受動光網システム
【課題】ＰＯＮにおいてＯＮＵ収容範囲を拡大し、ＯＬＴとの通信経路が短いＯＮＵと長いＯＮＵを同時に収容した場合、両ＯＮＵがＯＬＴからの下り信号を受信するには下り信号送信時の光強度を変化させる必要がある。ＯＬＴと遠隔ＯＮＵとで通信するために必要な光強度を持つ信号を近傍ＯＮＵが受信した際に、光強度が大きすぎてＯＮＵ受信器の故障につながるという点が問題となる。
【解決手段】上記課題のＯＮＵ故障を回避するために、下り信号送信に先立ち、全てのＯＮＵに対し下り信号送信計画（下り光強度マップ）を通知しておく構成とする。ＯＬＴの光送信部は、出力光強度を調節する機能を持ち、各ＯＮＵまでの経路距離に応じて、各ＯＮＵに信号が到達した際に個々のＯＮＵで受信可能な光強度となるように調節を行なう。
【解決手段】上記課題のＯＮＵ故障を回避するために、下り信号送信に先立ち、全てのＯＮＵに対し下り信号送信計画（下り光強度マップ）を通知しておく構成とする。ＯＬＴの光送信部は、出力光強度を調節する機能を持ち、各ＯＮＵまでの経路距離に応じて、各ＯＮＵに信号が到達した際に個々のＯＮＵで受信可能な光強度となるように調節を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の加入者装置が光伝送回線を共有する光通信システムの構成と運用方法、ならびに、システムにおける伝送距離の延長や収容加入者数の増加等のシステム拡張に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドを利用する通信の需要が高まり、ユーザ向けアクセス回線はＤＳＬ（Digital Subscriber Line）などの電話回線をベースとするアクセス技術から光ファイバを用いた大容量アクセス回線への移行が進められている。現在、アクセス回線サービスには、回線敷設コストおよび保守管理コストの点からＰＯＮ（Passive Optical Network）システム（以下、単にＰＯＮ、光受動網システム、または、受動光網システムとも称することがある）が多く利用されている。たとえば、国際電気通信連合ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）での標準化技術が代表例として挙げられる（非特許文献１）。２００６年頃からＧＰＯＮ（Gigabit PON）の、アクセス網への導入が各国で始まっている。
【０００３】
ＰＯＮは、局舎側装置（以下、ＯＬＴ；Optical Line Terminalと称する）から、加入者装置（以下、ＯＮＵ；Optical Network Unitと称する）との間で光信号を光ファイバと光スプリッタを用いて分岐および多重することによって送受信するシステムである。光ファイバを通過する光信号の減衰や光スプリッタでの光分岐に伴う光強度減衰によって、ＯＬＴとＯＮＵとの通信可能距離にはある一定の限界距離があった。具体例を挙げると、ＧＰＯＮの場合には通信区間が最大２０ｋｍ、分岐数（ＯＬＴと接続できるＯＮＵ数）が最大で６４に設定されているものが一般的に用いられる。
【０００４】
一般家庭のユーザがアクセス回線を通じてインターネットへアクセスし、情報収集を行なう機会および通信回線を介した公共サービスを利用する機会が増えるにつれ、各キャリアにはアクセス網提供エリア（サービス規模）の拡大が求められる。すなわち、アクセス回線のユーザ数増加を促進すると同時に、新規ユーザを収容するため、加入者収容局あたりの収容ユーザ数を増やすための施策（設備投資）を迫られる。一局あたりの収容ユーザ数を増やす方法としては、ユーザ収容装置（ＰＯＮ）を追加導入すること（即ちＯＬＴを追加すること）、またはＰＯＮシステム毎の収容ユーザ数、即ち収容ＯＮＵ数を拡張する方法が考えられる。
【０００５】
ＰＯＮは、光信号の混在回避等の複雑なシステム制御およびＯＮＵ管理を全てＯＬＴが実施する構成である。このため、一般にＯＬＴの方がＯＮＵよりも遥かに高価である。更に光ファイバを新たに敷設するためのコストは、キャリアにとって大きな支出を生む結果となる。以上を鑑みると、ＯＬＴあたりの収容ＯＮＵ数を拡大することが望ましい解決方法となる。
【０００６】
一方、アクセス網における伝送容量拡大のため、従来よりも高ビットレートでの伝送を行なう手段が検討されている。ＩＴＵ−ＴおよびＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）において、それぞれ１０ＧＰＯＮ（10Gigabit PON）および１０ＧＥＰＯＮ（10Gigabit Ethernet（登録商標） PON）と称される次世代ＰＯＮの標準化が進められている。このような高ビットレート伝送においては、従来のビットレートでの伝送と比較して、光ファイバ中を通過する光信号の減衰や波長分散が大きくなる。したがって、既存ＰＯＮと同等の通信距離を持つシステムを構築するには、広いダイナミックレンジの受光デバイス、高性能（低減衰および低分散）光ファイバ、分散補償機能などの適用が必要となり、コストが大幅に拡大する。高ビットレート化により収容ユーザ数を拡大できる一方で、開発コストの増加が課題とされている。
特許文献１は、端末装置の時刻を伝送装置の時刻と同期させる通信システムおよびその装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０６５４４３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｇ．９８４．３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＰＯＮに収容するユーザ数を増加するには、局舎に設置されるＯＬＴに接続されるＯＮＵ分布（ＯＬＴ−ＯＮＵ距離の分布；以下では「ＯＮＵの差分距離」と称する）を拡大する方法が有効である。ＯＮＵ差分距離を拡大すると、ＯＬＴからＯＮＵへ送出される下り信号をＯＮＵが受信する場合に、ＯＬＴから見た場合の最近接ＯＮＵと最遠隔ＯＮＵとで受光強度やＳ／Ｎ比が大きく異なり、受光デバイス感度の許容範囲を超過することが問題となる。これは、光信号が個々のＯＮＵへ到達するまでの間に通過する光ファイバ距離の差異が従来よりも大きくなるために生じる課題である。ＰＯＮ構成によってはＯＬＴからＯＮＵまでに通過するスプリッタ数が異なり（一般的には遠隔地のＯＮＵほど通過スプリッタ数が増える）、ＯＮＵが受信する下り信号の光強度差が更に大きくなる。
【００１０】
一般的に、ＰＯＮ導入コストの点から、全てのＯＮＵは同一の性能を備えることが求められる。この条件を満たすには、ＯＬＴとＯＮＵとの距離差が拡大することにより生じる光強度差を吸収するため、ＯＬＴおよびＯＮＵの受信器には、従来よりも大きなダイナミックレンジが必要となる。しかし、光受信デバイスの性能を、安価に保ったまま大幅に向上することは困難である。したがって、ＯＬＴに近いＯＮＵが受信できる信号を遠隔地のＯＮＵでは識別できず、逆に遠隔地のＯＮＵに対し送信される光信号を近接地のＯＮＵが受信した場合に、近接地ＯＮＵの受信デバイスが故障する可能性がある。
【００１１】
さらに加えれば、本技術の背景にあるように次世代ＰＯＮとして１０Ｇｂｉｔ／ｓをターゲットとする高ビットレート伝送技術の追加導入が近い将来に求められる。１０Ｇｂｉｔ／ｓ対応ＰＯＮの導入に際して、既存のＧｉｇａビットレートクラスのＰＯＮとの共存が要求されている。即ちＯＬＴとＯＮＵとの距離が既存ＰＯＮと同一であっても、ビットレートの違いに起因する光ファイバの伝送特性の差異によって、ＯＮＵ側が受信する光強度に無視し得ない差異が生じる。また、ＯＮＵ数が増加すると、通信帯域を全ＯＮＵで共有するというＰＯＮの特徴から、個々のＯＮＵへの割当て帯域が減少するというデメリットがある。したがって、ＯＮＵあたりの割当帯域を最大化するための工夫が必要である。
【００１２】
本発明の目的は、ＰＯＮに光増幅器を導入してＯＬＴとＯＮＵとの間の通信距離延長や収容ＯＮＵ数の増加を行なう場合であっても、一つ一つの性能が等しいＯＮＵにおいて、受光強度超過等による光受信器の故障や、光信号劣化による受信ミスが発生することを抑え、ＯＬＴからの下り信号を全ＯＮＵが受け取り、且つＯＮＵあたりの通信量を最大化するための下り信号送信方法を提供することである。また望ましくは、従来のＰＯＮに具備される機能を大きく変更することなく上記課題の発生を抑えることができるＰＯＮシステムおよびＰＯＮにおける下り信号制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
親局（ＯＬＴ）から子局（ＯＮＵ）への下り信号送信に先立ち、ＯＬＴからＯＮＵに対して下り信号の光強度情報を含む信号送信計画を通知する。ＯＮＵは、事前予告情報に基づき、自らが下り信号を受信すべきタイミング（以下、受信タイムスロットと称することもある）を判断し、その他のタイムスロットで送信される光信号に関しては自装置の光受信器をブロックすることにより、近端ＯＮＵでの光受信器の故障や、遠端ＯＮＵでの光信号受信ミスに伴う通信障害警報の発行を回避する。信号送信計画は、ＯＬＴからＯＮＵへ向けて周期的に送信する構成とする。更に信号送信計画送信にあたっては、信号送出周期および下り信号送信時刻との関係により、信号を主信号フレームと独立に送信するか、あるいは同一フレームに含めて送信することが可能な構成とする。
【００１４】
下り信号の送信計画には、下り信号送信時の光強度制御情報を含む。主信号に先立って通知される信号送信計画を加入者装置側で正しく受信する（制御情報による受信器の破壊等を回避する）ため、光強度制御に関する情報の事前通知は、予め個々の加入者装置に制御情報を受信すべきタイミングを通知する。
【００１５】
上述した課題は、複数の加入者装置と、これらの加入者装置と光ファイバで接続された加入者収容装置とから構成される通信システムにおいて、加入者収容装置は、加入者装置との通信距離を測定し、その測定結果を保持し、測定結果に基づき、加入者装置への下り通信信号の光強度を調整し、下り通信信号の送信計画を、下り通信信号の送出に先立って加入者装置へ通知し、加入者装置は、受信した送信計画に基づいて、自装置宛の光信号のみを受信し、他装置宛の光信号を廃棄または遮断する通信システムにより、達成できる。
【００１６】
また、加入者装置と光ファイバで接続された通信装置において、加入者装置との通信距離を測定し、測定結果を保持する機能を備え、測定結果に基づき、加入者装置へ下り通信する信号の光強度を調整し、下り通信信号の送信計画を、下り通信信号の送出に先立って、一定周期で加入者装置へ通知する機能を備える通信装置により、達成できる。
【００１７】
さらに、加入者収容装置と光ファイバで接続された加入者装置において、加入者収容装置から送信された光信号を受信した際、受信信号を参照し、受信信号から自装置宛の光信号もしくは自装置が受信可能な光強度の光信号が自装置へ到達するタイミング情報を取得するための受信タイミング判定部と、加入者収容装置から送信された光信号が加入者装置にとって、受信可能な光強度を超えている場合、該光信号を遮断する遮断機構と、加入者収容装置から送信された光信号が加入者装置にとって、受信可能な光強度を下回っている場合、該光信号を廃棄する廃棄機能と、光信号の受信に先立って、予め自装置が受信可能な光強度の光信号もしくは自装置宛の光信号の到着タイミングを一定周期で取得する機能と、を備える加入者装置により、達成できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に拠れば、ＯＬＴとＯＮＵとの間の通信距離を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】受動光網システムのブロック図である。
【図２】下り信号時分割多重伝送を説明する図である。
【図３】ＯＬＴの構成を説明するブロック図である。
【図４】ＯＬＴのうち下りフレーム処理部およびＰＯＮ制御部の詳細なブロック図である。
【図５】ＯＮＵの構成を説明するブロック図である。
【図６】ＯＮＵの下りフレーム制御部、ＰＯＮ制御部、上りフレーム処理部の詳細なブロック図である。
【図７】ＯＬＴとＯＮＵ群２０Ａに属する各ＯＮＵの間で行なわれるレンジング動作を説明するシーケンス図である。
【図８】ＯＬＴとＯＮＵ群２０Ｂに属する各ＯＮＵの間で行なわれるレンジング動作を説明するシーケンス図である。
【図９】ＯＬＴとＯＮＵ群２０Ｃに属する各ＯＮＵの間で行なわれるレンジング動作を説明するシーケンス図である。
【図１０】ＯＬＴ１０のレンジング動作手順を説明するフローチャートである。
【図１１】ＯＬＴが生成および保持するレンジング／ＤＢＡテーブルである。
【図１２】下り光強度情報テーブルである。
【図１３】ＯＬＴの光制御部における処理を説明するフローチャートである。
【図１４Ａ】ＯＬＴの光制御部に保持する光増幅率データベースの構成である。
【図１４Ｂ】ＯＬＴの光制御部に保持する他の光増幅率データベースの構成である。
【図１５】下り信号のフレームフォーマットを説明する図である。
【図１６】他の下り信号のフレームフォーマットを説明する図である。
【図１７】光強度マップを利用した下り信号送信方法を説明する下り信号構成図である。
【図１８】図１７を宛先ＯＮＵ群毎に分割した下り信号構成図である。
【図１９】図１６の下り光強度マップを固定長とする場合のマップ構成を説明する信号構成図である。
【図２０】ＯＮＵ毎またはＯＮＵ群毎に下り光強度送信周期を変更する場合の下り信号の配置を説明する信号構成図である。
【図２１】通常運用中のＰＯＮシステム１へ新規ＯＮＵを登録する際の手順を説明するシーケンス図である。
【図２２】下りフレーム送信の手順を示すシーケンス図である。
【図２３】下りフレーム処理部の下りフレーム作成手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。また、実施例のＰＯＮの構成と動作は、非特許文献１で規定されるＧＰＯＮの構成およびその動作として説明する。しかし、ＧＰＯＮに限定されない。
【００２１】
図１を参照して、本実施例のＰＯＮシステムを説明する。図１において、ＰＯＮシステム４０は、ＯＬＴ１０と、ＯＮＵ群２０Ａと、ＯＮＵ群２０Ｂと、ＯＮＵ群２０Ｃとから構成される。集線光ファイバ７０は、ＯＮＵ１０とスプリッタ３０とを接続する。第１支線光ファイバ７５は、スプリッタ３０と支線スプリッタ３１を接続する。第２支線光ファイバ７１は、支線スプリッタ３１とＯＮＵ２０とを接続する。
【００２２】
ＯＮＵ群２０Ａは、ＯＬＴ１０に対して最近端のＯＮＵ群である。一方、ＮＵ群２０Ｃは、最遠端のＯＮＵ群である。また、ＯＮＵ群２０Ｂは、それらの中間のＯＮＵ群である。特に、ＯＮＵ群２０Ａのうち最近端のＯＮＵと、ＯＮＵ群２０Ｃの最遠端ＯＮＵとの差分距離（ＯＬＴとの通信距離差）がＧＰＯＮで標準とされる２０ｋｍを超える。個々のＯＮＵ群内のＯＮＵ間距離差５００００−Ａ、５００００−Ｂ、５００００−Ｃは、それぞれ２０ｋｍ以内を想定している。全てのＯＮＵ２０が分散配置される際の距離差（ＯＮＵ２０とＯＬＴ１０との間の最大通信距離差）を、ＯＮＵ分布範囲５００００とする。
【００２３】
ＧＰＯＮでは、ＯＮＵ間の差分距離が２０ｋｍ以内である限り、ＯＬＴ１０との光通信が可能な範囲（規定では最大６０ｋｍ）において、全ＯＮＵで共通利用可能な光モジュールの受光感度範囲が規定されている。ＰＯＮを構成する光ファイバは、一旦敷設が完了すると、光ファイバの入替えや構成変更は、相当の事故等が発生しない限り行なわれる可能性が少ない。また、ＯＮＵ設置箇所についても、一旦設置した後は、引越しや都市再開発等の事情が発生しない限り、ＰＯＮの設定状況が変更されることはない。したがって、通信品質に変更が生じる機会が極めて稀な安定したシステムである。
【００２４】
本実施例では、既存装置並びに光デバイスを可能な限り再利用する。実施例１の重要な特徴は、ＰＯＮ４０を構成するＯＮＵ２０を、ＯＬＴ１０からの距離差が２０ｋｍ以内に収まるようグループ化して接続・管理する構成とすることである。具体的には、スプリッタ３０の配下に、ＯＮＵ２０をグループ毎に束ねる２段目の支線スプリッタ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃを設け、各支線スプリッタ３１Ａ〜３１Ｃに対してＯＮＵを接続する。ＯＬＴ１０からＯＮＵ群２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの中心までのＰＯＮ区間の通信距離を、それぞれ距離Ａ、Ｂ、Ｃとする。ＰＯＮ区間をＰＯＮ区間８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃとする。ＯＮＵグループ内でのＯＮＵ分布範囲を、５００００Ａ、５００００Ｂ、５００００Ｃとする。
【００２５】
各ＯＮＵ２０（２０Ａ−１〜２０Ｃ−ｎＣ）は、それぞれ加入者網５０またはＰＣ、電話等の端末と接続される。なお、図１では、その代表としてＯＮＵ２０Ｃ−Ｒと接続される加入者網５０Ｃ−Ｒを図示する。さらに、ＯＬＴ１０は、上位の通信網であるアクセス網９０と接続している。なお、ＯＬＴ１０内部の光信号増幅器（ＯＬＴ１０内では強度制御部）１１０００の代わりにＰＯＮ区間８０Ａ〜８０Ｃへ光増幅器を導入する場合、各支線網の光ファイバ（図１では光ファイバ７５Ｂ、７５Ｃ）毎に光増幅器を導入し、通信事業者がその光増幅器を信号送信先のＯＮＵ（図１ではＯＮＵ群２０Ｂ、２０Ｃ）に対し適切な光強度の信号を到達するように調整すれば、ＯＮＵ２０はＯＬＴからどれほど距離が離れていても信号受信が可能となる。しかし、光増幅器の設置や保守に関するコストが増大する問題が生じる。よって、実運用上での光増幅器の導入は、基幹網の光ファイバ（図１では光ファイバ７０）へ挿入するかＯＬＴ１０内部へ実装する方法が、コストを必要最低限に抑える手段となる。いずれの構成を採用しても本発明の本質には影響しないが、以降の実施例では、ＯＬＴ内部に光信号増幅器１１０００を備える構成で説明する。なお、光信号増幅器を導入する代わりに、十分に強力な光信号を発信可能な光モジュールをＯＬＴに実装しても同等の効果が得られる。
【００２６】
ＯＬＴ１０は、アクセス網９０を介して更に上位の通信網と情報の送受信を行なう。ＯＬＴ１０は、ＯＬＴ１０配下のユーザ宛て情報を光信号としてＯＮＵ２０へ転送する。なお、アクセス網９０は、ＩＰルータやイーサネット（登録商標）スイッチで構成されるパケット通信網を用いることが多い。しかし、アクセス網９０は、その他の通信プロトコルを用いる通信網であっても構わない。ＯＮＵ２０は、ユーザの家庭や企業のサイトに設置され、ＬＡＮもしくは相当のネットワークである加入者網５０に接続される形態が一般的である。各加入者網５０には、ＩＰ電話や既存の電話サービスを提供する電話端末やＰＣ／携帯端末等の情報端末が接続される。ＰＯＮ区間８０（８０Ａ〜８０Ｃ）では、使用する光信号の波長を、上りλｕｐと下りλｄｏｗｎとでそれぞれ異なる波長とし、光ファイバ７０、７５（７５Ａ〜７５Ｃ）と７１（７１Ａ〜７１Ｃ）やスプリッタ３０、３１（３１Ａ〜３１Ｃ）において信号が干渉しないようにする。
【００２７】
ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０へ向け発信する下り信号は、光信号増幅器等で構成される強度制御部１１０００で増幅または強度調整した後、スプリッタ３０およびスプリッタ３１Ａ〜３１Ｃで分岐され、光アクセス網４０を構成するＯＮＵ２０Ａ−１〜２０Ｃ−ｎＣに到達する。ＧＰＯＮでは、ＯＬＴ１０からの下り信号は、ＰＯＮ区間８０（８０Ａ〜８０Ｃ）の通信に用いるフレーム（以下、下り基本フレームと称する）を用いて送出される。この下り基本フレームには、ＧＥＭ（GPON Encapsulation Method）フレームと呼ばれるフォーマットに準拠したフレームを収容する。ＧＥＭフレームは、ヘッダとペイロードから構成され、各ヘッダには、個々のＧＥＭフレームの宛先となるＯＮＵ２０を識別するための識別子（以下、Ｐｏｒｔ−ＩＤとも称することがある）が挿入されている。各ＯＮＵ２０は、ＧＥＭフレームのヘッダに含まれる宛先Ｐｏｒｔ−ＩＤを参照する。各ＯＮＵ２０は、自装置宛てであった場合に当該フレームの処理を行なう。各ＯＮＵ２０は、他のＯＮＵ２０宛てのフレームであった場合は当該フレームを廃棄する。
【００２８】
次に、上り通信を行なうためのシステム動作を説明する。先ずＰＯＮ４０を立上げる際にＯＬＴ１０は、個々のＯＮＵ立ち上げ時のレンジング過程において、ＯＮＵ２０までの往復遅延時間（ＲＴＤ：Round Trip Delay）を個々に測定する。ＯＬＴ１０は、測定結果に基づき等価遅延（ＥｑＤ：Equalization Delay）の値を決定する。ＥｑＤは、ＯＬＴ１０のレンジング／ＤＢＡ情報１０６１に記憶される。このレンジングは、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３で規定されたレンジング方法を用いれば良い。なお、ＥｑＤは、既存のＰＯＮのＥｑＤと同様に、ＯＬＴ１０に対する個々のＯＮＵ２０からの応答時間がシステム内で同一となるよう設定する。
【００２９】
ＯＬＴ１０のレンジング／ＤＢＡ情報１０６１は、ＥｑＤ情報とＰＯＮ区間８０のＲＴＤを保持する。これはＯＬＴ１０が各ＯＮＵ２０に対して帯域割当てを行なった後、該当するＯＮＵ２０からの上り信号を受信する際に、上り信号を正しく受信するためである。
【００３０】
各ＯＮＵからＯＬＴ１０へ向かう上り通信には、全てのＯＮＵ２０が同じ波長λｕｐの光信号を用いる。上り信号は、下り信号と同様にＧＥＭフレームを含む。ＯＮＵ２０は、ＯＬＴ１０において各ＯＮＵ２０からのＧＥＭフレームが識別できるよう、集線光ファイバ７０上で個々の上り信号が衝突／干渉しないように、送信タイミングをずらして上り信号を送出する。これらの信号は、第２支線光ファイバ７１（７１Ａ〜７１Ｃ）、第１支線光ファイバ７５（７５Ａ〜７５Ｃ）、集線光ファイバ７０上でそれぞれ時間分割多重されＯＬＴ１０に到達する。
【００３１】
具体的には、（１）レンジング過程でＯＬＴ１０から各ＯＮＵ２０Ａ−１〜２０Ｃ−ｎＣまでの距離を測定した上で信号の遅延量を調整する。（２）ＯＬＴ１０の指示で、各ＯＮＵ２０Ａ−１〜２０Ｃ−ｎＣに送信待ちのデータ量を申告させる。（３）ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Assignment；ＯＮＵ２０に対し、上り信号用の通信帯域（タイムスロット）を動的に割当てる機能。動的帯域割当とも称する）機能により、申告に基づいて各ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎの上り信号送信タイミングと送出可能な上り通信データ量を指示する。（４）各ＯＮＵ２０は、ＯＬＴ１０から指示されたタイミングで上り通信データを送信する。この結果、これらの信号は、第２支線光ファイバ７１、第１支線光ファイバ７５、集線光ファイバ７０上で時間分割多重されＯＬＴ１０に到達する。（５）ＯＬＴ１０は、各ＯＮＵ２０に指示したタイミングを知っているので、多重化された信号から各ＯＮＵ２０の信号を識別して受信フレームの処理を実施する。
【００３２】
図２を参照して、下り信号の時分割多重伝送を説明する。図２において、ＯＬＴ１０は、ＳＮＩ（Service Network Interface）を介して、アクセス網９０から信号を受信すると、下りフレーム処理部１２１０にてＧＥＭフレームにカプセリングする。ＯＬＴ１０は、更には一つまたは複数のＧＥＭフレームを連結して、１２５マイクロ秒を単位とする下り通信用基本フレーム（以下、下り基本フレームまたは基本フレームと称する）を生成する。その後、ＯＬＴ１０は、生成した下りフレームをＯ／Ｅ処理部１３１０で光信号に変換する。ＯＬＴ１０は、また個々のＧＥＭフレームの宛先となるＯＮＵ２０に対して、光制御部１０９０で規定された光強度に変換して、集線光ファイバ７０へ送出する。
【００３３】
図２は、ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０へ下り信号が送信・多重化される様子を示し、点線の周期がフレーム周期（１２５マイクロ秒）を示している。更に、補助線３５１および３５２は、光ファイバ通過中に、光信号の強度が徐々に低下していく様子（およびＳ／Ｎ比の悪化、波長分散効果による信号識別レベルの低下）を示している。
【００３４】
一本の集線光ファイバ７０へ送出された光信号は、スプリッタ３０を通過して各支線光ファイバ７５Ａ〜７５Ｃに分岐され、更にスプリッタ３１Ａ〜３１Ｃで分岐されて支線光ファイバ７１Ａ〜７１Ｃへ分配される。スプリッタ３０および３１を通過する際には光強度が低下する。しかし、ＯＬＴ１０は、その低下分を見込んで、対象となるＯＮＵ２０へ到達するために必要な強度で送信する。各ＯＮＵ２０は、それぞれ支線光ファイバ７１Ａ〜７１Ｃを通じて下り信号を受信する。図２中、光信号３０１−１〜３０１−ｎは、各ＯＮＵ２０Ａ−１〜２０Ｃ−ｎＣに宛てて送信された下りフレームの送信位置および送信データサイズを示している。図１との対応関係では、下り信号３０１−１がＯＮＵ２０Ａ−Ｒ、下り信号３０１−２がＯＮＵ２０Ｂ−Ｒ、下り信号３０１−ｎがＯＮＵ２０Ｃ−Ｒ向けであると考えれば良い。
【００３５】
また、図２では、ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０へ送信する光信号の強度に差があることを示している。図２ではＯＮＵ群２０Ｃ宛ての受信信号の光の強度が最も強く、次にＯＮＵ群２０Ｂ、次いでＯＮＵ群２０Ａの順に光の強度が強いことを示している。この光信号の強度の関係は、スプリッタ３０透過後の集線光ファイバ７０上においても維持されつつ情報が伝達される。なお、下りフレーム処理部１２１０から強度制御部１１０００までの処理は、ＯＬＴ１０内部の処理であり、ＰＯＮ区間８０での光信号の強度および配置時刻は、各区間における光信号の状態（時刻（以下、タイミングと称することもある）と強度）を示している。
【００３６】
次に、下り光信号到達時の動作を説明する。ＯＮＵ群２０Ａは、光信号３０１−２を受信する。ＯＮＵ群２０Ａは、ＯＬＴ１０に対して最も距離が近いグループであり、その他の信号は、ＯＮＵ群２０Ａ宛て信号よりも光強度が高い。そこで、これらの信号（本図では信号３０１−１、３０１−ｎ）を、ＯＮＵ２０の強度制御部２３１１においてブロックする（以下、遮断または減衰をまとめてブロックと称する）。
【００３７】
ＯＮＵ群２０Ｂにおける下り信号処理は、次のようになる。ＯＮＵ群２０Ａ宛ての信号３０１−２の光強度は、既にノイズレベル以下に低下しているため有意な信号と見做さない。しかしＯＮＵ群２０Ｃ宛ての信号３０１−１は未だ十分な強度を保っており、ＯＮＵ群２０ＢではＯＮＵ２０Ｂ−１〜２０Ｂ−ｎＢの光受信器を故障から守るため、当該信号３０１−１をブロックする。なお、ＯＮＵ群２０Ｂでは、ＯＮＵ群２０Ａ宛ての下り信号配信情報も把握しているため、信号が有意でない場合でも後述する光強度マップを参照し、区間がＯＮＵ群２０Ａ宛ての場合は、ＬＯＳ（Loss Of Signal）警報を発行しない。
【００３８】
ＯＮＵ群２０Ｃでは、自グループ宛て以外の信号は殆どノイズレベルに埋もれる。したがって、特にブロック対象となる信号は無い。しかし、ＬＯＳ警報に関してはＯＮＵ群２０Ｂと同様に他グループ宛ての下り信号配信状況を鑑み、警報要否を判定する。なお、自グループ向け以外の光強度の信号について各ＯＮＵがその信号を遮断もしくは受信対象外と判断するための仕組みを、後の図で説明する。
【００３９】
図３を参照して、ＯＬＴ１０の構成を説明する。図３において、ＯＬＴ１０は、複数のＩＦ１１００と、下りフレーム処理部１２１０と、Ｅ/Ｏ１３１０と、ＷＤＭ１５００と、Ｏ/Ｅ１３２０と、上りフレーム処理部１４１０と、ＰＯＮ制御部１０００とから構成されている。下りフレーム処理部１２１０は、下り経路情報１２００を含む。Ｅ/Ｏ１３１０は、強度制御部１１０００を含む。上りフレーム処理部１４１０は、上り経路情報１４１１を含む。ＰＯＮ制御部１０００は、光制御部１０９０と、ＯＮＵ管理部１０６０を含む。光制御部１０９０は、光増幅率情報１０９１うぃ含む。ＯＮＵ管理部１０６０は、レンジング/ＤＢＡ情報１０６１を含む。
【００４０】
下り信号は、アクセス網９０からＳＮＩ（Service Network Interface）と呼ばれるＩＦ１１００−１〜１１００−ｎに入力される。なお、アクセス網９０は、パケット通信網が多く用いられる。ＩＦ１１００は、１０／１００Ｍｂｉｔ／ｓまたは１Ｇｂｉｔ／ｓのイーサネットインタフェースが用いられることが多い。しかし、ここではこの構成に限定する必要はない。受信信号（以下、通信網上で送受される電気信号または光信号をデータ、フレーム、またはパケットと称することもある。これらの信号はヘッダ部とペイロード部から構成される）は、下りフレーム処理部１２１０に転送される。下りフレーム処理部１２１０は、パケットのヘッダ情報を解析する。具体的には、下りフレーム処理部１２１０は、パケットのヘッダに含まれる宛先情報、送信元情報、経路情報を含むフロー識別情報に基づいて、受信パケットを転送すべき先のＯＮＵ２０を決定する。下りフレーム処理部１２１０は、必要に応じて、受信パケットのヘッダ情報の変換や付与を行なう。なお、下りフレーム処理部１２１０は、上記宛先決定やヘッダ情報の変換および付与を含む処理を決定するための下り経路情報ＤＢ１２１１を備える。下りフレーム処理部１２１０は、受信パケットのヘッダ情報として含まれる一つもしくは複数のパラメータをキーとしてＤＢ１２１１を参照することで、前述の処理を行なう。
