(57)【要約】  下位通信装置(O11〜O12)毎に固有の上りビットレートを有する上り光信号を複数の下位通信装置(O11〜O12)からそれぞれ受信し、かつ該下位通信装置(O11〜O12)毎に固有の下りビットレートを有する下り光信号を下位通信装置(O11〜O12)へ送信する光通信基地局(BS1)は、上り光信号のビットレートを変えて、相手方受信局(BS2, BS3)により受信されるべき固定ビットレートの局間光信号へ変換する第１の光信号変換ユニット(11)と、相手方送信局(BS2, BS3)から受信した局間光信号のビットレートを宛先の下位通信装置(O11〜O12)に応じて変えて下り光信号へ変換する第２の光信号変換ユニット(12)と、を備える。
2008117433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下位通信装置毎に固有の上りビットレートを有する上り光信号を複数の前記下位通信装置からそれぞれ受信し、かつ該下位通信装置毎に固有の下りビットレートを有する下り光信号を該下位通信装置へ送信する光通信基地局であって、
前記上り光信号のビットレートを変えて、相手方受信局により受信されるべき固定ビットレートの局間光信号へ変換する第１の光信号変換ユニットと、
相手方送信局から受信した前記局間光信号のビットレートを宛先の前記下位通信装置に応じて変えて前記下り光信号へ変換する第２の光信号変換ユニットと、
を備えることを特徴とする光通信基地局。
【請求項２】
前記第１の光信号変換ユニットは、光バースト信号である前記上り光信号を、固定ビットレートの光バースト信号である前記局間光信号へ変換し、
前記第２の光信号変換ユニットは、固定ビットレートの光バースト信号である前記局間光信号を前記下り光信号へ変換する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信基地局。
【請求項３】
前記第１の光信号変換ユニットと、前記第２の光信号変換ユニットと、前記相手方受信局への伝送路と、前記相手方送信局からの伝送路が各々接続される複数のポート間で光バースト信号を交換する光信号スイッチ、及び
該光バースト信号に付随する経路情報に基づいて前記光信号スイッチを制御することにより該光バースト信号の経路制御を行う経路制御コントローラ、
を備える請求項２に記載の光通信基地局。
【請求項４】
前記局間光信号のための搬送光を与える光源であって、前記局間光信号の宛先に応じて該搬送光の波長を変える波長可変光源と、
前記前記相手方送信局から受信した前記局間光信号を波長毎に分波する光分波器と、
を備えることを特徴とする請求項１及び２に記載の光通信基地局。
【請求項５】
前記第１の光信号変換ユニットは、
前記上り光信号を電気信号に変換する光電変換ユニットと、
前記上りビットレートのうち最速のものの整数倍のビットレートに対応する仮判定用クロックの周期で前記電気信号の符号判定を行う符号判定ユニットと、
前記符号判定により得た符号列である仮符号列を一時記憶しておく記憶ユニットと、
前記記憶ユニットに一時記憶された前記仮符号列の符号列長を訂正することにより元の符号列を再生する符号訂正ユニットと、
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光通信基地局。
【請求項６】
前記電気信号から同期クロックを抽出する同期クロック抽出ユニットを備え、
前記符号訂正ユニットは、前記同期クロック抽出ユニットにより抽出された同期クロックを用いて、前記記憶ユニットに一時記憶された前記仮符号列の符号列長を訂正する、
ことを特徴とする請求項５に記載の光通信基地局。
【請求項７】
前記上り光信号のプリアンブル部分の仮符号列に基づいて前記上りビットレートを検出するビットレート検出ユニットを備え、
前記符号訂正ユニットは、検出された前記上りビットレートを用いて、前記記憶ユニットに一時記憶された前記仮符号列の符号列長を訂正する、
ことを特徴とする請求項５に記載の光通信基地局。
【請求項８】
前記プリアンブル部分は既知のビットパターンを有し、
前記ビットレート検出ユニットは、前記プリアンブル部分の仮符号列のビットパターンに基づいて前記上りビットレートを検出することを特徴とする請求項７に記載の光通信基地局。
【請求項９】
前記プリアンブル部分は固定のビット長を有し、
前記ビットレート検出ユニットは、前記プリアンブル部分の受信時間に基づいて前記上り光信号のビットレートを検出することを特徴とする請求項７に記載の光通信基地局。
【請求項１０】
前記下位通信装置がそれぞれ使用する前記上りビットレートは既知であり、かつ前記下位通信装置のそれぞれは前記下り光信号を受信したときにのみ前記上り光信号を送信し、
前記符号訂正ユニットは、前記下り光信号がいずれの前記下位通信装置に送信されたかに応じて、その後に受信された前記上り光信号を符号判定して得た前記仮符号列の符号列長を、該下り光信号が送信された前記下位通信装置が使用する既知の前記上りビットレートを用いて訂正する、
ことを特徴とする請求項５に記載の光通信基地局。
【請求項１１】
前記元の符号列から前記上り光信号の経路情報を抽出する経路情報抽出ユニットと、
前記元の符号列を用いて所定の搬送光を変調することにより前記局間光信号を生成する変調ユニットと、
を備えることを特徴とする請求項５〜１０のいずれかに記載の光通信基地局。
【請求項１２】
異なるビットレートで光信号を送信する複数の通信装置から各々受信した第１の光信号を、固定ビットレートの第２の光信号へ変換する光信号変換装置であって、
前記第１の光信号を電気信号に変換する光電変換ユニットと、
前記複数の通信装置が用いるビットレートのうち最速のものの整数倍のビットレートに対応する仮判定用クロックの周期で前記電気信号の符号判定を行う符号判定ユニットと、
前記符号判定により得た符号列である仮符号列を一時記憶しておく記憶ユニットと、
前記記憶ユニットに一時記憶された前記仮符号列の符号列長を訂正することにより元の符号列を再生する符号訂正ユニットと、
を備えることを特徴とする光信号変換装置。
【請求項１３】
前記電気信号から同期クロックを抽出する同期クロック抽出ユニットを備え、
前記符号訂正ユニットは、前記同期クロック抽出ユニットにより抽出された同期クロックを用いて、前記記憶ユニットに一時記憶された前記仮符号列の符号列長を訂正する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の光信号変換装置。
【請求項１４】
前記第１の光信号のプリアンブル部分の仮符号列に基づいて前記第１の光信号のビットレートを検出するビットレート検出ユニットを備え、
前記符号訂正ユニットは、前記ビットレート検出ユニットが検出したビットレートを用いて、前記記憶ユニットに一時記憶された前記仮符号列の符号列長を訂正する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の光信号変換装置。
【請求項１５】
前記プリアンブル部分は既知のビットパターンを有し、
前記ビットレート検出ユニットは、前記プリアンブル部分の仮符号列のビットパターンに基づいて前記第１の光信号のビットレートを検出することを特徴とする請求項１４に記載の光信号変換装置。
【請求項１６】
前記プリアンブル部分は固定のビット長を有し、
前記ビットレート検出ユニットは、前記プリアンブル部分の受信時間によって前記第１の光信号のビットレートを検出することを特徴とする請求項１４に記載の光信号変換装置。
【請求項１７】
前記元の符号列から前記第１の光信号の経路情報を抽出する経路情報抽出ユニットと、
前記元の符号列を用いて所定の搬送光を変調することにより前記第２の光信号を生成する変調ユニットと、
を備えることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載の光信号変換装置。
【請求項１８】
異なるビットレートで光信号を受信する複数の通信装置へ各々送信される第１の光信号へ、固定のビットレートの第２の光信号を変換する光信号変換装置であって、
前記第２の光信号を電気信号に変換する光電変換ユニットと、
前記電気信号から同期クロックを抽出する同期クロック抽出ユニットと、
前記同期クロックを用いて前記電気信号の符号判定を行う符号判定ユニットと、
前記符号判定により得た符号列を記憶しておく記憶ユニットと、
前記複数の通信装置のうち送信先の通信装置が用いるビットレートで、前記記憶ユニットから前記符号列を読み出すことにより得られた信号を用いて所定の搬送光を変調することにより第１の光信号を生成する変調ユニットと、
を備えることを特徴とする光信号変換装置。
【請求項１９】
異なるビットレートで光信号を送信する複数の通信装置から各々受信した第１の光信号を、固定ビットレートの第２の光信号へ変換する光信号変換方法であって、
前記第１の光信号を電気信号に変換し、
前記複数の通信装置が用いるビットレートのうち最速のものの整数倍のビットレートに対応する仮判定用クロックの周期で前記電気信号の符号判定を行い、
前記符号判定により得た符号列である仮符号列を所定の記憶ユニットに一時記憶し、
前記記憶ユニットに一時記憶された前記仮符号列の符号列長を訂正することにより元の符号列を再生し、
前記元の符号列を用いて所定の搬送光を変調することにより前記第２の光信号を生成する、
ことを特徴とする光信号変換方法。
【請求項２０】
異なるビットレートで光信号を受信する複数の通信装置へ各々送信される第１の光信号へ、固定ビットレートの第２の光信号を変換する光信号変換方法であって、
前記第２の光信号を電気信号に変換し、
前記電気信号から同期クロックを抽出し、
前記同期クロックを用いて前記電気信号の符号判定を行い、
前記符号判定により得た符号列を所定の記憶ユニットに記憶し、
前記複数の通信装置のうち送信先の通信装置が用いるビットレートで、前記記憶ユニットから前記符号列を読み出すことにより得られた信号を用いて所定の搬送光を変調することにより第１の光信号を生成する、
