專利名稱：碼分復(fù)用信號接收裝置和碼分復(fù)用收發(fā)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碼分復(fù)用(CDM: Code Division Multiplexing)收發(fā)系統(tǒng)， 特別涉及用于經(jīng)由無源光網(wǎng)絡(luò)(PON: Passive Optical Network)在服務(wù) 提供商和多個用戶之間利用CDM方式進行通信的收發(fā)系統(tǒng)。并且，涉及 該CDM收發(fā)系統(tǒng)中使用的CDM信號接收裝置。
背景技術(shù)：
經(jīng)由PON來連接服務(wù)提供商和多個用戶之間而構(gòu)成的雙向光通信 備受矚目。在通過PON連接而構(gòu)成的雙向光通信技術(shù)中，有時將服務(wù)提 供商側(cè)為了收發(fā)信號而設(shè)置的裝置稱為基站側(cè)終端裝置或OLT (Optical Line Terminal:光線路終端)。并且，有時將用戶側(cè)為了收發(fā)信號而設(shè)置 的裝置稱為用戶側(cè)終端裝置或ONU(Optical Network Unit:光網(wǎng)絡(luò)單元)。PON是如下的網(wǎng)絡(luò)在光傳輸路徑的中途連接作為無源元件的光合 路/分路器(星型耦合器star coupler),將一條光傳輸路徑分支為多條光 傳輸路徑，以該光合路/分路器為中心星型連接多個ONU (例如參照非專 利文獻1禾B 2)。通過在連接OLT和多個ONU之間的網(wǎng)絡(luò)中采用PON， 能夠在多個ONU中共用OLT和光合路/分路器之間的光傳輸路徑，能夠 抑制設(shè)備成本。在以后的說明中，有時將以光合路/分路器為中心星型連接的多個 ONU總稱為ONU組。并且，有時也將OLT和N個ONU之間的通信稱 為1對N通信(其中，N為大于等于2的整數(shù))。并且，有時將從OLT 向ONU組的通信稱為下行通信，將從ONU組向OLT的通信稱為上行通 信。在上述的非專利文獻1和2所公開的現(xiàn)有的光接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，釆 用時分復(fù)用(TDM: Time Division Multiplexing)方式，通過控制TDM信號的時隙，來識別來自各個用戶的發(fā)送信號。另一方面，在利用了 PON的光接入網(wǎng)系統(tǒng)中，如果能夠采用CDM方式，則能夠享受CDM方式本 來所具有的各種優(yōu)點。下面，有時將使用PON的CDM方式的收發(fā)系統(tǒng) 稱為CDM-PON通信系統(tǒng)?；贑DM方式的通信是如下的方式對發(fā)送信號進行編碼并發(fā)送， 在接收側(cè)，利用與在發(fā)送側(cè)進行編碼時所使用的碼相同的碼進行解碼， 由此進行通信?；贑DM方式的通信方法具有如下優(yōu)點。即，由于是在 發(fā)送側(cè)和接收側(cè)使用相同的碼作為密鑰(有時也將編碼器和解碼器中設(shè) 置的碼稱為密鑰)的方法，因此，特長之一為通信中的安全性髙。并且， 根據(jù)CDM，能夠在同一時刻復(fù)用多個發(fā)送信號，具有節(jié)約波長或時隙等 通信資源并能夠進行大容量數(shù)據(jù)通信的特長。專利文獻1中公開了利用 PON的光接入網(wǎng)系統(tǒng)的一例。并且，在專利文獻1所公開的光接入網(wǎng)系統(tǒng)中，實現(xiàn)了基于CDM方 式的1對N通信，還確立了如下的測距方法對應(yīng)于基于從OLT到各個 ONU的距離差異而產(chǎn)生的延遲時間，來調(diào)整信號的接收定時。非專利文獻i大西洋也、他、「一一廿沖、:y卜PON 、乂7亍厶」 7^夕，技報、第102號、2002年4月、pp.18-21.非專利文獻2Yoshihiro Ashi, et al., "PON Based All Fiber-Optic Access System for High-speed Multimedia Services", Hitachi Review, Vol. 48， No. 4、 1999, pp. 229-233.專利文獻1日本特開2007-228134號公報在CDM-PON通信系統(tǒng)中，在測距、解碼或選通等各個處理中需要 時鐘信號。 一般地，在TDM收發(fā)系統(tǒng)中，通過檢測TDM信號的調(diào)制頻 率，來提取與TDM信號同步的時鐘信號。在提取該時鐘信號時，使用被 稱為時鐘信號提取器(CDR: Clock Data Recovery)的器件。為了提取時鐘信號而輸入到CDR中的輸入信號不限于二值數(shù)字信 號。但是，由于N復(fù)用的CDM信號是N值的多值數(shù)字信號，因此，通 過通常的以從二值數(shù)字信號中提取時鐘信號為前提而設(shè)計的CDR，無法 提取時鐘信號。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供如下的收發(fā)系統(tǒng)該收發(fā)系統(tǒng)不會大
幅變更現(xiàn)有的基于CDM方式的CDM收發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，能夠使用以現(xiàn)有 的從二值數(shù)字信號中提取時鐘信號為前提而設(shè)計的CDR，來提取時鐘信號。
本發(fā)明的發(fā)明人著眼于，在CDM信號的頻譜分量中不包含用于對 發(fā)送信號進行編碼的碼的頻率分量、即后述的碼片率頻率分量。而且， 確信通過將頻率與碼片率頻率相等的時鐘信號與編碼復(fù)用發(fā)送信號進行 合波并發(fā)送，從而能夠使用上述的通常的CDR來進行時鐘信號提取動作。
通過利用僅使與碼片率頻率相等的頻率分量通過的帶通濾波器 (BPF: Band Pass Filter),能夠從把該時鐘信號合波于CDM信號中而發(fā) 送的信號中，僅提取出時鐘信號分量。從該BPF輸出的時鐘信號分量被 輸入到通常的以從二值數(shù)字信號中提取時鐘信號為前提而設(shè)計的CDR， 由此，能夠容易地提取時鐘信號。
另一方面，通過利用帶阻濾波器(BEF: Band Elimination Filter)對 把該時鐘信號合波于CDM信號中而發(fā)送的信號進行濾波，能夠僅提取 CDM信號分量，其中，該帶阻濾波器僅阻斷與用于對發(fā)送信號進行編碼 的碼的頻率相等的頻率。如果僅提取CDM信號分量，則通過直接利用現(xiàn) 有的解碼處理技術(shù)，就能夠?qū)υ揅DM信號分量進行解碼處理而得到接收 信號。
根據(jù)基于上述理念的本發(fā)明的主旨，首先，提供以下結(jié)構(gòu)的CDM信 號接收裝置。即，本發(fā)明的CDM信號接收裝置的特征在于，該CDM信 號接收裝置接收將頻率與CDM信號的頻譜的間隙頻率即無效頻率(Null frequency)相等的時鐘信號與該CDM信號進行合波而生成的含有時鐘信 號的CDM信號，從該含有時鐘信號的CDM信號所包含的與時鐘信號的 頻率相等的頻率分量中提取時鐘信號。
如果利用本發(fā)明的CDM信號接收裝置，則能夠?qū)崿F(xiàn)以下結(jié)構(gòu)的 CDM收發(fā)系統(tǒng)。S卩，利用了本發(fā)明的CDM信號接收裝置的CDM收發(fā)
6系統(tǒng)，是具有CDM信號發(fā)送裝置和本發(fā)明的CDM信號接收裝置的碼分 復(fù)用收發(fā)系統(tǒng)。
