セルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システム、それに用いられる中央基地局、およびデータ伝送方法
【課題】セルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システム、それに用いられる中央基地局、およびデータ伝送方法を提供する。
【解決手段】本発明の波長分割多重方式の受動型光通信システムは、マルチプレクサの入力側に位置して所定波長の光信号を反射する反射体と、多重モードの光信号を発生させて反射体を通してマルチプレクサに伝達し、反射体によって反射される反射光の入力を受け、入力された反射光が有する波長で主発振する光源とを備える中央基地局を含むことを特徴とする。
【解決手段】本発明の波長分割多重方式の受動型光通信システムは、マルチプレクサの入力側に位置して所定波長の光信号を反射する反射体と、多重モードの光信号を発生させて反射体を通してマルチプレクサに伝達し、反射体によって反射される反射光の入力を受け、入力された反射光が有する波長で主発振する光源とを備える中央基地局を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分割多重方式の受動型光通信システム（ＷＤＭ−ＰＯＮ Ｓｙｓｔｅｍ）、それに用いられる中央基地局、およびデータ伝送方法に関し、特にブラッグ格子のように特定波長を反射する反射体と反射光によってセルフインジェクションロッキングされる光源を用いた超高速大容量のＷＤＭ−ＰＯＮシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重化（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＷＤＭ）方式とは、互いに異なる信号を伝達するために互いに異なる波長を有するレーザを用い、単一光ファイバーにおいて光キャリア信号を多重化する通信方式を意味する。これは、通信データの容量の増大を可能にし、１つの光ファイバーラインに沿って双方向通信を行うことを可能にする。
【０００３】
ＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）は、上向データ伝送に用いられる光信号の波長を光加入者（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ、ＯＮＵ）に応じて区別し、下向データ伝送に用いられる光信号の波長を中央基地局（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）に応じて区別し、複数の光加入者をグループ化してアクセスを提供するネットワークを意味する。ＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、光信号分配器（デマルチプレクサ）を用いてカップリングされた多波長の光信号をそれぞれの物理的リンクに分配し、ＷＤＭマルチプレクサを通して上／下向チャネルの多重化がなされる。
【０００４】
従来の波長分割多重方式の光通信システムは、複数のチャネル（例えば、１６個のチャネル）の信号を各々発振する光送信機からなる光送信端、光送信端の各チャネル信号を多重化するマルチプレクサ（ＭＵＸ：ｍｕｌｔｉ−ｐｌｅｘｅｒ）、光信号を伝達する光ファイバー、多重化された信号をチャネル別の信号に分離するためのデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ：ｄｅｍｕｌｔｉ−ｐｌｅｘｅｒ）、各チャネル信号を検出する複数の光受信機からなる光受信端を含む。このようなＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、中央基地局（ＯＬＴ）内の光送信端から多チャンネル光加入者用下向チャネル信号は遠隔地に位置する光加入者（ＯＮＵ）の通過波長に合うように発振され、発振された信号はマルチプレクサを通して多重化される。
【０００５】
一般的な受動型光通信網において、中央基地局から地域基地局までは１つの光ファイバーで連結し、地域基地局から光加入者までは独立した光ファイバーで連結する。この時、中央基地局と地域基地局にはいくつかの波長を合わせたり分離したりするマルチプレクサとデマルチプレクサを必ず設けなければならない。このような波長分割マルチプレクサ／デマルチプレクサとしては主にアレイ導波路型回折格子（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ：ＡＷＧ）が用いられる。
【０００６】
しかし、地域基地局と光加入者は互いの温度を一定に維持させる装置が備えられないために地域基地局と光加入者との間には温度差が発生する。マルチプレクサ／デマルチプレクサとして用いられるアレイ導波路型回折格子は温度に応じて分割する波長が変わる。シリカ材料で作られた場合、温度による波長の変化率は約０．０１ｎｍ／℃である。
【０００７】
波長分割多重方式の受動型光通信網において、地域基地局の温度が時間に伴って変化するとアレイ導波路型回折格子の分割波長も変化するようになる。つまり、データ伝送のための光源の波長と地域基地局に位置するアレイ導波路型回折格子の波長が互いに食い違うため、それによる出力損失と隣接するチャネルに対するノイズの発生などの伝送性能を低下させる問題がある。特に、ファブリ・ペローレーザのようなセルフインジェクションロッキング型光源は波長分割用低価の光源であって温度変化による波長変位が大きいため、中央基地局（ＯＬＴ）から遠隔で地域基地局（ＲＮ）の温度変化を感知できる別途の附加装置が必要である。
【０００８】
大韓民国特許公開第２００１−１９０１７号には、多重化された上向信号の一部分を抽出して基準電圧を生成し、デマルチプレクサから出力される逆多重化された上向チャネルの一部分を抽出して監視電圧を生成した後、基準電圧と監視電圧の差に応じて逆多重化の温度を増加または減少させる波長追跡方法が開示されている。前記特許によれば、すべての光加入者に対する温度モニタリングがなされないため、光加入者の各々に応じて温度を個別的に調節する附加装置が別途に要るので、システムの具現上、複雑性と効率性の側面から不利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、光加入者に応じて光源の温度を個別的に調節する従来技術の問題を考慮し、マルチプレクサの入力側に特定波長の光信号を反射する反射体を備え、反射体によって反射される反射光が有する波長でセルフインジェクションロッキングされた状態で主発振する新規構造の中央基地局を含む、セルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記技術的課題を解決するための本発明に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システムは、光信号を多重化して下向伝送するマルチプレクサ、前記マルチプレクサの入力側に位置して所定波長の光信号を反射する反射体、および多重モードの光信号を発生させて前記反射体を通して前記マルチプレクサに伝達し、前記反射体によって反射される反射光が注入され、前記注入された反射光が有する波長で主発振する光源を備える中央基地局；および前記多重化された光信号を逆多重化して単一モードの光信号を発生させるデマルチプレクサを備える地域基地局を含む。
【００１１】
前記他の技術的課題を解決するための本発明に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システムに用いられる中央基地局は、光信号を多重化して下向伝送するマルチプレクサ、前記マルチプレクサの入力側に位置して所定波長の光信号を反射する反射体、および多重モードの光信号を発生させて前記反射体を通して前記マルチプレクサに伝達し、前記反射体によって反射される光信号の入力を受け、前記入力された光信号が有する波長で主発振する光源を含むことを特徴とする。
【００１２】
