JP2007142650A - 光通信システム、局装置及び端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単なシステム構成で伝送帯域を拡大することができる光通信システムを提供する。
【解決手段】ＯＮＵ装置が、ＯＬＴ装置により複数の信号が多重化された信号を各信号毎に分離する信号分離部６と、信号分離部６により分離された信号に基づいて受信すべき信号が受信されたか否かを検出し、この検出結果に応じて信号分離部６により分離された複数の信号の各出力先を切り替え制御するＰＯＮ制御部７とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばＰＯＮ（Passive Optical Network）方式による光通信システム、局装置及び端末装置に関するものである。

ＩＥＥＥ８０２．３ａｈをベースとしたギガビット伝送可能なＰＯＮ方式であるＧＥＰＯＮ（Gigabit Ethernet Passive Optical Network）による光通信システムとしては、例えば非特許文献１に開示されるものがある。この光通信システムでは、局装置（ＯＬＴ；Optical Line Terminal）からの下り方向の信号帯域を高速化するために、２系統の主信号を１０ビット（１バイト）毎に時分割多重して伝送区間の速度を倍速化し、２系統の主信号の一方にデータ信号、もう一方にＰＯＮ信号をのせて端末装置（ＯＮＵ；Optical Network Unit）に送信する。

この他、非特許文献２に開示される光通信システムでは、下り方向の信号帯域を高速化するために、一般的に普及している２．５ＧｂｐｓのＳＤＨフレーム（ＩＴＵ−Ｔ標準に定められた通信用フレームの規格）を下り信号に適用し、当該ＳＤＨフレームのペイロード部分（主信号を載せる部分）をまとめて使用して下り信号パケットを詰め込む方式を採用している。

小原一歩、大谷朋広、田中英明、「ＴＤＭ多重によりギガビット級放送信号を収容可能なＰＯＮシステムに関する検討」、２００４年 電子情報通信学会通信ソサイエティ大会 講演論文集、Ｂ−８−１８、ｐ．２２４、２００４年９月 横本徹哉、島田裕一、山下治雄、「ギガビットＰＯＮ構成法の一検討」、２００５年 電子情報通信学会総合大会 講演論文集、Ｂ−８−１２、ｐ．２６７、２００５年３月

非特許文献１のような従来の光通信システムでは、実システムとして具現化する場合、時分割分離装置における信号選択制御が必要であり、ＯＮＵ装置からの受信正常性を検出した信号を用いなければ、正常に時分割分離が行なえていることを保証できないという課題がある。

つまり、非特許文献１では、ＯＮＵ装置側の時分割分離装置（ＴＤＭ分離装置）がＰＯＮ主信号を受信するＯＮＵ装置から分離して設けられている。このため、時分割分離装置が分離した主信号の出力ポートの制御は、当該ＯＮＵ装置からの制御信号が使用されず、ＯＮＵ装置の外部で自律的に分離制御が行なわれる。このような制御を行なうためには、ＰＯＮ主信号の正常受信以外にポート振り分けの正常性を確認する手段が必要となり、例えば多重する信号を１０００ＢＡＳＥ＿ＳＸに固定してその信号を識別するなどの手段が必要となる。

また、非特許文献２の光通信システムでは、下り信号の帯域を確保することはできる。しかしながら、パケット信号を分離抽出するには、２．５Ｇｂｐｓの信号速度でパケットを読み取り、ヘッダ情報を基に高速で振り分ける必要がある。このため、処理が難しいＰＯＮ制御部及びパケット振り分け部の全体を高速動作させなければならず、実システムとして実現が困難である。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡単なシステム構成で伝送帯域を拡大することができる光通信システム、局装置及び端末装置を得ることを目的とする。

この発明に係る光通信システムは、局装置から光伝送路を分岐して複数の端末装置が接続する光通信システムにおいて、局装置が、端末装置に送信する複数の信号間の出力同期をとる同期処理部と、同期処理部により同期処理された信号を多重する信号多重部とを備え、端末装置が、局装置からの多重信号を複数の信号に分離する信号分離部と、信号分離部により分離された信号に基づいて受信すべき信号が受信されたか否かを検出し、この検出結果に基づいて信号分離部により分離された複数の信号の各出力先を切り替え制御する端末側制御部とを備えるものである。

この発明によれば、局装置が、端末装置に送信する複数の信号間の出力同期をとる同期処理部と、同期処理部により同期処理された信号を多重する信号多重部とを備え、端末装置が、局装置からの多重信号を複数の信号に分離する信号分離部と、信号分離部により分離された信号に基づいて受信すべき信号が受信されたか否かを検出し、この検出結果に基づいて信号分離部により分離された複数の信号の各出力先を切り替え制御する端末側制御部とを備えるので、簡単なシステム構成で伝送帯域を拡大することができるという効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による光通信システムの構成を示す図であり、一つのＯＬＴ装置（局装置）から分岐接続された複数の加入者側装置であるＯＮＵ装置（端末装置）を含んでなるＰＯＮシステムを示している。本システムにおいて、ＯＬＴ装置では、例えばＰＯＮ信号とこれ以外の映像信号とのように異なる信号フォーマットのサービス信号が多重化される。

