JP6279500B2

JP6279500B2 - 光通信システム及び光通信方法

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Publication number: JP6279500B2
Application number: JP2015029902A
Authority: JP
Inventors: 貴大鈴木; サンヨプキム; 淳一可児
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2035-02-18
Also published as: JP2016152554A

Description

本発明は、光通信システム及び光通信方法に関する。

光通信システムにおいて、信号の受信後に、伝送路の特性によって変化を受けた信号波形の復元や変化の最小化を目的として受信信号の周波数特性を調整する等化処理についての研究がなされている（例えば、非特許文献１及び２並びに特許文献１参照）。非特許文献１の手法では、受信側のみが等化処理を行うが、受信側の処理が煩雑化する問題点、及び受信信号のＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ）は向上しないため改善には限界があるという問題点が存在する。非特許文献２の手法では、パルス幅や振幅を調整することにより、入力信号の高周波領域の強調をするため、パラメータ最適化のために複数回の測定とパラメータ調整が必要であるという問題点がある。特許文献１では、受信器側にイコライザやパターン比較器機能が入っており、受信器の処理が複雑であるという問題点がある。また、これらのいずれの文献においても、将来的な局側装置（ＯｐｔｉｃａｌＬｉｎｅＴｅｒｍｉｎａｌ：ＯＬＴ）及び加入者側装置（ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ：ＯＮＵ）間での接続切替に対応できるような仕組みは検討されていない。

一方、光アクセス網におけるＯＬＴと複数のＯＮＵ間の多値変調での通信では、ＯＬＴとＯＮＵの通信路がスイッチ等により切り替わると、高周波成分の劣化によって符号間干渉Ｉｎｔｅｒｓｙｍｂｏｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ（ＩＳＩ）が生じ、信号波形が劣化する問題がある。例えば、送受信器のアナログデバイスの帯域制限を行わなければならず、通信距離に応じた波長分散（高周波数領域の減衰、特定周波数領域の減衰）が生じる。

特開２００６−６０８０８号公報

Ｙ．Ｙｕｍｉｎａｋａ，Ｋ．Ｙａｍａｍｕｒａ， "Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｖａｌｕｅｄｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，" ＩＥＥＥＰｒｏｃ．３７ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍＭｕｌｔｉｐｌｅ−ＶａｌｕｅｄＬｏｇｉｃ，ｐ．２６−２９，２００７．Ｓｅｖｃｉｋ，Ｂ．，Ｂｒａｎｃｉｋ，Ｌ．， "Ｔｉｍｅ−ＤｏｍａｉｎＰｒｅ−ＥｍｐｈａｓｉｓＴｅｃｈｎｉｑｕｅｂａｓｅｄｏｎＰｕｌｓｅ−ＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＳｃｈｅｍｅ"，ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＴＳＰ），４８３ − ４８６，２０１１．

本発明は、ＯＬＴとＯＮＵが多値変調で通信を行う光通信システムにおいて、ＯＬＴとＯＮＵの通信路が切り替わった場合であっても、ＯＮＵの処理量を増大させることなく、信号波形の劣化を防ぐことを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る光通信システム及び光通信方法は、ＯＬＴ及びＯＮＵが光通信路で接続された光通信システムにおいて、ＯＬＴが、ＯＮＵから受信した既知の上り信号と理想信号との比から伝送路の伝達関数を算出し、該伝達関数の逆関数に基づくフィルタ係数を算出し、該フィルタ係数を用いてＯＮＵに送信する下り信号のフィルタ処理を行うとともに、該フィルタ係数の情報を該下り信号によって伝送し、ＯＮＵが、ＯＬＴから受信した下り信号からフィルタ係数の情報を取得し、取得したフィルタ係数を用いてＯＬＴに送信する上り信号のフィルタ処理を行う。

