JP5846007B2 - 加入者側装置登録方法及び光ネットワークシステム - Google Patents

Description

この発明は、１つ又は複数の局側装置と、加入者側装置を含む複数のブランチとで構成されるネットワークにおける加入者側装置登録方法及びシステムに関する。

通信事業者の所有する建物（局）と加入者宅を結ぶ通信網は、アクセス系ネットワークと呼ばれる。昨今の通信容量の増大を受け、アクセス系ネットワークでは、光通信を利用することにより膨大な情報量の伝送を可能とする、光アクセス系ネットワークが主流になりつつある。

光アクセス系ネットワークの一形態として受動型光加入者ネットワーク（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）がある。ＰＯＮは、局内に設けられる１つの局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、加入者宅にそれぞれ設けられる複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と、光スプリッタとを備えて構成される。ＯＬＴ及びＯＮＵと、光スプリッタとは、光ファイバで接続される。

ＯＬＴと光スプリッタの間の接続には、一芯の光ファイバが用いられる。この一芯の光ファイバは、複数のＯＮＵにより共有される。また、光スプリッタは、安価な受動素子である。このように、ＰＯＮは、経済性に優れ、また、保守も容易である。このため、ＰＯＮの導入は、急速に進んでいる。

ＰＯＮでは、各ＯＮＵからＯＬＴに送られる信号（以下、上り光信号と称することもある）は、光スプリッタで合波されてＯＬＴに送信される。一方、ＯＬＴから各ＯＮＵに送られる信号（以下、下り光信号と称することもある）は、光スプリッタで分波されて各ＯＮＵに送信される。なお、上り光信号と下り光信号との干渉を防ぐために、上り光信号と下り光信号には、それぞれ異なる波長が割り当てられる。

また、ＰＯＮでは、様々な多重技術が用いられる。ＰＯＮで用いられる多重技術には、時間軸上の短い区間を各加入者に割り当てる時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術、異なる波長を各加入者に割り当てる波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術、異なる符号を各加入者に割り当てる符号分割多重（ＣＤＭ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術などがある。これらの多重技術の中で、ＴＤＭを利用するＴＤＭ−ＰＯＮが、現在最も広く用いられている。

ＴＤＭ−ＰＯＮでは、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が用いられている。ＴＤＭＡは、ＯＬＴが、各ＯＮＵの送信タイミングを管理して、異なるＯＮＵからの上り光信号同士が衝突しないように制御する技術である。

ＰＯＮシステムの中で、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）技術を使用したものを、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−ＰＯＮと称し、Ｇｉｇａｂｉｔ（１×１０９ｂｉｔ／ｓｅｃ）Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）技術を使用したものをＧＥ−ＰＯＮと称する。ＧＥ−ＰＯＮは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで標準化されている。

ＧＥ−ＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴとＯＮＵとの間の通信を行うためには、ＯＬＴにＯＮＵを登録する必要がある。ＧＥ−ＰＯＮシステムでは、１つのＯＬＴに対して、複数のＯＮＵが接続されているため、新たなＯＮＵの登録は、他の登録済みのＯＮＵとＯＬＴとの間の通信に影響することなく行われる必要がある。そのため、上記ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ（以下、標準と称する）では、未登録のＯＮＵがＯＬＴに検出され、登録される手順（以下、ディスカバリシーケンスと称する）が規定されている。

ＯＬＴは、周期的にディスカバリゲートをブロードキャスト送信する。ディスカバリゲートは、ＯＮＵが登録されているか否かに関わらず全てのＯＮＵに対して送信される。ＰＯＮシステムに新たに接続されたＯＮＵは、電源がＯＮ状態になり、信号の受信が可能な状態になると、周期的にディスカバリゲートを受信する。

未登録のＯＮＵでは、ディスカバリゲートを受信すると、ＯＬＴに対して登録を要求するレジスタリクエストを送信する。レジスタリクエストには、各ＯＮＵの個体識別番号としてのＭＡＣアドレスが含まれている。

一方、ＯＬＴでは、ディスカバリウィンドウが設定されている。ＯＬＴは、このウィンドウが開いている時間の間、レジスタリクエストの受信を待つ。

ＯＬＴは、レジスタリクエストを受信することで、ＯＮＵのＭＡＣアドレスを認識する。ＯＬＴは、認識したＭＡＣアドレスを有するＯＮＵ宛にレジスタを送る。レジスタには、ＰＯＮシステムにおけるリンク番号（ＬＬＩＤ）が含まれている。

また、ＯＬＴは、レジスタの送信に続いて、送信帯域及び送信タイミングを通知して、上り光信号の送信を許可するゲートをＯＮＵに送る。

ゲートを受信したＯＮＵは、レジスタアック（ＡＣＫ）信号をＯＬＴに対して送信する。ＯＬＴがレジスタアックを受信すると、ＯＮＵの登録が完了する。すなわち、ディスカバリシーケンスが終了する（例えば、特許文献１参照）。

ＯＮＵが登録された後は、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の通常の通信が行われる。

通常、ＰＯＮシステムでは、１つのＯＬＴが、分岐された光伝送路、及びこの光伝送路の分岐先に接続されるＯＮＵを含む１つのＰＯＮブランチを管理している。ここで、例えば１つのＰＯＮブランチに含まれるＯＮＵが少ない場合、ＯＬＴを少ないＯＮＵで共有するためコストがかかる。そこで、ＰＯＮブランチ内のＯＮＵが少ないときは、１つのＯＬＴが複数のＰＯＮブランチを管理するのが望ましい。