図１に示すＯＬＴ装置は、ＰＯＮ制御部１、信号多重部２、Ｅ／Ｏ部３及び同期処理部８を含んで構成される。このＯＬＴ装置は、図に示すように、データ信号や映像信号等の複数種類の主信号を収容し、ＯＮＵ装置への下り信号を生成する。ＰＯＮ制御部１は、複数の主信号のうちの一つを収容し、その主信号を伝送すべき対向する各ＯＮＵ装置に対してＯＬＴ装置とＯＮＵ装置の間の伝送遅延時間を考慮した信号送出タイミングと占有時間を割り当てる。

同期処理部８は、複数の主信号を多重化する際に信号速度差や位相差を吸収する処理を行う。信号速度差や位相差を吸収するには、例えばアイドル信号を挿入したり、フレームを組んで非同期信号をフレーム収容することにより速度合わせを行うことが考えられる。なお、図１では、ＯＬＴ装置においてＰＯＮ制御部１と同期処理部８を配置する例を示したが、同期処理部８の代わりに他のＰＯＮ制御部を配置した構成であってもよい。

信号多重部２は、複数の主信号を多重化して高速の信号に変換する。Ｅ／Ｏ部３は、信号多重部２により多重された電気信号を光信号に変換する。また、ＯＬＴ装置には、光カプラ４等のパッシブ光部品を介して複数のＯＮＵ装置が分岐接続される。

ＯＮＵ装置は、Ｏ／Ｅ部５、信号分離部６、ＰＯＮ制御部７及び信号再生部９を含んで構成される。Ｏ／Ｅ部５は、ＯＬＴ装置から受信した下り光信号を電気信号に変換する。信号分離部６は、Ｏ／Ｅ部５により電気変換された信号を各種類の信号に分離し、ＰＯＮ制御部７からの切り替え制御信号に従って分離した信号の出力ポートを切り替える。

ＰＯＮ制御部（端末側制御部）７は、信号分離部６の後段に接続され、信号分離部６により分離された一つの信号を受信してデータ信号として出力する。また、ＰＯＮ制御部７は、信号分離部６から受信した信号を処理して受信すべき正常なＰＯＮ信号を受信できているか否かを識別し、識別結果を制御信号として信号分離部６に出力してその出力ポート切り替え制御に使用する。

信号再生部９は、信号分離部６により分離された映像信号を再生して出力する。なお、図１では、ＯＮＵ装置においてＰＯＮ制御部７と信号再生部９を配置した例を示したが、信号再生部９の代わりに他のＰＯＮ制御部を配置する構成であってもよい。

次に動作について説明する。
ＯＬＴ装置に収容されたデータ信号や映像信号等の信号フォーマットの異なる複数の主信号は、それぞれＰＯＮ制御部１及び同期処理部８に入力される。ＰＯＮ制御部１では、データ信号及び対向するＯＮＵ装置への信号送出タイミングと占有時間を含む伝送帯域の割当情報を含むパケットを生成して信号多重部２に出力する。

同期処理部８では、上述したような方法で、ＰＯＮ制御部１から信号多重部２に出力されるデータ信号に対する、入力した映像信号の速度差や位相差を吸収する処理を行い、両信号のタイミングを合わせる。ＰＯＮ制御部１及び同期処理部８からの出力信号は信号多重部２にて多重され、Ｅ／Ｏ部３により電気信号から光信号に変換されて伝送路に出力される。伝送路及び伝送路中に配置された光カプラ４を介してＯＮＵ装置に光信号が伝送される。

ＯＮＵ装置では、伝送路から受信した光信号をＯ／Ｅ部５により電気信号に変換する。電気信号に変換された受信信号は、信号分離部６によりデータ信号と映像信号に分離される。つまり、信号分離部６により２系統の主信号（データ信号、映像信号）に分岐される。分岐されたうち一方の主信号（データ信号）は、ＰＯＮ制御部７に接続され、他方は信号再生部９に接続される。ここで、信号分離部６自体は、２系統の主信号（データ信号、映像信号）を、ＰＯＮ制御部７及び信号再生部９へのいずれのポートに出力すべきか判断できない。

そこで、本実施の形態１では、ＰＯＮ制御部７が、後述するように、自己にデータ信号を送るべき対向するＯＬＴ装置のＰＯＮ制御部１からの信号を正常に受信したか否かを検出する機能を有し、ＰＯＮ制御部１からの信号を正常に受信している場合、自己に入力されるように信号分離部６の出力データを切り替え制御する。

例えば、ＰＯＮ制御部１からの信号を正常に受信していると検出されたにもかかわらず、仮にＯＬＴ装置の同期処理部８からの信号（映像信号）が信号分離部６から入力されてきた場合、切り替え制御信号を信号分離部６に出力することにより信号を切り替え、正常なＰＯＮ制御部１からの信号を選択する。

信号分離部６から、ＰＯＮ制御部１からのデータ信号をＰＯＮ制御部７が受信し、同期処理部８からの映像信号を信号再生部９が受信すると、ＰＯＮ制御部７からＰＯＮ制御に関するデータが後続の構成に出力され、信号再生部９から再生された映像信号が後続の構成に出力される。

上述のように、ＯＮＵ装置のＰＯＮ制御部７は、ＯＬＴ装置のＰＯＮ制御部１からの信号を正常受信しているか否かを検出する機能を有するため、ＯＬＴ装置の同期処理部８（同期処理部８をＯＬＴ装置のＰＯＮ制御部１以外のＰＯＮ制御部で置き換えた場合は当該ＰＯＮ制御部）とＯＮＵ装置の信号再生部９（信号再生部９をＯＮＵ装置のＰＯＮ制御部７以外のＰＯＮ制御部で置き換えた場合は当該ＰＯＮ制御部）との間には信号フォーマットにとらわれず任意の信号を通すことが可能である。

