JP4964105B2 - 通信システムおよびメディアコンバータ - Google Patents

Description

本発明は、ＰＯＮ制御プロトコルを用いてデータフレームの送受信を行う通信システムおよびメディアコンバータに関するものである。

近年、光ファイバを用いたインターネット接続サービスとして、アクセス系ネットワークを用いたＦＴＴＨ（Fiber To The Home）システムが注目されている。このＦＴＴＨシステムの１つにイーサネット（登録商標）フレームを用いたＧＥ‐ＰＯＮ（Giga bit Ethernet（登録商標）‐Passive Optical Network）システムがある（例えば、非特許文献１参照）。このＧＥ‐ＰＯＮシステムは、複数の加入者側通信装置（子局装置）と局側通信装置（親局装置）とがスターカプラを介して光ファイバケーブルケーブルで接続されるシステムである。ＧＥ‐ＰＯＮシステムは、複数の加入者側通信装置が単一の局側通信装置を共有するので、経済的な通信システムである。

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3-2005 section 5

上記従来の技術（ＧＥ‐ＰＯＮシステム）では、局側通信装置から接続距離の異なる加入者側通信装置が混在しており、これらの加入者側通信装置が光ファイバケーブルによって接続されている。しかしながら、ＧＥ‐ＰＯＮシステムのようなアクセス系ネットワークでは、既存の集合住宅の加入者を収容するためにマンションなどの既存の集合住宅内に新たな光ファイバを敷設することは、コスト的にも技術的にも困難である。さらに、アクセス系ネットワークの回線速度を増加させることができた場合であっても、１回線に収容する加入者（子局装置）を増加させるために共同溝内や柱上のファイバプラントを再設計することは困難であるという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＰＯＮ制御プロトコルを用いてデータの送受信を行う通信装置の追加接続を容易に行なうことができる通信システムおよびメディアコンバータを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、広域網に接続される局側装置と、前記局側装置から延設された光ファイバ網と、前記局側装置との間でＰＯＮ制御プロトコルを終端するとともに所定の外部装置との間で無線通信を行なう無線通信装置と、前記光ファイバ網を介して前記局側装置とデータフレームの送受信を行うとともに、無線通信によって前記無線通信装置とデータフレームの送受信を行うメディアコンバータと、を備え、前記メディアコンバータは、アクセス制御用のフレームを前記局側装置と前記無線通信装置との間で固定遅延で透過的に転送することを特徴とする。

この発明によれば、メディアコンバータが、データフレームを局側装置と無線通信装置との間で固定遅延で透過的に転送し、無線通信装置が局側装置との間でＰＯＮ制御プロトコルを終端するとともにメディアコンバータと無線通信を行なうので、ＰＯＮ制御プロトコルを用いてデータの送受信を行う無線通信装置の追加接続を容易に行なうことが可能になるという効果を奏する。

以下に、本発明に係る通信システムおよびメディアコンバータの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図である。通信システム１００は、ＧＥ−ＰＯＮシステムなどのＰＯＮ型のアクセスネットワークに用いられるシステムである。本実施の形態の通信システム１００は、有線通信区間と無線通信区間を組み合わせた伝送媒体上で、アクセス制御プロトコルに従ったフレーム（データフレーム）を透過的に転送させることによって、加入者側通信装置と局側装置との間のデータ転送を行なう。

本実施の形態は、通信システム１００が、無線通信機能を有したＯＮＵ（後述のＯＮＵａ１〜ａ６）と、このＯＮＵと無線通信を行なうとともにＯＬＴ（後述のＯＬＴ）と光通信を行なうメディアコンバータ（後述のメディアコンバータＣ１，Ｃ２）と、を有しているところに１つの特徴がある。

通信システム１００は、親局装置であるＯＬＴ（Optical Line Terminal）１、子局装置である無線ＯＮＵ（Optical Network Unit）ａ１〜ａ６とＯＮＵｂ１〜ｂｎ（ｎは自然数）、メディアコンバータＣ１，Ｃ２、スターカプラ２、光ファイバ（光ファイバケーブル）３を有している。

ＯＬＴ１は、ネットワークオペレータの局舎内などに配設される装置であり、広域網である上位網（図示せず）に接続するとともに、加入者通信網（ＰＯＮ制御プロトコル終端４）内の光ファイバ３に接続されている。ＯＬＴ１は、ＰＯＮ制御プロトコル終端４における上位側の終端装置である。ＯＬＴ１は、上位網に接続するネットワーク側インタフェース１２とＰＯＮ側インタフェース（図示せず）を具備している。ＰＯＮ側インタフェースは、光ファイバ３を介してスターカプラ２に接続されている。

スターカプラ２は、ＯＬＴ１から延設されてくる光ファイバ３を下位側に分岐させることによって、ＯＬＴ１とメディアコンバータＣ１，Ｃ２およびＯＮＵｂ１〜ｂｎを光ファイバ３によって接続させている。通信システム１００では、光ファイバ３とスターカプラ２によって光ファイバ網を構成している。

