JP5210959B2 - 光受動網システム、および、その運用方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の加入者装置が光伝送回線を共有する光受動網システムの構成と運用方法に係り、特に、伝送距離の延長や収容する加入者装置の増加等のシステム拡張に好適なシステムの構成と運用方法に関する。

ブロードバンドを利用する通信の需要が高まり、ユーザが使用するアクセス回線は、ＤＳＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）等の電話回線を使用した技術に代わり、光ファイバを使用する大容量アクセス回線へ移行している。現在、回線敷設と保守管理コストの点からＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム（以下、単にＰＯＮ、あるいは、光受動網システム、もしくは、受動光網システムとも称することがある）がアクセス網として多く利用されている。このＰＯＮは、局舎側装置（以下、ＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）、あるいは、親局と称する）から複数の加入者装置（以下、ＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）、あるいは、子局と称する）との間で光ファイバと光スプリッタを用いて光信号を分岐したり多重化したりして送受信するシステムで、国際電気通信連合（以下ＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ）と称する）のような各種標準化団体で標準化（勧告化）が進められ、各国での導入も進んできている。一例を挙げれば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．３（非特許文献１）で規定されたＧＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ ｃａｐａｂｌｅ ＰＯＮ）の導入が既に各国で始まっている。

一般家庭の加入者（以下、ユーザと称することもある）がインターネット等へアクセスして情報収集や社会生活のための通信を行う機会が増えるにつれ、ユーザを通信網へ接続するアクセス網の増加が求められてきている。ユーザ数を増やすため方法としては、アクセス網に用いるＰＯＮそのものを追加導入すること、即ちＯＬＴを追加すること、または、ＰＯＮのＯＬＴが収容するＯＮＵ数を拡張する方法が考えられる。しかし、ＰＯＮは、帯域制御等複雑なシステムの制御や収容するＯＮＵの管理を全てＯＬＴが実施する構成が一般的であり、ＯＬＴの方がＯＮＵよりも遥かに高価である。また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となる。したがって、ＯＬＴを増設するよりも、ＯＬＴあたりの収容ＯＮＵを拡大することが望ましい解決方法となる。しかし、既存のＰＯＮは、光ファイバの伝送性能と光スプリッタでの光分岐数によって光ファイバを通過する光信号の減衰量などの性能が制限されるため、ＯＬＴとＯＮＵとの間の通信距離に限界が生じる。ＧＰＯＮの場合、通信距離が最大２０ｋｍ、光スプリッタの分岐数（ＯＬＴと接続できるＯＮＵの数）が最大６４に設定されているものが多いので、光ファイバの通信距離延長や分岐数を拡大することを目的とした中継装置（以下ＲＥ（Ｒｅａｃｈ Ｅｘｔｅｎｄｅｒ）と称する）の研究が開始されている。その基本概念は、ＯＬＴとＯＮＵとの間の光信号通信区間内にＲＥを適宜設置して、ＯＬＴからこのＲＥを制御して光ファイバの通信距離延長や分岐数の拡大を実現するものである。そして、その制御プロトコルに既存のＯＮＵ制御プロトコルであるＯＭＣＩ（ＯＮＵ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を使用するＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．６（非特許文献２）が制定された。ＲＥの導入は、都市中央部以外のＩＴ技術の普及が遅れている地域での高速インターネットアクセスサービスを提供可能とするもので、アクセス網普及の一つの方法として着目されている。

ＩＴＵ−Ｔ勧告 Ｇ９８４．３ ＩＴＵ−Ｔ勧告 Ｇ９８４．６

ＰＯＮにＲＥを導入する場合、ＯＬＴと光スプリッタとの間で各ＯＮＵが共通に使用するトランクファイバ（集線光ファイバとも称する）にＲＥを挿入する方法と、光スプリッタと各ＯＮＵとの間で使用する支線光ファイバにＲＥを挿入する方法とが存在する。
ＲＥを集線光ファイバ内に挿入することで、従来のＰＯＮより通信距離が延長されるため、遠隔地に存在していた加入者のＯＮＵも同じＯＬＴに収容することができるので、ＯＬＴの収容数増加が容易になる。すなわちＯＬＴでのＯＮＵ収容効率が向上する。

一方、通信距離延長に伴い、遠隔地にあるＯＮＵとの通信時間（伝送遅延時間）が増えることになり、その数も増えていくので、ＯＮＵでの信号待ち時間が増加したりＯＬＴでの信号処理負荷が増大したりする。このため、各ＯＮＵに割当てる通信時間が低減される可能性がある。具体的には、ＯＬＴが任意のＯＮＵからの信号を時分割多重で受信するために、各ＯＮＵからの送信帯域要求を受信して、この要求を考慮した上で通信帯域を動的に割当てる処理（以下、ＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）と称する）を行うが、ＲＥの挿入に伴い、各ＯＮＵでの送信要求を送出した後に送信許可を得るまでに予想される待ち時間が長くなるため各ＯＮＵの通信中断（待機）時間が増えてしまう。すなわち、運用中のＯＮＵでの通信中断（待機）時間が増加して、リアルタイム性が要求される信号の品質に影響が出たり、全ＯＮＵへのＤＢＡによる通信容量（帯域）割当て処理が複雑になったり、割当が減ったりしてしまう。

したがって、ＰＯＮにＲＥを導入してＯＬＴとＯＮＵとの間の通信距離延長や収容ＯＮＵの増加を行う場合であっても、ＯＬＴでの信号処理負荷が増加したり、各ＯＮＵでの信号送信待ち時間の増加・送信信号帯域の減少、あるいは送信信号の品質劣化といった上記課題の発生を抑え、望ましくは従来のＰＯＮと同程度の通信品質を有するＰＯＮの提供が求められる。より具体的には、ＰＯＮに必要なＤＢＡを実施しても上記課題の発生を抑えることが出来るＰＯＮおよびＰＯＮの制御方法を提供することが本発明の目的である。

尚、ＲＥを支線光ファイバに挿入する方法でも、ＲＥを介して通信されるＯＮＵについては上記と同じ課題が発生する。しかし、他のＯＮＵについてはＲＥの影響が無いという特徴があり、この部分では従来のＰＯＮの制御方法（ＤＢＡ）が使用できる。したがって、ＲＥを介して接続されるＯＮＵとＲＥを介さないＯＮＵとが混在するＰＯＮにあっては、従来のＰＯＮの制御方法と上記ＲＥを介した場合の制御方法とをＲＥのＰＯＮ内配置に応じて使い分ける構成のＰＯＮおよびその制御方法を提供することも本発明の目的である。

上記課題を解決するために、本発明のＰＯＮは、ＯＮＵから送信される上り信号を中継装置からＯＬＴへ転送する際に、バースト信号形態から連続信号形態へ変更して送信する構成とした。具体的には、親局と複数の子局とを光スプリッタを備えた光ファイバ網で接続した光通信システムに、親局と前記複数の子局との間で送受信する信号を中継する中継器を備え、中継器に子局に対しての上り信号送信のための帯域を割当てる制御部を備え、複数の子局の要求に基づき複数の子局の夫々が親局に信号を送信するタイミングを決めて、複数の子局からのバースト信号が光ファイバ網で多重化された信号を中継器が連続光信号に変換して親局へ転送する構成の光通信システムとしたものである。

より詳細には、中継器が子局からの信号を受信すると、個々のバースト信号の前後に含まれるガードタイムビット部分と受信バースト信号の一部を削除して、この領域にダミー信号を入れたり、他の子局からの受信信号のタイミングを変更して挿入したりして、各子局からの複数の信号を一連の信号に変換して親局に送信することにより、親局では一定の光強度で、フレームが途切れなく連続する状態で受信する構成としたものである。

すなわち、親局と複数の子局とを光スプリッタを備えた光ファイバ網で接続した光通信システムにおいて、光ファイバ網に親局と複数の子局との間で送受信する信号を中継する中継器で、子局との間の伝送距離もしくは伝送時間を測定する測定部と、子局の送信帯域要求に基づき該子局が信号を送信するタイミングを決定する決定部と、子局から受信した信号を処理して親局へ送信する信号処理部とを有する中継器を備え、この中継器は、測定部での測定実施後に、決定部が決定したタイミングを各子局に通知し、該タイミングで子局からヘッダとペイロードからなるバースト信号を受信すると、信号処理部が該タイミングに基づき受信バースト信号のヘッダの一部を削除し、削除後の領域と前記受信バースト信号同士の間隙領域にダミー信号を挿入した一連の信号に変換して親局に送信し、親局が複数の子局からの信号を中継器で変換された一連の信号として受信する光通信システムとしたものである。

尚、タイミング決定部は、複数の子局の夫々を複数の群に分け、子局の送信帯域要求に信号を送信するタイミングを群毎に決定する決定するようにして、該タイミングで子局からヘッダとペイロードからなるバースト信号を受信すると、前記信号処理部は、該タイミングに基づき受信バースト信号のヘッダの一部を削除し、削除後の領域と各群の子局から受信するバースト信号同士の間隙領域に各群の任意の子局で受信した信号のタイミングを変更挿入することで一連の信号に変換して前記親局に送信する構成としても構わない。

更に、中継器が親局に送信する一連の信号は、複数の子局の夫々が受信したフレーム信号の光強度にかかわらず、中継器と親局との間で設定した一定強度の連続光信号とした。

各子局からのバースト信号を連続光信号に変換して親局に送信するので、各子局からの光強度の異なるバースト信号は一定強度の連続光信号に変換され親局に到達する。したがって親局の上り信号受信器が簡単な構成の部品で済み簡易化・低コスト化が出来る。

光通信システム（ＰＯＮ）に中継器を導入して親局と子局との間の通信距離延長や子局収容数の増加を行う場合であっても、中継器において上り信号を再生し連続信号にすることによって、フレーム間ガードバンドに割当てる帯域を低減でき、これが中継装置から親局を接続する集線光ファイバ上の帯域利用効率を向上することにつながるため、夫々の子局に対する上り帯域割り当て量の減少を抑制できる。

