JP2011160022A - Pon system and optical signal transmission and reception control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光信号により送受信を行うPON(Passive Optical Network)システム及び光信号送受信制御方法に関する。 The present invention relates to a PON (Passive Optical Network) system that transmits and receives an optical signal and an optical signal transmission and reception control method.
PONシステムは、2004年にIEEE(Institute of Electiical and Electronic Engineering)に於いてGbpsの伝送速度のGE−PONとして標準化されている。又ITU−T(International Telecommunication Union−Telecommunication Standardizaion Sector)のG984によりG−PONが標準化され、局側装置(OLT;Optical Line Terminal)と、複数の光加入者線端局装置(ONU;Optical Network Terminal)との間を、光カプラを介して光伝送路により接続し、時分割多重化伝送と同様な伝送方式により相互間で光信号により各種の情報伝送を行うものであり、更に高速伝送の10G−EPONの標準化が行われている。 In 2004, the PON system was standardized as GE-PON with a transmission rate of Gbps in IEEE (Institut of Electrical and Electronic Engineering). In addition, G-PON is standardized by G984 of ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunication Standard Sector), and a station side device (OLT) and a plurality of optical subscriber line terminal units (wU); ) Are connected by an optical transmission line via an optical coupler, and various information transmission is performed by optical signals between each other by a transmission method similar to time-division multiplexed transmission. -EPON is being standardized.
各種のPONシステムに於いて、各光加入者線端局装置(以下「ONU」と略称する)は、局側装置(以下「OLT」と略称する)から指定された送信タイミングに従って所定長のデータをバースト光信号により送信する。その場合に、各ONUからの送信タイミングは相違するから、光カプラに於いて時分割多重化された状態でOLTへ送信される。又OLTからは、各ONUを指定するアドレスを付加したデータを時分割多重化して光信号により送信し、光カプラを介して各ONUに分配され、各ONUは、自アドレスが付加されたOLT側からのデータを分離して受信処理する。又OLTは、各ONUからの受信光信号パワーを監視し、必要に応じてOLTからONUに対して出力パワーの変更を指示することができる。 In various PON systems, each optical subscriber line terminal device (hereinafter abbreviated as “ONU”) has a predetermined length of data according to the transmission timing designated by the station side device (hereinafter abbreviated as “OLT”). Is transmitted by a burst optical signal. In this case, since the transmission timing from each ONU is different, it is transmitted to the OLT while being time-division multiplexed in the optical coupler. Also, from the OLT, data with an address specifying each ONU is time-division multiplexed and transmitted as an optical signal, and distributed to each ONU via an optical coupler. Each ONU has its own address added to the OLT side. The data from is separated and received. The OLT can monitor the received optical signal power from each ONU, and can instruct the ONU to change the output power as necessary.
又伝送速度を10Gbitとした10G−EPONに於いて、IEEE802.avによる伝送フォーマットとして、ONUから送信するバースト光信号は、図8に示すように、光信号を送信するレーザの発光立上り時間Tonは512nsの時間長、バーストヘッダは最大長1.2nsの時間長、バーストデリミタは66ビット、データは、OLTからの割り当て時間長に対応したバイト数とする。又エンドオブバーストは198ビット、レーザの発光立下り時間Toffは512nsの時間長とするものであり、OLTに於いては、このバーストヘッダによりクロック同期引込みが行われて、その後のデータの受信識別を行うことになる。なお、このバーストヘッダの終了は、66ビットのバーストデリミタにより識別される。 In 10G-EPON with a transmission rate of 10 Gbit, IEEE802. As a transmission format by av, a burst optical signal transmitted from the ONU has a light emission rise time Ton of 512 ns, and a burst header has a maximum length of 1.2 ns, as shown in FIG. The burst delimiter is 66 bits, and the data is the number of bytes corresponding to the allocated time length from the OLT. The end-of-burst is 198 bits, and the laser emission fall time Toff is 512 ns long. In the OLT, the clock synchronization is pulled in by this burst header to identify the subsequent reception of data. Will do. The end of this burst header is identified by a 66-bit burst delimiter.
又OLTから各ONUに割り当てる送信タイミングを等間隔となるように指定する場合が一般的であり、その場合は、各ONUの送信情報量は同一となる。又送信情報量が多いONUからの要求により、OLTは、要求ONUに対する送信タイミングを繰り返し指定するか、又は送信許容時間を長くする指定を行うことになる。何れの場合も、それぞれ所定長の送信データにヘッダ等を付加した構成となる。特に連続した送信許容時間内の複数の送信データにそれぞれ同一のヘッダ等を付加して連結した構成とすると、同一のヘッダを繰り返し送信することになって無駄な送信時間を要することになる。そこで、送信データを連結してその前後にヘッダ等と共に連結情報量を示す情報を付加することにより、伝送効率を向上させる手段が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In general, the transmission timing assigned to each ONU from the OLT is specified to be equally spaced. In this case, the transmission information amount of each ONU is the same. Further, in response to a request from the ONU having a large amount of transmission information, the OLT repeatedly designates the transmission timing for the request ONU or designates to increase the allowable transmission time. In either case, the header is added to transmission data of a predetermined length. In particular, if a plurality of pieces of transmission data within a continuous transmission allowable time are connected by adding the same header or the like, the same header is repeatedly transmitted, resulting in unnecessary transmission time. Therefore, means for improving transmission efficiency has been proposed by concatenating transmission data and adding information indicating a concatenation information amount together with a header or the like before and after the transmission data (for example, see Patent Document 1).
