(57)【要約】【課題】無信号区間のノイズを誤検出せずにＯＬＴの受光感度を向上させる。【解決手段】第１の加入者装置及び第２の加入者装置の各々との通信に必要な時間を、第１の期間において測定し、第１の期間において、通信に必要な時間を測定するための応答信号の送信を指示する要求信号を、第１の加入者装置及び第２の加入者装置に送信し、第１の期間の開始から終了まで、メモリに格納されたオフセット値が時間の経過に従って減少するように更新し、第１の期間に受信する信号が応答信号であるか否かを判定するための閾値を、信号を受信した際のオフセット値を用いて、時間の経過に従って減少するように算出し、第１の期間に受信する信号の光レベルが算出した閾値以上である信号を、応答信号であると判定し、第１の期間において、応答信号を、第２の加入者装置よりも先に第１の加入者装置から受信する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
局側装置であって、
プロセッサ及びメモリを有し、
第１の加入者装置と、前記第１の加入者装置よりも前記局側装置から遠い位置に設置される第２の加入者装置と、光通信路を介して通信し、
前記第１の加入者装置及び前記第２の加入者装置の各々との通信に必要な時間を、第１の期間において測定し、
前記第１の期間において、前記通信に必要な時間を測定するための応答信号の送信を指示する要求信号を、前記第１の加入者装置及び前記第２の加入者装置に送信し、
前記第１の期間の開始から終了まで、前記メモリに格納されたオフセット値が時間の経過に従って減少するように更新し、
前記第１の期間に受信する信号が前記応答信号であるか否かを判定するための閾値を、前記信号を受信した際の前記オフセット値を用いて、前記時間の経過に従って減少するように算出し、
前記第１の期間に受信する信号の光レベルが前記算出した閾値以上である信号を、前記応答信号であると判定し、
前記第１の期間において、前記応答信号を、前記第２の加入者装置よりも先に前記第１の加入者装置から受信することを特徴とする局側装置。
【請求項２】
請求項１に記載の局側装置であって、
前記第１の期間を開始する場合、前記オフセット値の最高値である最高オフセット値を、前記オフセット値として前記メモリに格納し、
前記第１の期間の開始後、前記メモリから前記オフセット値を取得し、かつ、前記最高オフセット値よりも少ない所定の値を前記取得したオフセット値から減算した結果によって、前記メモリに格納されるオフセット値を更新することを、前記第１の期間よりも短い所定の期間ごとに行うことを特徴とする局側装置。
【請求項３】
請求項２に記載の局側装置であって、
前記光通信路を光信号が通過する際の、当該光信号の光レベルの単位時間あたりの損失を前記メモリに保持し、
前記第１の期間の開始から終了まで前記単位時間あたりの損失に従って前記オフセット値が減少するように、前記所定の期間及び前記所定の値を定めることを特徴とする局側装置。
【請求項４】
請求項１に記載の局側装置であって、
前記第１の加入者装置及び前記第２の加入者装置の少なくとも一つを介して、加入者端末と接続され、
第２の期間の開始から終了までに前記加入者端末から送信されるデータを受信しない期間において、受信する信号の光レベルを、ノイズの光レベルとして取得し、
前記第２の期間の終了後の前記第１の期間の開始から終了まで、前記メモリに格納されたオフセット値が前記取得したノイズの光レベル以下になるまで、前記オフセット値が減少するように更新することを特徴とする局側装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局側装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信網の高速化及び広帯域化が進む中、それらに対応するため、光ネットワークの導入が図られている。受動光網（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：以下ＰＯＮと称する）システムにおいて、一つの局側光伝送路終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ：以下ＯＬＴと称する）は、光ファイバを分岐する光スプリッタ及び光ファイバを介して、複数の宅内光伝送路終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ：以下ＯＮＵと称する）とスター型のポイントツーマルチポイントのネットワークによって接続する。
【０００３】
ＰＯＮの代表的な規格には、ＩＥＥＥ８０２．３で標準化されたＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ  ＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標、以下同じ））、及び、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４で標準化されたＧＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｃａｐａｂｌｅ  ＰＯＮ）がある。
【０００４】
ＰＯＮにおけるＯＮＵからＯＬＴに向かって送信される上り信号と、ＯＬＴからＯＮＵに向かって送信される下り信号とは、波長分割多重（Ｗａｖｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下ＷＤＭと称する）によって多重される。下り信号は、ＯＬＴから光ファイバで接続された全てのＯＮＵに対して同じデータを送信する。データを受信したＯＮＵが信号中に含まれる宛先情報を参照して自分宛の信号以外を破棄し、自分宛のデータのみをユーザ側へ転送する。
【０００５】
一方で上り信号はＯＮＵがＯＬＴからの送信許可に従って指定された時間にデータを出力する時分割多重（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：以下ＴＤＭＡと称する）により多重され通信を行うものである。
【０００６】
