JP2009213047A - Communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は通信システムに関し、特にリング型ネットワークを利用した光通信システムに関する。 The present invention relates to a communication system, and more particularly to an optical communication system using a ring network.
近年の情報技術の発展に伴い、家庭においても大容量で高品質なインターネット環境に対する要求が高まっている。このような要求に対応するため、光ファイバを介して加入者宅をインターネット網に接続するＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスが急速に普及している。 With the development of information technology in recent years, there is an increasing demand for a high-capacity and high-quality Internet environment at home. In order to respond to such a demand, FTTH (Fiber To The Home) service for connecting a subscriber's home to the Internet network through an optical fiber is rapidly spreading.
ＦＴＴＨの構成は、基地局と各加入者宅とをそれぞれ専用の光ファイバで接続するシングルスター網と、一端が複数に分岐された光ファイバを用いて、基地局と複数の加入者宅とを１対ｎ（ｎ：複数）で接続するダブルスター網とに分類される。ＦＴＴＨサービスを提供するにあたり、光ファイバの敷設量が少なくて済むダブルスター網の方がコスト的に有利である。 The FTTH configuration uses a single star network that connects a base station and each subscriber's home with a dedicated optical fiber, and an optical fiber with one end branched into a plurality of base stations and a plurality of subscriber homes. It is classified into a double star network that is connected in one-to-n (n: plural). In providing the FTTH service, a double star network that requires less optical fiber installation is more cost effective.
後者に関するものとして、１本の光ファイバを複数のユーザーで共有するＰＯＮ（Passive Optical Network）がある。ＰＯＮとは光ファイバの途中に光カプラを設けて伝送路を２〜３２本に分岐させるスター型ネットワークのことである。 As for the latter, there is a PON (Passive Optical Network) in which one optical fiber is shared by a plurality of users. The PON is a star network in which an optical coupler is provided in the middle of an optical fiber to branch the transmission path into 2 to 32 lines.
基地局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）とｎ台のＯＮＵ（Optical Network Unit;以下では「加入者宅側装置」とも呼ぶ）とが光ファイバを介して接続されたＰＯＮ型の光ネットワークでは、たとえばギガビットのＦＴＴＨサービスを実現する技術（ＧＥ−ＰＯＮ）が用いられている。ＧＥ−ＰＯＮでは、ＯＬＴがＯＮＵに対してデータフレームの送出タイミングを指定する。ＯＮＵは指定されたタイミングでデータフレームを送出する。これにより複数のＯＮＵから送信される信号が時分割多重（パケット多重）されて、ＯＬＴに送られる。なお上記の動作はＩＥＥＥ８０２．３ａｈに規定されたものである。 In a PON type optical network in which a base station side device (OLT: Optical Line Terminal) and n ONUs (Optical Network Unit; hereinafter also referred to as “subscriber home side device”) are connected via an optical fiber, For example, a technology (GE-PON) for realizing a gigabit FTTH service is used. In GE-PON, the OLT specifies the data frame transmission timing to the ONU. The ONU transmits a data frame at a designated timing. As a result, signals transmitted from a plurality of ONUs are time division multiplexed (packet multiplexed) and sent to the OLT. The above operation is specified in IEEE 802.3ah.
ＧＥ−ＰＯＮでの伝送レートは、電子回路の信号処理が可能な程度の大きさである。しかしながら、より大きな伝送レートに対応するためには、光信号での処理が求められる。このような要求に対応可能な技術の例として、たとえば特表２０００−５１３１５８号公報（特許文献１）は、中央局が光パルスを送出し、各ノードに設けられた送信器がその光パルスを変調して中央局に戻す光ＴＤＭＡ（時分割多重）光ネットワークを開示する。
伝送レートが高くなるほど、各加入者宅側装置からのデータ信号を時分割多重する際に、データ信号に割当てられるタイムスロットが短くなる。各加入者宅側装置がデータを時分割多重して送信するための光パルス信号を生成する場合には、各加入者宅に信号処理を高速に行なうことが可能な信号処理回路が必要となる。よってシステム全体のコストが上昇する。 The higher the transmission rate, the shorter the time slot assigned to the data signal when the data signal from each subscriber premises apparatus is time-division multiplexed. When each subscriber premises apparatus generates an optical pulse signal for transmitting data by time division multiplexing, a signal processing circuit capable of performing signal processing at high speed is required at each subscriber premises. . Therefore, the cost of the entire system increases.
また、たとえば気温の変動により、各加入者宅側装置と基地局との間の伝送路の長さが変化することが起こり得る。この場合、各加入者宅側装置から基地局へのデータの送信に要する時間が変動する。よって、理想的な状態では各加入者宅側装置からのデータ信号が伝送路上で時分割多重されていても、伝送路の長さが変化した場合には２つのデータ信号が時間軸上で重なることが起こり得る。このような問題に対応するための信号処理を各加入者宅側装置に行なわせる場合には、加入者宅側装置における信号処理がより複雑になる。しかしながらこのような問題点については、特表２０００−５１３１５８号公報に開示されていない。 Further, for example, the length of the transmission path between each subscriber premises apparatus and the base station may change due to temperature fluctuations. In this case, the time required for data transmission from each subscriber premises apparatus to the base station varies. Therefore, in an ideal state, even if the data signal from each subscriber premises equipment is time-division multiplexed on the transmission line, the two data signals overlap on the time axis when the length of the transmission line changes. Can happen. When signal processing for dealing with such a problem is performed in each subscriber premises apparatus, signal processing in the subscriber premises apparatus becomes more complicated. However, such problems are not disclosed in Japanese translations of PCT publication No. 2000-513158.
さらに、基地局側装置および加入者宅側装置を結ぶネットワークの接続形態（トポロジ）としては、スター型ネットワークだけでなく、リング型ネットワークも考えられる。特表２０００−５１３１５８号公報にはスター型ネットワークが明示されているもののリング型ネットワークは具体的に示されていない。 Furthermore, as a connection form (topology) of the network connecting the base station side device and the subscriber premises side device, not only a star type network but also a ring type network can be considered. Although the star network is clearly shown in JP 2000-513158 A, the ring network is not specifically shown.
本発明の目的は、リング型時分割多重伝送システムにおいて加入者宅側装置の構成を簡易にすることができる技術を提供することである。 An object of the present invention is to provide a technique capable of simplifying the configuration of a subscriber premises apparatus in a ring type time division multiplex transmission system.
本発明は要約すれば、通信システムであって、光伝送路と、第１の通信装置と、複数の第２の通信装置とを備える。第１の通信装置は、所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに、宛先の異なる複数のデータを順次割当てて時分割多重した第１の光信号と、複数のデータのうちの少なくとも１つの宛先に対応するデータと同期した第２の光信号とを光伝送路へ送出する。複数の第２の通信装置の各々は、光伝送路を介して第１および第２の光信号を受けて、第２の光信号を用いて、複数のデータのうち自己宛てのデータを抽出するとともに、第１の通信装置に光伝送路を介してデータを送信する。第１の通信装置および複数の第２の通信装置は、光伝送路を介して環状に接続される。複数の第２の通信装置の各々は、第２の光信号に基づいて、第１の光信号において自己を宛先とするデータが割当てられたタイムスロットと同期する同期信号を生成する同期手段と、第１の光信号と同期信号とを用いて、自己宛てのデータを抽出する抽出手段と、第１の通信装置に送信されるべきデータを示す光信号を同期信号に同期させて、光伝送路に送出される第３の光信号を生成する信号生成手段とを含む。 In summary, the present invention is a communication system comprising an optical transmission line, a first communication device, and a plurality of second communication devices. The first communication device assigns a plurality of data having different destinations to time slots divided at predetermined time intervals in a time-division multiplexed manner and at least one destination among the plurality of data. A second optical signal synchronized with the corresponding data is transmitted to the optical transmission line. Each of the plurality of second communication devices receives the first and second optical signals via the optical transmission path, and extracts data addressed to itself from the plurality of data using the second optical signal. At the same time, data is transmitted to the first communication device via the optical transmission line. The first communication device and the plurality of second communication devices are connected in a ring shape through an optical transmission line. Each of the plurality of second communication devices, based on the second optical signal, a synchronization unit that generates a synchronization signal that is synchronized with a time slot to which data destined for itself is assigned in the first optical signal; An extraction means for extracting data addressed to itself using the first optical signal and the synchronization signal, and an optical signal indicating data to be transmitted to the first communication device in synchronization with the synchronization signal, And a signal generating means for generating a third optical signal transmitted to.
好ましくは、複数の第２の通信装置の各々は、信号生成手段からの第３の光信号と、他の第２の通信装置から送出された第３の光信号との時間間隔に基づいて同期手段を制御して、同期手段から同期信号が送出されるタイミングを制御するタイミング制御手段をさらに含む。 Preferably, each of the plurality of second communication devices is synchronized based on a time interval between the third optical signal from the signal generation unit and the third optical signal transmitted from the other second communication device. It further includes timing control means for controlling the means to control the timing at which the synchronization signal is sent from the synchronization means.
より好ましくは、少なくとも１つの宛先は、単一の宛先である。
好ましくは、少なくとも１つの宛先は、複数のデータのそれぞれに対応する複数の宛先である。第２の光信号は、時間軸上において互いに重ならないように第１の通信装置から送出された、互いに波長が異なる複数の光信号を含む。同期手段は、波長の違いに基づいて、複数の光信号の中から同期信号を抽出して出力する。第１の通信装置は、第２の光信号を送出する送出手段と、第１の通信装置から第２の光信号として送出された複数の光信号の各々が、第１の通信装置に到着する到着タイミングを測定するタイミング測定手段と、タイミング測定手段が測定した到着タイミングに基づいて、複数の光信号の到着タイミングが互いに異なるように、送出手段に対して複数の光信号の各々の出力タイミングを制御するタイミング制御手段とを含む。
More preferably, the at least one destination is a single destination.
Preferably, the at least one destination is a plurality of destinations corresponding to each of the plurality of data. The second optical signal includes a plurality of optical signals having different wavelengths that are transmitted from the first communication device so as not to overlap each other on the time axis. The synchronization means extracts and outputs a synchronization signal from a plurality of optical signals based on the difference in wavelength. The first communication device has a sending means for sending the second optical signal, and each of the plurality of optical signals sent as the second optical signal from the first communication device arrives at the first communication device. Based on the arrival timing measured by the timing measuring means and the timing measuring means, the output timing of each of the plurality of optical signals is set to the sending means so that the arrival timings of the plurality of optical signals are different from each other. Timing control means for controlling.
より好ましくは、第１の通信装置は、光伝送路を介して、複数の第２の通信装置の各々が送出した第３の光信号と、第２の光信号とを受けて、第２の光信号と第３の光信号とを分離する分離手段と、分離された第３の光信号を復号する復号手段をさらに含む。 More preferably, the first communication device receives the third optical signal and the second optical signal transmitted from each of the plurality of second communication devices via the optical transmission path, and receives the second optical signal. Separating means for separating the optical signal and the third optical signal, and decoding means for decoding the separated third optical signal are further included.
より好ましくは、抽出手段は、同期信号と第１の光信号との間に光相互作用を生じさせることにより、自己宛のデータに対応する光信号を生成する第１の光相互作用発生手段を含む。信号生成手段は、第１の通信装置に送信されるべきデータを示す光信号と同期信号との間に光相互作用を生じさせることにより、第３の光信号を生成する第２の光相互作用発生手段を含む。 More preferably, the extraction means includes first optical interaction generation means for generating an optical signal corresponding to the data addressed to itself by causing an optical interaction between the synchronization signal and the first optical signal. Including. The signal generation means generates a third optical signal by generating an optical interaction between an optical signal indicating data to be transmitted to the first communication device and a synchronization signal, and generates a third optical signal. Including generating means.
