(57)【要約】【課題】  遠距離のＯＮＵの上り伝送のスループット及び遅延特性を改善する。【解決手段】  ＣＰＵ（３２）の下りフレーム生成機能（３４）は、ＲＴＴテーブル（３６ａ）とグラント情報（３６ｂ）を参照し、遠いＯＮＵ（５６−１〜５６−ｎ，６０）から順に、上り送信要求に応じた送信許可信号を生成し、ＯＬＴ（１０）からの出力時刻を決定する。下りフレーム生成機能（３４）は更に、一定距離以上に遠いＯＮＵ（６０）に対しては、上り送信要求に応じた送信許可信号から所定時間遅れた見込み送信許可信号を生成する。下りフレーム生成機能（３４）は、生成された送信許可信号及び見込み送信許可信号を、それらの出力時刻にＯＬＴ（１０）から出力されるように、下りフレーム転送装置（２２）に出力する。【選択図】  図１
2011166328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局側光終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が複数の加入者光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を、当該複数のＯＮＵにより部分的に共用される光伝送路（５０，５２，５４−１〜５４〜ｎ，５８）を介して収容し、ＯＬＴが各ＯＮＵの上り送信を制御する光伝送システムであって、
当該ＯＬＴ（１０）が、
各ＯＮＵ（５６−１〜５６−ｎ，６０）までの光伝送距離を計測する計測手段（３２）と、
各ＯＮＵについて、当該計測手段により計測される光伝送距離に関する距離情報（３６ａ）、及び、上り送信を許可したが未受信の上りデータ量の情報を含む上り送信許可情報（３６ａ）を記憶するメモリ（３６）と、
各ＯＮＵからの上り送信要求を受信する手段（２８，３０，３２）と、
当該上り送信要求に応じて要求元のＯＮＵに送信許可信号を生成する送信許可信号生成手段であって、当該要求元のＯＮＵの当該光伝送距離が所定値以上である場合に、当該送信許可信号から、当該要求元のＯＮＵの当該光伝送距離に応じた往復遅延時間よりも短い所定時間だけ遅れる見込み送信許可信号を更に生成する送信許可信号生成手段（３４）と、
当該送信許可信号生成手段で生成される当該送信許可信号及び当該見込み送信許可信号を当該光伝送路に出力する出力手段（２２，２４，２６）
とを具備する
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】
当該出力手段は、当該送信許可信号生成手段で生成される、当該光伝送距離が最も長いＯＮＵへの当該送信許可信号を、他のＯＮＵへの当該送信許可信号に先行して当該光伝送路に出力することを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】
当該出力手段は、当該光伝送距離が最も長いＯＮＵから順に、当該送信許可信号生成手段で設定される当該送信許可信号を当該光伝送路に出力することを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項４】
当該送信許可信号生成手段は、当該光伝送距離の長いＯＮＵから順に、当該上り送信要求に応じた当該送信許可信号を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の光伝送システム。
【請求項５】
当該送信許可信号生成手段は、当該送信許可信号の当該光伝送路への出力時刻を、当該光伝送距離の長いＯＮＵから順に設定し、
当該出力手段は、当該送信許可信号生成手段により設定される出力時刻の順に、当該上り送信要求に応じた当該送信許可信号を当該光伝送路に出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項６】
複数の加入者光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を、当該複数のＯＮＵにより部分的に共用される光伝送路（５０，５２，５４−１〜５４〜ｎ，５８）を介して収容し、各ＯＮＵの上り送信を制御する局側光終端装置であって、
各ＯＮＵ（５６−１〜５６−ｎ，６０）までの光伝送距離に相当する情報を計測する計測手段（３２）と、
各ＯＮＵについて、当該計測手段により計測される光伝送距離に関する距離情報（３６ａ）、及び、上り送信を許可したが未受信の上りデータ量の情報を含む上り送信許可情報（３６ａ）を記憶するメモリ（３６）と、
各ＯＮＵからの上り送信要求を受信する手段（２８，３０，３２）と、
当該上り送信要求に応じて要求元のＯＮＵに送信許可信号を生成する上り許可信号生成手段であって、当該要求元のＯＮＵの当該光伝送距離が所定値以上である場合に、当該送信許可信号から、当該要求元のＯＮＵの当該光伝送距離に応じた往復遅延時間よりも短い所定時間だけ遅れる見込み送信許可信号を更に生成する送信許可信号生成手段（３４）と、
当該送信許可信号生成手段で設定される当該送信許可信号及び当該見込み送信許可信号を当該光伝送路に出力する出力手段（２２，２４，２６）
