JP3615476B2 - 光アクセスシステム、アクセスノード装置およびユーザノード装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加入者宅のユーザノード装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）に高価な光源を置かずにアクセスノード装置との通信を確立する光波長多重アクセスシステムの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光アクセスシステムでは、低コスト化が必須であり、パッシブダブルスター（ＰＤＳ）システムやユーザノード装置に光源を備えずにアクセスノード装置からの無変調な光を変調して反射される構成等々が多数検討されている。今後、インターネット、映像系サービス等ますます大容量、かつ低コストな光アクセスシステムの実現が強く要望されている状況にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術の中で、最も検討が進められているＰＤＳシステムにおいてはＴＣＭ（Ｔｉｍｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）／ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）といった技術により５０〜１５０Ｍｂｉｔ／ｓの容量で低コスト化が達成されている。一心双方向伝送のためのＴＣＭ技術では２倍の伝送速度が必要になるため、昨今のギガビットイーサクラスに対応した高速度での検討は発表されていない。
【０００４】
また、ユーザノード装置に光源を備えずに無変調光をループさせる方法が考えられ、高速化が容易であるが、光ファイバが２心必要となり低コスト化が困難となる。
【０００５】
また、直接、同一ファイバに反射させる検討においては、ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光と反射光の波長が同一であるため、レーリー散乱光との干渉による著しい伝送劣化が問題となる。また、反射に用いる光素子の高速変調限界もある。
【０００６】
本発明は、このような背景に行われたものであって、システム全体の低コスト化を実現できる光アクセスシステム、アクセスノード装置およびユーザノード装置を提供することを目的とする。本発明は、サービス即応性、保守性に優れたネットワーク構成が可能となる光アクセスシステム、アクセスノード装置およびユーザノード装置を提供することを目的とする。本発明は、ネットワークの高信頼化を達成できる光アクセスシステム、アクセスノード装置およびユーザノード装置を提供することを目的とする。本発明は、高安定なネットワークを構成できる光アクセスシステム、アクセスノード装置およびユーザノード装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明では、アクセスノード装置に、無変調光（ＣＷ光）の光源を備え、ユーザノード装置に対してこのＣＷ光を送出し、ユーザノード装置では、例えば、周波数Δｆで発振する発振器と周波数変調器とを備え、このＣＷ光を変調して光信号の周波数（＝波長）をＣＷ光からΔｆシフトさせてから、上りデータで変調してアクセスノード装置に送り返す。
【０００８】
発振器としては、例えば、受信信号から抽出されるリタイミング回路のクロックを利用して低コストで高安定化を達成することができる。アクセスノード装置では周波数Δｆだけシフトされた上り信号のみを光フィルタで抽出してＣＷ光の近端反射光をカットする。
【０００９】
このような構成とすることにより、ユーザノード装置に高価な光源を不要とし、かつ、ＣＷ光の周波数シフトにより高安定、高速に一心双方向伝送を可能としてシステム全体の低コスト化を実現できる。また、各ユーザノード装置からの光信号をアクセスノード装置でそのまま波長多重可能であるために、ユーザノード装置からセンタノードまで波長直結したトランスペアレントな系を安定でかつ経済的に構成でき、サービス即応性、保守性に優れたネットワーク構成が可能となる。また、ユーザノード装置で発生させた二つの光信号により現用系と予備系を容易に構成でき、ネットワークの高信頼化を達成できる。また、各ユーザノード装置からの光信号出力の制御をアクセスノード装置側において過剰な光損失を与えることなく制御でき、高安定なネットワークを構成できる。
【００１０】
すなわち、本発明の第一の観点は、加入者を収容するアクセスノード装置と、加入者宅に設置されたユーザノード装置とを備え、前記アクセスノード装置と前記ユーザノード装置との間で光ファイバ一心を用いて双方向伝送する光アクセスシステムである。
【００１１】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記アクセスノード装置は、前記ユーザノード装置宛ての下りデータで変調された光信号とは異なる波長のＣＷ光の光源と、前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光を合波して光ファイバに送出する手段と、前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数からΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタとを備え、前記ユーザノード装置は、前記アクセスノード装置から到来する前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光が合波された光信号から前記ＣＷ光を分離する手段と、この分離する手段により分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数Δｆ遷移させる手段と、周波数Δｆ遷移されたＣＷ光を上りのデータで外部変調する手段とを備えたところにある。
【００１２】
これにより、ユーザノード装置に高価な光源を不要とし、かつ、ＣＷ光の周波数シフトにより高安定、高速に一心双方向伝送を可能としてシステム全体の低コスト化を実現できる。また、各ユーザノード装置からの光信号をアクセスノード装置でそのまま波長多重可能であるために、ユーザノード装置からセンタノードまで波長直結したトランスペアレントな系を安定でかつ経済的に構成でき、サービス即応性、保守性に優れたネットワーク構成が可能となる。
【００１３】
