(57)【要約】【課題】ＯＮＵからＯＬＴへの上り信号で光パワーロスを発生させることなく、高速にバースト受信する。【解決手段】ＰＯＮシステム１の共用区間Ｘに中継ノード装置１０を接続し、主信号中継部１２が、光送受信器１０Ａと光送受信器１０Ｂとの間で上り信号および下り信号を中継処理し、ＯＮＵ機能部１５が、ＯＮＵ３０の１つとしてＯＬＴ２０とデータ通信を行うとともに、接続点Ｎｏｄｅに接続されているユーザ端末Ｕによるデータ通信を中継し、バースト受信制御部１４が、下り信号から得られた、各ＯＮＵ３０のそれぞれにおける上り光信号の送信タイミングを示す送信許可帯域情報に基づいて、光送受信器１０Ｂに自動利得制御のリセットを指示し、光送受信器１０Ｂがバースト受信制御部からの指示に応じて、上り信号の増幅に用いる自動利得制御をリセットする。【選択図】  図１
2019009500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加入者側装置と１つの局側装置とが光伝送路を介してデータ通信を行うＰＯＮシステムで用いられて、前記光伝送路を介して前記局側装置と前記複数の加入者側装置との間でやり取りされる光信号を再生中継する中継ノード装置であって、
前記局側装置からの第１の下り光信号を受信して第１の下り信号に光電変換するとともに、入力された第１の上り信号を第１の上り光信号に電光変換して前記局側装置に送信する第１の光送受信器と、
前記複数の加入者側装置からの第２の上り光信号を受信して第２の上り信号に光電変換するとともに、入力された第２の下り信号を第２の下り光信号に電光変換して送信する第２の光送受信器と、
前記第１の光送受信器からの前記第１の下り信号を前記第２の下り信号として前記第２の光送受信器へ中継処理し、前記第２の光送受信器からの前記第２の上り信号を前記第１の上り信号として前記第１の光送受信器へ中継処理する主信号中継部と、
前記第１の光送受信器を介して送受信する前記第１の下り信号および前記第１の上り信号、または、前記第２の光送受信器を介して受信する前記第２の上り信号と、自装置と対応する接続点を介してやり取りするノード信号とを中継処理するノード信号中継部と、
前記第１の下り信号から取得した、前記複数の加入者側装置のそれぞれにおける前記第２の上り光信号の送信タイミングを示す送信許可帯域情報に基づいて、前記第２の光送受信器における前記第２の上り光信号の到着時刻を特定するバースト受信制御部とを備え、
前記第２の光送受信器は、前記バースト受信制御部で特定された前記到着時刻に合わせて、新たに受信処理する前記第２の上り光信号ごとに、直前の第２の上り光信号の受信処理に依存する受信動作状態をリセットする
ことを特徴とする中継ノード装置。
【請求項２】
請求項１に記載の中継ノード装置において、
前記第２の光送受信器は、前記受信動作状態をリセットする際、前記直前の第２の上り光信号の受信処理に関する自動利得制御で得られた利得、または、前記受信処理に関する同期制御で得られた同期タイミング、をリセットすることを特徴とする中継ノード装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の中継ノード装置において、
前記第１の下り信号および前記第１の上り信号を用いて前記局側装置とデータ通信を行うことにより、前記局側装置の加入者側装置の１つとして動作するＯＮＵ機能部を備えることを特徴とする中継ノード装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の中継ノード装置において、
前記送信許可帯域情報は、前記第１の下り信号から抽出したＦＳフレームのＦＳヘッダに含まれる、前記加入者側装置宛のＢＷｍａｐまたはＥｑＤ値からなることを特徴とする中継ノード装置。
【請求項５】
複数の加入者側装置からなる第１の加入者側装置群と１つの局側装置とが、第１の光伝送路を介してデータ通信を行うＰＯＮシステムであって、
前記第１の加入者側装置群により前記第１の光伝送路が共用される第１の共用区間において、前記局側装置と前記第１の加入者側装置群との間に接続された第１の中継ノード装置を備え、
前記第１の中継ノード装置は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の中継ノード装置からなり、前記局側装置と前記第１の加入者側装置群との間でやり取りされる光信号を再生中継する
ことを特徴とするＰＯＮシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のＰＯＮシステムにおいて、
前記第１の中継ノード装置に対して前記第１の加入者側装置群と並列的に接続された第２の中継ノード装置をさらに備え、
前記第２の中継ノード装置は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の中継ノード装置からなり、第２の光伝送路を介して自装置の配下に接続された複数の加入者側装置からなる第２の加入者側装置群と、前記第１の中継ノード装置との間でやり取りされる光信号を再生中継する
ことを特徴とするＰＯＮシステム。
【請求項７】
複数の加入者側装置からなる第１の加入者側装置群と１つの局側装置とが、第１の光伝送路を介してデータ通信を行うＰＯＮシステムであって、
前記局側装置に対して前記第１の加入者側装置群と並列的に接続された中継ノード装置をさらに備え、
前記中継ノード装置は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の中継ノード装置からなり、第２の光伝送路を介して自装置の配下に接続された複数の加入者側装置からなる第２の加入者側装置群と、前記局側装置との間でやり取りされる光信号を再生中継する
ことを特徴とするＰＯＮシステム。
【請求項８】
第１の局側装置と、
前記第１の局側装置に対し第１の光伝送路を介して直列接続された、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の中継ノード装置からなる、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個の第１の中継ノード装置とを備えることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のネットワークシステムにおいて、
光スプリッタを介して前記第１の光伝送路に接続された、１つまたは複数の加入者側装置を、さらに備えることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項１０】
第１の局側装置および第２の局側装置と、
第１の光伝送路を介して前記第１の局側装置に直列接続された、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の中継ノード装置からなる、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個の第１の中継ノード装置と、
第２の光伝送路を介して前記第２の局側装置に直列接続された、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の中継ノード装置からなる、Ｎ個の第２の中継ノード装置とを備え、
前記第１の中継ノード装置のうち、前記第１の局側装置から近い順に第１の中継ノード装置＃１，＃２，…，＃Ｎとし、前記第２の中継ノード装置のうち、前記第２の局側装置から遠い順に第２の中継ノード装置＃１，＃２，…，＃Ｎとする
ことを特徴とするネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムを長延化するための中継技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝送路を介して複数の加入者側装置を局側装置と接続する際、これら伝送路の一部区間をこれら加入者側装置で共用して接続する通信システムの１つの例として、ＰＯＮシステムがある。ＰＯＮシステムは、例えば、通信事業者局に設置される局側装置であるＯＬＴ（Optical Line Terminal）と、加入者宅に設置される加入者側装置である複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）とから構成されており、ＯＬＴに接続された１本の光ファイバは、途中に接続した光スプリッタＳＰで分岐されて、それぞれのＯＮＵに接続されている。このように、複数の加入者で１本の光ファイバを共用するので、低コスト化できるという利点を持つ。
【０００３】
図２２は、一般的なＰＯＮ方式のネットワーク例である。図２２に示すようなＰＯＮ方式のネットワークにおいて、ＯＬＴから各ＯＮＵへの下り伝送では、連続モードで時分割多重（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）されて下り信号が伝送される。この際、下り信号は、全てのＯＮＵにブロードキャストされ、各ＯＮＵは自装置宛の信号のみ選択受信する。
【０００４】
一方、各ＯＮＵからＯＬＴへの上り伝送では、他のＯＮＵからの上り信号との衝突を避けるために、ＯＬＴから指定されたタイミングで、時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）によって、上り信号が伝送される。この際、ＯＮＵとＯＬＴとの間の伝送距離はＯＮＵごとに異なるため、各ＯＮＵからの上り信号は、互いに強度と位相の異なる間欠的な光信号となるという特徴がある。通常、上り信号はバースト信号と呼ばれる。
【０００５】
図２３は、一般的な光受信器の構成例である。一般に、光受信器は、図２３に示すように、光信号を電流信号に変えるＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）と、電流信号を増幅しながら電圧信号に変えるＴＩＡ（Trans Impedance Amplifier）と、微弱な電圧信号や比較的大きな電圧信号を一定振幅の電圧信号に変えるＬＡ（Limiting Amplifier），一定振幅の電圧信号のタイミングを抽出してノイズの少ないクロックで波形を整形するＣＤＲ（Clock and Data Recovery）から構成される。
【０００６】
このように、ＯＮＵからの上り信号はバーストモードで伝送されるため、ＯＬＴにおいて、ＴＩＡおよびＬＡは強度が著しく異なるバースト信号を歪みなく増幅し、ＣＤＲは互いに異なる位相のバースト信号からクロック信号を抽出する必要がある。この際、バースト信号ごとに各々の受信回路が最適化される必要があるが、これら受信回路はある一定の応答時間を必要とする。
【０００７】
上り通信サービスを提供するという観点からは、広域収容のために大きな伝送路損失をサポートする必要があるため、受信回路には高感度かつ広ダイナミックレンジな受信性能が求められる。また、高い上り伝送効率の実現という観点から、上りバースト信号間のガードタイムやプリアンブル長などの物理的オーバーヘッドを短くする必要があるため、ＴＩＡ、ＬＡ、ＣＤＲに対しては瞬時応答性能が要求される。
【０００８】
ＴＩＡのような増幅器では、高感度受信と広ダイナミックレンジ受信とを両立するために、自動利得制御（AGC:Automatic Gain Control）によって入力信号強度に応じて増幅器の利得を制御する技術が必要となる。このような技術の１つとして、フィードバック型ＡＧＣ回路がある。図２４は、フィードバック型ＡＧＣ回路の構成例である。
フィードバック型ＡＧＣ回路は、図２４に示すように、入力信号強度が小さい時には増幅器の利得を高くすることによって高感度受信を可能とし、また、入力信号強度が大きい時には増幅器の利得を低くすることによって入力オーバーロードを高くする回路である。
【０００９】
このようなＡＧＣ回路では、任意のバースト信号の受信処理を行った場合、そのバーストに関する受信処理に依存する受信動作状態、ここでは増幅器の利得が保持されることになる。したがって、ＯＮＵごとに異なる信号強度を有するバースト信号をそれぞれ最適な利得で増幅するためには、各ＯＮＵからのバースト信号がそれぞれ到着する前に、直前のバースト信号の受信処理に依存する受信動作状態、すなわち直前の自動利得制御で得られた利得をリセットしておく必要がある。
【００１０】
一方、ＣＤＲでは、バースト信号ごとに同期制御を行って検出したそれぞれ個別の同期タイミングを合わせて、クロック信号の抽出とデータ信号の再生を行う。このため、任意のバースト信号の受信処理を行った場合、その上り信号に関する受信処理に依存する受信動作状態、ここでは同期タイミングが保持されることになる。したがって、ＣＤＲでの同期に要する時間を短縮して高速化を図るためには、各ＯＮＵからのバースト信号がそれぞれ到着する直前に、直前のバースト信号の受信処理に依存する受信動作状態、すなわち直前の同期制御で得られた同期タイミングをリセットしておく必要がある。
【００１１】
このように、各ＯＮＵからの上りバースト信号が来る前に、光受信器内の各回路における、直前の受信処理に依存する受信動作状態を予めリセットしておくことにより、光受信器の高速化を図ることができる。
図２５は、ＯＬＴでのバースト制御例である。このような外部リセット信号は、図２５に示すように、通常、ＯＬＴの光受信器に対して、光受信器の外、後段のＭＡＣ（Media Access Control）  ＬＳＩから与えるのが一般的である。
【００１２】
ＭＡＣ  ＬＳＩからのリセット信号出力について説明する。ＰＯＮシステムでは、光ファイバの共用区間において、各ＯＮＵからＯＬＴへの上り信号が互いに衝突しないように、ＯＬＴが、各ＯＮＵの上りデータの送信タイミングをスケジューリングしている。
この際、ＯＬＴは、各ＯＮＵの上りデータの送信開始時刻と送信許可時間を決定し、各ＯＮＵに通知する。ＯＮＵは、ＯＬＴから指示された送信開始時刻から送信許可時間の間だけ上りデータを送信することが許されることになる。
【００１３】
このような、各ＯＮＵからの上りデータの送信タイミングをスケジューリングする処理は、通常、ＯＬＴのＭＡＣ  ＬＳＩで行われる。ＭＡＣ  ＬＳＩは、得られたスケジューリング結果から、各ＯＮＵからの上りデータが光受信器を通過する時間帯を事前に計算することができる。この計算結果に基づいて、ＭＡＣ  ＬＳＩは、各ＯＮＵからの上りデータが光受信器に到着するタイミングに合わせて、ＡＧＣ回路での自動利得制御のリセットを指示するバースト制御信号（ＡＧＣリセット信号）や、ＣＤＲ回路での同期状態のリセットを指示するバースト制御信号（ＣＤＲリセット信号）を光受信器に送信する。
【００１４】
