JP4371577B2 - 波長分割多重化を使用するディジタル電話及びアナログビデオを同時伝送する方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般にファイバ光信号伝送システム、特にディジタル電話信号及びアナログビデオ信号の両方を伝送するシステムに関するものである。
【０００２】
（背景技術）
多数の場所において、光ファイバは、電話会話、ファクシミリ伝送あるいはインターネットデータ通信を伝送する信号のような、ディジタル電話信号を伝送するために配置されている。図１に示されるように、光ファイバ１０は、電話会社の中央局（ＣＯ）１４のホストディジタル端末（ＨＤＴ）１２を、カーブサイドの光ネットワーク装置（ＯＮＵ）１６と相互接続してもよい。ＨＤＴは、光ファイバと電話交換装置１８のようなＣＯの他の構成要素との間にインタフェースを提供する。ＯＮＵは、光ファイバと、家庭あるいはオフィス２４に接続されているアナログチップ回線及びリング電話回線２２との間に、インタフェースを提供する。上りディジタル電話信号（すなわち、ＯＮＵからＣＯに送信される信号）及び下りディジタル電話信号（すなわちＣＯからＯＮＵに送信される信号）の両方を伝送する、通常単一光ファイバだけが、ＣＯとＯＮＵとの間に配置されている。一般的には、上り信号及び下り信号は、信号衝突、漏話等を回避するように、単一光ファイバの別個の伝送バンド内で伝送される。これは広帯域波長分割多重化と呼ばれる。シリカで構成される光ファイバは、下記にそれぞれ「８５０バンド」、「１３１０バンド」及び「１５５０バンド」と示されている、約８５０ナノメートル（ｎｍ）、１３１０ナノメートル（ｎｍ）及び１５５０ナノメートル（ｎｍ）にある３つの有用な伝送バンドを有する。これらのバンドの存在は、一部では、異なる波長のファイバ内で光吸収及び光分散の量のような要因を含む、ファイバそのものの特性に応じ、及び一部では、異なる波長でファイバに光を結合するために使用される、レーザ及びＬＥＤのような適当な装置の使用に対する実際の制約に応じる。これらの要因及び他の要因の結果として、１３１０バンドあるいは１５５０バンド内のいずれかに伝送することは、少なくともディジタル電話の目的のために、現在最も実用的である。８５０バンドは、一般的にはディジタル電話ためには使用されない。
【０００３】
図１の例では、下り信号は、１３１０ｎｍ近くの信号を発生するために構成された、適当なＬＥＤあるいはレーザを使用して１３１０バンドに伝送される。上り信号は、１５５０ｎｍ近くの信号を発生する適当なＬＥＤあるいはレーザを使用して１５５０バンドに伝送される。光ファイバ装置の伝送パラメータ及び動作特性は、ファイバスプライス及びファイバコネクタ（別々には示されていない）に関連する損失及びファイバそのものの伝送損失にもかかわらず、信頼性のある信号の受信を保証するために、ＴＡ／Ｒ−９０９損失経費にみあうようにしばしば構成されている。
【０００４】
しかしながら、ディジタル電話信号とともに、ＣＯとＯＮＵとの間で他の種類の信号の伝送を行うことも、ますます望まれている。特に、その後に家庭あるいはオフィスにルーティングするために、ＣＯからＯＮＵにケーブルテレビジョン（ＣＡＴ）会社によって供給された信号のようなアナログビデオ信号を伝送できることは非常に望ましい。実際には、ディジタル電話信号及びアナログビデオ信号の両方の伝送を行うことによって、光ファイバを扱っている電話会社は、それによって電話サービス及びテレビジョンサービスの両方をその顧客に提供する。
【０００５】
しかしながら、上り及び下りディジタル電話信号の両方ならびにアナログビデオ信号を、単一光ファイバを介して伝送することに関して問題が生じる。特に、２つの前述の伝送バンド、すなわち１５５０バンド及び１３１０バンドは、シリカファイバ内でディジタル電話及びアナログビデオを伝送するための商業上実用的であるわずか２つの伝送バンドのみであるために、問題は生じる。したがって、わずか２つの伝送バンドだけが、３つの必要とされる伝送チャネル、すなわち上り電話、下り電話及び下りアナログビデオを処理するために使用可能である。
【０００６】
１つの選択は、１３１０バンドの共通波長内で上り電話及び下り電話の両方を送信し、１５５０バンド内でアナログビデオを伝送することにある。この選択は図２に示されている。図２において、アナログビデオ源２６から受信された下りアナログビデオは、１５５０バンド内で光ファイバ１０を介して、ＨＤＴ１２（あるいは別々に示されない高密度ファイババンク（ＨＤＦＮ）のような他の装置）によってＯＮＵ１６に伝送され、次に高周波に変換され、同軸ケーブル２８を通して家庭やオフィス２４に伝送される。下り電話は、１３１０バンド内で光ファイバ１０を介して、ＯＮＵ１６に伝送され、次にチップ及びリング信号に変換され、チップ及びリング電話回線２２を介して家庭あるいはオフィスに結合される。上り電話は、１３１０バンド内で光ファイバ１０を介してＯＮＵ１６から、ＨＤＴ１２に伝送され、次に交換装置１８に結合するのに適切な信号に変換される。
【０００７】
