CN102045110B - 光通信系统及通信频带控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光通信系统及通信频带控制方法，在光通信系统的光纤上插入中继器而进行通信距离延长或加入者数增加的情况下，也能够防止信号处理时间及响应时间的增加，并且防止频带的减少及光信号品质的劣化。通过由分光器和中继器构成的光纤网连接母站和多个子站的光通信系统中，母站具备：第一频带控制部，根据来自各子站的上行信号发送请求，以第一周期决定发送的上行信号的第一数据量，中继器具备：距离测量部，对与各子站的传输距离或传输时间进行测量；第二频带控制部，根据来自各子站的上行信号发送请求以及第一数据量，以第二周期决定发送的上行信号的第二数据量和发送定时，各子站根据通过多次第二周期决定的数据量和发送定时，将第一频带控制部决定的数据量的上行信号以第一周期发送给母站。

Description

光通信系统及通信频带控制方法
技术领域
本发明涉及多个加入者装置共用光传输线路的光通信系统的结构和运用方法，尤其涉及该系统的传输距离延长及收容加入者数增加等系统扩展能力出色的光通信系统的结构和运用方法。
背景技术
利用宽带的通信需求提升，对于面向用户的接入线路，替代以DSL(Digital Subscriber Line：数字用户接口)等电话线路为基础的接入技术，而正在推行使用光纤的大容量接入线路。当前，作为接入网，从线路铺设成本以及维护管理成本的角度出发，大多利用PON(Passive OpticalNetwork：无源光网)系统(以下，简单地称作PON，或者称作光无源网络系统、无源光网系统)。该PON由以国际电信联盟(以下称作ITU-T(International Telecommunication Union Telecommunication StandardizationSector))为首的各种标准化团体推行标准化。举个例子，有在非专利文献1等中标准化的G-PON(Gigabit PON：千兆比无源光网)。
PON是在站侧装置(以下，称作OLT(Optical Line Terminal：光线路终端)或母站)和多个加入者装置(以下，称作ONU(Optical Network Unit：光网单元)或子站)之间，使用光纤和分光器将光信号进行分支或复用来进行收发的系统。由于根据使用的光纤的传输性能以及分光器的光分支数限制了通过光纤的光信号的衰减量等性能，因此在OLT和ONU之间的通信距离上有限制。列举具体例，在G-PON的情况下使用通信距离最大设定为20km、基于分光器的分支数(能够与OLT连接的ONU数)最大设定为64的网络。
随着一般家庭的加入者(通信网用户)接入互联网进行用于信息收集或社会生活的通信的机会增加，要求增加通信网的设备，特别是将加入者连接到通信网的接入网。为此，可以考虑追加引入用于接入网的PON本身即追加OLT，或者，对PON的OLT所收容的ONU数进行扩展的方法。PON一般是OLT实施频带控制等复杂的系统控制和所收容的ONU的管理的结构，OLT相比于ONU价格高得多。另外，用于新铺设光纤的成本对于运营商(carrier)来说结果是产生大的支出。因此，与增设OLT相比，更希望扩大每个OLT的收容ONU。
对于已有的PON，研究了导入用于延长光纤的通信距离或扩大分支数的中继装置(以下称作RE(Reach Extender/混合延伸器)的结构。该结构是在OLT和ONU之间的光信号通信区间内适当设置RE，并由OLT控制该RE来实现光纤的通信距离的延长或分支数的扩大。另外，作为控制协议，根据使用以往的ONU控制协议即OMCI(ONU Management ControlInterface：ONU管理控制界面)的方案，由ITU-T进行标准化(非专利文献2)。
【非专利文献1】ITU-T标准G.984.3
【非专利文献2】ITU-T标准G.984.4
在PON中引入RE的情况下，存在如下方法：在OLT和分光器之间各ONU共同使用的主干光纤(也称作集线光纤)上插入RE的方法、以及在分光器和各ONU之间使用的支线光纤上插入RE的方法，从控制的容易性来看，认为优选的是在集线光纤上插入的方法。
通过将RE插入至主干光纤内，与以往的PON相比延长了通信距离，因此在远程地区的加入者的ONU也同样能够收容在OLT中，从而轻易地增加了OLT的收容数。即，提高OLT中的ONU收容效率。另一方面，随着通信距离的延长，在远程地区的ONU与OLT的通信时间(传输延迟时间)增加。结果，从ONU向OLT发送的信号的S/N比衰减或波形失真，因此在OLT中的信号处理中需要高性能的光信号接收器。
在利用时分复用方式从PON的OLT向任意的ONU分配通信频带的情况下，OLT经由分光器接收来自各ONU的发送频带请求，并根据这些请求进行动态带宽分配处理(以下，称作DBA(Dynamic BandwidthAssignment))。若仅简单地延长通信距离，则会受到波长分散或S/N比劣化的影响，可能产生如下情况，即：从ONU向OLT的频带分配请求不能正确传输的情况、或因该信号的有效性在光线上丢失而不能全部传输至OLT的情况。结果，从各ONU送出发送请求之后到得到发送许可为止的等待时间变长，各ONU的通信中断(待机)时间也会增加。即，对要求实时性的信号的品质带来影响，对各个ONU进行的基于DBA的通信容量(频带)分配处理变得不正确，来自ONU的信号检测处理上需要时间(OLT的处理负荷)，因此频带分配的周期间隔有可能变长至需要以上。
发明内容
因此，谋求提供一种PON，在PON中引入RE来进行OLT和ONU之间的通信距离的延长或收容ONU的增加的情况下，抑制(1)OLT的信号处理负荷的增加、(2)各ONU的信号发送等待时间的增加、(3)来自各ONU的发送信号频带的减少、或(4)发送信号的品质劣化等问题的发生，优选具有与以往的PON相同程度的通信品质。更具体而言，本发明的目的是为了实施PON所需的DBA，而提供能够抑制上述问题的发生的PON以及PON的控制方法及频带分配方法。
为了解决上述问题，本发明的光通信系统(PON)构成为，在对从多个子站(ONU)发送的上行信号发送请求实施DBA时，利用母站(OLT)和RE双方，由OLT进行第一DBA处理，由RE进行第二DBA处理。具体而言，在OLT中决定能够从各ONU发送的数据量。接着在光中继装置(RE)中，为了使ONU发送由OLT决定的数据量，通过时分复用方式决定数据发送定时(发送开始时刻以及发送数据量，或者发送开始时刻和结束时刻)，以避免ONU间数据冲突。构成为具备如上所述的DBA功能。
即，在通过具备分光器的光纤网连接OLT和多个ONU的光通信系统的光纤网区间具备RE，该RE对在OLT和上述多个ONU之间收发的信号进行中继；在OLT和RE双方具备频带控制部，该频带控制部对ONU动态地分配用于发送上行信号的频带：OLT根据多个ONU的请求，按每个ONU决定能够通信的时间框的范围(可发送的数据量)，在RE中参照该信息，决定多个ONU的各个ONU对OLT发送信号的定时。光通信系统构成为：将从多个ONU发送的上行猝发信号在光纤网上进行复用，进而由RE重构为连续光形态或接近连续光的长周期的猝发信号，并转发给OLT。
更详细地讲，在连接OLT和分光器的集线光纤区间插入RE，RE中具备：测量部，对RE与ONU之间的传输距离或传输时间进行测量；决定部，根据ONU的发送频带请求，决定该ONU发送信号的定时；以及信号处理部，对从ONU接收到的信号进行处理，并发送给OLT。若OLT接收来自ONU的信号发送请求，则由OLT以某时间间隔(以下，称作逻辑DBA周期，或第一DBA周期)决定ONU能够发送的数据量(通信时间框的范围)，RE以比OLT的逻辑DBA周期短的物理DBA周期(以下，称作第二DBA周期)决定各个ONU能够发送信号的时刻。RE根据逻辑DBA周期和物理DBA周期对来自ONU的信号发送定时进行控制，从而在将从ONU向OLT的猝发信号的前后所包含的保护位部分以及接收到的帧信息的一部分删除的状态下，将信号以连续信号的方式发送给OLT。进而构成为，由于能够使用跨越已有的(包含通信定时决定)DBA处理周期的猝发帧，因此更有效地利用母站和子站之间的上行信号的通信频带。
发明效果
在PON中引入RE来进行OLT和ONU之间的通信距离的延长或子站收容数的增加的情况下，由RE(1)将上行信号进行再现并变换为连续信号，或者作为长周期的猝发信号而变换为接近连续光信号的形式，并向OLT中继；(2)实施DBA处理中的有关时分复用处理的部分，从而能够避免从ONU发送的上行帧之间的保护宽带等不需要的信息发送至OLT。由此，提高集线光纤上的频带利用效率。
此外，在从OLT发送的下行信号中，由OLT和RE分割进行DBA处理，因此能够降低OLT侧的处理负荷，能够降低对各个ONU的上行频带分配处理的负荷，并且能够对应ONU数的增加。
通过由RE将上行光信号终止或再现，能够在保持作为PON的特性的OLT中的集中控制形态的状态下进行系统扩展。具体而言，通过使RE具备进行考虑了光特性的物理信号的处理的功能，并使OLT具备频带分配、ONU管理等对逻辑信号进行处理的功能，能够使扩展系统的信号处理最佳化。