ＯＮＵｂ１〜ｂｎは、加入者宅などに配置される従来の加入者側通信装置（子局装置）であり、ＰＯＮ側インタフェース（図示せず）と、加入者用のユーザ側インタフェース３６と、ＰＯＮアクセス制御（ＰＯＮアクセス制御プロトコル）を終端する手段（図示せず）と、を具備している。ＰＯＮ側インタフェースは、ＰＯＮ制御プロトコル終端４内の光ファイバ３を介してＯＬＴ１に接続され、ユーザ側インタフェース３６は、ＰＣ（Personal Computer）などの通信端末（加入者端末）に接続される。ＯＮＵｂ１〜ｂｎとＯＬＴ１が接続されている区間は、ＰＯＮ制御プロトコル終端４のうちの光区間（光通信区間）６であり、ＯＮＵｂ１〜ｂｎとＯＬＴ１との間では光ファイバ３を介した光通信が行なわれる。

メディアコンバータ（光−無線メディアコンバータ）Ｃ１は、ＯＬＴ１側と接続するＰＯＮ側インタフェース（図示せず）と、無線ＯＮＵａ１〜ａ３と無線通信を行なう無線アンテナ２５と、を具備している。また、メディアコンバータＣ２は、ＯＬＴ１側と接続するＰＯＮ側インタフェース（後述のＰＯＮ側インタフェース２６）と、無線ＯＮＵａ４〜ａ６と無線通信を行なう無線アンテナ２５と、を具備している。メディアコンバータＣ１，Ｃ２は、それぞれＰＯＮ側インタフェースから受信したフレームの信号を無線インタフェース（後述のＲＦインタフェース２１）に転送し、無線インタフェースから受信したフレームの信号をＰＯＮ側インタフェースに転送する。メディアコンバータＣ１，Ｃ２は、例えば加入者宅の近傍に配置される。

メディアコンバータＣ１，Ｃ２とＯＬＴ１が接続されている区間は、ＰＯＮ制御プロトコル終端４のうちの光区間６であり、メディアコンバータＣ１，Ｃ２とＯＬＴ１との間では光ファイバ３を介した光通信が行なわれる。メディアコンバータＣ１と無線ＯＮＵａ１〜ａ３とが通信を行なう区間や、メディアコンバータＣ２と無線ＯＮＵａ４〜ａ６とが通信を行なう区間は、ＰＯＮ制御プロトコル終端４のうちの無線区間（無線通信区間）５である。メディアコンバータＣ１，Ｃ２から無線ＯＮＵａ１〜ａ３、無線ＯＮＵａ４〜ａ６へは、それぞれ無線アンテナ２５を介してデータ送信が行なわれ、無線ＯＮＵａ１〜ａ３、無線ＯＮＵａ４〜ａ６から送られてくるデータは、無線アンテナ２５によって受信される。

無線ＯＮＵａ１〜ａ６は、加入者宅などに配置される本実施の形態の加入者側通信装置（無線通信装置）であり、１〜複数の加入者端末を収容する。無線ＯＮＵａ１〜ａ６は、例えば通信システム１００に新たな加入者端末を追加接続する際に用いられる。無線ＯＮＵａ１〜ａ６は、メディアコンバータＣ１，Ｃ２と無線通信を行なう無線アンテナ３５と、ＰＯＮアクセス制御を終端する手段（後述のＰＯＮ制御部３３）と、加入者用のユーザ側インタフェース３６と、を具備している。無線ＯＮＵａ１〜ａ３、無線ＯＮＵａ４〜ａ６からメディアコンバータＣ１，Ｃ２へは、それぞれ無線アンテナ３５を介してデータ送信が行なわれ、メディアコンバータＣ１，Ｃ２から送られてくるデータは、無線アンテナ３５によって受信される。ユーザ側インタフェース３６は、ＰＣなどの通信端末（加入者端末）に接続される。

なお、図１では説明の便宜上、ネットワーク側インタフェース１２をＯＬＴ１の外側に図示したが、ネットワーク側インタフェース１２はＯＬＴ１の構成要素の１つである。また、ユーザ側インタフェース３６を無線ＯＮＵａ１〜ａ６やＯＮＵｂ１〜ｂｎの外側に図示したが、ユーザ側インタフェース３６は無線ＯＮＵａ１〜ａ６やＯＮＵｂ１〜ｂｎの構成要素の１つである。

つぎに、メディアコンバータＣ１，Ｃ２の詳細な構成について説明する。なお、メディアコンバータＣ１，Ｃ２は、同様の構成を有するので、ここではメディアコンバータＣ１の構成について説明する。

図２は、メディアコンバータの構成を示すブロック図である。メディアコンバータＣ１は、ＲＦ（Radio Frequency）インタフェース２１、フレーム処理部２２、パラレル変換部２３、ＥＯ／ＯＥ変換部２４、無線アンテナ２５、ＰＯＮ側インタフェース２６を有している。

なお、ここでのＲＦインタフェース２１と無線アンテナ２５が、特許請求の範囲に記載の無線通信部に対応し、ここでのフレーム処理部２２、パラレル変換部２３、ＥＯ／ＯＥ変換部２４が特許請求の範囲に記載の転送処理部に対応する。また、ここでのＰＯＮ側インタフェース２６が特許請求の範囲に記載の光通信部に対応する。

ＰＯＮ側インタフェース２６は、ＯＥ／ＥＯ変換部２４に接続されており、光ファイバ３を介してＯＬＴ１から受信したフレームをＯＥ／ＥＯ変換部２４に送る。また、ＰＯＮ側インタフェース２６は、ＯＥ／ＥＯ変換部２４から送られてくるフレームを、光ファイバ３を介してＯＬＴ１へ送信する。

