光通信裝置及光通信系統的製作方法
2023-06-14 23:51:51
專利名稱：光通信裝置及光通信系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及採用WDM方式對影像(映像)通信用的光信號和數據通信用的光信號進行復用的光通信裝置及具備上述光通信裝置的光通信系統。
背景技術：
特開2001-244528號公報中披露了在FTTH(Fiber To The Home)等中為了有效地使用光纖，採用WDM方式(波分復用方式Wavelength-Division Multiplexing)對網際網路等的數據通信的光信號和CATV(Cable Television)等的影像通信的光信號進行復用的光纖通信。
在網際網路等的數據通信中，通常是直接採用經數字調製而成的光信號(例如，點燈時為「1」，消燈時為「0」(或相反))，以622Mbps、1.25Gbps等數據率進行通信。數據通信的光信號通常由表示電文等通信數據的包(パケット)信號和填補在包信號間的象徵(ァイドル)信號的連續時系列構成。即，如圖1所示，電文等通信數據被作成包而斷續地進行通信(包信號P1、P2、…)，而包信號間的時間由意味著「沒有包信號」的象徵信號A101、A102、A103、…來填補，所以數據通信的光信號本身就被連續地發送。
象徵信號通常構成為周期性的信號圖形，例如，在ISO/IEC 8802·3所規定的1000BASE·X(所謂ギガビットイ一サネット(註冊商標))中，把「001 11110101001000101」的20比特作為周期。以光信號的調製波形來表示它的話，就成為圖2的樣子。在主頁的閱覽、文件的下載、郵件接收等網際網路的應用中，從提供商側向用戶側的下行方向的通信請求在時間上只是非常離散地發生。結果，在網際網路等的數據通信中，象徵信號會佔通信時間的大半部分。另外，在網際網路等的數據通信中，從提供商側向用戶側的方向稱為「下行方向」，相反的方向稱為「上行方向」。
另一方面，在CATV等的影像通信中，需要對100通道的程度的影像信號進行復用來傳送。現在一般採用的傳送方式是按每個特定的頻率來分割多通道的影像信號的WDM方式。這是在模擬調製了各個通道的影像信號之後，按每個一定的頻率範圍按順序來配置被調製了的各通道的影像信號的方法。當然，在此方式中，有的通道的影像信號的頻率成分就集中在分配給該通道的頻率範圍。
發明內容
在上述WDM方式的光纖通信中，為了實現在統一進行被復用的光信號的放大、分歧等處理的場合的便利，常常使在同一通信方向傳送的光信號的波長相接近。在用同一光纖來傳輸具有這樣接近的多個波長的光信號的場合，由於作為光纖的非線性光學效應之一的感應拉曼散射的影響，就會發生具有短波長的光信號的能量的一部分向具有長波長的光信號轉移的現象。感應拉曼散射是指由於入射信號光和由入射信號光產生的光學聲子的互相作用而發生的散射，感應拉曼散射發生的話，具有短波長的光信號的能量就會使具有接近的長波長的光信號放大。
一般而言，影像通信使用1.55μm的波長的光信號，數據通信使用1.49μm的波長的光信號，所以在拉曼散射發生了的場合，數據通信的光信號的能量就會使影像通信的光信號放大。
這樣的放大對於具有長波長的光信號，在此場合是影像通信的光信號來說，就會成為噪音。特別是，在數據通信的光信號中象徵信號佔的比例在時間上變長的話，該光信號的調製波形的頻率成分就會集中在特定的頻率。原因是，如上所述，象徵信號構成為把短的比特串作為周期的周期性的信號圖形。於是，對包含該特定的頻率的通道的影像信號的拉曼散射的影響就會顯著，該通道的影像信號的品質就會惡化，這是存在在問題。