とを具備することを特徴とする局側光終端装置。
【請求項７】
当該出力手段は、当該送信許可信号生成手段で生成される、当該光伝送距離が最も長いＯＮＵへの当該送信許可信号を、他のＯＮＵへの当該送信許可信号に先行して当該光伝送路に出力することを特徴とする請求項６に記載の局側光終端装置。
【請求項８】
当該出力手段は、当該光伝送距離が最も長いＯＮＵから順に、当該送信許可信号生成手段で生成される当該送信許可信号を当該光伝送路に出力することを特徴とする請求項６に記載の局側光終端装置。
【請求項９】
当該送信許可信号生成手段は、当該光伝送距離の長いＯＮＵから順に、当該上り送信要求に応じた当該送信許可信号を生成することを特徴とする請求項６又は７に記載の局側光終端装置。
【請求項１０】
当該送信許可信号生成手段は、当該送信許可信号の当該光伝送路への出力時刻を、当該光伝送距離の長いＯＮＵから順に設定し、
当該出力手段は、当該送信許可信号生成手段により設定される出力時刻の順に、当該上り送信要求に応じた当該送信許可信号を当該光伝送路に出力する
ことを特徴とする請求項６に記載の局側光終端装置。
【請求項１１】
局側光終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が複数の加入者光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を、当該複数のＯＮＵにより部分的に共用される光伝送路（５０，５２，５４−１〜５４〜ｎ，５８）を介して収容する光伝送システムにおいて、各ＯＮＵの上り送信を制御する方法であって、
当該ＯＬＴ（１０）が、各ＯＮＵ（５６−１〜５６−ｎ，６０）までの光伝送距離に相当する情報を計測する計測ステップ（３２）と、
各ＯＮＵからの上り送信要求を受信するステップ（２８，３０，３２）と、
受信した上り送信要求に応じて、要求元のＯＮＵに送信許可信号を生成する送信許可信号生成ステップ（３４，Ｓ１１）と、
当該要求元のＯＮＵの当該光伝送距離が所定値以上である場合に、当該送信許可信号から、当該要求元のＯＮＵの当該光伝送距離に応じた往復遅延時間よりも短い所定時間だけ遅れる見込み送信許可信号を更に生成する見込み送信許可信号生成ステップ（３４，Ｓ１６）と、
当該送信許可信号生成ステップで設定される当該送信許可信号、及び当該見込み送信許可信号生成ステップで設定される当該見込み送信許可信号を当該光伝送路に出力する出力ステップ（３４，２２，２４，２６）
とを具備することを特徴とする上り送信制御方法。
【請求項１２】
当該出力ステップは、当該送信許可信号生成ステップで生成される、当該光伝送距離が最も長いＯＮＵへの当該送信許可信号を、他のＯＮＵへの当該送信許可信号に先行して当該光伝送路に出力することを特徴とする請求項１１に記載の上り送信制御方法。
【請求項１３】
当該出力ステップは、当該光伝送距離が最も長いＯＮＵから順に、当該送信許可信号生成ステップで設定される当該送信許可信号を当該光伝送路に出力することを特徴とする請求項１１に記載の上り送信制御方法。
【請求項１４】
当該送信許可信号生成ステップは、当該光伝送距離の長いＯＮＵから順に、当該上り送信要求に応じた当該送信許可信号を生成することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の上り送信制御方法。
【請求項１５】
当該送信許可信号生成ステップは、当該送信許可信号の当該光伝送路への出力時刻を、当該光伝送距離の長いＯＮＵから順に設定し、
当該出力ステップは、当該送信許可信号生成ステップにより生成される出力時刻の順に、当該上り送信要求に応じた当該送信許可信号を当該光伝送路に出力する
ことを特徴とする請求項１１に記載の上り送信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上り信号伝送に時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）を使用する光伝送システム、局側光終端装置、及び上り送信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上り信号伝送に時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）を使用する光伝送システムとして、センター局又は交換局等に配置される局側光終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が、受動光伝送路を介して複数の加入者側光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）に接続するいわゆるＰＯＮ（Passive Optical Network）システムが知られている。受動光伝送路は、ＯＬＴに接続し、全ＯＮＵにより共有される共有光ファイバと、個々のＯＮＵに接続する分岐光ファイバと、共有光ファイバと各分岐光ファイバとの間に接続される光カプラとからなる。
