JP5200381B2 - Ｐｏｎシステムの局側装置、受信部、クロック及びデータ再生部、及び、ｐｏｎシステムの上り方向通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、局側装置と複数の端末装置とを光ファイバ網で結ぶＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに関し、特に、端末装置から局側装置への上り方向通信に関する。

ＰＯＮシステムは、集約局としての局側装置と、複数の加入者宅に設置された端末装置とを、一本の光ファイバから光カプラを介して複数の光ファイバに分岐する光ファイバ網によって、接続したものである（例えば、特許文献１及び２参照）。このＰＯＮシステムにおいては、端末装置から局側装置への上りバースト通信は、信号の衝突を防止すべく局側装置によって時分割で管理されている。

当初、かかる上りバースト通信は一定の伝送レートものとして考えられていたが、今後、伝送レートの段階的な高速化が予想される。しかし、高速な伝送レートのサービス提供が開始されても、すべての加入者がそれを同時に希望する訳ではないので、上り方向通信に関して、既存の伝送レートとそれを超える高速な伝送レートとが、一つのＰＯＮシステム内で共存するマルチレートＰＯＮシステムとなる（例えば特許文献３参照）。

特開２００４−６４７４９号公報（図４） 特開２００４−２８９７８０号公報（図３１） 特開平８−８９５４号公報（図２） 特許第３６２６３６５号公報（請求項１）

上記のようなマルチレートＰＯＮシステムでは、複数種類の伝送レートに対応した受信機能が局側装置にも必要となる。しかしながら、各端末装置から受信したバースト信号からその伝送レートを検出し、かつ、受信機能を伝送レートに同期させることを高速に実行するのは技術的に容易ではなく、これを実現するには高価なＰＯＮ受信部が必要となる。

一方、上記特許文献４では、伝送速度が異なるパケットを含むマルチレートの入力信号から、所望のクロックと伝送速度のパケットを再生するクロック及びデータ再生回路が記載されている。この再生回路では、入力信号に含まれるパケットのうちで所望のクロック再生動作を乱す可能性のあるパケットを排除するパケット選択回路を、クロック再生回路及びデータ再生回路の前段に設けることにより、所望の伝送速度以外の入力信号によるクロック再生回路の動作の不安定化を防止している。

かかるパケット選択回路を有するクロック及びデータ再生回路は、単一の伝送レートのみを受信できれば足りる端末装置には適している。
しかし、上り方向の伝送レートが複数種類であるマルチレートＰＯＮシステムの局側装置に上記再生回路を適用すると、時分割多重されて各端末装置から送信されるマルチレートバーストパケットを局側装置が受信した際に、パケット選択回路が所望の伝送速度以外のパケットを全て排除するため、同一のクロック及びデータ再生回路おいてマルチレートパケットを連続して再生できなくなる。

このため、所望の伝送速度以外のパケットを排除するパケット選択回路をクロック及びデータ再生回路に設ける回路構成を局側装置に適用しても、複数種類の伝送レートに対応して連続的かつ迅速に同期することは困難であり、局側装置が上り方向のバースト信号を適切に受信することができない。
また、上り方向通信の場合、ある伝送レートでの同期が確立されるまでの時間内には、他の伝送レートにおいて有効なデータ通信が行えないので、この時間が長いほど上り方向通信の効率が悪くなる。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、端末装置の上り方向の伝送レートが複数種類であるマルチレートＰＯＮシステムにおいて、各伝送レートの上り信号に対して迅速に同期を確立するようにして、上り方向の通信効率を向上することができるＰＯＮシステムの局側装置、受信部、クロック及びデータ再生部、及び、ＰＯＮシステムの上り通信方法を提供することを目的とする。

本発明の局側装置（請求項１）は、光ファイバを介して一対多接続された端末装置と共にＰＯＮシステムを構成し、当該端末装置から送信される複数の伝送レートの上り信号を時分割多重方式で受信する局側装置であって、前記複数の伝送レートを記憶して前記端末装置に対して上り方向への通信のグラントを与えるとともに、当該グラントに対応する次の上り信号を受信する時期及びその伝送レートを特定する管理部と、この管理部で特定された時期及び伝送レートに合わせて上り信号のクロック及びデータ再生を行う再生部と、を備えていることを特徴とする。

本発明の局側装置によれば、管理部が、端末装置に与えるグラントに対応する次の上り信号を受信する時期及びその伝送レートを特定するので、グラントに対応する所望の伝送レートの上り信号を受信する時期及び伝送レートの情報を実際の受信前に取得することができる。また、再生部が、上記管理部で特定された時期及び伝送レートに合わせてクロック及びデータ再生を行うので、各伝送レートの上り信号に対して迅速に同期を確立することができる。

本発明の局側装置において、前記再生部は、より具体的には、複数の伝送レートのうちの一つの伝送レートの上り信号に対して自己の発振周波数を位相同期させてその上り信号からクロック及びデータ再生を行うクロック及びデータ再生回路を当該複数の伝送レートに対応して複数有するとともに、前記管理部が特定した伝送レートを示す信号として当該管理部が生成したレート選択信号に基づいて、この選択信号に対応する前記クロック及びデータ再生回路を作動させる制御器を有している（請求項１）。
この場合、上記制御器が、管理部が特定した伝送レートを表すレート選択信号に基づいてクロック及びデータ再生回路を作動させるので、伝送レートの切り替えを迅速に行うことができる。そして、このレート選択信号は管理部が生成する信号であるから、局側装置が受信する上り信号の伝送レートを判定する回路を別途設ける必要がなく、回路構成が容易になる。

もっとも、本発明の局側装置において、端末装置に対してグラントを送信してからそのグラントに対応する次の上り信号を受信するまでには、フレーム遅延（ＲＴＴ）を含む一定の時間遅れがあるので、実際には、制御器がレート選択信号を受けてから所定時間後に局側装置が上り信号を受信する。また、グラントの送信から対応上り信号の受信までの上記時間遅れは一定時間ではなく、端末装置までの距離によって相違する。
このため、レート選択信号の検出のみに基づいてクロック及びデータ再生回路の作動開始時を決定すると、実際の上り信号の受信時とは異なるタイミングでクロック及びデータ再生回路の作動が開始されてしまう恐れがある。

そこで、前記制御器は、前記レート選択信号と、上り信号が実際に到達したことを表すデータ検出信号との双方に基づいて、前記クロック及びデータ再生回路の作動を開始させるものであることが好ましい（請求項２）。
この場合、レート選択信号とデータ検出信号がアンド条件で揃った時にクロック及びデータ再生回路の作動が開始されるので、その作動開始時と実際の上り信号の受信タイミングとの時間差をほぼ無くすことができ、クロック及びデータ再生回路の作動開始時をより正確に設定することができる。なお、かかるデータ検出信号は、再生部の前段に設けられる光受信部の増幅器に生成させることができ（図５参照）、この場合、新たな検出回路を設ける必要がなく、回路構成が容易になる。

