WO2010092666A1 - 高速光信号制御部、親局装置およびグラント割り当て方法 - Google Patents

高速光信号制御部、親局装置およびグラント割り当て方法 Download PDF

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WO2010092666A1
WO2010092666A1 PCT/JP2009/052226 JP2009052226W WO2010092666A1 WO 2010092666 A1 WO2010092666 A1 WO 2010092666A1 JP 2009052226 W JP2009052226 W JP 2009052226W WO 2010092666 A1 WO2010092666 A1 WO 2010092666A1
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optical signal
speed optical
unit
signal control
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PCT/JP2009/052226
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向井　宏明
小崎　成治
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三菱電機株式会社
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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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    • H04Q2011/0083—Testing; Monitoring

Definitions

  • the present invention relates to a high-speed optical signal control unit in a PON system in which 1G / 10G coexists.
  • Non-Patent Document 1 discloses a coexistence method using a TDMA (Time Division Multiple Access) system as a case where uplink wavelengths overlap at 1G / 10G. In this case, the existing OLT is replaced with a 1G / 10G dual rate OLT.
  • Non-Patent Document 2 discloses a coexistence method based on a WDMA (Wave Division Multiple Access) method when uplink wavelengths do not overlap at 1G / 10G. In this case, 10G OLT and WDM (Wavelength Division Multiplexing) are added to the existing 1G OLT.
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • Non-Patent Document 1 when making an OLT for 1G / 10G assuming TDMA, an optical signal control unit for 10G (OLTMAC: Optical Line Terminal Media Access Control) and 1G Therefore, an OLTMAC for 1G / 10G having both functions of OLTMAC is required. Therefore, when the coexistence state of 1G / 10G ends and all ONUs are switched to ONUs for 10G, the 1G / 10G OLT has an unnecessary 1G circuit, which is expensive and has low power consumption. There was a problem that it was not possible.
  • the present invention has been made in view of the above. 10G-OLTMAC (high-speed optical signal control) that can coexist with the existing 1G OLT in the TDMA system while controlling the optical signal of the 10G PON system. Part).
  • the present invention provides a PON in which a high-speed optical signal having a high transmission speed and a low-speed optical signal slower than the high-speed optical signal are mixed and an upstream signal is communicated by the TDMA method.
  • the high-speed optical signal control device in a master station device comprising a high-speed optical signal control device that controls transmission / reception of a high-speed optical signal and a low-speed optical signal control device that controls transmission / reception of a low-speed optical signal
  • a high-speed optical signal PON slave station device that is a slave station device that performs communication using a high-speed optical signal control message termination unit that receives a report frame and extracts report information from the frame, and a gate signal from the low-speed optical signal control device
  • Low-speed optical signal control message termination means for receiving a frame and extracting Gate information from the frame; and the high-speed optical signal control message.
  • the report information is acquired from the sage termination means, the report information is generated and output as the report information of the own master station device, and when the Gate information is acquired from the low-speed optical signal control message termination means, Based on the report information acquired from the high-speed optical signal control message termination unit, a grant allocation unit that allocates a grant allocated to the own master station device to the high-speed optical signal PON slave station device is acquired from the grant allocation unit.
  • a report frame is generated based on the report information, a low-speed optical signal control message generation unit that outputs the report frame to the low-speed optical signal control device, and a gate frame is generated based on the grant allocated by the grant allocation unit.
  • the concerned Characterized in that it comprises a high-speed optical signal control message generation means for outputting ate frame to the high-speed optical signal PON slave station apparatus.
  • the 10G-OLTMAC high-speed optical signal control unit
  • a configuration for 10G-OLT can be added easily and at low cost in the TDMA system, and power consumption can be reduced after the transition to the 10G-PON system.
  • the common 10G-OLTMAC is used, and it is not expensive and increases power consumption. The effect that it can be avoided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a 1G / 10GOLT unit.
  • FIG. 2 is a diagram showing the wavelength arrangement of signals.
  • FIG. 3 is a time chart showing processing until data is transmitted.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a configuration example of a TDMA system to which a 10G-PON system is added.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating a configuration example of a WDMA system to which a 10G-PON system is added.
  • FIG. 5 is a diagram showing the state transition of the upgrade to the 10G-PON system.
  • a master station device (OLT: Optical Line Terminal) including 10G-OLTMAC (Optical Line Terminal Media Access Control) of this embodiment is a slave station device (ONU: Optical Network Unit) of the 1G-PON system and a 10G-PON system.
  • Each PON system controls a plurality of PON systems.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a master station device (1G / 10G-OLT) including 10G-OLTMAC in the present embodiment.
  • the 1G / 10G-OLT unit 100 controls communication with ONUs connected to the 1G-PON system, and also controls communication with ONUs connected to the 10G-PON system.
  • the 1G / 10G-OLT unit 100 includes a WDM (Wavelength Division Multiplexing) unit 1, a splitter unit 2, a 10G-PHY (Physical Layer Device) unit 3, a 10G-OLTMAC unit 4, a WDM unit 5, and a 1G- An OLTMAC unit 6, a WDM unit 7, a WDM unit 8, and a 1G-PHY unit 9 are provided.
  • WDM Widelength Division Multiplexing
  • splitter unit 2 a 10G-PHY (Physical Layer Device) unit 3
  • 10G-OLTMAC unit 4 a WDM unit 5
  • 1G- An OLTMAC unit 6 a WDM unit 7, a WDM unit 8, and a 1G-PHY unit 9 are provided.
  • the WDM unit 1 outputs the optical signal from each ONU received from the PON interface to the splitter unit 2.
  • the combined optical signal received from the WDM unit 8 is output to each ONU via the PON interface.
  • the splitter unit 2 is a splitter which branches 1: 2 and branches the received 1G / 10G mixed upstream optical signal and outputs it to the 10G-PHY unit 3 and the 1G-PHY unit 9.
  • the 10G-PHY unit 3 transmits and receives 10G optical signals in the 10G-PON system. When an optical signal is received, it is converted into an electrical signal, and the electrical signal received from the 10G-OLTMAC unit 4 is converted into an optical signal.
  • the 10G-PHY unit 3 includes a reception unit 31, a BCDR (Burst Clock and Data Recovery) unit 32, and a transmission unit 33.
  • the receiving unit 31 converts the received optical signal into an electrical signal and outputs it.
  • the BCDR unit 32 performs bit synchronization by separating the clock and data from the electric signal received in a burst manner.
  • the transmitter 33 converts a signal to be transmitted from an electric signal to an optical signal.
  • the 10G-OLTMAC unit 4 is an OLT MAC unit that controls the 10G-PON system.
  • the 10G-OLTMAC unit 4 operates as an ONU with respect to the 1G-OLTMAC unit 6 when connected to the 1G-OLTMAC unit 6.
  • the 10G-OLTMAC unit 4 includes a WDM unit 41, a 10G control message termination unit 42, a DBA (Dynamic Bandwidth Assignment) scheduler unit 43, a 1G control message generation unit 44, a 1G control message termination unit 45, and a 10G control message.
  • a generation unit 46 and a WDM unit 47 are provided.
  • the WDM unit 41 branches the signal from the 10G-PHY unit 3 and outputs it to the 10G control message generation unit 42 and the SNI (Service Node Interface).
  • the 10G control message termination unit 42 extracts report information from the report frame from each ONU connected to the 10G-PON system, and outputs the report information to the DBA scheduler unit 43.
  • the DBA scheduler unit 43 regenerates the report information of its own device and outputs it to the 1G control message unit 44. Further, based on the report information from each ONU connected to the 10G-PON system, control is performed to allocate the bandwidth (grant) allocated from the 1G-OLT MAC unit 6 to each ONU connected to the 10G-PON system. .
  • the 1G control message generation unit 44 generates a report frame as the 10G-OLTMAC unit 4 (10G-PON system) based on the report information from the DBA scheduler unit 43 and outputs the report frame to the 1G-OLTMAC unit 6.
