JP2016039589A - Station-side device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、局側装置に関する。 The present invention relates to a station side device.
通信網の高速化及び広帯域化が進む中、それらに対応するため、光ネットワークの導入が図られている。受動光網(Passive Optical Network:以下PONと称する)システムにおいて、一つの局側光伝送路終端装置(Optical Line Terminal:以下OLTと称する)は、光ファイバを分岐する光スプリッタ及び光ファイバを介して、複数の宅内光伝送路終端装置(Optical Network Unit:以下ONUと称する)とスター型のポイントツーマルチポイントのネットワークによって接続する。 In order to cope with the increase in speed and bandwidth of communication networks, the introduction of optical networks is being attempted. In a passive optical network (hereinafter referred to as PON) system, one station side optical transmission line termination device (hereinafter referred to as OLT) is connected via an optical splitter and an optical fiber that branch the optical fiber. And a plurality of in-home optical transmission line termination units (hereinafter referred to as ONUs) via a star type point-to-multipoint network.
PONの代表的な規格には、IEEE802.3で標準化されたEPON(Ethernet PON(Ethernetは登録商標、以下同じ))、及び、ITU−T G.984で標準化されたGPON(Gigabit Capable PON)がある。 Typical PON standards include EPON (Ethernet PON (Ethernet is a registered trademark, the same shall apply hereinafter)) standardized by IEEE 802.3, and ITU-T G.264. There is GPON (Gigabit Capable PON) standardized in 984.
PONにおけるONUからOLTに向かって送信される上り信号と、OLTからONUに向かって送信される下り信号とは、波長分割多重(Wave Division Multiplexing:以下WDMと称する)によって多重される。下り信号は、OLTから光ファイバで接続された全てのONUに対して同じデータを送信する。データを受信したONUが信号中に含まれる宛先情報を参照して自分宛の信号以外を破棄し、自分宛のデータのみをユーザ側へ転送する。 The upstream signal transmitted from the ONU to the OLT in the PON and the downstream signal transmitted from the OLT to the ONU are multiplexed by wavelength division multiplexing (hereinafter referred to as WDM). The downstream signal transmits the same data from the OLT to all ONUs connected by optical fiber. The ONU that has received the data refers to the destination information included in the signal, discards the signals other than the signal addressed to itself, and transfers only the data addressed to itself to the user side.
一方で上り信号はONUがOLTからの送信許可に従って指定された時間にデータを出力する時分割多重(Time Division Multiple Access:以下TDMAと称する)により多重され通信を行うものである。 On the other hand, the upstream signal is multiplexed and communicated by time division multiplexing (hereinafter referred to as TDMA) in which the ONU outputs data at a specified time in accordance with transmission permission from the OLT.
また、PONの通信速度は64kbit/秒のような低速信号を扱うシステムから始まり、固定長のATMセルを最大約600Mbit/秒で送受信するBPON(Broadband PON)、Ethernetの可変長パケットを最大約1Gbit/秒で送受信するEPON、又は、より高速な2.4Gbit/秒程度の信号を扱うGPONの導入が進められている。更に今後は10Gbit/秒から40Gbit/秒の信号を扱うことが可能な高速PONの実現と現在のシステムの最大距離20km以上の距離の延長化も求められている。 The communication speed of PON begins with a system that handles low-speed signals such as 64 kbit / s, BPON (Broadband PON) that transmits and receives fixed-length ATM cells at a maximum of about 600 Mbit / s, and variable-length packets of Ethernet at a maximum of about 1 Gbit. The introduction of EPON that transmits / receives at a rate of G / sec or GPON that handles higher-speed signals of about 2.4 Gbit / sec is underway. Furthermore, in the future, it is required to realize a high-speed PON capable of handling signals of 10 Gbit / second to 40 Gbit / second and to extend the distance of the current system at a maximum distance of 20 km or more.
上記ONUの上り信号はTDMA方式であり、OLT側ではバースト信号であるONUから送信された光信号を受信する必要がある。すなわち、OLTは、異なるタイミングで異なる入力レベル(パワー、強度)のバースト信号を受信する必要がある。 The upstream signal of the ONU is a TDMA system, and the OLT side needs to receive an optical signal transmitted from the ONU that is a burst signal. That is, the OLT needs to receive burst signals having different input levels (power and strength) at different timings.
