JP6792525B2 - Optical communication system - Google Patents
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Description
本発明は、光通信システムに関する。 The present invention relates to an optical communication system.
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ＰＯＮ（Passive Optical Network）方式により提供されている。図５に示すように、ＰＯＮ方式は、１台の加入者線端局装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が時分割多重（ＴＤＭ:Time Division Multiplexing）により複数の加入者線終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）を収容しており、経済性に優れている。日本におけ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）である。ＧＥ−ＰＯＮは、イーサネット（登録商標）通信をアクセスネットワークに適用することを目的にIEEE(米国電気電子技術者協会)802委員会で標準化された規格IEEE 802.3ah（例えば、非特許文献１参照）の中の一規格である。 Due to the growing need for high-speed access services, FTTH (Fiber To The Home) is becoming more widespread worldwide. Most of the FTTH services are provided by the PON (Passive Optical Network) method. As shown in FIG. 5, in the PON system, one subscriber line terminal unit (OLT: Optical Line Terminal) is used for a plurality of subscriber line terminal units (ONU: Optical) by time division multiplexing (TDM). It houses the Network Unit) and is highly economical. The current main system in Japan is GE-PON (Gigabit Ethernet (registered trademark) PON), which has a transmission speed of gigabit class. GE-PON is a standard IEEE 802.3ah standardized by the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 Committee for the purpose of applying Ethernet (registered trademark) communication to access networks (see, for example, Non-Patent Document 1). It is one of the standards.
図６は、IEEE 802.3ahのレイヤ構造を示す図である。ＯＮＵは、ＰＨＹ（PHYsical sublayer）と呼ばれる物理層と、ＭＡＣ（Media Access Control）と呼ばれるデータリンク副層とを有する構成である。ＭＡＣは、ＭＡＣ制御副層（MAC control client）と、ＭＡＣ副層（MAC sublayer）とを有する。ＭＡＣ制御副層は、ＭＡＣ副層のリアルタイム制御及び操作を行うオプションのサブレイヤである。ＭＡＣ副層は、データのＭＡＣフレーム化（フレーム化、ＭＡＣアドレス付加、エラー検出）及び媒体アクセス（衝突検知、延期処理）を実行する。物理層は、ＭＡＣと物理層の仲介を担うＲＳ（Reconciliation sublayer）及びＧＭＩＩ（Gigabit media independent interface）を介してＭＡＣと接続される。さらに物理層は、ＰＣＳ（Physical Coding Sublayer）と呼ばれるデータを符号化する部分と、ＰＭＤ（Physical Medium Dependent）と呼ばれる物理媒体に接続する部分とを有する。ＰＣＳとＰＭＤは、ＰＭＡ（Physical Medium Attachment）により接続される。ＰＭＡは、データのシリアル化を行う。 FIG. 6 is a diagram showing a layer structure of IEEE 802.3ah. The ONU has a physical layer called a PHY (PHYsical sublayer) and a data link sublayer called a MAC (Media Access Control). The MAC has a MAC control client and a MAC sublayer. The MAC control sublayer is an optional sublayer that performs real-time control and operation of the MAC sublayer. The MAC sublayer executes MAC framing of data (frame framing, MAC address addition, error detection) and medium access (collision detection, postponement processing). The physical layer is connected to the MAC via RS (Reconciliation sublayer) and GMII (Gigabit media independent interface), which mediate between the MAC and the physical layer. Further, the physical layer has a part called PCS (Physical Coding Sublayer) for encoding data and a part called PMD (Physical Medium Dependent) for connecting to a physical medium. The PCS and PMD are connected by PMA (Physical Medium Attachment). The PMA serializes the data.
ＰＯＮ方式ではディスカバリプロセス中に、ＯＬＴがそれぞれのＯＮＵとの間のＲＴＴ（Round Trip Time：フレーム往復時間）測定を行う。ＲＴＴ測定は定期的に行われ、線路条件の変化などによりズレが生じた場合には随時補正される。ＲＴＴは、図７に示すように測定される。ＯＬＴがＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥ信号を送信してからＲｅｇｉｓｔｅｒ ＲＥＱ信号を受信するまでの経過時間をＴｒｅｓｐｏｎｓｅ、ＯＮＵがＤｉｓｃｏｖｅｒｙ ＧＡＴＥ信号を受信してからＲｅｇｉｓｔｅｒ ＲＥＱ信号を送信するまでの時間をＴｗａｉｔ、ＯＬＴからＯＮＵへの下りの伝搬遅延をＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ、そして、ＯＮＵからＯＬＴへの上りの伝搬遅延をＴＵｐｓｔｒｅａｍとすると、ＲＴＴは以下の式（１）によって算出される。 In the PON method, the OLT measures the RTT (Round Trip Time) between each ONU during the discovery process. The RTT measurement is performed regularly, and if a deviation occurs due to a change in line conditions or the like, it is corrected at any time. RTT is measured as shown in FIG. ONU elapsed time until the OLT receives the Register REQ signal from the transmission of the Discovery GATE signal T response, the time until the ONU transmits a Register REQ signal from the reception of the Discovery GATE signal T wait, from the OLT Assuming that the downlink propagation delay to is T Downstream and the uplink propagation delay from the ONU to the OLT is T Upstream , the RTT is calculated by the following equation (1).