したがって、別々には示されていないが、光ファイバの上流端には、アナログビデオ１５５０バンド送信機、ディジタル電話１３１０バンド送信機及びディジタル電話１３１０バンド受信機が装備されている。ファイバの下流端には、アナログビデオ１５５０バンド受信機、ディジタル電話１３１０バンド送信機及びディジタル電話１３１０バンド受信機が装備されている。適切なカプラは、それぞれの上り及び下り１３１０バンド電話送信機及び受信機間で、電話信号をルーティングし、１５５０バンドアナログビデオ送信機からの下りアナログビデオ信号をアナログビデオ受信機にルーティングするために使用される。特に、単一周波数カプラは、光ファイバの各端で使用され、上り及び下り電話信号を分離する。単一周波数カプラは、それぞれの送信機から送り出す電話信号を光ファイバにルーティングし、ファイバから入ってくる電話信号をそれぞれの受信機にルーティングする。１３１０／１５５０ウィンドウ分割カプラ（あるいはその代わりに、溶融双円錐のテーパ付カプラ（ＦＢＴＣ）は、光ファイバの各端にも使用されている。光ファイバの上流端の１３１０／１５５０ウィンドウ分割カプラは、光ファイバを介して伝送するために下り電話信号を下りビデオ信号と結合し、上り電話信号を分割し、それぞれの単一周波数カプラを通して上流電話受信機にルーティングする。光ファイバの下流端の１３１０／１５５０ウィンドウ分割カプラは、下りビデオ信号からの下り電話信号を分割し、それぞれの電話あるいはビデオ受信機にルーティングし、上り電話信号を光ファイバに結合する。
【０００８】
しかしながら、単一ファイバを通って１３１０バンド上の上り信号及び下り信号の両方の伝送は、様々な問題をもたらす。例えば、「無音故障」が生じる可能性があり、それによって、光ファイバの破断により、伝送信号は光ファイバに沿って反射して戻される。図２の例では、光ファイバを通して１３１０バンドで下流に伝送されるディジタル電話信号は、破断（図示せず）の結果として光ファイバを通して上流に反射して戻かもしれない。ファイバの上流端の１３１０バンド受信機は、反射信号を誤って受信し、反射信号が実際はファイバの下流端から伝送された信号であり、光ファイバの下流端への接続が、まだそこなわれていないと推定する。
【０００９】
無音故障は、光パワー伝送レベルを注意深く管理し、全受信信号が光ファイバの対向端から伝送される信号に一致する、許容可能な狭いパワーレベル範囲内にあるかどうかを決定することによって検出できる。受信信号が、あまりに低いかあるいはあまりに高いパワーレベルを有する場合、受信信号は、反射信号と仮定され、適切なエラー信号が発生される。その代わりに、バースト伝送方式が使用されてもよく、それによって光ファイバの一方の端部の送信機は、圧縮データ信号のバーストを選択的に伝送する。光ファイバの他方の端部の送信機は、注意深く調時された間隔後に応答バーストを伝送する。応答信号が、許容可能な狭い時間間隔内以外のある時間に受信される場合、応答信号は、光ファイバの破断からの反射信号であると仮定され、適切な動作が行われる。両方の技術は、無音故障を検出できるが、著しいコストが、注意深いパワーレベル管理あるいはバースト処理のいずれかを行う必要性の結果として生じる。
【００１０】
他の問題は、１３１０バンド上の上り及び下りディジタル電話信号の両方を伝送する結果としても生じる。漏話は、送信機及び受信機の両方が同じ周波数バンドで作動するために、ファイバの各端の送信機及び受信機対間で生じ得る。さらに示されるように、単一周波数カプラは、光ファイバの各端で、１３１０バンド内の上り及び下り電話信号を伝送できることが必要である。単一周波数カプラは、一般的には信号出力に３ｄＢ損失を生じ、それによってシステムの全効率を減らすので、関連コストを付加する。
【００１１】
したがって、顕著な問題は、１３１０バンドの共通波長内の上り及び下りディジタル電話信号の両方を伝送しようと試みる際に生じる。他の単一ファイバの選択は、１３１０バンド上で下りディジタル電話を伝送し、１５５０バンドの共通波長上での上りディジタル電話及び下りアナログビデオの両方を伝送しようと試みるものである。しかし、前述と同じように多くの問題が生じる。確かに、漏話に関する限り、アナログビデオに対する伝送パワーは、一般的にはディジタル電話に対してよりもはるかに大きいために問題はさらに悪化するので、漏話に関する問題は、下りアナログビデオが上りディジタル電話と同じ伝送チャネルを介して伝送される場合、より重大である。すなわち、上流ディジタル電話受信機は、下りアナログビデオ信号の一部を間違って受信し得る。
【００１２】
