(57)【要約】【課題】  従来の光受信器を用いて、ＯＬＴとＯＮＵとの通信距離が特定の範囲以上に分散するＰＯＮを構成する場合に、ＯＬＴと遠隔ＯＮＵとで通信するために必要な光強度を持つ信号を近傍ＯＮＵが受信した際に、光強度が大きすぎてＯＮＵ受信器の故障につながる。【解決手段】  上記課題のＯＮＵ故障を回避するために、下り信号送信に先立ち、全てのＯＮＵに対し下り信号送信計画(下り光強度マップ)を通知しておく構成とする。各ＯＮＵは下り光強度マップ（下り信号の光強度送信スケジュール）を事前に受信することで、近傍ＯＮＵは、遠隔ＯＮＵ向けの光信号を遮断もしくは減衰し、遠隔ＯＮＵは、近傍ＯＮＵ向けの信号を受信できない場合でも、正常動作と判断でき、誤ったエラー信号を発行することを防ぐことができる。【選択図】図１４
2011217215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加入者装置と、前記加入者装置とスプリッタを介して光ファイバで接続される加入者収容装置とを含む通信システムであって、
前記加入者収容装置は、
前記光ファイバを介して光信号を送信する送信器と、
前記送信器から出力される光信号の強度を変化させる第１の強度制御部と、
前記複数の加入者装置との通信距離をそれぞれ測定するとともに、それぞれの前記加入者装置が受信できる光信号の強度を測定する制御部と、
前記制御部の測定結果に基づいて、第１の強度の光信号を受信できる前記加入者装置の第１の群に向けて光信号を送信するときは、前記第１の強度制御部に前記第１の強度の光信号を出力するよう指示し、第２の強度の光信号を受信できる前記加入者装置の第２の群に向けて光信号を送信するときは、前記第１の強度制御部に前記第２の強度の光信号を出力するよう指示するフレーム処理部と、を有し、
前記加入者装置は、
前記光ファイバを介して光信号を受信する受信器と、
前記受信器に入力される光信号の強度を変化させる第２の強度制御部と、
前記第２の強度制御部を制御する制御部と、を有し、
前記加入者収容装置の前記フレーム処理部は、前記第１の群に属する加入者装置に前記第１の強度の光信号を受信するタイミングを、前記第２の群に属する加入者装置に前記第２の強度の光信号を受信するタイミングを、それぞれ通知し、
前記加入者装置の前記制御部は、前記加入者収容装置から通知されたタイミングに従って、前記第２の強度制御部が前記受信器に出力する光信号の強度を調整することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記第１の強度は前記第２の強度よりも弱く、
前記第１の群に属する前記加入者装置の前記制御部は、前記加入者収容装置から通知された前記第１の強度の光信号を受信するタイミングに、前記第２の強度制御部に光信号を通過させて前記受信器で受信できるようにし、当該タイミング以外では前記第２の強度制御部に光信号を遮断もしくは減衰させることを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記通信システムはＧＰＯＮシステムであり、前記加入者装置はＯＮＵ、前記加入者収容装置はＯＬＴであり、
前記加入者収容装置のフレーム処理部は、第１の基本フレームに前記第１の群に属するいずれか１つの加入者装置宛のデータを載せ、第２の基本フレームに前記第２の群に属するいずれか１つの加入者装置宛のデータを載せ、前記第１の基本フレームと前記第２の基本フレームを連結した連結フレームを周期的に前記加入者装置に送信し、
前記加入者装置の制御部は、前記連結フレームの送信周期と、前記連結フレーム内における、自装置が受信すべき基本フレームの位置情報に応じて、前記第２の強度制御部を制御することを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の通信システムにおいて、
前記加入者収容装置から前記加入者装置に通知する前記第１の強度の光信号を受信するタイミングは、前記連結フレーム内における、前記第１の基本フレームの位置情報であり、
前記加入者収容装置から前記加入者装置に通知する前記第２の強度の光信号を受信するタイミングは、前記連結フレーム内における、前記第２の基本フレームの位置情報であることを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項４に記載の通信システムにおいて、
前記加入者収容装置の前記フレーム処理部は、
前記第１の基本フレームの位置情報を、前記第１の基本フレームのＰＬＯＡＭフィールドに格納し、
前記第２の基本フレームの位置情報を、前記第２の基本フレームのＰＬＯＡＭフィールドに格納することを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の加入者装置が光伝送回線を共有する光通信システムの構成と運用方法、ならびに、該システムにおける伝送距離の延長や収容加入者数の増加等のシステム拡張に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドを利用する通信の需要が高まり、ユーザ向けアクセス回線はＤＳＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）などの電話回線をベースとするアクセス技術に代わり、光ファイバを用いた大容量アクセス回線への移行が進められている。現在、アクセス回線サービスには、回線敷設コスト及び保守管理コストの点からＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム（以下、単にＰＯＮ、あるいは、光受動網システム、もしくは、受動光網システムとも称することがある）が多く利用されている。たとえば、国際電気通信連合ＩＴＵ-Ｔ （Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ）での標準化が代表例として挙げられる（非特許文献１〜３）。２００６年頃からＧＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ  ＰＯＮ）の、アクセス網への導入が各国で始まっている。
【０００３】
ＰＯＮは、局舎側装置（以下、ＯＬＴ；Ｏｐｔｉａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌと称する）から、加入者装置（以下、ＯＮＵ；Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔと称する）との間で光信号を光ファイバと光スプリッタを用いて分岐及び多重することによって送受信するシステムである。光ファイバを通過する光信号の減衰量などの制限や、光スプリッタにおける光分岐数によって、ＯＬＴとＯＮＵとの通信距離にはある一定の限界距離があった。具体例を挙げるとＧＰＯＮの場合には通信区間が最大２０ｋｍ、分岐数（ＯＬＴと接続できるＯＮＵ数）が最大で６４に設定されているものが用いられる。
【０００４】
一般家庭の加入者（通信網ユーザ）がインターネットへアクセスし情報収集や社会生活のための通信を行う機会が増えるにつれ、通信網の整備、とりわけ、加入者を通信網へ接続するアクセス網提供サービスの充実が求められてきている。すなわち、通信網を提供するキャリアは、アクセス回線のユーザ数増加に伴い局毎の収容ユーザ数を増やすための増資を迫られている。ユーザ数を増やすため方法としては、アクセス網に用いるＰＯＮそのものを追加導入すること、即ちＯＬＴを追加すること、または、ＰＯＮシステム毎の収容ユーザ数、即ち収容ＯＮＵ数を拡張する方法が考えられる。しかし、ＰＯＮは、帯域制御等複雑なシステムの制御や収容するＯＮＵの管理を全てＯＬＴが実施する構成が一般的であり、ＯＬＴの方がＯＮＵよりも遥かに高価である。また光ファイバを新たに敷設するためのコストは、キャリアにとって大きな支出を生む結果となる。以上から、ＯＬＴあたりの収容ＯＮＵ数を拡大することが望ましい解決方法となる。
【０００５】
一方、アクセス網提供サービスの充実のため、従来よりも高ビットレートでの伝送を行う手段として、ＩＴＵ−Ｔ及びＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）において、それぞれ１０ＧＰＯＮ（１０Ｇｉｇａｂｉｔ  ＰＯＮ）並びに１０ＧＥＰＯＮ（１０Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＰＯＮ）と称される次世代ＰＯＮが検討されている。このような高ビットレート伝送においては、従来のビットレートでの伝送と比較して、光ファイバを通過する際の光信号の減衰や分散の影響が大きくなる。従って、既存ＰＯＮと同等の通信距離を持つシステムを構築するには、広ダイナミックレンジの受光デバイス、高性能光ファイバ、分散補償機能が必要となる。高ビットレート化により収容ユーザ数を拡大できる可能性があるが、開発コストが増加することが課題となっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｇ．９８４．１
【非特許文献２】ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｇ．９８４．２
【非特許文献３】ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｇ．９８４．３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＰＯＮ区間を延長する方法の一つとして、ＯＬＴの下り信号送信用光レーザに光増幅器を適用して光パワーを増大する手段、若しくはＰＯＮ区間にＲｅａｃｈ  Ｅｘｔｅｎｄｅｒ（ＲＥ）と呼ばれる光増幅器（光信号中継装置）を備えることで通信距離を延長する手段がある。
【０００８】
光増幅器を導入することで、従来のＰＯＮよりも通信距離が延長される。そのため遠隔地に存在していた加入者のＯＮＵも同じＯＬＴに収容することが出来、ＯＬＴの収容数増加が容易になる。すなわちＯＬＴでのＯＮＵ収容効率が向上する。局舎に設置されるＯＬＴに接続されるＯＮＵの分布が現在よりも広範囲に渡ることになる。
【０００９】
しかしその一方でこのＯＮＵ分布の拡大により、ＯＬＴからＯＮＵへ送出されるべき下り信号の強度が、ＯＬＴに対する最近接ＯＮＵと最遠隔ＯＮＵとで大きく異なり、受光デバイスの受光感度の許容範囲を超過することが問題となる。これは、光信号が個々のＯＮＵへ到達するまでの間に通過する光ファイバ距離の違いが従来よりも大きくなるために生じる課題である。更に、複数のスプリッタを含む構成のＰＯＮの場合、個々のＯＮＵまでに通過するスプリッタ数によってもＯＮＵが受信する下り信号の光強度が異なる。一般的に、ＰＯＮ導入コストの点から、全てのＯＮＵは同一の性能を備えることが求められている。この条件を前提とすると、ＯＬＴとＯＮＵとの距離差が拡大することにより、ＯＮＵ側の受信器には従来のＰＯＮよりも大きなダイナミックレンジが必要となる。しかしながら、光受信デバイスの性能を短期間で大幅に向上することは困難である。従って、ＯＬＴに近いＯＮＵが受信できる信号を遠隔地のＯＮＵでは識別できず、逆に遠隔地のＯＮＵに対し送信される光信号を近接地のＯＮＵが受信した場合に、近接地ＯＮＵの受信デバイスが故障する可能性がある。
【００１０】