ＲＴＴ＝Ｔｒｅｓｐｏｎｓｅ−Ｔｗａｉｔ＝ＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ＋ＴＵｐｓｔｒｅａｍ …（１） RTT = T response- T wait = T Downstream + T Upstream ... (1)
また、ＰＯＮ方式は、ＭＰＣＰ（Multi Point Control Protocol）というプロトコルを使用して上り信号制御を実現する。ＯＬＴは、ＧＡＴＥフレームを用いて、それぞれのＯＮＵが時間的に衝突することなく上り信号を送信できるように、送信開始時刻、送信量を各ＯＮＵに指示する。一方、ＯＮＵは、ＲＥＰＯＲＴフレームを用いて自装置のバッファに蓄積されている送信待ちのデータ量をＯＬＴに伝える。ここで、ＯＮＵからＯＬＴへの上り帯域を、トラフィック量に応じて動的に割り当てる機能を動的帯域割当て（ＤＢＡ：Dynamic Bandwidth Allocation）機能と呼ぶ。ＯＬＴが、短いＤＢＡ周期で複数ＯＮＵの帯域要求を収集して割当帯域を切替えることで、多くのＯＮＵに無駄なく帯域を割り当てることができ、上りデータの送信待ち時間を短くすることができる。
ここで、ＯＬＴとＯＮＵとの間の距離が長い場合にはＲＴＴが大きくなるため、ＤＢＡ応答時間が増加し、その結果、上り平均遅延が増加する（例えば、非特許文献２参照）。
In addition, the PON method realizes uplink signal control using a protocol called MPCP (Multi Point Control Protocol). The OLT uses a GATE frame to instruct each ONU of a transmission start time and a transmission amount so that the respective ONUs can transmit an uplink signal without time collision. On the other hand, the ONU uses the REPORT frame to convey to the OLT the amount of data waiting to be transmitted stored in the buffer of its own device. Here, a function that dynamically allocates the uplink band from the ONU to the OLT according to the amount of traffic is called a dynamic bandwidth allocation (DBA) function. When the OLT collects the bandwidth requests of a plurality of ONUs in a short DBA cycle and switches the allocated bandwidth, the bandwidth can be allocated to many ONUs without waste, and the waiting time for transmitting uplink data can be shortened.
Here, when the distance between the OLT and the ONU is long, the RTT becomes large, so that the DBA response time increases, and as a result, the uplink average delay increases (see, for example, Non-Patent Document 2).
一方で、ユーザトラフィック要求の増大から、光アクセスネットワークの益々の大容量化・経済化が求められている。その実現に向け、デジタル信号処理（ＤＳＰ：Digital Signal Processing）技術をＰＯＮ方式に適用したＤＳＰ−ＰＯＮ方式が注目され、研究開発・実用化が活発化している。 On the other hand, due to the increase in user traffic demand, the capacity and economy of optical access networks are required to be further increased. To achieve this, the DSP-PON method, which applies digital signal processing (DSP) technology to the PON method, is drawing attention, and research, development, and practical application are becoming active.
図８は、ＤＳＰ−ＰＯＮ方式を用いる場合に容易に考えられるレイヤ構造を示す。
ＯＬＴの物理層（ＰＨＹ）は、ＰＭＤにＤＳＰ処理部及びＡＤＣ（Digital to Analog Converter）／ＤＡＣ（Analog to Digital Converter）を設けている点を除き、図６に示したＯＬＴの物理層と同様の構成である。同様に、ＯＮＵの物理層（ＰＨＹ）は、ＰＭＤにＤＳＰ処理部及びＡＤＣ／ＤＡＣを設けている点を除き、図６に示したＯＮＵの物理層と同様の構成である。
FIG. 8 shows a layer structure that can be easily considered when the DSP-PON method is used.
The physical layer (PHY) of the OLT is the same as the physical layer of the OLT shown in FIG. 6, except that the PMD is provided with a DSP processing unit and an ADC (Digital to Analog Converter) / DAC (Analog to Digital Converter). It is a composition. Similarly, the physical layer (PHY) of the ONU has the same configuration as the physical layer of the ONU shown in FIG. 6, except that the PMD is provided with a DSP processing unit and an ADC / DAC.
