(57)【要約】  【課題】  ＯＮＵの伝送速度を高め、単一星状網に連結可能な加入者装置の数を増加させうるエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網を提供する。  【解決手段】  中央基地局２００と多数のＯＮＵ(Optical Network Unit)１００とを含み、各々のＯＮＵに対して一つのＰＮ(pseudo-noise)コードを割当てて、前記中央基地局と前記ＯＮＵとの間のデータ送受信時に前記ＰＮコードを用いて変調した光信号を用いて伝送するコード分割多重化方式の受動型光加入者網(passive optical network:ＰＯＮ)であって、ＯＮＵ１００は、コード分割多重化された上向き信号の伝送において、前記上向き信号にエラー訂正コードを挿入して伝送し、中央基地局から伝送されたエラー訂正コードに対する応答を用いて上向き信号の周波数を制御し、中央基地局２００は、コード分割多重化された上向き信号の伝送を受信し、これを復号化して上向き信号に含まれたエラー訂正コードのエラーカウントをＯＮＵ１００に対する下向き信号に含めて伝送する。【選択図】  図３
2005073247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央基地局と多数のＯＮＵ(Optical Network Unit)とを含んで構成され、各々のＯＮＵに対して一つのＰＮ(pseudo-noise)コードを割当てて、前記中央基地局と前記ＯＮＵとの間のデータ送受信時に前記ＰＮコードを用いて変調した光信号を用いて伝送するコード分割多重化方式の受動型光加入者網(passive optical network:ＰＯＮ)であって、
前記ＯＮＵは、コード分割多重化された上向き信号の伝送において、前記上向き信号にエラー訂正コードを挿入して伝送し、前記中央基地局から前記伝送されたエラー訂正コードに対する応答を用いて前記上向き信号の周波数を制御し、
前記中央基地局は、コード分割多重化された上向き信号の伝送を受信し、これを復号化して前記上向き信号に含まれたエラー訂正コードのエラーカウントを前記ＯＮＵに対する下向き信号に含めて伝送する
ことを特徴とするエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項２】
前記中央基地局は、
前記ＯＮＵに対する下向き信号と前記エラー訂正コードのエラーカウントを多重化する多重化器と、
各々の加入者に対するコード分割多重化のためのＰＮコードを生成する第１のＰＮコード生成器と、
前記第１のＰＮコード生成器により生成されたＰＮコードを用いて前記多重化器で多重化された信号をコード分割符号化する第１のコード分割符号化器と、
前記コード分割符号化された信号を光信号に変換して伝送するための下向き光源と、
前記ＯＮＵからの光信号を受信して電気信号に変換する第１の光電変換器と、
前記第１のＰＮコード生成器により生成されたＰＮコードを用いて前記第１の光電変換器で多重化された信号をコード分割復号化する第１のコード分割復号化器と、
前記コード分割復号化された信号のエラー訂正コードから前記エラー訂正コードのエラーカウントを抽出して前記多重化器に伝送するエラー訂正コード復調器と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網。 
【請求項３】
前記ＯＮＵは、
前記中央基地局からの下向き信号を受信して電気信号に変換する第２の光電変換器と、
コード分割多重化のために当該ＯＮＵに割当てられたＰＮコードを生成する第２のＰＮコード生成器と、
前記第２の光電変換器の電気信号を前記第２のＰＮコード生成器のＰＮコードを用いてコード分割復号化する第２のコード分割復号化器と、
前記コード分割復号化された信号から前記多重化された下向き信号とエラー訂正コードのエラーカウント情報を逆多重化する逆多重化器と、
上向き信号の伝送時にエラー訂正コードを挿入して変調するエラー訂正コード変調器と、
前記エラー訂正コード変調器で変調された信号を前記第２のＰＮコード生成器を通じてコード分割符号化する第２のコード分割符号化器と、
該コード分割符号化された信号を光信号に変換して伝送するための上向き光源と、
