(57)【要約】【課題】誤り訂正符号方式を適用しても伝送効率の低下を回避できる通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る通信システムは、１のＯＬＴと複数のＯＮＵとを光パワースプリッタを介して接続するＰＯＮと、前記ＯＬＴから前記ＯＮＵへの下りデータ多重した階層変調信号を伝送する階層変調手段と、前記下りデータを前記階層変調信号のいずれかの階層に振分けるデータ振分け手段と、前記データ振分け手段が前記下りデータを振り分けた前記階層毎に誤り訂正符号化方式と誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を設定する誤り訂正手段と、を備える。【選択図】図１
2015056735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１の局側光回線終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と複数の加入者側光回線終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）とを光パワースプリッタを介して接続するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）と、
前記ＯＬＴから前記ＯＮＵへの一つ以上の下りデータを多重した階層変調信号を伝送する階層変調手段と、
前記下りデータをいずれかの階層に振り分けるデータ振分け手段と、
前記階層変調信号の階層毎に誤り訂正符号化方式または誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を調整する誤り訂正手段と、
前記階層変調信号の階層ごとにビット系列を出力する多値信号復号手段と、
前記ビット系列を階層毎に誤り訂正復号する誤り訂正復号手段と、
を備える通信システム。
【請求項２】
前記誤り訂正手段は、
前記ＯＬＴにおいて前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方の調整を前記ＯＬＴから前記ＯＮＵへの下りリンクの伝送品質情報に基づいて行い、調整した前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度を前記ＯＮＵへ通知することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記誤り訂正手段は、
全ての前記ＯＮＵで復号可能な誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、少なくとも１つの前記階層に設定することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記誤り訂正手段は、
前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、前記下りデータに周波数多重、時間多重又は波長多重して前記ＯＮＵへ通知することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の通信システム。
【請求項５】
前記データ振分け手段は、
前記ＯＬＴから前記ＯＮＵへの下りリンクの伝送品質情報に基づいてＯＮＵのグループを形成し、前記グループ毎に１又は複数の前記階層を割り当てることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項６】
前記データ振分け手段は、
前記ＯＬＴから前記ＯＮＵへの下りリンクの伝送品質情報に基づいて前記下りデータを前記階層のいずれかに振り分けることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項７】
前記データ振分け手段及び前記誤り訂正手段は、
前記ＯＬＴと前記ＯＮＵの間の平均周波数利用効率が最大となるように前記階層へ前記下りデータの振り分け及び前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の通信システム。
【請求項８】
１のＯＬＴと複数のＯＮＵとを光パワースプリッタを介して接続するＰＯＮでの通信方法であって、
前記ＯＬＴから前記ＯＮＵへの下りデータを多重した階層変調信号を伝送する階層変調手順と、
前記下りデータをいずれかの階層に振り分けるデータ振分け手順と、
前記データ振分け手順で前記下りデータを振り分けた前記階層毎に誤り訂正符号化方式と誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を設定する誤り訂正手順と、
前記階層変調信号の階層ごとにビット系列を出力する多値信号復号手順と、
前記ビット系列を階層毎に誤り訂正復号する誤り訂正復号手順と、
を行うことを特徴とする通信方法。
【請求項９】
