JP5436690B2 - 光通信システム、局側装置および加入者側装置 - Google Patents

Description

この発明は、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムなどの光通信システムにおいて、上り伝送効率向上を図った光通信システム、局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅａｒ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）および加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）に関するものである。

近年、インターネットの普及により、一本の光ファイバを複数の加入者宅に引き込むＰＯＮ技術が発展してきている。中でも主流であるＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）サービスの利用者が増加している。
ＦＴＴＨサービスとは、光ファイバによる家庭向けのデータ通信サービスである。構成としては、１つの局側装置に対して複数の加入者側装置が光ファイバおよび光カプラにより接続されたものであり、局側装置と各加入者側装置との間でデータの送受信を行っている。
なお、局側装置から加入者側装置へデータを伝送する伝送方向を下り、加入者側装置から局側装置へデータを伝送する伝送方向を上りと定義する。

現状のＰＯＮシステムでは、下りのデータ伝送は連続伝送方式であるのに対して、上りのデータ伝送はバースト伝送方式である。バースト伝送方式とは、物理媒体上での信号が１つの固まり（バースト）として送られる伝送方式である。
この上りのデータ伝送では、複数の加入者側装置からのデータを時分割多重して局側装置に伝送している。そのため、上りの伝送効率を上げることが高速通信化を実現する上で重要となる。

一方、上りのデータ伝送では、加入者側装置毎に通信距離が異なるため、光強度と位相の異なるバーストが送られてくる。そのため、先頭でビット同期を取り直すため、光強度調整（ＡＧＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）期間および位相調整（ＣＤＲ：Ｃｌｏｃｋ ａｎｄ Ｄａｔａ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）期間である同期期間（ＳｙｎｃＴｉｍｅ）を設ける必要がある。

そこで、特許文献１では、局側装置と加入者側装置までの往復時間であるＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）および局側装置に入力する光強度を計測し、ＡＧＣ回路に計測値に応じた初期ＧＡＩＮをプリセットすることで、ＡＧＣ期間を短縮している。これにより、ＳｙｎｃＴｉｍｅを従来よりも短縮することができ、上り帯域の有効利用を図ることができる。

また、特許文献２では、１つの加入者側装置に複数の論理リンク情報（ＬＬＩＤ：Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ ＩＤ）を設けた場合に、加入者側装置が複数のデータフレームを連結して送信している。これにより、ＳｙｎｃＴｉｍｅを削減することができ、上り帯域の有効利用を図ることができる。

特開２００８−１９９２３３号公報 特開２００７−１１６５８７号公報

上記のように、従来のＰＯＮシステムを適応した光通信システムでは、加入者側装置毎に光強度と位相が異なるバーストが送られてくるため、ＡＧＣ期間およびＣＤＲ期間であるＳｙｎｃＴｉｍｅが必要となる。しかしながら、このＳｙｎｃＴｉｍｅの期間にはデータを送信することができず、伝送効率を下げる働きをしてしまうため、上り帯域の有効利用が図れないという課題があった。

また、特許文献１の技術では、局側装置と加入者側装置までのＲＴＴと局側装置に入力する光強度を計測することで、ＡＧＣ期間を短縮することができる。しかしながら、ＣＤＲ期間を削除することはできないという課題があった。

また、特許文献２の技術は、１つの加入者側装置に複数のＬＬＩＤを設けた場合に、複数のデータフレームを連結することで、ＳｙｎｃＴｉｍｅを削減している。したがって、１つの加入者側装置に１つのＬＬＩＤを持たせた場合における上りデータ伝送効率化については適用することができないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ＣＤＲ期間を削除することでＳｙｎｃＴｉｍｅを削減することができ、上り帯域利用効率を向上させることができる光通信システム、局側装置および加入者側装置を提供することを目的としている。

この発明に係る光通信システムは、局側装置と、局側装置との間で通信を行う複数の加入者側装置とを備え、局側装置は、各加入者装置から受信したデータの送信経路として、ＣＤＲ回路を通過し当該データに対する位相調整がなされる送信経路と、ＣＤＲ回路を通過せず当該データに対する位相調整がなされない送信経路のいずれかを選択するセレクタと、ＣＤＲ回路による位相調整で用いられた位相調整量を通知する位相情報通知フレームを生成するフレーム制御部と、フレーム制御部により生成された位相情報通知フレームを加入者側装置に送信する光送信部とを備え、加入者側装置は、光送信部からの位相情報通知フレームに含まれる位置調整量を用いて、局側装置に送信するデータに対して位相調整を行う位相制御部を備えたものである。

この発明によれば、上記のように構成したので、ＣＤＲ期間を削除することでＳｙｎｃＴｉｍｅを削減することができ、上り帯域利用効率を向上させることができる。

実施の形態１に係るＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るＰＯＮシステム内の各部の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るＰＯＮシステムの動作を示すシーケンス図である。 実施の形態１における位相情報を埋め込んだＲｅｇｉｓｔｅｒフレームの構成を示す図である。 実施の形態１における上りバーストフレームの構成を示す図である。 実施の形態２に係るＰＯＮシステム内の各部の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係るＰＯＮシステムの動作を示すシーケンス図である。 実施の形態２における位相情報を埋め込んだＧａｔｅフレームの構成を示す図である。 実施の形態２に係るＰＯＮシステム内の各部の別の構成を示すブロック図である。 実施の形態３に係るＰＯＮシステム内の各部の構成を示すブロック図である。 実施の形態３に係るＰＯＮシステムの動作を示すシーケンス図である。 実施の形態３に係るＰＯＮシステム内の各部の別の構成を示すブロック図である。 実施の形態３に係るＰＯＮシステム内の各部の別の構成を示すブロック図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るＰＯＮシステムを示す図であり、図２は各部の構成を示すブロック図である。
ＰＯＮシステムは、図１，２に示すように、局舎側に設置される局側装置（ＯＬＴ）１と、複数の宅内側にそれぞれ設置される加入者側装置（ＯＮＵ）２−１〜２−ｎ（以下、加入者側装置２と示す）とを備えている。
この局側装置１と複数の加入者側装置２は、光ファイバ３、光スプリッタ４および光ファイバ５−１〜５−ｎ（以下、光ファイバ５と示す）を介して接続され、上下データの送受信を行う。

また、図２に示すように、局側装置１は上位装置６と接続され、上下データの送受信を行う。また、加入者側装置２は下位装置７と接続され、上下データの送受信を行う。
なお、上位装置６から下位装置７への伝送方向を下り、下位装置７から上位装置６への伝送方向を上りと定義する。

局側装置１は、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）カプラ１０１、光受信部１０２、帯域割当制御部１０３、電源制御部１０４、位相制御部１０５、フレーム分離部１０６、フレーム制御部１０７、下りバッファ部１０８、フレーム多重部１０９および光送信部１１０を備えている。

ＷＤＭカプラ１０１は、光スプリッタ４を介して各加入者側装置２からの上りデータを光受信部１０２に送信し、光送信部１１０からの下りデータを光スプリッタ４を介して各加入者側装置２に送信するものである。

光受信部１０２は、ＷＤＭカプラ１０１を介して各加入者側装置２からの上りデータを受信するものである。この光受信部１０２は、Ｏ／Ｅ（Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ）変換器１１１、セレクタ１１２，１１３、強度調整部１１４および位相調整部１１５を備えている。

Ｏ／Ｅ変換器１１１は、ＷＤＭカプラ１０１を介して各加入者側装置２から受信した上りデータ（バースト光信号）を電気信号に変換するものである。Ｏ／Ｅ変換器１１１により電気信号に変換されたデータはセレクタ１１２に送信される。

セレクタ１１２，１１３は、帯域割当制御部１０３から通知された各加入者側装置２との通信周期に基づいて、強度調整部１１４内および位相調整部１１５内の送信経路を切り替えるものである。ここで、セレクタ１１２，１１３は、加入者側装置２との通信周期が初回周期（最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期）の場合には、図２の第１送信経路（後述するＡＧＣ回路１１６およびＣＤＲ回路１１９を通過する送信経路）を選択し、初回周期以外の周期の場合には、第２送信経路（ＧＡＩＮ回路１１８を通過する送信経路）を選択する。

