受動光ネットワークの光電力等化器
【課題】受動光ネットワークにおける光信号の光電力を等化することのできる光電力等化器を提供する。
【解決手段】受動光ネットワークにおいて光信号の光電力を等化することができる装置であって、上記装置は、異なる光電力レベルを有する光信号を受信するための第1の光カップラと、第1の光サーキュレータからの光信号を方向づけることのできる光サーキュレータと、上記光サーキュレータから方向づけられた光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生することのできるレーザダイオードと、上記等化された光信号を受信するための第2の光カップラとを含む。
【解決手段】受動光ネットワークにおいて光信号の光電力を等化することができる装置であって、上記装置は、異なる光電力レベルを有する光信号を受信するための第1の光カップラと、第1の光サーキュレータからの光信号を方向づけることのできる光サーキュレータと、上記光サーキュレータから方向づけられた光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生することのできるレーザダイオードと、上記等化された光信号を受信するための第2の光カップラとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に光伝送に関し、より具体的には、受動光ネットワークにおける光信号の光電力を等化する能力のある光電力等化器に関する。
【背景技術】
【0002】
より高速かつ高い容量の情報の処理及び伝送に対する需要の増加は、光ファイバネットワーク及びシステムの研究及び開発を加速している。情報は、光学システムを介して音声、ビデオ、データ又は他の電気システムに類似する信号フォーマットで伝送することができる。さらに、光学システムは、電話、ケーブルテレビ、ローカルエリアネットワーク(「LAN」)及び広域ネットワーク(「WAN」)の各システム及び他の通信システムにも使用することができる。また光学システムは、ファイバツーザホーム(「FTTH」)、ファイバツーザプレミス(「FTTP」)、ファイバツーザカーブ(「FTTC」)又はこれらに類似するものを含むファイバツージX(「FTTX」)アーキテクチャにおけるボイスオーバーインターネットプロトコル(「VoIP」)及びインターネットプロトコルテレビジョン(「IPTV」)の各サービス等の様々な通信サービスも提供することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
受動光ネットワーク(「PON」)は、光通信を導入するためのFTTXに使用される光ネットワークシステムの1つである。図1は、従来のPON10のブロック図である。図1を参照すると、PON10は、光伝送路終端装置(「OLT」)11と、光スプリッタ12と、複数の光ネットワークユニット(「ONU」)13−1乃至13−Nとを含む。ONU13−1乃至13−Nの各々は、光スプリッタ12を介して上流の方向でOLT11に対して光信号を送信する。しかしながら、OLT11とONU13−1乃至13−Nとの距離は互いに異なる場合があることから、光信号14−1乃至14−Nは、例えば信号経路の減衰に起因して異なる光電力でOLT11に到達することがある。異なる電力レベルには、OLT11において光信号の誤った検出をもたらす場合があるという不利益がある。一般に、OLT11には、光信号の光電力を等化させるバーストモード受信機(図示せず。)を装備することができる。バーストモード受信機は、例えば21dB乃至24dBである比較的広い領域の電力を検出し、決定しきい値の動的な調整をサポートする必要があり、これにより、OLTの構成は複雑になり、帯域幅の効率は下がる。
【0004】
従って、受動光ネットワークにおける光信号の光電力を等化することのできる光電力等化器を有することが望ましいと思われる。また、OLT側で光信号を費用効率的に等化することのできる光電力等化器を有することも望ましいと思われる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の諸例は、受動光ネットワークにおける光信号の光電力を等化する能力のある装置を提供することができ、本装置は、異なる光電力レベルを有する光信号を受信するための第1の光カップラと、上記光信号を第1の光サーキュレータから方向づけることのできる光サーキュレータと、上記光サーキュレータから方向づけられた光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生させることのできるレーザダイオードと、上記等化された光信号を受信するための第2の光カップラとを備える。
【0006】
また本発明の諸例は、受動光ネットワークにおける光信号の光電力を等化する能力のある装置を提供することができ、本装置は、第1の波長を有する光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生させることのできるレーザダイオードと、第1の波長を有する光信号を上記レーザダイオードに方向づけかつ上記第1の波長とは異なる第2の波長を有する光信号をバイパスすることのできる光サーキュレータとを備える。
【0007】
また本発明の幾つかの例は、受動光ネットワークにおける光信号の光電力を等化する能力のある装置も提供することができ、本装置は、マルチプレクサ/デマルチプレクサと、上記マルチプレクサ/デマルチプレクサからの第1の波長を有する光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生させることのできるレーザダイオードと、上記第1の波長を有する光信号を上記レーザダイオードに方向づけることのできる光サーキュレータとを備える。
【0008】
上述の一般的な説明及び下記の詳細な説明は共に単なる例示及び説明であり、請求の範囲に記載されている本発明を限定するものではない点は理解されるべきである。
【0009】
本発明の上述の要約及び下記の詳細な説明は、添付の図面に関連して読むことにより、さらに良く理解されるであろう。本発明を例示することを目的として、諸図面には、本発明に係る例が示されている。しかしながら、本発明は図示されている精確な配置及び手段に限定されない点は理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