さらに、顕著な障害は、１３１０バンド上で下り電話をルーティングし、従来の広帯域カプラを使用する場合に、１５５０バンドの共通波長上で下りビデオ及び上り電話の両方をルーティングしようと試みる場合に生じる。１３１０／１５５０ウィンドウ分割ビームスプリッタカプラあるいはＦＢＴＣのような従来のカプラは、単に単一ファイバを介して上り１５５０バンド電話信号を上流受信機にルーティングするのに有効であるが、少なくとも１５５０バンドの共通波長が上り電話信号及び下りビデオ信号の両方のために使用されない場合、下り１３１０バンドの電話信号及び１５５０バンドのビデオ信号を、同じファイバを介してそれぞれの下り受信機にルーティングもする。特に、このような従来のカプラは、上り１５５０バンド信号をファイバ上に適切にルーティングするように構成できないが、一方、別個の受信機に結合するために同じファイバを介して受信された下り１５５０バンドのビデオ信号から下り１３１０バンドの電話信号も分割する。したがって、従来のシステムの場合、ビデオが単一ファイバを介して電話とともに伝送されるべきである場合、図２の装置が使用され、上り及び下り電話の両方が１３１０バンド上で伝送され、ビデオが別個の１５５０バンド上で伝送される。このような装置は上記に要約された問題を欠点として持つが、それぞれの受信機へのそれぞれの送信機からの様々な信号の、少なくとも必要なルーティングは、従来のカプラを使用して達成できる。
【００１３】
図３に示されるように、さらに他の選択は、ＣＯ及びＯＮＵを、一つのファイバ（１０）を介して搬送されるディジタル電話に接続し、別のファイバ（１０’）を介して伝送されるアナログビデオと接続する、第２の光ファイバを単に提供することにあるが、特に既に単一の光ファイバを配置された領域に、第２の光ファイバを配置するコストは通常非常に高い。
【００１４】
したがって、単一光ファイバを介して下りアナログビデオ及び上り及び下りディジタル電話の両方を伝送する機能を提供することに対する著しい要求があり、本発明は主にこの目的に向けられている。
【００１５】
（発明の開示）
本発明の１つの態様によれば、波長分割多重化を使用して、単一光ファイバを介してアナログビデオ及びディジタル電話の両方を通信するシステムが提供される。このシステムは、光ファイバを通して下流にアナログビデオ信号を伝送するアナログビデオ信号伝送手段を含み、アナログビデオ信号は第１の伝送バンドの第１の部分に制限され、第１の部分が第１のバンド内の予め選択された閾値波長を超える波長を有する。このシステムは、光ファイバを通して上流にディジタル電話信号を伝送する上りディジタル電話信号伝送手段も含み、ディジタル電話信号は第１のバンドの第２の部分に制限され、第２の部分が予め選択された閾値波長よりも短い波長を有する。このシステムは、光ファイバを通して下流にディジタル電話信号を伝送する下りディジタル電話信号伝送手段をさらに含み、ディジタル電話信号は第１のバンドから完全に分離している第２のバンドに制限される。さらに、このシステムは、光ファイバを通して伝送アナログビデオ信号、上りディジタル電話信号及び下りディジタル電話信号をそれぞれの受信機にルーティングするルーティング手段を含んでいる。
【００１６】
１つの典型的な実施では、第１の伝送バンドは約１５５０ｎｍに中心がある波長を有し、第１のバンド内の予め選択された閾値波長は、約１５５０ｎｍに設定され、第２のバンドは約１３１０ｎｍに中心がある波長を有する。アナログビデオ信号伝送手段は、エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を有する、ペルチエ冷却分散フィードバックレーザ（ＤＦＢ）送信機を含み、アナログビデオ信号伝送手段のレーザ送信機は、閾値波長よりも大きい熱安定化中心波長を有する。上りディジタル電話信号伝送手段は、ファブリペローレーザ送信機を含むが、上りディジタル電話信号伝送手段のレーザ送信機は、２５℃で１５００ｎｍに設定された中心波長を有し、システムの動作温度範囲にわたって閾値波長を超えないよう構成された温度ドリフトプロファイルを有する。下りディジタル電話信号伝送手段は、２５℃で１３１０ｎｍに設定された中心波長を有するファブリペローレーザ送信機を含む。
【００１７】
したがって、典型的な実施では、システムは、光ファイバの１３１０バンドを介して下りディジタル電話を伝送し、１５５０ｎｍの閾値波長よりも短い波長を有する１５５０バンドの一部にわたって、上りディジタル電話信号を伝送するように作動する。このシステムは、同時に、１５５０ｎｍの閾値波長を超える波長を有する１５５０バンドの一部にわたって下りアナログビデオを伝送するように作動する。したがって、上りディジタル電話信号は、１５５０ｎｍの閾値波長よりも短い波長で常に伝送され、下りアナログビデオ信号は、閾値波長よりも長い波長で常に伝送される。したがって著しい信号衝突は、上りディジタル電話信号と下りアナログビデオ信号との間では生じず、上り及び下りディジタル電話信号ならびにアナログビデオ信号は、単一の光ファイバを介して確実に伝送される。さらに、下りビデオ及び上り電話は、１５５０バンドの別個の部分にわたって伝送されるために、従来のカプラは、１５５０バンドの共通波長にわたって下りビデオ及び上り電話をルーティングしようと試みる場合に生じる同じ問題を受けることなしに、それぞれの送信機からの様々な信号を、それぞれの受信機にルーティングするために使用されてもよい。
【００１８】
本発明の他の目的及び長所もまた達成される。本発明の方法の実施形態も提供される。
【００１９】
（発明の詳細な説明）
