JPH11508736A - デジタル通信網における同期 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 分岐した受動光網(11,13)を含むデジタル通信網において、該受動光網(11,13)はヘッドエンド(10)を複数の光網ユニット(15)に接続し、網をスクラッチから初期化する必要があるとき、全ての光網ユニット(15)とヘッドエンド(10)とを測距することによって同期させるのにかかる時間を最小にする。これは、方向測距のために網(14)の上流方向の全ての帯域幅を使用可能にすることによって達成される。全ての網が測距されると、通常の方法で結合されたデータ通信と動作と管理機能とに対して帯域幅は使用可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】 デジタル通信網における同期 本発明は全体的に、デジタル通信網でデータを同期させる方法および装置に関 する。 受動光網（ＴＰＯＮ）上の電話では、単一のヘッドエンドおよび中央ステーシ ョン（交換局）からのデータは、時分割多重（ＴＤＭ）データフレーム流として 、分岐した光ファイバ網上を下流方向に多重光網ユニット（ＯＮＵ）または一般 的に顧客構内にある端局へ“同報通信”する。 例えばＴＰＯＮを使用する測距（レンジング）は既知の方法であり、この方法 ではＯＮＵは例えば時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）プロトコルを使用して、デ ータを他のＯＮＵによって伝送されるデータによって損なわれずに上流へ伝送す ることができる。実際には、測距はＯＮＵとヘッドエンドとの間の伝送時間の差 を補償して、そのＯＮＵからのデータが、そのヘッドエンドからの要求によって ヘッドエンドで競合することを防ぐ。 デジタル通信網において、測距プロセスを含むデータ移送管理用システム、と くにＴＰＯＮは、本出願人の欧州特許第 EP 318 332 B1号に記載されており、そ の内容を引用によって本発明に適用する。第 EP 318 332 B1号に記載されたシス テムでは、上流および下流方向の帯域幅は“マルチフレーム”内に構成される。 “マルチフレーム”は、８０の基本フレーム（データおよびハウスキーピング情 報を搬送する）および測距用の２つの基本フレーム（測距用スロット）を含む。 明らかにするために必然であるので、本発明の記述では“フレーム”および“ スロット”という用語は交換可能に使用している。 測距プロセスでは、ヘッドエンドと各ＯＮＵとの間の一周時間を判断して、プ ログラマブル伝送の時間遅延を各ＯＮＵに付加して、効果的に全てのＯＮＵが同 じ一周時間を有するようにする。一般的に、このプロセスの誤差は１データビッ ト以内であることが必要である。 一般的に測距には２つの形式がある：すなわち粗測距と精密測距である。両形 式の測距は専用測距スロットを使用する（ＴＰＯＮでは、測距スロットはシステ ムの有効帯域幅の２．５％よりも小さいことを表している）。粗測距は一般的に 、 ヘッドエンドとＯＮＵとの間の“オンライン”データ通信が開始可能になる前に 行なわれる。粗測距が完了して、例えばＴＰＯＮにおいて５０ｎｓの精度になる と、精密測距を開始して、精度を（１ビット期間内において）５ｎｓ以内にする 。さらに精密測距を続けて、標準期間において“オンライン”通信を行って、光 システムにおけるドリフトを補償する。本特許明細書の文脈では、“オンライン ”という用語は、通信網のユーザ間の通信が、例えば電話、ファクシミリ、テレ ビジョン、等によって可能であるときを含む。“オフライン”通信は、例えば通 信網の素子間のシステム管理通信、例えば粗測距を含む。システム管理通信、例 えば精密測距は、オンライン動作中でも、例えば専用制御チャンネルを使用すれ ば可能である。しかしながら、例えば要求されるＯＮＵまたはヘッドエンドがオ フラインであるときは、オンライン通信は可能である。 実際には、粗測距プロセスは一般的に、ＯＮＵで適切な光パワーレベルを確立 する最初の“レベリング（レベル合せ）”手続きも含む。レベリングのために、 ヘッドエンドからの信号に応答して、ＯＮＵは低光パワーで直列の各測距スロッ ト内で1パルスを伝送し、ヘッドエンドがそのダイナミックレンジ内でパルスを 受取るまで、光パワーを増加する。その後になってからのみ、粗測距手続きを始 める。