JP5768910B1

JP5768910B1 - 局舎端末、光アクセスネットワーク、並びに、変調フォーマット及びシンボルレートの最適化方法

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Publication number: JP5768910B1
Application number: JP2014040343A
Authority: JP
Inventors: 洋之斉藤
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2034-03-03
Also published as: JP2015165635A

Abstract

【課題】ネットワークの帯域利用効率を向上させる。【解決手段】先ず、第１過程において、要求品質を満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組を選択する。次に、第２過程において、要求ビットレートを満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組を選択する。次に、第３過程において、第１過程及び第２過程の両者で選択された変調フォーマットとシンボルレートの組のいずれか１つを、最適な変調フォーマットとシンボルレートの組として決定する。【選択図】図８

Description

この発明は、例えば、エラスティックλアグリゲーションネットワークで用いて好適な、局舎端末、光アクセスネットワーク、並びに、変調フォーマット及びシンボルレートの最適化方法に関するものである。

光アクセスネットワークとして、受動型光加入者ネットワーク（ＰＯＮ：ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）が知られている。ＰＯＮは、局内に設けられる１つの局舎端末（ＯＬＴ：ＯｐｔｉｃａｌＬｉｎｅＴｅｒｍｉｎａｌ）、及び、加入者宅にそれぞれ設けられる複数の加入者端末（ＯＮＵ：ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ）を備えて構成される。ＯＬＴとＯＮＵは、光スプリッタと呼ばれる光合分波器を介して、光ファイバで接続される。

ＰＯＮでは、各ＯＮＵからＯＬＴに送られる信号（以下、上り信号と称することもある）は、光スプリッタで合波されてＯＬＴに送信される。一方、ＯＬＴから各ＯＮＵに送られる信号（以下、下り信号と称することもある）は、光スプリッタで分波されて各ＯＮＵに送信される。なお、上り信号と下り信号との干渉を防ぐために、上り信号と下り信号には、それぞれ異なる波長が割り当てられる。

ＰＯＮでは、様々な多重技術が用いられる。ＰＯＮで用いられる多重技術には、時間軸上の短い区間を各加入者に割り当てる時分割多重（ＴＤＭ：ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術、異なる波長を各加入者に割り当てる波長分割多重（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術、異なる符号を各加入者に割り当てる符号分割多重（ＣＤＭ：ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術などがある。これらの多重技術の中で、ＴＤＭを利用するＴＤＭ−ＰＯＮが、現在最も広く用いられている。ＴＤＭ−ＰＯＮでは、ＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）が用いられている。ＴＤＭＡは、ＯＬＴが、各ＯＮＵの送信タイミングを管理して、異なるＯＮＵからの上り信号同士が衝突しないように制御する技術である。

ＰＯＮの代表的なものとして、Ｇｉｇａｂｉｔ（１×１０^９ｂｉｔ／ｓｅｃ）Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）技術を使用した、ＧＥ−ＰＯＮがある（例えば非特許文献１参照）。

ＧＥ−ＰＯＮでは、ＯＬＴは、周期的にディスカバリゲートをブロードキャスト送信する。ディスカバリゲートは、ＯＮＵが登録されているか否かに関わらず全てのＯＮＵに対して送信される。

未登録のＯＮＵでは、ディスカバリゲートを受信すると、ＯＬＴに対して登録を要求するレジスタリクエストを送信する。

ＯＬＴは、レジスタリクエストを受信することで、未登録のＯＮＵを認識する。ＯＬＴは、認識したＯＮＵにＬＬＩＤ（ＬｏｇｉｃａｌＬｉｎｋＩＤ）と呼ばれる論理リンクの識別子を付与して、認識したＯＮＵ宛にレジスタを送る。レジスタには、ＬＬＩＤが含まれている。レジスタの送信により、ＯＬＴは、ＯＮＵとの通信リンクを確立する。

また、ＯＬＴは、レジスタの送信に続いて、送信開始時刻と送信量の情報を含むゲート（ＧＡＴＥ）をＯＮＵに送る。ゲートを受信したＯＮＵは、レジスタアック（ＲｅｇｉｓｔｅｒＡＣＫ）をＯＬＴに対して送信する。ＯＬＴがレジスタアックを受信すると、ＯＮＵの登録が完了する。

このように、ＯＮＵがＰＯＮに接続されると、ＯＬＴはそのＯＮＵを自動的に発見し、登録する。ＰＯＮに新たに接続されたＯＮＵをＯＬＴに登録する過程は、Ｐ２ＭＰディスカバリと呼ばれる。

Ｐ２ＭＰディスカバリでは、ＯＬＴは、ゲート及びレジスタアックを利用して、ＯＮＵとの間のフレーム往復時間（ＲＴＴ：ＲｏｕｎｄＴｒｉｐＴｉｍｅ）測定を行い、ＯＮＵはＯＬＴとの時刻同期を行う。ＲＴＴ測定及び時刻同期は、その後も定期的に行われ、伝送路条件の変化などによりずれが生じた場合には補正される。

