JP5420435B2 - 局側装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の加入者側装置とを光スプリッタにより分岐した光ファイバを用いて互いに接続したＰＯＮシステムの局側装置に関する。

従来より、一般家庭等の加入者宅を対象とした加入者系光ファイバネットワークシステムとして、受動光ネットワーク（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムが知られている。このＰＯＮシステムは、局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）に接続された１本の光ファイバを光スプリッタにより分岐し、複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と接続し、複数のユーザで１本の光ファイバを共用する光伝送システムである（例えば、特許文献１参照）。

ＰＯＮシステムでは、各ＯＮＵからの上りバースト光信号は、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式により多重化され、バースト光信号列としてＯＬＴに受信される。ＰＯＮシステムでは一般に、各ＯＮＵからＯＬＴまでの距離が異なるため、ＯＬＴは、受信光レベルが異なるバースト光信号列を受信しなければならない。従って、ＯＬＴの光受信器は、このようなバースト光信号列を適切に受信するために、広いダイナミックレンジを有する必要がある。

特開２００７−１７３９０８号公報

ところで、近年の通信トラフィックの増加に伴い、ＰＯＮシステムの伝送速度の高速化が進んでいる。例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖでは、１０Ｇｂｐｓの伝送速度を有するＰＯＮシステムが標準化されている。

しかしながら、１０Ｇｂｐｓ等の高速光信号に対応したダイナミックレンジの広い光受信器を設計することは容易ではない。光受信器のダイナミックレンジが不足すると、受信信号を適切に識別再生できず、符号誤り率などの伝送特性が劣化してしまう。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝送速度が高速化した場合であっても、好適に上りバースト光信号を受信できる局側装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の局側装置は、複数の加入者側装置と光スプリッタにより分岐した光ファイバを用いて互いに接続されたＰＯＮシステムの局側装置であって、各加入者側装置から送信されたバースト光信号が多重化されたバースト光信号列を受信する光受信部と、各バースト光信号毎に受信光レベルを検出する光レベル検出部と、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差に基づいて、加入者側装置のバースト光信号の送信順序を制御する送信順序制御部とを備える。

この態様によると、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差を考慮したバースト光信号の送信順序制御が可能となる。例えば、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差が出来るだけ小さくなるようにバースト光信号の送信順序を入れ替えるといった制御が可能となる。バースト光信号の送信順序を好適に制御することで、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差を小さくできるため、光受信部はそれほど広いダイナミックレンジを要求されない。その結果、伝送速度が高速になった場合でも好適に上り光信号を受信できる。

送信順序制御部は、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差が所定の基準光レベル差以下となるように加入者側装置のバースト光信号の送信順序を制御してもよい。

バースト光信号の送信順序を制御するだけでは受信光レベル差が基準光レベル差以下にならない隣接するバースト光信号が存在する場合、該隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長が長くなるよう制御するバーストヘッダ制御部をさらに備えてもよい。

本発明の別の態様もまた、局側装置である。この装置は、複数の加入者側装置と光スプリッタにより分岐した光ファイバを用いて互いに接続されたＰＯＮシステムの局側装置であって、各加入者側装置から送信されたバースト光信号が多重化されたバースト光信号列を受信する光受信部と、各バースト光信号毎に受信光レベルを検出する光レベル検出部と、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差に応じて、隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長を制御するバーストヘッダ制御部とを備える。

この態様によると、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差を考慮したバーストヘッダ長制御が可能となる。バーストヘッダ長を好適に制御することで、伝送速度が高くなった場合であっても、安定してバースト光信号の識別再生を行うことができる。

バーストヘッダ制御部は、受信光レベル差が所定の基準光レベル差より大きい隣接するバースト光信号が存在する場合、該隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長が長くなるよう制御してもよい。

本発明のさらに別の態様もまた、局側装置である。この装置は、複数の加入者側装置と光スプリッタにより分岐した光ファイバを用いて互いに接続されたＰＯＮシステムの局側装置であって、各加入者側装置から送信されたバースト光信号が多重化されたバースト光信号列を受信する光受信部と、各バースト光信号毎に伝送速度を管理する伝送速度検出部と、各バースト光信号毎の伝送速度に基づいて、加入者側装置のバースト光信号の送信順序を制御する送信順序制御部とを備える。

この態様によると、各バースト光信号毎の伝送速度を考慮したバースト光信号の送信順序制御が可能となる。これにより、局側装置の光受信部は、伝送速度が異なる複数の加入者側装置が接続された場合であっても、安定してバースト光信号の識別再生を行うことができる。

送信順序制御部は、略同一の伝送速度のバースト光信号が連続するように加入者側装置のバースト光信号の送信順序を制御してもよい。

互いの伝送速度が異なる隣接するバースト光信号が存在する場合、該隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長が長くなるよう制御するバーストヘッダ制御部をさらに備えてもよい。

互いの伝送速度が異なる隣接するバースト光信号が存在する場合、該隣接するバースト光信号間のガードタイムが長くなるよう制御するガードタイム制御部をさらに備えてもよい。

本発明のさらに別の態様もまた、局側装置である。この装置は、複数の加入者側装置と光スプリッタにより分岐した光ファイバを用いて互いに接続されたＰＯＮシステムの局側装置であって、各加入者側装置から送信されたバースト光信号が多重化されたバースト光信号列を受信する光受信部と、各バースト光信号毎に伝送速度を管理する伝送速度検出部と、隣接するバースト光信号間の伝送速度差に基づいて、隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長を制御するバーストヘッダ制御部とを備える。