つまり、ＯＬＴ装置で多重される両信号が、必ずしもＰＯＮ信号でなくてもよく、ＰＯＮ制御を行わない信号であってもよい。例えば、下り専用の映像多重信号をＰＯＮ信号と多重させて下り伝送路に割り当てる場合が考えられる。この場合、下り映像多重信号は、１：ｎ放送型（ｎは２以上の整数）で伝送してもよく、固定のタイムスロットを各ＯＮＵ装置に個別チャネルとして割り当てて伝送してもよい。なお、図１ではＰＯＮ制御部によりＰＯＮ信号を扱う場合を示したが、例えばＰＯＮ信号ではなくＧｂＥ（Gigabit Ethernet）でもかまわない。

図２は、実施の形態１による信号多重部及び信号分離部の他の構成を示す図であり、（ａ）はＯＬＴ装置の信号多重部及びその周辺構成を示し、（ｂ）はＯＮＵ装置の信号分離部及びその周辺構成を示している。図２（ａ）に示す信号多重部２は、１：２セレクタ（時分割多重部）１１に加え、複数の信号の周波数差又は位相差を吸収して多重化ができるようにするための同期処理部８の代わりに同期処理を行うバッファ１０ａ，１０ｂを含んで構成される。また、図２（ｂ）に示す信号分離部６は、ＣＤＲ部（同期抽出部）１３において受信された信号からクロック成分を抽出し、後段の分離部（時分割分離部）１４で周期的に時分割分離する。なお、図２において、図１と同一又はこれに相当する構成要素には、同一符号を付して重複する説明を省略する。

図２（ａ）に示す信号多重部２において、読み出しクロック１２は、伝送路に同期した一定周期の読み出しクロック信号（同期信号）を１：２セレクタ１１及びバッファ１０ａ，１０ｂに供給している。バッファ１０ａ，１０ｂは、クロック（Ｃｌｏｃｋ）信号を入力し、ＰＯＮ制御部１及びこれ以外の信号源からの信号のうち、バーストクロックで発生した信号を書き込む。１：２セレクタ１１は、読み出しクロック信号に同期してバッファ１０ａ，１０ｂに書き込まれたバースト信号を読み出すことにより、ＰＯＮ制御部１及びこれ以外の信号源からの信号の入力を伝送路に同期させる。この後、１：２セレクタ１１は、ＰＯＮ制御部１及びこれ以外の信号源からバッファ１０ａ，１０ｂに書き込まれた信号を交互に読み出して倍速度で出力する。

これにより、信号多重部２に入力されたデータ信号や映像信号などの主信号が時間的に多重化される。例えば、読み出しクロックに同期しながら、１：２セレクタ１１が、バッファ１０ａ，１０ｂに書き込まれた主信号を１ビット毎に交互に読み出して多重度に応じた倍速度で出力することにより、各信号源からの主信号をビット単位で多重化することができる。信号多重部２により多重化された信号は、Ｅ／Ｏ部３により光信号に変換されて伝送路に出力される。

なお、図２（ａ）に示す信号多重部２では、外部から入力した信号周波数が同期していると仮定して、同期処理部としてバッファ１０ａ，１０ｂを設ける構成を示した。これに対し、入力信号の周波数自体が異なる場合は、例えばアイドルパターンを挿入することや非同期収容を実現するためのフレーミングを行う構成部を１：２セレクタ１１の他に設ける構成にしてもよい。

また、図２（ａ）において、セレクタとして１：２セレクタ９を設けた例を示したが、実構成においては、例えば２系統の１０ビット信号を１本にまとめる２０：１セレクタなどを使用することがあり得る。この場合において、２０：１セレクタの入力部において、信号の入力配線を適切にまとめることで１バイト毎の多重化を行うことができる。例えば、２０：１セレクタへの主信号の入力配線をまとめて、バッファに書き込まれた主信号を８ビット毎に交互に読み出しながら倍速度で出力することにより、各信号源からの主信号をバイト単位で多重化することができる。

図２（ｂ）に示す信号分離部６では、ＣＤＲ部１３により受信された主信号からクロック成分（同期信号）を抽出し、分離部１４に出力する。分離部１４では、ＣＤＲ部１３により抽出されたクロックに同期して受信信号を読み込んで時分割分離する。分離された主信号の出力ポート制御は、後段のＰＯＮ制御部７内部に含まれる正常受信検出部１２において検出された信号に基づいて切り替え制御される。

正常受信検出方法としては、例えばＰＯＮ制御部１から規定の制御信号が届いているか否か、受信しデータ中に制御パケットが含まれているか否か、受信フレームに含まれるチャネルＩＤが期待値に合致するか否か、信号フォーマットがＰＯＮ信号か他の映像多重信号等であるか、などを検査することで正常受信を検出する。なお、この他、所望の接続相手からの信号であることを検出可能な既存の技術を採用してもよい。

また、切り替え制御の方法としては、例えば分離部１４が１：２で時分割分離する場合、正常受信検出部１２が、ＣＤＲ部１３から分離部１４に入力されるクロックを１クロック周期分だけ削除する。このようにすれば特別な構成を設けることなく、１：２分離であれば、分離部１４の出力ポートを入れ替えることができる。なお、１：ｎ分離においても、同様にクロック制御することにより分離部１４の出力ポートの入れ替えが可能である。

