JP2009017324A - 受動光網システムおよびその通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】親局から複数の子局への通信信号が時分割多重されて伝送される光受動光網システムにおいて、伝送速度の異なる複数の子局を混在収容する。
【解決手段】伝送速度の低い速度を基本速度として、オーバヘッドバイトと伝送速度の低いデータを該基本速度のまま、伝送速度の高いデータは該基本速度で変調したデータに変換して、フレーム内にヘッダとデータあるいは変換後のデータを時分割多重して送受信する。親局で伝送速度の高いデータは伝送速度の低い基本速度に変換（変調）した後、伝送速度の低いデータと変換後のデータとのそれぞれに各子局宛の識別子を含むヘッダとを付加してフレーム内に時分割多重して基本速度で各子局に送信する。該フレームを受信した子局では、ヘッダに含まれた識別子に基づき自局宛のデータだけを自局に取り込み、元の高いデータに再変換してユーザの端末に供給する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の加入者接続装置が光伝送回線を共有する受動光網システムの構成ならびにその通信方法に関する。

大容量の画像信号やデータを通信網を介して送受信する為に、通信網の高速・広帯域化が加入者を通信網へ接続するアクセス網でも進められ、国際電気通信連合（以下ＩＴＵ−Ｔと称す）の勧告Ｇ９８４．１−３等で規定された光受動網システム（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｙｓｔｅｍ：以下ＰＯＮと称する）の導入が図られている。ＰＯＮは、上位の通信網と接続される光多重終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ：以下ＯＬＴと称する）と、複数の加入者の端末（ＰＣや電話）を収容する光網終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ：以下ＯＮＵと称する）とを、基幹光ファイバと光スプリッタと複数の支線光ファイバとから成る光受動網で接続したシステムである。具体的には、各ＯＮＵに接続された端末(ＰＣ他)からの信号を光信号で支線光ファイバから光スプリッタを介して基幹光ファイバで光学(時分割)多重してＯＬＴに送り、ＯＬＴが各ＯＮＵからの信号を通信処理して上位の通信網に送信する、あるいは、ＯＬＴに接続される他のＯＮＵに送信するという形態で通信を行うものである。

ＰＯＮの開発・導入は６４ｋｂｉｔ／秒のような低速信号を扱うシステムから始まり、固定長のＡＴＭセルを最大約６００Ｍｂｉｔ／秒で送受信するＢＰＯＮ（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ ＰＯＮ）或はイーサネット（登録商標）の可変長パケットを最大約１Ｇｂｉｔ／秒で送受信するイーサネットＰＯＮ（ＥＰＯＮ）や、より高速な２．４Ｇｂｉｔ／秒程度の信号を扱うＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．１、Ｇ．９８４．２およびＧ．９８４．３で標準化されたＧＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ ＰＯＮ）の導入が進められている。更に、今後は１０Ｇｂｉｔ／秒から４０Ｇｂｉｔ／秒の信号を扱うことが可能な高速ＰＯＮの実現が求められている。これらの高速ＰＯＮを実現する手段としては、多数の信号を時分割多重するＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、波長多重するＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）多重、符号多重するＣＤＭ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）多重等の多重化方法が検討されている。尚、現状のＰＯＮはＴＤＭを採用しており、例えば、ＧＰＯＮは、上り（ＯＮＵからＯＬＴ）の信号と下り（ＯＬＴからＯＮＵ）の信号とで異なる波長を用い、ＯＬＴと各ＯＮＵ間の通信は、各ＯＮＵに対して信号の通信時間を割当てる構成である。また、従来の固定長信号を処理する構成から、より多様な種別の信号（音声、画像、データ等）を扱い易いバースト状の可変長信号（バースト信号）も処理する構成になってきている。今後の高速ＰＯＮも、上述したように様々な多重化方法が検討されているが、ＴＤＭを採用する方向での検討が主になりつつある。

上記各ＰＯＮの形態では、様々な場所に点在する加入者宅にＯＮＵを設置するためＯＬＴからＯＮＵまでの距離が異なる。すなわち、ＯＬＴから各ＯＮＵ迄の基幹光ファイバと支線光ファイバを併せた光ファイバの長さ（伝送距離）がばらつくため、各ＯＮＵとＯＬＴ間の伝送遅延がばらつき、各ＯＮＵが信号を送信しても基幹光ファイバ上で各ＯＮＵから出力される光信号同士が衝突・干渉する可能性がある。このため、各ＰＯＮにおいては、例えばＧ９８４．３の１０章で規定したような、レンジングと称される技術を用いて、ＯＬＴとＯＮＵとの間の距離測定を行った後に、各ＯＮＵからの信号出力が衝突しないように各ＯＮＵの出力信号の遅延を調整するようにしている。
更に、ＯＬＴは、動的帯域割当て（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ：以下ＤＢＡと称する）と称される技術を用いて各ＯＮＵからの送信要求に基づき該ＯＮＵに送信を許可する信号の帯域を決めると、上述したレンジングで測定した遅延量も考慮した上で、各ＯＮＵからの光信号が基幹光ファイバ上で衝突・干渉しないように各ＯＮＵへ送信タイミングを指定するようにしている。すなわち、ＰＯＮは、ＯＬＴと各ＯＮＵ間で送受信される信号のタイミングがシステム内で管理された状態で通信の運用がなされるように構成されている。

ＯＬＴと各ＯＮＵ間との信号の送受信においては、例えばＧ．９８４．２の８．８．３章の規定によれば、ＯＬＴが基幹光ファイバで多重された各ＯＮＵからの信号を識別して処理できるように、各ＯＮＵからの信号の先頭に最大１２バイトからなる干渉防止用のガードタイム、ＯＬＴ内受信器の信号識別閾値の決定およびクロック抽出に利用するプリアンブル、受信信号の区切りを識別するデリミタと呼ばれるバーストオーバヘッドバイトとＰＯＮの制御信号（オーバヘッドあるいはヘッダと称することもある）がデータ（ペイロードと称することもある）に付加される。尚、各データは可変長のバーストデータであるため、各データの先頭には、可変長データを処理するためのＧＥＭ（Ｇ−ＰＯＮ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）ヘッダと呼ばれるヘッダも付加される。また、ＯＬＴから各ＯＮＵ宛の信号には、各ＯＮＵがＯＬＴからの信号を識別して処理できるように、ＯＬＴから各ＯＮＵに向けて送信される信号の先頭に、先頭を識別するためのフレーム同期パタン、監視・保守・制御情報を送信するＰＬＯＡＭ領域、各ＯＮＴの信号送信タイミングを指示するグラント領域と呼ばれるオーバヘッド（ヘッダと称されることもある）が各ＯＮＵ宛に時分割多重化されたデータに付加される構成である。尚、多重化される各ＯＮＵ宛のデータには、ＯＮＵからの信号と同様に、可変長データを処理するためのＧＥＭヘッダが付加されている。ＯＬＴは、グラント領域を用いて各ＯＮＵの上り送信許可タイミング（送信開始（Ｓｔａｒｔ）と終了（Ｓｔｏｐ））を各ＯＮＵにバイト単位で指定する。この送信許可タイミングをグラントと称している。そして、各ＯＮＵが該許可タイミングでＯＬＴ宛のデータを送信すると、これらが光ファイバー上で光学（時分割）多重されＯＬＴで受信される。

ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．１ ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．２ ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３

ＰＯＮでは、ＯＬＴから複数のＯＮＵへの信号が時分割多重されて全ＯＮＵへ伝送される。すなわち、各ＯＮＵは、ＯＮＵに提供される信号の帯域（信号量）が小さくとも、ＯＬＴから各ＯＮＵへの通信信号の全てを一旦受信し、自ＯＮＵ宛の通信内容をヘッダ（具体的には、ＧＰＯＮならＧＥＭヘッダのＰＯＲＴ ＩＤ、ＥＰＯＮならＬＬＩＤと称されるＯＮＵの識別子）を用いて識別して、識別された信号だけをＯＮＵ内部に取り込んで加入者（ユーザ）に転送している。上述したように、ＰＯＮは、ＢＰＯＮからＧＰＯＮへの移行のように、低速信号を処理するものから、より高速信号を処理するものへと開発・導入が進んできている。しかし、各ＰＯＮとも標準化が進み、信号の伝送速度や制御信号のやり取り・プロトコルは古いＰＯＮも吸収するように配慮はされているが完全に互換性を有する形ではなく、ＰＯＮ毎に異なった形で決まってきているのが現状である。このため、通信サービス容量の拡大によりＯＮＵが従来技術で対応している伝送速度以上の速度をサポートする必要が生じた時は、ＢＰＯＮをＧＰＯＮに入れ替えるというように、ＰＯＮ全体の伝送速度を拡大した新しいＰＯＮを採用（入れ替え）する必要がある。すなわち、ＯＬＴおよびＯＬＴに接続される全てのＯＮＵを新しく伝送容量を拡大したＰＯＮに合わせて新しい設備に交換する必要がある。

ＰＯＮの導入や利用形態を考えると、より高速なサービス容量提供のニーズが増えてはいくものの、瞬時にニーズが全て代わるものではなく、一部ユーザでの利用が始まり徐々に増えていくと考えられ、この間は既存のＰＯＮでも充分という加入者も多数存在する。既存のＰＯＮを新たなＰＯＮに交換することは、上述のように、全てのＯＬＴとＯＮＵの交換を行うことであり、交換のために多くの費用が必要となる。また、上記通信サービス容量の拡大の実体を考えると、あるユーザにとっては未だ必要の無い設備の交換も行うことにもなり、ＰＯＮを導入するキャリアやＰＯＮを利用するユーザにとって割高な費用負担をもたらすことにもなりかねない。このため、伝送速度の異なるＰＯＮの設備を相互接続したり、既存のＰＯＮの設備を収容しつつ新しいＰＯＮへと移行できるような、規格や性能が異なる複数のＰＯＮを混在させて運用出来るような構成のＰＯＮとその通信方法が求められる。