ＯＮＵが登録された後は、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の通常の通信が行われる。

ところで、現在の光アクセスネットワークでは、モバイルトラフィックの増加や、動画コンテンツの利用拡大などによるネットワークの大容量化の要求に加えて、高効率なネットワークの構築が要求されている。

このようなネットワークを実現する技術として、無線通信において普及している多値変調技術や直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を光ファイバ伝送に適用させた、ネットワークが注目されている。

ＯＯＫ（ＯｎＯｆｆＫｅｙｉｎｇ）変調は、１シンボルで１ビットのデータを送信する、いわゆる２値変調である。これに対し、多値変調は、１シンボルで２ビット以上のデータを送信できる。多値変調としては、ＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭなどが知られている。

図１を参照して、多値変調の特徴について説明する。図１（Ａ）〜（Ｄ）は、多値変調の特徴を説明するための模式図である。図１（Ａ）〜（Ｄ）は、横軸に波長帯域を取って示している。

図１（Ａ）は、１シンボルに１ビットのデータを含むＯＯＫを示している。図１（Ｂ）は、１シンボルに２ビットのデータを含むＱＰＳＫを示している。図１（Ｃ）は、１シンボルに４ビットのデータを含む１６ＱＡＭを示している。図１（Ｄ）は、１シンボルに６ビットのデータを含む６４ＱＡＭを示している。図１（Ｂ）〜（Ｄ）に示されるＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭはいわゆる多値変調であり、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭの順に変調多値数が多くなる。なお、多値変調はこれらに限定されず２^ｎＱＡＭ（ｎは２以上の整数）とすることができる。図１に示されているように、変調多値数が小さいと波長帯域の利用効率（以下、帯域利用効率）はやや低くなるが、受信感度は高くなる。一方、変調多値数が大きいと帯域利用効率は高くなるが、受信感度はやや低くなる。

また、ＯＦＤＭでは、マルチキャリア伝送により帯域利用効率を向上できる。図２を参照して、マルチキャリア伝送について説明する。図２は、マルチキャリア伝送を説明するための模式図である。図２は、横軸に周波数を取って示している。マルチキャリア伝送では、互いに周波数の異なる複数のサブキャリアを部分的に重ねつつ、並列に伝送することができる。このため、ＯＦＤＭと上述した多値変調技術とを組み合わせることで高効率なネットワークを実現することができる。

近年では、多値変調技術及びＯＦＤＭを用いたネットワークとして、エラスティックλアグリゲーションネットワーク（ＥλＡＮ）の研究開発が注目されている（例えば、非特許文献２又は３参照）。

ＥλＡＮでは、プログラマブルＯＬＴ（Ｐ−ＯＬＴ）と、プログラマブルＯＮＵ（Ｐ−ＯＮＵ）が、ＯＤＮ（ＯｐｔｉｃａｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋ）を介して接続されている。Ｐ−ＯＬＴとＰ−ＯＮＵの間の通信では、ＯＦＤＭが用いられる。この場合、下り信号としてＯＦＤＭ信号が送信され、上り信号として、ＯＦＤＭ信号がＴＤＭＡされた信号が送信される。なお、プログラマブルＯＬＴ及びプログラマブルＯＮＵは、論理ＯＬＴ（Ｌ−ＯＬＴ）及び論理ＯＮＵ（Ｌ−ＯＮＵ）と称されることもある。

Ｐ−ＯＬＴ及びＰ−ＯＮＵは、変調多値数、サブキャリア数、シンボルレート及び波長が可変である。Ｐ−ＯＬＴは、ネットワークのトラフィック状況に応じて、最適な変調多値数、サブキャリア数、シンボルレート及び波長を設定して、Ｐ−ＯＮＵに対して下り信号を送信する。Ｐ−ＯＮＵは、Ｐ−ＯＬＴが送信した下り信号の変調フォーマットに合わせて上り信号を送信する。ＥλＡＮでは、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭのいずれか１つが選択されて、下り信号及び上り信号が変調される。

最適な変調多値数を決定する方法として、ＲＴＴからＰ−ＯＬＴと複数のＰ−ＯＮＵの間の距離をそれぞれ算出し、その距離に基づいてＳＮ比（ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅｒａｔｉｏ）を計算する技術がある（例えば非特許文献４参照）。非特許文献４に開示されている技術では、ＳＮ比、Ｐ−ＯＬＴの送信光強度（ＰＷ）及び各変調多値数での最小受光感度を利用して、最適な変調多値数を決定する。

「技術基礎講座ＧＥ−ＰＯＮ技術」ＮＴＴ技術ジャーナル、２００５年９月岡本聡著「多様なサービスやネットワーク構成を実現する伸縮自在光メトロ・アクセス融合型アグリゲーションネットワーク技術 −エラスティックλアグリゲーションネットワーク−」ＩＥＩＣＥＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔＣＳ２０１２−９６（２０１３−１）山口哲平他著「エラスティック光アグリゲーションネットワークにおける複数ＯＬＴが協調動作するＴＤＭ網の検討」ＩＥＩＣＥＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔ斉藤洋之他著「ＥλＡＮにおける変調多値数最適化方法の検討」ＩＥＩＣＥＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔ

この変調多値数の決定は、例えば、二次元マップを用いて行うことができる。図３は、二次元マップの例を示す図である。図３では、横軸にＯＬＴとＯＮＵの間の距離（ＰＯＮ区間距離）を取って示し、縦軸に伝送品質（ＳＥＲ：ＳｙｍｂｏｌＥｒｒｏｒＲａｔｅ）を取って示している。図３では、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭのそれぞれに対して、ＰＯＮ区間距離とＳＥＲとの関係を示している。あるＰＯＮ区間距離に対して、要求品質が伝送品質よりも大きければ、送信可能であり、小さければ、送信不可である。例えば、ＰＯＮ区間距離が１０ｋｍであり、要求品質が１０^−５以下である条件は、図３中×で示す点となるので、１６ＱＡＭとＱＰＳＫでは通信可能であり、６４ＱＡＭでは通信不可となる。この場合、帯域利用効率の観点から最適な変調フォーマットは１６ＱＡＭとなる。

また、図４は、シンボルレートを変化させた場合の二次元マップの例を示す図である。図４では、横軸にＰＯＮ区間距離を取って示し、縦軸に伝送品質（ＳＥＲ）を取って示している。図４では、シンボルレートが１Ｇｓｐｓ（ｓｙｍｂｏｌｐｅｒｓｅｃｏｎｄ）、５Ｇｓｐｓ及び１０Ｇｓｐｓのそれぞれの場合について、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭの二次元マップを示す。

ここで、図４に示すようにシンボルレートを変化させると、二次元マップが変化する。従って、帯域利用効率に優れたネットワークを構築するためには、ＰＯＮ区間距離だけでなく、シンボルレートも考慮して、最適な変調フォーマットを決定する必要がある。

しかしながら、これまでのところ、ＰＯＮ区間距離だけでなく、シンボルレートも考慮した、最適な変調フォーマットの決定方法は提案されていない。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、ＰＯＮ区間距離だけでなく、シンボルレートも考慮した、局舎端末、光アクセスネットワーク、並びに、変調フォーマット及びシンボルレートの最適化方法を提供することである。

上述した目的を達成するために、この発明の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる光ネットワークにおいて、複数の加入者端末と接続される局舎端末は、ＯＬＴ受信部と、ＯＬＴ送信部と、ＯＬＴ制御部とを備えて構成される。

ＯＬＴ受信部は、ＯＮＵから上り光ＯＦＤＭ信号を受信し、上り光ＯＦＤＭ信号を、光／電気（Ｏ／Ｅ）変換して、上りＯＦＤＭ信号を生成し、及び、上りＯＦＤＭ信号に付加されている上り制御信号を、ＯＬＴ制御部に送る。

ＯＬＴ送信部は、下りＯＦＤＭ信号を生成し、ＯＬＴ制御部から受け取った制御信号を下りＯＦＤＭ信号に付加し、下りＯＦＤＭ信号を、電気／光（Ｅ／Ｏ）変換して、下り光ＯＦＤＭ信号を生成してＯＮＵに送る。

上り制御信号は、要求品質及び要求ビットレートの少なくとも一方を含んでいる。

ＯＬＴ制御部は、さらに、二次元マップと、第１手段、第２手段及び第３手段を備えている。二次元マップは、複数組の変調フォーマットとシンボルレートに対して、ＰＯＮ区間距離と通信品質との関係を示す。第１手段は、二次元マップを用いて、要求品質を満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組を選択する。第２手段は、要求ビットレートを満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組を選択する。第３手段は、第１手段及び第２手段の両者で選択された変調フォーマットとシンボルレートの組のいずれか１つを、最適な変調フォーマットとシンボルレートの組として決定する。

また、この発明の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる光アクセスネットワークにおいて、複数組の変調フォーマットとシンボルレートに対して、ＰＯＮ区間距離と通信品質との関係を示す二次元マップを備える局舎端末によって実行される、最適化方法は、以下の過程を備えている。先ず、第１過程において、二次元マップを用いて、要求品質を満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組を選択する。次に、第２過程において、要求ビットレートを満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組を選択する。次に、第３過程において、第１過程及び第２過程の両者で選択された変調フォーマットとシンボルレートの組のいずれか１つを、最適な変調フォーマットとシンボルレートの組として決定する。

この発明の局舎端末、光アクセスネットワーク、並びに、変調フォーマット及びシンボルレートの最適化方法によれば、要求品質と、要求ビットレートの両者を満たす、変調フォーマットとシンボルレートを選択することにより、ネットワークの帯域利用効率を向上させることができる。

