JP2015056735A - Communication system and communication method - Google Patents

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直剛 柴田
Naotake Shibata
直剛 柴田
淳一 可児
Junichi Kani
淳一 可児
法子 飯山
Noriko Iiyama
法子 飯山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication system and a communication method, which can avoid deterioration of transmission efficiency even if an error correction encoding system is applied.SOLUTION: A communication system includes: a PON for connecting one OLT and a plurality of ONUs via an optical power splitter; hierarchical modulation means for transmitting a hierarchical modulation signal obtained by multiplexing downlink data to the ONUs from the OLT; data distribution means for distributing the downlink data to one of hierarchies of the hierarchical modulation signal; and error correction means for setting at least one of an error correction encoding system and redundancy of the error correction encoding system for each hierarchy to which the data distribution means distributes the downlink data.

Description

PONが構築された通信システム及びその通信方法に関する。   The present invention relates to a communication system in which a PON is constructed and a communication method thereof.

光アクセスネットワークではPON(Passive Optical Network)方式が広く採用されている。図7にPONシステムの一例を示す。これまでPONシステムでは、シンボルレートの増大、利用波長数の増大により、伝送容量拡大が図られてきた。しかし、アナログデバイスによりシンボルレートが制限されており、また利用可能な波長数も有限である。そこで、さらなる伝送容量拡大のために、波長の有効利用が求められている。   In the optical access network, a PON (Passive Optical Network) method is widely adopted. FIG. 7 shows an example of a PON system. Until now, in the PON system, the transmission capacity has been expanded by increasing the symbol rate and the number of wavelengths used. However, the symbol rate is limited by analog devices, and the number of wavelengths that can be used is also finite. Therefore, effective use of wavelengths is required for further expansion of transmission capacity.

1つの変調シンボルで複数ビットを送信可能な多値変調方式により、シンボルレート・波長数を増やすことなく伝送容量を向上することが検討されている。下りリンク通信への多値変調の適用例として、階層変調PONシステムが提案されている(特許文献1を参照。)。特許文献1の階層変調PONシステムは、下りリンク通信において、複数の階層から構成される多値/高次変調信号を送信する光送信器を備える。この光送信器は、各ONUのアドレスと受信可能な階層とを対応付けて記憶した対応表を参照し、送信フレームの宛先アドレスに応じて各フレームの変調の階層を決定する。このような階層変調PONシステムは、複数の送信フレームを階層に分けることで、複数ユーザへのデータを一波長で同時に送信可能とする。   It has been studied to improve the transmission capacity without increasing the symbol rate and the number of wavelengths by using a multi-level modulation method capable of transmitting a plurality of bits with one modulation symbol. As an application example of multi-level modulation for downlink communication, a hierarchical modulation PON system has been proposed (see Patent Document 1). The hierarchical modulation PON system of Patent Document 1 includes an optical transmitter that transmits a multilevel / higher order modulation signal composed of a plurality of layers in downlink communication. This optical transmitter refers to a correspondence table in which addresses of each ONU and receivable layers are stored in association with each other, and determines the modulation layer of each frame according to the destination address of the transmission frame. Such a hierarchical modulation PON system divides a plurality of transmission frames into hierarchies so that data for a plurality of users can be transmitted simultaneously at one wavelength.

一例として、star 8−QAM変調信号を用いた階層変調PONシステムに関して述べる。star 8−QAM変調信号は、一つの変調シンボルで3bit伝送が可能である。そこで、3つの別々のデータの1bitずつを用いて変調を行い、一つの変調シンボルに3つのデータを多重する。これにより、3つのデータを一波長で同時に送信できる。これら3つのデータは、それぞれ別々の宛先であっても良いし、少なくとも二つ以上のデータの宛先が同じでも良い。   As an example, a hierarchical modulation PON system using a star 8-QAM modulated signal will be described. The star 8-QAM modulated signal can be transmitted in 3 bits with one modulation symbol. Therefore, modulation is performed using 1 bit of each of three separate data, and three data are multiplexed on one modulation symbol. Thereby, three data can be transmitted simultaneously by one wavelength. These three data may be different destinations, or at least two or more data may have the same destination.

以降、iビット目を用いてデータを送受信することを、iビット目のレーンを用いると表現する。階層変調PONシステムの変調信号としては、star 8−QAM変調信号に限らず、任意の変調多値数のstar QAM変調信号、任意の変調多値数のQAM変調信号を用いることができる。   Hereinafter, transmission / reception of data using the i-th bit is expressed as using the i-th lane. The modulation signal of the hierarchical modulation PON system is not limited to the star 8-QAM modulation signal, and an arbitrary modulation multilevel number QAR modulation signal and an arbitrary modulation multilevel number QAM modulation signal can be used.

階層変調PONシステムの装置構成例を図8に示す。   FIG. 8 shows an apparatus configuration example of the hierarchical modulation PON system.

局側光回線終端装置(OLT:Optical Line Terminal)100は、下りリンク通信のため、各加入者側光回線終端装置(ONU:Optical Network Unit)宛の下りデータをいずれかのレーンに振り分けるデータ振分け部11と、レーンごとにデータを貯めるバッファ12と、各レーンのバッファ12から1bitずつ用いてデータ信号を作成する多値信号生成部13と、データ信号を光信号に変換するE/O変換部14を有する。データ振分け部11が特許文献1のビット位置決定部に相当し、バッファ12及び多値信号生成部13が特許文献1のパラレル/シリアル変換及び符号化に相当し、E/O変換部14が特許文献1の変調器に相当する。   The optical line terminal unit (OLT) 100 is a data distribution unit that distributes downlink data addressed to each optical terminal unit (ONU) to each lane for downlink communication. 11, a buffer 12 that stores data for each lane, a multi-value signal generator 13 that creates a data signal using 1 bit from the buffer 12 of each lane, and an E / O converter that converts the data signal into an optical signal 14 The data distribution unit 11 corresponds to the bit position determination unit of Patent Document 1, the buffer 12 and the multilevel signal generation unit 13 correspond to the parallel / serial conversion and encoding of Patent Document 1, and the E / O conversion unit 14 is patented. This corresponds to the modulator of Document 1.

データ信号とは、ONU宛データを基に生成された信号であり、後述する制御信号と区別するために用いる。多値信号生成部13は、star−QAM変調信号やQAM変調信号等の多値信号を作成する。変調信号の1シンボルで送信可能なbit数=レーン数である。E/O変換部14は、直接変調または外部変調により電気信号を光信号に変換する。   The data signal is a signal generated based on the data addressed to the ONU, and is used to distinguish it from a control signal described later. The multilevel signal generation unit 13 generates a multilevel signal such as a star-QAM modulation signal or a QAM modulation signal. The number of bits that can be transmitted with one symbol of the modulation signal = the number of lanes. The E / O converter 14 converts an electrical signal into an optical signal by direct modulation or external modulation.

OLT100は、上りリンク通信のため、受信光信号を電気信号に変換するO/E変換部15と、信号を復調する多値信号復号部16を有する。上りリンク通信に関して、階層変調PONシステムのOLTと既存のPONシステムのOLTとは、同一装置構成である。   The OLT 100 includes an O / E conversion unit 15 that converts a received optical signal into an electric signal and a multilevel signal decoding unit 16 that demodulates the signal for uplink communication. Regarding uplink communication, the OLT of the hierarchical modulation PON system and the OLT of the existing PON system have the same device configuration.

