專利名稱：光通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PON(無源光網(wǎng)絡(luò))型的光通信系統(tǒng)。更詳細(xì)地講，本發(fā)明涉及使用把光時(shí)分復(fù)用方式與光波分復(fù)用方式組合起來的通信方式的光通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為光通信系統(tǒng)，例如已知PON。所謂PON，是通過用光耦合器把光通信路徑分開，在多名加入者之間共用一條光纖的系統(tǒng)，在FTTH(光纖入室)等的服務(wù)中采用。作為以PON為基礎(chǔ)的光通信系統(tǒng)，例如已知GE(Gigabit Either)-PON，或者WDM(波分多路復(fù)用)-PON、DWA(動態(tài)波長分配)-PON等。
所謂GE-PON，是在16名以上(例如32)加入者之間共用1千兆比特/秒的傳輸頻帶(通信速度)的系統(tǒng)。作為公開GE-PON的文獻(xiàn)，例如已知有非專利文獻(xiàn)1(莜原弘道著，「高速光訪問系統(tǒng)的現(xiàn)狀和將來的展望」，O plus E，(株)新技術(shù)通信，2003年1月，Vol.25，No.1，p.49-55)。
圖13是表示GE-PON的概略結(jié)構(gòu)的概念圖，是實(shí)質(zhì)上與非專利文獻(xiàn)1的圖5相同的圖。如圖13所示，電話局一側(cè)的終端裝置(OLT；光線路終端)1301經(jīng)過用光耦合器1302分開的光纖1303，與16臺以上加入者一側(cè)的終端裝置(ONU；光網(wǎng)絡(luò)單元)1304連接。而且，OLT1301連接在基本網(wǎng)絡(luò)(區(qū)域IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)等)1305上，各ONU1304與通信終端1306(個(gè)人計(jì)算機(jī))連接。
如圖13所示，在下行方向的數(shù)據(jù)傳輸中，時(shí)分復(fù)用給各ONU1304的以太網(wǎng)(登錄商標(biāo))幀，從OLT1301向ONU1304傳送。各ONU1304從接收數(shù)據(jù)僅抽取傳送給自己的以太網(wǎng)(登錄商標(biāo))幀，廢棄其它的以太網(wǎng)(登錄商標(biāo))幀。下行方向的光波長是1480～1500nm。
另外，在上行方向的數(shù)據(jù)傳輸中，從各ONU1304向OLT1301傳送以太網(wǎng)(登錄商標(biāo))幀。這時(shí)，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整各ONU1304的發(fā)送定時(shí)，能夠在光耦合器1302把各以太網(wǎng)(登錄商標(biāo))幀時(shí)分復(fù)用。上行方向的光波長是1260～1360nm。
在GE-PON中，為了提高上行方向的數(shù)據(jù)傳輸率，進(jìn)行動態(tài)的頻帶分配(DBA動態(tài)頻帶分配)。所謂動態(tài)頻帶分配，是依照正在進(jìn)行發(fā)送動作的ONU1304的臺數(shù)，隨時(shí)變更分配給這些ONU1304的傳輸頻帶(通信速度)的技術(shù)。同時(shí)進(jìn)行發(fā)送動作的ONU1304的臺數(shù)越少，對正在發(fā)送的ONU1304中分配越寬的頻帶。
另一方面，所謂WDM-PON是通過在各ONU中分配不同的光波長，進(jìn)行光纖共用的系統(tǒng)。作為公開WDM-PON的文獻(xiàn)，例如，已知有非專利文獻(xiàn)2(Ivan Kaminov著，“Optical FIBERTELECOMMUNICATIONS IVB”，美國，Academic Press，Incorporated，2002年3月，p.480-481)。
圖14是表示W(wǎng)DM-PON的概略結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的概念圖，是實(shí)質(zhì)上與非專利文獻(xiàn)2的圖10.8a相同的圖。
如圖14所示，OLT1411與波長路由器1412用一條光纖1413連接，波長路由器1412分別連接n個(gè)ONU1414。各ONU1414使用相互不同的光波長，另外，在下行方向與上行方向中使用的光波長也不同。從而，在數(shù)據(jù)傳輸中使用的光波長的種類總共是2n。
在圖14的WDM-PON中，也可以代替單芯光纖1413，使用2芯的光纖(參照非專利文獻(xiàn)2的圖10.8b-e)。在使用2芯光纖的情況下，代替波長路由器1412，例如在上行方向中使用光分波器，在下行方向中使用光合波器(參照該文獻(xiàn)的圖10.8b)。另外，通過使用2芯光纖，各ONU1414能夠在上行方向和下行方向中使用相同的波長(參照該文獻(xiàn)的圖10.8c)。進(jìn)而，在圖14的WDM-PON中，在上行方向的傳輸中，能夠采用光譜/滑動方式，或者采用時(shí)分復(fù)用方式(參照該文獻(xiàn)的圖10.8d、e)。