【００４１】
下りフレーム処理部１２１０は、更に、下りフレーム処理部１２１０内部で決定されたヘッダ処理内容に従い、当該受信パケットをＰＯＮ区間８０伝送用のフレームフォーマットに変更するフレーム生成機能も備える。
【００４２】
具体的には、イーサネットの受信パケットをＧＰＯＮのＰＯＮ区間８０に送信する場合の具体的な処理は、次のようになる。（１）イーサネットパケットのヘッダ情報を抽出する。（２）ヘッダ情報をキーとして下り経路情報ＤＢ１２１１を検索して、受信パケットに対するＶＬＡＮタグ処理（変換、削除、透過、付与など）およびその転送先を決定する。（３）更に、フレーム生成機能にて該当する転送先ＯＮＵに設定したＰｏｒｔ‐ＩＤを含むＧＥＭヘッダを生成する。（４）ＧＥＭヘッダを受信パケットに付与して、イーサネットパケットをＧＥＭフレームとしてカプセリングする。
【００４３】
イーサネットパケットをカプセリングしたＧＥＭフレームは、下りフレーム処理部１２１０から読み出される。Ｅ／Ｏ処理部１３１０は、電気信号から光信号に変換する。Ｅ／Ｏ処理部１３１０は、光信号について、波長多重分離器（ＷＤＭ）１５００と集線光ファイバ７０を介して、ＯＮＵ２０へ送信する。このとき、Ｅ／Ｏ処理部１３１０に具備された強度制御部１１０００は、当該フレームの対象となるＯＮＵ２０が属するＯＮＵ群によって、それぞれ異なる光強度とする。この強度制御部１１０００は、光アンプおよび光アンプの増幅率設定回路（図示せず）により実現される。増幅率設定回路は、光制御部１０９０からの指示により制御される。光制御部１０９０は、下りフレームの宛先を参照し、宛先と関連付けられる光増幅率情報１０９１から得られる増幅率に従い、フレームの増幅率を設定する。具体的には、光増幅率情報は、ＯＮＵ管理部１０６０に保持されるレンジング情報（ＲＴＤを基に算出されるＰＯＮ区間の通信距離情報）に基づいて設定できる。
【００４４】
ＯＬＴ１０に備えたＰＯＮ制御部１０００は、各ＯＮＵ２０の設定・管理等の制御他、上下双方向の信号伝送制御も含めたＰＯＮ４０全体の制御を行なう。本実施例では、ＯＬＴ１０が下り光信号の強度制御を実施する。下り信号の光強度制御を実施するため、ＯＬＴ１０にＰＯＮ制御部１０００の一機能として光制御部１０９０を含む構成とした。ＰＯＮ制御部のレンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ１０６１に保持される情報は、個々のＯＮＵ２０に対するＥｑＤ設定値を含む。ＥｑＤ設定値は、ＯＬＴ１０から各ＯＮＵ２０の伝送距離（遅延時間）に相当する情報である。ＥｑＤ設定値は、ＰＯＮ運用中のＤＢＡ処理に利用される。更に、レンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ１０６１は、下り信号を送出する際の光強度を決定する処理においても活用できるデータベースである。ＰＯＮ制御部１０００は、各ＯＮＵ２０へ送る下り信号の送信光強度やデータ量（帯域）および送信タイミング（フレーム上の位置情報や時刻・タイミング）を算出し、レンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ１０６１に記憶する。
【００４５】
図４を参照して、ＯＬＴ１０の下りフレーム処理部１２１０とＰＯＮ制御部１０００の詳細を説明する。図４において、下りフレーム処理部１２１０は、パケットバッファ１２１０１と、ヘッダ変換・付与部１２１０２と、ＧＥＭヘッダ生成部１２１０３と、ＧＥＭフレーム生成部１２１０４と、ヘッダ解析部１２１０５と、下り経路情報ＤＢ １２１１と、送信光強度取得部１２１０６と、下りＢＷ（Ｂａｎｄ Ｗｉｄｔｈ）マップ生成部１２１０７と、下り光強度マップ（ＢＷ）送信制御部１２１０８とを含む。また、光強度マップ制御部１２１０８は、光強度マップ送信間隔ＤＢ １２１０９と、光強度マップ制御カウンタ１２１１０とを含む。
【００４６】
ＰＯＮ制御部１０００は、ＯＮＵ管理部１０６０にＤＢＡ処理部１０６２と、レンジング／ＤＢＡ処理部１０６１とを含む。更に光制御部１０００は、光増幅率決定部１０９２と、光増幅率決定部１０９２から参照する光増幅率情報ＤＢ １０９１とを含む。
【００４７】
下りフレーム処理部１２１０に転送された下りパケット処理は。以下の手順による。インタフェース１１００−１および１１００−２にて受信した下りパケットは、一旦パケットバッファ１２１０１に格納され、その後ＧＥＭフレーム生成部１２１０４を通じてＥ／Ｏ変換部１３１０へ転送される。このＧＥＭフレーム生成部１２１０４へパケット情報が通知される一連の流れの中で、下りフレーム処理部１２１０は、（１）ヘッダ情報の解析および転送方路（即ち宛先ＯＮＵ）を決定する。また、下りフレーム処理部１２１０は、（２）下りパケット送信光強度の決定および下り光強度マップ（下りＢＷマップとも称することがある）の生成を行なう。
【００４８】
処理（１）において、ヘッダ解析部１２１０５は、パケットバッファ１２１０１から受信パケットのヘッダ部を取得する。ヘッダ解析部１２１０５は、ヘッダ部に含まれる宛先情報、送信元情報、経路情報を含むフロー識別情報を抽出し解析する。この結果に基づき、下りフレーム処理部１２１０は、ヘッダ情報の変換要否および（変換要の場合に）変換方法（ヘッダ情報の付与、削除、透過、または変換）を決定する。この決定は、受信パケットのフロー識別情報の一部（宛先情報）または全部を参照し、情報を下り経路情報ＤＢ １２１１に保持する経路テーブル（図示せず）と照合することにより行なう。なお、経路テーブルには受信フレームのヘッダ情報に対応する転送先方路とヘッダ情報変換に関わる情報を関連付けて記録しておく。ここで得たヘッダ変換内容を参照して、ＧＥＭヘッダ生成部１２１０３は、ＧＥＭフレームヘッダ情報を生成する。ＧＥＭヘッダ生成部１２１０３は、処理後の（ＯＮＵ２０への転送に用いるための）ヘッダ情報をＧＥＭフレーム生成部１２１０４へ転送する。
【００４９】
処理（２）において、下り光強度マップ（下りＢＷマップ）生成部１２１０７は、パケットバッファ１２１０１から下りパケットヘッダ部を取得および解析する。下りＢＷマップ生成部１２１０７は、ヘッダ情報に基づき送信光強度取得部１２１０６に送信光強度の決定を要求する。送信光強度取得部１２１０６は、ＰＯＮ制御部１０００に備えた光増幅率決定部１０９２へ当該下りパケットを送信するための適正な光強度を指定するよう要求する。光増幅率決定部１０９２は、光増幅率情報ＤＢ １０９１を参照して、当該パケットの宛先ＯＮＵに対応する光増幅率を取得する。光増幅率決定部１０９２は、これを下りフレーム処理部１２１０の送信光強度取得部１２１０６へ通知する。
【００５０】
なお、光増幅率情報ＤＢ １０９１は、ＯＮＵ立ち上げ時に実施するレンジング処理を利用した通信距離測定に基づいて、個々のＯＮＵとの通信に要する光強度を算出する機能を備える。ＯＮＵ管理部１０６０に含まれるＤＢＡ処理部１０６２は、個々のＯＮＵに対し上り信号（パケット）を送出するタイミングを算出する機能ブロックである。従来のＰＯＮで用いる上り信号の帯域割当てのためのＤＢＡと同様であり、ここで算出した帯域割当て状況は、一旦割り当てた上りフレームを受信完了するまで、レンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ １０６１に保持する。
【００５１】
ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、ＧＥＭフレームヘッダ情報とパケットバッファ１２１０１に格納されているデータ（フレームペイロード）を結合して下りＧＥＭフレームを生成する。ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、下りＧＥＭフレームを更に結合して１２５マイクロ秒を区切りとする下りフレームを生成する。この段階で必要となる機能の一つとして、ＧＥＭフレームの挿入順序を決定する下り送信計画（即ち、下り光強度マップ）決定機能をフレーム生成部１２１０４に備える。下り送信計画を決定することにより、光強度マップ構成も決定し、ヘッダ情報の然るべき箇所に光マップが挿入される。具体的なフレーム構成については後述する。
【００５２】
次に、下り光強度マップをＯＮＵへ周期的に通知する際のＯＬＴ１０における動作を説明する。ＯＬＴ１０のＰＯＮ制御部１０００は、ＯＮＵ２０を個々に立上げた際に指定した下り光信号送信計画（下り光強度マップ、下りＢＷマップとも称する）の送信開始時刻および送信周期を保持する。当初これらの情報を保持する箇所はＯＮＵ状態管理部１０６３に具備するレジスタ（図示せず）である。ＯＮＵ状態管理部１０６３は、ＯＮＵ２０の立上げ完了後に、情報を下りＢＷマップ送信制御部１２１０８へ通知する。下りＢＷマップ送信制御部１２１０８は、この情報を、それぞれ下りＢＷマップ送信制御部内レジスタ（図示せず）、下り強度マップ送信間隔ＤＢ １２１０９に記録する。下り強度マップ制御カウンタ１２１１０は、下りＢＷマップ送信制御部に備えるＯＮＵ毎またはＯＮＵ群毎の送信開始時刻と、下り強度マップ送信間隔ＤＢ １２１０９に備える送信間隔を参照し、送信開始時刻または送信間隔カウンタ値が一定値に到達した場合に、カウンタをリセットし次の通知時刻に向け新規カウントを開始する。
【００５３】
下りＢＷマップ制御部１２１０８は、下り強度マップ制御カウンタを定期的に参照するか、または下り強度マップ制御カウンタからの定期的な制御信号通知を以って下り光強度マップ送信時刻を下りＢＷマップ生成部１２１０７へ通知する。これに伴い、下りＢＷマップ生成部１２１０７は、下り光強度マップ送信時刻において個々のＯＮＵまたはＯＮＵ群へ通知すべき下り信号送信計画（即ち下り信号への下り光強度マップ挿入位置）を決定し、ＧＥＭフレーム生成部１２１０４へ通知する。
【００５４】
図５を参照して、ＰＯＮシステムのＯＮＵ２０を説明する。図５において、ＯＮＵ２０は、ＷＤＭ２５００と、Ｏ／Ｅ２３１０と、下りフレーム処理部２２１０と、ｎ台のＩＦ２１００と、上りフレーム処理部２４１０と、Ｅ／Ｏ２３２０と、ＰＯＮ制御部２０００とで構成されている。Ｏ／Ｅ２３１０は、強度制御部２３１１を含む。下りフレーム処理部２２１０は、下り経路情報２２１１を保持する。上りフレーム処理部２４１０は、上り経路情報２４１１を保持する。ＰＯＮ制御部２０００は、下り受信制御部２０７０と、ＯＮＵ制御部とを含む。下り受信制御部２０７０は、下り光強度マップ情報２０７１を保持する。
【００５５】
ＯＮＵ２０が収容する端末（図示せず）からＰＯＮへの上りの信号は、加入者網５０からＵＮＩ（User Network Interface）と呼ばれるＩＦ２１００−１〜２１００−ｎに入力される。なお、加入者網５０は、ＬＡＮやパケット網が用いられることが多い。したがって、ＩＦ２１００は、１０／１００Ｍｂｉｔ／ｓまたは１Ｇｂｉｔ／ｓのイーサネットインタフェースが用いられることが多い。しかし、本発明ではこの構成に限定されるものではない。
【００５６】
ＯＮＵ２０での下り信号および上り信号を処理する構成と動作は、それぞれ図３および図４を用いて説明したＯＬＴ１０の上り信号および下り信号処理の構成と動作に概ね同様である。下り信号については、ヘッダ解析の結果を基に宛先決定やヘッダ情報の変換および付与を含む処理を決定するための下り経路情報ＤＢ２２１１を備えた下りフレーム処理部２２１０がＰＯＮ区間８０から受信したＧＥＭフレームをイーサネットパケットに変換してＯＮＵ２０の端末に出力し、上り信号については、上り経路情報ＤＢ２４１１を備えた上りフレーム処理部２４１０が端末から受信したイーサネットパケットをＧＥＭフレームに変換してＯＬＴ１０に向かって出力するものである。
【００５７】
ＯＮＵ２０の下り信号受信機能として、Ｏ／Ｅ処理部２３１０には強度制御部２３１１を備える。強度制御部２３１１は、ＯＬＴ１０から光ファイバ７０および支線ファイバ７１を介して受信する光信号の強度を監視し、ＯＮＵ２０のＯ／Ｅ処理部２３１０を構成する光受信器にとって適切な強度に調整する。強度制御部２３１１は、高強度の光信号を遮断し、Ｏ／Ｅ処理部２３１０の光受信器が故障することを防ぐ。強度制御部２３１１は、ＯＮＵ制御部２０６０の指示にしたがって動作する。また、ＯＮＵ制御部２０６０は、下りフレーム処理部２２１０にてフレーム処理の結果得られる下り信号の送信強度スケジュール情報（下り光強度マップ）を下り光強度情報ＤＢ２０７１に記憶する。下り信号の送信強度スケジュール情報に基づき、ＯＮＵ制御部２０６０は、自装置の受信すべき適切な光強度の下り信号が送られている間（または、それ以下の光強度の信号が送られている間）、下り信号受信を可能とする。ＯＮＵ制御部２０６０は、それ以外の場合は光を遮断するように強度制御部２３１１を制御する。強度制御部２３１１の動作詳細については後述する。
【００５８】
ＯＮＵ制御部２０６０は、ＯＬＴ１０からの指示に従い、ＯＮＵ２０を立上げる場合のパラメータ設定や通信状態管理に用いる機能ブロックである。ＯＮＵ制御部２０６０は、受信フレームの解析、装置の保守管理情報の管理、ＯＬＴ１０への通信（返信）要否判定処理を実行する。
【００５９】
図６を参照して、ＯＮＵ２０の下りフレーム制御部２２１０、ＰＯＮ制御部２０００、上りフレーム処理部２４１０の詳細な機能ブロックを説明する。図６において、下りフレーム処理部２２１０は、ヘッダ解析部２２１０１と、レンジングリクエスト処理部２２１０２と、ヘッダ処理部２２１０３と、ペイロード処理部２２１０４と、下り経路情報２２１１とから構成されている。
【００６０】
ＰＯＮ制御部２０００は、ＯＮＵ制御部２０６０と、下り受信制御部２０７０と、レンジング信号処理部２０００１と、ＤＢＡ情報２０００２とから構成されている。下り受信制御部２０７０は、下り光強度情報ＤＢ２０７１と、下り光強度予告受信カウンタ２０００３とを保持する。
【００６１】
上りフレーム処理部２４１０は、キュー長監視部２４１０１と、ペイロード生成部２４１０２と、ＤＢＡ要求生成部２４１０３と、レンジングレスポンス生成部２４１０４と、上りフレーム生成部２４１０５とから構成されている。
【００６２】
ＷＤＭ２５００を介して受信した下り信号について、ヘッダ解析部２２１０１は、（１）フレームが自装置宛てであるか否かを判定する。また自装置宛てである場合、ヘッダ解析部２２１０１は、（２）フレームのヘッダ情報を調査する。ここで、下りフレームに含まれる情報は大きく二つのカテゴリに分類される。一方は、ＰＯＮ区間制御用の信号でありＯＮＵ２０にて終端すべきものである。他方は、ユーザデータなどの主信号フレームである。主信号フレームは、ＯＮＵ２０を介してＩＦ２１００−１〜２１００−ｎに接続された機器へ転送すべきものである。
【００６３】
前者の代表的動作としてレンジング処理時の信号送受信がある。ヘッダ解析部２２１０１は、ＯＬＴ１０から当該ＯＮＵ２０宛てのレンジングリクエストであることを検出すると、レンジングリクエストをレンジングリクエスト処理部２２１０２へ転送する。レンジングリクエスト処理部２２１０２は、レンジングリクエスト信号を受信した時刻を記録する。レンジングリクエスト処理部２２１０２は、更にレンジングリクエストを受信した旨を通知するため内部信号（応答要求通知）を生成する。レンジングリクエスト処理部２２１０２は、生成した応答要求通知を受信時刻と共にレンジング信号処理部２０００１に転送する。ＧＰＯＮではレンジングリクエスト受信後、約３５マイクロ秒でＯＬＴへ返信することが規定されている。
【００６４】
後者の代表的動作は、下り方向へのユーザデータ転送処理である。ユーザデータは、ＰＯＮ下り基本フレームのペイロード部分に、ＧＥＭフレームの形で一つまたは複数含まれる。ＯＮＵ２０は、ヘッダ解析部２２１０１において個々のＧＥＭフレームのヘッダ情報を参照し、ヘッダ情報のうち自装置宛てであることを示す識別子（Ｐｏｒｔ−ＩＤ）がＧＥＭヘッダ内に存在する場合に、当該ＧＥＭフレームの処理を行なう。具体的には、ＧＥＭフレームとして受信した信号をＯＮＵ２０のＩＦ２１００−１〜２１００−ｎに接続される機器へ転送するため、データフォーマットの変更を行なう。ＧＥＭヘッダ内のデータについてそれぞれの宛先を示すアドレスフィールド（具体的にはイーサネット宛先アドレスやＩＰ宛先アドレス）を参照し、各データを送出するべきＩＦ２１００（具体的にはＩＦの物理アドレスあるいは装置内部で用いるＩＦ識別子など（実装依存））を決定する。下りフレーム処理部２２１０からＩＦ２１００への信号転送に際してユーザデータフレームのヘッダ情報を変更または追加する必要もある。具体的には、イーサネットフレームに付与されるＶＬＡＮタグ値の変更やＶＬＡＮタグの挿入がこれに当たる。これらの処理では、下り経路情報ＤＢ ２２１１を参照する。そのため、下り経路情報ＤＢ ２２１１には、受信した下りフレームの宛先情報と送信先ＩＦ識別子との関連付けと共に、そのためのヘッダ情報変換規則も保持しておく。下り経路情報ＤＢ ２２１１に基づき、ヘッダ処理部２２１０３において上記のようにシステム設定に従い必要となるヘッダ処理を行ない、外部機器向け下りフレームのヘッダフォーマットを成型する。その後ペイロード処理部２２１０４に於いて、当該フレームのペイロード部に含まれているユーザデータと組合せることで転送用の下りフレームフォーマットを構築し、フレームをＩＦ２１００−１〜２１００−ｎへ転送する。
【００６５】
レンジング信号処理部２０００１は、レンジングリクエスト処理部２２１０２からの応答要求通知を受信すると、通知に含まれるレンジングリクエスト受信時刻に基づいてレンジングレスポンスを送出する時刻（実際には装置内クロック数を用いて算出できる）を決定する。レンジング信号処理部２０００１は、レンジングレスポンス生成および送出指示をレンジングレスポンス生成部２４１０４に対し送出する。通常レンジング処理は、ＯＮＵ２０立ち上げ時にのみ実施される。しかし、運用中の上り信号同期異常などの通信障害が検出された場合、再度レンジング処理を実施することもある。その際にはＰＯＮ制御部２０００のレンジング処理部２０００１から上りフレーム制御部に対し、レンジングレスポンス送信時には上りユーザデータフレーム送出を停止するように通知する。なお、図６では平常運用時の処理を説明しており、通信障害時の制御信号の流れについては図示していない。
【００６６】
レンジングレスポンス生成部２４１０４は、レンジング信号処理部２０００１からの指示に従いレンジングレスポンスを生成・送出する。このときレンジング信号処理部が指定する時刻にＥ／Ｏ変換部２３２０へ送出開始するようタイミング制御を行なう。
【００６７】
次に、図１の構成においてＯＮＵ２０が下り信号を受信した場合の処理を説明する。図６において、ＯＮＵ２０に用いられる受光デバイスは、信号識別可能なＳ／Ｎ比レベルと受光可能な光強度上限値が定められている。Ｏ／Ｅ部２３１０およびヘッダ解析部２２１０１に於いて正常に受光され、且つヘッダ認識された下り信号は、信号がレンジングリクエストでない場合には下りフレーム処理部２２１０に備えるフレームバッファ（図示せず）に保持され、ヘッダ解析部２２１０３は、信号のヘッダ情報の解析を行なう。このヘッダ解析処理において、自装置（ＯＮＵ２０）宛ての下り光強度マップを検出した場合には、当該情報を下り光強度情報ＤＢ ２０７１に通知し、下り光強度情報ＤＢ ２０７１に保持する。このときの自装置宛てか否かの判断を行なう際には、下り経路情報ＤＢ ２２１１を参照する。この具体的な動作については前段落に述べた通りであるため説明を割愛する。下り光強度マップは、ＯＮＵ２０が下り信号を受信すべきタイミング（時刻またはクロック（バイト）数で表される）が記載されている。ＯＮＵ制御部２０６０は、下り光強度情報ＤＢ ２０７１を参照することにより、Ｏ／Ｅ部２３１０に備える強度制御部２３１１へ、次に受信すべき下り光信号の受光タイミング（ＯＮＵへの到着時刻）を指示する。強度制御部２３１０は、指示に従い下り光信号を遮断あるいは受光部を開放する。これによってＯＮＵ２０は、Ｏ／Ｅ部２３１０の光デバイスの故障や（自装置以外のＯＮＵ宛てフレームであって、Ｓ／Ｎ比の低い信号を受信した場合の）不要な通信異常警報の発行を防ぐことができる。
【００６８】
本実施例では、後述するようにＯＬＴ１０からＯＮＵ２０へ定期的に下り光強度マップを送信する。個々のＯＮＵ２０は、下り光強度マップ情報を受信するタイミングを、下り光強度予告受信カウンタ２０００３に保持しておく。本タイミング情報は、運用中に変更しない場合は、ＯＮＵ２０の立上げ時にＯＬＴ１０から設定する。本情報は、ＯＮＵ群毎あるいはＯＮＵ毎に設定することが可能である。また運用中にもＯＮＵ毎の通信帯域の利用状況や、通信量の変化に応じてタイミング情報を変更することができる。即ち、常時一定の間隔で下り光強度マップを送信する以外に、下り光強度マップ送信間隔を動的に変更することができる。下り光強度情報は、ＯＬＴ１０より与えられ、ＯＮＵ２０では上記一連の処理に従い、自装置宛ての下り光強度マップであると確認した場合に、下り光強度マップ情報ＤＢ２０７１（および下り光強度予告受信カウンタ２０００３）へ記録し、下り光強度予告受信カウンタ２０００３で時刻カウントを行なう。下り情報予告受信カウンタ２０００３は、下り光強度マップ受信時刻をカウントし、光強度マップ受信時刻が近付くと、ＯＮＵ制御部２０６０へ通知する。下り光強度マップ情報ＤＢ２０７１でも同様に、強度マップ受信時刻が近付くと、ＯＮＵ制御部２０６０へ通知する。ＯＮＵ制御部２０６０は、これを受けて強度制御部２３１１を開放する。ＰＯＮ制御部２０００には、ＯＮＵ２０の起動時に設定される、運用開始（下り信号受信開始）時刻、運用後最初に受信する下り光強度マップ受信時刻、下り光強度マップの受信間隔を保持する（目的に使用するレジスタ／ストレージは図示せず）。
【００６９】
次にＯＮＵ２０における上り信号の処理について述べる。ＩＦ２１００−１〜２１００−ｎで受信した信号は、一旦ＯＮＵ２０内に蓄積された後、ＯＬＴから指示される上りフレーム送信タイミングに従いＯＬＴへ転送される。上り信号を構成するための手順は、下り信号の解析と略同様であり、ヘッダ情報処理とペイロード情報処理に分割される。上り信号としてＯＮＵ２０へ入力された情報は、一旦上りフレーム処理部に備えるフレームバッファ（図示せず）に蓄積される。このうちペイロード部分について、ペイロード生成部２４１０２は、ＧＥＭフレームのペイロードを構成するために透過、分割あるいは結合する。この段階における処理は、ＯＬＴから指示される上り信号送出帯域（一般的にはバイト数へ変換して用いる）に依存する。一方ヘッダ情報については２段階の処理を行なう。第１段階は、ＩＦ２１００から受信した上り信号のＧＥＭヘッダを構成する処理である。ＧＥＭヘッダにはＯＮＵ２０の識別子として、予めＯＮＵ２０に割り当てられたＰｏｒｔ−ＩＤを挿入する。このＰｏｒｔ−ＩＤを決定する際に、上り経路情報ＤＢ２４１１を参照する。また、上りフレームを構成する際には、ＯＮＵ２０からＯＬＴ１０に対してＤＢＡレポートと呼ばれる上り帯域要求を通知する。上り帯域要求は、上りフレームのヘッダ内に格納される。上り帯域要求は、具体的にはＯＮＵ２０内の上り信号送信待ちキューのデータ蓄積量をキュー長監視部２４１０１で判定し、ＤＢＡ要求生成部２４１０３にて上り帯域要求量を決定してＯＬＴ１０へ通知するものである。上り帯域要求は、データ量に応じてＯＬＴ１０からの送信許可を受けるための情報である。上りフレーム生成部２４１０５は、上り帯域要求を含む上り信号ヘッダ情報と、ペイロード生成部２４１０２にて生成されるペイロードとを結合して上りフレームを完成する。その後、ＯＬＴ１０からの上り信号送信許可（ＯＮＵ２０内に備える、ＤＢＡ情報ＤＢ（図示せず）に保持する）に従うタイミングでＥ／Ｏ部２３２０を介して送出する。
【００７０】
図７、図８、図９を参照して、ＰＯＮシステム立ち上がり時にＯＬＴと各ＯＮＵの間で行なわれるレンジング動作を説明する。ここでは、運用当初はＯＬＴ１０がＯＮＵ２０までの距離を把握していない状況からの立ち上げ処理を想定して説明する。
【００７１】
図７において、先ずＯＬＴ１０がＯＮＵとの接続を確認すると、規定のＯＮＵ起動手順に従い、各ＯＮＵに対してレンジングリクエスト信号を送信する。この時、ＯＬＴ１０は、まだ、各ＯＮＵがどれほどの距離に配置されているかがわからない。そこで、ＯＬＴ１０は、まず最小の光強度（この強度を光強度ＬＡ１００００とする）でレンジングリクエスト信号２００００−Ａを各ＯＮＵへ送信する（Ｓ−１００００Ａ）。この時、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の伝送距離や分岐による光信号強度およびＳ／Ｎ比の損失によって、各ＯＮＵは前述の最小の光信号ＬＡ１００００で送信されたレンジングリクエスト信号２００００−Ａを正しく受信できるか、または各ＯＮＵに搭載されているＯ／Ｅ２３１０の受信感度不足などによる受信エラー（受信不可）となるかのいずれかである。本実施例ではレンジングリクエスト信号２００００−ＡをＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵが受信可能（Ｓ−１００１０Ａ）である。一方、残りのＯＮＵ群２０Ｂ、ＯＮＵ群２０ＣのそれぞれのＯＮＵは、受信不可（Ｓ−１００１０Ｂ、Ｓ−１００１０Ｃ１）である。
【００７２】
ＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵは、ＯＬＴ１０に対し、それぞれレンジングレスポンス信号２００１０−Ａを送信する（Ｓ−１００２０Ａ）。レンジングレスポンス信号２００１０−Ａを受け取ったＯＬＴ１０（Ｓ−１００３０Ａ）は、レンジングレスポンス信号２００１０−Ａの発信元であるＯＮＵ群ＡのＯＮＵとの通信が、レンジングリクエスト信号送信時の光強度において可能であると判断する。ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ群２０Ａに属すＯＮＵについて、それぞれ光信号ＬＡ１００００で各ＯＮＵまでの往復遅延時間ＲＴＤを測定し、測定結果に基づき等価遅延ＥｑＤの値を決定する（２００２０−Ａ）。これらは非特許文献１に基づく処理である。ＯＬＴ１０は、この時同時に、レンジング処理の結果を用いて各ＯＮＵまでの通信時間を決定する。ここで得た通信時間は、ＯＬＴ１０から各ＯＮＵに対する絶対（ＯＬＴ側管理）時刻を設定するために利用する。この絶対時刻は、各ＯＮＵが後に詳しく説明する光強度マップ内に示す各ＯＮＵ宛のフレームに関する到達時刻情報を正しく認識することに寄与される。これはＯＬＴ側で管理された時刻情報（絶対時刻）からＯＮＵが自装置に設定すべき時刻情報を得ることができるため、ＯＬＴ１０からの基本フレーム周期の境界時刻または当フレームが各ＯＮＵへ到着する時刻をＯＮＵへ設定することができるためである。先に述べたように、本発明ではこの絶対時刻を設定する方法は特に限定しない。例えば、特許文献１に記載の時刻設定方法を用いることができる。
【００７３】
絶対時刻まで各ＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵに設定（２００３０−Ａ）したＯＬＴ１０は、それまで通信していた各ＯＮＵに対して、通常運用の開始予定時刻から受信動作を開始し、それまでの時間全ての受信信号を遮断するようＯＮＵ内の強度制御部２３１１を設定するように通知する（２００４０−Ａ、１００５０−Ａ）。また、時刻設定および運用開始（下り信号受信開始）時刻通知に続き、ＯＮＵ２０が受信するべき下り光強度マップの受信開始時刻および受信間隔を設定する（２００４１−Ａ、２００４２−Ａ）。なお、運用後最初に受信する下り光強度マップの受信時刻は、上記受信動作開始時刻と同一または時刻から算出可能なパラメータとして扱い、２種類の時刻通知を行なわない方法でも実施可能である。ＯＬＴ１０は、光強度テーブルの一部を作成する（Ｓ−１００４０Ａ）。
【００７４】
図８を参照して、ＰＯＮシステム立ち上がり時にＯＬＴとＯＮＵ群２０Ｂに属する各ＯＮＵの間で行なわれるレンジング動作を説明する。図８のシーケンスは、図７で示したＯＮＵ群２０Ａへのレンジング処理が完了した後に行なわれるＯＮＵ群２０Ｂに対するレンジング処理の手順を示す。
【００７５】
