(57)【要約】  本発明は、通信ネットワークに関し、特に、電話交換機等の通信ステーションと、キャビネット等の少なくとも１つのインタフェースとを有する、通信ネットワークに関する。複数の光キャリヤが該交換機とキャビネットの間に設けられ、それにより例えばｘＤＳＬ変調等の信号の変調を、該キャビネットよりも該交換機で実行できるようにする。この構成は該キャビネットに電力を供給するニーズを削減する。【選択図】      図２
2007506380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ステーションと、
ユーザ終端に前記通信ステーションを接続する電気伝送回線と、
データ伝送手段と、
光キャリヤからの光信号を、前記電気伝送回線の少なくとも１本での伝送のための電気信号に変換するために、前記通信ステーションとユーザ終端の間に位置する少なくとも１つのインタフェースに前記データ伝送手段を接続する、光キャリヤと、
を備える、通信ネットワークであって、
データサービスを必要とする複数のユーザ終端のそれぞれに、
（ａ）前記光キャリヤの内の専用のキャリヤが設けられ、
（ｂ）前記データ伝送手段は、前記出力信号を光信号に変調する手段が後に続く、前記電気伝送回線上での伝送に適した出力信号に入力データ信号を変換するための変調手段を備え、
（ｃ）前記インタフェースは、出力信号を回復し、それらを該関連ユーザ終端に供給する前記電気伝送回線にそれらを供給するように構成された、光電気変換手段を有する、
通信ネットワーク。
【請求項２】
前記通信ステーションにおいて、前記ユーザ終端からデータを受信するために前記電気伝送回線に接続されているデータ受信手段を含む、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項３】
データ受信手段を含み、前記ユーザ終端からデータを受信するための前記光キャリヤに接続されており、前記インタフェースは、前記電気伝送回線から信号を受信し、前記関連するユーザ終端に供給する前記光キャリヤにそれらを供給するように構成される、電気光学変換手段を含む、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項４】
前記光電気変換手段と前記電気光学変換手段は、電界吸収変調器によって共に提供される、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のネットワーク。
【請求項５】
前記光電気変換手段はゼロバイアスフォトダイオードである、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のネットワーク。
【請求項６】
前記光電気変換手段は半導体素子であり、前記半導体素子に電力を提供するために前記電気伝送回線から電力を引き出すための手段を含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のネットワーク。
【請求項７】
前記光電気変換手段はフォトダイオードであり、前記電気伝送回線から電力を引き出すための前記手段は、フォトダイオードバイアスを提供するように構成されている、請求項６に記載のネットワーク。
【請求項８】
前記電気光学変換手段と前記光電気変換手段の少なくとも１つは半導体素子である、請求項７に記載のネットワーク。
【請求項９】
前記電気光学変換手段はファブリー−ペロレーザダイオードであり、前記電気光学変換手段の前記出力波長は、前記通信ステーションから供給されるシード波長により決定される、請求項７に記載のネットワーク。
【請求項１０】
前記又はそれぞれの半導体素子にバイアスを提供するために、前記電気伝送回線から電力を引き出すための手段が提供される、請求項８又は９に記載のネットワーク。
【請求項１１】
前記光キャリヤはそれぞれの波長チャネルによって形成される、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のネットワーク。
【請求項１２】
前記波長チャネルの少なくともいくつかが、１つの共通した光媒体上、好ましくは１つの共通した光ファイバ上で搬送される、請求項１１に記載のネットワーク。
【請求項１３】
前記光キャリヤはそれぞれの光伝送回線により形成される、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のネットワーク。
【請求項１４】
前記通信ステーションは電話交換機である、請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のネットワーク。
【請求項１５】
電話交換機と、
前記交換機をユーザ終端に接続する電気伝送回線と、
データ伝送手段と、