を備えることを特徴とする光信号変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信事業者の交換局から加入者端末までを光通信網で構築する光アクセスネットワークシステムに関する。特に、加入者に応じてビットレートを変えることができ、かつ加入者から基地局まで送信される上り光信号をバースト状に送信することができる光アクセスネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
伝送信号を電気信号に変換することなく、光信号のまま伝送信号を加入者側端末まで伝送する次世代の光アクセスネットワークシステムとして、様々な形態のものが提案されている。このような光アクセスシステムとして、例えばＡＴＭフレームに対応したＢ−ＰＯＮ（Broadband Passive Optical Network）をイーサネット（登録商標）フレームに対応させたＥ−ＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）や、さらにギガビットイーサネット（登録商標）に対応したＧＥ−ＰＯＮ、さらにシステムベンダー毎の独自規格を有するＧ−ＰＯＮがある。
パッシブダブルスター（PDS）型のネットワークであるＰＯＮシステムでは、アクティブダブルスター(ADS)型ネットワークのようにネットワークの途中で光電変換を行う能動素子を介せず、パッシブ光部品のみでネットワークを構成する。このためエンドトゥエンドの光ネットワークを低コストで実現できる特長がある。また、ビット当たりの単価が安いことから、波長多重分割（WDM）信号を用いたＷＤＭ−ＰＯＮも導入が検討されている。【０００３】
図１に従来のＰＯＮシステムの概略構成を示す。図示するとおり、従来のＰＯＮシステムは、電話局側終端装置ＯＬＴと、加入者毎に設けられた光通信端末である加入者側端末ＯＮＵ１〜ＯＮＵ３２と、電話局側終端装置ＯＬＴから延びる光伝送路を途中で分岐する光カプラを備える。
電話局側終端装置ＯＬＴから加入者側端末ＯＮＵ１〜ＯＮＵ３２までの下り方向の通信では、例えば１．４９μｍ帯の連続波光信号が用いられる。電話局側終端装置ＯＬＴは、各加入者側端末ＯＮＵ１〜ＯＮＵ３２のそれぞれと同期を取りながら、各端末間で共通の固定のビットレートで下り信号を送信する。
加入者側端末ＯＮＵ１〜ＯＮＵ３２から電話局側終端装置ＯＬＴまでの上り方向の通信では、例えば１．３μｍ帯の光信号が用いられる。加入者側端末ＯＮＵ１〜ＯＮＵ３２は、電話局側終端装置ＯＬＴから下り信号を受信したときに上り信号を送信する。上り信号のビットレートもまた各端末間で共通の固定ビットレートである。【０００４】
なお、下記特許文献１には、光サービスユニット（ＯＳＵ）と複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）とが複数のパワスプリッタを介して接続された光アクセスシステムにおいて、ＯＳＵとパワスプリッタとの間に配置された波長分波手段によって、複数波長を有する下り信号光をパワスプリッタ毎に分波する光アクセスシステムが開示されている。【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８１０１４号公報
【発明の開示】
【０００６】
従来のＰＯＮシステムの場合、光受動素子を用いてネットワークが構成されるため、異なるビットレートを使用する加入者側端末（ONU：Optical Network Unit）を混在させることが困難であった。このためＰＯＮシステムのビットレートを高めるために、異なるビットレートを使用するＯＮＵを混在させながらシステムを徐々に更新していくことが困難であった。
【０００７】
また、光パケットバースト通信を行うＰＯＮシステムにおいては、異なるビットレートを使用するＯＮＵを混在させると、ネットワークの構築コストがかさむため経済的不利であった。
すなわち、光パケットバースト通信システムでは、バースト上の光信号の送受信が可能な光バースト送受信器（トランスポンダ）が必要である。この光バースト送受信器ではクロック同期引き込み作業が行われるが、異なるビットレートの受信信号に対してクロック同期引き込みを行うことができる回路は高価であり、アクセス系ネットワークに多数配置することは困難である。
【０００８】
さらに上り方向の通信については、加入者側端末間で異なるビットレートを使用することが検討されているが、下り方向の通信に対しては異なるビットレートを使用することがまだ検討されておらず、異なるビットレートの加入者側端末を混在させることが困難であった。
【０００９】
上記問題点に鑑み、本発明は、加入者に応じて異なるビットレートを使用でき、かつ光パケットバースト通信を導入できる光アクセスネットワークシステムを提供することを目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、基地局において、下位通信装置毎に固有の上りビットレートを有する上り光信号を、そのビットレートを変えることにより固定ビットレートの局間光信号へ変換してから相手方受信局に送信する。また、基地局において、相手方送信局から受信した固定ビットレートの局間光信号を、そのビットレートを変えることにより、宛先の下位通信装置に応じた下りビットレートを有する下り光信号へ変換して、下位通信装置に送信する。
【００１１】
下位通信装置毎にビットレートが異なる上り信号や下り信号と固定ビットレートの局間光信号への変換を基地局によって行うことによって、基地局と下位通信装置との間に能動素子を設けないＰＯＮシステムにおいても、異なるビットレートの下位通信装置を混在させることが可能となる。
また基地局にてビットレートの変換を行うこととしたので、複数のビットレートに対応した光バースト送受信器を基地局のみに配置すれば足りる。このため、既存の下位通信装置を交換せずに、光アクセスネットワークシステムに光パケットバースト通信を導入できる。
【００１２】
また、上り光信号から固定ビットレートの局間光信号へ変換する際には、各下位通信装置が使用する上りビットレートのうち最速のものの整数倍のビットレートに対応する仮判定用クロックを用いて符号判定を行い仮符号列を生成しておき、後でこの仮符号列の符号列長を訂正して元の符号列を再生する。このような変換処理によって、ビットレートが不明な信号を固定ビットレートで符号化して一時記憶しておき、後で電気的信号処理によって、適切なビットレートで符号化された符号列に訂正することが可能となる。これにより複数のビットレートに対応した光バースト送受信器を安価に構成することができる。
【００１３】
本発明の第１形態によれば、下位通信装置毎に固有の上りビットレートを有する上り光信号を複数の下位通信装置からそれぞれ受信し、かつ該下位通信装置毎に固有の下りビットレートを有する下り光信号を該下位通信装置へ送信する光通信基地局が提供される。本光通信基地局は、上り光信号のビットレートを変えて相手方受信局により受信されるべき固定ビットレートの局間光信号へ変換する第１の光信号変換ユニットと、相手方送信局から受信した局間光信号のビットレートを宛先の下位通信装置に応じて変えて下り光信号へ変換する第２の光信号変換ユニットと、を備える。
【００１４】
本発明の第２形態によれば、異なるビットレートで光信号を送信する複数の通信装置から各々受信した第１の光信号を、固定ビットレートの第２の光信号へ変換する光信号変換装置が提供される。本光信号変換装置は、第１の光信号を電気信号に変換する光電変換ユニットと、複数の通信装置が用いるビットレートのうち最速のものの整数倍のビットレートに対応する仮判定用クロックの周期で電気信号の符号判定を行う符号判定ユニットと、符号判定により得た符号列である仮符号列を一時記憶しておく記憶ユニットと、記憶ユニットに一時記憶された仮符号列の符号列長を訂正することにより元の符号列を再生する符号訂正ユニットと、を備える。
【００１５】
本発明の第３形態によれば、異なるビットレートで光信号を受信する複数の通信装置へ各々送信される第１の光信号へ、固定のビットレートの第２の光信号を変換する光信号変換装置が提供される。本光信号変換装置は、第２の光信号を電気信号に変換する光電変換ユニットと、電気信号から同期クロックを抽出する同期クロック抽出ユニットと、同期クロックを用いて電気信号の符号判定を行う符号判定ユニットと、符号判定により得た符号列を記憶しておく記憶ユニットと、複数の通信装置のうち送信先の通信装置が用いるビットレートで、記憶ユニットから符号列を読み出すことにより得られた信号を用いて所定の搬送光を変調することにより第１の光信号を生成する変調ユニットとを備える。
【００１６】
本発明の第４形態によれば、異なるビットレートで光信号を送信する複数の通信装置から各々受信した第１の光信号を、固定ビットレートの第２の光信号へ変換する光信号変換方法が提供される。本光信号変換方法では、第１の光信号を電気信号に変換し、複数の通信装置が用いるビットレートのうち最速のものの整数倍のビットレートに対応する仮判定用クロックの周期で電気信号の符号判定を行い、符号判定により得た符号列である仮符号列を所定の記憶ユニットに一時記憶し、記憶ユニットに一時記憶された仮符号列の符号列長を訂正することにより元の符号列を再生し、元の符号列を用いて所定の搬送光を変調することにより第２の光信号を生成する。
【００１７】
本発明の第５形態によれば、異なるビットレートで光信号を受信する複数の通信装置へ各々送信される第１の光信号へ、固定ビットレートの第２の光信号を変換する光信号変換方法が提供される。本光信号変換方法では、第２の光信号を電気信号に変換し、電気信号から同期クロックを抽出し、同期クロックを用いて電気信号の符号判定を行い、符号判定により得た符号列を所定の記憶ユニットに記憶し、複数の通信装置のうち送信先の通信装置が用いるビットレートで、記憶ユニットから符号列を読み出すことにより得られた信号を用いて所定の搬送光を変調することにより第１の光信号を生成する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来のＰＯＮシステムの概略構成図である。