前記逆多重化器から伝送されたエラーカウント情報を用いて前記上向き光源のバイアス電流を制御する光源バイアス調節器と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載のエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項４】
前記中央基地局は、
前記ＯＮＵに対する下向き信号と前記エラー訂正コードのエラーカウントを多重化する多重化器と、
各々の加入者に対するコード分割多重化のためのＰＮコードを生成する第１のＰＮコード生成器と、
前記第１のＰＮコード生成器により生成されたＰＮコードを用いて前記多重化器で多重化された信号をコード分割符号化する第１のコード分割符号化器と、
該コード分割符号化された信号を光信号に変換して伝送するための下向き光源と、
前記ＯＮＵからの光信号を受信して電気信号に変換する第１の光電変換器と、
前記第１の光電変換器で電気信号に変換された信号に含まれた前記コード分割復号化信号のエラー訂正コードから前記エラー訂正コードのエラーカウントを抽出して前記多重化器に伝送するエラー訂正コード復調器と、
前記第１のＰＮコード生成器により生成されたＰＮコードを用いて前記エラー訂正コード復調器を通じて前記エラー訂正コードのエラーカウントが抽出された信号をコード分割復号化する第１のコード分割復号化器と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項５】
前記ＯＮＵは、
前記中央基地局からの下向き信号を受信して電気信号に変換する第２の光電変換器と、
コード分割多重化のために当該ＯＮＵに割当てられたＰＮコードを生成する第２のＰＮコード生成器と、
前記第２の光電変換器の電気信号を前記第２のＰＮコード生成器のＰＮコードを用いてコード分割復号化する第２のコード分割復号化器と、
該コード分割復号化された信号から前記多重化された下向き信号とエラー訂正コードのエラーカウント情報を逆多重化する逆多重化器と、
前記第２のＰＮコード生成器による上向き信号をコード分割符号化する第２のコード分割符号化器と、
前記第２のコード分割符号化器を通じてコード分割符号化された上向き信号に対して上向き信号伝送時のエラー訂正コードを挿入して変調するエラー訂正コード変調器と、
エラー訂正コードが挿入された前記コード分割符号化信号を光信号に変換して伝送するための上向き光源と、
前記逆多重化器から伝送されたエラーカウント情報を用いて前記上向き光源のバイアス電流を制御する光源バイアス調節器と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載のエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項６】
前記エラー訂正コードは、リードソロモンコード(Reed-Solomon code)を使用すること
を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項７】
前記エラー訂正コードは、ＢＣＨコード(BCH code)を使用すること
を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項８】
前記エラー訂正コードは、ターボコード(turbo cord)を使用すること
を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項９】
前記エラー訂正コードは、ＬＤＰＣコード(LDPC code)を使用すること
を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網。
【請求項１０】
コード分割多重化方式の受動型光加入者網(ＰＯＮ)のＯＮＵであって、
割当てられたコードで変調した信号を伝送し、前記伝送した信号にエラー訂正コードを挿入し、中央基地局から前記伝送されたエラー訂正コードに対する応答を用いて前記伝送信号の周波数を制御すること
を特徴とするＯＮＵ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムの光加入者網に関し、特に、コード分割多重方式とエラー訂正コードを使用する受動型光通信網に関する。
【背景技術】
【０００２】
