(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受動光ネットワークの光パワーバジェット方法であって、
高分割比或いは長距離受動光ネットワークの伝送の必要に基づいて、対応の光リンクにおける光ファイバ及び光デバイスの損失のトータルである最小光リンク損失を得ること、及び
前記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーを有する光送信機と高感度光受信機を選択して、光リンクにおいて光回線端末OLTにおける光送信機と光ネットワークユニットONUにおける光受信機との組み合せ、及び光リンクにおいてOLTにおける光受信機とONUにおける光送信機との組み合せとし、順次に接続しているOLT、光分配ネットワークODN及びONUを含む受動光ネットワークシステムに構成することを含み、
そのうち、組み合わせ毎において、光リンクの一方の端のOLT又はONUの光送信機の最小送信パワーから光リンクのもう一方の端のONU又はOLTの光受信機の最大感度を引いたものは当該組み合わせの光パワーバジェットと呼ばれ、前記光パワーバジェットが前記最小光リンク損失よりも大きいか又は等しいことが必要であることにより、光リンク通信の通常動作を維持することができる。
【請求項２】
前記得た最小光リンク損失が30dB以上、40dB以下である請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記ハイパワーの光送信機とは、最小送信パワーが大きな光送信機を少なくとも指し、前記高感度光受信機とは、最大感度の絶対値が大きな光受信機である請求項1或いは2に記載の方法。
【請求項４】
前記ハイパワーの光送信機とは最大送信パワーが大きな光送信機をさらに指す請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーを有する光送信機と高感度光受信機を選択するステップにおいて、光送信機の最小送信パワーから光受信機の最大感度を引くものが前記最小光リンク損失より大きいまたはそれと等しい要求を満たす前提で、優先的にハイパワーの光送信機において最小送信パワーが小さいと高感度光受信機において最大感度の絶対値が大きな光受信機の組み合せを選択する請求項3に記載の方法。
【請求項６】
ハイパワーを有する光送信機と高感度光受信機を選択するステップにおいて、前記光送信機は多重量子井戸分布帰還型レーザ DFBの光送信機であり、前記光受信機はアバランシェフォトダイオードAPDの光受信機である請求項3に記載の方法。
【請求項７】
前記受動光ネットワークシステムは前方誤り訂正制御FEC技術を採用する請求項1或いは2に記載の方法。
【請求項８】
前記光リンクはダウン光リンクとアップ光リンクを備え、前記方法は、
ダウン光リンクにおいて前記OLTの光送信機及び/又は前記ONUの光受信機の動作速度を設定し、前記ダウン光リンクにおける前記光送信機と前記光受信機の動作速度を互いにマッチングするようにすること、及び/又は、アップ光リンクにおいて前記ONUの光送信機及び/又は前記OLTの光受信機の動作速度を設定し、前記アップ光リンクにおける前記光送信機と前記光受信機の動作速度を互いにマッチングするようにすることをさらに含む請求項1或いは2に記載の方法。
【請求項９】
前記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーがある光送信機と高感度光受信機を選択するステップにおいて、
前記最小光リンク損失が39dBである際に、12dBmのDFB光送信機と-28dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、
前記最小光リンク損失が35dBである際に、9dBmのDFB光送信機と-27dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、及び/又は6dBmのDFB光送信機と-30dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、
前記最小光リンク損失が33dBである際に、5dBmのDFB光送信機と-29dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、
前記最小光リンク損失が31dBである際に、10.5dBmのDFB光送信機と-21.5dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、及び/又は4dBmのDFB光送信機と-28dBmのAPD光受信機の組み合せを選択する請求項5に記載の方法。
【請求項１０】
前記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーを有する光送信機と高感度光受信機を選択するステップにおいて、
前記最小光リンク損失が35dBである際に、選択した前記OLTは9dBmのDFB光送信機と-30dBmのAPD光受信機を含み、前記ONUは6dBmのDFB光送信機と-27dBmのAPD光受信機を含み、
前記最小光リンク損失が31dBである際に、選択した前記OLTは10.5dBmのDFB光送信機と-28dBmのAPD光受信機を含み、前記ONUは4dBmのDFB光送信機と-21.5dBmの光受信機を含む請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーを有する光送信機と高感度光受信機を選択するステップにおいて、前記最小光リンク損失が33dBである際に、標準IEEE 802.3avに提供された光送信機と光受信機のパラメータに従って光送信機と光受信機を選択する請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
受動光ネットワークの光パワーバジェット装置であって、接続するバジェットモジュールと組み合せモジュールを備え、
前記バジェットモジュールは、高分割比或いは長距離受動光ネットワークの伝送の必要に基づいて、対応の光リンクにおける光ファイバ及び光デバイスの損失のトータルである最小光リンク損失を得るように設置され、
前記組み合せモジュールは、前記バジェットモジュールが得られた前記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーを有する光送信機と高感度光受信機を選択して、光リンクにおいて光回線端末OLTにおける光送信機と光ネットワークユニットONUにおける光受信機の組み合せ、及び光リンク中OLTにおける光受信機とONUにおける光送信機の組み合せとし、順次に接続しているOLT、光分配ネットワークODN及びONUを含む受動光ネットワークシステムに構成するように設置され、
