JP6085244B2 - 光通信システム、信号送信制御方法及び加入者側光回線終端装置 - Google Patents

Description

本発明は、光通信システム、信号送信制御方法及び加入者側光回線終端装置に関する。

アクセス網形態の１つとして、ＰＯＮ（Passive Optical Network）が知られている。ＰＯＮは、通信事業者側に設置されるＯＬＴ（Optical Line Terminal：局側光回線終端装置）と、加入者側に設置されるＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者側光回線終端装置）との間での通信において、光−電気変換を行わずに受動素子であるスプリッタを用いで光信号を複数に分岐するようにされたアクセス網形態である。このようなＰＯＮでは、一心の光ファイバーを複数ユーザで共有することができるため、経済的なネットワークを構築できる。

ＰＯＮのうち、ＯＬＴとＯＮＵとがイーサネット（登録商標、以下同様）フレームにより通信を行うものについては、ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標、以下同様） ＰＯＮ）と呼ばれる。

ＥＰＯＮのうち、伝送速度が１ＧｂｐｓであるＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet PON）は、高速かつ安価なＦＴＴＨ（Fiber To The Home：光ファイバーを伝送路として加入者宅へ直接引き込む、アクセス系光通信の網構成方式）サービスを提供することができる。このため、ＧＥ−ＰＯＮは、特に国内では広く用いられている。最近では、伝送速度を１０Ｇｂｐｓに高速化した１０Ｇ−ＥＰＯＮの標準仕様が検討されている。

また、近年では、ＰＯＮ用光リピータの検討が進められ、標準規格を拡張して、分岐数を増大することが可能となった。具体的には、これまでのＰＯＮでは光信号強度の制約から３２分岐以下で使われることが多かったのに対し、１０００分岐などの多分岐接続が可能となった。
一般に、ＰＯＮにおいては、ＯＬＴからＯＮＵへの通信の方向を下り方向と呼び、ＯＮＵからＯＬＴへの通信の方向を上り方向と呼ぶ。

ＥＰＯＮをはじめとする多くのＰＯＮでは、上り方向の通信は時分割多元接続によって行われる。ＯＬＴにより、それぞれのＯＮＵの送信タイミングを制御することで、複数のＯＮＵがＯＬＴと時分割通信できるようにしている。１０Ｇ−ＥＰＯＮの上り方向の通信も同様に時分割多元接続により行われる。１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、１台のＯＬＴに、上り伝送速度が異なる複数のＯＮＵが接続できる方式が検討されている。このとき、異なる速度のＯＮＵとの間であっても、時分割多元接続により上り方向の通信を実現する。

上り方向の通信が時分割多元接続によって行われる多くのＰＯＮでは、上り方向の通信の帯域を効率的に使用するために、それぞれのＯＮＵについての上り方向の通信を許可する帯域を、通信の状況に応じて動的に変更するという動的帯域割り当て機能を備えている。
ここで、ＰＯＮにおけるＯＮＵごとの帯域は、例えばＯＬＴが各ＯＮＵに対して送信許可量を算出し、その送信時間帯を排他的に確保することにより、割り当てることができる。ＯＮＵはＯＬＴによって割り当てられた時間帯にのみ上り方向の信号を送信する。このため、割り当てられた時間帯を待つための待ち時間は伝送遅延時間に加算される。

ＥＰＯＮには、ＭＰＣＰ（Multi Point-Control Protocol）と呼ばれる、１つのＯＬＴが複数のＯＮＵの通信を制御するためのプロトコルが標準で定められている。ＭＰＣＰとしては、未登録のＯＮＵを検出するためのDiscovery Processingと、ＯＮＵが送信する上り方向の信号の送信タイミングを制御するためのREPORT Processing・GATE Processingとが知られている。

ＥＰＯＮでは、ＯＮＵがＰＯＮに接続されると、ＯＬＴはそのＯＮＵを発見し、ＯＮＵにＬＬＩＤ（Logical Link ID）を付与して通信リンクを自動的に確立する。この機能をＰ２ＭＰディスカバリ（Point to multi-point Discovery）と呼ぶ。ＭＰＣＰのDiscovery Processingは、Ｐ２ＭＰディスカバリを実現するためのプロトコルである。

