JP2014507095A

JP2014507095A - 同調不能な従来型ｏｎｕを備えるｗｄｍｐｏｎ

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Publication number: JP2014507095A
Application number: JP2013552902A
Authority: JP
Inventors: ポールマン，ボルフガング; フアイフアー，トーマス; ヘロン，ロナルド
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2011-02-11
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2032-01-31
Also published as: TWI458276B; TW201251351A; KR101532967B1; KR20130126981A; EP2487821A1; WO2012107321A1; US20130308937A1; US9379812B2; JP5774726B2; CN103370894B; CN103370894A; EP2487821B1

Abstract

本文書は、光伝送システムに関する。詳細には、本文書は、同調可能な光ネットワークユニットＯＮＵと、同調不能な光ネットワークユニットＯＮＵの、たとえば波長分割多重（ＷＤＭ）ＰＯＮなどの受動光ネットワーク（ＰＯＮ）内での共存を可能にするシステムおよび方法に関する。受動光ネットワーク２００用のメディアアクセス制御装置が記載される。受動光ネットワーク２００は、第１の波長帯用の受信機を備える第１の光回線終端装置２０１と、第１の波長帯に隣接する第２の波長帯用の受信機を備える第２の光回線終端装置２０２と、第１の波長帯と第２の波長帯の間でドリフトする送信機波長を有する送信機を備える光ネットワークユニット１０１を含む。メディアアクセス制御装置は、光ネットワークユニット１０１によって伝送される光バーストが、第１の光回線終端装置２０１および第２の光回線終端装置２０２によって受け取られるように、光ネットワークユニット１０１を第１の光回線終端装置２０１および第２の光回線終端装置２０２に割り当てるように構成されている。

Description

本文書は、光伝送システムに関する。詳細には、本文書は、同調可能な（ｔｕｎａｂｌｅ）光ネットワークユニット（ＯＮＵ）と、同調不能な（ｎｏｎ−ｔｕｎａｂｌｅ）ＯＮＵの、たとえば波長分割多重（ＷＤＭ）ＰＯＮなどの受動光ネットワーク（ＰＯＮ）内での共存を可能にするシステムおよび方法に関する。

ＷＤＭＰＯＮにおいては、送信機の波長を特定の光学フィルタの通過帯域に調節するために、同調可能なレーザーがＯＮＵおよび光回線終端装置（ＯＬＴ）内で使用される。同調不能な従来のレーザーは、通常、そのようなＷＤＭＰＯＮ内では使用できない。これは、その波長が制御されず、したがって温度変化によってドリフトするためである。結果的に、顧客の敷地に設置された従来型ＯＮＵの同調不能なレーザーは、ＷＤＭＰＯＮ内において使用することができない。本文書には、ＷＤＭＰＯＮ内において、同調不能なレーザーの使用、すなわち制御されていない送信機の使用を可能にするための方法およびシステムが記載されている。

一態様によれば、受動光ネットワーク用のメディアアクセス制御装置が記載される。受動光ネットワーク（ＰＯＮ）は、第１の波長帯用の受信機を備える第１の光回線終端装置（ＯＬＴ）を含む。第１の波長帯は、ＷＤＭＰＯＮの第１のＷＤＭチャネルであってもよい。さらに、ＰＯＮは、第２の波長帯用の受信機を備える第２の光回線終端装置を含み得る。第２の波長帯は、ＷＤＭＰＯＮの第２のＷＤＭチャネルであってもよい。第２の波長帯は、第１の波長帯に隣接していることがある。具体的には、第１および第２のＷＤＭチャネルが、ＷＤＭＰＯＮ内の隣接する、すなわち、近傍のＷＤＭチャネルである場合がある。また、ＰＯＮは、第１の波長帯と第２の波長帯の間でドリフトする送信機波長を有する送信機を備えた、たとえば同調不能なＯＮＵなどの光ネットワークユニット（ＯＮＵ）を含んでいてもよい。したがって、送信機波長は、第１および／または第２の波長帯からの任意の値をとり得る。

メディアアクセス制御装置は、光ネットワークユニットによって伝送される光バーストが、第１の光回線終端装置および第２の光回線終端装置によって受け取られるように、光ネットワークユニットを第１および第２の光回線終端装置に割り当てるように構成されていてもよい。言い換えれば、制御装置は、ＯＮＵを近傍のＯＬＴ両方に同時に割り当てるように構成されていてもよく、それによって、ＯＮＵが、近傍のＯＬＴ両方が同時に受け取る光バーストを伝送することを可能にする。ＯＮＵの割り当ては、光ネットワークユニットから第１および第２の光回線終端装置へのそれぞれのアップリンクにおいて対応するタイムスロットを確保または獲得（ａｔｔｒｉｂｕｔｉｎｇ）することを含み得る。これは、光バーストが、第１のＯＬＴのアップリンクのタイムスロット内および第２のＯＬＴのアップリンクのタイムスロット内で同時に伝送されるはずであることを意味する。

メディアアクセス制御装置は、第１の光回線終端装置が受け取った光バーストの第１の品質を判定し、かつ／または第２の光回線終端装置が受け取った光バーストの第２の品質を判定するように構成されていてもよい。第１の品質および／または第２の品質は、ＯＮＵによって光バースト内で伝送されるデータのビット誤り率であってもよい。具体的には、第１の品質および／または第２の品質は、第１および／または第２の光回線終端装置が受け取った光バーストに含まれるデータの、ビットパリティ（ｂｉｔｐａｒｉｔｙ）もしくはビットインターフェースパリティ（ｂｉｔｉｎｔｅｒｆａｃｅｐａｒｉｔｙ）および／または前方誤り訂正符号および／または受信信号強度指標に基づいて判定されてもよい。

