(57)【要約】【課題】  光ファイバ一心で双方向光通信を行う加入者系光通信システムにおいて、ラマン増幅効果による伝送特性の劣化を抑制可能な一心双方向通信システムの提供。【解決手段】  子局へ複数の下りデータ信号を送信し、かつ子局から複数の上りデータ信号を受信する親局と、親局へ複数の上りデータ信号を送信し、かつ親局から複数の下りデータ信号を受信する子局と、一心の光ファイバの一端と親局の間及び他端と子局の間にそれぞれ設けられ、複数の下り信号及び複数の上り信号を一心の光ファイバを通じて伝送可能にする一対の光合分波器とを備えた一心双方向通信システムであり、親局は、アナログ変調された映像信号とデジタル変調されたデータ信号に加えて、データ信号とビットが反転し、波長がデータ信号と近接するダミー信号を送信する手段を含み、子局は、波長選択フィルタを用いてデータ信号をダミー信号と分離して受信し復調する。【選択図】  図１
2006033686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一心の光ファイバを通じて双方向通信を行う一心双方向通信システムであって、子局へ複数の下りデータ信号を送信し、かつ子局から複数の上りデータ信号を受信する親局と、該親局へ複数の上りデータ信号を送信し、かつ親局から複数の下りデータ信号を受信する子局と、一心の光ファイバの一端と前記親局の間及び他端と子局の間にそれぞれ設けられ、複数の下り信号及び複数の上り信号を前記一心の光ファイバを通じて伝送可能にする一対の光合分波器とを備え、前記親局は、アナログ変調された映像信号とデジタル変調されたデータ信号に加えて、前記データ信号とビットが反転し、波長がデータ信号と近接するダミー信号を送信する手段を含み、前記子局は、波長選択フィルタを用いてデータ信号をダミー信号と分離して受信し復調することを特徴とする一心双方向通信システム。
【請求項２】
下りダミー信号と下りデータ信号の波長差が０．１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の一心双方向通信システム。
【請求項３】
下りダミー信号が下りデータ信号よりも長波長側にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の一心双方向通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに関し、さらに詳細には、交換局内の光終端装置（親局）と、複数の加入者宅内端末を収容する加入者端末収容装置（子局）とを一心の光ファイバで接続し、この一心の光ファイバを通じて双方向光通信を行うための一心双方向通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信の多様性及び高速性の要求に答えるために、通信基盤の根幹である加入者ネットワークの光化が促進されている。加入者系の全光化を実現するためには、現在既存のメタル線で提供されているサービスを光ファイバで経済的に提供することが必要不可欠となる。このための方式として提案されているものに、ＰＤＳ（Passive Double Star）光加入者伝送方式がある。この方式は、センタ局Ｃ（ＯＳＵ：Optical Subscriber Unit）に受動（Passive）部品である光スターカプラ（ＳＣ：Star Coupler）を介して加入者装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を備えた複数の子局が収容される方式で、複数の子局を効率的に収容できることから、精力的に開発が進められている。
【０００３】
従来方式の構成としては、伝送路として二心の光ファイバを用いていたが、近年、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスの経済化を図ることを目的として、一心の光ファイバで通信と映像配信を実現する構成が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】特開平５−１８３５２０号公報
【特許文献２】特開平８−２３３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のネットワークでは、波長１．４９μｍのデータ信号と波長１．５５μｍの映像信号とを同一の光ファイバを通して伝送されており、波長１．４９μｍのデータ信号と波長１．５５μｍの映像信号との波長差が僅か０．０６μｍしか離れていないため、波長１．５５μｍの映像信号光が１．４９μｍのデータ信号光によりラマン増幅を受け、映像信号に雑音が発生するという問題があった。
