JP5992799B2 - 微分手段を用いて送信側情報を取得する受信装置、通信システム、プログラム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、クロック・データ再生（ＣＤＲ：Clock and Data Recovery）機能を備えた通信システムにおける通信技術に関する。

デジタル通信では、受信側でデジタル信号の各データビットを正しいタイミングで判定する必要がある。このため、従来、データを送信する伝送路とは別の伝送路を用いて、タイミング情報（クロック）を送信することが多く行われてきた。

これに対し、近年の高速シリアルデータ通信では、クロックを送信する伝送路を別に設けることなく、データ信号にクロックを重畳して送信する方法がよく利用されている。この場合、受信側には、データにクロックを重畳させた信号からクロックを抽出し、抽出したクロックを用いてデータをリタイミングして再生するクロック・データ再生（ＣＤＲ）回路が設けられる。また、ＣＤＲの実施には相当の時間が必要となるため、送信側では、ＣＤＲを実施するのに十分な期間をデータ信号の前にプリアンブルとして挿入する。

一方、データ内容の判別を必要としない用途では、ＣＤＲを実施せずに信号の判定を行う取り組みが行われている。例えば、特許文献１には、クロック抽出フィルタを通す前の信号を入力する位置に設けられ、入力信号の有無を検出して入力信号が無い場合にロス出力する信号断検出回路を具備するクロック・データ再生装置が開示されている。

また、特許文献２には、バースト光信号の無入力時に不要なノイズが後段のＣＤＲ回路へ送出されることを防止するために設けられた、バースト光信号の有無を判定する信号検出回路を具備するバースト光受信回路が開示されている。

さらに、特許文献３には、入力信号（光信号）の有無を的確に検出するために設けられた、ＣＤＲ回路の上段のリミッティングアンプと並列に接続される光信号断検出回路が開示されている。

特開２００１−２９２１７９号公報 特開２００６−２５４０６１号公報 特開２０１１−１６６６５９号公報

しかしながら、ＣＤＲ機能を備えた従来の通信システムにおいては、送受信手段の間で２値の論理信号をやり取りして所定の情報を伝送するために、必ず送信側でＣＤＲを実施するのに必要な期間が信号にプリアンブルとして挿入され、さらに受信側でこの信号に対してＣＤＲを実施することによって情報を取得せざるを得ない。

例えば、特許文献１〜３に開示された技術でも、送信側からは、必ずＣＤＲ実施のための期間を設けた信号が送信され、受信側では、必ず受信した信号のＣＤＲが実施されてデータの判別が行われる。

ここで、受信装置が、複数の送信装置と通信を行う一般的な状況を考察する。この場合、受信装置は、ＣＤＲ実施のための期間を設けた信号を複数受信し、それぞれの信号から送信側情報を取得する必要がある。そのため、相当の信号長を有するこれらの信号を衝突させずに確実に受信できるように、相当の受信時間帯域を予め確保しておかなければならない。その結果、肝心のデータ通信に使用すべき時間帯域が制限を受ける場合も生じてしまい、帯域利用率が低減しがちとなる。

尚、特許文献１〜３に開示された通信装置では、確かに、ＣＤＲを実施せずに信号の有無を判定する信号断検出手段がＣＤＲ回路と併設されている。しかしながら、これらの信号断検出手段は、通信の異常を検出したり、無信号時に後段のＣＤＲ回路へ不要なノイズが送出されることを防いだりするための手段である。即ち、特許文献１〜３では、開示された信号断検出手段を、通信用途に利用することは何ら想定されていない。

そこで、本発明は、ＣＤＲ実施のための期間をプリアンブルとして設けた複数の信号を、より狭い時間帯域でＣＤＲを実施せずに処理することができる受信装置、通信システム、プログラム及び方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、複数の送信装置に送信開始時刻を通知して、これらの送信装置より受信したクロック重畳データ信号からクロック信号を抽出し、データ信号をリタイミングして再生するデータ再生手段を有する受信装置であって、
送信側の情報を含んでおり送信装置の各々から送信される送信側情報信号が互いに重畳した状態で受信されるように、送信装置の各々に通知する送信開始時刻を決定する帯域制御手段と、
受信された重畳した送信側情報信号を微分して、パルス信号を生成する信号微分手段と、
送信装置の各々に対応した受信開始時刻におけるパルス信号の有無を判定する信号有無判定手段と、
パルス信号有りと判定された送信装置に対して使用される受信系統として、データ再生手段と信号微分手段及び信号有無判定手段とのうち、データ再生手段を選択する受信系統選択手段と
を有する受信装置が提供される。

この本発明による受信装置において、受信系統選択手段は、
パルス信号有りと判定された送信装置に対し、次いで送信された送信開始時刻から決定される受信開始時刻における受信系統として、データ再生手段を選択し、パルス信号無しと判定された送信装置に対し、次いで送信された送信開始時刻から決定される送信開始時刻における受信系統として、信号微分手段及び信号有無判定手段を選択することも好ましい。

また、本発明の受信装置における一実施形態として、本受信装置は、受信された重畳した送信側情報信号の高周波成分を遮断し、高周波成分を遮断された重畳した送信側情報信号を信号微分手段に出力する低域通過フィルタ手段を更に有することも好ましい。

さらに、本発明による受信装置において、帯域制御手段は、送信装置の各々から送信される送信側情報信号が順次ずれたタイミングで且つ互いに重畳した状態で受信されるように送信開始時刻を決定することも好ましい。

また、本発明の受信装置における他の実施形態として、受信されたクロック重畳データ信号をＡＧＣ（Automatic Gain Control）処理し、ＡＧＣ処理されたクロック重畳データ信号をデータ再生手段に出力するＡＧＣ手段を更に有することも好ましい。

さらに、本発明の受信装置における他の実施形態として、受信系統選択手段は、
送信装置の各々から送信される送信側情報信号が互いに重畳した状態で受信されるように、送信装置の各々に送信開始時刻が通知された場合、送信装置に通知した送信開始時刻から決定される受信開始時刻における受信系統として、信号微分手段及び信号有無判定手段を選択することも好ましい。

本発明によれば、さらに、複数の送信装置と、これらの送信装置に送信開始時刻を通知して、これらの送信装置より受信したクロック重畳データ信号からクロック信号を抽出し、データ信号をリタイミングして再生するデータ再生手段を有する受信装置とを備えた通信システムであって、
上記送信装置は、
クロック重畳データ信号を生成し送信するフレーム送信手段と、
フレーム送信手段に対し、送信すべきデータを有する場合に送信側の情報を含む送信側情報信号を送信させ、その後受信した送信開始時刻に基づいてクロック重畳データ信号を送信させ、送信すべきデータを有しない場合には送信側情報信号を送信させない送信制御手段と
を有し、
上記受信装置は、
送信装置の各々から送信される送信側情報信号が互いに重畳した状態で受信されるように、送信装置の各々に通知する送信開始時刻を決定する帯域制御手段と、
受信された重畳した送信側情報信号を微分して、パルス信号を生成する信号微分手段と、
送信装置の各々に対応した受信開始時刻におけるパルス信号の有無を判定する信号有無判定手段と、
パルス信号有りと判定された送信装置に対して使用される受信系統として、データ再生手段と信号微分手段及び信号有無判定手段とのうち、データ再生手段を選択する受信系統選択手段と
を有する通信システムが提供される。

