JP2023511883A - 光回線端末、光ネットワークユニット、及び光通信システム - Google Patents

光回線端末、光ネットワークユニット、及び光通信システム Download PDF

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Abstract

本出願の実施形態は、オペレータがＦＴＴＨ ＯＤＮを再利用して、新たなサービスを急速に拡大及び展開して、それにより、アクセスネットワーク上で全サービスアクセスを実施することをサポートするための、光回線端末、光ネットワークユニット、及び光通信システムを提供する。光通信システムは、第１の光回線端末ＯＬＴと、複数の第１の光ネットワークユニットＯＮＵと、第１のＯＬＴと第１のＯＮＵを接続するＯＤＮとを含む。ダウンリンク方向では、第１のＯＬＴが、Ｍ１個のパスの受信されたダウンリンクデータパケットを、波長がλ０である１つのダウンリンク光信号に変換するように構成され、第１のＯＮＵが、ダウンリンク光信号を受信し、ダウンリンク光信号を処理した後、目標ユーザデータパケットを出力するように構成される。アップリンク方向では、第１のＯＮＵが、受信されたアップリンクデータパケットを、波長がλｉであるアップリンク光信号に変換するように構成され、第１のＯＬＴが、異なる波長の複数のアップリンク光信号を受信し、処理の後に、パスの対応する数のユーザデータパケットを出力するように構成される。

Description

本出願は、２０２０年２月２５日に中国国家知識産権局に出願され、「ＯＰＴＩＣＡＬ ＬＩＮＥ ＴＥＲＭＩＮＡＬ，ＯＰＴＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＵＮＩＴ，ＡＮＤ ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＳＹＳＴＥＭ」と題された中国特許出願第２０２０１０１１７６２０．９号の優先権を主張し、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
本出願は、光通信技術の分野に関し、特に、光回線端末、光ネットワークユニット、及び光通信システムに関する。
受動光ネットワーク（ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ，ＰＯＮ）は、ポイントトゥマルチポイント（ｐｏｉｎｔ ｔｏ ｍｕｌｔｉ－ｐｏｉｎｔ，Ｐ２ＭＰ）構造を利用するシングルファイバ双方向光アクセスネットワークである。図１に示されるように、ＰＯＮは、ローカル側に光回線端末（ｏｐｔｉｃａｌ ｌｉｎｅ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ，ＯＬＴ）と、光配信ネットワーク（ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ，ＯＤＮ）とを含み、ユーザ側に光ネットワークユニット（ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｕｎｉｔ，ＯＮＵ）を含む。ＰＯＮアクセスは、十分なアクセス帯域幅を提供することができ、低展開コスト、及び、シンプルな運用及びメンテナンスなどの利点を有するため、ＰＯＮアクセスは、現在のファイバトゥザホーム（ｆｉｂｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｈｏｍｅ，ＦＴＴＨ）の主要なソリューションになっている。
現在、ＦＴＴＨサービスの全展開に伴って、現在のネットワークのＯＤＮリソースは、豊富である。従って、オペレータは、１つのＯＤＮを介して全サービスアクセスを実施するために、新たなサービスを急速に拡大し、展開するのにＦＴＴＨ ＯＤＮを再利用することを見込んでいる。しかし、ＦＴＴＨサービスシナリオのために設計された時分割多重化（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＴＤＭ）－ＰＯＮについては、ＴＤＭ－ＰＯＮは、時分割多重化、帯域幅アグリゲーション及びコンバージェンス（１：Ｎコンバージェンス）、並びにパワースプリッタ（ｐｏｗｅｒ ｓｐｌｉｔｔｅｒ）ベースのポイントトゥマルチポイント（Ｐ２ＭＰ）ＯＤＮトポロジなどの典型的な特徴を有し、ＦＴＴＨサービスシナリオにおいて利用されるときに明白な利点を有する。しかし、ＴＭＤ－ＰＯＮが、レイテンシ及び信頼性を要求する他の新たなサービスシナリオにおいて利用されるとき、アップリンク及びダウンリンクが、時分割多重化を利用するため、レイテンシ及びジッタは、大きい。
従って、新たなサービスを拡大し、展開するためにＦＴＴＨ ＯＤＮを再利用するときにレイテンシ及びジッタをどのようにして低減するかが、現在、解決されるべき緊急の問題である。
本出願の実施形態が、オペレータが、新たなサービスを急速に拡大し、展開するためにＦＴＴＨ ＯＤＮを現在、再利用するときにレイテンシ及びジッタが大きくなる問題を解決するための、光回線端末、光ネットワークユニット、及び光通信システムを提供する。
前述の目的を実現するために、以下の技術的ソリューションが、本出願の実施形態において利用される。
第１の態様によれば、第１の光回線端末ＯＬＴが提供される。第１のＯＬＴは、電気多重化モジュールと、第１の光変調器と、Ｎ２個のアップリンク光受信機とを含み、Ｎ２が１を超える正の整数である。電気多重化モジュールは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを受信し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにすることであって、Ｍ１が正の整数である、ことを行うように構成される。第１の光変調器は、高速ダウンリンクビットストリームを物理電気信号に変換し、次いで、物理電気信号を変調して、波長がλ０であるダウンリンク光信号にするように構成される。Ｎ２個のアップリンク光受信機のうちの各光受信機は、異なる波長のアップリンク光信号を別々に受信する。本出願の実施形態において提供される第１のＯＬＴが、新たなサービスを拡大し、展開するためにＦＴＴＨ ＯＤＮを再利用するとき、アップリンク方向では、異なるアップリンク光受信機が、異なる波長のアップリンク光信号を別々に受信し、従って、各ユーザが、専用チャネルを介してポイントトゥポイントデータ送信を実行することと等価である。ダウンリンク方向では、第１のＯＬＴが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームをダウンリンク時分割ブロードキャスト方式で多重化して、１つの高速ダウンリンクビットストリームにするため、第１のＯＮＵは、高速ダウンリンクビットストリームから第１のＯＮＵに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出することができる。従って、第１のＯＮＵ側で受信することは、可変フィルタを必要とせず、波長リソース及びコストを大幅に低減する。さらに、ユーザの視点からは、各ユーザは、ダウンリンクデータパケットを継続的に受信することができ、各ユーザが、専用チャネルを介してダウンリンクデータを受信することと等価である。言い換えると、第１のＯＬＴを含む光通信システムに基づいて送信されるデータの送信は、専用チャネル上の送信と等価である。従って、従来の技術と比べて、本出願におけるソリューションは、アップリンク及びダウンリンクの両方で時分割多重化が利用されるためにレイテンシ及びジッタが大きいという問題を回避することができる。さらに、不正なＯＮＵのリスクに起因してシステム信頼性が影響を受けるという問題を回避するために、異なる波長が、異なるアップリンク光信号のために設計され、それにより、システム信頼性を改善する。結論として、本出願の実施形態において提供される第１のＯＬＴに基づいて、レイテンシ及びジッタが低減でき、システム信頼性が改善できる。さらに、オペレータが、高信頼性かつ低レイテンシのサービスなど、新たなサービスを急速に拡大し、展開するために、ＦＴＴＨ ＯＤＮを利用することをサポートでき、それにより、アクセスネットワーク上で全サービスアクセスを実現する。
第１の態様に関し、可能な実装において、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームのレートは、全てＤであり、高速ダウンリンクビットストリームのレートは、Ｍ１×Ｄである。このソリューションは、設計を簡略化することができる。
第１の態様に関し、可能な実装において、電気多重化モジュールが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするように構成されることは、電気多重化モジュールが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームをビットインタリーブ方式で多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするように構成されることを含み、高速ダウンリンクビットストリームが、１つ又は複数のＭ１ビットグループを含み、１つのＭ１ビットグループ、又は複数のＭ１ビットグループのうちのｋ番目のＭ１ビットグループが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレーム内のｋ番目のビットを含む。このソリューションに基づいて、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームは、多重化されて１つの高速ダウンリンクビットストリームにされてよい。
第１の態様に関し、可能な実装において、第１のＯＬＴが、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサをさらに含み、Ｎ１がＭ１以上の正の整数である。Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを受信し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを別々に処理した後にＭ１個のパスのダウンリンクデータフレームを出力するように構成される。Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサは、Ｎ２個のパスのアップリンク電気信号を受信し、Ｎ２個のパスのアップリンク電気信号をＮ２個のパスのアップリンクデータフレームに復元し、次いで、Ｎ２個のパスのアップリンクデータフレームの解析及びプロトコル処理を完了して、Ｎ２個のパスのユーザデータパケットを取得するようにさらに構成される。このソリューションに基づいて、ダウンリンク方向で、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームが取得できる。アップリンク方向では、Ｎ２個のパスのユーザデータパケットが復元できる。
第１の態様に関し、可能な実装において、Ｎ１＝Ｍ１であり、従って、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサが最大限に利用できる。
第１の態様に関し、可能な実装において、Ｎ１＝Ｎ２であり、従って、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサが最大限に利用できる。
第１の態様に関し、可能な実装において、第１のＯＬＴが、Ｎ２個のアップリンク光受信機に加えて、他のＮ３個のアップリンク光受信機をさらに含み、Ｎ３が正の整数であり、Ｎ１＝Ｎ２＋Ｎ３であり、他のＮ３個のアップリンク光受信機が配置されるチャネルは、管理及びバックアップチャネルである。このようにして、第１のＯＬＴが配置される光通信システムの信頼性及び堅牢性が改善され、サービス品質及びセキュリティを保証できる。
第１の態様に関し、可能な実装において、λ０＝１３７０＋／－１０ｎｍである。異なる波長のアップリンク光信号の波長は、１５３０から１５４０ｎｍまで（１５３０ｎｍ及び１５４０ｎｍを含む）である。
第２の態様によれば、第１の光ネットワークユニットＯＮＵが提供される。第１のＯＮＵは、ダウンリンク光受信機と、電気逆多重化モジュールと、第２の光変調器とを含む。ダウンリンク光受信機は、波長がλ０であるダウンリンク光信号を受信し、ダウンリンク光信号をダウンリンク電気信号に変換するように構成される。電気逆多重化モジュールは、ダウンリンク電気信号を高速ダウンリンクビットストリームに復元し、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出するように構成される。第２の光変調器は、アップリンクビットストリームを受信し、アップリンクビットストリームを物理電気信号に変換し、物理電気信号を変調して、波長がλｉであるアップリンク光信号にするように構成され、λｉがλｔとは異なり、λｔが、第１のＯＮＵに接続された第１のＯＬＴによって受信される他のアップリンク光信号の波長である。本出願の実施形態において提供される第１のＯＮＵが、新たなサービスを拡大し、展開するためにＦＴＴＨ ＯＤＮを再利用するとき、第１のＯＮＵに接続された第１のＯＬＴが、異なるアップリンク光受信機を利用することによって異なる波長のアップリンク光信号を別々に受信することができることを保証するように、異なるアップリンク光信号がアップリンク方向で設計され、それは、各ユーザが専用チャネルを介してポイントトゥポイントデータ送信を実行することと等価である。ダウンリンク方向では、第１のＯＬＴが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームをダウンリンク時分割ブロードキャスト方式で多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするため、第１のＯＮＵは、高速ダウンリンクビットストリームから第１のＯＮＵに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出することができる。従って、第１のＯＮＵ側で受信することは、可変フィルタを必要とせず、波長リソース及びコストを大幅に低減する。さらに、ユーザの視点からは、各ユーザは、ダウンリンクデータパケットを継続的に受信することができ、各ユーザが、専用チャネルを介してダウンリンクデータを受信することと等価である。言い換えると、第１のＯＮＵを含む光通信システムに基づいて送信されるデータの送信は、専用チャネル上の送信と等価である。従って、従来の技術と比べて、本出願におけるソリューションは、アップリンクとダウンリンクの両方で時分割多重化が利用されるためにレイテンシ及びジッタが大きいという問題を回避することができる。さらに、不正なＯＮＵのリスクに起因してシステム信頼性が影響を受けるという問題を回避するように、異なる波長が、異なるアップリンク光信号のために設計され、それにより、システム信頼性を改善する。結論として、本出願の実施形態において提供される第１のＯＮＵに基づいて、レイテンシ及びジッタが低減でき、システム信頼性が改善できる。さらに、オペレータが、高信頼性かつ低レイテンシのサービスなど、新たなサービスを急速に拡大し、展開するために、ＦＴＴＨ ＯＤＮを利用することをサポートでき、それにより、アクセスネットワーク上で全サービスアクセスを実現する。
第２の態様に関し、可能な実装において、高速ダウンリンクビットストリームが、１つ又は複数のＭ１ビットグループを含み、１つのＭ１ビットグループ、又は複数のＭ１ビットグループのうちのｋ番目のＭ１ビットグループが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレーム内のｋ番目のビットを含む。電気逆多重化モジュールが、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出するように構成されることは、電気逆多重化モジュールが、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームをビットデインタリーブ方式で抽出するように構成されることを含み、目標ダウンリンクビットストリームが、１つのＭ１ビットグループ内の、又は複数のＭ１ビットグループのうちの各ビットグループ内の、対応するビットを含む。このソリューションに基づいて、電気逆多重化モジュールに属する目標ダウンリンクビットストリームが、高速ダウンリンクビットストリームから抽出できる。
第２の態様に関し、可能な実装において、λｉが、第１のＯＬＴによってダウンリンク方向に送信される構成命令に従って構成される。
第２の態様に関し、可能な実装において、λ０＝１３７０＋／－１０ｎｍである。λｉとλｔの両方は、１５３０から１５４０ｎｍまでである。
第３の態様によれば、光通信システムが提供される。光通信システムは、第１の態様による第１のＯＬＴと、第２の態様による複数の第１のＯＮＵと、第１のＯＬＴと第１のＯＮＵを接続するＯＤＮとを含む。第３の態様の技術的効果に関しては、第１の態様又は第２の態様を参照されたい。詳細が、ここで再び説明されない。
