JP2009141616A

JP2009141616A - 符号分割多重送受信システム

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Publication number: JP2009141616A
Application number: JP2007315064A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Sarashina; 昌弘更科
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-06-25

Abstract

【課題】CDM-PON通信システムにおいて、フレーム内のデータ信号に対する非データ信号サイズが大きくなることに起因する転送効率の低下を防止する。
【解決手段】局内装置110と、第1から第Nチャンネル（Nは2以上の整数）が1対1に割り当てられて局内装置に接続又は結合された第1から第N端末装置130-1〜30-Nとを具え、局内装置と第1から第N端末装置との間で符号分割多重による通信を行う送受信システムである。局内装置が、マルチキャスト信号送信器52と保守監視信号受信器54とを具え、第1から第N端末装置のそれぞれが、マルチキャスト信号受信器38と保守監視信号送信器34とを具えている。また、局内装置が、更に下りデータ信号送信部12と上りデータ信号受信部18とを具え、第1から第N端末装置のそれぞれが、更に上りデータ信号送信器32と下りデータ信号受信器36とを具えている。
【選択図】図2

Description

この発明は、受動光ネットワーク（PON: Passive Optical Network）において、事業者と複数の加入者とが、符号分割多重（CDM: Code Division Multiplexing）方式を利用して通信するための送受信システムに関する。

事業者と複数の加入者を、PONを介して接続して構成される双方向光通信が注目されている。以後の説明において、事業者側を中央局といい、中央局が信号の送受信のために具える局内装置を局側終端装置あるいはOLT(Optical Line Terminal)、加入者側が信号の送受信のために具える装置を端末装置あるいはONU(Optical Network Unit)ということもある。

PONとは、光伝送路の途中に受動素子である光合分岐器（スターカプラ : star coupler）を接続して、一本の光伝送路を複数の光伝送路に分岐し、この光合分岐器を中心にしてスター型に複数の加入者側終端装置を接続するネットワークである（例えば、非特許文献1及び2参照）。OLTと複数のONU間を結ぶネットワークにPONを採用することによって、OLTと光合分岐器間の光伝送路を複数のONUで共有することができ、設備コストを抑制することが可能である。

以後、OLTとN個のONUとの間の通信のことを、１対N通信ということもある（ここで、Nは2以上の整数である。）。また、OLTからONUに向けた通信を下り通信、ONUからOLTに向けた通信を上り通信ということもある。

上述の非特許文献1及び2に開示されている従来の光アクセスネットワークシステムでは、時分割多重（TDM: Time Division Multiplexing）方式が採用されており、TDM信号の時間スロットを制御することによって、それぞれのユーザーからの送信信号が識別されている。一方、PONを利用した光アクセスネットワークシステムに、CDM方式を採用できれば、CDM方式が本来有しているさまざまな利点を享受できる。以後、PONを使用するCDM方式の送受信システムをCDM-PON通信システムということもある。

CDM方式による通信とは、送信信号を符号化して送信し、受信側では送信側において符号化したときに用いたものと同一の符号で復号化することで通信を行う方式である。CDM方式による通信方法には次のような利点がある。すなわち、送信側と受信側とで同一符号を鍵（符号器及び復号器にセットされる符号を鍵ということもある。）として用いる方法であるので、通信におけるセキュリティーが高いことが特長の一つである。また、CDMによれば、同一時刻に複数の送信信号を多重することが可能であり、波長あるいは時間スロット等の通信資源を節約しつつ、大容量のデータ通信が行えるこという特長もある。特許文献1にPONを利用した光アクセスネットワークシステムの一例が開示されている。

特許文献1に開示された光アクセスネットワークシステムでは、CDM方式による１対N通信が実現されており、OLTからそれぞれのONUまでの距離の相違に基づく遅延時間に対応して信号の受信タイミングの調整をするレンジング方法も確立されている。
大西洋也、他、「イーサネットPONシステム」フジクラ技報、第102号、2002年4月、pp．18-21. Yoshihiro Ashi, et al., "PON Based All Fiber-Optic Access System for High-speed Multimedia Services", Hitachi Review, Vol. 48, No. 4、1999, pp. 229-233. 特開2007-228134号公報

しかしながら、従来のCDM-PON通信システム（双方向通信システム）においては、システムの保守及び監視をするための保守監視信号を上り信号フレームに含めて送信されている。すなわち、保守監視信号をフレーム内のヘッダに非データ信号として収容されている。このため、フレーム内のデータ信号に対する非データ信号のサイズが大きく、データ転送効率が低下する一因となっている。

そこで、データ転送効率が低下する一因である非データ信号のサイズを小さくしたCDM-PON通信システムが求められていた。すなわち、この発明は、CDM-PON通信システムであって、フレーム内のデータ信号に対する非データ信号サイズが大きくなることに起因する転送効率の低下を防止することを目的とするものである。

また、従来のCDM-PON通信システム(例えば、非特許文献2参照)においては、OLTと特定のONUを随時選択して、選択されたONUとの間で１対1通信を実行すること、すなわちユニキャスト通信を実行することを目的として構成されていた。従って、従来のCDM-PON通信システムにおいては、OLTとN個のONUとの間では、個別の通信が並列して行われるシステムとして設計されており、OLTからN個のONUに向けて同一内容の通信を同時に行うマルチキャスト通信を行うことが想定されて構成されていなかった。

従来のCDM-PON通信システムにおいて、そのハードウエアに大きな変更を加えることなく、ユニキャスト通信とマルチキャスト通信とが任意に選択されて実行可能であるシステムが実現できれば、通信事業者及び加入者の双方にとって、利便性の高いシステムとなる。以後、CDM送受信装置において、ユニキャスト通信を実行している状態をユニキャストモード動作あるいは単にユニキャストモードといい、マルチキャスト通信を実行している状態をマルチキャストモード動作あるいは単にマルチキャストモードというものとする。

この発明の発明者は、このようなユニキャストモードとマルチキャストモードの両方を実現可能である、1対N通信の実施形態であるCDM送受信装置の構成を検討していく過程で、CDM送受信装置をマルチキャストモードで動作させる場合、各ONUからOLTに向けた上り通信を必要としないことに注目した。

すなわち、CDM送受信装置をユニキャストモードで動作させるには、上り下りの各通信において、OLTとの通信相手となるONUごとにチャンネルを確保する必要があるのに対して、マルチキャストモード動作をさせるには、各ONUからOLTに向けた上りデータ信号の送信のためのチャンネルを必要としない。従って、各ONUからOLTに向けた上りデータ信号のためのチャンネルを、各ONUとOLTとの間で取り交わされる保守監視信号を通信するための専用チャンネルとして確保できることに、この発明の発明者は注目した。

このように、各ONUとOLTとの間で取り交わされる保守監視信号を通信するための専用チャンネルを、ユニキャスト通信及びマルチキャスト通信のためのチャンネルとは独立させて設けることによって、ユニキャスト通信及びマルチキャスト通信に使うフレームに保守監視信号を載せる必要がなくなる。その結果、ユニキャスト通信及びマルチキャスト通信に使うフレーム内に保守監視信号が含まれなくなった分だけ、フレームサイズを小さくでき、フレームの転送効率の低下を防止することが可能となる。

このように、保守監視信号を通信するための専用チャンネルを有するOLTとN個のONUを含むCDM送受信装置によれば、ONUの台数を増やしても（Nを大きくしても）OLTとN個のONU間においてやり取りされる、ユニキャスト通信及びマルチキャスト通信に使うフレームは、フレーム内のデータ信号に対する非データ信号のサイズが大きくなることはない。

すなわち、保守監視信号を通信するための専用チャンネルを確保することによって、データ転送効率を低減させることなく、ユニキャストモードに加えてマルチキャストモードによる通信も実行可能なCDM送受信装置が実現されるはずである。

上述の保守監視信号専用チャンネルを確保するという指導原理に基づき、データ転送効率を低減させず、ユニキャストモードに加えてマルチキャストモードによる通信も実現可能であるという目的を達成する、この発明のCDM送受信システムは以下のとおりに構成される。

この発明の第1のCDM送受信システムは、局内装置と、第1から第Nチャンネル（Nは2以上の整数）が1対1に割り当てられて局内装置に接続又は結合された第1から第N端末装置とを具え、局内装置と第1から第N端末装置との間で符号分割多重による通信を行う送受信システムである。局内装置は、マルチキャスト信号送信器と保守監視信号受信器とを具え、第1から第N端末装置のそれぞれは、マルチキャスト信号受信器と保守監視信号送信器とを具えている。

局内装置が具えているマルチキャスト信号送信器は、第1から第N端末装置に向けて同一内容のデータを同時に送信する、符号化されたマルチキャスト信号を生成して出力する機能を有し、保守監視信号受信器は、第1から第N端末装置のそれぞれから、符号分割多重信号の形式で送られてくる保守監視信号を受信する機能を有している。符号化されたマルチキャスト信号とは、正確には後述する符号化マルチキャスト信号フレームを指す。

また、第1から第N端末装置のそれぞれが具えているマルチキャスト信号受信器は、マルチキャスト信号を受信する機能を有し、保守監視信号送信器は、保守監視信号を生成して出力する機能を有している。保守監視信号とは、正確には後述する符号化保守監視信号フレームを指す。

また、この発明の第2のCDM送受信システムは、上述の第1のCDM送受信システムと同様に、局内装置と第1から第N端末装置とを具え、符号分割多重による通信を行う送受信システムであり、局内装置及び第1から第N端末装置が、以下のとおり構成されている。

局内装置は、第1のCDM送受信システムと同一のマルチキャスト信号送信器と保守監視信号受信器とを具えた上で、更に下りデータ信号送信部と上りデータ信号受信部とを具えている。下りデータ信号送信部は、第1から第N端末装置に向けたユニキャスト通信の、符号分割多重信号の形式の下りデータ信号を生成して出力する機能を有し、下りデータ信号送信部には、第1から第N端末装置と1対1に対応するN台の下りデータ信号送信器が具えられている。上りデータ信号受信部は、第1から第N端末装置のそれぞれから符号分割多重信号の形式で送られてくるユニキャスト通信の上りデータ信号を受信する機能を有し、上りデータ信号受信部には、第1から第N端末装置と1対1に対応するN台の上りデータ信号受信器が具えられている。

第1から第N端末装置のそれぞれは、第1のCDM送受信システムと同一のマルチキャスト信号受信器と保守監視信号送信器とを具えた上で、更に上りデータ信号送信器と下りデータ信号受信器とを具えている。上りデータ信号送信器は、局内装置に向けたユニキャスト通信の上りデータ信号を生成して出力する機能を有し、下りデータ信号受信器は、局内装置から送られてくるユニキャスト通信の下りデータ信号を受信する機能を有している。

また、マルチキャスト信号送信器は、ヘッダ付与器と、符号器と、送信タイミング調整器と具え、符号器には、マルチキャスト信号送信用の専用チャンネルに割り当てられた符号を設定する構成とするのが好適である。

ヘッダ付与器は、マルチキャスト信号にヘッダを付与してマルチキャスト信号フレームを生成して出力する。符号器は、マルチキャスト信号フレームが入力されて、符号化マルチキャスト信号フレームを生成して出力する。送信タイミング調整器は、符号化マルチキャスト信号フレームが入力されて、送信タイミングの調整を行い第1から第N端末装置に向けて符号化マルチキャスト信号フレームを送信する。

