JP2017539142A - 光ポートオートネゴシエーション方法、光モジュール、中央局終端デバイス、及び終端デバイス - Google Patents

Abstract

本願は、ａ：ダウンストリーム被受信波長を選択する段階と、ｂ：選択されたダウンストリーム被受信波長においてダウンストリームメッセージをリスニングし、波長アイドルメッセージが受信された場合、ｃを実行し、特定又は固定の時間内に波長アイドルメッセージが受信されない場合、ａに戻る段階であって、波長アイドルメッセージは、波長が占有されていない、又は、割り当てられていないことを識別するために用いられる、段階と、ｃ：アップストリーム波長において波長申請メッセージを送信し、波長許可メッセージがダウンストリーム方向において受信された場合、ｄを実行し、そうでない場合、ａ又はｂに戻る段階であって、波長申請メッセージは、波長の割り当ての要求を識別するために用いられ、波長許可メッセージは、波長割り当ての確認応答を識別するために用いられる、段階と、ｄ：光ポートオートネゴシエーション成功フラグビットを設定する段階とを含む、光ポートオートネゴシエーション方法を提供する。本願は光モジュールを更に提供する。

Description

本願は、光通信技術、特に、光ポートオートネゴシエーション方法、光モジュール、中央局終端デバイス、及び終端デバイスに関する。

ユーザの帯域幅要求の連続的な増加及び様々な国の政府のブロードバンド戦略からのサポートにより、パッシブ光ネットワーク（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ、ＰＯＮ）は世界中で大規模に展開されている。

通常、ＰＯＮシステムは、中央局内に位置する光回線終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ、ＯＬＴ）、ユーザ側に位置する複数の光ネットワークユニット又は光ネットワーク端末（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ、ＯＮＵ、又は、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｒｍｉｎａｌ、ＯＮＴ）、及び光回線終端装置と光ネットワークユニットとの間の光信号に対して多重化／逆多重化を実行するために用いられる光分配ネットワーク（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ、ＯＤＮ）を含む。光回線終端装置及び光ネットワークユニットは、光回線終端装置及び光ネットワークユニットに配置される光モジュールを用いることによりアップストリーム及びダウンストリームデータを送受信することを実行する。現在展開されている、又は今後展開されるギガビットパッシブ光ネットワーク（Ｇｉｇａｂｉｔ ＰＯＮ、ＧＰＯＮ）、イーサネット（登録商標）パッシブ光ネットワーク（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＯＮ、ＥＰＯＮ）、１０ＧＰＯＮ、又は１０ＧＥＰＯＮは、単一波長システムである、すなわちアップストリーム（ＯＮＵからＯＬＴへの方向は、アップストリームと称される）方向及びダウンストリーム（ＯＬＴからＯＮＵへの方向は、ダウンストリームと称される）方向に１つの波長のみがあるので、アップストリーム帯域幅及びダウンストリーム帯域幅は、複数のＯＮＵにより共有され、各ＯＮＵの帯域幅向上を制限している。説明しやすくするために、以下のＯＮＵは、ＯＮＵ及び／又はＯＮＴの代替名である。

同一のファイバについての伝送帯域幅を向上させるために、国際電気通信連合電気通信標準化部門（ＩＴＵ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ、ＩＴＵ−Ｔ）標準化機構は、時間波長分割多重パッシブ光ネットワーク（Ｔｉｍｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ＰＯＮ、ＴＷＤＭ‐ＰＯＮ）を策定している。ＴＷＤＭ‐ＰＯＮは、時分割多重（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ、ＴＤＭ）及び波長分割多重（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ、ＷＤＭ）のハイブリッドシステムである。ダウンストリーム方向では、ＷＤＭ方式で伝送される複数（一般に４から８）の波長があり、アップストリーム方向では、また、ＷＤＭ方式で伝送される複数（一般に４から８）の波長がある。各ＯＮＵは、任意のダウンストリーム波長のデータを受信することを選択してよく、任意のアップストリーム波長を用いることによりデータをアップロードする。具体的な波長割り当ては、ＯＬＴにより制御され、機能制御は、ＯＬＴのメディアアクセス制御（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＭＡＣ）モジュールにより主に実行される。各波長はＴＤＭモードで動作する。すなわち、１つの波長が複数のＯＮＵに結び付けられ得、ダウンストリーム方向において同一の波長に結び付けられた各ＯＮＵは、一部のタイムスロットの帯域幅を占有し、アップストリーム方向において同一の波長に結び付けられた各ＯＮＵは、時分割方式でデータをアップロードする。ＴＷＤＭ‐ＰＯＮにおいて、ＯＮＵがどの波長に登録されるかはＯＬＴにより制御される。電気‐光変換を実行するレーザダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ、ＬＤ）及び光‐電気変換を実行する光検出器（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ又はＰｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ、ＰＤ）は、概して、スモール・フォームファクタ・プラガブル（Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ‐ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ、ＳＦＰ）のようなプラガブル光モジュールである、光モジュール内にあるので、ＯＬＴは、受信及び送信のための特定の波長を選択すべく、ＯＮＵのＭＡＣを用いてＯＮＵの光モジュールを制御する必要がある。従って、１つは、ＯＬＴとＯＮＵとの間で複雑なインタラクションが必要とされる、もう１つは、光モジュールがＯＮＵ及びＯＬＴについて独立して動作できないという、２つの課題が存在しており、すなわち、ＴＷＤＭ‐ＰＯＮで用いられる光モジュールは、別のＷＤＭシナリオにおいて用いられることができない、例えば、イーサネット（登録商標）スイッチ光ポートの光モジュールとして用いられることができない。

同一のファイバの伝送帯域幅を向上させるための別の方式は、波長分割多重パッシブ光ネットワーク（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ＰＯＮ、ＷＤＭ−ＰＯＮ）である。具体的な構造は図３に示される。各ＡＷＧポートを通過する波長が既定されており、各ＯＮＵの光モジュールが異なる波長で動作するので、各ＯＮＵの動作波長は、アレイ導波路回折格子（Ａｒｒａｙ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ、ＡＷＧ）により決定される。ＷＤＭ‐ＰＯＮでは、主に２つのタイプの光モジュールがある。１つは、各ＯＮＵの光モジュールの波長が固定されている、すなわち、光モジュールはカラー型である。この場合、Ｎ個の異なるタイプの光モジュールが１のＷＤＭ‐ＰＯＮを展開するのに必要とされる。Ｎは、ＡＷＧのポートの数である。光モジュールの保管及び管理は比較的煩わしい。もう１つの光モジュールは、調節可能な波長を有し、カラーレス光モジュールとも称される。カラーレス光モジュールを実装するために複数の方式がある。ＣＮ２０１０１０５８８１１８．２は、セルフシードカラーレスＷＤＭ‐ＰＯＮの解決手段を提供する。外付けのキャビティレーザは、ＯＤＮ構造を変更し、２つのＡＷＧ間にリフレクタを追加することにより実装される。各ＯＮＵ光モジュールの波長を選択すべく、ＡＷＧを用いることにより自律的な波長選択が直接実行される。図４は、波長可変レーザベースのＷＤＭ‐ＰＯＮである。セルフシードカラーレスＷＤＭ‐ＰＯＮは、既存のＯＤＮネットワークを修正する必要があり、スプリッタ（Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）ベースのＯＤＮネットワークに適していない。これらスプリッタベースのＯＤＮネットワークは、グローバルスケールに展開されてきており、ＧＰＯＮ又はＥＰＯＮアクセスルーティングのために用いられている。波長可変レーザベースのカラーレスＷＤＭ‐ＰＯＮ光モジュールについての波長の割り当て及び管理は、依然としてＯＬＴ及びＯＮＵデバイスを管理する。デバイスと光モジュールとの間の緊密な結合は、そのようなカラーレス光モジュールが、波長割り当て及び管理をサポートするＷＤＭ‐ＰＯＮデバイスのみに適用可能であるという制限を有するので、既に広く利用されているイーサネット（登録商標）スイッチの光モジュールとして直接利用されることができない。

従って、先行技術は、従来のイーサネット（登録商標）スイッチ又は既に展開されている別のネットワークデバイスの光モジュールとして直接用いられ得るカラーレス光モジュール依然として提供できない。

前述の課題を解決すべく、本発明の実施形態は、光ポートオートネゴシエーション方法、光モジュール、中央局終端デバイス、及び終端デバイスを提供する。本発明の実施形態についての技術的な解決手段は以下のとおりである。

第１態様によれば、光ポートオートネゴシエーション方法は、ａ：第１光モジュールにより、ダウンストリーム被受信波長を選択する段階と、ｂ：選択された受信されるべきダウンストリーム波長において、ダウンストリームメッセージをリスニングし、第２光モジュールからの波長アイドルメッセージが受信された場合、ｃを実行し、特定又は固定の時間内に波長アイドルメッセージが受信されない場合、ａに戻る段階であって、波長アイドルメッセージは、ダウンストリーム被受信波長が占有されていない、又は、割り当てられていないことを識別するために用いられる、段階と、ｃ：ダウンストリーム波長に対応するアップストリーム波長において波長申請メッセージを送信し、波長許可メッセージがダウンストリーム方向において受信された場合、ｄに進み、そうでない場合、ａ又はｂに戻る段階であって、波長申請メッセージは、第１光モジュールが第２光モジュールにダウンストリーム波長を割り当てることを要求することを識別するために用いられ、波長許可メッセージは、第２光モジュールがダウンストリーム波長を第１光モジュールに割り当てることを識別するために用いられる、段階と、ｄ：第１光モジュールにより、光ポートオートネゴシエーション成功フラグビットを設定する段階と含み、波長申請メッセージは、データ信号に結合され、データチャネルを用いることにより第２光モジュールに送信される。

第１態様に関して、第１態様の第１の可能な実装方式では、アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の対応関係が表の形式で第１光モジュールに格納され、対応関係は、事前に合意されている、又は、ＯＮＵデバイスとＯＮＵ側の第１光モジュールとの間のインタフェースを用いることで光ネットワークユニットＯＮＵデバイスにより動的に構成される、又は、制御メッセージを用いることによりＯＮＵ側の第１光モジュールのプロセッサに送られる。

第１態様の第１の可能な実装方式に関して、第１態様の第２の可能な実装方式では、アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の対応関係が、事前に合意されている、又は、動的に構成されている場合、第１光モジュールは、波長申請メッセージが送信される前の任意の時点で、第１光モジュールの送信コンポーネントの動作波長又は被送信波長を設定する。

第１態様の第１の可能な実装方式に関して、第１態様の第３の可能な実装方式では、アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の対応関係が制御メッセージを用いることにより送られる場合、第１光モジュールの送信コンポーネントの動作波長又はアップストリーム波長は、第２光モジュールからの波長アイドルメッセージが受信された後、かつ、波長申請メッセージが送信される前に設定される。

第１態様又は第１態様の任意の可能な実装方式に関して、第１態様の第４の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージ及び波長許可メッセージは、ブロードキャスト又はマルチキャストメッセージである。

第１態様及び第１態様の任意の可能な実装方式に関して、第１態様の第５の可能な実装方式では、波長申請メッセージのメッセージフレームはローカル被送信波長フィールドを含み、ローカル被送信波長フィールドは、絶対値、相対値、又はチャネル番号を用いることにより波長情報を示す。

