(57)【要約】【課題】  伝送された信号の特性を機器自身で測定して、伝送距離が遠い等のために高速の伝送レートでの通信が不可能な高速通信対応の端末装置について、高価な光増幅器を追加しなくても通信を確立できるマルチレートＰＯＮシステムを提供する。【解決手段】  本発明は、局側装置１と、これに接続された光カプラ５を介して複数の光ファイバ４，６に分岐した構成をなす光ファイバ網７と、分岐した光ファイバ６の終端にそれぞれ接続された複数の端末装置２，３とを備え、この複数の端末装置２，３のうちの一部又は全部が複数の伝送レートで局側装置１と通信を行うことができるマルチレートＰＯＮシステムである。局側装置１と端末装置３との間で伝送された信号の特性を検出する検出部３５が設けられ、この検出部３６での検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に局側装置１と端末装置３の間の通信をより低速の伝送レートで行わせるようにする。【選択図】      図２
2008277893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局側装置と、これに接続された光カプラを介して複数の光ファイバに分岐した構成をなす光ファイバ網と、分岐した前記光ファイバの終端にそれぞれ接続された複数の端末装置とを備え、この複数の端末装置のうちの一部又は全部が複数の伝送レートで前記局側装置と通信を行うことができるマルチレートＰＯＮシステムであって、
前記局側装置と前記端末装置との間で伝送された信号の特性を検出する検出部と、
前記検出部での検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に前記局側装置と前記端末装置の間の通信をより低速の伝送レートで行わせる速度決定部とを備えていることを特徴とするマルチレートＰＯＮシステム。
【請求項２】
前記検出部は、伝送された前記信号の特性として光レベルを検出するものであり、
前記速度決定部は、前記検出部が検出した光レベルに基づいて高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定する請求項１に記載のマルチレートＰＯＮシステム。
【請求項３】
前記検出部は、伝送された前記信号の特性としてテストパターンを検出するものであり、
前記速度決定部は、前記検出部が検出したテストパターンの誤りの程度に基づいて高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定する請求項１に記載のマルチレートＰＯＮシステムシステム。
【請求項４】
前記検出部は、伝送された前記信号の特性として遅延時間を検出するものであり、
前記速度決定部は、前記検出部が検出した遅延時間に基づいて高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定する請求項１に記載のマルチレートＰＯＮシステム。
【請求項５】
複数の端末装置と光ファイバを介してＰ２ＭＰ形態で接続され、その複数の端末装置のうちの一部又は全部との間で複数の伝送レートでの通信を行うことができるマルチレートＰＯＮシステムの局側装置であって、
前記端末装置から伝送された信号の特性を検出する検出部と、
前記検出部での検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に前記端末装置との間の通信をより低速の伝送レートで行わせる速度決定部とを備えていることを特徴とするマルチレートＰＯＮシステムの局側装置。
【請求項６】
局側装置と光ファイバを介してＰ２ＭＰ形態で接続され、その局側装置との間で複数の伝送レートでの通信を行うことができるマルチレートＰＯＮシステムの端末装置であって、
前記局側装置から伝送された信号の特性を検出する検出部と、
前記検出部での検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に前記局側装置との間の通信をより低速の伝送レートで行わせる速度決定部とを備えていることを特徴とするマルチレートＰＯＮシステムの端末装置。
【請求項７】
光ファイバを介してＰ２ＭＰ形態で接続された局側装置と複数の端末装置のうちの一部又は全部が、複数の伝送レートでの通信を行うことができるマルチレートＰＯＮシステムにおいて、
前記局側装置と前記端末装置との間で伝送された信号の特性を検出し、その検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に前記局側装置と特定の前記端末装置の間の通信をより低速の伝送レートに設定することを特徴とするマルチレートＰＯＮシステムにおける伝送レート設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局側装置と複数の端末装置との間の通信が時分割多重方式でかつ複数の伝送レートで行われることが可能なマルチレートＰＯＮシステムとその局側装置、端末装置及び伝送レート設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＮシステム（Passive Optical Network System）は、一つの局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）と複数のユーザ端末装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を光カプラ等のパッシブ素子を介して接続されたＰ２ＭＰ（Point To Multipoint）形態の光ファイバネットワークシステムである（特許文献１及び２参照）。
このＰＯＮシステムのうち、ＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet-ＰＯＮ）は、イーサネット（Ethernet：登録商標）技術をベースとしたギガビットクラスの伝送システムを経済的に実現するもので、IEEE Std 802.3ah(TM)として２００４年６月に標準化された高速光アクセス方式の一つである。
【０００３】
上記ＰＯＮシステムでは、局側装置から各端末装置に送信される下り信号については、各端末装置向けの信号を整列させてブロードキャストで伝送するＴＤＭ（Time Division Multiplexing）方式が採用され、各端末装置から局側装置に送信される上り信号については、互いの信号が衝突しないような正しいタイミングで光信号を送出するＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式が採用されている。