本発明の課題は、複数の仕様（規格）の異なるＰＯＮを混在させて運用出来る構成のＰＯＮとその通信方法を提供することにある。より具体的には、ＯＬＴと各ＯＮＵとの信号の通信を時分割多重で行うＰＯＮにおいて、信号の伝送速度の異なる複数のＯＮＵを混在収容して運用できる構成のＯＬＴとＯＮＵを備えたＰＯＮ、および、その通信方法を提供することにある。

ＰＯＮのＯＬＴと各ＯＮＵ間で送受信される信号は、上述したような制御信号やプロトコルをやり取りしてシステムの設定・制御を行うためのオーバヘッド（ヘッダ）とＰＯＮのユーザがＯＬＴとＯＮＵを介して送受信する信号（データ・画像信号・音声信号等で、以下、単に纏めてデータと称することがある）とで構成される。このうち、ヘッダ（数十バイト）は１２５μ秒周期のフレーム毎にユーザが送受信するデータに付加されるが、このヘッダに含まれる制御信号自体は数フレームに１回送受信されてＯＬＴやＯＮＵの内部で処理された後にＰＯＮの設定や制御が行われる。すなわち、各ヘッダの情報自体は敢えて高速に送る必要はないものである。一方、ユーザが要求する高速サービス容量の提供とは、短時間に多量のデータを送受信することであり、フレーム内のデータを要求に応じて高速に送受信する必要がある。

ＰＯＮは、上述したレンジングやＤＢＡの技術に基づき信号の送受信タイミングが管理された状態で運用されるものである。したがって、複数の速度のデータが混載していても、それらの位置（送受信タイミング）を把握して処理できる。すなわち、仮にデータ混載に起因するエラーが発生したところで、エラーマスク等で適当な対処が可能である。

本願は、上記ＰＯＮの特性に着目したもので、上記課題を達成するために、複数の仕様（規格）の異なるＰＯＮを混在させて運用出来るＰＯＮであって、ＯＬＴと各ＯＮＵ間の通信を時分割多重で行うＰＯＮにおいて、信号の伝送速度の異なる複数のＯＮＵを混在収容する場合、伝送速度の低い速度を基本速度として、オーバヘッドバイトと伝送速度の低いデータを該基本速度のまま、伝送速度の高いデータは該基本速度で変調したデータに変換して、フレーム内にヘッダとデータ或は変換後のデータを時分割多重して送受信する構成としたものである。

より具体的には、ＯＬＴにおいては、ＯＮＵ宛の伝送速度の異なるデータが混在するので、伝送速度の高いデータは伝送速度を変換（変調）した後、各ＯＮＵ宛の識別子ならびに該ＯＮＵに許可した信号送信タイミングを含むヘッダと伝送速度の低いデータと変換後のデータとをフレーム内に時分割多重して各ＯＮＵに送信する。該フレームを受信したＯＮＵでは、ヘッダに含まれた識別子に基づき自ＯＮＵ宛のデータだけを該ＯＮＵに取り込み、変換後のデータは復調により元の高いデータに再変換して（戻して）ユーザの端末に供給する構成としたものである。

各ＯＮＵのうち、基本速度でデータを送信するＯＮＵは、該速度でヘッダとデータからなるフレームを生成しＯＬＴが指示したタイミングで該フレームを送信する。一方、高い速度でデータを送信するＯＮＵは、端末からのデータを基本速度で変調したデータに変換し、ヘッダと変換後のデータからなるフレームを生成し基本速度でＯＬＴが指示したタイミングで該フレームを送信する。また、ＯＬＴは、各ＯＮＵからのフレームが基幹光ファイバで多重化された信号を受信すると、変換された高い速度のデータを受信しているタイミングでは該データを復調により元の高いデータに再変換して（戻して）ＯＬＴ外の通信網に送信する構成としたものである。

尚、高い伝送速度のデータの基本速度での変調は、元の高速な０／１の２値信号を基本速度のｍ（ｍ＞２、例えば４倍の速度なら２の４乗である１６）多値信号に変調する構成で、振幅変調や位相変調でデータを変換する構成とした。

より詳細には、ＯＬＴから複数のＯＮＵへの通信信号は、データの伝送速度がＮ（ｂｉｔ／秒）である第１の領域とデータの伝送速度がＮ（ｂｉｔ／秒）のＭ倍（Ｍは整数）である第２の領域からなり、それぞれの領域に対応するヘッダとペイロード信号（データ）からなるパケットを構成し、該パケット信号を時分割多重して送信する構成としたものである。上記パケット信号は、上記ヘッダの値により上記伝送速度がＮ（ｂｉｔ／秒）である第１の領域と伝送速度がＮ（ｂｉｔ／秒）のＭ倍（Ｍは整数）である第２の領域とを識別できるようにし、各パケット信号のヘッダが伝送速度がＮ（ｂｉｔ／ｓ）のＭ倍である第２の領域を指示するものである時、対応するペイロード信号にｍ値の多値信号を使用する時分割多重を行う。尚、ＯＬＴは各ＯＮＵを起動する際に該ＯＮＵの伝送速度がＮ（ｂｉｔ／秒）に対応するのかＮ（ｂｉｔ／秒）のＭ倍に対応するのかを識別し、Ｎ（ｂｉｔ／秒）のＭ倍に対応する場合は、第２の領域に対応するヘッダの値を該ＯＮＵに設定する制御メッセージを送信した後にＯＮＵとの通信を開始する構成とした。すなわち、第２の領域に対応する上記ペイロード信号にｍ値の多値信号を使用することでＯＬＴとＯＮＵ間を送受信する伝送信号のビット時間幅は基本速度の幅と同一とした。

更に、従来のＰＯＮのＯＬＴやＯＮＵの受信回路は、単一の伝送速度にのみ対応する場合がありｍ値の多値信号を正しく受信することは出来ないため、受信クロック抽出回路が誤動作を行ったり、フレーム同期はずれ警報を検出して通信が途絶する可能性も考えられたが、本願の構成では、ＯＮＵはヘッダを用いて自ＯＮＵ宛のデータだけを識別し、ＯＬＴは受信データの速度とデータ送受信タイミングを把握した上で受信回路と多値変復調回路を制御する構成としたので、フレーム内に多重化されたパケットのペイロード中にｍ値の多値信号が混在してもその内容が誤って解釈されることはなく受信警報が発生することがない構成とした。

ＯＬＴから複数のＯＮＵへの通信信号は時分割多重されて伝送されるＰＯＮにおいて、伝送速度の異なる複数のＯＮＵを混在収容することを可能とし、通信サービス容量の拡大に要求が発生しても対応するＯＬＴおよびＯＮＵのみ交換することで、通信装置の交換費用を抑制することが可能となる。

以下、図面を用いて本発明によるＰＯＮの構成と動作を、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４で規定されたＧＰＯＮと今後導入が予想されているＧＰＯＮの４倍の伝送速度のデータを扱う１０ＧＰＯＮとが混在するＰＯＮの構成と動作を例に挙げて詳細に説明する。
以下の説明では、ＧＰＯＮと同様な可変長のデータを時分割多重して処理する構成のＰＯＮを想定したもので、ＯＬＴから各ＯＮＵへの下りデータの伝送速度は、ＧＰＯＮが２．５Ｇｂｉｔ／秒（２．４８８３２Ｇｂｉｔ／秒だが、以下、簡略化して２．５Ｇｂｉｔ／秒と称する）で１０ＧＰＯＮが１０Ｇｂｉｔ／秒（９．９５３２８Ｇｂｉｔ／秒だが、以下同様に１０Ｇｂｉｔ／秒と称する）を例にとり説明する。また、ＯＮＵからＯＬＴへの上りデータの伝送速度は、ＧＰＯＮが１．２Ｇｂｉｔ／秒（１，２４４１６Ｇｂｉｔ／秒だが、以下同様に１．２Ｇｂｉｔ／秒と称する）で１０ＧＰＯＮが５Ｇｂｉｔ／秒（４．９７６６４Ｇｂｉｔ／秒だが、以下同様に５Ｇｂｉｔ／秒と称する）を例にとり説明する。尚、これらの伝送速度等の数値は一例であり、本発明がこの数値に限定されるものではない。

図１は、ＰＯＮを使用した光アクセス網の構成例を示す網構成図である。
アクセス網１は、ＰＯＮ１０を介して上位の通信網である公衆通信網（ＰＳＴＮ）／インターネット２０（以下、上位網と称することがある）と加入者の端末（Ｔｅｌ：４００，ＰＣ：４１０等）とを接続して通信を行う網である。ＰＯＮ１０は、上位網２０と接続されるＯＬＴ（以下、親局と称することがある）２００、加入者の端末（電話（Ｔｅｌ）４００、ＰＣ４１０等）を収容する複数のＯＮＵ（以下、子局と称することがある）３００や３１０とを備え、基幹光ファイバ１１０と光スプリッタ１００と複数の支線光ファイバ１２０からなる光受動網でＯＬＴ２００と各ＯＮＵ３００と３１０を接続して上位網２０と加入者端末４００，４１０との通信、または、加入者端末４００，４１０同士の通信を行う。

ＯＮＵ３００は、ＧＰＯＮ（下りが２．５Ｇｂｉｔ／秒）のＯＮＵで、ＯＮＵ３１０は、１０ＧＰＯＮ（下りが１０Ｇｂｉｔ／秒）のＰＯＮであり、双方のＰＯＮが混在する場合でも、現状の勧告Ｇ９８４に従えば、最大６４台迄ＯＬＴ２００に接続可能である。図１では、７台のＯＮＵ３００または３１０が図示されており、下りデータ信号２．５Ｇｂｉｔ／秒の伝送速度でデータが受信できる２．５ＧのＯＮＵ＃１，３，４，６（３００−１〜６）と下りデータ信号１０Ｇｂｉｔ／秒の伝送速度でデータが受信できる１０ＧのＯＮＵ＃２、５、ｎ（３１０−２〜ｎ）とが混在してＯＬＴ２００に接続されている。

