JP5469762B1 - 送信タイミング制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、下り通信波長が同一であり、かつ、異なるOSUから送出された下り信号光が、時間的に重なってONUに入力されることによる受信誤りを回避するため、OSUを収容するOLT側にて、下り信号光の送信タイミングを制御することを目的とする。
【解決手段】本発明は、宛先であるONUが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続するONUであり、かつ、異なるOSUから送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないように、OLT内で下り信号光の送信タイミングを制御する。
【選択図】図3
【解決手段】本発明は、宛先であるONUが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続するONUであり、かつ、異なるOSUから送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないように、OLT内で下り信号光の送信タイミングを制御する。
【選択図】図3
Description
本発明は、波長可変型WDM/TDM−PONにおける下り信号光の送信タイミング制御方法に関する。
アクセスサービスの高速化に対するニーズの高まりにより、FTTH(Fiber To The Home)の普及が世界的に進んでいる。FTTHサービスの大部分は、1個の収容局側装置(OSU:Optical Subscriber Unit)が時分割多重(TDM:Time Division Multiplexing)により複数の加入者側装置(ONU:Optical Network Unit)を収容し、経済性に優れたPON(Passive Optical Network)方式により提供されている。
TDM−PON250の上り方向通信では、OSUにおける動的帯域割当計算に基づいてONU間でシステム帯域を共有しており、図1に示すように各ONU200がOSU51より通知された送信許容時間内のみに間欠的に信号光を送信することにより、信号光同士の衝突を防いでいる。
現在の主力システムは伝送速度がギガビット級であるGE−PON(Gigabit Ethernet(登録商標) PON)、G−PON(Gigabit−capable PON)であるが、映像配信サービスの進展に加え、大容量ファイルをアップロード/ダウンロードするアプリケーションの登場などにより、PONシステムの更なる大容量化が求められている。
しかしながら、TDM−PON250では、ラインレートの高速化によりシステム帯域を拡張するため、高速化や波長分散の影響により受信特性が大幅に劣化することに加え、バースト送受信器の経済性が課題となるため、10ギガを超える大容量化は難しい。
10ギガ超の大容量化に向けて、波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)技術の適用が検討されている。図2は、TDM−PON250にWDM技術を組み合わせたWDM/TDM−PONの一例である。
各々のONU200は、光ファイバ伝送路を介して波長ルーティング手段252のいずれの端子と接続するかに応じて固定的に下り波長および上り波長を割り当てられ、全ONU200間で信号の時間的重なりが、OSU51の数まで許される。そのため、OSU51の増設により、1波長あたりのラインレートを高速化することなく、システム帯域を拡張できる。
波長ルーティング手段252の端子のうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続する各ONU200は、同一のOSU51と論理的に接続し、上り帯域および下り帯域を共有する。ここで、各ONU200とOSU51との論理接続は不変であり、上位NWからOLT100(Optical Line Terminal)に入力される下りフレームは、各OSU51のトラフィック負荷の状態によらず、フレームの宛先であるONU200が論理接続するOSU51へ固定的に振り分けられるため、異なるOSU51間でトラフィック負荷を分散することはできない。
これに対して、非特許文献1では、OLT100内のOSU51に搭載する光送信器および光受信器に波長可変機能を備えた波長可変光送信器24及び波長可変光受信器23を適用する波長可変型WDM/TDM−PON251が提案されている(図3)。
ONU200とOSU51との間には、アレイ導波路型回折格子(AWG:Arrayed Waveguide Grating)または薄膜フィルタなどの波長ルーティング手段252と光ファイバまたはPLC(Planar Lightwave Circuit)などにより作成された光カプラなどの光合分波手段とが配置されている。
この構成では、OSU51における送受信波長の切替によりONU単位で論理接続するOSU51を変更できるため、上位NWからOLT100に入力される下りフレームの振り分け先であるOSU51を各OSU51のトラフィック負荷の状態に応じてONU単位で変更することが可能である。よって、高負荷状態であるOSU51がある時には、低負荷状態であるOSU51へトラフィック負荷が分散するようにONU200−OSU51間の論理接続を変更することにより、高負荷状態であったOSU51の通信品質の劣化を防ぐことができる。
また、OSU51の高負荷状態が定常的に発生する場合、図2のWDM/TDM−PON構成では一定の通信品質を確保するためにはシステム帯域の増設が必要となるが、図3の波長可変型WDM/TDM−PON251構成ではOSU51間でトラフィック負荷の分散を図ってシステム全体の帯域を有効に活用することによりシステム帯域の増設が不要となるため、設備投資を抑えることができる。
K. Hara, et al., "Flexible load balancing technique using dynamic wavelength bandwidth allocation (DWBA) toward 100Gbit/s−class−WDM/TDM−PON" ECOC2010, Tu.3.B.2, 2010
H. Nakamura, et al., "40Gbit/s−class−λ−tunable WDM/TDM−PON using Tunable B−Tx and Cyclic AWG Router for Flexible Photonic Aggregation Networks" ECOC2012, Tu.4.B.3, 2012
