(57)【要約】  本発明は、高いスペクトル効率を持った送信フォーマットを利用して高速光信号送信が可能な波長分割多重方式の受動型光加入者網に関する。  本発明に係る高速光信号送信が可能な波長分割多重方式の受動型光加入者網は、電話局（ＯＬＴ）に位置し、ｎ個の出力ポート数を備えた第１導波管配列格子（ＡＷＧ）と、前記第１ＡＷＧにそれぞれ接続するｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＬＴ１〜ＯＬＴｎ）と、遠隔ノード（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｎｏｄｅ）に位置し、ｎ個の出力ポート数を備えた第２導波管配列格子（ＡＷＧ）と、加入者（ＯＮＴ）側に位置し、前記第２ＡＷＧにそれぞれ接続するｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）と、前記第１ＡＷＧ及び前記第２ＡＷＧを介して伝達された信号の送信に使用される単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）と、前記第２ＡＷＧと前記ｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）との間に接続するｎ個の個別送信用単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）と、を備え、前記電話局（ＯＬＴ）側の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＬＴ１〜ＯＬＴｎ）及び前記加入者（ＯＮＴ）側の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）は、それぞれ前記第１ＡＷＧ及び前記第２ＡＷＧを介して分離された光が入力されるＷＤＭフィルタと、前記ＷＤＭフィルタに接続され、互いに異なる波長帯域の送受信光源のうち、光信号を伝達する光送信機（Ｔｘ）と、前記ＷＤＭフィルタに接続され、互いに異なる波長帯域の送受信光源のうち、光信号を受信する光受信機（Ｒｘ）と、を備え、前記光送信機（Ｔｘ）は、特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源（ｌｏｗ  ｎｏｉｓｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｏｕｒｃｅ）と、前記特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源を変調するための電流駆動回路（Ｄｒｉｖｅｒ）と、前記電流駆動回路に接続され、送信されるデータを高いスペクトル効率を持った送信フォーマットに変換するエンコーダ（Ｅｎｃｏｄｅｒ）と、を備え、前記光受信機（Ｒｘ）は、送信された光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）と、送信された光信号成分に該当するスペクトル領域のみを通過させる第１帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）と、前記第１ＢＰＦを通過した前記送信フォーマットを、本来のデータに変換するデコーダ（Ｄｅｃｏｄｅｒ）と、を備えることを特徴とする。
2009510894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速光信号送信が可能な波長分割多重方式の受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）であって、
電話局（ＯＬＴ）に位置し、ｎ個の出力ポート数を備えた第１導波管配列格子（ＡＷＧ）と、
前記第１ＡＷＧにそれぞれ接続するｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＬＴ１〜ＯＬＴｎ）と、
遠隔ノード（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｎｏｄｅ）に位置し、ｎ個の出力ポート数を備えた第２導波管配列格子（ＡＷＧ）と、
加入者（ＯＮＴ）側に位置し、前記第２ＡＷＧにそれぞれ接続するｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）と、
前記第１ＡＷＧ及び前記第２ＡＷＧを介して伝達された信号の送信に使用される単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）と、
前記第２ＡＷＧと前記ｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）との間に接続するｎ個の個別送信用単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）と、
を備え、
前記電話局（ＯＬＴ）側の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＬＴ１〜ＯＬＴｎ）及び前記加入者（ＯＮＴ）側の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）は、それぞれ
前記第１ＡＷＧ及び前記第２ＡＷＧを介して分離された光が入力されるＷＤＭフィルタと、
前記ＷＤＭフィルタに接続され、互いに異なる波長帯域の送受信光源のうち、光信号を伝達する光送信機（Ｔｘ）と、
前記ＷＤＭフィルタに接続され、互いに異なる波長帯域の送受信光源のうち、光信号を受信する光受信機（Ｒｘ）と、
を備え、
前記光送信機（Ｔｘ）は、
特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源（ｌｏｗ  ｎｏｉｓｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｏｕｒｃｅ）と、
前記特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源を変調するための電流駆動回路（Ｄｒｉｖｅｒ）と、
前記電流駆動回路に接続され、送信されるデータを高いスペクトル効率を持った送信フォーマットに変換するエンコーダ（Ｅｎｃｏｄｅｒ）と、
を備え、
前記光受信機（Ｒｘ）は、
送信された光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）と、
送信された光信号成分に該当するスペクトル領域のみを通過させる第１帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）と、
前記第１ＢＰＦを通過した前記送信フォーマットを、本来のデータに変換するデコーダ（Ｄｅｃｏｄｅｒ）と、
を備える、
波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項２】
前記光送信機（Ｔｘ）の前記特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源は、Ｆ−Ｐ  ＬＤ又は多重電極を有するＦ−Ｐ  ＬＤである請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項３】
前記光送信機（Ｔｘ）は、前記駆動回路と前記エンコーダとの間に前記送信フォーマットのスペクトル帯域を制限するための第２帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）をさらに備える請求項１又は２に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項４】
前記送信されるデータがデジタルデータである場合に、前記光受信機（Ｒｘ）は、前記デコーダに接続され、クロック同期信号と前記デジタルデータとを復元するＣＤＲ（ｃｌｏｃｋ  ａｎｄ  ｄａｔａ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ）回路をさらに備える請求項１又は２に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項５】
