发明内容
鉴于上述的问题,本发明的目的之一是提供在多个ONU共享波长来进行传送的WDM-PON方式中,最大限度地抑制由于测距过程造成的使用带宽的减少的无源光网络系统以及测距方法。另外,本发明的其他目的之一是提供这样一种通过避免具有上行波长数的需要尖端技术的突发接收电路、并且OLT只有一个突发接收电路、从而经济且优良的通信方式。
上述的第一个问题的目的,例如通过如下方案解决:具有一个测距专用的波长,测距中只用这个专用波长来测量往返延迟时间,其他波长基于所得到的往返延迟时间将来自多个ONU的发送信号时分复用后传送。因测距专用波长只是在测距时使用,在测距后各ONU切换到其他波长以高效率进行通信,所以没有带宽的浪费。作为本解决手段的其他作用,列举不关注信号的传送效率而能打开测距窗这一点。从而通过将测距周期从1毫秒进一步缩短,能够将ONU的启动时间进一步缩短。
上述第二个问题的目的,例如通过如下方案解决:只对上述解决装置中使用的测距专用波长具有突发接收电路,在测距过程中接着对各ONU进行调整发送振幅和发送相位的控制,使在OLT的接收振幅及接收相位相等。因此,OLT具有将测量接收信号的振幅及相位的装置作为突发接收回路,另外具有管理每个ONU的接收振幅及接收相位的表,将同最终期待的接收振幅及接收相位和在最初的测距过程测量的振幅及相位的差分写入上述管理表,进一步向差分减少的方向发送对于各ONU的控制信息后,再一次测量最终期待的接收振幅及接收相位和所接收的信号的振幅及相位的差分。像这样反复,最终使来自所有的ONU的接收振幅及接收相位同期待值一致。该多次控制是通过分配测距专用的波长能够最先实用化的,不关注信号的传送效率,无论几次,能够重复执行控制来自ONU的接收振幅及接收相位的循环处理。
本发明的WDM-PON系统,例如具有OLT、光纤、光分离器、多个ONU,将ONU在具有将发送波长以及接收波长可变控制的波长控制部的WDM-PON系统中,其特征之一是将从OLT向ONU传送的通信中使用的波长中的一个专用于测距。
另外,所述WDM-PON系统的特征之一是,OLT具有:将接收的信号按波长辨别的WDM滤波器、与从上述WDM滤波器辨别的所述测距专用的波长的输出端口连接的突发接收电路、和与从所述WDM滤波器输出的其他信号波长的端口连接连续信号用的接收器。
上述WDM-PON系统的特征之一是,OLT具有:测量接收信号的振幅及相位的装置、管理每个ONU的接收振幅及接收相位的表、和对ONU发送用于控制发送振幅和发送相位的消息的装置。
上述WDM-PON系统的特征之一是,ONU具备基于来自OLT的控制消息调整发送振幅和发送相位的装置。
在本发明的WDM-PON系统的测距方法的特征之一如下:
具有OLT、光纤、光分离器、多个ONU,在ONU具有可对发送波长以及接收波长进行可变控制的波长控制部的WDM-PON系统中,将在从OLT向ONU通信被使用的波长中的一个用于测距专用,OLT具有测量接收信号的振幅及相位的装置、管理每个ONU的接收振幅及接收相位的表、和对ONU发送用于控制发送振幅和发送相位的消息的装置,ONU具有基于从OLT来的控制消息调整发送振幅和发送相位的装置,OLT求出测距时接收的突发信号的接收振幅以及接收相位与期待的接收振幅及接收相位的差分,向着差分减小的方向对ONU发送调整发送振幅及发送相位的控制消息,接着ONU基于接收到的上述控制消息的内容调整发送振幅及发送相位。
根据本发明的第一种解决手段提供无源光网络系统,包括光终端装置、光分离器、经由光纤及所述光分离器连接到所述光终端装置的多个光网络单元,所述光终端装置和所述光网络单元以波分复用且各波长时分复用的方式进行通信,
其特征在于,
所述无源光网络系统具有:第一波长,在所述光终端装置和所述光网络单元之间,收发用于进行事先决定的测距处理的信号;以及多个第二波长,用于所述光终端装置和所述光网络单元进行通信,
所述光终端装置使用第一波长同所述光网络单元进行所述测距处理,并将等化迟延量指示给各所述光网络单元,并且使用第二波长同所述光网络单元进行通信,所述等化迟延量用于在各所述光网络单元延迟发送信号,以使本光终端装置和多个所述光网络单元之间成为等距离,
所述光网络单元分别包括:
等化迟延量存储部,存储所述光终端装置指示的等化迟延量;
接收器,以设定的接收波长接收信号;
发送器,以设定的发送波长,根据存储在所述等化迟延量存储部的等化迟延量延迟发送信号;以及
波长控制部,将所述发送器的发送波长及所述接收器的接收波长设定为第一波长来接收和发送用于所述测距处理的信号,所述测距处理之后,将所述发送器的发送波长及所述接收器的接收波长设定为被分配的第二波长中的一个,来同所述光终端装置进行通信。
根据本发明的第二种解决手段,提供包括光终端装置、光分离器、经由光纤以及所述光分离器连接到所述光终端装置的多个光网络单元,所述光终端装置和所述光网络单元以波分复用且各波长时分复用的方式进行通信,