ＯＬＴからＯＮＵへ信号が送信される場合、ＯＬＴの物理層内のＰＭＤでは、ＤＳＰ処理部がデジタル信号処理した送信信号を、ＡＤＣ／ＤＡＣのＤＡＣがアナログ信号に変換し、送信器（Ｔｘ：Transmitter）に入力する。ＯＮＵの物理層内のＰＭＤでは、受信器（Ｒｘ：Receiver）がＯＬＴから受信したアナログ信号を、ＡＤＣ／ＤＡＣのＡＤＣがデジタル信号に変換し、ＤＳＰ処理部がデジタル信号処理を行う。 When a signal is transmitted from the OLT to the ONU, the PMD in the physical layer of the OLT converts the transmission signal digitally processed by the DSP processing unit into an analog signal by the DAC of the ADC / DAC, and the transmitter (Tx: Transmitter). ). In the PMD in the physical layer of the ONU, the analog signal received from the OLT by the receiver (Rx: Receiver) is converted into a digital signal by the ADC of the ADC / DAC, and the DSP processing unit performs digital signal processing.
ＯＮＵからＯＬＴへ信号が送信される場合、ＯＮＵの物理層内のＰＭＤでは、ＤＳＰ処理部がデジタル信号処理した送信信号を、ＡＤＣ／ＤＡＣのＤＡＣがアナログ信号に変換し、送信器（Ｔｘ）に入力する。ＯＬＴの物理層内のＰＭＤでは、受信器（Ｒｘ）がＯＮＵから受信したアナログ信号を、ＡＤＣ／ＤＡＣのＡＤＣがデジタル信号に変換し、ＤＳＰ処理部がデジタル信号処理を行う。 When a signal is transmitted from the ONU to the OLT, the PMD in the physical layer of the ONU converts the transmission signal digitally processed by the DSP processing unit into an analog signal by the DAC of the ADC / DAC and sends it to the transmitter (Tx). input. In the PMD in the physical layer of the OLT, the analog signal received from the ONU by the receiver (Rx) is converted into a digital signal by the ADC of the ADC / DAC, and the DSP processing unit performs digital signal processing.
ＯＬＴのＭＡＣ、及びＯＮＵのＭＡＣは、それぞれ図６に示したＯＬＴのＭＡＣ、及びＯＮＵのＭＡＣと同様の構成である。 The OLT MAC and the ONU MAC have the same configurations as the OLT MAC and the ONU MAC shown in FIG. 6, respectively.
図８に示したレイヤ構造を有するＤＳＰ−ＰＯＮ方式を用いたシステム（以下、「ＤＳＰ−ＰＯＮシステム」と称する）におけるＲＴＴは、ＯＬＴ及びＯＮＵ内のＤＳＰ処理にかかる時間が追加されるため、図９のように測定され、式（２）のように表される。ここで、ＯＬＴ内の送信器のＤＳＰ処理遅延をＴＯＬＴ−Ｔｘ−ＤＳＰ、下りの伝搬遅延をＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ、ＯＮＵ内の受信器のＤＳＰ処理遅延をＴＯＮＵ−Ｒｘ−ＤＳＰ、ＯＮＵ内の送信器のＤＳＰ処理遅延をＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ、上りの伝搬遅延をＴＵｐｓｔｒｅａｍ、そしてＯＬＴ内の受信器のＤＳＰ処理遅延をＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰとする。 Since the RTT in the system using the DSP-PON method having the layer structure shown in FIG. 8 (hereinafter, referred to as “DSP-PON system”) adds time required for DSP processing in the OLT and the ONU, FIG. It is measured as in 9, and is expressed as in equation (2). Here, the DSP processing delay of the transmitter in the OLT is TOLT-Tx-DSP , the downlink propagation delay is T Downstream , the DSP processing delay of the receiver in the ONU is T ONU-Rx-DSP , and the transmitter in the ONU. The DSP processing delay of the above is T ONU-Tx-DSP , the upstream propagation delay is T Upstream , and the DSP processing delay of the receiver in the OLT is TOLT-Rx-DSP .
ＲＴＴ＝Ｔｒｅｓｐｏｎｓｅ−Ｔｗａｉｔ
＝ＴＯＬＴ−Ｔｘ−ＤＳＰ＋ＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ＋ＴＯＮＵ−Ｒｘ−ＤＳＰ＋ＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ＋ＴＵｐｓｔｒｅａｍ＋ＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰ …（２）
RTT = T response- T wait
= TOLT-Tx-DSP + T Downstream + T ONU-Rx-DSP + T ONU-Tx-DSP + T Upstream + TOLT-Rx-DSP ... (2)
ＤＳＰ−ＰＯＮシステムでは、ファイバ伝搬遅延だけでなく、ＤＳＰの処理時間がＲＴＴに追加されるため、ＲＴＴは、実際のファイバ伝搬距離に対して長い時間となる。これにより、ＤＢＡ応答時間が増加し、上り平均遅延が増加するといった課題がある。 In the DSP-PON system, not only the fiber propagation delay but also the processing time of the DSP is added to the RTT, so that the RTT is longer than the actual fiber propagation distance. As a result, there is a problem that the DBA response time increases and the average uplink delay increases.
上記事情に鑑み、本発明は、ＤＢＡ応答時間を短縮することにより上り平均遅延を短縮することができる光通信システムを提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an optical communication system capable of shortening the uplink average delay by shortening the DBA response time.