前記送信されるデータがデジタルデータである場合に、前記光受信機（Ｒｘ）は、前記デコーダに接続され、クロック同期信号と前記デジタルデータとを復元するＣＤＲ回路をさらに備える請求項３に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項６】
前記光送信機（Ｔｘ）と前記光受信機（Ｒｘ）は、それぞれ送信チャネル数が整数倍ずつ増加されて、データの送信速度が段階的にアップグレードされる場合にも使用可能な請求項１又は２に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項７】
前記光送信機（Ｔｘ）と前記光受信機（Ｒｘ）は、それぞれ送信チャネル数が整数倍ずつ増加されて、データの送信速度が段階的にアップグレードされる場合にも使用可能な請求項３に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項８】
前記Ｆ−Ｐ  ＬＤのモード間隔は、前記第１ＡＷＧ又は前記第２ＡＷＧの帯域幅より狭いため、前記第１ＡＷＧ又は前記第２ＡＷＧが前記Ｆ−Ｐ  ＬＤの多重モードのうち、２つ以上のモードをフィルタリングできる請求項１又は２に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項９】
前記Ｆ−Ｐ  ＬＤのモード間隔は、前記第１ＡＷＧ又は前記第２ＡＷＧの帯域幅より狭いため、前記第１ＡＷＧ又は前記第２ＡＷＧが前記Ｆ−Ｐ  ＬＤの多重モードのうち、２つ以上のモードをフィルタリングできる請求項３に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項１０】
前記高いスペクトル効率を持った送信フォーマットは、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、及びＱＡＭのうちのいずれか一つである請求項１又は２に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項１１】
前記高いスペクトル効率を持った送信フォーマットは、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、及びＱＡＭのうちのいずれか一つである請求項３に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項１２】
高速光信号送信が可能な波長分割多重方式の受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）であって、
複数の発振モードで発振し、低雑音特性を備えた低雑音広帯域非干渉性光源と、
前記低雑音ＢＬＳにそれぞれ接続する第１サーキュレーター及び第２サーキュレーターと、
電話局（ＯＬＴ）に位置し、前記低雑音ＢＬＳの多重発振モードをｎ個のグループにフィルタリングするように、ｎ個の出力ポート数を備えた第１導波管配列格子（ＡＷＧ）と、
前記第１ＡＷＧにそれぞれ接続するｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＬＴ１〜ＯＬＴｎ）と、
遠隔ノード（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｎｏｄｅ）に位置し、前記低雑音ＢＬＳの多重発振モードをｎ個のグループにフィルタリングするように、ｎ個の出力ポート数を備えた第２導波管配列格子（ＡＷＧ）と、
前記第１ＡＷＧ及び前記第１ＡＷＧを介して伝達された信号の送信に使用される単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）と、
前記第１サーキュレーター、前記第２サーキュレーター及び前記第１ＡＷＧにそれぞれ接続する第１ＷＤＭフィルタと、
前記第１サーキュレーター、前記第２サーキュレーター及び前記単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）にそれぞれ接続する第２ＷＤＭフィルタと、
加入者（ＯＮＴ）側に位置し、前記第２ＡＷＧにそれぞれ接続するｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）と、
前記第２ＡＷＧと前記ｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）との間に接続するｎ個の個別送信用単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）と、
を備え、
前記電話局（ＯＬＴ）側の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＬＴ１〜ＯＬＴｎ）及び前記加入者（ＯＮＴ）側の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）は、それぞれ
前記第１ＡＷＧ及び前記第２ＡＷＧを介して分離された光が入力されるＷＤＭフィルタと、
前記ＷＤＭフィルタに接続され、互いに異なる波長帯域の送受信光源のうち、光信号を伝達する光送信機（Ｔｘ）と、
前記ＷＤＭフィルタに接続され、互いに異なる波長帯域の送受信光源のうち、光信号を受信する光受信機（Ｒｘ）と、
を備え、
前記光送信機（Ｔｘ）は、
前記低雑音ＢＬＳの注入により波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤと、
前記Ｆ−Ｐ  ＬＤを変調するための駆動回路と、
前記駆動回路に接続され、送信されるデータを高いスペクトル効率を持った送信フォーマットに変換するエンコーダ（Ｅｎｃｏｄｅｒ）と、
を備え、
前記光受信機（Ｒｘ）は、
送信された光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）と、
送信された光信号成分に該当するスペクトル領域のみを通過させる第１帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）と、
前記第１ＢＰＦを通過した前記送信フォーマットを、本来のデータに変換するデコーダ（Ｄｅｃｏｄｅｒ）と、
を備える、
波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項１３】
前記Ｆ−Ｐ  ＬＤは、多重電極を有するＦ−Ｐ  ＬＤ又は反射型半導体光増幅器である請求項１２に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項１４】
前記光送信機（Ｔｘ）は、前記駆動回路と前記エンコーダとの間に前記送信フォーマットのスペクトル帯域を制限するための第２帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）をさらに備える請求項１２又は１３に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項１５】
前記送信されるデータがデジタルデータである場合に、前記光受信機（Ｒｘ）は、前記デコーダに接続され、クロック同期信号と前記デジタルデータとを復元するＣＤＲ回路をさらに備える請求項１２又は１３に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項１６】
前記送信されるデータがデジタルデータである場合に、前記光受信機（Ｒｘ）は、前記デコーダに接続され、クロック同期信号と前記デジタルデータとを復元するＣＤＲ回路をさらに備える請求項１４に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項１７】
