JP4888488B2 - 通信端末装置および信号受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のビットレートが混在するネットワークに接続される通信端末装置およびその通信端末装置における信号受信方法に関し、特に、既存のネットワークを踏襲して一部を高速化した場合であっても、高速化された回線において受信感度を劣化させることなく、正常に通信をおこなうことができる通信端末装置および信号受信方法に関する。

インターネットに代表されるデータトラフィックの爆発的増大に応えるべく、高速かつ大容量の光アクセスネットワークの構築が急速に進展している。光アクセスネットワークを構築するための高速光アクセスシステムとして、複数の加入者で光ファイバケーブルを共有しながら、下り最大２．４Ｇｂｐｓの高速伝送を可能にするＧ−ＰＯＮ（Gigabit-Passive Optical Network）が現在広く使われつつある。

将来のさらなる高速伝送化に向けては、経済性等の問題から、既に構築済みの光アクセスネットワークを踏襲しつつ、高速化を希望する加入者のみを高速化（例えば、１０Ｇｂｐｓ化）することが可能なビットレート混在型のＰＯＮシステムの開発が望まれている。ビットレート混在型のＰＯＮシステムの実現を可能にするための技術は、例えば、特許文献１にて開示されている。この技術は、全ての加入者のＯＮＵ（Optical Network Unit）にマルチレート・バースト回路を設けることにより、複数のビットレートへの対応を可能にするものである。

特開平８−８９５４号公報

しかしながら、既存の光アクセスネットワークを踏襲して、ビットレートを混在させた場合、高速のビットレートへ移行した加入者に受信感度劣化の問題が生じる。ネットワークは、高速になるほど（広帯域になるほど）、Ｓ／Ｎ（Signal/Noise）比が低くなる。そのため、高速化を想定することなく、比較的低い受信感度で設計されている既存の光アクセスネットワークの一部を高速化した場合、広帯域化にともなうＳ／Ｎ比の低化が生じ、受信感度が劣化してしまう。

例えば、２．４Ｇｂｐｓでの運用を想定して設計された光アクセスネットワークの一部を１０Ｇｂｐｓに高速化した場合、高速化された利用者の通信端末装置における受信感度劣化量は、例えば、約４ｄＢにおよび、期待通りの高速通信を実現することができないこともありうる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、既存のネットワークを踏襲して一部を高速化した場合であっても、高速化された回線において受信感度を劣化させることなく、正常に通信をおこなうことができる通信端末装置および信号受信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の一つの態様では、ビットレートＡで伝送される管理信号と、ビットレートＢ（Ｂ＞Ａ）で伝送されるデータ信号とを同一の回線から受信する通信端末装置であって、帯域を制限することにより、受信波形に含まれるノイズ成分を減少させる帯域制限手段と、前記回線を通じて伝送される波形をビットレートＡまたはＢの信号として再生する信号再生手段と、前記信号再生手段によって再生されたビットレートＡの信号に基づいて、当該の通信端末装置宛のデータ信号の取得タイミングを制御し、前記管理信号が受信されるタイミングでは、前記帯域制限手段を制御して帯域を制限させ、当該の通信端末装置宛のデータ信号が受信されるタイミングでは、前記帯域制限手段を制御して帯域の制限を緩和させるタイミング制御手段と、前記タイミング制御手段のタイミング制御にしたがって、前記信号再生手段によって再生されたビットレートＢの信号から前記データ信号を取得するデータ信号取得手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の他の態様では、ビットレートＡで伝送される管理信号と、ビットレートＢ（Ｂ＞Ａ）で伝送されるデータ信号とを同一の回線から受信する通信端末装置における信号受信方法であって、帯域を制限することにより、受信波形に含まれるノイズ成分を減少させる帯域制限工程と、前記回線を通じて伝送される波形をビットレートＡまたはＢの信号として再生する信号再生工程と、前記信号再生工程によって再生されたビットレートＡの信号に基づいて、当該の通信端末装置宛のデータ信号の取得タイミングを制御し、前記管理信号が受信されるタイミングでは、前記帯域制限工程を制御して帯域を制限させ、当該の通信端末装置宛のデータ信号が受信されるタイミングでは、前記帯域制限工程を制御して帯域の制限を緩和させるタイミング制御工程と、前記タイミング制御工程のタイミング制御にしたがって、前記信号再生工程によって再生されたビットレートＢの信号から前記データ信号を取得するデータ信号取得工程とを含んだことを特徴とする。

この発明の態様によれば、低速の信号と高速の信号を同一の回線で受信する通信端末装置において、低速の信号を受信する際は、帯域を制限するように構成したので、低速の信号を受信する際の受信感度の劣化を改善することができる。

