親局装置および光信号受信方法
【課題】複数の異なる伝送レートが混在するＰＯＮシステムにおいて、それぞれの伝送レートで良好な受信感度を得ることが可能な親局装置を得ること。
【解決手段】ＴＩＡ１２の利得を調整する利得調整部１６、１０Ｇ用利得調整部１７と、識別番号と、伝送速度と、受信電圧と、設定電圧とを子局装置ごとに記憶するためのメモリ３０と、メモリ３０に記憶されている各子局装置の伝送速度に基づいて、子局装置ごとに前記１０Ｇ用利得調整部１７を用いるかどうかを判断し、また、トレーニング通信時に子局装置ごとに設定電圧を求めて前記メモリ３０に記憶し、通常通信時に前記メモリ３０から設定電圧を読み出し、読み出した設定電圧を前記利得調整部１６、または前記利得調整部１６および前記１０Ｇ用利得調整部１７に印加する制御手段１５と、を備える。
【解決手段】ＴＩＡ１２の利得を調整する利得調整部１６、１０Ｇ用利得調整部１７と、識別番号と、伝送速度と、受信電圧と、設定電圧とを子局装置ごとに記憶するためのメモリ３０と、メモリ３０に記憶されている各子局装置の伝送速度に基づいて、子局装置ごとに前記１０Ｇ用利得調整部１７を用いるかどうかを判断し、また、トレーニング通信時に子局装置ごとに設定電圧を求めて前記メモリ３０に記憶し、通常通信時に前記メモリ３０から設定電圧を読み出し、読み出した設定電圧を前記利得調整部１６、または前記利得調整部１６および前記１０Ｇ用利得調整部１７に印加する制御手段１５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる複数の伝送レートで光信号を受信可能な親局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの普及や、高精細映像配信・交換を代表とするブロードバンドサービスの一般加入者エリア（加入者系）への拡大に伴って、加入者系通信網における加入者数、データトラフィック量が爆発的に増大している。このような加入者系での大容量通信の要求に応えるため、光ファイバを介して広帯域な光信号による通信を可能とするＦＴＴＨ（Fiber to the home）サービスの本格的な市場展開が開始されている。
【０００３】
ＦＴＴＨシステムには、一例として、ＰＯＮ（Passive Optical Networks）システムがある。ＰＯＮシステムは、一芯の光ファイバと光カプラを伝送路として、親局装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が、複数の子局装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を収容している。ＰＯＮシステムでは、複数の子局装置が１つの親局装置を共有することで、親局装置の数を少なくすることができる。そのため、ＰＯＮシステムは、経済的に優位であり、ＦＴＴＨシステムの主要インフラとして導入が進んでいる。
【０００４】
ＰＯＮシステムにおいて、親局装置は、距離や信号出力が異なる各子局装置からの受信信号を、高速に最適受信レベルに調整する必要がある。下記特許文献１には、受信信号を最適なレベルに増幅する際のＡＧＣ（Auto Gain Control）利得調整を高速に行う技術が開示されている。具体的には、親局装置は、各子局装置から受信した光信号の受信レベルに応じたＡＧＣ利得を得るために、利得調整回路に印加する設定電圧をメモリに記憶し、テーブルとして保持する。そして、任意の子局装置から通信要求があった場合、親局装置は、メモリ内のテーブルから設定電圧を読み出し、利得調整回路に印加することによって最適なＡＧＣ利得に調整する。これにより、親局装置は、良好な受信感度を確保することができる。
【０００５】
また、近年、ＰＯＮシステムでは、既存の１Ｇｂｐｓ−ＰＯＮシステムの更なる広帯域化を目指し、１０Ｇｂｐｓ−ＰＯＮシステムに関する標準化活動等が盛んに行われている。１０Ｇｂｐｓ−ＰＯＮシステムの運用形態としては、一般的に、既存の１Ｇｂｐｓと混在したシステムが提案されており、１Ｇ／１０Ｇ混在システムに対応した装置の開発が進められている。ここで、１Ｇ／１０Ｇが共存（混在）するＰＯＮシステムでは、親局装置は、良好な受信感度を確保するために、子局装置から受信した光信号の伝送レートに応じて最適受信レベルを変更する。それぞれの伝送レートで良好な受信感度を確保するために、親局装置は、ＧＢ積（Gain Bandwidth product）で決定されるアンプの特性から、伝送レートに応じて最適利得を変更する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０２０４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術によれば、親局装置は、受信する光信号（パケット）の受光レベルのみからＡＧＣ利得の設定電圧を決定しており、この設定電圧に基づいてＡＧＣ利得を制御している。そのため、複数の異なる伝送レートが混在しているＰＯＮシステムでは、親局装置は、特定の伝送レートでは最適なＡＧＣ利得の設定電圧を決定でき、良好な受信感度を確保できるが、特定の伝送レート以外の伝送レートでは最適なＡＧＣ利得の設定電圧を決定できず、良好な受信感度を確保できない、という問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の異なる伝送レートが混在するＰＯＮシステムにおいて、それぞれの伝送レートで良好な受信感度を得ることが可能な親局装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、伝送速度が速い高速光信号と当該高速光信号よりも遅い低速光信号が混在するＰＯＮシステムにおいて、複数の子局装置との間で光信号による通信を行う親局装置であって、子局装置から受信した光信号を光電変換して電気信号を出力する受光手段と、光電変換後の電気信号を増幅する増幅手段と、所定の期間における増幅後の電気信号の電圧の平均値を検出し、検出した平均値を受信電圧とする平均値検出手段と、所定の印加電圧に基づいて前記増幅手段の利得を調整する機能を有する第一の利得調整手段と、前記第一の利得調整手段と同じ機能を有し、前記第一の利得調整手段と並列に配置され、高速光信号による通信を行う子局装置から高速光信号を受信するときに前記第一の利得調整手段と共に用いられる第二の利得調整手段と、子局装置の識別番号と、伝送速度と、受信電圧と、当該受信電圧を得たときに前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加された電圧である設定電圧とを、子局装置ごとに記憶するための記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている伝送速度に基づいて、子局装置ごとに前記第二の利得調整手段を用いるかどうかを判断し、また、トレーニング通信時に子局装置ごとに設定電圧を求めて前記記憶手段に記憶し、通常通信時に前記記憶手段から設定電圧を読み出し、読み出した設定電圧を前記第一の利得調整手段、または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の異なる伝送レートが混在するＰＯＮシステムにおいて、それぞれの伝送レートで良好な受信感度を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、１Ｇ／１０Ｇの異なる伝送レートが混在するＰＯＮシステムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、トレーニング通信を行うＰＯＮシステムを示す図である。
【図３】図３は、ＯＬＴ受信部の構成例を示す図である。
【図４】図４は、トレーニングモード時の１Ｇ／１０Ｇ親局装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、自走モード時の１Ｇ／１０Ｇ親局装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる親局装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態．
図１は、１Ｇ／１０Ｇの異なる伝送レートが混在するＰＯＮシステムの構成例を示す図である。ＰＯＮシステムは、１Ｇ／１０Ｇ親局装置（ＯＬＴ）１と、１Ｇ子局装置（ＯＮＵ）２と、１０Ｇ子局装置（ＯＮＵ）３と、１Ｇ子局装置（ＯＮＵ）４と、から構成される。１Ｇ／１０Ｇ親局装置１は、１Ｇ／１０Ｇｂｐｓのデュアルレートを受信可能な親局装置である。１Ｇ子局装置２，４は、１Ｇｂｐｓ送受信専用の子局装置である。１０Ｇ子局装置３は、１０Ｇｂｐｓ送受信専用の子局装置である。パケット５は、各子局装置から送信された異なる送信パワーおよび伝送レートの上り側パケット信号である。
【００１４】