レベリングおよび測距の組合わせて、測距スロットを同じＯＮＵによって 何度も回使用して、その光パワーを調節し、正確な遅延を得ることができる。都 合上、とくに異なる記載がない限り、始動時の粗測距にレベリングを含まれる。 ＰＯＮとして、例えばＴＰＯＮを使用し、このＰＯＮが１２８のＯＮＵを有し 、１０ｍｓの継続時間のマルチフレームを構成し、このマルチフレームは１２１ ．９５μｓ継続時間の８２の基本フレームを含む（各マルチフレームには測距の ためには２つのみの基本フレームが割当てられている）とき、４つの測距スロッ トが１つのＯＮＵを測距すると仮定すると、全てのＯＮＵを測距するには５．１ ２秒までかかることになる。約５秒は長い時間であるとは思われないが、この時 間が網のダウンタイムまたは“デッドゾーン”を表わすと考えるとすると、例え ばＰＯＮの物理的な再構成またはヘッドエンドの故障後で通信を再確立する前は 、かなり長い時間であると認識することができる。 最近、光増幅段をＰＯＮの１または複数の光ファイバ分岐に組込むことによっ て、ＰＯＮの概念が拡張された。スーパーＰＯＮは、標準のＰＯＮよりもはるか に大きい到達距離を有することができ、約３５００のＯＮＵにサービスすること ができる。 スーパーＰＯＮを測距するのに上記の測距例の値を適用すると、測距に約１４ ０秒かかることになる。しかしながら実際には、より大きな到達距離を考慮する と、スーパーＰＯＮの測距にははるかに長い時間がかかり、それ故スーパーＰＯ Ｎでは、一周遅延がより長くなる。事実、本出願人はスーパーＰＯＮで全てのＯ ＮＵを測距するにはちょうど１時間かかることを示し、それはデッドゾーンとし て全く容認されない。 第１の態様によると、本発明はポイントツウマルチポイント通信網を提供し、 ポイントツウマルチポイント通信網は１つの中央ステーションおよび複数の外部 ステーションを有し、中央ステーションは次のように動作する： 第１の“オンライン”モードでは、１つの測距フレームと複数のデータフレ ームを含むフレーム構造で信号を外部ステーションへ送り、 第２の“オンライン”モードでは、第１のモードのフレーム構造の継続時間 に等しい期間内で２以上の測距フレームを含む外部ステーションに信号を送る。 本発明の長所は、最初のレベリングおよび測距を第２のモードで実行できるこ とであり、第２のモードでは、網はｎスロットごとに１つの測距スロットを使用 するように制限されていない（なお、上記の例では、測距スロットは２つの基本 フレームによって表され、ｎは８０の基本フレームを表わし、したがって有効フ レーム時間の４０分の１のみが使用される）。実際には中央ステーションと外部 ステーションとの間の測距信号は迅速に交換され、その結果全網が測距を要求す る場合には網のダウンタイムが最小になる。本発明の１つの可能な実施形態では 、基本的に上記の例を使用して、第２のモードでマルチフレームの８０の基本フ レームを４０の測距フレームに置換する。これは全網を測距するのに必要な時間 を４０分の１に低減することを表す（すなわち、測距は約１２８ｍｓで達成する ことができる）。網全体が測距を必要とする例は、ＰＯＮまたはスーパーＰＯＮ 内で、１つのヘッドエンドが故障して、バックアップ用ヘッドエンドと“交換” することが必要なときである。 本発明は、“オンライン”通信が開始可能になる前に全てのＯＮＵ、または実 際には他の外部ステーションを測距するような、迅速な、または“始動”測距の 概念を導入する。明らかに、この概念は、ＴＰＯＮに限定されるわけではなく、 迅速な始動測距が不可欠なときに、どんな形態の同報通信用通信網にも適用する ことができる。 好ましい実施形態では、第２のモードで、測距フレームは中央ステーションと 外部ステーションとの間の少なくとも最大伝送遅延に等しい期間を有する。 その代りに、測距フレームは、（伝送遅延に関して）最も近いものと最も遠い ものとの外部ステーションと固定ポイント（地点）との間の差の伝送遅延に少な くとも等しい期間を有するようにすることができる。この測距スロットの期間は 低減され、１固定期間当りの測距スロット数を増加し、全網を一層迅速に測距す ることができる。 本発明の好ましい実施形態では、伝送路はＰＯＮによって与えられる。一般的 にＰＯＮの分岐路は光ファイバ伝送ラインを含み、ｍ：ｎの受動光スプリッタに よって分割される。ｍ：ｎのスプリッタは１：ｎのスプリッタよりも有用である 。その理由は多数(ｍ)の入力が１または複数のバックアップ用ヘッドエンドを許 容するので、全網の回復力を向上するからである。