以上のように、この実施の形態１によれば、ＯＮＵ装置が、ＯＬＴ装置により複数の信号が多重化された信号を各信号毎に分離する信号分離部６と、信号分離部６により分離された信号に基づいて受信すべき信号が受信されたか否かを検出し、この検出結果に応じて信号分離部６により分離された複数の信号の各出力先を切り替え制御するＰＯＮ制御部７とを備えたので、ＰＯＮ制御部７による受信信号の正常受信の検出結果を信号分離部６による分離信号の出力先切り替えの制御に用いることから正常な出力先を決定することが可能であり、信号の多重分離に複雑なハードウェア構成を要することなく、多重分離により伝送帯域を拡大させた光通信システムを単純な構成で実現できる。

また、実施の形態１によれば、信号多重部２が、ＯＮＵ装置に送信する複数の信号を読み出しクロック１２に応じて周期的に時分割多重する１：２セレクタ１１等のセレクタを備え、信号分離部６が、受信した多重信号から時分割多重におけるクロック信号を抽出するＣＤＲ部１３と、ＣＤＲ部１３が抽出したクロック信号に応じて受信信号を周期的に時分割分離する分離部１４とを備え、前記セレクタが、ＯＮＵ装置に送信する複数の信号を１ビット単位又は１バイト単位で時分割多重し、分離部が、受信した多重信号を１ビット単位又は１バイト単位で時分割分離するので、時分割多重、時分割分離により帯域を拡大させることができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、主信号のフレームにより多重化、分離を行うものである。光通信システムの構成は、上記実施の形態１で示した図１と同様であるが、ＯＬＴ装置の信号多重部及びＯＮＵ装置の信号分離部の構成がそれぞれ異なる。

図３は、この発明の実施の形態２による信号多重部及び信号分離部の構成を示す図であり、（ａ）はＯＬＴ装置の信号多重部及びその周辺構成を示し、（ｂ）はＯＮＵ装置の信号分離部及びその周辺構成を示している。図３（ａ）に示す信号多重部２Ａは、複数の信号の周波数差又は位相差を吸収して多重化ができるようにするための同期処理部８として機能するバッファ（同期処理部）１６ａ，１６ｂ、フレーマ（フレーム生成部）１７ａ及び多重部（ＭＵＸ）１７ｂを含んで構成される。

ここで、多重部１７ｂは、上記実施の形態１で説明したビット単位やバイト単位で時分割多重を実行する多重部であり、例えば１：２セレクタ１１に相当する。実施の形態２による信号多重部２Ａにおいて、フレーマ１７ａ及び多重部１７ｂのいずれかによる多重化は、選択可能である。以降では、多重部１７ｂによる多重化は上記実施の形態１で説明しているため、フレーマ１７ａによる多重化について説明する。

また、図３（ｂ）に示す信号分離部６Ａは、受信された信号からクロック成分を抽出するＣＤＲ部１３、分離部（ＤＥＭＵＸ）１９、フレーム検出部２０及びフレーム分離部２１を含んで構成される。ここで、分離部１９は、上記実施の形態１で説明したビット単位やバイト単位で時間分割分離を実行する分離部であり、例えば分離部１４に相当する。実施の形態２による信号分離部６Ａにおいて、フレーム分離部２１及び分離部１９による分離は選択可能である。以降では、分離部１９による分離処理は上記実施の形態１で説明しているため、フレーム分離部２１による分離処理について説明する。なお、図３において、図１及び図２と同一又はこれに相当する構成要素には、同一符号を付して重複する説明を省略する。

図３（ａ）に示す信号多重部２Ａにおいて、読み出しクロック１８は、伝送路に同期した一定周期の読み出しクロック信号をフレーマ１７ａに供給している。バッファ１６ａ，１６ｂは、クロック（Ｃｌｏｃｋ）信号を入力し、ＰＯＮ制御部１及びこれ以外の信号源からの信号のうち、バーストクロックで発生した信号を書き込む。フレーマ１７ａは、読み出しクロック信号に同期してバッファ１６ａ，１６ｂに書き込まれたバースト信号を読み出すことにより、ＰＯＮ制御部１及びこれ以外の信号源からの信号の入力を伝送路に同期させる。

この後、フレーマ１７ａは、ＰＯＮ制御部１及びこれ以外の信号源からバッファ１６ａ，１６ｂに書き込まれた主信号を交互に読み出して、各主信号毎に独立して固定長の伝送フレームに区切って収容し、各伝送フレームのオーバヘッド部にフレームを識別する識別情報（例えば、ＰＯＮ制御部１からのＰＯＮ信号を収容するフレームであることを識別するための識別情報）を載せて多重度に応じた伝送速度で連続して出力する。

これにより、固定長の伝送フレームが連続的に多重化され、多重部１７ｂを介してＥ／Ｏ部３に出力される。信号多重部２Ａにより多重化された信号は、Ｅ／Ｏ部３により光信号に変換されて伝送路に出力される。このように、相異なる主信号を含む固定長フレームを時間的に多重する場合、多重する固定長フレームの数を異なる割合にすることで実質的に可変の伝送帯域を割り当てることが可能となる。

図３（ｂ）に示す信号分離部６Ａにおいて、ＣＤＲ部１３により受信された主信号からクロック成分を抽出し、分離部１９を介してフレーム検出部２０に出力する。フレーム検出部２０では、ＣＤＲ部１３により抽出されたクロックに同期して受信信号から伝送用フレーム及びそのオーバヘッド部に記載された識別情報を抽出してフレーム分離部２１に出力する。