また、ＰＯＮの通信速度は６４ｋｂｉｔ／秒のような低速信号を扱うシステムから始まり、固定長のＡＴＭセルを最大約６００Ｍｂｉｔ／秒で送受信するＢＰＯＮ（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ＰＯＮ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔの可変長パケットを最大約１Ｇｂｉｔ／秒で送受信するＥＰＯＮ、又は、より高速な２．４Ｇｂｉｔ／秒程度の信号を扱うＧＰＯＮの導入が進められている。更に今後は１０Ｇｂｉｔ／秒から４０Ｇｂｉｔ／秒の信号を扱うことが可能な高速ＰＯＮの実現と現在のシステムの最大距離２０ｋｍ以上の距離の延長化も求められている。
【０００７】
上記ＯＮＵの上り信号はＴＤＭＡ方式であり、ＯＬＴ側ではバースト信号であるＯＮＵから送信された光信号を受信する必要がある。すなわち、ＯＬＴは、異なるタイミングで異なる入力レベル（パワー、強度）のバースト信号を受信する必要がある。
【０００８】
ＯＮＵはそれぞれ距離が異なるため、ＯＬＴへの入力レベルは信号ごとに異なり、ＯＮＵからの信号をＯＬＴが受信するには工夫が必要である。ＯＬＴの受信部は、ＯＮＵのバースト信号ごとにピーク値を検出し、所定の閾値と比較し、閾値より低い場合には‘０’を、閾値より高い場合には‘１’を設定する。
【０００９】
ＯＬＴの受信部は、バースト信号の受信が終わるたびにＯＬＴの制御部からのリセット信号により、次のＯＮＵのバースト信号の受信に備えるため、‘０’、又は‘１’判別用の閾値を最小閾値までリセットする。
【００１０】
しかし、この方法では、バースト信号を受信しない無信号区間においてノイズを誤検出してしまう問題があった。特に、ＯＮＵへ信号を送信するための遅延時間を測定するレンジングは、上り信号を受信する時刻が定まっていないことを前提とした処理である。このため、レンジング窓において受信した信号が、ノイズであるかバースト信号であるかを、ＯＬＴは識別できない。この結果、ＯＬＴは、ノイズをバースト信号と誤検知したり、バースト信号をノイズであると誤検知したりする。
【００１１】
そこで、ＯＬＴにおけるバースト信号の受信部では、レンジング窓における無信号区間内のノイズをガードするために‘０’、又は‘１’を判別するための閾値に対して一定のオフセットを使用する。
【００１２】
例えば、ＰＯＮシステム及び光集線装置では、レンジング窓において第１オフセットを使用した閾値を用い、その他のデータを受信する期間においては第１オフセットより低い第２オフセットを使用する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−３８７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１のようにオフセットを設けることにより、オフセットを設定した分だけ‘０’、又は‘１’を判別するための閾値が高くなることから、最小受光レベル付近の出力パルス幅歪みが発生し、後段ＣＤＲでの感度低下を招く。このためＰＯＮバースト受信特性が急峻になりＦＥＣによる効果が十分に得られなかった。
【００１５】
また、レンジング窓において、ＯＬＴとの距離が近いＯＮＵから送信された信号は、高い入力レベルでＯＬＴに到達し、距離の遠いＯＮＵから送信された信号程低い入力レベルでＯＬＴに到達する。従来技術において、レンジング窓における第１オフセットは固定値であるため、ＯＬＴが受信する信号が第１オフセット以下であり、かつ、距離が遠く入力レベルの低いＯＮＵの信号を、ＯＬＴはレンジング窓において正しく検出できない。
【００１６】
本発明は、レンジング窓の第１オフセットを改善することで、信号の誤検出を低減し、ＯＬＴの受光感度の向上と距離の延長とを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明は、局側装置であって、プロセッサ及びメモリを有し、第１の加入者装置と、前記第１の加入者装置よりも前記局側装置から遠い位置に設置される第２の加入者装置と、光通信路を介して通信し、前記第１の加入者装置及び前記第２の加入者装置の各々との通信に必要な時間を、第１の期間において測定し、前記第１の期間において、前記通信に必要な時間を測定するための応答信号の送信を指示する要求信号を、前記第１の加入者装置及び前記第２の加入者装置に送信し、前記第１の期間の開始から終了まで、前記メモリに格納されたオフセット値が時間の経過に従って減少するように更新し、前記第１の期間に受信する信号が前記応答信号であるか否かを判定するための閾値を、前記信号を受信した際の前記オフセット値を用いて、前記時間の経過に従って減少するように算出し、前記第１の期間に受信する信号の光レベルが前記算出した閾値以上である信号を、前記応答信号であると判定し、前記第１の期間において、前記応答信号を、前記第２の加入者装置よりも先に前記第１の加入者装置から受信することを特徴とする局側装置を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レンジングにおけるオフセット値を更新することによって、信号の誤検出を低減し、ＯＬＴの受光感度を向上できる。
【００１９】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施例が適用される通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施例のＯＬＴの構成を示すブロック図である。
【図３】本実施例のＯＬＴ内の電気／光変換部が有する光受信部の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施例のＰＯＮにおける処理を示すシーケンス図である。
【図５】本実施例のオフセットを設定する処理を示すフローチャートである。
【図６】本実施例のグラント周期中のＯＬＴへ入力される上りメッセージの光入力レベル、リセット信号の電圧レベル及びオフセット値を示す説明図である。