１のＯＬＴと複数のＯＮＵとを光パワースプリッタを介して接続するＰＯＮでの送信方法であって、
前記ＯＬＴから前記ＯＮＵへの下りデータを多重した階層変調信号を伝送する階層変調手順と、
前記下りデータをいずれかの階層に振り分けるデータ振分け手順と、
前記データ振分け手順で前記下りデータを振り分けた前記階層毎に誤り訂正符号化方式と誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を設定する誤り訂正手順と、
を行うことを特徴とする送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ＰＯＮが構築された通信システム及びその通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光アクセスネットワークではＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式が広く採用されている。図７にＰＯＮシステムの一例を示す。これまでＰＯＮシステムでは、シンボルレートの増大、利用波長数の増大により、伝送容量拡大が図られてきた。しかし、アナログデバイスによりシンボルレートが制限されており、また利用可能な波長数も有限である。そこで、さらなる伝送容量拡大のために、波長の有効利用が求められている。
【０００３】
１つの変調シンボルで複数ビットを送信可能な多値変調方式により、シンボルレート・波長数を増やすことなく伝送容量を向上することが検討されている。下りリンク通信への多値変調の適用例として、階層変調ＰＯＮシステムが提案されている（特許文献１を参照。）。特許文献１の階層変調ＰＯＮシステムは、下りリンク通信において、複数の階層から構成される多値／高次変調信号を送信する光送信器を備える。この光送信器は、各ＯＮＵのアドレスと受信可能な階層とを対応付けて記憶した対応表を参照し、送信フレームの宛先アドレスに応じて各フレームの変調の階層を決定する。このような階層変調ＰＯＮシステムは、複数の送信フレームを階層に分けることで、複数ユーザへのデータを一波長で同時に送信可能とする。
【０００４】
一例として、ｓｔａｒ  ８−ＱＡＭ変調信号を用いた階層変調ＰＯＮシステムに関して述べる。ｓｔａｒ  ８−ＱＡＭ変調信号は、一つの変調シンボルで３ｂｉｔ伝送が可能である。そこで、３つの別々のデータの１ｂｉｔずつを用いて変調を行い、一つの変調シンボルに３つのデータを多重する。これにより、３つのデータを一波長で同時に送信できる。これら３つのデータは、それぞれ別々の宛先であっても良いし、少なくとも二つ以上のデータの宛先が同じでも良い。
【０００５】
以降、ｉビット目を用いてデータを送受信することを、ｉビット目のレーンを用いると表現する。階層変調ＰＯＮシステムの変調信号としては、ｓｔａｒ  ８−ＱＡＭ変調信号に限らず、任意の変調多値数のｓｔａｒ  ＱＡＭ変調信号、任意の変調多値数のＱＡＭ変調信号を用いることができる。
【０００６】
階層変調ＰＯＮシステムの装置構成例を図８に示す。
【０００７】
局側光回線終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）１００は、下りリンク通信のため、各加入者側光回線終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）宛の下りデータをいずれかのレーンに振り分けるデータ振分け部１１と、レーンごとにデータを貯めるバッファ１２と、各レーンのバッファ１２から１ｂｉｔずつ用いてデータ信号を作成する多値信号生成部１３と、データ信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換部１４を有する。データ振分け部１１が特許文献１のビット位置決定部に相当し、バッファ１２及び多値信号生成部１３が特許文献１のパラレル／シリアル変換及び符号化に相当し、Ｅ／Ｏ変換部１４が特許文献１の変調器に相当する。
【０００８】
データ信号とは、ＯＮＵ宛データを基に生成された信号であり、後述する制御信号と区別するために用いる。多値信号生成部１３は、ｓｔａｒ−ＱＡＭ変調信号やＱＡＭ変調信号等の多値信号を作成する。変調信号の１シンボルで送信可能なｂｉｔ数＝レーン数である。Ｅ／Ｏ変換部１４は、直接変調または外部変調により電気信号を光信号に変換する。
【０００９】
ＯＬＴ１００は、上りリンク通信のため、受信光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換部１５と、信号を復調する多値信号復号部１６を有する。上りリンク通信に関して、階層変調ＰＯＮシステムのＯＬＴと既存のＰＯＮシステムのＯＬＴとは、同一装置構成である。
【００１０】
