WO2012046282A1 - 光通信システム、局側装置および加入者側装置 - Google Patents

光通信システム、局側装置および加入者側装置 Download PDF

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WO2012046282A1
WO2012046282A1 PCT/JP2010/006036 JP2010006036W WO2012046282A1 WO 2012046282 A1 WO2012046282 A1 WO 2012046282A1 JP 2010006036 W JP2010006036 W JP 2010006036W WO 2012046282 A1 WO2012046282 A1 WO 2012046282A1
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WO
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frame
gain
side device
subscriber
control unit
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Application number
PCT/JP2010/006036
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English (en)
French (fr)
Inventor
彰展 野原
隆志 西谷
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
    • H04B10/693—Arrangements for optimizing the preamplifier in the receiver
    • H04B10/6931—Automatic gain control of the preamplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
    • H04B10/697—Arrangements for reducing noise and distortion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • H04L12/40013—Details regarding a bus controller

Definitions

  • the present invention relates to an optical communication system such as a PON (Passive Optical Network) system, an optical communication system, an OLT (Optical Linear Terminal), and a subscriber side apparatus (ONU) that improve the uplink transmission efficiency. ).
  • PON Passive Optical Network
  • OLT Optical Linear Terminal
  • ONU subscriber side apparatus
  • the FTTH service is a home data communication service using optical fibers.
  • a plurality of subscriber-side devices are connected to one station-side device by optical fibers and optical couplers, and data is transmitted and received between the station-side device and each subscriber-side device. ing.
  • the transmission direction for transmitting data from the station side device to the subscriber side device is defined as downlink, and the transmission direction for transmitting data from the subscriber side device to the station side device is defined as uplink.
  • downstream data transmission is a continuous transmission system
  • upstream data transmission is a burst transmission system.
  • the burst transmission method is a transmission method in which signals on a physical medium are sent as one unit (burst).
  • data from a plurality of subscriber side devices is time-division multiplexed and transmitted to the station side device. Therefore, increasing uplink transmission efficiency is important in realizing high-speed communication.
  • JP 2008-199233 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-116587
  • the AGC period can be shortened by measuring the RTT up to the station side device and the subscriber side device and the light intensity input to the station side device.
  • the CDR period cannot be deleted.
  • Patent Document 2 reduces SyncTime by connecting a plurality of data frames when a plurality of LLIDs are provided in one subscriber side device. Therefore, there has been a problem that it is not possible to apply uplink data transmission efficiency when one subscriber-side device has one LLID.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is possible to reduce the SyncTime by deleting the CDR period, and to improve the uplink bandwidth utilization efficiency. It is an object to provide a device and a subscriber side device.
  • An optical communication system includes a station-side device and a plurality of subscriber-side devices that communicate with the station-side device, and the station-side device receives data received from each subscriber-side device.
  • a frame control unit for generating a phase information notification frame for notifying the used phase adjustment amount, and an optical transmission unit for transmitting the phase information notification frame generated by the frame control unit to the subscriber side device.
  • the apparatus includes a phase control unit that performs phase adjustment on data to be transmitted to the station side device using the position adjustment amount included in the phase information notification frame from the optical transmission unit.
  • the SyncTime can be reduced by deleting the CDR period, and the uplink bandwidth utilization efficiency can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a PON system according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of each unit in the PON system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sequence diagram showing an operation of the PON system according to the first embodiment.
  • 6 is a diagram illustrating a configuration of a Register frame in which phase information is embedded in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an uplink burst frame in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of each unit in a PON system according to Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing an operation of the PON system according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating another configuration of each unit in the PON system according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of each unit in a PON system according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing an operation of the PON system according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating another configuration of each unit in the PON system according to Embodiment 3.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating another configuration of each unit in the PON system according to Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a diagram showing a PON system according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of each part.
  • the PON system includes a station-side device (OLT) 1 installed on the station side and subscriber-side devices (ONU) 2-1 to 2 installed on a plurality of premises. -N (hereinafter referred to as subscriber-side device 2).
  • the station-side device 1 and the plurality of subscriber-side devices 2 are connected via an optical fiber 3, an optical splitter 4, and optical fibers 5-1 to 5-n (hereinafter referred to as optical fiber 5).
  • the station side device 1 is connected to the host device 6 and transmits and receives the upper and lower data.
  • the subscriber side device 2 is connected to the lower level device 7 and transmits and receives upper and lower data. Note that the transmission direction from the higher level device 6 to the lower level device 7 is defined as downlink, and the transmission direction from the lower level device 7 to the higher level device 6 is defined as uplink.
  • the station apparatus 1 includes a WDM (Wavelength Division Multiplexing) coupler 101, an optical receiving unit 102, a bandwidth allocation control unit 103, a power supply control unit 104, a phase control unit 105, a frame separation unit 106, a frame control unit 107, and a downlink buffer unit 108.
  • the frame multiplexer 109 and the optical transmitter 110 are provided.
  • the WDM coupler 101 transmits uplink data from each subscriber side device 2 to the optical receiving unit 102 via the optical splitter 4, and downlink data from the optical transmission unit 110 via the optical splitter 4 to each subscriber side device. 2 is transmitted.
  • the optical receiver 102 receives uplink data from each subscriber side device 2 via the WDM coupler 101.
  • the optical receiving unit 102 includes an O / E (Optical / Electrical) converter 111, selectors 112 and 113, an intensity adjusting unit 114, and a phase adjusting unit 115.
  • O / E Optical / Electrical
  • the O / E converter 111 converts the uplink data (burst optical signal) received from each subscriber apparatus 2 via the WDM coupler 101 into an electric signal. Data converted into an electrical signal by the O / E converter 111 is transmitted to the selector 112.
