CN101729944A - 光接入系统以及光线路装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光接入系统及光线路装置。在光接入系统中，在防止通常转发阶段中的转发效率降低的同时，缩短完成全部ONU的发现为止的时间。该光接入系统具备与其他网络连接的光线路装置、各自与用户终端连接的多个光网络装置、以及设置在所述光线路装置和所述光网络装置之间的光通信路径切换装置或分光器，其特征在于，所述光线路装置分配进行用于检测所述光网络装置的处理的发现阶段的时间、和转发来自所述光网络装置的数据的数据转发阶段的时间，当在所述光线路装置中登记的光网络装置的数量增加时，按照减少所述发现阶段的时间的方式，变更所述发现阶段的时间和所述数据转发阶段的时间的比例。

Description

光接入系统以及光线路装置
技术领域
本发明涉及光接入系统，尤其涉及高速地发现光网络装置(OpticalNetwork Unit)的技术。
背景技术
近年，使用光纤的FTTH(Fiber To The Home)得以普及，接入网络正在高速化。作为FTTH的代表例，存在PON(Passive Optical Network)系统。
如图2所示，PON系统具备：与用户终端10通信的多个(N个)光网络装置(Optical Network Unit)20、经由网关50与主干网络60通信的光线路装置(Optical Line Terminal)40。多个ONU20和OLT40经由作为不需要供电的无源元件的分光器80相连。因此，PON系统是可以实现廉价的接入系统70的系统。
例如，在IEEE802.3ah(非专利文献1)中，对采用Ethernet(注册商标，以下相同)来转发OLT-ONU间的数据的EPON(Ethernet-PON)进行了标准化。另外，将传输速度高速化到10Gbps的10G-EPON的标准化取得了进展(参照IEEE202.3av(非专利文献2))。
在图2所示的光接入系统中进行的发现处理，是利用公共的光通信路径检测未登记的ONU20，登记所检测出的ONU20并且测量ONU20和OLT40之间的通信距离(RTT(Round Trip Time))的处理。通过发现处理，在分光器或光开关中可以进行控制以使通信不冲突。最终，OLT40根据识别符(LLID(Logical Link ID))区别已登记的ONU20。在图4中表示现有的EPON以及10G-EPON中的发现步骤的顺序。
在发现处理中，首先，ONU20是未登记状态，因此，OLT40利用DiscoveryGATE消息SIG20来确认存在LLID尚未决定的ONU20。Discovery GATE消息SIG20，通过将消息中的Discovery标志设为“1”，可以与通常的GATE消息区别。另外，LLID使用为了广播而定义的识别符，目的地MAC地址使用多播地址。
从OLT40发送的Discovery GATE消息SIG20经由分光器80到达与分光器80连接的全部ONU20。另外，未赋予LLID的未登记的ONU20，当接收Discovery GATE消息SIG20时为了向OLT40请求登记而发送REGISTER_REQ消息SIG30。
此时，在从分光器80到OLT40的区间中需要避免多个REGISTER_REQ消息SIG30冲突，但无法完全避免冲突。因此，为了降低冲突的概率，未登记的各ONU20以在Discovery GATE消息SIG20中记载的发送开始时刻T2为基点，在等待了随机的时间后的时刻T3发送REGISTER_REQ消息SIG30。
OLT40在作为Discovery Window而规定的时间内接收REGISTER_REQ消息SIG30时，取得发送了REGISTER_REQ消息SIG30的ONU20的MAC地址，并管理所取得的ONU20的MAC地址和LLID的对应关系。另外，开始用于向该ONU20分配LLID的处理。
OLT40为了将所分配的LLID通知给ONU20，发送将该ONU20的MAC地址设为目的地MAC地址，并且记载有LLID的REGISTER消息SIG40。具有该目的地MAC地址的ONU20，当接收REGISTER消息SIG40时，取得所分配的LLID。此后，通过在由ONU20发送的帧的前导(preamble)中包含分配的LLID来发送，可以确定发送源ONU20。另外，根据前导的LLID可以判定从OLT40发送的帧是否是发给自己的帧。
此后，OLT40为了测定OLT40和ONU20的往复时间RTT，通过LLID指定ONU20，发送将目的地MAC地址设为多播地址、将Discovery标志设为“0”的GATE消息SIG50。
具有所指定的LLID的ONU20，当接收GATE消息SIG50时，取得在GATE消息SIG50中包含的时刻信息(Time Stamp)T6以及发送开始时刻(Grant StartTime)T7。并且，将时刻信息T6设定为ONU20的时钟，通过设定的时钟在发送开始时刻T7将REGISTER_ACK消息SIG60发送到OLT40。
OLT40通过自己的时钟在时刻T8接收REGISTER_ACK消息SIG60。于是，OLT40可以根据T8和在接收到的REGISTER_ACK消息SIG60中包含的T7，作为RTT＝T8-T7而取得OLT40和ONU20的往复时间RTT。