図８において、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の距離や伝送損失の影響によって、最小の光信号ＬＡ１００００で送信されたレンジングリクエスト信号を正しく受信できなかったＯＮＵ群２０Ｂ、ＯＮＵ群２０ＣのＯＮＵは、ＯＬＴ１０からのレンジングリクエスト信号を待ち続けている状態を維持している。光信号ＬＡ１００００にてレンジング処理や各ＯＮＵへの絶対時刻を定義し終えたＯＬＴ１０は、次に光強度をＬＡ１００００より一段上昇させた光強度ＬＡ１００１０に変更し、レンジングリクエスト信号２００００−Ｂを再度各ＯＮＵへ送信する（Ｓ−１００００Ｂ）。この時、先ほどレンジング処理を終えているＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵは、本来ならば光信号ＬＡ１００００より一段上昇させた光強度ＬＡ１００１０が到達したために自ＯＮＵの光受信機が故障もしくは破壊などの不具合を起こす可能性がある。しかし、ＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵは、ＯＬＴ１０から通常運用の開始予定時刻まで受信信号を全て遮断するように指示されているので、今回到達する光強度ＬＡ１００１０の信号をブロックして自ＯＮＵの光受信機を保護している（１００５０−Ａ）。その一方、ＯＮＵ群２０ＣのＯＮＵは、先ほどと同様に各ＯＮＵに搭載されているＯ／Ｅ２３１０の受信感度能力が足らずにエラー信号などで受信不可となる。しかし、光強度ＬＡ１００１０で送信された信号で初めてレンジングリクエスト信号２００００−Ｂを認識できたので、ＯＮＵ群２０ＢのＯＮＵは、ＯＬＴ１０との間でレンジング処理や絶対時刻情報の設定を行なう。この時の処理内容は、光強度ＬＡ１００００で行なわれたＯＬＴと各ＯＮＵ間の処理と同様のため省略する。その後、通常運用の開始予定時刻までの間に全ての受信信号を遮断するようＯＮＵ内の強度制御部２３１１を設定するように通知する（２００２０−Ｂ）。ＯＬＴ１０は、光強度テーブルの一部を作成する（Ｓ−１００４０Ｂ）。
【００７６】
図９を参照して、ＰＯＮシステム立ち上がり時にＯＬＴとＯＮＵ群２０Ｃに属する各ＯＮＵの間で行なわれるレンジング動作を説明する。図９は、図７と図８で示したＯＮＵ群２０Ａおよび２０Ｂへのレンジング処理が完了した後に行なわれるＯＮＵ群２０Ｃに対するレンジング処理の手順を示す。
【００７７】
図９において、光強度ＬＡ１００１０で前述の処理を終えたＯＬＴ１０は、更に一段高い光強度ＬＡ１００２０でレンジングリクエスト信号を送信して、レンジングレスポンス信号を返信したＯＮＵ群２０Ｃとの間で前述と同様の処理を行なう（この際の処理の過程は、ＯＮＵ群２０Ａ、ＯＮＵ群２０Ｂと同様なので省略する）。この時も自ＯＮＵにとって光強度ＬＡ１００２０の信号が強すぎるＯＮＵ（光強度ＬＡ１００００、光強度ＬＡ１００１０でＯＬＴ１０との間で一連の処理を終えているＯＮＵ群２０Ａ、ＯＮＵ群２０Ｂ）は、ＯＬＴ１０からの指示で受信信号を遮断しているため、自ＯＮＵの光受信機の故障もしくは破壊などの不具合が発生しない。こうしてＯＬＴ１０が徐々に光信号の強度を上昇させながらレンジング処理や絶対時間の通知を行なうことで、ＯＬＴ１０は、配下の全ＯＮＵ２０のレンジング処理や絶対時刻の設定を実施することができる。ＯＬＴ１０は、光強度テーブルの一部を作成する（Ｓ−１００４０Ｃ）。ＯＬＴ１０は、光強度テーブルをマージして完成する（Ｓ−１００５０）。
【００７８】
最終的にＯＬＴ１０および全ＯＮＵ２０は、通常運用に移行する（Ｓ−１００６０−ＯＬＴ、Ｓ−１００６０−Ａ、Ｓ−１００６０−Ｂ、Ｓ−１００６０−Ｃ）。この時、通常運用開始時刻として、各光レベルの信号が最初に到達する時刻（後述する図１７においては、ＯＮＵ群２０Ａに対する１６００１Ａ、ＯＮＵ群２０Ｂに対する１６００１Ｂ、ＯＮＵ群２０Ｃに対する１６００１Ｃに相当する）をそれぞれ指定していると、全ＯＮＵ２０は運用開始直後に到達する下りフレームからエラーや障害を起こすことなく、受信可能となる。
【００７９】
以上では現在のＧＰＯＮの通信ビットレートである２．５Ｇｂｉｔ／ｓを想定して説明してきたが、次世代規格である通信ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓのＧＰＯＮと混在させたシステム（ＯＬＴ１０が通信ビットレート２．５Ｇｂｉｔ／ｓ／１０Ｇｂｉｔ／ｓ両者に対応可能で、配下のＯＮＵには通信ビットレート２．５Ｇｂｉｔ／ｓ対応のＯＮＵや通信ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓ対応のＯＮＵが混在したシステム）であれば、上述の光レベル毎の処理動作を通信ビットレート２．５Ｇｂｉｔ／ｓで行なった後に通信ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓで行なうことで対応可能となる。具体的にはまず、光強度ＬＡ１００００で行なった前日した通常運用前に行なう処置を通信ビットレート２．５Ｇｂｉｔ／ｓで実施した後に、通信ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓへ変更して再度実施する。通信ビットレートの高いシステムにおいては、低ビットレートのシステムよりも光伝送特性上、光ファイバ上での信号減衰および波長分散が激しいため、ＯＬＴ１０からはより高強度で発振する必要があるためである。例えば２．５Ｇｂｉｔ／ｓと１０Ｇｂｉｔ／ｓで同一距離の伝送を行なう場合、送信側と受信側との光強度差は理論上１６倍程度異なる。そのため、２．５Ｇｂｉｔ／ｓ対応ＯＮＵを先ず起動することで、光強度ＬＡ１００００で対応可能な通信ビットレート２．５Ｇｂｉｔ／ｓ対応のＯＮＵと通信ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓ対応のＯＮＵを通常運用まで移行できる。その後は、配下の全ＯＮＵ２０が通信ビットレート２．５Ｇｂｉｔ／ｓ対応だった時と同様に光強度を光強度ＬＡ１００００→光強度ＬＡ１００１０→光強度ＬＡ１００２０と変更して前述の処理を行なえばよい。ここでは次世代規格ＧＰＯＮを通信ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓと述べたが、これは一例であり、次世代規格ＧＰＯＮの通信ビットレートを１０Ｇｂｉｔ／ｓに限定しているわけではない。あくまで通信ビットレートの異なるＰＯＮシステムの混在収容時の一つのモデルとして述べたものである。
【００８０】
本実施例ではＯＬＴ１０が徐々に下り信号送信時の光強度を上げ、接続距離の近いＯＮＵから遠いＯＮＵへ順にレンジングを行なうが、このときＯＬＴが、或る距離のＯＮＵ群に対するレンジング処理完了を認識する方法には大きく二通りがある。一つは、ＯＮＵ接続時（ユーザ宛てＯＮＵ配布時）に予め設定しておくシリアルナンバー（ＳＮ）リストをＯＬＴ１０内部に保持しておき、接続距離別に用意したリストのＳＮに該当するＯＮＵの立上げがすべて完了したか否かを参照する方法である。さらにもう一つは、定期的に一通りの立上げ処理を実施し、新規に接続されたＯＮＵが存在するか否かをポーリングにより知る方法である。この方法では、例えばＯＮＵ群２０ＡからＯＮＵ群２０Ｃまでの立上げにおいて、各群につき一つのＯＮＵずつを対象として少しずつＳＮ番号（この場合、ＯＬＴ１０はＳＮリストを事前には分かっていない）を変えて全ＳＮ番号（既接続ＯＮＵ分を除く）につき順にポーリングをかける。あるいはＯＮＵ群２０Ａについて全ＳＮのポーリングが完了したらＯＮＵ群２０Ｂの調査に移るという方法でも良い。
【００８１】
図１０を参照して、ＯＬＴ１０のレージング動作を説明する。図１０において、ステップ１００００Ａからステップ１００３が図７に対応している。同様に、ステップ１００００Ｂからステップ１００６が図８に、ステップ１００００Ｂからステップ１００９が図９のシーケンス処理に対応する。より詳細には、ステップ１００２は図７のＳ−１００００Ａからレンジングレスポンス信号Ｓ−１００３０Ａを受信する迄の時間内に実行する確認処理である。ステップ１００２の結果、レンジングレスポンスを正しく受信できたことが確認できると、２００２０−ＡからＳ−１００４０Ａに至る一連のＯＮＵ設定処理を行なう。この一連の処理を、本図では纏めてステップ１００３として記載している。
【００８２】
図８および図９との対応についても同様である。ステップ１００５は図８のＳ−１００００Ｂからレンジングレスポンス信号Ｓ−１００３０Ｂを受信する迄の時間内に実行する確認処理であり、更にステップ１００２の結果、レンジングレスポンスを正しく受信できたことが確認できると、ＯＬＴ１０は、２００２０−ＢからＳ−１００４０Ｂに至る一連のＯＮＵ設定処理を行なう。図９との対応についても同様であるため説明を割愛する。
【００８３】
以上のように、ＯＬＴ１０に近いＯＮＵ２０群から順に立上げ処理を行ない、ＯＬＴ１０から最も遠い位置にあるＯＮＵ群に対するレンジング処理を終えた段階で本フローを完了する。図１０のステップ１０１０は、ＯＮＵ群２０Ｃの次に遠い位置にあるＯＮＵ群へのレンジング処理開始のための処理である。そして、最遠距離にあるＯＮＵ群へのレンジング処理はステップ１０１１からステップ１０１３に相当する。その後レンジング処理終了確認並びに運用開始時刻までの待機（Ｓ１０１４）を経て、運用を開始する（Ｓ１０１５）。なお、ステップ１０１４のレンジング終了確認および待機処理において、図９に示した光強度テーブルの統合処理を実施する。
【００８４】
図１１を参照して、ＯＮＵ２０立ち上げ処理によって、ＯＬＴ１０で生成および保持する光強度対応テーブルを説明する。図１１は、図７から図９で述べたレンジング処理の結果、ステップ１００５０（図９）にてＯＬＴ１０が作成する各ＯＮＵに関するＯＬＴからの距離情報と通信に必要な光強度を纏めた光強度対応テーブルである。光強度対応テーブルは、ＯＬＴ１０のレンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ １０６１に保持する。
【００８５】
光強度対応テーブルは、項番３００５０と、ＯＮＵ−ＩＤ３００００と、距離３００１０と、光強度３００２０と、開始時刻３００４１と、送信間隔３００４２と、通信ビットレート３００３０とから構成されている。個々のＯＮＵの識別子であるＯＮＵ−ＩＤ３００００と該当ＯＮＵまでの距離情報３００１０の関係が示されている。このテーブル情報は、各光強度で行なったレンジングの完了時毎に作成することができる。即ち、ＯＬＴ１０がレンジング時のＯＮＵ−ＩＤ３００００と距離情報３００１０を処理する間に、その時のＯＬＴ−ＯＮＵ間通信に用いている光強度の情報３００２０を加えることで作成可能である（Ｓ−１００４０Ａ、Ｓ−１００４０Ｂ、Ｓ−１００４０Ｃ）。また、このテーブル情報をＯＬＴ１０が光強度を変更させてレンジング処理を行なう度に実施し、最後にそれらを統合することで全ＯＮＵについてのテーブル情報を作成可能である（Ｓ−１００５０）。
【００８６】
また、前述した通信ビットレートが異なるＰＯＮシステムの混在収容時には、各光強度でのテーブル作成時に通信中の通信ビットレート情報３００３０を追加すればよい。
【００８７】
この光強度対応テーブルから、最初に行なった光強度ＬＡ１００００でレンジング処理を行なったＯＮＵは、今後通常運用でも光強度ＬＡ１００００にて下りフレーム送信すれば良いことや、光強度をＬＡ１００１０まで上昇させてレンジング処理をおこなったＯＮＵには今後通常運用でも光強度ＬＡ１００１０にて下りフレーム送信すれば良いことが分かる。この光強度対応テーブルを基に、後に詳しく説明するが、ＯＬＴ１０がＩＦ１１００から転送されるフレームに対して、宛先情報などからこのテーブルを利用することで、送信先のＯＮＵが正しくフレームを受信できる光強度が判断でき、前述した該当ＯＮＵが正しくフレーム受信できる光強度で下りフレームを送信する際に、該当の光強度以外の信号を受信すると、光強度が強すぎて受信機が故障もしくは破壊されてしまうＯＮＵや光強度が弱すぎてエラー信号として受信してしまうＯＮＵに対して、その間受信信号の遮断や廃棄するように指示することができる光強度マップの作成に利用できる。また、通信ビットレートが異なるＰＯＮシステムの混在収容時には、同時に通信ビットレート毎の受信指示も追加できる。この光強度マップについては後に詳しく説明する。
【００８８】
図１２を参照して、下りフレーム送信にあたりＯＮＵへ事前通知する下り光強度マップを生成するための、下り光強度情報テーブルの構成を説明する。下り光強度情報テーブルは、レンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ １０６１に格納する。図１２において、下り光強度情報テーブルは、項番７００３０と、ＯＮＵ−ＩＤ７００００と、Ｓｔａｒｔ７００３０と、Ｅｎｄ７００４０と、光強度７００１０と、通信ビットレート７００２０とから構成されている。
【００８９】
図３で述べたように、下りフレーム処理部１２１０は、アクセス網９０から受信したフレームをＰＯＮ区間８０伝送用のフレームフォーマットに変更する。この際、ＰＯＮ制御部１０００がアクセス網９０から受信したフレームのヘッダ情報から送信先ＯＮＵを特定し、レンジング時に作成した全ＯＮＵ２０と適切な送信光レベルの関係（図１１のデータベース）とを照合することで、該当ペイロードの送信すべき光強度を決定する。また、ＰＯＮ４０が１０ＧＰＯＮとＧＰＯＮを混在したような複数の通信ビットレートが存在する場合は、併せて通信ビットレート情報が照会できる。
【００９０】
図３の説明で述べたように、ＯＬＴ１０の下りフレーム処理部１２１０が下りフレームを作成する際、ＰＯＮ制御部１０００において、下りフレームのペイロード部分の構成を決定する（即ち、各ＯＮＵ宛の下り信号送信帯域を割当てる）。そして、帯域情報と図１１に示す光強度対応テーブルとを照合することで、図１２に示す下り光強度情報テーブルを生成する。図１２の構成は、下り光強度マップ宛先ＯＮＵ毎の絶対時間でのＯＮＵ側受信開始時刻７００３０、ＯＮＵ側受信終了時刻７００４０、光送信レベル７００１０をテーブルに纏めたものである。下り光強度情報テーブルは、下り信号の発信タイミング（時刻）と信号の光強度とを対応付けており、各光強度で送信する信号に関する発信時刻と継続時間が分かる。これをＯＮＵへ事前通知することにより、ＯＮＵ側で信号を受信可能となる時刻およびその継続時間を認識できる。ＰＯＮ４０において１０ＧＰＯＮとＧＰＯＮを混在したような複数の通信ビットレートが存在する場合は、通信ビットレート情報を追加する（７００２０）。
【００９１】
下り光強度情報テーブルは、下りフレームのヘッダに搭載されるか、または単独フレームとしてＯＮＵへ通知される下り光強度マップを生成する際に参照する。具体的な送信方法および信号構成例については後述する。
【００９２】
図１３を参照して、下りフレーム（ヘッダ部に下り信号送信計画を格納するフレーム）または下り信号送信計画通知フレームを送信する際の、ＯＬＴ１０における処理の手順を説明する。
【００９３】
ＯＬＴ１０の下りフレーム処理部１２１０は、ＩＦ１１００で受信した下りフレームから抽出したヘッダ情報を検索キーとしてＯＬＴ１０の受信処理部１２１０に備える下り経路情報データベース１２１１を検索する。この段階で得られる、ＧＥＭフレームに付与するＰｏｒｔ−ＩＤ情報に基づき、発信光強度を問い合わせる。あるいは光制御部１０９０に当該ＯＮＵ２０までの送信距離（またはＯＮＵ迄の属するＯＮＵ群識別子情報）をレンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ １０６１より検索し、この結果に基づき光増幅率情報ＤＢを検索する方法も可能である。後者の場合について、図１３を参照して説明する。
【００９４】
図１３において、フレーム処理部１２１０は、下り信号の宛先であるＯＮＵ２０が、図１で示したＯＮＵ群のうちいずれに属しているかを判定するよう光制御部１０９０に依頼する（Ｓ２０１）。光制御部１０９０は、この制御信号を受け、予めレンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ１０６１に基づき決定された光増幅率ＤＢ１０９１を参照し、ＯＮＵ２０の属するＯＮＵ群を特定すると共に、フレーム処理部１２１０に対してＯＮＵ２０に対し信号送信する際の信号強度（増幅率）を決定する（Ｓ２０２）。この時、Ｐｏｒｔ−ＩＤに対応するＯＮＵ―ＩＤが同一であれば（あるいはＯＮＵ群が同一であれば）光増幅率も同一値となる。これら光増幅率に関する情報を得るため、本実施例では光増幅率ＤＢ１０９１には、レンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ１０６１から展開された前述の図１１や図１２のテーブル情報や、その一部に加工を施した情報を格納する。
【００９５】
当該ＯＮＵ２０宛ての信号強度を決定した後、光制御部１０９０はフレーム処理部１２１０に対し、強度情報を通知する（Ｓ２０３）。また、これと同時に当該Ｐｏｒｔ−ＩＤを含む下りフレーム（ＧＥＭフレーム）を送出する際の光強度情報を、Ｏ／Ｅ処理部１３１０へ通知して（Ｓ２０４）、終了する。ステップ２０３は、下りフレームヘッダに下り光強度マップを生成・挿入するためである。ステップ２０４は、実際に下りフレームを送出する際の光モジュール制御のために使用する。この光機能調整は、Ｏ／Ｅ処理部１３１０の強度制御部１１０００が担う。
【００９６】
なお、光強度の調整に当たっては、上記フローでは光制御部１０９０の指示に従う方法を説明した。これ以外に、フレーム処理部１２１０から受け取る下りフレームヘッダを参照し、光強度情報５１６１、５１７１、５１８１（図１５）を参照して強度制御する方法、更には光強度情報５１６１〜５１８１が下りフレームに含まれない場合に、強度制御部１１０００からの依頼を受け光制御部１０９０から光増幅率ＤＢ１０９１を参照し、強度情報を収集する手段を採用する構成でも実現可能である。
【００９７】
ステップ２０３で得た送信強度情報に基づいてフレーム生成部１２１０では下りフレームヘッダに挿入する下り光強度マップを生成し、ＰＯＮ区間８０へ伝送する下りフレーム構成処理を完了する。ここで構成されるフレームは、図１５に示したものとなる。
【００９８】
図１４を参照して、ＯＬＴ１０の光制御部に保持する光増幅率データベース１０９１の構成を説明する。光増幅率ＤＢ １０９１は、図１０のステップ２０２において、当該フレームのＰｏｒｔ−ＩＤから送信強度（光強度／増幅率１０９１２）を決定するために使用する。
【００９９】
光増幅率ＤＢ １０９１は、下りフレームの宛先ＯＮＵ２０に対する、送信信号の光強度を管理するために使用する。図１４Ａにおいて、光増幅率ＤＢ １０９１は、Ｐｏｒｔ−ＩＤ１０９１１と、光強度／増幅率１０９１２と、Ｖａｌｉｄ１０９１３と、ＯＮＵ群１０９１４と、その他フラグ１０９１５とから構成されている。また、図１４Ｂにおいて、光増幅率ＤＢ １０９１Ａは、Ｐｏｒｔ−ＩＤ１０９１１と、光強度／増幅率１０９１６と、Ｖａｌｉｄ１０９１３と、ＯＮＵ群１０９１４と、その他フラグ１０９１５とから構成されている。
【０１００】
光増幅率ＤＢ １０９１は、ＯＮＵ２０の識別子としてＰｏｒｔ−ＩＤ１０９１１を管理ＩＤとして用いている。Ｐｏｒｔ−ＩＤは、Ｐｏｒｔ−ＩＤが下りフレーム（ＧＥＭフレーム）に含まれる宛先識別子であり、利用可能であることが理由である。其の他の構成方法として、ＯＮＵ−ＩＤやＳＮ（Serial Number）等、既存のＰＯＮで用いられてきた識別子を用いる構成としても良い。
【０１０１】
さらに、光増幅率ＤＢ １０９１は、ＯＮＵ２０毎の下り光信号発信強度を示すパラメータとして、光強度／増幅率フィールド１０９１２を含む。図１４Ａでは、光強度を格納した状態を示した。図１４Ｂでは、光モジュールのデフォルト発信強度（光モジュール製造／出荷時に予め設定されている初期設定強度）を基準として、相対的な増幅／減衰率を示す変数を用いる。
【０１０２】
個々のＯＮＵ２０の状態は、個々のテーブルエントリが有効か無効かを示すＶａｌｉｄフィールド１０９１３とその他フラグ１０９１５によって管理される。ＯＬＴ１０におけるＯＮＵ２０の状態管理方法は、ベンダ別の実装に依存して多くの手段を適用できる。Ｖａｌｉｄ１０９１３は、障害あるいは異常信号発生時に使用し、ＯＮＵ２０の状態を示す情報（状態番号）は、ＯＮＵ２０の電源が投入されているか否かを含め、全てをその他フラグ１０９１５に確保した数ビットを用いて表す方法がある。また別の方法として、ＯＮＵ２０の電源投入時にＶａｌｉｄ１０９１３を有効値として、その後のＯＮＵ２０立上げおよび運用、保守管理に関する情報をその他フラグ１０９１５の数ビットで管理することも可能である。
【０１０３】
さらに、光増幅率ＤＢ １０９１には、Ｐｏｒｔ−ＩＤ１０９１１毎に、各宛先ＯＮＵが属するＯＮＵ群１０９１４を格納しておく。絶対的または相対的な光強度１０９１２および１０９１６は、このＯＮＵ群の差異によって決定される。したがって、オペレータがＯＮＵ２０を設置した段階で、ＯＮＵ群１０９１４は確定し、同時に光強度／増幅率１０９１２の概算値が決定する。
【０１０４】
ＯＮＵ２０が所属するＯＮＵ群が同じであっても、通信に要する光強度が異なる場合が存在する。即ち、ＯＮＵ毎に通信速度（ビットレート）が異なる場合である。通信ビットレートが２．５Ｇｂｉｔ／ｓから１０Ｇｂｉｔ／ｓになる場合、波長分散の影響は約１６倍、Ｓ／Ｎ比は約４倍となる。この結果、伝送距離は、大幅に短縮される。したがって、光増幅率ＤＢ １０９１を生成するためには、ＯＮＵ群までの距離と通信ビットレートが及ぼす光特性の影響を考慮して光強度／増幅率１０９１２を決定する。
【０１０５】
図１５を参照して、光アクセスシステムにおいて、可変強度の下り信号送受信を実現するための下り光強度マップ送信方法を説明する。ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０へ送信される光強度マップは、ＰＯＮのヘッダ情報として送信する方法と、単独フレーム（下り光強度マップ専用の通知フレーム）として送信する場合とがある。図１５ではＧＰＯＮへの適用を想定し、前者の基本的な信号構成として説明する。
【０１０６】
光受信デバイスの故障を回避するため、また、信号受光対象でないＯＮＵからの無用なエラーメッセージ発行を回避するために、ＯＬＴ１０から個々のＯＮＵ２０へ通知する下り光強度マップは、全てのＯＮＵ２０が下り主信号を受信する前に、予め知っておくべき情報である。具体的には、ＯＮＵ群２０Ｃ向けに発信される下り信号データの送信タイミングを、ＯＮＵ群２０Ａも把握しておく必要がある。また逆に、ＯＮＵ群２０Ａ向けに発信される下り信号の送信タイミングを下り光強度マップ（下り信号送信計画５１５０に含まれる、既仮強度毎の受信開始／終了時刻）によって、ＯＮＵ群２０Ｃも把握しておかなければならない。即ち、下りフレームのヘッダ情報（下り光強度マップ）については、全てのＯＮＵ２０がその内容を把握できるよう設計する必要がある。
【０１０７】
図１５（Ａ）を参照して、ＧＰＯＮのＯＬＴから各ＯＮＵ宛のフレーム信号を説明する。図１５（Ａ）において、フレーム信号は、先頭のフレーム同期パターン９００００と、ＰＬＯＡＭフィールド５１３０と、グラント指示領域９００１０と、ペイロード５１２０とから構成される。フレーム同期パターン９００００は、ＯＮＵがフレームの先頭を識別するため領域である。ＰＬＯＡＭフィールド５１３０は、監視・保守・制御情報を送信する。グラント指示領域９００１０は、各ＯＮＵの信号送信タイミングを指示する。フレーム同期パターン９００００、ＰＬＯＡＭフィールド５１３０、グラント指示領域９００１０は、フレームのヘッダ部である。ペイロード５１２０は、各ＯＮＵ宛に時分割多重化されたデータ部である。
【０１０８】
図１５（Ａ）では、非特許文献１に従う下り信号のヘッダ情報に含まれる制御メッセージ領域であるＰＬＯＡＭ（Physical Layer Operation, Administration and Management）フィールドを用いる。図１５（Ｂ）において、ＰＬＯＡＭフィールド５１３０は、ＯＮＵ−ＩＤ７００１と、制御フレーム識別子５１３１と、メッセージフィールド５１３２と、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）７００２とを含む。
【０１０９】
制御フレーム識別子５１３１は、このＰＬＯＡＭメッセージが“光強度情報”を含む独自規定メッセージであることを示す識別子（ベンダ独自で使用できる空きＩＤを用いれば良い。ここでは“１１００００００”とした）を含む。ＰＬＯＡＭ内のメッセージフィールド５１３２は、当該下りフレームヘッダの先頭を受信した時刻（図１５：９００００の先頭時刻）に対し、ＯＮＵ２０が受信すべき下りフレームが到着するまでの下り信号送信計画５１５０を挿入する。この下り信号送信計画５１５０には、本図（Ａ）の場合にはＯＬＴ１０にて決定される下り信号送信計画に従い、宛先ＯＮＵ毎の指定を基本として、宛先の異なる信号毎に、光強度情報５１５１−１１と、下り信号のペイロード開始時刻５１５１−１２と終了時刻５１５１−１３とを含む。なお、下り信号のペイロード開始時刻５１５１−１２と終了時刻５１５１−１３とは、ペイロード開始時刻とデータ長でもよい。光強度マップは、ＰＬＯＡＭフィールドあたり一つまたは複数の指示を含むことができる（５１５０−１〜５１５０−Ｋ）。
【０１１０】
図１５（Ｃ−Ａ）、（Ｃ−Ｂ）、（Ｃ−Ｃ）を参照して、それぞれＯＮＵ２０Ａ−Ｒ、２０Ｂ−Ｒ、２０Ｃ−Ｒ向けの光強度情報通知信号の構成を説明する。図１５（Ｃ−Ａ）により、ＯＮＵ２０Ａ−Ｒは、光強度５１６１の信号を信号受信開始時刻５１６２で受信開始し、受信終了時刻５１６３に受信を完了する。ＯＮＵ２０Ａ−Ｒは、その後受信する信号は廃棄、無視、あるいはブロックする。図１５（Ｃ−Ｂ）によりＯＮＵ２０Ｂ−Ｒに通知される光強度マップおよび図１５（Ｃ−Ｃ）によりＯＮＵ２０Ｃ−Ｒに通知される強度マップも同様の構成である。光強度情報５１７１、５１８１、受信開始時刻５１７２、５１８２、受信完了時刻５１７３、５１８３をそれぞれ含む。これらを受信するＯＮＵ２０Ｂ−Ｒおよび２０Ｃ−Ｒにおける動作も上記ＯＮＵ２０Ａ−Ｒの動作と同様である。
【０１１１】
なお、ここで示した例に含む光強度情報５１６１、５１７１、５１８１は、省略することもできる。下り信号の宛先となるＯＮＵ２０へ、データを送る際に採用するべき適切な光強度はＯＬＴ１０が把握しており、ＯＮＵ２０側では、自装置（ＯＮＵ）において受信すべきタイミングのみ分かれば十分である。
【０１１２】
また、ここで述べた各ＯＮＵ向けの信号受信開始時刻５１５２−１２や受信終了時刻５１５３−１３は後述するＯＬＴとＯＮＵが共有する時間情報（本実施の形態にて「絶対時刻」と定義する情報）が格納されている。つまりＯＬＴと各ＯＮＵ２０は共通の時間情報を用いて、フレーム終端処理やＯＮＵ立上げ、通信状況監視などの各種処理を実施する。更に別の手段として、ＯＬＴとＯＮＵが、それぞれの動作における基準となる時刻（タイミング）のみを前述の絶対時刻で共有しておく方法がある。この方法を採れば、後の時刻情報を必要とする処理に関しては、前出の「基準時刻」からの相対的な時刻情報を与えることで同様の処理を行なうこともできる。
【０１１３】
なお、図１５ではＯＮＵ毎に光強度マップを指示する信号構成例を示したが、光強度が同一のＯＮＵを一纏まりとしたグループを定義し（図１、図１４）、ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃ（図１、図１４）毎に光強度を指定する方法を用いることもできる。これらのバリエーションについては基本的な実施例を説明した後に詳述する（図１７以降参照）。
【０１１４】
図１６を参照して、複数のＯＮＵまたはＯＮＵ群に対して同時に下り信号送信計画を通知するための下り光強度マップの構成を説明する。図１６において、光強度マップは、ＰＯＮの下りフレームにペイロード情報として搭載し通知する。これは、図１５の信号構成では複数のＯＮＵまたはＯＮＵ群を対象とする下り光強度マップを生成する場合に、ＰＬＯＡＭフィールドのフィールド長を超える可能性があるためであり、通常ＰＯＮフレームとして正常に信号を送受信するための別の解決方法である。
【０１１５】
図１５との差異は、下り光強度マップを格納するフィールドの違いだけであり、個々のフィールド情報に関しては図１５と同様であるため、説明を割愛する。各下り光強度マップの受信開始時刻１７０１１、１７０２１はＯＮＵ２０の立上げ時に通知する。また下り光強度マップの終了時刻に関しては、強度マップが含むフィールド長を固定長とし、予めＯＮＵ２０に設定しておくことで認識可能である。
【０１１６】
図１７を参照して、図１５の下り光強度マップを利用した下り信号送信方法を説明する。図１７は、下り光強度マップを、全ＯＮＵ群（２０Ａ〜２０Ｃ）について等間隔且つ光強度マップを纏めて通知する方法である。
【０１１７】
図１７において、時間軸１６０００は、ＯＮＵ２０における時刻である。軸上の受信時刻１６００１、１６００２、１６００３は、下り光強度マップを送信開始する時刻である。この送信時間間隔（および最初に強度マップを受信する時刻）は、図７〜図９でも示したように、ＯＮＵ２０の立上げ時にＯＬＴ１０より通知する。ここでは、ＧＰＯＮ標準の下り信号構成が１２５マイクロ秒単位であることを考慮し、１２５マイクロ秒の整数倍（図中のＮは自然数）とした。下り光強度マップをＧＰＯＮ標準（非特許文献１）記載に従い、１２５マイクロ秒毎に、下り信号の先頭にはフレーム同期処理を行なうための固定パターンが含まれる。そこで、下り通信帯域を最も効果的に活用するには、時刻１６００１〜１６００３に送信する下り強度マップには、ＯＮＵ群数に対応する（本実施例では３つの）光強度マップを送る方法である（図１９参照）。即ち、図１５または図１６の下り光強度マップ構成において、下り信号送信計画５１５０に３グループ分の受信開始時刻５１５２−１２、受信終了時刻５１５３−１３を含めて送信する。
【０１１８】
