JP6353605B2 - 局側装置及び波長切替方法 - Google Patents
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Description
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。
なお、本明細書におけるOSUは、国際標準ITU−T(Telecommunication standardization of International Telecommunication Union) G.989.3(40-Gigabit-capable passive optical networks (NG-PON2): Transmission Convergence Layer Specification)で規定されるOLT CT(Channel Termination)のことを指す。また、本明細書におけるWDM/TDM−PONは、国際標準ITU−T G.989シリーズで規定されるTWDM−PON(Time and Wavelength Division Multiplexing−PON)のことを指す。
例えば、ONU93#2−1〜#2−Kは、OSU10#2と論理的に接続される。ここで、各ONU93とOSU10との論理接続は不変であり、各OSU10のトラフィック負荷の状態によらず、異なるOSU10#1〜#M間でトラフィック負荷を分散することはできない。
ONU93は、波長可変光送信部31と、受光部321及び波長可変フィルタ322を有する波長可変光受信部32と、波長合分波部33を備える。
波長合分波部33は、波長可変光受信部32に光信号を出力し、波長可変光送信部31から光信号を入力される。波長可変フィルタ322は、波長合分波部33が出力した光信号からフィルタリングにより選択した波長の信号を、受光部321に入力する。光合分波部92−1及び92−2、光ファイバ伝送路96は、OLT91とONU93とを接続する。
また、上りは、ONU93#1が、上り信号#1で、OSU10#1の2Gbit/sの帯域を使用している。また、ONU93#2が、上り信号#2で、OSU10#1を利用して7Gbit/sの帯域を使用している。ONU93#3は、上り信号#3で、OSU10#2を利用して1Gbit/sの帯域を利用している。
しかしながらこの場合、上り信号の切り替えと同時に、ONU93#2の下り信号(2.5Gbit/s分)もまた、OSU10#1からOSU10#2へと変更される。
このため、図4に示すように、OSU10#2を利用する下り信号の総帯域が11Gbit/s(下り信号#2と下り信号#3の合計)となり、上限である10Gbits/sを超えてしまう。したがって、図4のように切り替えることはできない。
複数の加入者側装置と波長分割多重かつ時分割多重で光信号の送受信を行う局側装置であって、
複数の光送信部であって、各々が、予め定められた下り波長を用いて1以上の加入者側装置に下り信号を送信する光送信部と、
複数の光受信部であって、各々が、予め定められた上り波長を用いて1以上の加入者側装置から上り信号を受信する光受信部と、
前記光送信部の送信する下り信号の下り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光送信部の送信する現用(Source)下り波長から当該下り波長とは異なる切替先(Target)下り波長に変更する場合、前記切替先(Target)下り波長を示す下り波長切替指示メッセージを生成し、前記光受信部の受信する上り信号の上り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光受信部の受信する現用(Source)上り波長から当該現用(Source)上り波長とは異なる切替先(Target)上り波長に変更する場合、前記切替先(Target)上り波長を示す上り波長切替指示メッセージを生成する波長変更指示部と、を備え、
前記波長変更指示部は、前記下り波長切替指示メッセージ及び前記上り波長切替指示メッセージを、それぞれ独立に生成し、当該波長切替指示メッセージを生成した波長のみを変更する。
前記波長変更指示部は、
波長切り替え指示メッセージに、変更後の上りと下りの波長をそれぞれ含め、
前記現用(Source)下り波長から前記切替先(Target)下り波長に変更する前記加入者側装置に対し、前記現用(Source)上り波長及び前記切替先(Target)下り波長を含む波長切替指示メッセージを送信し、
前記現用(Source)上り波長から前記切替先(Target)上り波長に変更する前記加入者側装置に対し、前記切替先(Target)上り波長及び前記現用(Source)下り波長を含む波長切替指示メッセージを送信してもよい。
前記光送信部が前記1以上の加入者側装置に送信する送信総帯域を監視する光送信状態監視部と、
前記光受信部が前記1以上の加入者側装置から受信する受信総帯域を監視する光受信状態監視部と、
をさらに備え、
前記波長変更指示部は、
