(57)【要約】本発明は、光広帯域伝送装置及び配信方法に関し、特に、集合住宅区画におけるマルチメディアネットワーク化に適する装置と方法に関する。光ファイバ（１０１）は、第１光送受信機（１０２）を第２光送受信機（１０３）と接続する中心的な構成要素として提供される。供給ノード（１０４）とユーザノード（１０５）との間のデータストリームは、前記装置によって伝送し得る。伝送速度は、従来の電気伝送回線では、最大１０Ｍｂｓしか達成できないが、上記方法によれば、伝送距離（５００〜１０００ｍ）が同じ場合、通常１００Ｍｂｓである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給ノード（１０４）とユーザノード（１０５）との間におけるデータストリームの広帯域伝送用の光広帯域伝送装置であって、
ａ）供給ノード（１０４）とユーザノード（１０５）との間におけるデータストリームの広帯域伝送用の光ファイバ（１０１）と、
ｂ）供給ノード端部に設けられた第１光送受信機（１０２）と、
ｃ）ユーザノード端部に設けられた第２光送受信機（１０３）と、
ｄ）供給ノード端部に設けられた第１処理回路（１１０）と、
ｅ）ユーザノード端部に設けられた第２処理回路（１１１）と、
ｆ）供給ノード端部に設けられた第１接続装置（１０６）と、
ｇ）ユーザノード端部に設けられた第２接続装置（１０７）と、
が含まれる光広帯域伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光広帯域伝送装置であって、
光ファイバ（１０１）は、プラスチック光ファイバであることを特徴とする光広帯域伝送装置。
【請求項３】
請求項１及び２の内の１つ又は両方に記載の光広帯域伝送装置であって、
第１接続装置（１０６）は、第１回線接続部（１０８）を介して第１処理回路（１１０）に接続され、また、第１ノード接続部（１１２）を介して供給ノード（１０４）に接続されることを特徴とする光広帯域伝送装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の内の１つ以上に記載の光広帯域伝送装置であって、
第２接続装置（１０７）は、第２回線接続部（１０９）を介して第２処理回路（１１１）に接続され、また、第２ノード接続部（１１３）を介して供給ノード（１０５）に接続されることを特徴とする光広帯域伝送装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の内の１つ以上に記載の光広帯域伝送装置であって、
第１接続装置（１０６）、第１回線接続部（１０８）、第１処理回路（１１０）及び第１光送受信機（１０２）は、第１共通プラグ筐体に収容されることを特徴とする光広帯域伝送装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の内の１つ以上に記載の光広帯域伝送装置であって、
第２接続装置（１０７）、第２回線接続部（１０９）、第２処理回路（１１１）及び第２光送受信機（１０３）は、第１共通プラグに収容されることを特徴とする光広帯域伝送装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の内の１つ以上に記載の光広帯域伝送装置であって、
ダイオード送信機モジュール（２０６）は、第１光送信機ダイオード（２０１）及び第２光送信機ダイオード（２０２）を有し、データストリーム伝送は、異なる光波長で行なわれることを特徴とする光広帯域伝送装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の内の１つ以上に記載の光広帯域伝送装置であって、
電気的及び光学的構成要素は、１００Ｍｂｓ（メガビット／秒）の伝送速度でデータストリームを伝送するために用いられることを特徴とする光広帯域伝送装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の内の１つ以上に記載の光広帯域伝送装置であって、
