(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信網と接続される光多重終端装置（以下ＯＬＴと称する）と、ひとつ又は複数の端末を収容する複数の光網終端装置（以下ＯＮＵと称する）とが、ひとつの基幹光ファイバと光スプリッタと複数の支線光ファイバとを含む光ファイバ網で接続された受動光網システムにおいて、
前記ＯＬＴは、各前記ＯＮＵへ、下り信号を送信し、
各前記ＯＮＵは、前記下り信号を受信し、その受信レベルを判定し、前記ＯＬＴに前記受信レベルを通知し、
前記ＯＬＴは、各前記ＯＮＵから、前記受信レベルを受信し、前記ＯＮＵが受信可能な最小値又は予め定められた値以下の受信レベルを設定レベルと特定し、
前記ＯＬＴは、前記下り信号の光出力レベルを参照して前記ＯＬＴと各前記ＯＮＵとの間の各伝送路損失又は各光ファイバ長に応じて、各前記ＯＮＵにおける前記受信レベルが前記設定レベルになるように各前記ＯＮＵへの送信光パワーをそれぞれ設定し、
前記ＯＮＵは、
前記ＯＬＴからの前記下り信号において受信できないレベルの期間の有無を判定し、
受信できないレベルの期間がない場合は、リンク確立と判断し、
受信できないレベルの期間がある場合は、制御信号の受信の有無を判定し、所定周期内又は所定時間内に前記制御信号を受信した場合はリンク確立と判断し、前記所定周期内又は前記所定時間内に前記制御信号を受信しない場合はリンク断と判断する
ことを特徴とする受動光網システム。
【請求項２】
前記ＯＬＴは、各前記ＯＮＵから受信した受信レベルを、前記ＯＮＵ側での受信において誤りの発生しない設定レベルと特定し、
該設定レベルと、前記下り信号の光出力レベルとを比較して、前記ＯＬＴと各前記ＯＮＵとの間の各伝送路損失又は各光ファイバ長を計算する
ことを特徴とする請求項１に記載の受動光網システム。
【請求項３】
前記ＯＬＴは、前記下り信号として、所定の周期毎に前記制御信号を含む送信許可メッセージを各前記ＯＮＵに向けて送信し、
各前記ＯＮＵは、前記制御信号によって指示されたタイムスロットでデータを送信するとともに、前記受信レベルの通知を上り信号に含めて前記ＯＬＴに報告する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の受動光網システム。
【請求項４】
前記ＯＬＴは、前記制御信号を含む送信許可メッセージを送信する場合、前記ＯＬＴが送信可能な最大値又は予め定められた値以上の送信光パワーで出力するようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の受動光網システム。
【請求項５】
前記制御信号は、グラント信号であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の受動光網システム。
【請求項６】
通信網と接続される光多重終端装置（以下ＯＬＴと称する）と、ひとつ又は複数の端末を収容する複数の光網終端装置（以下ＯＮＵと称する）とが、ひとつの基幹光ファイバと光スプリッタと複数の支線光ファイバとを含む光ファイバ網で接続された受動光網システムにおける送信光制御方法であって、
前記ＯＬＴは、各前記ＯＮＵへ、下り信号を送信し、
各前記ＯＮＵは、前記下り信号を受信し、その受信レベルを判定し、前記ＯＬＴに受信レベルを通知し、
前記ＯＬＴは、各前記ＯＮＵから、受信レベルを受信し、前記ＯＮＵが受信可能な最小値又は予め定められた値以下の受信レベルを設定レベルと特定し、
前記ＯＬＴは、前記下り信号の光出力レベルを参照して前記ＯＬＴと各前記ＯＮＵとの間の各伝送路損失又は各光ファイバ長に応じて、各前記ＯＮＵにおける前記受信レベルが前記設定レベルになるように各前記ＯＮＵへの送信光パワーをそれぞれ設定し、
前記ＯＮＵは、
前記ＯＬＴからの前記下り信号において受信できないレベルの期間の有無を判定し、
受信できないレベルの期間がない場合は、リンク確立と判断し、
受信できないレベルの期間がある場合は、制御信号の受信の有無を判定し、所定周期内又は所定時間内に前記制御信号を受信した場合はリンク確立と判断し、前記所定周期内又は前記所定時間内に前記制御信号を受信しない場合はリンク断と判断する
ことを特徴とする送信光制御方法。
【請求項７】
前記ＯＬＴは、前記制御信号を含む送信許可メッセージを送信する場合、前記ＯＬＴが送信可能な最大値又は予め定められた値以上の送信光パワーで出力することを特徴とする請求項６に記載の送信光制御方法。
【請求項８】
前記制御信号は、グラント信号であることを特徴とする請求項６又は７に記載の送信光制御方法。
【請求項９】
通信網と接続される光多重終端装置（以下ＯＬＴと称する）と、ひとつ又は複数の端末を収容する複数の光網終端装置（以下ＯＮＵと称する）とが、ひとつの基幹光ファイバと光スプリッタと複数の支線光ファイバとを含む光ファイバ網で接続された受動光網システムにおける光多重終端装置であって、
各前記ＯＮＵでの下り信号の受信レベルを取り出すフレーム分離部と、
前記フレーム分離部にて取り出された各前記ＯＮＵの受信レベルと、自ＯＬＴが送信した光出力レベルとの差分から伝送路損失又は光ファイバ長を計算する受信レベル処理部と、