前記受信総帯域が所定の条件に一致する場合、当該所定の条件に一致した光受信部の受信する上り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光受信部の受信する現用(Source)上り波長から当該現用(Source)上り波長とは異なる切替先(Target)上り波長に変更し、
前記送信総帯域が所定の条件に一致する場合、当該所定の条件に一致した光送信部の送信する下り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光送信部の送信する現用(Source)下り波長から当該下り波長とは異なる切替先(Target)下り波長に変更してもよい。
前記光送信部が送信可能な帯域に対する当該光送信部が前記1以上の加入者側装置に送信する総帯域の割合である送信帯域比を監視する光送信状態監視部と、
前記光受信部が受信可能な帯域に対する当該光受信部が前記1以上の加入者側装置から受信する総帯域の割合である受信帯域比を監視する光受信状態監視部と、
をさらに備え、
前記波長変更指示部は、予め定められた所定時間における前記送信帯域比の増加が所定値以上になった場合、当該増加が所定値以上になった光送信部の送信する下り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光送信部の送信する現用(Source)下り波長から当該下り波長とは異なる切替先(Target)下り波長に変更し、予め定められた所定時間における前記受信帯域比の増加が所定値以上になった場合、当該増加が所定値以上になった光受信部の受信する上り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光受信部の受信する現用(Source)上り波長から当該現用(Source)上り波長とは異なる切替先(Target)上り波長に変更してもよい。
前記波長変更指示部は、
前記複数の光送信部のうちの前記送信帯域比が最小である光送信部が送信する下り波長を、前記切替先(Target)下り波長に決定し、
前記複数の光受信部のうちの前記受信帯域比が最小である光受信部が受信する上り波長を、前記切替先(Target)上り波長に決定してもよい。
複数の加入者側装置と波長分割多重かつ時分割多重で光信号の送受信を行う局側装置が実行する波長切替方法であって、
前記局側装置から送信される下り信号の下り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該局側装置から送信される現用(Source)下り波長から当該下り波長とは異なる切替先(Target)下り波長に変更する場合、前記切替先(Target)下り波長を示す下り波長切替指示メッセージを生成し、前記局側装置で受信される上り信号の上り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該局側装置で受信される現用(Source)上り波長から当該現用(Source)上り波長とは異なる切替先(Target)上り波長に変更する場合、前記切替先(Target)上り波長を示す上り波長切替指示メッセージを生成する波長変更指示手順を有する、
波長切替方法であって、
前記波長変更指示手順においては、前記下り波長切替指示メッセージ及び前記上り波長切替指示メッセージを、それぞれ独立に生成し、当該波長切替指示メッセージを生成した波長のみを変更する。
前記波長変更指示手順の前に、
前記局側装置内の複数の光送信部であって、各々が、予め定められた下り波長を用いて1以上の加入者側装置に下り信号を送信する光送信部について、前記光送信部が送信可能な帯域に対する当該光送信部が前記1以上の加入者側装置に送信する総帯域の割合である送信帯域比を監視するとともに、前記局側装置内の複数の光受信部であって、各々が、予め定められた上り波長を用いて1以上の加入者側装置から上り信号を受信する光受信部について、前記光受信部が受信可能な帯域に対する当該光受信部が前記1以上の加入者側装置から受信する総帯域の割合である受信帯域比を監視する状態監視手順をさらに有し、
前記波長変更指示手順において、予め定められた所定時間における前記送信帯域比の増加が所定値以上になった場合、当該増加が所定値以上になった光送信部の送信する下り波長が割り当てられていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光送信部の送信する現用(Source)下り波長から当該現用(Source)下り波長とは異なる切替先(Target)下り波長に変更し、予め定められた所定時間における前記受信帯域比の増加が所定値以上になった場合、当該増加が所定値以上になった前記光受信部の受信する上り波長が割り当てられていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光受信部の受信する現用(Source)上り波長から当該現用(Source)上り波長とは異なる切替先(Target)上り波長に変更してもよい。
図6に、本実施形態に係る光通信システムの一例を示す。
本実施形態に係る光通信システムは、複数の加入者側装置として機能する複数のONU93と、局側装置として機能するOLT91を備える。
