专利名称：点对多点光通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种站(station)侧装置和多个加入者装置使用一个光网络来发送 和接收数据的点对多点(Point-to-Multipoint)光通信系统，特别是涉及一种实现长距离 化、大容量化的点对多点光通信系统。
背景技术：
作为点对多点光通信系统的一个方式，研究如下方式通过在站侧装置与加入者 侧装置之间配置再生中继装置、波长转换装置，来延长传输距离。另外，研究如下方式利用 波分复用(wavelength divisionmultiplexing)技术将多个点对多点光通信系统进行多路 复用，来提高光纤传输线路的共享效率(例如参照专利文献1)。 在以往的结构中，在加入者侧装置的一侧，在站侧装置与多个加入者装置 的中间配置有一台波长转换装置、以及进行波长的合波(multiplexing)和分波 (demultiplexing)的MUX (Multiplexer :多路复用器)/DEMUX (Demultiplexer :多路信号分 离器)装置。另外，在站侧装置的一侧，配置有进行波长的合波和分波的MUX/DEMUX装置。
在这种系统结构中，通过配置于站侧装置与多个加入者装置的中间的波长转换装 置来对从多个加入者侧装置发送的波长1. 3 m的上行光信号进行再生中继。
更具体地说，通过如下的一系列处理来对上行光信号进行再生中继。首先，通过受 光元件将上行光信号光电转换为电信号。接着，通过具有2R功能或3R功能的接收电路对 光电转换得到的电信号进行电再生。并且，通过驱动电路和发光元件将电再生得到的信号 再次电光转换为光信号。 另外，进行再生中继的同时，进行从波长1.3ym向波长入i的波长转换。然后， 通过在加入者侧的MUX/DEMUX装置中进行波分复用，实现了在延长区间使用波分复用技术 (WDM :Wavelength DivisionMultiplexing)的波分复用传输。 另外，在站侧装置一侧，通过在配置于站侧装置一侧的MUX/DEMUX装置中进行波 长分离(wavelength divisionde咖ltiplexing)，抽出波长入i，通过第i个站侧装置来接 收。 相反地，通过在配置于站侧装置一侧的MUX/DEMUX装置中对从第i个站侧装置发 送的波长入i的下行光信号进行波分复用，实现了在延长区间使用波分复用技术的波分复
用传输。 另外，与上行光信号同样地，配置于站侧装置与多个加入者装置的中间的加入者 侧的MUX/DEMUX装置从波分复用光信号中分离并抽出第i个波长Ai。并且，波长转换装 置在对所抽出的波长入i的各个光信号进行光电转换、再生中继、电光转换的同时，从波长 入i波长转换为波长1. 3 m。最终，多个加入者侧装置分别接收被波长转换为波长1. 3 m 的信号。 另外，在以往的波长转换装置的结构中，在接入区间，对于上行信号和下行信号在 双方向上都使用波长1.3ym，在延长区间，对于上行信号和下行信号在双方向上都使用波
3长Ai。因此，在上行信号和下行信号的合波和分波中应用3dB耦合器。 并且，在波长转换器中将上行信号和下行信号相互分开而进行再生中继，上行信
号和下行信号基本上不会相互影响。 这样，通过应用专利文献1中的波长转换装置、MUX/DEMUX装置，除了以往的站侧 装置 加入者侧装置之间的接入(access)区间，还能够将站侧装置 波长转换装置的区 间作为延长区间，从而使传输距离长距离化。
专利文献1 :日本特开2002-261697号公报
发明内容
发明要解决的问题 然而，以往技术中存在如下问题。 在目前作为光加入者系统而广泛使用的GE-PON系统(GigabitEthernet(注册商 标)Paasive Optical Network)中，对于上行光信号使用波长1. 3 y m，对于下行光信号使用 波长1. 49 i！ m。因此，在上行信号和下行信号的合波和分波中应用了 3dB耦合器的以往结构 不能直接应用于GE-P0N系统。 并且，在以往的结构中，在延长区间使用的波长A i直接输入到站侧装置并从站 侧装置输出。因而，在延长区间使用的波长Ai与不应用延长技术的情况下的波长1.3ym 不同。因此，在应用波长转换装置等的延长技术的情况下，需要将已安装的站侧装置替换为 与波长Ai对应的装置。 另外，在以往的波长转换装置的详细结构中，在对突发(burst)传输的上行光信 号进行2R或3R再生时，没有使用作为基准的突发发出的时刻信息。因此，存在如下问题 接入区间的抖动(jitter)或脉宽失真等被累积，导致整个系统的传输效率等性能与不应 用波长转换装置的情况相比降低。 本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，目的在于得到一种不变更使用于加