レーザ送信機モジュール（３０３）は、１つ以上の波長をデータストリーム伝送に提供するために、結合ユニット（３０２）を介して光ファイバ（１０１）に接続されるレーザ送信機ユニット（３０１）であって、長い伝送長が達成できる前記レーザ送信機ユニット（３０１）を有することを特徴とする光広帯域伝送装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の内の１つ以上に記載の光広帯域伝送装置であって、
建物用設備（４０１）には、ルータ装置（４０２）から第１及び第２ＬＡＮモデム装置（４０４、４０５）にデータストリームを伝送し得るＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）スイッチ（４０３）が備えられていることを特徴とする光広帯域伝送装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の内の１つ以上に記載の光広帯域伝送装置であって、
データストリームを伝送するための光ファイバは、ステップインデックス型ファイバ又は屈折率分布型ファイバとして構成されることを特徴とする光広帯域伝送装置。
【請求項１２】
データストリームの配信方法であって、
（ａ）供給ノード（１０４）とユーザノード（１０５）との間におけるデータストリームの広帯域伝送用の光ファイバ（１０１）を提供する段階と、
（ｂ）供給ノード端部で第１光送受信機（１０２）を提供する段階と、
（ｃ）ユーザノード端部で第２光送受信機（１０３）を提供する段階と、
（ｄ）第１処理回路（１１０）、第１回線接続部（１０８）、第１接続装置（１０６）及び第１ノード接続部（１１２）を介して、第１光送受信機（１０２）を供給ノード（１０４）に接続する段階と、
（ｅ）第２処理回路（１１１）、第２回線接続部（１０９）、第２接続装置（１０７）及び第２ノード接続部（１１３）を介して、第２光送受信機（１０３）をユーザノード（１０５）に接続する段階と、
が含まれる配信方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のデータストリームの配信方法であって、
データストリームが、双方向に伝送されることを特徴とする配信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、光広帯域伝送装置と配信方法に関し、特に、ユーザに対して、高いビットレートでデータ伝送を行なうための装置と方法であって、特に、マルチメディアコンテンツの伝送も行なうための装置と方法に関する。
【０００２】
従来技術によれば、デジタルデータストリームは、例えば、いわゆるＡＴＭ（非同期転送モード）プロトコルによってユーザに伝送される。音声データに加えてマルチメディアコンテンツのユーザへの伝送に対する需要が大きくなるにつれて、広帯域幅の伝送媒体が必要になっている。本明細書において、銅やガラスファイバ回線を介したデータストリーム伝送による、また、複雑なプロトコルによる数多くの方法及び装置について述べる。比較すると、イーサネットプロトコルは、充分な帯域幅が物理レベルに設けられた場合、即ち、適切な伝送媒体の形態において、マルチメディアデータストリームを伝送するための非常に簡便なプロトコルである。
【０００３】
これに関連して、特に、イーサネットプロトコルによって、また、シールド構造もしくは非シールド構造の単線回線、線束、又は、ツイスト・ペア線を用いることによって、伝送リンクの最後の部分（“最終マイル”）を伝送することが望ましい。従来のイーサネットデータ伝送は、ポイント・ツー・マルチポイント及びポイント・ツー・ポイントデータ伝送による。基本的には、これまで、音声伝送機能の追加は、２つの異なる方法で行なわれてきた。
【０００４】
（ａ）従来のＩＳＤＮ（総合サービスデジタル網）電話通信装置及びＰＯＴＳ（従来のアナログ電話回線サービス）電話通信装置を提供するために、イーサネットに特定の装置を追加する方法。この方式は、通常、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）電話と呼ばれる。
【０００５】
（ｂ）銅製の回線上の音声データに個々の周波数帯域を割り当てる方法。
項目（ｂ）に関する装置と方法は、米国特許Ｎｏ．６、０８８、３６８に記述されており、１０ＢａｓｅＳの名前で知られている。１０ＢａｓｅＳ法は、最長１２００ｍに渡って、１０Ｍｂｓ（メガビット／秒）の伝送速度を提供する。更に、下表の第１ 列に既存の方法を示し、また、伝送速度、ケーブルの種類、最大長さ及び接続装置等、それらの特徴を、それぞれ第２乃至５列に示す。