この態様によると、隣接するバースト光信号間の伝送速度差を考慮したバーストヘッダ長制御が可能となる。これにより、局側装置の光受信部は、伝送速度が異なる複数の加入者側装置が接続された場合であっても、安定してバースト光信号の識別再生を行うことができる。

バーストヘッダ制御部は、互いの伝送速度が異なる隣接するバースト光信号が存在する場合、該隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長が長くなるよう制御してもよい。

本発明のさらに別の態様もまた、局側装置である。この装置は、複数の加入者側装置と光スプリッタにより分岐した光ファイバを用いて互いに接続されたＰＯＮシステムの局側装置であって、各加入者側装置から送信されたバースト光信号が多重化されたバースト光信号列を受信する光受信部と、各バースト光信号毎に伝送速度を管理する伝送速度検出部と、隣接するバースト光信号間の伝送速度差に基づいて、隣接するバースト光信号間のガードタイムを制御するガードタイム制御部とを備える。

この態様によると、隣接するバースト光信号間の伝送速度差を考慮したガードタイム制御が可能となる。これにより、局側装置の光受信部は、伝送速度が異なる複数の加入者側装置が接続された場合であっても、安定してバースト光信号の識別再生を行うことができる。

ガードタイム制御部は、互いの伝送速度が異なる隣接するバースト光信号が存在する場合、該隣接するバースト光信号間のガードタイムが長くなるよう制御してもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、伝送速度が高速化した場合であっても、好適に上りバースト光信号を受信できる局側装置を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る局側装置を用いたＰＯＮシステムを示す図である。 ＰＯＮシステムにおける上り方向の信号伝送を説明するための図である。 従来のＯＬＴにおける光受信部の構成例を示す図である。 第１の実施形態に係るＯＬＴによって行われるバースト光信号の送信順序制御を説明するための図である。 第１の実施形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。 光レベル管理部の作成するテーブルの例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。 図８（ａ）〜（ｃ）は、バーストヘッダ長の調整方法を説明するための図である。 第２の実施形態に係るＯＬＴによって行われるバーストヘッダ長制御を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。 伝送速度管理部の作成するテーブルの例を示す図である。 第３の実施形態に係るＯＬＴによって行われるバースト光信号の送信順序制御を説明するための図である。 本発明の第４の実施形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。 第４の実施形態に係るＯＬＴによって行われるバーストヘッダ長制御を説明するための図である。 本発明の第５の実施形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。 第５の実施形態に係るＯＬＴによって行われるガードタイム制御を説明するための図である。 本発明の第６の実施形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る局側装置を用いたＰＯＮシステムを示す図である。図１に示すように、ＰＯＮシステム１０は、局側装置（ＯＬＴ）１２に接続された１本の基幹光ファイバ１８が光スプリッタ１４により複数の分岐光ファイバ２０−１〜２０−ｎに分岐され、分岐光ファイバ２０−１〜２０−ｎの端部に複数の加入者側装置（ＯＮＵ）１６−１〜１６−ｎが接続された構成となっている。

ＰＯＮシステム１０においては、ＯＬＴ１２から各ＯＮＵ１６−１〜１６−ｎへの下り光信号は、時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）により多重化された連続的な光信号である。一方、各ＯＮＵ１６−１〜１６−ｎからＯＬＴ１２への上り光信号は、ＴＤＭＡ方式により多重化される。ＴＤＭＡでは、各ＯＮＵ１６−１〜１６−ｎからの光信号が衝突するのを防ぐため、各光信号間にガードタイムと呼ばれる無信号区間が挿入される。そのため、ＯＬＴから各ＯＮＵへの下り光信号が連続的な光信号となるのと異なり、ＯＮＵ１６−１〜１６−ｎからＯＬＴ１２への上り光信号は、信号の送出が間欠的に行われるバースト状の光信号となる。

図２は、ＰＯＮシステム１０における上り方向の信号伝送を説明するための図である。図２は、各ＯＮＵ１６−１〜１６−ｎから送信されたバースト光信号♯１〜♯ｎが光スプリッタ１４により多重化され、バースト光信号列としてＯＬＴ１２に入力される様子が示されている。本実施形態において、ＯＮＵ１６−１〜１６−ｎが送信する上りバースト光信号の伝送速度は、例えば１０Ｇｂｐｓである。

ＰＯＮシステムにおいては、一般的に、ＯＬＴの動的帯域割当機能（ＤＢＡ：Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）により、各ＯＮＵのバースト光信号の送信順序および各ＯＮＵに割り当てる信号帯域が制御される。図２では、ＤＢＡにより、バースト光信号♯３、♯４、♯ｎ・・・の順でバースト光信号列が構成されている。

ＰＯＮシステム１０においては、分岐光ファイバ２０−１〜２０−ｎの距離がＯＮＵ１６−１〜１６−ｎ毎に異なる。従って、ＯＬＴ１２には、バースト光信号毎に光レベルが異なるバースト光信号列が入力される。従って、ＰＯＮシステム１０のＯＬＴ１２は、非常にダイナミックレンジの広い光受信特性が要求される。

図３は、従来のＯＬＴにおける光受信部の構成例を示す図である。図３に示すように、ＯＬＴ１２は、受信した光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換部３０と、変換された電気信号に所定のＰＯＮ終端処理を施すフレーム処理部３２を備える。Ｏ／Ｅ変換部３０は、受光素子３４と、振幅レベル調整部３６と、ＣＬＫ抽出部３８とを備える。

