CN101340734B - 无源光网系统及其通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无源光网系统及其通信方法。在无源光网系统中，将传送速度较低的速度作为基本速度，在将附加信息字节和传送速度较低的数据维持为基本速度的状态下，将传送速度较高的数据变换为以该基本速度调制的数据，将头和数据或变换后的数据时分复用到帧内来收发。在母站中将传送速度较高的数据变换(调制)为传送速度较低的基本速度后，对传送速度较低的数据和变换后的数据分别附加包括以各子站为目的地的标识符的头后，时分复用到帧内，以基本速度发送给各子站。在接收到该帧的子站中，基于包含在头中的标识符仅将以自己站为目的地的数据取入到自己站中，通过解调将变换后的数据再变换为原来的传送速度较高的数据后，提供给用户的终端。

Description

无源光网系统及其通信方法
技术领域
本发明涉及多个用户连接装置共用光传送线路的无源光网系统的结构及其通信方法。
背景技术
为了经由通信网收发大容量的图像信号及数据，在将用户连接到通信网的接入网中也不断发展通信网的高速、宽带化，计划引入国际电气通信协会(以下称作ITU-T)的建议G984.1-3等规定的无源光网系统(PassiveOptical Network system：以下称作PON)。PON是将与上层的通信网连接的光复用终端装置(Optical Line Terminator：以下称作OLT)、和收容多个用户的终端(PC或电话)的光网终端装置(Optical Network Unit：以下称作ONU)，用由主干光纤、光分离器、和多个支线光纤构成的光无源网连接的系统。具体而言，是如下的系统：将来自连接在各ONU上的终端(PC等)的信号，以光信号从支线光纤经由光分离器由主干光纤进行光学(时分割)复用后发送给OLT，OLT将来自各ONU的信号进行通信处理后发送给上层通信网，或者发送给连接在OLT上的其他ONU的方式进行通信。
PON的开发和导入是从处理64kbit/秒的低速信号的系统开始的，以最大约600Mbit/秒收发固定长的ATM信元的BPON(Broadband PON)或以最大约1Gbit/秒收发以太网(注册商标)的可变长包的以太网PON(EPON)、处理更高速的2.4Gbit/秒左右的信号的由ITU-T建议G.984.1、G.984.2及G.984.3标准化的GPON(Gigabit PON)的导入被不断推进。进而，今后要求能够处理从10Gbit/秒到40Gbit/秒的信号的高速PON的实现。作为实现这些高速PON的手段，研究了将多个信号时分复用的TDM(Time DivisionMultiplexing)、波长复用的WDM(Wavelength Division Multiplexing)复用、码分复用的CDM(Code Division Multiplexing)复用等复用方法。另外，现状的PON采用TDM，例如GPON的结构是在上行(从ONU向OLT)的信号和下行(从OLT向ONU)的信号中使用不同的波长，OLT与各ONU之间的通信对各ONU分配信号的通信时间。此外，从以往的处理固定长信号的结构变成容易处理更多种类的信号(声音、图像、数据等)、且也处理的脉冲(burst)状的可变长信号(脉冲信号)的结构。今后的PON也如上述那样研究了各种复用方法，但采用TDM的方向的研究成为主流。
在上述各PON的方式中，由于在散布在各种地方的用户住所中设置ONU，所以从OLT到ONU的距离不同。即，由于从OLT到各ONU的主干光纤与支线光纤合计的光纤长度(传送距离)不均匀，所以各ONU与OLT间的传送延迟不均匀，即使各ONU发送信号，在主干光纤上从各ONU输出的光信号也有可能彼此冲突、干扰。因此，在各PON中，利用例如由G.984.3的第10章规定那样的、称作测距(ranging)的技术，在进行OLT与ONU之间的距离测量后，调节各ONU的输出信号的延迟，以使来自各ONU的信号输出不会冲突。
进而，OLT如果使用称作动态带宽分配(Dynamic BandwidthAssignment：以下称作DBA)的技术，基于来自各ONU的发送请求决定许可发送给该ONU的信号的带宽，则在也考虑在上述测距中测量的延迟量的基础上向各ONU指定发送定时，以使来自各ONU的光信号在主干光纤上不会冲突和干扰。即，PON构成为，能够以在系统内对在OLT与各ONU之间收发的信号的定时进行管理的状态应用通信。
在OLT与各ONU之间的信号的收发中，例如根据G.984.2的8.8.3章的规定，在来自各ONU的信号的开头，对数据(有时也称作有效载荷)附加由最大12字节构成的干扰防止用的保护时间、在OLT内接收器的信号识别阈值的决定及时钟提取中使用的前置码、识别接收信号的分隔的称作分隔符的脉冲附加信息字节和PON的控制信号(有时也称作附加信息或头)。另外，由于各数据是可变长的脉冲数据，所以在各数据的开头也附加用来处理可变长数据的称作GEM(G-PON Encapsulation Method)头的头。此外，在从OLT到以各ONU为目的地的信号中，是在从OLT朝向各ONU发送的信号的开头，将用来识别开头的帧同步模式(pattern)、发送监视、维护、控制信息的PLOAM区域、指示各ONU的信号发送定时的称作授权区域的附加信息(有时也称作头)附加在以各ONU为目的地的被时分复用的数据中。另外，在被复用的以各ONU为目的地的数据中，与来自ONU的信号同样，附加了用来处理可变长数据的GEM头。OLT利用授权区域以字节单位对各ONU指定各ONU的上行发送许可定时(发送开始(Start)和结束(Stop)。将该发送许可定时称作授权(grant)。并且，如果各ONU以该许可定时发送以OLT为目的地的数据，则这些数据在光纤上被光学(时分割)复用，由OLT接收。
【非专利文献1】：ITU-T建议G.984.1
【非专利文献2】：ITU-T建议G.984.2
【非专利文献3】：ITU-T建议G.984.3
在PON中，从OLT向多个ONU的信号被时分复用而向所有ONU传送。即，各ONU即使对ONU提供的信号的带宽(信号量)较小，也先接收从OLT向各ONU传送的通信信号的全部，利用头(具体而言，如果是GPON则是GEM头的PORT ID，如果是EPON则是称作LLID的ONU的标识符)识别以自己ONU为目的地的通信内容，并仅将识别后的信号取入到ONU内部而传送给用户(用户)。如上所述，如从BPON向GPON的转移那样，关于PON，处理低速信号的技术向处理更高速信号的技术不断进行开发和导入。但是，各PON都不断推进了标准化，信号的传送速度及控制信号的交换、协议虽然也考虑吸收较早的PON，但并不是完全具有互换性的形式，以因PON不同而不同的形式决定是现状。因此，在因通信服务容量的扩大而产生了ONU支持由以往技术对应的传送速度以上的速度的需要时，需要如将BPON替换为GPON那样，采用(替换)扩大了PON整体的传送速度的新的PON。即，需要将OLT及连接在OLT上的所有ONU配合到新的扩大了传送容量的PON中来更换为新的设备。
如果考虑PON的导入及利用方式，则虽然更高速的服务容量提供的需求正在增加，但并不是瞬间地需求全部替代，而可以认为是从在一部分用户中的使用开始逐渐增加，在此期间也存在许多通过现有的PON也足够的用户。如上所述，将现有的PON更换为新的PON是进行所有OLT与ONU的更换，为了更换而需要许多费用。此外，如果考虑上述通信服务容量的扩大的实际情况，则也进行对于某个用户还不需要的设备的更换，对于导入PON的业者及利用PON的用户来说不得不承担昂贵的费用负担。因此，要求将传送速度不同的PON的设备相互连接、或者在收容现有的PON设备的同时向新的PON转移等、能够混合利用规格及性能不同的多个PON的结构的PON和其通信方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够混合应用多个不同规格的PON的结构的PON和其通信方法。更具体而言，提供一种在通过时分复用进行OLT与各ONU之间的信号通信的PON中、能够混合收容并应用信号的传送速度不同的多个ONU的结构的具备OLT和ONU的PON及其通信方法。