強度調整部１１４は、セレクタ１１２を介してＯ／Ｅ変換器１１１から受信したデータに対してＧＡＩＮ調整を行うものである。この強度調整部１１４は、ＡＧＣ回路１１６、ＧＡＩＮ保持部１１７およびＧＡＩＮ回路１１８を備えている。

ＡＧＣ回路１１６は、セレクタ１１２を介してＯ／Ｅ変換器１１１から受信したデータに対してＧＡＩＮ調整を行うものである。このＡＧＣ回路１１６によりＧＡＩＮ調整されたデータは位相調整部１１５に送信される。また、ＡＧＣ回路１１６により、各加入者側装置２のデータに対して用いられたＧＡＩＮ量を示すＧＡＩＮ情報は、ＧＡＩＮ保持部１１７に送信される。

ＧＡＩＮ保持部１１７は、ＡＧＣ回路１１６から受信した加入者側装置２毎のＧＡＩＮ情報を保持するものである。このＧＡＩＮ保持部１１７に保持されているＧＡＩＮ情報はＧＡＩＮ回路１１８により抽出される。

ＧＡＩＮ回路１１８は、帯域割当制御部１０３から通知された各加入者側装置２のデータ送信開始時間および継続時間に基づいて、ＧＡＩＮ保持部１１７から該当するＧＡＩＮ量を抽出し、このＧＡＩＮ量を用いて、セレクタ１１２を介してＯ／Ｅ変換器１１１から受信したデータに対してＧＡＩＮ調整を行うものである。このＧＡＩＮ回路１１８によりＧＡＩＮ調整されたデータはセレクタ１１３を介してフレーム分離部１０６に送信される。

位相調整部１１５は、強度調整部１１４から受信したデータに対して位相調整を行うものである。この位相調整部１１５は、ＣＤＲ回路１１９を備えている。
ＣＤＲ回路１１９は、強度調整部１１４から受信したデータに対して位相調整を行うものである。このＣＤＲ回路１１９により位相調整されたデータはセレクタ１１３を介してフレーム分離部１０６に送信される。また、ＣＤＲ回路１１９により、各加入者側装置のデータに対して用いられた位相調整量を示す位相情報は、位相制御部１０５に送信される。

帯域割当制御部１０３は、次の周期での各加入者側装置２のデータ送信開始時間および継続時間を決定し、各ブロック（ＧＡＩＮ保持部１１７およびフレーム制御部１０７）に通知するものである。また、帯域割当制御部１０３は、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報を各ブロック（セレクタ１１２，１１３および電源制御部１０４）に通知する。

このＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報とは、Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ（未登録の加入者側装置２が局側装置１に登録要請を行う期間）でやり取りする情報（ＰＯＮリンクを確立するのに必要となる情報）である。このＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報には、加入者側装置２との通信周期がｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期であるかを示す情報が含まれている。なお、ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期とは、Ｄｉｓｃｅｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗの生成周期である。

電源制御部１０４は、帯域割当制御部１０３から通知された各加入者側装置２との通信周期に基づいて、セレクタ１１２，１１３により選択されていない送信経路上の未使用ブロック（ＡＧＣ回路１１６、ＣＤＲ回路１１９またはＧＡＩＮ回路１１８）の電源をＯＦＦにするものである。

位相制御部１０５は、ＣＤＲ回路１１９から受信した加入者側装置２毎の位相情報を保持するものである。この位相制御部１０５に保持されている位相情報はフレーム制御部１０７により抽出される。
フレーム分離部１０６は、セレクタ１１３から受信したデータをＵｓｅｒフレーム（受信データ）と制御フレーム（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ ＡｃｋフレームまたはＲｅｐｏｒｔフレーム）とに分離するものである。このフレーム分離部１０６により分離されたＵｓｅｒフレームは上位装置６に送信され、制御フレームはフレーム制御部１０７に送信される。

フレーム制御部１０７は、フレーム分離部１０６からの制御フレームを認識した場合に、帯域割当制御部１０３や位相制御部１０５からの情報に基づいて、制御フレーム（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｇａｔｅフレーム、ＲｅｇｉｓｔｅｒフレームまたはＧａｔｅフレーム）や、位相情報が含まれた位相情報通知フレームを生成するものである。なお、位相情報通知フレームはＲｅｇｉｓｔｅｒフレームの空き領域に埋め込まれて構成される。このフレーム制御部１０７により生成された制御フレームはフレーム多重部１０９に送信される。

下りバッファ部１０８は、上位装置６から受信した下りデータを一時的に蓄積するものである。この下りバッファ部１０８に蓄積された下りデータ（Ｕｓｅｒフレーム）はフレーム多重部１０９により読み出される。

フレーム多重部１０９は、下りバッファ部１０８から読み出したＵｓｅｒフレーム（受信データ）とフレーム制御部１０７からの制御フレーム（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｇａｔｅフレーム、ＲｅｇｉｓｔｅｒフレームまたはＧａｔｅフレーム）とを多重するものである。このフレーム多重部１０９により多重されたフレームは光送信部１１０に送信される。

光送信部１１０は、フレーム多重部１０９からのフレーム（電気信号）を光信号に変換するものである。この光送信部１１０により光信号に変換されたフレーム（下りデータ）はＷＤＭカプラ１０１に送信される。

また、加入者側装置２は、ＷＤＭカプラ２０１、光受信部２０２、フレーム分離部２０３、フレーム制御部２０４、上りバッファ部２０５、フレーム多重部２０６、位相制御部２０７および光送信部２０８を備えている。

ＷＤＭカプラ２０１は、光スプリッタ４を介して局側装置１からの下りデータを光受信部２０２に送信し、光送信部２０８からの上りデータを光スプリッタ４を介して局側装置１に送信するものである。

光受信部２０２は、ＷＤＭカプラ２０１を介して局側装置１からの下りデータ（光信号）を受信し、電気信号に変換するものである。この光受信部２０２により電気信号に変換されたデータはフレーム分離部２０３に送信される。

フレーム分離部２０３は、光受信部２０２から受信したデータをＵｓｅｒフレーム（受信データ）と制御フレーム（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｇａｔｅフレーム、ＲｅｇｉｓｔｅｒフレームまたはＧａｔｅフレーム）とに分離するものである。このフレーム分離部２０３により分離されたＵｓｅｒフレームは下位装置７に送信され、制御フレームはフレーム制御部２０４に送信される。

フレーム制御部２０４は、フレーム分離部２０３からの制御フレーム（Ｕｓｅｒフレーム以外の全フレーム）を処理するものである。このフレーム制御部２０４は、Ｒｅｇｉｓｔｅｒフレームから位相情報通知フレームを抽出し、位相情報を位相制御部２０７へ送信する。

上りバッファ部２０５は、下位装置７から受信した上りデータを一時的に蓄積するものである。この上りバッファ部２０５に蓄積された上りデータ（Ｕｓｅｒフレーム）はフレーム多重部２０６により読み出される。

フレーム多重部２０６は、上りバッファ部２０５から読み出したＵｓｅｒフレーム（受信データ）とフレーム制御部２０４からの制御フレーム（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ ＡｃｋフレームまたはＲｅｐｏｒｔフレーム）とを多重するものである。このフレーム多重部２０６により多重されたフレームは光送信部２０８に送信される。

位相制御部２０７は、フレーム制御部２０４からの位相情報を用いて、光送信部２０８に送信されたフレームに対して位相調整を行うものである。
光送信部２０８は、フレーム多重部２０６により多重され、位相制御部２０７により位相が調整されたフレーム（電気信号）を光信号に変換するものである。この光送信部２０８により光信号に変換されたフレーム（上りデータ）はＷＤＭカプラ２０１に送信される。

次に、上記のように構成されたＰＯＮシステムの動作について説明する。
図３はこの発明の実施の形態１に係るＰＯＮシステムの動作を示すシーケンス図である。なお、実施の形態１に係るＰＯＮシステムでは、位相同期を行う方法として、ＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のＤｉｓｃｏｖｅｒｙシーケンスを利用した場合について述べる。