前記光送信機（Ｔｘ）と前記光受信機（Ｒｘ）は、それぞれ送信チャネル数が整数倍ずつ増加されて、データの送信速度が段階的にアップグレードされる場合にも使用可能な請求項１２又は１３に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項１８】
前記光送信機（Ｔｘ）と前記光受信機（Ｒｘ）は、それぞれ送信チャネル数が整数倍ずつ増加されて、データの送信速度が段階的にアップグレードされる場合にも使用可能な請求項１４に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項１９】
前記Ｆ−Ｐ  ＬＤのモード間隔は、前記第１ＡＷＧ又は前記第２ＡＷＧの帯域幅より狭いため、前記第１ＡＷＧ又は前記第２ＡＷＧが前記Ｆ−Ｐ  ＬＤの多重モードのうち、２つ以上のモードをフィルタリングできる請求項１２又は１３に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項２０】
前記Ｆ−Ｐ  ＬＤのモード間隔は、前記第１ＡＷＧ又は前記第２ＡＷＧの帯域幅より狭いため、前記第１ＡＷＧ又は前記第２ＡＷＧが前記Ｆ−Ｐ  ＬＤの多重モードのうち、２つ以上のモードをフィルタリングできる請求項１４に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項２１】
前記第１ＡＷＧ及び前記第２ＡＷＧは、それぞれ前記低雑音（ＢＬＳ）の帯域幅より広い帯域幅を有する請求項１２又は１３に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項２２】
前記第１ＡＷＧ及び前記第２ＡＷＧは、それぞれ前記低雑音（ＢＬＳ）の帯域幅より広い帯域幅を有する請求項１４に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項２３】
前記高いスペクトル効率を持った送信フォーマットは、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、及びＱＡＭのうちのいずれか一つである請求項１２又は１３に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【請求項２４】
前記高いスペクトル効率を持った送信フォーマットは、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、及びＱＡＭのうちのいずれか一つである請求項１４に記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高いスペクトル効率を持った送信フォーマットを利用して、高速光信号送信が可能な波長分割多重方式の受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ−Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に関する。さらに詳細には、本発明は、使用する光源のうち、雑音特性に優れた（雑音が低い）部分を使用し、かつスペクトル効率（単位帯域幅当たりの送信ビット数）の高い送信フォーマットを使用することによって、経済的に（低コストで）光加入者網の大容量化及び高速化を提供できる波長分割多重方式の受動型光加入者網に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の加入者網は、そのほとんどが電話線を利用したＡＤＳＬ、ＶＤＳＬ、又は同軸ケーブルを利用したケーブルモデムなどでインターネットへの接続を提供している。このような電話線又は同軸ケーブルは、全て銅線を利用して提供されるもので、加入者に提供できる帯域幅は、送信距離によって異なるが、最大略１０Ｍｂ／ｓ程度の限界を持っている。しかしながら、インターネットの急速な拡散により、既存の音声、テキスト中心のサービスが映像中心のサービスに転換されることに伴い、加入者網の高速化に対する要求が急激に増加している。このような高速化の要求を充足させるための方法として、一つのネットワーク基盤を介して映像、データ、及び音声が統合されたサービスを供給するために、通信事業者及びＣＡＴＶ事業者が構築している各自の加入者網の進化が望まれる。高い帯域幅を要求する高画質テレビ（ＨＤＴＶ／ＩＰ−ＴＶ）、注文型ビデオ（ＶＯＤ：Ｖｉｄｅｏ  Ｏｎ  Ｄｅｍａｎｄ）、注文型教育放送（ＥＯＤ：Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ  Ｏｎ  Ｄｅｍａｎｄ）などの次世代サービスを収容するためには、加入者に１００Ｍｂ／ｓ以上の帯域幅を提供しつつ高いサービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を保障できる波長分割多重方式の受動型光加入者網が究極的な代案として認識されている。また、将来要求される光加入者網の帯域幅は、順次増加することになると予想される。
【０００３】
一般に、ＷＤＭ−ＰＯＮでは、波長分割多重フィルタとして導波管配列格子（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ；以下、ＡＷＧと略する）が広く使用されている。しかしながら、外部の温度が変わると、各加入者当たりの割り当てられた光源の波長及びＡＷＧの温度も変わるようになるので、各加入者当たりの割り当てられた波長に無関係に使用されうる光源として、温度の変化に応じる波長制御及び管理を容易にするためには、波長無依存性動作、すなわちカラー無依存性動作（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｉ．ｅ．，ｃｏｌｏｒ−ｆｒｅｅ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を備えた低コストの光源が必須的に求められる。このような波長無依存性を備えた光源の一例として、キム・ヒョンドックなど（Ｈｙｕｎ−Ｄｅｏｋ  Ｋｉｍ，ｅｔ．ａｌ）は、２０００年８月にＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．１２，ｎｏ．８，ｐｐ．１０６７〜１０６９に「Ａ  ｌｏｗ−ｃｏｓｔ  ＷＤＭ  ｓｏｕｒｃｅ  ｗｉｔｈ  ａｎ  ＡＳＥ  ｉｎｊｅｃｔｅｄ  Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｌａｓｅｒ」という題目で発表した論文において、波長ロックされたファブリ・ペローレーザーダイオード（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｌｏｃｋｅｄ  Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ  ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ）を提案したことがある。キム・ヒョンドックなどの波長ロックされたファブリ・ペローレーザーダイオード（Ｆ−Ｐ  ＬＤ：Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ  ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ）は、非干渉性光源（ＢＬＳ：Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｓｏｕｒｃｅ）を多重モードで発振するＦ−Ｐ  ＬＤに注入することにより、非干渉性光源の波長にＦ−Ｐ  ＬＤの発振波長を固定させる方法である。このとき、波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤに注入される広帯域非干渉性光源（ＢＬＳ）としては、高出力発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、自然放出光（ＡＳＥ：Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）を出すエルビウム添加光増幅器（ＥＤＦＡ：Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、超発光ダイオード（ＳＬＤ：Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ）などが利用される。