  • the 1G control message termination unit 45 extracts Gate information from the Gate frame received from the 1G-OLTMAC unit 6 and outputs it to the DBA scheduler unit 43.
  • the 10G control message generation unit 46 generates a Gate frame based on the grant assigned by the DBA scheduler unit 43 and outputs it to each ONU of the 10G-PON system.
  • the WDM unit 47 combines the Gate frame from the 10G control message generation unit 46 and the signal from the SNI, and outputs the combined signal to the 10G-PHY unit 3.
  • the WDM unit 5 multiplexes the MPCP (Multi-Point Control Protocol) control frame from the 10G-OLTMAC unit 4 and the received signal from the 1G-PHY unit 9 and outputs them to the 1G-OLTMAC unit 6.
  • the MPCP control frame includes a Report frame and a Gate frame.
  • the 1G-OLTMAC unit 6 is an OLT MAC unit that controls the 1G-PON system. Further, similar to the ONU in the 1G-PON system, a grant in TDMA is assigned to the 10G-OLTMAC unit 4.
  • the 1G-OLTMAC unit 6 includes a WDM unit 61, a 1G control message termination unit 62, a DBA scheduler unit 63, a 1G control message generation unit 64, and a WDM unit 65.
  • the WDM unit 61 branches the signal from the WDM unit 5 and outputs it to the 1G control message generation unit 62 and the SNI.
  • the 1G control message termination unit 62 extracts report information from the report frames from each ONU and 10G-OLT MAC unit 4 connected to the 1G-PON system, and outputs the report information to the DBA scheduler unit 63.
  • the DBA scheduler unit 63 performs control to allocate a grant to each ONU and 10G-OLTMAC unit 4 of the 1G-PON system based on the report information from each ONU and 10G-OLTMAC unit 4 of the 1G-PON system.
  • the 1G control message generation unit 64 generates a Gate frame based on the grant assigned by the DBA scheduler unit 63 and outputs it to each ONU and 10G-OLTMAC unit 4 of the 1G-PON system.
  • the WDM unit 65 combines the Gate frame from the 1G control message generation unit 64 and the signal from the SNI and outputs the combined signal to the WDM unit 7.
  • the WDM unit 7 branches the signal from the 1G-OLTMAC unit 6 and outputs it to the 10G-OLTMAC unit 4 and the 1G-PHY unit 9.
  • the WDM unit 8 combines the downstream 10G optical signal from the 10G-PHY unit 3 and the downstream 1G optical signal from the 1G-PHY unit 9 and outputs the combined signal to the WDM unit 1.
  • the 1G-PHY unit 9 transmits and receives 1G optical signals in the 1G-PON system. When an optical signal is received, it is converted into an electrical signal, and the electrical signal received from the 1G-OLT MAC unit 6 is converted into an optical signal.
  • the 1G-PHY unit 9 includes a reception unit 91, a BCDR unit 92, and a transmission unit 93.
  • the receiving unit 91 converts the received optical signal into an electrical signal and outputs it.
  • the BCDR unit 92 performs bit synchronization by separating the clock and data from the electrical signal received in a burst manner.
  • the transmitter 93 converts a signal to be transmitted from an electric signal to an optical signal.
  • FIG. 2 is a diagram showing the wavelength arrangement of each signal.
  • the upstream signal is in the 1260-1360 nm band, and the downstream signal is in the 1480-1500 nm band.
  • the upstream signal is in the 1260 to 1280 nm band, and the downstream signal is in the 1574 to 1580 nm band.
  • an OLT MAC unit capable of assigning a grant in the TDMA scheme to both 1G and 10G PON systems is required.
  • the 1G uplink signal is mainly of the reduced type (bandwidth is 1290 to 1330 nm), so that the band of signals to be used does not overlap. Therefore, coexistence by the WDMA system is possible.
  • FIG. 3 is a time chart showing processing until the ONU of each PON system transmits data.
  • two ONUs (10G-ONU # 1, 10G-ONU # 2) are connected to the 10G-PON system.
  • a 10G-OLTMAC unit 4 is connected to the 1G-PON system as two ONUs (1G-ONU # 1, 1G-ONU # 2) and 1G-ONU # 3.
  • a process when each ONU transmits a report frame and then transmits data according to the assigned grant will be described.
  • the 10G-ONU # 1 transmits a report frame including report information to the 10G-OLTMAC unit 4 in order to transmit data.
  • the 10G-PHY unit 3 After the report frame is received by the WDM unit 1, it is branched by the splitter unit 2 and output to the 10G-PHY unit 3.
  • the receiving unit 31 converts the optical signal into an electric signal
  • the BCDR unit 32 separates the clock and the data to perform bit synchronization, and then outputs the report frame to the 10G-OLTMAC unit 4.
  • the 10G control message termination unit 42 receives the report frame via the WDM unit 41.
  • the 10G control message termination unit 42 extracts report information from the report frame and outputs the report information to the DBA scheduler unit 43. After receiving the report information from the other ONUs (10G-ONU # 2), the DBA scheduler unit 43 uses the report information from each 10G-ONU as the report information of the 10G-OLTMAC unit 4 (1G-ONU # 3). Generate and output to the 1G control message generator 44.
  • the 1G control message generation unit 44 generates a report frame as the 10G-OLTMAC unit 4 (1G-ONU # 3) based on each received report information, and passes the WDM unit 5 to the 1G-OLTMAC unit 6 Output.
  • the 1G control message termination unit 62 receives the Report frame via the WDM unit 61.
  • the 1G control message termination unit 62 extracts report information from the report frame and outputs the report information to the DBA scheduler unit 63.
  • the DBA scheduler unit 63 After receiving the report information from other ONUs (1G-ONU # 1, 1G-ONU # 2), the DBA scheduler unit 63 sends the band (grant) in the cycle #n to each ONU based on each report information. ) Is assigned.
  • the grant allocated to 1G-ONU # 3 (10G-OLTMAC unit 4) may be fixed by changing the DBA parameter, or may be variable based on the report information from 1G-ONU # 3.
  • the grant allocated to each ONU is output to the 1G control message generator 64.
  • the 1G control message generating unit 64 generates a Gate frame addressed to 1G-ONU # 3 (10G-OLTMAC unit 4) based on the grant assigned to 1G-ONU # 3 (10G-OLTMAC unit 4), and the WDM unit The data is output to the WDM unit 7 via 65.
  • the WDM unit 7 outputs a Gate frame addressed to 1G-ONU # 3 (10G-OLTMAC unit 4) to 1G-ONU # 3 (10G-OLTMAC unit 4).
  • the 1G control message termination unit 45 extracts Gate information from the Gate frame and outputs it to the DBA scheduler unit 43.
  • the assigned grant (10G-PON grant starting from GS (Grant Starttime) 3) included in this Gate information is a grant assigned to 1G-ONU # 3 (10G-OLTMAC unit 4) and 10G- It is also a grant allocated to the PON system.
  • the DBA scheduler unit 43 first synchronizes the time stamp with the 1G-OLT MAC unit 6 based on the received Gate information. As a result, the start time of the grant can be matched in the slot of Cycle #n that transmits data.
  • control is further performed to allocate the grant allocated from the 1G-OLT MAC unit 6 to each 10G-ONU.
  • the grant allocated to each ONU is output to the 10G control message generator 46.
  • the 10G control message generation unit 46 generates a Gate frame addressed to 10G-ONU # 1 based on the grant assigned to 10G-ONU # 1, and outputs it to the 10G-PHY unit 3 via the WDM unit 47 .
  • the transmission unit 33 converts the Gate frame from an electrical signal to an optical signal, and then outputs the converted signal to the WDM unit 8.
  • the WDM unit 8 combines the optical signal (Gate frame) from the 10G-PHY unit 3 and the optical signal from the 1G-PHY unit 9 and outputs them to the WDM unit 1.