保守監視信号受信器は、復号器と、遅延器と、ゲート処理器と、同期信号検出器と、ヘッダ解析器と、ヘッダ削除器とを具え、復号器には、保守監視信号の送受信のための専用チャンネルに割り当てられた符号を設定する構成とするのが好適である。

復号器は、第1から第N端末装置から送信された符号分割多重信号が入力され、復号化して保守監視信号フレームを生成して出力する。遅延器は、保守監視信号チャンネルに割り当てられたタイムスロットに合わせて、ゲート処理器の窓が開くように同期信号の位相を調整して出力する。ゲート処理器は、保守監視信号フレームが入力されて、当該保守監視信号受信器に送信された保守監視信号フレームだけを抽出して出力する。同期信号検出器は、ゲート処理器から出力された保守監視信号フレームから、同期信号を生成して出力する。ヘッダ解析器は、ゲート処理器から出力された保守監視信号フレームに付されたヘッダを解析し、第1から第N端末装置の何れの端末装置から送信された保守監視信号フレームであるかを識別する。ヘッダ削除器は、ゲート処理器から出力された保守監視信号フレームが入力されて、ヘッダを除去し、保守監視信号を再生して出力する。

下りデータ信号送信部は、第1から第Nチャンネルがそれぞれ割り当てられた第1下りデータ信号送信器から第N下りデータ信号送信器を具えて構成するのが好適である。第1下りデータ信号送信器から第N下りデータ信号送信器のそれぞれから出力される。各チャンネルの電気信号の形態である符号化送信信号は、多重されて符号分割多重信号に生成されて出力される構成とするのが好適である。

上りデータ信号受信部は、第1から第N端末装置と1対1に対応するN台の第1上りデータ信号受信器から第N上りデータ信号受信器を具えて構成するのが好適である。上りデータ信号受信部において、各チャンネルの光信号の形態である符号化送信信号が多重されて生成された符号分割多重信号がN分岐されて、第1上りデータ信号受信器から第N上りデータ信号受信器にそれぞれ入力される。そして、第1から第N端末装置のそれぞれから送られてくるユニキャスト通信の上りデータ信号が受信される。

また、第1から第N端末装置のそれぞれが具えているマルチキャスト信号受信器のそれぞれは、復号器と、遅延器と、ゲート処理器と、同期信号検出器と、ヘッダ削除器とを具え、第1から第N端末装置のそれぞれが具えている、マルチキャスト信号受信器の復号器には、それぞれ第1から第Nチャンネルに割り当てられた符号を設定した構成とするのが好適である。

復号器は、局内装置から送信された符号分割多重信号を復号化して、受信データ信号フレームを生成して出力する。遅延器は、第1から第Nチャンネルに割り当てられたタイムスロットに合わせて、それぞれのチャンネルのゲート処理器の窓が開くように、同期信号の位相をそれぞれ調整して出力する。ゲート処理器は、受信データ信号フレームが入力されて、当該マルチキャスト信号受信器に送信されたチャンネルの受信データ信号フレームだけを抽出して出力する。同期信号検出器は、ゲート処理器から出力された受信データ信号フレームから同期信号を生成して出力する。ヘッダ削除器は、ゲート処理器から出力された受信データ信号フレームから、この受信データ信号フレームに付されたヘッダを解析し、局内装置から送信された受信データ信号フレームであることを識別する。

第1から第N端末装置のそれぞれが具えている保守監視信号送信器のぞれぞれは、ヘッダ付与器と、符号器と、送信タイミング調整器とを具え、第1から第N端末装置のそれぞれが具える当該保守監視信号送信器の符号器には、保守監視信号送信用の専用チャンネルに割り当てられた符号を設定する構成とするのが好適である。

ヘッダ付与器は、保守監視信号に、ヘッダを付与して保守監視信号フレームを生成して出力する。符号器は、保守監視信号フレームを符号化して符号化保守監視信号フレームを生成して出力する。送信タイミング調整器は、符号化保守監視信号フレームが入力されて、この符号化保守監視信号フレームの送信タイミングの調整をして出力する。

第1から第N端末装置のそれぞれが具えている上りデータ信号送信器のそれぞれは、ヘッダ付与器と、符号器と、送信タイミング調整器とを具え、第1から第N端末装置のそれぞれが具える当該上りデータ信号送信器の符号器には、それぞれ第1から第Nチャンネルに割り当てられた符号を設定する構成とするのが好適である。

ヘッダ付与器は、上りデータ信号にヘッダを付与して上りデータ信号フレームを生成して出力する。符号器は上りデータ信号フレームが入力されて、この上りデータ信号フレームを符号化して符号化上りデータ信号フレームを生成して出力する。送信タイミング調整器は、符号化上りデータ信号フレームが入力されて、この符号化上りデータ信号フレームの送信タイミングを調整する。

第1から第N端末装置のそれぞれが具えている下りデータ信号受信器のそれぞれは、復号器と、遅延器と、ゲート処理器と、同期信号検出器と、ヘッダ解析器と、ヘッダ削除器とを具え、第1から第N端末装置のそれぞれが具える当該下りデータ信号受信器の復号器には、それぞれ第1から第Nチャンネルに割り当てられた符号を設定する構成とするのが好適である。

復号器は、局内装置から送信された符号分割多重信号を復号化して、受信データ信号フレームを生成して出力する。遅延器は、第1から第Nチャンネルに割り当てられたタイムスロットに合わせて、それぞれのチャンネルのゲート処理器の窓が開くように、同期信号の位相をそれぞれ調整して出力する。ゲート処理器は、受信データ信号フレームが入力されて、当該下り信号受信器に送信されたチャンネルの受信データ信号フレームだけを抽出して出力する。同期信号検出器は、ゲート処理器から出力された受信データ信号フレームから、同期信号を生成して出力する。ヘッダ解析器は、ゲート処理器から出力された受信データ信号フレームに付されたヘッダを解析し、第1から第N端末装置の何れの端末装置から送信された受信データ信号フレームであるかを識別する。ヘッダ削除器は、ゲート処理器から出力された受信データ信号フレームが入力されて、ヘッダを除去し、受信データ信号を再生して出力する。

この発明の第1のCDM送受信システムによれば、局内装置はマルチキャスト信号送信器を具えており、第1から第N端末装置のそれぞれはマルチキャスト信号受信器を具えている。従って、局内装置から第1から第N端末装置に向けてのマルチキャストモードの通信が実行可能である。そして、第1から第N端末装置のそれぞれは保守監視信号送信器を具えており、局内装置は保守監視信号受信器を具えている。従って、第1から第N端末装置のそれぞれから局内装置に向けて保守監視信号を送信することが可能である。

このように、第1のCDM送受信システムは、保守監視信号を送受信するためのチャンネルを独立して具えている。このため、第1のCDM送受信システムは、保守監視信号を載せるためのフレームにはデータ信号を載せる必要がない。

すなわち、第1から第N端末装置のそれぞれから局内装置に向けて保守監視信号を送信する場合において、保守監視信号を載せたフレーム内にデータ信号を載せる必要がない。従って、データ信号分だけ、保守監視信号を送信するためのフレームのサイズを小さくすることが可能である。また、データ信号を載せるためのフレーム内に非データ信号としての保守監視信号を載せる必要がなくなる。従って、データ信号を載せるためのフレームにおいても、非データ信号分だけデータ信号を載せるためのフレームのサイズを小さくできる。すなわち、第1のCDM送受信システムにおいて、保守監視信号を載せるためのフレーム及びデータ信号を載せるためのフレームの何れのフレームも小さくできる。

局内装置と第1から第N端末装置間の転送効率は、フレームの長さが短いほど高いので、保守監視信号を送信するためのフレーム及びデータ信号を載せるためのフレームの何れのフレームも小さくすることによって、局内装置と第1から第N端末装置間の転送効率の低下を防止することが可能となる。

第2のCDM送受信システムは、局内装置が、第1のCDM送受信システムと同一のマルチキャスト信号送信器と保守監視信号受信器とを具えた上で、更に、下りデータ信号送信部と上りデータ信号受信部とを具えている。また、第2のCDM送受信システムは、第1から第N端末装置のそれぞれが、第1のCDM送受信システムと同一のマルチキャスト信号受信器と保守監視信号送信器とを具えた上で、更に、上りデータ信号送信器と下りデータ信号受信器とを具えている。

従って、局内装置と第1から第N端末装置間において、ユニキャストモードのデータ信号の送受信をすることが可能となる。しかも、第2のCDM送受信システムは、第1のCDM送受信システムと同様に、マルチキャストモードの送信及び保守監視信号の送信に必要とされる構成要素を合わせて有している。従って、第2のCDM送受信システムによれば、局内装置と第1から第N端末装置間の転送効率を低下させずに、従来のCDM送受信システムの有するユニキャストモードのデータ信号の送受信機能に加えて、局内装置から第1から第N端末装置に向けてのマルチキャストモードの通信が実行可能である。

以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、各図は、この発明に係る一構成例を示し、この発明が理解できる程度に各構成要素の配置関係等を概略的に示しているに過ぎず、この発明を図示例に限定するものではない。また、各図において同様の構成要素については、同一の番号を付して示し、その重複する説明を省略することもある。また、以下に示す概略的ブロック構成図においては、光ファイバ等の光信号の経路を太線で示し、電気信号の経路を細線で示してある。

なお、この発明は、PON型の通信網を利用するCDM送受信システムに限らず、光信号を介在させることなく全ての動作を電気信号のみに基づいて実行されるCDM送受信システムであっても広く適用可能な技術である。しかしながら、便宜上、以後の説明においては、このPONを利用するCDM送受信システムに特定して説明する場合もある。

＜CDM送受信システム＞
この発明の実施の形態の第1及び第2のCDM送受信システムと、従来のCDM送受信システムとの相違点を明確にするため、まず、図1を参照して、従来のCDM送受信システムの概略的構成及びその動作について説明する。

図1は、従来のCDM-PONによる送受信システムの概略的ブロック構成図である。図1に示すように、CDM-PONによる送受信システムは、光伝送路60の一端に光合分岐器である1対Nのスターカプラ26（以後、1-Nスターカプラと略記することもある。）を設け、この1-Nスターカプラ26から端末装置の数に等しいN本の分岐光伝送路62-1〜62-N（図1では、分岐光伝送路62-1及び62-Nのみを示している。）が接続されて形成された光伝送路を介して、局内装置10とN台の端末装置30-1〜30-Nが接続又は結合されて構成されている。ここで、Nは2以上の整数である。

上述のように、局内装置10と端末装置30-1〜30-Nとを光伝送路60を介して接続又は結合するには、局内装置10及び端末装置30-1〜30-Nのそれぞれに電気信号を光信号に変換する発光素子及び光信号を電気信号に変換する受光素子が必要である。電気信号を光信号に変換する素子としては、例えば半導体レーザ（LD: Laser Diode）が使われ、光信号を電気信号に変換する素子としては、例えばフォトダイオード(PD: Photodiode)が使われる。以後の説明において、発光素子としてLDを、受光素子としてPDを利用するものとして説明する。

