(57)【要約】【課題】上り平均遅延を短縮すること。【解決手段】複数の加入者線終端装置と、当該加入者線終端装置と通信する加入者線端局装置と、を備える光通信システムであって、前記加入者線端局装置は、下り信号に対してデジタル信号処理を行う第１下りデジタル信号処理部と、上り信号に対して前記デジタル信号処理を行う第１上りデジタル信号処理部と、を備え、前記加入者線終端装置は、前記下り信号に対して前記デジタル信号処理を行う第２下りデジタル信号処理部と、前記上り信号に対して前記デジタル信号処理を行う第２上りデジタル信号処理部と、を備え、前記第１下りデジタル信号処理部、及び前記第２下りデジタル信号処理部は、下り制御信号に対して前記デジタル信号処理を行わず、前記第１上りデジタル信号処理部、及び前記第２上りデジタル信号処理部は、上り制御信号に対して前記デジタル信号処理を行わない。【選択図】図１
2019022196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加入者線終端装置と、当該加入者線終端装置と通信する加入者線端局装置と、を備える光通信システムであって、
前記加入者線端局装置は、
下り信号に対してデジタル信号処理を行う第１下りデジタル信号処理部と、
上り信号に対して前記デジタル信号処理を行う第１上りデジタル信号処理部と、
を備え、
前記加入者線終端装置は、
前記下り信号に対して前記デジタル信号処理を行う第２下りデジタル信号処理部と、
前記上り信号に対して前記デジタル信号処理を行う第２上りデジタル信号処理部と、
を備え、
前記第１下りデジタル信号処理部、及び前記第２下りデジタル信号処理部は、下り制御信号に対して前記デジタル信号処理を行わず、前記第１上りデジタル信号処理部、及び前記第２上りデジタル信号処理部は、上り制御信号に対して前記デジタル信号処理を行わない
光通信システム。
【請求項２】
前記加入者線端局装置は、
下り信号を送信する下り信号送信器と、
前記下り信号とは異なる波長に設定された下り制御信号を送信する下り制御信号送信器と、
上り信号を受信する上り信号送信器と、
前記上り信号とは異なる波長に設定された上り制御信号を受信する上り制御信号受信器と、
を備え、
前記加入者線終端装置は、
前記下り信号を受信する下り信号受信器と、
前記下り信号とは異なる波長に設定された前記下り制御信号を受信する下り制御信号受信器と、
前記上り信号を送信する上り信号送信器と、
前記上り信号とは異なる波長に設定された前記上り制御信号を送信する上り制御信号送信器と、
を備える請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
前記加入者線端局装置は、前記加入者線端局装置への前記上り信号の割当到着時刻から、前記上り信号の前記デジタル信号処理に要する時間と、制御信号によって測定されたラウンドトリップタイムと、を差し引いた時刻を、前記加入者線終端装置における上り送信開始時刻とする
請求項１または請求項２に記載の光通信システム。
【請求項４】
前記加入者線終端装置は、前記加入者線終端装置のマスタカウンタ値から前記上り信号の前記デジタル信号処理に要する時間を差し引いた値に、前記マスタカウンタ値を更新する
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の光通信システム。
【請求項５】
前記加入者線端局装置は、主信号と制御信号とをそれぞれ異なるネットワークインターフェースにより送受信し、
前記加入者線終端装置は、前記主信号と前記制御信号とをそれぞれ異なるネットワークインターフェースにより送受信する
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクセスサービスの高速化に対するニーズの高まりにより、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）の普及が世界的に進んでいる。ＦＴＴＨサービスの大部分はＰＯＮ（Passive Optical Network）方式により提供されている。図９に示すように、ＰＯＮ方式は、１台の加入者線端局装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が時分割多重（ＴＤＭ:Time Division Multiplexing）により複数の加入者線終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を収容しており、経済性に優れている。日本における現在の主力システムは、伝送速度がギガビット級であるＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet（登録商標） PON）である。ＧＥ−ＰＯＮは、イーサネット（登録商標）通信をアクセスネットワークに適用することを目的にIEEE(米国電気電子技術者協会)802委員会で標準化された規格IEEE 802.3ah（例えば、非特許文献１参照）の中の一規格である。
【０００３】