受動型光通信網(passive optical network：ＰＯＮ)は、網の終端装置を除き、宅外(outside the plant)に能動装置を設けない光通信網であり、宅外に能動装置を必要とする能動型光通信網(active optical network:ＡＯＮ)に比べて網構築時の費用が安く、網の維持及び管理が容易であるという長所を有する。
【０００３】
一般に、受動型光通信網は、点対点(point to point：ＰＴＰ)や星状網(star network)又はバス形態の網(bus network)で構成される。ここで、点対点通信網は中央基地局(central office：ＣＯ)と加入者装置とが一対一で連結される構造を持ち、これにより、加入者を区別（認証等）するための通信規約(protocol)が必要でないという長所がある。しかしながら、初期網の設置費用が非常に高く、物理的に各加入者装置ごとに光線路を区別して構成すべきである。一方、星状網とバス形態の通信網は各加入者を区別するための別途の物理的区別方法又は通信規約を要求する短所はあるが、設置網の相当部分を公有するので、網の設置費用は安くなる。
【０００４】
特に、近距離通信網(local access network:ＬＡＮ)で多く使用されるイーサネット(Ethernet)（登録商標）に基づくイーサネットＰＯＮの場合、星状網とバス形態の網構成が可能である。したがって、網の設置費用が安く、追加的な加入者装置も容易に受容できる。さらに、ＡＴＭ(asynchronous transmission multiplexing)に基づくＡＴＭ ＰＯＮやＷＤＭ(wide division multiplexing) ＰＯＮなどが多く使用される。
【０００５】
星状網又はバス形態の光通信網の場合、加入者側から中央基地局に信号を送る上向き伝送について、多くの問題点がある。一般に、下向き伝送の場合、中央基地局が全ての加入者装置に情報を伝送し、各加入者は自分に該当する情報のみを受容する。しかしながら、上向き伝送の場合には、中央基地局が多数の加入者（装置）からの情報を集めるので、これを区別するための方法が要求される。このために、時分割方式(time division multiple access：ＴＤＭＡ)、波長分割方式(wavelength division multiple access：ＷＤＭＡ)及びコード分割方式(code division multiple access：ＣＤＭＡ)などの上向き伝送方式が提案された。
【０００６】
ここで、時分割方式の場合には、各加入者装置が所定の時間(time slot)に情報を伝送し、ファブリペローレーザー(Fabry-Perot laser diode:ＦＰ-ＬＤ)のような安値の光源を用いて具現化されうる。しかしながら、中央基地局は、時分割方式においてはバーストモード受信機(burst-mode receiver)を必要とする短所がある。すなわち、バーストモード受信機は不連続的に入る光信号を受信する装置であって、かかる光学信号は、加入者装置ごとの物理的距離及び信号の損失程度の差によって信号の大きさ（強度）が著しく変わる性質を有している。そして、一般に、高速動作のバーストモード受信機は実現が容易でなく、したがって、網自体の高速動作実行が難しい。
【０００７】
さらに、波長分割方式は、各加入者装置ごとに相異なる波長の光源を使用する方式であり、中央基地局では波長を用いて加入者装置を区分する。したがって、同一又は類似波長を有する多数の光源で発生する信号が単一受信機へ入射するときに発生する光ビット干渉雑音は発生しないが、各加入者装置ごとに相異なる波長の光源を使用するので、高価の光源を要求し、波長安定化のための付加的な回路装置も要求されるという短所がある。
【０００８】
最後に、コード分割方式は加入者装置ごとに相異なるコードを利用する方式である。この場合、一般に直交コード(orthogonal code)を用いて他の加入者装置の干渉信号を抑制し、特定の加入者装置を区別する。
【０００９】
図１は、従来の技術によるコード分割方式の受動型光通信網の一例を示す構成図である。
【００１０】
図１に示すように、受動型光通信網は、中央基地局２００、多数のＯＮＵ(Optical Network Unit)１００及び上/下向き信号を結合又は分波する光カプラー３００-１,３００-２を含む。中央基地局２００は、下向き信号処理部及び上向き信号処理部を含む。