なお、下り光強度マップ送信間隔１６１００および１６２００の時間枠で、同一光強度の下り信号を複数回送信する場合もある。例えば、時間枠１６１００内に、下り光強度マップ送信後に、ＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵ２０宛てに信号を送出した後、ＯＮＵ群２０ＣのＯＮＵ２０宛ての信号を送出し、再度ＯＮＵ群２０Ａの（別の／または再度同一の）ＯＮＵ２０宛ての信号を送信する場合などである。このような場合には、図１５の下り光強度マップにおいて、光強度識別子５１５１−１１、受信開始時刻５１５２−１２、受信終了時刻５１５３−１３の３つのパラメータを一組として、複数の組を含む下り送信計画フィールド５１５０を生成する（光強度を識別する情報が必要となるため）。また、図１７では帯域情報通知周期の最初に下り光強度マップを与える構成であり、下り光強度マップフレーム（図１５）のペイロード部分にはＧＰＯＮ規格に従い、ＧＥＭフレームの形式で一つまたは複数のデータフレームを含む。図１７ではＧＥＭフレームの構成として２フレーム分を示しており、ＯＮＵ群２０Ａ向けＧＥＭフレームはＧＥＭヘッダ３０７２ＡとＧＥＭペイロード３０８２Ａで構成されることを示す。同様に、ＯＮＵ群２０Ｃ向けＧＥＭフレームは、ヘッダ部３０７２Ｃとペイロード部３０８２Ｃで構成する。帯域情報通知周期１６２００のＧＥＭフレーム（ヘッダ部３０７３Ｂとペイロード部３０８３Ｂ）についても同様に、下り光強度マップ３０６３から始まる下りＰＯＮフレームに含まれる。
【０１１９】
図１７では、時間枠１６１００および１６２００が複数のＰＯＮ基本フレームに跨る構成を示した。ＰＯＮでは前述の通り、１２５マイクロ秒毎にフレーム同期処理が入り、図１５（Ａ）および図１６（Ａ）に示すように、下りフレームヘッダが挿入される。但し、帯域情報通知周期の中間時刻（例えば時刻１６００１と１６００２の間）に送出する下りＰＯＮフレームには、下り光強度マップを挿入する必要は無い。
【０１２０】
図１８を参照して、図１７の信号構成図を宛先ＯＮＵ群毎に分割したＯＮＵ群毎の時間多重状態を説明する。図１８は、図１７の時刻１６００１から時刻１６００２に至る信号送信状況を拡大して示す。
【０１２１】
図１８は、下り信号（下り光強度マップ）受信時刻が宛先ＯＮＵまたはＯＮＵ群毎に異なる様子を示している。図１８では宛先ＯＮＵ群毎に異なる様子を記述しているが、ＯＮＵ群毎の差異をＯＮＵ毎の差異に置き換えても、動作原理は同じである。
【０１２２】
図１７および図１８では、光強度が小さい方から順に下り光強度マップを送信することを想定する。ＯＮＵ群２０Ａの受信開始時刻は、時刻１６００１（他のＯＮＵ群と識別するため、ここでは時刻を１６００１Ａと表す）となる。同様に、ＯＮＵ群２０ＢとＯＮＵ群２０Ｃについては、それぞれ時刻１６００１Ｂ、時刻１６００１Ｃが受信開始時刻となる。図１７で説明したように全ＯＮＵ群への下り光強度マップ通知間隔は等しくなっている。ＯＮＵ群２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが次に下り光強度マップを受信する時刻はそれぞれ時刻１６００２Ａ、１６００２Ｂ、１６００２Ｃである。それぞれの下り光強度マップは時間分割多重方式により混信しないようにＯＬＴ側で送信タイミングを調整する。
【０１２３】
フレーム同期パターン９００００、ＰＬＯＡＭフィールド５１３０（光強度マップを含む）、グラント９００１０を統合したオーバヘッド３０６２Ａ〜３０６２Ｃ、３０６３Ａ〜３０６３Ｃは、ＯＮＵ２０の光受信器を破壊することなく正しく受信するため、フレーム長を固定とする。図１７で述べたように複数回に渡って下りデータフレームを送信する場合には下り光強度マップの情報量が増加し、逆の場合には減少する。このような場合には、フレーム長を固定した上で必要な情報を載せていき、（１）余った長さ分はパディングする、（２）情報量に対して固定長が不足する場合には、記載できない情報を次回下り光強度マップにより通知するようＯＬＴ１０内部で調整する。常に下り強度マップを固定長にするための信号構成を図１９を参照して、追って説明する。
【０１２４】
図１７で説明したようにＧＰＯＮ標準（非特許文献１）では、１２５マイクロ秒毎に、下り信号の先頭にフレーム同期処理を行なうための固定パターンが含まれる。そこで、図１８の下り光強度マップ３０６２Ａ〜３０６２Ｃ、３０６３Ａ〜３０６３Ｃには、ＯＮＵ群数に対応する（本実施例では３つの）光強度マップを送る。即ち、ＯＮＵ群２０Ａにおいては時刻１６００１Ａから開始するＰＯＮフレームが１２５マイクロ秒の基本フレームに見え、ＯＮＵ群２０Ｂおよび２０Ｃにおいては、それぞれ時刻１６００１Ｂ、１６００１ＣからＰＯＮ基本フレームが開始するように見える。更に、各ＯＮＵは、自装置または自装置が属するＯＮＵ群以外への下り光信号送信計画を予め知っておく必要があるため、個々のオーバヘッド３０６２Ａ〜３０６２Ｃには同一の下り信号送信計画が記載される。オーバヘッド３０６３Ａ〜３０６３Ｃについても同様である。個々のＰＯＮフレーム境界時刻１６００１Ａ〜１６００１Ｃは、ＯＮＵ群毎の立上げ時に通知する下り信号受信開始時刻によって決定する。
【０１２５】
なお、下り光強度マップのフレーム長設定については、立上げ処理とは別に予め装置内に設定しておいても、立上げ処理時のＯＬＴ１０での判断（ＯＮＵ数またはＯＮＵ群数）に応じてＯＬＴ１０がＯＮＵ２０へ通知する方法を用いても良い。後者の場合には、図７〜図９における下り光強度マップ受信開始時刻および受信間隔通知と同様に、ＯＮＵ２０に対して下り光強度マップ長通知を行なう方法がある。例えば、受信間隔通知２００４２Ａ、２００４２Ｂ、２００４２Ｃに続いて下り光強度マップ長通知を行なうことで実現できる。
【０１２６】
図１７では、図１８の時刻１８０００以降にＯＬＴ１０より送信する下り信号を省略した。しかし、図１８で示すように、次回の下り光強度マップ受信時刻１６００２Ａ〜１６００２Ｃまでの時間幅に時間分割多重で送信できるデータ量であれば、下り信号を送信することは可能である。このようなフレーム送信計画は、ＯＬＴ１０がアクセス網９０から受信するデータ量やその宛先の変化に依存して発生する。このとき、前述のように同一ＯＮＵまたは同一ＯＮＵ群に対して、一つの周期３０５２Ａ〜３０５２Ｃに複数の下りフレームを送信する可能性が生じる。 図１９を参照して、図１６の下り光強度マップを固定長とする場合のマップ構成を説明する。図１９において、ＯＬＴ１０は、時刻１９００１Ａから１９００１ＢまではＯＮＵ群２０Ａに対する下り信号送信計画、時刻１９００１Ｂから１９００１Ｃまでの情報はＯＮＵ群２０Ｂ宛ての下り信号送信計画、時刻１９００１Ｃから本フレームの最後まではＯＮＵ群２０Ｃ宛ての下り信号送信計画を挿入する。下り信号送信計画の詳細については、図１６と同様であるためここでは説明を省略する。
【０１２７】
図２０を参照して、ＯＮＵ毎またはＯＮＵ群毎に下り光強度送信周期を変更する場合を説明する。図１８では全ＯＮＵに対して同一の周期を用いた。これに対して図２０では各ＯＮＵまたは各ＯＮＵ群により変更する。
【０１２８】
図２０において、ＯＮＵ群２０Ａに設定する下り信号送信計画送信周期は、時刻１６００１Ａから時刻２００００Ａまでの時間間隔２０００１Ａである。同様に、ＯＮＵ群２０Ｂに設定する下り信号送信計画送信周期は、時刻１６００１Ｂから時刻２００００Ｂまでの時間間隔２０００１Ｂである。さらに、ＯＮＵ群２０Ｃに対する設定値は、時刻１６００１Ｃから時刻２００００Ｃまでの時間間隔２０００１Ｃである。時間間隔時間間隔２０００１Ａ、時間間隔２０００１Ｂ、時間間隔２０００１Ｃは、それぞれ異なり、時間間隔時間間隔２０００１Ａ＜時間間隔２０００１Ｂ＜時間間隔２０００１Ｃである。
【０１２９】
図２０では、図１７および図１８と同様に、下り信号送信計画送信周期の設定においては１２５マイクロ秒の基本フレーム周期を単位としている。そのため図２０のようにＯＮＵ毎またはＯＮＵ群毎に周期を変更する場合には、周期を長く設定するＯＮＵまたはＯＮＵ群においては、周期に含まれる、別のＯＮＵまたはＯＮＵ群に設定した短周期の数をＯＬＴ１０では考慮する必要がある。即ち、下り信号送信計画フレームのフレーム長分だけ（長周期設定のＯＮＵで）利用可能な帯域が減少する。また、短周期のＯＮＵに対する下り信号送信計画フレームの通知においては、最長周期で設定されるＯＮＵへの下り信号送信計画のうち、短周期設定のＯＮＵへ通知する時間幅分の下り信号帯域割当て状況をＯＬＴ１０では把握しておく必要がある。具体的には、ＯＮＵ群２０Ａに対して下り信号送信計画フレーム（３０６２Ａ）を送信する際に、時刻１６００１Ｂから２００００ＡまでのＯＮＵ群２０Ｂに対する信号送信計画と、時刻１６００１Ｃから２００００ＡまでにＯＮＵ群２０Ｃに対して送信する下り信号帯域割当てを把握しておく。即ち、下り光強度マップ３０６２Ａを送信する際には、最長設定であるＯＮＵ群２０Ｃへの下り信号送信計画３０６２Ｃ（の一部）を含むことが必要である。つまりＯＬＴ１０では、この時点でＯＮＵ群２０Ｃに対する下り信号送信計画を設定済みであることが要求される。
【０１３０】
下り信号送信計画フレームの送信回数は少ない方が下り信号の帯域利用効率は向上する。一方で長周期設定を用いると、ＯＬＴ１０内部に十分なバッファが必要となり、ＯＬＴ１０内部に送信計画を保持しておく時間も長くなる。短周期にすることで効率が上がる場合として、大容量データを頻繁に送受する場合がある。長時間ＯＬＴ１０に蓄積しておくことはできない上、ＯＮＵ２０については低コスト化が重要な課題であって、十分なバッファを具備することが困難となるためである。
【０１３１】
次に、図２１を参照して、通常運用中のＰＯＮシステム１へ新規ＯＮＵを登録する際の手順を説明する。ここで、通常運用中の全ＯＮＵをＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌ、新規登録するＯＮＵをＯＮＵ２０−ｎｅｗとする。まずＯＬＴ１０からＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌへ通常運用を一時停止通知するための一時停止信号４００００を送信する（Ｓ−６００００）。一時停止信号４００００を受け取ったＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌは、信号内の通常運用再起動時刻を読み取り、通常運用再起動時刻まで全ての受信信号を遮断するようにＯ／Ｅ２３１０を制御する（Ｓ−６００１０、Ｓ−６００２０）。この信号を受信することによって、これからＯＮＵ２０−ｎｅｗに対して行なうレンジング処理などの通常運用前の処理に起こる可能性のある、光強度の違いによるエラー受信やＯＮＵの光受信機の破壊や故障を防ぐことができる。また、後にＯＮＵ２０−ｎｅｗが送信するレンジングレスポンス信号４００２０などの上り信号とＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌが送信する通常運用時の上り信号の衝突も回避できる。一時停止信号４００００は例えば、通常の下りフレーム内の光強度マップ５１５０−１〜５１５０−Ｋ内に次回受信開始時刻情報として通常運用再起動時刻を割り当てることで通知できる。
【０１３２】
一時停止信号４００００を送信した後、立ち上げ可能の旨の連絡を受けた設置業者またはユーザがＯＮＵ２０−ｎｅｗを起動させる（Ｓ−６００３０）。その後、ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０−ｎｅｗに対し、図７〜図９の立上げ同様に、光強度や通信ビットレートを調整しながらレンジングリクエスト信号４００１０を送信してＯＮＵ２０−ｎｅｗからのレンジングレスポンス信号４００２０を待つ（Ｓ−６００４０）。この時、予め設置場所や該当ＯＮＵの距離情報や通信ビットレートなどが把握していれば、オペレータがＯＬＴ１０に対して、送信するレンジングリクエスト信号４００１０の光強度や通信ビットレートを指定するように送信するように指示をしてもよい。レンジングリクエスト信号４００１０を受け取ったＯＮＵ２０−ｎｅｗ（Ｓ−６００５０）は、ＯＬＴ１０へレンジングレスポンス信号４００２０を送信する（Ｓ−６００６０）。レンジングレスポンス信号４００２０を受け取ったＯＬＴ１０（Ｓ−６００７０）は、送信したレンジングリクエスト信号４００１０の光強度と通信ビットレートにて図７〜図９の説明にて記載した通常運用までの処理（４００３０、４００４０、４００５０）をＯＮＵ２０−ｎｅｗとの間で行なう。その後、ＯＮＵ２０−ｎｅｗは、通常運用再開時刻まで全ての受信信号を遮断するようにＯ／Ｅ２３１０を制御して待機する（Ｓ−６００８０）。この時の処理内容は図７〜図９の説明にて記載した内容と重複するので、省略する。この際、図１２で示したテーブル情報にもＯＮＵ２０−ｎｅｗの情報が追加され、その後の下りフレーム生成や光強度マップの作成に用いられる（Ｓ−６００９０）。
【０１３３】
通常運用再開時刻になると、以後、ＯＬＴ１０、ＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌ、ＯＮＵ２０−ｎｅｗが通常運用を再開する（Ｓ−６０１００−ＯＬＴ、Ｓ−６０１００−ＯＮＵ）。
【０１３４】
図２２を参照して、光アクセスシステムにおける下りフレーム送信の手順を説明する。図２２は、ＯＬＴ１０からＯＮＵ群２０ＡおよびＯＮＵ群２０Ｃに対して送信される下りフレームの処理手順を示している。
【０１３５】
図２２において、ＯＬＴ１０は、ＳＮＩ ＩＦ１１００より下り信号を受信するか（Ｓ１０１）、ＯＮＵ２０向けに送信すべきＰＯＮ制御信号（ＧＰＯＮではＰＬＯＡＭ信号（ＰＬＯＡＭフィールド）に相当する）がある場合に、ＯＮＵ２０向けの下り信号を生成して発信する。下り信号は、スプリッタを介して全てのＯＮＵ２０に届くかもしれない。そのため、ＯＮＵ群２０Ａでは、受信光デバイス破壊や、他のＯＮＵ群向け信号を正常に受光できないことから発行するＬＯＳ警報を不要なタイミングでＯＬＴ１０に通知する（誤認識する）ことを回避する必要がある。
【０１３６】
上記の問題を回避するため、これまでに述べてきたように、まず下り信号（図１７のような、１２５マイクロ秒の整数倍で構成された、異なる光強度が混在した下り信号（以下、スーパーフレームとする）のヘッダ部分で各ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃに対して、各ＯＮＵ群が（次またはそれ以降に受信する）下り光信号（スーパーフレーム内のヘッダまたはペイロード（実施例により異なる））を受信すべきタイミングを通知する。従来のＧＰＯＮにおいては、ＯＮＵ２０は受光強度を強く意識する必要は無く、Ｐｏｒｔ−ＩＤのみで下り信号のヘッダ情報を抽出した後に受信要否を識別していた。本実施例では、ＯＮＵ群毎に異なる光強度で光信号を送信する必要があるため、実データを含む下りペイロードあるいは、下り信号（スーパーフレーム）全体の送信に先立って個々のＯＮＵ（またはＯＮＵ群）に対して、光信号の強度変化を予告するための情報を送信する。この情報は、図１５、図２０に示すように、ＯＬＴ１０から送信される１２５マイクロ秒基本フレームのＰＬＯＡＭフィールド部分に挿入する。
【０１３７】
以下、図２２に従い、処理の流れを説明する。ＯＬＴ１０は、下りフレームを受信した後、図３および図４で説明した処理に従って当該フレームを終端および解析し、ＧＥＭフレームへのカプセリングを含む、ＰＯＮ区間８０へ送出するための一連のフレーム処理を実施する（Ｓ１０２）。下りフレーム生成完了後、ＯＬＴ１０は、当該フレームの宛先であるＯＮＵ２０（または当該ＯＮＵ２０が属する距離グループ）までの通信距離をレンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ（図３：１０６１）から確認し、当該下りフレームを送出する際の光強度を決定する（Ｓ１０３）。決定された光信号強度について、ＯＬＴ１０は、当該下りフレームを送信する以前にＯＮＵ２０宛てに通知する（Ｓ１０４）。この通知には、図１５および図１９に示す光強度マップを用いる。
【０１３８】
ここで通知フレームは、実運用上は当該フレームのＰＬＯＡＭフィールドに光強度マップを挿入する構成となる。フレームのペイロード部分には、さらに以前に光強度マップにて下り信号送信計画を通知済みの下り信号ペイロードを載せておく構成となる。この信号は、集線光ファイバ７０および第１スプリッタ３０、更に第２スプリッタ３１を通過して信号強度が減衰し、Ｓ／Ｎ比が低下した状態で各ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃへ到達する。ＯＮＵ群２０ＡとＯＮＵ群２０Ｃは、それぞれ事前通知／設定された信号受信タイミングに従い当該通知フレームＳ１０４を受信し、それぞれ次に受信するべき下り信号の送信計画を取得する（Ｓ１０５−２０Ａ、Ｓ１０５−２０Ｃ）。ここで光制御部２３１１を制御することによる下り光信号ブロックのＯＮ／ＯＦＦ処理（Ｓ２２００１、Ｓ２２００２、Ｓ２２００３、Ｓ２２００４）は、データフレームに先立つ上記事前通知に従い動作する。なお、ＯＮＵ群２０Ｃでは、当該期間に自装置宛て信号が送られないことを認識し、その間は光制御部２３１１にて信号ブロックする他に、自装置宛て下り信号受信に関し非該当の時間についてはＬＯＳ警報発行を抑止するようＰＯＮ制御部２０００にて時刻と受光状況の管理を行なう方法も可能である。
【０１３９】
図２２では、光強度マップが、次の下りデータフレームがＯＮＵ群２０Ａのみを宛先とする下り信号であること、更にＯＮＵ群２０Ａに対して下り信号の受信時刻を知らせるものであるとする。ＯＮＵ群２０Ａに属するＯＮＵ２０は、下り光強度マップ通知に従い、フレームの送信タイミングにあわせ強度制御部２３１１を制御して、光信号制御部の光ブロック機能をＯＦＦとして（Ｓ１０６）、光信号を受信する（Ｓ１０８）。信号継続時間が完了すると、受光デバイスの破壊を防止するため再度光ブロックをＯＮ（光遮断状態）とする。一方、当該下り信号Ｓ１０７はＯＮＵ２０Ｃにも到達する可能性がある（Ｓ１０９）。ＯＮＵ２０Ｃでは、当該期間に自装置宛て信号が送られないことを認識し、その間は光ブロックをＯＮにした状態を維持する（またはＬＯＳ抑止制御を行なう）。図２２のケースでは、ＯＮＵ２０Ｃは、当該期間にはＬＯＳアラームをＯＬＴ１０へ送信する必要がないことを認識できており、次にＯＮＵ群２０Ｃ宛ての下り信号を受光する迄、光ブロックＯＮの状態を継続する（Ｓ１０９）。
【０１４０】
図２３を参照して、下り光強度マップの生成処理を説明する。図２３において、下りＢＷマップ生成部１２１０７は、パケットバッファから次回送信するデータの宛先と蓄積済み情報量を得たか判定する（Ｓ３０１）。ＮＯのとき、下りＢＷマップ生成部１２１０７は、再びステップ３０１に遷移する。ステップ３０１でＹＥＳのとき、下りＢＷマップ生成部１２１０７は、光強度対応テーブルと情報量を照合する（Ｓ３０２）。下りＢＷマップ生成部１２１０７は、光強度グループ毎に、次回送信する下りフレームのペイロード割当て計画を決定し、光強度情報テーブルに格納する（Ｓ３０３）。下りＢＷマップ生成部１２１０７は、今回送信する下りフレームのペイロードを構築済みか判定する（Ｓ３０４）。ＹＥＳのとき、ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、ステップ３０３で作成した光強度情報テーブルに基づいた下り光強度マップを含む各種ヘッダ情報を下りフレームに付け加える（Ｓ３０６）。下りＢＷマップ送信制御部１２１０８は、下りＢＷマップ生成部１２１０７で生成した下りフレーム構成に基づき、Ｅ／Ｏ処理部１３１０の光強度調整スケジュールを設定する（Ｓ３０７）。ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、送信待ちフレームを保持します（Ｓ３０８）。このとき、ステップ３０で決定したスケジュールに従い下りフレームを整列する。ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、Ｅ／Ｏ処理部１３１０を介して各ＯＮＵ２０に送信して（Ｓ３０９）、終了する。ステップ３０９に並行して、下りＢＷマップ生成部１２１０７は、パケットバッファ１２１０１、ヘッダ解析部１２１０５、下りＢＷマップ送信制御部１２１０８の送信スケジュールを確認し、次の下りフレーム生成処理を開始して（Ｓ３１１）、ステップ３０１に遷移する。ステップ３０４でＮＯのとき、ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、今回送信する下りフレーム用のフレームペイロードを作成する（Ｓ３１２）。
【０１４１】
上述した実施例に拠れば、光通信システム（ＰＯＮ）の通信距離延長や子局収容数の増加によりＯＮＵ同士の差分距離が拡大する場合、あるいは光通信区間長および伝送ビットレートがそれぞれ異なる複数のＯＮＵを同一ＯＬＴに収容する構成の場合、またはこれら双方に適合する構成とする場合に、ＯＮＵに対してＯＬＴからの信号を受信するタイミングを事前に通知する。これによりＯＮＵとＯＬＴとの通信距離に依らず、ビットレート毎に同一性能のＯＮＵを利用して通信できる。更にビットレートが異なる（光信号発信強度が大きく異なる）複数のＯＮＵを同時収容する場合にも、混信や光デバイスの故障を回避できる。既存のＰＯＮと比較すると、親局のＯＬＴでの下り信号送信時のフォーマットに若干の変更を加えるだけで済むため、収容ユーザ数拡大に伴うシステム開発費用や導入コスト等、光アクセス網設備の新設または増設に関わるコストを最低限に抑える効果がある。
【０１４２】
実施例に拠れば、ＯＮＵへ事前通知する下り信号送信計画を、一定周期で送信する。下り信号の帯域割当てに先立って下り信号送信計画が占める送信時間帯が決まっていることから、ＯＬＴにおける下りフレーム生成時に、一般データに優先して送信計画の送信箇所（フレーム内での挿入箇所）を決定でき、固定周期での送処理が容易となる。また、ユーザ契約や利用サービス特性に応じて送信計画の送信周期を可変にすることにより、狭帯域通信では計画を長周期にして送信計画自体が占める帯域を低減でき、広帯域では計画を短周期として、ＯＬＴおよびＯＮＵ内に具備するバッファ量を低減できる。
【符号の説明】
【０１４３】
１０…ＯＬＴ、２０…ＯＮＵ、３０…スプリッタ、３１…支線スプリッタ、４０…ＰＯＮ、５０…加入者網、７０…集線光ファイバ、７１…第２支線光ファイバ、７５…第１支線光ファイバ、８０…ＰＯＮ区間、９０…アクセス網、１１０００…強度制御部（ＯＬＴ）、２３１１…強度制御部（ＯＮＵ）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の加入者装置が光伝送回線を共有する光通信システムの構成と運用方法、ならびに、システムにおける伝送距離の延長や収容加入者数の増加等のシステム拡張に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドを利用する通信の需要が高まり、ユーザ向けアクセス回線はＤＳＬ（Digital Subscriber Line）などの電話回線をベースとするアクセス技術から光ファイバを用いた大容量アクセス回線への移行が進められている。現在、アクセス回線サービスには、回線敷設コストおよび保守管理コストの点からＰＯＮ（Passive Optical Network）システム（以下、単にＰＯＮ、光受動網システム、または、受動光網システムとも称することがある）が多く利用されている。たとえば、国際電気通信連合ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）での標準化技術が代表例として挙げられる（非特許文献１）。２００６年頃からＧＰＯＮ（Gigabit PON）の、アクセス網への導入が各国で始まっている。
【０００３】
ＰＯＮは、局舎側装置（以下、ＯＬＴ；Optical Line Terminalと称する）から、加入者装置（以下、ＯＮＵ；Optical Network Unitと称する）との間で光信号を光ファイバと光スプリッタを用いて分岐および多重することによって送受信するシステムである。光ファイバを通過する光信号の減衰や光スプリッタでの光分岐に伴う光強度減衰によって、ＯＬＴとＯＮＵとの通信可能距離にはある一定の限界距離があった。具体例を挙げると、ＧＰＯＮの場合には通信区間が最大２０ｋｍ、分岐数（ＯＬＴと接続できるＯＮＵ数）が最大で６４に設定されているものが一般的に用いられる。
【０００４】
一般家庭のユーザがアクセス回線を通じてインターネットへアクセスし、情報収集を行なう機会および通信回線を介した公共サービスを利用する機会が増えるにつれ、各キャリアにはアクセス網提供エリア（サービス規模）の拡大が求められる。すなわち、アクセス回線のユーザ数増加を促進すると同時に、新規ユーザを収容するため、加入者収容局あたりの収容ユーザ数を増やすための施策（設備投資）を迫られる。一局あたりの収容ユーザ数を増やす方法としては、ユーザ収容装置（ＰＯＮ）を追加導入すること（即ちＯＬＴを追加すること）、またはＰＯＮシステム毎の収容ユーザ数、即ち収容ＯＮＵ数を拡張する方法が考えられる。
【０００５】
ＰＯＮは、光信号の混在回避等の複雑なシステム制御およびＯＮＵ管理を全てＯＬＴが実施する構成である。このため、一般にＯＬＴの方がＯＮＵよりも遥かに高価である。更に光ファイバを新たに敷設するためのコストは、キャリアにとって大きな支出を生む結果となる。以上を鑑みると、ＯＬＴあたりの収容ＯＮＵ数を拡大することが望ましい解決方法となる。
【０００６】
一方、アクセス網における伝送容量拡大のため、従来よりも高ビットレートでの伝送を行なう手段が検討されている。ＩＴＵ−ＴおよびＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）において、それぞれ１０ＧＰＯＮ（10Gigabit PON）および１０ＧＥＰＯＮ（10Gigabit Ethernet（登録商標） PON）と称される次世代ＰＯＮの標準化が進められている。このような高ビットレート伝送においては、従来のビットレートでの伝送と比較して、光ファイバ中を通過する光信号の減衰や波長分散が大きくなる。したがって、既存ＰＯＮと同等の通信距離を持つシステムを構築するには、広いダイナミックレンジの受光デバイス、高性能（低減衰および低分散）光ファイバ、分散補償機能などの適用が必要となり、コストが大幅に拡大する。高ビットレート化により収容ユーザ数を拡大できる一方で、開発コストの増加が課題とされている。
特許文献１は、端末装置の時刻を伝送装置の時刻と同期させる通信システムおよびその装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０６５４４３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｇ．９８４．３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＰＯＮに収容するユーザ数を増加するには、局舎に設置されるＯＬＴに接続されるＯＮＵ分布（ＯＬＴ−ＯＮＵ距離の分布；以下では「ＯＮＵの差分距離」と称する）を拡大する方法が有効である。ＯＮＵ差分距離を拡大すると、ＯＬＴからＯＮＵへ送出される下り信号をＯＮＵが受信する場合に、ＯＬＴから見た場合の最近接ＯＮＵと最遠隔ＯＮＵとで受光強度やＳ／Ｎ比が大きく異なり、受光デバイス感度の許容範囲を超過することが問題となる。これは、光信号が個々のＯＮＵへ到達するまでの間に通過する光ファイバ距離の差異が従来よりも大きくなるために生じる課題である。ＰＯＮ構成によってはＯＬＴからＯＮＵまでに通過するスプリッタ数が異なり（一般的には遠隔地のＯＮＵほど通過スプリッタ数が増える）、ＯＮＵが受信する下り信号の光強度差が更に大きくなる。
【００１０】
一般的に、ＰＯＮ導入コストの点から、全てのＯＮＵは同一の性能を備えることが求められる。この条件を満たすには、ＯＬＴとＯＮＵとの距離差が拡大することにより生じる光強度差を吸収するため、ＯＬＴおよびＯＮＵの受信器には、従来よりも大きなダイナミックレンジが必要となる。しかし、光受信デバイスの性能を、安価に保ったまま大幅に向上することは困難である。したがって、ＯＬＴに近いＯＮＵが受信できる信号を遠隔地のＯＮＵでは識別できず、逆に遠隔地のＯＮＵに対し送信される光信号を近接地のＯＮＵが受信した場合に、近接地ＯＮＵの受信デバイスが故障する可能性がある。
【００１１】
さらに加えれば、本技術の背景にあるように次世代ＰＯＮとして１０Ｇｂｉｔ／ｓをターゲットとする高ビットレート伝送技術の追加導入が近い将来に求められる。１０Ｇｂｉｔ／ｓ対応ＰＯＮの導入に際して、既存のＧｉｇａビットレートクラスのＰＯＮとの共存が要求されている。即ちＯＬＴとＯＮＵとの距離が既存ＰＯＮと同一であっても、ビットレートの違いに起因する光ファイバの伝送特性の差異によって、ＯＮＵ側が受信する光強度に無視し得ない差異が生じる。また、ＯＮＵ数が増加すると、通信帯域を全ＯＮＵで共有するというＰＯＮの特徴から、個々のＯＮＵへの割当て帯域が減少するというデメリットがある。したがって、ＯＮＵあたりの割当帯域を最大化するための工夫が必要である。
【００１２】
本発明の目的は、ＰＯＮに光増幅器を導入してＯＬＴとＯＮＵとの間の通信距離延長や収容ＯＮＵ数の増加を行なう場合であっても、一つ一つの性能が等しいＯＮＵにおいて、受光強度超過等による光受信器の故障や、光信号劣化による受信ミスが発生することを抑え、ＯＬＴからの下り信号を全ＯＮＵが受け取り、且つＯＮＵあたりの通信量を最大化するための下り信号送信方法を提供することである。また望ましくは、従来のＰＯＮに具備される機能を大きく変更することなく上記課題の発生を抑えることができるＰＯＮシステムおよびＰＯＮにおける下り信号制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