  • the selectors 112 and 113 switch the transmission paths in the intensity adjusting unit 114 and the phase adjusting unit 115 based on the communication cycle with each subscriber apparatus 2 notified from the band allocation control unit 103.
  • the selectors 112 and 113 change the first transmission path (AGC circuit 116 and CDR circuit 119 described later) in FIG. (Transmission path that passes through) is selected, and in the case of a period other than the initial period, the second transmission path (transmission path that passes through the GAIN circuit 118) is selected.
  • the intensity adjustment unit 114 performs GAIN adjustment on data received from the O / E converter 111 via the selector 112.
  • the intensity adjusting unit 114 includes an AGC circuit 116, a GAIN holding unit 117, and a GAIN circuit 118.
  • the AGC circuit 116 performs GAIN adjustment on the data received from the O / E converter 111 via the selector 112.
  • the data subjected to GAIN adjustment by the AGC circuit 116 is transmitted to the phase adjustment unit 115. Further, the GAIN information indicating the GAIN amount used for the data of each subscriber side device 2 is transmitted to the GAIN holding unit 117 by the AGC circuit 116.
  • the GAIN holding unit 117 holds GAIN information for each subscriber side device 2 received from the AGC circuit 116.
  • the GAIN information held in the GAIN holding unit 117 is extracted by the GAIN circuit 118.
  • the GAIN circuit 118 extracts the corresponding GAIN amount from the GAIN holding unit 117 based on the data transmission start time and duration of each subscriber side device 2 notified from the band allocation control unit 103, and uses this GAIN amount.
  • GAIN adjustment is performed on the data received from the O / E converter 111 via the selector 112.
  • the data subjected to the GAIN adjustment by the GAIN circuit 118 is transmitted to the frame separation unit 106 via the selector 113.
  • the phase adjustment unit 115 adjusts the phase of the data received from the intensity adjustment unit 114.
  • the phase adjustment unit 115 includes a CDR circuit 119.
  • the CDR circuit 119 performs phase adjustment on the data received from the intensity adjustment unit 114.
  • the data whose phase is adjusted by the CDR circuit 119 is transmitted to the frame separation unit 106 via the selector 113.
  • the CDR circuit 119 transmits phase information indicating the phase adjustment amount used for the data of each subscriber side device to the phase control unit 105.
  • the bandwidth allocation control unit 103 determines the data transmission start time and duration of each subscriber side device 2 in the next cycle, and notifies each block (GAIN holding unit 117 and frame control unit 107). In addition, the bandwidth allocation control unit 103 notifies the Discovery Window information to each block (the selectors 112 and 113 and the power control unit 104).
  • This Discovery Window information is information (information necessary to establish a PON link) exchanged in Discovery Window (period in which the unregistered subscriber side device 2 makes a registration request to the station side device 1).
  • the Discovery Window information includes information indicating whether the communication cycle with the subscriber apparatus 2 is a discovery cycle.
  • the discovery period is a generation period of Discovery Window.
  • the power supply control unit 104 uses unused blocks (AGC circuits 116, 116) on the transmission path not selected by the selectors 112 and 113.
  • the power of the CDR circuit 119 or the GAIN circuit 118) is turned off.
  • the phase control unit 105 holds the phase information for each subscriber side device 2 received from the CDR circuit 119.
  • the phase information held in the phase control unit 105 is extracted by the frame control unit 107.
  • the frame separation unit 106 separates the data received from the selector 113 into a User frame (received data) and a control frame (Register Request frame, Register Ack frame or Report frame).
  • the User frame separated by the frame separation unit 106 is transmitted to the host device 6, and the control frame is transmitted to the frame control unit 107.
  • the frame control unit 107 When the frame control unit 107 recognizes the control frame from the frame separation unit 106, the frame control unit 107 controls the control frame (Discovery Gate frame, Register frame, or Gate frame) based on information from the band allocation control unit 103 and the phase control unit 105. Alternatively, a phase information notification frame including phase information is generated. The phase information notification frame is configured to be embedded in an empty area of the Register frame. The control frame generated by the frame control unit 107 is transmitted to the frame multiplexing unit 109.
  • the control frame Discovery Gate frame, Register frame, or Gate frame
  • the downlink buffer unit 108 temporarily accumulates downlink data received from the host device 6.
  • the downlink data (User frame) stored in the downlink buffer unit 108 is read by the frame multiplexing unit 109.
  • the frame multiplexing unit 109 multiplexes the User frame (received data) read from the downlink buffer unit 108 and the control frame (Discovery Gate frame, Register frame, or Gate frame) from the frame control unit 107.
  • the frame multiplexed by the frame multiplexing unit 109 is transmitted to the optical transmission unit 110.
  • the optical transmission unit 110 converts a frame (electric signal) from the frame multiplexing unit 109 into an optical signal.
  • the frame (downlink data) converted into an optical signal by the optical transmission unit 110 is transmitted to the WDM coupler 101.
  • the subscriber-side device 2 includes a WDM coupler 201, an optical receiving unit 202, a frame separation unit 203, a frame control unit 204, an uplink buffer unit 205, a frame multiplexing unit 206, a phase control unit 207, and an optical transmission unit 208. Yes.
  • the WDM coupler 201 transmits downlink data from the station side device 1 to the optical receiving unit 202 via the optical splitter 4, and transmits uplink data from the optical transmission unit 208 to the station side device 1 via the optical splitter 4. Is.
  • the optical receiving unit 202 receives downlink data (optical signal) from the station side device 1 via the WDM coupler 201 and converts it into an electrical signal.
  • the data converted into an electrical signal by the optical receiver 202 is transmitted to the frame separator 203.
  • the frame separation unit 203 separates the data received from the optical reception unit 202 into a User frame (reception data) and a control frame (Discovery Gate frame, Register frame or Gate frame).