ONUはそれぞれ距離が異なるため、OLTへの入力レベルは信号ごとに異なり、ONUからの信号をOLTが受信するには工夫が必要である。OLTの受信部は、ONUのバースト信号ごとにピーク値を検出し、所定の閾値と比較し、閾値より低い場合には‘0’を、閾値より高い場合には‘1’を設定する。 Since the ONUs have different distances, the input level to the OLT is different for each signal, and it is necessary for the OLT to receive a signal from the ONU. The OLT receiving unit detects a peak value for each ONU burst signal, compares the peak value with a predetermined threshold value, sets “0” when the threshold value is lower than the threshold value, and sets “1” when the threshold value is higher than the threshold value.
OLTの受信部は、バースト信号の受信が終わるたびにOLTの制御部からのリセット信号により、次のONUのバースト信号の受信に備えるため、‘0’、又は‘1’判別用の閾値を最小閾値までリセットする。 The OLT receiving unit minimizes the threshold value for discriminating “0” or “1” in order to prepare for the reception of the next ONU burst signal by the reset signal from the OLT control unit every time reception of the burst signal is completed. Reset to threshold.
しかし、この方法では、バースト信号を受信しない無信号区間においてノイズを誤検出してしまう問題があった。特に、ONUへ信号を送信するための遅延時間を測定するレンジングは、上り信号を受信する時刻が定まっていないことを前提とした処理である。このため、レンジング窓において受信した信号が、ノイズであるかバースト信号であるかを、OLTは識別できない。この結果、OLTは、ノイズをバースト信号と誤検知したり、バースト信号をノイズであると誤検知したりする。 However, this method has a problem in that noise is erroneously detected in a non-signal section where no burst signal is received. In particular, the ranging for measuring the delay time for transmitting a signal to the ONU is a process on the assumption that the time for receiving the uplink signal is not fixed. For this reason, the OLT cannot identify whether the signal received in the ranging window is noise or a burst signal. As a result, the OLT misdetects noise as a burst signal, or misdetects a burst signal as noise.
そこで、OLTにおけるバースト信号の受信部では、レンジング窓における無信号区間内のノイズをガードするために‘0’、又は‘1’を判別するための閾値に対して一定のオフセットを使用する。 Accordingly, the burst signal receiving unit in the OLT uses a constant offset with respect to the threshold value for determining “0” or “1” in order to guard the noise in the non-signal section in the ranging window.
例えば、PONシステム及び光集線装置では、レンジング窓において第1オフセットを使用した閾値を用い、その他のデータを受信する期間においては第1オフセットより低い第2オフセットを使用する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, in the PON system and the optical concentrator, a technique has been proposed in which a threshold using the first offset is used in the ranging window and a second offset lower than the first offset is used in a period in which other data is received ( For example, see Patent Document 1).
特許文献1のようにオフセットを設けることにより、オフセットを設定した分だけ‘0’、又は‘1’を判別するための閾値が高くなることから、最小受光レベル付近の出力パルス幅歪みが発生し、後段CDRでの感度低下を招く。このためPONバースト受信特性が急峻になりFECによる効果が十分に得られなかった。
By providing an offset as in
また、レンジング窓において、OLTとの距離が近いONUから送信された信号は、高い入力レベルでOLTに到達し、距離の遠いONUから送信された信号程低い入力レベルでOLTに到達する。従来技術において、レンジング窓における第1オフセットは固定値であるため、OLTが受信する信号が第1オフセット以下であり、かつ、距離が遠く入力レベルの低いONUの信号を、OLTはレンジング窓において正しく検出できない。 In the ranging window, a signal transmitted from an ONU that is close to the OLT reaches the OLT at a high input level, and a signal transmitted from an ONU that is far away reaches the OLT at a lower input level. In the prior art, since the first offset in the ranging window is a fixed value, the signal received by the OLT is less than or equal to the first offset, and the ONT signal that has a long distance and a low input level is correctly detected in the ranging window. It cannot be detected.
本発明は、レンジング窓の第1オフセットを改善することで、信号の誤検出を低減し、OLTの受光感度の向上と距離の延長とを可能にすることを目的とする。 An object of the present invention is to improve the first offset of the ranging window, thereby reducing erroneous detection of signals, and improving the light receiving sensitivity of the OLT and extending the distance.