在PON的OLT与各ONU之间收发的信号，包括上述那样的控制信号及/或用来交换协议来进行系统的设定和控制的附加信息(头)；以及PON的用户经由OLT和ONU收发的信号(数据、图像信号、声音信号等，以下有时单总称作数据)。其中，按照125μ秒周期的每个帧，在用户收发的数据中附加头(几十字节)，但包含在该头中的控制信号自身对几帧收发1次，在OLT及ONU的内部中处理后进行PON的设定及控制。即，各头的信息自身不需要勉强以高速传送。另一方面，所谓的用户请求的高速服务容量的提供，是在短时间内收发大量的数据的情况，需要根据请求而高速地收发帧内的数据。
PON是基于上述测距及DBA的技术来管理信号的收发定时的状态下利用的。因而，即使混载有多个速度的数据，也能够掌握它们的位置(收发定时)来进行处理。即，假设发生了起因于数据混载的错误时，能够通过错误屏蔽等进行适当的应对。
本申请着眼于上述PON的特性，为了达到上述目的，是能够混合利用多个不同规格的PON的PON，在通过时分复用进行OLT与各ONU间的通信的PON中，在混合收容信号的传送速度不同的多个ONU的情况下，将传送速度较低的速度作为基本速度，将附加信息字节与传送速度较低的数据维持该基本速度，将传送速度较高的数据变换为以该基本速度调制的数据，将头和数据或变换后的数据时分复用在帧内来进行收发。
更具体地讲，在OLT中，构成为，由于混合以ONU为目的地的传送速度不同的数据，所以传送速度较高的数据在变换(调制)传送速度后，将包括以各ONU为目的地的标识符及对该ONU许可的信号发送定时的头、传送速度较低的数据和变换后的数据时分复用到帧内来发送给各ONU。在接收到该帧的ONU中，基于包含在头中的标识符，仅将以子ONU为目的地的数据取入到ONU中，通过解调将变换后的数据再变换(恢复)为原来的传送速度较高的数据后，提供给用户的终端。
各ONU中的以基本速度发送数据的ONU，以该速度生成包括头和数据的帧，并以OLT指示的定时发送该帧。另一方面，以较高的速度发送数据的ONU将来自终端的数据变换为以基本速度调制的数据，生成包括头和变换后的数据的帧，并以基本速度、以OLT指示的定时发送该帧。此外，OLT如果接收到来自各ONU的帧在主干光纤中被复用的信号，则以接收到变换后的较高的速度的数据的定时，将该数据通过解调再变换(恢复)为原来的传送速度较高的数据，并向OLT外的通信网发送。
另外，较高的传送速度的数据的基本速度下的调制是将原来的高速的0/1的二值信号调制为基本速度的m(m＞2，如果是4倍的速度则为2的4次方即16)多值信号的结构，是通过振幅调制或相位调制变换数据的结构。
更详细地讲，构成为，从OLT向多个ONU传送的通信信号包括数据的传送速度为N(bit/秒)的第1区域、和数据的传送速度为N(bit/秒)的M倍(M是整数)的第2区域，构成包括对应于各自的区域的头和有效载荷信号(数据)的包，将该包信号时分复用来发送。上述包信号能够通过上述头的值识别是上述传送速度为N(bit/秒)的第1区域、和数据的传送速度为N(bit/秒)的M倍(M是整数)的第2区域，在各包信号的头是指示传送速度为N(bit/秒)的M倍(M是整数)的第2区域的头时，对于对应的有效载荷信号进行使用m值的多值信号的时分复用。另外，OLT在启动各ONU时，识别该ONU的传送速度是对应于N(bit/秒)还是对应于N(bit/秒)的M倍，在对应于N(bit/秒)的M倍的情况下，在发送将对应于第2区域的头的值设定在该ONU中的控制消息后，开始与ONU的通信。即，通过在对应于第2区域的上述有效载荷信号中使用m值的多值信号，在OLT与ONU之间收发的传送信号的位时间宽度与基本速度的宽度相同。
进而，以往的PON的OLT及ONU的接收电路有时仅对应单一的传送速度，不能正确地接收m值的多值信号，所以考虑到接收时钟提取电路有可能会进行误动作，或因帧同步偏差而检测到警报，使通信中断。但在本申请的结构中，ONU利用头仅识别以自己ONU为目的地的数据，OLT在掌握截收数据的速度和数据收发定时的基础上，控制接收电路和多值调制解调电路，所以即使在复用到帧内的包的有效载荷中混合有m值的多值信号，也不会错误地解释其内容、不会产生接收警报。
发明效果如下：
在从OLT向多个ONU传送的通信信号被时分复用来传送的PON中，能够混合收容传送速度不同的多个ONU，即使在通信服务容量的扩大方面产生要求，通过仅更换对应的OLT及ONU，能够抑制通信装置的更换费用。
附图说明
图1是表示使用PON的光接入网的结构例的网结构图。
图2是表示从OLT向ONU传送的光信号的结构例的信号结构图。
图3是表示从ONU向OLT传送的光信号的结构例的信号结构图。
图4是表示OLT的结构例的框图。
图5是表示监视控制部和附加信息生成部的结构例的框图。
图6是表示存储PON的标识符的存储区域的结构例的表结构图。
图7是说明多值调制部的动作例的说明图。
图8是表示2.5G用ONU的结构例的框图。
图9是表示10G用ONU的结构例的框图。
图10是表示多值解调部的结构例的框图。
图11是说明PON的动作的信号顺序图。
图12是表示OLT的动作例的动作流程图。
图13是表示ONU的动作例的动作流程图。
具体实施方式
以下，利用附图，举出混合由ITU-T建议G.984规定的GPON和今后预想会导入的处理GPON的4倍的传送速度的数据的10GPON的PON的结构和动作为例，详细地说明本发明的PON的结构和动作。
在以下的说明中，设想了与GPON同样的将可变长的数据进行时分复用来处理的结构的PON，关于从OLT向各ONU传送的下行数据的传送速度，则以GPON为2.5Gbit/秒(是2.488232Gbit/秒，但以下简称为2.5Gbit/秒)、10GPON为10Gbit/秒(是9.95328Gbit/秒，但以下同样称作10Gbit/秒)为例进行说明。此外，关于从ONU向OLT传送的上行数据的传送速度，则以GPON为1.2Gbit/秒(是1.244416Gbit/秒，但以下同样称作1.2Gbit/秒)、10GPON为5Gbit/秒(是4.97664Gbit/秒，但以下同样称作5Gbit/秒)为例进行说明。另外，这些传送速度等的数值是一例，本发明并不限于该数值。
图1是表示使用PON的光接入网的结构例的网结构图。
接入网1是将作为上层通信网的公众通信网(PSTN)/因特网20(以下有时称作上级网)和用户的终端(Tel：400，PC：410等)，经由PON10连接，来进行通信的网。PON10具备与上级网20连接的OLT(以下有时称作母站)200、收容用户终端(电话(Tel)400、PC410等)的多个ONU(以下有时称作子站)300及310，通过由主干光纤110、光分离器100和多个支线光纤120构成的光无源网，连接OLT200与各ONU300和310，来进行上级网20与用户终端400、410的通信或者用户终端400、410彼此之间的通信。
