(57)【要約】  受動光ネットワークにおける多信号増幅のための装置は、中心局とネットワークにおける分割点との中間に配置された遠隔励起された単一エルビウムコイルを有し、中心局及び１つ又はそれ以上の加入者建物からエルビウムコイル増幅帯域内で送信されるアナログ信号及びデジタル信号の両方は、エルビウムコイルを通過して、分割点で分割される前に増幅される。
2008543234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受動光ネットワークにおける多信号増幅のための装置であって、
受動光ネットワークにおける中心局と分割点との中間に配置された遠隔励起単一エルビウムコイルを有し、
前記中心局及び１つ又はそれ以上の加入者建物からエルビウムコイル増幅帯域内で送信されたアナログ信号及びデジタル信号の両方が、前記エルビウムコイルを通過して、前記分割点で分割される前に増幅される、ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記エルビウム増幅帯域は約１５３０乃至１５６２ｎｍである、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記装置の入力端部に配置された第１帯域通過光フィルタと、前記装置の出力端部に配置された第２帯域通過光フィルタとを更に有し、前記第１及び第２帯域通過光フィルタは、デジタルアップストリーム信号をリダイレクトさせて前記装置内の別の経路に通して、前記エルビウムコイルをバイパスさせるように機能する、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
ゲイン平坦化フィルタを更に有する、ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記エルビウムコイルを加入者建物内の機器による反射から保護するように機能するアイソレータを更に有する、ことを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項６】
前記中心局と同じ場所に位置する１４８０ｎｍポンプは、前記エルビウムコイルを活性化する、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
アナログダウンストリーム信号は１５５０乃至１５６０ｎｍで送信され、デジタルダウンストリーム信号は１５３０乃至１５４０ｎｍで送信され、デジタルアップストリーム信号は１５４０乃至１５５０ｎｍ又は１５６０乃至１５７０ｎｍで送信される、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
アナログダウンストリーム信号は１５５０乃至１５６０ｎｍで送信され、デジタルダウンストリーム信号は１５７０乃至１５８０ｎｍで送信され、デジタルアップストリーム信号は１５４０乃至１５５０ｎｍ又は１５６０乃至１５７０ｎｍで送信される、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記遠隔励起エルビウムコイルは前記多信号を増幅し、１×３２の分割が前記ネットワークにおける第１分割点で生じ、１×４の分割が前記第１分割点の下流側の複数のネットワークアクセスポイントで生じて、１２８分割の組み合わされた総分割が生じることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
アナログ信号及びデジタル信号を送信するための中心局／ヘッドエンドと、
前記アナログ信号及びデジタル信号を分割するための受動光ネットワークにおける第１分割点を与えるローカルコンバージェンスポイントと、
前記中心局と前記ローカルコンバージェンスポイントとの中間に配置された、遠隔励起エルビウムコイルを含む増幅装置と、
１つ又はそれ以上のネットワークアクセスポイントと、
複数の加入者建物と、を有し、
前記アナログ信号及びデジタル信号の両方は、前記ローカルコンバージェンスポイントを通過する前に前記遠隔励起エルビウムコイルを通過する、ことを特徴とする受動光ネットワーク。
【請求項１１】
前記エルビウムコイルは１５３０乃至１５６２ｎｍの帯域で増幅する、ことを特徴とする請求項１０に記載の受動光ネットワーク。
【請求項１２】