ＰＯＮシステムの動作では、図３に示すように、まず、局側装置１はＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｇａｔｅフレーム１１を未登録の加入者側装置２に送信する（ステップＳＴ３１）。Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｇａｔｅフレーム１１とは、局側装置１から未登録の加入者側装置２に対して登録要請する期間を通知するフレームである。
このステップＳＴ３１では、まず、フレーム制御部１０７は、未登録の加入者側装置２に対するＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｇａｔｅフレーム１１を生成する。次に、フレーム多重部１０９は、フレーム制御部１０７からのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｇａｔｅフレーム１１と下りバッファ部１０８からのＵｓｅｒフレームとを多重する。次に、光送信部１１０は、フレーム多重部１０９により多重されたフレームを光信号に変換し、ＷＤＭカプラ１０１および光スプリッタ４を介して未登録の加入者側装置２に送信する。

次いで、加入者側装置２はＲｅｇｉｓｔｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム１２を局側装置１に送信する（ステップＳＴ３２）。Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム１２とは、加入者側装置２が登録要請を行うフレームである。
このステップＳＴ３２では、まず、光受信部２０２は、ＷＤＭカプラ２０１を介して局側装置１から下りデータを受信し、電気信号に変換する。次に、フレーム分離部２０３は、光受信部２０２により電気信号に変換されたデータをＵｓｅｒフレームとＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｇａｔｅフレーム１１とに分離する。次に、フレーム制御部２０４は、フレーム分離部２０３により分離されたＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｇａｔｅフレーム１１を認識した後、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム１２を生成する。次に、フレーム多重部２０６は、フレーム制御部２０４からのＲｅｇｉｓｔｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム１２と上りバッファ部２０５からのＵｓｅｒフレームとを多重する。次に、光送信部２０８は、フレーム多重部２０６により多重されたフレームを光信号に変換し、ＷＤＭカプラ２０１および光スプリッタ４を介して局側装置１に送信する。

次いで、局側装置１は、ＧＡＩＮ調整および位相調整を行い、ＧＡＩＮ情報および位相情報を取得する（ステップＳＴ３３）。
このステップＳＴ３３では、まず、Ｏ／Ｅ変換器１１１は、ＷＤＭカプラ１０１を介して加入者側装置２からの上りデータを受信し、電気信号に変換する。次に、セレクタ１１２，１１３は、帯域割当制御部１０３からのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報に基づいて最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期であると判断し、第１送信経路に切り替える。また、電源制御部１０４は、帯域割当制御部１０３からのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報に基づいて、未使用ブロック（ＧＡＩＮ回路１１８）の電源をＯＦＦにして、省エネを図る。

次に、ＡＧＣ回路１１６は、Ｏ／Ｅ変換器１１１からのデータに対してＧＡＩＮ調整を行う。このＡＧＣ回路１１６によるＧＡＩＮ情報はＧＡＩＮ保持部１１７に保持される。次に、ＣＤＲ回路１１９は、ＡＧＣ回路１１６によりＧＡＩＮ調整されたデータに対して位相調整を行う。このＣＤＲ回路１１９による位相情報は位相制御部１０５に保持される。
次に、フレーム分離部１０６は、セレクタ１１３を介してＣＤＲ回路１１９から受信したデータをＵｓｅｒフレームとＲｅｇｉｓｔｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム１２とに分離する。このフレーム分離部１０６により分離されたＵｓｅｒフレームは上位装置６に送信され、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム１２はフレーム制御部１０７に送信される。

次いで、局側装置１はＲｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３およびＧａｔｅフレーム１４を加入者側装置２に送信する（ステップＳＴ３４，３５）。Ｒｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３とは、加入者側装置２にＩＤを割当てるＬＬＩＤを格納したフレームである。また、Ｇａｔｅフレーム１４とは、データ送信開始時間および継続時間を加入者側装置２に通知するフレームである。
このステップＳＴ３４，３５では、まず、帯域割当制御部１０３は、次周期での各加入者側装置２のデータ送信開始時間および継続時間を決定し、ＧＡＩＮ保持部１１７およびフレーム制御部１０７に通知する。さらに、次周期でのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報をセレクタ１１２，１１３および電源制御部１０４に通知する。

次に、フレーム制御部１０７は、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム１２を認識した後、Ｒｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３を生成する。また、帯域割当制御部１０３から通知された次周期での各加入者側装置２のデータ送信開始時間および継続時間に基づいて、Ｇａｔｅフレーム１４を生成する。この際、フレーム制御部１０７は、位相制御部１０５から抽出した位相情報をＲｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３の空き領域に埋めこんだ位相情報通知フレームも生成する。例えば図４に示すように、Ｒｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３のＰａｄ／Ｒｅｓｅｒｖｅｄの帯域に１ｂｙｔｅ分埋め込むことで位相情報通知フレームを生成する。

次に、フレーム多重部１０９は、フレーム制御部１０７からの、位置情報通知フレームが埋め込まれたＲｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３およびＧａｔｅフレーム１４と、下りバッファ部１０８からのＵｓｅｒフレームとを多重する。次に、光送信部１１０は、フレーム多重部１０９により多重されたフレームを光信号に変換し、ＷＤＭカプラ１０１および光スプリッタ４を介して対応する加入者側装置２に送信する。

次いで、加入者側装置２は、位相調整を行い、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５を局側装置１に送信する（ステップＳＴ３６，３７）。Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５とは、加入者側装置２が登録完了を局側装置１に通知するフレームである。
このステップＳＴ３６，３７では、まず、光受信部２０２は、ＷＤＭカプラ２０１を介して局側装置１からの下りデータを受信し、電気信号に変換する。次に、フレーム分離部２０３は、光受信部２０２により電気信号に変換されたデータをＵｓｅｒフレームと位置情報通知フレームが埋め込まれたＲｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３とＧａｔｅフレーム１４とに分離する。次に、フレーム制御部２０４は、フレーム分離部２０３により分離されたＧａｔｅフレーム１４を認識した後、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５を生成する。また、フレーム制御部２０４は、Ｒｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３から位相情報通知フレームを抽出して、位相情報を位相制御部２０７に送信する。次に、フレーム多重部２０６は、フレーム制御部２０４からのＲｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５と上りバッファ部２０５からのＵｓｅｒフレームとを多重する。

次に、位相制御部２０７は、フレーム制御部２０４からの位相情報を用いて、光送信部２０８に送信されたフレームに対して位相調整を行う。次に、光送信部２０８は、フレーム多重部２０６により多重され、位相制御部２０７により位相調整されたフレームを光信号に変換し、ＷＤＭカプラ２０１および光スプリッタ４を介して局側装置１に送信する。

次いで、局側装置１はＧＡＩＮ調整を行う（ステップＳＴ３８）。
このステップＳＴ３８では、まず、Ｏ／Ｅ変換器１１１は、ＷＤＭカプラ１０１を介して加入者側装置２からの上りデータを受信し、電気信号に変換する。次に、セレクタ１１２，１１３は、帯域割当制御部１０３からのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報に基づいて最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期ではないと判断し、第２送信経路に切り替える。また、電源制御部１０４は、帯域割当制御部１０３からのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報に基づいて、未使用ブロック（ＡＧＣ回路１１６およびＣＤＲ回路１１９）の電源をＯＦＦにして、省エネを図る。

次に、ＧＡＩＮ回路１１８は、帯域割当制御部１０３から通知された各加入者側装置２のデータ送信開始時間および継続時間に基づいて、ＧＡＩＮ保持部１１７から該当するＧＡＩＮ量を抽出し、このＧＡＩＮ量を用いて、Ｏ／Ｅ変換器１１１からのデータに対してＧＡＩＮ調整を行う。次に、フレーム分離部１０６は、セレクタ１１３を介してＧＡＩＮ回路１１８から受信したデータをＵｓｅｒフレームとＲｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５とに分離する。このフレーム分離部１０６により分離されたＵｓｅｒフレームは上位装置６に送信され、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５はフレーム制御部１０７に送信される。