附图说明
图1是表示使用本发明的PON的光接入网的结构例的网络结构图。
图2是表示PON的OLT的结构例的模块结构图。
图3是表示PON的ONU的结构例的模块结构图。
图4是表示本发明的PON所具备的RE的结构例的模块结构图。
图5是表示本发明的PON的动作例的时序图(1)。
图6同样是表示PON的动作例的时序图(2)。
图7同样是表示PON的动作例的时序图(3)。
图8同样是表示PON的动作例的时间图。
图9是表示OLT和RE之间的下行信号的结构例的信号结构图。
图10是表示在DBA处理中使用的数据库的结构例的存储器结构图。
图11是表示由RE进行收发的光信号的结构例的信号结构图。
图12同样是表示光信号的其他结构例的信号结构图。
符号说明
10OLT              20ONU        10000RE
30分离器           40PON        50加入者网
70集线光纤         71支线光纤   90接入网
300、310DBA处理部  610测距处理部
20000上行光信号(连续)
具体实施方式
以下，利用附图，以在ITU-T标准G.984.3中规定的G-PON的结构及其动作为例，说明本发明的PON系统的结构和动作。
图1是表示使用本发明的PON的光接入网的结构例的网络结构图，示出了在PON的集线光纤上插入了RE的情况下的结构例。
光接入网1是在由站侧装置(OLT)10、多个加入者装置(ONU)20-1～20-n、分光器30、集线光纤70、多条支线光纤71-1～71-n、在集线光纤70的中途插入至70-1和70-2之间的信号中继装置(RE)10000构成的PON40中，将各ONU20(20-1～20-n)分别与加入者网(或者，PC或电话等终端；作为代表例仅图示加入者网50-1)50连接，并将OLT10与作为上级的通信网的接入网90连接的网。OLT10是对于PON区间80和接入网90双方具备接口的通信装置，经由接入网90而与更上级的通信网进行信息收发，并将该信息进一步向ONU20转发，由此收发信息信号。另外，接入网90多数情况下使用由IP路由器或以太网(Ethernet，注册商标，以下同样)交换机等构成的包(packet)通信网，但也可以是除此以外的通信网。ONU20一般采用设置在用户的家庭或企业的网站、并连接至LAN或作为相当的网络的加入者网50的方式。在各加入者网50上连接着IP电话或提供现有的电话服务的电话终端或PC/便携终端等信息终端。在PON区间80中，在OLT10和各ONU20-1～20-n之间利用光信号进行通信。另外，将在PON中使用的光信号的波长设为上行λup和下行λdown分别不同的波长，使得信号在光纤70、71或分离器30中不干扰。
从OLT10发送的下行信号通过RE10000，由分离器30分支，到达构成光接入网1的ONU20-1～20-n。对于来自OLT10的下行信号以G-PON为例，利用在PON区间80的通信中使用的帧(以下，称作GEM帧：G-PONEncapsulation Method/G-PON封装方法)进行发送。该GEM帧分别由头和有效载荷构成，在各头中插入了作为各个GEM帧的目的地的ONU20的标识符(Port-ID)。ONU20-1～20-n在接收到GEM帧的情况下，提取该GEM帧的头信息，在该GEM帧的目标地址Port-ID指向自己本身的情况下进行帧处理，在是发送给其他ONU20的帧的情况下废弃该帧。
在从各ONU20-1～20-n向OLT10的上行通信中，都使用相同波长λup的光信号。上行信号与下行信号同样是由每个ONU的头和有效载荷构成的可变长的帧(以下，这也称作GEM帧)。各ONU20错开发送定时来发送上行信号，使得在OLT10上能够识别来自各ONU20的GEM帧，即在集线光纤70上各个上行信号不冲突/干扰。这些上行信号在通过分离器30之后在集线光纤70上被时分复用并到达OLT10。
具体而言，(1)用测距处理部610测量从RE10000到各ONU20-1～20-n的距离，从而调整上行信号的延迟量(ONU间的响应时间的差异)；(2)根据来自OLT的指示(下行信号)，指示各ONU20-1～20-n申报发送等待的数据量(102-1～102-n)。(3)根据该申报，OLT10对各ONU20-1～20-n指示作为上行信号可发送的数据量。另外，上述(2)、(3)由DBA1处理部300实施。(4)RE10000中，对于根据测距处理调整了上行信号的延迟量的各ONU，由DBA2处理部310根据OLT10中决定的发送许可数据量，分配该数据的可发送的定时。(5)若各ONU20以由RE10000指示的定时发送数据，则这些信号在集线光纤70上被时分复用并到达RE10000。(6)RE10000知道向各ONU20指示的定时，因此从被复用的信号中识别各ONU20的信号并进行接收处理。
为了实现这些动作，在OLT10所保持的DBA-DB1400中记录提供每个ONU(运用上是每个频带管理单位AIIoc-ID)的发送许可的数据量，在RE10000的DBA-DB2410中，将决定了ONU应发送该数据的(RE1000可接收的)定时的通信开始时刻和通信结束时刻(或通信开始时刻和通信数据量)对应起来保持。
RE10000具备用于中继从OLT10向ONU20发送的光信号和从ONU20向OLT10发送的光信号的光中继功能10010。作为该光中继功能10010，具备：通过光放大器将接收的信号直接放大并发送的结构；以及将接收到的光信号暂时还原到电信号并确认信号内容、在包含终止及帧插入的必要处理后，再次变换为光信号并发送的结构；一般的结构是根据收发的信号的性质，将该两种结构分开使用。在以下说明的本发明的PON40中使用的RE10000中，由于需要执行以往的OLT所具备的测距功能及DBA处理的一部分的信号处理，所以将接收到的光信号暂时变换为电信号来进行处理。
在本发明的PON40中，RE10000的测距处理部610执行以往OLT10所实施的测距处理，进而，RE10000的DBA2处理部310负责DBA处理的一部分。这是为了关于因RE10000而延长的PON区间80，防止通过OLT10及RE10000执行的控制信号处理时间的增加。具体而言，如图1所示，在本发明的PON40中，实施RE10000和各ONU20的区间101-1～101-n的测距。测距结果被保存至RE10000所具备的测距(EqD)数据库510，通过参照该测距数据库510，提供给DBA以外的PON40的运用。
如果检测出新连接的ONU，则RE10000通过测距处理，对ONU20-1～20-n测量从RE10000的往返延迟时间(以下称为RTD：Round Trip Delay)。RE10000根据该RTD计算应该对各个ONU20-1～20-n设定的等价延迟量(以下称为EqD：Equivalent Delay)，并存储至EqD信息DB510。EqD按照已有的PON的EqD设定单元，设定为从各个ONU20对RE10000的响应时间在系统内相同。该RE10000实施的测距使用在ITU-T标准G.984.3中规定的测距方法即可。虽然也依赖于RE10000的设置位置，但只要是从RE10000向各ONU20进行测距的结构，即使构成为将集线光纤70-2和各支线光纤71的合计长度设为20km以内、引入RE10000来延长集线光纤70-1、而实现将PON区间80的距离延长为20km以上，在PON40的运用中也与以往的PON同样由RE10000实施测距即可，能够防止随着PON区间80的延长，OLT用于进行所有ONU的管理的处理负荷增加。
在RE10000的EqD信息DB510中预先保持EqD信息和RTD，并使得在RE10000对各ONU20进行了频带分配时，能够准确地接收上行信号。
图2是表示PON的OLT的结构例的模块结构图。
下行信号从接入网90输入至称为SNI(Service Network Interface：服务网络接口)的IF1100-1～1100-n。另外，在接入网90中多数使用包网络，在IF上多数使用10/100Mbps或1Gbps的以太网接口，但本发明并不限于该结构。接收信号(以下称作数据或者包)转发至下行帧处理部1210并被解析包的头信息。具体而言，根据在包的头中包含的目标地址信息、发送源信息、包含通过路径信息的流量识别信息，决定应该将该接收包转发的目标地址的ONU20。决定该目标地址信息，并且根据需要，进行该接收包的头信息的变换或赋予。另外，在下行帧处理部1210中具备下行路径信息DB1211，该下行路径信息DB1211用于决定上述目标地址或决定包含头信息的变换及赋予的处理，并且下行帧处理部1210构成为：将作为接收包的头信息来包含的一个或多个参数作为触发，通过参照DB1211来进行上述处理。