前記他の技術的課題を解決するための本発明に係る波長分割多重通信網の下向データ伝送方法は、注入される光信号が有する波長で主発振する光源から多重モードの光信号を生成するステップ；特定波長の光信号を反射する反射体が備えられたマルチプレクサ側に前記生成された光信号を伝達するステップ；前記反射体によって反射される反射光が前記光源に注入されるステップ；および前記注入された反射光が有する波長で主発振して下向データを伝送するステップを含む。
【発明の効果】
【００１３】
波長分割多重方式の受動型光通信システムにおいて、マルチプレクサの入力側に特定波長の光信号を反射する反射体を備え、反射体によって反射される反射光が有する波長でセルフインジェクションロッキングされた状態で主発振する新規構造の中央基地局を導入することにより、下向信号用光源の温度または波長を別途に調節する必要がなく、マルチプレクサの温度調節を通して下向チャネルのためのチャネル各々の光信号が有する波長を一括して制御することによって安定した通信が可能な長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では本発明の図面と実施形態を参照して本発明のセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システム、それに用いられる中央基地局、およびデータ伝送方法について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システム１０を示すブロック図である。
【００１５】
本実施形態に係る波長分割多重方式の受動型光通信システム１０は、光送受信機１１０、マルチプレクサ１２０、反射体１３０を備える中央基地局１００と、デマルチプレクサ２１０を備える地域基地局２００とを含む。中央基地局１００と地域基地局２００はフィーダーファイバー（ｆｅｅｄｅｒ ｆｉｂｅｒ）によって接続される。特に、本実施形態の光通信システム１０は既存とは異なり、マルチプレクサの入力側に反射体を備える。
【００１６】
中央基地局１００は地域基地局（ＲＮ）２００内のデマルチプレクサ２１０に下向チャネル光信号を提供し、デマルチプレクサ２１０からの上向チャネル光信号を受信する。光送受信機１１０は光通信のための光源として多重モードの光信号を発生させ、光加入者からの単一モード光信号を受信する。
【００１７】
中央基地局１００は光加入者数Ｎに応じたＮ個の光送受信機（１１０−１，１１０−２…１１０−Ｎ）を備え、それぞれの光送受信機１１０はＮ個のＲＳＯＡ（１１２−１，１１２−２…１１２−Ｎ）とＮ個のＲＯＳＡ（１１４−１，１１４−２…１１４−Ｎ）を備える。
【００１８】
本実施形態において、ＲＳＯＡ（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）は閾値以上の電流または光の入力を受けて広帯域の光信号を生成する光増幅型光源として用いられる。ＲＳＯＡ１１２は反射体１３０によって反射される反射光の注入を受け、注入入力された反射光が有する波長で主発振して下向チャネルの光信号を生成する。
【００１９】
本実施形態においてＲＳＯＡ１１２によって発振された広帯域の光信号は単一モードの光ファイバーに沿ってマルチプレクサ１２０に入力される。本実施形態の場合、マルチプレクサ１２０の入力側に特定波長の光信号を反射させる互いに異なるＮ個の反射体（１３０−１，１３０−２…１３０−Ｎ）が備えられるが、それぞれのＲＳＯＡ１１２から生成されてマルチプレクサ１２０に入力される光信号のうちの前記特定波長に一致する光信号は反射体１３０に反射されて再びＲＳＯＡ１１２に入力され、ＲＳＯＡ１１２は入力された波長帯域で主発振するセルフインジェクションロッキング（ｓｅｌｆ−ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌｏｃｋｉｎｇ）状態となる。セルフインジェクションロッキングされたＲＳＯＡ１１２は単一波長のレーザダイオードと類似するスペクトルを有する光信号を生成し、生成された光信号を変調して単一モード形態でマルチプレクサ１２０に伝送する。
【００２０】
本実施形態では、自ら変調できる反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）を光源として採択しているが、ＲＳＯＡの他にもファブリ・ペローレーザダイオード（ＦＰ−ＬＤ）、垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用いることもできる。
【００２１】
一方、ＷＤＭフィルタ１１６は光信号を波長に応じて区分するフィルタであり、ＲＯＳＡ（ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｕｂａｓｓｅｍｂｌｙ）１１２から送信した光信号とＲＯＳＡ１１４が受信する光信号を区別して通過させる。
【００２２】
マルチプレクサ（ＭＵＸ）１２０はＲＳＯＡ１１２から生成された光信号を多重化して下向伝送する。例えば、ＮХ１導波路列格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）、導波路格子ルータ（ＷＧＲ；Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）などを用いることができる。本来導波路列格子のようなマルチプレクサはデマルチプレクサとしても用いることができるが、本実施形態では下向データ伝送を考慮してマルチプレクサと称する。
【００２３】
本実施形態において、マルチプレクサ１２０はその入力側に特定波長の光信号だけを反射する反射体１３０が接続または一体に形成される。反射体１３０は、例えばブラッグ格子（ＢＧ：Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）が好ましい。ブラッグ格子はＲＳＯＡ１１２から入力される多重モードの光信号のうちの特定波長だけを逆反射させ、逆反射された光信号は再び光源に注入される。
【００２４】
特に、ブラッグ格子とマルチプレクサのベースは同一材料または温度特性が類似する材料を用いることが好ましい。例えば、ブラッグ格子とマルチプレクサはシリカ（ｓｉｌｉｃａ）材料で作ることができるが、同一材料を用いることによってブラッグ格子とマルチプレクサの温度変化を同一に維持することができる。ここで、温度特性が類似するということはブラッグ格子とマルチプレクサの熱伝導特性または比熱差が所定の基準値以内であることを意味する。
地域基地局２００は中央基地局１００と光加入者から各々受信される光信号を反対側に伝送し、地域基地局２００は多重化された光信号を逆多重化するデマルチプレクサ２１０を備える。
【００２５】
デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）２１０は多重化された光信号を逆多重化する。デマルチプレクサ２１０の種類は特に制限されず、例えば１ХＮ導波路列格子や導波路格子ルータ（ＷＧＲ；Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）を挙げることができる。特に、導波路型格子はルータの温度変化を誘導するために熱電冷却器（ＴＥＣ：Ｔｈｅｒｍｏ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｏｌｅｒ）が導波路格子ルータを装着することができる。ここで、内装されたＴＥＣは波長分配器の役割をする導波路格子ルータの温度が周期的に変化するように設定することができ、本実施形態ではデマルチプレクサとして用いることができる。
【００２６】
デマルチプレクサ２１０の温度が変わると各チャネルに割り当てられた光信号の中心波長が移動するが、これは光伝送におけるエラーと光損失を増加させる原因になる。よって、中央基地局１１０は地域基地局２００の温度変化に対するモニタリングリングによって温度変化に応じて補正された光信号を生成する必要がある。本実施形態において、反射体１３０はマルチプレクサ１２０における温度変化とそれによる中心波長の移動結果をＲＳＯＡ１１２側に伝達する。反射体によって反射された光信号はマルチプレクサ１２０における温度変化に応じて中心波長が移動した光信号であるため、ＲＳＯＡ１１２は反射体１２０の温度変化を反映して主発振するようになるのでＲＳＯＡ端において別途の温度調節は必要ない。つまり、本実施形態によれば、中央基地局１００のマルチプレクサ１２０に対する温度調節を通じて下向チャネルのためのチャネル各々の波長情報を一度に制御することによって安定した通信が可能である。また、レーザ光源の個別的な温度調節のための別途の工夫が要らないという点で効率的である。