また、上り信号と下り信号とは異なる波長の光を用いており、上り下り各信号の衝突が起きない仕組みになっている。
【０００４】
かかるＰＯＮシステムにおいては、当初、バースト通信の伝送レートは一種類であると想定されていたが、今後、伝送レートの段階的な高速化が予想される。しかし、高速な伝送レートのサービス提供が開始されても、すべての加入者がそれを同時に希望する訳ではないので、上り方向通信に関して既存の伝送レートとそれを超える高速な伝送レートとが、一つのＰＯＮシステムの内部で共存するマルチレートＰＯＮシステムとなる（特許文献３及び４参照）。
【０００５】
例えば、特許文献３では、局側装置と端末装置のそれぞれにマルチバースト回路を組み込むことで、端末装置が求めるサービスに応じて双方向の伝送レートを変更できるようになっている。
また、特許文献４では、上り信号の伝送レートが異なる複数の端末装置を収容する局側装置において、端末装置から受信したバースト信号の各伝送レートに応じたクロックを抽出し、その伝送レートに応じた等価利得領域を設定することにより、受信感度を保証するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６４７４９号公報（図４）
【特許文献２】特開２００４−２８９７８０号公報（図３１）
【特許文献３】特開平８−８９５４号公報（図２）
【特許文献４】特開２００５−１９７８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記マルチレートＰＯＮシステムでは、複数種類の伝送レートに対応した送受信機能が局側装置や端末装置に必要となるが、光信号の受信感度は伝送レートの相違によって変動し、高速になるほど受信感度が低下する。
このため、伝送レートが一つに固定された既存のＰＯＮシステムに、高速の伝送レートの通信能力を有する端末装置を追加してマルチレートＰＯＮシステムを構築する場合に、既存のＰＯＮシステム上で発生する伝送上のロスのために、例えば伝送距離が長い場合は高速の伝送レートでは通信不能となる端末装置が生じる可能性がある。
【０００８】
そして、上記特許文献３及び４に記載の先行技術では、高速の伝送レートでの光信号の受信感度の低下を識別することを想定していないので、高速の伝送レートで通信できない高速通信対応の端末装置があってもこれを放置せざるを得ず、マルチレートＰＯＮシステム自体が立ち行かなくなる恐れがある。
一方、高速レートでの光信号の送信出力を高める光増幅器を追加することで、高速レートでの通信が不能になった高速通信対応の端末装置を救済することが可能となるが、この種の光増幅器は高価であり、高速レートでの通信を予定するすべての端末装置にかかる光増幅器を搭載するとなると、システム全体のコストが高騰するという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑み、伝送された信号の特性を機器自身で測定して、伝送距離が遠い等のために高速の伝送レートでの通信が不可能な高速通信対応の端末装置について、高価な光増幅器を追加しなくても通信を確立できるマルチレートＰＯＮシステムとその局側装置、端末装置及び伝送レート設定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】
【００１０】
本発明のシステム（請求項１）は、局側装置と、これに接続された光カプラを介して複数の光ファイバに分岐した構成をなす光ファイバ網と、分岐した前記光ファイバの終端にそれぞれ接続された複数の端末装置とを備え、この複数の端末装置のうちの一部又は全部が複数の伝送レートで前記局側装置と通信を行うことができるマルチレートＰＯＮシステムであって、前記局側装置と前記端末装置との間で伝送された信号の特性を検出する検出部と、前記検出部での検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に前記局側装置と前記端末装置の間の通信をより低速の伝送レートで行わせる速度決定部とを備えていることを特徴とすることを特徴とする。
【００１１】
本発明のシステムによれば、速度決定部が、局側装置と端末装置との間で伝送された信号の特性を検出する検出部での検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に局側装置と特定の端末装置の間の通信をより低速の伝送レートで行わせるので、高速の伝送レートでの通信能力があるが伝送距離の長さや光信号の減衰のために高速の伝送レートでの通信が行えない端末装置についても、少なくともより低速の伝送レートでの通信を自動的に確立させることができる。
従って、高速通信対応であるが伝送距離が遠い等のために高速の伝送レートでの通信が不可能な端末装置について、高価な光増幅器を追加しなくても通信を確立でき、通信が安定したマルチレートＰＯＮシステムを安価に構築することができる。
【００１２】
本発明のシステムにおいて、前記検出部は、より具体的には、伝送された前記信号の特性として光レベルを検出するものを採用することができ、この場合には、前記速度決定部において、前記検出部が検出した光レベルに基づいて高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定するようにすればよい。
また、前記検出部としては、伝送された前記信号の特性としてテストパターンを検出するものを採用することもでき、この場合には、前記速度決定部において、前記検出部が検出したテストパターンの誤りの程度に基づいて高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定するようにすればよい。
【００１３】
更に、前記検出部としては、伝送された前記信号の特性として遅延時間（片道の遅延時間であってもよいし、往復の遅延時間（ＲＴＴ：Round Trip Time）であってもよい。）を検出するものを採用することもでき、この場合には、前記速度決定部において、前記検出部が検出した遅延時間に基づいて高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定するようにすればよい。