下行帧处理部1210还具备将接收包变更为PON区间80传输用的帧格式的帧生成功能。在将以太网的接收包发送至G-PON的PON区间80的情况的具体处理如下：(1)提取以太网包的头信息；(2)将该头信息作为触发来检索下行帧处理部1210内的下行路径信息DB1211，从而决定对接收包的VLAN标签处理(变换、删除、透过、赋予)及其转发目的地；(3)进而，通过帧生成功能生成包括对相应的转发目的地ONU设定的Port-ID的GEM头；(4)将该GEM头赋予给接收包，将以太网包封装为GEM帧。
将以太网包封装后的GEM帧由下行帧处理部1210读取，由E/O处理部1310从电信号变换为光信号，并经由波分复用分离器(WDM)1500和集线光纤70-1发送至ONU20。
在PON区间80中，各ONU20以由RE10000指定的定时发送上行信号。该上行信号是由每个ONU20间歇地发送的猝发(burst)状的信号，来自各ONU20的上行信号在集线光纤70-2上时分复用，并由RE10000接收。RE10000将这些猝发信号变换为连续光形态，并经由集线光纤70-1发送给OLT10。OLT10根据在经由集线光纤70-1、WDM1500接收到的该连续光信号的开头赋予的称作前同步码以及定界符的模式，进行位同步以及帧同步(PON区间80的帧终止)处理。即，将来自各ONU20的猝发状的上行信号改变为连续光形态，并使OLT10接收。由此，在OLT10中总是接收几乎一定强度的信号，因此与以往的PON相比较，在构成上行光信号的接收器的基础上，不需要对应于接收光信号强度等级的部件，能够进行低成本化。对于此时OLT10所接收的连续光信号的帧结构例，将在后面叙述。
由O/E处理部1320进行了终止处理的上行信号被转发至上行帧处理部1410，按照与前面说明的下行信号的处理步骤大致相反的步骤进行处理。具体而言，GEM帧由上行帧处理部1410终止，还原为以太网包。另外，在上行帧处理部1410中具备上行路径信息DB1411，并与下行信号同样，通过参照该DB进行头信息的解析或变换，决定包的转发目的地。进而，在上行帧处理部1410中，与下行帧处理部1210同样还具备将该接收包的帧格式变更为能够通过上级的接入网90来收发的包形态的帧生成功能。与下行信号相反，是将在PON区间80传输的GEM帧变换为以太网包的功能。以太网包由上行帧处理部1410经由IF1100-1～1100-n发送至具备L2交换机及路由器的接入网90。
PON控制部1000是除了进行各ONU20的设定、管理等控制以外，还进行包含RE10000的PON40整体的控制的部分。在本实施方式中，由于RE10000实施测距以及DBA处理的一部分(以下，称作物理DBA处理或DBA2处理)，因此构成为包括：ONU管理1部200，用于使OLT10与RE10000联合动作；以及DBA1处理部(以下，称作逻辑DBA处理部)300，具备为了对各个ONU提供发送许可而决定并保持上行信号发送量的功能。如果通过上行帧信号处理部1410中的上行信号的同步处理来确认接收到的信号的开头位置，则PON控制部1000从接收到的上行帧的头信息中提取识别ONU的信息，在G-PON的情况下提取ONU-ID或Port-ID，并识别发送源。此外，将用于在PON区间80中传输的GEM帧终止，并将用于变换为以太网格式的信息提供给上行帧处理部1410。
ONU管理1部200具备如下功能，即，根据来自各ONU20或RE10000的信号接收状况以及包含在接收帧中的头信息等，对连接至OLT10下属的ONU20-1～20-n和RE 10000进行管理及控制。这里，ONU20的状态表示管理是否被连接，是调试中途状态还是运用状态、能否正常通信等。具体而言，构成为将对每个ONU预先分配的Serial Number(SN：序列号)存储至SNDB 1062，将OLT 10分配给各个ONU20的ONU-ID、Alloc-ID、Port-ID存储至ONU/Alloc/Port-ID DB 1061。当然，这些参数是一例，也可以存储其他在PON的控制中需要的参数，也可以构成为将DB整理成1个，或细分成3个以上。
图3是表示PON的ONU的结构例的模块结构图。
从ONU20所收容的终端(未图示)向PON的上行信号从加入者网50输入至叫作UNI(User Network Interface：用户网络接口)的IF2100-1～2100-n。另外，对于加入者50也较多地使用LAN或包网络，对于IF也较多地使用10/100Mbps或1Gbps的以太网接口，但并不限于这样的结构。
在ONU20中处理下行信号以及上行信号的结构和动作，分别与OLT10的上行信号以及下行信号处理的结构和动作大致相同。即，对于下行信号，具备下行路径信息DB2211的下行帧处理部2210将从PON区间80接收到的GEM帧变换为以太网包，并输出至与ONU20的UNI连接的终端，对于上行信号，具备上行路径信息DB2411的上行帧处理部2410将从终端接收到的以太网包变换为GEM帧，并向OLT10输出。PON控制部2000构成为包括上行发送控制部2070以及ONU控制部2060。
在上行发送控制部2070中具备：EqD信息DB2072，存储根据测距由RE10000通知的EqD的值；以及DBA信息DB2071，存储RE10000实施的DBA的结果(信号发送开始位置/时刻、定时或发送量等)。存储在这些数据库中的值，由上行帧处理部2410作为基准信息来参照，由此从帧处理部2410向OLT10发送上行信号，上述基准信息为按照由OLT10或RE10000发送的上行通信的发送指示，以正确的定时(时分复用为在RE10000中与其他ONU20的信号不重叠的定时)发送信息时的信息。
ONU控制部2060是用于在根据来自OLT10或者RE10000的指示，调试ONU20的情况下的参数设定或通信状态管理的功能模块，本模块的处理例如包含接收帧的解析、装置的维护管理信息的管理、是否需要向OLT10或者RE10000通信(回信)的判定等。
图4是表示在本发明的PON中具备的RE的结构例的功能模块图。
在本实施例中，将RE10000插入至PON区间80的集线光纤70。即是通过集线光纤70-1连接OLT10和RE10000、通过集线光纤70-2连接RE10000和分离器30的结构，是在延长集线光纤70-1对从OLT10处于远程地区的ONU20也进行收容时，为了维持作为PON的性能而加入RE10000的结构。
RE10000，作为下行信号接收用而具备O/E处理部11110、作为下行信号发送用而具备E/O处理部11130。另外，作为上行信号接收用而具备O/E处理部12210，并具备发送用的E/O处理部12230。在经由WDM11500-1及WDM11500-2分别接收到下行信号及上行信号的情况下，与OLT10及ONU20同样地对帧进行同步并终止。接收到的光信号暂时被变换为电信号，所以在下行帧处理部11120、上行帧处理部12220、以及RE控制部11000中，可以进行接收到的帧的头处理及帧信息的确认。此外，与OLT10及ONU20同样，构成为能够将在RE控制部11000内生成的信息作为帧，通过下行帧控制部11120或上行帧控制部12220发送至OLT10或ONU20。另外，作为从RE10000发送的信息的一例，有在新连接ONU20时为了进行测距而对该ONU20发送的测距响应请求消息。另一方面，作为在RE10000中终止的信息的一例，列举出来自ONU20的对该测距响应请求的响应消息。
RE控制部11000具备测距控制部610、ONU管理2部210、以及DBA处理2部310。
测距控制部610是对RE10000和ONU20的区间101-1～101-n进行测距的部分，具备通过测距测量的对各ONU20的RTD、以及用于保存根据该RTD求出的EqD的EqD信息DB510。此外，具备如下功能：若由RE10000接收到的信号的开头位置和接收预定位置(预定时刻)发生偏差，则对该ONU20通知EqD设定的变更，同时变更ONU20的EqD信息。
在ONU管理2部210中保持ONU识别信息，该ONU识别信息用于掌握成为测距控制部610应该测量距离的对象的ONU20。具体而言，具备将连接着的ONU20所具有的SN信息、以及由OLT10对该ONU20分配的ONU-ID和Alloc-ID建立对应的SN/ONU-ID信息DB11061。通过具备该数据库11061，能够按每个Alloc-ID确认是否在指示的时刻由RE10000向ONU20发送，并判断为在RE10000侧需要进行时刻再调整的情况下，执行为此的处理。进而，该数据库11061能够用于在由RE10000接收到上行信号时，在光强度不足或光强度与假设的适当的光强度强一定值以上的情况下，指示调整该ONU的光发送强度。
RE10000的动作是：(1)根据由OLT10通过DBA1处理300对各ONU20许可的发送数据量，通过DBA2处理310决定数据发送定时以使各ONU20能够向OLT10进行数据发送，并将数据发送定时通知给各ONU；以及(2)将从集线光纤70-2侧接收到的来自ONU20的上行信号经过在一定的装置内延迟，经由集线光纤70-1变换为连续光信号，并作为一定强度的光信号向OLT10侧发送。因此，OLT10不需要与各个猝发信号对应，能够使光信号接收器的结构简单化。