各子局装置は、それぞれの伝送レートでパケットデータを時間的に間欠したバースト光信号として１Ｇ／１０Ｇ親局装置１に対し送信する。ここで、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１が受信するパケット５は、各子局装置の送信パワーおよび各子局装置から１Ｇ／１０Ｇ親局装置１までの伝送路損により、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１に到達する時点では異なるパワーのパケットデータである。
【００１５】
つぎに、本実施の形態の概要を説明する。図２は、トレーニング通信を行うＰＯＮシステムを示す図である。ＰＯＮシステムの構成は図１と同等である。１Ｇ／１０Ｇ親局装置１は、ＯＬＴ受信部１０と、ＡＤ（Analogue to Digital）／ＤＡ（Digital to Analogue）変換制御部２０と、メモリ３０と、を備える。
【００１６】
ＯＬＴ受信部１０は、複数の異なる伝送レート（伝送速度）が混在する場合に、伝送レートごとに最適な受信利得に調整し良好な受信感度を得る光信号受信部である。伝送レートごとに最適な受信利得とは、伝送レートによって最適な出力レベルが異なるため、それぞれの出力レベルを得るための利得をいう。複数の伝送レートが存在する場合、いずれかの伝送レートに最適な出力レベルに他の伝送レートの出力レベルを合わせると、他の伝送レートにおいて良好な受信感度を得ることができないためである。詳細な動作については後述する。
【００１７】
ＡＤ／ＤＡ変換制御部２０は、ＯＬＴ受信部１０がメモリ３０に記録する設定電圧（利得調整電圧）をＡＤ変換し、また、ＯＬＴ受信部１０がメモリ３０から設定電圧を読み出すときにＤＡ変換を行う。
【００１８】
メモリ３０は、テーブル３１を備え、ＯＬＴ受信部１０が設定した設定電圧等を子局装置ごとに記憶するための記憶部である。
【００１９】
まず、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１は、各子局装置の最適利得を決定するため、各子局装置との間でトレーニング通信を行う。１Ｇ／１０Ｇ親局装置１から要求を受けた各子局装置は、利得を決定するために十分なパケット長のトレーニングデータ（６〜８）を送信する。トレーニングデータ６〜８を受信した１Ｇ／１０Ｇ親局装置１では、ＯＬＴ受信部１０が、最適な利得に調整する。ＯＬＴ受信部１０は、利得を調整した際に用いた設定電圧をＡＤ／ＤＡ変換制御部２０によりＡＤ変換し、メモリ３０に記憶させる。メモリ３０では、子局装置ごとに、テーブル３１に示す内容を記憶している。
【００２０】
テーブル３１は、ＯＮＵ識別番号と、伝送レート（１Ｇ／１０Ｇ）と、受信パワー（Ｐｆ）と、設定電圧と、から構成される。ＯＮＵ識別番号は、ＰＯＮシステムに接続されている子局装置を識別するための番号である。伝送レート（１Ｇ／１０Ｇ）は、接続している子局装置が行う光通信の伝送速度を示す。ここでは、１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓの２種類とする。伝送レートは、各子局装置が当該ＰＯＮシステムに接続する際に、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１において認識可能である。受信パワー（Ｐｆ）は、受信パケットの受信パワーを示す。設定電圧は、後述する処理に基づいて、子局装置ごとに最適利得を得るために設定した電圧である。実運用時、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１は、テーブル３１に保持された情報に基づいて子局装置ごとに最適利得を調整し、各子局装置からのパケットを受信する。
【００２１】
つぎに、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１のＯＬＴ受信部１０の構成について説明する。図３は、ＯＬＴ受信部１０の構成例を示す図である。ＯＬＴ受信部１０は、受光素子１１と、ＴＩＡ（Trans Impedance Amplifier）１２と、平均値検出部１３と、セレクタ１４と、制御部１５と、利得調整部１６と、１０Ｇ用利得調整部１７と、ボルテージホロワ回路１８，１９と、を備える。
【００２２】
受光素子１１は、各子局装置からの光信号（パケット）を受信し、光電変換して電気信号（電流）を出力する。ＴＩＡ１２は、光電変換後の電流を電圧に変換し、増幅後に電圧出力する。平均値検出部１３は、ＴＩＡ１２からの出力である受信パワーの平均値を検出する。
【００２３】
セレクタ１４は、制御部１５からのモード切替信号に基づいて、各子局装置の最適利得を決定するときのトレーニングモード、または、メモリに記憶された設定電圧の情報から各子局装置の最適利得に調整する自走モードによって平均値検出部１３からの出力先を切り替える。
【００２４】
制御部１５は、セレクタ１４のモード切り替え、および１０Ｇ用利得調整部１７の１Ｇ／１０Ｇモードの切り替えを制御する。また、トレーニングモード時はセレクタ１４からの受信パワーに応じて利得調整部１６、または利得調整部１６および１０Ｇ用利得調整部１７へ電圧を印加し、自走モード時はメモリ３０が備えるテーブル３１から設定電圧を読み出して利得調整部１６、または利得調整部１６および１０Ｇ用利得調整部１７へ印加する。
【００２５】
利得調整部１６は、ＴＩＡ１２の利得を決定する帰還抵抗の働きをする。利得調整部１６の構成としては、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）に印加するゲート電圧を変化させることによって、ソース−ドレイン間の抵抗値を変化させる方法があるが、これに限定するものではない。
【００２６】
１０Ｇ用利得調整部１７は、ＴＩＡ１２に対して利得調整部１６と並列に配置されており、１０Ｇ信号が入力された際、帯域を広帯域化するための１０Ｇ用の帰還抵抗の働きをする。具体的な構成としては、利得調整部１６と同等である。
【００２７】
ボルテージホロワ回路１８は、ＡＤ／ＤＡ変換制御部２０経由でメモリ３０に記憶する設定電圧を保持する。ボルテージホロワ回路１９は、ＡＤ／ＤＡ変換制御部２０経由でメモリ３０から読み出す設定電圧を保持する。
【００２８】
つづいて、子局装置ごとにＴＩＡ１２の最適利得を求めるモードであるトレーニングモード時の１Ｇ／１０Ｇ親局装置１の動作について説明する。図４は、トレーニングモード時の１Ｇ／１０Ｇ親局装置１の動作を示すフローチャートである。まず、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１では、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１全体を制御する図示しないＯＬＴ制御部の制御に基づいて、任意のタイミング（ある時間ごと、あるパケットごと、等）で、トレーニング通信要求を所定の識別番号を持つ子局装置（ここでは、ＯＮＵ＃Ｘとする。）に送信する（ステップＳ１）。
【００２９】
このとき、ＯＬＴ受信部１０では、制御部１５から送信されたモード切替信号に基づいて、セレクタ１４のモードをトレーニングモードに切り替える（ステップＳ２）。具体的に、セレクタ１４は、平均値検出部１３からの受信パワーを左方のパスを経由して制御部１５へ出力するように切り替える。
【００３０】
つぎに、ＯＬＴ受信部１０では、トレーニング通信要求を受けたＯＮＵ＃Ｘからのトレーニングデータを受信する（ステップＳ３）。詳細には、ＯＬＴ受信部１０において、受光素子１１が前記ＯＮＵ＃Ｘからのトレーニングデータを受信し、光電変換後、ＴＩＡ１２へ出力する。ここでは、電流で出力される。ＴＩＡ１２は、光電変換後の信号を増幅し、増幅後の信号を後段のＡＭＰ、および平均値検出部１３へ出力する。このとき、電流電圧変換により、電圧で出力する。平均値検出部１３は、所定の期間における増幅後のパケットの受信パワーの平均値を検出し、セレクタ１４へ出力する。平均値は、所定の期間内からサンプリングした複数の受信パワーから算出してもよいし、所定の期間の半分の時点における受信パワーとしてもよい。
【００３１】
セレクタ１４は、制御部１５の制御に基づいてトレーニングモードのパスに切り替えているので、入力した受信パワーを、制御部１５へ出力する。制御部１５は、入力した受信パワーに応じて、利得調整部１６へ電圧を印加する。制御部１５は、受信パワーの値に基づいて、同等の電圧を印加してもよいし、利得調整部１６の回路構成に応じて異なる電圧を印加してもよい。
【００３２】
このとき、制御部１５では、セレクタ１４のモード切り替えとともに、１０Ｇ用利得調整部１７に対して、トレーニング通信を要求した子局装置の伝送レート（１Ｇ／１０Ｇ）に基づいて、１Ｇ／１０Ｇセレクト信号を送信する。制御部１５は、テーブル３１を参照することによって、子局装置の伝送レートを把握することができる。
【００３３】
