JP2017011379A - PON system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、局側装置と複数の加入者側装置との間で通信を行うPON(Passive Optical Network)システムに関する。 The present invention relates to a PON (Passive Optical Network) system that performs communication between a station-side device and a plurality of subscriber-side devices.
従来より、一般家庭等の加入者宅を対象とした加入者系光ファイバネットワークシステムとして、PONシステムが知られている。このPONシステムは、通信事業者局舎に設置される局側装置(OLT:Optical Line Terminal)に接続された1本の光ファイバを光スプリッタにより分岐し、複数の加入者側装置(ONU:Optical Network Unit)と接続したものである。PONシステムは、OLTとONUを1対1で接続するシングルスター型のシステムに比べ、複数のONUで1本の光ファイバを共用するため低コストな光通信ネットワークを構築できる(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a PON system is known as a subscriber optical fiber network system intended for a subscriber house such as a general home. In this PON system, one optical fiber connected to a station side device (OLT: Optical Line Terminal) installed in a telecommunications carrier station is branched by an optical splitter, and a plurality of subscriber side devices (ONU: Optical) Network Unit). The PON system can construct a low-cost optical communication network because a single optical fiber is shared by a plurality of ONUs as compared to a single star system in which an OLT and an ONU are connected one-to-one (for example, Patent Document 1). reference).
PONシステムでは、光ファイバの経年劣化や異常、ONU、OLTそれぞれの光トランシーバの異常等により、光信号が正常に送受信できなくなる可能性がある。上記各要因により、光信号のレベルが正常な送受信が可能な閾値付近になるとONU−OLT間の通信が不安定状態になる。このような不安定な通信状態下では、OLTとONUの接続/切断の繰り返しが発生する。この意図しない連続的な接続状態の遷移により、PONシステム全体の負荷が上がり、同一OLT配下の他のONUに悪影響を与えてしまうおそれがある。 In the PON system, there is a possibility that the optical signal cannot be normally transmitted / received due to an aging deterioration or abnormality of the optical fiber, an abnormality of each of the ONU and OLT optical transceivers, or the like. Due to the above factors, the ONU-OLT communication becomes unstable when the level of the optical signal is close to a threshold at which normal transmission / reception is possible. Under such an unstable communication state, connection / disconnection of the OLT and the ONU occurs repeatedly. Due to this unintended continuous transition of the connection state, the load on the entire PON system increases, which may adversely affect other ONUs under the same OLT.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、PONシステムの負荷増加を防ぎ、PONシステムの運用環境を改善することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to prevent an increase in the load of the PON system and to improve the operating environment of the PON system.
上記課題を解決するために、本発明のある態様のPONシステムは、局側装置と複数の加入者側装置との間で光信号を送受信するPONシステムである。加入者側装置は、局側装置と光信号を送受信する加入者側光送受信部と、加入者側光送受信部の送信光レベルおよび受信光レベルを取得する光レベル取得部と、光レベル取得部で取得された送信光レベルおよび受信光レベルを局側装置に通知する光レベル通知部と、を備える。局側装置は、加入者側装置と光信号を送受信する局側光送受信部と、加入者側装置から通知された送信光レベルおよび受信光レベルを定期的に収集する光レベル監視部と、光レベル監視部で収集された加入者側光送受信部の送信光レベルおよび/または受信光レベルが異常値となった場合に、警報を発出する光レベル判定部と、を備える。 In order to solve the above-described problems, a PON system according to an aspect of the present invention is a PON system that transmits and receives optical signals between a station-side device and a plurality of subscriber-side devices. The subscriber-side device includes a subscriber-side optical transceiver that transmits and receives optical signals to and from the station-side device, an optical level acquisition unit that acquires a transmission light level and a reception light level of the subscriber-side optical transceiver, and an optical level acquisition unit And an optical level notifying unit that notifies the station side device of the transmitted optical level and the received optical level acquired in step (b). The station side device includes a station side optical transmission / reception unit that transmits / receives optical signals to / from the subscriber side device, an optical level monitoring unit that periodically collects transmission light level and reception light level notified from the subscriber side device, A light level determination unit that issues an alarm when the transmission light level and / or reception light level of the subscriber-side optical transmission / reception unit collected by the level monitoring unit becomes an abnormal value.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation of the present invention converted between an apparatus, a method, a system, a program, a recording medium storing the program, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、PONシステムの負荷増加を防ぎ、PONシステムの運用環境を改善できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the load increase of a PON system can be prevented and the operating environment of a PON system can be improved.
