JP5492323B1 - ディスカバリ方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、WDM/TDM−PONを用いた光アクセスネットワークにおいて、ONUが最初に接続されたとき、OSU側でONUの接続位置を特定可能とすることを目的とする。
【解決手段】本発明に係るディスカバリ方法は、親ノードと複数の子ノードとの間に波長ルーティング手段が挿入されている光通信システムにおけるディスカバリ方法であって、親ノードから複数の子ノードへ向けて探索信号を送信する探索信号送信手順と、親ノードに未登録である子ノードから親ノードへ、応答信号を、当該子ノードの識別情報を含めて送信する応答信号送信手順と、親ノードが、応答信号の受信により、子ノードが複数の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれと光ファイバ伝送路を介して接続しているかを特定する光ファイバ伝送路特定手順と、を順に有する。
【選択図】図3
【解決手段】本発明に係るディスカバリ方法は、親ノードと複数の子ノードとの間に波長ルーティング手段が挿入されている光通信システムにおけるディスカバリ方法であって、親ノードから複数の子ノードへ向けて探索信号を送信する探索信号送信手順と、親ノードに未登録である子ノードから親ノードへ、応答信号を、当該子ノードの識別情報を含めて送信する応答信号送信手順と、親ノードが、応答信号の受信により、子ノードが複数の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれと光ファイバ伝送路を介して接続しているかを特定する光ファイバ伝送路特定手順と、を順に有する。
【選択図】図3
Description
本発明は、波長可変型WDM/TDM−PONにおけるONUのディスカバリ方法に関する。
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−PON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250の更なる大容量化が求められている。しかしながら、TDM−PON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−PON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合分波手段のいずれの端子と接続するかに応じて下り波長および上り波長が固定的に割り当てられ、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。
波長合分波手段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、異なるOSU51と論理接続するONU200間で帯域を共有することはできず帯域公平性は確保されない。
これに対して、非特許文献1では、OLT(Optical Line Terminal)内のOSU51およびONU200の光送信器に波長可変機能を備えた波長可変型WDM/TDM−PONが提案されている。図3に、非特許文献1の提案する波長可変型WDM/TDM−PONを示す。OSU51とONU200との間には、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が配置されている。波長ルーティング手段252の光送受信器側端子#1〜#MはOSU#1〜#Mと一対一に接続されている。
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4(a)及び図4(b)で表わされるN×Mアレイ導波路型回折格子(AWG:Arrayed Waveguide Grating)などがこれにあたる。この構成では、ONU200への割当波長の変更によりONU200単位で論理接続するOSU51を変更することができるため、全てのONU200間でシステム帯域を共有することができる。よって、OLT100における動的帯域割当計算に基づいて決定された論理接続先のOSU51宛に、各ONU200内の波長可変バースト送信器が、通知された送信波長で、同じく通知された送信許容時間内に間欠的に信号光を送信することで、上り方向通信において全てのONU200間での帯域公平性を確保することができる。
図3のようにOSU51とONU200との間に波長ルーティング手段252が配置された波長可変型WDM/TDM−PON構成では、OSU51内の波長可変光送信器18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しているかに応じてフレーム単位で出力光波長を切り替える必要がある。例えば、波長ルーティング手段252が図4(a)及び図4(b)のような入出力特性を有する場合、光送受信器側端子#1と接続するOSU#1内の波長可変光送信器18へ、光ファイバ伝送路を介してそれぞれ光ファイバ伝送路側端子#n(n=1,2,・・・,N),#n’(n’=1,2,・・・,N)と接続するONU#n−k(k=1,2,・・・,K),#n’−k’(k’=1,2,・・・,K)宛の下りフレームが連続して入力された場合、OSU#1内の波長可変光送信器18は出力光波長をλD_n,λD_n’の順に切り替える。
OLT100は、OSU51に入力された下りフレームの宛先をフレームごとに読み取り、ONU200と下り波長の対応テーブルを参照することで下り波長を決定し、波長可変光送信器18の出力光波長を決定した下り波長に切り替えることにより、フレーム単位での波長切替を実現することができる。ここで、各OSU51は波長ルーティング手段252の光送受信器側端子と一対一に接続しており、同一のONU200宛の下りフレームをOSU51ごとに相異なる波長で送信することが要求されるため、OLT100側では各々のONU200について対応する下り波長をOSU51ごとに記憶している必要がある。