１０Ｇ用利得調整部１７は、１Ｇ／１０Ｇセレクト信号に基づいて、Ｅｎａｂｌｅ／Ｄｉｓａｂｌｅを切り替える。例えば、トレーニング通信を要求したＯＮＵ＃Ｘの伝送レートが１０Ｇの場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、１０Ｇ用利得調整部１７は、Ｅｎａｂｌｅに設定する（ステップＳ５）。すなわち、１０Ｇ子局装置の場合は、１０Ｇ用利得調整部１７を用いた回路構成とする。一方、トレーニング通信を要求したＯＮＵ＃Ｘの伝送レートが１Ｇの場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、１０Ｇ用利得調整部１７は、Ｄｉｓａｂｌｅに設定する（ステップＳ６）。すなわち、１Ｇ子局装置の場合は、１０Ｇ用利得調整部１７を用いない回路構成とする。
【００３４】
上記の状態において、ＯＬＴ受信部１０では、セレクタ１４および制御部１５経由で受信パワーの大きさによる帰還制御が行われ、ＴＩＡ１２が帰還制御を行うための最適な利得が決定される。そして、決定された最適利得時に制御部１５が印加した電圧を設定電圧として、制御部１５が、ボルテージホロワ回路１８およびＡＤ／ＤＡ変換制御部２０によるＡＤ変換処理を介して、メモリ３０に記憶させる（ステップＳ７）。上記処理を子局装置ごとに行い、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１では、図２に示すテーブル３１のような形で子局装置ごとに設定電圧を記憶する。なお、制御部１５は、セレクタ１４から出力された受信パワーについても、あわせてテーブル３１に記憶させる。
【００３５】
１Ｇ／１０Ｇが混在するＰＯＮシステムの場合、ＴＩＡ１２における最適な出力レベルは伝送レートによって異なるため、最適利得も伝送レートによって異なる。図３に示すように、１０Ｇの場合、ＯＬＴ受信部１０では、並列に抵抗が付加されることから帰還抵抗が小さくなり、増幅量を小さくすることができる。すなわち、増幅後の受信パワーは、１０Ｇのときよりも、１Ｇのときの方が大きくなる。
【００３６】
従来のように、受信パケットの受信パワーだけを見て設定電圧を決定する場合、その受信パケットからだけでは、当該パケットが１Ｇ／１０Ｇによるものなのか判断できない。そのため、伝送レートに応じた最適利得（出力レベル）を得ることができなかった。例えば、１Ｇの伝送レートに最適な利得の場合、１Ｇでは良好な受信感度を確保できるが、１０Ｇの伝送レートでは最適な利得とはならないため、１０Ｇでは良好な受信感度を確保することができない。
【００３７】
本実施の形態では、トレーニングモード時、伝送レートごとに最適利得（出力レベル）が得られるように、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１が、テーブル３１に記憶された子局装置の既知の情報（子局装置ごとの伝送レートの情報）を利用することによって、１０Ｇ用利得調整部１７を適宜使用する。これにより、異なる複数の伝送レートが存在する場合であっても、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１は、伝送レートごとに、最適な利得を得ることができる。
【００３８】
つづいて、通常動作（自走モード）時の１Ｇ／１０Ｇ親局装置１の動作について説明する。図５は、自走モード時の１Ｇ／１０Ｇ親局装置１の動作を示すフローチャートである。まず、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１では、ＯＬＴ受信部１０が、所定の識別番号を持つ子局装置（ここでは、ＯＮＵ＃Ｘとする。）からの通信要求を受信すると（ステップＳ１１）、制御部１５が、当該ＯＮＵ＃Ｘの識別番号を持つ子局装置に設定された設定電圧を、ＡＤ／ＤＡ変換制御部２０におけるＤＡ変換処理を介して、メモリ３０から読み出す。
【００３９】
このとき、制御部１５は、トレーニングモード時と同様に、１０Ｇ用利得調整部１７に対して、通信要求をした子局装置の伝送レート（１Ｇ／１０Ｇ）に基づいて、１Ｇ／１０Ｇセレクト信号を送信する。すなわち、通信要求をした子局装置の伝送レートが１０Ｇの場合は、１０Ｇ用利得調整部１７をＥｎａｂｌｅとし、通信要求をした子局装置の伝送レートが１Ｇの場合は、１０Ｇ用利得調整部１７をＤｉｓａｂｌｅとする。
【００４０】
そして、制御部１５が、利得調整部１６、または、利得調整部１６および１０Ｇ用利得調整部１７に、読み出した設定電圧を印加して、ＴＩＡ１２をＯＮＵ＃Ｘにおける最適な利得に設定する（ステップＳ１２）。
【００４１】
１Ｇ／１０Ｇ親局装置１では、図示しないＯＬＴ制御部がトレーニング通信を要求したＯＮＵ＃Ｘに対して通信許可を行い、パケットの受信を開始する（ステップＳ１３）。その後は、トレーニングモード時と同様、受光素子１１が前記ＯＮＵ＃Ｘからのパケットデータを受信し、光電変換後、ＴＩＡ１２へ出力する。ＴＩＡ１２は、光電変換後の信号を増幅し、増幅後の信号を後段のＡＭＰ、および平均値検出部１３へ出力する。
【００４２】
１Ｇ／１０Ｇ親局装置１のＯＬＴ受信部１０では、平均値検出部１３が、実際に受信したパケットについて受信パワーの平均値を検出する（ステップＳ１４）。この時、セレクタ１４には自走モード時のモード切替信号が制御部１５から入力されている。平均値検出部１３は、検出した受信パワーの平均値を、セレクタ１４の右方のパスを通し、ＡＤ／ＤＡ変換制御部２０経由でメモリ３０に入力し、テーブル３１において該当するＯＮＵ＃Ｘの受信パワーの欄に記憶させる（ステップＳ１５）。
【００４３】
なお、テーブル３１には、子局装置ごとに、トレーニングモード時に記憶された受信パワーと設定電圧の関係が記憶されている。ここで、トレーニングモード時に記憶された受信パワーと自走モード時に検出・記憶された受信パワーとの間で差異を検出した場合、制御部１５は、テーブル３１の設定電圧を更新してもよい。さらに、制御部１５は、受信パワーの差異に基づいて、トレーニングモード時の受信パワーと関連付けて記憶されていた設定電圧を変更し、変更後の設定電圧を利得の調整に用いてもよい。例えば、トレーニングモード時に記憶された受信パワーと自走モード時に記憶された受信パワーとを比較し、２つの受信パワーの比率に応じてトレーニングモード時に記憶した設定電圧を変更してもよい。
【００４４】
また、自走モードを継続中において、ある時点で受信したパケットがＮ個目のパケットとすると、このＮ個目のパケット受信時に平均値検出された受信パワーとテーブル３１に記憶されている受信パワーとを比較し、Ｎ個目のパケットの受信パワーの値に何らかの重み付けを加えて、テーブル３１に記憶されている受信パワーの値を更新し、Ｎ＋１個目のパケット受信時の設定電圧の更新（最適利得の調整）に利用してもよい。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態では、異なる複数の伝送レートが混在するＰＯＮシステムにおいて、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１では、制御部１５が、伝送レートが異なる子局装置に対して最適な利得を設定するために、トレーニング通信時、伝送レートが１０Ｇの場合（伝送速度が速い場合）には、伝送レートが１Ｇの場合（伝送速度が遅い場合）と比較して受光信号を増幅するＴＩＡ１２の増幅率を小さくするように、１Ｇの時には用いない１０Ｇ用利得調整部１７を、ＴＩＡ１２に対して利得調整部１６と並列に挿入する。そして、制御部１５は、子局装置ごとに最適な利得となったときに利得調整部１６、または利得調整部１６および１０Ｇ用利得調整部１７に印加した電圧を設定電圧としてメモリ３０に記憶する。通常通信時、制御部１５は、通信要求があった子局装置に関する設定電圧をテーブル３１から読み出し、当該設定電圧を利得調整部１６、または利得調整部１６および１０Ｇ用利得調整部１７に印加することとした。これにより、伝送レートごとに最適な利得を得ることができ、それぞれの伝送レートでの受信感度を向上することができる。また、オーバヘッド時間の短縮、および連続同符号信号入力時のＡＧＣ利得設定誤りの問題を解消することができる。
【００４６】
なお、通常通信時においても、１０Ｇ用利得調整部１７を用いることとしたが、これに限定するものではない。例えば、制御部１５が、トレーニングモード時に得た設定電圧によるＴＩＡ１２の利得を、１０Ｇ用利得調整部１７を用いず、利得調整部１６のみで実現する電圧値に変換して、テーブル３１に記憶させておいてもよい。この場合、通常通信時では１０Ｇ用利得調整部１７を用いないため、制御を簡素化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる光信号受信装置は、ＰＯＮシステムに有用であり、特に、異なる伝送レートが混在するＰＯＮシステムに適している。
【符号の説明】
【００４８】
１ １Ｇ／１０Ｇ親局装置
２，４ １Ｇ子局装置