具体的には、本発明に係る光通信システムは、局側装置と加入者側装置が光通信路で接続された光通信システムであって、前記局側装置は、前記加入者側装置から受信した上り信号を用いて前記局側装置から前記加入者側装置までの光通信路の伝達関数を求め、前記伝達関数を用いて前記局側装置及び前記加入者側装置間の通信に用いる周波数成分に対する特定域強調を行うためのフィルタ係数を算出し、前記加入者側装置へ送信する下り信号に前記フィルタ係数を多重し、前記フィルタ係数を用いて当該下り信号にフィルタ処理を行い、フィルタ処理を行った当該下り信号を前記加入者側装置に送信し、前記加入者側装置は、前記局側装置から受信した下り信号に多重化されているフィルタ係数を用いて前記局側装置への上り信号にフィルタ処理を行い、フィルタ処理を行った当該上り信号を前記局側装置に送信する。

本発明に係る光通信システムでは、前記局側装置は、複数の前記加入者側装置と光通信路で接続され、前記加入者側装置ごとの前記フィルタ係数を保存するメモリを備え、前記加入者側装置から上り信号を受信した場合、受信した上り信号と理想信号の誤差を用いて前記伝達関数を求め、当該伝達関数を用いて前記フィルタ係数を算出し、算出によって得られた新たなフィルタ係数を、当該加入者側装置のフィルタ係数として前記メモリに保存してもよい。

本発明に係る光通信システムでは、前記局側装置は、前記加入者側装置から伝送遅延又は通信品質に関する要求を受信すると、当該要求に応じ、前記局側装置において行う前記フィルタ処理のタップ数を算出するタップ数算出部を備え、当該加入者側装置に下り信号を送信する際に、前記タップ数算出部の算出したタップ数を用いて前記フィルタ処理を行ってもよい。

本発明に係る光通信システムでは、前記局側装置は、前記加入者側装置から受信した上り信号を蓄積するバッファと、前記加入者側装置から通信品質に関する要求を受信すると、当該要求に応じ、前記伝達関数を求める際に用いる前記上り信号のフレーム数を算出するフレーム数算出部と、を備え、当該加入者側装置の前記伝達関数を求める際に、当該加入者側装置から受信した上り信号を蓄積する前記バッファから、算出したフレーム数の上り信号を読み出し、読み出した上り信号を用いて前記伝達関数を求めてもよい。

具体的には、本発明に係る光通信方法は、局側装置と加入者側装置が光通信路で接続された光通信システムにおける光通信方法であって、前記局側装置が、前記加入者側装置から受信した上り信号を用いて前記局側装置から前記加入者側装置までの光通信路の伝達関数を求め、前記局側装置及び前記加入者側装置間の通信に用いる周波数成分に対する特定域強調を行うためのフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出手順と、前記局側装置が、前記加入者側装置へ送信する下り信号に前記フィルタ係数を多重し、前記フィルタ係数を用いて当該下り信号にフィルタ処理を行い、フィルタ処理を行った当該下り信号を前記加入者側装置に送信する局側装置送信手順と、前記加入者側装置が、前記局側装置から受信した下り信号に多重化されているフィルタ係数を用いて前記局側装置への上り信号にフィルタ処理を行い、フィルタ処理を行った当該上り信号を前記局側装置に送信する加入者側装置送信手順と、を順に行う。

本発明に係る光通信方法では、前記局側装置は、複数の前記加入者側装置と光通信路で接続され、前記加入者側装置ごとの前記フィルタ係数を保存するメモリを備え、前記フィルタ係数算出手順において、前記局側装置が、前記加入者側装置から上り信号を受信した場合、受信した上り信号と理想信号の誤差を用いて前記フィルタ係数を算出し、算出によって得られた新たなフィルタ係数を、当該加入者側装置のフィルタ係数として前記メモリに保存してもよい。

本発明に係る光通信方法では、前記フィルタ係数算出手順において、前記局側装置が、前記加入者側装置から伝送遅延又は通信品質に関する要求を受信すると、当該要求に応じ、前記局側装置において行う前記フィルタ処理のタップ数を算出し、前記局側装置送信手順において、前記局側装置が、当該加入者側装置に下り信号を送信する際に、前記タップ数算出部の算出したタップ数を用いて前記フィルタ処理を行ってもよい。