通过以上步骤完成1个ONU20的登记(LLID的分配)以及通信距离RTT的测定。当存在多个未登记ONU时，在1次的发现步骤中，1次的DiscoveryGATE消息SIG20、多次的REGISTER_REQ消息SIG30、REGISTER消息SIG40、GATE消息SIG50、以及REGISTER_ACK消息SIG60被交换，通过重复这些消息的交换，可以登记多个ONU。
以何种程度的频率来进行发现处理，未由非专利文献1以及非专利文献2规定，而取决于安装。一般来说，如图3所示将预定时间划分为N个阶段，将其中的1个阶段设为发现阶段，将其余的N-1个阶段设为通常阶段，重复该预定时间的处理。
接下来，考察直到完成全部ONU20的发现为止花费多少时间。例如，在ONU20和OLT40间的距离为20km的情况下，OLT40和ONU20之间的RTT约为200微秒。当设1次的发现阶段的时间为1毫秒时，针对图4所示的发现握手(discovery handshake)的Discovery GATE消息SIG20，在DiscoveryWindow550的期间内，即使多个ONU20返回REGISTER_REQ消息SIG30，为了剩余的REGISTER消息SIG40、GATE消息SIG50、REGISTER_ACK消息SIG的交换而剩余的时间也为800微秒左右。在此时间内最多仅可以登记4个ONU20。并且，在处理的ONU20的数量为32，在250个阶段中进行1次，即每隔249次的通常转发阶段501来进行1次图3的发现阶段500的情况下，在(250毫秒×(32/4-1)次+1毫秒)＝1.751秒后完成最后的ONU20的发现。在图7的表901的假设1的栏中表示该结果。
然而，在光接入系统中具备的ONU20的数量多，并且OLT40和ONU20间的距离长的情况下，直到完成最后的ONU20的发现为止需要更多时间。例如在ONU20的数量为128个，OLT40和ONU20间的距离为40km的情况下，OLT40和ONU20之间的RTT约为400微秒。当设1次的发现阶段的时间为1毫秒并考虑图4所示的发现握手时，在1次的发现阶段内仅可以发现1个ONU20。因此，在(250毫秒×127次+1毫秒)＝31.751秒后完成最后的ONU的发现。图7的表901的假设4的栏中表示该结果。
另外，在图7中，设OLT40和ONU20之间的距离为20km和40km两类，由OLT40管理的ONU20的数量为32和128两类，除了所述以250个阶段中1次的比例进行发现阶段以外，在表902中表示以100个阶段中1次的比例进行发现阶段的情况下的结果，在表903中表示以10个阶段中1次的比例进行发现阶段的情况下的结果，在表904中表示以5个阶段1次的比例进行发现阶段的情况下的结果。
由OLT40管理的ONU20的数量多，并且OLT40和ONU20之间的距离长的光接入系统，其实用性高，但如前所述，存在直到完成全部ONU20的发现为止需要较长时间的问题。当然，如图7的表902、表903、表904所示，若提高发现阶段的频率则可以使全部ONU20的发现在短时间内完成。但是，如图6所示，存在通常转发阶段的比例相对减小，转发效率降低的问题。
因此，着眼于发现阶段中的Discovery Window，提出了动态地变更DiscoverWindow的窗口宽度或Discovery Window的生成周期的方法(例如参照专利文献1)。
【专利文献1】JP-特开2004-201099号公报
【非专利文献1】IEEE Std 802.3ah
【非专利文献2】IEEE Std 802.3av
发明内容
因此，本发明的目的在于，在光接入系统中，在防止通常转发阶段中的转发效率降低的同时，在一定时间内完成全部ONU的发现(或缩短直到完成发现为止的时间)。
以下是表示本发明的代表性的一例。即，一种光接入系统，具备与其他网络连接的光线路装置、各自与用户终端连接的多个光网络装置、以及设置在所述光线路装置和所述光网络装置之间的光通信路径切换装置或分光器，其特征在于，所述光线路装置，分配进行用于检测所述光网络装置的处理的发现阶段的时间、和转发来自所述光网络装置的数据的数据转发阶段的时间，当在所述光线路装置中登记的光网络装置的数量增加时，按照减少所述发现阶段的时间的方式，变更所述发现阶段的时间和所述数据转发阶段的时间的比例。
通过本发明的实施方式，可以在一定时间内完成全部ONU的发现(或缩短直到完成发现为止的时间)，同时可以防止数据的转发效率的降低。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的变更发现阶段的频率的例子的时序图。
图2是表示本发明的第1实施方式的光网络系统的结构例的图。
图3是表示本发明的第1实施方式的数据转发阶段的时序图。
图4是表示现有的EPON中的发现步骤的顺序图。
图5是本发明的第1实施方式的变更发现阶段的频率的处理的流程图。
图6是表示现有的发现频率和转发效率的关系的说明图。
图7是现有的发现比例以及OLT-ONU间的距离、和发现完成时间的关系的说明图。
图8是为了决定本发明的第1实施方式的发现比例的阈值而使用的表的说明图。
图9是表示本发明的第1实施方式的ONU的结构例的框图。
图10是表示本发明的第1实施方式的OLT的结构例的框图。