O/E处理部12210参照在DBA处理2部310所具备的DB410中保存的DBA信息11071，掌握接收从各个ONU20传来的上行信号的定时，并按照该定时，调整ATC及光强度等级设定电路，以便能够按照来自各ONU20的猝发信号、以适当的S/N比及光强度来接收信号。另外，DBA处理2部310具备储存来自ONU20的上行信号所包含的上行频带请求的功能(未图示)。这是对于各ONU的频带请求，到DBA处理2结束而频带分配结束的时点为止保持请求值的功能。由于在DBA处理2中在一定周期内进行根据频带请求及其优先级等来分配频带的处理，因此从各个ONU20发出频带请求开始到实际的频带分配结束为止产生延时，或者根据请求频带量的不同，发生在某DBA周期内不能分配足够的频带、还需要下一DBA周期的分配的情况，因此在DBA处理持续进行的时间内需要存储该请求信息。
进而，在DBA2处理部310中，存储由OLT10作为DBA1处理300的实施结果而通知的、对各ONU20的发送许可频带(数据量)信息。本信息是在OLT10中接收到来自ONU20的上行信号所包含的上行频带请求时，计算能够对该ONU20分配的频带而得到的信息，保持到通过一次或多次的DBA处理而接收与该频带分配量相当的上行信号完毕的时点为止。另外，构成为：上述上行频带请求或发送许可频带适当储存在DB410等中。
通过O/E处理部12210正常接收到的上行猝发信号由上行帧处理部12220如以下进行处理。在RE10000和OLT10以连续光信号进行收发信号的情况下，对属于该帧的头的猝发同步用信号部分(保护时间、前同步码、定界符)区域进行删除或缩短处理。此外，作为帧处理部12220的帧处理的其他方法，也可以采用如下方法：在从RE10000向OLT10转发信号时，变换为能够在OLT10中终止的、与上行猝发帧不同的帧形态。该方法的优点是能够将支持已有的通用协议的便宜的收发设备安装在OLT10中，例如，可以变换帧的结构，以使利用以太网OAM的VSM帧的RE10000和OLT10进行通信。
图5是表示本发明的PON的动作例的动作时序图，是示出在OLT10经由RE10000调试ONU20时的处理和运用状态中的动作处理的一例的图。
调试RE10000，若能够进行OLT10和RE10000之间的通信，则根据基于ITU-T标准G.984.3的ONU调试方法，如以下这样开始ONU20的调试处理。
在OLT10中，为了发现新连接的ONU20，在ONU20达到最大收容数为止，以适当的时间间隔生成PLOAM消息(S201)，并将该消息发送给ONU20(S202)。在RE10000中，将该PLOAM消息进行转发处理(S203)，并发送至各ONU20(S204)。具体而言，共同报告给所有ONU，需要该信号的ONU对其进行接收处理。
新连接到OLT10的ONU20-1若接通电源(S200)，则开始接收从OLT10经由RE10000发送的下行信号(S204)。若从下行信号S204所包含的头信息中识别出请求向OLT10的连接的消息(S205)，则将连接请求消息向OLT10发送(S206)。RE10000该连接请求消息进行转发处理(S207)而发送至OLT10(S208)。
由于本发明的RE10000使用在ITU-T标准G.984.3中规定的ONU调试方法，因此从ONU20来看，OLT10只是来到RE10000的位置，能够通过与现有的PON相同的控制方法来维持相同的性能。
如果ONU控制部1060接收来自新ONU20的上行信号，并识别出正确连接了一个新的ONU20(S209)，则OLT10开始相应的ONU20-1的调试。具体而言，对RE10000发送调试开始通知消息，以开始该ONU20-1的调试处理(S210)。
RE10000若从OLT10接收调试开始通知S210(S211)，则如下所述，开始像在ITU-T标准G.984.3中规定的OLT10那样进行动作，开始ONU20-1的调试处理。
RE10000若从OLT10接收调试开始通知S210，则将该消息终止，并发送RE10000新发行的SN请求信号S2121。相对于此，ONU20-1将设定在本装置中的包含SN的SN通知信号S2122向RE10000发送。在接收到SN之后，在RE10000和OLT10的区间100中实施SN对照处理S2131。
若能够确认从ONU20-1接收到的SN正确，则OLT10发布ONU-ID，作为对该ONU20-1分配的标识符。将该ONU-ID插入到下行通信消息并通知给RE10000(S2132)，进而，由RE10000转发给ONU20-1(S2123)。此外，该ONU-ID存储至RE10000的ONU管理部11060的DB11061(S2200)，用于以后的运用。这是因为为了将ONU标识符和EqD信息建立对应、以及为了使用已有的PLOAM帧，需要设定以ONU-ID为参数的帧而存储的。
若能够通过RE10000内的ONU管理2部210确认新ONU20-1和ONU-ID的对应关系，则通过测距处理(S2124)实施该ONU20-1和RE10000的RTD测量(S2124)。该处理中，RE10000的测距控制部610进行与在ITU-T标准G.984.3中规定的OLT的测距相同的动作即可。在RE10000中，根据RTD测量结果决定应该对该ONU20分配的EqD之后，将该EqD的值存储至测距控制部610的EqD DB510(S2300)，并将该EqD的值通知给ONU20-1(S2125)。在ONU20-1中，将该EqD的值存储至EqD信息DB2072，用于以后的信号收发等的运用。此外，在向EqD DB510的EqD的存储处理完成之后，RE10000向OLT10发送测距完成通知，该测距完成通知是通知关于该ONU20-1完成了测距处理的通知(S2133)。
若从RE10000通过测距完成通知S2133接收有关ONU20的连接管理的通知，则转移到该ONU20的运用状态。ONU20-1成为运用状态S214，RE10000和OLT10也转移到运用开始状态(S216，S215)。这样，PON区间80的两端的OLT10和ONU20的状态转移同步执行。
在ONU20-1转移到运用状态之后，ONU20-1发送上行信号的频带请求S216，该发送请求由RE10000接收。RE10000将该请求信息转发给OLT10(S231、S217)。OLT10若接收该上行频带请求，则相应于此，在DBA处理1部中，在OLT10管理的DBA周期(以下，称作DBA周期1、或第一DBA周期)内，对于各个ONU20决定许可发送的上行信号的通信频带分配量(发送许可数据量)(逻辑DBA、S232)。OLT10计算出的该发送许可数据量被通知到RE10000。RE10000参照从OLT10得到的各个ONU20的发送许可数据量，在RE10000管理的DBA周期(以下，称作DBA周期2、或第二DBA周期)内，决定各ONU20向RE10000发送上行信号的定时(物理DBA、S218)。该定时信息由RE10000的下行帧处理部11120插入至在下行信号的头部分中包含的BWmap(Bandwidth Map)字段(图9：1500，细节将在后面叙述)而发送至ONU20(S220)。接收到该信息的ONU20-1按照由RE10000指示的定时和发送量，发送上行信号(S221)。该上行信号在RE10000中终止，并如利用图11等来后述的那样，在变换为向OLT的连续光信号(图11：20000)之后(S223)，到达OLT10(S222)。
另外，周期性地反复进行包括来自ONU20的上行频带的请求(S216)、OLT10的逻辑DBA1处理S232、RE10000的物理DBA处理S218以及向ONU20的上行信号用频带通知(S220)的上述一系列的处理。按照每周期的DBA处理，在RE10000中对于从ONU20接收的光信号进行与在各EqD信息DB11051中存储的值的比较，按每个上行信号(上行帧)确认其接收定时。在ONU20中，在被进行了频带分配的情况下、即在得到了数据发送许可的情况下，按照该发送指示发送上行信号(S221)。若在RE10000中的接收定时上检测出偏差，则进行EqD的值的修正或重新进行测距。
如上述过程所示，在本发明的PON中，OLT10管理用于管理ONU20-1～20-n的连接状况的SN、ONU-ID等参数以及提供对ONU20的发送许可的频带量(以及在DBA中使用的算法、优先级等)，RE10000负责ONU20调试过程的测距部分及运用开始后的物理DBA处理。由此，与以往的PON同样，保持OLT10的ONU20集中管理(包含来自ONU的上行信号通信控制)功能，并且即使在扩张了PON区间80的情况下，实施物理DBA的区间也处于RE和ONU之间，因此能够降低安装到ONU20上的数据缓冲器的量(不增加)来运用。
图6是说明PON的动作例的时序图，说明基于DBA的信号收发的动作例。该图示出由RE10000实施的DBA周期比由OLT10实施的逻辑DBA周期短的情况下的、ONU20和OLT10的通信过程。