  • the User frame separated by the frame separation unit 203 is transmitted to the lower apparatus 7, and the control frame is transmitted to the frame control unit 204.
  • the frame control unit 204 processes the control frame (all frames other than the User frame) from the frame separation unit 203.
  • the frame control unit 204 extracts a phase information notification frame from the Register frame and transmits the phase information to the phase control unit 207.
  • the upstream buffer unit 205 temporarily stores upstream data received from the lower device 7.
  • the uplink data (User frame) stored in the uplink buffer unit 205 is read by the frame multiplexing unit 206.
  • the frame multiplexing unit 206 multiplexes the User frame (received data) read from the uplink buffer unit 205 and the control frame (Register Request frame, Register Ack frame or Report frame) from the frame control unit 204.
  • the frame multiplexed by the frame multiplexing unit 206 is transmitted to the optical transmission unit 208.
  • the phase control unit 207 performs phase adjustment on the frame transmitted to the optical transmission unit 208 using the phase information from the frame control unit 204.
  • the optical transmission unit 208 converts the frame (electric signal) multiplexed by the frame multiplexing unit 206 and adjusted in phase by the phase control unit 207 into an optical signal.
  • the frame (uplink data) converted into an optical signal by the optical transmission unit 208 is transmitted to the WDM coupler 201.
  • FIG. 3 is a sequence diagram showing the operation of the PON system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • MPCP Multi-Point Control Protocol
  • the station side device 1 transmits the Discovery Gate frame 11 to the unregistered subscriber side device 2 (step ST31).
  • the Discovery Gate frame 11 is a frame for notifying the registration request period from the station side device 1 to the unregistered subscriber side device 2.
  • the frame control unit 107 generates the Discovery Gate frame 11 for the unregistered subscriber side device 2.
  • the frame multiplexing unit 109 multiplexes the Discovery Gate frame 11 from the frame control unit 107 and the User frame from the downlink buffer unit 108.
  • the optical transmission unit 110 converts the frame multiplexed by the frame multiplexing unit 109 into an optical signal, and transmits the optical signal to the unregistered subscriber side device 2 via the WDM coupler 101 and the optical splitter 4.
  • the Subscriber side device 2 transmits a Register Request frame 12 to the station side device 1 (step ST32).
  • the Register Request frame 12 is a frame in which the subscriber side apparatus 2 makes a registration request.
  • the optical receiving unit 202 receives downlink data from the station side device 1 via the WDM coupler 201 and converts it into an electrical signal.
  • the frame separation unit 203 separates the data converted into the electrical signal by the optical reception unit 202 into the User frame and the Discovery Gate frame 11.
  • the frame control unit 204 recognizes the Discovery Gate frame 11 separated by the frame separation unit 203, and then generates a Register Request frame 12.
  • the frame multiplexing unit 206 multiplexes the Register Request frame 12 from the frame control unit 204 and the User frame from the uplink buffer unit 205.
  • the optical transmission unit 208 converts the frame multiplexed by the frame multiplexing unit 206 into an optical signal, and transmits the optical signal to the station side device 1 via the WDM coupler 201 and the optical splitter 4.
  • the station apparatus 1 performs GAIN adjustment and phase adjustment, and acquires GAIN information and phase information (step ST33).
  • the O / E converter 111 receives the uplink data from the subscriber side device 2 via the WDM coupler 101 and converts it into an electrical signal.
  • the selectors 112 and 113 determine that it is the first discovery cycle based on the Discovery Window information from the bandwidth allocation control unit 103, and switch to the first transmission path.
  • the power control unit 104 turns off the power of the unused block (GAIN circuit 118) based on the Discovery Window information from the band allocation control unit 103 to save energy.
  • the AGC circuit 116 performs GAIN adjustment on the data from the O / E converter 111.
  • the GAIN information by the AGC circuit 116 is held in the GAIN holding unit 117.
  • the CDR circuit 119 performs phase adjustment on the data that has been GAIN adjusted by the AGC circuit 116.
  • the phase information by the CDR circuit 119 is held in the phase control unit 105.
  • the frame separation unit 106 separates the data received from the CDR circuit 119 via the selector 113 into the User frame and the Register Request frame 12.
  • the User frame separated by the frame separation unit 106 is transmitted to the host device 6, and the Register Request frame 12 is transmitted to the frame control unit 107.
  • the station side apparatus 1 transmits the Register frame 13 and the Gate frame 14 to the subscriber side apparatus 2 (steps ST34 and 35).
  • the Register frame 13 is a frame in which an LLID for assigning an ID to the subscriber side device 2 is stored.
  • the Gate frame 14 is a frame for notifying the subscriber side device 2 of the data transmission start time and duration.
  • the bandwidth allocation control unit 103 determines the data transmission start time and duration of each subscriber side device 2 in the next cycle, and notifies the GAIN holding unit 117 and the frame control unit 107 of the data transmission start time and duration. .
  • the Discovery Window information in the next cycle is notified to the selectors 112 and 113 and the power supply control unit 104.
  • the frame control unit 107 recognizes the Register Request frame 12 and then generates the Register frame 13. Further, the Gate frame 14 is generated based on the data transmission start time and duration of each subscriber-side device 2 in the next period notified from the bandwidth allocation control unit 103. At this time, the frame control unit 107 also generates a phase information notification frame in which the phase information extracted from the phase control unit 105 is embedded in an empty area of the Register frame 13. For example, as shown in FIG. 4, a phase information notification frame is generated by embedding 1 byte in the pad / reserved band of the register frame 13.
  • the frame multiplexing unit 109 multiplexes the Register frame 13 and the Gate frame 14 in which the position information notification frame is embedded from the frame control unit 107 and the User frame from the downlink buffer unit 108.