【００１４】
本発明の局側装置（請求項５）は、複数の端末装置と光ファイバを介してＰ２ＭＰ形態で接続され、その複数の端末装置のうちの一部又は全部との間で複数の伝送レートでの通信を行うことができるマルチレートＰＯＮシステムの局側装置であって、前記端末装置から伝送された信号の特性を検出する検出部と、前記検出部での検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に前記端末装置との間の通信をより低速の伝送レートで行わせる速度決定部とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の局側装置によれば、速度決定部が、端末装置から伝送された信号の特性を検出する検出部での検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に端末装置との間の通信をより低速の伝送レートで行わせるので、高速の伝送レートでの通信能力があるが伝送距離の長さや光信号の減衰のために高速の伝送レートでの通信が行えない端末装置についても、少なくともより低速の伝送レートでの通信を自動的に確立させることができる。
【００１６】
本発明の端末装置（請求項６）は、局側装置と光ファイバを介してＰ２ＭＰ形態で接続され、その局側装置との間で複数の伝送レートでの通信を行うことができるマルチレートＰＯＮシステムの局側装置であって、前記局側装置から伝送された信号の特性を検出する検出部と、前記検出部での検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に前記局側装置との間の通信をより低速の伝送レートで行わせる速度決定部とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の端末装置によれば、速度決定部が、局側装置から伝送された信号の特性を検出する検出部での検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に端末装置との間の通信をより低速の伝送レートで行わせるので、高速の伝送レートでの通信能力があるが伝送距離の長さや光信号の減衰のために高速の伝送レートでの通信が行えない端末装置についても、少なくともより低速の伝送レートでの通信を自動的に確立させることができる。
【００１８】
更に、本発明の伝送レート設定方法（請求項７）は、光ファイバを介してＰ２ＭＰ形態で接続された局側装置と複数の端末装置のうちの一部又は全部が、複数の伝送レートでの通信を行うことができるマルチレートＰＯＮシステムにおいて、前記局側装置と前記端末装置との間で伝送された信号の特性を検出し、その検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に前記局側装置と特定の前記端末装置の間の通信をより低速の伝送レートに設定することを特徴とする。
【００１９】
本発明の伝送レート設定方法によれば、局側装置と端末装置との間で伝送された信号の特性の検出結果から、高速の伝送レートでの通信が適正か否かを判定し、この判定結果が不適の場合に局側装置と端末装置の間の通信をより低速の伝送レートに設定するので、高速の伝送レートでの通信能力があるが伝送距離の長さや光信号の減衰のために高速の伝送レートでの通信が行えない端末装置についても、少なくともより低速の伝送レートでの通信を自動的に確立させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上の通り、本発明によれば、高速通信対応であるが伝送距離が遠い等のために高速の伝送レートでの通信が不可能な端末装置について、高価な光増幅器を追加しなくても通信を確立できるので、通信が安定したマルチレートＰＯＮシステムを安価に構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
〔ＰＯＮシステムの全体構成〕
図１は、本発明を採用し得るＰＯＮシステムの概略構成図である。
図１のＰＯＮシステムは、光カプラ等のパッシブ素子を介して接続されたＰ２ＭＰ形態の光ファイバネットワークシステムであり、局側装置１と、低速用の端末装置２と、高速用の端末装置３とを備えている。このうち、局側装置１は複数の端末装置２，３を統合する集約局として電話局等に設置され、各端末装置２，３はそれぞれＰＯＮシステムの加入者宅に設置される。
【００２２】
このＰＯＮシステムは、局側装置１に接続された伝送路である一本の光ファイバ４（幹線）と、この光ファイバ４から光カプラ５を介して複数の光ファイバ（支線）６に分岐した構成を成す光ファイバ網７を備え、この光ファイバ網７の支線ファイバ６の終端にそれぞれ各端末装置２，３が接続されている。
更に、局側装置１は上位ネットワーク８と接続され、各端末装置２，３はそれぞれのユーザネットワーク９と接続されている。
【００２３】
図１では、簡単のために５個の端末装置２，３が接続されたＰ２ＭＰ形態を例示しているが、実際には、一つの光カプラ５から３２分岐して３２個の端末装置を接続することが可能である。
また、図１では、光カプラ５が一つだけのトポロジーを例示しているが、分岐数の少ない光カプラ５を縦列に複数段配置することにより、広い地域に分散している端末装置を短い光ファイバで局側装置１と接続することもできる。
【００２４】
このＰＯＮシステムでは、下りの光波長と上りの光波長を分けて波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）している。すなわち、局側装置１と端末装置２，３間の上り方向通信には単一の波長λ１のレーザ光が使用され、下り方向通信にはその波長λ１とは異なる単一の波長λ２のレーザ光が使用されている。
従って、ＰＯＮメディア（光ファイバ４，６）と局側装置１及び各端末装置２，３の送受信器の間にはＷＤＭフィルタが備えられており、受信すべき波長成分のみ受信器に送られ、かつ、送信器が出力する光信号はＷＤＭフィルタを介して受信光と多重されて光ファイバ４，６に送られる。
【００２５】
なお、上記各波長λ１，λ２は、IEEE Std 802.3ah(TM)-2004のClause60に従う場合には、１２６０ｎｍ≦λ１≦１３６０、及び、１４８０ｎｍ≦λ２≦１５００の範囲で選択することができる。