図１０は、IEEE 802.3ahのレイヤ構造を示す図である。ＯＮＵは、ＰＨＹ（PHYsical sublayer）と呼ばれる物理層と、ＭＡＣ（Media Access Control）と呼ばれるデータリンク副層とを有する構成である。ＭＡＣは、ＭＡＣ制御副層（MAC control client）と、ＭＡＣ副層（MAC sublayer）とを有する。ＭＡＣ制御副層は、ＭＡＣ副層のリアルタイム制御及び操作を行うオプションのサブレイヤである。ＭＡＣ副層は、データのＭＡＣフレーム化（フレーム化、ＭＡＣアドレス付加、エラー検出）及び媒体アクセス（衝突検知、延期処理）を実行する。物理層は、ＭＡＣと物理層の仲介を担うＲＳ（Reconciliation sublayer）及びＧＭＩＩ（Gigabit media independent interface）を介してＭＡＣと接続される。さらに物理層は、ＰＣＳ（Physical Coding Sublayer）と呼ばれるデータを符号化する部分と、ＰＭＤ（Physical Medium Dependent）と呼ばれる物理媒体に接続する部分とを有する。ＰＣＳとＰＭＤは、ＰＭＡ（Physical Medium Attachment）により接続される。ＰＭＡは、データのシリアル化を行う。
【０００４】
ＰＯＮ方式ではディスカバリプロセス中に、ＯＮＵはＯＬＴとの時刻同期を行い、また、ＯＬＴがそれぞれのＯＮＵとの間のＲＴＴ（Round Trip Time：フレーム往復時間）測定を行う。時刻同期を行う方式は、図１０に示すように、ＯＬＴが自局マスタカウンタの現在値（例えば、ｔ０）をタイムスタンプ情報としてＯＮＵに送信し、ＯＮＵは受信したタイムスタンプ値に合わせて自局のマスタカウンタ値を更新する方式である。この方式を用いることにより、ＯＮＵは独立同期方式で動作することができ、従属同期装置に必要な高精度のＰＬＬ（Phase Locked Loop：位相同期ループ)が不要でコスト低減を図ることができる。ＲＴＴ測定は定期的に行われ、線路条件の変化などによりズレが生じた場合には随時補正される。
【０００５】
更に、ＰＯＮ方式は、ＭＰＣＰ（Multi Point Control Protocol）というプロトコルを使用して上り信号制御を実現する。ＯＬＴは、ＧＡＴＥフレームを用いて、それぞれのＯＮＵが時間的に衝突することなく上り信号を送信できるように、送信開始時刻、送信量を各ＯＮＵに指示する。一方、ＯＮＵは、ＲＥＰＯＲＴフレームを用いて自装置のバッファに蓄積されている送信待ちのデータ量をＯＬＴに伝える。ここで、ＯＮＵからＯＬＴへの上り帯域を、トラフィック量に応じて動的に割り当てる機能を動的帯域割当て（ＤＢＡ：Dynamic Bandwidth Allocation）機能と呼ぶ。ＯＬＴが、短いＤＢＡ周期で複数ＯＮＵの帯域要求を収集して割当帯域を切替えることで、多くのＯＮＵに無駄なく帯域を割り当てることができ、上りデータの送信待ち時間を短くすることができる。
【０００６】
ＤＢＡ機能では、ＯＬＴは、測定したＲＴＴを補うために、それぞれのＯＮＵの送信開始時刻（Ｔｇｒａｎｔｅｄ）を計算する。Ｔｇｒａｎｔｅｄは、ＯＬＴへの上り信号の到着時刻（Ｔｄｅｓｉｒｅｄ）とＲＴＴとにより、以下の式（１）のように表される。
【０００７】
Ｔｇｒａｎｔｅｄ＝Ｔｄｅｓｉｒｅｄ−ＲＴＴ      …（１）
【０００８】
また、ＲＴＴは、図１１に示すように測定される。ＯＬＴがＤｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＧＡＴＥ信号を送信してからＲｅｇｉｓｔｅｒ  ＲＥＱ信号を受信するまでの経過時間をＴｒｅｓｐｏｎｓｅ、ＯＮＵがＤｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＧＡＴＥ信号を受信してからＲｅｇｉｓｔｅｒ  ＲＥＱ信号を送信するまでの時間をＴｗａｉｔ、ＯＬＴからＯＮＵへの下りの伝搬遅延をＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ、そして、ＯＮＵからＯＬＴへの上りの伝搬遅延をＴＵｐｓｔｒｅａｍとすると、ＲＴＴは以下の式（２）によって算出される。
【０００９】
ＲＴＴ＝Ｔｒｅｓｐｏｎｓｅ−Ｔｗａｉｔ＝ＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ＋ＴＵｐｓｔｒｅａｍ      …（２）
【００１０】
ここで、ＯＬＴとＯＮＵとの間の距離が長い場合にはＲＴＴが大きくなるため、ＤＢＡ応答時間が増加し、その結果、上り平均遅延が増加する（例えば、非特許文献２参照）。
【００１１】
一方で、ユーザトラフィック要求の増大から、光アクセスネットワークの益々の大容量化・経済化が求められている。その実現に向け、デジタル信号処理（ＤＳＰ：Digital Signal Processing）技術をＰＯＮ方式に適用したＤＳＰ−ＰＯＮ方式が注目され、研究開発・実用化が活発化している。
【００１２】
図１２は、ＤＳＰ−ＰＯＮ方式を用いる場合に容易に考えられるレイヤ構造を示す。
ＯＬＴの物理層（ＰＨＹ）は、ＰＭＤにＤＳＰ処理部及びＡＤＣ（Digital to Analog Converter）／ＤＡＣ（Analog to Digital Converter）を設けている点を除き、図１０に示したＯＬＴの物理層と同様の構成である。同様に、ＯＮＵの物理層（ＰＨＹ）は、ＰＭＤにＤＳＰ処理部及びＡＤＣ／ＤＡＣを設けている点を除き、図１０に示したＯＮＵの物理層と同様の構成である。
【００１３】
ＯＬＴからＯＮＵへ信号が送信される場合、ＯＬＴの物理層内のＰＭＤでは、ＤＳＰ処理部がデジタル信号処理した送信信号を、ＡＤＣ／ＤＡＣのＤＡＣがアナログ信号に変換し、送信器（Ｔｘ：Transmitter）に入力する。ＯＮＵの物理層内のＰＭＤでは、受信器（Ｒｘ：Receiver）がＯＬＴから受信したアナログ信号を、ＡＤＣ／ＤＡＣのＡＤＣがデジタル信号に変換し、ＤＳＰ処理部がデジタル信号処理を行う。