一方、上り方向通信においては、各々のONU200が各OSU51と論理接続する際の上り波長の対応テーブルを参照することにより、動的帯域割当計算に基づいて決定された論理接続先のOSU宛に波長ルーティング手段252を介して上り信号光を伝送可能な上り波長を、各ONU200へ通知することが可能となる。
以上より、図5で表わされるような各々のONU200が各OSU51と論理接続する際の下り信号光及び上り信号光の波長対応テーブルをOLT100側で保持している必要がある。
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
波長対応テーブルを作成するためには、未登録であるONU200をOLT100に登録するディスカバリプロセスを通じて、当該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しているかをOLT100側で認識する必要がある。しかしながら、ONU200は自らがいずれの光ファイバ伝送路側端子と接続しているかを認識できないため、接続する光ファイバ伝送路側端子をONU200側から申告することはできない。そのため、ディスカバリプロセスにおいてOLT100側より送信する探索信号と、探索信号に応えて未登録のONU200が返信する応答信号の送受信を通じて、当該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しているかをOLT100側で自律的に認識する方法が必要となる。
WDM/TDM−PONを用いた光アクセスネットワークにおいては、各OSU51がONU200と通信を行う際に、通信を行うための波長を割り当てる必要がある。しかしながら、ONU200が最初に接続されたとき、OLT100側で波長ルーティング手段252の下部のONU200の接続箇所を特定することができないという課題があった。
そこで、本発明は、WDM/TDM−PONを用いた光アクセスネットワークにおいて、ONUが最初に接続されたとき、OLT側でONUの接続位置を特定可能とすることを目的とする。
本願発明は、OSU側でONUの探索信号を送信した際に、ONUが返信する応答信号にONU識別情報を埋め込ませることを特徴とする。
具体的には、本発明に係るディスカバリ方法は、
1個の親ノードと複数の子ノードが光ファイバ伝送路を介して接続され、
前記親ノードが、複数の光送受信器を備え、
前記親ノードと前記複数の子ノードとの間に、前記光送受信器からの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出力して前記光ファイバ伝送路に結合し、前記光ファイバ伝送路側端子から入力された前記光ファイバ伝送路からの上り信号光を光送受信器側端子から出力して前記光送受信器に結合する波長ルーティング手段が挿入され、
前記子ノードが、前記波長ルーティング手段の複数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されている光通信システムにおけるディスカバリ方法であって、
前記親ノードから前記複数の子ノードへ向けて、前記親ノードに未登録の子ノードを探索するための探索信号を送信する探索信号送信手順と、
前記親ノードに未登録である前記子ノードから前記親ノードへ、前記親ノードから送信された探索信号に応答する応答信号を、当該子ノードの識別情報及び当該応答信号の波長の識別情報を含めて送信する応答信号送信手順と、
前記親ノードが、前記応答信号の波長の識別情報と前記応答信号が出力される前記光送受信器側端子との組み合わせを、前記波長ルーティング手段の入出力特性と照らし合わせて、前記応答信号の送信元である前記子ノードが接続する前記光ファイバ伝送路側端子を特定することによって、前記子ノードが前記複数の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれと前記光ファイバ伝送路を介して接続しているかを特定する光ファイバ伝送路特定手順と、
を順に有する。
1個の親ノードと複数の子ノードが光ファイバ伝送路を介して接続され、
前記親ノードが、複数の光送受信器を備え、
前記親ノードと前記複数の子ノードとの間に、前記光送受信器からの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出力して前記光ファイバ伝送路に結合し、前記光ファイバ伝送路側端子から入力された前記光ファイバ伝送路からの上り信号光を光送受信器側端子から出力して前記光送受信器に結合する波長ルーティング手段が挿入され、
前記子ノードが、前記波長ルーティング手段の複数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されている光通信システムにおけるディスカバリ方法であって、
前記親ノードから前記複数の子ノードへ向けて、前記親ノードに未登録の子ノードを探索するための探索信号を送信する探索信号送信手順と、
前記親ノードに未登録である前記子ノードから前記親ノードへ、前記親ノードから送信された探索信号に応答する応答信号を、当該子ノードの識別情報及び当該応答信号の波長の識別情報を含めて送信する応答信号送信手順と、
前記親ノードが、前記応答信号の波長の識別情報と前記応答信号が出力される前記光送受信器側端子との組み合わせを、前記波長ルーティング手段の入出力特性と照らし合わせて、前記応答信号の送信元である前記子ノードが接続する前記光ファイバ伝送路側端子を特定することによって、前記子ノードが前記複数の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれと前記光ファイバ伝送路を介して接続しているかを特定する光ファイバ伝送路特定手順と、
を順に有する。
本発明に係るディスカバリ方法では、
前記探索信号送信手順における前記探索信号は、前記応答信号の波長の識別情報を含み、
前記応答信号送信手順において、前記子ノードは、前記探索信号に含まれていた前記応答信号の波長の識別情報を用いて前記応答信号の波長を決定し、決定した波長の上り信号光を用いて前記応答信号を前記親ノードへ送信してもよい。