親局（ＯＬＴ）から子局（ＯＮＵ）への下り信号送信に先立ち、ＯＬＴからＯＮＵに対して下り信号の光強度情報を含む信号送信計画を通知する。ＯＮＵは、事前予告情報に基づき、自らが下り信号を受信すべきタイミング（以下、受信タイムスロットと称することもある）を判断し、その他のタイムスロットで送信される光信号に関しては自装置の光受信器をブロックすることにより、近端ＯＮＵでの光受信器の故障や、遠端ＯＮＵでの光信号受信ミスに伴う通信障害警報の発行を回避する。信号送信計画は、ＯＬＴからＯＮＵへ向けて周期的に送信する構成とする。更に信号送信計画送信にあたっては、信号送出周期および下り信号送信時刻との関係により、信号を主信号フレームと独立に送信するか、あるいは同一フレームに含めて送信することが可能な構成とする。
【００１４】
下り信号の送信計画には、下り信号送信時の光強度制御情報を含む。主信号に先立って通知される信号送信計画を加入者装置側で正しく受信する（制御情報による受信器の破壊等を回避する）ため、光強度制御に関する情報の事前通知は、予め個々の加入者装置に制御情報を受信すべきタイミングを通知する。
【００１５】
上述した課題は、複数の加入者装置と、これらの加入者装置と光ファイバで接続された加入者収容装置とから構成される通信システムにおいて、加入者収容装置は、加入者装置との通信距離を測定し、その測定結果を保持し、測定結果に基づき、加入者装置への下り通信信号の光強度を調整し、下り通信信号の送信計画を、下り通信信号の送出に先立って加入者装置へ通知し、加入者装置は、受信した送信計画に基づいて、自装置宛の光信号のみを受信し、他装置宛の光信号を廃棄または遮断する通信システムにより、達成できる。
【００１６】
また、加入者装置と光ファイバで接続された通信装置において、加入者装置との通信距離を測定し、測定結果を保持する機能を備え、測定結果に基づき、加入者装置へ下り通信する信号の光強度を調整し、下り通信信号の送信計画を、下り通信信号の送出に先立って、一定周期で加入者装置へ通知する機能を備える通信装置により、達成できる。
【００１７】
さらに、加入者収容装置と光ファイバで接続された加入者装置において、加入者収容装置から送信された光信号を受信した際、受信信号を参照し、受信信号から自装置宛の光信号もしくは自装置が受信可能な光強度の光信号が自装置へ到達するタイミング情報を取得するための受信タイミング判定部と、加入者収容装置から送信された光信号が加入者装置にとって、受信可能な光強度を超えている場合、該光信号を遮断する遮断機構と、加入者収容装置から送信された光信号が加入者装置にとって、受信可能な光強度を下回っている場合、該光信号を廃棄する廃棄機能と、光信号の受信に先立って、予め自装置が受信可能な光強度の光信号もしくは自装置宛の光信号の到着タイミングを一定周期で取得する機能と、を備える加入者装置により、達成できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に拠れば、ＯＬＴとＯＮＵとの間の通信距離を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】受動光網システムのブロック図である。
【図２】下り信号時分割多重伝送を説明する図である。
【図３】ＯＬＴの構成を説明するブロック図である。
【図４】ＯＬＴのうち下りフレーム処理部およびＰＯＮ制御部の詳細なブロック図である。
【図５】ＯＮＵの構成を説明するブロック図である。
【図６】ＯＮＵの下りフレーム制御部、ＰＯＮ制御部、上りフレーム処理部の詳細なブロック図である。
【図７】ＯＬＴとＯＮＵ群２０Ａに属する各ＯＮＵの間で行なわれるレンジング動作を説明するシーケンス図である。
【図８】ＯＬＴとＯＮＵ群２０Ｂに属する各ＯＮＵの間で行なわれるレンジング動作を説明するシーケンス図である。
【図９】ＯＬＴとＯＮＵ群２０Ｃに属する各ＯＮＵの間で行なわれるレンジング動作を説明するシーケンス図である。
【図１０】ＯＬＴ１０のレンジング動作手順を説明するフローチャートである。
【図１１】ＯＬＴが生成および保持するレンジング／ＤＢＡテーブルである。
【図１２】下り光強度情報テーブルである。
【図１３】ＯＬＴの光制御部における処理を説明するフローチャートである。
【図１４Ａ】ＯＬＴの光制御部に保持する光増幅率データベースの構成である。
【図１４Ｂ】ＯＬＴの光制御部に保持する他の光増幅率データベースの構成である。
【図１５】下り信号のフレームフォーマットを説明する図である。
【図１６】他の下り信号のフレームフォーマットを説明する図である。
【図１７】光強度マップを利用した下り信号送信方法を説明する下り信号構成図である。
【図１８】図１７を宛先ＯＮＵ群毎に分割した下り信号構成図である。
【図１９】図１６の下り光強度マップを固定長とする場合のマップ構成を説明する信号構成図である。
【図２０】ＯＮＵ毎またはＯＮＵ群毎に下り光強度送信周期を変更する場合の下り信号の配置を説明する信号構成図である。
【図２１】通常運用中のＰＯＮシステム１へ新規ＯＮＵを登録する際の手順を説明するシーケンス図である。
【図２２】下りフレーム送信の手順を示すシーケンス図である。
【図２３】下りフレーム処理部の下りフレーム作成手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。また、実施例のＰＯＮの構成と動作は、非特許文献１で規定されるＧＰＯＮの構成およびその動作として説明する。しかし、ＧＰＯＮに限定されない。
【００２１】
図１を参照して、本実施例のＰＯＮシステムを説明する。図１において、ＰＯＮシステム４０は、ＯＬＴ１０と、ＯＮＵ群２０Ａと、ＯＮＵ群２０Ｂと、ＯＮＵ群２０Ｃとから構成される。集線光ファイバ７０は、ＯＮＵ１０とスプリッタ３０とを接続する。第１支線光ファイバ７５は、スプリッタ３０と支線スプリッタ３１を接続する。第２支線光ファイバ７１は、支線スプリッタ３１とＯＮＵ２０とを接続する。
【００２２】
ＯＮＵ群２０Ａは、ＯＬＴ１０に対して最近端のＯＮＵ群である。一方、ＮＵ群２０Ｃは、最遠端のＯＮＵ群である。また、ＯＮＵ群２０Ｂは、それらの中間のＯＮＵ群である。特に、ＯＮＵ群２０Ａのうち最近端のＯＮＵと、ＯＮＵ群２０Ｃの最遠端ＯＮＵとの差分距離（ＯＬＴとの通信距離差）がＧＰＯＮで標準とされる２０ｋｍを超える。個々のＯＮＵ群内のＯＮＵ間距離差５００００−Ａ、５００００−Ｂ、５００００−Ｃは、それぞれ２０ｋｍ以内を想定している。全てのＯＮＵ２０が分散配置される際の距離差（ＯＮＵ２０とＯＬＴ１０との間の最大通信距離差）を、ＯＮＵ分布範囲５００００とする。
【００２３】
ＧＰＯＮでは、ＯＮＵ間の差分距離が２０ｋｍ以内である限り、ＯＬＴ１０との光通信が可能な範囲（規定では最大６０ｋｍ）において、全ＯＮＵで共通利用可能な光モジュールの受光感度範囲が規定されている。ＰＯＮを構成する光ファイバは、一旦敷設が完了すると、光ファイバの入替えや構成変更は、相当の事故等が発生しない限り行なわれる可能性が少ない。また、ＯＮＵ設置箇所についても、一旦設置した後は、引越しや都市再開発等の事情が発生しない限り、ＰＯＮの設定状況が変更されることはない。したがって、通信品質に変更が生じる機会が極めて稀な安定したシステムである。
【００２４】
本実施例では、既存装置並びに光デバイスを可能な限り再利用する。実施例１の重要な特徴は、ＰＯＮ４０を構成するＯＮＵ２０を、ＯＬＴ１０からの距離差が２０ｋｍ以内に収まるようグループ化して接続・管理する構成とすることである。具体的には、スプリッタ３０の配下に、ＯＮＵ２０をグループ毎に束ねる２段目の支線スプリッタ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃを設け、各支線スプリッタ３１Ａ〜３１Ｃに対してＯＮＵを接続する。ＯＬＴ１０からＯＮＵ群２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの中心までのＰＯＮ区間の通信距離を、それぞれ距離Ａ、Ｂ、Ｃとする。ＰＯＮ区間をＰＯＮ区間８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃとする。ＯＮＵグループ内でのＯＮＵ分布範囲を、５００００Ａ、５００００Ｂ、５００００Ｃとする。
【００２５】
各ＯＮＵ２０（２０Ａ−１〜２０Ｃ−ｎＣ）は、それぞれ加入者網５０またはＰＣ、電話等の端末と接続される。なお、図１では、その代表としてＯＮＵ２０Ｃ−Ｒと接続される加入者網５０Ｃ−Ｒを図示する。さらに、ＯＬＴ１０は、上位の通信網であるアクセス網９０と接続している。なお、ＯＬＴ１０内部の光信号増幅器（ＯＬＴ１０内では強度制御部）１１０００の代わりにＰＯＮ区間８０Ａ〜８０Ｃへ光増幅器を導入する場合、各支線網の光ファイバ（図１では光ファイバ７５Ｂ、７５Ｃ）毎に光増幅器を導入し、通信事業者がその光増幅器を信号送信先のＯＮＵ（図１ではＯＮＵ群２０Ｂ、２０Ｃ）に対し適切な光強度の信号を到達するように調整すれば、ＯＮＵ２０はＯＬＴからどれほど距離が離れていても信号受信が可能となる。しかし、光増幅器の設置や保守に関するコストが増大する問題が生じる。よって、実運用上での光増幅器の導入は、基幹網の光ファイバ（図１では光ファイバ７０）へ挿入するかＯＬＴ１０内部へ実装する方法が、コストを必要最低限に抑える手段となる。いずれの構成を採用しても本発明の本質には影響しないが、以降の実施例では、ＯＬＴ内部に光信号増幅器１１０００を備える構成で説明する。なお、光信号増幅器を導入する代わりに、十分に強力な光信号を発信可能な光モジュールをＯＬＴに実装しても同等の効果が得られる。
【００２６】
ＯＬＴ１０は、アクセス網９０を介して更に上位の通信網と情報の送受信を行なう。ＯＬＴ１０は、ＯＬＴ１０配下のユーザ宛て情報を光信号としてＯＮＵ２０へ転送する。なお、アクセス網９０は、ＩＰルータやイーサネット（登録商標）スイッチで構成されるパケット通信網を用いることが多い。しかし、アクセス網９０は、その他の通信プロトコルを用いる通信網であっても構わない。ＯＮＵ２０は、ユーザの家庭や企業のサイトに設置され、ＬＡＮもしくは相当のネットワークである加入者網５０に接続される形態が一般的である。各加入者網５０には、ＩＰ電話や既存の電話サービスを提供する電話端末やＰＣ／携帯端末等の情報端末が接続される。ＰＯＮ区間８０（８０Ａ〜８０Ｃ）では、使用する光信号の波長を、上りλｕｐと下りλｄｏｗｎとでそれぞれ異なる波長とし、光ファイバ７０、７５（７５Ａ〜７５Ｃ）と７１（７１Ａ〜７１Ｃ）やスプリッタ３０、３１（３１Ａ〜３１Ｃ）において信号が干渉しないようにする。
【００２７】
ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０へ向け発信する下り信号は、光信号増幅器等で構成される強度制御部１１０００で増幅または強度調整した後、スプリッタ３０およびスプリッタ３１Ａ〜３１Ｃで分岐され、光アクセス網４０を構成するＯＮＵ２０Ａ−１〜２０Ｃ−ｎＣに到達する。ＧＰＯＮでは、ＯＬＴ１０からの下り信号は、ＰＯＮ区間８０（８０Ａ〜８０Ｃ）の通信に用いるフレーム（以下、下り基本フレームと称する）を用いて送出される。この下り基本フレームには、ＧＥＭ（GPON Encapsulation Method）フレームと呼ばれるフォーマットに準拠したフレームを収容する。ＧＥＭフレームは、ヘッダとペイロードから構成され、各ヘッダには、個々のＧＥＭフレームの宛先となるＯＮＵ２０を識別するための識別子（以下、Ｐｏｒｔ−ＩＤとも称することがある）が挿入されている。各ＯＮＵ２０は、ＧＥＭフレームのヘッダに含まれる宛先Ｐｏｒｔ−ＩＤを参照する。各ＯＮＵ２０は、自装置宛てであった場合に当該フレームの処理を行なう。各ＯＮＵ２０は、他のＯＮＵ２０宛てのフレームであった場合は当該フレームを廃棄する。
【００２８】
次に、上り通信を行なうためのシステム動作を説明する。先ずＰＯＮ４０を立上げる際にＯＬＴ１０は、個々のＯＮＵ立ち上げ時のレンジング過程において、ＯＮＵ２０までの往復遅延時間（ＲＴＤ：Round Trip Delay）を個々に測定する。ＯＬＴ１０は、測定結果に基づき等価遅延（ＥｑＤ：Equalization Delay）の値を決定する。ＥｑＤは、ＯＬＴ１０のレンジング／ＤＢＡ情報１０６１に記憶される。このレンジングは、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．３で規定されたレンジング方法を用いれば良い。なお、ＥｑＤは、既存のＰＯＮのＥｑＤと同様に、ＯＬＴ１０に対する個々のＯＮＵ２０からの応答時間がシステム内で同一となるよう設定する。
【００２９】
ＯＬＴ１０のレンジング／ＤＢＡ情報１０６１は、ＥｑＤ情報とＰＯＮ区間８０のＲＴＤを保持する。これはＯＬＴ１０が各ＯＮＵ２０に対して帯域割当てを行なった後、該当するＯＮＵ２０からの上り信号を受信する際に、上り信号を正しく受信するためである。
【００３０】
各ＯＮＵからＯＬＴ１０へ向かう上り通信には、全てのＯＮＵ２０が同じ波長λｕｐの光信号を用いる。上り信号は、下り信号と同様にＧＥＭフレームを含む。ＯＮＵ２０は、ＯＬＴ１０において各ＯＮＵ２０からのＧＥＭフレームが識別できるよう、集線光ファイバ７０上で個々の上り信号が衝突／干渉しないように、送信タイミングをずらして上り信号を送出する。これらの信号は、第２支線光ファイバ７１（７１Ａ〜７１Ｃ）、第１支線光ファイバ７５（７５Ａ〜７５Ｃ）、集線光ファイバ７０上でそれぞれ時間分割多重されＯＬＴ１０に到達する。
【００３１】
具体的には、（１）レンジング過程でＯＬＴ１０から各ＯＮＵ２０Ａ−１〜２０Ｃ−ｎＣまでの距離を測定した上で信号の遅延量を調整する。（２）ＯＬＴ１０の指示で、各ＯＮＵ２０Ａ−１〜２０Ｃ−ｎＣに送信待ちのデータ量を申告させる。（３）ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Assignment；ＯＮＵ２０に対し、上り信号用の通信帯域（タイムスロット）を動的に割当てる機能。動的帯域割当とも称する）機能により、申告に基づいて各ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎの上り信号送信タイミングと送出可能な上り通信データ量を指示する。（４）各ＯＮＵ２０は、ＯＬＴ１０から指示されたタイミングで上り通信データを送信する。この結果、これらの信号は、第２支線光ファイバ７１、第１支線光ファイバ７５、集線光ファイバ７０上で時間分割多重されＯＬＴ１０に到達する。（５）ＯＬＴ１０は、各ＯＮＵ２０に指示したタイミングを知っているので、多重化された信号から各ＯＮＵ２０の信号を識別して受信フレームの処理を実施する。
【００３２】
図２を参照して、下り信号の時分割多重伝送を説明する。図２において、ＯＬＴ１０は、ＳＮＩ（Service Network Interface）を介して、アクセス網９０から信号を受信すると、下りフレーム処理部１２１０にてＧＥＭフレームにカプセリングする。ＯＬＴ１０は、更には一つまたは複数のＧＥＭフレームを連結して、１２５マイクロ秒を単位とする下り通信用基本フレーム（以下、下り基本フレームまたは基本フレームと称する）を生成する。その後、ＯＬＴ１０は、生成した下りフレームをＯ／Ｅ処理部１３１０で光信号に変換する。ＯＬＴ１０は、また個々のＧＥＭフレームの宛先となるＯＮＵ２０に対して、光制御部１０９０で規定された光強度に変換して、集線光ファイバ７０へ送出する。
【００３３】
図２は、ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０へ下り信号が送信・多重化される様子を示し、点線の周期がフレーム周期（１２５マイクロ秒）を示している。更に、補助線３５１および３５２は、光ファイバ通過中に、光信号の強度が徐々に低下していく様子（およびＳ／Ｎ比の悪化、波長分散効果による信号識別レベルの低下）を示している。
【００３４】
一本の集線光ファイバ７０へ送出された光信号は、スプリッタ３０を通過して各支線光ファイバ７５Ａ〜７５Ｃに分岐され、更にスプリッタ３１Ａ〜３１Ｃで分岐されて支線光ファイバ７１Ａ〜７１Ｃへ分配される。スプリッタ３０および３１を通過する際には光強度が低下する。しかし、ＯＬＴ１０は、その低下分を見込んで、対象となるＯＮＵ２０へ到達するために必要な強度で送信する。各ＯＮＵ２０は、それぞれ支線光ファイバ７１Ａ〜７１Ｃを通じて下り信号を受信する。図２中、光信号３０１−１〜３０１−ｎは、各ＯＮＵ２０Ａ−１〜２０Ｃ−ｎＣに宛てて送信された下りフレームの送信位置および送信データサイズを示している。図１との対応関係では、下り信号３０１−１がＯＮＵ２０Ａ−Ｒ、下り信号３０１−２がＯＮＵ２０Ｂ−Ｒ、下り信号３０１−ｎがＯＮＵ２０Ｃ−Ｒ向けであると考えれば良い。
【００３５】
また、図２では、ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０へ送信する光信号の強度に差があることを示している。図２ではＯＮＵ群２０Ｃ宛ての受信信号の光の強度が最も強く、次にＯＮＵ群２０Ｂ、次いでＯＮＵ群２０Ａの順に光の強度が強いことを示している。この光信号の強度の関係は、スプリッタ３０透過後の集線光ファイバ７０上においても維持されつつ情報が伝達される。なお、下りフレーム処理部１２１０から強度制御部１１０００までの処理は、ＯＬＴ１０内部の処理であり、ＰＯＮ区間８０での光信号の強度および配置時刻は、各区間における光信号の状態（時刻（以下、タイミングと称することもある）と強度）を示している。
【００３６】
次に、下り光信号到達時の動作を説明する。ＯＮＵ群２０Ａは、光信号３０１−２を受信する。ＯＮＵ群２０Ａは、ＯＬＴ１０に対して最も距離が近いグループであり、その他の信号は、ＯＮＵ群２０Ａ宛て信号よりも光強度が高い。そこで、これらの信号（本図では信号３０１−１、３０１−ｎ）を、ＯＮＵ２０の強度制御部２３１１においてブロックする（以下、遮断または減衰をまとめてブロックと称する）。
【００３７】
ＯＮＵ群２０Ｂにおける下り信号処理は、次のようになる。ＯＮＵ群２０Ａ宛ての信号３０１−２の光強度は、既にノイズレベル以下に低下しているため有意な信号と見做さない。しかしＯＮＵ群２０Ｃ宛ての信号３０１−１は未だ十分な強度を保っており、ＯＮＵ群２０ＢではＯＮＵ２０Ｂ−１〜２０Ｂ−ｎＢの光受信器を故障から守るため、当該信号３０１−１をブロックする。なお、ＯＮＵ群２０Ｂでは、ＯＮＵ群２０Ａ宛ての下り信号配信情報も把握しているため、信号が有意でない場合でも後述する光強度マップを参照し、区間がＯＮＵ群２０Ａ宛ての場合は、ＬＯＳ（Loss Of Signal）警報を発行しない。
【００３８】
ＯＮＵ群２０Ｃでは、自グループ宛て以外の信号は殆どノイズレベルに埋もれる。したがって、特にブロック対象となる信号は無い。しかし、ＬＯＳ警報に関してはＯＮＵ群２０Ｂと同様に他グループ宛ての下り信号配信状況を鑑み、警報要否を判定する。なお、自グループ向け以外の光強度の信号について各ＯＮＵがその信号を遮断もしくは受信対象外と判断するための仕組みを、後の図で説明する。
【００３９】
図３を参照して、ＯＬＴ１０の構成を説明する。図３において、ＯＬＴ１０は、複数のＩＦ１１００と、下りフレーム処理部１２１０と、Ｅ/Ｏ１３１０と、ＷＤＭ１５００と、Ｏ/Ｅ１３２０と、上りフレーム処理部１４１０と、ＰＯＮ制御部１０００とから構成されている。下りフレーム処理部１２１０は、下り経路情報１２００を含む。Ｅ/Ｏ１３１０は、強度制御部１１０００を含む。上りフレーム処理部１４１０は、上り経路情報１４１１を含む。ＰＯＮ制御部１０００は、光制御部１０９０と、ＯＮＵ管理部１０６０を含む。光制御部１０９０は、光増幅率情報１０９１うぃ含む。ＯＮＵ管理部１０６０は、レンジング/ＤＢＡ情報１０６１を含む。
【００４０】
下り信号は、アクセス網９０からＳＮＩ（Service Network Interface）と呼ばれるＩＦ１１００−１〜１１００−ｎに入力される。なお、アクセス網９０は、パケット通信網が多く用いられる。ＩＦ１１００は、１０／１００Ｍｂｉｔ／ｓまたは１Ｇｂｉｔ／ｓのイーサネットインタフェースが用いられることが多い。しかし、ここではこの構成に限定する必要はない。受信信号（以下、通信網上で送受される電気信号または光信号をデータ、フレーム、またはパケットと称することもある。これらの信号はヘッダ部とペイロード部から構成される）は、下りフレーム処理部１２１０に転送される。下りフレーム処理部１２１０は、パケットのヘッダ情報を解析する。具体的には、下りフレーム処理部１２１０は、パケットのヘッダに含まれる宛先情報、送信元情報、経路情報を含むフロー識別情報に基づいて、受信パケットを転送すべき先のＯＮＵ２０を決定する。下りフレーム処理部１２１０は、必要に応じて、受信パケットのヘッダ情報の変換や付与を行なう。なお、下りフレーム処理部１２１０は、上記宛先決定やヘッダ情報の変換および付与を含む処理を決定するための下り経路情報ＤＢ１２１１を備える。下りフレーム処理部１２１０は、受信パケットのヘッダ情報として含まれる一つもしくは複数のパラメータをキーとしてＤＢ１２１１を参照することで、前述の処理を行なう。
【００４１】
下りフレーム処理部１２１０は、更に、下りフレーム処理部１２１０内部で決定されたヘッダ処理内容に従い、当該受信パケットをＰＯＮ区間８０伝送用のフレームフォーマットに変更するフレーム生成機能も備える。
【００４２】
具体的には、イーサネットの受信パケットをＧＰＯＮのＰＯＮ区間８０に送信する場合の具体的な処理は、次のようになる。（１）イーサネットパケットのヘッダ情報を抽出する。（２）ヘッダ情報をキーとして下り経路情報ＤＢ１２１１を検索して、受信パケットに対するＶＬＡＮタグ処理（変換、削除、透過、付与など）およびその転送先を決定する。（３）更に、フレーム生成機能にて該当する転送先ＯＮＵに設定したＰｏｒｔ‐ＩＤを含むＧＥＭヘッダを生成する。（４）ＧＥＭヘッダを受信パケットに付与して、イーサネットパケットをＧＥＭフレームとしてカプセリングする。
【００４３】
イーサネットパケットをカプセリングしたＧＥＭフレームは、下りフレーム処理部１２１０から読み出される。Ｅ／Ｏ処理部１３１０は、電気信号から光信号に変換する。Ｅ／Ｏ処理部１３１０は、光信号について、波長多重分離器（ＷＤＭ）１５００と集線光ファイバ７０を介して、ＯＮＵ２０へ送信する。このとき、Ｅ／Ｏ処理部１３１０に具備された強度制御部１１０００は、当該フレームの対象となるＯＮＵ２０が属するＯＮＵ群によって、それぞれ異なる光強度とする。この強度制御部１１０００は、光アンプおよび光アンプの増幅率設定回路（図示せず）により実現される。増幅率設定回路は、光制御部１０９０からの指示により制御される。光制御部１０９０は、下りフレームの宛先を参照し、宛先と関連付けられる光増幅率情報１０９１から得られる増幅率に従い、フレームの増幅率を設定する。具体的には、光増幅率情報は、ＯＮＵ管理部１０６０に保持されるレンジング情報（ＲＴＤを基に算出されるＰＯＮ区間の通信距離情報）に基づいて設定できる。
【００４４】
ＯＬＴ１０に備えたＰＯＮ制御部１０００は、各ＯＮＵ２０の設定・管理等の制御他、上下双方向の信号伝送制御も含めたＰＯＮ４０全体の制御を行なう。本実施例では、ＯＬＴ１０が下り光信号の強度制御を実施する。下り信号の光強度制御を実施するため、ＯＬＴ１０にＰＯＮ制御部１０００の一機能として光制御部１０９０を含む構成とした。ＰＯＮ制御部のレンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ１０６１に保持される情報は、個々のＯＮＵ２０に対するＥｑＤ設定値を含む。ＥｑＤ設定値は、ＯＬＴ１０から各ＯＮＵ２０の伝送距離（遅延時間）に相当する情報である。ＥｑＤ設定値は、ＰＯＮ運用中のＤＢＡ処理に利用される。更に、レンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ１０６１は、下り信号を送出する際の光強度を決定する処理においても活用できるデータベースである。ＰＯＮ制御部１０００は、各ＯＮＵ２０へ送る下り信号の送信光強度やデータ量（帯域）および送信タイミング（フレーム上の位置情報や時刻・タイミング）を算出し、レンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ１０６１に記憶する。
【００４５】
図４を参照して、ＯＬＴ１０の下りフレーム処理部１２１０とＰＯＮ制御部１０００の詳細を説明する。図４において、下りフレーム処理部１２１０は、パケットバッファ１２１０１と、ヘッダ変換・付与部１２１０２と、ＧＥＭヘッダ生成部１２１０３と、ＧＥＭフレーム生成部１２１０４と、ヘッダ解析部１２１０５と、下り経路情報ＤＢ １２１１と、送信光強度取得部１２１０６と、下りＢＷ（Ｂａｎｄ Ｗｉｄｔｈ）マップ生成部１２１０７と、下り光強度マップ（ＢＷ）送信制御部１２１０８とを含む。また、光強度マップ制御部１２１０８は、光強度マップ送信間隔ＤＢ １２１０９と、光強度マップ制御カウンタ１２１１０とを含む。
【００４６】
ＰＯＮ制御部１０００は、ＯＮＵ管理部１０６０にＤＢＡ処理部１０６２と、レンジング／ＤＢＡ処理部１０６１とを含む。更に光制御部１０００は、光増幅率決定部１０９２と、光増幅率決定部１０９２から参照する光増幅率情報ＤＢ １０９１とを含む。
【００４７】
下りフレーム処理部１２１０に転送された下りパケット処理は。以下の手順による。インタフェース１１００−１および１１００−２にて受信した下りパケットは、一旦パケットバッファ１２１０１に格納され、その後ＧＥＭフレーム生成部１２１０４を通じてＥ／Ｏ変換部１３１０へ転送される。このＧＥＭフレーム生成部１２１０４へパケット情報が通知される一連の流れの中で、下りフレーム処理部１２１０は、（１）ヘッダ情報の解析および転送方路（即ち宛先ＯＮＵ）を決定する。また、下りフレーム処理部１２１０は、（２）下りパケット送信光強度の決定および下り光強度マップ（下りＢＷマップとも称することがある）の生成を行なう。
【００４８】
処理（１）において、ヘッダ解析部１２１０５は、パケットバッファ１２１０１から受信パケットのヘッダ部を取得する。ヘッダ解析部１２１０５は、ヘッダ部に含まれる宛先情報、送信元情報、経路情報を含むフロー識別情報を抽出し解析する。この結果に基づき、下りフレーム処理部１２１０は、ヘッダ情報の変換要否および（変換要の場合に）変換方法（ヘッダ情報の付与、削除、透過、または変換）を決定する。この決定は、受信パケットのフロー識別情報の一部（宛先情報）または全部を参照し、情報を下り経路情報ＤＢ １２１１に保持する経路テーブル（図示せず）と照合することにより行なう。なお、経路テーブルには受信フレームのヘッダ情報に対応する転送先方路とヘッダ情報変換に関わる情報を関連付けて記録しておく。ここで得たヘッダ変換内容を参照して、ＧＥＭヘッダ生成部１２１０３は、ＧＥＭフレームヘッダ情報を生成する。ＧＥＭヘッダ生成部１２１０３は、処理後の（ＯＮＵ２０への転送に用いるための）ヘッダ情報をＧＥＭフレーム生成部１２１０４へ転送する。
【００４９】
処理（２）において、下り光強度マップ（下りＢＷマップ）生成部１２１０７は、パケットバッファ１２１０１から下りパケットヘッダ部を取得および解析する。下りＢＷマップ生成部１２１０７は、ヘッダ情報に基づき送信光強度取得部１２１０６に送信光強度の決定を要求する。送信光強度取得部１２１０６は、ＰＯＮ制御部１０００に備えた光増幅率決定部１０９２へ当該下りパケットを送信するための適正な光強度を指定するよう要求する。光増幅率決定部１０９２は、光増幅率情報ＤＢ １０９１を参照して、当該パケットの宛先ＯＮＵに対応する光増幅率を取得する。光増幅率決定部１０９２は、これを下りフレーム処理部１２１０の送信光強度取得部１２１０６へ通知する。
【００５０】
なお、光増幅率情報ＤＢ １０９１は、ＯＮＵ立ち上げ時に実施するレンジング処理を利用した通信距離測定に基づいて、個々のＯＮＵとの通信に要する光強度を算出する機能を備える。ＯＮＵ管理部１０６０に含まれるＤＢＡ処理部１０６２は、個々のＯＮＵに対し上り信号（パケット）を送出するタイミングを算出する機能ブロックである。従来のＰＯＮで用いる上り信号の帯域割当てのためのＤＢＡと同様であり、ここで算出した帯域割当て状況は、一旦割り当てた上りフレームを受信完了するまで、レンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ １０６１に保持する。
【００５１】
ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、ＧＥＭフレームヘッダ情報とパケットバッファ１２１０１に格納されているデータ（フレームペイロード）を結合して下りＧＥＭフレームを生成する。ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、下りＧＥＭフレームを更に結合して１２５マイクロ秒を区切りとする下りフレームを生成する。この段階で必要となる機能の一つとして、ＧＥＭフレームの挿入順序を決定する下り送信計画（即ち、下り光強度マップ）決定機能をフレーム生成部１２１０４に備える。下り送信計画を決定することにより、光強度マップ構成も決定し、ヘッダ情報の然るべき箇所に光マップが挿入される。具体的なフレーム構成については後述する。