可能な実装において、光通信システムが、第２のＯＬＴと、第１のＯＬＴと第２のＯＬＴを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサと、１つ又は複数の第２のＯＮＵとをさらに含み、ＯＤＮが、第２のＯＬＴと第２のＯＮＵを接続するようにさらに構成され、第２のＯＬＴが、ファイバトゥザホームＦＴＴＨ受動光ネットワークＰＯＮシステムにおけるＯＬＴであり、第２のＯＮＵが、ＦＴＴＨユーザに接続される。このソリューションに基づいて、本出願の実施形態において提供される低レイテンシ高信頼性サービスのために設計されたＰＯＮシステムと、ＦＴＴＨサービスシナリオのために現在設計されているＴＤＭ－ＰＯＮシステムの共存が実装できる。
既存のＰＯＮアーキテクチャの概略図である。 本出願の実施形態による光通信システムの構造の概略図である。 本出願の実施形態による光通信システムの構造の概略図である。 本出願の実施形態による光通信システムの構造の概略図である。 本出願の実施形態による第１の光変調器の構造の概略図である。 本出願の実施形態による第２の光変調器の構造の概略図である。 本出願の実施形態による光受信機の構造の概略図である。 本出願の実施形態による光通信システムの第１の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第１の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第１の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第２の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第２の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第２の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第３の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第３の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第３の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第４の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第４の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第４の例である。 本出願の実施形態による他の光通信システムの構造の概略図である。 本出願の実施形態による他の光通信システムの構造の概略図である。 本出願の実施形態による他の光通信システムの構造の概略図である。 本出願の実施形態による光通信システムの第５の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第５の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第５の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第６の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第６の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第６の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第７の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第７の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第７の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第８の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第８の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第８の例である。
以下では、本出願の実施形態における添付の図面を参照して、本出願の実施形態におけるＯＬＴ、ＯＮＵ、及び光通信システムについて説明する。本出願の説明において、「／」は、別途指定しない限り、関連付けられたオブジェクトの間の「又は」の関係を示す。例えば、Ａ／Ｂは、Ａ又はＢを表してよい。本出願において、「及び／又は」は、関連付けられたオブジェクトを記述するための関連付け関係についてのみ説明し、３つの関係が存在しうることを表す。例えば、Ａ及び／又はＢは、以下の３つのケース、即ち、Ａだけが存在すること、ＡとＢの両方が存在すること、及びＢだけが存在することを表しうる。３つのケースにおいて、Ａ及びＢは、単数又は複数であってよい。さらに、本出願の説明において、別途指定しない限り、「複数の」は、２つ以上を意味する。「以下のアイテム（部材）のうちの少なくとも１つ」又はそれに類似した表現は、単数のアイテム（部材）又は複数のアイテム（部材）の任意の組合せを含む、これらのアイテムの任意の組合せを意味する。例えば、ａ、ｂ、又はｃのうちの少なくとも１つは、ａ、ｂ、ｃ、ａとｂ、ａとｃ、ｂとｃ、又は、ａとｂとｃを示してよく、ａ、ｂ、及びｃは単数又は複数であってよい。さらに、本出願の実施形態における技術的ソリューションについて明確に説明するのを容易にするため、本出願の実施形態において、「第１の」及び「第２の」などの用語が、機能及び目的が基本的に同一である同一のアイテム又は類似したアイテムを区別するために利用される。「第１の」及び「第２の」などの用語は、数量及び実行シークエンスを限定せず、「第１の」及び「第２の」などの用語は、決定的な違いを示さないと当業者は理解しうる。さらに、本出願の実施形態において、「例」又は「例えば」などの用語は、例、例示、又は説明を与えることを表すために利用される。本出願の実施形態において「例」又は「例えば」として説明される任意の実施形態又は設計スキームは、他の実施形態又は他の設計スキームと比べてより好ましい、又はより多くの利点を有するものとして解釈されるべきではない。正確には、「例」、「例えば」などの用語の利用は、理解を容易にするための特定の様式で相対的な概念を提示することを意図する。
図２Ａから図２Ｃに示されるように、光通信システム２０が、本出願の実施形態において提供される。光通信システム２０は、第１のＯＬＴ（図２Ａから図２ＣにおけるＯＬＴ２０１）と、複数の第１のＯＮＵ（図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２、ＯＮＵ２０３など）と、第１のＯＬＴと第１のＯＮＵを接続するＯＤＮとを含む。ＯＤＮは、光スプリッタ、光ファイバ、及びコネクタ（図示せず）などの受動コンポーネントを含む。第１のＯＬＴは、電気多重化モジュールと、第１の光変調器と、Ｎ２個のアップリンク光受信機とを含む。Ｎ２は、１を超える正の整数である。第１のＯＮＵは、電気逆多重化モジュールと、第２の光変調器と、ダウンリンク光受信機とを含む。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＬＴ２０１が、電気多重化モジュール２０１ｂと、光変調器２０１ｃと、Ｎ２個のアップリンク光受信機２０１ｅ（例えば、図２Ａから図２Ｃにおけるアップリンク光受信機１、アップリンク光受信機２、．．．、及びアップリンク光受信機Ｎ２）とを含む。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２が、電気逆多重化モジュール２０２ｂと、光変調器２０２ｃと、ダウンリンク光受信機２０２ｅとを含む。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０３が、電気逆多重化モジュール２０３ｂと、光変調器２０３ｃと、ダウンリンク光受信機２０３ｅとを含む。
本出願のこの実施形態において、電気多重化モジュールは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを受信し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするように構成され、Ｍ１が正の整数である。第１の光変調器は、高速ダウンリンクビットストリームを物理電気信号に変換し、次いで、物理電気信号を変調して、波長がλ０であるダウンリンク光信号にするように構成される。Ｎ２個のアップリンク光受信機のうちの各光受信機は、異なる波長のアップリンク光信号を別々に受信する。
可能な実装において、電気多重化モジュールが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするように構成されることは、電気多重化モジュールが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームをビットインタリーブ方式で多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするように構成されることを含み、高速ダウンリンクビットストリームが、１つ又は複数のＭ１ビットグループを含み、１つのＭ１ビットグループ、又は複数のＭ１ビットグループのうちのｋ番目のＭ１ビットグループが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレーム内のｋ番目のビットを含む。
本出願のこの実施形態において、ダウンリンク光受信機は、波長がλ０であるダウンリンク光信号を受信し、ダウンリンク光信号をダウンリンク電気信号に変換するように構成される。電気逆多重化モジュールは、ダウンリンク電気信号を高速ダウンリンクビットストリームに復元し、次いで、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出するように構成される。第２の光変調器は、アップリンクビットストリームを受信し、アップリンクビットストリームを物理電気信号に変換した後、物理電気信号を変調して、波長がλｉであるアップリンク光信号にするように構成され、λｉがλｔとは異なり、λｔが、第１のＯＮＵに接続された第１のＯＬＴによって受信される他のアップリンク光信号の波長である。
可能な実装において、電気逆多重化モジュールが、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出するように構成されることは、電気逆多重化モジュールが、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームをビットデインタリーブ方式で抽出するように構成されることを含み、目標ダウンリンクビットストリームが、１つのＭ１ビットグループ内の、又は複数のＭ１ビットグループのうちの各ビットグループ内の、対応するビットを含む。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、第１のＯＬＴは、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサをさらに含んでよい。Ｎ１は、Ｍ１以上の正の整数である。第１のＯＮＵは、単一のパスのプロトコルプロセッサをさらに含んでよい。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＬＴ２０１が、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａをさらに含んでよい。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２が、単一のパスのプロトコルプロセッサ２０２ａをさらに含んでよい。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０３が、単一のパスのプロトコルプロセッサ２０３ａをさらに含んでよい。
本出願のこの実施形態において、ダウンリンク方向では、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを受信し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを別々に処理した後にＭ１個のパスのダウンリンクデータフレームを出力するように構成される。アップリンク方向では、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサは、Ｎ２個のパスのアップリンク電気信号を受信し、Ｎ２個のパスのアップリンク電気信号をＮ２個のパスのアップリンクデータフレームに復元し、次いで、Ｎ２個のパスのアップリンクデータフレームの解析及びプロトコル処理を完了して、Ｎ２個のパスのユーザデータパケットを取得するようにさらに構成される。
本出願のこの実施形態において、ダウンリンク方向では、単一のパスのプロトコルプロセッサが、目標ダウンリンクビットストリームを目標ダウンリンクデータフレームに復元した後、目標ダウンリンクデータフレームの解析及びプロトコル処理を完了して、目標ユーザデータパケットを取得するように構成される。アップリンク方向では、単一のパスのプロトコルプロセッサは、アップリンクデータパケットを受信し、アップリンクデータパケットを処理した後、単一のパスのアップリンクビットストリームを出力するように構成される。
本出願のこの実施形態において、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ及び／又は単一のパスのプロトコルプロセッサは、置換モジュールが対応する機能を有する限り、他のモジュールによって置き換えられてよいことに留意すべきである。このことは、本明細書において一律に説明される。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、第１のＯＬＴは、第１のマルチプレクサ／デマルチプレクサをさらに含んでよい。第１のＯＮＵは、第２のマルチプレクサ／デマルチプレクサをさらに含んでよい。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＬＴ２０１が、マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０１ｄをさらに含んでよい。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２が、マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０２ｄをさらに含んでよい。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０３が、マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０３ｄをさらに含んでよい。
本出願のこの実施形態において、ダウンリンク方向では、第１のマルチプレクサ／デマルチプレクサは、波長がλ０であるダウンリンク光信号をＯＤＮにおけるメイン光ファイバに結合するように構成される。ダウンリンク方向では、第１のマルチプレクサ／デマルチプレクサは、メイン光ファイバから異なる波長のＮ２個のアップリンク光信号を受信し、Ｎ２個のアップリンク光受信機のうちの異なるアップリンク光受信機に、異なる波長のＮ２個のアップリンク光信号をそれぞれ出力するように構成される。
本出願のこの実施形態において、ダウンリンク方向では、第２のマルチプレクサ／デマルチプレクサは、メイン光ファイバから波長がλ０であるダウンリンク光信号を受信し、波長がλ０であるダウンリンク光信号を出力するように構成される。アップリンク方向では、第２のマルチプレクサ／デマルチプレクサは、波長がλｉであるアップリンク光信号をＯＤＮにおけるメイン光ファイバに結合するように構成される。
本出願のこの実施形態において、第１のマルチプレクサ／デマルチプレクサ及び／又は第２のマルチプレクサ／デマルチプレクサは、置換モジュールが対応する機能を有する限り、他のモジュールによって置き換えられてよいことに留意すべきである。このことは、本明細書において一律に説明される。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
図２Ａから図２Ｃは、例として２つの第１のＯＮＵだけを掲示していることに留意すべきである。光通信システム２０が、２つを超える第１のＯＮＵを含む場合、他の第１のＯＮＵの構造については、図２Ａから図２Ｃに示されるＯＮＵ２０２又はＯＮＵ２０３を参照されたい。詳細が、ここで再び説明されない。