データ振分け部11のデータ振分け例を図9及び図10に示す。図9及び図10ではstar 8−QAMを用いており、ONU#i宛のdata#i(i=1,2,3)を1〜3bit目のレーンに振り分ける。ONU#1は1bit目のレーン、ONU#2は1〜3bit目のレーン、ONU#3は1〜3bit目のレーンまで信号を正しく受信できると仮定すると、OLT100はデータ振分け部11において、data#1を1bit目のレーン、data#2を1〜3bit目のレーン、data#3を1〜3bit目のレーンに振分ける。data#2及びdata#3を振り分ける際、各レーンのバッファ量を見て、バッファ量の少ないレーンに振り分けるよう制御しても良い。また、ONU#1は通信可能なレーンが少なく、ONU#2及びONU#3は通信可能なレーンが多いことから、1bit目のレーンには、data#2及びdata#3よりもdata#1を優先して振り分けることで、ONU間の公平性を向上できる。   Examples of data distribution by the data distribution unit 11 are shown in FIGS. 9 and 10, star 8-QAM is used, and data # i (i = 1, 2, 3) addressed to ONU # i is distributed to the 1st to 3rd lanes. Assuming that ONU # 1 can correctly receive signals from the 1-bit lane, ONU # 2 from 1 to 3 bits, and ONU # 3 from 1 to 3 lanes, the OLT 100 performs data # in the data distribution unit 11. 1 is assigned to the 1-bit lane, data # 2 is assigned to the 1st to 3rd lane, and data # 3 is assigned to the 1st to 3rd lane. When allocating data # 2 and data # 3, the buffer amount of each lane may be seen and control may be performed so as to distribute to lanes with a small buffer amount. Since ONU # 1 has few lanes that can be communicated and ONU # 2 and ONU # 3 have many lanes that can be communicated, data # 1 is assigned to lane 1 of the first bit rather than data # 2 and data # 3. By preferentially allocating, the fairness between ONUs can be improved.

ONU200は、下りリンク通信のため、受信光信号を電気信号に変換するO/E変換部21と、多値信号に含まれるビットをレーンごとに出力する多値信号復号部22と、多値信号復号部22の出力を貯めるバッファ23と、バッファ内の自分宛の下りデータを取り出しそれ以外の宛先の下りデータをバッファ23から破棄するデータ抽出部24を有する。多値信号復号部22は、star−QAM復調、QAM復調等の動作を行う。   The ONU 200 includes an O / E converter 21 that converts a received optical signal into an electrical signal for downlink communication, a multi-level signal decoder 22 that outputs bits included in the multi-level signal for each lane, and a multi-level signal. A buffer 23 for storing the output of the decoding unit 22 and a data extraction unit 24 for extracting downlink data addressed to itself in the buffer and discarding downlink data of other destinations from the buffer 23 are provided. The multi-level signal decoding unit 22 performs operations such as star-QAM demodulation and QAM demodulation.

ONU200は、上りリンク通信のため、入力ビット系列に対して変調する多値信号生成部25と、電気信号を光信号に変換するE/O変換部26を有する。上りリンクに関して、階層変調PONシステムのONUと既存のPONシステムのONUとは、同一装置構成である。   The ONU 200 includes a multi-level signal generation unit 25 that modulates an input bit sequence and an E / O conversion unit 26 that converts an electrical signal into an optical signal for uplink communication. Regarding the uplink, the ONU of the hierarchical modulation PON system and the ONU of the existing PON system have the same device configuration.

また、図7や図8のPONは、誤り訂正符号により誤り率を改善することができる。例えばGE−PON及び10G−EPONでは、リードソロモン符号が用いられる。GE−PON及び10G−EPONで誤り訂正符号化方式は同一であるが、冗長度が異なる。冗長度とは、誤り訂正符号化後のビット数に対する誤り訂正符号化前のビット数の割合である。冗長度を高く設定するほど、所要受信感度を低減できるが、伝送効率が低下する。例えば10G−EPONのリードソロモン符号の場合には、誤り訂正符号を用いない場合と比べ、約12.5%伝送効率が低下する。所要の通信品質を満たす最小の冗長度に設定すれば、誤り訂正符号使用による伝送効率低減を最小限に抑制できる。   7 and 8 can improve the error rate by using an error correction code. For example, Reed-Solomon codes are used in GE-PON and 10G-EPON. GE-PON and 10G-EPON have the same error correction coding method but have different redundancy. Redundancy is the ratio of the number of bits before error correction coding to the number of bits after error correction coding. As the redundancy is set higher, the required reception sensitivity can be reduced, but the transmission efficiency decreases. For example, in the case of a 10G-EPON Reed-Solomon code, the transmission efficiency is reduced by about 12.5% compared to the case where no error correction code is used. If the minimum redundancy that satisfies the required communication quality is set, transmission efficiency reduction due to the use of error correction codes can be minimized.

特開2012−222456号公報JP 2012-222456 A

PONシステムでは、OLT−ONU間の伝送品質がONU毎に異なる。例えば、伝送距離の長いOLT−ONU間通信では伝送損失が大きいため伝送品質が低く、伝送距離の短いOLT−ONU間通信では伝送損失が小さいため伝送品質が高いといえる。そこで、伝送品質の比較的低いONUへ正しくデータを復号できるよう冗長度を高く設定し、伝送品質の比較的良いONUに対して冗長度を低く設定できれば、全ONUに対して同じ冗長度を用いる場合と比べ、伝送効率を向上できる。   In the PON system, the transmission quality between OLT and ONU differs for each ONU. For example, OLT-ONU communication with a long transmission distance has a large transmission loss, so the transmission quality is low, and OLT-ONU communication with a short transmission distance has a low transmission loss, so the transmission quality is high. Therefore, if redundancy is set high so that data can be correctly decoded to ONUs with relatively low transmission quality, and if redundancy can be set low for ONUs with relatively good transmission quality, the same redundancy is used for all ONUs. Compared to the case, the transmission efficiency can be improved.

しかしPONシステムの下り通信では、OLTは各ONU宛のデータをブロードキャストで送信し、各ONUは全ての受信信号を復調・復号して自分宛のデータのみを取り出す。このため、全ONUが正しくデータを復号できるよう冗長度を決定する必要がある。したがって、全ONUに対して同一の冗長度を用いることとなり、伝送効率の低下に繋がっていた。   However, in the downstream communication of the PON system, the OLT broadcasts data addressed to each ONU, and each ONU demodulates and decodes all received signals and extracts only the data addressed to itself. For this reason, it is necessary to determine the redundancy so that all ONUs can correctly decode the data. Therefore, the same redundancy is used for all ONUs, leading to a reduction in transmission efficiency.

階層変調PONシステムへの誤り訂正符号導入に関しては、これまで検討されておらず、装置構成も決まっていない。特許文献1のような階層変調PONシステムへ誤り訂正符号をそのまま導入すると、これまでのPONシステムと同様、全てONUに対して同一の冗長度が用いられるので、伝送効率が低下すると予想される。   The introduction of an error correction code into the hierarchical modulation PON system has not been studied so far, and the device configuration has not been determined. If the error correction code is directly introduced into the hierarchical modulation PON system as in Patent Document 1, the same redundancy is used for all ONUs as in the conventional PON system, so that it is expected that the transmission efficiency is lowered.

そこで、本発明は、誤り訂正符号方式を適用しても伝送効率の低下を回避できる通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a communication system and a communication method that can avoid a decrease in transmission efficiency even when an error correction code method is applied.

上記目的を達成するために、本発明は、階層変調PONシステムのレーンごとに符号化方式及び冗長度を決定することとした。   In order to achieve the above object, according to the present invention, the encoding method and redundancy are determined for each lane of the hierarchical modulation PON system.

具体的には、本発明に係る通信システムは、
1のOLTと複数のONUとを光パワースプリッタを介して接続するPONと、
前記OLTから前記ONUへの一つ以上の下りデータを多重した階層変調信号を伝送する階層変調手段と、
前記下りデータをいずれかの階層に振り分けるデータ振分け手段と、
前記階層変調信号の階層毎に誤り訂正符号化方式または誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を調整する誤り訂正手段と、
前記階層変調信号の階層ごとにビット系列を出力する多値信号復号手段と、
前記ビット系列を階層毎に誤り訂正復号する誤り訂正復号手段と、
を備える。
Specifically, the communication system according to the present invention is:
A PON that connects one OLT and a plurality of ONUs via an optical power splitter;
Hierarchical modulation means for transmitting a hierarchical modulation signal in which one or more downlink data from the OLT to the ONU is multiplexed;
Data distribution means for distributing the downlink data to any hierarchy;
Error correction means for adjusting at least one of the redundancy of the error correction coding scheme or the error correction coding scheme for each layer of the hierarchical modulation signal;
Multi-level signal decoding means for outputting a bit sequence for each hierarchy of the hierarchical modulation signal;
Error correction decoding means for error correction decoding the bit sequence for each layer; and
Is provided.

