JP2017225018A - 加入者側装置、局側装置、光通信システム、光通信方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】局側装置が、加入者側装置による応答光信号の送信を許可する期間を短くできるようにする。
【解決手段】局側装置が、光伝送路を介し、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号を加入者側装置に送信すると同時に、光伝送路を介し、第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号を加入者側装置に送信する。加入者側装置が、第１の通信制御信号を受信した第１の時刻と第２の通信制御信号を受信した第２の時刻との時間差と、第１の波長と第２の波長との波長差と、送信許可時刻として指定された時刻と、に基づいて、局側装置への信号送信時の送信時刻を算出し、その送信時刻に、光伝送路を介して第１の応答光信号を局側装置に送信する。局側装置が、送信許可時刻から始まる送信許可期間に、加入者側装置から送信された第１の応答光信号を、光伝送路を介して受信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、加入者側装置、局側装置、光通信システム、光通信方法、及びプログラムに関する。

ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムでは、１台の局側装置であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、複数の加入者側装置（宅内装置）であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とが、スプリッタを介して接続される。ＯＬＴからＯＮＵに向けた信号である下り光信号は、ＯＬＴから放送型にて全てのＯＮＵに対して送信され、各ＯＮＵにおいて、送信された信号のうち自身が宛先となった必要なデータの信号が取り出される。ＯＮＵからＯＬＴに向けた信号である上り光信号は、時分割多重方式でＯＮＵからＯＬＴに送信される。そのため、各ＯＮＵから送信された送信信号が伝送路となる光伝送路上にて衝突しないように、各ＯＮＵから送信される送信タイミングを制御する必要がある。この制御方式は、ＩＥＥＥ８０２．３にて標準化されている（例えば、非特許文献１参照）。

ＯＬＴは、新たなＯＮＵを登録するために、一定間隔で上り送信許可信号であるディスカバリゲートフレーム（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｇａｔｅ Ｆｒａｍｅ）をブロードキャスト送信する。ＯＮＵは、ディスカバリゲートフレームにその送信時刻として記述されたＯＬＴのローカルタイムによりＯＬＴとの時刻の同期を取り、次にディスカバリゲートフレームに記述された送信許可時刻に、他の未登録ＯＮＵとの衝突を防ぐためのランダム時間（ランダム遅延時間）を加えた時間を待った後、ＯＬＴに登録要求信号であるレジスタリクエストフレームを送信する。

ＯＬＴは、ＯＮＵからレジスタリクエストフレームを受信すると、その応答遅延時間から、自身からそのＯＮＵまでの往復遅延時間（ＲＴＴ：Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を算出し、以降のＯＮＵの送信タイミング制御に用いる。その後、ＯＬＴは、ＯＮＵを識別するためのＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ ＩＤ）をＯＮＵに割り当て、ＯＮＵからの応答を受信する。これにより、ＯＮＵの登録プロセスが完了する。ＯＬＴは、以降の通信において、ＯＮＵ毎のＲＴＴを考慮することにより、自身に接続された各ＯＮＵの接続距離に違いがあった場合でも、伝送路の遅延時間の影響を除外することができる。

しかし、ＯＬＴでは、ＯＮＵの登録段階においてそのＯＮＵのＲＴＴが不明であるため、ディスカバリゲートフレームにて通知した送信許可時刻からＯＮＵのレジスタリクエストフレームが返信されるまでの待ち時間（応答待ち時間）として、接続距離に応じた遅延時間分とランダム遅延時間分を考慮した時間を設定しておく必要がある。この待ち時間（送信許可期間）は、ディスカバリウィンドウ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ）と称される。一般的には、最も遠いＯＮＵとの接続距離が考慮され、ディスカバリウィンドウの終点（終了時刻）が設定される。

そして、ＯＬＴは、このディスカバリウィンドウで示される期間（送信許可時間帯）に、登録済みのＯＮＵから送信されるフレーム（通常フレームと称す）がないように、つまり登録済みのＯＮＵからフレームが送信されないように制御する。よって、ＰＯＮシステムでは、ディスカバリウィンドウの長さに応じて、通常フレームの伝送遅延時間が増加し、また、通常フレームの帯域占有率が低下することで、通常フレームの伝送効率が低下する。

また、ＰＯＮシステムは、ＯＬＴからスプリッタまでの１本の光ファイバを複数のユーザで共有し、電源、メンテナンス不要のパッシブ素子であるスプリッタを用いることで、導入コスト、保守コストを抑制し経済的に光ネットワークを構築するために考案されたシステムであり、今後更なる適用拡大に向け、伝送距離の延長や、低遅延伝送が要求されるモバイルフロントホールへの適用が検討されている。しかし、上述したＯＮＵの登録処理方法では、伝送距離の延長に伴いディスカバリウィンドウを延長する必要があるため、通常フレームの伝送遅延時間が増加し、通常フレームの伝送効率も低下する。

これに対し、特許文献１は、ディスカバリゲートフレームにＯＬＴとＯＮＵ間の距離情報を付加し、一度に全てのＯＮＵを対象とせず、接続距離別（接続距離範囲毎）にＯＮＵを分割して登録することにより、ディスカバリウィンドウを分割し、個々のディスカバリウィンドウを短縮する技術を開示している。

特開２０１３−２５８５５９号公報

ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３−２０１２ Ｃｌａｕｓｅ ６４ 及び Ｃｌａｕｓｅ ７７

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、接続距離範囲毎に未登録のＯＮＵを分けて登録するため、個々の接続距離範囲にそれぞれ対応する個々のディスカバリウィンドウを短く設定することはできるものの、各ディスカバリウィンドウと対応した未登録ＯＮＵの台数が不明であることから、各ディスカバリウィンドウにおいてランダム遅延を設ける必要がある。従って、この技術では、接続距離に関係なくＯＮＵの登録を行う技術に比べ、寧ろ、接続距離範囲毎に設定される全てのディスカバリウィンドウの総時間が長くなる可能性がある。よって、この技術では、通常フレームの伝送遅延時間が増加するとともに、通常フレームの伝送効率が低下し、帯域利用効率が低下する可能性がある。

本発明は、上述のごとき実状に鑑みてなされたものであり、局側装置と加入者側装置とを備えた光通信システムにおいて、局側装置が、加入者側装置による応答光信号の送信を許可する期間を短くできるようにすること、並びに、そのための加入者側装置、局側装置、光通信方法、加入者側装置に組み込むためのプログラム、及び局側装置に組み込むためのプログラムを提供することを、その目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明の一形態に係る加入者側装置は、局側装置から光伝送路を介して光信号を受信する光受信部と、前記光伝送路を介して前記局側装置に光信号を送信する光送信部と、前記局側装置から送信された、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号を前記光受信部で受信した第１の時刻と、前記局側装置から前記第１の通信制御信号と同時に送信された、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号を前記光受信部で受信した第２の時刻との時間差と、前記第１の波長と前記第２の波長との波長差と、前記送信許可時刻として指定された時刻と、に基づいて、前記局側装置への信号送信時の送信時刻を算出する送信制御部と、を有し、前記送信制御部は、前記送信時刻に、第１の応答光信号を前記局側装置に送信するように、前記光送信部を制御することを特徴とする。
本発明の一形態に係る光通信システムは、前記加入者側装置と、前記局側装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明の一形態に係る局側装置は、光伝送路を介して加入者側装置に光信号を送信する光送信部と、前記加入者側装置から前記光伝送路を介して光信号を受信する光受信部と、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号を前記加入者側装置に送信すると同時に、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号を前記加入者側装置に送信するように、前記光送信部を制御する送信制御部と、前記送信許可時刻から始まる送信許可期間に、前記加入者側装置から送信された第１の応答光信号を受信するように前記光受信部を制御する受信制御部と、を有することを特徴とする。
本発明の一形態に係る光通信システムは、前記局側装置と、前記加入者側装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明の一形態に係る光通信方法は、局側装置と加入者側装置とを備えた光通信システムにおける光通信方法であって、前記局側装置が、光伝送路を介し、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号を前記加入者側装置に送信すると同時に、前記光伝送路を介し、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号を前記加入者側装置に送信する局側の光送信ステップと、前記加入者側装置が、前記光伝送路を介して、前記第１の通信制御信号と前記第２の通信制御信号とを受信する加入者側の光受信ステップと、前記加入者側装置が、前記第１の通信制御信号を受信した第１の時刻と前記第２の通信制御信号を受信した第２の時刻との時間差と、前記第１の波長と前記第２の波長との波長差と、前記送信許可時刻として指定された時刻と、に基づいて、前記局側装置への信号送信時の送信時刻を算出する算出ステップと、前記加入者側装置が、前記送信時刻に、前記光伝送路を介して第１の応答光信号を前記局側装置に送信する加入者側の光送信ステップと、前記局側装置が、前記送信許可時刻から始まる送信許可期間に、前記加入者側装置から送信された前記第１の応答光信号を、前記光伝送路を介して受信する局側の光受信ステップと、を有することを特徴とする。

本発明の一形態に係るプログラムは、コンピュータに、局側装置から光伝送路を介して送信された、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号と、前記局側装置から前記光伝送路を介して前記第１の通信制御信号と同時に送信された、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号と、を受信する光受信ステップと、前記第１の通信制御信号を受信した第１の時刻と前記第２の通信制御信号を受信した第２の時刻との時間差と、前記第１の波長と前記第２の波長との波長差と、前記送信許可時刻として指定された時刻と、に基づいて、前記局側装置への信号送信時の送信時刻を算出する算出ステップと、前記送信時刻に、前記光伝送路を介して第１の応答光信号を前記局側装置に送信する光送信ステップと、を実行させるためのプログラムである。

本発明の他の形態に係るプログラムは、コンピュータに、光伝送路を介し、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号を加入者側装置に送信すると同時に、前記光伝送路を介し、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号を前記加入者側装置に送信する光送信ステップと、前記送信許可時刻から始まる送信許可期間に、前記加入者側装置から送信された第１の応答光信号を、前記光伝送路を介して受信する光受信ステップと、を実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、局側装置と加入者側装置とを備えた光通信システムにおいて、局側装置が、加入者側装置による応答光信号の送信を許可する期間（送信許可期間）を短くすることができる。