【００５２】
次に、下り光強度マップをＯＮＵへ周期的に通知する際のＯＬＴ１０における動作を説明する。ＯＬＴ１０のＰＯＮ制御部１０００は、ＯＮＵ２０を個々に立上げた際に指定した下り光信号送信計画（下り光強度マップ、下りＢＷマップとも称する）の送信開始時刻および送信周期を保持する。当初これらの情報を保持する箇所はＯＮＵ状態管理部１０６３に具備するレジスタ（図示せず）である。ＯＮＵ状態管理部１０６３は、ＯＮＵ２０の立上げ完了後に、情報を下りＢＷマップ送信制御部１２１０８へ通知する。下りＢＷマップ送信制御部１２１０８は、この情報を、それぞれ下りＢＷマップ送信制御部内レジスタ（図示せず）、下り強度マップ送信間隔ＤＢ １２１０９に記録する。下り強度マップ制御カウンタ１２１１０は、下りＢＷマップ送信制御部に備えるＯＮＵ毎またはＯＮＵ群毎の送信開始時刻と、下り強度マップ送信間隔ＤＢ １２１０９に備える送信間隔を参照し、送信開始時刻または送信間隔カウンタ値が一定値に到達した場合に、カウンタをリセットし次の通知時刻に向け新規カウントを開始する。
【００５３】
下りＢＷマップ制御部１２１０８は、下り強度マップ制御カウンタを定期的に参照するか、または下り強度マップ制御カウンタからの定期的な制御信号通知を以って下り光強度マップ送信時刻を下りＢＷマップ生成部１２１０７へ通知する。これに伴い、下りＢＷマップ生成部１２１０７は、下り光強度マップ送信時刻において個々のＯＮＵまたはＯＮＵ群へ通知すべき下り信号送信計画（即ち下り信号への下り光強度マップ挿入位置）を決定し、ＧＥＭフレーム生成部１２１０４へ通知する。
【００５４】
図５を参照して、ＰＯＮシステムのＯＮＵ２０を説明する。図５において、ＯＮＵ２０は、ＷＤＭ２５００と、Ｏ／Ｅ２３１０と、下りフレーム処理部２２１０と、ｎ台のＩＦ２１００と、上りフレーム処理部２４１０と、Ｅ／Ｏ２３２０と、ＰＯＮ制御部２０００とで構成されている。Ｏ／Ｅ２３１０は、強度制御部２３１１を含む。下りフレーム処理部２２１０は、下り経路情報２２１１を保持する。上りフレーム処理部２４１０は、上り経路情報２４１１を保持する。ＰＯＮ制御部２０００は、下り受信制御部２０７０と、ＯＮＵ制御部とを含む。下り受信制御部２０７０は、下り光強度マップ情報２０７１を保持する。
【００５５】
ＯＮＵ２０が収容する端末（図示せず）からＰＯＮへの上りの信号は、加入者網５０からＵＮＩ（User Network Interface）と呼ばれるＩＦ２１００−１〜２１００−ｎに入力される。なお、加入者網５０は、ＬＡＮやパケット網が用いられることが多い。したがって、ＩＦ２１００は、１０／１００Ｍｂｉｔ／ｓまたは１Ｇｂｉｔ／ｓのイーサネットインタフェースが用いられることが多い。しかし、本発明ではこの構成に限定されるものではない。
【００５６】
ＯＮＵ２０での下り信号および上り信号を処理する構成と動作は、それぞれ図３および図４を用いて説明したＯＬＴ１０の上り信号および下り信号処理の構成と動作に概ね同様である。下り信号については、ヘッダ解析の結果を基に宛先決定やヘッダ情報の変換および付与を含む処理を決定するための下り経路情報ＤＢ２２１１を備えた下りフレーム処理部２２１０がＰＯＮ区間８０から受信したＧＥＭフレームをイーサネットパケットに変換してＯＮＵ２０の端末に出力し、上り信号については、上り経路情報ＤＢ２４１１を備えた上りフレーム処理部２４１０が端末から受信したイーサネットパケットをＧＥＭフレームに変換してＯＬＴ１０に向かって出力するものである。
【００５７】
ＯＮＵ２０の下り信号受信機能として、Ｏ／Ｅ処理部２３１０には強度制御部２３１１を備える。強度制御部２３１１は、ＯＬＴ１０から光ファイバ７０および支線ファイバ７１を介して受信する光信号の強度を監視し、ＯＮＵ２０のＯ／Ｅ処理部２３１０を構成する光受信器にとって適切な強度に調整する。強度制御部２３１１は、高強度の光信号を遮断し、Ｏ／Ｅ処理部２３１０の光受信器が故障することを防ぐ。強度制御部２３１１は、ＯＮＵ制御部２０６０の指示にしたがって動作する。また、ＯＮＵ制御部２０６０は、下りフレーム処理部２２１０にてフレーム処理の結果得られる下り信号の送信強度スケジュール情報（下り光強度マップ）を下り光強度情報ＤＢ２０７１に記憶する。下り信号の送信強度スケジュール情報に基づき、ＯＮＵ制御部２０６０は、自装置の受信すべき適切な光強度の下り信号が送られている間（または、それ以下の光強度の信号が送られている間）、下り信号受信を可能とする。ＯＮＵ制御部２０６０は、それ以外の場合は光を遮断するように強度制御部２３１１を制御する。強度制御部２３１１の動作詳細については後述する。
【００５８】
ＯＮＵ制御部２０６０は、ＯＬＴ１０からの指示に従い、ＯＮＵ２０を立上げる場合のパラメータ設定や通信状態管理に用いる機能ブロックである。ＯＮＵ制御部２０６０は、受信フレームの解析、装置の保守管理情報の管理、ＯＬＴ１０への通信（返信）要否判定処理を実行する。
【００５９】
図６を参照して、ＯＮＵ２０の下りフレーム制御部２２１０、ＰＯＮ制御部２０００、上りフレーム処理部２４１０の詳細な機能ブロックを説明する。図６において、下りフレーム処理部２２１０は、ヘッダ解析部２２１０１と、レンジングリクエスト処理部２２１０２と、ヘッダ処理部２２１０３と、ペイロード処理部２２１０４と、下り経路情報２２１１とから構成されている。
【００６０】
ＰＯＮ制御部２０００は、ＯＮＵ制御部２０６０と、下り受信制御部２０７０と、レンジング信号処理部２０００１と、ＤＢＡ情報２０００２とから構成されている。下り受信制御部２０７０は、下り光強度情報ＤＢ２０７１と、下り光強度予告受信カウンタ２０００３とを保持する。
【００６１】
上りフレーム処理部２４１０は、キュー長監視部２４１０１と、ペイロード生成部２４１０２と、ＤＢＡ要求生成部２４１０３と、レンジングレスポンス生成部２４１０４と、上りフレーム生成部２４１０５とから構成されている。
【００６２】
ＷＤＭ２５００を介して受信した下り信号について、ヘッダ解析部２２１０１は、（１）フレームが自装置宛てであるか否かを判定する。また自装置宛てである場合、ヘッダ解析部２２１０１は、（２）フレームのヘッダ情報を調査する。ここで、下りフレームに含まれる情報は大きく二つのカテゴリに分類される。一方は、ＰＯＮ区間制御用の信号でありＯＮＵ２０にて終端すべきものである。他方は、ユーザデータなどの主信号フレームである。主信号フレームは、ＯＮＵ２０を介してＩＦ２１００−１〜２１００−ｎに接続された機器へ転送すべきものである。
【００６３】
前者の代表的動作としてレンジング処理時の信号送受信がある。ヘッダ解析部２２１０１は、ＯＬＴ１０から当該ＯＮＵ２０宛てのレンジングリクエストであることを検出すると、レンジングリクエストをレンジングリクエスト処理部２２１０２へ転送する。レンジングリクエスト処理部２２１０２は、レンジングリクエスト信号を受信した時刻を記録する。レンジングリクエスト処理部２２１０２は、更にレンジングリクエストを受信した旨を通知するため内部信号（応答要求通知）を生成する。レンジングリクエスト処理部２２１０２は、生成した応答要求通知を受信時刻と共にレンジング信号処理部２０００１に転送する。ＧＰＯＮではレンジングリクエスト受信後、約３５マイクロ秒でＯＬＴへ返信することが規定されている。
【００６４】
後者の代表的動作は、下り方向へのユーザデータ転送処理である。ユーザデータは、ＰＯＮ下り基本フレームのペイロード部分に、ＧＥＭフレームの形で一つまたは複数含まれる。ＯＮＵ２０は、ヘッダ解析部２２１０１において個々のＧＥＭフレームのヘッダ情報を参照し、ヘッダ情報のうち自装置宛てであることを示す識別子（Ｐｏｒｔ−ＩＤ）がＧＥＭヘッダ内に存在する場合に、当該ＧＥＭフレームの処理を行なう。具体的には、ＧＥＭフレームとして受信した信号をＯＮＵ２０のＩＦ２１００−１〜２１００−ｎに接続される機器へ転送するため、データフォーマットの変更を行なう。ＧＥＭヘッダ内のデータについてそれぞれの宛先を示すアドレスフィールド（具体的にはイーサネット宛先アドレスやＩＰ宛先アドレス）を参照し、各データを送出するべきＩＦ２１００（具体的にはＩＦの物理アドレスあるいは装置内部で用いるＩＦ識別子など（実装依存））を決定する。下りフレーム処理部２２１０からＩＦ２１００への信号転送に際してユーザデータフレームのヘッダ情報を変更または追加する必要もある。具体的には、イーサネットフレームに付与されるＶＬＡＮタグ値の変更やＶＬＡＮタグの挿入がこれに当たる。これらの処理では、下り経路情報ＤＢ ２２１１を参照する。そのため、下り経路情報ＤＢ ２２１１には、受信した下りフレームの宛先情報と送信先ＩＦ識別子との関連付けと共に、そのためのヘッダ情報変換規則も保持しておく。下り経路情報ＤＢ ２２１１に基づき、ヘッダ処理部２２１０３において上記のようにシステム設定に従い必要となるヘッダ処理を行ない、外部機器向け下りフレームのヘッダフォーマットを成型する。その後ペイロード処理部２２１０４に於いて、当該フレームのペイロード部に含まれているユーザデータと組合せることで転送用の下りフレームフォーマットを構築し、フレームをＩＦ２１００−１〜２１００−ｎへ転送する。
【００６５】
レンジング信号処理部２０００１は、レンジングリクエスト処理部２２１０２からの応答要求通知を受信すると、通知に含まれるレンジングリクエスト受信時刻に基づいてレンジングレスポンスを送出する時刻（実際には装置内クロック数を用いて算出できる）を決定する。レンジング信号処理部２０００１は、レンジングレスポンス生成および送出指示をレンジングレスポンス生成部２４１０４に対し送出する。通常レンジング処理は、ＯＮＵ２０立ち上げ時にのみ実施される。しかし、運用中の上り信号同期異常などの通信障害が検出された場合、再度レンジング処理を実施することもある。その際にはＰＯＮ制御部２０００のレンジング処理部２０００１から上りフレーム制御部に対し、レンジングレスポンス送信時には上りユーザデータフレーム送出を停止するように通知する。なお、図６では平常運用時の処理を説明しており、通信障害時の制御信号の流れについては図示していない。
【００６６】
レンジングレスポンス生成部２４１０４は、レンジング信号処理部２０００１からの指示に従いレンジングレスポンスを生成・送出する。このときレンジング信号処理部が指定する時刻にＥ／Ｏ変換部２３２０へ送出開始するようタイミング制御を行なう。
【００６７】
次に、図１の構成においてＯＮＵ２０が下り信号を受信した場合の処理を説明する。図６において、ＯＮＵ２０に用いられる受光デバイスは、信号識別可能なＳ／Ｎ比レベルと受光可能な光強度上限値が定められている。Ｏ／Ｅ部２３１０およびヘッダ解析部２２１０１に於いて正常に受光され、且つヘッダ認識された下り信号は、信号がレンジングリクエストでない場合には下りフレーム処理部２２１０に備えるフレームバッファ（図示せず）に保持され、ヘッダ解析部２２１０３は、信号のヘッダ情報の解析を行なう。このヘッダ解析処理において、自装置（ＯＮＵ２０）宛ての下り光強度マップを検出した場合には、当該情報を下り光強度情報ＤＢ ２０７１に通知し、下り光強度情報ＤＢ ２０７１に保持する。このときの自装置宛てか否かの判断を行なう際には、下り経路情報ＤＢ ２２１１を参照する。この具体的な動作については前段落に述べた通りであるため説明を割愛する。下り光強度マップは、ＯＮＵ２０が下り信号を受信すべきタイミング（時刻またはクロック（バイト）数で表される）が記載されている。ＯＮＵ制御部２０６０は、下り光強度情報ＤＢ ２０７１を参照することにより、Ｏ／Ｅ部２３１０に備える強度制御部２３１１へ、次に受信すべき下り光信号の受光タイミング（ＯＮＵへの到着時刻）を指示する。強度制御部２３１０は、指示に従い下り光信号を遮断あるいは受光部を開放する。これによってＯＮＵ２０は、Ｏ／Ｅ部２３１０の光デバイスの故障や（自装置以外のＯＮＵ宛てフレームであって、Ｓ／Ｎ比の低い信号を受信した場合の）不要な通信異常警報の発行を防ぐことができる。
【００６８】
本実施例では、後述するようにＯＬＴ１０からＯＮＵ２０へ定期的に下り光強度マップを送信する。個々のＯＮＵ２０は、下り光強度マップ情報を受信するタイミングを、下り光強度予告受信カウンタ２０００３に保持しておく。本タイミング情報は、運用中に変更しない場合は、ＯＮＵ２０の立上げ時にＯＬＴ１０から設定する。本情報は、ＯＮＵ群毎あるいはＯＮＵ毎に設定することが可能である。また運用中にもＯＮＵ毎の通信帯域の利用状況や、通信量の変化に応じてタイミング情報を変更することができる。即ち、常時一定の間隔で下り光強度マップを送信する以外に、下り光強度マップ送信間隔を動的に変更することができる。下り光強度情報は、ＯＬＴ１０より与えられ、ＯＮＵ２０では上記一連の処理に従い、自装置宛ての下り光強度マップであると確認した場合に、下り光強度マップ情報ＤＢ２０７１（および下り光強度予告受信カウンタ２０００３）へ記録し、下り光強度予告受信カウンタ２０００３で時刻カウントを行なう。下り情報予告受信カウンタ２０００３は、下り光強度マップ受信時刻をカウントし、光強度マップ受信時刻が近付くと、ＯＮＵ制御部２０６０へ通知する。下り光強度マップ情報ＤＢ２０７１でも同様に、強度マップ受信時刻が近付くと、ＯＮＵ制御部２０６０へ通知する。ＯＮＵ制御部２０６０は、これを受けて強度制御部２３１１を開放する。ＰＯＮ制御部２０００には、ＯＮＵ２０の起動時に設定される、運用開始（下り信号受信開始）時刻、運用後最初に受信する下り光強度マップ受信時刻、下り光強度マップの受信間隔を保持する（目的に使用するレジスタ／ストレージは図示せず）。
【００６９】
次にＯＮＵ２０における上り信号の処理について述べる。ＩＦ２１００−１〜２１００−ｎで受信した信号は、一旦ＯＮＵ２０内に蓄積された後、ＯＬＴから指示される上りフレーム送信タイミングに従いＯＬＴへ転送される。上り信号を構成するための手順は、下り信号の解析と略同様であり、ヘッダ情報処理とペイロード情報処理に分割される。上り信号としてＯＮＵ２０へ入力された情報は、一旦上りフレーム処理部に備えるフレームバッファ（図示せず）に蓄積される。このうちペイロード部分について、ペイロード生成部２４１０２は、ＧＥＭフレームのペイロードを構成するために透過、分割あるいは結合する。この段階における処理は、ＯＬＴから指示される上り信号送出帯域（一般的にはバイト数へ変換して用いる）に依存する。一方ヘッダ情報については２段階の処理を行なう。第１段階は、ＩＦ２１００から受信した上り信号のＧＥＭヘッダを構成する処理である。ＧＥＭヘッダにはＯＮＵ２０の識別子として、予めＯＮＵ２０に割り当てられたＰｏｒｔ−ＩＤを挿入する。このＰｏｒｔ−ＩＤを決定する際に、上り経路情報ＤＢ２４１１を参照する。また、上りフレームを構成する際には、ＯＮＵ２０からＯＬＴ１０に対してＤＢＡレポートと呼ばれる上り帯域要求を通知する。上り帯域要求は、上りフレームのヘッダ内に格納される。上り帯域要求は、具体的にはＯＮＵ２０内の上り信号送信待ちキューのデータ蓄積量をキュー長監視部２４１０１で判定し、ＤＢＡ要求生成部２４１０３にて上り帯域要求量を決定してＯＬＴ１０へ通知するものである。上り帯域要求は、データ量に応じてＯＬＴ１０からの送信許可を受けるための情報である。上りフレーム生成部２４１０５は、上り帯域要求を含む上り信号ヘッダ情報と、ペイロード生成部２４１０２にて生成されるペイロードとを結合して上りフレームを完成する。その後、ＯＬＴ１０からの上り信号送信許可（ＯＮＵ２０内に備える、ＤＢＡ情報ＤＢ（図示せず）に保持する）に従うタイミングでＥ／Ｏ部２３２０を介して送出する。
【００７０】
図７、図８、図９を参照して、ＰＯＮシステム立ち上がり時にＯＬＴと各ＯＮＵの間で行なわれるレンジング動作を説明する。ここでは、運用当初はＯＬＴ１０がＯＮＵ２０までの距離を把握していない状況からの立ち上げ処理を想定して説明する。
【００７１】
図７において、先ずＯＬＴ１０がＯＮＵとの接続を確認すると、規定のＯＮＵ起動手順に従い、各ＯＮＵに対してレンジングリクエスト信号を送信する。この時、ＯＬＴ１０は、まだ、各ＯＮＵがどれほどの距離に配置されているかがわからない。そこで、ＯＬＴ１０は、まず最小の光強度（この強度を光強度ＬＡ１００００とする）でレンジングリクエスト信号２００００−Ａを各ＯＮＵへ送信する（Ｓ−１００００Ａ）。この時、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の伝送距離や分岐による光信号強度およびＳ／Ｎ比の損失によって、各ＯＮＵは前述の最小の光信号ＬＡ１００００で送信されたレンジングリクエスト信号２００００−Ａを正しく受信できるか、または各ＯＮＵに搭載されているＯ／Ｅ２３１０の受信感度不足などによる受信エラー（受信不可）となるかのいずれかである。本実施例ではレンジングリクエスト信号２００００−ＡをＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵが受信可能（Ｓ−１００１０Ａ）である。一方、残りのＯＮＵ群２０Ｂ、ＯＮＵ群２０ＣのそれぞれのＯＮＵは、受信不可（Ｓ−１００１０Ｂ、Ｓ−１００１０Ｃ１）である。
【００７２】
ＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵは、ＯＬＴ１０に対し、それぞれレンジングレスポンス信号２００１０−Ａを送信する（Ｓ−１００２０Ａ）。レンジングレスポンス信号２００１０−Ａを受け取ったＯＬＴ１０（Ｓ−１００３０Ａ）は、レンジングレスポンス信号２００１０−Ａの発信元であるＯＮＵ群ＡのＯＮＵとの通信が、レンジングリクエスト信号送信時の光強度において可能であると判断する。ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ群２０Ａに属すＯＮＵについて、それぞれ光信号ＬＡ１００００で各ＯＮＵまでの往復遅延時間ＲＴＤを測定し、測定結果に基づき等価遅延ＥｑＤの値を決定する（２００２０−Ａ）。これらは非特許文献１に基づく処理である。ＯＬＴ１０は、この時同時に、レンジング処理の結果を用いて各ＯＮＵまでの通信時間を決定する。ここで得た通信時間は、ＯＬＴ１０から各ＯＮＵに対する絶対（ＯＬＴ側管理）時刻を設定するために利用する。この絶対時刻は、各ＯＮＵが後に詳しく説明する光強度マップ内に示す各ＯＮＵ宛のフレームに関する到達時刻情報を正しく認識することに寄与される。これはＯＬＴ側で管理された時刻情報（絶対時刻）からＯＮＵが自装置に設定すべき時刻情報を得ることができるため、ＯＬＴ１０からの基本フレーム周期の境界時刻または当フレームが各ＯＮＵへ到着する時刻をＯＮＵへ設定することができるためである。先に述べたように、本発明ではこの絶対時刻を設定する方法は特に限定しない。例えば、特許文献１に記載の時刻設定方法を用いることができる。
【００７３】
絶対時刻まで各ＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵに設定（２００３０−Ａ）したＯＬＴ１０は、それまで通信していた各ＯＮＵに対して、通常運用の開始予定時刻から受信動作を開始し、それまでの時間全ての受信信号を遮断するようＯＮＵ内の強度制御部２３１１を設定するように通知する（２００４０−Ａ、１００５０−Ａ）。また、時刻設定および運用開始（下り信号受信開始）時刻通知に続き、ＯＮＵ２０が受信するべき下り光強度マップの受信開始時刻および受信間隔を設定する（２００４１−Ａ、２００４２−Ａ）。なお、運用後最初に受信する下り光強度マップの受信時刻は、上記受信動作開始時刻と同一または時刻から算出可能なパラメータとして扱い、２種類の時刻通知を行なわない方法でも実施可能である。ＯＬＴ１０は、光強度テーブルの一部を作成する（Ｓ−１００４０Ａ）。
【００７４】
図８を参照して、ＰＯＮシステム立ち上がり時にＯＬＴとＯＮＵ群２０Ｂに属する各ＯＮＵの間で行なわれるレンジング動作を説明する。図８のシーケンスは、図７で示したＯＮＵ群２０Ａへのレンジング処理が完了した後に行なわれるＯＮＵ群２０Ｂに対するレンジング処理の手順を示す。
【００７５】
図８において、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の距離や伝送損失の影響によって、最小の光信号ＬＡ１００００で送信されたレンジングリクエスト信号を正しく受信できなかったＯＮＵ群２０Ｂ、ＯＮＵ群２０ＣのＯＮＵは、ＯＬＴ１０からのレンジングリクエスト信号を待ち続けている状態を維持している。光信号ＬＡ１００００にてレンジング処理や各ＯＮＵへの絶対時刻を定義し終えたＯＬＴ１０は、次に光強度をＬＡ１００００より一段上昇させた光強度ＬＡ１００１０に変更し、レンジングリクエスト信号２００００−Ｂを再度各ＯＮＵへ送信する（Ｓ−１００００Ｂ）。この時、先ほどレンジング処理を終えているＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵは、本来ならば光信号ＬＡ１００００より一段上昇させた光強度ＬＡ１００１０が到達したために自ＯＮＵの光受信機が故障もしくは破壊などの不具合を起こす可能性がある。しかし、ＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵは、ＯＬＴ１０から通常運用の開始予定時刻まで受信信号を全て遮断するように指示されているので、今回到達する光強度ＬＡ１００１０の信号をブロックして自ＯＮＵの光受信機を保護している（１００５０−Ａ）。その一方、ＯＮＵ群２０ＣのＯＮＵは、先ほどと同様に各ＯＮＵに搭載されているＯ／Ｅ２３１０の受信感度能力が足らずにエラー信号などで受信不可となる。しかし、光強度ＬＡ１００１０で送信された信号で初めてレンジングリクエスト信号２００００−Ｂを認識できたので、ＯＮＵ群２０ＢのＯＮＵは、ＯＬＴ１０との間でレンジング処理や絶対時刻情報の設定を行なう。この時の処理内容は、光強度ＬＡ１００００で行なわれたＯＬＴと各ＯＮＵ間の処理と同様のため省略する。その後、通常運用の開始予定時刻までの間に全ての受信信号を遮断するようＯＮＵ内の強度制御部２３１１を設定するように通知する（２００２０−Ｂ）。ＯＬＴ１０は、光強度テーブルの一部を作成する（Ｓ−１００４０Ｂ）。
【００７６】
図９を参照して、ＰＯＮシステム立ち上がり時にＯＬＴとＯＮＵ群２０Ｃに属する各ＯＮＵの間で行なわれるレンジング動作を説明する。図９は、図７と図８で示したＯＮＵ群２０Ａおよび２０Ｂへのレンジング処理が完了した後に行なわれるＯＮＵ群２０Ｃに対するレンジング処理の手順を示す。
【００７７】
図９において、光強度ＬＡ１００１０で前述の処理を終えたＯＬＴ１０は、更に一段高い光強度ＬＡ１００２０でレンジングリクエスト信号を送信して、レンジングレスポンス信号を返信したＯＮＵ群２０Ｃとの間で前述と同様の処理を行なう（この際の処理の過程は、ＯＮＵ群２０Ａ、ＯＮＵ群２０Ｂと同様なので省略する）。この時も自ＯＮＵにとって光強度ＬＡ１００２０の信号が強すぎるＯＮＵ（光強度ＬＡ１００００、光強度ＬＡ１００１０でＯＬＴ１０との間で一連の処理を終えているＯＮＵ群２０Ａ、ＯＮＵ群２０Ｂ）は、ＯＬＴ１０からの指示で受信信号を遮断しているため、自ＯＮＵの光受信機の故障もしくは破壊などの不具合が発生しない。こうしてＯＬＴ１０が徐々に光信号の強度を上昇させながらレンジング処理や絶対時間の通知を行なうことで、ＯＬＴ１０は、配下の全ＯＮＵ２０のレンジング処理や絶対時刻の設定を実施することができる。ＯＬＴ１０は、光強度テーブルの一部を作成する（Ｓ−１００４０Ｃ）。ＯＬＴ１０は、光強度テーブルをマージして完成する（Ｓ−１００５０）。
【００７８】
最終的にＯＬＴ１０および全ＯＮＵ２０は、通常運用に移行する（Ｓ−１００６０−ＯＬＴ、Ｓ−１００６０−Ａ、Ｓ−１００６０−Ｂ、Ｓ−１００６０−Ｃ）。この時、通常運用開始時刻として、各光レベルの信号が最初に到達する時刻（後述する図１７においては、ＯＮＵ群２０Ａに対する１６００１Ａ、ＯＮＵ群２０Ｂに対する１６００１Ｂ、ＯＮＵ群２０Ｃに対する１６００１Ｃに相当する）をそれぞれ指定していると、全ＯＮＵ２０は運用開始直後に到達する下りフレームからエラーや障害を起こすことなく、受信可能となる。
【００７９】
以上では現在のＧＰＯＮの通信ビットレートである２．５Ｇｂｉｔ／ｓを想定して説明してきたが、次世代規格である通信ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓのＧＰＯＮと混在させたシステム（ＯＬＴ１０が通信ビットレート２．５Ｇｂｉｔ／ｓ／１０Ｇｂｉｔ／ｓ両者に対応可能で、配下のＯＮＵには通信ビットレート２．５Ｇｂｉｔ／ｓ対応のＯＮＵや通信ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓ対応のＯＮＵが混在したシステム）であれば、上述の光レベル毎の処理動作を通信ビットレート２．５Ｇｂｉｔ／ｓで行なった後に通信ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓで行なうことで対応可能となる。具体的にはまず、光強度ＬＡ１００００で行なった前日した通常運用前に行なう処置を通信ビットレート２．５Ｇｂｉｔ／ｓで実施した後に、通信ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓへ変更して再度実施する。通信ビットレートの高いシステムにおいては、低ビットレートのシステムよりも光伝送特性上、光ファイバ上での信号減衰および波長分散が激しいため、ＯＬＴ１０からはより高強度で発振する必要があるためである。例えば２．５Ｇｂｉｔ／ｓと１０Ｇｂｉｔ／ｓで同一距離の伝送を行なう場合、送信側と受信側との光強度差は理論上１６倍程度異なる。そのため、２．５Ｇｂｉｔ／ｓ対応ＯＮＵを先ず起動することで、光強度ＬＡ１００００で対応可能な通信ビットレート２．５Ｇｂｉｔ／ｓ対応のＯＮＵと通信ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓ対応のＯＮＵを通常運用まで移行できる。その後は、配下の全ＯＮＵ２０が通信ビットレート２．５Ｇｂｉｔ／ｓ対応だった時と同様に光強度を光強度ＬＡ１００００→光強度ＬＡ１００１０→光強度ＬＡ１００２０と変更して前述の処理を行なえばよい。ここでは次世代規格ＧＰＯＮを通信ビットレート１０Ｇｂｉｔ／ｓと述べたが、これは一例であり、次世代規格ＧＰＯＮの通信ビットレートを１０Ｇｂｉｔ／ｓに限定しているわけではない。あくまで通信ビットレートの異なるＰＯＮシステムの混在収容時の一つのモデルとして述べたものである。
【００８０】
本実施例ではＯＬＴ１０が徐々に下り信号送信時の光強度を上げ、接続距離の近いＯＮＵから遠いＯＮＵへ順にレンジングを行なうが、このときＯＬＴが、或る距離のＯＮＵ群に対するレンジング処理完了を認識する方法には大きく二通りがある。一つは、ＯＮＵ接続時（ユーザ宛てＯＮＵ配布時）に予め設定しておくシリアルナンバー（ＳＮ）リストをＯＬＴ１０内部に保持しておき、接続距離別に用意したリストのＳＮに該当するＯＮＵの立上げがすべて完了したか否かを参照する方法である。さらにもう一つは、定期的に一通りの立上げ処理を実施し、新規に接続されたＯＮＵが存在するか否かをポーリングにより知る方法である。この方法では、例えばＯＮＵ群２０ＡからＯＮＵ群２０Ｃまでの立上げにおいて、各群につき一つのＯＮＵずつを対象として少しずつＳＮ番号（この場合、ＯＬＴ１０はＳＮリストを事前には分かっていない）を変えて全ＳＮ番号（既接続ＯＮＵ分を除く）につき順にポーリングをかける。あるいはＯＮＵ群２０Ａについて全ＳＮのポーリングが完了したらＯＮＵ群２０Ｂの調査に移るという方法でも良い。
【００８１】
図１０を参照して、ＯＬＴ１０のレージング動作を説明する。図１０において、ステップ１００００Ａからステップ１００３が図７に対応している。同様に、ステップ１００００Ｂからステップ１００６が図８に、ステップ１００００Ｂからステップ１００９が図９のシーケンス処理に対応する。より詳細には、ステップ１００２は図７のＳ−１００００Ａからレンジングレスポンス信号Ｓ−１００３０Ａを受信する迄の時間内に実行する確認処理である。ステップ１００２の結果、レンジングレスポンスを正しく受信できたことが確認できると、２００２０−ＡからＳ−１００４０Ａに至る一連のＯＮＵ設定処理を行なう。この一連の処理を、本図では纏めてステップ１００３として記載している。
【００８２】
図８および図９との対応についても同様である。ステップ１００５は図８のＳ−１００００Ｂからレンジングレスポンス信号Ｓ−１００３０Ｂを受信する迄の時間内に実行する確認処理であり、更にステップ１００２の結果、レンジングレスポンスを正しく受信できたことが確認できると、ＯＬＴ１０は、２００２０−ＢからＳ−１００４０Ｂに至る一連のＯＮＵ設定処理を行なう。図９との対応についても同様であるため説明を割愛する。
【００８３】
以上のように、ＯＬＴ１０に近いＯＮＵ２０群から順に立上げ処理を行ない、ＯＬＴ１０から最も遠い位置にあるＯＮＵ群に対するレンジング処理を終えた段階で本フローを完了する。図１０のステップ１０１０は、ＯＮＵ群２０Ｃの次に遠い位置にあるＯＮＵ群へのレンジング処理開始のための処理である。そして、最遠距離にあるＯＮＵ群へのレンジング処理はステップ１０１１からステップ１０１３に相当する。その後レンジング処理終了確認並びに運用開始時刻までの待機（Ｓ１０１４）を経て、運用を開始する（Ｓ１０１５）。なお、ステップ１０１４のレンジング終了確認および待機処理において、図９に示した光強度テーブルの統合処理を実施する。