前記遷移させる手段は、例えば、周波数Δｆの発振器と、この発振器の発振周波数Δｆにより前記ＣＷ光を周波数Δｆ遷移させる周波数変調器とを備えることにより実現できる。このとき、前記発振器として前記ユーザノード装置内のリタイミング回路のクロック信号をＮ倍するＮ倍周器を備えてもよい。
【００１４】
また、一つの前記アクセスノード装置に複数Ｎの前記ユーザノード装置が接続され、前記アクセスノード装置は、前記ユーザノード装置宛ての下りデータで変調された光信号とは異なるＮチャネルの波長のＣＷ光の光源と、複数Ｎの前記ユーザノード装置から到来する光信号で前記Ｎチャネルの波長のＣＷ光の周波数からそれぞれΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタとを備えた構成とすることもできる。
【００１５】
また、少なくとも二つの前記アクセスノード装置を含むリング伝送路を備えたり、さらに、少なくとも二つの前記リング伝送路が多重に接続された構成とすることもできる。これにより、簡単にネットワーク規模を拡大することができる。
【００１６】
前記アクセスノード装置は、前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数から＋Δｆ離れた信号および−Δｆ離れた信号をそれぞれ透過させる光フィルタを備え、前記ユーザノード装置は、前記分離する手段により分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数＋Δｆおよび−Δｆ遷移させる手段と、周波数＋Δｆおよび−Δｆ遷移されたＣＷ光を上りのデータで外部変調する手段とを備えた構成とすることもできる。
【００１７】
このような構成とすれば、前記アクセスノード装置と前記ユーザノード装置との間および前記アクセスノード装置相互間には、現用および予備の光ファイバが設けられ、前記＋Δｆ離れた信号および前記−Δｆ離れた信号のいずれか一方を前記現用の光ファイバを伝送する光信号とし他方を前記予備の光ファイバを伝送する光信号とすることもできる。
【００１８】
これにより、ユーザノード装置で発生させた二つの光信号により現用系と予備系を容易に構成でき、ネットワークの高信頼化を達成できる。
【００１９】
本発明の第二の観点は、アクセスノード装置であって、本発明の特徴とするところは、ユーザノード装置宛ての下りデータで変調された光信号とは異なる波長のＣＷ光の光源と、前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光を合波して光ファイバに送出する手段と、前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数からΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタとを備えたところにある。
【００２０】
本発明の第三の観点は、ユーザノード装置であって、本発明の特徴とするところは、アクセスノード装置から到来する下りデータで変調された光信号とＣＷ光とが合波された光信号から前記ＣＷ光を分離する手段と、分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数Δｆ遷移させる手段と、周波数Δｆ遷移されたＣＷ光を上りのデータで外部変調する手段とを備えたところにある。
【００２１】
前記遷移させる手段は、例えば、周波数Δｆの発振器と、この発振器の発振周波数Δｆにより前記ＣＷ光を周波数Δｆ遷移させる周波数変調器とを備えた構成とすることができる。このとき、前記発振器として前記ユーザノード装置内のリタイミング回路のクロック信号をＮ倍するＮ倍周器を備えることにより、発振器を簡単かつ安価に構成できる。
【００２２】
また、前記アクセスノード装置には、前記ユーザノード装置宛ての下りデータで変調された光信号とは異なるＮチャネルの波長の無変調光（ＣＷ光）の光源と、複数Ｎの前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記Ｎチャネルの波長のＣＷ光の周波数からそれぞれΔｆ離れた信号を透過させる光フィルタとを備えた構成とすることもできる。これにより、一つのアクセスノード装置に複数のユーザノード装置を収容することができる。
【００２３】
また、前記アクセスノード装置には、前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数から＋Δｆ離れた信号および−Δｆ離れた信号をそれぞれ透過させる光フィルタを備えた構成とすることもできる。また、このときには、前記ユーザノード装置には、前記分離する手段により分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数＋Δｆおよび−Δｆ遷移させる手段を備えた構成とすることが望ましい。これにより、現用および予備の光ファイバを用いた信頼性の高い光アセスシステムを構築することができる。
【００２４】
また、前記アクセスノード装置には、前記ユーザノード装置から到来する光信号の強度にしたがって送出する前記ＣＷ光の強度を調節する手段を備えることが望ましい。これにより、各ユーザノード装置からの光信号出力の制御をアクセスノード装置側において過剰な光損失を与えることなく制御でき、高安定なネットワークを構成できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明実施例の光アクセスシステムの構成を図１、図３、図４、図５、図７を参照して説明する。図１は本発明第一実施例の光アクセスシステムのブロック構成図である。図３は本発明第二実施例の光アクセスシステムのブロック構成図である。図４は本発明を適用するアクセス転送ネットワークの例を示す図である。図５は本発明第三実施例の光アクセスシステムのブロック構成図である。図７は本発明第三および四実施例の光アクセスシステムのブロック構成図である。
【００２６】
本発明は、図１に示すように、加入者を収容するアクセスノード装置Ａ−１と、加入者宅に設置されたユーザノード装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）ＯＮＵ−１とを備え、アクセスノード装置Ａ−１とユーザノード装置ＯＮＵ−１との間で一心の光ファイバＦ−１を用いて双方向伝送する光アクセスシステムである。
【００２７】