  • the WDM unit 1 outputs the combined signal to the 10G-ONU # 1 via the PON interface.
  • the 10G-ONU # 1 receives the Gate frame and transmits data according to the assigned grant start timing (GS3) and the grant length. Thereafter, the 10G-ONU # 1 transmits data according to the Gate frame from the 10G-OLTMAC unit 4. If there is data to be transmitted next, the 10G-ONU # 1 transmits a Report frame to the 10G-OLT MAC unit 4 together with the data transmission.
  • the processing from when the 10G-ONU # 2 transmits the report frame to the 10G-OLT MAC unit 4 and when the data is transmitted after receiving the gate frame is the same as in the case of 10G-ONU # 1.
  • the 10G-ONU # 2 transmits data according to the grant start timing (GS4) and the grant length assigned to the 10G-ONU # 2.
  • the 10G-OLTMAC unit 4 transmits the report information from each 10G-ONU connected to the 10G-PON system to the 1G-OLTMAC unit 6 as the report information of 1G-ONU # 3.
  • the 1G-OLTMAC unit 6 assigns a grant to 1G-ONU # 3 (10G-OLTMAC unit 4) in the same manner as other 1G-ONUs.
  • the 1G-ONU # 3 (10G-OLTMAC unit 4) can control transmission / reception of data in the 10G-PON system by reassigning the grant assigned to the own device to each 10G-ONU. That is, the grant in Cycle #n can be used without the grant assigned for 1G-PON and the grant assigned for 10G-PON overlapping.
  • the 10G-OLTMAC unit 4 behaves as a 1G-ONU with respect to the 1G-OLTMAC unit 6 so that the 1G-PON system and the 10G-PON system can coexist.
  • the 10G-OLTMAC unit 4 operates as a master when the 1G-OLTMAC unit 6 is not provided (10G-PON system).
  • the 1G-ONU # 1 transmits a report frame including report information to the 1G-OLTMAC unit 6 in order to transmit data.
  • the 1G / 10G-OLT unit 100 after the report frame is received by the WDM unit 1, it is branched by the splitter unit 2 and output to the 1G-PHY unit 9.
  • the optical signal is converted into an electrical signal by the receiving unit 91, the clock and data are separated by the BCDR unit 92, bit synchronization is performed, and then the Report frame is output to the WDM unit 5.
  • the WDM unit 5 outputs the Report frame to the 1G-OLTMAC unit 6.
  • the 1G control message termination unit 62 receives the report frame via the WDM unit 61.
  • the 1G control message termination unit 62 extracts report information from the report frame and outputs the report information to the DBA scheduler unit 63.
  • the DBA scheduler unit 63 After receiving the report information from other ONUs (1G-ONU # 2, 1G-ONU # 3 (10G-OLTMAC unit 4)), the DBA scheduler unit 63 sends a cycle to each ONU based on the respective report information. Control to assign a grant in #n is performed.
  • the grant allocated to each ONU is output to the 1G control message generator 64.
  • the 1G control message generator 64 generates a Gate frame addressed to 1G-ONU # 1 based on the grant assigned to 1G-ONU # 1, and outputs it to the WDM unit 7 via the WDM unit 65.
  • the WDM unit 7 outputs a Gate frame addressed to 1G-ONU # 1 to the 1G-PHY unit 9.
  • the transmission unit 93 converts the Gate frame from an electrical signal to an optical signal and outputs the converted signal to the WDM unit 8.
  • the WDM unit 8 combines the optical signal (Gate frame) from the 1G-PHY unit 9 and the optical signal from the 10G-PHY unit 3 and outputs the combined signal to the WDM unit 1.
  • the WDM unit 1 outputs the combined signal to 1G-OMU # 1 via the PON interface.
  • the 1G-ONU # 1 receives the Gate frame and transmits data according to the assigned grant start timing (GS1) and the grant length.
  • the 1G-ONU # 1 transmits data according to the Gate frame from the 1G-OLTMAC unit 6.
  • 1G-ONU # 1 transmits a Report frame to the 1G-OLT MAC unit 6 together with data transmission.
  • the processing from when the 1G-ONU # 2 transmits the report frame to the 1G-OLT MAC unit 6 until the data is transmitted after receiving the gate frame is the same as in the case of the 1G-ONU # 1.
  • 1G-ONU # 2 transmits data according to the grant start timing (GS2) and grant length assigned to 1G-ONU # 2.
  • FIGS. 4-1 and 4-2 show system configurations when a 10G-PON system is added in each method.
  • a 1G / 10G-OLT is newly configured by using all the components used in the existing 1G-OLT.
  • the PHY unit is a dual rate, it is possible to have one receiving unit.
  • the existing 1G-OLT is used as it is as the WDMA system, and 10G-OLT and WDM are newly added.
  • the 10G-OLTMAC according to the present embodiment, a PON system that can be used in common in both the TDMA system and the WDMA system and that 1G / 10G coexists without wasting existing configurations in both systems. Can be configured.
  • the 10G-OLTMAC is implemented as an LSI, the circuit scale can be made smaller than when a 1G / 10G dual-rate OLTMAC is produced.
  • FIG. 5 shows a specific example of upgrading to a 10G-PON system.
  • Upgrade existing 10G-OLT by adding 10G-OLT to operators that cannot replace 1G-OLT while operating existing ODN (Optical Distribution Network).
  • a 10G-OLT is added to the existing 1G-PON system (FIG. 5A) (FIG. 5B).
  • the user sequentially switches from 1G-ONU to 10G-ONU (FIG. 5C).
  • 1G-OLT is removed (FIG. 5D).
  • the 10G-OLT to be added can be specially constructed for a new 10G service, and the 1G-OLT can be removed when it becomes unnecessary.
  • the present invention can be applied to both the TDMA system and the WDMA system.
  • 10G-OLTMAC when connecting with 1G-OLTMAC, 10G-OLTMAC is treated as ONU of 1G-PON system, and report information from each ONU connected to 10G-PON system is displayed.
  • a single 1G-ONU is collectively transmitted to the 1G-OLTMAC, and a grant assigned to the own device is assigned to each ONU connected to the 10G-PON system.
  • 10G-PON 10G-PON
  • 10G-EPON 10 Gigabit-Ethernet (registered trademark) Passive Optical Network
  • the 10G-OLTMAC according to the present invention is useful for the PON system, and particularly suitable for the upgrade from the 1G-PON system to the 10G-PON system.

