光アクセスシステム
【課題】光アクセスシステムにおいて、停電時においても通信を可能とする。
【解決手段】 光アクセスシステムでは、下り信号が周波数多重技術によってユーザ多重され、上り信号が局内装置より発振されてユーザ装置内で変調されて局内装置に折り返される。ユーザ装置１２の搬送波抽出部３５は、下り信号の搬送波を抽出し、搬送波変調部３６は、抽出された搬送波を用いて、上り信号に変調を行う。局内装置の上り信号受信部２５は、ユーザ装置から折り返された下り信号の搬送波により変調された上り信号を受信する。受信された上り信号は、下り信号の搬送波に基づいて復調され、ユーザ装置毎の信号に分離される。
【解決手段】 光アクセスシステムでは、下り信号が周波数多重技術によってユーザ多重され、上り信号が局内装置より発振されてユーザ装置内で変調されて局内装置に折り返される。ユーザ装置１２の搬送波抽出部３５は、下り信号の搬送波を抽出し、搬送波変調部３６は、抽出された搬送波を用いて、上り信号に変調を行う。局内装置の上り信号受信部２５は、ユーザ装置から折り返された下り信号の搬送波により変調された上り信号を受信する。受信された上り信号は、下り信号の搬送波に基づいて復調され、ユーザ装置毎の信号に分離される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停電時に通話可能とする光アクセスシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速で大容量の情報が伝達可能な光アクセスサービスが提供されている。現在の光アクセスサービスは、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムと呼ばれる１対多接続のネットワークを利用して提供されている。
【０００３】
ＰＯＮシステムは、光ファイバ伝送路及び局内装置を複数のユーザで共用することから、費用効率の高いシステムである。
【０００４】
図９は、このＰＯＮシステムの構成例を示すブロック図である。この例では、局内装置２０１と複数のユーザ装置２０２が、光ファイバ２０３及びパワースプリッタ２０４を介して接続されている。
【０００５】
複数のユーザで共用するために、局内装置２０１からユーザ装置２０２に向かう下り通信には時分割多重技術が用いられ、ユーザ装置２０２から局内装置２０１に向かう上り通信には時分割多元接続技術が用いられている。最大３２ユーザのユーザ多重が可能となっている。
【０００６】
ＰＯＮシステムを使った光アクセスサービスは、多数のユーザがおり、安価にブロードバンドサービスを提供できることから、今後ますますユーザ数の増加が見込め、通信システムのインフラとして注目されている。
【０００７】
ところで、ＰＯＮシステムのような光ファイバ伝送路を用いた光アクセスシステムでは、従来のメタリックケーブルを用いたネットワークで行われているユーザ装置への給電が困難である。そのため宅内のＡＣ電源からの給電が不可能になる非常時には、ユーザ装置２０２の給電は、無停電電源装置（UPS：Uninterruptible Power Supply）によって行われる場合もある。
【０００８】
無停電電源装置によるバックアップは、現状では３〜４時間程度が限度であり、非常時におけるライフラインとしての機能を十分に果たしうる状況にはなっていない。
【０００９】
光アクセスシステムにおけるこの間題に対し、特許文献１には、光給電で供給できるわずかな電力を用いて通話のみを行う方法が開示されている。具体的には、下り通話では、フォトダイオードを無バイアスモードで受信し、ハイインピーダンスなスピーカで音声が再生される。
【００１０】
上り通話については、音声−光強度直接変調器を用い、局内装置から伝送された光に対して、音声、すなわち音圧変化に比例した光強度変化に直接変換して折り返すループバック構成を採用することで、上り通話を実現している。
【００１１】
しかしながら、特許文献１を用いた方法では、現在使用されているＰＯＮシステムにおいてユーザ多重を実現することができない。これは、時分割多重接続し、高速なインターネット接続サービスの提供を受ける現在のユーザ装置では、５Ｗ〜１０Ｗの電力が必要とされるのに対し、光給電できる電力は１ユーザ装置あたり１ｍＷ程度という微小な電力であるためである。
【００１２】
光通信において、ユーザ多重を実現する方式として、一般に、波長多重方式、時分割多重方式、及び周波数多重方式が挙げられる。
【００１３】
これらのいずれの方式においても、ユーザ宅内の停電時に上り通信を可能にするには、パッシブデバイスを用いてユーザ多重を実現する必要がある。ユーザ装置内又は分岐部分にパッシブデバイスを設ける必要がある。
【００１４】
波長多重方式では、それぞれ透過帯域が異なる３２個のＷＤＭフィルタが必要となる。ＷＤＭフィルタは、一般に高価なものであり、ユーザ装置１台に１つ具備するとユーザ装置が高価になるので、安価にサービスを提供する光アクセスサービスには適さない。
【００１５】
周波数多重方式も波長多重方式と同様に、それぞれ透過周波数が異なる周波数フィルタが３２個必要となる。周波数フィルタは安価であるが、ユーザ装置に、特定の周波数を発振する発振器、及び個々の発振周波数を制御するシステムが必要となり、それらのシステムのための電力供給が必要となる。
【００１６】
時分割多重方式では、上り信号の発振を制御するシステムが必要となり、そのための電力供給が必要となる。
【００１７】
即ち安価に、停電時に利用可能な光アクセスシステムを提供するためには、周波数多重方式及び時分割多重方式を用いた上で、ユーザ宅内で電力を使用しない方式を構築する必要がある。
【００１８】
なお下り通信においても、パッシブデバイスを用いることにより、停電時においても、上述した方式によるユーザ多重での通信が可能であるが、パッシブデバイスを採用でき、かつ安価なデバイスを使用できる多重方式として、周波数多重方式がある。周波数多重方式の場合、各ユーザ装置の周波数を制御する必要があるが、その方法は、例えば非特許文献１に開示されている。
【００１９】
【特許文献１】特開平１１−１５４９１５号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会２００７年ソサイエティ大会Ｂ−８−１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
このように従来の方式では、上り信号の多重方式に課題があり、停電時に通信可能な光アクセスシステムを提供することができない。
【００２１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、停電時においても通信可能な光アクセス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】
【００２２】