本実施形態に係る光通信システムは、波長可変型WDM/TDM−PONシステムであり、複数のONU93とOLT91が波長分割多重(WDM)且つ時分割多重(TDM)で光信号の送受信を行う。
例えば、光受信部12#1は、ONU93から送信された上り波長λU_1の上り信号を受信する。また、光送信部11#1は、予め定められた下り波長λD_1を用いて、1以上のONU93に下り信号を送信する。
波長合分波部13は、上り信号及び下り信号を合分波する。
多重分離部53は、各光受信部12からの上り信号を多重して上位ネットワークへと送信し、上位ネットワークから受信した下り信号を分離して各OSU10に送信する。
光送信部11が使用している総帯域とは、例えばONU93#1及び93#4にOSU10#1が割り当てられている場合、OSU10#1が使用している帯域はONU93#1に割り当てられている帯域と、ONU93#4に割り当てられている帯域との総和となる。
所定の条件は、例えば、所定の時間内において受信帯域比の増加が所定値以上になった場合は上り波長を変更し、所定の時間内において送信帯域比の増加が所定値以上である場合は下り波長を変更する。
制御フレームが有する波長切替指示メッセージ領域Bを用いて、切替先(Target)の上り波長及び下り波長を指示する。例えば、波長切替指示メッセージ領域Bにおいて、領域BUで上り波長λU_1を指示し、領域BDで下り波長λD_1を指示する。
図9では、OSU10#1に、下り信号#1と下り信号#2の合計6Gbit/sの帯域が使用されている。このうち、下り信号#2は5Gbit/sの帯域を使用している。このように、1つの光送信部11#1(OSU10#1内)に複数のONU93#1及び93#2が割り当てられる。
また、上り信号では、ONU93#1が、上り信号#1でOSU10#1により2Gbit/sの帯域を使用し、また、ONU93#2が、上り信号#2で、OSU10#1を利用して7Gbit/sの帯域を使用している。ONU93#3は、上り信号#3で、OSU10#2を利用して1Gbit/sの帯域を利用している。
このように、上り信号についても、1つの光受信部12#1(OSU10#1内)に、複数のONU93#1及び93#2が割り当てられる。
ただし、ONU93#2の下り信号#2(5Gbit/s分)は、引き続きOSU10#1を利用する。そのため、図10のように、上り及び下りにおいて、負荷分散をすることができる。
図11において、ONU93#n−1のTxは、ONU93#n−1が送信する光信号であり、ONU93#n−1のRxはONU93#n−1が受信する光信号である。
状態監視手順では、光送信状態管理部51が光送信部11の送信帯域比を監視するとともに、光受信状態管理部52が光受信部12の受信帯域比を監視する。
この間に、光送信状態管理部51の監視する送信帯域比が所定の条件に至るか、或いは、光受信状態管理部52の監視する受信帯域比が所定の条件に至ったときに、上記波長変更指示手順を実行する。
図12に、本実施形態に係る光通信システムの一例を示す。
本実施形態に係る光通信システムは、図9に示す波長ルーティング部94−2に代え、OLT91が波長ルーティング部59を備える。また、本実施形態に係るOLT91は、全OSU10のトラフィック状態を見て制御する多重分離部53内に、DWBA(Dynamic Wavelength and Bandwidth Allocation)部57を備える。
本実施形態に係る光受信状態管理部52は、各上り波長ごとに、光受信部12の受信可能帯域と使用している総帯域との受信帯域比を監視する。また、本実施形態に係る光送信状態管理部51は、OSU10で用いる各下り波長ごとの、光送信部11の送信可能帯域と使用している総帯域との送信帯域比を監視する。
各ONU93への指示は、例えば、PLOAM(Physical Layer Operations Administration and Maintenance)メッセージを用いる。DWBA部57が波長変更のタイミングを自律的に動的に変更することで、本実施形態に係る光通信システムは動的な負荷分散を行うことが可能である。
ここでは、ONU93#1の上り信号にOSU10#1及びSNI54#1が割り当てられ、ONU93#1の下り信号にOSU10#2及びSNI54#1が割り当てられ、ONU93#4の上り信号にOSU10#4及びSNI54#1が割り当てられ、ONU93#4の下り信号にOSU10#2及びSNI54#1が割り当てられている。
図14に、本実施形態に係る光通信システムの一例を示す。
本実施形態に係る光通信システムは、上記実施形態2と同様に、図9に示す波長ルーティング部94−2に代え、OLT91が波長ルーティング部59を備える。
また、本実施形態においては、多重分離部53内にDWBA部57を備えた上記実施形態2と比較して、上記OLT91内において、多重分離部53とは独立して、DWA(Dynamic Wavelength Allocation)制御部58を備える。
ここで、実施形態2におけるDWBAは、DWAとDBA(Dynamic Bandwidth Allocation)を併せ持つ機能である。
本実施形態の場合、DWA制御部58は、上述したDWBA機能のうちの、DWA(波長切り替えの動的割り当て制御)を担う。そして、DBAは、所定の条件に基づいて、上り波長及び下り波長が割り当てられたONU93の、変更対象となる受信帯域および送信帯域を動的に割り当てる機能である。