其特征在于,
所述无源光网络系统具有:第一波长,在所述光终端装置和所述光网络单元之间,收发用于进行事先决定的测距处理的信号;以及多个第二波长,用于所述光终端装置和所述光网络单元进行通信,
所述光终端装置使用第一波长同所述光网络单元进行所述测距处理,并将等化迟延量指示给各所述光网络单元,并且使用第二波长同所述光网络单元进行通信,所述等化迟延量用于在各所述光网络单元延迟发送信号,以使本光终端装置和多个所述光网络单元之间成为等距离,
所述光网络单元分别包括:
等化迟延量存储部,存储所述光终端装置指示的等化迟延量;
第三接收器,以设定的接收波长接收信号;
第三发送器,以设定的发送波长,根据所述等化迟延量存储部存储的等化迟延量延迟发送信号;
第四接收器,以第一波长接收信号,
第四发送器,以第一波长,根据所述等化迟延量存储部存储的等化迟延量延迟发送信号;以及
波长控制部,将所述第三发送器的发送波长及所述第三接收器的接收波长设定为被分配的第二波长中的一个,来同所述光终端装置进行通信,
所述光网络单元与以第二波长进行的同所述光终端装置的通信并行地,以第一波长收发用于所述测距处理的信号以及/或振幅相位控制信号,该振幅相位控制信号用于调整向所述光终端装置输出的信号的振幅及相位。
根据本发明的第三种解决手段,提供一种无源光网络系统的测距方法,该无源光网络系统包括光终端装置、光分离器、经由光纤及所述光分离器连接到所述光终端装置的多个光网络单元,所述光终端装置和所述光网络单元以波分复用且各波长时分复用的方式进行通信,
所述无源光网络系统的测距方法的特征在于,
上述无源光网络系统具有:第一波长,在所述光终端装置和所述光网络单元之间,收发用于进行事先决定的测距处理的信号;和多个第二波长,用于所述光终端装置和所述光网络单元进行通信,
所述光终端装置使用第一波长同所述光网络单元进行所述测距处理,并将等化迟延量指示给各所述光网络单元,并且使用第二波长同所述光网络单元进行通信,所述等化迟延量用于在各所述光网络单元延迟发送信号,以使所述光终端装置和多个所述光网络单元之间成为等距离,
所述光网络单元,
存储所述光终端装置指示的等化迟延量,并根据该等化迟延量延迟发送向所述光终端装置输出的信号,
将发送波长及接收波长设定为第一波长来发送和接收用于所述测距处理的信号,
所述测距处理后,将发送波长及接收波长设定为被分配的第二波长中的一个,同所述光终端装置进行通信。
根据本发明,在多个ONU共同占有波长来进行传送的WDM-PON方式中,能够提供尽量抑制测距过程造成的使用带宽减少的无源光网络系统以及测距方法。进一步,根据本发明,能够将需要尖端技术的突发接收电路的个数控制为一个,且提供经济优良的通信方式。
具体实施方式
图1表示光接入网的结构。
PON10连接到PSTN/因特网20来收发数据。PON10例如具有光分离器100、主干光纤110、支线光纤120、OLT200以及多个ONU300。进一步,还可以具备与ONU300连接的电话400、个人电脑410等。另外,ONU300也可以是ONT,但在本实施方式以ONU来说明。
在OLT200经由1根主干光纤110、光分离器100以及支线光纤120,例如能连接到32台ONU300。在图1的例子中,示出了5台ONU,各自距OLT200的光纤长度不同。在图示的例子中,ONU300-1距OLT200的光纤长度是1km,ONU300-2距OLT200的光纤长度是10km,ONU300-3距OLT200的光纤长度是20km,ONU300-4距OLT200的光纤长度是10km,ONU300-n距OLT200的光纤长度是15km。
在从OLT200向ONU300的方向(下行方向)传送的信号130中,将以各ONU300为目的地的信号进行波分复用且时分复用来传送。在ONU300接收到的信号,在ONU300内判断是否是以自己为目的地的信号,根据信号的目的地,被发送到电话400及/或个人电脑410。另外,在从ONU300向OLT200的方向(上行方向)上,从ONU300-1传送的信号120-1、从ONU300-2传送的信号120-2、从ONU300-3传送的信号120-3、从ONU300-4传送的信号120-4、从ONU300-n传送的信号120-n,通过光分离器100后被波分复用且时分复用,成为信号140,到达OLT200。因ONU300和OLT200之间的光纤长度不同,信号140采取不同振幅的信号被复用的方式。
在从OLT200向ONU300传送的下行信号的通信中使用m个波长λd1、λd2、…、λdm。在从OLT向ONU传送的上行信号的通信中使用n个波长λu1、λu2、…、λun。各波长能够被1台或者任意多台的ONU300共用。在本实施方式中,下行波长λd1是在所有ONU300启动时共用的共通波长,另外上行波长λu1是所有ONU启动时且仅在那时共通使用的测距专用波长。
在图2表示本实施方式的波长配置的例子。