前記増幅装置は、前記装置の入力端部に配置された第１帯域通過光フィルタと、前記装置の出力端部に配置された第２帯域通過光フィルタとを更に有し、前記第１及び第２帯域通過光フィルタは、デジタルアップストリーム信号をリダイレクトさせて前記装置内の別の経路に通して、前記エルビウムコイルをバイパスさせるように機能する、ことを特徴とする請求項１０記載の受動光ネットワーク。
【請求項１３】
ゲイン平坦化フィルタと、前記エルビウムコイルを加入者建物内の機器による反射から保護するように機能するアイソレータと、を更に有する、ことを特徴とする請求項１２に記載の受動光ネットワーク。
【請求項１４】
前記中心局と同じ場所に位置する１４８０ｎｍのポンプが、前記エルビウムコイルを活性化する、ことを特徴とする請求項１０記載の受動光ネットワーク。
【請求項１５】
アナログダウンストリーム信号は１５５０乃至１５６０ｎｍで送信され、デジタルダウンストリーム信号は１５３０乃至１５４０ｎｍで送信され、デジタルアップストリーム信号は１５４０乃至１５５０ｎｍ又は１５６０乃至１５７０ｎｍで送信される、ことを特徴とする請求項１０記載の受動光ネットワーク。
【請求項１６】
アナログダウンストリーム信号は１５５０乃至１５６０ｎｍで送信され、デジタルダウンストリーム信号は１５７０乃至１５８０ｎｍで送信され、デジタルアップストリーム信号は１５４０乃至１５５０ｎｍ又は１５６０乃至１５７０ｎｍで送信される、ことを特徴とする請求項１０記載の受動光ネットワーク。
【請求項１７】
前記遠隔励起エルビウムコイルは前記アナログ信号及びデジタル信号を増幅し、１×３２の分割が前記ローカルコンバージェンスポイントで生じ、１×４の分割が前記１つ又はそれ以上のネットワークアクセスポイントで生じて、１２８の総分割が生じる、ことを特徴とする請求項１０記載の受動光ネットワーク。
【請求項１８】
受動光ネットワーク内の第１分割点の前に前記受動光ネットワーク内でアナログ信号及びデジタル信号を増幅するための方法であって、
前記受動光ネットワークにおける中心局と第１分割点との中間に配置された少なくとも１つの受動増幅要素に、送信されたアナログ信号及びデジタル信号を通過させる、ことを特徴とする方法。
【請求項１９】
更に、アナログダウンストリーム信号及びデジタルダウンストリーム信号をエルビウムコイルに通過させ、デジタルアップストリーム信号を、入力端部に第１帯域通過光フィルタが配置され、かつ出力端部に第２帯域通過フィルタが配置された装置に通過させ、
前記第１及び第２帯域通過光フィルタは、前記デジタルアップストリーム信号をリダイレクトさせて前記装置内の別の経路に通して、前記エルビウムコイルをバイパスさせるように機能する、ことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
エルビウム増幅帯域は１５３０乃至１５６２ｎｍであり、デジタルダウンストリーム信号は１５３０乃至１５４０ｎｍ又は１５７０乃至１５８０ｎｍで送信され、デジタルアップストリーム信号は１５４０乃至１５５０ｎｍ又は１５６０乃至１５７０ｎｍで送信される、ことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、受動光ネットワークに関し、より詳細には、Ｃ帯域信号増幅のための増幅方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、同時出願され、引用によりその説明が本明細書に組み入れられる「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＳＥＬＥＣＴＩＶＥ  ＳＩＧＮＡＬ  ＡＭＰＬＩＦＩＣＡＴＩＯＮ」という表題の米国特許出願に関する。
【０００３】
