JP2009246586A - 受動光網システムおよびその運用方法 - Google Patents
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Abstract
消費電力やコストのアップを抑制した上で、伝送距離を延ばす事でユーザ収容数を拡大することが可能なPONの構成とその運用方法を提供する。
【解決手段】
OLTとONUとの間の伝送距離や伝送時間を運用時に測定し、距離や時間が短い場合には高速の伝送速度での通信を行なわせてユーザの収容数を増やせるようする他、OLTとONUとの間の伝送距離が長い場合は、低速の伝送速度での通信を行なわせて所定の品質を確保した状態で通信できるユーザの収容数を増やすように、親局に、子局との通信を第1の伝送速度またはは第2の伝送速度で行なう信号送受信回路と、子局との間の伝送距離もしくは伝送時間を測定する制御部とを備え、制御部が測定の結果に基づいて子局との通信を行う伝送速度を選択して通信する構成の受動光網システムとした。
【選択図】図1
Description
同図の光アクセス網は、GPONと同様な可変長のデータを時分割多重して処理する構成のPONの使用を想定したもので、OLT10と各ONU20との間のデータ(ペイロード)の伝送速度は、GPONが2.5Gbit/秒(2.48832Gbit/秒だが、以下、簡略化して2.5Gbit/秒と称する)で10GPONが10Gbit/秒(9.95328Gbit/秒だが、以下同様に10Gbit/秒と称する)を例にとり説明する。尚、OLT10と各ONU20との間のヘッダの伝送速度は、GPONと10GPONの両方とも2.5Gbit/秒に統一した。また、下り伝送信号の波長はλd(1.5μm)、上り伝送信号の波長はλu(1.3μm)としたが、後述するように、GPONと10GPONを波長多重で運用するために、上りと下りの信号波長をGPONと10GPONとでずらしても構わない(同図では、10GPONの運用波長をλuA/λdA、GPONの運用波長をλuB/λdBと記載した。)。尚、これらの伝送速度や波長の数値は一例であり、本発明がこの数値に限定されるものではない。
PONIF15は、PON区間側に光ファイバ111−AとのインタフェースであるWDM660を備える。尚、本明細書におけるPON区間とは、NNI区間とも称し、図1に示すOLT10(WDM125)から基幹光ファイバ100、スプリッタ150、支線ファイバ101を介した各ONU(20−A,B)迄の区間を示すものである。WDM660は、上り信号(ONUからOLTへの信号)の波長(例えば、図1のλuA)と下り信号(OLTからONUへの信号)の波長(例えば、図1のλdA)と波長多重分離するフィルタである。また、PONIF15は、上位網と回線130と通信インタフェース180とスイッチ170を介して、イーサネットやSONET/SDHあるいはT1,E1といった通信キャリアの提供する信号を送受信するインタフェース610を備えている。PONIF15は、WDM660と各インタフェース610との間に設置された各機能部によって、以下で説明するような従来のPONと同様なOLT相当の動作を行うものである。
本発明のPONは、2.5Gbit/秒で動作を開始させるものである。すなわち、ONUを立上る場合は、先ずITU−TのG984.3で規定されたGPON相当のPONを立上るようにONU−B(20−B)相当のONU20とOLT10のPONIF−B(15−B)とが以下の動作を行なうことで、PONの制御動作が設定され運用が開始される。尚、本発明のPONは、先ず低速度で動作を開始させて必要に応じて高速動作に切替えるものである。以下で説明するITU−TのG984.3規定の立上手順は一例であり、この手順に限られるものではない。
(1)ONU−B(20−B)は、電源が投入される(S101)と、PONIF−B(15−B)が周期的に送信するUpstream Overheadメッセージ(S102)を受信する(S103)。該メッセージには、ONU−B(20−B)がPONIF−B(15−B)に上りフレームを送出する場合のフレームヘッダに含むべき情報が含まれる。
(2)ONU−B(20−B)が該情報を含むフレームをPONIF−B(15−B)に送信する(S104)と、PONIF−B(15−B)は、新たなONU−B(20−B)の存在を認識し、ITU−Tで規定されたシーケンス番号(SN)他のONU識別子を決定して登録する(S106)。