【００８４】
図１１を参照して、ＯＮＵ２０立ち上げ処理によって、ＯＬＴ１０で生成および保持する光強度対応テーブルを説明する。図１１は、図７から図９で述べたレンジング処理の結果、ステップ１００５０（図９）にてＯＬＴ１０が作成する各ＯＮＵに関するＯＬＴからの距離情報と通信に必要な光強度を纏めた光強度対応テーブルである。光強度対応テーブルは、ＯＬＴ１０のレンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ １０６１に保持する。
【００８５】
光強度対応テーブルは、項番３００５０と、ＯＮＵ−ＩＤ３００００と、距離３００１０と、光強度３００２０と、開始時刻３００４１と、送信間隔３００４２と、通信ビットレート３００３０とから構成されている。個々のＯＮＵの識別子であるＯＮＵ−ＩＤ３００００と該当ＯＮＵまでの距離情報３００１０の関係が示されている。このテーブル情報は、各光強度で行なったレンジングの完了時毎に作成することができる。即ち、ＯＬＴ１０がレンジング時のＯＮＵ−ＩＤ３００００と距離情報３００１０を処理する間に、その時のＯＬＴ−ＯＮＵ間通信に用いている光強度の情報３００２０を加えることで作成可能である（Ｓ−１００４０Ａ、Ｓ−１００４０Ｂ、Ｓ−１００４０Ｃ）。また、このテーブル情報をＯＬＴ１０が光強度を変更させてレンジング処理を行なう度に実施し、最後にそれらを統合することで全ＯＮＵについてのテーブル情報を作成可能である（Ｓ−１００５０）。
【００８６】
また、前述した通信ビットレートが異なるＰＯＮシステムの混在収容時には、各光強度でのテーブル作成時に通信中の通信ビットレート情報３００３０を追加すればよい。
【００８７】
この光強度対応テーブルから、最初に行なった光強度ＬＡ１００００でレンジング処理を行なったＯＮＵは、今後通常運用でも光強度ＬＡ１００００にて下りフレーム送信すれば良いことや、光強度をＬＡ１００１０まで上昇させてレンジング処理をおこなったＯＮＵには今後通常運用でも光強度ＬＡ１００１０にて下りフレーム送信すれば良いことが分かる。この光強度対応テーブルを基に、後に詳しく説明するが、ＯＬＴ１０がＩＦ１１００から転送されるフレームに対して、宛先情報などからこのテーブルを利用することで、送信先のＯＮＵが正しくフレームを受信できる光強度が判断でき、前述した該当ＯＮＵが正しくフレーム受信できる光強度で下りフレームを送信する際に、該当の光強度以外の信号を受信すると、光強度が強すぎて受信機が故障もしくは破壊されてしまうＯＮＵや光強度が弱すぎてエラー信号として受信してしまうＯＮＵに対して、その間受信信号の遮断や廃棄するように指示することができる光強度マップの作成に利用できる。また、通信ビットレートが異なるＰＯＮシステムの混在収容時には、同時に通信ビットレート毎の受信指示も追加できる。この光強度マップについては後に詳しく説明する。
【００８８】
図１２を参照して、下りフレーム送信にあたりＯＮＵへ事前通知する下り光強度マップを生成するための、下り光強度情報テーブルの構成を説明する。下り光強度情報テーブルは、レンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ １０６１に格納する。図１２において、下り光強度情報テーブルは、項番７００３０と、ＯＮＵ−ＩＤ７００００と、Ｓｔａｒｔ７００３０と、Ｅｎｄ７００４０と、光強度７００１０と、通信ビットレート７００２０とから構成されている。
【００８９】
図３で述べたように、下りフレーム処理部１２１０は、アクセス網９０から受信したフレームをＰＯＮ区間８０伝送用のフレームフォーマットに変更する。この際、ＰＯＮ制御部１０００がアクセス網９０から受信したフレームのヘッダ情報から送信先ＯＮＵを特定し、レンジング時に作成した全ＯＮＵ２０と適切な送信光レベルの関係（図１１のデータベース）とを照合することで、該当ペイロードの送信すべき光強度を決定する。また、ＰＯＮ４０が１０ＧＰＯＮとＧＰＯＮを混在したような複数の通信ビットレートが存在する場合は、併せて通信ビットレート情報が照会できる。
【００９０】
図３の説明で述べたように、ＯＬＴ１０の下りフレーム処理部１２１０が下りフレームを作成する際、ＰＯＮ制御部１０００において、下りフレームのペイロード部分の構成を決定する（即ち、各ＯＮＵ宛の下り信号送信帯域を割当てる）。そして、帯域情報と図１１に示す光強度対応テーブルとを照合することで、図１２に示す下り光強度情報テーブルを生成する。図１２の構成は、下り光強度マップ宛先ＯＮＵ毎の絶対時間でのＯＮＵ側受信開始時刻７００３０、ＯＮＵ側受信終了時刻７００４０、光送信レベル７００１０をテーブルに纏めたものである。下り光強度情報テーブルは、下り信号の発信タイミング（時刻）と信号の光強度とを対応付けており、各光強度で送信する信号に関する発信時刻と継続時間が分かる。これをＯＮＵへ事前通知することにより、ＯＮＵ側で信号を受信可能となる時刻およびその継続時間を認識できる。ＰＯＮ４０において１０ＧＰＯＮとＧＰＯＮを混在したような複数の通信ビットレートが存在する場合は、通信ビットレート情報を追加する（７００２０）。
【００９１】
下り光強度情報テーブルは、下りフレームのヘッダに搭載されるか、または単独フレームとしてＯＮＵへ通知される下り光強度マップを生成する際に参照する。具体的な送信方法および信号構成例については後述する。
【００９２】
図１３を参照して、下りフレーム（ヘッダ部に下り信号送信計画を格納するフレーム）または下り信号送信計画通知フレームを送信する際の、ＯＬＴ１０における処理の手順を説明する。
【００９３】
ＯＬＴ１０の下りフレーム処理部１２１０は、ＩＦ１１００で受信した下りフレームから抽出したヘッダ情報を検索キーとしてＯＬＴ１０の受信処理部１２１０に備える下り経路情報データベース１２１１を検索する。この段階で得られる、ＧＥＭフレームに付与するＰｏｒｔ−ＩＤ情報に基づき、発信光強度を問い合わせる。あるいは光制御部１０９０に当該ＯＮＵ２０までの送信距離（またはＯＮＵ迄の属するＯＮＵ群識別子情報）をレンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ １０６１より検索し、この結果に基づき光増幅率情報ＤＢを検索する方法も可能である。後者の場合について、図１３を参照して説明する。
【００９４】
図１３において、フレーム処理部１２１０は、下り信号の宛先であるＯＮＵ２０が、図１で示したＯＮＵ群のうちいずれに属しているかを判定するよう光制御部１０９０に依頼する（Ｓ２０１）。光制御部１０９０は、この制御信号を受け、予めレンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ１０６１に基づき決定された光増幅率ＤＢ１０９１を参照し、ＯＮＵ２０の属するＯＮＵ群を特定すると共に、フレーム処理部１２１０に対してＯＮＵ２０に対し信号送信する際の信号強度（増幅率）を決定する（Ｓ２０２）。この時、Ｐｏｒｔ−ＩＤに対応するＯＮＵ―ＩＤが同一であれば（あるいはＯＮＵ群が同一であれば）光増幅率も同一値となる。これら光増幅率に関する情報を得るため、本実施例では光増幅率ＤＢ１０９１には、レンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ１０６１から展開された前述の図１１や図１２のテーブル情報や、その一部に加工を施した情報を格納する。
【００９５】
当該ＯＮＵ２０宛ての信号強度を決定した後、光制御部１０９０はフレーム処理部１２１０に対し、強度情報を通知する（Ｓ２０３）。また、これと同時に当該Ｐｏｒｔ−ＩＤを含む下りフレーム（ＧＥＭフレーム）を送出する際の光強度情報を、Ｏ／Ｅ処理部１３１０へ通知して（Ｓ２０４）、終了する。ステップ２０３は、下りフレームヘッダに下り光強度マップを生成・挿入するためである。ステップ２０４は、実際に下りフレームを送出する際の光モジュール制御のために使用する。この光機能調整は、Ｏ／Ｅ処理部１３１０の強度制御部１１０００が担う。
【００９６】
なお、光強度の調整に当たっては、上記フローでは光制御部１０９０の指示に従う方法を説明した。これ以外に、フレーム処理部１２１０から受け取る下りフレームヘッダを参照し、光強度情報５１６１、５１７１、５１８１（図１５）を参照して強度制御する方法、更には光強度情報５１６１〜５１８１が下りフレームに含まれない場合に、強度制御部１１０００からの依頼を受け光制御部１０９０から光増幅率ＤＢ１０９１を参照し、強度情報を収集する手段を採用する構成でも実現可能である。
【００９７】
ステップ２０３で得た送信強度情報に基づいてフレーム生成部１２１０では下りフレームヘッダに挿入する下り光強度マップを生成し、ＰＯＮ区間８０へ伝送する下りフレーム構成処理を完了する。ここで構成されるフレームは、図１５に示したものとなる。
【００９８】
図１４を参照して、ＯＬＴ１０の光制御部に保持する光増幅率データベース１０９１の構成を説明する。光増幅率ＤＢ １０９１は、図１０のステップ２０２において、当該フレームのＰｏｒｔ−ＩＤから送信強度（光強度／増幅率１０９１２）を決定するために使用する。
【００９９】
光増幅率ＤＢ １０９１は、下りフレームの宛先ＯＮＵ２０に対する、送信信号の光強度を管理するために使用する。図１４Ａにおいて、光増幅率ＤＢ １０９１は、Ｐｏｒｔ−ＩＤ１０９１１と、光強度／増幅率１０９１２と、Ｖａｌｉｄ１０９１３と、ＯＮＵ群１０９１４と、その他フラグ１０９１５とから構成されている。また、図１４Ｂにおいて、光増幅率ＤＢ １０９１Ａは、Ｐｏｒｔ−ＩＤ１０９１１と、光強度／増幅率１０９１６と、Ｖａｌｉｄ１０９１３と、ＯＮＵ群１０９１４と、その他フラグ１０９１５とから構成されている。
【０１００】
光増幅率ＤＢ １０９１は、ＯＮＵ２０の識別子としてＰｏｒｔ−ＩＤ１０９１１を管理ＩＤとして用いている。Ｐｏｒｔ−ＩＤは、Ｐｏｒｔ−ＩＤが下りフレーム（ＧＥＭフレーム）に含まれる宛先識別子であり、利用可能であることが理由である。其の他の構成方法として、ＯＮＵ−ＩＤやＳＮ（Serial Number）等、既存のＰＯＮで用いられてきた識別子を用いる構成としても良い。
【０１０１】
さらに、光増幅率ＤＢ １０９１は、ＯＮＵ２０毎の下り光信号発信強度を示すパラメータとして、光強度／増幅率フィールド１０９１２を含む。図１４Ａでは、光強度を格納した状態を示した。図１４Ｂでは、光モジュールのデフォルト発信強度（光モジュール製造／出荷時に予め設定されている初期設定強度）を基準として、相対的な増幅／減衰率を示す変数を用いる。
【０１０２】
個々のＯＮＵ２０の状態は、個々のテーブルエントリが有効か無効かを示すＶａｌｉｄフィールド１０９１３とその他フラグ１０９１５によって管理される。ＯＬＴ１０におけるＯＮＵ２０の状態管理方法は、ベンダ別の実装に依存して多くの手段を適用できる。Ｖａｌｉｄ１０９１３は、障害あるいは異常信号発生時に使用し、ＯＮＵ２０の状態を示す情報（状態番号）は、ＯＮＵ２０の電源が投入されているか否かを含め、全てをその他フラグ１０９１５に確保した数ビットを用いて表す方法がある。また別の方法として、ＯＮＵ２０の電源投入時にＶａｌｉｄ１０９１３を有効値として、その後のＯＮＵ２０立上げおよび運用、保守管理に関する情報をその他フラグ１０９１５の数ビットで管理することも可能である。
【０１０３】
さらに、光増幅率ＤＢ １０９１には、Ｐｏｒｔ−ＩＤ１０９１１毎に、各宛先ＯＮＵが属するＯＮＵ群１０９１４を格納しておく。絶対的または相対的な光強度１０９１２および１０９１６は、このＯＮＵ群の差異によって決定される。したがって、オペレータがＯＮＵ２０を設置した段階で、ＯＮＵ群１０９１４は確定し、同時に光強度／増幅率１０９１２の概算値が決定する。
【０１０４】
ＯＮＵ２０が所属するＯＮＵ群が同じであっても、通信に要する光強度が異なる場合が存在する。即ち、ＯＮＵ毎に通信速度（ビットレート）が異なる場合である。通信ビットレートが２．５Ｇｂｉｔ／ｓから１０Ｇｂｉｔ／ｓになる場合、波長分散の影響は約１６倍、Ｓ／Ｎ比は約４倍となる。この結果、伝送距離は、大幅に短縮される。したがって、光増幅率ＤＢ １０９１を生成するためには、ＯＮＵ群までの距離と通信ビットレートが及ぼす光特性の影響を考慮して光強度／増幅率１０９１２を決定する。
【０１０５】
図１５を参照して、光アクセスシステムにおいて、可変強度の下り信号送受信を実現するための下り光強度マップ送信方法を説明する。ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０へ送信される光強度マップは、ＰＯＮのヘッダ情報として送信する方法と、単独フレーム（下り光強度マップ専用の通知フレーム）として送信する場合とがある。図１５ではＧＰＯＮへの適用を想定し、前者の基本的な信号構成として説明する。
【０１０６】
光受信デバイスの故障を回避するため、また、信号受光対象でないＯＮＵからの無用なエラーメッセージ発行を回避するために、ＯＬＴ１０から個々のＯＮＵ２０へ通知する下り光強度マップは、全てのＯＮＵ２０が下り主信号を受信する前に、予め知っておくべき情報である。具体的には、ＯＮＵ群２０Ｃ向けに発信される下り信号データの送信タイミングを、ＯＮＵ群２０Ａも把握しておく必要がある。また逆に、ＯＮＵ群２０Ａ向けに発信される下り信号の送信タイミングを下り光強度マップ（下り信号送信計画５１５０に含まれる、既仮強度毎の受信開始／終了時刻）によって、ＯＮＵ群２０Ｃも把握しておかなければならない。即ち、下りフレームのヘッダ情報（下り光強度マップ）については、全てのＯＮＵ２０がその内容を把握できるよう設計する必要がある。
【０１０７】
図１５（Ａ）を参照して、ＧＰＯＮのＯＬＴから各ＯＮＵ宛のフレーム信号を説明する。図１５（Ａ）において、フレーム信号は、先頭のフレーム同期パターン９００００と、ＰＬＯＡＭフィールド５１３０と、グラント指示領域９００１０と、ペイロード５１２０とから構成される。フレーム同期パターン９００００は、ＯＮＵがフレームの先頭を識別するため領域である。ＰＬＯＡＭフィールド５１３０は、監視・保守・制御情報を送信する。グラント指示領域９００１０は、各ＯＮＵの信号送信タイミングを指示する。フレーム同期パターン９００００、ＰＬＯＡＭフィールド５１３０、グラント指示領域９００１０は、フレームのヘッダ部である。ペイロード５１２０は、各ＯＮＵ宛に時分割多重化されたデータ部である。
【０１０８】
図１５（Ａ）では、非特許文献１に従う下り信号のヘッダ情報に含まれる制御メッセージ領域であるＰＬＯＡＭ（Physical Layer Operation, Administration and Management）フィールドを用いる。図１５（Ｂ）において、ＰＬＯＡＭフィールド５１３０は、ＯＮＵ−ＩＤ７００１と、制御フレーム識別子５１３１と、メッセージフィールド５１３２と、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）７００２とを含む。
【０１０９】
制御フレーム識別子５１３１は、このＰＬＯＡＭメッセージが“光強度情報”を含む独自規定メッセージであることを示す識別子（ベンダ独自で使用できる空きＩＤを用いれば良い。ここでは“１１００００００”とした）を含む。ＰＬＯＡＭ内のメッセージフィールド５１３２は、当該下りフレームヘッダの先頭を受信した時刻（図１５：９００００の先頭時刻）に対し、ＯＮＵ２０が受信すべき下りフレームが到着するまでの下り信号送信計画５１５０を挿入する。この下り信号送信計画５１５０には、本図（Ａ）の場合にはＯＬＴ１０にて決定される下り信号送信計画に従い、宛先ＯＮＵ毎の指定を基本として、宛先の異なる信号毎に、光強度情報５１５１−１１と、下り信号のペイロード開始時刻５１５１−１２と終了時刻５１５１−１３とを含む。なお、下り信号のペイロード開始時刻５１５１−１２と終了時刻５１５１−１３とは、ペイロード開始時刻とデータ長でもよい。光強度マップは、ＰＬＯＡＭフィールドあたり一つまたは複数の指示を含むことができる（５１５０−１〜５１５０−Ｋ）。
【０１１０】
図１５（Ｃ−Ａ）、（Ｃ−Ｂ）、（Ｃ−Ｃ）を参照して、それぞれＯＮＵ２０Ａ−Ｒ、２０Ｂ−Ｒ、２０Ｃ−Ｒ向けの光強度情報通知信号の構成を説明する。図１５（Ｃ−Ａ）により、ＯＮＵ２０Ａ−Ｒは、光強度５１６１の信号を信号受信開始時刻５１６２で受信開始し、受信終了時刻５１６３に受信を完了する。ＯＮＵ２０Ａ−Ｒは、その後受信する信号は廃棄、無視、あるいはブロックする。図１５（Ｃ−Ｂ）によりＯＮＵ２０Ｂ−Ｒに通知される光強度マップおよび図１５（Ｃ−Ｃ）によりＯＮＵ２０Ｃ−Ｒに通知される強度マップも同様の構成である。光強度情報５１７１、５１８１、受信開始時刻５１７２、５１８２、受信完了時刻５１７３、５１８３をそれぞれ含む。これらを受信するＯＮＵ２０Ｂ−Ｒおよび２０Ｃ−Ｒにおける動作も上記ＯＮＵ２０Ａ−Ｒの動作と同様である。
【０１１１】
なお、ここで示した例に含む光強度情報５１６１、５１７１、５１８１は、省略することもできる。下り信号の宛先となるＯＮＵ２０へ、データを送る際に採用するべき適切な光強度はＯＬＴ１０が把握しており、ＯＮＵ２０側では、自装置（ＯＮＵ）において受信すべきタイミングのみ分かれば十分である。
【０１１２】
また、ここで述べた各ＯＮＵ向けの信号受信開始時刻５１５２−１２や受信終了時刻５１５３−１３は後述するＯＬＴとＯＮＵが共有する時間情報（本実施の形態にて「絶対時刻」と定義する情報）が格納されている。つまりＯＬＴと各ＯＮＵ２０は共通の時間情報を用いて、フレーム終端処理やＯＮＵ立上げ、通信状況監視などの各種処理を実施する。更に別の手段として、ＯＬＴとＯＮＵが、それぞれの動作における基準となる時刻（タイミング）のみを前述の絶対時刻で共有しておく方法がある。この方法を採れば、後の時刻情報を必要とする処理に関しては、前出の「基準時刻」からの相対的な時刻情報を与えることで同様の処理を行なうこともできる。
【０１１３】
なお、図１５ではＯＮＵ毎に光強度マップを指示する信号構成例を示したが、光強度が同一のＯＮＵを一纏まりとしたグループを定義し（図１、図１４）、ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃ（図１、図１４）毎に光強度を指定する方法を用いることもできる。これらのバリエーションについては基本的な実施例を説明した後に詳述する（図１７以降参照）。
【０１１４】
図１６を参照して、複数のＯＮＵまたはＯＮＵ群に対して同時に下り信号送信計画を通知するための下り光強度マップの構成を説明する。図１６において、光強度マップは、ＰＯＮの下りフレームにペイロード情報として搭載し通知する。これは、図１５の信号構成では複数のＯＮＵまたはＯＮＵ群を対象とする下り光強度マップを生成する場合に、ＰＬＯＡＭフィールドのフィールド長を超える可能性があるためであり、通常ＰＯＮフレームとして正常に信号を送受信するための別の解決方法である。
【０１１５】
図１５との差異は、下り光強度マップを格納するフィールドの違いだけであり、個々のフィールド情報に関しては図１５と同様であるため、説明を割愛する。各下り光強度マップの受信開始時刻１７０１１、１７０２１はＯＮＵ２０の立上げ時に通知する。また下り光強度マップの終了時刻に関しては、強度マップが含むフィールド長を固定長とし、予めＯＮＵ２０に設定しておくことで認識可能である。
【０１１６】
図１７を参照して、図１５の下り光強度マップを利用した下り信号送信方法を説明する。図１７は、下り光強度マップを、全ＯＮＵ群（２０Ａ〜２０Ｃ）について等間隔且つ光強度マップを纏めて通知する方法である。
【０１１７】
図１７において、時間軸１６０００は、ＯＮＵ２０における時刻である。軸上の受信時刻１６００１、１６００２、１６００３は、下り光強度マップを送信開始する時刻である。この送信時間間隔（および最初に強度マップを受信する時刻）は、図７〜図９でも示したように、ＯＮＵ２０の立上げ時にＯＬＴ１０より通知する。ここでは、ＧＰＯＮ標準の下り信号構成が１２５マイクロ秒単位であることを考慮し、１２５マイクロ秒の整数倍（図中のＮは自然数）とした。下り光強度マップをＧＰＯＮ標準（非特許文献１）記載に従い、１２５マイクロ秒毎に、下り信号の先頭にはフレーム同期処理を行なうための固定パターンが含まれる。そこで、下り通信帯域を最も効果的に活用するには、時刻１６００１〜１６００３に送信する下り強度マップには、ＯＮＵ群数に対応する（本実施例では３つの）光強度マップを送る方法である（図１９参照）。即ち、図１５または図１６の下り光強度マップ構成において、下り信号送信計画５１５０に３グループ分の受信開始時刻５１５２−１２、受信終了時刻５１５３−１３を含めて送信する。
【０１１８】
なお、下り光強度マップ送信間隔１６１００および１６２００の時間枠で、同一光強度の下り信号を複数回送信する場合もある。例えば、時間枠１６１００内に、下り光強度マップ送信後に、ＯＮＵ群２０ＡのＯＮＵ２０宛てに信号を送出した後、ＯＮＵ群２０ＣのＯＮＵ２０宛ての信号を送出し、再度ＯＮＵ群２０Ａの（別の／または再度同一の）ＯＮＵ２０宛ての信号を送信する場合などである。このような場合には、図１５の下り光強度マップにおいて、光強度識別子５１５１−１１、受信開始時刻５１５２−１２、受信終了時刻５１５３−１３の３つのパラメータを一組として、複数の組を含む下り送信計画フィールド５１５０を生成する（光強度を識別する情報が必要となるため）。また、図１７では帯域情報通知周期の最初に下り光強度マップを与える構成であり、下り光強度マップフレーム（図１５）のペイロード部分にはＧＰＯＮ規格に従い、ＧＥＭフレームの形式で一つまたは複数のデータフレームを含む。図１７ではＧＥＭフレームの構成として２フレーム分を示しており、ＯＮＵ群２０Ａ向けＧＥＭフレームはＧＥＭヘッダ３０７２ＡとＧＥＭペイロード３０８２Ａで構成されることを示す。同様に、ＯＮＵ群２０Ｃ向けＧＥＭフレームは、ヘッダ部３０７２Ｃとペイロード部３０８２Ｃで構成する。帯域情報通知周期１６２００のＧＥＭフレーム（ヘッダ部３０７３Ｂとペイロード部３０８３Ｂ）についても同様に、下り光強度マップ３０６３から始まる下りＰＯＮフレームに含まれる。
【０１１９】
図１７では、時間枠１６１００および１６２００が複数のＰＯＮ基本フレームに跨る構成を示した。ＰＯＮでは前述の通り、１２５マイクロ秒毎にフレーム同期処理が入り、図１５（Ａ）および図１６（Ａ）に示すように、下りフレームヘッダが挿入される。但し、帯域情報通知周期の中間時刻（例えば時刻１６００１と１６００２の間）に送出する下りＰＯＮフレームには、下り光強度マップを挿入する必要は無い。
【０１２０】
図１８を参照して、図１７の信号構成図を宛先ＯＮＵ群毎に分割したＯＮＵ群毎の時間多重状態を説明する。図１８は、図１７の時刻１６００１から時刻１６００２に至る信号送信状況を拡大して示す。
【０１２１】
図１８は、下り信号（下り光強度マップ）受信時刻が宛先ＯＮＵまたはＯＮＵ群毎に異なる様子を示している。図１８では宛先ＯＮＵ群毎に異なる様子を記述しているが、ＯＮＵ群毎の差異をＯＮＵ毎の差異に置き換えても、動作原理は同じである。
【０１２２】
図１７および図１８では、光強度が小さい方から順に下り光強度マップを送信することを想定する。ＯＮＵ群２０Ａの受信開始時刻は、時刻１６００１（他のＯＮＵ群と識別するため、ここでは時刻を１６００１Ａと表す）となる。同様に、ＯＮＵ群２０ＢとＯＮＵ群２０Ｃについては、それぞれ時刻１６００１Ｂ、時刻１６００１Ｃが受信開始時刻となる。図１７で説明したように全ＯＮＵ群への下り光強度マップ通知間隔は等しくなっている。ＯＮＵ群２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが次に下り光強度マップを受信する時刻はそれぞれ時刻１６００２Ａ、１６００２Ｂ、１６００２Ｃである。それぞれの下り光強度マップは時間分割多重方式により混信しないようにＯＬＴ側で送信タイミングを調整する。
【０１２３】
フレーム同期パターン９００００、ＰＬＯＡＭフィールド５１３０（光強度マップを含む）、グラント９００１０を統合したオーバヘッド３０６２Ａ〜３０６２Ｃ、３０６３Ａ〜３０６３Ｃは、ＯＮＵ２０の光受信器を破壊することなく正しく受信するため、フレーム長を固定とする。図１７で述べたように複数回に渡って下りデータフレームを送信する場合には下り光強度マップの情報量が増加し、逆の場合には減少する。このような場合には、フレーム長を固定した上で必要な情報を載せていき、（１）余った長さ分はパディングする、（２）情報量に対して固定長が不足する場合には、記載できない情報を次回下り光強度マップにより通知するようＯＬＴ１０内部で調整する。常に下り強度マップを固定長にするための信号構成を図１９を参照して、追って説明する。
【０１２４】
図１７で説明したようにＧＰＯＮ標準（非特許文献１）では、１２５マイクロ秒毎に、下り信号の先頭にフレーム同期処理を行なうための固定パターンが含まれる。そこで、図１８の下り光強度マップ３０６２Ａ〜３０６２Ｃ、３０６３Ａ〜３０６３Ｃには、ＯＮＵ群数に対応する（本実施例では３つの）光強度マップを送る。即ち、ＯＮＵ群２０Ａにおいては時刻１６００１Ａから開始するＰＯＮフレームが１２５マイクロ秒の基本フレームに見え、ＯＮＵ群２０Ｂおよび２０Ｃにおいては、それぞれ時刻１６００１Ｂ、１６００１ＣからＰＯＮ基本フレームが開始するように見える。更に、各ＯＮＵは、自装置または自装置が属するＯＮＵ群以外への下り光信号送信計画を予め知っておく必要があるため、個々のオーバヘッド３０６２Ａ〜３０６２Ｃには同一の下り信号送信計画が記載される。オーバヘッド３０６３Ａ〜３０６３Ｃについても同様である。個々のＰＯＮフレーム境界時刻１６００１Ａ〜１６００１Ｃは、ＯＮＵ群毎の立上げ時に通知する下り信号受信開始時刻によって決定する。
【０１２５】
なお、下り光強度マップのフレーム長設定については、立上げ処理とは別に予め装置内に設定しておいても、立上げ処理時のＯＬＴ１０での判断（ＯＮＵ数またはＯＮＵ群数）に応じてＯＬＴ１０がＯＮＵ２０へ通知する方法を用いても良い。後者の場合には、図７〜図９における下り光強度マップ受信開始時刻および受信間隔通知と同様に、ＯＮＵ２０に対して下り光強度マップ長通知を行なう方法がある。例えば、受信間隔通知２００４２Ａ、２００４２Ｂ、２００４２Ｃに続いて下り光強度マップ長通知を行なうことで実現できる。
【０１２６】
図１７では、図１８の時刻１８０００以降にＯＬＴ１０より送信する下り信号を省略した。しかし、図１８で示すように、次回の下り光強度マップ受信時刻１６００２Ａ〜１６００２Ｃまでの時間幅に時間分割多重で送信できるデータ量であれば、下り信号を送信することは可能である。このようなフレーム送信計画は、ＯＬＴ１０がアクセス網９０から受信するデータ量やその宛先の変化に依存して発生する。このとき、前述のように同一ＯＮＵまたは同一ＯＮＵ群に対して、一つの周期３０５２Ａ〜３０５２Ｃに複数の下りフレームを送信する可能性が生じる。 図１９を参照して、図１６の下り光強度マップを固定長とする場合のマップ構成を説明する。図１９において、ＯＬＴ１０は、時刻１９００１Ａから１９００１ＢまではＯＮＵ群２０Ａに対する下り信号送信計画、時刻１９００１Ｂから１９００１Ｃまでの情報はＯＮＵ群２０Ｂ宛ての下り信号送信計画、時刻１９００１Ｃから本フレームの最後まではＯＮＵ群２０Ｃ宛ての下り信号送信計画を挿入する。下り信号送信計画の詳細については、図１６と同様であるためここでは説明を省略する。
【０１２７】
図２０を参照して、ＯＮＵ毎またはＯＮＵ群毎に下り光強度送信周期を変更する場合を説明する。図１８では全ＯＮＵに対して同一の周期を用いた。これに対して図２０では各ＯＮＵまたは各ＯＮＵ群により変更する。
【０１２８】
図２０において、ＯＮＵ群２０Ａに設定する下り信号送信計画送信周期は、時刻１６００１Ａから時刻２００００Ａまでの時間間隔２０００１Ａである。同様に、ＯＮＵ群２０Ｂに設定する下り信号送信計画送信周期は、時刻１６００１Ｂから時刻２００００Ｂまでの時間間隔２０００１Ｂである。さらに、ＯＮＵ群２０Ｃに対する設定値は、時刻１６００１Ｃから時刻２００００Ｃまでの時間間隔２０００１Ｃである。時間間隔時間間隔２０００１Ａ、時間間隔２０００１Ｂ、時間間隔２０００１Ｃは、それぞれ異なり、時間間隔時間間隔２０００１Ａ＜時間間隔２０００１Ｂ＜時間間隔２０００１Ｃである。
【０１２９】
図２０では、図１７および図１８と同様に、下り信号送信計画送信周期の設定においては１２５マイクロ秒の基本フレーム周期を単位としている。そのため図２０のようにＯＮＵ毎またはＯＮＵ群毎に周期を変更する場合には、周期を長く設定するＯＮＵまたはＯＮＵ群においては、周期に含まれる、別のＯＮＵまたはＯＮＵ群に設定した短周期の数をＯＬＴ１０では考慮する必要がある。即ち、下り信号送信計画フレームのフレーム長分だけ（長周期設定のＯＮＵで）利用可能な帯域が減少する。また、短周期のＯＮＵに対する下り信号送信計画フレームの通知においては、最長周期で設定されるＯＮＵへの下り信号送信計画のうち、短周期設定のＯＮＵへ通知する時間幅分の下り信号帯域割当て状況をＯＬＴ１０では把握しておく必要がある。具体的には、ＯＮＵ群２０Ａに対して下り信号送信計画フレーム（３０６２Ａ）を送信する際に、時刻１６００１Ｂから２００００ＡまでのＯＮＵ群２０Ｂに対する信号送信計画と、時刻１６００１Ｃから２００００ＡまでにＯＮＵ群２０Ｃに対して送信する下り信号帯域割当てを把握しておく。即ち、下り光強度マップ３０６２Ａを送信する際には、最長設定であるＯＮＵ群２０Ｃへの下り信号送信計画３０６２Ｃ（の一部）を含むことが必要である。つまりＯＬＴ１０では、この時点でＯＮＵ群２０Ｃに対する下り信号送信計画を設定済みであることが要求される。