【００２７】
本実施形態の光通信システムはマルチプレクサ１２０の温度を調節する温度同期化部（図示せず）をさらに含むことが好ましい。温度同期化部は地域基地局２００、特にデマルチプレクサ２１０の温度とマルチプレクサ１２０の温度を同一に維持する。温度同期化器はデマルチプレクサ２１０の温度情報の入力を受け、加熱／冷却装置を用いてマルチプレクサ１２０の温度を調節する。温度同期化部によってマルチプレクサ１２０とデマルチプレクサ２１０の温度を同期化させ、マルチプレクサの入力側に位置する反射体を用いてＲＳＯＡが主発振する中心波長を制御すると光通信エラーと光損失の問題をさらに改善することができる。
【００２８】
図２は、本発明のまた他の実施形態に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システム１０００を示すブロック図である。
図２に係る受動型光通信システム１０００は、光送受信機１１１０、マルチプレクサ１１２０、反射体１１３０を備える中央基地局１１００と、デマルチプレクサ１２１０を備える地域基地局１２００とを含む。
【００２９】
中央基地局１１００は地域基地局１２００内のデマルチプレクサ１２１０に下向チャネル光信号を提供し、デマルチプレクサ１２１０を通して光加入者側から生成された上向チャネル光信号を受信する。中央基地局１１００は光加入者数Ｎに応じたＮ個の光送受信機（１１１０−１，１１１０−２．．１１１０−Ｎ）を備え、前記それぞれの光送受信機１１１０は光検出器（１１１１−１，１１１１−２…１１１１−Ｎ）、ファブリ・ペローレーザダイオード（１１１２−１，１１１２−２…１１１２−Ｎ）と変調器（１１１３−１，１１１３−２…１１１３−Ｎ）を備える。
【００３０】
図１とは異なり、図２の光送受信機１１１０は光源としてファブリ・ペローレーザダイオード（ＦＰ−ＬＤ）１１１２を備える。ファブリ・ペローレーザダイオード１１１２は、マルチプレクサ１１２０の入力側に位置するブラッグ格子１１３０によって反射される波長の光信号の入力を受け、入力された波長で主発振する。反射光によって特定波長で主発振された光信号は光パワー分配器１１１４を通して変調器１１１３に入力される。光パワー分配器１１１４は反射光の注入でセルフインジェクションロッキングされた光パワーを分岐する。変調器１１１３は、ファブリ・ペローレーザダイオード１１１２から入力された単一モードの光信号に、変調器１１１３に入力される制御信号を載せて変調した後、変調された光信号を単一モードの光ファイバー（ＳＭＦ）を通してマルチプレクサに伝達する。
【００３１】
光検出器（ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ）１１１１は上向チャネルの光信号を波長選択結合器１１１５を通して受信する。波長選択結合器（ＷＳＣ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｅｒ）は光信号を波長に応じて分岐する。光カプラー１１１６はファブリ・ペローレーザダイオード１１１２からの光信号と変調器１１１３の光信号を結合する。また、入力光効率を上げるために波長選択結合器１１１５と光パワー分配器１１１４との間に偏光コントローラが位置し得る。
【００３２】
マルチプレクサ１１２０はファブリ・ペローレーザダイオード１１１２と変調器１１１３によって生成された下向チャネルの光信号の入力を受けて多重化して下向伝送する。マルチプレクサ１１２０と反射体１１３０は図１に記載されたマルチプレクサ１２０と反射体１３０に共通するものであるため、それに対する説明は省略する。
【００３３】
地域基地局１２００は中央基地局１１００と光加入者から各々受信される光信号を反対側に伝送する。地域基地局１２００は多重化された光信号を逆多重化するデマルチプレクサ１２１０を備える。図２の地域基地局１２００とデマルチプレクサ１２１０は図１の地域基地局２００とデマルチプレクサ２１０に共通するものであるため、それに対する説明も省略する。
【００３４】
図３は、本発明のまた他の実施形態に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の両方向対称受動型光通信システム２０００を示すブロック図である。
本実施形態に係る両方向対称受動型光通信システム２０００は、第１光送受信機２１１０、マルチプレクサ２１２０、第１反射体２１３０を備える中央基地局２１００、デマルチプレクサ２２１０と第２反射体２２２０を備える地域基地局２２００、および第２光送受信機２３１０を備える光加入者２３００を含む。
【００３５】
中央基地局２１００は下向チャネルの光信号を生成し、生成された光信号を地域基地局２２００を通して光加入者２３００に伝達する。本実施形態において、中央基地局２１００は、光加入者数Ｎに応じたＮ個の反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）２１１２と光受信機（ＲＯＳＡ：Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂａｓｓｅｍｂｌｙ）２１１４を備える光送受信機２１１０、マルチプレクサ２１２０、およびマルチプレクサの入力側に位置する反射体２１３０を含む。本実施形態では、光加入者２３００側にある光送受信機２３１０と区別するために前者を第１光送受信機と称する。図３の中央基地局２１００と図１の中央基地局１００は互いに同一であるため、共通する説明は省略する。
【００３６】
地域基地局２２００は中央基地局２１００から生成された下向チャネルの光信号を光加入者２３００に伝達し、また光加入者２３００から生成された上向チャネルの光信号を中央基地局２１００に伝達する。地域基地局２２００は多重化された光信号を逆多重化するデマルチプレクサ２２１０とデマルチプレクサ２２１０の出力側に位置する反射体２２２０とを備える。
【００３７】
反射体２２２０は光加入者２３００から生成された多重モードの光信号のうちの特定波長の光信号を反射させる。ブラッグ格子（Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）は光加入者２３００のＲＳＯＡ２３１２から入力される多重モードの光信号のうちの特定波長の光信号を反射させる。本実施形態において、ブラッグ格子はデマルチプレクサと同一材料または温度特性が類似する材料を用いることが好ましい。デマルチプレクサとブラッグ格子のベース材質としてはシリカを用いることができ、この場合、ブラッグ格子とデマルチプレクサの温度は同一に維持することができる。
【００３８】
光加入者２３００は地域基地局２２００内のデマルチプレクサ２２１０に上向チャネルの光信号を提供し、デマルチプレクサ２２１０からの下向チャネル光信号を受信する。光加入者２３００は光加入者数Ｎに応じた第２光送受信機２３１０を含み、第２光送受信機２３１０は各々ＲＳＯＡ２３１２とＲＯＳＡ２３１４およびＷＤＭフィルタ２３１６を備える。光加入者側のＲＳＯＡ２３１２は上向チャネルのデータ伝送のために多重モードの光信号を発生させる。多重モードの光信号は反射体２２２０を通してデマルチプレクサ２２１０に入力されるが、この時、反射体２２２０は入力された光信号のうちの特定波長の光信号を反射させる。反射された反射光は再びＲＳＯＡ２３１２に注入され、ＲＳＯＡは注入された光信号の波長を中心波長として発振する。
【００３９】
ＲＯＳＡ２３１４は中央基地局２１００から発生された下向チャネルの光信号を受信する。ＷＤＭフィルタ２３１６は光信号を波長によって区分することにより、上向チャネルの光信号と下向チャネルの光信号を区分する。
【００４０】
