TW201308921A - 光通信系統、通信裝置及頻帶控制方法 - Google Patents

光通信系統、通信裝置及頻帶控制方法 Download PDF

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Yoshifumi Hotta
Hiroyuki Sato
Kenichi Nakura
Takashi Suehiro
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Abstract

在本發明之光通信系統中，環上節點中的一部分節點係當作執行對ONU分配上傳頻帶之處理的OLT來動作，而當作OLT來動作的節點係具備：第1頻帶分配功能，將同一遠端節點下層之ONU彼此當作1個ONU群組來處置，且將被分配至本機系統之上傳頻帶，根據來自各ONU之上傳頻帶分配要求量、及屬於各ONU群組的ONU之數量，分配至各個ONU群組；以及第2頻帶分配功能，針對各個ONU群組，將藉由第1頻帶分配功能而分配出之上傳頻帶，根據來自各ONU之上傳頻帶分配要求量而再分配至群組內之各ONU。

Description

光通信系統、通信裝置及頻帶控制方法
本發明係關於一種以1對多連接局側裝置與加入者側裝置(加入者終端裝置)而構成的光通信系統。
作為光通信系統之一形態的PON(Passive Optical Network：被動式光纖網路)，係將配置於中央局的局側裝置(OLT：Optical Line Terminal：光纖線路終端)與配置於複數個加入者家中的加入者終端裝置(ONU：Optical Network Unit：光纖網路單元)以星(star)型耦合器(coupler)及光纖(optical fiber)進行1對多連接，而上傳方向(從加入者朝向中央局之方向)係進行分時多工通信，且下傳方向係進行連續通信。該PON正以經濟型通信系統之形態普及著(例如，參照非專利文獻1)，其具有將下傳信號在ONU側以訊框(frame)所賦予的ONU識別符(identifier)進行過濾的功能，藉此以1台OLT來容納複數個ONU。又，近年來，已完成以更增大接取(access)網路之通信容量為目的的10Gbps級PON之標準化(例如，參照非專利文獻2)。該標準係由習知IEEE802.3所規定的1Gbps級PON之10Gbps版本，且規定了能夠混合容納習知之1Gbps的EPON與10Gbps的10G-EPON之ONU的OLT、以及容納於該OLT之ONU所應實現的功能。同樣地，在ITU-T中也正在發展10Gbps級PON之標準化。
當應用此等的國際標準時PON區間之通信速度就會 變成10倍，且在此情況下，可考慮二個優點(merit)。第一個優點係在於：通信事業者(communication career)可將每1台OLT之加入者容納數形成與1Gbps級之PON之加入者數相同來運用，藉此增大每一加入者之通信容量，且加入者受惠於PON區間最大容量化。第二個優點係在於：通信事業者可藉由容納每1台OLT之加入者容納數比1Gbps級之PON還多的加入者，而一邊降低運用成本(cost)，一邊對加入者提供與1Gbps級PON同等或其等級以上之服務(service)(通信容量)。
一般而言，1Gbps級之PON的星型耦合器係可採用最大32分歧至64分歧，雖然該程度以上之分歧數，會因其通信容量之大小與星型耦合器之分歧所造成的光傳輸路損失，而幾乎無法實現，但是多分歧化的ONU之容納數習知以來就有在檢討。例如，在專利文獻1中，有揭示一種如下的多分歧化方法：將設置於中央局的複數個局側裝置所處置之波長不同的複數個PON信號連接於進行合波或就其每一波長進行分波的WDM耦合器，且將在WDM耦合器進行合波後的波長多工信號利用1根光纖及星型耦合器來與能夠收發對應於特定之局側裝置的波長之PON信號的複數個轉發器(transponder)連接，進而將轉發器與複數個ONU利用1根光纖及星型耦合器來連接，且在上傳方向以分時多工來收發PON信號。
又，考慮10Gbps級PON裝置之有效利用時，比起只考慮每1加入者之通信速度提高，還較期望一種增加每1 台OLT之加入者數，且一邊降低通信事業者之運用成本一邊也提高加入者之滿足度的運用形態。
適用如此之運用形態，且由更多的加入者來共用OLT，結果將與降低OLT之消耗功率(局側之全部OLT的合計消耗電力)息息相關，且也順應正在世界中擴展的低消耗電力化之潮流。
但是，只有依靠10Gbps級之國際標準(上述非專利文獻2)所規定的規定，將因多分歧化所造成的傳輸品質劣化，而無法縮短目前服務中之中央局與加入者家中的距離，結果難以實現多分歧化。例如，雖然也考慮提高OLT或ONU之發送器的功率(power)、或在光纖中***放大器(amplifier)等，以同時並存服務距離與多分歧化的方法，但是當OLT或ONU之發送功率變高時就會發生以下之操作(operation)或技術的問題：對於接取系光纖鋪設作業者之危險程度(hazard level)變高、或很難利用放大器來放大上傳方向之猝發信號(burst signal)等。
又，在上述專利文獻1所揭示的方法中，由於局側裝置之構成與至今的構成並無不同，更且轉發器也是新被***，所以能夠多分歧化，但是會發生不易低消耗電力化的問題。又，作為習知方式共通的課題，由於在以一個OLT對多個加入者提供服務時，中央局裝置與加入者裝置係由1根光纖所連接，所以在中央局裝置或光纖(尤其是幹線)有故障時，會發生障礙區域(area)擴大的問題。
因此，為了解決如上述的問題點，其目的在於提供一 種：在10Gbps級以上之PON裝置中，一邊容許每一OLT之加入者容納數的增加(多分歧化)，一邊省電力、且能夠獲得冗餘構成的加入者容納裝置，並揭示有藉由OTN技術與PON技術之融合而將比習知還多的ONU集中於1台OLT的方法(例如，非專利文獻3)。
[先前技術文獻]
(專利文獻1)日本特開2008-206008號公報
(非專利文獻1)IEEE802.3
(非專利文獻2)IEEE802.3av
(非專利文獻3)信學技報IEICE Technical Report CS2010-9(2010-7)
在上述非專利文獻3中，係揭示一種以下的方法：將PON功能集中於OLT，且將PON之信號直接容納於OTN(Optical Transport Network：光學傳輸網路)之信號並進行收發，藉此實現多分歧、延長化、網路可靠度提高、低消耗電力化的方法。然而，在該習知技術中卻有關於以配置於光學傳輸網路上之OLT(以下稱為集中OLT)，使光學傳輸網路與接取區網路之頻帶控制連繫之方式、方法、手段的課題。亦即，為了以光學傳輸網路(都會區網路)與接取區網路個別地進行頻帶控制，若以長週期來看雖然從接取區網路往光學傳輸網路之上傳訊務(traffic)並未增大該種程度，但是有來自接取區網路之上傳訊務會瞬間集中 而產生擁塞，且一部分的訊務被廢棄等無法實現上傳頻帶之有效率利用的問題。
本發明係有鑒於上述課題而開發完成者，其目的在於獲得一種以集中OLT來使都會區網路(metro network)與接取區網路(access network)之頻帶控制連繫，且有效率地利用上傳頻帶的光通信系統、通信裝置及頻帶控制方法。