【０００３】
ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴが、各ＯＮＵの上り光信号の送信タイミング（時期と期間）を動的に制御することで、共有光ファイバ上で上り光信号が相互に衝突しないようにしている。ＰＯＮシステムでは、従来、ＯＬＴからＯＮＵへの制御信号をＧａｔｅメッセージと呼ばれるフォーマットで伝送し、ＯＮＵからＯＬＴへの制御信号をＲｅｐｏｒｔメッセージと呼ばれるフォーマットで伝送する。また、ＴＤＭＡのために、ＯＬＴは、事前に各ＯＮＵの往復遅延時間（ＲＴＴ：Round Trip Time）の情報を収集している。
【０００４】
図５は、従来の上り送信制御のシーケンス例を示す。図５に示す例では、ＯＮＵ（１）が２０ｋｍ以上離れた遠距離に位置し、ＯＮＵ（２）〜ＯＮＵ（Ｎ）は２０ｋｍ以内の近距離に位置するものとする。ＯＬＴは、全部のＯＮＵ（１）〜ＯＮＵ（Ｎ）に対し逐次的に、上り光送信の必要性をＧａｔｅメッセージＱ（１）〜Ｑ（Ｎ）で問い合わせる。問い合わせを受けたＯＮＵ（ｉ）は、送信したいデータ量を示す送信要求信号Ｒ（ｉ）をＲＥＰＯＲＴメッセージでＯＬＴに返信する。ＯＬＴは、各ＯＮＵからのデータ量情報に基づき、各ＯＮＵ（ｉ）に割り当てる上り送信帯域と送信タイミングを決定し、各ＯＮＵ（ｉ）に順次、送信許可信号Ｇ（ｉ）をＧａｔｅメッセージで送信する。各ＯＮＵ（ｉ）は、送信許可信号Ｇ（ｉ）で指示された送信タイミングに基づき、許可されたデータ量の上り光信号Ｄ（ｉ）を光伝送路に出力する。ＯＮＵ（ｉ）は、送信すべきデータが残る場合、上り光信号に続けて、次の送信データ量を示す送信要求信号Ｒ（ｉ）を送信する。これにより、ＯＬＴは、続けての上り送信が必要か否かと、必要な場合の上りデータ量を知ることができる。
【０００５】
以上の手順を繰り返すことで、各ＯＮＵからの上りデータが、共有される光伝送路上で互いに衝突することなく、ＯＬＴに入射する。但し、従来のＰＯＮシステムでは、ＯＬＴは、全ＯＮＵからの送信要求信号を受信した上で、各ＯＮＵに割り当てる上り送信帯域及び送信タイミングを計算するようにしているので、最遠距離のＯＮＵが送信する送信要求信号がＯＬＴに届くまで、ＯＬＴに待ち時間が発生する。
【０００６】
また、従来のＰＯＮシステムは、ＯＮＵが、伝送距離差の影響が少ない一定距離内に位置することを前提としており、ＯＮＵが送信要求信号を送信してから実際に上りデータ送信を開始するまでの時間周期（以下、「グラント周期」という）は、ＯＬＴとＯＮＵの間の往復遅延時間ＲＴＴの最大値以上に一律に設定される。この結果、伝送距離又はＲＴＴの差が大きくなると、近距離ＯＮＵは、そのＲＴＴが小さいにも関わらず、遠距離ＯＮＵのＲＴＴの影響を受けて上り遅延特性が劣化する。
【０００７】
グラント周期が遠距離ＯＮＵのＲＴＴ以上に決定されることから、上りデータ送信開始までの待ち時間が長くなる。すると、上り送信データ量が多い場合に、ＯＮＵの上りバッファにおいてオーバフローが起こりやすくなり、フレームロスとなって、十分なスループット特性が得られない。
【０００８】
近距離ＯＮＵと遠距離ＯＮＵが混在するＰＯＮシステムにおいて、上り伝送特性を向上させる技術が、特許文献１及び特許文献２に記載されている。すなわち、特許文献１には、ＲＴＴが小さい場合には、１０Ｇｂｉｔ／ｓ等の高速ビットレートで通信を行わせ、ＲＴＴが大きい場合には２．５Ｇｂｉｔ／ｓのような低速のビットレートで通信を行わせることが記載されている。これにより、遠距離のＯＮＵの収容可能とする。特許文献２には、ＲＴＴ，前方誤り訂正（ＦＥＣ：Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）の冗長ビット、及び通信品質に従い、各ＯＮＵへの帯域割当を最適制御することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２４６５８６号公報
【特許文献２】特開２００８−３０６４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、光伝送距離が２０ｋｍ以内のＰＯＮシステムには効果的であるが、２０ｋｍを超える遠距離ＯＮＵが存在する場合、グラント周期が長くなり、遠距離ＯＮＵだけでなく、近距離ＯＮＵも含めたシステム全体の上りスループット及び遅延特性が劣化する。
【００１１】
他方で、ＯＬＴ設置コスト及びオペレーションコストの削減のために、より多くの加入者、例えば、より遠距離の加入者を収容することが要望されている。
【００１２】