【００１１】
中央基地局２００の下向き信号処理部は、各加入者装置に対応する個々のＰＮコードを生成するＰＮコード生成器１０８と、ＰＮコードを用いて信号をコード分割符号化するコード分割符号化器１０６と、コード分割符号化された多数の信号を結合させるコンバイナーと、下向き信号処理部の光源１０９とを備えてなる。
【００１２】
また、中央基地局２００の上向き信号処理部は、光電変換器１１０と、電気信号分波器と、上記のＰＮコード生成器１０８と、コード分割復号化器１０７とを備えてなる。
【００１３】
加入者装置としての多数のＯＮＵ１００は、それぞれ、下向き及び上向き信号処理部を含む。
【００１４】
多数のＯＮＵ１００の下向き信号処理部は、光電変換器１０３と、ＰＮコード生成器１０５と、光電変換器１０３からの電気信号をＰＮコード生成器１０５の信号を用いてコード分割復号化するコード分割復号化器１０１とを備えてなる。
【００１５】
多数のＯＮＵ１００の上向き信号処理部は、コード分割符号化器１０２と上向き光源１０４を含む。
【００１６】
図１に示したように、コード分割方式の受動型光通信網は、加入者装置（すなわちＯＮＵ）ごとに相異なるＰＮコード(pseudo-noise code)を使用し、中央基地局では加入者装置ごとに割当てられたコードを用いて信号を復号化する。
【００１７】
このようなコード分割方式の場合、時分割方式とは異なり、バーストモードの受信機が要求されず、波長分割方式とは異なり、コードを用いて加入者装置を区別するので、高価な波長選択分布帰還型レーザー(distributed feedback laser：ＤＦＢ)が要求されないという長所がある。
【００１８】
しかしながら、コード分割方式の受動型光通信網をファブリペローレーザーのような安価の光源を用いて構築する場合、光ビット干渉雑音により信号の品質が劣化することもある。
【００１９】
ここで、光ビット干渉雑音は、同一又は類似波長を有する多数の光源から出る信号が一つの光受信機へ入射するときに発生するものであり、これを図２に示す。
【００２０】
図２に示すように、f0、f1及びf2の光周波数を有する光信号が単一受信機へ入射すると、各光信号の周波数の差に該当する周波数領域(|f0−f1|、|f1−f2|、|f0−f2|)に光ビット干渉雑音が発生する。
【００２１】
より詳しくは、コード分割方式の光通信網で光源の波長を制御しない場合には、図２のように光信号の周波数が類似した値を有するようになる。これにより、光ビット干渉雑音が発生して信号の品質を劣化させる。
【００２２】
一般に、コード分割方式のシステムでは、光ビット干渉雑音による信号の劣化は、コードの復調過程である程度は解決される。これは、コード分割方式で使用されるコードが、加入者装置を区別する機能のみならず、光ビット干渉雑音の抑制機能も担うからである。すなわち、ＰＮコードで変調された信号は復調時にコードとの相関性により完全に復元されるが、光ビット干渉雑音は、ＰＮコードとは相関性がないため、復調過程で相当部分抑制される。この際、抑制量は、信号の伝送速度とコード伝送速度の比率と関わっており、これをプロセス利得という。このような作用により、コード分割方式の受動型光通信網は、各加入者（装置）を区別しながら、光ビット干渉雑音も抑制する。
【００２３】
しかしながら、加入者（装置）の数が増加するにつれて多数の光源の光信号が類似した周波数値を有する確率も増えるので、特定水準の信号品質を提供するためには、プロセス利得を高めることが要求される。このためには、コードの伝送速度を高めるか、各加入者装置の伝送速度を低めるべきである。
【００２４】
したがって、加入者装置の数が増える場合、既存のコード分割多重方式を使用した受動型光加入者網は、コード分割方式のプロセス利得にもかかわらず、光ビット干渉雑音によりシステムの性能が大きく制限される。すなわち、高いプロセス利得を得るためには、各加入者装置の伝送速度を低めるべきなので、各ＯＮＵ(optical network unit)の使用可能な最大伝送速度が制限され、加入者数の増加によりプロセス利得はより減少するので、一つの星状網に連結可能なＯＮＵの数も大きく制限される、という問題があった。 