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Abstract

　１０Ｇ－ＰＯＮシステムの子局装置（ＯＮＵ）のＲｅｐｏｒｔ情報を自装置のＲｅｐｏｒｔ情報として出力し、また、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６から割り当てられたグラントをＯＮＵに割り当てるＤＢＡスケジューラ部４３と、ＯＮＵのＲｅｐｏｒｔ情報をＤＢＡスケジューラ部４３へ出力する１０Ｇ制御メッセージ終端部４２と、ＤＢＡスケジューラ部４３が割り当てたグラントに基づくＧａｔｅフレームをＯＮＵへ出力する１０Ｇ制御メッセージ生成部４６と、ＤＢＡスケジューラ部４３のＲｅｐｏｒｔ情報に基づくＲｅｐｏｒｔフレームを１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６へ出力する１Ｇ制御メッセージ生成部４４と、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６のＧａｔｅ情報をＤＢＡスケジューラ部４３へ出力する１Ｇ制御メッセージ終端部４５を備える。

Description

高速光信号制御部、親局装置およびグラント割り当て方法
　本発明は、１Ｇ／１０Ｇが共存するＰＯＮシステムにおける高速光信号制御部に関する。
　近年、親局装置（ＯＬＴ：Optical　Line　Terminal）と複数の子局装置（ＯＮＵ：Optical　Network　Unit）が、光ファイバで接続されるＰＯＮ（Passive　Optical　Network）システムの開発が行われており、上り下りともに１Ｇｂｐｓクラスの伝送速度でデ－タ通信を行う１Ｇ－ＰＯＮ（1gigabit－Passive　Optical　Network）システムが普及している。また、上り下りの伝送速度を１０Ｇｂｐｓクラスに高速化した１０Ｇ－ＰＯＮ（10gigabit－Passive　Optical　Network）システムの検討が始められている。既存の１Ｇ－ＰＯＮシステムを運用している地域に１０Ｇ－ＰＯＮシステムを導入する場合、光ファイバ網を新規に敷設するとコストがかかるため、運用中の光ファイバ網を既存の１Ｇ－ＰＯＮシステムと共用しながら、加入者単位で１０Ｇ－ＰＯＮシステムにアップグレードする必要がある。
　アップグレードする方法として２つの方法があり、どちらが選択されるかは通信事業者のサービス形態に依存する。下記非特許文献１において、１Ｇ／１０Ｇで上り波長がオーバーラップする場合として、ＴＤＭＡ（Time　Division　Multiple　Access）方式による共存方法が開示されている。この場合、既存のＯＬＴを１Ｇ／１０ＧデュアルレートＯＬＴに置き換える。また、下記非特許文献２において、１Ｇ／１０Ｇで上り波長がオーバーラップしない場合において、ＷＤＭＡ（Wave　Division　Multiple　Access）方式による共存方法が開示されている。この場合、既存の１Ｇ用のＯＬＴに１０Ｇ用のＯＬＴとＷＤＭ（Wavelength　Division　Multiplexing）を追加する。
ＩＥＥＥ　Ｄｒａｆｔ８０２．３ａｖ　Ｄ２．０ ＩＴＵ－Ｔ　Ｇ．９８４．５
　しかしながら、上記従来の技術（非特許文献１）によれば、ＴＤＭＡを想定して１Ｇ／１０Ｇ用のＯＬＴを作る場合、１０Ｇ用の光信号制御部（ＯＬＴＭＡＣ：Optical　Line　Terminal　Media　Access　Control）と１Ｇ用のＯＬＴＭＡＣの両方の機能を持つ１Ｇ／１０Ｇ用のＯＬＴＭＡＣが必要となる。そのため、１Ｇ／１０Ｇの共存状態が終わり全てのＯＮＵが１０Ｇ用のＯＮＵに切り替わった場合、１Ｇ／１０Ｇ用のＯＬＴは不要な１Ｇ用の回路を持つことになり、割高であり、低消費電力化ができない、という問題があった。
　また、上記１Ｇ／１０Ｇ用と共通のＯＬＴＭＡＣを用いて、ＷＤＭＡのＯＬＴに使用する場合、および、既存の１Ｇ－ＰＯＮシステムを使用していない地域に１０Ｇ－ＰＯＮシステムを新たに適用する場合、同様に、１０Ｇ用として使用するＯＬＴが不要な１Ｇ用の回路を持つことになり、割高であり、低消費電力化ができない、という問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、１０Ｇ用のＰＯＮシステムの光信号を制御しつつ、ＴＤＭＡ方式において、既存の１Ｇ用のＯＬＴと共存可能な１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ（高速光信号制御部）を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、伝送速度が速い高速光信号と当該高速光信号よりも遅い低速光信号が混在し、上り信号をＴＤＭＡ方式によって通信を行うＰＯＮシステムにおいて、高速光信号の送受信を制御する高速光信号制御装置と低速光信号の送受信を制御する低速光信号制御装置とを備える親局装置における前記高速光信号制御装置であって、高速光信号を用いて通信を行う子局装置である高速光信号ＰＯＮ子局装置からＲｅｐｏｒｔフレームを受信し、当該フレームからＲｅｐｏｒｔ情報を抽出する高速光信号制御メッセージ終端手段と、前記低速光信号制御装置からＧａｔｅフレームを受信し、当該フレームからＧａｔｅ情報を抽出する低速光信号制御メッセージ終端手段と、前記高速光信号制御メッセージ終端手段からＲｅｐｏｒｔ情報を取得した場合に、当該Ｒｅｐｏｒｔ情報を自親局装置のＲｅｐｏｒｔ情報として生成し直して出力し、また、前記低速光信号制御メッセージ終端手段からＧａｔｅ情報を取得した場合に、前記高速光信号制御メッセージ終端手段から取得したＲｅｐｏｒｔ情報に基づいて、自親局装置に割り当てられたグラントを前記高速光信号ＰＯＮ子局装置に対して割り当てるグラント割り当て手段と、前記グラント割り当て手段から取得したＲｅｐｏｒｔ情報に基づいてＲｅｐｏｒｔフレームを生成し、当該Ｒｅｐｏｒｔフレームを前記低速光信号制御装置へ出力する低速光信号制御メッセージ生成手段と、前記グラント割り当て手段により割り当てられたグラントに基づいてＧａｔｅフレームを生成し、当該Ｇａｔｅフレームを前記高速光信号ＰＯＮ子局装置へ出力する高速光信号制御メッセージ生成手段と、を備えることを特徴とする。
　本発明にかかる１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ（高速光信号制御部）ば、ＴＤＭＡ方式において、容易かつ低コストで１０Ｇ－ＯＬＴ用の構成を追加でき、１０Ｇ－ＰＯＮシステムに移行後は低消費電力化ができる、という効果を奏する。また、ＷＤＭＡ方式に使用する場合や１Ｇ－ＰＯＮシステムを使用していない地域に１０Ｇ－ＰＯＮシステムを展開する場合についても、共通の１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣを使用しつつ、割高にならず、消費電力の増加を回避できる、という効果を奏する。
図１は、１Ｇ／１０ＧＯＬＴ部の構成例を示す図である。 図２は、信号の波長配置を示す図である。 図３は、データを送信するまでの処理を示すタイムチャートである。 図４－１は、１０Ｇ－ＰＯＮシステムを追加したＴＤＭＡシステムの構成例を示す図である。 図４－２は、１０Ｇ－ＰＯＮシステムを追加したＷＤＭＡシステムの構成例を示す図である。 図５は、１０Ｇ－ＰＯＮシステムへのアップグレードの状態遷移を示す図である。
符号の説明
　１　ＷＤＭ部
　２　スプリッタ部
　３　１０Ｇ－ＰＨＹ部
　４　１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部
　５　ＷＤＭ部
　６　１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部
　７　ＷＤＭ部
　８　ＷＤＭ部
　９　１Ｇ－ＰＨＹ部
　３１　受信部
　３２　ＢＣＤＲ部
　３３　送信部
　４１　ＷＤＭ部
　４２　１０Ｇ制御メッセージ終端部
　４３　ＤＢＡスケジューラ部
　４４　１Ｇ制御メッセージ生成部
　４５　１Ｇ制御メッセージ終端部
　４６　１０Ｇ制御メッセージ生成部
　４７　ＷＤＭ部
　６１　ＷＤＭ部
　６２　１Ｇ制御メッセージ終端部
　６３　ＤＢＡスケジューラ部
　６４　１Ｇ制御メッセージ生成部
　６５　ＷＤＭ部