本発明に係る光通信方法では、前記局側装置は、前記加入者側装置から受信した上り信号を蓄積するバッファを備え、前記フィルタ係数算出手順において、前記局側装置が、前記加入者側装置から通信品質に関する要求を受信すると、当該要求に応じ、前記伝達関数を求める際に用いる前記上り信号のフレーム数を算出し、当該加入者側装置の前記伝達関数を求める際に、当該加入者側装置から受信した上り信号を蓄積する前記バッファから、算出したフレーム数の上り信号を読み出し、読み出した上り信号を用いて前記伝達関数を求めてもよい。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、ＯＬＴとＯＮＵが多値変調で通信を行う光通信システムにおいて、ＯＬＴとＯＮＵの通信路が切り替わった場合であっても、ＯＮＵの処理量を増大させることなく、信号波形の劣化を防ぐことができる。

実施形態１に係る光通信システムの一例の構成図を示す。実施形態２に係る光通信システムの一例の構成図を示す。実施形態３に係る光通信システムの一例の構成図を示す。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

本発明に係る光通信システム及び光通信方法は、送信前に信号の特定周波数成分を強調するフィルタ処理を、ＦｉｎｉｔｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ（ＦＩＲ）フィルタを用いて行う。ＯＬＴで下り信号を、ＯＮＵで上り信号をフィルタ処理する。ＯＬＴとＯＮＵ間の初回通信時にはフィルタのタップ係数は、ＯＬＴが受信側となる上り信号から伝達関数を算出し、その逆関数の逆フーリエ変換したものをフィルタ係数として用いる。その後は、ＯＬＴのフィルタ更新部を動作させ、上り受信信号と理想信号から誤差を算出し、フィルタ係数の更新を行う。ユーザの要求遅延に応じてフィルタのタップ数を変化させる。ユーザの要求品質とＤＳＰの使用率に応じて伝達関数計算時に用いるフレーム数を変化させる。

（実施形態１）
図１に、本実施形態に係る光通信システムの一例を示す。本実施形態に係る光通信システムは、ＯＬＴ９１と、ＯＮＵ９２とがポイントツーポイントの光通信路で接続された光通信システムである。

ＯＬＴ９１は、ＩＦ１１と、係数情報多重部１２と、ＤＳＰ１３と、送受信器１４とを備える。ＤＳＰ１３は、周波数解析部１３１と、フィルタ更新部１３２と、フィルタ処理部１３３とを備える。ＯＮＵ９２は、ＩＦ２１と、係数情報分離部２２と、ＤＳＰ２３と、送受信機２４とを備える。

ＯＮＵ９２からＯＬＴ９１への上り信号及びＯＬＴ９１からＯＮＵ９２への下り信号では、ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＷＤＭ）を用いた通信を行う。ＩＦ１１は、例えば、上位ネットワーク（不図示）と接続され、上位ネットワークとの通信を行う。例えば、ＩＦ１１は、送受信機１４の受信した上り信号を上位ネットワーク（不図示）へ出力する。ＩＦ２１は、例えば、ユーザが保有する任意の装置（不図示）と接続され、ユーザが保有する任意の装置との通信を行う。

送受信器１４は、ＯＬＴ９１からＯＮＵ９２への下り信号を多値変調して送信する送信器と、ＯＮＵ９２からＯＬＴ９１への多値変調された上り信号を受信する受信器とを備える。本実施形態では、一例として、送信器はＩＱ変調器、受信器はディジタルコヒーレント受信器とする。

変調方式は任意であり、例えば、ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ（ＤＱＰＳＫ）、ＱｕａｔｅｒｎａｒｙＰｈａｓｅ−ＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ（ＱＰＳＫ）、ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＱＡＭ）又はＰｕｌｓｅ−ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＰＡＭ）である。

本実施形態に係る光通信システムにおける光通信方法は、フィルタ係数算出手順と、局側装置送信手順と、加入者側装置送信手順とを順に有する。

フィルタ係数算出手順では、ＤＳＰ１３が、ＯＬＴ９１及びＯＮＵ９２間の通信に用いる周波数成分に対する特定域強調を行うためのフィルタ係数ＷｉＢを算出する。以下、フィルタ係数算出手順について説明する。

