(57)【要約】波長分割多重パッシーブ光ネットワークに第１広帯域光源と第２広帯域光源が含まれる、様々な方法、システム、および装置。第１広帯域光源は、波長の第１帯域を含む光信号を第１の複数の光送信器に供給する。第２広帯域光源は、波長の第２帯域を含む光信号を第２の複数の光送信器に供給する。ファイバが、少なくとも２つの異なる波長帯域での光信号の両方向伝送に使用される。
2005536078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分割多重パッシーブ光ネットワークを含むシステムであって、前記波長分割多重パッシーブ光ネットワークが、
波長の第１帯域を含む光信号を第１の複数の光送信器に供給する第１広帯域光源と、
波長の第２帯域を含む光信号を第２の複数の光送信器に供給する第２広帯域光源と、
少なくとも２つの異なる波長帯域での光信号の両方向に伝送するファイバと
を含むシステム。
【請求項２】
波長の前記第１帯域と波長の前記第２帯域の両方で動作し、前記第１広帯域光源と前記第２広帯域光源を前記ファイバに結合する光カプラをさらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
第３予備広帯域光源と、
前記第１広帯域光源で障害が検出される場合に、前記第３広帯域光源を前記波長分割多重パッシーブ光ネットワークに結合する光スイッチとをさらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
光マルチプレクサ／デマルチプレクサを通過した後の波長の前記第２帯域の強度を測定する出力コンバイナを有する波長追跡コンポーネントと、
前記出力コンバイナの出力を最大にするために前記光マルチプレクサ／デマルチプレクサの動作温度を制御する温度コントローラと
をさらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
波長の前記第１帯域を含む光信号と波長の前記第２帯域を含む光信号の両方を両方向に多重化し、逆多重化する第１光マルチプレクサ／デマルチプレクサと、
波長の前記第１帯域を含む光信号と波長の前記第２帯域を含む光信号の両方を両方向で多重化し、逆多重化する第２光マルチプレクサ／デマルチプレクサと、
をさらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
波長分割多重パッシーブ光ネットワークを含む装置であって、前記波長分割多重パッシーブ光ネットワークが、
波長の第１帯域の光信号を発する第１光送信器と、
波長の第２帯域の光信号を発する第２光送信器と、
波長の前記第１帯域の前記光信号を受け入れる第１光受信器と、
波長の前記第２帯域の前記光信号を受け入れる第２光受信器と、
前記第１光送信器の送信波長を波長ロックするために、前記第１光送信器に波長の前記第１帯域を供給する第１広帯域光源と、
前記第２光送信器の送信波長を波長ロックするために、前記第２光送信器に光の波長の前記第２帯域を供給する第２広帯域光源と
を含む装置。
【請求項７】
波長の前記第１帯域と波長の前記第２帯域を異なるポートに分離させる第１帯域分離フィルタであって、第１ポートが前記第１光送信器に結合され、第２ポートが前記第２光受信器に結合される、第１帯域分離フィルタをさらに含む請求項６に記載の装置。
【請求項８】
波長の前記第１帯域を含む前記光信号と波長の前記第２帯域を含む前記光信号の両方を両方向で多重化し、逆多重化する、第１光マルチプレクサ／デマルチプレクサ
をさらに含む請求項６に記載の装置。
【請求項９】
波長の前記第１帯域を含む前記光信号と波長の前記第２帯域を含む前記光信号の両方を両方向で多重化し、逆多重化する、第２光マルチプレクサ／デマルチプレクサをさらに含む請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１光送信器の出力信号の強度を測定する出力コンバイナを有する波長追跡コンポーネントと、
前記出力信号の前記強度を最大にするために、前記第１光マルチプレクサ／デマルチプレクサの動作温度を制御する温度コントローラと
をさらに含む請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１光送信器が第１位置に配置され、前記第２光送信器が前記第１位置から離れた第２位置に配置される請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１広帯域光源が半導体光増幅器に基づく光源である請求項６に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１広帯域光源が光ファイバ増幅器に基づく光源である請求項６に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１広帯域光源が発光ダイオードである請求項６に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１光マルチプレクサ／デマルチプレクサがアレイ導波路格子である請求項６に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１光送信器がファブリ・ペロー・レーザ・ダイオードである請求項６に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１光送信器が反射型半導体増幅器である請求項６に記載の装置。