本発明によれば、さらにまた、複数の送信装置に送信開始時刻を通知して、これらの送信装置より受信したクロック重畳データ信号からクロック信号を抽出し、データ信号をリタイミングして再生するデータ再生手段を有する受信装置に搭載されたコンピュータを機能させる通信プログラムであって、
送信側の情報を含んでおり送信装置の各々から送信される送信側情報信号が互いに重畳した状態で受信されるように、送信装置の各々に通知する送信開始時刻を決定する帯域制御手段と、
受信された重畳した送信側情報信号を微分して、パルス信号を生成する信号微分手段と、
送信装置の各々に対応した受信開始時刻におけるパルス信号の有無を判定する信号有無判定手段と、
パルス信号有りと判定された送信装置に対して使用される受信系統として、データ再生手段と信号微分手段及び信号有無判定手段とのうち、データ再生手段を選択する受信系統選択手段と
してコンピュータを機能させる通信プログラムが提供される。

本発明によれば、さらに、複数の送信装置に送信開始時刻を通知して、これらの送信装置より受信したクロック重畳データ信号からクロック信号を抽出し、データ信号をリタイミングして再生する装置における通信方法であって、
送信側の情報を含んでおり送信装置の各々から送信される送信側情報信号が互いに重畳した状態で受信されるように、送信装置の各々に通知する送信開始時刻を決定する第１のステップと、
受信された重畳した送信側情報信号を微分して、パルス信号を生成する第２のステップと、
送信装置の各々に対応した受信開始時刻におけるパルス信号の有無を判定する第３のステップと、
パルス信号有りと判定された送信装置に対して使用される受信系統として、データ信号をリタイミングして再生する受信系統と第２及び第３のステップを実行する受信系統とのうち、データ信号をリタイミングして再生する受信系統を選択する第４のステップと
を有する通信方法が提供される。

本発明の受信装置、通信システム、プログラム及び方法によれば、ＣＤＲ実施のための期間をプリアンブルとして設けた複数の信号を、より狭い時間帯域でＣＤＲを実施せずに処理することができる。これにより、シグナリングにおいてＣＤＲに要する時間を低減することができる。また、それ故に、データ信号を時間軸上でより密に配置することができるので、伝送効率の向上が可能となる。

従来のＰＯＮ（Passive Optical Network）における信号の送受信例を示す、比較例としての動作図、及び本発明の受信装置を含む通信システムの一実施形態としてのＰＯＮにおける、信号の送受信例を示す動作図である。 １０Ｇ−ＥＰＯＮ（10 Gigabit-Ethernet Passive Optical Network）におけるＲＥＰＯＲＴフレームのオーバヘッドを説明するための概略図、及び本発明に係る重畳したＲＥＰＯＲＴフレームを説明するための概略図である。 本発明に係る重畳したＲＥＰＯＲＴフレームに対して、ＬＰＦ処理及び微分処理を実施した経過を示すグラフである。 本発明による通信方法を１０Ｇ−ＥＰＯＮに適用した一実施形態を示すシーケンス図である。 本発明による受信装置の一実施形態を示す機能構成図である。 ＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの台数変化を示す説明図、及び本発明に係る重畳させたＲＥＰＯＲＴフレームを利用したＤＢＡ動作、及び従来の単体ＲＥＰＯＲＴフレームを利用したＤＢＡ動作における使用帯域のＯＮＵ台数依存性を示すグラフである。

本発明の受信装置は、クロック信号をデータ信号に重畳させた「クロック重畳信号」を送信する複数の送信装置に向けて「送信開始時刻」を通知して、所定のタイミングで信号を受信できるようにする装置である。さらに、「クロック重畳信号」を受信してＣＤＲ（Clock and Data Recovery：クロック信号の抽出、データ信号のリタイミング・再生）を実施するデータ再生部を有する。

また、本発明の受信装置に接続される複数の送信装置としては、「クロック重畳信号」を送信可能である既存の送信装置を使用することができる。即ち、本発明は、複数の送信装置から「クロック重畳信号」を受信する受信装置に対し、以下に示す特徴的構成を付与することによって、広く実施可能となる。

この本発明に係る受信装置は、
（ａ）送信側情報を含んでおり送信装置の各々から送信される「送信側情報信号」が互いに重畳した状態で受信されるように、送信装置の各々に通知する「送信開始時刻」を調整・決定する帯域制御手段と、
（ｂ）重畳した「送信側情報信号」を微分して、パルス信号を生成する信号微分手段、及び送信装置の各々に対応した「受信開始時刻」における「パルス信号」の有無を判定する信号有無判定手段と、
（ｃ）パルス信号有りと判定された送信装置に対して使用される受信系統として、データ再生手段と信号微分手段及び信号有無判定手段とのうち、データ再生手段を選択する受信系統選択手段とを有する。

このように、本発明のＣＤＲ機能を備えた受信装置は、複数の送信装置から送信された複数の「送信側情報信号」を敢えて重畳させて受信する。また、受信された重畳した「送信側情報信号」を微分処理することによって、送信側情報としてのパルス信号を生成する。その結果、本発明では、「送信側情報信号」を、より狭い時間帯域でＣＤＲを実施せずに処理して、送信側情報を取得することができる。これにより、シグナリングにおいてＣＤＲに要する時間を低減することができる。また、それ故に、データ信号を時間軸上でより密に配置することができるので、伝送効率の向上が可能となるのである。

以下、以上に説明した本発明による実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１（Ａ）は、従来のＰＯＮ（Passive Optical Network）における信号の送受信例を示す、比較例としての動作図である。また、図１（Ｂ）は、本発明の受信装置を含む通信システムの一実施形態としてのＰＯＮにおける、信号の送受信例を示す動作図である。尚、図１（Ｂ）の送受信例はあくまで本発明の一適用例であって、本発明を何ら制約するものではなく、特に、本発明の態様をＰＯＮに限定するものではない。

図１（Ａ）及び（Ｂ）の送受信例では、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖとして標準化が行われた１０Ｇ−ＥＰＯＮ（10 Gigabit-Ethernet Passive Optical Network）において、動的帯域割当（ＤＢＡ：Dynamic Bandwidth Allocation）を機能させることを前提にしている。

１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、１台の局側光終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が、光伝送路を介して複数台の加入者側ユニット（ＯＮＵ：Optical Network Unit）と接続する。ここで、ＯＬＴを受信装置とし、ＯＮＵを送信装置として扱うことによって本発明を適用できる。

図１（Ａ）に示す従来のＤＢＡの動作においては、ＯＬＴから送信される制御フレームの１つであるＧＡＴＥフレームを受信した各ＯＮＵ（ＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２、・・・）は、送信すべきデータのデータ量（送信要求量）を、制御フレームの１つであるＲＥＰＯＲＴフレームを用いてＯＬＴに通知する。ＲＥＰＯＲＴフレームは、送信側の情報を含む送信側情報信号であり、ポーリング周期で規定される時間間隔でＯＬＴに収集される。次いで、ＯＬＴは、ＲＥＰＯＲＴフレームの形で受信した各ＯＮＵの送信要求量に基づいて、ＤＢＡ機能により各ＯＮＵに割り当てる送信許可量を演算する。次いで、送信開始時刻と送信許可量（送信期間）とを、ＧＡＴＥフレームを用いて各ＯＮＵへ通知する。