そのうち、組み合わせ毎において、光リンクの一方の端のOLT又はONUの光送信機の最小送信パワーから光リンクのもう一方の端のONU又はOLTの光受信機の最大感度を引いたものは当該組み合わせの光パワーバジェットと呼ばれ、前記光パワーバジェットが前記最小光リンク損失よりも大きいか又は等しいことが必要であることにより、光リンク通信の通常動作を維持することができる。
【請求項１３】
前記組み合せモジュールは、光送信機の最小送信パワーから光受信機の最大感度を引くものが前記最小光リンク損失より大きいまたはそれと等しい要求を満たす前提で、優先的にハイパワーの光送信機において最小送信パワーが小さいと高感度光受信機において最大感度の絶対値が大きな光受信機の組み合せを選択するように設置される請求項12に記載の光パワーバジェット装置。
【請求項１４】
前記光リンクはダウン光リンクとアップ光リンクを備え、 
前記組み合せモジュールはさらに、ダウン光リンクにおいて前記OLTの光送信機及び/又は前記ONUの光受信機の動作速度を設定し、前記ダウン光リンクにおける前記光送信機と前記光受信機の動作速度を互いにマッチングするようにし、及び/又は、アップ光リンクにおいて前記ONUの光送信機及び/又は前記OLTの光受信機の動作速度を設定し、前記アップ光リンクにおける前記光送信機と前記光受信機の動作速度を互いにマッチングするようにするように設置される請求項12に記載の光パワーバジェット装置。
【請求項１５】
前記組み合せモジュールは、前記最小光リンク損失が39dBである際に、12dBmの多重量子井戸分布帰還型レーザDFB光送信機と-28dBmのアバランシェフォトダイオードAPD光受信機の組み合せを選択し、前記最小光リンク損失が35dBである際に、9dBmのDFB光送信機と-27dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、及び/又は6dBmのDFB光送信機と-30dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、前記最小光リンク損失が33dBである際に、5dBmのDFB光送信機と-29dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、前記最小光リンク損失が31dBである際に、10.5dBmのDFB光送信機と-21.5dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、及び/又は4dBmのDFB光送信機と-28dBmのAPD光受信機の組み合せを選択するように設置される請求項13に記載の光パワーバジェット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信分野光ネットワークシステムに関し、特に受動光ネットワーク（PON、Passive Optical Network）の光パワーバジェット方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報社会の到着につれて、インターネットで情報を交換し、資料を調べ、リモートサービス、在宅ワーク、電話会議及びテレビ、映画などを見るエンターテイメント活動は徐々に現代人の生活の一部になったことは、ブロードバンドアクセス技術がより広いとより速い方向へ発展するのを極めて推進し、受動光ネットワーク（PON、Passive Optical Network）はその中の最も広く、最も速く、及び最も環境に優しい1種のブロードバンドアクセス技術であり、ほとんどすべてのオペレータに受け取られて光ファイバアクセスシステムを部署することに用いられ、次第に従来の銅線（有線）システムを取り替えし、これが回線の発展の傾向であり、日増しに増えている通信ユーザー及びより速いとより良いサービスへの需要を満たすことに用いられる。
【０００３】
図1に示すように、受動光ネットワークPONは一対多の光ファイバアクセス技術である。受動光ネットワークは光回線終端装置（OLT、Optical Line Terminal）、光ネットワークユニット（ONU、Optical Network Unit）、及び光分配ネットワーク（ODN、Optical Distribution Network）を備える。一般的に、1つの光回線終端装置OLTにより光分配ネットワークODNの光パワースプリッタ（光スプリッタと略称する）によって複数の光ネットワークユニットONUを接続して構成する一対多の構造である。 その中、ONUにファイバトゥザホーム（FTTH、Fiber To The Home）するための光加入者網終端装置（ONT、Optical Network Terminal）が含まれ、それがONUの定義範囲における1種の特別な形態である。 
【０００４】
受動光ネットワークの配置の過程中に、オペレータは、いかにより多くのファイバトゥザホームFTTHのクライアント需求を満たすとともに投資コストをできるだけ節約すると考える。このため、1つの光回線終端装置OLTは光分配ネットワークODNによってできるだけ多くの光ネットワークユニット（ONU/ONT）を動かしできることが望ましい。これはODNにおける光スプリッタが分割比を増加する必要がある。分割比を1回増加するごとに、1倍のONUを増加できるが、光リンクの損失が相応的に3デシベル（dB）を増加する。理論的に1:2N光スプリッタの損失が3*N（単位dB）であるが、ある生産プロセスの不完全とあるファイバカップリングの損失等の要素により、実際の損失が3*N+M（単位dB）である。最も良いまたは最も小さい損失の1:2N光スプリッタのM値が普通にすべて3 dBより小さい。従来、市場で提供する最大である1:2N光スプリッタが1:64であって、即ちN=6。ほとんどすべての製造業者が提供できる最大の光スプリッタは1:32であって、即ちN=5。このため、N>6 の光スプリッタに対して、必ず小さい光スプリッタを用いて組み合せ、このような組み合せが多種多様可能で、多くの等級を有することができる。しかしながら、等級数が多ければ多いほど、プロセスが多く、相応の損失が大きくなる。最小損失の1:2N光スプリッタが普通に最も多く2等級である。
【０００５】
図2、図3及び図4は分割比がそれぞれ1:128、1:256及び1:512である光スプリッタの最適化の配置組み合せをそれぞれ挙げ、その相応の損失が3*（N+1）であって、即ち24 dB、27 dB及び30 dBである。5キロメートルの光分配ネットワークを例として、光ファイバがキロメートルごとに損失が0.4 dB/kmであると考え、他の損失を見落とすと、その最も少ない光リンク損失が以上の3種類の光スプリッタに対して26 dB、29 dB及び32dBである。明らかに、光スプリッタの損失が全部の光リンク損失における割合が最大であるため、等級数が低い光スプリッタを選択するのはODNにおいて全部の光リンクの損失を下げることに肝心な役に立つ。
【０００６】