又各ONUは、それぞれ分散配置されたシステム構成が一般的であり、その場合に、OLTとの間の距離はそれぞれ相違することになる。このように、分散配置された各ONUのOLTからの距離の差は、例えば、数km程度が許容値となっている。従って、OLTと各ONUとの間の距離がそれぞれ相違することにより、OLT及び各ONUの送信光レベルを同一としても、伝送距離に対応した減衰により、例えば、OLTに於いては、ONU対応の受信光信号レベルがそれぞれ相違する。従って、OLTの受信機能部は、自動利得制御手段により、各ONU対応の受信光信号レベルをそれぞれほぼ同一レベルとなるように増幅して、ONU対応の受信光信号についての受信処理を行うことになる。そこで、OLTは、各ONU対応のOLTからの受信光レベル情報を収集し、基準受信光レベルに対する各ONU対応の減衰率αを求め、各ONU対応の光送信レベルを1/α倍とするように指示する。それにより、OLTに於ける各ONUからの受信光信号レベルはほぼ同一となり、自動利得制御手段の構成を簡単化し、且つ誤り率改善を図ることができる手段が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Each ONU generally has a distributed system configuration. In this case, the distance from the OLT is different. As described above, the difference in distance from the OLT of each ONU distributed and distributed is, for example, an allowable value of about several kilometers. Accordingly, since the distance between the OLT and each ONU is different, even if the transmission light level of the OLT and each ONU is the same, the attenuation corresponding to the transmission distance causes, for example, the OLT to support the ONU. The received optical signal levels are different. Therefore, the reception function unit of the OLT amplifies the received optical signal level corresponding to each ONU so as to be almost the same level by the automatic gain control means, and performs a reception process on the received optical signal corresponding to the ONU. Become. Therefore, the OLT collects the received light level information from the OLT corresponding to each ONU, obtains the attenuation rate α corresponding to each ONU with respect to the reference received light level, and sets the optical transmission level corresponding to each ONU to 1 / α times. To instruct. As a result, the optical signal level received from each ONU in the OLT is substantially the same, and means for simplifying the configuration of the automatic gain control means and improving the error rate has been proposed (for example, Patent Documents). 2).
OLTと各ONUとの間で送受信するフレームは、例えば、EPONシステムに於いては、先頭に、フレーム開始分界点(SFD;Start of Frame Delimiter)を含む8バイトのプリアンブルと、6バイトの送信先アドレスと、6バイトの送信元アドレスと、2バイトのフレームタイプとフレーム長(Type/Length)を含むヘッダを送信データの先頭に付加し、その送信データの後部に誤りチェック(FCS;Frame Check Sequence)を付加した構成が知られており、OLT内のクロックに従って各ONU宛の送信フレームを所定のフレーム間隔で送信する。各ONUは、OLTの送信フレームのヘッダのプリアンブルからクロックを抽出して、クロック同期を確立し、自アドレスを付加したフレームを分離識別することにより受信処理する。又各ONUは、抽出したクロックに同期して送信処理を行うことができる。又各ONUは、OLTとの間の距離がそれぞれ相違する場合が一般的であり、従って、OLTに於ける各ONUからの受信フレームのクロック位相は相違することになるから、ONU対応の受信フレームからクロックを再生して受信処理する必要がある。 For example, in the EPON system, a frame transmitted / received between the OLT and each ONU has an 8-byte preamble including a start of frame delimiter (SFD) at the head and a transmission destination of 6 bytes. A header including an address, a 6-byte transmission source address, a 2-byte frame type and a frame length (Type / Length) is added to the head of the transmission data, and an error check (FCS; Frame Check Sequence) is added to the rear of the transmission data. ) Is known, and a transmission frame addressed to each ONU is transmitted at a predetermined frame interval in accordance with a clock in the OLT. Each ONU extracts the clock from the preamble of the header of the transmission frame of the OLT, establishes clock synchronization, and performs reception processing by separating and identifying the frame with its own address added. Each ONU can perform transmission processing in synchronization with the extracted clock. Each ONU generally has a different distance from the OLT. Therefore, the clock phase of the received frame from each ONU in the OLT is different. It is necessary to recover the clock from the reception processing.
このように、OLTに於いては、各ONU対応の受信バースト光信号のクロックを抽出し、そのクロックを基にデータを受信処理する必要があり、その為に、バースト光信号の先頭にクロック抽出用の予め設定された長さのバーストヘッダが付加されている。このバーストヘッダからクロック抽出が行われることにより、バーストヘッダの後続のバーストデータを受信処理することができる。そこで、確実にクロックを受信再生する為に、クロック抽出用のバーストヘッダを長くすることが考えられる。しかし、送受信割り当て時間内にデータも伝送するものであるから、データ送信用の時間を短縮することになり、伝送効率が低下する問題が生じる。又ONUの送信パワーを大きくすることが考えられる。その場合は、必要以上の送信パワーとなる場合もあり、不必要な電力消費となって、省エネルギを推進すべき点から問題がある。このような各ONUに於ける光信号の送信パワーについて、前述の特許文献2に於いては、OLTに於ける受信光レベルが所定の範囲内となるように、各ONUに対して送信光レベルの制御を指示するものであり、伝送効率の向上及び省電力化に対しては考慮されていない。PONシステムの普及により、ONUの設置個数は増加の傾向にあり、伝送効率の向上と共に消費電力の低減が要望されている。
As described above, in the OLT, it is necessary to extract the received burst optical signal clock corresponding to each ONU, and to receive and process data based on the clock. For this purpose, the clock is extracted at the head of the burst optical signal. A burst header having a preset length is added. By extracting the clock from this burst header, the burst data subsequent to the burst header can be received and processed. Therefore, in order to reliably receive and reproduce the clock, it is conceivable to lengthen the burst header for clock extraction. However, since data is also transmitted within the transmission / reception allocation time, the time for data transmission is shortened, resulting in a problem that transmission efficiency is lowered. It is also conceivable to increase the transmission power of the ONU. In that case, there is a case where the transmission power becomes more than necessary, and there is a problem in that unnecessary power consumption is caused and energy saving should be promoted. Regarding the transmission power of the optical signal in each ONU as described above, in the above-mentioned
本発明は、前述の従来の問題点を解決することを目的とし、ONUの省電力化を図り、且つOLTに於けるONUからの受信クロック再生を容易にする構成及び制御方法を提供するものである。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a configuration and a control method for reducing power consumption of an ONU and facilitating reproduction of a received clock from an ONU in an OLT. is there.