メディアアクセス制御装置は、第１の光回線終端装置が受け取った光バーストの第１の部分を、第１の品質に基づいて選択し、かつ／または第２の光回線終端装置が受け取った光バーストの第２の部分を、第２の品質に基づいて選択するように構成されていてもよい。具体的には、制御装置は、第２の光回線終端装置が受け取った光バーストの対応する部分よりも高い品質を有する、第１の光回線終端装置が受け取った光バーストの第１の部分を特定するように構成されていてもよい。同様に、制御装置は、第１の光回線終端装置が受け取った光バーストの対応する部分よりも高い品質を有する、第２の光回線終端装置が受け取った光バーストの第２の部分を特定するように構成されていてもよい。第１および第２の部分が光バーストの全体を構成することができる。続いて、制御装置は、第１および第２の部分から再構成される光バーストを決定するように構成されていてもよい。

メディアアクセス制御装置は、第１の品質および第２の品質に基づいて、送信機波長の推定値を決定するように構成されていてもよい。具体的には、制御装置は、送信機波長が第１の波長帯と第２の波長帯の間の遷移範囲内または境界範囲内にあることを判定するように構成されていてもよい。制御装置は、第１の品質の第２の品質に対する比を、第１の波長帯の中心波長の第２の波長帯の中心周波数に対する比と比較することによって、推定値を決定することができる。

代替または追加として、メディアアクセス制御装置は、光ネットワークユニットの温度を判定するように構成されていてもよい。この目的のために、ＯＮＵは、温度センサを備えていてもよく、メディアアクセス制御装置は、ＯＮＵの温度センサから温度データを読み出すように構成されていてもよい。ＯＮＵの温度についての、おそらくは第１の品質および／または第２の品質に関する情報と組み合わせた知識によって、メディアアクセス制御装置は、送信機波長の推定値を決定できるようになり得る。

送信機波長についての上記の知識を得て、メディアアクセス制御装置は、送信機波長の決定された推定値に応答して光バーストの長さを修正するように構成されていてもよい。光バーストの長さは、プリアンブルを光バーストに挿入することによって増加させることができる。光バーストの長さの修正は、光バーストの伝送中にＯＮＵの温度上昇を制御するために使用され得る。温度の上昇を制御することによって、送信機波長を制御することができる。一例として、推定された送信機波長が境界範囲内にあることを判定することができる。光バーストの長さを修正することによって、送信機波長は、ドリフトが境界範囲の外になるように制限され得る。

メディアアクセス制御装置は、送信機波長の推定値が第２の波長帯から所定の波長距離にあることを判定するように構成されていてもよい。そのような判定の結果、制御装置は、光ネットワークユニットの第２の光回線終端装置への割り当てを終了してもよい。言い換えれば、制御装置は、送信機波長が第２の波長帯から十分に離れていると判定した場合、第１および第２のＯＬＴの両方への割り当てを終了するように構成されていてもよい。したがって、制御装置は、送信機波長が、第１の波長帯と第２の波長帯の間の遷移範囲または境界範囲にある場合のみ、両方への割り当てを利用するように構成されていてもよい。

さらなる態様によれば、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）が記載される。既に検討したように、ＰＯＮは、第１の波長帯用の受信機を備える第１の光回線終端装置、および／または第１の波長帯に隣接する第２の波長帯用の受信機を備える第２の光回線終端装置、および／または第１の波長帯と第２の波長帯の間でドリフトする送信機波長を有する送信機を備える光ネットワークユニットを含み得る。さらに、ＰＯＮは、本文書に概要を示した態様のいずれかによるメディアアクセス制御装置を含み得る。

具体的には、ＰＯＮはＷＤＭＰＯＮであってもよく、第１の波長帯および第２の波長帯は、波長分割多重化受動光ネットワークの波長分割多重化チャネルであってもよい。特に、第１の波長帯および第２の波長帯の幅は５０ＧＨｚであり得る。受動光ネットワークは、波長組分割多重化受動光ネットワークであってもよい。

受動光ネットワークは、第１の波長帯用の第１の通過帯域フィルタと、第２の波長帯用の第２の通過帯域フィルタとを含んでいてもよい。第１および第２の通過帯域フィルタは、第１の波長帯または第２の波長帯のいずれかにおける光バーストの減衰が所定の値未満となるように、第１の波長帯を第２の波長帯から隔離するように設計され得る。言い換えれば、第１および第２の通過帯域フィルタは、光バーストが、第１および第２の波長帯にある任意の送信機波長についての所定の値未満だけ減衰されるように設計され得る。同時に、第１の通過帯域フィルタは、第２の波長帯からの隔離をもたらすことができ、第２の通過帯域フィルタは、第１の波長帯からの隔離をもたらすことができる。所定の値は、通過帯域減衰、すなわち、第１および／または第２の通過帯域フィルタの通過帯域内の光信号の減衰を超えるある値であり得る。一例として、所定の値は、通過帯域減衰に３ｄＢの追加の減衰を加えた値であり得る。

別の態様によれば、同調不能な光ネットワークユニットを受動光ネットワーク内で動作させるための方法が記載される。上述のように、受動光ネットワークは、第１の波長帯用の受信機を備える第１の光回線終端装置と、第１の波長帯に隣接する第２の波長帯用の受信機を備える第２の光回線終端装置と、第１の波長帯と第２の波長帯の間でドリフトする送信機波長を有する送信機を備える光ネットワークユニットとを含み得る。方法は、光ネットワークユニットによって伝送される光バーストが、第１の光回線終端装置および第２の光回線終端装置によって受け取られるように、光ネットワークユニットを第１および第２の光回線終端装置に割り当てるステップを含み得る。