そのために、ＴＤＭ及びＷＤＭを併用することによって、１つのＯＬＴによって複数のＰＯＮブランチの管理を可能とするＰＯＮシステム（以下、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮとも称する）が提案されている。

ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮでは、１又は複数のＯＬＴと、光ルーティング手段と、この光ルーティング手段を介してＯＬＴと接続された複数のＰＯＮブランチとを含んで構成されている。

光ルーティング手段は、複数の光通信ポートを有している。複数の光通信ポートは、ＯＬＴと接続される第１のグループと、ＰＯＮブランチの光伝送路と接続される第２のグループとに分けられている。そして、一方のグループの光通信ポートに入力された光信号は、その光信号の波長に応じて定まる、他方のグループの光通信ポートから出力される。

このような構成を有することによって、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮでは、１つのＯＬＴは、下り光信号の送信波長を変えることにより、異なるＰＯＮブランチに対して下り光信号を送ることができる。また、ＯＮＵはＯＬＴから指示された波長の上り光信号を送ることで、特定のＯＬＴに上り光信号を送ることができる。その結果、１つのＯＬＴは、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを構成する任意のＰＯＮブランチとの間で通信が可能となる。

特開２０１０−２７８５２５号公報

ここで、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮに対して、上述したディスカバリシーケンスを適用した場合について考える。

ＯＬＴは、全ＰＯＮブランチに含まれる各ＯＮＵに対してディスカバリゲートをブロードキャスト送信する。ディスカバリゲートを受信した未登録のＯＮＵは、ＯＬＴに対してレジスタリクエストを送信する。ＯＬＴは、レジスタリクエストを受信することによって、いずれかのＰＯＮブランチに未登録のＯＮＵが接続されたことを認識する。

しかしながら、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮでのディスカバリシーケンスでは、ＯＬＴは、レジスタリクエストを送信したＯＮＵがどのＰＯＮブランチに含まれているのかを把握することができない。そのため、以降のディスカバリシーケンスにおいて、その未登録のＯＮＵに送る下り光信号の波長を設定することができない。

従って、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮでは、従来通りのディスカバリシーケンスを適用することができなかった。

そこで、この発明の目的は、未登録のＯＮＵが属するＰＯＮブランチを、ＯＬＴが特定することができ、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮに適用することができる加入者側装置登録方法を提供することにある。

上述の目的を達成するために、この発明による加入者側装置登録方法は、以下の特徴を備えている。

すなわち、この発明による加入者側装置登録方法は、１つ又は複数のＯＬＴと、分岐された光伝送路、及びこの光伝送路の分岐先に接続されるＯＮＵをそれぞれ含む複数のブランチと、局側装置と接続される第１のグループと、ブランチの光伝送路と接続される第２のグループとに分けられている複数の光通信ポートを有し、一方のグループの光通信ポートに入力された光信号を、他方のグループの、光信号の波長に応じて定まる光通信ポートから出力する光ルーティング手段とを含んで構成されたネットワークにおいて実行される、以下の過程を備えている。

まず、第１過程において、ＯＬＴが、全てのブランチに属するＯＮＵに対して応答要求信号を送信する。応答要求信号は、ブランチ毎に定められた識別記号を含んでいる。次に、第２過程において、未登録のＯＮＵが、応答要求信号に応答して、ＯＬＴに対して応答信号を送信する。この応答信号は、未登録のＯＮＵが、応答要求信号から読み取った識別記号を含んでいる。

この発明の加入者側装置登録方法では、上述したように、応答信号に、ブランチ毎に定められた識別記号が含まれている。従って、上述したディスカバリシーケンスに適用することで、ＯＬＴは、識別記号を読み取ることによって、未登録のＯＮＵがどのブランチに属しているかを特定することができる。このように、この発明の加入者側装置登録方法では、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮにおいても、ＯＬＴが未登録のＯＮＵを登録することができる。

ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮの概略構成図である。 上り光信号及び下り光信号の波長と、光ルーティング手段の光通信ポートとの関係の一例を示す図である。 ＯＬＴの概略構成図である。 ＯＮＵの概略構成図である。 加入者側装置登録方法を説明するためのシーケンス図である。

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。

（ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ）
この発明による加入者側装置登録方法は、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮで用いられる。そこで、先ず、図１を参照してＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮの構成について説明する。

ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ１０は、局２０内に設けられた１つ又は複数のＯＬＴ１００、及び光ルーティング手段２００と、複数のＰＯＮブランチ（以下、単にブランチとも称する）３００を含んで構成されている。ＯＬＴ１００と光ルーティング手段２００との間は、光ファイバによって構成される光伝送路６００で接続されている。

各ブランチ３００は、光ファイバによって構成される光伝送路７００、光スプリッタ４００及びＯＮＵ５００をそれぞれ含んでいる。光伝送路７００は、光ルーティング手段２００に接続されている。また、光伝送路７００は、光スプリッタ４００によって分岐されており、光伝送路７００の分岐先にＯＮＵ５００がそれぞれ接続されている。ＯＮＵ５００は、例えば加入者宅に設置されている。

また、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ１０は、局２０内にスイッチング素子１１０、及び管理部１３０を備えている。