本発明のPONシステムは、局側装置と複数の光加入者線端局装置との間を、光カプラを介して光伝送路により接続したPONシステムであって、光加入者線端局装置は、局側装置に対してビットエラーレート測定用の擬似ランダム信号を発生して送信するPRBS送信部と、局側装置からの指示情報を受信する指示受信部と、光信号を送受信する光信号送受信部とを含む構成を備え、局側装置は、光加入者線端局装置からの擬似ランダム信号を受信してビットエラーレートを測定するPRBS受信部と、このPRBS受信部によるビットエラーレート測定結果を基に、光加入者線端局装置の送信制御の指示情報を送信する指示作成部と、光信号を送受信する光信号送受信部とを含む構成を備えている。 The PON system of the present invention is a PON system in which a station-side device and a plurality of optical subscriber line terminal devices are connected by an optical transmission line via an optical coupler. A PRBS transmission unit that generates and transmits a pseudo-random signal for bit error rate measurement to the station side device, an instruction reception unit that receives instruction information from the station side device, and an optical signal transmission / reception that transmits and receives an optical signal A PRBS receiving unit that receives a pseudo-random signal from the optical subscriber line terminal station device and measures a bit error rate, and a bit error rate measurement result by the PRBS receiving unit. Based on the above, there is provided a configuration including an instruction creating unit that transmits instruction information for transmission control of the optical subscriber line terminal station device, and an optical signal transmitting / receiving unit that transmits and receives optical signals.
又前記局側装置は、指定した光加入者線端局装置からの擬似ランダム信号を受信してビットエラーレートを測定するPRBS受信部と、このPRBS受信部によるビットエラーレート測定結果に基づいて、光加入者線端局装置の光信号送受信部からの送信光信号レベルを指示する指示作成部とを含む構成を備えている。 The station side device receives a pseudo-random signal from the designated optical subscriber line terminal station device and measures a bit error rate, and based on a bit error rate measurement result by the PRBS reception unit, And an instruction creating unit for instructing a transmission optical signal level from the optical signal transmission / reception unit of the optical subscriber line terminal apparatus.
又前記光加入者線端局装置は、局側装置の指示作成部からの指示情報を受信する指示受信部と、局側装置からのビットエラーレート測定用の擬似ランダム信号送信の指示情報に従って擬似ランダム信号を発生して送信するPRBS送信部と、局側装置の指示作成部からの出力レベル制御指示の指示情報に従って、局側装置に対する光信号送受信部からの送信光信号レベルを制御する出力レベル調整部とを含む構成を備えている。 Further, the optical subscriber line terminal device is configured to perform pseudo-simulation according to an instruction receiving unit that receives instruction information from the instruction creating unit of the station-side device and pseudo-random signal transmission instruction information for bit error rate measurement from the station-side device. An output level for controlling the optical signal level transmitted from the optical signal transmission / reception unit to the station side device according to the instruction information of the output level control instruction from the PRBS transmission unit for generating and transmitting a random signal and the instruction creation unit of the station side device And an adjustment unit.
又前記局側装置は、指定した光加入者線端局装置からの擬似ランダム信号を受信してビットエラーレートを測定するPRBS受信部と、このPRBS受信部によるビットエラーレート測定結果に基づいて、光加入者線端局装置からのクロック再生用のヘッダ長を指示する指示作成部とを含む構成を備えている。 The station side device receives a pseudo-random signal from the designated optical subscriber line terminal station device and measures a bit error rate, and based on a bit error rate measurement result by the PRBS reception unit, And an instruction creating unit for instructing the header length for clock recovery from the optical subscriber line terminal equipment.
又前記光加入者線端局装置は、局側装置の指示作成部からの指示情報を受信する指示受信部と、局側装置からのビットエラーレート測定用の擬似ランダム信号送信の指示情報に従って擬似ランダム信号を発生して送信するPRBS送信部と、局側装置の指示作成部からのクロック再生用のヘッダ長指示に従って、局側装置に送信するフレームに付加するヘッダ長を調整するヘッダ長調整部とを含む構成を備えている。 Further, the optical subscriber line terminal device is configured to perform pseudo-simulation according to an instruction receiving unit that receives instruction information from the instruction creating unit of the station-side device and pseudo-random signal transmission instruction information for bit error rate measurement from the station-side device. A PRBS transmitter that generates and transmits a random signal, and a header length adjuster that adjusts the header length added to the frame transmitted to the station side device in accordance with the header length instruction for clock recovery from the instruction creation unit of the station side device And a configuration including
本発明の光信号送受信制御方法は、局側装置と複数の光加入者線端局装置との間を、光カプラを介して光伝送路により接続し、光信号により送受信処理を行うPONシステムに於ける光信号送受信制御方法であって、局側装置は、光加入者線端局装置を指定して擬似ランダム信号送信指示と出力レベル指示とを行う指示作成部と、擬似ランダム信号を受信してビットエラーレートを測定するPRBS受信部とを含む構成を有し、光加入者線端局装置は、擬似ランダム信号を出力するPRBS送信部と、局側装置からの指示を受信する指示受信部とを含む構成を有し、局側装置の指示作成部により光加入者線端局装置を指定して擬似ランダム信号送信を指示し、指定された光加入者線端局装置のPRBS送信部から局側装置に擬似ランダム信号を送信する過程と、擬似ランダム信号を局側装置のPRBS受信部により受信してビットエラーレートを測定する過程と、ビットエラーレートの測定結果に基づいて加入者線端局装置の送信光信号レベルの調整指示を、指示作成部により作成して加入者線端局装置に送出する過程と、光加入者線端局装置の指示受信部により送信光信号レベル調整指示を受信して、この送信光信号レベル調整指示に従った送信光信号レベルに制御する過程とを含むものである。 The optical signal transmission / reception control method of the present invention is a PON system in which a station-side device and a plurality of optical subscriber line terminal devices are connected by an optical transmission line via an optical coupler and perform transmission / reception processing using an optical signal. In this optical signal transmission / reception control method, the station side device receives the pseudo random signal, an instruction creating unit that designates the optical subscriber line terminal station device and performs a pseudo random signal transmission instruction and an output level instruction. A PRBS receiver that measures a bit error rate, and an optical subscriber line terminal device includes a PRBS transmitter that outputs a pseudo-random signal and an instruction receiver that receives an instruction from the station-side device And a pseudo-random signal transmission is instructed by designating the optical subscriber line terminal device by the instruction creating unit of the station side device, and from the PRBS transmission unit of the designated optical subscriber line terminal station device. Pseudo random signal to station side device A process of transmitting, a process of measuring a bit error rate by receiving a pseudo-random signal by a PRBS receiving unit of the station side apparatus, and a transmission optical signal level of the subscriber line terminal apparatus based on a measurement result of the bit error rate. A process of creating an adjustment instruction by the instruction creating unit and sending it to the subscriber line terminal equipment, and a transmission optical signal level adjustment instruction received by the instruction receiving part of the optical subscriber line terminal equipment, and this transmitted optical signal And a process of controlling to a transmission optical signal level according to a level adjustment instruction.