フレーム分離部２１は、フレーム検出部２０が検出した伝送用フレームのオーバヘッド部に記載された識別情報に基づいて固定長の伝送用フレームにおける各主信号を識別し、識別結果に基づいて当該伝送用フレームを複数の主信号毎に分離する。これにより、信号分離部６Ａは、図３（ｂ）に示すようにデータ信号や映像信号等の複数の主信号を出力する。

上述の他、以下のようにフレームによる多重化及び分離を実行してもよい。
ＯＬＴ装置の信号多重部２Ａにおけるフレーマ１７ａが、読み出しクロック信号に同期してＰＯＮ制御部１及びこれ以外の信号源からバッファ１６ａ，１６ｂに書き込まれた主信号を交互に読み出し、周期的な伝送用フレーム内のタイムスロットを各主信号に割り当ててそのペイロード部に複数の主信号を収容した多重信号を生成して出力する。この処理において、フレーマ１７ａは、上述のように主信号を収容した伝送用フレームのオーバヘッド部に対してフレーム同期信号及び制御信号を含める。なお、制御信号には、信号分離部６Ａにおける出力切り替えを制御するため、伝送用フレームに収容された複数の主信号のタイムスロット割り当て情報を含めておく。

上述のように、信号多重部２Ａのフレーマ１７ａは、大きなビット長の伝送用フレームを生成し、この伝送用フレームのペイロード部を複数の主信号に対応する複数の空間に分離し、これら空間に主信号を順次収容していくことにより多重信号を生成する。なお、大きなビット長の伝送フレームを分割して使用する場合には、フレーム分割における伝送帯域の割り当てを行うことができる。

ＯＮＵ装置の信号分離部６Ａにおいて、フレーム検出部２０が、下り信号から伝送用フレームを抽出し、さらにそのフレーム先頭位置（オーバヘッド部）に収容された制御信号を検出する。続いて、フレーム分離部２１が、オーバヘッド部から抽出された制御信号のタイムスロット割り当て情報に基づいて、当該伝送用フレームのペイロード部から複数の主信号を分離する。この後、フレーム分離部２１は、タイムスロット割り当て情報に基づいて、分離した各主信号に対応する出力ポートへ主信号を順次切り替えながら出力する。

上述したいずれのケースにおいても、フレームに主信号を収容し、ＯＮＵ装置のフレーム分離部２１がフレーム機能を利用して多重された信号を分離するものである。このようにフレームで多重、分離することにより、上記実施の形態１とは異なり、２つの主信号速度が異なる場合にも柔軟に帯域を割り当てることが可能となる。

以上のように、この実施の形態２によれば、ＯＬＴ装置によってＯＮＵ装置に送信する複数の信号をフレーム多重し、各信号の識別情報を一部に収容した伝送用フレームを生成し、ＯＮＵ装置が、受信信号から伝送用フレームを検出するフレーム検出部２０と、識別情報に基づいてフレーム検出部２０により検出された伝送用フレームに収容された信号を識別し、この識別結果に基づいて、伝送用フレームから複数の信号を分離し、分離した信号の出力先を振り分けるフレーム分離部２１とを備えたので、伝送用フレームに収容された各信号の識別情報を分離信号の出力先切り替えの制御に用いることから正常な出力先を決定することが可能であり、信号の多重分離に複雑なハードウェア構成を要することなく、多重分離により伝送帯域を拡大させた光通信システムを単純な構成で実現できる。

また、実施の形態２によれば、ＯＬＴ装置が、ＯＮＵ装置に送信する各信号毎に固定長の伝送用フレームへ区切って収容した伝送用フレームを多重度に応じた伝送速度で連続して出力することによりフレーム多重し、ＯＮＵ装置のフレーム分離部２１が、伝送用フレームに収容された識別情報に基づいて伝送用フレームに収容された信号を識別し、この識別結果に基づいて、伝送用フレームに収容された信号を分離し、分離した信号の出力先を振り分けるので、相異なる主信号を含む固定長フレームを時間的に多重することにより、多重する固定長フレームの数を異なる割合にすることで実質的に可変の伝送帯域を割り当てることが可能となる。

さらに、実施の形態２によれば、ＯＬＴ装置が、ＯＮＵ装置に送信する各信号に伝送用フレーム内のタイムスロットを割り当てて複数の信号を収容することによりフレーム多重した伝送用フレームを生成し、ＯＮＵ装置のフレーム分離部２１が、タイムスロットを識別情報として伝送用フレームに収容された各信号を識別し、この識別結果に基づいて、伝送用フレームから複数の信号を分離し、分離した信号の出力先を振り分けるので、複数の信号の伝送速度が異なる場合であっても柔軟に帯域を割り当てることが可能となる。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による光通信システムの構成を示す図であり、ＯＬＴ装置からＯＮＵ装置へ下り信号を伝送する場合を示している。実施の形態３によるＯＬＴ装置には、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ（局側制御部）２２と映像信号源等の他の信号源２３が配置される。なお、他の信号源２３は、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２以外のＰＯＮ制御部でもよい。また、図示の例では、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２と信号源２３とが配置された１：２多重を示しているが、信号多重部２４にさらに複数の信号源が配置された１：４多重や１：８多重であっても構わない。