【図７】本実施例のレンジング窓における、レンジングトランスミッションの光入力レベルと、閾値と、リセット信号の電圧レベルと、レンジング信号の電圧レベルと、オフセット値とを示す説明図である。
【図８】本実施例のレンジング窓における、レンジングトランスミッションの光入力レベルと、閾値と、リセット信号の電圧レベルと、レンジング信号の電圧レベルと、オフセット値とを示す説明図である。
【図９】本実施例のノイズ検知部を利用してオフセット値を設定する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に示す実施例は、複数の加入者接続装置が光伝送回線を共有する受動光網（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムに関する。
【００２２】
本実施例のＰＯＮシステムにおけるＯＬＴは、所定の期間内にＯＮＵとの通信における遅延時間を測定する。この期間を以下においてレンジング窓という。このレンジング窓が開始する際、バースト信号を受信するタイミング、及び、受信したバースト信号の送信元であるＯＮＵに関する情報を、ＯＬＴは保持していない。
【００２３】
一方で、ＯＬＴとＯＮＵとの間の物理的な距離が近い場合、ＯＮＵから送信されたバースト信号は、ＯＬＴへの光入力レベルが高い。また、ＯＬＴとＯＮＵとの間の物理的な距離が遠い場合、ＯＮＵから送信されたバースト信号は、ＯＬＴへの光入力レベルが低い。
【００２４】
この点に着目し、本実施例のＯＬＴは、レンジング窓のみに用いるオフセット値を保持する。そして、光入力レベルが極めて低くても、ノイズを誤検出せずにＯＮＵのバースト信号を受信するために、以下の二つの方法でオフセット値を更新する。そしてこれにより、従来のオフセット値以下のＯＮＵのバースト信号をＯＬＴ側で受信できるようになり、通信可能距離の延長を図ることができる。
【００２５】
第１の方法は、レンジングにおいてオフセット値を第１オフセットから第２オフセットまで線形的に減少させ、レンジング期間の最後でオフセット値を第２オフセットにする。これにより、最遠端にいるＯＮＵのバースト信号をノイズと誤検出することなく受信することができ、通信距離の延長を可能とする。
【００２６】
第２の方法は、グラント周期中の無信号区間においてノイズの光入力レベルを検知し、第２オフセットをノイズの光入力レベルに設定する。これによって、最小受光付近のＰＯＮバースト信号を受信することができ、極めて遠くのＯＮＵからのバースト信号も受信できるため、通信距離の延長を可能とする。
【００２７】
第１の方法及び第２の方法の少なくとも一方、又は、第１の方法及び第２の方法の両方を実行することによりレンジング時の最遠端にいるＯＮＵの検出が可能となり、最小受光付近のＰＯＮバースト信号を受信することができ、通信距離の延長が可能となる。
【００２８】
図１は、本実施例が適用される通信システム１の構成を示すブロック図である。
【００２９】
通信システム１は、ＰＯＮ１０、上位網２０及び加入者端末を含む。ＰＯＮ１０は、例えば、上位の公衆通信網である上位網２０と、加入者端末との間のデータを、相互に転送する。上位網２０は、例えば、ＰＳＴＮ／インターネットである。加入者端末とは、例えば、電話（ＴＥＬ）１８０（１８０−１〜１８０−ｌ：ｌは任意の正数）、及び、ＰＣ１９０（１９０−１〜１９０−ｍ：ｍは任意の正数）等である。
【００３０】
ＰＯＮ１０は、光スプリッタ１２０、幹線光ファイバ１３０、支線光ファイバ１４０（１４０−１〜１４０−ｎ：ｎは任意の正数）、ＯＬＴ１００、及び、ＯＮＵ１１０（１１０−１〜１１０−ｎ）を備える。ＯＮＵ１１０は、加入者の端末（電話１８０、ＰＣ１９０等）を収容する。ＯＬＴ１００は上位網２０と接続する。
【００３１】
幹線光ファイバ１３０と光スプリッタ１２０と複数の支線光ファイバ１４０とによって、ＯＬＴ１００と各ＯＮＵ１１０とは接続される。そして、ＰＯＮ１０は、上位網２０と加入者端末との通信、または、加入者端末同士の通信を中継する。ＯＬＴ１００には、１本の幹線光ファイバ１３０、光スプリッタ１２０及び支線光ファイバ１４０を介して、複数台（ｎ台、例えば３２台等）のＯＮＵ１１０が接続可能である。
【００３２】
図１には、一例として、５台（ｎ＝５）のＯＮＵ１１０が図示されている。５台のＯＮＵ１１０は、それぞれＯＬＴ１００からのファイバ長が異なる。図示された例では、ＯＮＵ１１０−１はＯＬＴ１００からのファイバ長が１ｋｍであり、ＯＮＵ１１０−２はＯＬＴ１００からのファイバ長が１０ｋｍであり、ＯＮＵ１１０−３はＯＬＴ１００からのファイバ長が２０ｋｍであり、ＯＮＵ１１０−４はＯＬＴ１００からのファイバ長が２０ｋｍ以上であり、ＯＮＵ１１０−ｎはＯＬＴ１００からのファイバ長が１５ｋｍである。
【００３３】
ＯＬＴ１００は、同報信号である下り信号１５０を、ＯＮＵ１１０のすべてに向けて送信する。ＯＮＵ１１０からはＯＬＴ１００に向けて上り信号１７０（１７０−１〜１７０−ｎ）を送信する。上り信号１６０は、光スプリッタ１２０において時間によって多重化された上り信号１７０を含む。ＯＬＴ１００は、上り信号１６０を受信する。上り信号１６０に含まれ、ＯＮＵ１１０の各々から送信された上り信号は、バースト信号である。
【００３４】
図２は、本実施例のＯＬＴ１００の構成を示すブロック図である。
【００３５】
ＯＬＴ１００は、電気側送受信部２００、受信バッファ部２７０、媒体アクセス制御部２２０、ノイズ検知部２８０、電気／光変換部２１０及び制御部２３０を備える。電気側送受信部２００は、上位網２０が有する中継装置と電気信号により通信を行う。
【００３６】
電気／光変換部２１０は、ＯＮＵ１１０と光信号により通信を行う。媒体アクセス制御部２２０は、ＯＮＵ１１０のデータ通信を制御する。受信バッファ部２７０は、受信した上り信号１６０を一時的に保持しておく。ノイズ検知部２８０は、オフセット値に用いられる無信号区間のノイズの光入力レベルを検知する。
【００３７】
制御部２３０は、ＯＬＴ１００内にある機能ブロックを制御する。制御部２３０は、グラント処理部２４０、リセット制御部２５０及びレンジング処理部２６０を備える。
【００３８】