本実施形態においては、このDBAを、上記実施形態2のように多重分離部53内で行うのではなく、各OSU10に対してそれぞれ個別に行う。この場合、DBA機能を各OSU10が担っても良いし、上記DWA制御部58がDBA機能を担うことも可能である。
本実施形態に係る光受信状態管理部52は、各上り波長ごとに光受信部12の受信可能帯域と使用している総帯域との受信帯域比を監視する。また、本実施形態に係る光送信状態管理部51は、OSU10で用いる各下り波長ごとの光送信部11の送信可能帯域と使用している総帯域との送信帯域比を監視する。
各ONU93への指示は、例えば、各OSU10がONU93へ送信するPLOAMメッセージを用いてもよいし、MPCP(Multi−Point Control Protocol)と呼ばれるプロトコルの1種であるGateフレームを用いてもよい。DWA制御部58が波長変更のタイミングを自律的に動的に変更することで、本実施形態に係る光通信システムは、動的な負荷分散を行うことが可能である。また、DWA制御部58が割り当てる上り波長及び下り波長は、図13に例示した実施形態2での上り波長及び下り波長の割り当てと同様である。
される際に、以後の変動を見据えて、事前に波長変更することが可能である。
11:光送信部
12:光受信部
13:波長合分波部
31:波長可変光送信部
32:波長可変光受信部
33:波長合分波部
51:光送信状態管理部
52:光受信状態管理部
53:多重分離部
54:SNI
56:波長変更指示部
57:DWBA部
58:DWA制御部
59:波長ルーティング部
91:OLT
92−1、92−2:光合分波部
93:ONU
94−1、94−2:波長ルーティング部
96:光ファイバ伝送路
121:受光部
122:波長フィルタ
321:受光部
322:波長可変フィルタ
531、532:ポート
Claims (4)
- 複数の加入者側装置と波長分割多重かつ時分割多重で光信号の送受信を行う局側装置であって、
複数の光送信部であって、各々が、予め定められた下り波長を用いて1以上の加入者側装置に下り信号を送信する光送信部と、
複数の光受信部であって、各々が、予め定められた上り波長を用いて1以上の加入者側装置から上り信号を受信する光受信部と、
前記光送信部の送信する下り信号の下り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光送信部の送信する現用(Source)下り波長から当該下り波長とは異なる切替先(Target)下り波長に変更する場合、前記切替先(Target)下り波長を示す下り波長切替指示メッセージを生成し、前記光受信部の受信する上り信号の上り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光受信部の受信する現用(Source)上り波長から当該現用(Source)上り波長とは異なる切替先(Target)上り波長に変更する場合、前記切替先(Target)上り波長を示す上り波長切替指示メッセージを生成する波長変更指示部と、
前記光送信部が前記1以上の加入者側装置に送信する送信総帯域を監視する光送信状態監視部と、
前記光受信部が前記1以上の加入者側装置から受信する受信総帯域を監視する光受信状態監視部と、
を備え、
前記波長変更指示部は、前記下り波長切替指示メッセージ及び前記上り波長切替指示メッセージを、それぞれ独立に生成し、当該波長切替指示メッセージを生成した波長のみを変更し、
前記波長変更指示部は、
前記受信総帯域が所定の条件に一致する場合、当該所定の条件に一致した光受信部の受信する上り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光受信部の受信する現用(Source)上り波長から当該現用(Source)上り波長とは異なる切替先(Target)上り波長に変更し、
前記送信総帯域が所定の条件に一致する場合、当該所定の条件に一致した光送信部の送信する下り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光送信部の送信する現用(Source)下り波長から当該下り波長とは異なる切替先(Target)下り波長に変更する、
局側装置。 - 複数の加入者側装置と波長分割多重かつ時分割多重で光信号の送受信を行う局側装置であって、
複数の光送信部であって、各々が、予め定められた下り波長を用いて1以上の加入者側装置に下り信号を送信する光送信部と、
複数の光受信部であって、各々が、予め定められた上り波長を用いて1以上の加入者側装置から上り信号を受信する光受信部と、
前記光送信部の送信する下り信号の下り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光送信部の送信する現用(Source)下り波長から当該下り波長とは異なる切替先(Target)下り波長に変更する場合、前記切替先(Target)下り波長を示す下り波長切替指示メッセージを生成し、前記光受信部の受信する上り信号の上り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光受信部の受信する現用(Source)上り波長から当該現用(Source)上り波長とは異なる切替先(Target)上り波長に変更する場合、前記切替先(Target)上り波長を示す上り波長切替指示メッセージを生成する波長変更指示部と、