图11是表示本发明的第1实施方式的分光器的结构例的框图。
图12是表示本发明的第2实施方式的变更发现阶段的时间的例子的时序图。
图13是本发明的第2实施方式的变更发现阶段的时间的处理的流程图。
图14是表示本发明的第1实施方式的光网络系统的另一结构例的图。
图15是为了决定本发明的第2实施方式的发现比例的阈值而使用的表的说明图。
图16是表示本发明的第3实施方式的光开关30的结构例的框图。
图17是本发明的第4实施方式的变更发现阶段的频率的处理的流程图。
图18是本发明的第4实施方式的变更发现阶段的时间的处理的流程图。
符号说明
10用户终端、20光网络装置(ONU)、30光开关(OSW)、40光线路装置(OLT)、50网关、60主干网络、70光接入系统、80分光器、500发现阶段、501通常转发阶段
具体实施方式
首先，说明本发明的实施方式的概要。
本发明的实施方式的光接入系统具备：与用户终端通信的多个光网络装置(ONU)20、经由网关50与主干网络60通信的光线路装置(OLT)40、将多个ONU20和OLT40连接的分光器80(或光通信路径切换装置(OSW)30)。并且，根据完成了登记的ONU20的数量，将发现阶段间的时间间隔准备了多种。OLT40设定全部ONU4发现完成最大时间510。并且，在经过了全部ONU发现完成最大时间510的情况下，OLT40选择与到当前为止完成了登记的ONU20的数量相对应的发现阶段间的时间间隔，按照所选择的时间间隔进行发现处理。特别是在相对于由OLT40管理的ONU20的最大数量，完成了登记的ONU20的数量较少的情况下，将发现阶段间的时间间隔设定得短。另一方面，在完成了登记的ONU20的数量较多的情况下，将发现阶段间的时间间隔设定得长。
另外，在本发明的其他实施方式的光接入系统中，准备了多个与完成了登记的ONU20的数量对应的1次的发现阶段的时间。OLT40设定全部ONU发现完成最大时间510。并且，在经过了全部ONU的发现完成最大时间510的情况下，OLT40选择与直到目前为止完成了登记的ONU20的数量相对应的1次的发现阶段的时间，按照所选择的时间进行发现处理。特别是在相对于由OLT40管理的ONU的最大数量，完成了登记的ONU20的数量较少的情况下，将1次的发现阶段的时间设定得长。另一方面，在完成了登记的ONU20的数量较多的情况下，将1次的发现阶段的时间设定得短。
(实施方式1)
作为本发明的第1实施方式，说明通过动态地变更发现阶段间的时间间隔(发现阶段的频率)来缩短直到完成全部ONU的发现为止的时间的方法。
图2是表示本发明的第1实施方式的光网络系统的结构例的图。
光接入系统70具备光网络装置(ONU)20、分光器80以及光线路装置(OLT)40。
ONU(Optical Network Unit)20根据用户数量而配备有多个，与各用户终端10相连，与用户终端10进行通信。OLT(Optical Line Terminal)40与网关50连接，经由网关50与主干网络60通信。多个ONU20和OLT40经由作为不需要供电的无源元件的分光器80连接。
图9是表示第1实施方式的ONU20的结构例的框图。
第1实施方式的ONU20的结构与现有的ONU的结构相同。ONU20具备：合波·分波器200、O/E变换器211、接收侧PHY/MAC逻辑电路212、发送侧PHY/MAC逻辑电路202、MPCP控制逻辑电路220、终端侧PHY/MAC逻辑电路230以及终端接口240。
合波·分波器200接收来自分光器80侧的光信号，向分光器80侧发送光信号。O/E变换器211将接收到的光信号变换为电信号。接收侧PHY/MAC逻辑电路212控制从分光器80接收到的帧。发送侧PHY/MAC逻辑电路202控制向分光器80发送的帧。MPCP控制逻辑电路220是用于与OLT40通信的逻辑电路。终端侧PHY/MAC逻辑电路230控制在终端侧收发的帧。终端接口240是与用户终端10之间的接口。
图10是表示第1实施方式的OLT40的结构例的框图。
OLT40具备：合波·分波器400、O/E变换器411、接收侧PHY/MAC逻辑电路412、发送侧PHY/MAC逻辑电路402、MPCP控制逻辑电路420、网关侧PHY/MAC逻辑电路430以及网关接口440。
合波·分波器400接收来自分光器80侧的光信号，向分光器80侧发送光信号。O/E变换器411将接收到的光信号变换为电信号。接收侧PHY/MAC逻辑电路412控制从分光器80接收到的帧。发送侧PHY/MAC逻辑电路402控制向分光器80发送的帧。MPCP控制逻辑电路420根据MPCP(MultipointControl Protocol)帧控制多个ONU20。网关侧PHY/MAC逻辑电路430控制在网关侧收发的帧。网关接口440是与网关50之间的接口。
此外，本实施方式的OLT40的硬件的结构，与现有的OLT的硬件的结构相同，但通过MPCP控制逻辑电路420执行的发现处理不同。
图11是表示第1实施方式的分光器80的结构例的框图。
第1实施方式的分光器80的结构与现有的分光器的结构相同。分光器80具备合波·分波器361、合波·分波器360、下行分光器311以及上行分光器312。
