JP5456546B2 - 光通信システム及び光通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、対向ごとに波長又は方路又はその組合せの経路が異なる光通信システム及び光通信方法に関する。

近年、インターネットやイントラネットの急成長を背景に，大容量通信の需要が高まっており，高速光通信システムの普及が急ピッチで進んでいる中、経済的な高速光アクセスネットワークを実現するためのシステムとして、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が知られている。また、ＰＯＮに用いる受動素子（光スプリッタ等）の代わりに、光スイッチを備える光アクセスネットワークも多くの提案がなされている（例えば、非特許文献３を参照。）。

高速光アクセスネットワークで従来用いられている安価なＳｉＧｅ−ＢｉＣＭＯＳプロセスを利用して強度変調−直接検波で時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を上述の光アクセスネットワークに適用することを想定すると、電子デバイスの制約により１０Ｇｂｉｔ／ｓが上限と考えられている。

そこで、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）や芯線多重を適用することで更なる高速化／広帯域化を実現する提案もなされている。しかし、ユーザ毎に異なる波長を用いるＷＤＭを適用すると、局側装置であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）には加入者側装置であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）の数に応じた光送受信機が必要となる。これは既存のＯＮＵやＯＬＴの更改を要し、コスト上昇という課題が発生する。また、芯線多重も、方路である芯線分だけ光送光受信機と方路が必要になるため、コスト上昇という課題が発生する。

この課題に対して、ＯＮＵ毎に異なる波長を用いる代わりに、ＯＮＵを複数のグループにグルーピングし、グループ間でＷＤＭとグループ内でＴＤＭを適用するＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ（例えば、非特許文献１を参照。）がある。これは、波長を複数のＯＮＵで共用することで、総帯域拡張に伴うコスト上昇を抑えている。

総帯域拡張のために新規の芯線と送受信機を備える代わりに、冗長構成のための予備芯線を現用芯線として利用する方式（例えば、非特許文献２を参照。）がある。この方式は、冗長芯線を活用することで、総帯域拡張に伴う芯線と送受信器追加によるコスト上昇という課題を解決している。

「総帯域拡張型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮと動的波長帯域割当の一提案」、吉野學、原一貴、中村浩崇、木村俊二、吉本直人、雲崎清美、２００９年電子情報通信学会総合大会講演論文集 通信（２）、ｐ．４２６、Ｂ−１０−１０７ 「ＡＴＭ−ＰＯＮのプロテクション方式及び動的帯域割当との連携動作の検討」、吉田俊和、向井宏明、岩崎充佳、浅芝慶弘、一番ケ瀬広、横谷哲也、２００１年５月通信方式研究会電子情報通信学会技術研究報告ｖｏｌ．１０１（５３）：ＣＳ２００１−２１，ｐｐ．２５−３０ 「光パケットスイッチを適用したアクセスネットワークにおける効率的なディスカバリ方法の提案」、上田裕巳、坪井利憲、河西宏之、２００９年４月通信方式研究会電子情報通信学会技術研究報告Ｖｏｌ．１０９（４）：ＣＳ２００９−１２，ｐｐ．６９−７４

ＷＤＭを使って、総帯域を拡張する非特許文献１を例にとって課題を説明する。本課題は非特許化文献２に示される方路を多重する場合も波長を方路に読み替えれば同様である。非特許文献１のシステムは、図２に示すように、ＯＮＵをグループ化し、各グループに複数波長から選択した一波長を割当て、グループ間でＷＤＭとグループ内でＴＤＭを適用する方式である。図２のシステムは、波長λ１’の下り信号を送信する送信器Ｔｘと波長λ１の上り信号を受信する受信器Ｒｘで構成される送受信器ＴｘＲｘ１、波長λ２’の下り信号を送信する送信器Ｔｘと波長λ２の上り信号を受信する受信器Ｒｘで構成される送受信器ＴｘＲｘ２を含むＯＬＴ、及び波長λ１’、λ２’の一方を受信する受信器Ｒｘ、波長λ１、λ２の一方を送信する送信器Ｔｘを含むＯＮＵで構成される。図の構成は、全体の帯域の有効利用やＯＮＵ間の公平性の観点から、波長間で通信量を平準化することが望ましい。しかし、各ＯＮＵの上り方向の通信量と下り方向の通信量は通常比例関係に無いため、上り方向で通信量を波長間で平準化できるＯＮＵのグルーピングと下り方向で通信量を平準化できるＯＮＵのグルーピングは一致しない。そのため、各送受信器ＴｘＲｘから送信された下り信号（λ１’、λ２’）と、ＯＬＴによって送信許可された各ＯＮＵからの上り信号（λ１、λ２）は、上り／下りで独立して波長を設定し、上り方向と下り方向のそれぞれで通信量を平準化するための最適な組み合わせとするのが望ましい。ここで、単一の送受信器ＴｘＲｘを含むＯＬＴとＯＮＵ間で送受信を行う場合に適用できる従来の上り信号送信許可方法と、その前段で行なわれるディスカバリ処理について（図２では、例えば送受信器ＴｘＲｘ１とＯＮＵ［Ａ、Ｂ，Ｃ］）ＩＥＥＥ ８０２．３に示される手法を用いて説明する。