データ振分け部１１のデータ振分け例を図９及び図１０に示す。図９及び図１０ではｓｔａｒ  ８−ＱＡＭを用いており、ＯＮＵ＃ｉ宛のｄａｔａ＃ｉ（ｉ＝１，２，３）を１〜３ｂｉｔ目のレーンに振り分ける。ＯＮＵ＃１は１ｂｉｔ目のレーン、ＯＮＵ＃２は１〜３ｂｉｔ目のレーン、ＯＮＵ＃３は１〜３ｂｉｔ目のレーンまで信号を正しく受信できると仮定すると、ＯＬＴ１００はデータ振分け部１１において、ｄａｔａ＃１を１ｂｉｔ目のレーン、ｄａｔａ＃２を１〜３ｂｉｔ目のレーン、ｄａｔａ＃３を１〜３ｂｉｔ目のレーンに振分ける。ｄａｔａ＃２及びｄａｔａ＃３を振り分ける際、各レーンのバッファ量を見て、バッファ量の少ないレーンに振り分けるよう制御しても良い。また、ＯＮＵ＃１は通信可能なレーンが少なく、ＯＮＵ＃２及びＯＮＵ＃３は通信可能なレーンが多いことから、１ｂｉｔ目のレーンには、ｄａｔａ＃２及びｄａｔａ＃３よりもｄａｔａ＃１を優先して振り分けることで、ＯＮＵ間の公平性を向上できる。
【００１１】
ＯＮＵ２００は、下りリンク通信のため、受信光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換部２１と、多値信号に含まれるビットをレーンごとに出力する多値信号復号部２２と、多値信号復号部２２の出力を貯めるバッファ２３と、バッファ内の自分宛の下りデータを取り出しそれ以外の宛先の下りデータをバッファ２３から破棄するデータ抽出部２４を有する。多値信号復号部２２は、ｓｔａｒ−ＱＡＭ復調、ＱＡＭ復調等の動作を行う。
【００１２】
ＯＮＵ２００は、上りリンク通信のため、入力ビット系列に対して変調する多値信号生成部２５と、電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換部２６を有する。上りリンクに関して、階層変調ＰＯＮシステムのＯＮＵと既存のＰＯＮシステムのＯＮＵとは、同一装置構成である。
【００１３】
また、図７や図８のＰＯＮは、誤り訂正符号により誤り率を改善することができる。例えばＧＥ−ＰＯＮ及び１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、リードソロモン符号が用いられる。ＧＥ−ＰＯＮ及び１０Ｇ−ＥＰＯＮで誤り訂正符号化方式は同一であるが、冗長度が異なる。冗長度とは、誤り訂正符号化後のビット数に対する誤り訂正符号化前のビット数の割合である。冗長度を高く設定するほど、所要受信感度を低減できるが、伝送効率が低下する。例えば１０Ｇ−ＥＰＯＮのリードソロモン符号の場合には、誤り訂正符号を用いない場合と比べ、約１２．５％伝送効率が低下する。所要の通信品質を満たす最小の冗長度に設定すれば、誤り訂正符号使用による伝送効率低減を最小限に抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１２−２２２４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の伝送品質がＯＮＵ毎に異なる。例えば、伝送距離の長いＯＬＴ−ＯＮＵ間通信では伝送損失が大きいため伝送品質が低く、伝送距離の短いＯＬＴ−ＯＮＵ間通信では伝送損失が小さいため伝送品質が高いといえる。そこで、伝送品質の比較的低いＯＮＵへ正しくデータを復号できるよう冗長度を高く設定し、伝送品質の比較的良いＯＮＵに対して冗長度を低く設定できれば、全ＯＮＵに対して同じ冗長度を用いる場合と比べ、伝送効率を向上できる。
【００１６】
しかしＰＯＮシステムの下り通信では、ＯＬＴは各ＯＮＵ宛のデータをブロードキャストで送信し、各ＯＮＵは全ての受信信号を復調・復号して自分宛のデータのみを取り出す。このため、全ＯＮＵが正しくデータを復号できるよう冗長度を決定する必要がある。したがって、全ＯＮＵに対して同一の冗長度を用いることとなり、伝送効率の低下に繋がっていた。
【００１７】
階層変調ＰＯＮシステムへの誤り訂正符号導入に関しては、これまで検討されておらず、装置構成も決まっていない。特許文献１のような階層変調ＰＯＮシステムへ誤り訂正符号をそのまま導入すると、これまでのＰＯＮシステムと同様、全てＯＮＵに対して同一の冗長度が用いられるので、伝送効率が低下すると予想される。
【００１８】
そこで、本発明は、誤り訂正符号方式を適用しても伝送効率の低下を回避できる通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明は、階層変調ＰＯＮシステムのレーンごとに符号化方式及び冗長度を決定することとした。
【００２０】
具体的には、本発明に係る通信システムは、
１のＯＬＴと複数のＯＮＵとを光パワースプリッタを介して接続するＰＯＮと、
前記ＯＬＴから前記ＯＮＵへの一つ以上の下りデータを多重した階層変調信号を伝送する階層変調手段と、
前記下りデータをいずれかの階層に振り分けるデータ振分け手段と、
前記階層変調信号の階層毎に誤り訂正符号化方式または誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を調整する誤り訂正手段と、
前記階層変調信号の階層ごとにビット系列を出力する多値信号復号手段と、
前記ビット系列を階層毎に誤り訂正復号する誤り訂正復号手段と、