  • the optical transmission unit 110 converts the frame multiplexed by the frame multiplexing unit 109 into an optical signal, and transmits the optical signal to the corresponding subscriber side device 2 via the WDM coupler 101 and the optical splitter 4.
  • the Register Ack frame 15 is a frame in which the subscriber side device 2 notifies the station side device 1 of the completion of registration.
  • the optical receiving unit 202 receives downlink data from the station side device 1 via the WDM coupler 201 and converts it into an electrical signal.
  • the frame separation unit 203 separates the data converted into the electrical signal by the optical reception unit 202 into the Register frame 13 and the Gate frame 14 in which the User frame and the position information notification frame are embedded.
  • the frame control unit 204 recognizes the Gate frame 14 separated by the frame separation unit 203 and then generates a Register Ack frame 15.
  • the frame control unit 204 extracts a phase information notification frame from the Register frame 13 and transmits the phase information to the phase control unit 207.
  • the frame multiplexing unit 206 multiplexes the Register Ack frame 15 from the frame control unit 204 and the User frame from the uplink buffer unit 205.
  • the phase control unit 207 performs phase adjustment on the frame transmitted to the optical transmission unit 208 using the phase information from the frame control unit 204.
  • the optical transmission unit 208 converts the frame multiplexed by the frame multiplexing unit 206 and phase-adjusted by the phase control unit 207 into an optical signal, and transmits the optical signal to the station-side apparatus 1 via the WDM coupler 201 and the optical splitter 4. To do.
  • the station side apparatus 1 performs GAIN adjustment (step ST38).
  • the O / E converter 111 receives the uplink data from the subscriber side device 2 via the WDM coupler 101 and converts it into an electrical signal.
  • the selectors 112 and 113 determine that it is not the first discovery cycle based on the Discovery Window information from the bandwidth allocation control unit 103, and switch to the second transmission path.
  • the power supply control unit 104 turns off the power of unused blocks (AGC circuit 116 and CDR circuit 119) based on the Discovery Window information from the band allocation control unit 103 to save energy.
  • the GAIN circuit 118 extracts the corresponding GAIN amount from the GAIN holding unit 117 based on the data transmission start time and duration of each subscriber side device 2 notified from the band allocation control unit 103, and this GAIN The GAIN adjustment is performed on the data from the O / E converter 111 using the amount.
  • the frame separation unit 106 separates the data received from the GAIN circuit 118 via the selector 113 into the User frame and the Register Ack frame 15. The User frame separated by the frame separation unit 106 is transmitted to the host device 6, and the Register Ack frame 15 is transmitted to the frame control unit 107.
  • the frame control unit 107 recognizes the Register Ack frame 15, generates a Gate frame, and then becomes a Gate-Report sequence. In the light intensity adjustment and the phase adjustment in the Gate-Report sequence, the GAIN amount and the phase adjustment amount extracted in the first discovery cycle are reflected.
  • a phase adjustment (CDR) ) Period 22 data transmission (Data) period 23, and laser falling (Loff: Laser Off) period 24.
  • the AGC period 21 and the CDR period 22 are a synchronization period (SyncTime) 25, and data cannot be transmitted within the SyncTime 25.
  • the light intensity adjustment by the AGC circuit and the phase adjustment by the CDR circuit need to be performed every cycle, and the SyncTime 25 needs to be provided every cycle. Efficiency will be low.
  • the light intensity adjustment by the AGC circuit 116 and the phase adjustment by the CDR circuit 119 are performed only in the first discovery cycle, and thereafter extraction is performed. The GAIN amount and phase adjustment amount are reflected. For this reason, the SyncTime 25 after the first discovery cycle can be deleted, and the data transmission amount can be increased, so that the utilization efficiency of the upstream band can be improved.
  • the phase information notification frame is embedded in the free area of the Register frame 13.
  • the present invention is not limited to this, and the phase information notification frame is embedded in the free area of the Gate frame 14.
  • the phase information notification frame may be configured as a frame of another format.
  • the light intensity adjustment by the AGC circuit 116 and the phase adjustment by the CDR circuit 119 are performed only in the first discovery cycle.
  • the present invention is not limited to this.
  • the discovery cycle The light intensity adjustment by the AGC circuit 116 and the phase adjustment by the CDR circuit 119 may be performed at predetermined intervals such as every time. Thereby, more stable synchronization can be realized.
  • Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the GAIN amount and the phase control amount extracted in the first discovery cycle are used to perform the subsequent GAIN adjustment and phase adjustment. In the second embodiment, the GAIN amount and the phase control amount are used. A method for updating the period is described.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of each part in the PON system according to the second embodiment.
  • the GAIN holding unit 117 is deleted from the intensity adjusting unit 114 in the first embodiment shown in FIG. 2, and the light intensity monitor 120 and the GAIN control unit (GAIN holding unit) 121 are deleted. Is added.
  • Other configurations are the same, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
  • the light intensity monitor 120 calculates the GAIN amount required for the GAIN adjustment based on data received from the O / E converter 111 via the selector 112.
  • the light intensity monitor 120 transmits GAIN information indicating the GAIN amount calculated based on the data of each subscriber side device 2 to the GAIN control unit 121.
  • the data input to the light intensity monitor 120 is transmitted to the GAIN circuit 118 as it is.
  • the GAIN control unit 121 holds GAIN information for each subscriber-side device 2 received from the AGC circuit 116 or the light intensity monitor 120.
  • the GAIN information held in the GAIN control unit 121 is extracted by the GAIN circuit 118.
  • the selectors 112 and 113 select the first transmission path (transmission path that passes through the AGC circuit 116 and the CDR circuit 119) in FIG. 6 when the communication period with the subscriber side apparatus 2 is the first discovery period.
  • a second transmission path (a path that passes through the light intensity monitor 120 and the GAIN circuit 118, passes through the CDR circuit 119 and terminates, and a path that does not pass through the CDR circuit 119) Select the transmission route that branches to.