光伝送回線からの光信号を、前記電気伝送回線の１つでの伝送用の電気信号に変換するために、前記交換機とユーザ終端の間に位置する、少なくとも１つのインタフェースに前記データ伝送手段を接続する光伝送回線と、
を備える、電気通信ネットワークであって、
データサービスを必要とする複数のユーザ終端の各々に対して、
（ａ）前記光伝送回線の内の専用の１本が提供され、
（ｂ）前記データ伝送手段は、出力信号を光信号に変調するための手段が後に続く、前記電気伝送回線上での伝送に適した出力信号に入力信号を変換するための変調手段を備え、
（ｃ）前記インタフェースは、前記出力信号を回復し、関連するユーザ終端に供給する前記電気伝送回線にそれらを供給するように構成された、光電気変換手段を有する、
電気通信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークに関し、特に、例えば電話交換機等の通信ステーションと、例えばキャビネット等の少なくとも１つのインタフェースとを有する、通信ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、特にインターネットの使用が増加するに伴い、より高速のデータレートをユーザに提供することに対する関心が急激に高まってきた。銅のアクセスネットワークに対して歴史的にかなりの投資が行われてきた国々における、この分野の開発の１つの目的は、既存のツイストペア電話回線を使用することであった。これの１つの結果が非対称型デジタル加入者回線（ＡＤＳＬ）手法であり、電話交換機から電話加入者の敷地への既存の銅対が、適切な変調技法を使用すると、毎秒約１．５Ｍｂｉｔというかなりのダウンストリームデータレートをサポートできることが判明した。しかしながら、実際に得られる現実の速度は交換機からの経路の質と長さに左右され、さらに高速のデータレートを提供する代替の提案は、ユーザにかなり近い点からだけ銅対を使用することである。これは超高速デジタル加入者回線（ＶＤＳＬ）と呼ばれることがあり、これらの技術は総称的に「ｘＤＳＬ」と呼ばれる傾向がある。
【発明の開示】
【０００３】
図１は、「キャビネットへのファイバ」構成を描いている。電話交換機１は（おそらく１０００の銅のツイストケーブルを含む）ケーブル２を介して電話サービスをストリートキャビネット（又は交差接続ポイント）３に提供し、そこからやや小さいツイストペアケーブル４が分配ポイント５に供給する。個々のツイストペア６は、電話装置８に供給するために分配ポイントから加入者敷地７に供給する。ブロードバンドサービスは、ＡＴＭ又はＳＤＨ技法を使用して信号を多重化するマルチプレクサ／デマルチプレクサ９によって、交換機１から１本又は複数本の光ファイバ１０に提供され、キャビネット３に供給し、同様に反対方向を移動する信号を逆多重化する。キャビネット３の中には、（ファイバごとに）光受信機１１と光送信機１２、デマルチプレクサ１３、マルチプレクサ１４、及び、分配ポイント５につながり、そこから対６を介して、フィルタ１７が一方では従来の電話信号を、他方ではデータ装置１８用のｘＤＳＬ信号を（ダウンストリーム信号の場合には）分離、（アップストリームトラフィックの場合には）結合する、加入者の敷地７につながっているケーブル４の銅対にフィルタ１６を介して接続されている、ｘＤＳＬモデム１５がある。キャビネット内には、受信機１１、送信機１２、デマルチプレクサ１３、マルチプレクサ１４及びモデム１５に電力を供給するために、電源１９も設けられている。
【０００４】
本発明の１つの態様によると、  
電話交換機（又は通信ステーション）と、  
該交換機（又は該通信ステーション）をユーザ終端に接続する電気伝送回線と、  
データ伝送手段と、  
光キャリヤからの光信号を電気伝送回線の少なくとも１本での伝送のための電気信号に変換するために、該交換機（又は該通信ステーション）とユーザ終端の間に位置する少なくとも１つのインタフェースに、該データ伝送手段を接続する光キャリヤと、  
を備える、電気通信ネットワークであって、データサービスを必要とする複数のユーザ終端のそれぞれに、  
（ａ）前記光キャリヤの内の専用の光キャリヤが提供され、  
（ｂ）該データ伝送手段は、出力信号を光信号に変調するための手段が後に続く、該電気伝送回線上での伝送に適した出力信号に入力データ信号を変換するための変調手段を備え、  
（ｃ）該インタフェースは、前記出力信号を回復し、関連するユーザ終端に供給する電気伝送回線にこの信号を供給するように構成された、光電気（optoelectrical）変換手段を有する、電気通信ネットワークが提供される。
【０００５】
本発明の他の態様は、添付の特許請求の範囲に提供されている。
【０００６】