実施の形態１，２に係るＰＯＮシステムの一構成例を示すブロック図である。 図１に示されるＰＯＮシステムにおいてＯＬＴから送信されるディスカバリゲートフレームのフォーマットの一例を示す図である。 図１に示されるＰＯＮシステムのＯＮＵで使用される、到着時間差から推定伝送距離への変換を行う変換表の一例を示す図である。 図１に示されるＰＯＮシステムのＯＮＵで使用される、推定伝送距離から補正値への変換を行う変換表の一例を示す図である。 図１に示されるＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの新規登録処理の一例を示す概略図である。 比較例に係るＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの新規登録処理の概略を示す図である。 図１に示されるＰＯＮシステムにおける光通信方法の一例を示すフロー図である。 図１に示されるＰＯＮシステムにおいてＯＬＴから送信されるディスカバリゲートフレームのフォーマットの他の例を示す図である。 図１に示されるＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの新規登録処理の他の例を示す概略図である。 実施の形態１，２に係るＯＮＵ又はＯＬＴの変形例の構成の一部を示すハードウェア構成図である。 実施の形態１，２に係るＯＮＵ又はＯＬＴの他の変形例の構成の一部を示すハードウェア構成図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。実施の形態では、局側装置、加入者側装置、局側装置及び加入者側装置を備えた光通信システム、その光通信システムにおける光通信方法、その加入者側装置に組み込むためのプログラム、及びその局側装置に組み込むためのプログラムについて説明する。以下では、本発明に係る光通信システムについて、ＩＥＥＥ８０２．３にて標準化されているＧＥ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）−ＰＯＮシステムに適用する場合を想定して説明するが、本発明に係る光通信システムは、ＩＴＵ−Ｔにて標準化されているＧ（Ｇｉｇａｂｉｔ）−ＰＯＮシステム他、同様の他の光通信システムにも適用可能である。

《１》実施の形態１
実施の形態１について、図１から図７を参照しながら説明する。図１は、実施の形態１に係るＰＯＮシステムの一構成例を示すブロック図である。

実施の形態１に係るＰＯＮシステムは、図１に示されるように、１つのＯＬＴ１、ｎ個のＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−ｎ、スプリッタ３、光ファイバ４、及び光ファイバ５−１〜５−ｎを備えることができる。ＯＬＴ１は、ＰＯＮシステムにおいて局側装置として機能し、ＯＮＵ２−１〜２−ｎはいずれも、ＰＯＮシステムにおいて加入者側装置（宅内装置）として機能する。

ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−ｎとは、スプリッタ３を介して光ファイバ４及び光ファイバ５−１〜５−ｎにより接続される。例えば、ＯＮＵ２−１は、ＯＬＴ１に光ファイバ４で接続されたスプリッタ３に、光ファイバ５−１で接続され、これにより、１本の光伝送路となる光ファイバ４、スプリッタ３、及び光ファイバ５−１によりＯＬＴ１と接続される。このように、実施の形態１に係るＰＯＮシステムは、ポイントツーマルチポイント接続を行う光通信システムであり、ｎは２以上の整数とする。但し、実施の形態１に係るＰＯＮシステムは、１つのＯＬＴに対し１つのＯＮＵが接続された状態であっても機能する。

まず、ＯＬＴ１について概略的に説明する。図１に示されるように、ＯＬＴ１は、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）部１１、送信部１２、受信部１３、及びＰＯＮ制御部１４を有することができる。また、ＯＬＴ１は、ＯＬＴ１の全体を制御する制御部（図示せず）を備えることもできる。

ＷＤＭ部１１は、光送受信信号の波長の分割（分離）及び多重を行う部位であり、例えばＷＤＭカプラを有することができる。波長の多重及び分割を行うことにより、ＯＮＵ２−１〜２−ｎからＯＬＴ１に向かう上り方向とＯＬＴ１からＯＮＵ２−１〜２−ｎに向かう下り方向のトラフィックが光ファイバ４を含む１本の光伝送路で実現できる。なお、例えば、下り方向の光信号には１．５μｍ帯が用いられ、上り方向の光信号には１．３μｍ帯が用いられる。

送信部１２は、ＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−ｎへ送信する電気信号を光信号に変換し、ＷＤＭ部１１に出力する（つまり、ＷＤＭ部１１を介して送信する）。なお、後述するが、ＷＤＭ部１１は、第１の波長（図１に示されるλｄｏｗｎ１）の光信号及び第２の波長（図１に示されるλｄｏｗｎ２）の光信号を光ファイバ４に出力することができる。

受信部１３は、ＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−ｎから送信された光信号を、ＷＤＭ部１１から入力し（つまり、ＷＤＭ部１１を介して受信し）、その光信号を電気信号に変換する。ここで、ＷＤＭ部１１は、受信した光信号の中から受信対象となる波長（図１に示されるλｕｐ）の信号を抽出し、受信部１３に出力する。受信部１３は、この波長λｕｐの光信号を電気信号に変換することになる。

このように、送信部１２及びＷＤＭ部１１は、光ファイバ４とスプリッタ３と光ファイバ５−１〜５−ｎの一つとでなる光伝送路を介して、ＯＮＵ２−１〜２−ｎに光信号をそれぞれ送信する光送信部（局側の光送信部）１０ａとして機能し、ＷＤＭ部１１及び受信部１３は、ＯＮＵ２−１〜２−ｎから上記光伝送路を介してそれぞれ送信された光信号を受信する光受信部（局側の光受信部）１０ｂとして機能する。

ＰＯＮ制御部１４は、例えば、ＯＬＴ側のＰＯＮインタフェースの仕様に定められた制御（つまりＭＰＣＰ［ＭｕｌｔｉＰｏｉｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ］に従った局側の制御。但し、その制御の一部は、後述する実施の形態１の主たる特徴に関する制御に置き換えられる）を行う。具体的には、ＰＯＮ制御部１４は、ＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−ｎへ送信するための、ＰＯＮシステムにおける通信制御信号であるＰＯＮ制御信号の生成又は読み出しと、そのＰＯＮ制御信号の送信部１２への出力と、ＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−ｎから送信されたＰＯＮ制御信号の解析と、を行う。

このように、ＰＯＮ制御部１４は、送信部１２及びＷＤＭ部１１で例示した光送信部１０ａにおける光信号の送信を制御する局側の送信制御部として機能する。また、ＰＯＮ制御部１４は、ＷＤＭ部１１及び受信部１３で例示した光受信部１０ｂにおける光信号の受信を制御する局側の受信制御部としても機能する。換言すると、ＰＯＮ制御部１４は、局側の送信制御部及び局側の受信制御部の一例である。

次に、ＯＮＵ２−１〜２−ｎについて概略的に説明する。ＯＮＵ２−２〜２−ｎは、ＯＮＵ２−１と少なくとも実施の形態１の特徴に関わる部分について同様の構成を備えることができる。以下では、ＯＮＵ２−２〜２−ｎがこのようにＯＮＵ２−１と同様の構成を備えることを前提とし、代表してＯＮＵ２−１について説明するが、ＯＮＵ２−２〜２−ｎについても同様の説明が援用できる。

図１に示されるように、ＯＮＵ２−１は、ＷＤＭ部２１、送信部２２、受信部２３、時間差検出回路２４、及びＰＯＮ制御部２５を有することができる。また、ＯＮＵ２−１は、ＯＮＵ２−１の全体を制御する制御部（図示せず）を備えることもできる。

ＷＤＭ部２１は、光送受信信号の波長の分割（分離）及び多重を行う部位であり、ＷＤＭ部１１と同様に、例えばＷＤＭカプラを有することができる。波長の多重及び分割を行うことにより、上り方向と下り方向のトラフィックが光ファイバ５−１を含む１本の光伝送路で実現できる。

送信部２２は、ＯＬＴ１へ送信する電気信号を光信号に変換し、ＷＤＭ部２１に出力する。受信部２３は、ＯＬＴ１から送信された光信号を、ＷＤＭ部２１から入力し、その光信号を電気信号に変換する。

このように、送信部２２及びＷＤＭ部２１は、光ファイバ４とスプリッタ３と光ファイバ５−１とでなる光伝送路を介して、ＯＬＴ１に光信号を送信する光送信部（加入者側の光送信部）２０ａとして機能し、ＷＤＭ部２１及び受信部２３は、ＯＬＴ１からその光伝送路を介して送信された光信号を受信する光受信部（加入者側の光受信部）２０ｂとして機能する。

ＰＯＮ制御部２５は、例えば、ＯＮＵ側のＰＯＮインタフェースの仕様に定められた制御（つまりＭＰＣＰに従った加入者側の制御。但し、その制御の一部は、後述する実施の形態１の主たる特徴に関する制御に置き換えられる）を行う。具体的には、ＰＯＮ制御部２５は、ＯＬＴ１から送信されたＰＯＮ制御信号の解析と、ＯＬＴ１へ送信するためのＰＯＮ制御信号の生成又は読み出しと、生成又は読み出しがなされたＰＯＮ制御信号の送信部２２への出力と、を行う。

このように、ＰＯＮ制御部２５は、送信部２２及びＷＤＭ部２１で例示した光送信部２０ａにおける光信号の送信を制御する加入者側の送信制御部として機能する。また、ＰＯＮ制御部２５は、ＷＤＭ部２１及び受信部２３で例示した光受信部２０ｂにおける光信号の受信を制御する加入者側の受信制御部としても機能する。換言すると、ＰＯＮ制御部２５は、加入者側の送信制御部及び加入者側の受信制御部の一例である。

次に、実施の形態１に係るＰＯＮシステムにおける主な特徴について説明する。
実施の形態１に係るＰＯＮシステムは、ＭＰＣＰの機能における登録プロセスに、主たる特徴を有する。なお、登録プロセスに関しても、ＯＮＵ２−１をＯＬＴ１に登録する場合について説明するが、他のＯＮＵ２−２〜２−ｎについても同様の登録プロセスが適用できる。

実施の形態１における特徴の一つとして、ＯＬＴ１の送信制御部として機能するＰＯＮ制御部１４は、次のような制御を行う。つまり、ＰＯＮ制御部１４は、光伝送路（光ファイバ４，５−１及びスプリッタ３）を介し、第１の通信制御信号をＯＮＵ２−１に送信すると同時に、その光伝送路を介し、第２の通信制御信号をＯＮＵ２−１に送信するように、光送信部１０ａを制御する。ここで、第１の通信制御信号は、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である。また、第２の通信制御信号は、第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である。なお、第２の通信制御信号は、第１の通信制御信号と波長のみ異なる信号とすることもできる。登録プロセスに用いる第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号は、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１との通信リンクを確立するための通信制御信号に該当する。