図５のシーケンス図は、Discovery ProcessingとしてのＰ２ＭＰディスカバリ処理における通信手順を示している。
Discovery Processingにおいて、先ず、ＯＬＴは、Discovery Informationを格納したＧＡＴＥフレームであるＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームを各ＯＮＵに対して送信して、送信タイミングを通知する（ステップＳ１）。
ＧＡＴＥフレームは、ＯＮＵに送信タイミングなどの送信に関する制御情報を通知するフレームであり、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームは、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送信タイミングなどを示す制御情報を未登録のＯＮＵに対して通知するフレームである。ＧＡＴＥフレームは、Messages sent on broadcast cannelを用いて送信される。

次に、ＯＬＴに未登録のＯＮＵは、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームを受信すると、衝突回避のためランダム遅延時間（Random delay）を待機した後、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信する（ステップＳ２）。ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームは、Messages sent on broadcast cannelを用いて送信される。ＯＬＴは、ＯＮＵからのＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを受信する可能性のある時間だけＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗを設定し、設定したＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗの期間において未登録の各ＯＮＵからのＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを受信する。

次に、ＯＬＴはＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの受信に応じて、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送信元であるＯＮＵ（またはＵＮＩポート）の識別子であるＬＬＩＤを新規に登録する。そのうえで、ＲＥＧＩＳＴＥＲフレームにより、登録したＬＬＩＤを通知する（ステップＳ３）。ＲＥＧＩＳＴＥＲフレームは、Messages sent on broadcast channelを用いて送信される。
このようにＯＬＴからＯＮＵに対してＬＬＩＤが通知されることにより、ＯＬＴとＯＮＵとがＬＬＩＤを利用して通信を実行可能になる。つまり、ＯＬＴとＯＮＵとの間でのリンクが確立される。

続いて、ＯＬＴは、ＧＡＴＥフレームにより上り方向の送信タイミングを通知し（ステップＳ４）、ＯＮＵは通知されたタイミングに従ってＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫを返す（ステップＳ５）。
上記ステップＳ１〜Ｓ５の各処理により、Ｐ２ＭＰディスカバリ処理が実現されている。このＧＡＴＥフレームと、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫは、Messages sent on unicast channelsを用いて送信される。
このようにＯＬＴとＯＮＵの間でDiscovery Processingとしての通信が実行される（例えば、非特許文献１参照）。

図６のタイミングチャートは、Ｐ２ＭＰディスカバリ処理におけるＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームとＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送受信タイミング例を示している。なお、図５との対応では、図６に示されるＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームの送受信はステップＳ１に対応し、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送受信はステップＳ２に対応する。
また、同図に示されるＯＮＵ２００−ｋ、ＯＮＵ２００−ｎは、それぞれ、複数のＯＮＵのうちの１つを示している。図６の説明にあたり、ＯＮＵ２００−ｋ、ＯＮＵ２００−ｎを含む複数のＯＮＵについて特に区別しない場合には、ＯＮＵ２００と記載する。

図６において、先ず、ＯＬＴ１００は、時刻ｔ０においてＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームをブロードキャストにより、各ＯＮＵ２００に対して送信する。上記のように送信されるＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームは、送信許可時間Ｔ_Ｇと、送信許可時間Ｔ_Ｇの開始時刻ｔ１とを指定する情報を制御情報として含む。

未登録のＯＮＵ２００はＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームの受信に応答して、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームにより指定された開始時刻ｔ１から開始される送信許可時間Ｔ_Ｇにおいて、ランダムなタイミングでＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信する。ＯＮＵ２００−ｎの通信距離を、許容範囲における最長の通信距離とすると、同図に示す時間長Ｔ_Ｄ０による期間がＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗとなる。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗの期間の開始タイミングは、ＯＬＴ１００における開始時刻ｔ１であり、終了タイミングは、ＯＮＵ２００−ｎにおける送信許可時間Ｔ_Ｇの終了時刻からＯＬＴ１００までの伝搬時間に応じて遅延した時刻である。即ち、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗは、未登録のＯＮＵ２００からのＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを優先して受け付ける期間である。

Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗの期間の時間長Ｔ_Ｄ０は、ＯＬＴ１００がＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームを送信するタイミングに基づいて設定する。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗの期間においては、登録済のＯＮＵがＯＬＴに対して上り方向の送信を行わないように、ＯＬＴが制御を実行する。
ＥＰＯＮの上り方向の通信については、ＯＬＴが各ＯＮＵの上り方向の送信データ量を算出し、算出した送信データ量を通知することにより、ＯＮＵごとに送信時間を確保させるように帯域制御を実行する。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗの期間は、未登録のＯＮＵからのＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームが受信される期間である。そこで、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗの期間において、ＯＬＴは、登録済みのＯＮＵによる上り方向の送信が行われないように帯域制御を実行する。これにより、登録済のＯＮＵから送信される信号と、未登録のＯＮＵから送信されるＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームとの衝突を回避することができる。