本発明の光アクセスシステムは、局内装置とユーザ装置が、光伝送路及びパワースプリッタを介して接続され、下り信号が周波数多重技術によってユーザ多重され、上り信号が局内装置より発振されてユーザ装置内で変調されて局内装置に折り返される光アクセスシステムであって、ユーザ装置は、下り信号の搬送波を抽出する抽出手段と、抽出された搬送波を用いて、上り信号に変調を行う変調手段とを有し、局内装置は、ユーザ装置から折り返された下り信号の搬送波により変調された上り信号を受信して、その下り信号の搬送波に基づいて復調し、ユーザ装置毎の信号に分離する受信手段を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の光アクセスシステムは、局内装置とユーザ装置が、光伝送路及びパワースプリッタを介して接続され、上り信号が局内装置より発振されてユーザ装置内で変調されて局内装置に折り返される光アクセスシステムであって、局内装置は、一定間隔のパルス波形を、上り信号として送信する送信手段と、ユーザ装置から折り返されてきた上り信号を受信し、そのタイミングをずらしながら、一定間隔でパルス波形を集めることによって、上り信号をユーザ装置毎の信号に分離する受信手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
局内装置の送信手段により送信される上り信号は、複数の波長の信号で構成されるようにすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、例えばユーザ宅が停電しても通話することが可能な光アクセスシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムを、図面に基づいて説明する。なおこの光アクセスシステムは、例えばＰＯＮ（Passive Optical
Network）システムを構成する。
【００２７】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムの構成例を示すブロック図である。この光アクセスシステムでは、局内装置１１とＮ個のユーザ装置１２−１〜１２−Ｎ（以下、個々に区別する必要がない場合、単に、ユーザ装置１２と称する。他の場合も同様である）とが、光ファイバ１３及びパワースプリッタ１４を介して接続されている。
【００２８】
この光アクセスシステムでは、上り通信において、局内装置１１から送出された上り信号光（無変調光）を、ユーザ装置１２において、音声信号に応じて変調して、局内装置１１に折り返すループバック構成が採用されている。また下り信号及び上り信号におけるユーザ多重は、周波数多重方式によって実現されている。
【００２９】
図１において、局内装置１１は、下り信号発振部２１、変調部２２、及びそれぞれのユーザ装置１２に対応したＮ個の搬送波発振部２３−１〜２３−Ｎ、並びに上り信号発振部２４、上り信号受信部２５、上り信号の発振と受信を分ける方向性合分波部２６、及び上り信号と下り信号を分波する合分波部２７を有して構成されている。
【００３０】
ユーザ装置１２−１は、下り信号受信部３１、周波数選択部３２、復調部３３、音声再生部３４、搬送波抽出部３５、搬送波変調部３６、音声変調部３７、上り信号光の上りと下りを合分波する方向性合分波部３８、及び上り信号と下り信号を合分波する合分波部３９を有して構成されている。
【００３１】
周波数選択部３２は、ユーザ装置１２−１に割り当てられた所定の搬送波周波数（即ち同じ局内装置１１に接続されている他のユーザ装置１２とは異なる搬送波周波数（以下、搬送波周波数ｆcnと称する）を選択している。搬送波抽出部３５は、周波数選択部３２が選択している搬送波周波数ｆcnの帯域内の、音声信号の帯域を除いた搬送波周波数を選択している。
【００３２】
ユーザ装置１２−２（図示せぬ）〜１２−Ｎも、ユーザ装置１２−１と同様の構成を有しているので、その図示及びその説明を省略する。なおユーザ装置１２−２〜１２−Ｎの周波数選択部が選択している搬送波周波数についても、搬送波周波数ｆcnと称する。
【００３３】
パワースプリッタ１４は、局内装置１１から光ファイバ１３に送出された下り信号光又は上り信号光を、各ユーザ装置１２が接続する光ファイバ１３に分波する。パワースプリッタ１４はまた、各ユーザ装置１２から送出された上り信号光を混合し、光ファイバ１３に送出する。
【００３４】
（下り信号伝送）
局内装置１１から各ユーザ装置１２に向かう下り信号伝送について説明する。局内装置１１の変調部２２において、下り信号発振部２１が発振した光が、最大Ｎ個の搬送波周波数を有した信号によって変調されて、下り信号光として、合分波部２７を介して、光ファイバ１３に送出される。光ファイバ１３に送出された下り信号光は、パワースプリッタ１４を介して各ユーザ装置１２に到達する。
【００３５】
各ユーザ装置１２に到達した下り信号光は、それぞれのユーザ装置１２において、合分波部３９を介して下り信号受信部３１により受信され、そこで、光電変換される。
【００３６】
下り信号受信部３１により光電変換された下り信号のうち、ユーザ装置１２に割り当てられた搬送波周波数ｆcnを有した下り信号のみが周波数選択部３２を透過して、復調部３３及び搬送波抽出部３５に入力される。復調部３３に入力された下り信号は、そこで、音声信号に復調され、音声再生部３４を介して、音声として出力される。
【００３７】
このようにして、周波数多重方式によりユーザ多重された下り信号が、送受信される。
【００３８】
なおユーザに割り当てられた搬送波周波数ｆcnを有した下り信号が入力された搬送波抽出部３５は、入力された下り信号光から、周波数選択部３２が選択している搬送波周波数ｆcnの帯域内の、音声信号の帯域を除いた搬送波周波数成分を選択（抽出）する。
【００３９】
（上り信号伝送）
次に、ユーザ装置１２から局内装置１１に向かう上り信号伝送について説明する。局内装置１１の上り信号発振部２４が発振した光（無変調光）が上り信号光として、方向性合分波部２６及び合分波部２７を介して光ファイバ１３に送出され、パワースプリッタ１４を介して各ユーザ装置１２に到達する。
【００４０】
各ユーザ装置１２に到達した上り信号光は、それぞれのユーザ装置１２において、合分波部３９及び方向性合分波部３８を介して、音声変調部３７に入力される。
【００４１】
音声変調部３７では、音声信号が直接光信号に変換され、音声信号の変調がかかった上り信号光が搬送波変調部３６に入力される。なお音声信号を直接光信号に変換できるデバイスの１つとして、光マイクロフォンがある。
【００４２】
搬送波変調部３６は、下り信号受信時において上述したように搬送波抽出部３５により抽出されている搬送波周波数ｆcnの帯域内の音声信号の帯域を除いた搬送波周波数を用い、光段で上り信号光に変調をかける。このようにユーザ装置１２固有の搬送波周波数ｆcnを用いて変調することにより、ユーザ装置１２固有の搬送波成分を有した上り信号光が生成される。
【００４３】
搬送波変調部３６は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ０３）等で構成された電気光学効果を有した変調器で構成することができる。
【００４４】
搬送波変調部３６で変調された上り信号光は、方向性合分波部３８及び合分波部３９を介して、光ファイバ１３に送出され、パワースプリッタ１４を介して局内装置１１に到達する。
【００４５】
局内装置１１に到達した上り信号光は、合分波部２７及び方向性合分波部２６を介して、上り信号受信部２５に入力され、光電変換される。上り信号はユーザ装置１２固有の搬送波成分を有していることから、その搬送波成分に基づいて復調することにより、上り信号はユーザ装置１２毎の信号に分離される。
【００４６】
このようにして、周波数多重方式によりユーザ多重された上り信号の送受信が実現される。
【００４７】
