JP5150758B2 - 光終端装置及び光ネットワークユニット - Google Patents
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本発明は、光終端装置及び光ネットワークユニットに係り、特に、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ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）において波長分割多重かつ時分割多重で通信する光終端装置及び光ネットワークユニットに関する。
ＰＯＮ（パッシブ オプティカル ネットワーク、パッシブ光ネットワーク）はＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ、光終端装置）と複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ、光ネットワークユニット）またはＯＮＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）を備える。ＯＮＵに接続された端末（ＰＣ他）からの信号を光信号でＯＮＵ、光ファイバ、光スプリッタを介しＯＬＴへの光ファイバと光学多重してＯＬＴに送り、ＯＬＴが各種信号処理後、あるＯＮＵの端末から該ＰＯＮの他のＯＮＵの端末との通信あるいは他のネットワークＮＷの端末との通信を行う。上記光多重方式には、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、時分割多重）、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、波長分割多重）、ＣＤＭ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、符号分割多重）等の方式がある。例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３にて規定されるＧ−ＰＯＮは上り下りで異なる波長を使い、局に置かれる収容局（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と各ユーザーに置かれるネットワークユニット（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）間の通信は、各ＯＮＵに対して信号通信時間を割り当てる時分割（ＴＤＭ）で信号の通信を行う方式である。
ＴＤＭ方式では、各ＯＮＵはＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．１（非特許文献１）の８章および９章に規定されるように、例えば光ファイバ長０〜２０ｋｍ、２０ｋｍ〜４０ｋｍないし４０ｋｍ〜６０ｋｍの範囲の中に任意に設置されるので、このままでは伝送遅延が異なり、各ＯＮＵが割り当てられた信号通信時間で光信号を出力しても光信号同士が衝突・干渉する可能性がある。このため、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３（非特許文献３）の１０章に規定されたレンジングという技術を用いて、各ＯＮＵがあたかも等距離に設置（たとえば２０ｋｍ）されたかのように各ＯＮＵからの出力信号の遅延を調整して、ＯＬＴへの光ファイバ上で各ＯＮＵからの光信号が干渉しないようにしている。更に、各ＯＮＵからの信号の先頭にはＧ．９８４．２（非特許文献２）の８．８．３章に規定されたように１２ｂｙｔｅからなる干渉防止用のガードタイム、受信器の識別しきい値の決定およびクロック抽出に利用されるプリアンブル、受信信号の区切りを識別するために利用されるデリミタが付加されている。
例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３の８．２章の規定では、複数のＯＮＵからＯＬＴに向けて伝送される信号は上り信号と呼ばれ、プリアンブル、デリミタ、ペイロード信号を含み、また同勧告８章の図８−２に示すように、各上り信号の直前には前のバースト信号との衝突防止のためにガードタイムが設定される。一方、同勧告８．１章の規定によれば、該ＯＬＴより該複数のＯＮＵに向けて送信される信号は下り信号と呼ばれ、フレーム同期パタン、ＰＬＯＡＭ領域、ＵＳ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ＭＡＰ領域、フレームペイロードを含む。ＯＬＴは同勧告８．１．３．６章に示すようにＵＳ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ＭＡＰと呼ばれる領域を用いて、各ＯＮＵの上り送信許可タイミングを指定する。ＵＳ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ＭＡＰ領域は送信許可の開始を指定するＳｔａｒｔ値と終了を指定するＥｎｄ値を備えており、それぞれバイト単位の指定が行われる。この値を、送信を許可するという意味でグラント値とも呼ぶ。そして、Ｅｎｄ値と次のＳｔａｒｔ値の差は、上り無信号領域であり、上記ガードタイムに対応する。なお、個々のＯＮＵにはＴ−ＣＯＮＵと呼ばれる複数の帯域割り当て単位が割り付け可能であり、上記上り送信許可タイミングの指定はＴ−ＣＯＮＵ毎に行われる。
例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３の８．２章の規定では、複数のＯＮＵからＯＬＴに向けて伝送される信号は上り信号と呼ばれ、プリアンブル、デリミタ、ペイロード信号を含み、また同勧告８章の図８−２に示すように、各上り信号の直前には前のバースト信号との衝突防止のためにガードタイムが設定される。一方、同勧告８．１章の規定によれば、該ＯＬＴより該複数のＯＮＵに向けて送信される信号は下り信号と呼ばれ、フレーム同期パタン、ＰＬＯＡＭ領域、ＵＳ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ＭＡＰ領域、フレームペイロードを含む。ＯＬＴは同勧告８．１．３．６章に示すようにＵＳ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ＭＡＰと呼ばれる領域を用いて、各ＯＮＵの上り送信許可タイミングを指定する。ＵＳ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ＭＡＰ領域は送信許可の開始を指定するＳｔａｒｔ値と終了を指定するＥｎｄ値を備えており、それぞれバイト単位の指定が行われる。この値を、送信を許可するという意味でグラント値とも呼ぶ。そして、Ｅｎｄ値と次のＳｔａｒｔ値の差は、上り無信号領域であり、上記ガードタイムに対応する。なお、個々のＯＮＵにはＴ−ＣＯＮＵと呼ばれる複数の帯域割り当て単位が割り付け可能であり、上記上り送信許可タイミングの指定はＴ−ＣＯＮＵ毎に行われる。
レンジングでは、ＯＬＴがＯＮＵに対して距離測定用の信号を送信するよう要求する。ＯＮＵが距離測定フレームを返すとＯＬＴはその信号を受信し、距離測定用の信号の送信要求から距離測定用の信号受信までの時間、すなわち往復遅延時間を測定して、ＯＮＵがＯＬＴからどれだけ離れているかを知る。続いてＯＬＴは全てのＯＮＵを等距離に見せるため、各ＯＮＵに対して等化遅延量と呼ばれる時間だけ送信を遅延させるように指示を送る。例えば全てのＯＮＵが２０ｋｍの往復遅延時間を持つようにするには、「（２０ｋｍの往復遅延時間）−（測定された往復遅延時間）」に等しい等化遅延量をＯＮＵに指示する。ＯＮＵは、指示された等化遅延量だけ固定的に遅延させてデータを送信する回路を備えており、上記指示により、全てのＯＮＵが２０ｋｍの往復遅延時間を持つように上りデータ送信が行われる。
一方、ＷＤＭ方式では、ＯＬＴとＯＮＵの間に上り信号、下り信号に共に複数の波長の異なる波を接続し、各ＯＮＵは特定の波長を受信、送信することにより、通信を行う。ＯＬＴから各ＯＮＵに対して個別の波長を割り当てて通信を行うことにより、通信帯域を著しく向上させることが出来る。最大３２台のＯＮＵを接続できるＷＤＭ−ＰＯＮの１つの実現方法は、各ＯＮＵに上り下りそれぞれ１つずつの波長を割り当てることである。すなわち１つのＰＯＮで使用する波長数は、接続されるＯＮＵの最大数（例えば３２台）の２倍（下り３２波長、上り３２波長）とすることである。この場合、１つの波長は１台のＯＮＵにより占有されるため波長数の受信器が必要とされる反面、上述のレンジング手順は不要となり、またＯＬＴは従来のＴＤＭ−ＰＯＮで必要であった高度な技術を要するバースト信号受信回路を備える必要がない。
一方、ＷＤＭ方式では、ＯＬＴとＯＮＵの間に上り信号、下り信号に共に複数の波長の異なる波を接続し、各ＯＮＵは特定の波長を受信、送信することにより、通信を行う。ＯＬＴから各ＯＮＵに対して個別の波長を割り当てて通信を行うことにより、通信帯域を著しく向上させることが出来る。最大３２台のＯＮＵを接続できるＷＤＭ−ＰＯＮの１つの実現方法は、各ＯＮＵに上り下りそれぞれ１つずつの波長を割り当てることである。すなわち１つのＰＯＮで使用する波長数は、接続されるＯＮＵの最大数（例えば３２台）の２倍（下り３２波長、上り３２波長）とすることである。この場合、１つの波長は１台のＯＮＵにより占有されるため波長数の受信器が必要とされる反面、上述のレンジング手順は不要となり、またＯＬＴは従来のＴＤＭ−ＰＯＮで必要であった高度な技術を要するバースト信号受信回路を備える必要がない。
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．１
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．２
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．４
ここで最大３２台のＯＮＵを接続できるＷＤＭ−ＰＯＮでも従来のＴＤＭ−ＰＯＮの考え方を踏襲して、下り波長数をｍ個（ただし３２波長以下）および上り波長数をｎ個（ただし３２波長以下）に制限することにより、高価な光部品の数を減じて経済的にＰＯＮを構築するという考え方もありうる。例えば、１つの波長を複数のＯＮＵが使用し、各波長ではＴＤＭで通信する。
ただしこの時、上り信号は複数のＯＮＵからの送信信号を時分割多重して伝送するため、ＷＤＭ−ＰＯＮでありながら上述のレンジング手順が必要となる。レンジングにおいては、上述のようにＯＮＵ毎に往復遅延時間を測定することが必要であり、このためにレンジング窓と呼ばれる無信号領域を備えることが必須となる。たとえばＯＬＴから最大２０ｋｍの距離に位置するＯＮＵの往復遅延時間を測定するためには、２００マイクロ秒のレンジング窓を開く必要があり、この間通常の通信を行うことはできない。一方、ＯＮＵを高速に起動するためには、レンジング窓を１ミリ秒に１回程度の頻度で開いて距離測定を行うことが望ましい。するとこの例では、１ミリ秒中に２００マイクロ秒の領域を無信号領域に設定しなければならず、これによる帯域の欠損は２０％に及ぶ。
また、上述のようにＯＬＴはバースト受信回路を上り波長の数だけ備えることが必要となる。バースト受信回路は連続信号用の受信回路に比して高度な技術を要し、回路規模も増加するため、バースト受信回路を上り波長の数だけ備えることはＰＯＮシステムとしての経済性を損なう可能性がある。
以上の点に鑑み、本発明の目的のひとつは、複数のＯＮＵが波長を共有して伝送を行うＷＤＭ−ＰＯＮ方式において、レンジング手順による利用帯域の減少を極力抑える光終端装置及び光ネットワークユニットを提供することである。また、本発明の他の目的のひとつは、高度な技術を要するバースト受信回路を上り波長の数だけ備えることを避け、ＯＬＴが１つのバースト受信回路のみを備えることで経済的に優れた通信方式を提供することにある。
ただしこの時、上り信号は複数のＯＮＵからの送信信号を時分割多重して伝送するため、ＷＤＭ−ＰＯＮでありながら上述のレンジング手順が必要となる。レンジングにおいては、上述のようにＯＮＵ毎に往復遅延時間を測定することが必要であり、このためにレンジング窓と呼ばれる無信号領域を備えることが必須となる。たとえばＯＬＴから最大２０ｋｍの距離に位置するＯＮＵの往復遅延時間を測定するためには、２００マイクロ秒のレンジング窓を開く必要があり、この間通常の通信を行うことはできない。一方、ＯＮＵを高速に起動するためには、レンジング窓を１ミリ秒に１回程度の頻度で開いて距離測定を行うことが望ましい。するとこの例では、１ミリ秒中に２００マイクロ秒の領域を無信号領域に設定しなければならず、これによる帯域の欠損は２０％に及ぶ。
また、上述のようにＯＬＴはバースト受信回路を上り波長の数だけ備えることが必要となる。バースト受信回路は連続信号用の受信回路に比して高度な技術を要し、回路規模も増加するため、バースト受信回路を上り波長の数だけ備えることはＰＯＮシステムとしての経済性を損なう可能性がある。
以上の点に鑑み、本発明の目的のひとつは、複数のＯＮＵが波長を共有して伝送を行うＷＤＭ−ＰＯＮ方式において、レンジング手順による利用帯域の減少を極力抑える光終端装置及び光ネットワークユニットを提供することである。また、本発明の他の目的のひとつは、高度な技術を要するバースト受信回路を上り波長の数だけ備えることを避け、ＯＬＴが１つのバースト受信回路のみを備えることで経済的に優れた通信方式を提供することにある。
上記第１の課題、目的は、例えば、レンジング専用の波長を１つ備え、レンジングはこの専用波長でのみ行って往復遅延時間を測定し、他の波長では得られた往復遅延時間に基づいて複数のＯＮＵからの送信信号を時分割多重して伝送することにより解決される。レンジング専用の波長が使用されるのはレンジング時のみであり、レンジング後に各ＯＮＵは他の波長に切り替えて高効率で通信を行うため、帯域が無駄になることはない。本解決手段の別の効用として、信号伝送の効率を気にせずにレンジング窓を開くことができる点が挙げられる。したがってレンジング周期を１ミリ秒からさらに短縮することでＯＮＵの起動時間をさらに短縮することが可能となる。
