(57)【要約】本発明は、波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網 装置を開示する。本発明による波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網 装置では、単に一つのWDM-PON システムが上向き信号の伝送のための一つ以上の帯域、及び下向き信号の伝送のための一つ以上の帯域を各々上向き基本帯域、及び下向き基本帯域として定め、一つの帯域を2個以上の下位帯域に分離する波長分割多重化機/逆多重化機を使用して上記上向き基本帯域、及び上記下向き基本帯域の各々を複数個の波長の下位帯域に分割し、更に上記分割された下位帯域をお互いに異なる地域に分割された帯域を割り当てることで、多段分岐を通じて広範囲な領域に分布する複数の加入者に対するサービスを提供できる。【選択図】図２
2009522839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置において、
第1波長分割多重化機/逆多重化機と前記第1波長分割多重化機/逆多重化機に連結される複数の第1光送受信機から構成される光終端裝置(OLT);
前記光終端裝置(OLT)と光纖維で連結され、所定の下向き信号波長帯域を複数個の第1下位波長帯域などに分離すると共に、所定の上向き信号波長帯域が分離される複数個の第2下位波長帯域などを前記所定の上向き信号波長帯域に結合する帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機から構成される第1遠隔ノード;
複数個の光纖維を通じて前記第1遠隔ノードと連結され、各々が第2波長分割多重化機/逆多重化機から構成される複数の第2遠隔ノード;及び
前記複数の第2遠隔ノードと個別光纖維を通じて連結され、各々が第2光送受信機から構成される複数の加入者裝置(ONT)
を含み、
前記上向き信号波長帯域と前記下向き信号波長帯域として各々使用される上向き基本帯域と下向き基本帯域の間の保護帯域であるλgbが、式λgb = λgi + m × [λgi + (n-1)ｘλc]で与えられるが、前記式で、nは、前記第1下位波長帯域、又は前記第2下位波長帯域の内に存在するチャネルの数であり、λgiは、前記上向き基本帯域、または前記下向き基本帯域の内で分離される前記第1下位波長帯域などの間、または前記第2下位波長帯域の間に位置する保護帯域であり、λcは、前記チャネルの間の波長の間隔であり、mは、0を含んだ自然数である
波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項２】
前記第1遠隔ノードの前記帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機は、周期的な透過波長特性を有するアレイ導波路配列格子(AWG)である、請求項１に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項３】
前記複数の第2遠隔ノードの前記第2波長分割多重化機/逆多重化機が、各々周期的な透過波長特性を有するアレイ導波路配列格子(AWG)である、請求項１に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項４】
前記アレイ導波路配列格子(AWG)の自由スペクトル領域(FSR)は、FSR = λgi + (n-1)λcで与えられ、更に前記帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機により分離された前記第1、または第2下位帯域の波長領域と同一であり、前記アレイ導波路配列格子(AWG)は、前記複数の第2遠隔ノードにすべて使用される、請求項３に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項５】
前記光送受信機は、前記上向き信号波長帯域と前記下向き信号波長帯域だけを分離して使用する同一な種類の光送受信機である、請求項１に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項６】
前記上向き信号のための光源及び前記下向き信号のための光源として、各々分布帰還型レーザダイオード(DFB LD: Distributed Feedback Laser Diode)が使用される、請求項１に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項７】
前記上向き信号のための光源及び前記下向き信号のための光源として、外部で注入された光帯域非干渉性光源に波長のロックされたファブリーペローレーザダイオード(F-P LD: Fabry-Perot Laser Diode)が使用される、請求項１に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項８】
前記上向き信号のための光源及び前記下向き信号のための光源として、スペクトル分割された発光ダイオードが使用される、請求項１に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項９】
前記上向き信号のための光源及び前記下向き信号のための光源として、外部で非干渉性光源の注入された半導体光増幅器が使用される、請求項１に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項１０】