【０１３０】
下り信号送信計画フレームの送信回数は少ない方が下り信号の帯域利用効率は向上する。一方で長周期設定を用いると、ＯＬＴ１０内部に十分なバッファが必要となり、ＯＬＴ１０内部に送信計画を保持しておく時間も長くなる。短周期にすることで効率が上がる場合として、大容量データを頻繁に送受する場合がある。長時間ＯＬＴ１０に蓄積しておくことはできない上、ＯＮＵ２０については低コスト化が重要な課題であって、十分なバッファを具備することが困難となるためである。
【０１３１】
次に、図２１を参照して、通常運用中のＰＯＮシステム１へ新規ＯＮＵを登録する際の手順を説明する。ここで、通常運用中の全ＯＮＵをＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌ、新規登録するＯＮＵをＯＮＵ２０−ｎｅｗとする。まずＯＬＴ１０からＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌへ通常運用を一時停止通知するための一時停止信号４００００を送信する（Ｓ−６００００）。一時停止信号４００００を受け取ったＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌは、信号内の通常運用再起動時刻を読み取り、通常運用再起動時刻まで全ての受信信号を遮断するようにＯ／Ｅ２３１０を制御する（Ｓ−６００１０、Ｓ−６００２０）。この信号を受信することによって、これからＯＮＵ２０−ｎｅｗに対して行なうレンジング処理などの通常運用前の処理に起こる可能性のある、光強度の違いによるエラー受信やＯＮＵの光受信機の破壊や故障を防ぐことができる。また、後にＯＮＵ２０−ｎｅｗが送信するレンジングレスポンス信号４００２０などの上り信号とＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌが送信する通常運用時の上り信号の衝突も回避できる。一時停止信号４００００は例えば、通常の下りフレーム内の光強度マップ５１５０−１〜５１５０−Ｋ内に次回受信開始時刻情報として通常運用再起動時刻を割り当てることで通知できる。
【０１３２】
一時停止信号４００００を送信した後、立ち上げ可能の旨の連絡を受けた設置業者またはユーザがＯＮＵ２０−ｎｅｗを起動させる（Ｓ−６００３０）。その後、ＯＬＴ１０がＯＮＵ２０−ｎｅｗに対し、図７〜図９の立上げ同様に、光強度や通信ビットレートを調整しながらレンジングリクエスト信号４００１０を送信してＯＮＵ２０−ｎｅｗからのレンジングレスポンス信号４００２０を待つ（Ｓ−６００４０）。この時、予め設置場所や該当ＯＮＵの距離情報や通信ビットレートなどが把握していれば、オペレータがＯＬＴ１０に対して、送信するレンジングリクエスト信号４００１０の光強度や通信ビットレートを指定するように送信するように指示をしてもよい。レンジングリクエスト信号４００１０を受け取ったＯＮＵ２０−ｎｅｗ（Ｓ−６００５０）は、ＯＬＴ１０へレンジングレスポンス信号４００２０を送信する（Ｓ−６００６０）。レンジングレスポンス信号４００２０を受け取ったＯＬＴ１０（Ｓ−６００７０）は、送信したレンジングリクエスト信号４００１０の光強度と通信ビットレートにて図７〜図９の説明にて記載した通常運用までの処理（４００３０、４００４０、４００５０）をＯＮＵ２０−ｎｅｗとの間で行なう。その後、ＯＮＵ２０−ｎｅｗは、通常運用再開時刻まで全ての受信信号を遮断するようにＯ／Ｅ２３１０を制御して待機する（Ｓ−６００８０）。この時の処理内容は図７〜図９の説明にて記載した内容と重複するので、省略する。この際、図１２で示したテーブル情報にもＯＮＵ２０−ｎｅｗの情報が追加され、その後の下りフレーム生成や光強度マップの作成に用いられる（Ｓ−６００９０）。
【０１３３】
通常運用再開時刻になると、以後、ＯＬＴ１０、ＯＮＵ２０−ｎｏｒｍａｌ、ＯＮＵ２０−ｎｅｗが通常運用を再開する（Ｓ−６０１００−ＯＬＴ、Ｓ−６０１００−ＯＮＵ）。
【０１３４】
図２２を参照して、光アクセスシステムにおける下りフレーム送信の手順を説明する。図２２は、ＯＬＴ１０からＯＮＵ群２０ＡおよびＯＮＵ群２０Ｃに対して送信される下りフレームの処理手順を示している。
【０１３５】
図２２において、ＯＬＴ１０は、ＳＮＩ ＩＦ１１００より下り信号を受信するか（Ｓ１０１）、ＯＮＵ２０向けに送信すべきＰＯＮ制御信号（ＧＰＯＮではＰＬＯＡＭ信号（ＰＬＯＡＭフィールド）に相当する）がある場合に、ＯＮＵ２０向けの下り信号を生成して発信する。下り信号は、スプリッタを介して全てのＯＮＵ２０に届くかもしれない。そのため、ＯＮＵ群２０Ａでは、受信光デバイス破壊や、他のＯＮＵ群向け信号を正常に受光できないことから発行するＬＯＳ警報を不要なタイミングでＯＬＴ１０に通知する（誤認識する）ことを回避する必要がある。
【０１３６】
上記の問題を回避するため、これまでに述べてきたように、まず下り信号（図１７のような、１２５マイクロ秒の整数倍で構成された、異なる光強度が混在した下り信号（以下、スーパーフレームとする）のヘッダ部分で各ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃに対して、各ＯＮＵ群が（次またはそれ以降に受信する）下り光信号（スーパーフレーム内のヘッダまたはペイロード（実施例により異なる））を受信すべきタイミングを通知する。従来のＧＰＯＮにおいては、ＯＮＵ２０は受光強度を強く意識する必要は無く、Ｐｏｒｔ−ＩＤのみで下り信号のヘッダ情報を抽出した後に受信要否を識別していた。本実施例では、ＯＮＵ群毎に異なる光強度で光信号を送信する必要があるため、実データを含む下りペイロードあるいは、下り信号（スーパーフレーム）全体の送信に先立って個々のＯＮＵ（またはＯＮＵ群）に対して、光信号の強度変化を予告するための情報を送信する。この情報は、図１５、図２０に示すように、ＯＬＴ１０から送信される１２５マイクロ秒基本フレームのＰＬＯＡＭフィールド部分に挿入する。
【０１３７】
以下、図２２に従い、処理の流れを説明する。ＯＬＴ１０は、下りフレームを受信した後、図３および図４で説明した処理に従って当該フレームを終端および解析し、ＧＥＭフレームへのカプセリングを含む、ＰＯＮ区間８０へ送出するための一連のフレーム処理を実施する（Ｓ１０２）。下りフレーム生成完了後、ＯＬＴ１０は、当該フレームの宛先であるＯＮＵ２０（または当該ＯＮＵ２０が属する距離グループ）までの通信距離をレンジング／ＤＢＡ情報ＤＢ（図３：１０６１）から確認し、当該下りフレームを送出する際の光強度を決定する（Ｓ１０３）。決定された光信号強度について、ＯＬＴ１０は、当該下りフレームを送信する以前にＯＮＵ２０宛てに通知する（Ｓ１０４）。この通知には、図１５および図１９に示す光強度マップを用いる。
【０１３８】
ここで通知フレームは、実運用上は当該フレームのＰＬＯＡＭフィールドに光強度マップを挿入する構成となる。フレームのペイロード部分には、さらに以前に光強度マップにて下り信号送信計画を通知済みの下り信号ペイロードを載せておく構成となる。この信号は、集線光ファイバ７０および第１スプリッタ３０、更に第２スプリッタ３１を通過して信号強度が減衰し、Ｓ／Ｎ比が低下した状態で各ＯＮＵ群２０Ａ〜２０Ｃへ到達する。ＯＮＵ群２０ＡとＯＮＵ群２０Ｃは、それぞれ事前通知／設定された信号受信タイミングに従い当該通知フレームＳ１０４を受信し、それぞれ次に受信するべき下り信号の送信計画を取得する（Ｓ１０５−２０Ａ、Ｓ１０５−２０Ｃ）。ここで光制御部２３１１を制御することによる下り光信号ブロックのＯＮ／ＯＦＦ処理（Ｓ２２００１、Ｓ２２００２、Ｓ２２００３、Ｓ２２００４）は、データフレームに先立つ上記事前通知に従い動作する。なお、ＯＮＵ群２０Ｃでは、当該期間に自装置宛て信号が送られないことを認識し、その間は光制御部２３１１にて信号ブロックする他に、自装置宛て下り信号受信に関し非該当の時間についてはＬＯＳ警報発行を抑止するようＰＯＮ制御部２０００にて時刻と受光状況の管理を行なう方法も可能である。
【０１３９】
図２２では、光強度マップが、次の下りデータフレームがＯＮＵ群２０Ａのみを宛先とする下り信号であること、更にＯＮＵ群２０Ａに対して下り信号の受信時刻を知らせるものであるとする。ＯＮＵ群２０Ａに属するＯＮＵ２０は、下り光強度マップ通知に従い、フレームの送信タイミングにあわせ強度制御部２３１１を制御して、光信号制御部の光ブロック機能をＯＦＦとして（Ｓ１０６）、光信号を受信する（Ｓ１０８）。信号継続時間が完了すると、受光デバイスの破壊を防止するため再度光ブロックをＯＮ（光遮断状態）とする。一方、当該下り信号Ｓ１０７はＯＮＵ２０Ｃにも到達する可能性がある（Ｓ１０９）。ＯＮＵ２０Ｃでは、当該期間に自装置宛て信号が送られないことを認識し、その間は光ブロックをＯＮにした状態を維持する（またはＬＯＳ抑止制御を行なう）。図２２のケースでは、ＯＮＵ２０Ｃは、当該期間にはＬＯＳアラームをＯＬＴ１０へ送信する必要がないことを認識できており、次にＯＮＵ群２０Ｃ宛ての下り信号を受光する迄、光ブロックＯＮの状態を継続する（Ｓ１０９）。
【０１４０】
図２３を参照して、下り光強度マップの生成処理を説明する。図２３において、下りＢＷマップ生成部１２１０７は、パケットバッファから次回送信するデータの宛先と蓄積済み情報量を得たか判定する（Ｓ３０１）。ＮＯのとき、下りＢＷマップ生成部１２１０７は、再びステップ３０１に遷移する。ステップ３０１でＹＥＳのとき、下りＢＷマップ生成部１２１０７は、光強度対応テーブルと情報量を照合する（Ｓ３０２）。下りＢＷマップ生成部１２１０７は、光強度グループ毎に、次回送信する下りフレームのペイロード割当て計画を決定し、光強度情報テーブルに格納する（Ｓ３０３）。下りＢＷマップ生成部１２１０７は、今回送信する下りフレームのペイロードを構築済みか判定する（Ｓ３０４）。ＹＥＳのとき、ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、ステップ３０３で作成した光強度情報テーブルに基づいた下り光強度マップを含む各種ヘッダ情報を下りフレームに付け加える（Ｓ３０６）。下りＢＷマップ送信制御部１２１０８は、下りＢＷマップ生成部１２１０７で生成した下りフレーム構成に基づき、Ｅ／Ｏ処理部１３１０の光強度調整スケジュールを設定する（Ｓ３０７）。ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、送信待ちフレームを保持します（Ｓ３０８）。このとき、ステップ３０で決定したスケジュールに従い下りフレームを整列する。ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、Ｅ／Ｏ処理部１３１０を介して各ＯＮＵ２０に送信して（Ｓ３０９）、終了する。ステップ３０９に並行して、下りＢＷマップ生成部１２１０７は、パケットバッファ１２１０１、ヘッダ解析部１２１０５、下りＢＷマップ送信制御部１２１０８の送信スケジュールを確認し、次の下りフレーム生成処理を開始して（Ｓ３１１）、ステップ３０１に遷移する。ステップ３０４でＮＯのとき、ＧＥＭフレーム生成部１２１０４は、今回送信する下りフレーム用のフレームペイロードを作成する（Ｓ３１２）。
【０１４１】
上述した実施例に拠れば、光通信システム（ＰＯＮ）の通信距離延長や子局収容数の増加によりＯＮＵ同士の差分距離が拡大する場合、あるいは光通信区間長および伝送ビットレートがそれぞれ異なる複数のＯＮＵを同一ＯＬＴに収容する構成の場合、またはこれら双方に適合する構成とする場合に、ＯＮＵに対してＯＬＴからの信号を受信するタイミングを事前に通知する。これによりＯＮＵとＯＬＴとの通信距離に依らず、ビットレート毎に同一性能のＯＮＵを利用して通信できる。更にビットレートが異なる（光信号発信強度が大きく異なる）複数のＯＮＵを同時収容する場合にも、混信や光デバイスの故障を回避できる。既存のＰＯＮと比較すると、親局のＯＬＴでの下り信号送信時のフォーマットに若干の変更を加えるだけで済むため、収容ユーザ数拡大に伴うシステム開発費用や導入コスト等、光アクセス網設備の新設または増設に関わるコストを最低限に抑える効果がある。
【０１４２】
実施例に拠れば、ＯＮＵへ事前通知する下り信号送信計画を、一定周期で送信する。下り信号の帯域割当てに先立って下り信号送信計画が占める送信時間帯が決まっていることから、ＯＬＴにおける下りフレーム生成時に、一般データに優先して送信計画の送信箇所（フレーム内での挿入箇所）を決定でき、固定周期での送処理が容易となる。また、ユーザ契約や利用サービス特性に応じて送信計画の送信周期を可変にすることにより、狭帯域通信では計画を長周期にして送信計画自体が占める帯域を低減でき、広帯域では計画を短周期として、ＯＬＴおよびＯＮＵ内に具備するバッファ量を低減できる。
【符号の説明】
【０１４３】
１０…ＯＬＴ、２０…ＯＮＵ、３０…スプリッタ、３１…支線スプリッタ、４０…ＰＯＮ、５０…加入者網、７０…集線光ファイバ、７１…第２支線光ファイバ、７５…第１支線光ファイバ、８０…ＰＯＮ区間、９０…アクセス網、１１０００…強度制御部（ＯＬＴ）、２３１１…強度制御部（ＯＮＵ）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加入者装置と、これらの加入者装置と光ファイバで接続された加入者収容装置とから構成される通信システムにおいて、
前記加入者収容装置は、前記加入者装置との通信距離を測定し、その測定結果を保持し、前記測定結果に基づき、前記加入者装置への下り通信信号の光強度を調整し、前記下り通信信号の送信計画を、前記下り通信信号の送出に先立って前記加入者装置へ通知し、
前記加入者装置は、受信した前記送信計画に基づいて、自装置宛の光信号のみを受信し、他装置宛の光信号を廃棄または遮断することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記加入者収容装置は、前記加入者装置との接続距離に応じて下り通信のための光信号強度を調節するため、送信光強度を設定するための光強度調整回路を備え、
前記光強度調整回路を用いて、前記距離測定結果に基づき宛先となる加入者装置へ光信号を送信するために最適な光信号強度を設定することを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の通信システムであって、
前記加入者装置は、前記加入者収容装置から送信される下り光信号を受信するため、自装置において受信するタイミング情報を保持することを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の通信システムであって、
前記加入者収容装置は、複数の前記加入者装置を収容する際に、前記加入者収容装置と前記加入者装置との接続距離が、予め定められた一定の範囲に収まる一群の前記加入者装置を一つのグループとし、前記加入者装置の運用に於いて、一つまたは複数の前記加入者装置グループを単位として、前記下り通信のための光強度を決定する機能を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の通信システムであって、
前記加入者収容装置は、個々の前記加入者装置に下り信号を送信する処理に先立ち、予め個々の前記加入者装置へ各装置宛て下り光信号の光強度に関して、その到達タイミング情報を持った信号を送信する際に、前記到達タイミング情報を一定周期で送出する機能を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項５に記載の通信システムであって、
前記加入者収容装置が前記下り光強度情報を送信する以前に、前記加入者装置に対して前記下り光強度情報を受信するべき相対的または絶対的な時刻について、該信号の到着時刻を設定または通知する手段を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の通信システムであって、
前記加入者収容装置は、個々の前記加入者装置へ前記下り光強度情報を送信する下り信号送信計画の送出に際し、前記送信計画の送信周期として加入者装置毎、または加入者装置群を対象とする一定値をそれぞれ設定する手段を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項６ないし請求項７のいずれか一つに記載の通信システムであって、
前記加入者収容装置は、個々の前記加入者装置へ前記下り光強度情報を送信する下り信号送信計画の送出に際し、前記送信計画の送信周期を加入者装置毎、または加入者装置群を対象とする一定値を決定する際に、加入者装置と加入者収容装置との通信距離、該通信に用いる信号ビットレート、該通信により加入者へ提供されるサービス種別、該通信に関する加入者要求または契約、加入者収容装置で収容可能な加入者またはサービス数、加入者収容装置の処理能力、を例とする一つまたは複数のパラメータによって決定する手段を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項９】
加入者装置と光ファイバで接続された通信装置において、
前記加入者装置との通信距離を測定し、前記測定結果を保持する機能を備え、前記測定結果に基づき、前記加入者装置へ下り通信する信号の光強度を調整し、前記下り通信信号の送信計画を、前記下り通信信号の送出に先立って、一定周期で加入者装置へ通知する機能を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の通信装置であって、
前記加入者装置との接続距離に応じて下り通信のための光信号強度を調節するため、送信光強度を設定するための光強度調整回路を備え、
前記光強度調整回路を用いて、前記距離測定結果に基づき宛先となる加入者装置へ光信号を送信するために最適な光信号強度を設定する強度制御機能を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の通信装置であって、
複数の前記加入者装置を収容する際に、前記加入者収容装置と前記加入者装置との接続距離が、予め定められた一定の範囲に収まる一群の前記加入者装置を一つのグループとし、前記加入者装置の運用に於いて、一つまたは複数の前記加入者装置グループを単位として、前記下り通信のための光強度を決定する機能を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
請求項９ないし請求項１１のいずれか一つに記載の通信装置であって、
個々の前記加入者装置に下り信号を送信する処理に先立ち、予め個々の前記加入者装置へ、各装置宛て下り光信号の光強度に関して、その到達タイミング情報を持った信号を一定周期で送信する機能を備え、前記送信計画の送信周期として加入者装置毎、または加入者装置群を対象とする一定値をそれぞれ設定する機能を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の通信装置であって、
前記加入者装置に対し、前記下り光強度情報を送信する以前に、前記下り光強度情報を受信するべき相対的または絶対的な時刻について、該信号の到着時刻を通知する手段を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１４】
請求項９ないし請求項１３のいずれか一つに記載の通信装置であって、
個々の前記加入者装置へ前記下り光強度情報を送信する下り信号送信計画の送出に際し、前記送信計画の送信周期を加入者装置毎、または加入者装置群を対象とする一定値を決定する際に、加入者装置と加入者収容装置との通信距離、該通信に用いる信号ビットレート、該通信により加入者へ提供されるサービス種別、該通信に関する加入者要求または契約、加入者収容装置で収容可能な加入者またはサービス数、加入者収容装置の処理能力、を例とする一つまたは複数のパラメータによって決定する機能を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１５】
加入者収容装置と光ファイバで接続された加入者装置において、
前記加入者収容装置から送信された光信号を受信した際、前記受信信号を参照し、前記受信信号から自装置宛の光信号もしくは自装置が受信可能な光強度の光信号が自装置へ到達するタイミング情報を取得するための受信タイミング判定部と、
前記加入者収容装置から送信された光信号が前記加入者装置にとって、受信可能な光強度を超えている場合、該光信号を遮断する遮断機構と、
前記加入者収容装置から送信された光信号が前記加入者装置にとって、受信可能な光強度を下回っている場合、該光信号を廃棄する廃棄機能と、
前記光信号の受信に先立って、予め自装置が受信可能な光強度の光信号もしくは自装置宛の光信号の到着タイミングを一定周期で取得する機能と、を備えることを特徴とする加入者装置。
【請求項１】
複数の加入者装置と、これらの加入者装置と光ファイバで接続された加入者収容装置とから構成される通信システムにおいて、
前記加入者収容装置は、前記加入者装置との通信距離を測定し、その測定結果を保持し、前記測定結果に基づき、前記加入者装置への下り通信信号の光強度を調整し、前記下り通信信号の送信計画を、前記下り通信信号の送出に先立って前記加入者装置へ通知し、
前記加入者装置は、受信した前記送信計画に基づいて、自装置宛の光信号のみを受信し、他装置宛の光信号を廃棄または遮断することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記加入者収容装置は、前記加入者装置との接続距離に応じて下り通信のための光信号強度を調節するため、送信光強度を設定するための光強度調整回路を備え、
前記光強度調整回路を用いて、前記距離測定結果に基づき宛先となる加入者装置へ光信号を送信するために最適な光信号強度を設定することを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の通信システムであって、
前記加入者装置は、前記加入者収容装置から送信される下り光信号を受信するため、自装置において受信するタイミング情報を保持することを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の通信システムであって、
前記加入者収容装置は、複数の前記加入者装置を収容する際に、前記加入者収容装置と前記加入者装置との接続距離が、予め定められた一定の範囲に収まる一群の前記加入者装置を一つのグループとし、前記加入者装置の運用に於いて、一つまたは複数の前記加入者装置グループを単位として、前記下り通信のための光強度を決定する機能を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の通信システムであって、
前記加入者収容装置は、個々の前記加入者装置に下り信号を送信する処理に先立ち、予め個々の前記加入者装置へ各装置宛て下り光信号の光強度に関して、その到達タイミング情報を持った信号を送信する際に、前記到達タイミング情報を一定周期で送出する機能を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項５に記載の通信システムであって、
前記加入者収容装置が前記下り光強度情報を送信する以前に、前記加入者装置に対して前記下り光強度情報を受信するべき相対的または絶対的な時刻について、該信号の到着時刻を設定または通知する手段を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の通信システムであって、
前記加入者収容装置は、個々の前記加入者装置へ前記下り光強度情報を送信する下り信号送信計画の送出に際し、前記送信計画の送信周期として加入者装置毎、または加入者装置群を対象とする一定値をそれぞれ設定する手段を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項６ないし請求項７のいずれか一つに記載の通信システムであって、
前記加入者収容装置は、個々の前記加入者装置へ前記下り光強度情報を送信する下り信号送信計画の送出に際し、前記送信計画の送信周期を加入者装置毎、または加入者装置群を対象とする一定値を決定する際に、加入者装置と加入者収容装置との通信距離、該通信に用いる信号ビットレート、該通信により加入者へ提供されるサービス種別、該通信に関する加入者要求または契約、加入者収容装置で収容可能な加入者またはサービス数、加入者収容装置の処理能力、を例とする一つまたは複数のパラメータによって決定する手段を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項９】
加入者装置と光ファイバで接続された通信装置において、
前記加入者装置との通信距離を測定し、前記測定結果を保持する機能を備え、前記測定結果に基づき、前記加入者装置へ下り通信する信号の光強度を調整し、前記下り通信信号の送信計画を、前記下り通信信号の送出に先立って、一定周期で加入者装置へ通知する機能を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の通信装置であって、
前記加入者装置との接続距離に応じて下り通信のための光信号強度を調節するため、送信光強度を設定するための光強度調整回路を備え、
前記光強度調整回路を用いて、前記距離測定結果に基づき宛先となる加入者装置へ光信号を送信するために最適な光信号強度を設定する強度制御機能を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の通信装置であって、
複数の前記加入者装置を収容する際に、前記加入者収容装置と前記加入者装置との接続距離が、予め定められた一定の範囲に収まる一群の前記加入者装置を一つのグループとし、前記加入者装置の運用に於いて、一つまたは複数の前記加入者装置グループを単位として、前記下り通信のための光強度を決定する機能を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
請求項９ないし請求項１１のいずれか一つに記載の通信装置であって、
個々の前記加入者装置に下り信号を送信する処理に先立ち、予め個々の前記加入者装置へ、各装置宛て下り光信号の光強度に関して、その到達タイミング情報を持った信号を一定周期で送信する機能を備え、前記送信計画の送信周期として加入者装置毎、または加入者装置群を対象とする一定値をそれぞれ設定する機能を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の通信装置であって、
前記加入者装置に対し、前記下り光強度情報を送信する以前に、前記下り光強度情報を受信するべき相対的または絶対的な時刻について、該信号の到着時刻を通知する手段を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１４】
請求項９ないし請求項１３のいずれか一つに記載の通信装置であって、
個々の前記加入者装置へ前記下り光強度情報を送信する下り信号送信計画の送出に際し、前記送信計画の送信周期を加入者装置毎、または加入者装置群を対象とする一定値を決定する際に、加入者装置と加入者収容装置との通信距離、該通信に用いる信号ビットレート、該通信により加入者へ提供されるサービス種別、該通信に関する加入者要求または契約、加入者収容装置で収容可能な加入者またはサービス数、加入者収容装置の処理能力、を例とする一つまたは複数のパラメータによって決定する機能を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項１５】
加入者収容装置と光ファイバで接続された加入者装置において、
前記加入者収容装置から送信された光信号を受信した際、前記受信信号を参照し、前記受信信号から自装置宛の光信号もしくは自装置が受信可能な光強度の光信号が自装置へ到達するタイミング情報を取得するための受信タイミング判定部と、
前記加入者収容装置から送信された光信号が前記加入者装置にとって、受信可能な光強度を超えている場合、該光信号を遮断する遮断機構と、
前記加入者収容装置から送信された光信号が前記加入者装置にとって、受信可能な光強度を下回っている場合、該光信号を廃棄する廃棄機能と、
前記光信号の受信に先立って、予め自装置が受信可能な光強度の光信号もしくは自装置宛の光信号の到着タイミングを一定周期で取得する機能と、を備えることを特徴とする加入者装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−６０５０３（Ｐ２０１２−６０５０３Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０３０２０（Ｐ２０１０−２０３０２０）
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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