各ＯＮＵは、ＧＡＴＥフレームによって通知された送信開始時刻と送信期間とをもって、データフレームとＲＥＰＯＲＴフレームとを合わせたフレームをＯＬＴに送信する。当該フレームを受信したＯＬＴは、当該フレームの発信元であるＯＮＵに対して次に割り当てるべき送信期間の演算を完了させた後、ＧＡＴＥフレームの送信を行い、次のデータフレーム及びＲＥＰＯＲＴフレームの収集を行う。

一方、各ＯＮＵは、送信すべきデータを有さない（送信すべきデータの送信を完了した）場合、ＲＥＰＯＲＴフレームを送信しないように設定されている。ここで、各ＯＮＵは、ＩＥＥＥ Ｐ１９０４．１（ＳＩＥＰＯＮ）に規定された、低消費電力化のために間欠的にスリープ状態に入る機能と、Early Wake-up機能とを実装している。このＩＥＥＥ Ｐ１９０４．１は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖでは標準の対象外であった、システムレベルの相互接続性確立のための標準規定であり、この中の１つとして、省電力化プロトコルが規定されている。また、Early Wake-up機能は、スリープ期間中のＯＮＵに到着するトラフィックの遅延を抑制するためのウェイク・アップ機能である。

Early Wake-up機能を実装したＯＮＵは、スリープ期間中、送信すべきデータを有さない場合にはＲＥＰＯＲＴフレームを送信せずにスリープを継続し、一方、送信すべきデータを有する場合にスリープから通常起動モードに復帰して、ＲＥＰＯＲＴフレームを送信する。これにより、トラフィック遅延を抑制しつつ、ＲＥＰＯＲＴフレーム送信に伴う電力消費を削減する。しかしながら、ＯＬＴ側では、ＯＮＵがいつ送信すべきデータを有するか分からず、ポーリング周期毎にＲＥＰＯＲＴフレームの送信期間分の帯域を確保しておく必要があるため、帯域利用率の向上には何ら貢献しない。

因みに、各ＯＮＵにおいて、ポーリング周期を長くすれば、帯域利用率は向上する。しかしながら、ポーリング周期を長くするほど、送信すべきデータが発生した際のデータ送信の遅延が増大してしまう。

以上に説明した従来のＤＢＡ動作に対し、図１（Ｂ）に示す本発明を適用したＤＢＡ動作においては、受信装置としてのＯＬＴは、送信装置としての各ＯＮＵ（ＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃２、・・・）から、ＲＥＰＯＲＴフレームを、互いに衝突させ重畳させた状態で受信する。即ち、従来のＯＬＴは、ＲＥＰＯＲＴフレームの重畳が発生しないように、各ＰＲＰＯＲＴフレームの送信期間分の帯域を個別に確保するのに対し、本発明のＯＬＴは、敢えて各ＯＮＵからのＲＥＰＯＲＴフレームを衝突させるように、各ＯＮＵに対する帯域の割当てを行う。

具体的に、ＯＬＴから送信される制御フレームの１つであるＧＡＴＥフレームを受信したＯＮＵは、送信すべきデータを有する場合、ＧＡＴＥフレームによって通知された送信開始時刻にＲＥＰＯＲＴフレームを送信する。このＲＥＰＯＲＴフレームの送信開始時刻は、ＲＥＰＯＲＴフレームが互いに衝突・重畳し、且つＲＥＰＯＲＴフレームのＯＬＴに受信されるタイミングが少しずつ順次ずれていくように設定される。

尚、この受信タイミング（受信開始時刻）は、一定時間間隔で生じるように調整されることも好ましい。しかしながら、データフレームの帯域割当状況や各ＯＮＵとの距離（ラウンドトリップタイム）によってはそのような調整ができない場合もあり、受信タイミングは必ずしも一定時間間隔でなくてもよい。

また、ＯＮＵは、Early Wake-up機能を実装した従来のＯＮＵであり、送信すべきデータの送信を完了してから次に送信すべきデータが発生するまでの（送信すべきデータを有さない）スリープ期間では、ＲＥＰＯＲＴフレームをＯＬＴに送信することはない。

ＯＬＴは、次いで、受信した重畳したＲＥＰＯＲＴフレームを微分処理して、パルス信号を生成する。尚、より検出し易いパルス信号を取得するために、ＰＥＰＯＲＴフレームをＬＰＦ処理してから微分処理することも好ましい。ここで、ＯＬＴがＯＮＵ毎に指定した時間帯から予測される受信開始時刻、即ち、「ＯＮＵに指定した送信開始時刻」に「伝送遅延時間」を加算した時刻において、パルス信号を検出した場合には、当該ＯＮＵに送信すべきデータが有る、と判断し、パルス信号を検出しなかった場合には、当該ＯＮＵに送信すべきデータは無い、と判断する。

同じく図１（Ｂ）において、ＯＬＴは、送信すべきデータが有ると判断したＯＮＵに対し、他のフレームと衝突することのない送信開始時刻と送信期間とをＧＡＴＥフレームを用いてＯＮＵに通知する。このＧＡＴＥフレームを受信したＯＮＵは、ＧＡＴＥフレームによって通知された送信開始時刻と送信期間とをもって、データフレーム及びＲＥＰＯＲＴフレームをＯＬＴに送信する。

ここで、本発明に係るＤＢＡ動作では、図１（Ａ）の従来例とは異なり、ＯＬＴは、当初受信したＲＥＰＯＲＴフレームの中身を見ないため、この段階では送信要求量を認識しない。従って、ＲＥＰＯＲＴフレームの中身を見るまでの間、ＯＬＴがＧＡＴＥフレームで当該ＯＮＵに割り当てる送信期間は、予め規定された固定値となる。

次いで、ＯＬＴは、各ＯＮＵから受信したＲＥＰＯＲＴフレームに含まれる送信要求量を考慮して、次の送信期間（及び送信開始時刻）を設定する。その後、これらの設定された送信開始時刻と送信期間とを、ＧＡＴＥフレームを用いて各ＯＮＵに通知する。

以上説明したように、従来のＤＢＡ動作と本発明による一実施形態としてのＤＢＡ動作とは、当初のＲＥＰＯＲＴフレームを受信する際の帯域確保の点で大きく相違する。これは、ＲＥＰＯＲＴフレームの有するオーバヘッド分を従来通りに受信してＣＤＲ処理等を実施するか否かの顕著な相違に結びつく。そこで、次にＲＥＰＯＲＴフレームのオーバヘッドを考察する。

図２（Ａ）は、１０Ｇ−ＥＰＯＮにおけるＲＥＰＯＲＴフレームのオーバヘッドを説明するための概略図である。また、図２（Ｂ）は、本発明に係る重畳したＲＥＰＯＲＴフレームを説明するための概略図である。

図２（Ａ）に示した１０Ｇ−ＥＰＯＮのＲＥＰＯＲＴフレームは、本来６４バイトの固定長フレームである。しかしながら、一般に、ＲＥＰＯＲＴフレームを含めた上り方向のフレーム通信には、オーバヘッドが必要となる。