以下では、図２Ａから図２Ｃに示される光通信システム２０を参照して、第１のＯＬＴと第１のＯＮＵの動作原理について別々に説明する。
ダウンリンクデータ方向において：
Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを受信し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを別々に処理した後にＭ１個のパスのダウンリンクデータフレームを出力するように構成され、Ｍ１がＮ１以下の正の整数である。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、ダウンリンクデータパケット上で、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａによって実行される処理は、それに限定されないが、プロトコル処理及びフレームカプセル化を含む。このことは、本明細書において一律に説明され、以下で再び説明されない。
図２Ａから図２Ｃに示されるように、図２Ａから図２ＣにおけるＮ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａと電気多重化モジュール２０１ｂとの間に、チャネル１（略してＣＨ１）とチャネルＮ１（略してＣＨ Ｎ１）との間のＮ１個のチャネルが存在する。Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームが、Ｎ１個のチャネルのうちのＭ１個のチャネル上で送信される。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、Ｍ１＝Ｎ１であり、従って、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａが最大限に利用できる。
電気多重化モジュール２０１ｂは、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａからＭ１個のパスのダウンリンクデータフレームを受信し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを多重化して高速ダウンリンクビットストリームにした後に高速ダウンリンクビットストリームを出力するように構成される。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、電気多重化モジュール２０１ｂは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームをビットインタリーブ（ｂｉｔ ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）方式で多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにしてよい。高速ダウンリンクビットストリームは、１つ又は複数のＭ１ビットグループを含み、１つのＭ１ビットグループ、又は複数のＭ１ビットグループのうちのｋ番目のＭ１ビットグループが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレーム内のｋ番目のビットを含む。
本出願のこの実施形態において、ビットインタリーブは、コード要素が、時分割多重化方式で時間的に分離され、ビットインタリーブの間の時間が、他のコードワードのコード要素によって埋められてよいことを意味する。例えば、いくつかの４ビットメッセージグループについて、第１のビットが、４つのメッセージグループから別々に抽出されて、第１のフレームと呼ばれる新たな４ビットグループを形成する。第２のビットが、４つのメッセージグループから別々に抽出されて、第２のフレームと呼ばれる新たな４ビットグループを形成する。第３のビットが、４つのメッセージグループから別々に抽出されて、第３のフレームと呼ばれる新たな４ビットグループを形成する。第４のビットが、４つのメッセージグループから別々に抽出されて、第４のフレームと呼ばれる新たな４ビットグループを形成する。
本出願のこの実施形態において、高速ダウンリンクビットストリームのレートは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームにおける全てのダウンリンクデータフレームのレートの合計に等しい。例えば、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームのレートが、それぞれ、Ｄ１、Ｄ２、．．．、及びＤＭ１であると仮定すると、高速ダウンリンクビットストリームのレート＝Ｄ１＋Ｄ２＋．．．＋ＤＭ１である。
本出願のこの実施形態における可能な実装において、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームのレートは、全てＤであり、高速ダウンリンクビットストリームのレートは、Ｍ１×Ｄである。
光変調器２０１ｃは、電気多重化モジュール２０１ｂから高速ダウンリンクビットストリームを受信し、高速ダウンリンクビットストリームを変調して、波長がλ０であるダウンリンク光信号にした後、ダウンリンク光信号を出力するように構成される。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、光変調器２０１ｃは、まず、高速ダウンリンクビットストリームを物理電気信号に変換し、次いで、物理電気信号を変調して、波長がλ０であるダウンリンク光信号にしうる。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
可能な実装において、図３ａに示されるように、本出願のこの実施形態における光変調器２０１ｃは、レーザダイオードドライバ（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ ｄｒｉｖｅｒ，ＬＤＤ）と、固定波長レーザダイオード（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ，ＬＤ）とを含んでよい。ＬＤＤは、高速ダウンリンクビットストリームを物理電気信号に変換するために利用され、固定波長ＬＤは、物理電気信号を変調して、波長がλ０であるダウンリンク光信号にするために利用される。もちろん、本出願のこの実施形態における光変調器２０１ｃの構造は、代替として、他の構造であってよい。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
このケースにおいて、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａから入力されたデジタル信号が、光信号に変換される。
さらに、マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０１ｄが、光変調器２０１ｃからダウンリンク光信号を受信し、ダウンリンク光信号をＯＤＮにおけるメイン光ファイバに結合するように構成される。
メイン光ファイバを介して送信されたダウンリンク光信号が、図２Ａから図２Ｃに示されるＯＤＮにおける光スプリッタに入り、光スプリッタによる分割の後、ダウンリンク光信号は、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットに対応するＭ１個の第１のＯＮＵに別々に入力される。以下では、説明のために、第１のＯＮＵが図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２である例を利用する。
マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０２ｄは、メイン光ファイバから波長がλ０であるダウンリンク光信号を受信し、波長がλ０であるダウンリンク光信号を分離した後、波長がλ０であるダウンリンク光信号を出力するように構成される。
ダウンリンク光受信機２０２ｅは、マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０２ｄから、ダウンリンク光信号を受信し、ダウンリンク光信号をダウンリンク電気信号に変換した後にダウンリンク電気信号を出力するように構成される。任意選択で、ダウンリンク光受信機２０２ｅは、さらに、ダウンリンク光信号を変換することによって取得されたダウンリンク電気信号を増幅して、増幅されたダウンリンク電気信号を出力してよい。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
可能な実装において、図４に示されるように、本出願のこの実施形態におけるダウンリンク光受信機２０２ｅは、アバランシェフォトダイオード（ａｖａｌａｎｃｈｅ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ，ＡＰＤ）と、トランスインピーダンス増幅器（ｔｒａｎｓ－ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ＴＩＡ）／ライン増幅器（ｌｉｎｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ＬＡ）とを含んでよい。ＡＰＤは、ダウンリンク光信号をダウンリンク電気信号に変換するために利用され、ＴＩＡ／ＬＡは、ダウンリンク電気信号を増幅するために利用される。ＴＩＡ／ＬＡは、ダウンリンク光受信機２０２ｅにおける光モジュールであり、ダウンリンク光受信機２０２ｅに配置されるのではなく、ダウンリンク光受信機２０２ｅと電気逆多重化モジュール２０２ｂの間に配置されてよい。代替として、ＯＮＵ２０２は、ＴＩＡ／ＬＡを含まなくてよい（即ち、ダウンリンク光信号を変換することによって取得されたダウンリンク電気信号は、増幅される必要がない）。このことは、本明細書において一律に説明され、以下で再び説明されない。もちろん、本出願のこの実施形態におけるダウンリンク光受信機２０２ｅの構造は、代替として、他の構造であってよい。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
このケースにおいて、光信号は、電気信号に変換される。
電気逆多重化モジュール２０２ｂは、ダウンリンク光受信機２０２ｅからダウンリンク電気信号を受信し、ダウンリンク電気信号を高速ダウンリンクビットストリームに復元し、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュール２０２ｂに属する目標ダウンリンクビットストリームを抽出し、目標ダウンリンクビットストリームを出力するように構成される。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、電気逆多重化モジュール２０２ｂは、高速ダウンリンクビットストリームから、電子ドメイン逆多重化モジュール２０２ｂに属する目標ダウンリンクビットストリームをビットデインタリーブ方式で抽出してよい。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
本出願のこの実施形態において、ビットデインタリーブは、固定の間隔に基づいて１つのビットを周期的に抽出することを指す。
本出願のこの実施形態において、ＯＮＵ２０２における目標ダウンリンクビットストリームのレートは、ＯＮＵ２０２に対応し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレーム内にある１つのダウンリンクデータフレームのレートと同一である。言い換えると、電気逆多重化モジュール２０２ｂは、目標ユーザに対応する１つの目標ダウンリンクビットストリームを復元してよい。
このケースにおいて、電気信号は、デジタル信号に変換される。
単一のパスのプロトコルプロセッサ２０２ａは、電気逆多重化モジュール２０２ｂから目標ダウンリンクビットストリームを受信し、目標ダウンリンクビットストリームを目標ダウンリンクデータフレームに復元した後、目標ダウンリンクデータフレームの解析及びプロトコル処理を完了して、目標ユーザデータパケットを取得するように構成される。
前述の実施形態において、第１のＯＮＵが図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２である例が、説明のために利用されていることに留意すべきである。第１のＯＮＵが、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０３、又はＭ１個のパスのダウンリンクデータパケットに対応する他のＯＮＵである場合、他のＯＮＵの動作原理は、ＯＮＵ２０２の動作原理と同様である。詳細が、ここで再び説明されない。
アップリンクデータ方向において：
第１のＯＮＵが図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２である例が、説明のために利用される。
単一のパスのプロトコルプロセッサ２０２ａが、アップリンクデータパケットを受信し、アップリンクデータパケットを処理した後に単一のパスのアップリンクビットストリームを出力するように構成される。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、アップリンクデータパケット上で単一のパスのプロトコルプロセッサ２０２ａによって実行される処理は、それに限定されないが、プロトコル処理、フレームカプセル化、及びフレームからビットストリームへの変換を含む。このことは、本明細書において一律に説明され、以下で再び説明されない。
光変調器２０２ｃが、単一のパスのプロトコルプロセッサ２０２ａからアップリンクビットストリームを受信して、アップリンクビットストリームを、波長がλ１であるアップリンク光信号に変調した後にアップリンク光信号を出力するように構成される。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、光変調器２０２ｃは、まず、アップリンクビットストリームを物理電気信号に変換し、次いで、物理電気信号を変調して、波長がλ１であるアップリンク光信号にしうる。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
可能な実装において、図３ｂに示されるように、本出願のこの実施形態における光変調器２０２ｃは、ＬＤＤと、波長可変ＬＤとを含んでよい。ＬＤＤは、アップリンクビットストリームを物理電気信号に変換するために利用され、波長可変ＬＤは、物理電気信号を変調して、波長がλ１であるアップリンク光信号にするために利用される。もちろん、本出願のこの実施形態における光変調器２０２ｃの構造は、代替として、他の構造であってよい。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
このケースにおいて、単一のパスのプロトコルプロセッサ２０２ａから入力されたデジタル信号が、光信号に変換される。
マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０２ｄが、光変調器２０２ｃからアップリンク光信号を受信し、アップリンク光信号をＯＤＮにおけるメイン光ファイバに結合するように構成される。
第１のＯＮＵが図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０３である例が、説明のために利用される場合、ＯＮＵ２０３の動作原理は、ＯＮＵ２０２の動作原理と同様であり、違いは、例えば、本出願のこの実施形態において、光変調器２０２ｃが、アップリンクビットストリームを変調して、波長がλ１であるアップリンク光信号にするように構成される一方で、光変調器２０３ｃは、アップリンクビットストリームを変調して、波長がλ２であるアップリンク光信号にするように構成されることであり、λ１は、λ２と等しくなく、即ち、ＯＮＵ２０２及びＯＮＵ２０３における光信号の波長は異なる。
もちろん、第１のＯＮＵが同一の構造を有する他のＯＮＵである場合、第１のＯＮＵの動作原理は、光変調器によって変調されるアップリンク光信号の波長が異なることを除いて、ＯＮＵ２０２又はＯＮＵ２０３のものと同様である。詳細については、ここで再び説明されない。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、λ０＝１３７０＋／－１０ｎｍである。異なる波長のＮ２個のアップリンク光信号の波長は、１５３０から１５４０ｎｍまでであり、Ｎ２は、Ｎ１以下の正の整数である。
さらに、異なる波長のＮ２個のアップリンク光信号（波長がλ１であり、かつＯＮＵ２０２によって出力されるアップリンク光信号と、波長がλ２であり、かつＯＮＵ２０３によって出力されるアップリンク光信号とが含まれると仮定する）が、図２Ａから図２Ｃに示されるＯＤＮにおける光スプリッタによって分割された後に、メイン光ファイバに入る。
マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０１ｄが、メイン光ファイバから異なる波長のＮ２個のアップリンク光信号を受信し、異なる波長のＮ２個のアップリンク光信号を、Ｎ２個のアップリンク光受信機２０１ｅの異なるアップリンク光受信機にそれぞれ出力するように構成され、Ｎ２個の異なる波長がλ０と等しくない。
例えば、波長がλ１であり、かつＯＮＵ２０２によって出力されるアップリンク光信号が、図２Ａから図２Ｃにおけるアップリンク光受信機１に出力されてよく、波長がλ２であり、かつＯＮＵ２０３によって出力されるアップリンク光信号が、図２Ａから図２Ｃにおけるアップリンク光受信機２に出力されるなどであってよい。
Ｎ２個のアップリンク光受信機の各アップリンク光受信機２０１ｅが、入力されたアップリンク光信号をアップリンク電気信号に変換し、アップリンク電気信号を出力するように別々に構成される。任意選択で、アップリンク光受信機２０１ｅは、さらに、アップリンク光信号を変換することによって取得されたアップリンク電気信号を増幅して、増幅されたアップリンク電気信号を出力してよい。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。アップリンク光受信機２０１ｅの構造については、ダウンリンク光受信機２０２ｅの構造を参照されたい。詳細については、ここで再び説明されない。
このケースにおいて、光信号は、電気信号に変換される。
図２Ａから図２Ｃに示されるように、Ｎ２個のアップリンク光受信機２０１ｅのそれぞれとＮ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａとの間に１つのチャネルが存在する。例えば、チャネル１（略してＣＨ１）が、アップリンク光受信機１とＮ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａの間に存在し、チャネル２（略してＣＨ２）が、アップリンク光受信機２とＮ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａとの間に存在し、．．．、及びチャネルＮ２（略してＣＨ Ｎ２）が、アップリンク光受信機Ｎ２とＮ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａの間に存在する。Ｎ２個のアップリンク光受信機２０１ｅのそれぞれによって処理されたアップリンク電気信号が、対応するＮ２のチャネルを介してＮ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａにそれぞれ入力される。
Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａは、Ｎ２個のアップリンク光受信機からＮ２個のパスのアップリンク電気信号を受信し、Ｎ２個のパスのアップリンク電気信号をＮ２個のパスのアップリンクデータフレームに復元した後、Ｎ２個のパスのアップリンクデータフレームの解析及びプロトコル処理を完了して、Ｎ２個のパスのユーザデータパケットを取得するようにさらに構成される。
このケースにおいて、電気信号は、デジタル信号に変換される。
ダウンリンクデータ方向及びアップリンクデータ方向における第１のＯＬＴ及び第１のＯＮＵの前述の動作原理から、本出願のこの実施形態における光通信システム２０が、デジタル信号から光信号、電気信号、デジタル信号への変換を実施してよいことを学ぶことができる。
本出願のこの実施形態において提供される光通信システムが、新たなサービスを拡大し、展開するためにＦＴＴＨ ＯＤＮを再利用するとき、第１のＯＮＵに接続された第１のＯＬＴが、異なるアップリンク光受信機を利用することによって異なる波長のアップリンク光信号を別々に受信することができることを保証するように、異なるアップリンク光信号がアップリンク方向で設計され、それは、各ユーザが専用チャネルを介してポイントトゥポイント（ｐｏｉｎｔ－ｔｏ－ｐｏｉｎｔ，Ｐ２Ｐ）データ送信を実行することと等価である。ダウンリンク方向では、第１のＯＬＴがＭ１個のパスのダウンリンクデータフレームをダウンリンク時分割ブロードキャスト方式で多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするため、第１のＯＮＵは、高速ダウンリンクビットストリームから第１のＯＮＵに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出することができる。従って、第１のＯＮＵ側で受信することは、可変フィルタを必要とせず、波長リソース及びコストを大幅に低減する。さらに、ユーザの視点からは、各ユーザは、ダウンリンクデータパケットを継続的に受信することができ、各ユーザが、専用チャネルを介してダウンリンクデータを受信することと等価である。言い換えると、図２Ａから図２Ｃに示される光通信システム２０は、時分割及び波長分割多重化光アクセスシステム（ｔｉｍｅ ａｎｄ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ ａｃｃｅｓｓ ｓｙｓｔｅｍ，ＴＷＤＭ ＯＡＳ）（即ち、ダウンリンク時分割及びアップリンク波長分割）である。光通信システムに基づいて送信されるデータの送信は、専用チャネル上の送信と等価である。従って、従来の技術と比べて、本出願におけるソリューションは、アップリンクとダウンリンクの両方で時分割多重化が利用されるためにレイテンシ及びジッタが大きいという問題を回避することができる。さらに、不正なＯＮＵのリスクに起因してシステム信頼性が影響を受けるという問題を回避するために、異なる波長が、異なるアップリンク光信号のために設計され、それにより、システム信頼性を改善する。結論として、本出願のこの実施形態において提供される通信システムに基づいて、レイテンシ及びジッタが低減でき、システム信頼性が改善できる。さらに、オペレータが、高信頼性かつ低レイテンシのサービスなど、新たなサービスを急速に拡大し、展開するために、ＦＴＴＨ ＯＤＮを利用することをサポートでき、それにより、アクセスネットワーク上で全サービスアクセスを実現する。
図２Ａから図２Ｃに示される光通信システムに基づいて、本出願のこの実施形態における可能な実装において、Ｎ１＝Ｎ２である。
例えば、図５Ａから図５Ｃに示される光通信システム５０において、Ｎ１＝Ｎ２＝Ｍ１＝１０である。１０個のパスのダウンリンクデータフレームのレートが１．２５Ｇであると仮定すると、高速ダウンリンクビットストリームのレートは、１０×１．２５Ｇ＝１２．５Ｇである。さらに、図５Ａから図５Ｃに示される光通信システム５０において、各ユーザに対応するダウンリンクデータフレームのレートがアップリンクデータフレームのレートと同一である例が、説明のために利用され、即ち、各ユーザに対応するアップリンクデータフレームのレートも、１．２５Ｇである。
代替として、例えば、図６Ａから図６Ｃに示される光通信システム６０において、Ｎ１＝Ｎ２＝Ｍ１＝１０である。１０個のパスのダウンリンクデータフレームのレートが２．４８Ｇであると仮定すると、高速ダウンリンクビットストリームのレートは、１０×２．４８Ｇ＝２４．８Ｇである。さらに、図５Ａから図５Ｃに示される光通信システム５０において、各ユーザに対応するダウンリンクデータフレームのレートがアップリンクデータフレームのレートとは異なる例が、説明のために利用される。例えば、各ユーザに対応するアップリンクデータフレームのレートは、１．２４Ｇである。
図５Ａから図５Ｃ、又は図６Ａから図６Ｃに示される光通信システムは、エンタープライズリースドライン及びワイヤレスベアラなどのサービスを進めるために、低レイテンシ及び排他的帯域幅を有する１０個のパスのＰ２Ｐギガビットイーサネット（ｇｉｇａｂｉｔ ｅｔｈｅｒｎｅｔ，ＧＥ）チャネルを提供してよい。図５Ａから図５Ｃに示される光通信システム５０とは異なり、図６Ａから図６Ｃに示される光通信システム６０において、各パスのダウンリンクデータフレームのレートが改善するため、第１のＯＬＴの光変調器と第１のＯＮＵのダウンリンク光受信機の両方が、より高い帯域幅を有する光電チップを利用する必要がある。
図５Ａから図５Ｃ、及び図６Ａから図６Ｃにおいて、プロトコルプロセッサの数Ｎ１、多重化されるチャネルの数Ｍ１、各パスのダウンリンクデータフレームのレート、及び、アップリンク及びダウンリンクデータのレートが対称的であるかどうかは、本出願のこの実施形態において提供される光通信システムのアーキテクチャ及び動作原理について説明するために利用される例に過ぎないことに留意すべきである。従って、これは、本発明のこの実施形態において提供される光通信システムにおいてプロトコルプロセッサの数Ｎ１、多重化されるチャネルの数Ｍ１、各パスのダウンリンクデータフレームのレート、及び、アップリンク及びダウンリンクデータのレートが対称的であるかどうかを限定するものではない。例えば、各ユーザに対応するダウンリンクデータフレームのレート又はアップリンクデータフレームのレートは、異なるユーザのサービス要件に従って決定されてもよい。このことは、本明細書において一律に説明され、以下で再び説明されない。
光通信システムの信頼性及び堅牢性をさらに改善し、サービス品質及びセキュリティを保証するために、本出願のこの実施形態における他の可能な実装において、Ｎ２＜Ｎ１である。それに対応して、第１のＯＬＴは、Ｎ２個のアップリンク光受信機に加えて、他のＮ３個のアップリンク光受信機をさらに含み、Ｎ３が正の整数であり、Ｎ１＝Ｎ２＋Ｎ３である。他のＮ３個のアップリンク光受信機が配置されるチャネルは、管理及びバックアップチャネルである。任意選択で、管理及びバックアップチャネルは、以下の２つの機能を主に有する。一方において、管理及びバックアップチャネルは、第１のＯＮＵが電源オンにされた後の初期登録、認証、及びオンラインのために利用される。登録及びオンラインが完了した後、新たなオンラインの第１のＯＮＵが、スケジューリング管理により第１のＯＮＵの専用チャネルに割り当てられる（第１のＯＮＵは、ダウンリンク方向では、電気逆多重化モジュールを利用することによって選択されるチャネルの数を調整し、アップリンク方向では、光変調器を利用することによってアップリンク光信号の波長を調整する）。他方において、第１のＯＮＵ上のアップリンク光信号の波長が不適合であり、データチャネルの正常な動作を妨げるとき、管理及びバックアップチャネルは、バックアップチャネルとして利用される。
例えば、図７Ａから図７Ｃに示されるように、図７Ａから図７Ｃに示される光通信システム７０は、図５Ａから図５Ｃに示される光通信システムと同様である。違いは、例えば、図７Ａから図７Ｃに示される光通信システム７０において、Ｎ１＝１０であり、Ｎ２＝９であり、Ｎ３＝１であり、即ち、Ｎ＋１リスクバックアップ設計が利用されることにあり、それにより、光通信システムの信頼性及び堅牢性が改善する。
代替として、例えば、図８Ａから図８Ｃに示されるように、図８Ａから図８Ｃに示される光通信システム８０は、図６Ａから図６Ｃに示される光通信システムと同様である。違いは、例えば、図８Ａから図８Ｃに示される光通信システム８０において、Ｎ１＝１０であり、Ｎ２＝９であり、Ｎ３＝１であり、即ち、Ｎ＋１のリスクバックアップ設計が利用されることにあり、それにより、光通信システムの信頼性及び堅牢性が改善する。
さらに、ＦＴＴＨサービスシナリオのために現在設計されているＴＤＭ－ＰＯＮシステムと共存するために、図９Ａから図９Ｃに示されるように、本出願のこの実施形態において提供される光通信システム９０は、図２Ａから図２Ｃに示される第１のＯＬＴと、複数の第１のＯＮＵと、第１のＯＬＴと第１のＯＮＵを接続するＯＤＮとを含み、第２のＯＬＴ（図９Ａから図９ＣにおけるＯＬＴ９０１）、第１のＯＬＴと第２のＯＬＴを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサ９０２と、１つ又は複数の第２のＯＮＵ（図９Ａから図９ＣにおけるＯＮＵ９０３及びＯＮＵ９０４）とをさらに含んでよい。ＯＤＮは、第２のＯＬＴと第２のＯＮＵとを接続するようにさらに構成され、第２のＯＬＴは、ＴＤＭ－ＰＯＮシステムにおけるＯＬＴであり、第２のＯＮＵは、ＦＴＴＨユーザに接続される。第２のＯＬＴ（図９Ａから図９ＣにおけるＯＬＴ９０１）及び第２のＯＮＵ（図９Ａから図９ＣにおけるＯＮＵ９０３又はＯＮＵ９０４）の関連する構造及び動作原理については、既存のＴＤＭ－ＰＯＮシステムを参照されたい。詳細については、ここで再び説明されない。共存マルチプレクサ／デマルチプレクサ９０２は、本出願のこの実施形態において提供される低レイテンシ及び高信頼性サービスのために設計されたＰＯＮシステム（ＴＷＤＭ ＯＡＳシステムと呼ばれることがある）とＦＴＴＨサービスシナリオのために現在設計されているＴＤＭ－ＰＯＮシステムの間の共存を実施してよい。
例えば、図１０Ａから図１０Ｃに示される光通信システム１００は、図５Ａから図５Ｃに示される光通信システム５０における第１のＯＬＴ、複数の第１のＯＮＵ、及び第１のＯＬＴと第１のＯＮＵとを接続するＯＤＮを含み、第２のＯＬＴ（例えば、ＯＬＴ９０１）、第１のＯＬＴと第２のＯＬＴとを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサ９０２、及び１つ又は複数の第２のＯＮＵ（例えば、ＯＮＵ９０３及びＯＮＵ９０４）をさらに含んでよい。
代替として、例えば、図１１Ａから図１１Ｃに示される光通信システム１１０は、図６Ａから図６Ｃに示される光通信システム６０における第１のＯＬＴ、複数の第１のＯＮＵ、及び第１のＯＬＴと第１のＯＮＵとを接続するＯＤＮを含み、第２のＯＬＴ（例えば、ＯＬＴ９０１）、第１のＯＬＴと第２のＯＬＴとを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサ９０２、及び１つ又は複数の第２のＯＮＵ（例えば、ＯＮＵ９０３及びＯＮＵ９０４）をさらに含んでよい。
代替として、例えば、図１２Ａから図１２Ｃに示される光通信システム１２０は、図７Ａから図７Ｃに示される光通信システム７０における第１のＯＬＴ、複数の第１のＯＮＵ、及び第１のＯＬＴと第１のＯＮＵとを接続するＯＤＮを含み、第２のＯＬＴ（例えば、ＯＬＴ９０１）、第１のＯＬＴと第２のＯＬＴとを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサ９０２、及び１つ又は複数の第２のＯＮＵ（例えば、ＯＮＵ９０３及びＯＮＵ９０４）をさらに含んでよい。
代替として、例えば、図１３Ａから図１３Ｃに示される光通信システム１３０は、図８Ａから図８Ｃに示される光通信システム８０における第１のＯＬＴ、複数の第１のＯＮＵ、及び第１のＯＬＴと第１のＯＮＵとを接続するＯＤＮを含み、第２のＯＬＴ（例えば、ＯＬＴ９０１）、第１のＯＬＴと第２のＯＬＴとを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサ９０２、及び１つ又は複数の第２のＯＮＵ（例えば、ＯＮＵ９０３及びＯＮＵ９０４）をさらに含んでよい。
本出願は、その具体的な特徴及び実施形態に関連して説明されるけれども、本出願の思想及び範囲を逸脱することなく、それらに対して様々な変形及び組合せがなされてよいことは明らかである。それに対応して、本明細書及び添付の図面は、添付の特許請求の範囲によって規定される本出願の例示的な説明に過ぎず、本出願の範囲をカバーする修正、変形、組合せ、又は均等物のいずれか又は全てとみなされる。明らかに、当業者は本出願の思想及び範囲を逸脱することなく、本出願に様々な修正及び変形をすることができる。このようにして、本出願は、それらが本出願の特許請求の範囲及びその等価技術の範囲に収まる限り、これらの修正及び変形をカバーすることを意図している。
本出願は、２０２０年２月２５日に中国国家知識産権局に出願され、「ＯＰＴＩＣＡＬ ＬＩＮＥ ＴＥＲＭＩＮＡＬ，ＯＰＴＩＣＡＬ ＮＥＴＷＯＲＫ ＵＮＩＴ，ＡＮＤ ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＳＹＳＴＥＭ」と題された中国特許出願第２０２０１０１１７６２０．９号の優先権を主張し、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
本出願は、光通信技術の分野に関し、特に、光回線端末、光ネットワークユニット、及び光通信システムに関する。
受動光ネットワーク（ＰＯＮ）は、ポイントトゥマルチポイント（Ｐ２ＭＰ）構造を利用するシングルファイバ双方向光アクセスネットワークである。図１に示されるように、ＰＯＮは、ローカル側に光回線端末（ＯＬＴ）と、光配信ネットワーク（ＯＤＮ）とを含み、ユーザ側に光ネットワークユニット（ＯＮＵ）を含む。ＰＯＮアクセスは、十分なアクセス帯域幅を提供することができ、低展開コスト、及び、シンプルな運用及びメンテナンスなどの利点を有するため、ＰＯＮアクセスは、現在のファイバトゥザホーム（ＦＴＴＨ）の主要なソリューションになっている。