CDM信號發(fā)送裝置具有CDM信號發(fā)送部、時鐘信號生成部、以 及時鐘信號合波器。
CDM信號發(fā)送部對多個信道的發(fā)送信號進行編碼來生成編碼發(fā)送 信號，對該多個信道的編碼發(fā)送信號進行復(fù)用，生成并輸出CDM信號。 時鐘信號生成部生成并輸出頻率與CDM信號的頻譜的間隙頻率即無效 頻率相等的時鐘信號。時鐘信號合波器對CDM信號和時鐘信號進行合 波，生成含有時鐘信號的CDM信號，并向CDM信號接收裝置發(fā)送。
CDM信號接收裝置具有CDM信號分支器、BEF、接收信號處理 部、BPF、以及時鐘信號提取器。
CDM信號分支器被輸入含有時鐘信號的CDM信號，將該含有時鐘 信號的CDM信號二分為第1 CDM信號和第2 CDM信號。BEF被輸入 第1 CDM信號，從該第1 CDM信號中去除與時鐘信號的頻率相等的頻 率分量，輸出編碼接收信號。接收信號處理部被輸入編碼接收信號，對 該編碼接收信號進行解碼，再現(xiàn)并輸出接收信號。BPF被輸入第2CDM 信號，從該第2 CDM信號中提取與時鐘信號的頻率相等的頻率分量并輸 出。時鐘信號提取器(CDR)從由BPF提取出的與時鐘信號的頻率相等 的頻率分量中，提取時鐘信號。
上述CDM信號發(fā)送部優(yōu)選具有第1 第N發(fā)送信號處理部(N 為大于等于2的整數(shù))，其分別生成并輸出第1 第N信道的編碼發(fā)送信 號；以及編碼信號合波器，其對分別從第1 第N發(fā)送信號處理部輸出 的編碼發(fā)送信號進行合波，生成并輸出CDM信號。
上述第1 第N發(fā)送信號處理部優(yōu)選分別具有報頭賦予器，其對 二值數(shù)字發(fā)送信號賦予報頭，生成并輸出發(fā)送信號；編碼器，其被輸入 發(fā)送信號，生成并輸出編碼發(fā)送信號；以及發(fā)送定時調(diào)整器，其被輸入 編碼發(fā)送信號，進行發(fā)送定時的調(diào)整。
并且，上述接收信號處理部優(yōu)選具有解碼器，其對編碼接收信號 進行解碼，生成并輸出解碼接收信號；選通處理器，其對解碼接收信號進行選通處理；以及報頭刪除器，其去除從該選通處理器輸出的解碼接 收信號的報頭，生成并輸出接收信號。
根據(jù)本發(fā)明的CDM信號接收裝置，接收在CDM信號中含有時鐘信 號的發(fā)送信號，從該發(fā)送信號所包含的與時鐘信號的頻率相等的頻率分 量中提取時鐘信號。能夠通過現(xiàn)有的以從二值數(shù)字信號中提取時鐘信號 為前提而設(shè)計的CDR，容易地從與時鐘信號的頻率相等的頻率分量中提 取時鐘信號。
并且，根據(jù)本發(fā)明的CDM收發(fā)系統(tǒng)，在CDM信號發(fā)送部中，對多 個信道的發(fā)送信號進行編碼來生成編碼發(fā)送信號，對該多個信道的編碼 發(fā)送信號進行復(fù)用，生成CDM信號。
這里，列舉將多個信道中的一個信道作為第1信道的例子，說明對 第1信道的發(fā)送信號進行編碼來生成編碼發(fā)送信號的編碼處理。
第l信道的發(fā)送信號由二值數(shù)字信號給定，假設(shè)是(1、 0、 1、...) 的情況。說明設(shè)用于對該第1信道的發(fā)送信號進行編碼的碼是由碼長為4 的二值數(shù)字信號的形式的碼串(1、 0、 0、 1)給定的碼的情況。即使發(fā) 送信號是(1、 0、 1、...)以外的二值數(shù)字信號、以及碼是(1、 0、 0、 1) 以外的二值數(shù)字信號的情況下，以下的說明也同樣成立。
這里，碼長指對碼進行規(guī)定的由"0"和"1"構(gòu)成的數(shù)列的項數(shù)。在該 例子中，對碼進行規(guī)定的數(shù)列是(1、 0、 0、 1)，該數(shù)列的項數(shù)是4，所 以碼長是4。并且，有時將給定碼的數(shù)列稱為碼串，將碼串的各項"0"和"1" 稱為碼片，在利用電脈沖或光脈沖來表現(xiàn)該碼片的情況下，將該電脈沖 或光脈沖稱為碼片脈沖。而且，有時也將0和1本身稱為碼值。有時將 一個碼片脈沖在時間軸上所占的時間寬度稱為碼片周期。并且，將該碼 片周期的倒數(shù)稱為碼片率，將與碼片率相等的頻率稱為碼片率頻率。
進行編碼時，針對分配給編碼前的發(fā)送信號的1個比特的時隙，分 配與碼量相等數(shù)量的碼片。即，在時間軸上配置與對碼進行規(guī)定的碼串 (1、 0、 0、 1)對應(yīng)的編碼信號，使其在時間軸上完全收斂于編碼前的 發(fā)送信號的1個比特內(nèi)。即，該情況下，編碼信號的比特率即碼片率是 發(fā)送信號編碼前的比特率的4倍。利用碼長為4的碼對發(fā)送信號進行編碼，相當于求取發(fā)送信號(以
下有時表示為"D")和碼(以下有時表示為"C")之積DxC。
第1信道的發(fā)送信號是(1、 0、 1、…)，所以，將其轉(zhuǎn)換為1和-1
的二值信號時，成為(1、 -1、 1、...)。用于對第1信道的發(fā)送信號進行
編碼的碼是(1、 0、 0、 1)，所以，將其轉(zhuǎn)換為l和-l的二值信號時，成
為(1、 -1、 -1、 1)。
被轉(zhuǎn)換為由1和-1構(gòu)成的二值信號后的第1信道的發(fā)送信號的第1
個比特是't，，第2個比特是"-r，第3個比特是"r。這里，利用由(i、 -i、 -i、 i)給定的碼對第i信道的發(fā)送信號進行編碼是指，利用由(i、 -i、 -i、 i)給定的碼對第i個比特即"r，進行編碼，利用由(i、 -i、 -i、 i)給定的碼對第2個比特即"-r進行編碼，利用由(i、 -i、 -i、 i)給 定的碼對第3個比特即"r，進行編碼。
如上所述，利用碼C對發(fā)送信號D進行編碼相當于求取積DxC，所 以，發(fā)送信號的第1個比特即'T，被編碼為(D的第1個比特(l)) xc (1、 -1、 -1、 1) = (lxl、 lx (畫l)、 lx (-1)、 lxl) = (1、 -1、 -1、 1)。發(fā)送
信號的第2個比特即"-l"被編碼為(D的第2個比特(-l)) xC (1、 -1、 -1、 1) = ((-l) xl、(陽l) x (-1)、 (-1) x (誦l)、 (-1) xl) = (-1、 1、 1、 -1)。第3個比特也進行同樣的編碼。因此，如上述說明的那樣，對第1 信道的發(fā)送信號進行編碼而得到的編碼發(fā)送信號為((l、 -1、 -1、 1)、 (-1、 1、 1、 -1)、 (1、 -1、誦l、 l)) = (1、 -1、畫l、 1、 -1、 1、 1、畫l、 1、 -1、 -1、 1、…)。
根據(jù)需要，將這樣得到的-1和1的二值數(shù)字信號即編碼發(fā)送信號轉(zhuǎn) 換為0和1的二值數(shù)字信號(1、 0、 0、 1、 0、 1、 1、 0、 1、 0、 0、 1、…)，
進行收發(fā)。
在本發(fā)明的PON系統(tǒng)中的CDM通信中，將編碼發(fā)送信號轉(zhuǎn)換為0 和1的NRZ (Non Return to Zero:不歸零)格式的二值數(shù)字信號后，轉(zhuǎn) 換為光信號在PON中傳輸。轉(zhuǎn)換為光信號的0和1的二值數(shù)字信號為如 下形式的光脈沖信號在表示0的比特中，不存在光脈沖，在表示l的 比特中，存在光脈沖。
9如以上說明的那樣，當利用碼長為Q的碼對P比特的二值數(shù)字發(fā)送 信號進行編碼時，成為PXQ比特的編碼發(fā)送信號。即，作為編碼信號的 比特率的碼擴展率即碼片率是發(fā)送信號編碼前的比特率的碼長倍。