図1は、本発明の実施形態に係るPONシステム10を示す図である。図1に示すように、PONシステム10は、局側装置(OLT)14に接続された1本の基幹光ファイバ11が光スプリッタ16_1〜16_3により複数の分岐光ファイバ13_1〜13_4に分岐され、該分岐光ファイバ13_1〜13_4の端部に複数の加入者側装置(ONU)12_1〜12_4が接続された構成となっている。
FIG. 1 is a diagram showing a
PONシステム10においては、OLT14から各ONU12_1〜12_4への下り光信号は、時分割多重(TDM:Time Division Multiplexing)により多重化された連続的な光信号である。一方、各ONU12_1〜12_4からOLT14への上り光信号は、TDMA方式により多重化される。TDMAでは、各ONU12_1〜12_4からの光信号が衝突するのを防ぐため、各光信号間にガードタイムと呼ばれる無信号区間が挿入される。そのため、OLT14から各ONU12_1〜12_4への下り光信号が連続的な光信号となるのと異なり、各ONU12_1〜12_4からOLT14への上り光信号は、信号の送出が間欠的に行われるバースト状の光信号となる。
In the
PONシステム10においては、各ONU12_1〜12_4からOLT14までの距離が異なり、また各上り光信号が通過する光スプリッタの数が異なる。従って、PONシステム10においては、ONU12_1〜12_4ごとに伝送路損失が異なる。
In the
図2は、本発明の実施形態に係るONU12の構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the ONU 12 according to the embodiment of the present invention.
図2に示すように、ONU12は、OLTと光信号を送受信するONU光送受信部21と、フレームの転送処理を行うONUフレーム転送部22と、パーソナルコンピュータやセットトップボックスなどのUNI(User Network Interface)から受信した主信号に所定のフレーム処理を施し、ONUフレーム転送部22にデータフレームを出力するONU主信号処理部23と、ONU情報処理部24と、ONUユーザインタフェース(IF)26とを備える。
As shown in FIG. 2, the ONU 12 includes an ONU optical transmission /
ONU情報処理部24は、光レベル取得部27と、光レベル通知部28とを備える。
The ONU
光レベル取得部27は、ONU光送受信部21の送信光レベルを定期的に取得する。また、光レベル取得部27は、ONU光送受信部21の受信光レベルを定期的に取得する。
The optical
光レベル通知部28は、光レベル取得部27で取得された送信光レベルおよび受信光レベルをOLT14に通知する。具体的には、光レベル通知部28は、送信光レベルおよび受信光レベルの情報をONUフレーム転送部22に送る。ONUフレーム転送部22は、IEEE802.3で規定されたGE−PONの制御フレームであるOAM(Operation,Administration,Maintenance)フレームに送信光レベルおよび受信光レベルの情報を載せ、ONU光送受信部21を介してOLT14に送信する。
The light
図3は、本発明の実施形態に係るOLT14の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the
図3に示すように、OLT14は、各ONUと光信号を送受信するOLT光送受信部30と、フレームの転送処理を行うOLTフレーム転送部31と、OLTフレーム転送部31から転送されたデータフレームに所定の終端処理を施し、CNI(Core Network Interface)に送出するOLT主信号処理部32と、OLT情報処理部33と、OLTデータ格納部34と、OLTユーザインタフェース35とを備える。OLTユーザインタフェース35は、例えばLEDやブザーから構成されてよい。
As shown in FIG. 3, the
OLT情報処理部33は、光レベル取得部36と、光レベル監視部37と、光レベル判定部38とを備える。
The OLT
光レベル取得部36は、OLT主信号処理部32の送信光レベルを定期的に取得する。また、光レベル取得部36は、OLT主信号処理部32の受信光レベルを定期的に取得する。
The light
光レベル監視部37は、ONU12から通知されたONU光送受信部21の送信光レベルおよび受信光レベルを定期的に収集する。ONU光送受信部21の送信光レベルおよび受信光レベルの収集は、ONU12から受信したOAMフレームから当該情報を抽出することによりなされる。
The optical
OLTデータ格納部34は、光レベル取得部36で取得されたOLT主信号処理部32の送信光レベルおよび受信光レベルと、光レベル監視部37で収集されたONU光送受信部21の送信光レベルおよび受信光レベルを格納する。OLTデータ格納部34には、OLT主信号処理部32の送信光レベルおよび受信光レベルの正常性を管理するためのOLT管理テーブルを保持している。OLT主信号処理部32の送信光レベルおよび受信光レベルは、該OLT管理テーブルを用いて管理される。また、OLTデータ格納部34には、ONU光送受信部21の送信光レベルおよび受信光レベルの正常性を管理するためのONU管理テーブルを保持している。ONU光送受信部21の送信光レベルおよび受信光レベルは、該ONU管理テーブルを用いて管理される。OLTデータ格納部34は、OLT14の配下のONU12ごとにONU管理テーブルを保持している。
The OLT