前記下り信号を送信する場合、前記受信レベル処理部で計算された伝送路損失又は光ファイバ長から前記ＯＮＵ側での受信において誤りの発生しないレベルまで光出力を低下させるように送信光パワーを制御し、制御信号を送信する場合、前記自ＯＬＴが送信可能な最大値又は予め定められた値以上の光出力レベルで光出力を行うように送信光パワーを制御する送信パワー制御部と、
を備え、
各前記ＯＮＵへ、下り信号を送信し、
前記フレーム分離部は、各前記ＯＮＵから、前記下り信号の受信レベルを受信し、
前記受信レベル処理部は、前記ＯＮＵが受信可能な最小値又は予め定められた値以下の受信レベルを設定レベルと特定し、
前記送信パワー制御部は、前記下り信号の光出力レベルを参照して前記自ＯＬＴと各前記ＯＮＵとの間の各伝送路損失又は各光ファイバ長に応じて、各前記ＯＮＵにおける前記受信レベルが前記設定レベルになるように各前記ＯＮＵへの送信光パワーをそれぞれ設定する
ことを特徴とする光多重終端装置。
【請求項１０】
通信網と接続される光多重終端装置（以下ＯＬＴと称する）と、ひとつ又は複数の端末を収容する複数の光網終端装置（以下ＯＮＵと称する）とが、ひとつの基幹光ファイバと光スプリッタと複数の支線光ファイバとを含む光ファイバ網で接続された受動光網システムにおける光網終端装置であって、
受信レベルを判定し、送信許可タイミングを抽出し、前記受信レベル及びフレーム終端により抽出される制御信号の受信有無に基づき、リンク確立又はリンク断の判断を制御する制御部と、
前記制御部により抽出された送信許可タイミングで、上り信号に前記受信レベルを加えて送信するためのフレーム生成部と、
を備え、
前記制御部は、前記ＯＬＴからの下り信号を受信し、その受信レベルを判定し、
前記フレーム生成部は、前記ＯＬＴに受信レベルを通知し、
前記制御部は、
前記ＯＬＴからの下り信号において受信できないレベルの期間の有無を判定し、
受信できないレベルの期間がない場合は、リンク確立と判断し、
受信できないレベルの期間がある場合は、前記制御信号の受信の有無を判定し、所定周期内又は所定時間内に前記制御信号を受信した場合はリンク確立と判断し、所定周期内又は所定時間内に前記制御信号を受信しない場合はリンク断と判断する
ことを特徴とする光網終端装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動光網システム及び送信光制御方法、光多重終端装置及び光網終端装置に係り、特に、複数の加入者接続装置が光伝送回線を共有する受動光網システム及び送信光制御方法、光多重終端装置及び光網終端装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量の画像信号やデータを通信網を介して送受信する為に、通信網の高速・広帯域化が加入者を通信網へ接続するアクセス網でも進められ、国際電気通信連合（以下ＩＴＵ−Ｔと称す）の勧告Ｇ．９８４．１−３等で規定された受動網光システム（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  ｓｙｓｔｅｍ：以下ＰＯＮと称する）の導入が図られている。ＰＯＮは、上位の通信網と接続される光多重終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ：以下ＯＬＴと称する）と、複数の加入者の端末（ＰＣや電話）を収容する光網終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ：以下ＯＮＵと称する）とを、基幹光ファイバと光スプリッタと複数の支線光ファイバとを含む光受動網で接続したシステムである。具体的には、各ＯＮＵに接続された端末（ＰＣ他）からの信号を光信号で支線光ファイバから光スプリッタを介して基幹光ファイバで光学（時分割）多重してＯＬＴに送り、ＯＬＴが各ＯＮＵからの信号を通信処理して上位の通信網に送信する、あるいは、ＯＬＴに接続される他のＯＮＵに送信するという形態で通信を行うものである。
【０００３】
ＰＯＮの開発・導入は６４ｋｂｉｔ／秒のような低速信号を扱うシステムから始まり、固定長のＡＴＭセルを最大約６００Ｍｂｉｔ／秒で送受信するＢＰＯＮ（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ＰＯＮ）あるいはイーサネット（登録商標）の可変長パケットを最大約１Ｇｂｉｔ／秒で送受信するイーサネット（登録商標）ＰＯＮ（ＥＰＯＮ）や、より高速な２．４Ｇｂｉｔ／秒程度の信号を扱うＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．１、Ｇ．９８４．２およびＧ．９８４．３で標準化されたＧＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ  ＰＯＮ）の導入が進められている。更に、今後は１０Ｇｂｉｔ／秒から４０Ｇｂｉｔ／秒の信号を扱うことが可能な高速ＰＯＮの実現が求められている。これらの高速ＰＯＮを実現する手段としては、複数の信号を時分割多重するＴＤＭ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、波長多重するＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、符号多重するＣＤＭ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）等の多重化方法が検討されている。