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためのものであり、コード分割多重方式の光通信網でエラー訂正コードを使用した変/復調を実行してエラー訂正コード(forward error correction：ＦＥＣ)のエラー監視機能を用いてＯＮＵの光源波長を制御することにより、エラー訂正コードのコーディング利得(coding gain)で光ビット干渉雑音による信号品質の劣化を減少させ、ＯＮＵの光源を能動的に制御して光ビット干渉雑音を減少させることにより、コード分割多重方式の受動型光通信網でＯＮＵの伝送速度を高め、単一星状網に連結可能な加入者装置の数を増加させうるエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的を達成するための本発明は、中央基地局と多数のＯＮＵ(Optical Network Unit)とを含んで構成され、各々のＯＮＵに対して一つのＰＮ(pseudo-noise)コードを割当てて、前記中央基地局と前記ＯＮＵとの間のデータの送受信時に前記ＰＮコードを用いて変調した光信号を用いて伝送するコード分割多重化方式の受動型光加入者網(passive optical network:ＰＯＮ)であって、前記ＯＮＵは、コード分割多重化された上向き信号の伝送において、前記上向き信号にエラー訂正コードを挿入して伝送し、前記中央基地局から前記伝送されたエラー訂正コードに対する応答を用いて前記上向き信号の周波数を制御し、前記中央基地局は、コード分割多重化された上向き信号の伝送を受信し、これを復号化して前記上向き信号に含まれたエラー訂正コードのエラーカウントを前記ＯＮＵに対する下向き信号に含んで伝送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、コード分割多重方式とエラー訂正コードを用いて光ビット干渉雑音による信号劣化を克服することができる。
【００２８】
特に、エラー訂正コードのエラー監視機能を用いて上向き光源の光信号の周波数を制御することにより、光ビット干渉雑音を減らすので、受動型光通信網を安価の光源を用いて構築しながらＯＮＵの伝送速度を向上させることができ、網の拡張側面では加入者装置の数を増加させうるので、受動型光通信網の初期設置費用を減らし、網の拡張性が確保される効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照して本発明を適用した好ましい実施形態を詳細に説明する。各図面につき、同じ構成要素に関しては他の図面においても可能な限り同一の参照番号及び符号を使用する。さらに、本発明の説明において、本発明の要旨のみを明瞭するために公知の機能又は構成に対する詳細な説明は省略する。
【００３０】
図３は、本発明によるエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網の一実施形態の構成図である。
【００３１】
一般に、コード分割多重方式の受動型光通信網は、コード分割方式を用いて各加入者装置を区別し、プロセス利得を用いて光ビット干渉雑音を抑制する。しかしながら、上述したように、加入者装置の増加によりプロセス利得だけでは光ビット干渉雑音を十分に抑制できないので、図３に示した本発明によるエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網は、エラー訂正コードを用いて光ビット干渉雑音を追加的に抑制し、エラー訂正コードのエラー監視機能を用いてＯＮＵの光源を制御することにより、光ビット干渉雑音の発生を抑制する。エラー訂正コードは、送信側でデータ信号に追加的なオーバーヘッドを挿入し、受信側ではこれを用いてデータ信号のエラー発生位置を感知するように設計されたコードであり、伝送途中に多量の伝送エラーが発生しない限り、伝送による信号エラーを訂正することができる。例えば、７％のオーバーヘッドが追加されるリードソロモンエラー訂正コードの場合、１０-4ビットエラーを発生させる伝送環境でも、１０-12ビットエラー率を得る。
【００３２】
図３に示すように、本実施形態の受動型光通信網は、中央基地局２００、加入者装置としてのＯＮＵ１００、及び上/下向き信号を結合又は分波する光カプラー３００-１,３００-２を含む。ここで、中央基地局２００は、上向き信号処理部及び下向き信号処理部を含む。
【００３３】