ＯＥ／ＥＯ変換部（光／電気変換部）２４は、ＯＬＴ１から受信した下り方向の光信号（フレーム）を、無線ＯＮＵａ１〜ａ３への電気信号に変換するとともに、無線ＯＮＵａ１〜ａ３から受信した上りの電気信号を、ＯＬＴ１への光信号に変換する。

パラレル変換部２３は、ＳｅｒＤｅｓ（Serializer/Deserializer）であり、ＯＥ／ＥＯ変換部２４とフレーム処理部２２に接続している。パラレル変換部２３は、ＯＥ／ＥＯ変換部２４からシリアルに入力される電気信号をパラレル変換してフレーム処理部２２に送る。また、パラレル変換部２３は、フレーム処理部２２からパラレルに入力される電気信号をシリアル変換してＯＥ／ＥＯ変換部２４に送る。

フレーム処理部２２は、無線通信を行なうためのＭＡＣ＋ＰＨＹ機能を有しており、ＲＦインタフェース２１と信号の授受を行なう。フレーム処理部２２は、パラレル変換部２３から送られてくるフレームのカプセリングを行なってＲＦインタフェース２１に送る。また、フレーム処理部２２は、ＲＦインタフェース２１を介して無線ＯＮＵａ１〜ａ３から受信したフレームのデカプセリングを行なってパラレル変換部２３に送る。

ＲＦインタフェース２１は、フレーム処理部２２および無線アンテナ２５に接続されており、フレーム処理部２２から送られてくるフレームを、無線アンテナ２５を介して無線ＯＮＵａ１〜ａ３へ送信する。また、ＲＦインタフェース２１は、無線アンテナ２５を介して無線ＯＮＵａ１〜ａ３から受信したフレームをフレーム処理部２２に送る。無線アンテナ２５は、無線ＯＮＵａ１〜ａ３の無線アンテナ３５との間で無線通信によるデータの送受信を行なう。

つぎに、無線ＯＮＵａ１〜ａ６の詳細な構成について説明する。なお、無線ＯＮＵａ１〜ａ６は、同様の構成を有するので、ここでは無線ＯＮＵａ１の構成について説明する。図３は、無線ＯＮＵの構成を示すブロック図である。無線ＯＮＵａ１は、ＲＦインタフェース３１、フレーム処理部３２、ＰＯＮ制御部３３、ＰＨＹ部３４、無線アンテナ３５、ユーザ側インタフェース（ＵＮＩ：User Network Interface）３６を有している。

無線アンテナ３５は、ネットワーク側インタフェースであり、メディアコンバータＣ１の無線アンテナ２５との間で無線通信によるデータの送受信を行なう。ＲＦインタフェース３１は、フレーム処理部３２および無線アンテナ３５に接続されており、無線アンテナ３５を介してメディアコンバータＣ１から受信したフレームをフレーム処理部３２に送る。また、ＲＦインタフェース２１は、フレーム処理部３２から送られてくるフレームを、無線アンテナ３５を介してメディアコンバータＣ１へ送信する。

フレーム処理部３２は、無線通信を行なうためのＭＡＣ＋ＰＨＹ機能を有しており、ＲＦインタフェース３１と信号の授受を行なう。フレーム処理部３２は、ＰＯＮ制御部３３から送られてくるフレームのカプセリングを行なってＲＦインタフェース３１に送る。また、フレーム処理部３２は、ＲＦインタフェース３１を介してメディアコンバータＣ１から受信したフレームのデカプセリングを行なってＰＯＮ制御部３３に送る。

本実施の形態のフレーム処理部３２は、ＲＦインタフェース３１側から送られてくる信号をＰＯＮ制御部３３側へトランスペアレントに転送するとともに、ＰＯＮ制御部３３側から送られてくる信号をＲＦインタフェース３１側へトランスペアレントに転送する機能を有している。

ＰＯＮ制御部３３は、フレーム処理部３２とＰＨＹ部に接続されている。ＰＯＮ制御部３３は、ＯＬＴ１との間でＰＯＮアクセス制御を終端するとともに、ユーザフレームをフレーム処理部３２とＰＨＹ部３４との間でブリッジする機能を有している。

ＰＨＹ部３４は、ＰＯＮ制御部３３とユーザ側インタフェース３６に接続している。ＰＨＹ部３４は、ユーザ側インタフェース３６との間でＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレーム（以下、フレームという）を送受するために必要な物理レイヤの機能を有した従来のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）用ＰＨＹ機能を具備している。

つぎに、通信システム１００の動作について説明する。通信システム１００では、ＯＬＴ１とＯＮＵｂ１〜ｂｎとが、従来のＰＯＮアクセス制御プロトコルおよびフレーム伝送フォーマットに基づいて、アクセス制御とフレーム伝送を実行する。具体的には、ＯＬＴ１とＯＮＵｂ１〜ｂｎとの間では、論理リンクを確立し、確立した論理リンクの論理リンク識別子（ＬＬＩＤ：Logical Link IDentifier）を用いてＭＡＣ（Media Access Control）フレームによるデータの送受信を行なう。

つぎに、ＯＬＴ１と無線ＯＮＵａ１〜ａ６との間で行なわれるアクセス制御とフレーム伝送について説明する。無線ＯＮＵａ１〜ａ３および無線ＯＮＵａ４〜ａ６は、それぞれメディアコンバータＣ１、メディアコンバータＣ２との間で信号の送受を行い、従来のＯＮＵと同様にＰＯＮ制御プロトコルを終端する。