ONU20从连接至各ONU的加入者网50内的用户终端接收数据(250)，若在ONU20内的上行帧处理部2410中储存发送等待数据，则根据该储存量发送上行频带的分配请求S216-1～S216-n。另外，来自各ONU20的频带请求S216按照由RE10000对ONU20分配的发送定时来发送。
RE10000将一定期间(S401、S402)设定为频带请求收集期间，将在该期间由ONU20接收到的频带请求(S216-1～n)汇总而重构上行信号，并周期性地转发给OLT10(S231、S217)。
OLT10若接收该频带请求，则DBA1处理部310在逻辑DBA周期内进行用于对各个ONU20许可上行通信的频带分配(逻辑DBA、S501)。此时，决定为频带信息的信息是在逻辑DBA期间内对各ONU20许可发送的数据量(发送许可数据量)，具体而言不包含有关发送信号的定时的信息。另外，在将从RE10000向OLT10的上行信号变换为连续光信号时，在从各ONU20发送的猝发数据(GEM帧)中附加的头被删除，因此能够增加该删除量的数据而发送给OLT10，详细情况将利用图11来说明。因此，通过逻辑DBA对各个ONU20许可发送的数据量考虑这些被删除的头的量而决定为比通过以往的PON的DBA决定的频带(数据量)大的值。各ONU20的上行信号发送定时的决定是RE10000的DBA2处理部310实施的分担结构，OLT10的DBA1处理部300分担在逻辑DBA周期内对ONU20分配能够在连接OLT10和RE10000的光纤上通信的数据量。对每个ONU20分配的数据量在每逻辑DBA周期作为频带许可量通知而发送至RE10000(S302)。
从OLT10接收到频带许可量通知S302的RE10000将对各个ONU20的上行发送许可数据量储存至DBA2处理部310，开始对各ONU20的发送定时的分配处理(物理DBA、S351)。图6表示OLT10的逻辑DBA周期相当于RE10000的物理DBA周期的k次量的状况。RE10000将用于在OLT10的逻辑DBA周期内使ONU20发送数据的频带通知(实际频带和发送定时的通知)向各ONU发送k次(S220-1～k)，从而通知给各个ONU20。另外，与OLT10中的逻辑DBA同样，在RE10000的物理DBA中，也考虑到在RE10000中的上行信号变换时在从各ONU20发送的猝发数据(GEM帧)中附加的头被删除，构成为增加该删除量的数据并决定各ONU20一次发送的数据量及定时。并且，构成为：决定各ONU20中的发送数据量和定时，以使通过逻辑DBA周期内的k次物理DBA来从各ONU20输出的数据的量成为通过逻辑DBA决定的发送许可数据量。即，在RE10000中变换为将来自各ONU20的GEM帧的头等删除了的连续信号时，为了构成为对OLT10发送较多的数据来提高PON的频带利用效率，在物理DBA中也考虑被删除的头的量而将对各个ONU20许可发送的数据量和定时决定为比通过以往的PON的DBA决定的频带(数据量)大的值。
若将相应于OLT10的频带通知S302的数据作为上行信号S221-1～S221-k来接收完毕，则RE10000将来自ONU的数据变更为在与OLT10的通信中需要的数据形式，并重构包含上行数据的帧(S223)，转发给OLT10(S222)。
通常，逻辑及物理DBA处理按各自的周期反复进行。因此，在来自ONU20的上行信号S221-1～S221-k的头部分中包含有用于在下一逻辑DBA周期请求上行数据发送的频带请求(S216)。这些频带请求S216如在前面说明的那样在RE10000中被汇总，并与S235、S217同样从RE10000向OLT10转发，在OLT10中根据该请求信息转移到下一周期的逻辑DBA处理。即为与上行信号S217和数据转发处理S222相同的信号结构。
图7也是说明PON的动作例的时序图，是详细说明图6的动作的图，示出实施对ONU20的频带分配处理时的、OLT10及RE10000的具体动作过程。
OLT10在逻辑DBA(S501)中，根据目前接收到的来自ONU20的频带请求(图6：S216、S217)，对各个ONU20分配能够在DBA周期1(逻辑DBA周期)内收发的上行频带。在DBA处理1部300中计算出的、该每个ONU20的数据发送量被保存至DBA-DB1(400)，并在时刻TL1作为DBA信息1(S302)向RE10000通知。通知S302的帧结构例将在后面叙述。
接收到DBA信息1(S302)的RE10000根据DBA信息1进行物理DBA(S351)。具体而言，将通过该DBA信息1得到的每个ONU20的发送许可数据量分割为以各ONU20为目的地、且适合于DBA周期2，然后将按照一次指示来发送许可的频带(数据量)和定时决定为每个ONU20的DBA信息2。在该图中示出了由RE10000将DBA信息1(S302)分割为k个DBA周期2，并向ONU20进行频带指示的例子。
从RE10000向ONU20，DBA处理2部310经由分离器30利用基于ITU-T标准G.984.3的频带通知单元，向各ONU20通知DBA信息2。从时刻TR1(TD1)起向ONU20发送的DBA信息2(1)～(k)为其通知帧。这些频带指示帧通过在图6中说明的物理DBA，按每个DBA周期2(S311-1～S311-k)向ONU20发送。向各个ONU20的频带指示在时刻TD1～TDk被发送。另外，DBA周期2不一定需要与PON的基本周期帧周期(在G-PON中为125秒)相同，能够设定适合于物理DBA处理的间隔。即，能够将多个基本周期帧集中而实施较大的周期的频带控制。DBA信息2(1)～(k)被分离器30分支并到达各ONU20。图7表示包含DBA信息2(1)的下行帧S220-1通过分离器30之后分配到S220-1-1～S220-1-n并到达所有ONU20的状况。该动作在指示其他DBA信息2的帧S220-2～S220-k中也相同。ONU20在判断为是发送给本装置的频带指示的情况下，按照由该下行帧指示的定时和数据量，向RE10000发送上行信号。RE10000在TD1～TDk的频带指示发送后，在ONU调试时设定的包含EqD的一定时间后，从各ONU20接收被时分复用而发送来的猝发信号。另外，通过一次DBA周期2发送指示的上行数据在DBA周期2的时间宽度内接收完毕。并且，进行考虑了RE10000中的上行信号的变换(将来自各ONU20的GEM帧的头的一部分删除并变换为连续信号)的、逻辑DBA的发送许可数据量的决定和物理DBA的数据量和发送定时的决定，以使通过k次的物理DBA从各ONU20发送的数据的量成为通过逻辑DBA决定的各ONU20的发送许可数据量，并且构成为比以往的PON的DBA更大地分配频带，提高PON系统的频带使用效率。
在发送上行数据时对来自各个ONU20的猝发信号赋予的头信息中，包含下一DBA周期的上行频带发送请求。即，RE10000在接收对DBA信息2通知S220的上行帧的同时，在图6中记载的那样进行收集频带信息的处理。对于在DBA周期1(S310-1～S310-3)中提供的指示，将数据及来自各个ONU20的发送请求一次处理完毕为止的时间成为与DBA周期1相同的时间宽度。DBA周期1适用于OLT10和RE10000，在各装置中为周期边界不同的结构。这是因为需要接收来自ONU20的上行数据或频带请求的定时、对应于它的进行向DBA周期1的频带分割处理的处理时间、用于在OLT10和RE10000之间通过下行信号及上行信号来通知它们的装置内部处理时间、光纤70-1上的通信时间。例如，DBA周期1的边界位置从时刻TL1向TR1偏移了逻辑DBA(S501)和下行指示通信时间(S302)的量。该时刻差(TR1-TL1)是关于别的边界也保持一定值的结构。另一方面，构成为：对于上行信号，也在保持了一定时间差的状态下以DBA周期1为基础进行动作。图7的S352表示与S351、S353相同的DBA信息提取、再分割处理。此外，S502、S503、S504也表示与逻辑DBA(S501)相同的处理。
图8是表示PON的动作例的时间图，是伴随OLT10和RE10000实施的各DBA处理(300、310)的信号的收发定时的图。
OLT10在一定周期的DBA信息1通知期间913(相当于DBA周期1(S300))，向RE10000通知能够从各ONU20向OLT10发送的数据量。在该通知中利用了以往PON所具备的OAM(PLOAM)的结构。具体而言，是应用了在ITU-T标准G.984.3中规定的信号(图9：3100)的结构，使用对来自ONU20的上行信号进行时分复用控制的、下行信号帧3100所包含的US BWmap(Bandwidth Map：带宽图)字段(图9：1500)，来进行发送许可数据量的通知。当然，也可以使用其他技术、例如在以太网OAM标准(ITU-T标准Y.1731)中规定的VSM(Vendor Specific Message：厂商定义消息)帧。
