JP6267145B2 - 局側装置および光伝送システム - Google Patents

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Description

本発明は、PON(光通信網:Passive Optical Network)を介して接続された複数のONU(加入者側装置:Optical Network Unit)と上位装置との間でフレームを転送処理する光伝送システムにおけるOLT(局側装置:Optical Line Terminal)、および当該局側装置を含む光伝送システムに関し、特に、多数のONUとの効率的な通信を可能とするOLT及び光伝送システムに関するものである。
近年、FTTH(Fiber To The Home)などの光アクセスシステムで利用されるPONとして、2009年にIEEE802.3avにおいて10G−EPON(10 Gigabit Ethernet Passive Optical Network:Ethernetは登録商標)の標準化が完了した。10G−EPONの特徴は、既に広く普及しているGE−PON(Gigabit Ethernet Passive Optical Network:非特許文献1参照)の10倍の高速伝送が可能なことである。さらに、既存のGE−PONと10G−EPONを混在させて利用できるという特徴がある。
GE−PONと10G−EPONを混在させて利用する場合、下り信号伝送においては、1G下り信号と10G下り信号で異なる波長を使用するWDM(Wavelength Division Multiplexing)技術を用い、1G下り信号間と10G下り信号間の夫々においてTDM(Time Division Multiplexing )技術を用いる。一方、上り信号伝送においては、1G上り信号と10G上り信号で同一の波長を使用し、1G上り信号と10G上り信号をまとめてTDMA(Time Division Multiple Access)技術を用いる。すなわち、1G下り信号、10G下り信号、および、上り信号で異なる3種類の波長を用いる。
このようなGE−PONや10G−EPONを用いた光伝送システムを、GE−PONシステムや10G−EPONシステムと呼ぶ。
図9は、従来のGE−PONシステムの構成例を示す図である。同図に示されるGE−PONシステム900は、OLT(局側装置)90、光スプリッタ91、および複数のONU(加入者側装置)92から構成されており、光スプリッタ2を介して接続された複数のONU3がOLT90に収容されている。
図9に示されるように、GE−PON用のOLT90は、光トランシーバ91とPON制御回路92とを内蔵している。OLT90において、光トランシーバ91は、光トランシーバ91に接続されたONU92への下りフレームに係る電気信号を光信号に変換する電気−光変換と、ONU92からの上りフレームに係る光信号を電気信号に変換する光−電気変換を行う。PON制御回路92は、光トランシーバ91で受信したONU3からの上りフレームを上位装置(図示せず)へ転送し、上位装置から受信した下りフレームを光トランシーバ91へ転送する。
OLT90において、1個の光トランシーバ91に接続可能なONU92の台数は最大で32台とIEEE規格で規定されている。そのため、ONU92を収容する局として33台以上のONU92を接続する必要がある場合は、図10に示すように、OLT90とONU92との間に複数の光スプリッタ91を設け、複数の光トランシーバ91_1〜91_mと、複数のPON制御回路92_1〜92_mとを使用する構成が一般的な構成となる。
10G−EPONシステムにおいても1個の光トランシーバに接続可能なONUの台数は最大で32台とIEEE規格で規定されているが、10G−EPON用のPON制御装置はGE−PON用のPON制御装置より高性能(10倍のデータ転送速度)が要求され、装置のコスト(装置の購入価格等)も高くなる。したがって、10G−EPONシステムを採用するためには、ONU1台あたりのシステムコストをできるだけ小さくすることが課題となっている。例えば、特許文献1には、光増幅器を使用することにより、1個の光トランシーバに33台以上のONUを接続可能とする技術が提案されている。
特開2012−19353号公報
「技術基礎講座〔GE−PON技術〕第1回 PONとは」、NTT技術ジャーナル、Vol.17、No.8、pp.71−74、2005.
しかしながら、特許文献1に記載の技術のように光増幅器を用いた場合、光増幅器のコストが電気回路用の部品(LSI等)と比較すると高くなるという課題がある。
そこで、本願発明者らは、本願に先立って、光増幅器を用いることなく、ONU1台あたりのシステムコストを小さくする手法を検討した。具体的には、OLTにおいて、N(Nは2以上の整数)個の光トランシーバとPON制御回路との間に、N個の光トランシーバの上りフレームから1つの光トランシーバの上りフレームを選択してPON制御回路に対して出力するとともに、PON制御回路の下りフレームをN個の光トランシーバに対して出力する選択・分配回路を設けることを検討した。
この先行検討例によれば、OLTに“N×32”台のONUを収容させることが可能となり、ONU1台あたりのシステムコストを従来のPONシステムよりも小さくすることが可能となる。
しかしながら、上述した先行検討例に係るOLTでは、上記選択・分配回路が、各光トランシーバから出力される、光トランシーバに光信号が入力されているか否かを示す信号(以下、「LOS(Loss Of Signal)信号」と称する。)に基づいて、PON制御回路に出力すべき一つの光トランシーバの上りフレームを選択しているため、例えばEMIノイズ等によりLOS信号が変動した場合、上記選択・分配回路が誤動作するおそれがある。例えば、ノイズによりLOS信号が変動すると、本来選択すべき光トランシーバとは異なる光トランシーバのフレームが選択されたり、複数の光トランシーバの上りフレームが同時に選択されたりする虞がある。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、LOS信号に基づいて光トランシーバからの上りフレームを選択するOLTにおいて、LOS信号の変動による誤動作を防止することにある。