入者侧装置和站侧装置的上行光信号和下行光信号的波长而能够延长两个装置之间的点
对多点光通信系统。 用于解决问题的方案 本发明所涉及的点对多点光通信系统，以如下光通信系统为基本结构通过经由 站侧波长合波分波器、光纤传输路径以及加入者侧波长合波分波器的光网络将一台站侧装 置与多个n台加入者侧装置进行连接，一台站侧装置和多个n台加入者侧装置分别通过时 分复用或波分复用将光信号输出到光网络；该点对多点光通信系统应用与m台站侧装置对 应地分别连接有多个r^ nm台加入者侧装置的m个基本结构；并且该点对多点光通信系统 实现了对于m个基本结构共用一台站侧波长合波分波器、一条光纤传输路径以及一台加入 者侧波长合波分波器，其中，n为2以上的整数，m为2以上的整数， nm为2以上的整 数，该点对多点光通信系统还具备m台加入者侧波长转换装置，其按各个基本结构中的每 个基本结构设置于A nm台加入者侧装置与加入者侧波长合波分波器之间，将具有共同地 分配给 nm台加入者侧装置的第一波长的上行光信号波长转换为具有按每个基本结构 预先分配的波长的上行光信号，并且将由加入者侧波长合波分波器抽出的具有按每个基本 结构预先分配的波长的下行光信号波长转换为具有共同地分配给r^ nm台加入者侧装置的第二波长的下行光信号；以及m台站侧波长转换装置，其按各个基本结构中的每个基本 结构设置于m台站侧装置与站侧波长合波分波器之间，将由站侧波长合波分波器抽出的具 有按每个基本结构预先分配的波长的上行光信号波长转换为具有第一波长的上行光信号， 并且将具有第二波长的下行光信号波长转换为具有按每个基本结构预先分配的波长的下 行光信号。 发明的效果 根据本发明，能够得到一种如下的点对多点光通信系统将由一台波长合波分波 器和多个波长转换装置构成的中继部配置在站侧装置一侧和加入者侧装置一侧这双方，经 由设置于延长区间的光纤传输路径发送和接收波分复用光信号，由此不变更使用于加入者 侧装置和站侧装置的上行光信号和下行光信号的波长，能够延长两个装置之间。
图1是本发明的实施方式1中的点对多点光通信系统的结构图。 图2是应用于本发明的实施方式2中的点对多点光通信系统的加入者侧中继部内
的波长转换装置的详细结构图。 图3是示出在本发明的实施方式2中不使用下行光信号的突发发出定时的时刻信 息而进行电信号再生的情况下的突发光信号的情形的图。 图4是示出在本发明的实施方式2中抽出下行光信号的突发发出定时的时刻信息 来进行电信号再生的情况下的突发光信号的情形的图。
具体实施例方式
下面，使用附图来说明本发明的点对多点光通信系统的优选实施方式。
实施方式1 图1是本发明的实施方式1中的点对多点光通信系统的结构图。该图1的点对多 点光通信系统由以下部分构成m(m为2以上的整数)台站侧装置l(l) l(m) ;m条光纤 2(1) 2 (m) ;m个星形耦合器3(1) 3 (m);与第i(i为1以上且m以下的整数)个星形耦 合器3(i)相连接的ni(ni为2以上的整数)台的加入者侧装置4(i、l) 4(i、n》；加入者 侧中继部10 ;站侧中继部20 ;以及光纤传输路径30。 另外，与中间站侧相当的加入者侧中继部10具备m台波长转换装置11(1) 11 (m)以及一台波长合波分波器(multiplexer/demultiplexer) 12。同样地，站侧中继部20 具备m台波长转换装置21(1) ll(m)以及一台波长合波分波器22。 在此，设置于加入者侧中继部10内的m台波长转换装置11(1) ll(m)相当于加 入者侧波长转换装置，一台波长合波分波器12相当于加入者侧波长合波分波器。另外，设 置于站侧中继部20内的m台波长转换装置21(1) 21(m)相当于站侧波长转换装置， 一台 波长合波分波器22相当于站侧波长合波分波器。 这样，图1所示的点对多点光通信系统具有具备m套的基本结构光通信系统的结 构，该基本结构光通信系统由第i个的一台站侧装置1 (i)以及连接于与其对应的星形耦合 器3(i)的多个ni台的加入者侧装置4(i、1) 4(i、n》构成。 并且，在该图1的结构中，经由一台波长合波分波器12、一台波长合波分波器22以及设于波长合波分波器12与波长合波分波器22之间的共用的光纤传输路径30，来将加入 者侧中继部10与站侧中继部20进行连接。 即，通过光纤2 (i)来将连接有多个&台的加入者侧装置4 (i 、 1) 4 (i 、 n》的星 形耦合器3(i)与波长转换装置ll(i)之间的接入区间进行连接。另一方面，通过共用的光 纤传输路径30来将波长合波分波器12与波长合波分波器22之间的延长区间进行连接。