受動光ネットワーク（ＰＯＮ）は、メトロポリタン・エリア・ネットワークのエンドユーザ又は加入者へ／から高帯域幅情報を提供するために使用される。通常、ＰＯＮは、最高で３２という総分割比を提供する１段階又は２段階の受動分割を備え、高価な放送機器及びデジタルダウンストリーム機器の費用分担を提供するファイバベースのツリーアーキテクチャ・ネットワークである。既存のＰＯＮは、専用ファイバドロップによって各加入者の建物へ約２０キロの到達範囲を備え、異なる波長での共有ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）アップストリームを備え、さらに定義によれば、外部ファイバ設備に電力を備えていない。ＰＯＮは使用されているものの、加入者一人当たりの高い費用及び通信サービスプロバイダ又は通信事業者への低い利益率から、商業的には広く採用されてこなかった。高帯域幅及び双方向リンク上の双方向サービスに対する需要の増加に基づき、通信サービスプロバイダは様々な理由でＰＯＮに再び関心を抱いている。第１に、ファイル共有及びソフトウェアダウンロードなどの新たな用途には、現在のデジタル加入者回線（ＤＳＬ）技術が提供できるものよりも、ずっと速い接続速度が必要となる。第２に、ケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）会社が提供するサービスとの激しい競争があり、ＣＡＴＶ会社は既に放送テレビジョン市場の大部分を握っており、同質のインターネット接続及び電話サービスを提供している。通信サービスプロバイダが競争力を維持するためには、ＣＡＴＶのファイバ同軸ハイブリッドシステムの帯域幅を上回り得る技術及びネットワークを提供して、その幾つかはＴＶ、ＰＯＴＳ（基本電話サービス）及びインターネット接続などを含む、加入者が希望する全てのサービスを提供することが望ましい。
【０００４】
総称的にＦＴＴｘと呼ばれる、Ｆｉｂｅｒ−ｔｏ−ｔｈｅ−ｈｏｍｅ（ＦＴＴＨ）、fｉｂｅｒ−ｔｏ−ｔｈｅ−ｂｕｓｉｎｅｓｓ（ＦＴＴＢ）及びｆｉｂｅｒ−ｔｏ−ｔｈｅ−ｐｒｅｍｉｓｅｓ（ＦＴＴＰ）は、まさにそのような技術である。通信サービスプロバイダは、機器の価格を納得のいく投資利益率を与えるレベルにするＦＴＴｘ  ＰＯＮソリューションを標準化しようと試みている。現行の加入者機器費用は、１段階又は２段階分割からの３２−ｗａｙ共有であっても、数千ドルにのぼる。本発明は、外部設備での電力供給なしで、外部設備での増幅を検討することで、費用分担の問題に取り組む。増幅によって、「ロスバジェット」と呼ばれるシステム内の光パワーの減衰総量を改善し、付加的な分割及び／又は送信距離を増大できるようになることで、内部構造整備費、特にヘッドエンド電子機器及び光学機器費を、より多くの加入者に配分する。中心局（ＣＯｓ）の既存の分布から、距離の増大は必要ではないかもしれないが、幾つかのＣＯｓを１つに集約することは、典型的な送信距離を伸ばし、特に普及率が低いときに重要な機器の稼働率を改善する。
【０００５】
ＰＯＮの種々の増幅モードは、以前から提案されており、文献中で周知のものである。しかし、付加的な機器の共有による費用節約を改善するため、増幅費を削減するのに必要な増幅モードが必要とされる。現行のフルサービス・アクセスネットワーク標準（ＦＳＡＮ）は、アナログダウンストリームを１５５０乃至１５６０ナノメートル（ｎｍ）の間、デジタルダウンストリームを１４８０乃至１４９０ｎｍの間、さらにデジタルアップストリームを１２６０乃至１３６０ｎｍの間に指定している。一方又は両方のデジタル信号をエルビウム増幅器帯域に移動させることにより、これらの信号を増幅するための付加的な構成要素が最小になるために、増幅器費用が削減される。さらに、一方又は両方のデジタル信号をＣ帯域に移動させることにより、コイルを第１の方向に通過するアナログ信号及びデジタルダウンストリーム信号、及び、反対方向に通過するアップストリームデジタル信号を増幅するのにエルビウムコイルが使用できるようになり、すなわち、費用節約が改善された双方向増幅が可能になる。遠隔励起増幅装置を含むＰＯＮは、分割比及び／又は光ネットワークの到達範囲を増加させ、加入者当たりの費用を減少させて、より多くのファイバ及びＰＯＮの取り付けを促進する。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、高い割比を提供するために、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）に採用される方法及び装置を提供し、それによって、Ｃ帯域において送信される多信号が、分割点の前に増幅するために、遠隔励起されたエルビウムの単一コイルを通過する。
【０００７】