ＯＬＴ９１とＯＮＵ９２の初回通信時には、フィルタ係数算出手順において、ＯＬＴ９１は、Ｏｎ−Ｏｆｆ−ｋｅｙｉｎｇ（ＯＯＫ）もしくはＢｉｎａｒｙＰｈａｓｅ−ＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ（ＢＰＳＫ）や、ＱｕａｔｅｒｎａｒｙＰｈａｓｅ−ＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ（ＱＰＳＫ）のように多値度の低い変調方式によって通信が保証されているものを用いて、ＯＮＵ９２が送信するユーザからの上り信号を受信する。

送受信器１４のディジタルコヒーレント受信器ではプリアンブルを読み込み、多値度に応じた受信処理を行う。送受信器１４で受信された上り信号は、カプラーで分岐され、伝達関数算出部１３４に送られる。

伝達関数算出部１３４は、受信した上り信号のフレームをフーリエ変換したものと理想信号の比を計算し、ＯＮＵ９２からＯＬＴ９１までの光通信路の伝達関数Ｈを求める。その後、逆関数算出部１３５は、伝達関数Ｈの逆数Ｈ^−１を求めて、逆フーリエ変換を行う。逆関数算出部１３５で逆フーリエ変換して得られた時間領域の行列が、フィルタ係数Ｗｉである。

フィルタ更新部１３２は、逆関数算出部１３５から得たフィルタ係数Ｗｉを、フィルタ処理部１３３において使用可能なフィルタ係数ＷｉＢに変換する。例えば、フィルタ係数Ｗｉの時間領域をフィルタ処理部１３３のタップ数に分割することによって、フィルタ処理部１３３にて使用可能にする。フィルタ係数ＷｉＢは、フィルタ処理部１３３に送られる。以上が、フィルタ係数算出手順である。

フィルタ係数算出手順における伝達関数Ｈ及びフィルタ係数ＷｉＢの算出方法は任意である。例えば、伝達関数算出部１３４が受信信号と理想信号の誤差を算出して伝達関数Ｈを求め、フィルタ更新部１３２が誤差に応じた重みでフィルタ処理部１３３のフィルタ係数ＷｉＢを更新する。

ＯＬＴ９１とＯＮＵ９２の初回通信時以降に、ＯＬＴ９１にてＯＮＵ９２からの上り信号を受信する時は、上り信号はフィルタ更新部１３２に入力され、フィルタ係数ＷｉＢの更新に使われる。フィルタ更新部１３２のフィルタ係数ＷｉＢの更新により、光通信路の物理特性への最適化を行う。

次に、局側装置送信手順について説明する。フィルタ処理部１３３が、フィルタ更新部１３２で求めたフィルタ係数ＷｉＢを用いて、送信フレームに対して下り信号の特定周波数成分を強調するフィルタ処理を行う。フィルタ処理は、例えば、ＦＩＲフィルタ処理を行う。

このとき、係数情報多重部１２は、下りＰＯＮフレーム内に、論理情報として、フィルタ係数ＷｉＢの情報を乗せ、下り信号にフィルタ係数ＷｉＢを多重する。フィルタ処理部１３３で処理したフレームは送受信器１４に送られる。送受信器１４は、フィルタ処理部１３３で処理したフレームを、ＯＮＵ９２への下り信号として送信する。

次に、加入者側装置送信手順について説明する。ＯＮＵ９２側に関しては、送受信器１４が下り信号を受信し、係数情報分離部２２がフィルタ係数ＷｉＢと下り信号に分離する。フィルタ係数ＷｉＢはＤＳＰ２３のフィルタ処理部２３１に送られ、上り信号のフィルタ処理に用いられる。また、下り信号はＩＦ２１に送られる。フィルタ処理部２３１は、上り信号の特定周波数成分を強調するフィルタ処理を行う。フィルタ処理は、例えば、プレエンファシス処理である。その後、上り信号は、送受信器２４によりＯＬＴ９１側に送られる。