雖然在后面詳細敘述，但是在CDM信號發(fā)送部中生成的CDM信號 的與碼片率對應(yīng)的頻率的自然數(shù)倍的頻率為無效頻率。g卩，在該CDM信
號的頻譜中，不包含與碼片率對應(yīng)的頻率分量。
如果將頻率與該碼片率對應(yīng)的時鐘信號與CDM信號進行合波來生 成含有時鐘信號的CDM信號，則根據(jù)波的重合原理，該含有時鐘信號的 CDM信號成為把CDM信號和時鐘信號進行相加而得到的信號。即，如 果從含有時鐘信號的CDM信號中提取時鐘信號，則在剩余的CDM信號 中，完全未留有時鐘信號的影響。同樣，在時鐘信號中，也完全不保留 CDM信號的影響。
通過CDM信號接收裝置所具有的CDM信號分支器，將含有時鐘信 號的CDM信號二分為第1 CDM信號和第2 CDM信號。其中，第1 CDM 信號被輸入到具有僅阻斷時鐘信號的頻率的特性的BEF，去除時鐘信號 的頻率分量，生成編碼接收信號。如上所述，該編碼接收信號不包含時 鐘信號的頻率分量，且完全未留有時鐘信號的影響。即，從BEF輸出的 編碼接收信號與由CDM信號發(fā)送裝置生成的CDM信號相比，僅平均強 度不同，其時間波形相同。因此，從BEF輸出的編碼接收信號的時間波 形與由CDM信號發(fā)送裝置生成的CDM信號的時間波形相似。
在接收信號處理部中對從BEF輸出的編碼接收信號進行解碼處理，
再現(xiàn)接收信號。在該解碼處理時，由于編碼接收信號的時間波形與由 CDM信號發(fā)送裝置生成的CDM信號的時間波形相似，因此，對與CDM 信號發(fā)送裝置進行編碼時所使用的碼和在接收信號處理部中進行解碼處 理所使用的碼相等的信號分量進行解碼，再現(xiàn)接收信號。
由CDM信號發(fā)送裝置生成的CDM信號，是分別通過信道數(shù)量個的
不同的碼編碼而生成的信道數(shù)量個的編碼發(fā)送信號進行復(fù)用后的信號。 而且，在接收信號處理部的解碼處理中，僅把利用分配給該接收信號處 理部的信道的碼進行編碼的信號分量作為接收信號進行再現(xiàn)，去除利用其他信道的碼進行編碼的信號分量。
另一方面，第2 CDM信號被輸入到具有僅使時鐘信號頻率通過的特性的BPF，僅使與時鐘信號的頻率相等的頻率分量通過，去除除此之外的頻率分量。如上所述，第2CDM信號是把含有時鐘信號的CDM信號進行二分而生成的信號，所以，具有與含有時鐘信號的CDM信號的時間波形相似的時間波形。含有時鐘信號的CDM信號是根據(jù)波的重合原理對時鐘信號和CDM信號進行合波而生成的信號，所以，去除了與時鐘信號的頻率相等的頻率分量以外的分量而剩余的時鐘信號分量，完全未留有CDM信號的影響。
因此，能夠通過以從二值數(shù)字信號中提取時鐘信號為前提而設(shè)計的現(xiàn)有的CDR，容易地從由BPF輸出的信號中提取時鐘信號。即，不用導(dǎo)入任何特別的機構(gòu)，就能夠使用現(xiàn)有的CDR容易地提取時鐘信號。
因此，根據(jù)本發(fā)明的CDM收發(fā)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)如下的收發(fā)系統(tǒng)僅通過在現(xiàn)有的基于CDM方式的CDM收發(fā)系統(tǒng)的CDM信號發(fā)送部中設(shè)置時鐘信號生成部，在CDM信號接收部中增設(shè)CDM信號分支器、BEF和BPF，不用大幅變更現(xiàn)有的裝置結(jié)構(gòu)，就能夠使用現(xiàn)有的CDR來進行時鐘信號提取動作。
設(shè)置第1 第N發(fā)送信號處理部和編碼信號合波器來構(gòu)成上述CDM信號發(fā)送部，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)以下說明的通信。這里，第1 第N發(fā)送信號處理部分別生成并輸出第1 第N信道的編碼發(fā)送信號。并且，編碼信號合波器對分別從第1 第N發(fā)送信號處理部輸出的編碼發(fā)送信號進行合波，生成并輸出CDM信號。
根據(jù)具有這種CDM信號發(fā)送部的CDM信號發(fā)送裝置，能夠向N臺CDM信號接收裝置進行基于CDM方式的下行通信。由此，能夠構(gòu)筑把CDM信號發(fā)送裝置設(shè)為OLT、把CDM信號接收裝置設(shè)為ONU組而構(gòu)成的CDM信號收發(fā)系統(tǒng)。這里，分別對N臺CDM信號接收裝置分配第1 第N信道，依次賦予作為ONU-l ONU-N的功能。
該情況下，作為CDM方式的下行通信，能夠進行組播發(fā)送或廣播通信。并且，通過使構(gòu)成ONU組的幾臺ONU能夠發(fā)送上行信號，由此，能夠在這些ONU和OLT之間進行基于CDM方式的雙向通信。
上述第1 第N發(fā)送信號處理部分別構(gòu)成為具有報頭賦予器、編碼器和發(fā)送定時調(diào)整器，由此，能夠進行同步型CDM方式的發(fā)送。報頭賦予器對二值數(shù)字發(fā)送信號賦予報頭，生成并輸出發(fā)送信號。編碼器被輸入發(fā)送信號，生成并輸出編碼發(fā)送信號。發(fā)送定時調(diào)整器被輸入編碼發(fā)送信號，進行發(fā)送定時的調(diào)整。
在構(gòu)筑CDM-PON系統(tǒng)的情況下，為了根據(jù)從CDM信號發(fā)送裝置到CDM信號接收裝置的距離來調(diào)整CDM信號的接收定時，也需要進行測距。這樣，在1對N通信系統(tǒng)中，將進行測距的CDM方式稱為同步型CDM方式。根據(jù)同步型CDM方式，即使從OLT到構(gòu)成ONU組的各個ONU的距離不同，也能夠進行基于CDM方式的通信。為了進行該測距，如后所述，使用從第2CDM信號中提取的時鐘信號。
并且，上述接收信號處理部構(gòu)成為具有解碼器，其對編碼接收信號進行解碼，生成并輸出解碼接收信號；選通處理器，其對解碼接收信號進行選通處理；以及報頭刪除器，其去除從該選通處理器輸出的解碼接收信號的報頭，生成并輸出接收信號。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過選通處理器，針對該接收信號處理部所處理的編碼接收信號，有效地去除噪音分量。由此，能夠降低在CDM信號發(fā)送裝置和CDM信號接收裝置之間進行的通信的接收錯誤。為了進行該選通處理，如后所述，使用從第2 CDM信號中提取的時鐘信號。


圖1是本發(fā)明的實施方式的CDM-PON系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)框圖。圖2是用于說明對NRZ格式的二值數(shù)字編碼發(fā)送信號進行復(fù)用并生成多值數(shù)字CDM信號的過程的圖。(A)是示出NRZ格式的二值數(shù)字編碼發(fā)送信號的時間波形的圖，(B)是用于明示對二值數(shù)字發(fā)送信號進行編碼時的碼片率的圖，(C)是示出對多個NRZ格式的二值數(shù)字編碼發(fā)送信號進行復(fù)用而生成的多值數(shù)字CDM信號的時間波形的圖。
圖3是示出多值數(shù)字CDM信號的頻譜的強度表示的一例的圖。
12圖4是示出CDM信號發(fā)送部和時鐘信號生成部的概略結(jié)構(gòu)框圖。
圖5是CDM信號接收裝置32-1的概略結(jié)構(gòu)框圖。
圖6 (A)是示出第1信道的編碼發(fā)送信號的時間波形的圖，(B)是
示出其頻譜的圖。
圖7 (A)是示出第2信道的編碼發(fā)送信號的時間波形的圖，(B)是
示出其頻譜的圖。