中継装置で上り光信号を終端するため、光特性を考慮した物理的信号処理を中継装置に、帯域割り当て等の論理的信号処理を親局に、夫々の役割を分割することができる。したがって、運用中の親局での信号処理負荷の増加、各子局における信号送信待ち時間の増加（すなわちメモリバッファ等の部品コスト増加）、子局あたりの送信信号帯域の減少という事象の発生が防止できる。また光信号の光ファイバ通過距離が長くなることに起因する、各子局から送られる光信号の、親局側での受信時の品質劣化が抑えられる。

本発明のＰＯＮを用いた光アクセス網の構成例を示した網構成図である。 ＰＯＮのＯＬＴの構成例を示すブロック構成図である。 ＯＬＴの下り経路情報データベースの構成例を示すメモリ構成図である。 ＰＯＮのＯＮＵの構成例を示すブロック構成図である。 本発明のＰＯＮに備えたＲＥの構成例を示すブロック構成図である。 本発明のＰＯＮの動作例を示す動作シーケンス図である。 本発明のＲＥの動作例を示す動作フロー図でである。 ＲＥに備えた帯域要求情報データベースの構成例を示すメモリ構成図である。 ＲＥに備えたＤＢＡ情報データベースの構成例を示すメモリ構成図である。 本発明のＰＯＮシステムの上り信号の構成例を示す信号構成図である。 同じく上り信号の構成例を詳細に示す信号構成図である。 同じくダミーフレームやダミーシグナルの構成例を示す信号構成図である。 本発明のＰＯＮを用いた光アクセス網の別の構成例を示した網構成図である。 同じく、ＰＯＮシステムの上り信号の別の構成例を示す信号構成図である。

以下、図面を用いて本発明によるＰＯＮシステムの構成と動作を、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．３で規定されたＧＰＯＮの構成及びその動作を例として説明する。
図１は、本発明のＰＯＮを用いた光アクセス網の構成例を示した網構成図で、ＰＯＮの集線光ファイバにＲＥを挿入した場合の構成例を示している。
光アクセス網１は、局舎側装置（ＯＬＴ）１０、複数個の加入者装置（ＯＮＵ）２０−１〜２０−ｎ、光スプリッタ３０、集線光ファイバ７０、複数本の支線光ファイバ７１−１〜７１−ｎ、集線光ファイバ７０の途中で７０−１と７０−２との間に挿入した信号中継装置（ＲＥ）１００００とからなるＰＯＮ４０において、各ＯＮＵ２０（２０−１〜２０−ｎ）をそれぞれ加入者網（あるいは、ＰＣや電話等の端末；代表例として加入者網５０−１のみ図示）５０と接続し、ＯＬＴ１０を上位の通信網であるアクセス網９０と接続した網である。尚、以下ではアクセス網に接続されるＯＬＴ１０と加入者網５０に接続されるＯＮＵ２０との間をＰＯＮ区間８０と称する。ＯＬＴ１０は、ＰＯＮ区間８０とアクセス網９０の双方に対してインタフェースを備える通信装置で、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い、該情報をさらにＯＮＵ２０へ転送することにより、情報信号を送受信する装置である。尚、アクセス網９０は、ＩＰルータやイーサネット（あるいは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ：登録商標で以降も同様であるが、登録商標の表記を省略する）スイッチなどで構成されるパケット通信網を用いることが多いが、これ以外の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では、ＯＬＴ１０と各ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎとの間で光信号によって通信が行われている。尚、ＰＯＮでは使用される光信号の波長を、上りλｕｐと下りλｄｏｗｎとをそれぞれ異なる波長にして光ファイバ７０と７１やスプリッタ３０において信号が干渉しないようにしてある。

ＯＬＴ１０から発信された下り信号は、ＲＥ１００００を通過し、スプリッタ３０で分岐されて、光アクセス網１を構成している全ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎに到達する。下り信号についてＧＰＯＮを例にとると、ＯＬＴ１０からの下り信号は、ＰＯＮ区間８０の通信に用いるフレーム（以下、ＧＥＭ（ＧＰＯＮ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）フレームと称する）を用いて送出される。このＧＥＭフレームは、それぞれ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の識別子（Ｐｏｒｔ−ＩＤ）が挿入されている。各ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎは、ＧＥＭフレームのヘッダを抽出し、当該フレームの宛先Ｐｏｒｔ−ＩＤが自分自身を指すものであった場合にフレーム処理を行い、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。

各ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎからＯＬＴ１０への上り通信には、全て同じ波長λｕｐの光信号を用いる。上り信号は、下り信号と同様にＯＮＵ毎のヘッダとペイロードから構成される可変長のフレーム（以下、これもＧＥＭフレームと称する）である。各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、集線光ファイバ７０上で時間分割多重されＯＬＴ１０に到達する。具体的には、（１）レンジングでＲＥ１００００から各ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎまでの距離を測定した結果に基づき信号の遅延量を調整し、（２）ＤＢＡで、ＲＥ１００００から各ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎに送信待ちのデータ量を申告させ、該申告に基づき、各ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎの上り信号送信タイミングと送出可能なデータ量を指示する。（３）各ＯＮＵ２０がＲＥ１００００から指示されたタイミングでデータを送信すると、これらの信号が集線光ファイバ７０−２上で時分割多重されＲＥ１００００に到達する。（４）ＲＥ１００００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処理する。

ＲＥ１００００は、ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０へ送信される光信号とＯＮＵ２０からＯＬＴ１０へ送信される光信号とを中継するための光中継機能１００１０を備える。この光中継機能１００１０としては、光アンプで受信した信号を直接増幅して送信する構成と、受信した光信号を一旦電気信号に戻し信号内容を確認し、終端及びフレーム挿入を含む必要な処理を行った後、再度光信号に変換して送出する構成とを備え、送受信する信号の性質に応じて使い分けるのが一般的な構成である。以下で説明する本発明のＰＯＮ４０で用いるＲＥ１００００では、ＯＮＵ管理２部２１０とレンジング／ＤＢＡ部３１０とを備えて従来のＯＬＴが備えたレンジング及びＤＢＡを実行する信号処理（制御処理）を実施するので、受信した光信号（制御信号）を一旦電気信号に変換して処理（中継）する。

本発明のＰＯＮ４０では、ＯＬＴ１０が従来実施していたレンジング及びＤＢＡの一部又は全部をＲＥ１００００が実行する。これは、先に説明したように、ＲＥ１００００によって延長されたＰＯＮ区間８０の制御信号処理時間の増加を防止するためである。具体的には、図１に示すように、本発明のＰＯＮ４０では、ＲＥ１００００と各ＯＮＵ２０との区間１０１−１〜１０１−ｎにおけるレンジングを実施する。レンジングの結果は、ＲＥ１００００に備えるレンジングデータベース５１０に格納して以降のＤＢＡ他ＰＯＮ４０の運用に供する構成としたものである。

新規に接続されたＯＮＵを検出すると、ＲＥ１００００は、レンジング処理により、ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎに対してＲＥ１００００からの往復遅延時間（以下、ＲＴＤ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｄｅｌａｙ）と称する）を測定する。ＲＥ１００００は、このＲＴＤから個々のＯＮＵ２０−１〜２０−ｎに対し設定すべき等価遅延量（以下、ＥｑＤ（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｄｅｌａｙ）と称する）を算出し、ＥｑＤ情報ＤＢ５１０に記憶する。ＥｑＤは、既存のＰＯＮのＥｑＤ設定手段に従い、ＲＥ１００００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。このＲＥ１００００が実施するレンジングは、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．３で規定したレンジング方法を用いれば良い。即ち、ＲＥ１００００は、レンジングに関してＯＬＴ１０の代理として動作する。ＲＥ１００００の設置位置にも依存するが、ＲＥ１００００から各ＯＮＵ２０へレンジングを行う構成とすれば、集線光ファイバ７０−２と各支線光ファイバ７１の合計長を２０ｋｍ以内として、ＲＥ１００００を導入して集線光ファイバ７０−１を延長することでＰＯＮ区間８０の距離を２０ｋｍ以上とする延長を図る構成であっても、ＰＯＮ４０の運用中は従来のＰＯＮと同じレンジングをＲＥ１００００からだけ実施すれば良い事になり、先に述べたようなＰＯＮ区間８０の延長に伴いＯＬＴが全ＯＮＵの管理を行うための処理負荷が増加することを防げる。

ＲＥ１００００のＥｑＤ情報ＤＢ５１０には、ＥｑＤ情報と光通信区間１０１のＲＴＤを保持しておき、ＲＥ１００００が各ＯＮＵ２０に対して帯域割当てを行った際に、対応する各ＯＮＵ２０からの上り信号を正しく受信できるようにしておく。

図２は、ＰＯＮのＯＬＴの構成例を示すブロック構成図である。
下り信号は、アクセス網９０からＳＮＩ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）インタフェースであるＩＦ１１００−１〜１１００−ｎに入力される。尚、アクセス網９０にはパケット網が多く用いられ、ＩＦに１０／１００Ｍｂｐｓ若しくは１Ｇｂｐｓ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が、本発明ではこの構成に限定されるものではない。受信信号（以下信号をデータもしくはパケットと称することもある）は、下りフレーム処理部１２１０に転送されパケットのヘッダ情報が解析される。具体的に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、当該受信パケットを転送すべき先のＯＮＵ２０を決定する。この宛先情報の決定と供に、必要に応じて、当該受信パケットのヘッダ情報の変換や付与が行われる。尚、下りフレーム処理部１２１０には、上記宛先決定やヘッダ情報の変換及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、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トリガとしてＤＢ１２１１を参照することで上記処理を行う構成とした。

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。一例として、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し、（２）該ヘッダ情報をトリガとして下りフレーム処理部１２１０内の下り経路情報ＤＢ１２１１を検索することにより、受信パケットに対するＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ）タグ処理（変換、削除、透過、付与）及びその転送先を決定する。（３）更に、フレーム生成機能で該当する転送先ＯＮＵに設定したＰｏｒｔ‐ＩＤを含むＧＥＭヘッダを生成し、（４）当該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。
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から読出され、Ｅ／Ｏ処理部１３１０で電気信号から光信号に変換され、波長多重分離器（ＷＤＭ）１５００と集線光ファイバ７０−１を介して、ＯＮＵ２０へ送信される。