上記第２の課題、目的は、例えば、上記解決手段で使用するレンジング専用の波長に対してのみバースト受信回路を備え、レンジング手順に引き続き各ＯＮＵに対して送信振幅と送信位相を調整する制御を行い、ＯＬＴでの受信振幅および受信位相を等しく揃えることで解決される。このために、ＯＬＴは受信信号の振幅および位相を測定する手段をバースト受信回路として備え、またＯＮＵ毎の受信振幅および受信位相を管理するテーブルを備え、最終的に期待する受信振幅および受信位相と、最初のレンジング手順において測定された振幅および位相の差分を上記管理テーブルに書き込み、さらにこの差分を少なくする方向に各ＯＮＵに対する制御メッセージを送信した後、再び最終的に期待する受信振幅および受信位相と受信された信号の振幅および位相の差分を測定する。この繰り返しにより、最終的に全てのＯＮＵからの受信振幅および受信位相を期待値に揃えることができる。この複数回の制御は、レンジング専用の波長を割り当てることで初めて実用的に可能となったものであり、信号伝送の効率を気にせずに、何回でもＯＮＵからの受信振幅および受信位相を制御するループを回すことが可能となる。
上記第２の課題、目的は、例えば、上記解決手段で使用するレンジング専用の波長に対してのみバースト受信回路を備え、レンジング手順に引き続き各ＯＮＵに対して送信振幅と送信位相を調整する制御を行い、ＯＬＴでの受信振幅および受信位相を等しく揃えることで解決される。このために、ＯＬＴは受信信号の振幅および位相を測定する手段をバースト受信回路として備え、またＯＮＵ毎の受信振幅および受信位相を管理するテーブルを備え、最終的に期待する受信振幅および受信位相と、最初のレンジング手順において測定された振幅および位相の差分を上記管理テーブルに書き込み、さらにこの差分を少なくする方向に各ＯＮＵに対する制御メッセージを送信した後、再び最終的に期待する受信振幅および受信位相と受信された信号の振幅および位相の差分を測定する。この繰り返しにより、最終的に全てのＯＮＵからの受信振幅および受信位相を期待値に揃えることができる。この複数回の制御は、レンジング専用の波長を割り当てることで初めて実用的に可能となったものであり、信号伝送の効率を気にせずに、何回でもＯＮＵからの受信振幅および受信位相を制御するループを回すことが可能となる。
本発明のＷＤＭ−ＰＯＮシステムは、例えば、
ＯＬＴ、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵを備え、ＯＮＵは送信波長および受信波長を可変制御する波長制御部を備えるＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴからＯＮＵへの通信に使用される波長のうち１つをレンジング専用に使用すること
を特徴のひとつとする。
また、上記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムであって、ＯＬＴは受信した信号を波長別に弁別するＷＤＭフィルタと、上記ＷＤＭフィルタから弁別された上記レンジング専用に使用する波長の出力ポートに接続されたバースト受信回路と、上記ＷＤＭフィルタから出力される他の信号波長のポートに接続された連続信号用の受信器を備えることを特徴のひとつとする。
上記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムであって、ＯＬＴは受信信号の振幅および位相を測定する手段と、ＯＮＵ毎の受信振幅および受信位相を管理するテーブルと、ＯＮＵに対して送信振幅と送信位相を制御するメッセージを送信する手段を備えることを特徴のひとつとする。
上記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムであって、ＯＮＵは、ＯＬＴからの制御メッセージに基づいて送信振幅と送信位相を調整する手段を備えることを特徴のひとつとする。
ＯＬＴ、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵを備え、ＯＮＵは送信波長および受信波長を可変制御する波長制御部を備えるＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴからＯＮＵへの通信に使用される波長のうち１つをレンジング専用に使用すること
を特徴のひとつとする。
また、上記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムであって、ＯＬＴは受信した信号を波長別に弁別するＷＤＭフィルタと、上記ＷＤＭフィルタから弁別された上記レンジング専用に使用する波長の出力ポートに接続されたバースト受信回路と、上記ＷＤＭフィルタから出力される他の信号波長のポートに接続された連続信号用の受信器を備えることを特徴のひとつとする。
上記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムであって、ＯＬＴは受信信号の振幅および位相を測定する手段と、ＯＮＵ毎の受信振幅および受信位相を管理するテーブルと、ＯＮＵに対して送信振幅と送信位相を制御するメッセージを送信する手段を備えることを特徴のひとつとする。
上記ＷＤＭ−ＰＯＮシステムであって、ＯＮＵは、ＯＬＴからの制御メッセージに基づいて送信振幅と送信位相を調整する手段を備えることを特徴のひとつとする。
本発明のＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおけるレンジング方法は、例えば、
ＯＬＴ、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵを備え、ＯＮＵは送信波長および受信波長を可変制御する波長制御部を備えるＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、
ＯＬＴからＯＮＵへの通信に使用される波長のうち１つをレンジング専用に使用し、
ＯＬＴは受信信号の振幅および位相を測定する手段と、ＯＮＵ毎の受信振幅および受信位相を管理するテーブルと、ＯＮＵに対して送信振幅と送信位相を制御するメッセージを送信する手段を備え、
ＯＮＵは、ＯＬＴからの制御メッセージに基づいて送信振幅と送信位相を調整する手段を備え、
ＯＬＴは、レンジング時受信したバースト信号の受信振幅および受信位相と、期待する受信振幅および受信位相の差分を求め、その差分を小さくする方向にＯＮＵに対して送信振幅および送信位相を調整する制御メッセージを送信し、続いてＯＮＵは受信した上記制御メッセージの内容に基づき送信振幅および送信位相を調整することを特徴のひとつとする。
ＯＬＴ、光ファイバ、光スプリッタ、複数のＯＮＵを備え、ＯＮＵは送信波長および受信波長を可変制御する波長制御部を備えるＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、
ＯＬＴからＯＮＵへの通信に使用される波長のうち１つをレンジング専用に使用し、
ＯＬＴは受信信号の振幅および位相を測定する手段と、ＯＮＵ毎の受信振幅および受信位相を管理するテーブルと、ＯＮＵに対して送信振幅と送信位相を制御するメッセージを送信する手段を備え、
ＯＮＵは、ＯＬＴからの制御メッセージに基づいて送信振幅と送信位相を調整する手段を備え、
ＯＬＴは、レンジング時受信したバースト信号の受信振幅および受信位相と、期待する受信振幅および受信位相の差分を求め、その差分を小さくする方向にＯＮＵに対して送信振幅および送信位相を調整する制御メッセージを送信し、続いてＯＮＵは受信した上記制御メッセージの内容に基づき送信振幅および送信位相を調整することを特徴のひとつとする。
本発明の態様のひとつによると、
光終端装置と、光スプリッタと、光ファイバ及び前記光スプリッタを介して前記光終端装置に接続される複数の光ネットワークユニットとを備え、前記光終端装置と前記光ネットワークユニットとが、波長分割多重かつ各波長が時分割多重で通信するパッシブ光ネットワークシステムにおいて、
前記光終端装置と前記光ネットワークユニット間で予め定められたレンジング処理を行うための信号が送受信される第１波長と、前記光終端装置と前記光ネットワークユニットとが通信するための複数の第２波長とを有する前記システムであって、
前記光終端装置は、
第１波長を用いて前記光ネットワークユニットと前記レンジング処理を行い、自光終端装置と複数の前記光ネットワークユニット間が等距離にあるようにするために各前記光ネットワークユニットで信号を遅延して送信させるための等化遅延量を、各前記光ネットワークユニットに指示し、及び、第２波長を用いて前記光ネットワークユニットと通信し、
前記光ネットワークユニットはそれぞれ、
前記光終端装置から指示された等化遅延量を記憶する等化遅延量記憶部と、
設定される受信波長で信号を受信する受信器と、
設定される送信波長で、信号を前記等化遅延量記憶部に記憶された等化遅延量に基づき遅延させて送信する送信器と、
前記送信器の送信波長及び前記受信器の受信波長を、第１波長に設定して前記レンジング処理のための信号を送信及び受信させ、前記レンジング処理の後、前記送信器の送信波長及び前記受信器の受信波長を、割り当てられる第２波長のひとつに設定して、前記光終端装置と通信させる波長制御部と
を備えたパッシブ光ネットワークシステムが提供される。
本発明の他の態様によると、
光終端装置と、光スプリッタと、光ファイバ及び前記光スプリッタを介して前記光終端装置に接続される複数の光ネットワークユニットとを備え、前記光終端装置と前記光ネットワークユニットとが、波長分割多重かつ各波長が時分割多重で通信するパッシブ光ネットワークシステムにおいて、
前記光終端装置と前記光ネットワークユニット間で予め定められたレンジング処理を行うための信号が送受信される第１波長と、前記光終端装置と前記光ネットワークユニットとが通信するための複数の第２波長とを有する前記システムであって、
前記光終端装置は、
第１波長を用いて前記光ネットワークユニットと前記レンジング処理を行い、自光終端装置と複数の前記光ネットワークユニット間が等距離にあるようにするために各前記光ネットワークユニットで信号を遅延して送信させるための等化遅延量を、各前記光ネットワークユニットに指示し、及び、第２波長を用いて前記光ネットワークユニットと通信し、
前記光ネットワークユニットはそれぞれ、
前記光終端装置から指示された等化遅延量を記憶する等化遅延量記憶部と、
設定される受信波長で信号を受信する第３受信器と、
設定される送信波長で、信号を前記等化遅延量記憶部に記憶された等化遅延量に基づき遅延させて送信する第３送信器と、
第１波長で信号を受信する第４受信器と、
第１波長で、信号を前記等化遅延量記憶部に記憶された等化遅延量に基づき遅延させて送信する信号を送信する第４送信器と、
前記第３送信器の送信波長及び前記第３受信器の受信波長を、割り当てられる第２波長のひとつに設定して、前記光終端装置と通信させる波長制御部と
を備え、
前記光ネットワークユニットは、第２波長での前記光終端装置との通信に並行して、第１波長で、前記レンジング処理のための信号、及び／又は、前記光終端装置に出力する信号の振幅及び位相を調整するための振幅位相制御信号を送受信するパッシブ光ネットワークシステムが提供される。
本発明の他の態様によると、
光終端装置と、光スプリッタと、光ファイバ及び前記光スプリッタを介して前記光終端装置に接続される複数の光ネットワークユニットとを備え、前記光終端装置と前記光ネットワークユニットとが、波長分割多重かつ各波長が時分割多重で通信するパッシブ光ネットワークシステムにおけるレンジング方法であって、
前記システムは、前記光終端装置と前記光ネットワークユニット間で予め定められたレンジング処理を行うための信号が送受信される第１波長と、前記光終端装置と前記光ネットワークユニットとが通信するための複数の第２波長とを有し、
前記光終端装置は、
第１波長を用いて前記光ネットワークユニットと前記レンジング処理を行い、前記光終端装置と複数の前記光ネットワークユニット間が等距離にあるようにするために、各前記光ネットワークユニットで信号を遅延して送信させるための等化遅延量を、各前記光ネットワークユニットに指示し、及び、第２波長を用いて前記光ネットワークユニットと通信し、
前記光ネットワークユニットは、
前記光終端装置から指示された等化遅延量を記憶して、前記光終端装置に出力される信号を該等化遅延量に基づき遅延して送信させ、
送信波長及び受信波長を第１波長に設定して前記レンジング処理のための信号を送信及び受信し、
前記レンジング処理の後、送信波長及び受信波長を割り当てられる第２波長のひとつに設定して、前記光終端装置と通信する前記レンジング方法が提供される。
光終端装置と、光スプリッタと、光ファイバ及び前記光スプリッタを介して前記光終端装置に接続される複数の光ネットワークユニットとを備え、前記光終端装置と前記光ネットワークユニットとが、波長分割多重かつ各波長が時分割多重で通信するパッシブ光ネットワークシステムにおいて、
前記光終端装置と前記光ネットワークユニット間で予め定められたレンジング処理を行うための信号が送受信される第１波長と、前記光終端装置と前記光ネットワークユニットとが通信するための複数の第２波長とを有する前記システムであって、
前記光終端装置は、
第１波長を用いて前記光ネットワークユニットと前記レンジング処理を行い、自光終端装置と複数の前記光ネットワークユニット間が等距離にあるようにするために各前記光ネットワークユニットで信号を遅延して送信させるための等化遅延量を、各前記光ネットワークユニットに指示し、及び、第２波長を用いて前記光ネットワークユニットと通信し、
前記光ネットワークユニットはそれぞれ、
前記光終端装置から指示された等化遅延量を記憶する等化遅延量記憶部と、
設定される受信波長で信号を受信する受信器と、
設定される送信波長で、信号を前記等化遅延量記憶部に記憶された等化遅延量に基づき遅延させて送信する送信器と、
前記送信器の送信波長及び前記受信器の受信波長を、第１波長に設定して前記レンジング処理のための信号を送信及び受信させ、前記レンジング処理の後、前記送信器の送信波長及び前記受信器の受信波長を、割り当てられる第２波長のひとつに設定して、前記光終端装置と通信させる波長制御部と
を備えたパッシブ光ネットワークシステムが提供される。
本発明の他の態様によると、
