JP2007329862A - 光通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】制御局装置と複数の端末装置との間で光信号の伝送を行う光通信システムにおいて、電気分散補償処理を行う場合に生じる収束時間中の符号誤り率を改善する。
【解決手段】制御局装置における電気分散補償処理（ステップＳ１）の収束時間中、一定水準の改善効果を確保するために前方誤り訂正符号を併用する。収束時間経過後、前方誤り訂正符号を使用せず（ステップＳ５）、電気分散補償処理のみで一定水準の符号誤り率改善効果を確保する。
【効果】一定水準の符号誤り率の改善効果を常時確保することが可能になり、かつ前方誤り訂正符号の付加時間を最小限に抑えることで、伝送路の実効帯域を広く使える。
【選択図】図６

Description

本発明は、制御局装置と複数の端末装置との間で光信号の伝送を行う場合に、制御局装置において波長分散により歪んだ受信信号を光電気変換後に補償することのできる光通信システムに関するものである。

局側装置としての制御局装置（Optical Line Terminal：光加入者線端局装置）と、複数の端末装置としての端末装置（Optical Network Unit：光加入者線終端装置）との間を、光データ通信ネットワークを使って双方向通信するシステムがある。そして、制御局装置と各端末装置との間を、それぞれ１本の光ファイバで放射状に結ぶ（Single Star）ネットワーク構成が実用化されている。このネットワーク構成では、システム及び機器構成は簡単になるが、１つの端末装置が一本の光ファイバを占有し、端末装置数がＮ局あれば、制御局装置から直接接続される光ファイバがＮ本必要となり、システムの低価格化を図るのが困難である。

そこで、制御局装置から引かれる１本の光ファイバを、複数の端末装置で共有するＰＯＮ（Passive Optical Network）通信システム（ＰＤＳ（Passive Double Star）ともいう。）が実用化されている。また、ＰＯＮ通信システムは、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）やＦＴＴＢ（Fiber To The Building）などのＦＴＴｘに適用されてきた低価格の光加入者用アクセス方式の１つである。

ＰＯＮ通信システムでは、特に外部からの電源供給を必要とせず入力された信号から受動的（Passive）に信号を分岐・多重する受動型光分岐器(光カプラ)を介して、一つの制御局装置と複数の端末装置が光伝送路で接続される。制御局装置とＮ局の端末装置とは、光ファイバＳＭＦ及び光カプラＯＣを介して接続された１対Ｎの伝送を基本としている。これにより、１つの制御局装置に対して、多くの端末装置を割り当てることができ、全体的な設備コストを抑えることができる。

ＰＯＮ通信システムでは、制御局装置と光分岐器間の光伝送路を複数の端末装置で共有するため、端末装置から制御局装置に向かう方向（以下、上り方向と称する）において、各端末装置が送出する光信号の衝突回避対策が必要である。このため、制御局装置が時分割アクセス制御方式により各端末装置の光信号送出タイミングを制御している。
この時分割アクセス制御方式により、各端末装置は、各端末装置からある時間で区切られた光信号を送出する。このように各端末装置から送出される光信号を「バースト光信号」と呼ぶ。

ＰＯＮ通信システムは、その商用利用を想定した場合、システムの利便性をさらに高めるために、制御局装置と端末装置の接続距離の長延化が求められている。その一方で、端末装置の低コスト化も強く求められるという状況が存在する。
端末装置の低コスト化を考える場合、発光素子として高価なDFBレーザ（Distributed FeedBack Laser Diode）よりも、安価なFPレーザ（Fabry Perot Laser Diode）を使用するほうが有利である。DFBレーザとは波長スペクトルのピークが単一であるレーザを指し、伝送路長による波長分散の影響が小さく長距離通信に適している。一方FPレーザとは波長スペクトルのピークが複数であるレーザを指し、伝送路長による波長分散の影響が大きく主に短距離通信に使用される。

そこで、FPレーザを使用して光伝送路を長延化する方法を考える。
光伝送路を長延化した場合、波長分散の影響により、長距離伝送後の光信号の歪みが大きくなる（波形がなまる）という問題がある。歪み量が大きくなると符号間干渉が発生するため、受信側で元信号を正常に判別できなくなり、符号誤り率の増大に至る。
そこで、受信側で波形整形を行って符号誤り率を低下させる方法が必要となる。現在、光伝送路を長延化する際の波形整形を行う方法として、(1)前方誤り訂正符号(FEC)の適用、(2)電気分散補償(EDC)の適用が提案されている。