圖8 (A)是示出對第1和第2信道進行復(fù)用而生成的CDM信號的時間波形的圖，(B)是示出其頻譜的圖。
圖9(A)是示出從時鐘信號生成部輸出的時鐘信號的時間波形的圖，(B)是示出其頻譜的圖。
圖IO (A)是示出含有時鐘信號的CDM信號的時間波形的圖，(B)是示出其頻譜的圖。
圖11是示出BEF的通過特性的圖。
圖12(A)是示出從BEF輸出的編碼接收信號的時間波形的圖，(B)是示出其頻譜的圖。
圖13 (A)是示出BPF的通過頻帶的帶寬為400MHz時的BPF的通過特性的圖，(B)是示出BPF的通過頻帶的帶寬為400MHz時從CDR輸出的時鐘信號的時間波形的圖。
圖14 (A)是示出BPF的通過頻帶的帶寬為800MHz時的BPF的通過特性的圖，(B)是示出BPF的通過頻帶的帶寬為800MHz時從CDR輸出的時鐘信號的時間波形的圖。
圖15 (A)是示出BPF的通過頻帶的帶寬為1600MHz時的BPF的通過特性的圖，(B)是示出BPF的通過頻帶的帶寬為1600MHz時從CDR輸出的時鐘信號的時間波形的圖。
圖16 (A)是示出BPF的通過頻帶的帶寬為2400MHz時的BPF的通過特性的圖，(B)是示出BPF的通過頻帶的帶寬為2400MHz時從CDR輸出的時鐘信號的時間波形的圖。
標號說明
10:基站側(cè)終端裝置(OLT); 12: CDM信號發(fā)送部；12-1 — 12-N:發(fā)送信號處理部；14:編碼信號合波器；16:時鐘信號合波器；18:時鐘信號分支器；20:時鐘信號生成部；22:半導(dǎo)體激光器(LD); 24:光纖傳輸路徑；26:星型耦合器；28:無源光網(wǎng)絡(luò)(PON); 30:用戶側(cè)終
端裝置組(ONU組)；32-l—32-N: CDM信號接收裝置；34:光電二極
管(PD); 36: CDM信號分支器；38:帶阻濾波器(BEF); 40:帶通濾波器(BPF); 42:接收信號處理部；46:時鐘信號提取器(CDR); 200:時鐘信號產(chǎn)生器；210:報頭賦予器；212:編碼器-Cl; 214、 222:發(fā)送定時調(diào)整器；276:報頭刪除器；278:報頭解析器；280:同步信號檢測器；282:選通處理器；284:延遲器；286:解碼器-Cl; 290、 294:分支器
具體實施例方式
下面，參照圖1 圖16說明本發(fā)明的實施方式。另外，圖1、圖4和圖5的各圖示出本發(fā)明的實施方式的一個結(jié)構(gòu)例，只不過以能夠理解本發(fā)明的程度概略地示出各結(jié)構(gòu)要素的配置關(guān)系等，本發(fā)明并不限于圖示例。并且，在圖l、圖4和圖5的各圖中，對同樣的結(jié)構(gòu)要素標注同一編號進行表示，有時還省略重復(fù)的說明。并且，在圖1、圖4和圖5的各圖中，用粗線表示光纖等光信號的路徑，用細線表示電信號的路徑。
另夕卜， 一般在構(gòu)成CDM收發(fā)裝置的情況下，還可以在OLT和ONU組的連接或耦合中利用無線方式。即使在采用在OLT和ONU組的連接或耦合中利用無線方式的形式的情況下，也能夠利用本發(fā)明。該情況下，在OLT中需要以電波方式發(fā)送電信號的裝置，并且，在ONU組的各個ONU中需要接收電波并將其轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。
并且，不限于利用PON型通信網(wǎng)的CDM收發(fā)系統(tǒng)，在不經(jīng)由光信號而僅根據(jù)電信號來執(zhí)行全部動作的CDM收發(fā)系統(tǒng)中，也能夠利用本發(fā)明。
但是，利用無線方式來實施本發(fā)明，或者，不經(jīng)由光信號而僅利用電信號來實施本發(fā)明，在實施所需要的技術(shù)中，除去本發(fā)明的主旨所涉及的技術(shù)以外，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都是現(xiàn)有技術(shù)。因此，下面，不采用利用無線方式的形式、或僅利用電信號來實現(xiàn)的形式，將利用本發(fā)
明最優(yōu)選的利用PON的CDM收發(fā)系統(tǒng)作為用于實施本發(fā)明的最佳方式
進行說明。
<CDM-PON系統(tǒng)的概略>
參照圖1，說明本發(fā)明的實施方式的CDM收發(fā)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)及其動作。圖1是本發(fā)明的實施方式的CDM-PON系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)框圖。
如圖1所示，本發(fā)明的實施方式的CDM-PON通信系統(tǒng)構(gòu)成為具有CDM信號發(fā)送裝置即OLT 10、和分別被分配第1 第N信道的N臺CDM信號接收裝置32-l 32-N。在圖1中，將被分配第1信道的CDM信號接收裝置32-1表示為ONU-l。并且，將分別被分配第2 第N信道的CDM信號接收裝置表示為ONU-2 ONU-N。在圖1中，將ONU-l ONU-N總體表示為ONU組30 (N為大于等于2的整數(shù))。
只要CDM信號發(fā)送裝置和CDM信號接收裝置分別各具有一臺，本發(fā)明的CDM收發(fā)系統(tǒng)即成立，但是， 一般在利用本發(fā)明優(yōu)選的PON通信系統(tǒng)中，具有一臺CDM信號發(fā)送裝置和N臺CDM信號接收裝置，進行1對N通信。因此，本發(fā)明的實施方式的CDM收發(fā)系統(tǒng)構(gòu)成為，具有作為同一結(jié)構(gòu)的N臺CDM信號接收裝置的ONU-l ONU-N。
因此，采用ONU-l對作為本發(fā)明的CDM收發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素即CDM信號接收裝置進行說明，只要不是特別需要，則省略與ONU-2 ONU-N的結(jié)構(gòu)及其動作有關(guān)的說明。
OLT 10具有CDM信號發(fā)送部12、時鐘信號生成部20、時鐘信號合波器16、以及半導(dǎo)體激光器(LD: Semiconductor Laser Diode) 22。從時鐘信號生成部20輸出提供給CDM信號發(fā)送部12的時鐘信號19-1、和用于與CDM信號15進行合波的時鐘信號19-2。時鐘信號合波器16對CDM信號15和時鐘信號19-2進行合波，生成并輸出含有時鐘信號的CDM信號17。 LD 22將含有時鐘信號的CDM信號17轉(zhuǎn)換為光信號形式的含有時鐘信號的CDM信號23并輸出。
CDM信號發(fā)送部12具有編碼信號合波器14、和分別被分配了第l 第N信道的N臺第1 第N發(fā)送信號處理部12-l 12-N。第1 第N發(fā)送信號處理部12-l 12-N對各個信道的發(fā)送信號進行編碼，生成并輸出 編碼發(fā)送信號13-1 13-N。編碼信號合波器14對分別從第1 第N發(fā)送 信號處理部12-l 12-N輸出的編碼發(fā)送信號13-l 13-N進行合波，生成 并輸出CDM信號15。
時鐘信號生成部20將頻率與CDM信號15的頻譜的間隙頻率即無 效頻率相等的時鐘信號，分支為時鐘信號19-1和時鐘信號19-2并輸出。
時鐘信號19-2和CDM信號15被輸入到時鐘信號合波器16進行合 波，生成并輸出含有時鐘信號的CDM信號17。通過LD22，將含有時鐘 信號的CDM信號17轉(zhuǎn)換為光信號形式的含有時鐘信號的CDM信號23， 輸入到無源光網(wǎng)絡(luò)(PON) 28。