本発明に係る局側装置(1、4、5)は、第1〜第n(n≧2)の光スプリッタ(2_1〜2_n)を介して接続された複数の加入者側装置(3)と上位装置との間でフレームを転送処理する局側装置であって、前記第1〜第nの光スプリッタに1対1で接続され、前記加入者側装置への下りフレームに係る電気信号の光信号への変換と、前記加入者側装置からの上りフレームに係る光信号の電気信号への変換とを行うとともに、前記上りフレームに係る光信号が入力されているか否かを示す2値のLOS信号(14_1〜14_n)を出力する第1〜第Nの光トランシーバ(11_1〜11_n、41_1〜41_n)と、前記上位装置との間で前記上りフレームおよび前記下りフレームをやり取りするとともに、前記各加入者側装置から異なる時刻に前記上りフレームが送信されるよう、これら各加入者側装置に対して上りフレーム送信用の通信帯域を時分割で割り当てるPON制御回路(12、42、52)と、前記第1〜第Nの光トランシーバの上りフレームから1つの光トランシーバの上りフレームを選択して前記PON制御回路に対して出力するとともに、前記PON制御回路からの下りフレームを前記第1〜第nの光トランシーバに対して出力する選択・分配回路(13、23、43、53)と、を備え、前記選択・分配回路は、前記光トランシーバ毎に対応して設けられ、対応する前記LOS信号の論理値が一定である状態が所定期間継続したか否かを判定し、前記LOS信号の論理値が所定期間継続した場合に、その継続した論理値に対応する判定信号を出力する判定部(15_1〜15_n)と、前記判定部から出力された前記判定信号に基づいて、前記第1〜第nの光トランシーバの上りフレームから1つの光トランシーバの上りフレームを選択して出力する選択回路(17、27、47、530、531)と、を有することを特徴とする。
上記局側装置において、前記判定部は、前記LOS信号が第1論理値(ローレベル:0)である期間が第1閾値(Vdf)を超えた場合に、前記判定信号を第2論理値(ハイレベル:1)から前記第1論理値に切り替え、前記LOS信号が前記第2論理値である期間が第2閾値(Vdr)を超えた場合に、前記判定信号を前記第1論理値から前記第2論理値に切り替えるようにしてもよい。
上記局側装置において、前記判定部(15B)は、当該判定部以外の全ての前記判定信号が、前記光信号が入力されていないことを示す論理値(ハイレベル:1)である場合に、対応する前記LOS信号の論理値の判定結果に応じた前記判定信号を出力し、当該判定部以外の前記判定信号の少なくとも一つが、前記光信号が入力されていることを示す論理値(ローレベル:0)である場合に、前記光信号が入力されていないことを示す論理値(ハイレベル:1)の前記判定信号を出力するようにしてもよい。
上記局側装置において、前記光トランシーバは、前記光信号が入力されている場合に前記第1論理値の前記LOS信号を出力し、前記光信号が入力されていない場合に前記第2論理値の前記LOS信号を出力し、前記第2閾値(Vdr)は、前記第1閾値(Vdf)よりも大きくなるようにしてもよい。
本発明に係る光伝送システム(100)は、上記局側装置(1、4、5)と、第1〜第nの光スプリッタ(2_1〜2_n)と、第1〜第nの光スプリッタを介して接続された複数の加入者側装置(3)と、を備えることを特徴とする。
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を括弧を付した参照符号によって表している。
本発明によれば、LOS信号に基づいて光トランシーバからの上りフレームを選択するOLTにおいて、LOS信号の変動による誤動作を防止することができる。
図1は、実施の形態1に係る局側装置(OLT)を備えたPONシステムの構成を示す図である。 図2は、実施の形態1に係るOLTにおける選択・分配回路の内部構成を示す図である。 図3は、実施の形態1に係るOLTにおける判定部による判定信号とLOS信号の関係を示す図である。 図4は、実施の形態1に係るOLTにおける判定部の内部構成の一例を示す図である。 図5は、実施の形態1に係るOLTにおける判定部の内部構成の別の一例を示す図である。 図6は、実施の形態2に係るOLTにおける選択・分配回路の内部構成を示す図である。 図7は、実施の形態3に係るOLTにおける選択・分配回路の内部構成を示す図である。 図8は、実施の形態4に係るOLTにおける選択・分配回路の内部構成を示す図である。 図9は、従来のGE−PONシステムの構成例を示す図である。 図10は、従来のGE−PONシステムの別の構成例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
≪実施の形態1≫
図1は、実施の形態1に係る局側装置(OLT)を備えた光伝送システムの構成を示す図である。
同図に示される光伝送システム100は、例えばFTTHで利用される光通信システムであり、光通信網(PON)20を介してOLT(局側装置:Optical Line Terminal)1に接続された複数のONU(加入者側装置:Optical Network Unit)3を、OLT1により上位装置(図示せず)と中継接続することにより、各ONU3と上位装置との間でフレームを相互に転送する機能を有している。
光伝送システム100では、OLT1とONU3との間については、n(n≧2:nは2以上の整数)個の光スプリッタ2_1〜2_nおよび光ファイバを介して光信号を送受信することによりフレーム通信を行い、OLT1と上位装置との間については、例えばインターネットなどの上位ネットワーク(図示せず)を介してフレーム通信を行うものとなっている。