合波·分波器361接收来自OLT40侧的光信号，向OLT40侧发送光信号。合波·分波器360接收来自ONU20侧的光信号，向ONU20侧发送光信号。下行分光器311将来自OLT40侧的光信号分配给各ONU20侧。上行分光器312将来自各ONU20侧的光信号集中到OLT40侧。
图1是表示第1实施方式的变更发现阶段的频率的例子的时序图。
在图1所示的例子中，在由OLT40管理的、完成了登记的ONU20的数量的阈值中，使用阈值A以及比阈值A大的阈值B这两种阈值。另外，各发现阶段500的时间不变地设为固定，在发现阶段500之间的通常转发阶段的时间中使用3种(短、中、长)时间。另外，将直到完成全部ONU20的发现为止所需要的时间内进行的发现阶段和通常转发阶段汇总而设为1次的通信组。在图1中，在该1次的通信组中需要的时间为“全部ONU发现完成最大时间510”。
在最初的第K通信组511-1中，在该组的开始时完成了登记的ONU20的数量在阈值A以下时，将发现阶段间的时间(即通常转发阶段的时间)设定为“短时间”。即，为了尽早使全部ONU20的登记完成，频繁地进行发现阶段。若发现阶段增加则通常转发的转发效率降低。但是，由于已登记的ONU20的数量少，因此可以实现足够的转发效率。在经过了全部ONU发现完成最大时间510的情况下，在图4所示的Discovery Window550中，只要来自各ONU20的REGISTER_REQ消息SIG30不冲突，则完成可以参加发现的全部ONU20的登记。
在第K通信组的结束时，有时存在由于某种理由在第K通信组中未能应答的ONU20、或在通信过程中解除了登记的ONU20。为了在第K通信组511-1中未能登记的ONU20，在以后的通信组中仍重复发现处理。
在由OLT40管理、并完成了登记的ONU20的数量比阈值A多、并且在阈值B以下时，在接下来的第K+1通信组511-2中，将发现阶段间的时间设定为“中时间”。在第K+1通信组511-2中，与第K通信组511-1相比，完成了登记的ONU20的数量多，因此，即使减少发现阶段的次数，也可以在相同的全部ONU发现完成最大时间510以内登记未登记的ONU20。而且，由于通常转发阶段的时间延长，因此可以使已登记的ONU20的数据的转发效率提高。
在由OLT40管理、并完成了登记的ONU20的数量比阈值B多时，在接下来的第K+2通信组511-3中将发现阶段间的时间设定为“长时间”。在第K+2通信组511-3中，与第K通信组511-1以及第K+1通信组511-2相比，完成了登记的ONU20的数量多，因此即使进一步减少发现阶段的次数，也可以在相同的全部ONU发现完成最大时间510以内登记未登记的ONU20。而且，由于通常转发阶段的时间延长，因此可以使已登记的ONU20的数据的转发率提高。
图5是变更图1所示的发现阶段的频率的处理的流程图。通过OLT40的MPCP控制逻辑电路420执行图5所示的处理。
最初，在设定了表示发现阶段相对于通常转发帧的比例的阈值后(S600)，开始最初的通信组。在最初的通信组中，起初进行发现阶段，将计数器K初始化为零(S601)。此外，计数器K对在一个通信组内进行的通常转发阶段的次数(通常转发阶段的时间)进行计数。
然后，进行通常转发阶段，将计数器K的值增加1(S602)。此后，判定计数器K的值是否超过阈值(S603)。在计数器K的值未超过阈值时，返回步骤S602，重复通常转发阶段。另一方面，在计数器K的值超过阈值时，判定开始当前的通信组后的经过时间是否超过了全部ONU发现完成最大时间510(S604)。
其结果，在通信组的经过时间未超过全部ONU发现完成最大时间510的情况下，返回步骤S601，进行发现阶段。另一方面，在通信组的经过时间超过了全部ONU发现完成最大时间510的情况下，参照到当前为止完成了登记的ONU20的数量来变更阈值(S605)，此后返回步骤S601，进行发现阶段。
图8是为了决定发现比例的阈值而使用的表(发现比例信息)的说明图，用于图5所示的处理S605中。
在图8所示的表911中，将全部ONU发现完成最大时间510设为约1.5秒，将由OLT40管理的ONU20的最大数量设为128，每当完成了登记的ONU20的数量增加16个时，改变发现阶段的比例。并且，表911还表示各种情况下的通常转发效率。
例如，在完成了登记的ONU20的数量在0以上而不到16时，发现阶段为1/12，即表示在12个阶段中1次进行发现阶段，11次进行通常转发阶段。由表911可知，完成登记的ONU20的数量越多，通信组中的发现阶段的频率越低，得到了提高通常转发效率的理想关系。
另外，表912和表913中也分别表示将全部ONU发现完成最大时间510设为约2.5秒以及约3.5秒时的例子。可知越是将全部ONU发现完成最大时间510增大，越可以降低发现阶段的频率，并且可以提高通常转发效率。
另外，在表911、912、913中，作为发现的阈值，将完成了登记的ONU20的数量分为8类，设定了分别与之对应的发现比例，但也可以使用更多的发现阈值。例如，若由OLT40管理的ONU20的最大数量为128个，则也可以使用128个发现阈值。与发现阈值对应的发现比例可以预先准备好，也可以每次计算。
式1表示该计算式的例子。在使用式1的计算中，前提是将全部ONU20配置在离OLT40足够远的地方，在1次的发现阶段中仅可以登记1个ONU20。
【式1】
Figure G2009102050447D0000101