また、本発明の局側装置において、前記複数のクロック及びデータ再生回路が、位相同期方式によって上り信号のクロック及びデータ再生を行う位相ロックループと、自己の発振周波数を参照クロックに同期させる周波数ロックループとを備えていることが好ましい（請求項３）。
この場合、前記制御器が、前記レート選択信号で選択されていない前記クロック及びデータ再生回路の作動ループを前記周波数ロックループに切り替えるようにすれば、当該クロック及びデータ再生回路が想定する伝送レート以外の信号（ノイズを含む）が入力されている間は、上記周波数ロックループによって自己の発振周波数を安定化することができ、想定外の信号の入力によって発振周波数が乱れるのを防止することができる。

また、本発明の局側装置において、前記複数のクロック及びデータ再生回路は、再生したデータをパラレル信号化して出力するデシリアライザをそれぞれ有することが好ましい。
この場合、クロック及びデータ再生部の後段の回路ブロックに対して、高速なシリアル信号ではなく低速のパラレル信号が送信されることになるので、後段の回路ブロックにおいて再度クロック及びデータの再生を行う必要がなくなり、後段の回路ブロックの負担を軽減させることができる。また、複数あるクロック及びデータ再生回路のそれぞれがデシリアライザを備えることにより、一つのデシリアライザを共用した場合に生じ得る、伝送レートの切り替え時の乱れを回避することができる。

本発明のＰＯＮ受信部（請求項４）は、マルチレートのバースト信号を時分割多重方式で受信するＰＯＮ受信部であって、複数の伝送レートのうちの一つの伝送レートのバースト信号に対して自己の発振周波数を位相同期させてそのバースト信号からクロック及びデータ再生を行うクロック及びデータ再生回路を、当該複数の伝送レートに対応して複数備えており、グラントに対応する次のバースト信号を受信する時期及び伝送レートに合わせてその伝送レートに対応する前記クロック及びデータ再生回路を作動させることにより、当該バースト信号のクロック及びデータ再生を行うことを特徴とする。

本発明のＰＯＮ受信部によれば、グラントに対応する次のバースト信号を受信する時期及びその伝送レートに合わせてその伝送レートに対応するクロック及びデータ再生回路を作動させることにより、各々のクロック及びデータ再生回路が、バースト信号に対して自己の発振周波数を位相同期させてそのバースト信号からクロック及びデータ再生を行うので、マルチレートのバースト信号に対して迅速に同期を確立することができる。

本発明の通信方法（請求項５）は、複数の端末装置と光ファイバを介して一対多接続された局側装置が、前記端末装置から送信される複数の伝送レートの上り信号を時分割多重方式で受信するＰＯＮシステムの上り方向通信方法であって、前記複数の伝送レートのうちのいずれか一つの伝送レートの上り信号に対して自己の発振周波数を位相同期させてその上り信号からクロック及びデータ再生を行うクロック及びデータ再生回路を、当該伝送レートに対応して複数用意しておき、前記複数の伝送レートを記憶して前記端末装置に対して上り方向への通信のグラントを与えるとともに、当該グラントに対応する次の上り信号を受信する時期及びその伝送レートを特定し、その特定された時期及び伝送レートに合わせてその伝送レートに対応する前記クロック及びデータ再生回路を作動させることにより、上り信号のクロック及びデータ再生を行うことを特徴とする。

本発明の通信方法によれば、端末装置に与えるグラントに対応する次の上り信号を受信する時期及びその伝送レートを特定するようにしたので、グラントに対応する所望の伝送レートの上り信号を受信する時期及び伝送レートの情報を実際の受信前に取得することができる。
また、そのように特定された時期及び伝送レートに合わせてその伝送レートに対応するクロック及びデータ再生回路を作動させることにより、各々のクロック及びデータ再生回路が、上り信号に対して自己の発振周波数を位相同期させてその上り信号からクロック及びデータ再生を行うので、各伝送レートの上り信号に対して迅速に同期を確立することができる。

本発明の他の局側装置（請求項６）は、光ファイバを介して一対多接続された複数の端末装置と共にＰＯＮシステムを構成し、前記端末装置から送信される複数の伝送レートの上り信号を時分割多重方式で受信する局側装置であって、複数の伝送レートのうちの一つの伝送レートの上り信号に対して自己の発振周波数を位相同期させてその上り信号からクロック及びデータ再生を行うクロック及びデータ再生回路を、当該複数の伝送レートに対応して複数備えた再生部と、複数の前記クロック及びデータ再生回路の作動タイミングを各伝送レートの上り信号の受信タイミングに合わせて設定する管理部と、を備えていることを特徴とする。

本発明の他の局側装置によれば、管理部が、再生部が有する複数のクロック及びデータ再生回路の作動タイミングを、各伝送レートの上り信号の受信タイミングに合わせて設定するので、各伝送レートの上り信号を局側装置が時分割多重方式で受信するに当たって、各伝送レートの上り信号に対して迅速に同期を確立することができる。
なお、上記管理部が再生部の各クロック及びデータ再生回路に対して行う作動タイミングの設定は、前述の通り、例えば、各端末装置に付与するグラントに対応する次の上り信号を受信する時期及びその伝送レートを再生部に送ることによって行うことができる。

また、本発明のクロック及びデータ再生部（請求項７）は、マルチレートのバースト信号うちの一つの伝送レートのバースト信号に対して自己の発振周波数を位相同期させてそのバースト信号からクロック及びデータ再生を行うクロック及びデータ再生回路を、当該複数の伝送レートに対応して複数備えたクロック及びデータ再生部であって、複数の前記クロック及びデータ再生回路の作動タイミングを各伝送レートのバースト信号の受信タイミングに合わせることを特徴とする。

本発明のクロック及びデータ再生部によれば、複数のクロック及びデータ再生回路の作動タイミングを各伝送レートのバースト信号の受信タイミングに合わせるので、各伝送レートのバースト信号を時分割多重方式で受信するに当たって、マルチレートのバースト信号に対して迅速に同期を確立することができる。

以上の通り、本発明によれば、端末装置の上り方向の伝送レートが複数種類であるマルチレートＰＯＮシステムにおいて、各伝送レートの上り信号に対して迅速に同期を確立することができるので、上り方向の通信効率を向上することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るＰＯＮシステムの概略構成図である。
〔ＰＯＮシステムの全体構成〕
図１において、局側装置１は、複数の端末装置２〜４に対する集約局として設置される。端末装置２〜４はそれぞれ、ＰＯＮシステムの加入者宅に設置される。局側装置１に接続された伝送路である一本の光ファイバ５（幹線）から光カプラ６を介して複数の光ファイバ（支線）７〜９に分岐した構成を成す光ファイバ網（５〜９）が構成され、分岐した光ファイバ７〜９の終端にそれぞれ端末装置２〜４が接続されている。更に、局側装置１は上位ネットワーク１１と接続され、端末装置２〜４はそれぞれのユーザネットワーク１２〜１４と接続されている。