なお、ディスカバリプロセス中の、時刻同期方式、ＲＴＴ測定方式、そして、ＤＢＡ機能を用いた上り信号制御方式は図１０の場合と同様である。
【００１４】
ＯＮＵからＯＬＴへ信号が送信される場合、ＯＮＵの物理層内のＰＭＤでは、ＤＳＰ処理部がデジタル信号処理した送信信号を、ＡＤＣ／ＤＡＣのＤＡＣがアナログ信号に変換し、送信器（Ｔｘ）に入力する。ＯＬＴの物理層内のＰＭＤでは、受信器（Ｒｘ）がＯＮＵから受信したアナログ信号を、ＡＤＣ／ＤＡＣのＡＤＣがデジタル信号に変換し、ＤＳＰ処理部がデジタル信号処理を行う。
【００１５】
ＯＬＴのＭＡＣ、及びＯＮＵのＭＡＣは、それぞれ図１０に示したＯＬＴのＭＡＣ、及びＯＮＵのＭＡＣと同様の構成である。
【００１６】
図１２に示したレイヤ構造を有するＤＳＰ−ＰＯＮ方式を用いたシステム（以下、「ＤＳＰ−ＰＯＮシステム」と称する）におけるＲＴＴは、ＯＬＴ及びＯＮＵ内のＤＳＰ処理にかかる時間が追加されるため、図１３のように測定され、式（３）のように表される。ここで、ＯＬＴ内の送信器のＤＳＰ処理遅延をＴＯＬＴ−Ｔｘ−ＤＳＰ、下りの伝搬遅延をＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ、ＯＮＵ内の受信器のＤＳＰ処理遅延をＴＯＮＵ−Ｒｘ−ＤＳＰ、ＯＮＵ内の送信器のＤＳＰ処理遅延をＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ、上りの伝搬遅延をＴＵｐｓｔｒｅａｍ、そしてＯＬＴ内の受信器のＤＳＰ処理遅延をＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰとする。
【００１７】
ＲＴＴ＝Ｔｒｅｓｐｏｎｓｅ−Ｔｗａｉｔ
＝ＴＯＬＴ−Ｔｘ−ＤＳＰ＋ＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ＋ＴＯＮＵ−Ｒｘ−ＤＳＰ＋ＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ＋ＴＵｐｓｔｒｅａｍ＋ＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰ      …（３）
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】IEEE Standards 802.3ah，September 2004
【非特許文献２】Bjorn Skubic, Jiajia Chen, Jawwad Ahmed, Biao Chen, Lena Wosinska and Biswanath Mukherjee, “Dynamic Bandwidth Allocation for Long-Reach PON: Overcoming Performance Degradation,” IEEE Communications Magazine, Vol.48, Issue 11, pp.100-108, November 2010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ＤＳＰ−ＰＯＮシステムでは、ファイバ伝搬遅延だけでなく、ＤＳＰの処理時間がＲＴＴに追加されるため、ＲＴＴは、実際のファイバ伝搬距離に対して長い時間となる。これにより、ＤＢＡ応答時間が増加し、上り平均遅延が増加するといった課題がある。
【００２０】
上記事情に鑑み、本発明は、ＤＢＡ応答時間を短縮することにより上り平均遅延を短縮することができる光通信システム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】
【００２１】
本発明の一態様は、複数の加入者線終端装置と、当該加入者線終端装置と通信する加入者線端局装置と、を備える光通信システムであって、前記加入者線端局装置は、下り信号に対してデジタル信号処理を行う第１下りデジタル信号処理部と、上り信号に対して前記デジタル信号処理を行う第１上りデジタル信号処理部と、を備え、前記加入者線終端装置は、前記下り信号に対して前記デジタル信号処理を行う第２下りデジタル信号処理部と、前記上り信号に対して前記デジタル信号処理を行う第２上りデジタル信号処理部と、を備え、前記第１下りデジタル信号処理部、及び前記第２下りデジタル信号処理部は、下り制御信号に対して前記デジタル信号処理を行わず、前記第１上りデジタル信号処理部、及び前記第２上りデジタル信号処理部は、上り制御信号に対して前記デジタル信号処理を行わない。
【００２２】
本発明の一態様は、上述の光通信システムであって、前記加入者線端局装置は、下り信号を送信する下り信号送信器と、前記下り信号とは異なる波長に設定された下り制御信号を送信する下り制御信号送信器と、上り信号を受信する上り信号送信器と、前記上り信号とは異なる波長に設定された上り制御信号を受信する上り制御信号受信器と、を備え、前記加入者線終端装置は、前記下り信号を受信する下り信号受信器と、前記下り信号とは異なる波長に設定された前記下り制御信号を受信する下り制御信号受信器と、前記上り信号を送信する上り信号送信器と、前記上り信号とは異なる波長に設定された前記上り制御信号を送信する上り制御信号送信器と、を備える。
【００２３】