農村地域或いはアーバンフリンジに対して、人口密度が希少、分散であるため、オペレータにとって1つの長距離受動光ネットワークがその需要を満たすすることは非常に望ましく、その距離範囲が20km〜60kmにあり、普通に、分割比が1:16である光スプリッタを選択し、光ファイバはキロメートルごとに損失が0.4 dB/kmであることに従って、他の損失を無視する。20km、40km或いは60kmの光リンク損失が23dB、31dB及び39dBである。長距離PONには巨大な光リンク損失があるため、1つの光増幅或いは光リセットの長距離ケースが幹線光ファイバに増設すること一般的に用いるが、このようにして、本来の受動の本意に違反し、即ち、伝送する際に電源を長距離ケースに提供する必要があるため、オペレータは長距離ケースがなければ、長距離の需求を提供できる可能性があるかどうかことに関心を持つ。
【０００７】
高分割比或いは長距離受動光ネットワークに関わらず、その実質は、それらの光リンク損失が巨大で、それらを光分配ネットワークに運転させることができるために、最適化の光スプリッタを配置して損失を下げる以外に、また必ずそれに相応する光パワーバジェット装置を提供し、即ち、それらの光パワーバジェットは必ず最小光リンク損失を克服でき、このようにシステムが運転できる。しかしながら、従来の受動光ネットワークの標準において、いくつかの標準、例えばIEEE P802.3av （10Gエーテル受動光ネットワーク ） だけが30 dBより大きい光パワーバジェットの類別を提供し、それぞれPR30、PRX30であり、表1に詳しく示す。
【０００８】
表1   IEEE P802.3av光パワーバジェット類別
0005328061.tif 000002
【０００９】
表1に明らかように、PR30或いはPRX30光パワーバジェットは最適化1:2N（N=7）光スプリッタ（即ち1:128分割比）の受動光ネットワークが10キロメートルより小さい距離だけをサポートすることができ、より大きな分割比1:2N（N>7）の光分配ネットワーク、或いは長距離40km以上、PR30或いはPRX30の光パワーバジェットに対してはるかに足りない。従って、高分割比及び長距離受動光ネットワークをサポートするために、より大きな光パワーバジェット類別及びその関連の装置を提供する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする技術問題は、高分割比或いは長距離受動光ネットワークの伝送を実現するために相応の光パワーバジェット類別及びその装置を配備することができる受動光ネットワークの伝送の光パワーバジェットの方法及び装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の技術問題を解決するために、本発明は受動光ネットワークの光パワーバジェット方法であって、
高分割比或いは長距離受動光ネットワークの伝送の必要に基づいて、対応の最小光リンク損失を得ること、及び
前記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーがある光送信機と高感度光受信機を選択して、光リンクにおいて光回線端末OLTにおける光送信機と光ネットワークユニットONUにおける光受信機の組み合せ、及び光リンクにおいてOLTにおける光受信機とONUにおける光送信機の組み合せとして、順次に接続しているOLT、光分配ネットワークODN及びONUを含む受動光ネットワークシステムに構成することを含む。
【００１２】
前記得た最小光リンク損失が30dB以上、40dB以下であることが好ましい。
【００１３】
前記ハイパワーの光送信機とは、最小送信パワーが大きな光送信機を少なくとも指し、前記高感度光受信機とは、最大感度の絶対値が大きな光受信機であることが好ましい。
【００１４】
前記ハイパワーの光送信機とは最大送信パワーが大きな光送信機をさらに指すことが好ましい。
【００１５】
前記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーがある光送信機と高感度光受信機のステップにおいて、光送信機の最小送信パワーから光受信機の最大感度を引くものは前記最小光リンク損失より大きいまたはそれと等しい要求を満たす前提で、優先的にハイパワーの光送信機において最小送信パワーが小さいと高感度光受信機において最大感度の絶対値が大きな光受信機の組み合せを選択することが好ましい。
【００１６】
ハイパワーがある光送信機と高感度光受信機を選択するステップにおいて、前記光送信機は多重量子井戸分布帰還型レーザ DFBの光送信機であり、前記光受信機はアバランシェフォトダイオードAPDの光受信機であることが好ましい。
【００１７】
前記受動光ネットワークシステムは前方誤り訂正制御FEC技術を採用することが好ましい。
【００１８】
前記光リンクはダウン光リンクとアップ光リンクを備え、前記方法は、
ダウン光リンクにおいて前記OLTの光送信機及び/又は前記ONUの光受信機の動作速度を設定し、前記ダウン光リンクにおける前記光送信機と前記光受信機の動作速度を互いにマッチングするようにすること、及び/又は、アップ光リンクにおいて前記ONUの光送信機及び/又は前記OLTの光受信機の動作速度を設定し、前記アップ光リンクにおける前記光送信機と前記光受信機の動作速度を互いにマッチングするようにすることをさらに含むことが好ましい。
【００１９】
前記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーがある光送信機と高感度光受信機を選択するステップにおいて、
前記最小光リンク損失が39dBである際に、12dBmのDFB光送信機と-28dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、
前記最小光リンク損失が35dBである際に、9dBmのDFB光送信機と-27dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、及び/又は6dBmのDFB光送信機と-30dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、
前記最小光リンク損失が33dBである際に、5dBmのDFB光送信機と-29dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、
前記最小光リンク損失が31dBである際に、10.5dBmのDFB光送信機と-21.5dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、及び/又は4dBmのDFB光送信機と-28dBmのAPD光受信機の組み合せを選択することが好ましい。
【００２０】
前記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーがある光送信機と高感度光受信機を選択するステップにおいて、