なお、図１では３個の端末装置２〜４を示しているが、一つの光カプラ６から例えば３２分岐して３２個の端末装置を接続することが可能である。また、図１では光カプラ６を１個だけ使用しているが、光カプラを縦列に複数段設けることにより、さらに多くの端末装置を局側装置１と接続することができる。
図１において、各端末装置２〜４から局側装置１への上り方向には波長λ１でデータが送信される。逆に、局側装置１から端末装置２〜４への下り方向には波長λ２でデータが送信される。これらの波長λ１及びλ２は、ＩＥＥＥ規格８０２．３ａｈ−２００４のＣｌａｕｓｅ６０に基づいて、以下の範囲の値とすることができる。
１２６０ｎｍ≦λ１≦１３６０ｎｍ
１４８０ｎｍ≦λ２≦１５００ｎｍ

また、端末装置２，３，４における上り方向通信の伝送レートはそれぞれ、Ｌ［Gbps］、Ｍ［Gbps］、Ｈ［Gbps］である。ここで、Ｌ，Ｍ，Ｈの値は、Ｌ＜Ｍ＜Ｈの関係にあり、例えば、Ｌ＝１，Ｍ＝２，Ｈ＝１０である。
一方、局側装置１における下り方向通信の伝送レートはＤ［Gbps］１種類であり、Ｄの値は例えば１である。なお、本実施形態では端末装置を３台として、互いに異なる３種類の伝送レートとしたが、端末装置の台数及び異なる伝送レートの数は種々のパターンがあり得る。

〔局側装置の構成〕
図２は、上記ＰＯＮシステムを構成する局側装置１の内部構成の概略を示すブロック図であり、局側装置１内の各部（１０１〜１１５）は、図示のように接続されている。
図２において、上位ネットワーク１１からのフレームは、上位ネットワーク側受信部１０１により受信され、データ中継処理部１０３に送られる。データ中継処理部１０４は、ＰＯＮ側送信部１０５へフレームを渡し、これが、光送信部１０８において下り方向の光信号（下り信号：波長λ２及び伝送レートＤ［Gbps］）に変換され、合分波部１１０を介して端末装置２〜４に送られる。

一方、端末装置２〜４（図１）から上り方向に送信された光信号（上り信号：波長λ１及び伝送レートＬ／Ｍ／Ｈ［Gbps］）は、合分波部１１０を通過して光受信部１０９により受信される。
光受信部１０９は、光電変換素子１１１及び増幅器１１２を内部に備えている。光電変換素子１１１は、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオード等の半導体受光素子であり、受光量に応じた電気信号を出力する。増幅器１１２は、電気信号を増幅して出力し、その出力信号はＰＯＮ側受信部１０７に入力される。

ＰＯＮ側受信部１０７は、クロック・データ再生部１１３、物理層符号化／復号化部１１４及びフレーム再生部１１５を内部に備えている。クロック・データ再生部１１３は、増幅器１１２から受けた電気信号に同期してタイミング成分（クロック）とデータとを再生する。この再生部１１３の詳細については、後述する。
物理層符号化／復号化部１１４は、再生されたデータに施されている符号を復号する。フレーム再生部１１５は、復号されたデータからフレームの境界を検出して例えば、イーサネット（登録商標）フレームを復元する。

また、フレーム再生部１１５は、フレームのヘッダ部分を読みとることにより、受信したフレームがデータフレームであるか、又は、レポートフレーム等のメディアアクセス制御のための制御情報のフレームであるかを判定する。
なお、制御情報の例として、ＩＥＥＥ規格８０２．３ａｈ−２００４のＣｌａｕｓｅ ６４に記載のＭＰＣＰ（Multi-point Control Protocol） ＰＤＵ（Protocol Data Unit）を挙げることができる。局側装置１が端末装置２〜４に対して上り方向データの送出開始時刻および送出許可量を指示するため制御情報であるグラントや、端末装置２〜４が局側装置１に対して上り方向データの蓄積量に関する値を通知するための制御情報であるレポートは、このＭＰＣＰ ＰＤＵの一種である。

上記判定の結果、データフレームであれば、フレーム再生部１１５はこれをデータ中継処理部１０３に送る。データ中継処理部１０３は、データフレームのヘッダ情報の変更や上位ネットワーク側送信部１０２に対する送信制御等の所定の中継処理を行い、処理後のフレームは上位ネットワーク側送信部１０２から上位ネットワーク１１へ送出される。
また、上記判定の結果、フレームがレポートフレームであれば、フレーム再生部１１５はこれを制御信号処理部１０４に送る。制御信号処理部１０４はこのレポートに基づいて、制御情報としてのグラントフレームを生成し、これが、ＰＯＮ側送信部１０５及び光送信部１０８から合分波部１１０を介して、波長λ２、伝送レートＤ［Gbps］で、下り方向に送信される。

上記グラントは、次受信バースト判定部（管理部）１０６にも送られる。この次受信バースト判定部１０６は、端末装置２〜４が使用する伝送レートを記憶し、グラントに基づいて、次にバースト信号を受信する時期及びその伝送レートを特定する。
そして、特定された伝送レートは、光受信部１０９及びＰＯＮ側受信部１０７に通知される。光受信部１０９及びＰＯＮ側受信部１０７は、その時期に合わせて、特定された伝送レート用のものとして受信機能を対応させることができる。

具体的には、光受信部１０９における光電変換素子１１１の増倍率、増幅器１１２のゲイン、ＰＯＮ側受信部１０７における量子化判定閾値、クロック・データ再生部１１３におけるロック許容範囲、及び、参照クロックの周波数等、バースト受信に関する回路パラメータを切り替えることにより、所定の伝送レートに対応させることができるように構成されている。
例えば、端末装置２〜４が同一の線路条件で接続されており（必要な光のパワーバジェットが同じであり）、同じビット誤り率の伝送品質を満足させなければならないような場合において、端末装置２，３と比較して伝送レートが高い端末装置４から受信するとき、光受信部１０９のゲインを下げ、帯域を拡げる。

また、例えば、端末装置２，４がそれぞれ１．２５Ｇｂｐｓ，１０．３１２５Ｇｂｐｓで上り方向にバースト通信する場合、クロック・データ再生部１１３に対して予め、次のバーストの伝送レートがそれぞれ１Ｇｂｐｓ，１０Ｇｂｐｓであると通知されていれば、後は端数分を合わせるだけでよいので、短い時間で確実に、クロック・データ再生部１１３の同期を確立することができる。
さらにまた、１．２５Ｇｂｐｓ及び１０．３１２５Ｇｂｐｓに対してそれぞれ８Ｂ／１０Ｂ符号及び６４Ｂ／６６Ｂ符号で物理層符号化／復号化を行うことが前提となっている場合には、次のバーストに対して使用すべき復号化回路を簡単かつ確実に選択することができる。