【０００５】
図３に、波長１．４９μｍの光信号により発生するラマン利得の波長特性を示す。石英系ファイバ中でのラマン増幅の特徴から、励起光である波長１．４９μｍの光信号から約０．１μｍ離れた約１．５９μｍにおいて最大の利得が発生するが、映像信号の波長である波長１．５５μｍ付近においてもかなりの大きさのラマン利得を有することがわかる。これにより、波長１．４９μｍのデータ信号が励起光となり波長１．５５μｍの映像信号を増幅する現象が発生してしまい、映像信号に雑音が発生してしまう。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、光ファイバ一心で双方向光通信を行う加入者系光通信システムにおいて、ラマン増幅効果による伝送特性の劣化を抑制可能な一心双方向通信システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、一心の光ファイバを通じて双方向通信を行う一心双方向通信システムであって、子局へ複数の下りデータ信号を送信し、かつ子局から複数の上りデータ信号を受信する親局と、該親局へ複数の上りデータ信号を送信し、かつ親局から複数の下りデータ信号を受信する子局と、一心の光ファイバの一端と前記親局の間及び他端と子局の間にそれぞれ設けられ、複数の下り信号及び複数の上り信号を前記一心の光ファイバを通じて伝送可能にする一対の光合分波器とを備え、前記親局は、アナログ変調された映像信号とデジタル変調されたデータ信号に加えて、前記データ信号とビットが反転し、波長がデータ信号と近接するダミー信号を送信する手段を含み、前記子局は、波長選択フィルタを用いてデータ信号をダミー信号と分離して受信し復調することを特徴とする一心双方向通信システムを提供する。
本発明の一心双方向通信システムにおいて、下りダミー信号と下りデータ信号の波長差が０．１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
本発明の一心双方向通信システムにおいて、下りダミー信号が下りデータ信号よりも長波長側にあることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一心双方向通信システムによれば、波長差が僅かなデータ信号と映像信号の間に生じるラマン増幅、例えば波長１．４９μｍの下りデータ信号が波長１．５５μｍの映像信号に及ぼすラマン増幅を、ビット反転したダミー信号でうち消すことが可能なので、ラマン増幅の影響を回避することができ、良好な伝送品質が得られるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一心双方向通信システムでは、波長１．４９μｍデータ信号（下り信号Ａ）を発生する信号光源に対して、光パワーが同一でかつ波長が０．１〜１０ｎｍ離れた信号であり、該１．４９μｍデータ信号のビットが反転したダミー信号（下り信号Ａ´）を該１．４９μｍデータ信号に合波させた後に波長１．５５μｍ帯の映像信号（下り信号Ｂ）と合波させ、光ファイバを通して伝送する。
【００１０】
受信側では、波長フィルタにより前記下り信号Ｂと、下り信号Ａ及び下り信号Ａ´を分波し、波長選択フィルタにより下り信号Ａ及び下り信号Ａ´のうちで下り信号Ａ´だけを遮断した後、受光装置で受光する。
【００１１】
このような光双方向通信を行う際、下り信号ＡがＯＮの瞬間には、下り信号Ｂにラマン増幅効果を及ぼし、下り信号ＡがＯＦＦの瞬間には下り信号Ｂにラマン増幅効果を及ぼさない。一方、下り信号ＡがＯＦＦの瞬間には、下り信号Ａ´がＯＮとなるために、この下り信号Ａ´が下り信号Ｂにラマン増幅効果を及ぼし、逆に下り信号ＡがＯＮの瞬間には下り信号Ａ´がＯＦＦとなるために、この下り信号Ａ´が下り信号Ｂにラマン増幅効果を及ぼすことになる。
【００１２】
一般にラマン増幅係数は、励起光と増幅光の波長が約１００ｎｍ離れたときに最大となり（波長１．５５μｍ帯の場合）、波長がそれよりも近くとも遠くとも利得はなだらかに減少する。信号Ａと信号Ａ´は波長が異なるために、信号Ｂに及ぼすラマン増幅の効果は異なるが、波長が近接している場合には、ほぼ同じ程度のラマン利得を得ることができる。したがって、信号Ａと信号Ａ´の波長は、近ければ近いほど望ましいことになるが、あまり近すぎると受信側で信号Ａと信号Ａ´を分離することが困難になるため、受信側での波長分離フィルタの分解能によって制限される。また逆に、信号Ａと信号Ａ´の波長が離れていると受光側での分離が容易になる反面、信号Ｂに及ぼすラマン増幅の効果の差異が大きく異なってしまい、ラマン増幅による雑音の影響を取り除く効果が小さくなると言う問題がある。