例えば、通信システム１００のＰＯＮアクセス制御方式に、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．３ａｈ仕様に基づくＧＥ−ＰＯＮを適用した場合を例にとると、無線ＯＮＵａ１〜ａ６は、標準に基づいたプロトコルによってＯＬＴ１に接続され、ＯＬＴ１からＬＬＩＤが割り当てられる。

例えば、ＯＬＴ１がユニキャスト転送を行なう場合、ＯＬＴ１は、上位網からフレームを受信すると、宛先ＭＡＣアドレスやＶＩＤ情報に基づいて、宛先を示すＬＬＩＤをフレームに付与する。そして、ＯＬＴ１は、ＬＬＩＤを付与したフレームを全ての無線ＯＮＵａ１〜ａ６、ＯＮＵｂ１〜ｂｎへ同報送信する。

次に、アクセス制御について説明する。アクセス制御フレームは、ＯＬＴで生成されＯＮＵで終端されるフレームであり、ＧＥ−ＰＯＮで用いられるＭＰＣＰのプロトコルが適用され、メディアコンバータＣ１は、たとえばＯＬＴ１から全ての無線ＯＮＵａ１〜ａ６、ＯＮＵｂ１〜ｂｎに対するアクセス制御専用の無線周波数をアサインすることによって、メディアコンバータＣ１内のバッファによる輻輳を回避でき、固定遅延で送信する機能を具備する。

以下では、メディアコンバータＣ１とメディアコンバータＣ２が、同様の動作を行なうのでここではメディアコンバータＣ１の動作について説明する。また、無線ＯＮＵａ１〜ａ３は、同様の動作を行なうのでここでは無線ＯＮＵａ１の動作について説明する。

メディアコンバータＣ１は、ＰＯＮ側インタフェースを介してＯＬＴ１からのフレームを受信すると、ＥＯ／ＯＥ変換部２４が、受信したフレームを電気信号に変換し、パラレル変換部２３にシリアル入力する。パラレル変換部２３は、ＯＥ／ＥＯ変換部２４からシリアルに入力される電気信号をパラレル変換してフレーム処理部２２に送る。

フレーム処理部２２は、パラレル変換部２３から送られてくるフレームのカプセリングを行なってＲＦインタフェース２１に送る。ＲＦインタフェース２１は、フレーム処理部２２から送られてくるフレームを、無線アンテナ２５を介して無線伝搬させる。

これにより、メディアコンバータＣ１では、ＯＬＴ１から無線ＯＮＵａ１へ転送するＰＯＮフレームフォーマットのフレームを透過的に転送する。また、本実施の形態の無線区間５では、メディアコンバータＣ１は、アクセス制御フレームが固定遅延で伝送されるような全二重通信可能な無線方式を用いてデータ通信を行なう。

無線ＯＮＵａ１は、無線アンテナ３５によってメディアコンバータＣ１からのフレームを受信する。無線ＯＮＵａ１のＲＦインタフェース３１は、無線アンテナ３５を介してメディアコンバータＣ１から受信したフレームをフレーム処理部３２に送る。

フレーム処理部３２は、ＲＦインタフェース３１を介してメディアコンバータＣ１から受信したフレームのデカプセリングを行なってＰＯＮ制御部３３に送る。このとき、フレーム処理部３２は、ＲＦインタフェース３１側から送られてくる信号をＰＯＮ制御部３３側へトランスペアレントに転送する。

ＰＯＮ制御部３３は、ＯＬＴ１との間でＰＯＮアクセス制御を終端する。具体的には、ＰＯＮ制御部３３は、受信したフレームに付与されているＬＬＩＤの値を確認する。ＰＯＮ制御部３３は、ＬＬＩＤの値が、自身を示すＬＬＩＤの値や同報送信を示すＬＬＩＤでなければ受信したフレームを廃棄する。一方、ＬＬＩＤの値が、自身を示すＬＬＩＤの値または同報送信（ブロードキャスト）を示すＬＬＩＤの値（＝０ｘＦＦＦＦ）である場合、ＰＯＮ制御部３３は、受信したフレームがＰＯＮアクセス制御信号であるか否かをＴＰＩＤ（Tag Protocol ID）の値に基づいて判断する。

受信したフレームがＰＯＮアクセス制御信号であれば、ＰＯＮ制御部３３は、受信したフレームを用いてＯＬＴ１との間でＰＯＮアクセス制御を実行する。一方、受信したフレームがユーザデータであれば、ＰＯＮ制御部３３は、ユーザデータをＰＨＹ部３４にブリッジ（転送）する。ＰＨＹ部３４は、ユーザ側インタフェース３６を介してＰＣなどの端末にフレームを送信する。この後、無線ＯＮＵａ１とＯＬＴ１の間では、ＬＬＩＤを用いたＰＯＮアクセス制御やユーザデータの送受信が行われる。

つぎに、通信システム１００の上り方向の制御について説明する。無線ＯＮＵａ１のＰＯＮ制御部３３は、ＯＬＴ１から送信されてくる自ＬＬＩＤ宛てのＧａｔｅフレームを受信すると、Ｇａｔｅフレームで指定されたタイムスロットで上り信号を送信する。このＰＯＮ制御部３３からの信号は、フレーム処理部３２でカプセリングされ、ＲＦインタフェース３１へ送られる。このとき、フレーム処理部３２は、ＰＯＮ制御部３３側から送られてくる信号をＲＦインタフェース３１側へトランスペアレントに転送する。ＲＦインタフェース３１側へ転送されてきた信号は、無線アンテナ３５を介してメディアコンバータＣ１に送られる。