詳細は後述するが、ＯＬＴ２００からＯＮＵ３００／３１０の方向に伝送される下り信号１３０は、各ＯＮＵ３００／３１０宛の信号が時分割多重されて同報される。各ＯＮＵ３００／３１０で受信された信号は、自分宛の信号であるか否かをＯＮＵ３００／３１０内で判定し、信号の宛先に基づいて、電話４００やＰＣ４１０に送られる。また、ＯＮＵ３００／３１０からＯＬＴ２００の方向では、ＯＮＵ３００−1から伝送される上り信号１５０−1、ＯＮＵ３１０−１から伝送される上り信号１５０−２、ＯＮＵ３００−２から伝送される上り信号１５０−３、ＯＮＵ３００−３から伝送される上り信号１５０−４、ＯＮＵ３１０−２から伝送される信号１５０−５、ＯＮＵ３００−６から伝送される上り信号１５０−６、ＯＮＵ３１０−nから伝送される上り信号１５０−ｎが光スプリッタ１００を介して光学的に時分割多重された光多重化信号１４０となりＯＬＴ２００に到達する。尚。ＯＮＵ３００とＯＬＴ２００の間のファイバ長が異なるため、信号１４０は振幅が異なる信号が多重化される形態をとる。

尚、下り信号１５０は波長帯１．５μｍの光信号、上り信号は波長帯１．３μｍの光信号が用いられ、両方の光信号が同じ光ファイバ１１０，１２０を波長多重（ＷＤＭ）されて送受信される。

図２と図３は、それぞれ、ＯＬＴからＯＮＵへの光信号とＯＮＵからＯＬＴへの光信号の構成例を示す信号構成図である。１０ＧＰＯＮの光信号の構成は現状未規定であるが、ＧＰＯＮと１０ＧＰＯＮのどちらも可変長のデータを扱うものなので、現在勧告で規定されたＧＰＯＮと同様な信号構成による時分割多重で各速度の信号を処理するのが現実（実用）的と考えられる。従って、以下の実施形態では、ＧＰＯＮで規定された信号構成をベースにＰＯＮの動作説明を行う。もちろん、これらの信号構成やＰＯＮの動作は、一例であり、本発明がこの構成や動作に限定されるものではない。

ＯＬＴ２００から各ＯＮＵ３００／３１０への信号は下り信号１３０と呼ばれ、図２（ａ）で示したように、１２５μ秒のフレームを、各ＯＮＵ３００／３１０が信号の先頭を見つけるためのフレーム同期パタン２０００、各ＯＮＵ３００／３１０に対する監視・保守・制御に関する情報を送信するＰＬＯＡＭ領域２００１、各ＯＮＵ３００／３１０からＯＬＴ２００への上り信号送信タイミングを指定するグラント指示領域２００２からなるオーバヘッドと、各ＯＮＵ３００／３１０へのデータを時分割多重したフレームペイロード２００３とで構成した。この信号１３０は、各ＯＮＵ３００／３１０に同報される。各ＯＮＵ３００／３１０は、オーバヘッドから受信信号が自分宛の信号であるか否かを判定して、以下で説明するオーバヘッドに応じた各種動作や受信したデータの宛先端末４００、４１０への送信を行う。

図２（ｂ）は、フレームペイロード２００３の詳細構成を示した構成図である。各ＯＮＵ３００／３１０宛のデータ（２．５Ｇペイロード２００５や１０Ｇペイロード２００６）は、ＯＮＵ毎のデータ識別子等各ＯＮＵでのデータ受信に用いられるＧＥＭヘッダ２００４が付加された形でフレームペイロード２００３内部に時分割多重される。同図（ｃ）はＧＥＭヘッダ２００４の構成を示した構成図である。各バイトの詳細は勧告Ｇ９８４．３に規定されたもので説明を省略するが、本発明のＰＯＮでは、ＯＮＵを識別するためのＰＯＲＴ ＩＤ２００７を用いて２．５Ｇ用ＯＮＵ３００と１０Ｇ用ＯＮＵ３１０とを識別する構成とした。

このＰＯＲＴ ＩＤ２００７の内容に従って、２．５Ｇペイロード２００５には、伝送速度２．５Ｇｂｉｔ／秒のデータが０／１（ＯＮ／ＯＦＦ）の２値光信号で入れられ、１０Ｇペイロード２００６には、伝送速度１０Ｇｂｉｔ／秒のデータが、後述するような０〜１５迄の光多値（１６値）に光レベル変調され実際の伝送速度が２．５Ｇｂｉｔ／秒に変換された多値光信号で入れられる（同図（ｄ）参照）。すなわち、本発明のＰＯＮでは２．５Ｇｂｉｔ／秒の伝送速度で制御信号とデータが時分割多重されて各ＯＮＵ３００／３１０に送信されるものであり、この内、１０ＧＰＯＮのＯＮＵ３１０が受信する伝送速度１０Ｇｂｉｔ／秒のデータが２．５Ｇｂｉｔ／秒の多値光信号に変換された上で、同じ下り信号１３０のフレームに時分割多重されて送信されるものである。

一方、各ＯＮＵ３００／３１０からＯＬＴ２００への信号は上り信号１５０と呼ばれ、図３（ａ）で示したように、各ＯＮＵ３００／３１０の監視・保守・制御に関する情報を送信するＰＬＯＡＭ領域３００２、各ＯＮＵ３００／３１０が送信を待っているデータの量をＯＬＴ２００に通知するキュー長領域３００３からなる制御信号３１１５と該ＯＮＵの端末４００、４１０からのデータを入れた可変長のフレームペイロード３００４からなるバーストデータ３１２０に、ＯＬＴ２００が各ＯＮＵ３００／３１０からのバーストデータ３１２０を認識して処理するためのプリアンブル３０００とデリミタ３００１とからなるバーストオーバヘッド３１１０を付加したものである。尚、プリアンブル３０００の前に示したガードタイム３１００は、各ＯＮＵからの送信信号を分離するための無信号（光信号ＯＦＦ状態）領域であり、勧告Ｇ９８４．３では、このガードタイム３１００とバーストオーバヘッド３１１０の合計が最大１２バイトと規定されている。図１で示したように、各ＯＮＵ３００／３１０からの上りは、光スプリッタ１００を通った後に基幹光ファイバ１１０上で時分割多重され、多重光信号１４０となりＯＬＴ２００に到達する。

図３（ｂ）は、フレームペイロード３００４の詳細構成を示した構成図である。各ＯＮＵ３００／３１０からのデータ（１．２Ｇペイロード３２１０や５Ｇペイロード３２２０）は、上り信号と同様にＯＮＵ毎のデータ識別子等ＯＬＴ２００でのデータ受信に用いられるＧＥＭヘッダ３２００が付加された形でフレームペイロード３００４内部に時分割多重される。同図（ｃ）はＧＥＭヘッダ３００４の構成を示した構成図である。各バイトの詳細は勧告Ｇ，９８４に規定されたもので説明を省略するが、本発明のＰＯＮでは、ＯＮＵを識別するためのＰＯＲＴ ＩＤ３３１０を用いて２．５Ｇ用ＯＮＵ３００と１０Ｇ用ＯＮＵ３１０とを識別する構成とした。

ＰＯＲＴ ＩＤ３３１０の内容に従って、１．２Ｇペイロード３２１０には、伝送速度１．２Ｇｂｉｔ／秒のデータが０／１（ＯＮ／ＯＦＦ）の２値光信号で入れられ、５Ｇペイロード３２２０には、伝送速度５Ｇｂｉｔ／秒のデータが、後述するような０〜１５迄の光多値（１６値）に光レベル変調され実際の伝送速度が１．２Ｇｂｉｔ／秒に変換された多値光信号で入れられる（同図（ｂ）参照）。すなわち、本発明のＰＯＮでは１．２Ｇｂｉｔ／秒の伝送速度で制御信号とデータが時分割多重されて各ＯＮＵ３００／３１０からＯＬＴ２００に送信されるものであり、この内、１０ＧＰＯＮのＯＮＵ３１０が送信する伝送速度５Ｇｂｉｔ／秒のデータが１．２Ｇｂｉｔ／秒の多値光信号に変換された上で、上り信号１５０のフレームとして送信されるものである。

尚、本実施形態においては、各ＯＮＵ３００／３１０からの上り信号１５０の送信タイミングは、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４で規定されたＧＰＯＮと同様に決定されるものとした。具体的には、図１１〜図１３を用いて後述するが、ＰＯＮシステムの立上げ時にレンジングと称されるシステム運用に必要な制御パラメータがＯＬＴ２００や各ＯＮＵ３００／３１０に設定された後、ＯＬＴ２００が各ＯＮＵ３００／３１０から受信したキュー長レポートと契約に基づく許容トラヒックに基づき各ＯＮＵへ送信を許可するデータ量（帯域）をＤＢＡにより決定して各ＯＮＵ３００／３１０へ該決定帯域に対応した送信許可タイミング（グラント）をグラント指示領域２００２で通知すると、各ＯＮＵ３００／３１０が該タイミングで上り信号１５０をＯＬＴ２００に向け送信する構成である。

図４は、ＯＬＴの構成例を示すブロック図である。
ＯＬＴ２００は、各ＯＮＵ３００／３１０へ送信する伝送速度２．５Ｇｂｉｔ／秒および１０Ｇｂｉｔ／秒のデータを上位網２０から受信する網とのインタフェースである網ＩＦ４００１と４００９で受信すると、該受信データをパケットバッファ４００５，４０１１に一旦蓄積後、この蓄積データを下りフレーム生成部４０１５が図３で示した下り信号１３０に組立て各ＯＮＵ３００／３１０へ送信する。尚、クロック抽出部４００３，４００４は、受信したデータからクロックを抽出して、受信データをパケットバッファ４００５，４０１１に書き込むためのクロック抽出回路であるが、網の同期が取れていればタイミング制御部４０２１等のＯＬＴ内部で生成したクロックを用いても構わない。また、伝送速度１０Ｇｂｉｔ／秒のデータは、２．５Ｇｂｉｔ／秒で送信される下り信号１３０に時分割多重するため、詳細を後述するように、多値変調部４０１３で０〜１５の１６レベルのいずれかの信号に変換する。下り信号１３０の組立ては、監視制御部４０１０やタイミング制御部４０２１からの制御信号に基づき、パケットバッファ４００５，４０１１、多値変調部４０１３、ＧＥＭヘッダ生成部４００９、オーバヘッド生成部４０１７、下りフレーム組立て部４０１５が動作して行われる（詳細は後述する）。