次に、添付の図面にその例が示されている本発明の実施形態を詳しく参照する。可能な限り、諸図を通じて、同じ部分又は類似部分には同じ参照番号を使用する。
【0011】
図2は、本発明の一例に係る受動光ネットワーク(「PON」)を示す概略図である。図2を参照すると、PON20は、光伝送路終端(端末)装置(「OLT」)21と、光スプリッタ22と、複数の光ネットワークユニット(「ONU」)23−1乃至23−Nと、光電力等化器(「OPE」)26とを含む。本例では、OPE26はOLT21から分離されている。しかしながら、他の例では、OPE26はOLT21内に組み込まれる。OLT21とONU23−1乃至23−Nとの間に位置づけられる光スプリッタ22は、光経路27を介してOLT21に接続され、かつ光経路27−1乃至27−Nを介してONU23−1乃至23−Nに接続される。ONU23−1乃至23−Nの各々は、光スプリッタ22を介してOLT21に対してアップリンク光信号を送信する。光信号24−1乃至24−Nは、OLT21とONU23−1乃至23−Nとの間の異なる距離に起因して、異なる電力レベルを呈することがある。OPE26は、異なる電力レベルを有する光信号24−1乃至24−Nを等化して、実質的に同じ電力レベルを有する光信号26−1乃至26−Nを供給する。
【0012】
複数の又はONU23−1乃至23−NはそれぞれOLT21に対してアップリンク信号を送信し、若しくはOLT21からダウンリンク信号を受信するための送受信機25−1乃至25−Nを含む。OPE26は、アップリンク光信号を等化することのできるレーザダイオード28を含む。送受信機25−1乃至25−N及びレーザダイオード28はそれぞれ、実質的に同じレーザダイオードを含む。本発明に係る一例では、送受信機25−1乃至25−N及びレーザダイオード28はそれぞれ、ファブリーペローレーザダイオード(「FP−LD」)を含む。さらに、PON20では、光信号を伝送するために区別的な帯域幅が使用される。ある例では、アップリンクデータは1310ナノメートル(nm)バンド(帯域)で伝送され、ダウンリンクデータは1490nmバンド(帯域)で伝送され、画像データは1550nmバンド(帯域)で伝送される。
【0013】
図3Aは、本発明の一例に係る光電力等化器(「OPE」)30を示す概略図である。図3Aを参照すると、OPE30は、レーザダイオード31と、光サーキュレータ32と、第1の光カップラ33−1と、第2の光カップラ33−2とを含む。アップリンク送信では、第1の光カップラ33−1は、光ネットワークユニット(「ONU」)の送受信機から送られる第1の波長を有するアップリンク信号を受信して上記アップリンク信号を光サーキュレータ32に方向づけ、上記光サーキュレータ32はこのアップリンク信号をレーザダイオード31に方向づける。送受信機に包含されるものと実質的に同じであるレーザダイオード31は、アップリンク信号の電力レベルを等化し、等化されたアップリンク信号を光サーキュレータ32に供給する。第2の光カップラ33−2は、等化されたアップリンク信号を光サーキュレータ32から受信し、これをOLTに送る。ダウンリンク送信では、第2の光カップラ33−2は、OLTから第2の波長を有するダウンリンク信号を受信して、このダウンリンク信号を第1の光カップラ33−1に送り、光サーキュレータ32をバイパスする。本発明に係る一例では、レーザダイオード31はFP−LDを含む。第1の光カップラ33−1及び第2の光カップラ33−2はそれぞれ、波長分割多重(「WDM」)カップラを含む。さらに、第1の波長及び第2の波長はそれぞれ、1310nm及び1490nmである。
【0014】
図3Bは、本発明の別の例に一致するOPE30−1を示す概略図である。図3Bを参照すると、OPE30−1は、レーザダイオード31と、光サーキュレータ32−1とを含む。光サーキュレータ32−1は帯域選択能力を有し、これにより、図3Aに示す第1及び第2の光カップラ33−1及び33−2が排除される。具体的には、アップリンク送信では、光サーキュレータ32−1は、「1」のラベルが付いた第1のポートにおいて第1の波長を有するアップリンク信号をレーザダイオード31に方向づけ、「2」のラベルが付いた第2のポートにおいてレーザダイオード31から等化されたアップリンク信号を受信しかつ「3」のラベルが付いた第3のポートにおいてOLTに等化されたアップリンク信号を供給する。ダウンリンク送信では、光サーキュレータ32−1は、第3のポート「3」において第2の波長を有するダウンリンク信号を第1のポート「1」に方向づけ、レーザダイオード31をバイパスする。
【0015】
図4Aは、光伝送路終端装置(「OLT」)40及び図3Aに示すOPE30の概略図である。図4Aを参照すると、OLT40は、光源(LS)41と、光検出器(PD)42と、マルチプレクサ/デマルチプレクサ(MUX/DEMUX)43とを含む。例えばレーザダイオードである光源41は、ONUに送信されるべきダウンリンク光信号を発生する。MUX/DEMUX43は、ダウンストリーム送信用のダウンリンク光信号を多重化しかつ第2の光カップラ33−2から送られる等化されたアップリンク光信号を多重分離する。光検出器42は、等化され多重分離されたアップリンク光信号を検出する。本発明に係る一例では、MUX/DEMUX43はWDMカップラを含む。
【0016】
図4Bは、OLT40及び図3Bに示すOPE30−1の概略図である。図4Bを参照すると、光サーキュレータ32−1は、MUX/DEMUX43から送られる多重化されたダウンリンク光信号を第1のポート「1」に方向づけ、ダウンリンク送信におけるレーザダイオード31をバイパスする。あるアップリンク送信では、光サーキュレータ32−1は、第1のポート「1」においてアップリンク光信号をレーザダイオード31に方向づけ、第2のポート「2」においてレーザダイオード31から等化されたアップリンク光信号を受信しかつ第3のポート「3」において上記等化されたアップリンク光信号をMUX/DEMUX43に供給する。
【0017】
