WO2018131406A1 - 光伝送システム、ｐｏｎシステムおよび伝送方法 - Google Patents

光伝送システム、ｐｏｎシステムおよび伝送方法 Download PDF

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昇太 石村
和樹 田中
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鈴木　正敏
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Definitions

  • the present invention relates to an optical transmission system, a PON system, and a transmission method that have a chromatic dispersion compensation function in multicarrier transmission or can avoid the influence of chromatic dispersion.
  • chromatic dispersion In optical fiber transmission, chromatic dispersion is one of the main factors that cause signal degradation.
  • the chromatic dispersion needs to be optically compensated, but if a method of physically inserting a dispersion compensating fiber that depends on the distance of the optical fiber is employed, an operational cost increases.
  • a technique for compensating by digital signal processing it is difficult to adopt this technique for an access line that requires cost reduction because an apparatus for performing digital signal processing is expensive.
  • PtMP point-to-multipoint
  • PON Passive-Optical-Network
  • Patent Document 1 discloses a technique in which a plurality of chromatic dispersion compensators are provided in an OLT and are switched according to the ONU distance.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an optical transmission system, a PON system, and a transmission method capable of avoiding the influence of chromatic dispersion with a simple configuration.
  • an optical transmission system in which a transmitting station and a plurality of receiving stations are connected via an optical branching device to realize optical fiber transmission, wherein the transmitting station is connected to each receiving station.
  • Control means for determining whether to perform intensity modulation or phase modulation on the optical signal based on information on the transmission distance and modulation band, intensity modulation means for performing intensity modulation on the optical signal, Phase modulation means for performing phase modulation on the signal, and transmits an optical signal modulated to either one of intensity modulation and phase modulation from the transmitting station to each receiving station.
  • the present inventors pay attention to the fact that the output power of the intensity modulation signal and the phase modulation signal is complementary in an optical transmission system that performs communication via an optical fiber, and transmission between the transmitting station and each receiving station.
  • intensity modulation or phase modulation based on path distance and modulation band information, signal degradation due to chromatic dispersion can be prevented and dispersion compensation can be eliminated. It has been found that a station always occupies a band for communication and has come to the present invention.
  • FIG. 1A is a diagram illustrating a schematic configuration of the optical transmitter according to the first embodiment.
  • the optical transmitter 10 is provided in a transmission station in an optical transmission system or an OLT in a PON system, and outputs a semiconductor laser (light source) 11 that outputs light, an optical splitter 12, an intensity modulator 13, and a VOA (Variable Optical Attenuator: variable).
  • Optical attenuator) 14, phase modulator 15, VOA 16, optical multiplexer 17, and control circuit unit 30 is provided in a transmission station in an optical transmission system or an OLT in a PON system, and outputs a semiconductor laser (light source) 11 that outputs light, an optical splitter 12, an intensity modulator 13, and a VOA (Variable Optical Attenuator: variable).
  • Optical attenuator 14 phase modulator
  • VOA 16 optical multiplexer 17
  • control circuit unit 30 is provided in a transmission station in an optical transmission system or an OLT in a PON system.
  • the light output from the semiconductor laser 11 is branched into two by the optical branching device 12, one being input to the intensity modulator 13 and the other being input to the phase modulator 15.
  • the control circuit unit 30 determines whether to perform intensity modulation or phase modulation on the optical signal based on the information on the transmission distance and the modulation band with each receiving station in the optical transmission system. When applied to a PON system, it is determined whether to perform intensity modulation or phase modulation on an optical signal based on information on the transmission distance and modulation band between the OLT and each ONU.
  • the optical signal modulated by any one of the modulators is multiplexed by the optical multiplexer 17 via the VOA 14 and the VOA 16 and sent to the optical fiber.
  • VOA14 and VOA16 was shown here, this invention is not limited to this, The VOA14 and VOA16 may be unnecessary.
  • FIG. 1B it is also possible to employ a configuration in which two semiconductor lasers 21a and 21b are provided and light is input from the semiconductor lasers 21a and 21b to the intensity modulator 13 and the phase modulator 15, respectively. .
  • a configuration in which two semiconductor lasers 21a and 21b are provided and light is input from the semiconductor lasers 21a and 21b to the intensity modulator 13 and the phase modulator 15, respectively.
  • FIG. 2 is a block diagram showing functions of the control circuit unit 30.
  • the control circuit unit 30 includes a band allocation unit 31, an intensity modulation parameter optimization circuit 32, and a phase modulation parameter optimization circuit 33.