【０００４】
一方、光通信に用いられる光源は、優れた送信品質のために低い相対強度雑音（ＲＩＮ：Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｎｏｉｓｅ）を持たなければならない。例えば、多重モードで発振するＦ−Ｐ  ＬＤは、高い相対強度雑音（ＲＩＮ）により光信号の送信が難しくなるため、ＷＤＭシステム用光源又はＷＤＭ−ＰＯＮ用光源として使用するのに適していない。さらに詳細に説明すると、Ｆ−Ｐ  ＬＤの多重モードのうち、一つのモードのみを選択すると、高いモード分割雑音が発生して多重モードで発振するＦ−Ｐ  ＬＤは、通信用光源への使用が不可能となる。ＲＩＮを減少させる方法として、外部からＢＬＳを注入してＦ−Ｐ  ＬＤを類似単一モードで発振させることによって、モード分割雑音を大幅減らす方法（波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤ）とこれを利用したＷＤＭ−ＰＯＮが提案された。しかしながら、波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤを利用したＷＤＭ−ＰＯＮの場合も、データの送信速度を上げるか、又は波長間隔を狭めて一つのＰＯＮで多くのチャネルを収容しようとする場合には、以下のような問題がある。
【０００５】
波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤの実現のために、外部から注入されるＡＳＥ基盤のＢＬＳは、用いられるＡＷＧ帯域幅により注入される非干渉性光源の帯域幅が決定される。そのため、ＡＳＥ基盤のＢＬＳは、注入時に予めフィルタリング過程を経るので、高い雑音を持たざるをえない。一般に、加入者当たり提供されているデータの送信速度が高いほど、使用される光源は、より優れた雑音特性を持たなければならない。しかしながら、ＡＷＧ帯域幅が狭いほど、又はチャネル間隔が狭いほど、注入されるＢＬＳのＲＩＮが悪くなり、このような問題点がＷＤＭ−ＰＯＮの大容量化と高速化に障害要因として機能する。
【０００６】
図６には、本発明の実施形態に係る波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤのＡＷＧによったフィルタリングの前と後に測定された雑音の劣化特性が示されている。図６に示すように、チャネル間隔が５０ＧＨｚであるＡＷＧを使用してフィルタリングされたＡＳＥ基盤のＢＬＳの注入で波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤのＲＩＮが、Ｆ−Ｐ  ＬＤの発振モード波長を基準にした非干渉性光源の注入位置に応じて測定されて四角形で示されている。ここで、波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤの全体モードのＲＩＮは、白色の四角形で示されており、多重化と逆多重化のためのＡＷＧを経た後に受信端に到達した光源のＲＩＮは、黒色の四角形で示されている。図６から分かるように、注入される非干渉性光源ＢＬＳの中心波長がＦ−Ｐ  ＬＤの発振モード波長と一致する場合には（０ｎｍデチューニング（Ｄｅｔｕｎｉｎｇ））、スペクトルスライスしたＡＳＥ（ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｓｌｉｃｅｄ  ＡＳＥ）と黒色の四角形のＲＩＮ値との比較から、非干渉性光源（ＢＬＳ）の注入効果によって注入された非干渉性光源の雑音より、Ｆ−Ｐ  ＬＤのモード分割雑音が抑制されるという効果を得ることができる。しかしながら、注入される非干渉性光源ＢＬＳの中心波長がＦ−Ｐ  ＬＤの２つの発振モード間に位置する場合には、（＋／−０．３ｎｍデチューニング）、Ｆ−Ｐ  ＬＤのモード分割雑音抑制効果を得ることはできず、むしろ注入された光源のＲＩＮ（−１０４ｄＢ／Ｈｚ）より波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤの雑音が増加するようになる。また、波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤの温度変化に応じるＲＩＮは、多重化と逆多重化のためのＡＷＧを経ながら雑音の劣化が激しくなる。図６に示すように、ＡＳＥ基盤のＢＬＳ注入で波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤを使用する場合に、多重化逆多重化のためのＡＷＧ通過後に測定された受信端に到達した光源のＲＩＮ（黒色の四角形）は、１．２５Ｇｂ／ｓのデータを１０−１２（Ｑ＝７）のビットエラー率を満し、かつオンオフ変調（ＯＯＫ：Ｏｎ  Ｏｆｆ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式の送信フォーマットで送信するために必要な条件である−１０７ｄＢ／Ｈｚ以下のＲＩＮ値を常に満すことではない。このような問題点は、ＷＤＭ−ＰＯＮの高速化及び大容量化に対する障害要因として機能し、ＷＤＭ−ＰＯＮ用光源として波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤを使用する場合及び波長注入方式の反射型半導体光増幅器（ＲＳＯＡ：Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を使用する場合の両方で発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上述した従来の技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、使用する光源において雑音特性に優れた（すなわち、雑音が低い）部分を使用し、かつスペクトル効率（すなわち、単位帯域幅当たりの送信ビット数）の高い送信フォーマットを使用することによって、経済的に光加入者網の大容量化及び高速化を提供できる波長分割多重方式の受動型光加入者網を提供することにある。さらに詳細に、本発明は、前記問題点を解決するためにＡＳＥ基盤のＢＬＳ注入により波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤより雑音特性に優れた光源を実現し、スペクトル効率の良い送信フォーマットを利用して、波長分割多重方式の受動型光加入者網を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の特徴によると、本発明は、高速光信号送信が可能な波長分割多重方式の受動型光加入者網であって、電話局（ＯＬＴ）に位置し、ｎ個の出力ポート数を備えた第１導波管配列格子（ＡＷＧ）と、前記第１ＡＷＧにそれぞれ接続するｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＬＴ１〜ＯＬＴｎ）と、遠隔ノード（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｎｏｄｅ）に位置し、ｎ個の出力ポート数を備えた第２導波管配列格子（ＡＷＧ）と、加入者（ＯＮＴ）側に位置し、前記第２ＡＷＧにそれぞれ接続するｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）と、前記第１ＡＷＧ及び前記第２ＡＷＧを介して伝達された信号の送信に使用される単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）と、前記第２ＡＷＧと前記ｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）との間に接続するｎ個の個別送信用単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）と、を備え、前記電話局（ＯＬＴ）側の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＬＴ１〜ＯＬＴｎ）及び前記加入者（ＯＮＴ）側の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）は、それぞれ前記第１ＡＷＧ及び前記第２ＡＷＧを介して分離された光が入力されるＷＤＭフィルタと、前記ＷＤＭフィルタに接続され、互いに異なる波長帯域の送受信光源のうち、光信号を伝達する光送信機（Ｔｘ）と、前記ＷＤＭフィルタに接続され、互いに異なる波長帯域の送受信光源のうち、光信号を受信する光受信機（Ｒｘ）と、を備え、前記光送信機（Ｔｘ）は、特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源（ｌｏｗ  ｎｏｉｓｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｏｕｒｃｅ）と、前記特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源を変調するための電流駆動回路（Ｄｒｉｖｅｒ）と、前記電流駆動回路に接続され、送信されるデータを高いスペクトル効率を持った送信フォーマットに変換するエンコーダ（Ｅｎｃｏｄｅｒ）と、を備え、前記光受信機（Ｒｘ）は、送信された光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）と、送信された光信号成分に該当するスペクトル領域のみを通過させる第１帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）と、前記第１ＢＰＦを通過した前記送信フォーマットを、本来のデータに変換するデコーダ（Ｄｅｃｏｄｅｒ）と、を備える。
【０００９】
上述した本発明の第１特徴において、波長分割多重方式の受動型光加入者網に用いられる特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源は、Ｆ−Ｐ  ＬＤの駆動電流を変化させて、低いＲＩＮを有するように動作させる方法が使用されうる。また、特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源としてＦ−Ｐ  ＬＤの代わりに波長制御が容易な多重電極を有するＦ−Ｐ  ＬＤを使用することもできる。
【００１０】
本発明の第２の特徴によると、本発明は、高速光信号送信が可能な波長分割多重方式の受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）であって、複数の発振モードで発振し、低雑音特性を備えた低雑音広帯域非干渉性光源と、前記低雑音ＢＬＳにそれぞれ接続する第１サーキュレーター及び第２サーキュレーターと、電話局（ＯＬＴ）に位置し、前記低雑音ＢＬＳの多重発振モードをｎ個のグループにフィルタリングするように、ｎ個の出力ポート数を備えた第１導波管配列格子（ＡＷＧ）と、前記第１ＡＷＧにそれぞれ接続するｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＬＴ１〜ＯＬＴｎ）と、遠隔ノード（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｎｏｄｅ）に位置し、前記低雑音ＢＬＳの多重発振モードをｎ個のグループにフィルタリングするように、ｎ個の出力ポート数を備えた第２導波管配列格子（ＡＷＧ）と、前記第１ＡＷＧ及び前記第１ＡＷＧを介して伝達された信号の送信に使用される単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）と、前記第１サーキュレーター、前記第２サーキュレーター及び前記第１ＡＷＧにそれぞれ接続する第１ＷＤＭフィルタと、前記第１サーキュレーター、前記第２サーキュレーター及び前記単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）にそれぞれ接続する第２ＷＤＭフィルタと、加入者（ＯＮＴ）側に位置し、前記第２ＡＷＧにそれぞれ接続するｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）と、前記第２ＡＷＧと前記ｎ個の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）との間に接続するｎ個の個別送信用単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）と、を備え、前記電話局（ＯＬＴ）側の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＬＴ１〜ＯＬＴｎ）及び前記加入者（ＯＮＴ）側の光送受信器（ＴＲｘ）（ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎ）は、それぞれ前記第１ＡＷＧ及び前記第２ＡＷＧを介して分離された光が入力されるＷＤＭフィルタと、前記ＷＤＭフィルタに接続され、互いに異なる波長帯域の送受信光源のうち、光信号を伝達する光送信機（Ｔｘ）と、前記ＷＤＭフィルタに接続され、互いに異なる波長帯域の送受信光源のうち、光信号を受信する光受信機（Ｒｘ）と、を備え、前記光送信機（Ｔｘ）は、前記低雑音ＢＬＳの注入により波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤと、前記Ｆ−Ｐ  ＬＤを変調するための駆動回路と、
前記駆動回路に接続され、送信されるデータを高いスペクトル効率を持った送信フォーマットに変換するエンコーダ（Ｅｎｃｏｄｅｒ）と、を備え、前記光受信機（Ｒｘ）は、送信された光信号を電気信号に変換するフォトダイオード（ＰＤ）と、送信された光信号成分に該当するスペクトル領域のみを通過させる第１帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）と、前記第１ＢＰＦを通過した前記送信フォーマットを、本来のデータに変換するデコーダ（Ｄｅｃｏｄｅｒ）と、を備える。
【００１１】
上述した本発明の第２の特徴において、前記光送信機Ｔｘの光源として前記低雑音ＢＬＳの注入により波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤの代わりに、低雑音ＢＬＳの注入により波長ロックされた反射型半導体光増幅器又は低雑音ＢＬＳの注入により波長ロックされた多重電極を有するＦ−Ｐ  ＬＤが使用されうる。
【００１２】
本発明に係る波長分割多重方式の受動型光加入者網では、電話局（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）又は加入者（ＯＮＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）に使用される光送信機Ｔｘが特定のスペクトル領域から雑音が少ない光源で構成され、送信しようとするデータは、高いスペクトル効率を有する送信フォーマットに変換されて送信される。
【００１３】
また、本発明に係る光送信機Ｔｘは、雑音の低い領域のみを使用するために、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）を使用することができる。
【００１４】
また、本発明に係る光受信機Ｒｘは、光送信機Ｔｘから送信されたデータを受信して送信された信号成分があるスペクトル領域のみを通過させて、送信信号帯域範囲から外れて存在する光送信機Ｔｘの光源の雑音影響を最小にし、信号処理を介してて送信された本来の信号を再生する。