本発明は、単一光ファイバを介して異なる種類の信号を伝送する改良された技術に関するものである。本発明は、ディジタル電話信号およびアナログビデオ信号が伝送される、典型的な実施形態を主に参照して説明されが、本発明の原理は他の種類の信号を伝送する他の種類の伝送システムに適用可能である。
【００２０】
図４は、電話会社ＣＯ１１４のＨＤＴ１１２を、カーブサイドのＯＮＵ１１６と相互接続する単一光ファイバ１１０を有する、波長分割多重化光ファイバ信号伝送システム１００を示している。ＨＤＴ１１２は、光ファイバ１１０と電話交換装置１１８のようなＣＯの他の構成要素との間にインタフェースを提供する。ＨＤＴ１１２も、光ファイバ１１０と、例えば、ケーブルテレビジョン会社の装置あるいは伝送テレビジョン信号を受信する衛星ディシュに接続された同軸ケーブルであってもよいアナログビデオ入力ライン１２６との間に、インタフェースを提供する。（その代わりに、光ファイバは、直接ＨＤＴを通してよりもむしろ、ＨＤＦＮのような他の装置を介してアナログビデオ入力ラインのアナログビデオ信号を受信してもよい）ＯＮＵ１１６は、光ファイバ１１０と家庭あるいはオフィス１２４に接続されているアナログチップおよびリング電話回線１２２との間に、インタフェースを提供する。
【００２１】
手短に言えば、伝送システム１００は、１３１０バンド上で下りディジタル電話を伝送し、１５５０バンドの「短波長」部、すなわち約１５５０ｎｍの所定の閾値波長よりも小さい波長を有する１５５０バンドの一部内で上りディジタル電話信号を伝送するように作動する。伝送システム１００は、同時に１５５０バンドの「長波長」部上、すなわち所定の閾値波長を超える波長を有する１５５０バンドの一部内で下りアナログビデオを伝送するように作動する。したがって、上りディジタル電話信号は、閾値波長よりも短い波長で常に伝送され、下りアナログビデオ信号は、閾値波長よりも長い波長で常に伝送される。したがって、著しい信号衝突が全然生じない。他の実施形態では、１５５０以外の異なる閾値波長が、その代わりに使用されてもよい。
【００２２】
したがって、ディジタル電話およびアナログビデオの両方は、単一光ファイバ１１０を介して伝送される。使用中、ＣＯ１１４の交換装置１１８は、ＯＮＵ１１６に接続されている家庭あるいはオフィス１２４の中の１つに対して予定されたＰＳＴＮ１２０を介して遠隔電話あるいは他の電話装置（図示せず）から電話信号を受信する。交換装置は、必要であるならば、信号をディジタル電話信号に変換し、ディジタル電話信号をＨＤＴ１１２に転送する。ＨＤＴ１１２は、１３１０バンドを使用してディジタル電話信号を光ファイバ１１０を介してＯＮＵ１１６に伝送する。ＯＮＵ１１６は、１３１０バンドディジタル電話信号を受信し、信号をアナログ信号に変換し、これらの信号をアナログ電話回線１１２を介して電話信号を受信することを予定された家庭あるいはオフィスに転送する。ＯＮＵ１１６は、家庭あるいはオフィスからの応答信号をアナログラインを介して受信し、これらの信号をディジタル信号に変換し、１５５０バンドの前述の短波長部を使用して、光ファイバ１１０を介して上りディジタル電話信号として信号をＣＯ１１４のＨＤＴに伝送する。ＨＤＴ１１６は、必要とする場合ディジタル信号をアナログに変換し、アナログ信号を、電話通信を開始する電話機あるいは他の電話装置に最終接続するためのＰＳＴＮに転送する交換装置１１８に、受信上りディジタル電話信号を転送する。
【００２３】
示されるように、ＨＤＴ１１２は、多分ケーブルテレビジョンプログラムに対応するアナログビデオ信号を、アナログビデオ入力１２６からも受信する。ＨＤＴ１１２（あるいは別個のＨＤＦＮ）は、アナログビデオ信号を、前述の１５５０バンドの長波長部を使用して光ファイバ１１０を介してＯＮＵ１１６に下流伝送する。ＯＮＵ１１６は、アナログビデオ信号を、同軸ケーブル１２８を介して選択された家庭あるいはオフィス１２４に転送する。アナログビデオ信号を受信するように選択された家庭あるいはオフィスは、一般的には、ケーブルテレビジョンあるいは衛星テレビジョンサービスがビデオ信号を提供するものは何であっても、それに加入した家庭あるいはオフィスである。他の実施では、ＯＮＵ１１６に接続された全家庭あるいはオフィスは、アナログビデオ信号を受信するが、適切な復号化装置を装備された家庭あるいはオフィスだけが、ビデオ伝送を復号化し、見ることができる。
【００２４】
図５は、上りおよび下りディジタル電話信号および下りアナログビデオ信号を伝送し、受信し、およびルーティングすることに関連している、図４のＣＯおよびＯＮＵの構成要素を示している。図５の構成要素は、最初に下り信号の伝送に関して、次に上り信号の伝送に関して説明される。１３１０バンド電話送信機１３０は、ディジタル電話信号をＣＯ１１４の交換装置１１８（図４）から受信し、１３１０バンド内の信号を、光ファイバセグメント１３２上に上流光カプラ１３４に伝送する。（電話送信機１３０、光ファイバセグメント１３２および上流光カプラ１３４は全て図４のＨＤＴ１１２の一部を形成してもよい）上流光カプラ１３４は、信号を他の光ファイバセグメント１３６上に結合する。実施に応じて、上流光カプラ１３４は、波長とは無関係に、光ファイバセグメント１３２から受信された全下り信号を、光ファイバセグメント１３６上に伝送してもよい。他の実施では、上流光カプラ１３４は、その代わりに、１３１０バンド内の波長を有するこれらの下り信号だけを、光ファイバセグメント１３６上に結合するためにパスバンドフィルタとして作動するように構成されてもよい。このようなことは、例えば、フィルタのパスバンドの以外の波長を有する全受信信号の一部をフィルタリング出力することによって、信号雑音を制限するのに役立つために望ましいことであり得る。