IEEE std 802.3-2012 SECTION FIVE

Ｐ２ＭＰディスカバリ処理のシーケンスにおいて、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの衝突が生じた場合、衝突したＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームは廃棄される。この場合、廃棄されたＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送信元のＯＮＵについてはＰ２ＭＰディスカバリのシーケンスは完了せず、ＯＬＴとのリンクが確立しない。
この場合、衝突したＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送信元のＯＮＵは、次回のＰ２ＭＰディスカバリ処理により再度登録処理を行う必要がある。
特に、送信許可時間Ｔ_Ｇが短い場合や、リンクを確立すべき未登録のＯＮＵ数が多い場合には衝突が発生する頻度が高くなり、Ｐ２ＭＰディスカバリ処理が完了してＯＮＵが通信を開始できるまでに長い時間を要する場合がある。

通信システムにおいて、一般には、リンクの確立から通信開始までの時間が短いほど、また、また、遅延時間が短いほど通信性能が高い。
ＥＰＯＮにおいてＰ２ＭＰディスカバリ処理が実行される間隔は、０．１〜１．５ｓｅｃほどと長い。このために、Ｐ２ＭＰディスカバリ処理について１度のリトライが生じるだけでも遅延への影響は大きい。さらに、システム起動時などのように多数のＯＮＵと同時にＰ２ＭＰディスカバリ処理を実行する場合には、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの信号が衝突する頻度が増大する。このような状態では、２回以上のリトライとなる場合もあり遅延がさらに拡大する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、複数の加入者側光回線終端装置から受信した登録要求信号に衝突が発生した場合の登録要求信号の正常受信が成功する確率を高めることを目的とする。

本発明の一態様は、局側光回線終端装置と、前記局側光回線終端装置と光通信路経由で接続される加入者側光回線終端装置とを備え、前記加入者側光回線終端装置は、前記局側光回線終端装置から送信された登録要求送信制御信号の受信に応じて、自装置の登録を前記局側光回線終端装置に要求する登録要求信号を送信する際の光信号出力パワーをランダムに決定する光信号出力パワー決定部と、前記光信号出力パワー決定部が決定した光信号出力パワーにより前記登録要求信号を前記局側光回線終端装置に送信する光信号送信部とを備える光通信システムである。

本発明の一態様は、局側光回線終端装置と、前記局側光回線終端装置と光通信路経由で接続される加入者側光回線終端装置とを備える光通信システムにおける信号送信制御方法であって、前記加入者側光回線終端装置は、光信号出力パワー決定部が、前記局側光回線終端装置から送信された登録要求送信制御信号の受信に応じて、自装置の登録を前記局側光回線終端装置に要求する登録要求信号を送信する際の光信号出力パワーをランダムに決定するステップと、光信号送信部が、前記光信号出力パワー決定部が決定した光信号出力パワーにより前記登録要求信号を前記局側光回線終端装置に送信するステップとを備える信号送信制御方法である。

本発明の一態様は、局側光回線終端装置と光通信路経由で接続される加入者側光回線終端装置であって、前記局側光回線終端装置から送信された登録要求送信制御信号の受信に応じて、自装置の登録を前記局側光回線終端装置に要求する登録要求信号を送信する際の光信号出力パワーをランダムに決定する光信号出力パワー決定部と、前記光信号出力パワー決定部が決定した光信号出力パワーにより前記登録要求信号を前記局側光回線終端装置に送信する光信号送信部とを備える加入者側光回線終端装置である。

以上説明したように、本発明によれば、複数の加入者側光回線終端装置から受信した登録要求信号に衝突が発生した場合の登録要求信号の正常受信が成功する確率が高まるという効果が得られる。

本実施形態における光通信システムの構成例を示す図である。 本実施形態におけるＰ２ＭＰディスカバリ処理における、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームの送信に応じたＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送受信タイミングの一例を示す図である。 本実施形態におけるＯＮＵの構成例を示す図である。 本実施形態におけるＯＮＵがＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送信に関連して実行する処理手順例を示すフローチャートである。 Ｐ２ＭＰディスカバリ処理における通信手順例を示すシーケンス図である。 Ｐ２ＭＰディスカバリ処理におけるＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームとＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送受信タイミングの一例を示す図である。