前記最小光リンク損失が35dBである際に、選択された前記OLTは9dBmのDFB光送信機と-30dBmのAPD光受信機を含み、前記ONUは6dBmのDFB光送信機と-27dBmのAPD光受信機を含み、
前記最小光リンク損失が31dBである際に、選択された前記OLTは9dBmのDFB光送信機と-28dBmのAPD光受信機を含み、前記ONUは4dBmのDFB光送信機と-21.5dBmの光受信機を含むことが好ましい。
【００２１】
前記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーがある光送信機と高感度光受信機を選択するステップにおいて、前記最小光リンク損失が33dBである際に、標準IEEE 802.3avに提供した光送信機と光受信機のパラメータに従って光送信機と光受信機を選択することが好ましい。
【００２２】
上述の技術問題を解決するために、本発明は受動光ネットワークの光パワーバジェット装置であって、接続するバジェットモジュールと組み合せモジュールを備え、
前記バジェットモジュールは、高分割比或いは長距離受動光ネットワークの伝送の必要に基づいて、対応の最小光リンク損失を得るように設置され、
前記組み合せモジュールは、前記バジェットモジュールが得られた前記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーがある光送信機と高感度光受信機を選択して、光リンクにおいて光回線端末OLTにおける光送信機と光ネットワークユニットONUにおける光受信機の組み合せ、及び光リンク中OLTにおける光受信機とONUにおける光送信機の組み合せとして、順次に接続しているOLT、光分配ネットワークODN及びONUを含む受動光ネットワークシステムに構成するように設置される。
【００２３】
前記組み合せモジュールは、光送信機の最小送信パワーから光受信機の最大感度を引くものは前記最小光リンク損失より大きいまたはそれと等しい要求を満たす前提で、優先的にハイパワーの光送信機において最小送信パワーが小さいと高感度光受信機において最大感度の絶対値が大きな光受信機の組み合せを選択するように設置されることが好ましい。
【００２４】
前記光リンクはダウン光リンクとアップ光リンクを備え、 
前記組み合せモジュールはさらに、ダウン光リンクにおいて前記OLTの光送信機及び/又は前記ONUの光受信機の動作速度を設定し、前記ダウン光リンクにおける前記光送信機と前記光受信機の動作速度を互いにマッチングするようにし、及び/又は、アップ光リンクにおいて前記ONUの光送信機及び/又は前記OLTの光受信機の動作速度を設定し、前記アップ光リンクにおける前記光送信機と前記光受信機の動作速度を互いにマッチングするようにするように設置されることが好ましい。
【００２５】
前記組み合せモジュールは、前記最小光リンク損失が39dBである際に、12dBmの多重量子井戸分布帰還型レーザDFB光送信機と-28dBmのアバランシェフォトダイオードAPD光受信機の組み合せを選択し、前記最小光リンク損失が35dBである際に、9dBmのDFB光送信機と-27dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、及び/又は6dBmのDFB光送信機と-30dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、前記最小光リンク損失が33dBである際に、5dBmのDFB光送信機と-29dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、前記最小光リンク損失が31dBである際に、10.5dBmのDFB光送信機と-21.5dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、及び/又は4dBmのDFB光送信機と-28dBmのAPD光受信機の組み合せを選択するように設置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の受動光ネットワークの伝送の光パワーバジェットの方法及びその装置を用いて、標準において或いは技術が可能であるOLT、ONUそれぞれのハイパワーの送信機及び高感度光受信機を選択することによって関連の組み合せを行い、これによって、高分割比或いは長距離受動光ネットワークに対応の光パワーバジェット類別及びその装置を提供するので、本発明は、オペレータが複数の異なる場合にアプリケーションすることをに可能させ、それに大量の投資コストも節約する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の受動光ネットワークの構造模式図である。
【図２】分割比が1:128である2段光スプリッタの構造模式図である。
【図３】分割比が1:256である2段光スプリッタの構造模式図である。
【図４】分割比が1:512である2段光スプリッタの構造模式図である。
【図５】本発明の実施例における光パワーバジェット10/1GBASE-PRX30+類別により構成するエーテル受動光ネットワークシステムの構造模式図である。
【図６】本発明の実施例における光パワーバジェット10GBASE-PR30+類別により構成するエーテル受動光ネットワークシステムの模式図である。
【図７】本発明の受動光ネットワークの伝送の光パワーバジェット方法の実施例フローチャートである。
【図８】本発明の受動光ネットワークの光パワーバジェット装置模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
受動光ネットワークの光パワーバジェットのサイズであるのは、即ち最小光リンク損失は光送信機の最小送信パワーから光受信機の最高感度を引くものに決められる。効率を上げて、ミスを下げるために、IEEEとITU等の標準化機構は関連標準を制定し、いくつかの光パワーバジェットを定義し、これらのペアを固定していき、即ちクライアントが1種の光パワーバジェットの類別を選択する際に、そのOLTとONUが必要な光送信機と光受信機も固定される。しかしながら、従来標準において、高分割比或いは長距離受動光ネットワークに相応する光パワーバジェット類別を提供しない。ユーザーがいくつかの高光パワーバジェットを必要としている場合に当面する際に、関連標準が規定しないため、クライアントがいかにペアするかを知らない。例えば、高分割比の場合に対して、2セットのPONシステムを用いてその需求を満たすことが可能で、長距離の場合に対して、1つの長距離ケースを用いて完成することが可能である。しかしながら、クライアントの投資コストと運営コストが増加する。
【００２９】
