(57)【要約】【課題】温度モニターリング機能のない波長分割多重方式の受動型光通信網において、光信号の波長を導波路型の格子ルータの通過帯域波長に同調させることができる波長分割多重方式の受動型光通信網を提供する。【解決手段】本発明は、波長分割多重方式の受動型光通信網であって、互いに異なる波長の下向き光信号を生成し、互いに異なる波長の上向き光信号を受信する中央基地局と、前記中央基地局と第１光ファイバを介して連結され、既設定の波長を反射するように設定されている波長分配ユニットを有する地域基地局と、前記地域基地局と第２光ファイバを介して連結されている複数の光加入者とを含み、それぞれの前記光加入者は多重モードに発振し、前記既設定の波長により自己注入ロックされることによって、前記上向き光信号を単一モードに発生して第３光ファイバを介して前記地域基地局に提供する光源を有することを特徴とする。【選択図】      図３
2006121639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分割多重方式の受動型光通信網であって、
互いに異なる波長の下向き光信号を生成し、互いに異なる波長の上向き光信号を受信する中央基地局と、
前記中央基地局と第１光ファイバを介して連結され、既設定の波長を反射するように設定されている波長分配ユニットを有する地域基地局と、
前記地域基地局と第２光ファイバを介して連結されている複数の光加入者とを含み、
それぞれの前記光加入者は多重モードに発振し、前記既設定の波長により自己注入ロックされることによって、前記上向き光信号を単一モードに発生して第３光ファイバを介して前記地域基地局に提供する光源を有することを特徴とする波長分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項２】
前記波長分配ユニットは、
前記第２及び第３光ファイバに連結され、前記下向き及び上向き光信号を波長分割多重化する導波路型の格子ルータと、
前記導波路型の格子ルータと前記第２光ファイバとの間に連結されているブラッグ格子とを含み、
前記ブラッグ格子は前記光源で発振される波長のうち、前記既設定の波長に対応する波長を反射して前記第２光ファイバを介して前記光源にフィードバックされるようにして、前記光源が自己注入ロックされて前記既設定の波長に同調される上向き光信号を生成するようにすることを特徴とする請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項３】
前記波長分配ユニットは、
前記第２及び第３光ファイバに連結され、前記下向き及び上向き光信号を波長分割多重化する導波路型の格子ルータと、
前記導波路型の格子ルータに一体に形成されているブラッグ格子とを含み、
前記ブラッグ格子は前記光源で発振される波長のうち、前記既設定の波長に対応する波長を反射して前記第２光ファイバを介して前記光源にフィードバックされるようにして、前記光源が自己注入ロックされて前記既設定の波長に同調される上向き光信号を生成するようにすることを特徴とする請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項４】
前記波長分配ユニットは、
前記下向き及び上向き光信号を波長分割多重化する導波路型の格子ルータと、
前記導波路型の格子ルータに連結されているブラッグ格子とを含み、
前記ブラッグ格子は前記下向き光信号のうち、前記既設定の波長を有する何れか１つの光信号を反射して前記第１光ファイバを介して前記中央基地局にフィードバックされるようにして、前記中央基地局が前記既設定の波長の変動をモニターリングするようにすることを特徴とする請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項５】
前記波長分配ユニットは、
前記下向き及び上向き光信号を波長分割多重化する導波路型の格子ルータと、
前記導波路型の格子ルータに一体に形成されているブラッグ格子とを含み、
前記ブラッグ格子は前記下向き光信号のうち、前記既設定の波長を有する何れか１つの光信号を反射して前記第１光ファイバを介して前記中央基地局にフィードバックされるようにして、前記中央基地局が前記既設定の波長の変動をモニターリングするようにすることを特徴とする請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項６】
前記導波路型の格子ルータと前記ブラッグ格子とは、温度の変動による波長の変動を表すシリカ物質から製造されることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項４および請求項５のいずれか1項に記載の波長分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項７】
前記ブラッグ格子は、レーザまたは半導体エッチングにより前記導波路型の格子ルータに一体に形成されることを特徴とする請求項３または請求項５に記載の波長分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項８】