また、本発明の他の態様では、ビットレートＡで伝送される管理信号と、ビットレートＢ（ＢはＡのＭ倍）で伝送されるデータ信号とを同一の回線から受信する通信端末装置であって、フレーム同期時に帯域を制限することにより、前記管理信号の受信波形に含まれるノイズ成分を減少させる帯域制限手段と、前記回線を通じて伝送される波形を信号として再生する信号再生手段と、前記信号再生手段によって再生されたビットレートＢの信号を多数決判定してＭビットごとに１ビットの前記管理信号へ変換する多数決判定手段と、前記多数決判定手段によって変換された前記管理信号に基づいて、当該の通信端末装置宛のデータ信号の取得タイミングを制御するタイミング制御手段と、前記タイミング制御手段のタイミング制御にしたがって、前記信号再生手段によって再生された信号から前記データ信号を取得するデータ信号取得手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の他の態様では、ビットレートＡで伝送される管理信号と、ビットレートＢ（ＢはＡのＭ倍）で伝送されるデータ信号とを同一の回線から受信する通信端末装置における信号受信方法であって、フレーム同期時に帯域を制限することにより、受信波形に含まれるノイズ成分を減少させる帯域制限工程と、前記回線を通じて伝送される波形を信号として再生する信号再生工程と、前記信号再生工程によって再生されたビットレートＢの信号を多数決判定してＭビットごとに１ビットの前記管理信号へ変換する多数決判定工程と、前記多数決判定工程によって変換された前記管理信号に基づいて、当該の通信端末装置宛のデータ信号の取得タイミングを制御するタイミング制御工程と、前記タイミング制御工程のタイミング制御にしたがって、前記信号再生工程によって再生された信号から前記データ信号を取得するデータ信号取得工程とを含んだことを特徴とする。

この発明の態様によれば、フレーム同期時には、帯域制限によって受信感度を改善し、それ以降は、多数決判定によって受信感度を改善するように構成したので、低速度の信号の受信感度を改善しながら、高速動作を実現することができる。

また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記多数決判定手段は、前記信号再生手段によって再生されたＭビットの信号を、ビットごとに重み付けして多数決判定することにより、１ビットの管理信号へ変換することを特徴とする。

また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記多数決判定工程は、前記信号再生工程によって再生されたＭビットの信号を、ビットごとに重み付けして多数決判定することにより、１ビットの管理信号へ変換することを特徴とする。

この発明の態様によれば、多数決判定において、ビットごとに重みをつけるように構成したので、ビットごとの誤りやすさを反映させて、多数決判定の判定精度を高めることができる。

また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記帯域制限手段は、フィルタ回路によって帯域を制限させることを特徴とする。

また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記帯域制限工程は、フィルタ回路によって帯域を制限させることを特徴とする。

この発明の態様によれば、フィルタ回路によって帯域を制限するように構成したので、簡易な仕組みで帯域の制限を実現することができる。

また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記帯域制限手段は、入力信号を増幅する前置増幅回路の帰還抵抗を変動させることにより、帯域を制限させることを特徴とする。

また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記帯域制限工程は、入力信号を増幅する前置増幅回路の帰還抵抗を変動させることにより、帯域を制限させることを特徴とする。

この発明の態様によれば、前置増幅回路の帰還抵抗を変動させることによって帯域を制限するように構成したので、帯域の制限時に雑音密度が低減され、受信感度をさらに大きく改善することができる。

また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、誤り訂正符号をもちいて前記データ信号の誤り補正をおこなう誤り訂正手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、誤り訂正符号をもちいて前記データ信号の誤り補正をおこなう誤り訂正工程をさらに含んだことを特徴とする。

この発明の態様によれば、謝り訂正符号をもちいてデータ信号の誤り補正をおこなうように構成したので、低速な信号のみならず、高速な信号の誤りも減少させることができる。

本発明の一つの態様によれば、低速の信号と高速の信号を同一の回線で受信する通信端末装置において、低速の信号を受信する際は、帯域を制限するように構成したので、低速の信号を受信する際の受信感度の劣化を改善することができるという効果を奏する。

また、本発明の他の態様によれば、フレーム同期時には、帯域制限によって受信感度を改善し、それ以降は、多数決判定によって受信感度を改善するように構成したので、低速度の信号の受信感度を改善しながら、高速動作を実現することができるという効果を奏する。

また、本発明の他の態様によれば、多数決判定において、ビットごとに重みをつけるように構成したので、ビットごとの誤りやすさを反映させて、多数決判定の判定精度を高めることができるという効果を奏する。