第１態様及び第１態様の任意の可能な実装方式に関して、第１態様の第６の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージのメッセージフレームは、許容レーザスペクトル幅フィールド、チャネル間隔フィールド、又はシステムタイプフィールドを含む。

第１態様及び第１態様の任意の可能な実装方式に関して、第１態様の第７の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージのメッセージフレームはランダム符号を用いることにより符号化される。

第１態様の第７の可能な実装方式に関して、第１態様の第８の可能な実装方式では、波長アイドルネスメッセージのメッセージフレームのフレームヘッダフィールド内のデータを表すランダム符号の長さＭが、データフィールド内のデータコンテンツを表すランダム符号Ｎの長さと同一であるとき、フレームヘッダを表すために複数のビットが用いられ、ＭがＮと同一でないとき、フレームヘッダを表すために１ビットが用いられる。

第１態様の第７の可能な実装方式に関して、第１態様の第９の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージがランダム符号を用いることにより符号化されるとき、異なる長さのランダムシーケンスが、０及び１をそれぞれ表すために用いられる。

第１態様及び第１態様の任意の可能な実装方式に関して、第１態様の第１０の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージのメッセージフレームは、矩形波周波数信号又は正弦波周波数信号を用いることにより符号化される。

第２態様によれば、光ポートオートネゴシエーション方法は、ローカル光モジュールにより、波長アイドルメッセージをピア光モジュールに定期的に送信し、アップストリーム方向でリスニングする段階であって、波長アイドルメッセージは、第１波長がアイドル波長であること、又は、第１波長が占有されていない若しくは割り当てられていないことを識別するために用いられる、段階と、第１波長の割り当てを要求するために、ピア光モジュールにより送信されたメッセージが受信されたとき、波長アイドル情報を送信することを一時中断する段階と、波長申請成功メッセージをピア光モジュールに送信する段階と、ピア光モジュールにより送信された応答メッセージが受信されたとき、内部状態を設定する段階とを含み、設定する段階は、波長ネゴシエーションの完了を識別するために用いられ、波長アイドルメッセージ又は波長申請成功メッセージは、データ信号に結合され、データチャネルを用いることによりピア光モジュールに送られる。

第２態様に関して、第２態様の第１の可能な実装方式では、方法は、内部状態が設定される前に、波長確認応答メッセージをピア光モジュールに送信する段階を更に含む。

第２態様及び第２態様の第１の可能な実装方式に関して、第２態様の第２の可能な実装方式では、方法は、ローカル光モジュールの送信コンポーネント及び受信コンポーネントが、調節可能な波長を有する又は波長を調節することができるコンポーネントであるとき、光モジュールにより、構成情報に従って送信コンポーネント及び受信コンポーネントの動作波長を設定する段階を更に含む。

第２態様に関して、第２態様の第３の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージ及び波長申請成功メッセージは、周波数シフトキーイングＦＳＫを使って符号化される。

第２態様の第３の可能な実装方式に関して、第２態様の第４の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージ及び波長申請成功メッセージは、スペクトラム拡散方式で符号化され、スペクトラム拡散方式は、スペクトラム拡散がランダム符号を用いることにより元の信号０及び１に対して実行されることを識別するために用いられ、次に、信号がデータ信号と重畳されて伝送される。

第３態様によれば、光モジュールは、送信コンポーネント、処理コンポーネント、及び受信コンポーネントを含み、受信コンポーネントは、ダウンストリーム被受信波長を選択するように構成され、処理コンポーネントは、選択されたダウンストリーム被受信波長においてダウンストリームメッセージをリスニングし、ピア光モジュールからの波長アイドルメッセージが受信されたとき、送信コンポーネントを用いることによりダウンストリーム被受信波長に対応するアップストリーム波長において波長申請メッセージを送信するように構成され、処理コンポーネントは、受信コンポーネントがダウンストリーム方向において波長許可メッセージを受信したとき、光モジュールの光ポートネゴシエーションフラグビットを成功に設定するように更に構成され、処理コンポーネントは、波長要求メッセージをデータ信号に結合することで、波長要求メッセージがデータチャネルを用いることにより送信されるように更に構成される。

第３態様に関して、第３態様の第２の可能な実装方式では、アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の対応関係が事前に合意されている、又は、動的に構成される場合、光モジュールの処理コンポーネントは、波長申請メッセージが送信される前の任意の時点で、光モジュールの送信コンポーネントの動作波長又は被送信波長を設定するように更に構成される。

第３態様に関して、第３態様の第３の可能な実装方式では、アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の対応関係が制御メッセージを用いることにより送られる場合、光モジュールの処理コンポーネントは、ピア光モジュールからの波長アイドルメッセージが受信された後、かつ、波長申請メッセージが送信される前に、光モジュールの送信コンポーネントの動作波長又はアップストリーム波長を設定するように更に構成される。

第３態様及び第３態様の任意の可能な実装方式に関して、第３態様の第４の可能な実装方式では、波長申請メッセージのメッセージフレームはローカル被送信波長フィールドを含み、ローカル被送信波長フィールドは、絶対値、相対値、又はチャネル番号を用いることにより波長情報を示す。

第３態様及び第３態様の任意の可能な実装方式に関して、第３態様の第５の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージのメッセージフレームは、許容レーザスペクトル幅フィールド、チャネル間隔フィールド、又はシステムタイプフィールドを含む。

第３態様及び第３態様の任意の可能な実装方式に関して、第３態様の第６の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージのメッセージフレームはランダム符号を用いることにより符号化される。

第３態様の第６の可能な実装方式に関して、第３態様の第７の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージのメッセージフレームのフレームヘッダフィールド内のデータを表すランダム符号の長さＭが、データフィールド内のデータコンテンツを表すランダム符号Ｎの長さと同一であるとき、フレームヘッダを表すために複数のビットが用いられ、ＭがＮと同一でないとき、フレームヘッダを表すために１ビットが用いられる。

第３態様の第６の可能な実装方式に関して、第３態様の第８の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージがランダム符号を用いることにより符号化されるとき、異なる長さのランダムシーケンスが、０及び１をそれぞれ表すために用いられる。

第３態様及び第３態様の任意の可能な実装方式に関して、第３態様の第９の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージのメッセージフレームは、矩形波周波数信号又は正弦波周波数信号を用いることにより符号化される。

第４態様によれば、光モジュールは、送信コンポーネント、受信コンポーネント、及び処理コンポーネントを含み、送信コンポーネントは、波長アイドルメッセージをピア光モジュールに定期的に送信し、受信コンポーネントは、アップストリーム方向においてリスニングし、波長アイドルメッセージは、第１波長がアイドル波長であること、又は、第１波長が占有されていない若しくは割り当てられていないことを識別するために用いられ、受信コンポーネントは、第１波長の割り当てを要求するために、ピア光モジュールにより送信されたメッセージを受信したとき、波長アイドル情報を送信することを一時中断し、送信コンポーネントは、波長申請成功メッセージをピア光モジュールに送信するように更に構成され、処理コンポーネントは、ピア光モジュールにより送信された応答メッセージを受信コンポーネントが受信したとき、光モジュールの光ポートネゴシエーションフラグビットを成功に設定するように構成され、処理コンポーネントは、波長アイドルメッセージ又は波長申請成功メッセージをデータ信号に結合するように更に構成され、その結果、波長アイドルメッセージ又は波長申請成功メッセージはデータチャネルを用いることによりピア光モジュールに送信される。

第４態様に関して、第４態様の第１の可能な実装方式では、送信コンポーネントは、内部状態が設定される前に波長確認応答メッセージをピア光モジュールに送信するように更に構成される。

第４態様又は第４態様の第１の可能な実装方式に関して、第４態様の第２の可能な実装方式では、ローカル光モジュールの送信コンポーネント及び受信コンポーネントが、調節可能な波長を有する又は波長を調節することができるコンポーネントであるとき、光モジュールは、構成情報に従って送信コンポーネント及び受信コンポーネントの動作波長を設定する。

第４態様に関して、第４態様の第３の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージ及び波長申請成功メッセージは、周波数シフトキーイングＦＳＫを使って符号化される。

第４態様に関して、第４態様の第４の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージ及び波長申請成功メッセージは、スペクトラム拡散方式で符号化され、スペクトラム拡散方式は、スペクトラム拡散がランダム符号を用いることにより元の信号０及び１に対して実行されることを識別するために用いられ、次に、信号がデータ信号と重畳されて伝送される。

第５態様は、第４態様及び第４態様の任意の可能な実装方式に係る光モジュールを含む中央局終端デバイスを提供する。

第６態様は、第３態様及び第３態様の任意の可能な実装方式に係る光モジュールを含む終端デバイスを提供する。

本願において提供される光モジュールは、制御情報をデータ信号に結合し、その結果、光モジュールは、光ポートオートネゴシエーションを自律的に完了し、これにより、デバイスの関与なしに自動的な波長ネゴシエーション及び調節可能な光モジュールの構成を実現する。従って、本願において提供される光モジュールは、既存のネットワークデバイス又はイーサネット（登録商標）デバイスの光モジュールとして用いられることができ、調節可能な光モジュールの汎用性を高め、利用の複雑さ並びに通信ネットワークの管理及び保守費用を下げることができる。

既存のＧＰＯＮパッシブ光ネットワークシステムの概略構造図である。

既存のＴＷＤＭ‐ＰＯＮパッシブ光ネットワークシステムの概略構造図である。

既存のセルフシードカラーレスＷＤＭ‐ＰＯＮパッシブ光ネットワークシステムの概略構造図である。

既存の波長可変レーザベースのＷＤＭ‐ＰＯＮパッシブ光ネットワークシステムの概略構造図である。

本発明の実施形態に係るＰＯＮシステムの概略構造図である。

本発明の実施形態に係る光モジュールの概略構造図である。

本発明の実施形態に係るＯＬＴ側光モジュールの光ポートオートネゴシエーションについてのフローチャートである。

本発明の実施形態に係るＯＮＵ側光モジュールの光ポートオートネゴシエーションについてのフローチャートである。

本発明の実施形態に係る制御メッセージのフレームフォーマットについての概略図である。

本発明の実施形態に係る制御メッセージの別のフレームフォーマットについての概略図である。

本発明の実施形態に係る制御メッセージの別のフレームフォーマットについての概略図である。

本発明の実施形態に係る制御メッセージの別のフレームフォーマットについての概略図である。

本発明の実施形態に係るランダム符号を用いることにより制御メッセージフレームを表現することについての概略図である。

本発明の実施形態に係る矩形波周波数信号を用いることにより制御メッセージフレームの符号化又は周波数変調を実行することについての概略図である。

本願において提供される光ポートオートネゴシエーション機能を有する光モジュール及び光ポートオートネゴシエーション方法並びにこれらのシステムは、具体的な実施形態を参照して以下に詳細に説明される。