１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、前方誤り訂正（ＦＥＣ：Forward Error Correction）が必須機能となっており、上り方向の最小データ単位は、２１６バイトのＦＥＣペイロード（図２（Ａ）の５．）に３２バイトのＦＥＣパリティ（図２（Ａ）の６．）を付加した２４８バイトのＦＥＣコードワード単位である。このため、データ長の短いＲＥＰＯＲＴフレームのみを送信する場合には、非常に多くの無駄が生じる。

さらに、このＦＥＣコードワードには、先頭に、
１．レーザオン（Laser ON）、２．ＡＧＣ（Automatic Gain Control）、
３．ＣＤＲ（Clock and Data Recovery），４．ＢＤ（Burst Delimiter）
が付与され、末尾には、
７．ＥＯＢ（End of Burst Delimiter）、８．レーザオフ（Laser OFF）
が付与される。

このため、上り通信の帯域利用率は、ＦＥＣ符号化によるオーバヘッドの分、及びバースト信号によるオーバヘッド（レーザオン、ＡＧＣ、ＣＤＲ、ＢＤ、ＥＯＢ、レーザオフ）の分だけ低減することになる。ここで、上述した各オーバヘッドの基準値又は最大値（MAX）は、図２（Ａ）に示した通り、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖで規定されている。

さらに、複数のＯＮＵから送信された各ＲＥＰＯＲＴフレームに対して、個別に帯域を確保せねばならないので、帯域利用率は、ＲＥＰＯＲＴフレームの数だけのオーバーヘッド分によって更に限定される。但し、レーザオフと次のフレームのレーザオンとは、図２（Ａ）に示したようにデッドゾーン（Dead Zone）以上の時間を設けておけば重畳させてもよいので、その分、帯域の消費を抑えることは可能である。

一方、図２（Ｂ）に示したように、本発明においては、後の信号微分処理によって各ＲＥＰＯＲＴフレームの立ち上りピークが検出可能となるような時間間隔をもって、ＲＥＰＯＲＴフレームを順次ずらしながら重畳させる。例えばデッドゾーン（３８４ｎｓ）分の間隔を開けた後、次のＲＥＰＯＲＴフレームを重畳させる。

尚、あるＲＥＰＯＲＴフレームのレーザオフで信号強度が弱くなるタイミングと次のＲＥＰＯＲＴフレームのレーザオンで信号強度が強くなるタイミングが重なった際には、立ち上りピークを適切に検出できなくなる可能性があるため、この場合、さらに余分に間隔を開ける必要がある。従って、最小でデッドゾーンの間隔、最大で（レーザオフで信号が立ち下りピークに達するまでの時間＋デッドゾーン＋レーザオンで信号が立ち上りピークに達するまでの時間）分の間隔を開ける。この最大の場合でも当然に、ＲＥＰＯＲＴフレーム毎に送信期間分の個別帯域の確保を行う従来形態（図２（Ａ））と比較して、オーバヘッドが大幅に削減される。

このように、重畳させたＲＥＰＯＲＴフレームをＤＢＡ動作に利用することによって、オーバヘッドが大幅に削減できる分、結果的に、伝送路上にデータフレームをより密に配置することが可能となる。これにより、従来のＤＢＡ動作と比較して、より高い帯域利用率を実現することができるのである。

図３は、本発明に係る重畳したＲＥＰＯＲＴフレームに対して、ＬＰＦ処理及び微分処理を実施した経過を示すグラフである。

図３（Ａ）は、複数のＲＥＰＯＲＴフレームが重畳して形成された受信信号の波形を示す。この受信信号では、１つのＲＥＰＯＲＴフレームが衝突した瞬間に信号強度が高くなり、当該フレームの受信が終了した瞬間に信号強度は低下する。その結果、この受信信号は、高周波の雑音が重畳することも相まって、複雑な強度変化を示す信号となっている。

次いで、図３（Ｂ）は、低域通過フィルタ（LPF：Low Pass Filter）処理を実施された受信信号の波形を示す。ＬＰＦ処理を実施された受信信号では、雑音成分の除去（高周波成分の減衰）及びサンプル間隔の増大（サンプリングを荒くすること）が実現している。

次いで、図３（Ｃ）は、ＬＰＦ処理を行った受信信号を更に微分処理した際の波形を示す。ここで、微分処理とは、ある時刻の受信信号強度と、当該時刻から単位時間経過後の受信信号強度との差を算出する処理である。このＬＰＦ処理及び微分処理を実施された受信信号によれば、１つのＲＥＰＯＲＴフレームを受信した瞬間に立ち上りピークが現れ、当該フレームの受信が終了した瞬間に立ち下りピークが現れる。その結果、この立ち上りピークを、１つのＲＥＰＯＲＴフレーム（送信側情報信号）を受信したことを示すパルス信号として扱うことができる。

ここで、ＯＮＵ（送信装置）は、上述したように、送信すべきデータを有する場合にＲＥＰＯＲＴフレームを送信し、送信すべきデータを有さない場合には送信しない。また、ＯＬＴ（受信装置）は、各ＯＮＵに対し、送信開始時刻（及び送信期間）を通知し、所定のタイミング、即ち「受信開始時刻」、で信号を受信できるようにしている。ここで、「受信開始時刻」は、送信開始時刻に予め算出された伝送遅延時間を加算した時刻となる。

これにより、ＬＰＦ処理及び微分処理を実施された受信信号において、各ＯＮＵに対応した「受信開始時刻」で立ち上りピークを検出できるか否かを判定することによって、各ＯＮＵとの間で２値の論理情報の通信が可能となる。

例えば、図３（Ｃ）では、「受信開始時刻」１〜３、５及び８において立ち下りピークが検出され、「受信開始時刻」４、６及び７において検出されない。この結果から、「受信開始時刻」１〜３、５及び８のそれぞれに対応するＯＮＵ＃１〜＃３、＃５及び＃８が送信すべきデータを有し、「受信開始時刻」４、６及び７のそれぞれに対応するＯＮＵ＃４、＃６及び＃７が送信すべきデータを有しない、との送信側情報を取得することができる。

尚、ＬＰＦ処理及び微分処理を実施された受信信号では、立ち上りピークからＲＥＰＯＲＴフレーム長（送信期間）経過後に、立ち下がりピークが現れる。この立ち下がりピークの絶対値を利用することによって、判定の信頼性を高めることも可能である。例えば、立ち上がりピーク及び立ち下がりピークにおける信号強度の差の絶対値が所定閾値以内である両ピークの組を検出して初めて、対応するＯＮＵが送信データを有する、と判定することも可能である。

図４は、本発明による通信方法を１０Ｇ−ＥＰＯＮに適用した一実施形態を示すシーケンス図である。同図において、送信装置としてのＯＮＵは２台となっているが、当然に３台以上であってもよい。

（Ｓ４００）受信装置としてのＯＬＴ１は、送信開始時刻Ｔ_ｓｉ（ｉ＝ａ，ｂ）と固定値をとる送信期間ΔＴ_ｓ１ｉ（ｉ＝ａ，ｂ）とを含むＧＡＴＥフレームを、送信装置としてのＯＮＵ２ａ（ｉ＝ａ）及びＯＮＵ２ｂ（ｉ＝ｂ）に送信する。