在式(1)中，所谓发现阶段的阈值，表示在哪个阶段进行1次发现阶段。ROUNDDOWN表示舍入计算。
在第1实施方式中，如图2所示，对具备分光器80的光接入系统进行了说明，但在代替分光器80而引入了有源的光开关(OSW)30的光接入系统(参照图14)中也同样可以应用本发明。
这样，根据本发明的第1实施方式，由OLT40设定全部ONU20的发现完成最大时间，根据完成了登记的ONU20的数量动态地变更发现阶段的比例，因此可以在一定时间内完成全部ONU20的发现，或者至少可以缩短直到发现完成为止的时间，可以防止通常转发的转发效率的降低。
(实施方式2)
接下来，作为本发明的第2实施方式，说明通过不改变发现阶段间的时间间隔、而动态地变更每1次发现阶段的时间，来缩短直到完成全部ONU20的发现为止的时间的方法。
光接入系统的结构与所述第1实施方式的具备分光器80的光接入系统(图2)相同。另外，也可以把第2实施方式应用于代替分光器80而具备有源的光开关30的光接入系统(参照图14)。
图12是表示第2实施方式的变更发现阶段的时间的例子的时序图。
在图12所示的例子中，在由OLT40管理的完成了登记的ONU20的数量的阈值中，使用阈值A以及比阈值A大的阈值B这两种阈值。另外，各发现阶段500间的通常转发阶段的时间不变地设为固定，在1次的发现阶段的时间中使用3种(长、中、短)时间。另外，将在直到完成全部ONU20的发现为止所需要的时间中进行的发现阶段和通常转发阶段汇总而设为1次的通信组。在图12中，该1次的通信组所需要的时间为“全部ONU发现完成最大时间510”。
在最初的第K通信组521-1中，在完成了该组开始时的登记的ONU20的数量在阈值A以下时，将1次的发现阶段的时间设定为“长时间”。即，为了使全部ONU20的登记尽早完成，延长1次的发现阶段的时间。若1次的发现阶段的时间延长，则通常转发的转发效率降低。但是，由于已登记的ONU20的数量少，因此可以实现足够的转发效率。在经过了全部ONU发现完成最大时间510时，在图4所示的Discovery Window550中，只要来自各ONU20的REGISTER_REQ消息SIG30不冲突，则完成可以参加发现的全部ONU20的登记。
在第K通信组的结束时，有时存在由于某种理由在第K通信组中未能反应的ONU20、或在通信过程中解除了登记的ONU20。为了在第K通信组511-1中未登记的ONU20，在以后的通信组中也重复发现处理。
在由OLT管理、并完成了登记的ONU20的数量比阈值A多，并且在阈值B以下的情况下，在接下来的第K+1通信组521-2中将1次的发现阶段的时间设定为“中时间”。在第K+1通信组521-2中，与第K通信组521-1相比，完成了登记的ONU20的数量多，因此即使减少1次的发现阶段的时间，也可以在相同的全部ONU发现完成最大时间510以内登记未登记的ONU20。而且，由于通常转发阶段的时间延长，因此可以使已登记的ONU20的数据转发效率提高。
在由OLT管理、并完成了登记的ONU20的数量比阈值B多的情况下，在接下来的第K+2通信组521-3中将1次的发现阶段的时间设定为“短时间”。在第K+2通信组521-3中，与第K通信组521-1以及第K+1通信组521-2相比，完成了登记的ONU20的数量多，因此即使进一步减少1次的发现阶段的时间，也可以在相同的全部ONU发现完成最大时间510以内登记未登记的ONU20。而且，由于通常转发阶段的时间延长，因此可以使已登记的ONU20的数据转发效率提高。
图13是图12所示的变更发现阶段的时间的处理的流程图。图12所示的处理，通过OLT40的MPCP控制逻辑电路420执行。
最初，在将1次的发现阶段的时间T设定为初始值后(S610)，开始最初的通信组。在最初的通信组中，起初进行发现阶段，将计数器K初始化为零(S611)。然后进行待机，直到发现阶段的实施时间经过时间T为止(S612)。
当经过时间T时，进行通常转发阶段，将计数器K的值增加1(S613)。此后，判定计数器K的值是否超过了预定值(S614)。在计数器K的值未超过预定值时，重复通常转发阶段(S613)。在计数器K的值超过预定值时，判定是否超过全部ONU发现完成最大时间510(S615)。
结果，在通信组的经过时间未超过全部ONU发现完成最大时间510的情况下，返回步骤S611，进行发现阶段。另一方面，在通信组的经过时间超过全部ONU发现完成最大时间510的情况下，参照到当前为止完成了登记的ONU20的数量，变更1次的发现阶段的时间T(S616)，此后，进行发现阶段(S610)。
图15是为了决定发现比例的阈值而使用的表(发现时间信息)的说明图，用于图12所示的处理的S616中。
图15所示的表921、表922、表923分别表示将直到发现完成为止的时间设为约1.5秒、约2.5秒、约3.5秒的情况下的、完成了登记的ONU20的数量和1次的发现阶段的时间、以及此时的通常转发效率的关系。另外，在各表所示的情况下，将图3所示的通常转发阶段501的时间设为1毫秒，每250次进行指定长度的发现阶段500。即，发行阶段的频率为250次中有1次。另外，假定OLT和ONU间的距离为40km，OLT容纳的ONU数为128个。另外，在发现阶段中，设从图4所示的Discovery GATE消息SIG20直到DiscoveryWindow550的结束为止的时间为500毫秒，1台ONU的登记所需要的REGISTER消息SIG40、GATE消息SIG50、以及REGISTER_ACK消息SIG60的信号群的交换时间为450毫秒。