その後、フレーム制御部１０７は、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５を認識した後、Ｇａｔｅフレームを生成し、以後Ｇａｔｅ−Ｒｅｐｏｒｔシーケンスとなる。
Ｇａｔｅ−Ｒｅｐｏｒｔシーケンスにおける光強度調整および位相調整では、最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期で抽出したＧＡＩＮ量および位相調整量を反映させていく。

ここで、従来の上りバーストフレームの構成を大きく分類すると、図５（ａ）に示すように、レーザ立ち上げ（Ｌｏｎ：Ｌａｓｅｒ Ｏｎ）期間２０、光強度調整（ＡＧＣ）期間２１、位相調整（ＣＤＲ）期間２２、データ送信（Ｄａｔａ）期間２３、レーザ立ち下げ（Ｌｏｆｆ：Ｌａｓｅｒ Ｏｆｆ）期間２４となる。ＡＧＣ期間２１およびＣＤＲ期間２２は同期期間（ＳｙｎｃＴｉｍｅ）２５であり、このＳｙｎｃＴｉｍｅ２５内ではデータを送信することはできない。

従来のＰＯＮシステムでは、図５（ａ）に示すように、ＡＧＣ回路による光強度調整およびＣＤＲ回路による位相調整を毎周期行う必要があり、ＳｙｎｃＴｉｍｅ２５を毎周期設ける必要があるため、上り帯域の利用効率が低くなってしまう。それに対して、実施の形態１に係るＰＯＮシステムでは、図５（ｂ）に示すように、最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期にのみＡＧＣ回路１１６による光強度調整およびＣＤＲ回路１１９による位相調整を行い、以後、抽出したＧＡＩＮ量および位相調整量を反映させている。そのため、最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期以後のＳｙｎｃＴｉｍｅ２５を削除することができ、データ送信量を増加させることができるため、上り帯域の利用効率を向上させることができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期にのみＡＧＣ回路１１６による光強度調整およびＣＤＲ回路１１９による位相調整を行い、以後、抽出したＧＡＩＮ量および位相調整量を反映させるように構成したので、ＳｙｎｃＴｉｍｅを削除することができる。そのため、データ送信量を増加させることができ、上り帯域の利用効率を向上させることが可能となる。具体的には、加入者側装置２を１２８台接続した場合において、従来では、ＳｙｎｃＴｉｍｅ＝１．２μｓで上り帯域の利用効率が６５．８７％であったのに対して、ＳｙｎｃＴｉｍｅ＝０μｓにすることで、上り帯域の利用効率を７９．２４％まで向上させることが可能である。
また、強度調整部１１４および位相調整部１１５の未使用ブロックの電源をＯＦＦにする電源制御部１０４を設けたので、省電力化を図ることもできる。

なお、実施の形態１に係るＰＯＮシステムでは、位相情報通知フレームをＲｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３の空き領域に埋め込むようにして構成したが、これに限るものではなく、Ｇａｔｅフレーム１４の空き領域に埋め込むようにして構成してもよいし、位相情報通知フレームを別フォーマットのフレームとして構成してもよい。

また、実施の形態１に係るＰＯＮシステムでは、最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期にのみＡＧＣ回路１１６による光強度調整およびＣＤＲ回路１１９による位相調整を行うように構成したが、これに限るものではなく、例えばｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期毎など所定の周期毎にＡＧＣ回路１１６による光強度調整およびＣＤＲ回路１１９による位相調整を行うように構成してもよい。これにより、より安定した同期を実現することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期で抽出したＧＡＩＮ量および位相制御量を用いて、以後のＧＡＩＮ調整および位相調整を行うように構成したが、実施の形態２は、ＧＡＩＮ量および位相制御量を毎周期更新する手法について述べる。

図６は実施の形態２に係るＰＯＮシステム内の各部の構成を示すブロック図である。
図６に示す実施の形態２に係るＰＯＮシステムは、図２に示す実施の形態１における強度調整部１１４からＧＡＩＮ保持部１１７を削除し、光強度モニタ１２０およびＧＡＩＮ制御部（ＧＡＩＮ保持部）１２１を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。

光強度モニタ１２０は、セレクタ１１２を介してＯ／Ｅ変換器１１１から受信したデータに基づいて、ＧＡＩＮ調整に要するＧＡＩＮ量を算出するものである。この光強度モニタ１２０により、各加入者側装置２のデータに基づき算出されたＧＡＩＮ量を示すＧＡＩＮ情報は、ＧＡＩＮ制御部１２１に送信される。また、光強度モニタ１２０に入力されたデータはＧＡＩＮ回路１１８にそのまま送信される。

ＧＡＩＮ制御部１２１は、ＡＧＣ回路１１６または光強度モニタ１２０から受信した加入者側装置２毎のＧＡＩＮ情報を保持するものである。このＧＡＩＮ制御部１２１に保持されているＧＡＩＮ情報はＧＡＩＮ回路１１８により抽出される。

なお、セレクタ１１２，１１３は、加入者側装置２との通信周期が最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期の場合には、図６の第１送信経路（ＡＧＣ回路１１６およびＣＤＲ回路１１９を通過する送信経路）を選択し、最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期以外の周期の場合には、第２送信経路（光強度モニタ１２０およびＧＡＩＮ回路１１８を通過し、ＣＤＲ回路１１９を通過して終端する経路とＣＤＲ回路１１９を通過しない経路とに分岐する送信経路）を選択する。

また、ＧＡＩＮ回路１１８は、セレクタ１１２および光強度モニタ１２０を介してＯ／Ｅ変換器１１１から受信した今周期のデータに対して、ＧＡＩＮ制御部１２１から抽出した前周期のＧＡＩＮ量を用いてＧＡＩＮ調整を行う。このＧＡＩＮ回路１１８によりＧＡＩＮ調整されたデータは２つに分岐され、一方はＣＤＲ回路１１９に送信され、他方はセレクタ１１３を介してフレーム分離部１０６に送信される。
また、ＣＤＲ回路１１９は、ＡＧＣ回路１１６またはＧＡＩＮ回路１１８から受信したデータに対して位相調整を行う。なお、ＡＧＣ回路１１６からのデータは、位相調整後、セレクタ１１３を介してフレーム分離部１０６に送信される。一方、ＧＡＩＮ回路１１８からのデータは、位相調整後、終端する。

次に、上記のように構成されたＰＯＮシステムの動作について説明する。
図７はこの発明の実施の形態２に係るＰＯＮシステムの動作を示すシーケンス図である。なお、実施の形態２に係るＰＯＮシステムでは、位相同期を行う方法として、ＭＰＣＰのＤｉｓｃｏｖｅｒｙシーケンスを利用した場合について述べる。
また、図７に示す実施の形態２に係るＰＯＮシステムのステップＳＴ７１，７２の動作は、図３に示す実施の形態１に係るＰＯＮシステムのステップＳＴ３１，３２の動作と同様であり、その説明を省略する。

ＰＯＮシステムの動作では、図７に示すように、ステップＳＴ７３において、局側装置１は、ＧＡＩＮ調整および位相調整を行い、ＧＡＩＮ情報および位相情報を取得する。
このステップＳＴ７３では、まず、Ｏ／Ｅ変換器１１１は、ＷＤＭカプラ１０１を介して加入者側装置２からの上りデータを受信し、電気信号に変換する。次に、セレクタ１１２，１１３は、帯域割当制御部１０３からのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報に基づいて最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期であると判断し、第１送信経路を選択する。また、電源制御部１０４は、帯域割当制御部１０３からのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報に基づいて、未使用ブロック（ＧＡＩＮ回路１１８および光強度モニタ１２０）の電源をＯＦＦにして、省エネを図る。

次に、ＡＧＣ回路１１６は、Ｏ／Ｅ変換器１１１からのデータに対してＧＡＩＮ調整を行う。このＡＧＣ回路１１６によるＧＡＩＮ情報はＧＡＩＮ制御部１２１に保持される。次に、ＣＤＲ回路１１９は、ＡＧＣ回路１１６によりＧＡＩＮ調整されたデータに対して位相調整を行う。このＣＤＲ回路１１９による位相情報は位相制御部１０５に保持される。
次に、フレーム分離部１０６は、セレクタ１１３を介してＣＤＲ回路１１９から受信したデータをＵｓｅｒフレームとＲｅｇｉｓｔｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム１２とに分離する。このフレーム分離部１０６により分離されたＵｓｅｒフレームは上位装置６に送信され、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム１２はフレーム制御部１０７に送信される。