方法(1)は、送信信号に一定割合の冗長符号を付加することで、伝送後に符号誤りが発生した場合でも受信側で一定量の誤り訂正を可能としている。常に一定水準の改善効果を確保できる特長があるが、一定割合の冗長符号を付与する必要があり、伝送路の実効帯域が低下するという制約が生じる。
方法(2)は、受信後の歪み信号を電気分散補償処理により整形する方法であり、一定量の符号誤り率改善を可能としている。方法(2)は冗長符号の付与を必要としない特長がある。

下記特許文献１は、一つの制御局装置ＯＬＴと複数の端末装置ＯＮＵが分岐器を介して接続される通信網で、端末装置ＯＮＵから制御局装置ＯＬＴへの伝送方向において、個別伝送路(端末装置ＯＮＵと分岐器間の伝送路)で発生する歪みを端末装置ＯＮＵの送信部で事前補償し、共通伝送路(制御局装置ＯＬＴと分岐器間の伝送路)で発生する歪みを制御局装置ＯＬＴの受信部で事後補償する技術を開示する。

下記特許文献２は、判定フィードバックイコライザ(DFE)と線形イコライザ(LE)の構成で受信信号を等化する無線通信網において、予め所定のデータパターンを伝送するトレーニング期間を設け、同期間に使用するイコライザ、及びイコライザに適用する最適なフィルタ係数を導く技術を開示する。
特開2000-196649号公報 特表2005-528854号公報

ここで、ＰＯＮ通信システムの上り方向、すなわち制御局装置の受信部で、方法(2)の電気分散補償を適用する場合を考える。
光伝送路を利用する光通信は、自由空間を伝送路として利用する無線通信と比較して、伝送路の環境条件が短時間で大きく変化する確率は低い。バースト光信号の継続時間は通常、数μ秒〜1ミリ秒程度であり、光伝送路の環境条件変化に対して無視できる程に短いと考えてよい。端末装置のＦＰレーザスペクトル特性、光分岐器と端末装置間の光伝送路の距離及び分散特性の違いなどにより、各端末装置から送信された光信号が制御局装置で受信される際のひずみ量が異なる。したがって、バースト光信号単位、言い換えれば各端末装置単位で適応的に電気分散補償を実施することが望ましい。

電気分散補償処理を動作させる場合、最適な等化回路係数を導くための収束時間と補償精度の間にトレードオフの関係がある。補償精度を高めるためには十分な収束時間の確保が必要である。収束時間中は、初めから整った信号波形が得られる訳ではなく、徐々に信号波形が整形されていく。このため、収束時間中、符号誤り率の改善に時間がかかり、符号誤り率がなかなか改善しないという問題がある。

そこで本発明は、制御局装置と複数の端末装置との間で光信号の伝送を行う光通信システムにおいて、電気分散補償処理を行う場合に生じる収束時間中を含めて、符号誤り率を改善することのできる光通信システムを提供することを目的とする。

本発明では、収束時間中の符号誤り率を改善する方法として、前記両方法(1)(2)を組み合わせて使用することにより、両方法の制約が及ぼす影響を最小化する。
すなわち、本発明の光通信システムは、端末装置において、送信したい信号に前方誤り訂正符号を付加するための前方誤り訂正符号付加部と、電気信号を光信号に変換して光伝送路に送り出すための光電変換部とを備え、制御局装置において、光伝送路から受信した光信号を電気信号に変換する光電変換部と、変換された電気信号を適応的に等化処理するための電気分散補償部と、等化処理された電気信号から前方誤り訂正符号の付与有無を解読し、前方誤り訂正符号が付与されている場合は誤り訂正処理を実施する前方誤り訂正符号検査部とを備えることを特徴とする（請求項１）。

この構成によれば、電気分散補償処理の収束時間中は、一定水準の改善効果を確保するために前方誤り訂正符号を併用する。収束時間経過後は、前方誤り訂正符号を使用せず、電気分散補償処理のみで一定水準の符号誤り率改善効果を確保することができる。こうすることで、一定水準の符号誤り率の改善効果を常時確保することが可能になり、かつ前方誤り訂正符号の付加時間を最小限に抑えることで、伝送路の実効帯域を広く使えるという効果が得られる。

収束時間が経過したかどうかを判定するために、端末装置及び制御局装置に互いに時計を持たせ、端末装置は、送信から所定時間経過後に、送信信号に対する前方誤り訂正符号の付加を停止し、制御局装置は、受信から所定時間経過後に、等化回路係数を確定するものであってもよい（請求項２）。
また、制御局装置は時計を持ち、所定時間経過後に等化回路係数が確定したことを通知するための信号を送信するものであってもよい（請求項３）。端末装置は時計を持たなくても、この信号を受信して、送信信号に対する前方誤り訂正符号の付加を停止することができる。したがって、端末装置の構成を簡単にすることができる。