図１は、ＧＰＯＮパッシブ光ネットワークシステムの概略構造図である。パッシブ光ネットワークシステムは、光回線終端装置ＯＬＴ１１０及び複数の光ネットワークユニットＯＮＵ１２０を含む。ＯＬＴ１１０は、光分配ネットワークＯＤＮ１３０を用いることによりＯＮＵ１２０に接続される。ＯＬＴ１１０は、データ処理モジュール１１１及び光モジュール１１２を更に含む。データ処理モジュールはまた、ＭＡＣモジュールと称され得、光モジュール１１２を管理及び制御するように構成される。ＯＤＮ１３０は、フィーダファイバ１３３、第１レベルスプリッタ１３１、第１レベル分配ファイバ１３４、第２レベルスプリッタ１３２、及び第２レベル分配ファイバ１３５を更に含む。ＯＮＵは、ダウンストリーム光信号を受信し、アップストリーム光信号を送信するように構成される光モジュール１２３を更に含む。

図２は、ＴＷＤＭ‐ＰＯＮパッシブ光ネットワークシステムの概略構造図である。ＴＷＤＭ‐ＰＯＮシステムは、ＯＬＴ２１０、複数のＯＮＵ２２０、及びＯＤＮ２３０を含む。ＯＬＴ２１０は、ポイントツーマルチポイント（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ、Ｐ２ＭＰ）方式でＯＤＮ２３０を用いることにより複数のＯＮＵ２２０に接続される。複数のＯＮＵ２２０は、ＯＤＮ２３０の光伝送媒体を共有する。ＯＤＮ２３０は、フィーダファイバ２３１、光パワースプリッタモジュール２３２、及び複数の分配ファイバ２３３を含んでよい。光パワースプリッタモジュール２３２は、リモートノード（Ｒｅｍｏｔｅ Ｎｏｄｅ、ＲＮ）に配置されてよい。光パワースプリッタモジュールは、一方では、フィーダファイバ２３１を用いることによりＯＬＴ２１０に接続され、他方では、複数の分配ファイバ２３３を用いることにより複数のＯＮＵ２２０に接続される。ＴＷＤＭ‐ＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴ２１０と複数のＯＮＵ２２０との間の通信リンクは複数の波長チャネルを含んでよく、複数の波長チャネルがＯＤＮ２３０の光伝送媒体をＷＤＭ方式で共有する。各ＯＮＵ２２０は、ＴＷＤＭ‐ＰＯＮシステムにおいて複数の波長チャネルのうちの１つで動作してよく、各波長チャネルは、１又は複数のＯＮＵ２２０のサービス機能を担ってよい。さらに、同一の波長チャネル上で動作するＯＮＵ２２０は、波長チャネルをＴＤＭ方式で共有してよい。図２において、ＴＷＤＭ‐ＰＯＮシステムが４つの波長チャネルを有する例を用いることにより説明が提供される。実際のアプリケーションでは、ＴＷＤＭ‐ＰＯＮシステムの波長チャネルの数がネットワーク要求に従って更に決定され得ることが理解されるべきである。

説明しやすくするために、図２中のＴＷＤＭ‐ＰＯＮシステムの４つの波長チャネルは、それぞれ波長チャネル１、波長チャネル２、波長チャネル３、及び波長チャネル４と名付けられている。各波長チャネルは、１組のアップストリーム及びダウンストリーム波長を個々に用いる。例えば、波長チャネル１のアップストリーム波長及びダウンストリーム波長は、それぞれλｕ１及びλｄ１であってよく、波長チャネル２のアップストリーム波長及びダウンストリーム波長は、それぞれλｕ２及びλｄ２であってよく、波長チャネル３のアップストリーム波長及びダウンストリーム波長は、それぞれλｕ３及びλｄ３であってよく、波長チャネル４のアップストリーム波長及びダウンストリーム波長は、それぞれλｕ４及びλｄ４であってよい。各波長チャネルは、対応する波長チャネル識別子を個々に有してよい（例えば、前述の４つの波長チャネルのチャネル番号は、それぞれ１、２、３及び４であってよい）。すなわち、波長チャネル識別子は、波長チャネル識別子により識別される波長チャネルのアップストリーム及びダウンストリーム波長の整合関係を有する。ＯＬＴ２１０及びＯＮＵ２２０は、波長チャネル識別子に従って波長チャネルのアップストリーム波長及びダウンストリーム波長を覚えてよい。

ＯＬＴ２１０は、光カプラ２１１、第１波長分割多重化装置２１２、第２波長分割多重化装置２１３、複数のダウンストリーム光送信機Ｔｘ１からＴｘ４、複数のアップストリーム光受信機Ｒｘ１からＲｘ４、及び処理モジュール２１４を含んでよい。 複数のダウンストリーム光送信機Ｔｘ１からＴｘ４は、第１波長分割多重化装置２１２を用いることにより光カプラ２１１に接続され、複数のアップストリーム光受信機Ｒｘ１からＲｘ４は、第２波長分割多重化装置２１３を用いることにより光カプラ２１１に接続され、カプラ２１１は、ＯＤＮ２３０のフィーダファイバ２３１に更に接続される。

複数のダウンストリーム光送信機Ｔｘ１からＴｘ４の伝送波長は異なる。ダウンストリーム光送信機Ｔｘ１からＴｘ４のそれぞれは、ＴＷＤＭ‐ＰＯＮシステムにおける１つの波長チャネルに個々に対応し得る。例えば、複数のダウンストリーム光送信機Ｔｘ１からＴｘ４の伝送波長は、それぞれλｄ１からλｄ４であってよい。ダウンストリーム光送信機Ｔｘ１からＴｘ４は、これらの伝送波長λｄ１からλｄ４を個々に用いることにより、ダウンストリームデータを対応する波長チャネルに伝送してよく、その結果、ダウンストリームデータが、対応する波長チャネル上で動作するＯＮＵ１２０により受信される。それに応じて、複数のアップストリーム光受信機Ｒｘ１からＲｘ４の受信波長が互いに異なり得る。アップストリーム光受信機Ｒｘ１からＲｘ４のそれぞれは、ＴＷＤＭ‐ＰＯＮシステムにおける１つの波長チャネルにも個々に対応する。例えば、複数のアップストリーム光受信機Ｒｘ１からＲｘ４の受信波長は、それぞれλｕ１からλｕ４であってよい。アップストリーム光受信機Ｒｘ１からＲｘ４は、これらの受信波長λｕ１からλｕ４を個々に用いることにより、対応する波長チャネル上で動作するＯＮＵ２２０により送信されたアップストリームデータを受信し得る。

第１波長分割多重化装置２１２は、複数のダウンストリーム光送信機Ｔｘ１からＴｘ４により伝送され、かつ、λｄ１からλｄ４の波長をそれぞれ有するダウンストリームデータに対して波長分割多重化処理を実行し、光カプラ２１１を用いることによりＯＤＮ２３０のフィーダファイバ２３１にダウンストリームデータを送信するように構成され、その結果、ＯＤＮ２３０を用いることによりダウンストリームデータをＯＮＵ２２０に提供する。さらに、光カプラ２１１は、複数のＯＮＵ２２０から来たものであり、かつ、λｕ１からλｕ４の波長をそれぞれ有するアップストリームデータを第２波長分割多重化装置２１３に提供するように更に構成されてよい。第２波長分割多重化装置２１３は、波長がλｕ１からλｕ４であるアップストリームデータをデータ受信用のアップストリーム光受信機Ｒｘ１からＲｘ４に逆多重化してよい。

処理モジュール２１４は、メディアアクセス制御（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＭＡＣ）モジュールであってよい。一方では、処理モジュール２１４は、波長ネゴシエーションを使って複数のＯＮＵ２２０に動作波長チャネルを規定し、特定のＯＮＵ２２０の動作波長チャネルに従って、ＯＮＵ２２０へ送信されるダウンストリームデータを波長チャネルに対応するダウンストリーム光送信機Ｔｘ１からＴｘ４に提供してよく、その結果、ダウンストリーム光送信機Ｔｘ１からＴｘ４は、ダウンストリームデータを対応する波長チャネルに伝送する。他方では、処理モジュール２１４は、波長チャネル上のアップストリーム伝送のために、動的帯域幅割当（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ、ＤＢＡ）を更に実行して、ＴＤＭ方式で同一の波長チャネルに多重化されるＯＮＵ２２０にアップストリーム伝送タイムスロットを割り当て、特定のタイムスロットにおいて対応する波長チャネルを用いることによりアップストリームデータを送信する権限をＯＮＵ２２０に与えてよい。

各ＯＮＵ２２０のアップストリーム伝送波長及びダウンストリーム受信波長は調節可能である。ＯＮＵ２２０は、ＯＬＴ２１０により規定された波長チャネルに従って、ＯＮＵ２２０のアップストリーム伝送波長及びダウンストリーム受信波長を、波長チャネルのアップストリーム波長及びダウンストリーム波長に個々に調整してよく、これにより、波長チャネルを用いることによりアップストリーム及びダウンストリームデータを送信及び受信する。

本願において提供される光ポートオートネゴシエーション機能を有する光モジュールは、スプリッタベース又は光分配器ベースのポイントツーマルチポイントファイバ光ネットワークを用いることにより接続されるネットワークデバイスに適用可能である。図５を参照すると、図５は、スプリッタベースのポイントツーマルチポイントファイバ光ネットワークを用いることにより接続される通信システムの概略構造図である。通信システムは、少なくとも１又は複数の光回線終端装置ＯＬＴ５１０、１又は複数の光ネットワークユニットＯＮＵ５２０、及びスプリッタベースのポイントツーマルチポイント光分配ネットワークＯＤＮ５３０を含む。ＯＬＴは、マルチポートデバイス又はシングルポートデバイスであってよい。マルチポートデバイスは、複数のＯＬＴポートが１つのデバイスに提供されることに関するものであり、シングルポートデバイスは、デバイス１つのＯＬＴポートのみを有することに関するものである。図５において提供されるマルチポートＯＬＴデバイスでは、各ポート５１１は、ＯＬＴポート、ＯＬＴサービスポート、ＯＬＴ光学ポート、ＯＬＴ光ポート、光モジュールインタフェース、又はインタフェースと称され得る。ＯＬＴサービスポート５１１は、ＯＬＴ側光モジュール５１２に対するインタフェースを提供する。ＯＮＵは、１又は複数の光学ポート５２１を有してよく、各光学ポート５２１は、光インタフェース又はインタフェースと称され得る。プラガブル光モジュール５２２が各インタフェースに挿入されてよく、又は、１又は複数のＯＮＵ側光モジュール５２２が各インタフェースに取り付けられてよく、光モジュールは、光インタフェース５２１を提供する（この場合、光モジュール又は光モジュールの機能がＯＮＵの内部に統合される）。ＯＬＴ側光モジュール５１２及びＯＮＵ側光モジュール５２２は、同一タイプの光モジュールであってよい。代替的に、複数のＯＬＴ側光モジュール５１２が一緒に統合されてよい。この場合、ＯＬＴサービスポート５１１は、マルチパス統合ＯＬＴサービスポート、マルチパス統合ＯＬＴ光インタフェース、又はマルチパス統合ＯＬＴ光学ポートとも称される。本願において提供される光ポートオートネゴシエーション機能を有する光モジュールは、ＯＬＴ側に適用されてよく、ＯＮＵ側に適用されてもよい。光ポートオートネゴシエーション機能を有する光モジュールは、図４に示されるＷＤＭ‐ＰＯＮパッシブ光ネットワークに適用されてもよい。