さらなる態様によれば、ソフトウェアプログラムが記載される。ソフトウェアプログラムは、コンピューティングデバイスで実行されたときに、プロセッサ上で実行し、かつ本文書に概要を示した態様および特徴を実施するように構成された命令として、コンピュータ可読媒体（有形であっても、持続性（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）であってもよい）に格納されていてもよい。

別の態様によれば、ソフトウェアプログラムを含んだ記憶媒体が記載される。記憶媒体は、記憶装置（たとえば、ＲＡＭ、ＲＯＭなど）、光学媒体、磁気媒体などであってもよい。ソフトウェアプログラムは、コンピューティングデバイスで実行されたときに、プロセッサ上で実行し、かつ本文書に概要を示した態様および特徴を実施するように構成されていてもよい。

さらなる態様によれば、コンピュータプログラム製品が記載される。コンピュータプログラム製品は、コンピューティングデバイスで実行されたときに、本文書に概要を示した態様および特徴を実施するための実行可能な命令を含むことができる。

本特許出願において概要を示した好ましい実施形態を包含する方法およびシステムは、独立に使用されてもよいし、本文書に開示された他の方法およびシステムと組み合わせて使用されてもよいことに留意されたい。さらに、本特許出願において概要を示した方法およびシステムのすべての態様は、任意に組み合わされてもよい。特に、各請求項の特徴は、任意の様式で互いに組み合わされてもよい。

特許請求される主題は、添付の図面を参照しながら、以下に例示的な様態で説明される。

例示的なＰＯＮネットワークを示す図である。周回性波長分割多重化装置（ｃｙｃｌｉｃｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）を使用する例示的なＷＤＭＰＯＮネットワークを示す図である。例示的なＷＤＭグリッドを示す図である。複数のＯＬＴが受け取った例示的な光バーストを示す図である。

ＰＯＮは典型的には、単一の光ファイバが通常３２から１２８箇所までの複数の敷地にサービス提供することを可能にするために、電源が供給されない受動光スプリッタが使用される、ポイントツーマルチポイントのＦＴＴＰ（ｆｉｂｅｒｔｏｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｓ）ネットワークアーキテクチャである。ＰＯＮは、サービスプロバイダの中央局にある光回線終端装置または光回線端末（ＯＬＴ）およびエンドユーザ側のいくつかの光ネットワークユニット（ＯＮＵ）または光ネットワーク終端装置（ＯＮＴ）を含む。ＰＯＮ構成によって、ポイントツーポイント（ＰＴＰ）のアーキテクチャと比較して必要とされるファイバおよび中央局機器の量が少なくなる。

ＰＯＮにおけるダウンストリームの信号は、単一の供給ファイバを共有する各敷地に同報通信される。アップストリームの信号は、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを使用し、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）に基づいて合成される。ＯＬＴは、タイムスロット割り当てをアップストリームの通信に行うために、サービス提供されるＯＮＴまたはＯＮＵを構成する。

図１は、ユーザネットワークインターフェース（ＵＮＩ）を設けた光ネットワークユニット（ＯＮＵ）または光ネットワーク終端装置（ＯＮＴ）１０１を含む例示的なＰＯＮネットワーク１００を示す。ＯＮＵ１０１は、光合分波器によって実装され得る光分配ネットワーク（ＯｐｔｉｃａｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋ）（ＯＤＮ）１０２に接続される。たとえば光ファイバなどの光幹線（ＯＴＬ）１０３を介して、ＯＮＵ１０１は光回線終端装置（ＯＬＴ）１０４に接続される。上述のように、ＯＬＴ１０４は、時間多重化された光バーストを、アップストリームのリンクを介して複数のＯＮＵ１０１から受け取る。

波長分割多重方式のＰＯＮ（ＷＤＭ−ＰＯＮ）は、ＰＯＮシステムの容量を増加させるために使用され得る。ＷＤＭ−ＰＯＮの複数の波長は、光ネットワークユニット（ＯＮＵ）の個々またはそれらの集まりを、同じ物理的インフラストラクチャ上に共存するいくつかの仮想ＰＯＮに分けることができる。通常、ＷＤＭシステムのある波長は、中央局のＯＬＴ（光回線終端装置）から１つまたは複数のＯＮＵへのダウンストリームの通信に使用され、ＷＤＭシステムの別の波長は、１つまたは複数のＯＮＵからＯＬＴへのアップストリームの通信に使用される。ダウンストリームおよびアップストリームの通信は、同じファイバ上で行われてもよいし、別々のファイバ上で行われてもよい。

図２は、複数のＯＮＵ２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６および複数のＯＬＴを含む例示的なＷＤＭＰＯＮネットワーク２００を示す。図２は、複数の対応するＯＬＴをもつ複数の受信機２０１、２０２、２０３、２０４があるアップストリームの状況を示す。ダウンストリームのトラフィックは、中央局（ＣＯ）のＷＤＭ送信機２０５によって操作される。ＷＤＭＰＯＮネットワークは、光供給器（たとえば、光ファイバ）２２２および出力分配用の光分配ネットワークまたは遠隔ノード（ＲＮ）２２１（たとえば、光出力スプリッタ）をさらに含む。