図３に示された両方向対称形光通信システムは、地域基地局の温度変化に応じて中央基地局のマルチプレクサの温度を調節し、光加入者のセルフインジェクションロッキングされる波長が調節されるため、地域基地局の温度変化に関係のないカラーレス光源の構造を有し、光伝送エラーと光損失を最小化することができる。また、本実施形態の光通信システムは上下向対称形構造を有し、中央基地局と光加入者の光送受信機を同一モジュールで用いることができるため、大量生産およびシステム単価の節減の面で好ましい。
【００４１】
図４は、本発明の一実施形態に係る波長分割多重通信網の下向データ伝送方法を示すフローチャート図である。本発明の下向データ伝送方法は、波長分割多重方式の受動型光通信システム１０において時系列的に処理される下記のステップを含む。
３１００ステップにおいてＲＳＯＡ１１２は多重モードの光信号を生成する。ＲＳＯＡは注入される光が有する波長で主発振するセルフインジェクションロッキング型光源であり、ＲＳＯＡの他にもファブリ・ペローレーザダイオードを光源として用いることもできる。
【００４２】
３２００ステップにおいて、ＲＳＯＡ１１２は特定波長の光信号を反射する反射体が備えられたマルチプレクサ側に前記生成された光信号を伝達する。
３３００ステップにおいて、ＲＳＯＡ１１２には前記反射体によって反射される反射光が注入される。反射体１３０はＲＳＯＡ１１２から生成された多重モードの光信号のうちの特定波長の光信号を反射させる。
【００４３】
３４００ステップにおいて、ＲＳＯＡ１１２は注入された反射光が有する波長で主発振して下向データを送信させる。ＲＳＯＡ１１２は反射体によって反射され注入される光信号が有する波長でセルフインジェクションロッキングされ、前記波長を中心波長として主発振する。図４には示されていないが、セルフインジェクションロッキングされた状態で主発振する光源と光変調のための制御信号の入力を受けて変調器（図示せず）を通して変調された光信号はマルチプレクサと地域基地局を通して光加入者に伝送される。
【００４４】
上記では本発明に関する好ましい実施形態に基づいて説明した。本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明の本質的な特性から脱しない範囲内において変形した形態で本発明を具現できることを理解しなければならない。よって、上記で開示された実施形態は限定的な観点ではなく説明的な観点から考慮しならなければならない。本発明の範囲は前述した説明ではなく特許請求の範囲に示されており、それと同じ範囲内にある全ての差異点は本発明に含まれると解釈しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システムを示すブロック図である。
【図２】本発明のまた他の実施形態に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システムを示すブロック図である。
【図３】本発明のまた他の実施形態に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の両方向対称形受動型光通信システムを示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る波長分割多重通信網の下向データ伝送方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１０：光通信システム
１００:中央基地局
１１０:光送受信機
１２０：マルチプレクサ
１３０：反射体
２００：地域基地局
２１０：デマルチプレクサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分割多重方式の受動型光通信システム（ＷＤＭ−ＰＯＮ Ｓｙｓｔｅｍ）、それに用いられる中央基地局、およびデータ伝送方法に関し、特にブラッグ格子のように特定波長を反射する反射体と反射光によってセルフインジェクションロッキングされる光源を用いた超高速大容量のＷＤＭ−ＰＯＮシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重化（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＷＤＭ）方式とは、互いに異なる信号を伝達するために互いに異なる波長を有するレーザを用い、単一光ファイバーにおいて光キャリア信号を多重化する通信方式を意味する。これは、通信データの容量の増大を可能にし、１つの光ファイバーラインに沿って双方向通信を行うことを可能にする。
【０００３】
ＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）は、上向データ伝送に用いられる光信号の波長を光加入者（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ、ＯＮＵ）に応じて区別し、下向データ伝送に用いられる光信号の波長を中央基地局（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）に応じて区別し、複数の光加入者をグループ化してアクセスを提供するネットワークを意味する。ＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、光信号分配器（デマルチプレクサ）を用いてカップリングされた多波長の光信号をそれぞれの物理的リンクに分配し、ＷＤＭマルチプレクサを通して上／下向チャネルの多重化がなされる。
【０００４】
従来の波長分割多重方式の光通信システムは、複数のチャネル（例えば、１６個のチャネル）の信号を各々発振する光送信機からなる光送信端、光送信端の各チャネル信号を多重化するマルチプレクサ（ＭＵＸ：ｍｕｌｔｉ−ｐｌｅｘｅｒ）、光信号を伝達する光ファイバー、多重化された信号をチャネル別の信号に分離するためのデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ：ｄｅｍｕｌｔｉ−ｐｌｅｘｅｒ）、各チャネル信号を検出する複数の光受信機からなる光受信端を含む。このようなＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、中央基地局（ＯＬＴ）内の光送信端から多チャンネル光加入者用下向チャネル信号は遠隔地に位置する光加入者（ＯＮＵ）の通過波長に合うように発振され、発振された信号はマルチプレクサを通して多重化される。
【０００５】
一般的な受動型光通信網において、中央基地局から地域基地局までは１つの光ファイバーで連結し、地域基地局から光加入者までは独立した光ファイバーで連結する。この時、中央基地局と地域基地局にはいくつかの波長を合わせたり分離したりするマルチプレクサとデマルチプレクサを必ず設けなければならない。このような波長分割マルチプレクサ／デマルチプレクサとしては主にアレイ導波路型回折格子（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ：ＡＷＧ）が用いられる。
【０００６】
しかし、地域基地局と光加入者は互いの温度を一定に維持させる装置が備えられないために地域基地局と光加入者との間には温度差が発生する。マルチプレクサ／デマルチプレクサとして用いられるアレイ導波路型回折格子は温度に応じて分割する波長が変わる。シリカ材料で作られた場合、温度による波長の変化率は約０．０１ｎｍ／℃である。
【０００７】
波長分割多重方式の受動型光通信網において、地域基地局の温度が時間に伴って変化するとアレイ導波路型回折格子の分割波長も変化するようになる。つまり、データ伝送のための光源の波長と地域基地局に位置するアレイ導波路型回折格子の波長が互いに食い違うため、それによる出力損失と隣接するチャネルに対するノイズの発生などの伝送性能を低下させる問題がある。特に、ファブリ・ペローレーザのようなセルフインジェクションロッキング型光源は波長分割用低価の光源であって温度変化による波長変位が大きいため、中央基地局（ＯＬＴ）から遠隔で地域基地局（ＲＮ）の温度変化を感知できる別途の附加装置が必要である。
【０００８】