本発明は、上りスループット及び遅延特性を改善した光伝送システム、局側光終端装置及び上り送信制御方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る光伝送システムは、局側光終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が複数の加入者光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を、当該複数のＯＮＵにより部分的に共用される光伝送路を介して収容し、ＯＬＴが各ＯＮＵの上り送信を制御する光伝送システムであって、当該ＯＬＴが、各ＯＮＵまでの光伝送距離を計測する計測手段と、各ＯＮＵについて、当該計測手段により計測される光伝送距離に関する距離情報、及び、上り送信を許可したが未受信の上りデータ量の情報を含む上り送信許可情報を記憶するメモリと、各ＯＮＵからの上り送信要求を受信する手段と、当該上り送信要求に応じて要求元のＯＮＵに送信許可信号を生成する送信許可信号生成手段であって、当該要求元のＯＮＵの当該光伝送距離が所定値以上である場合に、当該送信許可信号から、当該要求元のＯＮＵの当該光伝送距離に応じた往復遅延時間よりも短い所定時間だけ遅れる見込み送信許可信号を更に生成する送信許可信号生成手段と、当該送信許可信号生成手段で生成される当該送信許可信号及び当該見込み送信許可信号を当該光伝送路に出力する出力手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る局側光終端装置は、複数の加入者光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を、当該複数のＯＮＵにより部分的に共用される光伝送路を介して収容し、各ＯＮＵの上り送信を制御する局側光終端装置であって、各ＯＮＵまでの光伝送距離に相当する情報を計測する計測手段と、各ＯＮＵについて、当該計測手段により計測される光伝送距離に関する距離情報、及び、上り送信を許可したが未受信の上りデータ量の情報を含む上り送信許可情報を記憶するメモリと、各ＯＮＵからの上り送信要求を受信する手段と、当該上り送信要求に応じて要求元のＯＮＵに送信許可信号を生成する上り許可信号生成手段であって、当該要求元のＯＮＵの当該光伝送距離が所定値以上である場合に、当該送信許可信号から、当該要求元のＯＮＵの当該光伝送距離に応じた往復遅延時間よりも短い所定時間だけ遅れる見込み送信許可信号を更に生成する送信許可信号生成手段と、当該送信許可信号生成手段で設定される当該送信許可信号及び当該見込み送信許可信号を当該光伝送路に出力する出力手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る上り送信制御方法は、局側光終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が複数の加入者光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を、当該複数のＯＮＵにより部分的に共用される光伝送路を介して収容する光伝送システムにおいて、各ＯＮＵの上り送信を制御する方法であって、当該ＯＬＴが、各ＯＮＵまでの光伝送距離に相当する情報を計測する計測ステップと、各ＯＮＵからの上り送信要求を受信するステップと、受信した上り送信要求に応じて、要求元のＯＮＵに送信許可信号を生成する送信許可信号生成ステップと、当該要求元のＯＮＵの当該光伝送距離が所定値以上である場合に、当該送信許可信号から、当該要求元のＯＮＵの当該光伝送距離に応じた往復遅延時間よりも短い所定時間だけ遅れる見込み送信許可信号を更に生成する見込み送信許可信号生成ステップと、当該送信許可信号生成ステップで設定される当該送信許可信号、及び当該見込み送信許可信号生成ステップで設定される当該見込み送信許可信号を当該光伝送路に出力する出力ステップとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光伝送距離の長いＯＮＵに対して、上り伝送特性を改善でき、一台のＯＬＴへの加入者収容範囲を拡大できる。これにより、従来よりも広範囲な加入者に低廉な光アクセスサービスを提供でき、新規ＯＬＴの設置コスト及びオペレーションコストの削減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】本実施例による上り送信制御の動作フローチャートである。
【図３】ＯＮＵの送信許可信号及び見込み送信許可信号を生成する動作のフローチャートである。
【図４】本実施例の上りデータ送信のシーケンス例である。
【図５】従来の上りデータ送信のシーケンス例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の一実施例であるＰＯＮシステムの概略構成ブロック図を示す。局側光終端装置でわるＯＬＴ１０は、全加入者により共有される幹線光ファイバ５０を介して光カプラ５２に接続する。光カプラ５２はまた、分岐光ファイバ５４−１〜５４−ｎ，５８を介して加入者側光終端装置であるＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０に接続する。光カプラ５２は、ＯＬＴ１０から幹線光ファイバ５０を介して入力する下り光信号を（ｎ＋１）個の下り光信号に分割して分岐光ファイバ５４−１〜５４−ｎ，５８に供給し、ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０から分岐光ファイバ５４−１〜５４−ｎ，５８を介して入力する上り光信号を合波又は時間軸上で多重して幹線光ファイバ５０に供給する受動光合分波素子である。