１又は複数のＯＬＴ側光モジュール５１２のダウンストリーム信号は、結合器５４０を用いることによりフィーダファイバ５３１に結合される。結合器５４０は、ＡＷＧのような、スプリッタ又はＷＤＭデバイスであってよい。アップストリーム信号は、フィーダファイバ５３１から結合器５４０を通過した後に、１又は複数のＯＬＴ側光モジュール５１２により受信される。ＯＬＴ５１０は、中央局（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｏｆｆｉｃｅ、略してＣＯ）のような中心的な位置に通常位置しており、１又は複数の光ネットワークユニットＯＮＵ５２０を同時に管理してよい。ＯＬＴ５１０は、ＯＮＵ５２０と上位層ネットワーク（図には示されていない）との間の媒体としての機能を果たしてよく、ダウンストリームデータとして、上位層ネットワークから受信したデータを利用し、ＯＤＮ５３０を用いることによりダウンストリームデータをＯＮＵ５２０に転送し、ＯＮＵ５２０から受信したアップストリームデータを上位層ネットワークに転送する。

図６に示されるように、具体的な実施の実例において、図６は、ＯＬＴ側光モジュール５１２又はＯＮＵ側光モジュール５２２の概略構造図である。光モジュールは、受信コンポーネント６１０、制限増幅器（Ｌｉｍｉｔｉｎｇ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、略してＬＡ）又はポストアンプ（Ｐｏｓｔ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、略してＰＡ）６２０、送信コンポーネント６３０、レーザダイオードドライバ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ Ｄｒｉｖｅｒ、略してＬＤＤ）６４０、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６７０、デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）６６０、及びメディアアクセス制御（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ、略してＭＡＣ）モジュール６５０を含む。受信コンポーネントは調節可能な受信コンポーネントである。調節可能な受信コンポーネント６１０は、電気−光変換及び事前増幅のために用いられる可変フィルタ（Ｔｕｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ、略してＴＦ）６１１、及びコンポーネント６１２を更に含んでよい。送信コンポーネント６３０は調節可能な送信コンポーネントであってよく、波長可変レーザ（Ｔｕｎａｂｌｅ Ｌａｓｅｒ、略してＴＬ）を主に含む。

ＯＬＴ側光モジュール５１２は固定波長光モジュールであってもよい。この場合、受信コンポーネント６１０は、可変フィルタ６１１を含まず、固定波長フィルタを含んでよい。ＯＬＴ側光モジュール５１２が固定波長光モジュールであるとき、送信コンポーネント６３０はまた、固定波長送信コンポーネントである。

ＭＡＣモジュール（処理コンポーネントとも称され得る）６５０は、ＯＬＴ側光モジュール５１２とＯＮＵ側光モジュールとの間の光ポートネゴシエーション機能を実装するように構成され、光ポートネゴシエーション機能は、ローカル制御信号を生成すること、ピア制御信号を受信すること、及び制御信号を処理することのような機能を含む。ここで、制御信号は、制御メッセージと称されてもよく、以下の具体的な実施形態において、ＯＬＴ側光モジュール５１２とＯＮＵ側光モジュールとの間で交換される、波長アイドルメッセージ、波長申請メッセージ、波長許可メッセージ、又は波長確認応答メッセージのようなメッセージを指す。ネゴシエーションプロセスにおいて両側で光モジュールにより送信又は受信され、かつ、波長ネゴシエーションに関連するメッセージは、制御信号として全て理解され得る。制御信号は、独立して存在してよく（これは、主に、光モジュールがちょうど電源オンにした後、システムのデータ受信及び／又は送信機能が開始されていないときに、光モジュールが光インタフェースにちょうど挿入され、又は、システムがリセットされる局面における場合である）、低周波数信号の形式でデータ信号と結合されてよく、高周波数信号の形式でデータ信号と結合されてよく、又は、データ信号の先頭に重畳される方式でデータ信号と結合されてよく、すなわち、振幅変調がデータ信号に対して実行される。

ＯＬＴ側光モジュール５１２において、マルチプレクサ６７０は、プロセッサ６５０により生成されるダウンストリーム制御信号及びダウンストリームデータ信号を多重化するように構成される。デマルチプレクサ６６０は、ＯＮＵにおいてＯＮＵ光モジュール５２２により送信されるアップストリームデータ信号及び制御信号を分離するように構成される。

ＯＮＵ側光モジュール５２２において、マルチプレクサ６７０は、プロセッサ６５０により生成されるアップストリーム制御信号及びアップストリームデータ信号を多重化するように構成される。デマルチプレクサ６６０は、ＯＬＴ側光モジュール５２２により送信されるダウンストリームデータ信号及び制御信号を分離するように構成される。

任意選択で、マルチプレクサ６７０は、周波数結合器であってよく、周波数領域において、ＬＤＤ６４０により駆動されるデータ信号を、プロセッサ６５０により生成される制御信号に結合する。例えば、制御信号が０から１０ＭＨｚの低周波数信号であり得るとき、マルチプレクサ６７０は、周波数領域において、低周波数制御信号及び高周波数データ信号を多重化する。

任意選択で、マルチプレクサ６７０は、ハイパスフィルタ（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ、略してＨＰＦ）及びローパスフィルタ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ、略してＬＰＦ）を含み、これらは、結合する前にデータ信号及び制御信号をフィルタするようにそれぞれ構成される。

任意選択で、ＨＰＦ又はＬＰＦは、マルチプレクサ６７０の外部に実装されてもよい。例えば、ＨＰＦは、ＬＤＤ６４０内に実装され、ＬＰＦは、プロセッサ６５０内に実装されてよい。

任意選択で、送信コンポーネント６３０が電流駆動されるとき、ＬＤＤ６４０は、駆動電流をデータ信号に対して提供し、プロセッサ６５０は、駆動電流を制御信号に対して提供する。この場合、マルチプレクサ６７０は省略されてよく、又は、送信コンポーネント６３０を駆動すべく、ＬＤＤ６４０の駆動電流及びプロセッサ６５０の駆動電流のみが重畳される。この場合、ＬＤＤ６４０及びプロセッサ６５０は、送信コンポーネント６３０のカソード又はアノードに接続される。

任意選択で、送信コンポーネント６３０が電圧駆動されるとき、ＬＤＤ６４０は駆動電圧をデータ信号に対して提供し、プロセッサ６５０は制御信号に対して駆動電圧を提供する。この場合、マルチプレクサ６７０は、電圧信号を重畳し、次に、送信コンポーネント６３０を直接駆動し、又は、追加の回路を用いることにより送信コンポーネント６３０を駆動するように構成される。

任意選択で、マルチプレクサ６７０はレーザダイオードドライバに統合されてよい。送信コンポーネント６３０が電流駆動されるとき、レーザダイオードドライバは、ハイブリッド駆動電流信号を出力して送信コンポーネント６３０のカソード又はアノードを駆動する。送信コンポーネント６３０が電圧駆動するとき、レーザダイオードドライバは、ハイブリッド駆動電圧信号を出力して送信コンポーネント６３０を駆動する。

任意選択で、デマルチプレクサ６６０は、受信コンポーネント６１０により受信されるデータ信号及び制御信号を分離するように構成される。任意選択で、デマルチプレクサ６６０はＨＰＦ及びＬＰＦを含む。任意選択で、ＨＰＦ又はＬＰＦは、デマルチプレクサ６６０の外部に実装されてもよい。例えば、ＨＰＦは、制限増幅器ＬＡ又はポストアンプ６２０内に実装されてよく、ＬＰＦは、プロセッサ６５０内に実装されてよい。

任意選択で、デマルチプレクサ６６０は、制限増幅器ＬＡ又はポストアンプ６２０内に統合されてよい。

任意選択で、ＯＬＴ側光モジュール５１２は、固定波長を有する受信コンポーネント６１０及び送信コンポーネント６３０を用いてよい。

任意選択で、ＯＬＴ側光モジュール５１２は、調節可能な波長を有する受信コンポーネント６１０及び送信コンポーネント６３０を用いてよい。

一実施形態では、ＯＮＵ側光モジュール５２２との光ポートオートネゴシエーションを実行するためにＯＬＴ側光モジュール５１２の状態マシンは、３つの状態を含み、状態１は、波長アイドル状態（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｉｄｌｅ）であり、波長アイドル状態は、光モジュールにより用いられる波長がいずれのＯＮＵに対しても割り当てられていないこと、又は、電源オン又はリセットされた後に、光モジュールがいずれの光モジュールとも光ポートオートネゴシエーションを実行していないことを示し、状態２は、波長事前占有状態（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｐｒｅ‐Ｏｃｃｕｐｉｅｄ）であり、この状態は、光モジュールがＯＮＵ側光モジュールとの光ポートオートネゴシエーションを実行しているが、ネゴシエーションプロセスを完了していないこと、すなわち、波長割り当てネゴシエーションが実行されていることを示し、状態３は、波長占有状態（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ）であり、それは、この状態において、ＯＮＵ側光モジュールとの光ポートオートネゴシエーション機能を光モジュールが成功裏に完了したことを示す。

具体的に、本願発明において提供されるＯＬＴ側光モジュールは、送信コンポーネント６３０、受信コンポーネント６１０、及び処理コンポーネント６５０を含む。

送信コンポーネント６３０は、波長アイドルメッセージをピア光モジュールに定期的に送信し、受信コンポーネント６１０を用いることによりアップストリーム方向においてリスニングする。波長アイドルメッセージは、第１波長がアイドル波長であること、又は、第１波長が占有されていない若しくは割り当てられていないことを識別するために用いられる。

受信コンポーネント６１０は、第１波長の割り当てを要求するために、ピア光モジュールにより送信されたメッセージを受信したとき、波長アイドル情報を送信することを一時中断する。

送信コンポーネント６３０は、波長許可メッセージをピア光モジュールに送信するように更に構成される。

処理コンポーネント６５０は、ピア光モジュールにより送信された応答メッセージを受信コンポーネント６１０が受信したとき、内部状態を設定するように構成され、設定は、波長ネゴシエーションの完了を識別するために用いられる。処理コンポーネント６５０は、波長アイドルメッセージ又は波長許可メッセージのような制御メッセージを生成するように更に構成され、最終的に、これらの制御信号はピア光モジュールに送信される。

更に、波長アイドルメッセージは、波長がいずれのＯＮＵに対しても割り当てられていないこと、又は、電源オン又はリセットされた後、光モジュールがいずれの光モジュールとも光ポートオートネゴシエーションを実行していないことを示すために用いられる。波長許可メッセージは、光モジュールがＯＮＵ側光モジュールとの光ポートオートネゴシエーションを現在実行しているが、ネゴシエーションプロセスを完了していないこと、すなわち、波長割り当てネゴシエーションが実行されていることを示すために用いられる。

任意選択で、受信コンポーネント６１０は、アップストリーム方向において波長ネゴシエーション成功メッセージを受信するように更に構成される。波長ネゴシエーション成功メッセージは、ＯＮＵ側光モジュールとの光ポートオートネゴシエーション機能を光モジュールが成功裏に完了したことを示すために用いられる。

任意選択で、送信コンポーネントは、内部状態が設定される前に、波長確認応答メッセージをピア光モジュールに送信するように更に構成される。

それに応じて、図７に示されるように、固定波長を有する受信コンポーネント６１０及び送信コンポーネント６３０を用いるＯＬＴ側光モジュールの光ポートオートネゴシエーション処理プロセスは以下の段階を含む。