なお、現状のＰＯＮはＴＤＭを採用しており、例えば、ＧＰＯＮは、上り（ＯＮＵからＯＬＴ）の信号と下り（ＯＬＴからＯＮＵ）の信号とで異なる波長を用い、ＯＬＴと各ＯＮＵ間の通信は、各ＯＮＵに対して信号の通信時間を割当てる構成である。また、従来の固定長信号を処理する構成から、より多様な種別の信号（音声、画像、データ等）を扱い易いバースト状の可変長信号（バースト信号）も処理する構成になってきている。今後の高速ＰＯＮも、上述したように様々な多重化方法が検討されているが、ＴＤＭを採用する方向での検討が主になりつつある。
上記各ＰＯＮの形態では、様々な場所に点在する加入者宅にＯＮＵを設置するためＯＬＴから各ＯＮＵまでの距離が異なる。すなわち、ＯＬＴから各ＯＮＵ迄の基幹光ファイバと支線光ファイバを併せた光ファイバの長さ（伝送距離）がばらつくため、各ＯＮＵとＯＬＴ間の伝送遅延（遅延量）がばらつき、各ＯＮＵが異なるタイミングで信号を送信しても基幹光ファイバ上で各ＯＮＵから出力される光信号同士が衝突・干渉する可能性がある。このため、各ＰＯＮにおいては、例えばＧ．９８４．３の１０章で規定したような、レンジングと称される技術を用いて、ＯＬＴとＯＮＵとの間の距離測定を行った後に、各ＯＮＵからの信号出力が衝突しないように各ＯＮＵの出力信号の遅延を調整するようにしている。
【０００４】
更に、ＯＬＴは、動的帯域割当て（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ：以下ＤＢＡと称する）と称される技術を用いて各ＯＮＵからの送信要求に基づき該ＯＮＵに送信を許可する信号の帯域を決めると、上述したレンジングで測定した遅延量も考慮した上で、各ＯＮＵからの光信号が基幹光ファイバ上で衝突・干渉しないように各ＯＮＵへ送信タイミングを指定するようにしている。すなわち、ＰＯＮは、ＯＬＴと各ＯＮＵ間で送受信される信号のタイミングがシステム内で管理された状態で通信の運用がなされるように構成されている。
ＯＬＴと各ＯＮＵ間との信号の送受信においては、例えばＧ．９８４．２の８．３．３章の規定によれば、ＯＮＵからＯＬＴの信号は、ＯＬＴが基幹光ファイバで多重された各ＯＮＵからの信号を識別して処理できるように、例えば、各ＯＮＵからの信号の先頭に最大１２バイトからなる干渉防止用のガードタイムと、ＯＬＴ内受信器の信号識別閾値の決定およびクロック抽出に利用するプリアンブルと、受信信号の区切りを識別するデリミタと呼ばれるバーストオーバヘッドバイトと、ＰＯＮの制御信号（オーバーヘッドあるいはヘッダと称することもある）等が、データ（ペイロードと称することもある）に付加される。なお、各データは可変長のバーストデータであるため、各データの先頭には、可変長データを処理するためのＧＥＭ（Ｇ−ＰＯＮ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ）ヘッダと呼ばれるヘッダも付加される。
一方、ＯＬＴから各ＯＮＵ宛の信号には、各ＯＮＵがＯＬＴからの信号を識別して処理できるように、ＯＬＴから各ＯＮＵに向けて送信される信号の先頭に、例えば、先頭を識別するためのフレーム同期パタンと、監視・保守・制御情報を送信するＰＬＯＡＭ領域と、各ＯＮＵの信号送信タイミングを指示するグラント指示領域と呼ばれるオーバヘッド（ヘッダと称されることもある）等が、各ＯＮＵ宛に時分割多重化されたデータに付加される構成である。なお、多重化される各ＯＮＵ宛のデータには、ＯＮＵからの信号と同様に、可変長データを処理するためのＧＥＭヘッダが付加されている。ＯＬＴは、グラント指示領域を用いて各ＯＮＵの上り送信許可タイミング（送信開始（Ｓｔａｒｔ）と終了（Ｓｔｏｐ））を各ＯＮＵにバイト単位で指定する。この送信許可タイミングをグラントと称している。そして、各ＯＮＵが該許可タイミングでＯＬＴ宛のデータを送信すると、これらが光ファイバ上で光学（時分割）多重されＯＬＴで受信される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．１（Ｐ．１〜）
【非特許文献２】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．２（Ｐ．９〜Ｐ．２７）
【非特許文献３】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３（Ｐ．６４〜Ｐ．８４）
【非特許文献４】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．２  Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ  １（Ｐ．１〜Ｐ．３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＰＯＮは、ＢＰＯＮからＧＰＯＮへの移行のように、低速信号を処理するものから、より高速信号を処理するものへと開発・導入が進んできている。ＰＯＮの信号伝送機能を提供する要素部品である光モジュールやＬＳＩは、伝送速度が速いほど大量の電力を消費することが知られている。また、加入者の増加による親局の消費電力増大が課題になってきた。