また、制御局装置は、改善率が達成したかどうかを判定する手段を持って、改善率達成後に等化回路係数を確定し、確定したことを通知するための信号を送信してもよい。端末装置は、当該信号を受信して、送信信号に対する前方誤り訂正符号の付加を停止することができる（請求項４）。
制御局装置は、等化回路係数の収束を早めるために、端末装置毎に前回使用した等化回路係数を保持する係数記憶部を備え、上り送信する端末装置の切換えに呼応して、前記係数記憶部から端末装置毎の等化回路係数を読み出し、前記電気分散補償部の適応処理開始時に等化回路係数の初期設定を実施するものでもよい（請求項５）。この構成であれば、前記電気分散補償部の適応処理終了時に等化回路係数を読み出し、前記係数記憶部に書き込みを実施するとともに、前回使用した等化回路係数を初期値として電気分散補償処理を行うことができる。また、前方誤り訂正符号の使用を早めに停止することができ、冗長符号のために伝送路の実効帯域が低下する期間を極力短くすることができる。

また、本発明は、前記本発明の光通信システムに用いられる制御局装置の構成を規定している（請求項６，７）。
また、本発明は、前記本発明の光通信システムに用いられる端末装置の構成を規定している（請求項８，９）。

本発明によれば、電気分散補償処理の収束時間中は、一定水準の改善効果を確保するために前方誤り訂正符号を併用することにより、一定水準の符号誤り率の改善効果を常時確保することが可能になり、かつ前方誤り訂正符号の付加時間を最小限に抑えることで、伝送路の実効帯域を広く使えるという特有の効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、ＰＯＮ通信システムの構成例を示す概略図である。
ＰＯＮ通信システムは、局舎が備える制御局装置ＯＬＴと複数の加入者宅が備える端末装置ＯＮＵとが、光ファイバＳＭＦ及び光カプラＯＣを介して接続されている。
端末装置ＯＮＵは、加入者宅内に設置されるパーソナルコンピュータなど、光ネットワークサービスを享受する端末を接続するためのネットワークインタフェースを備えている。

光カプラＯＣは、特に外部からの電源供給を必要とせず入力された信号から受動的に信号を分岐・多重するスターカプラで構成されている。
制御局装置ＯＬＴ及び光カプラＯＣ、光カプラＯＣ及び端末装置ＯＮＵに接続されている光ファイバは、１本の光ファイバＳＭＦからなるシングルモードファイバを用いている。つまり、１台の制御局装置ＯＬＴは、１台の光カプラＯＣに１本の幹線光ファイバＳＭＦを通して接続されている。そして、１台の光カプラＯＣは、Ｍ台の第２の光カプラＯＣ（Ｍは、この例では４の数）と光ファイバＳＭＦで接続している。そして、第２の光カプラＯＣは、Ｎ台（Ｎは、この例では８以下の数）の端末装置ＯＮＵと、支線光ファイバＳＭＦで接続されている。よって、１局の制御局装置ＯＬＴが送受する信号は、１＋Ｍ台の光カプラＯＣによって、最大３２台の端末装置ＯＮＵに分配されている。なお、光カプラＯＣや端末装置ＯＮＵの台数は例示であるにすぎない。

本発明の通信システムは、前記ＰＯＮ通信システムに、ギガビットイーサネット（Gigabit Ethernet）（イーサネット（Ethernet）は、登録商標である。）技術を取り込み、１．２５Ｇｂｐｓのベースバンド速度で光ファイバのアクセス区間通信を実現するＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet-Passive Optical Network）方式を採用している。
ＧＥ−ＰＯＮ方式に従えば、制御局装置ＯＬＴ及び端末装置ＯＮＵの相互の通信は、可変長なフレームを単位として行われる。フレームの構成は、論理リンク識別子を含むＧＥ−ＰＯＮヘッダと、６４バイト以上のデータからなっている。データの最大サイズは一般に１５３０バイト程度である。

まず、上位のネットワークから制御局装置ＯＬＴに入ってくる下りフレームは、制御局装置ＯＬＴにおいて所定のブリッジ処理が行われ、中継されるべき論理リンクが特定される。そして、制御局装置ＯＬＴを通して、光信号として光ファイバＳＭＦに送信される。このとき、制御局装置ＯＬＴは論理リンク識別子を含むＧＥ−ＰＯＮヘッダをフレームに付加している。光ファイバＳＭＦに送信させた光信号は、光カプラＯＣで分岐され、光カプラＯＣにつながる端末装置ＯＮＵに送信されるが、当該論理リンクを構成する端末装置ＯＮＵのみが所定の光信号を取り込み、フレームを宅内ネットワークインタフェースに中継する。