多値変調の特徴を説明するための模式図である。マルチキャリア伝送を説明するための模式図である。二次元マップの例を示す図である。シンボルレートを変化させた場合の二次元マップの例を示す図である。光アクセスネットワークについて説明するための模式図である。ＯＬＴの構成を説明するための模式図である。ＯＮＵの構成を説明するための模式図である。変調フォーマット及びシンボルレートの変更方法を説明するためのシーケンス図である。

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。

（光アクセスネットワーク）
図５を参照して、光アクセスネットワークについて説明する。図５（Ａ）及び（Ｂ）は、光アクセスネットワークについて説明するための模式図である。図５（Ａ）は、非特許文献１に開示されているのと同様に構成されるＰＯＮの概略図である。また、図５（Ｂ）は、非特許文献２に開示されているのと同様に構成されるＥλＡＮの概略図である。

ＰＯＮ１０は、１つの局舎端末（ＯＬＴ：ＯｐｔｉｃａｌＬｉｎｅＴｅｒｍｉｎａｌ）２０と、光伝送路４０を介して接続されているＮ（Ｎは１以上の整数）個の加入者端末（ＯＮＵ：ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ）３０−１〜Ｎとを備えて構成される。光伝送路４０は、例えば光ファイバ４６及び光スプリッタ４４を含んで、スタートポロジーを構成している。

ＥλＡＮ１２は、Ｍ（Ｍは１以上の整数）個の局舎端末（ＯＬＴ）２２−１〜Ｍと、ＯＤＮ（ＯｐｔｉｃａｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋ）４２を介して接続されている、Ｎ個の加入者端末（ＯＮＵ）３２−１〜Ｎで構成される。なお、ＥλＡＮ１２が提供するサービスをプログラマブルに変更可能にするため、ＥλＡＮ１２では、ＯＬＴ２２−１〜ＭとしてプログラマブルＯＬＴ（Ｐ−ＯＬＴ）が用いられ、ＯＮＵ３２−１〜ＮとしてプログラマブルＯＮＵ（Ｐ−ＯＮＵ）が用いられる。ＥλＡＮ１２では、ＯＮＵの登録先のＯＬＴ、すなわち、ＯＬＴとＯＮＵのペアが自由に変更される。

これらの光アクセスネットワークでは、多値変調技術とＯＦＤＭとを組み合わせて用いている。すなわち、ＯＦＤＭ信号のサブキャリアとして、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭのいずれかで多値変調した信号を送受信している。なお、ここでは、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭの３種類の多値変調を行う場合について説明するが、これに限定されず２^ｎＱＡＭ（ｎは２以上の整数）とすることができる。２５６ＱＡＭなどさらに多値数を増やしても良いし、２種類又は４種類以上の多値変調を行う構成にしても良い。

（変調フォーマット及びシンボルレート決定方法）
変調フォーマット及びシンボルレートを決定するには、ＰＯＮ区間距離と、ＯＮＵによる要求品質及び要求ビットレートの３つのパラメータを用いる。

先ず、第１過程において、図４に示す二次元マップを用いて、ＰＯＮ区間距離と、要求品質から、送信可能な、すなわち、要求品質を満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組合せを選択する。

次に、第２過程において、要求ビットレートを満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組合せを選択する。

次に、第３過程において、第１過程と第２過程で選択された組合せの中でシンボルレートが最も低い組合せを選択する。

変調フォーマットをＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭの３種類とし、シンボルレートを１Ｇｓｐｓ、５Ｇｓｐｓ及び１０Ｇｓｐｓの３種類として、合計９種類の組合せから変調フォーマット及びシンボルレートを決定する例について説明する。

表１を参照して、条件アとして、ＰＯＮ区間距離が４０ｋｍのＯＮＵから、要求品質が１０^−８以下、要求ビットレートが５Ｇｂｐｓ（ｂｉｔｐｅｒｓｅｃｏｎｄ）以上という要求を受けた場合について説明する。

先ず、第１過程において、図４に示す二次元マップを用いて、要求品質を満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組合せを選択する。ＰＯＮ区間距離が４０ｋｍで要求品質が１０^−８以下の条件は、図４中Ａで示される。図４から、この条件で通信可能な組み合わせは、ＱＰＳＫ／１Ｇｓｐｓと、ＱＰＳＫ／５Ｇｓｐｓの２組である。

次に、第２過程において、要求ビットレートを満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組合せを選択する。ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭでは、１シンボルにそれぞれ、２、４及び６ビットのデータが含まれる。従って、ビットレートが５Ｇｂｐｓ以上となる組み合わせは、６４ＱＡＭ／１Ｇｓｐｓと、ＱＰＳＫ／５Ｇｓｐｓ、１６ＱＡＭ／５Ｇｓｐｓ、６４ＱＡＭ／５Ｇｓｐｓ、ＱＰＳＫ／１０Ｇｓｐｓ、１６ＱＡＭ／１０Ｇｓｐｓ及び６４ＱＡＭ／１０Ｇｓｐｓの７組である。

