JP6601484B2 - Optical signal repeater - Google Patents
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Description
本発明は、複数の伝送レート（マルチレート）で伝送された光信号を中継するための装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for relaying optical signals transmitted at a plurality of transmission rates (multirate).
ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムは、光通信システムの一種である。ＰＯＮシステムは、局側装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ：ＯＬＴ）と、１以上の宅側装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ：ＯＮＵ）と、光信号を伝送する光ファイバと、光ファイバを分岐する光スプリッタとを有する。ＯＬＴは、光ファイバおよび光スプリッタによってＯＮＵに接続される。ＯＬＴとＯＮＵとの間に光スプリッタが設置される。これによって、１つの局側装置に複数の宅側装置を接続することができる。 A PON (Passive Optical Network) system is a type of optical communication system. The PON system includes a station side device (Optical Line Terminal: OLT), one or more home side devices (Optical Network Unit: ONU), an optical fiber that transmits an optical signal, and an optical splitter that branches the optical fiber. . The OLT is connected to the ONU by an optical fiber and an optical splitter. An optical splitter is installed between the OLT and the ONU. Thereby, a plurality of home-side devices can be connected to one station-side device.
ＯＬＴとＯＮＵとの間の距離が大きい場合、ＯＬＴとＯＮＵとの間の光ファイバに光信号中継装置が配置され得る。光信号中継装置を含むＰＯＮシステムの構成例は、たとえば特開２０１２−２２７９７１号公報（特許文献１）に開示される。 When the distance between the OLT and the ONU is large, an optical signal repeater can be disposed in the optical fiber between the OLT and the ONU. A configuration example of a PON system including an optical signal relay device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-227971 (Patent Document 1).
複数のＯＮＵの各々から出力される光信号の強度は、ＯＮＵごとに異なり得る。しかし光信号中継装置は、そのような強度が異なる光信号を中継する可能性がある。 The intensity of the optical signal output from each of the plurality of ONUs can be different for each ONU. However, there is a possibility that the optical signal relay device relays optical signals having different intensities.
本発明の目的は、強度が異なる光信号を中継可能な光信号中継装置を実現することである。 An object of the present invention is to realize an optical signal repeater capable of repeating optical signals having different intensities.
本発明の一態様に係る光信号中継装置は、時間的に分離されて送られた、複数の光バースト信号を受信して、複数の光バースト信号にそれぞれ対応する複数の電気信号を生成する光受信器と、各々が、複数の電気信号のうちの対応する伝送レートの電気信号を受けて、データを再生する、複数の再生回路と、複数の再生回路からそれぞれ出力された複数のデータを時分割多重する時分割多重化部と、発光素子を含み、時分割多重された複数のデータに対応した光信号を生成して出力する光送信器とを備える。光送信器から出力された対応した光信号において、複数のデータに対応する信号のレベルが等しくなるように、複数の光バースト信号から対応した光信号を生成する。 An optical signal repeater according to an aspect of the present invention receives a plurality of optical burst signals transmitted in a time-separated manner and generates a plurality of electrical signals respectively corresponding to the plurality of optical burst signals. A receiver, each of which receives an electrical signal of a corresponding transmission rate among the plurality of electrical signals, reproduces the data, and receives a plurality of data respectively output from the plurality of reproduction circuits A time division multiplexing unit that performs division multiplexing and an optical transmitter that includes a light emitting element and generates and outputs an optical signal corresponding to a plurality of time-division multiplexed data. In the corresponding optical signal output from the optical transmitter, the corresponding optical signal is generated from the plurality of optical burst signals so that the levels of the signals corresponding to the plurality of data are equal.
上記によれば、強度が異なる光信号を中継可能な光信号中継装置を実現できる。 According to the above, it is possible to realize an optical signal repeater that can relay optical signals having different intensities.
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。以下の説明において、「第１」および「第２」との用語は、複数の同一または類似の要素を区別するために用いられるものであり、それらの要素の順序を規定するものではない。[Description of Embodiment of the Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described. In the following description, the terms “first” and “second” are used to distinguish a plurality of identical or similar elements and do not define the order of those elements.
（１）本発明の一態様に係る光信号中継装置は、時間的に分離されて送られた、複数の光バースト信号を受信して、複数の光バースト信号にそれぞれ対応する複数の電気信号を生成する光受信器と、各々が、複数の電気信号のうちの対応する伝送レートの電気信号を受けて、データを再生する、複数の再生回路と、複数の再生回路からそれぞれ出力された複数のデータを時分割多重する時分割多重化部と、発光素子を含み、時分割多重された複数のデータに対応した光信号を生成して出力する光送信器とを備える。光送信器から出力された対応した光信号において、複数のデータに対応する信号のレベルが等しくなるように、複数の光バースト信号から対応した光信号を生成する。 (1) An optical signal repeater according to an aspect of the present invention receives a plurality of optical burst signals that are separated in time and sends a plurality of electrical signals respectively corresponding to the plurality of optical burst signals. An optical receiver to generate, and a plurality of reproduction circuits each receiving an electric signal of a corresponding transmission rate among a plurality of electric signals and reproducing data; and a plurality of output circuits respectively output from the plurality of reproduction circuits A time-division multiplexing unit that time-division-multiplexes data; and an optical transmitter that includes a light emitting element and generates and outputs an optical signal corresponding to the plurality of time-division multiplexed data. In the corresponding optical signal output from the optical transmitter, the corresponding optical signal is generated from the plurality of optical burst signals so that the levels of the signals corresponding to the plurality of data are equal.
上記の構成によれば、強度の異なり得る複数の光信号を、強度を揃えた状態で中継することができる。光バースト信号は、たとえば伝送距離や分岐数の違いにより、ＯＮＵごとに強度あるいは位相が異なりうる状態で光信号中継装置に届く。小さな強度の光信号を、そのまま中継した場合、ＯＬＴにおいて光信号の強度がさらに小さくなり得る。したがって、ＯＬＴにおいては、複数の光信号の間での強度の違いが顕著になり得る。光信号中継装置において複数の光信号のレベルを等しくすることによって、それらの光信号が伝送する間に生じうる強度の差を小さくすることができる。 According to said structure, the several optical signal which may differ in intensity | strength can be relayed in the state which aligned intensity | strength. The optical burst signal reaches the optical signal repeater in a state where the intensity or the phase may be different for each ONU due to, for example, a difference in transmission distance or the number of branches. When an optical signal having a small intensity is relayed as it is, the intensity of the optical signal can be further reduced in the OLT. Therefore, in the OLT, the difference in intensity among a plurality of optical signals can be significant. By equalizing the levels of a plurality of optical signals in the optical signal repeater, it is possible to reduce the difference in intensity that can occur during transmission of these optical signals.
（２）好ましくは、光信号中継装置は、複数の光バースト信号の伝送レートを利用してアイドルパターンを生成して、複数のデータの間にアイドルパターンを挿入するアイドルパターン発生部をさらに備える。 (2) Preferably, the optical signal repeater further includes an idle pattern generation unit that generates an idle pattern using transmission rates of a plurality of optical burst signals and inserts the idle pattern between the plurality of data.
上記の構成によれば、発光素子（典型的にはレーザダイオード）が連続駆動されるため、発光素子の温度を安定させることができる。発光素子の温度が安定することにより、発光素子の発光波長を安定させることができる。 According to the above configuration, since the light emitting element (typically a laser diode) is continuously driven, the temperature of the light emitting element can be stabilized. By stabilizing the temperature of the light emitting element, the emission wavelength of the light emitting element can be stabilized.
複数の光バースト信号の伝送レートは、同一でもよく、異なっていてもよい。さらに、複数の光バースト信号の伝送レートが異なる場合、それらの伝送レートは、必ずしも逓倍の関係になくてもよい。 The transmission rates of the plurality of optical burst signals may be the same or different. Furthermore, when the transmission rates of a plurality of optical burst signals are different, the transmission rates do not necessarily have to be multiplied.
（３）好ましくは、アイドルパターン発生部は、挿入されるべきアイドルパターンの前のデータの伝送レートに基づいて、アイドルパターンを生成する。 (3) Preferably, the idle pattern generation unit generates an idle pattern based on the transmission rate of data before the idle pattern to be inserted.
上記の構成によれば、アイドルパターンの生成を容易にすることができる。
（４）好ましくは、アイドルパターン発生部は、局側装置からの指示に基づいて、アイドルパターンを生成する。According to said structure, the production | generation of an idle pattern can be made easy.
(4) Preferably, an idle pattern generation part produces | generates an idle pattern based on the instruction | indication from a station side apparatus.
上記の構成によれば、光信号中継装置において、データ信号の開始および終了を管理しなくとも、ＯＬＴからの指示に従って、アイドルパターンを生成するとともに、信号の発生しない区間にアイドルパターンを挿入することができる。 According to the above configuration, in the optical signal repeater, it is possible to generate an idle pattern according to an instruction from the OLT and insert an idle pattern in a section where no signal is generated without managing the start and end of the data signal. Can do.
（５）好ましくは、アイドルパターン発生部は、アイドルパターンを生成するためのクロック周波数を固定する。 (5) Preferably, the idle pattern generation unit fixes a clock frequency for generating the idle pattern.