ＰＯＮ区間８０では、各ＯＮＵ２０がＲＥ１００００によって指定されたタイミングで上り信号を送信する。この上り信号は、ＯＮＵ２０毎に間歇的に送信されるバースト状の信号で、各ＯＮＵ２０からの上り信号が集線光ファイバ７０−２上で時分割多重されＲＥ１００００が受信する。ＲＥ１００００は、詳細な構成と動作を後述するが、これらのバースト信号を連続光信号に変換して集線光ファイバ７０−１を介してＯＬＴ１０に送信する。ＯＬＴ１０は、集線光ファイバ７０−１とＷＤＭ１５００を介してで受信した該連続光信号の先頭に付与されたプリアンブルとデリミタと呼ばれるパターンに基づきビット同期及びフレーム同期（ＰＯＮ区間８０のフレーム終端）処理を行う。各ＯＮＵ２０からのバースト状の上り信号を連続光信号に変えてＯＬＴ１０に受信させることが本発明の特徴である。ＯＬＴ１０は、ＲＥ１００００が一定強度の連続光信号に変換した光信号を受信するので、従来のＰＯＮと比較して、上り光信号の受信器が簡単な構成の部品で済む。具体的には、受信光レベルが一定であるため、信号受信時に受信光レベルを高速に変更するＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と、該ＡＴＣと連動して動作する受信光信号レベル設定回路等のバースト信号対応回路が不要となる。これらの処理は、光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ処理部１３２０で実施されるもので、本発明では、ＯＬＴ１０のＯ／Ｅ処理部１３２０の構成を簡易化・低コスト化できる。尚、ＯＬＴ１０が受信する連続光信号のフレーム構成の詳細は後述する。

Ｏ／Ｅ処理部１３２０で終端処理された上り信号は、上りフレーム処理部１４１０に転送され、先に説明した下り信号の処理手順と略逆の手順で処理される。具体的には、ＧＥＭフレームが上りフレーム処理部１４１０で終端されイーサネットパケットに戻される。また、上りフレーム処理部１４１０に上り経路情報ＤＢ１４１１が備えられ、下り信号と同様に、このＤＢを参照することでヘッダ情報の解析や変換が行われパケットの転送先が決定される。また、上りフレーム処理部１４１０は、下りフレーム処理部１２１０と同様に、当該受信パケットを上位のアクセス網９０で送受信するパケットにフレームフォーマットを変更するフレーム生成機能も備える。一例を挙げれば、下り信号とは逆に、ＰＯＮ区間８０を伝送するＧＥＭフレームをイーサネットパケットに変換する機能である。イーサネットパケットは、上りフレーム処理部１４１０から読み出され、ＩＦ１１００−１〜１１００−ｎを介してＬ２スイッチやルータを備えたアクセス網９０に送信される。

ＰＯＮ制御部１０００は、各ＯＮＵ２０の設定・管理等の制御他、ＲＥ１００００も含めたＰＯＮ４０全体の制御を行う部分である。本実施例では、ＲＥ１００００がレンジング及びＤＢＡを実施するので、ＯＬＴ１０にＲＥ１００００と連携動作するためのＯＮＵ管理１部２００を含む構成とした。上り信号の同期処理で受信信号（連続信号）の先頭位置が確認されると、ＰＯＮ制御部１０００は、受信した上りフレームのヘッダ情報からＯＮＵを識別する情報、ＧＰＯＮの場合はＯＮＵ−ＩＤ或いはＰｏｒｔ−ＩＤ、を抽出して送信元を識別する。また、ＰＯＮ区間を伝送するＧＥＭフレームを終端してイーサネットフォーマットへ変換するための情報を上りフレーム処理部１４１０に与える。

ＯＮＵ管理１部２００は、各ＯＮＵ２０やＲＥ１００００からの信号受信状況及び受信フレームに含まれるヘッダ情報などに基づいて、ＯＬＴ１０配下に接続されるＯＮＵ２０−１〜２０−ｎとＲＥ１００００を管理・制御する機能を備える。ここで、ＯＮＵ２０の状態とは、接続されているか否か、立上げ途上状態か運用状態か、正常通信ができているか否か（障害や異常信号が検出されていないかどうか）等を管理することを意味する。具体的には、本実施例ではＯＮＵ毎に予め割当てられているＳｅｒｉａｌ Ｎｕｍｂｅｒ （ＳＮ）をＳＮＤＢ１０６２に記憶し、ＯＬＴ１０が個々のＯＮＵ２０に割当てるＯＮＵ−ＩＤ，Ａｌｌｏｃ−ＩＤ，Ｐｏｒｔ−ＩＤをＯＮＵ／Ａｌｌｏｃ／Ｐｏｒｔ−ＩＤ ＤＢ１０６１に記憶する構成とした。もちろん、これらのパラメータは一例であり、他にもＰＯＮの制御に必要なパラメータを記憶させても良いし、ＤＢを１つに纏めたり、３個以上に細分化する構成としても構わない。

図３は、ＯＬＴの下り経路情報データベースの構成例を示すメモリ構成図である。
本データベースは、下りフレーム受信インタフェース識別子３００１、経路識別子として汎用的に用いられているＶＬＡＮタグ及び／若しくはＭＰＬＳラベル等の経路情報３００２、イーサネットフレームヘッダに含まれる宛先及び／若しくは送信元ＭＡＣアドレス３００３、及びその他入力ヘッダ情報３００４を、受信フレームの識別子（転送先検索キーで、入力方路識別パラメータ３１００）として備えた。その他入力ヘッダ情報３００４としては、ＶＬＡＮタグを多段に使用した場合の、多段分のＶＬＡＮタグ情報やイーサネットフレームのＴｙｐｅフィールド情報等が含まれる。そして、下り方向の送信先となるＯＮＵ２０−１〜２０−ｎの識別情報であるＰｏｒｔ−ＩＤ３００５を宛先情報（出力方路識別パラメータ３２００）として備えた。尚、本データベースには、各テーブルエントリが有効性を示すＶａｌｉｄフィールド３００７やその他フラグ３００８を含む構成とした。その他フラグの一例としては、受信フレームのヘッダ情報別に設定する制御優先度を示すフラグ、各エントリに該当するフレームを送信するまでの処理時間を示す時刻情報、各エントリに該当するフレーム数を把握するためのカウンタ、該エントリの有効期限を示すためのタイマ等としての利用方法が考えられる。尚、上り経路情報データベース１４１１の基本構成も、このＤＢ１２１１と略同様である。異なる点を挙げれば、検索キーとしてＰｏｒｔ−ＩＤ３００５を参照することと、出力用ヘッダ情報として例えばＶＬＡＮ情報３００２を用いる点が挙げられる。即ち同図において、検索キー３１００と出力パラメータ情報３２００とを入替えた構成となる。

図４は、ＰＯＮのＯＮＵの構成例を示すブロック構成図である。
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）インタフェースであるＩＦ２１００−１〜２１００−ｎに入力される。尚、加入者５０にもＬＡＮやパケット網が用いられることが多く、ＩＦには、１０／１００Ｍｂｐｓ若しくは１Ｇｂｐｓ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が、この構成に限定されるものではない。

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２で説明したＯＬＴ１０の上り信号および下り信号処理の構成と動作に略同様である。すなわち、下り信号については、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。ＰＯＮ制御部２０００は、上り送信制御部２０７０及びＯＮＵ制御部２０６０を含む構成とした。
上り送信制御部２０７０には、レンジングに基づきＲＥ１００００から通知されるＥｑＤの値を記憶するＥｑＤ情報ＤＢ２０７２とＲＥ１００００が実施したＤＢＡの結果（信号送信開始位置／時刻・タイミングや送信量等）を記憶するＤＢＡ情報ＤＢ２０７１を備える。これらのデータベースに記憶された値は、ＯＬＴ１０やＲＥ１００００によって送られる上り通信の送信指示に従い、正しいタイミング（ＲＥ１００００で他のＯＮＵ２０と信号が重ならないように時間分割多重させるタイミング）で情報を送出する際の基準情報として上りフレーム処理部２４１０に参照され、フレーム処理部２４１０から上り信号がＯＬＴ１０に向け送信される。

ＯＮＵ制御部２０６０は、ＯＬＴ１０若しくはＲＥ１００００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、例えば、受信フレームの解析、装置の保守管理情報の管理、ＯＬＴ１０あるいはＲＥ１００００への通信（返信）要否判定などが本ブロックの処理に含まれる。

図５は、本発明のＰＯＮに備えたＲＥの構成例を示すブロック構成図である。
ＲＥ１００００は、ＰＯＮ区間８０の集線光ファイバ７０に挿入するのが基本的な使い方になる。具体的には、ＯＬＴ１０とＲＥ１００００を集線光ファイバ７０−１で接続し、ＲＥ１００００とスプリッタ３０を集線光ファイバ７０−２によって接続する構成で、集線光ファイバ７０−１を延長してＯＬＴ１０から遠隔地にあるＯＮＵ２０を収容しても、ＰＯＮとしての性能を維持するためにＲＥ１００００を用いるものである。