【００２５】
光ファイバセグメント１３６の下流端は、下りディジタル電話信号を受信し、この信号を光ファイバ１１０に結合する、光合波器１３８に結合されている。実施に応じて、光合波器１３８は、図４のＨＤＴ１１２の一部であってもよいし、あるいはＨＤＴから分離しているＨＤＦＮの一部であってもよいし、実際、ＣＯそのものから完全に分離していてもよい。いずれの場合も、光合波器１３８は、下りアナログビデオ信号を光ファイバセグメント１４２を介して長波長１５５０バンドアナログビデオ送信機１４０からも受信し、受信下りアナログビデオ信号を光ファイバ１１０上にも結合する。実施に応じて、光合波器１３８は、波長とは無関係に、光ファイバセグメント１３６および１４２から受信された全下り信号を光ファイバ１１０上に伝送する。他の実施では、光合波器１３８は、その代わりに、１３１０バンド内あるいは１５５０バンドの長波長部内のいずれかの波長を有するこれらの下り信号だけを光ファイバ１１０上に結合するために、双パスバンドフィルタとして作動するように構成されてもよい。前述のように、このようなことは信号雑音を制限するのに役立つために望ましいことであり得る。
【００２６】
したがって、光ファイバ１１０は、１３１０バンド内の下りディジタル電話信号および１５５０バンドの長波長部内の下りアナログ電話信号の両方を伝送する。この信号は、波長に基づいて下り信号を分割する光分波器１４４によって受信され、受信された１３１０バンドディジタル電話信号は、光ファイバセグメント１４６に沿って下流光カプラ１４８にルーティングされ、１５５０バンドアナログビデオ信号は、さらに同軸ケーブル上に伝送するために、光ファイバセグメント１５０に沿って下流１５５０バンドアナログビデオ受信機１５２にルーティングされる（図４）。下流光カプラ１４８は、その後にアナログに変換し、アナログチップおよびリング回線に結合するために、下り１３１０バンドディジタル電話信号を１３１０バンド電話受信機１５４にルーティングする（図４）。
【００２７】
上り信号に関する限り、短波長１５５０バンド電話送信機１５６は、アナログチップおよびリング回線１２２からアナログ電話信号を受信し、この信号をディジタルに変換し、ディジタル信号を下流光カプラ１４８に送信する。下流光カプラ１４８は、この信号を光ファイバセグメント１４６に結合する。
【００２８】
光分波器１４４は、上りディジタル電話信号を受信し、この信号を光ファイバ１１０に結合する。したがって、上り信号に関する限り、光ファイバ１１０はディジタル電話信号だけを伝送する。上り信号は、この信号を光ファイバセグメント１３６に沿って上流光カプラ１３４にルーティングする光合波器１３８に受信される。上流光カプラ１３４は、上り信号を１５５０バンド電話受信機１５８にルーティングし、交換装置１１８に転送する。
【００２９】
したがって、下りディジタル電話信号は、１３１０バンド電話送信機１３０から１３１０バンド電話受信機１５４にルーティングされる。下りアナログビデオ信号（１５５０バンドの長波長部で搬送される）は、アナログビデオ送信機１３０からアナログビデオ受信機１５２にルーティングされる。上りディジタル電話信号（１５５０バンドの短波長部で搬送される）は、１５５０バンド電話送信機１５６から１５５０バンド電話受信機１５８にルーティングされる。上流光カプラ１３４、下流光カプラ１４８、光合波器１３８および光分波器１４４は、ひとまとめにして、様々な信号をその予定着信先にルーティングする手段を提供する。ルーティングする他の適当な手段がその代わりに使用されてもよい。上流光カプラ１３４、下流光カプラ１４８、光合波器１３８および光分波器１４４の構成要素それ自体に関して、前述されたルーティング機能を実行する任意の適当な装置が使用されてもよい。さらに、任意の適当な信号送信構成要素および信号受信構成要素は、前述の様々な波長で上りおよび下りディジタル電話信号および下りアナログビデオ信号を送受信するために使用されてもよい。
【００３０】
図６は、図５のルーティング構成要素および送受信構成要素の１つの特定の実施形態を示している。図６の構成要素の動作および相互接続は、図５の構成要素の動作および相互接続に対応し、関連する付加機能だけが説明される。同じ構成要素は、１００だけ増加された同じ参照符号で示されている。
【００３１】
２５℃で１３１０ｎｍを発生するファブリペローレーザ２３０は、１３１０バンド下りディジタル電話信号、すなわち１２６０〜１３６０ｎｍの範囲内の信号を発生するために使用される。下りディジタル電話信号は、１３１０バンド内の下り信号を、（商標ＳＥＬＦＯＣという名で販売されているグレーデッドインデックスファイバレンズのような）グレーデッドインデックスファイバレンズ光合波器２３８にルーティングし、１５５０バンドの１４３０〜１５４５ｎｍ部内の上り信号を、１５５０バンドディジタル電話受信機２５８にルーティングする、１３１０ｎｍＴＸ、１５００〜１５４５ｎｍＲＸ ＢＩＤＩ合波／分波器２３４に結合されている。