以上のように、局内装置１１が、無変調の上り信号をユーザ装置１２に送信し、ユーザ装置１２が、その上り信号を音声信号によって変調して局内装置１１に折り返すループバック構成を採用し、そのループバック構成を、主としてパッシブデバイスを用いて構築しているので、停電時においても上り信号を送信することができる。
【００４８】
また局内装置１１が、周波数多重方式によってユーザ多重した下り信号を、ユーザ装置１２に送信し、ユーザ装置１２が、パッシブデバイスを用いてその送信されてきた下り信号を受信し、その下り信号からユーザ装置１２に割り当てられた搬送波を抽出するとともに、上り信号をさらに、その搬送波周波数成分によって変調して局内装置１１に折り返すようにしたので、ユーザ装置１２に、特定の周波数を発振する発振器や個々の発振周波数を制御するシステムを設けなくても、上り信号の周波数多重方式によるユーザ多重が可能となる。その結果、安価な、停電時に利用可能な光アクセスシステム（例えばユーザ宅が停電しても通話することが可能な光アクセスシステム）を提供することができる。
【００４９】
なお以上においては、ユーザ装置１２の搬送波変調部３６、音声変調部３７、及び方向性合分波部３８は、それぞれ別個に構成されていたが、反射型の変調器を用いることにより、１つのデバイスで構成することができる。
【００５０】
図２は、搬送波変調部３６、音声変調部３７、及び方向性合分波部３８に代えて用いられる反射型の変調器の構成例を示す図である。この変調器は、ＬＮ（LiNb03）のＭＺ（マッハツェンダ干渉計）型変調器と同様の構成となっている。
【００５１】
一対の光導波路５１，５２の部分で終端し、Ｙ分岐光導波路５３に折り返す構造となっている。光導波路５１の端部には、反射鏡が音声で振動するダイヤフラム５４が設けられている。ダイヤフラム５４で反射された光は、音声（音圧）に応じて位相が変化した光信号となる。一方、反対側の光導波路５２の端部は、反射鏡５５で固定されており、一定の位相の光が反射される（経路は、共通で、入射波と反射波の位相が逆転したものとなっている）。
【００５２】
従って、ダイヤフラム５４側の光導波路５１は、位相変化が生じ、固定端側の光導波路５２は、位相変化がない状態で合波されることになり、電気光学効果を用いた強度変調と同様に、音声（音圧）によって、強度変調された光が出力される。
【００５３】
また以上においては、周波数選択部３２からの配線は、搬送波抽出部３５と復調部３３に分かれているが、一般に電気光学効果を有する変調器は電流をほとんど必要としないことから、搬送波抽出部３５側をハイインピーダンスにとることで、下り信号の損失なしに、上り信号への変調が可能となる。
【００５４】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムの他の構成例を示すブロック図である。この光アクセスシステムでは、局内装置１０１とＮ個のユーザ装置１０２とが、光ファイバ１３及びパワースプリッタ１４を介して接続されている。
【００５５】
この光アクセスシステムでは、図１の例の場合（即ち第１の実施の形態）と同様に、上り通信において、局内装置１０１から送出された上り信号光を、ユーザ装置１０２において、音声信号に応じて変調して、局内装置１０１に折り返すループバック構成が採用されている。一方上り信号のユーザ多重は、第１の実施の形態の場合と異なり、時分割多重方式によって実現されている。
【００５６】
図３において、局内装置１０１は、下り信号発振部１１１、変調部１１２、及びＮ個の搬送波発振部１１３−１〜１１３−Ｎ、並びに上り信号発振部１１４、上り信号受信部１１５、上り信号の発振と受信を分ける方向性合分波部１１６、上り信号と下り信号を分波する合分波部１１７、及び送信タイミング調整部１１８で構成されている。送信タイミング調整部１１８は、上り信号発振部１１４と上り信号受信部１１５とに接続されている。
【００５７】
ユーザ装置１０２−１は、下り信号受信部１２１、周波数選択部１２２、復調部１２３、音声再生部１２４、音声変調部１２５、上り信号光の上りと下りを合分波する方向性合分波部１２６、及び上り信号と下り信号を合分波する合分波部１２７によって構成されている。即ちこのユーザ装置１０２−１からは、図１に示すユーザ装置１２の周波数選択部３２及び搬送波抽出部３５に相当する機能が排除されている。
【００５８】
ユーザ装置１０２−２（図示せぬ）〜１０２−Ｎも、基本的に、ユーザ装置１０２−１と同様の構成を有しているので、その図示及びその説明を省略する。
【００５９】
（下り信号伝送）
局内装置１０１からユーザ装置１０２に向かう下り信号伝送は、基本的に、図１の例（第１の実施の形態）と同様に、局内装置１０１の下り信号発振部１１１〜搬送波発振部１１３、及びユーザ装置１０２の下り信号受信部１２１〜音声変調部１２５等に基づいて行われるので、その説明は省略する。
【００６０】
（上り信号伝送）
ユーザ装置１０２から局内装置１０１に向かう上り信号伝送について説明する。上り信号光は、局内装置１０１において、送信タイミング調整部１１８の制御に従ったタイミングで上り信号発振部１１４が発振した光が上り信号光として、方向性合分波部１１６及び合分波部１１７を介して光ファイバ１３に送出される。光ファイバ１３に送出された上り信号光（無変調の信号光）は、パワースプリッタ１４を介して各ユーザ装置１０２に到達する。
【００６１】
図４は、局内装置１０１から送出される上り信号光を模式的に示した図である。このように上り信号光は、所定の時間間隔（即ち送信間隔Ｔs）を持ってパルス信号で送出される。なおこの送信間隔Ｔsは、局内装置１０１と最も離れているユーザ装置１０２との距離によって決定される。
【００６２】
ユーザ装置１０２に到達した上り信号光は、ユーザ装置１０２の合分波部１２７及び方向性合分波部１２６を介して、音声変調部１２５に入力される。
【００６３】
音声変調部１２５では、入力された上り信号光が音声信号で変調され、方向性合分波部１２６及び合分波部１２７を介して、光ファイバ１３に送出され、パワースプリッタ１４を介して局内装置１０１に到達する。
【００６４】
局内装置１０１に到達した上り信号光は、合分波部１１７及び方向性合分波部１１６を介して、上り信号受信部１１５に入力され、光電変換され、送信タイミング調整部１１８の制御に従ったタイミングでパルス信号が集められる。
【００６５】
図５は、局内装置１０１により受信される上り信号を、模式的に示した図である。このように、あるユーザ装置１０２（この例の場合、ユーザ装置１０２−１と１０２−Ｎ）からの上り信号は、一定の時間（図５の例では時間Ｔd）ずれながら一定間隔（図５の例では送信間隔Ｔs）で受信される。
【００６６】
即ち、ユーザ装置１０２−１〜１０２−Ｎと局内装置１０１との間の距離が、その枝番が小さい方から大きい順に長いものとした場合、ユーザ装置１０２−１からの最初の上り信号Ｓ１０２−１−１を受信した時刻を基準としたとき、ユーザ装置１０２−２からの最初の上り信号Ｓ１０２−２−１は、その時刻から時間Ｔd2だけ遅れて局内装置１０１に到達する。時間Ｔd2は、ユーザ装置１０２−１と１０２−２の局内装置１０１との間の距離の差に応じた時間となる。同様に、ユーザ装置１０２−Ｎからの最初の上り信号Ｓ１０２−Ｎ−１は、基準の時刻から時間ＴdNだけ遅れて局内装置１０１に到達する。時間ＴdNも、ユーザ装置１０２−１と１０２−Ｎの局内装置１０１との間の距離の差に応じた時間となる。局内装置１０１より無変調の信号光は、時間Ｔsの間隔をあけて送信されることから、それぞれのユーザ装置１０２からの最初の上り信号から時間Ｔs間隔毎に信号を集めると、ユーザ装置１０２毎のＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation：パルス振幅変調）された信号を得ることができる。