【００２０】
本実施例では、ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎは、ＯＬＴ１０からの光伝送距離が２０ｋｍ以内の近距離に配置され、ＯＮＵ６０は、ＯＬＴ１０からの光伝送距離が２０ｋｍを越える遠距離に配置されているとする。なお、理解を容易にするために、遠距離ＯＮＵ６０を一台としているが、複数台であってもよい。
【００２１】
本実施例の基本的な信号の流れを説明する。ＯＬＴ１０は、ネットワークインターフェース（ＮＷ  Ｉ／Ｆ）２０を介して上位ネットワークに接続する。ネットワークインターフェース２０は、上位ネットワークからの信号を下りフレーム転送装置２２に入力する。下りフレーム転送装置２２には更に、ＣＰＵ３２の下り制御フレーム生成機能３４で生成される下り制御フレーム又は下り制御信号が入力する。
【００２２】
下り制御信号の詳細は後述する。下りフレーム転送装置２２は、ネットワークインターフェース２０からの下り信号と、ＣＰＵ３２からの下り制御フレームを時間軸上で多重し、規定のフレーム構造で電気／光変換器（Ｅ／Ｏ変換器）２４に供給する。一般に、下りフレーム転送装置２２は、下りデータフレームより制御フレームを優先してＥ／Ｏ変換器２４に供給する。下り制御フレームには、各ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０を探知するＤｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥフレームや、上り送信制御のＧａｔｅフレームがある。
【００２３】
Ｅ／Ｏ変換器２４は、所定波長でレーザ発振するレーザダイオードからなり、下りフレーム転送装置２２からの電気信号を光信号（下り光信号）に変換して、ＷＤＭ（波長分割多重）光カプラ２６に供給する。ＷＤＭ光カプラ２６は、Ｅ／Ｏ変換器２４からの下り光信号を幹線光ファイバ５０に出力する。
【００２４】
下り光信号は、幹線光ファイバ５０を伝送し、光カプラ５２で分割され、分岐光ファイバ５４−１〜５４−ｎ，５８を伝送してＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０に到達する。ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０は、対応する分岐光ファイバ５４−１〜５４−ｎ，５８から入力する下り光信号を電気信号に変換してから自己宛てか否かを判別し、自己宛ての場合に当該下り光信号で搬送される信号（下りデータ又はＯＬＴ１０からの制御フレーム）を取り込む。
【００２５】
他方、各ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０は、ＯＬＴ１０により指定されたタイミング又は時間帯に上り光信号を、対応する分岐光ファイバ５４−１〜５４−ｎ，に送出する。上り光信号の波長は、下り光信号の波長とは異なる。この上り光信号は、分岐光ファイバ５４−１〜５４−ｎ，５８を伝送し、光カプラ５２により幹線光ファイバ５０に出力され、ＯＬＴ１０のＷＤＭ光カプラ２６に入力する。詳細は後述するが、各ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０から出力される上り光信号は、ＯＬＴ１０による上り送信制御により、幹線光ファイバ５０上で互いに衝突しない。
【００２６】
ＷＤＭ光カプラ２６は、幹線光ファイバ５０から入力する上り光信号を光／電気変換器（Ｏ／Ｅ変換器）２８に供給する。Ｏ／Ｅ変換器２８は受光素子からなり、ＷＤＭ光カプラ２６からの上り光信号を電気信号に変換する。Ｏ／Ｅ変換器２８の出力電気信号は、各ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０がＯＬＴ１０に宛てた制御フレームと、上位ネットワークに向けた上りデータフレーム又は上りデータ信号からなる。前者には、新規に接続されたＯＮＵの登録手順における制御信号、ＯＬＴ１０からの問合せに対する応答信号及びＯＬＴ１０に対する送信要求信号等がある。
【００２７】
上り制御フレーム分離装置３０は、Ｏ／Ｅ変換器２８の出力電気信号から、各ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０がＯＬＴ１０に宛てた制御フレームを分離してＣＰＵ３２に供給し、上位ネットワークに向けたデータフレームを上りフレーム転送装置３８に供給する。上りフレーム転送装置３８は、上り制御フレーム分離装置３０からの上り信号を所定のフレーム構成でネットワークインターフェース２０に出力する。ネットワークインターフェース２０は、上りフレーム転送装置３８からの上りフレームを所定のプロトコルで上位ネットワークに出力する。