を備える。
【００２１】
また、本発明に係る通信方法は、
１のＯＬＴと複数のＯＮＵとを光パワースプリッタを介して接続するＰＯＮでの通信方法であって、
前記ＯＬＴから前記ＯＮＵへの下りデータを多重した階層変調信号を伝送する階層変調手順と、
前記下りデータをいずれかの階層に振り分けるデータ振分け手順と、
前記データ振分け手順で前記下りデータを振り分けた前記階層毎に誤り訂正符号化方式と誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を設定する誤り訂正手順と、
を行う。
【００２２】
本発明は、データ振分け手段が下りデータを階層変調信号のいずれかのレーン（階層）に振分け、階層変調手段が前記下りデータを多重した前記階層変調信号を生成し、誤り訂正手段がレーン毎に冗長方式を決定する。また、本発明は、下りデータを受信する際に、  前記階層変調信号の階層ごとにビット系列を出力する多値信号復号手順と、前記ビット系列を階層毎に誤り訂正復号する誤り訂正復号手順と、を行う。このため、本発明は、階層毎に適切な冗長方式を設定することができ、過剰な冗長方式を設定して伝送効率を低下させることを回避できる。
【００２３】
従って、本発明は、誤り訂正符号方式を適用しても伝送効率の低下を回避できる通信システム及び通信方法を提供することができる。
【００２４】
本発明に係る通信システムの前記誤り訂正手段は、前記ＯＬＴにおいて前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方の調整を前記ＯＬＴから前記ＯＮＵへの下りリンクの伝送品質情報に基づいて行い、調整した前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度を前記ＯＮＵへ通知する。本発明は、伝送品質情報に基づいて冗長方式を選択するため、伝送品質の変動に柔軟に対応することができる。
【００２５】
本発明に係る通信システムの前記誤り訂正手段は、全ての前記ＯＮＵで復号可能な誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、少なくとも１つの前記階層に設定する。例えば、ＯＬＴとＯＮＵとの間で送受信する制御信号については、全てのＯＮＵで受信できることが必要となる。このため、いずれか一つのレーンを全てのＯＮＵが対応可能な冗長方式に設定し、当該レーンにて制御信号を伝送する。
【００２６】
本発明に係る通信システムの前記誤り訂正手段は、前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、前記下りデータに周波数多重、時間多重又は波長多重して前記ＯＮＵへ通知する。
【００２７】
本発明に係る通信システムの前記データ振分け手段は、前記ＯＬＴから前記ＯＮＵへの下りリンクの伝送品質情報に基づいてＯＮＵのグループを形成し、前記グループ毎に１又は複数の前記階層を割り当てる。伝送品質の比較的良いＯＮＵでグループ化されたレーンは、他のレーンよりも低い冗長度を用いて通信を行えるため、伝送効率が向上する。
【００２８】
本発明に係る通信システムの前記データ振分け手段は、前記ＯＬＴから前記ＯＮＵへの下りリンクの伝送品質情報に基づいて前記下りデータを前記階層のいずれかに振り分ける。本発明は、各ＯＮＵが復調できる変調方式が一定でない場合でも、各ＯＮＵが正しく信号を復調できるレーンを推定し、該レーンのみに該ＯＮＵ宛のデータを振り分けることで、伝送品質を維持することができる。
【００２９】
本発明に係る通信システムの前記データ振分け手段及び前記誤り訂正手段は、前記ＯＬＴと前記ＯＮＵの間の平均周波数利用効率が最大となるように前記階層へ前記下りデータの振り分け及び前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を調整する。平均周波数利用効率を高くすることができる。
【００３０】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、誤り訂正符号方式を適用しても伝送効率の低下を回避できる通信システム及び通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る通信システムを説明する図である。
【図２】本発明に係る通信システムでのビットマッピングの例を説明する図である。
【図３】本発明に係る通信システムを説明する図である。
【図４】本発明に係る通信システムを説明する図である。
【図５】本発明に係る通信システムを説明する図である。
【図６】本発明に係る通信システムを説明する図である。
【図７】ＰＯＮを説明する図である。
【図８】階層変調を行う通信システムを説明する図である。
【図９】階層変調を説明する図である。