現在、ＦＴＴＨサービスの全展開に伴って、現在のネットワークのＯＤＮリソースは、豊富である。従って、オペレータは、１つのＯＤＮを介して全サービスアクセスを実施するために、新たなサービスを急速に拡大し、展開するのにＦＴＴＨ ＯＤＮを再利用することを見込んでいる。しかし、ＦＴＴＨサービスシナリオのために設計された時分割多重化（ＴＤＭ）－ＰＯＮについては、ＴＤＭ－ＰＯＮは、時分割多重化、帯域幅アグリゲーション及びコンバージェンス（１：Ｎコンバージェンス）、並びにパワースプリッタ（ｐｏｗｅｒ ｓｐｌｉｔｔｅｒ）ベースのポイントトゥマルチポイント（Ｐ２ＭＰ）ＯＤＮトポロジなどの典型的な特徴を有し、ＦＴＴＨサービスシナリオにおいて利用されるときに明白な利点を有する。しかし、ＴＭＤ－ＰＯＮが、レイテンシ及び信頼性を要求する他の新たなサービスシナリオにおいて利用されるとき、アップリンク及びダウンリンクが、時分割多重化を利用するため、レイテンシ及びジッタは、大きい。
従って、新たなサービスを拡大し、展開するためにＦＴＴＨ ＯＤＮを再利用するときにレイテンシ及びジッタをどのようにして低減するかが、現在、解決されるべき緊急の問題である。
本出願の実施形態が、オペレータが、新たなサービスを急速に拡大し、展開するためにＦＴＴＨ ＯＤＮを現在、再利用するときにレイテンシ及びジッタが大きくなる問題を解決するための、光回線端末、光ネットワークユニット、及び光通信システムを提供する。
前述の目的を実現するために、以下の技術的ソリューションが、本出願の実施形態において利用される。
第１の態様によれば、第１の光回線端末ＯＬＴが提供される。第１のＯＬＴは、電気多重化モジュールと、第１の光変調器と、Ｎ２個のアップリンク光受信機とを含み、Ｎ２が１を超える正の整数である。電気多重化モジュールは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを受信し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにすることであって、Ｍ１が正の整数である、ことを行うように構成される。第１の光変調器は、高速ダウンリンクビットストリームを物理電気信号に変換し、次いで、物理電気信号を変調して、波長がλ０であるダウンリンク光信号にするように構成される。Ｎ２個のアップリンク光受信機のうちの各光受信機は、異なる波長のアップリンク光信号を別々に受信する。本出願の実施形態において提供される第１のＯＬＴが、新たなサービスを拡大し、展開するためにＦＴＴＨ ＯＤＮを再利用するとき、アップリンク方向では、異なるアップリンク光受信機が、異なる波長のアップリンク光信号を別々に受信し、従って、各ユーザが、専用チャネルを介してポイントトゥポイントデータ送信を実行することと等価である。ダウンリンク方向では、第１のＯＬＴが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームをダウンリンク時分割ブロードキャスト方式で多重化して、１つの高速ダウンリンクビットストリームにするため、第１のＯＮＵは、高速ダウンリンクビットストリームから第１のＯＮＵに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出することができる。従って、第１のＯＮＵ側で受信することは、可変フィルタを必要とせず、波長リソース及びコストを大幅に低減する。さらに、ユーザの視点からは、各ユーザは、ダウンリンクデータパケットを継続的に受信することができ、各ユーザが、専用チャネルを介してダウンリンクデータを受信することと等価である。言い換えると、第１のＯＬＴを含む光通信システムに基づいて送信されるデータの送信は、専用チャネル上の送信と等価である。従って、従来の技術と比べて、本出願におけるソリューションは、アップリンク及びダウンリンクの両方で時分割多重化が利用されるためにレイテンシ及びジッタが大きいという問題を回避することができる。さらに、不正なＯＮＵのリスクに起因してシステム信頼性が影響を受けるという問題を回避するために、異なる波長が、異なるアップリンク光信号のために設計され、それにより、システム信頼性を改善する。結論として、本出願の実施形態において提供される第１のＯＬＴに基づいて、レイテンシ及びジッタが低減でき、システム信頼性が改善できる。さらに、オペレータが、高信頼性かつ低レイテンシのサービスなど、新たなサービスを急速に拡大し、展開するために、ＦＴＴＨ ＯＤＮを利用することをサポートでき、それにより、アクセスネットワーク上で全サービスアクセスを実現する。
第１の態様に関し、可能な実装において、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームのレートは、全てＤであり、高速ダウンリンクビットストリームのレートは、Ｍ１×Ｄである。このソリューションは、設計を簡略化することができる。
第１の態様に関し、可能な実装において、電気多重化モジュールは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームをビットインタリーブ方式で多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするように特に構成され、高速ダウンリンクビットストリームが、１つ又は複数のＭ１ビットグループを含み、１つのＭ１ビットグループ、又は複数のＭ１ビットグループのうちのｋ番目のＭ１ビットグループが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレーム内のｋ番目のビットを含む。このソリューションに基づいて、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームは、多重化されて１つの高速ダウンリンクビットストリームにされてよい。
第１の態様に関し、可能な実装において、第１のＯＬＴが、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサをさらに含み、Ｎ１がＭ１以上の正の整数である。Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを受信し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを別々に処理した後にＭ１個のパスのダウンリンクデータフレームを出力するように構成される。Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサは、Ｎ２個のパスのアップリンク電気信号を受信し、Ｎ２個のパスのアップリンク電気信号をＮ２個のパスのアップリンクデータフレームに復元し、次いで、Ｎ２個のパスのアップリンクデータフレームの解析及びプロトコル処理を完了して、Ｎ２個のパスのユーザデータパケットを取得するようにさらに構成される。このソリューションに基づいて、ダウンリンク方向で、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームが取得できる。アップリンク方向では、Ｎ２個のパスのユーザデータパケットが復元できる。
第１の態様に関し、可能な実装において、Ｎ１＝Ｍ１であり、従って、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサが最大限に利用できる。
第１の態様に関し、可能な実装において、Ｎ１＝Ｎ２であり、従って、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサが最大限に利用できる。
第１の態様に関し、可能な実装において、第１のＯＬＴが、Ｎ２個のアップリンク光受信機に加えて、他のＮ３個のアップリンク光受信機をさらに含み、Ｎ３が正の整数であり、Ｎ１＝Ｎ２＋Ｎ３であり、他のＮ３個のアップリンク光受信機が配置されるチャネルは、管理及びバックアップチャネルである。このようにして、第１のＯＬＴが配置される光通信システムの信頼性及び堅牢性が改善され、サービス品質及びセキュリティを保証できる。
第１の態様に関し、可能な実装において、λ０＝１３７０＋／－１０ｎｍである。異なる波長のアップリンク光信号の波長は、１５３０から１５４０ｎｍまで（１５３０ｎｍ及び１５４０ｎｍを含む）である。
第２の態様によれば、第１の光ネットワークユニットＯＮＵが提供される。第１のＯＮＵは、ダウンリンク光受信機と、電気逆多重化モジュールと、第２の光変調器とを含む。ダウンリンク光受信機は、波長がλ０であるダウンリンク光信号を受信し、ダウンリンク光信号をダウンリンク電気信号に変換するように構成される。電気逆多重化モジュールは、ダウンリンク電気信号を高速ダウンリンクビットストリームに復元し、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出するように構成される。第２の光変調器は、アップリンクビットストリームを受信し、アップリンクビットストリームを物理電気信号に変換し、物理電気信号を変調して、波長がλｉであるアップリンク光信号にするように構成され、λｉがλｔとは異なり、λｔが、第１のＯＮＵに接続された第１のＯＬＴによって受信される他のアップリンク光信号の波長である。本出願の実施形態において提供される第１のＯＮＵが、新たなサービスを拡大し、展開するためにＦＴＴＨ ＯＤＮを再利用するとき、第１のＯＮＵに接続された第１のＯＬＴが、異なるアップリンク光受信機を利用することによって異なる波長のアップリンク光信号を別々に受信することができることを保証するように、異なるアップリンク光信号がアップリンク方向で設計され、それは、各ユーザが専用チャネルを介してポイントトゥポイントデータ送信を実行することと等価である。ダウンリンク方向では、第１のＯＬＴが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームをダウンリンク時分割ブロードキャスト方式で多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするため、第１のＯＮＵは、高速ダウンリンクビットストリームから第１のＯＮＵに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出することができる。従って、第１のＯＮＵ側で受信することは、可変フィルタを必要とせず、波長リソース及びコストを大幅に低減する。さらに、ユーザの視点からは、各ユーザは、ダウンリンクデータパケットを継続的に受信することができ、各ユーザが、専用チャネルを介してダウンリンクデータを受信することと等価である。言い換えると、第１のＯＮＵを含む光通信システムに基づいて送信されるデータの送信は、専用チャネル上の送信と等価である。従って、従来の技術と比べて、本出願におけるソリューションは、アップリンクとダウンリンクの両方で時分割多重化が利用されるためにレイテンシ及びジッタが大きいという問題を回避することができる。さらに、不正なＯＮＵのリスクに起因してシステム信頼性が影響を受けるという問題を回避するように、異なる波長が、異なるアップリンク光信号のために設計され、それにより、システム信頼性を改善する。結論として、本出願の実施形態において提供される第１のＯＮＵに基づいて、レイテンシ及びジッタが低減でき、システム信頼性が改善できる。さらに、オペレータが、高信頼性かつ低レイテンシのサービスなど、新たなサービスを急速に拡大し、展開するために、ＦＴＴＨ ＯＤＮを利用することをサポートでき、それにより、アクセスネットワーク上で全サービスアクセスを実現する。
第２の態様に関し、可能な実装において、高速ダウンリンクビットストリームが、１つ又は複数のＭ１ビットグループを含み、１つのＭ１ビットグループ、又は複数のＭ１ビットグループのうちのｋ番目のＭ１ビットグループが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレーム内のｋ番目のビットを含む。電気逆多重化モジュールは、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームをビットデインタリーブ方式で抽出するように特に構成され、目標ダウンリンクビットストリームが、１つのＭ１ビットグループ内の、又は複数のＭ１ビットグループのうちの各ビットグループ内の、対応するビットを含む。このソリューションに基づいて、電気逆多重化モジュールに属する目標ダウンリンクビットストリームが、高速ダウンリンクビットストリームから抽出できる。
第２の態様に関し、可能な実装において、λｉが、第１のＯＬＴによってダウンリンク方向に送信される構成命令に従って構成される。
第２の態様に関し、可能な実装において、λ０＝１３７０＋／－１０ｎｍである。λｉとλｔの両方は、１５３０から１５４０ｎｍまでである。
第３の態様によれば、光通信システムが提供される。光通信システムは、第１の態様による第１のＯＬＴと、第２の態様による複数の第１のＯＮＵと、第１のＯＬＴと第１のＯＮＵを接続するＯＤＮとを含む。第３の態様の技術的効果に関しては、第１の態様又は第２の態様を参照されたい。詳細が、ここで再び説明されない。
可能な実装において、光通信システムが、第２のＯＬＴと、第１のＯＬＴと第２のＯＬＴを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサと、１つ又は複数の第２のＯＮＵとをさらに含み、ＯＤＮが、第２のＯＬＴと第２のＯＮＵを接続するようにさらに構成され、第２のＯＬＴが、ファイバトゥザホームＦＴＴＨ受動光ネットワークＰＯＮシステムにおけるＯＬＴであり、第２のＯＮＵが、ＦＴＴＨユーザに接続される。このソリューションに基づいて、本出願の実施形態において提供される低レイテンシ高信頼性サービスのために設計されたＰＯＮシステムと、ＦＴＴＨサービスシナリオのために現在設計されているＴＤＭ－ＰＯＮシステムの共存が実装できる。
既存のＰＯＮアーキテクチャの概略図である。 本出願の実施形態による光通信システムの構造の概略図である。 本出願の実施形態による光通信システムの構造の概略図である。 本出願の実施形態による光通信システムの構造の概略図である。 本出願の実施形態による第１の光変調器の構造の概略図である。 本出願の実施形態による第２の光変調器の構造の概略図である。 本出願の実施形態による光受信機の構造の概略図である。 本出願の実施形態による光通信システムの第１の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第１の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第１の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第２の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第２の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第２の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第３の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第３の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第３の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第４の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第４の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第４の例である。 本出願の実施形態による他の光通信システムの構造の概略図である。 本出願の実施形態による他の光通信システムの構造の概略図である。 本出願の実施形態による他の光通信システムの構造の概略図である。 本出願の実施形態による光通信システムの第５の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第５の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第５の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第６の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第６の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第６の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第７の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第７の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第７の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第８の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第８の例である。 本出願の実施形態による光通信システムの第８の例である。