図1及び後述する図2に示すCDM-PONによる送受信システムにおいては、局内装置10と端末装置30-1〜30-Nとを接続又は結合する光伝送路には光信号が伝送される。そして、局内装置10と端末装置30-1〜30-Nとのそれぞれにおいて受信する光信号は、PDによって電気信号に変換され、局内装置10と端末装置30-1〜30-Nとのそれぞれの内部においては、電気信号による処理が行われる。また、局内装置10と端末装置30-1〜30-Nとのそれぞれから送信される光信号は、LDによって電気信号が光信号に変換された光信号である。

一般にCDM送受信装置を構成する場合には、局内装置10と端末装置30-1〜30-Nとの接続又は結合に無線を利用することも可能である。この場合には、局内装置10には電気信号を電波にして送信する装置が必要となり、また端末装置30-1〜30-Nには電波を受信して電気信号に変換する装置が必要である。

しかしながら、これらの素子あるいは装置の必要性、また、これらの素子あるいは装置を、局内装置10あるいは端末装置30-1〜30-Nにどのように組み込めばよいかについては当業者にとって自明なことであり、かつこの発明の本質的な構成部分でないので、以下の説明では、これらの素子あるいは装置についてのこれ以上の説明は省略する。

CDM-PONによる送受信システムは、図1に示すように、光伝送路60、1-Nスターカプラ26、及びN本の分岐光伝送路（62-1、...62-N）を具える受動光ネットワークを介して、局内装置、すなわち局側終端装置（以後、OLT 10と記載することもある。）と、N台の端末装置、すなわち加入者側終端装置（以後、ONU-1、...、ONU-Nと記載することもある。）との間で通信が行われる。OLT 10を、光伝送路60の他端に接続又は結合させて設け、ONU-1〜ONU-Nの合計N台を、1-Nスターカプラ26によってN分岐されて形成されるN本の分岐光伝送路62-1〜62-Nのそれぞれに1台ずつ接続又は結合するさせて設けることによって、OLT 10と、N台のONUとをシステムとして一体化している。

OLT 10は、下りデータ信号送信部12と上りデータ信号受信部18とを具えている。

下りデータ信号送信部12は、第1から第Nチャンネルがそれぞれ割り当てられた第1下りデータ信号送信器12-1から第N下りデータ信号送信器12-Nを具え、これらデータ信号送信器から出力される、各チャンネルの電気信号の形態である符号化送信信号は、多重器14で多重されて符号分割多重信号15として生成されて出力される。

下りデータ信号送信部12から出力される電気データ信号15は、LD 20によって電気信号から光信号に変換されて光データ信号21として生成されて出力され、1-2スターカプラ24を介して光伝送路60に入力されONU-1〜ONU-Nに向けて送信される。

下りデータ信号送信部12を構成する第1下りデータ信号送信器12-1から第N下りデータ信号送信器12-Nは、それぞれ後述するようにヘッダ付与器、符号器、及び送信タイミング調整器を具えている。（図示を省略してある。）。符号器には、割り当てられたチャンネルごとに相異なる符号が設定されている。ヘッダ付与器は、下りデータ信号を載せたフレームを生成する。下りデータ信号を載せたフレームは、送信信号（送信すべき情報）の本体であるデータ信号（ペイロードと呼ばれることもある。）に、制御情報等が格納されたヘッダが組み合わされたパケットである。

上りデータ信号受信部18は、第1から第N端末装置のそれぞれから送られてくるユニキャスト通信の上りデータ信号を受信する、第1から第Nチャンネルがそれぞれ割り当てられた第1上りデータ信号受信器18-1から第N上りデータ信号受信器18-Nを具えている。これら上りデータ信号受信器へ入力される、各チャンネルの電気信号の形態である符号化送信信号は、分配器16で分配されて強度が1/Nの符号分割多重信号として生成された符号分割多重信号である。

すなわち、上りデータ信号受信部18に入力される電気データ信号13は、1-2スターカプラ24を介して光伝送路60から出力され、PD 22によって光データ信号23から電気信号に変換されて電気データ信号13として生成された電気データ信号である。電気データ信号13は、上りデータ信号受信部18が具える分配器16に入力される。

第1チャンネルから第Nチャンネルがそれぞれ割り当てられた、第1下りデータ信号送信器12-1から第N下りデータ信号送信器12-Nのそれぞれによって生成された各チャンネルの符号化送信信号は、多重器14で多重されて生成され、電気信号の形態である符号分割多重信号15として出力される。

上りデータ信号受信部18を構成する第1上りデータ信号受信器18-1から第N上りデータ信号受信器18-Nは、それぞれ復号器、及びヘッダ削除器を具えている（図示を省略してある。）。復号器には、割り当てられたチャンネルごとにONUが具える符号器に設定されている符号と同一の符号が設定されている。すなわち、第jチャンネルを割り当てられたONUが具える符号器にそれぞれ設定されている符号と、第jチャンネルを割り当てられた復号器にそれぞれ設定されている符号とは互いに相等しい。ここで、jは、1からNまでの全ての整数である。ヘッダ削除器は、上りデータ信号を載せたフレームからヘッダを除去して上りデータ信号成分を抽出する。

次に、端末装置30-1〜30-Nについて説明する。以後の説明において、端末装置30-1〜30-Nをそれぞれ、ONU-1〜ONU-Nと呼称することもある。また、ONU-1〜ONU-NのN台は、その構造は全て同一であるので、特に説明が必要な場合を除き、代表して、ONU-1を取り上げて説明する。また、ONU-1〜ONU-Nの全てを指す場合は、単にONUと記載する場合もある。

第1チャンネルを割り当てられた端末装置30-1であるONU-1は、上りデータ信号送信器32と、下りデータ信号受信器36とを具えている。

上りデータ信号送信器32は、ヘッダ付与部及び符号器を具えており（図示を省略してある。）、電気信号の形態である上りデータ信号33を生成して出力する。上りデータ信号33は、LD 46に入力され光信号の形態である上りデータ信号47に変換されて、1-2スターカプラ50及び1-Nスターカプラ26を介して、光伝送路60に入力されOLT 10に向けて送信される。

上りデータ信号送信器32が具える符号器に設定されている符号は、OLT 10の上りデータ信号受信部18の第1上りデータ信号受信器18-1が具えている復号器に設定されている符号と同一である。

一方、OLT 10から送信されて光伝送路60を伝播た光信号の形態である符号分割多重信号25は、1-Nスターカプラ26及び1-2スターカプラ50を介して符号分割多重信号51としてPD 48に入力される。符号分割多重信号51は、PD 48で電気信号の形態である符号分割多重信号49として生成されて出力される。符号分割多重信号49は、下りデータ信号受信器36に入力される。下りデータ信号受信器36は、復号器及びヘッダ削除器を具えており（図示を省略してある。）、符号分割多重信号49を復号化して受信信号を再生する。

下りデータ信号受信器36が具える復号器に設定されている符号は、OLT 10の下りデータ信号送信部12の第1下りデータ信号送信器12-1が具える符号器に設定されている符号と同一である。

以上説明したことに基づいて、OLT 10の第1下りデータ信号送信器12-1から出力された第1チャンネルの下りデータ信号がONU-1の下りデータ信号受信器36で受信されるまでの伝送経路をまとめると以下のとおりとなる。第2から第Nチャンネルの下りデータ信号についても同様である。

OLT 10から、第1チャンネルが割り当てられているONU-1に向けたユニキャストモードの下りデータ信号は、OLT 10が具える第１下りデータ信号送信器12-1で生成されて出力される。このユニキャストモードの下りデータ信号15は、多重器14を介してLD 20に入力されて電気信号21に変換される。電気信号に変換された下りデータ信号21は、1-2スターカプラ24を介して、光伝送路60に入力されて、1-Nスターカプラ26に入力される。

1-Nスターカプラ26に入力された下りデータ信号は、ONU-1〜Nに分配されて、それぞれONU-1〜Nに入力される。このうちONU-1に入力された下りデータ信号はONU-1が具える1-2スターカプラ50を介して下りデータ信号51となってPD 48に入力されて電気信号の形態の下りデータ信号49に変換される。下りデータ信号49は、下りデータ信号受信器36に入力される。下りデータ信号受信器36では、復号化が行われ受信信号が再生されて受信が完了する。

また、第1チャンネルの上りデータ信号がONU-1の上りデータ信号送信器32から出力され、OLT 10の第1上りデータ信号受信器18-1で受信されるまでの伝送経路をまとめると以下のとおりとなる。第2から第Nチャンネルの上りデータ信号についても同様である。

ONU-1から、OLT 10に向けたユニキャストモードの上りデータ信号33は、ONU-1が具える上りデータ信号送信器32で生成されて出力される。この電気信号の形態の上りデータ信号33は、LD 46に入力されて光信号の形態の上りデータ信号47に変換される。上りデータ信号47は、1-2スターカプラ50及び1-Nスターカプラ26を介して、光伝送路60に入力されて、OLT 10が具える1-2スターカプラ24に入力される。

1-2スターカプラ24に入力された上りデータ信号は、光信号の形態の上りデータ信号23として出力されてPD 22に入力される。PD 22では、光信号の形態の上りデータ信号23が電気信号の形態の上りデータ信号13に変換されて出力される。上りデータ信号13は、分配器16を介して上りデータ信号受信器18-1に入力される。上りデータ信号受信器18-1では、復号化が行われ受信信号が再生されて受信が完了する。

このように、従来のCDM送受信システムにおいて、OLT 10とN個のONUとの間で1対Nのユニキャストモードの符号分割多重による双方向通信が行われる。この1対Nのユニキャストモードの双方向通信においてやり取りされるフレームには、後述するようにシステムの保守監視のための保守監視信号が含まれている。

＜この発明の実施の形態のCDM送受信システム＞
この発明の実施の形態の第1のCDM-PONによる送受信システムは、マルチキャストモード等の通信を、OLTとONU-1〜ONU-Nとの間で実現可能である機能を有するCDM-PONによる送受信システムである。すなわち、第1のCDM-PONによる送受信システムは、マルチキャストモードの通信機能等に加えて、ユニキャストモードの通信機能等、いかなる機能を実現する構成要素を更に有しているか否かに係わらず、保守監視信号を送受信するための専用チャンネルを有していることを特徴とする、CDM-PONによる送受信システムである。

この発明の実施形態の第2のCDM-PONによる送受信システムは、マルチキャストモードの通信機能に加えて、ユニキャストモードの通信機能を有する送受信システムである。すなわち、第2のCDM-PONによる送受信システムは、第1のCDM-PONによる送受信システムが具える主要な構成要素を具えた上で、更にユニキャストモードの通信機能を有する送受信システムである。

従って、第2のCDM-PONによる送受信システムについて説明することによって、第1のCDM-PONによる送受信システムについての説明も含めて行えるので、ここでは、第1のCDM-PONによる送受信システムについての説明を独立して行うことを省略して、第2のCDM-PONによる送受信システムについて説明する。

図2を参照して、この発明の実施の形態のCDM送受信システムの概略的構成及びその動作について説明する。図2は、この発明の実施の形態のCDM-PONによる送受信システムの概略的ブロック構成図である。

第2のCDM-PONによる送受信システムは、局内装置110と、第1から第Nチャンネル（Nは2以上の整数）が1対1に割り当てられて局内装置110に接続又は結合された第1から第N端末装置130-1〜130-Nとを具え、局内装置110と第1から第N端末装置130-1〜30-Nとの間で符号分割多重による通信を行うことを目的とした送受信システムである。