さらに、１または複数の光フ ァイバ分岐は光増幅手段、例えば光ファイバ増幅器を具備するか含むことができ る。このような増幅によって、光網の到達距離および／または分割容量を拡張す る。 デジタル通信の当業者は、上述のように、本発明がデータフレームまたはスロ ットでデータを多数の外部ステーションへ同報通信する１または複数のステーシ ョンを有する通信網に関することを認識するであろう。このような通信網は全体 的に“ポンイトツウマルチポイント”通信網と呼ぶことができる。例えば、この 測距方法を静止衛星に応用して、静止衛星がスロット内の下流データを複数の地 上ステーションへ同報通信することができるし、各地上ステーションは特定のス ロットでデータを上流へ送ることが必要となる。この場合の始動測距は、オンラ イン通信が開始可能になる前に、各地上ステーションと衛星との間の各伝送遅延 を確立することが必要になる。次に、精密測距を通常の方法で使用して、衛星の 細かい位置変化を補償する。この場合の伝送路は明らかに、宇宙空間と大気圏を 通る見通し線路である。同様に、本発明は単一の地上ステーションと多数の衛星 とを含むシナリオに応用することができる。 本発明は明らかに、他の構成の受動光網、例えば星構造の光網、および電気網 、例えば同軸網または銅線の伝送網、あるいは網または伝送媒体の他の可能な組 合わせにも応用される。 本発明の１形態では、例えばヘッドエンドは複数の中間ステーション、例えば リピータと通信し、この中間ステーションが、それら自身の組の外部ステーショ ン、例えばＯＮＵの測距を行う責務を負う。この場合本発明の技術的範囲内にお いて、各中間ステーションは別々の網の外部ステーションに対して中央ステーシ ョンとして機能する。この形式のシステムは本出願人の同時出願の欧州特許出願 第94308676.9号に記載されており、その内容を引用によって協同する。 第２の態様にしたがって、本発明は１つの中央ステーションおよび複数の外部 ステーションを有するポイントツウマルチポイント通信網において外部ステーシ ョンを測距する方法を提供し、前記中央ステーションは次のように動作する： 第１の“オンライン”モードでは、１つの測距フレームと複数のデータフレ ームとを含むフレーム構造で信号を送り： 前記測距方法が、 ａ）中央ステーションが第１の信号を外部ステーションに伝送して、測距を 開始する段階と；それに応答して、 ｂ）外部ステーションが基準時間において第２の信号を外部ステーションに 送る段階と；その後、 ｃ）中央ステーションが基準時間に対する進みまたは遅れを示す第３の信号 を外部ステーションへ送り、それを外部ステーションから中央ステーションへの 次の送りに適用する段階とを含み； 中央ステーションがさらに、第２の“オフライン”モードでは信号を伝送し 、この信号が第１のモードのフレーム構造の継続時間に等しい期間内で２以上の 測距フレームを含むことと、前記測距段階が中央ステーションの第２の動作モー ドで実行されることとを特徴とする。 ここで本発明の１実施形態を添付の図面を参照して例としてのみ一層詳細に記 載する。 図１は、改良型ＰＯＮの構造を示す。 図２は、図１の改良型ＰＯＮを表すブロック図である。 図３は、図１の改良型ＰＯＮの単一のＯＮＵの始動測距のパイプライン化した 特徴を示すタイミング図である。 図４は、始動測距に影響を与える、ヘッドエンドからＯＮＵへのデータシーケ ンスを示す。 次に、改良型ＰＯＮにおける本発明の始動測距手続きを検討する。 当業者は、始動測距が連続する“オンライン”データ通信管理方法とは無関係 であることを認識するであろう。例えばオンライン通信は、ＴＰＯＮ、すなわち 上記で引用した本出願人の欧州特許出願第94308676.9号に記載されているように 管理できるＴＰＯＮか、あるいは本出願人が出願し、特許された欧州特許第3376 19B1号に記載されているような、非同期転送モードを応用したＰＯＮ（ＡＰＯＮ ）であってもよい。 図１は、始動測距を行うことができる改良型ＰＯＮの模式図を示す。網は、平 行する上流および下流のシンプレックスパスを使用して全二重動作を達成する。 上流チャンネルと下流チャンネルとの間にクロストークがないので、別々の上流 路および下流路を使用することが、全二重動作にとって技術的に最も簡単な解決 方法である。しかしながら平行網を使用すると、単一のファイバと比較してＰＯ Ｎの光ファイバ量を２倍にする必要があるので余分なコストがかかってしまう。 