さらに加えれば、本技術の背景にあるように次世代ＰＯＮとして１０Ｇｂｐｓをターゲットとする高ビットレート伝送技術の追加導入が近い将来に求められる。この新規ＰＯＮにおいては、既存のＧｉｇａビットレートクラスのＰＯＮとの共存が要求されており、ＯＬＴとＯＮＵとの距離が既存ＰＯＮと同一であってもＰＯＮ区間通信ビットレートの異なるシステム構成となるケースが生じ得る。このとき、同一距離にあっても、ビットレートの違いによる光伝送特性の違いによって、ＯＮＵ側が受信する光強度に無視できない差異が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、ＰＯＮに光増幅器を導入してＯＬＴとＯＮＵとの間の通信距離延長や収容ＯＮＵ数の増加を行う場合であっても、一つ一つの性能が等しいＯＮＵにおいて、受光強度超過等による光受信器の故障や、光信号劣化による受信ミスが発生することを抑え、ＯＬＴからの下り信号を全ＯＮＵが受け取れる方法を提供することである。また望ましくは、従来のＰＯＮに具備される機能を大きく変更することなく上記課題の発生を抑えることが出来るＰＯＮ及びＰＯＮの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の光通信システムは、例えばＯＬＴ等の加入者収容装置からＯＮＵ等の加入者装置への下り信号送信に先立ち、加入者収容装置が保持する個々の加入者装置までのレンジング結果を基に、加入者収容装置から加入者装置に対して下り信号の光強度情報を含む信号送信計画を通知しておく構成とした。加入者装置は該事前予告情報に基づき、自らが下り信号を受信すべきタイミングを判断し、その他のタイムスロットで送信される光信号に関しては自装置の光受信器をブロックする。
【発明の効果】
【００１３】
光通信システムに光増幅器を導入して加入者収容装置と加入者装置との間の通信距離延長や、加入者装置の収容数の増加を行い、光通信区間長及び伝送ビットレートが加入者装置毎に異なる場合であっても、加入者装置に対して加入者収容装置からの信号を受信するタイミングを事前に通知することで、加入者装置の接続場所に依らず、（ビットレート毎に）同一性能の加入者装置を利用して通信できる。これにより加入者装置提供に関わる開発コスト及び加入者装置の配布、メンテナンスに関わる運用コストを低減できる。また、既存のＰＯＮと比較すると、加入者収容装置での下り信号送信時のフォーマットに若干の変更を加えるだけで済むため、収容ユーザ数拡大に伴うシステム開発並びに導入等、光アクセス網増強プロジェクト全体のコストアップを低く抑える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例を説明するためのＰＯＮ拡張方式を示す網構成図である。
【図２】本発明の一実施例における下り信号時分割多重伝送の様子を示す信号構成図である。
【図３】ＯＬＴの構成例を示すブロック構成図である。
【図４】ＯＬＴの下りフレーム処理部及びＰＯＮ制御部の一構成例を示す機能構成図である。
【図５】ＯＮＵの構成例を示すブロック構成図である。
【図６】ＯＮＵにおける信号の流れを説明するための機能ブロック構成図である。
【図７】ＯＬＴとＯＮＵ群２０Ａの間で行われるレンジング動作の一例を示したシーケンス図である。
【図８】ＯＬＴとＯＮＵ群２０Ｂの間で行われるレンジング動作の一例を示したシーケンス図である。
【図９】ＯＬＴとＯＮＵ群２０Ｃの間で行われるレンジング動作の一例を示したシーケンス図である。
【図１０】ＯＬＴ１０のレンジング動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】光強度対応テーブル１０６４の一構成例である。
【図１２】下り信号送信計画５１５０の送信方法の一例を示す信号構成図である。
【図１３】スーパーフレームが周期的に送信される様子を説明する図である。
【図１４】スーパーフレームの一構成例を説明する図である。
【図１５】ＯＮＵが保持する下り光強度マップ情報２０７１の一例である。
【図１６】下りフレーム処理時の、ＯＬＴ１０における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１７】ＯＬＴ１０における、スーパーフレームの生成・送信処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１８】ＯＮＵがスーパーフレームを受信する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１９】通常運用中のＰＯＮシステム１へ新規ＯＮＵを登録する際の手順の一例を示すシーケンス図である。
【図２０】スーパーフレーム先頭にヘッダ情報を集約する方法による、下りフレーム構成例を示す信号構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明によるＰＯＮの構成と動作を、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．３（非特許文献３）で規定されたＧＰＯＮの構成及びその動作を例として説明する。
【００１６】
ＧＰＯＮを代表例とする従来のＰＯＮでは、ＰＯＮシステム毎に含まれる加入者装置ＯＮＵの通信距離分散範囲、即ちＯＬＴ１０まで最も近い位置にあるＯＮＵと、最も遠い位置に設置されるＯＮＵとの距離差は２０ｋｍ以内とされてきた。そのため、ＯＮＵ間の距離分散を考慮せずにＯＬＴ１０との光通信が可能な範囲において、光モジュールの発信光強度範囲と受光感度範囲が規定されていた。通常のＰＯＮでは、光ファイバを一旦敷設した後は、相当の事故等が発生しない限り、該光ファイバを頻繁に張り替えることはない。また、ＯＮＵ設置箇所についても、一旦設置した後は、引越しや都市再開発等の事情が発生しない限り、ＰＯＮの設定状況が変更されることはない。従って、通信品質に変更が生じる機会が極めて稀な安定したシステムであるため、既存の装置や光デバイスに変更を加えずにシステムを拡張することが望ましい。
【００１７】
図１は、本発明の形態を説明するためのＰＯＮ拡張方式を示すＰＯＮ１の網構成図である。既存の装置並びに光デバイスを可能な限り再利用するため、本実施の形態では、その第１の特徴として、ＰＯＮ１を構成するＯＮＵを、ＯＬＴ１０からの距離差が２０ｋｍ以内に収まるようにグループ化して接続する形態とした。具体的には、スプリッタ３０の配下に、ＯＮＵ２０をグループ毎に束ねる２段目のスプリッタ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃを設け、各第２のスプリッタ３１Ａ〜３１Ｃに対してＯＮＵを接続する。そのため本図では第１のスプリッタ３０に加え、第２のスプリッタ３１を設置し、個々のＯＮＵとスプリッタ３１とを接続する光ファイバを７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃとする。また、第２のスプリッタ配下のＯＮＵを、通信距離により分類し、それぞれＯＮＵ群２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃとした構成を示す。各ＯＮＵ２０とスプリッタ３１とは、第２支線ファイバ７１Ａ〜７１Ｃが接続する。各ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃの中には、複数のＯＮＵが含まれる。図１には、各グループの代表ＯＮＵとして、ＯＮＵ２０Ａ−Ｒ，２０Ｂ−Ｒ、２０Ｃ−Ｒが図示されている。ここで、個々のＯＮＵ群内のＯＮＵ間距離差５００００Ａ、５００００Ｂ、５００００Ｃはそれぞれ２０ｋｍ以内を想定している。
【００１８】
ＰＯＮ１は、各ＯＮＵ２０をそれぞれ加入者網（あるいは、ＰＣや電話等の端末；本図では代表例としてＯＮＵ２０Ｃ−Ｒと接続される加入者網５０Ｃ−Ｒのみ図示）５０と接続し、更にＯＬＴ１０を上位の通信網であるアクセス網９０と接続したシステムである。ここでＯＬＴ１０内部の光アンプ１１０００の代わりにＰＯＮ区間へ光増幅器を導入する場合でも、例えば各支線網の光ファイバ（図１では光ファイバ７５Ｂ，７５Ｃ）毎に光増幅器を導入し、通信事業者がその光増幅器を信号送信先のＯＮＵ（図１ではＯＮＵ群２０Ｂ,２０Ｃ）に対し適切な光強度の信号を到達するように調整すれば、ＯＮＵ２０はＯＬＴ１０からどれほど距離が離れていても信号受信に問題は生じない。しかし、光増幅器の設置や保守に関するコストが増大する問題が生じる。よって、実運用上での光増幅器の導入は、基幹網の光ファイバ（図１では光ファイバ７０）のみとして、必要最低限に抑えるべきである。光増幅器の配備位置は本発明の本質には影響しないが、以降の実施例では、光増幅器の保守コストを最小限にする図１の形態に基づき説明する。
【００１９】
ＯＬＴ１０は、アクセス網９０を介して更に上位の通信網と情報の送受信を行い、該情報をさらにＯＮＵ２０へ転送することにより、情報信号を送受信する装置である。尚、アクセス網９０は、ＩＰルータやイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、登録商標で以下同様）スイッチなどで構成されるパケット通信網を用いることが多いが、これ以外の通信網であっても構わない。ＯＮＵ２０は、ユーザの家庭や企業のサイトに設置され、ＬＡＮもしくは相当のネットワークである加入者網５０に接続される形態が一般的である。各加入者網５０には、ＩＰ電話や既存の電話サービスを提供する電話端末やＰＣ／携帯端末等の情報端末が接続される。ＰＯＮ区間８０Ａ〜８０Ｃでは、ＯＬＴ１０と各ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃに含まれる個々のＯＮＵとの間で光信号によって通信が行われている。尚、ＰＯＮでは使用される光信号の波長を、上りλｕｐと下りλｄｏｗｎとをそれぞれ異なる波長にして、光ファイバ７０、７５Ａ〜７５Ｃと７１Ａ〜７１Ｃやスプリッタ３０、３１Ａ〜３１Ｃにおいて信号が干渉しないようにしてある。
【００２０】
ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０へ向け発信される下り信号は、光アンプ等で構成される強度制御部１１０００で増幅又は強度調整され、スプリッタ３０及びスプリッタ３１Ａ〜３１Ｃで分岐されて、ＰＯＮ１を構成するＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃに到達する。下り信号についてＧＰＯＮを例にとると、ＯＬＴ１０からの下り信号は、ＰＯＮ区間８０Ａ〜８０Ｃの通信に用いるフレーム（以下、下り基本フレームと称する）を用いて送出される。この下り基本フレームには、ＧＥＭ（ＧＰＯＮ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ）フレームと呼ばれるフレームが収容される。ＧＥＭフレームはヘッダとペイロードから構成され、各ヘッダには、個々のＧＥＭフレームの宛先となるＯＮＵ２０を識別するための識別子（以下、Ｐｏｒｔ−ＩＤとも称する）が挿入されている。各ＯＮＵは、ＧＥＭフレームのヘッダを抽出し、当該フレームの宛先Ｐｏｒｔ−ＩＤが自分自身を指すものであった場合に当該フレームの処理を行い、他のＯＮＵ２０宛てのフレームであった場合は当該フレームを廃棄する。
【００２１】
各ＯＮＵ２０からＯＬＴ１０へ向かう上り通信には、全てのＯＮＵ２０から同じ波長λｕｐの光信号を用いて電子信号を送出する。上り信号は、下り信号と同様にＯＮＵ２０毎のヘッダとペイロードから構成される可変長のフレームを用い、各上りフレームにはＧＥＭフレームを含む。ＯＮＵ２０は、ＯＬＴ１０において各ＯＮＵ２０からのＧＥＭフレームが識別できるよう、集線光ファイバ７０上で個々の上り信号が衝突／干渉しないように、送信タイミングをずらして上り信号を送出する。これらの信号は、集線光ファイバ７１Ａ〜７１Ｃ、７５Ａ〜７５Ｃ、７０上でそれぞれ時間分割多重されＯＬＴ１０に到達する。具体的には、（１）レンジング過程でＯＬＴ１０から各ＯＮＵ２０Ａ−１〜２０Ｃ−ｎＣまでの距離を測定した上で信号の遅延量を調整し、（２）ＯＬＴ１０の指示で、各ＯＮＵ２０Ａ−１〜２０Ｃ−ｎＣに送信待ちのデータ量を申告させ、（３）ＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ；ＯＮＵ２０に対し、上り信号用の通信帯域（タイムスロット）を動的に割当てる機能。動的帯域割当とも称する）機能により、該申告に基づいて各ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎの上り信号送信タイミングと送出可能な上り通信データ量を指示し、（４）各ＯＮＵ２０がＯＬＴ１０から指示されたタイミングで上り通信データを送信する。するとこれらの信号が集線光ファイバ７１、７５、７０上で時間分割多重されＯＬＴ１０に到達する。信号を受信するＯＬＴ１０は各ＯＮＵ２０に指示したタイミングを知っているので、多重化された信号から各ＯＮＵ２０の信号を識別して受信フレームの処理を実施する。