図3の波長可変型WDM/TDM−PON251構成では、ONU単位でONU200−OSU51間の論理接続が変更されるため、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子#1〜#N(Nは2以上の整数)のうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200が異なるOSU51と論理接続する。よって、図4のように、同じ光ファイバ伝送路側端子#n(n=1,2,・・・,N)と接続するONU200#n−1〜#n−K(Kは2以上の整数)宛の下り信号光が複数のOSU51から時間的に重なって送出される可能性がある。
この場合、異なるONU200を宛先とする同じ波長の下り信号光同士が衝突するため、ONU200では信号を正しく受信することができない。そのため、同じ光ファイバ伝送路側端子と接続するONU宛の下り信号光を複数のOSU51が時間的に重なって送出しないように下り信号光の送信タイミングを制御する機構がOLT100内に新たに必要となる。
波長可変型WDM/TDM−PON251としては、非特許文献2にて、光送受信器側端子#1〜#M(Mは2以上の整数)および光ファイバ伝送路側端子#1〜#N(Nは2以上の整数)を有する波長ルーティング手段252をONU200とOSU51との間に配置した図5のような構成も検討されている。
波長ルーティング手段252は、入力光を波長に応じて決定される1個の端子から出力する波長振り分け機能を備える。しかし、図5の構成においても、同じ光ファイバ伝送路側端子と接続するONU200宛の下り信号光を複数のOSU51が時間的に重なって送出しないように下り信号光の送信タイミングを制御する機構がOLT100内に新たに必要となる。
前記課題を解決するために、本発明は、下り通信波長が同一であり、かつ、異なるOSUから送出された下り信号光が、時間的に重なってONUに入力されることによる受信誤りを回避するために、OSUを収容するOLT側にて、下り信号光の送信タイミングを制御することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、宛先であるONUが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続するONUである下り信号光であり、かつ、異なるOSUから送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないように、OLT内で下り信号光の送信タイミングを制御する。
具体的には、本発明に係る下りフレーム送信タイミング制御方法は、
複数の子ノードと、
フレーム振り分け部が前記複数の子ノードへの下りフレームを光送信器に振り分け、光送信器が下りフレームを前記子ノードに送信する親ノードと、
前記親ノードから送出された下りフレームが光送受信器側端子より入力され、前記子ノードと光ファイバ伝送路を介して複数の光ファイバ伝送路側端子のうちの一つの端子が接続され、前記光送受信器側端子より入力された下りフレームを当該下りフレームの波長に応じた前記光ファイバ伝送路側端子に出力する波長ルーティング手段と、
を備えるPONシステムの下りフレーム送信タイミング制御方法であって、
前記フレーム振り分け部が前記光送信器へ下りフレームを振り分ける際に、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整するタイミング調整手順を有する。
複数の子ノードと、
フレーム振り分け部が前記複数の子ノードへの下りフレームを光送信器に振り分け、光送信器が下りフレームを前記子ノードに送信する親ノードと、
前記親ノードから送出された下りフレームが光送受信器側端子より入力され、前記子ノードと光ファイバ伝送路を介して複数の光ファイバ伝送路側端子のうちの一つの端子が接続され、前記光送受信器側端子より入力された下りフレームを当該下りフレームの波長に応じた前記光ファイバ伝送路側端子に出力する波長ルーティング手段と、
を備えるPONシステムの下りフレーム送信タイミング制御方法であって、
前記フレーム振り分け部が前記光送信器へ下りフレームを振り分ける際に、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整するタイミング調整手順を有する。
具体的には、本発明に係るPONシステムは、
複数の子ノードと、
フレーム振り分け部が前記複数の子ノードへの下りフレームを光送信器に振り分け、前記光送信器が下りフレームを前記子ノードに送信する親ノードと、
前記親ノードから送出された下りフレームが光送受信器側端子より入力され、前記子ノードが光ファイバ伝送路を介して複数の光ファイバ伝送路側端子のうちの一つの端子と接続され、前記光送受信器側端子より入力された下りフレームを当該下りフレームの波長に応じた前記光ファイバ伝送路側端子に出力する波長ルーティング手段と、
を備えるPONシステムであって、
前記フレーム振り分け部が前記光送信器へ下りフレームを振り分ける際に、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整するタイミング調整機能を有する。
複数の子ノードと、
フレーム振り分け部が前記複数の子ノードへの下りフレームを光送信器に振り分け、前記光送信器が下りフレームを前記子ノードに送信する親ノードと、
前記親ノードから送出された下りフレームが光送受信器側端子より入力され、前記子ノードが光ファイバ伝送路を介して複数の光ファイバ伝送路側端子のうちの一つの端子と接続され、前記光送受信器側端子より入力された下りフレームを当該下りフレームの波長に応じた前記光ファイバ伝送路側端子に出力する波長ルーティング手段と、
を備えるPONシステムであって、
前記フレーム振り分け部が前記光送信器へ下りフレームを振り分ける際に、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整するタイミング調整機能を有する。
本発明の送信タイミング制御方法は、
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光送信器から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整してもよい。