所謂DWA-PON，是在把多個(gè)PON統(tǒng)一在一起的系統(tǒng)中，分別動態(tài)地分配所使用的波長的技術(shù)。DWA-PON例如在下述非專利文獻(xiàn)3(Yu-Li Hsueh etc.，“Success-DWAA Highly Scalable andCost-Effective Optical Access Network”，IEEE OpticalCommunications August 2004，S24-S30)中公開。在非專利文獻(xiàn)3的圖1所示的光通信系統(tǒng)中，對于4個(gè)系統(tǒng)的PON的4×16ONU，動態(tài)地分配4種波長。

發(fā)明內(nèi)容
GE-PON(參照圖13)如上所述使用時(shí)分復(fù)用方式。因此，在GE-PON中，設(shè)置在OLT內(nèi)的發(fā)送器以及接收器不需要在相對應(yīng)的每一個(gè)ONU中設(shè)置，可以分別各設(shè)置一臺。從而，在GE-PON中，具有能夠減小電話局內(nèi)的設(shè)備規(guī)模的優(yōu)點(diǎn)。
然而，在GE-PON中，由于把一個(gè)波長分配給所有加入者成員(例如32人)，因此同時(shí)進(jìn)行通信的加入者數(shù)(即ONU數(shù))越多，加入者每一個(gè)人的通信速度就越慢。另外，為了提高一個(gè)波長的通信速度，從接收靈敏度等理由出發(fā)，存在限制。從而，在GE-PON中，存在傳輸保證頻帶狹窄的缺點(diǎn)。
對此，WDM-PON(參照圖14)由于在每一個(gè)ONU中使用不同的波長信道，因此傳輸頻帶不會根據(jù)同時(shí)進(jìn)行通信的加入者的多少發(fā)生變化，能夠保證充分寬的傳輸頻帶。
然而，在WDM-PON中，由于針對每一個(gè)所收容的ONU使用波長不同，因此需要在OLT內(nèi)設(shè)置與該ONU同等數(shù)量的發(fā)送器以及接收器。為此，在WDM-PON中，存在電話局內(nèi)的設(shè)備規(guī)模大而且價(jià)格高的缺點(diǎn)。
另外，在WDM-PON中，由于針對每一名加入者固定波長，因此光通信系統(tǒng)運(yùn)營公司必須針對每一個(gè)PON管理分配給各加入者波長的信息，為此管理成本上升。
進(jìn)而，在WDM-PON中使用AWG(陣列波導(dǎo))型的光合分波器，而AWG對波長的溫度依賴性較大(0.011nm/℃)，例如，由于必須進(jìn)行1℃以下的精密的溫度管理，因此存在運(yùn)營成本增大的缺點(diǎn)。對此，如果使用干涉膜型WDM濾波器則能夠不需要進(jìn)行溫度管理，但是能夠在一個(gè)干涉膜型WDM濾波器中使用的波長的數(shù)量方面具有限制，從而，在具有32或者其以上分支的WDM-PON中，實(shí)際上不可能用一個(gè)干涉膜型WDM濾波器進(jìn)行波長分離。
另一方面，在DWA-PON中，由于通過動態(tài)地分配光波長，在多個(gè)PON之間能夠柔性地分配傳輸頻帶，因此在抑制設(shè)備成本或者運(yùn)行成本上升的同時(shí)，能夠?qū)嶋H上拓展傳輸頻帶。
然而，在DWA-PON中，由于能夠?qū)τ谝粋€(gè)ONU同時(shí)分配的僅是一種波長，因此在分配傳輸頻帶時(shí)的靈活性或者傳輸效率方面存在限制。
從這樣的理由出發(fā)，希望能夠以低成本而且小型設(shè)備提供傳輸頻帶充分寬的光通信系統(tǒng)的技術(shù)。
本發(fā)明涉及具備n臺(n是大于等于3的自然數(shù))加入者一側(cè)的終端裝置、1臺電話局一側(cè)的終端裝置、把與該電話局一側(cè)的終端裝置連接的光通信路徑分為n條，分別與該加入者一側(cè)的終端裝置連接的光耦合器的光通信系統(tǒng)。
而且，加入者一側(cè)的終端裝置以及電話局一側(cè)的終端裝置的至少一方的發(fā)送器具備選擇性地使用m種(m是大于等于2的自然數(shù)，m＜n)光波長，把從外部輸入的電信號序列變換為光信號序列的電/光變換單元、針對每一個(gè)光信號序列控制電/光變換器選擇的光波長和該光信號序列的輸出定時(shí)，以便時(shí)分復(fù)用以及波分復(fù)用沿著光通信路徑傳輸?shù)墓庑盘栃蛄械陌l(fā)送控制單元。
在本發(fā)明的光通信系統(tǒng)中，通過針對每一個(gè)光信號序列控制光信號序列的光波長以及輸出定時(shí)，使用把時(shí)分復(fù)用方式和波分復(fù)用方式組合起來的復(fù)用方式，復(fù)用光信號序列。由此，與TDM-PON或者WDM-PON相比較，能夠進(jìn)一步提高分配傳輸頻帶時(shí)的靈活性或者傳輸效率。
除此以外，本發(fā)明的光通信系統(tǒng)由于所使用的光波長的總數(shù)比加入者一側(cè)的終端裝置的總數(shù)少，因此與WDM-PON相比較，能夠用低成本而且小型的電話局設(shè)備構(gòu)筑。
從而，如果依據(jù)本發(fā)明，則能夠以低成本而且小型的電話局設(shè)備提供加入者要求傳輸頻帶充分寬、靈活性高的光通信系統(tǒng)。


圖1是表示第1實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖2是概略地表示第1實(shí)施形態(tài)的加入者一側(cè)的終端裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是概略地表示第1實(shí)施形態(tài)的電話局一側(cè)的終端裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4是用于說明第1實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)的通信原理的概念圖。