【図２】本発明の実施例による光通信システムの第１構成例を示す図である。
【図３】図２に示す基地局の第１構成例を示す図である。
【図４】図３に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダの第１構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施例による上り光信号の変換方法の第１例を示すフローチャートである。
【図６】図３に示す固定レート受信マルチレート送信トランスポンダの第１構成例を示す図である。
【図７】本発明の実施例による基地局間光信号の変換方法の第１例を示すフローチャートである。
【図８】図３に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダの第２構成例を示す図である。
【図９】本発明の実施例による上り光信号の変換方法の第２例を示すフローチャートである。
【図１０】加入者側端末から基地局へ送信される光信号の構成を示す図である。
【図１１】図１０に示すプリアンブル部の信号を示す図である。
【図１２Ａ】図１１に示すプリアンブル部と仮判定用の符号判定タイミングの関係を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示す符号判定タイミングで符号化した仮符号列を示す図である。
【図１３】本発明の実施例による上り光信号の変換方法の第３例を示すフローチャートである。
【図１４】ビットレートとプリアンブル長との関係を示す図である。
【図１５】図３に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダの第３構成例を示す図である。
【図１６】図３に示す固定レート受信マルチレート送信トランスポンダの第２構成例を示す図である。
【図１７】本発明の実施例による上り光信号の変換方法の第４例を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施例による光通信システムの第２構成例を示す図である。
【図１９】図１８に示す基地局の構成例を示す図である。
【図２０】図１９に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダの第１構成例を示す図である。
【図２１】図１９に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダの第２構成例を示す図である。
【図２２】図１９に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダの第３構成例を示す図である。
【図２３】図２に示す基地局の第２構成例を示す図である。
【図２４】図２３に示すマルチレート光受信器の第１構成例を示す図である。
【図２５】図２３に示す固定レート光送信器の構成例を示す図である。
【図２６】図２３に示す固定レート光受信器の構成例を示す図である。
【図２７】図２３に示すマルチレート光送信器の第１構成例を示す図である。
【図２８】図２３に示すマルチレート光受信器の第２構成例を示す図である。
【図２９】図２３に示すマルチレート光受信器の第３構成例を示す図である。
【図３０】図２３に示すマルチレート光送信器の第２構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０ａ〜１０ｃ    ＯＬＴユニット
１１    マルチレート受信固定レート送信トランスポンダ
１２    固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ
１４    光バースト信号スイッチ
１５    経路制御コントローラ
Ｏ１１〜Ｏ１３    加入者側端末
Ｐ１１〜Ｐ１３    ＰＯＮシステム
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図２は、本発明の実施例による光通信システムの第１構成例を示す図である。
光通信システム１は、複数の基地局ＢＳ１〜ＢＳ３と、各基地局ＢＳ１〜ＢＳ３のそれぞれの下位通信装置である加入者端末Ｏ１１〜Ｏ１３、Ｏ２１〜Ｏ２３及びＯ３１〜Ｏ３３とを接続するＰＯＮシステムとにより構成される。【００２１】
基地局ＢＳ１は複数のＰＯＮシステムＰ１１〜Ｐ１３の電話局側終端装置（ＯＬＴ）が配置される。同様に、基地局ＢＳ２は複数のＰＯＮシステムＰ２１〜Ｐ２３の電話局側終端装置が、基地局ＢＳ３は１つのＰＯＮシステムＰ３１の電話局側終端装置が配置される。
各ＰＯＮシステムには、加入者側端末（ＯＮＵ）と、電話局側終端装置から加入者側端末までの光伝送路をその途中で分岐する光カプラが設けられている。図示の例では、基地局ＢＳ１に電話局側終端装置が配置されるＰＯＮシステムＰ１１には光カプラＯＣ１と加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３が設けられ、基地局ＢＳ２に電話局側終端装置が配置されるＰＯＮシステムＰ２１には光カプラＯＣ１と加入者側端末Ｏ２１〜Ｏ２３が設けられ、基地局ＢＳ３に電話局側終端装置が配置されるＰＯＮシステムＰ３１には光カプラＯＣ３と加入者側端末Ｏ３１〜Ｏ３３が設けられている。【００２２】
また各基地局ＢＳ１〜ＢＳ３の間では、固定ビットレート（例えば４０Ｇｂｐｓ）で光バーストパケット信号が授受されているものとし、基地局ＢＳ１と加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３の間では加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３毎に固有のビットレートで光パケット信号が授受されている。同様に基地局ＢＳ２と加入者側端末Ｏ２１〜Ｏ２３の間では加入者側端末Ｏ２１〜Ｏ２３毎に固有のビットレートで光パケット信号が授受され、基地局ＢＳ３と加入者側端末Ｏ３１〜Ｏ３３の間では加入者側端末Ｏ３１〜Ｏ３３毎に固有のビットレートで光パケット信号が授受されている。【００２３】
図示の例では、基地局ＢＳ１と加入者側端末Ｏ１１、Ｏ１２及びＯ１３の間で使用されるビットレートはそれぞれ１．２５Ｇｂｐｓ、２．５Ｇｂｐｓ及び１０Ｇｂｐｓであり、基地局ＢＳ２と加入者側端末Ｏ２１、Ｏ２２及びＯ２３の間で使用されるビットレートはそれぞれ１．２５Ｇｂｐｓ、２．５Ｇｂｐｓ及び１０Ｇｂｐｓであり、基地局ＢＳ３と加入者側端末Ｏ３１、Ｏ３２及びＯ３３の間で使用されるビットレートはそれぞれ１．２５Ｇｂｐｓ、２．５Ｇｂｐｓ及び１０Ｇｂｐｓである。【００２４】
これら異なるビットレートを使用する加入者側端末を１つのＰＯＮシステム内に混在させるために、各基地局は、後述するとおり、加入者側端末毎に固有のビットレートで送信される上り光信号を受信して、そのビットレートを変えることにより固定ビットレートの光信号へ変換して送信するマルチレート受信固定レート送信トランスポンダと、固定ビットレートの光信号を受信して、そのビットレートを加入者側端末毎の固有のビットレート変えることにより加入者側端末毎の固有のビットレートを有する下り光信号変換して送信する固定レート受信マルチレート送信トランスポンダを備える。
このマルチレート受信固定レート送信トランスポンダは、本発明の特許請求の範囲に記載される第１の光信号変換ユニットに対応し、固定レート受信マルチレート送信トランスポンダは、本発明の特許請求の範囲に記載される第１の光信号変換ユニットに対応する。【００２５】
なお以下の実施例では、基地局間で授受される基地局間光信号は、当該信号の経路情報（行先情報）を含む光パケットバースト信号であるものとして説明を行う。しかし本発明の範囲はこのような実施例に限定されるものではなく、基地局間光信号はそれ自身に経路情報を含まない単なるバースト状の光信号であってもよい。
基地局間光信号が経路情報を含まない場合には、ユーザデータを運ぶ基地局間光信号とは別個に経路情報が伝送される。このように経路情報を基地局間光信号と別個に伝送する場合については以下の各実施例の説明において適宜必要に応じて後述する。また、本明細書及び特許請求の範囲の記載において、これら光パケットバースト信号及び経路情報を含まない単なるバースト状の光信号を併せて総称する場合には「光バースト信号」と表記することがある。【００２６】
また図２において、実線の信号線と一点鎖線の信号線には異なる波長帯の光信号が伝送され、それぞれの波長帯は例えば１．３μｍ帯及び１．５μｍ帯であってよい。図３、図１８、図１９及び図２３においても同様である。また図２における基地局ＢＳ１〜ＢＳ３間の点線の信号線は、基地局間光信号が経路情報を含まない場合に、基地局間光信号に伴って経路情報を授受するための信号線を示す。【００２７】
図３は、図２に示す基地局ＢＳ１の第１構成例を示す図である。基地局ＢＳ２及びＢＳ３の構成も同様である。基地局ＢＳ１は、各ＰＯＮシステム１１〜１３の電話局側終端装置であるＯＬＴユニット１０ａ〜１０ｃと、ＯＬＴユニット１０ａ〜１０ｃ同士の間及びＯＬＴユニット１０ａ〜１０ｃと他の基地局ＢＳ２及びＢＳ３との間で光パケット信号を交換するための光バースト信号スイッチ１４と、光パケット信号の経路情報に基づいて光信号スイッチを制御する経路制御コントローラ１５とを備えている。以下の説明において、ＯＬＴユニット１０ａ〜１０ｃを総称する場合には、「ＯＬＴユニット１０」と記すことがある。【００２８】
また、各ＯＬＴユニット１０には、上り信号と下り信号を分岐するためのＷＤＭカプラ１３と、マルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１と、固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２を備えている。
マルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１は、加入者側端末毎に固有のビットレートで送信される上り光信号を受信して、そのビットレートを変えることにより固定ビットレートの基地局間光信号へ変換して送信する。
固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２は、固定ビットレートの基地局間光信号を受信して、そのビットレートを加入者側端末毎の固有のビットレートに変えることにより、加入者側端末毎の固有のビットレートを有する下り光信号変換して送信する。【００２９】
光バースト信号スイッチ１４の入力ポートには、他の基地局ＢＳ２及びＢＳ３から基地局間光信号を伝送する光伝送路と、各ＯＬＴユニット１０のマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１の光出力端子が接続される。また、光バースト信号スイッチ１４の入力ポートには、他の基地局ＢＳ２及びＢＳ３へ基地局間光信号を伝送する光伝送路と、各ＯＬＴユニット１０の固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２の光入力端子が接続される。【００３０】
経路制御コントローラ１５は、光通信システム１内の各加入者側端末のアドレスと、それぞれの加入者側端末が属している基地局との対応関係を記録した第１の加入者側端末アドレステーブルと、その経路制御コントローラ１５が設けられた基地局に属している各加入者側端末のアドレスと、それぞれの加入者側端末が属しているＰＯＮシステムとの対応関係を記憶する第２の加入者側端末アドレステーブルを有している。
また経路制御コントローラ１５は、光バースト信号スイッチ１４の出力ポートとそれぞれの出力ポートに接続される基地局との対応関係、及び光バースト信号スイッチ１４の出力ポートとそれぞれの出力ポートに接続されているＯＬＴユニット１０との対応関係を記憶する出力ポート一覧テーブルを有している。【００３１】
そして、経路制御コントローラ１５は、光バースト信号スイッチ１４の入力ポートに入力された光パケット信号が入力されるとその経路情報を読み取る。経路情報の宛先が他の基地局ＢＳ２及びＢＳ３に属する各加入者側端末のアドレスを有する場合には、経路制御コントローラ１５は、入力された光パケット信号が、その宛先の加入者側端末が属する基地局へ接続される出力ポートに出力されるように、光バースト信号スイッチ１４を制御する。
また、経路情報の宛先が基地局ＢＳ１に属する各加入者側端末のアドレスを有する場合には、経路制御コントローラ１５は、入力された光パケット信号が、その宛先の加入者側端末が属するＰＯＮシステムに属するＯＬＴユニット１０へ接続される出力ポートに出力されるように、光バースト信号スイッチ１４を制御する。【００３２】
基地局間光信号が光パケット信号でない場合、すなわち経路情報を含まないバースト状の光信号である場合には、経路制御コントローラ１５は、光パケット信号に含まれる経路情報を利用するのに代えて以下の処理を行う。
１．他の基地局ＢＳ２〜ＢＳ３から受信した基地局間光信号が光バースト信号スイッチ１４に入力されたとき、経路制御コントローラ１５は、この基地局間光信号に付随して他の基地局ＢＳ２〜ＢＳ３から受信した経路情報に基づいて光バースト信号スイッチ１４を制御する。この経路情報で指定される宛先が、基地局ＢＳ１に属するいずれかの加入者側端末のアドレスを示すとき、この基地局間光信号は、宛先として指定された加入者側端末が属するＰＯＮシステムに属するＯＬＴユニット１０へ出力される。
このとき経路制御コントローラ１５は、基地局間光信号が出力されるＯＬＴユニット１０の固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２へ経路情報を出力する。この経路情報は、図３にて点線で示した経路制御コントローラ１５と固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２との間の制御信号回線を介して伝送される。
２．マルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１から光バースト信号スイッチ１４へ光バースト信号が入力されたとき、経路制御コントローラ１５は、この光バースト信号の経路情報を、マルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１から受信し、この経路情報に基づいて光バースト信号スイッチ１４を制御する。この経路情報は図３にて点線で示した経路制御コントローラ１５とマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１との間の制御信号回線を介して伝送される。
この経路情報で指定される宛先が、他の基地局ＢＳ２又はＢＳ３に属するいずれかの加入者側端末のアドレスを示すとき、この光バースト信号は、宛先として指定された加入者側端末が属する基地局へ送信される基地局間光信号となる。このとき経路制御コントローラ１５は、マルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１から受信した経路情報を、基地局間光信号が送信された他の基地局へ出力する。この制御情報は図３にて一点鎖線で示した経路制御コントローラ１５と他の基地局との間の制御信号回線を介して伝送される。【００３３】
このように、各加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３間のビットレートの差を、基地局ＢＳのＯＬＴユニット１０に設けたマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１と固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２とにより吸収し、かつ他の基地局ＢＳ２及びＢＳ３と通信する際には、より高速な固定ビットレートの光パケット信号に変換して送信することで効率的なネットワークの構築が可能となる。
また本発明の実施のために必要な設備変更は主に基地局側に生じるので、従来の各加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３を使用したまま、ビットレートの異なる各加入者側端末を同一ＰＯＮシステム内に混在させることができる。このため低コストでフレキシブルな設備更新を可能とする。【００３４】
図２を参照して、本発明による光通信システム１による通信形態を説明する。ＰＯＮシステムＰ１１にてビットレート１．２５Ｇｂｐｓにて通信を行う加入者側端末Ａと、ＰＯＮシステムＰ１２にてビットレート２．５Ｇｂｐｓにて通信を行う加入者側端末Ｂとの間で通信する場合を考える。
ＰＯＮシステムＰ１１の加入者側端末Ａから送信されたビットレート１．２５Ｇｂｐｓの上り光信号は、基地局ＢＳ１のＯＬＴユニット１０ａ内のマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１で受信される。マルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１は、受信したビットレート１．２５Ｇｂｐｓの上り光信号を固定ビットレート４０Ｇｂｐｓの光信号へ変換して光バースト信号スイッチ１４へ送信する。この光信号の経路情報は宛先アドレスとして加入者側端末Ｂのアドレスを有するから、かかる経路情報に基づいて経路制御コントローラ１５が光バースト信号スイッチ１４を制御することにより、この光信号は、基地局ＢＳ１のＯＬＴユニット１０ｂ内の固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２へ送信される。【００３５】
固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２は受信した固定ビットレート４０Ｇｂｐｓの光信号を、加入者側端末Ｂが使用するビットレート２．５Ｇｂｐｓを有する下り光信号へ変換する。固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２は、下り光信号を、加入者側端末Ｂに割り当てたタイムスロットを用いて加入者側端末Ｂへ送信する。【００３６】
次に、ＰＯＮシステムＰ１１の加入者側端末Ａが、他の基地局ＢＳ２のＰＯＮシステムＰ２１にてビットレート１０Ｇｂｐｓにて通信を行う加入者側端末Ｆと通信を行う場合を考える。
加入者側端末Ａから送信された上り光信号は、基地局ＢＳ１のＯＬＴユニット１０ａ内のマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１にて、固定ビットレート４０Ｇｂｐｓの基地局間光信号へ変換されて光バースト信号スイッチ１４へ送信する。基地局間光信号の経路情報は、宛先アドレスとして基地局ＢＳ２に属する加入者側端末Ｆのアドレスを有しているから、基地局間光信号は光バースト信号スイッチ１４を経由して基地局ＢＳ２へ送信される。【００３７】
基地局ＢＳ２に受信した基地局間光信号は、光バースト信号スイッチ１４を経由して、加入者側端末Ｆが属するＰＯＮシステム２１に属するＯＬＴユニット１０内の固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２に受信される。固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２は受信した固定ビットレート４０Ｇｂｐｓの光信号を、加入者側端末Ｆが使用するビットレート１０Ｇｂｐｓを有する下り光信号へ変換する。固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２は、加入者側端末Ｆに割り当てたタイムスロットを用いて下り光信号を加入者側端末Ｆへ送信する。【００３８】