前記探索信号送信手順における前記探索信号は、前記応答信号の波長の識別情報を含み、
前記応答信号送信手順において、前記子ノードは、前記探索信号に含まれていた前記応答信号の波長の識別情報を用いて前記応答信号の波長を決定し、決定した波長の上り信号光を用いて前記応答信号を前記親ノードへ送信してもよい。
本発明に係るディスカバリ方法では、
前記子ノードは、受信する下り信号光の波長と送信する上り信号光の波長との組み合わせテーブルを保持し、
前記探索信号送信手順における前記探索信号は、前記探索信号の波長の識別情報を含み、
前記応答信号送信手順において、前記子ノードは、前記組み合わせテーブルを参照して、前記探索信号の波長に応じた前記応答信号の波長を決定し、決定した波長の上り信号光を用いて前記応答信号を前記親ノードへ送信してもよい。
前記子ノードは、受信する下り信号光の波長と送信する上り信号光の波長との組み合わせテーブルを保持し、
前記探索信号送信手順における前記探索信号は、前記探索信号の波長の識別情報を含み、
前記応答信号送信手順において、前記子ノードは、前記組み合わせテーブルを参照して、前記探索信号の波長に応じた前記応答信号の波長を決定し、決定した波長の上り信号光を用いて前記応答信号を前記親ノードへ送信してもよい。
本発明に係るディスカバリ方法では、
前記応答信号送信手順において、前記子ノードは、前記探索信号にて通知された送信許容時間内に前記応答信号を送信し、
前記送信許容時間は、異なる前記光ファイバ伝送路側端子と前記光ファイバ伝送路を介して接続する前記子ノードから送信される前記応答信号の前記親ノードへの到着時間が異なるように前記親ノードにて決定され、
前記光ファイバ伝送路特定手順において、前記親ノードは、前記応答信号が到達した時刻により、前記応答信号の送信元である前記子ノードが接続する前記光ファイバ伝送路側端子を特定してもよい。
前記応答信号送信手順において、前記子ノードは、前記探索信号にて通知された送信許容時間内に前記応答信号を送信し、
前記送信許容時間は、異なる前記光ファイバ伝送路側端子と前記光ファイバ伝送路を介して接続する前記子ノードから送信される前記応答信号の前記親ノードへの到着時間が異なるように前記親ノードにて決定され、
前記光ファイバ伝送路特定手順において、前記親ノードは、前記応答信号が到達した時刻により、前記応答信号の送信元である前記子ノードが接続する前記光ファイバ伝送路側端子を特定してもよい。
具体的には、本発明に係る光通信システムは、
1個の親ノードと複数の子ノードが光ファイバ伝送路を介して接続された光通信システムであって、
前記親ノードが、複数の光送受信器を備え、
前記親ノードと前記複数の子ノードとの間に、前記光送受信器からの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出力して前記光ファイバ伝送路に結合し、前記光ファイバ伝送路側端子から入力された前記光ファイバ伝送路からの上り信号光を光送受信器側端子から出力して前記光送受信器に結合する波長ルーティング手段が挿入され、
前記子ノードが、前記波長ルーティング手段の複数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され、
前記親ノードは、前記複数の子ノードへ向けて、前記親ノードに未登録の子ノードを探索するための探索信号を送信し、
前記子ノードは、前記親ノードに未登録である場合、前記親ノードから送信された探索信号に応答する応答信号を、当該子ノードの識別情報及び当該応答信号の波長の識別情報を含めて送信し、
前記親ノードは、前記応答信号の波長の識別情報と前記応答信号が出力される前記光送受信器側端子との組み合わせを、前記波長ルーティング手段の入出力特性と照らし合わせて、前記応答信号の送信元である前記子ノードが接続する前記光ファイバ伝送路側端子を特定することによって、前記子ノードが前記複数の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれと前記光ファイバ伝送路を介して接続しているかを特定する。
1個の親ノードと複数の子ノードが光ファイバ伝送路を介して接続された光通信システムであって、
前記親ノードが、複数の光送受信器を備え、
前記親ノードと前記複数の子ノードとの間に、前記光送受信器からの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出力して前記光ファイバ伝送路に結合し、前記光ファイバ伝送路側端子から入力された前記光ファイバ伝送路からの上り信号光を光送受信器側端子から出力して前記光送受信器に結合する波長ルーティング手段が挿入され、
前記子ノードが、前記波長ルーティング手段の複数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され、
前記親ノードは、前記複数の子ノードへ向けて、前記親ノードに未登録の子ノードを探索するための探索信号を送信し、
前記子ノードは、前記親ノードに未登録である場合、前記親ノードから送信された探索信号に応答する応答信号を、当該子ノードの識別情報及び当該応答信号の波長の識別情報を含めて送信し、
前記親ノードは、前記応答信号の波長の識別情報と前記応答信号が出力される前記光送受信器側端子との組み合わせを、前記波長ルーティング手段の入出力特性と照らし合わせて、前記応答信号の送信元である前記子ノードが接続する前記光ファイバ伝送路側端子を特定することによって、前記子ノードが前記複数の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれと前記光ファイバ伝送路を介して接続しているかを特定する。
本発明に係る光通信システムでは、
前記子ノードは、前記子ノードが受信することが可能な前記探索信号にて通知された送信許容時間内に前記応答信号を送信し、