メディアコンバータＣ１は、無線アンテナ２５によって無線ＯＮＵａ１からのフレームを受信する。メディアコンバータＣ１のＲＦインタフェース２１は、無線アンテナ２５を介して無線ＯＮＵａ１から受信したフレームをフレーム処理部２２に送る。フレーム処理部２２は、ＲＦインタフェース２１を介して無線ＯＮＵａ１から受信したフレームのデカプセリングを行なってパラレル変換部２３に送る。

パラレル変換部２３は、フレーム処理部２２からパラレルに入力される電気信号をシリアル変換してＯＥ／ＥＯ変換部２４に送る。ＯＥ／ＥＯ変換部２４は、無線ＯＮＵａ１から受信した上りの電気信号を、ＯＬＴ１への光信号に変換する。メディアコンバータＣ１は、ＯＥ／ＥＯ変換部２４で光信号に変換されたフレームをＰＯＮ側インタフェースを介してＯＬＴ１へ送信する。これにより、メディアコンバータＣ１では、無線ＯＮＵａ１からＯＬＴ１へ転送するＰＯＮフレームフォーマットのユーザデータを固定遅延で透過的に転送する。

通信システム１００に、新たな加入者を追加する場合には、スターカプラ２から光ファイバ３を延設し、その先端部（光区間６のユーザ側端部）に新たなメディアコンバータを配設する。そして、新たなメディアコンバータと無線通信を行う新たな無線ＯＮＵをＰＯＮ制御プロトコル終端４に配設する。なお、既に配設されているメディアコンバータに新たな無線ＯＮＵを無線接続できる場合には、既存のメディアコンバータと無線通信を行う新たな無線ＯＮＵをＰＯＮ制御プロトコル終端４に配設する。

ＯＬＴ１では、無線ＯＮＵａ１〜ａ６、ＯＮＵｂ１〜ｂｎの接続距離に関する情報が管理しているので、無線ＯＮＵａ１〜ａ６や既存のｂ１〜ｂｎの間のフレーム衝突は発生しない。本実施の形態では、このように光区間６と無線区間５とにまたがってＰＯＮのアクセス制御をおこなうので、上り方向で従来の無線アクセス制御で必要であったＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）のような衝突回避のための機能が通信システム１００では不要となる。さらに、無線区間５では上り下りの通信が衝突しないよう、全二重通信を行なうので、無線ＯＮＵａ１〜ａ６は、既存のＯＬＴやＯＮＵと混在することできる。また、通信システム１００内にメディアコンバータＣ１，Ｃ２を介在させることによって、１つのメディアコンバータあたりに複数の加入者を容易に収容することが可能となる。

なお、本実施の形態では、ＯＬＴ１に接続されるメディアコンバータが、メディアコンバータＣ１とメディアコンバータＣ２の２つである場合について説明したが、ＯＬＴ１に接続されるメディアコンバータは、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

また、本実施の形態では、メディアコンバータＣ１やメディアコンバータＣ２に接続される無線ＯＮＵが無線ＯＮＵａ１〜ａ３と無線ＯＮＵａ４〜ａ６の３つずつである場合について説明したが、メディアコンバータＣ１やメディアコンバータＣ２に接続される無線ＯＮＵは、２つ以下であってもよいし、４つ以上であってもよい。

このように実施の形態１によれば、無線ＯＮＵａ１〜ａ６とメディアコンバータＣ１，Ｃ２間で無線通信を行うので、ＯＬＴ１と無線ＯＮＵａ１〜ａ６との間で通信が可能となり、光ファイバ３の分岐数の制限を受けることなく、低コストで自由に無線ＯＮＵ（端末）の増設を行なうことが可能となる。

また、有線技術と無線技術を組み合わせた伝送媒体上にアクセス制御プロトコルを透過的に転送させているので、既存ネットワークからの変更を最小限にしつつ、既存システムとの混在を許容しながら、集合住宅への加入者の効率的な収容や、１回線あたりの加入者数の増加をフレキシブルに行うことが可能となる。

実施の形態２．
つぎに、図４を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１では、例えばＧＥ−ＰＯＮなどのＯＮＵに無線機能を持たせ、加入者端末がこのＯＮＵに接続する場合について説明したが、実施の形態２では、加入者系のネットワークが携帯端末を収容し、携帯端末が通信システム１００に接続する。

図４は、実施の形態２に係る携帯端末の構成を示す図である。携帯端末４０は、携帯電話等の無線通信装置であり、ＲＦインタフェース４１、ＰＯＮプロトコル終端部４２、電話用通信部４３、音声処理部４４、データ処理部４５、アプリケーション部４６、無線アンテナ４７を有している。

携帯端末４０は、メディアコンバータＣ１またはメディアコンバータＣ２と無線通信を行うが、ここでは携帯端末４０がメディアコンバータＣ１と無線通信を行う場合について説明する。

無線アンテナ４７は、メディアコンバータＣ１の無線アンテナ２５との間で無線通信によるデータの送受信を行なう。ＲＦインタフェース４１は、無線インタフェースであり、ＰＯＮプロトコル終端部４２、電話用通信部４３、無線アンテナ４７に接続されている。ＲＦインタフェース４１は、無線アンテナ４７を介してメディアコンバータＣ１から受信した音声データやアプリケーションデータをＰＯＮプロトコル終端部４２に送る。また、ＲＦインタフェース４１は、ＰＯＮプロトコル終端部４２から送られてくる音声データやアプリケーションデータを、無線アンテナ４７を介してメディアコンバータＣ１へ送信する。また、ＲＦインタフェース４１は、携帯電話網の基地局などを介して送られてくる通話用の音声信号を電話用通信部４３に送る。

