光ビート干渉
（ＯＢＩ）に悩まされている。レーザの狭光スペクトル
が、システムの光ビート干渉によって受ける劣化を増し
てしまうため、レーザ送信器を用いることでこの問題が
悪化することになる。
【０００３】光ビート干渉により引起こされるペナルテ
ィを制限しようと、光スペクトルを広げる多くの試験
的、理論的試みが行われてきた。より広い光スペクトル
はうなり音に対してより広いスペクトルを導き、与えら
れた電気帯域幅内で光ビートノイズを減少させることが
出来る。レーザの光スペクトルを広げる試みの中には、
自己パルスレーザ（Ｒ．Ｊ．Ｓ．Ｂａｔｅｓ他によるＥ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ ２７，１０１４，１９９１
を参照）と、１より大きい変調指数での変調レーザ
（Ｔ．Ｈ．Ｗｏｏｄ他によるＪ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌ． １１，１６３２，１９９３を参照）
を使用するものが含まれている。理論的研究において
は、外部変調器を使用することで光位相変調を通してス
ペクトルを広げる試みについて述べている。（Ｍ．Ｎ．
Ｂａｎａｔ他によるＪ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌ． １２，１８６３，１９９４を参照）しかしな
がら、これら全ての技術には重大なる限界がある。自己
パルスレーザは光通信波長において容易に利用できるも
のではなく、また、いかなるケースについてもその信頼
性については不明確なままである。１よりも大きい光変
調指数を使用することによってパワー消費は増してしま
い、さらに、光探知器により各レーザから受取ったパワ
ーを確実にすべてほぼ等しくなるするために、伝送レー
ザのパワーには依然調整が必要である。また、外部変調
機は桁外れに高価であるという問題もある。
ィを制限しようと、光スペクトルを広げる多くの試験
的、理論的試みが行われてきた。より広い光スペクトル
はうなり音に対してより広いスペクトルを導き、与えら
れた電気帯域幅内で光ビートノイズを減少させることが
出来る。レーザの光スペクトルを広げる試みの中には、
自己パルスレーザ（Ｒ．Ｊ．Ｓ．Ｂａｔｅｓ他によるＥ
ｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ ２７，１０１４，１９９１
を参照）と、１より大きい変調指数での変調レーザ
（Ｔ．Ｈ．Ｗｏｏｄ他によるＪ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌ． １１，１６３２，１９９３を参照）
を使用するものが含まれている。理論的研究において
は、外部変調器を使用することで光位相変調を通してス
ペクトルを広げる試みについて述べている。（Ｍ．Ｎ．
Ｂａｎａｔ他によるＪ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌ． １２，１８６３，１９９４を参照）しかしな
がら、これら全ての技術には重大なる限界がある。自己
パルスレーザは光通信波長において容易に利用できるも
のではなく、また、いかなるケースについてもその信頼
性については不明確なままである。１よりも大きい光変
調指数を使用することによってパワー消費は増してしま
い、さらに、光探知器により各レーザから受取ったパワ
ーを確実にすべてほぼ等しくなるするために、伝送レー
ザのパワーには依然調整が必要である。また、外部変調
機は桁外れに高価であるという問題もある。
【０００４】発光ダイオード（ＬＥＤ）は、その非常に
少量のパワーがシングルモードファイバに連結する可能
性があるということを除けば、光ビート干渉（ＯＢＩ）
問題に対し効果的な解決をもたらす。ＬＥＤ固有の広い
光スペクトルはＯＢＩペナルティを無視出来る程のレベ
ルに出来る。また、ＬＥＤ技術は既に確立されており、
信頼性がある。例えば、Ｂｅｌｌｃｏｒｅは１６方式分
割でのＰＯＮに対し２４．４ｄＢの損失バジェットを提
案している。（引例Ｂｅｌｌｃｏｒｅ、ＴＲーＮＷＴー
０００９０９、１９９１年１２月、２ー２５頁に掲載タ
イトル「ループシステムにおけるファイバへの一般要求
とその目的」（Generic Requirements and Objectives
for Fiber in the Loop Systems ））このようなＰＯＮ
は１０ー9以下のビット誤り率で動作することが要求され
る。このビット誤り率のレベルを達成するために求めら
れる受信パワーレベルは、副搬送波変調フォーマットと
ビット率により決定される。例えば、研究者たちは、３
Ｍｂ／ｓ周波数シフトキー副搬送波データストリームが
発見されて、ー３８ｄＢｍの受信パワーレベルを必要と
すると判定した。その結果からいうと、発光ダイオード
によってファイバーに打ち込まれたパワーは−１３．６
ｄＢｍよりも大きくなる。発光ダイオードは、８５℃位
の高さの温度でＰＯＮの全寿命に渡ってこのパワーレベ
ルを提供出来なくてはならないことになる。そのような
過度な要求を満足させる発光ダイオードは存在し得ず、
さらに、光波伝送システムがそのビット率を増すにつ
れ、パワー要求をも増すこととなる。従い、ＬＥＤの制
限パワーはよりいっそうの問題をはらんでいる。
少量のパワーがシングルモードファイバに連結する可能
性があるということを除けば、光ビート干渉（ＯＢＩ）
問題に対し効果的な解決をもたらす。ＬＥＤ固有の広い
光スペクトルはＯＢＩペナルティを無視出来る程のレベ
ルに出来る。また、ＬＥＤ技術は既に確立されており、
信頼性がある。例えば、Ｂｅｌｌｃｏｒｅは１６方式分
割でのＰＯＮに対し２４．４ｄＢの損失バジェットを提
案している。（引例Ｂｅｌｌｃｏｒｅ、ＴＲーＮＷＴー
０００９０９、１９９１年１２月、２ー２５頁に掲載タ
イトル「ループシステムにおけるファイバへの一般要求
とその目的」（Generic Requirements and Objectives
for Fiber in the Loop Systems ））このようなＰＯＮ
は１０ー9以下のビット誤り率で動作することが要求され
る。このビット誤り率のレベルを達成するために求めら
れる受信パワーレベルは、副搬送波変調フォーマットと
ビット率により決定される。例えば、研究者たちは、３
Ｍｂ／ｓ周波数シフトキー副搬送波データストリームが
発見されて、ー３８ｄＢｍの受信パワーレベルを必要と
すると判定した。その結果からいうと、発光ダイオード
によってファイバーに打ち込まれたパワーは−１３．６
ｄＢｍよりも大きくなる。発光ダイオードは、８５℃位
の高さの温度でＰＯＮの全寿命に渡ってこのパワーレベ
ルを提供出来なくてはならないことになる。そのような
過度な要求を満足させる発光ダイオードは存在し得ず、
さらに、光波伝送システムがそのビット率を増すにつ
れ、パワー要求をも増すこととなる。従い、ＬＥＤの制
限パワーはよりいっそうの問題をはらんでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】パッシブ光ネットワー
クの現在の世代では広帯域サービス供給における改良を
試みているが、この改良においては可能な限り低コスト
で、ターゲットとなるサービスの実際のセットに適した
伝送率を提供しなくてはならない。ここで、ＳＣＭＡ伝
送システムは同期を必要とせず、レーザの直線性を必要
としない設計が可能で、かつ非常に高いビット率までの
測定を可能とするなど、いくつかの理由により魅力ある
システムである。しかしながら、ＳＣＭＡ伝送システム
はシステム実行に逆効果をもたらす光ビート干渉（ＯＢ
Ｉ）に悩まされている。レーザの狭光スペクトルが、シ
ステムの光ビート干渉によって受ける劣化を増してしま
うため、レーザ送信器を用いることでこの問題が悪化し
ている。光ビート干渉により引起こされるペナルティを
制限しようと、光スペクトルを広げる多くの試験的、理
論的試みが行われてきているが、いづれの技術にも重大
な限界がある。それゆえ、本発明は十分なパワーと広い
光スペクトルの両方を備えた光ソースを用いることで、
光ビート干渉問題を克服することを目的とする。
クの現在の世代では広帯域サービス供給における改良を
試みているが、この改良においては可能な限り低コスト
で、ターゲットとなるサービスの実際のセットに適した
伝送率を提供しなくてはならない。ここで、ＳＣＭＡ伝
送システムは同期を必要とせず、レーザの直線性を必要