グラント処理部２４０は、各ＯＮＵ１１０が送信する上り信号１７０の送信許可時間を決定する。リセット制御部２５０は、各ＯＮＵ１１０から送信されたバースト信号とバースト信号との間に電気／光変換部２１０が保持していたピークを、０（又は、限りなく０に近い値に）リセットする信号を、電気／光変換部２１０に送出する。レンジング処理部２６０は、電気／光変換部２１０に信号を送信し続けることによって、レンジング窓を制御する。
【００３９】
電気／光変換部２１０が上り信号１６０を受信した場合、媒体アクセス制御部２２０は、上り信号１６０の送信元ＭＡＣアドレスと、プリアンブル部に付与されている送信元のＯＮＵ１１０情報（例えば、ＬＬＩＤ：Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｌｉｎｋ  ＩＤ等）とを経路情報として関連付けて蓄積し、上り信号１６０を電気側送受信部２００からＯＬＴ２００に送信させる。
【００４０】
電気側送受信部２００が下り信号を受信した場合、媒体アクセス制御部２２０は、下り信号の宛先ＭＡＣアドレスを参照し、予め保持された経路情報から宛先のＯＮＵ識別情報を下り信号のプリアンブル部に付与して電気／光変換部２１０から送信する。媒体アクセス制御部２２０は、このようなスイッチング機能を有する。
【００４１】
リセット信号２９０の送出について、以下に説明する。グラント処理部２４０は、ＯＮＵ１１０における送信データ蓄積状況を示す通知情報（キュー情報）を、媒体アクセス制御部２２０より抽出する。
【００４２】
このキュー情報は、制御信号に含まれる情報の一つとしてＯＮＵ１１０からＯＬＴ１００に送信される。本実施例における制御信号とは、レンジング窓におけるレンジングトランスミッション及びグラント周期における上りメッセージ（図４に後述）である。グラント処理部２４０は、レンジング窓の間のリセット信号２９０の送信タイミングを、レンジングトランスミッションに含まれるキュー情報に基づいて決定する。
【００４３】
また、グラント処理部２４０は、管理者が予め指定した帯域制御情報と抽出したキュー情報とに基づいて、グラント周期においてＯＮＵ１１０に割り当てるべき上りタイムスロットを算出する。グラント処理部２４０は、上り帯域を帯域制御情報として保持しており、この帯域制御情報の内容を周期的に更新する。
【００４４】
また、リセット制御部２５０は、グラント処理部２４０が算出した上りタイムスロットに基づいて、各加入者装置から送信されたバースト信号の切れ目（終了時）を判断し、ピークホールド回路３２０（図３）にリセット信号２９０を送出する。
【００４５】
これによって、ピークホールド回路３２０は、閾値をリセットする。リセットとは、具体的には、閾値を０に更新する、又は、限りなく０に近い値に閾値を更新することである。
【００４６】
図３は、本実施例のＯＬＴ１００内の電気／光変換部２１０が有する光受信部２１１の構成を示すブロック図である。
【００４７】
電気／光変換部２１０は、ＯＮＵ１１０から送信された光信号を受信するための光受信部２１１と、ＯＮＵ１１０へ光信号を送信するための光送信部とを有する。図３は、光受信部２１１のみを示す。
【００４８】
光受信部２１１は、光検出器（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：以下ＰＤとする）３００、トランスインピーダンスアンプ（以下ＴＩＡとする）３１０、ピークホールド回路３２０、閾値設定部３３０、最小閾値設定部３４０、及びコンパレータ３５０を備える。
【００４９】
幹線光ファイバ１３０から送られてきたＯＮＵ１１０からの光信号を、光受信部２１１のＰＤ３００が受光する。ＰＤ３００は、光信号を電気信号（電流）に変換する。
【００５０】
ＴＩＡ３１０は、電気信号（電流）を電圧変換する。ＴＩＡ３１０は、電気信号（電圧）をコンパレータ３５０とピークホールド回路３２０とに信号を出力する。
【００５１】
ピークホールド回路３２０は、ＯＬＴ１００のリセット制御部２５０からのリセット信号２９０を受信するまで、ＴＩＡ３１０からの信号のピーク値をホールドする。閾値設定部３３０は、最小閾値設定部３４０から取得した最小閾値と、ピークホールド回路３２０から送信されたピーク値とに基づいて閾値を算出する。
【００５２】
最小閾値設定部３４０は、閾値設定部３３０に最小閾値を設定する。本実施例の最小閾値設定部３４０は、メモリを有し、メモリにオフセット値を保持する。また、最小閾値設定部３４０は、ＯＬＴ１００のレンジング処理部２６０からレンジング信号３７０を受信している間、レンジング中のみ有効なオフセット値（第１オフセットとする）を、最小閾値として閾値設定部３３０へ送信する。
【００５３】
本実施例の最小閾値設定部３４０は、グラント周期中の無信号区間のノイズのピーク値をノイズ検知部２８０より受信し、この値を元に最小閾値を設定してもよい。
【００５４】
コンパレータ３５０は、ＴＩＡ３１０から送信された信号の光レベルと閾値設定部３３０から送信された閾値とを比較し、光レベルが閾値以上である場合、ＯＮＵ１１０からバースト信号を受信したと判定する。本実施例においては、上り信号を受信したと判定した場合、コンパレータ３５０は、ノイズ検知部２８０を介して媒体アクセス制御部２２０に、‘１’を送信する。
【００５５】
また、コンパレータ３５０は、光レベルが閾値よりも小さい場合、バースト信号を受信していないと判定し、媒体アクセス制御部２２０へ‘０’を送出する。
【００５６】
図４は、本実施例のＰＯＮ１０における処理を示すシーケンス図である。
【００５７】
図４は、ＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）が行われるレンジング及びレンジング窓４２０と、各ＤＢＡの結果に基づくグラント動作及びグラント周期４２１との関係を示す。
【００５８】
レンジング窓４２０は、ＤＢＡによるレンジングが実行されるレンジング期間であり、グラント周期４２１は、ユーザデータを含む上り信号１６０を受け付けるための期間である。レンジング窓４２０の長さは、ＯＮＵ１１０の数、及び、ＯＬＴ１００からＯＮＵ１１０までのファイバ長の最大値等に基づいて、あらかじめ定められていてもよい。