図３に示すように、受光素子３４には、バースト信号毎に光レベルが異なるバースト光信号列が入力される。受光素子３４は、入力されたバースト光信号列を電気信号に変換する。この電気信号は、電流信号であってもよいし、電圧信号であってもよい。この電気信号は、振幅レベルの異なる複数のバースト信号が多重化されたバースト信号列である。

振幅レベル調整部３６は、各バースト信号が一定の振幅レベルとなるよう調整する機能を有する。この振幅レベル調整部３６は、例えば、入力される各バースト信号のピーク値または平均値を検出し、該ピーク値または平均値に応じて増幅器の利得を切り替えるフィードバック制御を行う。

ＣＬＫ抽出部３８は、一定の振幅レベルに調整されたバースト信号列からクロックを抽出した後、バースト信号列の識別再生を行う。ＣＬＫ抽出部３８により識別再生されたバースト信号列は、フレーム処理部３２により所定のＰＯＮ終端処理が施される。このように、従来のＯＬＴ１２においては、振幅レベル調整部３６により各バースト信号の振幅レベルを一定にすることにより、ＣＬＫ抽出部３８により適切に識別再生が行えるように構成されている。

上述のような振幅レベル調整部３６においては、各バースト信号のピーク値または平均値を検出する際に、必ず所定の時間を要し、また、フィードバック制御の遅延時間が発生する。従って、ＰＯＮシステムの伝送速度が１０Ｇｂｐｓ等に高速化した場合、１０Ｇｂｐｓのような高速の信号に追従して動作する振幅調整回路を開発することは容易ではない。振幅レベル調整部３６の動作が入力されるバースト光信号列に追従できないと、ＣＬＫ抽出部３８において適切に識別再生ができず、符号誤り率などの伝送特性が劣化してしまう。

また、広いダイナミックレンジを確保するため、ＯＬＴ１２の受光素子３４として、通常、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ：Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。一般に、ＡＰＤは、大きなレベルのバースト光信号の受信後に放電に長い時間を要し、バースト光信号の消失後も無視できないレベルの電気信号が現れる特性を有する（「裾引き」とも呼ばれる）。このＡＰＤの裾引きが後続の小さな振幅のバースト信号と重なると、この後続のバースト信号を正しく識別再生できなくなる。

図４は、第１の実施形態に係るＯＬＴによって行われるバースト光信号の送信順序制御を説明するための図である。上述のような課題を解決するために、本実施形態に係るＯＬＴ１２は、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差ΔＰに基づいて、ＯＮＵ１６−１〜１６−ｎのバースト光信号の送信順序を制御する。具体的には、ＯＬＴ１２は、図４に示すように、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差ΔＰが所定の基準光レベル差ΔＰｓｔ以下となるようにＯＮＵ１６−１〜１６−ｎのバースト光信号の送信順序を制御する。ここで、「隣接するバースト光信号」とは、バースト光信号がＴＤＭＡにより多重化されたバースト光信号列において、時系列的に隣接するバースト光信号である。例えば、図４に示すバースト光信号列において、バースト光信号♯１に隣接するバースト光信号は、バースト光信号♯１の前後に位置するバースト光信号♯４および♯３である。

一般に、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差が大きくなるほど、符号誤りが発生しやすくなる。従って、基準光レベル差ΔＰｓｔは、符号誤りが生じる臨界値よりも小さい値に設定すればよい。このようなバースト光信号の送信順序制御を行うことにより、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差が符号誤りが生じない程度に小さくなるので、符号誤り率特性を向上することができる。なお、上述の「基準光レベル差ΔＰｓｔ」は、ＯＬＴ１２の光受信部の回路構成や、その後段に接続される誤り訂正回路の性能などによって決まるので、実験やシミュレーションなどによって適宜設定すればよい。

図５は、第１の実施形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。図５に示すＯＬＴ１２においては、図３に示すＯＬＴと同様または対応する構成要素については同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

本実施形態に係るＯＬＴ１２は、ＯＮＵからの上りバースト光信号列を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換部３０と、所定のＰＯＮ終端処理を行うフレーム処理部３２と、ＯＬＴ１２の後段に接続された上位ネットワークと通信を行う上位ネットワーク側信号処理部４２と、ＯＮＵに下り光信号を送信するＥ／Ｏ変換部４４と、フレーム処理部３２および上位ネットワーク側信号処理部４２の動作を制御・監視する制御監視部４６とを備える。

図５に示すように、Ｏ／Ｅ変換部３０は、受光素子３４と、振幅レベル調整部３６と、ＣＬＫ抽出部３８とを備える。受光素子３４に入力されたバースト光信号列は、電気信号に変換された後、振幅レベル調整部３６に入力される。振幅レベル調整部３６は、入力される各バースト信号のピーク値または平均値を検出し、該ピーク値または平均値に応じて増幅器の利得を切り替えるフィードバック制御を行うことにより、各バースト信号が一定の振幅レベルとなるよう調整する。一定の振幅レベルに調整された各バースト信号は、ＣＬＫ抽出部３８により識別再生が行われる。また、振幅レベル調整部３６は、検出したバースト信号毎のピーク値または平均値を光受信レベル情報として、フレーム処理部３２に出力する。

本実施形態において、フレーム処理部３２は、光レベル管理部３３と、送信順序制御部３５とを備える。

光レベル管理部３３は、ＯＬＴ１２に接続されたＯＮＵ毎に、バースト光信号の受信光レベルをテーブルに格納して管理する。図６は、光レベル管理部３３の作成するテーブルの例を示す図である。図６に示すように、光レベル管理部３３の作成するテーブルには、ＯＬＴ１２に接続されたＯＮＵ毎に割り当てられたＯＮＵ番号と、各ＯＮＵから送信されたバースト光信号の受信光レベルとが対応付けて格納されている。