としない設計が可能で、かつ非常に高いビット率までの
測定を可能とするなど、いくつかの理由により魅力ある
システムである。しかしながら、ＳＣＭＡ伝送システム
はシステム実行に逆効果をもたらす光ビート干渉（ＯＢ
Ｉ）に悩まされている。レーザの狭光スペクトルが、シ
ステムの光ビート干渉によって受ける劣化を増してしま
うため、レーザ送信器を用いることでこの問題が悪化し
ている。光ビート干渉により引起こされるペナルティを
制限しようと、光スペクトルを広げる多くの試験的、理
論的試みが行われてきているが、いづれの技術にも重大
な限界がある。それゆえ、本発明は十分なパワーと広い
光スペクトルの両方を備えた光ソースを用いることで、
光ビート干渉問題を克服することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した問題を解決する
ため、本発明によるパッシブ光ネットワークは、光信号
を送信する光分配システムと、光分配システムに連結し
た複数の光送信器を備えている。光送信器のうちの少な
くとも１個は光スペクトルを発生させる増幅発光ダイオ
ードを備え、また少なくとも１個の光レシーバが光分配
システムに光連結しているという特徴を有している。
ため、本発明によるパッシブ光ネットワークは、光信号
を送信する光分配システムと、光分配システムに連結し
た複数の光送信器を備えている。光送信器のうちの少な
くとも１個は光スペクトルを発生させる増幅発光ダイオ
ードを備え、また少なくとも１個の光レシーバが光分配
システムに光連結しているという特徴を有している。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は光波伝送システムの簡易図
である。この伝送システムは、１個または複数の送信器
６６から光信号を受取り、それを１個または複数のレシ
ーバ６４へと導く光分配システム６２を有している。一
般的に各送信器はシステムの仕様に合った所定の波長ウ
インドウ内で動作するレーザを一体化する。レーザが使
用される理由は、従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）のよ
うな他の光ソースとは対照的に、レーザはその出力がシ
ングルモードファイバに効果的に結合するように設計さ
れているからである。実際、個々のレシーバと送信器
は、時に、送信機能と受信機能の両方を備えたシングル
トランシーバに置き換えられる。
である。この伝送システムは、１個または複数の送信器
６６から光信号を受取り、それを１個または複数のレシ
ーバ６４へと導く光分配システム６２を有している。一
般的に各送信器はシステムの仕様に合った所定の波長ウ
インドウ内で動作するレーザを一体化する。レーザが使
用される理由は、従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）のよ
うな他の光ソースとは対照的に、レーザはその出力がシ
ングルモードファイバに効果的に結合するように設計さ
れているからである。実際、個々のレシーバと送信器
は、時に、送信機能と受信機能の両方を備えたシングル
トランシーバに置き換えられる。
【０００８】光分配システム６２は光波長を適切に送信
することにより、送信器とレシーバが光結合するのを助
ける。この分配システムにおいては、光ファイバとコネ
クタ同様、カプラ、スプリッタ、波長分割多重（ＷＤ
Ｍ）装置のようなパッシブコンポーネントを備えてい
る。また、光増幅器や波長シフト装置のような活性装置
も分配システム６２において使用する。図２は、スター
カプラ８０が光分配システムとして働く光波伝送システ
ムの簡易図である。全図面において同参照番号は同部品
に当たる。個々の送信器、レシーバ、トランシーバ８１
はそれぞれスターカプラ８０の異なるポートに連結され
る。
することにより、送信器とレシーバが光結合するのを助
ける。この分配システムにおいては、光ファイバとコネ
クタ同様、カプラ、スプリッタ、波長分割多重（ＷＤ
Ｍ）装置のようなパッシブコンポーネントを備えてい
る。また、光増幅器や波長シフト装置のような活性装置
も分配システム６２において使用する。図２は、スター
カプラ８０が光分配システムとして働く光波伝送システ
ムの簡易図である。全図面において同参照番号は同部品
に当たる。個々の送信器、レシーバ、トランシーバ８１
はそれぞれスターカプラ８０の異なるポートに連結され
る。
【０００９】図３（ａ）および図３（ｂ）は、バスが光
分配システムとして動作する、他のシステム構成例であ
る。図３（ａ）のシステムはバスネットワークに当た
り、図３（ｂ）はリングネットワークに当たる。本発明
の範囲を逸脱することなく、数多くの異なる光分配シス
テムを用いたおびただしい数の他伝送システム構成にお
いても本発明を具体化できることは当業者にとって明ら
かである。
分配システムとして動作する、他のシステム構成例であ
る。図３（ａ）のシステムはバスネットワークに当た
り、図３（ｂ）はリングネットワークに当たる。本発明
の範囲を逸脱することなく、数多くの異なる光分配シス
テムを用いたおびただしい数の他伝送システム構成にお
いても本発明を具体化できることは当業者にとって明ら
かである。
【００１０】光波伝送システムの特有のタイプとして、
加入者回線に光ファイバーを用いたパッシブ光ネットワ
ークが知られている。このようなシステムは時に「ファ
イバ・ツウ・ザ・ホームまたはカーブ」（ＦＴＴＨまた
はＦＴＴＣ）構成を用いている。これにおいては１つま
たは複数のトランスポート光ファイバーが、ネットワー
クのヘッドエンドターミナル（ＨＤＴ）の交換局または
中央局を、ネットワークのリモートエンドで光ネットワ
ークユニット（ＯＮＵ）を機能させるパッシブコンポー
ネント（例えばスターカプラ）だけを備えた光分配シス
テムに連結させる。これまで加入者と交換局または中央
局との間の通信を管理するための数多くの方策が提示さ
れてきた。提示された多元接続の方策の多くは、時分割
多元接続方式（ＴＤＭＡ）、波長分割多元接続方式（Ｗ
ＤＭＡ）、副搬送波多元接続方式（ＳＣＭＡ）のような
シングル多重方式技術を伴うものである。
加入者回線に光ファイバーを用いたパッシブ光ネットワ
ークが知られている。このようなシステムは時に「ファ
イバ・ツウ・ザ・ホームまたはカーブ」（ＦＴＴＨまた
はＦＴＴＣ）構成を用いている。これにおいては１つま
たは複数のトランスポート光ファイバーが、ネットワー
クのヘッドエンドターミナル（ＨＤＴ）の交換局または
中央局を、ネットワークのリモートエンドで光ネットワ
ークユニット（ＯＮＵ）を機能させるパッシブコンポー
ネント（例えばスターカプラ）だけを備えた光分配シス
テムに連結させる。これまで加入者と交換局または中央
局との間の通信を管理するための数多くの方策が提示さ
れてきた。提示された多元接続の方策の多くは、時分割
多元接続方式（ＴＤＭＡ）、波長分割多元接続方式（Ｗ
ＤＭＡ）、副搬送波多元接続方式（ＳＣＭＡ）のような
シングル多重方式技術を伴うものである。
【００１１】現在使用されているパッシブ光ネットワー
ク（ＰＯＮ）は音声電話サービス（１回線当り６４ｋｂ
／ｓ）のみ提供するのに十分な狭帯域サービスを提供し
ている。このような第一世代のＰＯＮで使用されている
多元接続方式の技術はＴＤＭＡであり、この技術におい
ては、ネットワークのリモートエンドに設置され、一加
入者または複数の加入者個人個人に提供を行う各ＯＮＵ
は、独自のタイムスロットで中央局（またはリモートタ
ーミナル）へ送信を行う。光損失バジェットと打ち込み
パワーの変化が各々のＯＮＵから受取る中央局の光パワ
ーに大きな変化をもたらすため、ＰＯＮの多元接続は困
難である。加え、個々のＯＮＵと中央局との間のパス長
には大きな差があり、これらのパス長は熱膨張、縮小の
ために、時間で変化してしまう。ＴＤＭＡ ＰＯＮにお
き、個々のＯＮＵから送信された信号は、中央局に確実
に非オーバーラップ時間に到着するよう慎重に同期され
られる。そしてこの同期は間断なく再調整されねばなら
ない。ＰＯＮのＴＤＭＡに伴うこれらの問題は、アドバ
ンスト光レシーバデザインを用いることで狭帯域アプリ
ケーションにつき克服されている。これについてはＹ．
Ｏｔａ他による「高スピード、バーストモード、パケッ
ト可能光レシーバ、及び光バス動作における即時クロッ
ク回復」（High-Speed,Burst-Mode,Packet-Capable Opt