  • the original signal electrical signal
  • the applied system is an optical transmission system
  • information on the transmission path distance from the transmitting station to each receiving station and information on the modulation band are provided. Entered.
  • the applied system is a PON system
  • information on the distance of the transmission path from the OLT to each ONU and information on the modulation band are input.
  • the band allocation unit 31 determines whether the frequency band of the optical signal used in the optical transmission system or the PON system according to the present embodiment is to be subjected to intensity modulation or phase modulation.
  • the intensity modulation signal component is input to the intensity modulation parameter optimization circuit 32, and the phase modulation signal component is input to the phase modulation parameter optimization circuit 33, where necessary parameters are optimized. Thereafter, the optimized signals are input to the intensity modulator 13 and the phase modulator 15, respectively.
  • FIG. 3 is a diagram showing the output RF power of the directly detected optical signal after transmission through the optical fiber 20 km, normalized with the maximum value, for each of the intensity-modulated optical signal and the phase-modulated optical signal.
  • the output RF power of the intensity-modulated signal has a constant output up to a modulation frequency of about 10 GHz after 20 km transmission. It becomes almost 0 around 14 GHz. Thereafter, the output RF power gradually increases and reaches a peak again at around 20 GHz.
  • the phase-modulated signal has a tendency opposite to that of the intensity-modulated signal. That is, the electrical output that was almost zero near the direct current gradually increases as the modulation frequency increases, and reaches a peak near the modulation frequency of 14 GHz.
  • a multi-carrier channel in which the intensity modulation signal is attenuated is assigned to the phase modulator 15, phase-modulated, and the signals output from the modulators are combined, and then the optical fiber.
  • a broadband signal is possible without changing the normal receiver configuration.
  • the reception station in which the quality deterioration is expected to become remarkable due to the intensity modulation at the distance of the transmission path between the transmission station (or OLT) inputted in advance and each reception station (or ONU) ( Alternatively, a channel used by ONU) is assigned to the phase modulator 15. On the other hand, the channel used by the receiving station (or ONU) where quality degradation is expected to be significant due to phase modulation is assigned to the intensity modulator 13.
  • FIGS. 4A to 4C are diagrams showing an example of channel distribution of 0 to 20 GHz multicarriers to an intensity modulator and a phase modulator in 20 km transmission.
  • chromatic dispersion is suppressed without using a dispersion compensator by assigning appropriate channels to the intensity modulator and the phase modulator for each receiving station (or ONU). can do.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical transmitter according to the second embodiment.
  • the optical transmitter 40 is provided in a transmission station in an optical transmission system or an OLT in a PON system, and is a semiconductor laser 11 that is a light source that outputs light, a polarization beam splitter (PBS) 18, and an intensity modulator 13. , A phase modulator 15, a polarization beam combiner (PBC) 19, and a control circuit unit 30.
  • PBS polarization beam splitter
  • PBC polarization beam combiner
  • the polarization beam splitter 18 performs a process of separating the received signal into polarized light and dividing it into first continuous light and second continuous light whose polarization planes are orthogonal to each other.
  • the intensity modulator 13 modulates the intensity of the first continuous light.
  • the phase modulator 15 performs phase modulation on the second continuous light.
  • the polarization beam combiner 19 performs a process of superimposing the orthogonal polarizations output from the intensity modulator 13 and the phase modulator 15.
  • the light output from the semiconductor laser 11 is split into two, modulated by each modulator, and then synthesized again. At this time, the light in the two optical paths is buffered, that is, polarization crosstalk is caused. It may appear as noise on the receiving side. However, the occurrence of polarization crosstalk can be suppressed by adopting the configuration of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical transmitter according to the third embodiment.
  • the optical transmitter 50 is provided in a transmitting station in an optical transmission system or an OLT in a PON system, and as shown in FIG. 6, an intensity modulator 13 and a phase modulator 15 are arranged in series.
  • the channel assignment method is the same as in the first and second embodiments, but optical devices such as couplers, PBSs, and PBCs can be obtained by arranging the intensity modulator 13 and the phase modulator 15 in series. This is unnecessary and can reduce costs.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical transmitter according to the fourth embodiment.
  • the optical transmitter 60 is provided in a transmitting station in an optical transmission system or an OLT in a PON system, and uses a direct modulation laser 23 in which a semiconductor laser and an intensity modulator are integrated.