図4Cは、本発明の一例に係る、OLT30−2内に組み込まれたOPE40−1を示す概略図である。図4Cを参照すると、OPE40−1の光サーキュレータ32は、第1のポート「1」においてMUX/DEMUX43に接続され、第3のポート「3」において光検出器42に接続される。アップリンク送信では、光サーキュレータ32は、第1のポート「1」においてMUX/DEMUX43から送られる多重分離されたアップリンク光信号をレーザダイオード31に方向づけ、第2のポート「2」において等化されたアップリンク光信号を受信しかつ上記等化されたアップリンク光信号を光検出器42に送る。
【0018】
図5A及び図5Bは、ファブリーペローレーザダイオード(「FP−LD」)の特性図である。FP−LDは一般に、1310nmのアップリンク信号を送信するためにONUにおける送受信機として使用されるが、実験的な本設計においては、便宜上、1510nmのFP−LDが使用されている。当業者には、FP−LDは、その異なる波長におけるアプリケーションに関わらず、類似する光学特性を有することが理解されるであろう。図5Aは、FP−LDの出力電力をバイアス電流の関数として示している。本FP−LDは、摂氏約22度(℃)の温度で管理され、ほぼ1.3nmのモード間隔を有する。図5Aを参照すると、本FP−LDのしきい値電流(ITHRES)はほぼ9.5ミリアンペア(mA)であり、この時点の対応する出力電力はほぼ−10.1dBmであることが分る。バイアス電流(IBIAS)が9mAのとき、対応する出力電力はほぼ−13.6dBmである。FP−LDは、IBIASがITHRESを超えると励起状態に入り、IBIASがほぼ20mAを超えると飽和状態に入る。
【0019】
図5Bは、異なるアップリンク入力電力におけるFP−LDの合計電力を示す。バイアス電流IBIASがITHRESより約9mA低い状態では、FP−LDは励起状態に入らないが、入る準備は整っている。約14dBの挿入損失及び光経路に渡る伝送損失を考慮すると、OLTに到達するアップリンク光信号の電力レベルは約−17dBmから−25dBの範囲であってもよい。さらに、PONの規格によれば、OLTに使用可能な最低電力レベルは約−25dBmである。その結果、特定の電力レベル範囲は−15乃至−25dBmになる。図5Bを参照すると、−15乃至−25dBmのアップリンク入力電力の場合、モードロックされるFP−LDの合計出力電力は約−14.9乃至−15.1の範囲であり、結果的に生じる出力電力変動は約0.2dBmになる。さらに、これと同じアップリンク入力電力に関して、モードロックなしのFP−LDの合計出力電力は約−16.9乃至−17.3dBmの範囲であり、結果的に生じる出力電力変動は約0.4dBmになる。従って、等化に関しては、モードロックされるFP−LDはモードロックなしのFP−LDより優れた性能を有する。
【0020】
図6A乃至図6Dは、異なる入力電力レベルにおける出力スペクトルを示す図である。図6A乃至図6Dから、FP−LDがモードロックされることを所与として、アップリンク入力電力−8.5、−11.5、−13.5及び−15.5dBmに対応する出力電力はそれぞれ、−14.1、−14.5、−14.7及び−14.9dBmであることが分る。従って、本発明によるOPEは、−8.5乃至−25dBmの範囲の電力レベルを有するアップリンク光信号を約1dBmの電力変動で等化することができる。
【0021】
図7A乃至図7Dは、等化前のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。この実験では、位相変調は、毎秒20ギガビット(Gbit/s)のノン・リターン・ツー・ゼロ(「NRZ」)システムにおいて、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)製電気光学変調器内で実行される。図7A乃至図7Dを参照すると、アップリンク入力電力−8.5、−11.5、−13.5及び−15.5dBmの消光比(ハイ/ロー信号の強度比)測定値(「ER」)はそれぞれ、9.96、9.41、9.01及び8.35である。ERは、アップリンク入力電力の低減に伴って低下することが分る。
【0022】
図8A乃至図8Dは、本発明の一例に係る等化後のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。図8A乃至図8Dを参照すると、アップリンク入力電力−8.5、−11.5、−13.5及び−15.5dBmの消光比測定値はそれぞれ、7.01、7.41、7.22及び7.03dBであり、これらは、PONの規格により要求される値である6dBより大きい。さらに、アイ部分である開口部は、実質的に図7A乃至7Dにおけるものと同じである。
【0023】
当業者には、上述の諸例のうちの1つ又はそれ以上について、本発明のその広範な概念を逸脱することなく変更を加え得ることが認識されるであろう。従って、本発明は、開示されている具体的な例に限定されず、修正も添付の請求の範囲に記載されている本発明の範囲内に包含されるべく意図されていることは理解される。
【0024】
さらに、本発明の所定の例示的な諸例の説明において、本明細書は、本発明による方法及び/又はプロセスを特定のステップシーケンスとして提示したところもある。しかしながら、上記方法又はプロセスが本明細書に記述した特定の順序のステップに依存しない限りにおいて、本方法又はプロセスは記述されている特定のステップシーケンスに限定されるべきではない。一般的な当業者には認識されるであろうが、他のステップシーケンスが可能であってもよい。従って、本明細書に記述されている特定の順序のステップは、請求の範囲に対する限定として解釈されるべきではない。さらに、本発明による方法及び/又はプロセスに関する請求の範囲は、その記述された順序によるステップのパフォーマンスに限定されるべきではなく、当業者は、これらのシーケンスは変更されてもよく、それでも本発明の精神及び範囲内にあることを容易に認識することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】従来の受動光ネットワーク(「PON」)を示すブロック図である。
【図2】本発明の一例に係る受動光ネットワークを示す概略図である。
【図3A】本発明の一例に係る光電力等化器(「OPE」)を示す概略図である。
【図3B】本発明の別の例に一致するOPEを示す概略図である。
【図4A】光伝送路終端装置(「OLT」)及び図3Aに示すOPEの概略図である。
【図4B】OLT及び図3Bに示すOPEの概略図である。
