CN104137490A - 通信***、母站装置、子站装置、控制装置以及通信控制方法 - Google Patents

通信***、母站装置、子站装置、控制装置以及通信控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明所涉及的通信***中，母站装置(10)与多个子站装置(20)经由光传输路(30)相连接，使用多个波长进行下行方向和上行方向中的至少一方的通信，母站装置(10)具备：控制部(11)，对子站装置(20)分配在通信中使用的波长，生成将所分配的波长通知给子站装置(20)的控制信号；光发送器(14)，将由控制部(11)生成的控制信号发送到子站装置(20)，子站装置(20)具备使用基于从母站装置(10)接收到的控制信号的波长进行与母站装置(10)的通信的光接收器(23)和光发送器(24)。

Description

通信***、母站装置、子站装置、控制装置以及通信控制方法
技术领域
本发明涉及一种母站装置与多个子站装置经由共同线路连接的通信***以及能够应用于该通信***的通信控制方法、母站装置、子站装置、控制装置，涉及一种例如由OLT(Optical Line Terminal：站侧终端装置)和多个ONU(Optical Network Unit：利用者侧终端装置)构成的PON(Passive Optical Network：无源光网络)***等。
背景技术
目前为止，在将站侧(母站装置)与用户宅侧(子站装置)连接的接入网中，基于其高速性和经济性急速普及以PON***为首的光通信***。用户所使用的数据量有逐年增加的趋势，在PON***中也使传输速度高速化为150M/bps、600M/bps、1G/bps、10G/bps。今后，需要进一步的大容量化的可能性高，但是如果想要使传输速度高速化，则存在如下问题：光发送接收器等设备的技术赶不上，花费成本。
为了解决该问题，提出了针对在数据的传输中使用的光信号将多个波长多路复用的方法，根据该方法，即使不针对每个波长进行高速化，通过进行多路复用也能够实现大容量化(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2006-157847号公报
发明内容
发明要解决的问题
在以往的进行波长多路复用的光通信***中，作为子站装置的ONU只能使用多个波长中的某一个波长，因此ONU的管理运用、筹备不便。因此，期望ONU的进行接收的波长或进行发送的波长可变，以一种ONU对哪个波长都能使用(无色ONU)。为了使作为母站装置的OLT与能够以多个波长可变地动作的ONU顺畅地进行通信，从运用上来看需要由可变波长的ONU从多个波长适当地选择使用波长。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于在母站装置与多个子站装置经由传输路相连接并使用多个波长进行下行方向和上行方向中的至少一方的通信的通信***中更适当地选择由可变波长的ONU使用的波长来顺畅地进行ONU与OLT间的通信。
用于解决问题的方案
本发明所涉及的通信***中，母站装置与多个子站装置经由光传输路相连接，使用多个波长进行下行方向和上行方向中的至少一方的通信，母站装置具备：控制部，对子站装置分配在通信中使用的波长，生成将所分配的波长通知给子站装置的控制信号；以及光发送器，将由控制部生成的控制信号发送到子站装置，子站装置具备光发送接收器，该光发送接收器使用基于从母站装置接收到的控制信号的波长进行与母站装置的通信。
另外，本发明所涉及的母站装置是一种能够应用于通信***的母站装置，在该通信***中，母站装置与多个子站装置经由光传输路相连接，使用多个波长进行上行方向和下行方向中的至少一方的通信，该母站装置具备：控制部，对子站装置分配在通信中使用的波长，生成将所分配的波长通知给该子站装置的控制信号；以及光发送器，将由控制部生成的控制信号发送到该子站装置。
另外，本发明所涉及的子站装置是一种能够应用于通信***的子站装置，在该通信***中，母站装置与多个子站装置经由光传输路相连接，使用多个波长进行下行方向和上行方向中的至少一方的通信，该子站装置具备：光发送接收器，从母站装置接收包含与由母站装置对本装置分配的波长有关的信息的控制信号，使用基于接收到的控制信号的波长进行与母站装置的通信。
另外，本发明所涉及的控制装置能够应用于通信***的母站装置，在该通信***中，母站装置与多个子站装置经由光传输路相连接，使用多个波长进行上行方向和下行方向中的至少一方的通信，该控制装置对子站装置分配在通信中使用的波长，生成将所分配的波长通知给该子站装置的控制信号。
另外，本发明所涉及的控制装置能够应用于通信***的子站装置，在该通信***中，母站装置与多个子站装置经由光传输路相连接，使用多个波长进行上行方向和下行方向中的至少一方的通信，该控制装置对子站装置的光发送接收器进行控制，使得能够使用如下波长：基于从母站装置接收到的、包含与由母站装置对该子站装置分配的波长有关的信息的控制信号的波长。
另外，本发明所涉及的控制方法能够应用于通信***，在该通信***中，母站装置与多个子站装置经由光传输路相连接，子站装置使用多个波长与母站装置进行发送和接收中的至少一方，该通信控制方法具备：通知步骤，母站装置对子站装置分配在通信中使用的波长，将所分配的波长通知给子站装置；以及数据发送接收步骤，基于在通知步骤中从母站装置通知的波长，子站装置进行与母站装置的数据的发送或接收。
发明的效果
根据本发明，在母站装置与可变波长的子站装置经由传输路相连接并使用多个波长进行下行方向和上行方向中的至少一方的通信的通信***中，更适当地选择由可变波长的ONU使用的波长，能够顺畅地进行ONU与OLT间的通信。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的通信***的结构的框图。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的通信***的动作的流程图。
图3是表示本发明的实施方式1所涉及的通信***中的能力信息通知的格式的一例的图。
图4是由本发明的实施方式1所涉及的通信***的OLT管理的ONU管理表的一例。
图5是表示本发明的实施方式1所涉及的通信***中的使用波长通知的格式的一例的图。
图6是表示本发明的实施方式1所涉及的通信***的动作的时序图。
图7是表示本发明的实施方式2所涉及的通信***的动作的时序图。
图8是表示本发明的实施方式3所涉及的通信***的动作的时序图。
(附图标记说明)
10：站侧终端装置(OLT)；11：PON控制部；12：WDM耦合器(WDM)；13：WDM耦合器(WDM)；14：光发送器(Tx)；15：光接收器(Rx)；20：加入者侧终端装置(ONU)；21：PON控制部；22：WDM耦合器(WDM)；23：光接收器(Rx)；24：光发送器(Tx)。
具体实施方式
实施方式1.