光受信器は、このようなバースト制御信号の指示するタイミングで、各回路の受信動作状態のリセットを実行する。なお、光受信器の中のどの回路をバースト制御信号でリセットするかは用いる光受信器によって変わる。また、各上りバースト信号の到着時刻に対してどのようなタイミングでリセットをかけるとよいかは、リセットの対象となる回路ごとに変わるので、バースト制御信号ごとにリセット指示のタイミングを制御できるようにしておく必要がある。このような仕組みによって、ＯＬＴは、受信した各ＯＮＵからの上りバースト信号を高速にデータ再生することができる。
【００１５】
図２６は、中継器を用いたＰＯＮシステムの構成例である。近年、ＰＯＮシステムにおいて、図２６のようにＯＬＴ、ＯＮＵ間に中継器を設置してＰＯＮ区間を長延化して光アクセスシステムを広域化することにより、運用コストを削減する試みが検討されている。
従来の中継器の構成は様々であるが、上り信号の再生中継に関しては、光増幅器を用いる方法と、これまで説明したようなバースト受信器を用いる３Ｒ機能（Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ、Ｒｅｔｉｍｉｎｇ、Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ）を持った３Ｒ再生中継器を用いる方法の２つの手段がある。
【００１６】
３Ｒ再生中継器を用いる場合、中継器がＯＬＴから遠く離れた場所にあるために、バースト受信器に対する外部リセット信号を正確なタイミングで与えることが困難であるという課題がある。この課題を解決するために、特許文献１は、リセット信号生成器を備える３Ｒ再生中継器を用いている。
【００１７】
図２７は、従来の３Ｒ再生中継器の構成例である。図２７に示すように、従来の３Ｒ光受信器は、その内部に、外部リセット型バースト受信器を備えている。
すなわち、３Ｒ光受信器より下流側に光カップラが設置されており、光カップラで分岐した分岐光ファイバがリセット信号生成器に接続されている。リセット信号生成器は、分岐光ファイバを介して各ＯＮＵからの上りバースト信号の入力を検出するごとに、３Ｒ光受信器に対してリセット信号を与える。
【００１８】
一方、光カップラと３Ｒ光受信器とを接続する光ファイバ上には、光ファイバ遅延線が設置されている。この光ファイバ遅延線により、上りデータに遅延が与えられることで、上りデータが３Ｒ光受信器に到着する少し前に、リセット信号生成器からのリセット信号が３Ｒ光受信器に到着することになる。これによって、各ＯＮＵからの上り信号が通過する前に、毎回、３Ｒ光受信器の内部状態をリセット処理することができる。
【００１９】
また、ＰＯＮシステムは、ネットワークシステムを構築する用途に用いられることがある。図２８は、ＰＯＮシステムを用いたネットワークシステムの構成例である。ここでは、ＯＬＴからの光ファイバの途中に複数のスプリッタが配置され、それぞれの分岐先にＯＮＵが接続されているネットワークシステムが示されている。このシステムによって、例えば複数の建物がある敷地内での構内ＬＡＮを構築することが出来る。ＯＬＴとレイヤー３（Ｌ３）スイッチが置かれ外部ネットワーク（ＮＷ）と接続されている通信センタービルと、構内の各建物を光ファイバの基幹線で結び、各建物内でスプリッタで支線に分岐する。支線の先にはそれぞれＯＮＵが設置されて、その建物内のネットワークシステムと接続する。ここでは、各ＯＮＵの接続点をＮｏｄｅとして表しており、このＮｏｄｅにユーザネットワークが接続される。
【００２０】
このシステムにおいて、例えば、図２８のＮｏｄｅ＃１につながる端末からＮｏｄｅ＃２につながる端末へ信号を送信する場合は、相手の端末のＩＰアドレスを指定して送信すると、信号はＯＮＵ＃１からＯＬＴを経てＬ３スイッチへ送られ、そこで折り返されて、ＯＬＴ→ＯＮＵ＃２を経て相手端末に到着する。あるいは、ＯＬＴに折り返し機能を持たせることでＬ３スイッチへ出力することなくＯＬＴで折り返す試みもなされている。いずれにせよＯＮＵを跨いで通信する場合には、一旦ＯＬＴへ信号を送信する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２０１５−０６５６１３号公報
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】"SERIES G: TRANSMISSION SYSTEMS AND MEDIA,IGITAL SYSTEMS AND NETWORKS"，Recommendation，ITU-T，G.989.3，10/2015
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、このような従来技術では、各ＯＮＵとＯＬＴとの間に配置された中継器において、ＯＮＵからＯＬＴへの上り信号を、リセット信号生成器に分岐する必要がある。したがって、上り信号において光パワーのロスが発生するため、このロスを補うためには、各ＯＮＵからの発光出力を高めなければならず、結果として、システム全体の消費電力が増大するという問題点があった。
【００２４】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ＯＮＵからＯＬＴへの上り信号で光パワーロスを発生させることなく、高速にバースト受信できる中継技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
このような目的を達成するために、本発明にかかる中継ノード装置は、複数の加入者側装置と１つの局側装置とが光伝送路を介してデータ通信を行うＰＯＮシステムで用いられて、前記光伝送路を介して前記局側装置と前記複数の加入者側装置との間でやり取りされる光信号を再生中継する中継ノード装置であって、前記局側装置からの第１の下り光信号を受信して第１の下り信号に光電変換するとともに、入力された第１の上り信号を第１の上り光信号に電光変換して前記局側装置に送信する第１の光送受信器と、前記複数の加入者側装置からの第２の上り光信号を受信して第２の上り信号に光電変換するとともに、入力された第２の下り信号を第２の下り光信号に電光変換して送信する第２の光送受信器と、前記第１の光送受信器からの前記第１の下り信号を前記第２の下り信号として前記第２の光送受信器へ中継処理し、前記第２の光送受信器からの前記第２の上り信号を前記第１の上り信号として前記第１の光送受信器へ中継処理する主信号中継部と、前記第１の光送受信器を介して送受信する前記第１の下り信号および前記第１の上り信号、または、前記第２の光送受信器を介して受信する前記第２の上り信号と、自装置と対応する接続点を介してやり取りするノード信号とを中継処理するノード信号中継部と、前記第１の下り信号から取得した、前記複数の加入者側装置のそれぞれにおける前記第２の上り光信号の送信タイミングを示す送信許可帯域情報に基づいて、前記第２の光送受信器における前記第２の上り光信号の到着時刻を特定するバースト受信制御部とを備え、前記第２の光送受信器は、前記バースト受信制御部で特定された前記到着時刻に合わせて、新たに受信処理する前記第２の上り光信号ごとに、直前の第２の上り光信号の受信処理に依存する受信動作状態をリセットするようにしたものである。
【００２６】
また、本発明にかかる上記中継ノード装置の一構成例は、前記第２の光送受信器が、前記受信動作状態をリセットする際、前記直前の第２の上り光信号の受信処理に関する自動利得制御で得られた利得、または、前記受信処理に関する同期制御で得られた同期タイミング、をリセットするようにしたものである。
【００２７】
また、本発明にかかる上記中継ノード装置の一構成例は、前記第１の下り信号および前記第１の上り信号を用いて前記局側装置とデータ通信を行うことにより、前記局側装置の加入者側装置の１つとして動作するＯＮＵ機能部を備えている。
【００２８】
また、本発明にかかる上記中継ノード装置の一構成例は、前記送信許可帯域情報が、前記第１の下り信号から抽出したＦＳフレームのＦＳヘッダに含まれる、前記加入者側装置宛のＢＷｍａｐまたはＥｑＤ値からなるものである。
【００２９】
また、本発明にかかるＰＯＮシステムは、複数の加入者側装置からなる第１の加入者側装置群と１つの局側装置とが、第１の光伝送路を介してデータ通信を行うＰＯＮシステムであって、前記第１の加入者側装置群により前記第１の光伝送路が共用される第１の共用区間において、前記局側装置と前記第１の加入者側装置群との間に接続された第１の中継ノード装置を備え、前記第１の中継ノード装置は、上記中継ノード装置のいずれかからなり、前記局側装置と前記第１の加入者側装置群との間でやり取りされる光信号を再生中継するようにしたものである。
【００３０】
また、本発明にかかる上記ＰＯＮシステムの一構成例は、前記第１の中継ノード装置に対して前記第１の加入者側装置群と並列的に接続された第２の中継ノード装置をさらに備え、前記第２の中継ノード装置は、上記中継ノード装置のいずれかからなり、第２の光伝送路を介して自装置の配下に接続された複数の加入者側装置からなる第２の加入者側装置群と、前記第１の中継ノード装置との間でやり取りされる光信号を再生中継するようにしたものである。
【００３１】
また、本発明にかかる他のＰＯＮシステムは、複数の加入者側装置からなる第１の加入者側装置群と１つの局側装置とが、第１の光伝送路を介してデータ通信を行うＰＯＮシステムであって、前記局側装置に対して前記第１の加入者側装置群と並列的に接続された中継ノード装置をさらに備え、前記中継ノード装置は、上記中継ノード装置のいずれかからなり、第２の光伝送路を介して自装置の配下に接続された複数の加入者側装置からなる第２の加入者側装置群と、前記局側装置との間でやり取りされる光信号を再生中継するようにしたものである。
【００３２】
また、本発明にかかるネットワークシステムは、第１の局側装置と、前記第１の局側装置に対し第１の光伝送路を介して直列接続された、上記中継ノード装置のいずれかからなる、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個の第１の中継ノード装置とを備えている。
【００３３】
また、本発明にかかる上記ネットワークシステムの一構成例は、光スプリッタを介して前記第１の光伝送路に接続された、１つまたは複数の加入者側装置を、さらに備えている。
【００３４】
また、本発明にかかる他のネットワークシステムは、第１の局側装置および第２の局側装置と、第１の光伝送路を介して前記第１の局側装置に直列接続された、上記中継ノード装置のいずれかからなる、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個の第１の中継ノード装置と、第２の光伝送路を介して前記第２の局側装置に直列接続された、上記中継ノード装置のいずれかからなる、Ｎ個の第２の中継ノード装置とを備え、前記第１の中継ノード装置のうち、前記第１の局側装置から近い順に第１の中継ノード装置＃１，＃２，…，＃Ｎとし、前記第２の中継ノード装置のうち、前記第２の局側装置から遠い順に第２の中継ノード装置＃１，＃２，…，＃Ｎとしたものである。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、下り信号から得られた上り送信許可帯域情報に基づき特定された、ＯＮＵからの上りバースト信号が到着するタイミングに合わせて、ＯＮＵからの光信号を受信する光受信器の受信動作状態がリセットされることになる。したがって、光カップラで分岐した分岐光ファイバから上り光信号を検出するごとに、自動利得制御をリセットする構成のように、光カップラを設ける必要がない。このため、ＯＮＵからＯＬＴへの上り信号で光パワーロスを発生させることなく、高速にバースト受信することが可能となり、ＰＯＮ区間を容易に長延化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施の形態にかかる中継ノード装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる中継ノード装置を用いたＰＯＮシステムの構成例である。
【図３】ＮＧ−ＰＯＮ２システムの下りフレーム構成を示す説明図である。
【図４】ＮＧ−ＰＯＮ２システムの上りフレーム構成を示す説明図である。
【図５】ＯＬＴおよびＯＮＵの構成を示すブロック図である。
【図６】下りＦＳフレームのＦＳヘッダ領域を示す構成例である。
【図７】ＯＮＵ（オペレーション状態）でのフレーム送受信を示すタイミングチャートである。
【図８】ＰＨＹバーストペイロードの構成例である。
【図９】ＯＮＵ（シリアルナンバー状態）でのフレーム送受信を示すタイミングチャートである。
【図１０】ＯＮＵ（レンジング状態）でのフレーム送受信を示すタイミングチャートである。
【図１１】中継ノード装置（レンジング状態）でのフレーム送受信を示すタイミングチャートである。
【図１２】中継ノード装置（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎモード時）でのフレーム送受信を示すタイミングチャートである。
【図１３】ＯＮＵ（オペレーション状態）の上りバースト信号到着時刻算出手順を示すタイミングチャートである。
【図１４】ＯＮＵ（シリアルナンバー状態）の上りバースト信号到着時刻算出手順を示すタイミングチャートである。
【図１５】ＯＮＵ（レンジング状態）の上りバースト信号到着時刻算出手順を示すタイミングチャートである。
【図１６】送信許可識別処理を示すフローチャートである。
【図１７】第２の実施の形態にかかる中継ノード装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】第３の実施の形態にかかるＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。
【図１９】第４の実施の形態にかかるネットワークシステムの構成例である。
【図２０】第４の実施の形態にかかるネットワークシステム（光スプリッタ）の構成例である。
【図２１】第４の実施の形態にかかるネットワークシステム（往復）の構成例である。
【図２２】一般的なＰＯＮ方式のネットワーク例である。
【図２３】一般的な光受信器の構成例である。
【図２４】フィードバック型ＡＧＣ回路の構成例である。
【図２５】ＯＬＴでのバースト制御例である。
【図２６】中継ノード装置を用いたＰＯＮシステムの構成例である。
【図２７】従来の３Ｒ再生中継ノード装置の構成例である。
【図２８】ＰＯＮシステムを用いたネットワークシステムの構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる中継ノード装置１０について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる中継ノード装置の構成を示すブロック図である。図２は、第１の実施の形態にかかる中継ノード装置を用いたＰＯＮシステムの構成例である。