図４は、図３に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１の第１構成例を示す図である。
マルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１は、ＷＤＭカプラから受信した上り光信号を電気受信信号に変換するフォトディテクタ（ＰＤ）１１１と、この電気受信信号から同期クロックを抽出する同期クロック抽出部１１２と、フォトディテクタ１１１から出力された電気受信信号の波形を形成する波形整形回路１１３と、加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３が使用するビットレートのうち最も高速なビットレートである１０Ｇｂｐｓに対応する仮判定用クロックを生じるオシレータ１１４と、仮判定用クロックの周期で電気受信信号の符号判定を行う符号判定回路１１５を備える。【００３９】
またマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１は、符号判定回路１１５による符号判定の結果である仮符号列を一時記憶するための一時保管レジスタ１１６と、同期クロック抽出部１１２が抽出した同期クロックを用いて一時保管レジスタ１１６に記憶された仮符号列の符号列長を訂正することにより、元の符号列を再生する符号再判定回路１１７と、再生された元の符号列を記憶するデータバッファ１１８と、データバッファ１１８に記憶された元の符号列から、光パケット信号である上り光信号に含まれていた経路情報を抽出する経路情報抽出部１１９を備える。
一時保管レジスタ１１６やデータバッファ１１８に使用するメモリの帯域幅は、１０Ｇｂｐｓ以上である必要があるが、たとえば市販のDDR(ダブルデータレート) ２６６ＭＨｚ程度のメモリで十分である。【００４０】
さらにマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１は、固定ビットレート４０Ｇｂｐｓに対応するクロック信号を出力するオシレータ１２１と、オシレータ１２１が出力するクロック信号の周期でデータバッファ１１８に記憶される元の符号列を読み出し、これに経路情報抽出部１１９が抽出した経路情報を付加してベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成部１２０と、基地局間光信号の搬送光を与える光源１２２と、ベースバンド信号生成部１２０が生成したベースバンド信号を用いて搬送光を変調して基地局間光信号を生成する変調器１２３と、通信制御部１２４を備える。
なお、光源１２２は例えば１．５μｍ帯のレーザ光を発生させるレーザダイオードなどであってよい。【００４１】
通信制御部１２４は、光バースト信号スイッチ１４によるスイッチ処理を行うための同期処理などの制御処理を行う。通信制御部１２４は、経路制御コントローラ１５から、光バースト信号スイッチ１４がスイッチ処理の準備が整ったことを示す同期信号を受信すると、ベースバンド信号生成部１２０にベースバンド信号の生成を許可する。
また基地局間光信号が光パケット信号でない場合には、通信制御部１２４は、経路情報抽出部１１９が抽出した経路情報を図３に示す経路制御コントローラ１５に出力し、変調器１２３から出力される光バースト信号の経路情報を通知する。【００４２】
図５は、本発明の実施例による上り光信号の変換方法の第１例を示すフローチャートである。
ステップＳ１０において、フォトディテクタ１１１は、ＷＤＭカプラ１３から受信した上り光信号を電気受信信号に変換する。【００４３】
ステップＳ１１において、符号判定回路１１５は、オシレータ１１４が出力する仮判定用クロックの周期で、電気受信信号の符号判定を行い仮符号列を得る。
上述の通り、仮判定用クロックは、加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３が使用する上りビットレート１．２５Ｇｂｐｓ、２．５Ｇｂｐｓ及び１０Ｇｂｐｓビットレートのうち最も高速な１０Ｇｂｐｓに対応するクロックである。したがって、受信した上り光信号のビットレートが１０Ｇｐｂｓである場合には、符号判定回路１１５により得られた仮符号列は元の符号列と同一となる。また受信した上り光信号のビットレートが２．５Ｇｐｂｓである場合には、仮符号列は、元の符号列の４倍の長さを有する符号列となる。また受信した上り光信号のビットレートが１．２５Ｇｐｂｓである場合には、仮符号列は、元の符号列の８倍の長さを有する符号列となる。
ステップＳ１２において、仮符号列は一時保管レジスタ１１６に一時的に記憶される。【００４４】
ステップＳ１３において、同期クロック検出部１１２は、受信した上り光信号のビットレートに対応するクロック信号である同期クロックを抽出する。
ステップＳ１４において、符号再判定回路１１７は、一時保管レジスタ１１６に一時記憶された仮符号列の符号列長を訂正することにより元の符号列を再生する。その際、符号再判定回路１１７は、例えば、一時保管レジスタ１１６に一時記憶された仮符号列を仮判定用クロックの周期で読み出す。符号再判定回路１１７は、こうして得られた信号列を、同期クロックの周期で読み取ることによって、元の符号列と同じ信号列を再生することができる。
本実施例ではビットレートが不明な上り光信号を固定ビットレートの仮判定用クロックを用いて符号化して一時保管レジスタ１１６に一時記憶しておき、その後で同期クロックを用いて元の符号列に訂正する。このため、同期クロック検出部１１２におけるクロック同期引き込み処理に対する速度的な要求が緩和される。符号再判定回路１１７により得られた元の信号列はデータバッファ１１８に記憶される。【００４５】
ステップＳ１５において、経路情報抽出部１１９は、データバッファ１１８に記憶された元の符号列から、光パケット信号である上り光信号に含まれていた経路情報を抽出する。
ステップＳ１６において、ベースバンド信号生成部１２０は、オシレータ１２１が出力するクロック信号の周期でデータバッファ１１８に記憶される元の符号列を読み出し、これに経路情報抽出部１１９が抽出した経路情報を付加してベースバンド信号を生成する。そして変調器１２３は、光源１２２から出力される搬送光をベースバンド信号で変調することによって基地局間光信号を生成する。【００４６】
なお、符号判定回路１１５が符号判定に使用する仮判定用クロックとして、上りビットレートのうちの最速のビットレートに対応するクロックだけでなく、上りビットレートのうちの最速のものの整数倍のビットレートに対応するクロックを使用することもできる。【００４７】
図６は、図３に示す固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２の第１構成例を示す図である。
固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２は、図３に示す光バースト信号スイッチ１４から受信した基地局間光信号を電気受信信号に変換するフォトディテクタ（ＰＤ）１４１と、この電気受信信号から同期クロックを抽出する同期クロック抽出部１４２と、フォトディテクタ１４１から出力された電気受信信号の波形を形成する波形整形回路１４３と、同期クロック抽出部１４２が出力する同期クロックと同じ速度の符号判定用クロックを生じるオシレータ１４４と、符号判定用クロックの周期で電気受信信号の符号判定を行う符号判定回路１４５と、符号判定回路１４５による符号判定の結果である符号列を記憶するためのデータバッファ１４６と、を備える。【００４８】
また、基地局間光信号が光パケット信号であるとき、固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２は、データバッファ１４６に記憶された符号列から、基地局間光信号に含まれていた経路情報を抽出する経路情報抽出部１４７を備える。【００４９】
さらに固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２は、経路情報抽出部１４７により抽出された経路情報にて宛先として指定された加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３に応じて、当該加入者側端末が使用するビットレートに対応するクロック信号を出力するオシレータ１４９と、オシレータ１４９が出力するクロック信号の周期でデータバッファ１４６に記憶される符号列を読み出し、これに経路情報抽出部１４７が抽出した経路情報を付加してベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成部１４８と、基地局間光信号の搬送光を与える光源１５０と、ベースバンド信号生成部１４８が生成したベースバンド信号を用いて搬送光を変調して下り光信号を生成する変調器１５１を備える。光源１５０は例えば１．４９μｍ帯のレーザ光を発生させるレーザダイオードなどであってよい。【００５０】
下り光信号は、従来のＰＯＮシステムにおける下り光信号と同様に、各加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３に周期的に割り当てられたタイムスロットを有する連続信号である。ベースバンド信号生成部１４８は、経路情報抽出部１４７から与えられた経路情報に基づいて送信先の加入者側端末を特定し、各加入者側端末に割り当てられたタイムスロットの期間内に、それぞれの加入者側端末に送信する下り信号を変調するためのベースバンド信号を出力する。ベースバンド信号を出力する期間を経路情報から得られる宛先アドレスから決定するために、ベースバンド信号生成部１４８に、各加入者側端末のアドレスと加入者側端末に割り当てられたタイムスロット番号との対応関係を記憶するテーブルを設けてもよい。【００５１】
なお、基地局間光信号が光パケット信号でないときには、基地局間光信号の制御情報は、図３に示す経路制御コントローラ１５から、制御通信制御部１５２を経由して、ベースバンド信号生成部１４８及びオシレータ１４９に与えられる。【００５２】