【図4C】本発明の一例に係るOLT内に組み込まれたOPEを示す概略図である。
【図5A】ファブリーペローレーザダイオードを示す特性図である。
【図5B】ファブリーペローレーザダイオードを示す特性図である。
【図6A】異なる入力電力レベルにおける出力スペクトルを示す図である。
【図6B】異なる入力電力レベルにおける出力スペクトルを示す図である。
【図6C】異なる入力電力レベルにおける出力スペクトルを示す図である。
【図6D】異なる入力電力レベルにおける出力スペクトルを示す図である。
【図7A】等化前のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図7B】等化前のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図7C】等化前のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図7D】等化前のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図8A】本発明の一例に係る、等化後のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図8B】本発明の一例に係る、等化後のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図8C】本発明の一例に係る、等化後のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図8D】本発明の一例に係る、等化後のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【符号の説明】
【0026】
20…受動光ネットワーク、
21…光伝送路終端装置、
22…光スプリッタ、
23−1乃至23−N…光ネットワークユニット、
24−1乃至24−N…光信号、
25−1乃至25−N…送受信機、
26…光電力等化器、
27−1乃至27−N…光経路、
28…レーザダイオード、
30…光電力等化器、
31…レーザダイオード、
32…光サーキュレータ、
33−1,33−2…光カップラ、
40…光伝送路終端装置、
41…光源、
42…光検出器、
43…マルチプレクサ/デマルチプレクサ。
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に光伝送に関し、より具体的には、受動光ネットワークにおける光信号の光電力を等化する能力のある光電力等化器に関する。
【背景技術】
【0002】
より高速かつ高い容量の情報の処理及び伝送に対する需要の増加は、光ファイバネットワーク及びシステムの研究及び開発を加速している。情報は、光学システムを介して音声、ビデオ、データ又は他の電気システムに類似する信号フォーマットで伝送することができる。さらに、光学システムは、電話、ケーブルテレビ、ローカルエリアネットワーク(「LAN」)及び広域ネットワーク(「WAN」)の各システム及び他の通信システムにも使用することができる。また光学システムは、ファイバツーザホーム(「FTTH」)、ファイバツーザプレミス(「FTTP」)、ファイバツーザカーブ(「FTTC」)又はこれらに類似するものを含むファイバツージX(「FTTX」)アーキテクチャにおけるボイスオーバーインターネットプロトコル(「VoIP」)及びインターネットプロトコルテレビジョン(「IPTV」)の各サービス等の様々な通信サービスも提供することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
受動光ネットワーク(「PON」)は、光通信を導入するためのFTTXに使用される光ネットワークシステムの1つである。図1は、従来のPON10のブロック図である。図1を参照すると、PON10は、光伝送路終端装置(「OLT」)11と、光スプリッタ12と、複数の光ネットワークユニット(「ONU」)13−1乃至13−Nとを含む。ONU13−1乃至13−Nの各々は、光スプリッタ12を介して上流の方向でOLT11に対して光信号を送信する。しかしながら、OLT11とONU13−1乃至13−Nとの距離は互いに異なる場合があることから、光信号14−1乃至14−Nは、例えば信号経路の減衰に起因して異なる光電力でOLT11に到達することがある。異なる電力レベルには、OLT11において光信号の誤った検出をもたらす場合があるという不利益がある。一般に、OLT11には、光信号の光電力を等化させるバーストモード受信機(図示せず。)を装備することができる。バーストモード受信機は、例えば21dB乃至24dBである比較的広い領域の電力を検出し、決定しきい値の動的な調整をサポートする必要があり、これにより、OLTの構成は複雑になり、帯域幅の効率は下がる。
【0004】
従って、受動光ネットワークにおける光信号の光電力を等化することのできる光電力等化器を有することが望ましいと思われる。また、OLT側で光信号を費用効率的に等化することのできる光電力等化器を有することも望ましいと思われる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の諸例は、受動光ネットワークにおける光信号の光電力を等化する能力のある装置を提供することができ、本装置は、異なる光電力レベルを有する光信号を受信するための第1の光カップラと、上記光信号を第1の光サーキュレータから方向づけることのできる光サーキュレータと、上記光サーキュレータから方向づけられた光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生させることのできるレーザダイオードと、上記等化された光信号を受信するための第2の光カップラとを備える。
【0006】
また本発明の諸例は、受動光ネットワークにおける光信号の光電力を等化する能力のある装置を提供することができ、本装置は、第1の波長を有する光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生させることのできるレーザダイオードと、第1の波長を有する光信号を上記レーザダイオードに方向づけかつ上記第1の波長とは異なる第2の波長を有する光信号をバイパスすることのできる光サーキュレータとを備える。
【0007】