ＲＥ１００００は、下り信号受信用にＯ／Ｅ処理部１１１１０、下り信号送出用にＥ／Ｏ処理部１１１３０を備える。また、上り信号受信用にＯ／Ｅ処理部１２２１０、送出用のＥ／Ｏ処理部１２２３０を備える。ＷＤＭ１１５００−１及びＷＤＭ１１５００−２を介して、それぞれ下り信号及び上り信号を受信した場合、ＯＬＴ１０及びＯＮＵ２０と同様にフレームを同期して終端する。受信した光信号が一旦電気信号に変換されるので、下りフレーム処理部１１１２０、上りフレーム処理部１２２２０、及びＲＥ制御部１１０００において、受信したフレームのヘッダ処理やフレーム情報の確認が可能となる。また、ＯＬＴ１０及びＯＮＵ２０と同様に、ＲＥ制御部１１０００内で生成した情報を、フレームとして、下りフレーム制御部１１１２０或いは上りフレーム制御部１２２２０を通じてＯＬＴ１０やＯＮＵ２０に送出できる構成とした。尚、ＲＥ１００００から送出する情報の一例としては、ＯＮＵ２０が新たに接続された際に当該ＯＮＵ２０に対してレンジングを行うために送信するレンジング応答要求メッセージがある。一方、ＲＥ１００００で終端する情報の一例としては、該レンジング応答要求に対するＯＮＵ２０からの応答メッセージが挙げられる。

ＲＥ制御部１１０００は、レンジング制御部１１０５０と、ＯＮＵ管理２部２１０と、ＤＢＡ制御部１１０７０を備える。
レンジング制御部１１０５０は、ＲＥ１００００とＯＮＵ２０との区間１０１−１〜１０１−ｎについてレンジングを行う部分で、レンジングで測定した各ＯＮＵ２０に対するＲＴＤと、該ＲＴＤから求めたＥｑＤを格納するためＥｑＤ情報ＤＢ１１０５１を備える。また、先に説明したように、ＲＥ１００００で受信した信号の先頭位置と受信予定位置（予定時刻）とがずれていれば、当該ＯＮＵ２０に対してＥｑＤ設定の変更を通知し、同時にＯＮＵ２０のＥｑＤ情報を変更する機能を備える。具体的には、ＲＥ制御部１１０００でＯＮＵ２０についてＥｑＤ修正要否を判定し、必要と判断した場合にはフレーム処理部１１１２０で当該指示を作成し、Ｅ／Ｏ処理部１１１３０経由で当該ＯＮＵ２０へ転送する。一方、レンジング制御部１１０５０は、該変更情報に基づき該当ＯＮＵのＥｑＤ情報ＤＢの内容を更新する。尚、ＲＥ１００００で検出したずれが所定値以内であれば上記方法でＲＥ１００００からＯＮＵ２０に対してＥｑＤ ＤＢの修正を指示するが、所定値を超えた場合には、ＲＥ１００００から該ＯＮＵ２０に対して再度レンジング処理を実行する。

ＯＮＵ管理２部２１０には、レンジング制御部１１０５０により距離測定すべきＯＮＵ２０を把握するためのＯＮＵ識別情報を保持する。具体的には、接続されているＯＮＵ２０が有するＳＮ情報、及び当該ＯＮＵ２０に対してＯＬＴ１０によって割当てられるＯＮＵ−ＩＤを対応付けるＳＮ／ＯＮＵ−ＩＤ情報ＤＢ１１０６１を備える。本データベース１１０６１を備えることにより、帯域管理（ＤＢＡの管理）単位を示すＡｌｌｏｃ−ＩＤ毎に、ＲＥ１００００よりＯＮＵ２０へ指示した時刻に送信されているか否か（予定時刻で受信できているか否か）を確認し、ＲＥ１００００側でＥｑＤ修正や再レンジングが必要と判断した場合には、必要な対応が可能となる。更に、本データベース１１０６１は、ＲＥ１００００で上り信号を受信した際に、光強度が不足（十分に信号を認識できないレベルである）の場合や、想定した適正な光強度に比べて光強度が一定値以上に強い場合に、当該ＯＮＵの光送信強度を調整するよう指示するために使用できる。

ＲＥ１００００の動作は、集線光ファイバ７０−２で受信した各ＯＮＵ２０からのバースト状の上り信号を、一定の装置内遅延を経て集線光ファイバ７０−１を介して、連続光信号に変換し、一定強度の光信号としてＯＬＴ１０側へ送出することである。ここでバースト処理を完了することにより、ＯＬＴ１０は、個々のバースト信号に対応する必要がなくなり、光信号受信器の構成と光信号処理を簡易化できる。Ｏ／Ｅ処理部１２２１０は、ＤＢＡ制御部１１０７０に格納されるＤＢＡ情報１１０７１を参照し、個々のＯＮＵ２０から来る上り信号を受信するタイミングを把握しており、このタイミングに従い、各ＯＮＵからのバースト信号毎に適切なＳ／Ｎ比並びに光強度で信号が受信できるようＡＴＣ及び光強度レベル設定回路を調整する。尚、帯域要求情報１１０７２は、ＯＮＵ２０からの上り信号に含まれる上り帯域要求を蓄積しておくもので、各ＯＮＵの帯域要求に対して、ＤＢＡ処理が完了して帯域割り当てが完了する時点まで要求値を保持しておくものである。これは、ＤＢＡ処理では、一定周期の中で帯域要求並びに其の他優先度等に応じて帯域を割当てる処理を行うため、個々のＯＮＵ２０の帯域要求から実際の帯域割り当て完了までにタイムラグが生じたり、要求帯域量によってＤＢＡ周期内では十分な帯域を割当てられず次のＤＢＡ周期での割当てをも必要とする場合が生じたりするため、ＤＢＡ処理が継続している時間内は該要求情報を記憶しておく必要があるためである。

Ｏ／Ｅ処理部１２２１０で受信された上りＧＥＭフレームは、上りフレーム処理部１２２２０に送られる。上りフレーム処理部１２２２０は、当該フレームのＧＥＭヘッダに付随するバースト同期用信号部分（ガードタイム、プリアンブル、デリミタ）領域にダミーシグナル（又はダミーパケット）を挿入する。ダミーシグナル、ダミーパケットいずれを適用する場合でも、ダミーデータ内部に、ダミー部分に続くＧＥＭフレームのヘッダ位置をＯＬＴ１０が識別するためのヘッダ位置指示領域を備えるように構成する。

尚、ＲＥ制御部１１０００には、ＲＥ装置自身に割当てられた識別子ＲＥ−ＩＤを管理するためのＲＥ−ＩＤレジスタ（図示せず）を備える構成とした。該識別子は、ＯＬＴ１０からＲＥ１００００に対する応答を要求する制御メッセージを送信する場合に、ＲＥ１００００自身が終端すべき情報の識別に必要となる。ＲＥ１００００からＯＬＴ１０への信号送信に際しても、ＯＬＴ１０側で当該信号の送信元ＲＥを識別するために用いる。このＲＥ−ＩＤには、既存ＰＯＮでＯＮＵに使用しているＰｏｒｔ−ＩＤを使用することが可能である。

図６は、本発明のＰＯＮの動作例を示す動作シーケンス図で、ＯＬＴ１０がＲＥ１００００を介してＯＮＵ２０を立上げる際の処理、およびそれ以降の運用状態における動作処理の一例を示した図である。

ＲＥ１００００を立上げ、ＯＬＴ１０とＲＥ１００００との間の通信が可能となると、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．３で規定されたＯＮＵ立上げ方法に基づき、以下のようにＯＮＵ２０−１〜ＯＮＵ２０−ｎの立上げ処理を開始する。

ＯＬＴ１０では、当該ＯＬＴ１０に新たに接続されてくるＯＮＵ２０を見つけるために、ＯＮＵ２０が最大収容数に達する迄、適当な時間間隔でＰＬＯＡＭメッセージを生成して（Ｓ２０１）、このメッセージをＯＮＵ２０へ送信する（Ｓ２０２）。この下りのＰＬＯＡＭメッセージには、該メッセージを受信したＯＮＵ２０が、上り信号でＯＬＴ１０への接続を要求するメッセージを送出する際に用いるべきヘッダ情報（特定パターン）が含まれる。具体的には、ＰＬＯＡＭメッセージはＧＰＯＮ下り信号のヘッダ部に挿入されて送信される。ＲＥ１００００では、ＯＬＴ１０からの下り信号がＯＮＵ２０宛ての制御フレームであるので、このＰＬＯＡＭメッセージを転送処理して（Ｓ２０３）各ＯＮＵ２０に送信する（Ｓ２０４）。具体的には、全ＯＮＵに同報され、該信号を必要とするＯＮＵがこれを受信処理する。

新たにＯＬＴ１０に接続されたＯＮＵ２０−１は、電源を投入すると（Ｓ２００）、ＯＬＴ１０からＲＥ１００００を介して送信される下り信号（Ｓ２０４）の受信を開始する。ＯＮＵ２０−１のＯ／Ｅ処理部２３１０が光信号の同期を完了すると、下りフレーム処理部２２１０においてフレーム内容を検知する。ＯＮＵ２０−１は、下り信号Ｓ２０４に含まれるヘッダ情報からＯＬＴ１０への接続を要求するメッセージを送出する際に用いるべきヘッダ情報（特定パターン）を抽出して（Ｓ２０５）、接続要求メッセージをＯＬＴ１０に向かって送信する（Ｓ２０６）。ＲＥ１００００では、ＯＮＵ２０からの上り信号がＯＬＴ１０宛ての制御フレームであるので、この接続要求メッセージを転送処理して（Ｓ２０７）ＯＬＴ１０に送信する（Ｓ２０８）。

以上のように、本発明のＲＥ１００００は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．３で規定されたＯＮＵ立上げ方法を用いてＯＮＵ２０との間で制御信号（の一部）を送受信するので、ＯＮＵ２０から見ると一部の制御に関してはＯＬＴ１０がＲＥ１００００の位置に来ただけに見え、既存のＰＯＮと同じ制御方法で同じ性能を維持できることになる。尚、後述するが、ＯＬＴ１０やＯＮＵ２０からＲＥ１００００を管理制御するメッセージも存在するので、ＲＥ１００００には、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０との間を転送する信号か、あるいは、ＲＥ自体で処理する信号かを識別する機能を備え、これらを受信したＲＥ１００００は別途必要な処理を行って応答を返す構成とした。この識別には、ＰＯＮ区間を送受信する信号のヘッダや上記ＰＬＯＡＭと称される信号（信号挿入領域）を用いれば良い。