１つの態様においては、この方法及び装置は、エルビウムの単一コイルを収容するモジュールを有し、ここでは、多信号がＣＯ／ヘッドエンドからコイルを通過する。現行のフルサービス・アクセスネットワーク標準は、アナログダウンストリームを１５５０乃至１５６０ナノメートル（ｎｍ）の間、デジタルダウンストリームを１４８０乃至１４９０ｎｍの間、さらにデジタルアップストリームを１２６０乃至１３６０ｎｍの間に指定している。一方又は両方のデジタル信号がエルビウム増幅器帯域に移動され、アナログ信号及びデジタル信号の両方を増幅するためにエルビウムの単一コイルが用いられる。１つの実施形態においては、エルビウムコイルはアナログダウンストリーム信号及びデジタルダウンストリーム信号を増幅し、一方がモジュールの入力端部に配置され、もう一方がモジュールの出力端に配置される２つの帯域通過フィルタは、デジタルアップストリーム信号をリダイレクトさせて、モジュール内の別の経路に通して、エルビウムコイルをバイパスさせる。代替的な実施形態においては、エルビウムコイルは、コイルを第１方向に通過するアナログ信号及びデジタルダウンストリーム信号を増幅し、さらに、反対方向に通過するデジタルアップストリーム信号を増幅する。帯域幅はＦＳＡＮ標準帯域幅からシフトされて、全ての信号がＣ帯域（１５３０乃至１５６２ｎｍ）で送信されるようになり、各々の信号は帯域幅の約１０ｎｍを占めている。ゲイン平坦化フィルタ（ＧＦＦ）、１３１０ｎｍデジタルアップストリームのためのパススルー、及びアイソレータといった種々の構成要素をモジュールに加えて、機能性を増加させることができる。
【０００８】
別の態様においては、本発明は、ＣＯ／ヘッドエンドに配置された１４８０ｎｍのポンプと、ＬＣＰスプリッタの直前に位置するエルビウムコイルを収容するモジュールとを有するＰＯＮを提供する。デジタルダウンストリーム信号及び／又はデジタルアップストリーム信号は、エルビウム帯域幅に移動されて、アナログ信号及びデジタル信号の両方を増幅するのにエルビウムコイルを使用する。励起効率及び雑音指数は、Ｃ帯域（１５３０乃至１５６２ｎｍ）におけるアナログ信号及びデジタル信号の両方を送信することにより改善され、さらに、１５５０ｎｍではない信号を増幅するのに用いられる半導体光増幅器（ＳＯＡ）の必要性をなくす。アナログ信号及びデジタルダウンストリーム信号間の２０ｎｍの間隔は、中央波長許容差を緩和し、フィルタ設計をデマルチプレクスすることにより、費用を最小にする。現行のＦＳＡＮ標準は、アナログダウンストリームに対して１５５０乃至１５６０ｎｍを指定し、１５７０乃至１５８０ｎｍ又は１５３０乃至１５４０ｎｍはデジタルダウンストリームのために残す。アナログ信号に直ぐ隣接する１０ｎｍ（１５４０乃至１５５０ｎｍか１５６０乃至１５７０ｎｍのいずれか）を、デジタルアップストリームに指定することができる。１つのＰＯＮの実施形態においては、エルビウムコイルはアナログダウンストリーム信号及びデジタルダウンストリーム信号を増幅し、モジュールに収容される帯域通過フィルタはデジタルアップストリーム信号をリダイレクトさせて、モジュール内の別の経路に通す。別のＰＯＮの実施形態においては、エルビウムコイルはダウンストリームアナログ信号、及び両方向のデジタル信号を増幅し、このようにして双方向増幅を提供する。ＰＯＮはまた、多信号を結合するための波長分割マルチプレクサ／デマルチプレクサ（ＷＤＭ）システムと、ファイバドロップを複数の加入者場所に与えるための１つ又はそれ以上のネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）とを有するのがよい。
【０００９】
さらに別の態様においては、本発明は、ＰＯＮにおけるデジタル信号及びアナログ信号両方のための単一の増幅手段を提供する。ＰＯＮにおける遠隔増幅は、ゲインが加えられる前、好ましくはＬＣＰスプリッタの直前に、信号電力をファイバ設備の外部でドロップさせる。増幅手段により与えられたゲインは、電力バジェットに、より多くの光分割、ファイバ、又はコネクタによる許容高損失を加える。ＣＯ／ヘッドエンドから約２０ｋｍまで、本発明の単一の増幅手段は、ＣＯ／ヘッドエンドから８ｋｍまでの加入者については在来の１×１６の分割比から、また、ＣＯ／ヘッドエンドから８から２０ｋｍまでの間の加入者については１×３２から、少なくとも１×１２８の分割比に増加させる。要求される約７ｄＢの付加的なゲインは、遠隔励起エルビウムコイルにより容易に達成される。
【００１０】