上記の構成によれば、アイドルパターンを生成するための構成が複雑になることが抑えられる。 According to said structure, it can suppress that the structure for producing | generating an idle pattern becomes complicated.
（６）好ましくは、アイドルパターン発生部は、複数のバースト光信号のうち最も短いプリアンブルを有する光バースト信号の伝送レートに基づいて、アイドルパターンを生成する。 (6) Preferably, the idle pattern generation unit generates an idle pattern based on a transmission rate of an optical burst signal having the shortest preamble among a plurality of burst optical signals.
上記の構成によれば、たとえば、局側装置の受信器がプリアンブルに対応したクロック周波数をトレーニングするための時間として、アイドルパターンの区間を利用することができる。プリアンブルでは、受信信号を再生して、クロックをデータ信号の各ビットに同期させるための処理が実行される。プリアンブルが短いほど、同期処理を実行できる時間は短い。最も短いプリアンブルを有する光バースト信号の伝送レートに基づくアイドルパターンを用いてクロック周波数を予めトレーニングすることによって、短いプリアンブルであっても、同期処理のための時間に対する余裕を作ることができる。 According to said structure, the area of an idle pattern can be utilized as time for the receiver of a station side apparatus to train the clock frequency corresponding to a preamble, for example. In the preamble, a process for reproducing the received signal and synchronizing the clock with each bit of the data signal is executed. The shorter the preamble, the shorter the time during which synchronization processing can be executed. By pretraining the clock frequency using an idle pattern based on the transmission rate of the optical burst signal having the shortest preamble, a margin for the time for synchronization processing can be made even with a short preamble.
（７）好ましくは、複数の光バースト信号は、ＩＥＥＥ８０２．３標準に準拠するＧＥ−ＰＯＮの光バースト信号と、ＩＥＥＥ８０２．３標準に準拠する１０Ｇ−ＥＰＯＮの光バースト信号とを含む。アイドルパターン発生部は、１０Ｇ−ＥＰＯＮの上り光バースト信号の伝送レートに基づいて、アイドルパターンを生成する。上り光バースト信号は、同期パターンと、バーストデリミタパターンとを含む。アイドルパターンは、固定長のビットパターンの繰り返しパターンであり、繰り返しパターンのうちの任意の連続する６６ビット区間は、同期パターンおよびバーストデリミタパターンの両方から、１５以上のハミング距離で離れたビットパターンである。 (7) Preferably, the plurality of optical burst signals include a GE-PON optical burst signal conforming to the IEEE 802.3 standard and a 10G-EPON optical burst signal conforming to the IEEE 802.3 standard. The idle pattern generation unit generates an idle pattern based on the transmission rate of the 10G-EPON upstream optical burst signal. The upstream optical burst signal includes a synchronization pattern and a burst delimiter pattern. An idle pattern is a repetitive pattern of a fixed-length bit pattern, and an arbitrary continuous 66-bit section of the repetitive pattern is a bit pattern separated by a Hamming distance of 15 or more from both the synchronization pattern and the burst delimiter pattern. is there.
上記の構成によれば、たとえば局側装置による１０Ｇ信号の受信処理において、光信号中継装置で挿入されたアイドルパターンに対して、パターン同期が誤って行なわれることを防ぐことができる。 According to the above configuration, it is possible to prevent pattern synchronization from being erroneously performed on the idle pattern inserted by the optical signal repeater in the 10G signal reception process by the station side device, for example.
（８）好ましくは、光信号中継装置は、複数の光バースト信号の伝送レートを判定するためのレート判定部をさらに備える。 (8) Preferably, the optical signal repeater further includes a rate determination unit for determining transmission rates of a plurality of optical burst signals.
上記構成によれば、伝送レートに応じたアイドルパターンを生成することが可能になる。 According to the above configuration, it is possible to generate an idle pattern corresponding to the transmission rate.
（９）好ましくは、複数の再生回路のうちの少なくとも１つは、時分割多重化部の前に、光バースト信号の１波長以下の距離で配置されたクロック・データ再生部を含む。 (9) Preferably, at least one of the plurality of reproduction circuits includes a clock / data reproduction unit arranged at a distance of one wavelength or less of the optical burst signal before the time division multiplexing unit.
上記構成によれば、光信号中継装置から正確な波形を有する光信号を出力することができる。 According to the above configuration, an optical signal having an accurate waveform can be output from the optical signal repeater.
［本発明の実施形態の詳細］
図１は、本発明の一実施形態に係る光通信システム１の構成例を示す概略図である。図１を参照して、光通信システム１は、局側装置２と、複数の宅側装置３ａ，３ｂ，３ｃ，．．．と、幹線光ファイバ４ａと、複数の支線光ファイバ４ｂと、光カプラ５と、光信号中継装置７とを備える。局側装置を以下「ＯＬＴ」と称し、宅側装置を以下「ＯＮＵ」と称する。ＯＮＵ３ａ，３ｂ，３ｃの各々は、加入者宅に設置される。幹線光ファイバ４ａは、ＯＬＴ２に接続される。各々の支線光ファイバ４ｂは、対応するＯＮＵに接続される。光カプラ５は、幹線光ファイバ４ａと、複数の支線光ファイバ４ｂとを接続する。光信号中継装置７は、幹線光ファイバ４ａの途中に設けられる。[Details of the embodiment of the present invention]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an
ＩＥＥＥ８０２．３標準は、ＰＯＮの規格として、ＧＥ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）））−ＰＯＮと、１０Ｇ−ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＰＯＮ）とを定める。ＧＥ−ＰＯＮと１０Ｇ−ＥＰＯＮとの違いの１つは、データの伝送レートである。ＧＥ−ＰＯＮの通信速度（伝送レート）は、１．２５Ｇｂｐｓ（ｂｉｔ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）である。１０Ｇ−ＥＰＯＮの伝送レートは、１０．３１２５Ｇｂｐｓである。光通信システム１は、ＧＥ−ＰＯＮと、１０Ｇ−ＥＰＯＮとを含むシステムを構築する。伝送レートが１．２５Ｇｂｐｓの信号を以下「１Ｇ信号」とも称する。これに対して、伝送レートが１０．３１２５Ｇｂｐｓの信号を以下「１０Ｇ信号」とも称する。
The IEEE 802.3 standard defines GE (Gigabit Ethernet (registered trademark))-PON and 10G-EPON (Ethernet PON) as PON standards. One of the differences between GE-PON and 10G-EPON is the data transmission rate. The communication speed (transmission rate) of GE-PON is 1.25 Gbps (bit per second). The transmission rate of 10G-EPON is 10.3125 Gbps. The
ＯＬＴ２は、ＧＥ−ＰＯＮの上り信号および１０Ｇ−ＥＰＯＮの上り信号の両方を受信可能である。つまり、ＯＬＴ２は、異なる複数のレートで送られたデータを受信可能に構成される。さらに、ＯＬＴ２は、ＧＥ−ＰＯＮの下り信号および１０Ｇ−ＥＰＯＮの下り信号の両方を送信可能である。
The
各ＯＮＵ３ａ，３ｂ，３ｃは、加入者が光ネットワークサービスを享受するための装置である。各ＯＮＵは上り信号を送信する。上り信号の通信速度は、１．２５Ｇｂｐｓおよび１０．３１２５Ｇｂｐｓのいずれかである。各ＯＮＵは下り信号を受信する。下り信号の通信速度は、１．２５Ｇｂｐｓおよび１０．３１２５Ｇｂｐｓのいずれかである。図１に示されるように、各ＯＮＵの上り信号の通信速度および下り信号の通信速度は、４種類の組合せのうちのいずれか１つである。
Each
光カプラ５は、幹線光ファイバ４ａおよび複数の支線光ファイバ４ｂに接続される。光カプラ５は、幹線光ファイバ４ａを通じて送られた光信号を、複数の支線光ファイバ４ｂに分配する。一方、光カプラ５は、複数の支線光ファイバ４ｂから送られた光信号を多重化して幹線光ファイバ４ａに送出する。光カプラ５は、たとえば光スターカプラを含むことができる。
The
ＯＬＴ２と各ＯＮＵ３ａ，３ｂ，３ｃとは、可変長のフレームを単位として相互に通信する。
The
各ＯＮＵによる上り信号の送信について説明する。各加入者宅の端末装置は、データを送信する。そのデータはＯＮＵによって、光バースト信号に変換される。光バースト信号はビットによって構成される。そのＯＮＵの送信レートがＧＥ−ＰＯＮに準じている場合、ビットの伝送レートは１．２５Ｇｂｐｓである。一方、そのＯＮＵの送信レートが１０Ｇ−ＥＰＯＮに準じる場合、ビットの転送レートは１０．３１２５Ｇｂｐｓである。 The transmission of uplink signals by each ONU will be described. The terminal device at each subscriber's house transmits data. The data is converted into an optical burst signal by the ONU. The optical burst signal is composed of bits. When the transmission rate of the ONU conforms to GE-PON, the bit transmission rate is 1.25 Gbps. On the other hand, when the transmission rate of the ONU conforms to 10G-EPON, the bit transfer rate is 10.3125 Gbps.