OLT情報処理部33の光レベル判定部38は、OLTデータ格納部34のOLT管理テーブルを参照し、OLT光送受信部30の送信光レベルおよび受信光レベルが正常か否か判定する。光レベル判定部38は、OLT光送受信部30の送信光レベルおよび/または受信光レベルが異常値となった場合、OLTユーザインタフェース35を制御して警報を発出させ、異常をOLT14の保守者に通知する。OLTユーザインタフェース35は、例えばLEDやブザーから構成されてよい。また、光レベル判定部38は、OLT光送受信部30の送信光レベルが異常値となった場合、OLT光送受信部30を制御し、発光を停止させる。
The light
光レベル判定部38は、さらに、OLTデータ格納部34のOLT管理テーブルを参照し、OLT14の配下のONU12ごとに、ONU主信号処理部23の送信光レベルおよび受信光レベルが正常か否か判定する。光レベル判定部38は、ONU主信号処理部23の送信光レベルおよび/または受信光レベルが異常値となった場合、OLTユーザインタフェース35を制御して警報を発出させ、異常をOLT14の保守者に通知する。光レベル判定部38は、OAMフレームを用いて、異常の発生を該当のONU12に通知してもよい。また、光レベル判定部38は、ONU主信号処理部23の送信光レベルが異常値となった場合、OAMフレームを用いて該当のONU12に対して発光停止指示を出す。発光停止指示を受けたONU12のONU光送受信部21は、発光を停止する。
The optical
以上、本実施形態に係るOLT14の構成を説明した。なお当然ながら、OLT14は、上述した構成要素の他に、各ONU12の光信号の送信順序および各ONUに割り当てる信号帯域が制御する動的帯域割当機能(DBA(Dynamic Bandwidth Allocation)を実現するための構成要素を備える。
The configuration of the
図4は、OLT14とONU12の接続から光レベル情報送信の流れを説明するためのシーケンスを示す。
FIG. 4 shows a sequence for explaining the flow of optical level information transmission from the connection between the
OLT14とONU12とが光ファイバで接続されると、MPCP(Multi-Point Control Protocol) discoveryシーケンスにて、MPCPフレームでロジカルリンクが確立される。MPCP discoveryシーケンスにおいて、OLT14はまず、「Discovery Gateフレーム」をブロードキャスト送信し、未登録のONU12に対して送信タイミングを通知する。Discovery Gateフレームを受信した未登録のONU12は、登録要求フレームとして「Register Requestフレーム」をOLT14に送信する。OLT14は、Register Requestフレームを受信した場合、該Register Requestフレームを送信したONU12に「Registerフレーム」を送信し、払い出しLLID(Logical Link Identifier)を通知する。これに対し、ONU12が「Register ACKフレーム」を送信し、登録の受信応答をすることで、MPCP discoveryシーケンスが完了し、OLT14とONU12の間でロジカルリンクが確立され、通信が可能となる。
When the
ロジカルリンクが確立されると、OLT14とONU12は通常動作状態となる。ロジカルリンク確立後、MPCPフレームとOAMフレームにより、定期的にOLT14とONU12との間で情報交換が行われる。上述したように、ONU12は、OAMフレームに送信光レベルおよび受信光レベル(以下、適宜「送受信光レベル」と呼ぶ)の情報を載せ、OLT14に送信する。OLT14は、ロジカルリンク確立後に最初にONU12から受け取った送受信光レベルを初期値としてOLTデータ格納部34(図3参照)に保存する。OLT14の光レベル判定部38は、それ以降にONU12から受け取った送受信光レベルと初期値とを比較し、送受信光レベルの初期値からの変動量に基づいてONU12の動作が正常か否か判定する。
When the logical link is established, the
図5は、初期値からの変動量を管理する第1管理テーブルの一例を示す。この第1管理テーブルは、OLT14のOLTデータ格納部34に格納されており、光レベル判定部38は、第1管理テーブルを参照してONU12の送受信光レベルが正常か否か判定する。具体的には、光レベル判定部38は、送受信光レベルの初期値に対する変動量が−1dBm以上であれば、ONU12の送受信光レベルが正常であると判定し、監視結果を「OK」とする。一方、光レベル判定部38は、送受信光レベルの初期値に対して2dB以上変動した場合、監視結果を「警報」とし、警報を発出する。さらに、光レベル判定部38は、送受信光レベルの初期値に対して3dB以上変動した場合、監視結果を「NG」とし、ONU12に対して発光停止指示を出す。
FIG. 5 shows an example of a first management table for managing the amount of change from the initial value. The first management table is stored in the OLT
さらに、本実施形態においては、光レベル判定部38は、ONU12から受信した最新の送受信光レベルを、1回前に受信した送受信光レベル(基準値)とを比較し、単位時間の変動量に基づいてONU12の動作が正常か否か判定する。
Further, in the present embodiment, the light