また本発明の幾つかの例は、受動光ネットワークにおける光信号の光電力を等化する能力のある装置も提供することができ、本装置は、マルチプレクサ/デマルチプレクサと、上記マルチプレクサ/デマルチプレクサからの第1の波長を有する光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生させることのできるレーザダイオードと、上記第1の波長を有する光信号を上記レーザダイオードに方向づけることのできる光サーキュレータとを備える。
【0008】
上述の一般的な説明及び下記の詳細な説明は共に単なる例示及び説明であり、請求の範囲に記載されている本発明を限定するものではない点は理解されるべきである。
【0009】
本発明の上述の要約及び下記の詳細な説明は、添付の図面に関連して読むことにより、さらに良く理解されるであろう。本発明を例示することを目的として、諸図面には、本発明に係る例が示されている。しかしながら、本発明は図示されている精確な配置及び手段に限定されない点は理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
次に、添付の図面にその例が示されている本発明の実施形態を詳しく参照する。可能な限り、諸図を通じて、同じ部分又は類似部分には同じ参照番号を使用する。
【0011】
図2は、本発明の一例に係る受動光ネットワーク(「PON」)を示す概略図である。図2を参照すると、PON20は、光伝送路終端(端末)装置(「OLT」)21と、光スプリッタ22と、複数の光ネットワークユニット(「ONU」)23−1乃至23−Nと、光電力等化器(「OPE」)26とを含む。本例では、OPE26はOLT21から分離されている。しかしながら、他の例では、OPE26はOLT21内に組み込まれる。OLT21とONU23−1乃至23−Nとの間に位置づけられる光スプリッタ22は、光経路27を介してOLT21に接続され、かつ光経路27−1乃至27−Nを介してONU23−1乃至23−Nに接続される。ONU23−1乃至23−Nの各々は、光スプリッタ22を介してOLT21に対してアップリンク光信号を送信する。光信号24−1乃至24−Nは、OLT21とONU23−1乃至23−Nとの間の異なる距離に起因して、異なる電力レベルを呈することがある。OPE26は、異なる電力レベルを有する光信号24−1乃至24−Nを等化して、実質的に同じ電力レベルを有する光信号26−1乃至26−Nを供給する。
【0012】
複数の又はONU23−1乃至23−NはそれぞれOLT21に対してアップリンク信号を送信し、若しくはOLT21からダウンリンク信号を受信するための送受信機25−1乃至25−Nを含む。OPE26は、アップリンク光信号を等化することのできるレーザダイオード28を含む。送受信機25−1乃至25−N及びレーザダイオード28はそれぞれ、実質的に同じレーザダイオードを含む。本発明に係る一例では、送受信機25−1乃至25−N及びレーザダイオード28はそれぞれ、ファブリーペローレーザダイオード(「FP−LD」)を含む。さらに、PON20では、光信号を伝送するために区別的な帯域幅が使用される。ある例では、アップリンクデータは1310ナノメートル(nm)バンド(帯域)で伝送され、ダウンリンクデータは1490nmバンド(帯域)で伝送され、画像データは1550nmバンド(帯域)で伝送される。
【0013】
図3Aは、本発明の一例に係る光電力等化器(「OPE」)30を示す概略図である。図3Aを参照すると、OPE30は、レーザダイオード31と、光サーキュレータ32と、第1の光カップラ33−1と、第2の光カップラ33−2とを含む。アップリンク送信では、第1の光カップラ33−1は、光ネットワークユニット(「ONU」)の送受信機から送られる第1の波長を有するアップリンク信号を受信して上記アップリンク信号を光サーキュレータ32に方向づけ、上記光サーキュレータ32はこのアップリンク信号をレーザダイオード31に方向づける。送受信機に包含されるものと実質的に同じであるレーザダイオード31は、アップリンク信号の電力レベルを等化し、等化されたアップリンク信号を光サーキュレータ32に供給する。第2の光カップラ33−2は、等化されたアップリンク信号を光サーキュレータ32から受信し、これをOLTに送る。ダウンリンク送信では、第2の光カップラ33−2は、OLTから第2の波長を有するダウンリンク信号を受信して、このダウンリンク信号を第1の光カップラ33−1に送り、光サーキュレータ32をバイパスする。本発明に係る一例では、レーザダイオード31はFP−LDを含む。第1の光カップラ33−1及び第2の光カップラ33−2はそれぞれ、波長分割多重(「WDM」)カップラを含む。さらに、第1の波長及び第2の波長はそれぞれ、1310nm及び1490nmである。
【0014】
図3Bは、本発明の別の例に一致するOPE30−1を示す概略図である。図3Bを参照すると、OPE30−1は、レーザダイオード31と、光サーキュレータ32−1とを含む。光サーキュレータ32−1は帯域選択能力を有し、これにより、図3Aに示す第1及び第2の光カップラ33−1及び33−2が排除される。具体的には、アップリンク送信では、光サーキュレータ32−1は、「1」のラベルが付いた第1のポートにおいて第1の波長を有するアップリンク信号をレーザダイオード31に方向づけ、「2」のラベルが付いた第2のポートにおいてレーザダイオード31から等化されたアップリンク信号を受信しかつ「3」のラベルが付いた第3のポートにおいてOLTに等化されたアップリンク信号を供給する。ダウンリンク送信では、光サーキュレータ32−1は、第3のポート「3」において第2の波長を有するダウンリンク信号を第1のポート「1」に方向づけ、レーザダイオード31をバイパスする。
【0015】
図4Aは、光伝送路終端装置(「OLT」)40及び図3Aに示すOPE30の概略図である。図4Aを参照すると、OLT40は、光源(LS)41と、光検出器(PD)42と、マルチプレクサ/デマルチプレクサ(MUX/DEMUX)43とを含む。例えばレーザダイオードである光源41は、ONUに送信されるべきダウンリンク光信号を発生する。MUX/DEMUX43は、ダウンストリーム送信用のダウンリンク光信号を多重化しかつ第2の光カップラ33−2から送られる等化されたアップリンク光信号を多重分離する。光検出器42は、等化され多重分離されたアップリンク光信号を検出する。本発明に係る一例では、MUX/DEMUX43はWDMカップラを含む。
