(57)【要約】【課題】レンジングウインドウを用いることなくレンジング光の到着位相を識別する。【解決手段】複数の収容局装置から送信されたＲＺデータ信号光を光ファイバ網を介して１つの中央局装置が受信する１対多接続光網において、収容局装置は、ＲＺデータ信号光の隣接する時間スロット間隔の２倍以上の所定時間連続し、かつデータ信号に対して許容値を超えた符号誤り率を与えない光強度のレンジング光をレンジング時に送出する構成であり、中央局装置は、ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相における光強度の合計を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する構成である。【選択図】        図１
2004260360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の収容局装置から送信されたＲＺデータ信号光を光ファイバ網を介して１つの中央局装置が受信する１対多接続光網において、
前記収容局装置は、前記ＲＺデータ信号光の隣接する時間スロット間隔の２倍以上の所定時間連続し、かつデータ信号に対して許容値を超えた符号誤り率を与えない光強度のレンジング光をレンジング時に送出する構成であり、
前記中央局装置は、前記ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相における光強度の合計を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する構成である
ことを特徴とするレンジング機能を含む１対多接続光網。
【請求項２】
請求項１に記載のレンジング機能を含む１対多接続光網において、
前記中央局装置は、通信中の収容局装置の各ＲＺデータ信号光の位相ずれを識別し、その位相ずれを有する各ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相における光強度の合計を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する構成である
ことを特徴とするレンジング機能を含む１対多接続光網。
【請求項３】
請求項１に記載のレンジング機能を含む１対多接続光網において、
前記中央局装置は、前記ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相と、前記ＲＺデータ信号光を識別する時間スロット位相のうち、データが「オフ」と識別された時間スロットの位相における光強度の合計を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する構成である
ことを特徴とするレンジング機能を含む１対多接続光網。
【請求項４】
請求項１に記載のレンジング機能を含む１対多接続光網において、
前記中央局装置は、前記ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の複数位相における光を同位相で出力する手段を含み、同位相で出力される光強度を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する構成である
ことを特徴とするレンジング機能を含む１対多接続光網。
【請求項５】
請求項１に記載のレンジング機能を含む１対多接続光網において、
前記中央局装置は、前記ＲＺデータ信号光の時間スロットの位相における光と時間スロット以外の複数位相における光をそれぞれ同位相で出力する手段を含み、それぞれ同位相で出力される光強度を検出し、一方の光強度が信号光強度を示すときの他方の光強度から、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する構成である
ことを特徴とするレンジング機能を含む１対多接続光網。
【請求項６】
請求項１に記載のレンジング機能を含む１対多接続光網において、
前記レンジング光は、連続光または時間的に連続するパルス光列であることを特徴とするレンジング機能を含む１対多接続光網。
【請求項７】
請求項１に記載のレンジング機能を含む１対多接続光網において、
前記収容局装置は、前記レンジング光の光強度を前記中央局装置からの指示があるまで徐々に増加する構成であり、
前記中央局装置は、前記レンジング光の光強度が所定値を超えてレンジング光の到着位相を検出したときに、レンジング中の収容局装置に対してレンジング光の光強度の増加抑止を指示する構成である
ことを特徴とするレンジング機能を含む１対多接続光網。
【請求項８】
請求項１に記載のレンジング機能を含む１対多接続光網において、
前記中央局装置は、前記収容局装置から送信されたレンジング光の存在を検出すると、そのレンジング光の位相がレンジング中の収容局装置に割り当てるＲＺデータ信号光の時間スロットの位相に一致するまで、レンジング中の収容局装置に対して位相シフトを指示する構成であり、
前記レンジング中の収容局装置は、前記中央局装置からの位相シストの指示に応じてレンジング光の位相をシフトする構成である