図２の例示的なＷＤＭＰＯＮネットワーク２００は、異なるＷＤＭ波長を波長の組にまとめることを可能にする周回性波長分割多重化装置２０５を含み、その組の中の波長は、基礎となるＷＤＭグリッドの倍数分（たとえば、５０ＧＨｚグリッドの倍数分）の間隔があいている。図示の例では、１から４の周回性波長多重化装置２０５が示されており、それによって、基礎となるＷＤＭグリッドの４倍だけ（たとえば、２００ＧＨｚだけ）の間隔があいた波長の組が生み出される。周回性波長多重化装置２０５の使用は、加熱器で同調可能なＤＦＢ（分布帰還）レーザーをＯＮＵ２１１、…、２１６内で使用するときに有益であり得る。

本文書は、たとえばＸＧＰＯＮＯＮＵなどの、同調不能な従来型ＯＮＵと、たとえば加熱器で同調可能なＸＧＰＯＮＯＮＵなどの、同調可能なＯＮＵとの、波長分割多重化ＰＯＮ内での共存という具体的な問題に対処する。本明細書において概要を示した方法およびシステムは、波長組分割多重化方式（ＷＳＤＭ）のＰＯＮネットワークに関して特に有益であるが、概してＷＤＭＰＯＮに使用され得る。

以下の説明は、図２に示したＷＳＤＭＰＯＮに基づいている。すなわち、４つの波長組を使用するＷＳＤＭＰＯＮに基づいている。しかしながら、ここで概要を示すシステムおよび方法は、ＷＤＭＰＯＮの任意の変形に適用可能であってもよいことに留意されたい。

ＷＳＤＭＰＯＮ２００内の同調可能なＯＮＵ２１１、…、２１６は通常、ＷＤＭシステム内の特定のチャネルに、すなわち特定の波長に割り当てられる。特定のチャネルまたは特定の波長は、ＷＤＭＰＯＮ内の特定のＰＯＮを制御する特定のＯＬＴに割り当てられる。言い換えれば、同調可能なＯＮＵ２１１、…、２１６は、特定のＯＬＴによって制御される特定のＰＯＮに割り当てられる。

同調可能なＯＮＵとは対照的に、従来型の同調されないＯＮＵは、異なるチャネルにまたがってドリフトする傾向がある。言い換えれば、同調されないＯＮＵは、そのレーザーの周波数または波長を変更し、したがって、変動するＷＤＭチャネルで送信する。波長の変化は、光バーストの伝送中の、レーザーの温度変化に起因し得る。典型的なレーザーは、そのレーザー波長を約０．０８ｎｍ／Ｋの勾配で変化させる。すなわち、レーザー波長は、温度が１Ｋ（ケルビン）上昇するごとに約０．０８ｎｍ増加する。結果的に、同調不能なＯＮＵは、レーザーが温度上昇する期間である単一の光バーストの伝送中でさえ、ＷＤＭチャネルを変更することがある。同調不能なＯＮＵの伝送波長のこのドリフトは、特定のＷＤＭチャネルに割り当てられた１つまたは複数の同調可能なＯＮＵへの、同調不能なＯＮＵによる干渉を招く場合がある。

図３は、例示的なＷＤＭチャネルグリッド３００を示す。加熱器で同調されたＯＮＵ２１１、…、２１６は、ＷＤＭチャネルグリッド３００の通過帯域３０１、３０２、３０３、３０４の中心に同調され得る。上述のように、加熱器で同調されない従来型ＯＮＵは通常、ＷＳＤＭＰＯＮ２００の４つの波長組にまたがってドリフトするものである。上述のように、特定のＷＤＭチャネルのアップリンクのトラフィックを制御するために、ＭＡＣ（メディアアクセス制御）がチャネルごとに使用される。言い換えれば、特定のＯＬＴがＭＡＣを使用して、アップリンクを介した特定のＰＯＮのＯＮＵへのタイムスロットの割り当てを制御する。一例として、ＭＡＣは、特定のＷＤＭチャネルの異なるタイムスロットを、アップリンクを介してＯＬＴに送信する複数のＯＮＵに割り当てることができる。その制御タスクを実行するために、ＭＡＣは、特定のＷＤＭチャネルを介してデータを送信しようとしているＯＮＵを認識している必要がある。同調不能なＯＮＵではレーザー波長が変化するため、これらのＯＮＵは通常、特定のＷＤＭチャネルに割り当てることができない。結果的に、特定チャネルのＭＡＣは、タイムスロットを同調不能なＯＮＵに確実に割り当てられるようにはなれない。

上記の問題を克服するために、ＷＤＭＰＯＮの複数のＷＤＭチャネルへのアクセスを調整する、いわゆるスーパーＭＡＣプロトコルを利用することが提案されている。具体的には、スーパーＭＡＣは、アップストリームのトラフィックを（特定の１つのＷＤＭチャネルに関連付けられた）特定の１つのＯＬＴに制御するだけではなく、アップストリームのトラフィックを（それぞれ複数のＷＤＭチャネルに関連付けられた）複数のＯＬＴに制御するように構成されている。