本発明において、ユーザーが自分を標準に規定したそれらのペアに束縛する必要がなく、完全に自分の需求に応じて自由にペアでき、ユーザーが標準に規定した光送信機と光受信機において自分が必要な光パワーバジェットのペアを見つけることができ、或いは従来技術が許可する条件で関連の光送信機と光受信機を見つけ、その光送信機の最小送信パワーから光受信機の最高感度を引くものはその必要な光パワーバジェット（最小光リンク損失）より大きいまたはそれと等しければよい。
【００３０】
本発明は、ハイパワーがある光送信機と高感度光受信機を選択することによって、高分割比或いは長距離受動光ネットワークの伝送要求に達成するのを提案する。
【００３１】
ユーザーの選択に便利させるため、本発明に関する光パワーバジェットは主に40dB以下と30dB以上に拘ると同時に、例としていくつかの光パワーバジェットの類別を規定し、クライアントがその関連ペアを見つけることに便利させる。このような大きな光パワーバジェットの類別に対して、そのペアを見つける中心思想は、大きなパワーの光送信機に高感度光受信機をペアし、レーザーが人間の目への安全とシステムの省エネルギー需求を保証するために、ペアに肝心なのは、できるだけ光送信機のパワーを下げて高感度光受信機をペアすることであって、即ち、光送信機の最小送信パワーから光受信機の最大感度を引くものは上記最小光リンク損失より大きいまたはそれと等しい要求を満たす前提で、優先的にハイパワーの光送信機において最小送信パワーが小さいと高感度光受信機において最大感度の絶対値が大きな光受信機の組み合せを選択する。
【００３２】
その中、ハイパワーの光送信機とは最小送信パワーが大きな光送信機を少なくとも指し、最大送信パワーが大きな光送信機をさらに指しても良く、高感度光受信機とは最大感度の絶対値が大きな光受信機である。
【００３３】
高かい光パワーバジェットにペアできる2つの肝心なデバイスが光送信機と光受信機であり、以下で、光送信機の性能とパワーに対していくつかの技術可能性の評価を行い、まず、これらの光送信機が一般的にDFB（Multiple Quantum Wells Distributed Feedback Lasers、多重量子井戸分布帰還型レーザ ）送信機であり、このようにして、高パワーを保証することができ、従来技術及び基幹ネットワーク に用いる経験に基づいて20mW（13dBm）のDFBが非常に普通で且つ最も基本であり、大部分のデバイス製造業者がいずれも40mW（16dBm）のDFBを提供できる。このため、DFB光送信機をアプリケーションするパワー範囲が4-18dBmである。ただパワーが高ければ高いほど、必要な給電が電流が大きくなるに過ぎない。
【００３４】
光受信機は2種類のタイプがあり、1つはPINで、その生産プロセスが簡単で価格が安いがその感度が大きくなく、普通に-20dBmだけを保証でき、もう1つはAPD（Avalanchc Photo Diode、アバランシェフォトダイオード）で、その生産プロセスがわずかに複雑で価格がやや高いが、その感度が高く、普通にいずれも-28dBmに達成できる。このため、本発明はAPD光受信機を用いることができる。従来技術に基づいてAPD光受信機が-34 dBmに達成できる。また、感度はビットエラーレートに関わり、FEC（Forward Error Control、前方誤り訂正制御）にも関わるため、本発明の光バジェットパワーに対して、本発明においてシステムがFEC技術を一般的に用いることができる。このように、本発明が用いられる光受信機の感度の動作範囲が-28-34dBmである。
【００３５】
以上のように、光送信機と光受信機の性能への分析に基づいて、本発明は必要な40dB以下及び30dB以上である光パワーバジェットが実現可能である。例えば、40dBの光パワーバジェットが12dBmのDFB送信機及び-28 dBmのAPD光受信機を選択してペアすればよい。
【００３６】
本発明が定義した光パワーバジェット30dB以上40dB以下に基づいて、本発明が定義した光パワーバジェットに構成できる光送信機及び光受信機のペア方法が多く、従来の光デバイス資源をより良く集中に用いるため、それぞれのdBの光パワーバジェットをペアする必要がなく、光パワーバジェットをいくつかの等級に分け、次にこれらの等級を関連ペアするだけでよい。オペレータは自分の需要に応じて、関連等級の光パワーバジェットを選択すればよい。ここで、本発明が定義した光パワーバジェットを4つの等級に分け、「31dB」と「33dB」、「35dB」と「39dB」で、このデータは送信と分散ペナルティ（約1dB）を排除した。従って、光送信機のパワーから光受信機の感度を引きものは光パワーバジェット等級（即ち最小光リンク損失）+1dB（送信と分散ペナルティ）に等しく、以下で、4つの光パワーバジェット等級を詳細にペアし、実施例を分析する。
【００３７】
実施例一：
「39dB」の光パワーバジェットは12dBm（16mW）のDFB光送信機と-28dBmの高感度APD光受信機の組み合せを選択できる。OLTとONUはいずれもそのペアからなる。従来PON標準において高パワーDFB光送信機がないが、これらのデバイスの関連製品は他の光ネットワークに幅広くアプリケーションしたため、該方案が技術の実現可能である。現在に必要なのはこのような高パワー光送信機と高感度APD光受信機を元のパッケージから取り出し、アクセスネットワークの要求に応じてそれらを光モジュール（XFP或いはSFPの装置）にパッケージすればよく、高パワー光送信機にはより多くの電流が必要するため、より多くの熱を発することになって、熱ノイズがAPD光受信機の感度に影響を与え、この2つのデバイスを一緒にパッケージすると断熱分離すると考える必要があって、それらの間で互いの妨害を減少させる。
【００３８】
この等級の光パワーバジェットがあると、60キロメートル1:16分光に長距離ケースの必要がなく、或いは20キロメートルが1:512の分割比を有する。
【００３９】
実施例二：
「35dB」の光パワーバジェットは、9dBm（8mW）のDFB光送信機と-27dBmの高感度APD光受信機の組み合せを選択でき、及び/又は6dBm（4mW）のDFB光送信機と-30dBmの高感度APD光受信機の組み合せを選択できる。
具体的に、受動光ネットワークシステムにおけるOLTが9dBmのDFB光送信機と-30dBmの高感度APD光受信機を含み、ONUが6dBm（4mW）のDFB光送信機と-27dBmの高感度APD光受信機を含むことができる。このような組み合せが比較的に現実で、OLTは高パワーの光送信機と高感度のAPD光受信機からなるのは、それがより高い価格を負担することができるからであり、ONUは低パワーの光送信機と低感度のAPD光受信機からなるのは、それが価格に比較的に敏感であるからである。すべてのこれらのデバイスはいずれもITU-T G984.2の標準において見つかる。これは、これらのデバイスが技術上で実現可能であることを表し、ただ標準において以上のような組み合せに従って配列しないに過ぎない。当然、以上の組み合せは唯一ではなく、他の組み合せであってもよいが、その光パワーバジェットに満たし、且つそのデバイスが現実で実現可能であればよい。