以下では、本出願の実施形態における添付の図面を参照して、本出願の実施形態におけるＯＬＴ、ＯＮＵ、及び光通信システムについて説明する。本出願の説明において、「／」は、別途指定しない限り、関連付けられたオブジェクトの間の「又は」の関係を示す。例えば、Ａ／Ｂは、Ａ又はＢを表してよい。本出願において、「及び／又は」は、関連付けられたオブジェクトを記述するための関連付け関係についてのみ説明し、３つの関係が存在しうることを表す。例えば、Ａ及び／又はＢは、以下の３つのケース、即ち、Ａだけが存在すること、ＡとＢの両方が存在すること、及びＢだけが存在することを表しうる。３つのケースにおいて、Ａ及びＢは、単数又は複数であってよい。さらに、本出願の説明において、別途指定しない限り、「複数の」は、２つ以上を意味する。「以下のアイテム（部材）のうちの少なくとも１つ」又はそれに類似した表現は、単数のアイテム（部材）又は複数のアイテム（部材）の任意の組合せを含む、これらのアイテムの任意の組合せを意味する。例えば、ａ、ｂ、又はｃのうちの少なくとも１つは、ａ、ｂ、ｃ、ａとｂ、ａとｃ、ｂとｃ、又は、ａとｂとｃを示してよく、ａ、ｂ、及びｃは単数又は複数であってよい。さらに、本出願の実施形態における技術的ソリューションについて明確に説明するのを容易にするため、本出願の実施形態において、「第１の」及び「第２の」などの用語が、機能及び目的が基本的に同一である同一のアイテム又は類似したアイテムを区別するために利用される。「第１の」及び「第２の」などの用語は、数量及び実行シークエンスを限定せず、「第１の」及び「第２の」などの用語は、決定的な違いを示さないと当業者は理解しうる。さらに、本出願の実施形態において、「例」又は「例えば」などの用語は、例、例示、又は説明を与えることを表すために利用される。本出願の実施形態において「例」又は「例えば」として説明される任意の実施形態又は設計スキームは、他の実施形態又は他の設計スキームと比べてより好ましい、又はより多くの利点を有するものとして解釈されるべきではない。正確には、「例」、「例えば」などの用語の利用は、理解を容易にするための特定の様式で相対的な概念を提示することを意図する。
図２Ａから図２Ｃに示されるように、光通信システム２０が、本出願の実施形態において提供される。光通信システム２０は、第１のＯＬＴ（図２Ａから図２ＣにおけるＯＬＴ２０１）と、複数の第１のＯＮＵ（図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２、ＯＮＵ２０３など）と、第１のＯＬＴと第１のＯＮＵを接続するＯＤＮとを含む。ＯＤＮは、光スプリッタ、光ファイバ、及びコネクタ（図示せず）などの受動コンポーネントを含む。第１のＯＬＴは、電気多重化モジュールと、第１の光変調器と、Ｎ２個のアップリンク光受信機とを含む。Ｎ２は、１を超える正の整数である。第１のＯＮＵは、電気逆多重化モジュールと、第２の光変調器と、ダウンリンク光受信機とを含む。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＬＴ２０１が、電気多重化モジュール２０１ｂと、光変調器２０１ｃと、Ｎ２個のアップリンク光受信機２０１ｅ（例えば、図２Ａから図２Ｃにおけるアップリンク光受信機１、アップリンク光受信機２、．．．、及びアップリンク光受信機Ｎ２）とを含む。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２が、電気逆多重化モジュール２０２ｂと、光変調器２０２ｃと、ダウンリンク光受信機２０２ｅとを含む。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０３が、電気逆多重化モジュール２０３ｂと、光変調器２０３ｃと、ダウンリンク光受信機２０３ｅとを含む。
本出願のこの実施形態において、電気多重化モジュールは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを受信し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするように構成され、Ｍ１が正の整数である。第１の光変調器は、高速ダウンリンクビットストリームを物理電気信号に変換し、次いで、物理電気信号を変調して、波長がλ０であるダウンリンク光信号にするように構成される。Ｎ２個のアップリンク光受信機のうちの各光受信機は、異なる波長のアップリンク光信号を別々に受信する。
可能な実装において、電気多重化モジュールが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするように特に構成されることは、電気多重化モジュールが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームをビットインタリーブ方式で多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするように構成されることを含み、高速ダウンリンクビットストリームが、１つ又は複数のＭ１ビットグループを含み、１つのＭ１ビットグループ、又は複数のＭ１ビットグループのうちのｋ番目のＭ１ビットグループが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレーム内のｋ番目のビットを含む。
本出願のこの実施形態において、ダウンリンク光受信機は、波長がλ０であるダウンリンク光信号を受信し、ダウンリンク光信号をダウンリンク電気信号に変換するように構成される。電気逆多重化モジュールは、ダウンリンク電気信号を高速ダウンリンクビットストリームに復元し、次いで、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出するように構成される。第２の光変調器は、アップリンクビットストリームを受信し、アップリンクビットストリームを物理電気信号に変換した後、物理電気信号を変調して、波長がλｉであるアップリンク光信号にするように構成され、λｉがλｔとは異なり、λｔが、第１のＯＮＵに接続された第１のＯＬＴによって受信される他のアップリンク光信号の波長である。
可能な実装において、電気逆多重化モジュールは、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームをビットデインタリーブ方式で抽出するように特に構成され、目標ダウンリンクビットストリームが、１つのＭ１ビットグループ内の、又は複数のＭ１ビットグループのうちの各ビットグループ内の、対応するビットを含む。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、第１のＯＬＴは、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサをさらに含んでよい。Ｎ１は、Ｍ１以上の正の整数である。第１のＯＮＵは、単一のパスのプロトコルプロセッサをさらに含んでよい。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＬＴ２０１が、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａをさらに含んでよい。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２が、単一のパスのプロトコルプロセッサ２０２ａをさらに含んでよい。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０３が、単一のパスのプロトコルプロセッサ２０３ａをさらに含んでよい。
本出願のこの実施形態において、ダウンリンク方向では、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを受信し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを別々に処理した後にＭ１個のパスのダウンリンクデータフレームを出力するように構成される。アップリンク方向では、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサは、Ｎ２個のパスのアップリンク電気信号を受信し、Ｎ２個のパスのアップリンク電気信号をＮ２個のパスのアップリンクデータフレームに復元し、次いで、Ｎ２個のパスのアップリンクデータフレームの解析及びプロトコル処理を完了して、Ｎ２個のパスのユーザデータパケットを取得するようにさらに構成される。
本出願のこの実施形態において、ダウンリンク方向では、単一のパスのプロトコルプロセッサが、目標ダウンリンクビットストリームを目標ダウンリンクデータフレームに復元した後、目標ダウンリンクデータフレームの解析及びプロトコル処理を完了して、目標ユーザデータパケットを取得するように構成される。アップリンク方向では、単一のパスのプロトコルプロセッサは、アップリンクデータパケットを受信し、アップリンクデータパケットを処理した後、単一のパスのアップリンクビットストリームを出力するように構成される。
本出願のこの実施形態において、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ及び／又は単一のパスのプロトコルプロセッサは、置換モジュールが対応する機能を有する限り、他のモジュールによって置き換えられてよいことに留意すべきである。このことは、本明細書において一律に説明される。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、第１のＯＬＴは、第１のマルチプレクサ／デマルチプレクサをさらに含んでよい。第１のＯＮＵは、第２のマルチプレクサ／デマルチプレクサをさらに含んでよい。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＬＴ２０１が、マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０１ｄをさらに含んでよい。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２が、マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０２ｄをさらに含んでよい。
例えば、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０３が、マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０３ｄをさらに含んでよい。
本出願のこの実施形態において、ダウンリンク方向では、第１のマルチプレクサ／デマルチプレクサは、波長がλ０であるダウンリンク光信号をＯＤＮにおけるメイン光ファイバに結合するように構成される。ダウンリンク方向では、第１のマルチプレクサ／デマルチプレクサは、メイン光ファイバから異なる波長のＮ２個のアップリンク光信号を受信し、Ｎ２個のアップリンク光受信機のうちの異なるアップリンク光受信機に、異なる波長のＮ２個のアップリンク光信号をそれぞれ出力するように構成される。
本出願のこの実施形態において、ダウンリンク方向では、第２のマルチプレクサ／デマルチプレクサは、メイン光ファイバから波長がλ０であるダウンリンク光信号を受信し、波長がλ０であるダウンリンク光信号を出力するように構成される。アップリンク方向では、第２のマルチプレクサ／デマルチプレクサは、波長がλｉであるアップリンク光信号をＯＤＮにおけるメイン光ファイバに結合するように構成される。
本出願のこの実施形態において、第１のマルチプレクサ／デマルチプレクサ及び／又は第２のマルチプレクサ／デマルチプレクサは、置換モジュールが対応する機能を有する限り、他のモジュールによって置き換えられてよいことに留意すべきである。このことは、本明細書において一律に説明される。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
図２Ａから図２Ｃは、例として２つの第１のＯＮＵだけを掲示していることに留意すべきである。光通信システム２０が、２つを超える第１のＯＮＵを含む場合、他の第１のＯＮＵの構造については、図２Ａから図２Ｃに示されるＯＮＵ２０２又はＯＮＵ２０３を参照されたい。詳細が、ここで再び説明されない。
以下では、図２Ａから図２Ｃに示される光通信システム２０を参照して、第１のＯＬＴと第１のＯＮＵの動作原理について別々に説明する。
ダウンリンクデータ方向において：
Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを受信し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを別々に処理した後にＭ１個のパスのダウンリンクデータフレームを出力するように構成され、Ｍ１がＮ１以下の正の整数である。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、ダウンリンクデータパケット上で、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａによって実行される処理は、それに限定されないが、プロトコル処理及びフレームカプセル化を含む。このことは、本明細書において一律に説明され、以下で再び説明されない。
図２Ａから図２Ｃに示されるように、図２Ａから図２ＣにおけるＮ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａと電気多重化モジュール２０１ｂとの間に、チャネル１（略してＣＨ１）とチャネルＮ１（略してＣＨ Ｎ１）との間のＮ１個のチャネルが存在する。Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームが、Ｎ１個のチャネルのうちのＭ１個のチャネル上で送信される。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、Ｍ１＝Ｎ１であり、従って、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａが最大限に利用できる。
電気多重化モジュール２０１ｂは、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａからＭ１個のパスのダウンリンクデータフレームを受信し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを多重化して高速ダウンリンクビットストリームにした後に高速ダウンリンクビットストリームを出力するように構成される。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、電気多重化モジュール２０１ｂは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームをビットインタリーブ（ｂｉｔ ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）方式で多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにしてよい。高速ダウンリンクビットストリームは、１つ又は複数のＭ１ビットグループを含み、１つのＭ１ビットグループ、又は複数のＭ１ビットグループのうちのｋ番目のＭ１ビットグループが、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレーム内のｋ番目のビットを含む。
本出願のこの実施形態において、ビットインタリーブは、コード要素が、時分割多重化方式で時間的に分離され、ビットインタリーブの間の時間が、他のコードワードのコード要素によって埋められてよいことを意味する。例えば、いくつかの４ビットメッセージグループについて、第１のビットが、４つのメッセージグループから別々に抽出されて、第１のフレームと呼ばれる新たな４ビットグループを形成する。第２のビットが、４つのメッセージグループから別々に抽出されて、第２のフレームと呼ばれる新たな４ビットグループを形成する。第３のビットが、４つのメッセージグループから別々に抽出されて、第３のフレームと呼ばれる新たな４ビットグループを形成する。第４のビットが、４つのメッセージグループから別々に抽出されて、第４のフレームと呼ばれる新たな４ビットグループを形成する。
本出願のこの実施形態において、高速ダウンリンクビットストリームのレートは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームにおける全てのダウンリンクデータフレームのレートの合計に等しい。例えば、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームのレートが、それぞれ、Ｄ１、Ｄ２、．．．、及びＤＭ１であると仮定すると、高速ダウンリンクビットストリームのレート＝Ｄ１＋Ｄ２＋．．．＋ＤＭ１である。