本発明の一態様は、複数の加入者線終端装置と、当該加入者線終端装置と通信する加入者線端局装置と、を備える光通信システムであって、前記加入者線端局装置は、下り信号に対してデジタル信号処理を行う第１デジタル信号処理部、を備え、前記加入者線終端装置は、前記下り信号に対して前記デジタル信号処理を行う第２デジタル信号処理部、を備え、前記第１デジタル信号処理部及び前記第２デジタル信号処理部は、上り信号及び上り制御信号の両方に対して前記デジタル信号処理を行い、下り制御信号に対して前記デジタル信号処理を行わない。 One aspect of the present invention is an optical communication system including a plurality of subscriber line termination devices and a subscriber line end station device that communicates with the subscriber line termination device. The subscriber line termination device includes a first digital signal processing unit that performs digital signal processing on the downlink signal, and the subscriber line termination device includes a second digital signal processing unit that performs the digital signal processing on the downlink signal. The first digital signal processing unit and the second digital signal processing unit perform the digital signal processing on both the uplink signal and the uplink control signal, and do not perform the digital signal processing on the downlink control signal.
本発明の一態様は、上述の光通信システムであって、前記加入者線端局装置は、下り信号を送信する下り信号送信器と、前記下り信号と異なる波長に設定された下り制御信号を送信する下り制御信号送信器と、を備え、前記加入者線終端装置は、前記下り信号を受信する下り信号受信器と、前記下り信号と異なる前記波長に設定された前記下り制御信号を受信する下り制御信号受信器と、を備える。 One aspect of the present invention is the above-mentioned optical communication system, wherein the subscriber line end station device transmits a downlink signal transmitter for transmitting a downlink signal and a downlink control signal set to a wavelength different from the downlink signal. The subscriber line terminating device includes a downlink control signal transmitter to transmit, and receives the downlink signal receiver for receiving the downlink signal and the downlink control signal set to the wavelength different from the downlink signal. It is provided with a downlink control signal receiver.
本発明の一態様は、上述の光通信システムであって、前記加入者線端局装置は、前記下り信号と前記下り制御信号とをそれぞれ異なるネットワークインターフェースにより送信し、前記加入者線終端装置は、前記下り信号と前記下り制御信号とをそれぞれ異なるネットワークインターフェースにより受信する。 One aspect of the present invention is the above-mentioned optical communication system, in which the subscriber line end station device transmits the downlink signal and the downlink control signal by different network interfaces, and the subscriber line termination device is , The downlink signal and the downlink control signal are received by different network interfaces.
本発明の一態様は、上述の光通信システムであって、前記加入者線端局装置は、前記下り制御信号のＳＮＲを適応変調により変更させる送信器、を備え、前記加入者線終端装置は、前記下り制御信号のＳＮＲを適応変調により変更させる受信器、を備える。 One aspect of the present invention is the above-mentioned optical communication system, wherein the subscriber line end station device includes a transmitter that changes the SNR of the downlink control signal by adaptive modulation, and the subscriber line terminal device is , A receiver that changes the SNR of the downlink control signal by adaptive modulation.
本発明の一態様は、上述の光通信システムであって、前記下り制御信号は、前記上り信号または前記上り制御信号の少なくともいずれかに対する送信許可を含む。 One aspect of the present invention is the optical communication system described above, wherein the downlink control signal includes transmission permission for at least one of the uplink signal and the uplink control signal.
本発明により、ＤＢＡ応答時間を短縮することにより上り平均遅延を短縮することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to shorten the uplink average delay by shortening the DBA response time.
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１の構成図である。ＤＳＰ−ＰＯＮシステム１（光通信システム）は、１台のＯＬＴ（加入者線端局装置）３が、時分割多重（ＴＤＭ）により複数台のＯＮＵ（加入者線終端装置）５を収容する構成である。ＯＬＴ３から１本の光ファイバにより送信される下り光信号は、光スプリッタにより複数のＯＮＵ５それぞれと接続される光ファイバに分配される。また、時分割で複数のＯＮＵ５それぞれから光ファイバにより送信される上り光信号は、光スプリッタにより合波されて１本の光ファイバによりＯＬＴ３に送信される。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a DSP-PON system 1 according to the first embodiment of the present invention. The DSP-PON system 1 (optical communication system) has a configuration in which one OLT (subscriber line end station device) 3 accommodates a plurality of ONUs (subscriber line terminal devices) 5 by time division multiplexing (TDM). Is. The downlink optical signal transmitted from the OLT 3 by one optical fiber is distributed to the optical fibers connected to each of the plurality of
ＯＬＴ３は、ＰＨＹ（PHYsical sublayer）と呼ばれる物理層３１と、データリンク副層のＭＡＣ（Media Access Control）３２とを備える。ＯＬＴ３の物理層３１は、ＤＳＰ処理部３１１（第１デジタル信号処理部）を備える。同様に、ＯＮＵ５は、ＰＨＹと呼ばれる物理層５１と、データリンク副層のＭＡＣ５２とを備える。ＯＮＵ５の物理層５１は、ＤＳＰ処理部５１１（第２デジタル信号処理部）を備える。ＤＳＰ処理部３１１及びＤＳＰ処理部５１１は、ＤＳＰによる信号処理を行う。なお、同図では、ＯＬＴ３とＯＮＵ５の両方にＤＳＰ処理部を備えているが、いずれか一方のみにＤＳＰ処理部を備える構成でもよい。
The OLT 3 includes a
図２は、本発明の第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１の下りのレイヤ構造を示す図である。
本実施形態に係るＤＳＰ−ＰＯＮシステム１は、下り信号に対してＤＳＰ処理を行う一方で、下り制御信号に対してはＤＳＰ処理を行わない。
下り信号に対しては、ＯＬＴ３の物理層３１内のＰＭＤのＤＳＰ処理部３１１及びＤＡＣ処理部３１２においてＤＳＰ処理がなされる。一方、下り制御信号に対しては、ＯＬＴ３の物理層３１内のＰＭＤにおいてＤＳＰ処理がなされない。
FIG. 2 is a diagram showing a downstream layer structure of the DSP-PON system 1 according to the first embodiment of the present invention.