(3)新たなONU−Bが登録されると、PONIF−B(15−B)は、ONU迄のPON区間の距離を測定するレンジング処理を行う。具体的には、PONIF−B(15−B)から当該ONU−B(20−B)にRanging request信号を送信し(S107)、ONU−B(20−B)が該request信号に応答して信号受信から規定された時間内に送信したRanging transmission信号を受信する(S108)。PONIF−B(15−B)では、request信号の送信時間からtransmission信号の受信時間迄での時間を当該ONU−B(20−B)迄の往復通信時間として記録する。この往復通信時間がPONIF15から見て全てのONUで等しくなるように、各ONU20に対して装置内での応答待機時間(EqD)を設定する(S109)。尚、このEqDは、各ONUへ設定するために下り信号に載せて通知する(S110)他、本発明のPONにおける伝送ビットレート変更のためにPON制御部160へも通知される。(S111)。
(4)上記のONU初期立上手順では、下り2.5Gbit/秒に対応するPONIF−B(15−B)とONU−B(20−B)とを使用したが、このEqDを通知されたPON制御部160は、以降のPONの運用で使用する伝送ビットレートを該EqDに基づき決定する(S112)。具体的には、EqDが所定の値より大きく、ONU20がPONIF15(あるいはOLT10)より所定の距離以上の遠距離にある場合には、波長分散やS/N比で示された伝送特性に基づき、高速ビットレートでの信号伝送では通信品質が維持できないと判断してPONIF−B(15−B)とONU−B(20−B)との使用を継続してPONの運用に入るよう継続許可をPONIF−B(15−B)に通知する(S113)。
(5)一方、EqDが所定の値より小さく、ONU20がPONIF15(あるいはOLT10)より所定の距離以下の近距離にある場合には、波長分散やS/N比で示された伝送特性に基づき、高速ビットレートでの信号伝送でも通信品質が維持できると判断してPONIF−B(15−B)とONU−B(20−B)との使用を、PONIF−A(15−A)とONU−A(20−A)の使用に切替えてPONの運用に入るよう指示する(S114,115)。
(6)PONIF−B(15−B)は、切替え指示を受けた後(S114)、新たに運用するONU−A(20−A)に対してビットレート切替通知(S116)を発信する。尚、先にも示したように、ONU−AとONU−Bとは、両方のONUを加入者が備えて使い分ける構成と、1台のONUで伝送速度を選択してONU−AとONU−Bとを切替えて使う方法のいずれかであるが、ビットレート切替通知(S116)を受信したONU側が適宜決めれば良い。PONIF−B(15−B)は、ONU−B(20−B)の登録を抹消する(S117)。また、PONIF−A(15−A)は、ONU−A(20−A)の立上を開始する(S118)。
(1)ONU−A(20−A)も、電源が投入されていればPONIF−A(15−A)が周期的に送信するUpstream Overheadメッセージを受信し(S201)、ONU−B(20−B)と同じようにフレームをPONIF−A(15−A)に送信する(S202)ことで、新たなONU−A(20−A)の存在をPONIF−A(15−A)に認識させる。このPONIF−A(15−A)も、先に説明したPONIF−B(15−B)と同様にITU−Tで規定されシーケンス番号(SN)他のONU識別子を決定して登録する(S205)。具体的には、先の説明と同様に、ITU−Tで規定された手順を行い登録しても良いし、図3のS117で抹消する情報をPON制御部160経由で引継ぐ方法でも良い。
(2)新たなONU−Aが登録されると、PONIF−A(15−A)は、ONU迄のPON区間の距離を測定するレンジング処理を改めて行う。これは、伝送ビットレートを高くするため、ONU,PONIF、光ファイバの設置条件がPONIF−B(15−B)とONU−B(20−B)と少し異なっただけで、EqDの値が変化したりして信号受信タイミングの維持が難しくなる、あるいは、細かい距離調整を行わないと波長分散やS/N比で示された伝送特性に基づく通信品質が維持困難となる等の理由に基づくものである。但し、具体的な手順は、前出の手順と同じであり、PONIF−A(15−A)から当該ONU−A(20−A)にRanging request信号を送信し(S206)、ONU−A(20−A)が該request信号に応答し、信号受信から規定された時間内に送信したRanging transmission信号を受信する(S207)迄での時間を当該ONU−A(20−A)迄の往復通信時間として記録する。そして、この往復通信時間がPONIF15から見て全てのONUで等しくなるように、各ONU20に対して装置内での応答待機時間(EqD)を設定する(S208)ものであり、時間調整の精度が異なるだけである。尚、このEqDは、各ONUへ設定するために下り信号に載せて通知する(S209)。