又局側装置と複数の光加入者線端局装置との間を、光カプラを介して光伝送路により接続し、光信号により送受信処理を行うPONシステムに於ける光信号送受信制御方法であって、局側装置は、光加入者線端局装置を指定して擬似ランダム信号送信指示と出力レベル指示とを行う指示作成部と、擬似ランダム信号を受信してビットエラーレートを測定するPRBS受信部とを含む構成を有し、光加入者線端局装置は、擬似ランダム信号を出力するPRBS送信部と、局側装置からの指示を受信する指示受信部とを含む構成を有し、局側装置の指示作成部により光加入者線端局装置を指定して擬似ランダム信号送信を指示し、指定された光加入者線端局装置のPRBS送信部から局側装置に擬似ランダム信号を送信する過程と、擬似ランダム信号を局側装置のPRBS受信部により受信してビットエラーレートを測定する過程と、ビットエラーレートの測定結果に基づいて加入者線端局装置から送信するフレームのヘッダ長調整指示を送信する過程と、ヘッダ長調整指示を指示受信部により受信して、局側装置に送信するフレームのヘッダ長を調整する過程とを含むものである。 Also, this is an optical signal transmission / reception control method in a PON system in which a station-side device and a plurality of optical subscriber line terminal devices are connected by an optical transmission line via an optical coupler and perform transmission / reception processing using an optical signal. The station side device designates an optical subscriber line terminal station device and instructs the pseudo random signal transmission instruction and the output level instruction, and receives the pseudo random signal and measures the bit error rate. The optical subscriber line terminal station apparatus has a configuration including a PRBS transmission section that outputs a pseudo-random signal and an instruction reception section that receives an instruction from the station-side apparatus. Specify the optical subscriber line terminal equipment by instructing the optical subscriber line terminal equipment by the side device, and send the pseudo random signal from the PRBS transmitter of the designated optical subscriber line terminal equipment to the station side equipment. Process and pseudo-random A signal is received by the PRBS receiver of the station side device and the bit error rate is measured, and a header length adjustment instruction of a frame transmitted from the subscriber line terminal device is transmitted based on the bit error rate measurement result And a process of receiving the header length adjustment instruction by the instruction receiving unit and adjusting the header length of the frame transmitted to the station side apparatus.
複数の光加入者線端局装置と局側装置との間の伝送ビットエラーレート測定の為に、各光加入者線端局装置のPRBS送信部から擬似ランダム信号を送信し、局側装置のPRBS受信部により受信して、光加入者線端局装置対応のビットエラーレートを測定し、そのビットエラーレートを基に、光加入者線端局装置の送信光信号レベルを調整指示することにより、所望の伝送条件を維持可能の送信光信号レベルに維持することが可能となり、局側装置との間の距離が例えば短い位置の光加入者線端局装置は、伝送ビットエラーレートが低いから、送信光信号レベルを低減しても所望の伝送条件を維持することが可能となり、この光加入者線端局装置の消費電力を低減することができる。又伝送ビットエラーレートを基に、クロック抽出用のヘッダ長を制御することにより、伝送ビットエラーレートが低い場合は、短いヘッダ長として、データを伝送可能時間を延長して、伝送効率向上を図ることが可能となる。 In order to measure the transmission bit error rate between a plurality of optical subscriber line terminal equipment and station equipment, a pseudo-random signal is transmitted from the PRBS transmitter of each optical subscriber line terminal equipment, By receiving the PRBS reception unit, measuring the bit error rate corresponding to the optical subscriber line terminal equipment, and instructing the adjustment of the transmission optical signal level of the optical subscriber line terminal equipment based on the bit error rate Therefore, it becomes possible to maintain a transmission optical signal level that can maintain a desired transmission condition, and an optical subscriber line terminal device having a short distance from the station side device has a low transmission bit error rate. Even if the transmission optical signal level is reduced, the desired transmission conditions can be maintained, and the power consumption of the optical subscriber line terminal equipment can be reduced. In addition, by controlling the header length for clock extraction based on the transmission bit error rate, if the transmission bit error rate is low, the data transmission time can be extended by shortening the header length to improve the transmission efficiency. It becomes possible.
本発明のPONシステムは、局側装置と複数の光加入者線端局装置との間を、光カプラを介して光伝送路により接続したPONシステムであって、光加入者線端局装置は、局側装置へビットエラーレート測定用の擬似ランダム信号を発生して送信するPRBS送信部と、局側装置からの指示情報を受信する指示受信部と、光信号を送受信する光信号送受信部とを含む構成を備え、局側装置は、光加入者線端局装置からの擬似ランダム信号を受信してビットエラーレートを測定するPRBS受信部と、このPRBS受信部によるビットエラーレート測定結果を基に、光加入者線端局装置の送信制御の指示情報を送信する指示作成部と、光信号を送受信する光信号送受信部とを含む構成を備えている。 The PON system of the present invention is a PON system in which a station-side device and a plurality of optical subscriber line terminal devices are connected by an optical transmission line via an optical coupler. A PRBS transmission unit that generates and transmits a pseudo-random signal for bit error rate measurement to the station side device, an instruction reception unit that receives instruction information from the station side device, and an optical signal transmission / reception unit that transmits and receives optical signals The station side device receives a pseudo-random signal from the optical subscriber line terminal station device and measures the bit error rate, and a bit error rate measurement result by the PRBS reception unit. In addition, a configuration is provided that includes an instruction creation unit that transmits instruction information for transmission control of the optical subscriber line terminal equipment, and an optical signal transmission / reception unit that transmits and receives optical signals.