次いで、局側装置１はＲｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３およびＧａｔｅフレーム１４を加入者側装置２に送信する（ステップＳＴ７４，７５）。
このステップＳＴ７４，７５では、まず、帯域割当制御部１０３は、次周期での各加入者側装置２のデータ送信開始時間および継続時間を決定し、ＧＡＩＮ制御部１２１およびフレーム制御部１０７に通知する。さらに、次周期でのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報をセレクタ１１２，１１３および電源制御部１０４に通知する。

次に、フレーム制御部１０７は、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｒｅｑｕｅｓｔフレーム１２を認識した後、Ｒｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３を生成する。また、帯域割当制御部１０３から通知された次周期での各加入者側装置２のデータ送信開始時間および継続時間に基づいて、Ｇａｔｅフレーム１４を生成する。この際、フレーム制御部１０７は、位相制御部１０５から抽出した位相情報を、Ｇａｔｅフレーム１４の空き領域に埋めこんだ位相情報通知フレームも生成する。例えば図８に示すように、Ｇａｔｅフレーム１４のＰａｄ／Ｒｅｓｅｒｖｅｄの帯域に１ｂｙｔｅ分埋め込むことで位相情報通知フレームを生成する。

次に、フレーム多重部１０９は、フレーム制御部１０７からの、Ｒｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３および位置情報通知フレームが埋め込まれたＧａｔｅフレーム１４と、下りバッファ部１０８からのＵｓｅｒフレームとを多重する。次に、光送信部１１０は、フレーム多重部１０９により多重されたフレームを光信号に変換し、ＷＤＭカプラ１０１および光スプリッタ４を介して対応する加入者側装置２に送信する。

次いで、加入者側装置２は、位相調整を行い、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５を局側装置１に送信する（ステップＳＴ７６，７７）。
このステップＳＴ７６，７７では、まず、光受信部２０２は、ＷＤＭカプラ２０１を介して局側装置１からの下りデータを受信し、電気信号に変換する。次に、フレーム分離部２０３は、光受信部２０２により電気信号に変換されたデータをＵｓｅｒフレームとＲｅｇｉｓｔｅｒフレーム１３と位置情報通知フレームが埋め込まれたＧａｔｅフレーム１４とに分離する。次に、フレーム制御部２０４は、フレーム分離部２０３により分離されたＧａｔｅフレーム１４を認識した後、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５を生成する。また、フレーム制御部２０４は、Ｇａｔｅフレーム１４から位相情報通知フレームを抽出して、位相情報を位相制御部２０７に送信する。次に、フレーム多重部２０６は、フレーム制御部２０４からのＲｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５と上りバッファ部２０５からのＵｓｅｒフレームとを多重する。

次に、位相制御部２０７は、フレーム制御部２０４からの位相情報を用いて、光送信部２０８に送信されたフレームに対して位相調整を行う。次に、光送信部２０８は、フレーム多重部２０６により多重され、位相制御部２０７により位相調整されたフレームを光信号に変換し、ＷＤＭカプラ２０１および光スプリッタ４を介して局側装置１に送信する。

次いで、局側装置１は、ＧＡＩＮ調整を行い、ＧＡＩＮ量および位相調整量の更新を行う（ステップＳＴ７８）。
このステップＳＴ７８では、まず、Ｏ／Ｅ変換器１１１は、ＷＤＭカプラ１０１を介して加入者側装置２からの上りデータを受信し、電気信号に変換する。次に、セレクタ１１２，１１３は、帯域割当制御部１０３からのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報に基づいて最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期ではないと判断し、第２送信経路に切り替える。また、電源制御部１０４は、帯域割当制御部１０３からのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報に基づいて未使用ブロック（ＡＧＣ回路１１６）の電源をＯＦＦにして、省エネを図る。

次に、光強度モニタ１２０は、セレクタ１１２を介してＯ／Ｅ変換器１１１から受信したデータに基づいて、ＧＡＩＮ調整に要するＧＡＩＮ量を算出し、ＧＡＩＮ情報をＧＡＩＮ制御部１２１に通知する。また、光強度モニタ１２０に入力したデータはＧＡＩＮ回路１１８にそのまま送信される。
次に、ＧＡＩＮ回路１１８は、帯域割当制御部１０３から通知された各加入者側装置２のデータ送信開始時間および継続時間に基づいて、ＧＡＩＮ制御部１２１から該当する前周期のＧＡＩＮ量を抽出し、このＧＡＩＮ量を用いて、光強度モニタ１２０を介してＯ／Ｅ変換器１１１から受信した今周期のデータに対してＧＡＩＮ調整を行う。このＧＡＩＮ回路１１８によりＧＡＩＮ調整されたデータは２つに分岐され、一方はＣＤＲ回路１１９に送信され、他方はセレクタ１１３を介してフレーム分離部１０６に送信される。
次に、ＧＡＩＮ制御部１２１は、光強度モニタ１２０からの今周期のＧＡＩＮ情報を、保持している前周期のＧＡＩＮ情報に上書きすることによって、ＧＡＩＮ情報の更新を行う。

次に、ＣＤＲ回路１１９は、ＧＡＩＮ回路１１８から受信したデータに基づいて、位相調整量を抽出し、位相情報を位相制御部１０５に通知して終端する。次に、位相制御部１０５は、ＣＤＲ回路１１９からの今周期の位相情報を、保持している前周期の位相情報に上書きすることにより、位相情報の更新を行う。

次に、フレーム分離部１０６は、セレクタ１１３を介してＧＡＩＮ回路１１８から受信したデータをＵｓｅｒフレームとＲｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５とに分離する。このフレーム分離部１０６により分離されたＵｓｅｒフレームは上位装置６に送信され、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５はフレーム制御部１０７に送信される。

その後、フレーム制御部１０７は、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５を認識した後、Ｇａｔｅフレーム１４を生成し、以後Ｇａｔｅ−Ｒｅｐｏｒｔシーケンスとなる。
Ｇａｔｅ−Ｒｅｐｏｒｔシーケンスにおいて、光強度調整では、光強度モニタ１２０により算出した今周期でのＧＡＩＮ量を、次周期のＧＡＩＮ回路１１８に反映させることでＧＡＩＮ量の更新を毎周期行う。また、位相調整では、ＣＤＲ回路１１９により抽出した位相調整量を毎周期ＯＮＵ５に送信することで位相調整量の更新を毎周期行う。

以上のように、実施の形態２によれば、ＧＡＩＮ量および位相調整量を毎周期更新するように構成したので、実施の形態１における効果に加えて、安定した同期を実現することができる。

なお、図６に示す実施の形態２に係るＰＯＮシステムでは、セレクタ１１２，１１３が第２送信経路に切り替えた場合に、各加入者側装置２からのデータが光強度モニタ１２０を通過してＧＡＩＮ回路１１８に送信される場合について示したが、例えば図９に示すように、光強度モニタ１２０の前段でデータを２つに分岐させて、一方のデータをＧＡＩＮ回路１１８に入力させて、前周期のＧＡＩＮ量を用いたＧＡＩＮ調整を行わせ、他方のデータを光強度モニタ１２０に入力させて、今周期のＧＡＩＮ量の算出を行わせるように構成してもよい。

実施の形態３．
実施の形態１では、最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期の場合にのみＧＡＩＮ量および位相調整量を取得する手法について述べ、実施の形態２では、ＧＡＩＮ量および位相調整量を毎周期更新する手法について述べた。実施の形態３では、データ送受信中にビットエラーを検出した場合に位相調整量を更新する手法について述べる。

図１０は実施の形態３に係るＰＯＮシステム内の各部の構成を示すブロック図である。
図１０に示す実施の形態３に係るＰＯＮシステムは、図６に示す実施の形態２における局側装置１にエラー監視部１２２およびセレクタ１２３を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。