前記上向き信号波長帯域と前記下向き信号波長帯域と異なる一つ以上の帯域が、前記上向き信号波長帯域と前記下向き信号波長帯域のいずれか、または両方のすべてに使用される、請求項１に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項１１】
前記上向き信号波長帯域と前記下向き信号波長帯域と異なる一つ以上の帯域が、前記多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置をモニタリングするための帯域として使用される、請求項１に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項１２】
前記第1遠隔ノードの前記帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機と前記第2遠隔ノードの前記第2波長分割多重化機/逆多重化機の位置を変更して前記第1遠隔ノードの内に前記第2波長分割多重化機/逆多重化機を使用し、前記第2遠隔ノードの内に前記帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機を使用する、請求項１に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項１３】
波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置において、
所定の上向き信号波長帯域を複数個の第1下位波長帯域などに分離し、更に所定の下向き信号波長帯域が分離される複数個の第2下位波長帯域などを前記所定の下向き信号波長帯域に結合する第1帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機、前記第1帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機に各々連結される複数の第1波長分割多重化機/逆多重化機、及び前記複数の第1波長分割多重化機/逆多重化機に各々連結される複数の第1グループの光送受信機ないし複数の第ｐグループの光送受信機から構成される光終端裝置(OLT);
前記光終端裝置(OLT)と第1光纖維で連結され、前記所定の下向き信号波長帯域を前記複数個の第2下位波長帯域などに分離すると共に、前記複数個の第1下位波長帯域などを前記所定の上向き信号波長帯域に結合する第2帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機から構成される第1遠隔ノード;
複数個の第2光纖維を通じて前記第1遠隔ノードと連結され、各々が第2波長分割多重化機/逆多重化機から構成される複数の第2遠隔ノード; 及び
前記複数の第2遠隔ノードと各々個別の第3光纖維を通じて連結され、各々が第2光送受信機から構成される複数の加入者裝置(ONT)
を含み、
前記pは、前記複数の第1波長分割多重化機/逆多重化機の数と対応し、
前記上向き信号波長帯域と前記下向き信号波長帯域として各々使用される上向き基本帯域と下向き基本帯域の間の保護帯域であるλgbが、式λgb = λgi + m × [λgi + (n-1)ｘλc]で与えられるが、前記式で、nは、前記第1下位波長帯域、又は前記第2下位波長帯域の内に存在するチャネルの数であり、λgiは、前記上向き基本帯域、または前記下向き基本帯域の内で分離される前記第1下位波長帯域などの間、または前記第2下位波長帯域の間に位置する保護帯域であり、λcは、前記チャネルの間の波長の間隔であり、mは、0を含んだ自然数であり、
前記分離された複数の第1及び第2下位帯域などが順次的に増設されることのできる
波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項１４】
前記第1帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機及び第2帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機は、周期的な透過波長特性を有するアレイ導波路配列格子(AWG)である、請求項１３に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項１５】
前記第1波長分割多重化機/逆多重化機及び前記第2波長分割多重化機/逆多重化機は、周期的な透過波長特性を有するアレイ導波路配列格子(AWG)である、請求項１３に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項１６】
前記アレイ導波路配列格子(AWG)の自由スペクトル領域(FSR)は、FSR = λgi + (n-1)λcで与えられ、更に前記第1帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機 、または前記第2帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機により分離された前記第1、または前記第2下位帯域の波長領域と同一であり、前記アレイ導波路配列格子(AWG)は、前記光終端裝置(OLT)に位置された複数の第1波長分割多重化機/逆多重化機と前記複数の第2遠隔ノードにすべて使用される、請求項１５に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項１７】
前記光送受信機は、前記上向き信号波長帯域と前記下向き信号波長帯域だけを分離して使用する同一な種類の光送受信機である、請求項１３に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項１８】