由图15的表921、表922、表923可知，在完成了登记的ONU20的数量少的情况下，延长1次的发现阶段的时间，另外，在完成了登记的ONU20的数量多的情况下，在缩短1次的发现阶段的时间的同时，使其满足指定的发现完成时间。
另外，在表921、922、923中，把作为发现阈值而完成了登记的ONU20的数量分为8类，设定了分别与之对应的1次的发现阶段的时间T，但也可以使用更多的发现阈值。例如，若由OLT40管理的ONU20的最大数量为128个，则可以使用128个发现阈值。可以预先准备好与发现阈值对应的1次的发现阶段的时间T，也可以每次计算。
在式2和式3中表示该计算式的例子。需要求出满足式2和式3的双方的1次的发现阶段的时间T。
【式2】
Figure G2009102050447D0000131
【式3】
Figure G2009102050447D0000132
在式2中，ROUNDDOWN表示舍入计算。另外，所谓重复数，是决定在全部ONU的发现完成最大时间的期间进行几次发现阶段的整数。该整数等于全部ONU的发现完成最大时间期间的通信组数。
在式(3)中，RTT表示从OLT向ONU的通信的往复时间，DW表示Discovery Window的长度。重复数与式2的重复数相同。当重复数小时，每1次的发现阶段时间显著延长，在此期间不进行通常转发阶段，通常转发的响应有可能恶化。反之，在重复数大时，每1次的发现阶段时间缩短，有可能连1次发现也不能进行。因此，最好选择允许范围内的适当的重复数。
于是，根据本发明的第2实施方式，OLT40设定全部ONU20发现完成最大时间，根据完成了登记的ONU20的数量动态地变更1次的发现阶段的时间，因此可以在一定时间内完成全部ONU20的发现，或者至少可以缩短直到发现完成为止的时间，可以防止通常转发的转发效率的降低。
(实施方式3)
接下来，作为本发明的第3实施方式，说明在具备检测来自ONU20的光信号的光开关30的光接入系统(图14)中，缩短直到完成在OLT40中未登记、并且有连接请求的全部ONU20的发现为止的时间的方法。此外，在第3实施方式中主要说明与所述第1实施方式以及第2实施方式的差异。
图16是表示第3实施方式的光开关30的结构例的框图。
第3实施方式的光开关30特征在于，在上行光开关312中具备用于检测光信号的有无的功率监视器313。
光开关30具备：合波·分波器360、合波·分波器361、分光器340、下行光开关311、上行光开关312、2对1光开关350、功率监视器313、O/E变换器341、开关PHY/MAC逻辑电路342、E/O变换器343以及光开关驱动器320。
合波·分波器360配备有多个(360-1～360-N)，接收来自ONU20侧的光信号，并向ONU20侧发送光信号。合波·分波器361接收来自OLT40侧的光信号，并向OLT40侧发送光信号。分光器340将下行用的光通信分波到ONU20侧和OSW30内。此外，为了防止光信号的损失，在分光器340的位置也可以使用2对1的光开关。下行光开关311切换下行用的光通信路径。上行光开关312切换上行用的光通信路径。功率监视器313检测有无向上行光开关312的光信号的输入。
O/E变换器341将从分光器340分波而得的光信号变换为电信号。开关PHY/MAC逻辑电路342从由光信号变换而得的电信号(MPCP帧)中读取帧信息，控制通过光开关而收发的帧。端口管理逻辑电路343管理OSW30的各端口和LLID的关系。开关PHY/MAC逻辑电路342控制通过光开关收发的帧。E/O变换器343将电信号变换为光信号，并作为光信号来发送。光开关驱动器320控制下行光开关311以及上行光开关312。
在第3实施方式中，OLT40以及ONU20的结构与所述第1实施方式以及第2实施方式相同，但在OLT40的MPCP控制逻辑电路420和ONU20的MPCP控制逻辑电路220的控制中与所述各实施方式有所不同。以下，说明控制方法的不同点。
首先，在OLT40中未登记请求与OLT40连接的ONU20的情况下，ONU20使发光元件(激光器)工作，持续向光开关30发送特定的信号。激光器的动作由MPCP控制逻辑电路220(参照图9)控制。通过激光器发送的特定的信号，只要可以通知激光器已成为ON即可(即，是连续光即可)，不必要是作为帧或特定比特数的信号而有意义的值。例如，可以持续发送“1”这样的值。
在此，光开关30的上行光开关312与分光器80不同，以一次将一个ONU20和OLT40连接的方式进行控制，因此，通过未登记的ONU20发出的特定的信号(激光)不会妨碍通常的其他ONU20的通信。
然后，OLT40向光开关30请求在发现阶段的最初未被登记在OLT40中、并且请求了连接的ONU20的数量。
光开关30的功率监视器313检测出将激光器设为ON的ONU20。光开关30，针对未登记的ONU数的请求，向OLT40报告检测出的ONU20的数量(连接请求数Nc)。当设通过OLT管理的ONU的最大数为Nm时，完成了登记的ONU20的数量以Nm-Nc表示。
此后，与所述的第1实施方式同样地，动态地变更发现阶段间的时间间隔(发现阶段的频率)。或者与所述第2实施方式同样地，动态地变更1次的发现阶段的时间。