段階７０１、波長アイドルメッセージを定期的に送信し、アップストリーム受信メッセージをリスニングし、波長アイドルメッセージは、波長がアイドル波長であること、又は、波長が占有されていない若しくは割り当てられていないことを識別するために用いられる。

段階７０２、ＯＮＵ側光モジュールにより送信された波長要求メッセージが受信された後に、波長アイドル情報を送信することを一時中断し、次の段階７０３を実行する。

段階７０３、波長要求メッセージを送信するＯＮＵ側光モジュールに波長申請成功メッセージを送信し、波長申請成功メッセージは波長が事前占有されているメッセージを識別するために用いられ、応答を待ち、応答メッセージが受信された場合、段階７０４を実行し、そうでない場合、段階７０１に戻る。

段階７０４、内部状態を設定し、波長ネゴシエーションが完了したことを示し、波長申請メッセージ又は応答メッセージは、データ信号に結合され、データチャネルを用いることによりピア光モジュールに送信される。

任意選択で、段階７０４では、内部状態が設定される前又は後に、波長確認応答メッセージがＯＮＵ側光モジュールに更に送信されてよい。

状態７０１の前に、ＯＬＴ側光モジュール５１２は、構成情報に従って、調節可能な送信コンポーネント６３０の被送信波長及び／又は調節可能な受信コンポーネント６１０の受信波長を設定する必要がある。構成情報は、ＯＬＴデバイスとＯＬＴ側光モジュールとの間のインタフェースを用いることで、ＯＬＴデバイスによりＯＬＴ側光モジュール５１２に送られる。構成情報は、ＯＬＴ光モジュール５１２内の１又は複数のレジスタ、又は、１又は複数のレジスタ内の１又は複数の構成ビットであってよい。

オートネゴシエーション処理プロセスにおいて送信及び／又は受信されたメッセージは、ネゴシエーション又はインタラクションメッセージと称される。任意選択で、インタラクションメッセージの符号化モードは、周波数シフトキーイング（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｗｉｔｃｈ Ｋｅｙ、ＦＳＫ）形式を用いてよい。すなわち、特定の期間において、第１周波数ｆ０が信号「０」を表すために用いられ、第２周波数ｆ１が信号「１」を表すために用いられる。例えば、１ＭＨｚが「０」を表すために用いられ、１．５ＭＨｚが「１」を表すために用いられ、各「０」及び「１」は、１ｍｓの持続時間にわたって継続する（制御チャネルのデータ伝送レートは１Ｋｂｐｓである）。インタラクションメッセージ及びデータ信号は、周波数領域に重畳され、次に、伝送される、又は、インタラクションメッセージは、インタラクションメッセージを用いることによりデータ信号に対して振幅変調が実行された後に伝送される、又は、インタラクションメッセージは、直接伝送される。

各インタラクションメッセージの符号化モードは、特定の周波数信号を用いることにより表されてよい。例えば、波長アイドルメッセージは、周波数がｆ０（例えば、ｆ０＝２ＭＨｚ）である信号を用いることにより表され、波長が占有されていることを示すメッセージは、周波数がｆ１である信号を用いることにより表される。

更に、インタラクションメッセージの符号化モードは、スペクトラム拡散方式で実行される。すなわち、スペクトラム拡散は、ランダム符号を用いることにより元の信号「０」及び「１」に対して実行され、次に、信号がデータ信号と重畳されて伝送される、又は、スペクトラム拡散の後の信号が直接伝送される。

一実施形態では、ＯＮＵ側光モジュール５２２が、調節可能な波長を有する受信コンポーネント６１０及び送信コンポーネント６３０を用いるとき、ＯＬＴ側光モジュール５１２との光ポートオートネゴシエーションを実行するＯＮＵ側光モジュール５２２の状態マシンは４つの状態を含み、状態１は、初期状態（Ｉｎｉｔｉａｌ Ｓｔａｔｅ）であり、ＯＮＵ側光モジュール５２２が電源オン又はリセットされた後に入る状態、又は、ＯＮＵ側光モジュール５２２が電源オンされて有効化された後に入る状態を表すために用いられる。この状態において、処理モジュールは、特定のアルゴリズムルール（例えば、ランダム選択、又はチャネルの昇順に従う方法）に従って波長を選択し、調節可能な受信コンポーネントを選択された受信波長に構成する。すなわち、調節可能な受信コンポーネントは、選択された波長のダウンストリーム制御信号を受信してよい。状態２は、波長探索状態（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｈｕｎｔ）である。この状態において、光モジュール５２２は、選択されたダウンストリーム波長においてダウンストリーム制御メッセージをリスニングする。特定の時間内に波長アイドルメッセージが受信されない場合、状態１に戻り、そうでない場合、状態３に入る。状態３は、波長事前ロック状態（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｐｒｅ−Ｌｏｃｋｉｎｇ）であり、波長事前ロック状態は、この状態において、特定のＯＬＴ側光モジュール５１２に対応する波長が占有されていないことを光モジュール５２２が検出したことを示す、又は、対応する波長を用いるアプリケーションを示す。状態４は、波長ロック状態（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｌｏｃｋｅｄ）であり、波長ロック状態は、ＯＮＵ側光モジュール５２２が特定のＯＬＴ側光モジュール５１２に対応する波長をロックしたことを示す、又は、光ポートオートネゴシエーションが完了したことを示す。

具体的に、ＯＮＵ側光モジュールは、送信コンポーネント６３０、処理コンポーネント６５０、及び受信コンポーネント６１０を具体的に含む。

受信コンポーネント６１０は、ダウンストリーム被受信波長を選択するように構成される。

処理コンポーネント６５０は、選択されたダウンストリーム被受信波長においてダウンストリームメッセージをリスニングし、ピア光モジュールからの波長アイドルメッセージが受信された場合、送信コンポーネント６３０を用いることによりダウンストリーム被受信波長に対応するアップストリーム波長において波長申請メッセージを送信するように構成される。

任意選択で、処理コンポーネント６５０は、受信コンポーネント６１０がダウンストリーム方向において波長許可メッセージを受信したとき、光モジュールの光ポートネゴシエーション成功フラグビットを設定するように更に構成されてよい。

波長申請メッセージは、ＯＮＵ側光モジュールがアイドル波長又は波長リソースの利用のためにＯＬＴ側光モジュールに適用されることを示す、又は、ＯＮＵ側光モジュールが波長事前ロック状態にあることを示すために用いられる。

任意選択で、送信コンポーネント６３０は、応答メッセージをピア光モジュールに送信するように更に構成される。応答メッセージは、ＯＮＵ側光モジュールが波長事前ロック状態にあることを示すために用いられる。処理コンポーネント６５０は、波長申請メッセージ又は応答メッセージをデータ信号に結合して、データチャネルを用いることによりピア光モジュールに波長申請メッセージ又は応答メッセージを送信する、又は、波長申請メッセージ又は応答メッセージをピア光モジュールに直接送信するように更に構成される。

任意選択で、光モジュールは、ストレージコンポーネントを更に含む。ストレージコンポーネントは、アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の対応関係を格納するように構成される。

それに応じて、図８に示されるように、ＯＮＵ側光モジュール５２２及びＯＬＴ側光モジュール５１２を用いる光ポートオートネゴシエーション処理インタラクションプロセスは、以下の段階を含む。

段階８０１、光モジュール５２２は、特定のアルゴリズム仕様に従って波長を選択し、選択された波長で動作するように調節可能な受信コンポーネントを構成する。

段階８０２、ダウンストリーム被受信波長においてダウンストリームメッセージをリスニングし、ＯＬＴ側光モジュールからの波長アイドルメッセージが受信された場合、８０３を実行し、波長がアイドルであることを示す波長アイドルメッセージが特定の時間Ｔ１内に検出されない場合、段階８０１に戻る。

段階８０３、ダウンストリーム波長に対応するアップストリーム波長において波長申請メッセージを送信し、ＯＬＴ側光モジュール５１２が波長許可メッセージを送信するのを待ち、特定の時間Ｔ２内に波長許可メッセージが受信された場合、８０４を実行し、そうでない場合、８０１又は８０２に戻る。

段階８０４、ＯＮＵ側光モジュール５２２は、光ポートオートネゴシエーションインタラクションが成功した動作状態に入って、光ポートオートネゴシエーションインタラクション完了フラグビットを設定する、又は、光ポートオートネゴシエーションインタラクションが成功した動作状態に入って、応答メッセージをＯＬＴ側光モジュール５１２に送信した後に、光ポートオートネゴシエーションインタラクション完了フラグビットを設定する。波長申請メッセージ又は応答メッセージは、データ信号に結合され、データチャネルを用いることによりピア光モジュールに送信される。波長申請メッセージは、第１光モジュールが、波長を割り当てることを第２光モジュールに要求することを識別するために用いられ、波長許可メッセージは、第２光モジュールが波長を第１光モジュールに割り当てることを識別するために用いられる。

更に、ＯＮＵデバイスは、ＯＮＵデバイスと光モジュール５２２との間のインタフェースを用いることにより光ポートオートネゴシエーション完了フラグビットを読み出してよい。フラグビットが設定されたことが決定された場合、インタラクションが完了したこと、又は、波長ネゴシエーションが完了したことを示し、次に、データ信号の受信及び／又は送信が開始されてよい。

８０３では、ダウンストリーム波長に対応するアップストリーム波長、又は、アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の対応関係が表の形式で光モジュール５２２に格納される。対応関係は、事前に合意されてよい、又は、ＯＮＵデバイスとＯＮＵ側光モジュール５２２との間のインタフェースを用いることでＯＮＵデバイスにより動的に構成されてよい、又は、波長がアイドルであることを示す制御メッセージを用いることでＯＮＵ側光モジュール５２２のプロセッサに送られてよい。

任意選択で、アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の対応関係は、事前に合意され又は動的に構成され、光モジュール５２２は、波長申請メッセージを送信する前の任意の時点で、調節可能な送信コンポーネントの動作波長又は被送信波長を設定してよく、例えば、動作波長又は被送信波長は、段階８０１又は段階８０２において設定される。

任意選択で、アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の対応関係は、波長アイドルメッセージを用いることにより送られ、調節可能な送信コンポーネントの動作波長又はアップストリーム波長は、波長アイドルメッセージが受信された後、かつ、波長申請メッセージが送信される前に設定されてよい。

８０３では、特定の時間Ｔ２内に波長申請確認応答メッセージが受信されない場合、更に決定することが実行されてよい。Ｎ番目の波長において波長申請制御メッセージを送信する特定の回数が特定の数値より少ない場合、段階８０２にジャンプし、これは、波長申請の試みが特定のＮ番目の波長においてさらに行われる必要があることを示す。そうでない場合、段階８０１にジャンプし、これは、特定の数の試みが特定のＮ番目の波長において行われた後に、波長申請が依然として成功しておらず、別の波長に適用することの試みが、８０１に進むことによりさらに行われる必要があることを示す。

波長がアイドルであることを示すメッセージは、ブロードキャスト又はマルチキャスト形式のＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージであってよく、ＳＮを報告するようモジュールに要求すべく、波長を受信できる全てのＯＮＵ側光モジュール５２２にブロードキャスト又はマルチキャストされる。