より好ましくは、同期手段は、同期信号として出力されるべき信号を遅延させ、かつ、その遅延量を変更可能な遅延手段を含む。複数の第２の通信装置の各々は、抽出手段により抽出された光信号の強度に基づいて、遅延量を制御する遅延制御手段をさらに含む。 More preferably, the synchronization means includes a delay means capable of delaying a signal to be output as a synchronization signal and changing the delay amount. Each of the plurality of second communication devices further includes delay control means for controlling the delay amount based on the intensity of the optical signal extracted by the extraction means.
さらに好ましくは、通信システムは、光伝送路に設けられ、第１から第３の光信号の少なくとも１つの波長分散補償を行なう分散補償手段をさらに備える。 More preferably, the communication system further includes dispersion compensation means that is provided in the optical transmission line and performs at least one chromatic dispersion compensation of the first to third optical signals.
本発明によれば、リング型時分割多重伝送システムにおいて、加入者宅側装置の構成を簡易にすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the structure of a subscriber premises apparatus can be simplified in a ring type time division multiplex transmission system.
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に従う通信システム１００の全体構成図である。図１を参照して、通信システム１００は、基地局側装置（図中「ＯＬＴ」と示す）１と、加入者宅側装置（図中「ＯＮＵ」と示す）２．１〜２．４と、光伝送路２０を含む。基地局側装置１および加入者宅側装置２．１〜２．４は、光伝送路２０を介して環状に接続される。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a
基地局側装置１は、加入者宅側装置２．１〜２．４宛てのデータをビット多重化によって時分割多重し、その時分割多重されたデータを含む光信号を光伝送路２０に送出する。加入者宅側装置２．１〜２．４の各々は、光伝送路２０を介して基地局側装置１からの光信号を受信するとともに、その信号に含まれる時分割多重データから自己宛てのデータを抽出する。
The base
一方、加入者宅側装置２．１〜２．４の各々は、基地局側装置１での処理に用いられるデータを含む光信号を光伝送路２０に対して送出する。各加入者宅側装置２．１〜２．４が光信号を送出するタイミングは互いに異なる。これにより、基地局側装置１が加入者宅側装置２．１〜２．４から受けたデータ（光信号）は、ビット多重化によって時分割多重されたデータと等価となる。
On the other hand, each of the subscriber premises apparatuses 2.1 to 2.4 sends an optical signal including data used for processing in the
なお、時分割多重方式には、ビット多重型とパケット多重型とが考えられる。ビット多重型の多重方式は、親局から複数の子局への光データ信号をビット毎に順番に並べて伝送する方式である。一方、パケット多重型の多重方式は、各子局への光データ信号を複数のビット（たとえば１０００ビット）でまとめてパケットを構成し、パケット単位に並べて伝送する方式である。本実施の形態では、ビット多重型の時分割多重方式が用いられる。 It should be noted that the time division multiplexing system can be considered to be a bit multiplexing type or a packet multiplexing type. The bit multiplexing type multiplexing method is a method in which optical data signals from a master station to a plurality of slave stations are arranged in order for each bit and transmitted. On the other hand, the packet multiplexing type multiplexing method is a method in which optical data signals to each slave station are combined into a plurality of bits (for example, 1000 bits) to form a packet, and the packets are arranged and transmitted in units of packets. In this embodiment, a bit multiplexing type time division multiplexing system is used.
以下では、基地局側装置１から加入者宅側装置２．１〜２．４に送られるデータを「下りデータ」と称し、加入者宅側装置２．１〜２．４の各々から基地局側装置１に送られるデータを「上りデータ」と称する。本実施の形態では、下りデータおよび上りデータが同じ向きに伝送される。図１には、下りデータおよび上りデータの伝送方向を矢印によって示してある。ただし、矢印の向きが図１に示した向きと逆でもよい。
Hereinafter, data transmitted from the base
なお、本実施の形態に従う通信システムでは、光伝送路２０に設置される加入者宅側装置の数は４に限定されず、任意の整数ｎ（ただし１以上）とすることができる。以下に説明する通信システムにおいても同様である。
In the communication system according to the present embodiment, the number of subscriber premises devices installed in
図２は、図１に示した基地局側装置１の構成図である。以下では、加入者宅側装置の数をｎ（ｎ；自然数）とする。図２を参照して、基地局側装置１は、送信部１．１と、受信部１．２と、パルス発生部１２と、光合波器２４と、光結合部３３とを含む。
FIG. 2 is a configuration diagram of the
送信部１．１は、図示しないインターネット網やＷＡＮ（Wide Area Network：広域通信網）などから、加入者宅側装置２．１，２．２，・・・，２．ｎへそれぞれ送信するための下りデータ１，２，・・・，ｎを受ける。送信部１．１は、下りデータ１〜ｎをビット多重によって時分割多重した光データ信号を生成して出力する。
The transmission unit 1.1 is connected to the subscriber premises equipment 2.1, 2.2,..., 2. from an Internet network or a WAN (Wide Area Network) not shown.
送信部１．１は、符号化部３０と、光源１０と、光変調部３２とを含む。符号化部３０は、外部から下りデータ１〜ｎを受けて、所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに下りデータ１〜ｎを所定のデータ量ずつ順次割当てることによりビット多重化を行ない、下りデータ１〜ｎを１次元の「０」と「１」とからなる２値のデータ列に符号化する。そして、符号化部３０は、符号化したデータ列を光変調部３２へ出力する。
The transmission unit 1.1 includes an
光源１０は、たとえばレーザ発振器で構成され、所定の光強度をもつ波長λ０のレーザ光を発生する。光源１０は、その発生したレーザ光を光変調部３２へ出力する。
The
光変調部３２は、符号化部３０から受けたデータ列に基づいて、光源１０から出力されるレーザ光を光強度変調して光データ信号を生成する。たとえば光変調部３２は、データ列の「０」および「１」にそれぞれ対応して光強度がゼロおよび最大（すなわち、「オフ」または「オン」）となるように変調する。このようにして光変調部３２は、下りデータ１〜ｎをビット多重化により時分割多重した光データ信号を生成する。光変調部３２は、生成した光データ信号を光結合部３３へ出力する。
Based on the data string received from the
パルス発生部１２は、波長λ１を有する光パルス信号を生成し、その生成した光パルス信号を光結合部３３へ出力する。波長λ１を有する光パルス信号の周期は、光変調部３２で生成される光データ信号における下りデータ１の周期、すなわち、下りデータ１，２，・・・，ｎの割当てが一巡するまでに要する時間に等しい。
The
光結合部３３は、光変調部３２から受けた光データ信号と、パルス発生部１２から受けた光パルス信号とを結合する。光合波器２４は、光結合部３３から受ける光データ信号（波長λ０の光）と、光パルス信号（波長λ１）とを合波した光信号を光伝送路２０に送出する。
The
受信部１．２は、フィルタ２６と、復号部８０とを含む。各加入者宅側装置から送られた光信号は、光伝送路２０を経由してフィルタ２６に入力される。フィルタ２６には、パルス発生部１２により生成され、かつ光伝送路２０を伝送した光パルス信号（波長λ１の光）と、加入者宅側装置２．１〜２．ｎの各々から送出された光データ信号（波長λＡ）とが入力される。フィルタ２６は、光パルス信号と光データ信号との波長の違いに基づいて、入力される光信号の中から光データ信号を抽出する。
The receiving unit 1.2 includes a
復号部８０は、フィルタ２６から出力される光データ信号（波長λＡ）を電気信号に変換して、「０」または「１」の２値のデータ列を生成する。そして、復号部８０は、生成したデータ列を所定のタイムスロット毎に分離し、上りデータ１，２，・・・，ｎに復号して出力する。
The
図３は、図１に示した加入者宅側装置の構成図である。なお、加入者宅側装置２．１〜２．ｎの構成はいずれも同じである。したがって、図３では代表的に加入者宅側装置２．１の構成について説明する。 FIG. 3 is a block diagram of the subscriber premises apparatus shown in FIG. The subscriber premises equipment 2.1-2. The configuration of n is the same. Therefore, FIG. 3 representatively describes the configuration of the subscriber premises apparatus 2.1.
図３を参照して、加入者宅側装置２．１は、光分岐／光結合部２２と、分散補償光ファイバ１５と、光合波／光分波器１６と、光相互作用発生部１８，７５と、光分岐部６０と、復号部８６と、符号化部７４と、遅延部８４とを含む。
Referring to FIG. 3, the customer premises apparatus 2.1 includes an optical branching /
光分岐／光結合部２２は、光伝送路２０を伝播する光データ信号および光パルス信号（これらは基地局側装置１より送信されたものである）を光伝送路２０から分岐して、加入者宅側装置２．１に導く。さらに、光分岐／光結合部２２は、加入者宅側装置２．１の内部で生成された上りデータである光データ信号を光伝送路２０に導く。
The optical branching /
分散補償光ファイバ１５は、光分岐／光結合部２２から出力された光データ信号および光パルス信号の波長分散による歪みを補償するためのものである。なお「波長分散」とは、光ファイバなど光を伝達する媒質の中で波長によって光の速度が少しずつ異なることを意味する。
The dispersion compensating
たとえば光にデジタル信号で変調をかけた場合には、ビットレートと同程度のスペクトル広がりが生じる。光データ信号および光パルス信号の伝送距離が長くなると、光データ信号あるいは光パルス信号の波長分散による波形歪みが大きくなることが考えられる。波長分散が大きい場合には光データ信号あるいは光パルス信号の波形の歪み（具体的には時間軸上のパルス幅が広がること）も大きくなるので、たとえば光データ信号の符号誤り等の問題が生じる。 For example, when light is modulated with a digital signal, a spectrum spread similar to the bit rate occurs. When the transmission distance of the optical data signal and the optical pulse signal is increased, the waveform distortion due to the wavelength dispersion of the optical data signal or the optical pulse signal may be increased. When the chromatic dispersion is large, the waveform distortion of the optical data signal or the optical pulse signal (specifically, the pulse width on the time axis widens) also increases, so that problems such as a code error of the optical data signal occur. .