【００１５】
なお、本発明に係る波長分割多重方式の受動型光加入者網は、一般的な光通信システムにも適用可能である。
【００１６】
本発明の追加的な長所は、同一又は類似の参照番号が同じ構成要素を表示する添付図面を参照して、以下の説明から明確に理解できるはずである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下では、本発明の実施形態及び添付図面を参照して、本発明を説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る高いスペクトル効率を持った送信フォーマットを利用した波長分割多重方式の受動型光加入者網の構成を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明は、電話局ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）に位置し、ｎ個の出力ポート数を備えた第１ＡＷＧと、前記第１ＡＷＧを介して伝達された信号の送信に使用される単一モード光ファイバＳＭＦ（ｓｉｎｇｌｅ  ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ）と、遠隔ノードに位置し、ｎ個の出力ポート数を備えた前記第１ＡＷＧ及び第２ＡＷＧにそれぞれ接続され、ＷＤＭフィルタを備えた光送受信器ＴＲｘを備える。第２ＡＷＧが位置した遠隔ノードと加入者ＯＮＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）側に位置する光送受信器ＯＮＴ１〜ＯＮＴｎの間にも個別送信用単一モード光ファイバＳＭＦが接続されている。図１に示すように、電話局ＯＬＴは、第１ＡＷＧと第１ＡＷＧに接続する複数の光送受信器ＴＲｘを含んでいる。電話局ＯＬＴ側の光送受信器ＴＲｘと加入者ＯＮＴ側の光送受信器ＴＲｘは、それぞれ第１ＡＷＧ及び第２ＡＷＧを介して分離された光信号が入力されるＷＤＭフィルタ、及びＷＤＭフィルタに接続され、互いに異なる波長帯域の送受信光信号を送信及び受信する光送信機Ｔｘと光受信機Ｒｘとの組み合わせからなる。また、光送信機Ｔｘの光源は、特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源（ｌｏｗ  ｎｏｉｓｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｏｕｒｃｅ）から構成され、送信しようとするデータＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）は、高いスペクトル効率を持った送信フォーマット（例えば、直交振幅変調（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＱＡＭ）にエンコーダ（Ｅｎｃｏｄｅｒ）を介して変換される。その後、変換された送信データは、前記特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源を変調するための電流駆動回路（Ｄｒｉｖｅｒ）を介して変調された後に送信される。ここで、光送信機Ｔｘは、データ送信フォーマットのスペクトル帯域を制限するために、電流駆動回路とエンコーダとの間に帯域通過フィルタＢＰＦ（Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）をさらに備えることもできる。
【００２０】
一方、光受信機Ｒｘは、光信号を、フォトダイオードＰＤを介して受信する。受信された信号のうち、送信された信号成分が存在するスペクトル領域のみが帯域通過フィルタＢＰＦを通過する。したがって、送信された信号帯域範囲から外れて存在する受信された信号は雑音と見なされて、帯域通過フィルタＢＰＦによりフィルタリングされるので、光信号を送信した本来の光送信機Ｔｘ内の光源の雑音影響が最小になる。光受信機Ｒｘの帯域通過フィルタＢＰＦを通過した信号成分は、デコーダ（Ｄｅｃｏｄｅｒ）、クロック及びデータ再生機ＣＤＲ（Ｃｌｏｃｋ  ａｎｄ  Ｄａｔａ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）により信号処理された後、本来送信された信号ＮＲＺが再生される。当業者であれば、図１に示す波長分割多重方式の受動型光加入者網の構成及び原理が一般的な光通信システムにも適用可能であるということは、十分に理解することができるはずである。
【００２１】
上述した図１に示す本発明の波長分割多重方式の受動型光加入者網において、前記特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源をＯＮＴ又はＯＬＴ光源で実現する実施形態には、Ｆ−Ｐ  ＬＤの駆動電流を変化させて低いＲＩＮを有するように動作させる方法が使用されうる。この場合に、ＷＤＭ−ＰＯＮで用いられる２つのＡＷＧは、Ｆ−Ｐ  ＬＤの多重モードのうち、２つ以上のモードがフィルタリングされるようにするために、Ｆ−Ｐ  ＬＤのモード間隔より広い帯域幅を有しなければならない。また、特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源をＷＤＭ−ＰＯＮの光源として使用するためには、Ｆ−Ｐ  ＬＤの代わりに波長制御が容易な多重電極を有するＦ−Ｐ  ＬＤを使用することもできる。多重電極Ｆ−Ｐ  ＬＤを使用すると、温度の変化に応じる発振波長の変化を注入電流の調整により補償して、Ｆ−Ｐ  ＬＤが常に決まった波長で発振するようにすることによって、多重電極Ｆ−Ｐ  ＬＤをＷＤＭ−ＰＯＮ用光源として使用することができ、このような例が図２に示されている。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態に係るＡＷＧによりフィルタリングされた多重電極を有したＦ−Ｐ  ＬＤのＲＩＮスペクトルを示す図である。図２のＲＩＮスペクトル上において１〜１．５ＧＨｚ部分の低い雑音領域を利用すると、上述の方法と同様に、高いスペクトル効率を有する送信フォーマットを利用した波長分割多重方式の受動型光加入者網の実現が可能である。
【００２３】
図３は、本発明に係る波長分割多重方式の受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）において雑音特性に優れた光源をＯＮＴ又はＯＬＴ光源で実現する他の実施形態である低雑音ＢＬＳの注入により波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤを利用した波長分割多重方式の受動型光加入者網の構成を示す図である。
【００２４】
図３に示すように、ＯＮＴ又はＯＬＴ光源として使用される雑音特性に優れた光源を実現する方法の一つである低雑音ＢＬＳの注入により波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤが示されている。本明細書では、以下で雑音特性に優れたＯＮＴ光源の実現について説明するが、当業者であれば、このような説明はＯＬＴの場合にも同様に適用されうるということを十分に理解できるはずである。図３に示す低雑音ＢＬＳは、前面（ｆｒｏｎｔ−ｆａｃｅｔ）が非反射（Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：ＡＲ）コーティングされた２つのＦ−Ｐ  ＬＤ間の相互注入原理を利用して実現される。この場合に、低雑音ＢＬＳは、多重モード形態の光源であって、図４に示すような光スペクトルを有し、低雑音ＢＬＳの各モードの３ｄＢ帯域幅は略０．２ｎｍである。また、低雑音ＢＬＳの各モードの相対強度雑音ＲＩＮは、低周波数領域に１／ｆ雑音成分を除外すると、図５に示すように、非反射コーティングされたＦ−Ｐ  ＬＤの一つのモードが有するモード分割雑音に比べて顕著に減少した形態で、−１３５ｄＢ／Ｈｚの優れた雑音特性を示す。
【００２５】