ＰＯＮプロトコル終端部４２は、ＯＬＴ１との間でＰＯＮアクセス制御を終端する。本実施の形態のＰＯＮプロトコル終端部４２は、ＯＬＴ１と接続可能な場合にＰＯＮプロトコルで規定された手順により、メディアコンバータＣ１を介してＯＬＴ１との間でＰＯＮプロトコルベースのリンクを確立し、高速なデータ通信を実行する。

電話用通信部４３は、従来の携帯電話が有している電話用（音声通話用）の通信手段およびデータ通信用の通信手段を備えている。音声処理部４４、データ処理部４５、アプリケーション部４６は、従来の携帯端末が有している機能であり、それぞれ音声通話に関する音声処理、電子メールなどに関するデータ処理、電子メールなどに関するアプリケーション処理などを行なう。本実施の形態の音声処理部４４、データ処理部４５、アプリケーション部４６は、ＯＬＴ１から受信したフレームを用いた種々のデータ処理を行なう。

つぎに、携帯端末４０とＯＬＴ１との間の通信処理について説明する。なお、ＯＬＴ１とメディアコンバータＣ１，Ｃ２は、実施の形態１の場合と同様の処理によってフレームの送受信を行うのでその説明を省略する。

携帯端末４０は、無線アンテナ４７によってメディアコンバータＣ１からのフレームを受信する。携帯端末４０のＲＦインタフェース４１は、無線アンテナ４７を介してメディアコンバータＣ１から受信したフレームをＰＯＮプロトコル終端部４２に送る。

ＰＯＮプロトコル終端部４２は、ＰＯＮプロトコルで規定された手順により、メディアコンバータＣ１を介してＯＬＴ１との間でＰＯＮプロトコルベースのリンクを確立する。そして、ＰＯＮプロトコル終端部４２は、ＯＬＴ１との間でＰＯＮアクセス制御を終端する。具体的には、ＰＯＮプロトコル終端部４２は、受信したフレームに付与されているＬＬＩＤの値を確認する。ＰＯＮプロトコル終端部４２は、ＬＬＩＤの値が、自身を示すＬＬＩＤの値や同報送信を示すＬＬＩＤでなければ受信したフレームを廃棄する。一方、ＬＬＩＤの値が、自身を示すＬＬＩＤの値または同報送信を示すＬＬＩＤの値である場合、ＰＯＮプロトコル終端部４２は、受信したフレームがＰＯＮアクセス制御信号であるか否かをＴＰＩＤの値に基づいて判断する。

受信したフレームがＰＯＮアクセス制御信号であれば、ＰＯＮプロトコル終端部４２は、受信したフレームを用いてＯＬＴ１との間でＰＯＮアクセス制御を実行する。一方、受信したフレームがユーザデータであれば、ＰＯＮプロトコル終端部４２は、ユーザデータを音声処理部４４やデータ処理部４５に転送する。音声処理部４４、データ処理部４５、アプリケーション部４６では、受信したユーザデータに応じた処理を実行する。この後、携帯端末４０とＯＬＴ１の間では、ＬＬＩＤを用いたＰＯＮアクセス制御やユーザデータの送受信が行われる。

つぎに、通信システム１００の上り方向の制御について説明する。携帯端末４０のＰＯＮプロトコル終端部４２は、ＯＬＴ１から送信されてくる自ＬＬＩＤ宛てのＧａｔｅフレームを受信すると、Ｇａｔｅフレームで指定されたタイムスロットで上り信号を送信する。このＰＯＮプロトコル終端部４２からの信号は、ＲＦインタフェース４１へ送られ、無線アンテナ４７を介してメディアコンバータＣ１に送られる。

通信システム１００に、新たな携帯端末４０を追加する場合には、スターカプラ２から光ファイバ３を延設し、その先端部（光区間６のユーザ側端部）に新たなメディアコンバータを配設する。そして、新たな携帯端末４０と新たなメディアコンバータとが無線通信を行なえるよう、新たな携帯端末４０や新たなメディアコンバータの設定を行なう。なお、既に配設されているメディアコンバータに新たな携帯端末を無線接続できる場合には、新たな携帯端末４０と既に配設されているメディアコンバータとが無線通信を行なえるよう、新たな携帯端末４０や既に配設されているメディアコンバータの設定を行なう。

本実施の形態では、通信システム１００内にメディアコンバータＣ１，Ｃ２を介在させることによって、１つのメディアコンバータあたりに複数の携帯端末４０を容易に収容することが可能となる。

本実施の形態の携帯端末４０は、従来の電話通信機能（電話用通信部４３）とともに、ＰＯＮプロトコル終端機能（ＰＯＮプロトコル終端部４２）もＲＦインタフェース４１と接続している。そして、携帯端末４０では、これらの電話用通信部４３とＰＯＮプロトコル終端部４２が、それぞれ音声処理部４４やデータ処理部４５とインタフェースしている。したがって、実施の形態２によれば、携帯端末４０がＯＬＴ１との間でＰＯＮプロトコルベースのリンクが確立可能な場合、携帯端末４０とＯＬＴ１との間の音声データやその他のアプリケーションデータの送受を、従来の電話通信機能よりも高速な伝送路を用いて行なうことができるので、携帯端末４０に高速・高品質なサービスを提供することが可能となる。また、既存の光アクセスネットワークによって携帯電話網の巻き取りも可能となる。