光通信網20の具体例としては、IEEE 802.3ahで標準化されているGE−PONやIEEE802.3avで標準化されている10G−EPONなどのPONシステムがある。
ONU3は、ユーザの宅内に設置される光回線終端装置である。具体的に、ONU3は、ユーザのPC等の端末装置から出力された電気信号を光信号に変換し、光スプリッタ2_1〜2_nを介してOLT1へ転送するとともに、光スプリッタ2_1〜2_nを介して受信したOLT1からの光信号を電気信号へ変換する。
光スプリッタ2_1〜2_n(以下、総称する場合には「光スプリッタ2」と表記する。)は、ONU3とOLT1との間に光伝送路を形成する。光スプリッタ2は、入力された複数の光信号を結合して出力するともに、結合された光信号を分岐させて出力する光デバイスである。
OLT1は、光接続サービスを提供する局側に設置される光回線終端装置であり、光伝送路を形成する光スプリッタ2を介して接続された複数のONU3と上位装置(図示せず)との間でフレームの転送処理を行う。例えば、OLT1は、ONU3から光スプリッタ2を介して送信された光信号を上位装置(例えば、インターネット等のネットワーク)へ転送する一方、上記上位装置から送信された電気信号を光信号に変換し、光スプリッタ2を介してONU3へ転送する。また、OLT1は、OLT1とONU3との間の区間PONにおける光通信やONU3等の監視や制御も行う。
図1に示されるように、OLT1は、光トランシーバ11_1〜11_nと、PON制御回路12と、選択・分配回路13とから構成されている。
光トランシーバ11_1〜11_n(以下、総称する場合には、「光トランシーバ11」と称する。)は、光スプリッタ2_1〜2_n毎に対応して設けられ、対応する光スプリッタ2を介して複数(最大32個)のONU3に接続されている。具体的には、図1に示されるように、一つの光スプリッタ2の一方側には、光伝送路を介してOLT1における1つの光トランシーバ11が接続され、当該光スプリッタ2の他方側には、光伝送路PONを介して複数(最大で32台)のONU3が共通に接続されている。これにより、OLT1は、n個の光トランシーバ11_1〜11_nおよびn個の光スプリッタ2_1〜2_nを介して、トータルで、最大(N×32)台のONU3が接続される。
光トランシーバ11は、上位装置からONU3へ送信すべき下りフレームに係る電気信号を光信号に変換する電気−光変換を行うとともに、ONU3から上記装置等に送信すべき上りフレームに係る光信号を電気信号に変換する光−電気変換を行う。また、各光トランシーバ11_1〜11_nは、ONU3から光信号が入力されているか否かを判定し、その判定結果に応じたLOS信号14_1〜14_nを夫々出力する。
ここで、LOS信号14_1〜14_n(総称する場合は「LOS信号14」と表記する。)とは、光トランシーバ11に光信号が入力されているか否かを示す2値の信号である。なお、本明細書において、LOS信号14は、光トランシーバ11に光信号が入力されていない場合に“1(ハイレベル)”となり、光信号が入力されている場合に“0(ローレベル)”となる負論理の信号であるものとして説明するが、後段の回路(論理)によっては、正論理の信号としてもよい。
PON制御回路12は、上位ネットワークとの間で電気信号を送受信することにより、上位装置との間で上りフレームおよび下りフレームをやり取りする機能と、各ONU3から異なる時刻に上りフレームが送信されるよう、これら各ONU3に対して上りフレーム送信用の通信帯域を時分割で割り当てる機能とを有している。
選択・分配回路13は、光トランシーバ11_1〜11_nの上りフレームから1つの上りフレームを選択してPON制御回路12に出力するとともに、PON制御回路12から出力された下りフレームを光トランシーバ11_1〜11_nに対して出力する。
図2は、実施の形態1に係るOLTにおける選択・分配回路13の内部構成を示す図である。同図に示されるように、選択・分配回路13は、判定部15_1〜15_nと、選択回路17と、分配回路18と、を含む。
判定部15_1〜15_n(以下、総称する場合には「判定部15」と表記する。)は、光トランシーバ11_1〜11_n毎に対応して設けられ、対応する光トランシーバから出力されたLOS信号の論理値を判定する機能部である。具体的に、判定部15_1〜15_nは、対応するLOS信号14の論理値が一定である状態が所定期間継続したか否かを判定し、当該LOS信号の論理値が所定期間継続した場合に、その継続した論理値に対応する2値の判定信号16_1〜16_n(総称する場合は、「判定信号16」と表記する。)を夫々出力する回路である。例えば、判定部15は、LOS信号14が所定期間“1”を出力した場合に論理値“1”の判定信号16を出力し、LOS信号14が所定期間“0”を出力した場合に論理値“0”の判定信号を出力する。判定部15の詳細については後述する。
分配回路18は、PON制御回路12から出力された下りフレームを各光トランシーバ11に供給するための回路である。図2に示されるように、分配回路18は、例えばバッファ回路BFから構成されている。バッファ回路BFは、PON制御回路12から出力された下りフレームTXを入力し、入力した下りフレームTXを各光トランシーバ11_1〜11_nに対して共通に出力(分配)する。
選択回路17は、判定部15_1〜15_nから出力された判定信号16_1〜16_nに基づいて、光トランシーバ11_1〜11_nの上りフレームから1つの光トランシーバの上りフレームを選択して出力するための回路である。具体的には、選択回路17は、論理積回路(AND回路)170_1〜170_nと、n入力の論理和回路(OR回路)171とを含む。