以上のように、フィルタ係数算出手順から加入者側装置送信手順までを繰り返す。ＤＳＰ１３は、誤差が設定する閾値より小さくなれば、多値変調が可能と判定し、多値変調への信号の切り替えを行う。例えば、ＯＬＴ９１とＯＮＵ９２で行う通信の変調方式を、初回通信時に用いた多値度の低い変調方式から多値度の高い変調方式へ切り替える。なお、上りと下りの光通信路の伝達特性は同じとしてもよいし、異なるものとしてもよい。上りと下りの波長が大きく異なる際は、波長差に応じた伝達関数Ｈの補償処理を行うことが好ましい。

本実施形態に係る発明は、ＯＬＴ９１とＯＮＵ９２が多値変調で通信を行う光通信システムにおいて、ＯＮＵ９２からＯＬＴ９１までの伝送路の伝達関数を用いてＯＬＴ９１及びＯＮＵ９２間の通信に用いる周波数成分に対する特定域強調を行うためのフィルタ係数ＷｉＢを算出し、これをＯＮＵ９２及びＯＬＴ９１で共有する。ここで、フィルタ係数ＷｉＢの算出は、ＯＬＴ９１のみで行う。このため、本実施形態に係る発明は、ＯＬＴ９１とＯＮＵ９２が多値変調で通信を行う光通信システムにおいて、ＯＬＴ９１とＯＮＵ９２の通信路が切り替わった場合であっても、多値変調時のコンスタレーションの広がりを軽減し、高品質な通信を実現することができる。

（実施形態２）
図２に、本実施形態に係る光通信システムの一例を示す。本実施形態に係る光通信システムは、ｍ個のＯＬＴ９１と、ｎ個のＯＮＵ９２がスイッチ９３を介した光通信路で接続されている。

本実施形態では、ＯＬＴ９１とＯＮＵ９２の通信路はスイッチ９３等により切り替わり、ＯＬＴ９１とＯＮＵ９２間の通信路が固定のものではない。本実施形態では、ＯＬＴ９１及びＯＮＵ９２の数は任意である。そのため、図２におけるＯＬＴ９１とＯＮＵ９２の数が等しい場合であるｍ＝ｎのように、ポイントツーポイント通信となる場合も存在する。

本実施形態では、ＯＬＴ９１がメモリ１５をさらに備える。また、ＯＬＴ９１の上位に接続されるＬ２／Ｌ３スイッチの中に逆関数算出部１３５とフィルタ更新部１３２を入れることによって、ＯＬＴ９１の処理を上位のＬ２／Ｌ３スイッチに集約させることもできる。上り及び下りの信号では、実施形態１と同様にＷＤＭを用いて通信を行う。上り及び下りの信号のそれぞれでは、ＷＤＭ以外にも、ＴＤＭ、ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＦＤＭ）を用いることができる。

送受信機１４が備える送信器及び受信器は実施形態１と同じであり、送信器はＩＱ変調器、受信器はディジタルコヒーレント受信器とする。ＯＬＴ９１内のメモリ１５においてはそれぞれのＯＮＵ９２に対するフィルタ係数を記録する。ＯＬＴ９１のフィルタ更新部１３２は、上り信号を受信した信号元のＯＮＵ９２に対するフィルタ係数ＷｉＢを更新する。

本実施形態に係る光通信方法は、フィルタ係数算出手順が実施形態１とは異なる。本実施形態では、フィルタ係数算出手順において、ＯＬＴ９１のフィルタ更新部１３２は、上り信号を受信した送信元のＯＮＵ９２のフィルタ係数ＷｉＢを更新する。このとき、フィルタ更新部１３２は、メモリ１５から対応するＯＮＵ９２のフィルタ情報を読み込み、フィルタ係数ＷｉＢの更新後、メモリ１５への書き込みを行う。

本実施形態に係る発明は、ＯＬＴ９１のみで学習機能を実現するため、受信側ＯＮＵ９２の等化処理量を減らすことができ、ＯＬＴ９１への機能集約をすることができる。

（実施形態３）
本実施形態に係る光通信システムは、ユーザの要求する通信品質に応じて、フィルタのタップ数を変化させ、伝達関数計算時に用いるフレーム数を変化させる。このため、ユーザ要求に応じた遅延量や速度での通信を行うことができる。