次受信バースト判定部３１は、グラントに対応する次の上り信号の伝送レートを示す信号としてレート判定信号Ｓ１を生成し、そのグラントに対応する次の上り信号であるレポートを受信する時期（図５に示す時刻Ｔａ２や時刻Ｔａ４）に、当該レポート判定信号Ｓ１をＰＯＮ側受信部１０７のクロック・データ再生部１１３に送信する。このレート選択信号Ｓ１は、例えば、複数の端末装置２〜４で使用する伝送レートがＬ，Ｍ，Ｈの三種類である場合には、その３つの伝送レートＬ，Ｍ，Ｈにそれぞれ対応した識別符号で構成される。
また、光受光部１０９の増幅器１１２は、上り信号が当該増幅器１１２に入力されたことを示すデータ検出信号Ｓ２を生成し、その生成と同時に当該検出信号Ｓ２をＰＯＮ側受信部１０７のクロック・データ再生部１１３に送信する。

〔端末装置の構成〕
図３は、端末装置２（伝送レートＬ［Gbps］）について、その内部構成の概略を示すブロック図であり、端末装置２内の各部（２０１〜２０９）は、図示のように接続されている。
図３において、局側装置１（図１）から下り方向に送信されて来る光信号は、合分波部２０１を通過して、光受信部２０２により電気信号に変換され、さらに、この電気信号はＰＯＮ側受信部２０４により受信される。

ＰＯＮ側受信部２０４は、受信したフレームのヘッダ部分（プリアンブル部分を含む）を読みとることにより、当該フレームが自己宛（ここでは、自己又は自己の配下のユーザネットワーク１２内の装置宛を意味する。）であるか否かを判定する。
判定の結果、自己宛であれば当該フレームを取り込み、そうでなければ当該フレームを廃棄する。例えば、上記の宛先判定を行うためのヘッダ情報の例として、ＩＥＥＥ規格８０２．３ａｈ−２００４に記載の論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）を挙げることができる。

更に、ＰＯＮ側受信部２０４は、フレームのヘッダ部分を読みとることにより、受信したフレームがデータフレームであるか、又は、グラントフレームであるかを判定する。
判定の結果、データフレームであれば、ＰＯＮ側受信部２０４はこれをデータ中継処理部２０７に送る。データ中継処理部２０７は、ユーザネットワーク側送信部２０８に対する送信制御等の所定の中継処理を行い、処理後のフレームはユーザネットワーク側送信部２０８からユーザネットワーク１２へ送出される。
また、上記判定の結果、フレームがグラントフレームであれば、ＰＯＮ側受信部２０４はこれを制御信号処理部２０６に転送する。制御信号処理部２０６は、グラントフレームに基づいて上り方向の送出をデータ中継処理部２０７に指示する。

一方、ユーザネットワーク１２からのフレームはユーザネットワーク側受信部２０９により受信され、データ中継処理部２０７に転送される。転送されたフレームはデータ中継処理部２０７内のバッファメモリに一旦蓄積され、また、そのデータ量が制御信号処理部２０６に通知される。
制御信号処理部２０６は、ＰＯＮ側送信部２０５に対して送信制御を行い、所定のタイミングで、バッファメモリに蓄積されているフレームをＰＯＮ側送信部２０５に出力させるとともに、通知されたバッファメモリ内のデータ蓄積量に基づいてレポートフレームを作成してＰＯＮ側送信部２０５に出力させる。ＰＯＮ側送信部２０３の出力は光送信部２０３で光信号に変換され、波長λ１、伝送レートＬ［Gbps］の信号として、合分波部２０１を介して上り方向に送信される。

図４は、端末装置４（伝送レートＨ［Gbps］）について、その内部構成の概略を示すブロック図であり、端末装置４内の各部（４０１〜４１１）は、図示のように接続されている。このうち４０１〜４０９は、図３における２０１〜２０９に相当する回路要素であり、同様の機能を有する。
図３の端末装置２（伝送レートＬ［Gbps］）との相違は、制御信号処理部４０６と光受信部４０３との間に登録要求送信部４１１を設けた点と、ＰＯＮ側送信部４０５と登録要求送信部４１１とを送信部切替判定部４１０によって切り替えることができるようにした点、及び、この送信部切替判定部４１０は制御信号処理部４０６の指令を受けて送信部切替を行うようにした点である。

通常、送信部としては、ＰＯＮ側送信部４０５が動作するようになっている。なお、ＰＯＮ側送信部４０５が動作する場合の端末装置４（伝送レートＨ［Gbps］）は、実質的に端末装置２（伝送レートＬ［Gbps］）と同様である。また、端末装置３についても、見かけ上の構成は図４と同様である。ただし、前述のように、端末装置３の伝送レートはＭ［Gbps］であり、端末装置４の伝送レートＨ［Gbps］とは異なる。

〔局側装置のクロック・データ再生部〕
図５は、前記局側装置１のクロック・データ再生部１１３の回路構成の一例を示すブロック図である。
図５に示すように、この再生部１１３は、複数種類の上り方向の伝送レートに対応して、その各伝送レートの上り信号からそれぞれクロック及びデータ再生を行う複数のクロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈを備えており、図５に示す例では、低速の伝送レートＬ［Gbps］用のクロック及びデータ再生回路５１Ｌと、高速の伝送レートＨ［Gbps］用のクロック及びデータ再生回路５１Ｈとが設けられている。
なお、更に中速の伝送レートＭ［Gbps］に対応するには、当該伝送レートＭ用のクロック及びデータ再生回路を並列的に追加すればよい。

上記各クロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈは、いずれも位相同期方式によってクロック及びデータを再生するものであり、前段側（図５の左側）から後段側（図５の右側）に向かって、周波数比較器５２、位相比較器５３、切り替え器５４、チャージポンプ及びループフィルタ５５、発振器（ＶＣＯ又はＶＣＸＯ）５６、分周器５７及びデシリアライザ５８を備えている。
光受信部１０９の増幅器１１２からの上り信号は、各クロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈの位相比較器５３にそれぞれ入力される。この位相比較器５３は、切り替え器５４、ループフィルタ５５及び発振器５６とともに、上り信号のクロック及びデータ再生を行う位相ロックループ５９を構成している。

他方、周波数比較器５２には、局側装置１内のローカルクロックである参照クロックが入力される。この周波数比較器５２は、切り替え器５４、ループフィルタ５５、発振器５６及び分周器５７とともに、自己の発振周波数を上記参照クロックに同期させる周波数ロックループ６０を構成している。
各クロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈの切り替え器５４は、位相ロックループ５９又は周波数ロックループ６０のいずれか一方に切り替えるためのスイッチング素子よりなり、アンド回路等の論理回路よりなる制御器６１によってスイッチングされる。この制御器６１は、前記レート選択信号Ｓ１とデータ検出信号Ｓ２がアンド条件で揃った時に、クロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈの作動ループが位相ロックループ５９になるように切り替え器５４をスイッチングする。