ディスカバリ操作は、ＯＬＴに新たに接続されたＯＮＵのＯＬＴ−ＯＮＵ間の往復時間ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）の測定と未登録のＯＮＵにフレーム取捨選択に必要な識別番号ＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ ＩＤ）の付与を行う処理である。ＯＬＴは新たにＯＮＵがいつＰＯＮに接続されてもよいように、定期的にＯＮＵに対して、ディスカバリゲートメッセージ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥ Ｍｅｓｓａｇｅ）を送信する。ディスカバリゲートメッセージは、送信可能な時間を通知するゲートメッセージ（ＧＡＴＥ Ｍｅｓｓａｇｅ）の一種であり、当該メッセージの送信時刻ｔ１、送信を許可する送信開始時刻ｔ２とディスカバリタイムウインドウ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｔｉｍｅ Ｗｉｎｄｏｗ）の長さＳが示されている。ディスカバリゲートメッセージを受け取った未登録ＯＮＵは、このメッセージのタイムスタンプで示される当該メッセージの送信時刻ｔ１に自分の時計を合わせる。ＯＮＵは上り時の衝突を避けるためディスカバリゲートメッセージで指示された送信開始時刻ｔ２にランダム時間ｄ（０≦ｄ≦Ｄ、Ｄ：ランダム時間の最大値）加えた時刻ｔ２＊（＝ｔ２＋ｄ）に、タイムスタンプをｔ２＊としたレジスタリクエストメッセージ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ＲＥＱ Ｍｅｓｓａｇｅ）で応答する。レジスタリクエストメッセージはＯＮＵのＭＡＣアドレスが示されている。ＯＬＴは、受け取ったレジスタリクエストメッセージの到着時刻ｔ３を測定するとともに、タイムスタンプからｔ２＊を取得し、ＯＮＵまでの往復時間Ｔｘ（＝ｔ３−ｔ２＊）を求める。ＯＬＴは、ＬＬＩＤを決定し、そのＬＬＩＤをレジスタメッセージ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｍｅｓｓａｇｅ）によりＯＮＵに通知する。

またＯＬＴは、次の上りタイミングをこのＬＬＩＤで指定したゲートメッセージ（ＧＡＴＥ Ｍｅｓｓａｇｅ）により当該ＯＮＵに通知する。ゲートメッセージには、当該ゲートメッセージの送信時刻ｔ１と、送信を許可する送信開始時刻ｔ２と送信許可の継続時間Ｋが示されている。ゲートメッセージを受け取った当該ＯＮＵは、このメッセージのタイムスタンプで示される当該メッセージの送信時刻ｔ１に自分の時計を合わせる。ＯＮＵはゲートメッセージで指示された送信開始時刻ｔ２から継続時間Ｋが経過するまでの間に、レジスタＡｃｋメッセージ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ ＡＣＫ Ｍｅｓｓａｇｅ）で応答する。以上で、ディスカバリ処理は終了となる。

上り信号許可は、ＯＮＵからのレポートメッセージ（Ｒｅｐｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｅ）によりＯＬＴが把握したＯＮＵの上り蓄積データ量に基づいて、ゲートメッセージで当該ＯＮＵに通知する。ゲートメッセージには、当該ゲートメッセージの送信時刻ｔ１と、送信を許可する送信開始時刻ｔ２と送信許可の継続時間Ｋが示されている。ゲートメッセージを受け取った当該ＯＮＵは、このメッセージのタイムスタンプで示される当該メッセージの送信時刻ｔ１に自分の時計を合わせる。ＯＮＵは送信開始時刻ｔ２から継続時間Ｋが経過するまでの間に上り信号を送信する。

