JP2014195192A - 動的帯域割当方法、ｏｌｔ、及びｐｏｎシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 複数種類の変調方式が混在するＰＯＮシステムにおいて、各ＯＮＵからの上りバースト信号を受信する際に、変調方式の切替え回数が多いほど受信効率が悪くなる。
【解決手段】 複数種類の変調方式に対応した光アクセス（ＰＯＮ）システムにおいて、ＯＬＴ１が各ＯＮＵ２−１〜６４に上り信号の帯域、すなわち送信開始時刻及び送信時間である送信タイミングを割当てる際に、変調方式が同じ複数のＯＮＵに対する帯域の割当てをなるべく連続するように割当てる。ＯＬＴは各ＯＮＵに割当てた送信タイミングに基づいて、変調方式制御部１４の制御により、変調方式可変光送受信部１０の変調方式を切替える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光通信システムに係り、特にマルチ変調方式対応の動的帯域割当方式、ＯＬＴ、及びＰＯＮシステムに関する。

一般的にＰＯＮ（Passive Optical Network）システムにおいては、複数のＯＮＵ（Optical Network Unit，加入者宅側装置）からＯＬＴ（Optical Line Terminal，局側装置）への上り信号を送信する場合にＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access、時分割多元接続)を採用している。ＯＬＴは各ＯＮＵからの送信要求、すなわちＯＮＵ内に溜まっているデータサイズに基づいて、各ＯＮＵの送信タイミングである送信開始時刻及び送信時間を割当てるＤＢＡ(Dynamic Bandwidth Allocation、動的帯域割当)処理を実行し、その結果を各ＯＮＵに通知することにより、各ＯＮＵからバースト信号で送信される上り信号を衝突させずにＯＬＴで受信することが可能となる。この際、各ＯＮＵからのバースト信号同士が衝突しないように、ある時間間隔（ガードタイム）を空けることが考慮されている。なお、ＯＬＴとＯＮＵの通知のメッセージフォーマットやシーケンスに関してはＩＥＥＥ８０２．３ａｈの標準規格内のＭＰＣＰ(Multi−Point Control Protocol)として規定されているが、動的帯域割当のアルゴリズムに関しては標準規格外である。

ＰＯＮシステムにおいて、光伝送媒体を有効活用する手段の一つとして、複数種類の変調方式を混在させる方式が考えられる。例えば、ＯＬＴから各ＯＮＵまでの距離が様々な場合があり、一般的に長距離であるほど光信号の劣化が大きい。そこで、比較的短距離のＯＮＵの場合は１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）変調方式を使い、長距離のＯＮＵの場合はＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調方式を使うことで、伝送媒体の全体の利用効率を高めることが可能である。

前記の変調方式を複数混在させたＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴは各ＯＮＵに使われている変調方式に対応して、各ＯＮＵからの上り信号が伝送されてくるタイミングに合わせて、ＯＬＴ内の変調方式可変バースト光送受信部の変調方式の設定を切替える必要がある。すなわち、上記のガードタイムは、変調方式の切替えの所要時間（ＯＬＴは既知）も含めた時間となる。

本技術分野の背景技術として，例えば、特許文献１がある。

特表２０１０−５０９８１２号公報

上記の従来技術にあっては、「異なる送信レートを有するＯＮＵのカテゴリを記録するために、カテゴリテーブルエントリがＯＬＴ中に設定される。ＯＬＴは、カテゴリテーブルエントリにしたがって、異なる送信レートを有するＯＮＵに対して、統一されたタイムスロット割り当てを実行して、アップリンク帯域幅割り当てテーブルエントリを形成する。アップリンク帯域幅割り当てテーブルエントリにしたがって、対応するダウンリンク光チャネルに対して、異なる送信レートを有するＯＮＵに対する帯域幅割り当て命令が、異なる波長で、それぞれ伝えられる。」と記載されている。（同書の要約参照）
また，「統一されたタイムスロット割り当てを実行することは、高送信レートを有するＯＮＵに対するアップリンクタイムスロットが互いに隣接し、かつ、低送信レートを有するＯＮＵに対するアップリンクタイムスロットが互いに隣接するようにするために、ＯＮＵの異なる送信レートにしたがってＯＮＵをグループ化する」と記載されている。（同書の請求項３参照）。