前記光源はファブリ・ペローレーザダイオードを含むことを特徴とする請求項１に記載の波長分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項９】
波長分割多重方式の受動型光通信網で用いる波長分割用光源であって、
多重モードに発振し、フィードバックされる既設定の波長の光信号により自己注入ロックされて前記既設定の波長に同調される波長を単一モードに発振する光源と、
前記光源により発振される複数の波長のうち、前記既設定の波長を選択的に反射して前記光源にフィードバックされるようにする波長選択型の光フィルタとを含むことを特徴とする波長分割用光源。
【請求項１０】
前記波長選択型の光フィルタは、前記既設定の波長を選択的に反射するように形成されるブラッグ格子であることを特徴とする請求項９に記載の波長分割用光源。
【請求項１１】
前記光源はファブリ・ペローレーザダイオードであることを特徴とする請求項９に記載の波長分割用光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分割多重方式の受動型光通信網に関し、より詳しくは、周辺の温度によって可変する光信号の波長を地域基地局の通過波長に同調されるようにした波長分割多重方式の受動型光通信網に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、波長分割多重方式の通信システムは、インターネットの急速な成長に伴い、増加する通信トラフィックを扱うトランクシステムのような通信網に広く応用されている。波長分割多重化通信システムにおいて、波長の互いに異なる複数の光信号が単一の光ファイバを介して同時に伝送される。
【０００３】
更に、波長分割多重方式の受動型光通信網(Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ-Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ；以下、ＷＤＭ-ＰＯＮという)は互いに異なる波長の光信号、例えば、約１.３μm帯域(１２６０〜１３６０nm)の上向き光信号及び約１.５５μm帯域(１４８０〜１５８０nm)の下向き光信号が中央基地局(Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ；以下、ＯＬＴという)とそれぞれの光加入者(Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ；以下、ＯＮＵという)との間で伝送されるので、双方向対称型のサービスを保障でき、保安性に優れるという特徴を有している。
【０００４】
図１は、従来技術の例示的なＷＤＭ-ＰＯＮの概略的なブロック図を示す。図１に示すように、ＷＤＭ-ＰＯＮはＯＬＴ１０、地域基地局(ＲＮ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｎｏｄｅ)２０、ＯＮＵ３０及びＯＬＴ１０とＯＮＵ３０との間で上向き及び下向き信号の伝送のための単一の光ファイバ１５を含む。
【０００５】
ＯＬＴ１０は、複数セットの光源１１、可変減衰器/偏光制御器(Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ/Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；以下、ＶＯＡ/ＰＣという)１２及びマルチプレクサ(ＭＵＸ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ)１４を含む。光源１１はそれぞれ異なる波長(λ１、λ２、…λ１６)を発振し、これを変調して光信号を生成するレーザダイオード、例えば、ＬＤ１、ＬＤ２、…ＬＤ１６からなる。マルチプレクサ１４は、光源１１で生成されるそれぞれ異なる波長の光信号をマルチプレックシングしてマルチプレックシングされた光信号を光ファイバ１５に伝達する。ＶＯＡ/ＰＣ１２は、光源１１とマルチプレクサ１４との間に配置されて互いに異なる波長の光信号を光ファイバ１５に乗せる前に各光信号のパワーを均等に調節する機能を行う。
【０００６】
地域基地局２０は、ＯＬＴ１０から光ファイバ１５を介して伝送された、マルチプルレックスされている光信号を波長別に分離するための導波路型の格子ルータとして具現されるデマルチプレクサ(ＤＥＭＵＸ：ＤＥＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ)を備える。
ＯＮＵ３０は、複数セットのＶＯＡ/ＰＣ３２、バンドパスフィルタ(ＢＰＦ:Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ)３４及び光受信器３６を含む。光受信器３６はデマルチプレクサ２０により波長別に分離されたそれぞれの光信号を検出するフォトダイオード(ＰＤ１、ＰＤ２、…ＰＤ１６)からなる。ＶＯＡ/ＰＣ３２はデマルチプレクサ２０と光検出器３６との間に配置されてＯＬＴ１０から伝送される光信号のパワーを調節する。バンドパスフィルタ２４は、光信号を伝送速度に合うように調節する。
【０００７】