送信順序制御部３５は、光レベル管理部３３により作成されたテーブルを参照して、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差ΔＰが所定の基準光レベル差ΔＰｓｔ以下となるようにＯＮＵのバースト光信号の送信順序を決定し、各ＯＮＵに対してバースト光信号の送信時刻を指示する。なお、この指示は、フレーム処理部３２により所定のデータフレームにセットされ、Ｅ／Ｏ変換部４４により光信号に変換された後、各ＯＮＵに送信される。なお、上りバースト光信号列と下り光信号は、図示しない光カプラにより波長分割多重されて１本の基幹光ファイバで伝送される。

フレーム処理部３２は、光レベル管理部３３に代えて、上りバースト光信号に含まれるタイムスタンプから各ＯＮＵとＯＬＴ１２との間の伝送距離を判断し、ＯＮＵ番号と伝送距離とが対応づけられたテーブルを作成する伝送距離管理部（図示せず）を備えてもよい。隣接するバースト光信号間の伝送距離差が大きくなればなるほど、受信光レベル差も大きくなり、符号誤りが生じ易くなるので、送信順序制御部３５は、隣接するバースト光信号間の伝送距離差が所定の基準伝送距離差以下となるようＯＮＵのバースト光信号の送信順序を制御する。この場合も、符号誤り率特性を改善できる。

上述したようにＰＯＮシステムにおいては、通常、ＤＢＡにより上りバースト光信号の送信順序および各ＯＮＵに割り当てる信号帯域が制御される。本実施形態では、予め受信光レベルからＯＮＵの送信順を決定しておき、ＤＢＡによる帯域計算後に、決めておいた送信順でＯＮＵへの送信指示時間を計算してもよいし、ＤＢＡによる帯域計算の度に受信光レベルを考慮して送信順を決定し、ＯＮＵへの送信指示時間を計算してもよい。

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。図７に示すＯＬＴ１２においては、図５に示す第１の実施形態に係るＯＬＴと同様または対応する構成要素については同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

本実施形態に係るＯＬＴ１２は、フレーム処理部３２がバーストヘッダ制御部３７を備える点が図５に示すＯＬＴと異なる。このバーストヘッダ制御部３７は、光レベル管理部３３により作成されたテーブルを参照して、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差ΔＰを演算する。そして、演算した受信レベル差ΔＰに応じて、隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長を制御する。

より具体的には、バーストヘッダ制御部３７は、受信光レベル差ΔＰが所定の基準光レベル差ΔＰｓｔより大きい隣接するバースト光信号が存在する場合、該隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長が所定の標準バーストヘッダ長よりも長くなるよう制御する。

図８（ａ）〜（ｃ）は、バーストヘッダ長の調整方法を説明するための図である。図８（ａ）は、通常のバーストヘッダを示す。図８（ａ）に示すように、ＰＯＮシステムの上りバースト光信号のフレームフォーマットにおいては、通常、データフレームの前にバーストヘッダが設けられている。このバーストヘッダは、ＯＮＵの光送信器が適切に光り始めるまでの時間であるＴｏｎの間に送信するパターン（Ｔｏｎパターン）と、ＯＬＴの受信器の信号再生機能を同期するための同期パターンとを有している。通常、同期パターンの長さとバーストヘッダ長は固定値である。

図８（ｂ）は、バーストヘッダ長を長くするための一つの方法を示している。この方法では、Ｔｏｎパターンと本来の同期パターンとの間に新たに追加同期パターンを挿入することにより、バーストヘッダ長を通常よりも長くする。言い換えると、Ｔｏｎを長くすることにより、バーストヘッダ長を長くする。この場合、Ｔｏｎパターンは同期パターンとする。

Ｔｏｎの変更方法についてより詳細に説明する。説明の前にＯＬＴにＯＮＵが新たに接続または再接続されるときのシーケンスを簡単に説明する。まずＯＬＴは、新たに接続または再接続するＯＮＵが接続要求を送信してよい時間をフレーム１にセットして全ＯＮＵに送信する。次に、新たに接続または再接続するＯＮＵは、希望するＴｏｎ値および自身の通信速度をセットしたフレーム２を接続要求としてＯＬＴに送信する。その後、ＯＬＴが決定したＴｏｎ値および同期時間をフレーム３にセットし、新たに接続または再接続するＯＮＵに送信する。その後、ＯＬＴは、ＯＮＵが次に送信してよい時間をフレーム４にセットして新たに接続または再接続するＯＮＵに送信する。以上のようなシーケンスにより、ＯＮＵはＯＬＴに接続または再接続される。

Ｔｏｎを変更する場合、まずＯＬＴよりＴｏｎを変更したいＯＮＵに再接続を指示するＯＡＭフレームを送信する。ＯＡＭフレームとは、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されたＧＥ−ＰＯＮの制御フレームである。そして、ＯＮＵの再接続時に、ＯＬＴより送信するフレーム３中のＴｏｎ値を変更したいＴｏｎ値にする。または、ＯＮＵより送信するフレーム２中の希望するＴｏｎ値を変更したいＴｏｎ値にする。これにより、再接続後のＯＮＵの送信するバーストフレームでは、変更したＴｏｎが使用される。

あるいは、Ｔｏｎ調整用にＯＡＭフレームを作成してＴｏｎを変更してもよい。具体的には、まずＯＬＴよりＴｏｎを変更したいＯＮＵにＴｏｎ調整のための拡張ＯＡＭフレームを送信する。これにより、ＯＮＵは、次のバーストフレームからＴｏｎを変更して送信する。