在本实施方式中,作为一个例子,下行波长使用8个(M=8),上行波长使用4个(N=4),分别被配置为20nm间隔,对于伴随周围温度变化的波长变动,具有充分的变动耐力。如上所述下行波长λd1是所有的ONU300启动时共用的共同波长,另外上行波长λu1是所有ONU300启动时且只是在那时共同使用的测距专用波长。再者,能够适当地决定波长个数、分配波长的值。以下,有时能够将λd1和λu1合并称为第1波长,将其他多个波长称为第2波长。
图3表示光接入网的测距动作的说明图。
OLT200通过ITU-T建议G.984.3示出的测距步骤(测距处理)分别测量到ONU300-1、ONU300-2、ONU300-3、ONU300-4、ONU300-n的距离,并对每个ONU设定称为等化迟延量的值,以便被看作所有的ONU300距OLT200等距离。通过该作用,能够将所有的ONU300处理为例如连接到20km。以下对这个机构进行详细的说明。
在图4表示光接入网的测距信号。
在OLT200向ONU300-1发送ranging request信号(测距请求信号)310-1。在图4的例子中,OLT200向ONU300分别发送ranging request信号310-1,也可以如图3所示进行广播。ONU300-1收到ranging request信号后,在规定的一定时间后,向OLT200发送ranging response信号(测距响应信号)311-1。OLT200根据ranging request信号310-1的发送时刻和rangingresponse信号311-1的接收时刻的差,判断到ONU300-1的距离。接下来,OLT200发送ranging time消息(测距时间消息)312-1,对ONU300-1设定等化迟延量330-1。根据这个等化迟延量330-1的动作,如图3所示,不管ONU300-1的物理的设置位置如何,都调整到距OLT200的距离宛如20km一样。以下同样地对ONU300-2、ONU300-3进行测距。
此后,OLT200通过发送grant(授权)以及request report(请求报告)信号,对ONU300-1、ONU300-2、ONU300-3请求在赋予上行发送允许的同时告知发送请求量。此后,进行动态带宽分配(DBA)等,并实施通常的应用(通信)。
图5表示本实施方式的OLT200的结构的例子。
OLT200例如包括:网络接口201、数据包缓冲器202、信号拆分部203、关联管理表221、PON帧生成部204、驱动器205、E/O206、WDM滤波器207、O/E208、放大器209、固定相位重定时部210、PON帧分解部211、信号复用部216、数据包缓冲器217、网络接口218、CPU(第一控制部)223、存储器224、消息发送缓冲器222、消息接收缓冲器223、波长管理表220、ATC(Automatic Threshold Control,即,自动阈值控制)212、突发时钟提取部213、振幅相位偏差判断部214、上行突发振幅相位管理表(振幅相位管理区域)225。
网络接口201接收来自PSTN/因特网20的信号。该信号暂时保存在数据包缓冲器202。信号拆分部203读取被附在数据包信号上的VLAN(VirtualLocal Area Network:虚拟局域网)-ID等标签,参考关联管理表221,读取对应的ONU号码,将所述数据包信号向PON帧生成部204-1~204-m中对应的块传送。例如,根据ONU号码事先决定用哪个波长,对应于该波长向PON帧生成部204中的某一个发送数据包信号。另外,在本实施方式中,如图2所示,m=8。
在使用的下行波长为m个时,OLT200内具有m个PON帧生成部204、驱动器205、E/O206。PON帧生成部204添加PON区间的附加信息(overhead),生成电发送信号,驱动器205电流驱动E/O206将电信号转换为光信号,经由WDM滤波器发送信号。
另一方面,在OLT200内部使用的上行波长为n个时,具有n个O/E208、(n-1)个固定增益放大器209、(n-1)个固定相位重定时部210以及(n-1)个PON帧分解部211。另外,在本实施方式中,如图2所示n=8。经由WDM滤波器207接收的信号,在O/E208转换为电信号,在放大器209放大,在固定相位重定时部(时钟提取部)210被重定时。在PON帧分解部211附加信息被分离,经由信号复用部216、数据包缓冲器217,从网络接口218向网络侧输出信号。
在此,在O/E208-1例如连接ATC(Automatic Threshold Control,即,自动阈值控制部)212,并依次连接突发时钟提取部213、振幅相位偏差判断部214。在ATC212以及突发时钟提取部213(将这些称为突发接收电路)接收来自测距专用使用的波长λu1的测距用突发信号,进一步在振幅相位偏差判断部214测量期待的接收振幅及接收相位和实际接收信号的偏差(振幅偏差、相位偏差),并将该内容送到上行突发振幅相位管理表225来进行存储。