分散補償光ファイバ１５によって光データ信号および光パルス信号の波長分散が補償される。これによって、光データ信号あるいは光パルス信号に波形の歪みが生じていた場合、その歪みを修正することができる。よって上述した符号誤り等の問題を防ぐことができる。
The dispersion compensating
光合波／光分波器１６は、光伝送路２０から受ける光信号を、波長λ０の光データ信号と、波長λ１の光パルス信号とに分離する。光合波／光分波器１６は、光データ信号（波長λ０）を光相互作用発生部１８へ出力し、光パルス信号（波長λ１）を遅延部８４に出力する。
The optical multiplexer /
遅延部８４は、波長λ１を有する光パルス信号を所定の時間だけ遅延させる。この遅延時間は、光パルス信号の最大強度となるタイミングが、光データ信号において下りデータ１が割当てられたタイムスロットと同期するように予め定められる。遅延部８４は、遅延させた光パルス信号（同期信号）を光分岐部６０に出力する。光分岐部６０は、遅延部８４からの光パルス信号を光相互作用発生部１８，７５に分岐する。
The
加入者宅側装置２．１〜２．ｎは、光パルス信号（波長λ１）が最大強度となるタイミングが、光データ信号においてそれぞれ下りデータ１〜ｎが割当てられたタイムスロットと同期するように、光パルス信号を遅延させる。したがって各加入者宅側装置に含まれる遅延部８４の遅延量は、タイムスロットの時間間隔ずつ異なっている。
Subscriber premises equipment 2.1-2. n delays the optical pulse signal so that the timing at which the optical pulse signal (wavelength λ 1 ) has the maximum intensity is synchronized with the time slots to which the
光相互作用発生部１８は、光データ信号と光パルス信号との間で光学非線形効果による相互作用を生じさせる。この構成および動作については後述する。
The
上述のように、光パルス信号が最大強度となるタイミングは、下りデータ１が割当てられるタイムスロットと同期するので、相互作用は、下りデータ１が割当てられたタイムスロットの期間だけ生じることになる。したがって、光相互作用発生部１８は、光データ信号のうち下りデータ１の光強度に応じた相互作用光だけを復号部８６へ出力する。
As described above, the timing at which the optical pulse signal has the maximum intensity is synchronized with the time slot to which the
すなわち、光相互作用発生部１８は、光パルス信号を用いて、光データ信号の中からデータ１で変調された光信号を抽出する。以下では、光データ信号から抽出された光信号をＤＥＭＵＸ信号（分離信号）とも称す。
That is, the
復号部８６は、光相互作用発生部１８から受けたＤＥＭＵＸ信号の光強度に応じて、データ列を生成し、下りデータ１として出力する。
The
符号化部７４は、外部から上りデータ１を受けて、１次元の「０」と「１」とからなる２値のデータ列に符号化する。そして、符号化部７４は、符号化したデータ列に応じた光データ信号を生成して光相互作用発生部７５へ出力する。
The
光相互作用発生部７５は、光相互作用発生部１８と同様の機能を有し、符号化部７４からの光データ信号と、遅延部８４からの光パルス信号との間で光学非線形効果による相互作用を生じさせて、相互作用光（波長λＡ）を出力する。このときの相互作用光が加入者宅側装置２．１からの光データ信号（上りデータ）となる。別の言い方をすれば、光相互作用発生部７５は符号化部７４から受ける光データ信号のうち光パルス信号と時間的に重なる部分のみ抽出して光合波／光分波器１６へ出力する。したがって、上りデータは、遅延部８４からの光パルス信号と同期した信号となる。
The
光相互作用発生部７５の構成は光相互作用発生部１８の構成と同様でも良いし、異なっていてもよい。以下では光相互作用発生部７５は光相互作用発生部１８と同様の構成を有するものとする。
The configuration of the
光相互作用発生部７５から出力される波長λＡの光信号（上りデータである光データ信号）は、光合波／光分波器１６、分散補償光ファイバ１５、光分岐／光結合部２２を経由して光伝送路２０に送出される。
An optical signal of wavelength λ A (an optical data signal that is upstream data) output from the
加入者宅側装置２．２，２．３，・・・２．ｎの構成については、上述の説明において、「下りデータ１」を下りデータ２，３，・・・ｎに、「上りデータ１」を上りデータ２，３，・・・ｎにそれぞれ置き換えたものに等しい。
Subscriber premises equipment 2.2, 2.3,... Regarding the configuration of n, in the above description, “
加入者宅側装置２．１〜２．ｎからそれぞれ送出された複数の光データ信号は、光伝送路２０において時分割多重（ビット多重化）された状態となり、基地局側装置１に到達する。したがって図２に示す復号部８０が受ける光データ信号は、ビット多重化により時分割多重された光データ信号と等価なデータとなる。
Subscriber premises equipment 2.1-2. A plurality of optical data signals respectively transmitted from n are time-division multiplexed (bit multiplexed) on the
次に、本実施の形態に係る通信システム１００の動作をより詳しく説明する。なお、以下の説明においては、加入者宅側装置の数ｎを４とする。なお、理解を容易にするために図４および図５では、基地局側装置および加入者宅側装置の構成を概略的に記載してある。そこで、以下の説明では、必要に応じて図２、図４等を参照するものとする。
Next, the operation of the
（１）基地局側装置からの下り方向伝送について
図４は、基地局側装置による下りデータの伝送を説明するための図である。図４を参照して、基地局側装置１は、Ｆ（ｂｉｔ／ｓ）のデータを、加入者宅側装置と同数のチャネル（４チャネル）に光時分割多重したデータ列（光データ信号）を光伝送路２０に送出する。光データ信号の生成は、図２に示した送信部１．１により実現される。
(1) About Downlink Transmission from Base Station Side Device FIG. 4 is a diagram for explaining downlink data transmission by the base station side device. Referring to FIG. 4, base
さらに基地局側装置１は、このデータ列の第１番目のチャネルに同期させたパルス列（波長λ１の光パルス信号）を光伝送路２０に送出する。光パルス信号の生成は、図２に示したパルス発生部１２により実現される。
Furthermore, the base
一方、各加入者宅側装置２．１〜２．４は、基地局側装置１から送信された光データ信号および光パルス信号を光伝送路２０および光分岐／光結合部２２を介して受信する。ここで加入者宅側装置２．ｋ（ｋは１〜４）では、光パルス信号が最大強度となるタイミングが、光データ信号において下りデータｋが割当てられたタイムスロットと同期するように、光パルス信号を遅延させる。具体的には、加入者宅側装置２．ｋでは、図３に示した遅延部８４が、パルス列（光パルス信号）に対して（ｋ−１）ビット分に対応する時間だけパルス列を遅延させる。したがって、加入者宅側装置２．２，２．３，２．４では、それぞれデータ列の１ビット分、２ビット分、３ビット分に対応する時間だけパルス列を遅延させる。
On the other hand, each of the subscriber premises devices 2.1 to 2.4 receives the optical data signal and the optical pulse signal transmitted from the base
光相互作用発生部１８は、光データ信号と光パルス信号との間に光相互作用を発生させる。これにより加入者宅側装置２．ｋでは自己宛のデータ（第ｋチャネルのデータ）が抽出される。この抽出されたデータがＤＥＭＵＸ信号に対応する。
The
（２）加入者宅側装置からの上りデータの送出について
図５は、加入者宅側装置による上りデータの送出を説明するための図である。図５を参照して、基地局側装置１からは、パルス発生部１２により生成された光パルス信号（波長λ１）が光伝送路２０に送出される。光パルス信号は、基地局側装置１から送出される光データ信号とともに、光伝送路２０に送出される。ただし、説明を分かりやすくするため、図５では基地局側装置１から送出される光データ信号を示していない。
(2) Transmission of Uplink Data from Subscriber Home Side Device FIG. 5 is a diagram for explaining the transmission of uplink data by the subscriber home side device. With reference to FIG. 5, the optical pulse signal (wavelength λ 1 ) generated by the
上記（１）と同様に、加入者宅側装置２．ｋ（ｋは１〜４）では、遅延部８４が、パルス列（光パルス信号）に対して（ｋ−１）ビット分に対応する時間だけパルス列を遅延させる。各加入者宅側装置では、光相互作用発生部７５によって、光データ信号（上りデータ）と遅延部８４からの光パルス信号との間に光相互作用が生じる。これによって、加入者宅側装置２．１〜２．４では、光データ信号Ｄ１〜Ｄ４がそれぞれ生成される。なお、本実施の形態では、光データ信号Ｄ１〜Ｄ４の波長はいずれもλＡである。
As in (1) above, the
各加入者宅側装置で生成された光データ信号は、各加入者宅側装置に設けられた光合波／光分波器１６、分散補償光ファイバ１５、および光分岐／光結合部２２を経由して光伝送路２０に送出される。
The optical data signal generated in each subscriber premises apparatus passes through the optical multiplexer /
加入者宅側装置２．ｋ（ｋは１〜４）における遅延部８４の遅延量を（ｋ−１）ビット分に対応する時間に設定することによって、光伝送路２０に送出された光データ信号Ｄ１〜Ｄ４は光伝送路２０上で時分割多重（ビット多重化）される。これにより、復号部８０が受ける光データ信号Ｄ０は、光データ信号Ｄ１〜Ｄ４がビット多重化により時分割多重化された光信号と等価なものとなる。
基地局側装置１から送出された光パルス信号は、光伝送路２０上を経由して基地局側装置１に戻る。フィルタ２６により、光データ信号Ｄ０および光パルス信号のうち、光データ信号Ｄ０のみが抽出されて復号部８０に入力される。復号部８０は、光データ信号Ｄ０を上りデータ１，２，・・・，ｎに復号して出力する。
The optical pulse signal transmitted from the base
（光相互作用発生部について）
図６は、図３に示す光相互作用発生部１８の概略構成図である。図６を参照して、光相互作用発生部１８は、光結合部３４と、光増幅器３６と、高非線形ファイバ３８と、光フィルタ４０とを含む。
(About the light interaction generator)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the
光結合部３４は、波長λ０の光データ信号と波長λ１の光パルス信号とを結合して光増幅器３６へ出力する。光増幅器３６は、光学非線形効果が生じるように光結合部３４から受けた光データ信号および光パルス信号を増幅して高非線形ファイバ３８へ出力する。
The
高非線形ファイバ３８は、非線形係数が高い媒質からなる。高非線形ファイバ３８は、所定の光強度をもつ波長λ１の光データ信号と波長λ２の光パルス信号との４光波混合により、波長（λ０−Δλ）および波長（λ１＋Δλ）の新たな２つの相互作用光を発生する。
The highly
光フィルタ４０は、高非線形ファイバ３８から出力される光データ信号、光パルス信号および２つの相互作用光を受けて、光データ信号および光パルス信号を阻止（吸収や拡散等）し、かつ、２つの相互作用光のうちいずれか一方を通過させる。そして、光フィルタ４０は、通過させた相互作用光をＤＥＭＵＸ信号として出力する。
The
図７は、光相互作用発生部１８における４光波混合を説明する図である。図７（ａ）は、光相互作用発生部１８に入力する光信号の周波数スペクトルを示す。図７（ｂ）は、高非線形ファイバ３８から出力される光信号の周波数スペクトルを示す。図７（ｃ）は、光フィルタ４０から出力される光信号の周波数スペクトルを示す。
FIG. 7 is a diagram for explaining the four-wave mixing in the
図７（ａ）を参照して、光増幅器３６によって所定の光強度まで増幅された光データ信号（波長λ０）および光パルス信号（波長λ１）は光相互作用発生部１８に入力する。
Referring to FIG. 7A, the optical data signal (wavelength λ 0 ) and optical pulse signal (wavelength λ 1 ) amplified to a predetermined light intensity by the
図７（ｂ）を参照して、光データ信号および光パルス信号が高非線形ファイバ３８を伝搬すると４光波混合が生じ、光データ信号と光パルス信号との波長差Δλだけ離れた波長をもつ２つの相互作用光が生じる。
Referring to FIG. 7B, when the optical data signal and the optical pulse signal propagate through the highly
図７（ｃ）を参照して、光フィルタ４０は、光データ信号、光パルス信号および２つの相互作用光のうち１つの相互作用光だけを通過させ、その光をＤＥＭＵＸ信号として出力する。たとえば、光データ信号の波長λ０は１５５０［ｎｍ］であり、光パルス信号の波長λ１は１５５５［ｎｍ］である。
Referring to FIG. 7C, the
図８は、加入者宅側装置２．１および２．２におけるデータの抽出を説明する図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining data extraction in the subscriber premises devices 2.1 and 2.2.