【００３８】
本実施の形態にかかるＰＯＮシステム１は、図２に示すように、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）２０と、複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）３０と、光スプリッタＳＰと、中継ノード装置１０とを備えるデータ通信システムである。
以下では、ＯＬＴ２０、中継ノード装置１０、およびＯＮＵ３０が、いずれもＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８９で規定されるＮＧ−ＰＯＮ２（40-Gigabit-capable passive optical networks）プロトコルに従って動作する場合を例として説明する。
【００３９】
ＯＬＴ２０は、通信事業者局に設置される局側装置であり、通信回線を介して上位装置５０さらには上位ネットワーク５１とデータ通信を行う装置である。
中継ノード装置１０は、ＯＬＴ２０と各ＯＮＵ３０との間でやり取りされる上り信号および下り信号を再生中継する装置である。
【００４０】
ＯＮＵ３０は、加入者宅に設置される加入者側装置であり、それぞれ接続点Ｎｏｄｅと接続されている。図２の構成例では、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個のＯＮＵ３０が設けられており、これらＯＮＵ３０ごとにユーザネットワークやユーザ端末との接続点Ｎｏｄｅが１つずつ接続されているが、これに限定されるものではなく、１つのＯＮＵ３０に対して複数のＮｏｄｅを接続してもよい。
【００４１】
これらＯＬＴ２０、中継ノード装置１０、およびＯＮＵ３０は、光ファイバ（光伝送路）ＯＦ１，ＯＦ２，ＯＦ３を介して接続されている。
具体的には、ＯＬＴ２０と中継ノード装置１０とがＯＦ１を介して接続され、中継ノード装置１０とＳＰとがＯＦ２を介して接続されている。また、光スプリッタＳＰにより、ＯＦ２が各ＯＦ３に分岐され、それぞれ対応するＯＮＵ３０と接続されている。これにより、ＯＦ１，ＯＦ２，ＯＦ３のうち、ＯＦ１とＯＦ２が各ＯＮＵ３０により共用される共用区間Ｘに相当する。
【００４２】
中継ノード装置１０は、このようなＯＦ１とＯＦ２からなる共用区間Ｘに接続されており、この共用区間Ｘにおいて、ＯＬＴ２０と各ＯＮＵ３０との間でやり取りされる上り信号および下り信号を再生中継する。これにより、ＯＬＴ２０からＯＮＵ３０までのＰＯＮ区間が長延化されることになる。
【００４３】
中継ノード装置１０は、図１に示すように、主な機能部として、光送受信器１０Ａ，１０Ｂ、ＳＥＲＤＥＳ（SERializer/DESerializer）部１１、主信号中継部１２、ＳＥＲＤＥＳ（SERializer/DESerializer）部１３、バースト受信制御部１４、およびノード信号中継部１７を備えている。
【００４４】
光送受信器（第１の光送受信器）１０Ａは、ＯＦ１を介してＯＬＴ２０からの下り光信号（第１の下り光信号）ＰＤ１を受信して下り信号（第１の下り信号）ＳＤ１に光電変換する機能（光受信器）と、入力された上り信号（第１の上り信号）ＳＵ１を上り光信号（第１の上り光信号）ＰＵ１に電光変換しＯＦ１を介してＯＬＴ２０に送信する機能（光送信器）とを有している。
【００４５】
光送受信器（第２の光送受信器）１０Ｂは、ＯＦ２を介して各ＯＮＵ３０からの上り光信号（第２の上り光信号）ＰＵ２を受信して上り信号（第２の上り信号）ＳＵ２に光電変換する機能（光受信器）と、入力された下り信号（第２の下り信号）ＳＤ２を下り光信号（第２の下り光信号）ＰＤ２に電光変換しＯＦ２を介して各ＯＮＵ３０に送信する機能（光送信器）と、上り光信号ＰＵ２を光電変換して得られた上り信号ＳＵ２を、その上り信号ＳＵ２の信号強度に応じた自動利得制御に基づき増幅した後、主信号中継部１２へ出力する機能と、バースト受信制御部１４で特定された到着時刻に合わせて、新たに受信処理する上り光信号ＰＵ２ごとに、直前の上り光信号ＰＵ２の受信処理に依存する受信動作状態をリセットする機能（光受信器）とを有している。
【００４６】
光送受信器１０Ｂの光受信器については、例えば、前述の図２３−２４で説明したフィードバック型ＡＧＣ回路を備えた光受信器で実現すればよい。この場合、バースト受信制御部１４からの指示に応じて、フィードバック型のＡＧＣ回路が制御しているバーストＴＩＡにおける、直前の上り光信号ＰＵ２の受信処理に関する自動利得制御で得られた利得を、予め設定されている初期値にリセットすることにより、自動利得制御をリセットすることができる。
また、バーストＣＤＲにおける、直前の上り光信号ＰＵ２の受信処理に関する同期制御で得られた同期タイミングを、予め設定されている初期値にリセットすることにより、同期制御をリセットすることができる。
【００４７】
ＳＥＲＤＥＳ部１１は、光送受信器１０Ａから出力された下り信号ＳＤ１をシリアル信号からパラレル信号に変換して主信号中継部１２およびＯＮＵ機能部１５へ出力する機能と、主信号中継部１２およびＯＮＵ機能部１５から出力された上り信号ＳＵ１をパラレル信号からシリアル信号に変換して光送受信器１０Ａへ出力する機能とを有している。
【００４８】
主信号中継部１２は、入力された下り信号ＳＤ１および上り信号ＳＵ２を信号処理して、誤り訂正処理を行った後、下り信号ＳＤ２および上り信号ＳＵ１を再生して出力することにより、ＯＬＴ２０とＯＮＵ３０との間でやり取りされる上り信号および下り信号を中継処理する機能を有している。
【００４９】
ＳＥＲＤＥＳ部１３は、光送受信器１０Ｂから出力された上り信号ＳＵ１をシリアル信号からパラレル信号に変換して主信号中継部１２へ出力する機能と、主信号中継部１２から出力された下り信号ＳＤ２をパラレル信号からシリアル信号に変換して光送受信器１０Ｂに出力する機能とを有している。
【００５０】
バースト受信制御部１４は、下り信号ＳＤ１から得られた、ＯＮＵ３０のそれぞれにおける上り光信号ＰＵ２の送信タイミングを示す送信許可帯域情報に基づいて、光送受信器１０Ｂにおけるこれら上り光信号ＰＵ２の到着時刻を特定する機能を有している。
【００５１】
ノード信号中継部１７は、光送受信器１０Ａを介して送受信する下り信号ＳＤ１および上り信号ＳＵ１、または、光送受信器１０Ｂを介して受信する上り信号ＳＵ２と、自装置と対応する接続点Ｎｏｄｅを介して送受信するノード信号とを中継処理する機能を有している。
図１の構成例において、ノード信号中継部１７には、ＯＮＵ機能部１５と上り出力部１６との両方が設けられているが、ノード信号中継部１７で中継処理する信号に応じて、ＯＮＵ機能部１５または上り出力部１６のいずれか一方のみを設けてもよい。
【００５２】
ＯＮＵ機能部１５は、ＳＥＲＤＥＳ部１１を介して光送受信器１０Ａとの間で、下り信号ＳＤ１および上り信号ＳＵ１をやり取りして、ＯＬＴ２０とデータ通信を行うことにより、中継ノード装置１０をＯＬＴ２０の配下にあるＯＮＵ３０の１つとして認識されるよう、ＯＮＵ３０と同様の動作を行う機能を有している。これにより、中継ノード装置１０は、ＯＬＴ２０にＯＮＵ３０の１つとして登録され、ＯＬＴ２０から上り信号の帯域も割り当てられることになる。
【００５３】
また、ＯＮＵ機能部１５は、ＵＮＩポート１５Ｆを介して自装置に対応する、ユーザネットワークとの接続点Ｎｏｄｅにつながっており、下り信号ＳＤ１および上り信号ＳＵ１と、Ｎｏｄｅを介してやり取りするノード信号とを中継処理する機能を有している。これにより、ＯＬＴ２０から送信された、このユーザネットワーク宛の下りユーザフレーム（ノード信号）と、このユーザネットワークから送信された上りユーザフレーム（ノード信号）とが、ＵＮＩポート１５Ｆを介してＮｏｄｅとやり取りされる。
【００５４】
上り出力部１６は、ＯＮＵ３０から送信された上り信号のうちから、本中継ノード装置１０宛のフレームを抽出し、上り出力ポート１６Ｄから、自装置に対応するＮｏｄｅに出力する機能を有している。これにより、下流のＯＮＵ３０から送信された、このユーザネットワーク宛の上りユーザフレーム（ノード信号）が、上り出力ポート１６Ｄを介してＮｏｄｅに出力される。
【００５５】
このように、本実施の形態は、主信号中継部１２で下り信号ＳＤ１から得られた各ＯＮＵ３０に関する上り送信許可帯域情報に基づいて、バースト受信制御部１４が、光送受信器１０Ｂにおける上り光信号ＰＵ２の到着時刻を特定し、この到着時刻に合わせて、光送受信器１０Ｂが、新たに受信処理する上り光信号ＰＵ２ごとに、直前の上り光信号ＰＵ２の受信処理に依存する受信動作状態、例えば自動利得制御の利得や同期制御の同期タイミングをリセットするようにしたものである。また、ノード信号中継部１７により、光送受信器１０Ａを介して送受信する下り信号ＳＤ１および上り信号ＳＵ１、または、光送受信器１０Ｂを介して受信する上り信号ＳＵ２と、自装置と対応する接続点Ｎｏｄｅを介して送受信するノード信号とを中継処理するようにしたものである。
【００５６】
［フレーム構成］
まず、図３および図４を参照して、本実施の形態にかかるＰＯＮシステム１で送受信するＮＧ−ＰＯＮ２プロトコルに基づくフレーム構成について説明する。図３は、ＮＧ−ＰＯＮ２システムの下りフレーム構成を示す説明図である。図４は、ＮＧ−ＰＯＮ２システムの上りフレーム構成を示す説明図である。
【００５７】
ＯＬＴ２０からＯＮＵ３０へ送信する下りデータのＳＤＵ（service data unit）は、図３に示すように、ＳＤＵ→ＸＧＥＭ（10-Gigabit passive optical network encapsulation method）フレーム→ＦＳ（framing sublayer）フレーム→ＰＨＹ（physical interface）フレームの３段階でカプセル化処理される。ＰＯＮ区間では、このようにして得られたＰＨＹフレームを用いて下り通信が行われる。
一方、ＯＮＵ３０からＯＬＴ２０へ送信する上りデータのＳＤＵは、図４に示すように、ＳＤＵ→ＸＧＥＭフレーム→ＦＳバースト→ＰＨＹバーストの３段階でカプセル化処理される。ＰＯＮ区間では、このようにして得られたＰＨＹバーストを用いて上り通信が行われる。
【００５８】
次に、下りデータのカプセル化処理について詳細に説明する。
下りデータのＳＤＵは、図３に示すように、１段階目のサービス・アダプション・サブレイヤ（Service Adaptation Sublayer）の処理で、ＸＧＥＭフレームヘッダを先頭に付加されて、ＸＧＥＭフレームにカプセル化される。ＸＧＥＭフレームヘッダには、識別子ＸＧＥＭ  ｐｏｒｔ−ＩＤが記載されている。各ＯＮＵ３０には、１つ以上のＸＧＥＭ−ｐｏｒｔＩＤが割り当てられている。下りフレームを受信したＯＮＵ３０は、ＸＧＥＭフレームヘッダのＸＧＥＭ−ｐｏｒｔＩＤを見て、自装置に割り当てられたＩＤであれば、そのＸＧＥＭフレームを取り込み、そうでない場合は自装置宛ではないと判断して廃棄する。
【００５９】
また、１つのＳＤＵが２つに分割されて、それぞれＸＧＥＭフレームにカプセル化され上で、別のＰＨＹフレームにカプセル化されて送信されることもある。これをＳＤＵフラグメンテーションと呼ぶ。
２段階目のフレーミング・サブレイヤ（Framing Sublayer）の処理で、複数のＸＧＥＭフレームを１つにまとめてＦＳペイロードとし、この先頭にＦＳヘッダ、末尾にＦＳトレイラーを付加して、ＦＳフレームにカプセル化する。
【００６０】
３段階目のＰＨＹ・アダプション・サブレイヤ（PHY Adaptation Sublayer）の処理では、ＦＳフレームを先頭から規定の長さずつ分割して、各分割データのＦＥＣ（Forward Error Correction）  ｐａｒｉｔｙを計算し、分割データの後ろに付加して、ＦＥＣ  ｃｏｄｅｗｏｒｄ単位にＦＥＣ  ｄａｔａ＋ＦＥＣ  ｐａｒｉｔｙの構成とする。さらに全体がスクランブル処理された上で、先頭にＰＳＢｄ（Downstream Physical Synchronization Block）が付加されてＰＨＹフレームとなる。なお、各ＰＨＹフレームの長さは１２５μｍになるように構成される。
【００６１】
次に、上りデータのカプセル化処理について詳細に説明する。
上り送信データのＳＤＵは、図４に示すように、１段階目のサービス・アダプション・サブレイヤの処理で、ＸＧＥＭフレームヘッダを先頭に付加されて、ＸＧＥＭフレームにカプセル化される。ＸＧＥＭフレームの構成や、ＳＤＵフラグメンテーションが起こりうることは、下りデータの場合と同じである。
【００６２】
２段階目のフレーミング・サブレイヤの処理では、まず、識別子Ａｌｌｏｃ−ＩＤ（Allocation identifier）が同一のＸＧＥＭフレームを１つにまとめてＦＳペイロードとする。ここで、Ａｌｌｏｃ−ＩＤは、ＯＬＴ２０がＯＮＵ３０に上りの帯域を割り当てる際の識別子で、各ＯＮＵに１つ以上割り当てられる。もし、そのＡｌｌｏｃ−ＩＤに対してＯＬＴ２０から指示を受けている場合は、その時点でのそのＡｌｌｏｃ−ＩＤに属する送信バッファに待機中の上り送信データの長さを記載したＡＯ（Allocation overhead）をＦＳペイロードの先頭に付加する。最後に、１つのＯＮＵ３０に属するＡｌｌｏｃ−ＩＤのＦＳペイロードをまとめて、その先頭にＦＳヘッダ、末尾にＦＳトレイラーを付加して、ＦＳバーストとする。
【００６３】
３段階目のＰＨＹ・アダプション・サブレイヤの処理では、ＦＳバーストが先頭から規定の長さずつ分割され、各分割データのＦＥＣ  ｐａｒｉｔｙを計算し、分割データの後ろに挿入して、ＦＥＣ  ｃｏｄｅｗｏｒｄ単位にＦＥＣ  ｄａｔａ＋ＦＥＣ  ｐａｒｉｔｙの構成とする。ＮＧ−ＰＯＮ２では、ＦＥＣコードとして、伝送レート２．４８８３２  Ｇｂｉｔ／ｓ（２．５Ｇ）に対してリードソロモンＲＳ（２４８，２３２）、伝送レート９．９５３２８  Ｇｂｉｔ／ｓ（１０Ｇ）に対してリードソロモンＲＳ（２４８，２１６）を用いることが指定されているので、ＦＥＣコードワードはいずれも２４８  ｂｙｔｅ、ＦＥＣパリティは、２．５Ｇで１６  ｂｙｔｅ、１０Ｇで３２  ｂｙｔｅとなる。
この全体をスクランブル処理した上で、先頭にＰＳＢｕ（Upstream Physical Synchronization Block）が付加されてＰＨＹバーストとなる。
【００６４】
［ＯＬＴおよびＯＮＵ］
次に、図５を参照して、本実施の形態にかかるＯＬＴ２０およびＯＮＵ３０の構成と、これらＯＬＴ２０およびＯＮＵ３０における主信号の流れについて説明する。図５は、ＯＬＴおよびＯＮＵの構成を示すブロック図である。
【００６５】