本出願のこの実施形態における可能な実装において、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームのレートは、全てＤであり、高速ダウンリンクビットストリームのレートは、Ｍ１×Ｄである。
光変調器２０１ｃは、電気多重化モジュール２０１ｂから高速ダウンリンクビットストリームを受信し、高速ダウンリンクビットストリームを変調して、波長がλ０であるダウンリンク光信号にした後、ダウンリンク光信号を出力するように構成される。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、光変調器２０１ｃは、まず、高速ダウンリンクビットストリームを物理電気信号に変換し、次いで、物理電気信号を変調して、波長がλ０であるダウンリンク光信号にしうる。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
可能な実装において、図３ａに示されるように、本出願のこの実施形態における光変調器２０１ｃは、レーザダイオードドライバ（ＬＤＤ）と、固定波長レーザダイオード（ＬＤ）とを含んでよい。ＬＤＤは、高速ダウンリンクビットストリームを物理電気信号に変換するために利用され、固定波長ＬＤは、物理電気信号を変調して、波長がλ０であるダウンリンク光信号にするために利用される。もちろん、本出願のこの実施形態における光変調器２０１ｃの構造は、代替として、他の構造であってよい。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
このケースにおいて、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａから入力されたデジタル信号が、光信号に変換される。
さらに、マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０１ｄが、光変調器２０１ｃからダウンリンク光信号を受信し、ダウンリンク光信号をＯＤＮにおけるメイン光ファイバに結合するように構成される。
メイン光ファイバを介して送信されたダウンリンク光信号が、図２Ａから図２Ｃに示されるＯＤＮにおける光スプリッタに入り、光スプリッタによる分割の後、ダウンリンク光信号は、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットに対応するＭ１個の第１のＯＮＵに別々に入力される。以下では、説明のために、第１のＯＮＵが図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２である例を利用する。
マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０２ｄは、メイン光ファイバから波長がλ０であるダウンリンク光信号を受信し、波長がλ０であるダウンリンク光信号を分離した後、波長がλ０であるダウンリンク光信号を出力するように構成される。
ダウンリンク光受信機２０２ｅは、マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０２ｄから、ダウンリンク光信号を受信し、ダウンリンク光信号をダウンリンク電気信号に変換した後にダウンリンク電気信号を出力するように構成される。任意選択で、ダウンリンク光受信機２０２ｅは、さらに、ダウンリンク光信号を変換することによって取得されたダウンリンク電気信号を増幅して、増幅されたダウンリンク電気信号を出力してよい。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
可能な実装において、図４に示されるように、本出願のこの実施形態におけるダウンリンク光受信機２０２ｅは、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）と、トランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）／ライン増幅器（ＬＡ）とを含んでよい。ＡＰＤは、ダウンリンク光信号をダウンリンク電気信号に変換するために利用され、ＴＩＡ／ＬＡは、ダウンリンク電気信号を増幅するために利用される。ＴＩＡ／ＬＡは、ダウンリンク光受信機２０２ｅにおける光モジュールであり、ダウンリンク光受信機２０２ｅに配置されるのではなく、ダウンリンク光受信機２０２ｅと電気逆多重化モジュール２０２ｂの間に配置されてよい。代替として、ＯＮＵ２０２は、ＴＩＡ／ＬＡを含まなくてよい（即ち、ダウンリンク光信号を変換することによって取得されたダウンリンク電気信号は、増幅される必要がない）。このことは、本明細書において一律に説明され、以下で再び説明されない。もちろん、本出願のこの実施形態におけるダウンリンク光受信機２０２ｅの構造は、代替として、他の構造であってよい。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
このケースにおいて、光信号は、電気信号に変換される。
電気逆多重化モジュール２０２ｂは、ダウンリンク光受信機２０２ｅからダウンリンク電気信号を受信し、ダウンリンク電気信号を高速ダウンリンクビットストリームに復元し、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュール２０２ｂに属する目標ダウンリンクビットストリームを抽出し、目標ダウンリンクビットストリームを出力するように構成される。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、電気逆多重化モジュール２０２ｂは、高速ダウンリンクビットストリームから、電気逆多重化モジュール２０２ｂに属する目標ダウンリンクビットストリームをビットデインタリーブ方式で抽出してよい。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
本出願のこの実施形態において、ビットデインタリーブは、固定の間隔に基づいて１つのビットを周期的に抽出することを指す。
本出願のこの実施形態において、ＯＮＵ２０２における目標ダウンリンクビットストリームのレートは、ＯＮＵ２０２に対応し、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレーム内にある１つのダウンリンクデータフレームのレートと同一である。言い換えると、電気逆多重化モジュール２０２ｂは、目標ユーザに対応する１つの目標ダウンリンクビットストリームを復元してよい。
このケースにおいて、電気信号は、デジタル信号に変換される。
単一のパスのプロトコルプロセッサ２０２ａは、電気逆多重化モジュール２０２ｂから目標ダウンリンクビットストリームを受信し、目標ダウンリンクビットストリームを目標ダウンリンクデータフレームに復元した後、目標ダウンリンクデータフレームの解析及びプロトコル処理を完了して、目標ユーザデータパケットを取得するように構成される。
前述の実施形態において、第１のＯＮＵが図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２である例が、説明のために利用されていることに留意すべきである。第１のＯＮＵが、図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０３、又はＭ１個のパスのダウンリンクデータパケットに対応する他のＯＮＵである場合、他のＯＮＵの動作原理は、ＯＮＵ２０２の動作原理と同様である。詳細が、ここで再び説明されない。
アップリンクデータ方向において：
第１のＯＮＵが図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０２である例が、説明のために利用される。
単一のパスのプロトコルプロセッサ２０２ａが、アップリンクデータパケットを受信し、アップリンクデータパケットを処理した後に単一のパスのアップリンクビットストリームを出力するように構成される。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、アップリンクデータパケット上で単一のパスのプロトコルプロセッサ２０２ａによって実行される処理は、それに限定されないが、プロトコル処理、フレームカプセル化、及びフレームからビットストリームへの変換を含む。このことは、本明細書において一律に説明され、以下で再び説明されない。
光変調器２０２ｃが、単一のパスのプロトコルプロセッサ２０２ａからアップリンクビットストリームを受信して、アップリンクビットストリームを、波長がλ１であるアップリンク光信号に変調した後にアップリンク光信号を出力するように構成される。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、光変調器２０２ｃは、まず、アップリンクビットストリームを物理電気信号に変換し、次いで、物理電気信号を変調して、波長がλ１であるアップリンク光信号にしうる。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
可能な実装において、図３ｂに示されるように、本出願のこの実施形態における光変調器２０２ｃは、ＬＤＤと、波長可変ＬＤとを含んでよい。ＬＤＤは、アップリンクビットストリームを物理電気信号に変換するために利用され、波長可変ＬＤは、物理電気信号を変調して、波長がλ１であるアップリンク光信号にするために利用される。もちろん、本出願のこの実施形態における光変調器２０２ｃの構造は、代替として、他の構造であってよい。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。
このケースにおいて、単一のパスのプロトコルプロセッサ２０２ａから入力されたデジタル信号が、光信号に変換される。
マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０２ｄが、光変調器２０２ｃからアップリンク光信号を受信し、アップリンク光信号をＯＤＮにおけるメイン光ファイバに結合するように構成される。
第１のＯＮＵが図２Ａから図２ＣにおけるＯＮＵ２０３である例が、説明のために利用される場合、ＯＮＵ２０３の動作原理は、ＯＮＵ２０２の動作原理と同様であり、違いは、例えば、本出願のこの実施形態において、光変調器２０２ｃが、アップリンクビットストリームを変調して、波長がλ１であるアップリンク光信号にするように構成される一方で、光変調器２０３ｃは、アップリンクビットストリームを変調して、波長がλ２であるアップリンク光信号にするように構成されることであり、λ１は、λ２と等しくなく、即ち、ＯＮＵ２０２及びＯＮＵ２０３における光信号の波長は異なる。
もちろん、第１のＯＮＵが同一の構造を有する他のＯＮＵである場合、第１のＯＮＵの動作原理は、光変調器によって変調されるアップリンク光信号の波長が異なることを除いて、ＯＮＵ２０２又はＯＮＵ２０３のものと同様である。詳細については、ここで再び説明されない。
任意選択で、本出願のこの実施形態において、λ０＝１３７０＋／－１０ｎｍである。異なる波長のＮ２個のアップリンク光信号の波長は、１５３０から１５４０ｎｍまでであり、Ｎ２は、Ｎ１以下の正の整数である。
さらに、異なる波長のＮ２個のアップリンク光信号（波長がλ１であり、かつＯＮＵ２０２によって出力されるアップリンク光信号と、波長がλ２であり、かつＯＮＵ２０３によって出力されるアップリンク光信号とが含まれると仮定する）が、図２Ａから図２Ｃに示されるＯＤＮにおける光スプリッタによって分割された後に、メイン光ファイバに入る。
マルチプレクサ／デマルチプレクサ２０１ｄが、メイン光ファイバから異なる波長のＮ２個のアップリンク光信号を受信し、異なる波長のＮ２個のアップリンク光信号を、Ｎ２個のアップリンク光受信機２０１ｅの異なるアップリンク光受信機にそれぞれ出力するように構成され、Ｎ２個の異なる波長がλ０と等しくない。
例えば、波長がλ１であり、かつＯＮＵ２０２によって出力されるアップリンク光信号が、図２Ａから図２Ｃにおけるアップリンク光受信機１に出力されてよく、波長がλ２であり、かつＯＮＵ２０３によって出力されるアップリンク光信号が、図２Ａから図２Ｃにおけるアップリンク光受信機２に出力されるなどであってよい。
Ｎ２個のアップリンク光受信機の各アップリンク光受信機２０１ｅが、入力されたアップリンク光信号をアップリンク電気信号に変換し、アップリンク電気信号を出力するように別々に構成される。任意選択で、アップリンク光受信機２０１ｅは、さらに、アップリンク光信号を変換することによって取得されたアップリンク電気信号を増幅して、増幅されたアップリンク電気信号を出力してよい。このことは、本出願のこの実施形態において特に限定されない。アップリンク光受信機２０１ｅの構造については、ダウンリンク光受信機２０２ｅの構造を参照されたい。詳細については、ここで再び説明されない。
このケースにおいて、光信号は、電気信号に変換される。
図２Ａから図２Ｃに示されるように、Ｎ２個のアップリンク光受信機２０１ｅのそれぞれとＮ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａとの間に１つのチャネルが存在する。例えば、チャネル１（略してＣＨ１）が、アップリンク光受信機１とＮ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａの間に存在し、チャネル２（略してＣＨ２）が、アップリンク光受信機２とＮ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａとの間に存在し、．．．、及びチャネルＮ２（略してＣＨ Ｎ２）が、アップリンク光受信機Ｎ２とＮ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａの間に存在する。Ｎ２個のアップリンク光受信機２０１ｅのそれぞれによって処理されたアップリンク電気信号が、対応するＮ２のチャネルを介してＮ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａにそれぞれ入力される。
Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサ２０１ａは、Ｎ２個のアップリンク光受信機からＮ２個のパスのアップリンク電気信号を受信し、Ｎ２個のパスのアップリンク電気信号をＮ２個のパスのアップリンクデータフレームに復元した後、Ｎ２個のパスのアップリンクデータフレームの解析及びプロトコル処理を完了して、Ｎ２個のパスのユーザデータパケットを取得するようにさらに構成される。
このケースにおいて、電気信号は、デジタル信号に変換される。
ダウンリンクデータ方向及びアップリンクデータ方向における第１のＯＬＴ及び第１のＯＮＵの前述の動作原理から、本出願のこの実施形態における光通信システム２０が、デジタル信号から光信号、電気信号、デジタル信号への変換を実施してよいことを学ぶことができる。
本出願のこの実施形態において提供される光通信システムが、新たなサービスを拡大し、展開するためにＦＴＴＨ ＯＤＮを再利用するとき、第１のＯＮＵに接続された第１のＯＬＴが、異なるアップリンク光受信機を利用することによって異なる波長のアップリンク光信号を別々に受信することができることを保証するように、異なるアップリンク光信号がアップリンク方向で設計され、それは、各ユーザが専用チャネルを介してポイントトゥポイント（Ｐ２Ｐ）データ送信を実行することと等価である。ダウンリンク方向では、第１のＯＬＴがＭ１個のパスのダウンリンクデータフレームをダウンリンク時分割ブロードキャスト方式で多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするため、第１のＯＮＵは、高速ダウンリンクビットストリームから第１のＯＮＵに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出することができる。従って、第１のＯＮＵ側で受信することは、可変フィルタを必要とせず、波長リソース及びコストを大幅に低減する。さらに、ユーザの視点からは、各ユーザは、ダウンリンクデータパケットを継続的に受信することができ、各ユーザが、専用チャネルを介してダウンリンクデータを受信することと等価である。言い換えると、図２Ａから図２Ｃに示される光通信システム２０は、時分割及び波長分割多重化光アクセスシステム（ＴＷＤＭ ＯＡＳ）（即ち、ダウンリンク時分割及びアップリンク波長分割）である。光通信システムに基づいて送信されるデータの送信は、専用チャネル上の送信と等価である。従って、従来の技術と比べて、本出願におけるソリューションは、アップリンクとダウンリンクの両方で時分割多重化が利用されるためにレイテンシ及びジッタが大きいという問題を回避することができる。さらに、不正なＯＮＵのリスクに起因してシステム信頼性が影響を受けるという問題を回避するために、異なる波長が、異なるアップリンク光信号のために設計され、それにより、システム信頼性を改善する。結論として、本出願のこの実施形態において提供される通信システムに基づいて、レイテンシ及びジッタが低減でき、システム信頼性が改善できる。さらに、オペレータが、高信頼性かつ低レイテンシのサービスなど、新たなサービスを急速に拡大し、展開するために、ＦＴＴＨ ＯＤＮを利用することをサポートでき、それにより、アクセスネットワーク上で全サービスアクセスを実現する。