OLT10以DBA周期1(S300)为基准周期，通过由RE10000将来自各个ONU20的请求汇总并转发的方法(图6：S216-1～n、S231、S217)收集来自各个ONU的频带请求信息。OLT10根据从各ONU20接收到的频带请求(在S216中通知的信息)，在需要的情况下考虑用户及服务的优先级等，决定用于对各个ONU20分配能够在一次DBA周期1(S300)中利用的上行频带的比率。由此，决定对各ONU20许可发送的数据量(执行逻辑DBA(S501))。该图中示出：在发送数据量计算时间912中实施逻辑DBA(S501)之后，将DBA信息1(发送许可数据量通知)发送给RE10000(S302)，在时刻TL92～TL93，OLT10接收来自各ONU20的上行信号(变换为连续光信号之后的信号20000)之前的有关DBA处理的信号的收发定时。
由OLT10在DBA信息1计算时间912中计算出的向各ONU20的发送许可数据量(DBA信息1)在下一DBA信息1通知期间913(时刻TL91～TL0，相当于DBA周期1(S300、989))中被通知到RE10000。具体而言，由OLT10将DBA信息1插入至下行信号帧的POLAM，并使用多个m个的下行信号帧(S302-1～m)进行通知。分割为多个的下行帧S302-1～m与以往PON的下行帧同样，没有划分各帧的边界，而是以连续光的形态发送至RE10000。
接收到该下行帧(以下，汇总为3000)的RE10000根据DBA信息1，进行物理DBA(S315)。将进行物理DBA的DBA2处理310的处理时间，用DBA信息2计算时间902表示。然后，RE10000从DBA周期1的边界时刻TR1(TD1)开始向ONU20执行DBA2信息(向各ONU20的频带和发送定时的通知)的发送。从RE10000向ONU20的DBA2信息的发送中与以往的PON同样，使用在ITU-T标准G.984.3中规定的信号。具体而言，使用对来自ONU20的上行信号进行时分复用控制的、下行信号帧所包含的US BWmap字段进行通信定时的通知。此时的下行DBA周期使用DBA周期2。并且，进行物理DBA(S200-1～k)，以使通过物理DBA(S200-1～k)向各ONU20通知的上行数据量的合计值与通过OLT10中的逻辑DBA(S501)决定的发送许可数据相同。RE10000的DBA周期1的边界位置从TL91偏移到TR1。另外，在DBA周期2中处理的帧是包含一个或多个G-PON的125μ秒基本帧的结构。
在DBA周期1(S300)中指示的以ONU20为目的地的发送许可数据量通过物理DBA(S315)变换为DBA信息2，并通过多个DBA周期2(S220-1～S220-k)通知到ONU20。相对于此的来自ONU20的上行帧(S910-1～S910-n)由RE10000作为猝发信号来接收，并接收DBA周期1的合计频带量全部为止(即，接收完毕对S220-1～S220-k的响应为止)暂时储存至RE10000。然后，将这些由上行数据及头信息构成的猝发状的来自各ONU20的帧(GEM帧)变换为连续光信号2000(S920)，并发送至OLT10(S930)。各个上行块S910-1～S910-k分别表示与来自RE10000的频带指示S220-1～S220-k对应的来自ONU的响应。从RE10000发送给OLT10的连续光信号2000的发送时间S930是与DBA周期1(S300)相等的时间宽度。OLT10保持从发送了发送许可数据量的时刻TL91开始到接收完毕ONU20的上行数据的时刻TL93为止的DBA信息1保持时间914、通过逻辑DBA决定的发送许可数据量，并确认来自OLT10的指示和来自ONU20的接收数据量是否一致。然后，经由SNI侧接口，将该数据转发给接入网90。
图9是表示OLT-RE间的下行信号的结构例的信号结构图，示出将OLT10通过逻辑DBA决定的向ONU的发送许可数据量通知给RE10000的信号的一例。
这里使用的信号是应用了在引入RE10000之前在OLT10和ONU20之间使用的信号的信号，使用遵循ITU-T标准G.984.3的下行帧格式的信号。具体而言，使用下行帧头中包含的称作US BWmap的字段1500。该字段由一个以上的频带指示信息(Access信息)1500-1～1500-N构成。频带指示字段1500-1～1500-N分别对与一个ONU对应的Alloc-ID1510提供发送许可并指示发送定时，因此包含发送开始时刻SStart(1530)和发送结束时刻SStop(1540)。Flags1520及CRC1550也是标准G984.3记载的信号。
为了从OLT10向RE10000通知发送许可数据量，如(A-1)所示将一部分字段(SStart1530)替换为虚拟(dummy)1531，对于应该插入频带结束位置SStop1540的字段，插入对该Alloc-ID1510的发送许可数据量1541。在SStop1540为不够载置数据量的大小的情况下，使(A-1)的虚拟1531更小、使数据量字段1541更大即可。最终如(A-2)所示，有时在频带分割信息1570中隐藏频带指示区域1530和1540。根据本结构，RE10000中的帧重构的处理量与原来的ONU20大致相同即可，并且能够降低OLT10和RE10000的处理部分的开发量。
图10是表示在OLT和RE所具备的DBA处理中使用的数据库的结构例的存储器结构图。
DBA1处理用的DB400用于储存通过逻辑DBA决定的每个ONU20的发送许可数据量、并接收基于RE10000中的物理DBA或其响应的来自各ONU的信号，构成为与在后说明的RE10000的DB410相同，具有放入ONU的标识符即Alloc-ID的区域5001、放入发送开始定时的区域5002、放入发送数据量的区域5004，并且构成为放入按每个ONU20通过逻辑DBA决定的值。另外，构成为在区域5002中放入虚拟信号，以与在图9中说明的信号的结构相符。相对于在OLT中实施一次逻辑DBA，在RE10000中进行k次物理DBA，因此这里储存的值是通过k次物理DBA而从各ONU20发送的数据的合计值。此外，在RE10000中进行将从各ONU20接收到的信号的头删除并变换为连续信号的操作，因此为了提高频带的利用效率，如在前面说明的那样构成为，通过逻辑DBA决定考虑了该头删除量的、比通过以往的PON的DBA决定的数据量大的值，在该DBA400中被地区发生。
DBA2处理用的DB410用于储存通过物理DBA决定的每个ONU20的频带(数据量)和发送定时、并发送DBA信息2(S220)或接收其响应(S221)，具有放入ONU的标识符即Alloc-ID的区域5001、放入发送开始定时的区域5002、以及放入发送数据量的区域5004，并且构成为放入按每个ONU20通过物理DBA决定的值。另外，还能够构成为在区域5004中放入发送结束定时。进而，也可以构成为：除了通过OLT10的逻辑DBA决定的每个ONU20的发送许可数据量以外，还储存在DBA2处理部310中使用的数据(未图示)。在该图中示出了放入通过一次物理DBA决定的值的结构，但如在前面说明的那样，相对于实施一次OLT中的逻辑DBA，进行k次物理DBA，所以是储存k个(未图示)如该图的区域的结构。在这些k个中的若干个区域中有基于物理DBA的向各ONU20的指示，被实施OLT10和RE10000的DBA处理(逻辑DBA和物理DBA)，以使对应于各ONU20而在区域5004中表示的数据量的合计值成为也在DB400中储存的该ONU的发送许可数据量。另外，构成为这些信息被保持到包含OLT10中的逻辑DBA的一系列的DBA处理完成为止(参照图8，DBA信息1保持期间914)。
图11是表示由RE收发的光信号的结构例的信号结构图，示出了将从各ONU20以猝发状接收到的光信号(GEM帧)变换为连续光信号并发送给OLT10的状况。
在G-PON的情况下，上行信号发送时隙运用以125μ秒周期或DBA处理周期为基准的一定周期13000-1。从各ONU20-1～20-n分别经由支线光纤71-1～n发送的GEM帧通过分离器30被时分复用为一条集线光纤70-2。该图(A)表示以通过物理DBA决定的发送定时(参照图10的DB410)复用来自各ONU的猝发状的GEM帧的状况，示出从ONU20-1、20-2、20-4发送的数据的发送位置及发送数据尺寸。此外，在该图中，示出了RE10000从ONU20接收的各个GEM帧的光信号强度根据离ONU20的距离差而不同的状况。在各个GEM帧中，每个ONU的头信息19091、19101、19201被附加在各个放有数据的有效载荷19090、19100、19200之前。进而，在各个GEM帧之间设有用于避免收发器的工作条件(启动/消光所需要的时间)或信号之间的叠加的保护时间19000-1及19000-2。另外，在G-PON中，设定了保护时间为32位以上。
该图(B)表示将(A)所示的来自各ONU的GEM帧汇总并变换为连续光信号之后的信号结构。在帧发送周期13000-1中包含的GEM帧的有效载荷19090、19100、19200是与(A)相同的内容。在RE10000中，从赋予给GEM帧的头19091、19101、19201变换为删除了不需要的部分的头19092、19102、19202，进而为了变换为连续光信号，而删除保护时间19000-1、19000-2等并重构帧。