【００４０】
この等級の光パワーバジェットがあると、50キロメートル1:16分光に長距離ケースの必要がなく、或いは20キロメートルが1:256の分割比を有する。
【００４１】
実施例三：
「31dB」の光パワーバジェットは、10.5dBmのDFB光送信機と-21.5dBmの感度光受信機の組み合せを選択でき、或いは4dBm（3mW）のDFB光送信機と-28dBmの高感度APD光受信機の組み合せを選択できる。
【００４２】
具体的に、受動光ネットワークシステムにおけるOLTが10.5dBmのDFB光送信機と-28dBmの高感度APD光受信機を含み、ONUが4dBm（3mW）のDFB光送信機と-21.5dBmの高感度光受信機を含む。このような組み合せが比較的に現実で、OLTは高パワーの光送信機と高感度のAPD光受信機からなるのは、それがより高い価格を負担することができるからであり、ONUは低パワーの光送信機と低感度のAPD光受信機からなるのは、それが価格に比較的に敏感であるからである。すべてのこれらのデバイスはいずれもITU-T G984.2とG987.2の標準において見つかる。これは、これらのデバイスが技術上で実現可能であることを表し、ただ標準において以上のような組み合せに従って配列しないに過ぎない。当然、以上の組み合せは唯一ではなく、他の組み合せであってもよいが、その光パワーバジェットに満たし、且つそのデバイスが現実で実現可能であればよい。
【００４３】
この等級の光パワーバジェットがあると、40キロメートル1:16分光に長距離ケースの必要がなく、或いは20キロメートルが1:128の分割比を有する。
【００４４】
実施例四：
「33dB」の光パワーバジェットは、5dBmのDFB光送信機と-29dBmの高感度APD光受信機の組み合せを選択できる。今回、直接に従来の標準、即ちIEEE802.3av から関連のデバイスを見つけて改めて実際に組み合せる。これにより、2組の対称と非対称の新しい光パワーバジェット類別を定義し、これは、元標準のアプリケーション範囲を広げ、ユーザーがより多くの選択を備える。表2を参照し、上述のように、表2にはIEEE 802.3avが定義した光モジュールの組み合せに従って、大きな分割比の受動光ネットワークの伝送に相応の光パワーバジェットシステムを提供することができない。
【００４５】
表2  標準IEEE 802.3avが定義した光モジュールの組み合せ
0005328061.tif 000003
【００４６】
これによって、本発明の実施例は元の標準IEEE 802.3avにおいて定義したOLT送信機と受信機及びONUにおける送信機と受信機の組み合せを分割し、その中のより大きな送信パワー（最小送信パワーと最大送信パワーがいずれも大きいである）がある送信機とより高い感度（最大感度の絶対値が最大であるのを指す）の受信機を改めて組み合せ、アップ、ダウン光パワーバジェットが大きな分割比の光分配ネットワークに実行しているエーテル受動光ネットワークの最も少ない光リンク損失を克服することができ、大きな分割比の光分配ネットワークに相応する新しい光パワーバジェット類別を見つかって、その中、非対称モード光パワーバジェット類別10/1GBASE-PRX30+（PRX30extと省略する）と対称モード光パワーバジェット類別10GBASE-PR30+（PR30extと省略する）を含む。
【００４７】
非対称モード光パワーバジェット類別PRX30extは、そのダウンリンクの速度が10.3125 Gbit/sであり、光パワーバジェットが33.5 dBであり、そのアップリンクの速度が1.25 Gbit/sであり、光パワーバジェットが33.78 dBである。比較しやすいために、その中のOLT及びONUの物理パラメータを表3にリストする。
【００４８】
表3  新たに組み合せる非対称モードの光パワーバジェット類別PRX30ext
0005328061.tif 000004
【００４９】
PRX30ext光パワーバジェット類別におけるOLT、ONUと光スプリッタから組み合せて形成した10Gエーテル受動光ネットワークシステムを図5に示すように、ダウン光リンクとアップ光リンクを含み、その中、
ダウン光リンクは、
ダウンリンク信号を光スプリッタに送信することに用いられ、大きな送信パワーを有し、即ち送信パワー範囲が5〜9dBmであるOLTの送信機Txである10/1GBASE-PRX-D2と、
OLTの送信機10/1GBASE-PRX-D2が送信したダウンリンク信号を異なるONUの受信機10/1GBASE-PRX-U3に光パワー分割することに用いられ、分割比が最大で1:512に達することができる光スプリッタと、
光スプリッタからのダウンリンク信号を受信することに用いられ、良好な受信信号感度（受信信号感度の絶対値が大きい）を有し、即ち受信信号の最大感度が-28.50 dBmであるONUの受信機Rxである10/1GBASE-PRX-U3を含む。
【００５０】
ダウン光パワーバジェットはOLT送信機の最小送信パワーからONU受信機の最大感度を引くことであって、即ち、ダウン光パワーバジェット値=5-（-28.5）=33.5dBである。
【００５１】
ダウンリンクの動作速度が10.3125Gbit/sであり、動作波長が1577nmであり、
ダウンリンクが要求する最小光リンク損失はOLT送信機の最大送信パワーからONU受信機能受信の最大パワーを引くものであって、ダウンリンク最小光リンク損失値=9-（-10）=19dBであり、これが、ダウン光リンクの損失が19 dBより小さいと、ONUの受信機が壊れてしまう。システムはこのようなODNにおいて実行するのをサポートしないことを表す。
【００５２】
アップ光リンクは、
アップリンク信号を光スプリッタに送信することに用いられ、大きな送信パワーを有し、即ち送信パワー範囲が4〜9dBmであり、且つ動作速度がOLT受信機の動作速度に相応して1.25Gbit/sに再定義するONUの送信機Txである10GBASE-PR-U3と、
ONUの送信機10GBASE-PR-U3が送信したアップリンク信号をOLTの受信機10/1GBASE-PRX-D3に光パワー分割することに用いられ、分割比が最大で1:512に達することができる光スプリッタと、
光スプリッタからのアップリンク信号を受信することに用いられ、受信信号の最大感度が-29.78 dBmであり、且つ受信動作速度が1.25Gbit/sである OLTの受信機Rxである10/1GBASE-PRX-D3を含む。
【００５３】
アップ光パワーバジェットはONU送信機の最小送信パワーからOLT受信機の最大感度を引くことであって、アップリンク光パワーバジェット値=4-（-29.78）=33.78dBであり、