図８（ａ）は、光合波／光分波器１６から出力される光データ信号の時間波形を示す。図８（ａ）を参照して、光データ信号は、「０」と「１」とからなる２値のデータ列に対応した光強度をもつ。そして、１つのタイムスロットの時間間隔をｔとすると、すべての下りデータの割当てが一巡するのに要する時間Ｔは、Ｔ＝ｔ×４となる。
FIG. 8A shows a time waveform of the optical data signal output from the optical multiplexer /
図８（ｂ）は、光合波／光分波器１６から出力される光パルス信号の時間波形を示す。図８（ｂ）を参照して、基地局側装置１から送出される光パルス信号は、すべての下りデータの割当てが一巡する時間Ｔごとに光強度ピークをもつ。
FIG. 8B shows a time waveform of the optical pulse signal output from the optical multiplexer /
図８（ｃ）は、加入者宅側装置２．１における光相互作用発生部１８へ与えられる光パルス信号の時間波形を示す。図８（ｃ）を参照して、加入者宅側装置２．１における遅延部８４は、光強度のピークが、下りデータ１が割当てられたタイムスロットと同期するように、光パルス信号を遅延時間Ｔｄ１だけ遅延させる。下りデータ１が割当てられたタイムスロットの周期は、光パルス信号の周期と一致する。これによりタイムスロット毎に遅延時間Ｔｄ１を調整することが不要となる。
FIG. 8C shows a time waveform of the optical pulse signal given to the
なお、Ｔｄ１は０であってもよい。その理由は、基地局側装置１から、光パルス信号の光強度のピークが下りデータ１が割当てられたタイムスロットと同期するように、光パルス信号および光データ信号が送られるためである。
Td1 may be 0. The reason is that the optical pulse signal and the optical data signal are sent from the base
図８（ｄ）は、加入者宅側装置２．１における光相互作用発生部１８から出力されるＤＥＭＵＸ信号を示す。図８（ｄ）を参照して、加入者宅側装置２．１における光相互作用発生部１８は、光パルス信号の光強度ピークが存在する期間において、下りデータ１に応じたＤＥＭＵＸ信号を出力する。
FIG. 8D shows a DEMUX signal output from the
図８（ｅ）は、加入者宅側装置２．２における光相互作用発生部１８へ与えられる光パルス信号の時間波形を示す。図８（ｅ）を参照して、加入者宅側装置２．２における遅延部８４は、光強度のピークが、下りデータ２が割当てられたタイムスロットと同期するように、光パルス信号を遅延時間Ｔｄ２だけ遅延させる。このとき、遅延時間Ｔｄ２は、加入者宅側装置２．１における遅延部８４の遅延時間Ｔｄ１に比較して、タイムスロットの時間間隔ｔ（すなわち１ビットのデータに対応する時間間隔）だけ長くなる。
FIG. 8E shows a time waveform of an optical pulse signal provided to the
図８（ｆ）は、加入者宅側装置２．２における光相互作用発生部１８から出力されるＤＥＭＵＸ信号を示す。図８（ｆ）を参照して、図８（ｄ）と同様に、加入者宅側装置２．２における光相互作用発生部１８は、光パルス信号の光強度ピークが存在する期間において、下りデータ２に応じたＤＥＭＵＸ信号を出力する。
FIG. 8F shows a DEMUX signal output from the
（変形例１）
光相互作用発生部は、上述した高非線形ファイバに代えて、半導体光増幅器を含んで構成されてもよい。
(Modification 1)
The optical interaction generator may be configured to include a semiconductor optical amplifier instead of the above-described highly nonlinear fiber.
図９は、実施の形態１の変形例１に従う光相互作用発生部１９Ａの概略構成図である。図９を参照して、光相互作用発生部１９Ａは、図６に示す光相互作用発生部１８において、光増幅器３６および高非線形ファイバ３８を半導体光増幅器４２に代えたものである。なお、光結合部３４および光フィルタ４０は、光相互作用発生部１８と同様の構成および機能を有するので、これらについての詳細な説明は以後繰返さない。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an
半導体光増幅器４２は、半導体光増幅素子（ＳＯＡ:Semiconductor Optical Amplifiers）を含む光増幅器であり、光強度を増加させると同時に光学非線形効果による相互作用を生じさせる。半導体光増幅素子に用いられる半導体の種類は、たとえば、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓおよびＩｎＧａＡｓＰなどである。
The semiconductor
変形例１によれば、光相互作用発生部１９Ａには高非線形ファイバが含まれていないので図６に示す光相互作用発生部１８に比較して、より小型化を実現できる。
According to the first modification, since the
（変形例２）
図１０は、実施の形態１の変形例２に従う光相互作用発生部１９Ｂの概略構成図である。図１０を参照して、光相互作用発生部１９Ｂは、非線形ループミラーとも称されるものである。光相互作用発生部１９Ｂは、光分岐部６６，６８と、高非線形ファイバ３８とを含む。
(Modification 2)
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an optical interaction generator 19B according to the second modification of the first embodiment. Referring to FIG. 10, the optical interaction generator 19B is also referred to as a nonlinear loop mirror. The optical interaction generator 19B includes optical branching
光分岐部６８は、４つのポートを有する。４つのポートのうち２つは高非線形ファイバ７２の両端と接続される。残りの２つのポートは、光データ信号を受ける入力ポートと、ＤＥＭＵＸ信号を出力する出力ポートとして機能する。
The optical branching
光分岐部６６は、光分岐部６８と高非線形ファイバ３８との間に介挿され、光パルス信号を受けて高非線形ファイバ７２へ送出する。
The optical branching
高非線形ファイバ７２は、非線形係数が高い媒質からなり、波長λ０の光データ信号と波長λ１の光パルス信号との間の光学非線形効果により、光データ信号の位相を変化させる。 The highly nonlinear fiber 72 is made of a medium having a high nonlinear coefficient, and changes the phase of the optical data signal by an optical nonlinear effect between the optical data signal having the wavelength λ 0 and the optical pulse signal having the wavelength λ 1 .
以下、光相互作用発生部１９Ｂの動作について説明する。光分岐部６８は、受けた光データ信号を２分割して、時計回りおよび反時計回りにそれぞれ伝搬する２つの光データ信号を出力する。光パルス信号が入力されなければ、各々の光データ信号は、高非線形ファイバ７２を伝搬した後、光分岐部６８へ帰還する。すると２つの光データ信号は、光分岐部６８で互いに干渉して打消し合う。そのため光分岐部６８からはいずれの光信号も出力されない。
Hereinafter, the operation of the optical interaction generator 19B will be described. The optical branching
一方、光分岐部６６を介して光パルス信号が高非線形ファイバ７２へ入力されると、高非線形ファイバ７２を伝搬する過程で光学非線形効果により、光データ信号の回転位相が変化する。そのため、各々の光データ信号は、光分岐部６８での干渉が不十分となり打消し合わない。よって、光分岐部６８から、光データ信号と光パルス信号の光相互作用に応じたＤＥＭＵＸ信号が出力される。すなわち、光データ信号におけるタイムスロットと光パルス信号の光強度ピークとを同期させて、光相互作用発生部１９Ａへ入力することで、光データ信号の中から特定のデータを抽出できる。
On the other hand, when an optical pulse signal is input to the highly nonlinear fiber 72 via the optical branching
変形例２によれば、光強度の低い光信号であっても光相互作用を生じさせることができるので、光信号を過度に増幅させる必要はない。そのため、低出力の光増幅器を用いても十分に光相互作用を生じさせることができる。よって、より経済的な構成の光相互作用発生部を実現できる。 According to the second modified example, since an optical interaction can be generated even with an optical signal having a low light intensity, it is not necessary to excessively amplify the optical signal. For this reason, even if a low-power optical amplifier is used, sufficient optical interaction can be generated. Therefore, it is possible to realize a light interaction generator having a more economical configuration.
（変形例３）
図１１は、実施の形態１の変形例３に従う光相互作用発生部１９Ｃの概略構成図である。図１１を参照して、光相互作用発生部１９Ｃは、電界吸収型半導体光変調器（Electro-absorption modulator；以下「ＥＡ変調器」と称する）の相互吸収変調（Cross-absorption modulation；ＸＡＭ）効果を利用する光相互作用発生部である。光相互作用発生部１９Ｃは、光カプラ７０１と、ＥＡ変調器７０６と、フィルタ７０７とを含む。
(Modification 3)
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an
波長λ１の光データ信号（信号光）と、波長λ２の光パルス信号（光タイミングパルス列）とは、光カプラ７０１によって合波された後にＥＡ変調器７０６の一方の出入力端面に供給される。ＥＡ変調器の相互吸収変調効果によって、ＥＡ変調器７０６の一方の出入力端面からは信号光によって変調された波長λ２の光タイミングパルス列、および、光タイミングパルス列の影響を受けた波長λ１の信号光が出力される。フィルタ７０７により波長λ２の光を抽出することによって、データに応じた短パルスの信号光が出力される。
The wavelength lambda 1 of the optical data signal (signal light), and the wavelength lambda 2 of the optical pulse signal (light timing pulse train) is supplied to one of input and output end faces of the
（変形例４）
変形例４は、変形例３について、波長λ１の信号光の遮断性能を高めて、信号品質の向上を図るものである。
(Modification 4)
図１２は、実施の形態１の変形例４に従う光相互作用発生部１９Ｄの概略構成図である。図１２を参照して、光相互作用発生部１９Ｄは、方向性結合器７０２と、ＥＡ変調器７０６と、フィルタ７０７と、アイソレータ７０８とを含む。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an optical interaction generator 19D according to the fourth modification of the first embodiment. Referring to FIG. 12, the optical interaction generator 19D includes a
光データ信号（信号光）は、方向性結合器７０２を介してＥＡ変調器７０６の一方の出入力端面に供給される。一方、光パルス信号（光クロックパルス列）は、ＥＡ変調器７０６の他方の出入力端面に供給される。これにより、ＥＡ変調器７０６の上記一方の出入力端面からは、信号光によって変調された光クロックパルス列が出力される。この光クロックパルス列は、方向性結合器７０２およびフィルタ７０７を通過して出力される。
The optical data signal (signal light) is supplied to one input / output end face of the EA modulator 706 via the
なお、ＥＡ変調器７０６の上記他方の出入力端面からは光クロックパルス列によって強度変調された信号光が出力されることになるが、かかる信号光はアイソレータ７０８により遮断される。かかる信号光が出力されると、この信号光が光クロックパルス列と干渉して、パルス列の品質を損なうからである。
Note that signal light whose intensity is modulated by the optical clock pulse train is output from the other input / output end face of the
ここで、ＥＡ変調器とは、本来は、印加電界に応じて光吸収係数が変化する特性を利用して、入力光に強度変調を施すデバイスである。しかし、ＥＡ変調器の光吸収係数は、入力光の強度にも依存する。すなわち、入力光の強度が大きいほど、ＥＡ変調器の光吸収量は小さくなる。そして、入力光の強度が所定値より大きい場合、光吸収量の低下は飽和する。図１２のＥＡ変調器７０６は、この性質を利用して、信号光の再生を行っている。 Here, the EA modulator is originally a device that modulates the intensity of input light by utilizing the characteristic that the light absorption coefficient changes according to the applied electric field. However, the light absorption coefficient of the EA modulator also depends on the intensity of the input light. That is, the greater the intensity of input light, the smaller the amount of light absorbed by the EA modulator. And when the intensity | strength of input light is larger than predetermined value, the fall of light absorption amount is saturated. The EA modulator 706 in FIG. 12 regenerates signal light by utilizing this property.