論理積回路(AND回路)170_1〜170_nは、光トランシーバ11_1〜11_n毎に設けられ、対応する光トランシーバ11から出力された上りフレームと、対応する判定信号16_1〜16_nの反転値との論理積を演算し、出力する。例えば、論理積回路170_nは、光トランシーバ11_nから出力された上りフレームRX_nと、判定部15_nの判定信号16_nの反転値との論理積を演算し、出力する。
ここで、上述したように、LOS信号14は、光トランシーバ11にスプリッタ2からの光信号が入力されているか否かを示す信号であり、光信号が入力されていない場合は“1”となり、光信号が入力されている場合は“0”となる。したがって、LOS信号14に対する判定信号16も同様に、光信号が入力されていない場合は“1”となり、光信号が入力されている場合は“0”となる。
これにより、論理積回路170_1〜170_nは、入力された判定信号16が“0(光信号あり)”の場合には、入力された上りフレームRX_1〜RX_nを出力し、入力された判定信号16が“1(光信号なし)”の場合には、入力された上りフレームの出力を停止し、“0”を出力する。
したがって、各論理積回路170_1〜170_nにより、対応する光トランシーバ11_1〜11_nから出力された上りフレームRX_1〜RX_nが、判定信号16_1〜16_nでマスク(ゲーティング)されることになる。
論理和回路171は、各論理積回路170_1〜170_nから夫々出力されたn個の論理積値を入力し、それらの論理和を演算して出力する。
これにより、光トランシーバ11_1〜11_nのうち、光信号が入力されている光トランシーバ11から出力された上りフレームが、各論理積回路170_1〜170_nを介して論理和回路171に入力され、その論理和が上りフレームRXとしてPON制御回路12に入力されることになる。
したがって、各上りフレーム出力RXを正しく受信するためには、論理和回路171に対して、複数の光トランシーバ11_1〜11_nからの上りフレームRX_1〜RX_nが同時に入力されないよう、各論理積回路170_1〜170_nでこれら上りフレームRX_1〜RX_nを時分割でマスクする必要がある。
これについては、PON制御回路12が、各光スプリッタ2を介してOLT1とセッションを接続確立している全てのONU3に対して、同時に発光(上りフレーム送信)しないように、時分割制御することにより実現できる。
従来のPONシステムでは、1つの光スプリッタに接続されている複数のONUが同時に発光(上りフレーム送信)しないように、例えば動的帯域割当(DBA:Dynamic Bandwidth Allocation)などのアルゴリズムにより、OLTが各ONUに対して上り帯域割当(grant割当)を行うものとなっている。
本実施の形態のOLT1では、このようなアルゴリズムを応用して、PON制御回路12において、n個の光スプリッタ2_1〜2_nに接続されている最大n×32個のONU3のうち、OLT1とセッションを接続確立している全てのONU3に対して、これらONU3から異なる時刻に発光(上りフレーム送信)されるよう、上りフレーム送信用の通信帯域を時分割で割り当てる上り帯域割当(grant割当)を行う。
これにより、各ONU3のうち1台のONU3だけが発光(上りフレーム送信)し、当該ONU3を収容する1つの光トランシーバ11からのLOS信号14のみが“0”となる。
なお、新しいONUの接続の要求等に使用される制御用フレームである登録要求(Register Request)フレームについては、IEEE規格で、複数のONUが同時に発光(上りフレーム送信)することを許容しているため、登録要求(Register Request)フレームの送信が許可されている期間(Discovery Window)については、複数の光トランシーバ11のLOS信号14が同時に0になる可能性が有り、同時に0になった場合にはPON制御回路12で登録要求(Register Request)フレームを正常に受信できないことがある。
しかし、登録要求(Register Request)フレームの送信が許可されている期間(Discovery Window)については、従来のPONシステムでも、同じ光スプリッタに接続されている複数のONUが同時に登録要求(Register Request)フレームを送信する可能性があり、そのような場合、OLTは正常受信できない登録要求(Register Request)フレームを無視(破棄)して良いという仕様となっている。本実施の形態のOLT1においても、PON制御回路12において正常受信できない登録要求(Register Request)フレームを無視(破棄)して良いという仕様とする。
以上のようにOLT1を構成することにより、光トランシーバ11として従来のPONシステムと同様のものを用いた場合、本実施の形態に係るOLT1は、最大で“n×32”台のONU3との通信が可能となる。例えば、n=4の場合は最大128台、n=16の場合は最大512台のONU3との通信が可能となる。すなわち、OLT1によれば、ONU1台あたりのシステムコストを従来のPONシステムよりも小さくすることが可能となる。
次に、判定部15について詳細に説明する。
前述したように、判定部15は、対応するLOS信号14の論理値が一定である状態が所定期間継続したか否かを判定し、当該LOS信号の論理値が所定期間継続した場合に、その継続した論理値に対応する2値の判定信号16を出力するものである。
図3は、判定部による判定信号とLOS信号の関係を示す図である。
図3に示すように、判定部15は、LOS信号14が“1”である状態が期間Tdr以上継続したら、LOS信号14の信号レベル(論理値)が“1”であると判定し、判定信号16を“1”とする。また、判定部15は、LOS信号14が“0”である状態が期間Tdf以上継続したら、LOS信号14の信号レベル(論理値)が“0”であると判定し、判定信号16を“0”とする。