前記親ノードは、異なる前記光ファイバ伝送路側端子と前記光ファイバ伝送路を介して接続する前記子ノードから送信される前記応答信号の前記親ノードへの到着時間が異なるように前記送信許容時間決定し、前記応答信号が到達した時刻により、前記応答信号の送信元である前記子ノードが接続する前記光ファイバ伝送路側端子を特定してもよい。
前記子ノードは、前記子ノードが受信することが可能な前記探索信号にて通知された送信許容時間内に前記応答信号を送信し、
前記親ノードは、異なる前記光ファイバ伝送路側端子と前記光ファイバ伝送路を介して接続する前記子ノードから送信される前記応答信号の前記親ノードへの到着時間が異なるように前記送信許容時間決定し、前記応答信号が到達した時刻により、前記応答信号の送信元である前記子ノードが接続する前記光ファイバ伝送路側端子を特定してもよい。
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、WDM/TDM−PONを用いた光アクセスネットワークにおいて、ONUが最初に接続されたとき、OLT側でONUの接続位置を特定できる。
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。
本発明に係る光通信システムは、親ノードである1個のOLT100と、子ノードであるONU200と、波長ルーティング手段252を備える。OLT100と複数のONU200は、光ファイバ伝送路を介して接続されている。OLT100は、複数のOSU51を備える。波長ルーティング手段252は、OLT100と複数のONU200との間に挿入されている。
各ONU200は、波長ルーティング手段252の複数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されている。各OSU51は、波長ルーティング手段252の複数の光送受信器側端子のうちの1つと接続されている。波長ルーティング手段252は、OSU51からの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出力して光ファイバ伝送路に結合し、光ファイバ伝送路側端子から入力された光ファイバ伝送路からの上り信号光を光送受信器側端子から出力して光送受信器に結合する。
波長可変型WDM/TDM−PONにおけるONU200のディスカバリ方法は、探索信号送信手順と、応答信号送信手順と、光ファイバ伝送路特定手順と、を順に有する。
探索信号送信手順では、OLT100から複数のONU200へ向けて、OLT100に未登録のONU200を探索するための探索信号を送信する。
応答信号送信手順では、OLT100に未登録であるONU200からOLT100へ、OLT100から送信された探索信号に応答する応答信号を、当該ONU200の識別情報を含めて送信する。
光ファイバ伝送路特定手順では、OLT100が、応答信号に載せられたONU200の識別情報を用いて、OLT100に未登録であるONU200が複数の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれと光ファイバ伝送路を介して接続しているかを特定する。
探索信号送信手順では、OLT100から複数のONU200へ向けて、OLT100に未登録のONU200を探索するための探索信号を送信する。
応答信号送信手順では、OLT100に未登録であるONU200からOLT100へ、OLT100から送信された探索信号に応答する応答信号を、当該ONU200の識別情報を含めて送信する。
光ファイバ伝送路特定手順では、OLT100が、応答信号に載せられたONU200の識別情報を用いて、OLT100に未登録であるONU200が複数の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれと光ファイバ伝送路を介して接続しているかを特定する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態は、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た波長ルーティング手段252がOSU51とONU200との間に配置された波長可変型WDM/TDM―PONにおいて、新規に登録する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しているかをOLT100側で自律的に認識することを可能とするディスカバリ方法である。
第1の実施形態は、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た波長ルーティング手段252がOSU51とONU200との間に配置された波長可変型WDM/TDM―PONにおいて、新規に登録する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しているかをOLT100側で自律的に認識することを可能とするディスカバリ方法である。
本実施形態におけるディスカバリ方法を図3の波長可変型WDM/TDM―PON構成を例に説明する。なお、本実施形態におけるディスカバリ方法を適用する波長可変型WDM/TDM―PON構成は図3に限らず、図3の波長可変型WDM/TDM−PONにおいてONU200内に波長可変フィルタ22を備える構成(図6)や、AWGや薄膜フィルタなどの波長合分波手段153と、光ファイバやPLC(Planar Lightwave Circuit)により作成された光カプラなどの光合分波手段151とを組み合わせた構成(図7)などへの適用も可能である。
図3の波長可変型WDM/TDM−PON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18を備える。各々の波長可変光送信器18からの下り信号光は、波長ルーティング手段252へ、別々の光送受信器側端子を介して入力され、波長に応じて異なる光ファイバ伝送路側端子から光ファイバ伝送路へ出力される。波長可変光送信器18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出力光波長を変化させる。