一方、上り光信号には、それぞれの端末装置ＯＮＵからの上りフレームが含まれている。上り光信号は、それぞれの端末装置ＯＮＵからの光信号どうしが互いに時間的に競合しないように送信される必要がある。そのために、制御局装置ＯＬＴは、各端末装置ＯＮＵに対して上り光信号を送信してもよい期間ウインドウ（以下、単にウインドウという）を割り当て、制御フレームとして通知する。ウインドウを割り当てられた端末装置ＯＮＵは、その割り当てられたウインドウに上り光信号を送信する。したがって、各端末装置ＯＮＵ間の上り光信号の競合は回避される。各端末装置ＯＮＵは、あるウインドウが与えられたとき、そのウインドウに収まる限りフレームを連続して送信してよい。

そして、制御局装置ＯＬＴは、各端末装置ＯＮＵからの一連のフレーム信号を含んだバースト光信号を受信することができる。「バースト光信号」とは、各端末装置ＯＮＵから送信され、１．２５Ｇｂｐｓのベースバンド信号で発光状態を変化させた、有限時間の光信号列である。
また、制御局装置ＯＬＴが受信する光信号波形は、例えば、端末装置ＯＮＵの発光素子の特性や、光ファイバＳＭＦの長さなどの、光伝送路の特性によって異なる。そこで、制御局装置ＯＬＴは、上りバースト光信号に後述の処理を行った後、復元した有意なフレーム列を上位のネットワークに送信する。

図２は、端末装置ＯＮＵの光信号を送信する部分における基本構成を示すブロック図である。
端末装置ＯＮＵは、前段回路から出力されるデータ列に対して前方誤り訂正符号を付加する前方誤り訂正符号付加部１と、前方誤り訂正符号が付加されたデータ列を光通信に適した電気信号へ変換（８Ｂ１０Ｂ変換）する符号変換部２と、光電変換部（Optical Transceiver）３とを備えている。

前方誤り訂正符号付加部１は、データを送信する際、受信側で誤りを訂正できるようにするための冗長なデータ（誤り訂正符号）を付加するものである。
この冗長なデータを受信した制御局装置ＯＬＴは、データ中に誤りが発見された場合は、誤り訂正符号を利用してある程度のデータ回復を自力で行うことができる。この方式では、データの誤りが発見された場合、誤り訂正符号で訂正できる範囲内であれば、再送信を行うことなしにデータを回復できるので、複雑な再送処理が不要となる。

光電変換部３は、ＦＰ（Fabry Perot）型ＬＤを発光素子として用いている。
ＦＰ型ＬＤは半導体レーザの一つであって、二つの光出射面（光取り出し側と、モニタフォトダイオードＰＤ側の出射面）として結晶の劈開（ヘキカイ）面を利用し、その間での光の繰り返し反射によりレーザ発振（例えば１３００ｎｍ帯）を実現するものである。このＦＰ型ＬＤは、波長の選択機構がなく複数の発振モードのレーザ光がそのまま出力されるため、端末装置ＯＮＵが送信する光信号は、広がった複数の離散スペクトルを有する。

光電変換部は、送りたい情報を表す電気信号であるベースバンド信号の１に対応する期間強く発光し、０に対応する期間弱く発光する。これにより、端末装置ＯＮＵ及び制御局装置ＯＬＴ間において、ＮＲＺ（Non Return to Zero：非ゼロ復帰記録方式）の方形信号を伝送することができる。
図３は、制御局装置ＯＬＴの受信部における基本構成を示すブロック図である。

制御局装置ＯＬＴは、端末装置ＯＮＵとの信号の送受を行う光電変換部４と、電気分散補償(Electric Dispersion Compensation)部５と、符号再生部６と、前方誤り訂正符号検査部７とを備える。
光電変換部４は、端末装置ＯＮＵから発せられ光ファイバＳＭＦを介して到達する光信号を分離してフォトダイオードＰＤに導く。フォトダイオードＰＤで検出された微弱電流信号は、トランスインピーダンスアンプによって微弱電圧信号に変換され、さらに微弱電圧信号はポストアンプにて増幅される。

電気分散補償部５は、端末装置ＯＮＵから供給された信号を等化するための適応制御等化器（Adaptive Equalizer）ＡＥを有する。ポストアンプにより増幅された端末装置ＯＮＵからの信号は、適応制御等化器ＡＥに入力され、下記の機構により端末装置ＯＮＵから送信された元の信号に等化される。
以下では、本発明の適応制御等化器ＡＥについて、詳細に説明する。