３ １０Ｇ子局装置
１０ ＯＬＴ受信部
１１ 受光素子
１２ ＴＩＡ
１３ 平均値検出部
１４ セレクタ
１５ 制御部
１６ 利得調整部
１７ １０Ｇ用利得調整部
１８，１９ ボルテージホロワ回路
２０ ＡＤ／ＤＡ変換制御部
３０ メモリ
３１ テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる複数の伝送レートで光信号を受信可能な親局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの普及や、高精細映像配信・交換を代表とするブロードバンドサービスの一般加入者エリア（加入者系）への拡大に伴って、加入者系通信網における加入者数、データトラフィック量が爆発的に増大している。このような加入者系での大容量通信の要求に応えるため、光ファイバを介して広帯域な光信号による通信を可能とするＦＴＴＨ（Fiber to the home）サービスの本格的な市場展開が開始されている。
【０００３】
ＦＴＴＨシステムには、一例として、ＰＯＮ（Passive Optical Networks）システムがある。ＰＯＮシステムは、一芯の光ファイバと光カプラを伝送路として、親局装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が、複数の子局装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を収容している。ＰＯＮシステムでは、複数の子局装置が１つの親局装置を共有することで、親局装置の数を少なくすることができる。そのため、ＰＯＮシステムは、経済的に優位であり、ＦＴＴＨシステムの主要インフラとして導入が進んでいる。
【０００４】
ＰＯＮシステムにおいて、親局装置は、距離や信号出力が異なる各子局装置からの受信信号を、高速に最適受信レベルに調整する必要がある。下記特許文献１には、受信信号を最適なレベルに増幅する際のＡＧＣ（Auto Gain Control）利得調整を高速に行う技術が開示されている。具体的には、親局装置は、各子局装置から受信した光信号の受信レベルに応じたＡＧＣ利得を得るために、利得調整回路に印加する設定電圧をメモリに記憶し、テーブルとして保持する。そして、任意の子局装置から通信要求があった場合、親局装置は、メモリ内のテーブルから設定電圧を読み出し、利得調整回路に印加することによって最適なＡＧＣ利得に調整する。これにより、親局装置は、良好な受信感度を確保することができる。
【０００５】
また、近年、ＰＯＮシステムでは、既存の１Ｇｂｐｓ−ＰＯＮシステムの更なる広帯域化を目指し、１０Ｇｂｐｓ−ＰＯＮシステムに関する標準化活動等が盛んに行われている。１０Ｇｂｐｓ−ＰＯＮシステムの運用形態としては、一般的に、既存の１Ｇｂｐｓと混在したシステムが提案されており、１Ｇ／１０Ｇ混在システムに対応した装置の開発が進められている。ここで、１Ｇ／１０Ｇが共存（混在）するＰＯＮシステムでは、親局装置は、良好な受信感度を確保するために、子局装置から受信した光信号の伝送レートに応じて最適受信レベルを変更する。それぞれの伝送レートで良好な受信感度を確保するために、親局装置は、ＧＢ積（Gain Bandwidth product）で決定されるアンプの特性から、伝送レートに応じて最適利得を変更する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０２０４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術によれば、親局装置は、受信する光信号（パケット）の受光レベルのみからＡＧＣ利得の設定電圧を決定しており、この設定電圧に基づいてＡＧＣ利得を制御している。そのため、複数の異なる伝送レートが混在しているＰＯＮシステムでは、親局装置は、特定の伝送レートでは最適なＡＧＣ利得の設定電圧を決定でき、良好な受信感度を確保できるが、特定の伝送レート以外の伝送レートでは最適なＡＧＣ利得の設定電圧を決定できず、良好な受信感度を確保できない、という問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の異なる伝送レートが混在するＰＯＮシステムにおいて、それぞれの伝送レートで良好な受信感度を得ることが可能な親局装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、伝送速度が速い高速光信号と当該高速光信号よりも遅い低速光信号が混在するＰＯＮシステムにおいて、複数の子局装置との間で光信号による通信を行う親局装置であって、子局装置から受信した光信号を光電変換して電気信号を出力する受光手段と、光電変換後の電気信号を増幅する増幅手段と、所定の期間における増幅後の電気信号の電圧の平均値を検出し、検出した平均値を受信電圧とする平均値検出手段と、所定の印加電圧に基づいて前記増幅手段の利得を調整する機能を有する第一の利得調整手段と、前記第一の利得調整手段と同じ機能を有し、前記第一の利得調整手段と並列に配置され、高速光信号による通信を行う子局装置から高速光信号を受信するときに前記第一の利得調整手段と共に用いられる第二の利得調整手段と、子局装置の識別番号と、伝送速度と、受信電圧と、当該受信電圧を得たときに前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加された電圧である設定電圧とを、子局装置ごとに記憶するための記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている伝送速度に基づいて、子局装置ごとに前記第二の利得調整手段を用いるかどうかを判断し、また、トレーニング通信時に子局装置ごとに設定電圧を求めて前記記憶手段に記憶し、通常通信時に前記記憶手段から設定電圧を読み出し、読み出した設定電圧を前記第一の利得調整手段、または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の異なる伝送レートが混在するＰＯＮシステムにおいて、それぞれの伝送レートで良好な受信感度を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、１Ｇ／１０Ｇの異なる伝送レートが混在するＰＯＮシステムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、トレーニング通信を行うＰＯＮシステムを示す図である。
【図３】図３は、ＯＬＴ受信部の構成例を示す図である。
【図４】図４は、トレーニングモード時の１Ｇ／１０Ｇ親局装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、自走モード時の１Ｇ／１０Ｇ親局装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる親局装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態．
図１は、１Ｇ／１０Ｇの異なる伝送レートが混在するＰＯＮシステムの構成例を示す図である。ＰＯＮシステムは、１Ｇ／１０Ｇ親局装置（ＯＬＴ）１と、１Ｇ子局装置（ＯＮＵ）２と、１０Ｇ子局装置（ＯＮＵ）３と、１Ｇ子局装置（ＯＮＵ）４と、から構成される。１Ｇ／１０Ｇ親局装置１は、１Ｇ／１０Ｇｂｐｓのデュアルレートを受信可能な親局装置である。１Ｇ子局装置２，４は、１Ｇｂｐｓ送受信専用の子局装置である。１０Ｇ子局装置３は、１０Ｇｂｐｓ送受信専用の子局装置である。パケット５は、各子局装置から送信された異なる送信パワーおよび伝送レートの上り側パケット信号である。
【００１４】
各子局装置は、それぞれの伝送レートでパケットデータを時間的に間欠したバースト光信号として１Ｇ／１０Ｇ親局装置１に対し送信する。ここで、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１が受信するパケット５は、各子局装置の送信パワーおよび各子局装置から１Ｇ／１０Ｇ親局装置１までの伝送路損により、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１に到達する時点では異なるパワーのパケットデータである。
【００１５】
つぎに、本実施の形態の概要を説明する。図２は、トレーニング通信を行うＰＯＮシステムを示す図である。ＰＯＮシステムの構成は図１と同等である。１Ｇ／１０Ｇ親局装置１は、ＯＬＴ受信部１０と、ＡＤ（Analogue to Digital）／ＤＡ（Digital to Analogue）変換制御部２０と、メモリ３０と、を備える。
【００１６】