平行網には、例えばＷＤＭ構成があり、これは上流および下流チャンネルが同じ 光ファイバ上を異なる波長で対向する方向に移動する。 改良型ＰＯＮは、ヘッドエンド10、フィーダ網11、分配網13、および顧客ＯＮ Ｕ15を含み、図面を見やすくするために、それぞれ１つのみを記載している。フ ィーダ網11は下流フィーダおよび上流フィーダを含み、これらはそれぞれ参照符 号12および14が付されており、ＰＯＮの到達距離を拡張している。光増幅器16お よびレピータ18はフィーダ網11内に含まわ、ＰＯＮは多数に分割することができ 、潜在的には何千もののＯＮＵと、長い、すなわち潜在的には何百ｋｍに延在し て いる到達距離とを有することができる。 下流増幅器16は、既知の形式のエルビウムドープファイバ増幅器である。上流 でデジタルレピータ18を使用して、上流で伝えられるノイズを低減する。下流デ ータはＴＤＭ信号によって移送され、上流データはＴＤＭＡでデータをパケット 化して移送する。 図２は機能素子のブロック図であり、これらの機能素子はＰＯＮのヘッドエン ド10および単一のＯＮＵ15における始動測距に使用される。ヘッドエンド10は３ つの部分、すなわち上流部20、測距制御部22、および下流部24を含む。 上流部は、光受信機206 、および光受信機に接続されたデマルチプレクサ204 を含んでいる。光受信機206 は、ＯＮＵ15から上流光データを受取り、光データ を電気信号に変換する。電気信号はデマルチプレクサ204 に送られ、デマルチプ レクサ204 は異なるＯＮＵからのデータチャンネルを分離する。 測距制御部22は、測距用制御器224 およびこれに接続されたカウンタ226 と測 距用パルス検出器222 を含んでいる。デマルチプレクサ204 からのデマルチプレ ックス信号は、ヘッドエンド10の測距制御部22内の測距パルス検出器222 へ送ら れる。最初の始動測距中は、唯一の受信データはＯＮＵからの測距パルスである ので、検出器222 は電気パルスを検出できることだけが必要である。例えば、こ れは簡単なトリガ回路であってもよい。 測距パルス検出器222 は測距パルスを受信すると、検出信号を生成し、それが 測距制御器224 へ送られる。測距制御器224 はカウンタ226 からタイミング信号 も受信する。 下流部24はマルチプレクサ242 、およびマルチプレクサ242 に接続されたレー ザ送信機244 を含む。マルチプレクサはさらに測距制御器224 にも接続されてい る。マルチプレクサは、トランク網（図示されていない）からの下流電気データ チャンネルと、測距制御器224 から受取った電気測距制御チャンネルとを接続す る。レーザ送信機244 は、電気的に多重化した信号を光信号として下流へ伝送す る。 ＯＮＵ15は３つの部分を含み、これらは実際にはヘッドエンド10の部分と類似 している。３つの部分は下流部26、測距制御部28、および上流部29である。 ＯＮＵの下流部26は、光受信機262 、および光受信機262に 接続されたデマル チプレクサ264 、デマルチプレクサ264 に接続されたフレームアラインメントワ ード検出器266 、およびフレームアラインメントワード検出器266 とデマルチプ レクサ264 とに接続された測距チャンネルセレクタ268 を含む。 光から電気に変換された信号は光受信機262 からデマルチプレクサ264 へ送ら れる。デマルチプレックス信号はフレームアラインメントワード検出器266 へ送 られ、全ての下流通信においてヘッドエンド10によって生成されるフレームアラ インメントチャンネル内のフレームアラインメントワードを識別する。測距チャ ンネルセレクタ268 は、デマルチプレックスされた信号から、ヘッドエンド測距 制御器224 によって生成される測距制御チャンネルを選択する。この選択が可能 な理由は、測距チャンネルの位置をフレームアラインメントチャンネルに対して が予め決めて、測距チャンネルセレクタがこの位置関係をプログラムしているか らである。 測距制御部28は、測距チャンネルセレクタ268 に接続された測距制御器284 、 測距制御器284 に接続されたカウンタ282 、およびカウンタ282 と測距制御器28 4 の両方に接続された測距パルス発生機286 を含んでいる。 ＯＮＵの測距制御部28では、選択した測距チャンネル内の測距情報は測距制御 器284 が受信する。