実施の形態３．
つぎに、図５を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、通信システム１００に接続する加入者端末が携帯電話などの携帯端末である場合について説明したが、実施の形態３では、通信システム１００に接続する加入者端末を例えばラップトップ型ＰＣや家庭用電気機器（以下、家電機器という）などの情報処理装置に挿入可能な無線カードとする。

図５は、実施の形態３に係る無線カードの構成を示す図である。無線カード５０は、ＰＣや家電機器などの情報処理装置に挿入されることによって、情報処理装置を無線通信を介して直接通信システム１００に接続する無線通信装置である。

無線カード５０は、ＲＦインタフェース５１、フレーム処理部５２、ＰＯＮプロトコル終端部５３、バス型コネクタ５４、無線アンテナ５５を有している。無線カード５０は、メディアコンバータＣ１またはメディアコンバータＣ２と無線通信を行うが、ここでは無線カード５０がメディアコンバータＣ１と無線通信を行う場合について説明する。

無線アンテナ５５は、ネットワーク側インタフェースであり、メディアコンバータＣ１の無線アンテナ２５との間で無線通信によるデータの送受信を行なう。ＲＦインタフェース５１は、無線インタフェースであり、フレーム処理部５２および無線アンテナ５５に接続されている。ＲＦインタフェース５１は、無線アンテナ５５を介してメディアコンバータＣ１から受信したフレームをフレーム処理部５２に送る。また、ＲＦインタフェース５１は、フレーム処理部３２から送られてくるフレームを、無線アンテナ５５を介してメディアコンバータＣ１へ送信する。

フレーム処理部５２は、無線通信を行なうためのＭＡＣ＋ＰＨＹ機能を有しており、ＲＦインタフェース５１と信号の授受を行なう。フレーム処理部５２は、ＰＯＮプロトコル終端部４２から送られてくるフレームのカプセリングを行なってＲＦインタフェース５１に送る。また、フレーム処理部３２は、ＲＦインタフェース３１を介してメディアコンバータＣ１から受信したフレームのデカプセリングを行なってＰＯＮプロトコル終端部５３に送る。

本実施の形態のフレーム処理部５２は、ＲＦインタフェース５１側から送られてくる信号をＰＯＮプロトコル終端部５３側へトランスペアレントに転送するとともに、ＰＯＮプロトコル終端部５３側から送られてくる信号をＲＦインタフェース５１側へトランスペアレントに転送する機能を有している。

ＰＯＮプロトコル終端部５３は、ＯＬＴ１との間でＰＯＮアクセス制御を終端する。本実施の形態のＰＯＮプロトコル終端部５３は、ＯＬＴ１と接続可能な場合にＰＯＮプロトコルで規定された手順により、メディアコンバータＣ１を介してＯＬＴ１との間でＰＯＮプロトコルベースのリンクを確立し、高速なデータ通信を実行する。ＰＯＮプロトコル終端部５３は、ＰＯＮ制御を行なう際にＯＬＴ１との間でＰＯＮアクセス制御を終端する機能と、ユーザフレームをフレーム処理部５２とバス型コネクタ５４との間でブリッジする機能と、を有している。

バス型コネクタ５４は、例えばＰＣＩ（Peripheral Components Interconnect）バスのような汎用性の高い従来のインタフェース用のコネクタである。本実施の形態では、ユーザ側インタフェースに汎用性の高いバス型コネクタ５４を用いることによって、既存の家電機器やホームルータなどの情報処理装置を、無線区間を経由して従来の光アクセスネットワームに接続することが可能となる。

つぎに、無線カード５０とＯＬＴ１との間の通信処理について説明する。なお、ＯＬＴ１とメディアコンバータＣ１，Ｃ２は、実施の形態１，２の場合と同様の処理によってフレームの送受信を行うのでその説明を省略する。

無線カード５０は、無線アンテナ５５によってメディアコンバータＣ１からのフレームを受信する。無線カード５０のＲＦインタフェース５１は、無線アンテナ５５を介してメディアコンバータＣ１から受信したフレームをＰＯＮプロトコル終端部５３に送る。ＰＯＮプロトコル終端部５３は、ＰＯＮプロトコルで規定された手順により、メディアコンバータＣ１を介してＯＬＴ１との間でＰＯＮプロトコルベースのリンクを確立する。そして、ＰＯＮプロトコル終端部５３は、ＯＬＴ１との間でＰＯＮアクセス制御を終端する。具体的には、ＰＯＮプロトコル終端部５３は、受信したフレームに付与されているＬＬＩＤの値を確認する。ＰＯＮプロトコル終端部５３は、ＬＬＩＤの値が、自身を示すＬＬＩＤの値や同報送信を示すＬＬＩＤでなければ受信したフレームを廃棄する。一方、ＬＬＩＤの値が、自身を示すＬＬＩＤの値または同報送信を示すＬＬＩＤの値である場合、ＰＯＮプロトコル終端部５３は、受信したフレームがＰＯＮアクセス制御信号であるか否かをＴＰＩＤの値に基づいて判断する。