对变换后的连续光信号20000的对OLT10所管理的DBA周期1的开头位置，赋予用于帧同步的头信息13200。该头13200(详细情况未图示)包括在以往的PON下行帧中使用的用于接收连续信号的帧同步模式(在GPON的情况下相当于PSync字段)。
在RE10000中将GEM帧变换为连续光信号20000的结果，对各GEM帧附加的头的大小变小，且保护时间也被删除，因此能够减小连续光信号的大小。或者，也能够使有效载荷仅增大删除的头等的量而使得成为与将接收到的GEM帧简单地连接的信号相同的大小的连续光信号。即，能够使来自各ONU20的数据比以往的PON大而进行发送(组合逻辑DBA和物理DBA来分配较多的频带)，提高上行信号的频带利用效率。另外，在变换为连续光信号时，光信号被暂时终止而成为连续信号之后，以一定的电平(レベル)作为光信号20000发送至OLT10，由此吸收接收GEM帧的光信号强度的偏差。结果，OLT的接收O/E1320的结构和控制变得简单，实现PON40(OLT10)的成本下降。对(B)添加的有效载荷区域13600、13700表示在RE10000中插入了通过后接于125μ秒帧13000-1的其他上行猝发接收到的猝发数据的部分。对于有效载荷13600、13700的头也进行同样的处理，头长被缩短，保护时间被删除。按每个DBA周期1赋予的头13200的频带消费量能够通过连续光化时的保护时间及不需要头的删除而得到充分补偿。因此，DBA周期1越长，频带利用效率越提高。
在以往的PON中以125μ秒的基本周期对上行帧进行了处理。跨过该基本周期的上行帧发送(以及频带分配处理)只要在DBA周期内执行，则能够为了降低基于上行帧的头的总开销而实现。在本发明的PON中，将DBA本身分割为逻辑DBA和物理DBA来实施。以往的PON中的DBA相当于本发明PON的物理DBA。通过引入收容多个物理DBA周期的逻辑帧周期，能够以逻辑帧周期的周期边界为基准点进行时分复用处理，与以往的PON相比能够大幅提高上行频带利用效率。逻辑DBA处理周期和物理DBA处理周期的周期长之差越大，该提高率的效果越大。上述效果呈现在上行有效载荷13700上。通过进行逻辑DBA处理，能够提供以在以往的PON中未实施的跨越125μ秒周期的形式分配上行信号的PON。
图12也是表示由RE收发的光信号的其他结构例的信号结构图，说明从各ONU20接收到的GEM帧变换为连续光信号的状况。
上行猝发信号(GEM帧)19050的结构在ITU-T标准G984.3中规定，因此以下简单说明其结构。首先，GEM帧大致由有效载荷19100和头19101构成，在头区域19101的前部设有PLOu字段21010。该POLu字段21010由前同步码和定界符区域19211、以及包含ONU-ID等的其他头21200构成。进而，在PLOu字段21010的前方设有保护时间19000-1。头19101中放入PLOAM字段21000。另外，对ONU20指示的发送开始时刻表示PLOAM字段的开始位置1100。在本字段21000中包含ONU-ID19111、消息ID19112、PLOAM消息主体191113、以及进行PLOAM字段的错误检测的CRC19144。进而，在上行帧中包含用于插入上行频带请求的字段DBRu21115。进而具备其他上行头21116。
上述字段中的、在RE10000中将从各ONU20接收到的GEM帧19050变换为连续光信号20000时从GEM帧19050删除的区域是PLOAM字段21999和DBRu以外的部分。在该图(A)中，区域22001和区域22002被删除。能够删除的理由如下：在RE10000将各GEM帧19050同步并接收到的时点，不需要保护时间19000-1及前同步码、定界符区域21211。PLOu字段21010内的各信息是在光信号电平的处理中使用的信息，因此一旦将光信号终止并变换为新的光强度电平的连续光信号的情况下，不需要向OLT10的通知，所以能够删除。在其他头211116中仅包含称作PLSu(PowerLevelling Sequence upstream/上行功率电平序列)的、用于测量ONU20的发光强度的字段，但该字段也与光信号等级的处理有关，能够与PLOu字段21010同样删除。
该图(B)表示从RE10000向OLT10发送的连续光信号20000的结构例。在生成连续光信号时，删除在上述的各GEM帧19050中不需要的字段。在帧头19102中插入PLOAM字段21000和DBRu21115，作为有效载荷19100而将GEM帧的有效载荷19100原样插入。在连续光头区域13200中包含用于位同步及帧同步的同步模式30100和包含其他连续光用的控制信息的头区域30200，以能够接收由OLT10变换后的连续光信号20000。若该头信息也以已有的G-PON标准为基本，则能够利用在PSync字段、BIP字段等在信号接收中需要的字段。
通过以上的处理，能够在RE10000和OLT10的通信中削减在物理DBA边界的同步处理中不可缺少的位空间，因此能够将其量的剩余频带利用于数据的发送以外，还利用于其他目的。即，提高频带利用效率。

Claims (9)

1.一种光通信系统，通过具备分光器的光纤网连接母站和多个子站，其特征在于，
在上述光纤网中具备在上述母站和上述多个子站之间进行收发的中继器；
上述母站具备第一频带控制部，该第一频带控制部根据来自上述多个子站的上行信号的发送请求，以第一周期决定各子站发送的上行信号的第一数据量；
上述中继器具备：距离测量部，对该中继器与上述多个子站的各个子站之间的传送距离或传送时间进行测量；以及第二频带控制部，根据来自该多个子站的上行信号的发送请求以及上述第一数据量，以第二周期决定各子站发送的上行信号的第二数据量和发送定时；
上述多个子站的各个子站根据上述距离测量部和第二频带控制部以多次的上述第二周期决定的数据量和发送定时，将上述第一频带控制部在上述第一周期决定的数据量的上行信号发送给上述母站，
上述第二周期比上述第一周期短，
以多次的上述第二周期决定的数据量的总和的数据量等于由上述第一频带控制部决定的第一数据量。
2.如权利要求1所述的光通信系统，其特征在于，
上述中继器具备上行帧处理部，在上述第二频带控制部决定的定时接收来自上述多个子站的各个子站的上行信号时，变换为将多个该上行信号汇总的上述第一周期的连续信号，并发送给上述母站。
3.如权利要求2所述的光通信系统，其特征在于，
上述连续信号中包含的上行信号的数据量是由上述第一频带控制部决定的数据量，并且是上述第二频带控制部以多次的上述第二周期决定的数据量的总和的数据量。
4.如权利要求2所述的光通信系统，其特征在于，
通过上述中继器从上述多个子站的各个子站接收的上行信号的光强度是分别不同的强度，由上述帧处理部变换后输出至上述母站的上行连续信号的光强度固定。
5.如权利要求2所述的光通信系统，其特征在于，
通过上述中继器从上述多个子站的各个子站接收的上行信号是由头部和包含数据的有效载荷部构成的猝发信号，上述帧处理部将上述猝发信号的上述头部的规定区域和上述猝发信号间的区域删除并实施上述变换。
6.一种光通信系统的通信频带控制方法，该光通信系统的结构为：通过具备分光器的光纤网连接母站和多个子站，在该光纤网中具备在上述母站和上述多个子站之间进行收发的中继器，上述通信频带控制方法的特征在于，
上述母站经由上述中继器接收来自上述多个子站的上行信号的发送请求时，根据该发送请求以第一周期决定各子站发送的上行信号的第一数据量并通知给该中继器，
上述中继器测量该中继器与上述多个子站的各个子站之间的传送距离或传送时间，并根据来自该多个子站的上行信号的发送请求以及上述第一数据量，以第二周期决定各子站发送的上行信号的第二数据量和发送定时并通知给该多个子站的各个子站，
上述多个子站的各个子站根据上述中继器以多次的上述第二周期决定的数据量和发送定时，发送上述母站在上述第一周期决定的数据量的上行信号，
上述第二周期比上述第一周期短，
以多次的上述第二周期决定的数据量的总和的数据量等于由上述第一频带控制部决定的第一数据量。
7.如权利要求6所述的通信频带控制方法，其特征在于，
上述中继器在该中继器决定的定时接收来自上述多个子站的各个子站的上行信号时，变换为将多个该上行信号汇总的上述第一周期的连续信号，并发送给上述母站。
8.如权利要求7所述的通信频带控制方法，其特征在于，
上述连续信号中包含的上行信号的数据量是由上述母站决定的数据量，并且是上述中继器以多次的上述第二周期决定的数据量的总和的数据量。
9.如权利要求7所述的通信频带控制方法，其特征在于，
通过上述中继器从上述多个子站的各个子站接收的上行信号是由头部和包含数据的有效载荷部构成的猝发信号，将上述猝发信号的上述头部的规定区域和上述猝发信号间的区域删除并实施上述变换。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102065344B (zh) * 2009-11-12 2016-09-07 中兴通讯股份有限公司 数据传输方法及吉比特无源光网络系统