信号多重部２４は、不図示のＥ／Ｏ部を介して送信部（ＴＸ）２５に接続している。送信部（ＴＸ）２５では、信号多重部２４がＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２及び信号源２３からの下り信号を高速に出力することにより電気多重する。このとき、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２と信号源２３（若しくは、信号源２３の代わりに配置した他のＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ）との間での信号出力はクロック同期するが伝送帯域の割り当てを連携する処理は不要となる。

このようにして高速時分割多重された信号は、不図示のＥ／Ｏ部により１波長（λＡ）の光信号に変換されて伝送路に出力される。ここでは、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２と信号源２３とからの１Ｇｂｐｓの信号が、信号多重部２４により倍速化されて２Ｇｂｐｓの光信号として出力されたものとする。この後、伝送路上に設けた信号分離部２６により、ＯＬＴ装置から送信された光信号は複数の経路に分岐され、光カプラ４によりさらに分岐されてＯＮＵ装置に至る。

ＯＮＵ装置において、受信部（ＲＸ）２７が波長λＡの光信号を伝送路から受信し、不図示のＯ／Ｅ部により電気信号に変換した後、分離部２８へ出力する。分離部２８は、受信された２Ｇｂｐｓの信号を１Ｇｂｐｓの信号にそれぞれ分離し、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ３０の切り替え制御により１Ｇｂｐｓの主信号をそれぞれ対応する出力ポートへ出力する。例えば、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ（端末側制御部）３０は、自己に割り当てられた伝送帯域以外の信号を受信した場合、分離部２８の出力を順次別のチャネルに切り替えて選択する。

なお、図示の例において、分離された一方の１Ｇｂｐｓの信号はＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ３０へ出力されるが、他方の１Ｇｂｐｓの信号（図中の映像信号等）は使用されずに廃棄される。このような一方のみを使用する構成であっても、各ＯＮＵ装置は、一方の信号がＯＬＴ装置側のＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２に接続されれば通信できるため、他方の信号を廃棄しても問題なく動作することができる。

図５は、実施の形態３による光通信システムの他の構成を示す図であり、ＯＮＵ装置からＯＬＴ装置へ上り信号を伝送する場合を示している。実施の形態３による光通信システムでは、ＯＬＴ装置に複数のＰＯＮ制御部（ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ等）が配置されており、これらＰＯＮ制御部がそれぞれ独立して、対向して通信するＯＮＵ装置からの上り信号の送出タイミングを制御する。図５の例では、ＯＬＴ装置に複数のＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２，２２ａが配置されており、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ（局側制御部）２２，２２ａは互いに独立して動作し、対向して通信するＯＮＵ装置からの上り信号の送出タイミングを独立して制御する。

また、実施の形態３による光通信システムのＯＮＵ装置は、ＯＬＴ装置側の異なる複数のＰＯＮ制御部からそれぞれ指示された伝送タイミングで信号伝送する複数のグループに分類される。これら複数のグループのそれぞれに異なる波長群を割り当て、ＯＬＴ装置のＰＯＮ制御部のそれぞれに一つの独立した上り信号波長をアサインする。

図５では、各ＯＮＵ装置は、ＯＬＴ装置側の異なる二つのＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２，２２ａからそれぞれ指示された伝送タイミングで信号伝送する二つのグループに分類される。これら二つのグループのそれぞれに異なる伝送波長群（λ１とλ２）を割り当て、ＯＬＴ装置のＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２，２２ａのそれぞれに一つの独立した上り信号波長をアサインする。

例えば、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ３０が配置されたグループでは、波長λ２が上り波長として割り当てられ、送信部（ＴＸ）３１を介して波長λ２の上り信号の伝送が実行される。また、他のグループでは、波長λ１が上り波長として割り当てられ、送信部（ＴＸ）３２を介して波長λ１の上り信号の伝送が実行される。一方、ＯＬＴ装置側では、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２が受信部（ＲＸ）３５に接続して波長λ１の上り信号を受信し、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２ａが受信部（ＲＸ）３６に接続して波長λ２の上り信号を受信する。

上述したグループにおいて、同一のグループ内では、上り信号が衝突しないように制御することができる。例えば、ＯＮＵ装置側の送信部（ＴＸ）３１に接続するＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ３０と図示していない他のＰＯＮ制御部とが波長λ２で上り信号をそれぞれ送信する場合、対向するＯＬＴ装置のＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２ａによって上り信号が衝突しないようにＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ３０と図示していない他のＰＯＮ制御部との間で送信タイミングが制御される。

これに対し、異なる二つのグループ間では、送信タイミングを制御するＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩが異なるため、同一のタイミングで光信号を送出する場合が発生する可能性がある。そこで、上述のように、グループ毎に異なる波長群を割り当て、ＯＬＴ装置のＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ毎に一つ独立した上り波長をアサインすることにより、光信号同士の衝突を回避することができる。

図５を用いて上り信号の送信を説明する。
先ず、ＯＬＴ装置内のＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２，２２ａは、対向して通信すべきＯＮＵ装置のＰＯＮ制御部（例えば、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ３０）に対して上り信号の送信タイミングに関する制御情報を含む下り信号を送信し、予め上り信号の送信タイミングを指定しておく。ここで、ＯＬＴ装置における各ＰＯＮ制御部は、互いに上り信号の送信タイミングに関する制御情報を交換し、各ＰＯＮ制御部が扱う上り信号間で信号が衝突しないよう相互制御を行う。