前記光送信部が送信可能な帯域に対する当該光送信部が前記1以上の加入者側装置に送信する総帯域の割合である送信帯域比を監視する光送信状態監視部と、
前記光受信部が受信可能な帯域に対する当該光受信部が前記1以上の加入者側装置から受信する総帯域の割合である受信帯域比を監視する光受信状態監視部と、
を備え、
前記波長変更指示部は、前記下り波長切替指示メッセージ及び前記上り波長切替指示メッセージを、それぞれ独立に生成し、当該波長切替指示メッセージを生成した波長のみを変更し、予め定められた所定時間における前記送信帯域比の増加が所定値以上になった場合、当該増加が所定値以上になった光送信部の送信する下り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光送信部の送信する現用(Source)下り波長から当該下り波長とは異なる切替先(Target)下り波長に変更し、予め定められた所定時間における前記受信帯域比の増加が所定値以上になった場合、当該増加が所定値以上になった光受信部の受信する上り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光受信部の受信する現用(Source)上り波長から当該現用(Source)上り波長とは異なる切替先(Target)上り波長に変更する、
局側装置。 - 前記波長変更指示部は、
前記複数の光送信部のうち、前記光送信部が送信可能な帯域に対する当該光送信部が前記1以上の加入者側装置に送信する総帯域の割合である送信帯域比が最小である光送信部が送信する下り波長を、前記切替先(Target)下り波長に決定し、
前記複数の光受信部のうち、前記光受信部が受信可能な帯域に対する当該光受信部が前記1以上の加入者側装置から受信する総帯域の割合である受信帯域比が最小である光受信部が受信する上り波長を、前記切替先(Target)上り波長に決定する、
請求項1に記載の局側装置。 - 複数の加入者側装置と波長分割多重かつ時分割多重で光信号の送受信を行う局側装置が実行する波長切替方法であって、
前記局側装置から送信される下り信号の下り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該局側装置から送信される現用(Source)下り波長から当該下り波長とは異なる切替先(Target)下り波長に変更する場合、前記切替先(Target)下り波長を示す下り波長切替指示メッセージを生成し、前記局側装置で受信される上り信号の上り波長を割り当てていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該局側装置で受信される現用(Source)上り波長から当該現用(Source)上り波長とは異なる切替先(Target)上り波長に変更する場合、前記切替先(Target)上り波長を示す上り波長切替指示メッセージを生成する波長変更指示手順を有する、
波長切替方法であって、
前記波長変更指示手順においては、前記下り波長切替指示メッセージ及び前記上り波長切替指示メッセージを、それぞれ独立に生成し、当該波長切替指示メッセージを生成した波長のみを変更し、
前記波長変更指示手順の前に、
前記局側装置内の複数の光送信部であって、各々が、予め定められた下り波長を用いて1以上の加入者側装置に下り信号を送信する光送信部について、前記光送信部が送信可能な帯域に対する当該光送信部が前記1以上の加入者側装置に送信する総帯域の割合である送信帯域比を監視するとともに、前記局側装置内の複数の光受信部であって、各々が、予め定められた上り波長を用いて1以上の加入者側装置から上り信号を受信する光受信部について、前記光受信部が受信可能な帯域に対する当該光受信部が前記1以上の加入者側装置から受信する総帯域の割合である受信帯域比を監視する状態監視手順をさらに有し、
前記波長変更指示手順において、予め定められた所定時間における前記送信帯域比の増加が所定値以上になった場合、当該増加が所定値以上になった光送信部の送信する下り波長が割り当てられていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光送信部の送信する現用(Source)下り波長から当該現用(Source)下り波長とは異なる切替先(Target)下り波長に変更し、予め定められた所定時間における前記受信帯域比の増加が所定値以上になった場合、当該増加が所定値以上になった前記光受信部の受信する上り波長が割り当てられていた前記加入者側装置に割り当てる波長を、当該光受信部の受信する現用(Source)上り波長から当該現用(Source)上り波長とは異なる切替先(Target)上り波長に変更する、
波長切替方法。
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