(3)PONIF−A(15−A)は、PON制御部160にOLT10内部での通信経路を決定するために必要な情報も送信する(S210)。具体的には、PONIFで当該ONU及び当該ONUで使用するパス情報を管理するために必要なONU−ID、Alloc−ID、Port−IDのPON区間の制御管理用パラメータを一つ若しくは複数含むONU情報を通知する。これらはPON制御部が通信ビットレート別にスイッチ170を制御するため利用する。尚、先にも述べたが、低速のまま運用状態に入る場合、PONIF−B(15−B)は、PON制御部160にOLT10内部での通信経路を決定するために必要な情報も送信する(図3では図示せず)。以下では、PONIF−A(15−A)を用いた10GPONとしてのOLT10内部動作を主に説明するが、PONIF−B(15−B)用いたGPONとしての動作も同様である。
具体的には、図3のビットレート決定手順(S112)の一例を示したもので、PON制御部160は、PONIF−B(15−B)がレンジングによって決定したEqDを受信すると(501)、該EqDから求めたONU−B(20−B)とPONIF−B(15−B)との距離に応じて、以下のようにONU20と使用する伝送ビットレートの選択を行う。尚、以下で示した距離や伝送ビットレートの値は一例であり、PONで用いるONUやOLTで使用する部品やPONで求める通信品質の内容に応じて適宜変えられるものである。
(1)PONシステムで扱う距離以上(本実施例では40km)であると、通信品質が維持できないので接続を中止する(502,507)。
(2)距離が所定の値以上(本実施例では20km以上で40km未満)であると、高速の伝送ビットレートでの通信品質維持は困難と見做し、PON立上で用いたPONIF−B(15−B)とONU−B(20−B)を継続使用して2.5Gbit/秒の低速ビットレートでの通信を行なうようにする(503,505,506)。
(3)距離が所定の値未満(本実施例では20km未満)であると、高速の伝送ビットレートでの通信品質維持が可能と見做し、PON立上で用いたPONIF−B(15−B)とONU−B(20−B)とを、PONIF−A(15−A)とONU−A(20−A)とに切替えて10Gbit/秒の高速ビットレートでの通信を行なうようにする(503,504,506)。
(1)本実施例では、先のビットレート決定手順と同様な伝送距離のチェックを再度行なう構成とした。PONシステムで扱う距離以上(本実施例では40km)であると、通信品質が維持できないので接続を中止する(602,606)。この手順はシステムの信頼性確保の目的で設けたもので、無くても構わない。
(2)伝送距離が適正である場合、当該ONU20からPONIF15のインタフェース610、スイッチ170、外部ネットワークへの通信インタフェース180を介して通信するための通信経路を設定する。
以下、本発明のPONにおいて、新たなONU20を立上た後、VLANタグを用いてOLT10内部の経路設定制御を行い該ONUが上位網とのデータ/信号伝送を行う運用動作例を説明する。
図9は、PONで用いるONUの構成例を示したブロック構成図である。このONU20は、先の説明のように伝送ビットレートの異なる各OLT−A/Bと対向するONUを伝送ビットレート毎に複数備えるのではなく、単一のPONIF1200で信号の多重・高速処理を行うことで双方のPONIF−A/Bと通信出来るようにフレームを作成し、PON区間向け出力インタフェースで2・5Gbit/秒と10Gnit/秒のビットレート速度差を吸収する構成としたものである。PONIF1200で処理する信号は、各OLT10と通信するための2.5Gbit/秒または10Gbit/秒の電気信号であるが、PON区間で送受信する光信号の特性が2.5Gbit/秒と10Gbit/秒とでは大きく異なる為、PONIF−A(15−A)と対向する10Gbit/秒用の光モジュール1201−Aと、PONIF−B(15−B)と対向する2.5Gbit/秒用の光モジュール1201−Bとを備え、PON制御部260が、PONIF1200と光モジュール1201−A,Bを切替え制御して運用する構成としたものである。したがって、新規ONU20の立上げ時は2.5Gbit/秒で動作して、レンジングの結果に基づき高速伝送ビットレートが使用可能と判断されると10Gbit/秒のOLT−A(10−A)に切替えて運用するという手順は、先に説明したPONと同様であり、新規ONU立上げ・ビットレート決定・通信経路決定(図3−6参照)も略同じようにPON制御部260で実施される。