すなわち、図６（ａ）に示すように、低速用のクロック及びデータ再生回路５１Ｌの場合には、レート選択信号Ｓ１の識別符号がＬ（低速）になりかつデータ検出信号Ｓ２が立ち上がった時に、クロック及びデータ再生回路５１Ｌの作動ループが位相ロックループ５９に切り替わり、それ以外の時には、クロック及びデータ再生回路５１Ｌの作動ループは周波数ロックループ６０になっている。
また、図６（ｂ）に示すように、高速用のクロック及びデータ再生回路５１Ｈの場合は、レート選択信号Ｓ１の識別符号がＨ（高速）になりかつデータ検出信号Ｓ２が立ち上がった時に、クロック及びデータ再生回路５１Ｈの作動ループが位相ロックループ５９に切り替わり、それ以外の時には、クロック及びデータ再生回路５１Ｈの作動ループは周波数ロックループ６０になっている。

このため、増幅器１１２から入力される上り信号の伝送レートが低速Ｌの場合には、低速用のクロック及びデータ再生回路５１Ｌの位相ロックループ５９が作動し、低速の伝送レートＬでのクロック及びデータ再生が行われ、このさい、高速用のクロック及びデータ再生回路５１Ｈは周波数ロックループ６０になっていて、自己の発振周波数を参照クロックに同期させている。
また、増幅器１１２から入力される上り信号の伝送レートが高速Ｈの場合には、高速用のクロック及びデータ再生回路５１Ｈの位相ロックループ５９が作動し、高速の伝送レートＨでのクロック及びデータ再生が行われ、このさい、低速用のクロック及びデータ再生回路５１Ｌは周波数ロックループ６０になっていて、自己の発振周波数を参照クロックに同期させている。

このように、本実施形態のクロック・データ再生部１１３では、送受信バースト判定部１０６が生成したレート選択信号Ｓ１に基づいて制御器６１がクロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈを作動させるので、伝送レートの切り替えを迅速に行うことができる。そして、このレート選択信号Ｓ１は、送受信バースト判定部１０６がグラントを利用して生成する信号であるから、局側装置１が受信する上り信号の伝送レートを判定する回路を別途設ける必要がなく、回路構成が容易になる。

また、本実施形態のクロック・データ再生部１１３では、レート選択信号Ｓ１とデータ検出信号Ｓ２がアンド条件で揃った時に制御器６１がクロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈの作動を開始させるので、レート選択信号Ｓ１の検出のみに基づいてクロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈの作動開始時を決定する場合に比べて、その作動開始時と実際の上り信号の受信タイミングとの時間差をほぼ無くすことができ、クロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈの作動開始時をより正確に設定することができる。

更に、本実施形態のクロック・データ再生部１１３では、切り替え器５４をスイッチング制御する制御器６１が、レート選択信号Ｓ１で選択されていないクロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈの作動ループを周波数ロックループ６０に切り替えるので、当該クロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈが想定する伝送レート以外の信号（ノイズを含む）が入力されている間は、周波数ロックループ６０によって自己の発振周波数を安定化することができ、これにより、想定外の信号の入力によって発振周波数が乱れるのを防止することができる。

前記デシリアライザ５８は、各クロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈにおいて再生したデータをパラレル信号化して出力するものであり、このデシリアライザ５８には、位相比較器５３が出力するデータ信号（シリアル）と、発振器５６のフルレートクロックと、このクロックを分周器５７で分周した分周クロックがそれぞれ入力される。
図７は、上記デシリアライザ５８の回路構成の一例を示している。図７に示すように、本実施形態のデシリアライザ５８は、複数のＤフリップフロップ６３よりなるシフトレジスタ６４と、このシフトレジスタ６４の後段に配置されたラッチ回路６５とから構成されている。

シフトレジスタ６４は、位相比較器５３から入力されたシリアル信号を発振器５６のフルレートクロックでシフトして出力し、この出力信号が後段のラッチ回路６５に入力される。このラッチ回路６５は、パラレル信号用のフリップフロップ回路よりなり、分周器５７から得た分周クロックでシフトレジスタ６４から入力された信号をラッチし、その信号に対応するパラレル信号を出力する。
このように、本実施形態のクロック・データ再生部１１３では、再生したデータをパラレル信号化して出力するデシリアライザ５８を内蔵しているので、クロック・データ再生部１１３の後段の回路ブロックに対して、高速なシリアル信号ではなく低速のパラレル信号が送信される。このため、後段の回路ブロックにおいて再度クロック及びデータの再生を行う必要がなくなり、後段の回路ブロックの負担を軽減させることができる。
また、本実施形態のクロック・データ再生部１１３では、複数あるクロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈのそれぞれがデシリアライザ５８を備えているので、一つのデシリアライザ５８を共用した場合に生じ得る、伝送レートの切り替え時の乱れを回避できるという利点もある。

〔ＰＯＮシステムの動作手順（上り方向通信方法）〕
次に、上記のように構成されたＰＯＮシステムにおける動作手順について、図８のシーケンス図を参照して説明する。なお、このシーケンス図は、局側装置１と端末装置２（伝送レートＬ［Gbps］）との間での動作についてのものであるが、他の端末装置３，４についても同様である。
図８において、局側装置１は、運用時間開始時刻Ｔ０の時点で端末装置２に関するＲＴＴ（Round Trip Time）を既に計算している。時刻Ｔａ１において、局側装置１は送出要求量を通知させるために、端末装置２に対してレポート送出開始時刻Ｔｂ２を含んだグラント（グラントフレーム）Ｇ１を送信する。このレポート送出開始時刻Ｔｂ２は、他の端末装置３，４から送信されるレポートと衝突しないように計算される。

端末装置２は、自身に対するグラントＧ１を受信すると、データ中継処理部２０７のバッファメモリに蓄積されたデータ量を参照して送出要求量を算出し、グラントＧ１に含まれるレポート送出開始時刻Ｔｂ２に、局側装置１に対して送出要求量を含んだレポート（レポートフレーム）Ｒ１を送出する。
局側装置１はレポートＲ１を受信すると、固定または可変の最大送出許可量以下となり、かつ、レポートＲ１に含まれるバッファメモリ内データ量のデータをなるべく多く送れるような値を演算し、演算結果を送出許可量としてグラントＧ２に挿入する。

レポートＲ１に含まれる送出要求量がゼロの場合には、局側装置１による演算結果がゼロとなるため帯域が割当てられないが、端末装置２にレポートＲ２を送出させる必要があるので、局側装置１は端末装置２に対して必ずグラントＧ２を送出する。
グラントＧ２に含まれる送出開始時刻Ｔｂ４は、演算済みである前回の端末装置データの受信予定時刻、前回の端末装置２の送出許可量、現在の端末装置２に関するＲＴＴ及び固定時間であるガードタイムを用い、データ及びレポートが他の端末装置３，４からのデータまたはレポートと衝突しないように計算される。

なお、局側装置１は、送出許可量及び送出開始時刻Ｔｂ４を含むグラントＧ２を送出する時刻Ｔａ３を、送出開始時刻Ｔｂ４までにグラントＧ２が端末装置２に到着するように計算する。
端末装置２は、自身に対するグラントＧ２を受信すると、グラントＧ２に含まれる送出開始時刻Ｔｂ４に、送出許可量分のデータＤを、次回の送出要求量を含んだレポートＲ２とともに局側装置１に送出する。