このようにすることで、各ＯＮＵから送信された上り信号は、ＯＮＵから送信された上り信号同士が時間軸上で衝突することなくＯＬＴで受信される。上記で述べた送信許可通知方法を図２に示されるようなＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ方式にも適用させるためには、ＯＬＴ同士の時刻が一致している必要がある。しかし、ＩＥＥＥ ８０２．３に規定されるシステムは、通常、非同期系であり、ＯＬＴ間の時刻が一致していない。

そのため、異なる波長の下り信号を受信するＯＮＵが同一の波長として受信される波長の上り信号を送出する場合、同一の波長として受信される上り信号同士が時間軸上で衝突する恐れがある。例えば、図２の構成において、波長λ１の上り信号に注目すると、ＯＮＵ［Ａ］は、送受信器ＴｘＲｘ１から下り信号λ１’で上り信号λ１の送信許可を受け、ＯＮＵ［Ｄ］、ＯＮＵ［Ｅ］は、送受信器ＴｘＲｘ２から下り信号λ２’で上り信号λ１の送信許可を受けるので、ＯＬＴ１とＯＬＴ２が非同期の場合、時刻が一致していない恐れがあり、波長λ１として受信する波長の上り信号同士が時間軸長で衝突が生じ、受信できない可能性がある。

ＯＬＴ間を同期系にすることで、上記課題を解決することも可能であるが、同期系にするためには、クロックの精度、時刻の配信の方法、時刻の配信のシステム、マスタースレーブの設定等の様々な変更が必要となり、装置ならびにシステム運用上のコストが増大する恐れがある。

このように、非同期系かつ、送受する波長、方路、又は波長と方路の組合せが任意である場合にＯＮＵに対して、上り信号間の衝突を抑止した送信許可を通知する手段が確立されていない。そこで、本発明は、非同期系のシステムにおいて、上り／下りの波長、方路または、波長と方路の組み合わせを自由に変更しながら、上り信号の衝突を回避する１対Ｎの光通信システム及び光通信方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る光通信システム及び光通信方法は、送信許可で通知し許可を受ける側で同期する時刻の値を、当該送信許可を通知する波長、方路又は波長と方路の組合せを送信する送受信機が送信許可を送信する送信時刻ではなく、送信許可を受けた装置からの信号を受信する一の送受信機の時刻に、送信許可を送信する他の送受信機が一の送受信器から送信許可の送信依頼を受けてから送信許可を通知するまでの時間を加えた時刻とすることとした。

具体的には、本発明に係る光通信システムは、波長、方路、又は波長と方路の組合せの異なる光送受信機を少なくとも２つ有するＯＬＴと、前記ＯＬＴに光伝送路を介して接続され、前記ＯＬＴとの間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する複数のＯＮＵと、を備えており、前記ＯＬＴは、一の前記光送受信機で受信する信号の送信許可を他の前記光送受信機からの信号で前記ＯＮＵへ通知する際に、一の前記光送受信機が他の前記光送受信機に前記送信許可の送信依頼を行い、他の前記光送受信機が一の前記光送受信機の送信依頼時刻に送信依頼を受信してから送信許可を送出するまでの時間を加算した時刻を前記送信許可の通知する時刻としており、前記ＯＮＵは、前記ＯＬＴからの前記送信許可を受信したときに自装置の時刻を前記送信許可の通知する時刻に合わせることを特徴とする。

本発明に係る光通信方法は、波長、方路、又は波長と方路の組合せの異なる光送受信機を少なくとも２つ有するＯＬＴと、前記ＯＬＴに光伝送路を介して接続され、前記ＯＬＴとの間で波長分割多重且つ時分割多重、芯線多重且つ時分割多重、又は波長分割多重、芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する複数のＯＮＵと、の間の光通信方法において、前記ＯＬＴから、一の前記光送受信機で受信する信号の送信許可を他の前記光送受信機からの信号で前記ＯＮＵへ通知する際に、一の前記光送受信機が他の前記光送受信機に前記送信許可の送信依頼を行い、他の前記光送受信機が一の前記光送受信機の送信依頼時刻に送信依頼を受信してから送信許可を送出するまでの時間を加算した時刻を前記送信許可の通知する時刻とし、前記ＯＬＴからの前記送信許可を受信したときに該ＯＮＵの時刻を前記送信許可の通知する時刻に合わせる
ことを特徴とする。