また、本発明の他の態様によれば、フィルタ回路によって帯域を制限するように構成したので、簡易な仕組みで帯域の制限を実現することができるという効果を奏する。

また、本発明の他の態様によれば、前置増幅回路の帰還抵抗を変動させることによって帯域を制限するように構成したので、帯域の制限時に雑音密度が低減され、受信感度をさらに大きく改善することができるという効果を奏する。

また、本発明の他の態様によれば、謝り訂正符号をもちいてデータ信号の誤り補正をおこなうように構成したので、低速な信号のみならず、高速な信号の誤りも減少させることができるという効果を奏する。

以下に、本発明に係る通信端末装置および信号受信方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、通信端末装置の一例として光アクセスネットワークにおけるＯＮＵの構成等について説明するが、本発明は、ＯＮＵに限らず、多様な通信端末装置において有効である。また、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

まず、複数のビットレートが混在した光アクセスネットワークについて説明する。図１は、複数のビットレートが混在した光アクセスネットワークの一例を示す図である。同図に示した光アクセスネットワークは、ＰＯＮ方式で構築されており、局に設けられたＯＬＴ（Optical Line Terminal）１００に接続された光ファイバケーブル２０が、パワースプリッタ１０によって分岐され、加入者側のＯＮＵ２００₁〜２００_xおよびＯＮＵ３００によって共有されている。

この例に示した光アクセスネットワークには、ビットレートＡで通信をおこなうＯＮＵ２００₁〜２００_xと、ビットレートＡのＭ倍の速度のビットレートＢで通信をおこなうＯＮＵ３００とが混在している。この光アクセスネットワークは、当初ビットレートＡで運用が開始され、事後的に加入者＃ｚのＯＮＵをＯＮＵ３００へ変更し、局側のＯＬＴをＯＬＴ１００へ置き換えることによってビットレートの混在を実現したものである。

このネットワークにおいて、ＯＬＴ１００と、ＯＮＵ２００₁〜２００_xおよびＯＮＵ３００との間の情報のやりとりは、時分割方式で制御される。例えば、局側から加入者側へ向かう下り方向の通信は、ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）方式で制御され、ＯＬＴ１００は、タイムスロットごとに、送信対象のＯＮＵを切り替えながらデータを伝送する。

図２は、下り方向の信号の一例を示す図である。同図に示すように、下り方向の信号は、時分割多重され、複数の加入者向けのデータが混在した状態で送信される。また、ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ２００₁〜２００_xおよびＯＮＵ３００がフレーム同期をおこない、自身宛のデータを取得するタイミング等を知るためのフレーム同期／管理情報を定期的に生成し、データと同様に多重化して下り方向の信号に含める。

下り方向の通信においては、全ての加入者のＯＮＵに同じ信号が伝送される。そして、ＯＮＵ２００₁〜２００_xおよびＯＮＵ３００は、他のＯＮＵ宛のデータを破棄し、フレーム同期／管理情報と自身宛のデータのみをデータ処理する。この仕組みにより、ＯＬＴ１００と、ＯＮＵ２００₁〜２００_xおよびＯＮＵ３００との間で、仮想的に１対１の接続が確立される。

ここで、ビットレートに注目すると、フレーム同期／管理情報は、全てのＯＮＵによって読み取られる必要があるためビットレートＡで送信される。また、時分割されたデータは、宛先のＯＮＵを指定する情報等を含んだヘッダ部を付加されて送信されるが、そのヘッダ部も、全てのＯＮＵによって読み取られる必要があるためビットレートＡで送信される。そして、データそのものは、宛先のＯＮＵに対応するビットレートで送信される。

すなわち、ビットレートＡで通信をおこなうＯＮＵ２００₁〜２００_xは、全ての信号をビットレートＡで受信することになる。一方、ビットレートＢで通信をおこなうＯＮＵ３００は、ヘッダ部やフレーム同期／管理情報を伝送する管理信号をビットレートＡで受信し、データそのものを伝送するデータ信号をビットレートＢで受信することになる。

このように、ビットレートが混在する環境では、データ信号は、宛先のＯＮＵが対応しているビットレートで伝送され、管理信号は、常に低速なビットレートＡで伝送される。すでに説明したように、高速なビットレートで通信をおこなうように設計されたＯＮＵは、より低速なビットレートを前提に設計されたネットワークでは、ノイズの影響を受け、受信感度が劣化するが、この受信感度劣化は、管理信号の受信時に特に問題となる。

データ信号は、宛先のＯＮＵのみが受信できればよいため、既存のＯＮＵへの影響を考慮する必要がなく、例えば、ＦＥＣ（Forward Error Correction）等の誤り訂正技術をもちいて受信感度の劣化を補償することができる。一方、管理信号は、全てのＯＮＵに受信される必要があるため、既存のＯＮＵに影響を与える対処を採用することはできない。