PON 28構(gòu)成為具有光纖傳輸路徑24和1對N的星型耦合器26，通 過星型耦合器26，光纖傳輸路徑24被星型分支為N條分支光波導(dǎo)27-1 27-N。在分支光波導(dǎo)27-l 27-N的各個終端，各連接一臺CDM信號接 收裝置32-l 32-N。
含有時鐘信號的CDM信號23在光纖傳輸路徑24中傳播，輸入到 星型耦合器26，被N分支為含有時鐘信號的CDM信號23-1 23-N，分 別輸入到CDM信號接收裝置32-1 32-N。 g卩，分別輸入到CDM信號接 收裝置32-l 32-N的含有時鐘信號的CDM信號23-l 23-N是強度為 1/N、時間波形與含有時鐘信號的CDM信號23相似的多值數(shù)字信號。
ONU組30構(gòu)成為具有N臺CDM信號接收裝置32-1 32-N，分別 對CDM信號接收裝置32-l 32-N賦予作為ONU-l ONU-N的作用。 即，分別從CDM信號接收裝置32-l 32-N再現(xiàn)接收信號49-l 49-N并 輸出。
如上所述，CDM信號接收裝置32-1 32-N的結(jié)構(gòu)完全相同，所以， 下面，對賦予了作為ONU-l的作用的CDM信號接收裝置32-1進行說明。
CDM信號接收裝置32-1具有光電二極管(PD: Photodoide) 34、 CDM信號分支器36、 BEF 38、 BPF 40、時鐘信號提取器(CDR) 46、 以及接收信號處理部42。 PD 34將含有時鐘信號的CDM信號23-1轉(zhuǎn)換 為電信號形式的含有時鐘信號的CDM信號35并輸出。CDM信號分支器
1636被輸入含有時鐘信號的CDM信號35，將其二分為第1 CDM信號37-1 和第2CDM信號37-2。
第2 CDM信號37-2輸入到BPF 40。 BPF 40被輸入第2 CDM信號 37-2，從該第2 CDM信號37-2中提取與時鐘信號的頻率相等的頻率分量 41并輸出。CDR46根據(jù)由BPF40提取出的與時鐘信號的頻率相等的頻 率分量41，再現(xiàn)時鐘信號47，并將其提供給接收信號處理部42。
另一方面，第1 CDM信號37-1輸入到BEF 38。第1 CDM信號37-1 輸入到BEF 38，從該第1 CDM信號37-1中去除與時鐘信號的頻率相等 的頻率分量，輸出編碼接收信號39。如后所述，編碼接收信號39輸入到 接收信號處理部42，實施解碼處理、選通處理、報頭去除處理等，再現(xiàn) 接收信號49-l。 g卩，接收信號處理部42被輸入編碼接收信號39，對該編 碼接收信號39進行解碼，再現(xiàn)并輸出接收信號49-1 。
參照圖2 (A) (C)和圖3，關(guān)于在CDM信號發(fā)送部12中生成 的CDM信號15，說明與CDM信號15的碼片率對應(yīng)的頻率的自然數(shù)倍 的頻率為無效頻率、且在該CDM信號15的頻譜中不包含與碼片率對應(yīng) 的頻率分量的理由。
圖2 (A) (C)是用于說明對NRZ格式的二值數(shù)字編碼發(fā)送信號 進行復(fù)用并生成多值數(shù)字CDM信號的過程的圖，其中，該NRZ格式的 二值數(shù)字編碼發(fā)送信號是對NRZ格式的二值數(shù)字發(fā)送信號進行編碼而生 成的。橫軸以任意刻度示出時間。
圖2 (A)是示出NRZ格式的二值數(shù)字編碼發(fā)送信號的時間波形的 圖，作為一例，示出二值數(shù)字編碼發(fā)送信號由(1、 0、 1、 1、 0、 0、 1…) 給定的情況。在圖2 (A)中，沒有示出編碼前的二值數(shù)字發(fā)送信號，但 是，在本發(fā)明中，只要采用編碼而生成的NRZ格式的二值數(shù)字編碼發(fā)送 信號，就能夠充分說明發(fā)明的主旨，所以，為了簡便，省略編碼前的二 值數(shù)字發(fā)送信號的時間波形不成為問題。
為了明示對二值數(shù)字發(fā)送信號進行編碼時的基本周期即碼片周期，
圖2 (B)示出由碼串(1、 0、 1、 0、 1、 0、 1…)給定的碼的時間波形。 在圖2 (B)中，示出碼片周期為T。艮卩，碼片率為1/T。如果以圖2 (B)所示的碼片率來進行二值數(shù)字發(fā)送信號的編碼，則所生成的二值數(shù)字編
碼發(fā)送信號的無效頻率為1/T。例如，如果碼片周期T為0.5ns，則與該 碼片周期對應(yīng)的碼片率頻率為1/(0.5ns^2GHz，所以，無效頻率為2GHz。 圖2 (A)所示的NRZ格式的二值數(shù)字編碼發(fā)送信號是進行碼片周 期為T的編碼處理而生成的信號。圖2 (C)示出對多個NRZ格式的二 值數(shù)字編碼發(fā)送信號進行復(fù)用而生成的多值數(shù)字CDM信號的時間波形。 由該時間波形可知，多值數(shù)字CDM信號是由高度(強度)不同的矩形脈 沖構(gòu)成的矩形脈沖串，該矩形脈沖串的基本頻率即矩形脈沖重復(fù)頻率為 1/T。 g卩，在多值數(shù)字CDM信號的頻譜中包含基本頻率為1/T的頻率分
對基本頻率為1/T的矩形脈沖的時間波形進行傅立葉變換來求取頻 譜時，公知頻譜在振幅表示中由sin(7iTf)/(兀Tf)給定，對其進行強度(功 率)表示時，由I sin(7tTf)/(兀Tf) I 2給定。即，關(guān)于sin(兀Tf)/(7uTf)和I sin(兀Tf)/(兀Tf) I 2，在f-nx(l/T)時，sin(兀Tf)/(兀Tf) = 0，所以，f=nx(l/T) 是無效頻率。其中，n為正整數(shù)(n=l、 2、 3、…)。
圖3是示出對碼片周期T為0.5ns、即與碼片周期對應(yīng)的頻率為2GHz 的多值數(shù)字CDM信號的頻譜進行強度表示的一例的圖。橫軸對頻率f標 注刻度示出，縱軸以dBm單位對頻譜的功率值標注刻度示出。與碼片周 期對應(yīng)的碼片率頻率為2GHz，所以，示出無效頻率f為2GHz、 4GHz(= 2x (2GHz))、…。
在圖3中，在無效頻率f時，頻譜的功率值不等于O，而是-15dBm 這樣非常小的值。這是因為，圖3所示的頻譜是實際進行通信的多值數(shù) 字CDM信號的頻譜的一例。即，因為實際進行通信的多值數(shù)字CDM信 號不是在數(shù)學(xué)上嚴格的矩形波所表示的時間波形，它包含與矩形偏離的 噪音分量。在實際的CDM通信中，在接收側(cè)，-15dBm左右的小功率不 會被識別為信號。即，在實際的CDM通信中，將圖3所示的由2GHz、 4GHz(=2x (2GHz))、…給定的頻率作為無效頻率進行處理，不會產(chǎn)生
任何不良情況。
OLT的結(jié)構(gòu)及其動作>參照圖4，說明CDM信號發(fā)送部12和時鐘信號生成部20的結(jié)構(gòu)、 以及生成并輸出含有時鐘信號的CDM信號17的動作。圖4是示出CDM 信號發(fā)送部12和時鐘信號生成部20的概略結(jié)構(gòu)框圖。
CDM信號發(fā)送部12具有第1 第N發(fā)送信號處理部12-1 12-N。 第1發(fā)送信號處理部12-1被輸入第1信道的發(fā)送信號11-1，生成并輸出 編碼發(fā)送信號13-1。第2 第N發(fā)送信號處理部12-2 12-N也同樣，分 別被輸入第2 第N信道的發(fā)送信號11-2 ll-N，分別生成并輸出編碼 發(fā)送信號13-l 13-N。
編碼信號合波器14對編碼發(fā)送信號13-l 13-N進行合波，生成并 輸出CDM信號15。