ゲートメッセージに記載するタイムスタンプをｔ１＋Ｉ１とすることで、ＯＮＵは他の送受信機からゲートメッセージを受け取っても一の送受信機の時刻を知ることができる。従って、本発明は、非同期系のシステムにおいて、上り／下りの波長、または、方路の組み合わせを自由に変更しながら、上り信号の衝突を回避する１対Ｎの光通信システム及び光通信方法を提供することができる。

本発明は、非同期系のシステムにおいて、上り／下りの波長、または、方路の組み合わせを自由に変更しながら、上り信号の衝突を回避する１対Ｎの光通信システム及び光通信方法を提供することができる。

本発明に係る光通信システムを説明するブロック図である。 従来の光通信システムを説明するブロック図である。 本発明に係る光通信方法を説明する時間ダイヤグラムである。 本発明に係る光通信システムを説明するブロック図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図１は、実施形態１の光通信システム３０１を説明する概念図である。光通信システム３０１は、異なる波長をそれぞれ送受信する光送受信機（２１、２２）を有するＯＬＴ２００と、光送受信機（２１、２２）に光伝送路である光分配網（ＯＤＮ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ＯＤＮ５０を介して接続され、ＯＬＴ２００との間で複数の波長（例えば、ＯＬＴからＯＮＵへの下り方向がλ１、λ２、ＯＮＵからＯＬＴへの上り方向がλ１’、λ２’）を用いて波長分割多重且つ時分割多重で光信号を送受する光送受信機を有する複数のＯＮＵ（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ）と、を備える。光通信システム３０１は、例えば、ＰＯＮであり、波長分割多重且つ時分割多重で光信号を伝達する。

ＯＮＵ（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ）は各加入者宅に設置されており、送信する上り信号で使用するために各ＯＮＵの光送受信機は割当てられた波長の信号光を出力する。割当てられた波長は、送信する波長として選択可能な複数の波長のうちの１波長である。

ＯＤＮ５０は、各ＯＮＵの光送受信機からの上り信号光を合流してＯＬＴ２００の光合分波器２５を介してＯＬＴ２００の光送受信機（２１、２２）へ結合し、ＯＬＴ２００の光合分波器２５を介して、ＯＬＴ２００の光送受信機（２１、２２）からの信号光を分岐して各ＯＮＵの光送受信機へ結合する。ここで、各ＯＮＵの光送受信機から出力された上り信号光が同一波長として受信される波長が同時にＯＬＴ２００に到着すると受信できなくなるため、ＯＬＴ２００は、各ＯＮＵの光送受信機の当該波長における伝搬時間の差を考慮して同一波長として受信される信号光同士がＯＬＴ２００の光送受信機（２１、２２）で重ならないように送信許可する。送信許可は、各ＯＮＵ側の光送受信機で受信中の波長にてＯＬＴ２００から通知される。受信中の波長は、ＯＮＵで受信する波長として選択可能な複数の波長のうちの１波長である。

ＯＬＴ２００は、ＯＤＮ５０からの光を波長ごとに分波し、光送受信機（２１，２２）からの光を合波してＯＤＮ５０に受け渡す光合分波器２５と、光合分波器２５から分波された信号光をそれぞれ受光して電気信号として出力する複数の光送受信機（２１、２２）と、を有する。光合分波器２５は、例えば、波長フィルタ等を適用することができる。光送受信機（２１、２２）の受光部は、例えば、フォトダイオードを使用することができる。

ここで、話を簡略化するために適用する波長を上り下りそれぞれ２波長とすれば、光合分波器２５は、ＯＤＮ５０を介したＯＮＵからの上り信号光を波長λ１’と波長λ２’に分波し、それぞれ光送受信機（２１、２２）に結合する。光送受信機（２１、２２）は、それぞれ受光した信号光を電気信号として出力する。このため、ＯＬＴ２００は、波長（λ１、λ２）ごとに信号光を受信することができる。光送受信機（２１、２２）は、それぞれ波長λ１と波長λ２の下り信号光を出力し、光合分波器２５で合波しＯＤＮ５０を介してＯＮＵに結合する。