ビットレートが混在したネットワークにおける管理信号受信時の受信感度劣化の問題を解決するため、本実施例に係るＯＮＵ３００は、後述するように、入力させる信号の帯域を動的に変化させる。具体的には、管理信号を受信するタイミングでは、入力させる信号の帯域をビットレートＡ相当に制限することでノイズを減少させ、データ信号を受信するタイミングでは、入力させる信号の帯域をビットレートＢ相当に制限することで高速な信号の入力を可能にする。

次に、ＯＮＵ３００の構成について説明する。図３は、ＯＮＵ３００の構成を示すブロック図である。説明を簡単にするため、同図においては、本発明と関連のない構成の図示を省略している。例えば、信号の送信に係る構成は全て図示を省略している。

図３に示すように、ＯＮＵ３００は、光受信器３１０と、帯域制限部３２０と、信号再生部（以下、「ＣＤＲ（Clock Data Recovery）」という）３３０と、管理信号処理部３４０と、タイミング制御部３５０と、誤り訂正部３６０と、データ信号取得部３７０とを有する。

光受信器３１０は、フォトダイオード等により受信した光信号を電気的な信号波形へ変換する処理部である。帯域制限部３２０は、タイミング制御部３５０の制御にしたがって、入力される信号の帯域をビットレートＡ相当もしくはビットレートＢ相当に制限するフィルタ回路である。

ＣＤＲ３３０は、光受信器３１０によって変換され、帯域制限部３２０を通過した信号波形に基づいて、ＯＮＵ３００が動作するためのクロック信号を生成するとともに、信号波形をデジタル信号に再生する処理部である。ＯＮＵ３００は、タイミング制御部３５０の制御にしたがって、信号波形をビットレートＡもしくはビットレートＢのデジタル信号として再生する。

ＣＤＲ３３０により再生されたデジタル信号は、管理信号処理部３４０および誤り訂正部３６０によって受信される。管理信号処理部３４０は、ＣＤＲ３３０により再生されたビットレートＡの管理信号を読み取ることにより、フレーム同期／管理情報とヘッダ部を認識して、各種制御処理を実行する処理部である。例えば、管理信号処理部３４０は、既知の信号パターンからなるフレーム同期信号を認識することによって、フレーム同期を実現し、タイムスロットの切り替わりタイミングを把握する。

また、管理信号処理部３４０は、フレーム同期／管理情報とヘッダ部に含まれる情報に基づいてどのタイムスロットで当該のＯＮＵ宛のデータが送信されてくるかを判断し、その結果をタイミング制御部３５０に通知する。

タイミング制御部３５０は、管理信号が受信されるタイミングとデータ信号が受信されるタイミングとを識別して、受信される信号の種別に応じてＯＮＵ３００の動作を制御する処理部である。

具体的には、装置の起動直後は、タイミング制御部３５０は、帯域制限部３２０に帯域をビットレートＡ相当に制限させ、ＣＤＲ３３０にビットレートＡで信号を再生させる。これにより、ノイズの少ないビットレートＡの信号が管理信号処理部３４０に供給され、管理信号処理部３４０は、容易にフレーム同期を実行し、フレーム同期／管理情報とヘッダ部を認識することが可能なる。

その後は、タイミング制御部３５０は、管理信号処理部３４０から通知されたタイミングにしたがって、帯域制限部３２０と、ＣＤＲ３３０と、データ信号取得部３７０とを制御する。

すなわち、当該のＯＮＵ宛てのデータの送信が開始されるタイミングで、帯域制限部３２０での帯域制限をビットレートＢ相当に変化させ、ＣＤＲ３３０が再生する信号をビットレートＢに変化させ、データ信号取得部３７０にデータ信号の取得をおこなわせる。そして、当該のＯＮＵ宛てのデータの送信が完了するタイミングで、帯域制限部３２０での帯域制限をビットレートＡ相当に戻させ、ＣＤＲ３３０が再生する信号をビットレートＡに戻させ、データ信号取得部３７０にデータ信号の取得を終了させる。

この制御により、管理信号を受信する期間は、帯域制限によるノイズの低減によって管理信号の受信感度が改善され、データ信号を受信する期間は、高ビットレートのデータ信号が、帯域制限によって遮断されることなく、データ信号取得部３７０によって受信されることになる。

誤り訂正部３６０は、当該のＯＮＵ宛に送信されたデータ信号の誤りを訂正することにより、データ部分の受信感度を向上させる処理部である。データ信号の誤り訂正は、例えば、ＦＥＣをもちいて実現することができる。ＦＥＣ等による誤り訂正では、送信元においてデータが冗長化されるため、誤り訂正部３６０によって誤り訂正を施された後のデータ信号は、冗長化されていたデータ量分だけわずかにビットレートが低化する。