大韓民国特許公開第２００１−１９０１７号には、多重化された上向信号の一部分を抽出して基準電圧を生成し、デマルチプレクサから出力される逆多重化された上向チャネルの一部分を抽出して監視電圧を生成した後、基準電圧と監視電圧の差に応じて逆多重化の温度を増加または減少させる波長追跡方法が開示されている。前記特許によれば、すべての光加入者に対する温度モニタリングがなされないため、光加入者の各々に応じて温度を個別的に調節する附加装置が別途に要るので、システムの具現上、複雑性と効率性の側面から不利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、光加入者に応じて光源の温度を個別的に調節する従来技術の問題を考慮し、マルチプレクサの入力側に特定波長の光信号を反射する反射体を備え、反射体によって反射される反射光が有する波長でセルフインジェクションロッキングされた状態で主発振する新規構造の中央基地局を含む、セルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記技術的課題を解決するための本発明に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システムは、光信号を多重化して下向伝送するマルチプレクサ、前記マルチプレクサの入力側に位置して所定波長の光信号を反射する反射体、および多重モードの光信号を発生させて前記反射体を通して前記マルチプレクサに伝達し、前記反射体によって反射される反射光が注入され、前記注入された反射光が有する波長で主発振する光源を備える中央基地局；および前記多重化された光信号を逆多重化して単一モードの光信号を発生させるデマルチプレクサを備える地域基地局を含む。
【００１１】
前記他の技術的課題を解決するための本発明に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システムに用いられる中央基地局は、光信号を多重化して下向伝送するマルチプレクサ、前記マルチプレクサの入力側に位置して所定波長の光信号を反射する反射体、および多重モードの光信号を発生させて前記反射体を通して前記マルチプレクサに伝達し、前記反射体によって反射される光信号の入力を受け、前記入力された光信号が有する波長で主発振する光源を含むことを特徴とする。
【００１２】
前記他の技術的課題を解決するための本発明に係る波長分割多重通信網の下向データ伝送方法は、注入される光信号が有する波長で主発振する光源から多重モードの光信号を生成するステップ；特定波長の光信号を反射する反射体が備えられたマルチプレクサ側に前記生成された光信号を伝達するステップ；前記反射体によって反射される反射光が前記光源に注入されるステップ；および前記注入された反射光が有する波長で主発振して下向データを伝送するステップを含む。
【発明の効果】
【００１３】
波長分割多重方式の受動型光通信システムにおいて、マルチプレクサの入力側に特定波長の光信号を反射する反射体を備え、反射体によって反射される反射光が有する波長でセルフインジェクションロッキングされた状態で主発振する新規構造の中央基地局を導入することにより、下向信号用光源の温度または波長を別途に調節する必要がなく、マルチプレクサの温度調節を通して下向チャネルのためのチャネル各々の光信号が有する波長を一括して制御することによって安定した通信が可能な長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では本発明の図面と実施形態を参照して本発明のセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システム、それに用いられる中央基地局、およびデータ伝送方法について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システム１０を示すブロック図である。
【００１５】
本実施形態に係る波長分割多重方式の受動型光通信システム１０は、光送受信機１１０、マルチプレクサ１２０、反射体１３０を備える中央基地局１００と、デマルチプレクサ２１０を備える地域基地局２００とを含む。中央基地局１００と地域基地局２００はフィーダーファイバー（ｆｅｅｄｅｒ ｆｉｂｅｒ）によって接続される。特に、本実施形態の光通信システム１０は既存とは異なり、マルチプレクサの入力側に反射体を備える。
【００１６】
中央基地局１００は地域基地局（ＲＮ）２００内のデマルチプレクサ２１０に下向チャネル光信号を提供し、デマルチプレクサ２１０からの上向チャネル光信号を受信する。光送受信機１１０は光通信のための光源として多重モードの光信号を発生させ、光加入者からの単一モード光信号を受信する。
【００１７】
中央基地局１００は光加入者数Ｎに応じたＮ個の光送受信機（１１０−１，１１０−２…１１０−Ｎ）を備え、それぞれの光送受信機１１０はＮ個のＲＳＯＡ（１１２−１，１１２−２…１１２−Ｎ）とＮ個のＲＯＳＡ（１１４−１，１１４−２…１１４−Ｎ）を備える。
【００１８】
本実施形態において、ＲＳＯＡ（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）は閾値以上の電流または光の入力を受けて広帯域の光信号を生成する光増幅型光源として用いられる。ＲＳＯＡ１１２は反射体１３０によって反射される反射光の注入を受け、注入入力された反射光が有する波長で主発振して下向チャネルの光信号を生成する。
【００１９】
本実施形態においてＲＳＯＡ１１２によって発振された広帯域の光信号は単一モードの光ファイバーに沿ってマルチプレクサ１２０に入力される。本実施形態の場合、マルチプレクサ１２０の入力側に特定波長の光信号を反射させる互いに異なるＮ個の反射体（１３０−１，１３０−２…１３０−Ｎ）が備えられるが、それぞれのＲＳＯＡ１１２から生成されてマルチプレクサ１２０に入力される光信号のうちの前記特定波長に一致する光信号は反射体１３０に反射されて再びＲＳＯＡ１１２に入力され、ＲＳＯＡ１１２は入力された波長帯域で主発振するセルフインジェクションロッキング（ｓｅｌｆ−ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌｏｃｋｉｎｇ）状態となる。セルフインジェクションロッキングされたＲＳＯＡ１１２は単一波長のレーザダイオードと類似するスペクトルを有する光信号を生成し、生成された光信号を変調して単一モード形態でマルチプレクサ１２０に伝送する。
【００２０】
本実施形態では、自ら変調できる反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）を光源として採択しているが、ＲＳＯＡの他にもファブリ・ペローレーザダイオード（ＦＰ−ＬＤ）、垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用いることもできる。
【００２１】
一方、ＷＤＭフィルタ１１６は光信号を波長に応じて区分するフィルタであり、ＲＯＳＡ（ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｕｂａｓｓｅｍｂｌｙ）１１２から送信した光信号とＲＯＳＡ１１４が受信する光信号を区別して通過させる。
【００２２】
マルチプレクサ（ＭＵＸ）１２０はＲＳＯＡ１１２から生成された光信号を多重化して下向伝送する。例えば、ＮХ１導波路列格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）、導波路格子ルータ（ＷＧＲ；Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）などを用いることができる。本来導波路列格子のようなマルチプレクサはデマルチプレクサとしても用いることができるが、本実施形態では下向データ伝送を考慮してマルチプレクサと称する。
【００２３】
本実施形態において、マルチプレクサ１２０はその入力側に特定波長の光信号だけを反射する反射体１３０が接続または一体に形成される。反射体１３０は、例えばブラッグ格子（ＢＧ：Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）が好ましい。ブラッグ格子はＲＳＯＡ１１２から入力される多重モードの光信号のうちの特定波長だけを逆反射させ、逆反射された光信号は再び光源に注入される。