另外,在CPU223和存储器224成为1对,进行OLT200内部的各部分的监视控制,根据来自上层的指示进行将关联管理表221的数据包的标签和目的地ONU的号码关联起来的设置。关联管理表221例如包含保存ONU300的序列号的条目、保存关联标签的条目、保存ONU-ID的条目。在ONU300启动前例如根据CPU223的指示设置同每一个序列号对应的关联标签的值。作为关联标签,可使用例如VLAN-ID的值。
另外,CPU223和存储器224按照来自上层的指示,将目的地ONU和波长分配的对应关系登记在波长管理表220,并且使用消息发送缓冲器222以及消息缓冲器223在与各ONU300-1~ONU300-n之间进行波长分配消息的收发,对每个ONU设定使用波长。波长管理表220例如包含ONU-ID的条目、序列号的条目、下行波长的条目以及上行波长的条目。
另外,在本实施方式中,例如,有时将PON帧生成部204-1、驱动器205-1、E/O206-1称为第一发送器。第一发送器以第一波长发送用于进行测距处理的信号。另外,例如有时将PON帧生成部204-2~m、驱动器205-2~m、E/O206-2~m称为第二发送器。第二发送器以第二波长发送用于和ONU300进行通信的信号。例如,有时将O/E208-1、ATC212、突发时钟提取电路213、振幅相位偏差判断部214称为第一接收器。第一接收器以第一波长接收用于进行测距处理的信号。另外,例如有时将O/E208-2~n、固定增益放大器209-2~n、固定相位重定时部210-2~n、PON帧分解部211-2~n称为第二接收器。第二接收器以第二波长接收用于和ONU300进行通信的信号。
在图8表示本实施方式的接收突发振幅相位管理表225的结构例子。
接收突发振幅相位管理表225例如对每一个ONU-ID保存与接收期待值的振幅及相位的偏差。如图8(a)所示,OLT200对每个ONU300的发送振幅以及发送相位在调整前示出较大的偏差值,但在调整结束后如图8(d)所示,偏差值成为0,OLT200的接收电路(第二接收器)以固定增益及固定相位的时钟能正确接收来自多个ONU300的突发信号。从图8(a)到图8(d)关于由OLT对每个ONU的发送振幅以及发送相位的调整动作,参考后面的图12以及图10进行说明。
在图6表示本实施方式的ONU300的第一结构的例子。
ONU300例如包括:WDM滤波器501、波长可变滤波器502、O/E503、AGC(Automatic Gain Control,即,自动增益控制)504、时钟提取部505、PON帧终端部506、用户接口507、PON帧生成部511、驱动器512、波长可变激光器513、CPU(第二控制部)523、存储器524、波长管理存储器522、接收波长控制器521、发送波长控制部520、消息接收缓冲器508、消息发送缓冲器510、等化迟延值存储部531、发送振幅相位控制部532、授权处理部533。
从支线光纤120接收的光信号在WDM滤波器501被分离波长,在波长可变滤波器502选择透过下行波长λd1~λdm中的一个。在O/E503,光信号被转换为电信号。在AGC(Automatic Gain Control:自动增益控制)504进行控制,以使振幅值成为一定。在时钟提取部505进行重定时,在PON帧终端部506分离PON区间的附加信息,用户信号被送到用户接口507而输出。
另外,从用户接口507输入的信号在PON帧生成部511添加PON区间的附加信息来组合。被组合的信号通过驱动器512对波长可变激光器513进行电流驱动来变换为光信号,经过WDM滤波器501向支线光纤120发送。
CPU523、存储器524成为一对,进行ONU300内各块的监视控制。例如CPU523在ONU启动之后和/或ONU被连接到光纤之后,将波长管理存储器522事先决定的波长例如下行波长λd1、上行波长λu1设置为初始值。接收波长控制部521根据在波长管理存储器522保存的值设定波长可变滤波器502的波长,发送波长控制部520根据在波长管理存储器522保存的值设定波长可变激光器513的波长。另外,CPU523使用消息接收缓冲器508以及消息发送缓冲器510,在与OLT200之间进行波长分配消息的接收,在波长管理存储器522设定自身的分配波长。进一步,如在图3以及图4说明,在ITU-T建议G.984.3示出的ranging time消息312在消息接收缓冲器508接收。CPU523将被指示的等化迟延量330存储在等化延迟值存储部531。等化迟延量作用于PON帧生成部511而延迟发送信号,调整发送信号,以使不管ONU300的物理的设置位置,都宛如距OLT200的距离是20km。另外,发送振幅相位控制部532根据在消息接收缓冲器508接收的从OLT200来的指示,作用于驱动器512作用,以便微调发送信号的振幅和相位。被PON帧终端部506分离的授权消息,在授权处理部533被处理,PON帧生成部511在被OLT200指示的授权的值的定时产生上行信号帧。授权的详细内容示出在ITU-T建议G.984.3。另外,参照图12以及图10,在后面说明上行发送信号的振幅和相位的调整的详细内容。