なお、誤り訂正部３６０は、管理信号を構成する信号や、他のＯＮＵ宛のデータを構成する信号にも誤り訂正を施すことになるが、これらの信号はデータ信号取得部３７０において破棄されるため問題を生じることはない。

データ信号取得部３７０は、誤り訂正部３６０によって誤り訂正を施されたデータ信号を、タイミング制御部３５０によって指示されたタイミングで取得することにより、当該のＯＮＵ宛のデータを抽出する処理部である。データ信号取得部３７０は、取得したデータを図示しない適当な処理部に引渡し、必要なデータ処理をおこなわせる。

以上説明したように、本実施例にかかるＯＮＵ３００は、入力させる信号の帯域を動的に変化させることにより、低速な管理信号の受信感度を向上させることと、高速なデータ信号を帯域制限によって遮断することがないように受信することとを両立させている。

ここで、帯域制限の効果について、図４を参照しながら説明する。同図は、ビットレートＡの低速な信号と、ビットレートＡよりも４倍高速なビットレートＢの高速な信号とが混在するネットワークにおいて伝送される管理信号の例を示している。同図に示すように、帯域制限を加えない状態では、ビットレートＢに対応したＯＮＵからみると、管理信号には大きなノイズが含まれ、このノイズが受信感度を低下させる原因となる。

一方、帯域をビットレートＡ相当に制限した状態では、ノイズが大きく減少し、受信感度が改善されている。具体的には、ビットレートＡが２．５Ｇｂｐｓであり、ビットレートＢが１０Ｇｂｐｓであったとすると、帯域を１０ＧＨｚから２．５ＧＨｚに制限することにより、受信感度として例えば３ｄＢ以上の改善を得ることができる。

次に、図３に示したＯＮＵ３００の処理手順について説明する。図５は、ＯＮＵ３００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、ＯＮＵ３００の電源投入後、タイミング制御部３５０は、帯域制限部３２０の帯域制限をビットレートＡ相当とし、ＣＤＲ３３０が再生する信号のビットレートをビットレートＡとする（ステップＳ１０１）。

続いて、管理信号処理部３４０が、フレーム同期を実行し、フレーム同期／管理情報とヘッダ部を正常に認識できるようにする（ステップＳ１０２）。こうして、初期処理が完了した後、管理信号処理部３４０は、１タイムスロット分の信号を受信するたびに、下記の処理を実行する。

すなわち、取得した１タイムスロット分の信号のヘッダ部を検出し（ステップＳ１０３）、その１タイムスロット分の信号がフレーム同期／管理情報であることがわかった場合は（ステップＳ１０４肯定）、管理信号処理部３４０は、そのフレーム同期／管理情報が示す内容に対応した制御処理を実行する（ステップＳ１０５）。

一方、取得した１タイムスロット分の信号がフレーム同期／管理情報ではなく、当該のＯＮＵ宛のデータであることがわかった場合は、（ステップＳ１０４否定、ステップＳ１０６肯定）、管理信号処理部３４０は、そのデータを取得するための情報をタイミング制御部３５０に通知する。

そして、通知を受けたタイミング制御部３５０は、帯域制限部３２０の帯域制限をビットレートＢ相当とし、ＣＤＲ３３０が再生する信号のビットレートをビットレートＢとする（ステップＳ１０７）。そして、データ信号取得部３７０にデータの取得をおこなわせ（ステップＳ１０８）、データの送信が完了したならば、帯域制限部３２０の帯域制限をビットレートＡ相当とし、ＣＤＲ３３０が再生する信号のビットレートをビットレートＡとする（ステップＳ１０９）。

そして、取得した１タイムスロット分の信号がフレーム同期／管理情報でも、当該のＯＮＵ宛のデータでもないことがわかった場合は、（ステップＳ１０４否定、ステップＳ１０６否定）、管理信号処理部３４０は、そのデータを破棄させる（ステップＳ１１０）。

上述してきたように、本実施例では、低速の信号と高速の信号を同一の回線で受信する通信端末装置において、低速の信号を受信する際は、帯域を制限するように構成したので、低速の信号を受信する際の受信感度の劣化を改善することができる。

実施例１では、帯域を制限するためにフィルタ回路をもちいたが、光受信器の前置増幅回路（プリアンプ）の帰還抵抗を変更することによっても帯域を制限することが可能である。

図６は、本実施例に係るＯＮＵ４００の構成を示す図である。同図に示すように、ＯＮＵ４００は、光受信器４１０と、ＣＤＲ３３０と、管理信号処理部３４０と、タイミング制御部３５０と、誤り訂正部３６０と、データ信号取得部３７０とを有する。