図８（ｃ）は、バーストヘッダ長を長くするための別の方法を示している。この方法では、本来の同期パターンの後に新たに追加同期パターンを挿入することにより、バーストヘッダ長を通常よりも長くする。この場合、Ｔｏｎパターンは、アイドルパターン等の任意のコードであってよい。

このように、本実施形態においては、ＯＮＵ毎に本来の同期パターンの前または後に新たに追加同期パターンを挿入することにより、バーストヘッダ長を調整することができる。

図９は、第２の実施形態に係るＯＬＴによって行われるバーストヘッダ長制御を説明するための図である。図９に示すように、様々な光レベルのバースト光信号が多重化されて、ＯＬＴ１２に受信される。図９の例において、バースト光信号の配列は、ＤＢＡにより決定されている。ここで、隣接するバースト光信号♯１と♯２の間の受信光レベル差ΔＰは、所定の基準光レベル差ΔＰｓｔよりも大きくなっている。従って、時間的に後のバースト光信号♯２は符号誤りが生じる可能性がある。そこで、本実施形態に係るＯＬＴ１２のバーストヘッダ制御部３７は、バースト光信号♯２のバーストヘッダ長を所定の標準バーストヘッダ長（バースト光信号♯１、♯３等のバーストヘッダ長）よりも長くするように、ＯＮＵ１６−２に対して指示する。なお、この指示は、フレーム処理部３２により所定のデータフレームにセットされ、Ｅ／Ｏ変換部４４により光信号に変換された後、各ＯＮＵに送信される。

ＯＬＴ１２より指示を受けたＯＮＵ１６−２は、バーストヘッダに同期パターンを挿入することにより、バーストヘッダ長が標準バーストヘッダ長よりも長く設定されたバースト光信号♯２を送信する。このようにしてバースト光信号♯２のバーストヘッダ長が長くなることにより、ＡＰＤの裾引きによるデータフレームの符号誤りが発生し難くなる。また、バーストヘッダ長が長くなることにより、振幅レベル調整部３６は、動作が安定してからデータフレームの信号を処理することができる。これにより、振幅レベル調整部３６により適切な振幅調整がなされるので、符号誤りの発生を抑制できる。

必要なバーストヘッダ長は、ＯＬＴ１２の光受信部の回路構成、その後段に接続される誤り訂正回路の性能、バースト光信号の伝送速度などによって決まるので、実験やシミュレーションなどによって適宜設定すればよい。また、一般に受信光レベル差が大きくなるにつれて必要なバーストヘッダ長は長くなるので、バーストヘッダ長は、受信光レベル差ΔＰの大きさに応じて可変に設定してもよい。この場合、余分なアイドルパターンが減るので、伝送帯域を有効に利用することができる。

本実施形態では、予め受信光レベルから各ＯＮＵのバーストヘッダ長を決定しておき、ＤＢＡによる帯域計算後に、決めておいたバーストヘッダ長でＯＮＵへの送信指示時間を計算してもよいし、ＤＢＡによる帯域計算の度に受信光レベルを考慮してバーストヘッダ長を決定し、ＯＮＵへの送信指示時間を計算してもよい。

上述の図５の第１の実施形態に係るＯＬＴと図７の第２の実施形態に係るＯＬＴとを組み合わせて、フレーム処理部３２が光レベル管理部３３と、送信順序制御部３５と、バーストヘッダ制御部３７とを有するＯＬＴを構成してもよい。このＯＬＴにおいては、まず、送信順序制御部３５により、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差に基づいてバースト光信号の送信順序の制御を行う。そして、バースト光信号の送信順序を制御するだけでは受信光レベル差ΔＰを基準光レベル差ΔＰｓｔ以下にできない隣接するバースト光信号が存在する場合、バーストヘッダ制御部３７は、該隣接するバースト光信号うち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長が標準バーストヘッダ長よりも長くなるよう制御する。これにより、符号誤り率特性を改善できる。

（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。本実施形態に係るＯＬＴ１２は、１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓなど通信速度規格が異なるＯＮＵが混在するＰＯＮシステムにおいて用いられるものである。

図１０に示すＯＬＴ１２においては、図５に示す第１の実施形態に係るＯＬＴと同様または対応する構成要素については同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。本実施形態に係るＯＬＴ１２は、ＣＬＫ抽出部３８およびフレーム処理部３２の構成が図５に示すＯＬＴと異なる。

本実施形態のＣＬＫ抽出部３８は、伝送速度が１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓのバースト光信号に対応するために、切替部４３と、１Ｇ用クロック抽出部４５と、１０Ｇ用クロック抽出部４７とを備える。

切替部４３は、振幅レベル調整部３６から入力されたバースト信号の伝送速度に応じて、１Ｇ用クロック抽出部４５と１０Ｇ用クロック抽出部４７との間でバースト信号の出力先を切り替える。すなわち、切替部４３は、バースト信号の伝送速度が１Ｇｂｐｓの場合は該バースト信号を１Ｇ用クロック抽出部４５に出力し、１０Ｇｂｐｓの場合は１０Ｇ用クロック抽出部４７に出力する。１Ｇ用クロック抽出部４５は、１Ｇｂｐｓのバースト信号のクロック抽出および識別再生ができるよう構成されており、１０Ｇ用クロック抽出部４７は、１０Ｇｂｐｓのバースト信号のクロック抽出および識別再生ができるよう構成されている。このように切替部４３を設けて伝送速度に応じたクロック抽出部を選択することにより、クロック抽出および識別再生動作を安定化させることができる。