第2のCDM-PONによる送受信システムは、上述したマルチキャストモードの通信をするための構成要素と、保守監視信号を送受信するための専用チャンネルとを具え、更にユニキャストモードの通信を実行するための、従来のCDM-PONによる送受信システムと共通する以下の主要な構成要素を具えている。

従来のCDM-PONによる送受信システムと相違する特徴は、局内装置110が、マルチキャスト信号送信器52と保守監視信号受信器54とを具え、第1から第N端末装置130-1〜130-Nのそれぞれが、マルチキャスト信号受信器と保守監視信号送信器とを具えている点にある。例えば、第1端末装置130-1は、マルチキャスト信号受信器34と保守監視信号送信器38とを具えている。第2端末装置から第N端末装置についても同様である。

以後、局内装置110をOLT 110と略記し、第1から第N端末装置130-1〜130-NのそれぞれをONU-1〜ONU-Nと略記することもある。また、ONU-1〜ONU-NのN台は、その構造は全て同一であるので、特に説明が必要な場合を除き、代表して、ONU-1を取り上げて説明する。

第2のCDM-PONによる送受信システムのOLT 110は、マルチキャスト信号送信器52と保守監視信号受信器54とを具えた上で、更に下りデータ信号送信部12と上りデータ信号受信部18とを具えている。

下りデータ信号送信部12は、第1から第N端末装置に向けたユニキャスト通信の下りデータ信号を生成して出力する機能をそれぞれ有する下りデータ信号送信器12-1〜12-Nを具え、上りデータ信号受信部18は、第1から第N端末装置と1対1に対応するN台の上りデータ信号受信器18-1〜18-Nを具えている。

上りデータ信号受信部18は、第1から第N端末装置のそれぞれから送られてくるユニキャスト通信の上りデータ信号を受信する機能を有している。

ONU-1は、第1のCDM送受信システムと同一のマルチキャスト信号受信器38と保守監視信号送信器34とを具えた上で、更に上りデータ信号送信器32と下りデータ信号受信器36とを具えている。上りデータ信号送信器32は、OLT 110に向けたユニキャスト通信の上りデータ信号を生成して出力する機能を有し、下りデータ信号受信部36は、OLT 110から送られてくるユニキャスト通信の下りデータ信号を受信する機能を有している。ONU-2〜ONU-Nについても同様である。

＜局内装置＞
図3を参照して、第2のCDM-PONによる送受信システムのOLT 110の構成及びその動作の詳細な説明をする。図3は、第2のCDM-PONによる送受信システムのOLT 110の概略的ブロック構成図である。

OLT 110は、上述したように、下りデータ信号送信部12、マルチキャスト信号送信器52、上りデータ信号受信部18、及び保守監視信号受信器54を具えている。

下りデータ信号送信部12は、第1から第Nチャンネルがそれぞれ割り当てられた第1下りデータ信号送信器12-1から第N下りデータ信号送信器12-Nを具えている。第1下りデータ信号送信器12-1は、ヘッダ付与器210、符号器212及び送信タイミング調整器214を具えている。符号器212には、第1チャンネルに割り当てられた符号C1が設定されている。第2下りデータ信号送信器12-2から第N下りデータ信号送信器12-Nのそれぞれが具えている符号器には、それぞれ第2から第Nチャンネルに割り当てられた符号C2〜符号CNが設定されている。第1下りデータ信号送信器12-1から第N下りデータ信号送信器12-Nのそれぞれの構造は、それぞれが具えている符号器に設定されれている符号を除き同一である。

符号化送信データ信号フレーム215が、第1チャンネルの送信データ信号209から、第1下りデータ信号送信器12-1において生成されて出力される工程は以下のとおりである。符号化送信データ信号フレームを、単に符号化送信信号ということもある。

第1チャンネルの送信データ信号209は、ヘッダ付与器210に入力されて送信データ信号にヘッダが付与されたフレームとして形成されて送信データ信号フレーム211として出力される。送信データ信号フレーム211は、符号C1が設定されている符号器212に入力されて符号化され、符号化送信データ信号フレーム213として出力される。符号化送信データ信号フレーム213は、送信タイミング調整器214に入力されて、送信タイミングの調整が行われ、符号化送信データ信号フレーム215として、ONU-1に向けて送信される。

符号化送信データ信号フレーム215が送信されるタイミングは、第2〜第Nチャンネルの符号化送信データ信号フレーム、及び後述するマルチキャスト信号送信部52から出力される符号化マルチキャスト信号フレーム223との送信のタイミングと時間的に合致するように調整される。

第1〜第Nチャンネルの符号化送信データ信号フレームは、多重器14で多重されて、符号分割多重信号15として生成され出力される。符号分割多重信号15は、多重器56に入力されて、後述する符号化マルチキャスト信号フレーム223と多重されて符号分割多重信号57として生成されてLD 20に入力される。LD 20に入力された符号分割多重信号57は、光信号の形態の符号分割多重信号121として、1-2スターカプラ24を介して、光伝送路60に入力されて、ONU-1〜ONU-Nに向けて送信される。

マルチキャスト信号送信器52も、第1下りデータ信号送信器12-1と同様に、ヘッダ付与器218、符号器220及び送信タイミング調整器222を具えている。符号器220には、マルチキャスト信号送信用の専用チャンネルに割り当てられた符号CMが設定されている。

符号化マルチキャスト信号フレーム223が、マルチキャスト信号217から、マルチキャスト信号送信器52において生成されて出力される工程は以下のとおりである。マルチキャスト信号217は、ヘッダ付与器218に入力されてマルチキャスト信号にヘッダが付与されたフレームとして形成されてマルチキャスト信号フレーム219として出力される。マルチキャスト信号フレーム219は、符号CMが設定されている符号器220に入力されて符号化され、符号化マルチキャスト信号フレーム221として出力される。符号化マルチキャスト信号フレーム221は、送信タイミング調整器222に入力されて、送信タイミングの調整が行われ、符号化マルチキャスト信号フレーム223として、ONU-1〜ONU-Nに向けて送信される。

符号化マルチキャスト信号フレーム223が送信されるタイミングは、第1〜第Nチャンネルの符号化送信データ信号フレームとの送信のタイミングと時間的に合致するように調整される。

上述の、第1〜第Nチャンネルの符号化送信データ信号フレーム及びマルチキャスト信号フレーム223との送信タイミングの調整のための基準信号であるクロック信号を生成して出力するクロック信号発生器100が、OLT 110に具えられている。クロック信号発生器100から出力されるクロック信号は、図3に示すように、第1〜第Nチャンネルの各下りデータ信号送信器及びマルチキャスト信号送信器が共通に具える、ヘッダ付与器、符号器、及び送信タイミング調整器に供給される。

ヘッダ付与器におけるヘッダ付与動作はこのクロック信号発生器100から供給されるクロック信号を基準にして実行される。符号器における符号化の動作、及び送信タイミング調整器にに置ける送信タイミングの調整動作についても、同様にクロック信号発生器100から供給されるクロック信号を基準にして実行される。

以上、OLT 110からONUに向けて送信される下り信号、すなわち光信号の形態の符号分割多重信号121が、生成されて送信される工程について説明した。次にONUからOLT 110に向けて送信された上り信号を、OLT 110が受信する工程について説明する。

上り信号には、上りデータ信号を載せたフレームと、保守監視信号を載せたフレームとが含まれる。このうち上りデータ信号を載せたフレームは、上りデータ信号受信部18に入力されて処理される。また、保守監視信号を載せたフレームは、保守監視信号受信器54に入力されて処理される。

上りデータ信号受信部18は、第1上りデータ信号受信器18-1から第N上りデータ信号受信器18-Nを具えている。第1上りデータ信号受信器18-1は、復号器236、遅延器234、ゲート処理器232、同期信号検出器230、ヘッダ解析器228、及びヘッダ削除器226を具えている。

復号器236には、第1チャンネルに割り当てられた符号C1が設定されている。第2上りデータ信号受信器18-2から第N上りデータ信号受信器18-Nのそれぞれが具えている復号器には、それぞれ第2から第Nチャンネルに割り当てられた符号C2〜符号CNが設定されている。第1上りデータ信号受信器18-1から第N上りデータ信号受信器18-Nのそれぞれの構造は、それぞれが具えている復号器に設定されれている符号を除き同一である。

受信データ信号227が、第1上りデータ信号受信器18-1において再生されて出力される工程は以下のとおりである。

ONUから送信される上り信号は、光信号の形態の符号分割多重信号として光伝送路60を伝播して1-2スターカプラ24を介して符号分割多重信号129として、PD 22に入力され、電気信号の形態の符号分割多重信号123に変換されて出力される。符号分割多重信号123は、分配器58に入力されて、上りデータ信号受信部18に入力される符号分割多重信号59と、保守監視信号受信器54に入力される符号分割多重信号55とに分配される。

符号分割多重信号59は、分配器16に入力されて、第1上りデータ信号受信器18-1〜第N上りデータ信号受信器18-Nに分配されて、それぞれの上りデータ信号受信器に入力される。このうち、第1上りデータ信号受信器18-1に入力される符号分割多重信号235は、まず復号器236に入力される。符号分割多重信号235は復号器236によって復号化されて、受信データ信号フレーム245として再生されて出力される。

受信データ信号フレーム245には、第1チャンネルの受信データ信号フレーム以外の雑音成分も含まれている。この雑音成分がゲート処理器232によって除去される。すなわち、受信データ信号フレーム245は、ゲート処理器232に入力されて、ゲーティング処理されて、第1チャンネルに送信された信号のフレームだけが抽出されて、受信データ信号フレーム231として出力される。受信データ信号フレーム231は、ヘッダ削除器226に入力されて、ヘッダが除去されて、第1チャンネルの受信データ信号227として再生されて出力され、第1チャンネルの上り通信が完了する。

ゲート処理器232によるゲーティング処理は、遅延器234から出力される同期信号237を基準として実行される。遅延器234は、第1チャンネルに割り当てられたタイムスロットに合わせて、ゲート処理器232の窓が開くように、同期信号検出器230から出力される同期信号239の位相を調整して同期信号237を出力する。同期信号検出器230は、図3に示すように、受信データ信号フレーム231をタップして、この受信データ信号フレーム231から同期信号239を生成して出力する。

ヘッダ解析器228は、図3に示すように、受信データ信号フレーム231をタップして、受信データ信号フレーム231に付されたヘッダを解析し、ONU-1〜ONU-Nの何れのONUから送信されたフレームであるかを識別する。

一方、保守監視信号受信器54は、復号器256、遅延器254、ゲート処理器252、同期信号検出器250、ヘッダ解析器248、及びヘッダ削除器246を具えている。復号器256には、保守監視信号の送受信のための専用チャンネルに割り当てられた符号CGが設定されている。

保守監視信号247が、保守監視信号受信器54において再生されて出力される工程は以下のとおりである。

ONUから送信される保守監視信号は、光信号の形態の符号分割多重信号として、ONU-1〜ONU-NからOLT 110に向けて送信される上り信号と一緒に多重された光信号の形態の符号分割多重信号として光伝送路60を伝播して伝送される。この符号分割多重信号は、上述したように、1-2スターカプラ24、PD 22、及び分配器58を介して、電気信号の形態の符号分割多重信号55に変換されて、保守監視信号受信器54に分配される。