このようなＰＯＮ制御部１４による制御に従い、送信部１２は、ＯＮＵ２−１へ送信する電気信号を２波長分の光信号に変換し、ＷＤＭ部１１を介してそれらの光信号を送信する。ここで、ＷＤＭ部１１は、送信部１２より入力された２波長分の光信号（光送信信号）を多重して光ファイバ４に出力する。このように、ＷＤＭ部１１は、２波長分の光送信信号を多重するためにも設けられる。

実施の形態１における特徴の一つとして、ＯＮＵ２−１は、光受信部２０ｂが上述したような第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号を受信できる構成を有する。そのために、例えば、光受信部２０ｂのＷＤＭ部２１は、受信対象となる第１の波長と第２の波長の２波長分の光送信信号を分割（受信信号の中から抽出）し、受信部２３に出力することが可能に構成しておけばよい。そして、受信部２３は、ＯＬＴ１から第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号として同時に送信された２つの光信号（２波長にてＷＤＭ部２１に入力された光信号）を、ＷＤＭ部２１から入力し、その２つの光信号を電気信号に変換し、変換後の２つの電気信号を後段に出力する。

そして、実施の形態１における特徴の一つとして、ＯＮＵ２−１の送信制御部として機能するＰＯＮ制御部２５は、次のような制御を行う。つまり、ＰＯＮ制御部２５は、ＯＬＴ１から送信された第１の通信制御信号を光受信部２０ｂで受信した第１の時刻と、ＯＬＴ１から第１の通信制御信号と同時に送信された第２の通信制御信号を光受信部２０ｂで受信した第２の時刻との時間差と、第１の波長と第２の波長との波長差と、送信許可時刻として指定された時刻と、に基づいて、ＯＬＴ１への信号送信時の送信時刻を算出する。さらに、このＰＯＮ制御部２５は、算出された送信時刻に、第１の応答光信号をＯＬＴ１に送信するように、光送信部２０ａを制御する。

ここで、上記時間差は、例えば、ＷＤＭ部２１における第１の通信制御信号と第２の通信制御信号との到着時間差（差分時間）として検出することができる。より具体的には、例えば、ＯＮＵ２−１において受信部２３の後段に時間差検出回路２４を備えることにより検出することができる。この時間差検出回路２４は、例えば、光受信部２０ｂの受信部２３で変換された２つの電気信号を入力し、それら２つの電気信号の入力時間差を検出することで、第１の時刻と第２の時刻との時間差を検出することができる。なお、時間差検出回路２４は、第１の波長の光と第２の波長の光との間に生じる群遅延時間差を検出するため、遅延検出回路と称することもできる。また、時間差検出回路２４は、ＯＮＵ２−１の送信制御部（加入者側の送信制御部）の一部であると言える。

時間差検出回路２４は、検出された時間差を示す信号をＰＯＮ制御部２５に出力するとともに、入力された２つの電気信号のうち１つ（ここでは、第１の通信制御信号を変換した電気信号）をＰＯＮ制御部２５に出力する。なお、時間差検出回路２４は、ＰＯＮ制御部２５の内部に備えることもできる。また、加入者側の送信制御部のうち、送信時刻の算出を行う機能を、ＰＯＮ制御部２５の外部に設け、送信時刻をＰＯＮ制御部２５に出力するように構成することもできる。

また、第１の波長を示す情報及び第２の波長を示す情報、又はそれらの波長差を示す情報は、ＯＮＵ２−１に予め記憶されていてもよいし、第１の通信制御信号又は第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号に含ませておき、そこから読み取られるようにすることもできる。

また、上述したように、送信許可時刻を示す信号は、少なくとも第１の通信制御信号に含まれている。ここで、第１の通信制御信号により送信許可時刻として指定された時刻とは、送信許可時刻がＯＬＴ１内での時刻であるため、その送信許可時刻をＯＮＵ２−１内での時刻に換算した時刻（同期をとった時刻）を指す。例えば、後述するディスカバリゲートフレームに埋め込まれたタイムスタンプを用いて同期をとることができる。

このようにして取得した時間差、波長差、及び送信許可時刻として指定された時刻といった情報に基づき、ＰＯＮ制御部２５は、ＯＬＴ１への第１の応答光信号の送信時の送信時刻（送信実行時刻）を算出する。そして、ＰＯＮ制御部２５は、光ファイバ５−１、スプリッタ３、及び光ファイバ４でなる光伝送路を介し、その送信時刻に第１の応答光信号をＯＬＴ１に送信するように光送信部２０ａを制御する。なお、この送信時刻の具体的な算出方法の例については後述する。この制御により、送信部２２が、ＯＬＴ１へ送信する、第１の応答光信号に対応する電気信号を光信号に変換し、第１の応答光信号としてＷＤＭ部２１に出力し、ＷＤＭ部２１が、その第１の応答光信号を光ファイバ５−１に出力する。なお、第１の応答光信号は、ＯＬＴ１で受信される対象となる光信号であり、図１においてその波長をλｕｐとしている。

また、実施の形態１における特徴の一つとして、ＯＬＴ１の受信制御部（局側の受信制御部）として機能するＰＯＮ制御部１４は、次のような制御を行う。つまり、ＰＯＮ制御部１４は、上記の送信許可時刻（第１の通信制御信号に含ませた送信許可時刻）から始まる送信許可期間に、上記光伝送路を介してＯＮＵ２−１から送信された第１の応答光信号を受信するように、光受信部１０ｂを制御する。

この送信許可期間は、ディスカバリウィンドウで例示される期間であり、第１の通信制御信号を送信する時点では既に定めておくことができる。特に、上述した時間差は伝搬遅延距離に対応するものであるため、ＯＬＴ１における局側の光受信部１０ｂは、送信時刻がＯＮＵ２−１側で伝搬遅延距離に応じて算出（補正）された第１の応答光信号をＯＮＵ２−１から受信することができ、それを前提に、ＯＬＴ１における局側の受信制御部は、送信許可期間を定めておくことができる。これにより、後述するように、その送信許可期間の長さが従来のＰＯＮシステムより短くて済む。つまり、局側の受信制御部では、従来のＰＯＮシステムより短い時間に送信許可期間を設定することができる。

このようなＰＯＮ制御部１４による制御に従い、受信部１３は、ＯＮＵ２−１から送信される第１の応答光信号についての上記送信許可期間に、受信した光信号から受信対象となる波長λｕｐの光信号をＰＯＮ制御部１４に出力するように動作する。受信部１３は、出力された光信号（ＯＮＵ２−１から送信された第１の応答光信号）を電気信号に変換し、ＰＯＮ制御部１４に出力する。

また、加入者側の送信制御部として機能するＰＯＮ制御部２５は、第１の通信制御信号と第２の通信制御信号との時間差と第１の波長と第２の波長との波長差とに基づいて、時刻に関する補正値を取得し、送信許可時刻として指定された時刻から補正値を減算することで、上記の送信時刻を算出することもできる。

以下、このような例を挙げ、図２から図５及び比較例に係る図６を併せて参照しながら、ＯＮＵ２−１のＯＬＴ１への登録プロセス（新規登録処理）の一例について説明する。但し、ＰＯＮ制御部２５は、例えば、複数回、補正値を取得しそれらを平均した平均値を、送信許可時刻として制定された時刻から減算することで送信時刻を算出することもでき、又は、上述の時間差及び波長差の情報に基づき補正係数を求めて、その補正係数を掛けることで送信時刻を算出することもできる。このように、送信時刻は、他の方法で算出することもできる。

図２は、図１に示されるＰＯＮシステムにおいてＯＬＴ１から送信されるディスカバリゲートフレーム（ＤＧＦ）のフォーマットの一例を示す図である。図３は、ＯＮＵ２−１で使用される、到着時間差から推定伝送距離への変換を行う変換表の一例を示す図、図４は、ＯＮＵ２−１で使用される、推定伝送距離から補正値への変換を行う変換表の一例を示す図である。また、図５は、図１に示されるＰＯＮシステムにおけるＯＮＵ２−１の新規登録処理の一例を示す概略図である。また、図６は、比較例に係るＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの新規登録処理の概略を示す図である。

まず、ＯＬＴ１から送信される上り送信許可信号となる第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号の例について説明する。ＯＬＴ１は、新規登録処理に使用するこれらの通信制御信号として、図２に示されるようなフレーム形式の信号であるＤＧＦ３０を送信する。図２に示されるように、ＤＧＦ３０では、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３にて規定されるＤＧＦのＲｅｓｅｒｖｅｄ領域に、このＰＯＮシステムに用いる下り光信号用の２つの波長を示す情報（波長情報）であるＷａｖｅｌｅｎｇｔｈ（λｄｏｗｎ１）３１及びＷａｖｅｌｅｎｇｔｈ（λｄｏｗｎ２）３２と、光ファイバ４及び光ファイバ５−１（及びスプリッタ３）でなる光伝送路における波長分散を示す情報（波長分散情報）であるＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ３３と、が定義されている。この波長分散情報は、その光伝送路における波長分散の特性を示すパラメータ（分散パラメータ）であり、後述するようにＯＮＵ２−１における送信時刻の算出に使用される。

その他、ＤＧＦ３０には、ディスカバリウィンドウの始点（送信許可期間の開始時刻である送信許可時刻）であるＳｔａｒｔＴｉｍｅとともに、ＯＬＴ１がＤＧＦ３０を送信するＯＬＴ１での送信時刻であるＴｉｍｅｓｔａｍｐなどが記述されている。なお、ディスカバリウィンドウの始点は、ＤＧＦ３０を送信してから「“ＳｔａｒｔＴｉｍｅ”−“Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ”」で表わされる時間が経過した時刻となる。なお、図２では、ＤＧＦ３０に記述される情報のそれぞれについて、情報の右隣にオクテットの数も示している。