図４は、適応制御等化器ＡＥの一例を示す構成図である。図５は、図４に示す等化回路係数適応制御部の構成図である。この適応トランスバーサルフィルタＴＦは、公知のＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムに基づいて動作がなされるものである。
この適応制御等化器ＡＥは、長距離の光ファイバＳＭＦを通して送られ波長分散によって歪んだ信号を整形し、端末装置ＯＮＵで送信された状態の方形信号に近づける。

この適応制御等化器ＡＥの適応トランスバーサルフィルタＴＦは、遅延素子Ｚ^-1、乗算器Ｘ、加算器Σ及び等化回路係数制御部Ｔを備えている。
まず、適応制御等化器ＡＥに入力された信号は、それぞれの遅延素子Ｚ^-1により時間的にずらされる。時間的にずらされた入力信号は、それぞれ、等化回路係数Ｃ_iが掛けられ（i=-2,-1,0,+1,+2）、加算器Σ₊で合波される。合波された信号は、スライサにより、方形信号に置き換わり、適応制御等化器ＡＥから出力される。

また、加算器Σ₊から出力された信号とスライサから出力された信号とで、加算器Σ_-により誤差ｅが求められ、乗算器Ｘによりシステム定数μが掛けられμｅが出力される。
ここで乗算器Ｘに掛けられるシステム定数μは、収束の速さと安定性とを左右するものである。収束を速くするためにμを大きくすると、収束の安定性を損なう場合がある。逆に、μを小さくすると、概ね収束時間が長くなるが、収束の安定性が高まる。よって、μの値は、調整できることが好ましい。そこで、「所定時間」を設定し、この所定時間内に適応制御がほぼ収束するよう、μの値が予め決められる。

前記「所定時間」とは、受信側において適応制御によりベースバンド信号を回復するために設定される時間をいう（同期調整期間（Sync Time）ＳＴともいう）。例えば、数μ秒〜数10μ秒に設定される。
ＧＥ−ＰＯＮにおいて、上り信号は前述したように、制御局装置ＯＬＴの指示に基づき時分割多重（Time Division Multiplex：TDM）される。すなわち、端末装置ＯＮＵは制御局装置ＯＬＴが指示したウインドウにバースト光信号を送出する。バースト光信号は、数μ秒〜1ミリ秒オーダーの持続時間をもつ。このバースト光信号の、先頭ビット群の数μ秒〜数10μ秒は同期調整期間ＳＴに充てられる。端末装置ＯＮＵは、この同期調整期間ＳＴの間に２０ｂｉｔの固定パターン（IDLEシーケンス）の信号を送信する。

そして、それぞれの等化回路係数制御部Ｔ_ｉは、μｅ及びｘ_ｉから最小２乗法により、最適な等化回路係数Ｃ_ｉを算出することができる。
例えば、図５に示すように、等化回路係数制御部Ｔ_iでは、乗算器Ｘで掛け合わされたμｅと乗算器Ｘ_iで算出されたｘ_iとを乗算器Ｘ_Tで掛け合わせる。そして、乗算器Ｘ_Tによって算出されたμｅ・ｘ_iと遅延素子Ｚ^-1により算出されたものとを加算器Σ₊により加算することで、新しい等化回路係数Ｃ_iが求まる。

以下では、端末装置ＯＮＵと制御局装置ＯＬＴとにおいて、相互にやりとりされる光信号の一連の流れ１〜５を説明する。
以下の信号の流れ１〜３では、適応制御の状態はバースト毎に初期化され、次のバースト光信号に持ち越さないものとする。例えば、等化回路係数の初期値は、例えばＣ_０＝１、Ｃ_−２＝Ｃ_−１＝Ｃ_＋１＝Ｃ_＋２＝０とする。

なお信号の流れ４〜５では、等化回路係数Ｃ_０、Ｃ_−２、Ｃ_−１、Ｃ_＋１及びＣ_＋２は、同一の端末装置ＯＮＵと前回に通信したときに用いた等化回路係数を初期値として用いる。
＜信号の流れ１＞
この実施形態では、制御局装置ＯＬＴ、端末装置ＯＮＵともに時計を備えていることを前提とする。制御局装置ＯＬＴ、端末装置ＯＮＵ共に時計を持っているので、所定時間の時計満了により前方誤り訂正符号ありフレーム期間から前方誤り訂正符号なしフレーム期間への移行をそれぞれ独立して判断することができる。このため、制御局装置ＯＬＴと端末装置ＯＮＵ間で時間合わせのための制御フレームの送受信は行われない。