【００２４】
特に、ブラッグ格子とマルチプレクサのベースは同一材料または温度特性が類似する材料を用いることが好ましい。例えば、ブラッグ格子とマルチプレクサはシリカ（ｓｉｌｉｃａ）材料で作ることができるが、同一材料を用いることによってブラッグ格子とマルチプレクサの温度変化を同一に維持することができる。ここで、温度特性が類似するということはブラッグ格子とマルチプレクサの熱伝導特性または比熱差が所定の基準値以内であることを意味する。
地域基地局２００は中央基地局１００と光加入者から各々受信される光信号を反対側に伝送し、地域基地局２００は多重化された光信号を逆多重化するデマルチプレクサ２１０を備える。
【００２５】
デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）２１０は多重化された光信号を逆多重化する。デマルチプレクサ２１０の種類は特に制限されず、例えば１ХＮ導波路列格子や導波路格子ルータ（ＷＧＲ；Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）を挙げることができる。特に、導波路型格子はルータの温度変化を誘導するために熱電冷却器（ＴＥＣ：Ｔｈｅｒｍｏ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｏｌｅｒ）が導波路格子ルータを装着することができる。ここで、内装されたＴＥＣは波長分配器の役割をする導波路格子ルータの温度が周期的に変化するように設定することができ、本実施形態ではデマルチプレクサとして用いることができる。
【００２６】
デマルチプレクサ２１０の温度が変わると各チャネルに割り当てられた光信号の中心波長が移動するが、これは光伝送におけるエラーと光損失を増加させる原因になる。よって、中央基地局１１０は地域基地局２００の温度変化に対するモニタリングリングによって温度変化に応じて補正された光信号を生成する必要がある。本実施形態において、反射体１３０はマルチプレクサ１２０における温度変化とそれによる中心波長の移動結果をＲＳＯＡ１１２側に伝達する。反射体によって反射された光信号はマルチプレクサ１２０における温度変化に応じて中心波長が移動した光信号であるため、ＲＳＯＡ１１２は反射体１２０の温度変化を反映して主発振するようになるのでＲＳＯＡ端において別途の温度調節は必要ない。つまり、本実施形態によれば、中央基地局１００のマルチプレクサ１２０に対する温度調節を通じて下向チャネルのためのチャネル各々の波長情報を一度に制御することによって安定した通信が可能である。また、レーザ光源の個別的な温度調節のための別途の工夫が要らないという点で効率的である。
【００２７】
本実施形態の光通信システムはマルチプレクサ１２０の温度を調節する温度同期化部（図示せず）をさらに含むことが好ましい。温度同期化部は地域基地局２００、特にデマルチプレクサ２１０の温度とマルチプレクサ１２０の温度を同一に維持する。温度同期化器はデマルチプレクサ２１０の温度情報の入力を受け、加熱／冷却装置を用いてマルチプレクサ１２０の温度を調節する。温度同期化部によってマルチプレクサ１２０とデマルチプレクサ２１０の温度を同期化させ、マルチプレクサの入力側に位置する反射体を用いてＲＳＯＡが主発振する中心波長を制御すると光通信エラーと光損失の問題をさらに改善することができる。
【００２８】
図２は、本発明のまた他の実施形態に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システム１０００を示すブロック図である。
図２に係る受動型光通信システム１０００は、光送受信機１１１０、マルチプレクサ１１２０、反射体１１３０を備える中央基地局１１００と、デマルチプレクサ１２１０を備える地域基地局１２００とを含む。
【００２９】
中央基地局１１００は地域基地局１２００内のデマルチプレクサ１２１０に下向チャネル光信号を提供し、デマルチプレクサ１２１０を通して光加入者側から生成された上向チャネル光信号を受信する。中央基地局１１００は光加入者数Ｎに応じたＮ個の光送受信機（１１１０−１，１１１０−２．．１１１０−Ｎ）を備え、前記それぞれの光送受信機１１１０は光検出器（１１１１−１，１１１１−２…１１１１−Ｎ）、ファブリ・ペローレーザダイオード（１１１２−１，１１１２−２…１１１２−Ｎ）と変調器（１１１３−１，１１１３−２…１１１３−Ｎ）を備える。
【００３０】
図１とは異なり、図２の光送受信機１１１０は光源としてファブリ・ペローレーザダイオード（ＦＰ−ＬＤ）１１１２を備える。ファブリ・ペローレーザダイオード１１１２は、マルチプレクサ１１２０の入力側に位置するブラッグ格子１１３０によって反射される波長の光信号の入力を受け、入力された波長で主発振する。反射光によって特定波長で主発振された光信号は光パワー分配器１１１４を通して変調器１１１３に入力される。光パワー分配器１１１４は反射光の注入でセルフインジェクションロッキングされた光パワーを分岐する。変調器１１１３は、ファブリ・ペローレーザダイオード１１１２から入力された単一モードの光信号に、変調器１１１３に入力される制御信号を載せて変調した後、変調された光信号を単一モードの光ファイバー（ＳＭＦ）を通してマルチプレクサに伝達する。
【００３１】
光検出器（ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅ）１１１１は上向チャネルの光信号を波長選択結合器１１１５を通して受信する。波長選択結合器（ＷＳＣ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｅｒ）は光信号を波長に応じて分岐する。光カプラー１１１６はファブリ・ペローレーザダイオード１１１２からの光信号と変調器１１１３の光信号を結合する。また、入力光効率を上げるために波長選択結合器１１１５と光パワー分配器１１１４との間に偏光コントローラが位置し得る。
【００３２】
マルチプレクサ１１２０はファブリ・ペローレーザダイオード１１１２と変調器１１１３によって生成された下向チャネルの光信号の入力を受けて多重化して下向伝送する。マルチプレクサ１１２０と反射体１１３０は図１に記載されたマルチプレクサ１２０と反射体１３０に共通するものであるため、それに対する説明は省略する。
【００３３】
地域基地局１２００は中央基地局１１００と光加入者から各々受信される光信号を反対側に伝送する。地域基地局１２００は多重化された光信号を逆多重化するデマルチプレクサ１２１０を備える。図２の地域基地局１２００とデマルチプレクサ１２１０は図１の地域基地局２００とデマルチプレクサ２１０に共通するものであるため、それに対する説明も省略する。
【００３４】
図３は、本発明のまた他の実施形態に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の両方向対称受動型光通信システム２０００を示すブロック図である。
本実施形態に係る両方向対称受動型光通信システム２０００は、第１光送受信機２１１０、マルチプレクサ２１２０、第１反射体２１３０を備える中央基地局２１００、デマルチプレクサ２２１０と第２反射体２２２０を備える地域基地局２２００、および第２光送受信機２３１０を備える光加入者２３００を含む。
【００３５】
中央基地局２１００は下向チャネルの光信号を生成し、生成された光信号を地域基地局２２００を通して光加入者２３００に伝達する。本実施形態において、中央基地局２１００は、光加入者数Ｎに応じたＮ個の反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）２１１２と光受信機（ＲＯＳＡ：Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂａｓｓｅｍｂｌｙ）２１１４を備える光送受信機２１１０、マルチプレクサ２１２０、およびマルチプレクサの入力側に位置する反射体２１３０を含む。本実施形態では、光加入者２３００側にある光送受信機２３１０と区別するために前者を第１光送受信機と称する。図３の中央基地局２１００と図１の中央基地局１００は互いに同一であるため、共通する説明は省略する。