ユーザ終端の少なくともいくつかは、ユーザ終端を複数の追加のエンドポイントにそれぞれ接続する接続ポイントを含んでよく、「ユーザ」は例えばネットワークオペレータである。通信ネットワーク、特に通信ステーションは、交換機を含む電話サービスのための設備を含んでよい。
【０００７】
光キャリヤは搬送波であってよく、それぞれの波長チャネルを形成するために異なる搬送波が異なる周波数を有する。データを搬送するためには、各光キャリヤはこのキャリヤ上で搬送されるデータで変調できる。この状況では、搬送波の少なくともいくつかは好ましくは、波長分割多重様式で共通光ファイバ等の共通伝送媒体上で送信される。波長依存カプラ手段等の波長分割多重手段は、好ましくは、異なる波長チャネルを１つの共通した光媒体上で結合できるようにするために交換機に設けられる。
【０００８】
代わりに、それぞれ光キャリヤは光ファイバ等のそれぞれの光伝送回線によって形成されてよい。光ファイバは光ファイバケーブルを形成するように集められてよい。
【０００９】
本発明のいくつかの実施形態が、ここで例証として添付図面を参照して説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図２は、本発明の第１のバージョンによる電気通信システムの一部を示しており、キャビネットから加入者敷地まで従来の電話とツイストペア回線を共用する一方で、交換機からキャビネットまで光ファイバを活用するという点で、図１に示されているものに類似する。しかしながら、この構成では、目的はキャビネット内に設置される電子回路の量を削減することである。この特定のバージョンでは、光ファイバはダウンストリーム伝送のためだけに使用される。アップストリームデータ伝送（必要とされる場合）は、加入者データ装置の変調器３０と交換機１の復調器３１を介して、従来のＡＤＳＬシステムと同じ技法を使用して、加入者敷地から交換機へ銅対を使用して提供される。光ファイバ１０上では多重化は利用されていないため、１本のファイバ１０が、ブロードバンドサービスを提供されなければならない加入者回線６のそれぞれに提供される。デマルチプレクサはキャビネット４内で利用される。さらにデジタルデータをツイストペア４、６上でのダウンストリーム伝送に適した形式に変換するための適切な変調は、交換機１内でのｘＤＳＬ変調器３２により提供される。これらの変調器は従来型であり、例えば離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調又はキャリヤレス振幅／位相（ＣＡＰ）変調等の目的にあわせた任意の技法を使用して、図１のモデム１５の変調器部分と同様の方法で動作される。各変調器の変調された出力は、レーザ３３を変調する。
【００１１】
キャビネット４では、ファイバ１０上で受信される変調された光信号を電気的な形態に変換し、ケーブル４の内の１本の中の適切な対に適切な高域フィルタ３４を介してこの信号を適用することが必要なだけである。ここでは、本発明の最も簡略な実現では、この変換はゼロバイアスＰＩＮフォトダイオード３５によって実行され、次に高域フィルタ２６を介してケーブル４に供給される。キャビネットに対する電力の供給は必要とされない。周波数が低いと思われる（１ＧＨｚ未満）ので、広域ダイオードを使用することができ、単純な低コストの位置合わせ及び高電力動作（通常は０から＋１０ｄＢｍ）が可能になる。
【００１２】
加入者の敷地では、ダウンストリーム信号がｘＤＳＬ復調器３６によって（別個の高域フィルタと低域フィルタ１６ａ、１６ｂとして示される）スプリッタ／コンバイナ１６から受信される。
【００１３】
ファイバ１０と銅ケーブル布線の間のインタフェースは、それが分配ポイント５、又は事実上、交換機と加入者の敷地の間の他の中間位置でも等しく問題なく発生するため、キャビネット４内で発生する必要がないことに留意されたい。
【００１４】
しかしながら、フォトダイオードバイアスを提供することが好ましい場合には、これは交換機により（例えば１つのダイオードの場合に図２の３９で示されるように）回線２に印加される直流（ｄ．ｃ．）から電力を引き出すことによって、あるいは対６上で加入者敷地から電力を供給することによって、局所的な電源を用いて提供できるであろう。
【００１５】
図２に予想されるように交換機まで遡って銅を使用してアップストリームデータ経路を提供することを好まない場合には、図３に描かれているように双方向でファイバを使用できるであろう。ここでは、ダウンストリームの構成は図２を参照して説明されるようであるが、加入者は完全に従来型であるｘＤＳＬモデム４０を有する。キャビネット３内では、回線４からのアップストリーム信号は、交換機１でフォトダイオード４３によって受信され、ｘＤＳＬモデム４４に供給される光信号を発生させるために、高域フィルタ４１を介してレーザダイオード４２に供給される。高域フィルタ３６、４１は、それぞれダウンストリーム信号とアップストリーム信号に対応する周波数スペクトルのそれぞれの部分に合わせて調整される。事実上、装置３３、４３、４４は、所望される場合には他の何らかの交換機に、あるいはファイバ１０が便利に接続できる任意の他の位置に置くことができるので、これらを交換機１に置くことが必須ではないことに留意されたい。