ここで、ＣＤＲ３３０、管理信号処理部３４０、タイミング制御部３５０、誤り訂正部３６０およびデータ信号取得部３７０は、タイミング制御部３５０が帯域制限のために帯域制限部３２０の代わりに光受信器４１０を制御する以外は、図３に示したものと同じである。

図７は、光受信器４１０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、光受信器４１０は、光信号を電気信号に変換するフォトダイオード４１１と、光受信器４１０により得られた電気信号を増幅する前置増幅回路（プリアンプ）４１２と、プリアンプ４１２の利得を調整する帰還抵抗４１３とを有している。

この構成では、タイミング制御部３５０は、帰還抵抗４１３の抵抗値を調整することにより、入力される信号の帯域を制御することができる。そして、この方式では、帯域の制限時に雑音密度が低減されるため、例えば、約６ｄＢの受信感度の改善を得ることができる。

上述してきたように、本実施例では、前置増幅回路の帰還抵抗を変動させることによって帯域を制限するように構成したので、帯域の制限時に雑音密度が低減され、受信感度をさらに大きく改善することができる。

実施例１および実施例２では、受信する信号のビットレートに合わせて帯域制限を動的に変化させる例を示したが、高速な信号を受信するには、帯域制限の変化が少ないことが好ましい。そこで、本実施例では、フレーム同期時にのみ帯域制限をおこなう例を示す。

図８は、本実施例に係るＯＮＵ５００の構成を示すブロック図である。同図に示すように、ＯＮＵ５００は、光受信器３１０と、帯域制限部３２０と、ＣＤＲ３３０と、管理信号処理部３４０と、タイミング制御部５５０と、誤り訂正部３６０と、データ信号取得部３７０と、多数決判定部５８０とを有する。

光受信器３１０、帯域制限部３２０、ＣＤＲ３３０、管理信号処理部３４０、誤り訂正部３６０およびデータ信号取得部３７０は、図３に示したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。

タイミング制御部５５０は、管理信号が受信されるタイミングとデータ信号が受信されるタイミングとを識別して、受信される信号の種別に応じてＯＮＵ５００の動作を制御する処理部である。

具体的には、装置の起動直後は、タイミング制御部５５０は、帯域制限部３２０に帯域をビットレートＡ相当に制限させ、ＣＤＲ３３０にビットレートＡで信号を再生させる。これにより、ノイズの少ないビットレートＡの信号が管理信号処理部３４０に供給され、管理信号処理部３４０は、容易にフレーム同期を実行し、フレーム同期／管理情報とヘッダ部を認識することが可能になる。

その後、タイミング制御部５５０は、帯域制限部３２０での帯域制限をビットレートＢ相当に固定させ、ＣＤＲ３３０が再生する信号をビットレートＢに固定させる。そして、管理信号処理部３４０から通知された情報に基づいて、データ信号取得部３７０に対して、当該のＯＮＵ宛のデータの取得開始と取得終了を指示する。

多数決判定部５８０は、多数決判定の論理をもちいて誤りを訂正しながら、ＣＤＲ３３０が再生するビットレートＢの信号を、Ｍビットごとに１ビットの管理信号へ変換し、管理信号処理部３４０へ出力する処理部である。多数決判定部５８０の動作例を図９に示す。この例は、ビットレートＢがビットレートＡの４倍である場合の例であり、４ビットの信号を１ビットの管理信号へ変換している。

本来、ＣＤＲ３３０により再生されたデジタル信号は、「００００」もしくは「１１１１」のように同じ値が４回ずつ連続するはずであり、単純に「０」もしくは「１」に変換できるはずであるが、高速化にともなうノイズの影響により、「１０１１」や「０００１」のように一部のビットに誤りが発生していることがある。

多数決判定部５８０は、多数決判定の論理をもちいることにより、「１０１１」を「１」へ変換し、「０００１」を「０」へ変換する。このように、多数決判定の論理をもちいることにより、特定の位置のビットのみに基づいて管理信号の値を判定する場合と比較して、管理信号の誤り率を大きく低減させることができる。

例えば、図９の例のように、４値で多数決判定をおこなう場合、１ビットの誤り訂正が可能であり、誤り率Ｅ（例えば、１×１０^-6）の受信信号において連続して誤る確率はおよそＥ²（例えば、１×１０^-12）であることから、受信感度特性として例えば４〜５ｄＢの改善を得ることができる。

なお、単純な多数決判定の論理をもちいた場合、多数決同数（例えば、４ビット中２対２）で論理不定となる。多数決同数の場合でも、符合間干渉の少ないビット、すなわち誤る可能性の少ないビット（例えば、４ビット中３ビット目）に重みを加えて多数決判定することで、さらに誤りを低減することができる。