根据第3实施方式，无论通过哪种方式，都由OLT设定全部ONU的发现完成最大时间，并根据完成了登记的ONU20的数量(Nm-Nc)动态地变更发现阶段的存在比例，或者动态地变更1次的发现阶段的时间，因此，可以在一定时间内完成全部ONU20的发现，或者至少可以缩短直到发现完成为止的时间，可以防止通常转发的转发效率的降低。
(实施方式4)
接着，作为本发明的第4实施方式，说明不设定发现完成最大时间、而动态地变更发现阶段的频率或1次的发现频率的时间的方法。无论哪种方法都可以通过对第1实施方式以及第2实施方式施加微小修改来实现。使用流程图说明第4实施方式中与所述第1以及第2实施方式的差异。
图17是在第4实施方式中不设定发现完成最大时间、而动态地变更发现阶段间的时间间隔(发现阶段的频率)的处理的流程图。
最初，在设定表示发现阶段相对于通常转发阶段的比例的阈值后(S600)，开始最初的通信组。在最初的通信组中，起初进行发现阶段，将计数器K初始化为零(S601)。
然后，进行通常转发阶段，将计数器K的值增加1(S602)。此后，判定计数器K的值是否超过了阈值(S603)。在计数器K的值未超过阈值的情况下，返回步骤S602，重复通常转发阶段。另一方面，在计数器K的值超过了第1阈值的情况下，参照到当前为止完成了登记的ONU20的数量，变更阈值(S605)，此后，返回步骤S601，进行发现阶段。
即，在第4实施方式的处理中，仅是从第1实施方式的处理(图5所示的流程图)中删除了步骤S604的处理。
接下来说明不设定发现完成最大时间、而动态地变更1次的发现阶段的时间的方法。
图18是在第4实施方式中不设定发现完成最大时间、而变更发现阶段的时间的处理的流程图。
最初，在将1次的发现阶段的时间T设定为初始值后(S610)，开始最初的通信组。在最初的通信组中，起初进行发现阶段，将计数器K初始化为零(S611)。然后进行待机，直到发现阶段的实施时间经过时间T为止(S612)。
当经过时间T时进行通常转发阶段，将计数器K的值增加1(S613)。此后，判定计数器K的值是否超过预定值(S614)。当计数器K的值未超过预定值时，重复通常转发阶段(S613)。当计数器K的值超过预定值时，参照到当前为止完成了登记的ONU20的数量，变更1次的发现阶段的时间T(S616)，此后，进行发现阶段。
即，第4实施方式的处理，仅是从第2实施方式的处理(图13所示的流程图)中删除了步骤S614的处理。
此外，在第4实施方式中也与所述第1以及第2实施方式同样地，可以预先准备好发现比例以及1次的发现阶段的时间T，也可以每次计算。不管怎样都与发现完成最大时间无关地，在进行下一次的发现阶段时，根据完成了登记的ONU20的数量变更发现阶段的频率或时间。结果，可以缩短直到完成全部ONU20的发现为止的时间。
以上说明的本发明的实施方式的发现高速化方式，可以应用于使用分光器80或光开关30的光接入系统的任意一种。
以上，对本实施方式的光接入系统进行了详细的说明。所述说明只不过是一种实施方式，在不脱离本发明的技术构思以及技术范围的情况下可以进行各种变形。

Claims (18)

1.一种光接入系统，具备与其他网络连接的光线路装置、各自与用户终端连接的多个光网络装置、以及设置在所述光线路装置和所述光网络装置之间的光通信路径切换装置或分光器，其特征在于，
所述光线路装置，
分配进行用于检测所述光网络装置的处理的发现阶段的时间、和转发来自所述光网络装置的数据的数据转发阶段的时间，
当在所述光线路装置中登记的光网络装置的数量增加时，按照减少所述发现阶段的时间的方式，变更所述发现阶段的时间和所述数据转发阶段的时间的比例。
2.根据权利要求1所述的光接入系统，其特征在于，
所述光线路装置，
设定用于完成光网络装置的发现的阈值时间，
在所述设定的阈值时间中包含至少一个所述发现阶段、和至少一个所述数据转发阶段，
在经过了所述设定的阈值时间的情况下，对在所述光线路装置中登记的所述光网络装置的数量进行计数，
当所述计数而得的光网络装置的数量增加时，按照延长所述设定的阈值时间中的所述发现阶段的间隔的方式，决定所述发现阶段的间隔。
3.根据权利要求2所述的光接入系统，其特征在于，
在所述光线路装置和所述多个光网络装置之间设置光通信路径切换装置，
所述光通信路径切换装置，
具有检测来自所述光网络装置的光信号的检测器，
在检测出来自未登记在所述光线路装置中的光网络装置的光信号的情况下，将所述未登记的光网络装置的数量通知给所述光线路装置，
所述光线路装置，
根据所述通知的未登记的光网络装置的数量，计算在所述光网络装置中登记的光网络装置的数量，
当所述计算出的光网络装置的数量增加时，按照延长所述设定的阈值时间中的所述发现阶段的间隔的方式，决定所述发现阶段的间隔。
4.根据权利要求2所述的光接入系统，其特征在于，
所述光线路装置，
保存发现比例信息，该发现比例信息包含多个与在所述光线路装置中登记的光网络装置的数量对应的、所述发现阶段的间隔，
根据在所述光线路装置中登记的光网络装置的数量，从所述保存的发现比例信息中选择所述发现阶段的间隔。
5.根据权利要求2所述的光接入系统，其特征在于，
所述光线路装置，在经过了所述设定的阈值时间的情况下，使用所述计数而得的光网络装置的数量，计算所述发现阶段的间隔。