ＯＮＵ３０は、主な機能部として、ＵＮＩ（User Network Interface）部３１、ＢＲＧ（Bridge）部３２、ＭＰＣＰ（Multi Point Control Protocol）部３３、ＳＡＳ（Service Adaptation Sublayer）部３４、ＦＳ（Framing Sublayer）部３５、ＰＡＳ（PHY Adaptation Sublayer）部３６、ＳＥＲＤＥＳ（SERializer/DESerializer）部３７、および光送受信器３０Ａを備えている。
【００６６】
ＯＬＴ２０は、主な機能部として、光送受信器２０Ａ、ＳＥＲＤＥＳ（SERializer/DESerializer）部２１、ＰＡＳ（PHY Adaptation Sublayer）部２２、ＦＳ（Framing Sublayer）部２３、ＳＡＳ（Service Adaptation Sublayer）部２４、ＭＰＣＰ（Multi Point Control Protocol）部２５、ＢＲＧ（Bridge）部２６、ＳＮＩ（Service Node Interface）部２７、帯域割当部２８、およびバースト受信制御部２９を備えている。
【００６７】
［ＯＮＵでの上りデータの流れ］
ＯＮＵ３０において、接続点Ｎｏｄｅからの上りデータは、ＵＮＩ部３１を介してＢＲＧ部３２に入力される。ＢＲＧ部３２は、ＵＮＩ部３１からの上りデータを宛先ごとに振り分ける処理や、設定された条件に従って上りデータのフィルタリング処理を行う。また、ＢＲＧ部３２は、ＵＮＩ部３１からの上りユーザデータと、ＣＰＵ（図示せず）等で作られるＯＬＴ２０宛のＯＭＣＩ（ONU management and control interface）データのような制御用データとを合流させる処理も行う。
【００６８】
ＭＰＣＰ部３３は、ＯＮＵ３０のＰＯＮネットワークへの登録処理、登録解除処理、ＯＬＴ２０から割り当てられた帯域に基づいて上りデータの送信制御処理などの処理を行う。この際、ＭＰＣＰ部３３は、ＢＲＧ部３２からの上りデータを、一旦、送信データバッファに蓄積し、ＯＬＴ２０から割当てられた帯域と対応する送信時間帯に、送信データバッファから上りデータを読み出して出力する。
【００６９】
ＳＡＳ部３４は、サービス・アダプション・サブレイヤの処理を行う。まず、ＳＡＳ部３４は、ＭＰＣＰ部３３からの上りデータのＳＤＵに識別子ＸＧＥＭ  Ｐｏｒｔ−ＩＤを割当て、ＸＧＥＭ  Ｐｏｒｔ−ＩＤをラベリングしたＸＧＥＭヘッダを先頭に挿入する。次に、ＳＡＳ部３４は、先頭のＸＧＥＭヘッダと、ＳＤＵ（ＸＧＥＭペイロード）から構成されるＸＧＥＭフレームを生成する。このとき、ＳＡＳ部３４は、割り当てられた帯域に入りきれないＳＤＵについて、ＳＤＵを２つに分割するＳＤＵフラグメンテーション処理を行うこともある。この後、ＳＡＳ部３４は、分割したＳＤＵでそれぞれ別のＸＧＥＭフレームを構成する。
【００７０】
この後、ＳＡＳ部３４は、ＯＬＴ２０から割り当てられた１つの送信帯域内に送信すべき、１つまたは複数のＸＧＥＭフレームをまとめて１つのＦＳペイロードとして出力する。ＯＬＴ２０から割り当てられる送信帯域の識別子としてＡｌｌｏｃ−ＩＤが用いられる。各ＦＳペイロードはそれぞれ対応するＡｌｌｏｃ−ＩＤを持つことになる。
【００７１】
ＦＳ部３５は、フレーミング・サブレイヤの処理を行う。ＯＬＴ２０からＡｌｌｏｃ−ＩＤを指定して、現在の送信データバッファに蓄積されたデータ量を申告するよう周期的に申告指示が来る。ＦＳ部３５は、ＳＡＳ部３４から出力されたＦＳペイロードのうち、申告指示が来ているＡｌｌｏｃ−ＩＤのＦＳペイロードに対して、その先頭にＡＯを挿入する。ＡＯには、そのＡｌｌｏｃ−ＩＤに対応する送信データバッファ量が記載されている。次に、ＦＳ部３５は、ＡＯ付きとＡＯなしのＦＳペイロードを１つまたは複数まとめ、まとめたものの先頭にＦＳヘッダを挿入するとともに、末尾にＦＳトレイラーを挿入し、ＦＳバーストとして出力する。
【００７２】
ＰＡＳ部３６は、ＰＨＹ・アダプション・サブレイヤの処理を行う。ＰＡＳ部３６は、ＦＳ部３５からのＦＳバーストに対してＦＥＣエンコードを行い、先頭からＦＥＣコードワードごとにＦＥＣパリティを挿入する。次に、ＰＡＳ部３６は、ＦＥＣエンコード処理したデータ全体をスクランブル処理して、その先頭にＰＳＢｕを付加し、ＰＨＹバーストとして出力する。
【００７３】
ＳＥＲＤＥＳ部３７は、ＰＡＳ部３６からのＰＨＹバーストをパラレル信号からシリアル信号に変換する。
光送受信器１０Ａは、ＳＥＲＤＥＳ部３７からのシリアル信号（電気信号）を上り光信号に変換し、光ファイバＯＦ３に出力する。
【００７４】
［ＯＬＴでの上りデータの流れ］
ＯＮＵ３０から送信された上り光信号は、光ファイバＯＦ３を介して光スプリッタＳＰで集約されて光ファイバＯＦ２に出力され、中継ノード装置１０で再生中継された後、光ファイバＯＦ１に出力される。
【００７５】
ＯＬＴ２０において、ＯＦ１からの上り光信号は、光送受信器２０Ａで光信号から電気信号に変換された後、ＳＥＲＤＥＳ部２１で、シリアル信号からパラレル信号に変換され、ＰＨＹバーストとして出力される。
【００７６】
ＰＡＳ部２２は、ＰＨＹ・アダプション・サブレイヤの処理を行う。まず、ＰＡＳ部２２は、ＳＥＲＤＥＳ部２１から出力されたＰＨＹバーストから先頭のＰＳＢｕを取り除いたＰＨＹバーストペイロードを抽出して復元（デスクランブル処理）する。次に、ＰＡＳ部２２は、復元したデータを先頭からＦＥＣコードワードごとに切り分け、各ＦＥＣコードワードごとに、誤り検出、誤り訂正処理を行う。その後、ＰＡＳ部２２は、各ＦＥＣパリティを削除してＦＥＣデータのみを抽出してつなぎ合わせ、ＦＳバーストとして出力する。
【００７７】
ＦＳ部２３は、フレーミング・サブレイヤの処理を行う。まず、ＦＳ部２３は、ＰＡＳ部２２から出力されたＦＳバーストから、先頭のＦＳヘッダと末尾のＦＳトレイラーを取り除く。また、ＦＳ部２３は、ＡＯを付加するようＯＬＴ２０からＯＮＵ３０に指示したＡｌｌｏｃ−ＩＤに対しては、先頭のＡＯをとり除き、各Ａｌｌｏｃ−ＩＤごとにＦＳペイロードを抽出して出力する。
【００７８】
ＳＡＳ部２４は、サービス・アダプション・サブレイヤの処理を行う。ＳＡＳ部２４は、ＦＳ部２３からのＦＳペイロードをＸＧＥＭフレームに分けて、ＸＧＥＭペイロードを抽出し、抽出したＸＧＥＭペイロードをＳＤＵとして出力する。この際、ＳＡＳ部２４は、抽出したＸＧＥＭペイロードのうち、ＳＤＵフラグメンテーションされているものは統合した上で、ＳＤＵとして出力する。
【００７９】
ＭＰＣＰ部２５は、ＯＮＵ３０のＰＯＮネットワークへの登録処理、登録解除処理や、各ＯＮＵ３０へ上り帯域を割当て、上り信号の制御処理を行う。
帯域割当部２８は、各ＯＮＵ３０へ上り帯域をどう割り当てるかの帯域割当の計算処理を行う。
【００８０】
バースト受信制御部２９は、帯域割当部２８が算出した帯域割当計算結果を用いて、ＯＮＵ３０からの各上りバースト信号が光受信器を通過する時間帯を事前に計算する。バースト受信制御部２９は、この計算結果を用いて、ＯＮＵ３０からの各上りバースト信号が光受信器に到着するタイミングに合わせて、光送受信器２０Ａ内の光受信器における受信動作状態のリセットを指示するためのバースト制御信号を出力する。
光送受信器２０Ａは、バースト受信制御部２９からのバースト制御信号の指示するタイミングで光受信器における受信動作状態のリセットを実行する。
【００８１】
ＢＲＧ部２６は、ＭＰＣＰ部２５からの上りデータを宛先ごとに振り分ける処理や、設定された条件に従って上りデータのフィルタリング処理を行う。また、ＢＲＧ部２６は、ＭＰＣＰ部２５からの上りデータ（ＳＤＵ）のうち、上りユーザデータをＳＮＩ部２７へ出力し、ＯＭＣＩデータのような制御用データをＣＰＵ（図示せず）へ出力する、振り分け処理を行う。
ＢＲＧ部２６から出力した上りデータは、ＳＮＩ部２７を介して上位装置５０へ送信される。
【００８２】
［ＯＬＴでの下りデータの流れ］
ＯＬＴ２０において、上位装置５０からの下りデータは、ＳＮＩ部２７を介してＢＲＧ部２６に入力される。ＢＲＧ部２６は、ＳＮＩ部２７からの下りデータを宛先ごとに振り分ける処理や、設定された条件に従って下りデータのフィルタリング処理を行う。また、ＢＲＧ部２６は、ＳＮＩ部２７からの下りユーザデータと、ＣＰＵ（図示せず）等で作られるＯＭＣＩデータのような制御用データとを合流させる処理も行う。
【００８３】
ＭＰＣＰ部２５は、上り信号処理の説明で述べたように、ＯＮＵ３０のＰＯＮネットワークへの登録処理、登録解除処理や、各ＯＮＵ３０への上り帯域の割当て、上り信号の制御処理などの処理を行う。
【００８４】
ＳＡＳ部２４は、サービス・アダプション・サブレイヤの処理を行う。まず、ＳＡＳ部２４は、ＭＰＣＰ部２５からの下りデータのＳＤＵに識別子ＸＧＥＭ  Ｐｏｒｔ−ＩＤを割当て、ＸＧＥＭ  Ｐｏｒｔ−ＩＤをラベリングしたＸＧＥＭヘッダを先頭に挿入する。次に、ＳＡＳ部２４は、先頭のＸＧＥＭヘッダと、ＳＤＵ（ＸＧＥＭペイロード）から構成されるＸＧＥＭフレームを生成する。このとき、ＳＡＳ部２４は、ＦＳペイロードに入りきれないＳＤＵについて、ＳＤＵを２つに分割するＳＤＵフラグメンテーション処理を行うこともある。この後、ＳＡＳ部２４は、分割されたＳＤＵでそれぞれ別のＸＧＥＭフレームを構成し、複数のＸＧＥＭフレームをまとめて、ＦＳペイロードとして出力する。
【００８５】
ＦＳ部２３は、フレーミング・サブレイヤの処理を行う。ＦＳ部２３は、ＳＡＳ部２４から出力されたＦＳペイロードの先頭にＦＳヘッダを挿入するとともに、末尾にＦＳトレイラーを挿入し、ＦＳフレームとして出力する。
【００８６】
ＰＡＳ部２２は、ＰＨＹ・アダプション・サブレイヤの処理を行う。ＰＡＳ部２２は、ＦＳ部２３からのＦＳフレームに対してＦＥＣエンコードを行い、先頭からＦＥＣコードワードごとにＦＥＣパリティを挿入する。次に、ＰＡＳ部２２は、ＦＥＣエンコード処理したデータ全体をスクランブル処理し、その先頭にＰＳＢｄを付加し、ＰＨＹフレームとして出力する。
【００８７】
ＳＥＲＤＥＳ部２１は、ＰＡＳ部２２からのＰＨＹフレームをパラレル信号からシリアル信号に変換する。
光送受信器２０Ａは、ＳＥＲＤＥＳ部２１からのシリアル信号（電気信号）を下り光信号に変換し、光ファイバＯＦ１に出力する。
【００８８】
［ＯＮＵでの下りデータの流れ］
ＯＬＴ２０から送信された下り光信号は、中継ノード装置１０により光ファイバＯＦ１から光ファイバＯＦ２に再生中継された後、光スプリッタＳＰにより光ファイバＯＦ２から各光ファイバＯＦ３に分岐出力される。
【００８９】
ＯＮＵ３０において、ＯＦ３からの下り光信号は、光送受信器３０Ａで光信号から電気信号に変換された後、ＳＥＲＤＥＳ部３７で、シリアル信号からパラレル信号に変換され、ＰＨＹフレームとして出力される。
【００９０】
ＰＡＳ部３６は、ＰＨＹ・アダプション・サブレイヤの処理を行う。まず、ＰＡＳ部３６は、ＳＥＲＤＥＳ部３７から出力されたＰＨＹフレームから先頭のＰＳＢｄを取り除いたＰＨＹフレームペイロードを抽出して復元（デスクランブル処理）する。次に、ＰＡＳ部３６は、復元したデータを先頭からＦＥＣコードワードごとに切り分け、各ＦＥＣコードワードごとに、誤り検出、誤り訂正処理を行う。その後、ＰＡＳ部３６は、各ＦＥＣパリティを削除してＦＥＣデータのみを抽出してつなぎ合わせ、ＦＳフレームとして出力する。
【００９１】
ＦＳ部３５は、フレーミング・サブレイヤの処理を行う。ＦＳ部３５は、ＰＡＳ部３６から出力されたＦＳフレームから、先頭のＦＳヘッダと末尾のＦＳトレイラーを取り除き、ＦＳペイロードとして出力する。
【００９２】
ＳＡＳ部３４は、サービス・アダプション・サブレイヤの処理を行う。ＳＡＳ部３４は、ＦＳ部３５からのＦＳペイロードをＸＧＥＭフレームに分けて、ＸＧＥＭペイロードを抽出し、抽出したＸＧＥＭペイロードをＳＤＵとして出力する。この際、ＳＡＳ部３４は、抽出したＸＧＥＭペイロードのうち、ＳＤＵフラグメンテーションされているものは統合した上で、ＳＤＵとして出力する。
【００９３】
ＭＰＣＰ部３３は、上り信号処理で述べた通り、ＯＮＵ３０のＰＯＮネットワークへの登録処理、登録解除処理や、ＯＬＴ２０から割り当てられた帯域に基づいて上りデータの送信制御処理を行う。
【００９４】
ＢＲＧ部３２は、ＭＰＣＰ部３３からの下りデータを宛先ごとに振り分ける処理や、設定された条件に従って下りデータのフィルタリング処理を行う。また、ＢＲＧ部３２は、ＭＰＣＰ部３３から出力された下りデータ（ＳＤＵ）のうち、下りユーザデータをＵＮＩ部３１へ出力し、ＯＭＣＩデータのような制御用データをＣＰＵ（図示せず）へ出力する、振り分け処理を行う。
ＢＲＧ部３２から出力した下りデータは、ＵＮＩ部３１を介して接続点Ｎｏｄｅへ送信される。
【００９５】
以上、ＯＬＴ２０およびＯＮＵ３０の各モジュールの機能と処理内容を説明したが、これら機能部のうちの一部または全部を、ＣＰＵとソフトウェアとを協働させることにより実現してもよい。
【００９６】
［上り帯域制御］
次に、ＯＬＴ２０における上り信号の上り帯域制御について説明する。
ＰＯＮシステム１では、光ファイバＯＦ１，ＯＦ２と対応する光ファイバ共用区間において、各ＯＮＵ３０からのＯＬＴ２０へ向かう上り信号が、互いに衝突しないように、ＯＬＴ２０が、各ＯＮＵ３０の上り信号の送信タイミングをスケジューリングする上り帯域制御を行う。
【００９７】
この上り帯域制御において、ＯＬＴ２０は、各ＯＮＵ３０からの上り信号の送信開始時刻と送信許可時間を決定し、各ＯＮＵ３０に通知する。各ＯＮＵ３０は、ＯＬＴ２０から許可された送信開始時刻から送信許可時間の間だけ上り信号を送信する。このようにして、ＯＬＴ２０が、光ファイバ共用区間での上り信号の帯域を時分割で排他的に各ＯＮＵ３０に割り当てる制御を行うことで、各ＯＮＵ３０からの信号がお互いに衝突せずに、通信できるようにしている。
【００９８】
ＮＧ−ＰＯＮ２システムの場合を例に、上り帯域制御について詳細に説明する。
ＯＬＴ２０は、登録されている各ＯＮＵ３０に割り当てる帯域を計算し、その結果を基に下りフレームのＦＳヘッダにあるＢＷｍａｐ（bandwidth map）領域に各ＯＮＵ３０への送信開始時刻と送信許可時間を記載して送信する。
【００９９】
図６は、下りＦＳフレームのＦＳヘッダ領域を示す構成例である。ＦＳヘッダ内のＢＷｍａｐ領域は、１つまたは複数のＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅから構成される。各Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅは、帯域割当対象の識別子Ａｌｌｏｃ−ＩＤでラベリングされる。各ＯＮＵ３０には、１つ以上のＡｌｌｏｃ−ＩＤが割り当てられる。各ＯＮＵ３０は、受信した下りフレームのＢＷｍａｐ領域に自装置に割り当てられたＡｌｌｏｃ−ＩＤのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅがあった場合は、そこで指定された上り送信許可帯域を使って上り信号を送信する。上り送信許可帯域は、Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅに記載されたＳｔａｒｔＴｉｍｅとＧｒａｎｔＳｉｚｅで指定される。