為了解決上述之課題且達成目的，本發明係提供一種光通信系統，其特徵為：包含複數個環上節點、遠端節點(remote node)及ONU而構成，該複數個環上節點係構成環狀網路且從該環狀網路抽出特定波長之信號光並輸出至未構成該環狀網路之其他節點，並且將從該其他節點輸入之信號光輸出至該環狀網路；該遠端節點係當作前述其他節點來動作；該ONU係透過光耦合器而連接於前述遠端節點，且前述環上節點之中的一部分節點係當作執行對前述ONU分配上傳頻帶之處理的OLT來動作，而當作前述OLT來動作的節點係具備：第1頻帶分配功能，將同一遠端節點下層之ONU彼此當作1個ONU群組來處置，且將被分配至本機系統之上傳頻帶，根據來自各ONU之上傳頻帶分配要求量、及屬於各ONU群組的ONU之數量，分配至各個前述ONU群組；以及第2頻帶分配功能，針對各個前述ONU群組，將藉由前述第1頻帶分配功能而分配出之上傳頻帶，根據來自各ONU之上傳頻帶分配要求量而再分配至群組內之各ONU。
依據本發明，能夠以複數個遠端節點一邊共用同一波長，一邊與分配至ONU之頻帶量連動的方式，將環內之頻帶動態地分配至複數個遠端節點，且可進行比習知以準靜態方式分配頻帶的轉發器網路還柔軟的都會接取(metro access)融合型之頻帶分配。結果，獲得以下的效果：可實現一種防止在與上位網路之間之傳輸路中發生擁塞(congestion)並能夠有效率地利用上傳頻帶的光通信系統。
以下，根據圖式詳細地說明本發明的光通信系統、通信裝置及頻帶控制方法之實施形態。另外，本發明並非由該實施形態所限定。
實施形態1. <系統構成>
首先，就系統之全體構成加以說明。第1圖係顯示本發明的光通信系統之構成例的圖。如圖所示，光通信系統係包含：以經雙工化後之光纖(幹線光纖)連接有複數個節點(OLT1及環上節點21至2n)的構成之環狀網路；透過經雙工化後之光纖連接於環上節點21至2n的遠端節點(RN)311至31p、321至32q、…、3n1至3nr；以及透過光纖及光耦合器(32分歧耦合器)4連接於RN的ONU(10G-ONU510、1G-ONU51、10G．1G-ONU5101)而構成。另外，10G-ONU510，係能夠進行上下雙向傳輸10Gbps通信之ONU(例如，由IEEE802.3av所規定者)， 1G-ONU51，係能夠進行上下雙向傳輸1Gbps通信之ONU(例如，由IEEE802.3所規定者)，10G．1G-ONU5101，係能夠進行上傳1Gbps、下傳10Gbps通信之ONU(例如，由IEEE802.3av所規定者)。在以後的說明中，簡單記載「ONU」時，係顯示10G-ONU510、1G-ONU51及10G．1G-ONU5101。又，亦可在相當於上述之集中OLT的OLT1連接有RN，進而在RN連接有各種ONU。在本實施形態中雖然係就將光耦合器4設為32分歧耦合器的情況加以說明，但是亦可為其他的分歧數。又，在第1圖中，雖然都會區網路之通信手段，係例示藉由連續光WDM進行OTU(Optical-channel Transport Unit：光學通道傳輸單元)訊框(在OTN中使用的訊框)之傳輸，但是此為用以幫助本發明之原理理解的的單純例示，而非限定都會區網路中之實體的通信手段。若為達成同樣效果的通信方法，則實體層亦可例如為OFDMA通信或數位連貫通信(digital coherent communication)。
在第1圖所示之光通信系統中，OLT1係連接上位網路與環狀網路的通信裝置，且具有多工分離部、冗餘化後之二個OLT-IF、監視控制部、及ROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer：可調式光塞取多工器)部。各環上節點為同一構成的通信裝置，且具有ROADM部、OTN-XC(OTN Cross Connect：OTN交叉連接)部及轉發器。各RN為同一構成的通信裝置，且具有轉發器及監視控制部。另外，OLT1係除了各環上節點所具有的功能以 外，還具有當作PON之OLT來動作的功能之通信裝置，本實施形態之光通信系統，係將習知各環上節點下層之通信裝置(第1圖中為配置有各RN之場所的通信裝置)所具有的OLT功能(當作OLT來動作的功能)集中於一個環上節點並當作OLT1者。在第1圖所示之光通信系統中，由於各環上節點具備OTN-XC部，所以能夠以複數個環上節點來共有同一波長。
在OLT1之多工分離部中，係將從上位網路接收來的下傳信號光(訊框)輸出至二個OLT-IF之中的任意一方，又將從OLT-IF接收到的上傳信號光輸出至上位網路。OLT-IF係執行供OLT當作PON之局側裝置來動作用的各種處理。又，二個OLT-IF之中，其中一方係設定於現用系統，另一方係設定於預備系統。監視控制部，係進行通信系統內之監視(故障檢測)及故障檢測時之路徑切換等。OLT1及各環上節點之ROADM部，係以流動於環狀網路上的信號(光)為對象，進行特定波長之抽出及追加(往環狀網路之輸出)。各環上節點之轉發器，係進行所接收到的信號光之波長轉換。雖然各RN之轉發器亦進行所接收到的信號光之波長轉換，但是在上傳方向，係一併實施將通信速度不同之複數個光猝發信號終止，且轉換成供RN與OLT1通信用的至少1波以上之波長的光連續信號之處理。另一方面，在下傳方向，係從事先在每一RN決定的預定之通信波長之信號中抽出每一轉發器之信號，且以標準規格所規定的PON固有之波長利用預定之訊框格式(frame format) 來發送通信信號。
OLT1與RN311至31p(p為連接於環上節點21下層的RN數)、RN321至32q(q為連接於環上節點22下層的RN數)、RN3n1至3nr(r為連接於環上節點2n下層的RN數)，係透過1個以上之環上節點21至2n(n為構成環狀網路的環上節點之數量)而連接，且以比RN與其下層之ONU(10G-ONU510、1G-ONU51、10G．1G-ONU5101)之間的通信速度還高速的傳輸速度進行取決於連續光WDM之OTU訊框傳輸，藉此進行通信。另一方面，容納於各RN的轉發器與連接於其下層的各ONU，係與習知之PON同樣地以星型拓撲(topology)來連接，且以習知之TDMA-PON方式進行通信。
在本實施形態中，為了簡化說明起見，如第1圖所示，係假定在構成環狀網路的節點(通信裝置)之中之1個集中OLT功能的構成之光通信系統而進行說明。但是，集中於1個節點並非為必須。亦可分散於一部分之節點而使之擁有OLT功能。
<OLT、環上節點及遠端節點(RN)之構成及控制之概要說明>
第2圖係顯示第1圖所示之OLT1、環上節點2(環上節點21、22、…、2n)及RN3(RN311至31p、…、RN3n1至3nr)之構成及系統全體之控制方式之要點的圖。在此，作為一例，係假設在本通信系統中，OLT-IF進行系統內之全部的頻帶分配控制。又，OLT-IF係在RN與ONU之間進行 以IEEE標準為基準的PON控制協定(protocol)之頻帶分配控制。另外，在第2圖中雖然係將環上節點2設為1台，但是如第1圖所示，實際上存在複數台。由於各RN3係同一構成，所以僅就1台顯示內部構成，其餘則省略記載。