The DSP-PON system 1 according to the present embodiment performs DSP processing on the downlink signal, but does not perform DSP processing on the downlink control signal.
The downlink signal is subjected to DSP processing by the
ＯＬＴ３の物理層３１内のＰＭＤの多重処理部３１３（Multiplexer）は、ＤＳＰ処理がなされた下り信号と、ＤＳＰ処理がなされていない下り制御信号とを多重する。
そして、多重処理部３１３にて多重された下り信号と下り制御信号は、単一の送信器３１４（Ｔｘ）を用いて電気信号から光信号に変換されて、送信される。
The PMD multiplexing unit 313 (Multiplexer) in the
Then, the downlink signal and the downlink control signal multiplexed by the
なお、多重処理部３１３は、例えば、下り信号と下り制御信号とを時分割多重によって多重する。多重する方法は、それ以外の方法でもよい。
なお、多重処理部３１３が、下り信号と下り制御信号を時分割多重する場合は、ＤＳＰ処理部３１１内にバッファを備え、下り制御信号を優先送信するように多重する方法が考えられる。
The
When the
ＯＬＴ３の送信器３１４から送信された下り信号と下り制御信号は、ＯＮＵ５の単一の受信器５１４を用いて光信号から電気信号に変換される。
そして、分割処理部５１３（Demultiplexer）は、電気信号を、下り信号と下り制御信号とに分割する。
The downlink signal and downlink control signal transmitted from the
Then, the division processing unit 513 (Demultiplexer) divides the electric signal into a downlink signal and a downlink control signal.
なお、分割処理部５１３は、例えば、時分割によって多重された電気信号を下り信号と下り制御信号とに分割する。分割する方法は、それ以外の方法でもよい。
The
下り信号に対しては、ＯＮＵ５の物理層５１内のＰＭＤのＤＳＰ処理部５１１及びＡＤＣ処理部５１２においてＤＳＰ処理がなされる。一方、下り制御信号に対しては、ＯＮＵ５の物理層５１内のＰＭＤにおいてＤＳＰ処理がなされない。
The downlink signal is subjected to DSP processing by the
なお、上りについては、本実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１が、上り信号と上り制御信号との両方に対してＤＳＰ処理を行うことから、当該ＤＳＰ−ＰＯＮシステム１の上りのレイヤ構造は、図６と同様の構成となる。 Regarding the uplink, since the DSP-PON system 1 according to the present embodiment performs DSP processing for both the uplink signal and the uplink control signal, the uplink layer structure of the DSP-PON system 1 is shown in FIG. It has the same configuration as 6.
図３は、本発明の第１の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１におけるラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）を示す図である。
下りの伝搬遅延をＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ、ＯＮＵ５内の送信器のＤＳＰ処理遅延をＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ、上りの伝搬遅延をＴＵｐｓｔｒｅａｍ、そしてＯＬＴ３内の受信器のＤＳＰ処理遅延をＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰとすると、ＲＴＴは式（３）のように表される。
FIG. 3 is a diagram showing a round trip time (RTT) in the DSP-PON system 1 according to the first embodiment of the present invention.
The downlink propagation delay is T Downstream , the DSP processing delay of the transmitter in ONU5 is T ONU-Tx-DSP , the uplink propagation delay is T Upstream , and the DSP processing delay of the receiver in OLT3 is TOLT -Rx-DSP. Then, RTT is expressed by the equation (3).