以下更詳細地說明這一點。
通常，網際網路等的數據通信是在提供商側的裝置和用戶側的裝置之間在雙方向進行的。另一方面，CATV等的影像通信是從提供商側向用戶側在一方向進行的。因此，下行方向2個信號，上行方向1個信號，共計3個信號就會在同一光纖中傳送。此時，上述問題在下行方向的2個信號，即網際網路等的數據信號和CATV等的影像信號間就會顯著地發生。
再有，在網際網路等的數據通信中，如上所述，對光信號進行直接的數字調製，所以就只在數據通信的光信號的點燈時受到拉曼散射的影響。即，數據通信的光信號的亮度調製波形會以某種比例在影像信號上重疊。這樣的拉曼散射的影響程度還依賴於光纖長度、溫度、光的偏振光等波長的差以外的種種參數，不過，其發生本身不可避免。
在網際網路等的數據通信中，一般而言通信數據的內容每回都不同。因此，構成通信數據的光信號的包信號的比特串就會隨每個通信數據而不同，所以該包信號的調製波形的頻率成分在數據通信的過程中會以某種程度分散。然而，作為構成該光信號的又一個成分的象徵信號是由具有短的比特串作為周期的周期性的信號圖形構成的，所以該象徵信號的調製波形的頻率成分就會集中在特定的頻率。
把圖2所示的象徵信號的波形設為方波，分析頻率成分的話，就成為圖3所示的樣子。上述由ISO/IEC 8802·3規定的1000BASE·X的數據率是1.25Gbps，1.25Gbps的20比特串以62.5MHz重複進行。因此，從圖3可看出，圖2所示的象徵信號的頻率成分，62.5MHz作為基頻，其整數倍的頻率的譜強度就會變強。即，該象徵信號的調製波形的頻率成分就會集中在基頻的整數倍的頻率。
因此，在光纖中採用WDM方式來復用的網際網路等的數據通信在由ISO/IEC 8802·3規定的1000BASE·X的場合，對CATV等的影像通信的光信號的感應拉曼散射的影響也會集中在圖3所示的譜強度強的頻率。
CATV等的影像信號的各通道也集中在特定的頻率範圍，所以在CATV等的影像信號的各通道中，來自1000BASE·X光信號的感應拉曼散射的影響就會顯著，該通道的影像信號有惡化的可能性。
本發明是鑑於上述現有問題點而提出的，其目的在於提供一種在WDM方式的光纖通信中，可降低數據通信用的光信號對影像通信用的光信號的感應拉曼散射的不良影響，廉價地提高影像光通信的品質的光通信裝置及光通信系統。
為了達成上述目的，本發明的第1側面在於一種生成數據通信用光信號的光通信裝置，具備生成上述數據通信用光信號中的包信號的包信號生成部；生成在由上述包信號生成部生成了的包信號間插入的象徵信號的象徵信號生成部；以及使由上述象徵信號生成部生成了的上述象徵信號的信號圖形的調製波形的頻率成分分散的編碼部。
本發明的第2側面在於一種生成數據通信用光信號的光通信裝置，具備生成上述數據通信用光信號中的包信號的包信號生成部；生成在由上述包信號生成部生成了的包信號間插入的假包信號的假包信號生成部；生成在由上述包信號生成部生成了的包信號和由上述假包信號生成部生成了的假包信號之間插入的象徵信號的象徵信號生成部；以及使由上述假包信號生成部生成了的假包信號的信號圖形的調製波形的頻率成分分散的編碼部。
圖1是表示現有的數據通信的光信號的內容的示意圖。
圖2是表示現有的象徵信號的調製波形的波形圖。
圖3是表示圖2所示的象徵信號的頻譜的圖表。
圖4是表現具備第1實施方式所涉及的數據通信發送機的光通信系統的構成的框圖。
圖5是表示第1實施方式採用的象徵信號的信號圖形的一個例子的圖。