図１は本実施形態における光通信システムの構成例を示している。同図に示す光通信システムは、例えば１０Ｇ−ＥＰＯＮに対応する。
同図に示す光通信システムは、１つのＯＬＴ（Optical Line Terminal：局側光回線終端装置）１００と複数のＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者側光回線終端装置）２００−１〜２００−ｎとが光通信路５００を介して接続される。光通信路５００は光スプリッタや光ファイバーなどを備えて形成される。
なお、以降の説明において、ＯＮＵ２００−１〜２００−ｎについて特に区別しない場合には、ＯＮＵ２００と記載する。

ＯＬＴ１００は、通信事業者側に設置される光回線終端装置である。ＯＬＴ１００の上流に対しては上位ネットワーク３００が接続される。上位ネットワーク３００は、例えばインターネット上などに存在する各種のサーバなどを含む。
ＯＬＴ１００は、例えば上位ネットワーク３００と光通信路５００との間の通信において、電気信号と光信号との間での信号変換を行ったり、信号の多重化などを行ったりする。

ＯＮＵ２００は、加入者側に設置される光回線終端装置である。ＯＮＵ２００（２００−１〜２００−ｎ）の下流側には、下位ネットワーク４００（４００−１〜４００−Ｎ）が接続される。下位ネットワーク４００には、例えば加入者の自宅などで使用されるパーソナルコンピュータなどをはじめとしたネットワーク機器が含まれる。

上記のように構成される光通信システムにおいて、ＯＬＴ１００側で未登録のＯＮＵ２００は、ＯＬＴ１００とのリンクが確立されないためにＯＬＴ１００と通信を行うことができない。そこで、ＯＬＴ１００に未登録のＯＮＵ２００については、ＯＬＴ１００とのリンクを確立して通信が可能な状態とする必要がある。
このために、ＯＬＴ１００と未登録のＯＮＵ２００との間では、図５に示した手順によるＰ２ＭＰディスカバリ処理を実行する。

ＯＬＴ１００は、図５のステップＳ１においてＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームを、光通信路５００経由で接続される全てのＯＮＵ２００に対してブロードキャストにより送信する。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームには、送信許可時間Ｔ_Ｇと、送信許可時間Ｔ_Ｇの開始時刻ｔ１が格納される。送信許可時間Ｔ_Ｇは、ＯＮＵ２００によるＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送信が許可される期間の時間長である。
図５のステップＳ２においてＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームが正常に送受信された場合、ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００は、図５のステップＳ３以降の処理を実行する。

ＯＮＵ２００は、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信する際、図６にて説明したように、衝突回避のために、送信許可時間Ｔ_Ｇにおいてランダムに決定したタイミング（ランダム遅延時間）でＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信するようにしている。しかし、例えば特に未登録のＯＮＵ２００が多数であるような状況においては、限られた送信許可時間Ｔ_Ｇにおいて送信されるＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの数も多数となるためにＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームが衝突する確率が高くなる。
図６では、ＯＮＵ２００−ｋが送信したＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｋとＯＮＵ２００−ｎが送信したＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｎとが衝突している例が示されている。

ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームに衝突が発生し、例えば衝突の生じたＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの衝突部分の信頼性（例えばエラーレートなど）が一定以下の場合、衝突したＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームは破棄される。このようにＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームが破棄された場合、衝突したＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送信元のＯＮＵ２００はＯＬＴ１００に登録されないために、次回のＰ２ＭＰディスカバリ処理においてリトライのための通信が実行される。このようなリトライが通信時間の遅延を招き、例えば光通信システムにおける通信性能劣化の要因となる。

そこで、本実施形態においては、ＯＮＵ２００が、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームの受信に応答してＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信するにあたり、送信時の光信号の出力パワー（光信号出力パワー）をランダムに変更するように構成される。これにより、ＯＬＴ１００にて受信されたＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームに衝突が発生した場合において、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームが正常受信される確率の向上を図る。
本実施形態において、正常受信とは、例えば、受信後の復調、エラー訂正などの処理によって正常にＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームが復元されることをいう。

図２のタイミングチャートは、本実施形態におけるＰ２ＭＰディスカバリ処理におけるＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレーム（登録要求送信制御信号）とＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレーム（登録要求信号）の送受信タイミング例を示している。
ＯＬＴ１００は、時刻ｔ０においてＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームをブロードキャストにより、各ＯＮＵ２００に対して送信する。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームは、送信許可時間Ｔ_Ｇと、送信許可時間Ｔ_Ｇの開始時刻ｔ１とを指定する情報を含む。 ＯＬＴ１００によるＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームの送信は、図５との対応ではステップＳ１に対応する。