【００６７】
なお図５には、ユーザ装置１０２−１からの上り信号と、ユーザ装置１０２−Ｎからの一部のパルス信号が、それぞれ矢印で示されている。またユーザ装置１０２−Ｎからの上り信号を集めた結果得られる信号も模式的に示されている。
【００６８】
即ちこのように、そのタイミングをずらしながら、一定間隔ごとに、受信される信号を集め、そして復調することで、上り信号を、ユーザ装置１０２毎の信号に分離することができる。信号を集めるタイミングは、送信タイミング調整部１１８によって制御される。このＰＡＭ変調された信号の包括線を取ることで、送信された音声信号を得る（復元する）ことができる。
【００６９】
［第３の実施の形態］
図６は、本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムの他の構成例を示すブロック図である。この光アクセスシステムには、図３の局内装置１０１に代えて局内装置１５１が設けられている。
【００７０】
局内装置１５１には、図３に示す局内装置１０１の上り信号発振部１１４、上り信号受信部１１５、及び方向性合分波部１１６が、Ｍ組設けられている。上り信号発振部１１４−１〜１１４−Ｍは、それぞれ異なる波長λの光を発振する。また方向性合分波部１１６と、合分波部１１７の間に、合分波部１６１が設けられている。他の部分は、図３における場合と同様である。
【００７１】
光アクセスシステムの最大サービス長は通常２０ｋｍで、最小サービス長は距離０である。２０ｋｍだけ光が進むのに、約１００ｎｓｅｃの時間がかかる。例えば図３の例（即ち第２の実施の形態）の場合、ループバック構成を採用しているので、上り信号が、局内装置１０１から送信され、ユーザ装置１０２で折り返されて局内装置１０１に戻るのに最大約２００ｎｓｅｃかかる。即ち距離０から２０ｋｍまでの全ての距離を第２の実施の形態を用いてサービスを提供する場合、上り信号の送信間隔Ｔsは２００ｎｓｅｃとなる。また受信する信号はＰＡＭ変調となることから、このときの信号のサンプリングレートは１／２００ｎｓｅｃ＝５ｋＳＰＳとなる。
【００７２】
電話で用いられる音声信号は一般に３００Ｈｚから３．４ｋＨｚであることから、必要なサンプリング速度は６．８ｋＳＰＳとなる。即ち第２の実施の形態では、全領域に渡ってサービスを提供することができない。
【００７３】
そこで図６の例（即ち第３の実施の形態）では、複数の波長のパルス信号を上り信号として送信することでＰＡＭ変調信号のサンプリング速度を高くし、全領域にわたってサービスを適用可能とするものである。
【００７４】
図７は、局内装置１５１から送出される上り信号光を模式的に示した図である。図７には、Ｍ＝２であって、２つの波長λ1の信号（上り信号発振部１１４−１が発振した光信号）、及び波長λ2の信号（上り信号発振部１１４−２が発振した光信号）が、送信間隔Ｔsで送信される。波長λ2の信号は、波長λ1の信号の送信から、｛（第ｎ（＝２）番目の波長−１）／Ｍ（＝１／２）×送信間隔Ｔs｝分の時間Ｔddだけ遅れて（ずれて）送信される。
【００７５】
図８は、局内装置１５１により受信される上り信号を、模式的に示した図である。このように、あるユーザ装置１０２（この例の場合、ユーザ装置１０２−Ｎ）からの上り信号が、一定間隔で受信される。そして受信した上り信号について、波長λ毎の送信間隔Ｔsと送信タイミングにあった信号を集めることで、上り信号をユーザ装置１０２毎の信号に分離することができる。集めた信号の包括線を取ることで、送信させた音声信号を得る（復元する）ことができる。
【００７６】
このように上り信号をＭ個の波長λの信号で構成することで、サンプリング速度をＭ倍にすることができる。例えば２個の波長λを利用すると、得られるサンプリング速度は、１０ＫＳＰＳとなり、電話における音声信号の伝播に十分なサンプリング速度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の搬送波変調部、音声変調部、及び方向性合分波部に代えて用いられる反射型の変調器の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムの他の構成例を示すブロック図である。
【図４】図３に示す局内装置から送出される上り信号光を、模式的に示した図である。
【図５】図３に示す局内装置により受信される上り信号を、模式的に示した図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムの他の構成例を示すブロック図である。
【図７】図６に示す局内装置から送出される上り信号光を、模式的に示した図である。
【図８】図６に示す局内装置により受信される上り信号を、模式的に示した図である。
【図９】ＰＯＮシステムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１１ 局内装置， １２ ユーザ装置， １３ 光ファイバ， １４ パワースプリッタ， ２１ 下り信号発振部， ２２ 変調部， ２３ 搬送波発振部， ２４ 上り信号発振部， ２５ 上り信号受信部， ２６ 方向性合分波部， ２７ 合分波部， ３１ 下り信号受信部， ３２ 周波数選択部， ３３ 復調部， ３４ 音声再生部， ３５ 搬送波抽出部， ３６ 搬送波変調部， ３７ 音声変調部， ３８ 方向性合分波部， ３９ 合分波部， ５１ 光導波路， ５２ 光導波路， ５３ Ｙ分岐光導波路， ５４ ダイヤフラム， ５５ 反射鏡， １０１ 局内装置， １０２ ユーザ装置， １１４ 上り信号発振部， １１５ 上り信号受信部， １１６ 方向性合分波部， １１７ 合分波部， １１８ 送信タイミング調整部， １２５ 音声変調部， １２６ 方向性合分波部， １２７ 合分波部， １６１ 合分波部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停電時に通話可能とする光アクセスシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速で大容量の情報が伝達可能な光アクセスサービスが提供されている。現在の光アクセスサービスは、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムと呼ばれる１対多接続のネットワークを利用して提供されている。
【０００３】
ＰＯＮシステムは、光ファイバ伝送路及び局内装置を複数のユーザで共用することから、費用効率の高いシステムである。
【０００４】
図９は、このＰＯＮシステムの構成例を示すブロック図である。この例では、局内装置２０１と複数のユーザ装置２０２が、光ファイバ２０３及びパワースプリッタ２０４を介して接続されている。
【０００５】
複数のユーザで共用するために、局内装置２０１からユーザ装置２０２に向かう下り通信には時分割多重技術が用いられ、ユーザ装置２０２から局内装置２０１に向かう上り通信には時分割多元接続技術が用いられている。最大３２ユーザのユーザ多重が可能となっている。