図７は、本発明の実施例による基地局間光信号の変換方法の第１例を示すフローチャートである。
ステップＳ２０において、フォトディテクタ１４１は、光バースト信号スイッチ１４から受信した基地局間光信号を電気受信信号に変換する。
ステップＳ２１において、同期クロック検出部１４２は、受信した基地局間光信号のビットレートに対応するクロック信号である同期クロックを抽出する。【００５３】
ステップＳ２２において、符号判定回路１４５は、同期クロック検出部１４２が出力する同期クロックの周期で電気受信信号の符号判定を行い符号列を得る。この符号列はステップＳ２３においてデータバッファ１４６に一時的に記憶される。
ステップＳ２４において、経路情報抽出部１４７は、データバッファ１４６に記憶された符号列から、基地局間光信号に含まれていた経路情報を抽出する。【００５４】
ステップＳ２５において、オシレータ１４９は、経路情報抽出部１４７により抽出された経路情報にて宛先として指定された加入者側端末の使用ビットレートに対応するクロックを生成する。
ベースバンド信号生成部１４８は、オシレータ１４９が生成するクロックの周期で、データバッファ１４６に記憶される符号列を読み出し、これに経路情報抽出部１４７が抽出した経路情報を付加してベースバンド信号を生成する。このときベースバンド信号生成部１４８は、与えられた経路情報に基づいて送信先の加入者側端末を特定し、各加入者側端末に割り当てられたタイムスロットの期間内に、それぞれの加入者側端末に送信する下り信号を変調するためのベースバンド信号を出力する。
ステップＳ２６において、変調器１５１は、ベースバンド信号で光源１５０から出力される搬送光を変調することによって下り光信号を生成する。【００５５】
図８は、図３に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１の第２構成例を示す図である。図８に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１は、図４を参照して説明したマルチレート受信固定レート送信トランスポンダと類似する構成を有しており、同じ構成要素には同一の参照符号を付する。
本実施例では、ＷＤＭカプラから入力される上り光信号のビットレートである上りビットレートを検出する上りレート検出部１２５と、上りレート検出部１２５が検出した上りビットレートに対応するクロック信号を生成するオシレータ１２６を備える。【００５６】
図９は、本発明の実施例による上り光信号の変換方法の第２例を示すフローチャートである。ステップＳ１０〜ステップＳ１２では、図５に示した方法と同様に、仮判定用クロックを用いて仮符号列が生成され、仮符号列が一時保管レジスタ１１６に一時的に記憶される。
ステップＳ３０では、ＷＤＭカプラ１３から入力された上り光信号のプリアンブル部分から生成された仮符号列のビットパターンに基づいて上りビットレートを検出する。
図１０は、加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３から基地局ＢＳ１へ送信される光信号の構成を示す図である。
図１０のデータ部分は経路情報とユーザデータからなる。そのデータ部分と一定のガードタイム（ＧＩ）をはさんでプリアンブル信号とポストアンブル信号が配置される。プリアンブル部には各加入者端末からのビットレート通知情報を含み、ポストアンブル部はデータ終了を意味するデータを含む。プリアンブル部には固定のデータパターンが入っており、この固定のデータパターンは各加入者端末毎に固有のビットレートで変調されている。【００５７】
図１１は、図１０に示すプリアンブル部の信号を示す図である。本例の場合では、プリアンブル部の固定データパターンとして交互に値「１」と値「０」が現れる信号列「１０１０…」を用いる。これらの信号を各ビットレート１．２５Ｇ、２．５Ｇ、１０Ｇで変調した信号を図１１に示す。【００５８】
図１２Ａは、図８に示す符号判定回路１１５が仮判定用クロックを用いて符号を判定するタイミングと、図１１に示す各プリアンブル部の信号との関係を示す。図示の点線が符号判定タイミングを示す。
図１２Ｂは、図１２Ａに示す符号判定タイミングで各プリアンブル部を符号化した仮符号列を示す図である。図示するとおり、プリアンブル部の仮符号列は、ビットレートの違いに応じて同じ値が連続するデータ個数が異なる。したがって図８に示す上りレート検出部１２５は、仮符号列に現れる同じ値のデータが連続する数を数えることによって、上り光信号に使用されたビットレートを検出することができる。【００５９】
図９のステップＳ３１では、オシレータ１２６は、上りレート検出部１２５が検出した上りビットレートに対応するクロック信号を生成する。
符号再判定回路１１７は、一時保管レジスタ１１６に一時記憶された仮符号列を仮判定用クロックの周期で読み出して得られる信号列を、オシレータ１２６が生成するクロックの周期で読み取ることによって、元の符号列と同じ信号列を再生する。【００６０】
ステップＳ１５及びステップＳ１６では、図５に示した方法と同様に、ベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号を用いて搬送波を変調する。【００６１】
なお、もし上りレート検出部１２５を構成する電子回路が高速であれば、プリアンブル部の後に続くガードタイムの間に上りビットレートを検出し、後から続くデータ部分については、仮符号列を生成することなく、ガードタイムの間に検出した上りビットレートを用いて直接符号判定してもよい。また、プリアンブル部のビットパターンとして、信号列「１０１０…」以外の既知のビットパターンを使用してもよい。【００６２】
図１３は、本発明の実施例による上り光信号の変換方法の第３例を示すフローチャートである。本方法では上りレート検出部１２５がプリアンブル部分の受信時間、すなわちプリアンブル部分を固定周期の仮判定用クロックで判定した仮符号列のデータ長に基づいて上りビットレートを検出する。
ステップＳ１０〜ステップＳ１２では、図９に示した方法と同様に、仮判定用クロックを用いて仮符号列が生成され、仮符号列が一時保管レジスタ１１６に一時的に記憶される。【００６３】
ステップＳ４０では、上りレート検出部１２５がプリアンブル部分の受信時間に基づいて上りビットレートを検出する。図１４は、ビットレートとプリアンブル長との関係を示す図である。図示する通り、各加入者側端末から固定ビット長のプリアンブルを送信した場合、そのデータ長はビットレートに反比例して長くなる。たとえば１２８ビット固定長のプリアンブル部にした場合、１．２５Ｇｂｐｓの加入者側端末からのプリアンブル信号は１０Ｇｂｐｓの加入者側端末からのプリアンブル信号と比較して８倍長くなる。
したがって上りレート検出部１２５は、ガードインターバルに挟まれたプリアンブル部分のデータ長に基づいて、上り光信号のビットレートを割り出す。【００６４】
ステップＳ３１、Ｓ１５及びＳ１６では、図９に示した方法と同様に、元の符号列を生成し、ベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号を用いて搬送波を変調する。【００６５】
図１５は、図３に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１の第３構成例を示す図であり、図１６は図３に示す固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２の第２構成例を示す図である。図１５に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１及び図１５に示す固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２は、それぞれ図４を参照して説明したマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ及び図６を参照して説明した固定レート受信マルチレート送信トランスポンダと類似する構成を有しており、同じ構成要素には同一の参照符号を付する。【００６６】
本実施例では、従来のＰＯＮシステムで採用されるピンポン伝送方式と同様に、加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３は自発的に上り光信号を送出することはなく、必ずＯＬＴユニット１０からの下り光信号に対して応答して上り光信号を送信する。
したがってＯＬＴユニット１０は、加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３のうちいずれの端末に下り光信号を送信したかを知っており、また加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３が使用するビットレートを予め知ることができる。またＯＬＴユニット１０は、加入者側端末へ下り光信号を送信してからその加入者側端末から上り光信号を受信するまでの期間も予想することができる。【００６７】
したがって、加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３から基地局ＢＳ１へビットレート情報を通知しなくとも、基地局ＢＳ１は、到来する上り光信号のビットレートを判定することができる。このため本実施例では、下り光信号を送信する固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２に設けられた通信制御部１５２は、上り光信号を受信するマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１に設けられた通信制御部１２４へ、下り光信号を送信した相手の加入者側端末の識別子、またはその加入者側端末が使用するビットレートに関する情報を通知する。【００６８】