光終端装置と、光スプリッタと、光ファイバ及び前記光スプリッタを介して前記光終端装置に接続される複数の光ネットワークユニットとを備え、前記光終端装置と前記光ネットワークユニットとが、波長分割多重かつ各波長が時分割多重で通信するパッシブ光ネットワークシステムにおいて、
前記光終端装置と前記光ネットワークユニット間で予め定められたレンジング処理を行うための信号が送受信される第１波長と、前記光終端装置と前記光ネットワークユニットとが通信するための複数の第２波長とを有する前記システムであって、
前記光終端装置は、
第１波長を用いて前記光ネットワークユニットと前記レンジング処理を行い、自光終端装置と複数の前記光ネットワークユニット間が等距離にあるようにするために各前記光ネットワークユニットで信号を遅延して送信させるための等化遅延量を、各前記光ネットワークユニットに指示し、及び、第２波長を用いて前記光ネットワークユニットと通信し、
前記光ネットワークユニットはそれぞれ、
前記光終端装置から指示された等化遅延量を記憶する等化遅延量記憶部と、
設定される受信波長で信号を受信する第３受信器と、
設定される送信波長で、信号を前記等化遅延量記憶部に記憶された等化遅延量に基づき遅延させて送信する第３送信器と、
第１波長で信号を受信する第４受信器と、
第１波長で、信号を前記等化遅延量記憶部に記憶された等化遅延量に基づき遅延させて送信する信号を送信する第４送信器と、
前記第３送信器の送信波長及び前記第３受信器の受信波長を、割り当てられる第２波長のひとつに設定して、前記光終端装置と通信させる波長制御部と
を備え、
前記光ネットワークユニットは、第２波長での前記光終端装置との通信に並行して、第１波長で、前記レンジング処理のための信号、及び／又は、前記光終端装置に出力する信号の振幅及び位相を調整するための振幅位相制御信号を送受信するパッシブ光ネットワークシステムが提供される。
本発明の他の態様によると、
光終端装置と、光スプリッタと、光ファイバ及び前記光スプリッタを介して前記光終端装置に接続される複数の光ネットワークユニットとを備え、前記光終端装置と前記光ネットワークユニットとが、波長分割多重かつ各波長が時分割多重で通信するパッシブ光ネットワークシステムにおけるレンジング方法であって、
前記システムは、前記光終端装置と前記光ネットワークユニット間で予め定められたレンジング処理を行うための信号が送受信される第１波長と、前記光終端装置と前記光ネットワークユニットとが通信するための複数の第２波長とを有し、
前記光終端装置は、
第１波長を用いて前記光ネットワークユニットと前記レンジング処理を行い、前記光終端装置と複数の前記光ネットワークユニット間が等距離にあるようにするために、各前記光ネットワークユニットで信号を遅延して送信させるための等化遅延量を、各前記光ネットワークユニットに指示し、及び、第２波長を用いて前記光ネットワークユニットと通信し、
前記光ネットワークユニットは、
前記光終端装置から指示された等化遅延量を記憶して、前記光終端装置に出力される信号を該等化遅延量に基づき遅延して送信させ、
送信波長及び受信波長を第１波長に設定して前記レンジング処理のための信号を送信及び受信し、
前記レンジング処理の後、送信波長及び受信波長を割り当てられる第２波長のひとつに設定して、前記光終端装置と通信する前記レンジング方法が提供される。
本発明の第１の解決手段によると、
複数の光ネットワークユニットと、光ファイバならびに光スプリッタを介して接続される光終端装置であって、
第１の波長の光信号を前記複数の光ネットワークユニットに向けて送信する第１の光送信器と、
前記第１の波長以外の、それぞれが異なる波長である第２の波長の光信号を前記複数の光ネットワークユニットに向けて送信する複数の第２の光送信器と、
前記複数の光ネットワークユニットから、第３の波長の光信号を受信する第１の光受信器と、
前記複数の光ネットワークユニットから、前記第３の波長以外の、それぞれが異なる波長である第４の波長の光信号を受信する複数の第２の光受信器と、
前記第１の光送信器および前記第１の光受信器を用いて、前記複数の光ネットワークユニットのそれぞれに対して応答を求める要求信号を送信し、前記要求信号を送信してから前記要求信号に対する応答信号を受信するまでの時間を測定し、当該時間の測定の後で、複数の前記第２の光送信器および複数の前記第２の光受信器を用いて、前記複数の光ネットワークユニットとの間で、前記複数の光ネットワークユニットが送信する光信号が衝突しないように各々の前記光ネットワークユニットが光信号を送信する時間を前記測定した時間を用いて調整しながら通信を行なう制御部と、を有することを特徴とする光終端装置が提供される。
本発明の第２の解決手段によると、
光ファイバならびに光スプリッタを介して光終端装置と接続される光ネットワークユニットであって、
前記光終端装置からの光信号のうち、設定された波長の光信号を通過させる波長可変フィルタと、
設定された波長の光信号を前記光終端装置へ向けて出力する波長可変レーザーと、
前記光終端装置との間で通信時間を測定するときに前記波長可変フィルタに第１の波長を、前記通信時間の測定が終わった後で前記光終端装置との間でデータの送受信を行うときに前記波長可変フィルタに第２の波長を、それぞれ設定する受信波長制御部と、
前記通信時間を測定するときに前記波長可変レーザーに第３の波長を、前記通信時間の測定が終わった後で前記光終端装置との間でデータの送受信を行うときに前記波長可変レーザーに第４の波長を、それぞれ設定する送信波長制御部と、を有することを特徴とする光ネットワークユニットが提供される。
複数の光ネットワークユニットと、光ファイバならびに光スプリッタを介して接続される光終端装置であって、
第１の波長の光信号を前記複数の光ネットワークユニットに向けて送信する第１の光送信器と、
前記第１の波長以外の、それぞれが異なる波長である第２の波長の光信号を前記複数の光ネットワークユニットに向けて送信する複数の第２の光送信器と、
前記複数の光ネットワークユニットから、第３の波長の光信号を受信する第１の光受信器と、
前記複数の光ネットワークユニットから、前記第３の波長以外の、それぞれが異なる波長である第４の波長の光信号を受信する複数の第２の光受信器と、
前記第１の光送信器および前記第１の光受信器を用いて、前記複数の光ネットワークユニットのそれぞれに対して応答を求める要求信号を送信し、前記要求信号を送信してから前記要求信号に対する応答信号を受信するまでの時間を測定し、当該時間の測定の後で、複数の前記第２の光送信器および複数の前記第２の光受信器を用いて、前記複数の光ネットワークユニットとの間で、前記複数の光ネットワークユニットが送信する光信号が衝突しないように各々の前記光ネットワークユニットが光信号を送信する時間を前記測定した時間を用いて調整しながら通信を行なう制御部と、を有することを特徴とする光終端装置が提供される。
本発明の第２の解決手段によると、
光ファイバならびに光スプリッタを介して光終端装置と接続される光ネットワークユニットであって、
前記光終端装置からの光信号のうち、設定された波長の光信号を通過させる波長可変フィルタと、
設定された波長の光信号を前記光終端装置へ向けて出力する波長可変レーザーと、
前記光終端装置との間で通信時間を測定するときに前記波長可変フィルタに第１の波長を、前記通信時間の測定が終わった後で前記光終端装置との間でデータの送受信を行うときに前記波長可変フィルタに第２の波長を、それぞれ設定する受信波長制御部と、
前記通信時間を測定するときに前記波長可変レーザーに第３の波長を、前記通信時間の測定が終わった後で前記光終端装置との間でデータの送受信を行うときに前記波長可変レーザーに第４の波長を、それぞれ設定する送信波長制御部と、を有することを特徴とする光ネットワークユニットが提供される。
本発明により、複数のＯＮＵが波長を共有して伝送を行うＷＤＭ−ＰＯＮ方式において、レンジング手順による利用帯域の減少を極力抑える光終端装置及び光ネットワークユニットを提供することができる。さらに、本発明により、高度な技術を要するバースト受信回路の数を１つに抑えて経済的に優れた通信方式を提供することができる。
図１に、光アクセス網の構成を示す。
ＰＯＮ１０はＰＳＴＮ／インターネット２０に接続されて、データを送受信する。ＰＯＮ１０は、例えば、光スプリッタ１００、幹線ファイバ１１０、支線ファイバ１２０、ＯＬＴ２００および複数のＯＮＵ３００を備える。さらに、ＯＮＵ３００に接続される電話４００、パーソナルコンピュータ４１０等を備えてもよい。なお、ＯＮＵ３００はＯＮＴでもよいが、本実施の形態ではＯＮＵとして説明する。
ＯＬＴ２００には、１本の幹線ファイバ１１０、光スプリッタ１００および支線ファイバ１２０を介して、たとえば３２台のＯＮＵ３００が接続可能である。図１の例では、５台のＯＮＵが図示されており、それぞれＯＬＴ２００からのファイバ長が異なる。図示された例では、ＯＮＵ３００−１はＯＬＴ２００からのファイバ長が１ｋｍ、ＯＮＵ３００−２はＯＬＴ２００からのファイバ長が１０ｋｍ、ＯＮＵ３００−３はＯＬＴ２００からのファイバ長が２０ｋｍ、ＯＮＵ３００−４はＯＬＴ２００からのファイバ長が１０ｋｍ、ＯＮＵ３００−ｎはＯＬＴ２００からのファイバ長が１５ｋｍである。
ＯＬＴ２００からＯＮＵ３００の方向（下り方向）に伝送される信号１３０にはそれぞれのＯＮＵ３００宛の信号が、波長分割多重かつ時分割多重されて伝送される。ＯＮＵ３００で受信された信号は、自分宛の信号であるか否かをＯＮＵ３００内で判定し、信号のあて先に基づいて、電話４００やパーソナルコンピュータ４１０に送られる。また、ＯＮＵ３００からＯＬＴ２００の方向（上り方向）では、ＯＮＵ３００−１から伝送される信号１２０−１、ＯＮＵ３００−２から伝送される信号１２０−２、ＯＮＵ３００−３から伝送される信号１２０−３、ＯＮＵ３００−４から伝送される信号１２０−４、ＯＮＵ３００−ｎから伝送される信号１２０−ｎは、光スプリッタ１００を通った後に波長多重かつ時分割多重されて、信号１４０となり、ＯＬＴ２００に到達する。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。
ＯＬＴ２００からＯＮＵ３００へ向かう下り信号の通信にはｍ個の波長λｄ１、λｄ２、…、λｄｍが使用される。ＯＬＴからＯＮＵへ向かう上り信号の通信にはｎ個の波長λｕ１、λｕ２、…、λｄｎが使用される。それぞれの波長は１台または任意の数の複数台のＯＮＵ３００により共用されることができる。本実施の形態では下り波長λｄ１は全てのＯＮＵ３００が起動される時に共用される共通波長であり、また上り波長λｕ１は全てのＯＮＵが起動される時かつその時のみに共通に使用されるレンジング専用波長である。
ＰＯＮ１０はＰＳＴＮ／インターネット２０に接続されて、データを送受信する。ＰＯＮ１０は、例えば、光スプリッタ１００、幹線ファイバ１１０、支線ファイバ１２０、ＯＬＴ２００および複数のＯＮＵ３００を備える。さらに、ＯＮＵ３００に接続される電話４００、パーソナルコンピュータ４１０等を備えてもよい。なお、ＯＮＵ３００はＯＮＴでもよいが、本実施の形態ではＯＮＵとして説明する。
ＯＬＴ２００には、１本の幹線ファイバ１１０、光スプリッタ１００および支線ファイバ１２０を介して、たとえば３２台のＯＮＵ３００が接続可能である。図１の例では、５台のＯＮＵが図示されており、それぞれＯＬＴ２００からのファイバ長が異なる。図示された例では、ＯＮＵ３００−１はＯＬＴ２００からのファイバ長が１ｋｍ、ＯＮＵ３００−２はＯＬＴ２００からのファイバ長が１０ｋｍ、ＯＮＵ３００−３はＯＬＴ２００からのファイバ長が２０ｋｍ、ＯＮＵ３００−４はＯＬＴ２００からのファイバ長が１０ｋｍ、ＯＮＵ３００−ｎはＯＬＴ２００からのファイバ長が１５ｋｍである。
ＯＬＴ２００からＯＮＵ３００の方向（下り方向）に伝送される信号１３０にはそれぞれのＯＮＵ３００宛の信号が、波長分割多重かつ時分割多重されて伝送される。ＯＮＵ３００で受信された信号は、自分宛の信号であるか否かをＯＮＵ３００内で判定し、信号のあて先に基づいて、電話４００やパーソナルコンピュータ４１０に送られる。また、ＯＮＵ３００からＯＬＴ２００の方向（上り方向）では、ＯＮＵ３００−１から伝送される信号１２０−１、ＯＮＵ３００−２から伝送される信号１２０−２、ＯＮＵ３００−３から伝送される信号１２０−３、ＯＮＵ３００−４から伝送される信号１２０−４、ＯＮＵ３００−ｎから伝送される信号１２０−ｎは、光スプリッタ１００を通った後に波長多重かつ時分割多重されて、信号１４０となり、ＯＬＴ２００に到達する。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。
ＯＬＴ２００からＯＮＵ３００へ向かう下り信号の通信にはｍ個の波長λｄ１、λｄ２、…、λｄｍが使用される。ＯＬＴからＯＮＵへ向かう上り信号の通信にはｎ個の波長λｕ１、λｕ２、…、λｄｎが使用される。それぞれの波長は１台または任意の数の複数台のＯＮＵ３００により共用されることができる。本実施の形態では下り波長λｄ１は全てのＯＮＵ３００が起動される時に共用される共通波長であり、また上り波長λｕ１は全てのＯＮＵが起動される時かつその時のみに共通に使用されるレンジング専用波長である。
図２に本実施の形態における波長配置例を示す。
本実施の形態では１例として、下り波長を８個（Ｍ＝８）、上り波長を４個（ｎ＝４）使用し、それぞれは２０ｎｍ間隔で配置され、周囲温度変動に伴う波長変動に対して十分な変動耐力を有する。上述のように下り波長λｄ１は全てのＯＮＵ３００が起動される時に共用される共通波長であり、また上り波長λｕ１は、全てのＯＮＵ３００が起動される時かつその時のみに共通に使用されるレンジング専用波長である。なお、波長の数、割り当てる波長の値は適宜定めることができる。以下、λｄ１とλｕ１を併せて第１波長と称し、他の複数の波長を第２波長と称することがある。
本実施の形態では１例として、下り波長を８個（Ｍ＝８）、上り波長を４個（ｎ＝４）使用し、それぞれは２０ｎｍ間隔で配置され、周囲温度変動に伴う波長変動に対して十分な変動耐力を有する。上述のように下り波長λｄ１は全てのＯＮＵ３００が起動される時に共用される共通波長であり、また上り波長λｕ１は、全てのＯＮＵ３００が起動される時かつその時のみに共通に使用されるレンジング専用波長である。なお、波長の数、割り当てる波長の値は適宜定めることができる。以下、λｄ１とλｕ１を併せて第１波長と称し、他の複数の波長を第２波長と称することがある。