図３に、本実施形態に係る光通信システムの一例を示す。本実施形態では、複数のＯＬＴ９１に複数のＯＮＵ９２がスイッチ９３を介した光通信路で接続されている。上り及び下りの信号は、ＷＤＭを多値変調時に用いる。

本実施形態では、ＯＬＴ９１は、タップ数算出部及びフレーム数算出部として機能するタップ数及びフレーム数算出部１３８をさらに備える。またフィルタ処理部１３３は、５個の遅延素子１３３ａ１〜１３３ａ５と、５個の増幅器１３３ｂ１〜１３３ｂ５と、加算器１３３ｃを備える。フィルタ処理部１３３のＦＩＲフィルタが有する遅延素子及び増幅器の数は任意である。

フィルタ処理部１３３が有する遅延素子１３３ａ１〜１３３ａ５と、増幅器１３３ｂ１〜１３３ｂ５はそれぞれが組となっており、用いる組の数がフィルタのタップ数である。増幅器１３３ｂ１〜１３３ｂ５の出力は、加算器１３３ｃに入力され、それぞれが加算される。また、１３３ｄはタップ係数設定部であり、フィルタ処理部１３３は、フィルタ係数ＷｉＢに応じて、タップ係数設定部１３３ｄに含まれる増幅器１３３ｂ１〜１３３ｂ５の増幅率を変更する。

送信器１７及び受信器１６は、それぞれ実施形態１及び実施形態２で説明した送受信機１４が備える送信器及び受信器と同じであり、送信器１７はＩＱ変調器、受信器１６はディジタルコヒーレント受信器とする。伝達関数算出部１３４は、複数フレーム学習部１３６と、フレームバッファ部１３７を備える。

本実施形態に係る光通信方法は、フィルタ係数算出手順が実施形態１及び実施形態２とは異なる。本実施形態では、ＯＮＵ９２から通信品質に関する要求を受信すると、フィルタ係数算出手順において、タップ数及びフレーム数算出部１３８は、当該要求に応じ、フィルタ処理部１３３において行うフィルタ処理のタップ数と、伝達関数Ｈを求める際に用いる上り信号のフレーム数と、を算出する。例えば、ＯＮＵ９２を介したユーザからの要求とＤＳＰ１３の使用率に応じて、フィルタ処理部１３３のフィルタのタップ数と伝達関数算出部１３４が伝達関数を求める際に使用するフレーム数を変化させる。

例えば、ＯＮＵ９２がＯＬＴ９１に対して低遅延な通信要求を行う場合、タップ数及びフレーム数算出部１３８は、該当するＯＮＵ番号のフィルタのタップ数を少なく算出する。これにより、フィルタ処理部１３３が有するＦＩＲフィルタ内部の遅延数を少なくし、フィルタ演算にかかる処理時間を短くする。また、伝達関数Ｈを求める際に使用するフレーム数によってＤＳＰ１３の使用率が変わる。

例えば、ＯＮＵ９２がＯＬＴ９１に対して、より高度な信号処理を必要とする多値度の高いサービスを要求する場合、タップ数及びフレーム数算出部１３８は、該当するＯＮＵ番号のフィルタのタップ数を多く算出する。これにより、フィルタ処理部１３３でのフィルタ処理精度が上昇し、ＯＮＵ９２は、ＯＬＴ９１から送信されたより高度な信号処理を必要とする多値度の高い信号を受信することができる。

フレームバッファ部１３７は、複数の上り信号からＯＮＵ９２ごとの上り信号のフレームを抽出して蓄積する。複数フレーム学習部１３６は、タップ数及びフレーム数算出部１３８の算出したフレーム数の上り信号をフレームバッファ部１３７から読み出し、読み出した上り信号を用いてＯＮＵ９２の伝達関数Ｈを求め、この伝達関数Ｈを用いてフィルタ係数Ｗｉを算出する。このとき、複数フレーム学習部１３６は、フレームバッファ部１３７から該当するＯＮＵ９２の上り信号を読み出す。