【００２８】
ＣＰＵ３２は、ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０の登録と上り送信を制御し、その制御に必要な情報をメモリ３６に格納する。具体的には、各ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０の上り送信制御に必要なＲＴＴテーブル３６ａと、グラント情報３６ｂが、メモリ３６に格納される。グラント情報３６ｂは、各ＯＮＵについて、送信許可しつつ未受信の上りデータ量及び各送信許可信号で許可した上り信号の送信開始時刻等の、上り送信の許可情報からなる。ＣＰＵ３２は、送信許可信号（後述する見込み送信許可信号を含む）を設定するごとに、グラント情報３６ｂを更新する。ＣＰＵ３２はまた、上りデータを受信するごとに、対応する送信許可信号に関する情報をグラント情報３６ｂから消去する。
【００２９】
タイマ４０は、現在時刻を計時し、現在時刻情報をＣＰＵ３２に供給する。ＣＰＵ３２は、出力時刻が指定される下り制御フレームの場合、タイマ４０を参照して、その指定された出力時刻又は処理遅延を考慮した直前時刻に、その下り制御フレームを下りフレーム転送装置２２に出力する。
【００３０】
ＣＰＵ３２は、タイマ４０を参照し、適当な時間間隔でディスカバリー手順により、光伝送路に新たなＯＮＵが接続されたかどうかを探索する。具体的には、ＯＬＴ１０は、新規ＯＮＵの有無を確認するために、任意の周期でＤｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＧＡＴＥ信号を幹線光ファイバ５０に出力する。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＧＡＴＥ信号は送信時刻情報を含む。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＧＡＴＥ信号を受信した未登録のＯＮＵは、ＯＬＴ１０への登録要求信号として、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＧＡＴＥ信号の送信時刻情報を含むＲｅｇｉｓｔｅｒ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送信する。ＯＬＴ１０は、新規ＯＮＵからのＲｅｇｉｓｔｅｒ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを受信すると、その受信時刻と、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに含まれる送信時刻との差から、ＲＴＴ値を計算する。ＣＰＵ３２は、計算で得られた各ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０のＲＴＴ値をメモリ３６のＲＴＴテーブル３６ａに格納する。
【００３１】
図２は、ＣＰＵ３２によるＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０の上り送信制御のフローチャートを示す。図３は、１つのＯＮＵに対する送信許可信号の生成ルーチンのフローチャートを示す。図４は、本実施例による上り送信制御のシーケンス例を示す。図４で、横軸は時間を示し、縦軸は、ＯＬＴ１０から各ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０への伝送距離（又はＲＴＴ）を示す。各ＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０は、ＯＬＴ１０との間の光伝送距離（又はＲＴＴ）の遠い順にソートされ、以下の説明では、最遠距離ＯＮＵ６０をＯＮＵ（１）と表記し、最短距離ＯＮＵ５６−１をＯＮＵ（Ｎ）と表記する。図２乃至図４を参照して、本実施例の上り送信制御を説明する。
【００３２】
光伝送路に接続する全部のＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０から送信要求を収集する（Ｓ１）。例えば、ＯＬＴ１０が起動し、接続するＯＮＵ５６−１〜５６−ｎ，６０を認識し、そのＲＴＴ情報を収集した後に、遠距離のＯＮＵから順に上り送信の要求の有無を問い合わせる。具体的には、ＯＬＴ１０は、各ＯＮＵ（ｉ）に対し、図４に例示するように、上り送信の要否と、上り送信したいデータ量を問い合わせる問合せ信号Ｑ（１）〜Ｑ（Ｎ）を出力する。この問い合わせに対し、各ＯＮＵ（ｉ）は、送信要求信号Ｒ（ｉ）をＯＬＴ１０に返信する。送信要求信号Ｒ（ｉ）は、上り送信が不要な場合には、送信不要を示すフラグを含み、上り送信が必要な場合には、必要な上りデータ量を示すデータを含む。ＣＰＵ３２は、上り送信要求された上りデータ量を、グラント情報３６ｂの、ＯＮＵ（ｉ）の欄に格納する。グラント情報３６ｂにはまた、上り送信を許可したが、対応する上りデータを受信していない上りデータ量（未受信データ量）も記憶する。