ical Receiver and Instantaneous Clock Recovery for
Optical Bus Operation）Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌ．１２，３２５（１９９４年）において開
示されている。複雑な通信プロトコルが、中央局とＯＮ
Ｕ間のＴＤＭＡ ＰＯＮに導入され、これらの問題を軽
減た、とはいえ、ビット率が増すにつれＴＤＭＡ ＰＯ
Ｎに伴う問題の解決はもっと難しくなるであろう。この
ことから代替多元接続技術が望ましいと言える。
ク（ＰＯＮ）は音声電話サービス（１回線当り６４ｋｂ
／ｓ）のみ提供するのに十分な狭帯域サービスを提供し
ている。このような第一世代のＰＯＮで使用されている
多元接続方式の技術はＴＤＭＡであり、この技術におい
ては、ネットワークのリモートエンドに設置され、一加
入者または複数の加入者個人個人に提供を行う各ＯＮＵ
は、独自のタイムスロットで中央局（またはリモートタ
ーミナル）へ送信を行う。光損失バジェットと打ち込み
パワーの変化が各々のＯＮＵから受取る中央局の光パワ
ーに大きな変化をもたらすため、ＰＯＮの多元接続は困
難である。加え、個々のＯＮＵと中央局との間のパス長
には大きな差があり、これらのパス長は熱膨張、縮小の
ために、時間で変化してしまう。ＴＤＭＡ ＰＯＮにお
き、個々のＯＮＵから送信された信号は、中央局に確実
に非オーバーラップ時間に到着するよう慎重に同期され
られる。そしてこの同期は間断なく再調整されねばなら
ない。ＰＯＮのＴＤＭＡに伴うこれらの問題は、アドバ
ンスト光レシーバデザインを用いることで狭帯域アプリ
ケーションにつき克服されている。これについてはＹ．
Ｏｔａ他による「高スピード、バーストモード、パケッ
ト可能光レシーバ、及び光バス動作における即時クロッ
ク回復」（High-Speed,Burst-Mode,Packet-Capable Opt
ical Receiver and Instantaneous Clock Recovery for
Optical Bus Operation）Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔ
ｅｃｈｎｏｌ．１２，３２５（１９９４年）において開
示されている。複雑な通信プロトコルが、中央局とＯＮ
Ｕ間のＴＤＭＡ ＰＯＮに導入され、これらの問題を軽
減た、とはいえ、ビット率が増すにつれＴＤＭＡ ＰＯ
Ｎに伴う問題の解決はもっと難しくなるであろう。この
ことから代替多元接続技術が望ましいと言える。
【００１２】一つの代替技術には、各ＯＮＵが異なる波
長を伝送する波長分割多元接続（ＷＤＭＡ）がある。し
かし、現在においてこのアプローチは、シングル周波数
レーザや波長送信装置のような部品が高価なため、ファ
イバ・ツウ・ザ・ホームやファイバ・ツウ・ザ・カーブ
での利用は経済的ではない。
長を伝送する波長分割多元接続（ＷＤＭＡ）がある。し
かし、現在においてこのアプローチは、シングル周波数
レーザや波長送信装置のような部品が高価なため、ファ
イバ・ツウ・ザ・ホームやファイバ・ツウ・ザ・カーブ
での利用は経済的ではない。
【００１３】副搬送波多元接続（ＳＣＭＡ）と呼ばれる
第三の多元接続技術においては、各ＯＮＵでレーザを駆
動する電流は、副搬送波周波数として知られる無線周波
数にて変調される。光レシーバに後続する電気バンドパ
スフィルタを使用して、中央局で信号を分けらることが
出来るよう、各ＯＮＵは割り当てられた異なる副搬送波
周波数を有している。望めば、各ＯＮＵは複数の副搬送
波周波数を使用することも可能である。周波数シフトキ
ーイング（ＦＳＫ）、位相シフトキーイング（ＰＳ
Ｋ）、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）のような標準的
無線技術は、各ＯＮＵで副搬送波を変調するのに用いら
れ、こうしてデータを伝送する。ＳＣＭＡ技術はＴＤＭ
Ａネットワークの同期問題を回避し、かつ、低コスト無
線周波数電子技術を利用出来ることから、ＷＤＭＡより
もコスト効果は高い。
第三の多元接続技術においては、各ＯＮＵでレーザを駆
動する電流は、副搬送波周波数として知られる無線周波
数にて変調される。光レシーバに後続する電気バンドパ
スフィルタを使用して、中央局で信号を分けらることが
出来るよう、各ＯＮＵは割り当てられた異なる副搬送波
周波数を有している。望めば、各ＯＮＵは複数の副搬送
波周波数を使用することも可能である。周波数シフトキ
ーイング（ＦＳＫ）、位相シフトキーイング（ＰＳ
Ｋ）、振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）のような標準的
無線技術は、各ＯＮＵで副搬送波を変調するのに用いら
れ、こうしてデータを伝送する。ＳＣＭＡ技術はＴＤＭ
Ａネットワークの同期問題を回避し、かつ、低コスト無
線周波数電子技術を利用出来ることから、ＷＤＭＡより
もコスト効果は高い。
【００１４】しかしながら、光波伝送システム、特にＳ
ＣＭＡ ＰＯＮにおいて発生する１つの問題は、光ビー
ト干渉（ＯＢＩ）である。波長のスペースの接近した２
つの光信号が、ある１個のレシーバの同光検出器に同時
に入射すると常にＯＢＩが起こる。２つの信号のビート
は、２信号間の周波数差に等しい電気周波数で出力を生
じさせる。ビートの周波数がデータチャネルの電気帯域
幅内で落ちる場合、ノイズがデータチャネルに加えられ
る。波長スペースが接近した多くの送信器を用いるＰＯ
Ｎにおいて、ＯＢＩは特に重要な問題となる。さらにこ
の問題は、非常に狭い光スペクトルを放射する送信器を
使用すると特に深刻なものとなる。これは一般にレーザ
が用いられる場合において言える。
ＣＭＡ ＰＯＮにおいて発生する１つの問題は、光ビー
ト干渉（ＯＢＩ）である。波長のスペースの接近した２
つの光信号が、ある１個のレシーバの同光検出器に同時
に入射すると常にＯＢＩが起こる。２つの信号のビート
は、２信号間の周波数差に等しい電気周波数で出力を生
じさせる。ビートの周波数がデータチャネルの電気帯域
幅内で落ちる場合、ノイズがデータチャネルに加えられ
る。波長スペースが接近した多くの送信器を用いるＰＯ
Ｎにおいて、ＯＢＩは特に重要な問題となる。さらにこ
の問題は、非常に狭い光スペクトルを放射する送信器を
使用すると特に深刻なものとなる。これは一般にレーザ
が用いられる場合において言える。
【００１５】ＯＢＩのマイナス効果は、狭いスペクトル
を有するレーザとは対照的な、本質的に広い光スペクト
ルを有する光ソースを備えた送信器を用いることで克服
することが出来る。発光ダイオード（ＬＥＤ）は広い光
スペクトルを供給するが、最近までＬＥＤの出力パワー
は低すぎシングルモードファイバに打ち込みされること
が出来ず、それゆえＬＥＤはＰＯＮに対しては実用的な
ものではなかった。しかしながら、ＰＯＮに利用される
際に十分な高出力を提供する増幅ＬＥＤが、本願と同
日、米国特許庁に提出された米国出願シリアルＮｏ．
［ＫーＹ ＬＩＯＵ−９］、タイトル「広スペクトルと
ハイパワー光出力を備えた半導体光ソース」(Semicondu
ctor Light Source Having a Spectrally Broad, High
Power Optical Output) において開示されている。増幅
ＬＥＤのピーク波長はシステム要求に応じ選択されるべ
きである。例えば、光波伝送システムに共通に用いられ
た２つの波長は１．３ミクロンと１．５５ミクロンであ
る。
を有するレーザとは対照的な、本質的に広い光スペクト
ルを有する光ソースを備えた送信器を用いることで克服
することが出来る。発光ダイオード（ＬＥＤ）は広い光
スペクトルを供給するが、最近までＬＥＤの出力パワー
は低すぎシングルモードファイバに打ち込みされること
が出来ず、それゆえＬＥＤはＰＯＮに対しては実用的な
ものではなかった。しかしながら、ＰＯＮに利用される
際に十分な高出力を提供する増幅ＬＥＤが、本願と同
日、米国特許庁に提出された米国出願シリアルＮｏ．
［ＫーＹ ＬＩＯＵ−９］、タイトル「広スペクトルと
ハイパワー光出力を備えた半導体光ソース」(Semicondu
ctor Light Source Having a Spectrally Broad, High
Power Optical Output) において開示されている。増幅
ＬＥＤのピーク波長はシステム要求に応じ選択されるべ