エラー監視部１２２は、光受信部１０２から受信したデータを監視して、ビットエラーを検出するものである。ここで、エラー監視部１２２は、ビットエラーを検出した場合には、その旨および位相再調整指示をフレーム制御部１０７に通知する。また、エラー監視部１２２に入力されたデータは、フレーム分離部１０６にそのまま送信される。

なお、フレーム制御部１０７は、実施の形態１における機能に加えて、エラー監視部１２２から位相再調整指示が通知された場合に、位相再調整を行うため、ＳｙｎｃＴｉｍｅを含むフレームの送信を要求するＧａｔｅフレームを生成する機能を有している。また、フレーム制御部１０７は、エラー監視部１２２からの位相再調整指示を帯域割当制御部１０３にも通知する。

また、帯域割当制御部１０３は、実施の形態１における機能に加えて、フレーム制御部１０７を介してエラー監視部１２２から位相再調整指示が通知された場合に、ＣＤＲ回路１１９を通過する送信経路への切り替えをセレクタ１２３に指示する。この際、電源制御部１０４に対して未使用ブロックの変更を通知する。

セレクタ１２３は、帯域割当制御部１０３による指示に従い、位相調整部１１５内の送信経路を切り替えるものである。ここで、セレクタ１２３は、エラー監視部１２２によりビットエラーが検出されていない場合には、図１０の第２送信経路（ＣＤＲ回路１１９を通過しない送信経路）を選択し、エラー監視部１２２によりビットエラーが検出された場合には、第３送信経路（ＣＤＲ回路１１９を通過する送信経路）を選択する。

次に、上記のように構成されたＰＯＮシステムの動作について説明する。
図１１はこの発明の実施の形態３に係るＰＯＮシステムの動作を示すシーケンス図である。なお、実施の形態３に係るＰＯＮシステムでは、位相同期を行う方法として、ＭＰＣＰのＤｉｓｃｏｖｅｒｙシーケンスを利用する場合について述べる。
また、図１１に示す実施の形態３に係るＰＯＮシステムのステップＳＴ１１１〜１１７の動作は、図７に示す実施の形態２に係るＰＯＮシステムのステップＳＴ７１〜７７の動作は同様であり、その説明を省略する。

ＰＯＮシステムの動作では、図１０に示すように、ステップＳＴ１１８において、局側装置１は、ＧＡＩＮ調整を行い、ＧＡＩＮ量の更新を行う。
このステップＳＴ１１８では、まず、Ｏ／Ｅ変換器１１１は、ＷＤＭカプラ１０１を介して加入者側装置２からの上りデータを受信し、電気信号に変換する。次に、セレクタ１１２，１１３は、帯域割当制御部１０３からのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報に基づいて最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期ではないと判断し、第２送信経路に切り替える。また、セレクタ１２３は、帯域割当制御部１０３による指示に従い、エラー監視部１２２によりビットエラーが検出されていなければ第２送信経路に切り替える。また、電源制御部１０４は、帯域割当制御部１０３からのＤｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｗｉｎｄｏｗ情報に基づいて未使用ブロック（ＡＧＣ回路１１６およびＣＤＲ回路１１９）の電源をＯＦＦにして、省エネを図る。

次に、光強度モニタ１２０は、セレクタ１１２を介してＯ／Ｅ変換器１１１から受信したデータに基づいて、ＧＡＩＮ調整に要するＧＡＩＮ量を算出し、ＧＡＩＮ情報をＧＡＩＮ制御部１２１に通知する。また、光強度モニタ１２０に入力したデータはＧＡＩＮ回路１１８にそのまま送信される。
次に、ＧＡＩＮ回路１１８は、帯域割当制御部１０３から通知された各加入者側装置２のデータ送信開始時間および継続時間に基づいて、ＧＡＩＮ制御部１２１から該当する前周期のＧＡＩＮ量を抽出し、このＧＡＩＮ量を用いて、光強度モニタ１２０を介してＯ／Ｅ変換器１１１から受信した今周期のデータに対してＧＡＩＮ調整を行う。次に、ＧＡＩＮ制御部１２１は、光強度モニタ１２０からの今周期のＧＡＩＮ情報を、保持している前周期のＧＡＩＮ情報に上書することによって、ＧＡＩＮ情報の更新を行う。

次に、エラー監視部１２２は、光受信部１０２から受信したデータを監視してビットエラー検出を行う。ここで、エラー監視部１２２は、ビットエラーはないと判定した場合には、このデータをフレーム分離部１０６に送信する。一方、ビットエラーを検出した場合には、その旨および位相再調整指示をフレーム制御部１０７に通知する。このビットエラー検出後の位相再調整動作については後述する。
次に、フレーム分離部１０６は、エラー監視部１２２から受信したデータをＵｓｅｒフレームとＲｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５とに分離する。このフレーム分離部１０６により分離されたＵｓｅｒフレームは上位装置６に送信され、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５はフレーム制御部１０７に送信される。

その後、フレーム制御部１０７は、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ａｃｋフレーム１５を認識した後、Ｇａｔｅフレームを生成し、以後Ｇａｔｅ−Ｒｅｐｏｒｔシーケンスとなる。
Ｇａｔｅ−Ｒｅｐｏｒｔシーケンスにおいて、光強度調整では、実施の形態２と同様に、光強度モニタ１２０により算出した今周期でのＧＡＩＮ量を、次周期でのＧＡＩＮ回路１１８に反映させることでＧＡＩＮ量の更新を毎周期行う。また、位相調整では、最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期に位相調整を行った後、エラー監視部１２２によりビットエラーが検出されるまでは、最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期で抽出した位相調整量を反映させる。一方、エラー監視部１２２によりビットエラーが検出された場合には、位相再調整を行い、位相調整量の更新を行う。
次に、エラー監視部１２２によりビットエラーが検出された場合の位相再調整について説明する。なお以下では、図１１に示すシーケンスを参照しながら、Ｇａｔｅ−Ｒｅｐｏｒｔシーケンス移行後での位相再調整について述べる。

ＰＯＮシステムによる位相再調整動作では、図１１に示すように、まず、局側装置１はＧａｔｅフレーム１６を加入者側装置２に送信する（ステップＳＴ１１９）。
このステップＳＴ１１９では、まず、フレーム制御部１０７は、エラー監視部１２２から位相再調整指示が通知されると、ＳｙｎｃＴｉｍｅを含むフレームの送信を要求するＧａｔｅフレーム１６を生成する。次に、フレーム多重部１０９は、フレーム制御部１０７からのＧａｔｅフレーム１６と下りバッファ部１０８からのＵｓｅｒフレームとを多重する。次に、光送信部１１０は、フレーム多重部１０９により多重されたフレームを光信号に変換し、ＷＤＭカプラ１０１および光スプリッタ４を介して対応する加入者側装置２に送信する。

次いで、加入者側装置２はＲｅｐｏｒｔフレーム１７を局側装置１に送信する（ステップＳＴ１２０）
このステップＳＴ１２０では、まず、光受信部２０２は、ＷＤＭカプラ２０１を介して局側装置１から下りデータを受信し、電気信号に変換する。次に、フレーム分離部２０３は、光受信部２０２により電気信号に変換されたデータをＵｓｅｒフレームとＧａｔｅフレーム１６とに分離する。次に、フレーム制御部２０４は、フレーム分離部２０３により分離されたＧａｔｅフレーム１６を認識した後、位相再調整を行うためのＳｙｎｃＴｉｍｅ領域を設けたＲｅｐｏｒｔフレーム１７を生成する。次に、フレーム多重部２０６は、フレーム制御部２０４からのＲｅｐｏｒｔフレーム１７と上りバッファ部２０５からのＵｓｅｒフレームとを多重する。次に、光送信部２０８は、フレーム多重部２０６により多重されたフレームを光信号に変換し、ＷＤＭカプラ２０１および光スプリッタ４を介して局側装置１に送信する。

