(57)【要約】【課題】  波長分割多重方式の受動型光加入者網において、限定された帯域幅(波長帯域幅及び時間帯域幅)を効率的に使用して帯域幅の浪費を防止し、加入者が要求するサービスを能動的に収容しながら加入者を最大限多く誘致できる動作方法を提供する。【解決手段】  光線路終端装置と、光線路終端装置と接続し、各々光線路終端装置と通信を実行する複数の光加入者端末装置と、を含む受動型光加入者網の動作方法は、(b) 複数の光加入者端末装置に各々下りデータチャンネルの割当情報と下りデータチャンネルに関するタイムスロットの割当情報とを有する第１の制御チャンネルを送信する過程と、(c) 第１の制御チャンネルの情報によって各々少なくとも一つのタイムスロットを有する該当下りデータチャンネルを用いて該当下りデータを光加入者端末装置に各々送信する過程と、を含む。【選択図】  図１
2006157847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線路終端装置と、前記光線路終端装置と接続し、前記光線路終端装置と通信を実行する複数の光加入者端末装置と、を含む受動型光加入者網の動作方法であって、
前記複数の光加入者端末装置の各々に、下りデータチャンネルの割当情報と前記下りデータチャンネルに関するタイムスロットの割当情報とを有する第１の制御チャンネルを送信する過程と、
前記第１の制御チャンネルの情報によって、少なくとも一つのタイムスロットを有して前記各光加入者端末装置に対応した下りデータチャンネルを用いて、下りデータを前記複数の光加入者端末装置の各々に送信する過程と、を含むことを特徴とする波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法。
【請求項２】
送信する前記下りデータのサービス水準を導出し、該サービス水準に基づいて、前記複数の光加入者端末装置に各々割り当てられる前記下りデータチャンネルの種類及び数と、前記割り当てられる下りデータチャンネルに対して割り当てられる前記タイムスロットの開始時間及び長さとを決定する過程を、さらに含むことを特徴とする請求項１記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法。
【請求項３】
前記サービス水準は、前記下りデータのＱｏＳ水準と長さにより決定されることを特徴とする請求項２記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法。
【請求項４】
前記第１の制御チャンネルは、前記複数の光加入者端末装置に一対一に割り当てられた複数のタイムスロットを含み、前記各タイムスロットに載せられた制御フレームは、前記各光加入者端末装置に関する下りデータチャンネルの割当情報と、前記下りデータチャンネルに関するタイムスロットの割当情報と、を含むことを特徴とする請求項１記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法。
【請求項５】
前記各光加入者端末装置は、入力された前記第１の制御チャンネルから自機に割り当てられたタイムスロットを、選択的に受信することを特徴とする請求項１記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法。
【請求項６】
光線路終端装置と、前記光線路終端装置と接続し、前記光線路終端装置と各々通信を実行する複数の光加入者端末装置と、を含む受動型光加入者網の動作方法であって、
前記複数の光加入者端末装置から、上りデータのサービス水準情報を有する第２の制御チャンネルを受信する過程と、
前記複数の光加入者端末装置に、上りデータチャンネルの割当情報と、前記上りデータチャンネルに関するタイムスロットの割当情報と、を有する第１の制御チャンネルを各々送信する過程と、を含むことを特徴とする波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法。
【請求項７】
前記第２の制御チャンネルを受信する過程で受信した情報に基づいて、前記複数の光加入者端末装置の各々に割り当てられる上りデータチャンネルの種類及び数と、前記割り当てられる上りデータチャンネルに対して割り当てられるタイムスロットの開始時間及び長さと、を決定する過程を、さらに含むことを特徴とする請求項６記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法。
【請求項８】
前記サービス水準は、前記上りデータのＱｏＳ水準と長さにより決定されることを特徴とする請求項６記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法。
【請求項９】
前記第１の制御チャンネルは、前記複数の光加入者端末装置に一対一に割り当てられた複数のタイムスロットを含み、前記各タイムスロットに載せられた制御フレームは、前記各光加入者端末装置に関する下りデータチャンネルの割当情報と、前記下りデータチャンネルに関するタイムスロットの割当情報と、を含むことを特徴とする請求項６記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法。
【請求項１０】
前記各光加入者端末装置は、入力された前記第１の制御チャンネルから自機に割り当てられたタイムスロットを、選択的に受信することを特徴とする請求項６記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法。
【請求項１１】
前記各光加入者端末装置は、前記第１の制御チャンネルの情報に基づいて、各々割り当てられたタイムスロットを有する割り当てられた上りデータチャンネルを用いて、前記各光加入者装置の上りデータフレームを、前記光線路終端装置に送信することを特徴とする請求項６記載の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分割多重方式の受動型光加入者網(ＷＤＭ−ＰＯＮ：wavelength-division-  multiplexing passive optical network)に関し、特に、受動型光電力分配器(passive optical power distributor)を有するＷＤＭ−ＰＯＮにおいて、光線路終端装置(ＯＬＴ：optical line terminal)が、光加入者端末装置(ＯＮＵ：optical network unit:)に帯域幅(bandwidth)を割り当てるための動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネット需要の急激な増加に対応し、広帯域信号送信を基盤とした多様なマルチメディアサービス(multimedia service)を効率的かつ経済的に提供するため、光加入者網の通信帯域の増加と質的な向上を実現する光加入者網技術が、様々開発されている。このような光加入者網を実現する方法としては、光ファイバー(optical fiber)を用いて、数Ｇｂｐｓまでの送信速度を確保するＦＴＴｘ(Fiber To The x)技術が提案されている。