ここで、本発明の特徴とするところは、アクセスノード装置Ａ−１は、ユーザノード装置ＯＮＵ−１宛ての下りデータで変調された光信号とは異なる波長の無変調光であるＣＷ光源１と、前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光を合波して光ファイバに送出するとともに、ユーザノード装置ＯＮＵ−１から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数からΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタとしてのアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅ Ｇｕｉｄｅ）２とを備え、ユーザノード装置ＯＮＵ−１は、アクセスノード装置Ａ−１から到来する前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光が合波された光信号から前記ＣＷ光を分離する帯域分波器３と、この帯域分波器３により分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数Δｆ遷移させる手段と、周波数Δｆ遷移されたＣＷ光を上りのデータで外部変調する外部変調器６とを備えたところにある。
【００２８】
前記遷移させる手段は、周波数Δｆの発振器５と、この発振器５の発振周波数Δｆにより前記ＣＷ光を周波数Δｆ遷移させる周波数変調器４とを備える。
【００２９】
図３に示すように、発振器５の代わりとしてユーザノード装置ＯＮＵ−１内のリタイミング回路７のクロック信号をＮ倍するＮ倍周器８を備えることもできる。
【００３０】
図５に示すように、一つのアクセスノード装置Ａ−１に複数Ｎのユーザノード装置ＯＮＵ−１〜ＯＮＵ−ｎが接続され、アクセスノード装置Ａ−１は、ユーザノード装置ＯＮＵ−１〜ＯＮＵ−ｎ宛ての下りデータで変調された光信号とは異なるＮチャネルの波長のＣＷ光源である多波長光源９と、ユーザノード装置ＯＮＵ−１〜ＯＮＵ−ｎから到来する光信号で前記Ｎチャネルの波長のＣＷ光の周波数からそれぞれΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタとしてのアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１０とを備えることもできる。
【００３１】
本発明の光アクセスシステムは、図４（ａ）に示すように、アクセスノード装置Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３を含むリング伝送路を備えアクセス転送ネットワークに適用することができる。さらに、図４（ｂ）に示すように、少なくとも二つの前記リング伝送路が多重に接続され構成とすることもできる。
【００３２】
図７に示すように、アクセスノード装置Ａ−１は、ユーザノード装置ＯＮＵ−ｎから到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数から＋Δｆ離れた信号および−Δｆ離れた信号をそれぞれ透過させる光フィルタとしてのアレイ導波路回折格子１１を備え、ユーザノード装置ＯＮＵ−ｎは、帯域分波器３により分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数＋Δｆおよび−Δｆ遷移する二系統の発振器５および周波数変調器４と、周波数＋Δｆおよび−Δｆ遷移されたＣＷ光を上りのデータで外部変調する二系統の外部変調器６とを備え、アクセスノード装置Ａ−１とユーザノード装置ＯＮＵ−ｎとの間およびアクセスノード装置Ａ−１〜Ａ−ｎ相互間には、現用および予備の光ファイバが設けられ、前記＋Δｆ離れた信号および前記−Δｆ離れた信号のいずれか一方を前記現用の光ファイバを伝送する光信号とし他方を前記予備の光ファイバを伝送する光信号とすることもできる。
【００３３】
ユーザノード装置ＯＮＵ−ｎから到来する光信号の強度にしたがって送出する前記ＣＷ光の強度を調節するための波長別光出力モニタ回路１２および波長別光出力制御回路１３を備えることもできる。
【００３４】
以下では、本発明実施例をさらに詳細に説明する。
【００３５】
（第一実施例）
本発明第一実施例を図１および図２に示す。図１はアクセスノード装置Ａ−１においてＣＷ光と下り光信号の合波および上り信号の分波のために、ＷＤＭシステムに広く用いられているアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）２を用いている。
【００３６】
このアレイ導波路回折格子２により周波数Δｆだけシフトされた上り信号のみを抽出してＣＷ光の近端反射をカットすることが可能となる。ユーザノード装置ＯＮＵ−１内には周波数Δｆで発振する発振器５と周波数変調器４を備え、帯域分波されたＣＷ光を周波数変調器４で変調してから上りのデータ信号で外部変調する。このときの波長配置と周波数シフト（波長変換）された上り光信号の関係を図２に示す。
【００３７】
（第二実施例）
本発明第二実施例を図３に示す。図３ではユーザノード装置ＯＮＵ−１内の周波数Δｆで発振する発振器としてリタイミング信号を利用する方法を示す。ユーザノード装置ＯＮＵ−１内には通常送受信回路においてクロック抽出用のリタイミング回路７を備えている。このリタイミング回路７からのクロック信号をＮ倍するＮ倍周器８を備え、このＮ倍された信号により周波数変調器４を変調する具体的な構成例を示す。なお、図３では光送受信器に光サーキュレータ１４を用いた構成を示しているが、図１のように帯域分波器３と光アイソレータ１５の構成としても構わない。
【００３８】
（第三実施例）
本発明第三実施例を図４〜図８を参照して説明する。図４（ａ）は本発明を適用するアクセス〜転送ネットワークの例であり、図４（ｂ）はさらにリングが多重された場合を示している。図５はアクセスノードとｎ個のユーザノード装置ＯＮＵの構成を示す。アクセスノードＡ−１には、互いに異なる多数波長で無変調（ＣＷ光）の多波長光源を備え、図４の上位リングを介してセンタノードから各ユーザノード装置ＯＮＵに割当てられて伝送された波長と前記の多波長光源から、それぞれのユーザノード装置ＯＮＵに対して互いに異なる波長のＣＷ光をアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）により合波してそれぞれの光ファイバに送出する構成となっている。
【００３９】