关于应用了本发明的通信***，以PON***为例进行说明。此外，本发明只要不脱离其宗旨，则还能够应用于PON***以外的光通信***。图1中示出本实施方式所涉及的PON***的结构例。在图1中，本实施方式1所涉及的PON***具备作为母站装置的站侧终端装置(Optical Line Terminal，以下适当简记为“OLT”)10和作为子站装置的加入者侧终端装置(Optical Network Unit，适当简记为“ONU”)20-1～n(n＝2，3，···)。此外，在此仅示出3台ONU，省略其它ONU，能够应用本发明的ONU的台数是几台都可以。另外，在图和以下说明中，对于在通信***内存在多个的同种装置等，在数字之后附加“-”和数字来进行区分(例如ONU20-1)。另外，在图和以下说明中，在统称该装置等的情况下，或者在不区分的情况下，使用如ONU20那样无“-”的标记进行说明(例如ONU20)。
OLT10和多个ONU20共享加入者线30的一部分，通过功率分配器(power splitter)40使加入者线30与ONU20-1～n的数量相应地分支。ONU20上连接有终端(在图1中省略)，OLT10与上位网络(在图1中省略)连接。加入者线30是光传输路，在此设使用光纤。另外，加入者线30和功率分配器40能够将多个波长的光信号进行传输以及分配/合成，在此，设能够应对波长λ11～λ14和波长λ21～λ24的光信号。另外，将从OLT10向ONU20的方向设为下行方向，将其通信设为下行方向的通信。同样地，将从ONU20向OLT10的方向设为上行方向，将其通信设为上行方向的通信。
OLT10具备基于PON协议实施OLT侧的处理的PON控制部11以及进行不同波长的光信号的多路复用的WDM(Wavelength DivisionMultiplexing：波分复用)耦合器(WDM)12、13-1、13-2。另外，虽然在图1中省略，但是具备作为用于保存从ONU20接收的上行数据的缓冲器的接收缓冲器、作为用于保存向ONU20发送的下行数据的缓冲器的发送缓冲器以及在与上位网络之间实现NNI(Network NodeInterface：网络节点接口)的物理接口功能的物理层处理部(PHY)。
OLT10的PON控制部11进行上行数据的频带分配，使得以发送时间段和使用波长不重叠的方式对ONU20分别提供发送许可，防止来自各ONU20的发送数据的冲突。另外，PON控制部11保持有与ONU20的波长切换的能力等有关的管理表。OLT10参照该管理表，还能够决定切换ONU20的波长时的切换后的波长(再分配(reallocate)目标波长)。
另外，OLT10具备进行光信号的发送处理的光发送器(Tx)14-1～4，分别能够进行波长λ11～λ14的光信号的发送处理。从光发送器(Tx)14-1～4发送的光信号通过WDM(Wavelength DivisionMultiplexing)耦合器(WDM)13-1被进行波长多路复用，在WDM12中上行数据和下行数据被进行波长多路复用。
另一方面，具备进行光信号的接收处理的光接收器(Rx)15-1～4，分别能够进行波长λ21～λ24的光信号的接收处理。将从ONU20接收并通过WDM12被分离的光信号通过WDM13-2分离为波长λ21～λ24的光信号，并分别由光接收器(Rx)15-1～4进行接收处理。
ONU20具备基于PON协议实施ONU侧的处理的PON控制部21以及在ONU侧进行上行信号和下行信号的多路复用的WDM22，另外，虽然在图1中省略，但是具备作为用于保存向OLT10的发送数据(上行数据)的缓冲器的发送缓冲器(上行缓冲器)、作为用于保存来自OLT10的接收数据(下行数据)的缓冲器的接收缓冲器(下行缓冲器)以及在与连接于ONU20的终端之间分别实现UNI(User Network Interface：用户网络接口)的物理接口功能的物理层处理部(PHY)。
ONU20具备进行光信号的发送处理的光发送接收器，由光接收器(Rx)23和光发送器(Tx)24构成。光接收器(Rx)23能够进行波长λ11～λ14的光信号的接收处理。另外，光发送器(Tx)24能够进行波长λ21～λ24的光信号的发送处理。在WDM22中上行数据和下行数据被进行波长多路复用。在此，设ONU20的光接收器(Rx)23是波长可变的光接收器，通过进行滤波器等的切换来能够接收波长λ11～λ14中的某一个波长的光信号。同样地，设光发送器(Tx)24是波长可变的光发送器，通过进行滤波器等的切换来能够发送波长λ21～λ24中的某一个波长的光信号。
如上所述，在本实施方式所示的PON***中，在下行方向(从OLT向ONU的方向)上能够使用λ11～λ14的波长来进行通信，在上行方向(从ONU向OLT的方向)上能够使用λ21～λ24的波长来进行通信，ONU20在这些波长中在上行方向和下行方向上分别选择性地使用这些波长的信号来进行通信。另外，OLT10对ONU20通知要使用的波长和通信频带，通过针对每个波长进行时分复用来不使来自各ONU20的光信号冲突地进行通信。此外，使用于发送或接收的波长数显然不限于此。
接着，说明本实施方式的整体动作。图2中示出与本发明的实施方式1所涉及的通信***的动作有关的流程图。在以下说明中，以如下情况为例进行说明：能够发送接收在PON***中能够使用的所有波长(下行方向：λ11～λ14，上行方向：λ21～λ24)的ONU20的电源被接通，连接于该ONU20的终端经由OLT进行与上位网络的通信，之后切换该ONU20的使用波长(进行发送接收的波长)。