【0016】
図4Bは、OLT40及び図3Bに示すOPE30−1の概略図である。図4Bを参照すると、光サーキュレータ32−1は、MUX/DEMUX43から送られる多重化されたダウンリンク光信号を第1のポート「1」に方向づけ、ダウンリンク送信におけるレーザダイオード31をバイパスする。あるアップリンク送信では、光サーキュレータ32−1は、第1のポート「1」においてアップリンク光信号をレーザダイオード31に方向づけ、第2のポート「2」においてレーザダイオード31から等化されたアップリンク光信号を受信しかつ第3のポート「3」において上記等化されたアップリンク光信号をMUX/DEMUX43に供給する。
【0017】
図4Cは、本発明の一例に係る、OLT30−2内に組み込まれたOPE40−1を示す概略図である。図4Cを参照すると、OPE40−1の光サーキュレータ32は、第1のポート「1」においてMUX/DEMUX43に接続され、第3のポート「3」において光検出器42に接続される。アップリンク送信では、光サーキュレータ32は、第1のポート「1」においてMUX/DEMUX43から送られる多重分離されたアップリンク光信号をレーザダイオード31に方向づけ、第2のポート「2」において等化されたアップリンク光信号を受信しかつ上記等化されたアップリンク光信号を光検出器42に送る。
【0018】
図5A及び図5Bは、ファブリーペローレーザダイオード(「FP−LD」)の特性図である。FP−LDは一般に、1310nmのアップリンク信号を送信するためにONUにおける送受信機として使用されるが、実験的な本設計においては、便宜上、1510nmのFP−LDが使用されている。当業者には、FP−LDは、その異なる波長におけるアプリケーションに関わらず、類似する光学特性を有することが理解されるであろう。図5Aは、FP−LDの出力電力をバイアス電流の関数として示している。本FP−LDは、摂氏約22度(℃)の温度で管理され、ほぼ1.3nmのモード間隔を有する。図5Aを参照すると、本FP−LDのしきい値電流(ITHRES)はほぼ9.5ミリアンペア(mA)であり、この時点の対応する出力電力はほぼ−10.1dBmであることが分る。バイアス電流(IBIAS)が9mAのとき、対応する出力電力はほぼ−13.6dBmである。FP−LDは、IBIASがITHRESを超えると励起状態に入り、IBIASがほぼ20mAを超えると飽和状態に入る。
【0019】
図5Bは、異なるアップリンク入力電力におけるFP−LDの合計電力を示す。バイアス電流IBIASがITHRESより約9mA低い状態では、FP−LDは励起状態に入らないが、入る準備は整っている。約14dBの挿入損失及び光経路に渡る伝送損失を考慮すると、OLTに到達するアップリンク光信号の電力レベルは約−17dBmから−25dBの範囲であってもよい。さらに、PONの規格によれば、OLTに使用可能な最低電力レベルは約−25dBmである。その結果、特定の電力レベル範囲は−15乃至−25dBmになる。図5Bを参照すると、−15乃至−25dBmのアップリンク入力電力の場合、モードロックされるFP−LDの合計出力電力は約−14.9乃至−15.1の範囲であり、結果的に生じる出力電力変動は約0.2dBmになる。さらに、これと同じアップリンク入力電力に関して、モードロックなしのFP−LDの合計出力電力は約−16.9乃至−17.3dBmの範囲であり、結果的に生じる出力電力変動は約0.4dBmになる。従って、等化に関しては、モードロックされるFP−LDはモードロックなしのFP−LDより優れた性能を有する。
【0020】
図6A乃至図6Dは、異なる入力電力レベルにおける出力スペクトルを示す図である。図6A乃至図6Dから、FP−LDがモードロックされることを所与として、アップリンク入力電力−8.5、−11.5、−13.5及び−15.5dBmに対応する出力電力はそれぞれ、−14.1、−14.5、−14.7及び−14.9dBmであることが分る。従って、本発明によるOPEは、−8.5乃至−25dBmの範囲の電力レベルを有するアップリンク光信号を約1dBmの電力変動で等化することができる。
【0021】
図7A乃至図7Dは、等化前のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。この実験では、位相変調は、毎秒20ギガビット(Gbit/s)のノン・リターン・ツー・ゼロ(「NRZ」)システムにおいて、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)製電気光学変調器内で実行される。図7A乃至図7Dを参照すると、アップリンク入力電力−8.5、−11.5、−13.5及び−15.5dBmの消光比(ハイ/ロー信号の強度比)測定値(「ER」)はそれぞれ、9.96、9.41、9.01及び8.35である。ERは、アップリンク入力電力の低減に伴って低下することが分る。
【0022】
図8A乃至図8Dは、本発明の一例に係る等化後のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。図8A乃至図8Dを参照すると、アップリンク入力電力−8.5、−11.5、−13.5及び−15.5dBmの消光比測定値はそれぞれ、7.01、7.41、7.22及び7.03dBであり、これらは、PONの規格により要求される値である6dBより大きい。さらに、アイ部分である開口部は、実質的に図7A乃至7Dにおけるものと同じである。
【0023】
当業者には、上述の諸例のうちの1つ又はそれ以上について、本発明のその広範な概念を逸脱することなく変更を加え得ることが認識されるであろう。従って、本発明は、開示されている具体的な例に限定されず、修正も添付の請求の範囲に記載されている本発明の範囲内に包含されるべく意図されていることは理解される。
【0024】