OLT1係具備OLT-IF11、監視控制部12及ROADM部13作為主要的構成要素。另外，為了簡化說明起見，僅記載冗餘化後的2個OLT-IF之中的一方(設定於現用系統之側)作為OLT-IF11。又，省略了多工分離部之記載。OLT-IF11，係具備：高集成PON控制部，由IF部111、OTN映射器(mapper)/解映射器(demapper)部112、SER/DES部113及上傳頻帶分配控制部114所構成；以及OptTRx部115。IF部111，係為與省略圖示之多工分離部間的介面(interface)。OTN映射器部/解映射器部112，係進行以下之處理：將從IF部111輸入之主信號與從上傳頻帶分配控制部114輸入之控制信號予以多工化的處理；以及將從SER/DES部113輸入之經多工化後的狀態之主信號與控制信號予以分離的處理。SER/DES部113，係進行以下之處理：將從OTN映射器部/解映射器部112輸入之串列資料(serial data)轉換成平行資料(parallel data)的處理；以及將從OptTRx部115輸入之平行資料轉換成串列資料的處理。上傳頻帶分配控制部114，係進行都會區網路及接取區網路中之頻帶分配控制。OptTRx部115，係進行光信號之收發。
監視控制部12，係如已說明般，進行通信系統內之監 視(故障檢測)及故障檢測時之路徑切換(光路徑(path)切換控制)等。ROADM部13，係如已說明般，以流動於環狀網路上之信號(光)為對象，進行特定波長之抽出及追加(往環狀網路之輸出)。
環上節點2，係具備ROADM部21及OTN-XC部22作為主要之構成要素。另外，省略了轉發器之記載。ROADM部21，係與OLT1之ROADM部13同樣，以流動於環狀網路上之信號為對象，進行特定波長之光信號的抽出及追加。OT N-XC部22，係具備：將由ROADM部21抽出的特定波長之信號暫時轉換成電信號，且在抽出應傳輸至RN3之信號之後再轉換成光信號並予以傳輸的功能；以及將來自連接中的各RN3之接收信號根據來自OLT-IF之指示載置於同一波長之光線並傳輸至光學傳輸網路側的功能。
RN3，係具備OptTRx部31、OTN映射器/解映射器部32以及複數個猝發轉發器(burst transponder)33(以下，簡稱為轉發器33)。另外，省略了監視控制部之記載。又，各轉發器33之構成為相同。因此，僅就1個轉發器33顯示內部構成，其餘則省略記載。
OptTRx部31，係在環上節點2之間進行光信號之收發。OTN映射器/解映射器部32，係在上傳方向(朝向環上節點2之方向)，產生將來自各轉發器33之輸入信號膠囊(capsule)化並在OTN處置的訊框(OTU訊框)，且輸出至OptTRx部31。另一方面，在下傳方向，進行從OptTRx 部31輸入的OTU訊框之解膠囊(decapsule)化，且將結果所得的每一轉發器33之信號，輸出至所對應的轉發器33。
轉發器33，係具備RTT管理部331、DOB CDR部332、DOB Rx部333、時間戳記(time stamp)處理部334、1G/10G OptTx部335、WDM耦合器336及當地計時器(local timer)337。RTT管理部331，係測定PON區域(本機裝置(本機轉發器)與下層的各ONU之間)之RTT，並且管理測定結果。又，按照需要，將管理中的RTT通知OLT1。DOB CDR部332及DOB Rx部333，係經由WDM耦合器336來接收通信速度為1Gbps與10Gbps之上傳信號光、具體而言係接收從ONU發送來的2波長之猝發信號，且再生作為1Gbps與10Gbps之連續信號。時間戳記處理部334，係對以來自OLT之控制信號為基礎而在OTN映射器/解映射器32產生的PON控制訊框，賦予顯示由當地計時器337所管理之時刻的時間戳記。1G/10G OptTx部335，係將從時間戳記處理部334輸入之訊框(1Gbps與10Gbps之PON訊框)進行波長轉換，且透過WDM耦合器336，發送至連接星型耦合器(光耦合器4)的光纖側。另外，在輸入至1G/10G OptTx部335之PON控制訊框中，係嵌入有顯示由當地計時器337所管理之時刻的時間戳記。當地計時器337，係藉由可供PON控制標準使用的16ns粒度(granularity)之32位元計數器(bit counter)所構成，且管理每一轉發器之當地時刻。
在上述構成之各RN3中，係在下傳方向之訊框處理動 作中，各轉發器33會識別MPCP訊框，且於此賦予顯示由每一轉發器33之當地計時器337所管理之時刻(當地時刻)的時間戳記等，並進行Gate訊框內的資訊之修正。另一方面，在上傳方向之訊框處理動作中，各轉發器33，係使用當地計時器337所管理之當地計時器值與打印在所接收到的MPCP訊框中之時間戳記值，而算出每一邏輯鏈結(link)之RTT並予以保持。另外，在第2圖中，雖然已就轉發器33之各個具備當地計時器337之構成例加以顯示，但是轉發器33或RN3亦可具備當地計時器，且按照該當地計時器所管理之當地時刻使轉發器動作。藉由如此，TDM-PON特有的時刻同步就會在ONU5與RN3之間進行控制，且將以ONU Discovery或頻帶分配控制為代表的PON控制集中於OLT1之OLT-IF11。亦即，在作為集中OLT的OLT1中，雖然進行ONU5的Discovery之控制或對ONU5進行上傳頻帶分配量之計算，但是與時刻同步或依存於ONU5之連接距離的時刻修正相關之部分係在RN3終止，並進行PON控制之主要功能的集中化。即使在如此控制的情況下，ONU5之頻帶要求量，由於被傳輸至OLT-IF11，所以OLT-IF11能夠掌握網路整體的頻帶要求量，且能夠以以下所示的方法進行都會接取連繫頻帶分配控制。
<與接取區間之頻帶控制連繫的都會區間之動態頻帶分配方法>
在本實施形態之光通信系統中，OLT1之OLT-IF11， 係在對各ONU5分配上傳頻帶時，首先進行都會區間之頻帶分配，且在此結束之後進行接取區間之頻帶分配。在都會區間之頻帶分配中，係將容納於相同的RN3中之ONU5彼此當作1群組來處置，且根據來自各群組之上傳頻帶要求量(根據同一群組之ONU5所要求的上傳頻帶之總和)或屬於各群組的ONU5之數量等，而決定如何將被分配至系統的上傳頻帶對各群組進行分配。以下，就接取區間之頻帶控制方法加以詳細說明。
首先，就都會區間(OLT1與各RN3之間的區間)的頻帶分配更新週期之設定方法加以說明。第3圖係顯示都會區間之頻帶更新週期的設定方法之一例的圖。在此方法中，係著眼於：由於都會區間之頻帶分配可期待統計多工效果，所以沒有必要如PON控制般地藉由較短的頻帶更新週期進行動態的分配控制。因而，在OLT1中，其特徵為：在PON區間(RN3的各轉發器33與各ONU5之間的區間)之複數個頻帶更新週期，連續監視(monitor)各RN3下層之ONU要求量(REPORT量)，並在以比PON區間之頻帶更新週期(圖示的PON頻帶分配週期I)還長之週期設定所得的都會區頻帶分配週期L來計測頻帶要求量之累計值，且根據該累計值算出都會區網路內之頻帶分配量。另外，在第3圖中都會區網路內之頻帶分配週期(L)雖然為固定週期，但是亦可藉由監視訊務之變動量，進行每週期變更。在此情況下，都會區網路內之頻帶更新週期(都會區頻帶分配週期)的最小週期，係成為與PON區間之頻帶更新週期(PON 頻帶分配週期)相同的週期。作為一例，亦可進行以下的控制：在都會區頻帶從非擁塞狀態遷移至擁塞狀態(或是反之)的暫時狀態中，縮短都會區頻帶分配週期L以提高都會區間之頻帶分配控制對接取區間之訊務增加量的追蹤性，而在訊務之變動少的狀態下，則將都會區頻帶分配週期L設定得較長，以減少OLT1之處理量。
其次，就一邊以第4圖至第7圖為參考一邊往都會區間(各環上節點2之OTN-XC部22)及接取區間(各ONU5)之頻帶分配方法加以說明。另外，以下係為了容易理解本實施形態之頻帶分配方法的原理，而就在ONT-XC部2連接有1台RN3之情況加以說明。但是，即便是在OTN-XC部2連接有複數個RN3的情況，也能夠以同樣方法算出頻帶分配量。又，雖然已針對不存在連接於OLT1之RN3的情形加以說明，但是在OLT1連接有RN3的情況也能夠以同樣方法算出頻帶分配量。