この構成では、フレーム同期時のみ帯域を制限し、それ以降は、多数決判定によって管理信号の受信感度を改善させているので、帯域制限の動作速度が高速動作に対するボトルネックになることがなく、高速な信号の受信にも対応しやすい。

次に、図８に示したＯＮＵ５００の処理手順について説明する。図１０は、ＯＮＵ５００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、ＯＮＵ５００の電源投入後、タイミング制御部５５０は、帯域制限部３２０の帯域制限をビットレートＡ相当とし、ＣＤＲ３３０が再生する信号のビットレートをビットレートＡとする（ステップＳ２０１）。

続いて、管理信号処理部３４０が、フレーム同期を実行し、フレーム同期／管理情報とヘッダ部を正常に認識できるようにする（ステップＳ２０２）。そして、フレーム同期が完了すると、タイミング制御部５５０は、帯域制限部３２０の帯域制限をビットレートＢ相当とし、ＣＤＲ３３０が再生する信号のビットレートをビットレートＢとする（ステップＳ２０３）。こうして、初期処理が完了した後、管理信号処理部３４０は、１タイムスロット分の信号を受信するたびに、下記の処理を実行する。

すなわち、多数決判定部５８０が多数決判定して変換した管理信号を読み取ることにより、取得した１タイムスロット分の信号のヘッダ部を検出し（ステップＳ２０４）、その１タイムスロット分の信号がフレーム同期／管理情報であることがわかった場合は（ステップＳ２０５肯定）、管理信号処理部３４０は、そのフレーム同期／管理情報が示す内容に対応した制御処理を実行する（ステップＳ２０６）。

一方、取得した１タイムスロット分の信号がフレーム同期／管理情報ではなく、当該のＯＮＵ宛のデータであることがわかった場合は、（ステップＳ２０５否定、ステップＳ２０７肯定）、管理信号処理部３４０は、そのデータを取得するための情報をタイミング制御部５５０に通知し、データ信号取得部３７０にデータの取得をおこなわせる（ステップＳ２０８）。

そして、取得した１タイムスロット分の信号がフレーム同期／管理情報でも、当該のＯＮＵ宛のデータでもないことがわかった場合は、（ステップＳ２０５否定、ステップＳ２０７否定）、管理信号処理部３４０は、そのデータを破棄させる（ステップＳ２０９）。

上述してきたように、本実施例では、フレーム同期時には、帯域制限によって受信感度を改善し、それ以降は、多数決判定によって受信感度を改善するように構成したので、低速度の信号の受信感度を改善しながら、高速動作を実現することができる。

なお、上記の各実施例において示した各種構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができる。また、各実施例の構成を任意に組み合わせることも可能である。

以上のように、本発明に係る通信端末装置および信号受信方法は、複数のビットレートが混在するネットワークにおいて有用であり、特に、既存のネットワークを踏襲して一部を高速化した場合であっても、高速化された回線において受信感度を劣化させることなく、正常に通信をおこなうことが必要な場合に適している。

図１は、複数のビットレートが混在した光アクセスネットワークの一例を示す図である。 図２は、下り方向の信号の一例を示す図である。 図３は、本実施例に係るＯＮＵの構成を示すブロック図である。 図４は、帯域制限の効果を示す図である。 図５は、本実施例に係るＯＮＵの処理手順を示すフローチャートである。 図６は、本実施例に係るＯＮＵの構成を示すブロック図である。 図７は、光受信器の構成を示すブロック図である。 図８は、本実施例に係るＯＮＵの構成を示すブロック図である。 図９は、多数決判定部の動作例を示す図である。 図１０は、本実施例に係るＯＮＵの処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ パワースプリッタ
２０ 光ファイバケーブル
１００ ＯＬＴ
２００₁〜２００_x、３００ ＯＮＵ
３１０ 光受信器
３２０ 帯域制限部
３３０ ＣＤＲ
３４０ 管理信号処理部
３５０ タイミング制御部
３６０ 誤り訂正部
３７０ データ信号取得部
４００ ＯＮＵ
４１０ 光受信器
４１１ フォトダイオード
４１２ 前置増幅回路（プリアンプ）
４１３ 帰還抵抗
５００ ＯＮＵ
５５０ タイミング制御部
５８０ 多数決判定部

Claims (10)