圖5是用于說明第1實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)的通信原理的概念圖。
圖6是用于說明第1實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)的通信原理的概念圖。
圖7是用于說明第1實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)的通信原理的概念圖。
圖8是概略地表示第2實(shí)施形態(tài)的加入者一側(cè)的終端裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
圖9是概略地表示第2實(shí)施形態(tài)的電話局一側(cè)的終端裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
圖10是用于說明第2實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)的通信原理的概念圖。
圖11是概略地表示第2實(shí)施形態(tài)的加入者一側(cè)的終端裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
圖12是概略地表示第2實(shí)施形態(tài)的電話局一側(cè)的終端裝置的概略結(jié)構(gòu)的框圖。
圖13是表示以往的光通信系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的概念圖。
圖14是表示以往光通信系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的概念圖。
具體實(shí)施例方式
以下，使用

本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。另外，圖中，各結(jié)構(gòu)成分的大小、形狀以及配置關(guān)系不過是概略地表示能夠理解本發(fā)明的程度，另外，以下說明的數(shù)值的條件不過是簡單的例示。
(第1實(shí)施形態(tài))使用圖1～圖7說明本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)。
本該實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)按照本發(fā)明的通信方式(即，把時(shí)分復(fù)用方式與波分復(fù)用方式組合起來的復(fù)用方式(以下，記為「λ·TDMA」)進(jìn)行上行方向的訪問。另一方面，在下行方向的通信中，使用與以往相同的WDM方式。
圖1是表示本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的概略圖。如圖1所示，本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)100具有PON構(gòu)造，具備ONU110-1～110-n、OLT120、光纖130和光耦合器140。
ONU110-1～110-n分別是光通信系統(tǒng)100的加入者一側(cè)的終端裝置，通常設(shè)置在各加入者的住宅中。在各ONU110-1～110-n上連接個(gè)人計(jì)算機(jī)等通信終端(未圖示)。本實(shí)施形態(tài)的ONU110-1～110-n在發(fā)送時(shí)(即，上行方向的通信時(shí))，分別使用m種光波長λu1、λu2、……、λum，輸出光突發(fā)信號。這里，光波長數(shù)m是多個(gè)，而且，是比ONU110-1～110-n的臺數(shù)n小的值(從而，成為m≥2，n≥3)。即，在本實(shí)施形態(tài)中使用的光波長的數(shù)量m比WDM-PON時(shí)(如上所述，使用與ONU的臺數(shù)相同的光波長)少。另一方面，在接收時(shí)(即，下行方向的通信時(shí))，與WDM-PON相同，通過把波長λd1、λd2、……、λdn的接收光信號進(jìn)行波長分離，得到與該ONU相對應(yīng)的波長的光信號序列。ONU110-1～110-n的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在后面用圖2敘述。
OLT120是光通信系統(tǒng)100的電話局一側(cè)的終端裝置，通常設(shè)置在電話局建筑內(nèi)。OLT120例如與互聯(lián)網(wǎng)或者區(qū)域IP網(wǎng)等其它的網(wǎng)絡(luò)連接。本實(shí)施形態(tài)的OLT120在接收時(shí)(即上行方向的通信時(shí))，把接收的光信號(波長λu1～λum)進(jìn)行波長分離，還把各波長信道的光信號進(jìn)行時(shí)間分離，復(fù)原光信號序列。另外，發(fā)送時(shí)(即下行方向的通信時(shí))，與WDM-PON相同，在生成了針對每個(gè)ONU110-1～110-n中所確定的波長λd1～λdn的光信號序列以后，把這些光信號序列波分復(fù)用后輸出。OLT120的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在后面使用圖3敘述。
光纖130是用于物理地把各ONU110-1～110-n、光耦合器140、光耦合器140以及OLT120進(jìn)行通信連接的線路。