本発明の一態様は、上述の光通信システムであって、前記加入者線端局装置は、前記加入者線端局装置への前記上り信号の割当到着時刻から、前記上り信号の前記デジタル信号処理に要する時間と、制御信号によって測定されたラウンドトリップタイムと、を差し引いた時刻を、前記加入者線終端装置における上り送信開始時刻とする。
【００２４】
本発明の一態様は、上述の光通信システムであって、前記加入者線終端装置は、前記加入者線終端装置のマスタカウンタ値から前記上り信号の前記デジタル信号処理に要する時間を差し引いた値に、前記マスタカウンタ値を更新する。
【００２５】
本発明の一態様は、上述の光通信システムであって、前記加入者線端局装置は、主信号と制御信号とをそれぞれ異なるネットワークインターフェースにより送受信し、前記加入者線終端装置は、前記主信号と前記制御信号とをそれぞれ異なるネットワークインターフェースにより送受信する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、上り平均遅延を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの下りのレイヤ構造を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの上りのレイヤ構造を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムにおけるラウンドトリップタイムを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの下りのレイヤ構造を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの上りのレイヤ構造を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの下りのレイヤ構造を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの上りのレイヤ構造を示す図である。
【図９】従来のＰＯＮ方式のシステムの構成図である。
【図１０】従来のＧＥ−ＰＯＮ方式のシステムのレイヤ構造を示す図である。
【図１１】従来のＧＥ−ＰＯＮ方式のシステムのシステムにおけるラウンドトリップタイムを示す図である。
【図１２】ＤＳＰ−ＰＯＮ方式を用いる場合に容易に考えられるシステムのレイヤ構造を示す図である。
【図１３】ＤＳＰ−ＰＯＮ方式を用いる場合に容易に考えられるシステムのラウンドトリップタイムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１の構成図である。ＤＳＰ−ＰＯＮシステム１（光通信システム）は、１台のＯＬＴ（加入者線端局装置）３が、時分割多重（ＴＤＭ）により複数台のＯＮＵ（加入者線終端装置）５を収容する構成である。ＯＬＴ３から１本の光ファイバにより送信される下り光信号は、光スプリッタにより複数のＯＮＵ５それぞれと接続される光ファイバに分配される。また、時分割で複数のＯＮＵ５それぞれから光ファイバにより送信される上り光信号は、光スプリッタにより合波されて１本の光ファイバによりＯＬＴ３に送信される。
【００２９】
ＯＬＴ３は、ＰＨＹ（PHYsical sublayer）と呼ばれる物理層３１と、データリンク副層のＭＡＣ（Media Access Control）３２とを備える。ＯＬＴ３の物理層３１は、ＤＳＰ処理部３１１（第１デジタル信号処理部）を備える。同様に、ＯＮＵ５は、ＰＨＹと呼ばれる物理層５１と、データリンク副層のＭＡＣ５２とを備える。ＯＮＵ５の物理層５１は、ＤＳＰ処理部５１１（第２デジタル信号処理部）を備える。ＤＳＰ処理部３１１及びＤＳＰ処理部５１１は、ＤＳＰによる信号処理を行う。なお、同図では、ＯＬＴ３とＯＮＵ５の両方にＤＳＰ処理部を備えているが、いずれか一方のみにＤＳＰ処理部を備える構成でもよい。
【００３０】
図２は、本発明の第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１の下りのレイヤ構造を示す図である。
本実施形態に係るＤＳＰ−ＰＯＮシステム１は、下り信号に対してＤＳＰ処理を行う一方で、下り制御信号に関してはＤＳＰ処理を行わない。
下り信号に対しては、ＯＬＴ３の物理層３１内のＰＭＤのＤＳＰ処理部３１１及びＤＡＣ処理部３１２ｐにおいてＤＳＰ処理がなされる。一方、下り制御信号に対しては、ＯＬＴ３の物理層３１内のＰＭＤにおいてＤＳＰ処理がなされない。
【００３１】
ＯＬＴ３の物理層３１内のＰＭＤの多重処理部３１３ｐ（Multiplexer）は、ＤＳＰ処理がなされた下り信号と、ＤＳＰ処理がなされていない下り制御信号とを多重する。
多重処理部３１３ｐにて多重された下り信号と下り制御信号は、単一の送信器３１４ｐ（Ｔｘ）により電気信号から光信号に変換されて、送信される。
【００３２】
なお、多重処理部３１３ｐは、例えば、下り信号と下り制御信号とを時分割多重によって多重する。多重する方法は、それ以外の方法でもよい。
なお、多重処理部３１３ｐが、下り信号と下り制御信号を時分割多重する場合は、ＤＳＰ処理部３１１内にバッファを備え、下り制御信号を優先送信するように多重する方法が考えられる。
【００３３】
ＯＬＴ３の送信器３１４ｐから送信された下り信号と下り制御信号は、ＯＮＵ５の単一の受信器５１４ｑにより光信号から電気信号に変換される。
そして、分割処理部５１３ｑ（Demultiplexer）は、電気信号を、下り信号と下り制御信号とに分割する。
【００３４】