【０００６】
【表１】
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単一の非シールドツイスト・ペア（ＵＴＰ）、即ち、以前に実現されたＵＴＰが、一般に知られており、ユーザの端子接続に幅広く用いられる。しかしながら、上記の表から分かるように、伝送速度は、１０Ｍｂｓ以下である。しかしながら、１０ＢａｓｅＳ法に基づき提供され、また、従来の装置に用いられるこの１０Ｍｂｓの伝送速度は、ＭＰＥＧ−２ビデオデータストリーム、音声データストリーム及び受信可能なユーザデータストリームを同時に伝送するためには決して充分ではない。伝送帯域幅が広くなると、通信装置は、例えば、回線長が充分である限り、即ち、通常少なくとも５００〜１０００ｍである限り、単一の供給源をベースにしたビデオデータ、音声データ及びユーザデータストリームを、例えば、住宅地域、特に、集合住宅や集合事業所に提供することが可能である。
【０００７】
更に、光ファイバ及び光学要素は、光伝送技術において、良く知られた方法で用いられる。センサーの分野、及び、特にデータストリームを伝送するための光通信技術における光ガラスファイバの用途は、“Ｗｏｌｆｇａｎｇ・Ｂｌｕｄａｕ、Ｌｉｃｈｔｗｅｌｌｅｎｌｅｉｔｅｒ・ｉｎ・Ｓｅｎｓｏｒｉｋ・ｕｎｄ・ｏｐｔｉｓｃｈｅｒ・Ｎａｃｈｒｉｃｈｔｅｎｔｅｃｈｎｉｋ”、〔センサー及び光通信技術における光導波路〕、シュプリンガ・フェアラーク（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ・Ｖｅｒｌａｇ）、ＩＳＢＮ３−５４０−６３８４８−２（１９９８）から分かる。この場合、光導波は、光伝送技術の基礎概念を形成し、特に、ステップインデックス型ガラスファイバと屈折率分布型ガラスファイバとの間の相違に留意すべきである。
【０００８】
このシュプリンガ出版書の３３ページにおいて、半導体材料、ガラス、ポリマ、及びニオブ酸リチウムは、基板材料、即ち、光導波路（光ファイバ又は単にファイバ）生成のための開始基盤として用いられる材料として述べられている。同様に、ステップインデックス型分布を備えた光ファイバ中での光線光学的光の伝播と放物線分布を備えた光ファイバ中での光線光学的光の伝播との間の相違が、４５ページ（開示の図３．７）に例示されている。
【０００９】
従来の光受信機や送信機は、例えば、Ａｌｌａｎ．Ｂｉｌｌｉｎｇｓ、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ．Ｈａｌｌによる出版書、“光学、光電子工学、及びフォトニクス工学の原理〔原文のまま〕及び応用、ＩＳＢＮ０−１３−７０９１１５−Ｘ（１９９３）”〔原文のまま〕に述べられている。
【００１０】
１９９９年５月２７日に出願された、表題“デジタル加入者回線を介した高速データイーサネット転送機能”の特許出願には、帯域幅が１００Ｍｂｓでのデータストリームの伝送を可能にする方法と装置が提供されている。この方法は、１００ＢａｓｅＳと呼ばれ、上表の８行目にある。表から分かるように、“１００ＢａｓｅＳ”特許の装置と方法は、元来、ネットワーク化される住宅地域又はＭＤＵ（集合住宅）が含まれる対象領域には通常提供されない４つの非シールドツイスト・ペアを必要とする。
更に、“１００ＢａｓｅＳ”特許の装置と〔原文のままの〕方法は、達成可能な回線長が充分でないという不利な点を有する。
【００１１】
図５は、電気伝送回線５０１を介して、供給ノード１０４とユーザノード１０５との間においてデータストリームを伝送するための既知の装置を示し、第１接続装置１０６は、供給ノード１０４を第１ノード接続部１１２に接続するために用いられ、また、第２接続装置１０７は、ユーザノード１０５を第２ノード接続部１１３によって接続するために用いられる。
例えば、上表に示した種類のケーブルの１つを用いる電気伝送回線５０１を介して、データストリームを伝送するためのこれらの従来の装置は、特に、小さなデータストリームしか伝送できないという不利な点を有する。
【００１２】