光耦合器140直接把從OLT120接收到的波長λd1～λdn的光突發(fā)信號分支，傳送到各ONU110-1～110-n。光耦合器140還把從各ONU110-1～110-n接收的波長λd1～λum的光突發(fā)信號原封不動地疊加，向OLT120發(fā)送。
圖2是概略地表示ONU110-1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。如圖2所示，本實(shí)施形態(tài)所涉及的ONU110-1具備電/光變換器201、光/電變換器202、網(wǎng)絡(luò)控制單元203和WDM(波分多路復(fù)用)濾波器204。
電/光變換器201具備一個(gè)輸出m種波長λu1～λum的光的波長選擇光源(未圖示)。作為波長選擇光源，能夠使用例如DBR(分布布拉格反射器)激光器或者DFB(分布反饋)陣列激光器等。電/光變換器201使用該波長選擇光源，把從外部輸入的電信號序列變換為光信號序列，輸出到WDM濾波器204。電/光變換器201生成的光信號序列的光波長以及輸出定時(shí)由網(wǎng)絡(luò)控制單元203控制。
光/電變換器202在從WDM濾波器204接收的光突發(fā)信號中，把與ONU110-1相對應(yīng)的波長λd1的信號變換為電信號序列，傳送到網(wǎng)絡(luò)控制單元203。
網(wǎng)絡(luò)控制單元203根據(jù)從光/電變換器202接收的電信號序列，再生向通信終端傳送的數(shù)據(jù)或者允許發(fā)送信號等。另外，網(wǎng)絡(luò)控制單元203基于再生的允許發(fā)送信號，控制電/光變換單元201生成的光信號序列的光波長以及輸出定時(shí)(詳細(xì)過程在后面敘述)。
WDM濾波器204例如是干涉膜型的WDM濾波器，或者是從入射光僅選擇并通過任意波長的可變波長濾波器。即，WDM濾波器204根據(jù)從電/光變換器201輸入的光，僅通過波長λu1～λum，而且，把從光耦合器104輸入的光分離為波長λd1～λdn。
另外，其它的ONU110-2～110-n的結(jié)構(gòu)除去用光/電變換器202處理的光波長以外，與ONU1101的結(jié)構(gòu)相同。
圖3是概略地表示OLT120的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。如圖3所示，本實(shí)施形態(tài)所涉及的OLT120具備WDM濾波器301、突發(fā)光/電變換器302-1～302-m、電/光變換器303和OLT控制單元304。
WDM濾波器301把從光耦合器104輸入的光分離為波長λu1～λum的同時(shí)，根據(jù)從電/光變換器303輸入的光，僅通過波長λd1～λdn。
突發(fā)光/電變換器302-1～302-m從由WDM濾波器301分離的光中，輸入相對應(yīng)的波長的光(例如，在突發(fā)光/電變換器302-1的情況是波長λu1)，變換為電信號序列。突發(fā)光/電變換器302-1～302-m在能夠生成補(bǔ)償了光突發(fā)信號的時(shí)間分散性或者光振幅分散性的電信號序列這一點(diǎn)與通常的光/電變換器不同。該電信號序列向OLT控制單元304傳送。
電/光變換器303把從OLT控制單元304輸入的電信號序列變換為與發(fā)送目標(biāo)的ONU相對應(yīng)的波長(例如，在ONU110-1的情況下是波長λd1)的光信號序列，向WDM濾波器301傳送。
OLT控制單元304根據(jù)從突發(fā)光/電變換器302-1～302-m輸入的各電信號序列，再生與各ONU110-1～110-n(參照圖1)相對應(yīng)的信號序列E1～Em(詳細(xì)過程在后面敘述)。再生了的信號序列根據(jù)需要變換為預(yù)定的格式(例如ATM(異步轉(zhuǎn)移模式)幀等)，向后一級通信網(wǎng)傳送。另外，OLT控制單元304把從后一級通信網(wǎng)接收的通信數(shù)據(jù)或者在內(nèi)部生成的允許發(fā)送信號等根據(jù)需要變換為預(yù)定的格式(例如以太網(wǎng)(登錄商標(biāo))幀等)，向電/光變換器303傳送。
其次，使用圖4～圖7說明圖1～圖3所示的光通信系統(tǒng)100的動作。
圖4是用于說明本實(shí)施形態(tài)所涉及的光通信系統(tǒng)100的上行方向的通信方式，即λ·TDMA方式的概要的概念圖。
如圖4所示，在進(jìn)行上行方向的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，首先，從進(jìn)行這種數(shù)據(jù)傳輸?shù)腛NU的網(wǎng)絡(luò)控制單元203向OLT120發(fā)送頻帶請求信號。
由OLT120接收的頻帶請求信號經(jīng)過WDM濾波器301以及突發(fā)光/電變換器302-1～302-n，到達(dá)OLT控制單元304。OLT控制單元304基于從各ONU110-1～110-n接收的頻帶請求信號，計(jì)算各ONU110-1～110-n輸出的光突發(fā)信號的使用波長和輸出定時(shí)，生成包括這種波長以及定時(shí)的允許發(fā)送信號。允許發(fā)送信號經(jīng)過電/光變換器303以及WDM濾波器301，向所對應(yīng)的ONU傳送。