なお、分割処理部５１３ｑは、例えば、時分割によって多重された電気信号を下り信号と下り制御信号とに分割する。分割する方法は、それ以外の方法でもよい。
【００３５】
下り信号に対しては、ＯＮＵ５の物理層５１内のＰＭＤのＤＳＰ処理部５１１及びＡＤＣ処理部５１２ｑにおいてＤＳＰ処理がなされる。一方、下り制御信号に対しては、ＯＮＵ５の物理層５１内のＰＭＤにおいてＤＳＰ処理がなされない。
【００３６】
なお、ディスカバリプロセス中のＯＮＵとＯＬＴとの時刻同期を行う方式は、上記において図１０を参照しながら説明した方式と同様である。
【００３７】
図３は、本発明の第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１の上りのレイヤ構造を示す図である。
本実施形態に係るＤＳＰ−ＰＯＮシステム１は、上り信号に対してＤＳＰ処理を行う一方で、上り制御信号に関してはＤＳＰ処理を行わない。
上り信号に対しては、ＯＮＵ５の物理層５１内のＰＭＤのＤＳＰ処理部５１１及びＤＡＣ処理部５１２ｐにおいてＤＳＰ処理がなされる。一方、上り制御信号に対しては、ＯＮＵ５の物理層５１内のＰＭＤにおいてＤＳＰ処理がなされない。
【００３８】
ＯＮＵ５の物理層５１内のＰＭＤの多重処理部５１３ｐ（Multiplexer）は、ＤＳＰ処理がなされた上り信号と、ＤＳＰ処理がなされていない上り制御信号とを多重する。
多重処理部５１３ｐにて多重された上り信号と上り制御信号は、単一の送信器５１４ｐ（Ｔｘ）により電気信号から光信号に変換されて、送信される。
【００３９】
なお、多重処理部５１３ｐは、例えば、上り信号と上り制御信号とを時分割多重によって多重する。多重する方法は、それ以外の方法でもよい。
【００４０】
ＯＮＵ５の送信器５１４ｐから送信された光信号は、ＯＬＴ３の単一の受信器３１４ｑにより光信号から電気信号に変換される。
そして、分割処理部３１３ｑ（Demultiplexer）は、電気信号を、上り信号と上り制御信号とに分割する。
【００４１】
なお、分割処理部３１３ｑは、例えば、時分割によって多重された電気信号を上り信号と上り制御信号とに分割する。分割する方法は、それ以外の方法でもよい。
【００４２】
上り信号に対しては、ＯＬＴ３の物理層３１内のＰＭＤのＤＳＰ処理部３１１及びＡＤＣ処理部３１２ｑにおいてＤＳＰ処理がなされる。一方、下り制御信号に対しては、ＯＬＴ３の物理層３１内のＰＭＤにおいてＤＳＰ処理がなされない。
【００４３】
図４は、本発明の第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１におけるラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）を示す図である。
下りの伝搬遅延をＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ、上りの伝搬遅延をＴＵｐｓｔｒｅａｍ、とすると、ＲＴＴは式（４）のように表される。
【００４４】
ＲＴＴ＝Ｔｒｅｓｐｏｎｓｅ−Ｔｗａｉｔ＝ＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ＋ＴＵｐｓｔｒｅａｍ      …（４）
【００４５】
上り制御信号の送信に要する時間は、上りの伝搬遅延（ＴＵｐｓｔｒｅａｍ）である。一方、上り信号に対してはＤＳＰ処理が行われるため、上り信号の送信に要する時間は、上りの伝搬遅延（ＴＵｐｓｔｒｅａｍ）、ＯＮＵ５の送信器５１４ｐのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ）、及び、ＯＬＴ３の受信器３１４のＤＳＰ処理遅延（ＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰ）の和となる。このように、上り制御信号の送信に要する時間と上り信号の送信に要する時間とは差異が生じる。
【００４６】
そこで、ＤＢＡ機能では、ＯＬＴ３は、制御信号を用いて測定したＲＴＴと信号のＲＴＴ間の差異を補うために、それぞれのＯＮＵ５の送信開始時刻（Ｔｇｒａｎｔｅｄ）を計算する。ＯＬＴ３への上り信号の到着時刻（Ｔｄｅｓｉｒｅｄ）、ＯＮＵ５の送信器５１４ｐのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ）、ＯＬＴ３の受信器３１４のＤＳＰ処理遅延（ＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰ）とすると、Ｔｇｒａｎｔｅｄは、式（５）のように表される。
【００４７】
Ｔｇｒａｎｔｅｄ＝Ｔｄｅｓｉｒｅ−（ＲＴＴ＋ＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ＋ＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰ）    …（５）
【００４８】
従って、本実施形態におけるＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴは、図１３に示したＤＳＰ−ＰＯＮシステムにおけるＲＴＴに比べて、ＯＬＴ３内の送信器３１４ｐのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＬＴ−Ｔｘ−ＤＳＰ）、ＯＮＵ５内の受信器５１４ｑのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＮＵ−Ｒｘ−ＤＳＰ）、ＯＮＵ５内の送信器５１４ｐのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ）、及び、ＯＬＴ３内の受信器３１４のＤＳＰ処理遅延（ＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰ）の時間だけ短くすることができる。