また、下り光信号用の２つの波長情報と波長分散を示す情報（波長分散の値）とは、ＰＯＮシステムにおいて固定値を採用することができる。その場合、第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号として送信するＤＧＦには、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規定のフレーム（つまり、ＤＧＦ３０とは異なり、これらの情報を記述しないフレーム）を使用しても、ＯＮＵ２−１に新規登録処理の前に予め格納しておけば、問題なく新規登録処理が可能である。また、ここでは、新規登録処理においてＯＮＵ２−１が送信時刻を求めるために、ＯＬＴ１が送信する第１の通信制御信号のフレーム及び第２の通信制御信号のフレーム（換言すれば、伝送距離による遅延時間［接続距離の往復分の遅延時間］を検出するフレーム）としてＤＧＦを用いる例を挙げる。但し、ＯＬＴ１が新規登録処理時に送信するフレームは、ＤＧＦの代わりに、遅延時間を検出するための専用フレームとすることもできる。

なお、第２の通信制御信号として送信するフレームは、第１の通信制御信号として送信するフレームと異なってもよい。例えば、前者のフレームはＤＧＦ３０から第１の波長の波長情報であるＷａｖｅｌｅｎｇｔｈ（λｄｏｗｎ１）３１を取り除いたＤＧＦとし、後者のフレームはＤＧＦ３０から第２の波長の波長情報であるＷａｖｅｌｅｎｇｔｈ（λｄｏｗｎ２）３２を取り除いたＤＧＦとするなど、これらのフレームには互いに異なる情報を含めることもできる。但し、第１の通信制御信号と第２の通信制御信号とは、ＯＮＵ２−１側で到着時間差を検出できるように波長の異なる光信号であればよいため、第１の通信制御信号と第２の通信制御信号として同じフレームを使用する方が、異なるフレームを使用する場合に比べて、同じフレームが使用できる分だけ処理が簡略化されるため、好ましいと言える。

なお、遅れて到達する側の通信制御信号のみに、必要な情報（例えば、波長分散情報等）を含めることもできる。この場合には、受信側のＯＮＵ２−１において、先に到達した通信制御信号の受信時刻を示す情報を、一時的にメモリ（図示せず）に保持しておく（その信号の波長の情報がある場合にはそれと関連付けて保持しておく）とよい。

ここで例示する新規登録処理では、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１４が図２に示されるＤＧＦ３０を示す電気信号を読み出し又は生成し、光送信部１０ａに送信させる。特に、実施の形態１では、局側の送信制御部として機能するＰＯＮ制御部１４は、第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号を、ブロードキャストでＯＮＵ２−１及び他のＯＮＵ２−２〜２−ｎに送信するように、光送信部１０ａを制御する。

光送信部１０ａでは、送信部１２がこのＤＧＦの信号を２波長分の光信号に変換し、ＷＤＭ部１１が２波長分の光信号を合波し、光ファイバ４に出力する。波長の異なる２つのＤＧＦ３０は、光伝送路において、波長分散によりそれぞれの波長に応じた伝搬遅延が生じる。その後、ＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−ｎのＷＤＭ部２１にて分波され、受信部２３により、波長別に電気信号に変換される。なお、上述したように、ＯＮＵ２−２〜２−ｎのいずれについても、ＯＬＴ１への登録がなされていない場合には、ここで説明するＯＮＵ２−１と同様の処理がなされる。

ＯＮＵ２−１において、時間差検出回路２４では、２つの電気信号の入力時刻の差（到着時間差）を検出し、ＰＯＮ制御部２５に通知する。ＰＯＮ制御部２５は、通知された到着時間差（差分時間）から式（１）により推定伝送距離を算出する。

式（１）において、λｄｏｗｎ１は、第１の通信制御信号の波長（第１の波長）であって、その信号のＤＧＦ３０においてＷａｖｅｌｅｎｇｔｈ（λｄｏｗｎ１）として記述されている値であり、ここでの単位は［ｎｍ］とする。λｄｏｗｎ２は、第２の通信制御信号の波長（第２の波長）であって、その信号のＤＧＦ３０においてＷａｖｅｌｅｎｇｔｈ（λｄｏｗｎ２）として記述されている値であり、ここでの単位は［ｎｍ］とする。Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎは、光伝送路の波長分散の特性を示す分散パラメータ（波長分散の値）であって、ＤＧＦ３０にＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎとして記述されている値である。Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎは、単位距離当たりの遅延時間を示しており、ここでの単位は［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］とする。ＰＯＮ制御部２５は、到着時間差以外にこの算出に必要な情報を、例えば、入力された電気信号（ＤＧＦ３０を示す電気信号）を解析して抽出することで取得することができ、また、予めメモリ（図示せず）に格納された情報を読み出すことで取得することもできる。

ＰＯＮ制御部２５は、式（１）の演算を常に実行するような構成としてもよいが、常に実行しない構成とすることもできる。例えば、ＰＯＮ制御部２５は、ＯＮＵ２−１において予め格納した変換表を参照することで、推定伝送距離を取得することができる。到着時間差（差分時間）から推定伝送距離への変換を行う変換表は、例えば、λｄｏｗｎ１＝１５７７［ｎｍ］、λｄｏｗｎ２＝１４９０［ｎｍ］、Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ＝１４［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］とした場合、図３に示される変換表４１を使用することができる。例えば、λｄｏｗｎ１、λｄｏｗｎ２、及びＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎがこれらの値であり、時間差検出回路２４で検出された到着時間差が１２１８［ｐｓ］であった場合、推定伝送距離［ｋｍ］は１．０［ｋｍ］と求まる。

ＰＯＮ制御部２５は、求まった推定伝送距離［ｋｍ］を、ＰＯＮシステムにて用いる時間単位ＴＱ（Ｔｉｍｅ Ｑｕａｎｔｕｍ）（１ＴＱ＝１６ｎｓ）に変換する。一般に光ファイバ中の光の速度は、約２０万ｋｍ／秒（つまり、１ｋｍ当たりの伝搬時間は約５０００ｎｓ）であり、第１の通信制御信号で送信許可時刻として指定された時刻は、推定伝送距離の往復分の信号遅延分により補正する必要がある。よって、ＰＯＮ制御部２５は、式（２）により、往復遅延時間（ＲＴＴ）に相当する補正値［ＴＱ］を算出する。

補正値[TQ]＝推定伝送距離[km]×（5000[ns/km]／16）×2 ・・・（２）

式（１），（２）に示されるように、補正値は、ＯＬＴ１で用いる２つの下り光信号の波長差が一定の場合、検出された到着時間差が大きくなるほど大きな値となる。また、光ファイバ４とスプリッタ３と光ファイバ５−１とでなる光伝送路についての到着時間差は、上記２つの下り光信号の波長差が大きくなるほど大きくなる。つまり、到着時間差は、上記２つの下り光信号の波長差が大きいほど、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１との間の光伝送路の距離に応じて（距離が長くなるに従い）大きくなる。よって、式（１），（２）に示される補正値は、波長差が大きくなるほど大きな値となり、上記光伝送路の距離に対し、精度高く補正することが可能となる。

ＰＯＮ制御部２５は、式（２）の演算を常に実行する構成としてもよいが、常に実行しない構成とすることもできる。例えば、ＯＮＵ２−１において予め格納した変換表を参照することで、補正値を取得することができる。推定伝送距離から補正値への変換を行う変換表は、例えば、図４に示される変換表４２を使用することができる。変換表４２では、例えば、推定伝送距離１．０［ｋｍ］に対応する補正値が６２５［ＴＱ］であると求まる。また、ＰＯＮ制御部２５は、変換表４１及び変換表４２の代わりに、両者を併せ、到着時間差から補正値への変換を直接行うような変換表を格納しておくこともできる。

ここで、図３に示されるＤＧＦ３０に含まれるＷａｖｅｌｅｎｇｔｈ（λｄｏｗｎ１）３１、Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（λｄｏｗｎ２）３２、及びＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ３３のいずれかの情報が“０”であった場合は、ＯＮＵ２−１は、それに接続されたＯＬＴが実施の形態１に係るＰＯＮシステムに対応したＯＬＴ１ではないと判定し、補正値［ＴＱ］を０とし、従来のＰＯＮシステムにおけるＯＮＵと同様の動作を行えばよい。このように、ＯＮＵ２−１は、ＰＯＮ制御部２５又は時間差検出回路２４において、受信した通信制御信号に、これらの情報３１〜３３のような情報が所定の位置に含まれているか否かを判定する機能を持たせておくことで、ＯＬＴ１ではない従来のＯＬＴが接続されている場合にもそれを判定することができ、従来のＰＯＮシステムにこのＯＮＵ２−１を組み込んだ場合にも互換性を確保することができる。

そして、ＰＯＮ制御部２５は、ＤＧＦ３０により通知された送信許可時刻に対応する時刻（同期をとった時刻）からこの補正値を差し引くことで、第１の応答光信号の送信時刻を算出することができる。なお、送信許可時刻も時間単位ＴＱで記述されているものとする。また、第１の応答光信号は、レジスタリクエストフレーム（以下、ＲＲＦ）とすることができる。ＰＯＮ制御部２５は、算出された送信時刻にこのＲＲＦを送信するように光送信部２０ａを制御すればよい。

但し、実施の形態１に係るＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ１がブロードバンド又はブロードキャストにより第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号を送信しているため、ＯＬＴ１において、複数のＯＮＵから送信された第１の応答光信号が同時に到着する可能性がある。

従って、加入者側の送信制御部として機能するＰＯＮ制御部２５は、ランダム時間を発生し、ランダム時間に基づき送信時刻を算出するとよい。例えば、ＰＯＮ制御部２５は、ＤＧＦ３０により通知された送信許可時刻に対応する時刻から、算出された補正値を差し引き、ランダム遅延を加えた時刻まで待った後、ＲＲＦを光送信部２０ａに送信させればよい。なお、ＰＯＮ制御部２５には、このランダム時間を発生するランダム時間発生部（図示せず）を設けておけばよい。

また、式（１），（２）において、光伝送路における波長分散の特性を示すパラメータ（分散パラメータ）を補正値の算出時に使用したように、加入者側の送信制御部として機能するＰＯＮ制御部２５は、上記分散パラメータに基づき、送信時刻を算出することが好ましい。上記分散パラメータも考慮に入れることで、より正確な推定伝送距離を算出することができる。

一方、ＯＬＴ１側では、ＯＮＵ２−１において往復遅延時間（ＲＴＴ）を考慮した送信時刻にＲＲＦが送信されるため、送信許可期間（ディスカバリウィンドウ）としてＲＴＴを考慮しない期間を設定しておくことができる。