図6は、単位時間の変動量を管理する第2管理テーブルの一例を示す。この第2管理テーブルは、OLT14のOLTデータ格納部34に格納されており、光レベル判定部38は、第1管理テーブルに加えて代えて、第2管理テーブルを参照してONU12の送受信光レベルが正常か否か判定する。具体的には、光レベル判定部38は、送受信光レベルが前回収集された基準値に対して±1dB以内の変動の場合、ONU12の送受信光レベルが正常であると判定し、監視結果を「OK」とする。一方、光レベル判定部38は、送受信光レベルが前回収集された基準値に対して±2dB以上変動した場合、監視結果を「警報」として、警報を発出する。さらに、光レベル判定部38は、送受信光レベルが前回収集された基準値に対して±3dB以上変動した場合、監視結果を「NG」とし、ONU12に対して発光停止指示を出す。
FIG. 6 shows an example of a second management table for managing the amount of change in unit time. The second management table is stored in the OLT
本実施形態に係るPONシステム10においては、このように、ONU12の送受信光レベルをOLT14が監視している。そして、ONU12の送受信光レベルが異常値となった場合、OLT14は警報を発出する。これにより、PONシステム10の保守者は、ONU12の異常を認識し、PONシステム10全体に影響を与える前に、異常となっているONU12とのリンクを切断する等の必要な対策をとることができる。その結果、PONシステム10の負荷増加を防ぎ、PONシステムの運用環境を改善できる。
In the
また、本実施形態に係るPONシステム10においては、ONU12の送受信光レベルが異常値となった場合、ONU12の発光を停止させることにより、自動的にPONシステム10の負荷増加を防ぎ、PONシステムの運用環境を改善することができる。
Further, in the
上述の実施形態では、ONU12の送受信光レベルに関して、図5および図6に示すような管理テーブルを用いて管理することを説明したが、OLT14自身の送受信光レベルに関しても同様の管理テーブルを用いて管理してよい。
In the above-described embodiment, the transmission / reception light level of the
本実施形態に係るPONシステム10において、OLT14の光レベル判定部38は、ONU12の送受信光レベルが異常値となった場合、ONU12に通知してONUユーザインタフェース26を作動させてもよい。これにより、ONU12の使用者にONU12の異常を知らせることができる。
In the
本実施形態に係るPONシステム10において、OLT情報処理部33は、OLT光送受信部30の送信光レベルからONU光送受信部21の受信光レベルを引くことにより、OLT14からONU12へ向かう方向の伝送路損失を得ることができる。また、OLT情報処理部33は、ONU光送受信部21の送信光レベルからOLT光送受信部30の受信光レベルを引くことにより、ONU12からOLT14へ向かう方向の伝送路損失を得ることができる。これらの伝送路損失が予め設定した値以下となった場合に警報を発出することにより、PONシステム10の保守者は、伝送路を検査・修理する等の適切な処置を施すことができる。
In the
本実施形態に係るPONシステム10では、上述したように、第1管理テーブルを用いて送受信光レベルの初期値からの変動量を管理するとともに、第2管理テーブルを用いて送受信光レベルの単位時間の変動量を管理している。図7は、このように2つの管理テーブルを用いることの利点を説明するための図である。
In the
図7に示すように、ONU12の受信光レベルが測定されたとする。この場合、図7のA部分では、初期値(+3dB)から2dB以上変動しているため、第1管理テーブルでは監視結果は「警報」である。また、このA部分では、前回測定値から2dB以上変動しているため、第2管理テーブルでも監視結果は「警報」である。この場合は、第1管理テーブルと第2管理テーブルとで監視結果に差はない。
Assume that the received light level of the
図7のB部分では、初期値(+3dB)から3dB以上変動しているため、第1管理テーブルでは監視結果は「NG」である。一方、このB部分では、前回測定値から2dB以上変動しているため、第2管理テーブルでは監視結果は「警報」である。この場合は、第1管理テーブルと第2管理テーブルとで監視結果に差が生じている。 In part B of FIG. 7, since the value fluctuates by 3 dB or more from the initial value (+3 dB), the monitoring result is “NG” in the first management table. On the other hand, in this B part, since it has fluctuated by 2 dB or more from the previous measurement value, the monitoring result is “alarm” in the second management table. In this case, there is a difference in monitoring results between the first management table and the second management table.