ことを特徴とするレンジング機能を含む１対多接続光網。
【請求項９】
収容局装置から送出されたＲＺデータ信号光の隣接する時間スロット間隔の２倍以上の所定時間連続し、かつデータ信号に対して許容値を超えた符号誤り率を与えない光強度のレンジング光を検出する中央局装置において、
前記ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相でサンプリングする手段と、
サンプリングされた光強度の合計を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する手段と
を備えたことを特徴とする中央局装置。
【請求項１０】
収容局装置から送出されたＲＺデータ信号光の隣接する時間スロット間隔の２倍以上の所定時間連続し、かつデータ信号に対して許容値を超えた符号誤り率を与えない光強度のレンジング光を検出する中央局装置において、
前記ＲＺデータ信号光を識別する時間スロット位相のうち、データが「オフ」と識別された時間スロットの位相における光強度の合計を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する手段を備えた
ことを特徴とする中央局装置。
【請求項１１】
収容局装置から送出されたＲＺデータ信号光の隣接する時間スロット間隔の２倍以上の所定時間連続し、かつデータ信号に対して許容値を超えた符号誤り率を与えない光強度のレンジング光を検出する中央局装置において、
前記ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相における光を同位相で出力する手段と、
前記同位相で出力される光強度を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する手段と
を備えたことを特徴とする中央局装置。
【請求項１２】
収容局装置から送出されたＲＺデータ信号光の隣接する時間スロット間隔の２倍以上の所定時間連続し、かつデータ信号に対して許容値を超えた符号誤り率を与えない光強度のレンジング光を検出する中央局装置において、
前記ＲＺデータ信号光の時間スロットの位相における光と時間スロット以外の位相における光をそれぞれ同位相で出力する手段と、
前記それぞれ同位相で出力される光強度を検出し、一方の光強度が信号光強度を示すときの他方の光強度から、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する手段と
を備えたことを特徴とする中央局装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかに記載の中央局装置において、
前記レンジング光の到着位相を検出したときに、レンジング中の収容局装置に対してレンジング光の光強度の増加抑止を指示する手段を含む
ことを特徴とする中央局装置。
【請求項１４】
ＲＺデータ信号光の隣接する時間スロット間隔の２倍以上の所定時間連続し、かつデータ信号に対して許容値を超えた符号誤り率を与えない光強度のレンジング光を送出する収容局装置において、
前記レンジング光の光強度を中央局装置からの指示があるまで徐々に増加する手段を含む
ことを特徴とする収容局装置。
【請求項１５】
請求項９〜１２のいずれかに記載の中央局装置において、
前記収容局装置から送信されたレンジング光の存在を検出すると、そのレンジング光の位相がレンジング中の収容局装置に割り当てるＲＺデータ信号光の時間スロットの位相に一致するまで、レンジング中の収容局装置に対して位相シフトを指示する手段を含む
ことを特徴とする中央局装置。
【請求項１６】
ＲＺデータ信号光の隣接する時間スロット間隔の２倍以上の所定時間連続し、かつデータ信号に対して許容値を超えた符号誤り率を与えない光強度のレンジング光を送出する収容局装置において、
前記中央局装置からの位相シストの指示に応じてレンジング光の位相をシフトする手段を含む
ことを特徴とする収容局装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の収容局装置から送信されたＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）  データ信号光を光ファイバ網を介して１つの中央局装置が受信するためのレンジング機能を含む１対多接続光網および中央局装置並びに収容局装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、１対多接続光網の構成例を示す。図において、１対多接続光網は、中央局装置１０に対してデータ信号を送信する複数の収容局装置２０−１〜２０−ｎが、光ファイバ網３０を介して中央局装置１０に接続される構成である。ここで、複数の収容局装置から送信されたデータ信号は、同一の光ファイバを介して同時に中央局装置１０に到達することになる。
【０００３】
このため、中央局装置１０から収容局装置２０にデータ送信許可を与えてから、収容局装置２０が送信したデータ信号が中央局装置１０に到着するまでの遅延時間を測定し、中央局装置１０が同時に処理可能な信号数を超えたデータ信号が同時に中央局装置１０に到着しないように調整するレンジング機能が利用される。