また、本発明に係る通信方法は、
1のOLTと複数のONUとを光パワースプリッタを介して接続するPONでの通信方法であって、
前記OLTから前記ONUへの下りデータを多重した階層変調信号を伝送する階層変調手順と、
前記下りデータをいずれかの階層に振り分けるデータ振分け手順と、
前記データ振分け手順で前記下りデータを振り分けた前記階層毎に誤り訂正符号化方式と誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を設定する誤り訂正手順と、
を行う。
Further, the communication method according to the present invention includes:
A communication method in a PON that connects one OLT and a plurality of ONUs via an optical power splitter,
A hierarchical modulation procedure for transmitting a hierarchical modulation signal in which downlink data from the OLT to the ONU is multiplexed;
A data distribution procedure for distributing the downlink data to any one of the layers;
An error correction procedure for setting at least one of an error correction coding scheme and a redundancy of the error correction coding scheme for each of the layers to which the downlink data is sorted in the data sorting procedure;
I do.

本発明は、データ振分け手段が下りデータを階層変調信号のいずれかのレーン(階層)に振分け、階層変調手段が前記下りデータを多重した前記階層変調信号を生成し、誤り訂正手段がレーン毎に冗長方式を決定する。また、本発明は、下りデータを受信する際に、 前記階層変調信号の階層ごとにビット系列を出力する多値信号復号手順と、前記ビット系列を階層毎に誤り訂正復号する誤り訂正復号手順と、を行う。このため、本発明は、階層毎に適切な冗長方式を設定することができ、過剰な冗長方式を設定して伝送効率を低下させることを回避できる。   In the present invention, the data distribution unit distributes the downlink data to any lane (hierarchy) of the hierarchical modulation signal, the hierarchical modulation unit generates the hierarchical modulation signal in which the downlink data is multiplexed, and the error correction unit Determine the redundancy scheme. Further, the present invention provides a multi-level signal decoding procedure for outputting a bit sequence for each layer of the hierarchical modulation signal when receiving downlink data, and an error correction decoding procedure for performing error correction decoding for the bit sequence for each layer. ,I do. Therefore, the present invention can set an appropriate redundancy method for each layer, and can avoid setting an excessive redundancy method and lowering the transmission efficiency.

従って、本発明は、誤り訂正符号方式を適用しても伝送効率の低下を回避できる通信システム及び通信方法を提供することができる。   Therefore, the present invention can provide a communication system and a communication method that can avoid a decrease in transmission efficiency even when an error correction code method is applied.

本発明に係る通信システムの前記誤り訂正手段は、前記OLTにおいて前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方の調整を前記OLTから前記ONUへの下りリンクの伝送品質情報に基づいて行い、調整した前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度を前記ONUへ通知する。本発明は、伝送品質情報に基づいて冗長方式を選択するため、伝送品質の変動に柔軟に対応することができる。   The error correction means of the communication system according to the present invention adjusts at least one of the error correction coding scheme or the redundancy of the error correction coding scheme in the OLT and transmits the downlink from the OLT to the ONU. The ONU is notified of the adjusted error correction coding scheme or redundancy of the error correction coding scheme performed based on quality information. Since the present invention selects a redundancy scheme based on transmission quality information, it can flexibly cope with variations in transmission quality.

本発明に係る通信システムの前記誤り訂正手段は、全ての前記ONUで復号可能な誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、少なくとも1つの前記階層に設定する。例えば、OLTとONUとの間で送受信する制御信号については、全てのONUで受信できることが必要となる。このため、いずれか一つのレーンを全てのONUが対応可能な冗長方式に設定し、当該レーンにて制御信号を伝送する。   The error correction means of the communication system according to the present invention sets at least one of an error correction coding scheme that can be decoded by all the ONUs or redundancy of the error correction coding scheme to at least one of the layers. . For example, a control signal transmitted and received between the OLT and the ONU needs to be received by all the ONUs. For this reason, any one lane is set to a redundancy system that can be handled by all ONUs, and a control signal is transmitted in the lane.

本発明に係る通信システムの前記誤り訂正手段は、前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、前記下りデータに周波数多重、時間多重又は波長多重して前記ONUへ通知する。   In the communication system according to the present invention, the error correction means performs frequency multiplexing, time multiplexing, or wavelength multiplexing of at least one of the error correction coding scheme or the redundancy of the error correction coding scheme on the downlink data, and Notify ONU.

本発明に係る通信システムの前記データ振分け手段は、前記OLTから前記ONUへの下りリンクの伝送品質情報に基づいてONUのグループを形成し、前記グループ毎に1又は複数の前記階層を割り当てる。伝送品質の比較的良いONUでグループ化されたレーンは、他のレーンよりも低い冗長度を用いて通信を行えるため、伝送効率が向上する。   The data distribution means of the communication system according to the present invention forms a group of ONUs based on downlink transmission quality information from the OLT to the ONU, and allocates one or a plurality of the layers to each group. Since lanes grouped with ONUs having relatively good transmission quality can communicate using lower redundancy than other lanes, transmission efficiency is improved.

本発明に係る通信システムの前記データ振分け手段は、前記OLTから前記ONUへの下りリンクの伝送品質情報に基づいて前記下りデータを前記階層のいずれかに振り分ける。本発明は、各ONUが復調できる変調方式が一定でない場合でも、各ONUが正しく信号を復調できるレーンを推定し、該レーンのみに該ONU宛のデータを振り分けることで、伝送品質を維持することができる。   The data distribution means of the communication system according to the present invention distributes the downlink data to one of the layers based on downlink transmission quality information from the OLT to the ONU. The present invention maintains transmission quality by estimating a lane in which each ONU can correctly demodulate a signal and allocating data addressed to the ONU only to the lane even when the modulation method that each ONU can demodulate is not constant. Can do.

本発明に係る通信システムの前記データ振分け手段及び前記誤り訂正手段は、前記OLTと前記ONUの間の平均周波数利用効率が最大となるように前記階層へ前記下りデータの振り分け及び前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を調整する。平均周波数利用効率を高くすることができる。   The data distribution means and the error correction means of the communication system according to the present invention distribute the downlink data to the hierarchy and the error correction coding so that an average frequency use efficiency between the OLT and the ONU is maximized. At least one of the redundancy of the scheme or the error correction coding scheme is adjusted. Average frequency utilization efficiency can be increased.

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。   The above inventions can be combined as much as possible.

本発明は、誤り訂正符号方式を適用しても伝送効率の低下を回避できる通信システム及び通信方法を提供することができる。   The present invention can provide a communication system and a communication method that can avoid a decrease in transmission efficiency even when an error correction code method is applied.

本発明に係る通信システムを説明する図である。It is a figure explaining the communication system which concerns on this invention. 本発明に係る通信システムでのビットマッピングの例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the bit mapping in the communication system which concerns on this invention. 本発明に係る通信システムを説明する図である。It is a figure explaining the communication system which concerns on this invention. 本発明に係る通信システムを説明する図である。It is a figure explaining the communication system which concerns on this invention. 本発明に係る通信システムを説明する図である。It is a figure explaining the communication system which concerns on this invention. 本発明に係る通信システムを説明する図である。It is a figure explaining the communication system which concerns on this invention. PONを説明する図である。It is a figure explaining PON. 階層変調を行う通信システムを説明する図である。It is a figure explaining the communication system which performs hierarchical modulation. 階層変調を説明する図である。It is a figure explaining hierarchical modulation. 階層変調を説明する図である。It is a figure explaining hierarchical modulation.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

(実施形態1)
図1は、本実施形態の通信システム301を説明する図である。通信システム301は、
1のOLT101と複数のONU201とを光パワースプリッタ150を介して接続するPONと、
OLT101からONU201への一つ以上の下りデータを多重した階層変調信号を伝送する階層変調手段と、
前記下りデータをいずれかの階層(レーン)に振り分けるデータ振分け手段と、
前記階層変調信号の階層毎に誤り訂正符号化方式または誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を調整する誤り訂正手段と、
前記階層変調信号の階層ごとにビット系列を出力する多値信号復号手段と、
前記ビット系列を階層毎に誤り訂正復号する誤り訂正復号手段と、
を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating a communication system 301 according to the present embodiment. The communication system 301 is
A PON that connects one OLT 101 and a plurality of ONUs 201 via an optical power splitter 150;
Hierarchical modulation means for transmitting a hierarchical modulation signal in which one or more downlink data from the OLT 101 to the ONU 201 is multiplexed;
Data distribution means for distributing the downstream data to any one of the tiers (lanes);
Error correction means for adjusting at least one of the redundancy of the error correction coding scheme or the error correction coding scheme for each layer of the hierarchical modulation signal;
Multi-level signal decoding means for outputting a bit sequence for each hierarchy of the hierarchical modulation signal;
Error correction decoding means for error correction decoding the bit sequence for each layer; and
Is provided.