前記上向き信号のための光源及び前記下向き信号のための光源として、各々分布帰還型レーザ(DFB LD: Distributed Feedback Laser Diode)が使用される、請求項１３に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項１９】
前記上向き信号のための光源及び前記下向き信号のための光源として、外部で注入された光帯域非干渉性光源に波長のロックされたファブリーペローレーザダイオード(F-P LD: Fabry-Perot Laser Diode)が使用される、請求項１３に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項２０】
前記上向き信号のための光源及び前記下向き信号のための光源として、スペクトル分割された発光ダイオードが使用される、請求項１３に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項２１】
前記上向き信号のための光源及び前記下向き信号のための光源として、外部で非干渉性光源の注入された半導体光増幅器が使用される、請求項１３に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項２２】
前記上向き信号波長帯域と前記下向き信号波長帯域と異なる一つ以上の帯域が、前記上向き信号波長帯域と前記下向き信号波長帯域のいずれか、または両方のすべてに使用される、請求項１３に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項２３】
前記上向き信号波長帯域と前記下向き信号波長帯域と異なる一つ以上の帯域が、前記多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置をモニタリングするための帯域として使用される、請求項１３に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【請求項２４】
前記第1遠隔ノードの前記第2帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機と前記第2遠隔ノードの前記複数の第2波長分割多重化機/逆多重化機の位置を変更して前記第1遠隔ノードの内に前記複数の第2波長分割多重化機/逆多重化機を使用し、前記第2遠隔ノードの内に前記第2帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機を使用する、請求項１３に記載の波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長の割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置に関することである。もうすこし具体的に、本発明は、上向き信号の伝送のための一つ以上の帯域、及び下向き信号の伝送のための一つ以上の帯域を各々上向きの基本帯域、及び下向きの基本帯域として定め、帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機を用いて各々の上向き基本帯域、及び下向き基本帯域を複数個の波長帯域に分割して、お互いに異なる地域に分割された帯域を割り当てすることで、多段の分岐を通じて広範囲な領域に分布する複数の加入者を一つのWDM-PONのシステムでサービス提供できることを特徴とする波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置に関することである。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの急速な拡散により、既存の音声、データーの中心のサービスが映像及び画像の中心のサービスに転換されながら、加入者網の高速化に対する要求が急激に増加している。更に、映像、データー及び音声を統合したサービスを一つのネットワークインフラを通じて提供するためには、加入者網の高度化が必須的である。このような趨勢と要求を満たすために、光纖維に基盤を置いた受動形光加入者網(PON: Passive Optical Network)に対する研究が活発に進められている。
【０００３】
PONの代表的な方式には、時間分割多重方式の受動形光加入者網(TDM-PON: Time Division Multiplexing Passive Optical Network)と波長分割多重方式の受動形光加入者網(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network)がある。その中でも、WDM-PONは、広い帯域の幅、高い安全性、拡張の安易性、そして伝送速度とプロトコルに対する透明性などの長所を持っており、究極的な超高速加入者網として認識されている。
【０００４】
WDM-PONは、波長分割多重接続(WDMA: Wavelength Division Multiple Access)の方式を利用して光纖維を共有する受動形光加入者網であり、電話局に設置される光終端装置(OLT: Optical Line Termination)と、望ましくは、アレイ導波路配列格子(AWG: Arrayed Waveguide Grating)で具現される遠隔ノード(RN: Remote Node)、そして加入者の側に設けられる加入者装置(ONT: Optical Network Termination)から構成されている。