なお、図１に示す構成例では、光ルーティング手段２００が局２０内に設置されているが、光ルーティング手段２００は、局２０の外側に設置されても良い。また、図１では、４つのＯＬＴ１００−１〜４と４つのブランチ３００−１〜４を備える構成例を示しているが、ＯＬＴ１００及びブランチ３００の数はこれに限定されない。

ＯＬＴ１００は、上位ネットワークから受信した下りデータ信号と、ＯＮＵ５００を管理するための下り制御信号を、下り光信号として生成し、ＯＮＵ５００に送信する。一方、ＯＮＵ５００は、ユーザ端末から受信した上りデータ信号と、帯域の要求などを行う上り制御信号を、上り光信号として生成し、ＯＬＴ１００に送信する。なお、ＯＬＴ１００及びＯＮＵ５００の構成及び機能については、後述する。

光ルーティング手段２００は、例えば、光波長フィルタを並べて構成されたアレー型光導波路ルータ（ＡＷＧＲ：Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）であり、光信号を入出力可能な複数の光通信ポート２１０を有している。

複数の光通信ポート２１０は、ＯＬＴ１００と光伝送路６００を介して接続される第１のグループと、ブランチ３００の光伝送路７００と接続される第２のグループとに分けられている。光ルーティング手段２００は、一方のグループの光通信ポートに入力された光信号を、光信号の波長に応じて定まる、他方のグループの光通信ポートから出力する。

なお、以下の説明では、第１のグループに含まれる光通信ポート２２０を、局側ポート２２０とも称する。また、第２のグループに含まれる光通信ポート２３０を、加入者側ポート２３０とも称する。図１に示す構成例では、第１〜第４の局側ポート２２０−１〜４は、それぞれ、第１〜第４のＯＬＴ１００−１〜４と一対一対応して接続されている。また、第１〜第４の加入者側ポート２３０−１〜４は、それぞれ、第１〜第４のブランチ３００−１〜４と一対一対応して接続されている。

ここで、光ルーティング手段２００を構成するＡＷＧＲでは、基準となる波長λと、λからλ_ＦＳＲの整数倍だけ離れた波長λ＋ｎλ_ＦＳＲは、同一の波長として扱われる（なお、ｎは０以外の整数とする）。この特性は、ＡＷＧＲの周回性と呼ばれるもので、λ_ＦＳＲはフリースペクトラムレンジと呼ばれるものである。従って、ＡＷＧＲでは、一方のグループのある光通信ポートに上記関係を満たす波長の光信号が入力された場合、波長λにより定まる、他方の光通信ポートから出力される。

図２に、上り光信号及び下り光信号の波長と、入出力される局側ポート２２０及び加入者側ポート２３０の各番号との関係の一例を示す。

なお、この実施の形態では、局側ポート２２０に入力される下り光信号は、図２に示すようにλ１〜λ４のいずれかに設定され、加入者側ポートに入力される上り光信号は、λ１〜λ４の各波長にｎλ_ＦＳＲを加えた値に設定されている。

例えば、第１の局側ポート２２０−１に入力される波長λ１の下り光信号は、第１の加入者側ポート２３０−１から出力され、第１の加入者側ポート２３０−１に入力される波長λ１＋ｎλ_ＦＳＲの上り光信号は、第１の局側ポート２２０−１から出力される。また、第１の局側ポート２２０−１に入力される波長λ２の下り光信号は、第２の加入者側ポート２３０−２から出力され、第２の加入者側ポート２３０−２に入力される波長λ２＋ｎλ_ＦＳＲの上り光信号は、第１の局側ポート２２０−１から出力される。

既に説明したように、第１〜第４の局側ポート２２０−１〜４は、それぞれ、第１〜第４のＯＬＴ１００−１〜４と一対一対応して接続され、第１〜第４の加入者側ポート２３０−１〜４は、それぞれ、第１〜第４のブランチ３００−１〜４と一対一対応して接続されている。従って、各ＯＬＴ１００は、下り光信号の波長を変更することによって、複数のブランチ３００の１つのブランチを選択して、下り光信号を送信することができる。一方、各ＯＮＵ５００は、上り光信号の波長を変更することによって、複数のＯＬＴ１００の１つを選択して各々上り光信号を送信することができる。

管理部１３０は、ＰＯＮリンクを確立しているＯＮＵ５００、及び当該ＯＮＵ５００が属するブランチ３００の情報（ＰＯＮリンク情報）を管理している。管理部１３０は、ＰＯＮリンク情報をＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部（図示を省略する）に読み出し及び書き換え自在に格納している。

また、管理部１３０は、スイッチング素子１１０から受け取る宛先やトラフィックなどの情報と、ＰＯＮリンク情報に基づいて送信プランを作成する。また、管理部１３０は、送信プランに基づいて、波長設定信号を生成する。管理部１３０は、送信プランをスイッチング素子１１０及び各ＯＬＴ１００に通知する。波長設定信号はＯＬＴ１００に送られる。

スイッチング素子１１０は、上位ネットワークと各ＯＬＴ１００との通信経路を設定する。スイッチング素子１１０は、管理部１３０から通知される送信プランに基づいて、下りデータ信号を各ＯＬＴ１００に振り分けて送るとともに、各ＯＬＴ１００から送られた上りデータ信号を上位ネットワークに送る。また、上位ネットワークから送られる下りデータ信号の宛先やトラフィックなどの情報を管理部１３０に通知する。