このＰＯＮシステムは下り方向又は上り方向若しくはこれら双方向にマルチレートで通信が行われるマルチレートＰＯＮシステムであって、各端末装置２，３の受信能力又は送信能力若しくは送受信の双方の能力が互いに異なっていてもよい。すなわち、図１の例では、低速用の端末装置２が３台でかつ高速用の端末装置３が２台の場合を例示したが、端末装置２，３の台数や異なる伝送レートの数は種々のパターンがあり得る。
【００２６】
図１の例では、各端末装置２，３の送受信可能な最大の情報通信レートはそれぞれ１Ｇ及び１０Ｇｂｐｓであり、１Ｇｂｐｓの信号及び１０Ｇｂｐｓの信号が時分割多重化されて、局側装置１と各端末装置２，３との間で送受信されるようになっている。
もっとも、下りと上り方向の伝送レートは必ずしも同じでなくてもよく、またいずれかの方向については、マルチレートである必要もない。例えば、上りはマルチレートで、下りはすべて１ＧｂｐｓとしたＰＯＮシステムであってもよい。
なお、高速用（１０Ｇｂｐｓ）の端末装置３は、低速（１Ｇｂｐｓ）での送受信も可能であり、各端末装置２，３の伝送距離（光ファイバ４，６の総延長）はそれぞれ異なっている。従って、本実施形態のＰＯＮシステムは、複数の通信速度（伝送レート）で通信を行える端末装置３が伝送距離の異なった状態で複数接続されたものであって、その伝送距離によっては高速用（１０Ｇｂｐｓ）の端末装置３が高速での通信が行えない場合が想定される。
【００２７】
〔局側装置と端末装置の構成〕
〔データフレームの流れ〕
図２は、本発明の第一実施形態であり、上記ＰＯＮシステムを構成する局側装置１と、高速用（１０Ｇｂｐｓ）の端末装置３の内部構成の概略を示すブロック図である。
図２に示すように、局側装置１及び端末装置３は、それぞれ光送信器１１，１２と光受信器１３，１４とを備えており、光合分波器１５，１６で合波又は分波を行なうことで、１本の光ファイバ４，６から信号を出し入れする。
【００２８】
局側装置１は、上位ネットワーク８に繋がる上位インタフェース１８を備えており、各端末装置２，３に送信すべきデータフレームをその上位インタフェース１８から受けてデータ合成部１９で一つにまとめ、光送信器１１を通じて光ファイバ網７に流す。また、局側装置１は、光受信器１３で受信した各端末装置２，３からのデータフレームをデータ取得部２０で変換して上位インタフェース１８に渡す。
端末装置３は、ユーザネットワーク９に繋がるユーザインタフェース２１を備えており、このユーザインタフェース２１から受け取ったデータフレームを、光送信器１２を通じて光ファイバ網７へ流す。また、端末装置３は、光受信器１４で受信した局側装置１からのデータフレームから自分宛のデータを抽出し、ユーザインタフェース２１へ渡す。
【００２９】
〔内部時計の一致〕
ＰＯＮシステムは、上り方向通信が時分割多重方式であるので、端末装置２，３が局側装置１に信号を送信できる時間は正確に区切られている。
これを実現するために、局側装置１は、自ら持つ内部時計（ローカルクロック）２２に基づく時間情報を各端末装置２，３に送信する時間情報送出部２３を有するとともに、端末装置３は、その時間情報を光受信器１４の受信信号から抽出して自己の内部時計（ローカルクロック）２４を補正する時間情報抽出部２５を有しており、これによって局側装置１と端末装置３の内部時計を一致させるようになっている。
【００３０】
〔通信速度及びスケジュール管理〕
ＰＯＮシステムにおいては、通信速度及び上り方向通信での各端末装置２，３の送信スケジュールに関しては、局側装置１が管理の主導権を持つ。
このため、局側装置１は時分割多重スケジューラ２６を有する。このスケジューラ２６は、加入済みの端末装置２，３が局側装置１に送信してもよい時刻を決めてスケジュール情報として管理するとともに、新規加入の端末装置からの通信（登録要求）があった場合には、これをスケジュール情報に組み込む。
【００３１】
また、局側装置１は、通信速度管理部２７と通信情報送出部２８とを有する。このうち、通信速度管理部２７は、各端末装置２，３の通信速度（伝送レート）を通信速度情報として管理し、通信情報送出部２８は、その通信速度情報と前記スケジュール情報をまとめたものを通信情報とし、光送信器１１を介して各端末装置２，３にその通信情報を送信する。
他方、端末装置３は、通信情報抽出部３０と通信速度管理部３１と送信スケジューラ３２とを有する。このうち、通信情報抽出部３０は、光受信器１４が受信した信号から上記通信情報を抽出し、その通信情報に含まれる通信速度情報を通信速度管理部３１に送り、その通信情報に含まれるスケジュール情報を送信スケジューラ３２に送る。
【００３２】
通信速度管理部３１は、自己の光送受信器１２，１４による光信号の通信速度（伝送レート）を管理しており、その通信速度の変更があればこれを更新する。また、送信スケジューラ３２は、上り方向通信のスケジュール情報を管理しており、そのスケジュール情報の変更があればこれを更新する。
そして、これら通信速度管理部３１と送信スケジューラ３２は、自己が保有する通信速度情報とスケジュール情報に基づいて光送受信器１２，１４を作動させ、これにより、所定のタイミング及び通信速度で上り方向にデータフレームを送信でき、かつ、所定の通信速度で下り方向のデータフレームを受信できるようになっている。
【００３３】
〔時分割スケジュール〕
図４は、局側装置１が管理する上り方向通信の時分割スケジュールの一例を示す図である。
この時分割スケジュールは、端末装置２，３からの信号を受信する時間帯を管理するものであり、高速（１０Ｇｂｐｓ）及び低速（１Ｇｂｐｓ）の通信速度が混在した通常の通信時間帯と、新規の端末装置からの加入受付を行なう新規通信受付時間帯とから構成されている。通常の通信時間帯は、各端末装置２，３からの信号を受信する時間帯であり、前述した通信速度決定部で決定した通信速度でそれぞれ各端末装置２，３からのバースト信号を受信する。
【００３４】
新規通信受付時間帯は、新規の端末装置が接続を行なうために、局側装置１に接続を求める要求信号を出して良いと許可された時間帯であり、新規の端末装置の接続要求はこの時間帯で出すことが厳守される。
このように上り方向通信は、時分割スケジュールの繰り返しにより構成される。各時間帯の長さ、通常の通信時間帯内での各端末装置２，３が使える時間帯の順番や長さは、局側装置１の光送受信器１１，１３に対する時間管理の仕方で任意の長さに決められる。
【００３５】