  • the GAIN circuit 118 uses the GAIN amount of the previous cycle extracted from the GAIN control unit 121 for the current cycle data received from the O / E converter 111 via the selector 112 and the light intensity monitor 120 to perform the GAIN. Make adjustments.
  • the data subjected to GAIN adjustment by the GAIN circuit 118 is branched into two, one being transmitted to the CDR circuit 119 and the other being transmitted to the frame separation unit 106 via the selector 113.
  • the CDR circuit 119 performs phase adjustment on the data received from the AGC circuit 116 or the GAIN circuit 118. Note that the data from the AGC circuit 116 is transmitted to the frame separation unit 106 via the selector 113 after phase adjustment. On the other hand, the data from the GAIN circuit 118 is terminated after the phase adjustment.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing the operation of the PON system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • a case where an MPCP Discovery sequence is used as a method for performing phase synchronization will be described.
  • the operations of steps ST71 and 72 of the PON system according to Embodiment 2 shown in FIG. 7 are the same as the operations of Steps ST31 and 32 of the PON system according to Embodiment 1 shown in FIG. Omitted.
  • step ST73 the station apparatus 1 performs GAIN adjustment and phase adjustment, and acquires GAIN information and phase information.
  • the O / E converter 111 receives the uplink data from the subscriber side apparatus 2 via the WDM coupler 101 and converts it into an electrical signal.
  • the selectors 112 and 113 determine that it is the first discovery cycle based on the Discovery Window information from the bandwidth allocation control unit 103, and select the first transmission path.
  • the power supply control unit 104 turns off power to unused blocks (the GAIN circuit 118 and the light intensity monitor 120) on the basis of the Discovery Window information from the band allocation control unit 103 to save energy.
  • the AGC circuit 116 performs GAIN adjustment on the data from the O / E converter 111.
  • the GAIN information by the AGC circuit 116 is held in the GAIN control unit 121.
  • the CDR circuit 119 performs phase adjustment on the data that has been GAIN adjusted by the AGC circuit 116.
  • the phase information by the CDR circuit 119 is held in the phase control unit 105.
  • the frame separation unit 106 separates the data received from the CDR circuit 119 via the selector 113 into the User frame and the Register Request frame 12.
  • the User frame separated by the frame separation unit 106 is transmitted to the host device 6, and the Register Request frame 12 is transmitted to the frame control unit 107.
  • the station side apparatus 1 transmits the Register frame 13 and the Gate frame 14 to the subscriber side apparatus 2 (steps ST74 and 75).
  • the bandwidth allocation control unit 103 determines the data transmission start time and duration of each subscriber side apparatus 2 in the next period, and notifies the GAIN control unit 121 and the frame control unit 107 of the data transmission start time and duration. .
  • the Discovery Window information in the next cycle is notified to the selectors 112 and 113 and the power supply control unit 104.
  • the frame control unit 107 recognizes the Register Request frame 12 and then generates the Register frame 13. Further, the Gate frame 14 is generated based on the data transmission start time and duration of each subscriber-side device 2 in the next period notified from the bandwidth allocation control unit 103. At this time, the frame control unit 107 also generates a phase information notification frame in which the phase information extracted from the phase control unit 105 is embedded in an empty area of the Gate frame 14. For example, as shown in FIG. 8, the phase information notification frame is generated by embedding 1 byte in the Pad / Reserved band of the Gate frame 14.
  • the frame multiplexing unit 109 multiplexes the Gate frame 14 embedded with the Register frame 13 and the position information notification frame from the frame control unit 107 and the User frame from the downlink buffer unit 108.
  • the optical transmission unit 110 converts the frame multiplexed by the frame multiplexing unit 109 into an optical signal, and transmits the optical signal to the corresponding subscriber side device 2 via the WDM coupler 101 and the optical splitter 4.
  • the subscriber side device 2 performs phase adjustment and transmits a Register Ack frame 15 to the station side device 1 (steps ST76 and 77).
  • the optical receiving unit 202 receives downlink data from the station side device 1 via the WDM coupler 201 and converts it into an electrical signal.
  • the frame separation unit 203 separates the data converted into the electric signal by the optical reception unit 202 into the User frame, the Register frame 13 and the Gate frame 14 in which the position information notification frame is embedded.
  • the frame control unit 204 recognizes the Gate frame 14 separated by the frame separation unit 203 and then generates a Register Ack frame 15.
  • the frame control unit 204 extracts the phase information notification frame from the Gate frame 14 and transmits the phase information to the phase control unit 207.
  • the frame multiplexing unit 206 multiplexes the Register Ack frame 15 from the frame control unit 204 and the User frame from the uplink buffer unit 205.
  • the phase control unit 207 performs phase adjustment on the frame transmitted to the optical transmission unit 208 using the phase information from the frame control unit 204.
  • the optical transmission unit 208 converts the frame multiplexed by the frame multiplexing unit 206 and phase-adjusted by the phase control unit 207 into an optical signal, and transmits the optical signal to the station-side apparatus 1 via the WDM coupler 201 and the optical splitter 4. To do.
  • the station apparatus 1 performs GAIN adjustment and updates the GAIN amount and the phase adjustment amount (step ST78).
  • the O / E converter 111 receives the uplink data from the subscriber side apparatus 2 via the WDM coupler 101 and converts it into an electrical signal.
  • the selectors 112 and 113 determine that it is not the first discovery cycle based on the Discovery Window information from the bandwidth allocation control unit 103, and switch to the second transmission path.
  • the power control unit 104 turns off the power of the unused block (AGC circuit 116) based on the Discovery Window information from the band allocation control unit 103 to save energy.