具体的には、ＯＬＴ１において設定される送信許可期間は、ＯＮＵ２−１及び他のＯＮＵ２−２〜２−ｎにおいて発生させるランダム時間と、光伝送路における波長分散のばらつき（例えば分散パラメータのばらつき）とに基づいて、定められる期間とすることができる。ここでランダム時間としては、ＰＯＮシステムにおいて（実際には、ＯＬＴ１において）定められたランダム時間の上限値を用いればよい。つまり、局側の受信制御部として機能するＰＯＮ制御部１４は、送信許可時刻と、光伝送路における波長分散のばらつきと、ＯＮＵ２−１及び他のＯＮＵ２−２〜２−ｎにおいて発生させるランダム時間の上限値とに基づいて定められた期間、第１の応答光信号を受信するように、局側の光受信部１０ｂを制御すればよい。また、分散パラメータのばらつきは、基本的に未知な値となるが、光伝送路に使用されている光ファイバの特性又は経験値などから推定した値を、分散パラメータのばらつきとして用いればよい。例えば、波長分散のばらつきを、分散パラメータの±５％とした場合、接続距離２０ｋｍのＰＯＮシステムでは、往復分を考慮して±２ｋｍ分を考慮して、ディスカバリウィンドウを設定すればよい。

一般的な光ファイバの伝搬速度は秒速２０万ｋｍであるため、例えば、ＯＬＴ１とＯＮＵ２との間の接続距離が２０ｋｍであるとすると、従来のＰＯＮシステムでは、その２０ｋｍをカバーするためには、２０ｋｍのＲＴＴである約２００μｓにランダム遅延時間を加えた時間のディスカバリウィンドウを設定しておく必要がある。これに対し、実施の形態１に係るＰＯＮシステムでは、±２ｋｍ分の約４０μｓにランダム遅延時間を加えた時間のディスカバリウィンドウを設定すればよい。実際の時間は、ＰＯＮシステムに応じて設定しておけばよく、例えば０〜１０４８５６０［ｎｓ］の間で設定しておくことができる。

以上のように、図１に示されるＰＯＮシステムのＯＬＴ１では、未知となる光伝送路の波長分散のばらつきと、図２に示されるＤＧＦ３０にて通知した送信許可時刻からＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−ｎにて加算されるランダム遅延時間の上限値を考慮して、図５に示されるような期間のディスカバリウィンドウを設定しておけばよい。そして、図５に示されるように、ＯＬＴ１は、図２に示されるＤＧＦ３０のようなＤＧＦ５１を、近端のＯＮＵ（Ａ）及び遠端のＯＮＵ（Ｂ）を含むＯＮＵ２−１〜２−ｎにブロードキャストで送信し、設定したディスカバリウィンドウの期間内に、ＯＮＵ（Ａ）からＲＲＦ５２ａを受信し、ＯＮＵ（Ｂ）からＲＲＦ５２ｂを受信すればよい。ここで、ＲＲＦ５２ａはＯＮＵ（Ａ）についてのＲＴＴの影響を排除した時刻に送信され、ＲＲＦ５２ｂはＯＮＵ（Ｂ）についてのＲＴＴの影響を排除した時刻に送信される。

ＯＬＴ１では、送信許可時刻を、例えば、遠端のＯＮＵ（Ｂ）として想定される往復伝送距離、つまり登録の対象とするＯＮＵのうち最も遠いＯＮＵの往復伝送距離と、送信時刻と、に基づいて決めればよい。より具体的には、ＯＬＴ１は、ＤＧＦ３０に記述される送信許可時刻（ＳｔａｒｔＴｉｍｅ）から送信時刻（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）を差し引いた値がこの遠端のＯＮＵ（Ｂ）の往復伝送距離による往復遅延時間以上になるように、送信時刻と送信許可時刻とを設定し、ＤＧＦ３０を送信すればよい。

次に、上述した実施の形態１に係るＰＯＮシステムの効果を説明するために、図６を参照し、比較例に係るＰＯＮシステムについて説明する。図６に示されるように、ＯＬＴは、ＯＮＵを新規登録するために、一定間隔で上り送信許可信号であるＤＧＦ１０１をブロードキャスト送信する。ＯＮＵは、ＤＧＦ１０１にその送信時刻として記述されたＯＬＴのローカルタイム“Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ”によりＯＬＴとの時刻の同期を取り、次にＤＧＦ１０１に記述された送信許可時刻“ＳｔａｒｔＴｉｍｅ”に、他の未登録ＯＮＵとの衝突を防ぐためのランダム時間（ランダム遅延時間）を加えた時間を待った後、ＯＬＴに登録要求信号であるＲＲＦを送信する。図６では、ＯＮＵとして近端のＯＮＵ（Ａ）と遠端のＯＮＵ（Ｂ）を例に挙げ、近端のＯＮＵ（Ａ）がＲＲＦ１０２ａを送信し、遠端のＯＮＵ（Ｂ）がＲＲＦ１０２ｂを送信した例を挙げている。

ＯＬＴは、ＯＮＵからＲＲＦを受信すると、その応答遅延時間から、自身からそのＯＮＵまでの往復遅延時間（ＲＴＴ）を算出し、以降のＯＮＵの送信タイミング制御に用いる。その後、ＯＬＴは、ＯＮＵを識別するためのＬＬＩＤをＯＮＵに割り当て、ＯＮＵからの応答を受信する。これにより、ＯＮＵの登録プロセスが完了する。ＯＬＴは、以降の通信において、ＯＮＵ毎のＲＴＴを考慮することにより、自身に接続された各ＯＮＵの接続距離に違いがあった場合でも、伝送路の遅延時間の影響を除外することができる。

しかし、図６に示される比較例に係るＰＯＮシステムでは、ＯＮＵの登録段階においてそのＯＮＵのＲＴＴが不明であるため、ＯＬＴがＤＧＦ１０１にて通知した送信許可時刻からＯＮＵのＲＲＦ１０２ａ，１０２ｂが返信されるまでの待ち時間（ディスカバリウィンドウ）として、接続距離に応じた遅延時間分とランダム遅延時間分を考慮した時間を設定しておく必要がある。一般的には、最も遠いＯＮＵ（Ｂ）との接続距離が考慮され、ディスカバリウィンドウの終点（終了時刻）が設定される。より具体的には、図６に示されるディスカバリウィンドウは、近端のＯＮＵ（Ａ）との接続距離に応じた遅延時間及びランダム遅延時間を考慮して、ＯＮＵ（Ａ）から返信されるＲＲＦ１０２ａが受信できるように始点が設定され、遠端のＯＮＵ（Ｂ）との接続距離に応じた遅延時間及びランダム遅延時間を考慮し、ＯＮＵ（Ｂ）から返信されるＲＲＦ１０２ｂが受信できるように終点が設定されている。

このように、図１に示されるＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ側でＲＴＴを考慮して設定される図６に示される比較例におけるディスカバリウィンドウに比べて、図５に示される短いディスカバリウィンドウを設定することができる。そして、ＯＬＴ１及び比較例におけるＯＬＴはいずれも、このディスカバリウィンドウで示される期間（送信許可時間帯）に、登録済みのＯＮＵから送信されるフレーム（通常フレームと称す）がないように、つまり登録済みのＯＮＵからフレームが送信されないように制御する。よって、ＰＯＮシステムでは、ディスカバリウィンドウの長さに応じて、通常フレームの伝送遅延時間が増加し、また、通常フレームの帯域占有率が低下することで、通常フレームの伝送効率が低下する。従って、実施の形態１に係るＰＯＮシステムでは、比較例に係るＰＯＮシステムに比べて、通常フレームの伝送効率を向上させることができる。

以上の説明の通り、実施の形態１では、ＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴ１が２波長を用いて下り光信号（第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号）を送信することで、ＯＮＵ２−１〜２−ｎ側でＲＴＴの算出を行い自己の送信時刻の補正（換言すれば伝送距離による遅延時間を除外する補正）を行うことが可能となる。つまり、このＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ１に２つの波長での通信制御信号を送信する機能を備えるとともに、ＯＮＵ２−１〜２−ｎに２つの波長にて送信された通信制御信号の信号遅延を検出する機能を備えることで、２つの信号の到着時間差から往復遅延時間（ＲＴＴ）を算出し、ＯＮＵ２−１〜２−ｎ側にて伝送距離遅延を除外する補正を行うことができる。よって、実施の形態１に係るＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ１側で伝送距離に応じて生じ得る遅延時間を考慮してディスカバリウィンドウを広げる必要がなくなり、ＯＬＴ１側でＯＮＵ２−１〜２−ｎからの応答の待ち時間を短縮することができる。

このように、実施の形態１によれば、ＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴ１がＯＮＵ２−１〜２−ｎによる応答光信号の送信を許可する期間（送信許可期間）を短くすることができる。そして、実施の形態１によれば、送信許可期間を短くできるため、新たなＯＮＵとの通信を確立するに際して、通信が確立済みのＯＮＵとの通信時に通常フレームの伝送遅延時間が増加することがなく、ＰＯＮシステムにおける光通信において伝送遅延を短縮することができる。また、実施の形態１によれば、送信許可時間を短くできるため、そのような新たなＯＮＵとの光通信を確立させるために生じる帯域利用効率の低下を少なくすることができ、ＰＯＮシステムにおける通信帯域の帯域利用効率を向上させることができる。また、このＰＯＮシステムでは、システム内に現時点より長い伝送距離をもつような位置まで光ファイバを延長し新たにＯＮＵを設置する場合においても、同様に通常フレームの伝送遅延時間を増加させることなく、高い帯域利用効率を保つことができる。

ここで、実施の形態１における通常フレームの送信について、補足的に説明する。なお、通常フレームとは、上述した通り、登録済みのＯＮＵから送信されるフレームを指す。複数の上り光信号がＯＬＴ１に到着した際に互いに時間的に重ならないように、ＯＬＴ１はＯＮＵ２−１〜２−ｎに対して送出タイミングを指示する。各ＯＮＵ２−１〜２−ｎは、下り光信号の中から自分宛の信号を抽出して、自身に接続されるＰＣ等のユーザ端末（図示せず）に転送する。

実施の形態１では、ＯＬＴ１が上述したようなＯＮＵ２−１の登録処理後の通常時の通信制御については問わず、ＯＬＴ１は、ＲＴＴを使用せずに通信を行うこともできるし、ＲＴＴを使用して通信を行うこともできる。例えば、実施の形態１では、登録処理後の通常時の通信制御方式として、ＩＥＥＥ８０２．３で標準化された通信制御方式の一部を、次のように変更した方式を採用することができる。