本発明の光信号送受信制御方法は、局側装置と複数の光加入者線端局装置との間を、光カプラを介して光伝送路により接続し、光信号により送受信処理を行うPONシステムに於ける光信号送受信制御方法であって、局側装置は、光加入者線端局装置を指定して擬似ランダム信号送信指示と出力レベル指示とを行う指示作成部と、擬似ランダム信号を受信してビットエラーレートを測定するPRBS受信部とを含む構成を有し、前記光加入者線端局装置は、擬似ランダム信号を出力するPRBS送信部と、局側装置からの指示を受信する指示受信部とを含む構成を有し、局側装置の指示作成部により光加入者線端局装置を指定して擬似ランダム信号送信を指示し、指定された光加入者線端局装置のPRBS送信部から局側装置に擬似ランダム信号を送信する過程と、擬似ランダム信号を局側装置のPRBS受信部により受信してビットエラーレートを測定する過程と、ビットエラーレートの測定結果に基づいて、加入者線端局装置の送信光信号レベルの調整指示を、指示作成部により作成して加入者線端局装置に送出する過程と、光加入者線端局装置の指示受信部により送信光信号レベル調整指示を受信して、この送信光信号レベル調整指示に従った送信光信号レベルに制御する過程とを含むものである。 The optical signal transmission / reception control method of the present invention is a PON system in which a station-side device and a plurality of optical subscriber line terminal devices are connected by an optical transmission line via an optical coupler and perform transmission / reception processing using an optical signal. In this optical signal transmission / reception control method, the station side device receives the pseudo random signal, an instruction creating unit that designates the optical subscriber line terminal station device and performs a pseudo random signal transmission instruction and an output level instruction. A PRBS receiving unit that measures a bit error rate, and the optical subscriber line terminal device receives a PRBS transmitting unit that outputs a pseudo-random signal and an instruction reception that receives an instruction from the station side device. A PRBS transmission unit of the designated optical subscriber line terminal station device, instructing the pseudo-random signal transmission by designating the optical subscriber line terminal device by the instruction creating unit of the station side device. Pseudorandom from station to device Signal transmission process, a process of measuring a bit error rate by receiving a pseudo-random signal by the PRBS receiver of the station side apparatus, and a transmission light of the subscriber line terminal station apparatus based on the measurement result of the bit error rate A signal level adjustment instruction is created by the instruction creating unit and transmitted to the subscriber line terminal equipment, and a transmission optical signal level adjustment instruction is received by the instruction receiving unit of the optical subscriber line terminal equipment. And a process of controlling to a transmission optical signal level according to a transmission optical signal level adjustment instruction.
図1は、本発明の実施例1の要部機能ブロック図であり、OLT1に対して光カプラ3を介して複数のONU2を接続してPONシステムを構成する。OLT1は、光信号送受信部11と、直並列変換部12と、アクセス制御部13と、他のネットワークとの間で送受信するコア側機能部14と、PRBS(Pseudo Random Bit Sequence;擬似ランダム信号)受信部15と、指示作成部16とを含む構成を有し、コア側機能部14に図示を省略したネットワークを接続する。又ONU2は、光信号送受信部21と、直並列変換部22と、アクセス制御部23と、端末装置との間で送受信するUNI(User Network Interface)側機能部24と、指示受信部25と、PRBS(Pseudo Random Bit Sequence;擬似ランダム信号)送信部26と、出力レベル調整部27とを含む構成を有し、UNI側機能部24に図示を省略したユーザの端末装置等を接続する。
FIG. 1 is a functional block diagram of a main part of
OLT1の直並列変換部12と、ONU2の直並列変換部22とは、光カプラ3を介して送受信する直列の高速伝送データと、内部で並列化して低速データとして処理する為の並列データとの相互間の変換処理を行うものであり、又OLT1のコア側機能部14と、ONU2のUNI側機能部24とに、それぞれ内部の並列データと、外部の送受信直列データとの間の並列直列変換並びに直列並列変換を行う図示を省略した直並列変換機能を備えている。又ONU2は、OLT1からの指示情報を受信する指示受信部25と、その指示情報に従って、ビットエラーレート測定用の擬似ランダム信号PRBSを送出するPRBS送信部26と、光信号送受信部21の送信出力レベルを制御する出力レベル調整部27とを含む構成を備えている。又OLT1は、ONU2からのPRBSを受信してビットエラーレートを測定するPRBS受信部15と、そのビットエラーレート測定結果に応じてONU2の光信号出力レベル制御を指示する指示作成部16とを含む構成を備えている。この場合、測定ビットエラーレートが所定の範囲内の場合は、OLT1側からは無応答とするか、又は光信号出力レベルを現状維持の状態とする指示内容を送信する。又測定ビットエラーレートが所定の範囲より悪い場合は、光信号出力レベルを上昇させる指示内容とし、反対に所定の範囲より良い場合は、光信号出力レベルを低下させる指示内容とする。このように、ONU2の光信号出力レベルの調整後に再度PRBS送信部26からPRBS送信指示を行って、所定の範囲内の測定ビットエラーレートとなったか否かの確認を行うことができる。なお、アクセス制御部13,23は、MAC(Media Access Control)として知られている送受信制御機能を備えている。
The serial-