【００５９】
ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ１１０に上りメッセージ４１０の送信帯域を割り当てるため、レンジング窓４２０においてＤＢＡを実行する。レンジング窓４２０が開始した場合、ＯＬＴ１００は、まず、レンジングリクエスト４１１を同報信号１５０としてすべてのＯＮＵ１１０に送信する。
【００６０】
ＯＮＵ１１０は、レンジングリクエスト４１１を受信した場合、レンジングトランスミッション４１２をＯＬＴ１００に送信する。ＯＬＴ１００は、レンジングリクエスト４１１の送信時刻と、レンジングトランスミッション４１２の受信時刻と、レンジングリクエスト４１１によって指示したレンジングトランスミッション４１２を送信するまでの待ち時間とに基づいて、ＯＮＵ１１０と通信するための遅延時間を算出する。
【００６１】
これによって、ＯＬＴ１００は、算出された遅延時間と、幹線光ファイバ１３０及び支線光ファイバ１４０の特性とに基づいて、ＯＬＴ１００からＯＮＵ１１０までの距離を算出できる。また、遅延時間を算出することにより、ＯＬＴ１００は、後続のグラント処理において、ＯＮＵ１１０に上りメッセージ４１０を送信する時間を適切に割り当てることができる。
【００６２】
レンジングリクエスト４１１を送信してから、最初のレンジングトランスミッション４１２を受信するまでの間を、本実施例において、レンジング窓４２０における無信号区間４３０と記載する。最初のレンジングトランスミッション４１２を受信する際、ＯＬＴ１００は、各ＯＮＵ１１０と通信するための遅延時間を保持していない。このため、レンジング窓４２０において、受信した信号がレンジングトランスミッション４１２の信号か、無信号区間４３０におけるノイズかを識別することは困難である。
【００６３】
レンジング窓４２０が終了した後、ＯＬＴ１００は、例えば、周期１２５μ秒のグラント周期４２１毎にグラント指示を含む送信許可メッセージ４００を各ＯＮＵ１１０−１〜１１０−３に向けて送信する。この送信許可メッセージ４００は、送信許可時間ＳＴと送信可能時間Ｌとを含む。また、送信許可メッセージ４００には、各ＯＮＵ１１０が備えた送信キューに溜まっている送信待ちデータ量の報告を要求する情報（Ｒｅｑｕｅｓｔ  ｒｅｐｏｒｔ）も含まれる。
【００６４】
各ＯＮＵ１１０−１〜３は、グラント指示のＳｔａｒｔとＥｎｄとによって指示されたタイムスロットで送信キューに溜まったデータを送信するとともに、送信待ちのデータ量を上りメッセージ４１０に含まれるキュー長を用いてＯＬＴ１００に報告する。
【００６５】
また、ＯＬＴ１００は、グラント指示をＯＮＵ１１０に送信するための無信号区間４３０が発生する区間を、レンジング窓４２０において算出した遅延時間等に基づいてあらかじめ算出している。このため、ＯＬＴ１００のノイズ検知部２８０は、無信号区間４３０におけるノイズピーク値を検知し、媒体アクセス制御部２２０に送信してもよい。
【００６６】
図５は、本実施例のオフセット値を設定する処理を示すフローチャートである。
【００６７】
ＯＬＴ１００の起動後、レンジング窓４２０が開始した場合、最小閾値設定部３４０は、まず、第１オフセットを最小閾値の初期値として閾値設定部３３０に設定する（５００）。ステップ５００の後、ＯＬＴ１００のレンジング処理部２６０は、レンジング窓４２０を開始し、すべてのＯＮＵ１１０に向けて同報信号１５０（図４に示すレンジングリクエスト４１１）を送付する（５１０）。
【００６８】
レンジングリクエスト４１１を受信した場合、ＯＮＵ１１０は、レンジングリクエスト４１１によって指定された待ち時間を待った後、ＯＬＴ１００に向けて応答信号（図４に示すレンジングトランスミッション４１２）を送付する（５２０）。
【００６９】
ＯＬＴ１００は、レンジング窓４２０を終了する（５３０）。具体的には、レンジング処理部２６０は、あらかじめ保持するレンジング窓４２０の期間に基づいて、レンジング信号３７０の送信を止める。これによって最小閾値設定部３４０は、レンジング窓４２０を終了したと判定し、第１オフセットよりも低い第２オフセットを最小閾値として、閾値設定部３３０に設定する（５４０）。
【００７０】
ステップ５３０の後、ＯＬＴ１００は、各ＯＮＵ１１０に接続される加入者端末から送信されたデータを受信する為のグラント処理を開始する。具体的には、電気／光変換部２１０が送信許可メッセージ４００をＯＮＵ１１０に送信し、グラント周期４２１に従って、各ＯＮＵ１１０がバースト信号（上りメッセージ４１０）をＯＬＴ１００に送出する（５５０）。
【００７１】
ステップ５５０の後、ＯＬＴ１００の電気／光変換部２１０は、受信したバースト信号（上りメッセージ４１０）のデータ処理を行い、グラント処理を終了する（５６０）。ステップ５６０の後、最小閾値設定部３４０は、第１オフセットを最小閾値として閾値設定部３３０に設定し、レンジング窓４２０を開始する（５７０）。以降、ステップ５２０〜ステップ５７０を繰り返す。
【００７２】
図６は、本実施例のグラント周期４２１中のＯＬＴ１００へ入力される上りメッセージ４１０の光入力レベル、リセット信号２９０の電圧レベル及びオフセット値６４０を示す説明図である。
【００７３】
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、グラント周期４２１中の各信号のレベルを示し、横軸が時間である。図６（ａ）は、本実施例のグラント周期４２１中のＯＬＴ１００へ入力される光入力レベル６００と閾値６２０とを示す説明図である。
【００７４】
図６（ｂ）は、本実施例のグラント周期４２１中のリセット信号２９０の電圧レベルを示す。図６（ｃ）は、本実施例のオフセット値６４０を示す。
【００７５】
光受信部２１１の閾値設定部３３０は、ＯＮＵ１１０から上りメッセージ４１０である光信号を受信した場合、光入力レベル６００のピーク値と最小閾値とを用いて閾値６２０を算出する。例えば、閾値設定部３３０は、光入力レベル６００のピーク値（ピークホールド回路３２０から受信）の２分の１の値と、最小閾値との加算結果を閾値６２０として算出する。