波長可変光送信器18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、出力光波長の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連続光を、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:Electroabsorption)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され、光ファイバ伝送路側端子から出力される下り信号光を光受信器29を用いて受信する。光受信器29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を出力可能な波長可変光送信器24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。波長可変光送信器24としては、OSU51内の波長可変光送信器18と同様の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にて波長に応じて振り分けられ、光送受信器側端子を通じてOSU51に入力される。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が受信フレーム内の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及び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、割り当てられている下り信号光の波長近傍に設定される。一方、OSU51内の局発光源17の出力光波長は、コヒーレント光受信器16に到着す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での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数の拡大を図ることができる。
ディスカバリプロセスでは、OLT100は、未登録のONU200に登録要求である応答信号を返信する旨の命令が記載された探索信号が波長ルーティング手段252のすべての光ファイバ伝送路側端子から出力されるように、探索信号を送信する。例えば、OLT100内の任意の1つのOSU#m(m=1,2,・・・,M)内の波長可変光送信器18が、波長λD_1〜λD_Nの探索信号を時間多重して送信する。探索信号は、図9(a)のように所定の間隔Δt0で各波長の探索信号を集中的に送信しても、図9(b)のように各波長の探索信号を分散して所定の間隔Δt0ごとに送信してもよい。
波長λD_1〜λD_Nの探索信号は波長ルーティング手段252において波長に応じて振り分けられ、各々異なる光ファイバ伝送路側端子から出力される。波長ルーティング手段252が図4のような入出力特性を有し、光送受信器側端子#1と接続するOSU#1内の波長可変光送信器18が探索信号を送信する場合、波長λD_1,λD_2,・・・,λD_Nの探索信号は順に光ファイバ伝送路側端子#1,#2,・・・,#Nから出力される。このように、すべての光ファイバ伝送路側端子から探索信号が出力されるため、未登録のONU200は、光ファイバ伝送路を介していずれの光ファイバ伝送路側端子と接続するかによらず確実に探索信号を受信できる。ONU200内に波長可変フィルタ22を備える図6の波長可変型WDM/TDM−PON構成では、波長可変フィルタ22の透過波長をλD_1〜λD_Nの範囲で周期的に掃引することにより、未登録のONU200が、光ファイバ伝送路を介していずれの光ファイバ伝送路側端子と接続するかによらず確実に探索信号を受信できる。
探索信号には、受信したONU200がOLT100に未登録である場合、送信許容時間内に登録要求である応答信号を送信する旨の命令が記載されている。探索信号を受信した未登録であるONU200は、送信許容時間内のランダム時刻に波長λU_n(n=1,2,・・・,N)で応答信号を送信するが、その際、応答信号には送信元であるONU200の識別情報に加えて、応答信号の波長の識別情報を記載する。ONU200にて応答信号の波長λU_nを決定する方法としては、探索信号によりOLT100側からλU_nを指定する方法や、ONU200に受信する下り信号光の波長と送信する上り信号光の波長の組み合わせテーブルを保持させ、探索信号内に記載された探索信号の波長の識別情報を組み合わせテーブルと照らし合わせてλU_nを決定する方法などがある。
光ファイバ伝送路を伝送された応答信号は、波長ルーティング手段252にて波長に応じて振り分けられた後、OSU51内の光受信器19で受信される。このとき、応答信号には波長識別情報が記載されているため、OLT100では受信した応答信号の送信元ONU200と波長を認識できる。
ここで、認識した応答信号の波長と光受信器19が含まれるOSU51が接続する波長ルーティング手段252の光送受信器側端子の番号との組み合わせを、波長ルーティング手段252の入出力特性と照らし合わせることにより、波長ルーティング手段252へ応答信号が入力された光ファイバ伝送路側端子の番号を特定することが可能である。例えば、波長ルーティング手段252が図4のような入出力特性を有し、OSU#1内の光受信器19で波長λU_1の応答信号を受信した場合、応答信号は光ファイバ伝送路側端子#1から波長ルーティング手段252へ入力されたと特定できる。OSU#1内の光受信器19で波長λU_Nの応答信号を受信した場合は、応答信号は光ファイバ伝送路側端子#Nから波長ルーティング手段252へ入力されたと特定できる。よって、上述のような探索信号と応答信号の送受信により、応答信号の送信元であるONU200が、光ファイバ伝送路を介して接続する光ファイバ伝送路側端子をOLT100側で自律的に認識することが可能となる。その結果、認識した光ファイバ伝送路側端子の番号を波長ルーティング手段252の入出力特性と照らし合わせることで、当該ONU200が各OSU51と論理接続する際の下り/上り波長を決定し、図5のような波長対応テーブルを作成できる。