また、図３に示すように、ＯＬＴの低雑音ＢＬＳは、Ｆ−Ｐ  ＬＤ間の相互注入原理で実現され、ダウン及びアップ信号を送信するための波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤの注入光源として利用される。ダウン信号の送信及びアップ信号の送信は、実質的に同様なもので、本明細書では、アップ信号の送信について説明する。ＯＬＴの低雑音ＢＬＳは、第２サーキュレーター、第２ＷＤＭフィルタＷＤＭ２、単一モード光ファイバＳＭＦを経て非干渉性光源のいろいろな発振モードをｎ個のグループにフィルタリングする遠隔モード（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｍｏｄｅ）の第２ＡＷＧ（ここで、ｎは、ＡＷＧの出力ポートの数又はＷＤＭ信号のチャネル数）を介してフィルタリングされて分離される。第２ＡＷＧにより分離された信号は、個別送信用単一モード光ファイバＳＭＦを介してそれぞれのＯＮＴであるＯＮＴ１〜ＯＮＴｎに入力される。入力されたそれぞれの信号は、それぞれのＯＮＴ内のＷＤＭフィルタを通過して、光送受信器ＴＲｘのうち、光送信機ＴｘのＦ−Ｐ  ＬＤに注入され、Ｆ−Ｐ  ＬＤの波長ロックが行われる。このとき、波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤは、また注入光源である低雑音ＢＬＳの低雑音特性により、優れた雑音特性を維持するようになる。
【００２６】
一方、図３には、ＯＮＴ及びＯＬＴの光送受信器ＴＲｘの構造が別途に示されている。図３に示す光送受信器ＴＲｘは、光送信機Ｔｘ及び光受信機Ｒｘで構成される。光送信機Ｔｘから出力されるか、又は光受信機Ｒｘに入力される互いに異なる波長帯域の送受信データは、光送受信器ＴＲｘのＷＤＭフィルタを介して分離されて、光送信機Ｔｘの光源Ｆ−Ｐ  ＬＤ又は光受信機ＲｘのフォトダイオードＰＤに伝達される。光送信機Ｔｘに入力される光信号データＮＲＺは、エンコーダにより高いスペクトル効率を有する送信フォーマット（例えば、直交振幅変調ＱＡＭ）に変換される。その後、変換された光信号データは、特定周波数領域において雑音の少ない低雑音光源を変調するための電流駆動回路（Ｄｒｉｖｅｒ）を介して変調された後に送信される。ここで、光送信機Ｔｘは、データ送信フォーマットのスペクトル帯域を制限するために、電流駆動回路とエンコーダとの間に帯域通過フィルタＢＰＦをさらに備えることもでき、ＢＰＦを通過した光信号データは、電流駆動回路（Ｄｒｉｖｅｒ）を介してＦ−Ｐ  ＬＤの低い雑音特性を有するスペクトル領域に載せられて送信される。また、図３に示す本発明の光送信機Ｔｘに用いられる光源としてＦ−Ｐ  ＬＤが示されているが、これは例示的なものに過ぎず、本発明を制限するものでなく、例えば反射型半導体光増幅器又は多重電極を有するＦ−Ｐ  ＬＤが本発明の光送信機Ｔｘの光源として使用されうる。送信データは、個別送信用ＳＭＦ、遠隔ノードのＡＷＧ２、及びＳＭＦを経て、ＯＬＴ側の第２ＷＤＭ、第２サーキュレーター、及び第１ＷＤＭを通過する。その後、第１ＷＤＭを通過した送信データは、ｎ個のグループに逆多重化させる第１ＡＷＧを通過した後に、ＯＬＴの受信端である光送受信器ＴＲｘのうち、光受信機Ｒｘに伝達される。このとき、ＡＷＧのフィルタリングによる送信データの雑音劣化の程度を最小化するためには、第１ＡＷＧ及び第２ＡＷＧのチャネル当たりの帯域幅が注入されるＢＬＳの一つのモード（ｏｎｅ  ｍｏｄｅ）の帯域幅より広くなければならない。ＯＬＴ内の光受信機Ｒｘは、送信された光信号を電気信号に変換するフォトダイオードＰＤ、送信された信号成分に該当するスペクトル領域のみを通過させて、送信信号帯域範囲から外れて存在するＯＮＴ内の光送信機Ｔｘの光源である波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤの雑音影響を最小化するための帯域通過フィルタＢＰＦ、及び高いスペクトル効率を有する送信フォーマットを本来のデータに変換するデコーダを備える。デジタルデータの場合、ＯＬＴ内の光受信機Ｒｘは、クロック同期信号とデータとを復元するＣＤＲ回路とをさらに備えることができ、デコーダ及びＣＤＲを通過したデジタルデータは、本来送信された信号ＮＲＺに再生される。
【００２７】
高いスペクトル効率を有する送信フォーマットを使用して、高速（１．２５Ｇｂ／ｓ）のデジタルデータを１０−１２ビットエラー率（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ：ＢＥＲ）条件を満足させつつ送信するとき、それぞれの送信フォーマットに応じて要求される相対的な信号対雑音比（ＳＮＲ）の条件は、下記の表１のとおりである。
【００２８】
表１．デジタルデータフォーマットに応じて要求されるＳＮＲ
【表１】
2009510894.tif 000003
【００２９】
前記表１においてデータフォーマットは、オンオフ変調ＯＯＫ方式、二進位相シフト変調（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）ＢＰＳＫ方式、直交位相シフト変調（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）ＱＰＳＫ方式、１６−直交振幅変調ＱＡＭ方式、６４−直交振幅変調ＱＡＭ方式、及び２５６−直交振幅変調ＱＡＭ方式が例示されており、それぞれの変調方式に応じるＥｂ／Ｎ０（ビット当たりの信号／Ｈｚ当たりの雑音でＳＮＲ＊（Ｗ／Ｒ）と同じである）、単位帯域幅当たりの送信ビット数（Ｒ（送信速度）／Ｗ（帯域幅））、ＳＮＲ、及び２種類の帯域幅Ｗがそれぞれ例示されている。
【００３０】
表１から分かるように、単位帯域幅当たりの送信ビット数（Ｒ／Ｗ）が高まるほど、要求されるＳＮＲは急激に増加するが、同じ送信速度を得る条件で必要な信号の帯域幅が減少するので、スペクトル効率の増大を介した高速送信が可能となる。低雑音ＢＬＳの注入により波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤを光源として使用し、また光送信機Ｔｘが高いスペクトル効率を有する送信フォーマットを使用する場合の高速送信の可能性を分析及び確認するために、雑音特性に優れた部分（１／ｆ雑音が除外された領域）の相対強度雑音ＲＩＮを測定して、図６の白色の円と黒色の円とで表示した。
【００３１】
さらに詳細に説明すると、図６は、本発明の実施形態に係る波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤのＡＷＧによるフィルタリングの前及び後に測定された雑音の劣化特性を示す図である。
【００３２】
図６に示すように、図２に示すＡＷＧ２によりフィルタリングされた低雑音ＢＬＳの光源がＯＮＴ内の光送信機Ｔｘの光源であるＦ−Ｐ  ＬＤに注入された後に波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤの全体モードのＲＩＮ（白色の円）と、第１ＡＷＧ及び第２ＡＷＧを通過した後に受信端であるＯＬＴ内のフォトダイオードＰＤに到達した信号のＲＩＮ（黒色の円）の測定値が示されている。測定されたＲＩＮは、低雑音ＢＬＳ注入光源の中心波長と波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤの発振波長間の差により定義されるデチューニング（Ｄｅｔｕｎｉｎｇ）値に応じて表した。図６から分かるように、ＰＤに到達した信号のＲＩＮ（黒色の円）の最大測定値は、−１２４ｄＢ／Ｈｚである。したがって、低雑音ＢＬＳの注入により低雑音特性を有する光源である波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤを使用すると、波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤのＲＩＮが１．２５Ｇｂ／ｓのデータ送信に要求される概略的なＲＩＮ値である−１０７ｄＢ／Ｈｚよりはるかに低い値を有するから、高速の送信が可能であるということが分かる。