【０００５】
図1は、従来技術の波長分割多重方式の受動形光加入者網の構成図である。図1を参照すると、遠隔ノード(RN)は、マンホールや電柱の上に設置され、主にAWGから構成されるが、薄膜フィルタのような波長分割多重化機/逆多重化機(Wavelength Division Multiplexer/Demultiplexer: 以下 'WDM'と言う)を用いて具現されることもできる。遠隔ノード(RN)から加入者装置であるONTまでには個別光纖維を利用して連結される。
【０００６】
WDM-PONでは、各加入者に提供される保障帯域幅(guaranteed bandwidth)がとても広いから、図1で分かるようにインターネットプロトコルTV(IP TV: Internet Protocol TV)のようなTV、電話、画像電話、インターンネットなどのようなサービスを統合することができる。図1では、インターンネットフロトコル(IP)を使う場合のWDM-PONを例として現わした。WDM-PONのOLTには、各々のサービス別に上段装置(具体的には、図1に図示されたL2/L3のスイッチに繋っている装置である既存の電話サービス(POTS: Plain Old Telephone Service)、ストリームサーバー(Stream Server)、及びコアルーター(Core Router)に連結するためにサービス別にトラヒックを分離するためのL2/L3スイッチが必要である。
【０００７】
OLTとONTがお互いに通信をするために、各々のONTには光送受信機が必要であり、OLTにもこれに相応しい光送受信機が必要である。遠隔ノードに設けられる受動素子であるAWGはOLTから伝送される波長分割多重化された下向き信号を逆多重化して各々のONTに伝送する機能と、各々のONTから伝送される上向き信号を波長分割多重化してOLTに伝送する機能を遂行する。これと類似して、OLTにあるAWGはOLTから各々のONTに伝送される下向き信号を波長分割多重化する機能と、ONTからOLTに伝送される上向き信号を波長分割逆多重化する機能を成し遂げる。従って、OLTにあるAWGと遠隔ノードのAWGは特性が同一でなければならない。即ち、OLTのAWGとRNのAWGの各々の対応される端子の透過の波長が同じでなければならない。
【０００８】
一般的に、TDM-PONは、システムのパワーマージンが十分な場合に単純にいろいろな光パワー分配器(Power Splitter)を連結して多段分岐(Multiple star)することで様々な地域に分布する加入者を受容することができる。しかし、WDM-PONの場合には、各ONT毎に特定な波長が割り当てられており、波長分割多重化機/逆多重化機を使うことから、単純な光パワー分配器の使用だけでは多段分岐が不可能である。それゆえに、既存のWDM-PONは、広い帯域の幅を必要とする多くの加入者が一つの地域に密集されている所では有用であるが、ひろい地域に分布する加入者を一つのWDM-PONに受容するには難しさがあった。更に、一つのPONが受容すべき加入者が少なくとも、受容可能なすべての加入者のための裝備を初期に投資すべきであるので、初期の投資費が高い問題点があった。これを解決するための方案が2004年4月9日付で出願され、2005年10月13日付で公開された大韓民國公開特許(公開番号第10-2005-0099229号)「多段分岐光分配網を有する波長分割多重方式の受動形光ネットワーク」と、2005年8月31日付で出願され、2005年9月22日付で公開された大韓民國公開特許(公開番号第10-2005-0092684号)「周回性導波路列格子を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網システム」に開示されている。しかし、上述した公開された特許などでは、分岐数が増えるほど上下向き信号を結合及び分離するフィルタの構成が複雑になり、カプラの使用によって挿入の損失が増加し、第2遠隔ノード(2nd RN)にはお互いに異なる透過波長の特性を持つAWG1及びAWG2を使用しなければならないので維持及び管理において難しさがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記した問題点、もうすこし具体的に、WDM-PONシステムで核心素子である波長分割多重化機/逆多重化機の使用による多段分岐の難しさ及び高い初期の投資費の解決のために案出されたもので、上向き信号の伝送のための一つ以上の帯域を上向き基本帯域として定め、更に下向き信号の伝送のための一つ以上の帯域を下向き基本帯域として定め(代表的には、上向き帯域の一つ及び下向き帯域の一つで２個の基本帯域を定める)、帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機(BSWDM: Band-Splitting Wavelength Division Multiplexer/Demultiplexer)を使って各々の上向き基本帯域、及び下向き基本帯域を複数個の下位波長帯域に分割して、お互いに異なるいろいろな地域に分割された帯域を割り当てることで、多段分岐を通じて広範囲な領域に分布する加入者を一つのWDM-PON