図１３は、図１２のＥＡ変調器７０６の動作原理を説明するための概念図である。図１６に示すように、ＥＡ変調器７０６には、一方の出入力端面８０１から光クロックパルス列が入力され、かつ、他方の出入力端面８０２から信号光が入力される。
FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining the operating principle of the EA modulator 706 of FIG. As shown in FIG. 16, the
出入力端面８０２から信号光の‘１’（すなわち、光強度の大きい部分）が入力されたとき、ＥＡ変調器７０６内の光吸収量は最低レベルに飽和する。このため、信号光の‘１’に対応する光クロックパルスＣ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ５は、あまり吸収されることなく、出入力端面８０２から出力される。
When ‘1’ of signal light (that is, a portion with high light intensity) is input from the input /
一方、出入力端面８０２から信号光の‘０’（すなわち、光強度の小さい部分）が入力されたとき、ＥＡ変調器７０６内の光吸収量は大きくなる。したがって、‘０’が入力されたときは、光クロックパルスに対して非常に大きい光吸収が生じる。このため、信号光の‘０’に対応する光クロックパルスＣ３は、強度が非常に小さい光に変換されて、出入力端面８０２から出力される。
On the other hand, when ‘0’ of signal light (that is, a portion with low light intensity) is input from the input /
このようにして、図１２の構成によれば、信号光に応じた強度変調を受け、光相互作用発生部として動作することが可能になる。 In this way, according to the configuration of FIG. 12, it is possible to operate as an optical interaction generator by receiving intensity modulation according to the signal light.
なお、光パルス信号の波長帯と、各加入者宅側装置からの光データ信号（上りデータ）の波長帯とは重なり合わない程度に離れていることが好ましい。これにより、基地局側装置では、フィルタ２６により光データ信号（上りデータ）を容易に抽出することが可能になる。
It is preferable that the wavelength band of the optical pulse signal and the wavelength band of the optical data signal (uplink data) from each subscriber premises apparatus are separated so as not to overlap. As a result, the base station apparatus can easily extract the optical data signal (uplink data) by the
図１４は、光パルス信号の波長と、光データ信号（上りデータ）の波長との関係の一例を説明する図である。図１４を参照して、光パルス信号の波長（λ１）と、光データ信号（上りデータ）の波長（λＡ）とは、光データ信号（下りデータ）の波長λ０を挟むように設定される。なお、光パルス信号の波長と光データ信号（上りデータ）の波長とのいずれが長波長帯側にあるかは特に限定されない。このように２つの信号の波長帯を設定することによって、基地局側装置１では、光データ信号（上りデータ）を容易に抽出することができる。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the relationship between the wavelength of the optical pulse signal and the wavelength of the optical data signal (uplink data). Referring to FIG. 14, the wavelength of the optical pulse signal (lambda 1), and the optical data signal wavelengths (uplink data) (lambda A) is set so as to sandwich the wavelength lambda 0 of the optical data signal (downlink data) Is done. It is not particularly limited which of the wavelength of the optical pulse signal and the wavelength of the optical data signal (uplink data) is on the long wavelength band side. By setting the wavelength bands of the two signals in this way, the
このように実施の形態１の通信システム１００によれば、基地局側装置１から送られる光パルス信号を、各加入者宅側装置（遅延部８４）が、加入者宅側装置ごとに定められた遅延量だけ遅延させる。各加入者宅側装置は、この遅延された光パルス信号と基地局側装置１から送られた時分割多重データ（ビット多重化されたデータ）とに基づいて、基地局側から送られた時分割多重データの中から自己宛のデータを抽出することができる。また、各加入者宅側装置は、この遅延された光パルス信号に基づいて、上りデータを送出することにより、そのデータが他の加入者宅側装置からの上りデータと時間的に衝突することを回避することができる。これにより基地局側装置１は、加入者宅側装置から、時分割多重された（ビット多重化された）データを受けることができる。
As described above, according to the
また、各加入者宅側装置は、基地局側装置から送られた光パルス信号を自己に応じた遅延量だけ遅延させ、この遅延された光パルス信号に上りデータを同期させて上りデータを送信する。これにより各加入者宅側装置の構成を簡素化することができる。 Each subscriber premises apparatus delays the optical pulse signal transmitted from the base station side apparatus by a delay amount corresponding to itself, and transmits the uplink data by synchronizing the uplink data with the delayed optical pulse signal. To do. Thereby, the structure of each subscriber premises apparatus can be simplified.
［実施の形態２］
実施の形態２に係る通信システム１００Ａでは、加入者宅側装置の各々は、自身が送出する光データ信号の送出タイミングを調整する。実施の形態２に係る通信システム１００Ａは、図１に示す通信システム１００において、加入者宅側装置２．１〜２．４を加入者宅側装置２．１Ａ〜２．４Ａにそれぞれ置き換えた構成と同様である。
[Embodiment 2]
In the
図１５は、通信システム１００Ａが備える加入者宅側装置２．１Ａ〜２．ｎＡの各々の構成図である。なお加入者宅側装置２．１Ａ〜２．ｎＡの構成はいずれも同じである。したがって、図１５では代表的に加入者宅側装置２．１Ａの構成について説明する。 FIG. 15 shows subscriber premises devices 2.1A-2. It is each block diagram of nA. The subscriber premises equipment 2.1A-2. The configuration of nA is the same. Therefore, FIG. 15 representatively describes the configuration of the subscriber premises apparatus 2.1A.
図１５および図３を参照して、加入者宅側装置２．１Ａは、タイミング制御部２３をさらに含む点で、加入者宅側装置２．１と相違する。加入者宅側装置２．１Ａの他の構成については、加入者宅側装置２．１の対応する部分の構成と同様である。
Referring to FIGS. 15 and 3, subscriber premises apparatus 2.1A is different from subscriber premises apparatus 2.1 in that it further includes a
タイミング制御部２３は、光伝送路２０上に設けられる。タイミング制御部２３は、光相互作用発生部７５から出力された光データ信号と、他の加入者宅側装置から送られた光データ信号との時間間隔が、たとえば所定の間隔以下になったことを検出すると、遅延部８４における光パルス信号の遅延量を制御する。これにより、光相互作用発生部７５からの光データ信号の送出タイミングが変更される。よって、その光データ信号が、たとえば他の加入者宅側装置から送られた光データ信号と時間的に衝突するのを回避できる。
The
図１６は、加入者宅側装置による上りデータの送出を説明するための図である。なお、実施の形態２における上りデータの送出については、基本的には図５に示した上りデータの送出と同様である。図１６を参照して、加入者宅側装置２．２におけるタイミング制御部２３は、光データ信号Ｄ２に含まれるある１ビットと、その１ビットに対して時間軸上で隣り合う光データ信号Ｄ１中の１ビットとの時間間隔を検出する。これら２つのビットの時間間隔が、たとえば所定の間隔より短くなった場合、タイミング制御部２３は、加入者宅側装置２．２における遅延部８４に対して、光パルス信号の遅延量を制御する。
FIG. 16 is a diagram for explaining transmission of uplink data by the subscriber premises apparatus. The transmission of uplink data in the second embodiment is basically the same as the transmission of uplink data shown in FIG. Referring to FIG. 16, the
加入者宅側装置２．３，２．４の各々においても同様に、タイミング制御部２３は時間軸上で隣り合う２つのビットの時間間隔を検出し、その検出した間隔に基づいて遅延部８４における光パルス信号の遅延量を制御する。
Similarly, in each of the subscriber premises devices 2.3 and 2.4, the
図１７は、タイミング制御部２３の一構成例を示す図である。図１７を参照して、タイミング制御部２３は、光分岐部２３１と、光電変換部２３２と、フィルタ２３３と、検波器２３４とを含む。
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of the
光分岐部２３１は、光伝送路２０上を伝送される光データ信号を２分岐する。２分岐された一方の光データ信号は、そのまま光伝送路２０を伝送し、他方の光データ信号は、光電変換部２３２に入力される。光電変換部２３２は、光分岐部２３１からの光データ信号を電気信号に変換する。
The optical branching
フィルタ２３３は、たとえば狭帯域フィルタである。検波器２３４はフィルタ２３３を通過した電気信号を検波する。検波器２３４からの出力は遅延部８４に与えられて、遅延部８４における遅延量が制御される。なお、遅延部８４における遅延量を制御する方法については種々の公知の方法を用いることができるので、ここでは特に説明しない。
The
図１８は、図１７に示したタイミング制御部２３の動作を説明する概念図である。図１８を参照して、本実施の形態に係る通信システムにおける伝送速度は４０ＧＨｚ／秒であるとする。したがって、各加入者宅側装置から送出される、ビットを表す光信号は２５（ｐｓ）の間隔で並ぶ。図１８および図１７を参照して、フィルタ２３３の通過帯域における中心周波数を４０ＧＨｚとする。この場合、光信号は２５（ｐｓ）の間隔で並ぶことになる。この状態では検波器２３４の出力が大となる。一方、複数の光信号のいずれかの送出タイミングが変動した場合、２つの光信号の間隔が２５（ｐｓ）より長くなったり、短くなったりする。この場合には検波器の出力が小さくなる。なお、２つの光信号の間隔が２５（ｐｓ）より大幅に長くなったり、短くなったりした場合に検波器の出力が大きくなり、２つの光信号の間隔が２５（ｐｓ）に近づくにつれて検波器の出力が小さくなってもよい。
FIG. 18 is a conceptual diagram for explaining the operation of the
遅延部８４は、たとえば検波器２３４の出力に応じて連続的に遅延量を変更してもよいし、検波器の出力レベルに応じて段階的に遅延量を変更してもよい。
The
理想的な状態では、各加入者宅側装置における遅延部８４の遅延量が互いに異なっているため、各加入者宅側装置から光伝送路上に送出された光データ信号が時間軸上で重なることがない。しかしながら、たとえば気温の変動により加入者宅側装置間の光伝送路の長さが変化することが起こりうる。この場合には、ある加入者宅側装置から送出される光データ信号が、別の加入者宅側装置から次に送出される光データ信号と衝突することが可能性として考えられる。
In an ideal state, the delay amount of the
実施の形態２では、各加入者宅側装置に設けられたタイミング制御部２３が遅延部８４における光パルス信号の遅延量を制御する。これにより各加入者宅側装置から送出される光データ信号が光伝送路２０上において（あるいは基地局側装置１において）衝突するのを防ぐことができる。したがって、実施の形態２によれば、実施の形態１による効果に加えて、各加入者宅側装置から送出される光データ信号が光伝送路２０上において（あるいは基地局側装置において）衝突するのを、確実に回避できるという効果を得ることができる。
In the second embodiment, the
なお、実施の形態２では、基地局側装置からの下り方向伝送については、図４に示した下り方向伝送と同様である。 In the second embodiment, the downlink transmission from the base station side device is the same as the downlink transmission shown in FIG.