OLT101は、下りリンク通信のため、図8のOLT100の構成に、入力ビット系列に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部31と、各レーンの誤り訂正符号化方式を決定する誤り訂正符号化方式決定部32をさらに有する。バッファ12は、誤り訂正符号化方式決定部32から誤り訂正符号化方式を通知され、該誤り訂正符号化方式の入力ビット数ごとにビット系列を出力する。誤り訂正符号化部31は、誤り訂正符号化方式決定部32から誤り訂正符号化方式を通知された誤り訂正符号化方式を用い、バッファ12から出力されたビット系列に対して誤り訂正符号化を行う。誤り訂正符号化方式とは、誤り訂正符号の種類と誤り訂正符号の冗長度のうち、少なくとも一方を指す。   For downlink communication, the OLT 101 has an error correction encoding unit 31 that performs error correction encoding on an input bit sequence and an error correction that determines an error correction encoding method for each lane in the configuration of the OLT 100 in FIG. It further has an encoding method determination unit 32. The buffer 12 is notified of the error correction encoding method from the error correction encoding method determination unit 32 and outputs a bit sequence for each number of input bits of the error correction encoding method. The error correction encoding unit 31 uses the error correction encoding method notified of the error correction encoding method from the error correction encoding method determination unit 32 and performs error correction encoding on the bit sequence output from the buffer 12. Do. The error correction coding method indicates at least one of the type of error correction code and the redundancy of the error correction code.

OLT101は、上りリンク通信のため、図8のOLT100の構成に、復調された信号に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部33を有する。上りリンク通信に関して、このOLTの装置構成は、既存のPONシステムに誤り訂正符号を導入した場合の構成と同一である。   The OLT 101 has an error correction decoding unit 33 that performs error correction decoding on the demodulated signal in the configuration of the OLT 100 in FIG. 8 for uplink communication. With respect to uplink communication, the OLT device configuration is the same as that when an error correction code is introduced into an existing PON system.

ONU201は、下りリンク通信のため、図8のONU200の構成に、レーンごとのビット系列に対して誤り訂正復号を行う誤り訂正復号部41と、各レーンの誤り訂正符号化方式を決定する誤り訂正符号化方式決定部42をさらに有する。誤り訂正復号部41は、誤り訂正符号化方式決定部42から通知された誤り訂正符号化方式を用いて、入力ビット系列に対して誤り訂正復号を行う。   The ONU 201 has an error correction decoding unit 41 that performs error correction decoding on a bit sequence for each lane and an error correction that determines an error correction coding method for each lane in the configuration of the ONU 200 in FIG. 8 for downlink communication. It further has an encoding method determination unit 42. The error correction decoding unit 41 performs error correction decoding on the input bit sequence using the error correction encoding method notified from the error correction encoding method determination unit 42.

ONU201は、上りリンク通信のため、図8のONU200の構成に、入力ビット系列に対して誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部43を有する。下りリンク通信に関して、このONUの装置構成は、既存のPONシステムに誤り訂正符号を導入した場合の構成と同一である。   The ONU 201 includes an error correction encoding unit 43 that performs error correction encoding on an input bit sequence in the configuration of the ONU 200 in FIG. 8 for uplink communication. With regard to downlink communication, the ONU device configuration is the same as that when an error correction code is introduced into an existing PON system.

なお、通信システム301において、階層変調手段はバッファ12及び多値信号生成部13に相当し、振分け手段はデータ振分け部11に相当し、誤り訂正手段は誤り訂正符号化部31及び誤り訂正符号化方式決定部32に相当し、多値信号復号手段は多値信号復号部22、バッファ23、及びデータ抽出部24に相当し、誤り訂正復号手段は誤り訂正復号部41及び誤り訂正符号化決定部42に相当する。   In the communication system 301, the hierarchical modulation means corresponds to the buffer 12 and the multilevel signal generation unit 13, the distribution means corresponds to the data distribution unit 11, and the error correction means includes the error correction encoding unit 31 and the error correction encoding. The multi-level signal decoding unit corresponds to the scheme determination unit 32, the multi-level signal decoding unit corresponds to the multi-level signal decoding unit 22, the buffer 23, and the data extraction unit 24. The error correction decoding unit corresponds to the error correction decoding unit 41 and the error correction coding determination unit. 42.

続いて、誤り訂正符号化方式決定部(32、42)が誤り訂正符号化方式を決定する方法を説明する。
まず、各レーンを使用するONUに応じて決定する方法が考えられる。例えばstar 8−QAMを用いる階層変調PONシステムでは、OOK変調信号を用いる既存ONUとstar 8−QAM変調信号を用いる新規ONUが共存する。既存ONUはOOK変調信号を用いるため1bit目のレーンのみ利用し、新規ONUは1〜3bit目のレーンを利用する。そこで、誤り訂正符号化方式決定部(32、42)は、既存ONUが存在する1bit目のレーンの誤り訂正符号化方式を、既存ONU及び新規ONUの所要受信感度を満たすよう決定し、新規ONUしか存在しない2〜3bit目のレーンの誤り訂正符号化方式を、新規ONUの所要受信感度を満たすよう決定する。
Subsequently, a method in which the error correction coding method determination unit (32, 42) determines the error correction coding method will be described.
First, a method of determining according to the ONU using each lane is conceivable. For example, in a hierarchical modulation PON system using a star 8-QAM, an existing ONU that uses an OOK modulation signal and a new ONU that uses a star 8-QAM modulation signal coexist. Since the existing ONU uses the OOK modulation signal, only the 1st bit lane is used, and the new ONU uses the 1st to 3rd lanes. Therefore, the error correction coding method determination unit (32, 42) determines the error correction coding method of the 1-bit lane in which the existing ONU exists so as to satisfy the required reception sensitivity of the existing ONU and the new ONU, and the new ONU. The error correction coding method for the 2nd to 3rd lanes, which only exists, is determined so as to satisfy the required reception sensitivity of the new ONU.

また、誤り訂正符号化方式を決定する別の方法として、変調方式のビットマッピングに応じてレーンごとに決定する方法が考えられる。例えば16QAMを用いる階層変調PONシステムでは、一つの変調シンボルで4bit伝送可能であるが、各bitの誤り率は同一でない場合がある。例えば図2のビットマッピングの例では、各信号点は等間隔に配置されているが、3及び4bit目の方が1及び2bit目よりも0と1の信号点が隣接している場合が多いため誤り率が高い。そこで、誤り訂正符号化方式決定部(32、42)は、誤り率の比較的低い1及び2bit目と誤り率の比較的高い3及び4bit目のレーンでそれぞれ所要受信感度を満たすよう、誤り訂正符号化方式を決定する。   As another method for determining the error correction coding method, a method for determining each lane according to the bit mapping of the modulation method is conceivable. For example, in a hierarchical modulation PON system using 16QAM, 4-bit transmission is possible with one modulation symbol, but the error rate of each bit may not be the same. For example, in the bit mapping example of FIG. 2, the signal points are arranged at equal intervals, but the signal points of 0 and 1 are more adjacent in the third and fourth bits than in the first and second bits. Therefore, the error rate is high. Therefore, the error correction coding method determination unit (32, 42) corrects the error so that the required reception sensitivity is satisfied in the first and second bit lanes having a relatively low error rate and the third and fourth bit lanes having a relatively high error rate. Determine the encoding method.