【０００３】
光加入者網の構築は、究極的には、各加入者宅内にまで、光ケーブル(optic cable)と光送信装置を設置して、超高速通信時代を備えるＦＴＴＨ(Fiber To The Home)を目標とし、その具体的な方法として受動型光加入者網がある。
【０００４】
受動型光加入者網とは、光ケーブルを用いて加入者に数十Ｍｂｐｓ以上の超高速広帯域サービスを提供する技術であり、一つの光線路終端装置が、受動型光電力分配器を通じて、複数の光加入者端末装置に接続する一対多方向トポロジー(point to multipoint topology)を用いることにより、光線路の構築費用が、他の方式と比較して低減するとともに、受動型光電力分配器を使用することにより、電力供給の問題を心配する必要がないという長所を持っているため、長い間、地域通信業者にとり関心の対象となっていた。
【０００５】
受動型光加入者網の技術開発の方向の核心は、"低コストで、より多い帯域幅を提供するシステムの開発"であり、最初に提案された受動型光加入者網の構造は、時間分割多重(ＴＤＭ：time-division-multiplexing)基盤の受動型光加入者網、即ち、時間分割多重方式の受動型光加入者網(ＴＤＭ−ＰＯＮ)として、具体例としては、非同期送信方式の受動型光加入者網(ＡＴＭ−ＰＯＮ：asynchronous transfer mode PON)と、イーサネット（登録商標）受動型光加入者網(Ｅ−ＰＯＮ：ethernet（登録商標）PON)を例にあげることができる。ＩＴＵ−Ｔ(international telecommunication union-telecommunication standardization sector)の承認とＦＳＡＮ(full services access networks)により提示された非同期送信方式の受動型光加入者網とＩＥＥＥ８０２.３ａｈタスクフォース(institute of electrical and electronics engineers 802.3ah task force)により標準化作業が進行しているイーサネット（登録商標）受動型光加入者網は、送受信に使用する単一波長チャンネル(wavelength channel)を、時間帯に分けて使用する時間分割多重基盤の受動型光加入者網である。以後に、受動型光加入者網に接続する光加入者端末装置の数と同一な数の波長チャンネルを使用する波長分割多重技術を適用したＷＤＭ−ＰＯＮが提示された。
【０００６】
既存のＴＤＭ−ＰＯＮは、一つの波長チャンネルを複数の加入者が共有する構造であるため、各加入者装置は、一つの波長チャンネルの時間帯域を加入者装置数に等分した時間帯のみ使用できる。そして、受動型光電力分配器を使用するので、光線路終端装置の出力電力が、加入者装置の数だけ分けられて、各加入者装置に伝達されることとなり、受動型光加入者網を設計する際に、電力の分配(Power Budget)に気を付ける必要がある。また、各加入者装置に他の加入者装置への信号が伝達されるので、上位階層(upper layer)で、セキュリティーの責任を負う必要があり、一つの光加入者端末装置は、それと接続する加入者装置の数に比例した速度で動作しなければならないので、複雑なＭＡＣ(media access control)プロトコルが必要であるという問題点がある。
【０００７】
これに対して、ＷＤＭ−ＰＯＮは、光線路終端装置と光加入者端末装置との間に導波路格子(ＡＷＧ：arrayed waveguide grating)のような受動型光波長分配器(passive wavelength router)を使用することにより、原理的に各加入者装置に一つの専用波長チャンネルを割り当てる方式であり、ＴＤＭ−ＰＯＮに比べて送信容量が拡大されてＴＤＭ−ＰＯＮの問題であるセキュリティーとＭＡＣに関する問題点を考慮する必要がなく、電力の分配(Power budget)も一層緩和できるという長所を有する。
【０００８】
しかしながら、このような基本的なＷＤＭ−ＰＯＮは、加入者装置の数が、分割波長の数に依存するので、加入者数が制限されるという短所がある。現在のサービス水準から見るときに、数百Ｇｂｐｓ以上の送信能力を有する波長チャンネルを、光加入者端末装置につき、一つずつ割り当てなければならないほどの帯域幅を要するマルチメディアサービスは存在しないため、一人の加入者に一つの波長チャンネルを割り当てることは、波長資源の浪費をもたらすこととなる。現在、波長分割多重技術が用いることができる波長の数は限界があり、さらに、光源(light source)についての費用的な側面によりＷＤＭ−ＰＯＮの実現の大きな問題点となっている。即ち、帯域幅の浪費についての問題、波長チャンネル数についての技術的な問題、及び、送受信器についての経済性の問題など問題点を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、光線路終端装置、複数の光加入者端末装置、そしてそれを一対多方向に接続する受動型光電力分配器を含む波長分割多重方式の受動型光加入者網において、限定された帯域幅(波長帯域幅及び時間帯域幅)を効率的に使用して帯域幅の浪費を防止し、加入者が要求するサービスを能動的に収容しながら、加入者を最大限に多く誘致できる動作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法は、光線路終端装置と、光線路終端装置と接続し、各々光線路終端装置と通信を実行する複数の光加入者端末装置と、を含む受動型光加入者網の動作方法であって、複数の光加入者端末装置に、各々下りデータチャンネルの割当情報と下りデータチャンネルに関するタイムスロットの割当情報とを有する第１の制御チャンネルを送信する過程と、第１の制御チャンネルの情報によって、各々少なくとも一つのタイムスロットを有する該当下りデータチャンネルを用いて下りデータを光加入者端末装置に各々送信する過程と、を含む。
【００１１】