次に、第１過程と第２過程で選択された組合せの中でシンボルレートが最も低い組合せを選択する。ここで、第１過程及び第２過程の両者で選択された組は、ＱＰＳＫ／５Ｇｓｐｓの１組である。従って、この条件アでの変調フォーマット及びシンボルレートは、ＱＰＳＫ／５Ｇｓｐｓとなる。

表２を参照して、条件イとして、ＰＯＮ区間距離が３０ｋｍのＯＮＵから、要求品質が１０^−４以下、要求ビットレートが５Ｇｂｐｓ以上という要求を受けた場合について説明する。

先ず、第１過程において、図４に示す二次元マップを用いて、送信可能な、変調フォーマットとシンボルレートの組合せを選択する。ＰＯＮ区間距離が３０ｋｍ、要求品質が１０^−４以下の条件は図４中Ｂで示される。図４から、この条件で通信可能な組み合わせは、ＱＰＳＫ／１Ｇｓｐｓ、１６ＱＡＭ／１Ｇｓｐｓ、６４ＱＡＭ／１Ｇｓｐｓ、ＱＰＳＫ／５Ｇｓｐｓ、１６ＱＡＭ／５Ｇｓｐｓ及びＱＰＳＫ／１０Ｇｓｐｓの６組である。

次に、第２過程において、要求ビットレートを満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組合せを選択する。ここで、ビットレートが５Ｇｂｐｓ以上となる組み合わせは、６４ＱＡＭ／１Ｇｓｐｓと、ＱＰＳＫ／５Ｇｓｐｓ、１６ＱＡＭ／５Ｇｓｐｓ、６４ＱＡＭ／５Ｇｓｐｓ、ＱＰＳＫ／１０Ｇｓｐｓ、１６ＱＡＭ／１０Ｇｓｐｓ及び６４ＱＡＭ／１０Ｇｓｐｓの７組である。

次に、第１過程と第２過程で選択された組合せの中でシンボルレートが最も低い組合せを選択する。ここで、第１過程及び第２過程の両者で選択された組は、６４ＱＡＭ／１Ｇｓｐｓ、ＱＰＳＫ／５Ｇｓｐｓ、１６ＱＡＭ／５Ｇｓｐｓ及びＱＰＳＫ／１０Ｇｓｐｓの４組である。この４組の中で、シンボルレートが最も低い組は、６４ＱＡＭ／１Ｇｓｐｓである。従って、この条件イでの変調フォーマット及びシンボルレートは、６４ＱＡＭ／１Ｇｓｐｓとなる。

ここでは、３種類の変調フォーマットと３種類のシンボルレートから最適な変調フォーマット及びシンボルレートの組合せを決定する例を説明したが、これに限定されない。変調フォーマット及びシンボルレートの種類及び数は、任意好適に設定すればよい。予め対応する二次元マップを作成しておけばよい。

（ＯＬＴの構成）
図６を参照して、ＯＬＴの構成について説明する。図６はＯＬＴの構成を説明するための模式図である。ＯＬＴ２００は、ＯＬＴ受信部２１０、ＯＬＴ送信部２２０及びＯＬＴ制御部２３０を備えて構成される。

ＯＬＴ受信部２１０は、ＯＮＵから上り光ＯＦＤＭ信号を受信する。ＯＬＴ受信部２１０は、Ｏ／Ｅ変換部２１４と上りＯＦＤＭ信号復調部２１２を備えて構成される。Ｏ／Ｅ変換部２１４は、上り光ＯＦＤＭ信号を、光／電気（Ｏ／Ｅ）変換して、上りＯＦＤＭ信号を生成する。上りＯＦＤＭ信号復調部２１２は、上りＯＦＤＭ信号を復調し、上位ネットワーク（上位ＮＷ）５０へ送る。また、ＯＬＴ受信部２１０は、上りＯＦＤＭ信号に付加されている上り制御信号を、ＯＬＴ制御部２３０に送る。

ＯＬＴ送信部２２０は、下りＯＦＤＭ信号生成部２２２とＥ／Ｏ変換部２２４を備えて構成される。下りＯＦＤＭ信号生成部２２２は、上位ＮＷ５０から受け取った信号を変調して、下りＯＦＤＭ信号を生成する。また、下りＯＦＤＭ信号生成部２２２は、ＯＬＴ制御部２３０から受け取った下り制御信号を下りＯＦＤＭ信号に付加する。Ｅ／Ｏ変換部２２４は、下りＯＦＤＭ信号を、電気／光（Ｅ／Ｏ）変換して、下り光ＯＦＤＭ信号を生成する。下り光ＯＦＤＭ信号はＯＮＵに送られる。なお、下りＯＦＤＭ信号生成部２２２は、ＯＬＴ制御部２３０から通知された変調フォーマット、シンボルレートに従って変調を行う。