20,20・・・ONU、 100・・・基幹光ファイバ、
110・・・支線光ファイバ、 125・・・WDM多重器、
150・・・光スプリッタ、 160・・・PON制御部、
1000・・・信号フレーム。
Claims (7)
- 親局と複数の子局とを光スプリッタを備えた光ファイバ網で接続した受動光網システムであって、
前記親局は、前記複数の子局との通信を第1の伝送速度または第2の伝送速度で行なう信号送受信回路と、該複数の子局の夫々との間の伝送距離もしくは伝送時間を測定する制御部とを備え、
前記制御部が前記測定の結果に基づき、前記複数の子局の各子局との通信を行う伝送速度を選択し、
前記親局が前記複数の子局の夫々と、第1の伝送速度または第2の伝送速度のいずれか選択された伝送速度で通信する
ことを特徴とする受動光網システム。 - 親局と複数の子局とを光スプリッタを備えた光ファイバ網で接続した受動光網システムであって、
前記親局は、前記複数の子局との通信を第1の伝送速度または第2の伝送速度で行なう信号送受信回路と、該複数の子局の夫々との間の伝送距離もしくは伝送時間を測定する制御部とを備え、
前記複数の子局の夫々は、前記親局との通信を前記第1の伝送速度または第2の伝送速度で行なう信号送受信回路とを備え、
前記親局の制御部が前記第1の伝送速度で前記複数の子局の各子局との測定を実施した結果、該測定結果が所定の値であると該親局と該子局との通信を第2の伝送速度に切り替えて通信する
ことを特徴とする受動光網システム。 - 親局と複数の子局とを光スプリッタを備えた光ファイバ網で接続した受動光網システムであって、
前記複数の子局の夫々は、前記親局との通信を前記第1の伝送速度または第2の伝送速度、もしくは、該第1の伝送速度および第2の伝送速度で行なう、いずれかの信号送受信回路とを備え、
前記親局は、前記複数の子局との通信を第1の伝送速度で処理する第1の子局インタフェースと、該複数の子局との通信を第2の伝送速度で処理する第2の子局インタフェースと、前記第1子局インタフェースおよび第2の子局インタフェースと接続され該親局の制御を行なう制御部とを備え、
前記制御部が前記親局と前記複数の子局の夫々との間の伝送距離もしくは伝送時間を測定した結果に基づき、前記複数の子局の各子局との通信を行う伝送速度を選択し、
前記親局が前記複数の子局の夫々と、第1の伝送速度または第2の伝送速度のいずれか選択された伝送速度で通信する
ことを特徴とする受動光網システム。 - 上記第2の伝送速度は、上記第1の伝送速度より高速の伝送速度であり、上記測定により上記親局と上記複数の子局の間の夫々の伝送距離もしくは伝送時間が所定の値以下であると、該第2の伝送速度で通信を行うことを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の受動光網伝送システム。
- 親局と複数の子局とを光スプリッタを備えた光ファイバ網で接続した受動光網システムの運用方法であって、
前記親局は、前記複数の子局の夫々との間の伝送距離もしくは伝送時間を測定すると、
前記測定結果に基づき、前記複数の子局の各子局との通信を行う伝送速度を第1の伝送速度または第2の伝送速度のいずれかに選択し、
前記親局が前記複数の子局の夫々と前記選択された伝送速度で通信する
ことを特徴とする受動光網システムの運用方法。 - 親局と複数の子局とを光スプリッタを備えた光ファイバ網で接続した受動光網システムの運用方法であって、
前記親局は、前記複数の子局の各子局との間の通信を第1の伝送速度で行い、伝送距離もしくは伝送時間を測定し、
前記測定結果が所定の値であると、前記親局と該子局との通信を第2の伝送速度に変更して通信する
ことを特徴とする受動光網システムの運用方法。 - 上記第2の伝送速度は、上記第1の伝送速度より高速の伝送速度であり、上記測定により上記親局と上記複数の子局の間の夫々の伝送距離もしくは伝送時間が所定の値以下であると、該第2の伝送速度で通信を行うことを特徴とする請求項5もしくは6いずれかに記載の受動光網伝送システムの運用方法。
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