また、本発明の他の側面の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法は、光線路終端装置と、光線路終端装置と接続し、各々光線路終端装置と通信を実行する複数の光加入者端末装置と、を含む受動型光加入者網の動作方法であって、複数の光加入者端末装置から各々上りデータのサービス水準情報を有する第２の制御チャンネルを受信する過程と、光加入者端末装置に各々上りデータチャンネルの割当情報と、上りデータチャンネルに関するタイムスロットの割当情報と、を有する第１の制御チャンネルを送信する過程と、を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法によれば、複数の波長チャンネルを運用することにより、単一波長の運用により発生するＴＤＭ−ＰＯＮの帯域幅の制限問題を解決できるという利点がある。したがって、本発明に係るＷＤＭ−ＰＯＮ構造は、ＴＤＭ−ＰＯＮから性能が向上した進化的発展構造として活用できるものである。
【００１３】
そして、本発明の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法によれば、複数の波長チャンネルを活用して光線路終端装置と光加入者端末装置から要求するデータトラフィックの需要を満足させることができるので、光加入者端末装置の数に比例する数の波長チャンネルが要求される既存のＷＤＭ−ＰＯＮの非経済性、波長及び帯域幅の浪費などのような問題点を解消できるという利点がある。
【００１４】
また、本発明の波長分割多重方式の受動型光加入者網の動作方法によれば、ＷＤＭ−ＰＯＮの動的帯域幅割当アルゴリズムを最適化する場合に、少数の波長チャンネルにより加入者網のトラフィック需要を満たすことができるので、必要な波長数の削減による経済的利点と一層多くの広帯域光加入者を誘致できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な一実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明確にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明の好ましい実施の形態の波長分割多重方式の受動型光加入者網(ＷＤＭ−ＰＯＮ)を示す図である。
【００１７】
図１に示したように、ＷＤＭ−ＰＯＮ１００は、光線路終端装置(ＯＬＴ)１１０と、光線路終端装置１１０と幹線光ファイバー(ＭＦ：main optical fiber)１２０を通じて接続した地域ノード(ＲＮ：remote node)１３０と、地域ノード１３０と第１〜第Ｎの分配光ファイバー(ＤＦ：distribution optical fiber)１４０−１〜１４０−Ｎを通じて接続した第１〜第Ｎの光加入者端末装置(ＯＮＵ)１５０−１〜１５０−Ｎとを含む。
【００１８】
第１〜第Ｎの光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎは、地域ノード１３０を通じて光線路終端装置１１０に、一対多方向に接続する。
【００１９】
光線路終端装置１１０は、相異なる波長を有する第１〜第Ｎの下りデータチャンネル(downstream data channel)λＤ１〜λＤＮと、第１の制御チャンネル(control channel)λＣ１とを用いて、下りデータ及び制御情報(control information)を下り送信し、地域ノード１３０は、光電力分配器(ＯＰＤ：optical power distributor)１３５を含み、光電力分配器１３５は、光線路終端装置１１０から受信した下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮ及び第１の制御チャンネルλＣ１を、各々Ｎ等分に電力分割(splitting)し、分割された下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮ及び分割された第１の制御チャンネルλＣ１を第１〜第Ｎの光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに均等に分配する。
【００２０】
第１〜第Ｎの光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎは、各々第１〜第Ｍの上りデータチャンネル(upstream data channel)λＵ１〜λＵＭと第２の制御チャンネルλＣ２とを用いて上りデータ及びキュー(queue)情報を上り送信し、光電力分配器１３５は、第１〜第Ｎの光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎから受信した上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭ及び第２の制御チャンネルλＣ２を結合して光線路終端装置１１０に送信する。
【００２１】
以下、ＷＤＭ−ＰＯＮ１００の下り送信及び上り送信について説明する。
【００２２】
ＷＤＭ−ＰＯＮ１００の下り送信は、下記の(a)〜(c)の過程を含む。
【００２３】
(a)光線路終端装置１１０は、接続した外部バックボーンネットワーク(図示せず)から光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎを目的地とする下りデータを受信した場合には、各下りデータのＱｏＳ（Quality of servise）水準と長さにより決まるサービス水準(service level)を導出する。光線路終端装置１１０は、所定の帯域幅割当アルゴリズム(bandwidth allocation algorithm)を用いて導出されたサービス水準によって、対応する光加入者端末装置に割り当てられる下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮの種類及び数(波長情報)と、各割り当てられる下りデータチャンネルに対して割り当てられるタイムスロット(time slot)の開始時間(start time)及び長さ(時間情報)とを決定する。
【００２４】