図２に示したＷＳＤＭＰＯＮの場合、スーパーＭＡＣは、従来型（同調不能な）ＯＮＵを４つの波長組にあてがうこと（ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）を管理することができる。第１のステップでは、スーパーＭＡＣは、同調不能なＯＮＵのＯＮＵ−ＩＤを現在のＯＬＴに（または現在の波長の組に）割り当てることができる。そのような状況では、アップストリームのトラフィックは、現在のＯＬＴのＭＡＣによって制御される。しかしながら、ドリフト処理の間、同調不能なＯＮＵは、現在のＷＤＭチャネルの通過帯域の端にドリフトし、かつ／または近傍のＷＤＭチャネルの通過帯域に入る場合がある。そのような過渡状況において、スーパーＭＡＣは、同調不能なＯＮＵを２つのＯＬＴに割り当てることができる。両方のＯＬＴ、すなわち両方のＰＯＮは、次いで、従来型ＯＮＵがアップストリームを送信するためのタイムスロットを確保する。言い換えれば、スーパーＭＡＣは、２つのＰＯＮのＭＡＣに、同調不能なＯＮＵ用のアップリンクにおけるリソースを両方が確保するように要求することによって、同調不能なＯＮＵによる２つのＰＯＮ間の遷移を制御する。さらに、スーパーＭＡＣは、同調不能なＯＮＵが送信を行える整列したタイムスロットを、両方のＰＯＮのＭＡＣが確実に確保するために、リソース確保処理を調整することができる。

そのようなスーパーＭＡＣを使用することによって確実に、同調不能なＯＮＵが、隣接するＰＯＮ、すなわち隣接するＷＤＭチャネルでＯＮＵの送信に干渉しないようにすることができる。ＷＤＭＰＯＮ内にある同調不能な従来型ＯＮＵの数が比較的少ないうちは、同調不能なＯＮＵが２つの隣接するＰＯＮに二重に割り当てられていても、使用可能な帯域幅にあまり影響はない。

既に検討したように、同調不能なＯＮＵによる異なるＷＤＭチャネルにまたがるドリフトは、図２に示したＷＳＤＭＰＯＮ２００の４つの波長組の動的帯域割り当て（ＤＢＡ）を実施するスーパーＭＡＣによって対処され得る。より具体的には、スーパーＭＡＣは、ＷＤＭＰＯＮの異なるＷＤＭチャネル（または、異なるＰＯＮ）へのＤＢＡを実施することができる。２つのＷＤＭチャネル間のクロスオーバー領域に入る制御されていないＯＮＵは、双方の波長組に割り当てられる必要がある。このクロスオーバー領域は通常、２つのＷＤＭチャネルの通過帯域フィルタによってもたらされている。そのようなフィルタの通過帯域３０１、３０２、３０３、３０４は図３に示されている。同調不能なＯＮＵを２つのＷＤＭチャネルに（すなわち、ＷＳＤＭＰＯＮの２つの波長組に）割り当てた結果、双方の波長組は、同調不能なＯＮＵ用のタイムスロットを確保し、信号が両方の受信機で受信され、このとき、制御されていないＯＮＵはアップストリームを送れるようになる。

隣接するＷＤＭチャネルの境界を互いに明確に定めるために、ＯＬＴは通常、通過帯域フィルタを利用することが既に示されている。これは図３に示されており、この図では、フィルタ３０２の通過帯域幅３０５およびフィルタ３０２の遷移範囲３０６が示されている。遷移範囲３０６内では、入力信号の波長が増大するにつれて、入力信号の減衰が継続的に大きくなることが確認できる。同時に、近傍の通過帯域フィルタ３０３の遷移範囲３０６は、フィルタ３０２の遷移範囲３０６に重なることが確認できる。結果的に、（ＯＬＴ＃３によってもたらされる）近傍のＷＤＭチャネルにおける入力信号の減衰は、信号の波長が増大するにつれて継続的に小さくなる。

典型的な通過帯域フィルタ３０２、３０３は、遷移範囲３０６が比較的急勾配になるように設計される。言い換えれば、フィルタ３０２、３０３は、近傍のＷＤＭチャネル間で強い選択性を保証するように設計されている。すなわち、遷移範囲３０６内で全くかほとんど重複しないフィルタ３０２、３０３が使用される。上述のように、同調不能なＯＮＵのアップストリーム信号の波長は、２つの隣接するＯＬＴ（ＯＬＴ＃２およびＯＬＴ＃３）の通過帯域フィルタ３０２と３０３の間の遷移範囲３０６内にドリフトすることがある。通過帯域フィルタ３０２、３０３の強い選択性は、ＯＬＴ＃２とＯＬＴ＃３の間の遷移時に、同調不能なＯＮＵのアップストリーム信号の強い減衰を招くことになる。これは、たとえ同調不能なＯＮＵが双方のＰＯＮ上で送信を行える場合でも、２つのＰＯＮのいずれも（すなわち、ＯＬＴ＃２およびＯＬＴ＃３のいずれも）、アップストリーム信号を確実に受信することができない可能性があることを意味する。

上記の点に鑑みて、２つの隣接するＷＤＭチャネル間の遷移範囲３０６内のアップストリーム信号が受ける減衰の最大値が、２つの隣接するＷＤＭチャネルのいずれか一方において所定の値未満になるように、ＷＤＭＰＯＮの通過帯域フィルタ３０１、３０２、３０３、３０４を設計することが提案されている。所定の値は３ｄＢであってもよい。その結果、一方のＯＬＴから他方のＯＬＴにドリフトすることによって、アップストリーム信号が受ける減衰が最悪になるのは、エッジ同士が交差するところに波長があるときである。このエッジが交差する場所の波長では、３ｄＢのさらなる減衰が生じる。

言い換えれば、重複する通過帯域をもつＷＤＭフィルタ（または周回性ＷＤＭフィルタ）を設計することが提案されている。この設計によって、いずれの波長も、さらなる減衰はたとえば最大３ｄＢで、（４つの）ＯＬＴ受信機のうちの１つによって受け取られることが可能である。この設計の欠点として、（４つの）ＷＤＭチャネル間の隔離要件がより困難なものになり得ることがある。しかしながら、制御されている（すなわち同調可能な）ＯＮＵをフィルタ３０２、３０３の通過帯域の中心に調節することによって、この隔離要件は通常満たされ得る。