【０１００】
図７は、ＯＮＵ（オペレーション状態）でのフレーム送受信を示すタイミングチャートである。ここでは、ＯＬＴ２０による登録処理が完了して通常動作状態であるオペレーション状態にあるＯＮＵ＿ｎとの間で送受信する上り信号と下り信号のタイミングチャートが示されている。
図７において、ＲｓｐＴｉｍｅ＿ｎは、ＯＮＵ＿ｎが下り信号を受信してから上り信号を送信するまでに必要な処理時間であり、各ＯＮＵ３０ごとに固定値を設定する。
【０１０１】
ＥｑＤ＿ｎは、ＯＮＵ＿ｎのｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｄｅｌａｙと呼ばれる遅延設定値であり、ＯＮＵ３０ごとにＲａｎｇｉｎｇプロセスを通じてＯＬＴ２０がその値を決定し、通知する。通知は、制御用メッセージのＰＬＯＡＭ（Physical Layer Operation, Administration and Maintenance）メッセージ用いて行う。ＰＬＯＡＭメッセージは、図６に示したように、各Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅのｆｌａｇｓに配置されている。なお、ＯＬＴ２０による登録処理におけるＯＬＴ２０とＯＮＵ３０と間のフレーム送受信とＥｑＤの決定方法については、後で説明する。
【０１０２】
図７に示すように、ＯＬＴ２０からの下りフレームのＰＳＢｄの先頭部がＯＮＵ＿ｎに到着した時刻を基準として、その時点からＲｓｐＴｉｍｅ＿ｎ＋ＥｑＤ＿ｎ＋ＳｔａｒｔＴｉｍｅ＿ｎだけ経過した時刻に、ＰＨＹバーストペイロード先頭がＯＮＵ＿ｎを出発するタイミングで、上りバースト信号がＯＮＵ＿ｎから送信される。
【０１０３】
図８は、ＰＨＹバーストペイロードの構成例である。上りバースト信号を送信する際、図８に示すように、ＯＮＵ＿ｎ宛のＢＷｍａｐで指定されたＧｒａｎｔＳｉｚｅ（＝Ｌ）分の長さのＦＳペイロードがＦＳバーストに格納されて送信される。
【０１０４】
一方、ＯＬＴ２０では、上りＰＨＹフレームの到着時刻のオフセット値Ｔｅｑｄを事前に設定しておく。この値は、全ＯＮＵ３０に対して共通の固定値である。そのため、ｏｐｅｒａｔｉｏｎモードのＯＮＵ３０からの上りフレームがＯＬＴ２０に到着する時刻は、それに対応するＢＷｍａｐを載せた下りフレームがＯＬＴ２０を出発した時刻からＴｅｑｄ＋ＳｔａｒｔＴｉｍｅだけ経過した時刻に到着する。ここで、ＳｔａｒｔＴｉｍｅは、その上りフレームへの送信許可開始時間である。また、Ｔｅｑｄは、ＯＮＵ３０の配置などのシステム条件を基にＯＬＴ２０で事前に決定する。
【０１０５】
ＯＬＴ２０は、各ＯＮＵ３０への送信許可帯域（StartTime，GrantSize）を事前に決めるので、ＯＮＵ３０からの各上りデータがＯＬＴ２０の光送受信器２０Ａを通過する時間帯を事前に計算することができる。この計算結果を用いて、各ＯＮＵ３０からの上りデータが光送受信器２０Ａに到着するタイミングに合わせて、光受信器の受信動作状態のリセットを指示するためのバースト制御信号を光送受信器２０Ａに送信する。光受信器は、バースト制御信号の指示するタイミングで受信動作状態のリセットを実行する。これにより、ＯＬＴ２０は、各ＯＮＵ３０からの上りバースト信号を受信することができる。
【０１０６】
［登録・レンジング処理］
ＯＮＵ３０は、ＰＯＮシステム１に接続されると、ＯＬＴ２０によって認識、登録される手続きを経た後、通常動作状態になる。この手続きが正常に進んだ場合、ＯＮＵ３０の状態は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８９の呼び名に従うと、初期状態（Initial state）、シリアルナンバー状態（Serial Number state）、レンジング状態（Ranging state）の順番で遷移した後、通常動作状態であるオペレーション状態（Operation state）となる。
以下では、ＯＮＵ３０が、シリアルナンバー状態およびレンジング状態にある時、ＯＬＴ２０との間で行う通信処理の内容をそれぞれ説明する。
【０１０７】
ＯＬＴ２０は、これからＯＬＴ２０への登録を希望するＯＮＵ３０、すなわちシリアルナンバー状態にあるＯＮＵ３０に向けて、シリアルナンバーグラント（SN Grant）と呼ぶ送信許可ｇｒａｎｔをＢＷｍａｐ中の１つのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅとして載せて、下り信号を送信する。シリアルナンバーグラントでは、Ａｌｌｏｃ−ＩＤとしてブロードキャスト用のＡｌｌｏｃ−ＩＤが指定される。
【０１０８】
登録を希望するＯＮＵ３０は、シリアルナンバーグラントで指定された送信許可帯域を使って、ＰＬＯＡＭ  メッセージの１つであるＳｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭ  メッセージをＯＬＴ２０に送信する。これを受信したＯＬＴ２０は、そのＯＮＵ３０にＯＮＵ３０の識別子であるＯＮＵ−ＩＤを割り当て、これをＡｓｓｉｇｎ＿ＯＮＵ−ＩＤ  ＰＬＯＡＭメッセージを使ってそのＯＮＵ３０に通知する。これを受け取ったＯＮＵ３０は、レンジング状態に遷移する。
【０１０９】
図９は、ＯＮＵ（シリアルナンバー状態）でのフレーム送受信を示すタイミングチャートである。ここでは、ＯＬＴ２０とシリアルナンバー状態にあるＯＮＵ＿ｎの間の通信のタイミングチャートが示されている。
ＯＮＵ＿ｎは、シリアルナンバーグラントを載せた下りフレームを受信した時刻から、ＲｓｐＴｉｍｅ＿ｎ＋Ｒａｎｄ＿ｎ＋ＳｔａｒｔＴｉｍｅだけ経過した時刻に、Ｓｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭメッセージを載せた上りフレームを送信する。
【０１１０】
このうち、ＲｓｐＴｉｍｅ＿ｎはＯＮＵ＿ｎの反応時間、Ｒａｎｄ＿ｎはランダム遅延値、ＳｔａｒｔＴｉｍｅはシリアルナンバーグラントで指定された送信許可帯域開始時間ＳｔａｒｔＴｉｍｅである。ランダム遅延値は、ＯＮＵ＿ｎで生成したランダム値を用いる。登録を希望するＯＮＵ３０が複数台存在する場合に、それぞれのＯＮＵ３０が送信するＳｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭメッセージが互いに衝突する可能性を下げるために、それぞれＯＮＵ３０で送信開始時刻を決めるにあたり、ランダム値を入れている。
【０１１１】
一方、ＯＬＴ２０からは、現在、登録を希望しているＯＮＵ３０の台数やそれぞれのＯＮＵ３０のＯＬＴ２０からの距離が分からないため、ＯＮＵ３０からのＳｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭメッセージがＯＬＴ２０へ到着する時刻を正確に知ることはできない。そのため、Ｓｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭメッセージが到着する可能性のある時間帯をＱｕｉｅｔ  ｗｉｎｄｏｗとして設け、この時間帯には、すでに登録済みのオペレーション状態にあるＯＮＵ３０への上り信号許可帯域は割り当てない。
【０１１２】
これにより、すでに登録済みのＯＮＵ３０からの上り信号が、これから登録を希望するＯＮＵ３０からのＳｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭメッセージと衝突することはなくなる。Ｑｕｉｅｔ  ｗｉｎｄｏｗの開始時刻は、シリアルナンバーグラントを載せた下り信号の先頭が出発する時刻から、ＲｓｐＴｉｍｅ＿ｍｉｎ＋ＳｔａｒｔＴｉｍｅだけ経過した時刻である。ＲｓｐＴｉｍｅ＿ｍｉｎは、ＯＮＵ３０の反応時間ＲｓｐＴｉｍｅの最短値で、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８９の規定では３４μｓである。ＳｔａｒｔＴｉｍｅはシリアルナンバーグラントで指定した送信許可帯域開始時間ＳｔａｒｔＴｉｍｅである。Ｑｕｉｅｔ  ｗｉｎｄｏｗの長さは、最遠のＯＮＵ３０までの距離などのシステム条件に応じてＯＬＴ２０が決める。
【０１１３】
次に、レンジング状態にあるＯＮＵ３０が、ＯＬＴ２０との間で行う通信処理の内容を説明する。ＯＬＴ２０は、レンジング状態にあるＯＮＵ３０に対して、そのＯＮＵ３０からの応答時間を測定するため、レンジングプロセスと呼ぶ通信処理を行う。
ＯＬＴ２０は、レンジング状態にあるＯＮＵ３０に向けて、レンジンググラント（Ｒａｎｇｉｎｇ  Ｇｒａｎｔ）と呼ぶ送信許可グラントを、ＢＷｍａｐ中の１つのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅとして載せて、下り信号を送信する。
【０１１４】
レンジンググラントでは、Ａｌｌｏｃ−ＩＤとして対象のＯＮＵ３０、この場合ＯＮＵ＿ｎのＯＮＵ−ＩＤを指定する。ＯＮＵ＿ｎは、レンジンググラントで指定された送信許可帯域を使って、ＰＬＯＡＭメッセージの１つであるＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ＰＬＯＡＭメッセージをＯＬＴ２０に返信する。
これを受信したＯＬＴ２０は、ＯＮＵ＿ｎのｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｄｅｌａｙ、ＥｑＤ＿ｎを導出し、これをＰＬＯＡＭメッセージのうちの１つであるＲａｎｇｉｎｇ＿Ｔｉｍｅ  ＰＬＯＡＭメッセージに記載してＯＮＵ＿ｎに送信する。これを受信したＯＮＵ＿ｎは、登録完了し通常動作状態であるオペレーション状態に遷移する。
【０１１５】
図１０は、ＯＮＵ（レンジング状態）でのフレーム送受信を示すタイミングチャートである。ここでは、レンジング状態にあるＯＮＵ＿ｎとＯＬＴ２０との間のレンジングプロセスのタイミングチャートが示されている。
図１０の例において、ＯＬＴ２０からＯＮＵ＿ｎへのレンジンググラントでは、Ａｌｌｏｃ−ＩＤとしてＯＮＵ＿ｎのＯＮＵ−ＩＤであるＯＮＵ＿ｎ−ＩＤ、送信許可時間のＳｔａｒｔＴｉｍｅとしてＳｔａｒｔＴｉｍｅ＿ｎ、ＰＬＯＡＭの送信指示フラグであるＰＬＯＡＭｕにはフラグ＝１、ＧｒａｎｔＳｉｚｅには値０がそれぞれ設定されている。
【０１１６】
ＯＮＵ＿ｎは、受信した下りフレームのＦＳヘッダ内に自装置宛のレンジンググラントがあった場合、受信した下りフレームのＰＳＢｄ先頭部がＯＮＵ＿ｎに到着した時刻を基準にして、そこからＲｓｐＴｉｍｅ＿ｎ＋ＳｔａｒｔＴｉｍｅ＿ｎだけ経過した時刻に、上り信号のＰＨＹバーストペイロード部先頭がＯＮＵ＿ｎを出発するタイミングで、Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ＰＬＯＡＭメッセージを載せた上り信号を送信する。
【０１１７】
ＯＬＴ２０は、このＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ＰＬＯＡＭメッセージを載せた上りフレームの受信時刻を測定し、その結果を用いてそのＯＮＵ３０のＥｑＤ値を計算する。ＯＮＵ＿ｎ宛のレンジンググラントを載せた下りフレームのＰＳＢｄ部の先頭がＯＬＴ２０を出発してから、これに対するＯＮＵ＿ｎからのＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ＰＬＯＡＭメッセージを載せた上り信号のＰＬＯＡＭ部先頭がＯＬＴ２０に到着するまでの経過時間ΔＲＮＧ＿ｎをＯＬＴ２０が測定して求める。
【０１１８】
一方、上りＰＨＹフレームの到着時刻のオフセット値ＴｅｑｄをＯＬＴ２０は事前に設定しておく。Ｔｅｑｄは、全ＯＮＵ３０に対して共通の固定値であり、各ＯＮＵ３０の配置などのシステム条件を基にＯＬＴ２０で事前に決定する。
これらを用いて、ＯＮＵ＿ｎのｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｄｅｌａｙ  ＥｑＤ＿ｎを、次の式（１）で求める。
【数１】
2019009500.tif 000003
【０１１９】
オペレーション状態にあるＯＮＵ３０についても、気温等の外部環境の変化により、信号の光ファイバー伝搬遅延が時間と共に変化し、ＯＮＵ３０からの上りフレームの到着時刻がずれてくることがある。この場合、ＯＬＴ２０が、ＥｑＤを再計算し、それまでの設定していたＥｑＤ値との差分を記載したＲａｎｇｉｎｇ＿Ｔｉｍｅ  ＰＬＯＡＭメッセージを全ＯＮＵ３０にブロードキャスト送信する。受信した各ＯＮＵ３０では、それぞれのＥｑＤ値を更新する。このときのＲａｎｇｉｎｇ＿Ｔｉｍｅ  ＰＬＯＡＭメッセージ上での宛先ＯＮＵ−ＩＤは、ブロードキャスト用ＯＮＵ−ＩＤ（０ｘ０３ＦＦ）に設定して全ＯＮＵ３０に送信する。
【０１２０】
［中継ノード装置］
次に、前述した図１を参照して、本実施の形態にかかる中継ノード装置１０の構成および動作について、詳細に説明する。
中継ノード装置１０は、図１に示したように、主な機能部として、主信号中継部１２、バースト受信制御部１４、およびＯＮＵ機能部１５を備えている。
【０１２１】
主信号中継部１２は、ＳＥＲＤＥＳ部１１から出力されたＯＬＴ２０からの下り信号ＳＤ１を信号処理して、誤り訂正処理を行い、得られた下り信号ＳＤ２をＳＥＲＤＥＳ部１３へ出力する機能と、ＳＥＲＤＥＳ部１３から出力された下流のＯＮＵ３０からの上り信号ＳＵ２を信号処理して、誤り訂正処理を行い、得られた上り信号ＳＵ１を再生し、ＳＥＲＤＥＳ部１１へ出力する機能とを有している。
【０１２２】
この主信号中継部１２は、主な処理部として、ＰＡＳ（PHY Adaptation Sublayer）部１２Ａ、ＦＳ（Framing Sublayer）ヘッダ解析部１２Ｂ、およびＰＡＳ（PHY Adaptation Sublayer）部１２Ｃを備えている。
【０１２３】
バースト受信制御部１４は、下り信号ＳＤ１から得られた、ＯＮＵ３０のそれぞれにおける上り光信号ＰＵ２の送信タイミングを示す送信許可帯域情報に基づいて、光送受信器１０Ｂにおけるこれら上り光信号ＰＵ２の到着時刻を特定する機能を有している。
【０１２４】
ＯＮＵ機能部１５は、中継ノード装置１０をＯＬＴ２０から見て１つのＯＮＵ（ＯＮＵ＃Ｒ）として通信制御されるよう、ＯＮＵ３０と同様の動作を行う機能を有している。このＯＮＵ機能部１５は、主な処理部として、ＰＡＳ（PHY Adaptation Sublayer）部１５Ａ、ＦＳ（Framing Sublayer）部１５Ｂ、ＳＡＳ（Service Adaptation Sublayer）部１５Ｃ、ＭＰＣＰ（Multi Point Control Protocol）部１５Ｄ、およびＢＲＧ（Bridge）部１５Ｅを備えている。