一方、ＰＯＮに関して言えば、親局から各加入者までの伝送路区間における損失は光スプリッタによる分岐や、ファイバ長等によって加入者毎に異なっているが、ＯＬＴ、ＯＮＵ共にレーザーの送信出力は一定であり、それぞれ受信側において受信レベルに応じた増幅器の利得制御を行っている。また、伝送路上の損失の少ない加入者向け下り光は、必要以上の送信パワーで出力されていることに相当し、消費電力の無駄が生じている場合がある。
本発明は、以上の点に鑑み、光網終端装置毎に誤りの発生しないレベルまで光出力を低下させることにより、消費電力の無駄を極力減らすことの可能な受動光網システム及び送信光制御方法、光多重終端装置及び光網終端装置を実現させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の受動光網システムは、子局であるＯＮＵで受信した下り光の受信レベルを親局であるＯＬＴに通知し、ＯＬＴにおいて自身の光出力レベルとの差分から伝送路損失を計算し、ＯＮＵ側での受信において誤りの発生しないレベルまで光出力を低下させる。この出力レベル制御を各ＯＮＵ宛の下りデータ毎に行うことで最適なエネルギー効率を得られる。
【０００８】
本発明の第１の解決手段によると、
通信網と接続される光多重終端装置（以下ＯＬＴと称する）と、ひとつ又は複数の端末を収容する複数の光網終端装置（以下ＯＮＵと称する）とが、ひとつの基幹光ファイバと光スプリッタと複数の支線光ファイバとを含む光ファイバ網で接続された受動光網システムにおいて、
前記ＯＬＴは、各前記ＯＮＵへ、下り信号を送信し、
各前記ＯＮＵは、前記下り信号を受信し、その受信レベルを判定し、前記ＯＬＴに前記受信レベルを通知し、
前記ＯＬＴは、各前記ＯＮＵから、前記受信レベルを受信し、前記ＯＮＵが受信可能な最小値又は予め定められた値以下の受信レベルを設定レベルと特定し、
前記ＯＬＴは、前記下り信号の光出力レベルを参照して前記ＯＬＴと各前記ＯＮＵとの間の各伝送路損失又は各光ファイバ長に応じて、各前記ＯＮＵにおける前記受信レベルが前記設定レベルになるように各前記ＯＮＵへの送信光パワーをそれぞれ設定し、
前記ＯＮＵは、
前記ＯＬＴからの前記下り信号において受信できないレベルの期間の有無を判定し、
受信できないレベルの期間がない場合は、リンク確立と判断し、
受信できないレベルの期間がある場合は、制御信号の受信の有無を判定し、所定周期内又は所定時間内に前記制御信号を受信した場合はリンク確立と判断し、前記所定周期内又は前記所定時間内に前記制御信号を受信しない場合はリンク断と判断する
ことを特徴とする受動光網システムが提供される。
【０００９】
本発明の第２の解決手段によると、
通信網と接続される光多重終端装置（以下ＯＬＴと称する）と、ひとつ又は複数の端末を収容する複数の光網終端装置（以下ＯＮＵと称する）とが、ひとつの基幹光ファイバと光スプリッタと複数の支線光ファイバとを含む光ファイバ網で接続された受動光網システムにおける送信光制御方法であって、
前記ＯＬＴは、各前記ＯＮＵへ、下り信号を送信し、
各前記ＯＮＵは、前記下り信号を受信し、その受信レベルを判定し、前記ＯＬＴに受信レベルを通知し、
前記ＯＬＴは、各前記ＯＮＵから、受信レベルを受信し、前記ＯＮＵが受信可能な最小値又は予め定められた値以下の受信レベルを設定レベルと特定し、
前記ＯＬＴは、前記下り信号の光出力レベルを参照して前記ＯＬＴと各前記ＯＮＵとの間の各伝送路損失又は各光ファイバ長に応じて、各前記ＯＮＵにおける前記受信レベルが前記設定レベルになるように各前記ＯＮＵへの送信光パワーをそれぞれ設定し、
前記ＯＮＵは、
前記ＯＬＴからの前記下り信号において受信できないレベルの期間の有無を判定し、
受信できないレベルの期間がない場合は、リンク確立と判断し、
受信できないレベルの期間がある場合は、制御信号の受信の有無を判定し、所定周期内又は所定時間内に前記制御信号を受信した場合はリンク確立と判断し、前記所定周期内又は前記所定時間内に前記制御信号を受信しない場合はリンク断と判断する
ことを特徴とする送信光制御方法が提供される。
【００１０】
本発明の第３の解決手段によると、
通信網と接続される光多重終端装置（以下ＯＬＴと称する）と、ひとつ又は複数の端末を収容する複数の光網終端装置（以下ＯＮＵと称する）とが、ひとつの基幹光ファイバと光スプリッタと複数の支線光ファイバとを含む光ファイバ網で接続された受動光網システムにおける光多重終端装置であって、
各前記ＯＮＵでの下り信号の受信レベルを取り出すフレーム分離部と、
前記フレーム分離部にて取り出された各前記ＯＮＵの受信レベルと、自ＯＬＴが送信した光出力レベルとの差分から伝送路損失又は光ファイバ長を計算する受信レベル処理部と、
前記下り信号を送信する場合、前記受信レベル処理部で計算された伝送路損失又は光ファイバ長から前記ＯＮＵ側での受信において誤りの発生しないレベルまで光出力を低下させるように送信光パワーを制御し、制御信号を送信する場合、前記自ＯＬＴが送信可能な最大値又は予め定められた値以上の光出力レベルで光出力を行うように送信光パワーを制御する送信パワー制御部と、