【００２２】
上記の上り通信を行うためのシステム動作例を説明する。先ずＰＯＮ１を立上げる際にＯＬＴ１０が、個々のＯＮＵ立ち上げ時のレンジング過程において、ＯＮＵ２０までの往復遅延時間（ＲＴＤ：Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｄｅｌａｙ）を個々に測定し、該測定結果に基づき等価遅延（ＥｑＤ：Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｌａｙ）の値を決定する。ＥｑＤは、ＯＬＴ１０のレンジング管理ＤＢ５００に記憶される。このレンジングは、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３で規定されたレンジング方法を用いれば良い。尚、ＥｑＤは、既存のＰＯＮのＥｑＤと同様に、ＯＬＴ１０に対する個々のＯＮＵ２０からの応答時間がシステム内で同一となるよう設定する。
【００２３】
ＯＬＴ１０のレンジング管理ＤＢ５００には、ＥｑＤ情報とＰＯＮ区間８０のＲＴＤを保持しておく。これはＯＬＴ１０が各ＯＮＵ２０に対して帯域割当てを行った後、該当するＯＮＵ２０からの上り信号を受信する際に、該ＯＮＵ２０からの上り信号を正しく受信できるようにするためである。
【００２４】
図２は、ＰＯＮ１における下り信号時分割多重伝送の様子を示す信号構成図である。同図は、ＯＬＴ１０側からＯＮＵ２０側へ下り信号が送信・多重化される様子を示し、点線の周期がフレーム周期（１２５マイクロ秒）を示している。更に、補助線３５１及び３５２は、光ファイバ通過中に、光信号の強度が徐々に低下していく様子（及びＳ／Ｎ比の悪化、波長分散効果による信号識別レベルの低下）を示している。
【００２５】
一本の集線光ファイバ７０へ送出された光信号は、スプリッタ３０を通過して各支線光ファイバ７５Ａ〜７５Ｃに分岐され、更にスプリッタ３１Ａ〜３１Ｃで分岐されて支線光ファイバ７１Ａ〜７１Ｃへ分配される。スプリッタ３０及び３１を通過する際には光強度が低下するが、その低下分を見込んで、対象となるＯＮＵ２０へ到達するために必要な強度でＯＬＴ１０から送信されている。各ＯＮＵは、それぞれ支線光ファイバ７１Ａ〜７１Ｃを通じて下り信号を受信する。図中、光信号３０１−Ａ〜３０１−Ｃは、各ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃに宛てて送信された下りフレームの送信位置及び送信データサイズを示している。
【００２６】
また、同図では、ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０へ送信する光信号の強度に差があることを示している。図中ではＯＮＵ群２０Ｃ宛ての受信信号の光の強度が最も強く、次にＯＮＵ群２０Ｂ、次いでＯＮＵ群２０Ａの順に光の強度が強いことを示している。この光信号の強度の関係は、スプリッタ３０透過後の集線光ファイバ７０上においても維持されつつ情報が伝達される。尚、下りフレーム処理部１２１０から強度制御部１１０００までの処理は、ＯＬＴ１０内部の処理であり、ＰＯＮ区間８０での光信号は、各区間における光信号の状態（タイミングと強度）を示している。
【００２７】
下り光信号到達時の動作は、以下のようになる。ＯＮＵ群２０Ａでは、光信号３０１−Ａを受信する。ＯＮＵ群２０ＡはＯＬＴ１０に対して最も距離が近いグループであり、その他の信号は、ＯＮＵ群２０Ａ宛て信号よりも光強度が高い。そこで、これらの信号（本図では信号３０１−Ｂ、３０１−Ｃ）を、ＯＮＵ２０の強度制御部２３１１を用いてブロックする。
【００２８】
ＯＮＵ群２０Ｂにおける下り信号処理は次のようになる。ＯＮＵ群２０Ａ宛ての信号３０１−Ａの光強度は、既にノイズレベル以下に低下しているため有意な信号と見做さない。しかしＯＮＵ群２０Ｃ宛ての信号３０１−Ｃは未だ十分な強度を保っており、ＯＮＵ群２０ＢではそれぞれのＯＮＵの光受信器を故障から守るため、当該信号３０１−Ｃをブロックする。ＯＮＵ群２０Ｃでは、自グループ宛ての信号以外は全てノイズレベルに埋もれる。従って特にブロック対象となる信号は無い。
【００２９】
図３は、図２のＯＬＴ１０から各ＯＮＵ２０への下り通信を実現するためのＯＬＴ１０の構成例を示すブロック構成図である。下り信号は、アクセス網９０からＳＮＩ（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼ばれるＩＦ１１００−１〜１１００−ｎに入力される。尚、アクセス網９０にはパケット通信網が多く用いられ、ＩＦには１０／１００Ｍｂｐｓ若しくは１Ｇｂｐｓのイーサネットインタフェースが用いられることが多いが、本発明ではこの構成に限定されるものではない。受信信号（以下信号をデータもしくはパケットと称することもある）は、下りフレーム処理部１２１０に転送され、ＧＥＭフレームにカプセリングされる。
【００３０】
具体的には、下りフレーム処理部１２１０はパケットのヘッダに含まれる宛先情報、送信元情報、経路情報を含むフロー識別情報に基づいてパケットのヘッダ情報を解析し、当該受信パケットを転送すべき先のＯＮＵ２０を決定する。下りフレーム処理部１２１０は、この宛先情報の決定と供に、必要に応じて、当該受信パケットのヘッダ情報の変換や付与を行う。尚、下りフレーム処理部１２１０には上記宛先決定やヘッダ情報の変換及び付与を含む処理を決定するための下り経路情報ＤＢ１２１１を備え、受信パケットのヘッダ情報として含まれる一つもしくは複数のパラメータをトリガとしてＤＢ１２１１を参照することで上記処理を行う構成とした。
【００３１】
下りフレーム処理部１２１０は、更に、下りフレーム処理部１２１０内部で決定されたヘッダ処理内容に従い、当該受信パケットをＰＯＮ区間８０伝送用のフレームフォーマットに変更するフレーム生成機能も備える。一例として、イーサネットの受信パケットをＧＰＯＮのＰＯＮ区間８０に送信する場合の具体的な処理は、次のようになる。（１）イーサネットパケットのヘッダ情報を抽出し、（２）該ヘッダ情報をトリガとして下りフレーム処理部１２１０内の下り経路情報ＤＢ１２１１を検索することにより、受信パケットに対するＶＬＡＮタグ処理（変換、削除、透過、付与など）及びその転送先を決定する。（３）更に、フレーム生成機能にて該当する転送先ＯＮＵに設定したＰｏｒｔ‐ＩＤを含むＧＥＭヘッダを生成し、（４）当該ＧＥＭヘッダを受信パケットに付与して、イーサネットパケットをＧＥＭフレームとしてカプセリングする。スーパーフレーム生成部１２１０７は、各ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃからそれぞれ１つずつ合計３つのＯＮＵを選択し、これら選択したＯＮＵ宛のＧＥＭフレームを１つずつ、Ｇ−ＰＯＮの基本フレームである１２５マイクロ秒フレームに載せるための調整を行う。このようにスーパーフレーム生成部１２１０７で選択されたＧＥＭフレームは、下りフレーム処理部１２１０から読み出され、Ｅ／Ｏ処理部１３１０で電気信号から光信号に変換された後、波長多重分離器（ＷＤＭ）１５００と集線光ファイバ７０を介して、ＯＮＵ２０へ送信される。
【００３２】
本発明のＯＬＴ１０に備えたＰＯＮ制御部１０００は、各ＯＮＵ２０の設定・管理等の制御他、上下双方向の信号伝送制御も含めたＰＯＮ４０全体の制御を行う部分である。本実施の形態では、ＯＬＴ１０が下り光信号の強度制御を実施する。下り信号の光強度制御を実施するため、本実施の形態では、ＯＬＴ１０にＰＯＮ制御部の一機能として光制御部１０９０を含む構成とした。光強度対応テーブル１０６４は、各ＯＮＵの識別情報に対応付けて、各ＯＮＵに送信する光信号の強度の情報を保持している。光制御部１０９０は、この光強度対応テーブル１０６４を参照して、各フレームの宛先であるＯＮＵの識別情報に対応する光信号の強度情報を取得し、強度制御部１１０００に強度情報を通知する。
【００３３】
Ｅ／Ｏ処理部１３１０に具備された強度制御部１１０００は、光制御部１０９０から通知された強度情報に従って、送信しようとするフレームの宛先であるＯＮＵ２０が属するＯＮＵ群ごとに、それぞれ異なる光強度で光信号を送信する。この強度制御部１１０００は光アンプ及び該光アンプの増幅率設定回路（図示せず）により実現され、増幅率設定回路は光制御部１０９０から通知された強度情報の指示により制御される。一例として、光強度対応テーブル１０６４は、ＯＮＵ管理部１０６０に保持されるレンジング情報（ＲＴＤを基に算出される、ＰＯＮ区間の通信距離情報）に基づいて設定できる。
【００３４】
図４は、図３のＯＬＴ構成図のうち、下りフレーム処理部１２１０及びＰＯＮ制御部１０００をさらに詳細に説明するための機能構成図である。下りフレーム処理部１２１０は、パケットバッファ１２１０１、ヘッダ変換・付与部１２１０２、ＧＥＭヘッダ生成部１２１０３、ＧＥＭフレーム生成部１２１０４、ヘッダ解析部１２１０５、下り経路情報１２１１、送信光強度取得部１２１０６、スーパーフレーム生成部１２１０７を含む。ＰＯＮ制御部１０００は、ＯＮＵ管理部１０６０内にレンジング処理部１０６３ＤＢＡ処理部１０６２、そしてレンジング／ＤＢＡ情報１０６１を含む。光強度制御部１０９０は光増幅率決定部１０９２と該決定部１０９２から参照するための光強度対応テーブル１０６４を含む。
【００３５】
下りフレーム処理部１２１０に転送された下りパケットは以下の手順により処理される。インタフェース１１００にて受信した下りパケットは、一旦パケットバッファ１２１０１に格納され、その後ＧＥＭフレーム生成部１２１０４を通じてスーパーフレーム生成部１２１０７を経由し、Ｅ／Ｏ変換部１３１０へ転送される。この一連の流れの中で、ＧＥＭフレーム生成部１２１０４へパケット情報が通知される前に、下りフレーム処理部１２１０において（１）ヘッダ情報の解析及び転送方路の決定、（２）下りパケット送信光強度の決定及び下り光強度マップの生成を行う。
【００３６】
処理（１）においては、ヘッダ解析部１２１０５がパケットバッファ１２１０１から受信パケットのヘッダ部を取得し、該ヘッダ部に含まれる宛先情報、送信元情報、経路情報を含むフロー識別情報に基づいて、ヘッダ変換の要否及び変換方法（付与・削除・透過・変換）を決定する。この決定は、ヘッダ解析部１２１０５が、当該パケットのフロー識別情報の一部（例：宛先情報）又は全部を参照し、該情報を下り経路情報ＤＢ１２１１に保持する経路テーブルと照合することにより行う。ここで得たヘッダ変換内容を参照して、ＧＥＭヘッダ生成部１２１０３が、該当するＧＥＭフレームヘッダ情報を生成し、ＧＥＭフレーム生成部１２１０４へ転送する。
【００３７】
処理（２）では、送信光強度取得部１２１０６がパケットバッファ１２１０１から下りパケットのヘッダ部を取得し、ＰＯＮ制御部１０００に備えた光増幅率決定部１０９２に、ヘッダ情報に含まれるＯＮＵの識別情報を渡して、当該下りパケットを送信するための適正な光強度を指定するよう要求する。光増幅率決定部１０９２は、光強度対応テーブル１０６４を参照して、当該パケットの宛先ＯＮＵに対応する光増幅率もしくは光強度を取得し、これを下りフレーム処理部１２１０の送信光強度取得部１２１０６へ通知する。尚、光強度対応テーブル１０６４は、ＯＮＵ立ち上げ時に実施するレンジング処理を利用した通信距離測定に基づいて、個々のＯＮＵとの通信に要する光強度を算出する機能を備える。
【００３８】
ＯＮＵ管理部１０６０に含まれるＤＢＡ処理部１０６２は、個々のＯＮＵ２０に対し上り信号（パケット）を送出するタイミングを算出する機能ブロックである。従来のＰＯＮで用いる上り信号の帯域割当てのためのＤＢＡと同様であり、ここで算出した帯域割当て状況は、一旦割り当てた上りフレームを受信完了するまで、レンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ１０６１に保持する。
【００３９】
ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、ＧＥＭヘッダ生成部１２１０３が生成したＧＥＭフレームヘッダ情報と、パケットバッファ１２１０１に格納されているデータ（フレームペイロード）とを結合して下りＧＥＭフレームを生成する。そしてスーパーフレーム生成部１２１０７は、生成されたＧＥＭフレームの中から、ＯＮＵ群２０Ａに属するＯＮＵ宛のＧＥＭフレーム、ＯＮＵ群２０Ｂに属するＯＮＵ宛のＧＥＭフレーム、ＯＮＵ群２０Ｃに属するＯＮＵ宛のＧＥＭフレームをそれぞれ１つずつ選択し、これら３つのＧＥＭフレームをそれぞれ１２５マイクロ秒基本フレームに載せ、３つの１２５マイクロ秒基本フレームを連結してスーパーフレームを生成する。
【００４０】
図５は、ＰＯＮ１のＯＮＵ２０の構成例を示すブロック構成図である。ＯＮＵ２０が収容する端末（図示せず）からＰＯＮ１への上りの信号は、加入者網５０からＵＮＩ（Ｕｓｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と呼ばれるＩＦ２１００−１〜２１００−ｎに入力される。尚、加入者網５０にもＬＡＮやパケット網が用いられることが多く、ＩＦには、１０／１００Ｍｂｐｓ若しくは１Ｇｂｐｓのイーサネットインタフェースが用いられることが多いが、本発明ではこの構成に限定されるものではない。
【００４１】
ＯＮＵ２０での下り信号および上り信号を処理する構成と動作は、それぞれ図３及び図４を用いて説明したＯＬＴ１０の上り信号および下り信号処理の構成と動作に略同様である。下り信号については、ヘッダ解析の結果を基に宛先決定やヘッダ情報の変換及び付与を含む処理を決定するための下り経路情報ＤＢ２２１１を備えた下りフレーム処理部２２１０がＰＯＮ区間８０から受信したＧＥＭフレームをイーサネットパケットに変換してＯＮＵ２０に接続された端末に出力する。上り信号については、上り経路情報ＤＢ２４１１を備えた上りフレーム処理部２４１０が端末から受信したイーサネットパケットをＧＥＭフレームに変換してＯＬＴ１０に向かって出力するものである。
【００４２】
ＰＯＮ制御部２０００は、下り受信制御部２０７０及びＯＮＵ制御部２０６０を含む構成とした。ＯＮＵ制御部２０６０は、下りフレーム処理部２２１０にてフレーム処理の結果得られる、下り信号の送信強度スケジュール情報（下り光強度マップ）を下り光強度マップ情報２０７１に記憶する。ＯＮＵ制御部２０６０は、該情報に基づき、自装置の受信すべき適切な光強度の下り信号が送られている間（または、それ以下の光強度の信号が送られている間）は下り信号受信を可能とし、それ以外の場合は光を遮断もしくは減衰するように強度制御部２３１１を制御する。強度制御部２３１１の動作詳細については後述する。この他、ＯＮＵ制御部２０６０は、ＯＬＴ１０からの指示に従い、ＯＮＵ２０を立上げる場合のパラメータ設定や通信状態管理に用いられ、例えば、受信フレームの解析、装置の保守管理情報の管理、ＯＬＴ１０への通信（返信）要否判定などが本ブロックの処理に含まれる。
【００４３】
図６は、図５のＯＮＵ構成例における信号の流れを説明するための機能ブロック構成図である。下りフレーム処理部２２１０は、（１）該フレームが自装置宛てであるか否か、また自装置宛てである場合、（２）該フレームのヘッダ情報を下りフレーム処理部２２１０のヘッダ解析部２２１０１にて調査する。ここで、下りフレームに含まれる情報は大きく二つのカテゴリに分類される。一つはＰＯＮ区間制御用の信号でありＯＮＵ２０にて終端すべきもの、他方はユーザデータなどの主信号フレームでありＯＮＵ２０を介してＩＦ２１００−１〜２１００−ｎに接続された機器へ転送すべきものである。
【００４４】
前者の代表的動作としてレンジング処理時の信号送受信がある。ヘッダ解析部２２１０１が受信したフレームを解析して、ＯＬＴ１０から当該ＯＮＵ２０宛てのレンジングリクエストであることを検出すると、必要な情報をレンジングリクエスト処理部２２１０２へ転送する。レンジングリクエスト処理部２２１０２は、当該レンジングリクエスト信号を受信した時刻を記録し、更にレンジングリクエストを受信した旨を通知するため内部信号（応答要求通知）を生成し、受信時刻と共にレンジング信号処理部２０００１に転送する。受信時刻は、レンジングリクエスト受信後３５マイクロ秒程度でＯＬＴへ返信することが規定されている。
【００４５】
後者の代表例は下り方向へのユーザデータ転送処理である。ユーザデータはＰＯＮ下りフレームのペイロード部分に、ＧＥＭフレームの形で一つ又は複数含まれる。ヘッダ解析部２２１０１は個々のＧＥＭフレームのヘッダ情報を参照し、該ヘッダ情報のうち自装置（ＯＮＵ２０）宛てであることを示す識別子（以下、Ｐｏｒｔ−ＩＤと称する）がＧＥＭヘッダ内に存在する場合に、当該ＧＥＭフレームの処理を行う。具体的には、ＧＥＭフレームとして受信した信号をＯＮＵ２０のＩＦ２１００−１〜２１００−ｎに接続される機器へ転送するため、ヘッダ処理部２２１０３がデータフォーマットの変更を行う。ヘッダ処理部２２１０３が、ＧＥＭヘッダ内のデータについてそれぞれの宛先を示すアドレスフィールド（代表例としてイーサネット宛先アドレスやＩＰ宛先アドレス）を参照し、各データを送出するべきＩＦ２１００（具体的にはＩＦの物理アドレス或いは装置内部で用いるＩＦ識別子など（実装依存））を決定する。このＩＦ決定に際してヘッダ処理部２２１０３は、下り経路情報ＤＢ（２２１１）を参照する。
【００４６】
また、下りフレーム処理部２２１０からＩＦ２１００への信号転送に際してユーザデータフレームのヘッダ情報を変更又は追加する必要もある。例えばイーサネットフレームに付与されるＶＬＡＮタグ値の変更やＶＬＡＮタグの挿入がこれに当たる。そのため、下り経路情報ＤＢ（２２１１）は、フレームの宛先情報と送信先ＩＦ識別子との関連付けと共に、そのためのヘッダ情報変換規則も保持している。下り経路情報ＤＢ２２１１に基づき、ヘッダ処理部２２１０３において上記のようにシステム設定に従い必要となるヘッダ処理を行い、外部機器向け下りフレームのヘッダフォーマットを成型する。その後ペイロード処理部２２１０４に於いて、当該フレームのペイロード部に含まれているユーザデータと組合せることで転送用の下りフレームフォーマットを構築し、該フレームをＩＦ２１００−１〜２１００−ｎへ転送する。
【００４７】
ＰＯＮ制御部２０００にはレンジング信号処理部２０００１を含む。レンジング信号処理部２０００１は、レンジングリクエスト処理部２２１０２からの応答要求通知を受信すると、該通知に含まれるレンジングリクエスト受信時刻に基づいてレンジングレスポンスを送出する時刻（実際には装置内クロック数を用いて算出できる）を決定し、レンジングレスポンス生成及び送出指示をレンジングレスポンス生成部２４１０４に対し送出する。通常レンジング処理はＯＮＵ２０立ち上げ時にのみ実施されるが、例えば運用中の上り信号同期異常などの通信障害が検出された場合、再度レンジング処理を実施することもある。その際にはＰＯＮ制御部２０００のレンジング処理部２０００１から上りフレーム制御部に対し、レンジングレスポンス送信時には上りユーザデータフレーム送出を停止するように通知する。尚、本図では平常運用時の処理を説明しており、通信障害時の制御信号の流れについては図示していない。
【００４８】
上りフレーム処理部２４１０にはレンジングレスポンス生成部２４１０４を備え、レンジング信号処理部２０００１からの指示に従いレンジングレスポンスを生成・送出する。このときレンジング信号処理部が指定する時刻にＥ／Ｏ変換部２３２０へ送出開始するようタイミング制御を行う。
【００４９】
次に、図１の構成においてＯＮＵ２０が下り信号を受信した場合の処理を説明する。ＯＮＵ２０に用いられる受光デバイスは、信号識別可能なＳ／Ｎ比レベル及びデバイス破壊することなく受光可能な光強度上限値が決まっている。Ｏ／Ｅ部２３１０及びヘッダ解析部２２１０１に於いて正常に受光され、且つヘッダ認識された下り信号は、該信号がレンジングリクエストでない場合には下りフレーム処理部２２１０に備えるフレームバッファ（図示せず）に保持され、ヘッダ解析部２２１０１にて該信号のヘッダ情報の解析が行われる。このヘッダ解析処理において、ヘッダ解析部２２１０１が自装置（ＯＮＵ２０）宛ての光強度マップを検出した場合には、当該情報を下り光強度マップ情報ＤＢ２０７１に通知し、該ＤＢに保持する。このときの自装置宛てか否かの判断を行う際に、ヘッダ解析部２２１０１は、下り経路情報ＤＢ（２２１１）を参照する。具体的には、ヘッダ解析部２２１０１は下り信号に含まれるＰＬＯＡＭフィールド５１３０（図１２）を参照し、そこに自装置と同じＯＮＵ−ＩＤが格納されている場合は、下り信号送信計画５１５０に格納されている下り信号の送信計画を下り光強度マップ情報２０７１に保持する。
【００５０】
下り光強度マップ情報２０７１には、当該ＯＮＵ２０が下り信号を受信すべきタイミングが、時刻またはクロック（バイト）数で記載されている。ＯＮＵ制御部２０６０は下り光強度マップＤＢ２０７１を参照することにより、Ｏ／Ｅ部２３１０に備える強度制御部２３１１へ下り信号の受光タイミングを指示する。強度制御部２３１０は該指示に従い強度制御部２３１１を開閉する。これによってＯＮＵ２０ではＯ／Ｅ部２３１０の光デバイスの故障や、自装置以外のＯＮＵ宛てフレームであってＳ／Ｎ比の低い信号を受信した場合の不要な通信異常警報の発行等を防ぐことができる。
【００５１】
次にＯＮＵ２０における上り信号の処理について述べる。ＩＦ２１００−１〜２１００−ｎで受信した信号は、一旦ＯＮＵ２０内に蓄積された後、ＯＬＴから指示される上りフレーム送信タイミングに従いＯＬＴ１０へ転送される。上り信号を構成するための手順は下り信号の解析と同様に、ヘッダ情報処理とペイロード情報処理に分割される。上り信号として入力された情報は、一旦上りフレーム処理部２４１０に備えるフレームバッファ（図示せず）に蓄積される。このうちペイロード部分については、ペイロード生成部２４１０２に於いてＧＥＭフレームのペイロードを構成するために透過、分割あるいは結合される。この段階における処理は、ＯＬＴから指示される上り信号送出帯域（バイト数へ変換可能）に依存する。
【００５２】
一方ヘッダ情報については２段階の処理を行う。第１段階はＩＦ２１００から受信した上り信号のＧＥＭヘッダを構成する処理である。上りフレーム生成部２４１０５は、ＯＮＵ２０の識別子として、予めＯＮＵ２０に割り当てられたＰｏｒｔ−ＩＤをＧＥＭヘッダに挿入する。上りフレーム生成部２４１０５は、このＰｏｒｔ−ＩＤを決定する際に、上り経路情報ＤＢ２４１１を参照する。また、上りフレームを構成する際には、ＤＢＡ要求生成部２４１０３がＤＢＡレポートと呼ばれるのぼり帯域要求を作成し、ＯＮＵ２０からＯＬＴ１０に対してこのＤＢＡレポートを通知する。該情報は上りフレーム生成部２４１０５にて、上りフレームのヘッダ内に格納される。上り帯域要求は、具体的にはＯＮＵ２０内の上り信号送信待ちキューのデータ蓄積量をＯＬＴ１０へ通知するものであって、これにより該データ量に応じてＯＬＴ１０からの送信許可を受けるための情報である。上りフレーム生成部２４１０５において上り帯域要求を含む上り信号ヘッダ情報と、ペイロード生成部２４１０２にて生成されるペイロードとを結合して上りフレームを完成する。その後、ＯＬＴ１０からの上り信号送信許可を受信すると、ＯＮＵ２０は当該送信許可に含まれる、上り信号を送信するタイミング情報をを記憶し、このタイミングに従って上りデータをＥ／Ｏ部２３２０を介して送出する。
【００５３】
図７はＰＯＮシステム立ち上がり時にＯＬＴとＯＮＵ群２０Ａに属する各ＯＮＵの間で行われるレンジング動作を示すためのシーケンス図である。ここでは、非特許文献３にあるように、運用当初はＯＬＴ１０がＯＮＵ２０までの距離を把握していない状況からの立ち上げ処理を想定し説明する。
【００５４】
ＯＬＴ１０は立ち上がり後、各ＯＮＵ２０に対してレンジングリクエスト信号を送信する。この時、ＯＬＴ１０は各ＯＮＵ２０の配置状況、すなわち各ＯＮＵ２０がどれほどの距離にそれぞれ配置されているかがわからない。そこでＯＬＴ１０のレンジング処理部１０６３は、まず最少の光強度ＬＡ１００００でレンジングリクエスト信号２００００−Ａを各ＯＮＵ２０へ送信する（Ｓ−１００００Ａ）。この時、ＯＬＴ１０−ＯＮＵ２０間の距離や伝送損失の影響によって、各ＯＮＵ２０は前述の最少の光信号ＬＡ１００００で送信されたレンジングリクエスト信号２００００−Ａを正しく受信できるか、または各ＯＮＵ２０に搭載されているＯ／Ｅ２３１０の受信感度能力が足らずにエラー信号などで受信不可となる。本実施例ではレンジングリクエスト信号２００００−ＡをＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵが受信可能（Ｓ−１００１０Ａ）であり、残りのＯＮＵ群２０Ｂ、ＯＮＵ群２０ＣのそれぞれのＯＮＵは受信不可（Ｓ−１００１０Ｂ、Ｓ−１００１０Ｃ１）とする。