図2は、制御動作概要説明図であり、OLT1とONU2との間の制御動作の概要を示し、ONU2は、OLT1からの図示を省略した経路による指示に従って、PRBS送信部26によりBER測定フレームを作成して(1)、光信号送受信部21からOLT1に対して送信する(2)。OLT1は、PRBS受信部15によりBER測定フレームを受信し(3)、BER測定フレームによるPRBSを基にBER測定を行って、その測定結果を指示作成部16へ通知する(4)。指示作成部16は、所定範囲内のBERか否かを判定し、その判定結果に対応した出力指示フレームを作成し(5)、光信号送受信部11から出力指示フレームを送信する(6)。ONU2は、この出力指示フレームを指示受信部25により受信し(7)、出力レベル調整部27へ転送する(8)。出力レベル調整部27は、出力指示フレームによる出力指示に従って光信号送受信部21の出力レベルを調整する(9)。光信号送受信部21は、この出力レベル調整によるデータ送信を開始する(10)。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the control operation outline, and shows an outline of the control operation between the
このBER測定処理及びONU2の出力レベル制御は、システム立上げ時、通信再開時等と共に、任意の時間間隔で実行し、BER測定結果に応じて、光信号送受信部21の出力レベルを調整し、OLT1側のクロック再生を確実化し、ONU2の送信出力レベルを所定範囲に制御することにより、正常な送受信処理を必要最小限の送信電力により実行して、多数のONU2の省電力化を図ると共に、PONシステムの安定運用を図ることが可能となる。なお、前述の10G−EPONの規格のIEEE802.3avに於いて、ビットエラーレートは、受信感度−28dBmに於いて10−3以下になることが要求されており、エラー訂正機能による訂正後に、10−12以下にビットエラーレートを向上させることが要望されている。
This BER measurement process and ONU2 output level control are executed at an arbitrary time interval at the time of system startup, communication restart, etc., and the output level of the optical signal transmitting / receiving
図3は、制御シーケンスの概要説明図であり、ONUは、OLTからの指示に従って、OLTに対してPRBSパターンを含む測定フレームを送信する。OLTは、この測定フレームを受信してそのBERを前述のPRBS受信部15により受信してビットエラーレートを測定し、このビットエラーレートBERが所定範囲内か否かを判定し、所定範囲よりBERが小さい場合、OLTは、ONUからの光信号を充分なパワーで受信可能の状態を示すから、ONUの送信出力パワーを低下させる為の出力指示フレームを送信する。反対に、所定範囲よりBERが大きい場合は、OLTに於けるONUからの受信光信号レベルが低いことにより受信エラーが多発することを示すから、OLTの送信出力パワーを上昇させる為の出力指示フレームを送信する。ONUは、このOLTからの指示に従って光信号送受信部21の出力パワーを制御する。即ち、図1に示すONU2の指示受信部25によりOLT1からの送信出力レベルの指示内容を受信し、出力レベル調整部27に通知し、光信号送受信部21の光信号出力用のレーザダイオードの出力レベルの制御を行う。それによって、ONU2の光信号送受信部21の光信号出力用レーザダイオードを最適なパワーで駆動して、OLT1に於ける受信ビットエラーレートを所定範囲とし、且つONU2に於ける電力消費の最適化を図ることができる。
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a control sequence. The ONU transmits a measurement frame including a PRBS pattern to the OLT in accordance with an instruction from the OLT. The OLT receives this measurement frame, receives the BER by the
図4は、制御フレームの説明図であり、OLTからONUに対する出力調整指示を行う場合の一例を示すものであり、右側の数値は、バイト数の一例を示し、0/4,0/2は0バイトか4バイト又は2バイトを適用出来ることを示す。例えば、送信先アドレスDA(Destination address)(6バイト)と、送信元アドレスSA(Source adress(6バイト)と、レングス及びタイプ(Length type)(2バイト)と、オペレーションコード(Opcode)(2バイト)と、タイムスタンプ(Times stamp)(4バイト)と、許可グループ数及びフラグ数(Number of grants/flags)(4バイト)と、それぞれ許可する#1〜#4の送信開始時刻とデータの長さ(Grant #1 start time),(Grant #1 length)〜(Grant #4 start time),(Grant #4 length)と、同期時間(Sync time)と、出力調整指示と、パッド又はリザーブ(Pad/Reserved)(13〜39バイト)と、フレームチェックコード(FCS)(4バイト)との構成を有する場合を示し、太枠で示す出力調整指示の領域により、OLTからONUを送信先アドレスDAにより指定して、そのONに対する出力レベル制御指示を行う。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a control frame, and shows an example when an output adjustment instruction is given from the OLT to the ONU. The numerical value on the right side shows an example of the number of bytes, and 0/4, 0/2 are Indicates that 0, 4 or 2 bytes can be applied. For example, a destination address DA (Destination address) (6 bytes), a source address SA (Source address (6 bytes), a length and type (Length type) (2 bytes)), and an operation code (Opcode) (2 bytes) ), Time stamp (Times stamp) (4 bytes), number of permitted groups and number of flags (Number of grants / flags) (4 bytes), transmission start time and data length of # 1 to # 4 respectively permitted (
図5は、本発明の実施例2の要部機能ブロック図であり、図1と同一符号は同一名称部分を示し、28はヘッダ長調整部を示す。このヘッダ長調整部28は、OLTへ送信するフレームの先頭のクロック抽出用バーストヘッダ長を調整するものであり、前述のように、クロック抽出の為には長い方が良いが、データ領域が狭くなる。そこで、前述の実施例1と同様に、OLT1からONU2を指定して、PRBS送信部26からのPRBS信号送信を指示し、PRBS送信部26からの擬似ランダム信号をOLT1に送信し、OLT1のPRBS受信部15により受信して、ビットエラーレートを測定し、所定範囲内のビットエラーレートか否かを判定し、ビットエラーレートが所定範囲より大きい場合は、クロック抽出用バーストヘッダを長くするように指示し、ビットエラーレートが所定範囲より小さい場合は、クロック抽出用バーストヘッダを短くするように指示する。それにより、ONU2は、必要最小限のヘッダ長とし、データ送信可能時間の延長を可能として伝送効率を向上することができる。
5 is a functional block diagram of the main part of the second embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same name parts, and 28 denotes a header length adjusting part. The header