なお、端末装置からの新規接続要求に関する通信は、すべて低速（１Ｇｂｐｓ）にて行なわれるが、接続が成立した以降については、後述する局側装置１の通信速度決定部３６で高速で通信を行なうか否かが決定され、光送信器１２に対する時分割スケジュールが更新されたものに関してのみ高速の上り方向通信が行なわれる。
また、いったん高速と判定された端末装置３との通信においても、その後に局側装置１の通信速度決定部３６が低速と判定したものについては、その端末装置３の通信速度は低速に設定される。
以下、この局側装置１による通信速度の変更（設定方法）について説明する。
【００３６】
〔局側装置による通信速度の変更機能〕
本実施形態の局側装置１は、上記各機能部に加えて、光合分波器１５からの上りの光信号を例えば１０：１の割合で分岐させる光分岐器３４と、この光分岐器３４から分岐する光出力を数値化する光レベル検出部３５と、この光レベル検出部３５で数値化した光レベルの大小で端末装置２，３に対応する通信速度情報を更新する通信速度決定部３６とを備えており、これにより、ある端末装置２，３から局側装置１が受信した光レベルに対応して、局側装置１がその端末装置２，３との通信速度を変更できるようになっている。
【００３７】
図３は、上記光レベル検出部の構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、本実施形態の光レベル検出部３５は、低速フォトダイオード３７、増幅器３８、ローパスフィルタ３９、タイミング取得ブロック４０及びレベル数値化ブロック４１を含んで構成され、前記した新規接続要求の時間帯及び通常の通信時間帯での個々の端末装置２，３が発するバースト信号それぞれに対して、平均の光強度レベルの高さを数値化するものである。
【００３８】
図３に示す構成例では、端末装置２，３から受信した光信号のパワーの一部を光分岐器３４で取得し、これを低速用のフォトダイオード３７、増幅器３８及びローパスフィルタ３９でバースト信号の送信区間での平均値として電気信号に変換する。
また、光受信器１３がどの端末装置２，３から信号（新規接続要求を含む。）を受けているかを、タイミング取得ブロック４０を通じて取得し、その時の電気信号の大きさをレベル数値化ブロック４１にて数値化して、通信速度決定部３６に出力する。
【００３９】
なお、図３では、光分岐器３４と低速フォトダイオード３７により受信光の一部を取得して電気信号化しているが、光分岐器３４の代わりに、光受信器１３で光信号を受信した際に生じた電気信号をカレントミラー回路などの電気的手段で取得し、増幅器３８以降のブロックに入れる構成にしてもよい。
また、図３では、ローパスフィルタ３９によるバースト信号の平均値を算出してバースト信号の強度とみなしているが、ピークホールド回路によってバースト信号の包絡線を取り出すことで、バースト信号の強度を算出する方法であってもよい。
【００４０】
〔通信速度の変更処理の流れ〕
まず、局側装置１は、通常通信及び新規加入通信を含めて、端末装置２，３が通信してくる時間的タイミングを時分割多重スケジューラ２６から取得し、その時の端末装置２，３からの通信の光レベルの大小を光レベル検出部３５によって光受信器１３から取得し、この検出部３５で数値化された光レベルが通信速度決定部３６に入力される。
通信速度決定部３６は、その内部に閾値を有しており、光レベル検出部３５で得られた光レベルの大小をこの閾値と比較する。
【００４１】
また、通信速度決定部３６は、光レベルがその閾値よりも弱い端末装置３については、高速（本実施形態では１０Ｇｂｐｓ）での通信に耐えられないと判定し、光レベルがその閾値よりも強い端末装置３については、高速での通信に耐えうるものと判定し、通信速度管理部２７における通信速度情報を更新する。
そして、局側装置１の通信情報送出部２８は、そのようにして更新された通信速度情報とスケジュール情報とから新たに通信情報を作成し直し、その通信情報を、光送信器１１を通じて送信する。
【００４２】
一方、端末装置３では、通信情報抽出部３０が局側装置１より送られてきた新しい通信情報を光受信器１４より抽出し、その通信情報が自分宛である場合に、通信速度管理部３１の通信速度情報を新たな通信速度情報に更新する。
通信速度管理部３１は、その更新された通信速度情報によって光送信器１２と光受信器１３の通信速度（伝送レート）を設定し、これにより、当該端末装置３の通信速度（伝送レート）が変更される。
【００４３】
このように、本実施形態のＰＯＮシステムによれば、端末装置３との間の光レベルを検出する局側装置１の光レベル検出部３５での検出結果から、高速の通信速度（本実施形態では１０Ｇｂｐｓ）での通信が適正か否かを局側装置１の通信速度決定部３６が判定し、この判定結果が不適の場合に局側装置１と端末装置３との間の通信をより低速の伝送レート（本実施形態では１Ｇｂｐｓ）で行わせるので、高速での通信能力があるが伝送距離の長さや光信号の減衰のために高速の伝送レート（１０Ｇｂｐｓ）での通信が行えない端末装置３についても、少なくともより低速の伝送レート（１Ｇｂｐｓ）での通信を自動的に確立させることができる。
従って、高速通信対応の端末装置３に関して、本来の高速の伝送レートでの通信が可能な場合にはその伝送レートでの通信が維持されるとともに、伝送距離が遠い等のために高速の伝送レートでの通信が不可能な場合には、高価な光増幅器を追加しなくても通信を確立でき、通信が安定したマルチレートＰＯＮシステムを安価に構築することができる。
【００４４】
〔第二実施形態〕
図５は、本発明の第二実施形態に係るＰＯＮシステムの局側装置１と、高速用（１０Ｇｂｐｓ）の端末装置３の内部構成の概略を示すブロック図である。
第一実施形態（図２）では、局側装置１が光レベルの大小によって通信速度を変更するか否かを判定するのに対して、本実施形態（図５）では、局側装置１が端末装置３から受けるテストパターンに基づいて通信速度を変更するか否かを判定するようになっている。
【００４５】
このため、本実施形態（図５）の局側装置１は、端末装置３にテストパターンを出すよう要求するテストパターン送出要求送出部４３と、端末装置３から受信した信号からテストパターンを抽出するテストパターン抽出部４４と、テストパターン抽出部４４で取得したパターンと自身が持つ比較用テストパターン４５とを比較した時の誤り率等によって代表される誤りの程度によって端末装置３に対応する通信速度情報を更新する通信速度決定部４６とを備えている。