【０００６】
ＰＯＮシステムを使った光アクセスサービスは、多数のユーザがおり、安価にブロードバンドサービスを提供できることから、今後ますますユーザ数の増加が見込め、通信システムのインフラとして注目されている。
【０００７】
ところで、ＰＯＮシステムのような光ファイバ伝送路を用いた光アクセスシステムでは、従来のメタリックケーブルを用いたネットワークで行われているユーザ装置への給電が困難である。そのため宅内のＡＣ電源からの給電が不可能になる非常時には、ユーザ装置２０２の給電は、無停電電源装置（UPS：Uninterruptible Power Supply）によって行われる場合もある。
【０００８】
無停電電源装置によるバックアップは、現状では３〜４時間程度が限度であり、非常時におけるライフラインとしての機能を十分に果たしうる状況にはなっていない。
【０００９】
光アクセスシステムにおけるこの間題に対し、特許文献１には、光給電で供給できるわずかな電力を用いて通話のみを行う方法が開示されている。具体的には、下り通話では、フォトダイオードを無バイアスモードで受信し、ハイインピーダンスなスピーカで音声が再生される。
【００１０】
上り通話については、音声−光強度直接変調器を用い、局内装置から伝送された光に対して、音声、すなわち音圧変化に比例した光強度変化に直接変換して折り返すループバック構成を採用することで、上り通話を実現している。
【００１１】
しかしながら、特許文献１を用いた方法では、現在使用されているＰＯＮシステムにおいてユーザ多重を実現することができない。これは、時分割多重接続し、高速なインターネット接続サービスの提供を受ける現在のユーザ装置では、５Ｗ〜１０Ｗの電力が必要とされるのに対し、光給電できる電力は１ユーザ装置あたり１ｍＷ程度という微小な電力であるためである。
【００１２】
光通信において、ユーザ多重を実現する方式として、一般に、波長多重方式、時分割多重方式、及び周波数多重方式が挙げられる。
【００１３】
これらのいずれの方式においても、ユーザ宅内の停電時に上り通信を可能にするには、パッシブデバイスを用いてユーザ多重を実現する必要がある。ユーザ装置内又は分岐部分にパッシブデバイスを設ける必要がある。
【００１４】
波長多重方式では、それぞれ透過帯域が異なる３２個のＷＤＭフィルタが必要となる。ＷＤＭフィルタは、一般に高価なものであり、ユーザ装置１台に１つ具備するとユーザ装置が高価になるので、安価にサービスを提供する光アクセスサービスには適さない。
【００１５】
周波数多重方式も波長多重方式と同様に、それぞれ透過周波数が異なる周波数フィルタが３２個必要となる。周波数フィルタは安価であるが、ユーザ装置に、特定の周波数を発振する発振器、及び個々の発振周波数を制御するシステムが必要となり、それらのシステムのための電力供給が必要となる。
【００１６】
時分割多重方式では、上り信号の発振を制御するシステムが必要となり、そのための電力供給が必要となる。
【００１７】
即ち安価に、停電時に利用可能な光アクセスシステムを提供するためには、周波数多重方式及び時分割多重方式を用いた上で、ユーザ宅内で電力を使用しない方式を構築する必要がある。
【００１８】
なお下り通信においても、パッシブデバイスを用いることにより、停電時においても、上述した方式によるユーザ多重での通信が可能であるが、パッシブデバイスを採用でき、かつ安価なデバイスを使用できる多重方式として、周波数多重方式がある。周波数多重方式の場合、各ユーザ装置の周波数を制御する必要があるが、その方法は、例えば非特許文献１に開示されている。
【００１９】
【特許文献１】特開平１１−１５４９１５号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会２００７年ソサイエティ大会Ｂ−８−１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
このように従来の方式では、上り信号の多重方式に課題があり、停電時に通信可能な光アクセスシステムを提供することができない。
【００２１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、停電時においても通信可能な光アクセス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】
【００２２】
本発明の光アクセスシステムは、局内装置とユーザ装置が、光伝送路及びパワースプリッタを介して接続され、下り信号が周波数多重技術によってユーザ多重され、上り信号が局内装置より発振されてユーザ装置内で変調されて局内装置に折り返される光アクセスシステムであって、ユーザ装置は、下り信号の搬送波を抽出する抽出手段と、抽出された搬送波を用いて、上り信号に変調を行う変調手段とを有し、局内装置は、ユーザ装置から折り返された下り信号の搬送波により変調された上り信号を受信して、その下り信号の搬送波に基づいて復調し、ユーザ装置毎の信号に分離する受信手段を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の光アクセスシステムは、局内装置とユーザ装置が、光伝送路及びパワースプリッタを介して接続され、上り信号が局内装置より発振されてユーザ装置内で変調されて局内装置に折り返される光アクセスシステムであって、局内装置は、一定間隔のパルス波形を、上り信号として送信する送信手段と、ユーザ装置から折り返されてきた上り信号を受信し、そのタイミングをずらしながら、一定間隔でパルス波形を集めることによって、上り信号をユーザ装置毎の信号に分離する受信手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
局内装置の送信手段により送信される上り信号は、複数の波長の信号で構成されるようにすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、例えばユーザ宅が停電しても通話することが可能な光アクセスシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムを、図面に基づいて説明する。なおこの光アクセスシステムは、例えばＰＯＮ（Passive Optical
Network）システムを構成する。
【００２７】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムの構成例を示すブロック図である。この光アクセスシステムでは、局内装置１１とＮ個のユーザ装置１２−１〜１２−Ｎ（以下、個々に区別する必要がない場合、単に、ユーザ装置１２と称する。他の場合も同様である）とが、光ファイバ１３及びパワースプリッタ１４を介して接続されている。
【００２８】
この光アクセスシステムでは、上り通信において、局内装置１１から送出された上り信号光（無変調光）を、ユーザ装置１２において、音声信号に応じて変調して、局内装置１１に折り返すループバック構成が採用されている。また下り信号及び上り信号におけるユーザ多重は、周波数多重方式によって実現されている。
【００２９】
図１において、局内装置１１は、下り信号発振部２１、変調部２２、及びそれぞれのユーザ装置１２に対応したＮ個の搬送波発振部２３−１〜２３−Ｎ、並びに上り信号発振部２４、上り信号受信部２５、上り信号の発振と受信を分ける方向性合分波部２６、及び上り信号と下り信号を分波する合分波部２７を有して構成されている。