ＯＮＵ３ａは、光バースト信号６ａを送信する。ＯＮＵ３ｂは光バースト信号６ｂを送信する。ＯＮＵ３ｃは光バースト信号６ｃを送信する。光バースト信号６ａ，６ｂの伝送レートは、ともに１．２５Ｇｂｐｓである。光バースト信号６ｃの伝送レートは、１０．３１２５Ｇｂｐｓである。
The
光カプラ５は、光バースト信号６ａ，６ｂ，６ｃを多重化して幹線光ファイバ４ａに光信号を出力する。光カプラ５からの光信号は、光信号中継装置７を通じて、ＯＬＴ２に送られる。
The
ＯＬＴ２が各ＯＮＵ３ａ，３ｂ，３ｃに対して、制御フレームを送信する。この制御フレームは、各ＯＮＵ３ａ，３ｂ，３ｃに対して、上り光信号を送信するための時間ウィンドウを割り当てる。したがって、光バースト信号６ａ〜６ｃは、時間軸上で互いに衝突しない。ＯＬＴ２は、各ＯＮＵ３ａ，３ｂ，３ｃに対して時間ウィンドウを割り当てることによって、受信すべき光バースト信号の伝送レートおよび受信タイミングを把握する。
The
光信号中継装置７は、光信号を中継する装置である。光信号中継装置７は、光信号の伝送される距離、すなわちＯＬＴとＯＮＵとの間の距離を延ばすことを可能にする。
The optical
光信号中継装置７は、光信号を受けると、その光信号を電気信号に変換する。光信号中継装置７は、その電気信号に対して各種の処理を施す。次に、光信号中継装置７は、その電気信号を光信号に変換して、その光信号を送出する。
When receiving the optical signal, the optical
光信号中継装置７は、光信号を受けて、その信号の波形を整形する。さらに、光信号中継装置７は、出力される複数の光信号の強度を等しくする。光バースト信号６′ａ，６′ｂ，６′ｃの強度は実質的に互いに等しい。光信号中継装置７は、複数のデータに対応する信号のレベルが等しくなるように、複数の光バースト信号から、出力される光信号を生成する。これにより、強度の異なり得る複数の光信号を、強度を揃えた状態で中継することができる。
The optical
さらに、光信号中継装置７は、光バースト信号６′ａ，６′ｂ，６′ｃの間にアイドルパターンＩＤＬＥを挿入する。したがって光信号中継装置７からは連続的な光信号が出力される。
Further, the
図２は、本発明の実施の形態に係る光信号中継装置７の内部の構成例を示したブロック図である。図２を参照して、受信信号処理装置７０は光信号中継装置７に実装される。受信信号処理装置７０は、ＯＮＵから送信された光バースト信号を受ける。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration example of the
受信信号処理装置７０は、光カプラ７１と、遅延ファイバ７４と、１Ｇ／１０Ｇ受信器７５と、レート判定／信号検出部７２と、レート／タイミング制御部７３と、１Ｇクロック・データ再生部７６ａと、１０Ｇクロック・データ再生部７６ｂと、１Ｇ同期部７７ａと、１０Ｇ同期部７７ｂと、１Ｇ／１０Ｇ切替部７８と、１Ｇ／１０Ｇ送信器７９とを備える。光カプラ７１は、光バースト信号を「モニタ光」と「信号光」とに分岐する。１Ｇ／１０Ｇ受信器７５は、信号光を受信する。
The received
レート判定／信号検出部７２は、モニタ光を受ける。レート判定／信号検出部７２は、そのモニタ光の信号パターンを検出する。レート判定／信号検出部７２は、信号パターンの検出結果に基づいて、モニタ光の伝送レートが比較的低速の伝送レートか否かを判定する。この実施の形態では、低速の伝送レートとは、１．２５Ｇｂｐｓである。
Rate determination /
レート／タイミング制御部７３は、切替信号を１Ｇ／１０Ｇ受信器７５に供給する。切替信号は、１Ｇ／１０Ｇ受信器７５の中のプリアンプの利得及び帯域幅を切替えるための信号である。レート／タイミング制御部７３は、レート判定／信号検出部７２による判定の結果に基づいて、切替信号を生成する。
The rate /
図３は、図２に示されたレート判定／信号検出部７２の構成の一例を示すブロック図である。図３に示されるように、レート判定／信号検出部７２は、光電変換素子ＡＰＤと、プリアンプ３１と、ポストアンプ３２と、１Ｇクロック・データ再生部３３と、パターン判定部（８Ｂ／１０Ｂ）３４と、強度モニタ回路３６と、比較器３７とを備える。光電変換素子ＡＰＤはモニタ光を受けて、そのモニタ光を電気信号に変換する。プリアンプ３１は、光電変換素子ＡＰＤから出力された電気信号を増幅する。ポストアンプ３２は、プリアンプ３１から出力された電気信号を増幅する。ポストアンプ３２は、０または１の値を有する２値信号を出力する。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the rate determination /
強度モニタ回路３６は、入力信号の強度をモニタして、その強度を示す信号を出力する。強度モニタ回路は、ピーク検出回路あるいは平均値回路などの公知の回路によって実現可能である。
The
比較器３７は、強度モニタ回路３６によって検出された強度を閾値と比較して、その比較結果を示す信号を出力する。比較器３７から出力された信号を、「信号有無検出信号」と呼ぶ。
The
バースト信号が強度モニタ回路３６に入力された場合、強度モニタ回路３６によって検出された強度は閾値を上回る。比較器３７は、信号有無検出信号を発生させる。信号有無検出信号が生じることによってバースト信号を検出できる。バースト信号の伝送レートが１．２５Ｇｂｐｓおよび１０．３１２５Ｇｂｐｓのいずれであっても、バースト信号が存在すると判定することができる。一方、信号有無検出信号が存在しない期間は、バースト信号が存在しないと判定することができる。
When a burst signal is input to the
プリアンプ３１とポストアンプ３２との増幅帯域幅は、１Ｇ信号の帯域幅に適合されている。一方、１０Ｇ信号が光電変換素子ＡＰＤにも入力される。１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、低周波成分を含む同期パターンが１０Ｇ信号のプリアンブル部に含まれている。レート判定／信号検出部７２は、１Ｇ信号の検出と同様に、１０Ｇ信号の有無を検出できる。
The amplification bandwidth of the
１Ｇクロック・データ再生部３３は、クロック信号を、ポストアンプ３２から出力された電気信号から抽出する。１Ｇクロック・データ再生部３３は、そのクロック信号によって、データ信号をサンプリングする。サンプリングされたデータ信号は、パターン判定部（８Ｂ／１０Ｂ）３４に入力される。
The 1G clock /
パターン判定部（８Ｂ／１０Ｂ）３４は、１Ｇ信号のビットに基づいて８Ｂ／１０Ｂパターンを判定する。パターン判定部（８Ｂ／１０Ｂ）３４は、その判定結果を示すレート判定信号を出力する。 The pattern determination unit (8B / 10B) 34 determines the 8B / 10B pattern based on the bits of the 1G signal. The pattern determination unit (8B / 10B) 34 outputs a rate determination signal indicating the determination result.