ＯＬＴ１０は、ＰＯＮ制御部１０００が新規ＯＮＵ２０からの上り信号を受信し、該受信信号に下りＰＬＯＡＭメッセージで指示した特定の信号パターンが含まれていれば、新規に１つのＯＮＵ２０が正しく接続されたと認識して（Ｓ２０９）、該当するＯＮＵ２０−１の立上げを開始する。具体的には、当該ＯＮＵ２０−１の立上げ処理を開始するようＲＥ１００００へ指示するため、立上げ開始通知メッセージをＲＥ１００００に対して送信する（Ｓ２１０）。このメッセージは、ＰＯＮ制御部１０００の指示に従い、下りフレーム処理部１２１０で生成され、ＲＥ１００００へ送出される。このメッセージには、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．３に規定されるＰＬＯＡＭメッセージの中のＶｅｎｄｏｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＯＡＭメッセージ（ＶＳＭメッセージ）を利用する。もちろん、このＶＳＭメッセージに限定されるわけでなく、他のメッセージを用いても良い。また、後でも説明するように、ＲＥ１００００が存在しても勧告で規定されたＯＮＵ２０に送信するフレームを送信し、ＲＥ１００００がステップ２１１の受信処理でこのフレームをＯＮＵ２０−１に転送する構成であっても構わない。

ＲＥ１００００は、ＯＬＴ１０から立上げ開始通知Ｓ２１０を受信すると（Ｓ２１１）、以下のように、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．３で規定されたＯＬＴ１０の如く動作してＯＮＵ２０−１の立上げ処理を開始する。
立上げ処理１（Ｓ２１２）では、レンジングによりＯＮＵ２０−１迄の距離測定（ＲＴＤ測定）を行い、ＯＮＵ２０のＲＥ１００００への応答タイミングが既に接続されているＯＮＵの応答時刻と一致するように基準時刻（論理的距離）を調整する。ここで、調整された基準応答時刻に基づきＥｑＤを算出する。ＥｑＤをＯＮＵ２０−１に通知すると、ＯＮＵ２０−１は、これ以降、ＥｑＤに従うタイミングで信号出力を行う。ＥｑＤの通知並びにＯＮＵ２０−１内レジスタへの設定完了をもって、ＯＮＵ２０−１は、運用状態Ｓ２１４に入る。ＯＬＴ１０では、立上げ処理２（Ｓ２１３）の完了を契機としてＯＮＵ２０−１に対して運用状態に移る（Ｓ２１５）。

立上げ処理１（Ｓ２１２）の詳細は、図６のステップＳ２１２１〜Ｓ２１２５、Ｓ２２００及びＳ２３００に示される。また、立上げ処理２（Ｓ２１３）も同様に、ステップＳ２１３１〜Ｓ２１３３、Ｓ２２００及びＳ２３００に示される。
ＲＥ１００００は、ＯＬＴ１０から立上げ信号Ｓ２１０を受信すると、該メッセージを終端し、新規にＲＥ１００００が発行するＳＮ要求信号Ｓ２１２１を送出する。これに対してＯＮＵ２０−１は自装置に設定されているＳＮを含むＳＮ通知信号Ｓ２１２２をＲＥ１００００に対して送出する。ＳＮを受信した後、ＲＥ１００００とＯＬＴ１０の区間１００においてＳＮ確認処理Ｓ２１３１を実施する。

ＯＮＵ２０−１から受信したＳＮが正しいことが確認できると、ＯＬＴ１０は、該ＯＮＵ２０−１に割当てる識別子としてＯＮＵ−ＩＤを発行する。このＯＮＵ−ＩＤは、下り通信メッセージに挿入されてＲＥ１００００へ通知され（Ｓ２１３２）、更にＲＥ１００００よりＯＮＵ２０−１へ転送される（Ｓ２１２３）。また、このＯＮＵ−ＩＤはＲＥ１００００のＯＮＵ管理部１１０６０のＤＢ１１０６１に記憶され（Ｓ２２００）、以降の運用に用いられる。これは、ＯＮＵ識別子とＥｑＤ情報と対応付けるため、及び既存のＰＬＯＡＭフレームを使用するためにＯＮＵ−ＩＤをパラメータとしたフレームを設定する必要があるために記憶するものである。

ＲＥ１００００内のＯＮＵ管理２部２１０で新規ＯＮＵ２０−１とＯＮＵ−ＩＤとの対応関係を確認できると、レンジング処理で該ＯＮＵ２０−１とＲＥ１００００とのＲＴＤ測定を実施する（Ｓ２１２４）。本処理は、ＲＥ１００００のレンジング制御部１１０５０が、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．３で規定したＯＬＴ１０のレンジングと同様の動作を行えば良い。ＲＥ１００００では、ＲＴＤ測定結果から該ＯＮＵ２０に対し割当てるべきＥｑＤを決定した後、該ＥｑＤの値をレンジング制御部１１０５０のＥｑＤ ＤＢ１２５１０に記憶し（Ｓ２３００）、この値をＯＮＵ２０−１に通知する（Ｓ２１２５）。ＯＮＵ２０−１では、このＥｑＤの値をＥｑＤ情報ＤＢ２０７２に記憶させ、以降の信号送受信等の運用に用いる。またＤＢ１１０５１へのＥｑＤの記憶が完了した後、ＲＥ１００００は、ＯＬＴ１０に該ＯＮＵ２０−１に関してレンジング処理が完了したことを通知するレンジング完了通知を送信する（Ｓ２１３３）。

ＲＥ１００００からレンジング完了通知Ｓ２１３３によってＯＮＵ２０の接続管理に関する通知も受信すると、ＯＬＴ１０のＰＯＮ制御部１０００は、該メッセージの内容をチェックして、ＯＮＵ２０−１の接続完了通知であれば、該ＯＮＵ２０−１の管理に関する情報をＯＮＵ管理１部２００のＯＮＵ管理データベース１０６１に登録し、該ＯＮＵ２０の運用状態に移行する。尚、このレンジング完了通知Ｓ２１３３も、ＰＬＯＡＭメッセージのＶＳＭメッセージを利用可能である。以上の手順が進むと、ＯＮＵ２０−１が運用状態Ｓ２１４になり、ＯＬＴ１０も運用開始状態Ｓ２１５に移行する。このようにＰＯＮ区間８０の両端におけるＯＬＴ１０とＯＮＵ２０の状態遷移が同期して実行される。

ＯＮＵ２０−１が運用状態へ移行した後は、ＯＮＵ２０−１が上り信号の送信帯域要求Ｓ２１６を送出して該送信要求をＲＥ１００００が受信する。ＲＥ１００００は、ＤＢＡで個々のＯＮＵ２０に対する上り信号の通信帯域割当を決定する（Ｓ２１８）。算出した帯域割当情報は、下り信号のヘッダ部分に含まれるＢＷｍａｐ（Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｍａｐ）フィールド（図示せず）に挿入してＯＮＵ２０へ送出する（Ｓ２２０）。これを受信したＯＮＵ２０−１は、指示されたタイミングと送信量に従い上り信号Ｓ２２１を送信する。本信号はＲＥ１００００で一旦終端され、上述したようにＯＬＴ向けの連続光信号に変換された後（Ｓ２２３）、上り信号Ｓ２２２としてＯＬＴ１０へ到達する。

尚、ＯＮＵ２０からの上り帯域の要求（Ｓ２１６）、ＲＥ１００００におけるＤＢＡ処理Ｓ２１８、ＯＮＵ２０への上り信号用帯域通知（Ｓ２２０）を含む上記の一連の処理は、周期的に繰り返される。毎周期のＤＢＡ処理に従い、ＯＮＵ２０から受信する光信号について、ＲＥ１００００では、各ＥｑＤ情報ＤＢ１１０５１に記憶した値との比較を行い、上り信号（上りフレーム）毎にその受信タイミングを確認する。ＯＮＵ２０では、帯域割当てが行われた場合、即ちデータ送信許可を得た場合に、該送信指示に従い上り信号を送出する（Ｓ２２１）。もし、ＲＥ１００００での受信タイミングにずれがあれば、先に説明したようなＥｑＤの値修正やレンジングのやり直しを行う。

上記手順で示したように、本発明のＰＯＮでは、ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎの接続状況を管理するためのＳＮ、ＯＮＵ−ＩＤなどのパラメータはＯＬＴ１０が管理しており、ＲＥ１００００は、ＯＮＵ２０立上げ手順のレンジング部分及び運用開始後のＤＢＡ処理を担当する。これにより、既存技術と同様に、ＯＬＴ１０でのＯＮＵ２０集中管理機能を保持しつつ、ＰＯＮ区間８０を拡張した場合でも、ＤＢＡを実施する区間がＯＬＴとＯＮＵ間でなくＲＥとＯＮＵとの間になるので、ＯＮＵ２０に実装するデータバッファの量を低減して（増やさずに）運用出来るようになる。

尚、本発明のＰＯＮ４０では、上述したＯＮＵ２０の立上げ手順以外にもいくつかの立上げ手順を採用することが出来る。一例を挙げれば、先にも述べたように、ＯＮＵ１０からの立上げ開始通知Ｓ２１０に、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ８４．３で規定したＳＮ要求メッセージを用いる方法である。この場合、ＲＥ１００００は、受信した立上げ開始処理通知（Ｓ２１０）の信号をＯＮＵ２０に転送（透過）するだけである（Ｓ２１２１）。本ケースでは、上述した手順より、ＶＳＭメッセージの定義が一つ少なく済む上、ＯＬＴ１０での立上げ開始通知Ｓ２１０の生成・送信とＲＥ１００００での該通知の受信処理の時間が更に短縮出来る。