OLT1为了进行新连接(电源接通)的ONU20的登记而进行发现(discovery)处理(步骤S101)。在发现处理中，在登记了新连接的ONU的情况下，对该ONU20请求通知能力信息以收集与波长切换有关的能力信息(步骤S102)。接收到该请求的ONU20对OLT10通知与本装置能够使用的波长、切换时间等有关的能力信息，在OLT10中接收它，掌握新登记的ONU的能力信息(步骤S103)。基于该被通知的能力信息，对ONU分配要使用的波长，向ONU20通知该分配的波长(步骤S104)。
被通知了使用波长的ONU20使用基于该通知的波长实施与OLT10的通信(步骤S105)。在OLT10与ONU20之间执行通信的过程中，在判断为满足预先决定的条件而变更特定的ONU20的使用波长的情况下(步骤S106)，在OLT10侧选择进行使用波长的变更的ONU的使用波长(步骤S107)，向ONU20通知变更(再分配)后的波长(步骤S108)。被通知了波长变更的ONU20实施自身的波长切换动作，向从OLT10通知的波长进行切换(步骤S109)，使用切换后的波长进行与OLT10的通信(步骤S110)。另外，在判断为结束通信的情况下，结束通信，在继续进行通信的情况下，转移到步骤S105(步骤S111)。下面，说明各处理的详情。
首先，说明发现处理(步骤S101)。在发现处理中，OLT10对新连接到PON***的ONU20进行登记处理，对各ONU20赋予ID。OLT20使用预先决定的基底波长(在此，设为λ11)实施发现处理。即，OLT20的PON控制部11生成发现用控制信号，并输出到能够发送波长λ11的光信号的光发送器(Tx1)14-1。接收到发现用控制信号的光发送器(Tx1)14-1定期地对ONU20发送发现用控制信号。
ONU20被设定为在电源接通时能够接收该基底波长的光信号，在接收到来自OLT10的发现用控制信号的情况下，将包含自身的个体编号等的登记请求信号在通过发现用控制信号通知的分配时间发送到OLT10。关于光发送器(Rx)24，也被设定为在电源接通时能够发送预先决定的基底波长(在此，设为λ21)的光信号，使用波长λ21对OLT10发送登记请求信号。通过这样预先确定在发现处理中使用的波长，即使是ONU20选择性地接收多个波长的结构，也能够实施发现处理。此外，基底波长无需设为发现处理专用的波长，也可以使用进行数据通信的波长的一部分频带。
在此，设为在发现处理中使用预先决定的基底波长的结构，但是不限于此。例如也可以是如下结构：OLT10使用PON***中使用的所有下行方向用波长(λ11～λ14)发送发现用控制信号，由此ONU20接收某一个波长的发现用控制信号，基于由接收到的发现用控制信号指定的波长和发送时间段对OLT10发送登记请求信号。
从ONU20接收到登记请求信号的OLT10对ONU20赋予LLID(Logical Link ID：逻辑链路标识符)，将ONU20登记到本装置。另外，对完成了登记的ONU20发送登记完成通知，结束发现处理。另外，在发现处理中，使用上述控制信号进行往返时间(Round TripTime，以下适当简记为“RTT”)的测量，并与LLID对应地进行管理。
说明用于收集ONU20的能力信息的能力信息的通知动作(步骤S102、S103)。OLT10对完成了登记处理的ONU20使用基底波长λ11的光信号请求能力信息的通知(能力信息请求信号)。接收到能力信息请求信号的ONU20对OLT10发送与本装置能够使用的波长和向其它波长切换时的切换时间有关的信息(能力信息)。图3中示出能力信息通知的格式的一例。在图3所示的例子中，能够通知如下信息：对本装置赋予的ID；本装置所具有的光发送接收器能够接收波长λ11～λ14的光，能够发送波长λ21～λ24的光信号；以及在从特定的波长向其它波长切换的情况下需要切换时间t1等的与ONU20的波长切换有关的信息。
关于实施该能力信息通知的波长，使用了与上述发现处理相同的波长(基底波长)来进行，但是也可以使用其它波长进行。在使用其它波长的情况下，可以在上述发现处理中或者使用进行了发现处理的波长向ONU20通知在能力信息通知中要使用的波长，而且也可以与发现处理同样地预先确定要使用的波长(例如λ12)。此外，在此示出了在发现结束后实施能力信息通知的情况，但是也可以在上述发现处理中进行能力信息通知。
另外，从ONU20接收到能力信息的通知的OLT10进行由本装置管理的ONU管理表的更新。图4中示出ONU管理表的一例。在图4中，ONU管理表将与针对每个ONU赋予的ID、可动作波长(Rx，Tx)以及实际动作中的波长、切换时间有关的信息相对应地进行管理。在从ONU20接收到能力信息的情况下，基于接收到的能力信息进行ONU管理表的更新。在图4所示的例子中，可知ID＝1的ONU能够使用下行波长：λ11～λ14、上行波长：λ21～λ24，切换时间为t1。同样地，可知在ID＝2的ONU中，只能使用下行波长：λ11、上行波长：λ21，切换时间为t2。针对登记到OLT10的每个ONU20管理这种信息。
接着，说明从OLT1对结束了发现处理等的ONU20通知在PON***内使用的波长(初始波长)的动作(步骤S104)。此外，在通过合同等预先确定了初始波长的情况下，还能够省略该动作。
从OLT10对结束了发现处理等的ONU20通知初始波长。图5中示出初始使用波长通知的格式的一例。在图5所示的例子中，对ID＝1的ONU20通知成将使用波长(动作波长)设为下行方向：λ12、上行方向：λ22。在此，关于初始波长，只要能够由接收该通知的ONU20使用，则哪个波长都可以，在此设使用以下(A1)～(A3)中的某一个方法或将这些方法组合使用来由OLT10决定ONU20的初始波长并进行通知。
(A1)通过合同等预先确定的波长