なお、本実施形態及び以下の実施形態では、任意の誤り訂正符号化方式を適用できる。誤り訂正符号化方式とは、リードソロモン符号、BCH符号、畳み込み符号、ターボ符号、LDPC符号、それら二つ以上の連接符号等を指す。   In the present embodiment and the following embodiments, any error correction coding scheme can be applied. The error correction coding system refers to Reed-Solomon code, BCH code, convolutional code, turbo code, LDPC code, two or more concatenated codes, and the like.

(実施形態2)
本実施形態は、各OLT−ONU間で下りリンクの伝送品質情報を交換し、該伝送品質情報を基にレーンごとの誤り訂正符号化方式を決定する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, downlink transmission quality information is exchanged between each OLT-ONU, and an error correction coding method for each lane is determined based on the transmission quality information.

図3は、本実施形態の通信システム302を説明する図である。通信システム302は、図1の通信システム301で説明した前記誤り訂正手段が、OLT102において前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方の調整を下りリンクの伝送品質情報に基づいて行い、調整した前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度をONU202へ通知し、前記データ振分け手段が、下りリンクの伝送品質情報に基づいて前記下りデータを前記階層のいずれかに振り分けることを特徴とする。   FIG. 3 is a diagram illustrating the communication system 302 according to the present embodiment. In the communication system 302, the error correction unit described in the communication system 301 of FIG. 1 adjusts at least one of the error correction coding scheme and the redundancy of the error correction coding scheme in the OLT 102 to the downlink transmission quality. The ONU 202 is notified of the adjusted error correction coding scheme or the redundancy of the error correction coding scheme, and the data distribution means transmits the downlink data based on downlink transmission quality information. It is characterized by allocating to one of the hierarchies.

OLT102は、下りリンク通信のため、図1のOLT101の構成に、各レーンの誤り訂正符号化方式をONUへ通知するための制御信号を生成する制御信号生成部51と、制御信号とデータ信号を多重する多重部52を有する。誤り訂正符号化方式決定部32は、伝送品質情報を基に各レーンの誤り訂正符号化方式を決定する。図3の多重部52は、周波数多重によりデータ信号と制御信号を多重する。   For downlink communication, the OLT 102 has a control signal generation unit 51 for generating a control signal for notifying the ONU of the error correction coding scheme of each lane in the configuration of the OLT 101 of FIG. 1, and a control signal and a data signal. A multiplexing unit 52 for multiplexing is provided. The error correction coding method determination unit 32 determines an error correction coding method for each lane based on the transmission quality information. The multiplexing unit 52 in FIG. 3 multiplexes the data signal and the control signal by frequency multiplexing.

OLT102は、上りリンク通信のため、図1のOLT101の構成に、受信信号をデータ信号と伝送品質通知信号に分離する分離部53と、分離部53が出力する伝送品質通知信号から伝送品質情報を抽出する伝送品質情報抽出部54を有する。   For uplink communication, the OLT 102 has the configuration of the OLT 101 in FIG. 1, a separation unit 53 that separates a received signal into a data signal and a transmission quality notification signal, and transmission quality information from the transmission quality notification signal that the separation unit 53 outputs. A transmission quality information extraction unit 54 for extraction is provided.

ONU202は、下りリンク通信のため、図1のONU201の構成に、受信信号をデータ信号と制御信号に分離する分離部61と、分離部61が出力する制御信号から制御情報を抽出する制御情報抽出部62を有する。誤り訂正復号部41は、制御情報により通知された誤り訂正符号化方式を用いて多値信号復号部22からのビット系列に対して誤り訂正復号を行う。   The ONU 202 has a configuration of the ONU 201 in FIG. 1 for downlink communication, and a separation unit 61 that separates a received signal into a data signal and a control signal, and control information extraction that extracts control information from the control signal output by the separation unit 61 Part 62. The error correction decoding unit 41 performs error correction decoding on the bit sequence from the multi-level signal decoding unit 22 using the error correction coding method notified by the control information.

ONU202は、上りリンク通信のため、図1のONU201の構成に、OLT−ONU間の伝送品質を推定する伝送品質推定部63と、推定した伝送品質情報をOLTへ通知するための信号を生成する伝送品質通知信号生成部64と、伝送品質通知信号とデータ信号を多重する多重部65を有する。伝送品質推定部63は、下りリンク通信の受信信号電力、または下りリンク通信の誤り訂正復号部41の平均誤り検出数等を用いて、伝送品質を推定する。   The ONU 202 generates a signal for notifying the OLT of the estimated transmission quality information and the transmission quality estimation unit 63 that estimates the transmission quality between the OLT and the ONU in the configuration of the ONU 201 in FIG. 1 for uplink communication. A transmission quality notification signal generation unit 64 and a multiplexing unit 65 that multiplexes the transmission quality notification signal and the data signal. The transmission quality estimation unit 63 estimates the transmission quality using the received signal power of the downlink communication, the average error detection number of the error correction decoding unit 41 of the downlink communication, or the like.

OLT102は、振分けレーン決定部55を有する。振分けレーン決定部55は、各ONUに1つの固定のレーンを割り当ててもよいし、各ONUに受信可能な複数のレーンを割り当てて、データ振分け部11がデータフレームごとにレーンを選択してデータを振り分けることにしてもよい。   The OLT 102 has a distribution lane determination unit 55. The distribution lane determination unit 55 may allocate one fixed lane to each ONU, or allocate a plurality of receivable lanes to each ONU, and the data distribution unit 11 selects a lane for each data frame and selects data. You may decide to distribute.

また、振分けレーン決定部55は、下りリンクの伝送品質情報に基づいて前記下りデータを前記レーンに振り分けてもよい。例えば、振分けレーン決定部55は、下りリンクの伝送品質情報に基づいてONUのグループを形成し、前記グループ毎に1又は複数の前記階層を割り当てる。振分けレーン決定部55は、伝送品質情報抽出部54からの伝送品質情報に基づき、伝送品質の近しいONUが集まるようONUをグループ化し、データ振分け部11にグループごとに別のレーンを用いるよう設定させる。そして、誤り訂正符号化方式決定部32は、ONUが正しく信号を復号できるようレーンごとに誤り訂正符号化方式を決定する。この場合、伝送品質の比較的良いONUでグループ化されたレーンは、他のレーンよりも低い冗長度を用いて通信を行えるため伝送効率が向上する。この際、各ONUの通信機会が公平となるように、各レーンに振分けるONU数を調整しても良い。なお、振分けレーン決定部55を備えず、誤り訂正符号化方式決定部32がONUのグループ化を行い、データ振分け部11に指示してもよい。   In addition, the distribution lane determination unit 55 may distribute the downlink data to the lane based on downlink transmission quality information. For example, the distribution lane determination unit 55 forms a group of ONUs based on downlink transmission quality information, and allocates one or a plurality of layers to each group. Based on the transmission quality information from the transmission quality information extraction unit 54, the distribution lane determination unit 55 groups ONUs so that ONUs with similar transmission quality gather, and causes the data distribution unit 11 to set a different lane for each group. . Then, the error correction coding method determination unit 32 determines the error correction coding method for each lane so that the ONU can correctly decode the signal. In this case, since the lanes grouped by ONUs having relatively good transmission quality can perform communication using a lower redundancy than other lanes, the transmission efficiency is improved. At this time, the number of ONUs allocated to each lane may be adjusted so that the communication opportunities of each ONU are fair. Note that the distribution lane determination unit 55 may not be provided, and the error correction coding method determination unit 32 may group ONUs and instruct the data distribution unit 11.

図3では、周波数多重によりデータ信号と制御信号を多重している。   In FIG. 3, the data signal and the control signal are multiplexed by frequency multiplexing.