上記課題を解決するために、本発明は、局側装置であって、プロセッサ及びメモリを有し、第1の加入者装置と、前記第1の加入者装置よりも前記局側装置から遠い位置に設置される第2の加入者装置と、光通信路を介して通信し、前記第1の加入者装置及び前記第2の加入者装置の各々との通信に必要な時間を、第1の期間において測定し、前記第1の期間において、前記通信に必要な時間を測定するための応答信号の送信を指示する要求信号を、前記第1の加入者装置及び前記第2の加入者装置に送信し、前記第1の期間の開始から終了まで、前記メモリに格納されたオフセット値が時間の経過に従って減少するように更新し、前記第1の期間に受信する信号が前記応答信号であるか否かを判定するための閾値を、前記信号を受信した際の前記オフセット値を用いて、前記時間の経過に従って減少するように算出し、前記第1の期間に受信する信号の光レベルが前記算出した閾値以上である信号を、前記応答信号であると判定し、前記第1の期間において、前記応答信号を、前記第2の加入者装置よりも先に前記第1の加入者装置から受信することを特徴とする局側装置を有する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a station-side device, which has a processor and a memory, and is located farther from the station-side device than the first subscriber device and the first subscriber device. And a second subscriber device installed in the first communication device via an optical communication path, and a time required for communication with each of the first subscriber device and the second subscriber device is set to the first subscriber device. A request signal instructing transmission of a response signal for measuring the time required for the communication in the first period to the first subscriber unit and the second subscriber unit. Whether the offset value transmitted and updated so that the offset value stored in the memory decreases with time from the start to the end of the first period, and the signal received in the first period is the response signal When the signal is received, the threshold for determining whether or not The offset value is calculated so as to decrease with the passage of time, and a signal in which the optical level of the signal received in the first period is equal to or greater than the calculated threshold is determined as the response signal. In the first period, the response signal is received from the first subscriber device before the second subscriber device.
本発明によれば、レンジングにおけるオフセット値を更新することによって、信号の誤検出を低減し、OLTの受光感度を向上できる。 According to the present invention, by updating the offset value in ranging, signal misdetection can be reduced and the light receiving sensitivity of the OLT can be improved.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
以下に示す実施例は、複数の加入者接続装置が光伝送回線を共有する受動光網(PON:Passive Optical Network)システムに関する。 The embodiment described below relates to a passive optical network (PON) system in which a plurality of subscriber connection devices share an optical transmission line.
本実施例のPONシステムにおけるOLTは、所定の期間内にONUとの通信における遅延時間を測定する。この期間を以下においてレンジング窓という。このレンジング窓が開始する際、バースト信号を受信するタイミング、及び、受信したバースト信号の送信元であるONUに関する情報を、OLTは保持していない。 The OLT in the PON system of this embodiment measures a delay time in communication with the ONU within a predetermined period. This period is hereinafter referred to as a ranging window. When this ranging window starts, the OLT does not hold information regarding the timing of receiving the burst signal and the ONU that is the transmission source of the received burst signal.
一方で、OLTとONUとの間の物理的な距離が近い場合、ONUから送信されたバースト信号は、OLTへの光入力レベルが高い。また、OLTとONUとの間の物理的な距離が遠い場合、ONUから送信されたバースト信号は、OLTへの光入力レベルが低い。 On the other hand, when the physical distance between the OLT and the ONU is short, the burst signal transmitted from the ONU has a high optical input level to the OLT. Further, when the physical distance between the OLT and the ONU is long, the burst signal transmitted from the ONU has a low optical input level to the OLT.
この点に着目し、本実施例のOLTは、レンジング窓のみに用いるオフセット値を保持する。そして、光入力レベルが極めて低くても、ノイズを誤検出せずにONUのバースト信号を受信するために、以下の二つの方法でオフセット値を更新する。そしてこれにより、従来のオフセット値以下のONUのバースト信号をOLT側で受信できるようになり、通信可能距離の延長を図ることができる。 Focusing on this point, the OLT of this embodiment holds an offset value used only for the ranging window. And even if the optical input level is extremely low, the offset value is updated by the following two methods in order to receive the ONU burst signal without erroneously detecting noise. As a result, the burst signal of the ONU below the conventional offset value can be received on the OLT side, and the communicable distance can be extended.