本発明の付加的な特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載され、当業者であれば、一部はその説明から容易に明らかであり、又は、特許請求の範囲並びに添付の図面による詳細な説明を含む本明細書に説明される本発明を実施することにより認識される。
【００１１】
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明の両方は、本発明の例示的な実施形態を提示するものであり、特許請求される通りに本発明の性質及び特性を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図するものであることを理解されたい。添付の図面は、本発明の更なる理解を提供するために含まれ、この明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は、詳細な説明と共に、本発明の種々の実施形態を説明し、その原理及び動作を説明するのに役立つ。さらに、図面及び説明は、例示的なものであることを目的としており、制限的なものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ここで、本発明の例示的な実施形態を詳細に説明し、その例は、添付の図面に示されている。出来る限り、同じ参照番号が同じ又は同様な部品を指すように、図面全体を通して使用される。ＰＯＮにおける多信号増幅のためのエルビウムコイルを収容したモジュールが図１に示され、全体が参照番号２０により示される。
【００１３】
詳細な説明全体にわたり、現行のフルサービス・アクセスネットワーク標準（ＦＳＡＮ）は、アナログダウンストリームを１５５０乃至１５６０ナノメートル（ｎｍ）の間に、デジタルダウンストリームを１４８０乃至１４９０ｎｍの間に、更にデジタルアップストリームを１２６０乃至１３６０ｎｍの間に指定している。本発明の遠隔励起エルビウムコイルは、Ｃ帯域（１５３０乃至１５６２ｎｍ）における信号増幅を提供する。デジタルダウンストリーム及び／又はデジタルアップストリーム信号は、エルビウム増幅器帯域に移動されて、エルビウムの単一コイルによりアナログ信号及びデジタル信号の両方を増幅する。
【００１４】
ここで図１を参照すると、ＰＯＮに採用された受動増幅要素２２及び随意的な受動スプリッタ２４を収容する増幅／スプリッタモジュール２０が示されている。１つの実施形態においては、受動増幅要素２２は、エルビウムの単一コイルであり、エルビウムの単一コイル２２として参照されることもある。ここで使用される「受動増幅要素」という用語は、エルビウムのコイルのように電気なしで光信号を増幅できる全てのものを指す。アナログダウンストリーム信号及びデジタルダウンストリーム信号は、中央局（ＣＯ）／ヘッドエンド３２から生じ、モジュール２０を通過して、ローカルコンバージェンスポイント（ＬＣＰ）スプリッタのようなネットワークにおける第１分割点に入る。１４８０ｎｍのポンプ４６は、エルビウムコイル２２の遠隔増幅を与え、アナログ信号の誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ）を回避する。
【００１５】
第１モジュールアーキテクチャの実施形態においては、モジュール２０は、信号をモジュール２０に向けて通すための第１光分岐２８及び第２光分岐３０を有する。第１光分岐２８は、送信光ファイバ４０及び所定の長さのエルビウムコイル２２を有し、アナログダウンストリーム信号及びデジタルダウンストリーム信号をモジュール２０及びコイル２２に向けて通す。第２光分岐３０はデジタルアップストリームパススルーであり、デジタルアップストリームを、エルビウムコイル２２を迂回するモジュール２０内の別の経路に向けて通す。第１光分岐２８と第２光分岐３０とは、アナログ信号及びデジタルダウンストリーム信号が第１分岐２８を通過し、デジタルアップストリーム信号が同時に第２分岐３０を通過するという意味で平行である。一方がモジュール２０の入力端部３１に位置し、もう一方が出力端部３３に位置する２つの帯域通過光フィルタ２４は、多信号をその適切な分岐に向けて通す。
【００１６】