【０００４】
従来のレンジング機能を備える１対多接続光網としては、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８３．１  に示されるものがある。この勧告には、中央局装置（ＯＬＴ）に到着する異なる複数の収容局装置（ＯＮＵ）からのデータ信号が衝突しないように、各データ信号がＯＬＴに到着する位相を制御するレンジング機能がある。このレンジングに用いる信号光であるレンジングセルが、通信中の他のＯＮＵのデータ信号と衝突しないようにするために、通信中のＯＮＵにデータ送信を許可しないレンジングウインドウと呼ばれるレンジングセルのみが使用する時間を設定している。このレンジングウインドウは、ＯＬＴ−ＯＮＵ間距離が０〜２０ｋｍである場合は  ０．２ｍｓとなっている。
【０００５】
しかし、このレンジングウインドウを設定することにより、データ信号に割り当て可能な時間スロット（上り帯域）が減少し、かつデータ信号の時間スロット配置が不均等になり、データ信号に遅延揺らぎを発生させる問題があった。
【０００６】
この問題を解決する方法として、レンジングウインドウを用いないレンジング方法が特許文献１に開示されている。これによれば、データ信号の伝送帯域外の帯域で変調した擬似ノイズシーケンスを、データ信号を妨害しないように強度を調整してレンジング中の収容局装置からレンジング光として送出する。中央局装置は、受信した上り光とレンジング光に用いた擬似ノイズシーケンスとの相関をとり、その相関値の極値によりレンジング光の到着時間位相を検出する。
【０００７】
【特許文献１】
特表平１０−５０８４４３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の従来のレンジング方法では、レンジング光の変調帯域をデータ信号の伝送帯域以上にする場合、サンプリング定理により、レンジング光を変調する擬似ノイズシーケンスの変調帯域がデータ信号の伝送帯域の２倍以上でないと、レンジング光の到着を識別することができない。このため、電気回路の処理限界に近いＧｂｉｔ／ｓ  以上の帯域でデータ信号を伝送する場合には、レンジングのための擬似ノイズシーケンスを識別するための電気回路は広帯域なものが要求され、高価あるいは構成が困難になる問題がある。また、レンジング光が到着していなくても、一連のデータ信号のビットパターンが擬似ノイズシーケンスに合致すると、レンジング光が到着したと誤識別する可能性もある。
【０００９】
一方、レンジング光の変調帯域をデータ信号の伝送帯域以下にする場合は、文献にあるように、データ信号の時間スロットよりも広い時間スロットになるレンジング光の位相を検出するために、データ信号の伝送帯域の２倍または４倍の周期でサンプリングしている。したがって、レンジング光の変調帯域がデータ信号の伝送帯域以上の場合と同様に、電気回路は広帯域なものが要求され、高価あるいは構成が困難になる問題がある。また、データ信号に重畳して同時到着したレンジング光を検出するためには、単純な閾値制御ではないアナログ処理が必要となり、電気回路のコスト上昇を招く問題がある。
【００１０】
さらに、データ信号のオンビットとオフビットの比、および収容局装置ごとの光強度変動により、光信号の受信レベルが甚だしく変動し、データ信号とレンジング光の両方を同時に受信するために要求される受光レベルの幅が数十ｄＢとなると、実現は困難になる。
【００１１】
本発明は、データ信号のオン／オフによる影響やデータ信号光強度変動の影響を回避し、データ信号よりも広帯域なアナログ処理を不用とし、データ信号の伝送帯域に等しい帯域の電気回路により、レンジングウインドウによるデータ信号に割当可能な時間スロット削減を軽減し、データ信号の遅延変動を抑制することができるレンジング機能を含む１対多接続光網および中央局装置並びに収容局装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数の収容局装置から送信されたＲＺデータ信号光を光ファイバ網を介して１つの中央局装置が受信する１対多接続光網において、収容局装置は、ＲＺデータ信号光の隣接する時間スロット間隔の２倍以上の所定時間連続し、かつデータ信号に対して許容値を超えた符号誤り率を与えない光強度のレンジング光をレンジング時に送出する構成であり、中央局装置は、ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相における光強度の合計を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する構成である。
【００１３】
また、中央局装置は、通信中の収容局装置の各ＲＺデータ信号光の位相ずれを識別し、その位相ずれを有する各ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相における光強度の合計を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する構成としてもよい（請求項２）。