次に光通信システム３０１の行う上り送信許可の例を示す。本実施例では、例えば、光送受信機２２からの下り信号を受信し、光送受信機２１へ上り信号を送信するＯＮＵへ光送受信機２２の下り信号で光送受信機２１に対する送信許可をＯＬＴ２００が通知する際に、光送受信機２１が光送受信機２２に送信許可の送信依頼を行い、光送受信機２２が光送受信機２１の送信依頼時刻ｔ１に送信依頼を受信してから送信許可を送出するまでの時間を加算した時刻を送信許可に記載する時刻としている。

ＯＮＵ（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ）は、ＯＬＴ２００からの送信許可を受信したときに自装置の時刻を送信許可に記載の時刻に合わせる。光通信システム３０１は、例えば、ＰＯＮであり、波長分割多重且つ時分割多重で光信号を伝達する。

次に、光通信システム３０１の行う上り送信許可とその前段のディスカバリ操作の例を
示す。ここで、光送受信機２２の下り信号を受信しかつ光送受信機２１に上り信号を送信するＯＮＵに着目する。ディスカバリ操作は、ＯＤＮ５０に新たに接続されたＯＮＵのＯＬＴ−ＯＮＵ間の往復時間ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）の測定と未登録のＯＮＵにフレーム取捨選択に必要な識別番号ＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ ＩＤ）の付与を行う処理である。以下、ディスカバリ処理を図３の時間ダイヤグラムに従って説明する。

（１）光送受信機２１から光送受信機２２へのディスカバリゲートメッセージ送信依頼
所定時に光送受信機２１は光送受信機２１に送信するＯＮＵに対するディスカバリのための送信許可であるディスカバリゲートメッセージ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ＧＡＴＥ Ｍｅｓｓａｇｅ）の送出を当該ＯＮＵに送信する光送受信機２２に依頼する。ここで、所定時とは、未登録のＯＮＵが接続したことを周期的に観測するための定期的な周期の時刻であってもよいし、加入者側装置ＯＮＵ登録等のイベントが生起した時刻であってもよいし、ＯＮＵ側又はＯＬＴ側又はその両方のバッファ内の未送信データが所定の量以上又は以下となった等のデータ量や割当帯域やＯＮＵ間の割当帯域比が所定の範囲になった時刻でもよい。

光送受信機２１は、光送受信機２２に、現在の自分の時刻ｔ１と送信を許可する送信開始時刻ｔ２とディスカバリタイムウインドウ（Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｔｉｍｅ Ｗｉｎｄｏｗ）の長さＳを伝え、ディスカバリゲートメッセージの送信依頼をする。ここで、ｔ１に対するｔ２の時刻差が一定であったり、Ｓの値が一定値であったりして、他の値から確定できる値は光送受信機２２への受け渡しを省略しても良い。

（２）光送受信機２２から光送受信機２１に送信するＯＮＵへのディスカバリゲートメッセージ
送信依頼を受けた光送受信機２２は、依頼を受けてからディスカバリゲートメッセージを送信するまでの時間Ｉ１を時刻ｔ１に加算して、現在の時刻ｔ１をｔ１＋Ｉ１とする。光送受信機２２は時刻ｔ１、送信を許可する送信開始時刻ｔ２とディスカバリタイムウインドウの長さＳが示されているディスカバリゲートメッセージを送信する。ここで、Ｉ１の値は、光送受信機２２における他の下り情報伝送と衝突しないような光送受信機２２において当該ディスカバリゲートメッセージを送信可能な時間とし、伝搬遅延やランダム時間を考慮し、ＯＮＵにおいてｔ１＜ｔ２となる範囲にある。この範囲で送信できない場合は、光送受信機２１に送信不能と通知することが望ましい。送信不能通知に応じて光送受信機２１は（１）に戻るか終了する。