モジュール２０を通って送信される光信号は、第１ＷＤＭ３６で分離され、その後、第２ＷＤＭ３８によって、エルビウムコイル２２の後に再結合される。種々の構成要素を、機能性を高めるために、モジュール２０に加えるのがよい。特に、ゲイン帯域幅が約３０ｎｍであり、十分に平坦でないときに、ゲイン平坦化フィルタ（ＧＦＦ）３９を加えるのがよい。アイソレータ４４を第１光分岐２８に加えて、顧客建物内の機器による反射からエルビウムコイル２２を保護するのがよい。
【００１７】
第２モジュールアーキテクチャの実施形態においては、第２光分岐３０及びフィルタ２４が除去され、ダウンストリームアナログ信号及びダウンストリームデジタル信号がコイル２２を第１の方向に通過し、デジタルアップストリーム信号がコイル２２を第２の反対の方向に通過し、かくして、単一のエルビウムコイル２２を使用して双方向増幅が提供される。第２分岐３０の除去は、第１及び第２のＷＤＭ３６、３８、ＧＦＦ３９、及びアイソレータ４４の除去を含む。
【００１８】
ＣＯ／ヘッドエンド３２から加入者建物３４を通り、多信号は所定の種々の光の波長で単一の光ファイバ４０を通って搬送され、その例としては、ノースカロライナ州ヒッコリー所在のコーニングケーブルシステムズ社から入手可能な、ＳＭＦ−２８（登録商標）、ＨＩ９８０又はＨＩ１０６０単一モード光ファイバを含むが、これらに限定されるものではない。これらの特定のファイバは、エルビウムドープされたファイバと接続されたときに、一貫して低い接続損失を示す。ＰＯＮは、ＣＯ／ヘッドエンド３２の下流に、各々がマルチプレクサに接続された一連の送信機を有するＷＤＭシステム４２を更に有する。マルチプレクサは、光ファイバ４０に接続した出力部を提供する。図示しないが、受信側端部では、典型的には、システムはデマルチプレクサ及び一連の受信機を有する。光ファイバ４０はまた、受信システムのデマルチプレクサの入力部に接続される。ＷＤＭシステム４２は、適当な波長で光信号を送信し、光ファイバ４０に沿った送信のために信号を結合する。モジュール２０のＷＤＭ２４は、同様な機能を実行する。
【００１９】
モジュール２０は、独立したエンクロージャであってもよいし、ＬＣＰのような付加的なネットワーク構成要素を有するエンクロージャ内に収容されてもよい。遠隔誘起エルビウムコイル２２の仕様は、典型的には、Ｃ帯域増幅（チャネル数による）、約５乃至１５ｍの長さ、９乃至１３．５ｄＢｍの光入力（１５ｄＢｍピン、１ｄＢ接続損失、１．２５乃至５と仮定）、３乃至１３ｄＢのゲイン（一定ゲイン）、最大０．５ｄＢ／ｎｍのゲイン傾斜（ＣＳＯ＜−５９に対して）、及び、５．０乃至６．７ｄＢの雑音（６．７５ｄＢで＜０．５ｄＢ△ＣＮＲ）を含む。遠隔励起エルビウムコイル２２は、外部設備の電力供給なしで、外部設備の増幅を行う。１つ又はそれ以上の１４８０ｎｍポンプ４６から発生する波長は、遠隔的にエルビウムコイル２２を励起し、かくして、エルビウムコイル２２を活性化し、かつ送信信号を活性化する。エネルギーは、ＬＣＰスプリッタを超えて伝播しないが、ＬＣＰでの分割を増加させるために信号を増幅するのに使用される。誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ）は、１５５０ｎｍで信号の忠実度を阻害するが、１４８０ｎｍでは阻害しない。約６３乃至約１００ｍＷの出力が、２０キロメートルのネットワークには望ましいが、ネットワークの長さ及び分割数により異なることがある。代替的な実施形態においては、ＬＣＰで１×４、１×８又は１×１６分割を有する在来のネットワークは、エルビウムコイル及び低出力レーザダイオードを使用して同数の加入者に電力を供給することによって、本発明の原理から恩恵を受けることができる。
【００２０】
ここで図２を参照すると、ＣＯ／ヘッドエンド３２における１４８０ｎｍの遠隔配置ポンプ４６及びＬＣＰスプリッタ５２の上流側に配置されたエルビウムコイル２２を示すブロック図が示されている。図示される実施形態におけるデジタルダウンストリーム信号及びデジタルアップストリーム信号は、ＦＳＡＮ標準からＣ帯域ウィンドウにシフトされている。システムＷＤＭ４２は、ＣＯ／ヘッドエンド３２の下流側に配置される。エルビウムコイル２２を有するモジュール２０、及び、幾つかの実施形態では一対のＷＤＭは、システムＷＤＭ４２とＬＣＰ５２との間に配置される。１つ又はそれ以上のネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）５４が、ＬＣＰ５２の下流側の所定の位置に配置され、多数の専用ドロップを複数の加入者建物に提供する。本発明の遠隔励起エルビウムコイル２２は、より多くの加入者建物３４が、単一の光ネットワーク内に、遠隔励起エルビウムコイル２２を有さない在来のＰＯＮと比較して長いＣＯ／ヘッドエンド３２からの距離で、含まれることを可能にする。