図３では、ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅ（ＴＤＭ）において、フレームバッファ部１３７を用いて、各ＯＮＵ９２のフレームを保持している。ＷＤＭやＦＤＭの場合においても使用する数のフレームをフレームバッファ部１３７が抽出する。フレームバッファ部１３７は、ＯＮＵ９２がより高度な信号処理を必要とする多値度の高いサービスを要求するのであればＤＳＰ１３の使用率を監視し、ＤＳＰ１３の使用率が低いならば複数フレーム学習部１３６の使用するフレーム数を大きくし、高精度で伝達関数Ｈの算出を行い、ＯＬＴ９１が送信する信号の多値度を上げる。

フィルタ更新部１３２は、逆関数算出部１３５から得たフィルタ係数Ｗｉを、タップ数及びフレーム数算出部１３８の算出したタップ数に分割し、フィルタ処理部１３３にて使用可能なフィルタ係数ＷｉＢに変換する。フィルタ更新部１３２は、複数のＯＮＵ９２に対して以上の処理を行うために、それぞれのＯＮＵ９２に対するフィルタ係数ＷｉＢをメモリ１５に保持する。

フィルタ処理部１３３は、フィルタ更新部１３２が更新したフィルタ係数ＷｉＢを用いて、送信フレームに対して下り信号の特定周波数成分を強調するフィルタ処理を行う。このとき、係数情報多重部１２は、下りＰＯＮフレーム内に、論理情報として、フィルタ係数ＷｉＢの情報を乗せ、下り信号にフィルタ係数ＷｉＢを多重する。

本実施形態に係る発明は、実施形態１及び実施形態２に係る発明に加え、さらに、ＯＮＵ９２からの要求に応じて、伝達関数Ｈを算出時の使用フレーム数をユーザ要求にある通信品質に応じて動的に切り替え、ＤＳＰ１３の使用率に応じた処理の割り当てを行うことができる。また、本実施形態に係る発明は、ＯＮＵ９２からの要求に応じて、フィルタのタップ数を変化させる。

したがって、本実施形態に係る発明は、ユーザ要求に応じて通信品質、遅延時間を変化させることが可能であり、クラウドサービスの増加やモバイル網統合によるトラヒックの増加に対応することが可能であるため、光通信のマルチサービスに対応することができる。

本発明の光通信システム及び光通信方法は、通信産業に適用することができる。

１１：ＩＦ
１２：係数情報多重部
１３：ＤＳＰ
１４：送受信器
１５：メモリ
１６：受信器
１７：送信器
２１：ＩＦ
２２：係数情報分離部
２３：ＤＳＰ
２４：送受信器
９１：ＯＬＴ
９２：ＯＮＵ
９３：スイッチ
１３１：周波数解析部
１３２：フィルタ更新部
１３３：フィルタ処理部
１３３ａ１、１３３ａ２、１３３ａ３、１３３ａ４、１３３ａ５：遅延素子
１３３ｂ１、１３３ｂ２、１３３ｂ３、１３３ｂ４、１３３ｂ５：増幅器
１３３ｃ：加算器
１３３ｄ：タップ係数設定部
１３４：伝達関数算出部
１３５：逆関数算出部
１３６：複数フレーム学習部
１３７：フレームバッファ部
１３８：タップ数及びフレーム数算出部
２３１：フィルタ処理部