システムでサービス提供出来る方案を具現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的の達成のため、本発明の第1特徴による波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置は、第1波長分割多重化機/逆多重化機と上記第1波長分割多重化機/逆多重化機に連結される複数の第1光送受信機から構成される光終端装置(OLT);上記光終端装置(OLT)と光纖維で連結され、所定の下向き信号波長帯域を複数個の第1下位波長帯域などに分離すると共に、所定の上向き信号波長帯域が分離される複数個の第2下位波長帯域などを上記所定の上向き信号波長帯域に結合する帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機から構成される第1遠隔ノード; 複数個の光纖維を通じて上記第1遠隔ノードと連結され、各々が第2波長分割多重化機/逆多重化機から構成される複数の第2遠隔ノード;及び上記複数の第2遠隔ノードと個別の光纖維を通じて連結され、各々が第2光送受信機から構成される複数の加入者装置（ONT）を含み、上記上向き信号波長帯域と上記下向き信号波長帯域で各々使用される上向き基本帯域と下向き基本帯域の間の保護帯域であるλgbが、式λgb = λgi + m × [λgi + (n-1)ｘλc]で与えられるが、上記式で、nは、上記第1下位波長帯域、又は上記第2下位波長帯域の内に存在するチャネルの数であり、λgiは、上記上向き基本帯域、または上記下向き基本帯域の内で分離される上記第1下位波長帯域などの間、または上記第2下位波長帯域の間に位置する保護帯域であり、λcは、上記チャネルの間の波長の間隔であり、mは、0を含んだ自然数である波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置を提供するためのものである。
【００１１】
本発明の第2特徴による波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置は、所定の上向き信号波長帯域を複数個の第1下位波長帯域に分離すると共に、所定の下向き信号波長帯域が分離される複数個の第2下位波長帯域などを上記所定の下向き信号波長帯域に結合する第1帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機、上記第1帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機に各々連結される複数の第1波長分割多重化機/逆多重化機、及び上記複数の第1波長分割多重化機/逆多重化機に各々連結される複数の第1グループの光送受信機ないし複数の第pグループの光送受信機から構成される光終端装置(OLT);上記光終端装置(OLT)と第1光纖維で連結され、上記所定の下向き信号波長帯域を上記複数個の第2下位波長帯域などに分離すると共に、上記複数個の第1下位波長帯域などを上記所定の上向き信号波長帯域に結合する第2帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機から構成される第1遠隔ノード; 複数個の第2光纖維を通じて上記第1遠隔ノードと連結され、各々が第2波長分割多重化機/逆多重化機から構成される複数の第2遠隔ノード; 及び上記複数の第2遠隔ノードと各々個別の第3光纖維を通じて連結され、各々が第2光送受信機から構成される複数の加入者装置（ONT）を含み、上記pは上記複数の第1波長分割多重化機/逆多重化機の数と対応し、上記上向き信号波長帯域と上記下向き信号波長帯域として各々使用される上向き基本帯域と下向き基本帯域の間の保護帯域であるλgbが、式λgb = λgi + m × [λgi + (n-1)ｘλc]で与えられるが、上記式で、nは、上記第1下位波長帯域、又は上記第2下位波長帯域の内に存在するチャネルの数であり、λgiは、上記上向き基本帯域、または上記下向き基本帯域の内で分離される上記第1下位波長帯域などの間、または上記第2下位波長帯域の間に位置する保護帯域であり、λcは、上記チャネルの間の波長の間隔であり、mは、0を含んだ自然数であり、上記分離された複数の第1及び第2下位帯域などが順次的に増設されることのできる波長割り当ての方法を利用した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網装置を提供するためのものである。
【００１２】
更に、加入者装置は基本帯域だけを考慮して設計し、遠隔ノードに使用される波長分割多重化機/逆多重化機は分割された帯域で周期的な波長透過特性を有することを使用することで、加入者装置及び遠隔ノードの種類を各々単一化してWDM-PONの経済性を高めることができる方案を提示する。このようにすることで、初期に加入者の数が少ない時は、分割された波長帯域の一つだけを使用して初期の投資費を減少させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機(BSWDM)を使って多段分岐(Multiple star)機能を有するWDM-PONは、次のような効果が達成される。
【００１４】
第一に、BSWDMに多段分岐されたいろいろな帯域などをお互いに異なる地域に分布する加入者らが利用できるようにすることでWDM-PONの効率的な使用及びサービスの領域を拡大できる。
【００１５】
第二に、多段分岐により分割された下位波長帯域をお互いに異なる地域の加入者らが利用できるようにもしながら、すべての加入者装置に基本帯域(D-帯域とU-帯域、及び異なる使用帯域)だけを分離するフィルタを有する同一な 種類の光送受信機を使用できるから、システムの維持及び管理が容易である。
【００１６】
第三に、遠隔ノードの内に使用される複数のAWGのFSRが各々FSR = λgi + (n-1)λcで与えられる、分離された下位帯域の波長領域と同一なものを使用することで、多段分岐されたすべての遠隔ノードに同一な種類のAWGを使用できるから、システムの維持及び管理が容易である。