きである。例えば、光波伝送システムに共通に用いられ
た２つの波長は１．３ミクロンと１．５５ミクロンであ
る。
【００１６】増幅ＬＥＤは、レーザとＬＥＤの両方とは
多くの点で異なる。例えば、レーザからの出力は、個別
の、レーザ空胴の長さにより限定される比較的狭い縦方
向モードから成る。これと対照的に、増幅ＬＥＤは、用
いられる活性体のゲイン特性によって限定される比較的
広いスペクトルを有している。図４（ａ）と図４（ｂ）
はそれぞれ典型的なレーザ、および増幅ＬＥＤからのス
ペクトル出力を示している。
多くの点で異なる。例えば、レーザからの出力は、個別
の、レーザ空胴の長さにより限定される比較的狭い縦方
向モードから成る。これと対照的に、増幅ＬＥＤは、用
いられる活性体のゲイン特性によって限定される比較的
広いスペクトルを有している。図４（ａ）と図４（ｂ）
はそれぞれ典型的なレーザ、および増幅ＬＥＤからのス
ペクトル出力を示している。
【００１７】また、増幅ＬＥＤは従来のＬＥＤとは異な
る構造を有している。特に、Ｌｉｏｕの上記参照特許出
願で述べているように、増幅ＬＥＤは従来のＬＥＤを定
義する光放射部分と、光放射部分とは分かれた増幅器部
分とを備えている。光ファイバー、または導波管により
光放射部分が増幅器部分に連結される。一方、従来のＬ
ＥＤは分離した増幅器部分を備えていない。本発明で用
いた増幅ＬＥＤは、その光出力をシングルモードファイ
バーに適切に連結することが出来るものであり、前述、
Ｌｉｏｕの特許出願で示した増幅ＬＥＤもこのように動
作出来るものである。
る構造を有している。特に、Ｌｉｏｕの上記参照特許出
願で述べているように、増幅ＬＥＤは従来のＬＥＤを定
義する光放射部分と、光放射部分とは分かれた増幅器部
分とを備えている。光ファイバー、または導波管により
光放射部分が増幅器部分に連結される。一方、従来のＬ
ＥＤは分離した増幅器部分を備えていない。本発明で用
いた増幅ＬＥＤは、その光出力をシングルモードファイ
バーに適切に連結することが出来るものであり、前述、
Ｌｉｏｕの特許出願で示した増幅ＬＥＤもこのように動
作出来るものである。
【００１８】図５は、レーザ送信機よりもむしろ増幅Ｌ
ＥＤを用いることでＯＢＩ削減が可能となる配列図であ
る。この配列においては３つの光ソース７０、７１、７
２を用いている。光ソース７０と７１は従来のＰＯＮで
使用しているようなレーザであり、光ソース７２は前述
Ｌｉｏｕの特許出願にて公開された増幅ＬＥＤである。
レーザ７０は１２０Ｍｈｚの副搬送波周波数上で３Ｍｂ
／ｓ擬似ランダム周波数シフトキーデータストリームを
伝える。レーザ７０からの光はレーザ７１と増幅ＬＥＤ
７２からの干渉光信号と結合する前に可変光減衰器７３
を通る。光減衰器７３は信号、干渉チャネルの相対強度
調節に用いられる。実際のＰＯＮは、様々な光ソースと
光レシーバとの間の打ち込みパワーと損失バジェットに
数多くのバリエーションを有している。ＯＢＩのマイナ
ス効果は、２つの非常に強い光ソースからの干渉が、非
常に弱いソースの副搬送波チャネルと重なる時に最も深
刻なものとなる。
ＥＤを用いることでＯＢＩ削減が可能となる配列図であ
る。この配列においては３つの光ソース７０、７１、７
２を用いている。光ソース７０と７１は従来のＰＯＮで
使用しているようなレーザであり、光ソース７２は前述
Ｌｉｏｕの特許出願にて公開された増幅ＬＥＤである。
レーザ７０は１２０Ｍｈｚの副搬送波周波数上で３Ｍｂ
／ｓ擬似ランダム周波数シフトキーデータストリームを
伝える。レーザ７０からの光はレーザ７１と増幅ＬＥＤ
７２からの干渉光信号と結合する前に可変光減衰器７３
を通る。光減衰器７３は信号、干渉チャネルの相対強度
調節に用いられる。実際のＰＯＮは、様々な光ソースと
光レシーバとの間の打ち込みパワーと損失バジェットに
数多くのバリエーションを有している。ＯＢＩのマイナ
ス効果は、２つの非常に強い光ソースからの干渉が、非
常に弱いソースの副搬送波チャネルと重なる時に最も深
刻なものとなる。
【００１９】結合した光信号は光レシーバ７５に達する
前に可変光減衰器７４を通る。もたらされる電気信号は
レシーバからの増幅ダウンストリームであり、フィルタ
７６によってフィルタされて信号チャネルを選択する。
この時、信号はＦＭ弁別器７７で復調される。この配列
では低域フィルタ７８、７９、９０を使用することで近
傍チャネル干渉を回避し、各チャネルの伝送ＲＦ帯域幅
を制限する。そして１２ＭＨｚの広いチャネルスペース
が使用される。用いられた低域フィルタは、８セクショ
ン、ベッセル応答、１．８Ｍｈｚ ３ーｄＢカットオフ
周波数を特徴とする。アイソレータはレーザ７０、７１
からのダウンストリームに配置され、誘発反射ノイズが
ＯＢＩペナルティの一因となるのを防ぐ。図６は、増幅
ＬＥＤ７２とレーザ７１からの結合光スペクトルであ
る。増幅ＬＥＤ７２は約５０ｎｍの３ｄＢ帯域幅を有し
ている。レーザ７１の温度は０℃で維持されレーザ波長
を短くし、３ｄＢ帯域幅のエッジに近くで増幅ＬＥＤの
スペクトルと重なる。
前に可変光減衰器７４を通る。もたらされる電気信号は
レシーバからの増幅ダウンストリームであり、フィルタ
７６によってフィルタされて信号チャネルを選択する。
この時、信号はＦＭ弁別器７７で復調される。この配列
では低域フィルタ７８、７９、９０を使用することで近
傍チャネル干渉を回避し、各チャネルの伝送ＲＦ帯域幅
を制限する。そして１２ＭＨｚの広いチャネルスペース
が使用される。用いられた低域フィルタは、８セクショ
ン、ベッセル応答、１．８Ｍｈｚ ３ーｄＢカットオフ
周波数を特徴とする。アイソレータはレーザ７０、７１
からのダウンストリームに配置され、誘発反射ノイズが
ＯＢＩペナルティの一因となるのを防ぐ。図６は、増幅
ＬＥＤ７２とレーザ７１からの結合光スペクトルであ
る。増幅ＬＥＤ７２は約５０ｎｍの３ｄＢ帯域幅を有し
ている。レーザ７１の温度は０℃で維持されレーザ波長
を短くし、３ｄＢ帯域幅のエッジに近くで増幅ＬＥＤの
スペクトルと重なる。
【００２０】図７は、ビット誤りレート対、レーザ信号
チャネルに干渉がない場合、１５ｄＢの干渉がある場
合、増幅ＬＥＤ信号チャネルに干渉がない場合の３ケー
スにおける受信パワーを示した図である。図７は、結合
干渉パワーが信号パワーよりも１５ｄＢ強い時でさえ、
増幅ＬＥＤ７２とビートレーザソース７１からのペナル
ティが無視できる程微小であることを示している。すな
わち、ＯＢＩのマイナス効果が効果的に除かれたといえ
る。以下でより詳しく述べるように、信号チャネルとし
て増幅ＬＥＤ７２を使用し追加計測が行われ、これがＳ
ＣＭＡネットワークに適したソースであることを示して
いる。ビット誤り率１０ー9でのレシーバ感度が、レーザ
の代わりに増幅ＬＥＤを使用してもペナルティが無いこ
とを示している。
チャネルに干渉がない場合、１５ｄＢの干渉がある場
合、増幅ＬＥＤ信号チャネルに干渉がない場合の３ケー
スにおける受信パワーを示した図である。図７は、結合
干渉パワーが信号パワーよりも１５ｄＢ強い時でさえ、
増幅ＬＥＤ７２とビートレーザソース７１からのペナル
ティが無視できる程微小であることを示している。すな
わち、ＯＢＩのマイナス効果が効果的に除かれたといえ
る。以下でより詳しく述べるように、信号チャネルとし
て増幅ＬＥＤ７２を使用し追加計測が行われ、これがＳ
ＣＭＡネットワークに適したソースであることを示して
いる。ビット誤り率１０ー9でのレシーバ感度が、レーザ
の代わりに増幅ＬＥＤを使用してもペナルティが無いこ
とを示している。
【００２１】図８と図９は、図５と類似の配列における
ビット誤り率に基づくＯＢＩの影響を示したものであ
る。ただし増幅ＬＥＤ７２を、従来のＰＯＮに使用され
ているレーザに置き換えている。０．９の標準的光変調
指数において、明らかな最大ＯＢＩ状況下にて、ＯＢＩ
ペナルティは信号レベルよりも６ｄＢ強い干渉レベルだ
けに対しネットワーク動作を妨げる。１．８の非常に高
い変調指数を用いることで、信号レベルよりも約１２ｄ
Ｂ強い干渉レベルに対しシステム上は許容出来る。しか
しながらこのアプローチは、レーザを増幅ＬＥＤに置き
換えた本発明の上記実行レベルには達し得ない。
ビット誤り率に基づくＯＢＩの影響を示したものであ
る。ただし増幅ＬＥＤ７２を、従来のＰＯＮに使用され
ているレーザに置き換えている。０．９の標準的光変調
指数において、明らかな最大ＯＢＩ状況下にて、ＯＢＩ
ペナルティは信号レベルよりも６ｄＢ強い干渉レベルだ