このレポートＲ２はデータＤの直前または直後に送出されるが、データＤの直前に送出される場合には、送出要求量として局側装置１に報告する値は、バッファメモリに蓄積されているデータ量とデータＤのデータ量との差分である。
局側装置１は、データＤ及びレポートＲ２を受信すると、データＤを上位ネットワーク１１に送出し、レポートＲ２についてはレポートＲ１に対する処理と同様の処理を行なう。以上説明したシーケンス処理は、全ての端末装置２〜４に対して独立に行なわれ、運用時間が終了するまで時刻Ｔａ３〜時刻Ｔａ４の処理が繰返される。

図９は、端末装置２〜４に対する帯域割当てと、局側装置１と複数の端末装置２〜４との間で行われる、上り方向通信に関する送受信を示すシーケンス図である。
この図９では、分散割当方式の一例を示している。図の左側から右側へ時間が進行するものとして、局側装置１を主体として見たシステムの動作について説明する。
まず、局側装置１は、端末装置４，３，２に対してそれぞれ、グラントＧ４１，Ｇ３１，Ｇ２１を順次送出する。そして局側装置１は、端末装置４，３，２からレポートＲ４１，Ｒ３１，Ｒ２１を受信すると、最初にデータの送出を許可する端末装置４に対するグラントＧ４２を送出する。

局側装置１は、端末装置４から送出されるデータＤ４１及び次のレポートＲ４２を受信するとともに、これと並行して端末装置３に対するグラントＧ３２を送出する。局側装置１は、端末装置３から送出されるデータＤ３１及び次のレポートＲ３２を受信するとともに、これと並行して端末装置２に対するグラントＧ２２を送出する。また、続いて、端末装置４に対するグラントＧ４３も送出する。

局側装置１は、端末装置２から送出されるデータＤ２１及び次のレポートＲ２２を受信する。また、局側装置１は、端末装置４から送出されるデータＤ４２及び次のレポートＲ４３を受信するとともに、これと並行して、端末装置３に対するグラントＧ３３を送出する。
さらに、局側装置１は、端末装置３から送出されるデータＤ３２及び次のレポートＲ３３を受信するとともに、これと並行して、端末装置２に対するグラントＧ２３を送出する。ここで、端末装置２から送出されるデータがなければ、局側装置１は、次のレポートＲ２３のみを受信する。これ以降、同様の処理が繰返され、局側装置１は、順次端末装置２〜４に対して帯域を割当てて、データの受信を繰返す。

図９に示すシーケンスによれば、ユーザネットワーク１２〜１４（図１）から送出されたデータが、対応する端末装置２〜４に到着し、そこから送出されるまでの待ち時間は、端末装置２〜４がレポートを送出してから、そのレポートに対応したデータを送出するまでの時間に依存する。すなわち、全ての端末装置２〜４からの送出データ量によって変化する。

例えば、端末装置２〜４からのレポートによる送出要求量を全て許可すると、レポートの送出からデータの送出までの待ち時間が大幅に増加し、リアルタイム処理が要求されるサービスに影響を及ぼすだけでなく、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）スループットにも大きく影響を及ぼすことになる。
従って、端末装置内のバッファにおける待ち時間を、許容される時間内に抑えられるように、局側装置１は端末装置２〜４からの送出データ量を制御する必要がある。

上記シーケンス（図９）において、例えば、端末装置４にグラントＧ４２が送出されたとき、図２の制御信号処理部１０４から次受信バースト判定部１０６にも同じグラントＧ４２の情報が送られる。次受信バースト判定部１０６は、このグラントＧ４２に基づいて、レポートＲ４２を受信する前のバースト間ギャップの期間に、次に受信するバースト（レポートＲ４２＋データＤ４１）の伝送レートＨ（１０Ｇｂｐｓ）を光受信部１０９及びＰＯＮ側受信部１０７に通知する。

この通知を受けた光受信部１０９及びＰＯＮ側受信部１０７は、受信機能を１０Ｇｂｐｓに対応させ、当該バーストを待つ。そして、ＰＯＮ側受信部１０７のクロック・データ再生部１１３は、次受信バースト判定部１０６がグラントＧ４２から生成したレート判定信号Ｓ１（Ｓ１＝Ｈ）に基づいて、伝送レートＨ（１０Ｇｂｐｓ）用のクロック及びデータ再生回路５２Ｈに切り替える。
従って、当該バースト到来時に、高速伝送レートＨに対応した受信態勢が整っており、極めて迅速に同期を確立することができる。

同様に、例えば、端末装置２にグラントＧ２２が送出されたときには、制御信号処理部１０４から次受信バースト判定部１０６にも同じグラントＧ２２の情報が送られる。次受信バースト判定部１０６は、このグラントＧ２２に基づいて、データＤ２１とレポートＲ２２との間のバースト間ギャップの期間に、次に受信するバースト（レポートＲ２２＋データＤ２１）の伝送レートＬ（１Ｇｂｐｓ）を、光受信部１０９及びＰＯＮ側受信部１０７に通知する。

この通知を受けた光受信部１０９及びＰＯＮ側受信部１０７は、受信機能を１Ｇｂｐｓに対応させ、当該バーストを待つ。そして、ＰＯＮ側受信部１０７のクロック・データ再生部１１３は、次受信バースト判定部１０６がグラントＧ２２から生成したレート判定信号Ｓ１（Ｓ１＝Ｌ）に基づいて、伝送レートＬ（１Ｇｂｐｓ）用のクロック及びデータ再生回路５１Ｌに切り替える。
従って、当該バースト到来時に、低速の伝送レートＬに対応した受信態勢が整っており、極めて迅速に同期を確立することができる。

以下同様に、全ての伝送レート（Ｌ，Ｍ，Ｈ）の上り信号について、送受信バースト判定部（管理部）１０６がグラントから生成したレート判定信号Ｓ１をクロック・データ再生部１１２が受けることにより、その判定信号Ｓ１に対応する伝送レート用のクロック及びデータ再生回路に切り替えられる。
従って、本実施形態の送受信バースト判定部（管理部）１０６は、局側装置１が各端末装置２〜４に対して設定する時分割多重と同じ時系列で、各伝送レート（Ｌ，Ｍ，Ｈ）の上り信号の受信タイミングに合わせて、クロック・データ再生部１１２に設けられた複数のクロック及びデータ再生回路５１Ｌ，５１Ｈの作動タイミングを設定する管理部として機能する。

このように、本実施形態の局側装置１では、端末装置２〜４に与えるグラントに基づいて、次に上り方向の信号を受信する時期及びその伝送レートの情報を実際の受信前に取得しており、この取得した伝送レートに受信機能を対応させて信号を受信するので、時分割多重されたマルチレートの上り信号に対して迅速に同期を確立することができる。
従って、上り方向の伝送レートがマルチレートである上り方向通信の通信効率を向上することができる。