另外,在本实施方式,例如有时将PON帧生成部511、驱动器512、波长可变激光器513称为第三发送器。第三发送器以被设定的发送波长,根据在等化迟延值记忆部存储的等化迟延量延迟信号来发送。另外,例如有时将波长可变滤波器502、O/E503、AGC504、时钟提取部505称作第三接收器。第三接收器以被设定的接收波长来接收信号。例如,有时将接收波长控制部521、发送波长控制部520、波长管理存储器522称为波长控制部。
在图11表示现有技术中的测距动作步骤的例子。
例如,在1毫秒的频带分配周期1100中,ONU300-1~ONU300-5分别向OLT200发送信号1111~1115。利用在现有技术中说明的授权信号,从OLT200对各ONU300指示该发送时刻。在频带分配周期1100中,测距窗1110是在图3以及图4说明的测距中使用的无信号区域(没有通信数据的区域)。若ONU300-1接收到测距请求信号350,则ONU300-1立刻向OLT200发送测距响应310。OLT200测量发送测距请求350之后到接收测距响应310的延迟时间,来了解ONU300-1距OLT200多远。如图4所示,根据ITU-T建议G.984.3示出的ranging time消息312,在后面对ONU300设定等化迟延量330,调整发送信号,以使不管ONU300的物理的设置位置,都宛如距OLT200的距离是20km。另外,这部分在图11被省略。
OLT200和ONU300之间的距离如果是最大值20km,则测距窗1110的宽度需要最低是200微秒。若频带分配周期为1秒时,测距窗的宽度如果是200微秒,则将会有20%的传送带宽不能用于信号传送。另外,作为测距窗的宽度,有时也使用125微秒的整数倍的250微秒,以确保125微秒帧的周期性。
另一方面,在图12示出了在本实施方式的测距动作顺序的例子。
在本实施方式中,例如上行信号用波长λu1可能会占用于测距用途,也可以将这个区域进一步分割成测距窗1110、125微秒周期的1201-1~1201-4。若使用该结构,则通过最初在测距窗1110区域使用测距请求350及测距响应310-1~310-5测量从ONU300-1~300-5来的接收信号的振幅和相位。并且如用图11的说明,根据ITU-T建议G.984.3示出的ranging time消息312,在后面对ONU300设定等化迟延量330,调整信号以使不管ONU300物理的设置位置,都宛如距OLT200的距离是20km,但这部分在图12也被省略。
接下来,使用125微秒周期的1201-1~1201-n,每125微秒向各ONU300发送ONU发送振幅相位控制信号1202。另外,在图12的例子中,将向各个ONU300发送的ONU发送振幅相位控制信号1202用一根双层线表示,各个ONU的分信号被发送。其详细动作说明,将在后面说明。
图9表示在本实施方式的从OLT向ONU传送的信号传送帧的格式的例子。
该信号传送帧例如使用下行波长λd1~λd8传送。帧的同步模式2001在帧同步时被使用。PLOAM(Physical Layer Operation AdministrationMaintenance,即,物理层运行管理维护)区域2002是用于物理层的监视控制的区域,这个具体例子例如在ITU-T建议G.984.3示出。OMCI(ONTManagement and Control Interface,即,光网络终端管理控制接口)区域2003是能够监视和控制ONU内部控制信息的区域,该具体的例子在ITU-T建议G.984.4示出。授权区域2004用于控制上行信号中的ONU300的发送信号时刻,这个具体的结构通过在ITU-T建议G.984.3的第8章和IEEE802.3规格64章记载的内容实现。帧净荷2005是传送用户信号的区域,能够将以太网(登录商标)信号和ATM信号某个用户信号进行映射。
图10表示在本实施方式中的ONU发送振幅相位控制信号1202的例子。
ONU发送振幅相位控制信号1202包含发送目的地ONU-ID2101、MSG-ID(消息ID)2102、振幅调整量2103、相位调整量2104、ONU序列号2105、预留区域2106、CRC(Cyclic Redundancy Check,即,循环冗余码校验)2107。