アップリンク動作速度が1.25Gbit/sであり、動作波長が1270nmであり、その中、ONUにおける送信機はOLTにおける受信機にマッチングするように、速度を再調整する。速度のマッチングの原則は、速度が高い受信機を速度が低い送信機に一致し、及び/又は速度が高い送信機を速度が低い受信機に一致するように調整する。
【００５４】
アップリンクが要求する最小の光リンク損失はONU送信機の最大送信パワーからOLT受信機が受信できる最大パワーを引くものであって、アップリンク最小光リンク損失値=9-（-9.38）=18.38dBであり、これが、アップ光リンクの損失が18.38 dBより小さいと、OLT受信機が壊れてしまい、システムがこのようなODNにおいて実行するのをサポートしないことを表す。
【００５５】
対称モード光パワーバジェット類別PR30extは、そのダウンリンクの速度が10.3125 Gbit/sであり、光パワーバジェットが33.5 dBであり、そのアップリンクの速度が10.3125 Gbit/sであり、光パワーバジェットが32.0 dBである。比較しやすいために、その中のOLT及びONUの物理パラメータを表4にリストする
【００５６】
表4  新たに組み合せる対称モードの光パワーバジェット類別PR30ext
0005328061.tif 000005
【００５７】
PR30ext光パワーバジェット類別におけるOLT、ONUと光スプリッタから組み合せて形成した10Gエーテル受動光ネットワークシステムを図6に示すように、ダウン光リンクとアップ光リンクを含み、その中、
ダウン光リンクは、
ダウンリンク信号を光スプリッタに送信することに用いられ、送信パワー範囲が5〜9dBmであるOLTの送信機Txである10GBASE-PRX-D2と、
OLTの送信機10GBASE-PRX-D2が送信したダウンリンク信号を異なるONUの受信機10GBASE-PRX-U3に光パワー分割することに用いられ、分割比が最大で1:512に達することができる光スプリッタと、
光スプリッタからのダウンリンク信号を受信することに用いられ、受信信号の最大感度が-28.50 dBmであるONUの受信機Rxである10GBASE-PRX-U3とを含む。
【００５８】
ダウン光パワーバジェットはOLT送信機の最小送信パワーからONU受信機の最大感度を引くことであって、即ち、ダウンリンク光パワーバジェット値=5-（-28.5）=33.5dBである。
【００５９】
ダウンリンクの動作速度が10.3125Gbit/sであり、動作波長が1577nmであり、
ダウンリンクが要求する最小光リンク損失はOLT送信機の最大送信パワーからONU受信機能受信の最大パワーを引くものであって、ダウンリンク最小光リンク損失値=9-（-10）=19dBであり、これが、ダウン光リンクの損失が19 dBより小さいと、ONUの受信機が壊れてしまう。システムはこのようなODNにおいて実行するのをサポートしないことを表す。
【００６０】
アップ光リンクは、
アップリンク信号を光スプリッタに送信することに用いられ、送信パワー範囲が4〜9dBmであり、且つ動作速度が10.3125Gbit/sであるONUの送信機Txである10GBASE-PR-U3と、
ONUの送信機10GBASE-PR-U3が送信したアップリンク信号をOLTの受信機10GBASE-PR-D3に光パワー分割することに用いられ、分割比が最大で1:512に達することができる光スプリッタと、
光スプリッタからのアップリンク信号を受信することに用いられ、受信信号の最大感度が-28 dBmであり、且つ受信動作速度が10.3125Gbit/sである OLTの受信機Rxである10GBASE-PRX-D3を含む。
【００６１】
アップ光パワーバジェットはONU送信機の最小送信パワーからOLT受信機の最大感度を引くことであって、アップリンク光パワーバジェット値=4-（-28）=32dBであり、
アップリンク動作速度が10.3125Gbit/sであり、動作波長が1270nmであり、
アップリンクが要求する最小の光リンク損失はONU送信機の最大送信パワーからOLT受信機が受信できる最大パワーを引くものであって、アップリンク最小光リンク損失値=9-（-6）=15dBであり、これが、アップリンク光リンクの損失が15 dBより小さいと、OLT受信機が壊れてしまい、システムがこのようなODNにおいて実行するのをサポートしないことを表す。
【００６２】
PR30ext光パワーバジェット類別とPRX30ext光パワーバジェット類別により構成する対称と非対称10Gエーテル受動光ネットワークシステムは、ハイパワーレーザー送信機と高感度受信機からなるため、1つの最低の光リンク損失の要求もある。以上の物理パラメータに基づいて、 そのアップリンク、ダウンリンクが受信できる最小のODN光リンク損失が19 dBであって、つまり、5キロメートル以内に少なくとも1:64 の分割比を有すべきである。1:64より小さい分割比に必ず光伝送距離を延長し、例えば、1:32の分割比は少なくとも10キロメートル以上であるODNにおいて実行すべきである。 
【００６３】
PRX30extアップダウンリンクは少なくとも33 Dbの光パワーバジェットを有し、及びPR30extアップダウンリンクは少なくとも32 dBの光パワーバジェット（普通に一定の余量があるため、それが「33dB」の光パワーバジェットに属すると認識できる。しかも、標準において該波長の送信機のパワーが4〜9 dBmであり、他の波長の信機が5〜9 dBmであるのを規定した。従って、該波長の送信機のパワーが5〜9 dBmにできないと認識する理由がない。5〜9 dBmに従って計算すると、PR30extアップダウンリンクが33 dBを有した）を有し、それが大きな分割比の光分配ネットワーク（ODN）の要求を満たすかどうか、及び最大の分割比（1:512）と相応の最大伝送距離を満たすかどうかには、それぞれの光リンク損失をそれぞれバジェットする必要がある。以下で、PRX30extの光リンク損失バジェットだけを例とし、PR30extの光リンク損失バジェットは同様である。
【００６４】
光ファイバのキロメートルごとに損失が0.4dB/kmであることに従って計算し、PRX30extの類別について、以下のバジェット実例を挙げる。
【００６５】
実例1、1:128の光分配ネットワークODNに対して、光スプリッタの損失が24dBであり、ODN が20キロメートルの伝送損失が8dBで、8dB＋24dB＝32dB、33dBより小さいと考え、該方案が実現可能である。
【００６６】
実例2、1:256の光分配ネットワークODNに対して、光スプリッタの損失が27dBであり、ODN が12キロメートルの伝送損失が4.8dBで、4.8dB＋27dB＝31.8dB、33dBより小さいと考え、該方案が実現可能である。
【００６７】