第1の方法は、レンジングにおいてオフセット値を第1オフセットから第2オフセットまで線形的に減少させ、レンジング期間の最後でオフセット値を第2オフセットにする。これにより、最遠端にいるONUのバースト信号をノイズと誤検出することなく受信することができ、通信距離の延長を可能とする。 In the first method, the offset value is linearly decreased in the ranging from the first offset to the second offset, and the offset value becomes the second offset at the end of the ranging period. Thereby, the burst signal of the ONU at the farthest end can be received without erroneously detecting it as noise, and the communication distance can be extended.
第2の方法は、グラント周期中の無信号区間においてノイズの光入力レベルを検知し、第2オフセットをノイズの光入力レベルに設定する。これによって、最小受光付近のPONバースト信号を受信することができ、極めて遠くのONUからのバースト信号も受信できるため、通信距離の延長を可能とする。 In the second method, the optical input level of noise is detected in the no-signal section in the grant period, and the second offset is set to the optical input level of noise. As a result, a PON burst signal near the minimum light reception can be received, and a burst signal from an extremely far ONU can also be received, so that the communication distance can be extended.
第1の方法及び第2の方法の少なくとも一方、又は、第1の方法及び第2の方法の両方を実行することによりレンジング時の最遠端にいるONUの検出が可能となり、最小受光付近のPONバースト信号を受信することができ、通信距離の延長が可能となる。 By executing at least one of the first method and the second method, or both the first method and the second method, it becomes possible to detect the ONU at the farthest end during ranging, and to detect near the minimum light reception. A PON burst signal can be received, and the communication distance can be extended.
図1は、本実施例が適用される通信システム1の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
通信システム1は、PON10、上位網20及び加入者端末を含む。PON10は、例えば、上位の公衆通信網である上位網20と、加入者端末との間のデータを、相互に転送する。上位網20は、例えば、PSTN/インターネットである。加入者端末とは、例えば、電話(TEL)180(180−1〜180−l:lは任意の正数)、及び、PC190(190−1〜190−m:mは任意の正数)等である。
The
PON10は、光スプリッタ120、幹線光ファイバ130、支線光ファイバ140(140−1〜140−n:nは任意の正数)、OLT100、及び、ONU110(110−1〜110−n)を備える。ONU110は、加入者の端末(電話180、PC190等)を収容する。OLT100は上位網20と接続する。
The
幹線光ファイバ130と光スプリッタ120と複数の支線光ファイバ140とによって、OLT100と各ONU110とは接続される。そして、PON10は、上位網20と加入者端末との通信、または、加入者端末同士の通信を中継する。OLT100には、1本の幹線光ファイバ130、光スプリッタ120及び支線光ファイバ140を介して、複数台(n台、例えば32台等)のONU110が接続可能である。
The
図1には、一例として、5台(n=5)のONU110が図示されている。5台のONU110は、それぞれOLT100からのファイバ長が異なる。図示された例では、ONU110−1はOLT100からのファイバ長が1kmであり、ONU110−2はOLT100からのファイバ長が10kmであり、ONU110−3はOLT100からのファイバ長が20kmであり、ONU110−4はOLT100からのファイバ長が20km以上であり、ONU110−nはOLT100からのファイバ長が15kmである。
FIG. 1 shows five (n = 5)
OLT100は、同報信号である下り信号150を、ONU110のすべてに向けて送信する。ONU110からはOLT100に向けて上り信号170(170−1〜170−n)を送信する。上り信号160は、光スプリッタ120において時間によって多重化された上り信号170を含む。OLT100は、上り信号160を受信する。上り信号160に含まれ、ONU110の各々から送信された上り信号は、バースト信号である。