本実施形態のフレーム処理部３２は、伝送速度管理部４１と、送信順序制御部３５とを備える。

伝送速度管理部４１は、ＯＬＴ１２に接続されたＯＮＵ毎に、バースト光信号の伝送速度をテーブルに格納して管理する。図１１は、伝送速度管理部４１の作成するテーブルの例を示す図である。図１１に示すように、伝送速度管理部４１の作成するテーブルには、ＯＬＴ１２に接続されたＯＮＵ毎に割り当てられたＯＮＵ番号と、各ＯＮＵから送信されたバースト光信号の伝送速度とが対応付けて格納されている。なお、各ＯＮＵの伝送速度は、ＯＬＴ１２に接続される際に、各ＯＮＵからＯＬＴ１２に対して通知される。

送信順序制御部３５は、伝送速度管理部４１により作成されたテーブルを参照して、ＯＮＵのバースト光信号の送信順序を制御する。より具体的には、送信順序制御部３５は、略同一の伝送速度のバースト光信号が連続するようにＯＮＵのバースト光信号の送信順序を決定し、各ＯＮＵに対してバースト光信号の送信時刻を指示する。なお、この指示は、フレーム処理部３２により所定のデータフレームにセットされ、Ｅ／Ｏ変換部４４により光信号に変換された後、各ＯＮＵに送信される。

図１２は、第３の実施形態に係るＯＬＴによって行われるバースト光信号の送信順序制御を説明するための図である。図１２に示すように、ＯＮＵ１６−１、１６−３、１６−ｎは、伝送速度が１０Ｇｂｐｓの上りバースト光信号♯１、♯３、♯ｎを送信している。また、ＯＮＵ１６−２、１６−４は、伝送速度が１Ｇｂｐｓの上りバースト光信号♯２、♯４を送信している。このようなＯＮＵの接続状況において、ＯＬＴ１２の送信順序制御部３５は、伝送速度管理部４１により作成されたテーブルを参照しながら、伝送速度が１Ｇｂｐｓのバースト光信号♯２および♯４が連続し、伝送速度１０Ｇｂｐｓのバースト光信号♯１、♯３および♯ｎが連続するようにバースト光信号の送信順序を制御する。なお、図１２の例においては、各バースト光信号の光レベルが同一に図示されているが、異なっていてもよい。

一般的に、クロック抽出回路および識別再生回路は、伝送速度が切り替わってから動作が安定するまでにある程度の時間を要する。また、ＣＬＫ抽出部３８の前段の振幅レベル調整部３６は、伝送速度に応じて回路を切り替えるものも存在する。従って、１Ｇ用クロック抽出部４５と１０Ｇ用クロック抽出部４７の切替が頻繁に行われると、ＣＬＫ抽出部３８および／または振幅レベル調整部３６の動作が伝送速度に追いつかず、正確な識別再生が行えない可能性がある。そこで、本実施形態のように略同一の伝送速度のバースト光信号が連続するようにバースト光信号の送信順序を制御することにより、伝送速度が切り替わる回数が減るので、ＣＬＫ抽出部３８および／または振幅レベル調整部３６が安定して動作できるようになり、符号誤り率特性を改善できる。

また、動作が安定するまでの時間がそれほど高速でないクロック抽出部の使用が可能となるので、ＯＬＴ１２を安価にできる。

本実施形態では、予めＯＮＵの通信速度からＯＮＵの送信順を決定しておき、ＤＢＡによる帯域計算後に、決めておいた送信順でＯＮＵへの送信指示時間を計算してもよいし、ＤＢＡによる帯域計算の度にＯＮＵの通信速度を考慮して送信順を決定し、ＯＮＵへの送信指示時間を計算してもよい。

（第４の実施形態）
図１３は、本発明の第４の実施形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。図１３に示すＯＬＴ１２においては、図１０に示す第３の実施形態に係るＯＬＴと同様または対応する構成要素については同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。本実施形態に係るＯＬＴ１２もまた、１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓなど通信速度規格が異なるＯＮＵが混在するＰＯＮシステムにおいて用いられる。

本実施形態に係るＯＬＴ１２は、フレーム処理部３２がバーストヘッダ制御部３７を備える点が図１０に示すＯＬＴと異なる。本実施形態において、ＯＮＵのバースト光信号の送信順序は、ＤＢＡにより決定される。バーストヘッダ制御部３７は、伝送速度管理部４１によって作成されたテーブルを参照して、互いの伝送速度が異なる隣接するバースト光信号を検出する。そして、そのような隣接するバースト光信号を検出した場合、該隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長が所定の標準バーストヘッダ長よりも長くなるよう制御する。なお、バーストヘッダ長の調整は、図８（ｂ）および（ｃ）で説明したのと同様に、同期パターンの前または後に新たに追加同期パターンを挿入することにより行うことができる。

図１４は、第４の実施形態に係るＯＬＴによって行われるバーストヘッダ長制御を説明するための図である。図１４に示すように、ＯＮＵ１６−１、１６−３、１６−ｎは、伝送速度が１０Ｇｂｐｓの上りバースト光信号♯１、♯３、♯ｎをそれぞれ送信している。また、ＯＮＵ１６−２、１６−４は、伝送速度が１Ｇｂｐｓの上りバースト光信号♯２、♯４をそれぞれ送信している。各バースト光信号の光レベルは同一に図示されているが、異なっていてもよい。これらのバースト光信号♯１〜♯ｎは、ＤＢＡにより、時間的に前からバースト光信号♯４（１Ｇ）、♯ｎ（１０Ｇ）、♯１（１０Ｇ）、♯２（１Ｇ）、♯３（１０Ｇ）の順で配列されている。従って、図１４の例においては、隣接するバースト光信号♯４と♯ｎの間、♯１と♯２の間、♯２と♯３の間で伝送速度が異なっている。従って、これらの隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号は符号誤りが生じる可能性がある。