第4圖係顯示頻帶分配控制之全體動作之一例的流程圖(flow chart)，第5圖及第6圖係顯示對於RN3之頻帶分配控制之一例的流程圖，第7圖係顯示對於各轉發器33之頻帶分配控制之一例的流程圖。
如第4圖所示，在本實施形態之光通信系統中OLT1所實施的頻帶分配控制，係包含：作為對於各RN3之頻帶分配處理的RNi頻帶分配處理(BWi算出)；作為對於各轉發器33之頻帶分配處理的轉發器頻帶分配處理(bwij算出)；以及作為對於各ONU5之頻帶分配處理的GNU頻帶 分配處理(nu_bwijk算出)。另外，在OLT1中，上傳頻帶分配控制部114係進行頻帶分配。
在第4圖所示的頻帶分配控制中，當開始處理時，就確認都會區頻帶週期計時器是否已滿、即第3圖所示的都會區頻帶分配週期L是否已經過(步驟S1)。在都會區頻帶週期計時器未滿的情況(步驟S1：否)，確認接取區頻帶週期計時器是否已滿、即第3圖所示的PON頻帶分配週期I是否已經過(步驟S3)。另一方面，在都會區頻帶週期計時器已滿的情況(步驟S1：是)，確認在執行後述之RNi頻帶分配處理之後接取區頻帶分配週期計時器是否已滿(步驟S2→S3)。在接取區頻帶分配週期計時器未滿的情況(步驟S3：否)，回到步驟S1並確認都會區頻帶週期計時器是否已滿。另一方面，在接取區頻帶週期計時器已滿的情況(步驟S3：是)，執行後述之轉發器頻帶分配處理及ONU頻帶分配處理(步驟S4→S5)，且回到步驟S1。OLT1係以如此的順序進行頻帶分配控制，且使都會區網路與接取區網路之頻帶控制連繫以實現上傳頻帶之有效率的利用。
其次，使用第5圖及第6圖而就都會區間之頻帶分配方法(上述步驟S2之RNi頻帶分配處理)加以說明。另外，第5圖及第6圖皆是顯示對於RN3之上傳頻帶分配方法，且排他地使用此等作為步驟S2之RNi頻帶分配處理。首先，就第5圖所示之處理加以說明。
在第5圖中，假設「B」係顯示光路徑之最大頻帶，「Req(i,k)」係顯示來自RNi的ONUk之上傳頻帶要求量， 「Ni」係顯示連接於RNi之使用者(user)數(ONU5之數量)，「BWi」係顯示對於RNi之分配頻帶，「L」係顯示都會區間之頻帶更新週期。系統內的RN3之數量為n+1，OLT1係相對於n+1台之RN3，個別地執行步驟S11至S16之處理以決定分配至RN3各個的上傳頻帶BWi。另外，所謂光路徑之最大頻帶B，係指OLT1與上位網路之間的光路徑之最大頻帶。
在對於RN3之頻帶分配處理中，首先確認是否為ΣiΣkReq(i,k)[bit]/L[sec]≦B[bps](其中，i=0,1,…,n)、即根據系統內之全部ONU5所要求的上傳頻帶要求量之總和的都會區頻帶分配區週期L中之時間平均值(以下，稱為「總要求量平均值」)是否為光路徑之最大頻帶B以下(步驟S11)。
若總要求平均值為最大頻帶B以下(步驟S11：是)，則將對於第i個RN3之分配頻帶BWi決定為ΣkReq(i,k)[bit]/L[sec]，並且就i=0~n之範圍執行將i之值設為遞增(increment)的處理(步驟S12、S17)。亦即，在都會區頻帶分配週期L中將根據第i個RN3下層之各ONU5所要求的上傳頻帶要求量之總和進行時間平均後的值當作BWi。此係顯示如同根據第i個RN3下層之全部ONU5所要求的上傳頻帶要求量般地分配頻帶。
另一方面，總要求量平均值超過最大頻帶B時(步驟S11：否)，將對於第i個RN3之分配頻帶BWi暫時決定為ΣkReq(i,k)[bit]/L[sec](步驟S13)。然後，確認是否為BWi>Ni×B/ΣiNi，即暫時決定的BWi是否比按照各RN3下層 之ONU數而將最大頻帶B比例分配於各RN3的情況之頻帶還大(步驟S14)。
BWi>Ni×B/ΣiNi成立時(步驟S14：是)，將按照各RN3下層之ONU數而將最大頻帶B比例分配於各RN3之頻帶的Ni×B/ΣiNi當作BWi(步驟S15)。亦即，對第i個RN3分配Ni×B/ΣiNi。相對於此，BWi>Ni×B/ΣiNi不成立時(步驟S14：否)，將在上述步驟S13中暫時決定的BWi當作最終的BWi(步驟S16)。亦即，對第i個RN3，如同根據第i個RN3下層之全部ONU5所要求的上傳頻帶要求量般地分配頻帶。在決定對於第i個RN3之分配頻帶BWi之後，將i之值進行遞增(步驟S18)，若存在並未分配頻帶的RN3，則反覆進行上述步驟S11至S16之處理。
如以上所述，在以都會區間為對象的頻帶分配中，判別有無在OLT1(從OLT1至上位網路之傳輸路)發生擁塞之虞，若無發生擁塞之虞，將與來自各ONU5之頻帶要求量之每一RN3之總和(來自同RN3下層之ONU5之群組的頻帶要求量)對應的頻帶分配至各RN3。另一方面，若有發生擁塞之虞，則進而就各RN3，判別在將最大頻帶B按照各RN3下層之ONU數比例分配於各RN3時有無發生擁塞之虞，若無發生擁塞之虞，則將與來自RN3下層之各ONU5的頻帶要求量之總和相同的頻帶分配至RN3，而在有發生擁塞之虞時，則分配與將最大頻帶B按照各RN3下層之ONU數比例分配於各RN3時之值對應的頻帶。亦即，在OLT1有發生擁塞之虞時，將最大頻帶B按照各RN3下層 之ONU數比例分配於各RN3時的頻帶當作上限，並按照來自ONU5之頻帶要求量之每一RN3的總和來決定往各RN3之頻帶分配量。因而，就全部的RN3而言，即便是在來自下層之ONU5的頻帶要求量之合計值超過Ni×B/ΣiNi(=將最大頻帶B按照各RN3下層之ONU數比例分配於各RN3時的值)的狀態下，對於各RN3之分配頻帶BWi亦會變成Ni×B/ΣiNi，且可將對於各RN3之分配頻帶BWi之總和抑制在光路徑之最大頻帶B以下。結果，可防止在OLT1中發生擁塞並發生上傳訊務之廢棄。
另外，在上述方法中對全部RN3分配頻帶的結果，亦可在發生殘餘頻帶時，將殘餘頻帶除以RN3之數量，並等份地分配至各RN3。又，亦可將殘餘頻帶全部提供給RN，並於每一頻帶更新週期(都會區頻帶分配週期)，依序提供給各RN3。又，亦可優先地將殘餘頻帶提供給擁塞中的RN3(假設BWi=Ni×B/ΣiNi之RN3)。又，亦可對頻帶分配量最少的RN3分配殘餘頻帶。在對擁塞中的RN3分配殘餘頻帶時，可實現頻帶利用效率之更加提高。
另外，在第5圖所示之上述控制中，雖然是如對擁塞中的RN3一律提供BWi=Ni×B/Σ Ni(bps)控制，但是亦可為第6圖所示的控制。第6圖所示的控制，係對第5圖所示之控制追加用以算出作為分配至擁塞中的RN3之頻帶的擁塞時控制量xi(t)之步驟S21，並且當作用以決定對於擁塞中的RN3之分配頻帶BWi的處理，執行步驟S22來取代步驟S15。依據該控制，則OLT1，係事先計算各RN之 擁塞時控制量xi(t)，且根據該擁塞時控制量來實施頻帶分配。
在第6圖所示之步驟S21中，係按照下面數式(1)而算出擁塞時控制量xi(t)。另外，「xi(t)[bps]」係顯示對於RNi之此次週期的擁塞時控制量，「yi(t)[bps]」係顯示對於RNi之直至前次週期為止的平均頻帶分配量，「y0i[bps]」係顯示對於RNi之頻帶分配量目標值。又，設為：△yi(t)=yi(t)-y0i、y0i=Ni×B/Σ Ni。KP係顯示比例增益(gain)，KI係顯示積分增益，KD係顯示微分增益。
在第6圖所示之控制中，BWi>Ni×B/ΣiNi成立時(步驟S14：是)，將事先在步驟S21算出的xi(t)當作BWi(步驟S22)。