The
図2は、本実施例のOLT100の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the
OLT100は、電気側送受信部200、受信バッファ部270、媒体アクセス制御部220、ノイズ検知部280、電気/光変換部210及び制御部230を備える。電気側送受信部200は、上位網20が有する中継装置と電気信号により通信を行う。
The
電気/光変換部210は、ONU110と光信号により通信を行う。媒体アクセス制御部220は、ONU110のデータ通信を制御する。受信バッファ部270は、受信した上り信号160を一時的に保持しておく。ノイズ検知部280は、オフセット値に用いられる無信号区間のノイズの光入力レベルを検知する。
The electrical /
制御部230は、OLT100内にある機能ブロックを制御する。制御部230は、グラント処理部240、リセット制御部250及びレンジング処理部260を備える。
The
グラント処理部240は、各ONU110が送信する上り信号170の送信許可時間を決定する。リセット制御部250は、各ONU110から送信されたバースト信号とバースト信号との間に電気/光変換部210が保持していたピークを、0(又は、限りなく0に近い値に)リセットする信号を、電気/光変換部210に送出する。レンジング処理部260は、電気/光変換部210に信号を送信し続けることによって、レンジング窓を制御する。
The
電気/光変換部210が上り信号160を受信した場合、媒体アクセス制御部220は、上り信号160の送信元MACアドレスと、プリアンブル部に付与されている送信元のONU110情報(例えば、LLID:Logical Link ID等)とを経路情報として関連付けて蓄積し、上り信号160を電気側送受信部200からOLT200に送信させる。
When the electrical /
電気側送受信部200が下り信号を受信した場合、媒体アクセス制御部220は、下り信号の宛先MACアドレスを参照し、予め保持された経路情報から宛先のONU識別情報を下り信号のプリアンブル部に付与して電気/光変換部210から送信する。媒体アクセス制御部220は、このようなスイッチング機能を有する。
When the electrical transmission /
リセット信号290の送出について、以下に説明する。グラント処理部240は、ONU110における送信データ蓄積状況を示す通知情報(キュー情報)を、媒体アクセス制御部220より抽出する。
The sending of the
このキュー情報は、制御信号に含まれる情報の一つとしてONU110からOLT100に送信される。本実施例における制御信号とは、レンジング窓におけるレンジングトランスミッション及びグラント周期における上りメッセージ(図4に後述)である。グラント処理部240は、レンジング窓の間のリセット信号290の送信タイミングを、レンジングトランスミッションに含まれるキュー情報に基づいて決定する。
This queue information is transmitted from the
また、グラント処理部240は、管理者が予め指定した帯域制御情報と抽出したキュー情報とに基づいて、グラント周期においてONU110に割り当てるべき上りタイムスロットを算出する。グラント処理部240は、上り帯域を帯域制御情報として保持しており、この帯域制御情報の内容を周期的に更新する。
Further, the
また、リセット制御部250は、グラント処理部240が算出した上りタイムスロットに基づいて、各加入者装置から送信されたバースト信号の切れ目(終了時)を判断し、ピークホールド回路320(図3)にリセット信号290を送出する。
Further, the
これによって、ピークホールド回路320は、閾値をリセットする。リセットとは、具体的には、閾値を0に更新する、又は、限りなく0に近い値に閾値を更新することである。
As a result, the
図3は、本実施例のOLT100内の電気/光変換部210が有する光受信部211の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the
電気/光変換部210は、ONU110から送信された光信号を受信するための光受信部211と、ONU110へ光信号を送信するための光送信部とを有する。図3は、光受信部211のみを示す。
The electrical /
光受信部211は、光検出器(Photo Detector:以下PDとする)300、トランスインピーダンスアンプ(以下TIAとする)310、ピークホールド回路320、閾値設定部330、最小閾値設定部340、及びコンパレータ350を備える。
The
幹線光ファイバ130から送られてきたONU110からの光信号を、光受信部211のPD300が受光する。PD300は、光信号を電気信号(電流)に変換する。
The
TIA310は、電気信号(電流)を電圧変換する。TIA310は、電気信号(電圧)をコンパレータ350とピークホールド回路320とに信号を出力する。
The
ピークホールド回路320は、OLT100のリセット制御部250からのリセット信号290を受信するまで、TIA310からの信号のピーク値をホールドする。閾値設定部330は、最小閾値設定部340から取得した最小閾値と、ピークホールド回路320から送信されたピーク値とに基づいて閾値を算出する。
The
最小閾値設定部340は、閾値設定部330に最小閾値を設定する。本実施例の最小閾値設定部340は、メモリを有し、メモリにオフセット値を保持する。また、最小閾値設定部340は、OLT100のレンジング処理部260からレンジング信号370を受信している間、レンジング中のみ有効なオフセット値(第1オフセットとする)を、最小閾値として閾値設定部330へ送信する。