【請求項１８】
第３広帯域光源と、
前記第１広帯域光源で障害が検出される場合に、前記第３広帯域光源を前記第１光送信器に結合する光スイッチと
をさらに含む請求項６に記載の装置。
【請求項１９】
波長の前記第１帯域が、遠隔通信用に指定された波長の第１標準帯域を含む請求項６に記載の装置。
【請求項２０】
波長の前記第２帯域が、波長の前記第１帯域によって使用される遠隔通信用に指定された波長の前記第１標準帯域と異なる、遠隔通信用に指定された波長の第２標準帯域を含む請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
波長の前記第２帯域が波長の前記第１帯域のピーク波長から５〜１００ナノメートルの間のスペクトル分離を有する波長の帯域を含む請求項６に記載の装置。
【請求項２２】
第１マルチプレクサ／デマルチプレクサに波長の第１帯域を含む光信号を供給することと、
前記第１マルチプレクサ／デマルチプレクサを用いて波長の前記第１帯域をスペクトル的にスライスすることと、
第１グループの光送信器の１つまたは複数の動作波長を、前記第１マルチプレクサ／デマルチプレクサから受け取られるスペクトル・スライス内の波長に整列させるために、前記第１グループの前記光送信器に前記スペクトル的にスライスされた波長を供給することと、
波長の第２帯域を含む光信号を第２マルチプレクサ／デマルチプレクサに供給することと、
前記第２マルチプレクサ／デマルチプレクサを用いて波長の前記第２帯域をスペクトル的にスライスすることと、
第２グループの光送信器の１つまたは複数の動作波長を、前記第２マルチプレクサ／デマルチプレクサから受け取られるスペクトル・スライス内の波長に整列させるために、前記第２グループの前記光送信器に前記スペクトル的にスライスされた波長を供給することと
を含む方法。
【請求項２３】
前記第１マルチプレクサ／デマルチプレクサが、第１位置に配置され、前記第２マルチプレクサ／デマルチプレクサが、前記第１位置から離れた第２位置に配置される請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１マルチプレクサ／デマルチプレクサを通過した後の前記第１位置で受け取られる波長の前記第２帯域の光出力を追跡することと、
前記受け取られる波長の第２帯域の実質的に最大の出力を達成することに基づいて、前記第１マルチプレクサ／デマルチプレクサによって通される波長の送信帯域を調整させることと
をさらに含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
波長の第１広帯域帯域を含む光信号のオリジナルの源に関して障害が検出されたときに、波長の第１広帯域帯域を含む光信号の代替光源に切り替えることをさらに含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
第１マルチプレクサ／デマルチプレクサに波長の第１帯域を含む光信号を供給する手段と、
前記第１マルチプレクサ／デマルチプレクサを用いて波長の前記第１帯域をスペクトル的にスライスする手段と、
第１グループの光送信器の１つまたは複数の動作波長を、前記第１マルチプレクサ／デマルチプレクサから受け取るスペクトル・スライス内の波長に整列させるために、前記第１グループの前記光送信器に前記スペクトル的にスライスされた波長を供給する手段と、
第２マルチプレクサ／デマルチプレクサに波長の第２帯域を含む光信号を供給する手段と、
前記第２マルチプレクサ／デマルチプレクサを用いて波長の前記第２帯域をスペクトル的にスライスする手段と、
第２グループの光送信器の１つまたは複数の動作波長を、前記第２マルチプレクサ／デマルチプレクサから受け取るスペクトル・スライス内の波長に整列させるために、前記第２グループの前記光送信器に前記スペクトル的にスライスされた波長を供給する手段と
を含む装置。
【請求項２７】
前記第１マルチプレクサ／デマルチプレクサが第１位置に配置され、前記第２マルチプレクサ／デマルチプレクサが前記第１位置から離れた第２位置に配置される請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記第１位置で受け取られる波長の前記第２帯域の光出力を追跡し、前記受け取られる波長の第２帯域の実質的に最大の出力を達成することに基づいて、前記第１マルチプレクサ／デマルチプレクサによって通される波長の送信帯域を調整させる手段
をさらに含む請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
波長の第１広帯域帯域を含む光信号のオリジナルの源に関して障害が検出されたときに、波長の第１広帯域帯域を含む光信号の代替光源に切り替える手段をさらに含む請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
波長分割多重パッシーブ光ネットワークを含む装置であって、前記波長分割多重パッシーブ光ネットワークが、