複数のＯＮＵ装置は、それぞれに対向して通信するＯＬＴ装置のＰＯＮ制御部へ向けて上り信号を標準速度で送信する。例えば、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ３０からＯＬＴ装置のＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２ａへの上り信号が送信される場合、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ３０からの上り信号は、不図示のＥ／Ｏ部により光信号に変換されて送信部（ＴＸ）３１に出力される。送信部（ＴＸ）３１では、ＯＬＴ装置のＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２ａにより予め指定された送信タイミングで上り信号を出力する。

また、他のＯＮＵ装置からＯＬＴ装置のＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２への上り信号を送信する場合においても、不図示のＥ／Ｏ部により光信号に変換された上り信号は送信部（ＴＸ）３２に出力され、送信部（ＴＸ）３２が、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２により予め指定された送信タイミングで上り信号を出力する。

各ＯＮＵ装置からの上り信号は、光カプラ４を介して光ＭＵＸ部３３に入力される。光ＭＵＸ部（光多重部）３３は、各ＯＮＵ装置からの各波長λ１，λ２の上り信号を波長多重化し、当該波長多重光を伝送路に出力する。ＯＬＴ装置側の光ＤＥＭＵＸ部（光分離部）３４では、伝送路から上り信号の波長多重光を入力して各波長λ１，λ２毎の光信号に分離し、各波長λ１，λ２の上り信号に対応する受信部（ＲＸ）３５，３６に出力する。

受信部（ＲＸ）３６により受信された、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ３０からの波長λ２の上り信号は、不図示のＯ／Ｅ部により電気信号に変換された後にＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２ａに出力される。また、受信部（ＲＸ）３５により受信された、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ３０以外の他のＰＯＮ制御部からの波長λ１の上り信号は、不図示のＯ／Ｅ部により電気信号に変換された後にＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２に出力される。

以上のように、この実施の形態３によれば、ＯＬＴ装置が、相異なる波長を上り信号の伝送波長として割り当てて複数のＯＮＵ装置からの上り方向通信をそれぞれ独立に制御するＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２，２２ａを備え、ＯＮＵ装置が、ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２，２２ａにより割り当てられた各伝送波長でＯＬＴ装置への上り方向通信を制御するＰＯＮ制御部を備え、複数のＯＮＵ装置から相異なる伝送波長で送信された上り信号を波長多重する光ＭＵＸ部３３と、光ＭＵＸ部３３により波長多重された信号を伝送波長毎に分離して、伝送波長毎に対応する出力先のＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ２２，２２ａに振り分ける光ＤＥＭＵＸ部３４とを備えたので、信号の多重分離に複雑なハードウェア構成を要することなく、多重分離により伝送帯域を拡大させた光通信システムを単純な構成で実現でき、さらにＯＮＵ装置からの光信号を衝突すること無く分離することが可能となる。

なお、上記実施の形態３では、上り方向通信に対してそれぞれ異なる波長群を割り当てることにより上り信号間の衝突を回避する例を示したが、ＯＬＴ装置に配置された複数のＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ間で各ＯＮＵ装置に対して割り当てる上りパケット信号のタイミング情報を相互に交換し、上り信号の衝突が起きないようにタイミング調整してもよい。

このようにすることで、上記実施の形態１及び上記実施の形態２で示した下り信号を多重、分割する構成に適用すれば、下り信号は信号多重によって多重度に応じた伝送速度（例えば、１Ｇｂｐｓの下り信号を２Ｇｂｐｓにする）で送信することができる一方、１波長で１Ｇｂｐｓの上り方向通信を全てのＯＮＵ装置で行うことができる。

また、上記実施の形態１から上記実施の形態３では、ＰＯＮシステムを例に挙げて説明したが、同様の機能を有する他の光通信システムにも本発明を適用することはでき、同様の効果を得ることができる。

この発明の実施の形態１による光通信システムの構成を示す図である。 実施の形態１による信号多重部及び信号分離部の他の構成を示す図である。 この発明の実施の形態２による信号多重部及び信号分離部の構成を示す図である。 この発明の実施の形態３による光通信システムの構成を示す図である。 実施の形態３による光通信システムの他の構成を示す図である。

符号の説明

１ ＰＯＮ制御部、２，２Ａ 信号多重部、３ Ｅ／Ｏ部、４ 光カプラ、５ Ｏ／Ｅ部、６，６Ａ，２４ 信号分離部、７ ＰＯＮ制御部（端末側制御部）、８ 同期処理部、９ 信号再生部、１０ａ，１０ｂ，１６ａ，１６ｂ バッファ（同期処理部）、１１ １：２セレクタ（時分割多重部）、１２，１８ 読み出しクロック（同期信号）、１３ ＣＤＲ部（同期抽出部）、１４，１９，２６ 分離部（時分割分離部）、１５ 正常受信検出部、１７ａ フレーマ（フレーム生成部）、１７ｂ 多重部（時分割多重部）、２０ フレーム検出部、２１ フレーム分離部、２２，２２ａ ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ（局側制御部）、３０ ＧＥＰＯＮ＿ＬＳＩ（端末側制御部）、２３ 映像信号源、２５，３１，３２ 送信部（ＴＸ）、２７，３５，３６ 受信部（ＲＸ）、３３ 光ＭＵＸ部（光多重部）、３４ 光ＤＥＭＵＸ部（光分離部）。

Claims (12)