図６は、光通信システムにおける信号の流れを示すフローチャートである。
端末装置ＯＮＵは、前方誤り訂正符号を含むバースト光信号の送信を開始すると、端末装置ＯＮＵは時間計測を開始する。
制御局装置ＯＬＴは、そのバースト光信号を受信すると、時間計測を開始する。制御局装置ＯＬＴは、受信したバースト光信号に対して適応電気分散補償処理を実行する（ステップＳ１）。前記同期調整期間に相当する「所定時間」が経過すると（ステップＳ２）、等化回路係数を確定する（ステップＳ３）。

ここに所定時間は前述したように、適応処理実行に要する時間であり、等化回路計数がほぼ収束する時間に設定される。これは数μ秒〜数10μ秒と見積もられる。
所定時間が経過するまでは、図７にＴＡで示すように、端末装置ＯＮＵから送信されてくるバースト光信号には、前方誤り訂正符号が付加されている。したがって、制御局装置ＯＬＴは、この誤り訂正符号により、受信したデータが正しいかどうかを検証することができ、所定ビット数以内の誤りを訂正することができる。

一方、端末装置ＯＮＵでは、所定時間が経過すると（ステップＳ４）、端末装置ＯＮＵの前方誤り訂正符号付加部１は、前方誤り訂正符号の付加を停止する（ステップＳ５）。この状態を図７にＴＢで示す。
この後、制御局装置ＯＬＴでは、バースト時間の送信が終わるまで、確定された等化回路係数に基づいて、電気分散補償処理による波形整形が継続される。

なお、バースト光信号の継続時間が短い場合には、適応処理が終了する前（所定時間が経過する前）にバーストが終了することも考えられる。このような場合は、図６に示した前方誤り訂正符号なしのフレーム期間ＴＢは存在しないことになる。
＜信号の流れ２＞
図８は、光通信システムにおける信号の流れの他の例を示すフローチャートである。

この実施形態では端末装置ＯＮＵは時計を備えず、制御局装置ＯＬＴのみが時計を備えている。
図６と異なるところを説明すると、制御局装置ＯＬＴが所定時間の満了を契機に、端末装置ＯＮＵへ完了通知フレーム送信し（ステップＳ６）、その応答として端末装置ＯＮＵが制御局装置ＯＬＴへ受領通知フレームを送信する（ステップＳ７）。

この通知フレームの送受信により、端末装置ＯＮＵは、自局で時計を持たなくても、制御局装置ＯＬＴにおいて等化回路係数が確定されたことを知ることができる。それにより、端末装置ＯＮＵの前方誤り訂正符号付加部１は、前方誤り訂正符号の付加を停止するので、制御局装置ＯＬＴは、前方誤り訂正符号ありフレーム期間から前方誤り訂正符号なしフレーム期間へ移行することができる。
＜信号の流れ３＞
図９は、制御局装置ＯＬＴで適応処理による符号誤り率の改善をモニタする通信システムのフローチャートである。

この実施形態では、制御局装置ＯＬＴは適応処理による符号誤り率が一定値以下になるのをモニタリングし（ステップＳ８）、所望値に達した時点を契機に、端末装置ＯＮＵへ完了通知フレーム送信する。
その応答として端末装置ＯＮＵが制御局装置ＯＬＴへ受領通知フレームを送信する。この一連のフレーム送受信を経て、前方誤り訂正符号ありフレーム期間から前方誤り訂正符号なしフレーム期間へ移行する。

この実施形態では、制御局装置ＯＬＴは、「所定時間」経過後に符号誤り率が一定値以下になるのを見込んで等化回路係数を確定するのではなく、実際に符号誤り率が一定値以下になるのを確認してから等化回路係数を確定することができるので、符号誤り率が常に低い値に安定保持された光通信システムを構築することができる。
＜信号の流れ４＞
前述したとおり、適応的に電気分散補償処理を実施する場合、等化回路係数の収束時間と補償精度はトレードオフの関係になる。電気分散補償処理で一定水準の改善効果を確保するためには、収束に要する時間がより長く必要となる。

ここでは、適応時の収束所要時間を短くする方法を考える。前記した通り、ＰＯＮ通信システムでは、制御局装置ＯＬＴが各端末装置ＯＮＵの光信号送出タイミングを制御している。したがって、制御局装置ＯＬＴは、各端末装置ＯＮＵからのバースト光信号の受信開始タイミングを把握している。光通信では、各端末装置ＯＮＵの光送信部の特性や光伝送路の特性の違いが受信信号の歪み度合いに影響を及ぼすが、これらの要素が短時間に大きく変化する可能性は小さいと考えてよい。具体的には、経年劣化や周辺温度などにより歪み特性が緩やかに変化する場合が大半である。