波長の第１帯域をスペクトル的にスライスし、波長の第２帯域を逆多重化する第１光マルチプレクサ／デマルチプレクサと、
波長の前記第１帯域で第１のスペクトル的にスライスされた信号を受け取り、その光送信器の動作波長を前記第１のスペクトル的にスライスされた信号内の波長に整列させる光送信器と、
波長の前記第２帯域で第２信号を受け取る光受信器と
を含む装置。
【請求項３１】
波長の前記第１帯域の前記第１のスペクトル的にスライスされた信号を前記光送信器に結合させ、波長の前記第２帯域の前記第２信号を前記光受信器に結合させる帯域分離フィルタをさらに含む請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記第１マルチプレクサ／デマルチプレクサの送信波長を、前記第１マルチプレクサ／デマルチプレクサから離れた位置の第２マルチプレクサ／デマルチプレクサの送信波長と一致させる波長追跡コンポーネントをさらに含む請求項３０に記載の装置。
【請求項３３】
前記第１光マルチプレクサ／デマルチプレクサが誘電干渉フィルタである請求項３０に記載の装置。
【請求項３４】
波長の前記第１帯域を供給する第１広帯域光源と、
波長の前記第２帯域を供給する第２広帯域光源と、
波長の前記第１帯域と波長の前記第２帯域の両方で動作する光カプラであって、前記第１広帯域光源と前記第２広帯域光源を前記第１光マルチプレクサ／デマルチプレクサに結合させる光カプラと
をさらに含む請求項３０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２００２年１月２１日出願の韓国特許出願第２００２−３３１８号、表題「Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｐａｓｓｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｌｏｃｋｅｄ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ−ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ  ｌｉｇｈｔ  ｓｏｕｒｃｅｓ  ｔｈｒｏｕｇｈ  ｉｎｊｅｃｔｅｄ  ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｌｉｇｈｔ」の利益を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明の実施形態は、波長分割多重（wavelength-division-multiplexing）パッシーブ光ネットワーク（passive-optical-network）に関する。具体的に言うと、本発明の実施形態の一態様は、導入されるインコヒーレント光（incoherent light）を介して波長をロックされた光源を使用する波長分割多重パッシーブ光ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００３】
一部の波長分割多重パッシーブ光ネットワークは、中央局の送信器からの信号の波長と加入者にその信号を分配するリモート・サイトのデバイスへの波長との間で正確な波長整列を必要とする。パッシーブ光ネットワークでは、信号分配デバイスを含むリモート・ノードが、通常は、電源なしで戸外に配置される。戸外の信号分配デバイスの送信波長は外気温の変動に従って変化する。送信された信号とその信号を分配するデバイスの動作波長の間の波長不整列によって、信号の余分な挿入損失（insertion loss）がもたらされる。
【０００４】
不整列を最小にする可能な方法として、波長整列条件を満足させるために、光送信器として狭い線幅の分布帰還型レーザ・ダイオード（ＤＦＢ  ＬＤ：narrow-linewidth distributed feedback laser diode）を使用することができる。しかし、この装置は、各ＤＦＢ  ＬＤの価格が高いので、経済的な解決策ではない。
【０００５】
もう１つのパッシーブ光ネットワークでは、光送信器として広帯域発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用することができる。しかし、ＬＥＤの変調帯域幅は、狭く、これによって、高いビット・レートでデータを送信することが困難になる。さらに、パッシーブ光ネットワークでの長距離伝送は、ＬＥＤからの固有の弱い出力に起因して、ＬＥＤを用いては困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
異なる位置に配置された光マルチプレクサ／デマルチプレクサを通過する光信号の大きな挿入損失を補償するのに複雑なチャネル選択回路と温度制御回路が使用されてきた。これらのデバイスの動作波長はデバイスの温度に依存して変化する。しかし、チャネル選択回路の複雑さは、回路の入力ポートの数が増えるにつれて、回路の複雑さがますます高まるという短所を有する。したがって、マルチプレクサ／デマルチプレクサによって分配されるチャネルが多いほど、チャネル選択回路と温度制御回路が複雑で高価になる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