CN102131131B (zh) * 2010-10-14 2013-09-25 华为技术有限公司 一种实现无源光网络拉远的方法和系统及中继装置
JP5423701B2 (ja) * 2011-02-15 2014-02-19 住友電気工業株式会社 局側装置、制御方法およびｐｏｎシステムの制御方法
WO2013002333A1 (ja) * 2011-06-29 2013-01-03 日本電信電話株式会社 Ｏｌｔおよびフレーム転送制御方法
JP5651548B2 (ja) * 2011-06-30 2015-01-14 株式会社日立製作所 局側装置、光ネットワークシステム
EP3020138B1 (en) * 2013-04-23 2018-06-06 Assia Spe, Llc Methods systems, and apparatuses for implementing upstream power control for dsl
CN105247807B (zh) * 2013-08-16 2018-04-20 华为技术有限公司 在多波长无源光网络(pon)中的业务承载实体的识别方法
JP6073759B2 (ja) * 2013-08-26 2017-02-01 日本電信電話株式会社 通信システムおよび通信制御装置
ES2710703T3 (es) * 2014-01-23 2019-04-26 Huawei Tech Co Ltd Método de comunicación de terminal de línea óptica y dispositivo con estructura de datos
US9577758B2 (en) * 2014-04-10 2017-02-21 Tibit Communications, Inc. Method and system for scheduling cascaded PON
CN107360737B (zh) * 2015-03-30 2021-02-19 日本电信电话株式会社 终端站装置以及带宽分配方法
JP6403634B2 (ja) * 2015-05-18 2018-10-10 日本電信電話株式会社 局側装置及び遅延関連設定値修正方法
US10574430B2 (en) * 2015-10-29 2020-02-25 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Relay transmission system, relay transmission method, and relay transmission device
CN107205180B (zh) * 2016-03-17 2021-01-15 华为技术有限公司 消息传输方法、中继设备及消息处理器
US10523356B2 (en) * 2016-05-31 2019-12-31 Cable Television Laborties, Inc. System and methods for coherent optical extension
US10924373B2 (en) * 2016-07-25 2021-02-16 Mitsubishi Electric Corporation Optical line terminal of optical network and uplink scheduling method
CN110213679B (zh) * 2016-12-02 2021-09-10 中兴通讯股份有限公司 一种无源光网络系统及其实现方法
US10256910B2 (en) * 2017-04-24 2019-04-09 Futurewei Technologies, Inc. Control and management of passive optical network reach extenders
CN109428762B (zh) * 2017-09-05 2021-09-07 华为技术有限公司 一种带宽调度方法及装置
DE102019126173A1 (de) * 2019-09-27 2021-04-01 Intel Corporation Vorrichtungen, verfahren und computerprogramme für eine ferneinheit und eine zentraleinheit eines optischen leitungs-terminals
JP2022049599A (ja) * 2020-09-16 2022-03-29 キオクシア株式会社 通信システム、デバイス及び通信方法
CN113163499B (zh) * 2021-06-02 2022-04-12 浙江一诺机电有限公司 一种基于无线通信的光谱仪测试数据的传输方法及系统
CN115189985B (zh) * 2022-08-24 2023-09-19 中国科学院沈阳自动化研究所 一种modbus多主站数据规划和转发装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1484898A (zh) * 2000-11-17 2004-03-24 使用可变长度数据包的单点对多点无源光网络
CN101321017A (zh) * 2007-06-07 2008-12-10 日立通讯技术株式会社 光通信系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001119731A (ja) * 1999-10-18 2001-04-27 Mitsubishi Cable Ind Ltd 光加入者システム
JP2002271271A (ja) * 2001-03-06 2002-09-20 Hitachi Ltd 再生中継方法及び再生中継装置
JP3591498B2 (ja) * 2001-08-31 2004-11-17 三菱電機株式会社 帯域更新方法
CA2665714C (en) * 2001-09-10 2014-06-17 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Dynamic bandwidth allocation circuit, dynamic bandwidth allocation method, optical network unit, pon system, and dynamic bandwidth allocation program and recording medium
US7653080B2 (en) * 2003-09-11 2010-01-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Station side communication device
WO2005062543A1 (ja) * 2003-12-24 2005-07-07 Nippon Telegraph And Telephone Corporation 動的帯域割当回路、動的帯域割当方法、動的帯域割当プログラム、及び記録媒体
JP5105138B2 (ja) * 2006-07-07 2012-12-19 住友電気工業株式会社 光信号中継装置及び光通信システム
JP4416005B2 (ja) * 2007-05-09 2010-02-17 株式会社日立製作所 Ｐｏｎシステムにおける動的帯域割当方式

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1484898A (zh) * 2000-11-17 2004-03-24 使用可变长度数据包的单点对多点无源光网络
CN101321017A (zh) * 2007-06-07 2008-12-10 日立通讯技术株式会社 光通信系统

Also Published As

Publication number Publication date
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JP5331646B2 (ja) 2013-10-30
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US20110085799A1 (en) 2011-04-14
CN102045110A (zh) 2011-05-04
US8457493B2 (en) 2013-06-04

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