ＯＬＴ制御部２３０は、機能手段として、上り制御信号受信部２３２、下り制御信号生成部２３４、下り制御信号送信部２３６、ＯＬＴ側変調条件通知部２３８及びパラメータ設定部２４０を備える。また、ＯＬＴ制御部２３０は、任意好適な記憶手段に二次元マップ２４２を読み出し自在に格納している。

上り制御信号受信部２３２は、ＯＬＴ受信部２１０から上り光ＯＦＤＭ信号に付加された上り制御信号を受け取る。下り制御信号生成部２３４は、下り制御信号を生成する。下り制御信号送信部２３６は、ＯＬＴ送信部２２０へ、下り制御信号を送る。また、ＯＬＴ側変調条件通知部２３８は、ＯＬＴ送信部２２０に対し、ＯＬＴ送信部２２０が変調する際の変調フォーマット、シンボルレートを通知する。パラメータ設定部２４０は、それぞれ上述した第１〜３過程を実行する第１〜３手段２４４、２４６及び２４８を備えて構成され、変調フォーマット及びシンボルレートを決定する。

上述した、ＯＬＴ受信部２１０及びＯＬＴ送信部２２２は、任意好適な従来公知の技術を用いて構成することができる。ＯＬＴ制御部２３０は、機能手段の構成及び動作が従来と異なるが、これら機能手段を実現するためのプログラムを除けば、任意好適な従来公知の技術を用いて構成することができる。この各機能手段の構成及び動作の詳細については後述する。

（ＯＮＵの構成）
図７を参照して、ＯＮＵの構成について説明する。図７はＯＮＵの構成を説明するための模式図である。ＯＮＵ３００は、ＯＮＵ受信部３１０、ＯＮＵ送信部３２０及びＯＮＵ制御部３３０を備えて構成される。

ＯＮＵ受信部３１０は、ＯＬＴから下り光ＯＦＤＭ信号を受信する。ＯＮＵ受信部３１０は、Ｏ／Ｅ変換部３１４と下りＯＦＤＭ信号復調部３１２を備えて構成される。Ｏ／Ｅ変換部３１４は、下り光ＯＦＤＭ信号を、Ｏ／Ｅ変換して、下りＯＦＤＭ信号を生成する。下りＯＦＤＭ信号復調部３１２は、下りＯＦＤＭ信号を復調し、ユーザ端末６０へ送る。また、ＯＮＵ受信部３１０は、下りＯＦＤＭ信号に付加されている下り制御信号を、ＯＮＵ制御部３３０に送る。

ＯＮＵ送信部３２０は、上りＯＦＤＭ信号生成部３２２とＥ／Ｏ変換部３２４を備えて構成される。上りＯＦＤＭ信号生成部３２２は、ユーザ端末６０から受け取った信号を変調して、上りＯＦＤＭ信号を生成する。また、上りＯＦＤＭ信号生成部３２２は、ＯＮＵ制御部３３０から受け取った上り制御信号を上りＯＦＤＭ信号に付加する。Ｅ／Ｏ変換部３２４は、上りＯＦＤＭ信号を、Ｅ／Ｏ変換して、上り光ＯＦＤＭ信号を生成する。上り光ＯＦＤＭ信号はＯＬＴに送られる。なお、上りＯＦＤＭ信号生成部３２２は、ＯＮＵ制御部２３０から通知された変調フォーマット、シンボルレートに従って変調を行う。

ＯＮＵ制御部３３０は、機能手段として、下り制御信号受信部３３２、上り制御信号生成部３３４、上り制御信号送信部３３６、及び、ＯＮＵ側変調条件通知部３３８を備える。

下り制御信号受信部３３２は、ＯＮＵ受信部３１０から下り光ＯＦＤＭ信号に付加された下り制御信号を受け取る。上り制御信号生成部３３４は、上り制御信号を生成する。上り制御信号送信部３３６は、ＯＮＵ送信部３２０へ、上り制御信号を送る。また、ＯＮＵ側変調条件通知部３３８は、ＯＮＵ送信部３２０に対し、ＯＮＵ送信部３２０が変調する際の変調フォーマット、シンボルレートを通知する。

上述した、ＯＮＵ受信部３１０及びＯＮＵ送信部３２０は、任意好適な従来公知の技術を用いて構成することができる。ＯＮＵ制御部３３０は、機能手段の構成及び動作が従来と異なるが、これら機能手段を実現するためのプログラムを除けば、任意好適な従来公知の技術を用いて構成することができる。この各機能手段の構成及び動作の詳細については後述する。

（変調フォーマット及びシンボルレートの変更方法）
図６〜８を参照して、上述の変調フォーマット及びシンボルレート決定方法を利用した、変調フォーマット及びシンボルレートの変更方法について説明する。

図８は、変調フォーマット及びシンボルレートの変更方法を説明するためのシーケンス図である。ここでは、ＰＯＮ区間距離が４０ｋｍのＯＮＵに対して、変調フォーマット及びシンボルレートが１６ＱＡＭ／５Ｇｓｐｓで安定した通信を行っているところで、ＯＮＵから、上述の条件アと同様の条件、すなわち、要求品質が１０^−８以下、要求ビットレートが５Ｇｂｐｓ以上という要求を受けた場合について説明する。