【００３３】
図７は、本発明の実施形態に係る−１２４ｄＢ／ＨｚのＲＩＮから計算された１．２５Ｇｂ／ｓの送信に要求されるＳＮＲを示す図である。図７においてそれぞれの直線は、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭ及び２５６−ＱＡＭにおいて要求される最小ＳＮＲ基準値を表し、それぞれの曲線は、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭ及び２５６−ＱＡＭで変調指数（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｉｎｄｅｘ）に応じるＳＮＲ値を示す。
【００３４】
図７に示すように、図６に示した低雑音ＢＬＳの注入により低雑音特性を有する光源である波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤに高いスペクトル効率を有する送信フォーマットのうち、２５６−ＱＡＭを適用する場合に、変調指数を１と仮定すると、１５７ＭＨｚ帯域内で要求される最小ＳＮＲ基準値である３６ｄＢより高い３９ｄＢのＳＮＲを有するようになって、１．２５Ｇｂ／ｓの送信要件を満すようになる。したがって、低雑音ＢＬＳの注入により波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤは、温度変化に無関係な波長無依存性を維持し、かつ２５６−ＱＡＭの送信フォーマットで１５７ＭＨｚの帯域幅内で１．２５Ｇｂ／ｓの高速でデータを送信できることが分かる。
【００３５】
表１及び図７を再度参照すると、高いスペクトル効率を有するさらに他の送信フォーマットである１６−ＱＡＭ又は６４−ＱＡＭでは、３１３ＭＨｚ又は２０９ＭＨｚの帯域幅内で１．２５Ｇｂ／ｓのデータを送信することができる。６４−ＱＡＭと１６−ＱＡＭの場合に、計算値ではそれぞれ２チャネル及び４チャネルまでも送信可能であるが（すなわち、変調指数の合計が１以下になる範囲内で複数のチャネル送信が可能である）、この場合に、低雑音ＢＬＳの注入により波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤのＲＩＮスペクトルにおいて雑音特性に優れた部分（１／ｆ雑音が除外された領域）の周波数の範囲がそれぞれのＱＡＭ信号の送信に要求される帯域幅（２０９ＭＨｚ及び３１０ＭＨｚ）に対応する値を有するように保障されなければならない。これに対し、ＡＳＥ基盤のＢＬＳを注入して、波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤは、第１ＡＷＧと第２ＡＷＧを経た後に測定された図６の相対強度雑音ＲＩＮ（黒色の四角形）の最大値は、−９９ｄＢ／Ｈｚであるから、１．２５Ｇｂ／ｓの高速データの送信に要求される最低ＲＩＮ値である略−１０７ｄＢ／Ｈｚより高い値を有するようになって、最も低いＳＮＲが要求されるＢＰＳＫの送信フォーマットでも、１．２５Ｇｂ／ｓの高速データの送信は不可能であるということが分かる。
【００３６】
図８は、本発明の実施形態に係る−１２４ｄＢ／ＨｚのＲＩＮから計算された４０Ｍｂ／ｓの送信に要求されるＳＮＲを示す図である。
【００３７】
図８及び表１に示すように、ＲＩＮが−１２４ｄＢ／Ｈｚである光源に４０Ｍｂ／ｓの送信速度でデータを１６−ＱＡＭの送信フォーマットで送信すると仮定すると、周波数帯域幅は１０ＭＨｚであり（表１参照）、要求される最低ＳＮＲは２４ｄＢである（図８参照）。この場合に、各加入者当たり提供されるデータの送信速度をアップグレードするために、送信チャネル数を整数倍ずつ増加させると、２００ＭＨｚの周波数帯域幅内で最大２０チャネルまで（すなわち、８００Ｍｂ／ｓの送信速度まで）送信速度を向上させることができる（図８参照）。また、２５６−ＱＡＭの場合には、３０ＭＨｚの周波数帯域幅内で最大６チャネルまで（すなわち、２４０Ｍｂ／ｓの送信速度まで）送信速度を向上させることができる。したがって、高いスペクトル効率を有する送信フォーマットを利用した波長分割多重方式の受動型光加入者網において、送信速度の段階的なアップグレードが可能になる。
【００３８】
上述した説明は、ＯＮＴ側からＯＬＴ側へデータを送信する場合であるアップストリーム（ｕｐ−ｓｔｒｅａｍ）の場合に適用される。しかしながら、当業者であれば、上述したアップストリームの場合の説明は、ＯＬＴ側からＯＮＴ側へデータが送信されるダウンストリーム（ｄｏｗｎ−ｓｔｒｅａｍ）の場合にも同様に適用されうるということは十分に理解できるはずである。
【００３９】
本発明に係る波長分割多重方式の受動型光加入者網（ＷＤＭ−ＰＯＮ）では、雑音特性に優れた光源を使用し、かつ高いスペクトル効率を有する送信フォーマットを使用することによって、１Ｇｂ／ｓ以上の高速送信が可能である。
【００４０】
また、本発明に係るＷＤＭ−ＰＯＮでは、段階的なデータの送信速度の増大による光加入者網のアップグレードが可能であるから、経済的な光加入者網を実現することができる。
【００４１】
本発明の思想を逸脱しない範囲内で本明細書に記述され例示される構成及び方法により、多様な変形例が可能であるから、前記詳細な説明に含まれるか、又は添付図面に示す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形態により制限されず、以下の請求の範囲及びその均等物によってのみ決まらなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る高いスペクトル効率を持った送信フォーマットを利用した波長分割多重方式の受動型光加入者網の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＡＷＧによりフィルタリングされた多重電極を有したＦ−Ｐ  ＬＤのＲＩＮスペクトルを示す図である。
【図３】本発明に係る低雑音ＢＬＳの注入により波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤを利用した波長分割多重方式の受動型光加入者網の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る低雑音特性を備えた広帯域非干渉性光源（ＢＬＳ）の光スペクトルを示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る低雑音特性のＢＬＳ及びＥＤＦＡ基盤のＡＳＥ及びＡＲコーティングされたＦ−Ｐ  ＬＤの一つのモードから測定された相対強度雑音（ＲＩＮ）を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る波長ロックされたＦ−Ｐ  ＬＤのＡＷＧによるフィルタリングの前及び後に測定された雑音の劣化特性を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る−１２４ｄＢ／ＨｚのＲＩＮから計算された１．２５Ｇｂ／ｓの送信に要求されるＳＮＲを示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る−１２４ｄＢ／ＨｚのＲＩＮから計算された４０Ｍｂ／ｓの送信に要求されるＳＮＲを示す図である。
【図１】
2009510894.tif 000004
【図２】
2009510894.tif 000005
【図３】
2009510894.tif 000006
【図４】
2009510894.tif 000007
【図５】
2009510894.tif 000008
【図６】
2009510894.tif 000009
【図７】
2009510894.tif 000010
【図８】
2009510894.tif 000011
【国際調査報告】
2009510894.tif 000012