【００５５】
正しく受信できたＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵはＯＬＴ１０に対し、それぞれレンジングレスポンス信号２００１０−Ａを送信する（Ｓ−１００２０Ａ）。レンジングレスポンス信号２００１０−Ａを受け取ったＯＬＴ１０のＰＯＮ制御部１０００は（Ｓ−１００３０Ａ）、レンジングレスポンス信号２００１０−Ａを送信してきたＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵとの間では、光信号強度ＬＡ１００００で通信可能と判断し、光信号強度ＬＡ１００００でＯＮＵ群２０Ａに属する各ＯＮＵまでの往復遅延時間ＲＴＤを個々に測定し、該測定結果に基づき等価遅延ＥｑＤの値を決定するなど（２００２０−Ａ）、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３に基づいたレンジング処理を実施する。
【００５６】
この時ＯＬＴ１０のレンジング処理部１０６３は、レンジング処理の結果に基づき、各ＯＮＵ２０までの通信時間を測定する。ここで得た通信時間は、ＯＬＴ１０が管理する絶対時刻を、各ＯＮＵ２０に設定する（２００３０−Ａ）ために利用できる。本実施例では、ＯＬＴ１０のＰＯＮ制御部１０００が通知するタイミングで、ＯＮＵ２０の強度制御部２３１１が開閉をするため、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間で時刻の同期が取れている必要があり、ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０に絶対時刻を通知・設定する。この絶対時刻は、各ＯＮＵが後に詳しく説明する光強度マップ内に示す各ＯＮＵ宛のフレームに関する到達時刻情報を正しく認識するために使用される。これはＯＬＴ１０側で管理された時刻情報（絶対時刻）から各ＯＮＵ２０が自装置に設定すべき時刻情報を得ることができるため、ＯＬＴ１０からの基本フレーム周期の境界時刻若しくは該当フレームが各ＯＮＵへ到着する時刻をＯＮＵへ設定することができるためである。この絶対時間の設定には、例えば特開２００９−６５４４３号公報に記載された方法を利用できるが、本実施例はこの方法には限られない。
【００５７】
ＯＬＴ１０のＰＯＮ制御部１０００は、それまで通信していたＯＮＵ群２０Ａに属する各ＯＮＵに対して、通常運用の開始予定時刻から受信動作を開始し、それまでの時間全ての受信信号を遮断もしくは減衰するようＯＮＵ群２０Ａに属するＯＮＵ内の強度制御部２３１１を設定するように通知する（２００４０−Ａ、２００５０−Ａ）。そしてＯＬＴ１０のレンジング処理部１０６３は、各ＯＮＵ２０を一意に識別する情報と、レンジング処理の結果得られたＯＬＴ１０からの距離情報および通信に必要な光強度とを対応付けた光強度対応テーブル１０６４を、ＯＮＵ群２０Ａに属するＯＮＵについて一部作成する（Ｓ−１００４０Ａ）。
【００５８】
図８はＰＯＮシステム立ち上がり時にＯＬＴ１０とＯＮＵ群２０Ｂに属する各ＯＮＵの間で行われるレンジング動作を示すためのシーケンス図である。ＯＬＴ−ＯＮＵ間の距離や伝送損失の影響によって、図７に示した最少の光信号ＬＡ１００００で送信されたレンジングリクエスト信号を正しく受信できなかったＯＮＵ群２０Ｂ、ＯＮＵ群２０ＣのＯＮＵは、ＯＬＴ１０からのレンジングリクエスト信号を待ち続けている。
【００５９】
前述の光信号ＬＡ１００００にてレンジング処理や各ＯＮＵへの絶対時刻を定義し終えたＯＬＴ１０は、次に光強度をＬＡ１００００より一段上昇させた光強度ＬＡ１００１０に変更し、レンジングリクエスト信号２００００−Ｂ を再度各ＯＮＵ２０へ送信する（Ｓ−１００００Ｂ ）。なお、この処理は、レンジング処理部１０６３から光増幅率決定部１０９２に、光強度を一段上昇するよう指示を与え、光増幅率決定部１０９２が送信光強度取得部１２１０６に送信すべき光信号の強度を通知しても良い。または、レンジング処理部１０６３からの指示を受けた光強度制御部１０９０が、直接強度制御部１１０００に指示を出しても良い。
【００６０】
先ほどレンジング処理を終えているＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵは、本来ならば光信号ＬＡ１００００より一段上昇させた光強度ＬＡ１００１０が到達したために自ＯＮＵの光受信機が故障もしくは破壊などの不具合を起こす可能性があったが、ＯＬＴ１０から通常運用の開始予定時刻まで受信信号を全て遮断もしくは減衰するように指示されているので、今回到達する光強度ＬＡ１００１０の信号をブロックして自ＯＮＵの光受信機を保護している（２００５０−Ａ ）。その一方、ＯＮＵ群２０ＣのＯＮＵは先ほどと同様に各ＯＮＵに搭載されているＯ／Ｅ２３１０の受信感度能力が足らずにエラー信号などで受信不可となる。
【００６１】
しかしＯＮＵ群２０ＢのＯＮＵは、光強度ＬＡ１００１０で送信された信号で初めてレンジングリクエスト信号２００００−Ｂ を認識できたので、ＯＬＴ１０との間でレンジング処理や絶対時刻情報の設定を行う。この時の処理内容は、前述の光強度ＬＡ１００００で行われたＯＬＴ１０と各ＯＮＵ２０間の処理と同じなので省略する。その後、ＯＬＴ１０のＰＯＮ制御部１０００は、通常運用の開始予定時刻までの間に全ての受信信号を遮断もしくは減衰するようＯＮＵ群２０Ｂに属するＯＮＵ２０内の強度制御部２３１１を設定するように通知する（２００４０−Ｂ ）。そしてレンジング処理部１０６３は、光強度対応テーブル１０６４を、ＯＮＵ群２０Ａに属するＯＮＵについて一部作成する（Ｓ−１００４０Ｂ）。
【００６２】
図９は、図７と図８で示したＯＮＵ群２０Ａ及び２０Ｂへのレンジング処理が完了した後に行われる、ＯＮＵ群２０Ｃに対するレンジング処理の手順を示す。光強度ＬＡ１００１０で図８に示す処理を終えたＯＬＴ１０は更に一段高い光強度ＬＡ１００２０でレンジングリクエスト信号を送信して、レンジングレスポンス信号を返信したＯＮＵ群２０Ｃとの間で前述と同様の処理を行う。この時も自ＯＮＵにとって光強度ＬＡ１００２０の信号が強すぎるＯＮＵ群２０Ａ、ＯＮＵ群２０Ｂは、ＯＬＴ１０からの指示で受信信号を遮断もしくは減衰しているため、自ＯＮＵの光受信機の故障もしくは破壊などの不具合が発生しない。こうしてＯＬＴ１０が徐々に光信号の強度を上昇させながらレンジング処理や絶対時間の通知を行うことで、ＯＬＴ１０は配下の全ＯＮＵ２０のレンジング処理や絶対時刻の設定を実施することができ、最終的にＯＬＴ１０や全ＯＮＵ２０は通常運用に移行する（Ｓ−１００６０−ＯＬＴ、Ｓ−１００６０−Ａ、Ｓ−１００６０−Ｂ、Ｓ−１００６０−Ｃ）。
【００６３】
一連のレンジング処理が終わると、ＯＬＴ１０のレンジング処理部は、各ＯＮＵ群２０について作成した光強度対応テーブル１０６４を統合して、一つのテーブルにまとめる（Ｓ−１００５０）。
【００６４】
通常運用開始時刻として、ＯＬＴ１０が各光レベルの信号が最初に到達する時刻を各ＯＮＵ２０にそれぞれ指定していると、全ＯＮＵ２０は運用開始直後に到達する下りフレームからエラーや障害を起こすことなく、受信可能となる。この通常運用開始時刻とは、例えば後述する図１４を例にすると、図１４のスーパーフレーム５１０４が運用開始後に初めて送信されるとすれば、ＯＮＵ群２０Ａに対して５０００、ＯＮＵ群２０Ｂに対して５００１、ＯＮＵ群２０Ｃに対して５００２である。
【００６５】
また、本実施例では通信ビットレートとして現在のＧＰＯＮの通信ビットレートである２．５Ｇｂｐｓを想定している。しかし、ＯＬＴ１０が通信ビットレート２．５Ｇｂｐｓ／１０Ｇｂｐｓ両者に対応可能で、配下のＯＮＵ２０には通信ビットレート２．５Ｇｂｐｓ対応のＯＮＵや通信ビットレート１０Ｇｂｐｓ対応のＯＮＵが混在するようなシステムであれば、上述の光レベル毎の処理動作を通信ビットレート２．５Ｇｂｐｓで行った後に、該動作を通信ビットレート１０Ｇｂｐｓで行えばよい。具体的にはまず、図７に示す処理を光強度ＬＡ１００００、通信ビットレート２．５Ｇｂｐｓで実施した後に、通信ビットレート１０Ｇｂｐｓへ変更して再度実施する。通信ビットレートの高いシステムにおいては、低ビットレートのシステムよりも光伝送特性上、光ファイバ上での信号減衰及び波長分散が激しいため、ＯＬＴ１０からはより高強度で発振する必要があるためである。例えば２．５Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓで同一距離の伝送を行う場合、送信側と受信側との光強度差は理論上１６倍程度異なる。そのため、２．５Ｇｂｐｓ対応ＯＮＵを先ず起動することで、光強度ＬＡ１００００で対応可能な通信ビットレート２．５Ｇｂｐｓ対応のＯＮＵと通信ビットレート１０Ｇｂｐｓ対応のＯＮＵを通常運用まで移行できる。その後は、配下の全ＯＮＵ２０が通信ビットレート２．５Ｇｂｐｓ対応だった時と同様に光強度を光強度ＬＡ１００００→光強度ＬＡ１００１０→光強度ＬＡ１００２０と変更して前述の処理を行えばよい。ここでは次世代規格ＧＰＯＮを通信ビットレート１０Ｇｂｐsと述べたが、これは一例であり、次世代規格ＧＰＯＮの通信ビットレートを１０Ｇｂｐsに限定しているわけではない。あくまで通信ビットレートの異なるＰＯＮシステムの混在収容時の一つのモデルとして述べたものである。
【００６６】
本実施例ではＯＬＴ１０が徐々に下り信号送信時の光強度を上げ、接続距離の近いＯＮＵ２０から遠いＯＮＵ２０へ順にレンジングを行うが、このときＯＬＴ１０が、或る距離のＯＮＵ群に対するレンジング処理完了を認識する方法には大きく二通りがある。一つは、ＯＮＵ接続時（ユーザ宛てＯＮＵ配布時）に予め設定しておくシリアルナンバー（ＳＮ）リストをＯＬＴ１０内部に保持しておき、ＯＬＴ１０が、接続距離別に用意した該リストのＳＮに該当するＯＮＵの立上げがすべて完了したか否かを参照する方法である。さらにもう一つは、ＯＬＴ１０が定期的に一通りの立上げ処理を実施し、新規に接続されたＯＮＵ２０が存在するか否かをポーリングにより知る方法である。この方法ではＯＬＴ１０が、例えばＯＮＵ群２０ＡからＯＮＵ群２０Ｃまでの立上げにおいて、各群につき一つのＯＮＵずつを対象として少しずつＳＮ番号（この場合、ＯＬＴ１０はＳＮリストを事前には分かっていない）を変えて全ＳＮ番号（既接続ＯＮＵ分を除く）につき順にポーリングをかける。或いはＯＬＴ１０が、ＯＮＵ群２０Ａについて全ＳＮのポーリングを完了したら、ＯＮＵ群２０Ｂの調査に移るという方法でも良い。
【００６７】
図１０は、図７〜図９のシーケンスにおけるＯＬＴ１０の動作手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおいて、ステップＳ−１００００ＡからＳ１００３が図７に対応している。同様に、ステップＳ−１００００ＢからＳ１００６が図８に、ステップＳ−１００００ＢからＳ１００９が図９のシーケンス処理に対応する。より詳細には、ステップＳ１００２は図７のＳ−１００００Ａからレンジングレスポンス信号受信Ｓ−１００３０Ａを受信する迄の時間内にＯＬＴ１０が実行する確認処理である。Ｓ１００２の結果、レンジングレスポンスを正しく受信できたことが確認できると、ＯＬＴ１０は２００２０−ＡからＳ−１００４０Ａに至る一連のＯＮＵ設定処理を行う。この一連の処理を、本図では纏めてステップＳ１００３として記載している。
【００６８】
図８及び図９との対応についても同様である。ステップＳ１００５は図８のＳ−１００００Ｂからレンジングレスポンス信号受信Ｓ−１００３０Ｂを受信する迄の時間内にＯＬＴ１０が実行する確認処理であり、更にＳ１００２の結果、レンジングレスポンスを正しく受信できたことが確認できると、ＯＬＴ１０は２００２０−ＢからＳ−１００４０Ｂに至る一連のＯＮＵ設定処理を行う。図９との対応についても同様であるため説明を割愛する。