　９１　受信部
　９２　ＢＣＤＲ部
　９３　送信部
　１００　１Ｇ／１０Ｇ－ＯＬＴ部
　以下に、本発明にかかる１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態．
　本実施の形態の１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ（Optical　Line　Terminal　Media　Access　Control）を含む親局装置（ＯＬＴ：Optical　Line　Terminal）は、１Ｇ－ＰＯＮシステムの子局装置（ＯＮＵ：Optical　Network　Unit）と１０Ｇ－ＰＯＮシステムのＯＮＵがそれぞれ複数接続するＰＯＮシステムを制御する。図１は、本実施の形態における１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣを含む親局装置（１Ｇ／１０Ｇ－ＯＬＴ）の構成例を示す図である。１Ｇ／１０Ｇ－ＯＬＴ部１００は、１Ｇ－ＰＯＮシステムに接続するＯＮＵとの通信を制御し、また、１０Ｇ－ＰＯＮシステムに接続するＯＮＵとの通信を制御する。１Ｇ／１０Ｇ－ＯＬＴ部１００は、ＷＤＭ（Wavelength　Division　Multiplexing）部１と、スプリッタ部２と、１０Ｇ－ＰＨＹ（Physical　Layer　Device）部３と、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４と、ＷＤＭ部５と、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６と、ＷＤＭ部７と、ＷＤＭ部８と、１Ｇ－ＰＨＹ部９と、を備える。
　ＷＤＭ部１は、ＰＯＮインタフェースから受信した各ＯＮＵからの光信号をスプリッタ部２へ出力する。また、ＷＤＭ部８から受信した合波後の光信号をＰＯＮインタフェースを経由して各ＯＮＵへ出力する。スプリッタ部２は、１：２分岐するスプリッタであり、受信した１Ｇ／１０Ｇ混在の上り光信号を分岐して１０Ｇ－ＰＨＹ部３と１Ｇ－ＰＨＹ部９へ出力する。
　１０Ｇ－ＰＨＹ部３は、１０Ｇ－ＰＯＮシステムにおいて１０Ｇ光信号の送受信を行う。光信号を受信した場合には電気信号に変換する処理を行い、また、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４から受信した電気信号を光信号に変換する。１０Ｇ－ＰＨＹ部３は、受信部３１と、ＢＣＤＲ（Burst　Clock　and　Data　Recovery）部３２と、送信部３３を備える。受信部３１は、受信した光信号を電気信号に変換して出力する。ＢＣＤＲ部３２は、バースト的に受信した電気信号からクロックとデータの分離をして、ビット同期を行う。送信部３３は、送信する信号を電気信号から光信号に変換する。
　１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４は、１０Ｇ－ＰＯＮシステムを制御するＯＬＴのＭＡＣ部である。本実施の形態では、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４は、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６と接続している場合、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６に対してＯＮＵとして動作する。１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４は、ＷＤＭ部４１と、１０Ｇ制御メッセージ終端部４２と、ＤＢＡ（Dynamic　Bandwidth　Assignment）スケジューラ部４３と、１Ｇ制御メッセージ生成部４４と、１Ｇ制御メッセージ終端部４５と、１０Ｇ制御メッセージ生成部４６と、ＷＤＭ部４７と、備える。
　ＷＤＭ部４１は、１０Ｇ－ＰＨＹ部３からの信号を分岐して、１０Ｇ制御メッセージ生成部４２とＳＮＩ（Service　Node　Interface）へ出力する。１０Ｇ制御メッセージ終端部４２は、１０Ｇ－ＰＯＮシステムに接続する各ＯＮＵからのＲｅｐｏｒｔフレームからＲｅｐｏｒｔ情報を抽出し、ＤＢＡスケジューラ部４３へ出力する。ＤＢＡスケジューラ部４３は、１０Ｇ制御メッセージ部４２からのＲｅｐｏｒｔ情報に基づいて、自装置のＲｅｐｏｒｔ情報として生成し直して１Ｇ制御メッセージ部４４へ出力する。また、１０Ｇ－ＰＯＮシステムに接続する各ＯＮＵからのＲｅｐｏｒｔ情報に基づいて、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６から割り当てられた帯域（グラント）を、１０Ｇ－ＰＯＮシステムに接続する各ＯＮＵに対して割り当てる制御を行う。１Ｇ制御メッセージ生成部４４は、ＤＢＡスケジューラ部４３からのＲｅｐｏｒｔ情報に基づいて、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４（１０Ｇ－ＰＯＮシステム）としてのＲｅｐｏｒｔフレームを生成して１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６へ出力する。１Ｇ制御メッセージ終端部４５は、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６から受信したＧａｔｅフレームからＧａｔｅ情報を抽出してＤＢＡスケジューラ部４３へ出力する。１０Ｇ制御メッセージ生成部４６は、ＤＢＡスケジューラ部４３が割り当てたグラントに基づいてＧａｔｅフレームを生成し、１０Ｇ－ＰＯＮシステムの各ＯＮＵ宛に出力する。ＷＤＭ部４７は、１０Ｇ制御メッセージ生成部４６からのＧａｔｅフレームとＳＮＩからの信号を合波して１０Ｇ－ＰＨＹ部３へ出力する。
　ＷＤＭ部５は、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４からのＭＰＣＰ（Multi－Point　Control　Protocol)制御フレームと、１Ｇ－ＰＨＹ部９からの受信信号を合波して１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６へ出力する。ＭＰＣＰ制御フレームには、ＲｅｐｏｒｔフレームおよびＧａｔｅフレームが含まれる。
　１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６は、１Ｇ－ＰＯＮシステムを制御するＯＬＴのＭＡＣ部である。また、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４に対して、１Ｇ－ＰＯＮシステムにおけるＯＮＵと同様に、ＴＤＭＡにおけるグラントの割り当てを行う。１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６は、ＷＤＭ部６１と、１Ｇ制御メッセージ終端部６２と、ＤＢＡスケジューラ部６３と、１Ｇ制御メッセージ生成部６４と、ＷＤＭ部６５と、備える。
　ＷＤＭ部６１は、ＷＤＭ部５からの信号を分岐して、１Ｇ制御メッセージ生成部６２とＳＮＩへ出力する。１Ｇ制御メッセージ終端部６２は、１Ｇ－ＰＯＮシステムに接続する各ＯＮＵおよび１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４からのＲｅｐｏｒｔフレームからＲｅｐｏｒｔ情報を抽出し、ＤＢＡスケジューラ部６３へ出力する。ＤＢＡスケジューラ部６３は、１Ｇ-ＰＯＮシステムの各ＯＮＵおよび１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４からのＲｅｐｏｒｔ情報に基づいて、１Ｇ－ＰＯＮシステムの各ＯＮＵおよび１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４に対してグラントを割り当てる制御を行う。１Ｇ制御メッセージ生成部６４は、ＤＢＡスケジューラ部６３が割り当てたグラントに基づいてＧａｔｅフレームを生成し、１Ｇ－ＰＯＮシステムの各ＯＮＵおよび１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４宛に出力する。ＷＤＭ部６５は、１Ｇ制御メッセージ生成部６４からのＧａｔｅフレームとＳＮＩからの信号を合波してＷＤＭ部７へ出力する。