を備え、
各前記ＯＮＵへ、下り信号を送信し、
前記フレーム分離部は、各前記ＯＮＵから、前記下り信号の受信レベルを受信し、
前記受信レベル処理部は、前記ＯＮＵが受信可能な最小値又は予め定められた値以下の受信レベルを設定レベルと特定し、
前記送信パワー制御部は、前記下り信号の光出力レベルを参照して前記自ＯＬＴと各前記ＯＮＵとの間の各伝送路損失又は各光ファイバ長に応じて、各前記ＯＮＵにおける前記受信レベルが前記設定レベルになるように各前記ＯＮＵへの送信光パワーをそれぞれ設定する
ことを特徴とする光多重終端装置が提供される。
【００１１】
本発明の第４の解決手段によると、
通信網と接続される光多重終端装置（以下ＯＬＴと称する）と、ひとつ又は複数の端末を収容する複数の光網終端装置（以下ＯＮＵと称する）とが、ひとつの基幹光ファイバと光スプリッタと複数の支線光ファイバとを含む光ファイバ網で接続された受動光網システムにおける光網終端装置であって、
受信レベルを判定し、送信許可タイミングを抽出し、前記受信レベル及びフレーム終端により抽出される制御信号の受信有無に基づき、リンク確立又はリンク断の判断を制御する制御部と、
前記制御部により抽出された送信許可タイミングで、上り信号に前記受信レベルを加えて送信するためのフレーム生成部と、
を備え、
前記制御部は、前記ＯＬＴからの下り信号を受信し、その受信レベルを判定し、
前記フレーム生成部は、前記ＯＬＴに受信レベルを通知し、
前記制御部は、
前記ＯＬＴからの下り信号において受信できないレベルの期間の有無を判定し、
受信できないレベルの期間がない場合は、リンク確立と判断し、
受信できないレベルの期間がある場合は、前記制御信号の受信の有無を判定し、所定周期内又は所定時間内に前記制御信号を受信した場合はリンク確立と判断し、所定周期内又は所定時間内に前記制御信号を受信しない場合はリンク断と判断する
ことを特徴とする光網終端装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、各ＯＮＵで送路損失の違いによる下り光の出力パワーを最適化できる構成のＰＯＮにおいて、ＯＬＴの出力パワーにおいて消費電力の無駄を極力減らすことの可能な受動光網システム及び送信光制御方法、光多重終端装置及び光網終端装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＰＯＮを用いた光アクセス網の構成例を示す網構成図である。
【図２】本実施の形態でのＯＮＵ構成図である。
【図３】本実施の形態でのＯＬＴ構成図である。
【図４】ＯＮＵの受信レベルからＯＬＴの送信出力パワーを最適化するフロー図である。
【図５】ＯＬＴの送信出力パワーの最適化後の光アクセス網の構成例を示す網構成図である。
【図６】ＰＯＮの動作例を示すシーケンス図である。
【図７】ＰＯＮリンク保持の制御部を加えたＯＮＵの構成図である。
【図８】グラント情報受信によるＰＯＮリンク判断のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．送信出力パワーの最適化
図１に、本実施の形態が適用される光アクセス網の構成を示す。
アクセス網１は、例えばＰＯＮ１０を介して上位の通信網である公衆通信網（この例では、ＰＳＴＮ／インターネット２０（以下、上位網と称することがある））に接続されて、データを送受信する。ＰＯＮ１０は光スプリッタ１００、幹線光ファイバ１１０、支線光ファイバ１２０、ＯＬＴ３００、加入者の端末（電話（ＴＥＬ）４０、ＰＣ４１等）を収容する複数のＯＮＵ２００を備える。幹線光ファイバ１１０と光スプリッタ１００と複数の支線光ファイバ１２０を有する光受動網でＯＬＴ３００と各ＯＮＵ２００を接続して、上位網２０と加入者端末４０、４１との通信、または、加入者端末４０、４１同士の通信を行う。ＯＬＴ３００には、１本の幹線光ファイバ１１０、光スプリッタ１００および支線光ファイバ１２０を介して、複数台（ｎ台、例えば３２台等）のＯＮＵ２００が接続可能である。図１には、一例として、５台（ｎ＝５）のＯＮＵ２００が図示されており、それぞれＯＬＴ３００からのファイバ長が異なる。図示された例では、ＯＮＵ２００−１はＯＬＴ３００からのファイバ長が１ｋｍ、ＯＮＵ２００−２はＯＬＴ３００からのファイバ長が１０ｋｍ、ＯＮＵ２００−３はＯＬＴ３００からのファイバ長が２０ｋｍ、ＯＮＵ２００−４はＯＬＴ３００からのファイバ長が１０ｋｍ、ＯＮＵ２００−ｎはＯＬＴ３００からのファイバ長が１５ｋｍである。なお、図中、各ＯＮＵ２００の下のかっこ内（ＸＸ  Ｋｍ）は、ＯＬＴ−ＯＮＵ間のファイバ長を示す。
【００１５】