  • the light intensity monitor 120 calculates the GAIN amount required for the GAIN adjustment based on the data received from the O / E converter 111 via the selector 112 and notifies the GAIN control unit 121 of the GAIN information.
  • the data input to the light intensity monitor 120 is transmitted to the GAIN circuit 118 as it is.
  • the GAIN circuit 118 extracts the GAIN amount of the corresponding previous period from the GAIN control unit 121 based on the data transmission start time and duration of each subscriber side device 2 notified from the band allocation control unit 103. Using this GAIN amount, GAIN adjustment is performed on the data of the current cycle received from the O / E converter 111 via the light intensity monitor 120.
  • the data subjected to GAIN adjustment by the GAIN circuit 118 is branched into two, one being transmitted to the CDR circuit 119 and the other being transmitted to the frame separation unit 106 via the selector 113.
  • the GAIN control unit 121 updates the GAIN information by overwriting the GAIN information of the current cycle from the light intensity monitor 120 with the GAIN information of the previous cycle held.
  • the CDR circuit 119 extracts the phase adjustment amount based on the data received from the GAIN circuit 118, notifies the phase information to the phase control unit 105, and terminates.
  • the phase control unit 105 updates the phase information by overwriting the phase information of the current cycle from the CDR circuit 119 over the held previous phase information.
  • the frame separation unit 106 separates the data received from the GAIN circuit 118 via the selector 113 into the User frame and the Register Ack frame 15.
  • the User frame separated by the frame separation unit 106 is transmitted to the host device 6, and the Register Ack frame 15 is transmitted to the frame control unit 107.
  • the frame control unit 107 recognizes the Register Ack frame 15 and then generates the Gate frame 14, and thereafter becomes a Gate-Report sequence.
  • the Gate-Report sequence in the light intensity adjustment, the GAIN amount in the current cycle calculated by the light intensity monitor 120 is reflected in the GAIN circuit 118 in the next cycle, so that the GAIN amount is updated every cycle.
  • the phase adjustment amount is updated every cycle by transmitting the phase adjustment amount extracted by the CDR circuit 119 to the ONU 5 every cycle.
  • the data from each subscriber side device 2 passes through the light intensity monitor 120 and GAIN.
  • the data is branched into two at the front stage of the light intensity monitor 120, and one data is input to the GAIN circuit 118.
  • the GAIN adjustment using the GAIN amount may be performed, and the other data may be input to the light intensity monitor 120 to calculate the GAIN amount for the current cycle.
  • Embodiment 3 In the first embodiment, a method for obtaining the GAIN amount and the phase adjustment amount only in the case of the first discovery cycle is described, and in the second embodiment, a method for updating the GAIN amount and the phase adjustment amount every cycle has been described. In the third embodiment, a method of updating the phase adjustment amount when a bit error is detected during data transmission / reception will be described.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of each part in the PON system according to the third embodiment.
  • the PON system according to the third embodiment shown in FIG. 10 is obtained by adding an error monitoring unit 122 and a selector 123 to the station side apparatus 1 in the second embodiment shown in FIG.
  • Other configurations are the same, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
  • the error monitoring unit 122 monitors the data received from the optical receiving unit 102 and detects a bit error. Here, when a bit error is detected, the error monitoring unit 122 notifies the frame control unit 107 to that effect and a phase readjustment instruction. Further, the data input to the error monitoring unit 122 is transmitted to the frame separation unit 106 as it is.
  • the frame control unit 107 requests transmission of a frame including SyncTime in order to perform phase readjustment when a phase readjustment instruction is notified from the error monitoring unit 122. It has a function of generating a Gate frame. The frame control unit 107 also notifies the band allocation control unit 103 of the phase readjustment instruction from the error monitoring unit 122.
  • the bandwidth allocation control unit 103 transmits a transmission path that passes through the CDR circuit 119 when a phase readjustment instruction is notified from the error monitoring unit 122 via the frame control unit 107. To the selector 123. At this time, the power control unit 104 is notified of a change in unused blocks.
  • the selector 123 switches the transmission path in the phase adjustment unit 115 in accordance with an instruction from the band allocation control unit 103.
  • the selector 123 selects the second transmission path (transmission path that does not pass through the CDR circuit 119) in FIG. If an error is detected, the third transmission path (transmission path passing through the CDR circuit 119) is selected.
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing the operation of the PON system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • a case where an MPCP Discovery sequence is used as a method for performing phase synchronization will be described.
  • the operations of steps ST111 to ST117 of the PON system according to the third embodiment shown in FIG. 11 are the same as the operations of steps ST71 to 77 of the PON system according to the second embodiment shown in FIG. Omitted.
  • step ST118 the station side apparatus 1 performs GAIN adjustment and updates the GAIN amount.
  • the O / E converter 111 receives the uplink data from the subscriber side apparatus 2 via the WDM coupler 101 and converts it into an electrical signal.
  • the selectors 112 and 113 determine that it is not the first discovery cycle based on the Discovery Window information from the bandwidth allocation control unit 103, and switch to the second transmission path.
  • the selector 123 switches to the second transmission path according to the instruction from the bandwidth allocation control unit 103 if no bit error is detected by the error monitoring unit 122.
  • the power control unit 104 turns off the power of unused blocks (the AGC circuit 116 and the CDR circuit 119) based on the Discovery Window information from the band allocation control unit 103 to save energy.
  • the light intensity monitor 120 calculates the GAIN amount required for the GAIN adjustment based on the data received from the O / E converter 111 via the selector 112 and notifies the GAIN control unit 121 of the GAIN information.
  • the data input to the light intensity monitor 120 is transmitted to the GAIN circuit 118 as it is.
  • the GAIN circuit 118 extracts the GAIN amount of the corresponding previous period from the GAIN control unit 121 based on the data transmission start time and duration of each subscriber side device 2 notified from the band allocation control unit 103. Using this GAIN amount, GAIN adjustment is performed on the data of the current cycle received from the O / E converter 111 via the light intensity monitor 120.