次いで、局側装置１は、ＧＡＩＮ調整および位相再調整を行い、ＧＡＩＮ量および位相調整量の更新を行う（ステップＳＴ１２１）。
このステップＳＴ１２１では、まず、セレクタ１２３は、帯域割当制御部１０３による指示に従い、第３送信経路に切り替える。これにより、加入者側装置２からのデータは、ＧＡＩＮ回路１１８によりＧＡＩＮ調整された後、ＣＤＲ回路１１９に送信される。また、電源制御部１０４は、帯域割当制御部１０３による指示に従い、未使用ブロック（ＡＧＣ回路１１６）の電源をＯＦＦにして、省エネを図る。
次に、ＣＤＲ回路１１９は、ＧＡＩＮ回路１１８によりＧＡＩＮ調整されたデータに対して位相再調整を行う。このＣＤＲ回路１１９による位相情報は位相制御部１０５に送信される。次に、位相制御部１０５は、ＣＤＲ回路１１９からの位相情報を、保持している位相情報に上書きすることによって、位相情報の更新を行う。

次に、エラー監視部１２２は、セレクタ１１３を介してＣＤＲ回路１１９から受信したデータにビットエラーがないことを確認して、このデータをフレーム分離部１０６に送信する。次に、フレーム分離部１０６は、エラー監視部１２２から受信したデータをＵｓｅｒフレームとＲｅｐｏｒｔフレーム１７とに分離する。このフレーム分離部１０６により分離されたＵｓｅｒフレームは上位装置６に送信され、Ｒｅｐｏｒｔフレーム１７はフレーム制御部１０７に送信される。

次いで、局側装置１はＧａｔｅフレーム１８を加入者側装置２に送信する（ステップＳＴ１２２）。
このステップＳＴ１２２では、まず、フレーム制御部１０７は、Ｒｅｐｏｒｔフレーム１７を認識した後、Ｇａｔｅフレーム１８を生成する。この際、フレーム制御部１０７は、位相制御部１０５から抽出した位相情報を、Ｇａｔｅフレーム１８の空き領域に埋めこんだ位相情報通知フレームも生成する。次に、フレーム多重部１０９は、フレーム制御部１０７からの、位置情報通知フレームが埋め込まれたＧａｔｅフレーム１８と、下りバッファ部１０８からのＵｓｅｒフレームとを多重する。次に、光送信部１１０は、フレーム多重部１０９により多重されたフレームを光信号に変換し、ＷＤＭカプラ１０１および光スプリッタ４を介して対応する加入者側装置２に送信する。

次いで、加入者側装置２は、位相調整を行い、Ｒｅｐｏｒｔフレーム１９を局側装置１に送信する（ステップＳＴ１２３，１２４）。
このステップＳＴ１２３，１２４では、まず、光受信部２０２は、ＷＤＭカプラ２０１を介して局側装置１からの下りデータを受信し、電気信号に変換する。次に、フレーム分離部２０３は、光受信部２０２により電気信号に変換されたデータをＵｓｅｒフレームと位置情報通知フレームが埋め込まれたＧａｔｅフレーム１８とに分離する。次に、フレーム制御部２０４は、フレーム分離部２０３により分離されたＧａｔｅフレーム１８を認識した後、Ｒｅｐｏｒｔフレーム１９を生成する。また、フレーム制御部２０４は、Ｇａｔｅフレーム１８から位相情報通知フレームを抽出して、位相情報を位相制御部２０７に送信する。次に、フレーム多重部２０６は、フレーム制御部２０４からのＲｅｐｏｒｔフレーム１９と上りバッファ部２０５からのＵｓｅｒフレームとを多重する。

次に、位相制御部２０７は、フレーム制御部２０４からの位相情報を用いて、光送信部２０８に送信されたフレームに対して位相調整を行う。次に、光送信部２０８は、フレーム多重部２０６により多重され、位相制御部２０７により位相調整されたフレームを光信号に変換し、ＷＤＭカプラ２０１および光スプリッタ４を介して局側装置１に送信する。

次いで、局側装置１は、ＧＡＩＮ調整を行い、ＧＡＩＮ量の更新を行う（ステップＳＴ１２５）。
このステップＳＴ１２５では、まず、Ｏ／Ｅ変換器１１１は、ＷＤＭカプラ１０１を介して加入者側装置２からの上りデータを受信し、電気信号に変換する。次に、セレクタ１２３は、帯域割当制御部１０３による指示に従い、第２送信経路に切り替える。また、電源制御部１０４は、未使用ブロック（ＡＧＣ回路１１６およびＣＤＲ回路１１９）の電源をＯＦＦにして、省エネを図る。

次に、光強度モニタ１２０は、セレクタ１１２を介してＯ／Ｅ変換器１１１から受信したデータに基づいて、ＧＡＩＮ調整に要するＧＡＩＮ量を算出し、ＧＡＩＮ情報をＧＡＩＮ制御部１２１に通知する。また、光強度モニタ１２０に入力したデータはＧＡＩＮ回路１１８にそのまま送信される。
次に、ＧＡＩＮ回路１１８は、帯域割当制御部１０３から通知された各加入者側装置２のデータ送信開始時間および継続時間に基づいて、ＧＡＩＮ制御部１２１から該当する前周期のＧＡＩＮ量を抽出し、このＧＡＩＮ量を用いて、光強度モニタ１２０を介してＯ／Ｅ変換器１１１から受信した今周期のデータに対してＧＡＩＮ調整を行う。次に、ＧＡＩＮ制御部１２１は、光強度モニタ１２０からの今周期のＧＡＩＮ情報を、保持している前周期のＧＡＩＮ情報に上書きすることによって、ＧＡＩＮ情報の更新を行う。

次に、エラー監視部１２２は、光受信部１０２から受信したデータを監視してビットエラー検出を行う。ここで、エラー監視部１２２は、ビットエラーはないと判定した場合には、このデータをフレーム分離部１０６に送信する。一方、ビットエラーを検出した場合には、再度、位相再調整指示を行う。
次に、フレーム分離部１０６は、エラー監視部１２２から受信したデータをＵｓｅｒフレームとＲｅｐｏｒｔフレーム１９とに分離する。このフレーム分離部１０６により分離されたＵｓｅｒフレームは上位装置６に送信され、Ｒｅｐｏｒｔフレーム１９はフレーム制御部１０７に送信される。
その後、フレーム制御部１０７は、Ｒｅｐｏｒｔフレーム１９を認識した後、Ｇａｔｅフレームを生成し、再度Ｇａｔｅ−Ｒｅｐｏｒｔシーケンスとなる。

以上のように、実施の形態３によれば、ビットエラーを検出した場合に位相調整量の更新を行うように構成したので、実施の形態１における効果に加えて、安定した同期を実現することができる。

なお、実施の形態３に係るＰＯＮシステムでは、エラー監視部１２２を設けて、ビットエラーを検出した場合に位相調整量の更新を行うように構成したが、例えば図１２に示すように、ＧＡＩＮ制御部１２１にて、保持している前周期のＧＡＩＮ量と光強度モニタ１２０により算出された今周期のＧＡＩＮ量との差を所定の閾値と比較し、差が閾値以上である場合に、ＣＤＲ回路１１９による位相再調整を行うように構成してもよい。
また、例えば図１３に示すように、ＡＧＣ回路１１６によりＧＡＩＮ調整を毎周期行っている従来の強度調整部１１４ｂに、ＡＧＣ回路１１６により用いられた前周期のＧＡＩＮ量と今周期のＧＡＩＮ量との差を所定の閾値と比較するＧＡＩＮ制御部１２１ｂを設け、差が閾値以上である場合に、ＣＤＲ回路１１９による位相再調整を行うように構成してもよい。
このように、前周期のＧＡＩＮ量と今周期のＧＡＩＮ量との変化量に基づいて、位相調整量の更新を行うことによっても、安定した同期を実現することができる。

また、実施の形態１〜３に係るＰＯＮシステムでは、位相同期の方法としてＭＰＣＰシーケンスを用いて説明を行ったが、これに限るものではなく、ＰＯＮシステムで規定されているＯＡＭに適用させてもよいし、ＰＯＮシステムでは規定されていない独自のシーケンスに適用させてもよい。