ＷＤＭ-ＰＯＮは、マルチプレクサ１４と地域基地局２０のデマルチプレクサとの間で光信号が伝送されるときに発生する損失を補償する光増幅器(ＯＡ:Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ)１６、１９と長い距離の伝送を行う間に累積された光信号の色分散を補償する分散補償器(ＤＣＦ:Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｆｉｂｅｒ)１８を更に含む。
【０００８】
前述の構成を有するＷＤＭ-ＰＯＮにおいて、光信号の下向き伝送のために、それぞれの光源１１でそれぞれ異なる波長の光信号が生成される。それぞれの光信号は遠隔地に位置するそれぞれ対応するＯＮＵの通過帯域の波長に対応する。下向き光信号はそれぞれ対応するＶＯＡ/ＰＣ１２を通過してマルチプレクサ１４に伝達される。マルチプレクサ１４は下向き光信号をマルチプレックシングしてマルチプレックシングされた光信号を光ファイバ１５を介して地域基地局２０に伝達するが、このとき、光増幅器１６、１９と分散補償器１８を介してマルチプレックシングされる光信号の光損失及び色分散が補償される。
【０００９】
地域基地局２０のデマルチプレクサは、マルチプレクサ１４によりマルチプレックシングされる光信号を各波長別に分離し、波長別に分離した光信号をＶＯＡ/ＰＣ１２及びバンドパスフィルタ３４を経由してそれぞれ対応するＯＮＵに伝達する。
一方、上向き光信号の伝送は、前述の下向き光信号の伝送と反対に、ＯＮＵの光源(図示せず)で発生した上向き光信号が光ファイバ１５を経由してＯＬＴに伝達される。このような上向き光信号の伝送は、当業者であれば容易に分かる内容であるので、詳細な説明は省略する。
【００１０】
前述のＷＤＭ-ＰＯＮにおいて、ＯＬＴ及びＯＮＵとの間で上向きまたは下向き光信号の伝送のためには、隣接チャンネルとのクロストークが大きくなければならず、光信号のパワーが大きく、線幅が小さくて、色分散に対する影響が少なくなければならない。したがって、ＯＬＴからＯＮＵまでの距離による損失を克服できるように発光ダイオード(ＬＥＤ:Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ)、超発光ダイオード(ＳＬＥＤ:Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ)などのような高価の高出力広帯域の光源を用いる必要がある。
【００１１】
近年、ファブリ・ペローレーザダイオード(Ｆａｂｒｙ-Ｐｅｒｏｔ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ)を用いた低価格の波長分割用光源の研究が行われているが、ファブリ・ペローレーザダイオードはモードホッピングとモード分割の現象が生じ、温度の変動による波長の変化が大きいという問題がある。このような問題を解決するために、非干渉光による波長ロックされたファブリ・ペローレーザダイオードに関する研究があったが、そのためにはより大きい出力を有する高価な広帯域の光源が中央基地局内に更に設置されなければならず、また複数のサーキュレータが必要とされるという短所がある。
【００１２】
前述の要件を満たす高速、高出力の波長分割光通信用光源として分布帰還レーザダイオード(ＤＦＢ-ＬＤ:Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ)が用いられている。分布帰還レーザダイオードは線幅が狭くて、高速、長距離信号の伝送に好適な光源であるが、高価という短所がある。そのため、分布帰還レーザダイオードを受動型光通信網(ＰＯＮ)に適用する場合、各光加入者に割り当てられた互いに異なる波長に対応する数だけの分布帰還レーザダイオードが用いられなければならない。その結果、受動型光通信網のコスト増の要因となる。
【００１３】
また、ＷＤＭ-ＰＯＮにおいて、波長別に光信号を分離するための導波路型の格子ルータは、地域基地局内の温度の変化に基づく上向き及び下向き光信号に対する通過波長の変動を遠隔でモニターリングする付加装置が必要となる。前述のＷＤＭ-ＰＯＮにおいて、導波路型の格子ルータの温度の変化をモニターリングする方法の1つは、Ｓ.Ｈａｎｎ、Ｄ.Ｈ.Ｋｉｍ ａｎｄ Ｃ.Ｓ.Ｐａｒｋが提案した名称「Ｕｎｉ-ｌａｍｂｄａ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎ １０/１.２５ＧｂＥ ａｃｃｅｓｓ ｓｅｒｖｉｃｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＷＤＭ-ＰＯＮ」の論文(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ.Ｌｅｔｔ.,Ｖｏｌ.４０.Ｎｏ.３,ｐｐ １９４-１９５,５ｔｈ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００４)に開示されている。その他の方法は、Ｒ.Ｇｉｌｅｓ,Ｓ.Ｊｉａｎｇにより提案された名称「Ｆｉｂｅｒ-ｇｒａｔｉｎｇ ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｉｎ ｓｉｎｇｌｅ-ｆｉｂｅｒ ＷＤＭ ａｃｃｅｓｓ ＰＯＮｓ」の論文(ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.Ｌｅｔｔ.,ｖｏｌ ９,ｐｐ ５２３-５２５,Ａｐｒｉｌ,1９９７)に示されている。