図５に示したユーザノード装置ＯＮＵの構成は図１または図３と同様である。図６はそのときの波長配置例であり、ユーザノード装置ＯＮＵに向かう下り光信号には、センタノードからの下り波長領域と多波長光源からのＣＷ光の領域とからなる。それぞれのユーザノード装置ＯＮＵからの上りの光信号はそれぞれ元のＣＷ光からΔｆだけシフトしている。このうち、ｎ番目のユーザノード装置ＯＮＵのみを記述したものが図７である。また図７ではＣＷ光と変調された上り信号のみ記述している。
【００４０】
ユーザノード装置ＯＮＵ内の周波数変調波形として正弦波を用いて、変調指数を１〜２．５程度に設定してＣＷ光に波長に対して＋Δｆ、−Δｆだけシフトした光信号を発生させる。このときの光スペクトル例を図８に示す。アクセスノードにおいては、図７に示したように、＋Δｆ、−Δｆだけシフトされた光信号のどちらかを現用信号として用い、どちらかを予備信号として用いる構成としている。
【００４１】
（第四実施例）
本発明第四実施例を図７および図８により説明する。通常、アクセスノード装置Ａ−１と各ユーザノード装置ＯＮＵ間の距離は異なり光損失がばらつくために、それぞれの光出力を制御する必要が生じる。第四実施例では、第三実施例のユーザノード装置ＯＮＵ内で発生させた複数の光信号のうち、一つの光信号をアクセスノードＡ−１側において分波する手段を図７のようにアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１１で行い、この分波した光信号の出力を波長別光出力モニタ回路１２で検出し、ＣＷ光の波長別光出力制御回路１３を備え、この波長別光出力モニタ回路１２の出力に応じて所定の出力にＣＷ光出力を各波長別に制御できるようにしている。波長別光出力制御回路１３用の波長の例は図８に示すようにＣＷ光から２Δｆ離れた信号を用いることができる。予備光信号用のΔｆだけシフトされた光信号を光出力制御用に用いてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、システム全体の低コスト化を実現できる。また、サービス即応性、保守性に優れたネットワーク構成が可能となる。さらに、ネットワークの高信頼化を達成できる。また、高安定なネットワークを構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第一実施例の光アクセスシステムのブロック構成図。
【図２】下り光信号の波長配置と周波数シフトされた上り光信号との関係を示す図。
【図３】本発明第二実施例の光アクセスシステムのブロック構成図。
【図４】本発明を適用するアクセス転送ネットワークの例を示す図。
【図５】本発明第三実施例の光アクセスシステムのブロック構成図。
【図６】下り光信号の波長配置と周波数変換された上り光信号との関係を示す図。
【図７】本発明第三および第四実施例の光アクセスシステムのブロック構成図。
【図８】下りのＣＷ光信号と周波数シフトされた上り光信号との関係を示す図。
【符号の説明】
１ ＣＷ光源
２、１０、１１ アレイ導波路回折格子
３ 帯域分波器
４ 周波数変調器
５ 発振器
６ 外部変調器
７ リタイミング回路
８ Ｎ倍周器
９ 多波長光源
１２ 波長別光出力モニタ回路
１３ 波長別光出力制御回路
１４ 光サーキュレータ
１５ 光アイソレータ
Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４ ユーザノード装置
ＯＮＵ−１〜ＯＮＵ−ｎ アクセスノード装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、加入者宅のユーザノード装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）に高価な光源を置かずにアクセスノード装置との通信を確立する光波長多重アクセスシステムの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光アクセスシステムでは、低コスト化が必須であり、パッシブダブルスター（ＰＤＳ）システムやユーザノード装置に光源を備えずにアクセスノード装置からの無変調な光を変調して反射される構成等々が多数検討されている。今後、インターネット、映像系サービス等ますます大容量、かつ低コストな光アクセスシステムの実現が強く要望されている状況にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術の中で、最も検討が進められているＰＤＳシステムにおいてはＴＣＭ（Ｔｉｍｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）／ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）といった技術により５０〜１５０Ｍｂｉｔ／ｓの容量で低コスト化が達成されている。一心双方向伝送のためのＴＣＭ技術では２倍の伝送速度が必要になるため、昨今のギガビットイーサクラスに対応した高速度での検討は発表されていない。
【０００４】
また、ユーザノード装置に光源を備えずに無変調光をループさせる方法が考えられ、高速化が容易であるが、光ファイバが２心必要となり低コスト化が困難となる。
【０００５】
また、直接、同一ファイバに反射させる検討においては、ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）光と反射光の波長が同一であるため、レーリー散乱光との干渉による著しい伝送劣化が問題となる。また、反射に用いる光素子の高速変調限界もある。
【０００６】
本発明は、このような背景に行われたものであって、システム全体の低コスト化を実現できる光アクセスシステム、アクセスノード装置およびユーザノード装置を提供することを目的とする。本発明は、サービス即応性、保守性に優れたネットワーク構成が可能となる光アクセスシステム、アクセスノード装置およびユーザノード装置を提供することを目的とする。本発明は、ネットワークの高信頼化を達成できる光アクセスシステム、アクセスノード装置およびユーザノード装置を提供することを目的とする。本発明は、高安定なネットワークを構成できる光アクセスシステム、アクセスノード装置およびユーザノード装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明では、アクセスノード装置に、無変調光（ＣＷ光）の光源を備え、ユーザノード装置に対してこのＣＷ光を送出し、ユーザノード装置では、例えば、周波数Δｆで発振する発振器と周波数変調器とを備え、このＣＷ光を変調して光信号の周波数（＝波長）をＣＷ光からΔｆシフトさせてから、上りデータで変調してアクセスノード装置に送り返す。