応答信号を受信する光受信器19は、探索信号を送信した波長可変光送信器24が含まれるOSU51と同じのOSU51内の光受信器19でも、異なるOSU51内の光受信器19でもよい。例えば、波長ルーティング手段252が図4のような入出力特性を有し、光送受信器側端子#1と接続するOSU#1内の波長可変光送信器18が探索信号を送信する場合、波長λD_1,λD_2,λD3,・・・,λD_Nの探索信号に記載して指定する応答信号の波長を、順にλU_1,λU_2,λU_3,・・・,λU_Nとすると、光ファイバ伝送路を介して波長ルーティング手段252の相異なる光ファイバ伝送路側端子と接続するONU200から返信された応答信号が、探索信号を送信した波長可変光送信器18が含まれるOSU#1と同じOSU#1内の光受信器19で受信される。波長λD_1,λD_2,λD3,・・・,λD_Nの探索信号に記載して指定する応答信号の波長を、順にλU_N,λU_1,λU_2,・・・,λU_N−1とすると、光ファイバ伝送路を介して波長ルーティング手段252の相異なる光ファイバ伝送路側端子と接続するONU200から返信された応答信号が、探索信号を送信した波長可変光送信器18が含まれるOSU#1と異なるOSU#2内の光受信器19で受信される。また、応答信号の波長は、波長ルーティング手段252へ異なる光ファイバ伝送路側端子から入力された応答波長が単一の光受信器19で受信されるように指定しても、複数の光受信器19で受信されるように指定してもよい。
本実施形態におけるディスカバリプロセスでは、OLT100側より送信する探索信号と、探索信号に応えて未登録のONU200が返信する応答信号の送受信を通じて、OLT100側で当該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しているかを自律的に判断できるため、当該ONU200が各OSU100と論理接続する際の下り/上り波長を決定し、図5のような波長対応テーブルを作成できる。この結果、OSU51に入力された下りフレームの宛先をフレームごとに読み取り、波長対応テーブルを参照することで下り波長を決定し、OSU51内の波長可変光送信器18の出力波長を決定した下り波長に切り替えることにより、フレーム単位での波長切替を実現できる。更に、波長対応テーブルを参照することにより、動的帯域割当計算に基づいて決定された論理接続先のOSU51宛に波長ルーティング手段252を介して上り信号光を伝送可能な上り波長を決定し、各ONU200へ通知することが可能となる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、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た波長ルーティング手段252がOSU51とONU200との間に配置された波長可変型WDM/TDM―PONにおいて、第1の実施形態におけるディスカバリ方法と別の方法にて、新規に登録する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しているかをOLT100側で自律的に認識することを可能とするディスカバリ方法である。
第2の実施形態は、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た波長ルーティング手段252がOSU51とONU200との間に配置された波長可変型WDM/TDM―PONにおいて、第1の実施形態におけるディスカバリ方法と別の方法にて、新規に登録する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しているかをOLT100側で自律的に認識することを可能とするディスカバリ方法である。
本実施形態におけるディスカバリ方法を図3の波長可変型WDM/TDM―PON構成を例に説明する。なお、本実施形態におけるディスカバリ方法を適用する波長可変型WDM/TDM―PON構成は図3に限らず、図3の波長可変型WDM/TDM−PONにおいてONU200内に波長可変フィルタ22を備える構成(図6)や、AWGや薄膜フィルタなどの波長合分波手段153と、光ファイバやPLCにより作成された光カプラなどの光合分波手段151とを組み合わせた構成(図7)などへの適用も可能である。
ディスカバリプロセスでは、OLT100は、未登録のONU200に登録要求である応答信号を返信する旨の命令が記載された探索信号が波長ルーティング手段252のすべての光ファイバ伝送路側端子から出力されるように、探索信号を送信する。例えば、OLT100内の任意の1つのOSU#m(m=1,2,・・・,M)内の波長可変光送信器18が、波長λD_1〜λD_Nの探索信号を時間多重して送信する。波長λD_1〜λD_Nの探索信号は波長ルーティング手段252において波長に応じて振り分けられ、各々異なる光ファイバ伝送路側端子から出力されるため、未登録のONU200は、光ファイバ伝送路を介していずれの光ファイバ伝送路側端子と接続するかによらず確実に探索信号を受信できる。ONU200内に波長可変フィルタ22を備える図6の波長可変型WDM/TDM−PON構成では、波長可変フィルタ22の透過波長をλD_1〜λD_Nの範囲で周期的に掃引することにより、未登録のONU200が、光ファイバ伝送路を介していずれの光ファイバ伝送路側端子と接続するかによらず確実に探索信号を受信できる。