【００１４】
また、温度の変化に影響されない導波路型の格子ルータに関する研究が盛んに行われているが、導波路型の格子ルータの製作に多くのコストがかかるなど、まだ解決すべき課題が残っている。
したがって、低価格の光源を用いつつ、温度モニターリングの機能がなくても光信号の波長が温度の変化による導波路型の格子ルータの通過波長の変動に同調されるＷＤＭ-ＰＯＮが要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、本発明はこのような従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、温度モニターリング機能のない波長分割多重方式の受動型光通信網において光信号の波長を導波路型の格子ルータの通過帯域波長に同調させることができる波長分割多重方式の受動型光通信網を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、波長分割多重方式の受動型光通信網において導波路型の格子ルータの通過帯域波長の変動に同調される波長分割多重方式の受動型光通信網に用いるための低価格の光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するための本発明による波長分割多重方式の受動型光通信網は、波長分割多重方式の受動型光通信網であって、互いに異なる波長の下向き光信号を生成し、互いに異なる波長の上向き光信号を受信する中央基地局と、前記中央基地局と第１光ファイバを介して連結され、既設定の波長を反射するように設定されている波長分配ユニットを有する地域基地局と、前記地域基地局と第２光ファイバを介して連結されている複数の光加入者とを含み、それぞれの前記光加入者は多重モードに発振し、前記既設定の波長により自己注入ロックされることによって、前記上向き光信号を単一モードに発生して第３光ファイバを介して前記地域基地局に提供する光源を有することを特徴とする。
【００１８】
また、上記目的を達成するための本発明による波長分割多重方式の受動型光通信網で用いる波長分割用光源は、波長分割多重方式の受動型光通信網で用いる波長分割用光源であって、多重モードに発振し、フィードバックされる既設定の波長の光信号により自己注入ロックされて前記既設定の波長に同調される波長を単一モードに発振する光源と、前記光源により発振される複数の波長のうち、前記既設定の波長を選択的に反射して前記光源にフィードバックされるようにする波長選択型の光フィルタとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、波長分割多重方式の受動型光通信網において、低価格のファブリ・ペローレーザダイオードを光加入者で用い、地域基地局内の導波路型の格子ルータに連結されているブラッグ格子から反射される単一波長によりファブリ・ペローレーザダイオードを自己ロック状態に発振することによって、地域基地局内のブラッグ格子と同じ波長特性を有する上向きチャンネル信号の単一波長を生成できるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明において、中央基地局から既設定のモニターリング波長を地域基地局に伝達し、地域基地局内の導波路型の格子ルータに連結されているブラッグ格子から反射される波長の変動を周期的にモニターリングすることによって、下向き光信号の波長を導波路型の格子ルータの通過帯域波長と一致するように制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態を説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態による波長分割多重方式の受動型光通信網(ＷＤＭ-ＰＯＮ)のブロック図である。
図２に示すように、本発明のＷＤＭ-ＰＯＮは中央基地局(ＯＬＴ)または電話局(ＣＯ)１００と、地域基地局(ＲＮ)１１０と、光加入者(ＯＮＵ)１３０を含み、各基地局(ＯＬＴから地域基地局、地域基地局からＯＮＵ)の間には上向き及び下向き光信号の伝送のための単一モード光ファイバ(ＳＭＦ:Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ)１０２、１２０、１２２が連結されている。
【００２２】
ＯＬＴ１００は、地域基地局１１０に下向き光信号を伝送し、ＯＮＵから上向き光信号を受信するための互いに異なる波長の光信号を提供する複数の光源(図示せず)を含む。