図５は、ＯＬＴに備えた監視制御部とオーバヘッド生成部の構成例を示すブロック図、図６は、監視制御部に備えられ、各ＯＮＵ３００／３１０や該ＯＮＵに収容された端末等を識別してＰＯＮの動作を実行するための識別子や制御パラメータを記憶しておく記憶領域（メモリ／テーブル）の構成例を示すテーブル構成図である。
オーバヘッド生成部４０１７は、フレーム同期パタン（図２：２０００）を生成する同期パタン生成部４２０５、監視制御部４０１０で生成した各ＯＮＵ３００／３１０の監視・保守・制御に関する情報（制御メッセージ）をＰＬＯＡＭ領域（図２：２００１）に入れるＰＬＯＡＭ生成部４２０６、監視制御部４０１０の帯域設定部４２０３がＤＢＡで決めた各ＯＮＵ３００／３１０に指示するグラント（送信タイミング）をグラント指示領域（図２：２００２）に入れるグラント生成部４２０７と多重器４２０８とで構成し、タイミング制御部４０２１からの指示で図２に示したオーバヘッドを生成して下りフレーム組立て部４０１５に送信する。

監視制御部４０１０は、各ＯＮＵ３００／３１０や該ＯＮＵに収容された端末等を識別してＰＯＮの動作を実行するための識別子や制御パラメータを記憶しておく記憶領域であるＰＯＲＴ ＩＤテーブル（メモリ）４２０１、ＰＯＮ１０全体を制御し各ＯＮＵ３００／３１０の監視・保守・制御に関する情報（制御メッセージ）を作成するＰＯＮ制御メッセージ生成部４２０２、ＤＢＡを行う帯域設定部４２０３とを備える。

ＰＯＲＴ ＩＤテーブル４２０１は、各ＯＮＵ３００／３１０の制御や識別に必要な情報を記憶しておくもので、各ＯＮＵ３００／３１０の番号（ＯＮＵ番号：４２０１０）に対応して、該ＯＮＵの扱うデータの伝送速度（速度種別：４２０２０）と勧告Ｇ．９８４で定めたＯＮＵや端末の識別子（ＰＯＲＴ ＩＤ：４２０３０）とを事前の契約等の内容に基づいて保守装置（図示せず）から設定する。また、図１１〜図１３を用いて後述するように、ＯＬＴ２００が各ＯＮＵ３００／３１０から通知された速度種別に基づきＰＯＲＴ ＩＤ４２０３０を決めてＰＯＲＴ ＩＤテーブル４２０１を構成するようにしても良い。本実施形態では、下りデータの伝送速度が２．５Ｇｂｉｔ／秒のＯＮＵ３００に０〜２０４７のいずれか、下り伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／秒のＯＮＵ３１０に２０４８から４０９５のいずれかのＰＯＲＴ ＩＤをユニークに与える構成であるが、この値に限定されるものではない。また、本実施形態では１つのＯＮＵ３００／３１０に１つのＰＯＲＴ ＩＤを与える例を示しているが、勧告Ｇ．９８４でも示してあるように、ＯＮＵ３００／３１０での信号処理形態に応じて複数のＰＯＲＴ ＩＤ４２０３０を与える構成であっても良い。いずれにしても、本発明のＰＯＮ１０は、このＰＯＲＴ ＩＤ４２０３０に基づき２．５Ｇ用のＯＮＵ３００と１０Ｇ用のＯＮＵ３１０とを識別して、以降で説明するように、伝送速度１０Ｇｂｉｔ／秒のデータを多値変調したデータも２．５Ｇｂｉｔ／秒のデータと混在させて時分割多重してＯＬＴ２００とＯＮＵ３００／３１０との間の通信を行うものである。尚、図６では図示していないが、ＰＯＲＴ ＩＤテーブル４２０１には、各ＯＮＵ３００／３１０の制御や識別に必要な他の情報も含まれ、ＰＯＲＴ ＩＤ４２０３０が図２（ｃ）で示したＰＯＲＴ ＩＤ領域２００７に含まれたＧＥＭヘッダ２００４がＧＥＭヘッダ生成部４００９で作成される。

ＰＯＮ制御メッセージ生成部４２０２は、勧告Ｇ９８４で定めたプロトコルや制御信号をＯＬＴ２００とＯＮＵ３００／３１０との間で送受信してＰＯＮ１０全体の監視・保守・制御を行うもので、図示していないプロセッサや制御プログラムにより動作する。また、帯域設定部４２０３は、事前の加入者との契約に基づいて保守装置（図示せず）から設定された各ＯＮＵ３００／３１０や端末に対する帯域設定パラメータと、実施のＯＮＵ３００／３１０からキュー長領域（図３：３００３）により通知された該ＯＮＵで送信を待っているデータの量に基づき各ＯＮＵへ割当てる帯域（送信を許可するデータ量）をＤＢＡにより決定し、各ＯＮＵの上り信号（図３：１５０）の送信タイミングであるグラントを作成するものでＰＯＮ制御メッセージ生成部４２０２と同様に図示していないプロセッサ（同じプロセッサでも良い）や制御プログラムにより動作する。尚、ＤＢＡの具体的実施方法は様々な提案がなされており、ＰＯＮ１０の提供者が処理するデータのトラヒック等の条件を考慮して適当なアルゴリズムを採用すれば良く詳細な動作説明は省略する。また、リセットタイミング生成部４２０４は、帯域設定部４２０３が決定したタイミングで各ＯＮＵ３００／３１０からの上り信号（図３：１５０）が時分割多重されてＯＬＴ２００で受信されるが、先にも述べたように、これらの信号の光信号のレベルがばらつくため、各上り信号１５０のそれぞれを受信する毎に一旦ＯＬＴ２００の受信回路（例えば図１：４１０３）の信号受信レベルをリセットして、高速かつ正確な上り信号受信を実施させるためのタイミングを生成するものである。

図７は、ＯＬＴに備えた多値変調部の動作例を説明する説明図である。
多値変調部４０１３は、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／秒のデータ（０／１の２値）を多値のデータに変換して２．５Ｇｂｉｔ／秒の伝送速度で送信できるようにするもので、振幅変調や位相変調などの変調器を用いて実現するものである。同図は、振幅変調を採用する場合の動作原理を説明したもので、１０Ｇｂｉｔ／秒の０／１信号を連続４ビット毎に纏め、該４ビットのパタン４３００に応じて送信する光信号のレベル４３１０を０から１５の１６レベルのいずれかに２．５Ｇｂｉｔ／秒毎に振幅変調する制御信号を生成する動作を示している。具体的には、４ビット連続のデータを一時記憶するフリップフロップ回路とエンコーダで構成してレベル制御の値を出力しても良いし、ＲＯＭ等の記憶素子にビットパタンに対応したレベル制御の値を記憶させておき出力しても良い。この出力が後で説明するレベル制御部４０２３に送信され各ＯＬＴ３００／３１０へ送信される光信号のレベルが図２（ｄ）で示したように振幅多値変調される。尚、本実施形態では振幅変調の例を示したが、多値変調の形式がこれに限定されることはなく、位相変調他の多値変調であればいずれでも良い。また、変調を実際にかける位置もＯＬＴ２００の下り信号１３０生成過程のいずれかにあれば良く、本実施形態の位置に限定されるものではない。

ＯＬＴ２００の下りフレーム組立て部４０１５は、監視制御部４０１０やタイミング制御部４０２１からの制御信号に基づいて動作するパケットバッファ４００５，４０１１、多値変調部４０１３、ＧＥＭヘッダ生成部４００９、オーバヘッド生成部４０１７を用いて以下のように下り信号１３０を組立てる。
（１）オーバヘッド生成部４０１７からの信号を受けフレーム同期パタン２０００、ＰＬＯＡＭ領域２００１、グラント指示領域２００２からなるオーバヘッドを組立てる。
（２）オーバヘッドの後のフレームペイロード２００３に各ＯＮＵ３００／３１０宛のデータを多重化する順序を監視制御部４０１０が決定すると、この決定順に各ＯＮＵ３００／３１０宛のＧＥＭヘッダ２００４をＧＥＭヘッダ生成部４０１３から受け、続けて該ＯＮＵが２．５Ｇ用なのか１０Ｇ用なのかに応じてデータを入れる。具体的には、伝送速度が２．５Ｇｂｉｔ／秒のデータなら０／１値変調部４００７を介してパケットバッファ４００５から監視制御部４０１０で決めた長さだけ読み出してＧＥＭヘッダ２００４の後２．５Ｇペイロード２００５に入れる。尚、０／１変調部４００７は元のデータが０／１の２値であり、これを直接使えるのであればなくても構わない。一方、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／秒のデータなら、多値変調部４０１３を介して該データを多値のいずれかのレベルに制御する信号に変換した信号を２．５Ｇｂｉｔ／秒の速度で監視制御部４０１０が決めた長さだけＧＥＭヘッダ２００４の後に続けられるように、パケットバッファ４０１１からデータを読み出して多値変調後の信号をＧＥＭヘッダ２００４の後の１０Ｇペイロード２００６に入れる（図２（ｂ）〜（ｄ）参照）。
（３）フレーム長が１２５μ秒になるようフレームペイロード２００３内に時分割多重するＯＮＵ３００／３１０宛のデータの長さと順序を監視制御部４０１０が決めているので、この決定に従い（２）を繰り返す。

フレーム組立て部４０１５で組立てられた下り信号１３０は、光変調部（Ｅ／Ｏ：４０２５）で電気信号から光信号に変換される。この際、タイミング制御４０２１の指示によりレベル制御部４０２３が２．５Ｇｂｉｔ／秒の光信号のレベルをビットもしくはバイト単位で制御する。具体的には、オーバヘッド（図２：２０００，２００１，２００２）とＧＥＭヘッダ２００４と２．５Ｇペイロード２００５の信号は、０／１の２値で光信号を各ＯＮＵ３００と３１０で受信出来るようにレベル設定し、１０Ｇペイロード２００６の信号は多値光信号を各ＯＮＵ３１０で受信できるようにレベル設定して下り信号１３０の光信号送信レベルを制御する（図２（ｄ）参照）。光変調部４０２５の出力は、ＷＤＭフィルタ４０２７を介して基幹光ファイバ１１０経由で各ＯＮＵ３００と３１０に同報される。