　ＷＤＭ部７は、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６からの信号を分岐して、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４および１Ｇ－ＰＨＹ部９へ出力する。ＷＤＭ部８は、１０Ｇ－ＰＨＹ部３からの下り１０Ｇ光信号と１Ｇ－ＰＨＹ部９からの下り１Ｇ光信号を合波して、ＷＤＭ部１へ出力する。
　１Ｇ－ＰＨＹ部９は、１Ｇ－ＰＯＮシステムにおいて１Ｇ光信号の送受信を行う。光信号を受信した場合には電気信号に変換する処理を行い、また、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６から受信した電気信号を光信号に変換する。１Ｇ－ＰＨＹ部９は、受信部９１と、ＢＣＤＲ部９２と、送信部９３を備える。受信部９１は、受信した光信号を電気信号に変換して出力する。ＢＣＤＲ部９２は、バースト的に受信した電気信号からクロックとデータの分離をして、ビット同期を行う。送信部９３は、送信する信号を電気信号から光信号に変換する。
　つぎに、本実施の形態で使用する各ＰＯＮシステムにおける信号の波長配置について説明する。図２は、各信号の波長配置を示す図である。ＩＥＥＥで規定する既存の１Ｇ－ＰＯＮシステムでは、上り信号が１２６０～１３６０ｎｍ帯であり、下り信号が１４８０～１５００ｎｍ帯である。一方、新たに追加する１０Ｇ－ＰＯＮシステムでは、上り信号が１２６０～１２８０ｎｍ帯であり、下り信号が１５７４～１５８０ｎｍ帯である。このように、上り信号の帯域が重なるため、１Ｇと１０Ｇの両方のＰＯＮシステムに対してＴＤＭＡ方式におけるグラントの割り当てが可能なＯＬＴＭＡＣ部が必要となる。
　なお、ＩＴＵ－Ｔで規定する１Ｇ－ＰＯＮシステムでは、１Ｇの上り信号はＲｅｄｕｃｅｄタイプ（帯域が１２９０～１３３０ｎｍ）が主流であるため、使用する信号の帯域が重ならない。そのため、ＷＤＭＡ方式による共存が可能となる。
　つづいて、本実施の形態における各ＰＯＮシステムにおけるＯＬＴとＯＮＵの信号の送受信について説明する。図３は、各ＰＯＮシステムのＯＮＵがデータを送信するまでの処理を示すタイムチャートである。ここでは、１０Ｇ－ＰＯＮシステムには、２つのＯＮＵ（１０Ｇ－ＯＮＵ＃１，１０Ｇ－ＯＮＵ＃２）が接続されている。また、１Ｇ－ＰＯＮシステムには、２つのＯＮＵ（１Ｇ－ＯＮＵ＃１，１Ｇ－ＯＮＵ＃２）および１Ｇ－ＯＮＵ＃３として１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４が接続されている。各ＯＮＵがＲｅｐｏｒｔフレームを送信してから、割り当てられたグラントに従ってデータを送信するときの処理について説明する。
　まず、１０Ｇ－ＯＮＵ＃１がデータを送信するまでの処理について説明する。１０Ｇ－ＯＮＵ＃１は、データを送信するため、Ｒｅｐｏｒｔ情報を含んだＲｅｐｏｒｔフレームを１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４宛に送信する。１Ｇ／１０Ｇ－ＯＬＴ部１００では、ＷＤＭ部１でＲｅｐｏｒｔフレームを受信後、スプリッタ部２で分岐して１０Ｇ－ＰＨＹ部３へ出力する。ここで、受信部３１が光信号を電気信号に変換し、ＢＣＤＲ部３２でクロックとデータを分離してビット同期を行ってからＲｅｐｏｒｔフレームを１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４へ出力する。１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４では、ＷＤＭ部４１を経由して、１０Ｇ制御メッセージ終端部４２がＲｅｐｏｒｔフレームを受信する。１０Ｇ制御メッセージ終端部４２は、ＲｅｐｏｒｔフレームからＲｅｐｏｒｔ情報を抽出し、ＤＢＡスケジューラ部４３へ出力する。ＤＢＡスケジューラ部４３は、他のＯＮＵ（１０Ｇ－ＯＮＵ＃２）からのＲｅｐｏｒｔ情報を受け取った後、各１０Ｇ－ＯＮＵからのＲｅｐｏｒｔ情報を１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４（１Ｇ－ＯＮＵ＃３）のＲｅｐｏｒｔ情報として生成し、１Ｇ制御メッセージ生成部４４へ出力する。１Ｇ制御メッセージ生成部４４は、受信した各Ｒｅｐｏｒｔ情報に基づいて、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４（１Ｇ－ＯＮＵ＃３）としてのＲｅｐｏｒｔフレームを生成し、ＷＤＭ部５を経由して１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６へ出力する。
　１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６では、ＷＤＭ部６１を経由して１Ｇ制御メッセージ終端部６２がＲｅｐｏｒｔフレームを受信する。１Ｇ制御メッセージ終端部６２は、ＲｅｐｏｒｔフレームからＲｅｐｏｒｔ情報を抽出し、ＤＢＡスケジューラ部６３へ出力する。ＤＢＡスケジューラ部６３は、他のＯＮＵ（１Ｇ－ＯＮＵ＃１，１Ｇ－ＯＮＵ＃２）からのＲｅｐｏｒｔ情報を受け取った後、それぞれのＲｅｐｏｒｔ情報に基づいて、各ＯＮＵへＣｙｃｌｅ＃ｎ内の帯域（グラント）を割り当てる制御を行う。このとき、１Ｇ－ＯＮＵ＃３（１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４）へ割り当てるグラントは、ＤＢＡパラメータの変更で固定としてもよいし、１Ｇ－ＯＮＵ＃３からのＲｅｐｏｒｔ情報に基づいて可変としてもよい。各ＯＮＵへ割り当てたグラントを、１Ｇ制御メッセージ生成部６４へ出力する。１Ｇ制御メッセージ生成部６４は、１Ｇ－ＯＮＵ＃３（１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４）に割り当てられたグラントに基づいて１Ｇ－ＯＮＵ＃３（１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４）宛にＧａｔｅフレームを生成し、ＷＤＭ部６５を経由して、ＷＤＭ部７へ出力する。ＷＤＭ部７は、１Ｇ－ＯＮＵ＃３（１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４）宛のＧａｔｅフレームを１Ｇ－ＯＮＵ＃３（１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４）へ出力する。
　１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４では、１Ｇ制御メッセージ終端部４５がＧａｔｅフレームからＧａｔｅ情報を抽出し、ＤＢＡスケジューラ部４３へ出力する。このＧａｔｅ情報に含まれる割り当てられたグラント（ＧＳ（Grant　Starttime）３から始まる１０Ｇ－ＰＯＮ用グラント）は、１Ｇ－ＯＮＵ＃３（１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４）に割り当てられたグラントであるとともに、１０Ｇ－ＰＯＮシステムに割り当てられたグラントでもある。ＤＢＡスケジューラ部４３は、まず、受信したＧａｔｅ情報に基づいて、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６とタイムスタンプの同期をとる。これによって、データを送信するＣｙｃｌｅ＃ｎのスロットにおいて、グラントのスタートタイムの整合が取れる。つぎに、１０Ｇ－ＯＮＵ＃１と１０Ｇ－ＯＮＵ＃２からのＲｅｐｏｒｔ情報に基づいて、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６から割り当てられたグラントを、さらに、各１０Ｇ－ＯＮＵへ割り当てる制御を行う。各ＯＮＵへ割り当てたグラントを、１０Ｇ制御メッセージ生成部４６へ出力する。１０Ｇ制御メッセージ生成部４６は、１０Ｇ－ＯＮＵ＃１に割り当てられたグラントに基づいて１０Ｇ－ＯＮＵ＃１宛にＧａｔｅフレームを生成し、ＷＤＭ部４７を経由して、１０Ｇ－ＰＨＹ部３へ出力する。