【００１３】
ここで、信号Ａと信号Ａ´における波長差の絶対値が同じ場合には、信号Ａ´の波長は信号Ａの波長よりも長波長側に設置することが望ましい。これは、ラマン利得が利得最大波長よりも短波長側ではゆるやかに低減するのに対して、長波長側では利得が比較的急峻に低減するためである。
【００１４】
このように、下り信号ＡのＯＮ／ＯＦＦの状態にかかわらず、信号Ｂは定常的にラマン増幅効果を受け続けることになるので、ラマン増幅効果の有無によるパワーの変動を受けない。すなわち、映像信号の劣化が回避される。
【００１５】
図１と図２は、本発明の一心双方向通信システムの一実施形態を示す構成図であり、図１はシステムの全体構成を示す構成図、図２はイーサネット（登録商標）受動光ネットワーク（以下、Ｅ−ＰＯＮと記す。）局用装置とＥ−ＰＯＮ加入者用装置との構成を示す構成図である。これらの図中、符号１は光ファイバ、２は親局、３は子局、４は放送（映像）処理部、５は通信（データ）処理部、６は親局側の光合分波器となる波長多重フィルタ、７は混合・分配部、８は光送信機、９は光増幅器、１０はスターカプラ、１１は光増幅器、１２はスイッチングハブ、１３はＥ−ＰＯＮ局用装置、１４はスターカプラ、１５は子局側の光合分波器となる波長多重フィルタ、１６は加入者線終端装置であるビデオ−光ネットワークユニット（以下、Ｖ−ＯＮＵと記す。）、１７はＥ−ＰＯＮ加入者用装置、１８は１．３μｍ受信機、１９は１．４９μｍ送信機、２０は１．４９５μｍ送信機、２１は光カプラ、２２及び２３はＷＤＭカプラ、２４は１．３μｍ送信機、２５は１．４９μｍ受信機、２６は１．４９５μｍ遮断フィルタである。
【００１６】
この一心双方向通信システムは、一心の光ファイバ１を通して子局３へ複数の下りデータ信号を送信し、かつ子局３から複数の上りデータ信号を受信する親局２と、該親局２へ複数の上りデータ信号を送信し、かつ親局から複数の下りデータ信号を受信する子局３と、一心の光ファイバ１の一端と親局の間及び他端と子局の間にそれぞれ設けられ、複数の下り信号及び複数の上り信号を光ファイバ１を通じて伝送可能にする一対の光合分波器となる波長多重フィルタ６及び波長多重フィルタ１５とを備えて構成され、前記親局２は、アナログ変調された映像信号とデジタル変調されたデータ信号に加えて、前記データ信号とビットが反転し、波長がデータ信号と近接するダミー信号を送信する１．４９５μｍ送信機２０を含み、また子局３は、波長選択フィルタとなる１．４９５μｍ遮断フィルタ２６を用いてデータ信号をダミー信号と分離して受信し復調することを特徴としている。
【００１７】
図１及び図２に示す例示において、親局２から光ファイバ１を通して子局３に送られる映像信号は、波長１．５５μｍの光信号を用いている。また親局２と子局３との間のデータ信号のうち、下りデータ信号は波長１．４９μｍの光信号を用い、上りデータ信号は波長１．３μｍの光信号を用い、さらに前記下りデータ信号と合波して子局３側に送るダミー信号は波長１．４９５μｍを用いている。本例示では、下りデータ信号（波長１．４９μｍ）とダミー信号（波長１．４９５μｍ）との波長差（絶対値）が約５ｎｍになっている。
【００１８】
前記親局２は、子局３側に波長１．５５μｍの映像信号を送るための放送（映像）処理部４と、子局３とデータ信号のやり取りを行うための通信（データ）処理部５と、放送（映像）処理部４からの映像信号、通信（データ）処理部５からの下りデータ信号及びダミー信号を合波して光ファイバ１に送るとともに、子局３から光ファイバ１を通して親局側に送られる上りデータ信号を通信（データ）処理部５に送る光合分波器としての波長多重フィルタ６とを備えて構成されている。
【００１９】
前記放送（映像）処理部４は、衛星放送（ＢＳ、ＣＳ）や地上波などの各種の受信信号を混合して分配する混合・分配部７と、その信号を波長１．５５μｍの光信号（映像信号）として送信する光送信機８と、その映像信号を増幅する光増幅器９と、増幅光を多数のポートに分岐（例えば１６分岐）するスターカプラ１０と、その分岐側ポートにそれぞれ接続された複数の光増幅器１１とを備えて構成されている。
前記通信（データ）部５は、スイッチングハブ１２と、Ｅ−ＰＯＮ局用装置１３とを備え、スイッチングハブ１２はインターネットと接続可能になっている。