【００６９】
以上のように、ＯＬＴ１０に近いＯＮＵ群２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの順で立上げ処理を行い、ＯＬＴ１０から最も遠い位置にあるＯＮＵ群に対するレンジング処理を終えた段階で本フローを完了する。本図のステップＳ１０１０は、ＯＮＵ群２０Ｃの次に遠い位置にあるＯＮＵ群へのレンジング処理開始のための処理である。そして、最遠距離にあるＯＮＵ群へのレンジング処理はステップＳ１０１１からＳ１０１３に相当する。その後ＯＬＴ１０はレンジング処理終了確認をし、各ＯＮＵ２０はＯＬＴ１０から指定された運用開始時刻まで待機する（Ｓ１０１４）。
【００７０】
この待機中に、ＯＬＴ１０は各ＯＮＵ２０に、スーパーフレームの送信周期を通知する（Ｓ１０１５）。本実施例のスーパーフレームは、ＯＮＵ群２０Ａ用、ＯＮＵ群２０Ｂ用、そしてＯＮＵ群２０Ｃ用の１２５マイクロ秒基本フレームをそれぞれ１つずつ含む、これら基本フレームを３つ連結した合計３７５マイクロ秒の長さのフレームである。スーパーフレーム周期とは、ＯＬＴ１０がこのスーパーフレームを定期的に送出する時間間隔のことである。各ＯＮＵ２０は、スーパーフレーム周期を知っていれば、運用開始時刻になり最初のスーパーフレームを受信した後で、次にどのタイミングでスーパーフレームを受信するかを知ることができる。スーパーフレーム周期は、スーパーフレームの長さよりも長ければ任意に設定できる。なお、ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０にスーパーフレーム周期を通知するタイミングは、各ＯＮＵ２０が待機している時に限られず、通常運用の開始前であればいつでも良い。各ＯＮＵ２０は、通知された運用開始時刻ならびにスーパーフレーム周期を、下り光強度マップ情報２０７１に格納しておく。
【００７１】
ＯＮＵ１０や各ＯＬＴ２０は、運用開始時刻になると、それぞれ運用を開始する（Ｓ１０１６）。なお、ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ群２０Ａの運用開始時刻として、全てのＯＮＵ２０に対するレンジング処理が終わった後の時刻を設定する必要がある。例えばＯＬＴ１０が、ＯＮＵ２０からのレンジングレスポンス信号を受信しなくなるまで光信号の強度を段階的に強めながらレンジング処理を行う場合など、いつレンジング処理が終了して運用を開始できるのか、あらかじめＯＬＴ１０が把握していないような場合も想定できる。このような場合は、一連のレンジング処理を開始する時刻とＯＮＵ群２０Ａの運用開始時刻との間に十分な時間を設けておくなどして、レンジング処理の途中でＯＮＵ群２０Ａの運用開始時刻とならないように工夫しても良い。
【００７２】
図１１は、図７から図９に示したＯＮＵ２０立ち上げ処理の結果、ＯＬＴ１０内で生成及び保持する光強度対応テーブル１０６４の構成例を示す。本図は図７から図９で述べたレンジング処理の結果、ステップＳ−１００５０（図９）にてＯＬＴが作成するテーブルであり、ＯＬＴ１０内のレンジング／ＤＢＡ１０６１に保持される。テーブル情報には、個々のＯＮＵの識別子であるＯＮＵ−ＩＤ３００００と、各ＯＮＵ２０に関するＯＬＴ１０からの距離情報３００１０と、通信に必要な光強度３００２０とが対応付けて保持される。前述のように、レンジング処理部１０６３は、各光強度で行ったレンジングの完了時毎に光強度対応テーブル１０６４を作成する（Ｓ−１００４０Ａ、Ｓ−１００４０Ｂ、Ｓ−１００４０Ｃ）。レンジング処理部１０６３は、最後にそれらを統合することで全ＯＮＵについてのテーブル情報を作成可能である（Ｓ−１００５０）。また、前述した通信ビットレートが異なるＰＯＮシステムの混在収容時には、各光強度でのテーブル作成時に通信中の通信ビットレート情報３００３０を追加すればよい。
【００７３】
このテーブル情報から、例えば、最初に行った光強度ＬＡ１００００でレンジング処理を行ったＯＮＵは、今後通常運用でも光強度ＬＡ１００００にて下りフレーム送信すれば良いことや、光強度をＬＡ１００１０まで上昇させてレンジング処理をおこなったＯＮＵには今後通常運用でも光強度ＬＡ１００１０にて下りフレーム送信すれば良いことが分かる。
【００７４】
図１２は、図１の光アクセスシステムにおいて、図２に示す下り可変強度信号の送受信を実現するための下り光強度マップの構成例を示す信号構成図である。光受信デバイスの故障を回避するため、また、信号受光対象でないＯＮＵからの無用なエラーメッセージ発行を回避するために、ＯＬＴ１０から個々のＯＮＵ２０へ下り信号の送信タイミングを下り光強度マップによって通知する。この通知は全てのＯＮＵ２０が運用開始前に予め知っておくべき情報である。例えばＯＮＵ群２０Ｃ向けに発信される下り信号データの送信タイミングを、ＯＮＵ群２０Ａも把握しておく必要がある。また逆に、ＯＮＵ群２０Ａ向けに発信される下り信号Ｓ１０７の送信タイミングをＯＮＵ群２０Ｃも把握しておかなければならない。即ち、下りフレームの下り光強度マップについては、全てのＯＮＵ２０がその内容を把握できるよう設計する必要がある。
【００７５】
図１２では、そのための一構成例を示す。ＧＰＯＮ（ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３（非特許文献３））を例にとると、ＯＬＴ１０から各ＯＮＵ２０宛の信号の先頭には、先頭を識別するためのフレーム同期パターン９００００と、監視・保守・制御情報を送信するＰＬＯＡＭ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）フィールド５１３０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９００１０と呼ばれるヘッダ（オーバヘッドと称されることもある）とが各ＯＮＵ宛に時分割多重化されたデータ５１２０（ペイロードとも称されることもある）に付加されて構成されている。本実施例でＯＬＴ１０は、ＰＬＯＡＭフィールドに各ＯＮＵ２０の光信号の受信タイミング情報を載せる。
【００７６】
図１２（Ｂ）では、制御フレーム識別子５１３１には、当該ＰＬＯＡＭメッセージが“光強度情報”を含む独自規定メッセージであることを示す識別子を含む。識別子は、例えばベンダ独自で使用できる空きＩＤを用いれば良く、ここでは例として“１１００００００”としている。ＰＬＯＡＭ内のメッセージフィールド５１３２には、当該下りフレームヘッダの先頭を受信した時刻、図１４では符号５０００で示される時点、に対し、該ＯＮＵ２０が受信すべき下りフレームが到着するまでの時間を含んだ下り信号送信計画５１５０を挿入する。下り信号送信計画部１２１０７がこの下り信号送信計画５１５０を作成する。
【００７７】
なお本実施例では、スーパーフレームの長さが固定であり、その中に含まれる各ＯＮＵ群用の基本フレーム長も１２５マイクロ秒で固定であるため、ＯＮＵ群２０Ａ向けの受信開始時刻５１５２はゼロ、ＯＮＵ群２０Ｂ向けの受信開始時刻５１５２は１２５マイクロ秒もしくはそれに相当するバイト数、ＯＮＵ群２０Ｃ向けの受信開始時刻５１５２は２５０マイクロ秒もしくはそのバイト数と固定で決まっている。よって、本実施例の場合、例えばＯＬＴ１０がＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃに属する各ＯＮＵにスーパーフレーム周期を通知するとき（Ｓ１０１５）に、ＯＮＵ群２０Ａに属するＯＮＵはゼロ、ＯＮＵ群２０Ｂに属するＯＮＵは１２５マイクロ秒、ＯＮＵ群２０Ｃに属するＯＮＵは２５０マイクロ秒と、スーパーフレーム内における基本フレームの受信開始時刻を通知しておけば、ＯＬＴ１０はスーパーフレームを送信するたびにヘッダに下り信号送信計画５１３２を搭載する必要は無い。同様に、各ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃに属するＯＮＵの受信終了時刻５１６３も固定であり、ＯＮＵ群２０Ａに属するＯＮＵは１２５マイクロ秒、ＯＮＵ群２０Ｂに属するＯＮＵは２５０マイクロ秒、ＯＮＵ群２０Ｃに属するＯＮＵは３７５マイクロ秒である。
【００７８】
ここで示した例に含む光強度情報５１６１、５１７１、５１８１は、実は省略することもできる。下り信号の宛先となるＯＮＵ２０へ、データを送る際に採用するべき適切な光強度はＯＬＴ１０が把握しており、ＯＮＵ２０側では、自装置（ＯＮＵ）において受信すべきタイミングのみ分かれば十分である。
【００７９】
また、ここで述べた各ＯＮＵ２０向けの信号受信開始時刻５１５２−１２や受信終了時刻５１５３−１３には、図７〜図９のレンジング処理においてＯＬＴ１０から各ＯＮＵ２０に設定した絶対時刻に基づく時刻が格納されている。つまりＯＬＴ１０と各ＯＮＵ２０は共通の時間情報を用いて、フレーム処理に代表される各種処理を実施する。また、ＯＬＴ１０と各ＯＮＵ２０が互いに基準となる時刻を前述の絶対時刻で共有すれば、後の時刻情報を必要とする処理に関しては、基準となった時刻からの相対的な時刻情報で処理を行っても構わない。
【００８０】
図１３は、図１のＰＯＮ１において図２に示す下り可変強度信号の送受信を実現するための下りフレーム構成例を示す信号構成図である。本図では、図１に示すように距離別のＯＮＵ群が３グループ（２０Ａ、２０Ｂ，２０Ｃ）構成される状況を想定している。
【００８１】
本図では各ＯＮＵ群に対し送信する下りフレームの送信強度を、ＰＯＮ基本周期に従い１２５マイクロ秒基本フレームを単位として段階的に変更する方法を示す。即ちＯＬＴ１０は、本図に示した３つの１２５マイクロ秒フレーム５１０１、５１０２、５１０３を連結してなるフレーム５１０４を常に一セットとして下り信号を送出する。ＯＮＵ２０側では１２５マイクロ秒の基本フレーム毎に標準的なフレーム同期処理を実施すると共に、３つの基本フレームを単位とする連結フレームの開始位置に相当する、連結フレーム内第１フレームを識別する。この開始位置とは、図１３では時刻５０００で示された時点である。以下、本実施例における３つの連結フレームをスーパーフレーム５１０４と称する。
【００８２】
図１４では、スーパーフレーム５１０４の１周期が３基本フレームに相当する場合を図示している。スーパーフレーム５１０４とは、基本周期フレーム５１０１、５１０２、５１０３を複数個束ねることにより、更に長周期でのフレームとして一連のフレーム形態を定義する手段である。
【００８３】
一つの１２５マイクロ秒基本フレーム（５１０１、５１０２、又は５１０３）毎に送信強度が異なるため、ＯＮＵ２０側での受信可否は該基本フレーム毎に決まる。このため、例えばＯＮＵ群２０Ｂに属するＯＮＵは、真ん中の強度で送信される基本フレーム５１０２のヘッダ開始位置である符号５００１で示される時点を識別する必要がある。各ＯＮＵ２０は、自身が受信すべき基本フレームの開始タイミングを、スーパーフレーム内における当該基本フレームの相対的な位置、即ち到着順序により判断する。具体的には、前述のとおり、ＯＬＴ１０と各ＯＮＵ２０は絶対時刻で同期が取れており、各ＯＮＵ２０はＯＬＴ１０からスーパーフレーム周期５１０６をあらかじめ通知されているため、各ＯＮＵ２０は、運用開始時刻（図１３の５０００の時点）にスーパーフレーム周期を加算していくことで、次回以降のスーパーフレーム５１０４の受信時刻（図１３の５０１０や５０２０）を知ることができる。各ＯＮＵ２０は、各スーパーフレーム５１０４の受信開始時刻が分かれば、その時刻に基本フレーム周期１２５マイクロ秒の倍数を加算することで、自装置の属するＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃがそれぞれ基本フレームを受信すべきタイミングを知ることができる。
【００８４】
このように、各光レベルのフレームがＰＯＮ基本周期に従い１２５μ秒のフレーム長が固定された基本フレーム５１０１、５１０２、５１０３であり、スーパーフレーム５１０４が光強度の順（ＰＡ→ＰＢ→ＰＣ）に前述の基本フレームを組み合わせることで定義されているため、各ＯＮＵ２０は自身が受信できる光レベルのフレームがどのタイミングで到達するのかを知ることができる。つまり、ヘッダ５１１０Ａ、５１１０Ｂ、５１１０Ｃにそれぞれ内蔵されている各ＯＮＵ群２０向けの下り信号送信計画５１５０が、各ＯＮＵ群２０へ一定周期で到達するため、各ＯＮＵ２０は受信すべきヘッダがいずれのタイミングでＯＬＴ１０から送信されてくるかを把握することができる。