【００３６】
地域基地局２２００は中央基地局２１００から生成された下向チャネルの光信号を光加入者２３００に伝達し、また光加入者２３００から生成された上向チャネルの光信号を中央基地局２１００に伝達する。地域基地局２２００は多重化された光信号を逆多重化するデマルチプレクサ２２１０とデマルチプレクサ２２１０の出力側に位置する反射体２２２０とを備える。
【００３７】
反射体２２２０は光加入者２３００から生成された多重モードの光信号のうちの特定波長の光信号を反射させる。ブラッグ格子（Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）は光加入者２３００のＲＳＯＡ２３１２から入力される多重モードの光信号のうちの特定波長の光信号を反射させる。本実施形態において、ブラッグ格子はデマルチプレクサと同一材料または温度特性が類似する材料を用いることが好ましい。デマルチプレクサとブラッグ格子のベース材質としてはシリカを用いることができ、この場合、ブラッグ格子とデマルチプレクサの温度は同一に維持することができる。
【００３８】
光加入者２３００は地域基地局２２００内のデマルチプレクサ２２１０に上向チャネルの光信号を提供し、デマルチプレクサ２２１０からの下向チャネル光信号を受信する。光加入者２３００は光加入者数Ｎに応じた第２光送受信機２３１０を含み、第２光送受信機２３１０は各々ＲＳＯＡ２３１２とＲＯＳＡ２３１４およびＷＤＭフィルタ２３１６を備える。光加入者側のＲＳＯＡ２３１２は上向チャネルのデータ伝送のために多重モードの光信号を発生させる。多重モードの光信号は反射体２２２０を通してデマルチプレクサ２２１０に入力されるが、この時、反射体２２２０は入力された光信号のうちの特定波長の光信号を反射させる。反射された反射光は再びＲＳＯＡ２３１２に注入され、ＲＳＯＡは注入された光信号の波長を中心波長として発振する。
【００３９】
ＲＯＳＡ２３１４は中央基地局２１００から発生された下向チャネルの光信号を受信する。ＷＤＭフィルタ２３１６は光信号を波長によって区分することにより、上向チャネルの光信号と下向チャネルの光信号を区分する。
【００４０】
図３に示された両方向対称形光通信システムは、地域基地局の温度変化に応じて中央基地局のマルチプレクサの温度を調節し、光加入者のセルフインジェクションロッキングされる波長が調節されるため、地域基地局の温度変化に関係のないカラーレス光源の構造を有し、光伝送エラーと光損失を最小化することができる。また、本実施形態の光通信システムは上下向対称形構造を有し、中央基地局と光加入者の光送受信機を同一モジュールで用いることができるため、大量生産およびシステム単価の節減の面で好ましい。
【００４１】
図４は、本発明の一実施形態に係る波長分割多重通信網の下向データ伝送方法を示すフローチャート図である。本発明の下向データ伝送方法は、波長分割多重方式の受動型光通信システム１０において時系列的に処理される下記のステップを含む。
３１００ステップにおいてＲＳＯＡ１１２は多重モードの光信号を生成する。ＲＳＯＡは注入される光が有する波長で主発振するセルフインジェクションロッキング型光源であり、ＲＳＯＡの他にもファブリ・ペローレーザダイオードを光源として用いることもできる。
【００４２】
３２００ステップにおいて、ＲＳＯＡ１１２は特定波長の光信号を反射する反射体が備えられたマルチプレクサ側に前記生成された光信号を伝達する。
３３００ステップにおいて、ＲＳＯＡ１１２には前記反射体によって反射される反射光が注入される。反射体１３０はＲＳＯＡ１１２から生成された多重モードの光信号のうちの特定波長の光信号を反射させる。
【００４３】
３４００ステップにおいて、ＲＳＯＡ１１２は注入された反射光が有する波長で主発振して下向データを送信させる。ＲＳＯＡ１１２は反射体によって反射され注入される光信号が有する波長でセルフインジェクションロッキングされ、前記波長を中心波長として主発振する。図４には示されていないが、セルフインジェクションロッキングされた状態で主発振する光源と光変調のための制御信号の入力を受けて変調器（図示せず）を通して変調された光信号はマルチプレクサと地域基地局を通して光加入者に伝送される。
【００４４】
上記では本発明に関する好ましい実施形態に基づいて説明した。本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明の本質的な特性から脱しない範囲内において変形した形態で本発明を具現できることを理解しなければならない。よって、上記で開示された実施形態は限定的な観点ではなく説明的な観点から考慮しならなければならない。本発明の範囲は前述した説明ではなく特許請求の範囲に示されており、それと同じ範囲内にある全ての差異点は本発明に含まれると解釈しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システムを示すブロック図である。
【図２】本発明のまた他の実施形態に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の受動型光通信システムを示すブロック図である。
【図３】本発明のまた他の実施形態に係るセルフインジェクションロッキングを用いた波長分割多重方式の両方向対称形受動型光通信システムを示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る波長分割多重通信網の下向データ伝送方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１０：光通信システム
１００:中央基地局
１１０:光送受信機
１２０：マルチプレクサ
１３０：反射体
２００：地域基地局
２１０：デマルチプレクサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分割多重方式の受動型光通信システムであって、
光信号を多重化して下向伝送するマルチプレクサ、前記マルチプレクサの入力側に位置して所定波長の光信号を反射する反射体、および多重モードの光信号を発生させて前記反射体を通して前記マルチプレクサに伝達し、前記反射体によって反射される光信号の入力を受け、前記入力された光信号が有する波長で主発振する光源を備える中央基地局；および
前記多重化された光信号を逆多重化して単一モードの光信号を発生させるデマルチプレクサを備える地域基地局を含む波長分割多重方式の受動型光通信システム。
【請求項２】
前記反射体はブラッグ格子であり、前記ブラッグ格子は前記マルチプレクサに接続されるかまたは前記マルチプレクサと一体に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信システム。
【請求項３】
前記マルチプレクサの材料と前記反射体の材料は同一であるかまたは温度特性が所定の類似範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信システム。
【請求項４】
前記光源はファブリ・ペローレーザダイオード（ＦＰ−ＬＤ）または反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）または垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）であることを特徴とする、請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信システム。
【請求項５】
前記デマルチプレクサの出力側には所定波長の光信号を反射させる反射体がさらに備えられ、
多重モードの光信号を発生させ、前記反射体によって反射される光信号の入力を受け、前記入力された光信号が有する波長で主発振する光加入者をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信システム。
【請求項６】
前記デマルチプレクサの温度をモニタリングし、前記デマルチプレクサとマルチプレクサの温度を同一に維持させる温度同期化部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信システム。