図4は、波長多重によりデータ信号と制御信号を多重する通信システム303の装置構成例である。OLT103は下り通信において、データ信号及び制御信号をそれぞれ別波長の光信号に変換して多重する。ONU203は下りリンク通信において、光信号を波長ごとに電気信号に変換し、それぞれからデータ信号及び制御信号を取り出す。上りリンク通信に関しても同様である。   FIG. 4 is a device configuration example of a communication system 303 that multiplexes a data signal and a control signal by wavelength multiplexing. In downlink communication, the OLT 103 converts a data signal and a control signal into optical signals of different wavelengths and multiplexes them. In downlink communication, the ONU 203 converts an optical signal into an electrical signal for each wavelength, and extracts a data signal and a control signal from each. The same applies to uplink communication.

図5は、時間多重によりデータ信号と制御信号を多重する通信システム304の装置構成例である。OLT104は下りリンク通信において、データ信号及び制御信号をデータ振分け部11に入力する。OLT104の伝送品質情報抽出部54は、その他のPON制御信号の分離部と同一であってもよい。ONU204は下りリンク通信において、データ及び制御情報抽出部62cを有し、自分宛のデータ及び制御信号を取り出し、制御信号は誤り訂正復号部41に入力する。図5の構成では、既存のPONシステムに存在するGATE/REPORTフレームの予約ビットを用いて、制御信号及び伝送品質情報を送信することもできる。   FIG. 5 is a device configuration example of a communication system 304 that multiplexes a data signal and a control signal by time multiplexing. The OLT 104 inputs a data signal and a control signal to the data distribution unit 11 in downlink communication. The transmission quality information extraction unit 54 of the OLT 104 may be the same as other PON control signal separation units. The ONU 204 has a data and control information extraction unit 62 c in downlink communication, extracts data and control signals addressed to itself, and inputs the control signals to the error correction decoding unit 41. In the configuration of FIG. 5, the control signal and the transmission quality information can be transmitted using the reserved bits of the GATE / REPORT frame existing in the existing PON system.

前記誤り訂正手段は、全ての前記ONUで復号可能な誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、少なくとも1つの前記階層に設定することを特徴とする。OLTから送信される制御信号は、全てのONUで抽出できなければならない。このための手法として、ある特定のレーンの誤り訂正符号化方式を、全てのONUが正しく信号を取り出せるよう設定しておき、そのレーンを用いて制御信号を送信する方法が考えられる。この場合、該レーンの誤り訂正符号化方式は変更されない。また別の手法として、ONUがいずれかのレーンで正しく信号を取り出せるよう誤り訂正符号化方式を決定し、全レーンで制御信号を送信する手法が考えられる。ONUは、いずれかのレーンから制御信号を受信できる。   The error correction means sets at least one of an error correction coding scheme that can be decoded by all the ONUs or redundancy of the error correction coding scheme to at least one of the layers. The control signal transmitted from the OLT must be able to be extracted by all ONUs. As a technique for this purpose, a method is conceivable in which an error correction coding method for a specific lane is set so that all ONUs can correctly extract signals, and a control signal is transmitted using that lane. In this case, the error correction coding scheme of the lane is not changed. As another method, a method of determining an error correction coding method so that the ONU can correctly extract a signal in any lane and transmitting a control signal in all lanes can be considered. The ONU can receive a control signal from any lane.

誤り訂正符号化方式の決定は任意のタイミングで行って良い。誤り訂正符号化方式を周期的に変更する場合は、ONUから伝送品質通知信号を周期的に送信してもらう必要がある。   The error correction coding method may be determined at an arbitrary timing. When the error correction coding method is periodically changed, it is necessary to have the ONU periodically transmit a transmission quality notification signal.

運用開始時点での誤り訂正符号化方式は、全ONUが正しくデータを取り出せるよう設定しておいても良い。   The error correction encoding method at the start of operation may be set so that all ONUs can correctly extract data.

(実施形態3)
PONシステムの下りリンク通信では、各ONUの復調できる変調方式が一定でない場合がある。QAM変調信号を用いる場合を例に説明する。例えば、伝送品質の高いONUは16QAMや64QAMを復調できるが、伝送品質の低いONUはQPSKしか復調できない場合が考えられる。ここで、OLTがQPSK変調信号をM個多重して22MQAM変調信号を送信した場合、ONUが22NQAM復調(NはM以下の整数)を行えば、ONUは1〜2Nビット目のレーンのデータを取り出すことができる。
(Embodiment 3)
In downlink communication of the PON system, the modulation scheme that can be demodulated by each ONU may not be constant. A case where a QAM modulation signal is used will be described as an example. For example, an ONU with high transmission quality can demodulate 16QAM or 64QAM, but an ONU with low transmission quality can demodulate only QPSK. Here, when the OLT multiplexes M QPSK modulation signals and transmits a 2 2M QAM modulation signal, if the ONU performs 2 2N QAM demodulation (N is an integer equal to or less than M), the ONU has the 1st to 2Nth bits. Lane data can be retrieved.

そこで本実施形態では、各OLT−ONU間で下りリンク通信の伝送品質情報を交換し、OLTが該伝送品質情報を基に誤り訂正符号化方式を決定するだけでなく、各ONUが正しく信号を復調できるレーンを推定し、該レーンのみに該ONU宛のデータを振り分ける通信システムを説明する。   Therefore, in this embodiment, transmission quality information of downlink communication is exchanged between each OLT-ONU, and not only the OLT determines an error correction coding method based on the transmission quality information, but each ONU correctly transmits a signal. A communication system that estimates lanes that can be demodulated and distributes data addressed to the ONU only to the lanes will be described.

図6は、本実施形態の通信システム305を説明する図である。通信システム305は、図1の通信システム301で説明した前記データ振分け手段が、下りリンクの伝送品質情報に基づいて前記下りデータを前記階層のいずれかに振り分けることを特徴とする。   FIG. 6 is a diagram illustrating the communication system 305 of the present embodiment. The communication system 305 is characterized in that the data distribution unit described in the communication system 301 of FIG. 1 distributes the downlink data to one of the layers based on downlink transmission quality information.

OLT105は、下りリンク通信のため、図1のOLT101の構成に、伝送品質情報を基に各ONU宛のデータをどのレーンに振り分けるか決定する振分けレーン決定部55と、伝送品質情報を基に各レーンの誤り訂正符号化方式を決定する誤り訂正符号化方式決定部32と、決定した振分けレーン及び各レーンの誤り訂正符号化方式を通知するための制御信号を生成する制御信号生成部51と、制御信号とデータ信号を多重する多重部52をさらに有する。誤り訂正符号化方式を通知されたバッファ12は、該誤り訂正符号化方式の入力ビット数ごとにビット系列を出力する。誤り訂正符号化部31は通知された誤り訂正符号化方式に従いバッファ12からのビット系列に対して誤り訂正符号化を行う。図6の多重部52は、周波数多重によりデータ信号と制御信号を多重する。   For downlink communication, the OLT 105 has a configuration of the OLT 101 in FIG. 1, a distribution lane determination unit 55 that determines to which lane the data addressed to each ONU is allocated based on the transmission quality information, and each of the configurations based on the transmission quality information. An error correction coding method determination unit 32 that determines an error correction coding method of a lane, a control signal generation unit 51 that generates a control signal for notifying the determined distribution lane and the error correction coding method of each lane, It further includes a multiplexing unit 52 that multiplexes the control signal and the data signal. The buffer 12 notified of the error correction coding scheme outputs a bit sequence for each number of input bits of the error correction coding scheme. The error correction encoding unit 31 performs error correction encoding on the bit sequence from the buffer 12 in accordance with the notified error correction encoding method. The multiplexing unit 52 in FIG. 6 multiplexes the data signal and the control signal by frequency multiplexing.

OLT105は、上りリンク通信のため、図1のOLT101の構成に、受信信号をデータ信号と伝送品質通知信号に分離する分離部53と、分離部53が出力する伝送品質通知信号から伝送品質情報を抽出する伝送品質情報抽出部54をさらに有する。   For uplink communication, the OLT 105 uses the configuration of the OLT 101 in FIG. 1 to separate the received signal into a data signal and a transmission quality notification signal, and transmission quality information from the transmission quality notification signal output from the separation unit 53. It further has a transmission quality information extraction unit 54 for extraction.