図１７は、本発明の実施例による上り光信号の変換方法の第４例を示すフローチャートである。
ステップＳ５０において、固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２は、加入者側端末Ｏ１１〜Ｏ１３のいずれかに下り光信号を送信する。
ステップＳ５１において、固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２に設けられたベースバンド信号生成部１４８は、現在送信中の下り光信号の宛先の加入者側端末の識別子又は現在生成しているベースバンド信号のビットレートを、通信制御部１５２に通知する。
固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２の通信制御部１５２は、ベースバンド信号生成部１４８から通知された加入者側端末の識別子又はビットレートを、マルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１に設けられた通信制御部１２４へ通知する。【００６９】
ステップＳ５２において、通信制御部１２４は、ステップＳ５１にて通知された加入者側端末の識別子又はビットレートに基づいて、これらを受信してから所定期間経過後に到来することが予定される上り光信号の上りビットレートを決定する。
ステップＳ５１にて通知される情報が加入者側端末の識別子である場合には、例えば、通信制御部１２４に、加入者側端末の識別子とその加入者側端末が使用する上りビットレートの対応関係を記憶するテーブルを設ける。そしてこのテーブルから、通知された識別子に対応する上りビットレートを探し出す。
ステップＳ５１にて通知される情報がビットレートである場合には、通信制御部１２４はそのビットレートをそのまま上りビットレートとして採用する。【００７０】
ステップＳ１０〜Ｓ１２では、図９に示した方法と同様に、仮判定用クロックを用いて仮符号列が生成され、仮符号列が一時保管レジスタ１１６に一時的に記憶される。
ステップＳ３１、Ｓ１５及びＳ１６では、ステップＳ５２で決定した上りビットレートを使用して、図９に示した方法と同様に元の符号列を生成し、ベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号を用いて搬送波を変調する。【００７１】
図１８は、本発明の実施例による光通信システムの第２構成例を示す図であり、図１９は、図１８に示す基地局ＢＳ１の構成例を示す図である。また図２０は、図１９に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ２１の第１構成例を示す図である。
本実施例では、光ファイバ伝送路Ｌ１及びＬ２で結ばれる基地局ＢＳ１及びＢＳ２間において波長多重通信が行われ、基地局間光信号に対して、その宛先となる加入者側端末が属するＰＯＮシステム毎に異なる波長が割り当てられる。
本実施例では、宛先となる加入者側端末が属するＰＯＮシステムに応じて基地局間光信号の波長を変えるので、図２に示した光通信システムの構成例と違い、光バースト信号スイッチを使用しなくても、任意のＰＯＮシステムに属する加入者端末間で通信を行うことが可能となる。【００７２】
このため、図１９に示す基地局ＢＳ１は、各ＰＯＮシステム１１〜１３の電話局側終端装置であるＯＬＴユニット２０ａ〜２０ｃと（以下、これらを総称して「ＯＬＴユニット２０」と示すことがある）、各ＯＬＴユニット２０内のマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ２１から各々出力される複数の波長帯を含む各光信号を合成する光カプラ２４と、他の基地局から受信した波長多重信号を波長に応じて分波する光分波器２５を備える。
光分波器２５は、他の基地局から受信した波長多重信号に含まれる各波長の信号のうち、各ＰＯＮシステム１１〜１３に割り当てられた波長の信号のみを、各ＰＯＮシステム１１〜１３の固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２に入力する。【００７３】
そして図２０に示すように、マルチレート受信固定レート送信トランスポンダ２１は、可変波長光源（チューナブル光源）１６０を備えている。
可変波長光源１６０は、マルチレート受信固定レート送信トランスポンダ２１が送信する光バースト信号の宛先として、経路情報抽出部１１９により抽出された経路情報に指定された加入者側端末が属するＰＯＮシステムに応じて、搬送光の波長を変更する。マルチレート受信固定レート送信トランスポンダ２１は図４に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダと類似する構成を有しており、同じ構成要素には同じ参照符号を付する。図１９に示す、固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２は、図６に示す固定レート受信マルチレート送信トランスポンダと同様の構成を有する。【００７４】
図２１は、図１９に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ２１の第２構成例を示す図である。本構成例では、図８に示したマルチレート受信固定レート送信トランスポンダの上りレート検出部１２５及びオシレータ１２６と同様の上りレート検出部とオシレータを備える。上りレート検出部１２５及びオシレータ１２６の動作は、図８を参照して説明したこれらの構成要素の動作と同様である。【００７５】
図２２は、図１９に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ２１の第３構成例を示す図である。本実施例では、図１５に示したマルチレート受信固定レート送信トランスポンダと同様に、通信制御部１２４が、図１６に示す固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２に設けられた通信制御部１５２から、下り光信号を送信した相手の加入者側端末の識別子、またはその加入者側端末が使用するビットレートに関する情報を通知され、この情報に基づいて上りビットレートを決定する。【００７６】
図２３は、図２に示す基地局ＢＳ１の第２構成例を示す図である。本構成例では、図３に示すマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１を、複数の異なるビットレートの上り光信号を受信してこれを符号判定して符号列を得るマルチレート光受信器４１と、マルチレート光受信器４１から符号列を受信して、この符号列により搬送光を変調して固定ビットレートの基地局間光信号を生成して送信する固定レート光送信器４３とに分離する。
また固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２を、固定ビットレートの基地局間光信号を受信しこれを符号判定して符号列を得る固定レート光受信器４４と、固定レート光受信器４４から符号列を受信して、この符号列により搬送光を変調して、加入者側端末毎に固有のビットレートを有する下り光信号を生成して送信するマルチレート光送信器４２とに分離する。【００７７】
そして複数のＰＯＮシステムの間で、すなわち複数の各ＯＬＴユニット４０ａ〜４０ｃの間で、固定レート光送信器４３と固定レート光受信器４４を共用する。固定レート光送信器４３と固定レート光受信器４４が取り扱う基地局間光信号のビットレートは、マルチレート光受信器４１及びマルチレート光送信器４２が取り扱うビットレートよりも速いので、固定レート光送信器４３と固定レート光受信器４４を複数のＰＯＮシステム間で共用することができ、またこのように共用することでより安価にシステムを構築することができる。【００７８】
図２４は、図２３に示すマルチレート光受信器４１の第１構成例を示す図である。図示するとおりマルチレート光受信器４１は、フォトディテクタ４１１と、同期クロック抽出部４１２と、波形整形回路４１３と、オシレータ４１４と、符号判定回路４１５と、一時保管レジスタ４１６と、符号再判定回路４１７と、データバッファ４１８と、経路情報抽出部４１９を備える。【００７９】
これらフォトディテクタ４１１と、同期クロック抽出部４１２と、波形整形回路４１３と、オシレータ４１４と、符号判定回路４１５と、一時保管レジスタ４１６と、符号再判定回路４１７と、データバッファ４１８と、経路情報抽出部４１９は、それぞれ図４を参照して説明したマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１のフォトディテクタ１１１と、同期クロック抽出部１１２と、波形整形回路１１３と、オシレータ１１４と、符号判定回路１１５と、一時保管レジスタ１１６と、符号再判定回路１１７と、データバッファ１１８と、経路情報抽出部１１９に相当する。
マルチレート光受信器４１は、受信信号の符号列をデータバッファ４１８から読み出すデータ読出部４７０を備える。データ読出部４７０及び経路情報抽出部４１９は、受信信号の符号列及びその経路情報を固定レート光送信器４３へ出力する。【００８０】
図２５は、図２３に示す固定レート光送信器４３の構成例を示す図である。図示するとおり、固定レート光送信器４３は、ベースバンド信号生成部４２０と、オシレータ４２１と、通信制御部４２４と、光源４２２と、変調器４２３を備える。これらはそれぞれ、それぞれ図４を参照して説明したマルチレート受信固定レート送信トランスポンダ１１のベースバンド信号生成部１２０と、オシレータ１２１と、通信制御部１２４と、光源１２２と、変調器１２３に相当する。
ベースバンド信号生成部４２０は、各ＯＬＴユニット４０ａ〜４０ｃのマルチレート光受信器４１から入力した符号列と経路情報とを結合し、オシレータ４２１が出力するクロック信号に対応するビットレートのベースバンド信号を生成する。そして、変調器４２３は、このベースバンド信号を用いて搬送光を変調して基地局間光信号を生成する。【００８１】