  • the GAIN control unit 121 updates the GAIN information by overwriting the GAIN information of the current cycle from the light intensity monitor 120 to the GAIN information of the previous cycle held.
  • the error monitoring unit 122 monitors the data received from the optical receiving unit 102 and performs bit error detection.
  • the error monitoring unit 122 determines that there is no bit error, the error monitoring unit 122 transmits this data to the frame separation unit 106.
  • the frame control unit 107 is notified of this and a phase readjustment instruction. The phase readjustment operation after this bit error detection will be described later.
  • the frame separation unit 106 separates the data received from the error monitoring unit 122 into a User frame and a Register Ack frame 15. The User frame separated by the frame separation unit 106 is transmitted to the host device 6, and the Register Ack frame 15 is transmitted to the frame control unit 107.
  • the frame control unit 107 recognizes the Register Ack frame 15, generates a Gate frame, and then becomes a Gate-Report sequence.
  • the gate-report sequence in the light intensity adjustment, as in the second embodiment, the GAIN amount calculated by the light intensity monitor 120 in the current cycle is reflected in the GAIN circuit 118 in the next cycle to update the GAIN amount. Is performed every cycle.
  • the phase adjustment after the phase adjustment is performed in the first discovery cycle, the phase adjustment amount extracted in the first discovery cycle is reflected until a bit error is detected by the error monitoring unit 122.
  • phase readjustment is performed and the phase adjustment amount is updated.
  • phase readjustment when a bit error is detected by the error monitoring unit 122 will be described. In the following, the phase readjustment after the transition to the Gate-Report sequence will be described with reference to the sequence shown in FIG.
  • the station side apparatus 1 first transmits the Gate frame 16 to the subscriber side apparatus 2 (step ST119).
  • the frame control unit 107 when notified of the phase readjustment instruction from the error monitoring unit 122, generates the Gate frame 16 for requesting transmission of a frame including SyncTime.
  • the frame multiplexing unit 109 multiplexes the Gate frame 16 from the frame control unit 107 and the User frame from the downlink buffer unit 108.
  • the optical transmission unit 110 converts the frame multiplexed by the frame multiplexing unit 109 into an optical signal, and transmits the optical signal to the corresponding subscriber side device 2 via the WDM coupler 101 and the optical splitter 4.
  • the subscriber side apparatus 2 transmits a Report frame 17 to the station side apparatus 1 (step ST120).
  • the optical receiving unit 202 receives downlink data from the station side device 1 via the WDM coupler 201 and converts it into an electrical signal.
  • the frame separation unit 203 separates the data converted into the electrical signal by the optical reception unit 202 into the User frame and the Gate frame 16.
  • the frame control unit 204 After recognizing the Gate frame 16 separated by the frame separation unit 203, the frame control unit 204 generates a Report frame 17 provided with a SyncTime region for performing phase readjustment.
  • the frame multiplexing unit 206 multiplexes the Report frame 17 from the frame control unit 204 and the User frame from the uplink buffer unit 205.
  • the optical transmission unit 208 converts the frame multiplexed by the frame multiplexing unit 206 into an optical signal, and transmits the optical signal to the station side device 1 via the WDM coupler 201 and the optical splitter 4.
  • step ST121 the station side apparatus 1 performs GAIN adjustment and phase readjustment, and updates the GAIN amount and the phase adjustment amount (step ST121).
  • step ST121 first, the selector 123 switches to the third transmission path in accordance with an instruction from the bandwidth allocation control unit 103. Thereby, the data from the subscriber side device 2 is GAIN adjusted by the GAIN circuit 118 and then transmitted to the CDR circuit 119. Further, the power supply control unit 104 turns off the power of the unused block (AGC circuit 116) in accordance with the instruction from the band allocation control unit 103 to save energy.
  • the CDR circuit 119 performs phase readjustment on the data that has been GAIN adjusted by the GAIN circuit 118.
  • the phase information from the CDR circuit 119 is transmitted to the phase control unit 105.
  • the phase control unit 105 updates the phase information by overwriting the phase information from the CDR circuit 119 on the held phase information.
  • the error monitoring unit 122 confirms that there is no bit error in the data received from the CDR circuit 119 via the selector 113, and transmits this data to the frame separation unit 106.
  • the frame separation unit 106 separates the data received from the error monitoring unit 122 into the User frame and the Report frame 17.
  • the User frame separated by the frame separation unit 106 is transmitted to the host device 6, and the Report frame 17 is transmitted to the frame control unit 107.
  • the station side device 1 transmits the Gate frame 18 to the subscriber side device 2 (step ST122).
  • the frame control unit 107 recognizes the report frame 17, and then generates the gate frame 18.
  • the frame control unit 107 also generates a phase information notification frame in which the phase information extracted from the phase control unit 105 is embedded in an empty area of the Gate frame 18.
  • the frame multiplexing unit 109 multiplexes the Gate frame 18 embedded with the position information notification frame from the frame control unit 107 and the User frame from the downlink buffer unit 108.
  • the optical transmission unit 110 converts the frame multiplexed by the frame multiplexing unit 109 into an optical signal, and transmits the optical signal to the corresponding subscriber side device 2 via the WDM coupler 101 and the optical splitter 4.
  • the subscriber side apparatus 2 performs phase adjustment and transmits the Report frame 19 to the station side apparatus 1 (steps ST123 and 124).
  • the optical receiving unit 202 receives downlink data from the station side device 1 via the WDM coupler 201 and converts it into an electrical signal.
  • the frame separation unit 203 separates the data converted into the electrical signal by the optical reception unit 202 into the User frame and the Gate frame 18 in which the position information notification frame is embedded.