そこで、本実施形態に係るＯＬＴ１２のバーストヘッダ制御部３７は、バースト光信号♯ｎ、♯２、♯３のバーストヘッダ長が所定の標準バーストヘッダ長よりも長くなるように、ＯＮＵ１６−ｎ、１６−２、１６−３に対して指示する。なお、この指示は、フレーム処理部３２により所定のデータフレームにセットされ、Ｅ／Ｏ変換部４４により光信号に変換された後、各ＯＮＵに送信される。

ＯＬＴ１２より指示を受けたＯＮＵ１６−ｎ、１６−２、１６−３は、バーストヘッダに同期パターンを挿入することにより、バーストヘッダ長が標準バーストヘッダ長よりも長く設定されたバースト光信号♯ｎ、♯２を、♯３を送信する。このようにしてバースト光信号♯ｎ、♯２、♯３は、バーストヘッダ長が長くなったことにより、１Ｇ用クロック抽出部４５および１０Ｇ用クロック抽出部４７の動作が安定してからデータフレームのクロック抽出および識別再生を行うことができる。その結果、符号誤り率特性を改善できる。

必要なバーストヘッダ長は、ＯＬＴ１２の光受信部の回路構成、その後段に接続される誤り訂正回路の性能、バースト光信号の伝送速度などによって決まるので、実験やシミュレーションなどによって適宜設定すればよい。また、一般に隣接するバースト光信号間の伝送速度差が大きくなるにつれて必要なバーストヘッダ長は長くなるので、バーストヘッダ長は、伝送速度差に応じて可変に設定してもよい。この場合、余分なアイドルパターンが減るので、伝送帯域を有効に利用することができる。

上述の図１０の第３の実施形態に係るＯＬＴと図１３の第４の実施形態に係るＯＬＴとを組み合わせて、フレーム処理部３２が伝送速度管理部４１と、送信順序制御部３５と、バーストヘッダ制御部３７とを有するＯＬＴを構成してもよい。このＯＬＴにおいては、まず、送信順序制御部３５により、略同一の伝送速度のバースト光信号が連続するようバースト光信号の送信順序の制御を行う。そして、互いの伝送速度が異なる隣接するバースト光信号が存在する場合、該隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長が所定の標準バーストヘッダ長よりも長くなるよう制御する。これにより、通信速度規格が異なる複数のＯＮＵが混在する場合であっても、符号誤り率特性を改善できる。

（第５の実施形態）
図１５は、本発明の第５の実施形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。図１５に示すＯＬＴ１２においては、図１３に示す第４の実施形態に係るＯＬＴと同様または対応する構成要素については同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。本実施形態に係るＯＬＴ１２もまた、１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓなど通信速度規格が異なるＯＮＵが混在するＰＯＮシステムにおいて用いられる。

本実施形態に係るＯＬＴ１２は、フレーム処理部３２がガードタイム制御部４９を備える点が図１３に示すＯＬＴと異なる。本実施形態において、ＯＮＵのバースト光信号の送信順序は、ＤＢＡにより決定される。ガードタイム制御部４９は、伝送速度管理部４１によって作成されたテーブルを参照して、互いの伝送速度が異なる隣接するバースト光信号を検出する。そして、そのような隣接するバースト光信号を検出した場合、該隣接するバースト光信号間のガードタイムが所定の標準ガードタイムよりも長くなるよう制御する。

図１６は、第５の実施形態に係るＯＬＴによって行われるガードタイム制御を説明するための図である。図１６に示すように、ＯＮＵ１６−１、１６−３、１６−ｎは、伝送速度が１０Ｇｂｐｓの上りバースト光信号♯１、♯３、♯ｎをそれぞれ送信している。また、ＯＮＵ１６−２、１６−４は、伝送速度が１Ｇｂｐｓの上りバースト光信号♯２、♯４をそれぞれ送信している。各バースト光信号の光レベルが同一に図示されているが、異なっていてもよい。これらのバースト光信号♯１〜♯ｎは、ＤＢＡにより、時間的に前からバースト光信号♯４（１Ｇ）、♯ｎ（１０Ｇ）、♯１（１０Ｇ）、♯２（１Ｇ）、♯３（１０Ｇ）の順で配列されている。従って、図１６の例においては、隣接するバースト光信号♯４と♯ｎの間、♯１と♯２の間、♯２と♯３の間で伝送速度が異なっている。従って、これらの隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号は符号誤りが生じる可能性がある。

そこで、本実施形態に係るＯＬＴ１２のガードタイム制御部４９は、隣接するバースト光信号♯４と♯ｎの間、♯１と♯２の間、♯２と♯３の間のガードタイムが標準ガードタイムよりも長くなるように、関係するＯＮＵの送信時間を調整し、各ＯＮＵに対して指示する。なお、この指示は、フレーム処理部３２により所定のデータフレームにセットされ、Ｅ／Ｏ変換部４４により光信号に変換された後、各ＯＮＵに送信される。