【００７６】
なお、閾値６２０を変更するためには閾値６２０の設定を反映するための所定の時間が必要であるため、最小閾値設定部３４０は、最初に上りメッセージ４１０を受信してから、上りメッセージ４１０のプリアンブルを受信する間に閾値６２０を変更する。
【００７７】
そして、コンパレータ３５０は、閾値設定部３３０によって設定された閾値６２０と、ＴＩＡ３１０から送信された信号の光入力レベルとを比較することによって、ＯＮＵ１１０からの上りメッセージ４１０の‘０’又は‘１’を判定する。
【００７８】
リセット制御部２５０を介してリセット信号２９０がピークホールド回路３２０に送信される。ピークホールド回路３２０は、リセット信号２９０を受信した場合、保持していたピーク値を０にする。これにより、閾値設定部３３０は、閾値９２０を最小閾値６３０に設定する。
【００７９】
オフセット値６４０は、最小閾値設定部３４０が保持する値である。グラント周期４２１において、最小閾値設定部３４０は、オフセット値６４０を最小閾値として、閾値設定部３３０に設定する。
【００８０】
グラント周期４２１中の閾値６２０のオフセット値６４０は、期間中すべて同じ値である。すなわち、グラント周期４２１中の最小閾値６３０とオフセット値６４０とは同じ値である。
【００８１】
図７は、本実施例のレンジング窓４２０における、レンジングトランスミッション４１２の光入力レベル６００と、閾値６２０と、リセット信号２９０の電圧レベルと、レンジング信号３７０の電圧レベルと、オフセット値６４０との例を示す説明図である。
【００８２】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、レンジング窓４２０における各信号のレベルを示し、横軸が時間である。図７（ａ）は、本実施例のレンジング窓４２０において、ＯＬＴ１００へ入力される光入力レベル６００と閾値６２０とを示す説明図である。
【００８３】
図７（ｂ）は、本実施例のレンジング窓４２０中のリセット信号２９０の電圧レベルを示す。図７（ｃ）は、本実施例のレンジング窓４２０中のレンジング信号３７０の電圧レベル示す。図７（ｄ）は、本実施例のレンジング窓４２０中のオフセット値６４０を示す。
【００８４】
図７に示すようにレンジング窓４２０において、距離が近いＯＮＵ１１０−１から送信されるレンジングトランスミッション４１２は、距離が遠いＯＮＵ１１０−４から送信されるレンジングトランスミッション４１２よりも、高い光入力レベル６００によってＯＬＴ１００に到達する。
【００８５】
さらに、距離が近いＯＮＵ１１０−１から送信されたレンジングトランスミッション４１２よりも後に、距離が遠いＯＮＵ１１０−２〜４から送信されたレンジングトランスミッション４１２がＯＬＴ１００に到達する可能性が高い。
【００８６】
なお、ＯＬＴ１００とＯＮＵ１１０との間の距離が短い順にレンジングトランスミッション４１２を受信するため、本実施例のＯＬＴ１００の媒体アクセス制御部２２０は、レンジングリクエスト４１１によって指示するレンジングトランスミッション４１２を送信するまでの待ち時間を、調整してもよい。例えば、媒体アクセス制御部２２０は、ＯＮＵ１１０のおおまかな位置関係を保持し、ＯＮＵ１１０までの距離がＯＮＵ１１０間で明らかに異なるという情報を保持する場合、全てのＯＮＵ１１０の待ち時間を同じ値に調整してもよい。
【００８７】
さらに、ＯＬＴ１００からＯＮＵ１１０までの距離が比較的近いと判断される複数のＯＮＵ１１０（以下、ＯＮＵ群Ａ）を示す情報を保持する場合、媒体アクセス制御部２２０は、ＯＮＵ群ＡのＯＮＵ１１０の待ち時間を、各々異なる時間に調整してもよい。そして、ＯＮＵ群Ａよりも近いＯＮＵ１１０の待ち時間を、ＯＮＵ群Ａに割り当てられた待ち時間の最低値と同じ値に調整し、ＯＮＵ群Ａよりも遠いＯＮＵ１１０の待ち時間を、ＯＮＵ群Ａに割り当てられた待ち時間の最高値と同じ値に調整してもよい。
【００８８】
最小閾値設定部３４０は、レンジング信号３７０をレンジング処理部２６０から受信した場合、あらかじめ保持する第１オフセット７００を、閾値設定部３３０に設定する。このため、閾値６２０は、第１オフセットに設定される。第１オフセット７００は、第２オフセット７１０より大きい値であり、第２オフセット７１０は、グラント周期４２１中のオフセット値６４０と同じ値である。
【００８９】
レンジングトランスミッション４１２を受信した場合、閾値設定部３３０は、レンジングトランスミッション４１２の光入力レベル６００のピーク値と、最小閾値として設定された第１オフセット７００とを用いて閾値６２０を算出する。そして、算出した閾値６２０をコンパレータ３５０に送信する。閾値設定部３３０は、例えば、レンジングトランスミッション４１２の光入力レベル６００のピーク値の１／２と、第１オフセット７００とを加算した結果を、閾値６２０として算出する。
【００９０】
コンパレータ３５０は、閾値設定部３３０から送信された閾値６２０と受信した信号の光入力レベル６００とを比較し、受信した信号の光入力レベル６００が閾値６２０以上である場合、受信した信号はバースト信号であると判定し、‘１’をノイズ検知部２８０に送信する。また、閾値６２０よりも受信した信号の光入力レベル６００が小さい場合、コンパレータ３５０は、受信した信号はノイズであると判定し、‘０'をノイズ検知部２８０に送信する。
【００９１】
これによって、光受信部２１１は、レンジング窓４２０中の無信号区間４３０におけるノイズ（例えばホワイトノイズ）であるか、レンジングトランスミッション４１２のバースト信号であるかを正確に区別することができる。そして、正確に区別できることによって、光受信部２１１は、ＰＯＮバースト受信特性の傾きを緩やかにすることが可能となり、ＦＥＣ効果を向上できる。
【００９２】
そして、ピークホールド回路３２０は、リセット信号２９０をリセット制御部２５０から受信した場合、閾値設定部３３０に送信するピーク値を０又は０に限りなく近い値にリセットする。閾値設定部３３０は、ピーク値がリセットされたため、閾値６２０として第１オフセット７００をコンパレータ３５０に送信する。