例えば、ＯＮＵ２−１が登録処理時に算出された補正値を登録処理後も保持しておき、ＯＮＵ２−１側でＯＬＴ１から送信された通常フレームへの応答時にその補正値で送信時刻を補正すればよい。具体的には、ＯＬＴ１が、ＯＮＵ２−１からのリクエストに基づき、他のＯＮＵ２−２〜２−ｎとの通信との衝突を避けるように、ＯＮＵ２−１のＲＴＴを加味することなくタイムスロットを割り当て（通信制御信号の一種としてタイムスロットを示す信号をユニキャスト送信し）、ＯＮＵ２−１が、そのタイムスロットに示される送信許可時刻をこの補正値により補正し、補正後の送信時刻に返信を行えばよい。なお、この場合、ランダム遅延時間を加味する必要はないがＯＬＴ１との同期は行う。

代替処理として、例えば、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−１の登録後、そのＯＮＵ２−１との通常時の通信においてそのＯＮＵ２−１のＲＴＴを使用して、他のＯＮＵ２−２〜２−ｎとの通信との衝突を避けるようにタイムスロットを割り当て（通信制御信号の一種としてタイムスロットを示す信号をユニキャスト送信し）、ＯＮＵ２−１がそのタイムスロットに示される送信許可時刻に返信を行えばよい。なお、この場合にも、ランダム遅延時間を加味する必要はないがＯＬＴ１との同期は行う。但し、この場合、例えば、ＯＮＵ２が登録処理時のＲＲＦにＲＴＴ（上述した補正値）を含ませておき、ＯＬＴ１がそれを読み取るような規則を導入しておくことで、ＯＬＴ１がそのＯＮＵ２−１のＲＴＴを使用することができる。

以上の説明では、ＯＮＵ２−２〜２−ｎがＯＮＵ２−１と同様の構成を備えることを前提に説明したが、ＯＮＵ２−２〜２−ｎの少なくとも１つはＯＮＵ２−１と同様の構成を備えなくてもよく、特に、少なくとも実施の形態１における特徴を備えることが好ましいが、この特徴を備えない構成であってもよい。例えば、ＯＮＵ２−１〜２−ｎのうち一部のＯＮＵが時間差検出回路２４及び到着時刻差に基づく送信時刻の算出機能を備えない構成であってもよい。

次に、実施の形態１に係るＰＯＮシステムに代表される光通信システムにおける光通信方法について、図７を参照しながら概略的に説明する。図７は、図１に示されるＰＯＮシステムにおける光通信方法の一例を示すフロー図である。この光通信方法は、光通信システムにおける処理手順からわかるように、次のような局側の光送信ステップ、加入者側の光受信ステップ、算出ステップ、加入者側の光送信ステップ、及び局側の光受信ステップを有する。ここでも、ＯＬＴ１にＯＮＵ２−１を新規登録する新規登録処理を例に挙げて説明する。

図７に示されるように、この光通信方法は、まず、ＯＬＴ１が、光伝送路を介し、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号をＯＮＵ２−１に送信すると同時に、上記光伝送路を介し、第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号をＯＮＵ２−１に送信する（ステップＳ１：局側の光送信ステップ）。

次いで、ＯＮＵ２−１が、上記光伝送路を介して、２つの信号（第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号）を受信する（ステップＳ２：加入者側の光受信ステップ）。次いで、ＯＮＵ２−１が、第１の通信制御信号を受信した第１の時刻と第２の通信制御信号を受信した第２の時刻との時間差（到着時間差）を検出し（ステップＳ３）、その到着時間差と、第１の波長と第２の波長との波長差と、送信許可時刻として指定された時刻と、に基づいて、ＯＬＴ１への信号送信時の送信時刻を算出する（ステップＳ４，Ｓ５）。ステップＳ４では、ＯＮＵ２−１が、到着時間差及び波長差に基づき、時刻に関する補正値を算出する。ステップＳ５では、ＯＮＵ２−１が、送信許可時刻として指定された時刻から補正値を減算することで送信時刻を算出する。ステップＳ３〜Ｓ５が算出ステップの例に相当する。そして、ＯＮＵ２−１が、算出された送信時刻に、上記光伝送路を介して第１の応答光信号をＯＬＴ１に送信する（ステップＳ６：加入者側の光送信ステップ）。最後に、ＯＬＴ１が、送信許可時刻から始まる送信許可期間に、ＯＮＵ２−１から送信された第１の応答光信号を、上記光伝送路を介して受信する（ステップＳ７：局側の光受信ステップ）。

特に、実施の形態１に係る光通信方法では、ステップＳ１において、ＯＬＴ１が第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号をブロードバンド又はブロードキャストで送信し、ステップＳ５において、ＯＮＵ２−１がランダム時間に基づき送信時刻を算出する。

《２》実施の形態２
実施の形態２について、図１等とともに、図８及び図９を併せて参照しながら説明する。図１は、実施の形態２に係るＰＯＮシステムの一構成例を示すブロック図でもあり、図３、図４はいずれも、実施の形態２に係るＰＯＮシステムのＯＮＵで使用される変換表の一例でもある。図８は、図１に示されるＰＯＮシステムにおいてＯＬＴから送信されるＤＧＦのフォーマットの他の例を示す図、図９は、図１に示されるＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの新規登録処理の他の例を示す概略図である。実施の形態２について実施の形態１との相違点を中心に説明するが、実施の形態２では実施の形態１で説明した様々な例が適用できる。また、図８において、図２に示される構成要素と同一又は対応する要素については、図２に示される符号と同一の符号を付している。

実施の形態１に係るＰＯＮシステムは、第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号を全てのＯＮＵ２−１〜２−ｎに送信しているため、ランダム遅延時間を加味して送信許可期間（ディスカバリウィンドウ）を設定し、新規登録処理を行うことになる。これに対し、実施の形態２に係るＰＯＮシステムは、ＯＮＵの登録処理時にランダム遅延時間を加味する必要がないようにしたシステムである。実施の形態２においても、主に、ＯＮＵ２−１〜２−ｎのうちＯＮＵ２−１をＯＬＴ１に新規登録する場合を例に挙げて説明する。

なお、実施の形態２に係るＰＯＮシステムは、図１で示される実施の形態１に係るＰＯＮシステムと基本的に同様の構成要素を有する。但し、実施の形態２において、ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１４は、例えば、ＯＬＴ側のＰＯＮインタフェースの仕様に定められた制御（つまりＭＰＣＰに従った局側の制御。但し、その制御の一部は、後述する実施の形態２の主たる特徴に関する制御に置き換えられる）を行う。また、実施の形態２において、ＯＮＵ２−１のＰＯＮ制御部２５は、例えば、ＯＮＵ側のＰＯＮインタフェースの仕様に定められた制御（つまりＭＰＣＰに従った加入者側の制御。但し、その制御の一部は、後述する実施の形態２の主たる特徴に関する制御に置き換えられる）を行う。

実施の形態２に係るＰＯＮシステムにおける主な特徴について説明する。
実施の形態２における特徴の一つとして、局側の送信制御部として機能するＰＯＮ制御部１４は、第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号を、ユニキャストでＯＮＵ２−１に送信するように、光送信部１０ａを制御する。

そのため、ＰＯＮ制御部１４は、ＯＮＵ２−１に固有の情報を付与し、送信対象の第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号にその固有の情報を含めておけばよい。この固有の情報は、ＯＮＵ２−１を識別できればよく、個別識別情報又はＯＮＵ識別情報と称することもできる。また、ＯＮＵ２−１の光受信部２０ｂがそのＯＮＵ識別情報が含まれる光信号を受信すればよく、その制御は、加入者側の受信制御部として機能するＰＯＮ制御部２５が行えばよい。

実施の形態２における特徴の一つとして、加入者側の送信制御部として機能するＰＯＮ制御部２５は、第１の応答光信号の送信時刻の算出にランダム時間を使用しない。

また、実施の形態２における特徴の一つとして、局側の受信制御部として機能するＰＯＮ制御部１４は、送信許可時刻と、光伝送路における波長分散のばらつきとに基づいて定められた期間、第１の応答光信号を受信するように、局側の光受信部１０ｂを制御する。つまり、実施の形態２における送信許可期間は、光伝送路における波長分散のばらつきに基づいて定められる期間である。

以下、ＯＮＵ２−１のＯＬＴ１への登録プロセス（新規登録処理）の一例について説明する。ここでも、ＰＯＮ制御部２５が、第１の通信制御信号と第２の通信制御信号との時間差と第１の波長と第２の波長との波長差とに基づいて、時刻に関する補正値を取得し、送信許可時刻として指定された時刻から補正値を減算することで、第１の応答光信号の送信時刻を算出する例を挙げるが、他の方法でこの送信時刻を算出することもできる。

まず、ＯＬＴ１から送信される第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号の例について説明する。ＯＬＴ１は、新規登録処理に使用するこれらの通信制御信号として、図８に示されるようなフレーム形式の信号であるＤＧＦ３０ａを送信する。図８に示されるように、ＤＧＦ３０ａには、図２に示されるＤＧＦ３０において、ＯＮＵ識別情報が追加で定義されている。ＰＯＮ制御部１４は、ＯＮＵ識別情報として、対象のＯＮＵ２−１が特定できる情報であれば、ＭＡＣアドレス、シリアルナンバーなど、様々な種類の情報を採用することができる。以降は、図８に示されるように、ＯＮＵ識別情報としてＯＮＵ ＭＡＣ Ａｄｄｒｅｓｓ３４を用いた場合を例に挙げる。

ここで例示する新規登録処理では、まず、ＯＬＴ１に設けられた操作部（図示せず）から、オペレータが新規登録処理を行う対象となるＯＮＵ２−１のＭＡＣアドレスを指定する。ＯＬＴ１のＰＯＮ制御部１４は、図８に示されるように、このＭＡＣアドレスをＯＮＵ ＭＡＣ Ａｄｄｒｅｓｓ３４としてＤＧＦ３０ａに記述する。その後のＯＮＵ２−１の時間差検出回路２４にＤＧＦ３０ａの電気信号が入力されるまでの動作は、基本的に実施の形態１においてＯＮＵ２−１の時間差検出回路２４にＤＧＦ３０の電気信号が入力されるまでの動作と同じである。