ONU300是GPON(下行为2.5Gbit/秒)的ONU，ONU310是10GPON(下行为10Gbit/秒)的PON，在两者的PON混合的情况下，如果遵循现状的建议G984，则也能够连接到最多64台的OLT200上。在图1中，图示了7台ONU300或310，混合能够以下行数据信号2.5Gbit/秒的传送速度接收数据的2.5G的ONU#1、3、4、6(300-1～6)和能够以下行数据信号10Gbit/秒的传送速度接收数据的10G的ONU#2、5、n(310-2～n)，连接在OLT200上。
详细情况将在后面叙述，关于从OLT200向ONU300/310的方向传送的下行信号130，将以各ONU300/310为目的地的信号进行时分复用来进行广播。在ONU300/310内判断由各ONU的ONU300/310接收到的信号是否是以自己为目的地的信号，并根据信号的目的地，向电话400及/或PC410传送。此外，在从ONU300/310向OLT200传送的方向中，从ONU300-1传送的上行信号150-1、从ONU310-1传送的上行信号150-2、从ONU300-2传送的上行信号150-3、从ONU300-3传送的上行信号150-4、从ONU310-2传送的上行信号150-5、从ONU300-6传送的上行信号150-6、从ONU310-n传送的上行信号150-n，经由光分离器100成为光学上时分复用的光复用信号140，到达OLT200。另外，由于ONU300与OLT200之间的光纤长度不同，所以信号140采取将不同振幅的信号进行复用的方式。
另外，下行信号150使用波长带1.5μm的光信号，上行信号使用波长带1.3μm的光信号，在相同的光纤110、120中，两个光信号被波长复用(WDM)来进行收发。
图2和图3分别是表示从OLT向ONU传送的光信号和从ONU向OLT传送的光信号的结构例的信号结构图。10GPON的光信号的结构目前没有规定，但由于GPON与10GPON的哪一个都处理可变长的数据，所以认为通过与由当前建议中规定的GPON同样的信号结构的时分复用来处理各速度的信号是现实(实用)的。因而，在以下的实施方式中，基于由GPON规定的信号结构进行PON的动作说明。当然，这些信号结构及PON的动作是一例，本发明并不限于该结构及动作。
从OLT200向各ONU300/310传送的信号称作下行信号130，如图2(a)所示，125μ秒的帧包括：由各ONU300/310用来发现信号的开头的帧同步模式2000、发送有关对各ONU300/310的监视、维护、控制的信息的PLOAM区域2001、指定从各ONU300/310向OLT200传送的上行信号发送定时的授权指示区域2002构成的附加信息；以及将向各ONU300/310传送的数据进行时分复用的帧有效载荷2003。该信号130被广播传送给各ONU300/310。各ONU300/310根据附加信息判断接收信号是否是以自己为目的地的信号，并进行以下说明的对应于附加信息的各种动作，和/或将接收到的数据发送给目的地终端400、410。
图2(b)是表示帧有效载荷2003的详细结构的结构图。以各ONU300/310为目的地的数据(2.5G有效载荷2005或10G有效载荷2006)，以附加了各ONU的数据标识符等在各ONU中的数据接收中使用的GEM头2004的形式，被时分复用到帧有效载荷2003内部。图2(c)是表示GEM头2004的结构的结构图。各字节的详细情况由建议G984.3规定，在此省略说明，但在本发明的PON中，做成了利用用来识别ONU的PORT ID2007识别2.5G用ONU300和10G用ONU310的结构。
按照该PORT ID2007的内容，传送速度2.5Gbit/秒的数据，通过0/1(ON/OFF)的二值光信号载入到2.5G有效载荷2005中；传送速度10Gbit/秒的数据如后所述光等级调制为0～15的光多值(16值)，通过实际传送速度变换为2.5Gbit/秒的多值光信号载入到10G有效载荷2006中(参照图2(d))。即，在本发明的PON中，以2.5Gbit/秒的传送速度，将控制信号与数据时分复用后发送给各ONU300/310，其中，在10GPON的ONU310所接收的传送速度10Gbit/秒的数据变换为2.5Gbit/秒的多值光信号后，进一步时分复用到相同的下行信号130的帧中来进行发送。
另一方面，从各ONU300/310向OLT200传送的信号称作上行信号150，如图3(a)所示，是在脉冲数据3120上附加脉冲附加信息3110而成的信号。其中，脉冲数据3120包括：控制信号3115，包括发送与各ONU300/310的监视、维护、控制有关的信息的PLOAM区域3002、和各ONU300/310将等待发送的数据的量通知给OLT200的队列长度区域3003；和载入了来自该ONU的终端400、410的数据的可变长的帧有效载荷3004。脉冲附加信息3110包括前置码3000和分隔符3001，该前置码3000和分隔符3001用于OLT200识别来自各ONU300/310的脉冲数据3120并进行处理。另外，前置码3000的前面所示的保护时间3100是用来将来自各ONU的发送信号分离的无信号(光信号为OFF状态)区域，在建议G984.3中，将该保护时间3100与脉冲附加信息3110的合计规定为最大12字节。如图1所示，来自各ONU300/310的上行传送信号是在通过光分离器100后，在主干光纤110上被时分复用而成为复用光信号140，到达OLT200。
图3(b)是表示帧有效载荷3004的详细结构的结构图。来自各ONU300/310的数据(1.2G有效载荷3210或5G有效载荷3220)与上行信号同样，以附加了GEM头3200的形式被时分复用到帧有效载荷3004的内部，该GEM头3200用于在OLT200中接收各个ONU的数据标识符等数据。图3(c)是表示帧有效载荷3004的结构的结构图。各字节的详细情况由G.984规定，在此省略说明，在本发明的PON中，做成了使用用来识别ONU的PORT ID3310识别2.5G用ON U300和10G用ONU310的结构。
按照PORT ID3310的内容，传送速度1.2Gbit/秒的数据，通过0/1(ON/OFF)的二值光信号载入到1.2G有效载荷3210中；传送速度5Gbit/秒的数据，光等级调制为后述的0～15的光多值(16值)，通过实际传送速度变换为1.2Gbit/秒的多值光信号载入到5G有效载荷3220中(参照图3(b))。即，在本发明的PON中，控制信号和数据以1.2Gbit/秒的传送速度进行时分复用后，从ONU300/310发送给OLT200，其中，10GPON的ONU310发送的传送速度5Gbit/秒的数据是在变换为1.2Gbit/秒的多值光信号后，作为上行信号150的帧发送的。
另外，在本实施方式中，假设了来自各ONU300/310的上行信号150的发送定时是与由ITU-T建议G984规定的GPON同样地决定的。具体而言，如利用图11～图13在后面叙述，在PON系统的建立时，将称作测距的系统应用中需要的控制参数设定在OLT200及ONU300/310中后，根据OLT200从各ONU300/310接收到的队列长度报告和基于约定的容许通信量，通过DBA决定许可向各ONU发送的数据量(带宽)，并通过授权指示区域2002向各ONU300/310通知对应于该决定带宽的发送许可定时(授权)时，各ONU300/310以该定时向OLT200发送上行信号150。
图4是表示OLT的结构例的框图。