  • the direct modulation laser 23 uses the direct modulation laser 23 in this way, the cost can be further reduced.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the PON system according to the present embodiment.
  • the optical transmitters according to the first to fourth embodiments are applied to the OLT 71 of the PON system 70.
  • the optical signal output from the optical transmitter is input to the ONUs 27-1 to 27-N via the optical fibers 25 and 26-1 to 26-n.
  • the present invention can also be used for such a PtMP network. Since the distances from the OLT 71 to the respective ONUs 27-1 to 27-N are different from each other, the fixed dispersion compensation cannot cope with the respective paths having different cumulative dispersion amounts.
  • Dispersion-induced RF power fading occurs in a band where a certain ONU should be allocated, depending on the amount of chromatic dispersion accumulated in the optical fiber transmission between the OLT and the ONU.
  • the quality of the channel is significantly degraded.
  • the quality of such a band can be improved by using a phase modulation signal. Signal deterioration can be prevented by switching the modulator from the intensity modulator to the phase modulator.
  • the intensity modulator or the phase modulator does not cause dispersion-induced RF power fading, so if either modulator is used, it is always constant.
  • the transmission can be performed while maintaining the quality.
  • Whether a channel to each ONU is assigned to an intensity modulator or a phase modulator is performed by a control circuit that knows in advance the transmission distance from the OLT to all ONUs. That is, as shown in FIG. 2, for the original signal addressed to each ONU, the band allocation unit 31 determines whether to allocate to the intensity modulator or to the phase modulator based on the information of the transmission path distance and the modulation band. to decide. In this way, by assigning a fixed bandwidth to each ONU and assigning it to either the intensity modulator or the phase modulator, all ONUs can always occupy the bandwidth and perform communication. The throughput of the user can be improved compared to the PON system that employs effort multi-carrier transmission.
  • FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the optical transmission system according to the present embodiment, and particularly shows an optical transmission system having a “Point to Multi Point” configuration.
  • the optical transmitters according to the first to fourth embodiments are applied to the transmitting station 81 of the optical transmission system 80.
  • the optical signal output from the optical transmitter is input to the receiving stations 28-1 to 28-N via the optical fibers 25 and 26-1 to 26-n.
  • the present invention can also be used for such a PtMP network.
  • this optical transmission system it is assumed that a DMT (discrete multitone) system or a wideband (using a plurality of channels) transmission system is applied. Communication is performed using the entire band or a plurality of bands.
  • the transmitting station 81 does not communicate with a plurality of receiving stations at the same time, and the transmission distance from the transmitting station 81 is different for each receiving station.
  • the band allocation circuit dynamically allocates intensity modulation or phase modulation for each subcarrier.
  • Dispersion-induced RF power fading occurs due to the amount of chromatic dispersion accumulated in optical fiber transmission between the transmitting station and the receiving station in a band to which a certain receiving station should be allocated. Assume that the channel quality in the band is significantly degraded. However, as described above, the quality of such a band can be improved by using a phase modulation signal. Signal deterioration can be prevented by switching the modulator from the intensity modulator to the phase modulator. As a result, even if a fixed band is allocated to the user, either the intensity modulator or the phase modulator does not cause dispersion-induced RF power fading, so if either modulator is used, it is always constant. The transmission can be performed while maintaining the quality.
  • the channel to each receiving station 28-1 to 28-N is assigned to the intensity modulator or the phase modulator depends on the transmission distance from the transmitting station 81 to all the receiving stations 28-1 to 28-N in advance. This is performed by a control circuit that grasps the above. That is, as shown in FIG. 2, the band allocating unit 31 allocates the original signal addressed to each of the receiving stations 28-1 to 28-N to the intensity modulator based on the information on the transmission path distance and the modulation band. Or assign to the phase modulator.
  • chromatic dispersion can be suppressed without using a dispersion compensator by assigning appropriate channels to the intensity modulator and the phase modulator.