符号分割多重信号55は、復号器256に入力される。符号分割多重信号55は復号器256によって復号化されて、保守監視信号フレーム255として再生されて出力される。

保守監視信号フレーム255には、保守監視信号フレーム以外の雑音成分も含まれている。この雑音成分がゲート処理器252によって除去される。すなわち、保守監視信号フレーム255は、ゲート処理器252に入力されて、ゲーティング処理されて、保守監視信号受信器54に送信された信号のフレームだけが抽出されて、保守監視信号フレーム251として出力される。保守監視信号フレーム251は、ヘッダ削除器246に入力されて、ヘッダが除去されて、保守監視信号受信器54の保守監視信号247として再生されて出力され、保守監視信号受信器54への通信が完了する。

ゲート処理器252によるゲーティング処理は、遅延器254から出力される同期信号253を基準として実行される。遅延器254は、保守監視信号チャンネルに割り当てられたタイムスロットに合わせて、ゲート処理器252の窓が開くように、同期信号検出器250から出力される同期信号249の位相を調整して同期信号253を出力する。同期信号検出器250は、図3に示すように、保守監視信号フレーム251をタップして、この保守監視信号フレーム251から同期信号249を生成して出力する。

ヘッダ解析器248は、図3に示すように、保守監視信号フレーム251をタップして、保守監視信号フレーム251に付されたヘッダを解析し、ONU-1〜ONU-Nの何れのONUから送信されたフレームであるかを識別する。上述したヘッダ解析器228と、ヘッダ解析器248とは、解析するフレーム構成が異なるので、それぞれのフレーム構成に対応するように、フレーム解析手順が設定されている。

以上説明した様に、下りデータ信号送信部12には、第1から第Nチャンネルに割り当てられた符号が設定された符号器をそれぞれ具える、第1から第N下りデータ信号送信器12-1〜12-Nを具えている。すなわち、OLT 110は、第1から第N端末装置と1対1に対応するN台の下りデータ信号送信器が具えられている。

また、上りデータ信号受信部18は、第1から第Nチャンネルに割り当てられた符号が設定された復号器をそれぞれ具える、第1から第N上りデータ信号受信器18-1〜18-Nを具えている。すなわち、OLT 110は、第1から第N端末装置のそれぞれから送られてくるユニキャスト通信の上りデータ信号を受信する機能を有し、上りデータ信号受信部には、第1から第N端末装置と1対1に対応するN台の上りデータ信号受信器が具えられている。

＜端末装置＞
図4を参照して、第2のCDM-PONによる送受信システムのONU-1の構成及びその動作の詳細な説明をする。ONU-2〜ONU-Nの構成も、ONU-1の構成と同様であるので、重複する説明を省略する。図4は、第2のCDM-PONによる送受信システムのONU-1の概略的ブロック構成図である。

ONU-1は、上述したように、上りデータ信号送信器32、保守監視信号送信器34、下りデータ信号受信器36、及びマルチキャスト信号受信器38を具えている。

上りデータ信号送信器32は、ヘッダ付与器260、符号器262及び送信タイミング調整器264を具えている。符号器262には、第1チャンネルに割り当てられた符号C1が設定されている。

符号化上りデータ信号フレーム265が、上りデータ信号259から、上りデータ信号送信器32において生成されて出力される工程は以下のとおりである。上りデータ信号259は、ヘッダ付与器260に入力されて上りデータ信号259にヘッダが付与されたフレームとして形成されて上りデータ信号フレーム261として出力される。上りデータ信号フレーム261は、符号C1が設定されている符号器262に入力されて符号化され、符号化上りデータ信号フレーム263として出力される。符号化上りデータ信号フレーム263は、送信タイミング調整器264に入力されて、送信タイミングの調整が行われ、符号化上りデータ信号フレーム265として、OLT 110に向けて送信される。

符号化上りデータ信号フレーム265が送信されるタイミングは、OLT 110から送信され、分岐光伝送路62-1に入力されて1-2スターカプラ50を介して、電気信号の形態として生成された、符号分割多重信号149から抽出されるクロック信号を基準に決定される。符号化上りデータ信号フレーム265が送信されるタイミングの調整が完了すると、同期完了通知が、符号化上りデータ信号フレーム265のヘッダにセットされて、OLT 110に送信される。

そして、送信タイミング調整器272から出力される、符号化保守監視信号フレーム273の送信タイミングを、ONU-2〜ONU-Nから送信されるそれぞれの符号化保守監視信号フレームとは識別可能であるタイムスロットの位置に配置されるように変更する。これは、符号化保守監視信号フレームの送信タイミングをなんら調整しなければ、符号化保守監視信号フレームは、ONU-1〜ONU-Nの全てから送信されるので、OLT 110では、どのONUから送られた符号化保守監視信号フレームであるかの区別がつかなくなるためである。

具体的には、後述するように、各ONUのそれぞれが送信する符号化上りデータ信号フレームの送信タイミングを調整する送信タイミング調整器において行なった調整量と、符号化保守監視信号フレームの送信タイミングを調整する送信タイミング調整器において行なった調整量とを等しく設定する。

符号化上りデータ信号フレーム265は、多重器42を介してLD 46に入力され、電気信号の形態の符号化上りデータ信号フレーム147に変換されて出力される。符号化上りデータ信号フレーム147は、1-2スターカプラ50を介し、分岐光伝送路62-1を伝播して、再び1-Nスターカプラ26（図2参照）で、多チャンネルの符号化上りデータ信号フレームと多重されて、光伝送路60に入力されて、OLT 110に向けて送信される。

保守監視信号送信器34も、上りデータ信号送信器32と同様に、ヘッダ付与器268、符号器270及び送信タイミング調整器272を具えている。符号器270には、保守監視信号送信用の専用チャンネルに割り当てられた符号CGが設定されている。

符号化保守監視信号フレーム273が、保守監視信号267から、保守監視信号送信器34において生成されて出力される工程は以下のとおりである。保守監視信号267は、ヘッダ付与器268に入力されて保守監視信号にヘッダが付与されたフレームとして形成されて保守監視信号フレーム269として出力される。保守監視信号フレーム269は、符号CGが設定されている符号器270に入力されて符号化され、符号化保守監視信号フレーム271として出力される。符号化保守監視信号フレーム271は、送信タイミング調整器272に入力されて、送信タイミングの調整が行われ、符号化保守監視信号フレーム273として、OLT 110に向けて送信される。

上述の、符号器262における上りデータ信号フレーム261の符号化、符号器270における保守監視信号フレーム269の符号化、送信タイミング調整器264における符号化上りデータ信号フレーム263のタイミング調整、及びタイミング調整器272における符号化保守監視信号フレーム271のタイミング調整の基準となるクロック信号は、クロック信号抽出器310において抽出される。クロック信号抽出器310において抽出されたクロック信号311は、符号器262、符号器270、送信タイミング調整器264、及びタイミング調整器272のそれぞれに供給される。

OLT 110から送信されて光伝送路60を伝播した光信号の形態である符号分割多重信号125（図2参照）は、1-Nスターカプラ26及び1-2スターカプラ50を介して符号分割多重信号151としてPD 48に入力される。符号分割多重信号151は、PD 48で電気信号の形態である符号分割多重信号149として生成されて出力される。符号分割多重信号149は、分配器44で2分割されて、下りデータ信号受信器36及びマルチキャスト信号受信器38に入力される。

クロック信号抽出器310は、符号分割多重信号149をタップして、タップして得られた符号分割多重信号149からクロック信号を抽出する。

以上、ONU-1からOLT 110に向けた上り信号が送信される工程について説明した。次にOLT 110からONU-1に向けて送信された下り信号をONU-1が受信する工程について説明する。

下り信号は、下りデータ信号を載せたフレームと、マルチキャスト信号を載せたフレームとが含まれる。このうち下りデータ信号を載せたフレームは、下りデータ信号受信器36に入力されて処理される。また、マルチキャスト信号を載せたフレームは、マルチキャスト信号受信器38に入力されて処理される。

下りデータ信号受信器36は、復号器286、遅延器284、ゲート処理器282、同期信号検出器280、ヘッダ解析器278、及びヘッダ削除器276を具えている。復号器286には、第1チャンネルに割り当てられた符号C1が設定されている。

受信データ信号277が、下りデータ信号受信器36において再生されて出力される工程は以下のとおりである。

OLT 110から送信される下り信号は、光信号の形態の符号分割多重信号125（図2参照）として光伝送路60を伝播して1-Nスターカプラ26、分岐光伝送路62-1、1-2スターカプラ50を介して、符号分割多重信号151として、PD 48に入力され、電気信号の形態の符号分割多重信号149に変換されて入力される。符号分割多重信号149は、分配器44に入力されて、下りデータ信号受信器36に入力される符号分割多重信号161と、マルチキャスト信号受信器38に入力される符号分割多重信号163とに分配される。

下りデータ信号受信器36に入力される符号分割多重信号161は、まず復号器286に入力される。符号分割多重信号161は復号器286によって復号化されて、受信データ信号フレーム287として再生されて出力される。

受信データ信号フレーム287には、第1チャンネルの受信データ信号フレーム以外の雑音成分も含まれている。この雑音成分がゲート処理器282によって除去される。すなわち、受信データ信号フレーム287は、ゲート処理器282に入力されて、ゲーティング処理されて、第1チャンネルに送信された信号のフレームだけが抽出されて、受信データ信号フレーム283として出力される。受信データ信号フレーム283は、ヘッダ削除器276に入力されて、ヘッダが除去されて、第1チャンネルの受信データ信号277として再生されて出力され、第1チャンネルへ下り通信が完了する。

ゲート処理器282によるゲーティング処理は、遅延器284から出力される同期信号285を基準として実行される。遅延器284は、第1チャンネルに割り当てられたタイムスロットに合わせて、ゲート処理器282の窓が開くように、同期信号検出器280から出力される同期信号281の位相を調整して同期信号285を出力する。同期信号検出器280は、図4に示すように、受信データ信号フレーム283をタップして、この受信データ信号フレーム283から同期信号281を生成して出力する。

ヘッダ解析器278は、図4に示すように、受信データ信号フレーム283をタップして、受信データ信号フレーム283に付されたヘッダを解析し、OLTから送信されたフレームであることを識別する。

一方、マルチキャスト信号受信器38は、復号器306、遅延器304、ゲート処理器302、同期信号検出器300、ヘッダ解析器298、及びヘッダ削除器296を具えている。復号器306には、マルチキャスト信号の送受信のための専用チャンネルに割り当てられた符号CMが設定されている。

マルチキャスト信号297が、マルチキャスト信号受信器38において再生されて出力される工程は以下のとおりである。

OLT 110から送信されるマルチキャスト信号は、光信号の形態の符号分割多重信号として、OLT 110からONU-1〜ONU-Nに向けて送信される下り信号と一緒に多重された光信号の形態の符号分割多重信号として光伝送路60を伝播して伝送される。この符号分割多重信号は、上述したように、1-2スターカプラ50、PD 48、及び分配器44を介して、電気信号の形態の符号分割多重信号163に変換されて、マルチキャスト信号受信器38に分配される。

符号分割多重信号163は、復号器306に入力される。符号分割多重信号163は復号器306によって復号化されて、マルチキャスト信号フレーム307として再生されて出力される。