図７は、本発明のＲＥの動作例を示す動作フロー図で、ＯＮＵから送信される上り信号の処理例を説明する動作フロー図である。
Ｏ／Ｅ処理部１２２１０で上りフレームを受信すると（Ｆ４０１）、受信した上りフレームの正常性を確認する（Ｆ４１１）。当該フレームに何らかの異常が発見され、それが修正不能である場合は、当該フレームを廃棄する（Ｆ４１０）。正常フレームの場合には、次に該フレームの受信タイミングを確認する（Ｆ４０２）。具体的には、ＤＢＡ情報ＤＢ１１０７１を参照し、ＲＥ１００００の指示に従うタイミング及びデータ量で正しくＯＮＵ２０からの信号が受信出来ているか否かを確認する。この段階で上りフレームの受信タイミングが予想値と異なる場合には、ＲＥ１００００での上りフレーム受信時刻を調整するために、当該ＯＮＵに対してデータ送出のタイミングを再設定する必要がある。そのため、ステップＦ４０３で一旦、ＲＥ１００００内に保持するＯＮＵ毎のタイミング修正フラグをＯＮとしておく。

続いて、受信フレーム処理部の動作に移る。まずＯ／Ｅ処理部１２２１０で受信したバーストデータを終端して受信フレーム信号を抽出する（Ｆ４０４）。該フレーム信号は、ＲＥ１００００の上りフレーム処理部１２２２０に具備したフレーム受信バッファ（図示せず）に一旦蓄積される。上りフレーム処理部１２２２０は、Ｏ／Ｅ処理部１２２１０若しくはＲＥ制御部１１０００より通知されたフレーム受信タイミングを用いて、該フレーム信号に付加されているプリアンブル、デリミタ等の、連続光フォーマット変換時に不要となるデータを除去する（Ｆ４０５）。続いて、ステップＦ４０５で削除した部分に対してダミーシグナルを挿入する（Ｆ４０６）。この操作により、各ＯＮＵからのバーストデータが連続した形の信号に変換されることになる。先にも述べたように、ダミーシグナルは、ヘッダとペイロードとから構成されるダミーフレームの形態をとっても良い。上りフレーム処理部１２２２０のバッファから読み出されれた信号は連続データに変換されているので、Ｅ／Ｏ処理部１２２３０はＯＬＴ１０で信号を受信出来る光強度の光連続信号をＯＬＴ１０に転送する（Ｆ４０７）。

ステップＦ４０７でフレームをＯＬＴへ転送した後、上りフレームの受信タイミングを再確認する。ステップＦ４０３で確認した上りフレーム受信タイミングが、ＲＥ１００００のＤＢＡによって指示した時刻と一定値（閾値）以上の誤差が観測された場合、即ち、タイミング修正フラグがＯＮとなっている場合、該ＯＮＵに対してタイミング修正を指示する（Ｆ４１２）。具体的には、Ｇ−ＰＯＮではＥｑＤ設定値を修正するよう指示する。誤差があまりに大きい場合、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．３で規定されたレンジング処理から再度実行し設定を見直す（Ｆ４１３）。

図８は、ＲＥに備えたＯＮＵの上り帯域要求情報を管理するためのデータベースの構成例を示すメモリ構成図である。
帯域要求情報ＤＢ１１０７２は、各ＯＮＵ２０からの上り通信帯域要求を周期的に収集し保持しておくデータベースで、この情報に基づいてＲＥ１００００のＤＢＡ制御部１１０７０が各ＯＮＵ２０に対する帯域割り当てを決定する。具体的には、帯域管理の単位としてＤＢＡの管理と同じＡｌｌｏｃ−ＩＤを用いる構成として、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ４００１と、その帯域要求量４００２、及びフラグ４００３を含む構成である。尚、個々のＯＮＵ２０は複数のＡｌｌｏｃ−ＩＤ４００１が設定可能であり、帯域計算及び割り当てはＡｌｌｏｃ−ＩＤ単位で行うものである。Ａｌｌｏｃ−ＩＤ４００１単位での帯域要求量４００２の算出は、ＯＮＵ２０から送信される上りフレームの受信タイミング（時刻）とＤＢＡ情報とを比較参照することによりＡｌｌｏｃ−ＩＤ４００１を判定するか、万が一、受信タイミングが予想値から大きく外れた場合には、上り信号として受信するＧＥＭフレームのヘッダ情報又は上りフレームヘッダのＰＬＯuから、それぞれＰｏｒｔ−ＩＤ又はＯＮＵ−ＩＤを抽出し、後述するＯＮＵ管理テーブルを検索することでＡｌｌｏｃ−ＩＤ４００１との対応関係を得ることによって実現できる。

図９は、ＲＥに備えたＤＢＡ情報を管理するためのデータベースの構成例を示すメモリ構成図である。
ＲＥ１００００でのＤＢＡ処理は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８４．３に記載のように、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ５００１単位に上り送信許可を与える。具体的には、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ５００１毎に、ＥｑＤによって規定した基準時刻から計測される相対的な送信開始時刻Ｓ＿Ｓｔａｒｔ５００２及び、送信データ量５００３が指定されるので、この値を記憶する。尚、送信データ量５００３を与える代わりに、送信開始時刻Ｓ＿Ｓｔａｒｔ５００２と送信終了時刻Ｓ＿Ｓｔｏｐを用いる構成としても良い。

図１０は、ＲＥを導入したＰＯＮシステムの上り信号の構成例を示す信号構成図で、各ＯＮＵ２０からＯＬＴ１０への上り信号が多重化される様子を示している。
各ＯＮＵ２０−１〜２０−ｎから各支線光ファイバ１１０−１〜１１０−ｎを介して送信されたＧＥＭフレームは、スプリッタ３０を通過して一本の集線光ファイバ７０−２に、同図（Ａ）示したように、時分割光多重される。本図のバーストヘッダ１９１１及びバーストペイロード１９１２で構成されるバースト信号は、ＯＮＵ２０−１から送信されたＧＥＭフレーム、ヘッダ１９２１とペイロード１９２２で構成されるバースト信号はＯＮＵ２０−２から送信されたＧＥＭフレームを示している。また、同図では、ＲＥ１００００から各ＯＮＵ２０までの距離に生ずる光信号の減衰に伴い、ＯＬＴ１０が各ＯＮＵ２０から受信する光信号の強度に差があることを示している。尚、ＲＥ１００００で信号同期及びフレーム終端を実行するため、各ＯＮＵ２０からは、送信間隔（ガードタイム）１９００を確保した状態で信号が送信され、バースト状の信号としてＲＥ１００００が各ＧＥＭフレームを受信する構成である。ＧＰＯＮでは、ガードタイムを３２ビット以上とすることが定められている。本図では、バーストヘッダ１９１１とバーストペイロード１９１２から成るＧＥＭフレームが、バーストヘッダ１９２１とバーストヘッダ１９２２から成るＧＥＭフレームよりも受信時の光強度が低いこと、その差が受光強度差１９９０として観測されることを示している。尚、各ＧＥＭフレームは、個々のＯＮＵ２０からＲＥ１００００のＤＢＡによって指定されたタイミングで、ＯＮＵ毎又はＡｌｌｏｃ−ＩＤ毎に生成されるフレームとして送信されるものである。

同図（Ｂ）は、図７のステップＦ４０４からＦ４０７で各ＯＮＵからのＧＥＭフレーム（バーストデータ）が連続信号に変換された後、ＯＬＴ１０へ送信される上り信号の構成例（信号強度とタイミング）を示している。
詳細な構成は後述するが、バーストヘッダ１９１１からプリアンブル・デリミタ領域１９１１１を削除して上りフレームヘッダ１９１１２を残したフレームヘッダ１９１１及びバーストペイロード１９１２を上りフレームとして、同様に、バーストヘッダ１９２１からプリアンブル・デリミタ領域１９２１１を削除して上りフレームヘッダ１９２１２を残したフレームヘッダ１９１２及びペイロード１９２２を上りフレームとしてＯＬＴ１０へ送信できるようにする（図７：Ｆ４０５）。更に、連続信号とするために、フレーム間を埋めるためのダミー信号を挿入する（図７：Ｆ４０６）。具体的には、ダミーフレーム１９４０、１９５０、１９６０を各ＯＮＵからのフレームの間に挿入する構成とした。詳細な構成は後述するが、ダミーフレーム１９５０は、ダミーフレームヘッダ１９５１とダミーフレームペイロード１９５２とから構成され、ヘッダ部１９５１には、ダミーフレーム長を示すフレーム長フィールド１９５０２をＩＴＵ−Ｔ勧告の信号ヘッダ１９１１及び１９２１と同様の位置に挿入しておく。また、ダミーフレームであることを示すフラグ１９５０１を備える。これによって、連続信号を受信するＯＬＴ１０は、ダミーフレーム１９５０に続く信号１９２１の開始点を識別できる。

本発明のＲＥ１００００で削除した各ＧＥＭフレーム間のガードタイムとＧＥＭフレームのプリアンブル・デリミタ領域は、本来のＯＬＴ１０で各ＯＮＵからのＧＥＭフレーム（バーストフレーム）の間隙識別とフレーム同期を行うために用いられるもので、特にフレーム同期を短時間（短ビット数）で実行するには、高性能なＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋ Ｌｏｏｐ）回路及び高性能な光デバイスを用いて緻密な動作調整が要求されていた。本発明では、ＲＥ１００００がこれらの信号部分を削除して連続信号に変換してＯＬＴ１０に転送するので、ＰＬＬ回路や高性能光デバイスが不要となりＯＬＴ１０の実装コストを大幅に低減できる。

さらに、本発明のＲＥ１００００では、各ＯＮＵ２０からの光信号を一旦終端して、連続信号に変換後にＯＬＴへ転送するため、これらの光強度は一定と出来る。従って、ＯＬＴ１０ではＯＮＵからの光強度に応じて受光強度の調整を行う必要がなく上記ＰＬＬ回路やＡＴＣ等の高性能光デバイスとその制御回路が不要となりＯＬＴ１０の実装コストを大幅に低減できる。尚、この効果は、ＯＬＴ１０が、後述する光アクセス網構成により、より多くのＯＮＵを収容する場合に特に有効である。また、ＰＯＮ区間の中間点で一旦光信号を終端することにより、性能面でも効果を見込むことができる。これは、ＲＥ１００００とＯＮＵまでの距離がＯＬＴ１０とＲＥ１００００との距離に比べて小さい場合に顕著に表れ、ＯＮＵ間の通信距離差に起因する信号受光強度のばらつきや、光モジュール毎の発信／受信性能個体差が顕在化回避によるＲＥ１００００やＯＬＴ１０の光受信回路部分のコストを削減できるようになる。