【００１６】
さらに追加の変形では、必要とされるファイバの量を削減するために、図４に示されるように、前記特徴のいくつかをＷＤＭ  ＰＯＮと組み合わせることができるであろう。加入者は個々のツイスト銅対４に接続されているＸＤＳＬモデム４０を有する。キャビネット３では、回線４からのアップストリーム電気信号は、レーザダイオード４２によって生成される光信号を変調するために高域フィルタ４１を介して供給される。レーザダイオード４２は、自由実行状態では、その波長間隔が規則正しく、レーザダイオードの特性によって決定されている一連の波長で光を発生させるであろう、ファブリー−ペロレーザダイオードからなる。レーザダイオードは、この例では交換機１から、それに供給される光シード信号の波長によって決定される１つの波長で主に光を発生させるように構成されている（参考文献１と２を参照されたい）。例えば、図４は交換器１内のブロードバンド光源（例えばエルビウム添加ファイバ増幅器）４５により生じ、光サーキュレータ４６を介して光ファイバ１０に供給される広範囲の波長での光を示している。キャビネット３では、光ファイバは、特定の波長λＬＮを選択し、それをレーザダイオード４２に渡す、薄膜フィルタ又はアレイ導波路回折格子等の波長依存型スプリッタ／コンバイナ４７に接続される。レーザダイオードは次に、アップストリームデータで変調された波長λＬＮで光を発生させ、波長依存型スプリッタ／コンバイナ及び光ファイバ１０を介してそれを交換機に伝達する。交換機では、光信号は、光サーキュレータ４６を介して第２の波長依存型スプリッタ／コンバイナ４８まで通過する。該波長依存型スプリッタ／コンバイナ４８は、特定の波長でそれぞれ光を受光する複数のフォトダイオード４３に接続されている（各波長は、このようにして交換機内のＸＤＳＬモデムに供給される、ある特定のカスタマからのアップストリームデータを搬送する）。
【００１７】
ダウンストリーム方向では、第２のブロードバンド光源４９が、第１の光源４５に対して波長の異なる帯域で光を発生させる。例えば、第１のブロードバンド光源と第２のブロードバンド光源４５と４９がエルビウム添加ファイバ増幅器である場合には、一方はいわゆる「Ｃ帯域」で波長を供給でき、他方はいわゆる（ＩＴＵ規格の）「Ｌバンド」で他方に供給できるであろう。ブロードバンド光源４９は、光サーキュレータ５０及び追加の波長依存型スプリッタ／コンバイナ５１を介して、やはりファブリー−ペロレーザダイオードからなる一組のレーザダイオード５２に接続される。このようにして、レーザダイオード５２のそれぞれは、それが波長依存型スプリッタ／コンバイナのどのポートに接続されるのかに応じて、異なる波長で光を発生させる。レーザダイオード５２のそれぞれは、交換機３２内の一組のＸＤＳＬ変調器の内の１つ３２１、３２２からのダウンストリーム出力で変調される。レーザダイオード５２からの該変調されたダウンストリーム光信号は、光ファイバに沿って交換機からキャビネット３に通過する。簡略な１×２ＷＤＭ光波長帯域スプリッタ／コンバイナフィルタ５３と５４は、２つのブロードバンド光源のそれぞれにより生成される光信号が、同じ単一の光ファイバを共用できるようにする。波長の関数としての波長依存型スプリッタ／コンバイナ４７の伝送は、ある特定のカスタマのためのアップストリームデータとダウンストリームデータが同じ光ファイバに沿って伝搬するように周期的である。変調されたダウンストリーム光信号はキャビネット３に達すると、信号を電気形態に変換し、適切な高域フィルタ２６を介してカスタマ用の適切なツイスト銅対４にそれを適用する、ゼロバイアスＰＩＮフォトダイオード３５等の装置に、波長依存型スプリッタ／コンバイナ４７によって渡される。任意には、キャビネット内に位置するレーザダイオード４２とフォトダイオード３５は、該又はある銅対上で加入者敷地又は交換機から低レベルの直流（ｄｃ）電力で供給できるであろう。ファイバ１０と銅ケーブル布線間のインタフェースは、分配ポイント５で、あるいは事実上交換機と加入者の敷地間の他の中間位置で等しく発生できるであろうために、これがキャビネット３内で発生する必要はない。さらに交換機内のブロードバンド光源（例えば４９）とレーザダイオード（例えば５２）は、代わりに一組の波長指定ＤＦＢレーザで置換できるであろう。
【００１８】