上述したＯＬＴの構成と動作によれば、２．５Ｇｂｉｔ／秒で動作するＧＰＯＮに新たな１０Ｇｂｉｔ／秒のような高速データの伝送が要求されるようになっても、これら伝送速度の異なる信号を混在収容して運用できる構成のＯＬＴとＯＮＵを備えたＰＯＮ、および、その通信方法が容易に提供出来るようになる。尚、上り信号の処理に関する構成と動作については、以下ＯＮＵの構成と動作を一旦説明した後に別途説明する。

図８は、２．５Ｇ用ＯＮＵの構成例を示すブロック図である。
２．５Ｇ用ＯＮＵ３００の構成は、ＧＰＯＮで使用されるＯＮＵと同じ構成である。支線光ファイバ１２０から受信した下り信号１３０は、ＷＤＭフィルタ７０１を介して光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ部７０３で電気信号に変換される。この信号は、光ファイバ１１０と１２０および光スプリッタ１００を通過する際に減衰を受けているので２．５ＧＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）７０５を介して所定の信号レベルに変換された後、０／１値識別部７０７で０／１信号の識別が行われ、後段で使用する制御信号やデータとして用いられる。尚、クロック抽出部７０９は、受信信号からクロックを抽出して２．５Ｇｂｉｔ／秒で伝送された信号の０／１識別に用いられる。

ＰＯＮフレーム分離部７１１は、受信した下り信号１３０に多重化されたオーバヘッドやペイロードを分離するもので、フレーム同期パタン２０００で下り信号１３０の先頭を見つけると、ＰＬＯＡＭ領域２００１に入っていたＰＯＮ制御メッセージがＰＬＯＡＭ終端部７１３に送られる。詳細な動作は省略するが、ＰＬＯＡＭ終端部７１３では、自ＯＮＵ宛の制御メッセージが入っていれば、これを処理してＯＮＵの動作に必要な設定を行ったり、送信制御部７２１を介して自ＯＮＵの監視結果やＯＬＴに要求する制御内容等を含む制御メッセージを作成して上り信号１５０のＰＬＯＡＭ領域３００２に入れてＯＬＴ２００に送信する。尚、等価遅延値記憶部７１５は、先に説明したように各ＯＮＵ３００／３１０とＯＬＴ２００との伝送距離がばらつくため、各ＯＮＵからの上り信号が基幹ファイバ１１０やＯＬＴ２００の受信部で衝突しないように、上り信号１５０を遅延させるための情報を格納するものである。具体的には、図１１〜図１３で後述する手順でＯＬＴ２００が決定した遅延量をＰＬＯＡＭ領域で通知されるので、この値が格納される。また、グラント終端部７１９は、グラント指示領域２００２に入っていたグラントから自ＯＮＵ宛のグラントを抽出して自ＯＮＵの上り信号の送信タイミングを送信制御部７２１に伝える。送信制御部７２１は、このタイミングと等価遅延記憶部８１７に格納された遅延量に基づき上りＰＯＮフレーム生成部７３７等を制御して上り信号１５０を生成してＯＬＴ２００に送信する。

更に、ＰＯＮフレーム分離部７１１は、フレームペイロード２００３に多重化されたＧＥＭヘッダ２００４の内容を確認する。ここで、ＧＥＭヘッダ２００４が自ＯＮＵ宛のものであれば、該ＧＥＭヘッダに続くペイロード２００５のデータをフレーム振分部７１７に送信し、他のＧＥＭヘッダやペイロードのデータは廃棄する。尚、ＯＬＴ２００からは、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／秒で多値変調された信号もペイロード２００６に入力されてくるので、０／１値識別部７０７で信号の識別異常の警報が出たり、誤識別された信号がＰＯＮフレーム分離部７１１に入力されることがある。しかし、先に説明したように、ＧＥＭヘッダ２００４に含まれるＰＯＲＴ ＩＤ２００７（あるいは図６：４２０３０）の値でペイロードに入るデータの伝送速度を識別できるようにＯＬＴで決めてある。従って、ＰＯＮフレーム分離部７１１では、このＰＯＲＴ ＩＤ２００７を見て自ＯＮＵ宛の信号でない場合はこの警報をマスクしたり、受信した信号を後段に送信せずに廃棄する等で、ＯＬＴ２００やＯＮＵ３００／３１０が誤動作しないようにした。尚、各ＯＮＵ３００のＰＯＲＴ ＩＤは、図１１〜図１３で後述する手順でＯＬＴ２００が決定した値をＰＬＯＡＭ領域を用いて通知した値がＰＯＮフレーム分解部７１１等に格納される構成とした。もちろん、ＯＮＵ導入時に各ＯＮＵ内部に予め決めておいたＰＯＲＴ ＩＤの値を網管理者やＯＮＵのユーザが設定しておく方法で設定しても構わない。

フレーム振分部７１７は、受信したデータを宛先の端末４００／４１０毎にパケットバッファ７２３に一旦蓄積後、端末とのインタフェースであるユーザＩＦ７２５を介して各端末４００／４１０に送信する。

各端末４００／４１０が送信するデータは、ユーザＩＦ７２５を介してパケットバッファ７２７に一旦蓄積されると、送信制御部７２１の制御に従い、上りＰＯＮフレーム生成部７３７で以下のように上り信号１５０に組立てられ、Ｅ／Ｏ部７４１で光信号に変換された後、ＷＤＭフィルタ７０１を介して支線ファイバ１２０経由でＯＬＴ２００に送信される。
（１）ＯＬＴ２００と同様の０／１値変調部７３１を介してＯＬＴ２００がＤＢＡで決定した帯域（送信を許可するデータ量）だけデータを各パケットバッファ７２７から読み出して１．２Ｇペイロード（図３：３２１０）を生成する。尚、ＯＬＴ２００と同様に、０／１変調部７３１は元のデータが０／１の２値であり、これを直接使えるのであればなくても構わない。
（２）ＧＥＭヘッダ生成部７３３が生成したＧＥＭヘッダ（図３：３２００）を１．２Ｇペイロード３２１０の前に付けてフレームペイロード（図３：３００４）を作成する。ＧＥＭヘッダ３２００は図３（ｃ）に示した構成で、各バイトの詳細は勧告Ｇ９８４．３に規定されたもので説明を省略するが、本発明のＰＯＮでは、ＯＮＵを識別するためのＰＯＲＴ ＩＤ３３１０を用いて上り伝送速度が１．２ＧのＯＮＵ３００と５ＧＯＮＵ３１０とを識別する構成とした。尚、先に説明したように、このＰＯＲＴ ＩＤ３３１０は、事前に各ＯＮＵ３００に設定されている。
（３）送信制御部７２１は、ＰＬＯＡＭ終端部７１３等で生成された自ＯＮＵの監視結果やＯＬＴに要求する制御内容等を含む制御メッセージを上り信号１５０のＰＬＯＡＭ領域３００２に入れる。また、キュー長監視部７２９は、各パケットバッファ７２７に蓄積されたＯＬＴ２００への送信を待っているデータの量を監視し、このデータ量をキュー長レポートとしてＰＬＯＡＭ領域３００２とフレームペイロード３００４の間に規定されたキュー長領域３００３に入れる。
（４）ＰＬＯＡＭ領域３００２とキュー長領域３００２からなる制御信号３１１５がフレームペイロード３００４の前に付加されたバーストデータ３１２０には、オーバヘッド生成部７３５が生成したプリアンブル領域３０００とデリミタ領域３００１からなるバーストオーバヘッド３１１０が更に前に付加され、上り信号１５０が組立てられる。この上り信号１５０は、ＯＬＴ２００から指定されたグラントに基づき、ガードタイム３１００も付加して指定されたタイミングで送信される。

図９は、１０Ｇ用ＯＮＵの構成例を示すブロック図である。
１０Ｇ用ＯＮＵ３１０の構成は、先に説明した２．５Ｇ用ＯＮＵ３００とほぼ同じ構成である。支線光ファイバ１２０から受信した下り信号は、ＷＤＭフィルタ８０１を介して光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ部８０３で電気信号に変換される。ＯＬＴ２００の構成と動作で先に説明したように、電気信号に変換された下り信号１３０の伝送速度は２．５Ｇｂｉｔ／秒であり、下り信号１３０に含まれるオーバヘッドとＧＥＭヘッダと２．５Ｇ用ＯＮＵ３００宛のペイロードには、０／１の２値変調された２．５Ｇｂｉｔ／秒の信号が入り、１０Ｇ用ＯＮＵ３１０宛のペイロードには、伝送速度１０Ｇｂｉｔ／秒のデータがｍ値（本実施形態では１６値）に多値変調された２．５Ｇｂｉｔ／秒の信号が入る形で各信号が多重化されている。これらの信号は、光ファイバ１１０と１２０および光スプリッタ１００を通過する際に減衰を受けているので、先ず２．５ＧＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）８０５を介して所定の信号レベルに変換後、０／１値識別部８０７で０／１信号の識別を行い後段で使用するオーバヘッドやＧＥＭヘッダという制御信号が受信できるようにする。一方、電気信号に変換された信号には、ＯＮＵ３１０で受信すべき多値変調されたデータも含まれているので、この信号を多値識別部８１１にも送信する。尚、クロック抽出８０７は、受信信号からクロックを抽出して２．５Ｇｂｉｔ／秒で伝送された信号の０／１識別と多値の識別に用いられる。