（局側装置）
図３を参照して、ＯＬＴ１００の構成について説明する。この実施の形態では、ＯＬＴ１００は、電気信号処理部１５０、及び光信号処理部１７０を含んで構成されている。電気信号処理部１５０は、インタフェース１５５、電気信号送信部１５７、電気信号受信部１５９、及び制御部１６１を備えている。光信号処理部１７０は、光信号送信部１７１、光信号受信部１７３、合分波部１７５を備えている。

インタフェース１５５、電気信号送信部１５７及び電気信号受信部１５９は、任意好適な従来周知のＯＬＴと同様に構成できるので、ここでは詳細な説明を省略する。

インタフェース１５５は、上位ネットワークとの間で、スイッチング素子１１０を介して、上りデータ信号及び下りデータ信号の送受信を行う。

電気信号送信部１５７は、インタフェース１５５から受け取った下りデータ信号、及び制御部１６１から受け取った下り制御信号に基づいて下り電気信号を生成する。下り電気信号は、光信号送信部１７１に送られる。

電気信号受信部１５９は、光信号受信部１７３から受け取った上り電気信号を、上りデータ信号と上り制御信号とに分離する。上りデータ信号は、インタフェース１５５及びスイッチング素子１１０を介して上位ネットワークに送られ、上り制御信号は、制御部１６１に送られる。

制御部１６１は、機能手段として、信号生成手段１６３と、信号読取手段１６５と、ＯＮＵ登録手段１６７とを備えている。制御部１６１は、従来のＯＬＴと同様に構成することができる。そして、各機能手段は、制御部１６１が実行するプログラムにより実現される。また、各機能手段の処理結果等は、適宜ＲＡＭ等の記憶部（図示せず）に格納される。

信号生成手段１６３は、下り制御信号を生成する。下り制御信号としては、例えば、管理部１３０から受け取った送信プラン、ＯＮＵから受け取った要求帯域に基づいて、ＯＮＵに上り光信号の送信帯域、及び送信タイミングを指示する信号や、ディスカバリシーケンスで用いられるディスカバリゲート等がある。この実施の形態では、ＯＬＴ１００は、複数のブランチ３００と通信を行うため、下り制御信号には、上り光信号の送信波長を指示する情報、及びブランチ３００毎に定められた識別記号（ブランチＩＤ）等が含まれている。下り制御信号は、電気信号送信部１５７に送られる。

信号読取手段１６５は、上り制御信号に含まれるＭＡＣアドレス、要求帯域、及びブランチＩＤ等の各ＯＮＵの情報を読み取る。信号読取手段１６５は、読み取ったブランチＩＤから、上り制御信号を送信したＯＮＵ５００が属するブランチ３００を特定する。

ＯＮＵ登録手段１６７は、ＰＯＮリンクを確立しているＯＮＵ５００が、複数のブランチ３００のいずれに属しているかを登録する。さらに、ＯＮＵ登録手段１６７は、自己のＯＬＴ１００が、どのブランチ３００に含まれるＯＮＵ５００とＰＯＮリンクを確立しているかを示すＰＯＮリンク情報を、管理部１３０に通知する。

光信号送信部１７１は、下り電気信号を、それぞれ下り光信号に変換する。光信号送信部１７１は、例えばＴＬＤ（Ｔｕｎａｂｌｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：可変波長光送信器）などの、波長の変更が可能な、任意好適な電気／光変換手段を有して構成されている。光信号送信部１７１は、管理部１３０から送られる波長設定信号に基づき、下り光信号を送信すべきＯＮＵ５００が属するブランチ３００に応じた波長に設定する。下り光信号は、合分波部１７５を経て、光ルーティング手段２００に送られる。

光信号受信部１７３は、合分波部１７５を経て送られる上り光信号を上り電気信号に変換する。光信号受信部１７３は、例えばＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ：光受信器）などの任意好適な光電変換素子を備えて構成されている。ＰＤは、少なくともＯＮＵ５００が設定し得る波長帯の上り光信号を受光できるように設定されている。上り電気信号は、電気信号受信部１５９に送られる。

合分波部１７５は、光信号送信部１７１で生成された下り光信号を光ルーティング手段２００に送るとともに、光ルーティング手段２００から受け取った上り光信号を光信号受信部１７３に送る。合分波部１７５は、例えばＷＤＭフィルタなどの任意好適な合分波器を備えて構成されている。既に説明したように、この実施の形態では、下り光信号にはλ１〜λ４の波長帯の光が、また、上り光信号にはλ１＋ｎλ_ＦＳＲ〜λ４＋ｎλ_ＦＳＲの波長帯の光が用いられる。そのため、例えばＷＤＭフィルタを利用することによって、上り光信号と下り光信号とを合波及び分波することができる。

（加入者側装置）
図４を参照して、ＯＮＵ５００の構成について説明する。

図４に示すように、この実施の形態では、電気信号処理部５５０、及び光信号処理部５７０を含んでＯＮＵ５００が構成されている。

電気信号処理部５５０は、インタフェース５５５、バッファ部５５６、電気信号送信部５５７、電気信号受信部５５９、及び制御部５６１を備えている。また、光信号処理部５７０は、光信号送信部５７１、光信号受信部５７３、合分波部５７５を備えている。