预先通过与用户的合同等来确定了初始波长，并将与该波长有关的信息与该ONU20相关联地保持在OLT10中，在ONU20变得能够通信的情况下将对应的初始波长通知给ONU20。通过预先确定使用波长，能够尽早开始通信。另外，也能够设为如下结构：在ONU20侧，也在发现处理等结束的情况下，自动地设为能够使用该波长的状态，由此不通知要使用的波长。
(A2)基于波长的优先等级决定
决定好波长使用优先等级和每个波长的最大收容ONU数，基于该优先等级决定ONU20的初始波长。例如设为在下行方向上波长λ11(基底波长)的优先等级最高，将优先等级依次设定为λ12、λ13、λ14。在下行方向上也同样地设为从λ21(基底波长)起优先等级依次变低。关于发现处理等完成而新登记的ONU20，首先将下行基底波长λ11/上行基底波长λ21设为初始波长。每当ONU20被新登记时都实施同样的动作，如果使用下行基底波长λ11/上行基底波长λ21的ONU20的数量达到最大收容ONU数，则新登记的ONU20被设定为下一优先等级的下行波长λ12/上行波长λ22。通过这样决定ONU20的初始波长，在进行通信的ONU20少的情况下，也可以不使用一部分波长，通过使与不使用的波长相关联的光发送接收器停止，能够实现省电化。
(A3)使用率低的波长
OLT10监视与ONU20的通信流量，计算好每个波长的使用率。在发现处理等完成而新登记了ONU20的情况下，将使用率低的波长决定为该ONU20的初始波长。通过优先使用使用率低的波长，能够对各用户更高效地分配频带。
此外，通知的使用波长也可以不是一个。即，也可以设为通知ONU2能够使用的多个波长并在ONU20侧选择要使用的波长的结构。
从OLT10被通知初始波长的ONU20使用该被通知的波长进行与OLT10的通信。在此，将下行基底波长λ11/上行基底波长λ21作为使用波长进行说明。PON控制部11将经由PHY从上位网络接收到的下行数据(下行通信数据)保存到OLT10侧的发送缓冲器。在从OLT10发送数据时，PON控制部12读出发送缓冲器中保存的下行数据并输出到能够发送波长λ11的光信号的光发送器(Tx)14-1，光发送器(Tx)14-1将发送数据作为光信号输出，WDM13-1和WDM12进行波长多路复用，并经由加入者线30向ONU20作为下行信号输出。
另外，在PON控制部11发送用于发送发送许可的指示的发送频带分配等控制信号的情况下，将PON控制部11所生成的控制信号输出到光发送器(Tx)14-1，以下，与发送下行数据的情况同样地向ONU20发送。
在ONU20中，当从OLT10接收到下行信号时，WDM22将下行信号分离后输出到光接收器(Rx)23。光接收器(Rx)23被设定为能够接收波长λ11的光信号，光接收器(Rx)23将下行信号变换为电信号后输出到PON控制部21。PON控制部21将从光接收器(Rx)23输出的下行数据保存到接收缓冲器。PON控制部21读出接收缓冲器中保存的下行数据并根据该数据的发送目的地输出到PHY。接收到下行数据的PHY对下行数据实施规定的处理，发送到与本装置连接的终端。
另一方面，在从ONU20发送上行数据的情况下，PON控制部21将从与ONU20连接的终端经由PHY获取到的上行数据保存到ONU20侧的发送缓冲器。然后，基于从OLT10提供的发送频带读出发送缓冲器中保存的上行数据并输出到光发送器24。光发送器(Tx)24被切换成能够发送从OLT10通知的使用波长λ21的光信号，光发送器(Tx)24将上行数据变换为光信号(上行信号)后经由WDM22、加入者线30发送到OLT10。
OLT1的PON控制部11将从ONU20经由加入者线30、WDM12，13-2、光接收器(Rx1)15-1接收到的上行数据保存到接收缓冲器。另外，PON控制部11读出接收缓冲器中保存的上行数据，并经由PHY输出到上位网络。
接着，说明ONU20的使用波长的变更动作(步骤S106)。在满足预先决定的固定条件的情况下，OLT10针对特定的ONU20决定使用波长的变更，对进行变更的ONU20分配新的波长。进行ONU20的波长切换的条件是使用任何条件都可以，在此设使用以下的(B1)、(B2)中的某一个或将它们组合使用。
(B1)通信量监视
OLT10监视PON***中的每个波长的通信流量，在通信流量为规定的数值以上的情况下，关于使用该波长的特定的ONU20决定所使用的波长的变更。另外，作为波长变更的条件，也可以使用频带使用率。
(B2)每个波长的ONU收容数监视
OLT10监视使用各波长的ONU20的数量，在特定的波长所收容的ONU20的数量为规定数(最大收容ONU数)以上的情况下，关于使用该波长的特定的ONU20(例如新追加的ONU)决定所使用的波长的变更。
在通过上述的波长切换触发来决定了波长切换的情况下，生成对使用决定了波长切换的波长的特定的ONU通知波长切换的实施的控制信号(Holdover消息)，向该ONU20发送Holdover消息。在此，关于变更哪个ONU20所使用的波长，依据运用者侧的选择，但是例如也可以确定如下等规则：对于通过合同来不允许瞬断的用户不进行波长变更，另外，监控每个ONU20的通信流量，基于到此为止的通信实际结果决定针对通信流量多的ONU20进行波长变更。
在实施波长的切换的情况下，OLT10基于从ONU20通知的能力信息决定切换目标波长。即，OLT10管理各ONU20能够动作的波长，指示(也可以是请求)向进行切换的ONU20能够动作的波长进行切换。
在此，只要是能够由进行切换的ONU20使用的波长，则切换为哪个波长都可以，在此，例如与上述的初始波长的决定方法同样地，通过以下的(C1)～(C3)中的某一个或将它们组合的方法来决定再分配目标波长。