波長分割多重パッシーブ光ネットワークに第１広帯域光源と第２広帯域光源が含まれる様々な方法、システム、装置を説明する。第１広帯域光源は、第１帯域の波長を含む光信号を第１の複数の光送信器に供給する。第２広帯域光源は第２帯域の波長を含む光信号を第２の複数の光送信器に供給する。少なくとも２つの異なる波長帯域での光信号の両方向伝送にファイバが使用される。
【０００８】
本発明の他の特徴および長所は、添付図面および以下の詳細な説明から明白になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を、添付図面の図で、制限ではなく例によって示すが、図面では、類似する符号が類似する要素を指す。
【００１０】
様々な波長分割多重パッシーブ光ネットワークを説明する。一実施形態では、波長分割多重パッシーブ光ネットワークに第１広帯域光源と第２広帯域光源が含まれる。第１広帯域光源は第１帯域の波長を含む光信号を第１の複数の光送信器に供給する。１つまたは複数の光送信器が、第１帯域の波長からスペクトル的にスライスされた信号を受け取って、光送信器の動作波長を、スペクトル的にスライスされた信号の波長に整列させる。第２広帯域光源は、第２帯域の波長を含む光信号を第２の複数の光送信器に供給する。１つまたは複数の光送信器が、第２帯域の波長からスペクトル的にスライスされた信号を受け取って、光送信器の動作波長を、スペクトル的にスライスされた信号の波長に整列させる。ファイバが、少なくとも２つの異なる波長帯域での光信号の両方向伝送に使用される。本発明の他の特徴、態様、長所は、添付図面および下の詳細な説明から明白になる。
【００１１】
図１に、波長ロックされた波長分割多重光源に基づく波長分割多重パッシーブ光ネットワークの一実施形態のブロック図を示す。波長分割多重パッシーブ光ネットワーク１００に、中央局などの第１位置と、リモート・ノードなどの第１位置から離れた第２位置と、複数の加入者位置とが含まれている。
【００１２】
例としての中央局に、第１帯域の波長の光信号を発する第１グループの光送信器１０１〜１０３と、第２帯域の波長の光信号を受け入れる第１グループの光受信器１０４〜１０６と、第１グループの帯域分離フィルタ１０７〜１０９と、波長追跡コンポーネント１３０と、第１の１×ｎ両方向光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２と、第１広帯域光源１１４と、第２広帯域光源１１３とが含まれている。
【００１３】
第１光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２が、第１広帯域光源１１４から受け取った第１帯域の波長をスペクトル的にスライスし、第２光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６から受け取った第２帯域の波長を逆多重化する。第１グループの光送信器１０１〜１０３の各送信器は、第１帯域の波長の離散的なスペクトル的にスライスされた信号を受け取り、その光送信器の動作波長が、受け取ったスペクトル的にスライスされた信号の波長に整列させられる。
【００１４】
第１グループの光受信器１０４〜１０６の各光受信器は第２帯域の波長の離散的な逆多重化された信号を受け取る。第１光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２には、第１グループの帯域分離フィルタ１０７〜１０９が結合されている。
【００１５】
帯域分離フィルタ１０７などの帯域分離フィルタが、第１帯域の波長の信号と第２帯域の波長の信号を異なるポートに分離させる。各帯域分離フィルタ１０７〜１０９は、第１グループの光送信器１０１〜１０３の所定の光送信器と第１グループの光受信器１０４〜１０６の所定の光受信器に結合されている。例えば、第１帯域分離フィルタ１０７が、波長の第１帯域内のスペクトル的にスライスされた信号を光送信器１０１に結合する。したがって、入力光信号の波長が波長の第１帯域内であれば、第１の帯域分離フィルタ１０７からの出力信号が入力ポートに並列なポートに渡される。第１の帯域分離フィルタ１０７は、波長の第２帯域内の逆多重化された信号を第１の光受信器１０４に結合させる。したがって、入力信号の波長が波長の第２帯域内であれば、出力ポートが入力方向と直交する。
【００１６】
例のリモート・ノードに、第２の１×ｎ両方向光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６が含まれている。第２の１×ｎ両方向光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６は、単一の光ファイバ１２８を介して中央局に接続される。第２の１×ｎ光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６は、波長の第１帯域を含む広帯域光信号と波長の第２帯域を含む広帯域光信号の両方を、両方向で多重化し、逆多重化する。第２の１×ｎ光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６は、第２広帯域光源１１３からの波長の第２帯域をスペクトル的にスライスする。