マルチキャスト信号フレーム307には、マルチキャスト信号フレーム以外の雑音成分も含まれている。この雑音成分がゲート処理器302によって除去される。すなわち、マルチキャスト信号フレーム307は、ゲート処理器302に入力されて、ゲーティング処理されて、マルチキャスト信号受信器38に送信された信号のフレームだけが抽出されて、マルチキャスト信号フレーム303として出力される。マルチキャスト信号フレーム303は、ヘッダ削除器296に入力されて、ヘッダが除去されて、マルチキャスト信号受信器38のマルチキャスト信号297として再生されて出力され、マルチキャスト信号受信器38への通信が完了する。

ゲート処理器302によるゲーティング処理は、遅延器304から出力される同期信号305を基準として実行される。遅延器304は、マルチキャスト信号チャンネルに割り当てられたタイムスロットに合わせて、ゲート処理器302の窓が開くように、同期信号検出器300から出力される同期信号301の位相を調整して同期信号305を出力する。同期信号検出器305は、図4に示すように、マルチキャスト信号フレーム303をタップして、このマルチキャスト信号フレーム303から同期信号301を生成して出力する。

ヘッダ解析器298は、図4に示すように、マルチキャスト信号フレーム303をタップして、マルチキャスト信号フレーム303に付されたヘッダを解析し、OLTから送信されたフレームであることを識別する。上述したヘッダ解析器278と、ヘッダ解析器298とは、解析するフレーム構成が異なるので、それぞれのフレーム構成に対応するように、フレーム解析手順が設定されている。

マルチキャスト信号フレーム303に付されたヘッダを解析し、OLTから送信されたフレームであることを識別するとは、後述するマルチキャスト信号フレーム303のヘッダに設定されているチャンネル番号を読み取ることを意味する。また、ヘッダ解析器278は、後述する受信データ信号フレームを解析し、ヘッダ解析器298はマルチキャスト信号フレームを解析するとは、それぞれのフレームのマルチキャスト送信許可信号を与えるビットが送信可となっているか送信不可となっているかを読み取ることを意味する。

＜フレームの構成＞
図5を参照して、OLT 110とONUとの間で送受信される、送信データ信号フレームの構成を説明する。図5は、送信データ信号フレームの構造を示す図である。送信データ信号フレームは、図5の最上段に示してあるように、ヘッダと、データ信号から構成されている。図5に示す送信データ信号フレームは、上りデータ信号送信器（例えば、上りデータ信号送信器32）あるいは、下りデータ信号送信器12-1〜12-Nが具えている、ヘッダ付与器から出力される送信データ信号フレームである。CDM-PON送受信システムではこの送信データ信号フレームが符号化されて送受信が行われる。

送信データ信号フレームに搭載されるデータ信号は、具体的には、CDM-PON送受信システムと接続される外部の通信方式のデータが、そのまま利用される。外部の通信方式とは、例えば、イーサネット(登録商標)等を指す。

ヘッダには、図5の(a)で示した上から2段目に示すように、同期パターン信号、タイミング制御信号、送信許可信号、マルチキャスト信号送信許可信号、同期完了通知信号、及びチャンネル番号指定信号が搭載されている。図5では、これらの信号をそれぞれ、同期パターン、タイミング制御、送信en、マルチキャスト送信en、同期完了通知、及びチャンネル番号と表してある。

同期パターン信号は、信号を同期して受信するためのビットパターンであって、上りデータ信号受信器18-1〜18-Nあるいは、下りデータ信号受信器（例えば、下りデータ信号受信器36）が具えている、同期信号検出器で判読される。

タイミング制御信号は、上りデータ信号送信器（例えば、上りデータ信号送信器32）あるいは、下りデータ信号送信器12-1〜12-Nが具えている、送信タイミング調整器の制御用ビットパターンである。

送信許可信号は、ONU-1〜ONU-NからOLT 110に向けた上りデータ信号の送信の許可あるいは送信停止を、OLT 110から指示するビットパターンであって、1ビットパターンである。例えば、このビットが「1」である場合には、送信許可を与え、このビットが「0」である場合には送信停止を指示する等の取り決めを予め行っておく。

マルチキャスト信号送信許可信号は、OLT 110からONU-1〜ONU-Nに向けたマルチキャスト信号の送信の許可あるいは送信停止を指示するビットパターンであって、1ビットパターンである。例えば、このビットが「1」である場合には、送信許可を与え、このビットが「0」である場合には送信停止を指示する等の取り決めを予め行っておく。

同期完了通知信号は、ONU-1〜ONU-Nが具える送信タイミング調整器の送信タイミング調整の終了をOLT 110に向けて通知するビットパターンであって、1ビットパターンである。例えば、このビットが「1」である場合には、同期が完了したことを意味し、このビットが「0」である場合には同期調整中であることを意味する等の取り決めを予め行っておく。

仮に、送信データ信号フレームに保守監視信号を載せると、図5の(b)で示した上から3段目に示すように、ヘッダに、同期パターン信号、タイミング制御信号、送信許可信号、マルチキャスト送信許可信号、同期完了通知信号、及びチャンネル番号指定信号に加えて、更に保守監視信号を載せることとなる。すなわち、この保守監視信号分だけ送信データ信号フレームは長くなることを意味する。

この発明の実施の形態の第1及び第2のCDM-PON送受信システムによれば、保守監視信号を送受信するための専用チャンネルを具えているので、送信データ信号フレームに保守監視信号を載せる必要がない。従って、送信データ信号フレームを、保守監視信号の分だけ短くすることができ、送信データ信号フレームの転送速度を減少させることがない。

次に図6(A)及び(B)を参照して、ONU-1〜ONU-NからOLT 110に向けて送信される保守監視信号フレームの構成を説明する。図6(A)及び(B)は、保守監視信号フレームの構造を示す図である。図6(A)は、従来のCDM-PON送受信システムにおいて、特定のチャンネルを使って、このチャンネルの送信フレームに、データ信号の代わりに保守監視信号を載せた場合のフレームの構成を示す。図6(B)は、保守監視信号を送信するための専用チャンネルを設けた、この発明の実施の形態の第1及び第2のCDM-PON送受信システムにおいて、保守監視信号送信器(例えば保守監視信号送信器34)が具えている、ヘッダ付与器（ヘッダ付与器268）から出力される保守監視信号フレームの構成を示す図である。図6(B)に示す保守監視信号フレームは、CDM-PON送受信システムではこの保守監視信号フレームが符号化されて、ONU-1〜ONU-NからOLT 110に向けて送信される。

保守監視信号フレームは、図6(A)及び(B)に示すように、ヘッダと、保守監視信号から構成されている。

従来のCDM-PON送受信システムで使われる送信データ信号フレームのデータ信号の代わりに保守監視信号を載せた場合の、図6(A)に示すフレームのヘッダには、同期パターン信号、タイミング制御信号、送信許可信号、マルチキャスト信号送信許可信号、同期完了通知信号、及びチャンネル番号指定信号が搭載される。これらの信号については、図5を参照して説明した送信データ信号フレームのヘッダの構成と同様であるので、その説明を省略する。

ヘッダに搭載される、同期パターン信号、タイミング制御信号、送信許可信号、マルチキャスト信号送信許可信号、同期完了通知信号、及びチャンネル番号指定信号には、それぞれ、40 bit、15 bit、1 bit、1 bit、1 bit、5 bitが使われる。

一方、この発明の実施の形態の第1及び第2のCDM-PON送受信システムが具える保守監視信号送信器から出力される保守監視信号フレームのヘッダは、図6(B)に示すように、同期パターン信号とチャンネル番号指定信号だけで済む。これによって、ヘッダは、タイミング制御信号、送信許可信号、マルチキャスト信号送信許可信号、及び同期完了通知信号がそれぞれ占める、15 bit、1 bit、1 bit、及び1 bitの合計18 bit分が短くなる。すなわち、この発明によれば、保守監視信号フレームを18 bit分短くできる。従って、保守監視信号フレームを、通信に利用することによってこの発明の第1及び第2のCDM-PON送受信システムの通信速度を減少させることがない。

保守監視信号フレームを受信する保守監視信号受信器54が具えるヘッダ解析器248と、送信データ信号フレームを受信する上り及び下りデータ信号受信器が具えるヘッダ解析器とは、それぞれの動作条件に応じて、別々に独立した設定が行われる。ヘッダ解析器への動作条件設定とは、タイミング制御信号、送信許可信号、マルチキャスト信号送信許可信号、同期完了通知信号、及びチャンネル番号指定信号等の配列順序、あるいはこれらの信号に割り当てるビット数等である。

しかしながら、この設定の変更は、それぞれのヘッダ解析器において、ヘッダ内の同期パターン信号を受信してから、タイミング制御信号、送信許可信号、マルチキャスト信号送信許可信号、同期完了通知信号、及びチャンネル番号指定信号のそれぞれが、どれだけのビット数を隔てて到着するかについて、そのビット数を変更するだけで済む。

＜通信処理手順＞
図７を参照して、OLTとONU-1〜ONU-Nとの間のデータ通信を開始するための初期化(イニシャライズ)からデータ通信が開始されるまでのステップについて説明する。図7は、通信開始のイニシャライズからデータ通信が開始されるまでの通信処理手順の説明に供する図である。図7において、図の上から下に向けた方向に時間軸を取ってあり、右向きの矢印でOLTからONUに向けての送信を示し、左向きの矢印でONUからOLTに向けての送信を示す。第1チャンネル〜第Nチャンネルを、図7では、それぞれch１〜chNと略記してある。また、マルチキャスト送信専用チャンネル及び保守監視信号送信専用チャンネルを、それぞれchM及びchGと略記してある。

OLTとONU-1〜ONU-Nとの間のデータ通信を開始するための初期化(イニシャライズ)からデータ通信が開始されるまでのステップは、OLTによって実行される。データ通信を開始するためのイニシャライズにおいては、プレゼンス処理及びレンジング処理が実施される。

プレゼンス処理とは、OLTに対して幾台のONUが通信可能な状態で、接続または結合されているかを確認する作業である。最初にOLTが具えている下り信号送信器12-1〜12-Nから全てのONUに対して送信停止信号を送信する。具体的には、図5を参照して説明した、送信データ信号フレームの送信許可信号を示すビットを「0」に設定して、OLTから全てのONUに対して送信データ信号フレームを送信する。

次に、OLTから各ONUに順次送信許可信号を送信する。そして、送信許可信号を受信したONUからは、OLTに向けて受信確認信号を送信する。OLTから各ONUに送信許可信号を送信するには、送信データ信号フレームの送信許可信号を示すビットを「1」に設定して、OLTから各ONUに対して順次送信データ信号フレームを送信する。

OLTでは、受信確認信号を送信してきたONUのチャンネル番号を、内部記憶装置28（図2参照）に登録し、これら受信確認信号を送信してきたONUが、通信可能な状態で接続または結合されていることを確認する。以上の手順を終了した時点で、プレゼンス処理が終了する。

内部記憶装置28は、下りデータ信号送信部12及び上りデータ信号受信部18の双方に結合または接続されている。そして、必要に応じて、下りデータ信号送信部12又は上りデータ信号受信部18から送られるチャンネル番号等の情報を記憶し、また下りデータ信号送信部12又は上りデータ信号受信部18からの要求に応じて、これらのチャンネル番号等の情報を提供する。内部記憶装置28は、上述のONUのチャンネル番号等の記憶を行う機能を有する構成であれば、パーソナルコンピュータ等いかなる装置を利用しても良い。