図１１も、同じく上り信号の構成例を詳細に示す信号構成図で、ヘッダ情報変換の動作例を詳細に説明する図である。
同図（Ａ）は、各ＯＮＵからＲＥ１００００が受信するＧＥＭフレームの構成を示したもので、バーストヘッダ１９１１の詳細な構成を示している。フォーマット修正過程を示すため、フレームフォーマット変換前のデータの状態を示す。ＧＥＭフレームは、上りフレームヘッダ１９１１２の前部にプリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）とデリミタ（Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）からなる領域１９１１１１が設けられる。ＧＰＯＮでは、この領域１９１１１１はＰＬＯｕ（プリアンブル・デリミタ領域）１９１１１の一部であって、プリアンブル・デリミタ領域１９１１１には、ＯＮＵ−ＩＤを含む情報（数ビット）１９１１１２も含まれる。プリアンブル・デリミタ領域１９１１１に続き、上りフレームヘッダ１９１１２にＰＬＯＡＭフィールド１９０００が入る。尚、ＤＢＡ処理によって各ＯＮＵ２０に対して指示される送信開始時刻とは、ＰＬＯＡＭフィールドの開始位置１１００を示すものである。ＰＬＯＡＭフィールド１９０００は、勧告で規定されたＯＮＵ−ＩＤ１９１１１３，メッセージＩＤ１９１１１４、ＰＬＯＡＭメッセージ本体１９１１１５、ＰＬＯＡＭフィールドの誤り検出を行うＣＲＣ１９１１１６が含まれる。更に、上りフレームヘッダ１９１１２には、上り帯域要求を挿入するためのフィールドを含むその他上りヘッダ１９１１１７を備えており、それらに続いてＧＥＭフレームを格納するペイロード部１９１２が存在する。

同図（Ｂ）は、ＲＥ１００００で変換されＯＬＴ１０に送出されるフレームの構成を示したものである。連続光信号を生成する際、同図（Ａ）で示したバーストヘッダ１９１１からプリアンブル・デリミタ領域１９１１１を削除する。ＰＬＯｕ内のＯＮＵ−ＩＤを含む情報１９１１１２は、個々のＯＮＵ２０が正しいタイミングで送信しているか否かを確認するためのもので、ＲＥ１００００がＧＥＭパケットを受信した後は不要であり、ここで削除して構わない。ＰＬＯＡＭフィールド１９０００とその他上りヘッダ１９１１１７については、個々のＯＮＵ２０を制御するための情報が含まれており、ＯＮＵ２０を管理する機能を備えるＯＬＴ１０へ転送する必要がある。以上のように、各ＯＮＵ２０から受信したＧＥＭフレームは、フレームヘッダ１９１１に上りバーストフレームのスタート位置、即ちＰＬＯＡＭフィールド１９０００、からその他ヘッダ１９１１１７の終了位置までの情報が残され、ペイロード１９１２が受信したままの形でフレームペイロード１９１２として続く構成のフレームに変換される。

図１２は、ＯＮＵから送出されるバースト信号を連続信号に変換する場合に使用するダミーフレームもしくはダミーシグナルの構成例を示す信号構成図である。
ＲＥ１００００は、ＯＬＴ１０に連続信号を送信するため、上述のように各ＯＮＵからのＧＥＭパケットに付加されていたヘッダ情報を削除すると、この削除した領域とガードタイム（図１０：１９００）の領域にダミーフレームもしくはダミーシグナルを挿入した連続信号を生成する。

ダミーフレームもＯＬＴ１０が処理するので、基本的な構成は勧告で規定されたＧＥＭフレームと同様な構成であるが、元々がダミーで有効な情報は少ないので、ペイロードのサイズやヘッダの構成は簡略化できる。そこで、本発明のＰＯＮシステムでは、同図（１）に示す構成のダミーフレーム１９５０（図１０では、３回使用されるので、夫々１９４０，１９５０，１９６０とした）を定義して、ＲＥ１００００がこのダミーフレームを各ＯＮＵからのフレーム間に挿入して連続信号を生成してＯＬＴ１０に送信する構成とした。ＯＬＴ１０は、図１０で示した連続光信号を受信して、ここから各ＯＮＵからのフレームをを処理するため、ＰＬＯＡＭ処理機能とペイロードのＧＥＭフレームを終端する機能を備える。従って、ダミーフレームもＰＬＯＡＭ相当のヘッダ領域と空き領域を単に埋める（スタッフィングする）ためのダミーペイロードとで構成した。

具体的には、勧告で規定されたＰＬＯＡＭフィールド１９０００（図１１（Ａ））に相当するヘッダ情報として、ＲＥ１００００のＯＬＴ１０での識別子ＲＥＩＤ１９５１１、ダミーシグナルであることを示すダミー信号識別子ＤＵＭＭＹＩＤ１９５１２、ＰＬＯＡＭフィールド１９０００のメッセージフィールドＭＳＧ（図１１：１９１１１５）を埋めるためのダミー信号１９５１３、及びダミーフレームのヘッダ誤りをチェックするＣＲＣ１９５１４とを含むダミーフレームヘッダ１９５１を構成する。更に、ダミーフレームペイロード１９５０内にダミーＧＥＭフレームを挿入する。ダミーＧＥＭフレームヘッダ１９５０１には、ＰＬＩ（Ｐａｙｌｏａｄ Ｌｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）と呼ばれる、データ長を示す領域１９５０２がある。ダミーＧＥＭペイロード１９５０３は、ＰＬＩで示された長さに対応して各ＯＮＵフレーム間の空き領域を埋めるデータを挿入する。ＯＬＴ１０は、このＰＬＩ１９５０１を参照することで、該ダミーフレームの長さ、すなわち、次のＯＮＵからのフレームまでの待ち時間（ビット／バイト数）を知ることができる。尚、ＯＬＴ１０には、連続光信号を受信した際に、通常データフレームかダミーフレームかを判定してダミーフレームであった時点で信号取り込みを停止する機能が必要となる。この判定は、先に説明したＯＬＴ１０のＯ／Ｅ処理部１３２０や上りフレーム処理部１４１０でダミーフレームヘッダのＲＥＩＤ１９５１１若しくはＤＵＭＭＹＩＤ１９５１２を検出して実施する構成（詳細は図示せず）とした。

同図（２）は、更に簡易化したダミーシグナルの構成例を示したもので、ＯＬＴ１０が該ダミー信号を最初に受信した際に参照する位置に、ＲＥ１００００の識別子であるＲＥＩＤ１９５１１及びＤＵＭＭＹＩＤ１９５１２、ダミー信号の継続時間（ペイロード長）を示すためのＰＬＩフィールド１９５０２の各信号からなるダミーシグナルヘッダ１５９１を準備して、ヘッダに続いてＰＬＩで示された長さに対応して各ＯＮＵフレーム間の空き領域を埋めるデータをダミーシグナルペイロード１９５０’に挿入しておく。この構成だと、ＯＬＴ１０は、ＰＬＯＡＭフィールド相当のヘッダか否かを判定できない。しかし、各ＯＮＵ間の空き領域を必ずダミー信号で埋めるように規定しておくことにより、上りフレームとダミー信号とが交互に受信されるので判定が可能となる。具体的には、ＯＮＵからのフレームのペイロードデータの終了位置はＧＥＭフレームのＰＬＩを参照することでＯＬＴ１０内部判断することができるので、通常のＯＮＵからのフレームでＧＥＭフレーム内に具備されるたＨＥＣ（図示せず）を用いたフレーム同期ができない場合、そのフレーム先頭からは、ダミー信号であると判定できる。その際に改めてフレーム先頭を参照することで、ダミー信号継続時間を認識可能となることを利用すれば良い。
尚、上記のＲＥＩＤ１９５１１及びＤＵＭＭＹＩＤ１９５１２は、片方のみを用いても良い。

本発明のＰＯＮシステムに備えたＲＥ１００００は、各ＯＮＵからのＧＥＭフレームのヘッダ情報を削除して、不要になった帯域にダミーフレームやダミーシグナルを送信するものであるが、この不要帯域を利用し、ＰＯＮのＯＮＵ収容数を向上することが可能である。以下では、図面を用いて、そのための構成を詳細に説明する。

図１３は、本発明のＲＥを備えたＰＯＮシステムで光アクセス網を構成した別の網構成例を示した網構成図である。
光アクセス網１を構成する機器や光ファイバと、およその網構成は、先に図１で示した構成と同様であるが、光アクセス網１’は、ＲＥ１００００に複数の光ファイバ集線光ファイバ７０−２−１及び７０−２−２を備え、各集線光ファイバ７０−２のそれぞれに光スプリッタ３０−１及び３０−２を接続し、複数のＯＮＵを複数の系統（本図では２系統）のＯＮＵ群に分けて接続する構成としたものである。以下、スプリッタ３０−１以下のＯＮＵ群を「ＯＮＵ群１」、スプリッタ３０−２以下のＯＮＵ群を「ＯＮＵ群２」と称する。

ＲＥ１００００は、ＯＮＵ群１及びＯＮＵ群２に対するレンジングとＤＢＡ処理を実施する。物理的に接続される光ファイバ７０−２−１と７０−２−２が異なり、ＲＥ１００００におけるレンジング処理及びＤＢＡ処理の対象数が拡大されるが、ＯＮＵ群の数に合わせてこれらの処理を実行する回数が増えるだけであって、ＲＥ１００００’とＯＬＴ１０との処理の分担は先に説明した網構成でも同様である。ＯＮＵ群１とＯＮＵ群２のいずれに属するＯＮＵ２０についても、ＯＮＵ−ＩＤ，ＳＮ、Ｐｏｒｔ−ＩＤを含むＯＮＵ管理用パラメータをＯＬＴ１０のＯＮＵ管理部１に保持している。ＯＬＴ１０が管理するパラメータ（の一部）をＲＥ１００００もＯＮＵ管理部２のデータベースに備え、帯域制御用のパラメータＡｌｌｏｃ−ＩＤと関連付ける点も同様である。