由所對應(yīng)的ONU接收的允許發(fā)送信號經(jīng)過WDM濾波器204以及光/電變換器202傳送到網(wǎng)絡(luò)控制單元203。網(wǎng)絡(luò)控制單元203從該允許發(fā)送信號抽取出使用波長或者輸出定時(shí)等信息。而且，這種網(wǎng)絡(luò)控制單元203基于抽取出的信息控制電/光變換器201，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
圖5是表示利用本實(shí)施形態(tài)的λ·TDMA方式復(fù)用了的光信號序列的一個(gè)例子的概念圖。在圖5中，P1～Pn是分別從ONU110-1～110-n輸出的光突發(fā)信號，另外，添加了#的數(shù)字表示突發(fā)信號的排列順序。
如圖5所示，在本實(shí)施形態(tài)中，針對每一個(gè)光突發(fā)信號控制電/光變換器201選擇的光波長和這種光信號序列的輸出定時(shí)。例如，在ONU110-1輸出的光突發(fā)信號P1中，最初的光突發(fā)信號P1#1使用光波長λu1，第2個(gè)光突發(fā)信號P1#2使用光波長λu3，第3個(gè)光突發(fā)信號P1#3使用光波長λu2。在傳輸中使用的波長依照各ONU110-1～110-n發(fā)送的各突發(fā)信號的數(shù)據(jù)長度或者總數(shù)據(jù)量等，設(shè)定成能夠得到最佳的傳輸效率。另外，光突發(fā)信號P1#1、P1#2、P1#3的輸出定時(shí)t1、t2、t3設(shè)定成這些光突發(fā)信號P1#1、P1#2、P1#3在光耦合器140中與其它的突發(fā)信號疊加時(shí)，不產(chǎn)生沖突。例如，突發(fā)信號P1#2的輸出定時(shí)t2設(shè)定成使得該突發(fā)信號P1#2與使用相同光波長λu3的其它突發(fā)信號P5#2、P3#4等不發(fā)生沖突。由此，能夠把實(shí)施了時(shí)分復(fù)用和波分復(fù)用兩種復(fù)用方式的光信號向OLT120發(fā)送。
圖6是表示ONU110-1～110-n發(fā)送的光突發(fā)信號的格式的概念圖。
如圖6所示，在上行方向通信的各波長信道中，把預(yù)定長度的保護(hù)時(shí)間(無信號區(qū)間)夾在中間，順序發(fā)送光突發(fā)信號。而且，在光突發(fā)信號的起始添加同步用的預(yù)緩動信號，然后，反復(fù)插入LLID(邏輯鏈接標(biāo)識)、MAC幀和IPG(互連網(wǎng)包間隔；用于識別MAC幀及其以后的LLID的邊界的信號)。另外，LLID包括特殊代碼K28.5、LLID、λID和CRC(循環(huán)冗余檢驗(yàn))。這里，LLID是用于識別發(fā)送方的ONU110-1～110-n的代碼。另外，λID是用于識別在該光突發(fā)信號的傳輸中所使用的波長的代碼。LLID以及λID保存在上述的允許發(fā)送信號中，從OLT120向ONU110-1～110-n傳送，或者保存在光突發(fā)信號中，從ONU110-1～110-n向OLT120返送。由此，OLT120能夠識別允許使用頻帶與所接收的光突發(fā)信號的對應(yīng)關(guān)系。
圖7是用于說明OLT120的動作的概念圖。
如上述的圖5所示，輸入到OLT120中的光信號實(shí)施時(shí)分復(fù)用和波分復(fù)用。這些光信號如上所述，由WDM濾波器204進(jìn)行波長分離，由突發(fā)光/電變換器302-1～302-m變換為電信號序列，輸入到OLT控制單元304。如圖7所示，OLT控制單元304使用LLID以及λID(參照圖6)，把這些電信號序列再次排列成每一個(gè)相對應(yīng)的ONU110-1～110n的電信號序列E1～En。所再生的信號序列如上所述，根據(jù)需要進(jìn)行格式變換，向后一級通信網(wǎng)(例如區(qū)域IP網(wǎng))傳送。
另外，下行方向的傳輸由于與通常的WDM-PON的下行傳輸相同，因此省略說明。
如以上說明的那樣，如果依據(jù)本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)100，則由于使用多個(gè)波道，因此與TDM-PON相比較，即使在同時(shí)進(jìn)行通信的加入者多的情況下也能夠確保很寬的傳輸頻帶。
另外，在本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)100中，所使用的波長的數(shù)量由于比加入者數(shù)(即，ONU的臺數(shù))少，因此與WDM-PON(即，所使用的波長的數(shù)量與ONU的臺數(shù)相同的系統(tǒng))相比較，能夠減少OLT120的電路規(guī)模(突發(fā)光/電變換器302-1～302-m的個(gè)數(shù)等)。從而，本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)100與WDM-PON相比較，能夠抑制電話局內(nèi)的設(shè)備的規(guī)?；蛘呓档蛢r(jià)格。
另外，在本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)100中，由于沒有針對每名加入者固定波長，因此光通信系統(tǒng)運(yùn)營公司不需要針對每個(gè)PON管理分配給各加入者的波長的信息，從而，與WDM-PON相比較，管理成本低。