亦即，第6圖所示之處理，係可以下面數式(2)來表示。
If{ΣiΣkReq(i,k)>B and BWi>y0i}then BWi=xi(t)else BWi=ΣkReq(i,k)/L (2)
在該處理中，於RNi擁塞時以使都會區分配頻帶接近目標頻帶y0i的方式來控制。在擁塞時之頻帶分配中，由於不僅進行具有比例項之控制，還進行具有積分項與微分項之控制，所以可實現殘留偏差之去除與響應速度之提 高。另外，擁塞時控制量之分配，亦可在以每次相同順序進行時並未保持分配量之公平性的情況下，於每週期一邊置換(shuffle)RN編號(i)一邊進行(亦可每次替換決定BWi之順序)。又，亦可不將微分項應用於控制中。
<接取區間之頻帶分配方法>
其次，就接取區間之頻帶分配方法加以說明。
OLT1，係當取決於第5圖或第6圖所示之順序的都會區間之頻帶分配結束時，就進行接取區間之頻帶分配。在接取區間之頻帶分配中，係針對如何將分配至各RN3(同一RN3下層之ONU5的群組)之頻帶分配至群組內的各ONU5，根據連接於RN3所具備之各轉發器的ONU5之數量或來自ONU5之上傳頻帶要求量等而決定。亦即，決定如何將藉由都會區間之頻帶分配而分配至各RN3(同一RN3下層之ONU5的群組)之頻帶(BWi)分配至RN3內之各轉發器33，進而決定如何將分配至各轉發器33之頻帶分配至轉發器33中所容納的各ONU5(第4圖之步驟S5：ONU頻帶分配處理)。如此，由於藉由在不超出都會區間之頻帶分配量BWi的範圍內進行接取區間之頻帶分配，就可取得被分配至各RN3的都會區間之頻帶與接取區間之頻帶的匹配，所以可迴避各PON與容納各PON的機器之間的傳輸路(各RN3與環上節點2之間的傳輸路)變成瓶頸(bottleneck)。接取區間之頻帶分配動作係變成如下。
在接取區間之頻帶分配中，OLT1，係以各RN3為對象並進行第7圖所示之處理，且決定分配至各轉發器33 之頻帶。在第7圖所示之處理中，係以第i個RN3為對象，並將分配至該RN3所具備之第j個(j=0,1,…,m)轉發器33的頻帶bwij當作BWi×nij/Ni(步驟S31)。另外，「nij」係顯示第i個RN3所具備的轉發器33之中，連接於第j個轉發器的使用者數(ONU之數量)。
又，藉由在步驟S32中一邊變更j之值一邊反覆執行上述步驟S31之處理，對第i個RN3所具備之全部的轉發器33分配頻帶。亦即，將分配至第i個RN3之頻帶BWi，按照容納於該RN3所具備的轉發器33之各個的使用者數(ONU5之數量)，比例分配於各轉發器33。又，在步驟S33中一邊變更i之值一邊反覆執行上述步驟S31及S32之處理，且就系統內之全部的RN3，決定分配至各轉發器33之頻帶。
當按照第7圖之控制而決定分配至系統內之全部的轉發器33之頻帶時，OLT1，係更進一步根據來自連接於各轉發器33下層的複數個ONU5之頻帶要求量，計算對於各ONU5的接取區間之頻帶分配量(對各ONU5分配上傳頻帶)。接取區間之頻帶分配量，亦可為如在習知之PON中進行的頻帶分配控制。作為一例，可列舉以下之方法：在來自某轉發器33下層之全部的ONU5之頻帶要求量的總和低於bwij時，對全部ONU5提供所要求的頻帶量，且在對超過bwij之ONU5，提供事先設定的頻帶量之後，以任意之分配演算法(algorithm)來分配殘餘頻帶的方法。另外，在該接取區間之頻帶分配中，亦可如前面所述般在對 RNi下層之ONU分派全部頻帶之後，進而在有殘餘頻帶的情況下，對擁塞中的轉發器下層之ONU5追加提供殘餘頻帶。
藉由如此的控制方法及計算演算法，由於可使都會區間與接取區間之頻帶分配連繫，且能夠進行靈活的頻帶分配，所以可實現上傳頻帶之有效率的利用。
<OLT的頻帶分配結果之通知方法與上傳方向的發送動作之概要>
OLT1，係在以上述之順序計算所得的都會區網路與接取區網路之頻帶分配量之中，就都會區網路之頻帶分配量，儲存於OTU訊框之標頭(header)資訊中並通知各環上節點2之OTN-XC部22。例如，OLT1，係藉由任意之協定(protocol)而取得網內的OTN-XC部22之ID，且分別產生包含對於各OTN-XC部22之頻帶分配結果(頻帶分配量)及通知目的地之ID(從各OTN-XC部22取得之ID)在內的OTU訊框並發送至環狀網路。此時，以被分配至環上節點2的波長之光信號來發送OTU訊框，該環上節點2係具備有成為頻帶分配量之通知目的地的OTN-XC部22。又，所通知的頻帶分配量，係成為OTN-XC部22所容納之對各RN3的頻帶分配量(BWi)之總和。在各環上節點2中，ROADM部21係抽出被分配至本機環上節點的波長之光信號，且將包含於所抽出的光信號中之OTU訊框輸出至OTN-XC部22。OTN-XC部22，係在所接收的OTU訊框中包含有本身的ID及頻帶分配量時，判斷該頻帶分配量 為對於本身之頻帶分配結果。另一方面，就以接取區網路之頻帶分配所決定之對於ONU5的頻帶分配量而言，係以MPCP(Multipoint Control Protocol：多點控制協定)之Gate訊框來通知各ONU5。另外，Gate訊框，係由OLT1所產生，且在到達RN3之區間被膠囊化並當作OTU訊框來傳輸。或是，顯示頻帶分配量之顯示藉由OTU訊框而從OLT1傳輸至RN3，且使用所傳輸來的頻帶分配量之資訊使RN3產生Gate訊框並傳輸至下層之ONU5。
接受頻帶分配結果之通知的各OTN-XC部22及各ONU5，係按照通知內容，將資料朝向OLT1發送。由於ONU5之發送動作係與一般的PON系統之ONU同樣所以省略說明。OTN-XC部22，係當經由下層之各RN3而從ONU5接收上傳信號時，就在與從OLT1通知所得之頻帶分配量對應的大小(size)之OTU訊框儲存上傳信號並予以發送。
如此，在本實施形態之光通信系統中，OLT1，係當作頻帶分配控制動作，首先從系統內之全部的ONU5收集上傳頻帶要求量，且以與PON區間中之頻帶更新週期相同的週期或整數倍之週期，根據所收集到的上傳頻帶要求量之總和、所收集到的上傳頻帶要求量之每一RN3的總和、及容納於各RN3之使用者數(ONU5之數量)，決定分配至RN3單位(同一RN3下層之ONU5的群組)之上傳頻帶，其次，以PON區間中之頻帶更新週期，根據連接於各轉發器33的ONU5之數量來決定如何將分配至RN3單位之上傳頻帶 分配至各PON區間(各RN3所具備之各轉發器33)，並且根據來自各ONU5之上傳頻帶要求量來決定如何將分配至各PON區間之上傳頻帶分配至各ONU5。
藉此，由於可利用OLT1來調整從各RN3發送來的上傳訊務之總和，所以能夠將上傳訊務之總和抑制在與連接有OLT1的上位網路之間的傳輸路徑中的最大頻帶以下，且可防止在OLT1中發生擁塞並發生上傳訊務之廢棄。結果，可防止伴隨擁塞發生所造成的再送發生，且可實現上傳頻帶之有效率的利用。
另外，在本實施形態中，係在決定如何將分配至RN3之上傳頻帶分配至各轉發器33時，簡單地根據連接中的ONU5之數量來進行(參照第7圖)。但是，在ONU5中，上傳方向之通信速度存在有1Gbps與10Gbps二種速度，且考慮僅有連接中的ONU5之數量而進行決定時，會有無法保持公平性之可能性。因此，OLT1，亦可與上傳頻帶要求量同時收集ONU5之種別(上傳方向之通信速度)，且考慮各ONU5之種別而決定往各轉發器33之頻帶分配量。又，亦可按照來自連接於同一轉發器之各ONU5的上傳頻帶要求量之總和而決定頻帶分配量。
實施形態2.