以上の状況を考慮して、各端末装置ＯＮＵとの前回のバースト通信で使用した等化回路係数を記憶しておき、次のバースト受信時の適応収束開始時の初期パラメータとして流用する。
図１０は、制御局装置ＯＬＴの受信部における基本構成を示すブロック図である。
制御局装置ＯＬＴは、端末装置ＯＮＵとの信号の送受を行う光電変換部４と、電気分散補償部５と、符号再生部６と、前方誤り訂正符号検査部７とを備えるとともに、電気分散補償部５に係数を提供するための係数制御部９と、前回使用した係数を記憶しておくための係数記憶部８とをさらに備えている。

図１１は、制御局装置ＯＬＴの処理を示すフローチャートである。制御局装置ＯＬＴは適応処理開始前に、係数記憶部８に記憶された前回のバースト光信号受信時に使用した当該端末装置ＯＮＵ用の等化回路係数を初期設定して（ステップＳ９）、適応処理を実行する。
等化回路係数を初期設定することで、適応収束時間を短縮する効果が得られる。初期値の設定が不適切だと収束時間がかえって長くなる場合もあるが、前記した通り歪み特性の変化は緩やかと仮定できるため、初期値を固定している場合よりも大きな効果が得られる。

ところでＰＯＮ通信システムに端末装置ＯＮＵが初めて接続(登録)される場合がある。この場合、当該端末装置ＯＮＵに関する前回バースト情報は存在しない。この場合に限り、デフォルトの初期値で適応収束処理を動作させる。
このようにして、適応収束の所要時間を短くすることができ、その短い時間だけ前方誤り訂正符号を併用すればよいので、前方誤り訂正符号付加による帯域損失の時間をさらに短くする効果が得られる。
＜信号の流れ５＞
なお、次のような組み合わせも考えられる。

図１２は、制御局装置ＯＬＴは適応処理開始前に、前回のバースト光信号受信時に使用した当該端末装置ＯＮＵ用の等化回路係数を初期設定するとともに、制御局装置ＯＬＴにおいて適応処理による符号誤り率が一定値以下になるのをモニタリングし、所望値に達した時点を契機に、端末装置ＯＮＵへ完了通知フレーム送信する手順を示すフローチャートである。

制御局装置ＯＬＴは適応処理開始前に、前回のバースト光信号受信時に使用した当該端末装置ＯＮＵ用の等化回路係数を初期設定する。以降は、図９のフローチャートに記した手続きと同一になる。
ここでは、図９の手続きをベースにして、適応処理開始前に端末装置ＯＮＵ毎の等化回路係数を初期設定する手続きの追加例を示したが、図６，図８のフローチャートに対しても同様の初期設定手続き追加が可能である。

以上のように、本実施形態にかかる光通信システムは、制御局装置ＯＬＴにおいて、ＦＰ型ＬＤから出力され長距離の光ファイバの伝送により歪んだ光信号を、光ファイバ通過前の出力された信号波形に近づけることができる。これにより、端末装置ＯＮＵにおいて、長距離の光伝送であっても、波長の異なる多モードの発光スペクトル特性を有するＦＰ型ＬＤを使用することができ、経済的な伝送システムを構築することができる。

以上で、本発明の信号の流れを説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、前記ではＧＥ−ＰＯＮを用い説明したが、他の方式を使ってもよい。また、上述のとおり、ＦＰ型ＬＤを用いたシステムを説明したが、他のタイプのＬＤを使うことで、システムのコストダウンが図られるのであれば、他のＬＤを含む光発信器を使ってもよい。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。

制御局装置ＯＬＴと複数の端末装置ＯＮＵとの間を、光カプラを介して光ファイバで接続したＰＯＮ通信システムの構成例を示す概略図である。 端末装置ＯＮＵの送信部における基本構成を示すブロック図である。 制御局装置ＯＬＴの受信部における基本構成を示すブロック図である。 適応制御等化器の構成図である。 等化回路係数制御部の構成図である。 本発明の光通信システムにおける信号の流れを示すフローチャートである。 端末装置ＯＮＵから送信されるバースト光信号を示す模式的な図である。 本発明の光通信システムにおける信号の流れを示すフローチャートである。 本発明の光通信システムにおける信号の流れを示すフローチャートである。 制御局装置ＯＬＴの受信部の変更例を示すブロック構成図である。 本発明の光通信システムにおける信号の流れを示すフローチャートである。 本発明の光通信システムにおける信号の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 前方誤り訂正符号付加部
２ 符号変換部
３ 光電変換部
４ 光電変換部
５ 電気分散補償部
６ 符号再生部
７ 前方誤り訂正符号検査部
８ 係数記憶部
９ 係数制御部
ＯＮＵ 端末装置
ＯＬＴ 制御局装置
ＯＣ 光カプラ
ＳＭＦ 光ファイバ（シングルモードファイバ）
ＦＰ型ＬＤ ファブリペロー型レーザダイオード
ＴＦ 適応トランスバーサルフィルタ
Ｔ 等化回路係数制御部
ＡＥ 適応制御等化器