OLT200如果通过与从上级网20接收的网的接口即网IF4001和4009，接收到向各ONU300/310发送的传送速度2.5Gbit/秒及10Gbit/秒的数据，则将该接收数据暂时存储在包缓冲器4005、4011中后，下行帧生成部4015将该储存数据组合到图3所示的下行信号130中来发送给各ONU300/310。另外，时钟提取部4003、4004是从接收到的数据中提取时钟、并将接收数据写入到包缓冲器4005、4011中的时钟提取电路，但只要能够取网的同步，也可以使用在定时控制部4021等OLT内部生成的时钟。此外，传送速度10Gbit/秒的数据由于被时分复用到以2.5Gbit/秒发送的下行信号130中，所以详细情况如后所述，该传送速度10Gbit/秒的数据在多值调制部4013变换为0～15的16等级的某个信号。根据来自监视控制部4010及/或定时控制部4021的控制信号，由包缓冲器4005、4011、多值调制部4013、GEM头生成部4009、附加信息生成部4017、下行帧组合部4015动作，来进行(详细情况后述)下行信号130的组合。
图5是表示OLT具备的监视控制部和附加信息生成部的结构例的框图，图6是表示装备在监视控制部中的存储区域(存储器/表)的结构例的表结构图，所述的存储区域中存储用来识别各ONU300/310及收容在该ONU中的终端等来执行PON的动作的标识符及/或控制参数。
附加信息生成部4017包括：同步图样生成部4205，生成帧同步模式(图2：2000)；PLOAM生成部4206，将由监视控制部4010生成的与各ONU300/310的监视、维护、控制有关的信息(控制消息)载入到PLOAM区域(图2：2001)中；授权生成部4207和复用器4208，将监视控制部4010的带宽设定部4203通过DBA决定的对各ONU300/310指示的授权(发送定时)载入到授权指示区域(图2：2002)中。附加信息生成部4017通过来自定时控制部4021的指示生成图2所示的附加信息，并发送给下行帧组合部4015。
监视控制部4010具备：PORT ID表(存储器)4201，该PORT ID表(存储器)4201是存储标识符及/或控制参数的存储区，所述标识符及/或控制参数用来识别各ONU300/310及收容在该ONU中的终端等来执行PON的动作；PON控制消息生成部4202，该PON控制消息生成部4202控制PON10整体，并制作与各ONU300/310的监视、维护、控制有关的信息(控制消息)；以及进行DBA的带宽设定部4203。
PORT ID表4201是存储各ONU300/310的控制及识别所需的信息的部件，对应于各ONU300/310的号码(ONU号码：42010)，根据事前的约定等的内容，由维护装置(未图示)设定该ONU处理的数据的传送速度(速度种类：42020)和由建议G.984设定的ONU及/或终端的标识符(PORTID：42030)。此外，也可以如利用图11～图13后述那样，由OLT200根据从各ONU300/310通知的速度种类来决定PORT ID42030来构成PORT ID表4201。在本实施方式中，是对下行数据的传送速度为2.5Gbit/秒的ONU300唯一地赋予0～2047中的某一个，对下行传送速度为10Gbit/秒的ONU310唯一地赋予2048到4095中的某一个PORT ID，但并不限于该值。此外，在本实施方式中，表示了对1个ONU300/310赋予1个PORT ID的例子，但如建议G.984所示那样，也可以根据ONU300/310中的信号处理方式赋予多个PORT ID42030。无论怎样，本发明的PON10根据该PORT ID42030识别2.5G用的ONU300和10G用的ONU310，如以后说明那样，将传送速度10Gbit/秒的数据进行多值调制而成的数据也与2.5Gbit/秒的数据混合来时分复用后，进行OLT200与ONU300/310之间的通信。另外，虽然在图6中没有图示，但在PORT ID表4201中还包括各ONU300/310的控制及识别所需要的其他信息，在GEM头生成部4009制作在图2(c)所示的PORT ID区域2007中包含的PORT ID42030的GEM头2004。
PON控制消息生成部4202是在OLT200与ONU300/310之间收发由建议G984规定的协议及/或控制信号，来进行PON10整体的监视、维护、控制的部件，由未图示的处理器及控制程序的作用实施其动作。此外，带宽设定部4203是通过DBA，根据由维护装置(未图示)基于事前与用户的约定设定的对各ONU300/310及/或终端的带宽设定参数、以及基于从实施的ONU300/310通过队列长区域(图3：3003)来通知的在该ONU等待发送的数据的量，来决定向各ONU分配的带宽(授权发送的数据量)，并制作作为各ONU的上行信号(图3：150)的发送定时即授权的部件，该带宽设定部4203与PON控制消息生成部4202同样通过未图示的处理器(也可以是相同的处理器)及/或控制程序来动作。另外，DBA的具体的实施方法已提出了多种，PON10的提供者只要考虑处理的数据的通信量等条件而采用适当的算法就可以，省略详细的动作说明。此外，复位定时生成部4204以带宽设定部4203决定的定时，将来自各ONU300/310的上行信号(图3：150)进行时分复用，由OLT200接收，但如前面也叙述那样，由于这些信号的光信号的等级不均匀，所以每当接收到各上行信号150，先将OLT200的接收电路(例如图1：4103)的信号接收等级复位，生成用来实施高速且正确的上行信号接收的定时。
图7是说明OLT具备的多值调制部的动作例的说明图。
多值调制部4013是将传送速度为10Gbit/秒的数据(0/1的二值)变换为多值数据而能够以2.5Gbit/秒的传送速度发送的部件，是利用振幅调制及/或相位调制等的调制器实现的。该图是说明采用振幅调制的情况下的动作原理的图，表示将10Gbit/秒的0/1信号每连续4位汇总、生成对应于该4位的图样4300发送的光信号的等级4310按照2.5Gbit/秒振幅调制为0～15的16等级的任一个的控制信号的动作。具体而言，既可以由暂时存储4位连续的数据的触发电路和编码器构成而输出等级控制的值，也可以将对应于位图样的等级控制的值存储在ROM等的存储元件中并输出。该输出被发送给后面说明的等级控制部4023，进行振幅多值调制，以使向各ONU300/310发送的光信号的等级成为图2(d)所示那样。另外，在本实施方式中表示了振幅调制的例子，但多值调制的形式并不限于此，也可以是相位调制及其他多值调制的任一种。此外，实际施加调制的位置只要位于OLT200的下行信号130生成过程的某个就可以，并不限于本实施方式的位置。
OLT200的下行帧组合部4015利用基于来自监视控制部4010及定时控制部4021的控制信号动作的包缓冲器4005、4011、多值调制部4013、GEM头生成部4009、附加信息生成部4017，如下组合下行信号130。
(1)接受来自附加信息生成部4017的信号，组合由帧同步模式2000、PLOAM区域2001、授权指示区域2002构成的附加信息。
(2)如果监视控制部4010决定将以各ONU300/310为目的地的数据复用到附加信息之后的有效载荷2003中的顺序，则以该决定顺序，从GEM头生成部4013接受以各ONU300/310为目的地的GEM头2004，接着该ONU根据是2.5G用还是10G用而载入数据。具体而言，如果是传送速度为2.5Gbit/秒的数据，则通过0/1值调制部4007从包缓冲器4005读出由监视控制部4010决定的长度，载入到GEM头2004之后的2.5G有效载荷2005中。另外，如果原来的数据是0/1的二值而能够直接使用它，则也可以没有0/1调制部4007。另一方面，如果是传送速度为10Gbit/秒的数据，则从包缓冲器4011读出数据，并将多值调制后的信号载入到GEM头2004之后的10G有效载荷2006中，以便将通过多值调制部4013将该数据变换为控制在多值中的某一个等级的信号后的信号，以2.5Gbit/秒的速度在GEM头2004之后接续由监视控制部4010决定的长度(参照图2(b)～图2(d)。