進(jìn)而，在本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)100中，與WDM-PON相比較能夠減少所使用的波長的數(shù)量。從而，在本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)100中，不是在WDM-PON中使用的AWG濾波器，而是能夠使用干涉膜型的WDM濾波器204、301。從而，在光通信系統(tǒng)100中，由于不需要溫度管理，因此能夠降低管理成本。
除此以外，在本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)100中，由于所有的ONU110-1～110-n能夠使用全部的上行傳輸用波長λu1～λum，因此能夠依照光突發(fā)信號的長度等靈活地分配各ONU110-1～110-n使用的傳輸頻帶。從而，如果依據(jù)本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)100，則與DWA-PON相比較，能夠進(jìn)一步提高傳輸頻帶分配的靈活性或者傳輸效率。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，構(gòu)成為使所有的ONU110-1～110-n與λ·TDMA方式相對應(yīng)，但作為一部分ONU，也可以包括TDMA方式的ONU或者固定光波長的ONU。λ·TDMA方式由于是把時(shí)分復(fù)用方式與波分復(fù)用方式組合起來的復(fù)用方式，因此在這些ONU中也能夠簡單地對應(yīng)，從而，能夠容易地使這些ONU與λ·TDMA方式的ONU110-1～110-n并存。
(第2實(shí)施形態(tài))其次，使用圖8～圖10說明本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)所涉及的光通信系統(tǒng)。
本實(shí)施形態(tài)是使得各ONU能夠同時(shí)使用多個(gè)波長那樣構(gòu)成ONU以及OLT的例子。
本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)由于與上述第1實(shí)施形態(tài)(參照圖1)相同，因此省略說明。
圖8是概略地表示本實(shí)施形態(tài)的ONU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖8中，標(biāo)注與圖2相同號碼的構(gòu)成要素分別表示與圖2的情況相同的部分。如圖8所示，本實(shí)施形態(tài)所涉及的ONU具備電/光變換器810-1～810-m和開關(guān)820。
電/光變換器810-1～810-m分別具備輸出m種波長λu1～λum中的相對應(yīng)之波長的光的固定波長光源(未圖示)。電/光變換器810-1～810-m使用這種光源，把從開關(guān)820輸入的電信號序列變換為光信號序列，輸出到WDM濾波器204。這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，由于針對每一個(gè)波長具備單獨(dú)的電/光變換器810-1～810-m，因此能夠平行地輸出多種波長的光。電/光變換器810-1～810-m生成的光信號序列的光波長以及輸出定時(shí)由網(wǎng)絡(luò)控制單元203控制。
開關(guān)820基于網(wǎng)絡(luò)控制單元203的控制，把從外部輸入的電信號序列分配到電/光變換器810-1～810m中。
圖9是概略地表示本實(shí)施形態(tài)所涉及的OLT的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖9中，標(biāo)注與圖3相同號碼的構(gòu)成要素分別表示與圖3的情況相同的部分。如圖9所示，本實(shí)施形態(tài)的OLT具備開關(guān)910。開關(guān)910把從突發(fā)光/電變換器302-1～302-m輸入的電信號序列進(jìn)行再次配置。
另外，代替開關(guān)820能夠使用反轉(zhuǎn)多路復(fù)用技術(shù)，而且代替開關(guān)910能夠使用反轉(zhuǎn)多路分用技術(shù)。在使用反轉(zhuǎn)多路復(fù)用技術(shù)以及反轉(zhuǎn)多路分用技術(shù)的情況下，使用標(biāo)記信號，進(jìn)行信號序列的分配或者再次配置。
圖10是表示使用本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)復(fù)用的光信號序列的一個(gè)例子的概念圖。在圖10中，P1～Pn分別是從ONU110-1～110-n(參照圖1)輸出的光突發(fā)信號，另外，標(biāo)注了#的數(shù)字表示突發(fā)信號的排列順序。
如圖8所示，在本實(shí)施形態(tài)中，由于針對每個(gè)波長具備單獨(dú)的電/光變換器810-1～810-m，因此能夠平行地輸出多種波長的光。從而，各ONU110-1～110-n還能夠使用比一個(gè)波長部分的帶寬更寬的傳輸頻帶。