けに対しネットワーク動作を妨げる。１．８の非常に高
い変調指数を用いることで、信号レベルよりも約１２ｄ
Ｂ強い干渉レベルに対しシステム上は許容出来る。しか
しながらこのアプローチは、レーザを増幅ＬＥＤに置き
換えた本発明の上記実行レベルには達し得ない。
【００２２】本発明は一般的にあらゆるタイプの光波伝
送システムに（特にＰＯＮシステムに）適用出来るが、
以下にＳＣＭＡ ＰＯＮの動作につき詳細説明を行う。
ＳＣＭＡシステムはいくつかの魅力ある特徴を有してい
る。図１０は、ネットワークのヘッドエンドターミナル
（例えばＨＤＴ２）の交換局または中央局が、ネットワ
ークのリモートエンドのＯＮＵ（例えば５と９）に接続
したスターカプラ３とスターカプラ６に光ファイバで連
結されているＳＣＭＡシステムを示したものである。図
１０におけるＰＯＮは、３９００万ビット／秒（Ｍｂ／
ｂ）ダウンストリームを１６の光ネットワークユニット
（ＯＮＵ）の各々に提供している。またこの中で各ＯＮ
ＵはヘッドエンドターミナルＨＤＴ２に３Ｍｂ／ｓアッ
プストリームを伝送する。
送システムに（特にＰＯＮシステムに）適用出来るが、
以下にＳＣＭＡ ＰＯＮの動作につき詳細説明を行う。
ＳＣＭＡシステムはいくつかの魅力ある特徴を有してい
る。図１０は、ネットワークのヘッドエンドターミナル
（例えばＨＤＴ２）の交換局または中央局が、ネットワ
ークのリモートエンドのＯＮＵ（例えば５と９）に接続
したスターカプラ３とスターカプラ６に光ファイバで連
結されているＳＣＭＡシステムを示したものである。図
１０におけるＰＯＮは、３９００万ビット／秒（Ｍｂ／
ｂ）ダウンストリームを１６の光ネットワークユニット
（ＯＮＵ）の各々に提供している。またこの中で各ＯＮ
ＵはヘッドエンドターミナルＨＤＴ２に３Ｍｂ／ｓアッ
プストリームを伝送する。
【００２３】図１０において、光転信ファイバ１は、パ
ッシブ、波長独立光スターカプラ３と６でヘッドエンド
ターミナルＨＤＴ２と連結させる。外向、および内向伝
送波長はそれぞれ１．５μｍ、１．３μｍである。長さ
の短い光ファイバ４は、通常加入者の家屋に設置されて
いる遠方の各加入者ターミナルＯＮＵ５でカプラ３の出
力を連結する。本実施例において、各ＯＮＵは外向サー
ビスの高スピードデータ信号（３９Ｍｂ／ｓ）を受信
し、内向サービスのほぼ高スピードのデータ信号（３Ｍ
ｂ／ｓ）を伝送する。各ＯＮＵが一加入者、またはそれ
以上の加入者に利用できることは特筆すべきである。
ッシブ、波長独立光スターカプラ３と６でヘッドエンド
ターミナルＨＤＴ２と連結させる。外向、および内向伝
送波長はそれぞれ１．５μｍ、１．３μｍである。長さ
の短い光ファイバ４は、通常加入者の家屋に設置されて
いる遠方の各加入者ターミナルＯＮＵ５でカプラ３の出
力を連結する。本実施例において、各ＯＮＵは外向サー
ビスの高スピードデータ信号（３９Ｍｂ／ｓ）を受信
し、内向サービスのほぼ高スピードのデータ信号（３Ｍ
ｂ／ｓ）を伝送する。各ＯＮＵが一加入者、またはそれ
以上の加入者に利用できることは特筆すべきである。
【００２４】ヘッドエンドターミナルＨＤＴ２は、外向
サービス送信器、内向サービスレシーバ、および、サー
ビスを転信ファイバに接続したりされたりする波長選択
結合カプラ（ＷＤＭ）２１を備えている。このようにヘ
ッドエンドターミナルはトランシーバとして動作する。
波長選択結合カプラ２１は、外向伝送用１．５μｍ波長
帯を打ち込みする際、および内向伝送用に１．３μｍ波
長帯を抜き取る際に使用される。図１０では一個の内向
サービスレシーバのみ示しているが、多重レシーバは、
各動作、例えば異なる波長において、ファイバ１に接続
可能であることは特筆すべきである。
サービス送信器、内向サービスレシーバ、および、サー
ビスを転信ファイバに接続したりされたりする波長選択
結合カプラ（ＷＤＭ）２１を備えている。このようにヘ
ッドエンドターミナルはトランシーバとして動作する。
波長選択結合カプラ２１は、外向伝送用１．５μｍ波長
帯を打ち込みする際、および内向伝送用に１．３μｍ波
長帯を抜き取る際に使用される。図１０では一個の内向
サービスレシーバのみ示しているが、多重レシーバは、
各動作、例えば異なる波長において、ファイバ１に接続
可能であることは特筆すべきである。
【００２５】外向サービス送信器はマルチプレクサ（回
線多重装置）２２と光ソース２３を備えている。外向サ
ービスは、マルチプレクサ２２を使用してシングル６２
２Ｍｂ／ｓベースバンド信号となる１６の時分割多重３
９Ｍｂ／ｓベースバンド信号により提供される。このベ
ースバンド信号の電気光学的転換は光ソース２３を直接
変調することで可能となる。光ソース２３の外部変調は
図１０に示してはいないが、ダイレクト変調の代用とし
て引き続きその使用が検討されている。光ソース２３か
らの出力は、波長選択カプラ２１に光結合される。波長
選択カプラ２１においては光転信ファイバ１に連結した
カプラ出力ポートに外向光信号が連結されている。
線多重装置）２２と光ソース２３を備えている。外向サ
ービスは、マルチプレクサ２２を使用してシングル６２
２Ｍｂ／ｓベースバンド信号となる１６の時分割多重３
９Ｍｂ／ｓベースバンド信号により提供される。このベ
ースバンド信号の電気光学的転換は光ソース２３を直接
変調することで可能となる。光ソース２３の外部変調は
図１０に示してはいないが、ダイレクト変調の代用とし
て引き続きその使用が検討されている。光ソース２３か
らの出力は、波長選択カプラ２１に光結合される。波長
選択カプラ２１においては光転信ファイバ１に連結した
カプラ出力ポートに外向光信号が連結されている。
【００２６】従来のＳＣＭＡシステムでは光ソース２３
はしばしば１．５μｍ分布還形レーザ（ＤＦＢレーザ）
として認識されるが、本発明においては、この光ソース
はレーザかまたは増幅ＬＥＤのどちらかである。上記の
ように、カプラ２１は転信ファイバ１と内向サービスレ
シーバとの間でも連結される。内向サービスレシーバは
光ファイバ１０、光検出器２４、増幅器２５、ＲＦパワ
ースプリッタ２６、バンドパスフィルタ２７、および弁
別器２８により構成される。
はしばしば１．５μｍ分布還形レーザ（ＤＦＢレーザ）
として認識されるが、本発明においては、この光ソース
はレーザかまたは増幅ＬＥＤのどちらかである。上記の
ように、カプラ２１は転信ファイバ１と内向サービスレ
シーバとの間でも連結される。内向サービスレシーバは
光ファイバ１０、光検出器２４、増幅器２５、ＲＦパワ
ースプリッタ２６、バンドパスフィルタ２７、および弁
別器２８により構成される。
【００２７】必要であれば、光フィルタ２０はカプラ２
１から出力された反射光信号を取り除く場合に使用出来
る。光検出器２４はフィルタ２０からの受信内向信号
を、増幅器２５でこの後増幅される電気信号に変換す
る。以下で詳しく説明するように、光内向信号は、各Ｏ
ＮＵにつき１副搬送波の、転信ファイバ１を伝わる副搬
送波多重信号のグループを構成している。スプリッタ２
６は１個の入力ポート、および各ＯＮＵに対応する少な
くとも１個の出力ポートを有している。図１では１６個
のＯＮＵが存在するので、ＲＦスプリッタは１６個の出
力ポートを有する。スプリッタ２６は、入力ポートでの
ほぼ等しい量の信号を各出力ポートに分配する。スプリ
ッタ２６からの信号は前に多重化した副搬送波であるＯ
ＮＵ信号を回復するために多重化解除した周波数であ
る。本配列において、バンドパスフィルタ２７と弁別器
２８は協力して特定のＯＮＵ信号を回復させる。例え
ば、バンドパスフィルタ２７はＯＮＵ５からの信号を取
り出すよう合わせられる。バンドパスフィルタ２７は約
３ＭＨｚの帯域幅を有している。また、弁別器２８は周
波数シフトキーイング（ＦＳＫ）からの受信信号を振幅
シフトキーイング（ＡＳＫ）に変換するディレイライン
弁別器を備えている。特定の加入者用の内向サービス信
号は弁別器２８から出力される。
１から出力された反射光信号を取り除く場合に使用出来
る。光検出器２４はフィルタ２０からの受信内向信号
を、増幅器２５でこの後増幅される電気信号に変換す
る。以下で詳しく説明するように、光内向信号は、各Ｏ
ＮＵにつき１副搬送波の、転信ファイバ１を伝わる副搬
送波多重信号のグループを構成している。スプリッタ２
６は１個の入力ポート、および各ＯＮＵに対応する少な
くとも１個の出力ポートを有している。図１では１６個
のＯＮＵが存在するので、ＲＦスプリッタは１６個の出
力ポートを有する。スプリッタ２６は、入力ポートでの