(3)由于监视控制部4010决定时分复用到帧有效载荷2003内的以ONU300/310为目的地的数据的长度和顺序，以使帧长成为125μ秒，所以按照该决定重复(2)。
由帧组合部4015组合的下行信号130在光调制部(E/O：4025)从电信号变换为光信号。此时，根据定时控制部4021的指示，等级控制部4023以位或字节单位控制2.5Gbit/秒的光信号的等级。具体而言，附加信息(图2：2000、2001、2002)、GEM头2004和2.5G有效载荷2005的信号进行等级设定，以使各ONU300和310能够以0/1的二值接收光信号，10G有效载荷2006的信号进行等级设定，以使各ONU310能够接收多值光信号，由此来控制下行信号130的光信号发送等级(参照图2(d))。光调制部4025的输出是通过WDM滤波器4027，经由主干光纤110向各ONU300和310进行广播。
根据上述OLT的结构和动作，能够容易地提供具备即使对以2.5Gbit/秒动作的GPON要求进行新的10Gbit/秒那样的高速数据传送、也能够将这些传送速度不同的信号混合收容而利用的结构的OLT和ONU的PON，以及其通信方法。另外，对于有关上行信号的处理的结构和动作，在先说明以下的ONU的结构和动作后另外说明。
图8是表示2.5G用ONU的结构例的框图。
2.5G用ONU300的结构是与在GPON中使用的ONU相同的结构。从支线光纤120接收到的下行信号130经由WDM过滤器701，在将光信号变换为电信号的O/E部703变换为电信号。该信号在通过光纤110及120及光分离器100时受到衰减，所以在通过2.5GAGC(Auto Gain Controller)705变换为规定的信号等级后，由0/1值识别部707进行0/1信号的识别，作为在后级使用的控制信号或数据来使用。另外，时钟提取部709从接收信号中提取时钟，用于以2.5Gbit/秒传送的信号的0/1识别。
PON帧分离部711是将复用在接收到的下行信号130中的附加信息及/或有效载荷分离的构件，如果通过帧同步模式2000发现下行信号130的开头，则将载入到PLOAM区域2001中的PON控制消息发送给PLOAM终端部713。省略详细的动作，但在PLOAM终端部713中，如果载入了以自己ONU为目的地的控制消息，则将其进行处理来进行ONU的动作所需要的设定，或通过发送控制部721制作自己ONU的监视结果及/或对OLT请求的控制内容等的控制消息，载入到上行信号150的PLOAM区域3002中，并发送给OLT200。另外，等价延迟值存储部715如前面说明那样，由于各ONU300/310与OLT200的传送距离不均匀，所以保存用来使上行信号150延迟的信息，以使来自各ONU的上行信号在主干光纤110及OLT200的接收部中不会冲突。具体而言，在图11～图13中按照后述的顺序，在PLOAM区域通知OLT200决定的延迟量，所以保存该值。此外，授权终端部719从载入到授权指示区域2002中的授权中提取以自己ONU为目的地的授权，并将自己ONU的上行信号的发送定时传递给发送控制部721。发送控制部721基于该定时和保存在等价延迟存储部817中的延迟量，控制上行PON帧生成部737等而生成上行信号150，并发送给OLT200。
进而，PON帧分离部711确认复用在帧有效载荷2003中的GEM头2004的内容。这里，如果GEM头2004是以自己ONU为目的地的，则将接续该GEM头的有效载荷2005的数据发送给帧划分部717，丢弃其他GEM头及有效载荷的数据。另外，从OLT200还将被多值调制的信号以10Gbit/秒的传送速度输入到有效载荷2006中，所以有时由0/1值识别部707输出了信号的识别异常的警报，或将误识别的信号输入到PON帧分离部711中。但是，如前面说明，由OLT决定为能够利用包含在GEM头2004中的PORTID2007(或者图6：42030)的值来识别载入到有效载荷中的数据的传送速度。因而，在PON帧分离部711中，观察该PORT ID2007，在不是以自己ONU为目的地的信号的情况下，通过屏蔽该警报、或者不将接收到的信号发送给后级而丢弃等，OLT200及ONU300/310不会误动作。另外，关于各ONU300的PORT ID，在图11～图13中按照后述的顺序，利用PLOAM区域通知了OLT200决定的值被保存在PON帧分离部711等中。当然，也可以通过网络管理者及/或ONU的用户来设定导入ONU时预先决定在ONU内部中的PORT ID的值的方法来进行设定。
帧划分部717将接收到的数据按照目的地的终端400/410临时保存在包缓冲器723中后，通过与终端的接口即用户IF725发送给各终端400/410。
各终端400/410发送的数据经由用户IF725临时保存在包缓冲器727中后，按照发送控制部721的控制，通过上行PON帧生成部737如以上那样组合到上行信号150中，被E/O部741变换为光信号后，通过WDM过滤器701、经由支线光纤120被发送给OLT200。
(1)通过与OLT200同样的0/1值调制部731，从各包缓冲器727读出OLT200通过DBA决定的带宽(授权发送的数据量)的数据，生成1.2G有效载荷(图3：3210)。另外，与OLT200同样，0/1值调制部731的原来的数据是0/1的二值，如果能够直接使用它，则没有也可以。
(2)将GEM头生成部733生成的GEM头(图3：3200)添加在1.2G有效载荷3210之前，制作有效载荷(图3：3004)。GEM头3200是图3(c)所示的结构，各字节的详细情况规定在建议G984.3中，因此省略说明，而在本发明的PON中，利用PORT ID3310识别上行传送速度为1.2G的ONU300和5GONU310。另外，如前面说明那样，该PORT ID3310已事前设定在各ONU300中。
(3)发送控制部721将包括由PLOAM终端部713等生成的自ONU的监视结果及对OLT请求的控制内容等的控制消息载入到上行信号150的PLOAM区域3002中。此外，队列长监视部729监视储存在各包缓冲器727中的等待向OLT200的发送的数据的量，将该数据量作为队列长报告，载入到在PLOAM区域3002和有效载荷3004之间规定的队列长区域3003中。
(4)在由PLOAM区域3002和队列长区域3002构成的控制信号3115被附加在帧有效载荷3004之前的脉冲数据3120中，再在前面附加由附加信息生成部735生成的前置码区域3000和分隔符区域3001构成的脉冲附加信息3110，组合上行信号150。该上行信号150基于由OLT200指定的授权，也附加保护时间3100，以指定的定时发送。
图9是表示10G用ONU的结构例的框图。
10G用ONU310的结构是与前面说明的2.5G用ONU300大致相同的结构。从支线光纤120接收到的下行信号通过WDM滤波器801后，在将光信号变换为电信号的O/E部803被变换为电信号。在OLT200的结构和动作中，如前面说明那样，被变换为电信号的下行信号130的传送速度是2.5Gbit/秒，以在下行信号130中包含的附加信息、GEM头、和以2.5G用ONU300为目的地的有效载荷中载入0/1的二值调制的2.5Gbit/秒的信号、在以10G用ONU310为目的地的载荷中载入了将传送速度10Gbit/秒的数据多值调制为m值(在本实施方式中是16值)后的2.5Gbit/秒的信号的形式，将各信号进行复用。这些信号在通过光纤110和120及光分离器100时受到衰减，所以首先通过2.5GAGC(Auto Gain Controller)805变换为规定的信号等级后，由0/1识别部807进行0/1信号的识别，能够接收在后级使用的附加信息及/或GEM头的控制信号。另一方面，由于在变换为电信号后的信号中还包括应由ONU310接收的多值调制的数据，所以将该信号也发送到多值识别部811。另外，时钟提取部807从接收信号中提取时钟，用于以2.5Gbit/秒传送的信号的0/1识别和多值的识别中。