【００１７】
一般に、多重化とは、光情報の複数のチャネルを単一の光信号へ組み合わせることである。逆多重化とは、単一の光信号を、光情報のチャネルを含む複数の離散信号へ分解することである。スペクトル的にスライスするとは、波長の帯域を、波長の細かい周期的な線で分割することである。
【００１８】
例の加入者位置のそれぞれ、例えば第１加入者位置に、帯域分離フィルタ１１７、波長の第２帯域内の光信号を発する光送信器１２３、波長の第１帯域内の光信号を受け取る光受信器１２０が含まれる。第２マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６は、波長の第１帯域を逆多重化し、波長の第２帯域をスペクトル的にスライスする。第２マルチプレクサ／デマルチプレクサは、これらの光を、各帯域分離フィルタ１１７〜１１９に送る。帯域分離フィルタ１１７〜１１９は、入力信号帯域に従って入力信号を出力ポートに分離するように機能する。第２光送信器１２３などの各光送信器は、波長の第２帯域内のスペクトル的にスライスされた信号を受け取り、その光送信器の動作波長を、スペクトル的にスライスされた信号内の波長に整列させる。各加入者は、波長の第２帯域内の異なるスペクトル・スライスを用いて中央局と通信する。
【００１９】
波長の第１帯域と波長の第２帯域の両方で動作する２×２光カプラ１１５によって、第１広帯域光源１１４と第２広帯域光源１１３が単一の光ファイバ１２８に結合されている。２×２光カプラ１１５は、第２広帯域光源１１３によって放射された波長の第２帯域全体を分ける。第１広帯域光源１１４に向かう光出力が終端され、他の出力は、光ファイバ・ケーブルに沿って伝搬し、その結果、各加入者の光送信器が、リモート・ノードの１×ｎ光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６によってスライスされた広帯域の光を受け取る。
【００２０】
増幅された自然放出源(amplified-spontaneous-emission)などの第１広帯域光源１１４によって、第１帯域の波長の光が、第１グループの光送信器１０１〜１０３の所定の光送信器に供給されて、その光送信器の送信波長が波長ロックされる。したがって、中央局内の送信器１０１〜１０３のグループの動作波長の範囲が、第１グループの光送信器１０１〜１０３内のこれらの送信器のそれぞれへのスペクトル的にスライスされた光の導入を介して、中央局の第１光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２の動作波長と同一になる。帯域分離フィルタを介して渡される特定のスペクトル・スライスへの各光送信器の波長ロックによって、リモート・ノードのデバイスの温度変動に依存する波長離調に起因する１×ｎ光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２でのアップ・ストリーム信号の大きい出力損失が解決される。この形で、光送信器１０１〜１０３からの信号の波長と、中央局のマルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２の送信波長の間の不整列に起因する大きい電力損失が最小化される。
【００２１】
同様に、第２広帯域光源１１３は、第２帯域の波長の光を所定の光送信器１２３〜１２５に供給して、第２グループの光送信器の送信波長を波長ロックする。したがって、加入者の位置の光送信器１２３〜１２５の第２グループの動作波長は、第２グループの光送信器のこれらの送信器のそれぞれへのスペクトル的にスライスされた信号の導入を介して、第２マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６の動作波長の範囲と同一になる。帯域分離フィルタを介して渡される特定のスペクトル・スライスへの各光送信器の波長ロックによって、リモート・ノードのデバイスの温度変動に依存する波長離調に起因する１×ｎ光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６でのアップ・ストリーム信号の大きい出力損失が解決される。この形で、光送信器１２３〜１２５からの信号の波長と、リモート・ノードのマルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６の送信波長の間の不整列に起因する大きい電力損失が、最小化される。
【００２２】