上記の通り、本実施形態の局側装置１において、制御信号処理部１０４と次受信バースト判定部１０６とからなる「管理手段」は、端末装置２〜４が使用する複数種類の上り方向への伝送レートを記憶し、端末装置２〜４に対して上り方向への通信のグラントを与えるとともに、当該グラントに基づいて、次に上り方向の信号を受信する時期及びその伝送レートを特定する機能を有する。
また、光受信部１０９とＰＯＮ側受信部１０７とからなる「受信手段」は、その時期に合わせて、特定された伝送レートに受信状態を対応させる機能を有する。

なお、上記管理手段は、伝送レートに加えて、さらに上り方向の信号の符号化の種類を特定するものであってもよい。また、受信手段は、上記時期に合わせて、受信機能を、特定された符号化の種類にも対応させるものであってもよい。
この場合、端末装置に与えるグラントに基づいて、次に受信する上り方向の信号の符号化の種類を、実際の受信前に知ることができる。また、その符号化の種類に受信機能を対応させた状態で信号を受信すれば、迅速に復号化を行うことができる。さらに、符号化されたものが誤り訂正符号であれば、端末装置の光送信パワーに関して、同じ送信パワーで伝送できる距離を伸ばすことが可能となる。

また、上記管理手段は、伝送レートに加えて、さらに上り信号の暗号化の種類を特定するものであってもよく、受信手段は、上記時期に合わせて、受信機能を、特定された暗号化の種類にも対応させるものであってもよい。
この場合、端末装置に与えるグラントに基づいて、次に受信する上り方向の信号の暗号化の種類を、実際の受信前に知ることができる。また、その暗号化の種類に受信機能を対応させた状態で信号を受信すれば、迅速に暗号解読を行うことができる。従って、特定の端末装置との通信の秘匿性を高めることができる。

〔ディスカバリプロセス〕
以上説明した実施形態では、複数の端末装置２〜４が既にＰＯＮシステムに加入しているものと仮定している。ところが、実際には、局側装置１に認識されていない電源オフの状態から、電源オンにより局側装置１に認識され、ＰＯＮシステムに加入する手順が存在する。
この手順はディスカバリプロセスと呼ばれるものであり、ＩＥＥＥ規格８０２．３ａｈ−２００４のＣｌａｕｓｅ ６４に規定されている。以下、このディスカバリプロセスに関して説明する。

そもそも、局側装置１に認識される前の端末装置は、グラントを与えられる機会が無い。一方、全ての端末装置は、局側装置１から明示的にグラントが与えられない限り、上り方向通信を行うことができない。
そこで、局側装置１は、電源オフ（未接続も含む。）から電源オンになり、ＰＯＮシステムに加入しようとする端末装置（以下、未登録端末装置という。）を検出するためのディスカバリプロセスを周期的に実行し、未登録端末装置に応答の機会を与える。

図１０は、局側装置と未登録端末装置との間で行われるディスカバリプロセスを示す図である。
図１０において、局側装置は時刻Ｔ１においてディスカバリプロセスを開始し、下り方向にディスカバリゲートメッセージをブロードキャストする。
このディスカバリゲートメッセージには、これに対する応答が許されるディスカバリ期間の開始時刻と期間の長さの情報が含まれている。このディスカバリ期間は、ディスカバリウインドウと呼ばれ、例えば時刻Ｔ２からＴ４までの時間ΔＴｄとなる。

ディスカバリゲートメッセージを受け取った未登録端末装置は、時刻Ｔ２（局側装置と同期している。）からランダム長の時間をもつランダム待ち時間ΔＴｗだけ待ち、時刻Ｔ３に、登録要求メッセージを局側装置に送信する。このランダム待ち時間ΔＴｗは、登録要求メッセージがディスカバリウインドウに収まる範囲内で、ランダムな値となる。
従って、仮に、ＰＯＮシステムに加入しようとする未登録端末装置が複数あった場合でも、複数の未登録端末装置からの登録要求メッセージが相互に衝突する確率を低下させることができる。

登録要求メッセージには、その未登録端末装置の個体識別番号としてのＭＡＣアドレスが含まれている。登録要求メッセージの受信に成功した局側装置は、ＰＯＮシステム上の論理的なリンク番号（ＬＬＩＤ）を当該未登録端末装置に割り当て、ＭＡＣアドレスとＬＬＩＤとを相互に関連付けて、ＰＯＮシステムに登録する。
次に、局側装置は、新たに登録した端末装置に対して、時刻Ｔ５において、登録メッセージを送信する。登録メッセージには、当該端末装置のＬＬＩＤと、局側装置が上り方向のバースト通信を受信する際に必要な同期時間の情報とが含まれている。

その後、時刻Ｔ６において局側装置は、当該端末装置に対して上り方向通信を許可するグラント（グラントゲートメッセージ）を送信する。
グラントを受信した未登録端末装置は、そのグラントを用いて時刻Ｔ７に登録アクノレッジを局側装置に送信し、これを局側装置が受信してディスカバリプロセスが終了となる。 その後は、通常のＰＯＮシステムの通信が開始される。

ここで、図１に示すＰＯＮシステムにおいて、例えば、全ての端末装置２〜４について上記ディスカバリプロセスが行われるとすると、局側装置１は、端末装置２〜４からそれぞれ登録要求メッセージを受け取らなければならない。
端末装置２〜４がＰＯＮシステムに加入した後の通常のＰＯＮ通信では、前述のように、グラントに基づいて局側装置１の受信態勢を整える（受信機能を伝送レートに対応させる）ことができるが、未登録の段階ではこれができない。
そこで、局側装置１は、例えば以下のようにして、未登録端末装置からの上り方向通信（登録要求メッセージ）を受信する。

すなわち、通常のＰＯＮ通信における伝送レートが互いに異なる端末装置２〜４であっても、登録要求メッセージに関しては１種類の伝送レート（典型的にはＬ）を使用するようにすれば、受信する前から伝送レートが判明している。具体的には、伝送レートＬの端末装置２は、通常のＰＯＮ通信と同様に伝送レートＬで登録要求メッセージを送信する。
一方、図４に示す伝送レートＨの端末装置４は、ディスカバリゲートメッセージを受け取ると、このメッセージを制御信号処理部４０６から送信部切替判定部４１０に送る。これにより、送信部切替判定部４１０は、送信機能をＰＯＮ側送信部４０５から登録要求送信部４１１に切り替える。そして、制御信号処理部４０６は、登録要求送信部４１１から伝送レートＬで、登録要求メッセージを送信させる。

従って、通常のＰＯＮ通信では高速の伝送レートＨを使用する端末装置４が、登録要求メッセージに関しては、低速の伝送レートＬで送信を行うことになる。なお、登録要求メッセージの送信後、送信部切替判定部４１０は、送信機能を登録要求送信部４１１からＰＯＮ側送信部４０５に戻す。
同様に、通常のＰＯＮ通信では伝送レートＭの端末装置３が、登録要求メッセージ等に関しては、伝送レートＬで送信を行う。