図３に、光アクセス網におけるレンジング動作の説明図を示す。
ＯＬＴ２００は、ＯＮＵ３００−１、ＯＮＵ３００−２、ＯＮＵ３００−３、ＯＮＵ３００−４、ＯＮＵ３００−ｎまでの距離をＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に示されるレンジング手順（レンジング処理）によってそれぞれ測定し、すべてのＯＮＵ３００がＯＬＴ２００から等距離に見えるように、ＯＮＵ毎に等化遅延量と呼ばれる値の設定を行う。この作用により、すべてのＯＮＵ３００が例えば２０ｋｍに接続されているように扱うことができる。以下にこのメカニズムを詳しく説明する。
ＯＬＴ２００は、ＯＮＵ３００−１、ＯＮＵ３００−２、ＯＮＵ３００−３、ＯＮＵ３００−４、ＯＮＵ３００−ｎまでの距離をＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に示されるレンジング手順（レンジング処理）によってそれぞれ測定し、すべてのＯＮＵ３００がＯＬＴ２００から等距離に見えるように、ＯＮＵ毎に等化遅延量と呼ばれる値の設定を行う。この作用により、すべてのＯＮＵ３００が例えば２０ｋｍに接続されているように扱うことができる。以下にこのメカニズムを詳しく説明する。
図４に、光アクセス網におけるレンジング信号を示す。
ＯＬＴ２００は、ＯＮＵ３００−１に向けてｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ信号（レンジング要求信号）３１０―１を送信する。図４の例では、ＯＬＴ２００は、各ＯＮＵ３００にそれぞれｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ信号３１０―１を送信しているが、図３に示すように同報してもよい。ＯＮＵ３００−１は、ｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ信号３１０―１を受信後、決められた一定時間後にｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅ信号（レンジング応答信号）３１１―１をＯＬＴ２００に送信する。ＯＬＴ２００は、ｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ信号３１０―１の送信タイミングとｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅ信号３１１―１の受信タイミングの差からＯＮＵ３００−１までの距離を判定する。続いてＯＬＴ２００は、ｒａｎｇｉｎｇ ｔｉｍｅメッセージ（レンジング時間メッセージ）３１２−１を送信し、ＯＮＵ３００−１に対して等化遅延量３３０−１を設定する。この等化遅延量３３０−１の働きにより、図３に示したように、ＯＮＵ３００−１は物理的な設置位置にかかわらず、ＯＬＴ２００からの距離があたかも２０ｋｍであるように調整されている。以下、同様にＯＮＵ３００−２、ＯＮＵ３００−３の距離測定が行われる。
この後、ＯＬＴ２００は、ｇｒａｎｔ（グラント）およびｒｅｑｕｅｓｔ ｒｅｐｏｒｔ信号を送信することで、ＯＮＵ３００−１、ＯＮＵ３００−２、ＯＮＵ３００−３に対して、上り送信許可を与えると共に送信要求量を通知するよう要求する。以降は、動的帯域割当（ＤＢＡ）等を行い通常の運用（通信）を実施する。
ＯＬＴ２００は、ＯＮＵ３００−１に向けてｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ信号（レンジング要求信号）３１０―１を送信する。図４の例では、ＯＬＴ２００は、各ＯＮＵ３００にそれぞれｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ信号３１０―１を送信しているが、図３に示すように同報してもよい。ＯＮＵ３００−１は、ｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ信号３１０―１を受信後、決められた一定時間後にｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅ信号（レンジング応答信号）３１１―１をＯＬＴ２００に送信する。ＯＬＴ２００は、ｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ信号３１０―１の送信タイミングとｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅ信号３１１―１の受信タイミングの差からＯＮＵ３００−１までの距離を判定する。続いてＯＬＴ２００は、ｒａｎｇｉｎｇ ｔｉｍｅメッセージ（レンジング時間メッセージ）３１２−１を送信し、ＯＮＵ３００−１に対して等化遅延量３３０−１を設定する。この等化遅延量３３０−１の働きにより、図３に示したように、ＯＮＵ３００−１は物理的な設置位置にかかわらず、ＯＬＴ２００からの距離があたかも２０ｋｍであるように調整されている。以下、同様にＯＮＵ３００−２、ＯＮＵ３００−３の距離測定が行われる。
この後、ＯＬＴ２００は、ｇｒａｎｔ（グラント）およびｒｅｑｕｅｓｔ ｒｅｐｏｒｔ信号を送信することで、ＯＮＵ３００−１、ＯＮＵ３００−２、ＯＮＵ３００−３に対して、上り送信許可を与えると共に送信要求量を通知するよう要求する。以降は、動的帯域割当（ＤＢＡ）等を行い通常の運用（通信）を実施する。
図５に、本実施の形態のＯＬＴ２００の構成例を示す。
ＯＬＴ２００は、例えば、網ＩＦ２０１と、パケットバッファ２０２と、信号振分部２０３と、コネクション管理テーブル２２１と、ＰＯＮフレーム生成部２０４と、ドライバー２０５と、Ｅ／Ｏ２０６と、ＷＤＭフィルタ２０７と、Ｏ／Ｅ２０８と、増幅器２０９と、固定位相リタイミング部２１０と、ＰＯＮフレーム分解部２１１と、信号多重部２１６と、パケットバッファ２１７と、網ＩＦ２１８と、ＣＰＵ（第１制御部）２２３と、メモリ２２４と、メッセージ送信バッファ２２２と、メッセージ受信バッファ２２３と、波長管理テーブル２２０と、ＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）２１２と、バーストクロック抽出部２１３と、振幅位相偏差判定部２１４と、上りバースト振幅位相管理テーブル（振幅位相管理領域）２２５とを有する。
網ＩＦ２０１はＰＳＴＮ／インターネット２０からの信号を受信する。この信号は一旦パケットバッファ２０２に格納される。信号振分部２０３は、パケット信号に付与されているＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）−ＩＤなどのラベルを読み取ってコネクション管理テーブル２２１を参照して、対応するＯＮＵ番号を読み取り、ＰＯＮフレーム生成部２０４−１〜２０４−ｍの中の対応するブロックに上記パケット信号を転送する。例えば、ＯＮＵ番号によりどの波長を用いるかが予め定められており、その波長に応じてＰＯＮフレーム生成部２０４のいずれかにパケット信号を転送する。なお、本実施の形態では、図２に示すようにｍ＝８である。
ＯＬＴ２００内には使用する下り波長がｍ個の時、ｍ個のＰＯＮフレーム生成部２０４、ドライバー２０５、Ｅ／Ｏ２０６を備えている。ＰＯＮフレーム生成部２０４は、ＰＯＮ区間のオーバーヘッドを加えて電気の送信信号を生成し、ドライバー２０５はＥ／Ｏ２０６を電流駆動して電気信号を光信号に変換し、ＷＤＭフィルタ２０７を介して信号を送信する。
ＯＬＴ２００は、例えば、網ＩＦ２０１と、パケットバッファ２０２と、信号振分部２０３と、コネクション管理テーブル２２１と、ＰＯＮフレーム生成部２０４と、ドライバー２０５と、Ｅ／Ｏ２０６と、ＷＤＭフィルタ２０７と、Ｏ／Ｅ２０８と、増幅器２０９と、固定位相リタイミング部２１０と、ＰＯＮフレーム分解部２１１と、信号多重部２１６と、パケットバッファ２１７と、網ＩＦ２１８と、ＣＰＵ（第１制御部）２２３と、メモリ２２４と、メッセージ送信バッファ２２２と、メッセージ受信バッファ２２３と、波長管理テーブル２２０と、ＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）２１２と、バーストクロック抽出部２１３と、振幅位相偏差判定部２１４と、上りバースト振幅位相管理テーブル（振幅位相管理領域）２２５とを有する。
網ＩＦ２０１はＰＳＴＮ／インターネット２０からの信号を受信する。この信号は一旦パケットバッファ２０２に格納される。信号振分部２０３は、パケット信号に付与されているＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）−ＩＤなどのラベルを読み取ってコネクション管理テーブル２２１を参照して、対応するＯＮＵ番号を読み取り、ＰＯＮフレーム生成部２０４−１〜２０４−ｍの中の対応するブロックに上記パケット信号を転送する。例えば、ＯＮＵ番号によりどの波長を用いるかが予め定められており、その波長に応じてＰＯＮフレーム生成部２０４のいずれかにパケット信号を転送する。なお、本実施の形態では、図２に示すようにｍ＝８である。
ＯＬＴ２００内には使用する下り波長がｍ個の時、ｍ個のＰＯＮフレーム生成部２０４、ドライバー２０５、Ｅ／Ｏ２０６を備えている。ＰＯＮフレーム生成部２０４は、ＰＯＮ区間のオーバーヘッドを加えて電気の送信信号を生成し、ドライバー２０５はＥ／Ｏ２０６を電流駆動して電気信号を光信号に変換し、ＷＤＭフィルタ２０７を介して信号を送信する。
一方、ＯＬＴ２００内には使用する上り波長がｎ個の時、ｎ個のＯ／Ｅ２０８、（ｎ−１）個の固定ゲイン増幅器２０９、（ｎ−１）個の固定位相リタイミング部２１０および（ｎ−１）個のＰＯＮフレーム分解部２１１を備えている。なお、本実施の形態では、図２に示すようにｎ＝８である。ＷＤＭフィルタ２０７を介して受信された信号は、Ｏ／Ｅ２０８にて電気信号に変換され、増幅器２０９にて増幅され、固定位相リタイミング部（クロック抽出部）２１０にてリタイミングされる。ＰＯＮフレーム分解部２１１にてオーバーヘッドが分離されて信号多重部２１６、パケットバッファ２１７を介して網ＩＦ２１８から網側へ信号が出力される。
ところで、Ｏ／Ｅ２０８−１には、例えば、ＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ、自動閾値制御部）２１２が接続され、順にバーストクロック抽出部２１３、振幅位相偏差判定部２１４が接続されている。レンジング専用に使用される波長λｕ１からのレンジング用バースト信号をＡＴＣ２１２およびバーストクロック抽出部２１３（これらをバースト受信回路と称する）にて受信し、さらに振幅位相偏差判定部２１４にて期待する受信振幅および受信位相からの実際の受信信号の偏差（振幅偏差、位相偏差）を測定して、その内容を上りバースト振幅位相管理テーブル２２５に送り、記憶する。
ところで、Ｏ／Ｅ２０８−１には、例えば、ＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ、自動閾値制御部）２１２が接続され、順にバーストクロック抽出部２１３、振幅位相偏差判定部２１４が接続されている。レンジング専用に使用される波長λｕ１からのレンジング用バースト信号をＡＴＣ２１２およびバーストクロック抽出部２１３（これらをバースト受信回路と称する）にて受信し、さらに振幅位相偏差判定部２１４にて期待する受信振幅および受信位相からの実際の受信信号の偏差（振幅偏差、位相偏差）を測定して、その内容を上りバースト振幅位相管理テーブル２２５に送り、記憶する。
また、ＣＰＵ２２３とメモリ２２４は、対となってＯＬＴ２００内部の各部の監視制御を実行し、上位からの指示でコネクション管理テーブル２２１のパケットのラベルと行き先ＯＮＵの番号を関連づける設定を行う。コネクション管理テーブル２２１は、例えば、ＯＮＵ３００のシリアルナンバーを格納するエントリーと、コネクションラベルを格納するエントリーと、ＯＮＵ−ＩＤを格納するエントリーとを含む。ＯＮＵ３００の起動の前に、例えばＣＰＵ２２３の指示によりシリアルナンバー毎に対応するコネクションラベルの値が設定される。コネクションラベルとして、例えばＶＬＡＮ−ＩＤの値が使用可能である。
また、ＣＰＵ２２３とメモリ２２４は、上位からの指示で行き先ＯＮＵと波長割り当ての対応付けを波長管理テーブル２２０に登録するともに、メッセージ送信バッファ２２２およびメッセージバッファ２２３を用いて各ＯＮＵ３００−１〜ＯＮＵ３００−ｎと波長割り当てメッセージの授受を行い、ＯＮＵ毎に使用波長の設定を行う。波長管理テーブル２２０は、例えば、ＯＮＵ−ＩＤのエントリーと、シリアルナンバーのエントリーと、下り波長のエントリーおよび上り波長のエントリーとを含む。
また、ＣＰＵ２２３とメモリ２２４は、上位からの指示で行き先ＯＮＵと波長割り当ての対応付けを波長管理テーブル２２０に登録するともに、メッセージ送信バッファ２２２およびメッセージバッファ２２３を用いて各ＯＮＵ３００−１〜ＯＮＵ３００−ｎと波長割り当てメッセージの授受を行い、ＯＮＵ毎に使用波長の設定を行う。波長管理テーブル２２０は、例えば、ＯＮＵ−ＩＤのエントリーと、シリアルナンバーのエントリーと、下り波長のエントリーおよび上り波長のエントリーとを含む。
なお、本実施の形態では、例えば、ＰＯＮフレーム生成部２０４−１、ドライバー２０５−１、Ｅ／Ｏ２０６−１を第１送信器と称することがある。第１送信器は、第１波長でレンジング処理を行うための信号を送信する。また、例えば、ＰＯＮフレーム生成部２０４−２〜ｍ、ドライバー２０５−２〜ｍ、Ｅ／Ｏ２０６−２〜ｍを第２送信器と称することがある。第２送信器は、第２波長でＯＮＵ３００と通信するための信号を送信する。例えば、Ｏ／Ｅ２０８−１、ＡＴＣ２１２、バーストクロック抽出回路２１３、振幅位相偏差判定部２１４を第１受信器と称することがある。第１受信器は、第１波長でレンジング処理を行うための信号を受信する。また、例えば、Ｏ／Ｅ２０８−２〜ｎ、固定ゲイン増幅器２０９−２〜ｎ、固定位相リタイミング部２１０−２〜ｎ、ＰＯＮフレーム分解部２１１−２〜ｎを第２受信器と称することがある。第２受信器は、第２波長でＯＮＵ３００と通信するための信号を受信する。
図８に、本実施の形態での受信バースト振幅位相管理テーブル２２５の構成例を示す。