ONU205は、下りリンク通信のため、図1のONU201の構成に、受信信号をデータ信号と制御信号に分離する分離部61と、分離部61が出力する制御信号から制御情報を抽出する制御情報抽出部62をさらに有する。多値信号復号部22は、制御情報により通知された変調方式に従い復調を行う。誤り訂正復号部41は、制御情報により通知された誤り訂正符号化方式で多値信号復号部22からのビット系列に対して誤り訂正復号を行う。   The ONU 205 has a configuration of the ONU 201 in FIG. 1 for downlink communication, and a separation unit 61 that separates a received signal into a data signal and a control signal, and control information extraction that extracts control information from the control signal output by the separation unit 61 A portion 62 is further included. The multi-level signal decoding unit 22 performs demodulation according to the modulation scheme notified by the control information. The error correction decoding unit 41 performs error correction decoding on the bit sequence from the multilevel signal decoding unit 22 by the error correction encoding method notified by the control information.

ONU205は、上りリンク通信のため、図1のONU201の構成に、OLT−ONU間の伝送品質を推定する伝送品質推定部63と、推定した伝送品質情報を通知するための信号を生成する伝送品質通知信号生成部64と、伝送品質通知信号とデータ信号を多重する多重部65を有する。   For uplink communication, the ONU 205 has a transmission quality estimation unit 63 that estimates the transmission quality between the OLT and the ONU in the configuration of the ONU 201 in FIG. 1 and a transmission quality that generates a signal for notifying the estimated transmission quality information. A notification signal generation unit 64 and a multiplexing unit 65 that multiplexes the transmission quality notification signal and the data signal are included.

実施形態2で説明したように、本実施形態も周波数多重だけでなく、波長多重や時間多重を用いることができる。時間多重の場合の制御信号は、全ONUが取り出せるように、一番多値数の低い変調方式を用いるレーンで伝送される。   As described in the second embodiment, this embodiment can use not only frequency multiplexing but also wavelength multiplexing and time multiplexing. The control signal in the case of time multiplexing is transmitted in a lane using the modulation method with the lowest multi-level number so that all ONUs can be extracted.

振分けレーン及び誤り訂正符号化方式の決定方法として、OLT−ONU間の平均周波数利用効率が最大となるように決定する方法が考えられる。すなわち、前記データ振分け手段及び前記誤り訂正手段は、OLTとONUの間の平均周波数利用効率が最大となるように前記階層へ前記下りデータの振り分け及び前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を調整する。   As a method of determining the distribution lane and the error correction coding method, a method of determining so that the average frequency use efficiency between OLT and ONU is maximized can be considered. That is, the data distribution unit and the error correction unit distribute the downlink data to the hierarchy and the error correction encoding method or the error correction encoding so that the average frequency use efficiency between the OLT and the ONU is maximized. Adjust at least one of the system redundancy.

OLT−ONU間の平均周波数利用効率は、
( Σn×(1−r ) ) / NONU
で表わすことができる。ここで、nはiビット目から正しくデータを取り出せるONU数、rはiビット目のレーンの冗長度、NONUはOLT配下のONU数である。rを増加するとnが増加する。このため、振分けレーン決定部55及び誤り訂正符号化方式決定部32の間で情報交換して、振分けレーン及び誤り訂正符号化方式を決定する必要がある。
The average frequency utilization efficiency between OLT and ONU is
(Σn i × (1-r i)) / N ONU
It can be expressed as Here, n i is ONU number retrieve data correctly from the i-th bit, the r i redundancy of i-th bit of the lane, N ONU is the ONU number under OLT. Increasing r i increases n i . For this reason, it is necessary to exchange information between the distribution lane determination unit 55 and the error correction coding method determination unit 32 to determine the distribution lane and the error correction coding method.

[付記]
以下は、本実施形態の通信システムを説明したものである。
<課題>
PONシステムの下りリンク通信においては、各OLT−ONU間通信で同一の誤り訂正符号化方式が用いられるため、伝送品質の良いOLT−ONU間通信に余剰な冗長度が設定され、伝送効率の低下に繋がる。
<解決手段>
階層変調PONシステムのレーンごとに誤り訂正符号化方式を決定することにより、伝送効率を向上する。
[Appendix]
The following describes the communication system of the present embodiment.
<Issues>
In the downlink communication of the PON system, since the same error correction coding method is used in each OLT-ONU communication, excessive redundancy is set in the OLT-ONU communication with good transmission quality, and the transmission efficiency is lowered. It leads to.
<Solution>
By determining the error correction coding method for each lane of the hierarchical modulation PON system, the transmission efficiency is improved.

(1):
誤り訂正符号化方式または誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、階層変調PONシステムのレーンごとに変更する通信システム。
(2):
誤り訂正符号化方式または誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、ONUから伝送される下りリンクの伝送品質情報に基づきOLTが変更し、変更された前記誤り訂正符号化方式及び前記誤り訂正符号化方式の冗長度をONUに通知する、上記(1)に記載のシステム。
(3):
ONUから伝送される下りリンクの前記伝送品質情報、及びONUに通知する変更された前記誤り訂正符号化方式及び前記誤り訂正符号化方式の冗長度を、周波数多重または時間多重または波長多重のうちいずれかの手法を用いて伝送することを特徴とする、上記(2)に記載のシステム。
(4):
ONUから伝送される下りリンクの前記伝送品質情報に基づき、伝送品質の近しいONUが集まるようOLTで配下のONUをグループ化し、グループごとに前記階層変調PONシステムのレーンを一つ以上割り当てることを特徴とする、上記(2)に記載のシステム。
(5):
前記階層変調PONシステムのレーンのうち、少なくとも一つのレーンの誤り訂正符号化方式及び誤り訂正符号化方式の冗長度を、全てのONUが正しく信号を取り出せるよう設定することを特徴とする、上記(2)に記載のシステム。
(6):
ONUから伝送される下りリンクの前記伝送品質情報に基づき、各ONU宛のデータをいずれのレーンに振り分けるか変更することを特徴とする、上記(2)に記載のシステム。
(7):
誤り訂正符号化方式又は誤り訂正符号化方式の冗長度、及び各ONU宛のデータをどのレーンに振り分けるかを、OLT−ONU間の平均周波数利用効率が最大となるよう決定することを特徴とする上記(6)に記載のシステム。
(1):
A communication system that changes at least one of an error correction coding scheme or redundancy of an error correction coding scheme for each lane of a hierarchical modulation PON system.
(2):
OLT changes at least one of the error correction coding scheme and the redundancy of the error correction coding scheme based on downlink transmission quality information transmitted from the ONU, and the error correction coding scheme and the error are changed. The system according to (1) above, wherein the redundancy of the correction coding system is notified to the ONU.
(3):
The transmission quality information of the downlink transmitted from the ONU and the error correction coding scheme and the redundancy of the error correction coding scheme to be notified to the ONU are either frequency multiplexed, time multiplexed or wavelength multiplexed. The system according to (2) above, wherein transmission is performed using any of the above methods.
(4):
Based on the downlink transmission quality information transmitted from the ONU, the ONTs under the OLT are grouped so that ONUs with similar transmission quality gather, and one or more lanes of the hierarchical modulation PON system are assigned to each group. The system according to (2) above.
(5):
The error correction coding method and the redundancy of the error correction coding method of at least one lane among the lanes of the hierarchical modulation PON system are set so that all ONUs can correctly extract the signals, The system according to 2).
(6):
The system according to (2) above, wherein the lane to which data addressed to each ONU is distributed is changed based on the downlink transmission quality information transmitted from the ONU.
(7):
The redundancy of the error correction coding system or the error correction coding system and the lane to which the data addressed to each ONU is allocated are determined so as to maximize the average frequency utilization efficiency between the OLT and the ONU. The system according to (6) above.

<効果>
階層変調PONシステムにおいて、レーンごとに誤り訂正符号化方式を決定することにより、伝送効率を向上する。
<Effect>
In a hierarchical modulation PON system, transmission efficiency is improved by determining an error correction coding method for each lane.