ＯＬＴ１００は、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームを送信した後、開始時刻ｔ１を開始時点として時間長Ｔ_Ｄ０によるＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗの期間を設定する。ＯＬＴ１００は、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗの期間においてＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの受信を受け付ける。

ＯＮＵ２００は、図５のステップＳ２として示すように、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームの受信に応答してＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信する。
標準の規格に準拠した場合、ＯＮＵの各々は、予め定められた一定の光信号出力パワーによってＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信する。また、１つのＯＮＵは、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームを受信する都度、予め定められた一定の光信号出力パワーによってＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信する。

これに対して、本実施形態のＯＮＵ２００は、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームの受信ごとに応じてＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信するにあたり、光信号出力パワーをランダムに決定する。そして、ＯＮＵ２００は、決定した光信号出力パワーによりＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームを送信する。

図２においては、上記のように各ＯＮＵ２００がランダムに光信号出力パワーを決定した場合のＯＮＵ２００−ｋ、ＯＮＵ２００−ｎのＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送信結果が示されている。同図においては、ＯＮＵ２００−ｋが高い光信号出力パワーによりＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｋを送信し、ＯＮＵ２００−ｎが低い光信号出力パワーによりＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｎを送信した結果が示されている。

図２においては、ＯＬＴ１００にて受信されたＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｋとＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｎとの受信期間が一部重複することにより衝突している状態が示されている。ただし、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｋは高い光信号出力パワーにより送信され、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｎは高い光信号出力パワーにより送信されている。このため、ＯＬＴ１００にて受信されたＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｋの受信レベルは高く、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｎの受信レベルは低い。つまり、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｋとＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｎとは一定以上の受信レベル差を有している。

このように衝突した状態の複数のＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの間で一定以上の受信レベル差が生じている場合には、例えば、受信レベルが高い方のＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームについて正常受信できる可能性が高くなる。

図２の例であれば、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｋが正常受信される確率が高い。ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｋが正常受信された場合、ＯＬＴ１００は、図５のステップＳ３以降の処理を実行することにより、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームＲｋの送信元であるＯＮＵ２００−ｋの登録を行う。

なお、上記の説明によれば、図２に示すＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームとＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送受信のシーケンス（Ｐ２ＭＰディスカバリ）においては、ＯＮＵ２００−ｎが送信したＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームが正常受信されずに破棄される。この場合、ＯＮＵ２００−ｎはＯＬＴ１００に登録されない。
しかし、例えば次回以降においてＰ２ＭＰディスカバリのシーケンスが繰り返されることで、いずれは、ＯＮＵ２００−ｎが送信するＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームも正常受信され、登録が行われるものである。

このように、本実施形態においては、ＯＮＵ２００がランダムに決定した光信号出力パワーによりＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信することで、ＯＬＴ１００にて受信されるＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの受信レベル差が大きくなる確率を高めている。このように受信レベル差が大きくなる確率が高まることによって、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームに衝突が発生した場合であっても、一部のＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームが正常受信される確率が高められる。
これにより、全ての未登録のＯＮＵ２００が登録要求処理を完了するまでの時間が短縮され、通信品質の劣化を抑制することができる。

また、本実施形態においてＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの正常受信の確率の向上は、ＯＮＵ２００側にてＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信する際の光信号出力パワーを変更することによって実現されている。ＯＬＴ１００としては、標準規格に従ってＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームを送信し、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの受信に応じた処理を実行すればよい。つまり、本実施形態におけるＯＬＴ１００としては標準の規格に準拠したものをそのまま使用できる。
また、本実施形態におけるＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームも、送信時の光信号出力パワーが変更されるだけであって、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームとしての構造などについては特に標準規格からの変更はない。つまり、本実施形態においては、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームについても標準規格に準拠した形式を用いることができる。

次に、図３を参照して、本実施形態のＯＮＵ２００の構成例について説明する。同図に示すＯＮＵ２００は、波長合分波器２０１、光受信部２０２、制御部２０３、ユーザデータ伝送部２０４及び光信号送信部２０５を備える。

波長合分波器２０１は、ＯＬＴ１００の波長合分波器２０１と同様に、上り方向と下り方向の各光信号の波長に対応する波長フィルタを備える。波長合分波器２０１は、光ファイバーにより伝送される光信号から下り方向の光信号に対応する波長を分離することによって、ＯＬＴ１００から送信された光信号を抽出して光受信部２０２に出力する。
また、波長合分波器２０１は、光信号送信部２０５から出力された上り方向に対応する波長を有する光信号を光ファイバーにより伝送される光信号に合成し、ＯＬＴ１００に送信する。