以下に、本発明及び本実施の形態に関連する技術における、ＯＬＴ３００及びＯＮＵ２００−１〜ｎにおける送信信号及び受信信号のレベルについて説明する。ＯＬＴ３００からＯＮＵ２００の方向に伝送される下り信号１３０にはそれぞれのＯＮＵ２００宛の下り送信信号１３０−１〜ｎが時分割多重されて伝送される。各ＯＮＵ２００−１〜ｎで受信された下り受信信号１４０−１〜ｎは、ＯＬＴ３００と各ＯＮＵ２００−１〜ｎ間のファイバ長（又は伝送路損失）の違いにより受信レベルが異なる。例えば、ＯＮＵ２００−1宛ての下り送信信号１３０−１は、ＯＮＵ−１での下り受信信号１４０−１となり、ＯＮＵ２００−２宛ての下り送信信号１３０−２は、ＯＮＵ−２での下り受信信号１４０−２となる。ここで、ＯＮＵ２００毎にファイバ長の違いにより受信レベルが異なるため、図示のように、同じ送信パワーとして同報信号で送信された下り送信信号１３０−１〜２は、受信時には下り受信信号１４０−１〜２のように受信レベルが異なる。すなわち、ファイバ長（又は伝送路損失）に従い、下り受信信号１４０−１は下り受信信号１４０−２より大きいレベルとなる。また、自分宛の信号であるか否かをＯＮＵ２００内で判断し、信号の宛先に基づいて、電話４０やＰＣ４１に送られる。ＯＮＵ２００からＯＬＴ３００の方向では、ＯＮＵ２００−１から伝送される上り送信信号１６０−１、ＯＮＵ２００−２から伝送される上り送信信号１６０−２、ＯＮＵ２００−３から伝送される上り送信信号１６０−３、ＯＮＵ２００−４から伝送される上り送信信号１６０−４、ＯＮＵ２００−ｎから伝送される上り送信信号１６０−ｎは、光スプリッタ１００を通った後に時分割多重されて、光多重化された上り信号１５０となり、ＯＬＴ３００に到達する。なお、各ＯＮＵ２００とＯＬＴ３００間のファイバ長（又は伝送路損失）が異なるため、上り信号１５０は振幅が異なる上り受信信号１５０−１〜ｎが多重化される形態となる。例えば、上り送信信号１６０−１及び１６０−２は同じ送信パワーであるが、ファイバ長（又は伝送路損失）に従い、上り受信信号１５０−１は上り受信信号１５０−２より大きいレベルとなる。
なお、下り信号１３０及び、下り送信信号１３０−１〜ｎ、下り受信信号１４０−１〜ｎは、例えば波長帯１．５μｍの光信号、上り信号１５０及び上り受信信号１５０−１〜ｎ、上り送信信号１６０−１〜ｎは、例えば波長帯１．３μｍの光信号が用いられ、両方の光信号が同じ光ファイバ１１０、１２０を波長多重（ＷＤＭ）されて送受信される。
【００１６】
図２に、本実施の形態が適用されるＯＮＵ２００の構成例を示す。
ＯＮＵ２００は、大きくＷＤＭフィルタ２０１、受信部２４０、送信部２４１、ユーザーインターフェース部２０７を備える。受信部２４０は、Ｏ／Ｅ変換部２０２、ＡＧＣ２０３、クロック抽出部２０４、ＰＯＮフレーム分離部２０５、パケットバッファ２０６、グラント終端部２１３、受信レベル制御部２１４を備える。また、送信部２４１は、パケットバッファ２０８、送信制御部２０９、ＰＯＮフレーム生成部２１０、ドライバ２１１、Ｅ／Ｏ変換部２１２を備える。
支線ファイバ１２０から受信した光信号は、ＷＤＭフィルタ２０１にて波長分離され、Ｏ／Ｅ変換部２０２にて光信号を電気信号に変換し、ＡＧＣ２０３にて振幅値が一定となるように制御を行い、クロック抽出部２０４にてリタイミングを行い、ＰＯＮフレーム分離部２０５でＰＯＮ区間のオーバーヘッドが分離され、パケットバッファ２０６に一時格納された後、ユーザーＩＦ２０７を経て出力される。また、ユーザーＩＦ２０７から入力された信号は、パケットバッファ２０８に一時的に格納された後、送信制御部２０９の制御のもとに読み出され、ＰＯＮフレーム生成部２１０にてＰＯＮ区間のオーバーヘッドを加えて組み立てられる。組み立てられた信号は、ドライバ２１１にて電流に変換され、Ｅ／Ｏ変換部２１２にて光信号に変換され、ＷＤＭフィルタ２０１を経て支線ファイバ１２０に向けて送信される。また、送信制御部２０９は、グラント終端部２１３から抽出された送信許可タイミングに従い、データをパケットバッファ２０８から読み出す。また、ＡＧＣ２０３での電圧値に基づき受信レベル制御部２１４により受信レベルを判定し、ＰＯＮフレーム生成部２１０にてＯＮＵでの下り受信信号の受信レベルをデータに加えて、上り送信信号がＯＬＴ３００に向けて、抽出された送信許可タイミングで送信されることで、ＯＬＴ３００に受信レベルが通知される。
【００１７】
図３に、本実施の形態が適用されるＯＬＴ３００の構成例を示す。
ＯＬＴ３００は、大きく、網ＩＦ３０１、制御部３３０、送信部３４０、受信部３４１、ＷＤＭフィルタ３０６を備える。送信部３４０は、パケットバッファ３０２、ＰＯＮフレーム生成部３０３、ドライバ３０４、Ｅ／Ｏ変換部３０５を備える。受信部は、Ｏ／Ｅ変換部３０７、固定ゲイン増幅部３０８、クロック抽出部３０９、ＰＯＮフレーム分離部３１０、パケットバッファ３１１を備える。制御部３３０は、ＯＮＵ受信レベル処理部３１２、送信パワー制御部３１３を備える。
網ＩＦ３０１は、ＰＳＴＮ／インターネット２０からの信号を受信する。この信号は一時的にパケットバッファ３０２に格納された後、ＰＯＮフレーム生成部３０３に送られＰＯＮ区間のオーバーヘッドを加えて電気の送信信号を生成し、ドライバ３０４にて電流に変換され、Ｅ／Ｏ変換部３０５にて光信号に変換され、ＷＤＭフィルタ３０６を経て幹線光ファイバ１１０に向けて送信される。幹線光ファイバ１１０から受信した光信号は、ＷＤＭフィルタ３０６にて波長分離され、Ｏ／Ｅ変換部３０７にて光信号を電気信号に変換し、固定ゲイン増幅部３０８にて増幅され、クロック抽出部３０９にてリタイミングを行い、ＰＯＮフレーム分離部３１０にてオーバーヘッドが分離されてパケットバッファ３１１に一時格納された後、網ＩＦ３０１から網側へ信号が出力される。