【００９３】
このようにすることによって、閾値設定部３３０は、ＯＮＵ１１０−１のレンジングトランスミッション４１２をノイズと区別するための閾値６２０と、ＯＮＵ１１０−３のレンジングトランスミッション４１２をノイズと区別するための閾値６２０とを異なる値に設定することができる。そして、コンパレータ３５０は、ＯＮＵ１１０−３のレンジングトランスミッション４１２を、ノイズと区別することができる。
【００９４】
しかし、上記のような方法では、コンパレータ３５０は、第１オフセット７００よりも小さいＯＮＵ１１０（例えば、図７に示すＯＮＵ１１０−４）の信号を検出できない。
【００９５】
図８は、本実施例のレンジング窓４２０における、レンジングトランスミッション４１２の光入力レベル６００と、閾値６２０と、リセット信号２９０の電圧レベルと、レンジング信号３７０の電圧レベルと、オフセット値６４０との他の例を示す説明図である。
【００９６】
図８（ａ）〜図８（ｄ）は、レンジング窓４２０における各信号のレベルを示し、横軸が時間である。図８（ａ）は、本実施例のレンジング窓４２０において、ＯＬＴ１００へ入力される光入力レベル６００と閾値６２０とを示す説明図である。
【００９７】
図８（ｂ）は、本実施例のレンジング窓４２０におけるリセット信号２９０の電圧レベルを示す。図８（ｃ）は、本実施例のレンジング窓４２０におけるレンジング信号３７０の電圧レベル示す。図８（ｄ）は、本実施例のオフセット値６４０を示す。
【００９８】
図８（ａ）のレンジングトランスミッション４１２の光入力レベル６００と、図７（ａ）のレンジングトランスミッション４１２の光入力レベル６００とは、同じである。また、図８（ｃ）のレンジング信号３７０と図７（ｃ）のレンジング信号３７０とは同じである。
【００９９】
図８（ａ）に示す閾値６２０と図７（ａ）に示す閾値６２０とは相違する。また、図８（ｂ）に示すリセット信号２９０と図７（ｂ）に示すリセット信号２９０とは、図８（ｂ）において、ＯＮＵ１１０−４から送信されたレンジングトランスミッション４１２の受信終了時に、リセット信号２９０が出力される点において相違する。
【０１００】
また、図８（ｄ）に示すオフセット値６４０と図７（ｄ）に示すオフセット値６４０とは相違する。以下に、図８と図７とのオフセット値６４０の相違点を説明する。
【０１０１】
図８（ｄ）によれば、最小閾値設定部３４０は、レンジング窓４２０中のオフセット値６４０を、第１オフセット７００から第２オフセット７１０まで線形的に減少させる。具体的には、レンジング窓４２０開始時のオフセット値６４０を第１オフセット７００に設定し、あらかじめ与えられた所定の時間ごとにあらかじめ与えられた所定の値ずつオフセット値６４０を減少させ、さらに、レンジング窓４２０終了時のオフセット値６４０を第２オフセット７１０に設定する。
【０１０２】
最小閾値設定部３４０は、図５に示すステップ５１０からステップ５３０までの間に、オフセット値６４０を時間の経過に従って低い値に更新する。これによって、ＯＬＴ１００とＯＮＵ１１０との距離に従って、閾値６２０を減少させることができるため、誤検知を減少させることができる。
【０１０３】
ここで、オフセット値６４０を線形的に減少させる方法には、例えば、光ファイバ損失を用いてオフセット値６４０を第１オフセット７００から第２オフセット７１０に減少させていく方法がある。ＩＥＥＥ８０２．３において光ファイバ損失は、０．４ｄＢ／ｋｍ＠１３１０ｎｍであると規定される。
【０１０４】
前述のとおり、ＯＬＴ１００とＯＮＵ１１０との距離が遠い程、ＯＮＵ１１０から送信される光信号をＯＬＴ１００が受信する光入力レベル６００が小さい。そして、例えば、一般的な光ファイバの遅延時間は、値として５ｎｓ／ｍである。このことより、片道１ｋｍ（往復２ｋｍ）あたりの遅延時間は１０μｓとなる。
【０１０５】
このため、先ほどの光ファイバ損失について、最小閾値設定部３４０が、時間当たりの損失量を傾き９１０を保持することにより、最小閾値設定部３４０は、ＯＬＴ１００からＯＮＵ１１０までの距離に従った適切なオフセット値６４０を算出し、０．４ｄＢ／１０μｓ＝０．０４ｄＢ／μｓを傾きとするオフセット値６４０の減衰を行う。図８（ｄ）において、オフセット値６４０の傾き９１０は、０．０４ｄＢ／μｓである。
【０１０６】
なお、最小閾値設定部３４０は、第１オフセット７００から第２オフセット７１０まで、滑らかに減少させてもよいが、第１オフセット７００から第２オフセット７１０まで複数の値を段階的にとりながら減少させてもよい。例えば、最小閾値設定部３４０は、コンパレータ３５０及び閾値設定部３３０が閾値６２０を更新するために必要な時間ごとに、オフセット値６４０を段階的に減少させてもよい。
【０１０７】
また、最小閾値設定部３４０は、ＯＬＴ１００から最も遠く離れたＯＮＵ１１０までの距離が４０ｋｍである場合、レンジング窓４２０が開始してから２００μｓまで（すなわち、距離２０ｋｍまで）、第１オフセット７００をオフセット値６４０として設定し、２００μｓ以降のオフセット値６４０を第１オフセット７００から８ｄＢ下げた値に設定してもよい。この２００μｓは、２０ｋｍの伝送路遅延は２００μｓであるためであり、２０ｋｍ離れているＯＮＵ１１０からレンジングトランスミッション４１２を受信するまでの時間である。
【０１０８】
前述のように最小閾値設定部３４０がオフセット値６４０を変更することによって、閾値設定部３３０は、レンジングトランスミッション４１２を受信していない間の最小閾値を、時間の経過に従って低く設定する。このため、コンパレータ３５０は、ＯＬＴ１００から遠くに設置されたＯＮＵ１１０（例えば、ＯＮＵ１１０−４）から送信され、かつ、第１オフセット７００よりも低い光入力レベル６００のレンジングトランスミッション４１２を受信した場合においても、受信した信号をノイズであると誤検知することがない。これによって、正しく、レンジングトランスミッション４１２を受信することができる。
【０１０９】