并且，在该延长区间的光纤传输路径30中，通过应用波分复用技术，用一条光纤 将波长合波分波器12与波长合波分波器22之间进行多路复用。 接着，说明具有图1的结构的点对多点光通信系统的动作。首先，说明上行光信 号。从连接于星形耦合器3(i)的加入者侧装置4(i、1) 4(i、r0中的任一个加入者侧装 置发送波长1. 3 ii m的上行光信号。在此，波长1. 3 ii m相当于作为上行信号的波长共同地 分配给所有的站侧装置1和所有的加入者侧装置4的第一波长。 中间站侧的波长转换装置11 (i)对波长1. 3 ii m的上行光信号进行光电转换、电信 号再生、电光转换以及波长转换。波长转换装置ll(i)在进行波长转换时，为了在延长区间 应用基于波分复用技术的应用的波分复用传输，从波长1.3ym转换为波长A (iU)。在此， "U"表示上行方向的UP的意思。 波长合波分波器12对通过m台波长转换装置11(1) 11(m)波长转换得到的 波长A (1U) 波长A (mU)的光信号进行波分复用，并向延长区间的光纤传输路径30发 送波分复用光。在此，进行波分复用的波长A (1U) 波长A (mU)的波长间隔既可以设为 CWDM(CoarseWDM :粗波分复用)的波长栅格(grid)，也可以设为DWDM(DenseWDM :密集波分 复用)的波长栅格。 站侧中继部20内的波长合波分波器22从波分复用光分离出波长A (iU)的光信 号，并发送到第i个波长转换装置21(i)。然后，第i个波长转换装置21(i)对波长A (iU) 的光信号实施光电转换、电信号再生、电光转换以及波长转换。其结果，波长A (iU)的光信 号再次被转换为波长1. 3 i！ m的光信号。 通过对上行光信号实施如上所述的一系列信号处理，能够仅在延长区间使用适于 波分复用的波长A (iU)。并且，从加入者侧装置4输出的光信号以及输入到站侧装置1的 光信号能够使用1. 3ym的波长。其结果，不需要变更已安装的原有的站侧装置1、加入者侧 装置4，仅通过追加加入者侧中继部10、站侧中继部20、光纤传输路径30，就能够实现延长 化。 另一方面，对于下行光信号也进行同样的操作。从第i个站侧装置1 (i)发送波长 1. 49 ii m的下行光信号。在此，波长1. 49 P m相当于作为下行信号的波长共同地分配给所有 的站侧装置1和所有的加入者侧装置4的第二波长。 站侧中继部20内的波长转换装置21 (i)对波长1. 49 ii m的下行光信号进行光电 转换、电信号再生、电光转换以及波长转换。波长转换装置21(i)在进行波长转换时，为了 在延长区间应用基于波分复用技术的应用的波分复用传输，从波长1.49ym转换为波长
入(iD)。在此，"D"表示下行方向的DOWN的意思。 波长合波分波器22对通过m台波长转换装置21(1) 21(m)波长转换得到的 波长A (ID) 波长A (mD)的光信号进行波分复用，并向延长区间的光纤传输路径30发 送波分复用光。在此，进行波分复用的波长A (ID) 波长A (mD)的波长间隔既可以设为CWDM(CoarseWDM)的波长栅格，也可以设为DWDM (Dense WDM)的波长栅格。
加入者侧中继部10内的波长合波分波器12从波分复用信号分离出波长A (iD) 的光信号，并发送到第i个波长转换装置ll(i)。然后，第i个波长转换装置ll(i)对波长 入(iD)的光信号实施光电转换、电信号再生、电光转换以及波长转换。其结果，波长A (iD) 的光信号再次被转换为波长1. 49 y m的光信号。 对于下行光信号，也与上行光信号同样地实施如上所述的一系列信号处理，从而 能够仅在延长区间使用适于波分复用的波长A (iD)。并且，从站侧装置l输出的光信号以 及输入到加入者侧装置4的光信号能够使用1.49iim的波长。其结果，不需要变更已安装 的原有的站侧装置1、加入者侧装置4，仅通过追加加入者侧中继部10、站侧中继部20、光纤 传输路径30，就能够实现延长化。 如上所述，根据实施方式l，具有如下结构将由一台波长合波分波器和多个波长 转换装置构成的中继部配置在站侧装置一侧和加入者侧装置一侧这双方。其结果，不需要 替换原有的GE-PON系统装置，就能够实现能够延长传输距离的点对多点光通信系统。