インタフェース５５５、バッファ部５５６、電気信号送信部５５７及び電気信号受信部５５９は、任意好適な従来周知のＯＮＵと同様に構成できるので、ここでは詳細な説明を省略する。

インタフェース５５５は、ユーザ端末との間で、上りデータ信号及び下りデータ信号の送受信を行う。

バッファ部５５６には、上りデータ信号が格納される。バッファ部５５６は、格納されたデータ量（バッファ量）を制御部５６１に通知するとともに、制御部５６１からの指示に応答して上りデータ信号を読み出して電気信号送信部５５７に送る。

電気信号送信部５５７は、バッファ部５５６から受け取った上りデータ信号、及び制御部５６１から受け取った上り制御信号に基づいて上り電気信号を生成する。そして、上り電気信号を、光信号送信部５７１に送る。

電気信号受信部５５９は、下り電気信号を、下りデータ信号と下り制御信号とに分離する。そして、下りデータ信号を、インタフェース５５５を経てユーザ端末に送る。また、下り制御信号を制御部５６１に送る。

制御部５６１は、信号読取手段５６３、信号生成手段５６５、及び送信設定手段５６６を備えている。

信号読取手段５６３は、下り制御信号に含まれる、上り光信号の送信帯域、送信タイミング、及び送信波長を指示する情報、並びにブランチＩＤ等の、ＯＬＴとの通信を行うのに必要な情報を読み取る。

信号生成手段５６５は、バッファ部５５６から受け取ったバッファ量を、ＯＬＴ１００に通知する上り制御信号を生成する。この実施の形態では、上り制御信号には、バッファ量に加えて、下り制御信号に含まれているブランチＩＤが含まれている。上り制御信号は、電気信号送信部５５７に送られる。

送信設定手段５６６は、信号読取手段５６３において読み取った、上り光信号の波長や送信タイミング等を光信号送信部５７１に通知する。

光信号送信部５７１は、上り電気信号を上り光信号に変換する。光信号送信部５７１は、例えばＴＬＤなどの、波長の変更が可能な、任意好適な電気／光変換手段を有して構成されている。上り光信号の波長は、送信設定手段５６６からの通知に基づいて設定される。そして、光信号送信部５７１で生成された上り光信号は、合分波部５７５を経て、ＯＬＴ１００に送られる。

光信号受信部５７３は、合分波部５７５を経て送られる下り光信号を下り電気信号に変換する。下り電気信号は、電気信号受信部５５９に送られる。光信号受信部５７３は、例えばＰＤなどの任意好適な光電変換素子５７７を備えて構成されている。ＰＤは、少なくともＯＬＴ１００が設定し得る波長帯の下り光信号を受光できるように設定されている。

また、光信号受信部５７３は、可変波長フィルタ５７９を備える構成とすることができる。なお、可変波長フィルタ５７９は、設計に応じて省略することができる。可変波長フィルタ５７９については後述する。

合分波部５７５は、上り光信号と下り光信号とを合波及び分波する、合分波部５７５は、例えばＷＤＭフィルタなどの任意好適な合分波器を備えて構成されている。既に説明したように、この実施の形態では、下り光信号にはλ１〜λ４の波長帯の光が、また、上り光信号にはλ１＋ｎλ_ＦＳＲ〜λ４＋ｎλ_ＦＳＲの波長帯の光が用いられる。そのため、例えばＷＤＭフィルタを利用することによって、上り光信号と下り光信号とを合波及び分波することができる。

次に、ＯＬＴ１００からＯＮＵ５００へ送信される下り光信号、及びＯＮＵ５００からＯＬＴ１００へ送信される上り光信号の経路について説明する。

上位ネットワークから送られた下りデータ信号は、スイッチング素子１１０に入力される。スイッチング素子１１０は、管理部１３０から受け取った送信プランに基づき、下りデータ信号を、宛先に応じたＯＬＴ１００に送る。ＯＬＴ１００は、受け取った下りデータ信号を、管理部１３０から受け取った波長設定信号に基づく波長の下り光信号に変換する。下り光信号は、ＯＬＴ１００から、光伝送路６００を経て、光ルーティング手段２００の局側ポート２２０に送られる。光ルーティング手段２００は、局側ポート２２０毎に、下り光信号の波長に応じて定まる加入者側ポート２３０から下り光信号を出力する。加入者側ポート２３０から出力された下り光信号は、ブランチ３００の光伝送路７００を経て、ＯＮＵ５００に送られる。

一方、ＯＮＵ５００から送信された上り光信号は、光伝送路７００を経て、光ルーティング手段２００の加入者側ポート２３０に入力される。光ルーティング手段２００は、加入者側ポート２３０の番号毎に、上り光信号の波長に応じて定まる局側ポート２２０から下り光信号を出力する。局側ポート２２０から出力された上り光信号は、光伝送路６００を経て、ＯＬＴ１００に送られる。ＯＬＴ１００とＯＮＵ５００は、一対一対応している。ＯＮＵ５００は、下り光信号の送信元であるＯＬＴ１００に上り光信号を送信する。

（加入者側装置登録方法）
図５を参照して、この実施の形態の加入者側装置登録方法について説明する。ここでは、加入者側装置登録方法を、上述した標準のディスカバリシーケンスに適用した場合について説明する。