さらに、送信開始時刻Ｔ_ｓｉ（ｉ＝ａ，ｂ）は、次いでＯＮＵ２ａ及び２ｂから送信されるフレームが少しずれたタイミングで互いに重畳（衝突）して受信されるように調整された上で通知される。

（Ｓ４０１ａ、Ｓ４０１ｂ）ＯＮＵ２ａ及び２ｂはそれぞれ、送信すべきデータが有るか否かを判定する。これは、例えば、下位のユーザネットワークを介して上りデータがＯＮＵ２ａ（２ｂ）に受信され、ＯＮＵ２ａ（２ｂ）内のバッファに蓄積されているか否かを判定するものであってもよい。ここで、偽の判定、即ち送信すべきデータが無いとの判定が行われた場合、ＯＮＵ２ａ（２ｂ）は、ＲＥＰＯＲＴフレームをＯＬＴ１に送信しない。

（Ｓ４０２）一方、ステップＳ４０１ａ（Ｓ４０１ｂ）で真の判定、即ち送信すべきデータが有るとの判定、が行われた場合、ＯＮＵ２ａ（２ｂ）は、指定された送信開始時刻Ｔ_ｓａ（Ｔ_ｓｂ）から送信期間ΔＴ_ｓ１ａ（ΔＴ_ｓ１ｂ）の間で、送信すべきデータ有りとの送信側情報であるＲＥＰＯＲＴフレームをＯＬＴ１に送信する。

（Ｓ４０３）ＯＬＴ１は、ＲＥＰＯＲＴフレームが少しずれたタイミングで互いに重畳して受信されるように調整された送信開始時刻Ｔ_ｓｉ（ｉ＝ａ，ｂ）をＯＮＵ２ａ及び２ｂに通知しているので、受信開始時刻から使用する受信系統として、信号微分部及び信号有無判定部を選択する。ここで、受信開始時刻は、ＯＮＵ２ａ及び２ｂにそれぞれ指定した送信開始時刻Ｔ_ｓａ及びＴ_ｓｂに予め算出されたそれぞれの伝送遅延時間を加算した時刻である。ＯＬＴ１は、重畳して受信されるＲＥＰＯＲＴフレームを受信するため、算出された中で最も早い受信開始時刻から（信号微分部及び信号有無判定部を用いて）受信を実行する。

（Ｓ４０４）ＯＬＴ１は、受信された重畳したＲＥＰＯＲＴフレームに対し、ＬＰＦ処理を実施する。
（Ｓ４０５）ＯＬＴ１は、ＬＰＦ処理されたＲＥＰＯＲＴフレームに対し、微分処理を実施する。
（Ｓ４０６）ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２ａ及び２ｂに対応する受信開始時刻それぞれにおいて、パルス信号が検出されるか否かを判定する。ここで、パルス信号が検出されないと判定されたＯＮＵに対しては、送信すべきデータが無いと判断し、ステップＳ４００に戻って最初のＧＡＴＥフレームを送信する。一方、パルス信号が検出されたと判定されたＯＮＵ（図４ではＯＮＵ２ａ及び２ｂ）に対しては、次のステップＳ４０７に移行する。

（Ｓ４０７）ＯＬＴ１は、固定値をとる送信期間ΔＴ_ｓ２ｉ（ｉ＝ａ，ｂ）を含むＧＡＴＥフレームを、ＯＮＵ２ａ及び２ｂに送信する。このＧＡＴＥフレームに同じく含まれる送信開始時刻は、この時刻を基にしてＯＮＵ２ａ及び２ｂから送信される（データを含む）フレームが衝突して受信されることのないように調整される。

（Ｓ４０８ａ、Ｓ４０８ｂ）ＯＮＵ２ａ（２ｂ）は、指定された送信開始時刻から送信期間ΔＴ_ｓ２ａ（ΔＴ_ｓ２ｂ）の間で、データフレーム及びＲＥＰＯＲＴフレームをＯＬＴ１に送信する。

（Ｓ４０９）ＯＬＴ１は、送信データ有りと判断した上で送信期間ΔＴ_ｓ２ｉをＯＮＵ２ａ及び２ｂに通知しているので、ＯＮＵ２ａ及び２ｂにそれぞれ指定した送信開始時刻に予め算出された伝送遅延時間を加算した時刻（受信開始時刻）から、ＯＮＵ２ａ及び２ｂにそれぞれ指定した送信期間ΔＴ_ｓ２ａ及びΔＴ_ｓ２ｂの間、受信系統として（ＡＧＣ部及び）ＣＤＲ部を選択する。次いで、これらの送信期間の間に、データフレーム及びＲＥＰＯＲＴフレームを受信する。

（Ｓ４１０）ＯＬＴ１は、受信したデータフレーム及びＲＥＰＯＲＴフレームにＡＧＣ（自動利得制御）処理を実施する。ＡＧＣ処理は、受信した信号の振幅レベルを一定値に調整する処理である。特に、ＰＯＮの場合、入力可能な光信号のレベルの範囲が広く、受信系統には広ダイナミックレンジ特性を有することが求められるので、ＡＧＣ処理が必要となる。
（Ｓ４１１）ＯＬＴ１は、ＣＤＲ（クロック・データ再生）処理を実施する。

（Ｓ４１２）ＯＬＴ１は、再生されたデータフレームと、ＯＮＵ２ａ及び２ｂの送信要求量とを取得し、この後、例えば、当該データ信号（フレーム）を上位のネットワークに転送する。
（Ｓ４１３）ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２ａ及び２ｂに割り当てられた送信期間ΔＴ_ｓ３ｉ（ｉ＝ａ，ｂ）を含むＧＡＴＥフレームをそれぞれＯＮＵ２ａ及び２ｂに送信する。ここで、送信期間ΔＴ_ｓ３ｉは、それぞれＯＮＵ２ａ及び２ｂからの送信要求量に基づいて算出される。

ステップＳ４１３以降、ＧＡＴＥフレームを受信したＯＮＵ２ａ（２ｂ）は、上述したステップＳ４０８ａ（Ｓ４０８ｂ）〜Ｓ４１３を繰り返して、データの続きをＯＬＴ１に送信することになる。また、データの送信が完了し、送信すべきデータを有さない場合、ＯＮＵ２ａ（２ｂ）は、受信したＧＡＴＥフレームによって指定された送信開始時刻となっても何のフレームをもＯＬＴに送信しない。

一方、ＯＬＴ１は、ＧＡＴＥフレームを用いて通知した送信開始時刻に伝送遅延時間を加算した時刻（受信開始時刻）から、通知した送信期間の間、ＯＮＵ２ａ（２ｂ）から何の信号をも受信しない場合、ＯＮＵ２ａ（２ｂ）は送信すべきデータの送信を完了した、又は送信すべきデータを有さない、との判断を行う。この場合、ＯＬＴ１は、ステップ４００に戻って、再び固定値をとる送信期間ΔＴ_ｓ１ｉを含むＧＡＴＥフレームをＯＮＵ２ａ（２ｂ）に送信する。

図５は、本発明による受信装置１の一実施形態を示す機能構成図である。同図では、送信装置２の機能構成も合わせて示されている。

図５に示すように、受信装置１は、送信装置２との通信接続を仲介して送信装置２からの信号を受信装置１内に転送し、さらに信号を送信装置２に転送する通信インタフェース１００と、プロセッサ・メモリとを有する。ここで、プロセッサ・メモリは、プログラムを実行することによってその機能を実現させる。受信装置１は、さらに、上位のネットワークとの通信接続を仲介する通信インタフェース１０１を有することも好ましい。