【００１４】
また、中央局装置は、ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相と、ＲＺデータ信号光を識別する時間スロット位相のうち、データが「オフ」と識別された時間スロットの位相における光強度の合計を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する構成としてもよい（請求項３）。
【００１５】
また、中央局装置は、ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相における光を同位相で出力する手段を含み、同位相で出力される光強度を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する構成としてもよい（請求項４）。
【００１６】
また、中央局装置は、ＲＺデータ信号光の時間スロットの位相における光と時間スロット以外の位相における光をそれぞれ同位相で出力する手段を含み、それぞれ同位相で出力される光強度を検出し、一方の光強度が信号光強度を示すときの他方の光強度から、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する構成としてもよい（請求項５）。
【００１７】
ここで、レンジング光は、連続光または時間的に連続するパルス光列のいずれでもよい（請求項６）。
【００１８】
また、収容局装置は、レンジング光の光強度を中央局装置からの指示があるまで徐々に増加する構成であり、中央局装置は、レンジング光の光強度が所定値を超えてレンジング光の到着位相を検出したときに、レンジング中の収容局装置に対してレンジング光の光強度の増加抑止を指示する構成である（請求項７）。
【００１９】
また、中央局装置は、収容局装置から送信されたレンジング光の存在を検出すると、そのレンジング光の位相がレンジング中の収容局装置に割り当てるＲＺデータ信号光の時間スロットの位相に一致するまで、レンジング中の収容局装置に対して位相シフトを指示する構成であり、レンジング中の収容局装置は、中央局装置からの位相シストの指示に応じてレンジング光の位相をシフトする構成である（請求項８）。
【００２０】
請求項９の発明の中央局装置は、ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相でサンプリングする手段と、サンプリングされた光強度の合計を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する手段とを備える。
【００２１】
請求項１０の発明の中央局装置は、ＲＺデータ信号光を識別する時間スロット位相のうち、データが「オフ」と識別された時間スロットの位相における光強度の合計を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する手段を備える。
【００２２】
請求項１１の発明の中央局装置は、ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相における光を同位相で出力する手段と、同位相で出力される光強度を検出し、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する手段とを備える。
【００２３】
請求項１２の発明の中央局装置は、ＲＺデータ信号光の時間スロットの位相における光と時間スロット以外の位相における光をそれぞれ同位相で出力する手段と、それぞれ同位相で出力される光強度を検出し、一方の光強度が信号光強度を示すときの他方の光強度から、レンジング中の収容局装置から送信されたレンジング光の到着位相を識別する手段とを備える。
【００２４】
また、これらの中央局装置は、レンジング光の到着位相を検出したときに、レンジング中の収容局装置に対してレンジング光の光強度の増加抑止を指示する手段を含む（請求項１３）。
【００２５】
請求項１４の発明の収容局装置は、レンジング光の光強度を中央局装置からの指示があるまで徐々に増加する手段を含む。
【００２６】
また、これらの中央局装置は、収容局装置から送信されたレンジング光の存在を検出すると、そのレンジング光の位相がレンジング中の収容局装置に割り当てるＲＺデータ信号光の時間スロットの位相に一致するまで、レンジング中の収容局装置に対して位相シフトを指示する手段を含む（請求項１５）。
【００２７】
請求項１６の発明の収容局装置は、中央局装置からの位相シストの指示に応じてレンジング光の位相をシフトする手段を含む。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（レンジング光の第１の構成例）
図１は、ＲＺデータ信号光に対するレンジング光の第１の構成例を示す。ＲＺデータ信号光は全時間スロットにおいて「オン」の例であり、時間スロット間隔をＴとする。レンジング光は、ＲＺデータ信号光の時間スロット間隔Ｔの２倍以上の時間連続する連続光とする。ここでは、レンジング光の連続時間はＲＺデータ信号光の２ｎ  ビット相当（ｎは１以上の整数）とする。