【００１７】
第四に、すべての加入者が同時に設置されない場合には、順次的に加入者の増加に従って、OLT及び遠隔ノードを追加設置することで初期の投資費を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、本発明により具現された多段分岐WDM-PON 装置及びその波長割り当ての方法に対して添付された図面を参照しながら説明することとする。
【００１９】
図2は、WDM-PONで多段分岐のための上向き信号波長帯域と下向き信号波長帯域の波長割り当ての方法を図示している。図2を参照すると、下向き基本帯域として下向き信号波長帯域はD-帯域(Downstream band)を使用し、上向き基本帯域として上向き信号波長帯域はU-帯域(Upstream band)を使用する。加入者の装置はすべてD-帯域とU-帯域を分離するフィルタを有する。このようにすることで、すべての加入者は同一な種類の光送受信機を使用できる。
【００２０】
λgbは、上向き信号帯域と下向き信号帯域の間(即ち、下向き基本帯域と上向き基本帯域の間)に位置する保護帯域(guard band)として安価の光送受信機の具現に適し、λcは、チャネルの間の波長の間隔を表わす。AWGのFSR(Free Spectral Range)は一つの端子で透過の特性が周期的に表われる波長の間隔を意味する。D-帯域とU-帯域はAWG FSRの整数の倍ほど離間されて割り当てることができる。
【００２１】
WDM-PONを２段分岐するためには、D-帯域をD1とD2の下位帯域に分離し、U-帯域をU1とU2の下位帯域に分離する帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機(BSWDM)が必要である。ここで、λgiは、D-帯域の内で分離される下位帯域であるD1帯域とD2帯域の間、またはU-帯域の内で分離される下位帯域であるU1帯域とU2帯域の間に位置する保護帯域である。D-帯域とU-帯域の間に位置する保護帯域のλgbは一般的に式(1)で与えられる。
【００２２】
λgb= λgi + m × [λgi + (n-1)ｘλc]…(1)
上記式(1)で、nは、分離された下位帯域の内に存在するチャネルの数を表わし、m = 0、1、2・・・(即ち、0を含んだ自然数)である。分離された上下向き下位帯域の信号などはお互いに異なる光纖維を通じてお互いに異なる第2遠隔ノードで多重化/逆多重化される。第2遠隔ノードに使用されるAWGのFSRは式(2)のように分離された下位帯域の波長の領域と同一にして同等な特性を有するAWGをすべての第2遠隔ノードに使用する。この場合、加入者装置(ONT)は、分離される下位帯域などとは無関係に基本帯域である(D、U)帯域を分離するフィルタだけを使用するから、すべての加入者に同一な種類の光送受信機の使用を可能とする。その結果、しろそろの種類の部品を備える必要がないから、WDM-PONシステムの初期設置の費用と維持の費用を減少させる。
【００２３】
FSR = λgi + (n-1)λc…(2)
再び、図2を参照すると、WDM-PONを4分岐するためには、いろいろなBSWDMを使用してD-帯域をD11、D12、D21、D22の帯域に分離し、さらにU-帯域をU11、U12、U21、U22の帯域に分離しなければならない。このような分岐の方法を拡張して適用すれば、WDM-PONにおいてより多くの分岐を遂行できる。ここで、上下向き帯域の信号をいろいろな下位帯域に分離する帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機はいろいろなフィルタを使う代わりに、周期的な透過の特性を有する一つのフィルタ装置(例えば、AWG)を使用して具現されることもできる。更に、第2遠隔ノードに使われるAWGのFSRが下記の式(3)のように分離された下位帯域の波長の領域と同一にして、同等な特性を有するAWGをすべての第2遠隔ノードに使用する。
【００２４】
FSR = λgi + (n-1)λc…(3)
一般的に、光通信で使用可能な伝送帯域では、O-帯域(1260nm ~ 1360nm)、E-帯域(1360nm ~ 1460nm)、S-帯域(1460nm ~ 1530nm)、C-帯域(1530nm ~ 1565nm)、L-帯域(1565nm ~ 1625nm)、ウルトラーロング(Ultra-long)帯域(1625nm ~ 1675nm)がある。これらの帯域の中で基本帯域として下向き波長帯域(D-帯域)と上向き波長帯域(U-帯域)に割り当てられたこのほかの異なる帯域などを使って波長割り当て帯域を拡張できる。こうした場合にも、各々の帯域の間は、式(1)で与えられる保護帯域を持つ。拡張された波長割り当て帯域は、上向き波長帯域と下向き波長帯域に一つ以上の帯域を割り当てることで、加入者に、より広い帯域の幅を提供してWDM-PONが多様なサービスを受容できる。更に、拡張された波長割り当て帯域は、WDM-PONシステムのモニターリングのための帯域とも使用でき、加入者装置はすべてD-帯域とU-帯域、及び異なる使用帯域を分離するフィルタを有する同一な種類の光送受信機を使う。
【００２５】