図１４は、光アクセス網１のＰＯＮシステム４０’の上り信号の構成例を示す信号構成図で、各ＯＮＵ２０からＯＬＴ１０への上り信号が先の説明とは別の構成で多重化される様子を示している。
同図（Ａ）は、ＲＥ１００００が受信するバースト信号の構成例を示したもので、ＲＥ１００００配下の複数の光ファイバ７０−２−１に接続されたＯＮＵ群１のＯＮＵからのＧＥＭフレーム受信状況を示しており、その内容は図１０（Ａ）と同様である。

同図（Ｂ）は、各ＯＮＵ群に属するＯＮＵから受信したＧＥＭフレームをＲＥ１００００が連続信号に変換してＯＬＴ１０へ送出する上り信号の構成例を示している。ＯＮＵ２０から上りバースト信号を受信する為に設けられているガードタイム領域１９００とプリアンブル・デリミタ領域１９２１１から成る同期・ガード領域１９０００を削除する動作は先に説明した網構成の動作と同様である。但し、本網構成のＰＯＮ４０’では、ＲＥ１００００が空いた領域にダミーフレームを挿入するのではなく、ＯＮＵ群毎に同期・ガード領域１９０００を除いたフレーム領域１９２００を、別ＯＮＵ２０から受信したフレーム領域１９１００に続けて送信する構成としたものである。この処理により、ＲＥ１００００’からＯＬＴ１０への送信帯域（データ送信時間）は、ＯＮＵ群1へ割当てる帯域が小さく出来るので、同図に示すような空き帯域２１１００、２１２００が生じることになる。そこで、ＲＥ１００００は、この空き帯域を活用するため、他のＯＮＵ群２他のＯＮＵへの帯域を空き帯域分だけＤＢＡで割当てるようにし、更にこれらのＯＮＵから受信するＧＥＭパケットに対しても同期・ガード領域１９０００の削除を行う同様の処理を行う。即ち、既存のＰＯＮで要求されていたＯＮＵからのＧＥＭパケット間に設ける同期・ガード領域１９０００をＯＮＵ群２についても削除してＯＮＵ群２のフレーム領域を連結する。この連結信号を空き帯域２１１００及び２１２００に挿入してＯＮＵ群１とＯＮＵ群２の双方が連結された連続信号を生成してＯＬＴ１０へ送出する。尚、連続信号生成後のＲＥ１００００’からＯＬＴ１０への光信号送信と、ＯＬＴ１０での連続信号受信動作は、先の網構成のシステムの動作と同じである。

上記構成と動作は、複数のＯＮＵをいくつかのＯＮＵ群に分け、複数の集線光ファイバ７０−２で各ＯＮＵの信号を時分割多重するように各ＯＮＵ群毎にＤＢＡを実施してするため、ＯＮＵ群が異なるＯＮＵの信号が集線光ファイバ７０−２上で衝突しないことに着目して、ダミーフレームの挿入を行わずに、同じＯＮＵ群内のフレーム信号連続化による空き帯域生成と、この空き帯域に着目したＤＢＡの実施によって、ＯＮＵへの割当帯域の増加や収容するＯＮＵ数の増加といった、従来のＰＯＮシステムより帯域の有効活用を可能とするものである。

１・・・光アクセス網、 １０・・・ＯＬＴ、 ２０・・・ＯＮＵ、
３０・・・スプリッタ、 ４０・・・ＰＯＮ、 ７０，７１・・・光ファイバ、
１００００・・・ＲＥ、 １１０００・・・ＲＥ制御部、
１９４０，１９５０，１９６０・・・ダミーフレーム。

Claims (9)

1. 親局と複数の子局とを光スプリッタを備えた光ファイバ網で接続した光通信システムにおいて、前記光ファイバ網に前記親局と前記複数の子局との間で送受信する信号を中継する中継器であって、
   該中継器と前記複数の子局の夫々との間の伝送距離もしくは伝送時間を測定する測定部と、
   該夫々の子局の送信帯域要求に基づき該子局が該中継器に信号を送信するタイミングを決定する決定部と、
   該夫々の子局から受信した信号を処理して前記親局へ送信する信号処理部とを有する制御部とを備えた中継器を備え、
   前記中継器は、
   前記測定部での測定実施後に、前記決定部が決定したタイミングを前記複数の子局の夫々に通知し、
   該タイミングで夫々の子局からヘッダとペイロードからなるバースト信号を受信すると、前記信号処理部は、該タイミングに基づき受信バースト信号から同期を取るために用いられるヘッダの一部を削除し、削除後の領域と前記受信バースト信号同士の間隙領域に、後に続くバースト信号の開始位置を識別するための情報を含むダミー信号を挿入した一連の信号に変換して前記親局に送信し、
   前記親局が、前記複数の子局からの信号を前記中継器で変換された一連の信号として受信することを特徴とする光通信システム。
2. 親局と複数の子局とを光スプリッタを備えた光ファイバ網で接続した光通信システムにおいて、前記光ファイバ網に前記親局と前記複数の子局との間で送受信する信号を中継する中継器であって、
   該中継器と前記複数の子局の夫々との間の伝送距離もしくは伝送時間を測定する測定部と、
   前記複数の子局の夫々を複数の群に分け、該夫々の子局の送信帯域要求に基づき該子局が該中継器に信号を送信するタイミングを群毎に決定する決定部と、
   該夫々の子局から受信した信号を処理して前記親局へ送信する信号処理部とを有する制御部とを備えた中継器を備え、
   前記中継器は、
   前記測定部での測定実施後に、前記決定部が決定したタイミングを前記複数の子局の夫々に通知し、
   該タイミングで夫々の子局からヘッダとペイロードからなるバースト信号を受信すると、前記信号処理部は、該タイミングに基づき受信バースト信号から同期を取るために用いられるヘッダの一部を削除し、削除後の領域と各群の子局から受信するバースト信号同士の間隙領域に各群の任意の子局で受信した信号のタイミングを変更挿入することで一連の信号に変換して前記親局に送信し、
   前記親局が、前記複数の子局からの信号を前記中継器で変換された一連の信号として受信することを特徴とする光通信システム。
3. 上記光ファイバ網において、上記中継器を上記親局と上記光スプリッタとの間の第１の光ファイバに挿入したことを特徴とする請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の光通信システム。
4. 上記中継器が上記親局に送信する一連の信号は、前記複数の子局の夫々が受信したフレーム信号の光強度にかかわらず、前記中継器と親局との間で設定した一定強度の連続光信号であることをを特徴とする請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の光通信システム。
5. 上記タイミングは、上記複数の子局の夫々が出力するバースト信号同士の光ファイバ網で干渉を防止する上記間隙領域であるガードタイム、ならびに、各バースト信号のヘッダに含まれるプリアンブルとデリミタを含めて決定され、
   上記信号処理部は、少なくとも該プリアンブルとデリミタを削除し、該削除領域とガードタイムにダミー信号を挿入することを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
6. 上記タイミングは、上記複数の子局の夫々が出力するバースト信号同士の光ファイバ網で干渉を防止する上記間隙領域であるガードタイム、ならびに、各バースト信号のヘッダに含まれるプリアンブルとデリミタを含めて決定され、
   上記信号処理部は、少なくとも該プリアンブルとデリミタを削除し、該削除領域と間隙領域に任意の子局から受信したバースト信号のタイミングを変更して挿入することを特徴とする請求項２に記載の光通信システム。
7. 親局と複数の子局とを光スプリッタと該親局と該複数の子局との間で送受信する信号を中継する中継器を備えた光ファイバ網で接続した光通信システムの運用方法であって、
   前記中継器により、
   前記光通信システムの運用開始時に、該中継器と前記複数の子局との間の伝送距離もしくは伝送時間を測定し、
   前記光通信システムの運用中は、前記測定の結果と前記複数の子局の送信帯域要求に基づき該複数の子局の夫々が信号を送信するタイミングを決め、
   前記複数の子局から該タイミングでヘッダとペイロードからなるバースト信号を送信させると、該タイミングに基づき受信したバースト信号から同期を取るために用いられるヘッダの一部を削除し、削除後の領域と受信したバースト信号同士の間隙領域に、後に続くバースト信号の開始位置を識別するための情報を含むダミー信号を挿入することで一連の信号に変換して前記親局に送信し、
   前記親局により、前記複数の子局からの信号を前記中継器で変換された一連の信号として受信することを特徴とする光通信システムの運用方法。
8. 親局と複数の子局とを光スプリッタと該親局と該複数の子局との間で送受信する信号を中継する中継器を備えた光ファイバ網で接続した光通信システムの運用方法であって、
   前記中継器により、
   前記光通信システムの運用開始時に、該中継器と前記複数の子局との間の伝送距離もしくは伝送時間を測定し、
   前記光通信システムの運用中は、前記複数の子局の夫々を複数の群に分け、前記測定の結果と各子局の送信帯域要求に基づき該複数の子局の夫々が信号を送信するタイミングを群毎に決め、
   前記複数の子局から該タイミングでヘッダとペイロードからなるバースト信号を送信させると、該タイミングに基づき受信したバースト信号から同期を取るために用いられるヘッダの一部を削除し、削除後の領域と各群の子局から受信するバースト信号同士の間隙領域に各群の任意の子局で受信した信号のタイミングを変更挿入することで一連の信号に変換して前記親局に送信し、
   前記親局により、前記複数の子局からの信号を前記中継器で変換された一連の信号として受信することを特徴とする光通信システムの運用方法。
9. 上記中継器が上記親局に送信する一連の信号は、前記複数の子局の夫々が受信したフレーム信号の光強度にかかわらず、前記中継器と親局との間で設定した一定強度の連続光信号に変換出力することをを特徴とする請求項７もしくは請求項８のいずれかに記載の光通信システムの運用方法。

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