【０００８】
発振器としては、例えば、受信信号から抽出されるリタイミング回路のクロックを利用して低コストで高安定化を達成することができる。アクセスノード装置では周波数Δｆだけシフトされた上り信号のみを光フィルタで抽出してＣＷ光の近端反射光をカットする。
【０００９】
このような構成とすることにより、ユーザノード装置に高価な光源を不要とし、かつ、ＣＷ光の周波数シフトにより高安定、高速に一心双方向伝送を可能としてシステム全体の低コスト化を実現できる。また、各ユーザノード装置からの光信号をアクセスノード装置でそのまま波長多重可能であるために、ユーザノード装置からセンタノードまで波長直結したトランスペアレントな系を安定でかつ経済的に構成でき、サービス即応性、保守性に優れたネットワーク構成が可能となる。また、ユーザノード装置で発生させた二つの光信号により現用系と予備系を容易に構成でき、ネットワークの高信頼化を達成できる。また、各ユーザノード装置からの光信号出力の制御をアクセスノード装置側において過剰な光損失を与えることなく制御でき、高安定なネットワークを構成できる。
【００１０】
すなわち、本発明の第一の観点は、加入者を収容するアクセスノード装置と、加入者宅に設置されたユーザノード装置とを備え、前記アクセスノード装置と前記ユーザノード装置との間で光ファイバ一心を用いて双方向伝送する光アクセスシステムである。
【００１１】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記アクセスノード装置は、前記ユーザノード装置宛ての下りデータで変調された光信号とは異なる波長のＣＷ光の光源と、前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光を合波して光ファイバに送出する手段と、前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数からΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタとを備え、前記ユーザノード装置は、前記アクセスノード装置から到来する前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光が合波された光信号から前記ＣＷ光を分離する手段と、この分離する手段により分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数Δｆ遷移させる手段と、周波数Δｆ遷移されたＣＷ光を上りのデータで外部変調する手段とを備えたところにある。
【００１２】
これにより、ユーザノード装置に高価な光源を不要とし、かつ、ＣＷ光の周波数シフトにより高安定、高速に一心双方向伝送を可能としてシステム全体の低コスト化を実現できる。また、各ユーザノード装置からの光信号をアクセスノード装置でそのまま波長多重可能であるために、ユーザノード装置からセンタノードまで波長直結したトランスペアレントな系を安定でかつ経済的に構成でき、サービス即応性、保守性に優れたネットワーク構成が可能となる。
【００１３】
前記遷移させる手段は、例えば、周波数Δｆの発振器と、この発振器の発振周波数Δｆにより前記ＣＷ光を周波数Δｆ遷移させる周波数変調器とを備えることにより実現できる。このとき、前記発振器として前記ユーザノード装置内のリタイミング回路のクロック信号をＮ倍するＮ倍周器を備えてもよい。
【００１４】
また、一つの前記アクセスノード装置に複数Ｎの前記ユーザノード装置が接続され、前記アクセスノード装置は、前記ユーザノード装置宛ての下りデータで変調された光信号とは異なるＮチャネルの波長のＣＷ光の光源と、複数Ｎの前記ユーザノード装置から到来する光信号で前記Ｎチャネルの波長のＣＷ光の周波数からそれぞれΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタとを備えた構成とすることもできる。
【００１５】
また、少なくとも二つの前記アクセスノード装置を含むリング伝送路を備えたり、さらに、少なくとも二つの前記リング伝送路が多重に接続された構成とすることもできる。これにより、簡単にネットワーク規模を拡大することができる。
【００１６】
前記アクセスノード装置は、前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数から＋Δｆ離れた信号および−Δｆ離れた信号をそれぞれ透過させる光フィルタを備え、前記ユーザノード装置は、前記分離する手段により分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数＋Δｆおよび−Δｆ遷移させる手段と、周波数＋Δｆおよび−Δｆ遷移されたＣＷ光を上りのデータで外部変調する手段とを備えた構成とすることもできる。
【００１７】
このような構成とすれば、前記アクセスノード装置と前記ユーザノード装置との間および前記アクセスノード装置相互間には、現用および予備の光ファイバが設けられ、前記＋Δｆ離れた信号および前記−Δｆ離れた信号のいずれか一方を前記現用の光ファイバを伝送する光信号とし他方を前記予備の光ファイバを伝送する光信号とすることもできる。
【００１８】
これにより、ユーザノード装置で発生させた二つの光信号により現用系と予備系を容易に構成でき、ネットワークの高信頼化を達成できる。
【００１９】
本発明の第二の観点は、アクセスノード装置であって、本発明の特徴とするところは、ユーザノード装置宛ての下りデータで変調された光信号とは異なる波長のＣＷ光の光源と、前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光を合波して光ファイバに送出する手段と、前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数からΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタとを備えたところにある。
【００２０】