さらに追加の変形では、図３のフォトダイオード３５とレーザ４２は、ダウンストリーム光信号を検出し、アップストリーム経路のために該信号を変調する両方の役割を果たす電界吸収変調器によって、置換できるであろう。これはキャビネットから交換機へ双方向のファイバリンクを利用し、下り経路での該光信号の検出と、戻り経路のための該信号の変調の両方を行うために、電界吸収変調器を活用する。ｘＤＳＬ変調は、キャビネット内又はＤＰでのどちらかで変調器で光学的に終端するであろう交換機内で、レーザに適用されるであろう。加入者端からの戻りｘＤＳＬ信号は、交換機に反射し直される光信号を同様に変調するであろう変調器に、適用されるだろう。アップストリーム信号とダウンストリーム信号が周波数で分離されていることを考慮すると、復調は適切な受動フィルタリングの問題になる。変調器は、このようにして１本のファイバだけを必要とする反射モードで動作することが想定される。別々の接点は、二重波長動作と結合できるであろう検出器と変調器のセクションを定義するために使用できるであろう。
【００１９】
図２のシステムの一部の変形は、図５に示されている（同様の構成要素には同様の参照符号が付けられている）。ここでは、レーザ３３は異なるそれぞれの搬送周波数で送信するように構成される。交換機にある波長分割マルチプレクサ３３は、それぞれのレーザから信号を受信し、共通のファイバ１０１等の１つの共通のリンク上で波長分割多重化された信号として信号を送信するように構成されている。キャビネット３にある対応する波長分割デマルチプレクサ３３２は、共通のファイバ１０１から波長分割多重化信号を受信し、該信号を逆多重化する。逆多重化された光信号は次にそれぞれのフォトダイオード３５に渡され、フォトダイオードはそれぞれの電気信号を、図２に類似した様式でｘＤＳＬ復調器３６に提供する。このようにして、交換機１とインタフェース３の間で信号を多重化すると、交換機とインタフェースの間で必要とされる光ファイバの数が削減される。
【００２０】
本発明の実施形態により、各カスタマ又は各終端装置のためのデータは、ＤＳＬフォーマットで交換機から−行程の少なくとも一部を光ファイバ上で、及び行程の残りを銅対で−送信できる。この１つの利点は、キャビネット／縁石（ｋｅｒｂ）にある装置が受動的となり、電気的な動力供給を必要としないか、あるいは電気通信銅対で安全に配信できるレベルの、少なくともはるかに削減された光動力供給を必要とするという点である。
【００２１】
電界吸収変調器は、本発明者らの国際特許出願第９８／０４０５７号に説明されている。
【００２２】
以下の参考文献が参照してここに組み込まれる。
【００２３】
１．「ＡＳＥ注入ファブリー−ペロ半導体レーザを備える低コストＷＤＭソース（Ａ  ｌｏｗ  ｃｏｓｔ  ＷＤＭ  ｓｏｕｒｃｅ  ｗｉｔｈ  ａｎ  ＡＳＥ  ｉｎｊｅｃｔｅｄ  Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｌａｓｅｒ）」、ＩＥＥＥ光通信学技術レター（ＩＥＥＥ  ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｌｅｔｔｅｒｓ）、第１２巻、第８号、２０００年８月、１０６７−１０６９ページ
２．波長−選択−自由送信機を使用する１２８人の加入者向けハイブリッドＷＤＭ／ＴＤＭ  ｐｏｎ（Ｈｙｂｒｉｄ  ＷＤＭ／ＴＤＭ  ｐｏｎ  ｆｏｒ  １２８  ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒｓ  ｕｓｉｎｇ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ−ｆｒｅｅ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ）」、ＯＦＣ２００４会議、締め切り後論文ＰＤＰ４
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来技術のネットワークの一部の例を示す図である。
【図２】本発明によるネットワークの一部を概略して示す図である。
【図３】本発明によるネットワークの追加実施形態を示す図である。
【図４】本発明のさらなる追加の実施形態を示す図である。
【図５】図２の実施形態に対して考えられる変形の、いくつかの特徴を示す図である。
【図１】
2007506380.tif 000003
【図２】
2007506380.tif 000004
【図３】
2007506380.tif 000005
【図４】
2007506380.tif 000006
【図５】
2007506380.tif 000007
【国際調査報告】
2007506380.tif 000008
2007506380.tif 000009
2007506380.tif 000010