ＯＬＴ受信部１０は、複数の異なる伝送レート（伝送速度）が混在する場合に、伝送レートごとに最適な受信利得に調整し良好な受信感度を得る光信号受信部である。伝送レートごとに最適な受信利得とは、伝送レートによって最適な出力レベルが異なるため、それぞれの出力レベルを得るための利得をいう。複数の伝送レートが存在する場合、いずれかの伝送レートに最適な出力レベルに他の伝送レートの出力レベルを合わせると、他の伝送レートにおいて良好な受信感度を得ることができないためである。詳細な動作については後述する。
【００１７】
ＡＤ／ＤＡ変換制御部２０は、ＯＬＴ受信部１０がメモリ３０に記録する設定電圧（利得調整電圧）をＡＤ変換し、また、ＯＬＴ受信部１０がメモリ３０から設定電圧を読み出すときにＤＡ変換を行う。
【００１８】
メモリ３０は、テーブル３１を備え、ＯＬＴ受信部１０が設定した設定電圧等を子局装置ごとに記憶するための記憶部である。
【００１９】
まず、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１は、各子局装置の最適利得を決定するため、各子局装置との間でトレーニング通信を行う。１Ｇ／１０Ｇ親局装置１から要求を受けた各子局装置は、利得を決定するために十分なパケット長のトレーニングデータ（６〜８）を送信する。トレーニングデータ６〜８を受信した１Ｇ／１０Ｇ親局装置１では、ＯＬＴ受信部１０が、最適な利得に調整する。ＯＬＴ受信部１０は、利得を調整した際に用いた設定電圧をＡＤ／ＤＡ変換制御部２０によりＡＤ変換し、メモリ３０に記憶させる。メモリ３０では、子局装置ごとに、テーブル３１に示す内容を記憶している。
【００２０】
テーブル３１は、ＯＮＵ識別番号と、伝送レート（１Ｇ／１０Ｇ）と、受信パワー（Ｐｆ）と、設定電圧と、から構成される。ＯＮＵ識別番号は、ＰＯＮシステムに接続されている子局装置を識別するための番号である。伝送レート（１Ｇ／１０Ｇ）は、接続している子局装置が行う光通信の伝送速度を示す。ここでは、１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓの２種類とする。伝送レートは、各子局装置が当該ＰＯＮシステムに接続する際に、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１において認識可能である。受信パワー（Ｐｆ）は、受信パケットの受信パワーを示す。設定電圧は、後述する処理に基づいて、子局装置ごとに最適利得を得るために設定した電圧である。実運用時、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１は、テーブル３１に保持された情報に基づいて子局装置ごとに最適利得を調整し、各子局装置からのパケットを受信する。
【００２１】
つぎに、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１のＯＬＴ受信部１０の構成について説明する。図３は、ＯＬＴ受信部１０の構成例を示す図である。ＯＬＴ受信部１０は、受光素子１１と、ＴＩＡ（Trans Impedance Amplifier）１２と、平均値検出部１３と、セレクタ１４と、制御部１５と、利得調整部１６と、１０Ｇ用利得調整部１７と、ボルテージホロワ回路１８，１９と、を備える。
【００２２】
受光素子１１は、各子局装置からの光信号（パケット）を受信し、光電変換して電気信号（電流）を出力する。ＴＩＡ１２は、光電変換後の電流を電圧に変換し、増幅後に電圧出力する。平均値検出部１３は、ＴＩＡ１２からの出力である受信パワーの平均値を検出する。
【００２３】
セレクタ１４は、制御部１５からのモード切替信号に基づいて、各子局装置の最適利得を決定するときのトレーニングモード、または、メモリに記憶された設定電圧の情報から各子局装置の最適利得に調整する自走モードによって平均値検出部１３からの出力先を切り替える。
【００２４】
制御部１５は、セレクタ１４のモード切り替え、および１０Ｇ用利得調整部１７の１Ｇ／１０Ｇモードの切り替えを制御する。また、トレーニングモード時はセレクタ１４からの受信パワーに応じて利得調整部１６、または利得調整部１６および１０Ｇ用利得調整部１７へ電圧を印加し、自走モード時はメモリ３０が備えるテーブル３１から設定電圧を読み出して利得調整部１６、または利得調整部１６および１０Ｇ用利得調整部１７へ印加する。
【００２５】
利得調整部１６は、ＴＩＡ１２の利得を決定する帰還抵抗の働きをする。利得調整部１６の構成としては、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）に印加するゲート電圧を変化させることによって、ソース−ドレイン間の抵抗値を変化させる方法があるが、これに限定するものではない。
【００２６】
１０Ｇ用利得調整部１７は、ＴＩＡ１２に対して利得調整部１６と並列に配置されており、１０Ｇ信号が入力された際、帯域を広帯域化するための１０Ｇ用の帰還抵抗の働きをする。具体的な構成としては、利得調整部１６と同等である。
【００２７】
ボルテージホロワ回路１８は、ＡＤ／ＤＡ変換制御部２０経由でメモリ３０に記憶する設定電圧を保持する。ボルテージホロワ回路１９は、ＡＤ／ＤＡ変換制御部２０経由でメモリ３０から読み出す設定電圧を保持する。
【００２８】
つづいて、子局装置ごとにＴＩＡ１２の最適利得を求めるモードであるトレーニングモード時の１Ｇ／１０Ｇ親局装置１の動作について説明する。図４は、トレーニングモード時の１Ｇ／１０Ｇ親局装置１の動作を示すフローチャートである。まず、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１では、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１全体を制御する図示しないＯＬＴ制御部の制御に基づいて、任意のタイミング（ある時間ごと、あるパケットごと、等）で、トレーニング通信要求を所定の識別番号を持つ子局装置（ここでは、ＯＮＵ＃Ｘとする。）に送信する（ステップＳ１）。
【００２９】
このとき、ＯＬＴ受信部１０では、制御部１５から送信されたモード切替信号に基づいて、セレクタ１４のモードをトレーニングモードに切り替える（ステップＳ２）。具体的に、セレクタ１４は、平均値検出部１３からの受信パワーを左方のパスを経由して制御部１５へ出力するように切り替える。
【００３０】
つぎに、ＯＬＴ受信部１０では、トレーニング通信要求を受けたＯＮＵ＃Ｘからのトレーニングデータを受信する（ステップＳ３）。詳細には、ＯＬＴ受信部１０において、受光素子１１が前記ＯＮＵ＃Ｘからのトレーニングデータを受信し、光電変換後、ＴＩＡ１２へ出力する。ここでは、電流で出力される。ＴＩＡ１２は、光電変換後の信号を増幅し、増幅後の信号を後段のＡＭＰ、および平均値検出部１３へ出力する。このとき、電流電圧変換により、電圧で出力する。平均値検出部１３は、所定の期間における増幅後のパケットの受信パワーの平均値を検出し、セレクタ１４へ出力する。平均値は、所定の期間内からサンプリングした複数の受信パワーから算出してもよいし、所定の期間の半分の時点における受信パワーとしてもよい。
【００３１】
セレクタ１４は、制御部１５の制御に基づいてトレーニングモードのパスに切り替えているので、入力した受信パワーを、制御部１５へ出力する。制御部１５は、入力した受信パワーに応じて、利得調整部１６へ電圧を印加する。制御部１５は、受信パワーの値に基づいて、同等の電圧を印加してもよいし、利得調整部１６の回路構成に応じて異なる電圧を印加してもよい。
【００３２】
このとき、制御部１５では、セレクタ１４のモード切り替えとともに、１０Ｇ用利得調整部１７に対して、トレーニング通信を要求した子局装置の伝送レート（１Ｇ／１０Ｇ）に基づいて、１Ｇ／１０Ｇセレクト信号を送信する。制御部１５は、テーブル３１を参照することによって、子局装置の伝送レートを把握することができる。
【００３３】
１０Ｇ用利得調整部１７は、１Ｇ／１０Ｇセレクト信号に基づいて、Ｅｎａｂｌｅ／Ｄｉｓａｂｌｅを切り替える。例えば、トレーニング通信を要求したＯＮＵ＃Ｘの伝送レートが１０Ｇの場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、１０Ｇ用利得調整部１７は、Ｅｎａｂｌｅに設定する（ステップＳ５）。すなわち、１０Ｇ子局装置の場合は、１０Ｇ用利得調整部１７を用いた回路構成とする。一方、トレーニング通信を要求したＯＮＵ＃Ｘの伝送レートが１Ｇの場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、１０Ｇ用利得調整部１７は、Ｄｉｓａｂｌｅに設定する（ステップＳ６）。すなわち、１Ｇ子局装置の場合は、１０Ｇ用利得調整部１７を用いない回路構成とする。
【００３４】