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Abstract

送信局と複数の受信局とが光分岐器を介して接続され、光ファイバ伝送を実現する光伝送システムであって、前記送信局は、前記各受信局との伝送距離および変調帯域の情報に基づいて、光信号に対して強度変調を行なうか、または位相変調を行なうかを決定する制御手段と、光信号に対して強度変調を行なう強度変調手段と、光信号に対して位相変調を行なう位相変調手段と、を備え、前記送信局から前記各受信局に対して、強度変調及び位相変調のいずれか一方に変調された光信号を伝送する。

Description

光伝送システム、ＰＯＮシステムおよび伝送方法
　本発明は、マルチキャリア伝送における波長分散補償機能を有する、または波長分散の影響を回避可能な光伝送システム、ＰＯＮシステムおよび伝送方法に関する。
　光ファイバ伝送において、波長分散は信号劣化を引き起こす主たる要因の一つである。波長分散は、光学的に補償する必要があるが、光ファイバの距離に依存する分散補償ファイバを物理的に挿入する手法を採る場合は、運用面でのコスト高を招いてしまう。また、ディジタル信号処理によって補償する手法を採る場合は、ディジタル信号処理を行なうための装置が高価であるため、低コスト化が求められるアクセス回線ではこの手法を採ることは難しかった。さらに、ＰＯＮ（Passive Optical Network）などのＰｏｉｎｔ－ｔｏ－ＭｕｌｔｉＰｏｉｎｔ（PtMP）方式を採るネットワークトポロジーにおいて、ＯＬＴ（Optical line terminal）とそれぞれのＯＮＵ（Optical network unit）へのパスの波長分散を補償する場合、それぞれの距離に応じた複数の分散補償ファイバが必要となる。
　特許文献１では、複数の波長分散補償器をＯＬＴ内に備え、ＯＮＵの距離に応じてそれらを切り替える技術が開示されている。
特許第５４１６８４４号
　しかしながら、波長分散の影響を回避するための現存の手法において、光学的なアプローチでは、伝送距離に応じた分散補償器が個別に必要となってしまい、また、電気的なアプローチでは、信号処理を行なうための高価な回路が必要となってしまい、ともにアクセスネットワークへ適用するにはコスト面での課題があった。また、ＰＯＮなどのＰｔＭＰのようなネットワークトポロジーにおいては、ＯＬＴと各ＯＮＵ間の距離がそれぞれ異なるため、累積分散量の異なる複数の経路それぞれに対し、分散補償器を設置しなければならなかった。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で波長分散の影響を回避することができる光伝送システム、ＰＯＮシステムおよび伝送方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様によると、送信局と複数の受信局とが光分岐器を介して接続され、光ファイバ伝送を実現する光伝送システムであって、前記送信局は、前記各受信局との伝送距離および変調帯域の情報に基づいて、光信号に対して強度変調を行なうか、または位相変調を行なうかを決定する制御手段と、光信号に対して強度変調を行なう強度変調手段と、光信号に対して位相変調を行なう位相変調手段と、を備え、前記送信局から前記各受信局に対して、強度変調及び位相変調のいずれか一方に変調された光信号を伝送する。
　本発明によれば、簡易な構成で波長分散の影響を回避することが可能となる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
第１の実施形態に係る光送信器の概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る他の光送信器の概略構成を示す図である。 制御回路部の機能を示すブロック図である。 強度変調された光信号と位相変調された光信号それぞれについて、光ファイバ２０ｋｍ伝送後の直接検波した光信号の出力ＲＦパワーを、最大値で規格化して示した図である。 ２０ｋｍ伝送における強度変調器と位相変調器への０～２０ＧＨｚのマルチキャリアのチャネル配分の一例を示す図である。 ２０ｋｍ伝送における強度変調器と位相変調器への０～２０ＧＨｚのマルチキャリアのチャネル配分の一例を示す図である。 ２０ｋｍ伝送における強度変調器と位相変調器への０～２０ＧＨｚのマルチキャリアのチャネル配分の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る光送信器の概略構成を示す図である。 第３の実施形態に係る光送信器の概略構成を示す図である。 第４の実施形態に係る光送信器の概略構成を示す図である。 第５の実施形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示す図である。 第６の実施形態に係る光伝送システムの概略構成を示す図である。