ＲＴＴ＝Ｔｒｅｓｐｏｎｓｅ−Ｔｗａｉｔ
＝ＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ＋ＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ＋ＴＵｐｓｔｒｅａｍ＋ＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰ …（３）
RTT = T response- T wait
= T Downstream + T ONU-Tx-DSP + T Upstream + TOLT-Rx-DSP ... (3)
従って、本実施形態におけるＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴは、図９に示したＤＳＰ−ＰＯＮシステムにおけるＲＴＴに比べて、ＯＬＴ３内の送信器３１４のＤＳＰ処理遅延（ＴＯＬＴ−Ｔｘ−ＤＳＰ）、及び、ＯＮＵ５内の受信器５１４のＤＳＰ処理遅延（ＴＯＮＵ−Ｒｘ−ＤＳＰ）の時間だけ短くすることができる。
Therefore, the RTT of the MPCP control signal in the present embodiment has a DSP processing delay (TOLT -Tx-DSP ) of the
以上、説明したように、本実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステム１は、ＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴを短くすることができる。これにより、ＤＳＰ−ＰＯＮシステム１は、ＤＢＡ応答時間を短縮することができるため、上り平均遅延を短縮することができる。
また、これにより、ＤＳＰによるデジタル信号処理化によるＯＬＴの大容量化も可能となる。
As described above, the DSP-PON system 1 according to the present embodiment can shorten the RTT of the MPCP control signal. As a result, the DSP-PON system 1 can shorten the DBA response time, so that the average uplink delay can be shortened.
Further, this makes it possible to increase the capacity of the OLT by digital signal processing by the DSP.
＜第２の実施形態＞
図４は、本発明の第２の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムの下りのレイヤ構造を示す図である。
本実施形態に係るＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、下り信号と下り制御信号とを異なる波長を用いて伝送する。ＯＬＴ７は、下り信号と下り制御信号とを別々のネットワークインターフェースを用いて送信する。なお、本実施形態においては、ネットワークインターフェースはラインカード（ＬＣ：Line Card）である。
<Second embodiment>
FIG. 4 is a diagram showing a downstream layer structure of the DSP-PON system according to the second embodiment of the present invention.
The DSP-PON system according to the present embodiment transmits a downlink signal and a downlink control signal using different wavelengths. The
下り制御信号を送信するＬＣ１は、ＯＬＴ７の物理層７１ａ内のＰＭＤにおいてＤＳＰ処理を実行しない。また、下り制御信号を送信するＬＣ１は、送信器７１４ａ（Ｔｘ）（下り制御信号送信器）の送信波長をλ＿ｄ１に設定する。
下り信号を送信するＬＣ２は、ＯＬＴ７の物理層７１ｂ内のＰＭＤのＤＳＰ処理部７１１及びＤＡＣ処理部７１２においてＤＳＰ処理を実行する。また、下り信号を送信するＬＣ２は、送信器７１４ｂ（Ｔｘ）（下り信号送信器）の送信波長をλ＿ｄ２に設定する。
The LC1 that transmits the downlink control signal does not execute the DSP process in the PMD in the
The LC2 that transmits the downlink signal executes the DSP processing in the
なお、ＬＣ１及びＬＣ２から送信された光信号は、多重処理部７１３（Multiplexer）を用いて合波される。なお、多重処理部７１３（Multiplexer）は、例えば、光カプラやアレイ導波路グレーティング（ＡＷＧ:Arrayed Waveguide Grating）によって合波する。合波の方法は、それ以外の方法でもよい。 The optical signals transmitted from the LC1 and LC2 are combined using the multiplexing unit 713 (Multiplexer). The multiplexing unit 713 (Multiplexer) is combined by, for example, an optical coupler or an arrayed waveguide grating (AWG). The method of combining waves may be any other method.
ＯＮＵ９は、下り信号と下り制御信号とを別々のネットワークインターフェースを用いて受信する。なお、本実施形態においては、ネットワークインターフェースはラインカード（ＬＣ）である。
下り制御信号を受信するＬＣ１は、ＯＮＵ９の物理層９１ａ内のＰＭＤにおいてＤＳＰ処理を実行しない。また、下り制御信号を受信するＬＣ１は、受信器９１４ａ（Ｒｘ）（下り制御信号受信器）の受信波長をλ＿ｄ１に設定する。
下り信号を受信するＬＣ２は、ＯＮＵ９の物理層９１ｂ内のＰＭＤのＤＳＰ処理部９１１及びＡＤＣ処理部９１２においてＤＳＰ処理を実行する。また、下り信号を受信するＬＣ２は、受信器９１４ｂ（Ｒｘ）（下り信号受信器）の受信波長はλ＿ｄ２に設定する。
The
The LC1 that receives the downlink control signal does not execute the DSP process in the PMD in the
The LC2 that receives the downlink signal executes the DSP processing in the
なお、ＬＣ１及びＬＣ２によって受信された光信号は、分割処理部９１３（Demultiplexer）によって分波される。なお、分割処理部９１３（Demultiplexer）は、例えば、ＡＷＧ等によって分波する。分波の方法は、それ以外の方法でもよい。 The optical signals received by the LC1 and LC2 are demultiplexed by the division processing unit 913 (Demultiplexer). The division processing unit 913 (Demultiplexer) is demultiplexed by, for example, an AWG or the like. The demultiplexing method may be any other method.