同様に、波長追跡コンポーネント１３０によって、第１マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２の送信波長が、第２マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６の送信波長と同一にされる。波長追跡コンポーネント１３０は、電力または光出力コンバイナ１１０を有する。出力コンバイナ１１０は、第２帯域の波長が第１マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２を通過した後の、中央局の光受信器１０４〜１０６から受け取った出力信号の強度を測定する。温度コントローラ１１１が出力コンバイナ１１０に結合されている。温度コントローラ１１１は、中央局の光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２の動作温度を制御する。温度コントローラ１１１は、第１マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２の動作温度をディザリングして、出力コンバイナ１１０の実質的に最大の出力を達成することができる。出力コンバイナ１１０の最大の出力は、マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２、１１６の両方に関する送信波長の実質的に最良の一致を示している。出力コンバイナ１１０は、特定の受信器または受信器のグループの強度を測定する。第１マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２の各チャネルの通過帯域の動作波長が温度コントローラ１１１によって制御される。第１マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１２の各チャネルの通過帯域の動作波長を制御する機構は、ひずみコントローラ、電圧コントローラ、または他の類似するデバイスとすることもできる。
【００２３】
一実施形態では、光パッシーブ・ネットワークは、中央局と光加入者の間にアクティブ・デバイスがない、電力を供給されないパッシーブ光デバイスだけからなる。光分配ネットワークのトポロジ構造は、光マルチプレクサ／デマルチプレクサを加入者の近くに配置されたリモート・ノードを有するスター・トポロジとすることができ、このトポロジ構造は、単一の光ファイバを介する中央局との通信を中継し、それ自体の光ファイバを介して加入者のそれぞれとの間で信号を分配するという役割を果たす。
【００２４】
上で述べたように、波長分割多重パッシーブ光ネットワーク１００は、ダウン・ストリーム信号に波長の第１帯域、アップ・ストリーム信号に波長の第２帯域など、異なる波長帯域を使用することができる。ダウン・ストリーム信号は、中央局の光送信器１０１〜１０３から加入者への信号を表し、アップ・ストリーム信号は、加入者の光送信器１２３〜１２５から中央局への信号を表す。ダウン・ストリーム信号の波長は、例えば、λ１、λ２、．．．、λｎとすることができ、アップ・ストリーム信号は、λ１＊、λ２＊、λｎ＊であるが波長の異なる帯域で搬送される。ここで、λ１とλ１＊は、マルチプレクサ／デマルチプレクサのフリー・スペクトル範囲だけ離される。
【００２５】
上で述べたように、１×ｎ光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６は、左側のポートからの光信号を、右側のｎ個の複数のポートに逆多重化するという機能を有する。さらに、右側のｎ個のポートからの光信号を、同時に左側の１つのポートに多重化する。１×ｎ光マルチプレクサ／デマルチプレクサ１１６は、第２帯域の波長を、波長のより狭いスペクトル幅にスペクトル的にスライスする。光マルチプレクサ／デマルチプレクサは、波長の３つ以上の帯域に対して動作することができるので、異なる帯域で両方向に伝搬されるアップ・ストリーム信号とダウン・ストリーム信号を同時に多重化し、逆多重化することができる。光マルチプレクサ／デマルチプレクサによって作用される波長の帯域のそれぞれを、光マルチプレクサ／デマルチプレクサのフリー・スペクトル範囲の１つまたは複数のインターバルだけオフセットさせることができる。
【００２６】
各光送信器は、それらの光送信器によって送信される特定の波長に情報を埋め込むために、例えば電流変調によって直接変調することができる。一実施形態では、１つまたは複数の光送信器を、ファブリ−ペロー半導体レーザとすることができ、これに、増幅された自然放出光源からのスペクトル的にスライスされた広帯域インコヒーレント光が導入される。一実施形態では、１つまたは複数の光送信器を、ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｓｅｅｄｅｄ反射型の半導体光増幅器（ＳＯＡ）とすることができる。１つまたは複数の光送信器が、高ビット・レート変調と長距離伝送をサポートする。反射型ＳＯＡは、変調デバイスとしても働く。光送信器は、ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｓｅｅｄｉｎｇを使用して変調され、波長ロックされ、スペクトル・スライス内の波長の信号利得を提供し、導入された波長とスペクトル・スライスの外の波長の間の消光比を高めることができる。
【００２７】
一実施形態について、広帯域光源を、半導体光増幅器に基づく光源、希土類イオンをドーピングされた光ファイバ増幅器に基づく光源、発光ダイオード、または類似するデバイスとすることができる。広帯域光源によって、コヒーレント光またはインコヒーレント光など、あらゆる種類の特性を有する光を供給することができる。
【００２８】