本発明の第三の観点は、ユーザノード装置であって、本発明の特徴とするところは、アクセスノード装置から到来する下りデータで変調された光信号とＣＷ光とが合波された光信号から前記ＣＷ光を分離する手段と、分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数Δｆ遷移させる手段と、周波数Δｆ遷移されたＣＷ光を上りのデータで外部変調する手段とを備えたところにある。
【００２１】
前記遷移させる手段は、例えば、周波数Δｆの発振器と、この発振器の発振周波数Δｆにより前記ＣＷ光を周波数Δｆ遷移させる周波数変調器とを備えた構成とすることができる。このとき、前記発振器として前記ユーザノード装置内のリタイミング回路のクロック信号をＮ倍するＮ倍周器を備えることにより、発振器を簡単かつ安価に構成できる。
【００２２】
また、前記アクセスノード装置には、前記ユーザノード装置宛ての下りデータで変調された光信号とは異なるＮチャネルの波長の無変調光（ＣＷ光）の光源と、複数Ｎの前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記Ｎチャネルの波長のＣＷ光の周波数からそれぞれΔｆ離れた信号を透過させる光フィルタとを備えた構成とすることもできる。これにより、一つのアクセスノード装置に複数のユーザノード装置を収容することができる。
【００２３】
また、前記アクセスノード装置には、前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数から＋Δｆ離れた信号および−Δｆ離れた信号をそれぞれ透過させる光フィルタを備えた構成とすることもできる。また、このときには、前記ユーザノード装置には、前記分離する手段により分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数＋Δｆおよび−Δｆ遷移させる手段を備えた構成とすることが望ましい。これにより、現用および予備の光ファイバを用いた信頼性の高い光アセスシステムを構築することができる。
【００２４】
また、前記アクセスノード装置には、前記ユーザノード装置から到来する光信号の強度にしたがって送出する前記ＣＷ光の強度を調節する手段を備えることが望ましい。これにより、各ユーザノード装置からの光信号出力の制御をアクセスノード装置側において過剰な光損失を与えることなく制御でき、高安定なネットワークを構成できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明実施例の光アクセスシステムの構成を図１、図３、図４、図５、図７を参照して説明する。図１は本発明第一実施例の光アクセスシステムのブロック構成図である。図３は本発明第二実施例の光アクセスシステムのブロック構成図である。図４は本発明を適用するアクセス転送ネットワークの例を示す図である。図５は本発明第三実施例の光アクセスシステムのブロック構成図である。図７は本発明第三および四実施例の光アクセスシステムのブロック構成図である。
【００２６】
本発明は、図１に示すように、加入者を収容するアクセスノード装置Ａ−１と、加入者宅に設置されたユーザノード装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）ＯＮＵ−１とを備え、アクセスノード装置Ａ−１とユーザノード装置ＯＮＵ−１との間で一心の光ファイバＦ−１を用いて双方向伝送する光アクセスシステムである。
【００２７】
ここで、本発明の特徴とするところは、アクセスノード装置Ａ−１は、ユーザノード装置ＯＮＵ−１宛ての下りデータで変調された光信号とは異なる波長の無変調光であるＣＷ光源１と、前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光を合波して光ファイバに送出するとともに、ユーザノード装置ＯＮＵ−１から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数からΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタとしてのアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅ Ｇｕｉｄｅ）２とを備え、ユーザノード装置ＯＮＵ−１は、アクセスノード装置Ａ−１から到来する前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光が合波された光信号から前記ＣＷ光を分離する帯域分波器３と、この帯域分波器３により分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数Δｆ遷移させる手段と、周波数Δｆ遷移されたＣＷ光を上りのデータで外部変調する外部変調器６とを備えたところにある。
【００２８】
前記遷移させる手段は、周波数Δｆの発振器５と、この発振器５の発振周波数Δｆにより前記ＣＷ光を周波数Δｆ遷移させる周波数変調器４とを備える。
【００２９】
図３に示すように、発振器５の代わりとしてユーザノード装置ＯＮＵ−１内のリタイミング回路７のクロック信号をＮ倍するＮ倍周器８を備えることもできる。
【００３０】
図５に示すように、一つのアクセスノード装置Ａ−１に複数Ｎのユーザノード装置ＯＮＵ−１〜ＯＮＵ−ｎが接続され、アクセスノード装置Ａ−１は、ユーザノード装置ＯＮＵ−１〜ＯＮＵ−ｎ宛ての下りデータで変調された光信号とは異なるＮチャネルの波長のＣＷ光源である多波長光源９と、ユーザノード装置ＯＮＵ−１〜ＯＮＵ−ｎから到来する光信号で前記Ｎチャネルの波長のＣＷ光の周波数からそれぞれΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタとしてのアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１０とを備えることもできる。
【００３１】
本発明の光アクセスシステムは、図４（ａ）に示すように、アクセスノード装置Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３を含むリング伝送路を備えアクセス転送ネットワークに適用することができる。さらに、図４（ｂ）に示すように、少なくとも二つの前記リング伝送路が多重に接続され構成とすることもできる。
【００３２】