測距制御器284 はカウンタリセットライン285 を制御し、カ ウンタリセットライン285 はカウンタ282 に接続されている。カウンタ282 はヘ ッドエンドカウンタ226 と同期している。同期させるのに、下流データ信号にお けるビット反転を検出する簡単な電気回路（図示されていない）を使用している 。測距パルス発生機286 は測距制御器284 によって制御され、以下に記載されて いるように、カウンタ282 からそのタイミングを得る。 ＯＮＵ上流部29は、パケタイザ（図示されていない）と測距パルス発生機286 とに接続されたマルチプレクサ294 、およびマルチプレクサに接続されたレーザ 送信機262 を含んでいる。 ＯＮＵ上流部29では、マルチプレクサ294 は、パケタイザ（図示されていない ）から、測距パルス発生機286 によって供給される測距パルスと上流データチャ ンネルとを結合する。データはレーザ送信機292 によって上流に伝送される。 カウンタ226 および282 は、等しい固定されたカウント期間を有し、このカウ ント期間中に累積するかカウントするように構成されている。各期間の最初に、 カウンタはゼロにリセットされる。固定された期間は、ヘッドエンド10とＯＮＵ 15との間の最大一周遅延と少なくとも同じ大きさにされている。例えば、３００ ｋｍのスーパーＰＯＮに対する最大一周遅延は３ｍｓであり、この場合両カウン タのカウント期間は３ｍｓに設定されることになる。一般的に両カウンタは、全 網を同期させるシステムクロック（図示されていない）からタイミングを取る。 しかしながらシステムクロックは、カウンタに必要なビットレートよりもはるか に高いビットレート、例えば１．２Ｇビット／ｓまでで動作するので、カウンタ レートは１．２／ｎ Ｇビット／ｓまで分割される。なおｎは整数値である。 １期間当りのカウント数によって始動測距プロセスの精度を判断する。例えば 、１期間当り１２５０００カウントのとき、始動測距の精度は１６ビットまで可 能になる（２Ｍビット／ｓの測距チャンネルを仮定する）、この場合ｎの値は９ ６００である。 始動測距手続きの例を、図３のタイミング図を参照して記載する。図３（一定 の拡大縮小率をとっていない）では、ヘッドエンドおよびＯＮＵカウンタ226 お よび282 は同期しているが、互いに位相は異なる。 簡単にするために、１期間当り１００カウントの任意のカウントサイクルを使 用して、始動測距をどのように達成するかを示す。 点Ａ（図３参照）でヘッドエンド測距制御器224 は、測距制御信号（この信号 の形態に関しては以下で一層詳細に記載する）をヘッドエンド10の下流部24へ送 り、下流でマルチプレックス信号をＯＮＵ15へ送る。 マルチプレックス信号はＯＮＵ15において光受信機292によって受信される。 測距制御信号は測距チャンネルセレクタ268 によって抽出され、ＯＮＵ測距制御 器284 へ送られ、ＯＮＵ測距制御器284 はこの信号を点Ｂで受信する。 測距制御信号は、ＯＮＵ測距制御器284 を測距モードに設定する。 ＯＮＵ測距制御器284 は測距パルス発生機286 に命令して、測距パルスをＯＮ Ｕ15の上流部29を介してヘッドエンド10へ戻す。測距パルス発生機286 はカウン タ282 の次のリセット（またはゼロカウント）を待ち、点Ｃで、測距パルスを発 生し、ヘッドエンド10へ送る。 測距パルスを受取ると、測距パルス検出器222 は測距制御器224 へ信号を送り 、測距パルスは点Ｄに到達する。 測距制御器224 は、パルスの到達（点Ｄ）と、カウンタ226 からのカウント値 τとを関係付ける。点Ｄにおけるカウント値τは、ＯＮＵ15による伝送を遅延し て、カウンタ282 においてゼロのカウント値でＯＮＵから伝送されるパルスが、 カウンタ226 においてゼロのカウント値でヘッドエンド10に到達することを確実 にするカウント値に等しい。 このような遅延を行うために、ヘッドエンド測距制御器224 は、点ＥでＯＮＵ 測距制御器284 へ送られるメッセージを供給し、ＯＮＵ測距制御器に上流伝送を 適切な値τだけ遅延することを知らせる。 ヘッドエンド測距制御器224 からのメッセージは、点ＦでＯＮＵ測距制御器28 4 が受信する。次にカウンタ282 をゼロにリセットして、点Ｇで、測距制御器28 4 はカウンタ282 に信号を送り、カウント値をτにリセットして、カウントをτ だけ遅延する。 