さらに、本発明の所定の例示的な諸例の説明において、本明細書は、本発明による方法及び/又はプロセスを特定のステップシーケンスとして提示したところもある。しかしながら、上記方法又はプロセスが本明細書に記述した特定の順序のステップに依存しない限りにおいて、本方法又はプロセスは記述されている特定のステップシーケンスに限定されるべきではない。一般的な当業者には認識されるであろうが、他のステップシーケンスが可能であってもよい。従って、本明細書に記述されている特定の順序のステップは、請求の範囲に対する限定として解釈されるべきではない。さらに、本発明による方法及び/又はプロセスに関する請求の範囲は、その記述された順序によるステップのパフォーマンスに限定されるべきではなく、当業者は、これらのシーケンスは変更されてもよく、それでも本発明の精神及び範囲内にあることを容易に認識することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】従来の受動光ネットワーク(「PON」)を示すブロック図である。
【図2】本発明の一例に係る受動光ネットワークを示す概略図である。
【図3A】本発明の一例に係る光電力等化器(「OPE」)を示す概略図である。
【図3B】本発明の別の例に一致するOPEを示す概略図である。
【図4A】光伝送路終端装置(「OLT」)及び図3Aに示すOPEの概略図である。
【図4B】OLT及び図3Bに示すOPEの概略図である。
【図4C】本発明の一例に係るOLT内に組み込まれたOPEを示す概略図である。
【図5A】ファブリーペローレーザダイオードを示す特性図である。
【図5B】ファブリーペローレーザダイオードを示す特性図である。
【図6A】異なる入力電力レベルにおける出力スペクトルを示す図である。
【図6B】異なる入力電力レベルにおける出力スペクトルを示す図である。
【図6C】異なる入力電力レベルにおける出力スペクトルを示す図である。
【図6D】異なる入力電力レベルにおける出力スペクトルを示す図である。
【図7A】等化前のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図7B】等化前のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図7C】等化前のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図7D】等化前のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図8A】本発明の一例に係る、等化後のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図8B】本発明の一例に係る、等化後のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図8C】本発明の一例に係る、等化後のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【図8D】本発明の一例に係る、等化後のアップリンク入力電力を示すアイパターン図である。
【符号の説明】
【0026】
20…受動光ネットワーク、
21…光伝送路終端装置、
22…光スプリッタ、
23−1乃至23−N…光ネットワークユニット、
24−1乃至24−N…光信号、
25−1乃至25−N…送受信機、
26…光電力等化器、
27−1乃至27−N…光経路、
28…レーザダイオード、
30…光電力等化器、
31…レーザダイオード、
32…光サーキュレータ、
33−1,33−2…光カップラ、
40…光伝送路終端装置、
41…光源、
42…光検出器、
43…マルチプレクサ/デマルチプレクサ。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
受動光ネットワークにおいて光信号の光電力を等化することができる装置であって、
異なる光電力レベルを有する光信号を受信するための第1の光カップラと、
第1の光サーキュレータからの光信号を方向づけることのできる光サーキュレータと、
上記光サーキュレータから方向づけられた光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生することのできるレーザダイオードと、
上記等化された光信号を受信するための第2の光カップラとを備える装置。
【請求項2】
上記レーザダイオードはファブリーペローレーザダイオードを含む請求項1記載の装置。
【請求項3】
上記レーザダイオードは、上記受動光ネットワーク内の光ネットワークユニットに使用されるものと実質的に同じである請求項1記載の装置。
【請求項4】
上記第1及び第2の光カップラの各々は、波長分割多重カップラを含む請求項1記載の装置。
【請求項5】
上記第2の光カップラは、上記受動光ネットワークにおける光伝送路終端装置のマルチプレクサ/デマルチプレクサに接続される請求項1記載の装置。
【請求項6】
受動光ネットワークにおいて光信号の光電力を等化することができる装置であって、
第1の波長を有する光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生することのできるレーザダイオードと、
第1の波長を有する光信号を方向づけることができ、かつ上記第1の波長とは異なる第2の波長を有する光信号をバイパスすることのできる光サーキュレータとを備える装置。
【請求項7】
上記レーザダイオードはファブリーペローレーザダイオードを含む請求項6記載の装置。
【請求項8】
上記レーザダイオードは、上記受動光ネットワーク内の光ネットワークユニットに使用されるものと実質的に同じである請求項6記載の装置。
【請求項9】
上記光サーキュレータは、上記第1の波長を有する光信号を受信するための第1のポートと、上記等化された光信号を受信するための第2のポートとを含む請求項6記載の装置。
【請求項10】
上記光サーキュレータは、上記受動光ネットワークにおける光伝送路終端装置のマルチプレクサ/デマルチプレクサに接続される第3のポートを含む請求項7記載の装置。
【請求項11】
受動光ネットワークにおいて光信号の光電力を等化することができる装置であって、
マルチプレクサ/デマルチプレクサと、
上記マルチプレクサ/デマルチプレクサからの第1の波長を有する光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生することのできるレーザダイオードと、
上記第1の波長を有する光信号を上記レーザダイオードに方向づけることができる光サーキュレータとを備える装置。
【請求項12】
上記レーザダイオードはファブリーペローレーザダイオードを含む請求項11記載の装置。
【請求項13】