一方、図3に示すように、LOS信号が“0”である状態において、期間Tdrよりも短い期間t1だけLOS信号14が“1”となった場合には、判定部15は、LOS信号14の信号レベル(論理値)が“0”である状態が維持されていると判定し、論理値が“0”の判定信号16を出力し続ける。また、図3に示すように、LOS信号が“1”である状態において、期間Tdfよりも短い期間t2だけLOS信号14が“0”となった場合には、判定部15は、LOS信号14の信号レベル(論理値)が“1”である状態が維持されていると判定し、論理値が“1”の判定信号16を出力し続ける。
これによれば、LOS信号14の短時間(Tdr、Tdf以下の時間)の変動が後段の論理積回路170に伝達されないので、ノイズ等によるLOS信号14の変動によって引き起こされる上りフレーム転送時の誤動作を防ぐことが可能となる。
次に、判定部15を実現するための具体的な回路構成について説明する。
図4は、実施の形態1に係るOLTにおける判定部15の内部構成の一例を示す図である。
同図では、判定部15AがLOS信号14_1の判定を行う判定回路15_1である場合を一例として示しているが、判定部15Aは、その他のLOS信号14_2〜14_nの判定を行う判定回路15_2〜15_nにも同様に適用することができる。
図4に示される判定部15Aは、例えば、反転回路(インバータ)150、Dフリップフロップ回路(DFF)151〜153、カウンタ(CNTR)154、155、閾値判定部156、157、およびRSフリップフロップ回路(RSFF)158から構成されている。
カウンタ154は、LOS信号14_1が“0”である期間をカウントする。一方、カウンタ155は、LOS14_1が“1”である期間をカウントする。例えば、LOS信号14_1が“0”である場合、カウンタ155はリセット状態(カウント値“0”を出力)となる一方、カウンタ154はクロック信号CLKによってカウントアップ動作を行う。また、LOS信号14_1が“1”である場合、カウンタ154はリセット状態(カウント値“0”を出力)となる一方、カウンタ155はクロック信号CLKによってカウントアップ動作を行う。
閾値判定部156は、カウンタ154のカウント値が、上述した期間Tdfに対応する閾値よりも小さい場合に“0”を出力し、カウンタ154のカウント値が期間Tdfに対応する閾値よりも大きい場合に“1”を出力する。また、閾値判定部157は、カウンタ155のカウント値が、上述した期間Tdrに対応する閾値よりも小さい場合に“0”を出力し、カウンタ155のカウント値が期間Tdrに対応する閾値よりも大きい場合に“1”を出力する。
RSFF158は、閾値判定部156の出力信号をR(リセット)端子に入力し、閾値判定部157の出力信号をS(セット)端子に入力する。これによれば、閾値判定部156の出力信号(R端子)が“0”である状態で、閾値判定部157の出力信号(S端子)が“1”となった場合には、RSFF158から“1”が出力され、閾値判定部156の出力信号(R端子)が“1”となった場合には、RSFF158から“0”が出力され、その他の場合には、その前の出力値が維持される。これにより、LOS信号14の論理値がTdr、Tdfよりも長い期間安定した場合に、その論理値に対応する判定信号16が生成される。
また、判定部15は、図5に示す回路によって実現することも可能である。
図5は、実施の形態1に係るOLTにおける判定部15の内部構成の別の一例を示す図である。
同図に示される判定部15Bは、当該判定部以外の判定信号の少なくとも一つが“0(光信号あり)”である場合に、“1(光信号なし)”の判定信号を出力し、当該判定部以外の判定信号の全てが“1(光信号なし)”である場合に、LOS信号の判定結果に応じた論理値の判定信号を出力するものである。
具体的に、判定部15Bは、上記の判定部15Aの機能部に加えて、論理積回路159、160を更に備えている。
論理積回路160は、その判定部15B以外の判定部15Bから出力された判定信号16を入力し、入力した判定信号16の論理積を演算して出力する。例えば、光トランシーバ11_1に対応する判定部15B_1における論理積回路160は、その他の光トランシーバ11_2〜11_nに対応する判定部15B_2〜15B_nから出力された判定信号16_2〜16_nを入力し、それら全ての判定信号16_2〜16_nの論理積を演算して出力する。論理積回路159は、閾値判定部156の出力信号と論理積回路160の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をRSFF158のR端子に出力する。
判定部15Bによれば、当該判定部15B以外のその他の判定部15Bから出力された全ての判定信号16が“1”である場合のみ、当該判定部15Bの判定信号16の“1”から“0”への切り替わりが許容される。これにより、LOS信号14_1〜14_nに対応する夫々の判定信号16_1〜16_nが複数同時に“0”となることを防止できる。
例えば、光トランシーバ11_2〜11_nに対応する判定信号16_2〜16_nの少なくとも1つが“0(光信号あり)”を出力している場合に、光トランシーバ11_1に対応するLOS信号14_1が期間Tdfよりも長い期間“0(光信号あり)”となったとしても、光トランシーバ11_1に対応する判定信号16_1は“0”にならない。その後、他の光トランシーバ11_2〜11_nに対応する全ての判定信号16_2〜16_nが“1(光信号なし)”となった場合、光トランシーバ11_1に対応する判定信号16_1が“0(光信号あり)”となる。