【図１０】階層変調を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００３４】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の通信システム３０１を説明する図である。通信システム３０１は、
１のＯＬＴ１０１と複数のＯＮＵ２０１とを光パワースプリッタ１５０を介して接続するＰＯＮと、
ＯＬＴ１０１からＯＮＵ２０１への一つ以上の下りデータを多重した階層変調信号を伝送する階層変調手段と、
前記下りデータをいずれかの階層（レーン）に振り分けるデータ振分け手段と、
前記階層変調信号の階層毎に誤り訂正符号化方式または誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を調整する誤り訂正手段と、
前記階層変調信号の階層ごとにビット系列を出力する多値信号復号手段と、
前記ビット系列を階層毎に誤り訂正復号する誤り訂正復号手段と、
を備える。
【００３５】
ＯＬＴ１０１は、下りリンク通信のため、図８のＯＬＴ１００の構成に、入力ビット系列に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部３１と、各レーンの誤り訂正符号化方式を決定する誤り訂正符号化方式決定部３２をさらに有する。バッファ１２は、誤り訂正符号化方式決定部３２から誤り訂正符号化方式を通知され、該誤り訂正符号化方式の入力ビット数ごとにビット系列を出力する。誤り訂正符号化部３１は、誤り訂正符号化方式決定部３２から誤り訂正符号化方式を通知された誤り訂正符号化方式を用い、バッファ１２から出力されたビット系列に対して誤り訂正符号化を行う。誤り訂正符号化方式とは、誤り訂正符号の種類と誤り訂正符号の冗長度のうち、少なくとも一方を指す。
【００３６】
ＯＬＴ１０１は、上りリンク通信のため、図８のＯＬＴ１００の構成に、復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部３３を有する。上りリンク通信に関して、このＯＬＴの装置構成は、既存のＰＯＮシステムに誤り訂正符号を導入した場合の構成と同一である。
【００３７】
ＯＮＵ２０１は、下りリンク通信のため、図８のＯＮＵ２００の構成に、レーンごとのビット系列に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部４１と、各レーンの誤り訂正符号化方式を決定する誤り訂正符号化方式決定部４２をさらに有する。誤り訂正復号部４１は、誤り訂正符号化方式決定部４２から通知された誤り訂正符号化方式を用いて、入力ビット系列に対して誤り訂正復号を行う。
【００３８】
ＯＮＵ２０１は、上りリンク通信のため、図８のＯＮＵ２００の構成に、入力ビット系列に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部４３を有する。下りリンク通信に関して、このＯＮＵの装置構成は、既存のＰＯＮシステムに誤り訂正符号を導入した場合の構成と同一である。
【００３９】
なお、通信システム３０１において、階層変調手段はバッファ１２及び多値信号生成部１３に相当し、振分け手段はデータ振分け部１１に相当し、誤り訂正手段は誤り訂正符号化部３１及び誤り訂正符号化方式決定部３２に相当し、多値信号復号手段は多値信号復号部２２、バッファ２３、及びデータ抽出部２４に相当し、誤り訂正復号手段は誤り訂正復号部４１及び誤り訂正符号化決定部４２に相当する。
【００４０】
続いて、誤り訂正符号化方式決定部（３２、４２）が誤り訂正符号化方式を決定する方法を説明する。
まず、各レーンを使用するＯＮＵに応じて決定する方法が考えられる。例えばｓｔａｒ  ８−ＱＡＭを用いる階層変調ＰＯＮシステムでは、ＯＯＫ変調信号を用いる既存ＯＮＵとｓｔａｒ  ８−ＱＡＭ変調信号を用いる新規ＯＮＵが共存する。既存ＯＮＵはＯＯＫ変調信号を用いるため１ｂｉｔ目のレーンのみ利用し、新規ＯＮＵは１〜３ｂｉｔ目のレーンを利用する。そこで、誤り訂正符号化方式決定部（３２、４２）は、既存ＯＮＵが存在する１ｂｉｔ目のレーンの誤り訂正符号化方式を、既存ＯＮＵ及び新規ＯＮＵの所要受信感度を満たすよう決定し、新規ＯＮＵしか存在しない２〜３ｂｉｔ目のレーンの誤り訂正符号化方式を、新規ＯＮＵの所要受信感度を満たすよう決定する。
【００４１】
また、誤り訂正符号化方式を決定する別の方法として、変調方式のビットマッピングに応じてレーンごとに決定する方法が考えられる。例えば１６ＱＡＭを用いる階層変調ＰＯＮシステムでは、一つの変調シンボルで４ｂｉｔ伝送可能であるが、各ｂｉｔの誤り率は同一でない場合がある。例えば図２のビットマッピングの例では、各信号点は等間隔に配置されているが、３及び４ｂｉｔ目の方が１及び２ｂｉｔ目よりも０と１の信号点が隣接している場合が多いため誤り率が高い。そこで、誤り訂正符号化方式決定部（３２、４２）は、誤り率の比較的低い１及び２ｂｉｔ目と誤り率の比較的高い３及び４ｂｉｔ目のレーンでそれぞれ所要受信感度を満たすよう、誤り訂正符号化方式を決定する。
【００４２】