一実施形態について、光マルチプレクサ／デマルチプレクサは、積分型導波路格子を含むアレイ導波路格子（arrayed waveguide grating）、薄膜フィルタを使用するデバイス、回折格子、または類似するデバイスによって達成することができる。光マルチプレクサ／デマルチプレクサは、誘電干渉フィルタまたは類似するデバイスとすることができる。
【００２９】
一実施形態について、インコヒーレント光を導入されるｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｓｅｅｄｅｄ光源によって、セット・チャネル通過帯域内の波長だけを通すマルチプレクサ／デマルチプレクサの特性に起因する信号の一部の損失が最小になる。両方のマルチプレクサ／デマルチプレクサの動作波長の波長追跡によって、これらのデバイスの間の波長不整列に起因する最小化を支援する。
【００３０】
図２に、例示的な第１帯域の波長と第２帯域の波長のグラフを示す。このグラフには、グラフの水平方向にナノメートル単位の波長２３２、垂直方向に特定の波長の光出力２３４が示されている。例の波長の第１帯域２３６は、１５３４ナノメートル〜１５４６ナノメートルにまたがり、波長の中心は１５４０である。例の波長の第２帯域２３８は、１５５２ナノメートル〜１５６４ナノメートルにまたがり、波長の中心は１５５８である。約１８ナノメートルのフリー・スペクトル範囲２４０によって、波長の２つの帯域２３６、２３８内の波長が分離されている。例えば、１５５２ナノメートルのλ１＊は、１５３４ナノメートルのλ１から１８ナノメートルだけオフセットしている。例１５６４ナノメートルのλｎ＊は、１８ナノメートルだけλｎからオフセットしている。リモート・ノードの光マルチプレクサ／デマルチプレクサは、波長の第２帯域２３８を、例えば０．４ナノメートルのスペクトル・スライスにスペクトル的にスライスする。各異なるスペクトル・スライスは、マルチプレクサ／デマルチプレクサの異なるポートを介して個々の加入者に出力される。
【００３１】
例えば、波長の第２帯域内の第１スペクトル・スライス２５０を、加入者番号１の光送信器に向かわせることができる。波長の第２帯域内の第２スペクトル・スライス２５２を、加入者番号２の光送信器に向かわせることができる。ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｓｅｅｄｉｎｇを介して、光送信器は、波長の第２帯域内の第１スペクトル・スライス２５０と波長ロックされる。光送信器は、第１スペクトル・スライス２５０内の波長に整列し、レーザ発振する。さらに、リモート・ノードの光マルチプレクサ／デマルチプレクサが、中央局の光マルチプレクサからのダウン・ストリーム・チャネルを逆多重化する。波長の第１帯域２３６内の第１チャネル２５４を、加入者番号１の帯域分離フィルタと光受信器に逆多重化することができる。波長の第１帯域２３６内の第２チャネル２５６が、加入者番号２の帯域分離フィルタと光受信器に逆多重化される。
【００３２】
一実施形態では、波長の第１帯域を、Ｃ帯１５２５〜１５６０ナノメートルなどの、遠隔通信用に指定された波長の標準帯域とすることができる。波長の第２帯域を、Ｌ帯１５７０〜１６２０ナノメートルなど、波長の第１帯域に使用される遠隔通信用に指定された波長の標準帯域と異なる遠隔通信用に指定された波長の標準帯域とすることができる。
【００３３】
代替案では、波長の第２帯域を、５〜１００ナノメートルの間のフリー・スペクトル範囲の波長オフセットを有する波長の帯域とすることができる。波長の第１帯域と第２帯域の間のスペクトル分離は、フィルタリングされたスペクトル的にスライスされた加入者へのダウン・ストリーム信号と、その加入者からのフィルタリングされたアップ・ストリーム信号の間で干渉が発生しないように十分に大きくしなければならない。
【００３４】
図３に、第１広帯域光源または第２広帯域光源のいずれかで故障が発生した時のパッシーブ光ネットワークの劣化に対する保護デバイスの実施形態のブロック図を示す。例えば、第１広帯域光源または波長の第１帯域３０３を含む光信号における故障が検出される時に、１×２光スイッチ３０６によって、第１広帯域光源から代替光信号にパスが変更される。この代替光信号に、第３広帯域光源３０２などの波長の第１帯域が含まれる。また、１×２光スイッチ３０７によって、広帯域光源を第２帯域光源３０４から第４広帯域光源３０５に切り替えることができる。各広帯域光源３０２〜３０５は、光カプラからの信号がその広帯域光源に入らないようにするアイソレータを有することができる。
【００３５】
図４ａ、４ｂに、波長分割多重パッシーブ光ネットワークの実施形態の流れ図を示す。一実施形態について、パッシーブ光ネットワークは、第１位置とその第１位置から離れた第２位置との間でアップ・ストリーム信号とダウン・ストリーム信号を渡す。
【００３６】
ブロック４０２で、パッシーブ光ネットワークが、波長の第１広帯域帯域を含む光信号を、増幅された自然放出光源などの源から第１マルチプレクサ／デマルチプレクサに供給する。
【００３７】
ブロック４０４で、パッシーブ光ネットワークが、第１マルチプレクサ／デマルチプレクサを用いて、波長の第１広帯域をスペクトル的にスライスする。
【００３８】