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光送信器から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整してもよい。
本発明の送信タイミング制御方法は、
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光送信器に入力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整してもよい。
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光送信器に入力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整してもよい。
本発明の送信タイミング制御方法は、
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記フレーム振り分け部から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整してもよい。
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記フレーム振り分け部から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整してもよい。
本発明の送信タイミング制御方法は、
前記親ノードは、入力された下りフレームを振り分け先の前記光送信器ごとに蓄積するタイミング調整用バッファをさらに備え、
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが、異なる前記タイミング調整用バッファから出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整してもよい。
前記親ノードは、入力された下りフレームを振り分け先の前記光送信器ごとに蓄積するタイミング調整用バッファをさらに備え、
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが、異なる前記タイミング調整用バッファから出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整してもよい。
本発明の送信タイミング制御方法は、
前記親ノードは、前記タイミング調整用バッファの出力タイミングを調整する吐き出し制御部をさらに備え、
前記タイミング調整手順において、前記吐き出し制御部は、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームを、異なる前記タイミング調整用バッファから、異なる時間に出力させてもよい。
前記親ノードは、前記タイミング調整用バッファの出力タイミングを調整する吐き出し制御部をさらに備え、
前記タイミング調整手順において、前記吐き出し制御部は、宛先である前記子ノードが同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームを、異なる前記タイミング調整用バッファから、異なる時間に出力させてもよい。
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
本発明によれば、下り通信波長が同一であり、かつ、異なるOSUから送出された下り信号光が、時間的に重なってONUに入力されることによる受信誤りを回避するため、OSUを収容するOLT側にて、下り信号光の送信タイミングを制御することができる。
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
本実施形態に係るPONシステムは、複数の子ノードと親ノードと波長ルーティング手段を備える。子ノードはONU200として機能し、親ノードはOLT100として機能する。波長ルーティング手段252は、光送受信器側端子と光ファイバ伝送路側端子を備える。親ノードは、フレーム振り分け部30と、光送信器とを備える。光送信器はOSU51内に含まれる。OLT100から送出された下りフレームが光送受信器側端子より入力され、ONU200は光ファイバ伝送路を介して光ファイバ伝送路側端子と接続される。光送受信器側端子に入力された下りフレームは当該下りフレームの宛先の波長に応じた光ファイバ伝送路側端子に出力される。
本実施形態に係る送信タイミング制御方法は、タイミング調整手順を有する。タイミング調整手順では、フレーム振り分け部30がOSU51へ下りフレームを振り分ける。このとき、所定の下りフレームについては光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるように、下りフレームをOSU51に振り分けるタイミングを調整する。所定の下りフレームは、宛先であるONU200が同一の光ファイバ伝送路側端子と接続されるONU200である下りフレームでありかつ振り分け先のOSU51が異なる下りフレームである。
親ノードであるOLT100内のフレーム振り分け部30が子ノードであるONU200への下りフレームを光送信器を有するOLT100内のOSU51に振り分け、宛先であるONU200が同一の前記光ファイバ伝送路側端子と接続するONU200である下りフレームでありかつ振り分け先のOSU51が異なる下りフレームが光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるようにOSU51が下りフレームをONU200に送信する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態は、ONU200とOSU51との間に波長ルーティング手段252が配置され、ONU200内に波長フィルタ等の波長選択手段を具備しない波長可変型WDM/TDM−PON251において、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子のうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200を宛先とする、異なるOSU51から送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないように、OLT100内で下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法である。