なお、閾値としての期間Tdrと期間Tdfとは同じ値である必要はなく、異なる値としてもよい。例えば、Tdr>Tdfとなるように、閾値判定部156、157の閾値を設定することにより、“0(光信号あり)”を出力している判定信号16が“1(光信号なし)”となり難くなるので、光トランシーバ11による光信号の出力時の通信の安定性を更に高めることができる。また、逆に、Tdr<Tdfとし、判定信号16が“0(光信号あり)”となり難くなるようにしてもよい。
以上、実施の形態1に係るOLTによれば、LOS信号の論理値が継続する期間に基づいてその論理値を判定し、その判定結果(判定信号)に基づいて光トランシーバからの上りフレームを選択するので、LOS信号そのものに基づいて光トランシーバからの上りフレームを選択する場合に比べて、ノイズ等によるLOS信号の変動によって引き起こされる上りフレーム転送時の誤動作を防ぐことが可能となる。
また、LOS信号14の論理値を判定するための判定部を図4に示す回路(判定部15A)によって実現することにより、期間Tdr、Tdfよりも短い時間のLOS信号14の変動の影響を受けない判定信号16を容易に生成することができる。
また、LOS信号14の論理値を判定するための判定部を図5に示す回路(判定部15B)によって実現することにより、図4に示した判定部15Aと同様に、期間Tdr、Tdfよりも短い時間のLOS信号14の変動の影響を受けない判定信号16を生成することができ、且つ判定信号16が複数同時に“0(光信号あり)”となることを防止することが可能となる。
≪実施の形態2≫
図6は、実施の形態2に係るOLTの内部構成を示す図である。
同図に示される選択・分配回路23は、実施の形態1に係るOLTにおける選択・分配回路13と、選択回路の内部構成が相違し、その他の構成は選択・分配回路13と同様である。
なお、図6において、実施の形態1に係るOLTにおける選択・分配回路13と同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、図6には、選択・分配回路23における選択回路27とそれに接続される周辺回路のみが図示され、PON制御回路12から出力された下りフレームを分配する分配回路18については、図示を省略している。また、図6には、n=8の場合が一例として図示されているが、nの値に特に制限はない。
具体的に、選択・分配回路23は、上記の選択回路17の代わりに選択回路27を備える。選択回路27は、セレクタ(Sel)270_1〜270_7と、論理積回路271〜274とを用いて構成され、前述の選択回路17と同様の論理を実現している。すなわち、選択回路27は、判定部15_1〜15_nからの判定信号16_1〜16_nに基づいて、光トランシーバ11_1〜11_8の上りフレームの中から一つの光トランシーバ11の上りフレームを選択し、上りフレームRXとしてPON制御回路12に与える。
なお、選択・分配回路23における判定部15としては、選択・分配回路13と同様に、図4に示した回路(判定部15A)や図5に示した回路(判定部15B)を適用することができる。
選択回路27において、例えば、光トランシーバ11_5のLOS信号のみが“0”の場合、すなわち光トランシーバ11_5以外の光トランシーバ11_1〜11_4、11_6〜11_8の判定信号16_1〜16_4、16_6〜16_8が“1”の場合、光トランシーバ11_5から出力された上りフレームが、セレクタ270_3、270_6、270_7を介してPON制御回路12に入力される。また、例えば、光トランシーバ11_4のLOS出力のみが“0”の場合、セレクタ270_2、270_5、270_7が、“0”側の入力端子に入力された信号を選択して出力する。これにより、光トランシーバ11_4から出力された上りフレームが、セレクタ270_2、270_5、270_7を通過して、PON制御回路12に入力される。
また、その他の光トランシーバ11_1〜11_3、11_6〜11_8の中で1個の光トランシーバの判定信号(LOS信号)のみが“0”になった場合も、一部のセクタが“0”側の入力端子に入力された信号を選択して出力することにより、判定信号が“0”となっている光トランシーバの出力がPON制御回路12に対して入力される。
以上、実施の形態2に係るOLTの選択・分配回路23によれば、実施の形態1に係るOLTの選択・分配回路13と同様に、LOS信号そのものではなく、LOS信号の論理値が継続する期間に基づいて判定した判定信号に基づいて、光トランシーバ11からの上りフレームを選択するので、ノイズ等によるLOS信号の変動によって引き起こされる上りフレーム転送時の誤動作を防ぐことが可能となる。
≪実施の形態3≫
図7は、実施の形態3に係るOLTにおける選択・分配回路の内部構成を示す図である。同図に示されるOLT4は、10G−EPONシステムに対応したOLTであり、以下の(1)および(2)を考慮した構成を有している。
(1)10G−EPON用の光トランシーバは、上りフレーム出力として、10Gbit/sの上りフレームと1Gbit/sの上りフレームの2つを持っている場合があること。
(2)10G−EPON用のONUとGE−PON用のONUの両方を同じOLTに接続する場合、PON制御回路は、下りフレーム出力として、10Gbit/sの下りフレームと1Gbit/sの下りフレームの2つを持ち、両方の下りフレームを全ての光トランシーバに対して出力(分配)する必要があること。
すなわち、実施の形態3に係るOLT4を構成する光トランシーバ41_1〜41_n、PON制御回路42、および選択・分配回路43は、上記(1)および(2)を考慮し、以下のように構成されている。
光トランシーバ41_1〜41_n(総称する場合は、「光トランシーバ41」と表記する。)は、上りフレームの出力ポートとして、10Gbit/s用の出力ポートと、1Gbit/s用の出力ポートとを備えるとともに、下りフレームの入力ポートとして、10Gbit/s用の入力ポートと、1Gbit/s用の入力ポートとを備えている。