更に、従来技術による伝送装置の不利な点は、短い距離しか網羅できないという点にあり、例えば、集合住宅（ＭＤＵ）での用途には適さないことである。
従来技術による伝送装置の他の不利な点は、従来伝送装置の帯域幅、即ち、物理層の帯域幅、又は伝送媒体それぞれの帯域幅が適切でないため、例えば、１００ＢａｓｅＴ高速イーサネットプロトコル等、好適な伝送プロトコルを用いることができないことである。
【００１３】
従って、本発明の目的は、１つ以上の供給ノードから１つ以上のユーザノードへ広帯域幅のデータストリームを提供することであり、また、同時に、集合住宅（ＭＤＵ）又は集合事業所にデータストリームを提供し得るのに充分な伝送経路長を網羅することである。
【００１４】
上記目的は、請求項１に記載の光広帯域伝送装置及び請求項１２に記載のデータストリーム配信方法によって達成される。
本発明による装置は、請求項１の特徴を有し、また、請求項１２に記載の本発明による方法は、大きいデータレートでデータストリームを伝送できるという利点を有する。
【００１５】
更に、本発明による装置及び本発明による方法の利点は、複雑な伝送構造又は媒体に頼る必要無く、効率的な伝送媒体を用い得るという点にある。
本発明の中心は、効率的な伝送媒体によるデータストリームの広帯域伝送用の装置と方法である。
【００１６】
本発明の好適な成果によれば、ダイオード送信機モジュールは、データストリーム伝送が異なる光波長で行なわれるように、第１光送信機ダイオード及び第２光送信機ダイオードを有する。
【００１７】
更に、本発明の好適な成果によれば、本発明による伝送装置は、１００Ｍｂｓ（メガビット／秒）の伝送速度でのデータストリーム伝送が可能な電気的及び光学的な構成要素を有する。
【００１８】
本発明の更にもう１つの好適な成果によれば、レーザ送信機モジュールは、データストリーム伝送に１つ以上の波長を提供するために、結合ユニットを介して光ファイバに接続されるレーザ送信機ユニットであって、長い伝送長を達成し得るレーザ送信機ユニットを有する。
【００１９】
更に、本発明の好適な成果によれば、建物用設備には、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）切り換え装置又はＬＡＮスイッチがそれぞれ提供され、これによって、ルータ装置から第１及び第２ＬＡＮモデム装置へのデータストリーム伝送が可能になる。
【００２０】
本発明の他の好適な成果によれば、双方向のデータストリーム伝送が提供される。
本発明の他の好適な成果によれば、データストリームを伝送するための光ファイバは、単一プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）である。
【００２１】
本発明の他の好適な成果によれば、データストリームを伝送するための光ファイバは、ステップインデックス型ファイバである。
本発明の他の好適な成果によれば、データストリームを伝送するための光ファイバは、屈折率分布型ファイバである。
【００２２】
本発明の例示の実施形態を図面に示し、以下の説明において更に詳述する。
図において、同じ参照記号は、同じ又は機能的に同じ構成要素を表す。
図１は、本発明の例示の実施形態による第１光送受信機１０２と第２光送受信機１０３との間の光ファイバ１０１によってデータストリームを伝送するための装置を示す。
【００２３】
図１に示す装置は、第１光送受信機１０２を第２光送受信機１０３に接続する光ファイバ１０１を中心構成要素として有する。この装置は、従来技術による有線接続伝送媒体で可能な帯域幅よりもはるかに広い帯域幅で、供給ノード１０４とユーザノード１０５との間において、データストリームを伝送するために用い得る。本方法による伝送速度は、通常、１００Ｍｂｓであるのに対して、従来技術によれば、伝送長（５００〜１０００ｍ）が同じ電気伝送回線である場合、１０Ｍｂｓが最大である。図１において、第１供給ノード１０４は、第１ノード接続部１１２を介して第１接続装置１０６に接続され、第１ノード接続部１１２は、電気接続部（プラグ接続部）として構成される。第１接続装置１０６の出力部は、第１回線接続部を介して第１処理回路１１０に（電気的に）接続され、第１回線接続部１０８は、第１接続装置１０６を接続するためにだけ用いられ、従って、これに応じて、短い回線長を有するように構成される。