地域基地局１１０は、波長分配機能を行う導波路型の格子ルータを含む。本明細書と図面において、導波路型の格子ルータがＯＬＴ１００側に連結される第１導波路型の格子ルータ１１２とＯＮＵ１３０側に連結される第２導波路型の格子ルータ１１４とから構成されていると説明し示しているが、これは単に機能的に導波路型の格子ルータのマルチプレックシング及びデマルチプレックシング機能を説明するためであって、実際に導波路型の格子ルータは単一素子から構成されている。第２導波路型の格子ルータ１１４にはＯＮＵ１３０から提供される多重波長の光信号のうち、既設定の波長帯域の光信号を再び反射させるブラッグ格子(ＢＧ)１１６が連結されている。ブラッグ格子１１６と導波路型の格子ルータ１１２、１１４は同じ物質、例えばシリカ物質からなる。このようなブラッグ格子１１６は、レーザまたは半導体エッチング方法を利用して導波路型の格子ルータ１１２、１１４に直接刻み、一体に形成されることもできる。
【００２３】
ＯＮＵ１３０は、ファブリ・ペローレーザダイオード１３５、波長選択型結合器(ＷＳＣ:Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｅｒ)１３１、偏光制御器(ＰＣ)１３３、光パワー分配器１３６及び外部変調器(ＥＭ:Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ)１３７を含む。ＯＮＵ１３０において、ファブリ・ペローレーザダイオード１３５は地域基地局１１０のブラッグ格子１１６で反射される波長の光信号により自己注入ロック状態となる。波長選択型結合器１３１は、下向き光信号を光受信器１３４に分岐する。偏光制御器１３３は、ファブリ・ペローレーザダイオード１３５で受信された光信号の効率を高め、光パワー分配器１３６はファブリ・ペローレーザダイオード１３５で自己光源にロックされた光パワーを外部変調器１３７に分岐する。外部変調器１３７は、自己光源にロックされた波長を類似ランダム信号(ＰＢＲＳ:Ｐｓｅｕｄｏ-Ｒａｎｄｏｍ Ｂｉｎａｒｙ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ)１３９を利用して変調する。
【００２４】
本発明によれば、ファブリ・ペローレーザダイオード１３５は、しきい電流以上のエネルギーが流入する場合、多重モードに発振するようになるが、ファブリ・ペローレーザダイオード１３５から発振された複数の波長のうち、既設定の波長帯域は地域基地局１１０内の導波路型の格子ルータ１１４のブラッグ格子素子１１６により反射されて再びファブリ・ペローレーザダイオード１３５にフィードバックされる。ファブリ・ペローレーザダイオード１３５はフィードバックされる波長の光信号を中心にエネルギーが転移されて、その波長により自己注入ロック状態となる。自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオード１３５は、単一モードのレーザダイオードと類似のスペクトルを示し、このスペクトルには地域基地局１１０内の導波路型の格子ルータ１１２、１１４の温度の変化による中心波長の変動が反映されている。そのため、地域基地局１１０で温度の変化がある場合、導波路型の格子ルータ１１２、１１４の通過帯域波長がそれにより変動され、その変動に同調してブラッグ格子１１６の中心波長も共に変動する。その結果、ブラッグ格子素子１１６により反射される波長の光信号により自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオード１３５から発振される波長もブラッグ格子１１６の中心波長と一致するように同調される。
【００２５】
このように構成される本発明のＷＤＭ-ＰＯＮにおいて光信号の上向き伝送のために、ＯＮＵ１３０内のファブリ・ペローレーザダイオード１３５から多重チャンネル信号の波長(例えば、λ１〜λ１６)が発振され、発振された多重チャンネル信号の波長(λ１〜λ１６)が単一モード光ファイバ１２０を介して地域基地局１１０に伝達される。地域基地局１１０内のブラッグ格子１１６は、多重チャンネル信号の波長(λ１〜λ１６)のうち、既設定の波長、例えば、波長(λ１)の光信号を反射する。反射される信号は、単一モード光ファイバ１２０を介してＯＮＵ１３０にフィードバックされる。フィードバックされる波長(λ１)の光信号はファブリ・ペローレーザダイオード１３５に入力され、これによりファブリ・ペローレーザダイオード１３５は地域基地局１１０内のブラッグ格子１１６の中心波長に同調された波長(λ１)の光パワーにより自己注入ロックされる。このように自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオード１３５は、単一モードレーザダイオードと類似した出力スペクトルを生成するようになり、ブラッグ格子１１６の中心波長に同調された波長(λ１)に発振するようになる。変調器１３７は、ファブリ・ペローレーザダイオード１３５で発振された波長(λ１)に実際の仮想組合信号である類似ランダム信号１３９を乗せて上向き光信号に変調する。変調された上向き光信号は、上向きチャンネルの光ファイバ１２２を介して地域基地局１１０に伝達される。地域基地局１１０に伝達された上向き光信号は、導波路型の格子ルータ１１２、１１４を通過し、光ファイバ１０２を介してＯＬＴ１００に伝達される。
【００２６】