【００８５】
このように本実施例は、ＯＬＴ１０から各ＯＮＵ２０へ下り信号を送信する際に、基本周期である１２５マイクロ秒フレームを複数個束ねるスーパーフレーム周期（本図では時刻５０００〜５１００）を導入することが特徴である。スーパーフレーム５１０４を形成することにより、基本フレーム毎の処理には既存技術を適用できるため１２５マイクロ秒の基本フレーム構成を変更する場合に比べ、開発コストを低減できる。またＯＬＴ１０がスーパーフレームの始点、つまり運用開始時刻５０００と周期５１０６をあらかじめ通知しておき、さらにスーパーフレーム５１０４内における受信フレーム位置を１２５マイクロ秒単位でＯＮＵ２０に通知することにより、従来のＰＯＮ規定をベースとする下りフレーム送受信が可能となる。
【００８６】
スーパーフレームの中での受光フレーム相対位置、つまりスーパーフレーム５１０４の開始位置５０００から数えて何番目の基本フレームを終端すべきか、については、例えば、以下の方法で設定する。ＯＮＵ２０立ち上げ時、個々のＯＮＵがいずれのＯＮＵ群（２０Ａ〜２０Ｃ）に属するかは、例えば該ＯＮＵ２０を接続する第２スプリッタ３１Ａ〜３１Ｃの位置（ＯＬＴ１０からの距離）を予め決めておけば、オペレータ自身が予め一定の精度で認識可能である。このため、オペレータがあらかじめ各ＯＮＵ２０にスーパーフレーム内におけるフレームの受信開始位置を設定しても良い。もしくは、ＯＬＴ１０のＰＯＮ制御部が光強度対応テーブル１０６４を参照して、同じ光強度で下り信号を送信する一群のＯＮＵ２０に対し、スーパーフレーム内におけるフレームの受信開始位置として同じ時刻を通知しても良い。この場合ＯＮＵ２０は、
ＯＮＵ２０は、スーパーフレーム受信開始時刻５０００、スーパーフレーム内基本フレームの開始時刻５００１、５００２を認識し、自装置が受信すべき基本フレームの到着時刻に合わせて下り信号の強度制御部２３１１を、光信号受信可能状態にする。各フレームのヘッダ情報が到着するタイミングは１２５マイクロ秒周期の開始直後であり、下りスーパーフレーム周期の中でのヘッダ情報が送信される信号強度送信順序が予め分かっている（且つ、１２５マイクロ秒フレーム長は固定である（フレームのヘッダ部分とペイロード部分との長さは変化し得るが、合計長は変わらない））ため、全てのＯＮＵは、初期設定時のスーパーフレーム周期及びその境界時刻以外の特別な設定を行うことなく制御情報を受信できる。
【００８７】
ここまでの説明で述べたように、図１４ではヘッダ情報５１１０およびそれに含まれる下り信号送信計画５１５０を伝達するための光強度とペイロード部分を伝達するための光強度が等しいフレームを、１２５マイクロ秒基本フレーム長ごとに送信する構成例を示した。この場合は、必ずしもＯＮＵ２０毎に光強度情報５１６１、５１７１、５１８１を通知することなく下り信号の送受信が可能となる。ＯＮＵ２０は上記スーパーフレーム５１０４の開始点５０００を基点とし、スーパーフレーム内の基本フレーム単位に強度の異なる下り光信号について、受信光強度制御部２３１１を制御し受信とブロックを繰り返す。
【００８８】
本実施例では、ＰＬＯＡＭメッセージのＯＮＵ−ＩＤ７００１を該下り信号送信計画５１５０の指示対象ＯＮＵ識別子とする。つまり、ＯＮＵ群２０Ａに属するＯＮＵのうち、１つのスーパーフレーム５１０４に含まれる基本フレーム５１０１を使用できるＯＮＵは１台である。同様に基本フレーム５１０２を使用できるのはＯＮＵ群２０Ｂに属する１台のＯＮＵであり、基本フレーム５１０３を使用できるのはＯＮＵ郡２０Ｃに属する１台のＯＮＵである。言い換えると、本実施例では、１つのスーパーフレームで各ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃに含まれるそれぞれ１台ずつのＯＮＵに下り信号を送信する。
【００８９】
図１４に示す実施例では、ヘッダ情報５１１０Ａ、５１１０Ｂ、５１１０Ｃを受信開始する時刻（５０００、５００１、５００２）が、スーパーフレームの開始位置である５０００の時点から１２５マイクロ秒、２５０マイクロ秒と一定周期であるため下り信号送信計画をＰＯＮシステム運用中に動的に変更する必要性が殆ど無い。運用中に新規ＯＮＵ群を追加する時は、新規ＯＮＵのレンジングを含む立上げ処理のため、一定時間はシステムの運用を止める必要がある。従って新規ＯＮＵの立上げを完了すると同時に、既存ＯＮＵに対して上述の図１４の運用に必要なパラメータを再通知すれば良い。下り信号送信計画の受信開始時刻（及び受信終了時刻）を用いて当該スーパーフレームにおけるペイロード開始時刻を示しても良く、該光強度マップを参照しなくても良い。オペレータもしくはＯＬＴ１０が、スーパーフレーム内における基本フレームの受信開始位置をあらかじめＯＮＵ２０に設定・通知する場合には、ＯＮＵ２０はこの情報を下り光強度マップ情報２０７１に格納する。
【００９０】
図１５は下り光強度マップ情報２０７１の一例であり、ここではＯＮＵ群２０Ｂに属するＯＮＵ向けの情報を例示している。運用開始時刻１４００は、ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０に図８の２００４０−Ｂの処理にて通知する情報である。スーパーフレーム周期１４０１は、ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０に図１０のＳ１０１５の処理にて通知する情報である。受信開始時刻１４０２ならびに受信終了時刻はそれぞれ、１つのスーパーフレーム５１０４内にてＯＮＵ２０が基本フレーム５１０２の受信を開始ならびに終了する時刻であり、運用開始前にオペレータやＯＬＴ１０から予め設定もしくは通知されているか、スーパーフレーム５１０４を受信するたびに、ＰＬＯＡＭフィールド５１３０Ｂを参照して下り信号送信計画５１５０に含まれる受信開始時刻５１６２ならびに受信終了時刻５１６３から得られる情報である。
【００９１】
図１６は、ＯＬＴ１０の処理の概要を図示したフローチャートである。ＯＬＴ１０のレンジング処理部１０６３は、各ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃに対し図７〜図９に示すレンジング処理を実施し（１２００）、レンジングに用いた光信号強度を光強度対応テーブル１０６４に記録する（１２０１）。そしてＯＬＴ１０の下りフレーム処理部１２１０は、スーパーフレームの送信周期を各ＯＮＵ２０に通知して（１２０２）、運用開始時刻になると（１２０３）、スーパーフレームを生成して各ＯＮＵに向けて送信する（１２０４）。この後、ＯＬＴ１０はスーパーフレーム周期毎に（１２０５）、ＯＮＵに向けてスーパーフレームを送信する。
【００９２】
図１７は、図１６における処理１２０４を細分化したフローチャートである。ＯＬＴ１０のスーパーフレーム生成部１２１０７は、をＧＥＭフレーム生成部１２１０４が生成した各ＯＮＵ宛の下りＧＥＭフレームの量を確認し（１３００）、これから作成・送信するスーパーフレームにて下りデータを送信するＯＮＵを、各ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃごとに１台ずつ選定する（１３０１）。ここでスーパーフレーム生成部１２１０７は、例えば各ＯＮＵ群ごとに、下りデータ量が最も多いＯＮＵを優先的に選択するなどすれば良い。
【００９３】
下りフレーム処理部１２１０のスーパーフレーム生成部１２１０７は、選択した３つのＯＮＵ宛ＧＥＭフレームを用いて、３つの１２５マイクロ秒長の基本フレームを作成し（１３０２）、さらにこれら３つの基本フレームを連結してスーパーフレーム５１０４を作成する（１３０３）。このとき、各基本フレームのＯＮＵ−ＩＤ７００１には、各ＯＮＵ群ごとに選択したＯＮＵのＯＮＵ−ＩＤが格納される。最後に、スーパーフレーム周期になると、スーパーフレーム生成部１２１０７はＥ／Ｏ１３１０にスーパーフレーム５１０４を渡して、各基本フレームごとに送信光のレベルを変えて送信するよう指示する。このときスーパーフレーム生成部１２１０７は、送信光強度取得部１２１０６を介して光強度対応テーブル１０６４から取得した、各基本フレームすなわち各ＯＮＵ群ごとに適した光強度をＥ／Ｏ１３１０に指示する。Ｅ／Ｏ１３１０は指示されたとおり、基本フレーム毎に段階的に強度を変えながら、スーパーフレーム５１０４を送信する（１３０４）。
【００９４】
図１８は、ＯＮＵ２０の処理の概要を図示したフローチャートである。ＯＮＵ２０のレンジングリクエスト処理部２２１０２やレンジング信号処理部２０００１、レンジングレスポンス生成部２４１０４は図７〜図９に記載された一連のレンジング処理を実行する（１７００）。この時、前述のようにＯＮＵ２０はＯＬＴ１０との間で絶対時刻による時刻同期を取る。そしてＯＮＵ２０の下りフレーム処理部２２１０は、ＯＬＴ１０からスーパーフレーム周期を通知されると（１７０１）、下り強度マップ情報２０７１に当該周期を格納する。また、図１８には図示されていないが、ＯＬＴ１０から運用開始時刻も通知されるので、下りフレーム処理部２２１０は当該時刻も同様に下り強度マップ情報２０７１に格納する。そして、Ｏ／Ｅ２３１０に備わる強度制御部２３１１により、光ファイバ７１からの光信号を遮断もしくは減衰する（１７０２）。
【００９５】
ＯＮＵ制御部２０６０は下り光強度マップ情報２０７１に登録された運用開始時刻１４００が到来したかどうかを監視しており（１７０３）、運用開始時刻になると、強度制御部１７０３が光ファイバ７１からの光信号を通過させるように制御する（１７０４）。ヘッダ解析部２２１０１はスーパーフレーム５１０４に含まれる基本フレームのヘッダ５１１０を参照し、ＯＮＵ−ＩＤ７００１が自装置のものと同じかどうか判定する（１７０５）。異なる場合、今回のスーパーフレーム５１０４には、自装置の属するＯＮＵ群の、他のＯＮＵ宛のフレームが送信されているため、ＯＮＵ制御部２０６０は強度制御部２３１１により光信号を遮断もしくは減衰する（１７０９）。
【００９６】
ＯＮＵ−ＩＤが同じだった場合、今回のスーパーフレーム５１０４は自装置宛のフレームを含んでいる。ＯＮＵ制御部２０６０は受信した基本フレームの下り信号送信計画５１５０に含まれる受信開始時刻５１５２を参照し、受信時刻になったかどうかを判定する（１７０５）。なお、ＯＮＵ群２０Ａに属するＯＮＵは、すぐにフレームを受信できるためこの条件分岐でＹｅｓとなり、受信終了時刻５１５３までの間、自装置宛のＧＥＭフレームを受信する（１７０８）。他のＯＮＵ群２０Ｂや２０Ｃに属するＯＮＵではＮｏとなるので、ＯＮＵ制御部２０６０は受信開始時刻５１５２になるまで強度制御部２３１１を閉じて待機する（１７０６）。
【００９７】
ＯＮＵ制御部２０６０は、受信開始時刻５１５２になると、強度制御部２３１１が光信号を通過させるよう設定し（１７０７）、受信終了時刻５１５３までの間ＧＥＭフレームを受信する（１７０８）。受信終了時刻となると、ＯＮＵ制御部２０６０は強度制御部２３１１を閉じて（１７０９）、次のスーパーフレーム周期の開始時刻となるまで待機する（１７１０）。そして次のスーパーフレーム周期が来たとき、ＯＮＵ制御部２０６０は、下り光拒度マップ２０７１に格納された受信開始時刻１４０２まで待機する（１７１２）。本実施例では、ＯＮＵ群２０Ａに属するＯＮＵの場合、この受信開始時刻１４０２はゼロである。ＯＮＵ群２０Ｂに属するＯＮＵでは１２５マイクロ秒であり、ＯＮＵ群２０Ｃに属するＯＮＵでは２５０マイクロ秒である。
【００９８】