また、上記説明では、遅延部は下りデータと上りデータとで共通に用いられるものとしたが、遅延部を下りデータの受信用（遅延量は固定）と、上り方向データの送信用（遅延量は可変）とに分け、タイミング制御部２３が後者の遅延量のみを制御してもよい。
In the above description, the delay unit is commonly used for downlink data and uplink data. However, the delay unit is used for receiving downlink data (delay amount is fixed) and for transmitting uplink data (delay amount). The
［実施の形態３］
図１９は、本発明の実施の形態３に従う通信システム１００Ｂの全体構成図である。図１９および図１を参照して、通信システム１００Ｂは、通信システム１００において基地局側装置１を基地局側装置１Ｂに、加入者宅側装置２．１〜２．４を加入者宅側装置２．１Ｂ〜２．４Ｂにそれぞれ置き換えたものである。
[Embodiment 3]
FIG. 19 is an overall configuration diagram of a
実施の形態２では、加入者宅側装置の各々は、光データ信号の送出タイミングを自身で調整する。これに対して、実施の形態３では、基地局側装置１Ｂが加入者宅側装置からの光データの送出タイミングを調整する。
In the second embodiment, each of the subscriber premises devices adjusts the transmission timing of the optical data signal by itself. On the other hand, in the third embodiment, the base
図２０は、図１９に示した基地局側装置１Ｂの構成図である。図２０および図２を参照して、基地局側装置１Ｂは、パルス発生部１２に代えてパルス発生部１２Ｂを含む点、フィルタ２６に代えて光分波器２６Ｂを含む点において基地局側装置１と異なる。さらに、基地局側装置１Ｂは、タイミング制御部１４をさらに含む点において基地局側装置１と異なる。基地局側装置１Ｂの他の部分の構成は、基地局側装置１の対応する部分の構成と同様であるので、以後の説明は繰返さない。
FIG. 20 is a configuration diagram of the base
パルス発生部１２Ｂは、互いに波長が異なる複数の光パルス信号を発生させる。実施の形態３では、パルス発生部１２Ｂは、波長λ１〜λｎをそれぞれ有するｎ個の光パルス信号を生成し、その生成したｎ個の光パルス信号を光結合部３３へ出力する。
The
パルス発生部１２Ｂは、波長λ１の光パルス信号を送出する時刻と、波長λｋ（ｋは２〜ｎのいずれか）の光パルス信号を送出する時刻とを異ならせる。具体的には、各光パルス信号の送出時刻は、時間的に互いに重ならないように（時間的に衝突しないように）定められる。
The
受信部１．２は、光分波器２６Ｂと、タイミング測定部２８と、復号部８０とを含む。
各加入者宅側装置から送られた光信号は、光伝送路２０を経由して光分波器２６Ｂに入力される。光分波器２６Ｂには、パルス発生部１２により生成され、かつ光伝送路２０を伝送した複数の光パルス信号（波長λ１〜λｎの光）と、加入者宅側装置２．１〜２．ｎの各々から送出された光データ信号（波長λＡ）とが入力される。光分波器２６Ｂは、光パルス信号と光データ信号との波長の違いに基づいて、複数の光パルス信号と光データ信号とを分離する。
The receiving unit 1.2 includes an
The optical signal transmitted from each subscriber premises apparatus is input to the
タイミング測定部２８は、複数の光パルス信号（波長λ１，λ２，・・・，λｎ）がタイミング測定部２８に到着したタイミングを測定する。タイミング測定部２８は、たとえば複数のパルス間の位相差を比較することにより、各パルスの到着タイミングを測定する。「到着タイミング」とは、たとえば複数のパルス信号がタイミング測定部２８に到着した順番であってもよいし、複数の光パルス信号間の時間間隔でもよい。
The
タイミング制御部１４は、タイミング測定部２８が測定した複数の光パルス信号の到着タイミングに基づいてパルス発生部１２Ｂを制御することによって、複数の光パルス信号の出力タイミングを調整する。詳細には、タイミング制御部１４は、タイミング測定部２８に到着した複数の光パルス信号が時間的に重ならないように、複数の光パルス信号がパルス発生部１２Ｂから出力されるタイミングを制御する。
The
図２１は、図２０に示すパルス発生部１２Ｂの構成例を示す図である。図２１を参照して、パルス発生部１２Ｂは、信号発生部５１と、光源５２．１，５２．２，・・・，５２．ｎと、遅延部５３．１，・・・，５３．ｎ−１と、光変調部５４．１，５４．２，・・・，５４．ｎと、光結合部５５とを含む。
FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration example of the
信号発生部５１は、図２０の光変調部３２で生成される光データ信号における下りデータ１の周波数と等しい周波数（たとえば数ＧＨｚ）の信号を発生させる。光源５２．１，５２．２，・・・，５２．ｎの各々は、たとえばレーザ発振器で構成され、所定の光強度を有するレーザ光を発生させる。光源５２．１，５２．２，・・・，５２．ｎからのレーザ光の波長はそれぞれλ１，λ２，・・・，λｎである。
The
遅延部５３．１，・・・，５３．ｎ−１は信号発生部５１からの信号を遅延させる。遅延部５３．１，・・・，５３．ｎ−１における遅延量はタイミング制御部１４により制御される。
Delay units 53.1,. n−1 delays the signal from the
光変調部５４．１は、信号発生部５１からの信号に基づいて、光源５２．１から出力されるレーザ光を光強度変調して、波長λ１の光パルス信号を生成する。光変調部５４．２は、遅延部５３．１からの信号に基づいて、光源５２．２から出力されるレーザ光を光強度変調して、波長λ２の光パルス信号を生成する。同様に光変調部５４．ｎは、遅延部５３．ｎ−１からの信号に基づいて、光源５２．ｎから出力されるレーザ光を光強度変調して、波長λｎの光パルス信号を生成する。
Optical modulation section 54.1, based on a signal from the
ここで遅延部５３．１，・・・，５３．ｎ−１における遅延量は、互いに異なるように設定される。これにより光変調部５４．１，５４．２，・・・，５４．ｎからの光パルス信号の送出タイミングも互いに異なる。光変調部５４．１，５４．２，・・・，５４．ｎからの光パルス信号は光結合部５５で結合されて、図２０に示す光結合部３３に出力される。
Here, the delay units 53.1,. The delay amount at n-1 is set to be different from each other. Thereby, the light modulators 54.1, 54.2,. The transmission timing of the optical pulse signal from n is also different from each other. Light modulators 54.1, 54.2,. The optical pulse signals from n are combined by the
図２２は、図１９に示した加入者宅側装置の構成図である。なお、加入者宅側装置２．１Ｂ〜２．ｎＢの構成はいずれも同じである。したがって、図２２では代表的に加入者宅側装置２．１Ｂの構成について説明する。 FIG. 22 is a block diagram of the subscriber premises apparatus shown in FIG. The subscriber premises equipment 2.1B-2. The configuration of nB is the same. Therefore, FIG. 22 representatively describes the configuration of the subscriber premises apparatus 2.1B.
図２２および図３を参照して、加入者宅側装置２．１Ｂは、フィルタ６２をさらに含む点において、加入者宅側装置２．１と異なる。光合波／光分波器１６は、光伝送路２０から受ける光信号を、波長λ０の光データ信号と、波長λ１〜λｎの光パルス信号とに分離する。光合波／光分波器１６は、光データ信号（波長λ０）を光相互作用発生部１８へ出力し、光パルス信号（波長λ１〜λｎ）をフィルタ６２に出力する。
Referring to FIGS. 22 and 3, subscriber home apparatus 2.1B is different from subscriber home apparatus 2.1 in that
フィルタ６２は光合波／光分波器１６から受けた光パルス信号の中から、自己に割当てられた波長の光パルス信号を選択的に透過させる。加入者宅側装置２．ｋ（ｋは１〜ｎのいずれか）における「自己に割当てられた信号」とは、波長λｋの光パルス信号である。フィルタ６２を透過した光パルス信号は、遅延部８４に入力される。
The
遅延部８４は、フィルタ６２から出力される光パルス信号の最大強度となるタイミングが、光データ信号において下りデータ１が割当てられたタイムスロットと同期するように、上記タイミングを調整するために設けられる。なお、このようなタイミングの調整が不要であれば、遅延部８４を設けなくともよい。
The
次に加入者宅側装置からの上りデータの送出について説明する。図２３は、加入者宅側装置による上りデータの送出を説明するための図である。図２３を参照して、基地局側装置１では、パルス発生部１２が波長λ１〜λ４をそれぞれ有する光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４を生成する。光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４は光伝送路２０に送出される。
Next, transmission of uplink data from the subscriber premises apparatus will be described. FIG. 23 is a diagram for explaining the transmission of uplink data by the subscriber premises apparatus. Referring to FIG. 23, in base
加入者宅側装置２．１Ｂでは、図２２に示したフィルタ６２によって、入力された光パルス信号の中から光パルス信号Ｓ１が抽出される。光相互作用発生部７５は、上りデータ１を符号化して生成した光データ信号と、光パルス信号Ｓ１とを光相互作用させて光データ信号Ｄ１（波長λＡ）を生成する。
In the subscriber premises apparatus 2.1B, the optical pulse signal S1 is extracted from the input optical pulse signal by the
加入者宅側装置２．２Ｂ〜２．４Ｂの各々では、加入者宅側装置２．１と同様の動作が行なわれる。加入者宅側装置２．２Ｂでは、フィルタ６２（図２２参照；以下同じ）によって光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４から光パルス信号Ｓ２が抽出される。光相互作用発生部７５は、上りデータ２と、抽出された光パルス信号Ｓ２との間に光相互作用を発生させることにより、光データ信号Ｄ２（波長λＡ）を生成する。
In each of the subscriber home side devices 2.2B to 2.4B, an operation similar to that of the subscriber home side device 2.1 is performed. In the customer premises apparatus 2.2B, the optical pulse signal S2 is extracted from the optical pulse signals S1 to S4 by the filter 62 (see FIG. 22; the same applies hereinafter). The optical
加入者宅側装置２．３では、フィルタ６２によって光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４から光パルス信号Ｓ３が抽出される。光相互作用発生部７５は、上りデータ３と、抽出された光パルス信号Ｓ３との間に光相互作用を発生させることにより、光データ信号Ｄ３（波長λＡ）を生成する。
In the customer premises apparatus 2.3, the
加入者宅側装置２．４では、フィルタ６２によって光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４から光パルス信号Ｓ４が抽出される。光相互作用発生部７５は、上りデータ４と、抽出された光パルス信号Ｓ４との間に光相互作用を発生させることにより、光データ信号Ｄ４（波長λＡ）を生成する。
In the subscriber premises apparatus 2.4, the
各加入者宅側装置で生成された光データ信号は、各加入者宅側装置に設けられた光分岐／光結合部２２を経由して光伝送路２０に送出される。光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４が基地局側装置１Ｂから送出されるタイミングは、光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４が基地局側装置１Ｂに戻ったときに、光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４が時間的に並ぶ（たとえば光パルス信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の順で到着する）ように定められる。光データ信号Ｄ１〜Ｄ４は光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４にそれぞれ同期した光データ信号であるので、復号部８０が受ける光データ信号Ｄ０は、光データ信号Ｄ１〜Ｄ４がビット多重化により時分割多重化された光信号と等価なものとなる。
The optical data signal generated in each subscriber premises apparatus is sent to the
続いて、基地局側装置から送出される複数の光パルス信号のタイミングの調整について説明する。図２４は、複数の光パルス信号の送出タイミングの調整を説明する図である。図２４を参照して、基地局側装置１Ｂ（パルス発生部１２Ｂ）からは波長λ１〜λ４をそれぞれ有する光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４が光伝送路２０に送出される。光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４は、光伝送路２０、光分岐／光結合部２２、および光分波器２６Ｂを通り、タイミング測定部２８に入力される。タイミング測定部２８は光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４がタイミング測定部２８に到着するタイミング（たとえば到着時刻）を測定する。
Next, adjustment of timings of a plurality of optical pulse signals transmitted from the base station side device will be described. FIG. 24 is a diagram illustrating adjustment of the transmission timing of a plurality of optical pulse signals. Referring to FIG. 24, optical pulse signals S1 to S4 having wavelengths λ 1 to λ 4 are transmitted from the base
タイミング制御部１４は、タイミング測定部２８の測定結果に基づいて、光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４の各々のパルスがたとえばＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の順に時間的に並び、かつ、光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４が時間的に重なり合わないように光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４の送出タイミングを制御する。なお、パルス発生部１２Ｂからの光パルス信号Ｓ１〜Ｓ４の送出および、タイミング制御部１４による送出タイミングの制御は、たとえば所定の周期で繰返して実行される。
Based on the measurement result of the
実施の形態３では、基地局側装置１に到着する複数の光パルス信号が時間的に重なり合わないように、タイミング制御部１４がパルス発生部１２Ｂに対して複数の光パルス信号の送出タイミングを制御する。これにより各加入者宅側装置から送出される光データ信号が基地局側装置１Ｂ（光伝送路２０上でもよい）において衝突するのを防ぐことができる。したがって、実施の形態３によれば、実施の形態１による効果に加えて、各加入者宅側装置から送出される光データ信号が光伝送路２０上において（あるいは基地局側装置において）衝突するのを、確実に回避できるという効果を得ることができる。
In the third embodiment, the
なお、図２５に示すように、フィルタ６２を光相互作用発生部１８の後段に配置することによって、光データ信号と光パルス信号との間に光相互作用を生じさせて、その相互作用により生じた光の中から所望の波長を有する光のみをフィルタ６２により抽出してもよい。同様に、光相互作用発生部７５の後段にフィルタ６４を配置することにより、上りデータを示す光信号と、光パルス信号との間に光相互作用を生じさせて、その相互作用により生じた光の中から所望の波長を有する光のみをフィルタ６４により抽出してもよい。
In addition, as shown in FIG. 25, by arranging the
また、実施の形態３では、基地局側装置からの下り方向伝送については、図４に示した下り方向伝送と基本的に同様である。ただし、実施の形態１では「パルス列」は、どの加入者宅側装置でも波長λ１の光信号であるが、実施の形態３では、図４に示した「パルス列」は、加入者宅側装置２．１Ｂ〜２．４Ｂにおいて、それぞれ、波長λ１の光信号、波長λ２の光信号、波長λ３の光信号、波長λ４の光信号である。この点において実施の形態３と実施の形態１とは異なる。 In the third embodiment, the downlink transmission from the base station side apparatus is basically the same as the downlink transmission shown in FIG. However, in the first embodiment, the “pulse train” is an optical signal having a wavelength λ 1 in any subscriber premises apparatus, but in the third embodiment, the “pulse train” shown in FIG. in 2.1B～2.4B, respectively, the wavelength lambda 1 of the optical signal, the wavelength lambda 2 of the optical signal, the optical signal of the wavelength lambda 3, an optical signal of wavelength lambda 4. In this respect, the third embodiment is different from the first embodiment.