ディスカバリシーケンスは、例えば、未登録のＯＮＵをネットワークに接続し、起動した場合に行われる。また、登録済みのＯＮＵを再起動する場合は、当該ＯＮＵは未登録となり、ディスカバリシーケンスにより再び登録される。

なお、ここでは、まず、複数のＯＬＴのうちの１つのＯＬＴ（ここでは、第１のＯＬＴ）１００−１と第１〜第４のブランチ３００−１〜４との間におけるディスカバリシーケンスについて説明する。

まず、ＯＬＴ１００−１は、各ブランチ３００−１〜４に対して応答要求信号（ここでは、ディスカバリゲート）を送信する。

ディスカバリゲートは、制御部１６１の信号生成手段１６３で下り制御信号として生成される。この下り制御信号には、ＯＮＵ５００に応答信号（ここでは、レジスタリクエスト）の送信タイミング及び送信波長を指示する情報、並びにブランチ３００毎に定められた識別記号（ブランチＩＤ）が含まれている。下り制御信号は、電気信号送信部１５７及び光信号送信部１７１において、下り光信号に変換された後、合分波部１７５を経て、光ルーティング手段２００に送られる。

ここで、ディスカバリゲートは、ＯＮＵ５００に対してブロードキャスト送信される。既に説明したように、ＯＬＴ１００は、ブランチ３００毎に定められた波長を設定することによって、各ブランチ３００−１〜４に含まれるＯＮＵ５００に対して下り光信号を送信することができる。そこで、制御部１６１は、ディスカバリゲートとして、ブランチ３００の数に対応した数の下り制御信号を時分割多重して生成する。この実施の形態では、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ１０が４つのブランチ３００−１〜４を備えているため、４つの下り制御信号が生成される。これら各下り制御信号は、各々異なるブランチＩＤを含む。また、ブランチＩＤ毎に異なる値に設定された送信波長を指示する情報を含む。これらの波長は、各ブランチ３００に属するＯＮＵ５００からのレジスタリクエストが、ディスカバリゲートを送信した第１のＯＬＴ１００−１に対して送信される値に設定される。そして、光信号送信部１７１では、これら各下り制御信号に基づいて生成された各下り電気信号を、各々異なる波長の下り光信号に変換する。各下り光信号の波長は、管理部１３０から送られる波長設定信号に基づき、各ブランチ３００に応じた値に設定される。

ＯＬＴ１００−１から下り光信号として送信された各ディスカバリゲートは、光ルーティング手段２００において波長に応じて分岐され、各ブランチ３００に接続されたＯＮＵ５００に送られる。

次に、未登録のＯＮＵ５００が、ディスカバリゲートに応答して、ＯＬＴ１００−１に対して、登録を要求するレジスタリクエストを送信する。

未登録のＯＮＵ５００では、ディスカバリゲートとしての下り光信号は、合分波部５７５を経て光信号受信部５７３に送られる。光信号受信部５７３及び電気信号受信部５５９において、下り光信号から下り制御信号が復元され、復元された下り制御信号は、制御部５６１に送られる。

制御部５６１は、信号読取手段５６３において、下り制御信号に含まれる下り制御信号に含まれる、レジスタリクエストの送信タイミング、及び送信波長を指示する情報、並びにブランチＩＤを読み取る。制御部５６１は、信号読取手段５６３において読み取ったレジスタリクエストの送信タイミングに基づき、ランダムディレイを挿入して送信タイミングを設定する。そして、設定された送信タイミングを光信号送信部５７１に通知する。また、制御部５６１は、信号読取手段５６３において読み取った送信波長を光信号送信部５７１に通知する。既に説明したように、レジスタリクエストの送信波長は、ディスカバリゲートの送信元である第１のＯＬＴ１００−１に対して送信される値に設定される。

また、制御部５６１は、信号生成手段５６５において、レジスタリクエストを生成する。レジスタリクエストには、ＯＮＵの個体識別番号としてのＭＡＣアドレス、及び信号読取手段５６３において読み取ったブランチＩＤを含む。上り制御信号は、電気信号送信部５５７に送られる。電気信号送信部５５７は、上り制御信号に基づいて上り電気信号を生成し、光信号送信部５７１に送る。光信号送信部５７１は、上り電気信号を上り光信号に変換する。上り光信号は、制御部５６１から通知された送信波長で生成される。そして、上り光信号は、制御部５６１から通知された送信タイミングで、光信号送信部５７１から送信される。上り光信号は、合分波部５７５及び光ルーティング手段２００を経て、ディスカバリゲートの送信元であるＯＬＴ１００−１に送られる。

次に、ＯＬＴ１００−１が、未登録のＯＮＵ５００から送信されたレジスタリクエストを受信する。

ＯＬＴ１００−１では、ディスカバリウィンドウが設定されている。ＯＬＴ１００−１は、このウィンドウが開いている間、レジスタリクエストの受信を待つ。なお、ＯＮＵ５００で設定されるランダムディレイの大きさは、ＯＬＴ１００−１におけるレジスタリクエストの受信が、ディスカバリウィンドウが開いている間にされる範囲内で設定される。

ＯＬＴ１００−１において、レジスタリクエストとしての上り光信号は、合分波部１７５を経て光信号受信部１７３に送られる。光信号受信部１７３は、上り光信号を上り電気信号に変換する。変換された上り電気信号は、電気信号受信部１５９に送られる。電気信号受信部１５９は、上り電気信号を上り制御信号に復元する。復元された上り制御信号は、制御部１６１に送られる。