在實施形態1所說明的構成之系統中，OLT1係當作集中OLT來動作，且對系統內之全部的ONU5分配上傳頻帶。在此，由於PON之上傳方向的通信係以分時來進行，所以為了使從各ONU5猝發發送來的上傳信號彼此不衝 突，而進行OLT1與各ONU5之間的時刻同步管理是很重要的。因此，在本實施形態中，係就實施形態1所說明的光通信系統中之OLT1與各ONU5之間的時刻同步管理方法加以說明。在本實施形態之光通信系統中，係藉由以以下所示之順序進行測距(ranging)(傳輸路延遲之測定)而管理RTT(Round Trip Time：封包來回時間)，且防止從不同之ONU5發送來的上傳猝發信號彼此衝突。
第8圖係顯示第1圖所示之構成的光通信系統中之測距順序之一例的圖。另外，在此，作為一例，係說明登錄ONU時的測距順序。在第8圖所示的PON傳輸區間(RN與ONU之間)，係收發PON控制用之MPCP訊框。MPCP訊框，係在PON傳輸區間(OLT與RN之間)被膠囊化，且當作OTU訊框來收發。但是，有關RN中之膠囊化/解膠囊化動作將省略說明。又，為了簡化說明起見，係以RN具備單一轉發器進行說明。因而，在以下所示之測距方法中，RN所執行的處理，係相當於RN內之轉發器執行的處理。另外，在OTN傳輸區間，亦可從MPCP訊框中取出必要資訊，且對OTU訊框之標頭映射(mapping)地傳輸必要資訊。
在第8圖所示的控制中，首先係從OLT對RN發送儲存有發送開始時刻(Grant start time：允許開始時間，圖中表記為GST)之相對值的Discovery Gate訊框資訊(步驟S41)。
RN，係對從OLT接收到的訊框，押印顯示在本機裝 置內之當地計時器管理的當地時刻之TS(時間戳記)，並且將GST修正成絕對時刻之值(步驟S42)，且按照需要而產生PON訊框並傳輸至ONU(步驟S43)。
接收到Discovery Gate訊框的ONU，係確認嵌入於該接收到的訊框內之TS值(絕對時刻)，且進行使當地計時器之值與之同步的處理(TS同步)(步驟S44)，之後，當變成以Discovery Gate訊框所指定的發送開始時刻(GST)時，就將押印有顯示ONU之當地計時器之值的TS之Register Request訊框朝向OLT發送(步驟S45、S46)。另外，在藉由執行了步驟S44，而執行此等的步驟S45、S46之時點，ONU之當地時刻係成為與RN之當地時刻一致的狀態。
RN，係當接收Register Request訊框時，就根據已發送Discovery Gate訊框之時刻(給與Discovery Gate訊框之TS值)、嵌入於所接收到的訊框內之TS值、訊框之接收時刻(接收到的時點之當地計時器值)而算出RTT(步驟S47)。接著，RN係包含算出後的RTT在內，並將Register Request訊框資訊傳輸至OLT(步驟S48)。
OLT，係當接收包含有RTT之Register Request訊框資訊時，就根據接收到的RTT，更新所對應的邏輯鏈結之RTT(步驟S49)。又，執行用以登錄訊框發送源之ONU的預定之處理(往ONU分配邏輯鏈結之處理等)。其次，OLT，係發送顯示ONU之登錄處理完成的Register訊框資訊(步驟S50)，而RN，係按照需要而產生PON訊框，並對接收訊框資訊押印TS並傳輸至ONU(步驟S51、S52)。ONU， 係當接收Register訊框時，就與上述步驟S44同樣地進行TS同步(步驟S53)。又，按照接收訊框中所含的資訊，變更本機裝置內部之設定。例如，掌握分配至本機裝置之邏輯鏈結，且記憶其識別資訊(邏輯鏈結ID)。
OLT，係進而分配供ONU發送響應訊框的頻帶(Grant產生)，該響應訊框係與在步驟S50發送來的Register訊框資訊對應，且發送用以通知頻帶分配結果之Gate訊框資訊(步驟S54、S55)。在該Gate訊框資訊中，係嵌入已分配至ONU的邏輯鏈結之ID。
RN，係當接收Gate訊框資訊時，押印顯示本機裝置之當地時刻的TS以取代被嵌入的TS，並且根據當地時刻而修正GST，且按照需要而產生PON訊框並傳輸至ONU(步驟S56、S57)。
ONU，係當接收Gate訊框資訊時，與上述步驟S44、S53同樣地進行TS同步(步驟S58)。又，押印TS並發送Register Ack訊框(步驟S59、S60)。Register Ack訊框，係使用以上述接收到之Gate訊框通知的頻帶來發送。
RN，係當接收Register Ack訊框時，就與上述步驟S47同樣地算出RTT(步驟S61)，且包含所算出的RTT在內，而傳輸Register Ack訊框資訊(步驟S62)。OLT，係當接收包含有RTT的Register Ack訊框資訊時，就更新所對應的邏輯鏈結之RTT(步驟S63)。
另外，RN，係在已計算RTT的情況下，沒有必要將計算結果每次通知OLT。至少只要僅在與此之前(前次)算 出的RTT和重新算出的RTT不同之情況(亦包含與此之前沒有將RTT通知OLT的情況)下通知OLT即可。
如此，RN，係在從OLT接收到訊框之情況下，將訊框內之時間戳記值(TS值)更新成當地時刻(當地計時器之值)並傳輸至ONU。又，在接收到的訊框包含上傳頻帶之分配資訊的情況(Discovery Gate訊框、Gate訊框之情況)下，頻帶分配資訊中所含的發送開始時刻(GST)亦在一併更新之後傳輸至ONU。更且，在從ONU接收到訊框時，算出RTT。另外，在RN具備複數個轉發器時，在RN，係針對每一轉發器，以上述之順序實施測距。又，容納於RN的各ONU，係沒有必要確認經由RN而接收到的各訊框之TS值或GST是否基於RN之當地時刻、及在與OLT之間進行時刻同步還是在與RN之間進行時刻同步。亦即，只要進行與習知之ONU同樣的動作即可，而沒有必要特別的動作。
在此，就包含在上述步驟S42等所執行的GST之修正動作的頻帶分配動作加以說明。第9圖係顯示頻帶分配動作之一例的圖，且顯示以由第k個RN及該RN下層之各ONU所構成的網路(第9圖中表記為ODN#k)為對象的頻帶分配動作之例。由第k個以外之RN與下層之ONU所構成的網路為對象時的動作亦與此同樣。
在本實施形態之光通信系統的頻帶分配動作中，首先作為Step(A)，係OLT計算每一邏輯鏈結(圖中表記為LL)之頻帶分配量，且將每一邏輯鏈結之頻帶分配結果通知 RN。此時，每一邏輯鏈結之頻帶分配量的總和，並不超出按照實施形態1所說明之順序而決定之對於RN的上傳頻帶分配量(BWk)。另外，頻帶分配結果，係如已說明般，以Gate訊框(亦包含Discovery Gate訊框)資訊通知RN。
如圖所示，頻帶分配結果，係當作每一邏輯鏈結之發送開始時刻(GST)與允許發送的期間之長度(Grant Length，圖中表記為GL)來通知。在第9圖中，係顯示將開端邏輯鏈結之(LL=1之)GST(GST_LTk(LL))當作0並算出各邏輯鏈結之GST與GL(GLk(LL))的情況之例。又，為了避免各邏輯鏈結之發送信號衝突，而就GL，設為從各GST之間隔(差分)中扣掉10而得的值。另外，OLT，亦可在決定GST時，不考慮與連接於各邏輯鏈結的終端之間的RTT。由於GST，係在RN中，考慮RN與其下層的各ONU之RTT而修正，所以OLT於通常動作時，只要僅考慮來自各ONU之信號到達本機裝置(OLT)的時序(timing)(時刻)即可。