实施方式2 在本实施方式2中，说明如下方法在波长转换装置内进行上行光信号的电信号 再生时，通过使用在再生下行光信号的电信号时抽出的时刻信息，取得上行光信号与下行 光信号之间的同步。 图2是应用于本发明的实施方式2中的点对多点光通信系统的加入者侧中继部10 内的波长转换装置ll(i)的详细结构图。 该图2的波长转换装置ll(i)由以下部分构成WDM滤波器101(i)，其对上行光信 号(波长1. 3 ii m)和下行光信号(波长1. 49 ii m)进行合波和分波；针对上行光信号的光电 转换部110(i)、电信号再生部111(i)、电光转换部112(i);以及针对下行光信号的光电转 换部120 (i)、电信号再生部121 (i)、电光转换部122 (i)。 另外，本实施方式2中的波长转换装置11 (i)还具备时刻信息抽出电路130 (i)，该 时刻信息抽出电路130(i)从通过电信号再生部121(i)得到的对下行光信号的处理结果中 抽出用于控制上行突发信号的发出定时的时刻信息。 S卩，时刻信息抽出电路130相当于进行如下处理的相位抽出电路在对下行光信 号进行波长转换时，检测出下行光信号所包含的每个加入者侧装置的相位信息，在对上行 光信号进行波长调制时，根据所检测出的相位信息来使上行光信号所包含的每个加入者侧 装置的上行光信号的相位最佳化。 该时刻信息抽出电路130(i)的输出被输入到上行突发信号的电信号再生部 lll(i)。然后，电信号再生部lll(i)根据由时刻信息抽出电路130(i)抽出的时刻信息进 行同步处理，再生上行突发信号。 之所以这样从下行光信号中抽出时刻信息来再生上行突发信号的原因如下。艮卩， 由于各个上行突发光信号是从不同的加入者装置在不同的时间发送的突发光信号，因此即 使各个突发光信号在时间序列上是并排的，也具有不同的相位。 因此，下面使用附图来说明不使用下行光信号的突发发出定时的时刻信息的情况 与使用下行光信号的突发发出定时的时刻信息的情况下的电信号再生的差异。首先，图3 是示出在本发明的实施方式2中不使用下行光信号的突发发出定时的时刻信息而进行电信号再生的情况下的突发光信号的情形的图。 在该图3中，示出了从分别不同的三个加入者侧装置发出的三个突发信号 200 (j-1) 、200 (j) 、200 (j+1)(其中，j为2以上的整数)。在此，三个突发信号200 (j-l)、 200 (j) 、200 (j+1)例如分别表示从连接于第i个星形耦合器3(i)的三个加入者侧装置 4(i、 j-1) 、4(i、 j) 、4(i、 j+1)发送的上行光信号。另外，在图3中，为了表示突发信号与时 钟之间的相位关系，示意性地示出了突发信号的上升沿的位。 在此，三个突发信号200 (j-1) 、200 (j) 、200 (j+1)是基本上不同的加入者侧装置 4(i、 j-l)、4(i、 j)、4(i、 j+1)在不同的时刻发出的信号。因此，如图3所示，其相位信息完 全不相关。 因而，在例如利用连续的时钟来进行信号再生的情况下，即使对突发信号 200 (j-1)来说是最佳相位，对于其它突发信号200 (j) 、200 (j+1)并不能说是最佳相位，有 可能发生误码(bit error)。 在图3中示出了虽然突发信号200(j_l)是最佳相位、但是突发信号200(j)、 200 (j+1)偏离最佳相位的情况。因此，在对于突发信号200(j)、200(j+l)的电信号再生中， 有可能发生误码。 与此相对地，图4是示出在本发明的实施方式2中抽出下行光信号的突发发出定 时的时刻信息来进行电信号再生的情况下的突发光信号的情形的图。 在该图4中，与之前的图3同样地示出了从分别不同的三个加入者侧装置发出 的三个突发信号200(j-l)、200(j)、200(j+l)。在此，三个突发信号200 (j-1) 、200 (j)、 200 (j+1)例如分别表示从连接于第i个星形耦合器3(i)的三个加入者侧装置4(i、 j-1)、 4(i、 j)、4(i、 j+1)发送的上行光信号。 