【００４９】
以上、説明したように、本実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１は、ＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴを短くすることができる。これにより、ＤＳＰ−ＰＯＮシステム１は、ＤＢＡ応答時間を短縮することができるため、上り平均遅延を短縮することができる。
また、これにより、ＤＳＰによるデジタル信号処理化によるＯＬＴの大容量化も可能となる。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
図５は、本発明の第２の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの下りのレイヤ構造を示す図である。
本実施形態に係るＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、下り信号に対してＤＳＰ処理を行う一方で、下り制御信号に関してはＤＳＰ処理を行わない。
レイヤ構造は、図２を用いて説明した第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの下りのレイヤ構造と同一である。一方で、ディスカバリプロセス中の時刻同期を行う方式は、図２を用いて説明した第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１の場合とは異なる。
【００５１】
時刻同期を行う方式は、図５に示すように、ＯＬＴ３が自局マスタカウンタの現在値（ｔ０）をタイムスタンプ情報としてＯＮＵ５に送信し、ＯＮＵ５は受信したタイムスタンプ値、ＯＮＵ５の送信器のＤＳＰ処理遅延（ＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ）、及び、ＯＬＴ３の受信器のＤＳＰ処理遅延（ＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰ）を用いて、自局のマスタカウンタ値をｔ０−ＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ−ＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰの値に更新する方式である。このようにＯＮＵ５のマスタカウンタ値を更新することによって、本実施形態では、上述した第１の実施形態において式（５）で示したような、上り制御信号と上り信号の送信に要する時間の差異を補うための、それぞれのＯＮＵ５の送信開始時刻（Ｔｇｒａｎｔｅｄ）の計算を行う必要がない。
【００５２】
図６は、本発明の第２の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの上りのレイヤ構造を示す図である。
本実施形態に係るＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、上記の下りの場合と同様に、上り信号に対してＤＳＰ処理を行う一方で、上り制御信号に関してはＤＳＰ処理を行わない。
レイヤ構造は、図３を用いて説明した第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１の上りのレイヤ構造と同一である。また、ＤＢＡ機能での、それぞれのＯＮＵ５の送信開始時刻（Ｔｇｒａｎｔｅｄ）の計算方法は、上述した式（１）と等しい。
【００５３】
従って、本実施形態におけるＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴは、図１３に示したＤＳＰ−ＰＯＮシステムにおけるＲＴＴに比べて、ＯＬＴ３内の送信器３１４ｐのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＬＴ−Ｔｘ−ＤＳＰ）、ＯＮＵ５内の受信器５１４ｑのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＮＵ−Ｒｘ−ＤＳＰ）、ＯＮＵ５内の送信器５１４ｐのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ）、及び、ＯＬＴ３内の受信器３１４ｑのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰ）の時間だけ短くすることができる。
【００５４】
以上、説明したように、本実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、ＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴを短くすることができる。これにより、ＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、ＤＢＡ応答時間を短縮することができるため、上り平均遅延を短縮することができる。
【００５５】