6.根据权利要求1所述的光接入系统，其特征在于，
所述光线路装置，
设定用于完成光网络装置的发现的阈值时间，
在所述设定的阈值时间中包含至少一个所述发现阶段、和至少一个所述数据转发阶段，
在经过了所述设定的阈值时间的情况下，对在所述光线路装置中登记的所述光网络装置的数量进行计数，
当所述计数而得的光网络装置的数量增加时，按照缩短一次的所述发现阶段的时间的方式，决定所述发现阶段的时间。
7.根据权利要求6所述的光接入系统，其特征在于，
在所述光线路装置和所述多个光网络装置之间设置光通信路径切换装置，
所述光通信路径切换装置，
具有检测来自所述光网络装置的光信号的检测器，
在检测出来自未登记在所述光线路装置中的光网络装置的光信号的情况下，将所述未登记的光网络装置的数量通知给所述光线路装置，
所述光线路装置，
根据所述通知的未登记的光网络装置的数量，计算在所述光网络装置中登记的光网络装置的数量，
当所述计算出的光网络装置的数量增加时，按照缩短所述一次的发现阶段的时间的方式，决定所述发现阶段的时间。
8.根据权利要求6所述的光接入系统，其特征在于，
所述光线路装置，
保存发现时间信息，该发现时间信息包含多个与在所述光线路装置中登记的光网络装置的数量对应的、所述一次的发现阶段的时间，
根据在所述光线路装置中登记的光网络装置的数量，从所述保存的发现时间信息中选择所述一次的发现阶段的时间。
9.根据权利要求6所述的光接入系统，其特征在于，
所述光线路装置，在经过了所述设定的阈值时间的情况下，使用所述计数而得的光网络装置的数量，计算所述一次的发现阶段的时间。
10.一种光线路装置，其经由光通信路径切换装置或分光器，与各自和终端连接的多个光网络装置通信，并与其他网络相连，其特征在于，
分配进行用于检测所述光网络装置的处理的发现阶段的时间、和转发来自所述光网络装置的数据的数据转发阶段的时间，
当在所述光线路装置中登记的光网络装置的数量增加时，按照所述发现阶段的时间减少的方式，变更所述发现阶段的时间和所述数据转发阶段的时间的比例。
11.根据权利要求10所述的光线路装置，其特征在于，
设定用于完成光网络装置的发现的阈值时间，
在所述设定的阈值时间中包含至少一个所述发现阶段、和至少一个所述数据转发阶段，
在经过了所述设定的阈值时间的情况下，对在所述光线路装置中登记的所述光网络装置的数量进行计数，
当所述计数而得的光网络装置的数量增加时，按照延长所述设定的阈值时间中的所述发现阶段的间隔的方式，决定所述发现阶段的间隔。
12.根据权利要求11所述的光线路装置，其特征在于，
在所述光线路装置和所述多个光网络装置之间设置光通信路径切换装置，
所述光通信路径切换装置，
具备检测来自所述光网络装置的光信号的检测器，
在检测出来自未登记在所述光线路装置中的光网络装置的光信号的情况下，将所述未登记的光网络装置的数量通知给所述光线路装置，
所述光线路装置，
根据所述通知的未登记的光网络装置的数量，计算在所述光网络装置中登记的光网络装置的数量，
当所述计算出的光网络装置的数量增加时，按照延长所述设定的阈值时间中的所述发现阶段的间隔的方式，决定所述发现阶段的间隔。
13.根据权利要求11所述的光线路装置，其特征在于，
保存发现比例信息，该发现比例信息包含多个与所述光线路装置中登记的光网络装置的数量对应的、所述发现阶段的间隔，
根据在所述光线路装置中登记的光网络装置的数量，从所述保存的发现比例信息中选择所述发现阶段的间隔。
14.根据权利要求11所述的光线路装置，其特征在于，
在经过了所述设定的阈值时间的情况下，使用所述计数而得的光网络装置的数量，计算所述发现阶段的间隔。
15.根据权利要求10所述的光线路装置，其特征在于，
设定用于完成光网络装置的发现的阈值时间，
在所述设定的阈值时间中包含至少一个所述发现阶段、和至少一个所述数据转发阶段，
在经过了所述设定的阈值时间的情况下，对在所述光线路装置中登记的所述光网络装置的数量进行计数，
当所述计数而得的光网络装置的数量增加时，按照缩短一次的所述发现阶段的时间的方式，决定所述发现阶段的时间。
16.根据权利要求15所述的光线路装置，其特征在于，
在所述光线路装置和所述多个光网络装置之间设置光通信路径切换装置，
所述光通信路径切换装置，
具备检测来自所述光网络装置的光信号的检测器，
在检测出来自未登记在所述光线路装置中的光网络装置的光信号的情况下，将所述未登记的光网络装置的数量通知给所述光线路装置，
所述光线路装置，
根据所述通知的未登记的光网络装置的数量，计算在所述光网络装置中登记的光网络装置的数量，
当所述计算出的光网络装置的数量增加时，按照缩短所述一次的发现阶段的时间的方式，决定所述发现阶段的时间。
17.根据权利要求15所述的光线路装置，其特征在于，
保存发现时间信息，该发现时间信息包含多个与所述光线路装置中登记的光网络装置的数量对应的、所述一次的发现阶段的时间，
根据在所述光线路装置中登记的光网络装置的数量，从所述保存的发现时间信息中选择所述一次的发现阶段的时间。
18.根据权利要求15所述的光线路装置，其特征在于，
在经过了所述设定的阈值时间的情况下，使用所述计数而得的光网络装置的数量，计算所述一次的发现阶段的时间。
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