【００３３】
上り送信要求は、加入者側の事情で発生する。これに応えるため、ＯＬＴ１０は適宜の間隔で、全部のＯＮＵに、又は上りデータを出力していないＯＮＵに、上り送信の要否を問い合わせる。
【００３４】
遠距離のＯＮＵから順に上り送信帯域を割り当てるために、光伝送距離で全ＯＮＵをソートした上で、ＯＮＵ指定変数ｉに１をセットし（Ｓ２）、ＯＮＵ（ｉ）に対する１以上の送信許可信号Ｇ（ｉ）を生成する（Ｓ３）。
【００３５】
図３は、ステップＳ３の詳細なフローチャートを示す。下り制御フレーム生成機能３４は、ＲＴＴテーブル３６ａとグラント情報３６ｂを参照し、ＯＮＵ（ｉ）に対する送信許可信号Ｇ０（ｉ）の送信開始時刻と上りデータ量を決定する（Ｓ１１）。具体的には、ＣＰＵ３２は、ＯＮＵ（ｉ）のＲＴＴ値をＲＴＴテーブル３６ａから読み込み、送信要求されている上りデータ量（要求データ量）と、直前の１又は複数の送信許可信号であって、上りデータ未受信の送信許可信号で許可した上りデータ量（未受信データ量）をグラント情報３６ｂから読み込む。本実施例では、送信許可信号に対する返信としての上りデータを受信する前に、見込みで送信許可信号を送信するので、新たに送信許可する必要のある上りデータ量（最大許可データ量）は、要求データ量から未受信データ量を減算したデータ量となる。下り制御フレーム生成機能３４は、現在時刻にＲＴＴ値を加算した時刻より後で、上り信号伝送の空きタイムスロットに空きがある時刻に、送信許可信号Ｇ０（ｉ）の送信開始時刻を設定する。上り送信を許可するデータ量は、先に計算した最大許可データ量以内とする。上り送信を許可するデータ量がデフォルトで一定で良い場合、許可するデータ量の調整は不要である。
【００３６】
送信許可信号Ｇ０（ｉ）をＯＮＵ（ｉ）に向けＯＬＴ１０から送信する出力時刻を仮決定し、この送信許可信号Ｇ０（ｉ）の送信開始時刻と上りデータ量をグラント情報３６ｂに書き込む（Ｓ１２）。他のＯＮＵの送信許可信号との出力時刻の調整が不要な場合には、仮決定でなく、決定でも良い。
【００３７】
本実施例では、長距離のＯＮＵに対しては、送信許可信号に対する返信としての上りデータを受信する前に、見込みで送信許可信号を送信する。すなわち、ＲＴＴ値内で、従来例と同様の送信許可信号に加えて、１又は複数の送信許可信号を見込みで送信する。この意味で、後者の１又は複数の送信許可信号を見込み送信許可信号と呼ぶ。見込み送信許可信号の数は、ＲＴＴ値又は光伝送距離により決定する。典型的には、光伝送距離が２０ｋｍ以上の場合、１つの見込み送信許可信号を挿入することが考えられる。３０ｋｍ以上の場合に、２つの見込み送信許可信号を挿入してもよい。見込み送信許可信号を用いることで、上り送信の遅延を緩和でき、ＯＮＵにおける上りバッファからのオーバフローの可能性を低減できる。見込み送信許可信号の数は、これらの要望に対して適宜に決定されるものであり、近距離のＯＮＵに対してもこのような要望があれば、見込み送信許可信号を使用しても良い。
【００３８】
ＲＴＴ（ｉ）に対して見込み送信許可信号数Ｋを決定する（Ｓ１３）。例えば、ＲＴＴ（ｉ）を適当な基準時間で除算した商（整数値）から１を減算した値をＫとする。ＲＴＴ（ｉ）が基準時間の２倍以上である場合に、見込み送信許可信号を利用し、そうでないほど光伝送距離が短い場合に、見込み送信許可信号を利用しないことになる。後者は、従前の上り送信制御と同じである。基準時間を適宜に設定することで、見込み送信許可信号を採用する光伝送距離又はＲＴＴを調整できる。
【００３９】
Ｋが１以上の場合（Ｓ１４）、見込み送信許可信号を特定する変数ｐに１をセットする（Ｓ１５）。ステップＳ１１と同様に、下り制御フレーム生成機能３４は、ＲＴＴテーブル３６ａとグラント情報３６ｂを参照し、ＯＮＵ（ｉ）に対する見込み送信許可信号Ｇｐ（ｉ）（この段階では、Ｇ１（ｉ））の送信開始時刻と上りデータ量を決定する（Ｓ１６）。ただし、この段階で考慮する要求データ量は、ステップＳ１１で決定した送信許可信号Ｇ０（ｉ）で許可したデータ量だけ減算されている。
【００４０】
見込み送信許可信号Ｇｐ（ｉ）をＯＮＵ（ｉ）に向けＯＬＴ１０から送信する出力時刻を仮決定し、この送信許可信号Ｇｐ（ｉ）の送信開始時刻と上りデータ量をグラント情報３６ｂに書き込む（Ｓ１７）。本実施例では、出力時刻を、ＲＴＴ（ｉ）×ｐ／（Ｋ＋１）とする。これにより、ＲＴＴ（ｉ）内にＫ個の見込み送信許可信号Ｇｐ（ｉ）を均等配置できる。他のＯＮＵの送信許可信号との出力時刻の調整が不要な場合には、仮決定でなく、決定でも良いことは、ステップＳ１２と同様である。
【００４１】
ｐがＫに等しくなければ（Ｓ１８）、ｐをインクリメントして（Ｓ１９）、ステップＳ１６，Ｓ１７を繰り返す。
【００４２】
ｐがＫに等しい場合（Ｓ１８）、ＯＮＵ（ｉ）に対する送信許可信号（見込み送信許可信号を含む。）を生成し終えたことになる。また、Ｋが０の場合には、見込み送信許可信号を生成する必要が無い。いずれの場合も、図３に示す送信許可信号生成処理を終了して、図２に示すフローに戻る。