【請求項７】
波長分割多重方式の受動型光通信システムに用いられる中央基地局であって、
光信号を多重化して下向伝送するマルチプレクサ、前記マルチプレクサの入力側に位置して所定波長の光信号を反射する反射体、および多重モードの光信号を発生させて前記反射体を通して前記マルチプレクサに伝達し、前記反射体によって反射される光信号の入力を受け、前記入力された光信号が有する波長で主発振する光源を含むことを特徴とする波長分割多重方式の受動型光通信網に用いられる中央基地局。
【請求項８】
前記反射体はブラッグ格子であり、前記ブラッグ格子は前記マルチプレクサに接続されるかまたは前記マルチプレクサと一体に形成されることを特徴とする、請求項７に記載の波長分割多重方式の受動型光通信網に用いられる中央基地局。
【請求項９】
デマルチプレクサの温度をモニタリングし、前記デマルチプレクサとマルチプレクサの温度を同一に維持させる温度同期化部をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の波長分割多重方式の受動型光通信網に用いられる中央基地局。
【請求項１０】
波長分割多重通信網の下向データ伝送方法であって、
注入される光信号が有する波長で主発振する光源から多重モードの光信号を生成するステップ；
特定波長の光信号を反射する反射体が備えられたマルチプレクサに前記生成された光信号を伝達するステップ；
前記反射体によって反射される反射光が前記光源に注入されるステップ；および
前記光源は前記注入された反射光が有する波長で主発振して下向データを伝送するステップを含む波長分割多重通信網の下向データ伝送方法。
【請求項１１】
前記反射体はブラッグ格子であり、前記ブラッグ格子は前記マルチプレクサに接続されるかまたは前記マルチプレクサと一体に形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の波長分割多重通信網の下向データ伝送方法。
【請求項１２】
前記光源はファブリ・ペローレーザダイオード（ＦＰ−ＬＤ）または反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）または垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）であることを特徴とする、請求項１０に記載の波長分割多重通信網の下向データ伝送方法。
【請求項１】
波長分割多重方式の受動型光通信システムであって、
光信号を多重化して下向伝送するマルチプレクサ、前記マルチプレクサの入力側に位置して所定波長の光信号を反射する反射体、および多重モードの光信号を発生させて前記反射体を通して前記マルチプレクサに伝達し、前記反射体によって反射される光信号の入力を受け、前記入力された光信号が有する波長で主発振する光源を備える中央基地局；および
前記多重化された光信号を逆多重化して単一モードの光信号を発生させるデマルチプレクサを備える地域基地局を含む波長分割多重方式の受動型光通信システム。
【請求項２】
前記反射体はブラッグ格子であり、前記ブラッグ格子は前記マルチプレクサに接続されるかまたは前記マルチプレクサと一体に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信システム。
【請求項３】
前記マルチプレクサの材料と前記反射体の材料は同一であるかまたは温度特性が所定の類似範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信システム。
【請求項４】
前記光源はファブリ・ペローレーザダイオード（ＦＰ−ＬＤ）または反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）または垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）であることを特徴とする、請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信システム。
【請求項５】
前記デマルチプレクサの出力側には所定波長の光信号を反射させる反射体がさらに備えられ、
多重モードの光信号を発生させ、前記反射体によって反射される光信号の入力を受け、前記入力された光信号が有する波長で主発振する光加入者をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信システム。
【請求項６】
前記デマルチプレクサの温度をモニタリングし、前記デマルチプレクサとマルチプレクサの温度を同一に維持させる温度同期化部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信システム。
【請求項７】
波長分割多重方式の受動型光通信システムに用いられる中央基地局であって、
光信号を多重化して下向伝送するマルチプレクサ、前記マルチプレクサの入力側に位置して所定波長の光信号を反射する反射体、および多重モードの光信号を発生させて前記反射体を通して前記マルチプレクサに伝達し、前記反射体によって反射される光信号の入力を受け、前記入力された光信号が有する波長で主発振する光源を含むことを特徴とする波長分割多重方式の受動型光通信網に用いられる中央基地局。
【請求項８】
前記反射体はブラッグ格子であり、前記ブラッグ格子は前記マルチプレクサに接続されるかまたは前記マルチプレクサと一体に形成されることを特徴とする、請求項７に記載の波長分割多重方式の受動型光通信網に用いられる中央基地局。
【請求項９】
デマルチプレクサの温度をモニタリングし、前記デマルチプレクサとマルチプレクサの温度を同一に維持させる温度同期化部をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の波長分割多重方式の受動型光通信網に用いられる中央基地局。
【請求項１０】
波長分割多重通信網の下向データ伝送方法であって、
注入される光信号が有する波長で主発振する光源から多重モードの光信号を生成するステップ；
特定波長の光信号を反射する反射体が備えられたマルチプレクサに前記生成された光信号を伝達するステップ；
前記反射体によって反射される反射光が前記光源に注入されるステップ；および
前記光源は前記注入された反射光が有する波長で主発振して下向データを伝送するステップを含む波長分割多重通信網の下向データ伝送方法。
【請求項１１】
前記反射体はブラッグ格子であり、前記ブラッグ格子は前記マルチプレクサに接続されるかまたは前記マルチプレクサと一体に形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の波長分割多重通信網の下向データ伝送方法。
【請求項１２】
前記光源はファブリ・ペローレーザダイオード（ＦＰ−ＬＤ）または反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ）または垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）であることを特徴とする、請求項１０に記載の波長分割多重通信網の下向データ伝送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２８３６８３（Ｐ２００８−２８３６８３Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１６８９５（Ｐ２００８−１１６８９５）
【出願日】平成２０年４月２８日（２００８．４．２８）
【出願人】（５０７３７３５０８）クヮンジュ・インスティテュート・オブ・サイエンス・アンド・テクノロジー (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２８日（２００８．４．２８）
【出願人】（５０７３７３５０８）クヮンジュ・インスティテュート・オブ・サイエンス・アンド・テクノロジー (28)
【Ｆターム（参考）】
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