なお、上りについては、本実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムが、上り信号と上り制御信号の両方に対して、同一波長で送信し、且つ、ＤＳＰ処理を行うことから、当該ＤＳＰ−ＰＯＮシステムの上りのレイヤ構造は、図６と同様の構成となる。 As for the uplink, since the DSP-PON system according to the present embodiment transmits both the uplink signal and the uplink control signal at the same wavelength and performs the DSP processing, the DSP-PON system is uplinked. The layer structure of is the same as that of FIG.
本実施形態におけるＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴは、図３に示したＲＴＴと等しく、下りの伝搬遅延（ＴＤｏｗｎｓｔｒｅａｍ）、ＯＮＵ９内の送信器のＤＳＰ処理遅延（ＴＯＮＵ−Ｔｘ−ＤＳＰ）、上りの伝搬遅延（ＴＵｐｓｔｒｅａｍ）、そしてＯＬＴ７内の受信器のＤＳＰ処理遅延（ＴＯＬＴ−Ｒｘ−ＤＳＰ）の和で表される。
従って、本実施形態におけるＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴは、図９に示したＤＳＰ−ＰＯＮにおけるＲＴＴに比べて、ＯＬＴ７内の送信器７１４のＤＳＰ処理遅延（ＴＯＬＴ−Ｔｘ−ＤＳＰ）、及び、ＯＮＵ９内の受信器９１４のＤＳＰ処理遅延（ＴＯＮＵ−Ｒｘ−ＤＳＰ）の時間だけ短くすることができる。
The RTT of the MPCP control signal in this embodiment is equal to the RTT shown in FIG. 3, and the downlink propagation delay (T Downstream ), the DSP processing delay of the transmitter in the ONU 9 (T ONU-Tx-DSP ), and the uplink propagation. delay (T Upstream), and is expressed by the sum of the DSP processing delay of the receiver in OLT7 (T OLT-Rx-DSP ).
Therefore, the RTT of the MPCP control signal in the present embodiment has a DSP processing delay (TOLT -Tx-DSP ) of the transmitter 714 in the OLT 7 and a DSP in the
以上、説明したように、本実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、ＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴを短くすることができる。これにより、ＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、ＤＢＡ応答時間を短縮することができるため、上り平均遅延を短縮することができる。 As described above, the DSP-PON system according to the present embodiment can shorten the RTT of the MPCP control signal. As a result, the DSP-PON system can shorten the DBA response time, so that the average uplink delay can be shortened.
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態及び第２の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、下り信号にデジタル信号処理を行う一方で、下り制御信号にはデジタル信号処理を行わない構成である。これにより、第１の実施形態及び第２の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、ＭＰＣＰ制御信号のＲＴＴを短くすることができるため、ＤＢＡ応答時間を短縮することができ、その結果、上り平均遅延を削減することができる。
<Third embodiment>
The DSP-PON system according to the first embodiment and the second embodiment is configured to perform digital signal processing on the downlink signal while not performing digital signal processing on the downlink control signal. As a result, the DSP-PON system according to the first embodiment and the second embodiment can shorten the RTT of the MPCP control signal, so that the DBA response time can be shortened, and as a result, the uplink average delay. Can be reduced.
ところで、デジタル信号処理を、多値変調等を用いた下り信号の通信速度向上のために用いる場合は、第１の実施形態及び第２の実施形態において説明したような構成とすることが可能である。しかしながら、デジタル信号処理を、分散補償等の長延化・多分岐化を目的とした信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio）向上のために用いる場合は、第１の実施形態及び第２の実施形態において説明したような構成とする場合、下り制御信号のＳＮＲが不足するという課題が生じる。 By the way, when the digital signal processing is used for improving the communication speed of the downlink signal by using multi-value modulation or the like, it is possible to have the configuration as described in the first embodiment and the second embodiment. is there. However, when digital signal processing is used for improving the signal-to-noise ratio (SNR) for the purpose of lengthening / multi-branching such as dispersion compensation, the first embodiment and the second embodiment are used. When the configuration as described in the embodiment is used, there arises a problem that the SNR of the downlink control signal is insufficient.
そこで、下り制御信号の送受信器に適応変調を用いることにより、必要なＳＮＲに従って、変調方式、送信電力、符号化方式などを柔軟に変更する構成が考えられる。このように、下り制御信号の送受信器に適応変調が用いられることで、下り信号と下り制御信号に対して、同等のＳＮＲを達成することができる。なお、下り信号の送受信器に適応変調が用いられる構成でもよい。 Therefore, by using adaptive modulation for the transmitter / receiver of the downlink control signal, it is conceivable to flexibly change the modulation method, transmission power, coding method, etc. according to the required SNR. In this way, by using adaptive modulation for the transmitter / receiver of the downlink control signal, it is possible to achieve the same SNR for the downlink signal and the downlink control signal. In addition, the configuration may be such that adaptive modulation is used for the transmitter / receiver of the downlink signal.
なお、本発明の第１乃至第３の実施形態によるＤＳＰ−ＰＯＮシステムは、下り制御信号と下り信号の変調方式、送信電力、符号化方式が異なるＰＯＮにも適用可能である。
なお、本発明の第１乃至第３の実施形態において、下り制御信号は、上り信号または上り制御信号の少なくともいずれかに対する送信許可を含む制御信号であってもよい。
The DSP-PON system according to the first to third embodiments of the present invention can be applied to PONs having different modulation methods, transmission powers, and coding methods for downlink control signals and downlink signals.