【００２１】
ネットワークにおける第１分割点は、モジュール２０と同じ場所に位置してもよいが、増加した分割比を与えるために、エルビウムコイル２２及び信号増幅の下流側になければならない。好ましい実施形態においては、モジュール２０はＬＣＰ５２の直前に配置され、分割は、１×３２分割を実行することができるＬＣＰスプリッタで生じる。ＬＣＰはＣＯ／ヘッドエンド３２の下流側の第１の分割点であり、ＣＯ／ＨＥ３２及び１つ又はそれ以上のＮＡＰ５４から所定の距離に位置する。好ましくは、エルビウムコイル２２は、信号レベルが、特にアナログ信号レベルが、雑音レベル近くにまで低下しないネットワークにおける点、エルビウムコイル２２が雑音と信号とを区別できなくなる点に位置する。エルビウムコイル２２により与えられたゲインは、電力バジェットに加えられ、増加した分割及び／又は増加したネットワーク到達範囲による損失の増加を可能にする。
【００２２】
図３を参照すると、遠隔励起エルビウムコイル２２がＬＣＰスプリッタ５２の直前に配置され、１２８の総分割及び２０ｋｍの到達範囲をもつ、例示的なＦＴＴｘ  ＰＯＮを示すブロック図が示されている。エルビウムコイル２２は、ＰＯＮの第１分割点において増加したネットワーク到達範囲及び／又は増加した分割比を可能にする。好ましい実施形態においては、ＦＴＴｘ  ＰＯＮはＬＣＰスプリッタ５２で１×３２分割を与え、ＮＡＰ５４で１×４分割５８を与えて、１２８の総分割及び約２０キロメートルのネットワーク到達範囲を与える。対照的に、在来のＰＯＮは、ＬＣＰで１×４、１×８又は１×１６分割を与え、ネットワークアクセスポイント（ＮＡＰ）で１×４分割を与えて、３２の総分割比及び２０ｋｍまでの到達範囲を与えるが、両方同時に与えるわけではない。図示する例示的なＦＴＴＸ  ＰＯＮにおいては、ＣＯ／ヘッドエンド３２の間の距離は、約０乃至１８ｋｍの範囲とすることができ、ＬＣＰ５２から個々のＮＡＰ５４までの距離は約０乃至４ｋｍまでの範囲とすることができ、約２０ｋｍの総ネットワーク到達範囲において、ＮＡＰ５４から加入者建物３４までの専用ドロップは約０乃至５００フィートとすることができる。
【００２３】
在来のＰＯＮは、ＣＯ／ヘッドエンドでＳＢＳ限定に近い信号電力を出して、アナログ信号電力バジェットを最大化する。遠隔増幅は、ゲインが加えられる前に、典型的には、スプリッタの直前に、信号電力をファイバ設備の外部で低下させる。ゲインは、電力バジェットを増加させて、より多くの光分割、ファイバ、又はコネクタからの損失の増加が可能になる。既存のネットワークアーキテクチャ及び構成要素の費用を使用することにより、光分割を増加させることは、より多くの加入者で高価な構成要素の費用を分割することによって、大きな費用節約が与えられる。
【００２４】
図４を参照すると、単一の高出力ポンプレーザダイオード４６が、２つのＰＯＮ６０、６２の間で分割される、ポンプ共有形態を示すブロック図が示されている。３デシベル（ｄＢ）タップカプラ又はスイッチカプラ６４が、調整可能なゲインを提供するために使用されることがあり、これは、ＰＯＮの損失が、ファイバ距離、分割比、コネクタの数と異なるために又は他の理由のために、不均一な場合に有効な特徴である。これは、２つのファイバ出力部を備えるＮＡＰで特に有効であり、１つのポンプが各ＮＡＰを制御する。図示のように、エルビウムコイル２２は、ＣＯ／ヘッドエンド３２の後の各ＰＯＮ内に配置されるが、ＬＣＰ５２の前に配置される。図５を参照すると、２つの低出力ポンプレーザダイオード４６が、２つのＰＯＮ６０、６２の間で共有される、ポンプ共有形態の代替的な実施形態を示すブロック図が示されている。この形態の主な利点は、ポンプが故障した場合の信頼性が高いことである。ポンプ４６は、アナログ経路の増幅エルビウムコイル２２を駆動するために使用される。２つのポンプ４６の形態では、両方のレーザが、デジタル／アナログ経路のエルビウムコイル２２を駆動することができる。両方の形態では、ポンプレーザダイオード４６は、スイッチカプラ６４及びそれぞれのＷＤＭ装置４２によってエルビウムコイル２２を駆動する。いずれのポンプ形態に対しても、ＰＯＮ６０、６２の各々へのゲイン又は出力は、独立して制御され得る。