中央基地局２００の下向き信号処理部は、下向き信号（Data）とエラー訂正コードのエラー信号（Error count）を多重化する多重化器３０１と、ＰＮコード生成器３０５と、ＰＮコードを用いて多重化された信号をコード分割符号化するコード分割符号化器３０３と、コード分割符号化された多数の信号を結合させるコンバイナーと、下向き光源３０６と、を備えてなる。
【００３４】
中央基地局２００の上向き信号処理部は、光電変換器３０７と、電気信号分波器と、上記のＰＮコード生成器３０５と、コード分割復号化器３０４と、エラー訂正コード復調器３０２と、を備えてなる。
【００３５】
一方、各ＯＮＵは、それぞれ、下向き信号処理部及び上向き信号処理部を含む。
【００３６】
ここで、ＯＮＵ１００の下向き信号処理部は、光電変換器３０８と、ＰＮコード生成器３１４と、光電変換器３０８の電気信号をＰＮコード生成器３１４の信号を用いてコード分割復号化するコード分割復号化器３１０と、逆多重化器３１２と、を備えてなる。
【００３７】
また、ＯＮＵの上向き信号処理部は、エラー訂正コード変調器３１３と、コード分割符号化器３１１と、上向き信号の光源３０９と、光源バイアス調節器３１５と、を備えてなる。
【００３８】
この受動型光通信網の動作を説明すると、中央基地局(ＣＯ)２００における下向き伝送信号(例えば、Data1)は、多重化器(Mux)３０１によって、エラー訂正コード復調器３０２からの復調したエラー情報（Error count：エラー数）と多重化される。当該多重化された信号は、ＰＮコード生成器３０５で生成された加入者装置別に割当てられたコード(例えば、PN code1)を用いて、コード分割符号化器３０３によりコード分割符号化された後に、他の加入者装置に伝送される信号とコンバイナーで結合されて、下向き光源(ＬＤ:Laser Diode)３０６に印加される。
【００３９】
下向き光源３０６は、電気信号(すなわちコード分割多重化された信号の結合)を光信号に変換した後に、該光信号を、光ファイバを介して光カプラー３００-１に伝送する。その後、光カプラー３００-１は、受信した光信号を各加入者装置（各ＯＮＵ１００）にスプリッティングする。
【００４０】
さらに、各ＯＮＵ１００は、光電変換器(ＰＤ)３０８により光信号を電気信号に変換した後に、コード分割復号化器３１０によって、ＰＮコード生成器３１４で生成された各加入者装置に割当てられたコード(例えば、PN code1)を用いて、コード分割多重化された信号を復調する。こうして復調された信号は下向き伝送信号とエラー情報とを含んでいるので、逆多重化器(Demux)３１２によって下向き伝送信号(例えば、Data1)とエラー情報を分離する。ここで、エラー情報は、バイアス調節器３１５を通じて上向き光源３０９に伝送される。これについては、後述する上向き信号の説明で詳細に述べる。
【００４１】
一方、上向き信号の伝送(例えば、Data1)は、上向き信号をエラー訂正コード変調器３１３でエラー訂正コード化した後に、コード分割符号化器３１１によって、ＯＮＵ１００でＰＮコード生成器３１４から生成された加入者装置別に割当てられたコード(例えば、ＰＮcode1)を用いて、コード分割符号化する。このコード分割符号化された信号は、上向き光源３０９に印加されて光信号に変換された後に、光ファイバを介して光カプラー３００-２に伝送される。光カプラー３００-１は、各々の加入者装置から伝送された光信号を結合して中央基地局２００に伝送する。
【００４２】
中央基地局２００は、光電変換器３０７で受信した信号を上記電気信号分波器で加入者装置の数だけ分波した後に、コード分割復号化器３０４により、ＰＮコード生成器３０５から生成された加入者装置別に割当てられたコード(例えば、PN code1)を用いて、コード分割多重化された信号を復調する。さらに、当該復調された信号は、エラー訂正コード復調器３０２によって、伝送途中に発生したエラーが訂正され、これに対するエラー情報を生成して多重化器３０１に伝送される。
【００４３】
本発明によるエラー訂正コードを用いるコード分割多重化方式の受動型光通信網は、このようにコード分割多重化方式とエラー訂正コードを用いて上向き信号の伝送途中に発生する雑音(例えば、受信機雑音、光ビット干渉雑音)による信号エラーを大きく減らすことができる。この際、エラー訂正コードには、リードソロモンコード(Reed-Solomon code)、ＢＣＨコード(BCH code)、ターボコード(turbo cord)、及びＬＤＰＣコード(LDPC code)を使用することができる。