一方、本発明のＷＤＭ-ＰＯＮにおいてＯＬＴ１００からＯＮＵ１３０に光信号の下向き伝送の際、下向き光信号の波長は導波路型の格子ルータ１１２、１１４の通過帯域の波長と一致するように制御されなければならない。このような制御は地域基地局１１０における外部温度の変化をモニターリングすることによって達成される。本発明によれば、温度の変化をモニターするための構成は、地域基地局１１０内の第２導波路型の格子ルータ１１４に連結されているブラッグ格子１１９を含む。ブラッグ格子１１９は、ブラッグ格子１１６と同様に、導波路型の格子ルータ１１２、１１４と同じシリカ物質からなり、第２導波路型の格子ルータ１１４に一体に形成されることもできる。また、導波路型の格子ルータ１１２、１１４の温度の変化をモニターリングするための波長は、ＯＬＴ１００で下向き光信号用として用いられる波長、例えば、λ１７〜λ３２以外の既設定の波長、例えば、λmを用いる。
【００２７】
ブラッグ格子１１９は、ＯＬＴ１００で発振されたモニターリング波長(λm)の光信号を選択的にＯＬＴ１００に反射させる波長選択型の光フィルタとして作用する。地域基地局１１０で温度の変化がある場合、それによりブラッグ格子１１９の中心波長も導波路型の格子ルータ１１２、１１４の通過帯域波長と共に変動される。そのため、モニターリング波長(λm)は、導波路型の格子ルータ１１２、１１４の変動された通過帯域波長に同調される。そのため、ブラッグ格子１１９からフィードバックされる波長(λm)には、導波路型の格子ルータ１１２、１１４の温度の変動に関する情報と、その温度の変動による通過帯域波長の変動に関する情報とが反映されている。したがって、下向き光信号の波長(λ１７〜λ３２)を導波路型の格子ルータ１１２、１１４の波長変動分だけ調節することによって、下向き光信号の波長が導波路型の格子ルータ１１２、１１４の通過帯域波長と一致するように制御できる。
【００２８】
導波路型の格子ルータ２１２、２１４の通過帯域波長に同調された下向き光信号は、ＯＬＴ１００から下向きチャンネルの光ファイバ１０２を介して地域基地局１１０に伝達され、地域基地局１１０の導波路型の格子ルータ１１２、１１４により波長別に(λ１７、λ１８、．．．)分離される。その後、それぞれの光信号は光ファイバ１２０を介してそれぞれ対応するＯＮＵ１３０に伝達され、光受信器１３４を介して検出される。
【００２９】
図３は、本発明の第２の実施形態による波長分割多重方式の受動型光通信網(ＷＤＭ-ＰＯＮ)のブロック図である。これに関連して、図３に示すＷＤＭ-ＰＯＮは複数のＯＮＵ(図３には便宜上、２つのＯＮＵ２３０及び２４０だけを示す)が含まれていることを除いては実質的に図２の構成と同一である。したがって、同じ構成要素に関する詳細な説明は省略する。
【００３０】
図３に示すように、本発明によるＷＤＭ-ＰＯＮは、ＯＬＴ２００と、地域基地局(ＲＮ)２１０と、複数のＯＮＵ２３０、２４０とを含み、各基地局(ＯＬＴから地域基地局、地域基地局からＯＮＵ)の間には単一モード光ファイバ(ＳＭＦ)２０２、２２０、２２２、２２４、２２６が連結されている。
【００３１】
ＯＬＴ２００は、地域基地局２１０に下向きサービスのための互いに異なる波長の光信号を提供する複数のレーザダイオード(図示せず)を含む。
地域基地局２１０は、波長分配機能を行う導波路型の格子ルータを含む。第１の実施形態と同様に、第２の実施形態でも導波路型の格子ルータはＯＬＴ２００に連結される第１導波路型の格子ルータ２１２とＯＮＵ２３０、２４０に連結される第２導波路型の格子ルータ２１８とから構成されていると示し説明している。しかし、これは導波路型の格子ルータのマルチプレックシングとデマルチプレックシング動作を機能的に説明するだけであって、実際に導波路型の格子ルータは単一の素子から構成されている。
【００３２】
第２導波路型の格子ルータ２１４には、光ファイバ２２０に連結される第１ブラッグ格子２１６及び光ファイバ２２４に連結される第２ブラッグ格子２１８が連結されている。図２に示す実施形態と同様に、第１及び第２ブラッグ格子２１６、２１８はそれぞれ既設定の波長の光信号を反射する。ブラッグ格子２１６、２１８は導波路型の格子ルータ２１２、２１４と同じシリカ物質からなる。したがって、ブラッグ格子２１６、２１８の中心波長と導波路型の格子ルータ２１２、２１４の通過帯域波長は、温度の変動によって共に変動される。ブラッグ格子２１６、２１８は、第２導波路型の格子ルータ２１２、２１４に直接レーザまたは半導体エッチング方法により刻み、一体に形成されることもできる。
【００３３】
ＯＮＵ２３０、２４０は、それぞれ波長選択型結合器２３１、２４１、光パワーカプラ２３６、２４６、偏光制御器２３３、２４３、光検出器２３４、２４４、ファブリ・ペローレーザダイオード２３５、２４５及び外部変調器２３７、２４７を含む。説明していない図面符号２３９及び２４９は、類似ランダム信号(ＰＢＲＳ)を示す。
【００３４】