其次，作為Step(B)，係從OLT接收到包含有頻帶分配結果(GST與GL)之訊框(Gate訊框、Discovery Gate訊框)資訊的RN，根據當地時刻、每一邏輯鏈結之RTT、及事先算出之基準時刻(RN_GST_basek)，而修正接收到的訊框內之資訊(顯示頻帶分配結果之GST)。例如，在各邏輯鏈結之GST一律加上基準時刻，進而從加上基準時刻後之各GST中，減去所對應之RTT(每一邏輯鏈結之RTT)以獲得修正後之各GST。另外，並未就GL進行變更。
有關頻帶更新週期K，當將LL設為邏輯鏈結ID、將OLT所算出的每一邏輯鏈結之GST設為GST_LTk(LL)、將基準時刻設為RN_GST_basek、將在RN保持的每一邏輯鏈結之RTT設為RTTk(LL)時，作為絕對GST(修正後之GST)之GSTk(LL)係以下面數式提供。藉由實施如此之計算，能夠進行被排程規劃(scheduling)後之上傳通信控制以免上傳方向之猝發衝突。
GSTk(LL)=GST_LTk(LL)+RN_GST_basek-RTTk(LL)
RN，係將包含有以如此之順序而產生的修正後之各GST、和從OLT通知而得的每一邏輯鏈結之GL的Gate訊框，發送至本機裝置下層之各ONU。
另外，在第9圖所示之動作中，雖然OLT不考慮RN與各ONU之間的RTT就決定GST，且RN根據與各ONU之間的RTT(每一邏輯鏈結之RTT)及當地時刻而修正GST，但是亦可構成為：OLT考慮上述RTT而決定GST，且RN僅考慮當地時刻而修正GST。
第10圖及第11圖係顯示RN更新(修正)GST之順序、及更新頻帶更新週期之基準時刻之順序的流程圖。第10圖係顯示GST之修正值算出及基準時刻更新之順序的流程圖，第11圖係顯示基準時刻更新之順序的流程圖。在本實施形態之光通信系統中，如第10圖所示，雖然算出GST之修正值時基準時刻之更新亦一併實施，但是更進一步按照需要，如第11圖所示，亦實施未伴隨GST之修正值算出而更新基準時刻的動作。
如第10圖所示，在GST之修正動作中，RN#k(第k個RN)，係當接收Gate資訊(***於Gate訊框、Discovery Gate訊框之資訊)時，確認是否為啟動後最初接收到的Gate資訊，若為最初接收到的Gate資訊，則將基準時刻(RN_GST_basek)初始化。在該初始化動作中，係對當地計時器之值(第10圖中表記為TS)加上預定之補償值(OFFSET)，且當作初始化後之基準時刻。
基準時刻之初始化完成時，或上述接收到的Gate資訊非為啟動後最初接收到的Gate資訊時，更新所接收到的Gate資訊中所含之各GST(每一邏輯鏈結之GST)。在該更新動作中，首先對所接收到的Gate資訊中所含之各發送開始時刻GST_LTk(LL)加上基準時刻RN_GST_basek，且算出每一邏輯鏈結之RN_GSTk(LL)。其次，從算出的RN_GSTk(LL)中，減去保持中的每一邏輯鏈結之RTT之中所對應的(RTTk(LL))，且當作更新後之發送開始時刻GSTk(LL)。
當就全部的發送開始時刻進行更新時，就更新基準時刻。具體而言，從藉由上述之發送開始時刻更新動作而算出的每一邏輯鏈結之發送開始時刻GSTk(LL)之中選擇值為最大者，且當作新的基準時刻RN_GST_basek。各RN，係將如此的GST之更新動作，於每次接收Gate資訊時實施。
又，各RN，係除了第10圖所示之動作，還以第11圖所示之順序更新基準時刻。亦即，各RN，係在已接收 過Gate資訊之狀態中監視當地時刻(Local_Timer)及基準時刻(RN_GST_basek)，而在檢測出當地時刻成為基準時刻以上的狀態時，對當地時刻之現在值TS加上預定之補償值(OFFSET)，且當作更新後之基準時刻。補償值，係根據當地時刻與基準時刻之差而決定。具體而言，當作如當地時刻變成比基準時刻還小的值。
如此，在本實施形態之光通信系統中，各RN，係事先算出顯示與下層的各ONU之間的個別傳輸延遲量之RTT並予以保持，OLT係在對容納於各RN的ONU通知分配的上傳頻帶之算出結果時，並不考慮與各RN之間的RTT就決定發送開始時刻(GST)之設定值，而RN係將來自OLT之接收訊框中所含的GST之設定值，根據本機裝置之當地時刻、及事先保持的RTT來更新。亦即，以使下層的各ONU之當地時刻與本身之當地時刻同步的方式控制，進而算出與下層的各ONU之間的RTT，且事先保持所算出的各RTT。然後，將設定於接收訊框的各GST，根據當地時刻與RTT來更新。藉此，即使在比RN還上位之通信路徑經切換時由於在RN保持的RTT亦不受到影響，所以變得容易進行PON之上傳猝發控制，並且可將發生通信路徑切換時之通信恢復原狀為止的所需時間比習知還縮短化。
(產業上之可利用性)
如以上所述，本發明之光通信系統，係包含複數個1對多連接的網路，且適於將上傳方向之通信設為分時多工 通信的構成之光通信系統。
1‧‧‧OLT
2、21、22、2n‧‧‧環上節點
3、311、31p、321、32q、3n1、3nr‧‧‧遠端節點(RN)
4‧‧‧光耦合器
5‧‧‧ONU
51‧‧‧1G-ONU
510‧‧‧10G-ONU
5101‧‧‧10G．1G-ONU
11‧‧‧OLT-IF
12‧‧‧監視控制部
13、21‧‧‧ROADM部
22‧‧‧OTN-XC部
31、115‧‧‧OptTRx部
32、112‧‧‧OTN映射器/解映射器部
33‧‧‧猝發轉發器
111‧‧‧IF部
113‧‧‧SER/DES部
114‧‧‧上傳頻帶分配控制部
331‧‧‧RTT管理部
332‧‧‧DOB CDR部
333‧‧‧DOB Rx部
334‧‧‧時間戳記處理部
335‧‧‧1G/10G OptTx部
336‧‧‧WDM耦合器
337‧‧‧當地計時器
第1圖係顯示本發明的光通信系統之構成例的圖。
第2圖係顯示OLT、環上節點及RN之構成例與控制方式之概要的圖。
第3圖係顯示都會區頻帶更新週期與存取頻帶更新週期之關係的圖。
第4圖係顯示頻帶分配控制之全體動作之一例的流程圖。
第5圖係顯示對於RN3之頻帶分配控制之一例的流程圖。
第6圖係顯示對於RN3之頻帶分配控制之一例的流程圖。
第7圖係顯示對於轉發器之頻帶分配控制之一例的流程圖。
第8圖係顯示本發明的光通信系統中之測距順序之一例的圖。
第9圖係顯示頻帶分配動作之一例的圖。
第10圖係顯示更新GST之順序、及更新頻帶更新週期之基準時刻之順序的流程圖。
第11圖係顯示更新頻帶更新週期之基準時刻之順序的流程圖。
1‧‧‧OLT
21、22、2n‧‧‧環上節點
311、31p、321、32q、3n1、3nr‧‧‧遠端節點(RN)
4‧‧‧光耦合器
51‧‧‧1G-ONU
510‧‧‧10G-ONU
5101‧‧‧10G．1G-ONU

Claims (15)