1. 局装置から光伝送路を分岐して複数の端末装置が接続する光通信システムにおいて、
   前記局装置は、
   前記端末装置に送信する複数の信号間の出力同期をとる同期処理部と、
   前記同期処理部により同期処理された信号を多重する信号多重部とを備え、
   前記端末装置は、
   前記局装置からの多重信号を前記複数の信号に分離する信号分離部と、
   前記信号分離部により分離された信号に基づいて受信すべき信号が受信されたか否かを検出し、この検出結果に基づいて前記信号分離部により分離された前記複数の信号の各出力先を切り替え制御する端末側制御部とを備えたことを特徴とする光通信システム。
2. 信号多重部は、端末装置に送信する複数の信号を周期的に時分割多重する時分割多重部を備え、
   信号分離部は、受信した多重信号から前記時分割多重における同期信号を抽出する同期抽出部と、前記同期抽出部が抽出した同期信号に応じて受信信号を周期的に時分割分離する時分割分離部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光通信システム。
3. 時分割多重部は、端末装置に送信する複数の信号を１ビット単位で時分割多重し、
   時分割分離部は、受信した多重信号を１ビット単位で時分割分離することを特徴とする請求項２記載の光通信システム。
4. 時分割多重部は、端末装置に送信する複数の信号を１バイト単位で時分割多重し、
   時分割分離部は、受信した多重信号を１バイト単位で時分割分離することを特徴とする請求項２記載の光通信システム。
5. 局装置から光伝送路を分岐して複数の端末装置が接続する光通信システムにおいて、
   前記局装置は、
   前記端末装置に送信する複数の信号をフレーム多重し、各信号の識別情報を一部に収容した伝送用フレームを生成するフレーム生成部を備え、
   前記端末装置は、
   受信信号から前記伝送用フレームを検出するフレーム検出部と、
   前記識別情報に基づいて前記フレーム検出部により検出された前記伝送用フレームに収容された信号を識別し、この識別結果に基づいて、前記伝送用フレームから前記複数の信号を分離し、分離した信号の出力先を振り分けるフレーム分離部とを備えたことを特徴とする光通信システム。
6. フレーム生成部は、端末装置に送信する各信号毎に固定長の伝送用フレームへ区切って前記信号を収容した伝送用フレームを多重度に応じた伝送速度で連続して出力することによりフレーム多重し、
   フレーム分離部は、識別情報に基づいて前記伝送用フレームに収容された信号を識別し、この識別結果に基づいて、前記伝送用フレームに収容された信号を分離し、分離した信号の出力先を振り分けることを特徴とする請求項５記載の光通信システム。
7. フレーム生成部は、端末装置に送信する各信号に伝送用フレーム内のタイムスロットを割り当てて複数の信号を収容することによりフレーム多重した伝送用フレームを生成し、
   フレーム分離部は、前記タイムスロットを識別情報として前記伝送用フレームに収容された各信号を識別し、この識別結果に基づいて、前記伝送用フレームから前記複数の信号を分離し、分離した信号の出力先を振り分けることを特徴とする請求項５記載の光通信システム。
8. フレーム生成部は、伝送用フレームに収容された各信号のタイムスロットの割り当て情報を含む制御信号を前記伝送用フレームの一部に収容し、
   フレーム分離部は、前記伝送用フレームの一部から抽出されたタイムスロットの割り当て情報を識別情報として前記伝送用フレームから複数の信号を分離し、分離した信号の出力先を振り分けることを特徴とする請求項７記載の光通信システム。
9. 局装置から光伝送路を分岐して複数の端末装置が接続する光通信システムにおいて、
   前記局装置は、
   相異なる波長を上り信号の伝送波長として割り当てて前記複数の端末装置からの上り方向通信をそれぞれ独立に制御する複数の局側制御部を備え、
   前記端末装置は、
   前記局側制御部に割り当てられた伝送波長で前記局装置への上り方向通信を制御する端末側制御部を備え、
   前記複数の端末装置から相異なる伝送波長で送信された上り信号を波長多重する光多重部と、
   前記光多重部により波長多重された信号を前記伝送波長毎に分離して、前記伝送波長毎に対応する出力先の前記局側制御部に振り分ける光分離部とを備えたことを特徴とする光通信システム。
10. 局装置から光伝送路を分岐して複数の端末装置が接続する光通信システムにおいて、
    前記局装置は、
    前記複数の端末装置からの上り方向通信をそれぞれ独立に制御し、互いの制御情報を交換して上り信号の送信タイミングが一致しないように制御する複数の局側制御部を備え、
    前記複数の端末装置は、
    互いに同一の伝送波長で前記局装置への上り方向通信を制御する端末側制御部を備えたことを特徴とする光通信システム。
11. 光伝送路を分岐して複数の端末装置が接続する局装置において、
    前記端末装置に送信する複数の信号間の出力同期をとる同期処理部と、
    前記同期処理部により同期処理された信号を周期的に時分割多重する信号多重部とを備えたことを特徴とする局装置。
12. 複数の信号間の出力同期をとる同期処理部と、前記同期処理部により同期処理された信号を周期的に時分割多重する信号多重部とを備えた局装置から光伝送路を分岐して接続する端末装置において、
    前記時分割多重された信号から時分割多重における同期信号を抽出する同期抽出部と、
    前記同期抽出部が抽出した同期信号に応じて受信信号を周期的に時分割分離する時分割分離部と、
    前記信号分離部により分離された信号に基づいて受信すべき信号が受信されたか否かを検出し、この検出結果に基づいて前記信号分離部により分離された前記複数の信号の各出力先を切り替え制御する端末側制御部とを備えたことを特徴とする端末装置。
    

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