上記の状態において、ＯＬＴ受信部１０では、セレクタ１４および制御部１５経由で受信パワーの大きさによる帰還制御が行われ、ＴＩＡ１２が帰還制御を行うための最適な利得が決定される。そして、決定された最適利得時に制御部１５が印加した電圧を設定電圧として、制御部１５が、ボルテージホロワ回路１８およびＡＤ／ＤＡ変換制御部２０によるＡＤ変換処理を介して、メモリ３０に記憶させる（ステップＳ７）。上記処理を子局装置ごとに行い、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１では、図２に示すテーブル３１のような形で子局装置ごとに設定電圧を記憶する。なお、制御部１５は、セレクタ１４から出力された受信パワーについても、あわせてテーブル３１に記憶させる。
【００３５】
１Ｇ／１０Ｇが混在するＰＯＮシステムの場合、ＴＩＡ１２における最適な出力レベルは伝送レートによって異なるため、最適利得も伝送レートによって異なる。図３に示すように、１０Ｇの場合、ＯＬＴ受信部１０では、並列に抵抗が付加されることから帰還抵抗が小さくなり、増幅量を小さくすることができる。すなわち、増幅後の受信パワーは、１０Ｇのときよりも、１Ｇのときの方が大きくなる。
【００３６】
従来のように、受信パケットの受信パワーだけを見て設定電圧を決定する場合、その受信パケットからだけでは、当該パケットが１Ｇ／１０Ｇによるものなのか判断できない。そのため、伝送レートに応じた最適利得（出力レベル）を得ることができなかった。例えば、１Ｇの伝送レートに最適な利得の場合、１Ｇでは良好な受信感度を確保できるが、１０Ｇの伝送レートでは最適な利得とはならないため、１０Ｇでは良好な受信感度を確保することができない。
【００３７】
本実施の形態では、トレーニングモード時、伝送レートごとに最適利得（出力レベル）が得られるように、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１が、テーブル３１に記憶された子局装置の既知の情報（子局装置ごとの伝送レートの情報）を利用することによって、１０Ｇ用利得調整部１７を適宜使用する。これにより、異なる複数の伝送レートが存在する場合であっても、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１は、伝送レートごとに、最適な利得を得ることができる。
【００３８】
つづいて、通常動作（自走モード）時の１Ｇ／１０Ｇ親局装置１の動作について説明する。図５は、自走モード時の１Ｇ／１０Ｇ親局装置１の動作を示すフローチャートである。まず、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１では、ＯＬＴ受信部１０が、所定の識別番号を持つ子局装置（ここでは、ＯＮＵ＃Ｘとする。）からの通信要求を受信すると（ステップＳ１１）、制御部１５が、当該ＯＮＵ＃Ｘの識別番号を持つ子局装置に設定された設定電圧を、ＡＤ／ＤＡ変換制御部２０におけるＤＡ変換処理を介して、メモリ３０から読み出す。
【００３９】
このとき、制御部１５は、トレーニングモード時と同様に、１０Ｇ用利得調整部１７に対して、通信要求をした子局装置の伝送レート（１Ｇ／１０Ｇ）に基づいて、１Ｇ／１０Ｇセレクト信号を送信する。すなわち、通信要求をした子局装置の伝送レートが１０Ｇの場合は、１０Ｇ用利得調整部１７をＥｎａｂｌｅとし、通信要求をした子局装置の伝送レートが１Ｇの場合は、１０Ｇ用利得調整部１７をＤｉｓａｂｌｅとする。
【００４０】
そして、制御部１５が、利得調整部１６、または、利得調整部１６および１０Ｇ用利得調整部１７に、読み出した設定電圧を印加して、ＴＩＡ１２をＯＮＵ＃Ｘにおける最適な利得に設定する（ステップＳ１２）。
【００４１】
１Ｇ／１０Ｇ親局装置１では、図示しないＯＬＴ制御部がトレーニング通信を要求したＯＮＵ＃Ｘに対して通信許可を行い、パケットの受信を開始する（ステップＳ１３）。その後は、トレーニングモード時と同様、受光素子１１が前記ＯＮＵ＃Ｘからのパケットデータを受信し、光電変換後、ＴＩＡ１２へ出力する。ＴＩＡ１２は、光電変換後の信号を増幅し、増幅後の信号を後段のＡＭＰ、および平均値検出部１３へ出力する。
【００４２】
１Ｇ／１０Ｇ親局装置１のＯＬＴ受信部１０では、平均値検出部１３が、実際に受信したパケットについて受信パワーの平均値を検出する（ステップＳ１４）。この時、セレクタ１４には自走モード時のモード切替信号が制御部１５から入力されている。平均値検出部１３は、検出した受信パワーの平均値を、セレクタ１４の右方のパスを通し、ＡＤ／ＤＡ変換制御部２０経由でメモリ３０に入力し、テーブル３１において該当するＯＮＵ＃Ｘの受信パワーの欄に記憶させる（ステップＳ１５）。
【００４３】
なお、テーブル３１には、子局装置ごとに、トレーニングモード時に記憶された受信パワーと設定電圧の関係が記憶されている。ここで、トレーニングモード時に記憶された受信パワーと自走モード時に検出・記憶された受信パワーとの間で差異を検出した場合、制御部１５は、テーブル３１の設定電圧を更新してもよい。さらに、制御部１５は、受信パワーの差異に基づいて、トレーニングモード時の受信パワーと関連付けて記憶されていた設定電圧を変更し、変更後の設定電圧を利得の調整に用いてもよい。例えば、トレーニングモード時に記憶された受信パワーと自走モード時に記憶された受信パワーとを比較し、２つの受信パワーの比率に応じてトレーニングモード時に記憶した設定電圧を変更してもよい。
【００４４】
また、自走モードを継続中において、ある時点で受信したパケットがＮ個目のパケットとすると、このＮ個目のパケット受信時に平均値検出された受信パワーとテーブル３１に記憶されている受信パワーとを比較し、Ｎ個目のパケットの受信パワーの値に何らかの重み付けを加えて、テーブル３１に記憶されている受信パワーの値を更新し、Ｎ＋１個目のパケット受信時の設定電圧の更新（最適利得の調整）に利用してもよい。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態では、異なる複数の伝送レートが混在するＰＯＮシステムにおいて、１Ｇ／１０Ｇ親局装置１では、制御部１５が、伝送レートが異なる子局装置に対して最適な利得を設定するために、トレーニング通信時、伝送レートが１０Ｇの場合（伝送速度が速い場合）には、伝送レートが１Ｇの場合（伝送速度が遅い場合）と比較して受光信号を増幅するＴＩＡ１２の増幅率を小さくするように、１Ｇの時には用いない１０Ｇ用利得調整部１７を、ＴＩＡ１２に対して利得調整部１６と並列に挿入する。そして、制御部１５は、子局装置ごとに最適な利得となったときに利得調整部１６、または利得調整部１６および１０Ｇ用利得調整部１７に印加した電圧を設定電圧としてメモリ３０に記憶する。通常通信時、制御部１５は、通信要求があった子局装置に関する設定電圧をテーブル３１から読み出し、当該設定電圧を利得調整部１６、または利得調整部１６および１０Ｇ用利得調整部１７に印加することとした。これにより、伝送レートごとに最適な利得を得ることができ、それぞれの伝送レートでの受信感度を向上することができる。また、オーバヘッド時間の短縮、および連続同符号信号入力時のＡＧＣ利得設定誤りの問題を解消することができる。
【００４６】
なお、通常通信時においても、１０Ｇ用利得調整部１７を用いることとしたが、これに限定するものではない。例えば、制御部１５が、トレーニングモード時に得た設定電圧によるＴＩＡ１２の利得を、１０Ｇ用利得調整部１７を用いず、利得調整部１６のみで実現する電圧値に変換して、テーブル３１に記憶させておいてもよい。この場合、通常通信時では１０Ｇ用利得調整部１７を用いないため、制御を簡素化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明にかかる光信号受信装置は、ＰＯＮシステムに有用であり、特に、異なる伝送レートが混在するＰＯＮシステムに適している。
【符号の説明】
【００４８】
１ １Ｇ／１０Ｇ親局装置
２，４ １Ｇ子局装置
３ １０Ｇ子局装置
１０ ＯＬＴ受信部
１１ 受光素子
１２ ＴＩＡ
１３ 平均値検出部
１４ セレクタ
１５ 制御部
１６ 利得調整部
１７ １０Ｇ用利得調整部
１８，１９ ボルテージホロワ回路
２０ ＡＤ／ＤＡ変換制御部
３０ メモリ
３１ テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送速度が速い高速光信号と当該高速光信号よりも遅い低速光信号が混在するＰＯＮシステムにおいて、複数の子局装置との間で光信号による通信を行う親局装置であって、
子局装置から受信した光信号を光電変換して電気信号を出力する受光手段と、
光電変換後の電気信号を増幅する増幅手段と、
所定の期間における増幅後の電気信号の電圧の平均値を検出し、検出した平均値を受信電圧とする平均値検出手段と、
所定の印加電圧に基づいて前記増幅手段の利得を調整する機能を有する第一の利得調整手段と、
前記第一の利得調整手段と同じ機能を有し、前記第一の利得調整手段と並列に配置され、高速光信号による通信を行う子局装置から高速光信号を受信するときに前記第一の利得調整手段と共に用いられる第二の利得調整手段と、