发送目的地ONU-ID2101中载入成为本控制对象的ONU-ID。MSG-ID2102是表示本信号是ONU发送振幅相位控制信号的类别码。振幅调整量2103例如由7bit构成,粒度0.5dB,使用在控制范围为+32dB~-31.5dB的振幅控制上。例如ONU300如果接收振幅调整量-31.5dB,则此后必须将发送振幅仅减少31.5dB(-31.5dB)来发送上行信号。在振幅过低的情况下,例如OLT200使用本控制信号发送振幅调整量+0.5dB,接收该本控制信号的ONU300此后将发送振幅增加+0.5dB来发送上行信号。发送相位调整量2104例如由5bit构成,粒度是1/16位时间,在控制范围+15/16~-16/16(=-1)位时间的发送相位控制中使用。例如ONU300如果接收发送相位调整量-1/16位时间,则以后必须将发送相位延迟1/16位时间(偏移-1/16位)来发送上行信号。在相位过迟的情况下,例如OLT200使用本控制信号发送相位调整量+1/16,接收该本控制信号的ONU300此后将发送相位前进+1/16位时间来发送上行信号。另外,振幅调整量2103、发送相位调整量2104的位数、粒度、控制范围在上述例子之外也能适当规定。
发信目的地ONU-ID2101、振幅调整量2103、发送相位调整量2104例如能够使用在图8示出的接收数据包振幅相位管理表225中存储的数据。另外,关于振幅调整量2103、发送相位调整量2104,也可以使用将存储在接收突发振幅相位管理表225的接收信号振幅偏差和接收信号相位偏差的符号反转的调整量。
ONU序列号2105是ONU固有的号码,在ITU-T的建议G.983.1中,是8字节的代码。预留区域2106是用于使信号的长度同ITU-T建议G.983.1建议既定的PLOAM消息的长度一致的空区域,另外能够使用在将来扩展用途上。CRC(Cyclic Redundancy Check,即,循环冗余校验)2107是为了OLT200确认有无消息内容错误而赋予,OLT不使用含有错误的消息。本控制信号1202例如使用下行波长λd1向保存在图9中说明的信号传送帧格式中的PLOAM区域2002的ONU目的地发送。
在这里,用图12、图5、图6、图8再次说明前面说明的ONU发送振幅相位控制信号1202使用的顺序。在图12使用测距窗1110区域发送测距请求350,使用测距响应310-1~310-5,分别测量从各ONU 300-1~300-5的接收信号的振幅及相位。另外,在这里省略测距处理的说明。
使用上行波长λu1发送的测距响应310-1~310-5在图5的O/E208-1转换为电信号,在ATC212及突发时钟提取部213接收,进一步在振幅相位偏差判断部214测量期待的接收振幅及接收相位与实际的接收信号之间的偏差,将该内容发送到上行突发振幅相位管理表225,同ONU-ID对应地进行存储。在图8(a)的接收突发振幅相位管理表(第一回)中,在ONU-ID=1下作为接收振幅偏差测量到+20dB,作为接收相位偏差测量到+1/8。CPU223基于被测量的接收信号振幅偏差、接收信号相位偏差,将振幅调整量2103作为-20dB、将发送相位调整量2104作为-1/8、将发送目的地ONU-ID2101作为1构成ONU发送振幅相位控制信号1202-1,使用消息发送缓冲器222、PON帧生成部204-1、驱动器205-1、E/O206-1以波长λd1进行发送。
ONU300-1将下行波长λd1的光信号在图6的WDM滤波器501进行波长分离,在被设定为下行波长λd1的波长可变滤波器502选择透过。ONU300-1控制为,在O/E503进行光/电变换,在AGC(Automatic GainControl:自动增益控制)504振幅值成为规定的值。ONU300-1在时钟提取部505进行重定时,在PON帧终端部506分离ONU发送振幅相位控制信号1202-1,保存在消息接收缓冲器508。另外,其他的ONU300-2~300-n因为不是给自己的控制信号而忽略。CPU523将接收的被ONU发送信号振幅相位控制信号1202-1指示的振幅调整量-20dB以及发送相位调整量-1/8设定在发送振幅相位控制部532。ONU300-1根据在发送振幅相位控制部532被设定的调整量调整振幅和相位,发送图12的上行信号1211-1。
上行信号1211-1在OLT200被接收,反复进行同样的处理。例如,上行信号1211-1再一次在图5的O/E208-1转换为电信号,被ATC212以及突发时钟提取部213接收,进一步在振幅相位偏差判断部214测量期待的接收振幅及接收相位与实际的接收信号之间的偏差,该内容被送到上行突发振幅相位管理表225。在图8(b)的接收突发振幅相位管理表(第二回)中,在ONU-ID=1时,作为接收振幅偏差测量到+4dB,作为接收相位偏差测量到+1/8。