【０１２５】
中継ノード装置１０において、ＯＬＴ２０からの下り主信号は、分岐されて主信号中継部１２とＯＮＵ機能部１５に入力され、ＯＮＵ機能部１５からの上り信号は、主信号中継部１２からＯＬＴ２０への上り主信号に合流するように出力される。
【０１２６】
［主信号中継部］
主信号中継部１２において、光ファイバＯＦ１から受信したＯＬＴ２０からの下り光信号は、光送受信器１０Ａで光信号から電気信号に変換された後、ＳＥＲＤＥＳ部１１で、シリアル信号からパラレル信号に変換され、ＰＨＹフレームとして出力される。
【０１２７】
ＰＡＳ部１２Ａは、ＰＨＹ・アダプション・サブレイヤの処理を行う。まず、ＰＡＳ部２２は、ＳＥＲＤＥＳ部２１から出力されたＰＨＹフレームから先頭のＰＳＢｄを取り除いたＰＨＹフレームペイロードを抽出して復元（デスクランブル処理）する。次に、ＰＡＳ部１２Ａは、復元したデータを先頭からＦＥＣコードワードごとに切り分け、各ＦＥＣコードワードごとに、誤り検出、誤り訂正処理を行う。その後、ＰＡＳ部１２Ａは、各ＦＥＣパリティを削除してＦＥＣデータのみを抽出してつなぎ合わせ、ＦＳフレームとして出力する。本処理部で、誤り訂正処理を行うことにより、データのエラー訂正を行うことができ、ＰＯＮシステム１を長延化することによる信号の劣化を抑制することが可能になる。
【０１２８】
ＦＳヘッダ解析部１２Ｂは、ＰＡＳ部１２Ａから出力されたＦＳフレームのＦＳヘッダを読み取り、ヘッダ情報を抽出する。続いて、ＦＳヘッダ解析部１２Ｂは、このヘッダ情報から、下流のＯＮＵ３０や中継ノード装置１０宛の、ＢＷｍａｐやＥｑＤ値など、これらＯＮＵ３０や中継ノード装置１０での光信号の送信タイミングを示す送信許可帯域情報を取得し、バースト受信制御部１４へ出力する。なお、Ｇ−ＰＯＮの規定では、ＯＬＴ２０とＯＮＵ３０との間の通信において、ＦＳペイロード中のＸＧＥＭフレームごとに暗号化して送受信するようにしており、ＦＳヘッダは暗号化されない。したがって、他のＯＮＵ３０宛のＦＳヘッダから情報を抽出することが可能である。
【０１２９】
ＰＡＳ部１２Ｃは、ＰＡＳ部１２Ａ（ＦＳヘッダ解析部１２Ｂ）から出力されたＦＳフレームにＦＥＣエンコードを行い、先頭からＦＥＣコードワードごとにＦＥＣパリティを挿入する。次に、ＰＡＳ部１２Ｃは、ＦＥＣエンコード処理したデータ全体をスクランブル処理し、その先頭にＰＳＢｄ（downstream physical synchronization block）を付加し、ＰＨＹフレームとして出力する。
【０１３０】
ＳＥＲＤＥＳ部１３は、ＰＡＳ部１２Ｃから出力されたＰＨＹフレームをパラレル信号からシリアル信号に変換する。
光送受信器１０Ｂは、ＳＥＲＤＥＳ部１３からのシリアル信号（電気信号）を下り光信号に変換し、光ファイバＯＦ２から送信する。
【０１３１】
一方、ＯＦ２から受信した下流の各ＯＮＵ３０からの上り光信号は、光送受信器１０Ｂで光信号から電気信号に変換された後、ＳＥＲＤＥＳ部１３で、シリアル信号からパラレル信号に変換され、ＰＨＹバーストとして出力される。
【０１３２】
ＰＡＳ部１２Ｃは、ＳＥＲＤＥＳ部１３から出力されたＰＨＹバーストから先頭のＰＳＢｕを取り除いたＰＨＹバーストペイロードを抽出して復元（デスクランブル処理）する。次に、ＰＡＳ部１２Ｃは、復元したデータを先頭からＦＥＣコードワードごとに切り分け、各ＦＥＣコードワードごとに、誤り検出、誤り訂正処理を行う。その後、ＰＡＳ部１２Ｃは、各ＦＥＣパリティを削除してＦＥＣデータのみを抽出してつなぎ合わせ、ＦＳバーストとして出力する。本処理部で、誤り訂正処理を行うことにより、データの誤り訂正を行うことができ、ＰＯＮシステム１を長延化することによる信号の劣化を抑制することが可能になる。
【０１３３】
ＰＡＳ部１２Ａは、ＰＡＳ部１２Ｃから出力されたＦＳバーストに対してＦＥＣエンコードを行い、先頭からＦＥＣコードワードごとにＦＥＣパリティを挿入する。次に、ＰＡＳ部１２Ａは、ＦＥＣエンコード処理したデータ全体をスクランブル処理し、その先頭にＰＳＢｕを付加し、ＰＨＹバーストとして出力する。
【０１３４】
ＳＥＲＤＥＳ部１１は、ＰＡＳ部１２Ａから出力されたＰＨＹバーストをパラレル信号からシリアル信号に変換する。
光送受信器１０Ａは、ＳＥＲＤＥＳ部１１からのシリアル信号（電気信号）を上り光信号に変換し、光ファイバＯＦ１から送信する。
【０１３５】
［ＯＮＵ機能部］
ＯＮＵ機能部１５は、ＯＮＵ３０と同じ構成を備えている。すなわち、ＯＮＵ機能部１５における、これらＰＡＳ部１５Ａ、ＦＳ部１５Ｂ、ＳＡＳ部１５Ｃ、ＭＰＣＰ部１５Ｄ、およびＢＲＧ部１５Ｅは、前述の図５で説明した、ＯＮＵ３０のＰＡＳ部３６、ＦＳ部３５、ＳＡＳ部３４、ＭＰＣＰ部３３、ＢＲＧ部３２と同等の機能を有しており、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１３６】
このＯＮＵ機能部１５を持つことにより、中継ノード装置１０は、ＯＬＴ２０に対して１つのＯＮＵ３０として動作することができる。すなわち、ＯＬＴ２０にＯＮＵ３０として登録され、ＯＬＴ２０から上り信号の帯域も割り当てられることになる。
また、ＯＮＵ機能部１５は、中継ノード装置１０に接続されるユーザネットワークとの接続点Ｎｏｄｅにつながっている。ＯＬＴ２０からこのユーザネットワーク宛の下りユーザフレームと、このユーザネットワークから送信される上りユーザフレームがＵＮＩポートを介してやり取りされる。
【０１３７】
また、ＯＮＵ機能部１５により、中継ノード装置１０とＯＬＴ２０との間で、ＯＭＣＩ（ONU management and control interface）メッセージのようなＯＬＴ２０とＯＮＵ３０との間の制御メッセージのやり取りを行うことが可能になる。これにより、例えば、中継ノード装置１０の装置状態の監視や制御等をＯＬＴ２０から遠隔制御で行うことも可能になる。
【０１３８】
［上り出力信号部］
上り出力部１６は、主な機能部として、ＦＳ部１６Ａ、ＳＡＳ部１６Ｂ、ＢＲＧ部１６Ｃ、および上り出力ポート１６Ｄを有している。
ＦＳ部１６Ａは、フレーミング・サブレイヤの処理を行う。まず、ＦＳ部１６Ａは、主信号中継部１２のＰＡＳ部１２Ａから出力されたＦＳバーストから先頭のＦＳヘッダ、末尾のＦＳトレイラーを取り除く。また、Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｏｖｅｒｈｅａｄ（ＡＯ）を付加するようＯＬＴ２０からＯＮＵ３０に指示したＡｌｌｏｃ−ＩＤに対しては、先頭のＡＯをとり除き、各Ａｌｌｏｃ−ＩＤごとにＦＳペイロードを抽出して出力する。
【０１３９】
ＳＡＳ部１６Ｂは、サービス・アダプション・サブレイヤの処理を行う。まず、ＳＡＳ部１６Ｂは、ＦＳ部１６ＡからのＦＳペイロードをＸＧＥＭフレームに分けて、ＸＧＥＭペイロードを抽出し、抽出したＸＧＥＭペイロードをＳＤＵとして出力する。この際、ＳＡＳ部１６Ｂは、抽出したＸＧＥＭペイロードのうち、ＳＤＵフラグメンテーションされているものは統合した上で、ＳＤＵとして出力する。
【０１４０】
ＢＲＧ部１６Ｃは、ＳＡＳ部１６Ｂから出力された下りデータ（ＳＤＵ）のうち、本中継ノード装置１０宛のＳＤＵを上り出力ポート１６Ｄから出力する。本中継ノード装置１０宛であるかの識別は、例えばＸＧＥＭフレームのＸＧＥＭヘッダに記載される識別子ＸＧＥＭ  ｐｏｒｔ−ＩＤを用いてもよいし、Ｅｔｈｅｒフレームのヘッダに記載されるＭＡＣアドレスやＶＬＡＮタグを用いてもよい。一方、これと同じ内容の上り信号が主信号中継部１２を通ってＯＬＴ２０へも送信される。ＯＬＴ２０では本中継ノード装置１０宛であることを示す識別子が記載されている上りフレームは廃棄する。
【０１４１】
［中継ノード装置の登録・レンジング処理］
中継ノード装置１０において、主信号中継部１２は、下流の各ＯＮＵ３０からの上りバースト信号を受信するために、上りバースト信号が光送受信器１０Ｂに到着するタイミングに合わせて、光送受信器１０Ｂの光受信器における受信動作状態をリセットする必要がある。そのためには、各上りバースト信号が中継ノード装置１０の光送受信器１０Ｂに到着する時刻を事前に知っておく必要がある。
【０１４２】
本発明の中継ノード装置１０では、下流の各ＯＮＵ３０への下りフレームをスヌーピングして取得したＢＷｍａｐの内容と、中継ノード装置１０自身のｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｄｅｌａｙ（ＥｑＤ＿ｒ）値とを組み合わせることにより、各上りバースト信号が中継ノード装置１０の光送受信器１０Ｂに到着する時刻を事前に計算して求める。
中継ノード装置１０自身のｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｄｅｌａｙ（ＥｑＤ＿ｒ）は、ＯＮＵ＿ｒとしての中継ノード装置１０に対するレンジングプロセスを通じて、ＯＬＴ２０から中継ノード装置１０のＯＮＵ機能部１５に通知される値を用いる。
【０１４３】
下流の各ＯＮＵ３０へのＢＷｍａｐの内容は、主信号中継部１２のＦＳヘッダ解析部１２Ｂで、各ＯＮＵ３０への下りフレームのＦＳヘッダを解析し、そこに記載されているＢＷｍａｐの内容を取得することで獲得する。
中継ノード装置１０は、このような処理をするため、下流のいずれのＯＮＵ３０よりも先に中継ノード装置１０の登録プロセスを行って、オペレーション状態になっておく必要がある。複数の中継ノード装置１０を接続する場合は、上流の中継ノード装置１０から順に登録プロセスを実行する必要がある。
【０１４４】
前述の図２に示したように、本発明にかかるＰＯＮシステム１の構成では、中継ノード装置１０がオペレーション状態になるまでは、それより下流のＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃ＮのそれぞれとＯＬＴ２０との間の通信を、中継ノード装置１０で中継することができない。そのため、最初に中継ノード装置１０の登録プロセスを行ってオペレーション状態にする必要がある。
中継ノード装置１０がオペレーション状態になった後は、下流のＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃Ｎの登録プロセスを行うことができる。このときＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃Ｎをどのような順番で登録プロセスを行ってもよい。本発明の中継ノード装置１０は、通常、通信事業者等の設備の運用者が管理すると考えられるので、このような制限があっても問題ないものと考えられる。
【０１４５】
［ＥｑＤ＿ｒ取得手順］
ここで、中継ノード装置１０自身が登録プロセスを通じて自身のｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｄｅｌａｙ（ＥｑＤ＿ｒ）を取得する手順を説明する。
図１１は、中継ノード装置（レンジング状態）でのフレーム送受信を示すタイミングチャートである。ここでは、中継ノード装置１０がＯＮＵ（ＯＮＵ＿ｒ）３０として機能し、ＯＬＴ２０との間でレンジングプロセスを行う場合のタイミングチャートが示されており、通常のＯＮＵ３０のレンジングプロセスと同様に行われる。
【０１４６】
中継ノード装置１０は、レンジンググラントを載せた下りフレームが到着した時刻から、ＯＮＵ＿ｒの反応時間ＲｓｐＴｉｍｅ＿ｒと、レンジンググラントで指定された送信許可帯域開始時間ＳｔａｒｔＴｉｍｅ＝ＳｔａｒｔＴｉｍｅ＿ｒを足した時間だけ経過した時刻に、Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ＰＬＯＡＭメッセージを載せた上り信号を送信する。
ＯＬＴ２０は、レンジンググラントを載せた下りフレームのＰＳＢｄ部の先頭がＯＬＴ２０を出発してから、これに対するＯＮＵ＿ｒからのＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ＰＬＯＡＭメッセージを載せた上り信号のＰＬＯＡＭ部先頭がＯＬＴ２０に到着するまでの経過時間をΔＲＮＧ＿ｒをＯＬＴ２０が測定して求める。
【０１４７】
ＯＬＴ２０は、これらを用いて、ＯＮＵ＿ｒのｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｄｅｌａｙ  ＥｑＤ＿ｒを、次の式（２）で求め、求めたＥｑＤ＿ｒを、ＰＬＯＡＭメッセージのうちの１つであるＲａｎｇｉｎｇ＿Ｔｉｍｅ  ＰＬＯＡＭメッセージをＯＮＵ＿ｒ宛に送信して通知する。
【数２】
2019009500.tif 000004
【０１４８】
図１２は、中継ノード装置（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎモード時）でのフレーム送受信を示すタイミングチャートである。ＯＮＵ＿ｒは、ＯＬＴ２０からの下りフレームのＢＷｍａｐ中に、自装置宛の送信許可（BW grant）であった場合、その指定に従って上りフレームを送信する。図１２の例のＢＷ  ｇｒａｎｔでは、送信開始時刻がＳｔａｒｔＴｉｍｅ＿ｒ、送信許可サイズがＬである。この時、ＯＮＵ＿ｒは、下りフレームがＯＮＵ＿ｒに到着した時刻ＴｒｄからＲｓｐＴｉｍｅ＿ｒ＋ＥｑＤ＿ｒ＋ＳｔａｒｔＴｉｍｅ＿ｒだけ経過した時刻Ｔｒｕに、ＰＨＹバーストペイロード先頭が出発するように、上りＰＨＹバーストを送信する。
【０１４９】
［上りバースト信号到着時刻算出手順］
次に、中継ノード装置１０が、ＯＬＴ２０と下流のＯＮＵ３０との間の信号を中継処理するために、下流のＯＮＵ３０からの上りバースト信号が中継ノード装置１０の光送受信器１０Ｂに到着する時刻を求める手順を説明する。
対象となる下流のＯＮＵ３０が、シリアルナンバー状態、レンジング状態、オペレーション状態のいずれの状態にあるかに応じて、上りバースト信号の到着時刻を求める手順は異なり、これを基に決める光送受信器１０Ｂの受信動作状態をリセットするタイミングも異なるので、各状態ごとに分けて説明する。
【０１５０】
［オペレーション状態の場合］
まず、図１３を参照して、ＯＮＵ＿ｎがオペレーション状態にある場合における、上りバースト信号到着時刻算出手順について説明する。図１３は、ＯＮＵ（オペレーション状態）の上りバースト信号到着時刻算出手順を示すタイミングチャートである。ここでは、オペレーション状態にあるＯＮＵ＿ｎが中継ノード装置１０を挟んでＯＬＴ２０との間で行う信号の送受信タイミングが示されている。
【０１５１】
ＯＬＴ２０からの下りフレームのＢＷｍａｐには、ＯＮＵ＿ｎ宛のＢＷ  ｇｒａｎｔが載っており、この例では、Ａｌｌｏｃ−ＩＤはＯＮＵ＿ｎに割り当てられたＡｌｌｏｃ−ＩＤの１つ（Ａｌｏｃ−ＩＤ−ＯＮＵ＿ｎ）、送信開始時刻はＳｔａｒｔＴｉｍｅ＿ｎ、送信許可サイズはＬである。このＢＷ  ｇｒａｎｔに対応するＯＮＵ＿ｎからの上りバースト信号が中継ノード装置１０を通過する時刻Ｔｒｕ＿ｎを求める方法を説明する。