また、実施の形態１〜３では、ＰＯＮシステムを用いて説明を行ったが、これに限るものではなく、その他の一般的な光通信システムにも同様に適用可能である。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係る光通信システムは、ＣＤＲ期間を削除することでＳｙｎｃＴｉｍｅを削減することができ、上り帯域利用効率を向上させることができ、局側装置と、局側装置との間で通信を行う複数の加入者側装置とを備えた光通信システムなどに用いるのに適している。

Claims (16)

1. 局側装置と、前記局側装置との間で通信を行う複数の加入者側装置とを備えた光通信システムにおいて、
   前記局側装置は、
   前記各加入者側装置から受信したデータに対して位相調整を行うＣＤＲ（Ｃｌｏｃｋ ａｎｄ Ｄａｔａ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）回路と、
   前記各加入者装置から受信したデータの送信経路として、前記ＣＤＲ回路を通過し当該データに対する位相調整がなされる送信経路と、前記ＣＤＲ回路を通過せず当該データに対する位相調整がなされない送信経路のいずれかを選択するセレクタと、
   前記ＣＤＲ回路による位相調整で用いられた位相調整量を通知する位相情報通知フレームを生成するフレーム制御部と、
   前記フレーム制御部により生成された位相情報通知フレームを前記加入者側装置に送信する光送信部とを備え、
   前記加入者側装置は、
   前記光送信部からの位相情報通知フレームに含まれる位置調整量を用いて、前記局側装置に送信するデータに対して位相調整を行う位相制御部を備えた
   ことを特徴とする光通信システム。
2. 前記局側装置は、前記セレクタにより選択されていない送信経路上の未使用ブロックの電源をＯＦＦにする電源制御部をさらに備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の光通信システム。
3. 前記セレクタは、前記加入者側装置との通信周期が最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期の場合には、前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路を選択し、当該最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期以外の周期の場合には、前記ＣＤＲ回路を通過しない送信経路を選択する
   ことを特徴とする請求項１記載の光通信システム。
4. 前記セレクタは、所定の周期ごとに前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路を選択する
   ことを特徴とする請求項１記載の光通信システム。
5. 前記セレクタは、前記加入者側装置との通信周期が最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期の場合には、前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路を選択し、当該最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期以外の周期の場合には、前記ＣＤＲ回路を通過して終端する送信経路および前記ＣＤＲ回路を通過しない送信経路を選択する
   ことを特徴とする請求項１記載の光通信システム。
6. 前記局側装置は、前記加入者側装置から受信したデータを監視して、ビットエラーを検出するエラー監視部をさらに備え、
   前記セレクタは、前記加入者側装置との通信周期が最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期の場合または前記エラー監視部によりビットエラーが検出された場合には、前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路を選択し、当該最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期以外の周期であり、かつ、当該ビットエラーが検出されていない場合には、前記ＣＤＲ回路を通過しない送信経路を選択する
   ことを特徴とする請求項１記載の光通信システム。
7. 前記局側装置は、前記各加入者側装置から受信したデータに対してＧＡＩＮ調整を行うＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路と、
   前記ＡＧＣ回路によるＧＡＩＮ調整で用いられた前周期のＧＡＩＮ量と今周期のＧＡＩＮ量との差を閾値と比較するＧＡＩＮ制御部とをさらに備え、
   前記セレクタは、前記加入者側装置との通信周期が最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期の場合または前記ＧＡＩＮ制御部によりＧＡＩＮ量の差が閾値以上であると判定された場合には、前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路を選択し、当該最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期以外の周期であり、かつ、当該ＧＡＩＮ量の差が閾値未満であると判定された場合には、前記ＣＤＲ回路を通過しない送信経路を選択する
   ことを特徴とする請求項１記載の光通信システム。
8. 前記局側装置は、前記各加入者側装置から受信したデータに基づいて、ＧＡＩＮ調整に要するＧＡＩＮ量を算出する光強度モニタと、
   前記光強度モニタにより算出された前周期のＧＡＩＮ量と今周期のＧＡＩＮ量との差を閾値と比較するＧＡＩＮ制御部とをさらに備え、
   前記セレクタは、前記加入者側装置との通信周期が最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期の場合または前記ＧＡＩＮ制御部によりＧＡＩＮ量の差が閾値以上であると判定された場合には、前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路を選択し、当該最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期以外の周期であり、かつ、当該ＧＡＩＮ量の差が閾値未満であると判定された場合には、前記ＣＤＲ回路を通過しない送信経路を選択する
   ことを特徴とする請求項１記載の光通信システム。
9. 複数の加入者側装置との間で通信を行う局側装置において、
   前記各加入者側装置から受信したデータに対して位相調整を行うＣＤＲ回路と、
   前記各加入者装置から受信したデータの送信経路として、前記ＣＤＲ回路を通過し当該データに対する位相調整がなされる送信経路と、前記ＣＤＲ回路を通過せず当該データに対する位相調整がなされない送信経路のいずれかを選択するセレクタと、
   前記ＣＤＲ回路による位相調整で用いられた位相調整量を通知し、前記加入者側装置に当該位相調整量を用いて位相調整を行わせる位相情報通知フレームを生成するフレーム制御部と、
   前記フレーム制御部により生成された位相情報通知フレームを前記加入者側装置に送信する光送信部とを
   備えたことを特徴とする局側装置。
10. 前記セレクタにより選択されていない送信経路上の未使用ブロックの電源をＯＦＦにする電源制御部をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項９記載の局側装置。
11. 前記セレクタは、前記加入者側装置との通信周期が最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期の場合には、前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路を選択し、当該最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期以外の周期の場合には、前記ＣＤＲ回路を通過しない送信経路を選択する
    ことを特徴とする請求項９記載の局側装置。
12. 前記セレクタは、所定の周期ごとに前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路を選択する
    ことを特徴とする請求項９記載の局側装置。
13. 前記セレクタは、前記加入者側装置との通信周期が最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期の場合には、前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路を選択し、当該最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期以外の周期の場合には、前記ＣＤＲ回路を通過して終端する送信経路および前記ＣＤＲ回路を通過しない送信経路を選択する
    ことを特徴とする請求項９記載の局側装置。
14. 前記加入者側装置から受信したデータを監視して、ビットエラーを検出するエラー監視部をさらに備え、
    前記セレクタは、前記加入者側装置との通信周期が最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期の場合または前記エラー監視部によりビットエラーが検出された場合には、前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路を選択し、当該最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期以外の周期であり、かつ、当該ビットエラーが検出されていない場合には、前記ＣＤＲ回路を通過しない送信経路を選択する
    ことを特徴とする請求項９記載の局側装置。
15. 前記各加入者側装置から受信したデータに対してＧＡＩＮ調整を行うＡＧＣ回路と、
    前記ＡＧＣ回路によるＧＡＩＮ調整で用いられた前周期のＧＡＩＮ量と今周期のＧＡＩＮ量との差を閾値と比較するＧＡＩＮ制御部とをさらに備え、
    前記セレクタは、前記加入者側装置との通信周期が最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期の場合または前記ＧＡＩＮ制御部によりＧＡＩＮ量の差が閾値以上であると判定された場合には、前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路を選択し、当該最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期以外の周期であり、かつ、当該ＧＡＩＮ量の差が閾値未満であると判定された場合には、前記ＣＤＲ回路を通過しない送信経路を選択する
    ことを特徴とする請求項９記載の局側装置。
16. 前記各加入者側装置から受信したデータに基づいて、ＧＡＩＮ調整に要するＧＡＩＮ量を算出する光強度モニタと、
    前記光強度モニタにより算出された前周期のＧＡＩＮ量と今周期のＧＡＩＮ量との差を閾値と比較するＧＡＩＮ制御部とをさらに備え、
    前記セレクタは、前記加入者側装置との通信周期が最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期の場合または前記ＧＡＩＮ制御部によりＧＡＩＮ量の差が閾値以上であると判定された場合には、前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路を選択し、当該最初のｄｉｓｃｏｖｅｒｙ周期以外の周期であり、かつ、当該ＧＡＩＮ量の差が閾値未満であると判定された場合には、前記ＣＤＲ回路を通過しない送信経路を選択する
    ことを特徴とする請求項９記載の局側装置。

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