【００４４】
しかしながら、全てのＯＮＵ１００の光源が同じ波長を有する場合、上述した方法だけでは光ビット干渉雑音を十分に抑制できない場合が発生する。このために、本発明によるコード分割多重化方式の受動型光通信網は、エラー訂正コードのエラー情報を用いて各ＯＮＵ１００の上向き光源３０９の光信号周波数を制御する方法を使用する。
【００４５】
上述したように、下向き伝送信号は、純粋な下向き伝送信号(例えば、Data1,Data2,…,DataN)とエラー情報とで構成されている。ここで、エラー情報は、エラー訂正コード化された上向き信号を中央基地局２００が復調する過程で生成され、上向き信号の品質を監視する機能を担う。
【００４６】
上記中央基地局２００は下向き伝送を通じてこのようなエラー情報を各ＯＮＵ１００に伝送する。一方、各ＯＮＵ１００は、上向き信号の品質劣化程度を検知し、これを用いて上向き光源３０９の光信号周波数を制御することができる。図３に示したように、各ＯＮＵ１００は、逆多重化器３１２を用いて純粋な下向き伝送信号とエラー情報とを分離する。ここで、分離されたエラー情報は、バイアス調節器３１５を通じて上向き光源３０９のバイアス電流を制御することにより、上向き光源３０９の光周波数を調節する。一般に、広く使用されるファブリペローレーザーと分布帰還型レーザーは、０.２GHz〜５GHz/mAの電流変化による光周波数変化係数を有する。したがって、１０mA程度の電流の制御を通じて上向き光源３０９の光周波数が数GHz〜数十GHzだけ変化するので、これを用いて光ビット干渉雑音を減らすことができる。その詳細な方法は図５を参照して説明する。
【００４７】
図４は、本発明によるエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網の他の実施形態の構成図である。
【００４８】
図３と比較すると、図４の構成では、各ＯＮＵ１００ではエラー訂正コード変調器４１２がコード分割符号化器４１１の後段に配置される。したがって、中央基地局２００でも上向き信号の受信時に図３とは異なりエラー訂正コード復調器４０４がコード分割復号化器４０３の前段に配置される。他の構造は同じなので、詳細な説明を省略する。
【００４９】
図５は、本発明によるエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網におけるエラー情報を用いて上向き光源のバイアス電流を制御する方法についての一実施形態の動作流れ図である。
【００５０】
まず、本発明の基本的な動作原理は、現在のバイアス電流値(例えば、Ion)、現在のバイアス電流に所定の値を加算した電流値(例えば、Ion+dl)、現在のバイアス電流から所定の値を減算した電流値(例えば、Ion-dl)でそれぞれエラー情報を確認し、その三つの値を比較して光源のバイアス電流をどの方向に制御することが信号品質を向上させるかを判断する。
【００５１】
より詳しくは、現在のバイアス電流(Ion)と変化量(dl)、エラー情報値(ε)、最小バイアス電流値(Imin)及び最大バイアス電流値(Imax)などの初期値を格納する(ステップ５０１)。
【００５２】
続くステップ５０２では、伝送されたデータ(すなわち上向き情報)が存在するか否かをチェックし、存在すると判定された場合にはステップ５０３に移行する。次のステップ５０３では、バイアス電流が現在の値(Ion)に設定される。その動作点で上向き信号を中央基地局２００へ伝送する。
【００５３】
さらに、かかる伝送中に中央基地局２００は、ＯＮＵ１００にエラー情報を伝送し、当該ＯＮＵ１００はこれを用いて上向き信号伝送が円滑に行われているかを監視する(ステップ５０４〜５１６)。
【００５４】
仮に、光ビット干渉雑音が大きくてエラー情報が特定値を超える場合(ステップ５０４で「エラーカウント<ε」の場合)には、現在のバイアス電流(Ion)のエラー情報値(ε０)を格納（ＳＴＯＲＥ）し(ステップ５０５)、バイアス電流をdlだけ増加させる(Ion+dl)(ステップ５０６)。
【００５５】