【００１８】
また、ＰＯＮフレーム分解部３１０にて取り出されたＯＮＵでの下り光受信レベル値は、ＯＮＵ受信レベル処理部３１２に送られ、ＯＬＴ３００自身の光出力レベルとの差分から伝送路損失を計算し、計算値を送信パワー制御部３１３に送る。送信パワー制御部３１３では、ＯＮＵ受信レベル処理部３１２により計算された値からＯＮＵ２００側での受信において誤りの発生しないレベルまで光出力を低下させるようにドライバ３０４に信号を送り送信光パワーを制御する。ＯＮＵ２００側での受信において誤りの発生しないレベルまで光出力を低下させることを具体例に示すと、図１のアクセス網の構成において、ファイバ長が一番長い（又は伝送路損失が一番大きい）ファイバに接続されたＯＮＵ２００−３における受信レベルを最小受光レベルとした場合に、ＯＮＵ２００−１〜ｎの受信レベルをＯＮＵ２００−３の受信レベルと同じ最小受光レベルになるように、ＯＬＴ３００の送信光パワーを下げる。なお、具体例ではＯＮＵ２００−１〜ｎにおいて最小受光レベルにする制御方法で説明したが、ＯＬＴ３００の送信光パワーの制御量は他の値をとっても良い。
【００１９】
図４にＯＮＵ２００の受信レベルをＯＬＴ３００に送信し、各ＯＮＵ２００−１〜ｎへの最適な光送信出力パワーに設定するフロー図を示す。
まず、ＯＬＴ３００は下り信号１３０を送信（４０１）し、各ＯＮＵ２００−１〜ｎでその信号を受信する（４０２）。各ＯＮＵ２００−１〜ｎはＡＧＣ２０３での電圧値を受信レベル制御部２１４により受信レベルを判定し、ＯＬＴ３００に受信レベルを通知する（４０３）。ＯＬＴ３００は、各ＯＮＵ２００−１〜ｎからの受信レベルを受信（４０４）し、ＯＮＵ受信レベル処理部３１２にて、ＯＬＴ３００自身の光出力レベルとの差分から各ＯＮＵ２００−１〜ｎに対する伝送路損失を計算（４０５）し、送信パワー制御部３１３にて各ＯＮＵ２００−１〜ｎ側での受信において誤りの発生しないレベルまで光出力を低下させるように出力パワーを設定する（４０６）。たとえば、ＯＬＴ３００は、各ＯＮＵ２００−１〜ｎから受信した下り受信信号レベルを抽出し、その中から最小受光レベルであるＯＮＵを選択する。そして、ＯＬＴ３００は、各ＯＮＵ２００−１〜ｎの下り受信信号レベルが最小受光レベルのＯＮＵの下り受信信号レベルと同じレベルになるように各ＯＮＵ２００−１〜ｎの下り送信信号レベル（出力パワー）を制御する。
【００２０】
図５にＯＬＴ３００の出力パワーを最適化した光アクセス網１の構成例を示す。
図１の光アクセス網１の構成例との違いは、ＯＬＴ３００の送信光パワーを各ＯＮＵ２００−１〜ｎ毎に最適しているので、送信信号の振幅が各ＯＮＵ２００−１〜ｎ毎に違う下り送信信号５３０−１〜ｎを含む下り送信信号５３０として送信されることにより、各ＯＮＵ２００−１〜ｎでの受信レベルが誤りの発生しないレベルで各ＯＮＵ２００−１〜ｎ宛の下り受信信号５４０−１〜ｎの受信レベルがほぼ等しくなる。例えば、ＯＮＵ２００−1宛ての下り送信信号５３０−１は、ＯＮＵ−１での下り受信信号５４０−１となり、ＯＮＵ２００−２宛ての下り送信信号５３０−２は、ＯＮＵ−２での下り受信信号５４０−２となる。ここで、ＯＮＵ２００毎にファイバ長（又は伝送路損失）の違いにより受信レベルが異なるため、送信パワーを調整して同報信号で送信された下り送信信号５３０−１〜２は、受信時には下り受信信号５４０−１〜２のように受信レベルがほぼ等しくなる。しかも、この例では、ファイバ長の一番長い（又は伝送路損失が一番大きい)ＯＮＵ２００−３の受信レベルに従いＯＬＴの送信パワー（出力パワー）を設定しているので、図１と比較すると小さい受信レベルではあるが、全てのＯＮＵ２００−１〜ｎでの受信において誤りの発生しないレベルまで光出力が低下されている。よって、ＯＬＴ３００の送信パワーの最適化により送信出力パワーにおいて消費電力の無駄を極力減らすことの可能な受動光網システムを実現することができる。
【００２１】
２．ＰＯＮリンク確立の維持
だが、構成例で最短距離のＯＮＵ２００−１に最適化されたＯＬＴ３００からの下り信号５３０は、ＯＮＵ２００−１より長いファイバ長の（又はＯＮＵ２００−２が接続されるファイバより大きい伝送路損失のファイバで接続される）ＯＮＵ２００−２，ＯＮＵ２００−３，ＯＮＵ２００−４，ＯＮＵ２００−ｎでは受信できないレベルとなる可能性がある。ＯＮＵ２００−２に最適化されたＯＬＴ３００からの下り信号は、ＯＮＵ２００−１、ＯＮＵ２００−４では受信可能なレベルとなるが、ＯＮＵ２００−２より長いファイバ長の（又はＯＮＵ２００−２が接続されるファイバより大きい伝送路損失のファイバで接続される）ＯＮＵ２００−３，ＯＮＵ２００−ｎでは受信できないレベルとなる可能性がある。構成例で最長距離のＯＮＵ２００−３に最適化されたＯＬＴ３００からの下り信号は、ＯＮＵ２００−１、ＯＮＵ２００−２、ＯＮＵ２００−４、ＯＮＵ２００−ｎでは受信可能なレベルとなる可能性がある。ＯＮＵ２００−４に最適化されたＯＬＴ３００からの下り信号は、ＯＮＵ２００−１、ＯＮＵ２００−２では受信可能なレベルとなるが、ＯＮＵ２００−４より長いファイバ長の（又はＯＮＵ２００−２が接続されるファイバより大きい伝送路損失のファイバで接続される）ＯＮＵ２００−３，ＯＮＵ２００−ｎでは受信できないレベルとなる可能性がある。ＯＮＵ２００−ｎに最適化されたＯＬＴ３００からの下り信号は、ＯＮＵ２００−１、ＯＮＵ２００−２、ＯＮＵ２００−４では受信可能なレベルとなるが、ＯＮＵ２００−ｎより長いファイバ長の（又はＯＮＵ２００−２が接続されるファイバより大きい伝送路損失のファイバで接続される）ＯＮＵ２００−３では受信できないレベルとなる可能性がある。