第1の実施形態は、ONU200とOSU51との間に波長ルーティング手段252が配置され、ONU200内に波長フィルタ等の波長選択手段を具備しない波長可変型WDM/TDM−PON251において、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子のうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200を宛先とする、異なるOSU51から送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないように、OLT100内で下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法である。
本実施形態における下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法を図3の波長可変型WDM/TDM−PON251構成を例に説明する。この構成では、ONU200とOSU51との間には、AWGまたは薄膜フィルタなどの波長ルーティング手段252と光ファイバまたはPLCなどにより作成された光カプラなどの光合分波手段とが配置されている。
なお、本実施形態における下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法を適用する波長可変型WDM/TDM−PON251構成は図3に限らず、光送受信器側端子#1〜#M(Mは2以上の整数)および光ファイバ伝送路側端子#1〜#N(Nは2以上の整数)を有し、入力光を波長に応じて決定される1個の端子から出力する波長振り分け機能を備えた波長ルーティング手段252をONU200とOSU51との間に配置した図5のような構成などへの適用も可能である。
波長ルーティング手段252としては、波長周回性を有し入出力特性が図6及び図7で表わされるN×M AWGなどがこれにあたる。
図4の波長可変型WDM/TDM−PON251では、下り方向通信用に、各OSU51は、波長λD_1〜λD_Nを出力可能な波長可変光送信器24を備える。波長可変光送信器24は、入力される下りフレームの宛先であるONU200が光ファイバ伝送路を介して波長ルーティング手段252のいずれの光ファイバ伝送路側端子と接続するかに応じてフレーム単位で出力光波長を変化させる。各々の波長可変光送信器24からの下り信号光は、光合分波手段により多重された後、波長ルーティング手段252へ入力される。
波長ルーティング手段252は、入力される下り信号光を波長に応じて異なる光ファイバ伝送路側端子から複数の光ファイバ伝送路側端子のうちの一つを介して光ファイバ伝送路へ出力する。波長可変光送信器24には、フレーム単位での出力波長の切替を実現する高速な波長可変性が要求され、例えば、非特許文献2内に記載されているような、出力光波長が異なる直接変調レーザをアレイ状に配置し、バイアス電流のスイッチングにより発光するレーザを切り替える構成がこれにあたる。
また、分布ブラッグ反射型(DBR:Distributed Bragg Grating)レーザや外部共振器型レーザなどの波長可変光源からの出力光を、半導体や二オブ酸リチウム(LiNbO3)を材料とするマッハツェンダー型変調器、電界吸収型(EA:Electro Absorption)変調器、半導体光増幅器(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)変調器などを用いて外部変調する構成も可能である。
ONU200は、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子のうちの1つと光ファイバ伝送路を介して接続し、接続する端子から出力される下り信号光を光受信器21にて受信する。光受信器としては、PIN−PD(Photo−Diode)やAPD(Avalanche Photo−Diode)などがこれにあたる。各ONU200は、LLID(Logical Link ID)等のONU識別子を用いて、受信したフレームが自分宛であるかを判断し、受信フレームの取捨選択を行う。
一方、上り方向通信用に、ONU200は、波長λU_1〜λU_Nのうちの少なくとも1波長を出力可能な光送信器を備え、OLT100から割り当てられている上り波長で、OLT100から通知された送信許容時間内に上り信号光を送信する。OLT100から通知される送信許容時間は、同一のOSU51を宛先とする上り信号光同士が衝突しないように、OLT100と各ONU200間でのフレーム往復伝搬時間(RTT:Round Trip Time)を考慮して決定される。
OLT100から割り当てられる上り波長は当該ONU200が波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれの端子と光ファイバ伝送路を介して接続するかに応じて異なるが、光送信器に波長可変機能を持たせることにより、異なる光ファイバ伝送路側端子と接続するONU200の品種を単一化し、経済性・保守運用性の向上を図ることができる。
波長可変光送信器としては、OSU51内の波長可変光送信器24をバースト動作させる構成を用いることができる。また、高速な波長可変性が要求されない場合は、分布帰還型(DFB:Distributed Feedback)レーザなどの直接変調レーザの出力光波長を温度制御により変化させる構成も可能である。
光ファイバ伝送路を伝送された上り信号光は、波長ルーティング手段252を通じて波長多重された後、光合分波手段で分岐され、OSU51#1〜#Mへ入力される。各OSU51内の波長可変光受信器は、動的帯域割当情報を参照することにより入力される上り信号光の送信元であるONU200を認識し、当該ONU200が波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれの端子と光ファイバ伝送路を介して接続するかに応じて受信波長を設定し、入力される波長多重信号光の中から所望の上り波長である上り信号光を選択的に受信する。
波長可変光受信器としては、PIN―PDやAPDなどの受光器の前段に透過波長を変更できる波長可変フィルタを配置した構成がこれにあたる。ここで、各ONU200が自分に付与されたLLID等のONU識別子を送信フレーム内に含む上り信号光を送出することで、OLT100は受信フレーム内のONU識別子によりフレームの送信元であるONU200を特定することができる。