実例3、1:512の光分配ネットワークODNに対して、光スプリッタの損失が30dBであり、ODN が5キロメートルの伝送損失が2dB、2dB＋30dB＝32dB、33dBより小さいと考え、該方案が実現可能である。
【００６８】
このため、この新しい光バジェットパワー類別PRX30extが最適化光スプリッタの損失で、最大1:512分割比の光分配ネットワークをサポートすることができ、5 キロメートルの距離を少なくとも伝送する。同様に、この5キロメートル距離内に、それがサポートすることができる最小の分割比が1:64である。すべての以上の光パワー計算において、いずれも前方誤り訂正FECの利点を考えない。FECを考え、一般的に1.5dBのパワーバジェットを多くすると、以上の予測計算がより一層実現可能である。
【００６９】
以上の実施例及び実例のように、本発明における受動光ネットワークの伝送の光パワーバジェット方法の実施例フローが挙げられ、図7に示すように、以下のステップを含む。
【００７０】
710、高分割比或いは長距離受動光ネットワークの伝送の必要に基づいて、対応の最小光リンク損失を得て、 
その中、光スプリッタの損失が30dB、光ファイバのキロメートルごとに損失等のパラメータに基づいて計算して最小光リンク損失を取得することができ、
720、上記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーがある光送信機と高感度光受信機を選択して、光リンクにおいて光回線端末OLTにおける光送信機と光ネットワークユニットONUにおける光受信機の組み合せ、及び光リンクにおいてOLTにおける光受信機とONUにおける光送信機の組み合せとして、順次に接続しているOLT、光分配ネットワークODN及びONUを含む受動光ネットワークシステムに構成し、
例えば、「33dB」の光パワーバジェットについて、標準IEEE 802.3avには提供した送信機と受信機のパラメータに従って送信機と受信機を選択できる。
【００７１】
また、構成した受動光ネットワークシステムにおいてさらに送信と受信の動作速度をマッチングする必要があって、ダウン光リンクにおいて上記OLTの光送信機及び/又は上記ONUの光受信機の動作速度を設定し、上記ダウンリンク光リンクにおける上記光送信機と上記光受信機の動作速度を互いにマッチングするようにし、及び/又は、アップ光リンクにおいて上記ONUの光送信機及び/又は上記OLTの光受信機の動作速度を設定し、上記アップ光リンクにおける上記光送信機と上記光受信機の動作速度を互いにマッチングするようにする。
【００７２】
例えば、PRX30extアップ光リンクのONU送信機10GBASE-PR-U3の動作速度がOLT受信機10/1GBASE-PRX-D3の動作速度1.25Gbit/sに適応して1.25Gbit/sに再定義する。
【００７３】
相応的に、本発明の実施例における受動光ネットワークの光パワーバジェット装置は、接続するバジェットモジュール81と組み合せモジュール82を備え、
上記バジェットモジュール81は、高分割比或いは長距離受動光ネットワークの伝送の必要に基づいて、対応の最小光リンク損失を得るように設置され、
上記組み合せモジュール82は、上記バジェットモジュール81が得た上記最小光リンク損失に基づいて、ハイパワーがある光送信機と高感度光受信機を選択して、光リンクにおいて光回線端末OLTにおける光送信機と光ネットワークユニットONUにおける光受信機の組み合せ、及び光リンク中OLTにおける光受信機とONUにおける光送信機の組み合せとして、順次に接続しているOLT、光分配ネットワークODN及びONUを含む受動光ネットワークシステムに構成するように設置される。
【００７４】
上記組み合せモジュール82は、光送信機の最小送信パワーから光受信機の最大感度を引くものは上記最小光リンク損失より大きいまたはそれと等しい要求を満たす前提で、優先的にハイパワーの光送信機において最小送信パワーが小さいと高感度光受信機において最大感度の絶対値が大きな光受信機の組み合せを選択するように設置されることが好ましい。
【００７５】
上記光リンクはダウン光リンクとアップ光リンクを備え、上記組み合せモジュールはさらに、ダウン光リンクにおいて上記OLTの光送信機及び/又は上記ONUの光受信機の動作速度を設定し、上記ダウン光リンクにおける上記光送信機と上記光受信機の動作速度を互いにマッチングするようにし、及び/又は、アップ光リンクにおいて上記ONUの光送信機及び/又は上記OLTの光受信機の動作速度を設定し、上記アップ光リンクにおける上記光送信機と上記光受信機の動作速度を互いにマッチングするようにするように設置されることが好ましい。
【００７６】
上記組み合せモジュール82は、上記最小光リンク損失が39dBである際に、12dBmのDFB光送信機と-28dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、上記最小光リンク損失が35dBである際に、9dBmのDFB光送信機と-27dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、及び/又は6dBmのDFB光送信機と-30dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、上記最小光リンク損失が33dBである際に、5dBmのDFB光送信機と-29dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、上記最小光リンク損失が31dBである際に、10.5dBmのDFB光送信機と-21.5dBmのAPD光受信機の組み合せを選択し、及び/又は4dBmのDFB光送信機と-28dBmのAPD光受信機の組み合せを選択するように設置される。
【００７７】
特定な実施例を結びつけて本発明について説明するが、当業者にとっては、本発明の精神や範囲を逸脱することなく様々な修正や変更を加えることができる。このような修正と変更は本発明の範囲と付いている請求項範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は受動光ネットワークの光パワーバジェット方法及び装置を提供し、OLT、ONUそれぞれの送信機及び受信機の組み合せとしてハイパワーがある送信機と高感度受信機を選択することによって、高分割比光スプリッタに相応する光パワーバジェット類別及びそのシステムを提供し、すなわち、光スプリッタが多くの光ネットワークユニットをできるだけ動かすことができ、光スプリッタの損失を最も小さくに下げることができるため、全部の光リンクの損失を有効的に下げて、本発明がオペレータに大量の投資コストを節約できる。
【図１】
0005328061.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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