実施の形態２においては、時間差検出回路２４に、通信制御信号の解析機能（少なくともＭＡＣアドレスを自身のものか否かを判定する機能）を持たせておく。時間差検出回路２４が、入力された２つの電気信号からＤＧＦ３０ａに含まれるＯＮＵ ＭＡＣ Ａｄｄｒｅｓｓ３４の情報を抽出し、それがＯＮＵ２−１自身のＭＡＣアドレスと一致するか否かを判定する。これより、時間差検出回路２４は、入力された２つの電気信号がＯＮＵ２−１自身のＭＡＣアドレスをもつ通信制御信号の電気信号であるか否かを判定することができる。

時間差検出回路２４は、この判定がＹＥＳの場合（ＯＮＵ２−１自身のＭＡＣアドレスと一致する場合）に、ＰＯＮ制御部２５にそれらの２つの電気信号の一つ（ここでは、第１の通信制御信号を変換した電気信号）を出力し、ＮＯの場合（ＯＮＵ２−１自身のＭＡＣアドレスと異なる場合）にそれらの電気信号を破棄する。なお、このような破棄により、この場合、ＰＯＮ制御部２５は、ＤＧＦ３０ａを検知できないため、ＯＬＴ１に向けたＲＲＦの送信を行わない。また、時間差検出回路２４では、受信部２３から入力された２つの電気信号の入力時刻の差（到着時間差）を検出し、到着時間差を示す信号をＰＯＮ制御部２５に出力する。この検出及び出力の処理は、ＯＮＵ２−１自身のＭＡＣアドレスをもつ通信制御信号の電気信号であった場合に、実行される。

ＰＯＮ制御部２５は、時間差検出回路２４から通知された到着時間差から、式（１）により推定伝送距離を算出する。ＰＯＮ制御部２５は、到着時間差以外にこの算出に必要な情報を、例えば予めメモリ（図示せず）に格納された情報を読み出すことで取得することができ、また、入力された電気信号（ＤＧＦ３０ａを示す電気信号）を解析して抽出すること（又は時間差検出回路２４側で解析するようにしておき、その解析結果を得ること）で、取得することもできる。その後、ＰＯＮ制御部２５は、式（２）により、往復遅延時間（ＲＴＴ）に相当する補正値［ＴＱ］を算出する。

そして、ＰＯＮ制御部２５は、ＤＧＦ３０ａにより通知された送信許可時刻に対応する時刻（同期をとった時刻）からこの補正値を差し引くことで、第１の応答光信号の送信時刻を算出することができる。第１の応答光信号は、ＲＲＦとすることができる。ＰＯＮ制御部２５は、算出された送信時刻にこのＲＲＦを送信するように光送信部２０ａを制御すればよい。

ＤＧＦ３０ａにより通知された送信許可時刻は、対象となるＯＮＵ（ここではＯＮＵ２−１）にだけ送信が許可された時刻である。そして、ＤＧＦ３０ａによりＯＮＵ２−１に通知された送信許可時刻及びその長さ（図８におけるＬｅｎｇｔｈで示される長さ）で示されるディスカバリウィンドウの期間、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−１からの第１の応答光信号のＲＲＦしか受け付けない。よって、この期間は、他のＯＮＵ２−２〜２−ｎとの衝突を考慮する必要がないため、ＯＮＵ２−１のＰＯＮ制御部２５は、この送信時刻にランダム遅延時間を加算する必要はない。

以上のようなＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ１では、未知となる光伝送路の波長分散のばらつきを考慮して、図９に示される短いディスカバリウィンドウを設定しておけばよい。そして、図９に示されるように、ＯＬＴ１は、図８に示されるＤＧＦ３０ａのようなＤＧＦ（Ａ）６１ａを、近端のＯＮＵ（Ａ）にユニキャストで送信し、このＯＮＵ（Ａ）について設定したディスカバリウィンドウ（Ａ）の期間内に、ＯＮＵ（Ａ）からＲＲＦ６２ａを受信する。ここで、ＲＲＦ６２ａはＯＮＵ（Ａ）についてのＲＴＴの影響を排除した時刻（ＯＮＵ（Ａ）で算出された補正値により補正された時刻）に送信される。ここで、ＯＬＴ１は、新規登録対象のＯＮＵ（Ａ）の登録処理を長時間待機せずに実行できるように、ＤＧＦ６１ａを一定間隔で送信するようにすればよい。

また、例えば、ＯＬＴ１は、図８に示されるＤＧＦ３０ａのようなＤＧＦ（Ｂ）６１ｂを、遠端のＯＮＵ（Ｂ）にユニキャストで送信し、このＯＮＵ（Ｂ）について設定したディスカバリウィンドウ（Ｂ）の期間内に、ＯＮＵ（Ｂ）からＲＲＦ６２ｂを受信する。ここで、ディスカバリウィンドウ（Ａ）とディスカバリウィンドウ（Ｂ）は重ならないように設定される。また、ＲＲＦ６２ｂはＯＮＵ（Ｂ）についてのＲＴＴの影響を排除した時刻（ＯＮＵ（Ｂ）で算出された補正値により補正された時刻）に送信される。図９に示されるように、ＯＮＵ（Ａ）で算出された補正値は、ＯＬＴ１からの伝送距離がＯＮＵ（Ａ）より遠くにあるＯＮＵ（Ｂ）で算出された補正値より小さくなる。ここで、ＯＬＴ１は、新規登録対象のＯＮＵ（Ｂ）の登録処理を長時間待機せずに実行できるように、ＤＧＦ６１ｂを一定間隔で送信するようにすればよい。

なお、ＯＬＴ１では、ＯＮＵ（Ａ）への送信許可時刻、ＯＮＵ（Ｂ）への送信許可時刻のいずれも、例えば、遠端のＯＮＵ（Ｂ）として想定される往復伝送距離、つまり登録の対象とするＯＮＵのうち最も遠いＯＮＵの往復伝送距離と、送信時刻（ＯＮＵ毎に異なる）と、に基づいて決めればよい。より具体的には、ＯＬＴ１は、ＤＧＦ３０ａに記述される送信許可時刻（ＳｔａｒｔＴｉｍｅ）から送信時刻（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）を差し引いた値がこの遠端のＯＮＵ（Ｂ）の往復伝送距離による往復遅延時間以上になるように、送信時刻と送信許可時刻とを設定すればよい。但し、実施の形態２においては、送信許可時刻と送信時刻との差は、ＯＮＵの想定される往復伝送距離毎に、又は往復伝送距離の範囲毎に設定しておいてもよい。

このように、実施の形態２に係るＰＯＮシステムでは、図９に示されるように、ＯＬＴ側でＲＴＴを考慮して設定される図６に示される比較例におけるディスカバリウィンドウに比べて、短いディスカバリウィンドウを設定することができ、ランダム遅延時間を考慮しなくて済むため、図５に示される実施の形態１に比べてさらに短いディスカバリウィンドウを設定することができる。従って、実施の形態２に係るＰＯＮシステムでは、比較例に係るＰＯＮシステム及び実施の形態１に係るＰＯＮシステムに比べて、通常フレームの伝送効率を向上させることができる。

以上の説明の通り、実施の形態２では、ＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴ１が、特定のＯＮＵを対象とした、異なる波長の第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号を下り光信号として送信している。つまり、このＰＯＮシステムでは、自己の送信時刻に補正をかける機能を備えたＯＮＵをＯＬＴ１に新規に登録する場合、ＯＬＴ１にて保持しているＯＮＵ識別情報を用いて、特定のＯＮＵにのみ第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号を送信している。そのため、実施の形態２では、対象となったＯＮＵがＲＴＴの算出を行い自己の送信時刻の補正を行えばよく、他のＯＮＵとの衝突の可能性が無いことから、この送信時刻にランダム遅延時間を加算する不要がなくなる。よって、ＯＬＴ１では、ディスカバリウィンドウを、伝送遅延の主要因となる伝送距離による遅延時間及びランダム遅延時間を考慮した長い値に設定する必要がなくなり、ＯＮＵからの第１の応答光信号の待ち時間を短縮することができる。

このように、実施の形態２によれば、ＰＯＮシステムにおいて、実施の形態１による効果に加え、さらに、応答光信号の送信を許可する期間（送信許可期間）を短くすることができ、通常フレームの伝送遅延時間をさらに短縮でき、さらに高い帯域利用効率を保つことができる。なお、実施の形態２における通常フレームの送信についても、実施の形態１における通常フレームの送信と同様である。

次に、実施の形態２に係るＰＯＮシステムにおける光通信方法について簡単に説明する。図７は、図１に示されるＰＯＮシステムにおける光通信方法の一例を示すフロー図でもあり、この光通信方法は、図７を参照して説明した方法とすることができる。但し、実施の形態２に係る光通信方法では、ステップＳ１において、ＯＬＴ１が第１の通信制御信号及び第２の通信制御信号をユニキャストでＯＮＵ２−１に送信し、ステップＳ５において、ＯＮＵ２−１がランダム時間に依らずに送信時刻を算出する。

《３》変形例
図１０は、実施の形態１及び２に係るＯＮＵの変形例の構成の一部を示すハードウェア構成図である。図１に示されるＯＮＵ２−１〜２−ｎはいずれも、例えば、図１０に示される処理回路７１により構成することができる。処理回路７１は、光信号の送受信を行う素子を含み、それ以外の構成は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ［Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ］とも称する）であってもよい。

処理回路７１の上記素子以外の部分は、専用のハードウェアである場合、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。例えば、時間差検出回路２４及びＰＯＮ制御部２５の機能をそれぞれ処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路で実現してもよい。

処理回路７１の上記素子以外の部分は、ＣＰＵである場合について、ＣＰＵがプロセッサを有する場合を例に挙げ、図１１を参照しながら説明する。図１１は、実施の形態１及び２に係るＯＮＵの他の変形例の構成の一部を示すハードウェア構成図である。図１に示されるＯＮＵ２−１〜２−ｎはいずれも、例えば、図１１に示されるようにプロセッサ８１及びメモリ８２を用いて（例えば、コンピュータにより）構成することができる。より具体的には、図１に示される時間差検出回路２４の機能及びＰＯＮ制御部２５の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ８２に格納される。プロセッサ８１は、メモリ８２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、ＯＮＵ２−１等は、プロセッサ８１により実行されるときに、上述した加入者側の光受信ステップ、算出ステップ、及び加入者側の光送信ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ８２を外部又は内部に備える。