圖6是表示圖5所示的象徵信號的頻譜的圖表。
圖7是表示從第1實施方式所涉及的數據通信發送機輸出的光信號的內容的示意圖。
圖8是表示具備第2實施方式所涉及的數據通信發送機的光通信系統的構成的框圖。
圖9是表示從第2實施方式所涉及的數據通信發送機輸出的光信號的內容的示意圖。
具體實施例方式
參照附圖來說明本發明的光通信裝置及光通信系統的實施方式。另外，本發明的光通信裝置在以下各實施方式中適用於數據通信發送機。
第1實施方式的特徵在於，變更數據通信的光信號中的象徵信號的信號圖形，從而使該光信號的調製波形的頻率成分分散，避免集中在特定的頻率。
圖4是表示具備本發明的第1實施方式所涉及的光通信裝置的光通信系統的構成的框圖。
該光通信系統包括送出網際網路等的數據通信的光信號(例如1.49μm的波長)的數據通信發送機10；送出CATV等的影像通信的光信號(例如1.55μm的波長)的影像信號發送機(影像信號生成部)20；生成採用WDM方式對從該數據通信發送機10和影像信號發送機20送出了的各光信號進行復用所得的光信號，將其向由光纖構成的光路送出的WDM裝置30。
數據通信發送機10具備8比特計數器(象徵信號生成部)11、包信號發送電路(包信號生成部)12、選擇器13及切換控制電路17。8比特計數器11是循環輸出以十六進位數表示的「0x00」到「0x0F」的16個8比特碼的電路，包信號發送電路12是把發送數據作為包信號來輸出的電路。並且，選擇器13選擇8比特計數器11和包信號發送電路12的輸出中的任意一方，切換控制電路17向選擇器13輸出切換控制信號S1。
再有，選擇器13的輸出側依次與8B10B編碼器(編碼部)14、並行/串行變換部15及電/光變換部16連接，從電/光變換部16輸出了的數據通信用的光信號被輸入到WDM裝置30。在這裡，8B10B編碼器14是實現ISO/IEC 8802·3規定的作為光信號生成碼則的8B10B碼則的電路，以10比特來送8比特的量的數據而進行編碼。並行/串行變換部15是把從8B10B編碼器14輸出了的並行數據變換為串行數據的電路。電/光變換部16由發光二極體等構成，把從並行/串行切換器15輸出了的串行數據變換為光信號。
根據如上構成的數據通信發送機10，切換控制電路17從包信號發送電路12得到信號，判斷從包信號發送電路12送出的包信號的有無，在從包信號發送電路12送出包信號的期間，為選擇包信號發送電路12側的輸出而把切換控制信號S1輸出到選擇器13。還有，在從包信號發送電路12不送出包信號的期間，為選擇8B10B編碼器14側的輸出而把切換控制信號S1輸出到選擇器13。
結果，在包信號不存在的期間，從8比特計數器11通過選擇器13向8B10B編碼器14的8比特輸入節點輸入以十六進位數表示的按「0x00」、「0x01」、「0x02」、…的順序的到「0x0F」為止的16個8比特碼。這樣，作為在各包信號間插入的信號圖形，圖5所示的把160比特串作為周期的信號圖形就從8B10B編碼器14被輸出。
由這種把160比特串作為周期的周期性的信號圖形構成的象徵信號的頻率成分如圖6所示，從同圖可知，與圖3所示的現有的由把20比特串作為周期的周期性的信號圖形構成的象徵信號相比，頻率成分沒有集中在特定的頻率，而是大幅度地分散了。
因此，從數據通信發送機10發送的數據通信的光信號，如圖7所示，成為延及包信號P1、P2、…不存在的全期間，重複上述把160比特串作為周期的周期性的信號圖形的象徵信號A1、A2、…被埋入的形式。