（３）ＯＮＵからのレジスタリクエストメッセージ
ディスカバリゲートメッセージを受け取った未登録ＯＮＵは、このメッセージのタイムスタンプで示される当該メッセージの送信時刻ｔ１に自分の時計を合わせる。ＯＮＵは上り時の衝突を避けるためディスカバリゲートメッセージで指示された送信開始時刻ｔ２にランダム時間ｄ（０≦ｄ≦Ｄ、Ｄ：ランダム時間の最大値）加えた時刻ｔ２＊（＝ｔ２＋ｄ）に、タイムスタンプをｔ２＊としたレジスタリクエストメッセージ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ＿ＲＥＱ Ｍｅｓｓａｇｅ）で応答する。レジスタリクエストメッセージはＯＮＵのＭＡＣアドレスが示されている。

光送受信機２１は、受け取ったレジスタリクエストメッセージの到着時刻ｔ３を測定するとともに、タイムスタンプからｔ２＊を取得し、ＯＮＵまでの往復時間Ｔｘ（＝ｔ３−ｔ２＊）を求める。

（４）光送受信機２１から光送受信機２２へのレジスタメッセージ依頼
光送受信機２１は、レジスタリクエストメッセージ受け取った未登録ＯＮＵのＬＬＩＤを決定し、そのＬＬＩＤを通知するレジスタメッセージ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｍｅｓｓａｇｅ）の送信を光送受信機２２に依頼する。

（５）光送受信機２２からＯＮＵへのレジスタメッセージ
光送受信機２２は、レジスタメッセージによりＯＮＵのＬＬＩＤを通知する。本通知は下の（７）の到着以前であり、ＯＮＵが当該ＬＬＩＤに応じた動作を準備する時間以前に実施される。

（６）光送受信機２１から光送受信機２２へのゲートメッセージ送信依頼
光送受信機２１は、次の上りタイミングを、当該ＯＮＵに通知するためにＬＬＩＤで指定したゲートメッセージの送信を光送受信機２２に依頼する。依頼に際して、現在の自分の時刻ｔ１と送信を許可する送信開始時刻ｔ２と送信許可を継続する時間Ｋを伝える。なお、依頼する時刻ｔ１、時刻ｔ２は（１）と値が異なる。

（７）光送受信機２２からＯＮＵへのゲートメッセージ
送信依頼を受けた光送受信機２２は、依頼を受けてからゲートメッセージを送信するまでの時間Ｉ１を時刻ｔ１に加算して、現在の時刻ｔ１をｔ１＋Ｉ１とする。光送受信機２２は時刻ｔ１、送信を許可する送信開始時刻ｔ２と送信許可を継続する時間Ｋが示されているゲートメッセージを送信する。ここで、Ｉ１の値は、光送受信機２２において当該ゲートメッセージを送信可能な時間によって異なり、（２）と値は必ずしも一致しない。Ｉ１の値は、光送受信機２２における他の下り情報伝送と衝突しないような光送受信機２２において当該ディスカバリゲートメッセージを送信可能な時間とし、伝搬遅延やランダム時間を考慮し、ＯＮＵにおいてｔ１＜ｔ２となる範囲にある。この範囲では送信できない場合又は（５）のレジスタメッセージがＯＮＵに到着してＬＬＩＤに応じた動作を準備する時間以前にｔ２となる場合は、光送受信機２１に送信不能と通知する。送信不能通知に応じて光送受信機２１は（６）に戻る。（６）に戻るのは、例えばゲートメッセージの未着によりレジスタによる登録が解除される時間までが望ましい。

（８）ＯＮＵからのレジスタＡＣＫメッセージ
ゲートメッセージを受け取った当該ＯＮＵは、このメッセージのタイムスタンプで示される当該メッセージの送信時刻ｔ１に自分の時計を合わせる。ＯＮＵはゲートメッセージで指示された送信開始時刻ｔ２から継続時間が経過するまでの間に、レジスタＡｃｋメッセージ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ ＡＣＫ Ｍｅｓｓａｇｅ）で応答する。
以上で、ディスカバリ処理は終了となる。