また、プロセッサ・メモリは、機能構成部として、分離部１１０と、ＡＧＣ部１１１と、ＣＤＲ部１１２と、ＬＰＦ部１１３と、信号微分部１１４と、信号有無判定部１１５と、受信系統選択部１１６と、送信側情報取得部１１７と、帯域制御部１１８とを有する。さらに、通信インタフェース１０１が設置されている場合、受信系統選択部１１６から出力されたデータ信号を通信インタフェース１０１を介して上位のネットワークに転送するフレーム転送部１１９が設けられていることも好ましい。

分離部１１０は、通信インタフェース１００から入力した信号を常時ＡＧＣ部１１１とＬＰＦ部１１３との双方に出力するスプリッタであってもよく、受信系統選択部１１６による制御の下、ＡＧＣ部１１１及びＬＰＦ部１１３のいずれかに出力を切り替えるスイッチであってもよい。

ＡＧＣ部１１１は、通信インタフェース１００及び分離部１１０を介して、クロック重畳データフレームを入力（受信）し、ＡＧＣ処理を実施する。

ＣＤＲ部１１２は、入力したクロック重畳データフレームにＣＤＲ処理を実施するデータ再生部である。具体的には、通信インタフェース１００、分離部１１０及びＡＧＣ部１１１を介して、クロック重畳データフレームを入力（受信）し、当該信号から位相情報をクロック信号として抽出し、抽出したクロック信号と、受信装置１の（プロセッサ・メモリにおける）システムクロックとを同期させ、これによりデータ信号（フレーム）をリタイミングして再生する。

ＬＰＦ部１１３は、低域通過フィルタ機能部であり、分離部１１０からの出力信号の高周波成分を遮断し、サンプル間隔を増大させる。ここで、サンプル間隔の増大は、強度が徐々に強くなる受信信号を微分した際に信号強度の変動が観測され難くなる事態を回避するために実施される。ＬＰＦ処理された信号は、信号微分部１１４に出力される。

信号微分部１１４は、ＬＰＦ部１１３からのＬＰＦ処理された出力信号に対し、微分処理（ある時刻の信号強度と、当該時刻から単位時間経過後の信号強度との差を算出する処理）を行い、同処理後の信号を信号有無判定部１１５に出力する。

信号有無判定部１１５は、信号微分部１１４の出力信号に基づいて、信号の有無を判定する。また、このように送信装置２からの信号の有無を判定することによって、パルス信号を受信することができるパルス信号受信手段としても機能する。

信号有無判定部１１５は、例えば、コンパレータとＤフリップフロップとで構成される。この場合、コンパレータは、信号微分部１１４の出力信号と、予め設定された閾値電圧とを比較して、閾値以上の振幅を持つ場合はＨレベル、当該閾値未満の場合はＬレベルの２値を出力する。Ｄフリップフロップは、受信装置１の（プロセッサ・メモリにおける）システムクロックのタイミングをもって、コンパレータからの入力値を出力する。

受信系統選択部１１６は、送信装置２に通知した送信開始時刻及び送信期間ΔＴ_ｓに基づいて、送信開始時刻に伝送遅延時間を加算した時刻（受信開始時刻）から、送信期間の間において利用する受信系統を選択する。具体的には、
ａ１）直前に送信装置２からの制御フレーム、例えばＲＥＰＯＲＴフレーム、を受信していない場合、または、ａ２）１つの送信装置２における受信開始時刻から送信期間ΔＴ_ｓの間に、別の送信装置２における受信開始時刻が重畳するように送信開始時刻及び送信期間ΔＴ_ｓを通知した場合、その後の受信開始時刻から使用する受信系統として、（ＬＰＦ部１１３、信号微分部１１４及び）信号有無判定部１１５を選択し、
ｂ１）送信装置２からの制御フレーム、例えばＲＥＰＯＲＴフレーム、によって送信装置２に送信すべきデータ有りと判定した場合、または、ｂ２）１つの送信装置２における受信開始時刻から送信期間ΔＴ_ｓの間に、別の送信装置２における受信開始時刻が重畳しないように送信開始時刻及び送信期間ΔＴ_ｓを通知した場合、その後の受信開始時刻から使用する受信系統として、（ＡＧＣ部１１１及び）ＣＤＲ部１１２を選択することも好ましい。

送信側情報取得部１１７は、信号有無判定部１１５を介して入力（受信）したパルス信号から、送信装置２が送信すべきデータを有する等の、送信側情報を取得する。具体的には、受信系統選択部１１６が信号有無判定部２１３の使用を選択した際、送信装置２に対応する受信開始時刻にパルス信号を受信した場合に、送信装置２は送信すべきデータを有していると判定し、当該時刻にパルス信号を受信しない場合、送信装置２は送信すべきデータを有していないと判定する。

送信側情報取得部１１７は、また、ＣＤＲ部１１２で処理された送信装置１からの制御フレーム、例えばＲＥＰＯＲＴフレーム、の内容を取得する。さらに、送信側情報取得部１１７は、受信装置１と送信装置２との間の伝送距離で決まる、送信装置２についての伝送遅延時間を把握することも好ましい。

帯域制御部１１８は、制御フレーム、例えばＲＥＰＯＲＴフレーム、を受信していない複数の送信装置２に対する各送信開始時刻Ｔ_ｓを、次いでこれらの送信装置２から送信されるフレームが少しずれたタイミングで互いに重畳（衝突）して受信されるような値に調整する。

帯域制御部１１８は、また、送信側情報取得部１１７から入力した送信側情報、即ち、
（ａ）信号有無判定部１１５から供給されたパルス信号の有無（送信装置２に送信すべきデータが有るか否か）の判定結果、
（ｂ）送信装置２からの制御フレームの内容（例えば送信要求量）、
（ｃ）送信装置２についての伝送遅延時間
等に基づいて、送信装置１に対する送信開始時刻及び送信期間を決定し管理する。また、決定した送信開始時刻及び送信期間を通信インタフェース１００に出力し、送信装置２に通知させる。

以上に説明した受信装置１は、自身に接続される複数の送信装置２と共に通信システムを構成する。ここで、送信装置２としては、クロック重畳データ信号を送信可能な従来の送信装置を採用することができる。以下、念のため、送信装置２の機能構成を説明する。

送信装置２は、受信装置１との通信接続を仲介して信号を受信装置１に転送し、さらに受信装置１からの信号を送信装置２内に転送する通信インタフェース２００と、プロセッサ・メモリとを有する。ここで、プロセッサ・メモリは、プログラムを実行することによってその機能を実現させる。送信装置２は、さらに、下位のユーザネットワークとの通信接続を仲介する通信インタフェース２０１を有することも好ましい。

また、プロセッサ・メモリは、機能構成部として、フレーム送信部２１０と、送信制御部２１１とを有する。さらに、通信インタフェース２０１が設置されている場合、下位のユーザネットワークから通信インタフェース２０１を介して転送された信号を、フレーム送信部２１０に出力するフレーム転送部２１２が設けられていることも好ましい。