【００４３】
このようにＯＮＵ（ｉ）に対する送信許可信号Ｇ０（ｉ）〜ＧＫ（ｉ）を生成し終えたら（Ｓ３）、ｉがＯＮＵ数Ｎに等しくなったかどうかを調べる（Ｓ４）。ｉがＯＮＵ数Ｎに等しくない場合（Ｓ４）、ｉをインクリメントし（Ｓ５）、次に遠いＯＮＵについて送信許可信号を生成する（Ｓ３）。
【００４４】
ｉがＯＮＵ数Ｎに等しくなると（Ｓ４）、全ＯＮＵについて送信許可信号を生成したことになる。この場合、各ＯＮＵの送信許可信号Ｇ（１）〜Ｇ（Ｎ）による上りデータ送信が、幹線光ファイバ５０上で衝突しないように、各送信許可信号Ｇ（１）〜Ｇ（Ｎ）の出力時刻と上り送信開始時刻を調整する（Ｓ６）。なお、ここでの送信許可信号Ｇ（ｉ）は、ＯＮＵ（ｉ）からの送信要求に対応して送信される最初の送信許可信号Ｇ０（ｉ）と、ＯＮＵ（ｉ）からの送信要求を受信しないままに見込みで送信する見込み送信許可信号Ｇ１（ｉ）〜ＧＫ（ｉ）の両方を含む。
【００４５】
下り制御フレーム生成機能３４は、各送信許可信号Ｇ（１）〜Ｇ（Ｎ）を所定の下り制御フレーム構成で、ステップＳ６の調整により決定された出力時刻にＯＬＴ１０から幹線光ファイバ５０に出力されるように、下りフレーム転送装置２２に出力する。下りフレーム転送装置２２は、下り制御フレーム生成機能３４からの下り制御フレーム（送信許可信号Ｇ（１）〜Ｇ（Ｎ））を優先的にＥ／Ｏ変換器２４に出力する。
【００４６】
各ＯＮＵ（ｉ）は、このように生成された送信許可信号Ｇ（ｉ）（図４に示す例では、Ｇ０（ｉ）とＧ１（ｉ））を受信すると、当該送信許可信号Ｇ（ｉ）で指定された送信開始時刻に、許可されたデータ量以内の上りデータＤ（ｉ）をＯＬＴ１０に向け送信する。未送信の上りデータがある場合、ＯＮＵ（ｉ）は、上りデータに続けて送信要求信号Ｒ（ｉ）をＯＬＴ１０に向け送信する。図４では、ＯＮＵ（１）のＲＴＴ期間内に、ＯＮＵ（１）に対して２つの送信許可信号が発行され、他のＯＮＵ（２）〜ＯＮＵ（Ｎ）に対して１つの送信許可信号が発行されている。幹線光ファイバ５０に空きタイムスロットがある場合、ＯＮＵ（２）〜ＯＮＵ（Ｎ）に対して、送信要求に対応する複数の送信許可信号を発行しても良いことはいうまでもない。
【００４７】
このように、本実施例では、近距離のＯＮＵよりも遠距離のＯＮＵに先に制御信号（例えば、問合せ信号又は送信許可信号）を送信するので、遠距離のＯＮＵからの応答信号（問合せ信号に対する応答としての送信要求信号、又は、送信許可信号に対する上りデータ）は、近距離のＯＮＵからの応答信号からの少ない遅れでＯＬＴに到達する。すなわち、ＯＮＵへの制御信号を各ＯＮＵのＲＴＴに依存せずに送信する場合に比べ、制御信号に対する応答の全体的な遅延特性を改善できる。
【００４８】
また、本実施例では、遠距離のＯＮＵに対して、当該ＯＮＵからの送信要求を受信する前に見込みで上り送信を許可するので、上り帯域の割当の遅れによる遅延を緩和できる。また、上りデータを送信する機会が増すので、ＯＮＵの上り送信バッファがオーバフローする可能性を低減できる。これは、光伝送距離の延伸に応じてＯＮＵの上り送信バッファを増大する必要性が相対的に低減することを意味し、近距離用のＯＮＵと遠距離用のＯＮＵとを区別する必要性も低減する。これらの作用により、本実施例では、上り光伝送性能を確保しつつ、光伝送距離を延伸できるようになる。
【００４９】
本実施例により、光伝送距離の長い加入者を収容した場合でも、上りスループット及び遅延特性を劣化させることなく光アクセスサービスを提供できるようになり、ＰＯＮシステムの適用範囲を拡張できる。また、遠隔地に位置する加入者を既存のＰＯＮシステムに収容可能となることから、新規ＯＬＴ設置コストの低減及びオペレーションコストの削減を期待できる。これらにより、従来よりも広範囲な加入者に対して光アクセスサービスを低廉に提供可能となる。
【００５０】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１０：ＯＬＴ
２０：ネットワークインターフェース（ＮＷ  Ｉ／Ｆ）
２２：下りフレーム転送装置
２４：電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器
２６：波長分割多重（ＷＤＭ）光カプラ
２８：光／電気（Ｏ／Ｅ）変換器
３０：制御フレーム分離装置
３２：ＣＰＵ
３４：下り制御フレーム生成機能
３６：メモリ
３６ａ：ＲＴＴ情報
３６ｂ：グラント情報
３８：上りフレーム転送装置
４０：タイマ
５０：幹線光ファイバ
５２：光カプラ
５４−１〜５４−ｎ：分岐光ファイバ
５６−１〜５６−ｎ：ＯＮＵ
５８：分岐光ファイバ
６０：ＯＮＵ
【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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