［実施の形態４］
実施の形態４では、加入者宅側装置はＤＥＭＵＸ信号の強度が最大となるように制御を行なう。この点で実施の形態４に従う加入者宅側装置の構成は、図２２に示した構成と異なる。なお実施の形態４に係る加入者宅側装置は、図１に示した通信システム１００（１００Ａ）、図１９に示した通信システム１００Ｂに適用可能である。ただし、以下では、図１９に示した通信システム１００Ｂを例に実施の形態４に係る加入者宅側装置の構成を説明する。
[Embodiment 4]
In the fourth embodiment, the subscriber premises apparatus performs control so that the intensity of the DEMUX signal is maximized. In this respect, the configuration of the subscriber premises apparatus according to the fourth embodiment is different from the configuration shown in FIG. The subscriber premises apparatus according to
図２６は、実施の形態４に従う通信システムに含まれる加入者宅側装置２．１ＢＡにおいて、ＤＥＭＵＸ信号の制御に関連する部分の構成を示した図である。図２６および図２２を参照して、加入者宅側装置２．１ＢＡは、遅延部８４に代えて遅延部８４Ａを含む点で加入者宅側装置２．１Ｂと異なる。さらに、加入者宅側装置２．１ＢＡは、光分配部９１と、強度モニタ部９２と、遅延制御部９３とをさらに含む点で加入者宅側装置２．１Ｂと異なる。加入者宅側装置２．１ＢＡの他の部分の構成は加入者宅側装置２．１Ｂの対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰返さない。
FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a part related to control of the DEMUX signal in the subscriber premises apparatus 2.1BA included in the communication system according to the fourth embodiment. Referring to FIGS. 26 and 22, subscriber premises apparatus 2.1BA differs from subscriber premises apparatus 2.1B in that it includes a
光相互作用発生部１８は、波長λ０の光データ信号と波長λ１の光パルス信号とに光相互作用を発生させてＤＥＭＵＸ信号を出力する。光分配部９１は、光相互作用発生部１８からのＤＥＭＵＸ信号を２分配する。２分配されたＤＥＭＵＸ信号の一方および他方は復号部８６および強度モニタ部９２にそれぞれ入力される。
The
強度モニタ部９２は、ＤＥＭＵＸ信号の強度をモニタして、遅延制御部９３にモニタ結果を出力する。遅延制御部９３は強度モニタ部９２のモニタ結果（ＤＥＭＵＸ信号の強度）に応じて、遅延部８４Ａを制御する。これにより遅延部８４Ａでの波長λ１の光パルス信号の遅延時間が変化する。遅延制御部９３は強度モニタ部９２が示すＤＥＭＵＸ信号の強度が最大となるように光パルス信号の遅延時間を制御する。
The
理想的な状態では、光パルス信号の強度が最大となるタイミングは光データ信号において、下りデータが割当てられるタイムスロットと同期しているので、ＤＥＭＵＸ信号の強度は常に最大となる。しかしながら、たとえば温度による伝送路の長さの変動などの各種の要因によって、光パルス信号の強度が最大となるタイミングと下りデータが割当てられるタイムスロットとの間にずれが生じることが起こり得る。 In an ideal state, the timing at which the intensity of the optical pulse signal is maximized is synchronized with the time slot to which downlink data is allocated in the optical data signal, so that the intensity of the DEMUX signal is always maximized. However, for example, due to various factors such as fluctuations in the length of the transmission path due to temperature, a deviation may occur between the timing at which the intensity of the optical pulse signal is maximized and the time slot to which downlink data is assigned.
実施の形態４によれば、実施の形態１による効果に加えて、復号部８６がＤＥＭＵＸ信号の光強度に応じてデータ列を復号する際に、基地局側装置で生成したデータ列の再現精度をより高めることが可能になる。
According to the fourth embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, when the
［実施の形態５］
図２７は、本発明の実施の形態５に従う通信システム１００Ｃの全体構成図である。図２７を参照して、通信システム１００Ｃは、光伝送路２０の途中に設けられた分散補償光ファイバ１５をさらに含む点で通信システム１００と異なる。なお、通信システム１００Ｃの他の部分の構成は、通信システム１００の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰返さない。
[Embodiment 5]
FIG. 27 is an overall configuration diagram of a communication system 100C according to the fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 27,
分散補償光ファイバ１５は、光伝送路２０において生じる可能性がある光データ信号の波長分散あるいは光パルス信号の波長分散を補償するために光伝送路２０に設置される。なお上記の「光データ信号」とは、基地局側装置１からの光データ信号、および加入者宅側装置２．１〜２．４の各々からの光データ信号の両方を含む。
The dispersion compensating
光データ信号および光パルス信号が分散補償光ファイバ１５を通ることによって、光伝送路２０の途中において、光データ信号および光パルス信号の波長分散を補償することができる。具体的には光信号の広がりを元に戻すことができる。
By passing the optical data signal and the optical pulse signal through the dispersion compensating
これにより基地局側装置１から送出された光データ信号および光パルス信号の波形の歪みを光伝送路２０の途中で修正できる。よって、加入者宅側装置における光データ信号の符号誤り等の問題を防ぐことができる。
As a result, the waveform distortion of the optical data signal and the optical pulse signal transmitted from the
さらに、加入者宅側装置から送出された光データ信号の波形の歪みも光伝送路２０の途中で修正できる。基地局側装置１は加入者宅側装置２．１〜２．４から送出され、かつ光伝送路２０において時分割多重されたデータ（光データ信号）を受信する。したがって、基地局側装置１においても、この時分割多重されたデータにおける符号誤り等の問題を防ぐことができる。
Further, the waveform distortion of the optical data signal transmitted from the subscriber premises apparatus can be corrected in the middle of the
なお、光伝送路２０における分散補償光ファイバ１５の設置場所、および分散補償光ファイバ１５の数については限定されるものではない。
In addition, the installation location of the dispersion compensating
（実施の形態５の第１の変形例）
光伝送路２０の途中において、光データ信号および光パルス信号の波長分散を補償するための方法は、分散補償光ファイバ１５を用いた方法に限定されるものではない。図２８は、本発明の実施の形態５の第１の変形例を示す図である。図２８および図２７を参照して、通信システム１００Ｄは、分散補償光ファイバ１５に代えて、位相共役素子７８を含む点において通信システム１００Ｃと異なる。位相共役素子７８は、たとえばＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）結晶を含んで構成された光学素子である。後述するように、位相共役素子７８において、位相共役光が生成されることにより、光データ信号および光パルス信号の波長分散を補償することが可能になる。
(First Modification of Embodiment 5)
The method for compensating the chromatic dispersion of the optical data signal and the optical pulse signal in the middle of the
（実施の形態５の第２の変形例）
この変形例に従う通信システムの全体構成は図１に示した通信システム１００と同様である。ただし、波長分散を補償するための手段は加入者宅側装置に設けられる点で、この変形例に従う加入者宅側装置の構成は図３に示した加入者宅側装置２．１の構成と異なるが、他の部分は加入者宅側装置２．１の構成と同様である。したがって、以下では、この変形例に従う加入者宅側装置において、図３に示した構成と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Modification of Embodiment 5)
The overall configuration of the communication system according to this modification is the same as that of the
図２９は、本発明の実施の形態５の第２の変形例に従う加入者宅側装置２．１Ｃにおいて、波長分散補償に関する部分の構成を示した図である。 FIG. 29 is a diagram showing a configuration of a part related to chromatic dispersion compensation in the subscriber premises apparatus 2.1C according to the second modification of the fifth embodiment of the present invention.