ブロック４０６で、パッシーブ光ネットワークが、第１グループの１つまたは複数の光送信器によって生成される波長の第１帯域内の送信出力波長を制御するために、光送信器の第１グループにスペクトル的にスライスされた波長を供給する。各光送信器は、第１マルチプレクサ／デマルチプレクサから受け取るスペクトル・スライス内の波長に合わせて光送信器の動作波長を自動整列させる。
【００３９】
一実施形態について、監督ノードなどの第１位置の送信器が、ダウン・ストリーム信号を生成する。ダウン・ストリーム信号は、その帯域分離フィルタを通過する。監督ノード内の１×ｎ光マルチプレクサ／デマルチプレクサが、ダウン・ストリーム信号を波長分割多重化する。ｎ×ｎ光カプラが、これらのダウンロード信号を分ける。第１広帯域光源に強制的に送られる信号は終端され、他の信号は、リモート・ノードの１×ｎ光マルチプレクサ／デマルチプレクサによって逆多重化された後に、各光加入者に束縛される。加入者側では、信号が、帯域分離フィルタを通過し、光受信器に達する。
【００４０】
ブロック４０８では、パッシーブ光ネットワークが、波長の第２帯域を含む広帯域光信号を第２マルチプレクサ／デマルチプレクサに供給する。
【００４１】
ブロック４１０では、パッシーブ光ネットワークが、第２マルチプレクサ／デマルチプレクサを用いて波長の第２広帯域をスペクトル的にスライスする。
【００４２】
ブロック４１２で、パッシーブ光ネットワークが、第２グループの１つまたは複数の光送信器によって生成される波長の第２帯域内の送信出力波長を制御するために、光送信器の第２グループにスペクトル的にスライスされた波長を供給する。各光送信器は、第２マルチプレクサ／デマルチプレクサから受け取るスペクトル・スライス内の波長に合わせて、光送信器の動作波長を自動整列させる。第１マルチプレクサ／デマルチプレクサは、監督ノードなどの第１位置に配置され、第２マルチプレクサ／デマルチプレクサは、リモート・ノードなどの、第１位置から離れた第２位置に配置される。
【００４３】
一実施形態について、加入者側の光送信器から出るアップ・ストリーム信号は、帯域分離フィルタを通過し、リモート・ノードの１×ｎマルチプレクサ／デマルチプレクサによって多重化される。ｎ×ｎ光カプラによって、多重化された信号は、光ファイバ・ケーブルを通過した後に分けられる。第２広帯域光源１１３に分かれたアップ・ストリーム信号が終端され、他のアップ・ストリーム信号は、１×ｎ光マルチプレクサ／デマルチプレクサを介して監督ノードの光受信器に伝搬され続ける。
【００４４】
ブロック４１４で、パッシーブ光ネットワークは、第１マルチプレクサ／デマルチプレクサを通過した後に第１位置で受け取られる波長の第２帯域の光出力を追跡し、波長の第２帯域の実質的に最大の出力の達成に基づいて第１マルチプレクサ／デマルチプレクサによって渡される波長の伝送帯域を調整する。
【００４５】
ブロック４１６で、パッシーブ光ネットワークは、波長の第１広帯域帯域を含む光信号のオリジナル光源の障害が検出された場合に、波長の第１広帯域帯域を含む光源の代替光源に切り替えることができる。同様に、パッシーブ光ネットワークが、波長の第２広帯域帯域を含む光信号のオリジナル光源の障害が検出された場合に、波長の第２広帯域帯域を含む光源の代替光源に切り替えることができる。
【００４６】
特定の数の参照が、文字どおりの順序と解釈されてはならず、波長の第１帯域が波長の第２帯域と異なると解釈されなければならないことに注意されたい。したがって、示された特定の詳細は、例示にすぎない。
【００４７】
前述の明細書では、本発明を、特定の例示的実施形態に関して説明した。しかし請求項に示された本発明の広義の趣旨および範囲から逸脱せずに、多数の修正および変更を行えることは明白であろう。例えば、単一のデバイスに、第１広帯域光源と第２広帯域光源の両方の機能を設けることができ、ＷＤＭ  ＰＯＮに、２つ以上の異なる波長の帯域を使用することができ、各マルチプレクサ／デマルチプレクサを、アサーマル・アレイ導波路格子とすることができ、光送信器を、連続波によって作動させ、外部変調器によって変調することができるなどである。したがって、明細書および図面は、制限的な意味ではなく、例示的な意味で見られなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】波長ロックされた波長分割多重光源に基づく波長分割多重パッシーブ光ネットワークの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】例示的な第１帯域の波長および第２帯域の波長を示すグラフである。
【図３】第１広帯域光源または第２広帯域光源のいずれかで故障が発生した時のパッシーブ光ネットワークの劣化に対する保護デバイスの実施形態を示すブロック図である。
【図４ａ】波長分割多重パッシーブ光ネットワークの実施形態を示す流れ図である。
【図４ｂ】波長分割多重パッシーブ光ネットワークの実施形態を示す流れ図である。
【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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【国際調査報告】
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