【００３０】
ユーザ装置１２−１は、下り信号受信部３１、周波数選択部３２、復調部３３、音声再生部３４、搬送波抽出部３５、搬送波変調部３６、音声変調部３７、上り信号光の上りと下りを合分波する方向性合分波部３８、及び上り信号と下り信号を合分波する合分波部３９を有して構成されている。
【００３１】
周波数選択部３２は、ユーザ装置１２−１に割り当てられた所定の搬送波周波数（即ち同じ局内装置１１に接続されている他のユーザ装置１２とは異なる搬送波周波数（以下、搬送波周波数ｆcnと称する）を選択している。搬送波抽出部３５は、周波数選択部３２が選択している搬送波周波数ｆcnの帯域内の、音声信号の帯域を除いた搬送波周波数を選択している。
【００３２】
ユーザ装置１２−２（図示せぬ）〜１２−Ｎも、ユーザ装置１２−１と同様の構成を有しているので、その図示及びその説明を省略する。なおユーザ装置１２−２〜１２−Ｎの周波数選択部が選択している搬送波周波数についても、搬送波周波数ｆcnと称する。
【００３３】
パワースプリッタ１４は、局内装置１１から光ファイバ１３に送出された下り信号光又は上り信号光を、各ユーザ装置１２が接続する光ファイバ１３に分波する。パワースプリッタ１４はまた、各ユーザ装置１２から送出された上り信号光を混合し、光ファイバ１３に送出する。
【００３４】
（下り信号伝送）
局内装置１１から各ユーザ装置１２に向かう下り信号伝送について説明する。局内装置１１の変調部２２において、下り信号発振部２１が発振した光が、最大Ｎ個の搬送波周波数を有した信号によって変調されて、下り信号光として、合分波部２７を介して、光ファイバ１３に送出される。光ファイバ１３に送出された下り信号光は、パワースプリッタ１４を介して各ユーザ装置１２に到達する。
【００３５】
各ユーザ装置１２に到達した下り信号光は、それぞれのユーザ装置１２において、合分波部３９を介して下り信号受信部３１により受信され、そこで、光電変換される。
【００３６】
下り信号受信部３１により光電変換された下り信号のうち、ユーザ装置１２に割り当てられた搬送波周波数ｆcnを有した下り信号のみが周波数選択部３２を透過して、復調部３３及び搬送波抽出部３５に入力される。復調部３３に入力された下り信号は、そこで、音声信号に復調され、音声再生部３４を介して、音声として出力される。
【００３７】
このようにして、周波数多重方式によりユーザ多重された下り信号が、送受信される。
【００３８】
なおユーザに割り当てられた搬送波周波数ｆcnを有した下り信号が入力された搬送波抽出部３５は、入力された下り信号光から、周波数選択部３２が選択している搬送波周波数ｆcnの帯域内の、音声信号の帯域を除いた搬送波周波数成分を選択（抽出）する。
【００３９】
（上り信号伝送）
次に、ユーザ装置１２から局内装置１１に向かう上り信号伝送について説明する。局内装置１１の上り信号発振部２４が発振した光（無変調光）が上り信号光として、方向性合分波部２６及び合分波部２７を介して光ファイバ１３に送出され、パワースプリッタ１４を介して各ユーザ装置１２に到達する。
【００４０】
各ユーザ装置１２に到達した上り信号光は、それぞれのユーザ装置１２において、合分波部３９及び方向性合分波部３８を介して、音声変調部３７に入力される。
【００４１】
音声変調部３７では、音声信号が直接光信号に変換され、音声信号の変調がかかった上り信号光が搬送波変調部３６に入力される。なお音声信号を直接光信号に変換できるデバイスの１つとして、光マイクロフォンがある。
【００４２】
搬送波変調部３６は、下り信号受信時において上述したように搬送波抽出部３５により抽出されている搬送波周波数ｆcnの帯域内の音声信号の帯域を除いた搬送波周波数を用い、光段で上り信号光に変調をかける。このようにユーザ装置１２固有の搬送波周波数ｆcnを用いて変調することにより、ユーザ装置１２固有の搬送波成分を有した上り信号光が生成される。
【００４３】
搬送波変調部３６は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ０３）等で構成された電気光学効果を有した変調器で構成することができる。
【００４４】
搬送波変調部３６で変調された上り信号光は、方向性合分波部３８及び合分波部３９を介して、光ファイバ１３に送出され、パワースプリッタ１４を介して局内装置１１に到達する。
【００４５】
局内装置１１に到達した上り信号光は、合分波部２７及び方向性合分波部２６を介して、上り信号受信部２５に入力され、光電変換される。上り信号はユーザ装置１２固有の搬送波成分を有していることから、その搬送波成分に基づいて復調することにより、上り信号はユーザ装置１２毎の信号に分離される。
【００４６】
このようにして、周波数多重方式によりユーザ多重された上り信号の送受信が実現される。
【００４７】
以上のように、局内装置１１が、無変調の上り信号をユーザ装置１２に送信し、ユーザ装置１２が、その上り信号を音声信号によって変調して局内装置１１に折り返すループバック構成を採用し、そのループバック構成を、主としてパッシブデバイスを用いて構築しているので、停電時においても上り信号を送信することができる。
【００４８】
また局内装置１１が、周波数多重方式によってユーザ多重した下り信号を、ユーザ装置１２に送信し、ユーザ装置１２が、パッシブデバイスを用いてその送信されてきた下り信号を受信し、その下り信号からユーザ装置１２に割り当てられた搬送波を抽出するとともに、上り信号をさらに、その搬送波周波数成分によって変調して局内装置１１に折り返すようにしたので、ユーザ装置１２に、特定の周波数を発振する発振器や個々の発振周波数を制御するシステムを設けなくても、上り信号の周波数多重方式によるユーザ多重が可能となる。その結果、安価な、停電時に利用可能な光アクセスシステム（例えばユーザ宅が停電しても通話することが可能な光アクセスシステム）を提供することができる。
【００４９】
なお以上においては、ユーザ装置１２の搬送波変調部３６、音声変調部３７、及び方向性合分波部３８は、それぞれ別個に構成されていたが、反射型の変調器を用いることにより、１つのデバイスで構成することができる。
【００５０】
図２は、搬送波変調部３６、音声変調部３７、及び方向性合分波部３８に代えて用いられる反射型の変調器の構成例を示す図である。この変調器は、ＬＮ（LiNb03）のＭＺ（マッハツェンダ干渉計）型変調器と同様の構成となっている。
【００５１】
一対の光導波路５１，５２の部分で終端し、Ｙ分岐光導波路５３に折り返す構造となっている。光導波路５１の端部には、反射鏡が音声で振動するダイヤフラム５４が設けられている。ダイヤフラム５４で反射された光は、音声（音圧）に応じて位相が変化した光信号となる。一方、反対側の光導波路５２の端部は、反射鏡５５で固定されており、一定の位相の光が反射される（経路は、共通で、入射波と反射波の位相が逆転したものとなっている）。
【００５２】
従って、ダイヤフラム５４側の光導波路５１は、位相変化が生じ、固定端側の光導波路５２は、位相変化がない状態で合波されることになり、電気光学効果を用いた強度変調と同様に、音声（音圧）によって、強度変調された光が出力される。
【００５３】