波長λD_n(n=1,2,・・・,N)である探索信号には、受信したONU200がOLT100に未登録である場合、探索信号を受信した時刻からΔtn後からΔTn以内に登録要求である応答信号を送信する旨の命令が記載されている。探索信号を受信した未登録であるONU200は、送信許容時間内のランダム時刻に波長λU_n’(n’=1,2,・・・,N)で応答信号を送信するが、その際、応答信号には送信元であるONU200の識別情報を記載する。ONU200にて応答信号の波長λU_n’を決定する方法としては、探索信号によりOLT100側からλU_n’を指定する方法や、ONU200に受信する下り信号光の波長と送信する上り信号光の波長の組み合わせテーブルを保持させ、探索信号内に記載された探索信号の波長の識別情報を組み合わせテーブルと照らし合わせてλU_n’を決定する方法などがある。光ファイバ伝送路を伝送された応答信号は、波長ルーティング手段252にて波長に応じて振り分けられた後、OSU51内の光受信器19で受信される。この時、応答信号には送信元であるONU200の識別情報が記載されているため、OLT100では受信した応答信号の送信元ONU200を特定できる。
ONU200の中で波長ルーティング手段252までの距離が最も近いONU200とOLT100との間でのRTTをTRTT_min、波長ルーティング手段252までの距離が最も遠いONU200とOLT100との間でのRTTをTRTT_maxとすると、OLT100は、波長λD_nである探索信号を送信した時刻からΔtn+TRTT_min〜Δtn+ΔTn+TRTT_maxとまでの応答信号受信ウィンドウ#n内に、波長λU_n’である応答信号を受信する。つまり、探索信号内に含めるΔtn,ΔTnの値により、応答信号を受信する応答信号受信ウィンドウを設定できる。
探索信号に対する応答信号の送信許容時間を所定の条件を満たすように設定することにより、波長λD_1〜λD_Nの探索信号に対する応答信号を受信する応答信号受信ウィンドウ#1〜#N同士が時間的に重ならないようにすることができる。例えば、図10(a)のように時刻T0から所定の間隔Δt0で波長λD_1〜λD_Nの探索信号を集中的に送信する場合、波長λD_nに対する応答時間を受信する応答信号受信ウィンドウ#nの終了時刻T0+(n−1)×Δt0+Δtn+ΔTn+TRTT_maxが、波長λD_n+1に対する応答時間を受信する応答信号受信ウィンドウ#n+1の開始時刻T0+n×Δt0+Δtn+1+TRTT_minよりも前となるように、Δtn,ΔTn,Δtn+1の値を設定することにより、応答信号受信ウィンドウ#1〜#N同士の時間的な重なりを防ぐことができる。また、図10(b)のように各波長の探索信号を分散して所定の間隔Δt0で送信する場合も、Δtn,ΔTn,Δtn+1の値を図9(a)と同様の条件を満たすように設定することにより、応答信号受信ウィンドウ#1〜#N同士の時間的な重なりを防ぐことができる。この場合、OLT100は応答信号をいつの応答信号受信ウィンドウ内に受信したかにより、いずれの波長の探索信号に対する応答信号であるかを認識できる。更に、前述のように、OLT100では受信した応答信号の送信元ONU200を特定できるため、当該ONU200が受信した探索信号の波長を認識できる。
ここで、認識した探索信号の波長と探索信号を送信した波長可変光送信器18が含まれるOSU51が接続する波長ルーティング手段252の光送受信器側端子の番号との組み合わせを、波長ルーティング手段252の入出力特性と照らし合わせることにより、波長ルーティング手段252から探索信号が出力された光ファイバ伝送路側端子の番号を特定することが可能である。よって、上述のような探索信号と応答信号の送受信により、応答信号の送信元であるONU200が、光ファイバ伝送路を介して接続する光ファイバ伝送路側端子をOLT100側で自律的に認識することが可能となる。その結果、認識した光ファイバ伝送路側端子の番号を波長ルーティング手段252の入出力特性と照らし合わせることで、当該ONU200が各OSU51と論理接続する際の下り/上り波長を決定し、図5のような波長対応テーブルを作成できる。
第1の実施形態と同様に、応答信号を受信する光受信器19は、探索信号を送信した波長可変光送信器18が含まれるOSU51と同じのOSU51内の光受信器19でも、異なるOSU51内の光受信器19でもよい。また、応答信号の波長は、波長ルーティング手段252へ異なる光ファイバ伝送路側端子から入力された応答波長が単一の光受信器19で受信されるように指定しても、複数の光受信器19で受信されるように指定してもよい。
本実施形態におけるディスカバリプロセスでは、OLT100側より送信する探索信号と、探索信号に応えて未登録のONU200が返信する応答信号の送受信を通じて、OLT100側で当該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しているかを自律的に判断できるため、当該ONU200が各OSU51と論理接続する際の下り/上り波長を決定し、図5のような波長対応テーブルを作成できる。この結果、OSU51に入力された下りフレームの宛先をフレームごとに読み取り、波長対応テーブルを参照することで下り波長を決定し、OSU51内の波長可変光送信器18の出力波長を決定した下り波長に切り替えることにより、フレーム単位での波長切替を実現できる。更に、波長対応テーブルを参照することにより、動的帯域割当計算に基づいて決定された論理接続先のOSU51宛に波長ルーティング手段252を介して上り信号光を伝送可能な上り波長を決定し、各ONU200へ通知することが可能となる。
本発明は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
16:コヒーレント受信器
17:局発光源
18:波長可変光送信器
19:光受信器
19a:波長可変光受信器
21:受光器
22:波長可変フィルタ
23:光受信器
24:波長可変光送信器
26:波長合分波手段
27:コヒーレント受信器
28:局発光源
29:光受信器
51:OSU
100:OLT
151:光合分波部
153:波長合分波手段
200:ONU
250: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
17:局発光源