したがって、次に測距パルスがＯＮＵ15によってカウンタ282 でゼロのカウン ト値で点Ｈにおいて伝送されるとき、ヘッドエンドカウンタ226 も点Ｉでゼロの ときに、このパルスはヘッドエンド10に到達する。 上記の測距プロセスにしたがって、ＯＮＵは３００ｋｍのスーパーＰＯＮで１ ２ｍｓだけ測距することができる。 したがって、３５００個のＯＮＵでは、レベリングを無視すると、ちょうど３ ０秒で完全な測距を行うことができることになる。 実際には、システムにノイズがないと断定することはできず、検査を行わなけ ればならない。したがって、単一のＯＮＵの測距サイクルが１５ｍｓに延ばされ 、ちょうど１分未満で測距するように合計時間が増加することになる。この時間 で測距を達成するには、使用可能である上流帯域幅が全て要求され、したがって 、上流ではデータトラヒックを伝送することはできない。 図４は、始動測距を開始するために、ヘッドエンドが同報通信する情報を示し ている。オンラインデータの相互交換は行わず、ＰＯＮ内の全てのＯＮＵはヘッ ドエンドからの同報通信を“聴く(listening)”スタンドバイモードにあること に留意すべきである。 測距制御器によって生成される情報は、どのＯＮＵを測距するかを識別するＯ ＮＵアドレスを含む２バイトフィールド50と、全てのＯＮＵが“測距を開始せよ ”という制御コマンドとして認識する２バイトフィールド52とを有する。全ての ＯＮＵはこの同報通信情報を受信するが、アドレスフィールドで識別される１つ のＯＮＵのみが測距パルスを戻すことによって反応する。ＯＮＵアドレスおよび 測距コマンドを送って、ヘッドエンド10はリターン信号を待つ。もちろん予め決 められた“故障”時間内に応答しない限り、ヘッドエンドはなにも行わないので 、待機時間はアイドル時間54となる。 測距パルスを受信するとき、ヘッドエンド測距制御部224 は必要な遅延量を算 出して、別の２バイトのアドレスフィールド56、次に遅延τ、すなわちカウント 値を含む２バイトのリセット値フィールド58に同じＯＮＵをアドレスする。同じ ＯＮＵに対してこの測距手続きを繰り返して、正しいカウンタアラインメンを達 成したことを検査することができる。 ヘッドエンド10はＯＮＵのレンジが定められたことに満足すると、次のＯＮＵ をアドレスする。 全てのＯＮＵの始動測距が成功すると、必要であれば、精密測距、および細か く、正しい測距を含むオンラインデータ通信を進めることができる。これは、例 えば上記で引用した本出願人の欧州特許第 EP 318 332 B1号に記載されている。 図２は本発明の始動測距に適したシステムを示しているが、ヘッドエンドの上 流部および下流部、すなわち20および24と、ＯＮＵの下流部および上流部、すな わち26および28とを使用して、始動測距およびそれに続くオフライン並びにオン ライン通信を行う。しかしながら測距制御部22および28はカウンタ282 を除いて 、実質的に始動測距のみのために使用される。測距制御器224 および284 は、適 切なプログラマブルコンピュータのソフトウエアで実現することができる。しか しながら、関連する高速通信（上流および下流の主データレートほど高くはない ）が必要とされるので一般的に、専用のハードウエア回路を使用しなければなら ない。 カウンタ282 は、ＯＮＵ内の上流スケジューラ（図示されていない）に対する 別の接続部（図示されていない）を有する。始動測距が完了すると、上流スケジ ューラはカウンタ282 からカウント値を受取り、併せて別の測距、例えば精密測 距を行う。スケジューラは上流データをバッファし、それをマルチプレクサ294 へ送り、正しい時間に上流に伝送する。一般的に、データは固定されたオフセッ トで上流で送られ、各ＯＮＵに対する固定オフセットはカウンタ282 のゼロカウ ントと異なる。各ＯＮＵに対するオフセットはヘッドエンドが判断する。 上述の方法および装置は、始動測距をどのように達成できるかを示した１つの 簡単な実施形態を反映している。当業者は本明細書の教示を本発明の技術的範囲 から逸脱するせずに、本発明の多くの変形に適合させることができる。例えば、 ＯＮＵカウンタをヘッドエンドカウンタと同期させる必要性に依存するのではな く、ヘッドエンドから同期化基準信号を使用して、同期させることができる。し かしながら、本発明の記述は始動測距を達成する最も簡単な方法の１つを反映し ていると考えられる。 