図７に示すように、アクセスノード装置Ａ−１は、ユーザノード装置ＯＮＵ−ｎから到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数から＋Δｆ離れた信号および−Δｆ離れた信号をそれぞれ透過させる光フィルタとしてのアレイ導波路回折格子１１を備え、ユーザノード装置ＯＮＵ−ｎは、帯域分波器３により分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数＋Δｆおよび−Δｆ遷移する二系統の発振器５および周波数変調器４と、周波数＋Δｆおよび−Δｆ遷移されたＣＷ光を上りのデータで外部変調する二系統の外部変調器６とを備え、アクセスノード装置Ａ−１とユーザノード装置ＯＮＵ−ｎとの間およびアクセスノード装置Ａ−１〜Ａ−ｎ相互間には、現用および予備の光ファイバが設けられ、前記＋Δｆ離れた信号および前記−Δｆ離れた信号のいずれか一方を前記現用の光ファイバを伝送する光信号とし他方を前記予備の光ファイバを伝送する光信号とすることもできる。
【００３３】
ユーザノード装置ＯＮＵ−ｎから到来する光信号の強度にしたがって送出する前記ＣＷ光の強度を調節するための波長別光出力モニタ回路１２および波長別光出力制御回路１３を備えることもできる。
【００３４】
以下では、本発明実施例をさらに詳細に説明する。
【００３５】
（第一実施例）
本発明第一実施例を図１および図２に示す。図１はアクセスノード装置Ａ−１においてＣＷ光と下り光信号の合波および上り信号の分波のために、ＷＤＭシステムに広く用いられているアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）２を用いている。
【００３６】
このアレイ導波路回折格子２により周波数Δｆだけシフトされた上り信号のみを抽出してＣＷ光の近端反射をカットすることが可能となる。ユーザノード装置ＯＮＵ−１内には周波数Δｆで発振する発振器５と周波数変調器４を備え、帯域分波されたＣＷ光を周波数変調器４で変調してから上りのデータ信号で外部変調する。このときの波長配置と周波数シフト（波長変換）された上り光信号の関係を図２に示す。
【００３７】
（第二実施例）
本発明第二実施例を図３に示す。図３ではユーザノード装置ＯＮＵ−１内の周波数Δｆで発振する発振器としてリタイミング信号を利用する方法を示す。ユーザノード装置ＯＮＵ−１内には通常送受信回路においてクロック抽出用のリタイミング回路７を備えている。このリタイミング回路７からのクロック信号をＮ倍するＮ倍周器８を備え、このＮ倍された信号により周波数変調器４を変調する具体的な構成例を示す。なお、図３では光送受信器に光サーキュレータ１４を用いた構成を示しているが、図１のように帯域分波器３と光アイソレータ１５の構成としても構わない。
【００３８】
（第三実施例）
本発明第三実施例を図４〜図８を参照して説明する。図４（ａ）は本発明を適用するアクセス〜転送ネットワークの例であり、図４（ｂ）はさらにリングが多重された場合を示している。図５はアクセスノードとｎ個のユーザノード装置ＯＮＵの構成を示す。アクセスノードＡ−１には、互いに異なる多数波長で無変調（ＣＷ光）の多波長光源を備え、図４の上位リングを介してセンタノードから各ユーザノード装置ＯＮＵに割当てられて伝送された波長と前記の多波長光源から、それぞれのユーザノード装置ＯＮＵに対して互いに異なる波長のＣＷ光をアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）により合波してそれぞれの光ファイバに送出する構成となっている。
【００３９】
図５に示したユーザノード装置ＯＮＵの構成は図１または図３と同様である。図６はそのときの波長配置例であり、ユーザノード装置ＯＮＵに向かう下り光信号には、センタノードからの下り波長領域と多波長光源からのＣＷ光の領域とからなる。それぞれのユーザノード装置ＯＮＵからの上りの光信号はそれぞれ元のＣＷ光からΔｆだけシフトしている。このうち、ｎ番目のユーザノード装置ＯＮＵのみを記述したものが図７である。また図７ではＣＷ光と変調された上り信号のみ記述している。
【００４０】
ユーザノード装置ＯＮＵ内の周波数変調波形として正弦波を用いて、変調指数を１〜２．５程度に設定してＣＷ光に波長に対して＋Δｆ、−Δｆだけシフトした光信号を発生させる。このときの光スペクトル例を図８に示す。アクセスノードにおいては、図７に示したように、＋Δｆ、−Δｆだけシフトされた光信号のどちらかを現用信号として用い、どちらかを予備信号として用いる構成としている。
【００４１】
（第四実施例）
本発明第四実施例を図７および図８により説明する。通常、アクセスノード装置Ａ−１と各ユーザノード装置ＯＮＵ間の距離は異なり光損失がばらつくために、それぞれの光出力を制御する必要が生じる。第四実施例では、第三実施例のユーザノード装置ＯＮＵ内で発生させた複数の光信号のうち、一つの光信号をアクセスノードＡ−１側において分波する手段を図７のようにアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１１で行い、この分波した光信号の出力を波長別光出力モニタ回路１２で検出し、ＣＷ光の波長別光出力制御回路１３を備え、この波長別光出力モニタ回路１２の出力に応じて所定の出力にＣＷ光出力を各波長別に制御できるようにしている。波長別光出力制御回路１３用の波長の例は図８に示すようにＣＷ光から２Δｆ離れた信号を用いることができる。予備光信号用のΔｆだけシフトされた光信号を光出力制御用に用いてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、システム全体の低コスト化を実現できる。また、サービス即応性、保守性に優れたネットワーク構成が可能となる。さらに、ネットワークの高信頼化を達成できる。また、高安定なネットワークを構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第一実施例の光アクセスシステムのブロック構成図。
【図２】下り光信号の波長配置と周波数シフトされた上り光信号との関係を示す図。
【図３】本発明第二実施例の光アクセスシステムのブロック構成図。
【図４】本発明を適用するアクセス転送ネットワークの例を示す図。
【図５】本発明第三実施例の光アクセスシステムのブロック構成図。
【図６】下り光信号の波長配置と周波数変換された上り光信号との関係を示す図。
【図７】本発明第三および第四実施例の光アクセスシステムのブロック構成図。
【図８】下りのＣＷ光信号と周波数シフトされた上り光信号との関係を示す図。
【符号の説明】
１ ＣＷ光源