　１０Ｇ－ＰＨＹ部３では、送信部３３がＧａｔｅフレームを電気信号から光信号に変換後、ＷＤＭ部８へ出力する。ＷＤＭ部８は、１０Ｇ－ＰＨＹ部３からの光信号（Ｇａｔｅフレーム）と１Ｇ－ＰＨＹ部９からの光信号を合波してＷＤＭ部１へ出力する。ＷＤＭ部１は、合波後の信号を、ＰＯＮインタフェースを経由して１０Ｇ－ＯＮＵ＃１へ出力する。１０Ｇ－ＯＮＵ＃１は、Ｇａｔｅフレームを受信し、割り当てられたグラントの開始タイミング（ＧＳ３）およびグラント長に従ってデータの送信を行う。以降、１０Ｇ－ＯＮＵ＃１は、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４からのＧａｔｅフレームに従って、データの送信を行う。なお、つぎに送信すべきデータがある場合、１０Ｇ－ＯＮＵ＃１は、データの送信とあわせてＲｅｐｏｒｔフレームを１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４へ送信する。
　１０Ｇ－ＯＮＵ＃２がＲｅｐｏｒｔフレームを１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４へ送信し、Ｇａｔｅフレームを受信してからデータを送信するまでの処理は、上記１０Ｇ－ＯＮＵ＃１の場合と同様である。１０Ｇ－ＯＮＵ＃２は、１０Ｇ－ＯＮＵ＃２に割り当てられたグラントの開始タイミング（ＧＳ４）およびグラント長に従ってデータの送信を行う。
　このように、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４は、１０Ｇ－ＰＯＮシステムに接続する各１０Ｇ－ＯＮＵからのＲｅｐｏｒｔ情報を１Ｇ－ＯＮＵ＃３のＲｅｐｏｒｔ情報として１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６へ送信する。１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６は、他の１Ｇ－ＯＮＵと同様の扱いで１Ｇ－ＯＮＵ＃３（１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４）へグラントを割り当てる。１Ｇ－ＯＮＵ＃３（１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４）は、自装置へ割り当てられたグラントを各１０Ｇ－ＯＮＵへ再度割り当てることによって、１０Ｇ－ＰＯＮシステムにおけるデータの送受信の制御ができる。すなわち、１Ｇ－ＰＯＮ用として割り当てられたグラントと１０Ｇ－ＰＯＮ用として割り当てられたグラントが重なることなく、Ｃｙｃｌｅ＃ｎ内のグラントを利用することができる。本実施の形態では、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４は、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６に対して１Ｇ－ＯＮＵとして振舞うことによって、１Ｇ－ＰＯＮシステムと１０Ｇ－ＰＯＮシステムの共存が可能となる。なお、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４は、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６が無い場合（１０Ｇ－ＰＯＮシステム）ではマスタとして動作する。
　つぎに、１Ｇ－ＯＮＵ＃１がデータを送信するまでの処理について説明する。１Ｇ－ＯＮＵ＃１は、データを送信するため、Ｒｅｐｏｒｔ情報を含んだＲｅｐｏｒｔフレームを１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６宛に送信する。１Ｇ／１０Ｇ－ＯＬＴ部１００では、ＷＤＭ部１でＲｅｐｏｒｔフレームを受信後、スプリッタ部２で分岐して１Ｇ－ＰＨＹ部９へ出力する。ここで、受信部９１で光信号を電気信号に変換し、ＢＣＤＲ部９２でクロックとデータを分離してビット同期を行ってからＲｅｐｏｒｔフレームをＷＤＭ部５へ出力する。ＷＤＭ部５は、Ｒｅｐｏｒｔフレームを１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６へ出力する。１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６では、ＷＤＭ部６１を経由して、１Ｇ制御メッセージ終端部６２がＲｅｐｏｒｔフレームを受信する。１Ｇ制御メッセージ終端部６２は、ＲｅｐｏｒｔフレームからＲｅｐｏｒｔ情報を抽出し、ＤＢＡスケジューラ部６３へ出力する。ＤＢＡスケジューラ部６３は、他のＯＮＵ（１Ｇ－ＯＮＵ＃２，１Ｇ－ＯＮＵ＃３（１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４））からのＲｅｐｏｒｔ情報を受け取った後、それぞれのＲｅｐｏｒｔ情報に基づいて、各ＯＮＵへＣｙｃｌｅ＃ｎ内のグラントを割り当てる制御を行う。各ＯＮＵへ割り当てたグラントを、１Ｇ制御メッセージ生成部６４へ出力する。１Ｇ制御メッセージ生成部６４は、１Ｇ－ＯＮＵ＃１に割り当てられたグラントに基づいて１Ｇ－ＯＮＵ＃１宛にＧａｔｅフレームを生成し、ＷＤＭ部６５を経由して、ＷＤＭ部７へ出力する。
　ＷＤＭ部７は、１Ｇ－ＯＮＵ＃１宛のＧａｔｅフレームを１Ｇ－ＰＨＹ部９へ出力する。１Ｇ－ＰＨＹ部９では、送信部９３がＧａｔｅフレームを電気信号から光信号に変換後、ＷＤＭ部８へ出力する。ＷＤＭ部８は、１Ｇ－ＰＨＹ部９からの光信号（Ｇａｔｅフレーム）と１０Ｇ－ＰＨＹ部３からの光信号を合波してＷＤＭ部１へ出力する。ＷＤＭ部１は、合波後の信号を、ＰＯＮインタフェースを経由して１Ｇ－ＯＭＵ＃１へ出力する。１Ｇ－ＯＮＵ＃１は、Ｇａｔｅフレームを受信し、割り当てられたグラントの開始タイミング（ＧＳ１）およびグラント長に従ってデータの送信を行う。以降、１Ｇ－ＯＮＵ＃１は、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６からのＧａｔｅフレームに従って、データの送信を行う。なお、つぎに送信すべきデータがある場合、１Ｇ－ＯＮＵ＃１は、データの送信とあわせてＲｅｐｏｒｔフレームを１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６へ送信する。
　１Ｇ－ＯＮＵ＃２がＲｅｐｏｒｔフレームを１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部６へ送信し、Ｇａｔｅフレームを受信してからデータを送信するまでの処理は、上記１Ｇ－ＯＮＵ＃１の場合と同様である。１Ｇ－ＯＮＵ＃２は、１Ｇ－ＯＮＵ＃２に割り当てられたグラントの開始タイミング（ＧＳ２）およびグラント長に従ってデータの送信を行う。
　上記１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣ部４を用いて１０Ｇ－ＰＯＮのサービスを提供するシステムの構成を、ＴＤＭＡ方式とＷＤＭＡ方式について説明する。図４－１と図４－２に、それぞれの方式において１０Ｇ－ＰＯＮシステムを追加したときのシステムの構成を示す。図４－１では、ＴＤＭＡ方式として、既存の１Ｇ－ＯＬＴに使用していた各構成を全て利用して新たに１Ｇ／１０Ｇ－ＯＬＴを構成する。なお、図１と異なり、ＰＨＹ部がデュアルレートの場合、受信部を１つにすることも可能である。
　また、図４－２では、ＷＤＭＡ方式として、既存の１Ｇ－ＯＬＴをそのまま使用し、新たに１０Ｇ－ＯＬＴとＷＤＭを追加する。本実施の形態の１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣを用いることにより、ＴＤＭＡ方式、ＷＤＭＡ方式の両方で共通に使用でき、かつ、両方の方式で既存の構成を無駄にすることなく１Ｇ／１０Ｇが共存するＰＯＮシステムを構成できる。また、上記１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣをＬＳＩ化する場合、１Ｇ／１０ＧのデュアルレートのＯＬＴＭＡＣを作る場合よりも回路規模を小さくできる。