その後の上り信号許可の通知は、ＯＮＵからのレポートメッセージ（Ｒｅｐｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｅ）によりＯＬＴ２００側が把握したＯＮＵの上り蓄積データ量や使用帯域等に基づいて、図の（６）〜（７）と同様にゲートメッセージで当該ＯＮＵに通知する。ゲートメッセージには、当該ＯＮＵに割り当てる上り波長を受信する送受信機における当該ゲートメッセージの送信時刻ｔ１と、送信を許可する送信開始時刻ｔ２と継続時間Ｋが示されている。ゲートメッセージを受け取った当該ＯＮＵは図の（８）と同様に、このメッセージのタイムスタンプで示される当該メッセージの送信時刻ｔ１に自分の時計を合わせる。ＯＮＵは送信開始時刻ｔ２から継続時間が経過するまでの間に上り信号を送信する。

以上説明したように、光通信システム３０１は、非同期システムのままで、任意の下り波長を受信するＯＮＵに対して、任意の上り波長で送信する送信許可を通知することが可能であるので、波長間における上下の組合せを自由に変更しながら、同一の波長として受信する波長の上り信号間での衝突を回避する１対Ｎの光アクセスシステムを提供することができる。

なお、光通信システム３０１を、３つのＯＮＵ（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ）と２波長で説明したが、ＯＮＵの数が増減してもよいし、波長分割多重する波長の数も２以上であってよい。また、ＯＮＵ毎の送受する波長はそれぞれ１波長としたが、複数波長としてもよい。また、光通信システム３０１をＰＯＮとして説明したが、光スイッチを光スプリッタに代替した光アクセスネットワークでも同様である。これは以降の実施形態でも同様である。

（実施形態２）
図４は、実施形態２の光通信システム３０２を説明する概念図である。光通信システム３０２は、方路（Ｈ１、Ｈ２）毎の光送受信機（２１、２２）を有するＯＬＴ２００と、光送受信機（２１、２２）に光伝送路である光分配網ＯＤＮを構成する方路（５０（Ｈ１）、５０（Ｈ２））を介して接続され、ＯＬＴ２００との間で芯線多重且つ時分割多重で光信号を送受する複数のＯＮＵ（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ）と、を備える。光通信システム３０２は、例えば、ＰＯＮであり、芯線多重且つ時分割多重で光信号を伝達する。光通信システム３０２は、図１の光通信システム３０１が各ＯＮＵを波長（λ１、λ２）に振り分けて収容することに対して、各ＯＮＵを複数の方路（Ｈ１、Ｈ２）に振り分けて収容する点において相違する。なお、実施形態２では、すでに実施形態１で説明した部分と同一あるいは略同一である部分の説明を省略する。

ＯＮＵ（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ）及びＯＬＴ２００は、実施形態１で説明したＯＮＵ（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ）及びＯＬＴ２００について波長を方路に置き換えたものである。

各ＯＮＵは（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ）は各加入者宅に設置されており、送信する上り信号で使用するために各ＯＮＵの光送受信機は割当てられた方路で信号光を出力する。割当てられた方路は、選択可能な複数の方路（Ｈ１、Ｈ２）のうちの１方路である。

ＯＤＮ（５０（Ｈ１）、５０（Ｈ２））は、各ＯＮＵの光送受信機からの信号光を方路（Ｈ１、Ｈ２）ごとに合流してＯＬＴ２００の光送受信機（２１、２２）へ結合し、ＯＬＴ２００の光送受信機（２１、２２）からの信号光を方路（Ｈ１、Ｈ２）ごとに分岐して各ＯＮＵの光送受信機へ結合する。ここで、各ＯＮＵの光送受信機から出力された上り信号光が同一方路で同時にＯＬＴ２００に到着すると受信できなくなるので、ＯＬＴ２００は、各ＯＮＵの光送受信機の当該方路における伝搬時間の差を考慮してＯＬＴ２００の光送受信機（２１、２２）で重ならないように送信許可する。送信許可は、各ＯＮＵ側の光送受信機で受信中の方路にてＯＬＴ２００から通知される。受信中の方路は、ＯＮＵで受信する方路として選択可能な複数の方路のうちの１方路である。

ＯＬＴ２００の光送受信機は、ＯＤＮ（５０（Ｈ１）、５０（Ｈ２））からの光を方路ごとに受光する複数の受光器を有する。ＯＬＴ２００の光送受信機は、方路（Ｈ１、Ｈ２）ごとに信号光を受信する。