また、この加入者側のプログラムは、上述した加入者側の光受信ステップ、算出ステップ、及び加入者側の光送信ステップを有する光通信方法、又は時間差検出回路２４及びＰＯＮ制御部２５における処理手順を、コンピュータに実行させるものであるとも言える。つまり、この加入者側のプログラムは、コンピュータに、ＯＬＴ１から光伝送路を介して送信された、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号と、ＯＬＴ１から上記光伝送路を介して第１の通信制御信号と同時に送信された、第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号と、を受信する光受信ステップと、第１の通信制御信号を受信した第１の時刻と第２の通信制御信号を受信した第２の時刻との時間差と、第１の波長と第２の波長との波長差と、送信許可時刻として指定された時刻と、に基づいて、ＯＬＴ１への信号送信時の送信時刻を算出する算出ステップと、算出された送信時刻に、上記光伝送路を介して第１の応答光信号をＯＬＴ１に送信する光送信ステップと、を実行させるためのプログラムである。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等が該当する。

なお、時間差検出回路２４の機能及びＰＯＮ制御部２５の機能について、一部を専用のハードウェアとしての処理回路で実現し、一部をソフトウェア及びファームウェアの少なくとも一方で実現するようにしてもよい。このように、処理回路７１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。また、ソフトウェア及びファームウェアは、ネットワークを介して提供されてもよいし、非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。

また、図１０は、実施の形態１及び２に係るＯＬＴの変形例の構成の一部を示すハードウェア構成図とみなすこともできる。図１に示されるＯＬＴ１は、例えば、図１０に示される処理回路７１により構成することができる。処理回路７１は、光信号の送受信を行う素子を含み、それ以外の構成は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵであってもよい。

処理回路７１の上記素子以外の部分は、専用のハードウェアである場合、例えば、ＰＯＮ制御部１４の機能を処理回路７１で実現すればよい。処理回路７１の上記素子以外の部分は、ＣＰＵである場合について、ＣＰＵがプロセッサを有する場合を例に挙げ、図１１を参照しながら説明する。図１１は、実施の形態１及び２に係るＯＬＴの他の変形例の構成の一部を示すハードウェア構成図とみなすこともできる。図１に示されるＯＬＴ１は、例えば、図１１に示されるようにプロセッサ８１及びメモリ８２を用いて（例えば、コンピュータにより）構成することができる。より具体的には、図１に示されるＰＯＮ制御部１４の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ８２に格納される。プロセッサ８１は、メモリ８２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、ＰＯＮ制御部１４の機能を実現する。すなわち、ＯＬＴ１は、プロセッサ８１により実行されるときに、上述した局側の光送信ステップ及び局側の光受信ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ８２を外部又は内部に備える。

また、この局側のプログラムは、上述した局側の光送信ステップ及び局側の光受信ステップを有する光通信方法、又はＰＯＮ制御部１４における処理手順を、コンピュータに実行させるものであるとも言える。つまり、この局側のプログラムは、コンピュータに、光伝送路を介し、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号をＯＮＵ２−１に送信すると同時に、上記光伝送路を介し、第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号をＯＮＵ２−１に送信する光送信ステップと、送信許可時刻から始まる送信許可期間に、ＯＮＵ２−１から送信された第１の応答光信号を、上記光伝送路を介して受信する光受信ステップと、を実行させるためのプログラムである。

なお、ＰＯＮ制御部１４の機能について、一部を専用のハードウェアとしての処理回路で実現し、一部をソフトウェア及びファームウェアの少なくとも一方で実現するようにしてもよい。このように、ＯＬＴ１としての処理回路７１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、ＰＯＮ制御部１４の各機能を実現することができる。また、ソフトウェア及びファームウェアは、ネットワークを介して提供されてもよいし、非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。

１，１ａ ＯＬＴ、 ２−１〜２−ｎ，２ａ−１〜２ａ−ｎ ＯＮＵ、 ３ スプリッタ、 ４，５−１〜５−ｎ 光ファイバ、 １０ａ ＯＬＴ側の光送信部、 １０ｂ ＯＬＴ側の光受信部、 １１ ＯＬＴ側のＷＤＭ部、 １２ ＯＬＴ側の送信部、 １３ ＯＬＴ側の受信部、 １４，１４ａ ＯＬＴ側のＰＯＮ制御部、 ２０ａ ＯＮＵ側の光送信部、 ２０ｂ ＯＮＵ側の光受信部、 ２１ ＯＮＵ側のＷＤＭ部、 ２２ ＯＮＵ側の送信部、 ２３ ＯＮＵ側の受信部、 ２４ 時間差検出回路、 ２５ ＯＮＵ側のＰＯＮ制御部。

Claims (14)

1. 局側装置から光伝送路を介して光信号を受信する光受信部と、
   前記光伝送路を介して前記局側装置に光信号を送信する光送信部と、
   前記局側装置から送信された、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号を前記光受信部で受信した第１の時刻と、前記局側装置から前記第１の通信制御信号と同時に送信された、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号を前記光受信部で受信した第２の時刻との時間差と、前記第１の波長と前記第２の波長との波長差と、前記送信許可時刻として指定された時刻と、に基づいて、前記局側装置への信号送信時の送信時刻を算出する送信制御部と、
   を有し、
   前記送信制御部は、前記送信時刻に、第１の応答光信号を前記局側装置に送信するように、前記光送信部を制御する
   ことを特徴とする加入者側装置。
2. 前記送信制御部は、前記時間差と前記波長差とに基づいて、時刻に関する補正値を取得し、前記送信許可時刻として指定された時刻から前記補正値を減算することで、前記送信時刻を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の加入者側装置。
3. 前記補正値は、前記波長差が一定の場合、前記時間差が大きくなるほど大きな値とし、
   前記光伝送路についての前記時間差は、前記波長差が大きくなるほど大きくなる
   ことを特徴とする請求項２に記載の加入者側装置。
4. 前記第１の通信制御信号及び前記第２の通信制御信号は、ブロードキャストで送信された信号であり、
   前記送信制御部は、ランダム時間を発生し、前記ランダム時間に基づき前記送信時刻を算出する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の加入者側装置。
5. 前記第１の通信制御信号及び前記第２の通信制御信号は、前記局側装置から前記加入者側装置にユニキャストで送信された信号である
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の加入者側装置。
6. 前記送信制御部は、前記光伝送路における波長分散の特性を示すパラメータに基づき、前記送信時刻を算出する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の加入者側装置。
7. 光伝送路を介して加入者側装置に光信号を送信する光送信部と、
   前記加入者側装置から前記光伝送路を介して光信号を受信する光受信部と、
   送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号を前記加入者側装置に送信すると同時に、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号を前記加入者側装置に送信するように、前記光送信部を制御する送信制御部と、
   前記送信許可時刻から始まる送信許可期間に、前記加入者側装置から送信された第１の応答光信号を受信するように前記光受信部を制御する受信制御部と、
   を有する
   ことを特徴とする局側装置。
8. 前記送信制御部は、前記第１の通信制御信号及び前記第２の通信制御信号を、ブロードキャストで前記加入者側装置及び他の加入者側装置に送信するように、前記光送信部を制御し、
   前記送信許可期間は、前記加入者側装置及び前記他の加入者側装置において発生させるランダム時間と、前記光伝送路における波長分散のばらつきとに基づいて、定められる期間である
   ことを特徴とする請求項７に記載の局側装置。
9. 前記送信制御部は、前記第１の通信制御信号及び前記第２の通信制御信号を、ユニキャストで前記加入者側装置に送信するように、前記光送信部を制御し、
   前記送信許可期間は、前記光伝送路における波長分散のばらつきに基づいて定められる期間である
   ことを特徴とする請求項７に記載の局側装置。
10. 請求項１から６のいずれか１項に記載の加入者側装置と、前記局側装置と、を備えた光通信システム。
11. 請求項７から９のいずれか１項に記載の局側装置と、前記加入者側装置と、を備えた光通信システム。
12. 局側装置と加入者側装置とを備えた光通信システムにおける光通信方法であって、
    前記局側装置が、光伝送路を介し、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号を前記加入者側装置に送信すると同時に、前記光伝送路を介し、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号を前記加入者側装置に送信する局側の光送信ステップと、
    前記加入者側装置が、前記光伝送路を介して、前記第１の通信制御信号と前記第２の通信制御信号とを受信する加入者側の光受信ステップと、
    前記加入者側装置が、前記第１の通信制御信号を受信した第１の時刻と前記第２の通信制御信号を受信した第２の時刻との時間差と、前記第１の波長と前記第２の波長との波長差と、前記送信許可時刻として指定された時刻と、に基づいて、前記局側装置への信号送信時の送信時刻を算出する算出ステップと、
    前記加入者側装置が、前記送信時刻に、前記光伝送路を介して第１の応答光信号を前記局側装置に送信する加入者側の光送信ステップと、
    前記局側装置が、前記送信許可時刻から始まる送信許可期間に、前記加入者側装置から送信された前記第１の応答光信号を、前記光伝送路を介して受信する局側の光受信ステップと、
    を有する
    ことを特徴とする光通信方法。
13. コンピュータに、
    局側装置から光伝送路を介して送信された、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号と、前記局側装置から前記光伝送路を介して前記第１の通信制御信号と同時に送信された、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号と、を受信する光受信ステップと、
    前記第１の通信制御信号を受信した第１の時刻と前記第２の通信制御信号を受信した第２の時刻との時間差と、前記第１の波長と前記第２の波長との波長差と、前記送信許可時刻として指定された時刻と、に基づいて、前記局側装置への信号送信時の送信時刻を算出する算出ステップと、
    前記送信時刻に、前記光伝送路を介して第１の応答光信号を前記局側装置に送信する光送信ステップと、
    を実行させるためのプログラム。
14. コンピュータに、
    光伝送路を介し、送信許可時刻を示す信号を含む第１の波長の光信号である第１の通信制御信号を加入者側装置に送信すると同時に、前記光伝送路を介し、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光信号である第２の通信制御信号を前記加入者側装置に送信する光送信ステップと、
    前記送信許可時刻から始まる送信許可期間に、前記加入者側装置から送信された第１の応答光信号を、前記光伝送路を介して受信する光受信ステップと、
    を実行させるためのプログラム。

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