なお、本実施形態及び以下の実施形態では、任意の誤り訂正符号化方式を適用できる。誤り訂正符号化方式とは、リードソロモン符号、ＢＣＨ符号、畳み込み符号、ターボ符号、ＬＤＰＣ符号、それら二つ以上の連接符号等を指す。
【００４３】
（実施形態２）
本実施形態は、各ＯＬＴ−ＯＮＵ間で下りリンクの伝送品質情報を交換し、該伝送品質情報を基にレーンごとの誤り訂正符号化方式を決定する。
【００４４】
図３は、本実施形態の通信システム３０２を説明する図である。通信システム３０２は、図１の通信システム３０１で説明した前記誤り訂正手段が、ＯＬＴ１０２において前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方の調整を下りリンクの伝送品質情報に基づいて行い、調整した前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度をＯＮＵ２０２へ通知し、前記データ振分け手段が、下りリンクの伝送品質情報に基づいて前記下りデータを前記階層のいずれかに振り分けることを特徴とする。
【００４５】
ＯＬＴ１０２は、下りリンク通信のため、図１のＯＬＴ１０１の構成に、各レーンの誤り訂正符号化方式をＯＮＵへ通知するための制御信号を生成する制御信号生成部５１と、制御信号とデータ信号を多重する多重部５２を有する。誤り訂正符号化方式決定部３２は、伝送品質情報を基に各レーンの誤り訂正符号化方式を決定する。図３の多重部５２は、周波数多重によりデータ信号と制御信号を多重する。
【００４６】
ＯＬＴ１０２は、上りリンク通信のため、図１のＯＬＴ１０１の構成に、受信信号をデータ信号と伝送品質通知信号に分離する分離部５３と、分離部５３が出力する伝送品質通知信号から伝送品質情報を抽出する伝送品質情報抽出部５４を有する。
【００４７】
ＯＮＵ２０２は、下りリンク通信のため、図１のＯＮＵ２０１の構成に、受信信号をデータ信号と制御信号に分離する分離部６１と、分離部６１が出力する制御信号から制御情報を抽出する制御情報抽出部６２を有する。誤り訂正復号部４１は、制御情報により通知された誤り訂正符号化方式を用いて多値信号復号部２２からのビット系列に対して誤り訂正復号を行う。
【００４８】
ＯＮＵ２０２は、上りリンク通信のため、図１のＯＮＵ２０１の構成に、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の伝送品質を推定する伝送品質推定部６３と、推定した伝送品質情報をＯＬＴへ通知するための信号を生成する伝送品質通知信号生成部６４と、伝送品質通知信号とデータ信号を多重する多重部６５を有する。伝送品質推定部６３は、下りリンク通信の受信信号電力、または下りリンク通信の誤り訂正復号部４１の平均誤り検出数等を用いて、伝送品質を推定する。
【００４９】
ＯＬＴ１０２は、振分けレーン決定部５５を有する。振分けレーン決定部５５は、各ＯＮＵに１つの固定のレーンを割り当ててもよいし、各ＯＮＵに受信可能な複数のレーンを割り当てて、データ振分け部１１がデータフレームごとにレーンを選択してデータを振り分けることにしてもよい。
【００５０】
また、振分けレーン決定部５５は、下りリンクの伝送品質情報に基づいて前記下りデータを前記レーンに振り分けてもよい。例えば、振分けレーン決定部５５は、下りリンクの伝送品質情報に基づいてＯＮＵのグループを形成し、前記グループ毎に１又は複数の前記階層を割り当てる。振分けレーン決定部５５は、伝送品質情報抽出部５４からの伝送品質情報に基づき、伝送品質の近しいＯＮＵが集まるようＯＮＵをグループ化し、データ振分け部１１にグループごとに別のレーンを用いるよう設定させる。そして、誤り訂正符号化方式決定部３２は、ＯＮＵが正しく信号を復号できるようレーンごとに誤り訂正符号化方式を決定する。この場合、伝送品質の比較的良いＯＮＵでグループ化されたレーンは、他のレーンよりも低い冗長度を用いて通信を行えるため伝送効率が向上する。この際、各ＯＮＵの通信機会が公平となるように、各レーンに振分けるＯＮＵ数を調整しても良い。なお、振分けレーン決定部５５を備えず、誤り訂正符号化方式決定部３２がＯＮＵのグループ化を行い、データ振分け部１１に指示してもよい。
【００５１】
図３では、周波数多重によりデータ信号と制御信号を多重している。
【００５２】
図４は、波長多重によりデータ信号と制御信号を多重する通信システム３０３の装置構成例である。ＯＬＴ１０３は下り通信において、データ信号及び制御信号をそれぞれ別波長の光信号に変換して多重する。ＯＮＵ２０３は下りリンク通信において、光信号を波長ごとに電気信号に変換し、それぞれからデータ信号及び制御信号を取り出す。上りリンク通信に関しても同様である。
【００５３】