【００３２】
グレーデッドインデックスファイバレンズ光合波器２３８は、１５６０ｎｍを発生するＥＤＦＡを有するＤＦＢレーザ２４０によって発生される下りアナログビデオ信号も受信する。ＤＦＢレーザ２４０は、ＤＦＢレーザ２４０の波長を１５６０ｎｍの近くに保持する、ペルチエ冷却装置２４１によって冷却される。中心波長を１５６０に設定し、ＤＦＢレーザを制御する温度を設定することによって、アナログビデオ信号の伝送波長が、任意の実際的な作動条件に対して１５５０ｎｍより下の範囲に決してないことが保証できる。ＤＦＢレーザは、高帯域幅アナログ伝送に対して必要である高スペクトル純度を得るために、アナログビデオを部分的に伝送するために使用される。分散ブラッグ反射器（ＤＢＲ）レーザを、二者択一的に使用できる。
【００３３】
グレーデッドインデックスファイバレンズ光合波器２３８は、ＤＦＢレーザ２４０から受信されたアナログビデオ信号、および合波／分波器２３４からシリカ光ファイバ２１０上に受信されたディジタル電話信号を、グレーデッドインデックスファイバレンズ光分波器２４４（また商標ＳＥＬＦＯＣという名で販売されている種類のグレーデッドインデックスファイバレンズであってもよい）にルーティングする。光分波器２４４は、受信信号をフィルタリングし、１５５０ｎｍ〜１５６５ｎｍからの波長で受信されたアナログビデオ信号を、１５５０バンドアナログビデオ受信機２５２にルーティングし、１３１０バンドディジタル電話信号を、１４６０〜１５４５ｎｍＴＸ、１３１０ｎｍＲＸ ＢＩＤＩ合波／分波器２４８にルーティングする。
【００３４】
合波／分波器２４８は、１３１０バンド内の下りディジタル電話信号を、１３１０バンドディジタル電話受信機２５４にルーティングする。この合波／分波器２４８は、８５℃で１５５０ｎｍの伝送波長を超えないように構成された温度ドリフトプロファイルを有する２５℃で１５００ｎｍを発生するファブリペローレーザ２５６によって発生された上りディジタル電話信号も受信する。ファブリペローレーザ２５６は、冷却されていない。したがって、上りディジタル電話信号の伝送波長は著しく変化してもよい。しかし、中心波長を１５００ｎｍに設定し、前述された温度ドリフトプロファイルを提供することによって、上りディジタル電話信号の伝送波長が全ての実際的な作動条件に対して１５５０ｎｍを決して超えないことを保証できる。したがって、たとえ上りディジタル電話信号および下りアナログビデオ信号の両方が、１５５０バンドのシリカファイバ内部に伝送されるとしても、上りディジタル電話信号と下りアナログビデオ信号との間で信号衝突が全く生じない。さらに、作動温度は所定の条件の下では落ちるかもしれないので、ファブリペローレーザ２５６の出力波長は、１５００ｎｍの多少下に時々低下するかもしれない。したがって、図６の様々なカプラおよび合波器は、１４３０ｎｍ〜１５４５ｎｍの範囲の上り伝送波長に適合するように構成されることが好ましい。
【００３５】
したがって、ファブリペローレーザが、ディジタル電話のための信号送信機として使用され、ＥＤＦＡを有するペルチエ冷却ＤＦＢレーザが、アナログビデオのための信号送信機として使用される特定の実施形態が説明される。他の実施では、異なる信号発生装置が使用されてもよい。例えば、様々な種類のＬＥＤは、その代わりに使用されてもよい。さらに、１３１０バンド信号を発生するネオジムレーザおよび１５５０バンド信号を発生するＩｎＧａＡｓＰレーザのような、様々な他の種類のレーザが使用されてもよい。プラセオジムドープファイバ増幅器（ＰＤＦＡ）のようなＥＤＦＡ以外の他の種類のファイバが、適切である場合、使用されてもよい。すなわち、実施に応じて、ファイバ増幅器はいずれにしても全く使用されなくてもよい。ルーティング構成要素に関する限り、他の種類のカプラは、図６に示された様々な信号以外の様々な信号を、ルーティングおよび／または多重化するために使用されてもよい。例えば、ビームスプリッタあるいは平面導波路がその代わりに使用できる。システムを実行するために使用される様々な構成要素は、ＴＡ／Ｒ９０９ ＣＳＡあるいはＥｘＣＳＡリンク経費に見合うに十分な性能をもたらすことが好ましい。一般に、やはり、ＴＡ／Ｒ９０９ ＣＳＡあるいはＥｘＣＳＡリンク経費を満たすことができる最低価格の構成要素が好ましく、それによってシステムコストを最少にする。
【００３６】
アナログビデオ信号およびディジタル電話信号に対応する実際のデータの伝送に関して、任意の適切な技術が使用されてもよい。例えば、同期光ネットワーク（ＳＯＮＥＴ）装置は、たぶん所有者フォーマットに従ってフレームのデータを伝送するために使用されてもよい。
【００３７】