【００２９】
レンジング光強度は、中央局装置にレンジング光と同時に到着する他の収容局装置からのＲＺデータ信号光に対するレンジング光による符号誤り率劣化等が許容値を越えない強度とし、ｎは符号化利得により復号後のレンジング光が検出可能な大きさとする。例えば、中央局装置に到着する１Ｇｂｉｔ／ｓ  のＲＺデータ信号光のオンレベルが−３０ｄＢｍ、光検出器の暗電流が１０−１０  Ａ、受信雑音温度  ３００Ｋ、過剰雑温度０．３５としたときに、符号誤り率１０−９を要求すると、中央局装置に到着するレンジング光強度は−４１ｄＢｍ程度以下に制限される。通信中であるＲＺデータ信号光の消光比を２０ｄＢとすると、レンジング光とＲＺデータ信号光のオフレベル強度の比は高々９ｄＢとなり、ｎ＝６の符号化利得の場合は、４×１０−５程度の符号誤りが発生する。したがって、ＲＺデータ信号光のオフ時の発光をレンジング光と誤識別しないために、連続２段検出の保護段数を設定する。
【００３０】
（レンジング光の第２の構成例）
図２は、ＲＺデータ信号光に対するレンジング光の第２の構成例を示す。ＲＺデータ信号光は全時間スロットにおいて「オン」の例であり、時間スロット間隔をＴとする。レンジング光は、ＲＺデータ信号光の時間スロット間隔Ｔに例えば２パルス配置され、かつ時間スロット間隔Ｔの２倍以上の時間連続する光パルス列とする。ここでは、レンジング光の連続時間はＲＺデータ信号光の２ｎ  ビット相当（ｎは１以上の整数）、すなわち２ｎ＋１  パルス列とする。
【００３１】
このようなレンジング光は、ＲＺデータ信号のＲＺ変調器またはパルス光源を時間スロット間隔Ｔの２倍以上の高い周波数で作動させるか、ＲＺ変調器またはパルス光源の単一出力光パルスを図３に示す符号化器を介して生成することができる。符号化器は、遅延のない経路と、ＲＺデータ信号の時間スロット周期Ｔ／２ずつ遅延時間を順次増加させた経路をスプリッタで（ｎ＋１）段カスケードに接続することにより、単一光パルスから２ｎ＋１  の光パルス列を生成することができる。
【００３２】
（中央局装置の受信回路の第１の構成例）
図４（ａ），（ｂ）  は、中央局装置の受信回路の第１の構成例を示す。図４（ａ）  において、中央局装置の受信回路は、到着するＲＺデータ信号光およびレンジング光（上り光）を検出する光検出器１１、光検出器１１の出力からＲＺデータ信号を識別するデータ信号識別手段１２、光検出器１１の出力からレンジング位相を識別するレンジング位相識別手段１３ａにより構成される。
【００３３】
レンジング位相識別手段１３ａは、データ信号識別手段１２でＲＺデータ信号光の識別に用いた時間スロット間隔Ｔでのクロック信号に対応する時間スロット位相情報を入力し、Ｔ／２だけ位相をずらして出力する位相差付与手段１３１と、位相差付与手段１３１から出力されるＴ／２ずれた時間スロット位相情報の位相で光検出器１１の出力をサンプリングするサンプリング手段１３２と、サンプリング出力をレンジング光の連続時間に相当する所定の回数（２ｎ  回）積算する積算手段１３３により構成される。
【００３４】
図４（ｂ）  のレンジング位相識別手段１３ｂは、データ信号識別手段１２から入力する時間スロット位相情報の位相をＴ／２だけずらしてサンプリング手段１３２に与えるのではなく、光検出器１１の出力を位相差付与手段１３１に入力し、Ｔ／２だけずらしてサンプリング手段１３２に入力し、時間スロット位相情報でサンプリングする構成である。
【００３５】
レンジング光の到着位相を識別するレンジング手順について説明する。レンジングは、１収容局ずつ順に行う。なお、中央局装置に到着するレンジング光の光強度は、収容局装置ごとの光出力特性および中央局装置までの光損失特性により不明であるので、レンジング中の収容局装置はレンジング光強度を中央局装置から指示があるまで、所定のステップで徐々に増大する。中央局装置のレンジング位相識別手段１３ａ，１３ｂは、レンジング光が未到着のとき、ＲＺデータ信号光のオフレベルの光強度は十分に小さいために光強度０を検出する。レンジング光が到着し、上記のサンプリング位相でサンプリングして光強度を積算し、ピーク強度が所定のレンジング光強度に（２ｎ  −１）を乗じた値以上になると、レンジング光の到着位相として識別する。
【００３６】
中央局装置は、レンジング光の到着位相を検出出力後に、レンジング光を送出しているレンジング中の収容局装置に対してレンジング光の増加抑止の指示を発行する。そして、そのレンジング光の位相がレンジング中の収容局装置に割り当てるＲＺデータ信号光の時間スロットの位相に一致するまで、レンジング中の収容局装置に対してレンジング光の送出位相をシフトするように指示する。レンジング中の収容局装置は、中央局装置からの位相シフトの指示に応じてレンジング光の位相をシフトする。位相シフトの結果、レンジング光の位相が所定の位相になったところで位相シフトの指示を停止し、レンジング中の収容局装置からの送出光をレンジング光からＲＺデータ信号光に変更してレンジングを完了する。
【００３７】