受信バースト振幅位相管理テーブル２２５は、例えば、ＯＮＵ−ＩＤ毎に受信期待値からの振幅および位相の偏差が格納される。図８（ａ）に示すようにＯＬＴ２００によるＯＮＵ３００毎の送信振幅および送信位相の調整前は比較的大きな偏差の値を示しているが、調整の終了後は図８（ｄ）に示すように偏差の値が０となり、ＯＬＴ２００の受信回路（第２受信器）は固定ゲインおよび固定位相のクロックで複数ＯＮＵ２００からのバースト信号を正しく受信できる。図８（ａ）から図８（ｄ）に至るＯＬＴによるＯＮＵ毎の送信振幅および送信位相の調整動作については、後に図１２および図１０を参照して説明する。
受信バースト振幅位相管理テーブル２２５は、例えば、ＯＮＵ−ＩＤ毎に受信期待値からの振幅および位相の偏差が格納される。図８（ａ）に示すようにＯＬＴ２００によるＯＮＵ３００毎の送信振幅および送信位相の調整前は比較的大きな偏差の値を示しているが、調整の終了後は図８（ｄ）に示すように偏差の値が０となり、ＯＬＴ２００の受信回路（第２受信器）は固定ゲインおよび固定位相のクロックで複数ＯＮＵ２００からのバースト信号を正しく受信できる。図８（ａ）から図８（ｄ）に至るＯＬＴによるＯＮＵ毎の送信振幅および送信位相の調整動作については、後に図１２および図１０を参照して説明する。
図６に、本実施の形態のＯＮＵ３００の第１の構成例を示す。
ＯＮＵ３００は、例えば、ＷＤＭフィルタ５０１と、波長可変フィルタ５０２と、Ｏ／Ｅ５０３と、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）５０４と、クロック抽出部５０５と、ＰＯＮフレーム終端部５０６と、ユーザーＩＦ５０７と、ＰＯＮフレーム生成部５１１と、ドライバー５１２と、波長可変レーザー５１３と、ＣＰＵ（第２制御部）５２３と、メモリ５２４と、波長管理メモリ５２２と、受信波長制御部５２１と、送信波長制御部５２０と、メッセージ受信バッファ５０８と、メッセージ送信バッファ５１０と、等化遅延値記憶部５３１と、送信振幅位相制御部５３２と、グラント処理部５３３とを有する。
支線ファイバ１２０から受信した光信号は、ＷＤＭフィルタ５０１にて波長分離され、波長可変フィルタ５０２にて下り波長λｄ１からλｄｍの内、１つを選択透過する。Ｏ／Ｅ５０３にて光信号は電気信号に変換される。ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）５０４にて振幅値が一定となるように制御を行う。クロック抽出部５０５にてリタイミングを行い、ＰＯＮフレーム終端部５０６で、ＰＯＮ区間のオーバーヘッドが分離されて、ユーザー信号はユーザーＩＦ５０７に送られて出力される。
ＯＮＵ３００は、例えば、ＷＤＭフィルタ５０１と、波長可変フィルタ５０２と、Ｏ／Ｅ５０３と、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）５０４と、クロック抽出部５０５と、ＰＯＮフレーム終端部５０６と、ユーザーＩＦ５０７と、ＰＯＮフレーム生成部５１１と、ドライバー５１２と、波長可変レーザー５１３と、ＣＰＵ（第２制御部）５２３と、メモリ５２４と、波長管理メモリ５２２と、受信波長制御部５２１と、送信波長制御部５２０と、メッセージ受信バッファ５０８と、メッセージ送信バッファ５１０と、等化遅延値記憶部５３１と、送信振幅位相制御部５３２と、グラント処理部５３３とを有する。
支線ファイバ１２０から受信した光信号は、ＷＤＭフィルタ５０１にて波長分離され、波長可変フィルタ５０２にて下り波長λｄ１からλｄｍの内、１つを選択透過する。Ｏ／Ｅ５０３にて光信号は電気信号に変換される。ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）５０４にて振幅値が一定となるように制御を行う。クロック抽出部５０５にてリタイミングを行い、ＰＯＮフレーム終端部５０６で、ＰＯＮ区間のオーバーヘッドが分離されて、ユーザー信号はユーザーＩＦ５０７に送られて出力される。
また、ユーザーＩＦ５０７から入力された信号は、ＰＯＮフレーム生成部５１１にてＰＯＮ区間のオーバーヘッドを加えて組み立てられる。組み立てられた信号はドライバー５１２にて波長可変レーザー５１３を電流駆動することにより光信号に変換され、ＷＤＭフィルタ５０１を経て支線ファイバ１２０に向けて送信される。
ＣＰＵ５２３、メモリ５２４は対になってＯＮＵ３００内の各ブロックの監視制御を行う。例えばＣＰＵ５２３は、ＯＮＵ起動直後やＯＮＵがファイバに接続された直後に波長管理メモリ５２２に事前に決められた波長、例えば下り波長λｄ１、上り波長λｕ１を初期値としてセットする。受信波長制御部５２１は波長管理メモリ５２２に格納されている値にもとづき波長可変フィルタ５０２の波長を設定し、送信波長制御部５２０は波長管理メモリ５２２に格納されている値にもとづき可変波長レーザー５１３の波長を設定する。また、ＣＰＵ５２３はメッセージ受信バッファ５０８およびメッセージ送信バッファ５１０を用いてＯＬＴ２００と波長割り当てメッセージの授受を行い、波長管理メモリ５２２に自身の割り当て波長を設定する。さらに図３および図４にて説明したように、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に示されているｒａｎｇｉｎｇ ｔｉｍｅメッセージ３１２がメッセージ受信バッファ５０８にて受信される。ＣＰＵ５２３は、指示された等化遅延量３３０を等化遅延値記憶部５３１に蓄積する。等化遅延量は、ＰＯＮフレーム生成部５１１に作用して送信信号を遅延させ、ＯＮＵ３００の物理的な設置位置にかかわらず、ＯＬＴ２００からの距離があたかも２０ｋｍであるように送信信号を調整する。また、送信振幅位相制御部５３２は、メッセージ受信バッファ５０８にて受信されたＯＬＴ２００からの指示に基づき、送信信号の振幅と位相を微調整するようドライバー５１２に作用する。ＰＯＮフレーム終端部５０６から分離されたグラントはグラント処理部５３３にて処理され、ＰＯＮフレーム生成部５１１はＯＬＴ２００から指示されたグラントの値に基づいたタイミングで上り信号フレームを生成する。グラントの詳細はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に示されている。また、上記送信信号の振幅と位相の調整の詳細は、後に図１２および図１０を参照して説明する。
ＣＰＵ５２３、メモリ５２４は対になってＯＮＵ３００内の各ブロックの監視制御を行う。例えばＣＰＵ５２３は、ＯＮＵ起動直後やＯＮＵがファイバに接続された直後に波長管理メモリ５２２に事前に決められた波長、例えば下り波長λｄ１、上り波長λｕ１を初期値としてセットする。受信波長制御部５２１は波長管理メモリ５２２に格納されている値にもとづき波長可変フィルタ５０２の波長を設定し、送信波長制御部５２０は波長管理メモリ５２２に格納されている値にもとづき可変波長レーザー５１３の波長を設定する。また、ＣＰＵ５２３はメッセージ受信バッファ５０８およびメッセージ送信バッファ５１０を用いてＯＬＴ２００と波長割り当てメッセージの授受を行い、波長管理メモリ５２２に自身の割り当て波長を設定する。さらに図３および図４にて説明したように、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に示されているｒａｎｇｉｎｇ ｔｉｍｅメッセージ３１２がメッセージ受信バッファ５０８にて受信される。ＣＰＵ５２３は、指示された等化遅延量３３０を等化遅延値記憶部５３１に蓄積する。等化遅延量は、ＰＯＮフレーム生成部５１１に作用して送信信号を遅延させ、ＯＮＵ３００の物理的な設置位置にかかわらず、ＯＬＴ２００からの距離があたかも２０ｋｍであるように送信信号を調整する。また、送信振幅位相制御部５３２は、メッセージ受信バッファ５０８にて受信されたＯＬＴ２００からの指示に基づき、送信信号の振幅と位相を微調整するようドライバー５１２に作用する。ＰＯＮフレーム終端部５０６から分離されたグラントはグラント処理部５３３にて処理され、ＰＯＮフレーム生成部５１１はＯＬＴ２００から指示されたグラントの値に基づいたタイミングで上り信号フレームを生成する。グラントの詳細はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に示されている。また、上記送信信号の振幅と位相の調整の詳細は、後に図１２および図１０を参照して説明する。
なお、本実施の形態では、例えば、ＰＯＮフレーム生成部５１１、ドライバー５１２、波長可変レーザー５１３を第３送信器と称することがある。第３送信器は、設定される送信波長で、信号を等化遅延値記憶部に記憶された等化遅延量に基づき遅延させて送信する。また、例えば、波長可変フィルタ５０２と、Ｏ／Ｅ５０３と、ＡＧＣ５０４と、クロック抽出部５０５とを第３受信器と称することがある。第３受信器は、設定される受信波長で信号を受信する。例えば、受信波長制御部５２１と、送信波長制御部５２０と、波長管理メモリ５２２とを波長制御部と称することがある。
図１１に、従来技術でのレンジング動作シーケンスの例を示す。
例えば１ミリ秒の帯域割当周期１１００の中で、ＯＮＵ３００−１〜３００−５はそれぞれＯＬＴ２００に向けて信号１１１１〜１１１５を送信する。この送信タイミングは従来技術にて説明したグラントを用いてＯＬＴ２００から各ＯＮＵ３００に対して指示される。帯域割当周期１１００の中で、レンジング窓１１１０は図３および図４で説明したレンジングに使用される無信号領域（通信データがない領域）である。レンジングリクエスト３５０をＯＮＵ３００−１が受信すると、ＯＮＵ３００−１は直ちにレンジングレスポンス３１０をＯＬＴ２００に向けて送信する。ＯＬＴ２００は、レンジングリクエスト３５０を送信してからレンジングレスポンス３１０を受信するまでの遅延時間を測定し、ＯＮＵ３００−１がＯＬＴ２００からどれだけの距離だけ離れているかを知る。図４で説明したように、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に示されているｒａｎｇｉｎｇ ｔｉｍｅメッセージ３１２によって、この後にＯＮＵ３００に対して等化遅延量３３０を設定し、ＯＮＵ３００の物理的な設置位置にかかわらず、ＯＬＴ２００からの距離があたかも２０ｋｍであるように送信信号を調整する。なお、この部分は図１１では省略されている。
ＯＬＴ２００とＯＮＵ３００の間の距離が最大２０ｋｍであれば、レンジング窓１１１０の幅は最低２００マイクロ秒が必要である。帯域割当周期が１秒の時、レンジング窓の幅が２００マイクロ秒であれば２０％の伝送帯域が信号転送に利用できないことになる。なお、レンジング窓の幅として１２５マイクロ秒の整数倍である２５０マイクロ秒を用いて、１２５マイクロ秒フレームの周期性を確保する場合もある。
例えば１ミリ秒の帯域割当周期１１００の中で、ＯＮＵ３００−１〜３００−５はそれぞれＯＬＴ２００に向けて信号１１１１〜１１１５を送信する。この送信タイミングは従来技術にて説明したグラントを用いてＯＬＴ２００から各ＯＮＵ３００に対して指示される。帯域割当周期１１００の中で、レンジング窓１１１０は図３および図４で説明したレンジングに使用される無信号領域（通信データがない領域）である。レンジングリクエスト３５０をＯＮＵ３００−１が受信すると、ＯＮＵ３００−１は直ちにレンジングレスポンス３１０をＯＬＴ２００に向けて送信する。ＯＬＴ２００は、レンジングリクエスト３５０を送信してからレンジングレスポンス３１０を受信するまでの遅延時間を測定し、ＯＮＵ３００−１がＯＬＴ２００からどれだけの距離だけ離れているかを知る。図４で説明したように、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に示されているｒａｎｇｉｎｇ ｔｉｍｅメッセージ３１２によって、この後にＯＮＵ３００に対して等化遅延量３３０を設定し、ＯＮＵ３００の物理的な設置位置にかかわらず、ＯＬＴ２００からの距離があたかも２０ｋｍであるように送信信号を調整する。なお、この部分は図１１では省略されている。
ＯＬＴ２００とＯＮＵ３００の間の距離が最大２０ｋｍであれば、レンジング窓１１１０の幅は最低２００マイクロ秒が必要である。帯域割当周期が１秒の時、レンジング窓の幅が２００マイクロ秒であれば２０％の伝送帯域が信号転送に利用できないことになる。なお、レンジング窓の幅として１２５マイクロ秒の整数倍である２５０マイクロ秒を用いて、１２５マイクロ秒フレームの周期性を確保する場合もある。
一方、図１２に、本実施の形態におけるレンジング動作シーケンスの例を示す。
本実施の形態では例えば上り信号用波長λｕ１がレンジング用途のために占有することができるが、この領域をさらにレンジング窓１１１０と、１２５マイクロ秒周期１２０１−１〜１２０１−４に分割しても良い。この構成を用いると最初にレンジング窓１１１０領域でレンジングリクエスト３５０およびレンジングレスポンス３１０−１〜３１０−５を用いてＯＮＵ３００−１〜３００−５からの受信信号の振幅および位相を測定する。そして図１１で説明したように、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に示されているｒａｎｇｉｎｇ ｔｉｍｅメッセージ３１２によって、この後にＯＮＵ３００に対して等化遅延量３３０を設定し、ＯＮＵ３００の物理的な設置位置にかかわらず、ＯＬＴ２００からの距離があたかも２０ｋｍであるように送信信号を調整するが、この部分は図１２でも省略されている。
続いて、１２５マイクロ秒周期１２０１−１〜１２０１−ｎを用いて、１２５マイクロ秒毎にＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２を各ＯＮＵ３００に送信する。なお、図１２の例ではＯＮＵ３００それぞれへのＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２を二重線一本で示しているが、それぞれのＯＮＵ分信号が送信される。この詳細動作説明は、後に説明する。