(b)光線路終端装置１１０は、第１の制御チャンネルλＣ１を用いて、各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに、上記(a)の過程から決定された波長情報(wavelength information)(即ち、下りデータチャンネル割当情報)と時間情報(time information)(即ち、タイムスロット割当情報)からなる制御情報とを下り送信する。各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎは、第１の制御チャンネルλＣ１で、予め自機に割り当てられたタイムスロットに載せられた第１の制御フレームを選択的に受信する。各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎは、受信した第１の制御フレームλＣ１の波長情報及び時間情報を認識した後、割り当てられた下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮの、割り当てられたタイムスロットに載せられた下りデータフレームを受信する準備をする。
【００２５】
図２は、第１の制御チャンネルλＣ１を示す図である。
【００２６】
第１の制御チャンネルλＣ１は、一つのサイクル(cycle)をなす第１〜第ＮのタイムスロットＴＳ１〜ＴＳＮを含み、例えば、第ＰのタイムスロットＴＳＰは、第Ｐの光加入者端末装置１５０−Ｐに割り当てられている。
【００２７】
第Ｐのタイムスロットに載せられた第１の制御フレーム２００は、第Ｐの光加入者端末装置１５０−Ｐに関する波長情報２３５と時間情報２２０と、第１及び第２のフラッグ(flag)２１０、２４０と、アドレス２１５と、ＦＣＳ(frame check sequence)２２５と、ＡＣＫ２３０と、を含む。
【００２８】
第１及び第２のフラッグ２１０、２４０は、同期を合わせる機能と第１の制御フレーム２００の開始又は終了を表示する機能とを実行し、アドレス２１５は、目的地アドレス(ＤＡ：destination address)又は発信地アドレス(ＳＡ：source address)を表示し、ＦＣＳ２２５は、第１及び第２のフラッグ２１０、２４０及びＡＣＫ２３０を除外したビット列のエラーを検査し、ＡＣＫ２３０は、送信エラーが発生した場合にはＮＡＫを表示し、送信エラーが発生しない場合にはＡＣＫを表示する。
【００２９】
波長情報２３５は、割り当てられた下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮの種類及び数を含み、時間情報２２０は、各割り当てられた下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮに対して割り当てられたタイムスロットの開始時間及び長さを含む。
【００３０】
(c)光線路終端装置１１０は、第１の制御チャンネルλＣ１の制御情報によって各々少なくとも一つのタイムスロットを有する対応する下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮを用いて、対応する下りデータを光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに各々送信する。
【００３１】
図３は、低トラフィック(traffic)におけるＷＤＭ−ＰＯＮ１００の下りデータ送信の一例を示す図である。
【００３２】
光線路終端装置１１０は、第１〜第ＮのＯＮＵキュー２５０−１〜２５０−Ｎを有し、第ＰのＯＮＵキュー２５０−Ｐは、第Ｐの光加入者端末装置１５０−Ｐに割り当てられている。
【００３３】
図３(a)に示された第１〜第４のＯＮＵキュー２５０−１〜２５０−４は、各々対応する下りデータフレーム（１）〜（４）を記憶している。
【００３４】
光線路終端装置１１０は、第１〜第Ｎのデータチャンネルキュー２６０−１〜２６０−Ｎを有し、第Ｐのデータチャンネルキュー２６０−Ｐは、第Ｐの下りデータチャンネルλＤＰに割り当てられている。
【００３５】
図３(b)に示された第１のデータチャンネルキュー２６０−１には、第１〜第４のＯＮＵキュー２５０−１〜２５０−４の第１〜第４の下りデータフレーム（１）〜（４）が、サービス水準に基づいて移されている。帯域幅割当アルゴリズムも、その受信順序によって第１〜第４の下りデータフレーム（１）〜（４）が、第１のデータチャンネルキュー２６０−１に移されるように適用できる。
【００３６】
図３(c)は、第１の下りデータチャンネルλＤ１を用いた下りデータ送信を示し、光線路終端装置１１０は、各下りデータフレーム（１）〜（４）に、アドレス(ＯＮＵ 番号など)及びフレーム長さなどを追加して送信する。光線路終端装置１１０が下りデータを送信する前に、第１の制御チャンネルλＣ１を用いて各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに制御情報を下り送信することは上述のとおりである。
【００３７】
図４は、高トラフィックにおけるＷＤＭ−ＰＯＮの下りデータ送信の他の例を示す図である。
【００３８】
図４(a)に示された第１〜第５のＯＮＵキュー２５０−１〜２５０−５は、各々対応する下りデータフレーム（１）〜（８）を記憶している。
【００３９】
図４(b)には、第１及び第２のデータチャンネルキュー２６０−１、２６０−２が示されており、第２〜第４のＯＮＵキュー２５０−２〜２５０−４の第１〜第６の下りデータフレーム（１）〜（６）が、サービス水準に基づいて第１のデータチャンネルキュー２６０−１に移されており、第７及び第８の下りデータフレーム（７）、（８）が、サービス水準に基づいて第２のデータチャンネルキュー２６０−２に移されている。帯域幅割当アルゴリズムは、その受信手順によって、下りデータフレームが先に、第１のデータチャンネルキュー２６０−１に移されるように適用し、第１のデータチャンネルキュー２６０−１の最大キュー容量(maximum queue capacity)が超過する場合には、残りの下りデータフレームが、第２のデータチャンネルキュー２６０−２に移されるように適用できる。
【００４０】
帯域幅割当アルゴリズムも、その受信手順によって、下りデータフレームが先に、第１のデータチャンネルキュー２６０−１に移されるように適用し、所定の長さを超過する下りデータフレームは、第２のデータチャンネルキュー２６０−２に移されるように適用することもできる。それによって、第２のデータチャンネルキュー２６０−２の使用効率(usage efficiency)が向上し、第１のデータチャンネルキュー２６０−１に、一層多いマージン(margin)を与えることができる。また、第１のデータチャンネルキュー２６０−１に保存された下りデータフレームの量が臨界値(threshold)未満である場合には、帯域幅割当アルゴリズムは、第１のデータチャンネルキュー２６０−１のみを使用するように適用し、この場合には、第２のデータチャンネルキュー２６０−２のマージンキュー容量(marginal queue capacity)を維持することができる。