プレゼンス処理が終了すると、次にレンジング処理が実行される。レンジング処理とは、上述のプレゼンス処理において、OLTの内部記憶装置28に登録されたONUに対して符号分割多重通信を実行するための、送信タイミングの調整する作業である。この発明の実施の形態の第1及び第2のCDM-PON送受信システムは、同期方式を採用したシステムであるので、各ONUからOLTに向けて送信される送信データ信号フレームは、スターカプラにおいて同時刻に多重される必要がある。すなわち、図2に示したこの発明の実施の形態のCDM-PON送受信システムにおいて、ONU-1〜ONU-Nから、分岐光伝送路62-1〜62-Nを伝送されて1-Nスターカプラ26に入力される送信データ信号フレームは、1-Nスターカプラ26に同時刻に入力される必要がある。

そこで、レンジング処理では、ONU-1から送信データ信号フレームが送信される時刻を基準にして、ONU-2〜ONU-Nから送信データ信号フレームが送信される時刻を調整する。そのために、まず、ONU-1及びONU-2に送信許可信号を送信する。送信許可信号の送信方法は、上述したプレゼンス処理において行った方法と同様で、送信許可信号を示すビットを「1」に設定して送信データ信号フレームを送信することによって行う。

OLT側では、ONU-1の送信タイミングを固定した上で、ONU-1の送信タイミングとONU-2の送信タイミングとのずれ時間である送信タイミング調整量を変化させることによって、その送信タイミングを調整する。この送信タイミングの調整量は、送信データ信号フレーム内の、タイミング制御信号にビットパターンとして設定される。例えば、ONU-1の送信タイミングとONU-2の送信タイミングとのずれ時間が0 ps、10 ps、20 ps、である場合は、それぞれ、タイミング制御信号のビットパターンとして「000」、「0001」、「0010」等とすることで実行される。

OLTにおいて、ONU-1とONU-2とから送信された送信データ信号フレームが同時に受信されれば、送信タイミングの調整量は正しく設定されたこととなり、ONU-2に対するレンジング処理が終了したことを意味する。

このように送信タイミングの調整量は正しく設定されたことが確認されたら、OLT側では、直ちにこの正しい送信タイミングの調整量をOLTの内部記憶装置に登録し保持する一方、同期処理完了の通知信号を、ONU-1及びONU-2に対して送信する。また、ONU-1及びONU-2においては、保守監視信号の送信タイミングに対しても、同様にこの正しい送信タイミングの調整量を採用する。すなわち、ONU-1及びONU-2のchGに対する送信タイミングの調整量の設定値を、この正しい送信タイミングの調整量に変更して送信タイミングを固定する。

OLTからONU-1及びONU-2に向けての同期処理完了の通知信号は、送信データ信号フレーム内の同期完了通知信号の1ビット分の収納部分に搭載される。このビットを「1」として送信することによって、同期が完了したことが通知される。

以上の処理によって、ONU-1及びONU-2におけるレンジング処理が終了する。ONU-1及びONU-2におけるレンジング処理が終了したら、順にONU-3〜ONU-Nに対しても同様にレンジング処理を行う。ONU-3〜ONU-Nに対するレンジング処理をおこなう場合も、ONU-1から送信データ信号フレームが送信される時刻を基準にして行う。そのため、ONU-1からは、ONU-3〜ONU-Nに対するレンジング処理が終了するまで、送信データ信号フレームを送信し続ける。

以上で、レンジング処理が終了する。次に、データ信号通信(ユニキャストモードの通信)処理、及びマルチキャストモードの通信の実行について説明する。

ユニキャストモードの通信及びマルチキャストモードの通信の実行時には、これらの通信とは別に独立して、ONU-1〜ONU-NからOLTに向けて保守監視信号の送信が行なわれる。この保守監視信号の送信のための制御は、上述したプレゼンス処理と同様に、各ONUに対して時刻を隔てて順次行われる。OLTからONU-1〜ONU-Nに向けて、送信許可信号を送信することで行う。具体的には、図5に示した送信データ信号フレームの送信許可信号を示すビットを「1」に設定して、OLTから全てのONUに対して送信データ信号フレームを送信する。

ここで、ONUに対して、時刻を隔てて1台ずつ順次行う理由は、各ONUに実装されている保守監視信号に割り当てられている符号（図3及び図4では符号CGとして表している。）が同一であるためである。すなわち、OLT側では、どのONUから送信された保守監視信号フレームであるかが識別できないからである。ONUに対して、時刻を隔てて1台ずつ順次プレゼンス処理を行うことで、OLTでは、どのONUから送信された保守監視信号フレームであるかが識別できる。また、この処理では、保守監視信号フレームのヘッダに設定されているONUのチャンネル番号も同時に確認されることによって、誤りを防止するための処置が二重に講じられている。

ONU側では、この保守監視信号の送信許可信号を受信した場合のみ、保守監視信号フレームをOLTに向けて送信する。この保守監視信号フレームは、図6(B)に示す構成のフレームである。

以下、プレゼンス処理の手順、レンジング処理の手順、保守監視信号制御の手順について、フローチャートを参照して、より具体的に説明する。以下の説明では、説明の便宜上、ONUが15台具えられたCDM送受信装置を想定する。すなわち15チャンネル分のユニキャストモードの送受信が可能であって、更に、マルチキャストモード通信及び、保守監視信号についての通信が可能であるCDM送受信装置を想定する。また、以下のフローチャートを参照しての説明に限り、保守監視信号用の専用チャンネルを第16チャンネルと見なすものとする。従って、N＝1から15がユニキャストモードの送受信のためのチャンネル、N＝16が保守監視信号用の専用チャンネルを指すパラメータである。

＜プレゼンス処理の手順＞
図8を参照して、プレゼンス処理の手順について説明する。図8は、プレゼンス処理の手順を示すフローチャートである。

プレゼンス処理が開始されると、まずOLTから全てのONUに対して送信停止信号を送信し、全てのONUを待機状態にするステップS10が実行される。次にN＝1に設定するステップS12が実行されて、OLTからONU-1に向けて送信許可信号を送信するステップS14が実行される。

OLTからONU-1に向けて送信許可信号を送信した後、OLTにおいてONU-1からの受信確認信号を受信するステップS16が実行される。このONU-1からの受信確認信号が受信された場合は、OLTの内部記憶装置28にONU-1を登録するステップS20が実行される。また、受信確認信号が受信されない場合は、パラメータNが16と等しいか否かを判定するステップS24に進む。ステップS24において、Nが16に等しいと判断されたらプレゼンス処理が終了する。

ONU-1からの受信確認信号が受信され、ステップS20が終了した時点で、OLTからONU-1に向けて送信停止信号を送信し、ステップS24に進む。ステップS14からステップS22までは、Nが16に達するまで繰り返される。

＜レンジング処理の手順＞
図9を参照して、レンジング処理の手順について説明する。図9は、レンジング処理の手順を示すフローチャートである。

レンジング処理が開始されると、まずOLTから全てのONUに向けて送信停止信号を配信し、全てのONUを待機状態にするステップS30が実行される。次にステップS32からステップS38が順次実行される。ステップS32は、OLTからONU-1及びONU-2に向けて送信許可信号を送信するステップである。ステップS34は、ONU-1及びONU-2の送信タイミングを調整するステップである。ステップS36は、ONU-1及びONU-2から送信タイミングの調整が終了したことを通信する信号がOLTに向けて送信され、OLTがその信号を受信するステップである。ステップS38は、OLTにおいて、ONU-1及びONU-2から送信される同期パターン信号の受信を試みるステップである。

ステップS38において、ONU-1及びONU-2から送信される同期パターン信号の受信に成功した場合はステップS42に進み、失敗した場合はステップS40に進む。ステップS40では、OLT側でONU-1の送信タイミングを固定した上で、ONU-1の送信タイミングとONU-2の送信タイミングとのずれ時間である送信タイミング調整量を変化させるステップが実行され、ステップS32に戻される。一方、ステップS42に進んだ場合は、ステップS42において、OLTからONU-1及びONU-2に向けて同期タイミング調整が終了した旨の通信が行われ、ステップS44からステップS56までの各ステップが順次実行される。

ステップS44は、ONU-1及びONU-2のそれぞれにおいて、送信タイミング調整量を最終値に固定するステップである。ステップS46は、ONU-1及びONU-2の保守監視信号（ここでは、第16チャンネルに相当する。）の送信タイミング調整量を最終値に固定するステップである。ステップS48は、パラメータNを3に設定するステップである。

次のステップS50からステップS66までのステップは、Nが16に等しくなるまで繰り返される。

ステップS50は、OLTからONU-Nに送信許可信号を送信するステップである。ステップS52は、ONU-Nの送信タイミングを調整するステップである。ステップS54は、ONU-NからOLTに向けて同期パターン信号を送信するステップである。ステップS56は、OLTにおいてONU-Nから送信された同期パターン信号の受信を試みるステップである。ここで、同期パターン信号の受信に成功した場合は、ステップS60に進み、失敗した場合はステップS58に進む。

ステップS58では、OLT側でONU-1の送信タイミングを固定した上で、ONU-1の送信タイミングとONU-Nの送信タイミングとのずれ時間である送信タイミング調整量を変化させるステップが実行され、ステップS50に戻される。一方、ステップS60に進んだ場合は、ステップS60において、OLTからONU-Nに向けて同期タイミング調整が終了した旨の通信が行われ、ステップS52からステップS56までの各ステップが順次実行される。

ステップS62は、ONU-Nにおいて送信タイミング調整量をを最終値に固定するステップである。ステップS64は、ONU-Nの保守監視信号の送信タイミング調整量を最終値に調整するステップである。

ステップS66でNの値が16に等しくないと判断された場合は、ステップS68に進み、ステップS68においてパラメータNの値が1だけ増やされ、ステップS50に戻される。一方、ステップS66でNの値が16に等しいと判断された場合は、レンジング処理が完了する。

＜保守監視信号制御の手順＞
図10を参照して、保守監視信号制御の手順について説明する。図10は、保守監視信号制御の手順を示すフローチャートである。

保守監視信号制御が開始されると、まずOLTから全てのONUに向けて、保守監視信号の停止信号を送信し、全てのONUを待機状態にする、ステップS100が実行される。次にN＝1に設定するステップS102が実行されて、OLTからONU-1に向けて保守監視信号の送信許可信号を送信するステップS104が実行される。

OLTからONU-1に向けて保守監視信号の送信許可信号を送信した後、ONU-1では、保守監視信号を収容した信号をOLTに向けて送信するステップS106が実行される。次に、OLTにおいて、ONU-1から送信された保守監視信号を受信する試みをするステップS108が実行される。ステップS108において、ONU-1から送信された保守監視信号の受信に成功した場合は次のステップS112に進む。一方、保守監視信号受信の受信に失敗した場合は、パラメータNの値を1増加させるステップS110に進み、ステップS104に戻される。

ステップS112は、ONU-Nから送信された保守監視信号を、OLTに送信するステップである。そして、OLTにおいて、ONU-Nに発生している障害等の対応に当たる。ステップS114では、パラメータNの値が16に等しいか否かの判定が行われる。N＝16である場合は、ステップS102に戻り、N≠16である場合は、Nの値を1だけ増加させるステップS116に進み、ステップS104に戻される。