(C1)通过合同等预先确定的波长
通过与用户的合同等预先确定变更的波长。
(C2)基于波长的优先等级决定
决定好波长使用优先等级和每个波长的最大收容ONU数，基于该优先等级决定ONU20的初始波长。
(C3)使用率低的波长
OLT10监视与ONU20的通信流量，计算每个波长的使用率。在变更ONU20的使用波长的情况下，将使用率低的波长决定为该ONU20的初始波长。
另外，在PON***内使用的多个波长中接近的波长的间隔小(波长差小)的情况下，也可以不是切换为接近的波长，而切换为除此以外的波长。例如，如果设为波长按从波长λ11至λ14的顺序变短且相邻的波长的间隔小，则针对使用波长λ11的ONU20切换为λ13或λ14，而不是切换为接近的λ12。在波长的接近的波长的间隔(波长的差)小的情况下，由于无法忽视因温度变化等引起的输出波长的变化而需要进行温度补偿等，而在使用频带中有余裕的情况下，通过使用分离的波长，得到可以不进行温度补偿等这样的效果。
从OLT10接收到波长变更指示(或请求)的ONU20使本装置的光发送器或光接收器的一方或两方从到此为止使用的波长切换为其它波长。由ONU20的光接收器(Rx)23接收到的波长变更通知被变换为电信号后输出到PON控制部21。接收到波长变更通知的PON控制部21提取波长变更通知所包含的本装置的使用波长，控制光发送接收器使得该使用波长能够动作。即，接收到波长变更通知的PON控制部21生成用于切换为使用波长的控制信号，并输出到光发送接收器。接收到该用于进行切换的控制信号的光发送接收器切换光接收器23和光发送器24的可变滤波器等，使得光接收器能够接收切换后的波长的光信号，光发送器24能够发送切换后的波长的光信号。在此，ONU20在维持LLID、认证状态的状态下进行发送接收波长的变更。
在该情况下，在进行波长的切换的期间，成为通信停止状态(Holdover状态)，产生瞬断。在PON***中，在从各ONU20对OLT10在固定时间内信号不到达的情况下，会产生警报(LOB(Loss of Burst)警报)，但是对于与对ONU20进行了波长切换指示(或请求)的ONU20有关的警报进行屏蔽，即使ONU无应答，也不视为警报。即，发送了波长切换通知的OLT10使作为用于警报抑制的基准的计时器启动，关于计时器到时之前的警报不视为警报，不进行在警报产生时进行的链路切断等处理。另外，在设为接收到波长变更通知的ONU20在发送应答通知之后开始切换动作的结构的情况下，OLT10在接收到来自ONU20的针对波长变更通知的应答通知之后使计时器启动。在此，计时器是考虑从ONU20通知的切换时间、RTT等来设定的。由此，能够防止起因于ONU20的切换时间的故障的错误检测。
OLT10参照接收来自ONU20的能力信息的通知并更新后的ONU管理表，根据实施切换的ONU20的切换时间估计切换完成的时间(Holdover结束时间)。当达到所估计的Holdover结束时间时，对正在执行切换动作的ONU20发送切换完成通知，使切换动作完成。以后，ONU20使用再分配后的波长进行通信。
ONU20即使使用波长发生变化，也将在发现处理中分配的ID按原样使用。OLT10将ONU20的ID作为关键词，将上位层的连接与ONU20相对应。另外，OLT10通过使与不使用的波长相关联的光发送接收器停止，能够实现省电化。例如在仅使用下行波长：λ11和λ12、上行波长：λ21和λ22来进行与ONU20的通信的情况下，通过使针对与下行波长：λ13和λ14的波长相关联的发送器(Tx3，Tx4)14-3、4以及与上行波长：λ23和λ24相关联的接收器(Rx3，Rx4)15-3、4的电源供给停止，能够实现低耗电化。
在新进行了波长的切换的情况下，有时OLT10不持有再分配波长目标的RTT信息。即在最初使用再分配目标波长的情况下，设置用于重新测定距离的窗口。第一次以后保持往返时间，在再分配后考虑该RTT来分配频带。此外，在切换后的波长与切换前的波长的差小的情况下，也可以暂且使用切换前的波长的RTT进行频带分配来进行通信，测量该通信中的信号的延迟时间等来求出RTT。
此外，本实施方式所涉及的通信***示出了能够使用在PON***内使用的所有波长的ONU和只能使用一部分或单个波长的ONU混合存在的情况，但是也可以是所有ONU能够使用在PON***内使用的所有波长。即，在通信***内只要存在在下行方向和上行方向的通信中的至少一方的通信中能够使用多个波长的至少一个ONU就能够应用本发明。这在后述的其它实施方式中也是同样的。
使用时序图说明上述的动作。图6中示出表示本实施方式所涉及的通信***的动作的时序图。在此，设为接通通过切换光发送接收器来能够发送接收下行波长λ11～λ14和上行波长λ21～λ24的光信号的ONU20-1的电源来进行与OLT10的通信，来进行说明。
在ONU20-1的电源被接通的情况下(P0)，在ONU20-1中被设定为能够接收基底波长λ11的光信号的状态，接收来自OLT10的发现用控制信号来进行发现处理(P10)。发现处理使用预先决定的波长(基底波长)，使用下行波长：λ11，上行波长λ21进行。在发现处理结束而登记了ONU20-1的情况下，OLT10对ONU20-1发送能力信息请求通知(P11)。接收到能力信息请求通知的ONU20-1将包含本装置能够使用的波长(在此，下行波长：λ11～λ14，上行波长：λ21～λ24)和切换时间(在此，t1)的能力信息发送到OLT10(P12)。
从ONU20-1接收到能力信息的OLT10更新本装置中保持的ONU管理表，登记如下信息：ONU20-1能够使用下行波长：λ11～λ14，