　本発明者らは、光ファイバを介して通信を行なう光伝送システムにおいて、強度変調信号と位相変調信号の出力パワーが相補的な関係であることに着目し、送信局と各受信局との伝送路の距離および変調帯域の情報に基づいて、強度変調または位相変調のいずれかを選択的に用いることによって、波長分散による信号劣化を防ぎ、分散補償をなくすことができ、その結果、すべての受信局が常に帯域を占有して通信を行なうことを見出し、本発明をするに至った。
　図１Ａは、第１の実施形態に係る光送信器の概略構成を示す図である。この光送信器１０は、光伝送システムにおける送信局やＰＯＮシステムにおけるＯＬＴに設けられ、光を出力する半導体レーザ（光源）１１、光分岐器１２、強度変調器１３、ＶＯＡ（Variable Optical Attenuator：可変光減衰器）１４、位相変調器１５、ＶＯＡ１６、光合波器１７および制御回路部３０を備える。
　半導体レーザ１１から出力された光は、光分岐器１２により２分岐され、片方は強度変調器１３、もう片方は位相変調器１５へと入力される。また、制御回路部３０は、光伝送システムにおける各受信局との伝送距離および変調帯域の情報に基づいて、光信号に対して強度変調を行なうか、または位相変調を行なうかを決定する。ＰＯＮシステムに適用される場合は、ＯＬＴと各ＯＮＵとの伝送距離および変調帯域の情報に基づいて、光信号に対して強度変調を行なうか、または位相変調を行なうかを決定する。いずれかの変調器によって変調された光信号は、ＶＯＡ１４およびＶＯＡ１６を介して、光合波器１７によって合波され、光ファイバへ送出される。なお、ここでは、ＶＯＡ１４およびＶＯＡ１６を備える態様を示したが、本発明はこれに限定されず、ＶＯＡ１４およびＶＯＡ１６を不要とする場合もある。
　なお、図１Ｂに示すように、２つの半導体レーザ２１ａおよび２１ｂを設け、各半導体レーザ２１ａおよび２１ｂから、それぞれ強度変調器１３と位相変調器１５に光を入力する構成を採ることも可能である。このような構成を採ることにより、光の合波のみの処理となるため、偏波クロストークの発生を抑制することができる。
　図２は、制御回路部３０の機能を示すブロック図である。制御回路部３０は、帯域割当部３１、強度変調パラメータ最適化回路３２および位相変調パラメータ最適化回路３３を備える。帯域割当部３１には、元信号（電気信号）が入力されると共に、適用されるシステムが光伝送システムである場合は、送信局から各受信局までの伝送路の距離、変調帯域の情報が入力される。適用されるシステムがＰＯＮシステムである場合は、ＯＬＴから各ＯＮＵまでの伝送路の距離、変調帯域の情報が入力される。帯域割当部３１は、本実施形態に係る光伝送システムまたはＰＯＮシステムで使用する光信号の周波数帯域を、強度変調の対象とするか、または位相変調の対象とするかを決定する。強度変調の信号成分は強度変調パラメータ最適化回路３２に入力され、位相変調の信号成分は、位相変調パラメータ最適化回路３３に入力され、それぞれにおいて、必要なパラメータが最適化される。その後、それぞれ最適化された信号が強度変調器１３および位相変調器１５に入力される。
　図３は、強度変調された光信号と位相変調された光信号それぞれについて、光ファイバ２０ｋｍ伝送後の直接検波した光信号の出力ＲＦパワーを、最大値で規格化して示した図である。図３に示すとおり、強度変調された信号の出力ＲＦパワーは、２０ｋｍ伝送後では、変調周波数１０ＧＨｚ程度までは、一定の出力が得られているが、そこから徐々に減衰していき、変調周波数１４ＧＨｚ付近でほとんど０となってしまう。その後、徐々に出力ＲＦパワーが増えていき、２０ＧＨｚ付近で再びピークを迎える。
　一方、位相変調された信号は、強度変調された信号とは逆の傾向を有している。つまり、直流付近でほとんど０であった電気出力が、変調周波数が上がるごとに徐々に増えていき、変調周波数１４ＧＨｚ付近でピークを迎える。
　これは、光伝送する際に、強度変調信号においては、ＡＭ－ＰＭ変換によって、本来振幅成分を有する信号が、１４ＧＨｚ付近で位相成分となってしまい、直接検波ができなくなってしまうためである。一方、位相変調信号においては、伝送中のＰＭ－ＡＭ変換により、位相成分が振幅成分に変換され、直接検波によって受信が可能となる。このように、強度変調信号と位相変調信号の光ファイバ伝送後の電気出力の大きさの関係は、強度変調信号がピークとなる際には位相変調信号が０となり、またその逆に位相変調信号がピークとなる際には強度変調信号が０となる、といった相補的な関係を有している。この関係は、光ファイバの距離に関わらず常に成立する。この性質を利用すれば、強度変調信号が減衰してしまうようなマルチキャリアのチャネルは、位相変調器１５に割り当て、位相変調し、各変調器から出力された信号を合波した後、光ファイバで伝送することで、通常の受信器構成を変えることなく、広帯域な信号が可能となる。