不能按照上述的振幅调整量及发送相位调整量正确进行调整的理由,例如有在图5的振幅相位偏差判断部214的测量误差、在图6发送振幅相位控制部532的电路设定误差以及在发送线路的噪声和微小的时间变动产生的误差等是主要原因。从而CPU223以振幅调整量-4dB以及发送相位调整-1/8组合到ONU发送振幅相位控制信号1202-2(1202-3等时刻也可以),,来和上述同样再次发送。ONU300-1和上述同样地接收ONU发送振幅相位控制信号1202-2,CPU523将接收的被ONU发送振幅相位控制信号1202-2指示的振幅调整量-4dB及发送相位调整-1/8设定在发送振幅相位控制部532,发送在图12的上行信号1212-1(1213-1等也可以)。
上行信号1212-1如上所述再次被接收,在振幅相位偏差判断部214测量所期待的接收信号振幅及接收信号相位和实际接收信号的偏差,该内容被送到上行突发振幅相位管理表225。在图8(c)的接收突发振幅相位管理表(第三回)中,在ONU-ID=1时作为接收振幅偏差测量到+1dB,作为接收相位偏差测量到0。CPU223将以振幅调整量-1dB以及发送相位调整0组合ONU发送振幅相位控制信号1202-3,和上述同样再次发送。ONU300-1和上述同样接收ONU发送振幅相位控制信号1202-3,CPU523将接收的ONU发送振幅相位控制信号1202-3指示的振幅调整量-1dB及发送相位调整量0设定在发送振幅相位控制部532,发送图12中的上行信号1213-1。
上行信号1213-1如上所述再次被接收,在振幅相位偏差测量部214测期待的接收振幅及接收相位和实际接收信号的偏差,该内容被送到上行突发振幅相位管理表225。在图8(d)的接收突发振幅相位管理表(最终)中,在ONU-ID等于1时,作为接收振幅偏差测量到0dB,作为接收相位偏差测量到0,振幅相位调整结束。
以上关于ONU-ID=1的振幅相位调整做了详细说明,但关于ONU-ID=2~5也以时分的方式被实施同样的动作。即在图12的ONU发送振幅相位控制信号1202-1~1202-3中,使用图10的格式的发送目的地2101还将ONU300-2~5(ONU-ID=2~5)的控制信号也进行时分复用来发送。
通过这些处理,从各ONU300来的信号的接收振幅偏差、接收相位偏差减少,如图12的周期1201-4,在OLT200接收的振幅和相位一致。
图13表示在本实施方式中的通常信号的传送顺序。
在图13图示的信号在测距处理及用图12说明的每个ONU的发送振幅以及相位调整之后的上行一般信号(通信数据)1111~1115时的顺序,上行通信波长使用是λu1以外的λu2~λu4中的某一个。从ONU300的发送振幅以及相位是不同的,是控制为在OLT200接收信号时与期待的接收振幅及接收相位一致的结果。从而,在OLT上接收上述一般信号的情况下,不需要使用突发信号接收用ATC212及突发时钟提取部213。一般信号在O/E208-2~208-n、固定增益放大器209-2~209-n、固定相位重定时部210-2~210-n以及PON帧分解部211-2~211-n被接收和处理。另外,在通常信号传送用波长λu2~λu4中因为不需要测距窗,因此没有浪费传送带宽。
另外,在本实施方式中说明的振幅相位调整动作有只是ONU300启动时进行的方法、和ONU300启动中也周期地实施的方法这两种可能。
图7表示在本实施方式的ONU的第二结构的例子。图7的结构适用于在ONU300启动中也周期地实施振幅相位调整动作的情况。和图6不同点是WDM滤波器501具有区分且分离作为下行的通信波长的λd1和此外的波长的功能,还具有第二O/E541、第二AGC(Automatic Gain Control,即,自动增益控制)542、第二时钟提取部543、测距及振幅相位控制用PON帧生成部544、第二驱动器545以及波长λu1的激光器546。WDM滤波器501具有将上行波长λu1和此外的上行波长合波的功能。在以下行通信波长λd1接收的用于距离测量及振幅相位调整的控制消息1202在O/E541转换为电信号,在AGC542被调整振幅,在时钟提取部543被进行重定时,在PON帧终端部506分离PON区间的附加信息。
以后,如用上述例子说明,将消息接收被指示的等化迟延量330在等价迟延值存储部531存储,并作用于测距以及振幅相位控制用PON帧生成部544,以延迟发送信号,调整发送信号以使不论ONU300的物理的设置位置,都宛如距OLT200的距离是20km。被组合的信号在驱动器545通过电流驱动波长为λu1的激光器546来转换为光信号,经过WDM滤波器501向支线光纤120发送。
另外,发送振幅相位控制部532基于在消息接收缓冲器508接收的从OLT200来的指示,作用于驱动器512和驱动器545以便微调发送信号的振幅和相位。微调发送信号的振幅和相位的详细动作也如上述例子的说明。在测距及振幅相位控制结束,进行一般的信号传送时,对于下行信号,选择透过在波长可变滤波器502使用的波长。在O/E503,光信号转换为电信号,在AGC504控制为使振幅成为规定的值,在时钟提取部505进行重定时,在PON帧终端部506分离PON区间的附加信息,用户信号被送到用户接口507来输出。另外,从用户接口507输入的信号,在PON帧生成部511被添加PON区间的附加信息来组装。被组装的信号在驱动器512通过电流驱动波长可变的激光器513而转换为光信号,经过WDM滤波器向支线光纤120发送。