このことからＯＮＵ２００は、従来技術では、受信できないレベルの期間においてＰＯＮリンク断の状態となる可能性があるため、常にＰＯＮリンク確立を維持する方法が必要となる。以下、ＰＯＮリンク確立を維持する方法の実施例を述べる。
【００２２】
図６にＰＯＮの動作例のシーケンス図を示す。ＤＢＡ動作および周期と、各ＤＢＡの結果に基づくグラント動作および周期の関係を示すものである。
ＯＬＴ３００は、例えば、周期１２５μ秒のグラント周期毎にグラント指示を含む送信許可メッセージ６００を各ＯＮＵ２００−１〜２００−３に向けて送信する。この送信許可メッセージ６００には、各ＯＮＵが備えた送信キューに溜まっている送信待ちデータ量の報告を要求する情報（Ｒｅｑｕｅｓｔ  ｒｅｐｏｒｔ）も含まれている。各ＯＮＵ２００−１〜３は、グラント指示のＳｔａｒｔとＥｎｄによって指示されたタイムスロットで送信キューに溜まったデータを送信するとともに、送信待ちのデータ量を上りメッセージ６０１に含まれるキュー長を用いてＯＬＴ３００に報告する。さらに、各ＯＮＵ２００−１〜３は、図２にてすでに説明したＯＮＵ受信レベルの通知を上りメッセージ６０１に含めてＯＬＴ３００に報告する。
ここでＯＬＴ３００は、一定のグラント周期６０２〜６０５で送信許可メッセージ６００を送っているので、送信許可メッセージ６００の受信有無によりＰＯＮリンク確立の判断する方法を使えば受信できないレベルの期間があるＯＮＵ２００において、ＰＯＮリンク確立を維持することができると考える。
【００２３】
図７にＰＯＮリンク制御部を加えたＯＮＵ２００の構成例を示す。
図２の構成例との違いは、制御部２２０をＯＮＵ２００内部に備える。制御部２２０は、図２における受信レベル制御部２１４及びグラント終端部２１３の機能も含む。その他の各構成ブロック及び動作については図２で説明したものと同様である。制御部２２０にて受信レベル判定・制御、グラント終端（送信許可タイミングの抽出等）に加えて、ＰＯＮリンクを制御し、ＡＧＣ２０３での電圧値を受信レベル判定・制御により得られた受信レベルと、ＰＯＮフレーム終端にて抽出されるグラント処理情報のグラント受信有無とに基づき、ＰＯＮリンクの判断を制御する。なお、ＯＬＴはグラント信号及び／又は送信許可メッセージを送信する場合、最大の出力光パワー又は予め定められた値より大きい出力光パワーで送信する。具体的なＰＯＮリンク判断の実施例は、図８を用いて説明する。
【００２４】
図８にＰＯＮリンク制御の実施例のシーケンス図を示す。
まず、ＯＬＴからの下り信号において受信できないレベルの期間の有無を判定する（８０１）。ここで、受信できないレベルの期間がない場合はＰＯＮリンク確立（８０２）となる。受信できないレベルの期間がある場合は、続いてグラント信号の受信の有無を判定する（８０３）。グラント信号を受信した場合は、ＰＯＮリンク確立（８０２）となる。グラント信号を受信しない場合は、一定のグラント周期で送信許可メッセージを送っているので、次のグラント信号の受信の有無を確認する（８０４）。ここでグラント信号を受信した場合は、ＰＯＮリンク確立（８０２）となる。さらにグラント信号を受信しない場合は、もう一度グラント信号の受信の有無を判定する（８０５）。ここでグラント信号を受信した場合は、ＰＯＮリンク確立（８０２）となる。さらにグラント信号を受信しない場合は、ＰＯＮリンク断となる（８０６）。なお、実施例では３回のグラント信号の有無でＰＯＮリンク判断を行うシーケンスとして説明したが、グラント信号の受信の有無の確認回数はこれ以外をとっても良い。
以上のように、ＯＮＵ２００は、ＯＬＴ３００側の送信光出力パワーを調整した際に、伝送路損失の大小によりＯＮＵ２００側において誤りの発生しないレベル以下の期間となり、それにより他のＯＮＵ２００が受信できないレベルの期間が発生する可能性がある。このようなとき、従来ではＰＯＮリンク断の状態と判定される場合があるが、本発明及び本実施の形態では、そのようなときであっても、ＰＯＮリンク確立の維持をＯＬＴからの送信メッセージであるグラント信号の有無によって判断することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０  ＰＯＮ
４０、４１  端末
１００  スプリッタ
１１０、１２０  光ファイバ
１３０、１４０、５３０、５４０  下り信号
１５０、１６０  上り信号
２００  ＯＮＵ
２４０  ＯＮＵ受信部
２４１  ＯＮＵ送信部
３００  ＯＬＴ
３３０  ＯＬＴ制御部
３４０  ＯＬＴ送信部
３４１  ＯＬＴ受信部
【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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