図５は、時間多重によりデータ信号と制御信号を多重する通信システム３０４の装置構成例である。ＯＬＴ１０４は下りリンク通信において、データ信号及び制御信号をデータ振分け部１１に入力する。ＯＬＴ１０４の伝送品質情報抽出部５４は、その他のＰＯＮ制御信号の分離部と同一であってもよい。ＯＮＵ２０４は下りリンク通信において、データ及び制御情報抽出部６２ｃを有し、自分宛のデータ及び制御信号を取り出し、制御信号は誤り訂正復号部４１に入力する。図５の構成では、既存のＰＯＮシステムに存在するＧＡＴＥ／ＲＥＰＯＲＴフレームの予約ビットを用いて、制御信号及び伝送品質情報を送信することもできる。
【００５４】
前記誤り訂正手段は、全ての前記ＯＮＵで復号可能な誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、少なくとも１つの前記階層に設定することを特徴とする。ＯＬＴから送信される制御信号は、全てのＯＮＵで抽出できなければならない。このための手法として、ある特定のレーンの誤り訂正符号化方式を、全てのＯＮＵが正しく信号を取り出せるよう設定しておき、そのレーンを用いて制御信号を送信する方法が考えられる。この場合、該レーンの誤り訂正符号化方式は変更されない。また別の手法として、ＯＮＵがいずれかのレーンで正しく信号を取り出せるよう誤り訂正符号化方式を決定し、全レーンで制御信号を送信する手法が考えられる。ＯＮＵは、いずれかのレーンから制御信号を受信できる。
【００５５】
誤り訂正符号化方式の決定は任意のタイミングで行って良い。誤り訂正符号化方式を周期的に変更する場合は、ＯＮＵから伝送品質通知信号を周期的に送信してもらう必要がある。
【００５６】
運用開始時点での誤り訂正符号化方式は、全ＯＮＵが正しくデータを取り出せるよう設定しておいても良い。
【００５７】
（実施形態３）
ＰＯＮシステムの下りリンク通信では、各ＯＮＵの復調できる変調方式が一定でない場合がある。ＱＡＭ変調信号を用いる場合を例に説明する。例えば、伝送品質の高いＯＮＵは１６ＱＡＭや６４ＱＡＭを復調できるが、伝送品質の低いＯＮＵはＱＰＳＫしか復調できない場合が考えられる。ここで、ＯＬＴがＱＰＳＫ変調信号をＭ個多重して２２ＭＱＡＭ変調信号を送信した場合、ＯＮＵが２２ＮＱＡＭ復調（ＮはＭ以下の整数）を行えば、ＯＮＵは１〜２Ｎビット目のレーンのデータを取り出すことができる。
【００５８】
そこで本実施形態では、各ＯＬＴ−ＯＮＵ間で下りリンク通信の伝送品質情報を交換し、ＯＬＴが該伝送品質情報を基に誤り訂正符号化方式を決定するだけでなく、各ＯＮＵが正しく信号を復調できるレーンを推定し、該レーンのみに該ＯＮＵ宛のデータを振り分ける通信システムを説明する。
【００５９】
図６は、本実施形態の通信システム３０５を説明する図である。通信システム３０５は、図１の通信システム３０１で説明した前記データ振分け手段が、下りリンクの伝送品質情報に基づいて前記下りデータを前記階層のいずれかに振り分けることを特徴とする。
【００６０】
ＯＬＴ１０５は、下りリンク通信のため、図１のＯＬＴ１０１の構成に、伝送品質情報を基に各ＯＮＵ宛のデータをどのレーンに振り分けるか決定する振分けレーン決定部５５と、伝送品質情報を基に各レーンの誤り訂正符号化方式を決定する誤り訂正符号化方式決定部３２と、決定した振分けレーン及び各レーンの誤り訂正符号化方式を通知するための制御信号を生成する制御信号生成部５１と、制御信号とデータ信号を多重する多重部５２をさらに有する。誤り訂正符号化方式を通知されたバッファ１２は、該誤り訂正符号化方式の入力ビット数ごとにビット系列を出力する。誤り訂正符号化部３１は通知された誤り訂正符号化方式に従いバッファ１２からのビット系列に対して誤り訂正符号化を行う。図６の多重部５２は、周波数多重によりデータ信号と制御信号を多重する。
【００６１】
ＯＬＴ１０５は、上りリンク通信のため、図１のＯＬＴ１０１の構成に、受信信号をデータ信号と伝送品質通知信号に分離する分離部５３と、分離部５３が出力する伝送品質通知信号から伝送品質情報を抽出する伝送品質情報抽出部５４をさらに有する。
【００６２】
ＯＮＵ２０５は、下りリンク通信のため、図１のＯＮＵ２０１の構成に、受信信号をデータ信号と制御信号に分離する分離部６１と、分離部６１が出力する制御信号から制御情報を抽出する制御情報抽出部６２をさらに有する。多値信号復号部２２は、制御情報により通知された変調方式に従い復調を行う。誤り訂正復号部４１は、制御情報により通知された誤り訂正符号化方式で多値信号復号部２２からのビット系列に対して誤り訂正復号を行う。
【００６３】
ＯＮＵ２０５は、上りリンク通信のため、図１のＯＮＵ２０１の構成に、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の伝送品質を推定する伝送品質推定部６３と、推定した伝送品質情報を通知するための信号を生成する伝送品質通知信号生成部６４と、伝送品質通知信号とデータ信号を多重する多重部６５を有する。
【００６４】
実施形態２で説明したように、本実施形態も周波数多重だけでなく、波長多重や時間多重を用いることができる。時間多重の場合の制御信号は、全ＯＮＵが取り出せるように、一番多値数の低い変調方式を用いるレーンで伝送される。