１Ｇクロック・データ再生部３３が受信した信号に同期し、かつパターン判定部（８Ｂ／１０Ｂ）３４が８Ｂ／１０Ｂパターンを検出する。この場合、パターン判定部（８Ｂ／１０Ｂ）３４は、レート判定信号を出力する。レート判定／信号検出部７２が１Ｇ信号を受信する間、パターン判定部（８Ｂ／１０Ｂ）３４はレート判定信号を出力する。
The pattern determination unit (8B / 10B) 34 detects the 8B / 10B pattern in synchronization with the signal received by the 1G clock /
プリアンプ３１に、１Ｇ信号に対応した帯域幅と利得とを持つプリアンプが適用される。これにより弱い光レベルを検出することができる。しかしプリアンプ３１に、１０Ｇ信号に対応した帯域幅と利得とを持つプリアンプを適用することもできる。
A preamplifier having a bandwidth and gain corresponding to a 1G signal is applied to the
図２に戻り、レート／タイミング制御部７３は、レート判定信号と信号有無検出信号との組み合わせにより、１Ｇ信号の受信および１０Ｇ信号の受信を判定する。信号検出有無信号およびレート判定信号の両方が検出された場合、レート／タイミング制御部７３は、受信信号処理装置７０が１Ｇ信号を受信していると判定する。信号検出有無信号が検出されたものの、レート判定信号が検出されていない場合、レート／タイミング制御部７３は、受信信号処理装置７０が１０Ｇ信号を受信していると判定する。信号検出有無信号およびレート判定信号の両方が検出されない期間は、レート／タイミング制御部７３は、受信信号処理装置７０が１Ｇ信号および１０Ｇ信号のいずれも受信していないと判定する。
Returning to FIG. 2, the rate /
上記の判定結果に基づいて、レート／タイミング制御部７３は、１Ｇ開始／終了信号と、１０Ｇ開始／終了信号と、１Ｇ／１０Ｇ切替信号とを出力する。１Ｇ開始／終了信号は、受信信号処理装置７０が１Ｇ信号を受信し始めた時点と１Ｇ信号が終了した時点とを示す信号である。１０Ｇ開始／終了信号は、受信信号処理装置７０が１０Ｇ信号を受信し始めた時点と１０Ｇ信号が終了した時点とを示す信号である。１Ｇ／１０Ｇ切替信号は、受信信号処理装置７０が１Ｇ信号および１０Ｇ信号のいずれを受信しているかを示すための信号である。
Based on the determination result, the rate /
遅延ファイバ７４は、信号光を遅延させる素子である。遅延時間は、たとえば、マイクロ秒のオーダーである。例えば、約２００ｍの遅延ファイバで１μ秒の遅延時間となる。遅延時間は、レート判定／信号検出部７２がモニタ光に基づいて１Ｇ信号または１０Ｇ信号の判定をするための時間を確保するために設けられる。
The
図４は、図２に示された１Ｇ／１０Ｇ受信器７５の内部構成を示すブロック図である。図４を参照して、１Ｇ／１０Ｇ受信器７５は、光電変換素子ＡＰＤと、プリアンプ４１と、ポストアンプ４２とを含む。光電変換素子ＡＰＤは、信号光を電気信号に変換する。プリアンプ４１は、光電変換素子ＡＰＤから出力された電気信号を増幅する。プリアンプ４１は、１Ｇ／１０Ｇ切替信号に応じて、利得および帯域幅の各々を少なくとも２通りに切り換えることができるように構成される。１Ｇ／１０Ｇ受信器７５が１Ｇ信号を受信している場合には、プリアンプ４１の帯域幅が狭くされるとともに利得が高くされる。１Ｇ／１０Ｇ受信器７５が１０Ｇ信号を受信している場合には、プリアンプ４１の帯域幅が広くされるとともに利得が低くされる。たとえば、プリアンプ４１の帰還ループに入っている抵抗の値を切り替えることにより、帯域幅および利得を変更できる。
FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of the 1G /
帰還抵抗Ｒ１，Ｒ２は互いに並列にプリアンプ４１に接続される。ＦＥＴは、帰還抵抗Ｒ２に直列に接続されたスイッチング素子である。ＦＥＴのゲートは、１Ｇ／１０Ｇ切替信号を受ける。１Ｇ／１０Ｇ受信器７５が１Ｇ信号を受信しているときには、ＦＥＴはオフされる。帰還抵抗値は、帰還抵抗Ｒ１の抵抗値に等しい。一方、１Ｇ／１０Ｇ受信器７５が１０Ｇ信号を受信しているときにはＦＥＴはオンされる。帰還抵抗値は、帰還抵抗Ｒ１と帰還抵抗Ｒ２との並列抵抗の値に等しい。
The feedback resistors R1 and R2 are connected to the
ポストアンプ４２は、プリアンプ４１から出力される電気信号を増幅して出力する。ポストアンプ４２は、たとえば二段接続される。２つのポストアンプが、１段目のアンプの出力に並列に接続される。並列な２つのアンプのうちの一方の出力を、増幅された１０Ｇ信号として用いることができる。並列な２つのアンプのうちの他方の出力を、増幅された１Ｇ信号として用いることができる。１Ｇ／１０Ｇ受信器７５の内部において、増幅された１Ｇ信号の強度と、増幅された１０Ｇ信号の強度とが等しくされる。
The
再び図２に戻り、１Ｇクロック・データ再生部７６ａと、１０Ｇクロック・データ再生部７６ｂと、１Ｇ同期部７７ａと、１０Ｇ同期部７７ｂとは、複数の再生回路を構成する。１Ｇクロック・データ再生部７６ａと、１Ｇ同期部７７ａとが１Ｇデータを再生するための再生回路を構成する。１０Ｇクロック・データ再生部７６ｂと、１Ｇ同期部７７ｂとが１０Ｇデータを再生するための再生回路を構成する。
Returning again to FIG. 2, the 1G clock /
１Ｇクロック・データ再生部７６ａは、１Ｇ／１０Ｇ受信器７５から出力された電気信号（１Ｇデータ）を受ける。１０Ｇクロック・データ再生部７６ｂは、１Ｇ／１０Ｇ受信器７５から出力された電気信号（１０Ｇデータ）を受ける。各クロック・データ再生部７６ａ，７６ｂは、入力された信号から、光バースト信号の各ビットに同期した再生クロックを抽出して、その再生クロックによって受信信号の各ビットをサンプリングする。これにより各クロック・データ再生部７６ａ，７６ｂは、シリアルデータをパラレル信号に変換する。ＩＥＥＥ系の１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムとＧＥ−ＰＯＮシステムとでは、伝送レートが互いに逓倍の関係にない。したがって、この実施の形態では、複数の伝送レートにそれぞれ対応したクロック・データ再生部（ＣＤＲ回路）が設けられる。
The 1G clock /
１Ｇ同期部７７ａは、１Ｇの再生クロックと、１Ｇデータと、参照クロックとを受ける。１０Ｇ同期部７７ｂは、１０Ｇの再生クロックと、１０Ｇデータと、参照クロックとを受ける。参照クロックとは、光信号中継装置７の内部で作られるクロックであり、再生クロックの周波数と同一の周波数を有する。参照クロックは、発振器により生成されてもよく、ＯＬＴ２からの下り信号を抽出して生成されてもよい。ＯＬＴ２からの下り信号を抽出して参照クロックを生成することにより、上り信号と下り信号とを同期させることができる。後述するように、参照クロックは、また、アイドルパターン発生部８１にも供給される。
The
１Ｇ同期部７７ａは、参照クロックに基づき１Ｇのデータを出力する。１０Ｇ同期部７７ｂは、参照クロックに基づき１０Ｇのデータを出力する。１Ｇ同期部７７ａは、および１０Ｇ同期部７７ｂは、光バースト信号の受信開始時にクリアされる。これにより、再生クロックと参照クロックとの間で周波数がずれていても、そのずれの時間範囲が１バースト信号区間内に限定される。少ないバッファ容量でクロックのずれを吸収して、再生クロックから基準クロックに変換することができる。
The
上述の通り、１Ｇ／１０Ｇ受信器７５が、１Ｇデータ信号の強度と、１０Ｇデータ信号の強度とを揃えることができる。しかしながら、１Ｇクロック・データ再生部７６ａおよび１Ｇクロック・データ再生部７６ｂが、１Ｇデータ信号の強度と、１０Ｇデータ信号の強度とを揃えてもよい。代わりに、１Ｇ同期部７７ａと１０Ｇ同期部７７ｂとが１Ｇデータ信号の強度と、１０Ｇデータ信号の強度とを揃えてもよい。
As described above, the 1G /
アイドルパターン発生部８１は、１と０が混合した状態で続くアイドルパターンを発生させることができる。アイドルパターンは、１と０とが交互に繰り返されるパターンであってもよい。アイドルパターンは、「１」がＮビット続き、次に「０」がＭビット続くパターンでもよい。Ｎ，Ｍは、任意の整数である。ＧＥ−ＰＯＮの場合には、このアイドルパターンは、８Ｂ１０Ｂのアイドル信号（固定パターン）であってもよい。
The
１Ｇ／１０Ｇ切替部７８は、１Ｇ／１０Ｇ切替信号に基づいて、１Ｇ同期部７７ａの出力か、１０Ｇ同期部７７ｂの出力かのいずれかを選択する。１Ｇ／１０Ｇ切替部７８は、時分割多重により、１Ｇ同期部７７ａの出力と１０Ｇ同期部７７ｂの出力とを合成する。なお、１Ｇ／１０Ｇ切替部７８は、１Ｇ同期部７７ａの出力と１０Ｇ同期部７７ｂの出力とを時分割多重する際に、それぞれの出力（複数のレートのフレーム）が重ならないように、タイミングを調整する。したがって、１Ｇ／１０Ｇ切替部７８は、１Ｇ同期部７７ａから出力される１Ｇデータと１０Ｇ同期部７７ｂから出力される１０Ｇデータとを時分割多重する時分割多重化部を実現できる。
The 1G /
１Ｇ同期部７７ａから出力される１Ｇデータと、１０Ｇ同期部７７ｂから出力される１０Ｇデータとの両方が存在しない期間には、アイドルパターンが発生する。これにより連続信号が得られる。１Ｇ／１０Ｇ送信器７９は、１Ｇ／１０Ｇ切替部７８から出力された電気信号すなわち連続信号を光信号に変換する。１Ｇ／１０Ｇ送信器７９は、光信号を出力する。このために１Ｇ／１０Ｇ送信器７９は、レーザダイオード（ＬＤ）７９ａを発光素子として含む。
An idle pattern is generated during a period in which both 1G data output from the
（第１の実施形態）
図５は、本発明の第１の実施の形態に従う、アイドルパターンＩＤＬＥの挿入のための構成を示した図である。図６は、本発明の第１の実施の形態に従う、アイドルパターンＩＤＬＥの挿入を説明するための図である。図５および図６を参照して、アイドルパターン発生部８１は、１Ｇ開始／終了信号と、１Ｇ参照クロックと、１０Ｇ開始／終了信号と、１０Ｇ参照クロックとを受ける。(First embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a configuration for inserting an idle pattern IDLE according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram for explaining insertion of an idle pattern IDLE according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 5 and 6, idle
アイドルパターン発生部８１は、１Ｇ参照クロックに基づいて、１Ｇ信号用のアイドルパターンを発生させる。１Ｇ信号用のアイドルパターンの発生は、１Ｇ開始／終了信号によって制御される。
The
アイドルパターン発生部８１は、１Ｇ開始／終了信号に応じて１Ｇ信号の終了を検出する。次に、アイドルパターン発生部８１は、１Ｇ参照クロックに基づいて、１Ｇ信号用のアイドルパターンを発生させる。
The
アイドルパターン発生部８１は、１Ｇ開始／終了信号に応じて１Ｇ信号の開始を検出する。この場合には、アイドルパターン発生部８１は、１Ｇ信号用のアイドルパターンの発生を停止する。
The
同じく、アイドルパターン発生部８１は、１０Ｇ参照クロックに基づいて、１０Ｇ信号用のアイドルパターンを発生させる。１０Ｇ信号用のアイドルパターンの発生は、１０Ｇ開始／終了信号によって制御される。
Similarly, the
アイドルパターン発生部８１は、１０Ｇ開始／終了信号に応じて１０Ｇ信号の終了を検出する。次に、アイドルパターン発生部８１は、１０Ｇ参照クロックに基づいて、１０Ｇ信号用のアイドルパターンを発生させる。
The