本発明の第２の実施形態によるＷＤＭ-ＰＯＮにおいて、ＯＮＵ２３０、２４０の何れか1つ、例えば、第１ＯＮＵ２３０からＯＬＴ２００に上向き光信号を伝送するために、第１ＯＮＵ２３０のファブリ・ペローレーザダイオード２３５で多重波長、例えば、(λ１〜λ１６)が発振され、その発振された波長(λ１〜λ１６)の光信号が光ファイバ２２０を介して地域基地局２１０に伝送される。地域基地局２１０内の第１ブラッグ格子２１６は、第１ＯＮＵ２３０の多重波長(λ１〜λ１６)の光信号のうち、既設定の波長、例えば、波長(λ１)の光信号を反射して光ファイバ２２０を介してＯＮＵ２３０にフィードバックされるようにする。ＯＮＵ２３０にフィードバックされる波長(λ１)の光信号は、ＯＮＵ２３０のファブリ・ペローレーザダイオード２３５を自己注入ロックさせる。自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオード２３５は、フィードバックされる光信号の波長(λ１)に同調されて自己注入ロックされた波長(λ１)を発振して光パワーカプラ２３６を介して変調器２３７に伝達する。変調器２３７は、ファブリ・ペローダイオード２３５で発振された波長(λ１)の光信号を仮想組合信号である類似ランダム信号２３９を利用して変調し、変調された光信号を上向きチャンネルの光ファイバ２２２を介して地域基地局２１０に伝達する。地域基地局２１０に伝達された上向き光信号は、導波路型の格子ルータ２１２、２１４を通過し、中央基地局２００側の光ファイバ２０２を介して中央基地局２００に伝達される。
【００３５】
同様に、第２ＯＮＵ２４０の第２ファブリ・ペローレーザダイオード２４５でそれぞれ互いに異なる波長(例えば、λ１〜λ１６)を発振し、その発振された波長(λ１〜λ１６)の光信号が光ファイバ２２４を介して地域基地局２１０に伝送される。地域基地局２１０内の第２ブラッグ格子２１８は、第２ＯＮＵ２４０の波長(λ１〜λ１６)の光信号のうち、既設定の波長、例えば波長(λ２)の光信号を反射して光ファイバ２２０を介してＯＮＵ２４０にフィードバックさせる。ＯＮＵ２４０にフィードバックされる波長(λ２)の光信号は、ＯＮＵ２４０のファブリ・ペローレーザダイオード２４５を自己注入ロックさせる。自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオード２４５は、フィードバックされる波長(λ２)に同調された光信号を発振し、光パワーカプラ２４６を介して外部変調器２４７に伝送する。外部変調器２４７は、ファブリ・ペローレーザダイオード２４５で発振された波長(λ２)の光信号に実際の仮想組合信号である類似ランダム信号２４９を乗せて変調した後、変調された光信号を上向きチャンネルの光ファイバ２２６を介して地域基地局２１０に伝達する。地域基地局２１０に伝達された上向き光信号は導波路型の格子ルータ２１２、２１４を通過し、ＯＬＴ２００側の光ファイバ２０２を介してＯＬＴ２００に伝達される。
【００３６】
一方、前述の第１の実施形態と同様に、ＯＬＴ２００からそれぞれのＯＮＵ２３０、２４０に光信号を下向き伝送するとき、地域基地局２１０内の導波路型の格子ルータ２１２、２１４の温度の変化をモニターリングするための構成は地域基地局２１０の第２導波路型の格子ルータ２１４に連結されているブラッグ格子２１９を含む。ブラッグ格子２１９は、導波路型の格子ルータ２１２、２１４と同じシリカ物質からなり、レーザまたは半導体エッチング方法を利用して第２導波路型の格子ルータ２１４に直接刻み、一体に形成されることもできる。また、導波路型の格子ルータ２１２、２１４の温度の変化をモニターリングするための波長として下向き光信号用に用いられる波長、例えば、λ１７〜λ３２以外の特定波長、例えば、波長(λm)を用いる。
【００３７】
ブラッグ格子２１９は、ＯＬＴ２００から発振された多波長の光信号のうち、モニターリング波長(λm)の光信号をＯＬＴ２００に反射させる。このとき、地域基地局２１０で温度が変化する場合、導波路型の格子ルータ２１２、２１４の通過帯域波長と連動してブラッグ格子２１９の中心波長が変動されるので、モニターリング波長(λm)は導波路型の格子ルータ２１２、２１４の変動された通過帯域波長に同調して変動される。そのため、モニターリング波長(λm)の光信号には導波路型の格子ルータ２１２、２１４の温度の変動に関する情報と、通過帯域波長の変動に関する情報とが反映されている。したがって、導波路型の格子ルータ２１２、２１４の通過波長の変動分だけ下向き光信号の波長を調節することによって、下向き光信号の波長を導波路型の格子ルータ２１２、２１４の通過帯域波長と一致するように制御できる。
【００３８】
導波路型の格子ルータ２１２、２１４の通過帯域波長に同調された下向き光信号は、下向きチャンネルの光ファイバ２０２を介して地域基地局２１０に伝送され、地域基地局２１０の導波路型の格子ルータ２１２、２１４により波長別に(λ１７、λ１８、．．．)分離されてそれぞれ対応する光ファイバ２２０、２２４を介してそれぞれ対応するＯＮＵ２３０、２４０に伝達された後、光受信器２３４、２４４を介して検出される。
【００３９】