ONU200内およびOSU51内の光受信器として、図8のように、コヒーレント受信器16、27を用いることも可能である。この場合、ONU200内の局発光源28の出力光波長は、当該ONU200が波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれの端子と光ファイバ伝送路を介して接続するかに応じて、所定の下り波長の近傍に設定される。一方、OSU51内の局発光源28の出力光波長は、光受信器に入力される上り信号光がいずれのONU200から送信されてくるかに応じて変更される。
高受信感度を特徴とするコヒーレント受信を適用することで、光ファイバ伝送路中や各OSU51と接続する光合分波手段における許容損失を増大できる。光ファイバ伝送路中で許容される伝送損失や分岐損失の増大により、伝送距離の長延化や収容するONU数の拡大を図れる。また、各OSU51と接続する光合分波手段で許容される分岐損失の増大によりOSU数を拡大できるため、システム総帯域を拡張できる。
以下に、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子#1〜#Nのうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200を宛先とする、異なるOSU51から送出された下り信号光が光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないように、OLT100内で下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法を説明する。
OLT100は、OSU51#1〜#Mと一対一に接続するOSU側出力端子#1〜#Mを有し、上位NWからOLT100に入力される下りフレームを、フレームの宛先であるONU200が論理接続するOSU51と接続するOSU側出力端子から出力するフレーム振り分け部30を備える。
フレーム振り分け部30は、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子#1〜#Nのうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200宛の下りフレームを、複数のOSU側出力端子が時間的に重なって出力しないように制御する。
フレーム振り分け部30の構成例を図9に示す。振り分けスイッチ(SW)32は、上位NWからOLT100に入力される下りフレームを、宛先ONU200ごとに異なるバッファ33へ出力する。バッファ読み出し部34#1〜#Mは、ONU−OSU論理接続テーブルに従って各バッファ33から下りフレームを読み出し、一対一に接続されたOSU側出力端子#1〜#Mへ出力する。
バッファ読み出し部34#m(m=1,2,・・・,M)は、OSU51#mと論理接続する各ONU用のバッファ33にラウンドロビン方式などにより読み出し順を割り振り、読み出し順に従って下りフレームを読み出す。
各々のバッファ読み出し部34は、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子#1〜#Nのうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200宛の下りフレームを複数のバッファ読み出し部34が時間的に重なって読み出さないように連携する。
バッファ読み出し部34は、読み出しを実行する際に、読み出しを実行するバッファ33の宛先ONU200が光ファイバ伝送路を介して接続する波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子と同一の端子と接続するONU200宛の下りフレームの読み出しを、フレーム長から換算した所要読み出し時間だけ禁止する旨を、他のバッファ読み出し部34へ通知する。
バッファ読み出し部34は、次の読み出し順であるバッファ33の宛先ONU200が光ファイバ伝送路を介して接続する波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子と同一の端子と接続するONU200宛の下りフレームを他のバッファ読み出し部34が読み出している間は当該バッファ33からの読み出しを停止し、いずれのバッファ読み出し部34も読み出していない場合は読み出しを実行する。
次の読み出し順であるバッファの読み出しが禁止されている時に全バッファ33からの読み出しを停止する場合、バッファ読み出し部34からの出力が間欠的になるが、読み出しが禁止されているバッファ33の読み出し順を飛ばして他のバッファ33からの読み出しを先行して行うことにより帯域利用効率を向上することも可能である。
また、図9は各バッファ読み出し部34が読み出し情報を相互に通知し合う構成であるが、各バッファ読み出し部34と接続し各バッファ読み出し部34の読み出し状態を把握する統合制御部35を備え、統合制御部35が各バッファ読み出し部34へ読み出しの実行/停止を指示する図10のような構成でもよい。
上位NWにおけるONU識別子とPONにおけるONU識別子が異なる場合は、OLT100内にて識別子変換が必要となるが、識別子変換部をバッファ読み出し部34より上位NW側に設けても、バッファ読み出し部34よりOSU側もしくはOSU51内に設けてもよい。
識別子変換部をバッファ読み出し部34より上位NW側に設ける場合、バッファ読み出し部34はPONにおけるONU識別子とOSU51との対応テーブルを参照する。識別子変換部をバッファ読み出し部34よりOSU側もしくはOSU51内に設ける場合は、バッファ読み出し部34は上位NWにおけるONU識別子とOSU51との対応テーブルを参照する。上位NW,PONにおけるONU識別子として、VLAN−ID,LLID,MACアドレス等を用いることが可能である。
上述のフレーム振り分け部30におけるバッファ33からの読み出しタイミングの制御により、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子のうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200宛の下り信号光を複数のOSU51が時間的に重なって送出することが発生せず、フレーム振り分け部30のOSU側出力端子からOSU51を介して光合分波手段へ至る各経路間での経路長差が無視できる場合、異なるONU200を宛先とする下り信号光同士の衝突によりONU200にて信号を正しく受信できなくなることを防げる。