上行波长：λ21～λ24，切换时间为t1(P13)。OLT10决定ONU20-1要使用的波长，将决定的波长(在预先通过合同等确定的情况下是该波长)通知给ONU20-1(P14)。在此，将ONU20-1的使用波长设为下行波长：λ12，上行波长：λ22。此外，到此为止的OLT10与ONU20-1之间的信号的交换是使用基底波长(下行波长：λ11，上行波长：λ21)进行的。
接收到初始使用波长(下行波长：λ12，上行波长：λ22)的通知的ONU20-1进行波长的切换(P15)。此外，在初始使用波长通知中被通知了在发现处理等中使用的基底波长的情况下，不实施该切换动作。ONU20-1在完成了使用波长的切换的情况下，使用该波长的信号进行数据通信动作(P1-1，P16～P19)。
在一段时间内使用下行波长：λ12、上行波长：λ22实施通信之后，在这些波长逐渐拥挤而判断为频带不足的情况下，OLT10决定ONU20-1的使用波长的切换(P20)。关于波长的切换，基于本装置所保持的ONU管理表和各波长的使用率等决定ONU20-1要使用的波长。在决定了ONU20-1要使用的波长的情况下，将包含进行波长的变更的意思以及与变更的波长有关的信息的波长变更通知发送到ONU20-1(P21)。
接收到波长变更通知的ONU20-1实施波长的切换(P22)。OLT10推测切换完成时刻，如果达到该时间则将切换完成通知发送到ONU20(P23)。此外，在此，OLT10根据来自ONU20-1的能力信息通知而掌握ONU20-1的切换时间，因此能够容易地推测切换完成时刻。另外，ONU20在接收到来自OLT10的Holdover消息(Holdover结束)之后，向OLT10发送应答消息(P24)。由此，OLT10能够确认出ONU20完成了波长选择。
接收到切换完成通知的ONU20使用下行波长：λ13、上行波长：λ23执行与OLT10的通信(P1-2)。通过进行以上的动作，能够高效地进行波长的切换来进行OLT10与ONU20间的通信。
在实施方式1所涉及的通信***中，如上那样由母站装置决定子站装置要使用的波长，并对子站装置进行通知，由此子站装置能够根据状况进行波长的切换来实施与母站装置的通信。另外，通过母站装置从子站装置收集与波长切换有关的能力信息，即使在种类不同的子站装置存在于通信***内的情况下也能够高效地进行波长切换来进行通信。另外，通过使母站装置的与不使用的波长相关联的光发送接收器停止，能够实现省电化。
实施方式2.
在实施方式1中，OLT监视通信***中的通信状况等，决定变更ONU的波长，但是在实施方式2中示出将波长变更开始的触发设为依据来自ONU的波长变更要求的情况。实施方式2所涉及的通信***的结构与实施方式1所示的情况同样，如图1所示。
接着，说明动作。实施方式2所涉及的通信***的动作的流程图与图2所示的流程图同样，关于与实施方式1同样的动作省略说明，仅说明与实施方式1所示的情况不同的动作。
说明ONU20的使用波长的变更动作(步骤S106)。在实施方式1中，将OLT10中的判断作为波长变更的触发，但是在实施方式2中将ONU20中的判断作为波长变更的触发。在发现处理等结束而在OLT10与ONU20之间开始通信并满足预先决定的条件的情况下，在ONU20侧决定请求波长变更。
在此，预先决定的条件是指，例如ONU20通过监视从OLT10分配的频带(通信时间)以及本装置的发送缓冲器的余量等来决定是否进行所使用的波长的切换请求。在通过ONU20决定了请求波长的变更的情况下，在PON控制部21中生成用于请求本装置所使用的波长的变更的控制信号(波长变更请求通知)并输出到光发送器(Tx)23。接收到波长变更请求信号的光发送器(Tx)23在从OLT10分配的频带中使用当前正在使用的波长发送到OLT10。此外，也可以在波长变更请求信号中包含与自身的波长变更有关的能力信息。
在从ONU20接收到波长变更请求信号的OLT10中，基于其它波长的通信状况等决定是否变更发送了波长变更请求信号的ONU20的波长，而且在进行波长的变更的情况下决定再分配目标波长。
使用时序图说明上述的动作。图7中示出实施方式2所涉及的通信***的动作所涉及的时序图。被接通电源的ONU20与实施方式1所示的情况同样地执行发现处理，对OLT10通知与波长切换有关的能力信息。从OLT10被分配要使用的波长的ONU20使用该波长执行与OLT10的通信。
在一段时间内使用下行波长：λ12、上行波长：λ22实施通信之后(P1-1)，这些波长逐渐拥挤而ONU20判断为请求本装置的波长切换(P30)。在该情况下，ONU20生成波长变更请求信号并发送到OLT10(P31)。接收到波长变更请求的OLT10关于波长的切换，基于本装置所保持的ONU管理表和各波长的使用率等决定是否变更ONU20的波长，在变更波长的情况下决定要使用的波长(P32)。在决定了ONU20-1要使用的波长的情况下，将包含进行波长的变更的意思以及与变更的波长有关的信息的波长变更通知发送到ONU20-1(P33)
从OLT10接收到波长变更许可(或指示)的通知的ONU20使本装置的光发送器或光接收器的一方或两方从到此为止使用的波长切换为其它波长(P34)。在OLT10中，基于从ONU20被通知的切换时间，OLT10估计ONU20完成波长切换的时间，发送切换完成通知(Holdover结束消息)(P35)。以后，使用再分配后的波长进行OLT10与ONU20之间的通信(P1-2)。
在实施方式2所涉及的通信***中，采用如上所述的结构，因此与实施方式2同样地，子站装置能够根据状况进行波长的切换来实施与母站装置的通信。并且，能够从子站装置请求波长变更，由此还能够进行与子站装置的状况相应的波长切换。
实施方式3.