さらに、ステップ５０７で、増加されたバイアス電流にエラー情報値(ε+)を再び格納した後に、ステップ５０８においてバイアス電流を２倍のdlだけ減少させ(すなわち、Ion-2dl)、エラー情報値(ε-)を再び測定して格納する(ステップ５０９)。
【００５６】
本実施形態では、このような過程を経て三つのエラー情報値を抽出し、この三つの値を比べて最小のエラー情報を有する方向に上向き光源の電流を移動させる。
【００５７】
すなわち、三つのエラー情報値(ε０、ε+、ε-)のうち、最小値がε+であり、最大値がε-であれば(ステップ５１０でＹＥＳ)、Ion+dlが最大電流値(Imax)より大きいかを確認して(ステップ５１２)、ＹＥＳすなわち大きい場合には、バイアス電流をIon値に設定し(ステップ５１６)、ＮＯすなわち大きくない場合には、バイアス電流をIon+dlに設定する(ステップ５１５)。
【００５８】
一方、三つのエラー情報値(ε０、ε+、ε-)のうち、最小値及び最大値がそれぞれε+、ε-でない場合(ステップ５１０でＮＯ)には、三つのエラー情報値(ε０、ε+、ε-)のうち、最小値がε-、最大値がε+であるかを確認する(ステップ５１１)。
【００５９】
さらに、ステップ５１１の確認結果がＹＥＳすなわち、最小値がε-であり、最大値がε+であれば、Ion-dlが最小電流値(Imin)よりも小さいかを確認する（ステップＳ５１３）。仮に、小さければ、ステップ５１４に移行してバイアス電流をIon値に設定して上述したステップ５０４に戻り、小さくない場合には、ステップ５１３でバイアス電流をIon-dlに設定してステップ５０４に戻る。
【００６０】
さらに、ステップ５１１の確認結果がＮＯすなわち、最小値及び最大値がそれぞれε-、ε+でない場合には、ステップ５１４でバイアス電流をIon値に設定してステップ５０４に戻る。
【００６１】
このように新たに設定されたバイアス電流がシステムの動作に好適なバイアス電流の範囲であるかを確認して、過電流又は低電流による光源の故障やシステムの誤動作を予め防止する。このような過程を繰り返して光源のバイアス電流を制御することにより、光ビット干渉雑音によるシステムの性能劣化を克服できる。
【００６２】
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限るものでなく、特許請求の範囲及び該範囲と均等なものにより定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】従来の技術によるコード分割方式の受動型光通信網の一例の構成図である。
【図２】コード分割方式の受動型光通信網の光ビット干渉雑音について例示する図である。
【図３】本発明によるエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網の一実施形態の構成図である。
【図４】本発明によるエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網の他の実施形態の構成図である。
【図５】本発明によるエラー訂正コードを使用するコード分割多重方式の受動型光通信網におけるエラー情報を用いて上向き光源のバイアス電流を制御する方法についての一実施形態の動作フローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
２００  中央基地局
３００-１,３００-２  光カプラー
３０１，４０１  多重化器
３０５，４０５  （第１の）ＰＮコード生成器
３０３，４０２  （第１の）コード分割符号化器
３０６，４０６  下向き光源
３０７，４０７  （第１の）光電変換器
３０４，４０３  （第１の）コード分割復号化器
３０２，４０４  エラー訂正コード復調器
１００  ＯＮＵ
３０８，４０８  （第２の）光電変換器
３１４，４１４  （第２の）ＰＮコード生成器
３１０，４１０  （第２の）コード分割復号化器
３１２，４１３  逆多重化器
３１３，４１２  エラー訂正コード変調器
３１１，４１１  （第２の）コード分割符号化器
３０９，４０９  上向き光源
３１５，４１５  光源バイアス調節器
【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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