ほぼ等しい量の信号を各出力ポートに分配する。スプリ
ッタ２６からの信号は前に多重化した副搬送波であるＯ
ＮＵ信号を回復するために多重化解除した周波数であ
る。本配列において、バンドパスフィルタ２７と弁別器
２８は協力して特定のＯＮＵ信号を回復させる。例え
ば、バンドパスフィルタ２７はＯＮＵ５からの信号を取
り出すよう合わせられる。バンドパスフィルタ２７は約
３ＭＨｚの帯域幅を有している。また、弁別器２８は周
波数シフトキーイング（ＦＳＫ）からの受信信号を振幅
シフトキーイング（ＡＳＫ）に変換するディレイライン
弁別器を備えている。特定の加入者用の内向サービス信
号は弁別器２８から出力される。
【００２８】パッシブスターカプラ３と６は転信ファイ
バ１のリモートエンドで連結する。スターカプラ３と６
は、加入者ターミナルへの信号分配と、かつ加入者ター
ミナルからの信号を連結させるという２重の機能を提供
する。光ファイバ４と８はスターカプラ３と６を、それ
ぞれ、加入者ターミナルのＯＮＵ５と９に連結させる。
既に示した通り、ＯＮＵ９は１個のスターカプラ６を経
由しヘッドエンドターミナルＨＤＴ２に連結するが、Ｏ
ＮＵ５は２個のスターカプラ（３と６）を経由して連結
する。
バ１のリモートエンドで連結する。スターカプラ３と６
は、加入者ターミナルへの信号分配と、かつ加入者ター
ミナルからの信号を連結させるという２重の機能を提供
する。光ファイバ４と８はスターカプラ３と６を、それ
ぞれ、加入者ターミナルのＯＮＵ５と９に連結させる。
既に示した通り、ＯＮＵ９は１個のスターカプラ６を経
由しヘッドエンドターミナルＨＤＴ２に連結するが、Ｏ
ＮＵ５は２個のスターカプラ（３と６）を経由して連結
する。
【００２９】ＯＮＵのような各加入者ターミナルは、外
向サービスレシーバ、内向サービス送信器、および波長
選択結合カプラ５１を備えている。このように、加入者
ターミナルはトランシーバである。波長選択結合カプラ
５１は内向伝送用の波長周波帯を打ち込む際、および外
向伝送用の波長周波帯を取り出す際に必要とされる。Ｏ
ＮＵ５の外向サービスレシーバは光検出器５２、増幅器
５３、及び、対応する加入者に割り当てられているタイ
ムスロットからの情報を回復させる時分割マルチプレク
サ５４を備えている。本実施例における光検出器５２
は、受信、広帯域、外向サービス信号を、光から電気領
域に変換させるＰＩＮ光検出器である。ガリウム・ヒ素
トランスインペダンス増幅器のような増幅器５３は検出
器からの信号出力のパワーを増大させる。デマルチプレ
クサ５４は割り当てられた加入者への信号を回復させる
ために必要な時分割多重化解除を行う。すなわち、本実
施例におけるデマルチプレクサ５４は、ヘッドエンドタ
ーミナルＨＤＴ２から送信された６２２Ｍｂ／ｓ外向信
号の１つの３９Ｍｂ／ｓチャネルを取り出す。
向サービスレシーバ、内向サービス送信器、および波長
選択結合カプラ５１を備えている。このように、加入者
ターミナルはトランシーバである。波長選択結合カプラ
５１は内向伝送用の波長周波帯を打ち込む際、および外
向伝送用の波長周波帯を取り出す際に必要とされる。Ｏ
ＮＵ５の外向サービスレシーバは光検出器５２、増幅器
５３、及び、対応する加入者に割り当てられているタイ
ムスロットからの情報を回復させる時分割マルチプレク
サ５４を備えている。本実施例における光検出器５２
は、受信、広帯域、外向サービス信号を、光から電気領
域に変換させるＰＩＮ光検出器である。ガリウム・ヒ素
トランスインペダンス増幅器のような増幅器５３は検出
器からの信号出力のパワーを増大させる。デマルチプレ
クサ５４は割り当てられた加入者への信号を回復させる
ために必要な時分割多重化解除を行う。すなわち、本実
施例におけるデマルチプレクサ５４は、ヘッドエンドタ
ーミナルＨＤＴ２から送信された６２２Ｍｂ／ｓ外向信
号の１つの３９Ｍｂ／ｓチャネルを取り出す。
【００３０】各加入者ターミナル（例えばＯＮＵ５）の
内向サービス送信器には、加入者のデータ入力信号をフ
ィルタするための低域フィルタ５９、または高域フィル
タとして使用されるイコライザ（米国特許５，３１１，
３４４にて明示）が含まれることもある。電圧制御オシ
レータ５７は、連携加入者に割り当てられた副搬送波に
対応する中心周波数に合わせられる。電圧制御オシレー
タ５７は、加入者ターミナル入力データに応答し、指定
副搬送波周波数でＦＳＫ出力を作り出す。ＦＳＫ出力信
号は光ソースを直接変調する光ソース５５に適用され
る。本発明によれば、光ソース５５は１．３ミクロンで
動作する増幅ＬＥＤとして実現化される。
内向サービス送信器には、加入者のデータ入力信号をフ
ィルタするための低域フィルタ５９、または高域フィル
タとして使用されるイコライザ（米国特許５，３１１，
３４４にて明示）が含まれることもある。電圧制御オシ
レータ５７は、連携加入者に割り当てられた副搬送波に
対応する中心周波数に合わせられる。電圧制御オシレー
タ５７は、加入者ターミナル入力データに応答し、指定
副搬送波周波数でＦＳＫ出力を作り出す。ＦＳＫ出力信
号は光ソースを直接変調する光ソース５５に適用され
る。本発明によれば、光ソース５５は１．３ミクロンで
動作する増幅ＬＥＤとして実現化される。
【００３１】上記説明のＳＣＭＡシステムにおける数多
くの変形もまた可能である。例えば、図１０で説明した
波長分割多重方式の波長を逆にすることも可能である。
つまりこの場合、外向サービスは内向サービスよりも低
い波長で伝送される。また、加入者（ＯＮＵ）の数は、
ターミナルの数、スターカプラのサイズ、マルチプレク
サ２２の多重化性能、および内向サービスレシーバのデ
マルチプレクサの数に付随する変化に応じ増減させるこ
とが出来る。ＳＣＭＡシステムは、バイナリ信号方式、
または代わりに多レベル記号に符号化可能なビットグル
ープを使用し、より高いデータスループット率を達成す
ることも可能である。
くの変形もまた可能である。例えば、図１０で説明した
波長分割多重方式の波長を逆にすることも可能である。
つまりこの場合、外向サービスは内向サービスよりも低
い波長で伝送される。また、加入者（ＯＮＵ）の数は、
ターミナルの数、スターカプラのサイズ、マルチプレク
サ２２の多重化性能、および内向サービスレシーバのデ
マルチプレクサの数に付随する変化に応じ増減させるこ
とが出来る。ＳＣＭＡシステムは、バイナリ信号方式、
または代わりに多レベル記号に符号化可能なビットグル
ープを使用し、より高いデータスループット率を達成す
ることも可能である。
【図１】光波伝送システムの簡易ブロック図である。
【図２】スターカプラを用いた光波伝送システムの簡易
図である。
図である。
【図３ａ】バスネットワークとして配列した光波伝送シ
ステムの簡易図である。
ステムの簡易図である。
【図３ｂ】リングネットワークとして配列した光波伝送
システムの簡易図である。
システムの簡易図である。
【図４ａ】レーザからのスペクトル出力を示す図であ
る。
る。
【図４ｂ】増幅発光ダイオードからのスペクトル出力を
示す図である。
示す図である。
【図５】増幅発光ダイオードを用いることで達成される
光ビート干渉の減少を例示するための試験的配列であ
る。
光ビート干渉の減少を例示するための試験的配列であ
る。
【図６】図４に示した増幅発光ダイオードとレーザの１
つからの結合光スペクトルの図である。
つからの結合光スペクトルの図である。
【図７】様々な干渉レベルに対する受信パワー対ビット
誤り率の図である。
誤り率の図である。
【図８】図５と類似の配列（但し、増幅発光ダイオード
をレーザに置き換えている）におけるビット誤り率に基
づく光ビート干渉の影響を示した図である。
をレーザに置き換えている）におけるビット誤り率に基
づく光ビート干渉の影響を示した図である。
【図９】図５と類似の配列（但し、増幅発光ダイオード
をレーザに置き換えている）におけるビット誤り率に基
づく光ビート干渉の影響を示した図である。
をレーザに置き換えている）におけるビット誤り率に基
づく光ビート干渉の影響を示した図である。
【図１０】本発明に従って増幅発光ダイオードを採用し
たＳＣＭＡ伝送システムの簡易図である。
たＳＣＭＡ伝送システムの簡易図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/20 (72)発明者 カン−イー リオ アメリカ合衆国 07733 ニュージャーシ ィ，ホルムデル，カンブリッジ ロード 12