このように、本実施形態では、ＲＺデータ信号光の時間スロット間隔Ｔの２倍以上の時間連続するレンジング光について、ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相でサンプリングして相関検出することにより、レンジングウインドウを用いることなくレンジング光の到着位相を識別出力することができる。
【００３８】
なお、本発明で用いる光検出器は、光検出器の受光感度のダイナミックレンジが小さくＲＺデータ信号光とレンジング光を同一受光感度設定にて検出できない場合、ＲＺデータ信号光の時間スロット間隔の半分のＴ／２周期で、光検出器の受光感度をＲＺデータ信号光とレンジング光として想定する光強度に応じた受光感度設定に変更する光検出器としてもよく、それぞれ対応する受光感度を設定した光検出器の組としてもよい。
【００３９】
（中央局装置の受信回路の第２の構成例）
図５（ａ），（ｂ）  は、中央局装置の受信回路の第２の構成例を示す。図５（ａ）  において、中央局装置の受信回路は、到着するＲＺデータ信号光およびレンジング光（上り光）を検出する光検出器１１、光検出器１１の出力からＲＺデータ信号を識別するデータ信号識別手段１２、光検出器１１の出力からレンジング位相を識別するレンジング位相識別手段１３ｃにより構成される。
【００４０】
レンジング位相識別手段１３ｃは、データ信号識別手段１２でＲＺデータ信号光の識別に用いた時間スロット間隔Ｔでのクロック信号に対応する時間スロット位相情報を入力し、さらに各収容局装置から到着するＲＺデータ信号光の時間スロットの位相ずれを示す位相ずれ情報を入力し、ＲＺデータ信号光の時間スロット以外のサンプリング位相を出力する位相ずれ反映手段１３４と、光検出器１１の出力を時間スロット間隔の半分のＴ／２以上遅延させる遅延手段１３７と、位相ずれ反映手段１３４から出力されるサンプリング位相で遅延手段１３７の出力をサンプリングするサンプリング手段１３２と、サンプリング出力をレンジング光の連続時間に相当する所定の回数（２ｎ  回）積算する積算手段１３３により構成される。
【００４１】
本構成例は、中央局装置に到着するべき位相にジッタが重畳した位相でＲＺデータ信号光が到着する場合に特に有効である。第１の構成例では、ＲＺデータ信号光が中央局装置に到着していないはずの位相でサンプリングするが、ＲＺデータ信号光にジッタが重畳した場合、ＲＺデータ信号光が到着している位相でサンプリングするおそれがあり、ジッタののったＲＺデータ信号光をレンジング光としてサンプリングすると、レンジング光を誤識別する問題がある。そこで、本構成例の位相ずれ反映手段１３４は、ＲＺデータ信号光の連続する２つの時間スロットに対して、実際に到着した２つのＲＺデータ信号光に重畳するジッタに応じた位相ずれ情報を受信する。これらの位相ずれ情報を用い、連続するＲＺデータ信号光の時間的に中央に位置する位相でサンプリング手段１３２がサンプリングするように、位相ずれ反映手段１３４が光検出器出力をサンプリングする位相を調整することにより、ＲＺデータ信号光の到着しない位相でのサンプリングを実現する。遅延手段１３７は、レンジング位相識別手段１３ｃが連続する２つの時間スロットに対応するＲＺデータ信号光のデータ信号識別手段１２による識別位相に基づく位相ずれ情報を受けてから、連続するＲＺデータ信号光の内で時間的に後ろに位置するＲＺデータ信号光よりも時間的に前に位置する光検出器出力をサンプリングするために遅延を与える。
【００４２】
図５（ｂ）  のレンジング位相識別手段１３ｄは、データ信号識別手段１２から入力する時間スロット位相情報の位相に位相ずれを反映させてサンプリング手段１３２に与えるのではなく、光検出器１１の出力を位相ずれ反映手段１３４に入力し、位相ずれ情報に応じて位相をずらしてサンプリング手段１３２に入力し、時間スロット位相情報でサンプリングする構成である。
【００４３】
なお、位相ずれが通信中の収容局装置ごとに固定的な値である場合は、対象とする時間スロットを使用する収容局装置の位相ずれを収容局装置ごとに固定的に与えるようにしてもよい。この場合、サンプリング手段１３２でサンプリングする位相よりも新しい光検出器１１の出力結果を用いる必要がないため遅延手段１３７を省略し、光検出器１１の出力をサンプリング手段１３２または位相ずれ反映手段１３４に入力してもよい。
【００４４】
このように、本実施形態では、ＲＺデータ信号光の時間スロット間隔Ｔの２倍以上の時間連続するレンジング光について、通信中の収容局装置ごとの各ＲＺデータ信号光の時間スロットの位相ずれを補正することにより、ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相で、しかも位相ずれによりレンジング光よりも十数ｄＢ強度の大きいＲＺデータ信号光をレンジング光と誤ることなくサンプリングして相関検出し、レンジング光の到着位相を識別出力することができる。
【００４５】
（中央局装置の受信回路の第３の構成例）
図６は、中央局装置の受信回路の第３の構成例を示す。図６において、中央局装置の受信回路は、到着するＲＺデータ信号光およびレンジング光（上り光）を検出する光検出器１１、光検出器１１の出力からＲＺデータ信号を識別するデータ信号識別手段１２、光検出器１１の出力からレンジング位相を識別するレンジング位相識別手段１３ｅにより構成される。