一方、端末装置３は、局側装置１から受信したテストパターンの送出要求を光受信器１４から抽出するテストパターン送出要求抽出部４７と、テストパターンの送出要求に従って、光送信器１２を通じてテストパターンを送出するテストパターン送出部４８を備えている。
【００４６】
〔通信速度の変更処理の流れ〕
本実施形態のＰＯＮシステムでは、まず、局側装置１のテストパターン送出要求送出部４３が、光送信器１１を通じてテストパターン送出要求をその配下のすべての端末装置２，３に対して送信する。
これに対して、端末装置３のテストパターン送出要求抽出部４７は、光受信器１４を通じて局側装置１からの上記テストパターン送出要求を取得し、テストパターン送出部４８にテストパターンを出すよう指示する。テストパターン送出部４８は、テストパターン送出要求抽出部４７の指示に従い、光送信器１２を通じてテストパターンを局側装置１に送信する。
【００４７】
次に、局側装置１は、通常通信及び新規加入通信を含めて、端末装置２，３が通信してくる時間的タイミングを時分割多重スケジューラ２６から取得し、その時の端末装置２，３からのテストパターンを、テストパターン抽出部４４を用いて光受信器１３から取得する。
通信速度決定部４６は、テストパターン抽出部４４から取得したテストパターンを内部で持つ比較用テストパターン４５と比較し、そのテストパターンに一定量以上の誤りがあった端末装置３については、高速（本実施形態では１０Ｇｂｐｓ）での通信に耐えられないと判定し、誤りの少なかった端末装置３については、高速での通信に耐えうるものと判定し、通信速度管理部２７における通信速度情報を更新する。
【００４８】
そして、局側装置１の通信情報送出部２８は、そのようにして更新された通信速度情報とスケジュール情報から新たに通信情報を作成し直し、その通信情報を、光送信器１１を通じて当該端末装置３に送信する。
一方、端末装置３では、通信情報抽出部３０が局側装置１より送られてきた新しい通信情報を光受信器１４より抽出し、その通信情報が自分宛である場合に、通信速度管理部３１の通信速度情報を新たな通信速度情報に更新する。
通信速度管理部３１は、その更新された通信速度情報よって光送信器１２と光受信器１３の通信速度（伝送レート）を設定し、これにより、当該端末装置３の通信速度（伝送レート）が変更される。
【００４９】
このように、第二実施形態（図５）のＰＯＮシステムによれば、端末装置３からのテストパターンを用いて測定した誤りの程度に基づいて、高速の通信速度（本実施形態では１０Ｇｂｐｓ）での通信が適正か否かを局側装置１の通信速度決定部４６が判定し、この判定結果が不適の場合に端末装置３との間の通信をより低速の伝送レート（本実施形態では１Ｇｂｐｓ）で行わせるので、高速での通信能力があるが伝送距離の長さや光信号の減衰のために高速の伝送レート（１０Ｇｂｐｓ）での通信が行えない端末装置３についても、少なくともより低速の伝送レート（１Ｇｂｐｓ）での通信を自動的に確立させることができる。
従って、本実施形態においても、高速通信対応の端末装置３に関して、本来の高速の伝送レートでの通信が可能な場合にはその伝送レートでの通信が維持されるとともに、伝送距離が遠い等のために高速の伝送レートでの通信が不可能な場合には、高価な光増幅器を追加しなくても通信を確立でき、通信が安定したマルチレートＰＯＮシステムを安価に構築することができる。
【００５０】
〔第三実施形態〕
図６は、本発明の第三実施形態に係るＰＯＮシステムの局側装置１と、高速用（１０Ｇｂｐｓ）の端末装置３の内部構成の概略を示すブロック図である。
第一実施形態（図２）では、局側装置１が光レベルの大小によって通信速度を変更するか否かを判定するのに対して、本実施形態（図６）では、局側装置１が端末装置３との遅延時間（ＲＴＴ：Round Trip Time）に基づいて通信速度を変更するか否かを判定するようになっている。なお、遅延時間は往復の遅延時間（ＲＴＴ）だけでなく、片道の遅延時間であってもよい。
このため、本実施形態（図６）の局側装置１は、端末装置３から受信した信号の遅延時間を数値化する遅延時間検出部５１と、この遅延時間検出部５１において数値化した遅延時間の大小でその端末装置３に対する通信速度情報を更新する通信速度決定部５２とを備えている。
【００５１】
〔通信速度の変更処理の流れ〕
本実施形態のＰＯＮシステムでは、まず、局側装置１は、通常通信及び新規加入通信を含めて、端末装置３が通信してくる遅延時間がゼロにあたる時間的タイミングを時分割多重スケジューラ２６から取得し、受信した端末装置３のデータの遅延時間を、遅延時間検出部５１を用いて光受信器１３から取得し、この検出部５１で検出された遅延時間が通信速度決定部５２に入力される。
通信速度決定部５２は、その内部に閾値を有しており、遅延時間検出部５１で得られた遅延時間の大小をこの閾値と比較する。
【００５２】
また、通信速度決定部５２は、遅延時間がその閾値よりも長い端末装置３については、高速（本実施形態では１０Ｇｂｐｓ）での通信に耐えられないと判定し、遅延時間がその閾値よりも短い端末装置３については、高速での通信に耐えうるものと判定し、通信速度管理部２７における通信速度情報を更新する。
そして、局側装置１の通信情報送出部２８は、そのようにして更新された通信速度情報とスケジュール情報から新たに通信情報を作成し直し、その通信情報を、光送信器１１を通じて当該端末装置３に送信する。
【００５３】
一方、端末装置３では、通信情報抽出部３０が局側装置１より送られてきた新しい通信情報を光受信器１４より抽出し、その通信情報が自分宛である場合に、通信速度管理部３１の通信速度情報を新たな通信速度情報に更新する。
通信速度管理部３１は、その更新された通信速度情報よって光送信器１２と光受信器１３の通信速度（伝送レート）を設定し、これにより、当該端末装置３の通信速度（伝送レート）が変更される。
【００５４】
このように、図６に示す第三実施形態のＰＯＮシステムによれば、端末装置３との間の遅延時間を検出する遅延時間検出部５１での検出結果から、高速の通信速度（本実施形態では１０Ｇｂｐｓ）での通信が適正か否かを局側装置１の通信速度決定部５２が判定し、この判定結果が不適の場合に端末装置３との間の通信をより低速の伝送レート（本実施形態では１Ｇｂｐｓ）で行わせるので、高速での通信能力があるが伝送距離の長さや光信号の減衰のために高速の伝送レート（１０Ｇｂｐｓ）での通信が行えない端末装置３についても、少なくともより低速の伝送レート（１Ｇｂｐｓ）での通信を自動的に確立させることができる。