この結果、未登録の端末装置２〜４から局側装置１に対してディスカバリウインドウの期間内に届く登録要求メッセージ（２又は３台同時に電源オンであれば同期間内にランダムに前後して届く。）は、全て伝送レートＬで送られてくる。
一方、局側装置１の次受信バースト判定部１０６は、ディスカバリゲートメッセージに対して、次に受信するバースト（登録要求メッセージ）の伝送レートＬを、光受信部１０９及びＰＯＮ側受信部１０７に通知する。通知を受けた光受信部１０９及びＰＯＮ側受信部１０７は、受信機能を伝送レートＬに対応させ、登録要求メッセージを待つ。

従って、局側装置１では、登録要求メッセージ到来時に、その伝送レートＬに対応した受信態勢が整っており、未登録の端末装置２〜４からの登録要求メッセージを迅速かつ確実に受信することができる。
なお、登録アクノレッジに関しては、通常のＰＯＮ通信の場合と同様に、その前に端末装置２〜４に対して与えられるグラントに基づいて、局側装置１の受信機能を伝送レートに対応させることができる。

なお、図１０では、一種類の伝送レートＬを利用してディスカバリウインドウΔＴｄを設定しているが、局側装置１が各伝送レートＬ，Ｍ，Ｎに対応したディスカバリウインドウを設定するようにし、その各伝送レートＬ，Ｍ，Ｎのディスカバリウインドウ内において、当該伝送レートＬ，Ｍ，Ｎで通信する各端末装置２，３，４との間でディスカバリを行うようにしてもよい。この場合には、各端末装置２，３，４が、基準レートとなる低速レートＬで通信する機能を備えている必要がない。

本発明の一実施形態に係るＰＯＮシステムの概略構成図である。 上記ＰＯＮシステムを構成する局側装置の内部構成を示すブロック図である。 上記ＰＯＮシステムを構成する一つの端末装置の内部構成を示すブロック図である。 上記ＰＯＮシステムを構成する他の端末装置の内部構成を示すブロック図である。 局側装置のクロック・データ再生部の内部構成を示すブロック図である。 クロック及びデータ再生回路の作動状態を示すタイムチャートである。 デシリアライザの内部構成を示すブロック図である。 局側装置と端末装置との間での動作を示すシーケンス図である。 端末装置に対する帯域割当てと、局側装置と端末装置との間での上り方向通信に関する送受信を示すシーケンス図である。 局側装置と未登録端末装置との間で行われるディスカバリプロセスを示すシーケンス図である。

１ 局側装置
２〜４ 端末装置
５，７〜９ 光ファイバ
１０６ 次受信バースト判定部（管理部）
１０７ クロック・データ再生部（再生部）
５１Ｌ クロック及びデータ再生回路
５１Ｈ クロック及びデータ再生回路
５８ デシリアライザ
５９ 位相ロックループ
６０ 周波数ロックループ
６１ 制御器

Claims (7)

1. 光ファイバを介して一対多接続された複数の端末装置と共にＰＯＮシステムを構成し、当該端末装置から送信される複数の伝送レートの上り信号を時分割多重方式で受信する局側装置であって、
   前記複数の伝送レートを記憶して前記端末装置に上り方向への通信のグラントを与えるとともに、当該グラントに対応する次の上り信号を受信する時期及びその伝送レートを特定する管理部と、
   この管理部で特定された時期及び伝送レートに合わせて上り信号のクロック及びデータ再生を行う再生部と、を備えており、
   前記再生部は、複数の伝送レートのうちの一つの伝送レートの上り信号に対して自己の発振周波数を位相同期させてその上り信号からクロック及びデータ再生を行うクロック及びデータ再生回路を、当該複数の伝送レートに対応して複数有するとともに、
   前記管理部が特定した伝送レートを示す信号として当該管理部が生成したレート選択信号に基づいて、この選択信号に対応する前記クロック及びデータ再生回路を作動させる制御器を有することを特徴とする局側装置。
2. 前記制御器は、前記レート選択信号と、上り信号が実際に到達したことを表すデータ検出信号との双方に基づいて、前記クロック及びデータ再生回路の作動を開始させる請求項１に記載の局側装置。
3. 前記複数のクロック及びデータ再生回路は、位相同期方式によって上り信号のクロック及びデータ再生を行う位相ロックループと、自己の発振周波数を参照クロックに同期させる周波数ロックループとを備えており、
   前記制御器は、前記レート選択信号で選択されていない前記クロック及びデータ再生回路の作動ループを前記周波数ロックループに切り替えるものである請求項１又は２に記載の局側装置。
4. マルチレートのバースト信号を時分割多重方式で受信するＰＯＮ受信部であって、
   複数の伝送レートのうちの一つの伝送レートのバースト信号に対して自己の発振周波数を位相同期させてそのバースト信号からクロック及びデータ再生を行うクロック及びデータ再生回路を、当該複数の伝送レートに対応して複数備えており、
   グラントに対応する次のバースト信号を受信する時期及び伝送レートに合わせてその伝送レートに対応する前記クロック及びデータ再生回路を作動させることにより、バースト信号のクロック及びデータ再生を行うことを特徴とするＰＯＮ受信部。
5. 複数の端末装置と光ファイバを介して一対多接続された局側装置が、前記端末装置から送信される複数の伝送レートの上り信号を時分割多重方式で受信するＰＯＮシステムの上り方向通信方法であって、
   前記複数の伝送レートのうちのいずれか一つの伝送レートの上り信号に対して自己の発振周波数を位相同期させてその上り信号からクロック及びデータ再生を行うクロック及びデータ再生回路を、当該伝送レートに対応して複数用意しておき、
   前記複数の伝送レートを記憶して前記端末装置に上り方向への通信のグラントを与えるとともに、当該グラントに対応する次の上り信号を受信する時期及びその伝送レートを特定し、
   特定された時期及び伝送レートに合わせてその伝送レートに対応する前記クロック及びデータ再生回路を作動させることにより、上り信号のクロック及びデータ再生を行うことを特徴とするＰＯＮシステムの上り方向通信方法。
6. 光ファイバを介して一対多接続された複数の端末装置と共にＰＯＮシステムを構成し、前記端末装置から送信される複数の伝送レートの上り信号を時分割多重方式で受信する局側装置であって、
   複数の伝送レートのうちの一つの伝送レートの上り信号に対して自己の発振周波数を位相同期させてその上り信号からクロック及びデータ再生を行うクロック及びデータ再生回路を、当該複数の伝送レートに対応して複数備えた再生部と、
   複数の前記クロック及びデータ再生回路の作動タイミングを各伝送レートの上り信号の受信タイミングに合わせて設定する管理部と、
   を備えていることを特徴とする局側装置。
7. マルチレートのバースト信号うちの一つの伝送レートのバースト信号に対して自己の発振周波数を位相同期させてそのバースト信号からクロック及びデータ再生を行うクロック及びデータ再生回路を、当該複数の伝送レートに対応して複数備えたクロック及びデータ再生部であって、
   複数の前記クロック及びデータ再生回路の作動タイミングを各伝送レートのバースト信号の受信タイミングに合わせることを特徴とするクロック及びデータ再生部。
   

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