  • the frame control unit 204 recognizes the Gate frame 18 separated by the frame separation unit 203 and then generates the Report frame 19. Further, the frame control unit 204 extracts the phase information notification frame from the Gate frame 18 and transmits the phase information to the phase control unit 207.
  • the frame multiplexing unit 206 multiplexes the Report frame 19 from the frame control unit 204 and the User frame from the uplink buffer unit 205.
  • the phase control unit 207 performs phase adjustment on the frame transmitted to the optical transmission unit 208 using the phase information from the frame control unit 204.
  • the optical transmission unit 208 converts the frame multiplexed by the frame multiplexing unit 206 and phase-adjusted by the phase control unit 207 into an optical signal, and transmits the optical signal to the station-side apparatus 1 via the WDM coupler 201 and the optical splitter 4. To do.
  • the station side apparatus 1 performs GAIN adjustment and updates the GAIN amount (step ST125).
  • the O / E converter 111 receives the uplink data from the subscriber side device 2 via the WDM coupler 101 and converts it into an electrical signal.
  • the selector 123 switches to the second transmission path according to the instruction from the bandwidth allocation control unit 103.
  • the power control unit 104 turns off power to unused blocks (the AGC circuit 116 and the CDR circuit 119) to save energy.
  • the light intensity monitor 120 calculates the GAIN amount required for the GAIN adjustment based on the data received from the O / E converter 111 via the selector 112 and notifies the GAIN control unit 121 of the GAIN information.
  • the data input to the light intensity monitor 120 is transmitted to the GAIN circuit 118 as it is.
  • the GAIN circuit 118 extracts the GAIN amount of the corresponding previous period from the GAIN control unit 121 based on the data transmission start time and duration of each subscriber side device 2 notified from the band allocation control unit 103. Using this GAIN amount, GAIN adjustment is performed on the data of the current cycle received from the O / E converter 111 via the light intensity monitor 120.
  • the GAIN control unit 121 updates the GAIN information by overwriting the GAIN information of the current cycle from the light intensity monitor 120 with the GAIN information of the previous cycle held.
  • the error monitoring unit 122 monitors the data received from the optical receiving unit 102 and performs bit error detection.
  • the error monitoring unit 122 determines that there is no bit error, the error monitoring unit 122 transmits this data to the frame separation unit 106.
  • a phase readjustment instruction is issued again.
  • the frame separation unit 106 separates the data received from the error monitoring unit 122 into the User frame and the Report frame 19.
  • the User frame separated by the frame separation unit 106 is transmitted to the host device 6, and the Report frame 19 is transmitted to the frame control unit 107.
  • the frame control unit 107 recognizes the Report frame 19, generates a Gate frame, and becomes a Gate-Report sequence again.
  • phase adjustment amount is updated when a bit error is detected, in addition to the effects in the first embodiment, stable synchronization can be realized. Can do.
  • the error monitoring unit 122 is provided so that the phase adjustment amount is updated when a bit error is detected.
  • the difference between the GAIN amount of the previous period held and the GAIN amount of the current period calculated by the light intensity monitor 120 is compared with a predetermined threshold, and if the difference is equal to or greater than the threshold, the CDR circuit You may comprise so that the phase readjustment by 119 may be performed.
  • the conventional intensity adjusting unit 114b that performs GAIN adjustment every cycle by the AGC circuit 116 is connected to the GAIN amount of the previous cycle and the GAIN amount of the current cycle used by the AGC circuit 116.
  • a GAIN control unit 121b that compares the difference with a predetermined threshold may be provided, and the phase readjustment by the CDR circuit 119 may be performed when the difference is equal to or greater than the threshold.
  • stable synchronization can also be realized by updating the phase adjustment amount based on the amount of change between the GAIN amount in the previous cycle and the GAIN amount in the current cycle.
  • the MPCP sequence has been described as the phase synchronization method.
  • the present invention is not limited to this, and may be applied to the OAM defined in the PON system. Alternatively, it may be applied to a unique sequence that is not defined in the PON system.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention can be similarly applied to other general optical communication systems.
  • any constituent element of the embodiment can be modified or any constituent element of the embodiment can be omitted within the scope of the invention.
  • the optical communication system according to the present invention can reduce the SyncTime by deleting the CDR period, can improve the uplink bandwidth utilization efficiency, and performs communication between the station side device and the station side device. It is suitable for use in an optical communication system including a plurality of subscriber side devices.

Landscapes

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Abstract

　局側装置１は、各加入者側装置２から受信したデータに対して位相調整を行うＣＤＲ回路１１９と、各加入者側装置２から受信したデータの送信経路として、ＣＤＲ回路１１９を通過する送信経路またはＣＤＲ回路１１９を通過しない送信経路を選択するセレクタ１１２，１１３と、ＣＤＲ回路１１９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１０７と、フレーム制御部１０７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２に送信する光送信部１１０とを備え、加入者側装置２は、光送信部１１０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１に送信するデータに対して位相調整を行う位相制御部２０７を備えた。

Description

光通信システム、局側装置および加入者側装置
　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、各加入者側装置から受信したデータの送信経路として、ＣＤＲ回路を通過する送信経路またはＣＤＲ回路を通過しない送信経路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 (17)

  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、
    　前記各加入者側装置から受信したデータの送信経路として、前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路または前記ＣＤＲ回路を通過しない送信経路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、
    　前記各加入者側装置から受信したデータの送信経路として、前記ＣＤＲ回路を通過する送信経路または前記ＣＤＲ回路を通過しない送信経路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。
  17. 　局側装置との間で通信を行う複数の加入者側装置において、
    　前記局側装置に受信されたデータに基づいて、前記局側装置により抽出・送信された位相調整量を用いて、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加入者側装置。
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