ＯＮＵがＯＬＴ１２から指示された送信時刻で送信することで、バースト光信号♯４と♯ｎの間、♯１と♯２の間、♯２と♯３の間のガードタイムが標準ガードタイムよりも長くなる。上述したように、振幅レベル調整部３６には、伝送速度に応じて回路を切り替えるものが存在する。このような振幅レベル調整部３６の場合、伝送速度が異なるバースト光信号間のガードタイムが短いと回路の切替が間に合わず、動作が不安定になる虞がある。本実施形態に係るＯＬＴ１２によれば、互いの伝送速度が異なる隣接するバースト光信号間のガードタイムが長くなるよう制御することにより、振幅レベル調整部３６の動作を安定させることができるので、符号誤り率特性を改善できる。

必要なガードタイムは、ＯＬＴ１２の光受信部の回路構成、その後段に接続される誤り訂正回路の性能、バースト光信号の伝送速度などによって決まるので、実験やシミュレーションなどによって適宜設定すればよい。また、一般に隣接するバースト光信号間の伝送速度差が大きくなるにつれて必要なガードタイムは長くなるので、ガードタイムは、伝送速度差に応じて可変に設定してもよい。この場合、余分なガードタイムが減るので、伝送帯域を有効に利用することができる。

上述の図１０の第３の実施形態に係るＯＬＴと図１５の第５の実施形態に係るＯＬＴとを組み合わせて、フレーム処理部３２が伝送速度管理部４１と、送信順序制御部３５と、ガードタイム制御部４９とを有するＯＬＴを構成してもよい。このＯＬＴにおいては、まず、送信順序制御部３５により、略同一の伝送速度のバースト光信号が連続するようバースト光信号の送信順序の制御を行う。そして、互いの伝送速度が異なる隣接するバースト光信号が存在する場合、該隣接するバースト光信号間のガードタイムが所定の標準ガードタイムよりも長くなるよう制御する。これにより、通信速度規格が異なる複数のＯＮＵが混在する場合であっても、符号誤り率特性を改善できる。

（第６の実施形態）
図１７は、本発明の第６の実施形態に係るＯＬＴの構成を示す図である。図１７に示すＯＬＴ１２においては、図１０に示す第３の実施形態に係るＯＬＴと同様または対応する構成要素については同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。本実施形態に係るＯＬＴ１２もまた、１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓなど通信速度規格が異なるＯＮＵが混在するＰＯＮシステムにおいて用いられる。

本実施形態に係るＯＬＴ１２は、フレーム処理部３２が、光レベル管理部３３と、伝送速度管理部４１と、送信順序制御部３５と、バーストヘッダ制御部３７を備える点が図１０に示すＯＬＴと異なる。また、本実施形態においては、振幅レベル調整部３６により検出されたバースト光信号毎の光受信レベル情報がフレーム処理部３２に送られている。

本実施形態に係るＯＬＴ１２においては、まず、送信順序制御部３５が、伝送速度管理部４１により作成されたテーブルを参照して、略同一の伝送速度のバースト光信号が連続するように送信順序の制御を行う。そして、バーストヘッダ制御部３７は、互いの伝送速度が異なる隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長が所定の標準バーストヘッダ長よりも長くなるよう制御する。次に、送信順序制御部３５は、光レベル管理部３３によって作成されたテーブルを参照して、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差ΔＰが所定の基準光レベル差ΔＰｓｔ以下となるようにバースト光信号の送信順序を制御する。この送信順序の制御は、略同一の伝送速度のバースト光信号の中だけで行う。すなわち、略同一の伝送速度のバースト光信号が連続する状態は維持する。その後、バーストヘッダ制御部３７は、バースト光信号の送信順序を制御するだけでは受信光レベル差ΔＰが基準光レベル差ΔＰｓｔ以下にならない隣接するバースト光信号が存在する場合、該隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長が標準バーストヘッダ長より長くなるよう制御する。

本実施形態に係るＯＬＴ１２によれば、通信速度規格が異なる複数のＯＮＵが混在し、さらにバースト光信号の受信光レベルが異なる場合であっても、好適に上りバースト光信号を受信できる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せによりいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０ ＰＯＮシステム、 １４ 光スプリッタ、 ３０ Ｏ／Ｅ変換部、 ３２ フレーム処理部、 ３３ 光レベル管理部、 ３５ 送信順序制御部、 ３６ 振幅レベル調整部、 ３７ バーストヘッダ制御部、 ３８ ＣＬＫ抽出部、 ４１ 伝送速度管理部、 ４３ 切替部、 ４５ １Ｇ用クロック抽出部、 ４７ １０Ｇ用クロック抽出部、 ４９ ガードタイム制御部。

Claims (1)

1. 複数の加入者側装置と光スプリッタにより分岐した光ファイバを用いて互いに接続されたＰＯＮシステムの局側装置であって、
   各加入者側装置から送信されたバースト光信号が多重化されたバースト光信号列を受信する光受信部と、
   各バースト光信号毎に受信光レベルを検出する光レベル検出部と、
   隣接するバースト光信号間の受信光レベル差に基づいて、前記加入者側装置のバースト光信号の送信順序を制御する送信順序制御部と、
   を備え、
   前記送信順序制御部は、隣接するバースト光信号間の受信光レベル差が所定の基準光レベル差以下となるように前記加入者側装置のバースト光信号の送信順序を制御し、
   バースト光信号の送信順序を制御するだけでは受信光レベル差が基準光レベル差以下にならない隣接するバースト光信号が存在する場合、該隣接するバースト光信号のうち時間的に後のバースト光信号のバーストヘッダ長が長くなるよう制御するバーストヘッダ制御部をさらに備える、
   ことを特徴とする局側装置。

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