Claims

局側装置と加入者側装置が光通信路で接続された光通信システムであって、
前記局側装置は、
前記加入者側装置から受信した上り信号を用いて前記局側装置から前記加入者側装置までの光通信路の伝達関数を求め、前記伝達関数を用いて前記局側装置及び前記加入者側装置間の通信に用いる周波数成分に対する特定域強調を行うためのフィルタ係数を算出し、
前記加入者側装置へ送信する下り信号に前記フィルタ係数を多重し、前記フィルタ係数を用いて当該下り信号にフィルタ処理を行い、フィルタ処理を行った当該下り信号を前記加入者側装置に送信し、
前記加入者側装置は、
前記局側装置から受信した下り信号に多重化されているフィルタ係数を用いて前記局側装置への上り信号にフィルタ処理を行い、フィルタ処理を行った当該上り信号を前記局側装置に送信する、
光通信システム。
前記局側装置は、
複数の前記加入者側装置と光通信路で接続され、
前記加入者側装置ごとの前記フィルタ係数を保存するメモリを備え、
前記加入者側装置から上り信号を受信した場合、受信した上り信号と理想信号の誤差を用いて前記伝達関数を求め、当該伝達関数を用いて前記フィルタ係数を算出し、算出によって得られた新たなフィルタ係数を、当該加入者側装置のフィルタ係数として前記メモリに保存する、
請求項１に記載の光通信システム。
前記局側装置は、
前記加入者側装置から伝送遅延又は通信品質に関する要求を受信すると、当該要求に応じ、前記局側装置において行う前記フィルタ処理のタップ数を算出するタップ数算出部を備え、
当該加入者側装置に下り信号を送信する際に、前記タップ数算出部の算出したタップ数を用いて前記フィルタ処理を行う、
請求項１又は２に記載の光通信システム。
前記局側装置は、
前記加入者側装置から受信した上り信号を蓄積するバッファと、
前記加入者側装置から通信品質に関する要求を受信すると、当該要求に応じ、前記伝達関数を求める際に用いる前記上り信号のフレーム数を算出するフレーム数算出部と、
を備え、
当該加入者側装置の前記伝達関数を求める際に、当該加入者側装置から受信した上り信号を蓄積する前記バッファから、算出したフレーム数の上り信号を読み出し、読み出した上り信号を用いて前記伝達関数を求める、
請求項１から３のいずれかに記載の光通信システム。
局側装置と加入者側装置が光通信路で接続された光通信システムにおける光通信方法であって、
前記局側装置が、前記加入者側装置から受信した上り信号を用いて前記局側装置から前記加入者側装置までの光通信路の伝達関数を求め、前記局側装置及び前記加入者側装置間の通信に用いる周波数成分に対する特定域強調を行うためのフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出手順と、
前記局側装置が、前記加入者側装置へ送信する下り信号に前記フィルタ係数を多重し、前記フィルタ係数を用いて当該下り信号にフィルタ処理を行い、フィルタ処理を行った当該下り信号を前記加入者側装置に送信する局側装置送信手順と、
前記加入者側装置が、前記局側装置から受信した下り信号に多重化されているフィルタ係数を用いて前記局側装置への上り信号にフィルタ処理を行い、フィルタ処理を行った当該上り信号を前記局側装置に送信する加入者側装置送信手順と、
を順に行う、
光通信方法。
前記局側装置は、
複数の前記加入者側装置と光通信路で接続され、
前記加入者側装置ごとの前記フィルタ係数を保存するメモリを備え、
前記フィルタ係数算出手順において、前記局側装置が、前記加入者側装置から上り信号を受信した場合、受信した上り信号と理想信号の誤差を用いて前記フィルタ係数を算出し、算出によって得られた新たなフィルタ係数を、当該加入者側装置のフィルタ係数として前記メモリに保存する、
請求項５に記載の光通信方法。
前記フィルタ係数算出手順において、前記局側装置が、前記加入者側装置から伝送遅延又は通信品質に関する要求を受信すると、当該要求に応じ、前記局側装置において行う前記フィルタ処理のタップ数を算出し、
前記局側装置送信手順において、前記局側装置が、当該加入者側装置に下り信号を送信する際に、前記タップ数算出部の算出したタップ数を用いて前記フィルタ処理を行う、
請求項５又は６に記載の光通信方法。
前記局側装置は、前記加入者側装置から受信した上り信号を蓄積するバッファを備え、
前記フィルタ係数算出手順において、
前記局側装置が、前記加入者側装置から通信品質に関する要求を受信すると、当該要求に応じ、前記伝達関数を求める際に用いる前記上り信号のフレーム数を算出し、
当該加入者側装置の前記伝達関数を求める際に、当該加入者側装置から受信した上り信号を蓄積する前記バッファから、算出したフレーム数の上り信号を読み出し、読み出した上り信号を用いて前記伝達関数を求める、
請求項５から７のいずれかに記載の光通信方法。