図3は、本発明による波長割り当ての方法と帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機（BSWDM）を利用した2分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網(WDM-PON)の構成図である。図3を参照すると、電話局に設置される光終端装置(OLT)、加入者の側に設置される加入者装置(ONT)、D-帯域をD1とD2の下位帯域信号に分離し、U1とU2 の下位帯域信号をU-帯域に結合するBSWDMから構成される第1遠隔ノード、及び２個のAWGで具現される第2遠隔ノードから構成される。BSWDMは、AWGのように周期的な透過の特性を有する素子を利用して簡単に具現されることができる。OLTから各ONTに伝送されるD-帯域信号は、BSWDMでD1の帯域信号とD2の帯域信号に分離され、分離されたD1の帯域信号とD2の帯域信号は、各々お互いに異なる光纖維を通じてお互いに異なる2個の第2遠隔ノードに伝送される。2個の第2遠隔ノードに使用されるAWG1とAWG2のFSRは、分離された下位帯域(即ち、D1の帯域とD2の帯域)の波長領域と同一であり、同等な特性を有するAWGをAWG1とAWG2に各々使う。ONTからOLTに伝送されるU1の下位帯域信号とU2の下位帯域信号は、各々AWG1とAWG2で多重化され、お互いに異なる光纖維を通って、第1遠隔ノードのBSWDMで結合された上で、OLTに位置したAWGで逆多重化される。
【００２６】
図3に図示された実施例で、加入者装置は、分離される下位帯域などとは無関係に基本帯域であるD・U帯域を分離するフィルタだけを使用するから、すべての加入者に同一な種類の光送受信機の使用を可能とする。
【００２７】
光源は、WDM-PONに使用できるものはすべて使用可能でおり、代表的に
分布帰還レーザダイオード(DFB LD: Distributed-Feedback Laser Diode)、本出願人により1999年12月12日付で出願され、2002年2月8日付で登録された大韓民國登録特許第325687号(発明の名称: 注入された非干渉性の光に波長がロックされたファブリーペローレーザダイオードを利用した波長分割多重方式光通信用光源)で提案された、外部で注入された非干渉性光源に波長がロックされたファブリーペローレーザダイオード(F-P LD: Fabry-Perot Laser Diode)、スペクトル分割された発光ダイオード(LED: Light Emission Diode)、または外部で非干渉性光源が注入された半導体光増幅器が使用されることができる。更に、波長可変レーザ(tunable laser)を光源として使用することもできる。光源に波長がロックされたF-P LDやスペクトル分割されたLED、または外部で非干渉性光源の注入された半導体光増幅器が使用される場合には、すべてのONTに同一な種類のF-P LDやLED、または半導体光増幅器を使用してサービス提供できる。
【００２８】
図4は、本発明による波長割り当ての方法と帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機（BSWDM）を利用した4分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網(WDM-PON)の構成図である。OLTから各ONTに伝送されるD-下位帯域信号は、第1遠隔ノードのBSWDMでD11、D12、D21、D22 の下位帯域信号に分離され、分離されたD11、D12、D21、D22 の下位帯域信号は、各々お互いに異なる光纖維を通じてお互いに異なる4個の第2遠隔ノードに伝送される。ONTからOLTに伝送されるU11、U12、U21、U22の下位帯域信号は、各々AWG1、AWG2、AWG3、そしてAWG4で多重化され、お互いに異なる光纖維を通って第1遠隔ノードのBSWDMで結合されてOLTに位置したAWGで逆多重化される。こうした第1遠隔ノードのBSWDMは、いろいろなフィルタを連結して具現することが可能であるが、AWGのように周期的な透過特性を有する素子を利用して簡単に一つの素子で具現されることもできる。
【００２９】
図5は、図4で使用した帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機(BSWDM)の構造及び透過の特性を図示した図面である。図5を参照すると、BSWDMは、下向き信号については、一つの入力ポートと4個の出力ポートを持ち、入力ポートには、D-帯域に該当する入力信号が入力され、各出力ポートは、D11、D12、D21、そしてD22の下位帯域に該当する出力信号を出力する。更に、BSWDMは、上向き信号については、4個の入力ポートと一つの出力ポートを有し、各入力ポートは、U11、U12、U21、そしてU22の下位帯域に該当する入力信号が入力され、出力ポートは、U-帯域に該当する出力信号を出力する。
【００３０】
再び図4を参照すると、各々の第2遠隔ノードなどは、お互いに異なる地域に分布する加入者らを受容する。4個の第2遠隔ノードに使用されるAWG1、AWG2、AWG3、そしてAWG4のFSRは、下記式(4)のように分離された下位帯域の波長領域と同一であり、これによりAWG1、AWG2、AWG3、そしてAWG4として同一な特性を有する4個のAWGを使用できる。
【００３１】
FSR = λgi + (n-1)λc(4)
図4に図示された実施例の場合も、加入者装置は、分離される下位帯域などとは無関係に基本帯域であるD・U帯域を分離するフィルタだけを使用することから、すべての加入者に同一な種類の光送受信機の使用を可能とする。
【００３２】