また以上においては、周波数選択部３２からの配線は、搬送波抽出部３５と復調部３３に分かれているが、一般に電気光学効果を有する変調器は電流をほとんど必要としないことから、搬送波抽出部３５側をハイインピーダンスにとることで、下り信号の損失なしに、上り信号への変調が可能となる。
【００５４】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムの他の構成例を示すブロック図である。この光アクセスシステムでは、局内装置１０１とＮ個のユーザ装置１０２とが、光ファイバ１３及びパワースプリッタ１４を介して接続されている。
【００５５】
この光アクセスシステムでは、図１の例の場合（即ち第１の実施の形態）と同様に、上り通信において、局内装置１０１から送出された上り信号光を、ユーザ装置１０２において、音声信号に応じて変調して、局内装置１０１に折り返すループバック構成が採用されている。一方上り信号のユーザ多重は、第１の実施の形態の場合と異なり、時分割多重方式によって実現されている。
【００５６】
図３において、局内装置１０１は、下り信号発振部１１１、変調部１１２、及びＮ個の搬送波発振部１１３−１〜１１３−Ｎ、並びに上り信号発振部１１４、上り信号受信部１１５、上り信号の発振と受信を分ける方向性合分波部１１６、上り信号と下り信号を分波する合分波部１１７、及び送信タイミング調整部１１８で構成されている。送信タイミング調整部１１８は、上り信号発振部１１４と上り信号受信部１１５とに接続されている。
【００５７】
ユーザ装置１０２−１は、下り信号受信部１２１、周波数選択部１２２、復調部１２３、音声再生部１２４、音声変調部１２５、上り信号光の上りと下りを合分波する方向性合分波部１２６、及び上り信号と下り信号を合分波する合分波部１２７によって構成されている。即ちこのユーザ装置１０２−１からは、図１に示すユーザ装置１２の周波数選択部３２及び搬送波抽出部３５に相当する機能が排除されている。
【００５８】
ユーザ装置１０２−２（図示せぬ）〜１０２−Ｎも、基本的に、ユーザ装置１０２−１と同様の構成を有しているので、その図示及びその説明を省略する。
【００５９】
（下り信号伝送）
局内装置１０１からユーザ装置１０２に向かう下り信号伝送は、基本的に、図１の例（第１の実施の形態）と同様に、局内装置１０１の下り信号発振部１１１〜搬送波発振部１１３、及びユーザ装置１０２の下り信号受信部１２１〜音声変調部１２５等に基づいて行われるので、その説明は省略する。
【００６０】
（上り信号伝送）
ユーザ装置１０２から局内装置１０１に向かう上り信号伝送について説明する。上り信号光は、局内装置１０１において、送信タイミング調整部１１８の制御に従ったタイミングで上り信号発振部１１４が発振した光が上り信号光として、方向性合分波部１１６及び合分波部１１７を介して光ファイバ１３に送出される。光ファイバ１３に送出された上り信号光（無変調の信号光）は、パワースプリッタ１４を介して各ユーザ装置１０２に到達する。
【００６１】
図４は、局内装置１０１から送出される上り信号光を模式的に示した図である。このように上り信号光は、所定の時間間隔（即ち送信間隔Ｔs）を持ってパルス信号で送出される。なおこの送信間隔Ｔsは、局内装置１０１と最も離れているユーザ装置１０２との距離によって決定される。
【００６２】
ユーザ装置１０２に到達した上り信号光は、ユーザ装置１０２の合分波部１２７及び方向性合分波部１２６を介して、音声変調部１２５に入力される。
【００６３】
音声変調部１２５では、入力された上り信号光が音声信号で変調され、方向性合分波部１２６及び合分波部１２７を介して、光ファイバ１３に送出され、パワースプリッタ１４を介して局内装置１０１に到達する。
【００６４】
局内装置１０１に到達した上り信号光は、合分波部１１７及び方向性合分波部１１６を介して、上り信号受信部１１５に入力され、光電変換され、送信タイミング調整部１１８の制御に従ったタイミングでパルス信号が集められる。
【００６５】
図５は、局内装置１０１により受信される上り信号を、模式的に示した図である。このように、あるユーザ装置１０２（この例の場合、ユーザ装置１０２−１と１０２−Ｎ）からの上り信号は、一定の時間（図５の例では時間Ｔd）ずれながら一定間隔（図５の例では送信間隔Ｔs）で受信される。
【００６６】
即ち、ユーザ装置１０２−１〜１０２−Ｎと局内装置１０１との間の距離が、その枝番が小さい方から大きい順に長いものとした場合、ユーザ装置１０２−１からの最初の上り信号Ｓ１０２−１−１を受信した時刻を基準としたとき、ユーザ装置１０２−２からの最初の上り信号Ｓ１０２−２−１は、その時刻から時間Ｔd2だけ遅れて局内装置１０１に到達する。時間Ｔd2は、ユーザ装置１０２−１と１０２−２の局内装置１０１との間の距離の差に応じた時間となる。同様に、ユーザ装置１０２−Ｎからの最初の上り信号Ｓ１０２−Ｎ−１は、基準の時刻から時間ＴdNだけ遅れて局内装置１０１に到達する。時間ＴdNも、ユーザ装置１０２−１と１０２−Ｎの局内装置１０１との間の距離の差に応じた時間となる。局内装置１０１より無変調の信号光は、時間Ｔsの間隔をあけて送信されることから、それぞれのユーザ装置１０２からの最初の上り信号から時間Ｔs間隔毎に信号を集めると、ユーザ装置１０２毎のＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation：パルス振幅変調）された信号を得ることができる。
【００６７】
なお図５には、ユーザ装置１０２−１からの上り信号と、ユーザ装置１０２−Ｎからの一部のパルス信号が、それぞれ矢印で示されている。またユーザ装置１０２−Ｎからの上り信号を集めた結果得られる信号も模式的に示されている。
【００６８】
即ちこのように、そのタイミングをずらしながら、一定間隔ごとに、受信される信号を集め、そして復調することで、上り信号を、ユーザ装置１０２毎の信号に分離することができる。信号を集めるタイミングは、送信タイミング調整部１１８によって制御される。このＰＡＭ変調された信号の包括線を取ることで、送信された音声信号を得る（復元する）ことができる。
【００６９】
［第３の実施の形態］
図６は、本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムの他の構成例を示すブロック図である。この光アクセスシステムには、図３の局内装置１０１に代えて局内装置１５１が設けられている。
【００７０】
局内装置１５１には、図３に示す局内装置１０１の上り信号発振部１１４、上り信号受信部１１５、及び方向性合分波部１１６が、Ｍ組設けられている。上り信号発振部１１４−１〜１１４−Ｍは、それぞれ異なる波長λの光を発振する。また方向性合分波部１１６と、合分波部１１７の間に、合分波部１６１が設けられている。他の部分は、図３における場合と同様である。
【００７１】
光アクセスシステムの最大サービス長は通常２０ｋｍで、最小サービス長は距離０である。２０ｋｍだけ光が進むのに、約１００ｎｓｅｃの時間がかかる。例えば図３の例（即ち第２の実施の形態）の場合、ループバック構成を採用しているので、上り信号が、局内装置１０１から送信され、ユーザ装置１０２で折り返されて局内装置１０１に戻るのに最大約２００ｎｓｅｃかかる。即ち距離０から２０ｋｍまでの全ての距離を第２の実施の形態を用いてサービスを提供する場合、上り信号の送信間隔Ｔsは２００ｎｓｅｃとなる。また受信する信号はＰＡＭ変調となることから、このときの信号のサンプリングレートは１／２００ｎｓｅｃ＝５ｋＳＰＳとなる。