フレーム送信部１１１は、データ信号にクロックを重畳させ、データ信号をリタイミングして再生するのに必要な時間（ＣＤＲ処理に必要な時間）及びＡＧＣ処理に必要な時間をプリアンブルに挿入したクロック重畳データフレームを生成し、通信インタフェース２００を介して受信装置１に送信する。ここで、データ信号は、フレーム転送部２１２が設けられている場合、フレーム転送部２１２から入力されることも好ましい。

送信制御部１１３は、通信インタフェース２００を介して受信装置１から取得した送信開始時刻及び送信期間ΔＴ_ｓに基づいて、送信装置２の送信タイミング及び送信期間を調整する。また、送信装置２が保持する情報（例えばバッファに上りデータが蓄積されているか否か等）に基づいて、パルス信号を送信するか否かの送信要否判定を行う。具体的には、送信すべきデータを有する場合に制御フレーム、例えばＲＥＰＯＲＴフレーム、を送信させ、送信すべきデータを有しない場合には制御フレームを送信させないことが好ましい。

送信制御部１１３は、具体的に、ＩＥＥＥ Ｐ１９０４．１（ＳＩＥＰＯＮ）に規定されたスリープ機能及びEarly Wake-up機能を実装しており、スリープ期間中、ポーリング周期毎にＲＥＰＯＲＴフレームの送信期間分の帯域の確保は行うものの、送信すべきデータを有さない場合にＲＥＰＯＲＴフレームを送信しない。一方、送信すべきデータを有する場合にはＲＥＰＯＲＴフレームを送信する。

図６（Ａ）は、ＰＯＮシステムにおけるＯＮＵの台数変化を示す説明図である。また、図６（Ｂ）は、本発明に係る重畳させたＲＥＰＯＲＴフレームを利用したＤＢＡ動作、及び従来の単体ＲＥＰＯＲＴフレームを利用したＤＢＡ動作における使用帯域のＯＮＵ台数依存性を示すグラフである。

図６（Ａ）に示すように、ＰＯＮシステムでは、１台のＯＬＴ１が、光幹線路３、光カプラ４及び光分岐路５を介して複数のＯＮＵ２を収容する。現在のＰＯＮシステムは、一般に、上り方向（ＯＮＵ→ＯＬＴ）通信に、単一波長を用いて各ＯＮＵ２からの光信号を時間軸上で多重する時分割多元接続（TDMA：Time Division Multiple Access）方式を採用している。ここで、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２毎の発光タイミング（送信開始時刻）及び発光時間（送信期間）を各ＯＮＵ２に指定することによって、共有される光幹線路３上で複数のＯＮＵ２からの上り信号が衝突する事態を回避している。

現在、このような特性を有するＰＯＮシステムにおいて、更なる性能向上の達成にとって大きなハードルとなっているのは、ＯＬＴ１の（ＯＮＵ１台当たりの）機器コストや、光ファイバの敷設コストである。そこで、これらのコストを低減させるために、次世代のＰＯＮシステムである１０ＧＥ-ＰＯＮ等において、ロスバジェットを拡大し、１つの光幹線路をできるだけ多くのＯＮＵ２で共有させて、1台のＯＬＴ１に接続可能なＯＮＵ２の台数を増加させるための研究開発が行われている。

因みに、現在普及しているＧＥ-ＰＯＮでは、１台のＯＬＴ１に接続可能なＯＮＵ２の最大数を６４台としているが、将来、1台のＯＬＴ１に数百台以上又は千台以上のＯＮＵ２が接続される可能性も高い。

このようにＯＮＵ２の台数を増加させた場合、以下図６（Ｂ）を用いて説明するように、本発明に係るパルス信号を利用したＤＢＡ動作を適用することによって、従来のＲＥＰＯＲＴフレームを利用したＤＢＡ動作において重大な問題となるデータ通信帯域の圧迫を解消することが可能となる。

図６（Ｂ）のグラフは、送信すべきデータを有しないＯＮＵ（データ無しＯＮＵ）の台数を、１６台から１０２４台まで変化させた際の、
（「○」印）本発明に係る重畳させたＲＥＰＯＲＴフレームを利用したＤＢＡ動作における、パルス信号が占める帯域と、
（「△」印）従来の単体ＲＥＰＯＲＴフレームを利用したＤＢＡ動作における、ＲＥＰＯＲＴフレームが占める帯域と
を示している。同グラフの横軸はデータ無しＯＮＵの台数を示し、縦軸は帯域を示す。ここで、ポーリング周期は２ｍｓ（ミリ秒）とした。また、「○」印において、レーザオフで信号が立ち下りピークに達するまでの時間及びレーザオンで信号が立ち上りピークに達するまでの時間をそれぞれ１６ｎｓと仮定した。

さらに、重畳させたＲＥＰＯＲＴフレームでのオーバヘッドは、最小値、即ちデッドゾーンと、最大値、即ち（デッドゾーン）＋（レーザオフで信号が立ち下がりピークに達するまでの時間）＋（レーザオンで信号が立ち上がりピークに達するまでの時間）とを平均した値にＯＮＵ台数を乗算して、ＲＥＰＯＲＴフレーム１つ分のオーバヘッドを加算したものとした。

図６（Ｂ）に示すように、従来の単体ＲＥＰＯＲＴフレームを用いた場合、ＯＮＵの台数が多くなると、ＲＥＰＯＲＴフレームのみで占められる帯域が数〜１０Ｇｂｐｓ程度に達し、通信帯域がＲＥＰＯＲＴフレームによって相当に圧迫されることが分かる。その結果、ＯＮＵの台数が多くなると、データ通信に割り当てる帯域を確保し難くなり、帯域利用率が大幅に低下してしまう。

これに対して、本発明に係る重畳させたＲＥＰＯＲＴフレームを用いた場合、占められる帯域は、データ無しＯＮＵが１０２４台と膨大な数であっても２Ｇｂｐｓ程度であり、通信帯域のパルス信号による圧迫は限定的となることが分かる。その結果、ＯＮＵの台数が多くなったとしても、データ通信に割り当てる帯域を十分に確保でき、従来に比べて帯域利用率を大幅に向上させることが可能となる。

このように、本発明による通信方法は、微分処理によって得られた送信期間の短いパルス信号によって、送信すべきデータの有無（送信側情報）の通知をする方法に相当するので、1台の受信装置に接続する送信装置の台数を増大させるほど、帯域利用率の向上等のメリットが、より顕著となる。

尚、図６（Ｂ）のグラフに示したような帯域を算出するにあたって、ポーリング周期を変化させたり、既存発明を適用してレーザオン・ＡＧＣ・ＣＤＲ・レーザオフの時間を短縮したり、更にはＲＥＰＯＲＴフレームを重畳させる間隔を変化させたりした場合、占める帯域の絶対値は変化する。しかしながら、これらの場合でも、重畳させたＲＥＰＯＲＴフレーム及び単体ＲＥＰＯＲＴフレームの占める帯域の相対関係は、概ね図６（Ｂ）のグラフと同傾向になる。