第１処理回路１１０は、第１回線接続部１０８を介して供給される信号、即ち、データストリームを処理し、処理済みの信号を第１光送受信機１０２に供給する。第１光送受信機１０２は、データストリームを光ファイバ１０１に送ることができるように、また、データストリームを光ファイバ１０１から受信することができるように、即ち、双方向動作モードが提供されるように、光ファイバ１０１に接続される。光データストリームを光ファイバ１０１に伝送するための例示の実施形態は、図２及び３を参照して後述する。
【００２４】
第２光送受信機１０３は、光ファイバ１０１の第２の端部に接続される。第１光送受信機１０２と同様に、第２光送受信機１０２へのデータストリームは、光学的データストリームから電気的データストリームへ又はその逆に変換される。第２光送受信機１０３の出力信号は、第２処理回路１１１に供給され、第２処理回路１１１は、第２回線接続部１０９を介して、処理済みのデータストリームを第２接続装置１０７に電気信号として供給する。第２接続装置１０７は、第２ノード接続部１１３を介してユーザノード１０５に接続され、ここからデータストリームは、例示の実施形態によって図４を参照して後述するように、更に配信される。
【００２５】
上述した本発明の例示の実施形態によれば、第１接続装置１０６、第１回線接続部１０８、第１処理回路１１０及び第１光送受信機１０２は、供給ノード１０４に対する従来技術による既存の接続装置との互換性を確実にするために、光広帯域伝送装置の第１共通プラグ筐体に提供し得ることに留意されたい。
【００２６】
更に、第２接続装置１０７、第２回線接続部１０９、第２処理回路１１１及び第２光送受信機１０３は、ユーザノード１０５に対する従来技術による既存の接続装置との互換性を確実にするために、上述した本発明の例示の実施形態における光広帯域伝送装置の第１共通プラグ筐体に提供し得る。
【００２７】
図２は、本発明の例示の実施形態による第１光送信機ダイオード２０１及び第２光送信機ダイオード２０２によって、図１に示す供給ノード１０４に到着するデータストリームを伝送するためのダイオード送信機モジュール２０６に関する例示の実施形態を示す。
【００２８】
図２に示す装置において、ダイオード送信機モジュール２０６は、第１光送信機ダイオード２０１及び第２光送信機ダイオード２０２から構成され、第２光発信機２０２は、例えば、赤と緑のスペクトル帯における異なる波長の放射線を放つ。〔原文のまま〕第１光送信機ダイオード２０１からの光放射線及び第２光送信機ダイオード２０２の光放射線は各々、第１光ファイバ分岐２０３及び第２光ファイバ分岐２０４にそれぞれ供給される。２つの光ファイバ分岐２０３及び２０４は、ファイバ分岐装置２０５で結合され、また、光ファイバ１０１に光学的に接続される。本発明の例示の実施形態において示す図２による装置は、異なる搬送波、この場合、異なる波長でデータストリームを伝送し得る。
【００２９】
図２に示すダイオード送信機モジュール２０６は、受信端でダイオード受信機モジュールとして構成され、また、第１及び第２光送信機ダイオード２０１及び２０２は、第１及び第２光受信機ダイオードでそれぞれ置き換えなければならないことに留意されたい。
【００３０】
更に、第１及び第２光送受信機１０２及び１０３は、各々、ダイオード送信機モジュール２０６とダイオード受信機モジュールの組み合わせでそれぞれ形成され、これに応じて、第１及び第２処理回路１１０及び１１は、変更される。
【００３１】
図３は、本発明の例示の実施形態によるデータストリームを伝送するための、レーザ送信機ユニット３０１及び結合ユニット３０２が含まれるレーザ送信機モジュール３０３を示す。
【００３２】
図３に示す本発明の例示の実施形態において、レーザ送信機モジュール３０３は、レーザ送信機ユニット３０１及び結合ユニット３０２から構成される。図２に示す装置と異なり、図３に示す装置は、スペクトルパワー密度が高いレーザ送信機ユニット３０１によって、１つ以上の波長を放射し得るという利点を有し、この結果、一方では、長い伝送長が光ファイバ１０１を介して網羅され、他方では、データストリームが１つ以上の波長に基づく１つ以上の搬送波で伝送し得る。