In the first to third embodiments of the present invention, the downlink control signal may be a control signal including transmission permission for at least one of the uplink signal and the uplink control signal.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention.
ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）により通信する装置に利用可能である。 It can be used for devices that communicate by TDMA (Time Division Multiple Access).
１…ＤＳＰ−ＰＯＮシステム， ３…ＯＬＴ， ５…ＯＮＵ， ７…ＯＬＴ， ９…ＯＮＵ， ３１…物理層， ３２…ＭＡＣ， ５１…物理層， ５２…ＭＡＣ， ７１…物理層， ９１…物理層， ３１１…ＤＳＰ処理部， ３１２…ＤＡＣ処理部， ３１３…多重処理部， １４…送信器, ５１１…ＤＳＰ処理部， ５１２…ＡＤＣ処理部，； ５１３…分割処理部， ５１４…受信器， ７１１…ＤＳＰ処理部， ７１２…ＤＡＣ処理部， ７１３…多重処理部， ７１４…送信器， ９１１…ＤＳＰ処理部， ９１２…ＡＤＣ処理部， ９１３…分割処理部， ９１４…受信器 1 ... DSP-PON system, 3 ... OLT, 5 ... ONU, 7 ... OLT, 9 ... ONU, 31 ... physical layer, 32 ... MAC, 51 ... physical layer, 52 ... MAC, 71 ... physical layer, 91 ... physical layer , 311 ... DSP processing unit, 312 ... DAC processing unit, 313 ... Multiple processing unit, 14 ... Transmitter, 511 ... DSP processing unit, 512 ... ADC processing unit ,; 513 ... Split processing unit, 514 ... Receiver, 711 ... DSP processing unit, 712 ... DAC processing unit, 713 ... Multiple processing unit, 714 ... Transmitter, 911 ... DSP processing unit, 912 ... ADC processing unit, 913 ... Split processing unit, 914 ... Receiver
Claims (5)
前記加入者線端局装置は、
下り信号に対してデジタル信号処理を行う第１デジタル信号処理部、
を備え、
前記加入者線終端装置は、
前記下り信号に対して前記デジタル信号処理を行う第２デジタル信号処理部、
を備え、
前記第１デジタル信号処理部及び前記第２デジタル信号処理部は、上り信号及び上り制御信号の両方に対して前記デジタル信号処理を行い、下り制御信号に対して前記デジタル信号処理を行わない
光通信システム。 An optical communication system including a plurality of subscriber line termination devices and a subscriber line end station device that communicates with the subscriber line termination device.
The subscriber line end station device
The first digital signal processing unit that performs digital signal processing on the downlink signal,
With
The subscriber line termination device
A second digital signal processing unit that performs the digital signal processing on the downlink signal,
With
The first digital signal processing unit and the second digital signal processing unit perform the digital signal processing on both the uplink signal and the uplink control signal, and do not perform the digital signal processing on the downlink control signal. system.
下り信号を送信する下り信号送信器と、
前記下り信号と異なる波長に設定された下り制御信号を送信する下り制御信号送信器と、
を備え、
前記加入者線終端装置は、
前記下り信号を受信する下り信号受信器と、
前記下り信号と異なる前記波長に設定された前記下り制御信号を受信する下り制御信号受信器と、
を備える請求項１に記載の光通信システム。 The subscriber line end station device
A downlink signal transmitter that transmits a downlink signal, and
A downlink control signal transmitter that transmits a downlink control signal set to a wavelength different from the downlink signal, and
With
The subscriber line termination device
A downlink signal receiver that receives the downlink signal and
A downlink control signal receiver that receives the downlink control signal set to the wavelength different from the downlink signal, and
The optical communication system according to claim 1.
前記加入者線終端装置は、前記下り信号と前記下り制御信号とをそれぞれ異なるネットワークインターフェースにより受信する
請求項２に記載の光通信システム。 The subscriber line end station device transmits the downlink signal and the downlink control signal by different network interfaces.
The optical communication system according to claim 2, wherein the subscriber line termination device receives the downlink signal and the downlink control signal by different network interfaces.
前記下り制御信号のＳＮＲを適応変調により変更させる送信器、
を備え、
前記加入者線終端装置は、
前記下り制御信号のＳＮＲを適応変調により変更させる受信器、
を備える請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の光通信システム。 The subscriber line end station device
A transmitter that changes the SNR of the downlink control signal by adaptive modulation,
With
The subscriber line termination device
A receiver that changes the SNR of the downlink control signal by adaptive modulation,
The optical communication system according to any one of claims 1 to 3.
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の光通信システム。 The optical communication system according to any one of claims 1 to 4, wherein the downlink control signal includes transmission permission for at least one of the uplink signal and the uplink control signal.
Priority Applications (1)
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