在上述的WDM-PON或者DWA-PON中，由于一名加入者能夠同時(shí)利用的波長是一種，因此如果要擴(kuò)展加入者的使用帶寬就必須使該加入者所使用的光通信線路的最高傳輸速度自身成為高速。為此，需要新敷設(shè)與已經(jīng)存在的設(shè)備不同的高速光通信用的設(shè)備。另外，在GE-PON等TDM-PON等中，如果提高對特定的加入者所允許的頻帶占有率則能夠擴(kuò)大使用帶寬，但是不能夠向加入者提供超過一個(gè)波長部分的帶寬的高速通信。針對這一點(diǎn)，在本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)中，由于各ONU能夠平行地輸出多種波長的光，因此通過變更OLT控制單元304的控制，不僅提高對加入者所允許的頻帶占有率，不僅能夠利用現(xiàn)存的光通信線路擴(kuò)展使用帶寬，還能夠向加入者提供比一個(gè)波長部分的帶寬更寬的傳輸頻帶。從而，如果依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，則在有效地利用現(xiàn)存設(shè)備的同時(shí)，能夠靈活地而且以低成本對應(yīng)加入者所要求的傳輸頻帶的增長。
另外，即使在同時(shí)進(jìn)行通信的加入者多的情況下，也能夠確保比TDM-PON寬的傳輸頻帶，能夠比WDM-PON減小電路規(guī)模或者成本，而且，能夠比DWA-PON提高靈活性或者傳輸效率，在這些方面上與上述的第1實(shí)施形態(tài)相同。
(第3實(shí)施形態(tài))其次，使用圖11以及圖12說明本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)所涉及的光通信系統(tǒng)。
本實(shí)施形態(tài)是把本發(fā)明的λ·TDMA方式適用于上行方向以及下行方向的例子。
圖11是概略地表示本實(shí)施形態(tài)的ONU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。如圖11所示，本實(shí)施形態(tài)的ONU具備電/光變換器1101、突發(fā)光/電變換器1102-1～1102-p、網(wǎng)絡(luò)控制單元1103和WDM濾波器1104。
電/光變換器1101使用輸出m種波長λu1～λum的光的波長選擇光源把電信號序列變換為光信號序列，輸出到WDM濾波器1104。電/光變換器1101生成的光信號序列的光波長以及輸出定時(shí)由網(wǎng)絡(luò)控制單元1103控制。
突發(fā)光/電變換器1102-1～1102-p從WDM濾波器1104輸入相對應(yīng)的波長的光(例如，在突發(fā)光/電變換器1102-1的情況下是波長λd1)，變換為電信號序列。另外，波長的數(shù)量p既可以與在上行方向中使用的波長數(shù)m相同，也可以是不同的值。
網(wǎng)絡(luò)控制單元1103控制電/光變換器1101生成的光信號序列的光波長以及輸出定時(shí)，另外，把從突發(fā)光/電變換器1102-1～1102-p接收的電信號序列進(jìn)行時(shí)分分離，再生發(fā)給本身ONU的下行信號序列。
WDM濾波器1104是與第1實(shí)施形態(tài)的WDM濾波器204相同的例如干涉膜型WDM濾波器。WDM濾波器1104在從電/光變換器1101輸入的光中，僅通過波長λu1～λum，而且，把從光耦合器140輸入的光分離為波長λd1～λdp。
圖12是概略地表示本實(shí)施形態(tài)的OLT的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖12中標(biāo)注了與圖3相同號碼的構(gòu)成要素分別表示與圖3的情況相同的部分。
在本實(shí)施形態(tài)的OLT中，電/光變換器1201使用輸出p種波長λd1～λdp的光的波長選擇光源(未圖示)，把電信號序列變換為光信號序列。
另外，OLT控制單元1202控制電/光變換器1201生成的光信號序列的光波長以及輸出定時(shí)，另外，根據(jù)從突發(fā)光/電變換器302-1～302-m輸入的各電信號序列，再生與各ONU110-1～110-n(參照圖1)相對應(yīng)的信號序列E1～En。
本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)的上行方向的通信動作與上述第1實(shí)施形態(tài)中的上行方向的通信相同。另外，本實(shí)施形態(tài)的光通信系統(tǒng)的下行方向的通信動作除去網(wǎng)絡(luò)控制單元1103僅再生與自身的ONU相對應(yīng)的信號序列這一點(diǎn)以外，與上行方向的通信幾乎相同。
如果依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，則除去上行方向的通信以外，由于在下行方向的通信中也使用λ·TDMA方式，因此在下行方向的通信中也能夠得到與第1實(shí)施形態(tài)相同的效果。即，如果依據(jù)本實(shí)施形態(tài)，則即使在下行方向的通信中，在同時(shí)進(jìn)行通信的加入者多的情況下，也能夠確保比TDM-PON寬的傳輸頻帶，能夠比WDM-PON降低設(shè)備規(guī)模或者成本，而且，能夠比DWA-PON提高靈活性或者傳輸效率。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，示出了使用與第1實(shí)施形態(tài)相同的電/光變換器(即，用一個(gè)波長選擇光源生成多種波長的電/光變換器)的例子，但也能夠使用與第2實(shí)施形態(tài)相同的電/光變換器(即，使用m個(gè)固定波長光源的電/光變換器)。進(jìn)而，還可以在上行方向或者下行方向的一方中使用與第1實(shí)施形相同的電/光變換器，在另一方中使用與第2實(shí)施形態(tài)相同的電/光變換器。