図7のC部分では、初期値(+3dB)からの変動量は1dBであるため、第1管理テーブルでは監視結果は「OK」である。一方、このC部分では、前回測定値から3dB以上変動しているため、第2管理テーブルでは監視結果は「NG」である。この場合も第1管理テーブルと第2管理テーブルとで監視結果に差が生じている。 In the part C of FIG. 7, the amount of change from the initial value (+3 dB) is 1 dB. Therefore, the monitoring result is “OK” in the first management table. On the other hand, in this C part, since it has fluctuated 3 dB or more from the last measured value, the monitoring result is “NG” in the second management table. Also in this case, there is a difference in monitoring results between the first management table and the second management table.
このように、第1管理テーブルと第2管理テーブルを用いることにより、一方の管理テーブルだけでは検出できないONUの送受信光レベルの異常を検出することができる。例えば、図7のC部分では、第1管理テーブルを用いているだけでは、ONU12の送受信光レベルが前回測定値から大きく変動しており、ONU12に異常が生じている可能性があることを検出できない。本実施形態に係るPONシステム10では、異なる2つの管理テーブルを用いることにより、より高い精度でONU12の異常を検出できる。
In this way, by using the first management table and the second management table, it is possible to detect an abnormality in the transmitted / received light level of the ONU that cannot be detected by using only one management table. For example, in the part C of FIG. 7, it is detected that the transmission / reception light level of the
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
10 PONシステム、 12 ONU、 14 OLT、 21 ONU光送受信部、 22 ONUフレーム転送部、 23 ONU主信号処理部、 24 ONU情報処理部、 26 ONUユーザインタフェース、 27 光レベル取得部、 28 光レベル通知部、 29 光レベル判定部、 30 OLT光送受信部、 31 OLTフレーム転送部、 32 OLT主信号処理部、 33 OLT情報処理部、 34 OLTデータ格納部、 35 OLTユーザインタフェース、 36 光レベル取得部、 37 光レベル監視部、 38 光レベル判定部。 10 PON system, 12 ONU, 14 OLT, 21 ONU optical transmission / reception unit, 22 ONU frame transfer unit, 23 ONU main signal processing unit, 24 ONU information processing unit, 26 ONU user interface, 27 optical level acquisition unit, 28 optical level notification Unit, 29 optical level determination unit, 30 OLT optical transmission / reception unit, 31 OLT frame transfer unit, 32 OLT main signal processing unit, 33 OLT information processing unit, 34 OLT data storage unit, 35 OLT user interface, 36 optical level acquisition unit, 37 light level monitoring unit, 38 light level determining unit.
Claims (6)
前記加入者側装置は、
前記局側装置と光信号を送受信する加入者側光送受信部と、
前記加入者側光送受信部の送信光レベルおよび受信光レベルを取得する光レベル取得部と、
前記光レベル取得部で取得された送信光レベルおよび受信光レベルを前記局側装置に通知する光レベル通知部と、
を備え、
前記局側装置は、
前記加入者側装置と光信号を送受信する局側光送受信部と、
前記加入者側装置から通知された送信光レベルおよび受信光レベルを定期的に収集する光レベル監視部と、
前記光レベル監視部で収集された前記加入者側光送受信部の送信光レベルおよび/または受信光レベルが異常値となった場合に、警報を発出する光レベル判定部と、
を備えることを特徴とするPONシステム。 A PON system that transmits and receives optical signals between a station-side device and a plurality of subscriber-side devices,
The subscriber side device is:
A subscriber-side optical transceiver that transmits and receives optical signals to and from the station-side device;
An optical level acquisition unit for acquiring a transmission light level and a reception light level of the subscriber side optical transmission / reception unit;
An optical level notification unit for notifying the station side device of the transmission optical level and the reception optical level acquired by the optical level acquisition unit;
With
The station side device
A station side optical transceiver for transmitting and receiving optical signals to and from the subscriber side device;
An optical level monitoring unit for periodically collecting the transmission light level and the reception light level notified from the subscriber side device;
An optical level determination unit that issues an alarm when the transmission light level and / or reception light level of the subscriber side optical transmission / reception unit collected by the optical level monitoring unit becomes an abnormal value;
A PON system comprising:
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