以上詳細に説明したように、本発明の通信システム及び通信方法によれば、重畳させた送信側情報信号を微分することでパルス信号を生成する。次いで、信号有無判定手段がＣＤＲを実施することなくこのパルス信号の有無を判別する。その結果、ＣＤＲを実施せずとも、より狭い時間帯域を使用した重畳させた送信側情報信号から、２値の論理情報の通信を行うことができる。これにより、（ＣＤＲ実施のための期間をプリアンブルとして含む）複数の送信側情報信号を、より狭い時間帯域でＣＤＲを実施せずに処理することができるのである。

また、本発明によれば、シグナリングにおいてＣＤＲに要する時間を低減することが可能となる。さらに、送信装置と受信装置とを接続する伝送路上において、データ信号を時間軸上でより密に配置することができるので、伝送効率の向上が可能となる。

さらにまた、１０ＧＥ-ＰＯＮ等の次世代のＰＯＮシステムで想定される、ＯＬＴ1台当たりに数百台以上又は千台以上のＯＮＵが接続される状況においても、本発明に係るＲＥＰＯＲＴフレームの重畳形態を適用することによって、通信帯域のＲＥＰＯＲＴフレームによる圧迫を限定的なものにすることができる。その結果、データ通信に割り当てる帯域を十分に確保でき、従来に比べて帯域利用率を大幅に向上させることが可能となる。

前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

１ 受信装置（ＯＬＴ）
１００、１０１、２００、２０１ 通信インタフェース
１１０ 分離部
１１１ ＡＧＣ部
１１２ ＣＤＲ部
１１３ ＬＰＦ部
１１４ 信号微分部
１１５ 信号有無判定部
１１６ 受信系統選択部
１１７ 送信側情報取得部
１１８ 帯域制御部
１１９、２１２ フレーム転送部
２ 送信装置（ＯＮＵ）
２１０ フレーム送信部
２１１ 送信制御部
３ 光幹線路
４ 光カプラ
５ 光分岐路

Claims (9)

1. 複数の送信装置に送信開始時刻を通知して、当該送信装置より受信したクロック重畳データ信号からクロック信号を抽出し、データ信号をリタイミングして再生するデータ再生手段を有する受信装置であって、
   送信側の情報を含んでおり当該送信装置の各々から送信される送信側情報信号が互いに重畳した状態で受信されるように、当該送信装置の各々に通知する送信開始時刻を決定する帯域制御手段と、
   受信された重畳した当該送信側情報信号を微分して、パルス信号を生成する信号微分手段と、
   当該送信装置の各々に対応した受信開始時刻における当該パルス信号の有無を判定する信号有無判定手段と、
   パルス信号有りと判定された当該送信装置に対して使用される受信系統として、前記データ再生手段と前記信号微分手段及び前記信号有無判定手段とのうち、前記データ再生手段を選択する受信系統選択手段と
   を有することを特徴とする受信装置。
2. 前記受信系統選択手段は、
   パルス信号有りと判定された当該送信装置に対し、次いで送信された送信開始時刻から決定される受信開始時刻における受信系統として、前記データ再生手段を選択し、パルス信号無しと判定された当該送信装置に対し、次いで送信された送信開始時刻から決定される送信開始時刻における受信系統として、前記信号微分手段及び前記信号有無判定手段を選択する
   ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 受信された重畳した当該送信側情報信号の高周波成分を遮断し、高周波成分を遮断された該重畳した送信側情報信号を前記信号微分手段に出力する低域通過フィルタ手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の受信装置。
4. 前記帯域制御手段は、当該送信装置の各々から送信される送信側情報信号が順次ずれたタイミングで且つ互いに重畳した状態で受信されるように当該送信開始時刻を決定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の受信装置。
5. 受信されたクロック重畳データ信号をＡＧＣ（Automatic Gain Control）処理し、ＡＧＣ処理された該クロック重畳データ信号を前記データ再生手段に出力するＡＧＣ手段を更に有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の受信装置。
6. 前記受信系統選択手段は、
   当該送信装置の各々から送信される当該送信側情報信号が互いに重畳した状態で受信されるように、当該送信装置の各々に送信開始時刻が通知された場合、当該送信装置の各々に通知された送信開始時刻から決定される受信開始時刻における受信系統として、前記信号微分手段及び前記信号有無判定手段を選択することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の受信装置。
7. 複数の送信装置と、当該送信装置に送信開始時刻を通知して、当該送信装置より受信したクロック重畳データ信号からクロック信号を抽出し、データ信号をリタイミングして再生するデータ再生手段を有する受信装置とを備えた通信システムであって、
   当該送信装置は、
   当該クロック重畳データ信号を生成し送信するフレーム送信手段と、
   前記フレーム送信手段に対し、送信すべきデータを有する場合に送信側の情報を含む送信側情報信号を送信させ、その後受信した送信開始時刻に基づいて当該クロック重畳データ信号を送信させ、送信すべきデータを有しない場合には当該送信側情報信号を送信させない送信制御手段と
   を有し、
   前記受信装置は、
   当該送信装置の各々から送信される当該送信側情報信号が互いに重畳した状態で受信されるように、当該送信装置の各々に通知する送信開始時刻を決定する帯域制御手段と、
   受信された重畳した当該送信側情報信号を微分して、パルス信号を生成する信号微分手段と、
   当該送信装置の各々に対応した受信開始時刻における当該パルス信号の有無を判定する信号有無判定手段と、
   パルス信号有りと判定された当該送信装置に対して使用される受信系統として、前記データ再生手段と前記信号微分手段及び前記信号有無判定手段とのうち、前記データ再生手段を選択する受信系統選択手段と
   を有することを特徴とする通信システム。
8. 複数の送信装置に送信開始時刻を通知して、当該送信装置より受信したクロック重畳データ信号からクロック信号を抽出し、データ信号をリタイミングして再生するデータ再生手段を有する受信装置に搭載されたコンピュータを機能させる通信プログラムであって、
   送信側の情報を含んでおり当該送信装置の各々から送信される送信側情報信号が互いに重畳した状態で受信されるように、当該送信装置の各々に通知する送信開始時刻を決定する帯域制御手段と、
   受信された重畳した当該送信側情報信号を微分して、パルス信号を生成する信号微分手段と、
   当該送信装置の各々に対応した受信開始時刻における当該パルス信号の有無を判定する信号有無判定手段と、
   パルス信号有りと判定された当該送信装置に対して使用される受信系統として、前記データ再生手段と前記信号微分手段及び前記信号有無判定手段とのうち、前記データ再生手段を選択する受信系統選択手段と
   してコンピュータを機能させることを特徴とする通信プログラム。
9. 複数の送信装置に送信開始時刻を通知して、当該送信装置より受信したクロック重畳データ信号からクロック信号を抽出し、データ信号をリタイミングして再生する装置における通信方法であって、
   送信側の情報を含んでおり当該送信装置の各々から送信される送信側情報信号が互いに重畳した状態で受信されるように、当該送信装置の各々に通知する送信開始時刻を決定する第１のステップと、
   受信された重畳した当該送信側情報信号を微分して、パルス信号を生成する第２のステップと、
   当該送信装置の各々に対応した受信開始時刻における当該パルス信号の有無を判定する第３のステップと、
   パルス信号有りと判定された当該送信装置に対して使用される受信系統として、データ信号をリタイミングして再生する受信系統と第２及び第３のステップを実行する受信系統とのうち、データ信号をリタイミングして再生する受信系統を選択する第４のステップと
   を有することを特徴とする通信方法。
   

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