図6は、制御動作概要説明図であり、図5に示す構成に基づくOLT1とONU2との間の制御動作の概要を示し、ONU2は、OLT1からの図示を省略した経路による指示に従って、PRBS送信部26によりBER測定フレームを作成して(1)、光信号送受信部21からOLT1に対して送信する(2)。OLT1は、PRBS受信部15によりONU2からのBER測定フレームを受信し(3)、BER測定フレームによるPRBSを基にBER測定を行って、その測定結果を指示作成部16へ通知する(4)。指示作成部16は、所定範囲内のBERか否かを判定し、その判定結果に対応したヘッダ長指示フレームを作成し(5)、光信号送受信部11からヘッダ長指示フレームを送信する(6)。ONU2は、このヘッダ長指示フレームを指示受信部25により受信し(7)、ヘッダ長調整部28へ転送する(8)。このヘッダ長調整部28は、ヘッダ長指示フレームによる指示に従って光信号送受信部21にバーストヘッダ長の調整の結果を通知する(9)。光信号送受信部21は、このバーストヘッダ長を調整したデータ送信を開始する(10)。このBER測定処理は、システム立上げ時、通信再開時等と共に、任意の時間間隔で実行し、BER測定結果に応じて、光信号送受信部21からOLT1へ送信するバーストヘッダ長を調整設定する。それにより、OLT1側の受信ビットエラーレートが基準値より低い場合は、バーストヘッダ長を長くして、OLT1に於けるクロック再生を容易とし、反対に受信ビットエラーレートが基準値より高い場合は、バーストヘッダ長を短くして、データ伝送用の時間を延長可能とし、伝送効率の向上を図ることができる。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the control operation outline, and shows an outline of the control operation between the
図7の(A)〜(D)は、フレーム形式の説明図であり、(A)は、前述の実施例2に於けるOLTからONUに対するバースト長調整指示のフレーム構成の一例を示し、それぞれの右側の数値はバイト数を示す。この図7の(A)は、前述の実施例2に於けるOLT1の指示作成部16からONU2へ送信するバースト長調整指示フレームを示し、前述の図4に於けるフレームに於ける「出力調整指示」を、「バースト長調整指示」とした場合に相当し、OLTからONUに対して、クロック再生に必要な最小限のバースト長を通知する。このバースト長調整指示フレームを受信したONU2(図5参照)は、ヘッダ長調整部28によりアクセス制御部23へ通知し、送信バーストフレームのバーストヘッダ長の制御処理を行い、伝送条件が良い場合は、バーストヘッダ長を短くして伝送効率を向上し、伝送条件が悪い場合は、バーストヘッダ長を長くして、OLTに於けるクロック再生を確実化し、それにより再送処理を回避することも可能となる。
FIGS. 7A to 7D are explanatory diagrams of the frame format, and FIG. 7A shows an example of the frame configuration of the burst length adjustment instruction from the OLT to the ONU in the above-described second embodiment. The number on the right side of indicates the number of bytes. FIG. 7A shows a burst length adjustment instruction frame transmitted from the
又図7の(B)〜(D)は、ディスカバリプロセスに於けるフレーム構成の例を示し、(B)は、ONUからOLTに対するレジスタ リクエスト(Register Request)フレームに、FRBS(PRBS送信部26(図1及び図5参照)からの擬似ランダム信号)を含ませて送信する場合を示し、同図の(A)のフレームの各項目と略同様であるが、ディスカバリインフォメーション(Discovery information)と、レーザ立上り時間(Laser On time)(Ton;図8参照)とレーザ立下り時間(Laser Off time)(Toff;図8参照)とを含む場合を示す。即ち、ONUの新規接続時に、P2MPディスカバリの登録要求(Register Request)フレームに、ONUのPRBS送信部26(図5参照)から発生させた擬似ランダム信号(PRBS)を、「PRBS」として示すように、ONUからOLTへ送信することにより、光信号伝送路のビットエラーレートがどの程度かをOLT側で検出可能とする場合を示す。 7B to 7D show examples of the frame configuration in the discovery process. FIG. 7B shows a register request (Register Request) frame from the ONU to the OLT in the FRBS (PRBS transmission unit 26 ( FIG. 1 and FIG. 5) shows a case of transmission including a pseudo-random signal), which is substantially the same as each item in the frame of FIG. 1A, but includes discovery information (Discovery information) and a laser. The case where the rise time (Laser On time) (Ton; see FIG. 8) and the laser fall time (Laser Off time) (Toff; see FIG. 8) are included is shown. That is, the pseudo random signal (PRBS) generated from the PRBS transmission unit 26 (see FIG. 5) of the ONU is indicated as “PRBS” in the registration request (Register Request) frame of the P2MP discovery when the ONU is newly connected. In this example, the OLT side can detect how much the bit error rate of the optical signal transmission line is by transmitting from the ONU to the OLT.
又図7の(C)は、ONUの新規接続時に、P2MPディスカバリのレジスタ リクエスト(Register Request)フレームを用い、「出力調整指示」を含ませた構成のフレームで送信する場合を示し、図7の(A),(B)と同一の項目を含むと共に、「Assigned mode」,「Sync time」,「Echoed pending grants」の項目を含む場合を示す。又図7の(D)は、前述の(C)に示すフレームと同様であるが、出力調整指示の項目の代わりに「バースト長調整指示」を含ませた構成のフレームで送信する場合を示す。即ち、OLTは、ONUの新規接続時に、他のONUとの間の伝送状態を参照して、ONUに対する出力調整指示或はバースト長調整指示を送信することができる。 FIG. 7C shows a case where a P2MP discovery register request (Register Request) frame is used when a new ONU is connected, and is transmitted in a frame having an “output adjustment instruction”. A case where the same items as (A) and (B) are included, and items of “Assigned mode”, “Sync time”, and “Echoed pendant grants” are included is shown. FIG. 7D is the same as the frame shown in FIG. 7C, but shows a case where transmission is performed with a frame including a “burst length adjustment instruction” instead of an output adjustment instruction item. . That is, the OLT can transmit an output adjustment instruction or a burst length adjustment instruction to the ONU with reference to a transmission state with another ONU when the ONU is newly connected.