第1 第N發(fā)送信號處理部12-1 12-N的結(jié)構(gòu)全都相同，所以，下 面，說明第1發(fā)送信號處理部12-1。第1發(fā)送信號處理部12-1具有報 頭賦予器210、編碼器-Cl 212和發(fā)送定時調(diào)整器214。報頭賦予器210 對第1信道的發(fā)送信號11-1即二值數(shù)字發(fā)送信號賦予報頭，生成并輸出 發(fā)送信號幀211。編碼器-Cl 212被輸入發(fā)送信號幀211，生成并輸出編 碼發(fā)送信號213。發(fā)送定時調(diào)整器214被輸入編碼發(fā)送信號213，進行發(fā) 送定時的調(diào)整。
編碼器-Cl 212設(shè)定了對第1信道分配的碼Cl。同樣，雖然在圖4 中省略圖示，但是，在第2 第N發(fā)送信號處理部12-2 12-N分別具有 的編碼器-C2 編碼器-CN中，分別設(shè)定對第2 第N信道分配的碼C2 CN。
報頭賦予器210對第1信道的發(fā)送信號11-1賦予報頭，生成發(fā)送信 號幀2U。發(fā)送信號幀211是在要發(fā)送的信息即二值數(shù)字發(fā)送信號(有時 也稱為有效載荷)中組合存儲有控制信息等的報頭而生成的。幀有時也 稱為分組。
在基于PON的數(shù)字通信中，從OLT 10向ONU組30的下行通信將 發(fā)送信號幀作為一個單位，進行所謂的分組通信。因此，通過報頭賦予 器210生成發(fā)送信號幀。在以下的說明中，不需要特意采用發(fā)送信號幀 的結(jié)構(gòu)，所以，有時將發(fā)送信號幀簡稱為發(fā)送信號。時鐘信號生成部20具有時鐘信號產(chǎn)生器200、時鐘信號分支器18、 以及發(fā)送定時調(diào)整器222。時鐘信號分支器18將從時鐘信號產(chǎn)生器200 輸出的時鐘信號21分支為提供給CDM信號發(fā)送部12的時鐘信號19-1、 和用于與CDM信號15進行合波的時鐘信號19-2。
時鐘信號19-2輸入到發(fā)送定時調(diào)整器222，實現(xiàn)與CDM信號15的 發(fā)送定時的調(diào)整。即，通過發(fā)送定時調(diào)整器222來調(diào)整時鐘信號19-2的 時間延遲量，以使CDM信號15和時鐘信號19-2在時鐘信號合波器16 中以相同相位進行合波。這樣，通過時鐘信號合波器16對CDM信號15 和時鐘信號21進行合波，生成含有時鐘信號的CDM信號17。
另一方面，如圖4所示，將時鐘信號19-1提供給第1 第N發(fā)送信 號處理部12-l 12-N共同具有的報頭賦予器210、編碼器-Cl 212和發(fā)送 定時調(diào)整器214。以該時鐘信號19-1為基準來執(zhí)行報頭賦予器210的報 頭賦予動作。編碼器-Cl 212中的編碼動作、以及發(fā)送定時調(diào)整器214中 的發(fā)送定時調(diào)整動作也同樣以時鐘信號19-1為基準來執(zhí)行。
在基于CDM-PON的收發(fā)系統(tǒng)中， 一般從OLT 10到構(gòu)成ONU組30 的各個ONU-l ONU-N的距離全都不同。因此，根據(jù)從OLT10到各個 ONU-l ONU-N的距離，進行用于調(diào)整CDM信號的接收定時的測距處 理。該測距處理的具體步驟可以利用上述專利文獻1所公開的方法等， 在該測距處理中發(fā)揮重要作用的是發(fā)送定時調(diào)整器214和222。
通過第1 第N發(fā)送信號處理部12-l 12-N分別具有的發(fā)送定時調(diào) 整器，將進行了測距處理、且根據(jù)從OLT 10到構(gòu)成ONU組30的各個 ONU-l ONU-N的距離而確定的發(fā)送信號的到達時間的延遲量，附加給 各個信道的發(fā)送信號。由此，通過同步型CDM方式來實現(xiàn)向ONU-l ONU-N的下行通信。
<0皿的結(jié)構(gòu)及其動作>
由于分別被分配了第2 第N信道的CDM信號接收裝置32-2 32-N 的結(jié)構(gòu)相同，因此，參照圖5，說明被分配了第1信道的ONU-l即CDM 信號接收裝置32-1的結(jié)構(gòu)及其動作。圖5是CDM信號接收裝置32-1的 概略結(jié)構(gòu)框圖。
20CDM信號接收裝置32-1具有:PD 34、CDM信號分支器36、BEF 38、 BPF 40、CDR46、以及接收信號處理部42。PD 34將含有時鐘信號的CDM 信號23-1轉(zhuǎn)換為電信號形式的含有時鐘信號的CDM信號35并輸出。 CDM信號分支器36被輸入含有時鐘信號的CDM信號35,將其二分為 第1 CDM信號37-1和第2 CDM信號37-2。
第2 CDM信號37-2輸入到BPF 40。 BPF 40被輸入第2 CDM信號 37-2，從該第2 CDM信號37-2中提取與時鐘信號的頻率相等的頻率分量 41并輸出。CDR46從由BPF40提取出的與時鐘信號的頻率相等的頻率 分量41，再現(xiàn)時鐘信號47，將其提供給接收信號處理部42。
通過BPF 40僅取出與時鐘信號的頻率相等的頻率分量41。如上所 述，與時鐘信號的頻率相等的頻率分量41不包含含有時鐘信號的CDM 信號35所包含的多值數(shù)字信號即CDM信號分量。并且，與時鐘信號的 頻率相等的頻率分量41是在OLT IO中生成的正弦波分量。即，在與時 鐘信號的頻率相等的頻率分量41中不包含多值數(shù)字信號分量。因此，能 夠?qū)⒁詮亩禂?shù)字信號中提取時鐘信號為前提而設(shè)計的現(xiàn)有的CDR用作 CDR 46。
另一方面，第1 CDM信號37-1輸入到BEF 38。 BEF 38被輸入第1 CDM信號37-1，從該第1 CDM信號37-1中去除與時鐘信號的頻率相等 的頻率分量，作為編碼接收信號39輸出，并輸入到接收信號處理部42。
接收信號處理部42具有解碼器-C1 286、選通處理器282、報頭解 析器278、報頭刪除器276、同步信號檢測器280、以及延遲器284。在 解碼器-Cl 286中，設(shè)定有分配給第1信道的碼Cl。
由編碼接收信號39生成接收信號49-1，生成該接收信號49-1之前 的步驟如下。首先，編碼接收信號39輸入到解碼器-Cl 286。通過解碼器 -C1 286對編碼接收信號39進行解碼，作為接收數(shù)據(jù)信號幀287再現(xiàn)并 輸出。
在接收數(shù)據(jù)信號幀287中，還包含第1信道的接收數(shù)據(jù)信號幀以外 的噪音分量。通過選通處理器282去除該噪音分量。即，接收數(shù)據(jù)信號 幀287輸入到選通處理器282，進行選通處理，僅提取發(fā)送給第1信道的信號的幀，作為接收數(shù)據(jù)信號幀283輸出。接收數(shù)據(jù)信號幀283輸入到 報頭刪除器276，去除報頭，作為第1信道的接收信號49-1再現(xiàn)并輸出。 基于選通處理器282的選通處理以從延遲器284輸出的同步信號285 為基準來執(zhí)行。延遲器284結(jié)合分配給第1信道的時隙，調(diào)整從同步信 號檢測器280輸出的同步信號281的相位以打開選通處理器282的窗， 從而輸出同步信號285。同步信號檢測器280通過分支器2卯對接收數(shù)據(jù) 信號幀283進行分支，根據(jù)該接收數(shù)據(jù)信號幀283生成并輸出同步信號 281。
報頭解析器278通過分支器292對接收數(shù)據(jù)信號幀283進行分支， 對附加給接收數(shù)據(jù)信號幀283的報頭進行解析，識別是從OLT 10發(fā)送的 幀。