另外，在本實(shí)施形態(tài)中，在上行方向和下行方向中使用單獨(dú)的光波長，但也能夠使在上行方向以及下行方向中使用的一部分或者全部光波長相同。在這種情況下，例如，也可以在相對于下行方向，上行方向的傳輸量非常少時(shí)，僅把一種波長分配給上行方向，隨著上行方向傳輸?shù)谋壤黾樱瑒討B(tài)地增加分配給該上行方向的光波長的數(shù)量。
權(quán)利要求
1.一種光通信系統(tǒng)，該光通信系統(tǒng)具備n臺(n是大于等于3的自然數(shù))加入者一側(cè)的終端裝置、一臺電話局一側(cè)的終端裝置、把與該電話局一側(cè)的終端裝置連接的光通信路徑分開為n條，分別與該加入者一側(cè)的終端裝置連接的光耦合器，其特征在于上述加入者一側(cè)的終端裝置以及上述電話局一側(cè)的終端裝置的至少一方的發(fā)送器具備選擇性地使用m種(m是大于等于2的自然數(shù)，m＜n)光波長，把從外部輸入的電信號序列變換為光信號序列的電/光變換單元；針對上述光信號序列的每一個(gè)控制上述電/光變換器選擇的光波長和該光信號序列的輸出定時(shí)，以便時(shí)分復(fù)用以及波分復(fù)用在上述光通信路徑傳輸?shù)纳鲜龉庑盘栃蛄械陌l(fā)送控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光通信系統(tǒng)，其特征在于上述發(fā)送器根據(jù)由上述發(fā)送控制單元選擇的光波長以及定時(shí)，逐一地輸出上述多個(gè)光信號序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述光通信系統(tǒng)，其特征在于上述發(fā)送器根據(jù)由上述發(fā)送控制單元選擇的光波長以及定時(shí)，并列生成與該光波長不同的多個(gè)上述光信號序列，輸出把這些光信號序列波分復(fù)用的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)所述的光通信系統(tǒng)，其特征在于上述發(fā)送器是上述加入者一側(cè)的終端裝置的發(fā)送器，并且，上述電話局一側(cè)的終端裝置的接收器具備把從上述加入者一側(cè)的終端裝置發(fā)送來的上述光信號序列進(jìn)行波長分離的波長分波濾波器；把由該波長分波濾波器進(jìn)行了波長分離的上述光信號序列分別變換為電信號序列的光/電變換器；針對相對應(yīng)的每一臺上述加入者一側(cè)的終端裝置再次排列從該光/電變換器輸出的電信號序列的接收控制單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4的任一項(xiàng)所述的光通信系統(tǒng)，其特征在于上述發(fā)送器是上述加入者一側(cè)的終端裝置的發(fā)送器，上述電話局一側(cè)的終端裝置在發(fā)送允許信號中保存波長識別碼，向上述加入者一側(cè)的終端裝置發(fā)送，該加入者一側(cè)的終端裝置在與該發(fā)送允許信號相對應(yīng)的光信號序列中保存該波長識別碼后返送。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項(xiàng)所述的光通信系統(tǒng)，其特征在于上述發(fā)送器是上述電話局一側(cè)的終端裝置的發(fā)送器，并且，上述加入者一側(cè)的終端裝置的接收器具備把從上述電話局一側(cè)的終端裝置發(fā)送來的上述光信號序列進(jìn)行波長分離的波長分波濾波器；在由該波長分波濾波器中進(jìn)行了波長分離的該光信號序列中，把與該加入者一側(cè)的終端裝置相對應(yīng)的該光信號序列變換為上述電信號序列的光/電變換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6的任一項(xiàng)所述的光通信系統(tǒng)，其特征在于上述加入者一側(cè)的終端裝置和上述電話局一側(cè)的終端裝置的雙方都具備上述發(fā)送器，在上述加入者一側(cè)的終端裝置和上述電話局一側(cè)的終端裝置的上行、下行雙方向的通信中使用的一部分或者全部光波長共通，而且，分配到上行方向中的光波長的數(shù)量與分配到下行方向中的光波長的數(shù)量之比依照該上行方向以及下行方向的傳輸數(shù)據(jù)量的變化，動態(tài)地發(fā)生變化。
全文摘要
本發(fā)明提供光通信系統(tǒng)。提供使用把光時(shí)分復(fù)用方式和光波分復(fù)用方式組合起來的通信方式的光通信系統(tǒng)，光/電變換器(201)選擇性地使用m種光波長，把從外部輸入的電信號序列變換為光突發(fā)信號，網(wǎng)絡(luò)控制單元(203)針對每一個(gè)光突發(fā)信號控制光/電變換器(201)選擇的光波長和光突發(fā)信號的輸出定時(shí)，以使時(shí)分復(fù)用以及波分復(fù)用OLT中接收的光突發(fā)信號。通過把光時(shí)分復(fù)用方式與光波分復(fù)用方式組合起來，能夠以比WDM方式低的成本而且小的設(shè)備提供比TDMA方式寬的傳輸頻帶的光通信系統(tǒng)。
文檔編號H04J14/08GK1787419SQ200510118789
公開日2006年6月14日 申請日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月7日
發(fā)明者石村克宏 申請人:沖電氣工業(yè)株式會社