PON制御回路42は、10Gbit/sと1Gbit/sの両方の上りフレーム入力に対応した構成を有するとともに、下りフレームの出力ポートとして、10Gbit/s用の出力ポートと、1Gbit/s用の出力ポートとを備えている。また、PON制御回路42は、上り帯域割当時に、10Gbit/sでのフレーム送信を許可するのか、1Gbit/sでのフレーム送信を許可するのかを決定し、その結果を選択信号S10G_1Gとして選択・分配回路43に出力する。
選択・分配回路43は、判定部15_1〜15_nと、セレクタSL_1〜SL_nと、選択回路47と、分配回路48とから構成されている。
選択・分配回路43において、セレクタSL_1〜SL_nは、PON制御回路42からの選択信号S10G_1Gを受けて、光トランシーバ41_1〜41_nの上りフレーム出力として、それらの光トランシーバ41_1〜41_nの10Gbit/s用の出力ポートおよび1Gbit/s用の出力ポートの何れか一方の出力ポートからの上りフレームを選択し、選択回路47に与える。
選択回路47は、論理積回路470_1〜470_nと論理和回路471とから構成されている。論理積回路470_1は、光トランシーバ41_1〜41_n毎に設けられ、対応するセレクタSL(光トランシーバ41)から出力された上りフレームと、対応する判定部15の判定信号16の反転値との論理積を演算し、出力する。
論理和回路471は、各論理積回路470_1〜470_nから夫々出力されたn個の論理積値を入力し、それらの論理和を演算し、上りフレームデータRXとしてPON制御回路42に与える。
分配回路48は、バッファ回路BF_1とバッファ回路BF_2とから構成されている。バッファ回路BF_1は、PON制御回路42の1Gbit/s用の出力ポートからの下りフレーム(10Gbit/sの下りフレーム)TX_1Gを入力し、光トランシーバ41_1〜41_nの1Gbit/s用の入力ポートに対して分配する。また、バッファ回路BF_2は、PON制御回路42の10Gbit/s用の出力ポートからの下りフレーム(10Gbit/sの下りフレーム)TX_10Gを入力し、光トランシーバ41_1〜41_nの10Gbit/s用の入力ポートに対して分配する。
以上、実施の形態3に係るOLTによれば、実施の形態1に係るOLTと同様に、LOS信号そのものではなく、LOS信号の論理値が継続する期間に基づいて判定した判定信号に基づいて、光トランシーバからの上りフレームを選択するので、10G−EPONシステムにおいてもノイズ等によるLOS信号の変動によって引き起こされる上りフレーム転送時の誤動作を防ぐことが可能となる。
≪実施の形態4≫
図8は、実施の形態4に係るOLTにおける選択・分配回路の内部構成を示す図である。
同図に示されるOLT5は、10G−EPONシステムに対応したOLTの別の一例である。なお、実施の形態4に係るOLT5において、実施の形態3に係るOLT4と同様の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
OLT5は、光トランシーバ41_1〜41_n、PON制御回路52、および選択・分配回路53を備えている。
PON制御回路52は、10Gbit/sと1Gbit/sの両方の上りフレーム入力に対応した構成を有するとともに、下りフレームの出力ポートとして、10Gbit/s用の出力ポートと、1Gbit/s用の出力ポートとを備えている。
選択・分配回路53は、判定部15_1〜15_nと、RX_10G用選択回路530と、RX_1G用選択回路531と、分配回路48とから構成されている。
選択・分配回路53において、RX_10G用選択回路530は、前述の選択回路17(図2参照)や選択回路27(図6参照)と同様の回路構成を有する。具体的には、RX_10G用選択回路530は、判定信号16_1〜16_nに基づいて、光トランシーバ41_1〜41_nの夫々の10Gbit/s用の出力ポートから出力された10Gbit/sの上りフレームRX_10G_1〜RX_10G_nの中から1つの光トランシーバ41の上りフレームを選択して、PON制御回路52の10Gbit/s用の入力ポートへ送る。
また、RX_1G用選択回路531は、RX_10G用選択回路530と同様の構成を有する。具体的には、RX_1G用選択回路531は、判定信号16_1〜16_nに基づいて、光トランシーバ41_1〜41_nの夫々の1Gbit/s用の出力ポートから出力された1Gbit/sの上りフレームRX_1G_1〜RX_1G_nの中から1つの光トランシーバ41の上りフレームを選択して、PON制御回路52の1Gbit/s用の入力ポートへ送る。
また、バッファ回路BF_1とバッファ回路BF_2とから成る分配回路48は、実施の形態3に係るOLT4と同様である。すなわち、バッファ回路BF_1は、PON制御回路52の1Gbit/s用の出力ポートからの下りフレーム(10Gbit/sの下りフレーム)TX_1Gを入力し、光トランシーバ41_1〜41_nの1Gbit/s用の入力ポートに対して分配する。また、バッファ回路BF_2は、PON制御回路52の10Gbit/s用の出力ポートからの下りフレーム(10Gbit/sの下りフレーム)TX_10Gを入力し、光トランシーバ41_1〜41_nの10Gbit/s用の入力ポートに対して分配する。
以上、実施の形態4に係るOLTによれば、実施の形態3に係るOLTと同様に、LOS信号そのものではなく、LOS信号の論理値が継続する期間に基づいて判定した判定信号に基づいて、光トランシーバからの上りフレームを選択するので、10G−EPONシステムにおいてもノイズ等によるLOS信号の変動によって引き起こされる上りフレーム転送時の誤動作を防ぐことが可能となる。
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施の形態では、光伝送システム100が、光通信網20としてGE−PONや10G−EPONを用いたGE−PONシステムや10G−EPONシステムからなる場合を例として説明したが、これらに限定されるものではなく、他の光通信網を用いた光伝送システムに適用することも可能である。