1 OLT
2 ONU
3 光カプラ
11 光信号送受信部
12 直並列変換部
13 アクセス制御部
14 コア側機能部
15 PRBS受信部
16 指示作成部
21 光信号送受信部
22 直並列変換部
23 アクセス制御部
24 UNI側機能部
25 指示受信部
26 PRBS送信部
27 出力レベル調整部
28 ヘッダ長調整部
1 OLT
2 ONU
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記光加入者線端局装置は、前記局側装置に対してビットエラーレート測定用の擬似ランダム信号を発生して送信するPRBS送信部と、前記局側装置からの指示情報を受信する指示受信部と、光信号を送受信する光信号送受信部とを含む構成を備え、
前記局側装置は、前記光加入者線端局装置からの前記擬似ランダム信号を受信してビットエラーレートを測定するPRBS受信部と、該PRBS受信部によるビットエラーレート測定結果を基に前記光加入者線端局装置の送信制御の指示情報を送信する指示作成部と、光信号を送受信する光信号送受信部とを含む構成を備えた
ことを特徴とするPONシステム。 In a PON system in which a station-side device and a plurality of optical subscriber line terminal devices are connected by an optical transmission line via an optical coupler,
The optical subscriber line terminal device generates a PRBS transmitter for generating and transmitting a pseudo-random signal for bit error rate measurement to the station side device, and receives an instruction for receiving instruction information from the station side device. And a configuration including an optical signal transmission / reception unit that transmits and receives an optical signal,
The station side device receives the pseudo random signal from the optical subscriber line terminal station device and measures a bit error rate, and a PRBS receiving unit that measures the bit error rate based on the PRBS receiving unit. A PON system comprising a configuration including an instruction creating unit that transmits instruction information for transmission control of a subscriber line terminal station device, and an optical signal transmitting / receiving unit that transmits and receives an optical signal.
前記局側装置は、前記光加入者線端局装置を指定して擬似ランダム信号送信指示と出力レベル指示とを行う指示作成部と、前記擬似ランダム信号を受信してビットエラーレートを測定するPRBS受信部とを含む構成を有し、前記光加入者線端局装置は、前記擬似ランダム信号を出力するPRBS送信部と、前記局側装置からの指示を受信する指示受信部とを含む構成を有し、
前記局側装置の前記指示作成部により光加入者線端局装置を指定して擬似ランダム信号送信を指示し、指定された光加入者線端局装置の前記PRBS送信部から前記局側装置に擬似ランダム信号を送信する過程と、
前記擬似ランダム信号を前記局側装置の前記PRBS受信部により受信してビットエラーレートを測定する過程と、
前記ビットエラーレートの測定結果に基づいて前記加入者線端局装置の送信光信号レベルの調整指示を前記指示作成部により作成して前記加入者線端局装置に送出する過程と、
前記光加入者線端局装置の前記指示受信部により前記送信光信号レベル調整指示を受信して、該送信光信号レベル調整指示に従った送信光信号レベルに制御する過程と
を含むことを特徴とする光信号送受信制御方法。 In an optical signal transmission / reception control method in a PON system in which a station-side device and a plurality of optical subscriber line terminal devices are connected by an optical transmission line via an optical coupler and perform transmission / reception processing using an optical signal. ,
The station side device designates the optical subscriber line terminal station device to give a pseudo random signal transmission instruction and an output level instruction, and receives a pseudo random signal and measures a bit error rate PRBS The optical subscriber line terminal station apparatus includes a PRBS transmitter that outputs the pseudo-random signal and an instruction receiver that receives an instruction from the station-side apparatus. Have
The instruction creating unit of the station side device designates an optical subscriber line terminal station device to instruct a pseudo random signal transmission, and the PRBS transmission unit of the designated optical subscriber line terminal station device transmits the instruction to the station side device. A process of transmitting a pseudo-random signal;
Receiving the pseudo-random signal by the PRBS receiver of the station side device and measuring a bit error rate;
A step of creating an instruction to adjust the transmission optical signal level of the subscriber line terminal device based on the measurement result of the bit error rate by the instruction creating unit and sending the instruction to the subscriber line terminal device;
Receiving the transmission optical signal level adjustment instruction by the instruction receiving unit of the optical subscriber line terminal equipment and controlling the transmission optical signal level according to the transmission optical signal level adjustment instruction. An optical signal transmission / reception control method.
前記局側装置は、前記光加入者線端局装置を指定して擬似ランダム信号送信指示と出力レベル指示とを行う指示作成部と、前記擬似ランダム信号を受信してビットエラーレートを測定するPRBS受信部とを含む構成を有し、前記光加入者線端局装置は、前記擬似ランダム信号を出力するPRBS送信部と、前記局側装置からの指示を受信する指示受信部とを含む構成を有し、
前記局側装置の前記指示作成部により光加入者線端局装置を指定して擬似ランダム信号送信を指示し、指定された光加入者線端局装置の前記PRBS送信部から前記局側装置に擬似ランダム信号を送信する過程と、
前記擬似ランダム信号を前記局側装置の前記PRBS受信部により受信してビットエラーレートを測定する過程と、
前記ビットエラーレートの測定結果に基づいて前記加入者線端局装置から送信するフレームのヘッダ長調整指示を送信する過程と、
前記ヘッダ長調整指示を前記指示受信部により受信して、前記局側装置に送信するフレームのヘッダ長を調整する過程と
を含むことを特徴とする光信号送受信制御方法。 In an optical signal transmission / reception control method in a PON system in which a station-side device and a plurality of optical subscriber line terminal devices are connected by an optical transmission line via an optical coupler and perform transmission / reception processing using an optical signal. ,
The station side device designates the optical subscriber line terminal station device to give a pseudo random signal transmission instruction and an output level instruction, and receives a pseudo random signal and measures a bit error rate PRBS The optical subscriber line terminal station apparatus includes a PRBS transmitter that outputs the pseudo-random signal and an instruction receiver that receives an instruction from the station-side apparatus. Have
The instruction creating unit of the station side device designates an optical subscriber line terminal station device to instruct a pseudo random signal transmission, and the PRBS transmission unit of the designated optical subscriber line terminal station device transmits the instruction to the station side device. A process of transmitting a pseudo-random signal;
Receiving the pseudo-random signal by the PRBS receiver of the station side device and measuring a bit error rate;
Transmitting a header length adjustment instruction of a frame to be transmitted from the subscriber line terminal device based on the measurement result of the bit error rate;
Receiving the header length adjustment instruction by the instruction receiving unit and adjusting a header length of a frame to be transmitted to the station side device.
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