受信したフレームがＰＯＮアクセス制御信号であれば、ＰＯＮプロトコル終端部５３は、受信したフレームを用いてＯＬＴ１との間でＰＯＮアクセス制御を実行する。一方、受信したフレームがユーザデータであれば、ＰＯＮプロトコル終端部５３は、ユーザデータをバス型コネクタ５４に転送する。バス型コネクタ５４は、ＰＯＮプロトコル終端部５３からのユーザデータを無線カード５０が挿入されている情報処理装置に転送する。この後、無線カード５０とＯＬＴ１の間では、ＬＬＩＤを用いたＰＯＮアクセス制御やユーザデータの送受信が行われる。

つぎに、通信システム１００の上り方向の制御について説明する。無線カード５０のＰＯＮプロトコル終端部５３は、ＯＬＴ１から送信されてくる自ＬＬＩＤ宛てのＧａｔｅフレームを受信すると、Ｇａｔｅフレームで指定されたタイムスロットで上り信号を送信する。このＰＯＮプロトコル終端部５３からの信号は、ＲＦインタフェース４１へ送られ、無線アンテナ５５を介してメディアコンバータＣ１に送られる。

通信システム１００に、新たな無線カード５０を追加する場合には、スターカプラ２から光ファイバ３を延設し、その先端部（光区間６のユーザ側端部）に新たなメディアコンバータを配設する。そして、新たな無線カード５０と新たなメディアコンバータとが無線通信を行なえるよう、新たな無線カード５０や新たなメディアコンバータの設定を行なう。なお、既に配設されているメディアコンバータに新たな無線カード５０を無線接続できる場合には、新たな無線カード５０と既に配設されているメディアコンバータとが無線通信を行なえるよう、新たな無線カード５０や既に配設されているメディアコンバータの設定を行なう。

本実施の形態では、通信システム１００内にメディアコンバータＣ１，Ｃ２を介在させることによって、１つのメディアコンバータあたりに複数の無線カード５０を容易に収容することが可能となる。

このように実施の形態３によれば、無線カード５０がＰＯＮプロトコル終端部５３を備えているので、情報処理装置を、無線区間を経由して従来の光アクセスネットワークに効率良く収容することが可能となる。

以上のように、本発明に係る通信システムおよびメディアコンバータは、ＰＯＮ制御プロトコルを用いたデータフレームの送受信に適している。

本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図である。 メディアコンバータの構成を示すブロック図である。 無線ＯＮＵの構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る携帯端末の構成を示す図である。 実施の形態３に係る無線カードの構成を示す図である。

符号の説明

１ ＯＬＴ
２ スターカプラ
３ 光ファイバ
４ ＰＯＮ制御プロトコル終端
５ 無線区間
６ 光区間
１２ ネットワーク側インタフェース
２１，３１，４１，５１ ＲＦインタフェース
２２，３２，５２ フレーム処理部
２３ パラレル変換部
２４ ＥＯ／ＯＥ変換部
２５，３５，４７，５５ 無線アンテナ
２６ ＰＯＮ側インタフェース
３３ ＰＯＮ制御部
３４ ＰＨＹ部
３６ ユーザ側インタフェース
４０ 携帯端末
４２ ＰＯＮプロトコル終端部
４３ 電話用通信部
４４ 音声処理部
４５ データ処理部
４６ アプリケーション部
５０ 無線カード
５３ プロトコル終端部
５４ バス型コネクタ
１００ 通信システム
Ｃ１，Ｃ２ メディアコンバータ
ａ１〜ａ６ 無線ＯＮＵ
ｂ１〜ｂｎ ＯＮＵ

Claims (6)

1. 広域網に接続される局側装置と、
   前記局側装置から延設された光ファイバ網と、
   前記局側装置との間でＰＯＮ制御プロトコルを終端するとともに所定の外部装置との間で無線通信を行なう無線通信装置と、
   前記光ファイバ網を介して前記局側装置とデータフレームの送受信を行うとともに、無線通信によって前記無線通信装置とデータフレームの送受信を行うメディアコンバータと、
   を備え、
   前記メディアコンバータは、アクセス制御用のフレームを前記局側装置と前記無線通信装置との間で固定遅延で透過的に転送することを特徴とする通信システム。
2. 前記メディアコンバータは、複数の前記無線通信装置と無線通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記無線通信装置は、加入者端末を収容するとともに前記加入者端末へのデータフレームを前記メディアコンバータから前記加入者端末に転送する加入者側通信装置であることを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
4. 前記無線通信装置は、前記データフレームを用いたデータ処理を行なう携帯端末であることを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
5. 前記無線通信装置は、バス型コネクタを有するとともに、前記バス型コネクタを介して接続する情報処理装置に、前記メディアコンバータからのデータフレームを転送することを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
6. 光信号と電気信号とを相互に変換するメディアコンバータにおいて、
   広域網に接続される局側装置から延設された光ファイバ網を介して前記局側装置との間で光通信によってデータフレームの送受信を行なう光通信部と、
   前記局側装置との間でＰＯＮ制御プロトコルを終端する無線通信装置との間で無線通信によってデータフレームの送受信を行なう無線通信部と、
   前記局側装置から受信したデータフレームの光信号を電気信号に変換するとともに、前記無線通信装置から受信したデータフレームの電気信号を光信号に変換し、かつ前記データフレームを前記局側装置と前記無線通信装置との間で固定遅延で透過的に転送する転送処理部と、
   を備えることを特徴とするメディアコンバータ。

Images