在上述实施方式中，设为母站装置推测子站装置的波长切换动作是否完成并通知切换完成的结构，但是在实施方式3所涉及的通信***中，示出从子站装置对母站装置进行Holdover状态结束通知的情况。与实施方式1、2同样地以PON***为例说明实施方式3所涉及的通信***。其结构与实施方式1的情况同样，如图1所示。
接着，说明动作。实施方式3所涉及的通信***的整体的动作与图2所示的情况同样。在此，关于与实施方式1同样的动作省略说明，仅说明动作不同的使用波长的切换动作(步骤S109)。
从OLT10接收到波长变更通知的ONU20将本装置的发送波长和接收波长中的至少一方的波长切换为被通知的波长。ONU20在完成了切换动作时，使用切换后的波长对OLT10发送Holdover状态结束通知。此时，OLT10定期地进行频带分配使得ONU20在切换动作完成后能够发送完成通知。接收到Holdover状态结束通知的OLT10向ONU20发送切换完成通知，结束切换完成动作。
关于上述的动作，使用时序图进行说明。图8中示出实施方式3的情况下的动作所涉及的时序图。图8中示出实施方式3所涉及的通信***的动作所涉及的时序图。被接通电源的ONU20与实施方式1所示的情况同样地执行发现处理，对OLT10通知与波长切换有关的能力信息。从OLT10被分配要使用的波长的ONU20使用该波长执行与OLT10的通信。
在一段时间内使用下行波长：λ12、上行波长：λ22实施通信之后(P1-1)，这些波长逐渐拥挤而OLT10判断为进行ONU20-1的波长切换(P32)。在该情况下，OLT10关于波长的切换，基于本装置所保持的ONU管理表和各波长的使用率等决定是否变更ONU20-1的波长，在变更波长的情况下决定要使用的波长(P32)。决定ONU20-1要使用的波长，将包含进行波长的变更的意思以及与变更的波长有关的信息的波长变更通知发送到ONU20-1(P33)
从OLT10接收到波长变更许可(或指示)的通知的ONU20使本装置的光发送器或光接收器的一方或两方从到此为止使用的波长切换为其它波长(P34)。在切换完成的情况下，从ONU20-1向OLT10发送用于通知切换动作完成而Holdover状态结束的Holdover结束通知(P40)。接收到Holdover结束通知的OLT10检测ONU20-1的切换动作结束，发送切换完成通知(Holdover结束消息)(P35)。以后，使用再分配后的波长进行OLT10与ONU20之间的通信(P1-2)。
实施方式3所涉及的通信***是如上所述的结构，因此与其它实施方式同样地，子站装置能够根据状况进行波长的切换来实施与母站装置的通信。另外，通过从ONU20发送Holdover结束通知，得到母站装置自身不需要估计子站装置的Holdover结束的效果。
在以上的各实施方式中，只要不脱离发明的本质，则可以将各实施方式相互组合，这是显然的。
产业上的可利用性
如上所述，本发明所涉及的通信***、母站装置、子站装置、控制装置以及通信控制方法在母站装置与多个子站装置经由共同线路相连接的通信***中有用，特别适于使用多个波长进行下行方向和上行方向中的至少一方的通信的通信***。

Claims (21)

1.一种通信***，在该通信***中，母站装置与多个子站装置经由光传输路相连接，使用多个波长进行下行方向和上行方向中的至少一方的通信，该通信***的特征在于，
所述母站装置具备：
控制部，对所述子站装置分配在所述通信中使用的波长，生成将所分配的波长通知给所述子站装置的控制信号；以及
光发送器，将由所述控制部生成的控制信号发送到所述子站装置，
所述子站装置具备光发送接收器，该光发送接收器使用基于从所述母站装置接收到的控制信号的波长进行与所述母站装置的通信。
2.根据权利要求1所述的通信***，其特征在于，
所述控制部在满足预先决定的条件的情况下，决定在特定的子站装置中使用的波长的变更，生成用于向该子站装置通知所使用的波长的变更的控制信号，
所述光发送器将所述控制部所生成的用于通知波长的变更的控制信号发送到该子站装置。
3.根据权利要求1或2所述的通信***，其特征在于，
所述子站装置的光发送接收器将包含与本装置能够使用的波长有关的信息的控制信号发送到所述母站装置，
所述母站装置的控制部基于由所述子站装置的光发送接收器发送的控制信号所包含的信息，分配由该子站装置使用的波长。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的通信***，其特征在于，
所述子站装置的光发送接收器将包含与本装置的波长的切换所需要的切换时间有关的信息的控制信号发送到所述母站装置，
所述母站装置的控制部基于由所述子站装置的光发送接收器发送的控制信号所包含的信息，估计该子站装置的使用波长的切换的完成。