図４Ａ乃至図４Ｃは、それぞれ本発明による波長分割多重方式の受動型光通信網(ＷＤＭ-ＰＯＮ)においてブラッグ格子のスペクトル、自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオードの光スペクトル、光加入者と地域基地局との間の距離による隣接モード抑制率を示すグラフである。特に、図４Ｃは本発明による波長分割多重方式の受動型光通信網(ＷＤＭ-ＰＯＮ)において光加入者と地域基地局内の導波路型の格子ルータとの間の距離を２.４８km、６.３５km、１０.６７kmに設定しており、導波路型の格子ルータの温度の変化を２０℃から５０℃まで０.５℃ずつ変化しつつ各距離における隣接モード抑制率(ＳＭＳＲ:Ｓｉｄｅ Ｍｏｄｅ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｒａｔｉｏ)を測定したグラフである。
【００４０】
図４Ａ及び図４Ｂから、本発明の波長分割多重方式の受動型光通信網(ＷＤＭ-ＰＯＮ)において、光加入者と地域基地局との間の距離が変化しても光加入者内のファブリ・ペローレーザダイオードの自己注入ロックされた波長は、地域基地局内のブラッグ格子に割り当てられた単一波長と一致することが分かる。
【００４１】
図５は、本発明による波長分割多重方式の受動型光通信網(ＷＤＭ-ＰＯＮ)において、導波路型の格子ルータのそれぞれの通過帯域波長の温度による変動、ブラッグ格子の温度の変動、及び自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオードの温度の変動による波長の変動を示すグラフである。図５において、丸(○)は通過波長(λ１)を有する導波路型の格子ルータ(ＷＧＲ_１)を、四角(□)は通過波長(λ２)を有する導波路型の格子ルータ(ＷＧＲ_２)を表す。また、黒い丸(｛黒丸｝)は通過波長(λ１７)を有する導波路型の格子ルータ(ＷＧＲ_１７)を、黒い四角は通過波長(λ１８)を有する導波路型の格子ルータ(ＷＧＲ_１８)を表す。更に、三角形(△)は導波路型の格子ルータ(ＷＧＲ_１７)と関連するブラッグ格子(ＦＢＧ_１_ｏｎ_１７)を、黒い三角形は導波路型の格子ルータ(ＷＧＲ_１８)と関連するブラッグ格子(ＦＢＧ_２_ｏｎ_１８)を、逆三角形(▽)は通過波長(λ１７)に同調されたファブリ・ペローレーザダイオード(ＦＰ-ＬＤ１)を表す。図５に示すように、地域基地局内の導波路型の格子ルータ(ＷＧＲ_１、ＷＧＲ_２、ＷＧＲ_１７、ＷＧＲ_１８)の温度の変動による波長変動と同じ波長変動の勾配を有するブラッグ格子(ＦＢＧ_１_ｏｎ_１７、ＦＢＧ_２_ｏｎ_１８)の温度が同一に変動することが分かる。そして、ファブリ・ペローレーザダイオード(ＦＰ-ＬＤ１)の温度による波長の変動は、ブラッグ格子(ＦＢＧ_１_ｏｎ_１７)の温度の変動による波長の変動と同一であることが分かる。
【００４２】
図６は、本発明による波長分割多重方式の受動型光通信網(ＷＤＭ-ＰＯＮ)において自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオードで発振された既設定波長の上向き光信号を１０Ｇｂｉｔ/ｓと１.２５Ｇｂｉｔ/ｓとに変調したとき、測定されたビットエラー率を示すグラフである。図６に示すように、光加入者内の自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオード(△、黒い△)は、線幅が狭いロックされた波長だけを生成するので、一般のファブリ・ペローレーザダイオード(○、｛黒丸｝)より改善されたビットエラー率性能を示す。
以上の内容は本発明の好ましい実施形態を例示したものに過ぎないもので、本発明は、請求範囲に開示された本発明の範疇内で多様に変更及び修正可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来技術による波長分割多重方式の光通信網(ＷＤＭ)のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオードを利用した波長分割多重方式の受動型光通信網(ＷＤＭ-ＰＯＮ)のブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオードを利用した波長分割多重方式の受動型光通信網(ＷＤＭ-ＰＯＮ)のブロック構成図である。
【図４Ａ】ブラッグ格子のスペクトルのグラフである。
【図４Ｂ】自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオードの光スペクトルのグラフである。
【図４Ｃ】光加入者(ＯＮＵ)と地域基地局(ＲＮ)との間の距離による隣接モード抑制率を表すグラフである。
【図５】本発明による波長分割多重方式の受動型光通信網(ＷＤＭ-ＰＯＮ)において温度変動による導波路型の格子ルータの通過帯域波長の変化、ブラッグ格子の温度特性、及びファブリ・ペローレーザダイオードで自己注入ロックされたブラッグ格子の温度変化と一致する波長変化を表すグラフである。
【図６】本発明による波長分割多重方式の受動型光通信網(ＷＤＭ-ＰＯＮ)において自己注入ロックされたファブリ・ペローレーザダイオードの変調速度による測定されたビットエラー率を表すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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