　帯域割当部３１に予め送信局（またはＯＬＴ）と各受信局（またはＯＮＵ）との伝送路の距離を入力しておくことで、信号劣化が顕著になる帯域を予測することができる。つまり、図３に示すように、予め入力された送信局（またはＯＬＴ）と各受信局（またはＯＮＵ）との伝送路の距離において、強度変調で品質劣化が顕著になると予想される受信局（またはＯＮＵ）が用いるチャネルは位相変調器１５へ割り当てる操作を行なう。一方、位相変調で品質劣化が顕著になると予想される受信局（またはＯＮＵ）が用いるチャネルは強度変調器１３へ割り当てる操作を行なう。
　図４Ａ～図４Ｃは、２０ｋｍ伝送における強度変調器と位相変調器への０～２０ＧＨｚのマルチキャリアのチャネル配分の一例を示す図である。この例では、全部で１２個のチャネルが存在しており、強度変調器のみを用いた従来の手法では、７番目から１０番目までのチャネル品質は、波長分散によって劣化する。この劣化するチャネルを、強度変調器には割り当てず、位相変調器に割り当てると、この帯域での位相変調信号成分はちょうど、振幅変調成分に変換され信号の検出が可能となるため、全てのチャネルが使用可能となる。
　このように、本実施形態によれば、受信局（またはＯＮＵ）毎に、強度変調器および位相変調器への適切なチャネルの割り当てをすることにより、分散補償器を用いることなく波長分散を抑制することができる。
　（第２の実施形態）
　図５は、第２の実施形態に係る光送信器の概略構成を示す図である。この光送信器４０は、光伝送システムにおける送信局やＰＯＮシステムにおけるＯＬＴに設けられ、光を出力する光源である半導体レーザ１１、偏波ビームスプリッタ（PBS: Polarization Beam Splitter）１８、強度変調器１３、位相変調器１５、偏波ビームコンバイナ（PBC: Polarization Beam Combiner）１９および制御回路部３０を少なくとも備える。
　偏波ビームスプリッタ１８は、受信した信号を偏波分離し、互いにその偏波面が直行する第１連続光と第２連続光とに分ける処理を行なう。強度変調器１３は、第１連続光を強度変調する。位相変調器１５は、第２連続光を位相変調する。偏波ビームコンバイナ１９は、強度変調器１３および位相変調器１５から出力された互いに直交する偏波を重ねる処理を行なう。半導体レーザ１１から出力された光は、２つに分岐され、各変調器で変調された後、再度合成されるが、この際に２つの光路の光が緩衝、つまり偏波クロストークを起こし、受信側では雑音として現れる可能性がある。しかし、第２の実施形態の構成を採ることによって、偏波クロストークの発生を抑制することができる。
　（第３の実施形態）
　図６は、第３の実施形態に係る光送信器の概略構成を示す図である。この光送信器５０は、光伝送システムにおける送信局やＰＯＮシステムにおけるＯＬＴに設けられ、図６に示す通り、強度変調器１３および位相変調器１５が直列に配置されている。チャネルの割り当て方法は、第１の実施形態および第２の実施形態と同じであるが、強度変調器１３および位相変調器１５を直列に配置することによって、カプラ、ＰＢＳおよびＰＢＣなどの光デバイスが不要となり、コストを抑えることができる。
　（第４の実施形態）
　図７は、第４の実施形態に係る光送信器の概略構成を示す図である。図７に示すように、この光送信器６０は、光伝送システムにおける送信局やＰＯＮシステムにおけるＯＬＴに設けられ、半導体レーザと強度変調器が一体となった直接変調型レーザ２３を用いる。このように直接変調型レーザ２３を用いることで、さらにコストを抑えることができる。
　（第５の実施形態）
　図８は、本実施形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示す図である。ここでは、第１～第４の実施形態に係る光送信器が、ＰＯＮシステム７０のＯＬＴ７１に適用されている。光送信器から出力される光信号は、光ファイバ２５および２６－１～２６－ｎを介して、ＯＮＵ２７－１～２７－Ｎに入力される。本発明は、このようなＰｔＭＰのネットワークにも用いることができる。ＯＬＴ７１から各ＯＮＵ２７－１～２７－Ｎの距離はそれぞれ異なるため、固定的な分散補償では累積分散量の異なるそれぞれのパスに対応できない。各ＯＮＵ２７－１～２７－Ｎの使用する帯域が異なるＷＤＭ－ＰＯＮやＯＦＤＭ－ＰＯＮなどでは、それぞれのＯＮＵが使用できない帯域を回避しながら、また、他のＯＮＵが使用する帯域とも衝突が起こらないよう時間的に制御しなければならない。したがって、１ユーザが常に１つの帯域を使用し続けることができない。なお、このＰＯＮシステムでは、ＤＭＴ（離散マルチトーン）方式が適用され、チャネル数は、ＯＮＵの数よりも小さく、伝送距離は、ＯＮＵ毎に異なるものとする。