上述のように、スーパーＭＡＣは、同調不能なＯＮＵの、１つまたは複数のＯＬＴへの割り当てを制御するために使用され得る。スーパーＭＡＣは、１つまたは複数のＯＬＴにおいて、同調不能なＯＮＵから受信した信号の受信信号品質を監視するように構成されていてもよい。受信信号品質、とりわけ受信信号のビット誤り率（ＢＥＲ）は、受信信号の（すなわち、受け取った光バーストの）ビットインターフェースパリティ（ｂｉｔｉｎｔｅｒｆａｃｅｐａｒｉｔｙ）（ＢＩＰ）および／または前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号および／または受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）を分析することによって推定され得る。これらの指標によって、スーパーＭＡＣは、受信信号のＢＥＲの迅速な推定が可能になる。

ＢＩＰまたはＦＥＣを分析することによって、スーパーＭＡＣは、どのＯＬＴが従来型ＯＮＵからのより高品質のアップストリームメッセージを受け取るかを決定することができる。スーパーＭＡＣは品質情報を使用して、同調不能なＯＮＵが送信を行っている波長が第１のＷＤＭチャネルに近いかまたはその中であるか、それとも第２のＷＤＭチャネルに近いかまたはその中であるかを判定することができる。結果的に、スーパーＭＡＣは、同調不能な送信ＯＮＵのおおよその波長を推定することができる。

さらに、スーパーＭＡＣは、同調不能なＯＮＵからアップストリームデータを受け取るＯＬＴのすべてからデータを選択することができる。従来型ＯＮＵが、２つの隣接するＯＬＴ間のフィルタ交差ポイントにおいて送信する場合、交差ポイントのペナルティは、ＯＬＴ中の２つのＦＥＣに保護されるデータストリームを比較し、訂正不能な誤りが全くないか最小限であるデータストリームを選択することによって減少させることができる。こうすることによって、２つのフィルタ３０２と３０３の間の交差ポイントで減衰が増加することによるペナルティは、２または２．５ｄＢ（交差ポイント減衰が３ｄＢの場合）に減少させることができる。

したがって、スーパーＭＡＣは、同調不能なＯＮＵから、２つの隣接するＯＬＴ間の交差領域３０６において受信する信号の品質を比較および最適化するように構成され得る。受信信号の品質（ＢＥＲ）は、高速ＲＳＳＩ、ＢＩＰまたはＦＥＣパリティによって判断することができる。信号は２つの経路で（すなわち２つのＷＤＭチャネルで）受信されるので、スーパーＭＡＣは、両方のＯＬＴ（すなわちＯＬＴ＃２およびＯＬＴ＃３）で受信した誤りのない部分を結合することによって、受信信号を再構成することができる。これは、第１のＯＬＴ（たとえばＯＬＴ＃２）が受信した光バースト４００および第２の（近傍の）ＯＬＴ（たとえばＯＬＴ＃３）が受信した対応する光バースト４１０を示す図４に示されている。２つの光バースト４００、４１０は、同調不能なＯＮＵが伝送する単一の光バーストに対応する。同調不能なＯＮＵは、第１のＯＬＴおよび近傍の第２のＯＬＴに割り当てられている。

光バースト４００は、ペイロードデータおよびペイロードデータのそれぞれの部分に対応する複数のＦＥＣコード語４０１、４０２、４０３を含む。バースト４１０は、光バースト４００と同じく、ペイロードデータおよびペイロードデータの同じそれぞれの部分に対応する複数のＦＥＣコード語４１１、４１２、４１３を含む。しかしながら、第１および第２のＰＯＮにおける（すなわち、第１および第２のＷＤＭチャネルにおける）伝送誤りのために、受信したペイロードデータおよびＦＥＣコード語は異なっていてもよい。

スーパーＭＡＣは、第１の光バースト４００のＦＥＣデータ４０１、４０２、４０３および第２の光バースト４１０のＦＥＣデータ４１１、４１２、４１３を検査することができる。この検査に基づいて、スーパーＭＡＣは、ペイロードデータの誤りのない部分を選択することができる。一例として、スーパーＭＡＣは、ＦＥＣコード語４０１および４０３に対応するペイロードデータを第１の光バースト４００から選択し、ＦＥＣコード語４０２に対応するペイロードデータを第２の光バースト４１０から選択することができる。これは図４に矢印で示されている。こうすることによって、受け取った光バースト４００、４１０の両方から、ＦＥＣコード語４２１、４２２、４２３に対応するペイロードデータを含んだ、誤りがないか、少なくとも誤りが減少した光バースト４２０を生成することができる。２つの受け取った光バースト４００、４１０を結合した結果、交差ポイントでのフィルタ減衰（たとえば、３ｄＢの減衰）によって生じるさらなるペナルティの一部が補償され得る。