Claims (8)
- 【請求項１】 光波通信システムにおいて、光信号を送
信する光分配システムと、光分配システムに連結した複
数の光送信器と、このうち、光スペクトルを発生させる
増幅発光ダイオードを備えた少なくとも１個の光送信器
と、光分配システムに光結合した少なくとも１個の光レ
シーバとを備えていることを特徴とするパッシブ光ネッ
トワーク。 - 【請求項２】 光波通信システムにおいて、光送信器の
各々が光スペクトルを発生させる増幅発光ダイオードを
備えていることを特徴とする請求項１記載のパッシブ光
ネットワーク。 - 【請求項３】 光波通信システムにおいて、光分配シス
テムが少なくとも１個のスターカプラを備えていること
を特徴とする請求項１記載のパッシブ光ネットワーク。 - 【請求項４】 光波通信システムにおいて、光分配シス
テムが、波長分割多重装置、光ファイバ、光コネクタ、
光増幅器、および波長シフト装置のグループから選択さ
れた少なくとも１つの構成部分から成ることを特徴とす
る請求項１記載のパッシブ光ネットワーク。 - 【請求項５】 増幅発光ダイオードが１．３ミクロンの
ピーク波長で動作することを特徴とする請求項１記載の
パッシブ光ネットワーク。 - 【請求項６】 増幅発光ダイオードが１．５５ミクロン
のピーク波長で動作することを特徴とする請求項１記載
のパッシブ光ネットワーク。 - 【請求項７】 光信号を伝送する複数の光送信器と、こ
のうち、変調副搬送波信号を伝送する増幅発光ダイオー
ドを備えた副搬送波変調光送信器である少なくとも１個
の前期送信器と、前期光信号と前期変調副搬送波光信号
を送信するパッシブ光分配システムと、光送信器から１
つまたはそれ以上の光信号を受信する光レシーバとから
成ることを特徴とするパッシブ光ネットワーク。 - 【請求項８】 複数の副搬送波変調光送信器の各々が周
波数シフトキー変調を利用することを特徴とする請求項
７記載のパッシブ光ネットワーク。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/387306 | 1995-02-27 | ||
| US08/387,306 US5661585A (en) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | Passive optical network having amplified LED transmitters |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08321807A true JPH08321807A (ja) | 1996-12-03 |
Family
ID=23529308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3918696A Pending JPH08321807A (ja) | 1995-02-27 | 1996-02-27 | 増幅されたｌｅｄ送信器を有するパッシブ光ネットワーク |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5661585A (ja) |
| EP (1) | EP0729244A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08321807A (ja) |
| CA (1) | CA2166750C (ja) |
| MX (1) | MX9600723A (ja) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5909294A (en) * | 1997-05-16 | 1999-06-01 | Lucent Technologies Inc. | Full-duplex wavelength division multiplexing system using single-device transceivers |
| US6151336A (en) | 1998-02-11 | 2000-11-21 | Sorrento Networks, Inc. | Time division multiplexing expansion subsystem |
| US6400478B1 (en) | 1998-04-02 | 2002-06-04 | Sorrento Networks, Inc. | Wavelength-division-multiplexed optical transmission system with expanded bidirectional transmission capacity over a single fiber |
| US6298103B1 (en) | 1998-06-16 | 2001-10-02 | Sorrento Networks Corporation | Flexible clock and data recovery module for a DWDM optical communication system with multiple clock rates |
| US6229713B1 (en) | 1998-07-13 | 2001-05-08 | Dell U.S.A., L.P. | Combination EMI shield and light channel |
| GB9815097D0 (en) * | 1998-07-14 | 1998-09-09 | Cambrian Systems Corp | Wideband optical sevice channel for wdm networks |
| AU3261501A (en) * | 1999-09-21 | 2001-04-23 | Optical Solutions, Inc. | System and method for transmitting a plurality of voice, data and video signals over a passive optical network |
| KR100325687B1 (ko) * | 1999-12-21 | 2002-02-25 | 윤덕용 | 주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 페브리-페롯 레이저다이오드를 이용한 파장분할 다중방식 광통신용 광원 |
| GB2373628A (en) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Queen Mary & Westfield College | Optical Amplifiers |
| EP1296468A1 (en) * | 2001-09-24 | 2003-03-26 | Alcatel | Modulation method and bit error detection in optical transmission systems |
| US7236708B2 (en) * | 2001-10-25 | 2007-06-26 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical communication system with optical output level control function |
| KR100515259B1 (ko) | 2002-05-03 | 2005-09-15 | 한국과학기술원 | 파장 가변 광원 구현 방법 및 장치와 이 광원을 이용한 파장분할 다중방식 광전송 장치 |
| US7593647B2 (en) * | 2002-09-19 | 2009-09-22 | Novera Optics, Inc. | Apparatuses and methods for automatic wavelength locking of an optical transmitter to the wavelength of an injected incoherent light signal |
| US7466478B2 (en) * | 2002-12-19 | 2008-12-16 | Fujitsu Limited | Optical-level control method, optical-level control apparatus and wavelength-multiplexing optical network |