２、１０、１１ アレイ導波路回折格子
３ 帯域分波器
４ 周波数変調器
５ 発振器
６ 外部変調器
７ リタイミング回路
８ Ｎ倍周器
９ 多波長光源
１２ 波長別光出力モニタ回路
１３ 波長別光出力制御回路
１４ 光サーキュレータ
１５ 光アイソレータ
Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ａ−４ ユーザノード装置
ＯＮＵ−１〜ＯＮＵ−ｎ アクセスノード装置
Claims (14)
- 加入者を収容するアクセスノード装置と、加入者宅に設置されたユーザノード装置とを備え、前記アクセスノード装置と前記ユーザノード装置との間で光ファイバ一心を用いて双方向伝送する光アクセスシステムにおいて、
前記アクセスノード装置は、
前記ユーザノード装置宛ての下りデータで変調された光信号とは異なる波長の無変調光であるＣＷ(Continuous Wave)光の光源と、
前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光を合波して光ファイバに送出する手段と、
前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数からΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタと
を備え、
前記ユーザノード装置は、
前記アクセスノード装置から到来する前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光が合波された光信号から前記ＣＷ光を分離する手段と、
この分離する手段により分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数Δｆ遷移させる手段と、
周波数Δｆ遷移されたＣＷ光を上りのデータで外部変調する手段と、
この外部変調する手段の出力光を前記アクセスノード宛の上り方向の光信号として前記光ファイバに送出する手段と
を備えたことを特徴とする光アクセスシステム。 - 前記遷移させる手段は、
周波数Δｆの発振器と、
この発振器の発振周波数Δｆにより前記ＣＷ光を周波数Δｆ遷移させる周波数変調器と
を備えた請求項１記載の光アクセスシステム。 - 前記ユーザノード装置は前記下りデータのクロックを抽出するリタイミング回路を備え、
前記発振器はこのリタイミング回路の抽出したクロック信号をＮ倍して出力するＮ倍周器を含む
請求項２記載の光アクセスシステム。 - 一つの前記アクセスノード装置に複数Ｎの前記ユーザノード装置が接続され、
前記アクセスノード装置は、
前記ユーザノード装置宛ての下りデータで変調された光信号とは異なるＮチャネルの波長の無変調光（ＣＷ光）の光源と、
複数Ｎの前記ユーザノード装置から到来する光信号で前記Ｎチャネルの波長のＣＷ光の周波数からそれぞれΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタと
を備えた請求項１または２記載の光アクセスシステム。 - 前記アクセスノード装置は、前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数から＋Δｆ離れた信号および−Δｆ離れた信号をそれぞれ透過させる光フィルタを備え、
前記発振器は正弦波発振器であり、
前記周波数変調器は、前記ＣＷ光を周波数変調することにより前記ＣＷ光の周波数に対して正方向に周波数Δｆ遷移した成分と負方向に周波数Δｆ遷移した成分とを含む光信号を発生させる構成であり、
前記外部変調する手段は、前記正方向に周波数Δｆ遷移した成分と負方向に周波数Δｆ遷移した成分とを含む光信号を上りのデータで変調する構成である
請求項２記載の光アクセスシステム。 - 前記アクセスノード装置は、前記ユーザノード装置から前記光ファイバを経由して到来する前記＋Δｆ離れた信号および前記−Δｆ離れた信号のいずれか一方を現用信号として用い、他方を予備信号として用いる請求項５記載の光アクセスシステム。
- ユーザノード装置が周波数をΔｆ遷移させて上りデータの変調に用いるための光信号として、前記ユーザノード装置宛ての下りデータで変調された光信号とは異なる波長の無変調光であるＣＷ光を発生する光源と、
前記下りデータで変調された光信号および前記ＣＷ光を合波して光ファイバに送出する手段と、
前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数からΔｆ離れた光信号を透過させる光フィルタと
を備えたことを特徴とするアクセスノード装置。 - アクセスノード装置から到来する下りデータで変調された光信号とＣＷ光とが合波された光信号から前記ＣＷ光を分離する手段と、
分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数Δｆ遷移させる手段と、
周波数Δｆ遷移されたＣＷ光を上りのデータで外部変調する手段と
を備えたことを特徴とするユーザノード装置。 - 前記遷移させる手段は、
周波数Δｆの発振器と、
この発振器の発振周波数Δｆにより前記ＣＷ光を周波数Δｆ遷移させる周波数変調器と
を備えた請求項８記載のユーザノード装置。 - 前記下りデータのクロックを抽出するリタイミング回路を備え、
前記発振器はこのリタイミング回路の抽出したクロック信号をＮ倍して出力するＮ倍周器を含む
請求項９記載のユーザノード装置。 - 前記ユーザノード装置宛ての下りデータで変調された光信号とは異なるＮチャネルの波長の無変調光であるＣＷ光の光源と、
複数Ｎの前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記Ｎチャネルの波長のＣＷ光の周波数からそれぞれΔｆ離れた信号を透過させる光フィルタと
を備えた請求項７記載のアクセスノード装置。 - 前記ユーザノード装置から到来する光信号で周波数が前記ＣＷ光の周波数から＋Δｆ離れた信号および−Δｆ離れた信号をそれぞれ透過させる光フィルタを備えた請求項７記載のアクセスノード装置。
- 前記分離する手段により分離された前記ＣＷ光の周波数を周波数＋Δｆおよび−Δｆ遷移させる手段を備えた請求項８記載のユーザノード装置。
- 前記ユーザノード装置から到来する光信号の強度にしたがって送出する前記ＣＷ光の強度を調節する手段を備えた請求項７記載のアクセスノード装置。
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