CPU523使用消息接收缓冲器508以及消息发送缓冲器510,与OLT200进行波长分配和消息收发,在波长管理存储器522设定自身的分配波长。接收波长控制部521基于在波长管理存储器522保存的值,将从下行波长λd2到λd8中的某一个设定为波长可变滤波器502的波长,发送波长控制部520将在波长管理存储器522保存的从λu2到λu4中的某一个值设定为可变波长激光器513的波长。
另外,在本实施方式中,例如,有时将测距以及振幅相位控制用PON帧生成部544、驱动器545以及波长为λu1的激光器546称为第四发送器。第四发送器以第一波长(λu1)基于在等化迟延值存储部存储的等化迟延量延迟信号来发送信号。另外,例如,有时将O/E541、AGC542、时钟提取部543称为第四接收器。第四接收器以第一波长(λd1)接收信号。
将本实施方式的效果用图14以及图15说明。
图14是在现有的技术的上行信号发送的模式图。
在上行信号1毫秒的帧周期1100内包含测距窗1110、保护时间1510、前置码1511、分隔符1512、净荷1513。保护时间1510是设计成从不同的ONU来的上行突发信号即使在相位发生波动信号也不产生信号的冲突的无信号区域。前置码1511用于OLT200从上行的突发信号进行快速的接收阈值调整和时钟提取的固定模式。分隔符1512是表示上行突发信号开始的位置的固定模式。净荷1513是发送用户信号以及控制信号的区域。保护时间1510、前置码1511、分隔符1512、净荷1513的详细说明在ITU-T建议G.984.2以及G.984.3示出。
在图14,用上行波长λu1传送从ONU#1和ONU#2来的上行信号,用上行波长λu2传送从ONU#3和ONU#6来的上行信号,用上行波长λu3传送从ONU#4和ONU#7来的上行信号,用上行波长λu4传送从ONU#5和ONU#8来的上行信号。测距窗1110对4个波长分别分配,成为所有的降低传输效率的重要因素。另外,因OLT200和ONU300之间的光纤长度对于每个ONU不同,从不同的ONU来的信号的接收振幅不同。从而,用于进行OLT200快速接收阈值调整和时钟提取的前置码1511是必须的,而成为进一步降低传送效率的重要因素。
图15是本实施方式的上行传送方法的模式图。
因为上行波长λu1是只用在测距及振幅相位调整中的波长,使用从启动中的ONU300来的前置码1511、分隔符1512、净荷1513能够始终进行振幅相位调整。上行波长λu2~λu4如已有的说明,通过振幅相位调整以使从不同的ONU300来的信号的接收振幅和相位成为一定值。保护时间1510以及前置码1511是不用的。在图15,用上行波长λu2传送从ONU#1和ONU#2来的上行信号,用上行波长λu3传送从ONU#3、ONU#4、ONU#5以及ONU#6来的上行信号,用上行波长λu4传送从ONU#7和ONU#8来的上行信号。在上行波长λu2~λu4中不用测距窗1110、保护时间1510以及前置码1511,波长λu2~λu4能够得到高的传输效率。
图16是从ONU启动到通信的动作概略图。另外,各动作的详细说明按照上述。
首先,ONU300一启动(S101),ONU300的波长控制部将发送波长、接收波长设定(S103)为第一波长(λu1、λd1)。OLT200和ONU300使用第一波长进行测距处理,在ONU300设定等化迟延量(S105)。例如,使用第一波长,与光网络单元进行测距处理,为了使OLT200和ONU300之间等距离,将用于在各ONU300延迟信号来发送的等化迟延量向各ONU300指示。ONU300存储从OLT200来的被指示的等化迟延量。
OLT200和ONU300使用第一波长进行用于按照上述设定振幅调整量和相位调整量的处理(S107)。例如,OLT200对于以第一波长被接收的从ONU300来的信号,求出该信号的振幅和所期望的振幅的振幅偏差及该信号的相位和所期望的相位之间的相位偏差。OLT200向ONU300发送包含振幅调整量以及相位调整量的振幅相位控制信号,该振幅调整量以及相位调整量设定为消除被求出的振幅偏差以及相位偏差。ONU300根据在振幅相位控制信号包含的振幅调整量以及相位调整量,将向OLT200输出的信号的振幅及相位调整后输出。
另外,在合适的时机给ONU300分配通信用的第二波长(S109)。ONU300的波长控制部将发送波长、接收波长设定为第二波长(S111)。OLT200和ONU300以第二波长进行通信(S113)。
本发明例如能够适用于ITU-T建议G.984.3标准的GPON。另外,本发明还可适用于其他PON方式例如也在IEEE802.3标准的64章规定的以太网(注册商标)PON系统中。