這樣，從數據通信發送機10發送的數據通信用的光信號經WDM裝置30而被送出到光纖中的時候，該數據通信用的光信號對從影像信號發送機20發送的影像通信用的光信號造成的感應拉曼散射的不良影響就被降低，可良好地保持該影像通信用的光信號的品質。還有，以非常簡單的方法就能實施本發明，所以能廉價地獲得效果。
另外，本實施方式的主旨在於使數據通信中的光信號的調製波形的頻率成分分散，為實現這一點所變更的象徵信號的信號圖形不限於圖5所示的東西。
第2實施方式的特徵在於，由於確保與現有裝置的相互連接性等原因，在變更通常的象徵信號的信號圖形有困難的場合，使得在數據通信的光信號中通常的象徵信號佔的時間變短，從而使數據通信中的光信號的調製波形的頻率成分分散，避免集中在特定的頻率。
圖8是表示具備本發明的第2實施方式所涉及的光通信裝置的光通信系統的構成的框圖，對與圖4共用的要素付以同一標號，省略其說明。
本實施方式所涉及的光通信系統中，數據通信發送機50的構成與第1實施方式不同。即，數據通信發送機50，在圖4所示的數據通信發送機10的構成中，新設置了生成例如圖5所示的由把160比特串作為周期的周期性的信號圖形構成的假包信號的假包信號生成電路(假包信號生成部)51，還設置了選擇包信號發送電路12和假包信號生成電路51的輸出中的任意一方的選擇器52。還有，切換控制電路54向選擇器52和選擇器13分別輸出切換控制信號S11、S12。再有，作為與第1實施方式中的8比特計數器11相當的東西，在本實施方式中具備生成通常的象徵信號(參照圖2)的象徵信號生成器53，選擇器13構成為選擇象徵信號生成器53的輸出和選擇器52的輸出中的任意一方。還有，作為與第1實施方式的8比特計數器11相當的東西，在本實施方式中具備象徵信號生成器53。
根據如上構成的數據通信發送機50，切換控制電路54從包信號發送電路12得到信號，判斷從包信號發送電路12送出的包信號的有無，在從包信號發送電路12送出包信號的期間，為選擇包信號發送電路12側的輸出而把切換控制信號S11輸出到選擇器52。還有，在從包信號發送電路12不送出包信號的期間中的一定的時間帶中，為選擇假包信號生成電路51側的輸出而把切換控制信號S11輸出到選擇器52。此時，與第1實施方式中說明了的一樣，在8B10B編碼器14中，來自假包信號生成電路51的輸出被變換為由把160比特串作為周期的周期性的信號圖形構成的假包信號DP1、DP2、…。
再有，切換控制電路54隻在從選擇器52不輸出包信號及假包信號的期間，為選擇象徵信號生成器53的輸出而把切換控制信號S12輸出到選擇器13。
結果，從數據通信發送機50發送的數據通信的光信號，如圖9所示，成為在包信號P1、P2、…不存在的期間，由上述把160比特串作為周期的周期性的信號圖形構成的假包信號DP1、DP2、…被插入，而且，在這些假包信號DP1、DP2、…的前後，通常的象徵信號A1-1、A1-2、A2-1、A2-2分別被埋入的形式。
這樣，在數據通信的光信號中，在包信號P1、P2、…不存在的期間，由上述把160比特串作為周期的周期性的信號圖形構成的假包信號DP1、DP2、…被插入，從而就能在假包信號的插入期間使調製波形的頻率成分分散，而且，通常的象徵信號佔的時間變短，所以還能避免象徵信號的頻率成分集中在特定的頻率。
這樣，與第1實施方式一樣，對於來自數據通信發送機50的光信號，從數據通信發送機50發送的數據通信用的光信號對從影像信號發送機20發送的影像通信用的光信號造成的感應拉曼散射的不良影響就被降低，可良好地保持該影像通信用的光信號的品質。