【００２０】
子局３は、波長多重フィルタ１５と、加入者線終端装置であるＶ−ＯＮＵ１６と、Ｅ−ＰＯＮ加入者用装置１７とを備えて構成されている。子局３は各加入者の家庭に設けられるものであり、光ファイバ１の加入者側にスターカプラ１４を設け、このスターカプラ１４のそれぞれの分岐側ポートに子局３が接続されるようになっている。
【００２１】
図２に示す通り、親局側のＥ−ＰＯＮ局用装置１３は、子局３側から送られる波長１．３μｍの上りデータ信号を受信する１．３μｍ受信機１８と、親局２から子局３側に送る波長１．４９μｍの下りデータ信号を送信する１．４９μｍ送信機１９と、波長１．４９５μｍの光源を用いて下りデータ信号と同じ光パワーでビットが反転したダミー信号を送信する１．４９５μｍ送信機２０と、１．４９μｍ送信機１９から送信された下りデータ信号と１．４９５μｍ送信機２０から送信されたダミー信号を合波する光カプラ２１と、このＥ−ＰＯＮ局用装置１３と光ファイバ１との間に介されたＷＤＭカプラ２２とを備えて構成されている。
【００２２】
子局側のＥ−ＰＯＮ加入者用装置１７は、親局２に送る波長１．３μｍの上りデータ信号を送信する１．３μｍ送信機２４と、親局２から送られる上りデータ信号を、ダミー信号を遮断する１．４９５μｍ遮断フィルタ２６を通した後で受信する１．４９μｍ受信機２５と、このＥ−ＰＯＮ加入者用装置１７と光ファイバ１との間に介されたＷＤＭカプラ２２とを備えて構成されている。
【００２３】
本例示による一心双方向通信システムは、映像信号を波長１．５５μｍの光信号にのせ、データ信号を波長１．４９μｍの光信号にのせて波長多重フィルタにて合波し、親局から子局へ伝送する。この際、Ｅ−ＰＯＮ局内用装置１３において、波長１．４９５μｍ送信機２０を用いて、下りデータ信号と同じ光パワーでビットが反転したダミー信号を波長１．４９μｍの下りデータ信号と合波させ、光ファイバ１を通して加入者側の各子局３へ送信する。また子局３側では、Ｅ−ＰＯＮ加入者用装置１７内で波長１．４９５μｍ遮断フィルタ２６を用いて波長１．４９μｍの下りデータ信号のみを受信する。
【００２４】
このように、波長１．５５μｍの映像信号にラマン増幅を生じさせる、波長１．４９μｍの下りデータ信号を親局２から子局３側に送る際、この下りデータ信号と近似した波長（１．４９５μｍ）でありかつ同じ光パワーでビットが反転したダミー信号を、下りデータ信号と合波させて光ファイバ１を通して加入者側の子局３に送ることにより、下り信号のＯＮ／ＯＦＦの状態にかかわらず、映像信号は定常的にラマン増幅効果を受け続けることになるので、ラマン増幅効果の有無によるパワーの変動を受けない。したがって、ラマン増幅の影響を回避することができ、良好な伝送品質が得られる。
【００２５】
なお、本例示においては波長１．４９μｍデータ信号と波長１．４９５μｍダミー信号の合波用に光カプラ２１（３ｄＢカプラ）を用いているが、波長合波器で代用することも可能である。
また、波長１．４９５μｍ遮断フィルタ２６の代わりに波長合波器を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一心双方向通信システムの一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１のシステム内のＥ−ＰＯＮ局用装置とＥ−ＰＯＮ加入者用装置との構成を示す構成図である。
【図３】石英系光ファイバ中で波長１．４９μｍの光信号により発生するラマン利得の波長特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１…光ファイバ、２…親局、３…子局、４…放送（映像）処理部、５…通信（データ）処理部、６…波長多重フィルタ、７…混合・分配部、８…光送信機、９…光増幅器、１０…スターカプラ、１１…光増幅器、１２…スイッチングハブ、１３…Ｅ−ＰＯＮ局用装置、１４…スターカプラ、１５…波長多重フィルタ、１６…Ｖ−ＯＮＵ、１７…Ｅ−ＰＯＮ加入者用装置、１８…１．３μｍ受信機、１９…１．４９μｍ送信機、２０…１．４９５μｍ送信機、２１…光カプラ、２２，２３…ＷＤＭカプラ、２４…１．３μｍ送信機、２５…１．４９μｍ受信機、２６…１．４９５μｍ遮断フィルタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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