アイドルパターン発生部８１は、１０Ｇ開始／終了信号に応じて１０Ｇ信号の開始を検出する。この場合には、アイドルパターン発生部８１は、１０Ｇ信号用のアイドルパターンの発生を停止する。１０Ｇ信号用のアイドルパターンは、１０Ｇバースト信号の発生しない区間に挿入される。アイドルパターン発生部８１には、１０Ｇ参照クロックも入力される。１０Ｇ参照クロックに同期して、アイドルパターン発生部８１は、１０Ｇ信号が発生しない区間に１０Ｇ用のアイドルパターンを挿入する。これにより、１Ｇ信号および１０Ｇ信号の各々について、アイドルパターンの挿入による周波数変動、あるいは位相変動の発生を防ぐことができる。このように、レート判定／信号検出部７２が判定した伝送レートに基づき、アイドルパターン発生部８１は、伝送レートに応じたアイドルパターンを生成することができる。
The
１Ｇ同期部７７ａからの１Ｇ信号とアイドルパターン発生部８１からのアイドルパターン（１Ｇ信号用）とが合成されて、合成された信号が１０Ｇ／１Ｇ切替部７８に入力される。同じく、１０Ｇ同期部７７ｂからの信号とアイドルパターン発生部８１からのアイドルパターン（１０Ｇ信号用）が合成されて、合成された信号が１０Ｇ／１Ｇ切替部７８に入力される。
The 1G signal from the
図６に示された例によれば、時刻ｔ１において、１０Ｇ信号が終了する。１０Ｇ信号用のアイドルパターンが発生する。時刻ｔ２において、１０Ｇ／１Ｇ切替部７８は、１０Ｇ／１Ｇ切替信号に応じて、１Ｇ信号を選択する。これにより、１０Ｇ信号用のアイドルパターンの発生が終了する。さらに１Ｇ信号の発生が開始される。
According to the example shown in FIG. 6, the 10G signal ends at time t1. An idle pattern for a 10G signal is generated. At time t2, the 10G /
時刻ｔ３において、１Ｇ信号の発生が終了する。１Ｇ信号用のアイドルパターンの発生が開始される。時刻ｔ４において、１０Ｇ／１Ｇ切替部７８は、１０Ｇ／１Ｇ切替信号に応じて、１０Ｇ信号を選択する。これにより、１Ｇ信号用のアイドルパターンが終了する。さらに１０Ｇ信号の発生が開始される。
At time t3, the generation of the 1G signal ends. Generation of an idle pattern for the 1G signal is started. At time t4, the 10G /
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間におけるアイドルパターンＩＤＬＥは、１０Ｇ用のアイドルパターンである。時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間におけるアイドルパターンＩＤＬＥは、１Ｇ用のアイドルパターンである。挿入されるべきアイドルパターンＩＤＬＥは、その直前のデータの伝送レートに基づいて生成される。これにより、アイドルパターンの生成を容易にすることができる。時刻ｔ５，ｔ６，ｔ７における、１０Ｇ／１Ｇ切替部７８およびアイドルパターン発生部８１の動作は、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３のそれぞれにおける動作と同様である。
The idle pattern IDLE in the period from time t1 to time t2 is a 10G idle pattern. The idle pattern IDLE in the period from time t3 to time t4 is an idle pattern for 1G. The idle pattern IDLE to be inserted is generated based on the transmission rate of the immediately preceding data. Thereby, it is possible to facilitate generation of an idle pattern. The operations of the 10G /
１０Ｇ／１Ｇ送信器７９からの送信信号は、１と０が混合した状態で続けられる。したがって光バースト信号が発生しない区間であっても、１０Ｇ／１Ｇ送信器７９内のレーザダイオード７９ａが発光する。レーザダイオード７９ａが連続的に駆動されるので、レーザダイオード７９ａの温度が安定する。したがって、レーザダイオード７９ａの発光波長を安定させることができる。
The transmission signal from the 10G /
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に従う、アイドルパターンＩＤＬＥの挿入のための構成の一例を示した図である。図７を参照して、アイドルパターン発生部８１は、ＯＬＴ２からの指示に従って、アイドルパターンを１Ｇ用パターンと１０Ｇ用パターンとの間で切替える。上述のように、ＯＬＴ２はＯＮＵから上り光信号を送信するタイミングを把握している。したがって、ＯＬＴ２は光信号中継装置７にＯＮＵの送信タイミングを伝えるための信号を送ることができる。(Second Embodiment)
FIG. 7 is a diagram showing an example of a configuration for inserting an idle pattern IDLE according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, idle
ＯＬＴ２から送られた光信号は、たとえばＷＤＭフィルタなどのフィルタ８０によって受信器８３に送られる。受信器８３は、光信号を電気信号に変換する。タイミング制御部８５は、受信器８３からの電気信号に基づいて、切替信号を発生する。切替信号は、ＯＬＴ２によって指示された、１Ｇ信号および１０Ｇ信号の送信タイミングを反映する。アイドルパターン発生部８１は、タイミング制御部８５からの切替信号に応じて、１Ｇ用アイドルパターンと１０Ｇ用アイドルパターンとを切替える。この構成によれば、光信号中継装置７において、データ信号の開始および終了を管理することは必須ではなくてもよい。光信号中継装置７は、ＯＬＴ２からの指示に従って、アイドルパターンを生成するとともに、信号の発生しない区間にアイドルパターンを挿入することができる。さらに、ＯＬＴ２に適したパターンを挿入することも可能である。
The optical signal sent from the
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施の形態に従う、アイドルパターンＩＤＬＥの挿入のための構成を示した図である。図８を参照して、アイドルパターン発生部８１は、単一のレート（１つのクロック周波数）に基づいてアイドルパターンを発生させる。一実施形態では、このレートは１０．３１２５Ｇｂｐｓである。すなわち１０Ｇ参照クロックに基づいて、アイドルパターン発生部８１は、アイドルパターンを発生させる。このクロック周波数をアイドルパターン発生のための「固定されたクロック周波数」と呼ぶことができる。(Third embodiment)
FIG. 8 shows a configuration for inserting an idle pattern IDLE according to the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, idle
１０Ｇ信号と１Ｇ信号との間では、位相がずれていると考えられる。さらに、１０Ｇ信号の周波数は、１Ｇ信号の周波数の逓倍ではない。高い伝送レートの参照クロックに基づいてアイドルパターンを生成することによって、１０Ｇ信号と１Ｇ信号との間にアイドルパターンを密に挿入することができる。ただしアイドルパターンを生成するための固定されたレートは１．２５Ｇｂｐｓでもよい。この場合には、１Ｇ参照クロックに基づいて、アイドルパターン発生部８１は、アイドルパターンを発生させる。このような構成によれば、アイドルパターンを生成するための構成が複雑になることが抑えられる。
It is considered that the phase is shifted between the 10G signal and the 1G signal. Furthermore, the frequency of the 10G signal is not a multiplication of the frequency of the 1G signal. By generating an idle pattern based on a reference clock having a high transmission rate, an idle pattern can be densely inserted between the 10G signal and the 1G signal. However, the fixed rate for generating the idle pattern may be 1.25 Gbps. In this case, the
（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施の形態に従う、アイドルパターンＩＤＬＥの挿入のための構成を示した図である。図９を参照して、アイドルパターン発生部８１は、単一のレート（１つのクロック周波数）に基づいてアイドルパターンを発生させる。具体的には、アイドルパターン発生部８１は、複数のバースト光信号のうち最も短いプリアンブルを有する光バースト信号の伝送レートに基づいて、アイドルパターンを生成する。(Fourth embodiment)
FIG. 9 shows a structure for inserting an idle pattern IDLE according to the fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, idle
図１０は、ＩＥＥＥ８０２．３標準に準拠した１Ｇ信号のプリアンブルおよび１０Ｇ信号のプリアンブルの各々の最大長を説明するための図である。図１０における各数値は対応する項目の最大長であり、数値の単位はｎｓである。図１０に示されるように、ＩＥＥＥ８０２．３標準によれば、１Ｇ信号のプリアンブルの長さは最大１３１２ｎｓであり、１０Ｇ信号のプリアンブルの長さは最大１７１２ｎｓである。アイドルパターン発生部８１は、１Ｇ信号のレートに基づいてアイドルパターンを生成する。
FIG. 10 is a diagram for explaining the maximum lengths of the 1G signal preamble and the 10G signal preamble compliant with the IEEE 802.3 standard. Each numerical value in FIG. 10 is the maximum length of the corresponding item, and the unit of the numerical value is ns. As shown in FIG. 10, according to the IEEE 802.3 standard, the length of the preamble of the 1G signal is 1312 ns at the maximum, and the length of the preamble of the 10G signal is 1712 ns at the maximum. The
図１１は、１Ｇ信号のプリアンブルと１０Ｇ信号のプリアンブルとを比較する図である。図１１に示されるように、１Ｇ信号のプリアンブルは、１０Ｇ信号のプリアンブルに比べて短い。図１１に示された例において、アイドルパターンは、１０Ｇ信号のレートに基づいて生成されたパターンである。 FIG. 11 is a diagram comparing the preamble of the 1G signal and the preamble of the 10G signal. As shown in FIG. 11, the preamble of the 1G signal is shorter than the preamble of the 10G signal. In the example shown in FIG. 11, the idle pattern is a pattern generated based on the rate of the 10G signal.