制御部１６１は、信号読取手段１６５において、上り制御信号に含まれるブランチＩＤ及びＭＡＣアドレスを読み取る。信号読取手段１６５は、このブランチＩＤから、読み取ったＭＡＣアドレスを有するＯＮＵ５００が、複数のブランチ３００−１〜４のいずれに属しているかを特定することができる。ブランチの特定後、制御部１６１は、ディスカバリシーケンス中のＯＮＵ５００が属するブランチを管理部１３０に通知する。その結果、管理部１３０は、以降のディスカバリシーケンスにおける下り光信号の波長を、未登録のＯＮＵ５００が属するブランチに対応して設定することができる。そして、設定された波長を光信号送信部１７１に指示する。

ブランチを特定した後の過程は、従来のディスカバリシーケンスと同様である。すなわち、ＯＬＴ１００−１は、ＬＬＩＤを含むレジスタ、及び送信帯域及び送信タイミングを通知して、上り光信号の送信を許可するゲートを順次ＯＮＵ５００に送る。ゲートを受信したＯＮＵ５００は、レジスタアックをＯＬＴ１００−１に対して送信する。ＯＬＴ１００−１がレジスタアックを受信すると、ＯＮＵ５００の登録が完了し、ディスカバリシーケンスが終了する。

ディスカバリシーケンスが終了すると、ＯＮＵ登録手段１６７は、そのディスカバリシーケンスにおいて新たに登録された、すなわちＰＯＮリンクが確立されたＯＮＵ５００が、複数のブランチ３００−１〜４のいずれに属しているかを登録する。そして、ＯＮＵ登録手段１６７は、登録された情報を管理部１３０に送る。この情報に基づき、管理部１３０は、以降の通常の通信における下り光信号の波長を設定する。

なお、上述したディスカバリシーケンスは、周期的に行われる。

このように、この実施の形態による加入者側装置登録方法では、ＯＬＴ１００−１が、ブランチＩＤを読み取ることによって、未登録のＯＮＵ５００が属しているブランチ３００を特定することができる。そのため、レジスタリクエストを受信した後のディスカバリシーケンスにおいて、ＯＬＴ１００が送信する下り光信号の波長を、ブランチ３００に応じて設定することができる。

ここで、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ１０において、複数のＯＬＴ１００が、複数のブランチ３００と接続されている場合には、あるＯＬＴ１００から送信されるディスカバリゲートが、他のＯＬＴ１００から送信される下り光信号と干渉するのを防止する必要がある。

そこで、このような干渉を防止するために、管理部１３０は、各ＯＬＴ１００の下り光信号の送信タイミングを管理する。また、管理部１３０は、ディスカバリシーケンス周期を設定する。

すなわち、管理部１３０は、１つのＯＬＴ１００に対して、ディスカバリゲート送信信号を送る。ディスカバリゲート送信信号を受け取ったＯＬＴ１００は、ＯＮＵ５００に対してディスカバリゲートを送信し、上述したディスカバリシーケンスを開始する。ディスカバリゲートを送信すると、ＯＬＴ１００は、管理部１３０に対して、ディスカバリゲート送信完了信号を送る。

また、管理部１３０は、１つのＯＬＴ１００に対して、ディスカバリゲート送信信号を送信するタイミングで、他のＯＬＴ１００に対して下り光信号停止を指示する。下り光信号停止の指示を受け取ったＯＬＴ１００は、ＯＮＵ５００に対する下り光信号の送信を停止する。そして、管理部１３０は、ディスカバリゲート送信完了信号を受信した後、下り光信号の送信を停止していたＯＬＴ１００に対して、下り光信号再開を指示する。下り光信号再開の指示を受け取ったＯＬＴ１００は、ＯＮＵ５００に対する下り光信号の送信を再開する。

このように、１つのＯＬＴ１００がディスカバリゲートを送信するタイミングにおいて、他のＯＬＴ１００の下り光信号の送信を停止することによって、ディスカバリゲートと他の下り光信号とが干渉するのを防止できる。

さらに、管理部１３０は、各ＯＬＴ１００−１〜４に対して、任意好適に設定されたディスカバリシーケンス周期に基づいて、例えば順次にディスカバリシーケンスを行わせる。その結果、各ＯＬＴ１００のディスカバリシーケンスが干渉するのを防止できる。

また、複数のＯＬＴ１００が、重複して同じブランチ３００を管理している場合には、１つのＯＮＵ５００が、異なるＯＬＴ１００からの下り光信号を受け取ることがある。これを防止するために、上述した可変波長フィルタ５７９を利用することができる。

ＯＮＵ５００の光信号受信部５７３に可変波長フィルタ５７９を設けた場合には、下り光信号は、可変波長フィルタ５７９を経て光電変換素子５７７に送られる。

可変波長フィルタ５７９は、特定の波長の下り光信号のみを通過させるように通過帯域が設定される。この実施の形態では、ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ１０が、４つのＯＬＴ１００−１〜４を備えており、ＯＮＵ５００は、λ１、λ２、λ３、又はλ４のいずれかの波長の下り光信号を受け取る（図２参照）。そこで、可変波長フィルタ５７９の通過帯域は、λ１、λ２、λ３、又はλ４のいずれかの波長に設定される。その結果、所望のＯＬＴ１００からの下り光信号のみを受け取ることができる。