【００３３】
図３に示すレーザ送信機モジュール３０３は、図２に示すダイオード送信機モジュール２０６の代わりに用い得るが、図１及び２において説明したように、それぞれのデータストリームを受信するために、対応するレーザ受信機モジュールを備えなければならない。
【００３４】
図４は、建物用設備４０１を概略的に示すが、この図は、データストリームが、ＬＡＮスイッチ４０３を介して、ルータ装置４０２から第１及び第２ＬＡＮモデム装置４０４及び４０５にどのようにしてそれぞれ供給されるか示す。
【００３５】
図４に示す例示の実施形態において、破線は、建物用設備１０１を表す。建物用設備４０１は、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）スイッチ４０３を含み、ＬＡＮスイッチ４０３は、第１ＬＡＮモデム装置４０４及び第２ＬＡＮモデム装置４０５にデータストリームを転送する。ＬＡＮスイッチ４０３において、ビデオデータ４０６を供給し得る。建物用設備４０１は、ルータ装置４０２に接続され、例えば、集合住宅（ＭＤＵ）又は集合事業所用の建物用設備が、本発明の例示の実施形態に基づき提供される。
【００３６】
従って、本発明のこの実施形態は、供給ノード１０４とユーザノード１０５との間において、大きいビット速度でデータストリームを安価に伝送するための装置と方法を提供する。
【００３７】
特に、光ファイバ１０１は、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）として設計され、これによって、更にコストが削減される。このことにより、ファイバ分岐装置２０５を省くことができ、また、両方の信号を注入するか、又は１つを抽出して１つを注入することができる。
【００３８】
第１光送受信機１０２と第２光送受信機１０３との間の接続部は、通常５００〜１０００ｍの伝送長を有するため、建物用設備への光学的アクセスは、安価なプラスチック光ファイバによって実施し得る。
【００３９】
また光送受信機は、長い伝送長を網羅する必要がないため、安価に製造することができる。この構成において、第１ＬＡＮモデム装置は、第１中間アクセス装置４０７を介して、また、第２ＬＡＮモデム装置４０５は、第２中間アクセス装置４０８を介して、各々、ＬＡＮスイッチ４０３に接続される。
【００４０】
建物のネットワーク化が進むと、特に、集合住宅及び集合事業所〔原文のまま〕又は職場空間において、ビルシステム技術における建物の自動化や進歩によって、本発明による装置及び本発明による方法の応用の可能性は、ますます大きくなると予想される。
【００４１】
本発明は、好適な例示の実施形態によって上述のように説明したが、これらに限定されるものではなく、幾通りにも修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の例示の実施例による第１光送受信機と第２光送受信機との間の光ファイバによってデータストリームを伝送するための装置を示す図。
【図２】本発明の例示の実施例による第１光送信機ダイオード及び第２光送信機ダイオードによって、図１に示す供給ノードに到着するデータストリームを伝送するためのダイオード送信機モジュールに関する例示の実施形態を示す図。
【図３】本発明の例示の実施例によるデータストリームを伝送するための、レーザ送信機ユニット及び結合ユニットを含む、レーザ送信機モジュールを示す図。
【図４】データストリームが、ＬＡＮスイッチを介してルータ装置から第１及び第２ＬＡＮモデム装置にどのように供給されるか示す、建物用設備を表す概略図。
【図５】データストリームを伝送するための従来の装置を示す図。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004526347.tif 000029
2004526347.tif 000030
【国際調査報告】
2004526347.tif 000031
2004526347.tif 000032
2004526347.tif 000033
2004526347.tif 000034
2004526347.tif 000035
2004526347.tif 000036