本実施の形態では例えば上り信号用波長λｕ１がレンジング用途のために占有することができるが、この領域をさらにレンジング窓１１１０と、１２５マイクロ秒周期１２０１−１〜１２０１−４に分割しても良い。この構成を用いると最初にレンジング窓１１１０領域でレンジングリクエスト３５０およびレンジングレスポンス３１０−１〜３１０−５を用いてＯＮＵ３００−１〜３００−５からの受信信号の振幅および位相を測定する。そして図１１で説明したように、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に示されているｒａｎｇｉｎｇ ｔｉｍｅメッセージ３１２によって、この後にＯＮＵ３００に対して等化遅延量３３０を設定し、ＯＮＵ３００の物理的な設置位置にかかわらず、ＯＬＴ２００からの距離があたかも２０ｋｍであるように送信信号を調整するが、この部分は図１２でも省略されている。
続いて、１２５マイクロ秒周期１２０１−１〜１２０１−ｎを用いて、１２５マイクロ秒毎にＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２を各ＯＮＵ３００に送信する。なお、図１２の例ではＯＮＵ３００それぞれへのＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２を二重線一本で示しているが、それぞれのＯＮＵ分信号が送信される。この詳細動作説明は、後に説明する。
図９に、本実施の形態におけるＯＬＴからＯＮＵへの信号転送フレームのフォーマットの例を示す。
この信号転送フレームは、例えば下り波長λｄ１〜λｄ８を用いて伝送される。フレーム同期パタン２００１はフレーム同期に使用される。ＰＬＯＡＭ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）領域２００２は物理層の監視制御に用いられる領域で、この具体例は例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に示されている。ＯＭＣＩ（ＯＮＴ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）領域２００３は、ＯＮＵの内部制御情報を監視、制御できる領域であり、この具体例はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．４に示されている。グラント領域２００４は上り信号でのＯＮＵ３００の信号送信タイミングを制御するために使用され、その具体的な構成はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３の８章や、ＩＥＥＥ８０２．３規格６４章に記載された内容で実現される。フレームペイロード２００５はユーザー信号を伝達する領域であり、イーサネット（登録商標）信号やＡＴＭ信号などのユーザー信号をマッピングできる。
この信号転送フレームは、例えば下り波長λｄ１〜λｄ８を用いて伝送される。フレーム同期パタン２００１はフレーム同期に使用される。ＰＬＯＡＭ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）領域２００２は物理層の監視制御に用いられる領域で、この具体例は例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に示されている。ＯＭＣＩ（ＯＮＴ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）領域２００３は、ＯＮＵの内部制御情報を監視、制御できる領域であり、この具体例はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．４に示されている。グラント領域２００４は上り信号でのＯＮＵ３００の信号送信タイミングを制御するために使用され、その具体的な構成はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３の８章や、ＩＥＥＥ８０２．３規格６４章に記載された内容で実現される。フレームペイロード２００５はユーザー信号を伝達する領域であり、イーサネット（登録商標）信号やＡＴＭ信号などのユーザー信号をマッピングできる。
図１０に、本実施の形態におけるＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２の例を示す。
ＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２は、送信先ＯＮＵ−ＩＤ２１０１、ＭＳＧ−ＩＤ（メッセージＩＤ）２１０２、振幅調整量２１０３、位相調整量２１０４、ＯＮＵシリアルナンバー２１０５、予約領域２１０６、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）２１０７を含む。
送信先ＯＮＵ−ＩＤ２１０１は、本制御の対象となるＯＮＵ−ＩＤが入る。ＭＳＧ−ＩＤ２１０２は、本信号がＯＮＵ送信振幅位相制御信号であることを示す種別コードである。振幅調整量２１０３は、例えば７ｂｉｔで構成され、粒度０．５ｄＢ、制御範囲＋３２ｄＢ〜−３１．５ｄＢの振幅制御に使用される。例えばＯＮＵ３００が振幅調整量−３１．５ｄＢを受信したら、以後は送信振幅を３１．５ｄＢだけ減少させて（−３１．５ｄＢして）上り信号を送信しなければならない。振幅を下げ過ぎた場合、例えばＯＬＴ２００は、振幅調整量＋０．５ｄＢを本制御信号を用いて送信し、受信したＯＮＵ３００は、以後は送信振幅を＋０．５ｄＢだけ増加させて上り信号を送信する。送信位相調整量２１０４は、例えば５ｂｉｔで構成され、粒度１／１６ビット時間、制御範囲＋１５／１６〜−１６／１６（＝−１）ビット時間の送信位相制御に使用される。例えばＯＮＵ３００が送信位相調整量−１／１６ビット時間を受信したら、以後は送信位相を１／１６ビット時間だけ遅延させて（−１／１６ビットずらして）上り信号を送信しなければならない。位相を遅らせ過ぎた場合、例えばＯＬＴ２００は、送信位相調整量＋１／１６ビット時間を本制御信号を用いて送信し、受信したＯＮＵ３００は、以後は送信位相を＋１／１６ビット時間だけ前進させて上り信号を送信する。なお、振幅調整量２１０３、送信位相調整量２１０４のビット数、粒度、制御範囲は、上述の例以外にも適宜定めることができる。
ＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２は、送信先ＯＮＵ−ＩＤ２１０１、ＭＳＧ−ＩＤ（メッセージＩＤ）２１０２、振幅調整量２１０３、位相調整量２１０４、ＯＮＵシリアルナンバー２１０５、予約領域２１０６、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）２１０７を含む。
送信先ＯＮＵ−ＩＤ２１０１は、本制御の対象となるＯＮＵ−ＩＤが入る。ＭＳＧ−ＩＤ２１０２は、本信号がＯＮＵ送信振幅位相制御信号であることを示す種別コードである。振幅調整量２１０３は、例えば７ｂｉｔで構成され、粒度０．５ｄＢ、制御範囲＋３２ｄＢ〜−３１．５ｄＢの振幅制御に使用される。例えばＯＮＵ３００が振幅調整量−３１．５ｄＢを受信したら、以後は送信振幅を３１．５ｄＢだけ減少させて（−３１．５ｄＢして）上り信号を送信しなければならない。振幅を下げ過ぎた場合、例えばＯＬＴ２００は、振幅調整量＋０．５ｄＢを本制御信号を用いて送信し、受信したＯＮＵ３００は、以後は送信振幅を＋０．５ｄＢだけ増加させて上り信号を送信する。送信位相調整量２１０４は、例えば５ｂｉｔで構成され、粒度１／１６ビット時間、制御範囲＋１５／１６〜−１６／１６（＝−１）ビット時間の送信位相制御に使用される。例えばＯＮＵ３００が送信位相調整量−１／１６ビット時間を受信したら、以後は送信位相を１／１６ビット時間だけ遅延させて（−１／１６ビットずらして）上り信号を送信しなければならない。位相を遅らせ過ぎた場合、例えばＯＬＴ２００は、送信位相調整量＋１／１６ビット時間を本制御信号を用いて送信し、受信したＯＮＵ３００は、以後は送信位相を＋１／１６ビット時間だけ前進させて上り信号を送信する。なお、振幅調整量２１０３、送信位相調整量２１０４のビット数、粒度、制御範囲は、上述の例以外にも適宜定めることができる。
送信先ＯＮＵ−ＩＤ２１０１、振幅調整量２１０３、送信位相調整量２１０４は、例えば、図８に示す受信バースト振幅位相管理テーブル２２５に記憶されたデータを用いることができる。なお、振幅調整量２１０３、送信位相調整量２１０４については、受信バースト振幅位相管理テーブル２２５に記憶された受信振幅偏差と受信位相偏差の符号を反転したものを用いてもよい。
ＯＮＵシリアルナンバー２１０５は、ＯＮＵが固有に持つ番号であり、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．１では８バイトのコードである。予約領域２１０６は信号の長さをＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．１勧告既定のＰＬＯＡＭメッセージの長さに揃えるための空き領域であり、また将来の拡張用途に使用できる。ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）２１０７はメッセージ内容の誤りの有無をＯＬＴ２００が確認するために付与され、誤りがあるメッセージをＯＬＴ２００は使用しない。本制御信号１２０２は、例えば下り波長λｄ１を用いて、図９にて説明した信号転送フレームのフォーマット中のＰＬＯＡＭ領域２００２に格納されてＯＮＵあてに送信される。
ＯＮＵシリアルナンバー２１０５は、ＯＮＵが固有に持つ番号であり、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．１では８バイトのコードである。予約領域２１０６は信号の長さをＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．１勧告既定のＰＬＯＡＭメッセージの長さに揃えるための空き領域であり、また将来の拡張用途に使用できる。ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）２１０７はメッセージ内容の誤りの有無をＯＬＴ２００が確認するために付与され、誤りがあるメッセージをＯＬＴ２００は使用しない。本制御信号１２０２は、例えば下り波長λｄ１を用いて、図９にて説明した信号転送フレームのフォーマット中のＰＬＯＡＭ領域２００２に格納されてＯＮＵあてに送信される。
ここで、先に説明したＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２が用いられるシーケンスを図１２、図５、図６、図８を用いて再度説明する。図１２にてレンジング窓１１１０領域を用いてレンジングリクエスト３５０を送信し、レンジングレスポンス３１０−１〜３１０−５を用いて、各ＯＮＵ３００−１〜３００−５からの受信信号の振幅および位相をそれぞれ測定する。なお、ここではレンジング処理の説明は省略する。
上り波長λｕ１を用いて送信されたレンジングレスポンス３１０−１〜３１０−５は図５におけるＯ／Ｅ２０８−１にて電気信号に変換され、ＡＴＣ２１２およびバーストクロック抽出部２１３にて受信し、さらに振幅位相偏差判定部２１４にて期待する受信振幅および受信位相からの実際の受信信号の偏差を測定して、その内容を上りバースト振幅位相管理テーブル２２５に送り、ＯＮＵ−ＩＤに対応して記憶する。図８（ａ）の受信バースト振幅位相管理テーブル（第１回）では、ＯＮＵ−ＩＤ＝１では受信振幅偏差として＋２０ｄＢが測定され、受信位相偏差として＋１／８が測定される。ＣＰＵ２２３は、測定された受信振幅偏差、受信位相偏差に基づき、振幅調整量２１０３を−２０ｄＢとしおよび送信位相調整量２１０４を−１／８、送信先ＯＮＵ−ＩＤ２１０１を１としてＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−１を組み立て、メッセージ送信バッファ２２２、ＰＯＮフレーム生成部２０４−１、ドライバー２０５−１、Ｅ／Ｏ２０６−１を用いて、波長λｄ１にて送信を行う。
上り波長λｕ１を用いて送信されたレンジングレスポンス３１０−１〜３１０−５は図５におけるＯ／Ｅ２０８−１にて電気信号に変換され、ＡＴＣ２１２およびバーストクロック抽出部２１３にて受信し、さらに振幅位相偏差判定部２１４にて期待する受信振幅および受信位相からの実際の受信信号の偏差を測定して、その内容を上りバースト振幅位相管理テーブル２２５に送り、ＯＮＵ−ＩＤに対応して記憶する。図８（ａ）の受信バースト振幅位相管理テーブル（第１回）では、ＯＮＵ−ＩＤ＝１では受信振幅偏差として＋２０ｄＢが測定され、受信位相偏差として＋１／８が測定される。ＣＰＵ２２３は、測定された受信振幅偏差、受信位相偏差に基づき、振幅調整量２１０３を−２０ｄＢとしおよび送信位相調整量２１０４を−１／８、送信先ＯＮＵ−ＩＤ２１０１を１としてＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−１を組み立て、メッセージ送信バッファ２２２、ＰＯＮフレーム生成部２０４−１、ドライバー２０５−１、Ｅ／Ｏ２０６−１を用いて、波長λｄ１にて送信を行う。
ＯＮＵ３００−１は、下り波長λｄ１の光信号を、図６におけるＷＤＭフィルタ５０１にて波長分離し、下り波長λｄ１に設定された波長可変フィルタ５０２にて選択透過するＯＮＵ３００−１は、Ｏ／Ｅ５０３にて光／電気変換を行い、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）５０４にて振幅値が一定となるように制御を行う。ＯＮＵ３００−１は、クロック抽出部５０５にてリタイミングを行い、ＰＯＮフレーム終端部５０６でＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−１を分離して、メッセージ受信バッファ５０８に格納する。なお、他のＯＮＵ３００−２〜３００−ｎは、自身宛の制御信号ではないので無視する。ＣＰＵ５２３は、受信したＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−１から指示された振幅調整量−２０ｄＢおよび送信位相調整量−１／８を、送信振幅位相制御部５３２に設定する。ＯＮＵ３００−１は、送信振幅位相制御部５３２に設定された調整量で振幅と位相を調整し、図１２における上り信号１２１１−１を送信する。