The minimum
本実施例の最小閾値設定部340は、グラント周期中の無信号区間のノイズのピーク値をノイズ検知部280より受信し、この値を元に最小閾値を設定してもよい。
The minimum threshold
コンパレータ350は、TIA310から送信された信号の光レベルと閾値設定部330から送信された閾値とを比較し、光レベルが閾値以上である場合、ONU110からバースト信号を受信したと判定する。本実施例においては、上り信号を受信したと判定した場合、コンパレータ350は、ノイズ検知部280を介して媒体アクセス制御部220に、‘1’を送信する。
The
また、コンパレータ350は、光レベルが閾値よりも小さい場合、バースト信号を受信していないと判定し、媒体アクセス制御部220へ‘0’を送出する。
Further, when the light level is smaller than the threshold value, the
図4は、本実施例のPON10における処理を示すシーケンス図である。
FIG. 4 is a sequence diagram showing processing in the
図4は、DBA(Dynamic Bandwidth Allocation)が行われるレンジング及びレンジング窓420と、各DBAの結果に基づくグラント動作及びグラント周期421との関係を示す。
FIG. 4 shows a relationship between a ranging and ranging
レンジング窓420は、DBAによるレンジングが実行されるレンジング期間であり、グラント周期421は、ユーザデータを含む上り信号160を受け付けるための期間である。レンジング窓420の長さは、ONU110の数、及び、OLT100からONU110までのファイバ長の最大値等に基づいて、あらかじめ定められていてもよい。
The ranging
OLT100は、ONU110に上りメッセージ410の送信帯域を割り当てるため、レンジング窓420においてDBAを実行する。レンジング窓420が開始した場合、OLT100は、まず、レンジングリクエスト411を同報信号150としてすべてのONU110に送信する。
The
ONU110は、レンジングリクエスト411を受信した場合、レンジングトランスミッション412をOLT100に送信する。OLT100は、レンジングリクエスト411の送信時刻と、レンジングトランスミッション412の受信時刻と、レンジングリクエスト411によって指示したレンジングトランスミッション412を送信するまでの待ち時間とに基づいて、ONU110と通信するための遅延時間を算出する。
When receiving the ranging
これによって、OLT100は、算出された遅延時間と、幹線光ファイバ130及び支線光ファイバ140の特性とに基づいて、OLT100からONU110までの距離を算出できる。また、遅延時間を算出することにより、OLT100は、後続のグラント処理において、ONU110に上りメッセージ410を送信する時間を適切に割り当てることができる。
Thereby, the
レンジングリクエスト411を送信してから、最初のレンジングトランスミッション412を受信するまでの間を、本実施例において、レンジング窓420における無信号区間430と記載する。最初のレンジングトランスミッション412を受信する際、OLT100は、各ONU110と通信するための遅延時間を保持していない。このため、レンジング窓420において、受信した信号がレンジングトランスミッション412の信号か、無信号区間430におけるノイズかを識別することは困難である。
The period from when the ranging
レンジング窓420が終了した後、OLT100は、例えば、周期125μ秒のグラント周期421毎にグラント指示を含む送信許可メッセージ400を各ONU110−1〜110−3に向けて送信する。この送信許可メッセージ400は、送信許可時間STと送信可能時間Lとを含む。また、送信許可メッセージ400には、各ONU110が備えた送信キューに溜まっている送信待ちデータ量の報告を要求する情報(Request report)も含まれる。
After the ranging
各ONU110−1〜3は、グラント指示のStartとEndとによって指示されたタイムスロットで送信キューに溜まったデータを送信するとともに、送信待ちのデータ量を上りメッセージ410に含まれるキュー長を用いてOLT100に報告する。
Each ONU 110-1 to 3 transmits data accumulated in the transmission queue in the time slot designated by the grant instruction Start and End, and uses the queue length included in the
また、OLT100は、グラント指示をONU110に送信するための無信号区間430が発生する区間を、レンジング窓420において算出した遅延時間等に基づいてあらかじめ算出している。このため、OLT100のノイズ検知部280は、無信号区間430におけるノイズピーク値を検知し、媒体アクセス制御部220に送信してもよい。
Further, the
図5は、本実施例のオフセット値を設定する処理を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing processing for setting an offset value according to the present embodiment.