示されるように、図６に関して前述されたシステムは、異なる信号が異なる、波長バンド、特に前述された１３１０バンド、短波長１５５０バンドおよび長波長１５５０バンドを使用して同じ光ファイバを介して伝送されるので、波長分割多重化が用いられる。他の実施形態では、高密度波長分割多重化も、各バンドをさらに細分割するために使用されてもよく、それによって信号の付加的なチャネルの伝送を可能にする。例えば、１３１０バンドは、サブバンド上で搬送される異なる電話チャネルを有する一組の別個のサブバンドに細分割されてもよい。同様に、１５５０バンドの長波長部あるいは短波長部が、サブバンドに細分割されてもよい。もちろん、適切な周波数選択合波器は、様々なサブバンドの信号をその予定着信先にルーティングするように備えられる必要がある。
【００３８】
記載されているものは、単一光ファイバを介してディジタル電話信号およびアナログビデオ信号を伝送するシステムである。システムの様々な機能構成要素は、任意の適切な技術を使用して実施されてもよい。ここに記載されている本発明の典型的な実施形態は、単に本発明の例証であり、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきでない。さらに、実際のシステムの完全な実施に必要な全ての構成要素が、詳細に例示あるいは説明されていないことを理解すべきである。むしろ、本発明の完全な理解に必要なこれらの構成要素だけが例示され、説明されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 上りおよび下りディジタル電話を伝送するために、単一光ファイバを使用する光ファイバシステムを使用するブロック図である。
【図２】 上りおよび下りディジタル電話および下りアナログビデオを伝送するために、単一光ファイバを使用する１つの可能な他の光ファイバシステムを示すブロック図である。
【図３】 一方が上りおよび下りディジタル電話を伝送し、他方が下りアナログビデオを伝送するために、一対の光ファイバを使用する他の可能な代替の光ファイバシステムを示すブロック図である。
【図４】 １５５０バンドの異なる部分を介して同時に伝送される下りディジタル電話信号および下りアナログビデオ信号を有する、上りおよび下りディジタル電話および下りアナログビデオを伝送するために単一光ファイバを使用する、本発明の典型的な実施形態により構成された光ファイバシステムを示すブロック図である。
【図５】 図４のファイバの光システムのディジタル電話信号およびアナログビデオ信号をルーティングする、信号ルーティング構成要素を詳細に示すブロック図である。
【図６】 図５に示された信号ルーティング構成要素の１つの特定実施を示すブロック図である。

Claims (15)

1. 波長分割多重化を使用して、アナログビデオ及びディジタル電話の両方を単一光ファイバ（１１０）を介して通信するシステムにして、
   アナログビデオ信号を前記単一光ファイバ（１１０）を通して下流に伝送するアナログビデオ信号伝送手段（１４０）であって、アナログビデオ信号が第１の伝送バンドに制限されている、アナログビデオ信号伝送手段と、
   ディジタル電話信号を前記単一光ファイバ（１１０）を通して上流に伝送する上りディジタル電話信号伝送手段（１５６）と、
   ディジタル電話信号を前記単一光ファイバ（１１０）を通して下流に伝送する下りディジタル電話信号伝送手段（１３０）であって、ディジタル電話信号が第１のバンドから完全に分離している第２のバンドに制限されている下りディジタル電話信号伝送手段と、
   伝送アナログビデオ信号、上りディジタル電話信号及び下りディジタル電話信号を、光ファイバを通してそれぞれの受信機（１５４、１５２、１５８）にルーティングするルーティング手段（１３８、１４４）とを備えるシステムであって、
   前記アナログビデオ信号伝送手段（１４０）は、アナログビデオ信号を下流に伝送するように構成され、前記アナログビデオ信号が前記第１の伝送バンドの第１の部分に制限され、第１の部分が第１のバンド内の予め選択された閾値波長を超える波長を有し、
   前記上りディジタル電話信号伝送手段（１５６）は、ディジタル電話信号を上流に伝送するように構成され、前記ディジタル電話信号が前記第１のバンドの第２の部分に制限され、前記第２の部分が予め選択された閾値波長よりも短い波長を有する、ことを特徴とするシステム。
2. 第１の伝送バンドが１５５０ｎｍの波長を含み、かつ第２のバンドが１３１０ｎｍの波長を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ルーティング手段が、
   単一光ファイバの一端を、前記下りアナログビデオ伝送手段及び第２の光カプラに相互接続する第１の光カプラであって、下り信号を、光ファイバにルーティングし、かつ第２の伝送バンドの第２の部分内の上り信号を、第２の光カプラにルーティングする第１の光カプラと、
   前記第１の光カプラを下りアナログビデオ伝送手段及び上りディジタル電話受信機に相互接続する第２の光カプラであって、第２の伝送バンド内の下り信号を、その後に光ファイバ上に伝送するために前記第１の光カプラにルーティングし、かつ第２の伝送バンドの第２の部分内の上り信号を、前記上りディジタル電話受信機にルーティングする第２の光カプラと、