上述のように、スーパーＭＡＣは、同調不能なＯＮＵのおおよその波長を判定するように構成されていてもよい。これは、同調不能なＯＮＵから、２つの近傍のＷＤＭチャネルにおいて受信した信号の品質を分析することによってなされ得る。既に論じているように、アップストリーム信号の波長が、隣接するＷＤＭチャネル間の遷移範囲３０６内にある場合、同調不能なＯＮＵのアップストリーム信号は通常、減衰を生じる。この減衰は、ＷＤＭチャネルの通過帯域フィルタ３０２、３０３を適切に設計することにより、減少させることができる。それでも、この遷移範囲３０６は、制御されていないＯＮＵによって長時間使用されないのが望ましい。言い換えれば、制御されていないＯＮＵの交差領域３０６内での動作を、極めて短い時間にする方法を実現するのが望ましい。特に、同調不能なＯＮＵのアップストリームトラフィックの適正なＢＥＲを保証するためには、これは望ましいことである。さらに、遷移範囲３０６の外では、同調不能なＯＮＵは単一のＷＤＭチャネルのみに割り当てることができ、それによって、同調不能なＯＮＵが必要とする帯域幅が縮小するので、これは望ましいことである。

典型的な波長グリッドである５０ＧＨｚにおいては、交差領域３０６は約５−１０ＧＨｚの幅をもつことになろう。既に示したように、この範囲３０６は、制御されていないＯＮＵによって長い時間使用されるべきではない。これは、制御されていないＯＮＵのレーザーチップがバースト中に自己発熱する特性を利用することによって達成可能である。一例として、波長を小さく維持する必要がある場合、レーザー温度を低く保つためにバーストは短くすべきである。交差領域３０６を通過するために波長が増大されるべき場合、レーザーチップを加熱するためにバーストは長くすべきである。波長／温度の関数の勾配は、約０．０８ｎｍ／Ｋである。言い換えれば、同調不能なＯＮＵによって伝送される光バーストの波長を制御するために、同調不能なＯＮＵによって伝送される光バーストの長さを制御することが提案されている。一例として、光バーストの長さは、「１」を多く含む特別なプリアンブルによって増加させることができる。さらに言い換えると、同調不能なＯＮＵでのレーザーの自己発熱により、光バースト伝送の長さにわたってある波長ドリフトが存在する。したがって、交差範囲３０６を通過するためにバースト長の「同調（ｔｕｎｉｎｇ）」が使用され得る。

さらに、（幅が５ＧＨｚ未満であり得る）遷移範囲３０６の臨界部分（ｃｒｉｔｉｃａｌｐａｒｔ）を迅速に通過するために、追加のバイアス電流を印加することによって、同調不能なＯＮＵのバイアス電流は変化させることができる。周波数／バイアス電流の関数の勾配は、約５００ＭＨｚ／ｍＡである。

本文書において、同調不能なＯＮＵをＷＤＭＰＯＮ内で動作させるための方法およびシステムが記載された。提案された方法およびシステムは、同調可能なＯＮＵを使用するＷＤＭＰＯＮの環境で従来型（同調不能な）ＯＮＵを再利用することを可能にする。同調不能なＯＮＵを１つまたは複数のＷＤＭチャネルに割り当てることを可能にするスーパーＭＡＣが記載されている。この目的のために、スーパーＭＡＣは、同調不能なＯＮＵの伝送波長を追跡するように構成されていてもよい。さらに、スーパーＭＡＣは、たとえば、伝送される光バーストの長さを修正することによって、同調不能なＯＮＵの伝送波長を（少なくとも部分的に）制御するように構成されていてもよい。また、適切なフィルタ設計が、ＷＤＭＰＯＮ内の同調不能なＯＮＵの性能をいかにして改善し得るのかを概説している。

説明および図面は、提案された方法およびシステムの原理を示すものでしかないことに留意されたい。したがって、本明細書では明示的に説明または図示されていないが、本発明の原理を具体化し、その趣旨および範囲に含まれている種々の構成を考案できるようになることが当業者には理解されよう。さらに、本明細書において列挙されたすべての実施例は、主として、提案された方法およびシステムの原理ならびに本発明者らが当技術分野の発展に寄与した概念についての理解を助ける教示目的のものに過ぎないことが明白に意図されており、そのような具体的に列挙された例および条件に限定されることはないものと解釈されるべきである。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態、ならびにその具体的な実施例を列挙した本明細書におけるすべての記載は、その均等物を包含することを意図している。

さらに、上記の種々の方法のステップおよび上記のシステムの構成要素は、プログラム記憶式コンピュータによって実行され得ることに留意されたい。本明細書において、一部の実施形態は、たとえばデジタルデータ記憶媒体などのプログラム記憶装置を包含することも意図されており、これらの記憶装置は機械またはコンピュータで読取り可能であり、機械が実行可能またはコンピュータが実行可能な命令のプログラムを符号化するものであり、前記命令は、前記方法のステップの一部またはすべてを実行する。プログラム記憶装置は、たとえば、デジタル記憶装置、磁気ディスクや磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードディスクドライブ、または光学読取り式デジタルデータ記憶媒体などであってもよい。各実施形態は、上記の方法の前記各ステップを実行するようにプログラムされたコンピュータを包含することも意図されている。

また、本特許文書に記載の種々の要素の機能は、専用のハードウェアだけでなく、適切なソフトウェアに対応付けてソフトウェアを実行できるハードウェアの使用によって提供され得ることに留意されたい。プロセッサによって提供されるとき、機能は、単一の専用プロセッサ、単一の共有プロセッサ、または一部が共有され得る複数の個々のプロセッサによって提供され得る。さらに、用語「プロセッサ」または「制御装置」の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することが可能なハードウェアのみを指していると解釈されるべきではなく、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを格納するための読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および不揮発性記憶装置を明示することなく含み得るが、これらに限定されない。従来の、かつ／または特注の他のハードウェアも含まれ得る。