図２６は、図２３に示す固定レート光受信器４４の構成例を示す図である。図示するとおり固定レート光受信器４４は、フォトディテクタ４４１と、同期クロック抽出部４４２と、波形整形回路４４３と、オシレータ４４４と、符号判定回路４４５と、データバッファ４４６と、データバッファ４４６と、経路情報抽出部４４７と、通信制御部４５２と、を備える。これら構成要素はそれぞれ、図６に示す固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２の、フォトディテクタ１４１と、同期クロック抽出部１４２と、波形整形回路１４３と、オシレータ１４４と、符号判定回路１４５と、データバッファ１４６と、データバッファ１４６と、経路情報抽出部１４７と、通信制御部１５２に相当する。【００８２】
また固定レート光受信器４４は、受信信号の符号列をデータバッファ４４６から読み出すデータ読出部４８０と、信号セレクタ４８１とを備える。
信号セレクタ４８１は、経路情報抽出部４４７又は通信制御部４５２から受信信号の経路情報を受け取り、データ読出部４８０が読み出した受信信号の符号列の宛先となる加入者側端末を特定する。そして宛先の加入者側端末が属するＰＯＮシステムに属するＯＬＴユニット４０ａ〜４０ｃのマルチレート光送信器４３へ経路情報と符号列とを出力する。【００８３】
図２７は、図２３に示すマルチレート光送信器４２の第１構成例を示す図である。図示するとおり、マルチレート光送信器４２は、オシレータ４４９と、ベースバンド信号生成部４４８と、光源４５０と、変調器４５１を備える。
ベースバンド信号生成部４４８は、固定レート光受信器４４から入力した符号列と経路情報とを結合し、オシレータ４４９が出力するクロック信号に対応するビットレートのベースバンド信号を生成する。このときオシレータ４４９は、固定レート光受信器４４から入力した経路情報に従って、宛先として指定された加入者側端末が使用するビットレートに対応するクロック信号を生成する。そして、変調器４５１は、このベースバンド信号を用いて搬送光を変調して下り光信号を生成する。【００８４】
図２８は、図２３に示すマルチレート光受信器４１の第２構成例を示す図である。本構成例では、図８に示したマルチレート受信固定レート送信トランスポンダの上りレート検出部１２５及びオシレータ１２６と同様の上りレート検出部４２５とオシレータ４２６を備える。上りレート検出部４２５及びオシレータ４２６の動作は、図８を参照して説明した上りレート検出部１２５及びオシレータ１２６と同様である。【００８５】
図２９は、図２３に示すマルチレート光受信器４１の第３構成例を示す図であり、図３０は、図２３に示すマルチレート光送信器４２の第２構成例を示す図である。
本実施例では、図１６に示す固定レート受信マルチレート送信トランスポンダ１２に設けられた通信制御部１５２から、図１５に示したマルチレート受信固定レート送信トランスポンダの通信制御部１２４へ、下り光信号を送信した相手の加入者側端末の識別子、またはその加入者側端末が使用するビットレートに関する情報を通知するのと同様に、マルチレート光送信器４２のベースバンド信号生成部４４８が、下り光信号を送信した相手の加入者側端末の識別子、またはその加入者側端末が使用するビットレートに関する情報を、マルチレート光受信器４１の上りレート決定部４７１へ通知する。【００８６】
上りレート決定部４７１は、図１５に示した通信制御部１２４と同様に上りビットレートを決定し、オシレータ４２６は、上りレート決定部４７１が検出した上りビットレートに対応するクロック信号を生成する。符号再判定回路４１７は、一時保管レジスタ４１６に一時記憶された仮符号列を仮判定用クロックの周期で読み出して得られる信号列を、オシレータ４２６が生成するクロックの周期で読み取ることによって、元の符号列と同じ信号列を再生して、データバッファ４１８に記憶する。【００８７】
以上、本発明の好適な実施態様について詳述したが、当業者が種々の修正及び変更をなし得ること、並びに、特許請求の範囲は本発明の真の精神および趣旨の範囲内にあるこの様な全ての修正及び変更を包含することは、本発明の範囲に含まれることは当業者に理解されるべきものである。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、通信事業者の交換局から加入者端末までを光通信網で構築する光アクセスネットワークシステムに利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年4月28日(2009.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下位通信装置毎に固有の上りビットレートを有する上り光信号を複数の前記下位通信装置からそれぞれ受信し、かつ該下位通信装置毎に固有の下りビットレートを有する下り光信号を該下位通信装置へ送信する光通信基地局であって、
前記上り光信号のビットレートを変えて、相手方受信局により受信されるべき固定ビットレートの局間光信号へ変換する第１の光信号変換ユニットと、
相手方送信局から受信した前記局間光信号のビットレートを宛先の前記下位通信装置に応じて変えて前記下り光信号へ変換する第２の光信号変換ユニットと、
を備えることを特徴とする光通信基地局。
【請求項２】
前記第１の光信号変換ユニットと、前記第２の光信号変換ユニットと、前記相手方受信局への伝送路と、前記相手方送信局からの伝送路が各々接続される複数のポート間で光バースト信号を交換する光信号スイッチ、及び
該光バースト信号に付随する経路情報に基づいて前記光信号スイッチを制御することにより該光バースト信号の経路制御を行う経路制御コントローラ、
を備える請求項１に記載の光通信基地局。
【請求項３】
前記局間光信号のための搬送光を与える光源であって、前記局間光信号の宛先に応じて該搬送光の波長を変える波長可変光源と、
前記前記相手方送信局から受信した前記局間光信号を波長毎に分波する光分波器と、
を備えることを特徴とする請求項１及び２に記載の光通信基地局。
【請求項４】
前記第１の光信号変換ユニットは、
前記上り光信号を電気信号に変換する光電変換ユニットと、
前記上りビットレートのうち最速のものの整数倍のビットレートに対応する仮判定用クロックの周期で前記電気信号の符号判定を行う符号判定ユニットと、
前記符号判定により得た符号列である仮符号列を一時記憶しておく記憶ユニットと、
前記記憶ユニットに一時記憶された前記仮符号列の符号列長を訂正することにより元の符号列を再生する符号訂正ユニットと、
を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光通信基地局。
【請求項５】
前記元の符号列から前記上り光信号の経路情報を抽出する経路情報抽出ユニットと、
前記元の符号列を用いて所定の搬送光を変調することにより前記局間光信号を生成する変調ユニットと、
を備えることを特徴とする請求項４のいずれかに記載の光通信基地局。
【請求項６】
異なるビットレートで光信号を送信する複数の通信装置から各々受信した第１の光信号を、固定ビットレートの第２の光信号へ変換する光信号変換装置であって、
前記第１の光信号を電気信号に変換する光電変換ユニットと、
前記複数の通信装置が用いるビットレートのうち最速のものの整数倍のビットレートに対応する仮判定用クロックの周期で前記電気信号の符号判定を行う符号判定ユニットと、
前記符号判定により得た符号列である仮符号列を一時記憶しておく記憶ユニットと、
前記記憶ユニットに一時記憶された前記仮符号列の符号列長を訂正することにより元の符号列を再生する符号訂正ユニットと、
を備えることを特徴とする光信号変換装置。
【請求項７】
異なるビットレートで光信号を受信する複数の通信装置へ各々送信される第１の光信号へ、固定のビットレートの第２の光信号を変換する光信号変換装置であって、
前記第２の光信号を電気信号に変換する光電変換ユニットと、
前記電気信号から同期クロックを抽出する同期クロック抽出ユニットと、
前記同期クロックを用いて前記電気信号の符号判定を行う符号判定ユニットと、
前記符号判定により得た符号列を記憶しておく記憶ユニットと、
前記複数の通信装置のうち送信先の通信装置が用いるビットレートで、前記記憶ユニットから前記符号列を読み出すことにより得られた信号を用いて所定の搬送光を変調することにより第１の光信号を生成する変調ユニットと、
を備えることを特徴とする光信号変換装置。
【請求項８】
異なるビットレートで光信号を送信する複数の通信装置から各々受信した第１の光信号を、固定ビットレートの第２の光信号へ変換する光信号変換方法であって、
前記第１の光信号を電気信号に変換し、
前記複数の通信装置が用いるビットレートのうち最速のものの整数倍のビットレートに対応する仮判定用クロックの周期で前記電気信号の符号判定を行い、
前記符号判定により得た符号列である仮符号列を所定の記憶ユニットに一時記憶し、
前記記憶ユニットに一時記憶された前記仮符号列の符号列長を訂正することにより元の符号列を再生し、
前記元の符号列を用いて所定の搬送光を変調することにより前記第２の光信号を生成する、
ことを特徴とする光信号変換方法。
【請求項９】
異なるビットレートで光信号を受信する複数の通信装置へ各々送信される第１の光信号へ、固定ビットレートの第２の光信号を変換する光信号変換方法であって、
前記第２の光信号を電気信号に変換し、
前記電気信号から同期クロックを抽出し、
前記同期クロックを用いて前記電気信号の符号判定を行い、
前記符号判定により得た符号列を所定の記憶ユニットに記憶し、
前記複数の通信装置のうち送信先の通信装置が用いるビットレートで、前記記憶ユニットから前記符号列を読み出すことにより得られた信号を用いて所定の搬送光を変調することにより第１の光信号を生成する、
を備えることを特徴とする光信号変換方法。
【国際調査報告】
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