以上説明した様に、N＝1〜16にわたって、常に繰り返して保守監視信号制御が実行され、この発明のCDM送受信装置が動作している間継続される。

従来のCDM-PONによる送受信システムの概略的ブロック構成図である。この発明のCDM-PONによる送受信システムの概略的ブロック構成図である。第2のCDM-PONによる送受信システムの局内装置の概略的ブロック構成図である。第2のCDM-PONによる送受信システムのONU-1の概略的ブロック構成図である。送信データ信号フレームの構造を示す図である。保守監視信号フレームの構造を示す図である。(A)は、従来のCDM-PON送受信システムにおいて、特定のチャンネルを使って、このチャンネルの送信フレームに、データ信号の代わりに保守監視信号を載せた場合のフレームの構成を示し、(B)は、この発明のCDM-PON送受信システムにおいて、保守監視信号送信器が具えているヘッダ付与器から出力される保守監視信号フレームの構成を示す図である。通信開始のイニシャライズからデータ通信が開始されるまでの通信処理手順の説明に供する図である。プレゼンス処理の手順を示すフローチャートである。レンジング処理の手順を示すフローチャートである。保守監視信号制御の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

10、110：局内装置（局側終端装置：OLT）
12：下りデータ信号送信部
12-1〜12-N：下りデータ信号送信器
14、42、56：多重器
16、44、58：分配器
18：上りデータ信号受信部
18-1〜18-N：上りデータ信号受信器
20、46：半導体レーザ（LD）
22、48：フォトダイオード（PD）
24、50：1-2スターカプラ
26：1-Nスターカプラ
28：内部記憶装置
30-1〜30-N、130-1〜130-N：端末装置（ONU）
32：上りデータ信号送信器
34：保守監視信号送信器
36：下りデータ信号受信器
38：マルチキャスト信号受信器
52：マルチキャスト信号送信器
54：保守監視信号受信器
60：光伝送路
62-1〜62-N：分岐光伝送路
100：クロック信号発生器
210、218、260、268：ヘッダ付与器
212、220、262、270：符号器
214、222、264、272：送信タイミング調整器
226、246、276、296：ヘッダ削除器
228、248、278、298：ヘッダ解析器
230、250、280、300：同期信号検出器
232、252、282、302：ゲート処理器
234、254、284、304：遅延器
236、256、286、306：復号器
310：クロック信号抽出器

Claims

局内装置と、第1から第Nチャンネル（Nは2以上の整数）が1対1に割り当てられて該局内装置に接続又は結合された第1から第N端末装置とを具え、前記局内装置と前記第1から第N端末装置との間で符号分割多重による通信を行う送受信システムであって、
前記局内装置は、前記第1から第N端末装置に向けて同一内容のデータを同時に送信する、符号化されたマルチキャスト信号を生成して出力するマルチキャスト信号送信器と、
前記第1から第N端末装置のそれぞれから送られてくる保守監視信号を受信する保守監視信号受信器と、を具え、
前記第1から第N端末装置のそれぞれは、前記マルチキャスト信号を受信するマルチキャスト信号受信器と、
前記保守監視信号を生成して出力する保守監視信号送信器と
を具えていることを特徴とする符号分割多重送受信システム。
局内装置と、第1から第Nチャンネル（Nは2以上の整数）が1対1に割り当てられて該局内装置に接続又は結合された第1から第N端末装置とを具え、前記局内装置と前記第1から第N端末装置との間で符号分割多重による通信を行う送受信システムであって、
前記局内装置は、前記第1から第N端末装置に向けて同一内容のデータを同時に送信する、符号化されたマルチキャスト信号を生成して出力するマルチキャスト信号送信器と、
前記第1から第N端末装置のそれぞれから符号分割多重信号の形式で送られてくる保守監視信号を受信する保守監視信号受信器と、
前記第1から第N端末装置に向けたユニキャスト通信の、符号分割多重信号の形式の下りデータ信号を生成して出力する、前記第1から第N端末装置と1対1に対応するN台の下りデータ信号送信器を具える下りデータ信号送信部と、
前記第1から第N端末装置のそれぞれから符号分割多重信号の形式で送られてくるユニキャスト通信の上りデータ信号を受信する、前記第1から第N端末装置と1対1に対応するN台の上りデータ信号受信器を具える上りデータ信号受信部と
を具え、
前記第1から第N端末装置のそれぞれは、前記マルチキャスト信号を受信するマルチキャスト信号受信器と、
前記保守監視信号を生成して出力する保守監視信号送信器と、
前記局内装置に向けたユニキャスト通信の、符号分割多重形式の上りデータ信号を生成して出力する上りデータ信号送信器と、
前記局内装置から符号分割多重形式で送られてくるユニキャスト通信の下りデータ信号を受信する下りデータ信号受信器と
を具えていることを特徴とする符号分割多重送受信システム。
前記マルチキャスト信号送信器は、
前記マルチキャスト信号にヘッダを付与してマルチキャスト信号フレームを生成して出力するヘッダ付与器と、
前記マルチキャスト信号フレームが入力されて、符号化マルチキャスト信号フレームを生成して出力する符号器と、
前記符号化マルチキャスト信号フレームが入力されて、送信タイミングの調整を行い、前記第1から第N端末装置に向けて送信する送信タイミング調整器と
を具え、
前記符号器には、マルチキャスト信号送信用の専用チャンネルに割り当てられた符号が設定されている
ことを特徴とする請求項2に記載の符号分割多重送受信システム。
前記保守監視信号受信器は、
前記第1から第N端末装置から送信された符号分割多重信号が入力され、復号化して保守監視信号フレームを生成して出力する復号器と、
保守監視信号チャンネルに割り当てられたタイムスロットに合わせて、ゲート処理器の窓が開くように、同期信号の位相を調整して出力する遅延器と、
前記保守監視信号フレームが入力されて、当該保守監視信号受信器に送信された保守監視信号フレームだけを抽出して出力する前記ゲート処理器と、
前記ゲート処理器から出力された前記保守監視信号フレームから、同期信号を生成して出力する同期信号検出器と、
前記ゲート処理器から出力された前記保守監視信号フレームに付されたヘッダを解析し、前記第1から第N端末装置の何れの端末装置から送信された保守監視信号フレームであるかを識別するヘッダ解析器と、
前記ゲート処理器から出力された前記保守監視信号フレームが入力されて、ヘッダを除去し、前記保守監視信号を再生して出力するヘッダ削除器と
を具え、
復号器には、前記保守監視信号の送受信のための専用チャンネルに割り当てられた符号が設定されている
ことを特徴とする請求項2に記載の符号分割多重送受信システム。
前記下りデータ信号送信部は、
第1から第Nチャンネルがそれぞれ割り当てられた第1下りデータ信号送信器から第N下りデータ信号送信器を具え、
前記第1下りデータ信号送信器から第N下りデータ信号送信器のそれぞれから出力される、各チャンネルの電気信号の形態である符号化送信データ信号フレームを、多重して符号分割多重信号を生成して出力する機能を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の符号分割多重送受信システム。
前記上りデータ信号受信部は、
前記第1から第N端末装置と1対1に対応するN台の第1上りデータ信号受信器から第N上りデータ信号受信器を具え、
各チャンネルの光信号の形態である符号化送信信号が多重されて生成された符号分割多重信号がN分岐されて、前記第1上りデータ信号受信器から第N上りデータ信号受信器にそれぞれ入力されて、
前記第1から第N端末装置のそれぞれから送られてくるユニキャスト通信の上りデータ信号を受信する機能を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の符号分割多重送受信システム。
前記第1から第N端末装置のそれぞれが具えているマルチキャスト信号受信器のそれぞれは、
前記局内装置から送信された符号分割多重信号を復号化して、マルチキャスト信号フレームを生成して出力する復号器と、
前記第1から第Nチャンネルに割り当てられたタイムスロットに合わせて、それぞれのチャンネルのゲート処理器の窓が開くように、同期信号の位相をそれぞれ調整して出力する遅延器と、
前記マルチキャスト信号フレームが入力されて、当該マルチキャスト信号受信器に送信されたチャンネルのマルチキャスト信号フレームだけを抽出して出力する前記ゲート処理器と、
前記ゲート処理器から出力された前記マルチキャスト信号フレームから同期信号を生成して出力する同期信号検出器と、
前記ゲート処理器から出力された前記マルチキャスト信号フレームから、該マルチキャスト信号フレームに付されたヘッダを解析し、前記局内装置から送信されたマルチキャスト信号フレームであることを識別するヘッダ削除器と
を具え、
前記第1から第N端末装置のそれぞれが具えている、前記マルチキャスト信号受信器の復号器には、それぞれ第1から第Nチャンネルに割り当てられた符号が設定されている
ことを特徴とする請求項2に記載の符号分割多重送受信システム。
前記第1から第N端末装置のそれぞれが具えている保守監視信号送信器のぞれぞれは、
前記保守監視信号に、ヘッダを付与して保守監視信号フレームを生成して出力するヘッダ付与器と、
前記保守監視信号フレームを符号化して符号化保守監視信号フレームを生成して出力する符号器と、
前記符号化保守監視信号フレームが入力されて、該符号化保守監視信号フレームの送信タイミングの調整をして出力する送信タイミング調整器と
を具え、
前記第1から第N端末装置のそれぞれが具える当該保守監視信号送信器の符号器には、保守監視信号送信用の専用チャンネルに割り当てられた符号が設定されている
ことを特徴とする請求項2に記載の符号分割多重送受信システム。
前記第1から第N端末装置のそれぞれが具えている上りデータ信号送信器のそれぞれは、
前記上りデータ信号にヘッダを付与して上りデータ信号フレームを生成して出力するヘッダ付与器と、
前記上りデータ信号フレームが入力されて、該上りデータ信号フレームを符号化して符号化上りデータ信号フレームを生成して出力する符号器と、
前記符号化上りデータ信号フレームが入力されて、該符号化上りデータ信号フレームの送信タイミングを調整する送信タイミング調整器と
を具え、
前記第1から第N端末装置のそれぞれが具える当該上りデータ信号送信器の符号器には、それぞれ第1から第Nチャンネルに割り当てられた符号が設定されている
ことを特徴とする請求項2に記載の符号分割多重送受信システム。
前記第1から第N端末装置のそれぞれが具えている下りデータ信号受信器のそれぞれは、
前記局内装置から送信された符号分割多重信号を復号化して、受信データ信号フレームを生成して出力する復号器と、
前記第1から第Nチャンネルに割り当てられたタイムスロットに合わせて、それぞれのチャンネルのゲート処理器の窓が開くように、同期信号の位相をそれぞれ調整して出力する遅延器と、
前記受信データ信号フレームが入力されて、当該下り信号受信器に送信されたチャンネルの受信データ信号フレームだけを抽出して出力するゲート処理器と、
前記ゲート処理器から出力された前記受信データ信号フレームから、同期信号を生成して出力する同期信号検出器と、
前記ゲート処理器から出力された前記受信データ信号フレームに付されたヘッダを解析し、前記第1から第N端末装置の何れの端末装置から送信された受信データ信号フレームであるかを識別するヘッダ解析器と、
前記ゲート処理器から出力された前記受信データ信号フレームが入力されて、ヘッダを除去し、受信データ信号を再生して出力するヘッダ削除器と
を具え、
前記第1から第N端末装置のそれぞれが具える当該下りデータ信号受信器の復号器には、それぞれ第1から第Nチャンネルに割り当てられた符号が設定されている
ことを特徴とする請求項2に記載の符号分割多重送受信システム。