プリアンブルは、ＯＬＴ２における受信回路の動作安定化のための時間である。プリアンブルにおいて、ＯＬＴ２は、クロックを光バースト信号の各ビットに同期させる処理を実行する。図１１に示された例によれば、１０Ｇ信号のプリアンブルは長い。したがって１０Ｇ信号のプリアンブルは、１０Ｇ信号のための同期処理の時間に対する余裕を生じやすい。一方、１Ｇ信号をＯＬＴ２が受信する際には、プリアンブルが短いために、プリアンブルの間に同期処理が完了しない可能性がある。この点で１Ｇ信号の受信は、１０Ｇ信号の受信に比べて不利である。
The preamble is a time for stabilizing the operation of the receiving circuit in the
図１２は、本発明の第４の実施の形態に従う、アイドルパターンＩＤＬＥの挿入処理を説明するための図である。図１２に示されるように、第４の実施の形態によれば、１Ｇ信号の伝送レートに基づくアイドルパターンＩＤＬＥが１Ｇ信号の前に挿入される。ＯＬＴは、アイドルパターンＩＤＬＥを利用して、１Ｇ信号の受信のためにクロック周波数をトレーニングすることができる。クロック周波数を予めトレーニングすることによって、短いプリアンブルであっても、同期処理のための時間に対する余裕を作ることができる。すなわち、最も短いプリアンブルを有する光バースト信号の受信であっても、プリアンブルの間に同期処理が完了する可能性を高めることができる。 FIG. 12 is a diagram for explaining an idle pattern IDLE insertion process according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, according to the fourth embodiment, the idle pattern IDLE based on the transmission rate of the 1G signal is inserted before the 1G signal. The OLT can use the idle pattern IDLE to train the clock frequency for receiving a 1G signal. By training the clock frequency in advance, it is possible to make room for the time for synchronization processing even for a short preamble. That is, even when the optical burst signal having the shortest preamble is received, the possibility that the synchronization process is completed during the preamble can be increased.
なお、光信号中継装置７による中継処理において、光バースト信号の先頭が欠損する可能性がある。この場合、同期処理のための時間が、より短くなる可能性が高い。本発明の第４の実施の形態によれば、このような場合にもアイドルパターンを利用して周波数をトレーニングすることが可能であるので、プリアンブルの間に同期処理が完了する可能性を高めることができる。
In the relay processing by the optical
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施の形態に係るアイドルパターン発生部８１の構成は、図５に示された構成あるいは図８に示された構成と同じであってもよい。第５の実施の形態において、アイドルパターン発生部８１は、１０Ｇ信号の伝送レートに基づいて、アイドルパターンを生成する。第５の実施形態において、アイドルパターンは、固定長のビットパターンの繰り返しパターンである。以下に説明される例において、アイドルパターンは、６６ビットで表現されるビットパターンが繰り返される繰り返しパターンである。(Fifth embodiment)
The configuration of the idle
図１３は、ＩＥＥＥ８０２．３標準に準拠した１０Ｇ上り光バースト光信号を示す図である。図１３を参照して、上り光バースト信号は、同期（Ｓｙｎｃ）パターン、バーストデリミタ、ペイロード（データ）、およびＥＯＢ（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｂｕｒｓｔ）を含む。なおデータ信号によって表現されるデータは、複数のデータブロックを含む。 FIG. 13 is a diagram showing a 10G upstream optical burst optical signal compliant with the IEEE 802.3 standard. Referring to FIG. 13, the upstream optical burst signal includes a synchronization (Sync) pattern, a burst delimiter, a payload (data), and an EOB (End Of Burst). Note that the data represented by the data signal includes a plurality of data blocks.
ＯＬＴ２は、１０Ｇ上り光バースト信号を受信して、同期パターンおよびバーストデリミタパターンに対して、パターン同期を行う。１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、受信されたデータが、前方誤り訂正（ＦＥＣ：Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）によって訂正される。なお、前方誤り訂正は、ブロック単位で実行される。
The
１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、１×１０-3のビットエラーレートという高い条件での動作が要求される。このため、同期パターンあるいはバーストデリミタパターンの一部のビットが誤っていてもパターン同期ができるように、同期パターンあるいはバーストデリミタパターンには、ある程度のビット誤りが許容される。一方、光バースト信号の先頭以外の部分で誤ってパターン同期が起こらないように、６６ビットからなる同期パターンとバーストデリミタパターンとが予め選定されている。In 10G-EPON, an operation under a high condition of a bit error rate of 1 × 10 −3 is required. For this reason, a certain amount of bit errors are allowed in the synchronization pattern or burst delimiter pattern so that pattern synchronization can be performed even if some bits of the synchronization pattern or burst delimiter pattern are incorrect. On the other hand, a 66-bit synchronization pattern and a burst delimiter pattern are selected in advance so that pattern synchronization does not occur erroneously at portions other than the head of the optical burst signal.
アイドルパターン発生部８１は、上り光バースト信号にアイドルパターンＩＤＬＥを挿入する。アイドルパターンＩＤＬＥが同期パターンあるいはバーストデリミタパターンに類似する場合、ＯＬＴ２がアイドルパターンＩＤＬＥに誤ってパターン同期を実行する可能性がある。さらに、ＯＬＴ２が１０Ｇ信号の受信処理に際して、１Ｇ信号を受信した場合には、予期しないパターン同期が発生する可能性がある。
The
第５の実施の形態では、アイドルパターンとして生成された繰り返しパターンのうちの任意の連続する６６ビット区間は、同期パターンおよびバーストデリミタパターンの両方から、１５以上のハミング距離で離れたビットパターンである。ハミング距離が十分に大きいパターンをアイドルパターンとして用いることにより、同期パターンあるいはバーストデリミタパターンにビット誤りが生じたとしても、アイドルパターンを同期パターンあるいはバーストデリミタパターンとしてＯＬＴ２が誤って認識する可能性を低くすることができる。バーストデリミタパターンに対するハミング距離は、大きいほどよい。好ましくは、バーストデリミタパターンに対するハミング距離は、１２以上であり、より好ましくは１５以上であり、さらに好ましくは、２０以上である。
In the fifth embodiment, any continuous 66-bit section of the repetitive pattern generated as the idle pattern is a bit pattern that is separated by a Hamming distance of 15 or more from both the synchronization pattern and the burst delimiter pattern. . By using a pattern having a sufficiently large Hamming distance as an idle pattern, even if a bit error occurs in the synchronization pattern or burst delimiter pattern, the possibility that the
図１４は、本発明の第５の実施の形態に適用可能なアイドルパターンを例示した図である。図１４に示されるように、アイドルパターンは、ＥＯＢデリミタパターンに使用される「１」と「０」の繰り返しパターンであってもよい。このパターンの場合、同期パターンおよびバーストデリミタパターンのいずれに対しても、ハミング距離は２８以上である。なお、同期パターンは、「１」，「０」を繰り返すパターンに対するハミング距離が大きくなるように定められたパターンである。したがって「１」と「０」の繰り返しパターンをアイドルパターンに用いることができる。 FIG. 14 is a diagram illustrating an idle pattern applicable to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, the idle pattern may be a repeated pattern of “1” and “0” used for the EOB delimiter pattern. In the case of this pattern, the Hamming distance is 28 or more for both the synchronization pattern and the burst delimiter pattern. The synchronization pattern is a pattern determined so that the Hamming distance with respect to the pattern repeating “1” and “0” is increased. Therefore, a repeating pattern of “1” and “0” can be used for the idle pattern.