PON帧分离部813与2.5G用ONU的帧分离部711同样，是将复用在接收到的下行信号130中的附加信息及/或有效载荷分离的部件，帧同步模式2000的处理及PLOAM区域2001、授权区域2002、GEM头2004的处理进行与2.5G用ONU300相同的处理。即，PLOAM终端部815处理以自己ONU为目的地的控制消息，进行ONU的动作所需要的设定，或通过发送控制部831制作包括自己ONU的监视结果及/或对OLT请求的控制内容等的控制消息，载入到上行信号150的PLOAM区域3002中，发送给OLT200。此外，等价延迟值存储部817保存OLT200决定的延迟量。并且，授权终端部819提取以自己ONU为目的地的授权，将上行信号的发送定时传递给发送控制部831。发送控制部831基于该定时和保存在等价延迟存储部817中的延迟量控制上行PON帧生成部839等，生成上行信号150，发送给OLT200。
进而，PON帧分离部813如果GEM头2004是以自己ONU为目的地的部件，则将多值识别部811对接续该GEM头的有效载荷2005的数据进行解调的数据(传送速度10Gbit/秒、0/1的二值信号)发送给帧划分部717，将其他GEM头及有效载荷的数据丢弃。另外，与2.5G用ONU300同样，从OLT200混合输入传送速度为10Gbit/秒的多值调制信号和传送速度为2.5Gbit/秒的0/1值信号，所以有时0/1值识别部809及/或多值识别部811输出信号的识别异常的警报、或者将误识别的信号输入到PON帧分离部813中。但是，与ONU300同样，在PON帧分离部813中，观察PORT ID2007，在不是以自己ONU为目的地的信号的情况下，将该信号屏蔽、或者将接收到的信号不发送给后级而丢弃等，使得OLT200及ONU310不会误动作。另外，各ONU310的PORT ID也做成了事前保存在PON帧分解部813等中的结构。当然，也可以由网络管理者及/或ONU的用户设定在ONU导入时预先决定在各ONU内部中的PORT ID的值的方法来进行设定。
图10是表示将调制为多值的信号解调为原来的0/1值的多值解调部的结构例的框图。
在该图中，由差动放大器511、晶体管512、514、电容器513构成的峰值检测电路510是包含在2.5GAGC705、805的一部分中的电路，是检测并保持输入信号的最大等级(电压)的电路。如果多值是m值，则多值识别电路500包括m个电阻501、m-1个差动放大器502、和保持该差动放大器的输出(0/1的二值)的m个存储元件(FF)503，并包括将输入的电信号的等级(电压)变换为m位的数字信号的DA变换器、以及将该DA变换器的输出进行编码的编码器504和将该编码器的输出变换为序列数据的P/S部505。另外，DA变换器的结构不论上述结构如何，只要能够将电压变换为规定位数的数字数据就可以。
从输入端520输入的电压被峰值检测电路检测并保持最大值，由各电阻501分压的基准电压分别被施加在各差动放大器502的一端(-端)上。差动放大器502的另一端(+端)被施加来自输入端520的电压。以前面图7所示的关系，多值的数字信号变换为对应的等级的信号，并通过光纤衰减后的信号被输入到输入端520中，所以将其通过电阻501和差动放大器502变换为数字信号并由FF503保持。如果举出一例，则在本实施方式中，以将10Gbit/秒、4位数据通过OLT200的多值调制部4013基于图7的关系变换为2.5Gbit/秒、具有16等级的任一个等级的数据后的信号输入(图10：5100)，所以将该信号通过电阻501和差动放大器502数字化为16位的信号(图10：5110)，以2.5Gbit/秒的时钟CLK1保持在FF503中后，由编码器504解调为4位的原来的信号(图10：5200)。解调后的4位的数据由P/S部505以10Gbit/秒的时钟CLK2恢复为序列数据，向PON帧分离部813发送。另外，P/S505的设置位置设置在PON帧分离部813以后的哪里都可以。
帧划分部821在将接收到的数据按照目的地的终端400/410暂时存储在包缓冲器823中后，经由作为与终端的接口的用户IF825，发送给各终端400/410。此外，各终端400/410发送的数据如果经由用户IF825被暂时存储在包缓冲器727中，则按照发送控制部831的控制，由上行PON帧生成部839组合到上行信号150中，如以下那样由光调制部(E/O：847)变换为光信号后，经由WDM滤波器801、经由支线光纤120发送给OLT200。
(1)由与OLT200同样的多值调制部829，从各包缓冲器827读出OLT200通过DBA决定的带宽(授权发送的数据量)的数据，并生成载入了多值调制的数据的5G有效载荷(图3：3220)。
(2)将GEM头生成部833生成的GEM头(图3：3200)添加在5G有效载荷3220之前的有效载荷(图3：3004)的制作、以及发送控制部831中的PLOAM区域3002与队列长区域3003的制作、以及附加信息生成部835生成的脉冲附加信息3110的上行信号1550的组合，与2.5G用ONU300同样，由上行PON帧生成部839实施。该上行信号130基于从OLT200指定的授权，也附加保护时间3100，以指定的定时发送。
(3)定时控制部841与发送控制部831、上行PON帧生成部839、等级控制部845联动，生成以位或字节单位对从ONU310输出的上行信号的光信号等级进行控制的定时。具体而言，如上所述，来自ONU310的上行信号是混合传送速度为1.2Gbit/秒、0/1值的二值的脉冲附加信息、控制信号和GEM头、以及以传送速度1.2Gbit/秒将5Gbit/秒的数据进行多值调制的与5G有效载荷的、光信号不同的两种信号，所以该定时控制部841经由等级控制部845来控制光调制部(E/O)847的光输出等级，将5G有效载荷内的数据的信号等级调节为多值调制后的任一个等级，将其他信号调制为0/1的二值(例如最小值和最大值)(参照图3(b))。
根据上述ONU300/310的结构和动作，即使对以2.5Gbit/秒动作的GPON请求新的10Gbit/秒的高速数据的传送，仅通过具备能够混合收容并利用这些传送速度不同的信号的结构的OLT、将ONU选择2.5G用ONU300或10G用ONU310的任一个而设置(替换)到用户住所中，就能够容易地提供能够混合收容并利用传送速度不同的信号的结构的PON及其通信方法。
以下，再次回到图4，对OLT200中的上行信号150的处理进行说明。
基于OLT200对各ONU300/310通知的授权及延迟量、各ONU300/310发送的上行信号150如图1所示，在主干光纤110上被时分复用，被ONU200接收。各上行信号150经由WDM滤波器4027被将光信号变换为电信号的O/E部4101变换为电信号。该信号在通过光纤110和120及光分离器100时被衰减，所以在经由1.2GAGC4103变换为规定的信号等级后，由0/1值识别部4105进行0/1信号的识别，作为在后级中使用的控制信号及数据使用。另外，由于各上行信号150以脉冲状由保护时间3100划分而接收，所以脉冲时钟提取部4107从各接收信号中提取时钟，用在以1.2Gbit/秒传送的信号的0/1识别及多值识别中。