上記レーザダイオードは、上記受動光ネットワーク内の光ネットワークユニットに使用されるものと実質的に同じである請求項11記載の装置。
【請求項14】
上記マルチプレクサ/デマルチプレクサは波長分割多重カップラを含む請求項11記載の装置。
【請求項15】
上記等化された光信号を方向づけることのできる光検出器をさらに備える請求項11記載の装置。
【請求項16】
上記第1の波長とは異なる第2の波長を有する光信号を発生することのできる光源をさらに備える請求項11記載の装置。
【請求項17】
上記光サーキュレータは、上記マルチプレクサ/デマルチプレクサに接続される第1のポートと、上記レーザダイオードに接続される第2のポートとを含む請求項11記載の装置。
【請求項18】
上記光サーキュレータは、光検出器に接続される第3のポートを含む請求項17記載の装置。
【請求項19】
上記マルチプレクサ/デマルチプレクサは、上記第1の波長を有する光信号を多重分離する請求項11記載の装置。
【請求項20】
上記マルチプレクサ/デマルチプレクサは、上記第2の波長を有する光信号を多重化する請求項16記載の装置。
【請求項1】
受動光ネットワークにおいて光信号の光電力を等化することができる装置であって、
異なる光電力レベルを有する光信号を受信するための第1の光カップラと、
第1の光サーキュレータからの光信号を方向づけることのできる光サーキュレータと、
上記光サーキュレータから方向づけられた光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生することのできるレーザダイオードと、
上記等化された光信号を受信するための第2の光カップラとを備える装置。
【請求項2】
上記レーザダイオードはファブリーペローレーザダイオードを含む請求項1記載の装置。
【請求項3】
上記レーザダイオードは、上記受動光ネットワーク内の光ネットワークユニットに使用されるものと実質的に同じである請求項1記載の装置。
【請求項4】
上記第1及び第2の光カップラの各々は、波長分割多重カップラを含む請求項1記載の装置。
【請求項5】
上記第2の光カップラは、上記受動光ネットワークにおける光伝送路終端装置のマルチプレクサ/デマルチプレクサに接続される請求項1記載の装置。
【請求項6】
受動光ネットワークにおいて光信号の光電力を等化することができる装置であって、
第1の波長を有する光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生することのできるレーザダイオードと、
第1の波長を有する光信号を方向づけることができ、かつ上記第1の波長とは異なる第2の波長を有する光信号をバイパスすることのできる光サーキュレータとを備える装置。
【請求項7】
上記レーザダイオードはファブリーペローレーザダイオードを含む請求項6記載の装置。
【請求項8】
上記レーザダイオードは、上記受動光ネットワーク内の光ネットワークユニットに使用されるものと実質的に同じである請求項6記載の装置。
【請求項9】
上記光サーキュレータは、上記第1の波長を有する光信号を受信するための第1のポートと、上記等化された光信号を受信するための第2のポートとを含む請求項6記載の装置。
【請求項10】
上記光サーキュレータは、上記受動光ネットワークにおける光伝送路終端装置のマルチプレクサ/デマルチプレクサに接続される第3のポートを含む請求項7記載の装置。
【請求項11】
受動光ネットワークにおいて光信号の光電力を等化することができる装置であって、
マルチプレクサ/デマルチプレクサと、
上記マルチプレクサ/デマルチプレクサからの第1の波長を有する光信号に応答して、予め決められた範囲の光電力レベルを有する等化された光信号を発生することのできるレーザダイオードと、
上記第1の波長を有する光信号を上記レーザダイオードに方向づけることができる光サーキュレータとを備える装置。
【請求項12】
上記レーザダイオードはファブリーペローレーザダイオードを含む請求項11記載の装置。
【請求項13】
上記レーザダイオードは、上記受動光ネットワーク内の光ネットワークユニットに使用されるものと実質的に同じである請求項11記載の装置。
【請求項14】
上記マルチプレクサ/デマルチプレクサは波長分割多重カップラを含む請求項11記載の装置。
【請求項15】
上記等化された光信号を方向づけることのできる光検出器をさらに備える請求項11記載の装置。
【請求項16】
上記第1の波長とは異なる第2の波長を有する光信号を発生することのできる光源をさらに備える請求項11記載の装置。
【請求項17】
上記光サーキュレータは、上記マルチプレクサ/デマルチプレクサに接続される第1のポートと、上記レーザダイオードに接続される第2のポートとを含む請求項11記載の装置。
【請求項18】
上記光サーキュレータは、光検出器に接続される第3のポートを含む請求項17記載の装置。
【請求項19】
上記マルチプレクサ/デマルチプレクサは、上記第1の波長を有する光信号を多重分離する請求項11記載の装置。
【請求項20】
上記マルチプレクサ/デマルチプレクサは、上記第2の波長を有する光信号を多重化する請求項16記載の装置。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【公開番号】特開2008−136157(P2008−136157A)
【公開日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2007−4468(P2007−4468)
【出願日】平成19年1月12日(2007.1.12)
【出願人】(593132010)インダストリアル・テクノロジー・リサーチ・インスティテュート (32)
【氏名又は名称原語表記】INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−4468(P2007−4468)
【出願日】平成19年1月12日(2007.1.12)
【出願人】(593132010)インダストリアル・テクノロジー・リサーチ・インスティテュート (32)
【氏名又は名称原語表記】INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
【Fターム(参考)】
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