ＰＯＮフレーム分離部８１３は、２．５Ｇ用ＯＮＵのフレーム分離部７１１と同様に受信した下り信号１３０に多重化されたオーバヘッドやペイロードを分離するもので、フレーム同期パタン２０００の処理やＰＬＯＡＭ領域２００１、グラント領域２００２、ＧＥＭヘッダ２００４の処理は２．５Ｇ用ＯＮＵ３００と同じ処理がなされる。すなわち、ＰＬＯＡＭ終端部８１５は、自ＯＮＵ宛の制御メッセージを処理してＯＮＵの動作に必要な設定を行ったり、送信制御部８３１を介して自ＯＮＵの監視結果やＯＬＴに要求する制御内容等を含む制御メッセージを作成して上り信号１５０のＰＬＯＡＭ領域３００２に入れてＯＬＴ２００に送信する。また、等価遅延値記憶部８１７は、ＯＬＴ２００が決定した遅延量を格納する。そして、グラント終端部８１９は、自ＯＮＵ宛のグラントを抽出して上り信号の送信タイミングを送信制御部８３１に伝える。送信制御部８３１は、このタイミングと等価遅延記憶部８１７に格納された遅延量に基づき上りＰＯＮフレーム生成部８３９等を制御して上り信号１５０を生成してＯＬＴ２００に送信する。

更に、ＰＯＮフレーム分離部８１３は、ＧＥＭヘッダ２００４が自ＯＮＵ宛のものであれば、このＧＥＭヘッダに続くペイロード２００５のデータを多値識別部８１１で復調したデータ（伝送速度１０Ｇｂｉｔ／秒で０／１の２値信号）をフレーム振分部７１７に送信し、他のＧＥＭヘッダやペイロードのデータは廃棄する。尚、２．５Ｇ用ＯＮＵ３００と同様に、ＯＬＴ２００から伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／秒の多値変調信号と伝送速度が２．５Ｇｂｉｔ／秒の０／１値信号が混在して入力されてくるので、０／１値識別部８０９や多値識別部８１１で信号の識別異常の警報が出たり、誤識別された信号がＰＯＮフレーム分離部８１３に入力されることがある。しかし、ＯＮＵ３００と同様にＰＯＮフレーム分離部８１３では、ＰＯＲＴ ＩＤ２００７を見て自ＯＮＵ宛の信号でない場合はこの警報をマスクしたり、受信した信号を後段に送信せずに廃棄する等で、ＯＬＴ２００やＯＮＵ３１０が誤動作しないようにした。尚、各ＯＮＵ３１０のＰＯＲＴ ＩＤも事前にＰＯＮフレーム分解部８１３等に格納される構成とした。もちろん、ＯＮＵ導入時に各ＯＮＵ内部に予め決めておいたＰＯＲＴ ＩＤの値を網管理者やＯＮＵのユーザが設定しておく方法で設定しても構わない。

図１０は、多値に変調された信号を元の０／１値に復調する多値復調部の構成例を示すブロック図である。
同図において、差動増幅器５１１、トランジスタ５１２，５１４、コンデンサ５１３からなるピーク検出回路５１０は、２．５ＧＡＧＣ７０５，８０５の一部に含まれる回路であり、入力信号の最大レベル（電圧）を検出・保持する回路である。多値識別回路５００は、多値がｍ値であると、ｍ個の抵抗５０１とｍ−１個の差動増幅器５０２と、該差動増幅器の出力（０／１の２値）を保持するｍ個の記憶素子（ＦＦ）５０３とからなり、入力された電気信号のレベル（電圧）をｍビットのディジタル信号に変換するＤＡ変換器、および、該ＤＡ変換器の出力を符号化するコーダ５０４と該コーダの出力をシリアルデータに変換するＰ／Ｓ部５０５とで構成した。尚、ＤＡ変換器の構成は、上記構成に係わらず、電圧が所定のビット数のディジタルデータに変換できるものであれば良い。

入力端５２０から入力された電圧は、ピーク値検出回路で最大値が検出・保持され、各抵抗５０１で分圧された基準電圧が、それぞれ各差動増幅器５０２の一端（−端）に加えられる。差動増幅器５０２のもう一端（＋端）は入力端５２０からの電圧が加えられる。入力端５２０には、先に図７で示した関係で多値のディジタル信号が対応するレベルの信号に変換され、光ファイバで減衰された信号が入力されるので、これを抵抗５０１と差動増幅器５０２でディジタル信号に変換しＦＦ５０３で保持する。一例を挙げれば、本実施形態では１０Ｇｂｉｔ／秒で４ビットのデータがＯＬＴ２００の多値変調部４０１３で図７の関係に基づき２．５Ｇｂｉｔ／秒で１６レベルのいずれかのレベルを有するデータに変換された信号で入力（図１０：５１００）されるので、この信号を抵抗５０１と差動増幅器５０２で１６ビットの信号にディジタル化（図１０：５１１０）して２．５Ｇｂｉｔ／秒のクロックＣＬＫ１でＦＦ５０３に保持後、コーダ５０４で４ビットの元の信号（図１０：５２００）に復調する。復調された４ビットのデータは、Ｐ／Ｓ部５０５で１０Ｇｂｉｔ／秒のクロックＣＬＫ２でシリアルデータに戻されＰＯＮフレーム分離部８１３へ送信される。尚。Ｐ／Ｓ５０５の設置位置は、ＰＯＮフレーム分離部８１３以降のどこに設置しても構わない。

フレーム振分部８２１は、受信したデータを宛先の端末４００／４１０毎にパケットバッファ８２３に一旦蓄積後、端末とのインタフェースであるユーザＩＦ８２５を介して各端末４００／４１０に送信する。また、各端末４００／４１０が送信するデータは、ユーザＩＦ８２５を介してパケットバッファ７２７に一旦蓄積されると、送信制御部８３１の制御に従い、上りＰＯＮフレーム生成部８３９で上り信号１５０に組立てられ、以下のように光変調部（Ｅ／Ｏ：８４７）で光信号に変換された後、ＷＤＭフィルタ８０１を介して支線ファイバ１２０経由でＯＬＴ２００に送信される。
（１）ＯＬＴ２００と同様の多値変調部８２９でＯＬＴ２００がＤＢＡで決定した帯域（送信を許可するデータ量）だけデータを各パケットバッファ８２７から読み出して多値変調されたデータを入れた５Ｇペイロード（図３：３２２０）を生成する。
（２）ＧＥＭヘッダ生成部８３３が生成したＧＥＭヘッダ（図３：３２００）を５Ｇペイロード３２２０の前に付けたフレームペイロード（図３：３００４）の作成、および、送信制御部８３１でのＰＬＯＡＭ領域３００２とキュー長領域３００３の作成、ならびに、オーバヘッド生成部８３５が生成したバーストオーバヘッド３１１０による上り信号１５０の組立ては、２．５Ｇ用ＯＮＵ３００と同様に上りＰＯＮフレーム生成部８３９で実施される。この上り信号１３０は、ＯＬＴ２００から指定されたグラントに基づき、ガードタイム３１００も付加して指定されたタイミングで送信される。
（３）タイミング制御部８４１は、送信制御部８３１、上りＰＯＮフレーム生成部８３９、レベル制御部８４５と連動してＯＮＵ３１０から出力する上り信号の光信号レベルをビットもしくはバイト単位で制御するタイミングを生成する。具体的には、上述したように、ＯＮＵ３１０からの上り信号は、伝送速度が１．２Ｇｂｉｔ／秒で０／１の２値であるバーストオーバヘッドと制御信号とＧＥＭヘッダと、および、伝送速度が１．２Ｇｂｉｔ／秒で５Ｇｂｉｔ／秒のデータが多値変調された５Ｇペイロードとの光信号レベルが異なる２種の信号が混在されているもので、このタイミング制御部８４１はレベル制御部８４５を介して光変調部（Ｅ／Ｏ）８４７の光出力レベルを制御して、５Ｇペイロード内のデータの信号レベルを多値変調後のいずれかのレベルに調整し、他の信号は０／１の２値（例えば最小値と最大値）に調整するものである（図３（ｂ）参照）。

上述したＯＮＵ３００／３１０の構成と動作によれば、２．５Ｇｂｉｔ／秒で動作するＧＰＯＮに新たな１０Ｇｂｉｔ／秒のような高速データの伝送が要求されるようになっても、これら伝送速度の異なる信号を混在収容して運用できる構成のＯＬＴを備え、ＯＮＵを２．５Ｇ用ＯＮＵ３００または１０Ｇ用ＯＮＵ３１０のいずれかを選択して加入者宅に設置（入れ替え）するたけで、伝送速度の異なる信号を混在収容して運用できる構成のＰＯＮ、および、その通信方法が容易に提供出来るようになる。

以下では、再び図４に戻りＯＬＴ２００での上り信号１５０の処理について説明する。
ＯＬＴ２００が各ＯＮＵ３００／３１０に通知したグラントや遅延量に基づき各ＯＮＵ３００／３１０が送信した上り信号１５０は、図１で示したように、基幹ファイバ１１０上で時分割多重されてＯＮＵ２００で受信される。各上り信号１５０は、ＷＤＭフィルタ４０２７を介して光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ部４１０１で電気信号に変換される。この信号は、光ファイバ１１０と１２０および光スプリッタ１００を通過する際に減衰を受けているので１．２ＧＡＧＣ４１０３を介して所定の信号レベルに変換された後、０／１値識別部４１０５で０／１信号の識別が行われ、後段で使用する制御信号やデータとして用いられる。尚、バーストクロック抽出部４１０７は、各上り信号１５０がバースト状にガードタイム３１００で区切られて受信されるので、各受信信号からクロックを抽出して１．２Ｇｂｉｔ／秒で伝送された信号の０／１識別や多値識別に用いられる。