一方、「１」と「０」が繰り返すパターンを発生させると、電気信号の周波数が高くなるため、光信号中継装置７の内部では、放射ノイズの問題が起こり得る。電気信号の高周波成分を下げるために、以下のアイドルパターンを採用することができる。
On the other hand, if a pattern in which “1” and “0” repeat is generated, the frequency of the electric signal increases, and therefore, a problem of radiation noise may occur inside the optical
アイドルパターンは、先頭の２ビットが（１０）であり、続いて（１０１０１１００）の８ビットパターンが８回繰り返されるパターンでもよい。このパターンの場合、同期パターンおよびバーストデリミタパターンのいずれに対しても、ハミング距離は２４以上である。 The idle pattern may be a pattern in which the first two bits are (10) and the 8-bit pattern (10101100) is repeated eight times. In the case of this pattern, the Hamming distance is 24 or more for both the synchronization pattern and the burst delimiter pattern.
なお、アイドルパターンの長さは同期パターンの長さと同じ６６ビットであってもよい。アイドルパターンの長さを同期パターンの長さに合わせることによって、構成が複雑になることが抑えられる。 The length of the idle pattern may be 66 bits which is the same as the length of the synchronization pattern. By adjusting the length of the idle pattern to the length of the synchronization pattern, it is possible to prevent the configuration from becoming complicated.
アイドルパターンは、先頭の２ビットが（１０）であり、続いて（１０１０１１００１１１１００００）の１６ビットパターンが４回繰り返されるパターンでもよい。このパターンの場合、同期パターンおよびバーストデリミタパターンのいずれに対しても、ハミング距離は２２以上である。 The idle pattern may be a pattern in which the first 2 bits are (10) and the 16-bit pattern (101011001111100000) is repeated four times. In the case of this pattern, the Hamming distance is 22 or more for both the synchronization pattern and the burst delimiter pattern.
以上のように、アイドルパターンは、「０」と「１」とが交互に繰り返される信号であってもよい。この場合、アイドルパターン発生部８１の処理を簡素化することができる。さらにマーク率を良好とすることができる。上記のように所定の８ビットパターンあるいは１６ビットパターンが繰り返されたアイドルパターンの場合には、高周波成分が小さくなるためＥＭＩの影響を小さくすることができる。また、アイドルパターンの生成は、所定の８ビットパターンあるいは１６ビットパターンが繰り返された複数のアイドルパターンを組み合わせて、その組み合わせを繰り返してもよい。
As described above, the idle pattern may be a signal in which “0” and “1” are alternately repeated. In this case, the process of the idle
第５の実施の形態によれば、局側装置による１０Ｇ信号の受信処理において、光信号中継装置で挿入されたアイドルパターンに対してパターン同期が誤って行なわれることを防ぐことができる。 According to the fifth embodiment, it is possible to prevent the pattern synchronization from being erroneously performed on the idle pattern inserted by the optical signal repeater in the 10G signal reception process by the station side device.
なお、図７の構成において、アイドルパターンを生成するための伝送レートを固定してもよい。たとえば上り信号として１０Ｇ信号を送信するＯＮＵのみがＰＯＮ回線に接続されている場合、光信号中継装置は１Ｇ信号用の回路をオフにすることができる。 In the configuration of FIG. 7, the transmission rate for generating the idle pattern may be fixed. For example, when only an ONU that transmits a 10G signal as an upstream signal is connected to the PON line, the optical signal relay device can turn off the circuit for the 1G signal.
図５の構成において、伝送レートごとに決められたアイドルパターンを無信号区間に挿入してもよい。このような決められたパターンの例として、たとえば１０Ｇ信号に対しては、Ｓｙｎｃパターンを採用できる。一方、１Ｇ信号に対しては、プリアンブルを用いることができる。あるいは、無信号区間にＰＲＢＳ（Ｐｓｅｕｄｏ−Ｒａｎｄｏｍ Ｂｉｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を挿入してもよい。いずれのパターンも用いた場合も、マーク率を比較的良好とすることができる。 In the configuration of FIG. 5, an idle pattern determined for each transmission rate may be inserted in the no-signal section. As an example of such a determined pattern, for example, a Sync pattern can be adopted for a 10G signal. On the other hand, a preamble can be used for a 1G signal. Alternatively, PRBS (Pseudo-Random Bit Sequence) may be inserted in the no-signal section. When any pattern is used, the mark rate can be made relatively good.
図５の構成において、１０Ｇ信号の後のアイドルパターンとして、１０Ｇ信号の分周パターンを生成し、１Ｇ信号の後のアイドルパターンとして、１Ｇ信号の分周パターンを生成してもよい。分周比は、たとえば１／２，１／４，１／８等である。１０Ｇ信号および１Ｇ信号の各々の分周パターンが無信号区間に挿入されることにより、たとえばＯＬＴ側リンクでのクロストークが小さいという利点が得られる。 In the configuration of FIG. 5, a frequency division pattern of 10G signal may be generated as an idle pattern after the 10G signal, and a frequency division pattern of 1G signal may be generated as the idle pattern after the 1G signal. The frequency division ratio is, for example, 1/2, 1/4, 1/8 or the like. By inserting the frequency-dividing patterns of the 10G signal and the 1G signal into the non-signal section, an advantage that, for example, crosstalk in the OLT side link is small can be obtained.
図５の構成において、たとえばアイドルパターンを、その直前の信号の伝送レートとは異なるレートで生成してもよい。すなわち１０Ｇ信号の後には１Ｇ参照クロックに基づくアイドルパターンが挿入される。１Ｇ信号の後には１０Ｇ参照クロックに基づくアイドルパターンが挿入される。これにより、多重中継の場合において、バースト信号と無信号区間（アイドルパターンが挿入された区間）との区切りの判定を容易にすることができる。 In the configuration of FIG. 5, for example, an idle pattern may be generated at a rate different from the transmission rate of the signal immediately before. That is, an idle pattern based on the 1G reference clock is inserted after the 10G signal. An idle pattern based on a 10G reference clock is inserted after the 1G signal. Thereby, in the case of multiplex relay, it is possible to easily determine a break between a burst signal and a non-signal section (section in which an idle pattern is inserted).
さらに別の構成として、アイドルパターン発生部８１は、３１２．５Ｍｂｐｓの信号をアイドルパターンとして生成してもよい。３１２．５Ｍｂｐｓは、１０．３１２５Ｇｐｓの１／３３であり、１．２５Ｇｐｓの１／４である。したがって、１０Ｇ用のクロック、１Ｇ用のクロックの双方にロックすることができる。たとえば図５に示される構成によって、３１２．５Ｍｂｐｓのアイドルパターンを生成することができる。たとえばアイドルパターン発生部８１は、１Ｇ参照クロックまたは１０Ｇ参照クロックを分周して、３１２．５ＭＨｚのクロックを発生させる分周器を備えることができる。１Ｇ参照クロックから３１２．５ＭＨｚのクロックを発生させる場合には、アイドルパターン発生部８１は、分周比が４である分周器を含むことができる。１０Ｇ参照クロックから３１２．５ＭＨｚのクロックを発生させる場合には、アイドルパターン発生部８１は、分周比が１／３３である分周器を含むことができる。３１２．５ＭＨｚのクロックは、上述の「固定されたクロック周波数」に包含される。
As yet another configuration, the idle
クロック・データ再生部７６ａ，７６ｂあるいは同期部７７ａ，７７ｂから出力された電気信号の伝送距離は、短いほど好ましい。図１５は、本発明の実施の形態に従う、ＣＤＲ（クロック・データ再生）回路の配置の一例を示した図である。図１５に示されるように、ＣＤＲ回路９０は、１０Ｇ／１Ｇ切替部７８の近傍に配置される。長さＬは、ＣＤＲ９０と１０Ｇ／１Ｇ切替部７８との間の距離（経路長）である。長さＬは、できるだけ小さいことが好ましい。一実施形態では、長さＬは、１０Ｇｂｐｓに対応する１波長（約３ｃｍ）以下であり、好ましくは、１波長の１／２以下であり、さらに好ましくは１波長の１／１０以下である。ＣＤＲ回路９０は、１Ｇクロック・データ再生部７６ａ、１０Ｇクロック・データ再生部７６ｂ、１Ｇ同期部７７ａ、および１０Ｇ同期部７７ｂのうちの少なくとも１つに含まれうる。これにより、光信号中継装置７から正確な波形を有する光信号を出力することができる。
The shorter the transmission distance of the electrical signals output from the clock /
図１６は、本発明の一実施形態に従う、ＷＤＭ（波長多重）光通信システムの構成を示した図である。以下では、ＯＮＵからＯＬＴへの方向の信号の伝送に関する構成および手法が記述される。図１６に示されるように、各ＯＮＵ３に接続された複数の支線光ファイバが光カプラ５によって集約される。各ＯＮＵ３′に接続された複数の支線光ファイバが光カプラ５′によって集約される。光カプラ５は、幹線光ファイバによって光信号中継装置７に接続される。光カプラ５′は、別の幹線光ファイバによって光信号中継装置７′に接続される。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a WDM (wavelength multiplexing) optical communication system according to an embodiment of the present invention. In the following, a configuration and technique relating to transmission of signals in the direction from the ONU to the OLT will be described. As shown in FIG. 16, a plurality of branch optical fibers connected to each
光信号中継装置７，７′は、波長多重光合分波器１１を介して１本の光ファイバ４ｃに接続され、波長多重光合分波器１２を介して光信号中継装置１３，１３′にそれぞれ接続される。光信号中継装置１３，１３′は、それぞれＯＬＴ２，２′に接続される。
The
光信号中継装置７は、ＯＮＵ３から送信された上り光信号を受けて、波長λ1の光信号を出力する。光信号中継装置７′は、ＯＮＵ３′から送信された上り光信号を受けて、波長λ2の光信号を出力する。波長多重光合分波器１１は、波長λ1の光信号および波長λ2の光信号を、波長多重により光ファイバ４ｃに送信する。波長多重光合分波器１２は、波長多重された光信号を、波長λ1の光信号および波長λ2の光信号に分ける。波長λ1の光信号は光信号中継装置１３に送られる。波長λ2の光信号は光信号中継装置１３′に送られる。光信号中継装置１３，１３′は、入力された光信号を中継する。光信号中継装置１３，１３′は、波長多重光合分波器１２のＷＤＭ波長を、１０ＧＥ−ＰＯＮの上り方向伝送の波長に変換する。ＯＬＴ２，２′は、光信号中継装置１３，１３′からそれぞれ送られた光信号を受信する。ＯＬＴ２，２′の光送受信器に、波長多重伝送用光送受信器を装着してもよい。これにより、ＯＬＴ２，２′は、波長多重光合分波器１２から出力される波長λ1、λ2の光信号を、それぞれ直接受信することができるので、構成を簡略にすることができる。波長λ1の光信号、波長λ2の光信号の各々が、１０Ｇ信号と１Ｇ信号との一方または両方を含み得る。The optical
このようなＷＤＭ（波長多重）光通信システムでは、発光波長の間隔が狭く発光波長が変動しないように安定させる必要がある。そのため、レーザダイオードの温度制御が重要になる。レーザダイオードを連続駆動することにより、レーザダイオードの温度を安定させることができる。レーザダイオードの温度が安定することにより、発光波長を安定させることができる。 In such a WDM (wavelength multiplexing) optical communication system, it is necessary to stabilize the emission wavelength interval so that the emission wavelength does not fluctuate. Therefore, temperature control of the laser diode becomes important. By continuously driving the laser diode, the temperature of the laser diode can be stabilized. Since the temperature of the laser diode is stabilized, the emission wavelength can be stabilized.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims and all modifications within the scope.