11:データ振分け部
12:バッファ
13:多値信号生成部
14、14a、14b:E/O変換部
15、15a、51b:O/E変換部
16:多値信号復号部
21、21a、21b:O/E変換部
22:多値信号復号部
23:バッファ
24:データ抽出部
25:多値信号生成部
26、26a、26b:E/O変換部
31:誤り訂正符号化部
32:誤り訂正符号化方式決定部
41:誤り訂正復号部
42:誤り訂正符号化方式決定部
43:誤り訂正符号化部
51:制御信号生成部
52、52a、52c:多重部
53、53a:分離部
54:伝送品質情報抽出部
55:振分けレーン決定部
61、61a:分離部
62:制御情報抽出部
62c:データ及び制御情報抽出部
63:伝送品質推定部
64:伝送品質通知信号生成部
65、65a、65c:多重部
100〜105:OLT
150:光パワースプリッタ
200〜205:ONU
300〜305:通信システム
11: Data distribution unit 12: Buffer 13: Multi-level signal generators 14, 14a, 14b: E / O converters 15, 15a, 51b: O / E converter 16: Multi-level signal decoders 21, 21a, 21b: O / E converter 22: multilevel signal decoder 23: buffer 24: data extractor 25: multilevel signal generators 26, 26a, 26b: E / O converter 31: error correction encoder 32: error correction code Encoding method determination unit 41: error correction decoding unit 42: error correction encoding method determination unit 43: error correction encoding unit 51: control signal generation units 52, 52a, 52c: multiplexing unit 53, 53a: separation unit 54: transmission quality Information extraction unit 55: distribution lane determination unit 61, 61a: separation unit 62: control information extraction unit 62c: data and control information extraction unit 63: transmission quality estimation unit 64: transmission quality notification signal generation units 65, 65a, 65c: many Part 100~105: OLT
150: Optical power splitter 200-205: ONU
300-305: Communication system

Claims (9)

1の局側光回線終端装置(OLT:Optical Line Terminal)と複数の加入者側光回線終端装置(ONU:Optical Network Unit)とを光パワースプリッタを介して接続するPON(Passive Optical Network)と、
前記OLTから前記ONUへの一つ以上の下りデータを多重した階層変調信号を伝送する階層変調手段と、
前記下りデータをいずれかの階層に振り分けるデータ振分け手段と、
前記階層変調信号の階層毎に誤り訂正符号化方式または誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を調整する誤り訂正手段と、
前記階層変調信号の階層ごとにビット系列を出力する多値信号復号手段と、
前記ビット系列を階層毎に誤り訂正復号する誤り訂正復号手段と、
を備える通信システム。
A PON (Passive Optical Network) that connects one station side optical line terminator (OLT) to a plurality of subscriber side optical line terminators (ONU) via an optical power splitter;
Hierarchical modulation means for transmitting a hierarchical modulation signal in which one or more downlink data from the OLT to the ONU is multiplexed;
Data distribution means for distributing the downlink data to any hierarchy;
Error correction means for adjusting at least one of the redundancy of the error correction coding scheme or the error correction coding scheme for each layer of the hierarchical modulation signal;
Multi-level signal decoding means for outputting a bit sequence for each hierarchy of the hierarchical modulation signal;
Error correction decoding means for error correction decoding the bit sequence for each layer; and
A communication system comprising:
前記誤り訂正手段は、
前記OLTにおいて前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方の調整を前記OLTから前記ONUへの下りリンクの伝送品質情報に基づいて行い、調整した前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度を前記ONUへ通知することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
The error correction means includes
In the OLT, the error correction coding scheme or the redundancy of the error correction coding scheme is adjusted based on downlink transmission quality information from the OLT to the ONU, and the adjusted error correction code 2. The communication system according to claim 1, wherein the ONU is notified of redundancy of the encoding method or the error correction encoding method.
前記誤り訂正手段は、
全ての前記ONUで復号可能な誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、少なくとも1つの前記階層に設定することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
The error correction means includes
2. The communication system according to claim 1, wherein at least one of an error correction coding method that can be decoded by all the ONUs or redundancy of the error correction coding method is set in at least one of the layers. .
前記誤り訂正手段は、
前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を、前記下りデータに周波数多重、時間多重又は波長多重して前記ONUへ通知することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の通信システム。
The error correction means includes
The at least one of the error correction coding method and the redundancy of the error correction coding method is frequency-multiplexed, time-multiplexed, or wavelength-multiplexed to the downlink data and notified to the ONU. 4. The communication system according to any one of 3.
前記データ振分け手段は、
前記OLTから前記ONUへの下りリンクの伝送品質情報に基づいてONUのグループを形成し、前記グループ毎に1又は複数の前記階層を割り当てることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の通信システム。
The data distribution means includes
5. The ONU group is formed based on downlink transmission quality information from the OLT to the ONU, and one or a plurality of the hierarchies are allocated to each group. 6. Communication system.
前記データ振分け手段は、
前記OLTから前記ONUへの下りリンクの伝送品質情報に基づいて前記下りデータを前記階層のいずれかに振り分けることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の通信システム。
The data distribution means includes
The communication system according to any one of claims 1 to 4, wherein the downlink data is distributed to any one of the layers based on downlink transmission quality information from the OLT to the ONU.
前記データ振分け手段及び前記誤り訂正手段は、
前記OLTと前記ONUの間の平均周波数利用効率が最大となるように前記階層へ前記下りデータの振り分け及び前記誤り訂正符号化方式または前記誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の通信システム。
The data distribution means and the error correction means are:
Adjusting at least one of the distribution of the downlink data to the layer and the redundancy of the error correction coding method or the error correction coding method so that the average frequency use efficiency between the OLT and the ONU is maximized. A communication system according to any one of claims 1 to 6.
1のOLTと複数のONUとを光パワースプリッタを介して接続するPONでの通信方法であって、
前記OLTから前記ONUへの下りデータを多重した階層変調信号を伝送する階層変調手順と、
前記下りデータをいずれかの階層に振り分けるデータ振分け手順と、
前記データ振分け手順で前記下りデータを振り分けた前記階層毎に誤り訂正符号化方式と誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を設定する誤り訂正手順と、
前記階層変調信号の階層ごとにビット系列を出力する多値信号復号手順と、
前記ビット系列を階層毎に誤り訂正復号する誤り訂正復号手順と、
を行うことを特徴とする通信方法。
A communication method in a PON that connects one OLT and a plurality of ONUs via an optical power splitter,
A hierarchical modulation procedure for transmitting a hierarchical modulation signal in which downlink data from the OLT to the ONU is multiplexed;
A data distribution procedure for distributing the downlink data to any one of the layers;
An error correction procedure for setting at least one of an error correction coding scheme and a redundancy of the error correction coding scheme for each of the layers to which the downlink data is sorted in the data sorting procedure;
A multi-level signal decoding procedure for outputting a bit sequence for each layer of the layer modulated signal;
An error correction decoding procedure for error correction decoding the bit sequence for each layer;
A communication method characterized by:
1のOLTと複数のONUとを光パワースプリッタを介して接続するPONでの送信方法であって、
前記OLTから前記ONUへの下りデータを多重した階層変調信号を伝送する階層変調手順と、
前記下りデータをいずれかの階層に振り分けるデータ振分け手順と、
前記データ振分け手順で前記下りデータを振り分けた前記階層毎に誤り訂正符号化方式と誤り訂正符号化方式の冗長度のうち少なくとも一方を設定する誤り訂正手順と、
を行うことを特徴とする送信方法。
A transmission method in a PON in which one OLT and a plurality of ONUs are connected via an optical power splitter,
A hierarchical modulation procedure for transmitting a hierarchical modulation signal in which downlink data from the OLT to the ONU is multiplexed;
A data distribution procedure for distributing the downlink data to any one of the layers;
An error correction procedure for setting at least one of an error correction coding scheme and a redundancy of the error correction coding scheme for each of the layers to which the downlink data is sorted in the data sorting procedure;
A transmission method characterized by:
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