フレーム振り分け部30のOSU側出力端子からOSU51を介して光合分波手段へ至る各経路間に経路長差がある場合であっても、バッファ読み出し部34が読み出しを停止する時間に経路長差の分に相当する時間以上のマージンを上乗せすることで、異なるONU200を宛先とする下り信号光同士の衝突によりONU200にて信号を正しく受信できなくなることを防げる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、ONU200とOSU51との間に波長ルーティング手段252が配置され、ONU200内に波長フィルタ等の波長選択手段を具備しない波長可変型WDM/TDM−PON251において、第1の実施形態と別の構成および方法にて、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子のうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200を宛先とする、異なるOSU51から送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないようにOLT100内で下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法である。
第2の実施形態は、ONU200とOSU51との間に波長ルーティング手段252が配置され、ONU200内に波長フィルタ等の波長選択手段を具備しない波長可変型WDM/TDM−PON251において、第1の実施形態と別の構成および方法にて、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子のうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200を宛先とする、異なるOSU51から送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないようにOLT100内で下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法である。
OLT100は、第1の実施形態と同様に、OSU51#1〜#Mと一対一に接続するOSU側出力端子#1〜#Mを有し、上位NWからOLT100に入力される下りフレームを、フレームの宛先であるONU200が論理接続するOSU51と接続するOSU側出力端子から出力するフレーム振り分け部30を備える。
フレーム振り分け部30は、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子#1〜#Nのうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200宛の下りフレームを、複数のOSU側出力端子が時間的に重なって出力しないように制御する。
フレーム振り分け部30の構成例を図11に示す。振り分けSWは、上位NWからOLT100に入力される下りフレームを、宛先ONU200ごとに異なるバッファ33へ出力する。バッファ読み出し部34#1〜#Mは、ONU−OSU論理接続テーブルに従って各バッファ33から下りフレームを読み出し、一対一に接続されたタイミング調整用バッファ36#1〜#Mへ出力する。
バッファ読み出し部34#m(m=1,2,・・・,M)は、OSU51#mと論理接続する各ONU用のバッファ33にラウンドロビン方式などにより読み出し順を割り振り、読み出し順に従って下りフレームを読み出す。
各々のタイミング調整用バッファ36は、OSU側出力端子#1〜#Mと一対一に接続する。各タイミング調整用バッファ36からの下りフレームの吐き出しを制御する吐き出し制御部37は、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子#1〜#Nのうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200宛の下りフレームを、複数のタイミング調整用バッファ36が時間的に重なって吐き出さないように連携する。
吐き出し制御部37は、吐き出しを実行する際に、吐き出しを実行するフレームの宛先ONU200が光ファイバ伝送路を介して接続する波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子と同一の端子と接続するONU200宛の下りフレームの吐き出しを、フレーム長から換算した所要吐き出し時間だけ禁止する旨を、他の吐き出し制御部37へ通知する。
バッファ33への入力順にフレームが吐き出されるFIFO(First−In First−Out)方式でタイミング調整用バッファ36からの吐き出しが行われる場合、吐き出し制御部37は、タイミング調整用バッファ36の先頭に位置するフレームの宛先ONU200を認識し、宛先ONU200が光ファイバ伝送路を介して接続する波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子と同一の端子と接続するONU200宛の下りフレームを他のタイミング調整用バッファ36が吐き出している間は吐き出しを停止し、いずれのタイミング調整用バッファ36も吐き出していない場合は吐き出しを実行する。
図11は各吐き出し制御部37が吐き出し情報を相互に通知し合う構成であるが、各吐き出し制御部37と接続し各タイミング調整用バッファ36からの吐き出し情報を把握する統合制御部35を備え、統合制御部35が各吐き出し制御部37へ吐き出しの実行/停止を指示する図12のような構成でもよい。
上位NWにおけるONU識別子とPONにおけるONU識別子が異なる場合は、OLT100内にて識別子変換が必要となるが、識別子変換部をバッファ読み出し部34より上位NW側に設けても、バッファ読み出し部34よりOSU側もしくはOSU51内に設けてもよい。
識別子変換部をバッファ読み出し部34より上位NW側に設ける場合、バッファ読み出し部34はPONにおけるONU識別子とOSU51との対応テーブルを参照する。識別子変換部をバッファ読み出し部34よりOSU側もしくはOSU51内に設ける場合は、バッファ読み出し部34は上位NWにおけるONU識別子とOSU51との対応テーブルを参照する。上位NW,PONにおけるONU識別子として、VLAN−ID,LLID,MACアドレス等を用いることが可能である。