【００４１】
図４(c)は、第１及び第２の下りデータチャンネルλＤ１・λＤ２を用いた下りデータ送信を示し、光線路終端装置１１０は、各下りデータフレームにアドレス(ＯＮＵ 番号など)及びフレーム長さなどを追加して送信する。
【００４２】
ＷＤＭ−ＰＯＮの上りデータ送信は、下記の(a)〜(e)過程を含む。
【００４３】
(a)光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎは、各々第２の制御チャンネルλＣ２を用いて、光線路終端装置１１０に自機のキュー情報を上り送信する。キュー情報は、上り送信するデータのサービス水準情報(ＱｏＳ水準と長さによって決まる)を含む。
【００４４】
図５は、第２の制御チャンネルλＣ２を示す図である。
【００４５】
第２の制御チャンネルλＣ２は、一つのサイクルをなす第１〜第ＮのタイムスロットＴＳ１〜ＴＳＮを含み、例えば、第ＰのタイムスロットＴＳＰは、第Ｐの光加入者端末装置１５０−Ｐに割り当てられている。第ＰのタイムスロットＴＳＰに載せられた第２の制御フレーム３００は、第Ｐの光加入者端末装置１５０−Ｐのキュー情報３２５を含む。また、第２の制御フレーム３００は、第１及び第２のフラッグ３１０、３３０と、アドレス３１５と、ＦＣＳ３２０とを含む。また、第２の制御フレーム３００は、ＡＣＫをさらに含むことができる。
【００４６】
(b)光線路終端装置１１０は、光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎからキュー情報を受信した場合には、上り伝送される各データのサービス水準(ＱｏＳ水準と長さによって決まる)に基づいて、対応する光加入者端末装置に提供される制御情報を決定する。光線路終端装置１１０は、所定の帯域幅割当アルゴリズムを用いて、サービス水準に基づいて、対応する光加入者端末装１５０−１〜１５０−Ｎ置に関する波長情報(割り当てられる上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭの種類及び数)と、時間情報(各割り当てられる上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭに対して割り当てられるタイムスロットの開始時間及び長さ)とを決定する。
【００４７】
(c)光線路終端装置１１０は、第１の制御チャンネルλＣ１を用いて、各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに、上記(b)過程で決定された波長情報と時間情報からなる制御情報を下り送信する。
【００４８】
(d)各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎは、入力された第１の制御チャンネルλＣ１から自機に割り当てられたタイムスロットに載せられた第１の制御フレームを選択的に受信する。各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎは、受信した第１の制御フレームの波長情報及び時間情報を認識する。
【００４９】
(e)各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎは、第１の制御チャンネルλＣ１の制御情報に基づいて、各々割り当てられたタイムスロットを有する割り当てられた上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭを用いて、対応する上りデータフレームを光線路終端装置１１０に送信する。
【００５０】
図６は、第１の上りデータチャンネルλＵ１と、第２の上りデータチャンネルλＵ２とを用いた、ＷＤＭ−ＰＯＮの上りデータ送信の一例を示す図である。  第１の上りデータチャンネルλＵ１は、第１〜第５タイムスロットＴＳ１〜ＴＳ５を含み、第１のタイムスロットＴＳ１には、第１の光加入者端末装置１５０−１の上りデータフレームが載せられ、第２のタイムスロットＴＳ２には、第２の光加入者端末装置１５０−２の上りデータフレームが載せられ、第３のタイムスロットＴＳ３には、第３の光加入者端末装置１５０−３の上りデータフレームが載せられ、第４のタイムスロットＴＳ４には、第１の光加入者端末装置１５０−１の上りデータフレームが載せられ、第５のタイムスロットＴＳ５には、第２の光加入者端末装置１５０−２の上りデータフレームが載せられていることが分かる。
【００５１】
第２の上りデータチャンネルλＵ２は、第１〜第４のタイムスロットＴＳ１〜ＴＳ４を含み、第１のタイムスロットＴＳ１には、第４の光加入者端末装置１５０−４の上りデータフレームが載せられ、第２のタイムスロットＴＳ２には、第５の光加入者端末装置１５０−５の上りデータフレームが載せられ、第３のタイムスロットＴＳ３には、第５の光加入者端末装置１５０−５の上りデータフレームが載せられ、第４のタイムスロットＴＳ４には、第４の光加入者端末装置１５０−４の上りデータフレームが載せられていることが分かる。
【００５２】
各上りデータフレーム３５０は、第１及び第２のフラッグ３６０、３８５と、アドレス３６５と、ＦＣＳ３７０と、データ３７５と、レポートメッセージ(report message)３８０と、を含む。レポートメッセージ３８０は、対応する光加入者端末装置から送信するデータのキュー情報(即ち、上りデータのＱｏＳ水準と長さ)とＡＣＫとを含むことができる。
【００５３】
このように、レポートメッセージを用いて、キュー情報を光線路終端装置１１０に伝送する場合には、第２の制御チャンネルλＣ２を使わないことも可能である。即ち、光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎは、各々対応する上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭに載せられた上りデータフレームのレポートメッセージを用いて、光線路終端装置１１０に自機のキュー情報を上り送信することができる。
【００５４】
図７は、図１に示された光線路終端装置１１０の構成を示す図である。
【００５５】
光線路終端装置１１０は、制御部４１０と、送信部４２０と、受信部４３０と、サービス水準判定部４４０と、第１及び第２の波長分割多重化器(ＷＤＭ)４５０、４６０と、を含む。
【００５６】