波長申請を示すメッセージは、レポート光モジュール５２２のＳＮ番号のようなＳＮ‐Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージであってよい、又は、光モジュールを一意に識別できる任意の識別子情報若しくは符号情報であってよい。

波長申請確認を示すメッセージは、ユニキャスト形式のＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ、例えば、特定の光モジュール５２２のＳＮを有するメッセージであってよい。

応答メッセージは、光モジュール５２２のＳＮ番号を報告するようなＳＮ‐Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージであってよい、又は、光モジュール情報を一意に識別できる任意の識別子若しくは符号化情報であってよい。

具体的な実装方式において、波長がアイドルであることを示すメッセージのフレーム構造、波長が占有されていることを示すメッセージ、又はダウンストリーム方向において送信される別のメッセージが図９及び図１０に示される。フレームは、フレームヘッダフィールド及びデータフィールドを含む。データフィールドは、制御メッセージフィールドと称され得る。フレームは、フレーム末尾を更に含んでよい。

フレームは、バースト方式で送信されてよい。図９に示されるように、フレームは接続されていなくてよく、制御メッセージが２つのフレーム間に送られない。図１０に示されるように、フレームは連続的な方式で送信されてもよい。フレームは、接続される、又は、アイドルフレームで埋められる。メッセージフレームの長さは固定又は可変であってよい。

図１１に示されるように、メッセージフレームが固定長を有するとき、データフィールドは、メッセージタイプフィールド（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｔｙｐｅ）及びメッセージデータフィールド（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｄａｔａ）を含み、チェックフィールドを更に含んでよい。チェックフィールドは、巡回冗長検査フィールド、ビットパリティチェックフィールド、又は別のタイプチェックフィールドであってよい。メッセージデータフィールドは、固定バイトのメッセージデータを含む。

別の具体的な実装方式では、図１２に示されるように、メッセージフレームが非固定長又は可変長を有するとき、データフィールドは、メッセージタイプフィールド（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｔｙｐｅ）、長さフィールド（Ｌｅｎｇｔｈ）、及びメッセージデータフィールド（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｄａｔａ）を含み、チェックフィールドを更に含んでよい。チェックフィールドは、巡回冗長検査フィールド、ビットパリティチェックフィールド、又は別のタイプのチェックフィールドであってよい。メッセージデータフィールドの長さは、長さフィールドにより特定される。

メッセージタイプフィールド（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｔｙｐｅ）は、１又は複数のフィールドを更に含んでよい。１つのフィールドは、メッセージがブロードキャストメッセージ、マルチキャストメッセージ、又はユニキャストメッセージであることを説明するために用いられてよい。具体的に、メッセージタイプフィールドが、１バイトを用いることにより記述され、かつ、１つのフィールドのみを有するとき、「０ｘ０１」、「０ｘ０２」、「０ｘ０３」等が、前述のブロードキャスト又はマルチキャストＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔ、ユニキャストＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔ、ＳＮ‐Ｒｅｓｐｏｎｓｅ等をそれぞれ表すために用いられる。代替的に、メッセージは、２つのフィールドを用いることにより表されてもよく、上位４ビットは、ブロードキャスト／マルチキャスト、又はユニキャストを表すために用いられ、下位４ビットが具体的なメッセージタイプを表す。例えば、「０ｘ１１」及び「０ｘ０１」は、ブロードキャスト又はマルチキャストＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔ及びユニキャストＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔをそれぞれ表す。

メッセージデータフィールド（Ｍｅｓｓａｇｅ ｄａｔａ）は、例えば、ローカル被送信波長フィールド、ローカル被受信波長フィールド、又は予期される被受信波長フィールド等、１又は複数のフィールドを更に含んでよい。ローカル被送信波長フィールドは、ローカル光モジュールにより送信された波長をピア光モジュールに送るために用いられる。ローカル被受信波長フィールド又は予期される被受信波長フィールドは、ローカル光モジュールにより受信された光信号の波長又はピアエンドにより送信されることが予期される光信号の波長をピア光モジュールに送るために用いられる。代替的に、メッセージデータフィールドは、１又は複数のＴＬＶ（タイプＴｙｐｅ、長さＬｅｎｇｔｈ、及び値Ｖａｌｕｅ）構造からなる。各ＴＬＶ構造は、ＯＬＴ側光モジュールとＯＮＵ側光モジュールとの間で交換されるべき属性、パラメータ、構成、又は性能モニタリングを表し、３つのフィールドＴ、Ｌ、及びＶを含む。フィールドＴはＴＬＶ構造の情報のタイプを表し、フィールドＬは情報の長さを表し、フィールドＶは送られる具体的なデータ、コンテンツ、情報等を表す。

具体的に、ローカルエンドがＯＬＴ側光モジュールであるとき、ピアＯＮＵ側光モジュールに送信される制御メッセージは、ローカル被送信波長フィールド又はＴＬＶフィールド、及び／又は、ローカル被受信波長フィールド、予期される被受信波長フィールド、又はＴＬＶフィールドを含んでよい。説明は、例としてＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを用いることによりここで提供される。ローカル被送信波長フィールドは、ＯＬＴ側光モジュールにより送信されたダウンストリーム波長情報をＯＮＵ側光モジュールに通知するために用いられる。ローカル被受信波長フィールド又は予期される被受信波長フィールドは、送信される光信号の波長をＯＮＵ側光モジュールに通知するために用いられる。ＯＮＵ側光モジュールがＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに応答することを予定している場合、ＯＮＵ側光モジュールは、波長可変レーザをまず調整して、ＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ内のローカル被受信波長フィールド又は予期される被受信波長フィールドにより特定される波長を送信し、次に、ＳＮ‐ＲｅｓｐｏｎｓｅメッセージをＯＬＴ側光モジュールに送信する。

具体的に、ローカルエンドがＯＮＵ側光モジュールであるとき、ピアＯＬＴ側光モジュールに送信されるメッセージは、ローカル被送信波長フィールド及び／又はローカル被受信波長フィールド、又は予期される被受信波長フィールドを含んでよい。説明は、例としてＳＮ‐Ｒｅｓｐｏｎｓｅを用いることによりここで提供される。ローカル被送信波長フィールドは、ローカルＯＮＵ光モジュールにより送信された光信号の波長情報をＯＬＴ側光モジュールに送るために用いられる。ローカル被受信波長フィールド又は予期される被受信波長フィールドは、ローカルＯＮＵ側光モジュールにより受信された光信号の波長情報をピアＯＬＴ側光モジュールに送るために用いられる。

更に、波長情報は、以下の３つの方式のうちの何れか１つで表現されてよい。

第１方式では、波長情報は絶対値を用いることにより表現される。例えば、送信される波長が１３１０．１２ｎｍである場合、ローカル被送信波長フィールドの値は１３１０１２であってよく、最後の２桁は、デフォルトで小数である。この場合、波長情報の１つの要素を送るために用いられるのに３バイトが必要である。

第２方式では、波長情報は相対値を用いることにより表現される。波長情報は参照波長と比べた差である。参照波長は１３００ｎｍに設定される。送信される波長が１３１０．１２ｎｍであることを想定すると、ローカル被送信波長フィールドの値は、１３１０１２−１３００００＝１０１２であってよく、後ろの２桁は小数を示す。現在の通信波長が、全て１６７０ｎｍ未満なので、この場合、波長情報の１要素が２バイトのみを用いることにより送られてよい。

第３方式では、波長情報はチャネル番号を用いることにより表現される。この場合、波長は、事前に番号付けされる必要があり、波長を標準化するためのチャネルは、波長情報を説明するために用いられる。例えば、１３１０．１２ｎｍがチャネル１であり、１３１１．５５ｎｍがチャネル３であることが合意される。チャネル番号が説明のために用いられる場合、ローカル被送信波長フィールドの値が１であるとき、それは、ローカル被送信波長が１３１０．１２ｎｍであることを示す。ローカル被送信波長フィールドの値が３であるとき、それは、ローカル被送信波長が１３１１．５５ｎｍであることを示す。

異なるタイプのレーザのスペクトル幅が異なり得るので、ＯＬＴ側及びＯＮＵ側光モジュールが異なるスペクトル幅のレーザを用いるとき、隣接する波長間又は同一のチャネルにおける干渉の課題が存在し得る。ＯＬＴ側に複数の光モジュールがあり、光モジュール間の波長間隔が１００ＧＨｚであり得る、すなわち、１００ＧＨｚチャネル間隔がサポートされることが想定される。ＯＮＵ側光モジュールのレーザのスペクトル幅が１００ＧＨｚより大きい場合、チャネル間隔を超える光信号が隣接するチャネルに漏れる。 従って、ＯＮＵ側光モジュールがデータ又は制御メッセージをＯＬＴ側光モジュールに送信するとき、別のＯＮＵ側光モジュールと対応するＯＬＴ側光モジュールとの間の通信が干渉される。課題を解決すべく、メッセージデータフィールドは、許容レーザスペクトル幅フィールド、チャネル間隔フィールド、又はシステムタイプフィールドを更に含んでよい。ＯＬＴ側光モジュールによりＯＮＵ側光モジュールに送られる制御管理情報が許容レーザスペクトル幅フィールドを含むとき、その値が０．４（０．４ｎｍを表す）であると想定すると、それは、ＯＮＵ側光モジュールのみのレーザスペクトル幅が０より小さいことを示す。ＯＬＴ側光モジュールの制御メッセージに応答するために４ｎｍが許可される。ＯＬＴ側光モジュールによりＯＮＵ側光モジュールに送られる制御メッセージがチャネル間隔フィールドを含むとき、その値が１００（チャネル間隔が１００ＧＨｚであることを示す）であると想定すると、それは、１００ＧＨｚチャネル間隔に適用可能なＯＮＵ側光モジュールのみが、ＯＬＴ側光モジュールの制御メッセージに応答することを許可されていることを示す。ＯＬＴ側光モジュールによりＯＬＴ側光モジュールに送られる制御メッセージがシステムタイプフィールドを含むとき、その値が１（１が粗密度波長分割多重を表し、２が１００Ｇチャネル間隔の高密度波長分割を表し、３が５０Ｇチャネル間隔の高密度波長分割を表す...ことが想定される）であることを想定すると、それは、粗密度波長分割多重システムに適用可能なＯＮＵ側光モジュールのみが、ＯＬＴ側光モジュールの制御メッセージに応答することが許可されていることを示す。

より具体的に、例として、ＯＬＴ側光モジュールによりＯＮＵ側光モジュールに送信されるブロードキャスト又はマルチキャストＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを用いることにより説明が提供される。ＯＬＴ側光モジュールにより送信されたブロードキャスト又はマルチキャストＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージは、許容レーザスペクトル幅が０．４ｎｍであることを示す許容レーザスペクトル幅フィールドを含むことが想定される。メッセージを検出した後、ＯＮＵ側光モジュールは、許容レーザスペクトル幅フィールドに従って、ローカルレーザスペクトル幅が０．４ｎｍを超えるか否かを決定する。ローカルレーザスペクトル幅が０．４ｎｍを超えている場合、ＯＮＵ側光モジュールは、ブロードキャスト又はマルチキャストＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージに応答しない。ローカルレーザスペクトル幅が０．４ｎｍより小さい場合、ＯＮＵ側光モジュールは、ピアＯＬＴ光モジュールに応答して、ＯＮＵ側光モジュールにより構成された、ＯＬＴ側光モジュールにより構成された、又はＯＬＴ側光モジュールにより選択された波長においてＳＮ‐Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを送信する。