さらに，「１ＧｂｐｓのＯＮＵのレーザの切替時間は、１０ＧｂｐｓのＯＮＵのレーザ切替時間よりも、はるかに長いことから、１０Ｇｂｐｓのメッセージおよび１Ｇｂｐｓのメッセージが互いに隣接している場合に、１０ＧｂｐｓのＯＮＵは、アップリンク信号を送信する前に、１ＧｂｐｓのＯＮＵのレーザが完全に遮断されるのを待たなければならない。‐‐‐１０Ｇｂｐｓのアップリンクメッセージが１つのグループにグループ化され、１Ｇｂｐｓのアップリンクメッセージが１つのグループにグループ化された場合に、アップリンク帯域幅割り当ての効率は上がる。」と記載されている。（同書の段落[００５８]参照）
このように，特許文献１では，送信レートの違いの実態はＯＮＵのレーザの切替時間の違いと述べているが，上り信号の変調方式の違いと上り信号のレーザ切替時間は全く独立した事象である。すなわち，変調方式が異なれば送信レートは通常異なるが，レーザの切替時間はレーザの特性や性能により決まるもので，変調方式とは全く無関係である。

以上説明したように、複数種類の変調方式が混在するＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴがＤＢＡ処理に基づいたスケジュールで各ＯＮＵからの上りバースト信号を受信する際に、変調方式の切替え動作が発生するとその切替え動作の間は信号の受信ができなくなる。そのため、切替え時間を含めてガードタイムを長く取る必要があり、結果として受信帯域（時間）が十分確保できなくなる。すわなち、単位時間当たりの変調方式の切替え回数が多ければ多いほど受信効率が悪くなる点が課題である。

本発明の目的は，上記の課題を解決し、複数種類の変調方式が混在するＰＯＮシステムにおいて，変調方式の切替え回数を減らし，光信号の受信効率を高めることが可能な動的帯域割当方法、ＯＬＴ、及びＰＯＮシステムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明においては、動的帯域割当方法であって、複数種類の変調方式に対応したＰＯＮシステムにおける複数のＯＮＵからＯＬＴへ送信される上り信号の帯域を複数のＯＮＵのそれぞれに割当てる際に、送信信号の変調方式が同じ複数のＯＮＵに対する帯域の割当てを連続するように割当てる動的帯域割当方法を提供する。

また、上記の目的を達成するため、本発明においては、複数のＯＮＵと通信可能なＯＬＴであって、複数種類の変調方式に対応し、複数のＯＮＵとの間の光ファイバに接続される変調方式可変バースト光送受信部と、変調方式可変バースト光送受信部に接続されるＰＨＹ／ＭＡＣ(Physical/Media Access Control)処理部と、ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部に接続されるＮＮＩ（Network−Network Interface）処理部と、ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部を制御するＭＰＣＰ(Multi−point Control Protocol)制御部と、変調方式可変バースト光送受信部を制御する変調方式制御部と、複数のＯＮＵが使う変調方式を保持するＯＮＵ変調方式管理テーブルを備え、ＭＰＣＰ制御部は，複数のＯＮＵからの上り信号の帯域を複数のＯＮＵそれぞれに割当てるＯＬＴを提供する。

さらに、上記の目的を達成するため、本発明においては、ＰＯＮシステムであって、複数のＯＮＵと、複数のＯＮＵと光ファイバを介して接続され、複数種類の変調方式に対応可能なＯＬＴを備え，ＯＬＴは、複数のＯＮＵとの間の光ファイバに接続される変調方式可変バースト光送受信部と、変調方式可変バースト光送受信部に接続されるＰＨＹ／ＭＡＣ処理部と、ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部に接続されるＮＮＩ処理部と、ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部を制御するＭＰＣＰ制御部と、変調方式可変バースト光送受信部を制御する変調方式制御部と、複数のＯＮＵが使う変調方式を保持するＯＮＵ変調方式管理テーブルを備え、ＭＰＣＰ制御部は、複数のＯＮＵからの上り信号の帯域を複数のＯＮＵそれぞれに割当てるＰＯＮシステムを提供する。

本発明により、上り信号に対する各ＯＮＵの帯域割当てにおいて、変調方式が同じ複数のＯＮＵを連続するように割当てるため、ＯＬＴが光受信部の変調方式を切替える回数が減り、すなわち単位時間当たりの受信不能の時間が減り、結果として上り信号の帯域利用効率が向上する効果がある。