１．２ＧＡＧＣ４１０３は、先に説明したように各ＯＮＵ３００／３１０からの上り信号の光信号のレベルがばらついて到着するので、各上り信号１５０を受信する毎に、ガードタイム３１００に続くプリアンブル領域３０００とデリミタ領域３００１からなるバーストオーバヘッド３１１０の信号を用いて、バーストデータ３１２０が確実に受信出来るように受信した光信号のレベル測定や調整（増幅等）を行う。調整後の１．２ＧＡＧＣ４１０３から０／１識別部４１０５と多値識別部４１０９に入力されたバーストデータ３１２０は、以下の各信号識別が行われ上りフレーム分解部４１１１に送信される。０／１識別部４１０５は、ＯＮＵ３００／３１０で用いた０／１識別部７０７／８０９と同様なもので、バーストデータ３１２０の内、ＰＬＯＡＭ領域３００２とキュー長領域３００３からなる制御信号、および、フレームペイロード３００４のＧＥＭヘッダ３００２と１．２Ｇペイロード３２１０に入っているデータとを０／１の２値で識別する。尚、５Ｇペイロード３２２０に入っているデータも０／１識別部４１０５に入力されるが、受信したＧＥＭヘッダ内のＰＯＲＴ ＩＤ３３１０によりペイロードの種別が後段の上りフレーム分解部４１１１で判るので、５Ｇペイロード３２２０の識別を止める、あるいは、フレーム分解部４１１で廃棄する、また、検出したエラーをマスク／廃棄する等の操作をフレーム分解部で行う。一方、多値識別部４１０９は、ＯＮＵ３１０で用いた多値識別部８１１と同様なもので、バーストデータ３１２０の内、５Ｇペイロード３２２０に入っているデータを識別して伝送速度が５Ｇｂｉｔ／秒のデータを復調する。尚、本実施形態では、先に図１０で説明した復調器に備えたＰ／Ｓ部５０５を後述するパケットバッファ４１１５のデータ読み出し側に備えた。尚、ＰＬＯＡＭ領域３００２とキュー長領域３００３からなる制御信号、および、フレームペイロード３００４のＧＥＭヘッダ３００２と１．２Ｇペイロード３２１０に入っているデータも多値識別部４１０９に入力されるが、受信したＧＥＭヘッダ内のＰＯＲＴ ＩＤ３３１０によりペイロードの種別が後段の上りフレーム分解部４１１１で判るので、これらの信号の識別を止める、あるいは、上りフレーム分解部４１１１で廃棄する、また、検出したエラーをマスク／廃棄する等の操作も上りフレーム分解部４１１１で行う。

上りフレーム分解部４１１１は、各識別部４１０５、４１０９からの上り信号１５０に付加されたオーバヘッドやペイロードを分離するもので、ＰＬＯＡＭ領域３００２に入っていたＰＯＮ制御メッセージとキュー長領域３００３に入っていたキュー長レポートが監視制御部４０１０に送られる。詳細な動作は省略するが、監視制御部４０１０では、各ＯＮＵ３００／３１０からの制御メッセージを処理して各ＯＮＵの動作に必要な設定を行う等、ＯＮＵ３００／３１０の制御内容等を含む制御メッセージを作成して下り信号１３０のＰＬＯＡＭ領域２００１に入れて全ＯＮＵ３００／３１０に同報する。また、各ＯＮＵ３００／３１０からのキュー長レポートと予め契約等で設定された許容トラヒックに基づくＤＢＡで決定した各ＯＮＵ３００／３１０にデータの送信を許可するタイミングをグラント指示領域２００２に入れて全ＯＮＵ３００／３１０に同報する。尚、ＡＴＣリセット信号は、リセットタイミング生成部（図５：４２０４）が生成する信号で、１．２ＧＡＧＣ４１０３が各上り信号１５０を受信する毎にバーストデータ３１２０が確実に受信出来るように、受信した光信号のレベル測定や調整（増幅等）を行う際高速に測定と調整を行えるようにガードタイム３１００の間に一旦１．２ＧＡＧＣ４１０３をリセットするよう監視制御部４０１０が決定するグラントに対応して送信される信号である。

上述したＯＬＴ２００とＯＮＵ３００／３１０の構成と動作によれば、２．５Ｇｂｉｔ／秒で動作するＧＰＯＮに新たな１０Ｇｂｉｔ／秒のような高速データの伝送が要求されるようになっても、これら伝送速度の異なる信号を混在収容して運用できる構成のＯＬＴ２００により、ＯＮＵが２．５Ｇ用または１０Ｇ用ＯＮＵのいずれであってもデータを確実の送受信出来るようになる。すなわち、伝送速度の異なる信号を混在収容して運用できる構成のＰＯＮ、および、その通信方法が容易に提供出来るようになる。

以下では、ＰＯＮの動作について更に図面を用いて説明する。
図１１は、ＰＯＮの動作を説明する信号シーケンス図、図１２と図１３は、それぞれ本発明のＰＯＮで用いるＯＬＴとＯＮＵの動作を説明する動作フロー図である。

ＰＯＮ１０は、システムの立上げ時にレンジングと称される動作で、先に説明したＯＬＴ２００と各ＯＮＵ３００／３１０との距離を把握する。具体的には、ＯＬＬ２００がＲａｎｇｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを各ＯＮＵ３００／３１０に送信して（図１１：１０００）してレンジングを指示すると（図１２：１１０１）、各ＯＮＵ３００／３１０はこのｒｅｑｕｅｓｔメッセージの受信を確認して（図１３：１２０１）Ｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージをＯＬＴ２００に送信する（図１１：１００１、図１３：１２０２）。ＯＬＴ２００はこのｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージの受信を確認すると（図１２：１１０２）、ＯＬＴ２００とＯＮＵ３００／３１０の間の距離を測定して各ＯＮＵからの上り信号１５０がＯＬＴ２００の受信端で衝突しないような各ＯＮＵが上り信号１５０の送信を遅延させる遅延量を決定し（図１２：１１０３）、この遅延量をＲａｎｇｉｎｇ ｔｉｍｉｎｇ ｍｅｓｓａｇｅで各ＯＮＵ３００／３１０に通知する（図１１：１００２）。一方、各ＯＮＵ３００／３１０では、通知された遅延量を記憶（図８：７１５，図９：８１７、図１３：１２０３）する。

上述した実施形態では、ＯＮＵ３００／３１０の種別やＰＯＲＴ ＩＤが予めＯＬＴ２００に設定されている前提で説明を行ったが、以下のように、これらを設定する構成としても良い。すなわち、各加入者宅に設置するＯＮＵは、加入者の選択や契約等で２．５Ｇ用か１０Ｇ用かが決まって設定されるので、先のＲａｎｇｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージ１００１にＯＮＵの種別を入れておく構成として、ＰＯＲＴ ＩＤの登録等を行う構成である。具体的には、ＯＬＴ２００がこのｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージからＯＮＵ３００／３１０の種別を確認すると（図１２：１１０４）、ＯＮＵ ＩＤを確定させ、ＰＯＲＴ ＩＤを割当てＰＯＲＴ ＩＤテーブル（図６：４２０１）を作成する（図１２：１１０５）。この後、ＯＬＴ２００は、各ＯＮＵ３００／３１０にＰＯＲＴ ＩＤテーブル４２０１の内容を通知（図１１：１００３、図１２：１１０６）する。各ＯＮＵ３００／３１０は、ＰＯＲＴ ＩＤの受信を確認すると（図１３：１２０４）、受信した情報を内部メモリ（図示せず）に格納し（図１３：１２０５）、確認と格納の完了をＯＬＴ２００に通知する（図１１：１００４，図１３：１２０６）。以上の手順でＯＮＵ３００／３１０は、先に説明したＯＬＴとのデータ送受信（通常運用）が可能となる（図１３：１２０７）。ＯＬＴ２００は、ＯＮＵからの完了通知を確認して（図１２：１１０７）、各ＯＮＵ３００／３１０とのデータ送受信（通常運用）を開始する（図１２：１１０８）。

上述した信号シーケンスや各ＯＬＴ、ＯＮＵの動作フローを用いることで、ＰＯＮのシステム立上げを、全ての信号を上りが２．５Ｇｂｉｔ／秒で下りが１．２Ｇｂｉｔ／秒の共通した低い速度で実施できる。そして、システムの立上げが終了した後は、２．５Ｇと１０Ｇが混在した状態で実際のデータ送受信（運用状態）が可能となる。すなわち、運用状態になるまで、ＯＬＴやＯＮＵの多値変調部４０１３，８２９１や多値識別部４１０９，８１１を停止しておくことも可能となり、システム全体や各装置の消費電力の軽減も可能となる。さらに、ＧＰＯＮのＯＬＴとＯＮＵに多値変調部と多値復調部を付け加えるだけの単純な増設を行えば、２．５Ｇと１０Ｇが混在した状態で実際のデータ送受信（運用状態）が可能となるので既存のＰＯＮの設備を収容しつつ新しいＰＯＮへと移行も容易に実行できるようになる。

以上で説明したように、本発明のＰＯＮ、ＯＬＴ、ＯＮＵの構成と動作により、既存のＰＯＮの設備を収容しつつ新しいＰＯＮへと移行できるような、ＰＯＮを混在させて運用出来るような構成のＰＯＮとその通信方法が容易に提供出来るようになる。また、複数の仕様（規格）の異なるＰＯＮを混在させて運用出来るような構成のＰＯＮとその通信方法を容易に提供出来るようになる。尚、複数のＰＯＮを混在させても、各ＰＯＮの内容が誤って解釈されることはなく警報や誤動作が発生することがない。また、ＯＬＴから複数のＯＮＵへの通信信号は時分割多重されて伝送されるＰＯＮにおいて、伝送速度の異なる複数のＯＮＵを混在収容することを可能とし、通信サービス容量の拡大に要求が発生しても対応するＯＬＴおよびＯＮＵのみ交換することで、通信装置の交換費用を抑制することが可能となる。

ＰＯＮを使用した光アクセス網の構成例を示す網構成図である。 ＯＬＴからＯＮＵへの光信号の構成例を示す信号構成図である。 ＯＮＵからＯＬＴへの光信号の構成例を示す信号構成図である。 ＯＬＴの構成例を示すブロック図である。 監視制御部とオーバヘッド生成部の構成例を示すブロック図である。 ＰＯＮの識別子を記憶する記憶領域の構成例を示すテーブル構成図である。 多値変調部の動作例を説明する説明図である。 ２．５Ｇ用ＯＮＵの構成例を示すブロック図である。 １０Ｇ用ＯＮＵの構成例を示すブロック図である。 多値復調部の構成例を示すブロック図である。 ＰＯＮの動作を説明する信号シーケンス図である。 ＯＬＴの動作例を示す動作フロー図である。 ＯＮＵの動作例を示す動作フロー図である。