始動測距の上述の例が、ＰＯＮを含むデジタル通信網に特定のものである一方 で、本明細書に詳細に記載した始動測距の概念をある形態の網に応用できること を当業者は認識するであろう。ある形態の網とは、情報を多数の外部ステーショ ンに同報通信する中央ステーション、および中央ステーションと通信し、始動測 距を使用して最初の同期化を可能にする外部ステーションを含む網である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１つの中央ステーションおよび複数の外部ステーションを有するポイントツ ウマルチポイント通信網であり：中央ステーションが、 第１の“オンライン”モードでは、１つの測距フレームと複数のデータフレ ームとを含むフレーム構造で信号を外部ステーションへ伝送し、 第２の“オフライン”モードでは、信号を外部ステーションへ伝送するよう に動作し、外部ステーションが第１のモードのフレーム構造の継続時間に等しい 期間内において２以上の測距フレームを含むポイントツウマルチポイント通信網 。 ２．第１のモードのフレーム構造が、複数の基本フレームを含むマルチフレーム であり、複数の基本フレームの半数未満が、前記１測距フレームとして連続的に 配置されている請求項１記載の通信網。 ３．第２のモードのフレーム構造が連続する測距フレームを含む請求項１または ２記載の通信網。 ４．前記第２のモードの全測距フレームが、中央ステーションから何れかの外部 ステーションへ、およびそこから中央ステーションへ最長の一周遅延に少なくと も等しい継続時間を有する請求項１乃至３の何れか１項記載の通信網。 ５．前記第２のモードの全測距フレームが、網内の固定ポイントと最も近い外部 ステーションとの一周遅延と網内の固定ポイントと最も遠い外部ステーションと の一周遅延間との差に少なくとも等しい継続時間を有する請求項１乃至３の何れ か１項記載の通信網。 ６．中央ステーションがサイクルカウンタを含み、カウンタの１サイクル当りの カウント値によって第２のモードにおける各測距フレームの継続時間を判断する 請求項１乃至５の何れか１項記載の通信網。 ７．各外部ステーションがサイクルカウンタを含み、このサイクルカウンタが、 中央ステーションのカウンタと同じ周波数および同じカウント値でサイクルする ように構成されている請求項６記載の通信網。 ８．請求項１乃至７の何れか１項にしたがうポイントツウポイント通信網で使用 するために構成された中央ステーション。 ９．請求項１乃至８の何れか１項にしたがうポイントツウポイント通信網で使用 するように構成された外部ステーション。 １０．１つの中央ステーションおよび複数の外部ステーションを有するポイント ツウマルチポイント通信網であり、中央ステーションがオフライン測距するため に動作して、オンライン通信の同じ期間で外部ステーションに送られる測距フレ ームより多くの測距フレームを外部ステーションへ送るポイントツウマルチポイ ント通信網。 １１．１つの中央ステーションおよび複数の外部ステーションを有するポイント ツウマルチポイント通信網において外部ステーションを測距する方法であり：前 記中央ステーションが、 第１の“オンライン”モードでは、１つの測距フレームおよび複数のデータ フレームを含むフレーム構造で信号を伝送し： 前記測距方法が、 ａ）中央ステーションが第１の信号を外部ステーションに伝送して、測距を 開始する段階と；それに応答して、 ｂ）外部ステーションが基準時間において第２の信号を中央ステーションに 伝送する段階と；その後、 ｃ）中央ステーションが、基準時間に対する進みまたは遅れを示す第３の信 号を外部ステーションへ伝送し、それを外部ステーションから中央ステーション への次の伝送に適用する段階とを含み： 中央ステーションがさらに、第２の“オフライン”モードで信号を伝送し、 この信号が第１のモードのフレーム構造の継続時間に等しい期間内で２以上の測 距フレームを含むことと、前記測距段階が中央ステーションの第２の動作モード で実行されることとを特徴とするポイントツウマルチポイント通信網で外部ステ ーションを測距する方法。 １２．前記網が１つの中央ステーションおよび複数の外部ステーションを有する ポイントツウマルチポイント通信網で、“オンライン”通信を確立する前に外部 ステーションを測距する方法であり、前記中央ステーションが所定の継続時間に おいて、“オンライン”通信中に行なわれる測距動作よりも、前記外部ステーシ ョンの測距中により多くの測距動作を行なう外部ステーションを測距する方法。 １３．デジタル通信網で外部ステーションを測距する方法であり、網が１つの中 央ステーションと複数の外部ステーションとの間に多数の伝送路を含み、外部ス テーションと中央ステーションとの間の実質的に全ての上流帯域幅を測距に使用 できるようにする外部ステーションを測距する方法。 １４．実質的に全ての上流帯域幅を測距スロット流に分割し、各スロットが中央 ステーションと外部ステーションとの間の最大伝送遅延に少なくとも等しい期間 を有する請求項１３記載の測距方法。 １５．実質的に全ての上流帯域幅を測距スロット流に分割し、各スロットが最も 近いおよび最も遠い外部ステーションと固定点との間の差動伝送遅延に少なくと も等しい期間を有する請求項１３記載の測距方法。 １６．最初のレベリング段階を含む請求項１３乃至１５の何れか１項記載の測距 方法。 １７．伝送媒体が受動光網を含む請求項１３乃至１６の何れか１項記載の方法。 １８．受動光網の少なくとも１つの光ファイバ分岐が光増幅手段を含む請求項１ ７記載の測距方法。 １９．前記光増幅手段が、光ファイバ増幅器を含む請求項１８記載の測距方法。 ２０．１つの中央ステーションと複数の外部ステーションとの間に多数の伝送路 を含む通信網であり、請求項１３乃至１９の何れか１項にしたがって始動時に測 距されるように構成された通信網。 ２１．請求項１３乃至１９の何れか１項記載の方法にしたがって測距された受動 光網内の光網ユニット。 ２２．デジタル通信網で外部ステーションを測距する方法であり、網が１つの中 央ステーションと複数の外部ステーションとの間に多数の伝送路を含み；該方法 が、 ａ．中央ステーションから所定の外部ステーションへ第１の信号を伝送し、 外部ステーションが基準時間において第２の信号を中央ステーションへ戻す段階 と； ｂ．中央ステーションで第２の信号を受信し、第２の信号を受信する実時間 と受信に必要な時間との差を判断し、第３の信号を生成して、外部ステーション に前記基準時間を変更させて、外部ステーションからの次の信号が要求される時 間に到達するようにする段階とを含み、 前記段階を網の全ての外部ステーションに対して反復して、各所定の外部ス テーションと中央ステーションとの間の実質的に全ての上流の帯域幅が測距に使 用できるようにする外部ステーションの測距方法。 ２３．実質的に全ての上流帯域幅が、等しい期間を有する上流測距スロット流と して構成されている請求項２２記載の方法。 ２４．前記基準時間が、中央ステーションから信号を受信した後に発生する次の 上流測距スロットの始まりと一致する請求項２２または２３記載の方法。 ２５．第２の信号を受信する実時間と受信に必要な時間との時間差に等しい量だ け上流測距スロットの位相をシフトすることによって前記基準時間を変更する請 求項２２乃至２４の何れか１項記載の方法。 ２６．外部ステーションと関係付けられたサイクルカウンタが、期間およびスロ ットの位相を判断し、カウンタ期間の始まりがスロットの始まりと一致し、カウ ンタ期間がスロットの期間と等しい請求項２５記載の方法。 ２７．中央ステーションと関係するサイクルカウンタが、上流測距スロット期間 に等しい期間でサイクルするように構成された請求項２６記載の方法。 ２８．外部ステーションと関係するサイクルカウンタの位相を中央ステーション と関係するサイクルカウンタの位相に対して変更することによって、基準時間の 変更を行ない、上流測距スロットの始めに外部ステーションから送られた信号が 、中央ステーションと関係するサイクルクロックのサイクルの始めに中央ステー ションに到達する請求項２７記載の方法。 ２９．デジタル通信網において、網が１つの中央ステーションと複数の外部ステ ーションとの間の多数の伝送路を含み、中央ステーションと各外部ステーション との同期を確立するために：中央ステーションが、 第１の信号を所定の外部ステーションに伝送する手段と； 外部ステーションから第２の信号の受信に応答して、第２の信号に対する遅 延を算出して、遅延を表す第３の信号を外部ステーションへ伝送する手段とを含 み：各外部ステーションが、 前記第１の信号の受信に応答して、基準時間で前記第２の信号を伝送する手 段と； 前記第３の信号に応答して、前記基準時間を前記遅延に等しい量だけ変更す る手段とを含み、 測距のために網を使用するとき、外部ステーションと中央ステーションとの 間の実質的に全ての上流帯域幅を使用できるように構成されているデジタル通信 網。