サービス水準判定部４４０は、接続する外部バックボーンネットワークから下りデータフレームの入力を受け、受信部４３０から第２の制御フレーム(Ｓ１１)の入力を受ける。サービス水準判定部４４０は、入力された下りデータフレームのデータが有するＱｏＳ水準と長さにより決まるサービス水準信号(Ｓ１２)を、制御部４１０に出力する。サービス水準判定部４４０は、サービス水準が決定された下りデータフレームを送信部４２０に出力する。
【００５７】
制御部４１０は、帯域幅を動的に割り当てるための帯域幅割当アルゴリズムを保有し、サービス水準信号(Ｓ１２)及びキュー情報(Ｓ１３)の入力を受ける。制御部４１０は、帯域幅割当アルゴリズムを用いて、サービス水準信号(Ｓ１２)が示すサービス水準に基づいて、対応する光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに割り当てられる下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮの種類及び数(波長情報)と、各割り当てられる下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮに対して割り当てられるタイムスロットの開始時間及び長さ(時間情報)を決定し、制御情報(波長情報と時間情報)を含む第１の制御フレーム(Ｓ１４)を送信部４２０に出力する。
【００５８】
また、制御部４１０は、帯域幅割当アルゴリズムを用いてキュー情報(Ｓ１３)が示すサービス水準に基づいて、対応する光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに割り当てられる上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭの種類及び数(波長情報)と、各割り当てられる上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭに対して割り当てられるタイムスロットの開始時間及び長さ(時間情報)を決定し、波長情報と時間情報とを含む第１の制御フレーム(Ｓ１４')を送信部４２０に出力する。制御部４１０は、第１の制御フレーム(Ｓ１４)の波長情報及び時間情報に基づいて、送信部４２０の第１〜第ＮのＯＮＵキューに保存された各下りデータフレームを対応するデータチャンネルキューに配置させ、該当時間スロットに下りデータフレームを送信するための第１の制御信号(Ｓ１５)を送信部４２０に出力する。
【００５９】
送信部４２０は、制御部４１０から第１の制御フレーム(Ｓ１４、Ｓ１４')の入力を受け、サービス水準判定部４４０から下りデータフレームの入力を受ける。送信部４２０は、第１の制御チャンネルλＣ１を用いて第１の制御フレーム(Ｓ１４、Ｓ１４')を下り送信する。また、送信部４２０は、制御部４１０からの第１の制御信号(Ｓ１５)に基づいて、対応する下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮを用いて、対応する下りデータフレームを下り送信する。送信部４２０は、レーザーダイオードアレイ(LD array：laser diode array)又は波長可変型レーザーダイオード(wavelength tunable laser diode)を含むことができる。
【００６０】
第１の波長分割多重化器４５０は、送信部４２０から入力した下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮ及び第１の制御チャンネルλＣ１を波長分割多重化して、幹線光ファイバーを通じて送信する。
【００６１】
第２の波長分割多重化器４６０は、幹線光ファイバーを通じて受信した上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭ及び第２の制御チャンネルλＣ２を逆多重化して出力する。
【００６２】
受信部４３０は、第２の波長分割多重化器４６０から入力した上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭ及び第２の制御チャンネルλＣ２を光電変換して、対応する上りデータフレーム及び第２の制御フレームのキュー情報(Ｓ１３)を出力する。キュー情報(Ｓ１３)は、制御部４１０に入力する。受信部４３０は、光学フィルターアレイ(optical filter Array)又は波長可変型光学フィルターを含むことができる。
【００６３】
図８は、第Ｐの光加入者端末装置１５０−Ｐの構成を示す図である。
【００６４】
第Ｐの光加入者端末装置１５０−Ｐは、制御部５１０と、送信部５２０と、受信部５３０と、サービス水準判定部５４０と、第１及び第２の波長分割多重化器５５０、５６０と、を含む。
【００６５】
サービス水準判定部５４０は、接続した加入者装置から上りデータフレームの入力を受ける。サービス水準判定部５４０は、入力した上りデータフレームのデータが有するＱｏＳ水準と長さによって決まるサービス水準を示すサービス水準信号(Ｓ２１)を出力する。サービス水準判定部５４０は、サービス水準が決定された上りデータフレームを送信部５２０に出力する。
【００６６】
制御部５１０は、サービス水準信号(Ｓ２１)と制御情報(Ｓ２２)の入力を受ける。制御部５１０は、サービス水準判定部５４０から入力したサービス水準信号(Ｓ２１)からキュー情報を生成し、キュー情報を含む第２の制御フレーム(Ｓ２３)を送信部に出力する。キュー情報は、上り送信するデータのサービス水準(ＱｏＳ水準と長さによって決まる)を含む。制御部５１０は、送信部５２０の制御チャンネルキューに保存された第２の制御フレーム(Ｓ２３)を、割り当てられたタイムスロットに送信し、送信部５２０の第１〜第Ｍの加入者キューに保存された各上りデータフレームを、対応するデータチャンネルキューに配置させ、対応する時間スロットに上りデータフレームを送信するための第２の制御信号(Ｓ２４)を、送信部５２０に出力する。また、制御部５１０は、制御情報(Ｓ２２)に基づいて、受信部５３０に入力する下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮ及び第１の制御チャンネルλＣ１から、対応する上りデータフレーム及び該当第１の制御フレームを選択的に受信するための第１の制御信号(Ｓ２５)を受信部５３０に出力する。
【００６７】