１ 光通信システム、２，２′ 局側装置（ＯＬＴ）、３，３′，３ａ，３ｂ，３ｃ 宅側装置（ＯＮＵ）、４ａ 幹線光ファイバ、４ｂ 支線光ファイバ、４ｃ 光ファイバ、５，５′，７１ 光カプラ、６ａ，６ｂ，６ｃ，６′ａ，６′ｂ，６′ｃ 光バースト信号、７，７′，１３，１３′ 光信号中継装置、１１，１２ 波長多重光合分波器、３１，４１ プリアンプ、３２，４２ ポストアンプ、３３ １Ｇクロック・データ再生部、３６ 強度モニタ回路、７０ 受信信号処理装置、７２ レート判定／信号検出部、７３ レート／タイミング制御部、７４ 遅延ファイバ、７５ １Ｇ／１０Ｇ受信器、７６ａ １Ｇクロック・データ再生部、７６ｂ １０Ｇクロック・データ再生部、７７ａ １Ｇ同期部、７７ｂ １０Ｇ同期部、７８ １Ｇ／１０Ｇ切替部、７９ １Ｇ／１０Ｇ送信器、７９ａ レーザダイオード（ＬＤ）、８０ フィルタ、８１ アイドルパターン発生部、８３ 受信器、８５ タイミング制御部、９０ ＣＤＲ回路、ＡＰＤ 光電変換素子、ＩＤＬＥ アイドルパターン、Ｌ 長さ、Ｒ１，Ｒ２ 帰還抵抗、ｔ１〜ｔ７ 時刻。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
各々が、前記複数の電気信号のうちの対応する伝送レートの電気信号を受けて、データを再生する、複数の再生回路と、
前記複数の再生回路からそれぞれ出力された複数のデータを時分割多重する時分割多重化部と、
発光素子を含み、時分割多重された複数のデータに対応した光信号を生成して出力する光送信器とを備え、
前記光送信器から出力された前記対応した光信号において、前記複数のデータに対応する信号のレベルが等しくなるように、前記複数の光バースト信号から前記対応した光信号を生成し、
前記複数の光バースト信号の伝送レートを利用してアイドルパターンを生成して、前記複数のデータの間に前記アイドルパターンを挿入するアイドルパターン発生部をさらに備え、
前記アイドルパターン発生部は、前記アイドルパターンを生成するためのクロック周波数を固定し、前記複数の光バースト信号のうち最も短いプリアンブルを有する光バースト信号の前記伝送レートに基づいて、前記アイドルパターンを生成する、光信号中継装置。 An optical receiver that receives a plurality of optical burst signals sent separated in time and generates a plurality of electrical signals respectively corresponding to the plurality of optical burst signals;
A plurality of reproduction circuits, each receiving an electric signal of a corresponding transmission rate among the plurality of electric signals and reproducing data;
A time division multiplexing unit for time division multiplexing a plurality of data respectively output from the plurality of reproduction circuits;
An optical transmitter including a light emitting element and generating and outputting an optical signal corresponding to a plurality of time-division multiplexed data;
In the corresponding optical signal output from the optical transmitter, the corresponding optical signal is generated from the plurality of optical burst signals so that the levels of the signals corresponding to the plurality of data are equal,
An idle pattern generating unit that generates an idle pattern using transmission rates of the plurality of optical burst signals and inserts the idle pattern between the plurality of data;
The idle pattern generator fixes a clock frequency for generating the idle pattern, and generates the idle pattern based on the transmission rate of the optical burst signal having the shortest preamble among the plurality of optical burst signals. An optical signal repeater.
各々が、前記複数の電気信号のうちの対応する伝送レートの電気信号を受けて、データを再生する、複数の再生回路と、
前記複数の再生回路からそれぞれ出力された複数のデータを時分割多重する時分割多重化部と、
発光素子を含み、時分割多重された複数のデータに対応した光信号を生成して出力する光送信器とを備え、
前記光送信器から出力された前記対応した光信号において、前記複数のデータに対応する信号のレベルが等しくなるように、前記複数の光バースト信号から前記対応した光信号を生成し、
前記複数の光バースト信号の伝送レートを利用してアイドルパターンを生成して、前記複数のデータの間に前記アイドルパターンを挿入するアイドルパターン発生部をさらに備え、
前記複数の光バースト信号は、ＩＥＥＥ８０２．３標準に準拠するＧＥ−ＰＯＮの光バースト信号と、ＩＥＥＥ８０２．３標準に準拠する１０Ｇ−ＥＰＯＮの光バースト信号とを含み、
前記アイドルパターン発生部は、前記１０Ｇ−ＥＰＯＮの上り光バースト信号の伝送レートに基づいて、前記アイドルパターンを生成し、
前記上り光バースト信号は、同期パターンと、バーストデリミタパターンとを含み、
前記アイドルパターンは、固定長のビットパターンの繰り返しパターンであり、
前記繰り返しパターンのうちの任意の連続する６６ビット区間は、前記同期パターンおよび前記バーストデリミタパターンの両方から、１５以上のハミング距離で離れたビットパターンである、光信号中継装置。 An optical receiver that receives a plurality of optical burst signals sent separated in time and generates a plurality of electrical signals respectively corresponding to the plurality of optical burst signals;
A plurality of reproduction circuits, each receiving an electric signal of a corresponding transmission rate among the plurality of electric signals and reproducing data;
A time division multiplexing unit for time division multiplexing a plurality of data respectively output from the plurality of reproduction circuits;
An optical transmitter including a light emitting element and generating and outputting an optical signal corresponding to a plurality of time-division multiplexed data;
In the corresponding optical signal output from the optical transmitter, the corresponding optical signal is generated from the plurality of optical burst signals so that the levels of the signals corresponding to the plurality of data are equal,
An idle pattern generating unit that generates an idle pattern using transmission rates of the plurality of optical burst signals and inserts the idle pattern between the plurality of data;
The plurality of optical burst signals include a GE-PON optical burst signal conforming to the IEEE 802.3 standard and a 10G-EPON optical burst signal conforming to the IEEE 802.3 standard,
The idle pattern generation unit generates the idle pattern based on a transmission rate of the upstream optical burst signal of the 10G-EPON,
The upstream optical burst signal includes a synchronization pattern and a burst delimiter pattern,
The idle pattern is a repetitive pattern of a fixed-length bit pattern,
The optical signal relay device, wherein an arbitrary continuous 66-bit section of the repetitive pattern is a bit pattern separated by a Hamming distance of 15 or more from both the synchronization pattern and the burst delimiter pattern.
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