18:波長可変光送信器
19:光受信器
19a:波長可変光受信器
21:受光器
22:波長可変フィルタ
23:光受信器
24:波長可変光送信器
26:波長合分波手段
27:コヒーレント受信器
28:局発光源
29:光受信器
51:OSU
100:OLT
151:光合分波部
153:波長合分波手段
200:ONU
250:PONシステム
252:波長ルーティング手段
Claims (6)
- 1個の親ノードと複数の子ノードが光ファイバ伝送路を介して接続され、
前記親ノードが、複数の光送受信器を備え、
前記親ノードと前記複数の子ノードとの間に、前記光送受信器からの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出力して前記光ファイバ伝送路に結合し、前記光ファイバ伝送路側端子から入力された前記光ファイバ伝送路からの上り信号光を光送受信器側端子から出力して前記光送受信器に結合する波長ルーティング手段が挿入され、
前記子ノードが、前記波長ルーティング手段の複数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されている光通信システムにおけるディスカバリ方法であって、
前記親ノードから前記複数の子ノードへ向けて、前記親ノードに未登録の子ノードを探索するための探索信号を送信する探索信号送信手順と、
前記親ノードに未登録である前記子ノードから前記親ノードへ、前記親ノードから送信された探索信号に応答する応答信号を、当該子ノードの識別情報及び当該応答信号の波長の識別情報を含めて送信する応答信号送信手順と、
前記親ノードが、前記応答信号の波長の識別情報と前記応答信号が出力される前記光送受信器側端子との組み合わせを、前記波長ルーティング手段の入出力特性と照らし合わせて、前記応答信号の送信元である前記子ノードが接続する前記光ファイバ伝送路側端子を特定することによって、前記子ノードが前記複数の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれと前記光ファイバ伝送路を介して接続しているかを特定する光ファイバ伝送路特定手順と、
を順に有するディスカバリ方法。 - 前記探索信号送信手順における前記探索信号は、前記応答信号の波長の識別情報を含み、
前記応答信号送信手順において、前記子ノードは、前記探索信号に含まれていた前記応答信号の波長の識別情報を用いて前記応答信号の波長を決定し、決定した波長の上り信号光を用いて前記応答信号を前記親ノードへ送信することを特徴とする請求項1に記載のディスカバリ方法。 - 前記子ノードは、受信する下り信号光の波長と送信する上り信号光の波長との組み合わせテーブルを保持し、
前記探索信号送信手順における前記探索信号は、前記探索信号の波長の識別情報を含み、
前記応答信号送信手順において、前記子ノードは、前記組み合わせテーブルを参照して、前記探索信号の波長に応じた前記応答信号の波長を決定し、決定した波長の上り信号光を用いて前記応答信号を前記親ノードへ送信することを特徴とする請求項1に記載のディスカバリ方法。 - 前記応答信号送信手順において、前記子ノードは、前記探索信号にて通知された送信許容時間内に前記応答信号を送信し、
前記送信許容時間は、異なる前記光ファイバ伝送路側端子と前記光ファイバ伝送路を介して接続する前記子ノードから送信される前記応答信号の前記親ノードへの到着時間が異なるように前記親ノードにて決定され、
前記光ファイバ伝送路特定手順において、前記親ノードは、前記応答信号が到達した時刻により、前記応答信号の送信元である前記子ノードが接続する前記光ファイバ伝送路側端子を特定することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のディスカバリ方法。 - 1個の親ノードと複数の子ノードが光ファイバ伝送路を介して接続された光通信システムであって、
前記親ノードが、複数の光送受信器を備え、
前記親ノードと前記複数の子ノードとの間に、前記光送受信器からの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出力して前記光ファイバ伝送路に結合し、前記光ファイバ伝送路側端子から入力された前記光ファイバ伝送路からの上り信号光を光送受信器側端子から出力して前記光送受信器に結合する波長ルーティング手段が挿入され、
前記子ノードが、前記波長ルーティング手段の複数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され、
前記親ノードは、前記複数の子ノードへ向けて、前記親ノードに未登録の子ノードを探索するための探索信号を送信し、
前記子ノードは、前記親ノードに未登録である場合、前記親ノードから送信された探索信号に応答する応答信号を、当該子ノードの識別情報及び当該応答信号の波長の識別情報を含めて送信し、
前記親ノードは、前記応答信号の波長の識別情報と前記応答信号が出力される前記光送受信器側端子との組み合わせを、前記波長ルーティング手段の入出力特性と照らし合わせて、前記応答信号の送信元である前記子ノードが接続する前記光ファイバ伝送路側端子を特定することによって、前記子ノードが前記複数の光ファイバ伝送路側端子のうちのいずれと前記光ファイバ伝送路を介して接続しているかを特定する
光通信システム。 - 前記子ノードは、前記子ノードが受信することが可能な前記探索信号にて通知された送信許容時間内に前記応答信号を送信し、
前記親ノードは、異なる前記光ファイバ伝送路側端子と前記光ファイバ伝送路を介して接続する前記子ノードから送信される前記応答信号の前記親ノードへの到着時間が異なるように前記送信許容時間決定し、前記応答信号が到達した時刻により、前記応答信号の送信元である前記子ノードが接続する前記光ファイバ伝送路側端子を特定する、
ことを特徴とする請求項5に記載の光通信システム。
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