　ところで、通常の強度変調器のみを用いた状況で、あるＯＮＵが割り当てられるべき帯域において、ＯＬＴ～ＯＮＵ間の光ファイバ伝送で累積する波長分散量によって、Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ－ｉｎｄｕｃｅｄ　ＲＦ　ｐｏｗｅｒ　ｆａｄｉｎｇが生じ、その帯域におけるチャネルの品質が著しく劣化しているとする。しかしながら、そのような帯域は、位相変調信号を使用することで、品質改善が可能である。変調器を強度変調器から位相変調器へスイッチすることで、信号劣化を防ぐことができる。これにより、仮にユーザに固定的に帯域割り当てを行なっても、強度変調器または位相変調器のどちらかはＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ－ｉｎｄｕｃｅｄ　ＲＦ　ｐｏｗｅｒ　ｆａｄｉｎｇを生じないため、どちらかの変調器を使用すれば、常に一定の品質を保った伝送を行なうことができる。
　各ＯＮＵへのチャネルが、強度変調器と位相変調器のどちらに割り当てられるかは、予めＯＬＴから全てのＯＮＵへの伝送距離を把握した制御回路により行なわれる。すなわち、図２に示したように、各ＯＮＵ宛ての元信号について、帯域割当部３１が、伝送路の距離および変調帯域の情報に基づいて、強度変調器に割り当てるか位相変調器に割り当てるかを判断する。このように、各ＯＮＵの割り当て帯域を固定的に定め、強度変調器あるいは位相変調器のどちらかに割り当てることで、全てのＯＮＵは常に帯域を占有して通信を行なうことができ、従来のベストエフォートなマルチキャリア伝送を採用したＰＯＮシステムより、ユーザのスループットを向上させることができる。
　（第６の実施形態）
　図９は、本実施形態に係る光伝送システムの概略構成を示す図であり、特に、「Point to Multi Point」構成の光伝送システムを示している。ここでは、第１～第４の実施形態に係る光送信器が、光伝送システム８０の送信局８１に適用されている。光送信器から出力される光信号は、光ファイバ２５および２６－１～２６－ｎを介して、受信局２８－１～２８－Ｎに入力される。本発明は、このようなＰｔＭＰのネットワークにも用いることができる。なお、この光伝送システムでは、ＤＭＴ（離散マルチトーン）方式または広帯域（複数チャネルを使用）伝送方式が適用されるものとする。そして、全帯域または複数の帯域を使用して通信を行なう。送信局８１が複数の受信局と同時に通信を行なうことはなく、送信局８１からの伝送距離は、受信局毎に異なるものとする。本実施形態では、送信局８１が、受信局を切り替えるたびに、帯域割当回路がサブキャリア毎に強度変調または位相変調を動的に割り当てる。
　通常の強度変調器のみを用いた状況で、ある受信局が割り当てられるべき帯域において、送信局～受信局間の光ファイバ伝送で累積する波長分散量によって、Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ－ｉｎｄｕｃｅｄ　ＲＦ　ｐｏｗｅｒ　ｆａｄｉｎｇが生じ、その帯域におけるチャネルの品質が著しく劣化しているとする。しかしながら、上述したように、そのような帯域は、位相変調信号を使用することで、品質改善が可能である。変調器を強度変調器から位相変調器へスイッチすることで、信号劣化を防ぐことができる。これにより、仮にユーザに固定的に帯域割り当てを行なっても、強度変調器または位相変調器のどちらかはＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ－ｉｎｄｕｃｅｄ　ＲＦ　ｐｏｗｅｒ　ｆａｄｉｎｇを生じないため、どちらかの変調器を使用すれば、常に一定の品質を保った伝送を行なうことができる。
　各受信局２８－１～２８－Ｎへのチャネルが、強度変調器と位相変調器のどちらに割り当てられるかは、予め送信局８１から全ての受信局２８－１～２８－Ｎへの伝送距離を把握した制御回路により行なわれる。すなわち、図２に示したように、各受信局２８－１～２８－Ｎ宛ての元信号について、帯域割当部３１が、伝送路の距離および変調帯域の情報に基づいて、強度変調器に割り当てるか位相変調器に割り当てるかを判断する。このように、各受信局２８－１～２８－Ｎの割り当て帯域を固定的に定め、強度変調器あるいは位相変調器のどちらかに割り当てることで、全ての受信局２８－１～２８－Ｎは常に帯域を占有して通信を行なうことができ、従来のベストエフォートなマルチキャリア伝送を採用した光伝送システムより、ユーザのスループットを向上させることができる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、強度変調器および位相変調器への適切なチャネルの割り当てをすることにより、分散補償器を用いることなく波長分散を抑制することができる。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