さらに、複数種類の変調方式を切替える場合、使わない方式の回路の動作を止めることができ、切替えないで並行動作させておく場合に比較して、消費電力の節約が可能である。

実施例１の異なる変調方式を備えた２種類のＯＮＵを含むＰＯＮシステムの一構成例を示す図である。 実施例１におけるＯＮＵディスカバリプロセスの動作シーケンス図である。 実施例１におけるＯＮＵからＯＬＴへの制御フレームの一例を示す図である。 実施例１におけるＯＬＴ内のＭＰＣＰ制御部における動的帯域割当処理のフローチャート図である。 実施例１における上り信号の帯域割当結果のイメージ図である。 実施例１における上り信号に関する３周期分の帯域割当結果のイメージ図である。 実施例２のＰＯＮシステムの一構成例を示す図である。 実施例２におけるＯＬＴからＯＮＵへのＧＡＴＥメッセージの拡張例を示す図である。 実施例１における、ＯＬＴからＯＮＵへのＧＡＴＥメッセージの拡張例を示す図である。

以下、発明を実施するための形態について，図面を用いて説明する。なお，各図における共通部分には，同じ符号が付与されている。本発明の好適な態様にあっては、複数種類の変調方式に対応した光アクセス（ＰＯＮ）システムにおいて、ＯＬＴが各ＯＮＵに上り信号の帯域，すなわち送信開始時刻及び送信時間である送信タイミングを割当てる際に、変調方式が同じ複数のＯＮＵに対する帯域の割当てをなるべく連続するように割当てる。また、ＯＬＴは，各ＯＮＵに割当てた送信タイミングに基づいて，自身の光受信部の変調方式を切替える。

本実施例では，変調方式の異なる複数種類のＯＮＵが混在している場合の光アクセス（ＰＯＮ）システムの実施例を説明する。

図１は，本実施例の変調方式の異なる２種類のＯＮＵが混在しているＰＯＮによる光アクセスネットワーク（ＰＯＮシステム）のシステム構成図である。図１の光アクセスネットワークは，ＯＬＴ１と複数のＯＮＵ２を含む。ＯＬＴ１と複数のＯＮＵ２は光ファイバ３を経由して接続されており，ＯＬＴ１から出ている光ファイバ３−０は，光スプリッタ４で６４本の光ファイバ３−１〜３−６４に分岐して，計６４台の複数種類の変調方式のＯＮＵ２（２−１〜２−６４）に接続されている。本実施例ではＱＰＳＫ変調対応のＯＮＵ２−６３と１６ＱＡＭ変調対応のＯＮＵ２−６４を一例として図示している。また，ＯＬＴ１はネットワーク５に接続され，ＯＮＵ２は端末６に接続されており，本ＰＯＮシステムにより，端末６がネットワーク５内の任意の装置と通信できる環境を提供している。なお，図中において，ＯＮＵ２−６３及びＯＮＵ２−６４に接続された端末６−６３及び端末６−６４以外の端末６は図示を省略している。

図１においてさらに，ＯＬＴ１は，変調方式可変バースト光送受信部１０，ＰＨＹ／ＭＡＣ(Physical/Media Access Control)処理部１１，ＮＮＩ（Network−Network Interface）処理部１２，ＭＰＣＰ(Multi−point Control Protocol)制御部１３，変調方式制御部１４，ＯＮＵ変調方式管理テーブル１５から構成される。このＭＰＣＰ制御部１３，変調方式制御部１４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム実行で実現でき、ＯＮＵ変調方式管理テーブル１５は、ＣＰＵがアクセス可能なメモリ等に記憶される。

また，ＱＰＳＫ変調対応のＯＮＵ２（２−６３）は，ＵＮＩ（User−Network Interface）処理部２０，ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部２１，ＭＰＣＰ制御部２２，ＱＰＳＫ変調方式光送受信部２３から構成される。そして，１６ＱＡＭ変調対応のＯＮＵ２（２−６４）は，ＵＮＩ処理部２０，ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部２１，ＭＰＣＰ制御部２２，１６ＱＡＭ変調方式光送受信部２４から構成される。これらのＭＰＣＰ制御部２２もＣＰＵによるプログラム実行で実現できる。

ここで，本実施例における伝送方法に関して，ＯＬＴ１からＯＮＵ２への下り信号の伝送方法については特に規定しないため省略する。図１の光アクセスシステムでは，ＯＮＵ２の光送受信部として、ＱＰＳＫ変調方式光送受信部２３，あるいは，１６ＱＡＭ変調方式光送受信部２４としているが，他のＢＰＳＫ変調方式、８ＰＳＫ変調方式、６４ＱＡＭ変調方式、１２８ＱＡＭ変調方式の光送受信部でもよい。