光受信部２０２は、波長合分波器２０１から入力した光信号をデータ信号に復調して制御部２０３に出力する。

制御部２０３は、ＯＬＴ１００との通信及び下位ネットワーク４００との通信に関する制御を実行する。
ユーザデータ伝送部２０４は、下位ネットワーク４００からＯＮＵ２００に対して送信されたユーザデータを受信し、制御部２０３に受け渡す。また、ユーザデータ伝送部２０４は、制御部２０３から受け渡されたユーザデータを下位ネットワーク４００に伝送する。

光信号送信部２０５は、制御部２０３の送信信号蓄積部２３４から出力された送信信号（ユーザデータ、ＲＥＰＯＲＴフレーム、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームなど）を入力し、上り方向に対応する波長を有する光信号に変換し、変換した光信号を波長合分波器２０１に供給してＯＬＴ１００に送信する。
そのうえで、本実施形態の光信号送信部２０５は、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームをＯＬＴ１００に送信する際には、制御部２０３における光信号出力パワー決定部２３３が決定した光信号出力パワーにより送信する。

同じ図３を参照して制御部２０３の構成例について説明する。同図に示す制御部２０３は、信号弁別部２３１、登録要求信号生成部２３２、光信号出力パワー決定部２３３、送信信号蓄積部２３４、送信制御部２３５及びＲＥＰＯＲＴフレーム生成部２３６を備える。

信号弁別部２３１は、光受信部２０２から入力した信号について弁別する。
ＯＬＴから送信される信号には各ＯＮＵに送信すべき信号が多重化されている。信号弁別部２３１は、受信した信号（フレーム）が自分宛であるか否かについて判断する。ここで、自分宛の信号とは、ＯＬＴ１００からブロードキャストにより送信された信号、もしくはフレームに格納されるＬＬＩＤ（Logical Link ID）が自分のＬＬＩＤと一致する信号である。ブロードキャストにより送信される信号の場合、宛先アドレス（ＤＡ）には、ブロードキャストに対応した所定のアドレスが格納される。信号弁別部２３１は、宛先アドレス（ＤＡ）を参照することにより、ブロードキャストにより送信された信号であるか否かを判定できる。

さらに、信号弁別部２３１は、受信した信号が自分宛に送信された信号である場合には、受信した信号の種別について判定する。
例えば、ブロードキャストにより送信された信号のフレームにおけるデータ（フレーム）種別を示す情報がＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームであることを示す場合、信号弁別部２３１は、受信した信号の種別がＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームであると判定する。
信号弁別部２３１は、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームを受信したと判定した場合、受信したＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームを送信制御部２３５に出力する。また、信号弁別部２３１は、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームを受信したと判定した場合、受信した信号がＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームであったことの通知を、登録要求信号生成部２３２と光信号出力パワー決定部２３３とに対して行う。

また、信号弁別部２３１は、受信した自分宛の信号のフレームにおけるデータ（フレーム）種別を示す情報が、ＧＡＴＥフレーム（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレーム以外）であることを示す場合、受信した信号がＧＡＴＥフレームであると判定する。
この場合、信号弁別部２３１は、受信したＧＡＴＥフレームを送信制御部２３５に出力する。

また、信号弁別部２３１は、受信した自分宛の信号のフレームにおけるデータ（フレーム）種別を示す情報がユーザデータであることを示す場合、受信した信号がユーザデータであると判定する。この場合、信号弁別部２３１は、受信したユーザデータを、ユーザデータ伝送部２０４から下位ネットワーク４００に送信する。

登録要求信号生成部２３２は、信号弁別部２３１からＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームが受信されたことの通知を受けるのに応じて、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを生成する。
上記のように生成されたＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームは、送信信号蓄積部２３４にて蓄積される。

光信号出力パワー決定部２３３は、信号弁別部２３１からＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームが受信されたことの通知を受けるのに応じて、受信が通知されたＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームに応答したＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信する際の光信号出力パワーを決定する。
光信号出力パワー決定部２３３は、光信号出力パワーをランダムに決定する。具体例として、光信号出力パワー決定部２３３は、例えば光信号出力パワーの最小値から最大値までの数値範囲において乱数を発生させることにより、光信号出力パワーをランダムに決定すればよい。
光信号出力パワー決定部２３３は、決定した光信号出力パワーを光信号送信部２０５の光信号出力パワー変更部２５２に出力する。