子局装置の識別番号と、伝送速度と、受信電圧と、当該受信電圧を得たときに前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加された電圧である設定電圧とを、子局装置ごとに記憶するための記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている伝送速度に基づいて、子局装置ごとに、前記第二の利得調整手段を用いるかどうかを判断し、また、トレーニング通信時に子局装置ごとに設定電圧を求めて前記記憶手段に記憶し、通常通信時に前記記憶手段から設定電圧を読み出し、読み出した設定電圧を前記第一の利得調整手段、または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加する制御手段と、
を備えることを特徴とする親局装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記記憶手段に記憶されている各子局装置の伝送速度に基づいて各子局装置が行う光信号の速度を確認し、高速光信号による通信を行う子局装置と通信を行う場合は、前記第二の利得調整手段に対して有効とするセレクト信号を送信し、低速光信号による通信を行う子局装置と通信を行う場合は、前記第二の利得調整手段に対して無効とするセレクト信号を送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の親局装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
トレーニング通信において、子局装置から送信された通常通信時のパケット長よりも長いトレーニングデータを受信中に、前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に対して、前記受信電圧の大きさに応じた電圧を印加して帰還制御を行い、増幅後の信号電圧が一定となったときの印加電圧を設定電圧とし、当該設定電圧をこのときの受信電圧とともに前記記憶手段に記憶する処理を、接続する全ての子局装置に対して行い、
通常通信時には、通信要求送信元の子局装置の設定電圧を前記記憶手段から読み出し、読み出した設定電圧を、前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加して前記増幅手段の利得を調整する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の親局装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
通常通信中に現在の受信電圧と前記トレーニング通信において前記記憶手段に記億された受信電圧との間に差異を検出した場合に、当該記憶手段に記憶された受信電圧を現在の受信電圧に更新し、更新前の受信電圧と更新後の受信電圧の比率に基づいて、当該記憶手段に記憶された設定電圧を更新する、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の親局装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
通常通信中に現在の受信電圧と前記トレーニング通信において前記記憶手段に記億された受信電圧との間に差異を検出した場合に、現在の受信電圧に重み付けを行い、当該重み付けを行った後の受信電圧と当該記憶手段に記億された受信電圧とに基づいて、当該記憶手段に記憶された受信電圧を更新し、更新前の受信電圧と更新後の受信電圧の比率に基づいて、当該記憶手段に記憶された設定電圧を更新する、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の親局装置。
【請求項６】
伝送速度が速い高速光信号と当該高速光信号よりも遅い低速光信号が混在するＰＯＮシステムにおいて、複数の子局装置との間で光信号による通信を行う親局装置の光信号受信方法であって、
前記親局装置が、
所定の印加電圧に基づいて、光電変換後の電気信号を増幅するときの利得を調整する機能を有する第一の利得調整手段と、
前記第一の利得調整手段と同じ機能を有し、前記第一の利得調整手段と並列に配置され、高速光信号による通信を行う子局装置から高速光信号を受信するときに前記第一の利得調整手段と共に用いられる第二の利得調整手段と、
子局装置の識別番号と、伝送速度と、受信電圧と、当該受信電圧を得たときに前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加された電圧である設定電圧とを、子局装置ごとに記憶するための記憶手段と、
を備える場合に、
子局装置から受信した光信号を光電変換して電気信号を出力する受光ステップと、
光電変換後の電気信号を増幅する増幅ステップと、
所定の期間における増幅後の電気信号の電圧の平均値を検出し、検出した平均値を受信電圧とする平均値検出ステップと、
前記記憶手段に記憶されている伝送速度に基づいて、子局装置ごとに、前記第二の利得調整手段を用いるかどうかを判断する判断ステップと、
トレーニング通信時に子局装置ごとに設定電圧を求めて前記記憶手段に記憶するトレーニングステップと、
通常通信時に前記記憶手段から設定電圧を読み出し、前記判断ステップにて前記第二の利得調整手段を用いないと判断した場合には読み出した設定電圧を前記第一の利得調整手段に印加し、一方、前記第二の利得調整手段を用いると判断した場合には読み出した設定電圧を前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加する通常通信ステップと、
を含むことを特徴とする光信号受信方法。
【請求項７】
前記判断ステップでは、
前記記憶手段に記憶されている各子局装置の伝送速度に基づいて各子局装置が行う光信号の速度を確認し、高速光信号による通信を行う子局装置と通信を行う場合は、前記第二の利得調整手段に対して有効とするセレクト信号を送信し、低速光信号による通信を行う子局装置と通信を行う場合は、前記第二の利得調整手段に対して無効とするセレクト信号を送信する、
ことを特徴とする請求項６に記載の光信号受信方法。
【請求項８】
前記トレーニングステップでは、
子局装置から送信された通常通信時のパケット長よりも長いトレーニングデータを受信中に、前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に対して、前記受信電圧の大きさに応じた電圧を印加して帰還制御を行い、増幅後の信号電圧が一定となったときの印加電圧を設定電圧とし、当該設定電圧をこのときの受信電圧とともに前記記憶手段に記憶する処理を、接続する全ての子局装置に対して行い、
前記通常通信ステップでは、
通信要求送信元の子局装置の設定電圧を前記記憶手段から読み出し、読み出した設定電圧を、前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加して、前記増幅ステップにおいて光電変換後の電気信号を増幅するときの利得を調整する、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の光信号受信方法。
【請求項９】
さらに、
通常通信中に現在の受信電圧と前記トレーニング通信において前記記憶手段に記億された受信電圧との間に差異を検出した場合に、当該記憶手段に記憶された受信電圧を現在の受信電圧に更新し、更新前の受信電圧と更新後の受信電圧の比率に基づいて、当該記憶手段に記憶された設定電圧を更新する記憶手段更新ステップ、
を含むことを特徴とする請求項６、７または８に記載の光信号受信方法。
【請求項１０】
さらに、
通常通信中に現在の受信電圧と前記トレーニング通信において前記記憶手段に記億された受信電圧との間に差異を検出した場合に、現在の受信電圧に重み付けを行い、当該重み付けを行った後の受信電圧と当該記憶手段に記億された受信電圧とに基づいて、当該記憶手段に記憶された受信電圧を更新し、更新前の受信電圧と更新後の受信電圧の比率に基づいて、当該記憶手段に記憶された設定電圧を更新する記憶手段更新ステップ、
を含むことを特徴とする請求項６、７または８に記載の光信号受信方法。
【請求項１】
伝送速度が速い高速光信号と当該高速光信号よりも遅い低速光信号が混在するＰＯＮシステムにおいて、複数の子局装置との間で光信号による通信を行う親局装置であって、
子局装置から受信した光信号を光電変換して電気信号を出力する受光手段と、
光電変換後の電気信号を増幅する増幅手段と、
所定の期間における増幅後の電気信号の電圧の平均値を検出し、検出した平均値を受信電圧とする平均値検出手段と、
所定の印加電圧に基づいて前記増幅手段の利得を調整する機能を有する第一の利得調整手段と、
前記第一の利得調整手段と同じ機能を有し、前記第一の利得調整手段と並列に配置され、高速光信号による通信を行う子局装置から高速光信号を受信するときに前記第一の利得調整手段と共に用いられる第二の利得調整手段と、