ＯＮＵ２からＯＬＴ１への上り信号の伝送においては，前述したように，ＴＤＭＡを採用する。図１では，上りバースト信号として図示している。各ＯＮＵ２から個別にバースト送信された信号１０１は光スプリッタ４にて合成され，光ファイバ３−０上では連続した上りバースト信号１００となる。このとき，複数のＯＮＵ−Ｘからのバースト信号が重ならないようにガードタイムを設けて送信タイミングを決定する方法が，前述したＤＢＡ(Dynamic Bandwidth Allocation)である。具体的には，ＯＬＴ１のＭＰＣＰ制御部１３においてＤＢＡ処理がされる。

次に，本実施例におけるＰＯＮシステムの想定する動作に沿って，各装置や機能部の動作を説明する。
先ず，システムの動作開始時点あるは動作開始直後において，図１に示すＯＬＴ１内のＯＮＵ変調方式管理テーブル１５を用意する必要がある。図１の２つのＯＮＵ（２−６３と２−６４）に示す通り，ＯＮＵの変調方式が固定であれば，システム構築時に管理者が直接データ登録して，ＯＮＵ変調方式管理テーブル１５を作成しても良い。ただし，ＯＮＵの個数がある程度多くなると，設定にコストがかかるため，同テーブルを自動生成する手段があることが望ましい。そこで次に、ＯＮＵ変調方式管理テーブル１５を自動生成する実施例を説明する。

図２は，ＩＥＥＥ８０２．３ａｈの標準規格にて規定された、ＯＮＵ２をＯＬＴ１に登録するためのディスカバリプロセスの動作シーケンスの例であり，ＯＬＴ１のＭＰＣＰ制御部１３とＯＮＵ２のＭＰＣＰ制御部２２が、ＯＬＴ側主導でやり取りするメッセージを示している。最初にＯＬＴ１のＭＰＣＰ制御部１３が下り方向のDISCOVERY_GATEメッセージを送信し、ＯＮＵ側に対して、応答メッセージを送信すべき帯域情報、すなわち、伝送開始時刻と伝送期間のタイミング情報を通知する。

ＯＮＵ２のＭＰＣＰ制御部２２は受信したタイミング情報に基づいて、REGISTER_REQUESTメッセージを応答し、ＯＬＴ側に対して登録したい旨を伝える。REGISTER_REQUESTメッセージを受信したＯＬＴ１のＭＰＣＰ制御部１３は該当するＯＮＵに対して、登録を受付けた旨を伝えるREGISTERメッセージを送信する。次に、ＯＬＴ側が再度下り方向にGateメッセージを送信し、ＯＮＵ側に対して、次の応答メッセージを送信すべき帯域情報を通知する。ＯＮＵ側は受信したタイミング情報基づいて、REGISTER_ACKメッセージを応答する。以上は、標準規格で規定されているため詳細な説明は省略する。

図３は、図２のシーケンス図の中のREGISTER_REQUESTメッセージの構造の一例を示しており、ＩＥＥＥで規定されている構造を基に、本実施例の装置向けに独自にModulation Typeフィールド３００１を追加した例を示している。例えば、Modulation Typeフィールド３００１の値として、ＱＰＳＫ変調方式を表す場合は“0x0001”とし、１６ＱＡＭ変調方式を表す場合は“0x0002”とする。

ここで、図１のＯＮＵ２−６３のディスカバリプロセスにおいて、ＯＮＵ２−６３のＭＰＣＰ制御部２２−６３がREGISTER_REQUESTメッセージのModulation Typeフィールド３００１を“0x0001”として、同メッセージをＯＬＴ１に送信し、同メッセージをＯＬＴ１のＭＰＣＰ制御部１３が受信処理して、ＯＮＵ変調方式管理テーブル１５の変調方式のセルに、ＱＰＳＫ変調方式を表す、“0x0001”を書き込むことにより、同テーブルの一部が更新される。同様にして、接続する全てのＯＮＵ２がディスカバリプロセスを実行することにより、ＯＬＴ１内のＯＮＵ変調方式管理テーブル１５が完成する。

なお、簡単のために図１で図示するＯＮＵ変調方式管理テーブル１５にはＯＮＵ−ＩＤと変調方式のカラムしか記載していないが、ＭＰＣＰ制御部１３として本来ＯＮＵ２毎に管理すべき情報と統合したテーブルとして用意しても良いことは言うまでもない。例えば、後述するＯＮＵ毎にREPORTメッセージで通知される上り送信データ量を合わせて保持するテーブル構造としても良い。

次に、本実施例の特徴である、複数種類の変調方式が混在するＰＯＮシステムにおける、上り信号のＤＢＡ処理について説明する。図４は、ＯＬＴ１のＭＰＣＰ制御部１３におけるＤＢＡ処理の手順を示すフローチャートである。ＭＰＣＰ制御部１３では、ある周期でＤＢＡ処理を繰り返し実行する。このようなフローチャートは、上述したように、ＣＰＵのプログラム実行によって実現できる。