送信信号蓄積部２３４は、送信待ちの送信信号を一時的に蓄積するバッファである。送信信号蓄積部２３４が蓄積する送信信号は、例えば下位ネットワーク４００からユーザデータ伝送部２０４を介して伝送されたユーザデータ、登録要求信号生成部２３２が生成したＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレーム、ＲＥＰＯＲＴフレーム生成部２３６が生成するＲＥＰＯＲＴフレームなどである。

送信制御部２３５は、ＧＡＴＥフレームにより通知された帯域（データ送信量）と送信タイミングに従って送信制御を実行する。つまり、送信制御部２３５は、ＧＡＴＥフレームにより通知された送信タイミングで、送信信号蓄積部２３４が蓄積している送信信号のうち、ＧＡＴＥフレームにより通知されたデータ送信量の送信信号を光信号送信部２０５に出力させる。これにより、ＧＡＴＥフレームにより通知されたデータ送信量の送信信号が、ＧＡＴＥフレームにより通知された送信タイミングによりＯＬＴ１００に送信される。

ＲＥＰＯＲＴフレーム生成部２３６は、ＲＥＰＯＲＴフレームを生成する。ＲＥＰＯＲＴフレームは、送信信号蓄積部２３４に蓄積されている送信待ちの送信信号のデータ量をＯＮＵ２００からＯＬＴ１００に通知するフレームである。
ＲＥＰＯＲＴフレーム生成部２３６は、送信信号蓄積部２３４に蓄積されている送信待ちの送信信号のデータ量を示すデータ量情報を格納したＲＥＰＯＲＴフレームを生成する。
生成されたＲＥＰＯＲＴフレームは、送信信号蓄積部２３４に一旦蓄積されたうえで、送信制御部２３５の制御によってＯＬＴ１００に送信される。

ＲＥＰＯＲＴフレームを受信したＯＬＴ１００は、ＲＥＰＯＲＴフレームが格納するデータ量情報が示すデータ量と、ＲＥＰＯＲＴフレームの送信元以外のＯＮＵのデータ量とに基づいて、ＲＥＰＯＲＴフレームの送信元のＯＮＵ２００に割り当てるべき上り方向の帯域（データ送信量）と送信タイミングとを算出する。ここで算出される送信タイミングは、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームとの対応では、図２における送信許可時間Ｔ_Ｇと、送信許可時間Ｔ_Ｇの開始時刻ｔ１に対応する。
ＯＬＴ１００は、算出したデータ送信量と送信タイミングの情報を格納したＧＡＴＥフレームを生成し、ＲＥＰＯＲＴフレームの送信元のＯＮＵ２００に送信する。このように、ＧＡＴＥフレームによっては、データ送信量と送信タイミングがＯＮＵ２００に通知される。

ＯＮＵ２００にて受信されたＧＡＴＥフレームは、前述のように制御部２０３における送信制御部２３５に出力され、送信制御部２３５は、入力したＧＡＴＥフレームが示すデータ送信量と送信タイミングとに基づいて、送信信号蓄積部２３４に蓄積されている送信待ちの送信信号についての送信制御を実行する。

同じ図３を参照して、光信号送信部２０５の構成について説明する。同図に示す光信号送信部２０５は、光送信部２５１と光信号出力パワー変更部２５２とを備える。
光送信部２５１は、制御部２０３の送信信号蓄積部２３４から出力された送信信号（ユーザデータ、ＲＥＰＯＲＴフレーム、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームなど）を入力し、上り方向に対応する波長を有する光信号に変換する。光送信部２５１は、変換により得られた光信号を、ＯＬＴ１００への送信のために所定の光信号出力パワーにより出力する。

光信号出力パワー変更部２５２は、光送信部２５１から入力した光信号の光信号出力パワーを、光信号出力パワー決定部２３３が決定した光信号出力パワーに変更して波長合分波器２０１に出力する。

光信号出力パワー変更部２５２には可変光アッテネータを用いることができる。
あるいは、光送信部２５１にてＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームのデータを光信号に変換する際の電圧制御によって光送信部２５１から出力される光信号の出力パワーを変更するように構成してもよい。この場合、光信号出力パワー変更部２５２としての機能は、例えば光送信部２５１に含めることができる。

なお、光信号送信部２０５の光送信部２５１が光信号に設定する光信号出力パワーが最大値に対応するような場合、光信号出力パワー決定部２３３は、光信号出力パワーそのものに代えて、最大値に対応する光信号出力パワーに対する減衰率をランダムに設定するようにしてもよい。この場合、光信号出力パワー変更部２５２は、光信号出力パワー決定部２３３により決定された減衰率に従って、光送信部２５１から入力されるＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの光信号出力パワーを減衰させればよい。