5.一种能够应用于通信***的母站装置，在该通信***中，母站装置与多个子站装置经由光传输路相连接，使用多个波长进行上行方向和下行方向中的至少一方的通信，该母站装置的特征在于，具备：
控制部，对所述子站装置分配在所述通信中使用的波长，生成将所分配的波长通知给该子站装置的控制信号；以及
光发送器，将由所述控制部生成的控制信号发送到该子站装置。
6.根据权利要求5所述的母站装置，其特征在于，
所述控制部在满足预先决定的条件的情况下，决定在特定的子站装置中使用的波长的变更，生成用于向该子站装置通知使用波长的变更的控制信号，
所述光发送器将所述控制部所生成的用于通知使用波长的变更的控制信号发送到该子站装置。
7.根据权利要求6所述的母站装置，其特征在于，
所述控制部监视与所述多个子站装置的通信中的每个波长的通信流量，基于该监视结果决定在特定的子站装置中使用的波长的变更。
8.根据权利要求6所述的母站装置，其特征在于，
所述控制部针对与所述多个子站装置的通信中的每个波长监视所使用的所述子站装置的数量，基于监视结果决定在特定的子站装置中使用的波长的变更。
9.根据权利要求6所述的母站装置，其特征在于，
所述控制部基于从所述子站装置发送的波长变更请求信号，决定在该子站装置中使用的波长的变更。
10.根据权利要求5～9中的任一项所述的母站装置，其特征在于，
所述控制部对所述多个波长设定优先等级，基于所述优先等级决定由所述子站装置使用的波长。
11.根据权利要求5～9中的任一项所述的母站装置，其特征在于，
所述控制部监视所述多个波长中的每个波长的频带使用率，基于该监视的结果决定由所述子站装置使用的波长。
12.根据权利要求5～9中的任一项所述的母站装置，其特征在于，
所述控制部生成向上述子站装置请求通知与该子站装置能够使用的波长有关的信息的控制信号，并且基于从该子站装置接收的通知，决定对该子站装置分配的波长，
所述光发送器将所述控制部所生成的控制信号发送到该子站装置。
13.根据权利要求5～12中的任一项所述的母站装置，其特征在于，
所述控制部使用预先决定的第1波长进行登记所述子站装置的发现处理。
14.根据权利要求5～13中的任一项所述的母站装置，其特征在于，
所述控制部基于从所述子站装置接收到的包含与由该子站装置使用的波长的切换时间有关的信息的控制信号，估计该子站装置的切换完成时间，
所述光发送器基于所估计的所述切换完成时间向该子站装置发送切换完成通知。
15.根据权利要求5～13中的任一项所述的母站装置，其特征在于，
所述控制部基于从所述子站装置接收到的来自该子站装置的切换动作结束的通知检测出该子站装置的切换动作结束，
所述光发送器向由所述控制部检测出切换动作结束的子站装置发送切换完成通知。
16.一种能够应用于通信***的子站装置，在该通信***中，母站装置与多个子站装置经由光传输路相连接，使用多个波长进行下行方向和上行方向中的至少一方的通信，该子站装置的特征在于，具备：
光发送接收器，从所述母站装置接收包含与由所述母站装置对本装置分配的波长有关的信息的控制信号，使用基于接收到的控制信号的波长进行与所述母站装置的通信。
17.根据权利要求16所述的子站装置，其特征在于，
所述光发送接收器将包含与本装置能够使用的波长有关的信息的控制信号发送到所述母站装置。
18.根据权利要求16或17所述的子站装置，其特征在于，
所述子站装置具备子站侧控制部，该子站侧控制部生成用于请求由本装置使用的波长的变更的波长变更请求信号，
所述光发送接收器将由所述子站侧控制部生成的波长变更请求信号发送到所述母站装置。
19.一种控制装置，能够应用于通信***的母站装置，在该通信***中，母站装置与多个子站装置经由光传输路相连接，使用多个波长进行上行方向和下行方向中的至少一方的通信，该控制装置的特征在于，
对所述子站装置分配在所述通信中使用的波长，生成将所分配的波长通知给该子站装置的控制信号。
20.一种控制装置，能够应用于通信***的子站装置，在该通信***中，母站装置与多个子站装置经由光传输路相连接，使用多个波长进行上行方向和下行方向中的至少一方的通信，该控制装置的特征在于，
对所述子站装置的光发送接收器进行控制，使得能够使用如下波长：基于从所述母站装置接收到的、包含与由所述母站装置对该子站装置分配的波长有关的信息的控制信号的波长。
21.一种通信控制方法，能够应用于通信***，在该通信***中，母站装置与多个子站装置经由光传输路相连接，所述子站装置使用多个波长与所述母站装置进行发送和接收中的至少一方，该通信控制方法的特征在于，具备：
通知步骤，所述母站装置对所述子站装置分配在所述通信中使用的波长，将所分配的波长通知给所述子站装置；以及
数据发送接收步骤，基于在所述通知步骤中从所述母站装置通知的波长，所述子站装置进行与所述母站装置的数据的发送或接收。
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