図４に示すフローにおいて、ＤＢＡ処理では、まず、各ＯＮＵ２から受信するREPORTメッセージから各ＯＮＵの上り送信要求データ量を抽出して保持する（２００１）。ここで、ＯＮＵ２からのREPORTメッセージは、ＯＬＴ１からＯＮＵ群に対してある頻度で送信されるGateメッセージの返信として、ＯＮＵ２が返信するメッセージである。次に、保持している各ＯＮＵ２の上り送信要求データ量と、変調方式管理テーブル１５が保持する各ＯＮＵの変調方式に基づき、変調方式がＱＰＳＫであるＯＮＵのうち、送信要求があるＯＮＵに対して、連続して順次帯域（伝送開始時刻と伝送期間）を割当てる（２００２）。

続いて、同じく各ＯＮＵの上り送信要求データ量と変調方式管理テーブル１５が保持する各ＯＮＵの変調方式に基づき、変調方式が１６ＱＡＭであるＯＮＵのうち、送信要求があるＯＮＵに対して、連続して順次帯域（伝送開始時刻と伝送期間）を割当てる（２００３）。

次に、ＧＡＴＥメッセージを使って、各ＯＮＵ２に対して割当てた帯域情報（伝送開始時刻と伝送期間）を通知する（２００４）。そして、最後にMPCP制御部１３は、変調方式制御部１４に対して、各ＯＮＵに対して割当てた帯域情報（伝送開始時刻と伝送期間に基づく各変調方式バースト信号の受信スケジュール）を通知する（２００５）。

なお、図９に、この変調方式制御部１４へ通知する情報の一例を示した。同図に示すように、情報９０００は、ＯＮＵ−ＩＤ、Ｓｔａｒｔ Ｔｉｍｅ、変調方式から構成される。変調方式制御部１４は、ＭＰＣＰ制御部１３から、上記の情報９０００を受け、帯域情報（受信スケジュール）に従って、変調方式可変バースト光送受信部１０の変調方式を切り替える機能を果たす。ここでは、変調方式が２種類の場合のフローチャートを示したが、２種類に限定する必要はなく、変調方式が３種類以上の場合も種類の数だけ割当処理（図４の２００２及び２００３に相当）を実行すれば良い。また、変調方式制御部１４は情報９０００から受ける代わりに、ＯＮＵ変調方式管理テーブル１５を、ＯＮＵ−ＩＤに基づき検索するよう構成することも可能である。

次に本実施例の光アクセスシステムの構成により得られる効果を説明する。
図５は、複数種類の変調方式が混在する場合のＤＢＡ処理後の上り信号の帯域割当イメージを説明する図である。まず、上りバースト信号のＤＢＡ処理をする場合、あるバースト信号と次のバースト信号の間にガードタイムを設ける必要がある。ガードタイムは主に光源であるレーザがオンしたりオフしたりする期間である。図５において、横軸は時刻であり、バースト信号の区間は白く、ガードタイム区間はグレーで表現している。図５では、２種類の変調方式（ＱＰＳＫと１６ＱＡＭ）のＯＮＵが混在するＰＯＮシステムにおいて、(a)本実施例の構成を適用しない場合と、(b)本実施例の構成を適用した場合の帯域割当の例をそれぞれ上段、下段に図示している。図示した全体の時間幅はＤＢＡ周期であり、通常のシステム設計において、遅延要求に基づいて1msec程度に固定される。

前述した通り、複数種類の変調方式による上りバースト信号を順次受信する場合、順次受信するバースト信号の変調方式が変わる既知のタイミングで変調方式制御部１４の指示で変調方式可変バースト光送受信部１０の変調方式を切り替える。ここで変調方式を切り替える際に一定の時間を要するため、変調方式を切り替えずに続けてバースト信号を受信する場合に比べて、変調方式を切り替えた場合のガードタイムは長くなる。図５では、変調方式の切り替えがある場合のガードタイムをT_long、変調方式の切り替えがない場合のガードタイムをT_shortで示している。