子局装置の識別番号と、伝送速度と、受信電圧と、当該受信電圧を得たときに前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加された電圧である設定電圧とを、子局装置ごとに記憶するための記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている伝送速度に基づいて、子局装置ごとに、前記第二の利得調整手段を用いるかどうかを判断し、また、トレーニング通信時に子局装置ごとに設定電圧を求めて前記記憶手段に記憶し、通常通信時に前記記憶手段から設定電圧を読み出し、読み出した設定電圧を前記第一の利得調整手段、または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加する制御手段と、
を備えることを特徴とする親局装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記記憶手段に記憶されている各子局装置の伝送速度に基づいて各子局装置が行う光信号の速度を確認し、高速光信号による通信を行う子局装置と通信を行う場合は、前記第二の利得調整手段に対して有効とするセレクト信号を送信し、低速光信号による通信を行う子局装置と通信を行う場合は、前記第二の利得調整手段に対して無効とするセレクト信号を送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の親局装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
トレーニング通信において、子局装置から送信された通常通信時のパケット長よりも長いトレーニングデータを受信中に、前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に対して、前記受信電圧の大きさに応じた電圧を印加して帰還制御を行い、増幅後の信号電圧が一定となったときの印加電圧を設定電圧とし、当該設定電圧をこのときの受信電圧とともに前記記憶手段に記憶する処理を、接続する全ての子局装置に対して行い、
通常通信時には、通信要求送信元の子局装置の設定電圧を前記記憶手段から読み出し、読み出した設定電圧を、前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加して前記増幅手段の利得を調整する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の親局装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
通常通信中に現在の受信電圧と前記トレーニング通信において前記記憶手段に記億された受信電圧との間に差異を検出した場合に、当該記憶手段に記憶された受信電圧を現在の受信電圧に更新し、更新前の受信電圧と更新後の受信電圧の比率に基づいて、当該記憶手段に記憶された設定電圧を更新する、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の親局装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
通常通信中に現在の受信電圧と前記トレーニング通信において前記記憶手段に記億された受信電圧との間に差異を検出した場合に、現在の受信電圧に重み付けを行い、当該重み付けを行った後の受信電圧と当該記憶手段に記億された受信電圧とに基づいて、当該記憶手段に記憶された受信電圧を更新し、更新前の受信電圧と更新後の受信電圧の比率に基づいて、当該記憶手段に記憶された設定電圧を更新する、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の親局装置。
【請求項６】
伝送速度が速い高速光信号と当該高速光信号よりも遅い低速光信号が混在するＰＯＮシステムにおいて、複数の子局装置との間で光信号による通信を行う親局装置の光信号受信方法であって、
前記親局装置が、
所定の印加電圧に基づいて、光電変換後の電気信号を増幅するときの利得を調整する機能を有する第一の利得調整手段と、
前記第一の利得調整手段と同じ機能を有し、前記第一の利得調整手段と並列に配置され、高速光信号による通信を行う子局装置から高速光信号を受信するときに前記第一の利得調整手段と共に用いられる第二の利得調整手段と、
子局装置の識別番号と、伝送速度と、受信電圧と、当該受信電圧を得たときに前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加された電圧である設定電圧とを、子局装置ごとに記憶するための記憶手段と、
を備える場合に、
子局装置から受信した光信号を光電変換して電気信号を出力する受光ステップと、
光電変換後の電気信号を増幅する増幅ステップと、
所定の期間における増幅後の電気信号の電圧の平均値を検出し、検出した平均値を受信電圧とする平均値検出ステップと、
前記記憶手段に記憶されている伝送速度に基づいて、子局装置ごとに、前記第二の利得調整手段を用いるかどうかを判断する判断ステップと、
トレーニング通信時に子局装置ごとに設定電圧を求めて前記記憶手段に記憶するトレーニングステップと、
通常通信時に前記記憶手段から設定電圧を読み出し、前記判断ステップにて前記第二の利得調整手段を用いないと判断した場合には読み出した設定電圧を前記第一の利得調整手段に印加し、一方、前記第二の利得調整手段を用いると判断した場合には読み出した設定電圧を前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加する通常通信ステップと、
を含むことを特徴とする光信号受信方法。
【請求項７】
前記判断ステップでは、
前記記憶手段に記憶されている各子局装置の伝送速度に基づいて各子局装置が行う光信号の速度を確認し、高速光信号による通信を行う子局装置と通信を行う場合は、前記第二の利得調整手段に対して有効とするセレクト信号を送信し、低速光信号による通信を行う子局装置と通信を行う場合は、前記第二の利得調整手段に対して無効とするセレクト信号を送信する、
ことを特徴とする請求項６に記載の光信号受信方法。
【請求項８】
前記トレーニングステップでは、
子局装置から送信された通常通信時のパケット長よりも長いトレーニングデータを受信中に、前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に対して、前記受信電圧の大きさに応じた電圧を印加して帰還制御を行い、増幅後の信号電圧が一定となったときの印加電圧を設定電圧とし、当該設定電圧をこのときの受信電圧とともに前記記憶手段に記憶する処理を、接続する全ての子局装置に対して行い、
前記通常通信ステップでは、
通信要求送信元の子局装置の設定電圧を前記記憶手段から読み出し、読み出した設定電圧を、前記第一の利得調整手段または前記第一の利得調整手段および前記第二の利得調整手段に印加して、前記増幅ステップにおいて光電変換後の電気信号を増幅するときの利得を調整する、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の光信号受信方法。
【請求項９】
さらに、
通常通信中に現在の受信電圧と前記トレーニング通信において前記記憶手段に記億された受信電圧との間に差異を検出した場合に、当該記憶手段に記憶された受信電圧を現在の受信電圧に更新し、更新前の受信電圧と更新後の受信電圧の比率に基づいて、当該記憶手段に記憶された設定電圧を更新する記憶手段更新ステップ、
を含むことを特徴とする請求項６、７または８に記載の光信号受信方法。
【請求項１０】
さらに、
通常通信中に現在の受信電圧と前記トレーニング通信において前記記憶手段に記億された受信電圧との間に差異を検出した場合に、現在の受信電圧に重み付けを行い、当該重み付けを行った後の受信電圧と当該記憶手段に記億された受信電圧とに基づいて、当該記憶手段に記憶された受信電圧を更新し、更新前の受信電圧と更新後の受信電圧の比率に基づいて、当該記憶手段に記憶された設定電圧を更新する記憶手段更新ステップ、
を含むことを特徴とする請求項６、７または８に記載の光信号受信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２４９８６３（Ｐ２０１１−２４９８６３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１７５７５（Ｐ２０１０−１１７５７５）
【出願日】平成２２年５月２１日（２０１０．５．２１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２１日（２０１０．５．２１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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