【００４６】
レンジング位相識別手段１３ｅは、データ信号識別手段１２からＲＺデータ信号光を識別する時間スロット位相のうち、データが「オフ」と識別された時間スロットオフ位相情報を入力して光検出器１１の出力をサンプリングするサンプリング手段１３２と、サンプリング出力をレンジング光の連続時間に相当する所定の回数（２ｎ  回）積算する積算手段１３３により構成される。なお、この時間スロットオフ位相情報は、データが「オフ」のときに限らず、初めからデータの割当のない時間スロットも含むものとする。
【００４７】
これにより、例えばＲＺデータ信号光のオン／オフ比が１の場合は、ＲＺデータ信号光の半分の時間スロットにおいて、オンであるＲＺデータ信号光の影響を受けることなくレンジング光を識別することができる。本構成例は、ＲＺデータ信号間の受信光が零である位相を用いていないため、ＲＺデータ信号を用いる１対多接続光網に加えて、データ信号間の受信光が零とならないＮＲＺデータ信号を用いる１対多接続光網にも適用可能である。また、本構成において、第１の構成例の時間スロット位相とＴ／２ずれた位相でのサンプリングを併用することにより、第１の構成例に比べて単位時間当たりのサンプリング数を増加させることができるので、短時間でかつ高感度なレンジングが可能になる。
【００４８】
（中央局装置の受信回路の第４の構成例）
図７（ａ），（ｂ）  は、中央局装置の受信回路の第４の構成例を示す。図７（ａ）  において、中央局装置の受信回路は、到着するＲＺデータ信号光およびレンジング光（上り光）を２分岐する光分岐器１４、分岐されたＲＺデータ信号光を検出する光検出器１１、光検出器１１の出力からＲＺデータ信号を識別するデータ信号識別手段１２、分岐されたＲＺデータ信号光およびレンジング光を入力し、レンジング位相を識別するレンジング位相識別手段１３ｆにより構成される。
【００４９】
レンジング位相識別手段１３ｆは、データ信号識別手段１２でＲＺデータ信号光の識別に用いた時間スロット間隔Ｔでのクロック信号に対応する時間スロット位相情報を入力し、Ｔ／２だけ位相をずらして出力する位相差付与手段１３１と、ＲＺデータ信号光の時間スロットの位相における光と時間スロット以外の位相における光をそれぞれ同位相で順次出力する復号器１３８と、位相差付与手段１３１から出力されるＴ／２ずれた時間スロット位相情報の位相で復号器１３８の出力を検出し、ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相におけるレンジング光を識別する光検出器１３５により構成される。ここで、復号器１３８は、図３に示すものと各段の遅延時間と段数の異なる同様の構成であり、遅延のない経路と、ＲＺデータ信号の時間スロット周期Ｔずつ遅延時間を順次増加させた経路をスプリッタでｎ段カスケードに接続して構成される。
【００５０】
図７（ｂ）  のレンジング位相識別手段１３ｇは、データ信号識別手段１２から入力する時間スロット位相情報の位相をＴ／２だけずらして光検出器１３５に与えるのではなく、到着するＲＺデータ信号光およびレンジング光を位相差付与手段１３１に入力し、Ｔ／２だけずらして復号器１３８に入力し、光検出器１３５でＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相におけるレンジング光を識別する。
【００５１】
本構成例の光遅延線からなる復号器１３８は、前述の構成例のサンプリング手段および積算手段が行うＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相におけるレンジング光のサンプリングと同様の機能を果たしており、第１の構成例等に比べて電気回路の構成が簡単になる。また、電気段の処理が軽減されているので、特にＯＴＤＭのように電気段ではなく光段で多重化する網において有効である。
【００５２】
（中央局装置の受信回路の第５の構成例）
図８は、中央局装置の受信回路の第５の構成例を示す。本実施形態では、ＲＺデータ信号光のパルス幅の２倍の間隔で、ＲＺデータ信号光の時間スロット間隔Ｔが設定されているものとする。
【００５３】
図８において、中央局装置の受信回路は、到着するＲＺデータ信号光およびレンジング光（上り光）を２分岐する分岐器１４、分岐されたＲＺデータ信号光を検出する光検出器１１、光検出器１１の出力からＲＺデータ信号を識別するデータ信号識別手段１２、分岐されたＲＺデータ信号光およびレンジング光を入力し、レンジング信号を識別するレンジング位相識別手段１３ｈにより構成される。
【００５４】
レンジング位相識別手段１３ｈは、分岐器１４で分岐されたＲＺデータ信号光およびレンジング光を入力して２分岐し、かつその一方にＴ／２の遅延を与える分岐遅延器１３６と、Ｔ／２の遅延差を有するＲＺデータ信号光の時間スロットの位相における光と時間スロット以外の位相における光をそれぞれ同位相で出力する復号器１３８−１，１３８−２と、各復号器１３８−１，１３８−２の出力を検出する光検出器１３５−１，１３５により構成される。