Claims (9)

1. 制御局装置と複数の端末装置との間で光信号の伝送を行う光通信システムであって、
   端末装置は、送信信号に前方誤り訂正符号を付加するための前方誤り訂正符号付加部と、電気信号を光信号に変換して光伝送路に送り出すための光電変換部とを備え、
   制御局装置は、光伝送路から受信した光信号を電気信号に変換する光電変換部と、変換された電気信号を適応的に等化処理するための電気分散補償部と、等化処理された電気信号から前方誤り訂正符号の付与有無を解読し、前方誤り訂正符号が付与されている場合は誤り訂正処理を実施する前方誤り訂正符号検査部とを備える、光通信システム。
2. 端末装置と制御局装置は互いに時計を持ち、端末装置は、送信から所定時間経過後に、送信信号に対する前方誤り訂正符号の付加を停止し、制御局装置は、受信から所定時間経過後に、等化回路係数を確定するものである請求項１記載の光通信システム。
3. 制御局装置は時計を持ち、送信から所定時間経過後に等化回路係数を確定し、確定したことを通知するための信号を送信する通知手段を持ち、端末装置は、前記信号を受信して、送信信号に対する前方誤り訂正符号の付加を停止するものである請求項１記載の光通信システム。
4. 制御局装置は、符号誤り率の改善率が所定の値まで達成したかどうかを判定する判定手段を持ち、改善率達成後に等化回路係数を確定し、確定したことを通知するための信号を送信するものであり、端末装置は、前記信号を受信して、送信信号に対する前方誤り訂正符号の付加を停止するものである請求項１記載の光通信システム。
5. 制御局装置は、端末装置毎に前回使用した等化回路係数を保持する係数記憶部を備え、
   前記係数記憶部から端末装置毎の等化回路係数を読み出し、前記電気分散補償部の適応処理開始時に等化回路係数の初期設定を実施し、当該等化回路係数を初期値として電気分散補償処理を行う請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光通信システム。
6. 制御局装置と複数の端末装置との間で光信号の伝送を行う光通信システムにおける制御局装置であって、
   光伝送路から受信した光信号を電気信号に変換する光電変換部と、変換された電気信号を適応的に等化処理するための電気分散補償部と、等化処理された電気信号から前方誤り訂正符号の付与有無を解読し、前方誤り訂正符号が付与されている場合は誤り訂正処理を実施する前方誤り訂正符号検査部と、時計とを持ち、受信から所定時間経過後に、等化回路係数を確定する、制御局装置。
7. 制御局装置と複数の端末装置との間で光信号の伝送を行う光通信システムにおける制御局装置であって、
   光伝送路から受信した光信号を電気信号に変換する光電変換部と、変換された電気信号を適応的に等化処理するための電気分散補償部と、等化処理された電気信号から前方誤り訂正符号の付与有無を解読し、前方誤り訂正符号が付与されている場合は誤り訂正処理を実施する前方誤り訂正符号検査部と、符号誤り率の改善率が所定の値まで達成したかどうかを判定する判定手段とを持ち、改善率達成後に等化回路係数を確定し、確定したことを通知するための信号を送信する、制御局装置。
8. 制御局装置と複数の端末装置との間で光信号の伝送を行う光通信システムにおける端末装置であって、
   送信したい信号に前方誤り訂正符号を付加するための前方誤り訂正符号付加部と、電気信号を光信号に変換して光伝送路に送り出すための光電変換部と、信号送信時から計時を始める時計とを持ち、前記時計の所定時間経過後に前方誤り訂正符号の付加を停止する端末装置。
9. 制御局装置と複数の端末装置との間で光信号の伝送を行う光通信システムにおける端末装置であって、
   送信したい信号に前方誤り訂正符号を付加するための前方誤り訂正符号付加部と、電気信号を光信号に変換して光伝送路に送り出すための光電変換部と、制御局装置から等化回路係数を確定したことを通知する信号を受信する受信手段と、を持ち、前記受信手段による受信後に前方誤り訂正符号の付加を停止する端末装置。

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