1.2GAGC4103如前面说明，由于来自各ONU300/310的上行信号的光信号的等级不均匀而到达，所以每当接收各上行信号150时，使用由接着保护时间3100的前置码区域300和分隔符区域3001构成的脉冲附加信息3110的信号，进行接收到的光信号的等级测量及调节(放大等)，以便能够可靠地接收脉冲数据3120。从调节后的1.2GAGC4103输入到0/1识别部4105和多值识别部4109中的脉冲数据3120进行以下的各信号识别，发送给上行帧分解部4111。0/1识别部4105是与在ONU300/310中使用的0/1识别部707/809同样的结构，通过0/1的二值来识别脉冲数据3120中的、由PLOAM区域3002和队列长区域3003构成的控制信号、以及载入到帧有效载荷3004的GEM头3002和1.2G有效载荷3210中的数据。另外，载入到5G有效载荷3220中的数据也被输入到0/1识别部4105中，但由于根据接收到的GEM头内的PORT ID3310由后级的上行帧分解部4111判断有效载荷的种类，所以通过帧分解部进行中止5G有效载荷3220的识别、或者由帧分解部411丢弃、或者将检测到的错误屏蔽/丢弃等的操作。另一方面，多值识别部4109与在ONU310中使用的多值识别部811是同样的结构，识别脉冲数据3120中的、载入到5G有效载荷3220中的数据，将传送速度为5Gbit/秒的数据解调。另外，在本实施方式中，在后述的包缓冲器4115的数据读出侧具备前面在图10中说明的装备在解调器中的P/S部505。另外，由PLOAM区域3002和队列长区域3003构成的控制信号、以及帧有效载荷3004的GEM头3002和载入到1.2G有效载荷3210中的数据也被输入到多值识别部4109中，但由于由后级的上行帧分解部4111根据接收到的GEM头内的PORT ID3310判断有效载荷的种类，所以也通过上行帧分解部进行中止这些信号的识别、或者由上行帧分解部4111丢弃、或者将检测到的错误屏蔽/丢弃等的操作。
上行帧分解部4111是将对来自各识别部4105、4109的上行信号150附加的附加信息及有效载荷分离的部件，将载入到PLOAM区域3002中的PON控制消息和载入到队列长区域3003中的队列长报告传送给监视控制部4010。详细的动作省略，但在监视控制部4010中，处理来自各ONU300/310的控制消息来进行各ONU的动作所需的设定等，制作包括ONU300/310的控制内容等的控制消息，载入到下行信号130的PLOAM区域2001中，广播传送给所有的ONU300/310。此外，将来自各ONU300/310队列长报告和基于预先由约定等设定的容许通信量的、由DBA决定的对各ONU300/310许可数据的发送的定时载入到授权指示区域2002中，并广播传送给所有的ONU300/310。另外，ATC复位信号是复位同步生成部(图5：4204)生成的信号，是对应于监视控制部4010决定的授权而发送的信号，以便在保护时间3100期间暂时复位2GAGC1103，从而1.2GAGC4103每当接收各上行信号150时为了能够可靠地接收脉冲数据3120，在进行接收到的光信号的等级测量及调节(放大等)时能够高速地进行测量和调节。
根据上述OLT200和ONU300/310的结构和动作，即使对以2.5Gbit/秒动作的GPON请求新的10Gbit/秒那样的高速数据的传送，可通过能够混合收容并利用这些传送速度不同的信号的结构的OLT200，即使ONU是2.5G用或10G用ONU的任一种也能够可靠地收发数据。即，能够容易地供能够混合收容并利用传送速度不同的信号的结构的PON及其通信方法。
以下，还利用附图对PON的动作进行说明。
图11是说明PON的动作的信号顺序图，图12和图13分别是表示在本发明的PON中使用的OLT和ONU的动作的动作流程图。
PON10在组合系统时通过称作测距的动作，掌握前面说明的OLT200和各ONU300/310之间的距离。具体而言，若OLT200将Ranging request(测距请求)消息发送给ONU300/310(图11：1001)来指示测距(图12：1101)，则各ONU300/310确认该request消息的接收(图13：1201)，并将ranging response(测距响应)消息发送给OLT200(图11：1101，图13：1202)。OLT200如果确认该response消息的接收(图12：1102)，则测量OLT200与ONU300/310之间的距离，并决定延迟量(图12：1103)，该延迟量用于使各ONU的上行信号150的发送延迟，以使来自各ONU的上行信号150在OLT200的接收端不会冲突；将该延迟量通过Ranging timing message(测距时间消息)通知给各ONU300/310(图11：1002)。另一方面，在各ONU300/310中，存储被通知的延迟量(图8：715，图9：817，图13：1203)。
在上述实施方式中，在ONU300/310的种类及PORT ID预先设定在OLT200中的前提下进行了说明，但也可以做成如以下设定它们的结构。即，设置在各用户住所中的ONU通过用户的选择或约定等决定来设定是用于2.5G的还是用于10G的，所以做成在前面的Ranging response消息1001中载入ONU的种类的结构，是登记PORT ID等的结构。具体而言，如果OLT200根据该response消息确认了ONU300/310的种类(图12：1104)，则确定ONU ID，分配PORT ID来制作PORT ID表(图6：4201)(图12：1105)。然后，OLT200对各ONU300/310通知PORT ID表4201的内容(图11：1003，图12：1106)。各ONU300/310如果确认PORT ID的接收，(图13：1204)，则将接收到的信息保存到内部存储器(未图示)中(图13：1205)，将确认和保存的结束通知给OLT200(图11：1004，图13：1206)。通过以上的顺序，ONU300/310能够进行前面说明的与OLT的数据收发(通常应用)(图13：1207)。OLT200确认来自ONU的结束通知(图12：1107)，开始与各ONU300/310的数据收发(通常应用)(图12：1108)。
通过使用上述的信号次序及各OLT、ONU的动作流程，将所有的信号以上行2.5Gbit/秒、下行1.2Gbit/秒的共通的较低的速度实施PON的系统建立。并且，在系统的建立结束后，在混合2.5G和10G的状态下能够进行实际的数据收发(应用状态)。即，也能够停止OLT和/或ONU的多值调制部4013、8291、及/或多值识别部4109、811，直到成为应用状态，也能够减轻系统整体及各装置的耗电。进而，如果进行在GPON的OLT和ONU中附加多值调制部和多值解调部的单纯的增设，则在混合2.5G和10G的状态下能够进行实际的数据收发(应用状态)，所以能够在收容已有的PON的设备的同时也能够容易地执行向新的PON的转移。
如以上说明，通过本发明的PON、OLT、ONU的结构和动作，能够容易地提供能够在收容现有的PON的设备的同时转移到新的PON的、能够混合PON来应用的结构的PON和其通信方法。此外，可容易提供能够混合应用不同规格的PON的结构的PON和其通信方法。另外，即使混合多个PON，各PON的内容也不会被错误地解释，不会产生警报或误动作。此外，在从OLT向多个ONU的通信信号被时分复用并传送的PON中，能够混合收容传送速度不同的多个ONU，通过即使在通信服务容量的扩大方面产生要求，通过仅更换对应的OLT及ONU，也能够抑制通信装置的更换费用。

Claims (11)