上り信号１２１１−１は、ＯＬＴ２００で受信され、同様の処理が繰り返される。例えば、上り信号１２１１−１は、再度図５におけるＯ／Ｅ２０８−１にて電気信号に変換され、ＡＴＣ２１２およびバーストクロック抽出部２１３にて受信され、さらに振幅位相偏差判定部２１４にて期待する受信振幅および受信位相からの実際の受信信号の偏差を測定されて、その内容は上りバースト振幅位相管理テーブル２２５に送られる。図８（ｂ）の受信バースト振幅位相管理テーブル（第２回）では、ＯＮＵ−ＩＤ＝１では受信振幅偏差として＋４ｄＢが測定され、受信位相偏差として＋１／８が測定される。
上り信号１２１１−１は、ＯＬＴ２００で受信され、同様の処理が繰り返される。例えば、上り信号１２１１−１は、再度図５におけるＯ／Ｅ２０８−１にて電気信号に変換され、ＡＴＣ２１２およびバーストクロック抽出部２１３にて受信され、さらに振幅位相偏差判定部２１４にて期待する受信振幅および受信位相からの実際の受信信号の偏差を測定されて、その内容は上りバースト振幅位相管理テーブル２２５に送られる。図８（ｂ）の受信バースト振幅位相管理テーブル（第２回）では、ＯＮＵ−ＩＤ＝１では受信振幅偏差として＋４ｄＢが測定され、受信位相偏差として＋１／８が測定される。
左記の振幅調整量および送信位相調整の通りに正確に調整されていない理由は、例えば、図５における振幅位相偏差判定部２１４での測定誤差、図６における送信振幅位相制御部５３２の回路設定誤差および伝送路での雑音や微少な時間変動による誤差等が要因である。したがってＣＰＵ２２３は、振幅調整量−４ｄＢおよび送信位相調整−１／８としてＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−２（１２０２−３等のタイミングでもよい）を組み立て、上記と同様に再度送信する。ＯＮＵ３００−１は、上記と同様にＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−２を受信し、ＣＰＵ５２３は、受信したＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−２から指示された振幅調整量−４ｄＢおよび送信位相調整−１／８を、送信振幅位相制御部５３２に設定し、図１２における上り信号１２１２−１（１２１３−１等でもよい）を送信する。
上り信号１２１２−１は、上記のように再度受信され、振幅位相偏差判定部２１４にて期待する受信振幅および受信位相からの実際の受信信号の偏差を測定されて、その内容は上りバースト振幅位相管理テーブル２２５に送られる。図８（ｃ）の受信バースト振幅位相管理テーブル（第３回）では、ＯＮＵ−ＩＤ＝１では受信振幅偏差として＋１ｄＢが測定され、受信位相偏差として０が測定される。ＣＰＵ２２３は、振幅調整量−１ｄＢおよび送信位相調整０としてＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−３を組み立て、上記と同様に再度送信する。ＯＮＵ３００−１は、上記と同様にＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−３を受信し、ＣＰＵ５２３は、受信したＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−３から指示された振幅調整量−１ｄＢおよび送信位相調整０を、送信振幅位相制御部５３２に設定し、図１２における上り信号１２１３−１を送信する。
上り信号１２１２−１は、上記のように再度受信され、振幅位相偏差判定部２１４にて期待する受信振幅および受信位相からの実際の受信信号の偏差を測定されて、その内容は上りバースト振幅位相管理テーブル２２５に送られる。図８（ｃ）の受信バースト振幅位相管理テーブル（第３回）では、ＯＮＵ−ＩＤ＝１では受信振幅偏差として＋１ｄＢが測定され、受信位相偏差として０が測定される。ＣＰＵ２２３は、振幅調整量−１ｄＢおよび送信位相調整０としてＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−３を組み立て、上記と同様に再度送信する。ＯＮＵ３００−１は、上記と同様にＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−３を受信し、ＣＰＵ５２３は、受信したＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−３から指示された振幅調整量−１ｄＢおよび送信位相調整０を、送信振幅位相制御部５３２に設定し、図１２における上り信号１２１３−１を送信する。
上り信号１２１３−１は、上記のように再度受信され、振幅位相偏差判定部２１４にて期待する受信振幅および受信位相からの実際の受信信号の偏差を測定されて、その内容は上りバースト振幅位相管理テーブル２２５に送られる。図８（ｄ）の受信バースト振幅位相管理テーブル（最終回）では、ＯＮＵ−ＩＤ＝１では受信振幅偏差として０ｄＢが測定され、受信位相偏差として０が測定され、振幅位相調整が完了している。
以上、ＯＮＵ−ＩＤ＝１の振幅位相調整について詳しく説明したが、ＯＮＵ−ＩＤ＝２〜５についても同様の動作が時分割で実施される。すなわち図１２におけるＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−１〜１２０２−３には、図１０のフォーマットを使用した送信先２１０１がＯＮＵ３００−２〜５（ＯＮＵ−ＩＤ＝２〜５）の制御信号も時分割多重されて送信される。
これらの処理により、各ＯＮＵ３００からの信号は、受信振幅偏差、受信位相偏差が減少し、図１２の周期１２０１−４のように、ＯＬＴ２００での受信信号の振幅と位相が揃う。
以上、ＯＮＵ−ＩＤ＝１の振幅位相調整について詳しく説明したが、ＯＮＵ−ＩＤ＝２〜５についても同様の動作が時分割で実施される。すなわち図１２におけるＯＮＵ送信振幅位相制御信号１２０２−１〜１２０２−３には、図１０のフォーマットを使用した送信先２１０１がＯＮＵ３００−２〜５（ＯＮＵ−ＩＤ＝２〜５）の制御信号も時分割多重されて送信される。
これらの処理により、各ＯＮＵ３００からの信号は、受信振幅偏差、受信位相偏差が減少し、図１２の周期１２０１−４のように、ＯＬＴ２００での受信信号の振幅と位相が揃う。
図１３に、本実施の形態での通常信号の伝送シーケンスを示す。
図１３に図示される信号は、レンジング処理及び図１２にて説明したＯＮＵ毎の送信振幅および位相調整の後の上り通常信号（通信データ）１１１１〜１１１５を伝送する時のシーケンスを示すものであり、上り通信波長はλｕ１以外の波長であるλｕ２〜λｕ４のいずれかを使用している。ＯＮＵ３００からの送信振幅および位相は異なっており、ＯＬＴ２００で受信した時に期待する受信振幅および受信位相に一致するように制御された結果である。したがって、ＯＬＴ２００で上記通常信号を受信する場合は、バースト信号受信用のＡＴＣ２１２およびバーストクロック抽出部２１３を使用する必要がない。通常信号は、Ｏ／Ｅ２０８−２〜２０８−ｎ、固定ゲイン増幅器２０９−２〜２０９−ｎ、固定位相リタイミング部２１０−２〜２１０−ｎおよびＰＯＮフレーム分解部２１１−２〜２１１−ｎにて受信され処理される。また、通常信号伝送用波長λｕ２〜λｕ４ではレンジング窓１１１０は不要なので、伝送帯域のムダがない。
また、本実施の形態で説明した振幅位相調整動作は、ＯＮＵ３００の起動時のみ行う方法と、ＯＮＵ３００の起動中も周期的に実施する方法の双方が可能である。
図１３に図示される信号は、レンジング処理及び図１２にて説明したＯＮＵ毎の送信振幅および位相調整の後の上り通常信号（通信データ）１１１１〜１１１５を伝送する時のシーケンスを示すものであり、上り通信波長はλｕ１以外の波長であるλｕ２〜λｕ４のいずれかを使用している。ＯＮＵ３００からの送信振幅および位相は異なっており、ＯＬＴ２００で受信した時に期待する受信振幅および受信位相に一致するように制御された結果である。したがって、ＯＬＴ２００で上記通常信号を受信する場合は、バースト信号受信用のＡＴＣ２１２およびバーストクロック抽出部２１３を使用する必要がない。通常信号は、Ｏ／Ｅ２０８−２〜２０８−ｎ、固定ゲイン増幅器２０９−２〜２０９−ｎ、固定位相リタイミング部２１０−２〜２１０−ｎおよびＰＯＮフレーム分解部２１１−２〜２１１−ｎにて受信され処理される。また、通常信号伝送用波長λｕ２〜λｕ４ではレンジング窓１１１０は不要なので、伝送帯域のムダがない。
また、本実施の形態で説明した振幅位相調整動作は、ＯＮＵ３００の起動時のみ行う方法と、ＯＮＵ３００の起動中も周期的に実施する方法の双方が可能である。
図７は、本実施の形態におけるＯＮＵの第２の構成例を示す。図７の構成は、ＯＮＵ３００の起動中も周期的に振幅位相調整動作を実施する場合に適用される。図６と異なる点は、ＷＤＭフィルタ５０１は、下り通信波長としてλｄ１とそれ以外の波長を分けて分離する機能を備え、第２のＯ／Ｅ５４１、第２のＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）５４２、第２のクロック抽出部５４３、レンンジングおよび振幅位相制御用ＰＯＮフレーム生成部５４４、第２のドライバー５４５および波長λｕ１レーザー５４６をさらに備え、ＷＤＭフィルタ５０１は上り波長λｕ１とそれ以外の上り波長を合波する機能を備える点である。下り通信波長λｄ１にて受信される距離測定および振幅位相調整のための制御メッセージ１２０２は、Ｏ／Ｅ５４１にて電気信号に変換され、ＡＧＣ５４２にて振幅を調整され、クロック抽出部５４３にてリタイミングを行われ、ＰＯＮフレーム終端部５０６で、ＰＯＮ区間のオーバーヘッドが分離される。
以後、上述の例で説明したようにメッセージ受信指示された等化遅延量３３０を等価遅延値記憶部５３１に蓄積し、レンンジングおよび振幅位相制御用ＰＯＮフレーム生成部５４４に作用して送信信号を遅延させ、ＯＮＵ３００の物理的な設置位置にかかわらず、ＯＬＴ２００からの距離があたかも２０ｋｍであるように送信信号を調整する。組み立てられた信号はドライバー５４５にて波長λｕ１レーザー５４６を電流駆動することにより光信号に変換され、ＷＤＭフィルタ５０１を経て支線ファイバ１２０に向けて送信される。
また、送信振幅位相制御部５３２は、メッセージ受信バッファ５０８にて受信されたＯＬＴ２００からの指示に基づき、送信信号の振幅と位相を微調整するようドライバ５１２とドライバ５４５の双方に作用している。送信信号の振幅と位相を微調整する詳細動作も、上述の例で説明した通りである。レンジングおよび振幅位相制御が完了し通常の信号伝送を行う時には、下り信号については波長可変フィルタ５０２にて使用される波長を選択透過する。Ｏ／Ｅ５０３にて光信号は電気信号に変換され、ＡＧＣ５０４にて振幅値が一定となるように制御を行い、クロック抽出部５０５にてリタイミングを行い、ＰＯＮフレーム終端部５０６で、ＰＯＮ区間のオーバーヘッドが分離され、ユーザー信号はユーザーＩＦ５０７に送られて出力される。またユーザーＩＦ５０７から入力された信号は、ＰＯＮフレーム生成部５１１にてＰＯＮ区間のオーバーヘッドを加えて組み立てられる。組み立てられた信号はドライバー５１２にて波長可変レーザー５１３を電流駆動することにより光信号に変換され、ＷＤＭフィルタ５０１を経て支線ファイバ１２０に向けて送信される。
また、送信振幅位相制御部５３２は、メッセージ受信バッファ５０８にて受信されたＯＬＴ２００からの指示に基づき、送信信号の振幅と位相を微調整するようドライバ５１２とドライバ５４５の双方に作用している。送信信号の振幅と位相を微調整する詳細動作も、上述の例で説明した通りである。レンジングおよび振幅位相制御が完了し通常の信号伝送を行う時には、下り信号については波長可変フィルタ５０２にて使用される波長を選択透過する。Ｏ／Ｅ５０３にて光信号は電気信号に変換され、ＡＧＣ５０４にて振幅値が一定となるように制御を行い、クロック抽出部５０５にてリタイミングを行い、ＰＯＮフレーム終端部５０６で、ＰＯＮ区間のオーバーヘッドが分離され、ユーザー信号はユーザーＩＦ５０７に送られて出力される。またユーザーＩＦ５０７から入力された信号は、ＰＯＮフレーム生成部５１１にてＰＯＮ区間のオーバーヘッドを加えて組み立てられる。組み立てられた信号はドライバー５１２にて波長可変レーザー５１３を電流駆動することにより光信号に変換され、ＷＤＭフィルタ５０１を経て支線ファイバ１２０に向けて送信される。
ＣＰＵ５２３はメッセージ受信バッファ５０８およびメッセージ送信バッファ５１０を用いてＯＬＴ２００と波長割り当てメッセージの授受を行い、波長管理メモリ５２２に自身の割り当て波長を設定する。受信波長制御部５２１は波長管理メモリ５２２に格納されている値にもとづき下り波長λｄ２からλｄ８の内のいずれかを波長可変フィルタ５０２の波長として設定し、送信波長制御部５２０は波長管理メモリ５２２に格納されているλｕ２からλｕ４のいずれかの値を可変波長レーザー５１３の波長として設定する。
なお、本実施の形態では、例えば、レンンジングおよび振幅位相制御用ＰＯＮフレーム生成部５４４、ドライバー５４５および波長λｕ１レーザー５４６を第４送信器と称することがある。第４送信器は、第１波長（λｕ１）で、信号を等化遅延値記憶部に記憶された等化遅延量に基づき遅延させて送信する信号を送信する。また、例えば、Ｏ／Ｅ５４１、ＡＧＣ５４２、クロック抽出部５４３を第４受信器と称することがある。第４受信器は、第１波長（λｄ１）で信号を受信する。
なお、本実施の形態では、例えば、レンンジングおよび振幅位相制御用ＰＯＮフレーム生成部５４４、ドライバー５４５および波長λｕ１レーザー５４６を第４送信器と称することがある。第４送信器は、第１波長（λｕ１）で、信号を等化遅延値記憶部に記憶された等化遅延量に基づき遅延させて送信する信号を送信する。また、例えば、Ｏ／Ｅ５４１、ＡＧＣ５４２、クロック抽出部５４３を第４受信器と称することがある。第４受信器は、第１波長（λｄ１）で信号を受信する。
本実施の形態の効果を図１４および図１５を用いて説明する。
図１４は、従来の技術における上り信号伝送の模式図である。