如之前使用图3所说明的那样，突发信号200 (j-1) 、200 (j) 、200 (j+1)基本上完全 不相关，具有不同的相位。因此，使用通过时刻信息抽出电路130(i)从下行光信号中抽出 的突发发出定时的时刻信息来进行同步处理。 更具体地说，针对上行光信号的电信号再生部lll(i)使用由时刻信息抽出电路 130(i)抽出的时刻信息，在各个突发信号的开头初始化再生电路。其结果，能够使时钟与各 个突发信号200 (j-1) 、200 (j) 、200 (j+1)之间的相位对各个突发信号来说成为最佳。
图4的中部示出的三个突发信号201 (j-1) 、201 (j) 、201 (j+1)示出了相位最佳化 的状态。只要应用例如已经在GE-PON中批量生产应用的CDR电路，就能够实现这种相位状 态的最佳化。 如上所述，根据实施方式2，使用时刻信息来取得同步，由此在突发信号的再生中 也能够以最佳的相位再生电信号。其结果，抑制突发光信号所特有的抖动或脉宽失真被累 积，能够防止整个系统的传输效率降低。 此外，为了使接入区间的突发光信号成为适于延长区间的WDM光信号的数据格 式，针对上行光信号的电信号再生部最好具有将上行突发信号转换为连续流信号的功能。
权利要求
一种点对多点光通信系统，该点对多点光通信系统以如下光通信系统为基本结构通过经由站侧波长合波分波器、光纤传输路径以及加入者侧波长合波分波器的光网络将一台站侧装置与多个n台加入者侧装置进行连接，上述一台站侧装置和上述多个n台加入者侧装置分别通过时分复用或波分复用将光信号输出到上述光网络；该点对多点光通信系统应用与m台站侧装置对应地分别连接有多个n1～nm台加入者侧装置的m个基本结构；并且该点对多点光通信系统实现了对于上述m个基本结构共用一台站侧波长合波分波器、一条光纤传输路径以及一台加入者侧波长合波分波器，其中，n为2以上的整数，m为2以上的整数，n1～nm为2以上的整数，上述点对多点光通信系统还具备m台加入者侧波长转换装置，其按各个基本结构中的每个基本结构设置于上述n1～nm台加入者侧装置与上述加入者侧波长合波分波器之间，将具有共同地分配给上述n1～nm台加入者侧装置的第一波长的上行光信号波长转换为具有按每个基本结构预先分配的波长的上行光信号，并且将由上述加入者侧波长合波分波器抽出的具有按每个基本结构预先分配的波长的下行光信号波长转换为具有共同地分配给上述n1～nm台加入者侧装置的第二波长的下行光信号；以及m台站侧波长转换装置，其按各个基本结构中的每个基本结构设置于上述m台站侧装置与上述站侧波长合波分波器之间，将由上述站侧波长合波分波器抽出的具有按每个基本结构预先分配的波长的上行光信号波长转换为具有上述第一波长的上行光信号，并且将具有上述第二波长的下行光信号波长转换为具有按每个基本结构预先分配的波长的下行光信号。
2. 根据权利要求1所述的点对多点光通信系统，其特征在于，上述m台加入者侧波长转换装置各自还具备相位抽出电路，该相位抽出电路在对下行 光信号进行波长转换时，检测出上述下行光信号所包含的每个加入者侧装置的相位信息， 在对上行光信号进行波长调制时，根据检测出的上述相位信息，使上述上行光信号所包含 的每个加入者侧装置的上行光信号的相位最佳化。
全文摘要
得到一种不变更使用于加入者侧装置与站侧装置的上行光信号和下行光信号的波长而能够延长两个装置之间的点对多点光通信系统。一种点对多点光通信系统，以将一台站侧装置(1)与多个n台的加入者侧装置(4)进行连接的光网络为基本结构，对m个基本结构共用一台站侧波长合波分波器(22)、一条光纤传输路径(30)以及一台加入者侧波长合波分波器(12)，该点对多点光通信系统具备由一台波长合波分波器(22，12)和m个波长转换装置(21，11)构成的站侧中继部(20)和加入者侧中继部(10)，在站侧装置(1)与站侧中继部(20)之间以及加入者侧装置(4)与加入者侧中继部(10)之间使用目前的波长的光信号，在经由光纤传输路径(30)的波长合波分波器(12，22)之间使用能够延长的波分复用光信号。
文档编号H04B10/272GK101755404SQ20078005381
公开日2010年6月23日 申请日期2007年7月18日 优先权日2007年7月18日
发明者中川润一, 野上正道 申请人:三菱电机株式会社