光通信システム３０２のディスカバリレンジング処理は、実施形態１の光通信システム３０１のディスカバリレンジング処理の波長λ１及び波長λ２をそれぞれ方路Ｈ１及び方路Ｈ２と置き変えたものである。具体的には、本ディスカバリレンジング処理は、新たにＯＮＵを収容可能な方路でＯＬＴが所定時にディスカバリゲートメッセージを送出し、ＯＮＵがＯＬＴからの前記ディスカバリゲートメッセージに対してレジスタリクエストメッセージで応答し、ＯＬＴが前記レジスタリクエストメッセージで応答したＯＮＵに対して、レジスタメッセージと次の上り光信号の送信タイミング等の指示を含むゲートメッセージを該ＯＮＵへ通知し、該ＯＮＵは、前記ゲートメッセージに従い前記光信号を送信する。

以上説明したように、光通信システム３０２は、非同期システムにおいて、任意の下り方路からの信号光を受信するＯＮＵに対して、任意の上り方路で送信する送信許可を通知することが可能であるので、方路間における上下の組合せを自由に変更しながら上り信号の衝突を回避する１対Ｎの光アクセスシステムを提供することができる。

なお、光通信システム３０２を、３つのＯＮＵ（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ）と２つの方路で説明したが、ＯＮＵの数が増減してもよいし、方路の数も２以上であってよい。また、ＯＮＵ毎の送受する方路はそれぞれ１方路としたが、複数方路としてもよい。また、光通信システム３０２の方路のそれぞれで波長分割多重を行い、実施形態１の光通信システムの処理と実施形態２の光通信システムの処理とを組み合わせてもよい。

（他の実施形態）
なお、以上説明した実施態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。

例えば、情報伝達媒体は、光通信システム３０１では波長、光通信システム３０２では方路であったが、他の分割多重の技術、例えば、光符号、ＯＦＤＭの一つのビン、偏波、位相であってもよい。

本発明は、ＰＯＮに適用される光通信システム関連の技術分野に利用することができる。

２１、２２：光送受信機
２５：光合分波器
５０、５０（Ｈ１）、５０（Ｈ２）：ＯＤＮ
５５：光スプリッタ
Ｈ１、Ｈ２：方路
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ：ＯＮＵ
２００：ＯＬＴ
３０１、３０２：光通信システム
ＧＭ：送信許可

Claims (2)

1. 波長、方路、又は波長と方路の組合せの異なる光送受信機を少なくとも２つ有する局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、
   前記ＯＬＴに光伝送路を介して接続され、前記ＯＬＴとの間で波長分割多重及び時分割多重、芯線多重及び時分割多重、並びに、波長分割多重、芯線多重及び時分割多重、のうちのいずれかで光信号を送受する複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と、
   を備えており、
   前記ＯＬＴは、
   一の前記光送受信機で受信する信号の送信許可を他の前記光送受信機からの信号で前記ＯＮＵへ通知する際に、一の前記光送受信機が他の前記光送受信機に前記送信許可の送信依頼を行い、他の前記光送受信機が一の前記光送受信機の送信依頼時刻に送信依頼を受信してから送信許可を送出するまでの時間を加算した時刻を前記送信許可の通知する時刻としており、
   前記ＯＮＵは、
   前記ＯＬＴからの前記送信許可を受信したときに自装置の時刻を前記送信許可の通知する時刻に合わせることを特徴とする光通信システム。
2. 波長、方路、又は波長と方路の組合せの異なる光送受信機を少なくとも２つ有するＯＬＴと、
   前記ＯＬＴに光伝送路を介して接続され、前記ＯＬＴとの間で波長分割多重及び時分割多重、芯線多重及び時分割多重、並びに、波長分割多重、芯線多重及び時分割多重、のうちのいずれかで光信号を送受する複数のＯＮＵと、
   の間の光通信方法において、
   前記ＯＬＴから、一の前記光送受信機で受信する信号の送信許可を他の前記光送受信機からの信号で前記ＯＮＵへ通知する際に、一の前記光送受信機が他の前記光送受信機に前記送信許可の送信依頼を行い、他の前記光送受信機が一の前記光送受信機の送信依頼時刻に送信依頼を受信してから送信許可を送出するまでの時間を加算した時刻を前記送信許可の通知する時刻とし、
   前記ＯＬＴからの前記送信許可を受信したときに該ＯＮＵの時刻を前記送信許可の通知する時刻に合わせることを特徴とする光通信方法。

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