ＯＮＵの上り制御信号生成部３３４は、ユーザ端末６０からの送信データの量などから、要求ビットレート及び要求品質を示す上り制御信号Ｕ１を生成する。その後、上り制御信号送信部３３６は、上り制御信号Ｕ１を上りＯＦＤＭ信号生成部３２２に送る。上りＯＦＤＭ信号生成部３２２では、ＯＮＵ側変調条件通知部３３８から通知された、変更前の変調フォーマット及びシンボルレートで上りＯＦＤＭ信号を生成する。さらに、上りＯＦＤＭ信号生成部３２２は、上りＯＦＤＭ信号に上り制御信号Ｕ１を付加した後、Ｅ／Ｏ変換して、生成された上り光ＯＦＤＭ信号をＯＬＴに送信する。

ＯＬＴは、上り制御信号Ｕ１を含む上り光ＯＦＤＭ信号を受信すると、Ｏ／Ｅ変換部２１４が、Ｏ／Ｅ変換して上りＯＦＤＭ信号を生成する。上りＯＦＤＭ信号復調部２１２は、ＯＬＴ側変調条件通知部２３８から通知された、変更前の変調フォーマット及びシンボルレートで上りＯＦＤＭ信号を復調する。上りＯＦＤＭ信号復調部２１２は、上り制御信号Ｕ１をＯＬＴ制御部２３０の上り制御信号受信部２３２に送る。上り制御信号受信部２３２は、上り制御信号Ｕ１から要求ビットレート及び要求品質を抽出する。パラメータ設定部２４０は、要求ビットレート及び要求品質と、対象となるＯＮＵのＰＯＮ区間距離から、上述の変調フォーマット及びシンボルレート決定方法を行い、変調フォーマット及びシンボルレートを決定する。ここでは、上述の条件アと同じ状態なので、新しい変調フォーマット及びシンボルレートがＱＰＳＫ／５Ｇｓｐｓとなる。下り制御信号生成部２３４は、決定した変調フォーマット及びシンボルレートを示す下り制御信号（下り制御信号Ｄ１）を生成する。その後、下りＯＦＤＭ信号生成部２２２が、下り制御信号Ｄ１を下りＯＦＤＭ信号に付加した後、Ｅ／Ｏ変換部２２４でＥ／Ｏ変換して、生成された下り光ＯＦＤＭ信号をＯＮＵに送信する。

ＯＮＵは、下り制御信号Ｄ１を含む下り光ＯＦＤＭ信号を受信すると、Ｏ／Ｅ変換部３１４が、Ｏ／Ｅ変換して下りＯＦＤＭ信号を生成する。下りＯＦＤＭ信号復調部３１２は、ＯＮＵ側変調条件通知部３３８から通知された、変更前の変調フォーマット及びシンボルレートで下りＯＦＤＭ信号を復調する。下りＯＦＤＭ信号復調部３１２は、下り制御信号Ｄ１を下り制御信号受信部３３２に送る。

下り制御信号受信部３３２では、下り制御信号Ｄ１から新しい変調フォーマット及びシンボルレートを抽出する。ここでは、新しい変調フォーマット及びシンボルレートがＱＰＳＫ／５Ｇｓｐｓである。

上り制御信号生成部３３４は、下り制御信号Ｄ１を受信した旨を通知する上り制御信号Ｕ２を生成する。上り制御信号送信部３３６は、上り制御信号Ｕ２を上りＯＦＤＭ信号生成部３２２に送る。上りＯＦＤＭ信号生成部３２２では、ＯＮＵ側変調条件通知部３３８から通知された、変更前の変調フォーマット及びシンボルレートで上りＯＦＤＭ信号を生成する。さらに、上りＯＦＤＭ信号生成部３２２は、上りＯＦＤＭ信号に上り制御信号Ｕ２を付加した後、Ｅ／Ｏ変換部３２４が、Ｅ／Ｏ変換して、生成された上り光ＯＦＤＭ信号をＯＬＴに送信する。

また、ＯＮＵ側変調条件通知部３３８は、新しい変調フォーマット及びシンボルレートを上りＯＦＤＭ信号生成部３２２と下りＯＦＤＭ信号復調部３１２に通知する。上りＯＦＤＭ信号生成部３２２と下りＯＦＤＭ信号復調部３１２は、通知された新しい変調フォーマット及びシンボルレートに変更して待機する。