以上のように、ＯＬＴ１００からＯＮＵ１１０までの距離に従ってオフセット値６４０を設定することにより、最遠端のＯＮＵ１１０が送信したＰＯＮバースト信号であり、かつ、受光可能な最小光入力レベルの付近のＰＯＮバースト信号を、本実施例の光受信部２１１は、正確に受信することができる。この結果、ＯＬＴ１００とＯＮＵ１１０との距離を、第１オフセット７００の値によらず、延長することが可能となる。
【０１１０】
さらに、以下において、ノイズ検知部２８０がグラント周期４２１の無信号区間４３０におけるノイズ（例えば、ホワイトノイズ）を検知し、ノイズのピーク値を求めることにより、ノイズ以上の最小信号を受信できるように閾値６２０にオフセット値６４０を設定する処理を説明する。
【０１１１】
図９は、本実施例のノイズ検知部２８０を利用してオフセット値６４０を設定する処理を示すフローチャートである。
【０１１２】
ステップ１０００、ステップ１０１０及びステップ１０２０は、図５に示すステップ５００、ステップ５１０及びステップ５２０と同じである。一方で、図９に示すＯＬＴ１００の光受信部２１１は、ステップ１０１０の後、レンジング窓４２０においてオフセット値６４０を第１オフセット７００から第２オフセット７１０へ減少させる（１０１５）。ステップ１０１５において最小閾値設定部３４０は、所定の時間間隔においてオフセット値６４０を減少させてもよい。
【０１１３】
ステップ１０２０及びステップ１０１５の後、レンジング窓４２０が終了し、ＯＬＴ１００がレンジング処理を終了した場合、ＯＬＴ１００は、各ＯＮＵ１１０から加入者端末のデータを受信する為のグラント処理を開始する（１０３０）。具体的には、ＯＬＴ１００は、送信許可メッセージ４００をＯＮＵ１１０に送信する。
【０１１４】
ＯＬＴ１００は、レンジングにおいて取得した各ＯＮＵ１１０の遅延時間とグラント処理部２４０が管理している上りタイムスロット情報とに基づいて、グラント周期４２１においてＯＮＵ１１０から送信されるバースト信号の到達タイミングを保持している。すなわち、ノイズ検知部２８０は、グラント周期４２１における無信号区間４３０のタイミングを示す情報を保持している。
【０１１５】
このため、ノイズ検知部２８０は、グラント周期４２１における無信号区間４３０の間に、受信するノイズのピーク値を検知する（１０４０）。
【０１１６】
ステップ１０４０の後、ノイズ検知部２８０は、検知したピーク値を、第２オフセット７１０として最小閾値設定部３４０に設定する（１０５０）。ステップ１０５０における設定後、各ＯＮＵ１１０が送信したバースト信号（上りメッセージ４１０）をＯＬＴ１００の光受信部２１１が受信する。そして、媒体アクセス制御部２２０等のＯＬＴ１００の処理部は、受信した上りメッセージ４１０をグラント処理する（１０６０）。
【０１１７】
ステップ１０６０におけるグラント処理が終了した場合、レンジング処理部２６０及び電気／光変換部２１０は、ステップ１０５０において設定された閾値６２０を用いて、レンジング処理を開始する（１０７０）。ステップ１０７０の後、ステップ１０２０からの処理が繰り返される。
【０１１８】
ノイズのピーク値を第２オフセット７１０として最小閾値設定部３４０に設定した後、コンパレータ３５０は、ノイズとレンジングトランスミッション４１２とを正確に区別することができる。そして、コンパレータ３５０は、ノイズのピーク値以上の信号をバースト信号として検知する。
【０１１９】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、本実施例のノイズ検知部２８０は、最小閾値設定部３４０にノイズのピーク値を通知せず、最小閾値設定部３４０は、あらかじめ定められた第２オフセット７１０を用いてもよい。
【０１２０】
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１２１】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手順等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、又はファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク若しくはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード若しくはＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【０１２２】
また、制御線又は情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線又は情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されている。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  ＰＯＮ
１００  ＯＬＴ
１１０  ＯＮＵ
１２０  スプリッタ
１３０、１４０  光ファイバ
１５０  下り信号
１６０、１７０  上り信号
１８０、１９０  端末
２００  電気側送受信部
２１０  電気／光変換部
２２０  媒体アクセス制御部
２３０  制御部
２８０  ノイズ検知部
３００  光検出器（ＰＤ）
３１０  トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）
３２０  ピークホールド回路
３３０  閾値設定部
３４０  最小閾値設定部
３５０  コンパレータ
【図１】
2016039589.tif 000003
【図２】
2016039589.tif 000004
【図３】
2016039589.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016039589.tif 000007
【図６】
2016039589.tif 000008
【図７】
2016039589.tif 000009
【図８】
2016039589.tif 000010
【図９】
2016039589.tif 000011