最後に、本明細書の任意のブロック図は、本発明の原理を具体化する例示の回路構成の概念図を表すことに留意されたい。同様に、フローチャート、流れ図、状態遷移図、擬似コードなどはいずれも、実質的にはコンピュータ可読媒体の中で表すことができ、したがって、コンピュータまたはプロセッサが明示的に示されているかどうかにかかわらず、そのようなコンピュータまたはプロセッサによって実行され得る種々の処理を表すことが理解されよう。

Claims

受動光ネットワーク（２００）用のメディアアクセス制御装置であって、
受動光ネットワーク（２００）が、第１の波長帯用の受信機を備える第１の光回線終端装置（２０１）と、第１の波長帯に隣接する第２の波長帯用の受信機を備える第２の光回線終端装置（２０２）と、第１の波長帯と第２の波長帯の間でドリフトする送信機波長を有する送信機を備える光ネットワークユニット（１０１）とを含み、
メディアアクセス制御装置が、光ネットワークユニット（１０１）によって伝送される光バーストが第１の光回線終端装置（２０１）および第２の光回線終端装置（２０２）によって受け取られるように、光ネットワークユニット（１０１）を第１の光回線終端装置（２０１）および第２の光回線終端装置（２０２）に割り当てるように構成されている、
メディアアクセス制御装置。
割り当てることが、
光ネットワークユニット（１０１）から第１の光回線終端装置（２０１）および第２の光回線終端装置（２０２）へのそれぞれのアップリンクにおける対応するタイムスロットを確保することを含む、請求項１に記載のメディアアクセス制御装置。
第１の光回線終端装置（２０１）が受け取った光バーストの第１の品質を判定し、
第２の光回線終端装置（２０２）が受け取った光バーストの第２の品質を判定する
ようにさらに構成された、請求項１または２に記載のメディアアクセス制御装置。
第１の品質および／または第２の品質がビット誤り率である、請求項３に記載のメディアアクセス制御装置。
第１の品質および／または第２の品質が、第１の光回線終端装置（２０１）および／または第２の光回線終端装置（２０２）が受け取った光バーストの、ビットパリティおよび／または前方誤り訂正符号および／または受信信号強度指標に基づいて判定される、請求項３または４に記載のメディアアクセス制御装置。
第１の光回線終端装置（２０１）が受け取った光バーストの第１の部分を、第１の品質に基づいて選択し、
第２の光回線終端装置（２０２）が受け取った光バーストの第２の部分を、第２の品質に基づいて選択し、
第１の部分および第２の部分から再構成される光バーストを決定する
ようにさらに構成された、請求項３から５のいずれか一項に記載のメディアアクセス制御装置。
送信機波長の推定値を、第１の品質および第２の品質に基づいて決定する
ようにさらに構成された、請求項３から６のいずれか一項に記載のメディアアクセス制御装置。
光バーストの長さを、送信機波長の決定された推定値に応答して修正する
ようにさらに構成された、請求項７に記載のメディアアクセス制御装置。
光バーストの長さが、プリアンブルを光バーストに挿入することによって増加する、請求項８に記載のメディアアクセス制御装置。
送信機波長の推定値が第２の波長帯から所定の波長距離にあることを判定し、
光ネットワークユニット（１０１）の第２の光回線終端装置（２０２）への割り当てを終了する
ようにさらに構成された、請求項７から９のいずれか一項に記載のメディアアクセス制御装置。
第１の波長帯用の受信機を備える第１の光回線終端装置（２０１）と、
第１の波長帯に隣接する第２の波長帯用の受信機を備える第２の光回線終端装置（２０２）と、
第１の波長帯と第２の波長帯の間でドリフトする送信機波長を有する送信機を備える光ネットワークユニット（１０１）と、
請求項１から１０のいずれか一項に記載のメディアアクセス制御装置と
を含む、受動光ネットワーク（２００）。
第１の波長帯用の第１の通過帯域フィルタ（３０２）と、
第２の波長帯用の第２の通過帯域フィルタ（３０３）とをさらに含み、第１のフィルタ（３０２）および第２のフィルタ（３０３）が、第１の波長帯または第２の波長帯のいずれかにおける光バーストの減衰が所定の値未満となるように、第１の波長帯を第２の波長帯から隔離するように設計されている、
請求項１１に記載の受動光ネットワーク（２００）。
所定の値が、通過帯域減衰に３ｄＢを加えた値である、請求項１２に記載の受動光ネットワーク（２００）。
第１の波長帯および第２の波長帯が、波長分割多重化受動光ネットワークの波長分割多重化チャネルであり、かつ／または
光ネットワークユニットが、同調不能な光ネットワークユニットであり、かつ／または
受動光ネットワーク（２００）が、波長組分割多重化受動光ネットワーク（２００）であり、かつ／または
第１の波長帯および第２の波長帯の幅が５０ＧＨｚである、
請求項１１から１３のいずれか一項に記載の受動光ネットワーク（２００）。
同調不能な光ネットワークユニット（１０１）を受動光ネットワーク（２００）内で動作させるための方法であって、受動光ネットワーク（２００）が、第１の波長帯用の受信機を備える第１の光回線終端装置（２０１）と、第１の波長帯に隣接する第２の波長帯用の受信機を備える第２の光回線終端装置（２０２）と、第１の波長帯と第２の波長帯の間でドリフトする送信機波長を有する送信機を備える光ネットワークユニット（１０１）とを含み、方法が、
光ネットワークユニット（１０１）によって伝送される光バーストが、第１の光回線終端装置（２０１）および第２の光回線終端装置（２０２）によって受け取られるように、光ネットワークユニット（１０１）を第１の光回線終端装置（２０１）および第２の光回線終端装置（２０２）に割り当てるステップを含む、方法。