【００５５】
この構成では、例えば、全収容局装置から中央局装置に到着するＲＺデータ信号光の強度が等しい場合、一方の光検出器でＲＺデータ信号光の時間スロットに同期して［（データ信号のデューティ比）×（２ｎ  時間スロット内で通信中の収容局装置に割当済の時間スロット）×（ＲＺデータ信号光強度）］が検出されるときの他方の光検出器の出力は、ＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相におけるレンジング光に対応するので、レンジング光の到着位相を識別することができる。また、収容局装置ごとに中央局装置に到着するＲＺデータ信号光の強度が異なる場合は、［（データ信号のデューティ比）×Σ（２ｎ  時間スロット内で通信中のある収容局装置に割当済の時間スロット）×（ある収容局装置のＲＺデータ信号光強度）］となり、Σは収容局装置ごとの合計を意味する。
【００５６】
また、復号器により合計されたレンジング光強度よりも、ＲＺデータ信号光の強度が大きい場合は、復号器１３８−１と復号器１３８−２のうちで、ＲＺデータ信号光の時間スロットに同期するために用いる方の復号器を省略してもよく、その場合はＲＺデータ信号光の強度が検出されるときの他方の光検出器の出力を用いてレンジング位相を検出することができる。すなわち、第４の構成例のようにデータ信号識別手段１２からの時間スロット位相情報を用いることなく、レンジングを行うことができる。
【００５７】
（中央局装置の受信回路の第６の構成例）
図９は、中央局装置の受信回路の第６の構成例を示す。本構成例のレンジング位相識別手段１３ｉは、第５の構成例における光遅延線からなる復号器１３８−１，１３８−２に代わり、第１の構成例等で用いたサンプリング手段１３２−１，１３２−２と積算手段１３３−１，１３３−２を用いる。ただし、分岐遅延器１３６は電気段の構成となる。レンジング光の到着位相を識別する原理は、第５の構成例と同様である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、データ信号に許容範囲を超えた符号誤り率を与えないような強度で、ＲＺデータ信号光の時間スロット間隔の２倍以上連続するレンジング光を収容局装置から送出させ、中央局装置でＲＺデータ信号光の時間スロット以外の位相でレンジング光を検出することにより、レンジングウインドウを用いることなくレンジング光の到着位相を識別することができる。これにより、レンジングウインドウ適用による問題であるデータ信号用の上り帯域が減少する問題や、上りデータに遅延揺らぎが発生する問題を回避することができる。
【００５９】
さらに、本発明は、データの伝送速度の数倍の電気処理が要求される従来例と異なり、データの伝送帯域に対応する処理速度の電気回路で処理が可能であるので、データ伝送速度をＧｂｉｔ／ｓ  以上の帯域に広帯域化する場合でも、容易かつ安価な電気回路で対応することができる。
【００６０】
また、データ信号光が到着しない位相におけるレンジング光のみをレンジングに用いることにより、擬似ノイズシーケンスを用いてレンジング光を識別する従来例と異なり、レンジング光強度に対して極めて大きいデータ信号光をレンジング光到着と誤識別する問題を回避することができる。さらに、上りデータのオンとオフの比、および収容局装置ごとの光強度変動による影響も無視することができる。
【００６１】
また、データ信号光とレンジング光を同時に検出する必要がなく、それぞれ専用の光検出器で検出することができるので、従来のように両方を同時に検出するためのダイナミックレンジが大きい光検出器が不用となり、ダイナミックレンジの狭い安価な光検出器を用いてディジタル的な閾値処理により対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＺデータ信号光に対するレンジング光の第１の構成例を示す図。
【図２】ＲＺデータ信号光に対するレンジング光の第２の構成例を示す図。
【図３】符号化器（復号器）の構成例を示す図。
【図４】中央局装置の受信回路の第１の構成例を示す図。
【図５】中央局装置の受信回路の第２の構成例を示す図。
【図６】中央局装置の受信回路の第３の構成例を示す図。
【図７】中央局装置の受信回路の第４の構成例を示す図。
【図８】中央局装置の受信回路の第５の構成例を示す図。
【図９】中央局装置の受信回路の第６の構成例を示す図。
【図１０】１対多接続光網の構成例を示す図。
【符号の説明】
１０  中央局装置
１１  光検出器
１２  データ信号識別手段
１３ａ〜１３ｉ  レンジング位相識別手段
１４  光分岐器
２０  収容局装置
３０  光ファイバ網
１３１  位相差付与手段
１３２  サンプリング手段
１３３  積算手段
１３４  位相ずれ反映手段
１３５  光検出器
１３６  分岐遅延器
１３７  遅延手段
１３８  復号器
【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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