送信部５２０は、制御部５１０から第２の制御フレーム(Ｓ２３)の入力を受け、サービス水準判定部５４０から上りデータフレームの入力を受ける。送信部５２０は、第２の制御信号(Ｓ２４)に基づいて、第２の制御チャンネルλＣ２を用いて第２の制御フレーム(Ｓ２３)を上り送信する。また、送信部５２０は、制御部５１０からの第２の制御信号(Ｓ２４)に基づいて、対応する上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭを用いて、対応する上りデータフレームを上り送信する。送信部５２０は、レーザーダイオードアレイ又は波長可変型レーザーダイオードを含むことができる。送信部５２０が光線路終端装置１１０から注入光の提供を受ける場合には、注入光を変調するための反射型光増幅機(ＲＳＯＡ：reflective semiconductor optical amplifier)又はファブリーぺローレーザーダイオード(Fabry-Perot laser diode)を含むことができ、このようにＷＤＭ−ＰＯＮ１００が、ループバック(loop-back)方式の送受信構造を有する場合には、送信部５２０は、光源を備える必要がない。
【００６８】
第２の波長分割多重化器(ＷＤＭ)５６０は、送信部５２０から入力した上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭ及び第２の制御チャンネルλＣ２を波長分割多重化して、幹線光ファイバーを通じて送信する。
【００６９】
第１の波長分割多重化器５５０は、幹線光ファイバーを通じて受信した下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮ及び第１の制御チャンネルλＣ１を逆多重化して出力する。
【００７０】
受信部５３０は、第１の波長分割多重化器５５０から入力した下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮ及び第１の制御チャンネルλＣ１で、第１の制御信号に基づいて
、対応するタイムスロットのフレームを選択的に光電変換して出力する。受信した第１の制御フレームの制御情報(Ｓ２２)は、制御部５１０に入力される。受信部５３０は、光学フィルターアレイ(optical filter Array)又は波長可変型光学フィルターを含むことができる。
【００７１】
上述した内容を簡単に説明すれば、光線路終端装置１１０から下りデータ送信に使用される下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮの選択は、光線路終端装置１１０で、特定の光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに送信するデータのＱｏＳ水準及び長さに基づいて、第１〜第Ｎの下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮの中で、使用可能な下りデータチャンネルを選択することにより決定され、使用できる下りデータチャンネルの数は、送信されるデータの長さに基づいて、一つ以上の下りデータチャンネルを、下り送信に割り当てて使用することができる。また、一つの下りデータチャンネルを構成するタイムスロットの数及び長さは、送信するデータの量によって調節できる。下りデータ送信の間に、サービス水準が変わる場合には、下りデータチャンネルとタイムスロットを変更する必要が発生することもあり、この場合には、光線路終端装置１１０から各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに送る制御情報に基づいて、下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮとタイムスロットの長さを変化させることにより、要求される加入者のサービス水準に合わせて適切に対処できる。
【００７２】
上りデータ送信では、光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎが、光線路終端装置１１０に送信するデータの間に衝突が生じる可能性があり、また、上りデータの長さによって、必要なタイムスロットのサイズが変わる可能性がある。したがって、各々の光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎは、光線路終端装置１１０に送信するデータのＱｏＳ水準と長さに関するキュー情報を送信し、光線路終端装置１１０では、帯域幅割当アルゴリズムを用いて、各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに、上りデータ送信に必要な上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭの種類と数、そしてタイムスロットを割り当てることにより上りデータ送信が適切に行われるようにする。
【００７３】
ＷＤＭ−ＰＯＮ１００は、必要に応じて初期登録手続き、帯域幅追加割当手続き及び帯域幅変更手続きを実行することができる。
【００７４】
図９は、ＷＤＭ−ＰＯＮ１００の初期登録手続きを示すフローチャートである。
【００７５】
初期登録手続きは、ＷＤＭ−ＰＯＮ１００内の全ての光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎを、光線路終端装置１１０に登録させるための手続きである。初期登録手続きは、登録メッセージ送信段階(ステップ６１０。図中では、ステップをＳと略す。以下同様。)と、受信確認段階(ステップ６２０)と、登録完了段階(ステップ６３０)と、帯域幅初期割当段階(ステップ６４０)と、を含む。
【００７６】
登録メッセージ送信段階(ステップ６１０)は、光線路終端装置１１０が、第１の制御チャンネルλＣ１を用いてＷＤＭ−ＰＯＮ１００内の全ての光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに、登録メッセージを周期的に送信する段階である。
【００７７】
受信確認段階(ステップ６２０)は、各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎから登録要請メッセージが受信されたか否かをモニターリングする段階である。登録要請メッセージを受信しなかった場合には、登録メッセージ送信段階を反復的に実行する。
【００７８】
登録完了段階(ステップ６３０)は、全ての光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎから登録要請メッセージを受信して、全ての光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎを、光線路終端装置１１０に登録する段階である。
