JP4819882B2 - イーサネット(登録商標)受動光ネットワークにおけるラマンクロストークを軽減させるための方法およびシステム - Google Patents
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Description
本発明は、イーサネット(登録商標)受動光ネットワークの設計に関する。より詳細には、本発明は、イーサネット(登録商標)受動光ネットワークにおけるダウンストリームデータとビデオチャネルとの間のラマンクロストーク(Raman crosstalk)を軽減するための方法とシステムに関する。
増加するインターネットトラフィックに後れを取らないようにするために、ネットワークオペレータは、光ファイバおよび関連する光伝送装置を広く配置しており、バックボーンネットワークの容量を実質的に増加させている。しかしながら、アクセスネットワーク容量における対応する増加は、バックボーンネットワーク容量におけるこの増加とマッチしていない。ディジタル加入者回線(DSL)およびケーブルモデム(CM)などのブロードバンドソルーションを用いても、現在のアクセスネットワークによって提供される制限された帯域幅は、なおも、高帯域をエンドユーザに配信する際に、厳しいボトルネックを提示する。
本発明の一実施形態は、イーサネット(登録商標)受動光ネットワーク(EPON)におけるダウンストリームデータとビデオ送信との間のラマンクロストークを軽減するためのシステムを提供し、EPONは、光ラインターミナル(OLT)および1つ以上の光ネットワークユニット(ONU)を含む。動作時システムは、第1の波長でデータストリームをOLTからONUへ送信する。このプロセス時システムはまた、第2の波長でビデオ信号ストリームをOLTからONUへ送信する。システムは、データストリームに対するパワー分光分布(PSD)を変更するために、データストリームに対するビットシーケンスを変更し、それによって、相当なラマンクロストークがデータストリームとビデオ信号ストリームとの間で発生し得る周波数範囲におけるパワースペクトル成分を減少させる。
以下の説明は、どの当業者でも本発明を作成し、用いることを可能にするために提示され、特定のアプリケーションおよびその必要条件に関連して提供される。開示された実施形態に対する種々の修正は、当業者にとって容易に明らかであり、本明細書に定義された一般的な原理は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、他の実施形態およびアプリケーションに適用され得る(例えば、一般の受動光ネットワーク(PON)アーキテクチャ)。従って、本発明は、示された実施形態に限定される意図はなく、本明細書に開示される原理および特徴に整合する最も広い範囲に一致する。
図1は、光ファイバおよび受動光分波器を介して連結された中央オフィスおよび多数の加入者を含む受動光ネットワークを例示する(先行技術)。受動光分波器102および光ファイバは、加入者を中央オフィス101に連結する。受動光分波器102は、エンドユーザ位置に近くにあり得、初期のファイバ配置コストを最小にする。中央オフィス101は、インターネットサービスプロバイダ(ISP)によって運営される都市の区域ネットワークなどの外部ネットワーク103に連結する。図1はトリートポロジを例示するが、PONはまた、論理リングまたは論理バスなどの他のトポロジに基づき得る。
図2は、従来の幹線オーバレイ構成のEPONを例示する(先行技術)。この実施例におけるEPONは、データトラフィックおよびテレビ番組などのビデオ成分の両方の配信を容易にする。2つのOLTは、典型的にはヘッドエンドにおいて、データおよびビデオトラフィックにそれぞれ責任を負う。この実施例において、OLT202は、ダウンストリームのデータを送信し、アップストリームのデータを受信する。OLT204は、ダウンストリームのビデオ成分を送信する。OLT202および204は、2つの別の波長チャネルを用いて、ダウンストリームの方向に送信し、2つの別の波長チャネルは、2:1光結合器206によって結合され、幹線ファイバ207を介して送信される。
ラマンクロストークに関して、過去の研究は、搬送波対クロストーク比(CCR)が干渉信号パワーの2乗に反比例することを示す。本発明の一実施形態において、OLTは、ダウンストリームデータ信号の送信パワーを減少させ、それによって、1490nmダウンストリームデータチャネルの光強度を減少させる。しかしながら、より送信パワーが低いほど、1490nmチャネルに関するSNRがより低くなるという結果となり得る。SNR減少を補償するために、OLTは、ダウンストリームデータ送信に関して準方向誤り修正(FEC)を採用し得る。FECスキームは、正味で6dBまでの有効なコーディング利得を提供し得る。さらに、システムは、より短いリンクおよびより少ない受動分波器を用い得、光伝送経路上の伝搬損失および挿入損失を減少させる。
異なる波長の複数の光信号が同じファイバ素線において共用伝搬する場合、ラマンクロストークが発生する。ラマンクロストークは、ファイバの長さの関数である。図2に示される従来の幹線オーバレイ構成のEPONにおいて、相当な量のラマンクロストークが中央オフィスとユーザ構内との間の幹線ファイバにおいて発生し得る。この1本のファイバ幹線は、受動光分波器で個々の加入者に分岐するまで何キロメートルも延び得る。より短い距離の分岐ファイバは、典型的には、より少ないラマンクロストークに貢献する。
一般に、EPONにおけるデータの送信は、ギガビットイーサネット(登録商標)(GbE)規格に従う。ラマンクロストークは、125MHzより低いベースバンド周波数において最も顕著であるので、本発明の実施形態は、GbEデータ送信によりそのような周波数におけるパワー配分を減少させるシステムを提供する。GbE規格に基づき、各ビットは、1.25GHz送信クロックの全周期を占有する。このディジタル送信の周波数および対応する高調波は、1550nmビデオ波長について対象とする周波数より高い。従って、ラマンクロストークの原因を識別するためには、GbEデータチャネルのより綿密な分析が適切である。
Claims (20)