| KR100473520B1 (ko) | 2002-12-24 | 2005-03-10 | 한국과학기술원 | 외부 비간섭성 광원을 주입하여 파장 고정된 페브리-페롯레이저를 이용한 광 가입자 망 |
| WO2004095740A1 (ja) * | 2003-04-23 | 2004-11-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 光受信装置および光伝送システム |
| US7515626B2 (en) * | 2003-05-29 | 2009-04-07 | Novera Optics, Inc. | Light source capable of lasing that is wavelength locked by an injected light signal |
| KR100955129B1 (ko) * | 2003-05-30 | 2010-04-28 | 정보통신연구진흥원 | 비간섭성 광대역 광원을 이용한 파장분할다중방식 수동형 광 네트워크 구현 방법 |
| US7313157B2 (en) | 2003-12-19 | 2007-12-25 | Novera Optics, Inc. | Integration of laser sources and detectors for a passive optical network |
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| US20060153566A1 (en) * | 2005-01-13 | 2006-07-13 | Sorin Wayne V | Methods and apparatuses to provide a wavelength-division-multiplexing passive optical network with asymmetric data rates |
| US20060171714A1 (en) * | 2005-02-02 | 2006-08-03 | Calix Networks, Inc. | Electrically shared passive optical network |
| DE102005028844B4 (de) * | 2005-06-22 | 2007-07-05 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer nicht selbsthaltenden Kupplung |
| US7715727B2 (en) * | 2005-08-01 | 2010-05-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | System and method for transmitting analog signals with a modulating retroreflector and hybrid amplitude and frequency modulation |
| KR100698766B1 (ko) * | 2005-09-07 | 2007-03-23 | 한국과학기술원 | 파장분할 다중방식 수동형 광 가입자 망 시스템에 사용되는장애 위치 감시 장치 및 이를 구비한 파장분할 다중방식수동형 광 가입자 망 시스템 |
| KR100785436B1 (ko) * | 2005-09-20 | 2007-12-13 | 한국과학기술원 | 방송 서비스와 통신 서비스를 융합한 파장분할 다중방식수동형 광 가입자망 |
| US8571410B2 (en) * | 2006-10-11 | 2013-10-29 | Novera Optics, Inc. | Mutual wavelength locking in WDM-PONS |
| US8254779B2 (en) * | 2007-08-09 | 2012-08-28 | General Instrument Corporation | Field-configurable optical network terminal device |
| US8611756B1 (en) * | 2008-04-16 | 2013-12-17 | Cirrex Systems, Llc | Highly integrated system and method for optical communication |
| US8909048B2 (en) * | 2009-07-06 | 2014-12-09 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Reflective optical networks |
| US8348523B1 (en) * | 2009-10-09 | 2013-01-08 | Lockheed Martin Corporation | Network topology module and system |
| US20130064545A1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-03-14 | Chen-Kuo Sun | Point-to-Multipoint Simultaneous Optical Transmission System |
| JP6691155B2 (ja) * | 2018-02-27 | 2020-04-28 | ファナック株式会社 | 光通信システムおよび光送信モジュール |
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|---|---|---|---|---|
| US5221983A (en) * | 1989-01-19 | 1993-06-22 | Bell Communications Research, Inc. | Passive photonic loop architecture employing wavelength multiplexing |
| US5005212A (en) * | 1989-12-12 | 1991-04-02 | At&T Bell Laboratories | Interference suppression in optical communication systems |
| JP3154418B2 (ja) * | 1990-06-21 | 2001-04-09 | キヤノン株式会社 | 半導体光増幅装置、光通信システム、双方向光通信システム、光通信ネットワーク、及び集積型光ノード |
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| JP3226061B2 (ja) * | 1993-02-19 | 2001-11-05 | キヤノン株式会社 | 偏光無依存な半導体光増幅器及びそれを用いた光通信システム |
-
1995
- 1995-02-27 US US08/387,306 patent/US5661585A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-01-08 CA CA002166750A patent/CA2166750C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-14 EP EP96301028A patent/EP0729244A3/en not_active Withdrawn
- 1996-02-23 MX MX9600723A patent/MX9600723A/es unknown
- 1996-02-27 JP JP3918696A patent/JPH08321807A/ja active Pending
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| CA2166750C (en) | 2000-03-07 |
| US5661585A (en) | 1997-08-26 |
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