メッセージフレームが固定長を有するとき、ＯＬＴ側光モジュールとＯＮＵ側光モジュールとの間の光ポートオートネゴシエーションに対するいくつかのメッセージの具体的な構造が例を用いることにより以下に説明される。実際のメッセージ構造は、フィールドの一部のみを含んでもよい。

ブロードキャスト又はマルチキャストＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージにおいて、表１に示されるように、メッセージタイプは、１つのフィールドを用いることにより表現され得る。例えば、「００００００００１」は、メッセージがブロードキャスト又はマルチキャストＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージであること、又は、メッセージタイプが２つのフィールドを用いることにより表現されることを示す。上位４ビットは、メッセージがブロードキャスト又はマルチキャストメッセージであること、又は、ユニキャストメッセージであることを示し（０００１は、ここではブロードキャスト又はマルチキャストメッセージを表す）、下位４ビットは、メッセージタイプがＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージであることを示す。メッセージタイプが２つのフィールドを用いることにより表現されるとき、第１バイトが「０００００００１」である場合、それは、メッセージがユニキャストＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔであることを示す。第１バイトが「０００１０００１」である場合、それは、メッセージがブロードキャスト又はマルチキャストＳＮ‐Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージであることを示す。

制御メッセージフレームにおいて、ランダム符号は、メッセージフレーム内の「０」及び「１」を表現するために用いられてよく、言い換えれば、制御メッセージフレームはランダム符号を用いることにより符号化され、スペクトラム拡散は、ランダム符号を用いることにより制御メッセージフレームに対して実行される。フレームヘッダフィールド内のコンテンツはＰＮｍを用いることにより表現されてよい。データフィールド内のコンテンツＰＮｎを用いることにより表現される。例えば、「０」はＰＮｎを用いることにより表現され、「１」は−ＰＮｎを用いることにより表現される（−ＰＮｎはＰＮｎ信号をネゲートする信号を指す）。ＰＮはランダム符号を指し、添字ｎ及びｍはそれぞれランダム符号ＰＮの長さを表す。フレームヘッダフィールド内のデータを表すランダム符号の長さｍは、データフィールド内のデータコンテンツを表すランダム符号の長さｎと異なり得る。ｍがｎと等しくないとき、１ビット（０又は１であってよい、すなわち１つのＰＮｍ又は−ＰＮｍが用いられてよい）がフレームヘッダを表すために用いられてよい。ｍ＝ｎのとき、複数のビット（例えば、４ビット「１０１０」）がフレームヘッダを表すために用いられてよい。

具体的に、図１３に示されるように、（疑似ランダム符号のような）ランダム符号が制御メッセージフレームを表すために用いられる。１１０１は制御機能モジュールにより生成されるメッセージフレームの２進表現である。例として３ビット「１１０」を用いることにより説明が提供される。メッセージフレームは、符号化シーケンス１１０２「ＰＮｘ、ＰＮｘ、−ＰＮｘ」を生成すべく、ランダム符号を用いることにより符号化され、ＰＮｘは「１」を表し、−ＰＮｘは「０」を表す。ランダム符号を用いることによりメッセージフレームが符号化された後に生成された信号は、データ信号の振幅の再変調を実行して光ファイバに最終的に伝送される信号１１０３を生成するために更に用いられる。

制御メッセージフレームがランダム符号を用いることにより符号化されたとき、異なる長さのランダムシーケンスは、「１」及び「０」をそれぞれ表すために用いられてよい。例えば、ＰＮａは「１」を表すために用いられ、ＰＮｂは、「０」を表すために用いられ、２つのランダム符号ＰＮａ及びＰＮｂの長さは異なる。

制御メッセージフレームは、周波数信号を用いることにより符号化されてもよく、言い換えれば、周波数変調は周波数信号を用いることにより制御メッセージフレームに対して実行される。周波数信号は、矩形波周波数信号又は正弦波周波数信号であってよい。制御メッセージフレーム内のフレームヘッダフィールド及びデータフィールドは、同一の周波数信号を用いることにより符号化又は周波数変調されてよい、又は、異なる周波数信号を用いることにより符号化又は周波数変調されてよい。例えば、フレームヘッダフィールド内の「１」及び「０」は、１ＫＨｚ及び１．５ＫＨｚの信号をそれぞれ用いることにより表されてよい。データフィールド内の「１」及び「０」は、４ＫＨｚ及び３ＫＨｚの信号をそれぞれ用いることにより表される。フレームヘッダフィールド及びデータフィールド内の「１」及び「０」は、１ＫＨｚ及び１．５ＫＨｚの信号をそれぞれ用いることにより表されてよい。フレームヘッダフィールド及びデータフィールドが異なる周波数信号を用いることにより表現されるとき、フレームヘッダは、期間のみの周波数を用いることにより表されてもよい。例えば、フレームヘッダは、１０ｍｓの１０ＫＨｚ信号を用いることにより表される。

制御フレームに対して符号化又は周波数変調を実行するために矩形波周波数信号が用いられるとき、例として図１４に示される概略図を用いることにより説明が提供され得る。周波数がｆａ及びｆｂである矩形波信号は、「１」及び「０」をそれぞれ表すために用いられることが想定される。周波数がｆａ及びｆｂである矩形波信号（又は矩形波周波数信号）を用いることにより元のフレーム１２０１内のデータ「１００１」が符号化された後、「ｆａ−ｆｂ−ｆｂ−ｆａ」によりスプライスされ、かつ、１２０２により示される符号化された信号が取得される。最終的に、符号化された信号は、データ信号に対して再変調（１２０３）を実行するために用いられる、又は、ピアエンドに直接送信される。再変調された信号１２０３のみがここで提供されることに注目されるべきである。データ信号が存在しない又はデータ伝送が開始されていないとき、１２０２で符号化された信号は、ピアエンドに直接送信される。さらに、正弦波が、制御メッセージフレーム内のデータを表す又は符号するために用いられるとき、方式は矩形波信号に対して用いられるものと同様であり、詳細はここでは再び説明されない。

更に、同一の周波数が用いられてよく、逆位相の信号が制御メッセージ内の「１」及び「０」をそれぞれ表すために用いられる。

更に、本発明の実施形態は、中央局終端デバイスを更に提供する。前述の実施形態において提供されたＯＬＴ側光モジュールは中央局終端デバイスに配置される。

更に、本発明の実施形態は、終端デバイスを更に提供する。前述の実施形態において提供されたＯＮＵ側光モジュールは終端デバイスに配置される。

前述の説明は、単に本願の具体的な実装方式の例に過ぎず、本願の保護範囲を制限することを意図するものではない。本願に開示される技術的範囲内で当業者により容易に考え出される任意の変形又は置換は、本願の保護範囲内に含まれるものとする。従って、本願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲の対象になるものとする。

同一のファイバについての伝送帯域幅を向上させるために、国際電気通信連合電気通信標準化部門（ＩＴＵ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ、ＩＴＵ−Ｔ）標準化機構は、時間波長分割多重パッシブ光ネットワーク（Ｔｉｍｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ＰＯＮ、ＴＷＤＭ‐ＰＯＮ）を策定している。ＴＷＤＭ‐ＰＯＮは、時分割多重（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ、ＴＤＭ）及び波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ、ＷＤＭ）のハイブリッドシステムである。ダウンストリーム方向では、ＷＤＭ方式で伝送される複数（一般に４から８）の波長があり、アップストリーム方向では、また、ＷＤＭ方式で伝送される複数（一般に４から８）の波長がある。各ＯＮＵは、任意のダウンストリーム波長のデータを受信することを選択してよく、任意のアップストリーム波長を用いることによりデータをアップロードする。具体的な波長割り当ては、ＯＬＴにより制御され、機能制御は、ＯＬＴのメディアアクセス制御（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＭＡＣ）モジュールにより主に実行される。各波長はＴＤＭモードで動作する。すなわち、１つの波長が複数のＯＮＵに結び付けられ得、ダウンストリーム方向において同一の波長に結び付けられた各ＯＮＵは、一部のタイムスロットの帯域幅を占有し、アップストリーム方向において同一の波長に結び付けられた各ＯＮＵは、時分割方式でデータをアップロードする。ＴＷＤＭ‐ＰＯＮにおいて、ＯＮＵがどの波長に登録されるかはＯＬＴにより制御される。電気‐光変換を実行するレーザダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ、ＬＤ）及び光‐電気変換を実行する光検出器（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ又はＰｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ、ＰＤ）は、概して、スモール・フォームファクタ・プラガブル（Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ‐ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ、ＳＦＰ）のようなプラガブル光モジュールである、光モジュール内にあるので、ＯＬＴは、受信及び送信のための特定の波長を選択すべく、ＯＮＵのＭＡＣを用いてＯＮＵの光モジュールを制御する必要がある。従って、１つは、ＯＬＴとＯＮＵとの間で複雑なインタラクションが必要とされる、もう１つは、光モジュールがＯＮＵ及びＯＬＴについて独立して動作できないという、２つの課題が存在しており、すなわち、ＴＷＤＭ‐ＰＯＮで用いられる光モジュールは、別のＷＤＭシナリオにおいて用いられることができない、例えば、イーサネット（登録商標）スイッチ光ポートの光モジュールとして用いられることができない。

第１態様の第７の可能な実装方式に関して、第１態様の第８の可能な実装方式では、波長アイドルメッセージのメッセージフレームのフレームヘッダフィールド内のデータを表すランダム符号の長さＭが、データフィールド内のデータコンテンツを表すランダム符号Ｎの長さと同一であるとき、フレームヘッダを表すために複数のビットが用いられ、ＭがＮと同一でないとき、フレームヘッダを表すために１ビットが用いられる。

段階７０１の前に、ＯＬＴ側光モジュール５１２は、構成情報に従って、調節可能な送信コンポーネント６３０の被送信波長及び／又は調節可能な受信コンポーネント６１０の受信波長を設定する必要がある。構成情報は、ＯＬＴデバイスとＯＬＴ側光モジュールとの間のインタフェースを用いることで、ＯＬＴデバイスによりＯＬＴ側光モジュール５１２に送られる。構成情報は、ＯＬＴ光モジュール５１２内の１又は複数のレジスタ、又は、１又は複数のレジスタ内の１又は複数の構成ビットであってよい。

オートネゴシエーション処理プロセスにおいて送信及び／又は受信されたメッセージは、ネゴシエーション又はインタラクションメッセージと称される。任意選択で、インタラクションメッセージの符号化モードは、周波数シフトキーイング（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ、ＦＳＫ）形式を用いてよい。すなわち、特定の期間において、第１周波数ｆ０が信号「０」を表すために用いられ、第２周波数ｆ１が信号「１」を表すために用いられる。例えば、１ＭＨｚが「０」を表すために用いられ、１．５ＭＨｚが「１」を表すために用いられ、各「０」及び「１」は、１ｍｓの持続時間にわたって継続する（制御チャネルのデータ伝送レートは１Ｋｂｐｓである）。インタラクションメッセージ及びデータ信号は、周波数領域に重畳され、次に、伝送される、又は、インタラクションメッセージは、インタラクションメッセージを用いることによりデータ信号に対して振幅変調が実行された後に伝送される、又は、インタラクションメッセージは、直接伝送される。