従って、本実施形態においても、高速通信対応の端末装置３に関して、本来の高速の伝送レートでの通信が可能な場合にはその伝送レートでの通信が維持されるとともに、伝送距離が遠い等のために高速の伝送レートでの通信が不可能な場合には、高価な光増幅器を追加しなくても通信を確立でき、通信が安定したマルチレートＰＯＮシステムを安価に構築することができる。
【００５５】
〔第四実施形態〕
図７は、本発明の第四実施形態に係るＰＯＮシステムの局側装置１と、高速用（１０Ｇｂｐｓ）の端末装置３の内部構成の概略を示すブロック図である。
第一実施形態（図２）では、局側装置１で検出した光レベルの大小で通信速度を変更するか否かを判定しているのに対して、本実施形態（図７）では、端末装置３で検出した光レベルの大小で通信速度を変更するか否かを判定するようにしている。
このため、本実施形態では、光分岐器３４、光レベル検知部３５及び通信速度決定部３６が端末装置３側に設けられている。また、この通信速度決定部３６で決定した通信速度の情報を局側装置１に送るための通信速度情報送出部５５が端末装置３に設けられ、その通信速度情報を抽出するための通信速度情報抽出部５６が局側装置１に設けられている。
【００５６】
〔通信速度の変更処理の流れ〕
本実施形態のＰＯＮシステムにおいては、まず、端末装置３の光レベル検知部３５で局側装置１からの光レベルが数値化される。この端末装置３での光レベルの取得に関しては、局側装置１からの自分宛の通信(新規加入時は全員宛の通信)のヘッダを光受信器１４で拾い、その時刻に光レベルを数値化するようタイミング調整することによって行うことができる。
【００５７】
そして、端末装置３の通信速度決定部３６は、その光レベルの大小によって局側装置１との通信速度を決定し、その通信速度を自身の通信速度管理部３１に送って通信速度を設定するとともに、新しく決定した通信速度の情報を通信速度情報送出部５５により局側装置１に通知する。
局側装置１では、光受信器１３からのデータを一旦データ取得部２０に蓄え、通信速度情報抽出部５６で端末装置３の新たな通信速度を取得し、自身の通信速度管理部２７に送る。局側装置１の通信速度管理部２７はデータ取得部２０とデータ合成部１９へ通信速度情報を設定し、それらを介して光送信器１１と光受信器１３の通信速度を設定する。
【００５８】
このように、本実施形態のＰＯＮシステムによれば、局側装置１のとの間の光レベルを検出する端末装置３の光レベル検出部３５での検出結果から、高速の通信速度（本実施形態では１０Ｇｂｐｓ）での通信が適正か否かを端末装置３の通信速度決定部３６が判定し、この判定結果が不適の場合に局側装置１と端末装置３との間の通信をより低速の伝送レート（本実施形態では１Ｇｂｐｓ）で行わせるので、高速での通信能力があるが伝送距離の長さや光信号の減衰のために高速の伝送レート（１０Ｇｂｐｓ）での通信が行えない端末装置３についても、少なくともより低速の伝送レート（１Ｇｂｐｓ）での通信を自動的に確立させることができる。
従って、本実施形態においても、高速通信対応の端末装置３に関して、本来の高速の伝送レートでの通信が可能な場合にはその伝送レートでの通信が維持されるとともに、伝送距離が遠い等のために高速の伝送レートでの通信が不可能な場合には、高価な光増幅器を追加しなくても通信を確立でき、通信が安定したマルチレートＰＯＮシステムを安価に構築することができる。
【００５９】
〔第五実施形態〕
図８は、本発明の第五実施形態に係るＰＯＮシステムの局側装置１と、高速用（１０Ｇｂｐｓ）の端末装置３の内部構成の概略を示すブロック図である。
第二実施形態（図５）では、局側装置１が受信したテストパターンを利用して通信速度を変更するか否かを判定しているのに対して、本実施形態（図８）では、端末装置３が受信したテストパターンで通信速度を変更するか否かを判定するようにしている。
このため、本実施形態では、テストパターン送出要求送出部４３、テストパターン抽出部４４、比較用テストパターン４５及び通信速度決定部４６が端末装置３側に設けられ、テストパターン送出要求抽出部４７及びテストパターン送出部４８が局側装置１に設けられている。
【００６０】
また、本実施形態では、端末装置３の通信速度決定部４６で決定した通信速度の情報を局側装置１に送るための通信速度情報送出部５５が端末装置３に設けられ、その通信速度情報を抽出するための通信速度情報抽出部５６が局側装置１に設けられている。
〔通信速度の変更処理の流れ〕
本実施形態のＰＯＮシステムにおいては、まず、端末装置３のテストパターン送出要求送出部４３が局側装置１にテストパターンを送出するように要求を出す。局側装置１は、光受信器１３でそのデータを取得し、データ取得部２０でデータを蓄える。
【００６１】
局側装置１は、データ取得部２０で蓄えたデータからテストパターン送出要求抽出部４７によってテストパターン送出要求を取得し、これをテストパターン送出部４８に送る。テストパターン送出部４８は、テストパターンをデータ合成部１９に送り、データ合成部１９で蓄えたテストパターンのデータを光送信器１１から端末装置３に送信する。
次に、端末装置３のテストパターン抽出部４４は局側装置１からのテストパターンを自身の光受信器１４から取得し、通信速度決定部４６へ送る。端末装置３の通信速度決定部４６は、そのテストパターンと比較用テストパターン４５を比較して局側装置１との通信速度を決定する。
【００６２】
端末装置３は、新たに決定した通信速度を自身の通信速度管理部３１に送り、通信速度を設定する。また、端末装置３は、通信速度情報送出部５５に新しく決まった通信速度の情報を送り、局側装置１に通信速度の情報を通知する。
局側装置１は、光受信器１３からのデータを一旦データ取得部２０に蓄え、通信速度情報抽出部５６で定めた新たな通信速度を取得し、自身の通信速度管理部２７に送る。この通信速度管理部２７は、データ取得部２０とデータ合成部１９へ通信速度情報を設定し、それらを介して光送信器１１と光受信器１３の通信速度を設定する。
【００６３】
このように、第五実施形態（図８）のＰＯＮシステムによれば、局側装置１からのテストパターンを用いて測定した誤り率に基づいて、高速の通信速度（本実施形態では１０Ｇｂｐｓ）での通信が適正か否かを端末装置３の通信速度決定部４６が判定し、この判定結果が不適の場合に局側装置１との間の通信をより低速の伝送レート（本実施形態では１Ｇｂｐｓ）で行わせるので、高速での通信能力があるが伝送距離の長さや光信号の減衰のために高速の伝送レート（１０Ｇｂｐｓ）での通信が行えない端末装置３についても、少なくともより低速の伝送レート（１Ｇｂｐｓ）での通信を自動的に確立させることができる。