図５において、ＯＮＵは６４台あることを想定しており、シリアル番号が奇数のＯＮＵはＱＰＳＫ変調方式対応であり、シリアル番号が偶数のＯＮＵは１６ＱＡＭ変調方式対応と仮定している。同図上段の(a)に示す本実施例の構成を適用しない場合では、６４個のバースト信号がＯＮＵのシリアル番号順に割当られているため、バースト信号を受信する度に変調方式を切り替える必要がある。他方、同図下段の(b)に示す本実施例の構成を適用した場合では、６４個のバースト信号のうち、シリアル番号が奇数である３２個のＯＮＵからのバースト信号が前半に連続して割当てられ、シリアル番号が偶数である３２個のＯＮＵからのバースト信号が後半に連続して割当てられて、変調方式の切り替えが必要な区間は、ＯＮＵ＃６３からのバースト信号とＯＮＵ＃２からのバースト信号に挟まれた、一つのガードタイム区間（T_long）だけである。

したがって、本実施例の構成を適用した効果として、本実施例の構成を適用しない場合に対して、”T_long＊63−(T_long+62＊T_short)”の時間が新たにデータ送信に供するよう確保できるため、図ではＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２、ＯＮＵ＃３の割当時間をそれぞれT_ext1、T_ext2、T_ext3増やすことができる。すなわち、同図上段の(a)の場合においては、次のＤＢＡ周期で割当ら得た一部を前倒しで割当てられることを意味する。すなわち、同図下段の(b)に示す本実施例の構成を適用した場合では、帯域の利用効率を高める効果が得られている。

なお、例えば、T_shortは1usec程度、T_longは数10usec程度と想定され、同じ変調方式の連続数が１箇所でも増えれば、固定されているＤＢＡ処理サイクルの中で送信できる時間が増えて、送信要求データ量の多いＯＮＵに対する割当時間を増やすことが可能となる。

図６に、同様に２種類の変調方式のＯＮＵが混在している場合において、ＤＢＡ処理３周期分の本実施例の構成を適用後の帯域割当イメージを表している。同図上段の１周期目は前半をＱＰＳＫ変調方式を割当て後半に１６ＱＡＭを割当てる。続いて、同図中段の２周期目は前半に１６ＱＡＭを割当て後半にＱＰＳＫを割当てる。同図下段の３周期目は、再び前半にＱＰＳＫ符号化のバースト信号を割当て、後半に１６ＱＡＭベースを割当てている。こうすることにより、ＤＢＡ処理の各サイクル間での受信信号の変調方式の切り替えをしなくて済み、さらに帯域の利用効率が高められる。

なお、本実施例のＰＯＮシステムおいて、ＯＬＴが変調方式の切替え動作をせずに、光信号を変調方式の種類数に分岐、あるいは、光信号を電気信号に変換した後で変調方式の種類数に分岐して、常に全ての変調方式を並行処理する方式を考えられるが、該方式では有効でない変調処理を同時に動作させるために無駄な電力消費が発生する等の理由から現実的な方式ではなく、本実施例のＰＯＮシステムの構成の通り、光受信部の変調方式を切替える方式が効果が大きい。

次に、実施例２として、ＯＮＵに備えられた変調方式が固定ではなく、ＯＮＵ１台で複数種類の変調方式に対応できる場合の実施例を説明する。

図７は、実施例２の光アクセスシステムの全体構成の一例を示す図である。同図に示すように、ＯＬＴ１はＯＮＵ変調方式管理テーブル１５の変調方式が動的に変更可能、すなわち可変であることを除き、同一であるので説明を省略する。同図のＯＮＵ２−４は、マルチ変調方式対応光送受信部２５−４と変調方式制御部２６−４を新たに備えている。図７で図示を省略するが、全てのＯＮＵ２が、ＯＮＵ２−４のようなマルチ変調方式対応であってもよいし、一部のＯＮＵだけがマルチ変調方式対応であってもよい。

ＯＮＵがマルチ変調方式対応である場合は、ＯＮＵ２に対する、図２で説明したディスカバリプロセスの中で、ＯＬＴ１のＭＣＰＣ制御部１３が、ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）等から適切な変調方式を決定し、決定結果をＯＮＵ２に通知して、ＯＮＵ２のＭＣＰＣ制御部２２−４から変調方式制御部２６−４を介して、マルチ変調方式対応光送受信部の変調方式を設定する。その際は、図３に示したＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱＵＥＳＴメッセージの中のModulation TypeフィールドでＯＮＵ側からＯＬＴ側に対して、対応可能な変調方式を通知し、その後のＧＡＴＥメッセージにてＯＬＴ側からＯＮＵ側に対して、採用すべき変調方式を通知すればよい。

図８に、ＯＬＴ１がＯＮＵ２に採用すべき変調方式を通知するためのＧＡＴＥメッセージを拡張した例を示す。図中、Modulation Type４００１が独自に追加したフィールドであり、このフィールドに対応可能な変調方式を書込み、対応するＯＮＵ２に通知する。