波長申請を示すメッセージは、光モジュール５２２のＳＮ番号を報告するようなＳＮ‐Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージであってよい、又は、光モジュールを一意に識別できる任意の識別子情報若しくは符号情報であってよい。

Claims (33)

1. ａ：ダウンストリーム被受信波長を選択する段階と、
   ｂ：前記ダウンストリーム被受信波長においてダウンストリームメッセージをリスニングし、ピア光モジュールからの波長アイドルメッセージが受信された場合、ｃを実行し、特定又は固定の時間内に波長アイドルメッセージが受信されない場合、ａに戻る段階であって、前記波長アイドルメッセージは、前記ダウンストリーム被受信波長が占有されていない、又は、割り当てられていないことを識別するために用いられる、段階と、
   ｃ：前記ダウンストリーム被受信波長に対応するアップストリーム波長において波長申請メッセージを送信し、波長許可メッセージがダウンストリーム方向において受信された場合、ｄに進み、そうでない場合、ａ又はｂに戻る段階であって、前記波長申請メッセージは、前記光モジュールが前記ピア光モジュールに前記波長を割り当てることを要求することを識別するために用いられ、前記波長許可メッセージは、前記ピア光モジュールが前記波長を前記光モジュールに割り当てることを識別するために用いられる、段階と、
   ｄ：前記光モジュールにより、光ポートオートネゴシエーション成功フラグビットを設定する段階と
   を備える光ポートオートネゴシエーション方法。
2. アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の対応関係を表の形式で前記光モジュールに格納する段階を更に備え、前記対応関係は、事前に合意されている、又は、光ネットワークユニットＯＮＵデバイスとＯＮＵ側の前記光モジュールとの間のインタフェースを用いることで前記ＯＮＵデバイスにより動的に構成される、又は、制御メッセージを用いることにより前記ＯＮＵ側の前記光モジュールのプロセッサに送られる、請求項１に記載の方法。
3. アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の前記対応関係が事前に合意されている、又は、動的に構成されている場合、前記光モジュールは、前記波長申請メッセージが送信される前の任意の時点で、前記光モジュールの送信コンポーネントの動作波長又は被送信波長を設定する、請求項２に記載の方法。
4. アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の前記対応関係が制御メッセージを用いることにより送られる場合、前記光モジュールの送信コンポーネントの動作波長又はアップストリーム波長は、前記ピア光モジュールからの前記波長アイドルメッセージが受信された後、かつ、前記波長申請メッセージが送信される前に設定される、請求項２に記載の方法。
5. 前記波長アイドルメッセージ及び前記波長許可メッセージは、ブロードキャスト又はマルチキャストメッセージである、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
6. 前記波長申請メッセージのメッセージフレームはローカル被送信波長フィールドを有し、前記ローカル被送信波長フィールドは、絶対値、相対値、又はチャネル番号を用いることにより波長情報を示す、請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
7. 前記波長アイドルメッセージのメッセージフレームは、許容レーザスペクトル幅フィールド、チャネル間隔フィールド、又はシステムタイプフィールドを有する、請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
8. 前記波長アイドルメッセージの前記メッセージフレームは、ランダム符号を用いることにより符号化される、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
9. 前記波長アイドルメッセージの前記メッセージフレームのフレームヘッダフィールド内のデータを表すランダム符号の長さＭが、データフィールド内のデータコンテンツを示すランダム符号Ｎの長さと同一であるとき、フレームヘッダを表すために複数のビットが用いられ、ＭがＮと同一でないとき、前記フレームヘッダを表すために１ビットが用いられる、請求項８に記載の方法。
10. 前記波長アイドルインジケーションメッセージが、ランダム符号を用いることにより符号化されるとき、異なる長さのランダムシーケンスが、０及び１をそれぞれ表すために用いられる、請求項８に記載の方法。
11. 前記波長アイドルメッセージの前記メッセージフレームは、矩形波周波数信号又は正弦波周波数信号を用いることにより符号化される、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
12. ローカル光モジュールにより、波長アイドルメッセージをピア光モジュールに定期的に送信し、アップストリーム方向でリスニングする段階であって、前記波長アイドルメッセージは、第１波長がアイドル波長であること、又は、第１波長が占有されていない若しくは割り当てられていないことを識別するために用いられる、段階と、
    前記第１波長の割り当てを要求するために、前記ピア光モジュールにより送信されたメッセージが受信されたとき、前記波長アイドル情報を送信することを一時中断する段階と、
    波長申請成功メッセージを前記ピア光モジュールに送信する段階と、
    前記ピア光モジュールにより送信された応答メッセージが受信されたとき、内部状態を設定する段階と
    を備え、
    設定する前記段階は、波長ネゴシエーションの完了を識別するために用いられる、光ポートオートネゴシエーション方法。
13. 前記内部状態が設定される前に、波長確認応答メッセージを前記ピア光モジュールに送信する段階を更に備える、請求項１２に記載の方法。
14. 前記ローカル光モジュールの送信コンポーネント及び受信コンポーネントが、調節可能な波長を有する又は波長を調節することができるコンポーネントであるとき、前記光モジュールにより、構成情報に従って前記送信コンポーネント及び前記受信コンポーネントの動作波長を設定する段階を更に備える、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 前記波長アイドルメッセージ及び前記波長申請成功メッセージは、周波数シフトキーイングＦＳＫを使って符号化される、請求項１２に記載の方法。
16. 前記波長アイドルメッセージ及び前記波長申請成功メッセージは、スペクトラム拡散方式で符号化され、前記スペクトラム拡散方式は、スペクトラム拡散がランダム符号を用いることにより元の信号０及び１に対して実行されることを識別するために用いられ、次に、前記信号がデータ信号と重畳されて伝送される、請求項１５に記載の方法。
17. 送信コンポーネントと、処理コンポーネントと、受信コンポーネントとを備え、
    前記受信コンポーネントは、ダウンストリーム被受信波長を選択するように構成され、
    前記処理コンポーネントは、前記選択されたダウンストリーム被受信波長においてダウンストリームメッセージをリスニングし、ピア光モジュールからの波長アイドルメッセージが受信された場合、前記送信コンポーネントを用いることによりアップストリーム波長で波長申請メッセージを送信するように構成され、
    前記処理コンポーネントは、前記受信コンポーネントがダウンストリーム方向において波長許可メッセージを受信したとき、光モジュールの光ポートネゴシエーション成功フラグビットを設定するように更に構成される、光モジュール。
18. 前記光モジュールは、ストレージコンポーネントを更に備え、前記ストレージコンポーネントは、アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の対応関係を格納するように構成される、請求項１７に記載の光モジュール。
19. アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の前記対応関係が事前に合意されている、又は、動的に構成されている場合、前記光モジュールは、前記波長申請メッセージを送信する前の任意の時点で、前記光モジュールの送信コンポーネントの動作波長又は被送信波長を設定する、請求項１７に記載の光モジュール。
20. アップストリーム波長とダウンストリーム波長との間の前記対応関係が制御メッセージを用いることにより送られる場合、前記光モジュールの送信コンポーネントの動作波長又はアップストリーム波長は、前記ピア光モジュールからの前記波長アイドルメッセージが受信された後、かつ、前記波長申請メッセージが送信される前に設定される、請求項１７に記載の光モジュール。
21. 前記波長申請メッセージのメッセージフレームはローカル被送信波長フィールドを有し、前記ローカル被送信波長フィールドは、絶対値、相対値、又はチャネル番号を用いることにより波長情報を示す、請求項１７から２０の何れか一項に記載の光モジュール。
22. 前記波長アイドルメッセージのメッセージフレームは、許容レーザスペクトル幅フィールド、チャネル間隔フィールド、又はシステムタイプフィールドを有する、請求項１７から２１の何れか一項に記載の光モジュール。
23. 前記波長アイドルメッセージの前記メッセージフレームは、ランダム符号を用いることにより符号化される、請求項１７から２２の何れか一項に記載の光モジュール。
24. 前記波長アイドルメッセージの前記メッセージフレームのフレームヘッダフィールド内のデータを表すランダム符号の長さＭが、データフィールド内のデータコンテンツを表すランダム符号Ｎの長さと同一であるとき、前記フレームヘッダを表すために複数のビットが用いられ、ＭがＮと同一でないとき、前記フレームヘッダを表すために１ビットが用いられる、請求項２３に記載の光モジュール。
25. ランダム符号が前記波長アイドルインジケーションメッセージを符号化するために用いられるとき、異なる長さのランダムシーケンスが、０及び１をそれぞれ表すために用いられる、請求項２３に記載の光モジュール。
26. 前記波長アイドルメッセージの前記メッセージフレームは、矩形波周波数信号又は正弦波周波数信号を用いることにより符号化される、請求項１７から２２の何れか一項に記載の光モジュール。
27. 送信コンポーネント、受信コンポーネント、及び処理コンポーネントを備え、
    前記送信コンポーネントは、波長アイドルメッセージをピア光モジュールに定期的に送信し、前記受信コンポーネント（６１０）は、アップストリーム方向でリスニングし、前記波長アイドルメッセージは、第１波長がアイドル波長であること、又は、第１波長が占有されていない若しくは割り当てられていないことを識別するために用いられ、
    前記受信コンポーネントは、前記第１波長の割り当てを要求するために、前記ピア光モジュールにより送信されたメッセージを受信したとき、前記波長アイドル情報を送信することを一時中断し、
    前記送信コンポーネントは、波長申請成功メッセージを前記ピア光モジュールに送信するように更に構成され、
    前記処理コンポーネントは、前記ピア光モジュールにより送信された応答メッセージを前記受信コンポーネントが受信したとき、内部状態を設定するように構成され、前記設定することは、波長ネゴシエーションの完了を識別するために用いられる、光モジュール。
28. 前記送信コンポーネントは、前記内部状態を設定することが設定される前に、波長確認応答メッセージを前記ピア光モジュールに送信するように更に構成される、請求項２７に記載の光モジュール。
29. 前記ローカル光モジュールの前記送信コンポーネント及び前記受信コンポーネントが、調節可能な波長を有する又は波長を調節することができるコンポーネントであるとき、前記光モジュールは、構成情報に従って前記送信コンポーネント及び前記受信コンポーネントの動作波長を設定する、請求項２７又は２８に記載の光モジュール。
30. 前記波長アイドルメッセージ及び前記波長申請成功メッセージは、周波数シフトキーイングＦＳＫを使って符号化される、請求項２７に記載の光モジュール。
31. 前記波長アイドルメッセージ及び前記波長申請成功メッセージは、スペクトラム拡散方式で符号化され、前記スペクトラム拡散方式は、スペクトラム拡散がランダム符号を用いることにより元の信号０及び１に対して実行されることを識別するために用いられ、次に、前記信号がデータ信号と重畳されて伝送される、請求項２７に記載の光モジュール。
32. 中央局終端デバイスは、請求項２７から３１の何れか一項に記載の光モジュールを備える、中央局終端デバイス。
33. 終端デバイスは、請求項１７から２６の何れか一項に記載の光モジュールを備える、終端デバイス。