次に、図４のフローチャートを参照して、本実施形態のＯＮＵ２００がＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームの送信に関連して実行する処理手順例について説明する。なお、同図に示す処理は未登録のＯＮＵ２００が実行する。

ＯＮＵ２００において、信号弁別部２３１は、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームが受信されるのを待機している（ステップＳ１０１−ＮＯ）。つまり、信号弁別部２３１は、受信した信号についての弁別結果として、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームであるとの弁別結果が得られるのを待機する。

Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームが受信されるのに応じて（ステップＳ１０１−ＹＥＳ）、登録要求信号生成部２３２は、ステップＳ１０１にて受信されたＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームに応答して送信すべきＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを生成する（ステップＳ１０２）。生成されたＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームは、ステップＳ１０１にて受信されたＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームにより通知された送信タイミングに至るまで、送信信号蓄積部２３４にて蓄積される。

また、光信号出力パワー決定部２３３は、ステップＳ１０１にて受信されたＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームに応答してＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームを送信するにあたっての光信号出力パワーをランダムに決定する（ステップＳ１０３）。
光信号出力パワー決定部２３３は、ステップＳ１０３により決定した光信号出力パワーを光信号出力パワー変更部２５２に設定する（ステップＳ１０４）。

送信制御部２３５は、ステップＳ１０１に対応して受信したＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームの通知に応じたタイミングで、送信信号蓄積部２３４に蓄積されているＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームをＯＬＴ１００に送信するための制御を実行する（ステップＳ１０５）。
このような処理が実行されることにより、ＯＮＵ２００は、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥフレームの受信ごとに応じて、ランダムな光信号出力パワーによりＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱフレームをＯＬＴ１００に対して送信することができる。

なお、上述した実施形態におけるＯＬＴ１００とＯＮＵ２００をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによってＯＬＴ１００とＯＮＵ２００の各動作を実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１００ ＯＬＴ， ２００ ＯＮＵ， ２０１ 波長合分波器， ２０２ 光受信部， ２０３ 制御部， ２０４ ユーザデータ伝送部， ２０５ 光信号送信部， ２３１ 信号弁別部， ２３２ 登録要求信号生成部， ２３３ 光信号出力パワー決定部， ２３４ 送信信号蓄積部， ２３５ 送信制御部， ２３６ ＲＥＰＯＲＴフレーム生成部， ２５１ 光送信部， ２５２ 光信号出力パワー変更部， ３００ 上位ネットワーク， ４００ 下位ネットワーク， ５００ 光通信路

Claims (3)

1. 局側光回線終端装置と、前記局側光回線終端装置と光通信路経由で接続される加入者側光回線終端装置とを備え、
   前記加入者側光回線終端装置は、
   前記局側光回線終端装置から送信された登録要求送信制御信号の受信に応じて、自装置の登録を前記局側光回線終端装置に要求する登録要求信号を送信する際の光信号出力パワーをランダムに決定する光信号出力パワー決定部と、
   前記光信号出力パワー決定部が決定した光信号出力パワーにより前記登録要求信号を前記局側光回線終端装置に送信する光信号送信部とを備える
   光通信システム。
2. 局側光回線終端装置と、前記局側光回線終端装置と光通信路経由で接続される加入者側光回線終端装置とを備える光通信システムにおける信号送信制御方法であって、
   前記加入者側光回線終端装置は、
   光信号出力パワー決定部が、前記局側光回線終端装置から送信された登録要求送信制御信号の受信に応じて、自装置の登録を前記局側光回線終端装置に要求する登録要求信号を送信する際の光信号出力パワーをランダムに決定するステップと、
   光信号送信部が、前記光信号出力パワー決定部が決定した光信号出力パワーにより前記登録要求信号を前記局側光回線終端装置に送信するステップとを備える
   信号送信制御方法。
3. 局側光回線終端装置と光通信路経由で接続される加入者側光回線終端装置であって、
   前記局側光回線終端装置から送信された登録要求送信制御信号の受信に応じて、自装置の登録を前記局側光回線終端装置に要求する登録要求信号を送信する際の光信号出力パワーをランダムに決定する光信号出力パワー決定部と、
   前記光信号出力パワー決定部が決定した光信号出力パワーにより前記登録要求信号を前記局側光回線終端装置に送信する光信号送信部とを備える
   加入者側光回線終端装置。

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