【００７９】
帯域幅初期割当段階(ステップ６４０)は、各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに第１の制御チャンネルλＣ１のタイムスロットと、第２の制御チャンネルλＣ２のタイムスロットと、上りデータ送信のための上りデータチャンネルλＵ１〜λＵＭ及びタイムスロットと、下りデータ受信のための下りデータチャンネルλＤ１〜λＤＮ及びタイムスロットと、を割り当てる段階である。
【００８０】
図１０は、ＷＤＭ−ＰＯＮ１００の帯域幅追加割当手続きを示すフローチャートである。
【００８１】
帯域幅追加割当手続きは、光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎの帯域幅変更要求(これはキュー情報の変更により示す)によって実行される手続きとして、サービス水準変更確認段階(ステップ７１０)と、制御情報変更段階(ステップ７２０)と、制御情報送信段階(ステップ７３０)と、データ受信段階(ステップ７４０)とを含む。
【００８２】
サービス水準変更確認段階(ステップ７１０)は、光線路終端装置１１０が、第２の制御チャンネルλＣ２を受信した後に、サービス水準判断部４４０からのサービス水準信号の変化に応じて、制御情報を変更する必要があることを認識(帯域幅割当アルゴリズムが担当)する段階である。ある一つの光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎが送信しなければならない上りデータのサービス水準(ＱｏＳと長さによって決まる)の変更が必要な場合には、これを反映したキュー情報を、第２の制御チャンネルλＣ２を通じて、光線路終端装置１１０に送信し、光線路終端装置１１０の帯域幅割当アルゴリズムが、キュー情報に応じて制御情報を変更する必要があることを認識する段階である。
【００８３】
制御情報変更段階(ステップ７２０)は、光線路終端装置１１０の帯域幅アルゴリズムが、サービス水準判断部４４０から入力を受けたサービス水準信号に基づいて、波長情報及び時間情報を変更する段階である。
【００８４】
制御情報送信段階(ステップ７３０)は、光線路終端装置１１０が変更された制御情報を、第１の制御チャンネルλＣ１を用いて、各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに送信する段階である。
【００８５】
データ受信段階(ステップ７４０)は、制御情報に基づいて、光加入者端末装置が送信したデータを、光線路終端装置１１０が受信する段階である。
【００８６】
図１１は、ＷＤＭ−ＰＯＮの帯域幅変更手続きを示すフローチャートである。
【００８７】
帯域幅変更手続きは、光線路終端装置１１０が、外部バックボーンネットワークから光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに送信しなければならないデータを受信して、それにより帯域幅を変更する必要がある場合に実行される手続きとして、サービス水準変更確認段階(ステップ８１０)と、制御情報変更段階(ステップ８２０)と、制御情報送信段階(ステップ８３０)と、データ送信段階(ステップ８４０)と、を含む。
【００８８】
サービス水準変更確認段階(ステップ８１０)は、光線路終端装置１１０が、外部バックボーンネットワークから下りデータを受信した後に、サービス水準判断部４４０からのサービス水準信号の変化に応じて、制御情報を変更する必要があるか否かを認識(帯域幅割当アルゴリズムが担当)する段階である。
【００８９】
制御情報変更段階(ステップ８２０)は、光線路終端装置１１０の帯域幅アルゴリズムが、サービス水準判断部４４０から入力を受けたサービス水準信号に基づいて、波長情報及び時間情報を変更する段階である。
【００９０】
制御情報送信段階(ステップ８３０)は、光線路終端装置１１０が変更された制御情報を、第１の制御チャンネルλＣ１を用いて、各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに送信する段階である。
【００９１】
データ送信段階(ステップ８４０)は、制御情報に応じて、下りデータを各光加入者端末装置１５０−１〜１５０−Ｎに送信する段階である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の好ましい実施の形態の波長分割多重方式の受動型光加入者網(ＷＤＭ−ＰＯＮ)を示す図である。
【図２】第１の制御チャンネルを示す図である。
【図３】本発明の好ましい実施の形態のＷＤＭ−ＰＯＮの下りデータ送信の一例を示す図である。
【図４】本発明の好ましい実施の形態のＷＤＭ−ＰＯＮの下りデータ送信の他の例を示す図である。
【図５】第２の制御チャンネルを示す図である。
【図６】本発明の好ましい実施の形態のＷＤＭ−ＰＯＮの上りデータ送信の一例を示す図である。
【図７】本発明の好ましい実施の形態の光線路終端装置１１０の構成を示す図である。
【図８】第Ｐの光加入者端末装置の構成を例示する図である。
【図９】本発明の好ましい実施の形態のＷＤＭ−ＰＯＮの初期登録手続きを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の好ましい実施の形態のＷＤＭ−ＰＯＮの帯域幅追加割当手続きを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の好ましい実施の形態のＷＤＭ−ＰＯＮの帯域幅変更手続きを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１００  ＷＤＭ−ＰＯＮ
１１０  光線路終端装置
１２０  幹線光ファイバ
１３０  ノード
１３５  光電力分配器
１４０  分配光ファイバ
１５０  光加入者端末装置
【図１】
2006157847.tif 000003
【図２】
2006157847.tif 000004
【図３】
2006157847.tif 000005
【図４】
2006157847.tif 000006
【図５】
2006157847.tif 000007
【図６】
2006157847.tif 000008
【図７】
2006157847.tif 000009
【図８】
2006157847.tif 000010
【図９】
2006157847.tif 000011
【図１０】
2006157847.tif 000012
【図１１】
2006157847.tif 000013