図２９（ａ）は、加入者宅側装置において波長分散補償を実現するための第１の構成例を示す図である。図２９（ａ）を参照して、位相共役素子７８は、光分岐／光結合部２２の前段に設けられる。位相共役素子７８は、基地局側装置からの光パルス信号および光データ信号の各々の位相共役光を生成する。位相共役素子７８からの位相共役光は光分岐／光結合部２２によって、光伝送路２０の一部である光伝送路２０．１と光合波／光分波器１６に分岐される。なお、光分岐／光結合部２２と光合波／光分波器１６との間の光伝送路は、図４に示したように分散補償光ファイバにより構成されてもよいし、通常の光ファイバにより構成されてもよい。
FIG. 29A is a diagram illustrating a first configuration example for realizing chromatic dispersion compensation in the subscriber premises apparatus. Referring to FIG. 29A, the
図２９（ｂ）は、加入者宅側装置において波長分散補償を実現するための第２の構成例を示す図である。図２９（ｂ）を参照して、位相共役素子７８は、光伝送路２０の一部である光伝送路２０．１に設けられる。位相共役素子７８は、基地局側装置１からの光パルス信号および加入者宅側装置２．１Ｃから送信された光データ信号の位相共役光を生成する。
FIG. 29B is a diagram illustrating a second configuration example for realizing chromatic dispersion compensation in the subscriber premises apparatus. Referring to FIG. 29B, the
このように、位相共役素子７８は加入者宅側装置の内部に位置するが、光伝送路２０の途中に設けられている。したがって、図２７，２７に示した通信システムの構成と同様に、各加入者宅側装置では、基地局側装置１からの光データ信号および光パルス信号の各々につき、波長分散が補償された状態で受信できる。また、ある加入者宅側装置では、他の加入者宅側装置から送出された光データ信号を波長分散が補償された状態で受信できる。同様に、基地局側装置においても、各加入者宅側装置から送出された光データ信号を、波長分散が補償された状態で受信することができる。
As described above, the
次に、図３０を参照しながら、位相共役素子７８の作用を説明する。図３０を参照して、位相共役素子７８には、光伝送路２０（光ファイバ）を介して光短パルスが入力される。この光短パルスは、光スペクトルが広がっており、わずかに異なる波長成分が含まれている。便宜上、その波長成分を白抜きの楕円（波長成分Ａ）と、ハッチングを施した楕円（波長成分Ｂ）とで示す。
Next, the operation of the
光ファイバは波長分散を有するので、光の波長が異なれば、その伝播速度も異なる。したがって、異なる波長成分では位相共役素子７８への到着時間が異なるため、パルスが広がる。位相共役素子７８は、位相共役光を生成して入力された光と時間的に逆になる光パルスを生成する。したがって、波長成分Ａ，Ｂが時間的に逆となる光となる。この光が光ファイバを伝送することにより、たとえば加入者宅側装置において、元の光短パルスに戻る（波長成分Ａと波長成分Ｂとの到着時間が揃う）。
Since the optical fiber has chromatic dispersion, the propagation speed is different if the wavelength of light is different. Accordingly, the arrival time at the
以上のように実施の形態５によれば、実施の形態１による効果に加えて、加入者宅側装置における光データ信号の符号誤り等の問題および、基地局側装置における光データ信号の符号誤り等の問題が生じる可能性をより低くすることが可能になるという効果が得られる。 As described above, according to the fifth embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, there are problems such as a sign error of the optical data signal in the subscriber premises apparatus and a sign error of the optical data signal in the base station side apparatus. The effect that it becomes possible to lower possibility that problems, such as these will arise, will be acquired.
なお、本実施の形態では、光変調部３２は光強度変調によって光データ信号を生成するが、これに限定されるものではなく、たとえば位相変調によって光データ信号を生成してもよい。
In the present embodiment, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１，１Ａ，１Ｂ 基地局側装置、１．１ 送信部、１．２ 受信部、２．１〜２．ｎ，２．１Ａ〜２．ｎＡ，２．１Ｂ〜２．４Ｂ，２．１ＢＡ，２．１Ｃ 加入者宅側装置、１０ 光源、１２，１２Ｂ パルス発生部、１４，２３ タイミング制御部、１５ 分散補償光ファイバ、１６ 光合波／光分波器、１８，１９Ａ〜１９Ｄ，７５ 光相互作用発生部、２０ 光伝送路、２２ 光分岐／光結合部、２４ 光合波器、２６，６２，６４，２３３，７０７ フィルタ、２６Ｂ 光分波器、２８ タイミング測定部、３０，７４ 符号化部、３２ 光変調部、３３，３４，５５ 光結合部、３６ 光増幅器、３８，７２ 高非線形ファイバ、４０ 光フィルタ、４２ 半導体光増幅器、５１ 信号発生部、５２．１〜５２．ｎ 光源、５３．１〜５３．ｎ，８４，８４Ａ 遅延部、５４．１〜５４．ｎ 光変調部、６０，６６，６８ 光分岐部、７８ 位相共役素子、８０，８６ 復号部、９１ 光分配部、９２ 強度モニタ部、９３ 遅延制御部、１００，１００Ａ〜１００Ｄ 通信システム、２３１ 光分岐部、２３２ 光電変換部、２３４ 検波器、７０１ 光カプラ、７０２ 方向性結合器、７０６ 変調器、７０８ アイソレータ、８０１，８０２ 出入力端面。
1, 1A, 1B Base station side device, 1.1 transmitter, 1.2 receiver, 2.1-2. n, 2.1A-2. nA, 2.1B to 2.4B, 2.1BA, 2.1C Subscriber premises equipment, 10 light source, 12, 12B pulse generator, 14, 23 timing controller, 15 dispersion compensating optical fiber, 16 optical multiplexing / Optical demultiplexer, 18, 19A to 19D, 75 Optical interaction generator, 20 Optical transmission line, 22 Optical branching / optical coupling unit, 24 Optical multiplexer, 26, 62, 64, 233, 707 filter,
Claims (8)
所定の時間間隔で区切ったタイムスロットに、宛先の異なる複数のデータを順次割当てて時分割多重した第１の光信号と、前記複数のデータのうちの少なくとも１つの宛先に対応するデータと同期した第２の光信号とを前記光伝送路へ送出する第１の通信装置と、
各々が、前記光伝送路を介して前記第１および第２の光信号を受けて、前記第２の光信号を用いて、前記複数のデータのうち自己宛てのデータを抽出するとともに、前記第１の通信装置に前記光伝送路を介してデータを送信する複数の第２の通信装置とを備え、
前記第１の通信装置および前記複数の第２の通信装置は、前記光伝送路を介して環状に接続され、
前記複数の第２の通信装置の各々は、
前記第２の光信号に基づいて、前記第１の光信号において自己を宛先とするデータが割当てられたタイムスロットと同期する同期信号を生成する同期手段と、
前記第１の光信号と前記同期信号とを用いて、前記自己宛てのデータを抽出する抽出手段と、
前記第１の通信装置に送信されるべきデータを示す光信号を前記同期信号に同期させて、前記光伝送路に送出される第３の光信号を生成する信号生成手段とを含む、通信システム。 An optical transmission line;
A first optical signal obtained by time-division-multiplexing a plurality of data having different destinations sequentially assigned to time slots divided at predetermined time intervals and data corresponding to at least one of the plurality of data are synchronized A first communication device for sending a second optical signal to the optical transmission line;
Each receives the first and second optical signals via the optical transmission line, extracts data addressed to itself from the plurality of data using the second optical signal, and A plurality of second communication devices that transmit data to the one communication device via the optical transmission path,
The first communication device and the plurality of second communication devices are connected in a ring shape through the optical transmission line,
Each of the plurality of second communication devices includes:
Synchronization means for generating, based on the second optical signal, a synchronization signal that synchronizes with a time slot to which data destined for itself is assigned in the first optical signal;
Extraction means for extracting data addressed to the self using the first optical signal and the synchronization signal;
A signal generation unit configured to synchronize an optical signal indicating data to be transmitted to the first communication device with the synchronization signal to generate a third optical signal to be transmitted to the optical transmission line. .
前記信号生成手段からの前記第３の光信号と、他の前記第２の通信装置から送出された前記第３の光信号との時間間隔に基づいて前記同期手段を制御して、前記同期手段から前記同期信号が送出されるタイミングを制御するタイミング制御手段をさらに含む、請求項１に記載の通信システム。 Each of the plurality of second communication devices includes:
Controlling the synchronizing means based on a time interval between the third optical signal from the signal generating means and the third optical signal transmitted from another second communication device, and the synchronizing means The communication system according to claim 1, further comprising timing control means for controlling a timing at which the synchronization signal is transmitted from a computer.
前記第２の光信号は、時間軸上において互いに重ならないように前記第１の通信装置から送出された、互いに波長が異なる複数の光信号を含み、
前記同期手段は、波長の違いに基づいて、前記複数の光信号の中から前記同期信号を抽出して出力し、
前記第１の通信装置は、
前記第２の光信号を送出する送出手段と、
前記第１の通信装置から前記第２の光信号として送出された前記複数の光信号の各々が、前記第１の通信装置に到着する到着タイミングを測定するタイミング測定手段と、
前記タイミング測定手段が測定した前記到着タイミングに基づいて、前記複数の光信号の前記到着タイミングが互いに異なるように、前記送出手段に対して前記複数の光信号の各々の出力タイミングを制御するタイミング制御手段とを含む、請求項１に記載の通信システム。 The at least one destination is a plurality of destinations corresponding to each of the plurality of data,
The second optical signal includes a plurality of optical signals having different wavelengths that are transmitted from the first communication device so as not to overlap each other on the time axis,
The synchronization means extracts and outputs the synchronization signal from the plurality of optical signals based on the difference in wavelength,
The first communication device is:
Sending means for sending the second optical signal;
Timing measuring means for measuring the arrival timing at which each of the plurality of optical signals transmitted from the first communication device as the second optical signal arrives at the first communication device;
Timing control for controlling the output timing of each of the plurality of optical signals to the sending means so that the arrival timings of the plurality of optical signals differ from each other based on the arrival timing measured by the timing measuring means The communication system according to claim 1, comprising: means.
前記光伝送路を介して、前記複数の第２の通信装置の各々が送出した前記第３の光信号と、前記第２の光信号とを受けて、前記第２の光信号と前記第３の光信号とを分離する分離手段と、
分離された前記第３の光信号を復号する復号手段をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信システム。 The first communication device is:
The second optical signal and the third optical signal are received by receiving the third optical signal and the second optical signal transmitted from each of the plurality of second communication devices via the optical transmission path. Separating means for separating the optical signal of
The communication system according to any one of claims 1 to 4, further comprising decoding means for decoding the separated third optical signal.
前記同期信号と前記第１の光信号との間に光相互作用を生じさせることにより、前記自己宛のデータに対応する光信号を生成する第１の光相互作用発生手段を含み、
前記信号生成手段は、
前記第１の通信装置に送信されるべきデータを示す光信号と前記同期信号との間に光相互作用を生じさせることにより、前記第３の光信号を生成する第２の光相互作用発生手段を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信システム。 The extraction means includes
Including first optical interaction generating means for generating an optical signal corresponding to the self-addressed data by generating an optical interaction between the synchronization signal and the first optical signal;
The signal generating means includes
Second optical interaction generating means for generating the third optical signal by generating an optical interaction between an optical signal indicating data to be transmitted to the first communication device and the synchronization signal The communication system according to claim 1, comprising:
前記同期信号として出力されるべき信号を遅延させ、かつ、その遅延量を変更可能な遅延手段を含み、
前記複数の第２の通信装置の各々は、
前記抽出手段により抽出された光信号の強度に基づいて、前記遅延量を制御する遅延制御手段をさらに含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の通信システム。 The synchronization means includes
Delay means capable of delaying a signal to be output as the synchronization signal and changing the delay amount;
Each of the plurality of second communication devices includes:
The communication system according to claim 1, further comprising a delay control unit that controls the delay amount based on the intensity of the optical signal extracted by the extraction unit.
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