【００６５】
振分けレーン及び誤り訂正符号化方式の決定方法として、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の平均周波数利用効率が最大となるように決定する方法が考えられる。すなわち、前記データ振分け手段及び前記誤り訂正手段は、ＯＬＴとＯＮＵの間の平均周波数利用効率が最大となるように前記階層へ前記下りデータの振り分け及び前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を調整する。
【００６６】
ＯＬＴ−ＯＮＵ間の平均周波数利用効率は、
（  Σｎｉ×（１−ｒｉ  ）  ）  ／  ＮＯＮＵ
で表わすことができる。ここで、ｎｉはｉビット目から正しくデータを取り出せるＯＮＵ数、ｒｉはｉビット目のレーンの冗長度、ＮＯＮＵはＯＬＴ配下のＯＮＵ数である。ｒｉを増加するとｎｉが増加する。このため、振分けレーン決定部５５及び誤り訂正符号化方式決定部３２の間で情報交換して、振分けレーン及び誤り訂正符号化方式を決定する必要がある。
【００６７】
［付記］
以下は、本実施形態の通信システムを説明したものである。
＜課題＞
ＰＯＮシステムの下りリンク通信においては、各ＯＬＴ−ＯＮＵ間通信で同一の誤り訂正符号化方式が用いられるため、伝送品質の良いＯＬＴ−ＯＮＵ間通信に余剰な冗長度が設定され、伝送効率の低下に繋がる。
＜解決手段＞
階層変調ＰＯＮシステムのレーンごとに誤り訂正符号化方式を決定することにより、伝送効率を向上する。
【００６８】
（１）：
誤り訂正符号化方式または誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、階層変調ＰＯＮシステムのレーンごとに変更する通信システム。
（２）：
誤り訂正符号化方式または誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、ＯＮＵから伝送される下りリンクの伝送品質情報に基づきＯＬＴが変更し、変更された前記誤り訂正符号化方式及び前記誤り訂正符号化方式の冗長度をＯＮＵに通知する、上記（１）に記載のシステム。
（３）：
ＯＮＵから伝送される下りリンクの前記伝送品質情報、及びＯＮＵに通知する変更された前記誤り訂正符号化方式及び前記誤り訂正符号化方式の冗長度を、周波数多重または時間多重または波長多重のうちいずれかの手法を用いて伝送することを特徴とする、上記（２）に記載のシステム。
（４）：
ＯＮＵから伝送される下りリンクの前記伝送品質情報に基づき、伝送品質の近しいＯＮＵが集まるようＯＬＴで配下のＯＮＵをグループ化し、グループごとに前記階層変調ＰＯＮシステムのレーンを一つ以上割り当てることを特徴とする、上記（２）に記載のシステム。
（５）：
前記階層変調ＰＯＮシステムのレーンのうち、少なくとも一つのレーンの誤り訂正符号化方式及び誤り訂正符号化方式の冗長度を、全てのＯＮＵが正しく信号を取り出せるよう設定することを特徴とする、上記（２）に記載のシステム。
（６）：
ＯＮＵから伝送される下りリンクの前記伝送品質情報に基づき、各ＯＮＵ宛のデータをいずれのレーンに振り分けるか変更することを特徴とする、上記（２）に記載のシステム。
（７）：
誤り訂正符号化方式又は誤り訂正符号化方式の冗長度、及び各ＯＮＵ宛のデータをどのレーンに振り分けるかを、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の平均周波数利用効率が最大となるよう決定することを特徴とする上記（６）に記載のシステム。
【００６９】
＜効果＞
階層変調ＰＯＮシステムにおいて、レーンごとに誤り訂正符号化方式を決定することにより、伝送効率を向上する。
【符号の説明】
【００７０】
１１：データ振分け部
１２：バッファ
１３：多値信号生成部
１４、１４ａ、１４ｂ：Ｅ／Ｏ変換部
１５、１５ａ、５１ｂ：Ｏ／Ｅ変換部
１６：多値信号復号部
２１、２１ａ、２１ｂ：Ｏ／Ｅ変換部
２２：多値信号復号部
２３：バッファ
２４：データ抽出部
２５：多値信号生成部
２６、２６ａ、２６ｂ：Ｅ／Ｏ変換部
３１：誤り訂正符号化部
３２：誤り訂正符号化方式決定部
４１：誤り訂正復号部
４２：誤り訂正符号化方式決定部
４３：誤り訂正符号化部
５１：制御信号生成部
５２、５２ａ、５２ｃ：多重部
５３、５３ａ：分離部
５４：伝送品質情報抽出部
５５：振分けレーン決定部
６１、６１ａ：分離部
６２：制御情報抽出部
６２ｃ：データ及び制御情報抽出部
６３：伝送品質推定部
６４：伝送品質通知信号生成部
６５、６５ａ、６５ｃ：多重部
１００〜１０５：ＯＬＴ
１５０：光パワースプリッタ
２００〜２０５：ＯＮＵ
３００〜３０５：通信システム
【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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