上り信号は１ミリ秒周期フレーム１１００内に、レンジング窓１１１０、ガードタイム１５１０、プリアンブル１５１１、デリミタ１５１２、ペイロード１５１３を含む。ガードタイム１５１０は異なるＯＮＵからの上りバースト信号に位相ゆらぎが発生しても信号の衝突が発生しないように設けられた無信号領域である。プリアンブル１５１１は上りバースト信号からＯＬＴ２００が高速に受信しきい値調整とクロック抽出を行うための固定パターンである。デリミタ１５１２は、上りバースト信号の開始位置を示す固定パターンである。ペイロード１５１３は、ユーザー信号および制御信号を伝送する領域である。ガードタイム１５１０、プリアンブル１５１１、デリミタ１５１２、ペイロード１５１３の詳細はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．２およびＧ．９８４．３に示されている。
図１４では、上り波長λｕ１にてＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２からの上り信号を伝送し、上り波長λｕ２にてＯＮＵ＃３とＯＮＵ＃６からの上り信号を伝送し、上り波長λｕ３にてＯＮＵ＃４とＯＮＵ＃７からの上り信号を伝送し、上り波長λｕ４にてＯＮＵ＃５とＯＮＵ＃８からの上り信号を伝送している。レンジング窓１１１０は４つの波長にそれぞれ割り当てられており、全体での伝送効率を低下させる要因となっている。また、ＯＬＴ２００とＯＮＵ３００との間のファイバ長がＯＮＵ毎に異なるため、異なるＯＮＵからの信号の受信振幅は異なっている。したがって、ＯＬＴ２００が高速に受信しきい値調整とクロック抽出を行うためのプリアンブル１５１１は必須であり、さらに伝送効率を低下させる要因となっている。
図１４は、従来の技術における上り信号伝送の模式図である。
上り信号は１ミリ秒周期フレーム１１００内に、レンジング窓１１１０、ガードタイム１５１０、プリアンブル１５１１、デリミタ１５１２、ペイロード１５１３を含む。ガードタイム１５１０は異なるＯＮＵからの上りバースト信号に位相ゆらぎが発生しても信号の衝突が発生しないように設けられた無信号領域である。プリアンブル１５１１は上りバースト信号からＯＬＴ２００が高速に受信しきい値調整とクロック抽出を行うための固定パターンである。デリミタ１５１２は、上りバースト信号の開始位置を示す固定パターンである。ペイロード１５１３は、ユーザー信号および制御信号を伝送する領域である。ガードタイム１５１０、プリアンブル１５１１、デリミタ１５１２、ペイロード１５１３の詳細はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．２およびＧ．９８４．３に示されている。
図１４では、上り波長λｕ１にてＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２からの上り信号を伝送し、上り波長λｕ２にてＯＮＵ＃３とＯＮＵ＃６からの上り信号を伝送し、上り波長λｕ３にてＯＮＵ＃４とＯＮＵ＃７からの上り信号を伝送し、上り波長λｕ４にてＯＮＵ＃５とＯＮＵ＃８からの上り信号を伝送している。レンジング窓１１１０は４つの波長にそれぞれ割り当てられており、全体での伝送効率を低下させる要因となっている。また、ＯＬＴ２００とＯＮＵ３００との間のファイバ長がＯＮＵ毎に異なるため、異なるＯＮＵからの信号の受信振幅は異なっている。したがって、ＯＬＴ２００が高速に受信しきい値調整とクロック抽出を行うためのプリアンブル１５１１は必須であり、さらに伝送効率を低下させる要因となっている。
図１５は、本実施の形態における上り伝送方法の模式図である。
上り波長λｕ１はレンジングおよび振幅位相調整のみに使用される波長であるため、起動中のＯＮＵ３００からのプリアンブル１５１１、デリミタ１５１２、ペイロード１５１３を用いて常時振幅位相調整を行うことが可能である。上り波長λｕ２〜λｕ４では、既に説明したように振幅位相調整により異なるＯＮＵ３００からの信号の受信振幅と位相は一定値になるように調整されており、ガードタイム１５１０およびプリアンブル１５１１は不要となる。図１５では、上り波長λｕ２にてＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２からの上り信号を伝送し、上り波長λｕ３にてＯＮＵ＃３、ＯＮＵ＃４、ＯＮＵ＃５およびＯＮＵ＃６からの上り信号を伝送し、上り波長λｕ４にてＯＮＵ＃７とＯＮＵ＃８からの上り信号を伝送している。上り波長λｕ２〜λｕ４にはレンジング窓１１１０、ガードタイム１５１０およびプリアンブル１５１１が不要であり、波長λｕ２〜λｕ４で高い伝送効率が得られる。
上り波長λｕ１はレンジングおよび振幅位相調整のみに使用される波長であるため、起動中のＯＮＵ３００からのプリアンブル１５１１、デリミタ１５１２、ペイロード１５１３を用いて常時振幅位相調整を行うことが可能である。上り波長λｕ２〜λｕ４では、既に説明したように振幅位相調整により異なるＯＮＵ３００からの信号の受信振幅と位相は一定値になるように調整されており、ガードタイム１５１０およびプリアンブル１５１１は不要となる。図１５では、上り波長λｕ２にてＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２からの上り信号を伝送し、上り波長λｕ３にてＯＮＵ＃３、ＯＮＵ＃４、ＯＮＵ＃５およびＯＮＵ＃６からの上り信号を伝送し、上り波長λｕ４にてＯＮＵ＃７とＯＮＵ＃８からの上り信号を伝送している。上り波長λｕ２〜λｕ４にはレンジング窓１１１０、ガードタイム１５１０およびプリアンブル１５１１が不要であり、波長λｕ２〜λｕ４で高い伝送効率が得られる。
図１６は、ＯＮＵ起動から通信までの動作の概略図である。なお、各動作の詳細は上述の通りである。
まず、ＯＮＵ３００が起動すると（Ｓ１０１）、ＯＮＵ３００の波長制御部が送信波長、受信波長を第１波長（λｕ１、λｄ１）に設定する（Ｓ１０３）。ＯＬＴ２００とＯＮＵ３００は、第１波長を用いてレンジング処理を行い、ＯＮＵ３００に等化遅延量が設定される（Ｓ１０５）。例えば、第１波長を用いて光ネットワークユニットとレンジング処理を行い、ＯＬＴ２００と複数のＯＮＵ３００間が等距離にあるようにするために、各ＯＮＵ３００で信号を遅延して送信させるための等化遅延量を、各ＯＮＵ３００に指示する。ＯＮＵ３００は、ＯＬＴ２００から指示された等化遅延量を記憶する。
ＯＬＴ２００とＯＮＵ３００は、第１波長を用いて、上述の通り振幅調整量、位相調整量を設定するための処理を行う（Ｓ１０７）。例えば、ＯＬＴ２００は、第１波長で受信されるＯＮＵ３００からの信号に対して、該信号の振幅と所望の振幅との振幅偏差及び該信号の位相と所望の位相との位相偏差を求める。ＯＬＴ２００は、求められた振幅偏差及び位相偏差を打ち消すように定められた振幅調整量及び位相調整量を含む振幅位相制御信号を、ＯＮＵ３００に送信する。ＯＮＵ３００では、振幅位相制御信号に含まれる振幅調整量及び位相調整量に従い、ＯＬＴ２００に出力される信号の振幅及び位相を調整して出力する。
まず、ＯＮＵ３００が起動すると（Ｓ１０１）、ＯＮＵ３００の波長制御部が送信波長、受信波長を第１波長（λｕ１、λｄ１）に設定する（Ｓ１０３）。ＯＬＴ２００とＯＮＵ３００は、第１波長を用いてレンジング処理を行い、ＯＮＵ３００に等化遅延量が設定される（Ｓ１０５）。例えば、第１波長を用いて光ネットワークユニットとレンジング処理を行い、ＯＬＴ２００と複数のＯＮＵ３００間が等距離にあるようにするために、各ＯＮＵ３００で信号を遅延して送信させるための等化遅延量を、各ＯＮＵ３００に指示する。ＯＮＵ３００は、ＯＬＴ２００から指示された等化遅延量を記憶する。
ＯＬＴ２００とＯＮＵ３００は、第１波長を用いて、上述の通り振幅調整量、位相調整量を設定するための処理を行う（Ｓ１０７）。例えば、ＯＬＴ２００は、第１波長で受信されるＯＮＵ３００からの信号に対して、該信号の振幅と所望の振幅との振幅偏差及び該信号の位相と所望の位相との位相偏差を求める。ＯＬＴ２００は、求められた振幅偏差及び位相偏差を打ち消すように定められた振幅調整量及び位相調整量を含む振幅位相制御信号を、ＯＮＵ３００に送信する。ＯＮＵ３００では、振幅位相制御信号に含まれる振幅調整量及び位相調整量に従い、ＯＬＴ２００に出力される信号の振幅及び位相を調整して出力する。
また、適宜のタイミングで、ＯＮＵ３００に通信用の第２波長が割り当てられる（Ｓ１０９）。ＯＮＵ３００の波長制御部は、送信波長、受信波長を第２波長に設定する（Ｓ１１１）。ＯＬＴ２００とＯＮＵ３００は、第２波長で通信する（Ｓ１１３）。
本発明は、例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３準拠のＧＰＯＮに適用可能である。また、本発明は、他のＰＯＮ方式、例えばＩＥＥＥ８０２．３規格の６４章で規定されるイーサネット（登録商標）ＰＯＮシステムにも適用可能である。
１０ ＰＯＮ
２０ ＰＳＴＮ／インターネット
１００ 光スプリッタ
１１０ 幹線ファイバ
１２０ 支線ファイバ
２００ ＯＬＴ
３００ ＯＮＵ
２０９ 固定ゲイン増幅器
２１０ 固定位相リタイミング部
２２３ ＣＰＵ（第１制御部）
２１２ ＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）
２１３ バーストクロック抽出部
２１４ 振幅位相偏差判定部
２２５ 上りバースト振幅位相管理テーブル（振幅位相管理領域）
５３１ 等化遅延値記憶部
５３２ 送信振幅位相制御部
５３３ グラント処理部
１２０２ 振幅位相制御信号
２０ ＰＳＴＮ／インターネット
１００ 光スプリッタ
１１０ 幹線ファイバ
１２０ 支線ファイバ
２００ ＯＬＴ
３００ ＯＮＵ
２０９ 固定ゲイン増幅器
２１０ 固定位相リタイミング部
２２３ ＣＰＵ（第１制御部）
２１２ ＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）
２１３ バーストクロック抽出部
２１４ 振幅位相偏差判定部
２２５ 上りバースト振幅位相管理テーブル（振幅位相管理領域）
５３１ 等化遅延値記憶部
５３２ 送信振幅位相制御部
５３３ グラント処理部
１２０２ 振幅位相制御信号
Claims (8)
- 複数の光ネットワークユニットと、光ファイバならびに光スプリッタを介して接続される光終端装置であって、
第１の波長の光信号を前記複数の光ネットワークユニットに向けて送信する第１の光送信器と、
前記第１の波長以外の、それぞれが異なる波長である第２の波長の光信号を前記複数の光ネットワークユニットに向けて送信する複数の第２の光送信器と、
前記複数の光ネットワークユニットから、第３の波長の光信号を受信する第１の光受信器と、
前記複数の光ネットワークユニットから、前記第３の波長以外の、それぞれが異なる波長である第４の波長の光信号を受信する複数の第２の光受信器と、
前記第１の光送信器および前記第１の光受信器を用いて、前記複数の光ネットワークユニットのそれぞれに対して応答を求める要求信号を送信し、前記要求信号を送信してから前記要求信号に対する応答信号を受信するまでの時間を測定し、当該時間の測定の後で、複数の前記第２の光送信器および複数の前記第２の光受信器を用いて、前記複数の光ネットワークユニットとの間で、前記複数の光ネットワークユニットが送信する光信号が衝突しないように各々の前記光ネットワークユニットが光信号を送信する時間を前記測定した時間を用いて調整しながら通信を行なう制御部と、を有することを特徴とする光終端装置。 - 請求項１に記載の光終端装置であって、
前記第１の光受信器は、受信した信号の振幅および位相を測定する判定部を有し、
前記制御部は、
前記判定部により測定された前記複数の光ネットワークユニットからの前記応答信号それぞれの振幅および位相を用いて、前記複数の光ネットワークユニットそれぞれに、送信する光信号の振幅と位相を修正する指示を行ない、
前記指示により振幅と位相が修正された後で、複数の前記第２の光送信器および複数の前記第２の光受信器を用いて前記複数の光ネットワークユニットと通信を行なうことを特徴とする光終端装置。 - 請求項２に記載の光終端装置であって、
前記第１の光受信器は、バースト信号受信回路を含み、複数の前記第２の光受信器は前記バースト信号受信回路を含まないことを特徴とする光終端装置。 - 請求項３に記載の光終端装置であって、
前記制御部は、前記複数の光ネットワークユニットのそれぞれに対し、前記時間の測定および前記振幅と位相の調整が終わった後で、複数の前記第２の波長のうちのいずれかを設定する光終端装置。 - 光ファイバならびに光スプリッタを介して光終端装置と接続される光ネットワークユニットであって、
前記光終端装置からの光信号のうち、設定された波長の光信号を通過させる波長可変フィルタと、
設定された波長の光信号を前記光終端装置へ向けて出力する波長可変レーザーと、
前記光終端装置との間で通信時間を測定するときに前記波長可変フィルタに第１の波長を、前記通信時間の測定が終わった後で前記光終端装置との間でデータの送受信を行うときに前記波長可変フィルタに第２の波長を、それぞれ設定する受信波長制御部と、
前記通信時間を測定するときに前記波長可変レーザーに第３の波長を、前記通信時間の測定が終わった後で前記光終端装置との間でデータの送受信を行うときに前記波長可変レーザーに第４の波長を、それぞれ設定する送信波長制御部と、を有することを特徴とする光ネットワークユニット。 - 請求項５に記載の光ネットワークユニットであって、
前記光終端装置からの指示を受けて、前記波長可変レーザーが出力する光信号の振幅および位相を調整する振幅位相制御部をさらに有し、
前記光終端装置からの指示は、前記受信波長制御部が前記波長可変フィルタに前記第２の波長を設定する前に、前記第１の波長の光信号で受信することを特徴とする光ネットワークユニット。 - 請求項６に記載の光ネットワークユニットであって、
装置の起動時もしくは装置の前記光ファイバへの接続時に、
前記受信波長制御部は、あらかじめ定められた前記第１の波長を前記波長可変フィルタに設定し、
前記送信波長制御部は、あらかじめ定められた前記第３の波長を前記波長可変レーザーに設定することを特徴とする光ネットワークユニット。 - 請求項７に記載の光ネットワークユニットであって、
前記振幅および位相の調整が終わった後で、前記光終端装置から、前記第３の波長および前記第４の波長を通知される制御部をさらに有し、
前記受信波長制御部または前記送信波長制御部は、前記制御部から前記第３の波長または前記第４の波長を設定されることを特徴とする光ネットワークユニット。
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