100…光伝送システム、1,4,5…OLT、2_1〜2_n…光スプリッタ、3…ONU、11,11_1〜11_n,41,41_1〜41_n…光トランシーバ、12,42,52…PON制御回路、13,23,43,53…選択・分配回路、14,14_1〜14_n…LOS信号、15,15_1〜15_n…判定部、16,16_1〜16_n…判定信号、17,27,47,530,531…選択回路、18,48…分配回路、Tdr…ハイレベル判定の閾値(期間)、Tdf…ローレベル判定の閾値(期間)、20…光通信網(PON)。

Claims (7)

  1. 第1〜第n(n≧2)の光スプリッタを介して接続された複数の加入者側装置と上位装置との間でフレームを転送処理する局側装置であって、
    前記第1〜第nの光スプリッタに1対1で接続され、前記加入者側装置への下りフレームに係る電気信号の光信号への変換と、前記加入者側装置からの上りフレームに係る光信号の電気信号への変換とを行うとともに、前記上りフレームに係る光信号が入力されているか否かを示す2値のLOS信号を出力する第1〜第Nの光トランシーバと、
    前記上位装置との間で前記上りフレームおよび前記下りフレームをやり取りするとともに、前記各加入者側装置から異なる時刻に前記上りフレームが送信されるよう、これら各加入者側装置に対して上りフレーム送信用の通信帯域を時分割で割り当てるPON制御回路と、
    前記第1〜第Nの光トランシーバの上りフレームから1つの光トランシーバの上りフレームを選択して前記PON制御回路に対して出力するとともに、前記PON制御回路からの下りフレームを前記第1〜第nの光トランシーバに対して出力する選択・分配回路と、を備え、
    前記選択・分配回路は、
    前記光トランシーバ毎に対応して設けられ、対応する前記LOS信号の論理値が一定である状態が所定期間継続したか否かを判定し、前記LOS信号の論理値が所定期間継続した場合に、その継続した論理値に対応する判定信号を出力する判定部と、
    前記判定部から出力された前記判定信号に基づいて、前記第1〜第nの光トランシーバの上りフレームから1つの光トランシーバの上りフレームを選択して出力する選択回路と、を有する
    ことを特徴とする局側装置。
  2. 請求項1に記載された局側装置において、
    前記第1〜第Nの光トランシーバは、
    上りフレームの出力ポートとして、10Gbit/s用の出力ポートと1Gbit/s用の出力ポートとを備え、
    前記選択・分配回路は、
    前記PON制御回路からの選択信号を受けて、前記第1〜第nの光トランシーバの上りフレームとして、その光トランシーバの10Gbit/s用の出力ポートおよび1Gbit/s用の出力ポートの何れか一方の出力ポートからの上りフレームを選択する第1〜第Nのセレクタを備え、
    前記選択回路は、前記判定部から出力された前記判定信号に基づいて、前記第1〜第nのセレクタによって選択された上りフレームから1つの上りフレームを選択して出力する
    ことを特徴とする局側装置。
  3. 請求項1に記載された光伝送システムにおける局側装置において、
    前記第1〜第nの光トランシーバは、
    上りフレームの出力ポートとして、10Gbit/s用の出力ポートと1Gbit/s用の出力ポートとを備え、
    前記選択回路は、
    前記判定部から出力された前記判定信号に基づいて、前記第1〜第nの光トランシーバの10Gbit/s用の出力ポートから出力された上りフレームのうち、1つの光トランシーバの上りフレームを選択して前記PON制御回路に対して出力する第1選択回路と、
    前記判定部から出力された前記判定信号に基づいて、前記第1〜第nの光トランシーバの1Gbit/s用の出力ポートから出力された上りフレーム出力のうち、1つの光トランシーバの上りフレーム出力を選択して前記PON制御回路に対して出力する第2選択回路と、を含む
    ことを特徴とする局側装置。
  4. 請求項1乃至3の何れか一項に記載された局側装置において、
    前記判定部は、
    前記LOS信号が第1論理値である期間が第1閾値を超えた場合に、前記判定信号を第2論理値から前記第1論理値に切り替え、前記LOS信号が前記第2論理値である期間が第2閾値を超えた場合に、前記判定信号を前記第1論理値から前記第2論理値に切り替える
    ことを特徴とする局側装置。
  5. 請求項1乃至4の何れか一項に記載された局側装置において、
    前記判定部は、
    当該判定部以外の全ての前記判定信号が、前記光信号が入力されていないことを示す論理値である場合に、対応する前記LOS信号の論理値の判定結果に応じた前記判定信号を出力し、当該判定部以外の前記判定信号の少なくとも一つが、前記光信号が入力されていることを示す論理値である場合に、前記光信号が入力されていないことを示す論理値の前記判定信号を出力する
    ことを特徴とする局側装置。
  6. 請求項4に記載された局側装置において、
    前記光トランシーバは、前記光信号が入力されている場合に前記第1論理値の前記LOS信号を出力し、前記光信号が入力されていない場合に前記第2論理値の前記LOS信号を出力し、
    前記第2閾値は、前記第1閾値よりも大きい
    ことを特徴とする局側装置。
  7. 請求項1乃至6の何れか一項に記載された局側装置と、
    前記第1〜第nの光スプリッタと、
    前記第1〜第nの光スプリッタを介して接続された複数の前記加入者側装置と、
    を備える光伝送システム。
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