＜第３の実施形態＞
図７は、本発明の第３の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの下りのレイヤ構造を示す図である。
本実施形態に係るＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、下り信号と下り制御信号とを異なる波長を用いて伝送する。ＯＬＴ７は、下り信号と下り制御信号とを別々のネットワークインターフェースを用いて送信する。なお、本実施形態においては、ネットワークインターフェースはラインカード（ＬＣ：Line Card）である。
【００５６】
下り制御信号を送信するＬＣ１は、ＯＬＴ７の物理層７１ａ内のＰＭＤにおいてＤＳＰ処理を実行しない。また、下り制御信号を送信するＬＣ１は、送信器７１４ｐａ（Ｔｘ）の送信波長をλ＿ｄ１に設定する。
下り信号を送信するＬＣ２は、ＯＬＴ７の物理層７１ｂ内のＰＭＤのＤＳＰ処理部７１１及びＤＡＣ処理部７１２ｐｂにおいてＤＳＰ処理を実行する。また、下り信号を送信するＬＣ２は、送信器７１４ｐｂ（Ｔｘ）の送信波長をλ＿ｄ２に設定する。
【００５７】
なお、ＬＣ１及びＬＣ２から送信された光信号は、多重処理部７１３ｐ（Multiplexer）を用いて合波される。なお、多重処理部７１３ｐ（Multiplexer）は、例えば、光カプラやアレイ導波路グレーティング（ＡＷＧ:Arrayed Waveguide Grating）によって合波する。合波の方法は、それ以外の方法でもよい。
【００５８】
ＯＬＴ７の多重処理部７１３ｐ（Multiplexer）から送信された光信号は、ＯＮＵ９の分割処理部９１３ｑ（Demultiplexer）によって分波され、ＬＣ１及びＬＣ２へ出力される。なお、分割処理部９１３ｑ（Demultiplexer）は、例えば、ＡＷＧ等によって分波する。分波の方法は、それ以外の方法でもよい。
【００５９】
ＯＮＵ９は、下り信号と下り制御信号とを別々のネットワークインターフェースを用いて受信する。なお、本実施形態においては、ネットワークインターフェースはラインカード（ＬＣ）である。
下り制御信号を受信するＬＣ１は、ＯＮＵ９の物理層９１ａ内のＰＭＤにおいてＤＳＰ処理を実行しない。また、下り制御信号を受信するＬＣ１は、受信器９１４ｑａ（Ｒｘ）の受信波長をλ＿ｄ１に設定する。
下り信号を受信するＬＣ２は、ＯＮＵ９の物理層９１ｂ内のＰＭＤのＤＳＰ処理部９１１及びＡＤＣ処理部９１２ｑにおいてＤＳＰ処理を実行する。また、下り信号を受信するＬＣ２は、受信器９１４ｑｂ（Ｒｘ）の受信波長をλ＿ｄ２に設定する。
【００６０】
図８は、本発明の第３の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの上りのレイヤ構造を示す図である。
本実施形態に係るＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、上記の下りの場合と同様、上り信号と上り制御信号とを異なる波長を用いて伝送する。ＯＮＵ９は、の上り信号と上り制御信号とを別々のネットワークインターフェースを用いて送信する。なお、本実施形態においては、ネットワークインターフェースはラインカード（ＬＣ：Line Card）である。
【００６１】
上り制御信号を送信するＬＣ１は、ＯＮＵ９の物理層９１ａ内のＰＭＤにおいてＤＳＰ処理を実行しない。また、上り制御信号を送信するＬＣ１は、送信器９１４ｐａ（Ｔｘ）の送信波長をλ＿ｄ１に設定する。
上り信号を送信するＬＣ２は、ＯＮＵ９の物理層９１ｂ内のＰＭＤのＤＳＰ処理部９１１及びＤＡＣ処理部９１２ｐにおいてＤＳＰ処理を実行する。また、上り信号を送信するＬＣ２は、送信器９１４ｐｂ（Ｔｘ）の送信波長をλ＿ｄ２に設定する。
【００６２】
なお、ＬＣ１及びＬＣ２から送信された光信号は、多重処理部９１３ｐ（Multiplexer）を用いて合波される。なお、多重処理部９１３ｐ（Multiplexer）は、例えば、光カプラやアレイ導波路グレーティング（ＡＷＧ:Arrayed Waveguide Grating）によって合波する。合波の方法は、それ以外の方法でもよい。
【００６３】
ＯＮＵ９の多重処理部９１３ｐ（Multiplexer）から送信された光信号は、ＯＬＴ７の分割処理部７１３ｑ（Demultiplexer）によって分波され、ＬＣ１及びＬＣ２へ出力される。なお、分割処理部７１３ｑ（Demultiplexer）は、例えば、ＡＷＧ等によって分波する。分波の方法は、それ以外の方法でもよい。
【００６４】
ＯＬＴ７は、上り信号と上り制御信号とを別々のネットワークインターフェースを用いて受信する。なお、本実施形態においては、ネットワークインターフェースはラインカード（ＬＣ）である。
上り制御信号を受信するＬＣ１は、ＯＬＴ７の物理層７１ａ内のＰＭＤにおいてＤＳＰ処理を実行しない。また、上り制御信号を受信するＬＣ１は、受信器７１４ｑａ（Ｒｘ）の受信波長をλ＿ｄ１に設定する。
上り信号を受信するＬＣ２は、ＯＬＴ７の物理層７１ｂ内のＰＭＤのＤＳＰ処理部７１１及びＡＤＣ処理部７１２ｑにおいてＤＳＰ処理を実行する。また、上り信号を受信するＬＣ２は、受信器７１４ｑｂ（Ｒｘ）の受信波長をλ＿ｄ２に設定する。
【００６５】