従って、本実施形態においても、高速通信対応の端末装置３に関して、本来の高速の伝送レートでの通信が可能な場合にはその伝送レートでの通信が維持されるとともに、伝送距離が遠い等のために高速の伝送レートでの通信が不可能な場合には、高価な光増幅器を追加しなくても通信を確立でき、通信が安定したマルチレートＰＯＮシステムを安価に構築することができる。
【００６４】
〔第六実施形態〕
図９は、本発明の第六実施形態に係るＰＯＮシステムの局側装置１と、高速用（１０Ｇｂｐｓ）の端末装置３の内部構成の概略を示すブロック図である。
第三実施形態（図６）では、局側装置１で測定した遅延時間に基づいて通信速度を変更するか否かを判定しているのに対して、本実施形態（図９）では、端末装置３で測定した遅延時間で通信速度を変更するか否かを判定するようにしている。
このため、本実施形態では、遅延時間検出部５１及び通信速度決定部５２が端末装置３側に設けられている。また、この通信速度決定部５２で決定した通信速度の情報を局側装置１に送るための通信速度情報送出部５５が端末装置３に設けられ、その通信速度情報を抽出するための通信速度情報抽出部５６が局側装置１に設けられている。
【００６５】
〔通信速度の変更処理の流れ〕
本実施形態のＰＯＮシステムにおいては、まず、端末装置３の遅延時間検出部５１が、局側装置１が自分宛に送った信号の遅延時間を光受信器１４から取得し、通信速度決定部５２へ送る。通信速度決定部５２はその遅延時間の大小によって局側装置１との通信速度を決定する。
端末装置３は、新たに決定した通信速度を自身の通信速度管理部３１に送り、通信速度を設定する。また、端末装置３は、通信速度情報送出部５５に新しく決まった通信速度の情報を送り、局側装置１に通信速度の情報を通知する。
【００６６】
局側装置１では、光受信器１３からのデータを一旦データ取得部２０に蓄え、通信速度情報抽出部５５で端末装置３の新しい通信速度を取得し、自身の通信速度管理部２７に送る。局側装置１の通信速度管理部２７は、データ取得部２０とデータ合成部１９へ通信速度情報を設定し、それらを介して光送信器１１及び光受信器１３の通信速度を設定する。
【００６７】
このように、本実施形態のＰＯＮシステムによれば、局側装置１のとの間の遅延時間を検出する遅延時間検出部５１での検出結果から、高速の通信速度（本実施形態では１０Ｇｂｐｓ）での通信が適正か否かを端末装置３の通信速度決定部５２が判定し、この判定結果が不適の場合に局側装置１との間の通信をより低速の伝送レート（本実施形態では１Ｇｂｐｓ）で行わせるので、高速での通信能力があるが伝送距離の長さや光信号の減衰のために高速の伝送レート（１０Ｇｂｐｓ）での通信が行えない端末装置３についても、少なくともより低速の伝送レート（１Ｇｂｐｓ）での通信を自動的に確立させることができる。
従って、本実施形態においても、高速通信対応の端末装置３に関して、本来の高速の伝送レートでの通信が可能な場合にはその伝送レートでの通信が維持されるとともに、伝送距離が遠い等のために高速の伝送レートでの通信が不可能な場合には、高価な光増幅器を追加しなくても通信を確立でき、通信が安定したマルチレートＰＯＮシステムを安価に構築することができる。
【００６８】
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記各実施形態では、通信速度（伝送レート）を変更するか否かを判定するための、機器間で伝送される信号の特性として、光レベル、テストパターンを利用した誤り率及び遅延時間を使用したが、これ以外にフレームロスを利用して本発明を実施することもできる。
また、上記各実施形態では、通信速度（伝送レート）が二種類（１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓ）のマルチレートＰＯＮシステムの場合を例示しているが、本発明は、三種類以上の通信速度を使用するマルチレートＰＯＮシステムにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明を採用し得るＰＯＮシステムの概略構成図である
【図２】第一実施形態に係るＰＯＮシステムの局側装置と端末装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】光レベル検出部の構成例を示すブロック図である。
【図４】上り方向通信の時分割スケジュールの一例を示す図である。
【図５】第二実施形態に係るＰＯＮシステムの局側装置と端末装置の内部構成を示すブロック図である。
【図６】第三実施形態に係るＰＯＮシステムの局側装置と端末装置の内部構成を示すブロック図である。
【図７】第四実施形態に係るＰＯＮシステムの局側装置と端末装置の内部構成を示すブロック図である。
【図８】第五実施形態に係るＰＯＮシステムの局側装置と端末装置の内部構成を示すブロック図である。
【図９】第六実施形態に係るＰＯＮシステムの局側装置と端末装置の内部構成を示すブロック図である。
【００７０】
１      局側装置
２      端末装置（低速用）
３      端末装置（高速用）
４      光ファイバ
５      光カプラ
６      光ファイバ
７      光ファイバ網
３５      光レベル検出部（検出部）
３６      通信速度決定部（速度決定部）
４４      テストパターン抽出部（検出部）
４５      比較用テストパターン
４６      通信速度決定部（速度決定部）
５１      遅延時間検出部（検出部）
５２      通信速度決定部（速度決定部） 
【図１】
2008277893.tif 000003
【図２】
2008277893.tif 000004
【図３】
2008277893.tif 000005
【図４】
2008277893.tif 000006
【図５】
2008277893.tif 000007
【図６】
2008277893.tif 000008
【図７】
2008277893.tif 000009
【図８】
2008277893.tif 000010
【図９】
2008277893.tif 000011