　つぎに、図５に１０Ｇ－ＰＯＮシステムへアップグレードする具体例を示す。既存のＯＤＮ（Optical　Distribution　Network）を運用しつつ、１Ｇ－ＯＬＴの交換ができない事業者に対して、１０Ｇ－ＯＬＴを増設することでアップグレードを行う。まず、既存の１Ｇ－ＰＯＮシステム（図５（ａ））に対して、１０Ｇ－ＯＬＴを増設する（図５（ｂ））。その後、利用者が順次１Ｇ－ＯＮＵから１０Ｇ－ＯＮＵへ切り替える（図５（ｃ））。最終的に全ての利用者が１０Ｇ－ＯＮＵへ切り替わったところで、１Ｇ－ＯＬＴを取り除く（図５（ｄ））。増設する１０Ｇ－ＯＬＴは１０Ｇ用の新サービスに特化して構築でき、かつ、不要になった時点で１Ｇ－ＯＬＴを取り除くことができる。ＴＤＭＡ方式およびＷＤＭＡ方式、いずれの方式においても適用可能である。
　以上説明したように、本実施の形態では、１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣは、１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣと接続するときは、１Ｇ－ＰＯＮシステムのＯＮＵとして扱われ、１０Ｇ－ＰＯＮシステムに接続する各ＯＮＵからのＲｅｐｏｒｔ情報を、１つの１Ｇ－ＯＮＵとしてまとめて１Ｇ－ＯＬＴＭＡＣへ送信し、自装置に割り当てられたグラントを１０Ｇ－ＰＯＮシステムに接続する各ＯＮＵへ割り当てることとした。これにより、既存の１Ｇ－ＯＬＴの構成をそのまま利用しつつ容易にアップグレードができ、不要になった時点で１Ｇ－ＯＬＴの構成を取り除くことで、低消費電力化も可能となる。
　なお、本実施の形態では１０Ｇ－ＰＯＮの用語を用いて説明したが、ＩＥＥＥで規定する１０Ｇ－ＥＰＯＮ（10Gigabit－Ethernet（登録商標）　Passive　Optical　Network）が含まれるものとする。
　以上のように、本発明にかかる１０Ｇ－ＯＬＴＭＡＣは、ＰＯＮシステムに有用であり、特に、１Ｇ－ＰＯＮシステムから１０Ｇ－ＰＯＮシステムへのアップグレードに適している。

Claims (7)

  1. 　伝送速度が速い高速光信号と当該高速光信号よりも遅い低速光信号が混在し、上り信号通信にＴＤＭＡ方式を採用するＰＯＮシステムにおいて、高速光信号の送受信を制御する高速光信号制御装置と低速光信号の送受信を制御する低速光信号制御装置とを備える親局装置における前記高速光信号制御装置であって、
    　高速光信号を用いて通信を行う子局装置である高速光信号ＰＯＮ子局装置からＲｅｐｏｒｔフレームを受信し、当該フレームからＲｅｐｏｒｔ情報を抽出する高速光信号制御メッセージ終端手段と、
    　前記低速光信号制御装置からＧａｔｅフレームを受信し、当該フレームからＧａｔｅ情報を抽出する低速光信号制御メッセージ終端手段と、
    　前記高速光信号制御メッセージ終端手段からＲｅｐｏｒｔ情報を取得した場合に、当該Ｒｅｐｏｒｔ情報を自親局装置のＲｅｐｏｒｔ情報として生成し直して出力し、また、前記低速光信号制御メッセージ終端手段からＧａｔｅ情報を取得した場合に、前記高速光信号制御メッセージ終端手段から取得したＲｅｐｏｒｔ情報に基づいて、自親局装置に割り当てられたグラントを前記高速光信号ＰＯＮ子局装置に対して割り当てるグラント割り当て手段と、
    　前記グラント割り当て手段から取得したＲｅｐｏｒｔ情報に基づいてＲｅｐｏｒｔフレームを生成し、当該Ｒｅｐｏｒｔフレームを前記低速光信号制御装置へ出力する低速光信号制御メッセージ生成手段と、
    　前記グラント割り当て手段により割り当てられたグラントに基づいてＧａｔｅフレームを生成し、当該Ｇａｔｅフレームを前記高速光信号ＰＯＮ子局装置へ出力する高速光信号制御メッセージ生成手段と、
    　を備えることを特徴とする高速光信号制御装置。
  2. 　前記グラント割り当て手段は、
    　前記高速光信号制御メッセージ終端手段からＧａｔｅ情報を取得した場合に、前記低速光信号制御装置とタイムスタンプの同期を取ることを特徴とする請求項１に記載の高速光信号制御装置。
  3. 　伝送速度が速い高速光信号と当該高速光信号よりも遅い低速光信号が混在し、上り信号の通信にＷＤＭＡ方式を採用するＰＯＮシステムにおいて、前記高速光信号の送受信を制御する高速光信号制御装置を備える親局装置における前記高速光信号制御装置であって、
    　高速光信号を用いて通信を行う子局装置である高速光信号ＰＯＮ子局装置からＲｅｐｏｒｔフレームを受信し、当該フレームからＲｅｐｏｒｔ情報を抽出する高速光信号制御メッセージ終端手段と、
    　前記高速光信号制御メッセージ終端手段からＲｅｐｏｒｔ情報を取得した場合に、当該Ｒｅｐｏｒｔ情報に基づいて、前記高速光信号ＰＯＮ子局装置に対してグラントを割り当てるグラント割り当て手段と、
    　前記グラント割り当て手段により割り当てられたグラントに基づいてＧａｔｅフレームを生成し、当該Ｇａｔｅフレームを前記高速光信号ＰＯＮ子局装置へ出力する高速光信号制御メッセージ生成手段と、
    　を備えることを特徴とする高速光信号制御装置。
  4. 　伝送速度が速い高速光信号と当該高速光信号よりも遅い低速光信号が混在し、上り信号の通信にＴＤＭＡ方式を採用するＰＯＮシステムにおいて、高速光信号と低速光信号の送受信を制御する親局装置であって、
    　請求項１または２に記載の高速光信号制御装置と、
    　低速光信号を用いて通信を行う子局装置である低速光信号ＰＯＮ子局装置および前記高速光信号制御装置からＲｅｐｏｒｔフレームを受信し、当該Ｒｅｐｏｒｔフレームに含まれるＲｅｐｏｒｔ情報に基づいて前記低速光信号ＰＯＮ子局装置および前記高速光信号制御装置に対してグラントを割り当て、さらに、割り当てたグラントの情報を含むＧａｔｅフレームを生成し、当該Ｇａｔｅフレームを前記低速光信号ＰＯＮ子局装置および前記高速光信号制御装置へ出力する低速光信号制御装置と、
    　を備えることを特徴とする親局装置。
  5. 　前記低速光信号送受信装置は、
    　前記高速光信号制御装置へグラントを割り当てる場合に、固定されたグラント長を割り当てることを特徴とする請求項４に記載の親局装置。
  6. 　前記低速光信号送受信装置は、
    　前記高速光信号制御装置へグラントを割り当てる場合に、前記高速光信号制御装置からのＲｅｐｏｒｔ情報に基づいてグラント長を適宜変更して割り当てることを特徴とする請求項４に記載の親局装置。
  7. 　伝送速度が速い高速光信号と当該高速光信号よりも遅い低速光信号が混在し、上り信号の通信にＴＤＭＡ方式を採用するＰＯＮシステムにおけるグラント割り当て方法であって、
    　前記親局装置が、
    　高速光信号の送受信を制御する高速光信号制御装置と、
    　低速光信号の送受信を制御する低速光信号制御装置と、
    　を備える場合において、
    　高速光信号を用いて通信を行う子局装置である高速光信号ＰＯＮ子局装置が、前記高速光信号制御装置宛にＲｅｐｏｒｔフレームを送信する子局装置Ｒｅｐｏｒｔ送信ステップと、
    　前記高速光信号制御装置が、前記高速光信号ＰＯＮ子局装置から受信したＲｅｐｏｒｔフレームを、自親局装置のＲｅｐｏｒｔフレームとして生成し直して前記低速光信号制御装置へ出力する制御装置Ｒｅｐｏｒｔ送信ステップと、
    　前記低速光信号制御装置が、低速光信号を用いて通信を行う子局装置である低速光信号ＰＯＮ子局装置から受信したＲｅｐｏｒｔフレーム、および前記高速光信号制御装置から受信したＲｅｐｏｒｔフレーム、のそれぞれに含まれるＲｅｐｏｒｔ情報に基づいてグラントを割り当てる低速光信号グラント割り当てステップと、
    　前記低速光信号制御装置が、割り当てたグラントに基づいてＧａｔｅフレームを生成し、当該Ｇａｔｅフレームを前記高速光信号制御装置へ出力する低速光信号Ｇａｔｅ送信ステップと、
    　前記高速光信号制御装置が、前記高速光信号ＰＯＮ子局装置から受信したＲｅｐｏｒｔフレームに含まれるＲｅｐｏｒｔ情報に基づいて、自親局装置に割り当てられたグラントを前記高速光信号ＰＯＮ子局装置に対して割り当てる高速光信号グラント割り当てステップと、
    　前記高速光信号制御装置が、割り当てたグラントに基づいてＧａｔｅフレームを生成し、当該Ｇａｔｅフレームを前記高速光信号ＰＯＮ子局装置へ出力する高速光信号Ｇａｔｅ送信ステップと、
    　を含むことを特徴とするグラント割り当て方法。
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