　本願は、２０１７年０１月１０日提出の日本国特許出願特願２０１７－００２２００を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (9)

  1. 　送信局と複数の受信局とが光分岐器を介して接続され、光ファイバ伝送を実現する光伝送システムであって、
    　前記送信局は、前記各受信局との伝送距離および変調帯域の情報に基づいて、光信号に対して強度変調を行なうか、または位相変調を行なうかを決定する制御手段と、
    　光信号に対して強度変調を行なう強度変調手段と、
    　光信号に対して位相変調を行なう位相変調手段と、を備え、
    　前記送信局から前記各受信局に対して、強度変調及び位相変調のいずれか一方に変調された光信号を伝送する、光伝送システム。
  2. 　前記制御手段は、強度変調され光ファイバを伝送した光信号が、受信側で直接検波をすることができなくなる周波数を含む特定の帯域の光信号に対して位相変調を行なうことを決定する、請求項１に記載の光伝送システム。
  3. 　前記制御手段は、位相変調され光ファイバを伝送した光信号が、受信側で直接検波をすることができなくなる周波数を含む特定の帯域の光信号に対して強度変調を行なうことを決定する、請求項１に記載の光伝送システム。
  4. 　前記強度変調手段および前記位相変調手段は、並列に接続され、単一の光源で発生した光が分岐されて、それぞれ前記強度変調手段および前記位相変調手段に入力され、
    　前記制御手段は、前記各受信局との伝送距離および変調帯域の情報に基づいて、前記強度変調手段及び前記位相変調手段のいずれかを切り替えて変調を行なう、請求項１から３のいずれか１項に記載の光伝送システム。
  5. 　前記強度変調手段および前記位相変調手段は、並列に接続され、独立した２つの光源で発生した光が、それぞれ前記強度変調手段および前記位相変調手段に入力され、
    　前記制御手段は、前記各受信局との伝送距離および変調帯域の情報に基づいて、前記強度変調手段及び前記位相変調手段のいずれかを切り替えて変調を行なう、請求項１から３のいずれか１項に記載の光伝送システム。
  6. 　前記強度変調手段および前記位相変調手段は、直列に接続され、単一の光源で発生した光が順次前記強度変調手段および前記位相変調手段に入力され、
    　前記制御手段は、前記各受信局との伝送距離および変調帯域の情報に基づいて、前記強度変調手段及び前記位相変調手段のいずれかを用いて変調を行なう、請求項１から３のいずれか１項に記載の光伝送システム。
  7. 　前記強度変調手段は、光源を有する、請求項６に記載の光伝送システム。
  8. 　ＯＬＴ（Optical Line Terminal）と複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）とが光分岐器を介して接続され、光ファイバ伝送を実現するＰＯＮ（Passive Optical Network）システムであって、
    　前記ＯＬＴは、前記各ＯＮＵとの伝送距離および変調帯域の情報に基づいて、光信号に対して強度変調を行なうか、または位相変調を行なうかを決定する制御手段と、
    　光信号に対して強度変調を行なう強度変調手段と、
    　光信号に対して位相変調を行なう位相変調手段と、を備え、
    　前記ＯＬＴから前記各ＯＮＵに対して、強度変調及び位相変調のいずれか一方に変調された光信号を伝送する、ＰＯＮシステム。
  9. 　送信局と複数の受信局とが光分岐器を介して接続され、光ファイバ伝送を実現する光伝送システムの伝送方法であって、
    　前記送信局において、前記各受信局との伝送距離および変調帯域の情報に基づいて、光信号に対して強度変調を行なうか、または位相変調を行なうかを決定することと、
    　光信号に対して強度変調及び位相変調のいずれか一方を行なうことと、を少なくとも含み、
    　前記送信局から前記各受信局に対して、強度変調及び位相変調のいずれか一方に変調された光信号を伝送する、伝送方法。
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