【０１５２】
まず、中継ノード装置１０は、ＯＬＴ２０からの下りフレームが中継ノード装置１０を通過する時刻Ｔｒｄ＿ｎを測定する。同時に、ＦＳヘッダ解析部１２Ｂで、この下りフレームのＦＳヘッダを解析して、ＯＮＵ＿ｎ宛のＢＷ  ｇｒａｎｔを抽出する。これからＯＮＵ＿ｎへの送信許可時間ＳｔａｒｔＴｉｍｅ＿ｎを得ることができる。
【０１５３】
したがって、すでにＯＬＴ２０から通知されているＯＮＵ＿ｒである中継ノード装置１０自身のｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｄｅｌａｙ、ＥｑＤ＿ｒと、中継ノード装置（ＯＮＵ＿ｒ）の反応時間ＲｓｐＴｉｍｅ＿ｒを用いると、ＯＮＵ＿ｎからの上りバースト信号が中継ノード装置１０を通過する時刻Ｔｒｕ＿ｎは、次の式（３）で求められる。
【数３】
2019009500.tif 000005
【０１５４】
この通過時刻Ｔｒｕ＿ｎを用いて、中継ノード装置１０のバースト受信制御部１４は、ＯＮＵ＿ｎからの上りバースト信号が光送受信器１０Ｂに到着する時刻を得ることができる。そして、上りバースト信号が光送受信器１０Ｂに到着するタイミングに合わせて、光送受信器１０Ｂの光受信器の受信動作状態をリセットする。
【０１５５】
［シリアルナンバー状態の場合］
次に、図１４を参照して、ＯＮＵ＿ｎがシリアルナンバー状態にある場合における、上りバースト信号到着時刻算出手順について説明する。図１４は、ＯＮＵ（シリアルナンバー状態）の上りバースト信号到着時刻算出手順を示すタイミングチャートである。ここでは、オペレーション状態にあるＯＮＵ＿ｎが中継ノード装置１０を挟んでＯＬＴ２０との間で行う信号の送受信タイミングが示されている。
【０１５６】
ＯＬＴ２０からの下りフレームのＢＷｍａｐには、宛先Ａｌｌｏｃ−ＩＤがブローキャストＡｌｌｏｃ−ＩＤであるシリアルナンバーグラント（SN Grant）が載っており、この例では、送信開始時刻は  ＳｔａｒｔＴｉｍｅである。シリアルナンバーグラントでは、送信許可サイズＧｒａｎｔＳｉｚｅは０に設定する。中継ノード装置１０から見ると、このシリアルナンバーグラントに反応してＳｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭフレームを送信してくる登録希望のＯＮＵ３０が存在するか分からないし、存在した場合その通過時刻を事前に正確に計算することもできない。
【０１５７】
しかし、その通過時刻は、シリアルナンバーグラントを載せた下りフレームが中継ノード装置１０を通過した時刻Ｔｒｄ＿ｎから、ＲｓｐＴｉｍｅ＿ｍｉｎ＋ＳｔａｒｔＴｉｍｅだけ経過した時刻Ｔｒｕ＿ｍｉｎより後であることは保証される。したがって、時刻Ｔｒｕ＿ｍｉｎに、中継ノード装置１０の光送受信器１０Ｂの受信動作状態をリセットすれば、登録を希望する下流のＯＮＵ３０からのＳｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭフレームが来た場合に受信することが可能になる。
【０１５８】
なお、登録を希望するＯＮＵ３０が複数あって、それぞれからＳｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭフレームが送信されてくることもあり得る。この場合、上記の方法によると、一番先に到着したＳｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭフレームの到着時点では、中継ノード装置１０の光送受信器１０Ｂの受信動作状態はリセットされているが、２番目以降に到着したＳｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭフレームの到着時点では、受信動作状態がリセットされていない状態になる。２番目以降のＳｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭ  フレームを正常に受信できるかどうかは光受信器の性能やどれくらいの間隔で受信するかに依存する。
【０１５９】
２番目以降のＳｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭ  フレームを中継ノード装置１０が正常に受信できなかった場合は、このフレームはＯＬＴ２０に届かないので、正常に届いた場合にＯＬＴ２０が送信するはずの応答信号も送信されない。ＯＮＵ３０側では通常タイマーで時間を計り、設定した時間だけ経過してもＯＬＴ２０からの応答信号を受信しない場合は、Ｓｅｒｉａｌ＿Ｎｕｍｂｅｒ＿ＯＮＵ  ＰＬＯＡＭフレームを再送するようにしている。したがって、この場合、登録プロセスに余分な時間はかかってしまうものの登録をすることはできるので運用上は問題ない。
【０１６０】
［レンジング状態の場合］
次に、図１５を参照して、ＯＮＵ＿ｎがレンジング状態にある場合における、上りバースト信号到着時刻算出手順について説明する。図１５は、ＯＮＵ（レンジング状態）の上りバースト信号到着時刻算出手順を示すタイミングチャートである。ここでは、レンジング状態にあるＯＮＵ＿ｎが中継ノード装置１０を挟んでＯＬＴ２０との間で行う信号の送受信タイミングが示されている。
【０１６１】
ＯＬＴ２０からの下りフレームのＢＷｍａｐには、宛先Ａｌｌｏｃ−ＩＤには、ＯＮＵ＿ｎのＯＮＵ−ＩＤが指定されているレンジンググラント（Ranging Grant）が載っており、この例では、送信開始時刻はＳｔａｒｔＴｉｍｅ＿ｎである。レンジンググラントでは、送信許可サイズＧｒａｎｔＳｉｚｅは０に設定する。
【０１６２】
これにより、ＯＮＵ＿ｎからのＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ＰＬＯＡＭ  メッセージフレームが中継ノード装置１０を通過する時刻は、レンジンググラントを載せた下りフレームが中継ノード装置１０を通過した時刻Ｔｒｄ＿ｎから、ＲｓｐＴｉｍｅ＿ｍｉｎ＋ＳｔａｒｔＴｉｍｅ＿ｎだけ経過した時刻Ｔｒｕ＿ｍｉｎより後であることと、時刻Ｔｒｕ＿ｍｉｎ以降で最初に通過する上りフレームはＯＮＵ＿ｎからのＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ＰＬＯＡＭメッセージフレームであることが保証される。したがって、時刻Ｔｒｕ＿ｍｉｎに、中継ノード装置１０の光送受信器１０Ｂの受信動作状態をリセットすれば、ＯＮＵ＿ｎからのＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ＰＬＯＡＭ  メッセージフレームを受信することができる。
【０１６３】
このようにして、どの状態のＯＮＵ３０からの上りバースト信号かによって対応手順が異なるが、前述したとおり、下りフレームのＢＷｍａｐのＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅの内容を解析すれば、どの状態のＯＮＵ３０に対する送信許可であるかを識別することができる。
【０１６４】
図１６は、送信許可識別処理を示すフローチャートである。例えば、図１６に示すように、まず、Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅのＧｒａｎｔＳｉｚｅ値が０であるか確認し（ステップ１００）、ＧｒａｎｔＳｉｚｅ値が０でない場合（ステップ１００：ＮＯ）、送信許可は、オペレーション状態にあるＯＮＵ３０宛の送信許可であると識別し（ステップ１０１）、一連の送信許可識別処理を終了する。
【０１６５】
一方、ＧｒａｎｔＳｉｚｅ値が０である場合（ステップ１００：ＹＥＳ）、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ値がＢＣ  Ａｌｌｏｃ−ＩＤと等しいが確認する（ステップ１０２）。ＢＣ  Ａｌｌｏｃ−ＩＤは、ブロードキャスト用Ａｌｌｏｃ−ＩＤで、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８９ではこの値を１０２１、１０２２、１０２３と規定している。
【０１６６】
ここで、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ値がＢＣ  Ａｌｌｏｃ−ＩＤと等しい場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）、送信許可は、シリアルナンバー状態にあるＯＮＵ３０宛の送信許可であると識別し（ステップ１０１）、一連の送信許可識別処理を終了する。
また、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ値がＢＣ  Ａｌｌｏｃ−ＩＤと等しくない場合（ステップ１０２：ＮＯ）、送信許可は、シリアルナンバー状態にあるＯＮＵ３０宛の送信許可であると識別し（ステップ１０１）、一連の送信許可識別処理を終了する。
【０１６７】
このようにして、ＯＬＴ２０から受信した送信許可が、シリアルナンバー状態、レンジング状態、オペレーション状態のいずれのＯＮＵ３０宛の送信許可であるかを識別することができる。すなわち、中継ノード装置１０において、通過する全ての下りフレームのＢＷｍａｐの各Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅの内容を解析すれば、どの時間帯にどの状態のＯＮＵ３０からの上り信号を受信する可能性があるかを予め知ることができる。
【０１６８】
このため、本発明の方法により、どの状態にあるＯＮＵ３０からの上りバースト信号でも受信、中継することができる。したがって、本発明の中継ノード装置１０によれば、ＯＬＴ２０とＯＮＵ３０との間でやり取りされる上り信号および下り信号を再生および中継を行うことが可能になる。
【０１６９】
［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、主信号中継部１２が、光送受信器１０Ａと光送受信器１０Ｂとの間で上り信号および下り信号を中継処理し、ノード信号中継部１７により、光送受信器１０Ａを介して送受信する下り信号ＳＤ１および上り信号ＳＵ１、または、光送受信器１０Ｂを介して受信する上り信号ＳＵ２と、自装置と対応する接続点Ｎｏｄｅを介して送受信するノード信号とを中継処理し、バースト受信制御部１４が、下り信号から得られた、各ＯＮＵ３０のそれぞれにおける上り光信号の送信タイミングを示す送信許可帯域情報に基づいて、光送受信器１０Ｂにおける上り光信号の到着時刻を特定し、光送受信器１０Ｂがバースト受信制御部１４で特定された到着信号に合わせて、新たに受信処理する第２の上り光信号ごとに、直前の上り光信号の受信処理に依存する受信動作状態をリセットするようにしたものである。
【０１７０】
より具体的には、光送受信器１０Ｂは、受信動作状態をリセットする際、直前の上り光信号の受信処理に関する自動利得制御で得られた利得、または、直前の上り光信号の受信処理に関する同期制御で得られた同期タイミング、をリセットするようにしたものである。
【０１７１】
これにより、下り信号から得られた上り送信許可帯域情報に基づいて、ＯＮＵ３０からの上りバースト信号が到着するタイミングに合わせて、ＯＮＵ３０からの光信号を受信する光受信器の自動利得制御や同期制御がリセットされることになる。したがって、光カップラで分岐した分岐光ファイバから上り光信号を検出するごとに、自動利得制御をリセットする構成のように、光カップラを設ける必要がない。このため、ＯＮＵ３０からＯＬＴ２０への上り信号で光パワーロスを発生させることなく、高速にバースト受信することが可能となり、ＰＯＮ区間を容易に長延化することが可能となる。
【０１７２】
また、ノード信号中継部１７により、下流からの上り信号が直接受信されて自装置の接続点Ｎｏｄｅに中継処理する場合には、上り信号をＯＬＴ２０を経由させた後、中継ノード装置１０の接続点Ｎｏｄｅに中継処理する必要がなくなる。このため、遅延時間を大幅に短縮できるとともに、ＯＬＴ２０および下り回線の負荷を低減することが可能となる。
【０１７３】
［第２の実施の形態］
次に、図１７を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる中継ノード装置１０について説明する。図１７は、第２の実施の形態にかかる中継ノード装置の構成を示すブロック図である。
【０１７４】
第１の実施の形態では、前述の図１に示したように、主信号中継部１２に設けたＦＳヘッダ解析部１２Ｂにおいて、ＰＡＳ部１２Ａから出力されたＦＳフレームから送信許可帯域情報を取得して、バースト受信制御部１４へ出力する場合を例として説明した。
本実施の形態では、ＯＮＵ機能部１５のＦＳ部１５Ｂにおいて、ＰＡＳ部１５Ａから出力されたＦＳフレームから送信許可帯域情報を取得して、バースト受信制御部１４へ出力する場合を例として説明する。
【０１７５】
ＰＡＳ部１５Ａは、ＰＨＹ・アダプション・サブレイヤの処理を行う。まず、ＰＡＳ部１５Ａは、ＳＥＲＤＥＳ部１１から出力されたＰＨＹフレームから先頭のＰＳＢｄを取り除いたＰＨＹフレームペイロードを抽出して復元（デスクランブル処理）する。次に、ＰＡＳ部１５Ａは、復元したデータを先頭からＦＥＣコードワードごとに切り分け、各ＦＥＣコードワードごとに、誤り検出、誤り訂正処理を行う。その後、ＰＡＳ部１５Ａは、各ＦＥＣパリティを削除してＦＥＣデータのみを抽出してつなぎ合わせ、ＦＳフレームとして出力する。
【０１７６】
次に、ＦＳ部１５Ｂは、ＰＡＳ部１５Ａから出力されたＦＳフレームからヘッダ情報を抽出する。この際、ＦＳ部１５Ｂは、このヘッダ情報から、下流のＯＮＵ３０や中継ノード装置１０宛の、ＢＷｍａｐやＥｑＤ値など、これらＯＮＵ３０や中継ノード装置１０での光信号の送信タイミングを示す送信許可帯域情報を取得し、バースト受信制御部１４へ出力する。
これにより、ＦＳ部１５Ｂにより、ＦＳヘッダ解析部１２Ｂで得られる送信許可帯域情報と同等の送信許可帯域情報をバースト受信制御部１４へ出力することができ、結果として、ＦＳヘッダ解析部１２Ｂを省くことができる。
【０１７７】
［第３の実施の形態］
次に、図１８を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるＰＯＮシステム１について説明する。図１８は、第３の実施の形態にかかるＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、前述の図２に示すように、中継ノード装置１０が、ＯＬＴ２０と光スプリッタＳＰとの間の共用区間Ｘに接続した場合を例として説明した。本実施の形態では、ＯＬＴ２０に対してＯＮＵ３０Ｘと並列的に中継ノード装置１０Ｙを接続した場合を例として説明する。