上述のフレーム振り分け部30におけるタイミング調整用バッファ36からの吐き出しタイミングの制御により、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子のうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200宛の下り信号光を複数のOSU51が時間的に重なって送出することが発生せず、フレーム振り分け部30のOSU側出力端子からOSU51を介して光合分波手段へ至る各経路間での経路長差が無視できる場合、異なるONU200を宛先とする下り信号光同士の衝突によりONU200にて信号を正しく受信できなくなることを防げる。
フレーム振り分け部30のOSU側出力端子からOSU51を介して光合分波手段へ至る各経路間に経路長差がある場合であっても、吐き出し制御部37が吐き出しを停止する時間に経路長差の分に相当する時間以上のマージンを上乗せすることで、異なるONU200を宛先とする下り信号光同士の衝突によりONU200にて信号を正しく受信できなくなることを防げる。
第3の実施形態は、ONU200とOSU51との間に波長ルーティング手段252が配置され、ONU200内に波長フィルタ等の波長選択手段を具備しない波長可変型WDM/TDM−PON251において、第2の実施形態ではフレーム振り分け部30に含まれるタイミング調整用バッファ36をOSU51内に含む構成により、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子のうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200を宛先とする、異なるOSU51から送出された下り信号光が、光ファイバ伝送路側端子から時間的に重なって出力されないようにOLT100内で下り信号光の送信タイミングを制御する構成および方法である。
フレーム振り分け部30は、OSU51#1〜#Mと一対一に接続するOSU側出力端子#1〜#Mを有し、上位NWからOLT100に入力される下りフレームを、フレームの宛先であるONU200が論理接続するOSU51と接続するOSU側出力端子から出力する。
各OSU51は、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子#1〜#Nのうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200宛の下り信号光を複数のOSU51が時間的に重なって送出しないように連携しながら、フレーム振り分け部30のOSU側出力端子を経て入力される下りフレームを電気/光変換して出力する。
フレーム振り分け部30およびOSU51の構成例を図13に示す。なお、OSU51内の構成は下り方向通信に関する機能のみを図示した。フレーム振り分け部30内の振り分けSWは、上位NWからOLT100に入力される下りフレームを、宛先ONUごとに異なるバッファ33へ出力する。
バッファ読み出し部34#1〜#Mは、ONU−OSU論理接続テーブルに従って各バッファ33から下りフレームを読み出し、一対一に接続されたOSU側出力端子#1〜#Mへ出力する。バッファ読み出し部34#m(m=1,2,・・・,M)は、OSU51#mと論理接続する各ONU用のバッファ33にラウンドロビン方式などにより読み出し順を割り振り、読み出し順に従って下りフレームを読み出す。
OSU側出力端子を経て各OSU51に入力された下りフレームは、各OSU51が備えるタイミング調整用バッファ36へ入力される。各タイミング調整用バッファ36からの下りフレームの吐き出しを制御する吐き出し制御部37は、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子#1〜#Nのうち同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200宛の下りフレームを、複数のタイミング調整用バッファ36が時間的に重なって吐き出さないように連携する。
吐き出し制御部37は、吐き出しを実行する際に、吐き出しを実行するフレームの宛先ONU200が光ファイバ伝送路を介して接続する波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子と同一の端子と接続するONU200宛の下りフレームの吐き出しを、フレーム長から換算した所要吐き出し時間だけ禁止する旨を、他の吐き出し制御部37へ通知する。
バッファ33への入力順にフレームが吐き出されるFIFO方式でタイミング調整用バッファ36からの吐き出しが行われる場合、吐き出し制御部37は、タイミング調整用バッファ36の先頭に位置するフレームの宛先ONU200を認識し、宛先ONU200が光ファイバ伝送路を介して接続する波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子と同一の端子と接続するONU200宛の下りフレームを他のタイミング調整用バッファ36が吐き出している間は吐き出しを停止し、いずれのタイミング調整用バッファ36も吐き出していない場合は吐き出しを実行する。
図13は各吐き出し制御部37が吐き出し情報を相互に通知し合う構成であるが、各吐き出し制御部37と接続し各タイミング調整用バッファ36からの吐き出し情報を把握する統合制御部35を備え、統合制御部35が各吐き出し制御部37へ吐き出しの実行/停止を指示する図14のような構成でもよい。なお、図14においても図13と同様に、OSU内の構成は下り方向通信に関する機能のみを図示した。
上位NWにおけるONU識別子とPONにおけるONU識別子が異なる場合は、OLT100内にて識別子変換が必要となるが、識別子変換部をバッファ読み出し部34より上位NW側に設けても、バッファ読み出し部34よりOSU側もしくはOSU51内に設けてもよい。識別子変換部をバッファ読み出し部34より上位NW側に設ける場合、バッファ読み出し部34はPONにおけるONU識別子とOSU51との対応テーブルを参照する。
識別子変換部をバッファ読み出し部34よりOSU側もしくはOSU51内に設ける場合は、バッファ読み出し部34は上位NWにおけるONU識別子とOSU51との対応テーブルを参照する。上位NW,PONにおけるONU識別子として、VLAN−ID,LLID,MACアドレス等を用いることが可能である。