將由CDR 46提取出的時鐘信號47提供給延遲器284，通過輸入該 時鐘信號47，延遲器284結(jié)合分配給第1信道的時隙，調(diào)整同步信號281 的相位以打開選通處理器282的窗，從而輸出同步信號285。 BP，選通處 理器282的窗的打開定時以由CDR 46提取出的時鐘信號47為基準來執(zhí) 行。
如以上說明的那樣，接收信號處理部42被輸入編碼接收信號39， 對該編碼接收信號39進行解碼，再現(xiàn)并輸出接收信號49-1 。 <CDM-PON的動作仿真>
通過仿真確定了本發(fā)明的主旨、即能夠把頻率與CDM信號的無效 頻率相等的時鐘信號與CDM信號進行合波并發(fā)送，在接收側(cè)使用BEF 和BPF對CDM信號進行分離，并且提取時鐘信號，因此，參照圖6(A) 和(B) 圖16 (A)和(B)，說明其結(jié)果。
圖6 (A)和(B)是示出從OLT 10所具有的分配了第1信道的發(fā)送 信號處理部12-1輸出的編碼發(fā)送信號13-1的時間波形及其頻譜的圖。圖 6 (A)示出編碼發(fā)送信號13-1的時間波形，橫軸以納秒(ns)單位對時 間標注刻度示出，縱軸以任意刻度示出振幅的大小。并且，圖6 (B)是 示出編碼發(fā)送信號13-1的頻譜的圖，橫軸以Hz單位對頻率標注刻度示 出，縱軸以dBm單位對強度標注刻度示出。如圖6 (A)所示，編碼發(fā)
22送信號13_1是以碼片周期0.5ns進行編碼的信號。即，編碼發(fā)送信號13-1 的碼片率頻率為2GHz。圖6 (A)所示的編碼發(fā)送信號13-1為(0、 0、 1、 0、 1、 0、 1、 0、 1、 1、)。并且，如圖6 (B)所示，可知無效頻 率為2GHz、 4GHz、 6GHz、 8GHz、 lOGHz、…。
圖7 (A)和(B)是示出從OLT 10所具有的分配了第2信道的發(fā)送 信號處理部12-2輸出的編碼發(fā)送信號13-2的時間波形及其頻譜的圖。圖
7 (A)示出編碼發(fā)送信號13-2的時間波形，橫軸以納秒(ns)單位對時 間標注刻度示出，縱軸以任意刻度示出振幅的大小。圖7 (B)是示出編 碼發(fā)送信號13-2的頻譜的圖，橫軸以Hz單位對頻率標注刻度示出，縱 軸以dBm單位對強度標注刻度示出。如圖7 (A)所示，編碼發(fā)送信號 13-2是以碼片周期0.5ns進行編碼的信號。即，編碼發(fā)送信號13-2的碼 片率頻率為2GHz。圖7 (A)所示的編碼發(fā)送信號13-2為(0、 1、 0、 1、 1、 0、 0、 1、 1、 1、…)。并且，如圖7 (B)所示，可知無效頻率為2GHz、 4GHz、 6GHz、 8GHz、 10GHz、…。
圖8 (A)和(B)是示出對第1和第2信道進行復(fù)用而生成的CDM 信號15的時間波形及其頻譜的圖。圖8 (A)示出CDM信號15的時間 波形，橫軸以納秒(ns)單位對時間標注刻度示出，縱軸以任意刻度示 出振幅的大小。圖8 (B)是示出CDM信號15的頻譜的圖，橫軸以Hz 單位對頻率標注刻度示出，縱軸以犯m單位對強度標注刻度示出。如圖
8 (A)所示，CDM信號15的基本周期是0.5ns。 CDM信號15是對第1 和第2信道進行復(fù)用而生成的CDM信號，所以，其振幅成為2倍，是由 0、 l和2這3個值構(gòu)成的三 值復(fù)用數(shù)字信號。并且，如圖8 (B)所示， 可知CDM信號15的頻譜的無效頻率為2GHz、 4GHz、 6GHz、 8GHz、 lOGHz、…。
圖9 (A)和(B)是示出從時鐘信號生成部20輸出的時鐘信號的時 間波形及其頻譜的圖。該時鐘信號的頻率設(shè)定為，第1和第2信道的編 碼發(fā)送信號的無效頻率即2GHz。圖9 (A)示出時鐘信號的時間波形， 橫軸以納秒(ns)單位對時間標注刻度示出，縱軸以任意刻度示出振幅 的大小。圖9 (B)是示出時鐘信號的頻譜的圖，橫軸以Hz單位對頻率標注刻度示出，縱軸以dBm單位對強度標注刻度示出。如圖9 (A)所 示，時鐘信號的時間波形為正弦波，其周期為0.5ns。并且，如圖9 (B) 所示，可知時鐘信號的頻譜僅為2GHz。在數(shù)學(xué)上，具有正弦波形狀的時 間波形的信號的頻譜由S函數(shù)給出，所以，具有圖9 (A)所示的時間波 形的時鐘信號的頻譜作為在2GHz具有唯一尖銳的峰值的函數(shù)給出。
圖10 (A)和(B)是示出在時鐘信號合波器16中對CDM信號15 和時鐘信號進行合波而生成的含有時鐘信號的CDM信號17的時間波形 及其頻譜的圖。圖10 (A)示出含有時鐘信號的CDM信號17的時間波 形，橫軸以納秒(ns)單位對時間標注刻度示出，縱軸以任意刻度示出 振幅的大小。圖10 (B)是示出含有時鐘信號的CDM信號17的頻譜的 圖，橫軸以Hz單位對頻率標注刻度示出，縱軸以dBm單位對強度標注 刻度示出。如圖IO (A)所示，含有時鐘信號的CDM信號17是將正弦 波形狀的時鐘信號合波于NRZ格式的CDM信號中而生成的信號，所以， 其形狀為矩形，并反映正弦波的形狀，成為平滑的曲線。并且，如圖10 (B)所示，含有時鐘信號的CDM信號17的頻譜為，在圖8 (B)所示 的CDM信號15的頻譜中重合圖9(B)所示的時鐘信號的頻譜后的形狀。 因此，在2GHz的位置存在時鐘信號的頻率分量即尖銳的峰值。
圖11是示出BEF 38的通過特性的圖。橫軸以GHz單位對頻率標注 刻度示出，縱軸以任意刻度示出振幅的通過率。如圖11所示，BEF 38 具有如下特性僅對第1和第2信道的編碼發(fā)送信號的無效頻率、即存 在于CDM信號15的頻譜中的2GHz的頻率分量進行阻斷，而使其他頻 率分量通過。
圖12 (A)和(B)是示出從BEF 38輸出的編碼接收信號39的時間 波形及其頻譜的圖。圖12 (A)示出編碼接收信號39的時間波形，橫軸 以納秒(ns)單位對時間標注刻度示出，縱軸以任意刻度示出振幅的大 小。圖12 (B)是示出編碼接收信號39的頻譜的圖，橫軸以Hz單位對 頻率標注刻度示出，縱軸以dBm單位對強度標注刻度示出。如圖12 (A) 所示，編碼接收信號39是從含有時鐘信號的CDM信號17中去除正弦波 形狀的時鐘信號的頻率分量而生成的NRZ格式的CDM信號，所以，其形狀與CDM信號15相同，是由0、 1和2這3個值構(gòu)成的三值復(fù)用數(shù)字 信號。并且，如圖12 (B)所示，編碼接收信號39的頻譜與圖8 (B)所 示的CDM信號15的頻譜相同，是2GHz、4GHz、6GHz、 8GHz、 10GHz、… 為無效頻率的譜形狀。
艮卩，圖12 (A)所示的編碼接收信號39的時間波形與圖8 (A)所 示的CDM信號15的時間波形相似，圖12 (B)所示的編碼接收信號39 的頻譜的形狀是與圖8 (B)所示的CDM信號15的頻譜的形狀相^l的形 狀。圖12 (B)所示的編碼接收信號39的頻譜是從含有時鐘信號的CDM 信號中去除時鐘信號的頻率分量，所以，在2GHz的位置不存在時鐘信 號的頻率分量即尖銳的峰值。
圖13 (A)和(B) 圖16 (A)和(B)是示出從CDR46輸出的 時鐘信號的時間波形所受到的BPF 40的通過頻帶帶寬的影響的圖。
圖13 (A)、圖14 (A)、圖15 (A)和圖16 (A)分別是示出BPF40 的通過頻帶的帶寬為400MHz、 800MHz、 1600MHz和2400MHz時的BPF 40的通過特性的圖。在圖13 (A)、圖14 (A)、圖15 (A)和圖16 (A) 各圖中，橫軸以Hz單位對頻率標注刻度示出，縱軸以dBm單位對通過 強度標注刻度示出。