以上、本発明の種々の実施例を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。例えば、変調方式の切替方式に関しては、変調方式毎に変調信号処理回路を用意して入力信号をスイッチで切替えても良いし、変調方式を再構成可能な回路で構成して回路を再構成して切替えても良い。

更に、上述した各構成、機能、処理等は、それらの一部又は全部を実現するプログラムをＣＰＵが実行する例を説明したが、それらの一部又は全部を例えば集積回路で設計することによりハードウェアで実現しても良い。

１ ＯＬＴ（局側装置）
２−Ｘ ＯＮＵ（宅側装置）
３−Ｘ 光ファイバ
４ 光スプリッタ
５ ネットワーク
６ 端末
１０ ＯＬＴの変調方式可変バースト光送受信部
１１ ＯＬＴのＰＨＹ／ＭＡＣ処理部
１２ ＯＬＴのＮＮＩ処理部
１３ ＯＬＴのＭＰＣＰ制御部
１４ ＯＬＴの変調方式制御部
１５ ＯＬＴのＯＮＵ変調方式管理テーブル
２０−Ｘ ＯＮＵのＵＮＩ処理部
２１−Ｘ ＯＮＵのＰＨＹ／ＭＡＣ処理部
２２−Ｘ ＯＮＵのＭＰＣＰ制御部
２３−Ｘ ＯＮＵのＱＰＳＫ変調方式光送受信部
２４−Ｘ ＯＮＵの１６ＱＡＭ変調方式光送受信部
２５−Ｘ ＯＮＵのマルチ変調方式対応光送受信部
２６−Ｘ ＯＮＵの変調方式制御部

Claims (15)