1.一种无源光网系统，通过包括光分离器的光纤网连接母站和多个子站，其特征在于， 
上述母站具备： 
接收电路，接收第1传送速度的第1数据和比该第1传送速度高速的第2传送速度的第2数据； 
变换电路，将上述第2数据变换为上述第1传送速度的第3数据； 
帧组合电路，将接收到的数据和用于该子站的控制中的附加信息组合到时分复用了的帧中；以及 
发送电路，将上述帧发送给多个子站； 
上述母站将上述附加信息、上述接收到的第1数据、和上述变换后的第3数据时分复用到上述帧中，并将该帧以上述第1传送速度发送给上述多个子站。 
2.一种无源光网系统，通过包括光分离器的光纤网连接母站和多个子站，其特征在于， 
上述母站具备： 
接收电路，接收第1传送速度的第1数据和比该第1传送速度高速的第2传送速度的第2数据； 
变换电路，将上述第2数据变换为上述第1传送速度的第3数据； 
帧组合电路，将接收到的数据和用于该子站的控制中的附加信息组合到时分复用了的帧中；以及 
发送电路，将上述帧发送给多个子站； 
上述母站将上述附加信息、上述接收到的第1数据、和上述变换后的第3数据时分复用到上述帧中，并将该帧以上述第1传送速度发送给上述多个子站； 
上述多个子站包括多个第1子站和多个第2子站，上述第1子站接收第1数据，上述第2子站具备将上述第3数据逆变换为上述第2数据的逆变换电路； 
上述第1子站分别从由上述母站接收到的上述帧中，接收上述附加信息和以自己站为目的地的第1数据； 
上述第2子站分别从由上述母站接收到的上述帧中，接收上述附加信息和以自己站为目的地的第3数据，并通过上述逆变换电路将该第3数据逆变换为上述第2数据。 
3.一种无源光网系统，通过包括光分离器的光纤网连接母站和多个子站，其特征在于，
上述母站具备：
第1收发电路，与其他网之间收发第1传送速度的第1数据和比该第1传送速度高速的第2传送速度的第2数据；
变换电路，将上述第2数据变换为上述第1传送速度的第3数据；
逆变换电路，将上述第3数据逆变换为上述第2数据；
帧组合电路，将由上述第1收发电路接收到的数据和用于该子站的控制中的第1附加信息组合到时分复用了的帧中；
第1发送电路，将上述帧发送给多个子站；
第1接收电路，接收上述多个子站发送的脉冲数据；
脉冲数据分离电路，将由上述第1接收电路接收到的第2附加信息和上述第1数据或第3数据构成的脉冲数据分别分离为上述第2附加信息和第1数据或第3数据；
上述母站将上述附加信息、上述接收到的第1数据、和上述变换后的第3数据时分复用到上述帧中，将该帧以上述第1传送速度发送给上述多个子站；
上述多个子站包括多个第1子站和多个第2子站，上述第1子站接收第1数据，上述第2子站具备将上述第3数据逆变换为上述第2数据的逆变换电路和将上述第2数据变换为上述第1传送速度的第3数据的变换电路；
上述第1子站分别从由上述母站接收到的上述帧中，接收上述附加信息和以自己站为目的地的第1数据，并向该母站发送由上述第2附加信息和第1数据构成的脉冲数据；
上述第2子站分别从由上述母站接收到的上述帧中，接收上述附加信息和以自己站为目的地的第3数据后，通过上述逆变换电路将该第3数据逆变换为上述第2数据，并向上述母站发送由上述第2附加信息和上述变换电路变换上述第2数据而得的上述第3数据构成的脉冲数据； 
上述母站接收由上述第1子站和第2子站发送的各脉冲数据，并由上述逆变换电路将上述接收到的第3数据逆变换为上述第2数据，经由上述第1收发电路将该第1数据和第2数据发送给其他网。
4.如权利要求2～3中任一项所述的无源光网系统，其特征在于，
在上述附加信息中包含有标识符，该标识符用于识别在上述母站和多个子站之间收发的数据是上述第1数据或第2数据；
在上述母站和多个子站中分别存储有上述标识符，根据该存储的标识符控制上述变换电路和逆变换电路，收发上述第1数据和第2数据。
5.如权利要求2～3中任一项所述的无源光网系统，其特征在于，上述变换电路是将第1传送速度的M倍的第2传送速度的第2数据的二值信号变换为上述第1传送速度的m多值信号的电路，上述逆变换电路是进行该变换电路的逆变换的电路，其中，上述M是整数，m＞2，m是2的M次方。
6.一种无源光网系统，通过包括光分离器的光纤网连接母站和多个子站，其特征在于，
上述母站具备：
接收电路，接收第1传送速度的第1数据和比该第1传送速度高速的第2传送速度的第2数据；
变换电路，将上述第2数据变换为上述第1传送速度的第3数据；
帧组合电路，将接收到的数据和用于该子站的控制中的附加信息组合到时分复用了的帧中；
发送电路，将上述帧发送给多个子站；
上述母站在开始向上述多个子站发送上述第1数据和第2数据之前，以上述第1传送速度将至少包括上述附加信息的帧发送给该多个子站，进行该母站和多个子站的控制，在该控制后，将上述附加信息、上述接收到的第1数据、和上述变换电路变换上述第2数据得到的第3数据时分复用到上述帧中，并将该帧以上述第1传送速度发送给上述多个子站。
7.一种无源光网系统的通信方法，是通过包括光分离器的光纤网连接母站和多个子站的无源光网系统中上述母站与多个子站间的通信方法，其特征在于，
上述母站当接收到第1传送速度的第1数据和比该第1传送速度高速 的第2传送速度的第2数据时，
将上述第2数据变换为上述第1传送速度的第3数据，
将在该多个子站的控制中使用的附加信息、上述第1数据和第3数据组合到时分复用了的帧中，并向上述多个子站广播传送该帧。
8.一种无源光网系统的通信方法，是通过包括光分离器的光纤网连接母站和多个子站的无源光网系统中上述母站与多个子站间的通信方法，其特征在于，
上述母站在接收到第1传送速度的第1数据和比该第1传送速度高速的第2传送速度的第2数据时，
将上述第2数据变换为上述第1传送速度的第3数据，
将在该多个子站的控制中使用的附加信息、上述第1数据和第3数据组合到时分复用了的帧中，并将该帧广播传送给上述多个子站；
上述多个子站包括第1子站和多个第2子站，上述第2子站具备将上述第3数据逆变换为上述第2数据的逆变换电路；
接收第1数据的多个第1子站分别从由上述母站接收到的上述帧中，接收上述附加信息和以自己站为目的地的第1数据；
接收上述第2数据的第2子站分别从由上述母站接收到的上述帧中，接收上述附加信息和以自己站为目的地的第3数据，并将该第3数据逆变换为上述第2数据。
9.如权利要求8所述的无源光网系统的通信方法，其特征在于，
在上述附加信息中包含有标识符，该标识符用于识别在上述母站和多个子站之间收发的数据是上述第1数据或第2数据；
在上述母站和多个子站分别存储上述标识符，根据该存储的标识符进行上述第2数据和第3数据的变换和逆变换，并收发上述第1数据和第2数据。
10.如权利要求8所述的无源光网系统的通信方法，其特征在于，上述变换将第1传送速度的M倍的第2传送速度的第2数据的二值信号变换为上述第1传送速度的m多值信号，上述逆变换进行该变换的逆变换，其中，上述M是整数，m＞2，m是2的M次方。
11.一种无源光网系统的通信方法，是通过包括光分离器的光纤网连接母站和多个子站的无源光网系统中上述母站与多个子站间的通信方法， 其特征在于， 
上述母站与上述多个子站以第1传送速度进行控制信号的收发，进行该母站与多个子站的动作条件的设定； 
在上述设定后，当上述母站接收到第1传送速度的第1数据和比该第1传送速度高速的第2传送速度的第2数据时， 
将上述第2数据变换为上述第1传送速度的第3数据， 
将用于该多个子站的控制中的附加信息、上述第1数据和第3数据组合到时分复用了的帧中，并将该帧以上述第1传送速度广播传送给上述多个子站。 
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