更に、図4で使用されるBSWDMとAWG1、AWG2、AWG3、及び AWG4は、すべて受動素子であるから、これらの使用位置を変更することもできる。即ち、第2遠隔ノードに使用されるAWGをBSWDMが位置されている第1遠隔ノードの内の位置で使用し、4個の第2遠隔ノードの内で使用されるAWG1、AWG2、AWG3、及びAWG4の位置で各々のBSWDMを使用することが可能である。図4に図示されたWDM-PONが64チャネルである場合、第1遠隔ノードのBSWDMは、1 x 4 (ここで、 1はBSWDMの一方のポート数で、4はBSWDMの他のほうのポート数である)であれば、4個の第2遠隔ノードのAWG1、AWG2、AWG3、及び AWG4は各々 1 x 16である。もし、二つのフィルタの位置を変更すれば、図6に図示されたように第1遠隔ノードに1 x 16AWGを利用し、4個の第2遠隔ノードに各々 1 x 4BSWDMを使用する。
【００３３】
図7は、電話局に設置されるOLTを分離し、加入者の要求に従って順次的に増設が可能な構造の多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網の構成図である。即ち、図7は、図4で図示されたOLTの構造を変更して順次的に増設可能なWDM-PONの構造を示した。図7を参照すると、初期には、D11とU11の下位帯域で作動するWDM-PONを具現し、加入者が増えると、D12、U12の下位帯域、D21、U21の下位帯域、そして、最後にD22、U22の帯域で各々動かすようにWDM-PONを増設することである。ここで、 WDM-PONを増設するための下位帯域の順序は関係ない。同様に、図6のように、BSWDMの位置とAWGの位置が変更された場合でも、 OLTの構造を図7に図示されたように多段階にわたって増設するWDM-PONを具現する応用も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明による帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機(BSWDM)を使って多段分岐(Multiple star)機能を有するWDM-PONは、次のような効果が達成される。
【００３５】
第一に、BSWDMに多段分岐されたいろいろな帯域などをお互いに異なる地域に分布する加入者らが利用できるようにすることでWDM-PONの効率的な使用及びサービスの領域を拡大することができる。
【００３６】
第二に、多段分岐により分割された下位波長帯域をお互いに異なる地域の加入者らが利用できるようにもしながら、すべての加入者装置に基本帯域(D-帯域とU-帯域、及び異なる使用帯域)を分離するフィルタを有する同一な種類の光送受信機を使用できるから、システムの維持及び管理が容易である。
【００３７】
第三に、遠隔ノードの内に使用される複数のAWGのFSRが各々FSR = λgi + (n-1)λcで与えられる、分離された下位帯域の波長領域と同一なものを使用することで多段分岐されたすべての遠隔ノードに同一な種類のAWGを使用できるから、システムの維持及び管理が容易である。
【００３８】
第四に、WDN-PONシステムがすべての加入者が同時に設置されない場合には、順次的に加入者の増加に従ってOLT及び遠隔ノードを追加設置することで初期の投資費を減少させることができる。
【００３９】
多様な変形例が本発明の範囲を逸脱することなく、本明細書に記述され、例示された構成及び方法で作られることが出来るので、上記詳細な説明に含んだり、添付図面に図示されたすべての事項は、例示的なもので本発明を制限するためのものではない。したがって、本発明の範囲は、上述した例示的な実施例により制限されず、以下の請求範囲及びその相当語句のみにしたがって定めるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来技術の波長分割多重方式の受動形光加入者網(WDM-PON)の構成図である。
【図２】本発明による波長分割多重方式の受動形光加入者網(WDM-PON)で、多段分岐のための上向き信号帯域と下向き信号帯域の波長割り当ての方法を図示した図面である。
【図３】本発明による波長割り当ての方法と帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機（BSWDM）を利用した2分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網(WDM-PON)の構成図である。
【図４】本発明による波長割り当ての方法と帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機（BSWDM）を利用した4分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網(WDM-PON)の構成図である。
【図５】図4で使用した帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機(BSWDM)の構造及び透過の特性を図示した図面である。
【図６】図4で帯域分離波長分割多重化機/逆多重化機(BSWDM)の位置を変更した多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網(WDM-PON)の構成図である。
【図７】電話局に設置されるOLTを分離して、加入者の要求に従って、順次的に増設が可能な構造の多段分岐波長分割多重方式の受動形光加入者網(WDM-PON)の構成図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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