【００７２】
電話で用いられる音声信号は一般に３００Ｈｚから３．４ｋＨｚであることから、必要なサンプリング速度は６．８ｋＳＰＳとなる。即ち第２の実施の形態では、全領域に渡ってサービスを提供することができない。
【００７３】
そこで図６の例（即ち第３の実施の形態）では、複数の波長のパルス信号を上り信号として送信することでＰＡＭ変調信号のサンプリング速度を高くし、全領域にわたってサービスを適用可能とするものである。
【００７４】
図７は、局内装置１５１から送出される上り信号光を模式的に示した図である。図７には、Ｍ＝２であって、２つの波長λ1の信号（上り信号発振部１１４−１が発振した光信号）、及び波長λ2の信号（上り信号発振部１１４−２が発振した光信号）が、送信間隔Ｔsで送信される。波長λ2の信号は、波長λ1の信号の送信から、｛（第ｎ（＝２）番目の波長−１）／Ｍ（＝１／２）×送信間隔Ｔs｝分の時間Ｔddだけ遅れて（ずれて）送信される。
【００７５】
図８は、局内装置１５１により受信される上り信号を、模式的に示した図である。このように、あるユーザ装置１０２（この例の場合、ユーザ装置１０２−Ｎ）からの上り信号が、一定間隔で受信される。そして受信した上り信号について、波長λ毎の送信間隔Ｔsと送信タイミングにあった信号を集めることで、上り信号をユーザ装置１０２毎の信号に分離することができる。集めた信号の包括線を取ることで、送信させた音声信号を得る（復元する）ことができる。
【００７６】
このように上り信号をＭ個の波長λの信号で構成することで、サンプリング速度をＭ倍にすることができる。例えば２個の波長λを利用すると、得られるサンプリング速度は、１０ＫＳＰＳとなり、電話における音声信号の伝播に十分なサンプリング速度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の搬送波変調部、音声変調部、及び方向性合分波部に代えて用いられる反射型の変調器の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムの他の構成例を示すブロック図である。
【図４】図３に示す局内装置から送出される上り信号光を、模式的に示した図である。
【図５】図３に示す局内装置により受信される上り信号を、模式的に示した図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光アクセスシステムの他の構成例を示すブロック図である。
【図７】図６に示す局内装置から送出される上り信号光を、模式的に示した図である。
【図８】図６に示す局内装置により受信される上り信号を、模式的に示した図である。
【図９】ＰＯＮシステムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１１ 局内装置， １２ ユーザ装置， １３ 光ファイバ， １４ パワースプリッタ， ２１ 下り信号発振部， ２２ 変調部， ２３ 搬送波発振部， ２４ 上り信号発振部， ２５ 上り信号受信部， ２６ 方向性合分波部， ２７ 合分波部， ３１ 下り信号受信部， ３２ 周波数選択部， ３３ 復調部， ３４ 音声再生部， ３５ 搬送波抽出部， ３６ 搬送波変調部， ３７ 音声変調部， ３８ 方向性合分波部， ３９ 合分波部， ５１ 光導波路， ５２ 光導波路， ５３ Ｙ分岐光導波路， ５４ ダイヤフラム， ５５ 反射鏡， １０１ 局内装置， １０２ ユーザ装置， １１４ 上り信号発振部， １１５ 上り信号受信部， １１６ 方向性合分波部， １１７ 合分波部， １１８ 送信タイミング調整部， １２５ 音声変調部， １２６ 方向性合分波部， １２７ 合分波部， １６１ 合分波部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局内装置とユーザ装置が、光伝送路及びパワースプリッタを介して接続され、下り信号が周波数多重技術によってユーザ多重され、上り信号が上記局内装置より発振されて上記ユーザ装置内で変調されて上記局内装置に折り返される光アクセスシステムにおいて、
上記ユーザ装置は、
上記下り信号の搬送波を抽出する抽出手段と、
抽出された搬送波を用いて、上記上り信号に変調を行う変調手段と
を有し、
上記局内装置は、
上記ユーザ装置から折り返された上記下り信号の搬送波により変調された上り信号を受信して、その上記下り信号の搬送波に基づいて復調し、上記ユーザ装置毎の信号に分離する受信手段を有する
ことを特徴とする光アクセスシステム。
【請求項２】
局内装置とユーザ装置が、光伝送路及びパワースプリッタを介して接続され、上り信号が上記局内装置より発振されて上記ユーザ装置内で変調されて上記局内装置に折り返される光アクセスシステムにおいて、
上記局内装置は、
一定間隔のパルス波形を、前記上り信号として送信する送信手段と、
上記ユーザ装置から折り返されてきた上記上り信号を受信し、そのタイミングをずらしながら、上記一定間隔でパルス波形を集めることによって、上記上り信号を上記ユーザ装置毎の信号に分離する受信手段と
を備えることを特徴とする光アクセスシステム。
【請求項３】
前記局内装置の前記送信手段により送信される前記上り信号は、複数の波長の信号で構成される
ことを特徴とする請求項２記載の光アクセスシステム。
【請求項１】
局内装置とユーザ装置が、光伝送路及びパワースプリッタを介して接続され、下り信号が周波数多重技術によってユーザ多重され、上り信号が上記局内装置より発振されて上記ユーザ装置内で変調されて上記局内装置に折り返される光アクセスシステムにおいて、
上記ユーザ装置は、
上記下り信号の搬送波を抽出する抽出手段と、
抽出された搬送波を用いて、上記上り信号に変調を行う変調手段と
を有し、
上記局内装置は、
上記ユーザ装置から折り返された上記下り信号の搬送波により変調された上り信号を受信して、その上記下り信号の搬送波に基づいて復調し、上記ユーザ装置毎の信号に分離する受信手段を有する
ことを特徴とする光アクセスシステム。
【請求項２】
局内装置とユーザ装置が、光伝送路及びパワースプリッタを介して接続され、上り信号が上記局内装置より発振されて上記ユーザ装置内で変調されて上記局内装置に折り返される光アクセスシステムにおいて、
上記局内装置は、
一定間隔のパルス波形を、前記上り信号として送信する送信手段と、
上記ユーザ装置から折り返されてきた上記上り信号を受信し、そのタイミングをずらしながら、上記一定間隔でパルス波形を集めることによって、上記上り信号を上記ユーザ装置毎の信号に分離する受信手段と
を備えることを特徴とする光アクセスシステム。
【請求項３】
前記局内装置の前記送信手段により送信される前記上り信号は、複数の波長の信号で構成される
ことを特徴とする請求項２記載の光アクセスシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−９３５６５（Ｐ２０１０−９３５６５Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６１８４７（Ｐ２００８−２６１８４７）
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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