- イーサネット(登録商標)受動光ネットワーク(EPON)におけるダウンストリームデータとビデオ送信との間のラマンクロストークを軽減する方法であって、該EPONは、光ライン端末(OLT)および1つ以上の光ネットワークユニット(ONU)を含み、該方法は、
データストリームを第1の波長で該OLTから該ONUに送信することと、
ビデオ信号ストリームを第2の波長で該OLTから該ONUに送信することと、
該データストリームのビットシーケンスを変更することにより、該データストリームのパワースペクトル分布(PSD)を変更することであって、それによって、顕著なラマンクロストークがデータとビデオ信号ストリームとの間において発生し得る周波数範囲におけるパワースペクトル成分を減少させる、ことと
を包含し、
該データストリームの該ビットシーケンスを変更することは、規格のアイドルパターンを延長することを伴い、それによって、広範囲の周波数全体に送信パワーを広げ、顕著なラマンクロストークが発生し得る周波数におけるパワーを減少させる、方法。 - 前記第1の波長は実質的に1490nmであり、前記第2の波長は実質的に1550nmである、請求項1に記載の方法。
- 前記規格のアイドルパターンは、IEEE802.3−2005規格に基づいたIDLE ordered_setであり、前記規格のアイドルパターンを延長することは、該IEEE802.3−2005規格の長さから該ordered_setの長さを延長することを包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記規格のアイドルパターンを変更することは、反復する20ビットアイドルパターンを反復する80ビットアイドルパターンに置き換えることを伴う、請求項1に記載の方法。
- 前記80ビットアイドルパターンは、IEEE802.3−2005規格に基づき、下記のordered_sets:
/I1+/I2−/I1−/I2+/
を含む、請求項4に記載の方法。 - 前記規格のアイドルパターンを変更することは、該アイドルパターンをスクランブルすることを伴う、請求項1に記載の方法。
- 前記規格のアイドルパターンを変更することは、アイドル期間を、未使用または空白の論理リンク識別子(LLID)にアドレス指定された空白パケットに置き換えることを伴い、それによって、アイドルパターンの反復の発生を減少させる、請求項1に記載の方法。
- 前記空白パケットは、ランダムまたは所定の値、もしくは所定の方法によって得られた値を有するデータを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記空白パケットにおいて特別に選ばれたデータを送信することであって、それによって、顕著なラマンクロストークが発生し得る周波数範囲におけるパワースペクトル成分を減少させる、ことをさらに包含する、請求項7に記載の方法。
- 各空白パケットは反復する16進数値B5を含み、該16進数値B5は、8B/10Bコード化の後に、「...1010101010...」の一定に反復するパターンを結果として生じる、請求項9に記載の方法。
- EPONにおけるダウンストリームデータとビデオ送信との間のラマンクロストークを軽減するシステムであって、該EPONは、OLTおよび1つ以上のONUを含み、該システムは、
データストリームを第1の波長で該OLTから該ONUに送信するように構成された第1の送信機構と、
ビデオ信号ストリームを第2の波長で該OLTから該ONUに送信するように構成された第2の送信機構と、
該データストリームのビットシーケンスを変更することにより、該データストリームのパワースペクトル分布(PSD)を変更するように構成された修正機構であって、それによって、顕著なラマンクロストークがデータストリームとビデオ信号ストリームとの間において発生し得る周波数範囲におけるパワースペクトル成分を減少させる、修正機構と
を備えており、
該修正機構は、該データストリームの該ビットシーケンスを変更する一方、規格のアイドルパターンを延長するように構成されており、それによって、広範囲の周波数全体に送信パワーを広げ、顕著なラマンクロストークが発生し得る周波数におけるパワーを減少させる、システム。 - 前記第1の波長は実質的に1490nmであり、前記第2の波長は実質的に1550nmである、請求項11に記載のシステム。
- 前記規格のアイドルパターンは、IEEE802.3−2005規格に基づいたIDLE ordered_setであり、前記規格のアイドルパターンを延長することは、該IEEE802.3−2005規格の長さから該ordered_setの長さを延長することを包含する、請求項11に記載のシステム。
- 前記修正機構は、前記規格のアイドルパターンを変更する一方、反復する20ビットアイドルパターンを反復する80ビットアイドルパターンに置き換えるように構成されている、請求項11に記載のシステム。
- 前記80ビットアイドルパターンは、IEEE802.3−2005規格に基づき、下記のordered_sets:
/I1+/I2−/I1−/I2+/
を含む、請求項14に記載のシステム。 - 前記修正機構は、前記規格のアイドルパターンを変更する一方、該アイドルパターンをスクランブルするように構成されている、請求項11に記載のシステム。
- 前記修正機構は、前記規格のアイドルパターンを変更する一方、アイドル期間を未使用または空白の論理リンク識別子(LLID)にアドレス指定された空白パケットに置き換えるように構成され、それによって反復するアイドルパターンの発生を減少させる、請求項11に記載のシステム。
- 前記空白パケットは、ランダムもしくは所定の値、または所定の方法で得られた値を有するデータを含む、請求項17に記載のシステム。
- 前記修正機構は、前記空白パケットを特別に選ばれたデータで満たすように構成され、それによって、顕著なラマンクロストークが発生し得る周波数範囲におけるパワースペクトル成分を減少させる、請求項17に記載のシステム。
- 前記修正機構は、前記空白パケットを反復する16進数値B5で満たすように構成され、該16進数値B5は、8B/10Bのコード化の後に、「...1010101010...」の一定に反復するパターンを結果として生じる、請求項19に記載のシステム。
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