符号の説明

１０・・・ＰＯＮ， １００・・・スプリッタ，
１１０，１２０・・・光ファイバ，
１３０・・・下り信号、 １５０・・・上り信号，
２００・・・ＯＬＴ， ３００，３１０・・・ＯＮＵ，
４００，４１０・・・端末，
２００４，３２００・・・ＧＥＭヘッダ，
２００５，２００６・・・下り信号ペイロード，
３２１０，３２２０・・・上り信号ペイロード。

Claims (11)

1. 親局と複数の子局とを光スプリッタを含む光ファイバ網で接続した受動光網システムであって、
   前記親局は、第１の伝送速度の第１のデータと該第１の伝送速度より高速な第２の伝送速度の第２のデータを受信する受信回路と、
   前記第２のデータを前記第１の伝送速度の第３のデータに変換する変換回路と、
   受信したデータと該子局の制御に用いるオーバヘッドとを時分割多重したフレームに組立てるフレーム組立て回路と、
   前記フレームを複数の子局に送信する送信回路とを備え、
   前記親局は、前記オーバヘッドと前記受信した第１のデータと前記変換された第３のデータとを前記フレームに時分割多重して、該フレームを前記第１の伝送速度で前記複数の子局に送信する
   ことを特徴とする受動光網システム。
2. 親局と複数の子局とを光スプリッタを含む光ファイバ網で接続した受動光網システムであって、
   前記親局は、第１の伝送速度の第１のデータと該第１の伝送速度より高速な第２の伝送速度の第２のデータを受信する受信回路と、
   前記第２のデータを前記第１の伝送速度の第３のデータに変換する変換回路と、
   受信したデータと該子局の制御に用いるオーバヘッドとを時分割多重したフレームに組立てるフレーム組立て回路と、
   前記フレームを複数の子局に送信する送信回路とを備え、
   前記親局は、前記オーバヘッドと前記受信した第１のデータと前記変換された第３のデータとを前記フレームに時分割多重して、該フレームを前記第１の伝送速度で前記複数の子局に送信し、
   前記複数の子局は、第１のデータを受信する複数の第１の子局と、前記第３のデータを前記第２のデータに逆変換する逆変換回路を備えた複数の第２の子局とからなり、
   前記第１の子局のそれぞれは、前記親局から受信した前記フレームから前記オーバヘッドと自局宛の第１のデータを受信し、
   前記第２の子局のそれぞれは、前記親局から受信した前記フレームから前記オーバヘッドと自局宛の第３のデータを受信し、前記逆変換回路で該第３のデータを前記第２のデータに逆変換する
   ことを特徴とする受動光網システム。
3. 親局と複数の子局とを光スプリッタを含む光ファイバ網で接続した受動光網システムであって、
   前記親局は、第１の伝送速度の第１のデータと該第１の伝送速度より高速な第２の伝送速度の第２のデータを他の網と送受信する第１の送受信回路と、
   前記第２のデータを前記第１の伝送速度の第３のデータに変換する変換回路と、
   前記第３のデータを前記第２のデータに逆変換する逆変換回路と、
   前記第１の送受信回路で受信したデータと該子局の制御に用いる第１のオーバヘッドとを時分割多重したフレームに組立てるフレーム組立て回路と、
   前記フレームを複数の子局に送信する第１の送信回路と、
   前記複数の子局が送信したバーストデータを受信する第１の受信回路と、
   前記第１の受信回路で受信した第２のオーバヘッドと前記第１のデータもしくは第３のデータからなるバーストデータを前記第２のオーバヘッドと第１のデータもしくは第３のデータのそれぞれ分離するバーストデータ分離回路とを備え、
   前記親局は、前記オーバヘッドと前記受信した第１のデータと前記変換された第３のデータとを前記フレームに時分割多重して、該フレームを前記第１の伝送速度で前記複数の子局に送信し、
   前記複数の子局は、第１のデータを受信する複数の第１の子局と、前記第３のデータを前記第２のデータに逆変換する逆変換回路と前記第２のデータを前記第１の伝送速度の第３のデータに変換する変換回路とを備えた複数の第２の子局とからなり、
   前記第１の子局のそれぞれは、前記親局から受信した前記フレームから前記オーバヘッドと自局宛の第１のデータを受信し、該親局に前記第２のオ−バヘッドと第１のデータからなるバーストデータを送信し、
   前記第２の子局のそれぞれは、前記親局から受信した前記フレームから前記オーバヘッドと自局宛の第３のデータを受信して前記逆変換回路で該第３のデータを前記第２のデータに逆変換し、該親局に前記第２のオーバヘッドと前記変換回路で前記第２のデータを変換した前記第３のデータとからなるバーストデータを送信し、
   前記親局は、前記第１の子局と第２の子局が送信したバーストデータのそれぞれを受信し、前記受信した第３のデータを前記逆変換回路で前記第２のデータに逆変換し、該第１のデータと第２のデータを前記第１の送受信回路を介して前記他の網に送信する
   ことを特徴とする受動光網システム。
4. 上記オーバヘッドには前記親局と複数の子局との間で送受信されるデータが上記第１のデータもしくは第２のデータであることを識別する識別子が含まれ、
   前記親局と複数の子局のそれぞれには上記識別子が記憶され、該記憶した識別子に基づき上記変換回路と逆変換回路を制御して、前記第１のデータと第２のデータとを送受信する
   ことを特徴とする請求項１乃至３項いずれかに記載の受動光網システム。
5. 前記変換回路は、第１の伝送速度のＭ（整数）倍の第２の伝送速度である第２のデータの２値信号を前記第１の伝送速度のｍ（ｍ＞２、２のＭ乗）多値信号に変換する回路で、前記逆変換回路は該変換回路の逆変換を行うものであることを特徴とする請求項１乃至４項いずれかに記載の受動光網システム。
6. 親局と複数の子局とを光スプリッタを含む光ファイバ網で接続した受動光網システムであって、
   前記親局は、第１の伝送速度の第１のデータと該第１の伝送速度より高速な第２の伝送速度の第２のデータを受信する受信回路と、
   前記第２のデータを前記第１の伝送速度の第３のデータに変換する変換回路と、
   受信したデータと該子局の制御に用いるオーバヘッドとを時分割多重したフレームに組立てるフレーム組立て回路と、
   前記フレームを複数の子局に送信する送信回路とを備え、
   前記親局は、前記第1のデータと第２のデータの前記複数の子局への送信開始前に前記第１の伝送速度で少なくとも前記オーバヘッドを含むフレームを該複数の子局に送信して該親局と複数の子局の制御を行い、該制御後に前記オーバヘッドと前記受信した第１のデータと前記第２のデータを前記変換回路で変換した第３のデータとを前記フレームに時分割多重して、該フレームを前記第１の伝送速度で前記複数の子局に送信する
   ことを特徴とする受動光網システム。
7. 親局と複数の子局とを光スプリッタを含む光ファイバ網で接続した受動光網システムにおける前記親局と複数の子局間の通信方法であって、
   前記親局は、第１の伝送速度の第１のデータと該第１の伝送速度より高速な第２の伝送速度の第２のデータを受信すると、
   前記第２のデータを前記第１の伝送速度の第３のデータに変換し、
   前記複数の子局の制御に用いるオーバヘッドと前記第１のデータと第３のデータとを時分割多重したフレームに組立て、該フレームを前記複数の子局に同報する
   ことを特徴とする受動光網システムの通信方法。
8. 親局と複数の子局とを光スプリッタを含む光ファイバ網で接続した受動光網システムにおける前記親局と複数の子局間の通信方法であって、
   前記親局は、第１の伝送速度の第１のデータと該第１の伝送速度より高速な第２の伝送速度の第２のデータを受信すると、
   前記第２のデータを前記第１の伝送速度の第３のデータに変換し、
   前記複数の子局の制御に用いるオーバヘッドと前記第１のデータと第３のデータとを時分割多重したフレームに組立て、該フレームを前記複数の子局に同報し、
   前記複数の子局は第１の子局と、前記第３のデータを前記第２のデータに逆変換する逆変換回路を備えた複数の第２の子局とからなり、
   第１のデータを受信する複数の第１の子局のそれぞれは、前記親局から受信した前記フレームから前記オーバヘッドと自局宛の第１のデータを受信し、
   前記第２のデータを受信する第２の子局のそれぞれは、前記親局から受信した前記フレームから前記オーバヘッドと自局宛の第３のデータを受信し、該第３のデータを前記第２のデータに逆変換する
   ことを特徴とする受動光網システムの通信方法。
9. 上記オーバヘッドには前記親局と複数の子局との間で送受信されるデータが上記第１のデータもしくは第２のデータであることを識別する識別子が含まれ、
   前記親局と複数の子局のそれぞれは上記識別子が記憶して、該記憶した識別子に基づき上記第２のデータと第３のデータとの変換及び逆変換を行い、前記第１のデータと第２のデータとを送受信する
   ことを特徴とする請求項７もしくは請求項８に記載の受動光網システム。
10. 前記変換は、第１の伝送速度のＭ（整数）倍の第２の伝送速度である第２のデータの２値信号を前記第１の伝送速度のｍ（ｍ＞２、２のＭ乗）多値信号への変換で、前記逆変換は該変換の逆変換を行うものであることを特徴とする請求項７乃至９項いずれかに記載の受動光網システム。
11. 親局と複数の子局とを光スプリッタを含む光ファイバ網で接続した受動光網システムにおける前記親局と複数の子局間の通信方法であって、
    前記親局は前記複数の子局と第１の伝送速度で制御信号の送受信を行い該親局と複数の子局の動作条件の設定を行い、
    前記設定後は、前記親局が第１の伝送速度の第１のデータと該第１の伝送速度より高速な第２の伝送速度の第２のデータを受信すると、
    前記第２のデータを前記第１の伝送速度の第３のデータに変換し、
    前記複数の子局の制御に用いるオーバヘッドと前記第１のデータと第３のデータとを時分割多重したフレームに組立て、該フレームを前記第１の伝送速度で前記複数の子局に同報する
    ことを特徴とする受動光網システムの通信方法。

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