并且，圖13 (B)、圖14 (B)、圖15 (B)和圖16 (B)分別是示出 BPF 40的通過頻帶的帶寬為400MHz、 800MHz、 1600MHz和2400MHz 時從CDR46輸出的時鐘信號的時間波形的圖。在圖13 (B)、圖14 (B)、 圖15 (B)和圖16 (B)各圖中，橫軸以ns單位對時間標注刻度示出，
縱軸以任意刻度示出振幅。
對圖13 (B)、圖14 (B)、圖15 (B)和圖16 (B)所示的時鐘信號 的時間波形進行比較時可知，BPF40的通過頻帶的帶寬越窄，越能夠穩(wěn) 定地提取時鐘信號。即，BPF40的通過頻帶的帶寬越寬，表示時鐘信號 的時間波形的正弦波曲線越粗。這表示該正弦波曲線的粗出來的部分包 含了時鐘信號的波動分量，相應(yīng)地，意味著所提取的時鐘信號不穩(wěn)定。
因此，可知從時鐘信號的穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，優(yōu)選將BPF40的通過 頻帶的帶寬設(shè)定得窄。但是，通過頻帶越是高頻，則縮窄BPF40的通過
25頻帶的帶寬在技術(shù)上越困難，其制造成本變高。因此，需要考慮利用所
提取的時鐘信號的選通處理器282中的選通寬度的大小，來決定BPF 40 的通過頻帶的帶寬。
從OLT 10發(fā)送的1個信道量的二值數(shù)字發(fā)送信號的比特率越高，選 通處理器282中的選通寬度越窄，所以，與此對應(yīng)地，需要使BPF40的 通過頻帶的帶寬變窄。即，需要決定BPF40的通過頻帶的帶寬，以使與 發(fā)送信號的比特率的倒數(shù)即分配給每一個比特的時間軸上的時間寬度 (時隙)相比，與表示時鐘信號的時間波形的正弦波曲線的粗細相當?shù)?時鐘信號的波動分量的大小充分小。
與表示時鐘信號的時間波形的正弦波曲線的粗細相當?shù)臅r鐘信號的 波動分量的大小充分小意味著，發(fā)送信號的時隙、在選通處理器282中 打開選通的時間段、以及與賦予1比特的脈沖的時隙之間的偏差量，小 到在選通處理器282中不阻斷賦予1比特的脈沖的程度。即，上述時鐘 信號的波動分量的大小，只要在選通打開的時間寬度與脈沖的時隙之差 以下即可。因此，只要按照使上述定時抖動分量的大小滿足上述條件來 決定BPF 40的通過頻帶的帶寬即可。
艮卩，從OLT 10發(fā)送的1個信道量的二值數(shù)字發(fā)送信號的比特率變高 時，與此相伴，CDM信號的碼片率頻率也變高，所以，需要與CDM信 號的碼片率頻率對應(yīng)地，縮窄BPF40的通過頻帶的帶寬。因此，需要與 CDM信號的碼片率頻率成反比地縮窄BPF 40的通過頻帶的帶寬。
權(quán)利要求
1.一種碼分復(fù)用收發(fā)系統(tǒng)中使用的碼分復(fù)用信號接收裝置，其特征在于，該碼分復(fù)用信號接收裝置接收在碼分復(fù)用信號中對頻率與該碼分復(fù)用信號的頻譜的間隙頻率即無效頻率相等的時鐘信號進行合波而生成的含有時鐘信號的碼分復(fù)用信號，從該含有時鐘信號的碼分復(fù)用信號所包含的與所述時鐘信號的頻率相等的頻率分量中提取時鐘信號。
2. —種碼分復(fù)用收發(fā)系統(tǒng)，該碼分復(fù)用收發(fā)系統(tǒng)具有碼分復(fù)用信號發(fā)送裝置和碼分復(fù)用信號接收裝置，其特征在于，所述碼分復(fù)用信號發(fā)送裝置具有碼分復(fù)用信號發(fā)送部，其對多個信道的發(fā)送信號進行編碼來生成編 碼發(fā)送信號，對該多個信道的編碼發(fā)送信號進行復(fù)用，生成并輸出碼分復(fù)用信號；時鐘信號生成部，其生成并輸出頻率與所述碼分復(fù)用信號的頻譜的間隙頻率即無效頻率相等的時鐘信號；以及時鐘信號合波器，其對所述碼分復(fù)用信號和所述時鐘信號進行合波， 生成含有時鐘信號的碼分復(fù)用信號，并向所述碼分復(fù)用信號接收裝置發(fā) 送，所述碼分復(fù)用信號接收裝置具有碼分復(fù)用信號分支器，其被輸入所述含有時鐘信號的碼分復(fù)用信號， 將該含有時鐘信號的碼分復(fù)用信號二分為第1碼分復(fù)用信號和第2碼分 復(fù)用信號；帶阻濾波器，其被輸入所述第1碼分復(fù)用信號，從該第1碼分復(fù)用 信號中去除與所述時鐘信號的頻率相等的頻率分量，輸出編碼接收信號；接收信號處理部，其被輸入所述編碼接收信號，對該編碼接收信號 進行解碼，再現(xiàn)并輸出接收信號；帶通濾波器，其被輸入所述第2碼分復(fù)用信號，從該第2碼分復(fù)用 信號中提取與所述時鐘信號的頻率相等的頻率分量并輸出；以及時鐘信號提取器，其從由該帶通濾波器提取出的與所述時鐘信號的 頻率相等的所述頻率分量中，提取時鐘信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的碼分復(fù)用收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述碼分復(fù)用信號發(fā)送部具有第1 第N發(fā)送信號處理部，其分別生成并輸出第1 第N信道的 編碼發(fā)送信號，其中，N為大于等于2的整數(shù)；以及編碼信號合波器，其對分別從所述第1 第N發(fā)送信號處理部輸出 的編碼發(fā)送信號進行合波，生成并輸出碼分復(fù)用信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的碼分復(fù)用收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第1 第N發(fā)送信號處理部分別具有報頭賦予器，其對二值數(shù)字發(fā)送信號賦予報頭，生成并輸出發(fā)送信號；編碼器，其被輸入所述發(fā)送信號，生成并輸出編碼發(fā)送信號；以及發(fā)送定時調(diào)整器，其被輸入所述編碼發(fā)送信號，進行發(fā)送定時的調(diào)整。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的碼分復(fù)用收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于， 所述接收信號處理部具有解碼器，其對所述編碼接收信號進行解碼，生成并輸出解碼接收信號 選通處理器，其對所述解碼接收信號進行選通處理；以及 報頭刪除器，其去除從該選通處理器輸出的解碼接收信號的報頭， 生成并輸出所述接收信號。
全文摘要
一種碼分復(fù)用信號接收裝置和碼分復(fù)用收發(fā)系統(tǒng)。能夠在現(xiàn)有的基于CDM方式的CDM收發(fā)系統(tǒng)的接收側(cè)中使用現(xiàn)有的CDR來提取時鐘信號。是具有CDM信號發(fā)送裝置即OLT和ONU組的CDM-PON通信系統(tǒng)。OLT具有的CDM信號發(fā)送部輸出CDM信號。通過時鐘信號合波器對CDM信號和時鐘信號進行合波，生成含有時鐘信號的CDM信號，并將其發(fā)送到ONU組。在ONU-1中，含有時鐘信號的CDM信號輸入到BPF，提取時鐘信號的頻率分量，通過CDR從該頻率分量中提取時鐘信號。另外，含有時鐘信號的CDM信號輸入到BEF，去除與時鐘信號的頻率相等的頻率分量，輸出編碼接收信號。編碼接收信號輸入到接收信號處理部進行解碼，再現(xiàn)并輸出接收信號。
文檔編號H04J13/00GK101515836SQ200910004709
公開日2009年8月26日 申請日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月20日
發(fā)明者更科昌弘 申請人:沖電氣工業(yè)株式會社