1. ビットレートＡで伝送される管理信号と、ビットレートＢ（Ｂ＞Ａ）で伝送されるデータ信号とを同一の回線から受信する通信端末装置であって、
   帯域を制限することにより、受信波形に含まれるノイズ成分を減少させる帯域制限手段と、
   前記回線を通じて伝送される波形をビットレートＡまたはＢの信号として再生する信号再生手段と、
   前記信号再生手段によって再生されたビットレートＡの信号に基づいて、当該の通信端末装置宛のデータ信号の取得タイミングを制御し、前記管理信号が受信されるタイミングでは、前記帯域制限手段を制御して帯域を制限させ、当該の通信端末装置宛のデータ信号が受信されるタイミングでは、前記帯域制限手段を制御して帯域の制限を緩和させるタイミング制御手段と、
   前記タイミング制御手段のタイミング制御にしたがって、前記信号再生手段によって再生されたビットレートＢの信号から前記データ信号を取得するデータ信号取得手段と
   を備えたことを特徴とする通信端末装置。
2. ビットレートＡで伝送される管理信号と、ビットレートＢ（ＢはＡのＭ倍）で伝送されるデータ信号とを同一の回線から受信する通信端末装置であって、
   フレーム同期時に帯域を制限することにより、前記管理信号の受信波形に含まれるノイズ成分を減少させる帯域制限手段と、
   前記回線を通じて伝送される波形を信号として再生する信号再生手段と、
   前記信号再生手段によって再生されたビットレートＢの信号を多数決判定してＭビットごとに１ビットの前記管理信号へ変換する多数決判定手段と、
   前記多数決判定手段によって変換された前記管理信号に基づいて、当該の通信端末装置宛のデータ信号の取得タイミングを制御するタイミング制御手段と、
   前記タイミング制御手段のタイミング制御にしたがって、前記信号再生手段によって再生された信号から前記データ信号を取得するデータ信号取得手段と
   を備えたことを特徴とする通信端末装置。
3. 前記多数決判定手段は、前記信号再生手段によって再生されたＭビットの信号を、ビットごとに重み付けして多数決判定することにより、１ビットの管理信号へ変換することを特徴とする請求項２に記載の通信端末装置。
4. 前記帯域制限手段は、フィルタ回路によって帯域を制限させることを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信端末装置。
5. 前記帯域制限手段は、入力信号を増幅する前置増幅回路の帰還抵抗を変動させることにより、帯域を制限させることを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信端末装置。
6. 誤り訂正符号をもちいて前記データ信号の誤り補正をおこなう誤り訂正手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信端末装置。
7. ビットレートＡで伝送される管理信号と、ビットレートＢ（Ｂ＞Ａ）で伝送されるデータ信号とを同一の回線から受信する通信端末装置における信号受信方法であって、
   帯域を制限することにより、受信波形に含まれるノイズ成分を減少させる帯域制限工程と、
   前記回線を通じて伝送される波形をビットレートＡまたはＢの信号として再生する信号再生工程と、
   前記信号再生工程によって再生されたビットレートＡの信号に基づいて、当該の通信端末装置宛のデータ信号の取得タイミングを制御し、前記管理信号が受信されるタイミングでは、前記帯域制限工程を制御して帯域を制限させ、当該の通信端末装置宛のデータ信号が受信されるタイミングでは、前記帯域制限工程を制御して帯域の制限を緩和させるタイミング制御工程と、
   前記タイミング制御工程のタイミング制御にしたがって、前記信号再生工程によって再生されたビットレートＢの信号から前記データ信号を取得するデータ信号取得工程と
   を含んだことを特徴とする信号受信方法。
8. ビットレートＡで伝送される管理信号と、ビットレートＢ（ＢはＡのＭ倍）で伝送されるデータ信号とを同一の回線から受信する通信端末装置における信号受信方法であって、
   フレーム同期時に帯域を制限することにより、前記管理信号の受信波形に含まれるノイズ成分を減少させる帯域制限工程と、
   前記回線を通じて伝送される波形を信号として再生する信号再生工程と、
   前記信号再生工程によって再生されたビットレートＢの信号を多数決判定してＭビットごとに１ビットの前記管理信号へ変換する多数決判定工程と、
   前記多数決判定工程によって変換された前記管理信号に基づいて、当該の通信端末装置宛のデータ信号の取得タイミングを制御するタイミング制御工程と、
   前記タイミング制御工程のタイミング制御にしたがって、前記信号再生工程によって再生された信号から前記データ信号を取得するデータ信号取得工程と
   を含んだことを特徴とする信号受信方法。
9. 前記多数決判定工程は、前記信号再生工程によって再生されたＭビットの信号を、ビットごとに重み付けして多数決判定することにより、１ビットの管理信号へ変換することを特徴とする請求項８に記載の信号受信方法。
10. 前記帯域制限工程は、入力信号を増幅する前置増幅回路の帰還抵抗を変動させることにより、帯域を制限させることを特徴とする請求項７、８または９に記載の信号受信方法。

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