上述の各OSU51内におけるタイミング調整用バッファ36からの吐き出しタイミングの制御により、波長ルーティング手段252の光ファイバ伝送路側端子のうちの同一の端子と光ファイバ伝送路を介して接続するONU200宛の下り信号光を複数のOSU51が時間的に重なって送出することが発生せず、OSU51から光合分波手段へ至る各経路間での経路長差が無視できる場合、異なるONU200を宛先とする下り信号光同士の衝突によりONU200にて信号を正しく受信できなくなることを防げる。
OSU51から光合分波手段へ至る各経路間に経路長差がある場合であっても、吐き出し制御部37が吐き出しを停止する時間に経路長差の分に相当する時間以上のマージンを上乗せすることで、異なるONU200を宛先とする下り信号光同士の衝突によりONU200にて信号を正しく受信できなくなることを防げる。
本発明の情報通信産業に適用することができる。
12:波長合分波手段(ONU側)
16:コヒーレント受信器(OSU側)
18:波長可変光送信器(ONU側)
20:光送信機(ONU側)
21:光受信器(ONU側)
22:光受信器(OSU側)
23:波長可変光受信器(OSU側)
24:波長可変光送信器(OSU側)
26:波長合分波手段(OSU側)
27:コヒーレント受信器(ONU側)
28:局発光源
30:フレーム振り分け部
31:MUX
32:振り分けスイッチ
33:バッファ
34:バッファ読み出し部
35:統合制御部
36:タイミング調整用バッファ
37:吐き出し制御部
51:OSU
100:OLT
200:ONU
250:TDM−PONシステム
251:波長可変型WDM/TDM−PONシステム
252:波長ルーティング手段
16:コヒーレント受信器(OSU側)
18:波長可変光送信器(ONU側)
20:光送信機(ONU側)
21:光受信器(ONU側)
22:光受信器(OSU側)
23:波長可変光受信器(OSU側)
24:波長可変光送信器(OSU側)
26:波長合分波手段(OSU側)
27:コヒーレント受信器(ONU側)
28:局発光源
30:フレーム振り分け部
31:MUX
32:振り分けスイッチ
33:バッファ
34:バッファ読み出し部
35:統合制御部
36:タイミング調整用バッファ
37:吐き出し制御部
51:OSU
100:OLT
200:ONU
250:TDM−PONシステム
251:波長可変型WDM/TDM−PONシステム
252:波長ルーティング手段
Claims (7)
- 複数の子ノードと、
フレーム振り分け部が前記複数の子ノードへの下りフレームを光送信器に振り分け、前記光送信器が下りフレームを前記子ノードに送信する親ノードと、
前記親ノードから送出された下りフレームが光送受信器側端子より入力され、前記子ノードと光ファイバ伝送路を介して複数の光ファイバ伝送路側端子のうちの一つの端子が接続され、前記光送受信器側端子より入力された下りフレームを当該下りフレームの波長に応じた前記光ファイバ伝送路側端子に出力する波長ルーティング手段と、
を備えるPONシステムの下りフレーム送信タイミング制御方法であって、
前記フレーム振り分け部が前記光送信器へ下りフレームを振り分ける際に、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整するタイミング調整手順を有することを特徴とする送信タイミング制御方法。 - 前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光送信器から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整することを特徴とする請求項1に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光送信器に入力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整することを特徴とする請求項1に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記フレーム振り分け部から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整することを特徴とする請求項1に記載の送信タイミング制御方法。
- 前記親ノードは、入力された下りフレームを振り分け先の前記光送信器ごとに蓄積するタイミング調整用バッファをさらに備え、
前記タイミング調整手順において、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが、異なる前記タイミング調整用バッファから出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整することを特徴とする請求項3または4に記載の送信タイミング制御方法。 - 前記親ノードは、前記タイミング調整用バッファの出力タイミングを調整する吐き出し制御部をさらに備え、
前記タイミング調整手順において、前記吐き出し制御部は、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームを、異なる前記タイミング調整用バッファから異なる時間に出力させることを特徴とする請求項5に記載の送信タイミング制御方法。 - 複数の子ノードと、
フレーム振り分け部が前記複数の子ノードへの下りフレームを光送信器に振り分け、前記光送信器が下りフレームを前記子ノードに送信する親ノードと、
前記親ノードから送出された下りフレームが光送受信器側端子より入力され、前記子ノードが光ファイバ伝送路を介して複数の光ファイバ伝送路側端子のうちの一つの端子と接続され、前記光送受信器側端子より入力された下りフレームを当該下りフレームの波長に応じた前記光ファイバ伝送路側端子に出力する波長ルーティング手段と、
を備えるPONシステムであって、
前記フレーム振り分け部が前記光送信器へ下りフレームを振り分ける際に、宛先である前記子ノードが同一の光ファイバ伝送路側端子と接続される前記子ノードである下りフレームでありかつ振り分け先の前記光送信器が異なる下りフレームが前記光ファイバ伝送路側端子から出力される時間が異なるように、下りフレームを前記光送信器に振り分けるタイミングを調整するタイミング調整機能を有することを特徴とするPONシステム。
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