ＯＬＴは、上り制御信号Ｕ２を含む上り光ＯＦＤＭ信号を受信すると、Ｏ／Ｅ変換部２１４が、Ｏ／Ｅ変換して上りＯＦＤＭ信号を生成する。上りＯＦＤＭ信号復調部２１２は、ＯＬＴ側変調条件通知部２３８から通知された、変更前の変調フォーマット及びシンボルレートで上りＯＦＤＭ信号を復調する。上りＯＦＤＭ信号復調部２１２は、上り制御信号Ｕ２を上り制御信号受信部２３２に送る。上り制御信号受信部２３２は、上り制御信号Ｕ２から、ＯＮＵにおいて新しい変調フォーマット及びシンボルレートに変更されたことを認識する。その後、ＯＬＴ側変調条件通知部２３８は、新しい変調フォーマット及びシンボルレートを上りＯＦＤＭ信号復調部２１２と下りＯＦＤＭ信号生成部２２２に通知する。上りＯＦＤＭ信号復調部２１２と下りＯＦＤＭ信号生成部２２２は、通知された新しい変調フォーマット及びシンボルレートに変更して待機する。

以降の通信は新しい変調フォーマット及びシンボルレートで行われる。

１０ＰＯＮ
１２ＥλＡＮ
２０、２２、２００局舎端末（ＯＬＴ）
３０、３２、３００加入者端末（ＯＮＵ）
４０光伝送路
４２ＯＤＮ
４４光スプリッタ
４６光ファイバ
５０上位ネットワーク（上位ＮＷ）
６０ユーザ端末
２１０ＯＬＴ受信部
２１２上りＯＦＤＭ信号復調部
２１４Ｏ／Ｅ変換部
２２０ＯＬＴ送信部
２２２下りＯＦＤＭ信号生成部
２２４Ｅ／Ｏ変換部
２３０ＯＬＴ制御部
２３２上り制御信号受信部
２３４下り制御信号生成部
２３６下り制御信号送信部
２３８ＯＬＴ側変調条件通知部
２４０パラメータ設定部
２４２二次元マップ
２４４第１手段
２４６第２手段
２４８第３手段
３１０ＯＮＵ受信部
３１２下りＯＦＤＭ信号復調部
３１４Ｏ／Ｅ変換部
３２０ＯＮＵ送信部
３２２上りＯＦＤＭ信号生成部
３２４Ｅ／Ｏ変換部
３３０ＯＮＵ制御部
３３２下り制御信号受信部
３３４上り制御信号生成部
３３６上り制御信号送信部
３３８ＯＮＵ側変調条件通知部

Claims

直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いる光ネットワークにおいて、複数の加入者端末と接続される局舎端末であって、
ＯＬＴ受信部と、ＯＬＴ送信部と、ＯＬＴ制御部とを備え、
前記ＯＬＴ受信部は、加入者端末から上り光ＯＦＤＭ信号を受信し、上り光ＯＦＤＭ信号を、光／電気（Ｏ／Ｅ）変換して、上りＯＦＤＭ信号を生成し、及び、上りＯＦＤＭ信号に付加されている上り制御信号を、前記ＯＬＴ制御部に送り、
前記ＯＬＴ送信部は、下りＯＦＤＭ信号を生成し、前記ＯＬＴ制御部から受け取った制御信号を下りＯＦＤＭ信号に付加し、下りＯＦＤＭ信号を、電気／光（Ｅ／Ｏ）変換して、下り光ＯＦＤＭ信号を生成して加入者端末に送り、
前記上り制御信号は、要求品質及び要求ビットレートの少なくとも一方を含み、
前記ＯＬＴ制御部は、
複数組の変調フォーマットとシンボルレートに対して、ＰＯＮ区間距離と通信品質との関係を示す二次元マップと、
前記二次元マップを用いて、要求品質を満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組を選択する第１手段と、
要求ビットレートを満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組を選択する第２手段と、
前記第１手段及び第２手段の両者で選択された変調フォーマットとシンボルレートの組のいずれか１つを、最適な変調フォーマットとシンボルレートの組として決定する第３手段と
を備えることを特徴とする局舎端末。
前記第３手段は、
前記第１手段及び第２手段の両者で選択された変調フォーマットとシンボルレートの組の中で、シンボルレートが最も低いものを最適な変調フォーマットとシンボルレートの組として決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の局舎端末。
請求項１又は２に記載の局舎端末を備えて構成される光アクセスネットワーク。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いる光アクセスネットワークにおいて、複数組の変調フォーマットとシンボルレートに対して、ＰＯＮ区間距離と通信品質との関係を示す二次元マップを備える局舎端末によって実行される、
前記二次元マップを用いて、要求品質を満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組を選択する第１過程と、
要求ビットレートを満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組を選択する第２過程と、
前記第１過程及び第２過程の両者で選択された変調フォーマットとシンボルレートの組のいずれか１つを、最適な変調フォーマットとシンボルレートの組として決定する第３過程と
を備えることを特徴とする最適化方法。
前記第３過程では、
前記第１過程及び第２過程の両者で選択された変調フォーマットとシンボルレートの組の中で、シンボルレートが最も低いものを最適な変調フォーマットとシンボルレートの組として決定する
ことを特徴とする請求項４に記載の最適化方法。