次に、図１９を用いて通常運用中のＰＯＮ１へ新規ＯＮＵ２０を登録する際の手順を説明する。ここで、通常運用中の全ＯＮＵをＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌ、新規登録するＯＮＵをＯＮＵ２０−ｎｅｗとする。まずＯＬＴ１０からＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌへ通常運用を一時停止通知するための一時停止信号４００００を送信する（Ｓ−６００００）。一時停止信号４００００を受け取ったＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌは（Ｓ−６００１０）、信号内の通常運用再起動時刻を読み取り、通常運用再起動時刻まで全ての受信信号を遮断もしくは減衰するようにＯ／Ｅ２３１０の強度制御部２３１１を制御する（Ｓ−６００２０）。この信号を受信することによって、各ＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌは、これからＯＮＵ２０−ｎｅｗに対して行うレンジング処理などの通常運用前の処理に起こる可能性のある、光強度の違いによるエラー受信やＯＮＵの光受信機の破壊や故障を防ぐことができる。また、後にＯＮＵ２０−ｎｅｗが送信するレンジングレスポンス信号４００２０などの上り信号とＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌが送信する通常運用時の上り信号の衝突も回避できる。一時停止信号４００００は例えば、通常の下りフレーム内の光強度マップ５１５０−１〜５１５０−Ｋ内に次回受信開始時刻情報として通常運用再起動時刻を割り当てることで通知できる。なお、通常運用再起動時刻は、ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０−ｎｅｗに、様々な強さの光信号でレンジング処理を試みて、レンジング処理が終了するのに十分な時間を考慮して決定する。
【００９９】
一時停止信号４００００を送信した後、立ち上げ可能の旨の連絡を受けた設置業者もしくはユーザがＯＮＵ２０−ｎｅｗを起動させる（Ｓ−６００３０）。その後、ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０−ｎｅｗに対し、図７〜図９の立上げ同様に、光強度や通信ビットレートを調整しながらレンジングリクエスト信号４００１０を送信してＯＮＵ２０−ｎｅｗからのレンジングレスポンス信号４００２０を待つ（Ｓ−６００４０）。この時、予め設置場所や該当ＯＮＵの距離情報や通信ビットレートなどが把握していれば、オペレータがＯＬＴ１０に対して、送信するレンジングリクエスト信号４００１０の光強度や通信ビットレートを指定するように送信するように指示をしてもよい。レンジングリクエスト信号４００１０を受け取ったＯＮＵ２０−ｎｅｗ（Ｓ−６００５０）はＯＬＴ１０へレンジングレスポンス信号４００２０を送信する（Ｓ−６００６０）。
【０１００】
レンジングレスポンス信号４００２０を受け取ったＯＬＴ１０（Ｓ−６００７０）は送信したレンジングリクエスト信号４００１０の光強度と通信ビットレートにて図７〜図９の説明にて記載した通常運用までの処理（４００３０、４００４０、４００５０）をＯＮＵ２０−ｎｅｗとの間で行う。その後ＯＮＵ２０−ｎｅｗは、ＯＬＴ１０から通知された通常運用再開時刻まで全ての受信信号を遮断もしくは減衰するようにＯ／Ｅ２３１０を制御して待機する（Ｓ−６００８０）。この時の処理内容は図７〜図９の説明にて記載した内容と重複するので、省略する。この際、図１１で示したテーブル情報にもＯＮＵ２０−ｎｅｗの情報が追加され、その後の下りフレーム生成や下り信号送信計画の作成に用いられる（Ｓ−６００９０）。通常運用再開時刻になると、以後、ＯＬＴ１０、ＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌ、ＯＮＵ２０−ｎｅｗが通常運用を再開する（Ｓ−６０１００−ＯＬＴ、Ｓ−６０１００−ＯＮＵ）。
【０１０１】
図２０は、ヘッダ情報をスーパーフレームの先頭位置に集約する第２の実施例である。以下、ＯＮＵ群２０Ａに属する一つのＯＮＵをＯＮＵ２０Ａ、同様にＯＮＵ群２０Ｂに属する一つのＯＮＵをＯＮＵ２０Ｂ、ＯＮＵ群２０Ｃに属する一つのＯＮＵをＯＮＵ２０Ｃと記載して説明する。
【０１０２】
本実施例のスーパーフレーム５１０５は、３つのＯＮＵ群２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃそれぞれにつき１つずつのＯＮＵに対するヘッダ５１１０とペイロード５１２０を含むよう構成され、フレーム長は１２５マイクロ秒の３倍の３７５マイクロ秒フレームである。ヘッダ部５１１０とペイロード部５１２０は、それぞれに或る光強度で送信されるヘッダ及びペイロードを含む。複数の光強度信号をスーパーフレーム５１０５で多重して送信する場合には、本図に示すように、ヘッダ部とペイロード部共に光強度の低い順に送信する。低い順にすることで、ＯＬＴ１０から近い距離にあるＯＮＵ２０が間違って早いタイミングで光信号を受光しても、当該ＯＮＵ２０の受光部が故障しないようにするためである。
【０１０３】
図２０の実施例では、全光強度について下り信号のヘッダ５１１０を送信完了した後にペイロード５１２０を送信するため、ヘッダ部もペイロード部も図に示すような階段状の光強度構成となる。本図（Ａ）において光強度を段階的に変化させている理由の一つに、急激な強度変化に伴う受信デバイス故障の危険性を最小限に留める目的がある。ヘッダ部の長さは必ずしも１２５マイクロ秒の基本フレーム長の整数倍である必要は無いが、本図ではスーパーフレーム５１０５の全体長は基本フレームの整数倍として構成する。この構成方法を採用すると、既存ＰＯＮにおける最小フレーム構成単位は１２５マイクロ秒フレームであるため、既存製品からの設計変更が容易であるというメリットがある。
【０１０４】
図２０の構成例では、下りフレームヘッダ５１１０は、ＯＮＵ２０Ａ向けヘッダ情報５１１０Ａ、ＯＮＵ２０Ｂ向けヘッダ情報５１１０Ｂ、ＯＮＵ２０Ｃ向けヘッダ情報５１１０Ｃを含む構成とする。それぞれのヘッダ情報には各ＯＮＵ２０向けの下り信号送信計画５１５０Ａ、５１５０Ｂ、５１５０Ｃを含む。例えばヘッダ５１１０Ａは、ＯＮＵ群２０Ａに属する複数のＯＮＵにて受信が可能なレベルの光信号で送信される。そしてＯＮＵ群２０Ａに属する複数のＯＮＵは、受信したヘッダ５１１０Ａの中のＯＮＵ−ＩＤ７００１を参照し、自装置宛の信号と識別した１台のＯＮＵ２０Ａが、ヘッダを処理しペイロードを受信する。ここで、自装置宛ではなかった、ＯＮＵ群２０Ａに属する他のＯＮＵは、次のスーパーフレーム周期まで強度制御部２３１１により受信光を遮断もしくは減衰する。
【０１０５】
図２０（Ｂ）は、ＯＮＵ２０側で下り信号の処理を行うための、下り信号送信計画５１５０における各パラメータ設定方法を示す。下りスーパーフレーム５１０５において、例えばＯＮＵ２０Ａ宛ての有効情報は、フレームヘッダ５１１０Ａとデータ部５１２０Ａである。図２０（Ａ）のフレーム構成例に示すように、ヘッダ部５１１０（Ａ）とＧＥＭフレームが格納されるデータ部５２４１Ａの開始時刻との間に一定の隙間５５２０ができる。この隙間５５２０に転送される情報はＯＮＵ２０Ｂに通知されるヘッダ５１１０ＢおよびＯＮＵ２０Ｃに対し通知されるヘッダ５１１０Ｃである。これらＯＮＵ２０Ｂや２０Ｃ宛のヘッダ情報は、ＯＮＵ２０Ａで受信するには光強度が大き過ぎ、受信した場合にはＯＮＵ２０Ａの受光デバイスを破壊する怖れがある。従ってＯＮＵ２０Ａでは、ＯＮＵ２０Ｂ又はＯＮＵ２０Ｃに対し通知されるヘッダ情報に対しては、受信光強度制御部２３１１にて光信号を遮断もしくは減衰する必要がある。
【０１０６】
上記のようにＯＮＵ２０Ａが、遮断区間５２１０Ｂ及び５２１０Ｃを経て正しくデータ５２４１Ａを受信するため、本実施例では遮断区間５２１０Ｂ及び５２１０Ｃを、ＯＮＵ２０Ａ向けの追加ヘッダ領域５５２０と定義する。この追加ヘッダ領域５５２０が終了する時刻から、ＯＮＵ２０Ａが自装置向けペイロード（ＧＥＭフレーム）の受信を開始できるようにするため、以下の工夫をする。まず、本実施例のヘッダ部５２１０Ａ、５２１０Ｂ、５２１０Ｃの長さを一定とする。これにより、各ＯＮＵ群におけるヘッダの受信時刻の間隔が一定となるためである。即ち、スーパーフレーム５２００のフレーム長を常時一定にしておき、実施例１で説明したように個々のＯＮＵ２０を立ち上げた際に、時刻情報と最初に受信するスーパーフレーム（ヘッダ部５５１０、５６１０、又は５７１０）の到着タイミング（つまり通常運用開始時刻）、及びスーパーフレーム長を通知する。
【０１０７】
これにより、たとえばＯＮＵ群２０Ａの各ＯＮＵは、スーパーフレーム周期で強度制御部２３１１を開放し、ヘッダを受信する。そして自宛のヘッダと認識したＯＮＵ２０Ａは、下り信号送信計画５１５０で指定される受信開始時刻５１６２（図２０（Ａ）における５００３の時点）まで強度制御部２３１１を閉じておく。ＯＮＵ２０は受信開始時刻５１６２から受信終了時刻５１６３（図２０（Ａ）における５００４の時点）までの期間、強度制御部２３１１を再び開放してペイロードを受信し、その後次のスーパーフレーム周期まで強度制御部２３１１を閉じておく。
【０１０８】
以上、ＯＮＵ群２０Ａの場合を例に本実施例の信号構成方法及び動作を説明した。ＯＮＵ群２０Ｂについても動作原理は同じである。ヘッダ部５２１０Ｂの開始位置がＯＮＵ群２０Ａ向けヘッダの終了位置であり、データ部５２４１Ｂの開始位置がＯＮＵ群２０Ａのデータ部５１２０Ａの終了位置となる。従って、ＯＮＵ２０Ｂが追加ヘッダ５７２０として考慮すべきはＯＮＵ群２０Ｃ向けヘッダ区間５２１０とＯＮＵ群２０Ａ向けデータ区間５２４１Ａである。ＯＮＵ２０Ｂはヘッダ５２１０Ｂを読み込んだ後、図２０（Ａ）の符号５００４で示される時点まで強度制御部２３１１を閉じ、符号５００４の時点から５００５の時点まで強度制御部２３１１を再び開放してペイロード５２４１Ｂを受信する。受信後、ＯＮＵ２０Ｂは次のスーパーフレーム周期まで強度制御部２３１１を閉じる。
【０１０９】
ＯＮＵ群２０Ｃに関しても同様であるが、ＯＮＵ群２０ＣはＯＬＴ１０から最遠のＯＮＵ群となるため、自装置宛ての下りフレーム以外の部分は光遮断をするまでもなく、単純に無視しておくことも可能である。これは、ＯＮＵ群２０Ｃの場合、光デバイスへの影響を考える必要が無い為である。例えばＯＮＵ２０Ｃは、ヘッダ５１５０Ｃに含まれる受信開始位置５１５２と受信終了位置５１５３の間以外で光レベルの弱い、ノイズなのか信号なのか判別できない光を受信しても、ＬＯＳ／ＬＯＦ（Ｌｏｓｓ  ｏｆ  Ｓｉｇｎａｌ／Ｆｒａｍｅ）警報を発行しない設定とする等すれば、光レベルの弱いＯＮＵ群２０Ａあて、もしくはＯＮＵ群２０Ｂあての信号を無視することができる。
【０１１０】
それぞれのＯＮＵ群が各群宛てヘッダの開始位置からヘッダ情報を取得するため、ここではＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３（非特許文献３）で規定される下り信号同期パターン（ＰＳｙｎｃフィールド；０ｘＢ６ＡＢ３１Ｅ０）を各ヘッダ５２１０Ａ、５２１０Ｂ、５２１０Ｃの先頭位置にそれぞれ配する構成とした。これによって、予め決められたヘッダ長であることと合わせ、各ＯＮＵ群は、指定されたスーパーフレーム周期毎にヘッダ５２１０を受信し、そこで指定されたタイミングでペイロード５１２０を受信できる。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  ＯＬＴ
２０  ＯＮＵ
１１０００  強度制御部（ＯＬＴ）
２３１１  強度制御部（ＯＮＵ）
１２１０  下りフレーム処理部（ＯＬＴ）
２２１０  下りフレーム処理部（ＯＮＵ）
１０００  ＰＯＮ制御部（ＯＬＴ）
２０００  ＰＯＮ制御部（ＯＮＵ）
１０６４  光強度対応テーブル
２４１１  下り光強度マップ情報
５１０１  ＯＮＵ群２０Ａ用の基本フレーム
５１０２  ＯＮＵ群２０Ｂ用の基本フレーム
５１０３  ＯＮＵ群２０Ｃ用の基本フレーム
５１０４  スーパーフレーム
【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１２】
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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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