【００２５】
ＰＯＮの単純化及び最大の費用節約のために、全ての信号は同じエルビウムコイルにより増幅されるべきである。在来のネットワークは、１５５０ｎｍでない信号に対して半導体光増幅器（ＳＯＡ）を使用する。本発明は、これらの信号をエルビウム増幅帯域にシフトさせる。アナログ及びデジタルダウンストリーム間の２０ｎｍの間隔は、送信機の中央波長許容差を緩和し、かつフィルタ設計をデマルチプレクスすることによって、費用を最小にする。上述のように、現行のＦＳＡＮ標準は、アナログダウンストリームに対して１５５０乃至１５６０ｎｍを指定し、１５７０乃至１５８０又は１５３０乃至１５４０ｎｍをデジタルダウンストリームのために残す。いずれを実施してもよいが、１５７０乃至１５８０ｎｍの範囲は、約１５３４ｎｍのエルビウム放出ビームに対して強力なＧＦＦを使用する望ましい状況を避け、１５３０乃至１５４０ｎｍの範囲は、望ましい励起効率及び雑音指数のために、Ｃ帯域内の全ての送信された信号を保持する。アナログ信号に直ぐ隣接する１０ｎｍの帯域（１５０乃至１５５０ｎｍか１５６０乃至１５７０ｎｍのいずれか）は、デジタルアップストリームに指定することができる。広帯域幅はまた、より低価格の送信機の使用を促す。さらにまた、最終的な選択肢は、エルビウム放出ピークの長波長側ちょうどで開始し、Ｃ帯域に、例えば、約１５３６乃至１５６６ｎｍに残るのに十分なだけガード帯域を締めることである。
【００２６】
第１分割点前に単一エルビウムコイルにより全ての信号を増幅させることの主な利点は、増加した分割のために信号強度を増大させ、かくして、より多くの加入者で費用を共有し、単一のネットワークにより与えられる加入者の数を増加させることである。エルビウムコイルの遠隔増幅は、在来のアーキテクチャでのＣＯ／ヘッドエンドから８ｋｍまでの加入者に対する１×１６分割から、及び、ＣＯ／ヘッドエンドから約８乃至２０ｋｍの間にいる加入者に対する１×３２分割から、総分割比を少なくとも１×１２８分割まで増加させる。望ましい付加的なゲインは、遠隔励起エルビウムコイルにより容易に達成される。エルビウムコイルは、Ｃ帯域で送信された信号を増幅する。特に、遠隔配置ポンプは、エルビウムコイルを活性化し、これはエルビウムコイルを通過する信号を活性化する。コイルは全ての信号を増幅し、アナログ信号を増加させて、デジタル信号のロスバジェットよりおよそ３ｄＢだけ悪いアナログ信号のロスバジェットを補償する。アナログ信号のロスバジェットは、エルビウムコイルにより与えられたゲインによって、デジタル信号のロスバジェットに実質的に等しくされる。あらゆる将来的な改良された送信機速度の上昇は、増幅器ゲインの改良によって対応することができる。
【００２７】
当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、本発明に種々の変形及び変更が加えられ得ることが明らかであろう。したがって、本発明は、本発明の変形及び変更が特許請求の範囲及びそれに相当するものの範囲内であるのであれば、本発明の変形及び変更に及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】コイルを通過するデジタル信号及びアナログ信号にゲインを与えるように機能するエルビウムの単一コイルを収容するモジュールを有するＰＯＮの一部を示すブロック図である。
【図２】ＣＯ／ヘッドエンドにおけるポンプの位置及びＬＣＰスプリッタの直前のエルビウムコイルの位置を示すＦＴＴｘ  ＰＯＮのブロック図である。
【図３】多信号にゲインを与えるように、ＬＣＰスプリッタの前に配置されたエルビウムコイルを用いて実現された１×１２８の分割及び２０ｋｍの到達範囲をもつＦＴＴｘ  ＰＯＮを示すブロック図である。
【図４】１つの高出力ポンプが２つのＰＯＮの間で分割されるポンプ共有形態の１つの実施形態を示すブロック図である。
【図５】２つの低出力ポンプが２つのＰＯＮの間で共有されるポンプ共有形態の他の実施形態を示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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