図２Ａから図２Ｃに示される光通信システムに基づいて、本出願のこの実施形態における可能な実装において、Ｎ１＝Ｎ２である。
例えば、図５Ａから図５Ｃに示される光通信システム５０において、Ｎ１＝Ｎ２＝Ｍ１＝１０である。１０個のパスのダウンリンクデータフレームのレートが１．２５Ｇであると仮定すると、高速ダウンリンクビットストリームのレートは、１０×１．２５Ｇ＝１２．５Ｇである。さらに、図５Ａから図５Ｃに示される光通信システム５０において、各ユーザに対応するダウンリンクデータフレームのレートがアップリンクデータフレームのレートと同一である例が、説明のために利用され、即ち、各ユーザに対応するアップリンクデータフレームのレートも、１．２５Ｇである。
代替として、例えば、図６Ａから図６Ｃに示される光通信システム６０において、Ｎ１＝Ｎ２＝Ｍ１＝１０である。１０個のパスのダウンリンクデータフレームのレートが２．４８Ｇであると仮定すると、高速ダウンリンクビットストリームのレートは、１０×２．４８Ｇ＝２４．８Ｇである。さらに、図５Ａから図５Ｃに示される光通信システム５０において、各ユーザに対応するダウンリンクデータフレームのレートがアップリンクデータフレームのレートとは異なる例が、説明のために利用される。例えば、各ユーザに対応するアップリンクデータフレームのレートは、１．２４Ｇである。
図５Ａから図５Ｃ、又は図６Ａから図６Ｃに示される光通信システムは、エンタープライズリースドライン及びワイヤレスベアラなどのサービスを進めるために、低レイテンシ及び排他的帯域幅を有する１０個のパスのＰ２Ｐギガビットイーサネット（ＧＥ）チャネルを提供してよい。図５Ａから図５Ｃに示される光通信システム５０とは異なり、図６Ａから図６Ｃに示される光通信システム６０において、各パスのダウンリンクデータフレームのレートが改善するため、第１のＯＬＴの光変調器と第１のＯＮＵのダウンリンク光受信機の両方が、より高い帯域幅を有する光電チップを利用する必要がある。
図５Ａから図５Ｃ、及び図６Ａから図６Ｃにおいて、プロトコルプロセッサの数Ｎ１、多重化されるチャネルの数Ｍ１、各パスのダウンリンクデータフレームのレート、及び、アップリンク及びダウンリンクデータのレートが対称的であるかどうかは、本出願のこの実施形態において提供される光通信システムのアーキテクチャ及び動作原理について説明するために利用される例に過ぎないことに留意すべきである。従って、これは、本発明のこの実施形態において提供される光通信システムにおいてプロトコルプロセッサの数Ｎ１、多重化されるチャネルの数Ｍ１、各パスのダウンリンクデータフレームのレート、及び、アップリンク及びダウンリンクデータのレートが対称的であるかどうかを限定するものではない。例えば、各ユーザに対応するダウンリンクデータフレームのレート又はアップリンクデータフレームのレートは、異なるユーザのサービス要件に従って決定されてもよい。このことは、本明細書において一律に説明され、以下で再び説明されない。
光通信システムの信頼性及び堅牢性をさらに改善し、サービス品質及びセキュリティを保証するために、本出願のこの実施形態における他の可能な実装において、Ｎ２＜Ｎ１である。それに対応して、第１のＯＬＴは、Ｎ２個のアップリンク光受信機に加えて、他のＮ３個のアップリンク光受信機をさらに含み、Ｎ３が正の整数であり、Ｎ１＝Ｎ２＋Ｎ３である。他のＮ３個のアップリンク光受信機が配置されるチャネルは、管理及びバックアップチャネルである。任意選択で、管理及びバックアップチャネルは、以下の２つの機能を主に有する。一方において、管理及びバックアップチャネルは、第１のＯＮＵが電源オンにされた後の初期登録、認証、及びオンラインのために利用される。登録及びオンラインが完了した後、新たなオンラインの第１のＯＮＵが、スケジューリング管理により第１のＯＮＵの専用チャネルに割り当てられる（第１のＯＮＵは、ダウンリンク方向では、電気逆多重化モジュールを利用することによって選択されるチャネルの数を調整し、アップリンク方向では、光変調器を利用することによってアップリンク光信号の波長を調整する）。他方において、第１のＯＮＵ上のアップリンク光信号の波長が不適合であり、データチャネルの正常な動作を妨げるとき、管理及びバックアップチャネルは、バックアップチャネルとして利用される。
例えば、図７Ａから図７Ｃに示されるように、図７Ａから図７Ｃに示される光通信システム７０は、図５Ａから図５Ｃに示される光通信システムと同様である。違いは、例えば、図７Ａから図７Ｃに示される光通信システム７０において、Ｎ１＝１０であり、Ｎ２＝９であり、Ｎ３＝１であり、即ち、Ｎ＋１リスクバックアップ設計が利用されることにあり、それにより、光通信システムの信頼性及び堅牢性が改善する。
代替として、例えば、図８Ａから図８Ｃに示されるように、図８Ａから図８Ｃに示される光通信システム８０は、図６Ａから図６Ｃに示される光通信システムと同様である。違いは、例えば、図８Ａから図８Ｃに示される光通信システム８０において、Ｎ１＝１０であり、Ｎ２＝９であり、Ｎ３＝１であり、即ち、Ｎ＋１のリスクバックアップ設計が利用されることにあり、それにより、光通信システムの信頼性及び堅牢性が改善する。
さらに、ＦＴＴＨサービスシナリオのために現在設計されているＴＤＭ－ＰＯＮシステムと共存するために、図９Ａから図９Ｃに示されるように、本出願のこの実施形態において提供される光通信システム９０は、図２Ａから図２Ｃに示される第１のＯＬＴと、複数の第１のＯＮＵと、第１のＯＬＴと第１のＯＮＵを接続するＯＤＮとを含み、第２のＯＬＴ（図９Ａから図９ＣにおけるＯＬＴ９０１）、第１のＯＬＴと第２のＯＬＴを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサ９０２と、１つ又は複数の第２のＯＮＵ（図９Ａから図９ＣにおけるＯＮＵ９０３及びＯＮＵ９０４）とをさらに含んでよい。ＯＤＮは、第２のＯＬＴと第２のＯＮＵとを接続するようにさらに構成され、第２のＯＬＴは、ＴＤＭ－ＰＯＮシステムにおけるＯＬＴであり、第２のＯＮＵは、ＦＴＴＨユーザに接続される。第２のＯＬＴ（図９Ａから図９ＣにおけるＯＬＴ９０１）及び第２のＯＮＵ（図９Ａから図９ＣにおけるＯＮＵ９０３又はＯＮＵ９０４）の関連する構造及び動作原理については、既存のＴＤＭ－ＰＯＮシステムを参照されたい。詳細については、ここで再び説明されない。共存マルチプレクサ／デマルチプレクサ９０２は、本出願のこの実施形態において提供される低レイテンシ及び高信頼性サービスのために設計されたＰＯＮシステム（ＴＷＤＭ ＯＡＳシステムと呼ばれることがある）とＦＴＴＨサービスシナリオのために現在設計されているＴＤＭ－ＰＯＮシステムの間の共存を実施してよい。
例えば、図１０Ａから図１０Ｃに示される光通信システム１００は、図５Ａから図５Ｃに示される光通信システム５０における第１のＯＬＴ、複数の第１のＯＮＵ、及び第１のＯＬＴと第１のＯＮＵとを接続するＯＤＮを含み、第２のＯＬＴ（例えば、ＯＬＴ９０１）、第１のＯＬＴと第２のＯＬＴとを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサ９０２、及び１つ又は複数の第２のＯＮＵ（例えば、ＯＮＵ９０３及びＯＮＵ９０４）をさらに含んでよい。
代替として、例えば、図１１Ａから図１１Ｃに示される光通信システム１１０は、図６Ａから図６Ｃに示される光通信システム６０における第１のＯＬＴ、複数の第１のＯＮＵ、及び第１のＯＬＴと第１のＯＮＵとを接続するＯＤＮを含み、第２のＯＬＴ（例えば、ＯＬＴ９０１）、第１のＯＬＴと第２のＯＬＴとを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサ９０２、及び１つ又は複数の第２のＯＮＵ（例えば、ＯＮＵ９０３及びＯＮＵ９０４）をさらに含んでよい。
代替として、例えば、図１２Ａから図１２Ｃに示される光通信システム１２０は、図７Ａから図７Ｃに示される光通信システム７０における第１のＯＬＴ、複数の第１のＯＮＵ、及び第１のＯＬＴと第１のＯＮＵとを接続するＯＤＮを含み、第２のＯＬＴ（例えば、ＯＬＴ９０１）、第１のＯＬＴと第２のＯＬＴとを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサ９０２、及び１つ又は複数の第２のＯＮＵ（例えば、ＯＮＵ９０３及びＯＮＵ９０４）をさらに含んでよい。
代替として、例えば、図１３Ａから図１３Ｃに示される光通信システム１３０は、図８Ａから図８Ｃに示される光通信システム８０における第１のＯＬＴ、複数の第１のＯＮＵ、及び第１のＯＬＴと第１のＯＮＵとを接続するＯＤＮを含み、第２のＯＬＴ（例えば、ＯＬＴ９０１）、第１のＯＬＴと第２のＯＬＴとを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサ９０２、及び１つ又は複数の第２のＯＮＵ（例えば、ＯＮＵ９０３及びＯＮＵ９０４）をさらに含んでよい。
本出願は、その具体的な特徴及び実施形態に関連して説明されるけれども、本出願の思想及び範囲を逸脱することなく、それらに対して様々な変形及び組合せがなされてよいことは明らかである。それに対応して、本明細書及び添付の図面は、添付の特許請求の範囲によって規定される本出願の例示的な説明に過ぎず、本出願の範囲をカバーする修正、変形、組合せ、又は均等物のいずれか又は全てとみなされる。明らかに、当業者は本出願の思想及び範囲を逸脱することなく、本出願に様々な修正及び変形をすることができる。このようにして、本出願は、それらが本出願の特許請求の範囲及びその等価技術の範囲に収まる限り、これらの修正及び変形をカバーすることを意図している。

Claims (12)

  1. 第１の光回線端末ＯＬＴであって、前記第１のＯＬＴは、電気多重化モジュールと、第１の光変調器と、Ｎ２個のアップリンク光受信機とを含み、Ｎ２は、１より大きい正の整数であり、
    前記電気多重化モジュールは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレームを受信し、前記Ｍ１個のパスの前記ダウンリンクデータフレームを多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにすることであって、Ｍ１が正の整数である、ことを行うように構成され、
    前記第１の光変調器は、前記高速ダウンリンクビットストリームを物理電気信号に変換し、次いで、前記物理電気信号を変調して、波長がλ０であるダウンリンク光信号にするように構成され、
    前記Ｎ２個のアップリンク光受信機のうちの各光受信機は、異なる波長のアップリンク光信号を別々に受信する、
    第１の光回線端末ＯＬＴ。
  2. 前記Ｍ１個のパスの前記ダウンリンクデータフレームのレートは、全てＤであり、前記高速ダウンリンクビットストリームのレートが、Ｍ１×Ｄである
    請求項１に記載の第１のＯＬＴ。
  3. 前記電気多重化モジュールが前記Ｍ１個のパスの前記ダウンリンクデータフレームを多重化して１つの高速ダウンリンクビットストリームにするように構成されることは、
    前記電気多重化モジュールが、ビットインタリーブ方式で、前記Ｍ１個のパスの前記ダウンリンクデータフレームを多重化して、１つの高速ダウンリンクビットストリームにするように構成されることを含み、前記高速ダウンリンクビットストリームは、１つ又は複数のＭ１ビットグループを含み、前記１つのＭ１ビットグループ、又は前記複数のＭ１ビットグループのうちのｋ番目のＭ１ビットグループは、前記Ｍ１個のパスの前記ダウンリンクデータフレーム内のｋ番目のビットを含む
    請求項１又は２に記載の第１のＯＬＴ。
  4. 前記第１のＯＬＴは、Ｎ１個のパスのプロトコルプロセッサをさらに含み、Ｎ１は、Ｍ１以上の正の整数であり、
    前記Ｎ１個のパスの前記プロトコルプロセッサは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータパケットを受信し、前記Ｍ１個のパスの前記ダウンリンクデータパケットを別々に処理した後、前記Ｍ１個のパスの前記ダウンリンクデータフレームを出力するように構成され、
    前記Ｎ１個のパスの前記プロトコルプロセッサは、Ｎ２個のパスのアップリンク電気信号を受信し、前記Ｎ２個のパスの前記アップリンク電気信号をＮ２個のパスのアップリンクデータフレームに復元し、次いで、前記Ｎ２個のパスの前記アップリンクデータフレームの解析及びプロトコル処理を完了して、前記Ｎ２個のパスのユーザデータパケットを取得するようにさらに構成される
    請求項１～３のいずれか１項に記載の第１のＯＬＴ。
  5. Ｎ１＝Ｍ１である
    請求項４に記載の第１のＯＬＴ。
  6. Ｎ１＝Ｎ２である
    請求項４又は５に記載の第１のＯＬＴ。
  7. 前記第１のＯＬＴは、前記Ｎ２個のアップリンク光受信機に加えて、他のＮ３個のアップリンク光受信機をさらに含み、Ｎ３が正の整数であり、Ｎ１＝Ｎ２＋Ｎ３であり、
    前記他のＮ３個のアップリンク光受信機が配置されるチャネルは、管理及びバックアップチャネルである
    請求項４又は５に記載の第１のＯＬＴ。
  8. 第１の光ネットワークユニットＯＮＵであって、前記第１のＯＮＵは、ダウンリンク光受信機と、電気逆多重化モジュールと、第２の光変調器とを含み、
    前記ダウンリンク光受信機は、波長がλ０であるダウンリンク光信号を受信し、前記ダウンリンク光信号をダウンリンク電気信号に変換するように構成され、
    前記電気逆多重化モジュールは、前記ダウンリンク電気信号を高速ダウンリンクビットストリームに復元し、次いで、前記高速ダウンリンクビットストリームから、前記電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出するように構成され、
    前記第２の光変調器は、アップリンクビットストリームを受信して、前記アップリンクビットストリームを物理電気信号に変換した後、前記物理電気信号を変調して、波長がλｉであるアップリンク光信号にするように構成され、λｉはλｔと異なり、λｔは、前記第１のＯＮＵに接続された第１の光回線端末ＯＬＴによって受信される他のアップリンク光信号の波長である、
    第１の光ネットワークユニットＯＮＵ。
  9. 前記高速ダウンリンクビットストリームは、１つ又は複数のＭ１ビットグループを含み、前記１つのＭ１ビットグループ、又は前記複数のＭ１ビットグループのうちのｋ番目のＭ１ビットグループは、Ｍ１個のパスのダウンリンクデータフレーム内のｋ番目のビットを含み、
    前記電気逆多重化モジュールが、前記高速ダウンリンクビットストリームから、前記電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出するように構成されることは、前記電気逆多重化モジュールが、ビットデインタリーブ方式で、前記高速ダウンリンクビットストリームから、前記電気逆多重化モジュールに属する１つの目標ダウンリンクビットストリームを抽出するように構成されることを含み、前記目標ダウンリンクビットストリームが、前記１つのＭ１ビットグループ内の、又は前記複数のＭ１ビットグループのうちの各ビットグループ内の、対応するビットを含む
    請求項８に記載の第１のＯＮＵ。
  10. λｉは、前記第１のＯＬＴによってダウンリンク方向に送信される構成命令に従って構成される
    請求項８又は９に記載の第１のＯＮＵ。
  11. 光通信システムであって、前記光通信システムは、
    請求項１～７のいずれか１項に記載の第１のＯＬＴと、
    請求項８～１０のいずれか１項に記載の複数の第１のＯＮＵと、
    前記第１のＯＬＴと前記第１のＯＮＵを接続するＯＤＮと
    を含む、光通信システム。
  12. 前記光通信システムは、第２のＯＬＴと、前記第１のＯＬＴと前記第２のＯＬＴを接続する共存マルチプレクサ／デマルチプレクサと、１つ又は複数の第２のＯＮＵとをさらに含み、
    前記ＯＤＮは、前記第２のＯＬＴと前記第２のＯＮＵとを接続するようにさらに構成され、前記第２のＯＬＴは、ファイバトゥザホームＦＴＴＨ受動光ネットワークＰＯＮシステムにおけるＯＬＴであり、前記第２のＯＮＵは、ＦＴＴＨユーザに接続される
    請求項１１に記載の光通信システム。
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