另外，假包信號的內容，只要能分散其調製波形的頻率成分，也可以不是圖5所示的把160比特串作為周期的周期性的信號圖形。在本實施方式中，操作在原有的包信號間插入了的假包信號的內容，使數據通信中的光信號的調製波形的頻率成分分散，從而在象徵信號的信號圖形的變更困難的場合，也能降低感應拉曼散射的不良影響，提高光通信的品質。
還有，假包信號可以採用例如(1)作為短於包規定長度的包信號來發送，(2)把包信號的目的地的顯示(地址等)設為不存在的地址等手法，在接收側作為無效數據來廢棄。
工業實用性根據本發明，在WDM方式的光纖通信中，可降低數據通信用的光信號對影像通信用的光信號的感應拉曼散射的不良影響，廉價地提高影像光通信的品質。
還有，也可以用假包信號來實施，所以還能確保與已有的裝置的相互連接性。
權利要求
1.一種生成數據通信用光信號的光通信裝置，其特徵在於具備生成上述數據通信用光信號中的包信號的包信號生成部；生成在由上述包信號生成部生成了的包信號間插入的象徵信號的象徵信號生成部；以及使由上述象徵信號生成部生成了的上述象徵信號的信號圖形的調製波形的頻率成分分散的編碼部。
2.根據權利要求1所述的光通信裝置，其特徵在於，上述編碼器採用給定的編碼方式對計數器的輸出進行編碼，從而生成上述信號圖形，上述計數器是對構成上述象徵信號的碼比特串依次進行增計數的計數器。
3.一種生成數據通信用光信號的光通信裝置，其特徵在於具備生成上述數據通信用光信號中的包信號的包信號生成部；生成在由上述包信號生成部生成了的包信號間插入的假包信號的假包信號生成部；生成在由上述包信號生成部生成了的包信號和由上述假包信號生成部生成了的假包信號之間插入的象徵信號的象徵信號生成部；以及使由上述假包信號生成部生成了的假包信號的信號圖形的調製波形的頻率成分分散的編碼部。
4.根據權利要求3所述的光通信裝置，其特徵在於，上述假包信號是比規定長度短的包。
5.根據權利要求3所述的光通信裝置，其特徵在於，把上述假包信號中的目的地信息設定成了無效信息。
6.一種光通信系統，其特徵在於具備具備生成數據通信用光信號中的包信號的包信號生成部、生成在由上述包信號生成部生成了的包信號間插入的碼比特串的碼比特串生成部、使由上述碼比特串生成部生成了的碼比特串構成的信號圖形的調製波形的頻率成分分散的編碼部以及生成影像通信用光信號的影像信號生成部的光通信裝置；以及採用波分復用方式對上述數據通信用光信號和上述影像通信用光信號進行復用，將其輸出到光路的波分復用裝置。
7.一種光通信系統，其特徵在於具備具備生成上述數據通信用光信號中的包信號的包信號生成部、生成在由上述包信號生成部生成了的包信號間插入的假包信號的假包信號生成部、生成在由上述包信號生成部生成了的包信號和由上述假包信號生成部生成了的假包信號之間插入的象徵信號的象徵信號生成部、使由上述假包信號生成部生成了的假包信號的信號圖形的調製波形的頻率成分分散的編碼部以及生成影像通信用光信號的影像信號生成部的光通信裝置；以及採用波分復用方式對上述數據通信用光信號和上述影像通信用光信號進行復用，將其輸出到光路的波分復用裝置。
全文摘要
一種生成波分復用方式的影像光信號和數據通信用光信號的光通信裝置，對在上述數據通信用光信號的包信號間插入的信號圖形進行變更，使該信號圖形的調製波形的頻率成分分散。上述信號圖形是把計數器的輸出向給定的編碼方式的編碼器輸入而生成的，上述計數器是對碼比特依次進行增計數的計數器。
文檔編號H04J14/00GK1965509SQ20058001909
公開日2007年5月16日 申請日期2005年6月10日 優先權日2004年6月10日
發明者谷口良彥, 大西洋也 申請人:株式會社藤倉