1. 動的帯域割当方法であって、
   複数種類の変調方式に対応したＰＯＮ（Passive Optical Network）システムにおける複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）からＯＬＴ（Optical Line Terminal）へ送信される上り信号の帯域を前記複数のＯＮＵのそれぞれに割当てる際に、送信信号の変調方式が同じ複数のＯＮＵに対する帯域の割当てを連続するように割当てる、
   ことを特徴とする動的帯域割当方法。
2. 請求項１に記載の動的帯域割当方法であって、
   前記上り信号の帯域の割当てを所定の周期毎に繰り返し実行する場合、当該周期で最後に割当てた変調方式と同じ変調方式のＯＮＵのグループを、次の周期で最初に割当てる、
   ことを特徴とする動的帯域割当方法。
3. 請求項１に記載の動的帯域割当方法であって、
   前記複数種類の変調方式は、ＱＰＳＫ変調方式、ＢＰＳＫ変調方式、８ＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ変調方式、１２８ＱＡＭ変調方式の中の少なくも二つの変調方式を含む、
   ことを特徴とする動的帯域割当方法。
4. 請求項１に記載の動的帯域割当方法であって、
   前記上り信号の帯域は、前記上り信号の送信開始時刻及び送信時間で表わされる送信タイミングである、
   ことを特徴とする動的帯域割当方法。
5. 請求項１に記載の動的帯域割当方法であって、
   前記複数のＯＮＵの少なくとも一つは、前記複数種類の変調方式に対応可能であり、当該ＯＮＵが前記ＯＬＴに登録される際に、前記ＯＬＴが、当該ＯＮＵの接続状況に基づいて当該ＯＮＵが使用する変調方式を決定し、当該ＯＮＵに対して当該変調方式を通知する、
   ことを特徴とする動的帯域割当方法。
6. 複数のＯＮＵと通信可能なＯＬＴであって、
   複数種類の変調方式に対応し、前記複数のONUとの間の光ファイバに接続される変調方式可変バースト光送受信部と、
   前記変調方式可変バースト光送受信部に接続されるＰＨＹ／ＭＡＣ(Physical/Media Access Control)処理部と、
   前記ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部に接続されるＮＮＩ（Network-Network Interface）処理部と、
   前記ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部を制御するＭＰＣＰ(Multi-point Control Protocol)制御部と、
   前記変調方式可変バースト光送受信部を制御する変調方式制御部と、
   前記複数のONUが使う変調方式を保持するＯＮＵ変調方式管理テーブルを備え、
   前記ＭＰＣＰ制御部は，前記複数のＯＮＵからの上り信号の帯域を前記複数のＯＮＵそれぞれに割当てる、
   ことを特徴とするＯＬＴ。
7. 請求項６に記載のＯＬＴであって、
   前記ＭＰＣＰ制御部は，
   前記ＯＮＵ変調方式管理テーブルに保持する前記複数のＯＮＵ各々の変調方式の情報を基に、変調方式が同じ複数のＯＮＵに対する帯域の割当てを連続するように割当てる、
   ことを特徴とするＯＬＴ。
8. 請求項７に記載のＯＬＴであって、
   前記ＭＰＣＰ制御部は，
   前記上り信号の帯域の割当てを所定の周期毎に繰り返し実行する場合、当該周期で最後に割当てた変調方式と同じ変調方式のＯＮＵのグループを、次の周期で最初に割当てる、
   ことを特徴とするＯＬＴ。
9. 請求項６に記載のＯＬＴであって、
   前記上り信号の帯域は、前記上り信号の送信開始時刻及び送信時間で表わされる送信タイミングである、
   ことを特徴とするＯＬＴ。
10. 請求項９に記載のＯＬＴであって、
    前記ＭＰＣＰ制御部は、
    前記複数のＯＮＵ各々に割当てた前記送信タイミングを通知する通知メッセージを作成して、前記複数のＯＮＵ各々に送信し、
    前記変調方式制御部は、
    前記送信タイミングに基づいて決まる前記上り信号の受信タイミングに合わせて変調方式を切り替えるタイミングと、切り替えるべき変調方式を求め，前記切り替えるタイミングに、前記切替えるべき変調方式を前記変調方式可変バースト光送受信部に指示し、
    前記変調方式可変バースト光受信部は、指示に基づき変調方式を切替える、
    ことを特徴とするＯＬＴ。
11. ＰＯＮシステムであって、
    複数のＯＮＵと、
    前記複数のＯＮＵと光ファイバを介して接続され、複数種類の変調方式に対応可能なＯＬＴを備え，
    前記ＯＬＴは、前記複数のＯＮＵとの間の光ファイバに接続される変調方式可変バースト光送受信部と、前記変調方式可変バースト光送受信部に接続されるＰＨＹ／ＭＡＣ処理部と、前記ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部に接続されるＮＮＩ処理部と、前記ＰＨＹ／ＭＡＣ処理部を制御するＭＰＣＰ制御部と、前記変調方式可変バースト光送受信部を制御する変調方式制御部と、前記複数のＯＮＵが使う変調方式を保持するＯＮＵ変調方式管理テーブルを備え、
    前記ＭＰＣＰ制御部は，前記複数のＯＮＵからの上り信号の帯域を前記複数のＯＮＵそれぞれに割当てる、
    ことを特徴とするＰＯＮシステム。
12. 請求項１１記載のＰＯＮシステムであって、
    前記ＭＰＣＰ制御部は，
    前記ＯＮＵ変調方式管理テーブルに保持する前記複数のＯＮＵ各々の変調方式の情報を基に、変調方式が同じ複数のＯＮＵに対する帯域の割当てを連続するように割当てる、
    ことを特徴とするＰＯＮシステム。
13. 請求項１１記載のＰＯＮシステムであって、
    前記複数のＯＮＵの各々は、当該ＯＮＵ自身を前記ＯＬＴに登録する際に、自身が備える変調方式を前記ＯＬＴに通知し、
    前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵから受信した変調方式を当該ＯＮＵの識別子と対応付けて前記変調方式管理テーブルに保持する、
    ことを特徴とするＰＯＮシステム。
14. 請求項１１記載のＰＯＮシステムであって、
    前記上り信号の帯域は、前記上り信号の送信開始時刻及び送信時間で表わされる送信タイミングであり、
    前記ＯＬＴの前記ＭＰＣＰ制御部は、
    前記複数のＯＮＵ各々に割当てた前記送信タイミングを通知する通知メッセージを作成して、前記複数のＯＮＵ各々に送信し、
    前記変調方式制御部は、
    前記送信タイミングに基づいて決まる前記上り信号の受信タイミングに合わせて変調方式を切り替えるタイミングと、切り替えるべき変調方式を求め，前記切り替えるタイミングに、前記切替えるべき変調方式を前記変調方式可変バースト光送受信部に指示し、
    前記変調方式可変バースト光受信部は、指示に基づき変調方式を切替える、
    ことを特徴とするＰＯＮシステム。
15. 請求項１１記載のＰＯＮシステムであって、
    前記複数のＯＮＵの少なくとも一つは、前記複数種類の変調方式に対応可能であり、マルチ変調方式対応光送受信部を有し、
    前記マルチ変調方式対応光送受信部を有するＯＮＵが前記ＯＬＴに登録される際に、前記ＯＬＴが、当該ＯＮＵの接続状況に基づいて当該ＯＮＵが使用する変調方式を決定し、当該ＯＮＵに対して当該変調方式を通知する、
    ことを特徴とするＰＯＮシステム。

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