  1. 一種光通信系統，其特徵為：包含複數個環上節點、遠端節點及ONU而構成，該複數個環上節點係構成環狀網路且從該環狀網路抽出特定波長之信號光並輸出至未構成該環狀網路之其他節點，並且將從該其他節點輸入之信號光輸出至該環狀網路；該遠端節點係當作前述其他節點來動作；該ONU係透過光耦合器而連接於前述遠端節點，且前述環上節點之中的一部分節點係當作執行對前述ONU分配上傳頻帶之處理的OLT來動作，而當作前述OLT來動作的節點係具備：第1頻帶分配功能，將同一遠端節點下層之ONU彼此當作1個ONU群組來處置，且將被分配至本機系統之上傳頻帶，根據來自各ONU之上傳頻帶分配要求量、及屬於各ONU群組的ONU之數量，分配至各個前述ONU群組；以及第2頻帶分配功能，針對各個前述ONU群組，將藉由前述第1頻帶分配功能而分配出之上傳頻帶，根據來自各ONU之上傳頻帶分配要求量而再分配至群組內之各ONU。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光通信系統，其中，以與作為更新分配至各ONU之上傳頻帶之週期的頻帶更新週期相同、或比該頻帶更新週期還長的週期來執行前述第1頻帶分配功能。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光通信系統，其中，在前述第1頻帶分配功能中，係在(來自全部的ONU之上傳頻帶分配要求量之總和)≦(分配至本機系統之上傳頻帶)的情況下，將與來自各ONU之上傳頻帶要求量之每一前述ONU群組的總和相同量的頻帶分配至各ONU群組。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光通信系統，其中，在前述第1頻帶分配功能中，係在(來自全部的ONU之上傳頻帶分配要求量之總和)>(分配至本機系統之上傳頻帶)的情況下，當將分配至本機系統之上傳頻帶設為BW、將屬於第i個(i=0,1,…)ONU群組的ONU之數量設為Ni、將系統整體的ONU之數量設為N時，則以成為「(對於第i個ONU群組之頻帶分配量)≦(BW×Ni/N)」之方式，將上傳頻帶分配至各ONU群組。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之光通信系統，其中，當將來自屬於第i個ONU群組的ONU之上傳頻帶要求量之總和設為Ri時，則在「Ri≦(B×Ni/N)」成立之情況下，將與Ri相同量的頻帶分配至所對應的ONU群組，而在「Ri>(B×Ni/N)」成立之情況下，將與B×Ni/N相同量的頻帶分配至所對應的ONU群組。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之光通信系統，其中，當將來自屬於第i個ONU群組的ONU之上傳頻帶要求 量之總和設為Ri、將對於第i個ONU群組之過去的上傳頻帶分配量之平均值設為yi(t)、且△yi(t)=yi(t)-B×Ni/N時，則在「Ri≦(B×Ni/N)」成立之情況下，將與Ri相同量的頻帶分配至所對應的ONU群組，而在「Ri>(B×Ni/N)」成立之情況下，將與以下面數式所示的xi(t)相同量的頻帶分配至所對應的ONU群組
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光通信系統，其中，在藉由前述第1頻帶分配功能往各ONU群組之上傳頻帶的分配結束之時點存在有殘餘頻帶的情況下，將該殘餘頻帶追加配送至各ONU群組，且在追加配送結束後藉由前述第2頻帶分配功能進行往ONU之頻帶分配。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光通信系統，其中，前述遠端節點係具備1個以上之轉發器，而前述ONU係透過前述光耦合器而連接於前述轉發器，且在前述第2頻帶分配功能中，係在分配上傳頻帶至各ONU群組內之各ONU的處理中，首先將前述所分配之上傳頻帶，按照連接中之ONU數分配至各轉發器，其次將分配至各轉發器之頻帶，根據來自各ONU之上傳頻帶要求量而分配至各ONU。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之光通信系統，其中，前 述遠端節點係具有測定顯示與連接於本身的各ONU之間之傳輸延遲時間的RTT之功能，且在已接收顯示對於該各ONU之上傳頻帶之分配結果的Gate資訊之情況下，根據本身之當地時刻及前述RTT之測定結果修正該Gate資訊之後傳輸至該各ONU。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光通信系統，其中，前述遠端節點係將前述Gate資訊中所含的資訊之中，顯示各個前述ONU之發送開始時刻的GST當作修正對象，並以從各個前述ONU發送來的上傳信號彼此不衝突的方式修正GST。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之光通信系統，其中，前述遠端節點係具備：1個以上之轉發器，其事先測定顯示與容納中的各ONU之間之傳輸延遲時間的RTT並保持測定結果，並且在已接收顯示對於該各ONU之上傳頻帶之分配結果的Gate資訊之情況下，根據本身之當地時刻及前述RTT之測定結果修正該Gate資訊之後傳輸至該各ONU。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之光通信系統，其中，前述轉發器係將前述Gate資訊中所含的資訊之中，顯示各個前述ONU之發送開始時刻的GST當作修正對象，並以從各個前述ONU發送來的上傳信號彼此不衝突的方式修正GST。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之光通信系統，其中，當作前述OLT來動作的環上節點，係在決定對各ONU分 配之上傳頻帶之後，不考慮與分配上傳頻帶的各ONU之間之傳輸延遲時間而產生前述Gate資訊。
  14. 一種通信裝置，其特徵為：在包含複數個環上節點、遠端節點及ONU，且前述環上節點之中的一部分節點對前述ONU分配上傳頻帶的光通信系統中，當作執行分配前述上傳頻帶之處理的環上節點來動作者，該複數個環上節點係構成環狀網路且從該環狀網路抽出特定波長之信號光並輸出至未構成該環狀網路之其他節點，並且將從該其他節點輸入之信號光輸出至該環狀網路；該遠端節點係當作前述其他節點來動作；該ONU係透過光耦合器而連接於前述遠端節點，且將同一遠端節點下層之ONU彼此當作1個ONU群組來處置，且將被分配至本機系統之上傳頻帶，根據來自各ONU之上傳頻帶分配要求量、及屬於各ONU群組的ONU之數量，分配至各個前述ONU群組，更且，針對各個前述ONU群組，將前述分配出之上傳頻帶，根據來自各ONU之上傳頻帶分配要求量而再分配至群組內之各ONU。
  15. 一種頻帶控制方法，其特徵為：在包含複數個環上節點、遠端節點及ONU，且前述環上節點之中的一部分節點對前述ONU分配上傳頻帶的光通信系統中用以控制頻帶者，該複數個環上節點係構成環狀網路且從該環狀網路抽出特定波長之信號光並輸出至未構成該環狀網路之其他節點，並且將從該其他節點輸入之信號 光輸出至該環狀網路；該遠端節點係當作前述其他節點來動作；該ONU係透過光耦合器而連接於前述遠端節點，且該頻帶控制方法具備：第1頻帶分配步驟，將同一遠端節點下層之ONU彼此當作1個ONU群組來處置，且將被分配至本機系統之上傳頻帶，根據來自各ONU之上傳頻帶分配要求量、及屬於各ONU群組的ONU之數量，分配至各個前述ONU群組；以及第2頻帶分配步驟，針對各個前述ONU群組，將藉由前述第1頻帶分配步驟而分配出之上傳頻帶，根據來自各ONU之上傳頻帶分配要求量而再分配至群組內之各ONU。
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