なお、可変波長フィルタ５７９を設けると、設定された波長の下り光信号以外を受け取ることができない。従って、ディスカバリシーケンスにおいて、ＯＬＴ１００からのディスカバリゲートを受け取れない可能性がある。そこで、可変波長フィルタ５７９は、制御部５６１から一定の周期で送られる通過帯域切り替え信号を受け取ることによって、通過帯域をλ１、λ２、λ３、及びλ４の波長で順次切り替える。その結果、ＯＮＵ５００は、各ＯＬＴ１００からの下り光信号を、順次に受け取り可能な状態となる。例えば、特定のＯＬＴ（例えば第１のＯＬＴ）１００−１のディスカバリシーケンスの周期と同期させて、可変波長フィルタ５７９が通過させる下り光信号の帯域を切り替える。その場合には、あるタイミングにおいて、ＯＬＴ１００−１から送られた下り光信号が可変波長フィルタ５７９を通過するとき、ＯＮＵ５００は、ＯＬＴ１００−１からのディスカバリゲートを受け取ることができる。

１０：ＴＤＭ／ＷＤＭ−ＰＯＮ
２０：局
１００：局側装置（ＯＬＴ）
１１０：スイッチング素子
１３０：管理部
１５０、５５０：電気信号処理部
１５５、５５５：インタフェース
１５７、５５７：電気信号送信部
１５９、５５９：電気信号受信部
１６１、５６１：制御部
１６３、５６５：信号生成手段
１６５、５６３：信号読取手段
１６７：ＯＮＵ登録手段
１７０、５７０：光信号処理部
１７１、５７１：光信号送信部
１７３、５７３：光信号受信部
１７５、５７５：合分波部
２００：光ルーティング手段
２１０：光通信ポート
３００：ブランチ
４００：光スプリッタ
５００：加入者側装置（ＯＮＵ）
５５６：バッファ部
５６６：送信設定手段
５７９：可変波長フィルタ

Claims (6)

1. １つ又は複数の局側装置と、
   分岐された光伝送路、及び該光伝送路の分岐先に接続される加入者側装置をそれぞれ含む複数のブランチと、
   前記局側装置と接続される第１のグループと、前記ブランチの前記光伝送路と接続される第２のグループとに分けられている、複数の光通信ポートを有し、一方のグループの光通信ポートに入力された光信号を、他方のグループの、該光信号の波長に応じて定まる光通信ポートから出力する光ルーティング手段と
   を含んで構成されたネットワークにおいて、未登録の加入者側装置を登録する方法であって、
   前記局側装置が、全ての前記ブランチに属する加入者側装置に対して、応答要求信号を送信する第１過程と、
   未登録の加入者側装置が、前記応答要求信号に応答して、前記局側装置に対して応答信号を送信する第２過程と
   を備え、
   前記応答要求信号は、前記ブランチ毎に定められた識別記号を含み、
   前記応答信号は、前記未登録の加入者側装置が前記応答要求信号から読み取った前記識別記号を含む
   ことを特徴とする加入者側装置登録方法。
2. １つの前記局側装置が応答要求信号を送信するタイミングにおいて、他の前記局側装置は、前記加入者側装置に対して下り光信号を送信しない
   ことを特徴とする請求項１に記載の加入者側装置登録方法。
3. 前記応答要求信号をディスカバリゲートとし、前記応答信号をレジスタリクエストとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の加入者側装置登録方法。
4. １つ又は複数の局側装置と、
   分岐された光伝送路、及び該光伝送路の分岐先に接続される加入者側装置をそれぞれ含む複数のブランチと、
   前記局側装置と接続される第１のグループと、前記ブランチの前記光伝送路と接続される第２のグループとに分けられている、複数の光通信ポートを有し、一方のグループの光通信ポートに入力された光信号を、他方のグループの、該光信号の波長に応じて定まる光通信ポートから出力する光ルーティング手段と
   を備え、
   前記局側装置は、
   前記ブランチ毎に定められた識別記号を含む応答要求信号を生成する局側信号生成手段と、
   前記応答要求信号を含む下り光信号を全ての前記ブランチに属する前記加入者側装置に送る局側光信号送信部と、
   前記加入者側装置から送られる応答信号を含む上り光信号を受け取る局側光信号受信部と、
   前記応答信号から前記識別記号を読み取り、前記応答信号を送った加入者側装置が属するブランチを特定する局側信号読取手段と
   を有し、
   前記加入者側装置は、
   前記下り光信号を受け取る加入者側光信号受信部と、
   前記応答要求信号から前記識別記号を読み取る加入者側信号読取手段と、
   該加入者側信号読取手段において読み取った前記識別記号を含む前記応答信号を生成する加入者側信号生成手段と、
   前記上り光信号を前記局側装置に送る加入者側光信号送信部と
   を有する
   ことを特徴とする光ネットワークシステム。
5. 前記加入者側光信号受信部は、可変波長フィルタを備える
   ことを特徴とする請求項４に記載の光ネットワークシステム。
6. 前記応答要求信号は、ディスカバリゲートであり、前記応答信号は、レジスタリクエストであることを特徴とする請求項４又は５に記載の光ネットワークシステム。

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