本実施形態におけるＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴは、図４に示した第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１におけるＲＴＴと等しく、下りの伝搬遅延（ＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ）と上りの伝搬遅延（ＴＵｐｓｔｒｅａｍ）との和で表される。従って、本実施形態におけるＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴは、図１３に示したＤＳＰ−ＰＯＮシステムにおけるＲＴＴに比べて、ＯＬＴ７内の送信器７１４ｐのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＬＴ−Ｔｘ−ＤＳＰ）、ＯＮＵ９内の受信器９１４ｑのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＮＵ−Ｒｘ−ＤＳＰ）、ＯＮＵ９内の送信器９１４ｐのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ）、及び、ＯＬＴ７内の受信器７１４ｑのＤＳＰ処理遅延（ＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰ）の時間だけ短くすることができる。
【００６６】
以上、説明したように、本実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、ＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴを短くすることができる。これにより、ＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、ＤＢＡ応答時間を短縮することができるため、上り平均遅延を短縮することができる。
【００６７】
＜第４の実施形態＞
上述した第１から第３までの実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、主信号にデジタル信号処理を行う一方で、制御信号にはデジタル信号処理を行わない構成である。これにより、第１から第３までの実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、ＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴを短くすることができるため、ＤＢＡ応答時間を短縮することができ、その結果、上り平均遅延を削減することができる。
【００６８】
ところで、デジタル信号処理を、多値変調等を用いた信号の通信速度向上のために用いる場合は、第１から第３までの実施形態において説明したような構成とすることが可能である。しかしながら、デジタル信号処理を、分散補償等の長延化・多分岐化を目的とした信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio）向上のために用いる場合は、第１から第３までの実施形態において説明したような構成とする場合、制御信号のＳＮＲが不足するという課題が生じる。
【００６９】
そこで、制御信号の送受信器に適応変調を用いることにより、必要なＳＮＲに従って、変調方式、送信電力、符号化方式などを柔軟に変更する構成が考えられる。このように、制御信号の送受信器に適応変調が用いられることで、主信号と制御信号に対して、同等のＳＮＲを達成することができる。なお、主信号の送受信器に適応変調が用いられる構成でもよい。
【００７０】
なお、本発明の第１から第４までの実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、下り制御信号と下り信号の変調方式、送信電力、符号化方式が異なるＰＯＮにも適用可能である。
【００７１】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）により通信する装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１…ＤＳＰ−ＰＯＮシステム，  ３…ＯＬＴ，  ５…ＯＮＵ，  ７…ＯＬＴ，  ９…ＯＮＵ，  ３１…物理層，  ３２…ＭＡＣ，  ５１…物理層，  ５２…ＭＡＣ，  ７１ａ…物理層，  ７１ｂ…物理層，  ９１ａ…物理層，  ９１ｂ…物理層，  ３１１…ＤＳＰ処理部，  ３１２ｐ…ＤＡＣ処理部，  ３１２ｑ…ＡＤＣ処理部，  ３１３ｐ…多重処理部，  ３１３ｑ…分割処理部，  ３１４ｐ…送信器,   ３１４ｑ…受信器,  ５１１…ＤＳＰ処理部，  ５１２ｐ…ＤＡＣ処理部，  ５１２ｑ…ＡＤＣ処理部，５１３ｐ…多重処理部，５１３ｑ…分割処理部，  ５１４ｐ…送信器，  ５１４ｑ…受信器，  ７１１…ＤＳＰ処理部，  ７１２ｐ…ＤＡＣ処理部，  ７１２ｑ…ＡＤＣ処理部，  ７１３ｐ…多重処理部，  ７１３ｑ…分割処理部，  ７１４ｐａ…送信器，  ７１４ｐｂ…送信器，  ７１４ｑａ…受信器，  ７１４ｑｂ…受信器，  ９１１…ＤＳＰ処理部，  ９１２ｐ…ＤＡＣ処理部，  ９１２ｑ…ＡＤＣ処理部，  ９１３ｐ…多重処理部，  ９１３ｑ…分割処理部，  ９１４ｐａ…送信器，  ９１４ｐｂ…送信器，  ９１４ｑａ…受信器，  ９１４ｑｂ…受信器
【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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