   単一光ファイバの対向する端部をアナログビデオ受信機及び第４の光カプラに相互接続する第３の光カプラであって、第１の伝送バンドの第１の部分内の下り信号を、前記アナログビデオ受信機にルーティングし、かつ第２の伝送バンド内の下り信号を、前記第４の光カプラにルーティングし、また第１の伝送バンドの第２の部分内の上り信号を、光ファイバにもルーティングする第３の光カプラと、
   前記第３の光カプラを上りディジタル電話伝送手段及び下りディジタル電話受信機に相互接続する第４の光カプラであって、第２の伝送バンド内の下り信号を、下りディジタル電話受信機にルーティングし、第２の伝送バンドの第２の部分内の上り信号を、その後に光ファイバ上に伝送するために第３の光カプラにルーティングする第４の光カプラとを備える請求項１に記載のシステム。
4. 前記第１及び第３の光カプラが、グレーデッドインデックスファイバレンズを含み、かつ前記第２及び第４の光カプラが、周波数選択ＢＩＤＩ合波器を含む請求項３に記載のシステム。
5. 前記第１の光カプラが、１５５５ｎｍから１５６５ｎｍに及ぶ波長を有する下り信号を、光ファイバ上にルーティングし、かつ１４６０ｎｍから１５４５ｎｍに及ぶ波長を有する上り信号を、第２の光カプラにルーティングし、
   前記第２の光カプラが、約１３１０ｎｍに中心がある波長を有する下り信号を、その後に光ファイバ上に伝送するために前記第１の光カプラにルーティングし、かつ１４６０ｎｍから１５４５ｎｍに及ぶ波長を有する上り信号を、前記上りディジタル電話受信機にルーティングし、
   前記第３の光カプラが、１５５５ｎｍから１５６５ｎｍに及ぶ波長を有する下り信号を、前記アナログビデオ受信機にルーティングし、かつ約１３１０ｎｍに中心がある波長を有する下り信号を、前記第４の光カプラにルーティングし、及び１４６０ｎｍから１５４５ｎｍに及ぶ波長を有する上り信号を、光ファイバ上にルーティングし、かつ
   前記第４の光カプラが、約１３１０ｎｍに中心がある波長を有する下り信号を、前記下りディジタル電話受信機にルーティングし、かつ１４６０ｎｍから１５４５ｎｍに及ぶ波長を有する上り信号を、その後に光ファイバ上に伝送するために前記第３の光カプラにルーティングする請求項３に記載のシステム。
6. 前記アナログビデオ信号伝送手段が、ＤＦＢレーザ送信機を含む請求項１に記載のシステム。
7. 前記アナログビデオ信号伝送手段の前記ＤＦＢレーザ送信機が、エルビウムドープファイバ増幅器を含む請求項６に記載のシステム。
8. 前記アナログビデオ信号伝送手段の前記ＤＦＢレーザ送信機が、１５６０ｎｍに設定された中心波長を有する請求項６に記載のシステム。
9. 前記ＤＦＢレーザ送信機が、ほぼ一定の波長を保持するように、ペルチエ冷却装置によってほぼ一定の温度に保持される請求項６に記載のシステム。
10. 前記上りディジタル電話信号伝送手段が、ファブリーペローレーザ送信機を含む請求項１に記載のシステム。
11. 前記上りディジタル電話信号伝送手段の前記ファブリーペローレーザ送信機が、２５℃で１５００ｎｍに設定された中心波長を有し、かつ８５℃で１５５５ｎｍの伝送波長を超えないように構成された温度ドリフトプロファイルを有する請求項１０に記載のシステム。
12. 前記下りディジタル電話伝送手段が、ファブリーペローレーザ送信機を含む請求項１に記載のシステム。
13. 前記下りディジタル電話信号伝送手段の前記ファブリーペローレーザ送信機が、２５℃で１３１０ｎｍに設定された中心波長を有する請求項１２に記載のシステム。
14. 波長分割多重化を使用して、アナログビデオ及びディジタル電話の両方を単一光ファイバを介して通信する方法にして、
    アナログビデオ信号を前記単一光ファイバを通して下流に伝送するステップであって、アナログビデオ信号が第１の伝送バンドに制限されている、ステップと、
    ディジタル電話信号を前記単一光ファイバを通して上流に伝送するステップと、
    ディジタル電話信号を前記単一光ファイバを通して下流に伝送するステップであって、ディジタル電話信号が前記第１のバンドから完全に分離している第２のバンドに制限されているステップと、
    伝送アナログビデオ信号、上りディジタル電話信号及び下りディジタル電話信号を、光ファイバを通してそれぞれの受信機にルーティングするステップとを含む方法であって、
    前記アナログビデオ信号が、前記単一光ファイバを通して下流に伝送され、前記アナログビデオ信号が前記第１の伝送バンドの第１の部分に制限され、第１の部分が第１のバンド内の予め選択された閾値波長を超える波長を有し、
    前記ディジタル電話信号が、前記単一光ファイバを通して上流に伝送され、前記ディジタル電話信号が前記第１のバンドの第２の部分に制限され、前記第２の部分が予め選択された閾値波長よりも短い波長を有する、ことを特徴とする方法。
15. 第１の伝送バンドが１５５０ｎｍの波長を含み、かつ第２のバンドが１３１０ｎｍの波長を含む、請求項１４に記載の方法。

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