【０１７８】
すなわち、本実施の形態にかかるＰＯＮシステム１は、図１８に示すように、ＯＬＴ２０の下流には、光ファイバＯＦ１を介して中継ノード装置１０Ｘ（第１の中継ノード装置）が接続されており、中継ノード装置１０Ｘの下流には、光ファイバＯＦ２，光スプリッタＳＰ１、および光ファイバＯＦ３を介して、Ｎ個のＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃Ｎからなる複数のＯＮＵ３０Ｘ（第１の加入者側装置群）が分岐接続されている。これらＯＮＵ３０Ｘには、対応する接続点Ｎｏｄｅ＃１〜Ｎｏｄｅ＃Ｎがそれぞれ接続されている。
【０１７９】
また、光スプリッタＳＰ１の下流には、ＯＦ３を介してＯＮＵ３０Ｘと並列的に、中継ノード装置１０Ｙ（第２の中継ノード装置）が接続されており、中継ノード装置１０Ｙの下流には、光ファイバＯＦ４，光スプリッタＳＰ２、および光ファイバＯＦ５を介して、Ｍ（Ｍは２以上の整数）個のＯＮＵ＃２１〜ＯＮＵ＃２Ｍからなる複数のＯＮＵ３０Ｙ（第２の加入者側装置群）が分岐接続されている。これらＯＮＵ３０Ｙには、対応するＮｏｄｅ＃２１〜Ｎｏｄｅ＃２Ｎがそれぞれ接続されている。
これらＯＦ１〜ＯＦ５のうち、ＯＦ１〜ＯＦ３が第１の光伝送路に相当し、ＯＦ４，ＯＦ５が第２の光伝送路に相当する。
【０１８０】
これにより、中継ノード装置１０Ｙは、各ＯＮＵ３０Ｙが共用する、ＳＰ１とＳＰ２との間の共用区間Ｙ（第２の共用区間）に接続されており、ＯＬＴ２０と各ＯＮＵ３０Ｙとの間でやり取りされる上り信号および下り信号を中継処理する。また、中継ノード装置１０Ｙは、ＳＰ１側とＮｏｄｅ＃ｒ２との間の下り信号および上り信号を、ＵＮＩポートを介して中継処理するとともに、下流の各ＯＮＵ３０Ｙから自装置宛の上り信号をＮｏｄｅ＃ｒ２へ中継処理する。
【０１８１】
また、中継ノード装置１０Ｘは、各ＯＮＵ３０Ｘおよび各ＯＮＵ３０Ｙが共用する、ＯＬＴ２０とＳＰ１との間の共用区間Ｘ（第１の共用区間）に接続されており、ＯＬＴ２０と各ＯＮＵ３０Ｘおよび各ＯＮＵ３０Ｙとの間でやり取りされる上り信号および下り信号を再生中継する。また、中継ノード装置１０Ｘは、ＯＬＴ２０側とＮｏｄｅ＃ｒ１との間の下り信号および上り信号を、ＵＮＩポートを介して中継処理するとともに、下流の各ＯＮＵ３０Ｘ、ＯＮＵ３０Ｙ、および中継ノード装置１０Ｙから自装置宛の上り信号を接続点Ｎｏｄｅ＃ｒ１へ中継処理する。
【０１８２】
このようにして、中継ノード装置１０Ｘと中継ノード装置１０Ｙとを直列的に接続することにより、ＯＮＵ３０Ｘだけでなく、ＯＮＵ３０ＹもＯＬＴ２０の配下のＯＮＵ３０として動作させることができ、容易にＯＮＵ数を増すことができる。
また、下流のＯＮＵ３０さらには下流の中継ノード装置１０からの通信データが、ＯＬＴ２０を介することなく中継ノード装置１０で直接受信して、対応する接続点Ｎｏｄｅへ中継処理することができる。
【０１８３】
このような構成の場合、前述と同様に、上流の中継ノード装置１０Ｘは、ＯＬＴ２０から各ＯＮＵ３０Ｘおよび中継ノード装置１０Ｙへの下りフレームからＢＷｍａｐを取得するためには、各ＯＮＵ３０Ｘおよび中継ノード装置１０Ｙより先にＯＬＴ２０へ登録して、オペレーション状態になっておく必要がある。同じく中継ノード装置１０Ｙも、ＯＬＴ２０から各ＯＮＵ３０Ｙへの下りフレームからＢＷｍａｐを取得するためには、各ＯＮＵ３０Ｙより先にＯＬＴ２０へ登録して、オペレーション状態になっておく必要がある。
【０１８４】
そのため、ＯＮＵ３０Ｘより先に、中継ノード装置１０Ｘの登録プロセスを行ってオペレーション状態にする必要がある。中継ノード装置１０Ｘがオペレーション状態になった後は、下流のＯＮＵ３０Ｘおよび中継ノード装置１０Ｙについては登録プロセスを行うことができる。このときＯＮＵ３０Ｘと中継ノード装置１０Ｙをどのような順番で登録プロセスを行ってもよい。
同様に、ＯＮＵ３０Ｙより先に、中継ノード装置１０Ｙの登録プロセスを行ってオペレーション状態にする必要がある。中継ノード装置１０Ｙがオペレーション状態になった後は、下流のＯＮＵ３０Ｙをどのような順番で登録プロセスを行ってもよい。
【０１８５】
中継ノード装置１０Ｘ、１０Ｙは、通常、通信事業者等の設備の運用者が管理すると考えられるので、初めに中継ノード装置１０Ｘの登録プロセスを行った後、中継ノード装置１０Ｙの登録プロセスを行って、それぞれの中継ノード装置１０Ｘ，１０Ｙをオペレーション状態にし、その後にＯＮＵ３０Ｘ、ＯＮＵ３０Ｙの登録プロセスを行えばよい。このとき、ＯＮＵ３０Ｘ、ＯＮＵ３０Ｙをどのような順番で登録プロセスを行ってもよい。
【０１８６】
この構成の場合、中継ノード装置１０Ｘ、１０ＹがＯＮＵ＃Ｒ１，＃Ｒ２として動作するため、ＯＬＴ２０からは、ＯＮＵ＃Ｒ１、ＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃Ｎ、ＯＮＵ＃Ｒ２、ＯＮＵ＃２１〜ＯＮＵ＃２Ｍからなる、Ｎ＋Ｍ＋２台のＯＮＵ３０が接続されているように見える。
これにより、中継ノード装置１０Ｘ、１０Ｙによって信号が再生中継されるので、ＯＮＵ３０Ｘ，３０Ｙからなる多くのＯＮＵを接続することができる。また、ＯＬＴ２０とＳＰ１との距離や、ＳＰ１とＳＰ２の距離が離れていて、ＯＬＴ２０から遠い場所にあるＯＮＵ３０Ｙについても、ＯＬＴ２０との通信を実現することが可能になる。
【０１８７】
なお、図１８において、中継ノード装置１０Ｘが存在しない構成、すなわちＯＬＴ２０とＳＰ１とが直接接続されており、中継ノード装置１０ＹのみがＯＭＵ３０Ｘと並列的に接続されている構成のＰＯＮシステム１であってもよい。
これにより、中継ノード装置１０Ｙによって信号が再生中継されるので、ＯＮＵ３０Ｘ，３０Ｙからなる多くのＯＮＵを接続することができる。また、ＳＰ１とＳＰ２の距離が離れていて、ＯＬＴ２０から遠い場所にあるＯＮＵ３０Ｙについても、ＯＬＴ２０との通信を実現することが可能になる。
【０１８８】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態にかかる中継ノード装置１０を用いて構築したネットワークシステム２について説明する。
光ファイバ（光伝送路）を介して複数の中継ノード装置１０を、ＯＬＴ２０に対して数珠つなぎで直列的に接続することにより、ネットワークシステム２を構成することができる。
【０１８９】
図１９は、第４の実施の形態にかかるネットワークシステムの構成例である。ここでは、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個の中継ノード装置１０＃Ｘ１，＃Ｘ２，…，＃ＸＮ−１，＃ＸＮ（第１の中継ノード装置群）が、ＯＬＴ２０＃Ｘ（第１の局側装置）に対して、光ファイバＯＦ＃Ｘ（第１の光伝送路）を介して数珠つなぎで直列接続されている例が示されている。
中継ノード装置１０＃Ｘｉ（ｉ＝１〜Ｎの整数）は、前述した第１または第２の実施の形態にかかる中継ノード装置１０からなり、自装置より下流の中継ノード装置１０（さらにはＯＮＵ３０）と、ＯＬＴ２０＃Ｘとの間の上り信号および下り信号を再生中継する。
【０１９０】
また、中継ノード装置１０＃Ｘｉは、自装置Ｘｉと予め対応付けられた接続点Ｎｏｄｅ＃ｉに接続されているユーザ端末Ｕによるデータ通信（ＬＡＮ）を中継する。接続点Ｎｏｄｅ＃ｉは、中継ノード装置１０＃Ｘｉごとに設けられた、１つまたは複数のユーザ端末Ｕを接続するためのノードである。
したがって、ユーザ端末Ｕ＃ｉは、接続点Ｎｏｄｅ＃ｉおよび中継ノード装置１０＃Ｘｉに設けられたＯＮＵ機能部１５を介して、中継ノード装置１０＃Ｘｉより上流の中継ノード装置１０＃ＸおよびＯＬＴ２０＃Ｘとの間でデータ通信することが可能である。
【０１９１】
また、中継ノード装置１０＃Ｘｉに、上り出力部１６が設けられている場合、ユーザ端末Ｕ＃ｉは、中継ノード装置１０＃Ｘｉの上り出力部１６および接続点Ｎｏｄｅ＃ｉを介して、中継ノード装置１０＃Ｘｉより下流の中継ノード装置１０（さらにはＯＮＵ３０）からの上りユーザデータを直接受信できる。
【０１９２】
このため、このネットワークシステム２に接続された接続点Ｎｏｄｅ間におけるデータ通信のうち、下流の接続点ＮｏｄｅＵから上流の接続点Ｎｏｄｅへのデータ通信は、ＯＬＴ２０＃Ｘやその上流のＬ３スイッチでの折り返し経路を経由することなく、中継ノード装置１０＃Ｘｉを介して直接行うことができるため、ＯＬＴ２０＃ＸさらにはＬ３スイッチと、ＯＬＴ２０＃Ｘからの下り伝送路とにおける負荷を低減することができる。
【０１９３】
この場合、接続点Ｎｏｄｅ間で直接的にデータ通信が可能なのは、上り方向のみとなるが、下流の接続点Ｎｏｄｅに送信する場合は、その接続点Ｎｏｄｅ宛ての宛先をつけてＯＬＴ２０＃Ｘに送信し、そのＯＬＴ２０＃Ｘまたはその上流のＬ３スイッチ等で折り返して、下流の接続点Ｎｏｄｅに送ることができる。
【０１９４】
図２０は、第４の実施の形態にかかるネットワークシステム（光スプリッタ）の構成例である。前述した図１９のネットワークシステム２に、光ファイバＯＦ＃Ｘの途中に光スプリッタＳＰを配置して光ファイバＯＦ＃Ｘを分岐し、この分岐先に１つまたは複数のＯＮＵ３０を接続する構成をとることもできる。この場合も、各中継ノード装置１０＃Ｘｉは、自装置より下流の中継ノード装置１０＃Ｘ、さらにはＯＮＵ３０からの自装置宛上りユーザデータを、上り出力部１６および接続点Ｎｏｄｅ＃ｉを介してユーザ端末Ｕへ出力することができる。
【０１９５】
図２１は、第４の実施の形態にかかるネットワークシステム（往復）の構成例である。ここでは、前述した図１９のネットワークシステム２に、ＯＬＴ２０＃Ｙ（第２の局側装置）からなる別系統の光伝送路が追加されている。
すなわち、Ｎ個の中継ノード装置１０＃Ｙ１，＃Ｙ２，…，＃ＹＮ−１，＃ＹＮ（第２の中継ノード装置群）が、ＯＬＴ２０＃Ｙに対して、光ファイバＯＦ＃Ｙ（第２の光伝送路）を介して数珠つなぎで直列接続されている。
【０１９６】
中継ノード装置１０＃Ｙｉ（ｉ＝１〜Ｎの整数）は、前述した第１または第２の実施の形態にかかる中継ノード装置１０からなり、自装置より下流の中継ノード装置１０（さらにはＯＮＵ３０）と、ＯＬＴ２０＃Ｙとの間の上り信号および下り信号を再生中継する。
また、中継ノード装置１０＃Ｙｉは、自装置Ｘｉと予め対応付けられた接続点Ｎｏｄｅ＃ｉに接続されているユーザ端末Ｕによるデータ通信（ＬＡＮ）を中継する。
【０１９７】
この際、中継ノード装置１０＃Ｘのうち、ＯＬＴ＃Ｘから近い順に中継ノード装置１０＃Ｘ１，＃Ｘ２，…，＃ＸＮ−１，＃ＸＮとし、中継ノード装置１０＃Ｙのうち、ＯＬＴ＃Ｙから遠い順に中継ノード装置１０＃Ｙ１，＃Ｙ２，…，＃ＹＮ−１，＃ＹＮとした場合、中継ノード装置１０＃Ｘｉおよび中継ノード装置１０＃Ｙｉは、予め対応付けられた接続点Ｎｏｄｅ＃ｉと接続されている。
したがって、例えばＮｏｄｅ＃１には、ＯＬＴ＃Ｘに最も近い中継ノード装置１０＃Ｘ１とＯＬＴ＃Ｙから最も遠い中継ノード装置１０＃Ｙ１が接続され、例えばＮｏｄｅ＃Ｎには、ＯＬＴ＃Ｘから最も遠い中継ノード装置１０＃ＸＮとＯＬＴ＃Ｙに最も近い中継ノード装置１０＃ＹＮが接続されている。
【０１９８】
これにより、例えばＮｏｄｅ＃２からＮｏｄｅ＃１にデータを送信する場合は、Ｎｏｄｅ＃２から中継ノード装置１０＃Ｘ２のＵＮＩポートにＮｏｄｅ＃１宛てのデータを入力すれば、ＯＦ＃Ｘを介した上り光信号により中継ノード装置１０＃Ｘ１へ直接中継されて、中継ノード装置１０＃Ｘ１の上り出力ポートからＮｏｄｅ＃１へそのデータが出力される。
また、逆にＮｏｄｅ＃１からＮｏｄｅ＃２にデータを送信する場合は、Ｎｏｄｅ＃１から中継ノード装置１０＃Ｙ１のＵＮＩポートにＮｏｄｅ＃２宛てのデータを入力すれば、ＯＦ＃Ｙを介した上り光信号により中継ノード装置１０＃Ｘ２へ直接中継されて、中継ノード装置１０＃Ｙ２の上り出力ポートからＮｏｄｅ＃２へそのデータが出力される。
【０１９９】
したがって、このネットワークシステム２に接続されているいずれのＮｏｄｅにデータを送信する場合も、ＯＬＴ＃Ｘ，＃Ｙを経由することなく、Ｎｏｄｅ間で直接的にデータを送信することができる。
また、このように独立した２系統の伝送路を有するネットワーク構成にすれば、ネットワークの冗長化対応を兼ねることができる。これにより、どちらかの系統が機器の故障や回線の切断等で不通になった場合も、もう１つの系統を使ってデータ通信を行うことができる。
【０２００】
なお、図２１の構成例において、ＯＬＴ＃Ｘ，＃Ｙについては、同じ設置場所に設置してもよい。この場合、各中継ノード装置１０＃Ｘ，＃Ｙは、ＯＬＴ＃Ｘ，＃Ｙから見て、２つの光ファイバＯＦ＃Ｘ，＃Ｙを介してリング状に接続されていることになる。これにより、ＯＬＴ＃Ｘ，＃Ｙを制御する、集中局などの管理設備を別個の場所ではなく１つの場所に設置することができる。したがって、管理設備の一部を兼用することができ、管理設備の規模やコストを削減することが可能となる。
【０２０１】
また、本実施の形態で説明した各ネットワークシステム２については、いずれの場合も、各中継ノード装置１０＃Ｘ，＃Ｙは、その下流に接続されている全ての中継ノード装置１０＃Ｘ，１０＃Ｙ、さらにはＯＮＵ３０より先に、それぞれのＯＬＴ２０＃Ｘ，＃Ｙへ登録完了しておく必要がある。これら登録方法については、前述した第１の実施の形態と同様であり、ここでの説明は省略する。
【０２０２】
［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【０２０３】
１…ＰＯＮシステム、１０…中継ノード装置、１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，３０Ａ…光送受信器、１１，１３，２１，３７…ＳＥＲＤＥＳ部、１２…主信号中継部、１２Ａ，１２Ｃ，１５Ａ，２２，３６…ＰＡＳ部、１４，２９…バースト受信制御部、１５…ＯＮＵ機能部、１５Ｂ，１６Ａ，２３，３５…ＦＳ部、１５Ｃ，１６Ｂ，２４，３４…ＳＡＳ部、１５Ｄ，２５，３３…ＭＰＣＰ部、１５Ｅ，１６Ｃ，２６，３２…ＢＲＧ部、１５Ｆ…ＵＮＩポート、１６Ｄ…上り出力ポート、１７…ノード信号中継部、２０…ＯＬＴ、２７…ＳＮＩ部、２８…帯域割当部、３０…ＯＮＵ、３１…ＵＮＩ部、ＳＰ，ＳＰ１，ＳＰ２…光スプリッタ、ＯＦ１，ＯＦ２，ＯＦ３，ＯＦ４，ＯＦ５…光ファイバ、５０…上位装置、５１…上位ネットワーク、ＰＤ１，ＰＤ２…下り光信号、ＰＵ１，ＰＵ２…上り光信号、ＳＤ１，ＳＤ２…下り信号、ＳＵ１，ＳＵ２…上り信号、Ｎｏｄｅ…接続点、Ｕ…ユーザ端末。
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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