OLT100の起動後、レンジング窓420が開始した場合、最小閾値設定部340は、まず、第1オフセットを最小閾値の初期値として閾値設定部330に設定する(500)。ステップ500の後、OLT100のレンジング処理部260は、レンジング窓420を開始し、すべてのONU110に向けて同報信号150(図4に示すレンジングリクエスト411)を送付する(510)。
When the ranging
レンジングリクエスト411を受信した場合、ONU110は、レンジングリクエスト411によって指定された待ち時間を待った後、OLT100に向けて応答信号(図4に示すレンジングトランスミッション412)を送付する(520)。
When the ranging
OLT100は、レンジング窓420を終了する(530)。具体的には、レンジング処理部260は、あらかじめ保持するレンジング窓420の期間に基づいて、レンジング信号370の送信を止める。これによって最小閾値設定部340は、レンジング窓420を終了したと判定し、第1オフセットよりも低い第2オフセットを最小閾値として、閾値設定部330に設定する(540)。
The
ステップ530の後、OLT100は、各ONU110に接続される加入者端末から送信されたデータを受信する為のグラント処理を開始する。具体的には、電気/光変換部210が送信許可メッセージ400をONU110に送信し、グラント周期421に従って、各ONU110がバースト信号(上りメッセージ410)をOLT100に送出する(550)。
After
ステップ550の後、OLT100の電気/光変換部210は、受信したバースト信号(上りメッセージ410)のデータ処理を行い、グラント処理を終了する(560)。ステップ560の後、最小閾値設定部340は、第1オフセットを最小閾値として閾値設定部330に設定し、レンジング窓420を開始する(570)。以降、ステップ520〜ステップ570を繰り返す。
After
図6は、本実施例のグラント周期421中のOLT100へ入力される上りメッセージ410の光入力レベル、リセット信号290の電圧レベル及びオフセット値640を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the optical input level of the
図6(a)〜図6(c)は、グラント周期421中の各信号のレベルを示し、横軸が時間である。図6(a)は、本実施例のグラント周期421中のOLT100へ入力される光入力レベル600と閾値620とを示す説明図である。
FIG. 6A to FIG. 6C show the level of each signal in the
図6(b)は、本実施例のグラント周期421中のリセット信号290の電圧レベルを示す。図6(c)は、本実施例のオフセット値640を示す。
FIG. 6B shows the voltage level of the
光受信部211の閾値設定部330は、ONU110から上りメッセージ410である光信号を受信した場合、光入力レベル600のピーク値と最小閾値とを用いて閾値620を算出する。例えば、閾値設定部330は、光入力レベル600のピーク値(ピークホールド回路320から受信)の2分の1の値と、最小閾値との加算結果を閾値620として算出する。
When the optical signal that is the
なお、閾値620を変更するためには閾値620の設定を反映するための所定の時間が必要であるため、最小閾値設定部340は、最初に上りメッセージ410を受信してから、上りメッセージ410のプリアンブルを受信する間に閾値620を変更する。
In addition, since a predetermined time for reflecting the setting of the
そして、コンパレータ350は、閾値設定部330によって設定された閾値620と、TIA310から送信された信号の光入力レベルとを比較することによって、ONU110からの上りメッセージ410の‘0’又は‘1’を判定する。
Then, the
リセット制御部250を介してリセット信号290がピークホールド回路320に送信される。ピークホールド回路320は、リセット信号290を受信した場合、保持していたピーク値を0にする。これにより、閾値設定部330は、閾値920を最小閾値630に設定する。
A
オフセット値640は、最小閾値設定部340が保持する値である。グラント周期421において、最小閾値設定部340は、オフセット値640を最小閾値として、閾値設定部330に設定する。
The offset
グラント周期421中の閾値620のオフセット値640は、期間中すべて同じ値である。すなわち、グラント周期421中の最小閾値630とオフセット値640とは同じ値である。
The offset
図7は、本実施例のレンジング窓420における、レンジングトランスミッション412の光入力レベル600と、閾値620と、リセット信号290の電圧レベルと、レンジング信号370の電圧レベルと、オフセット値640との例を示す説明図である。
FIG. 7 shows an example of the
図7(a)〜図7(d)は、レンジング窓420における各信号のレベルを示し、横軸が時間である。図7(a)は、本実施例のレンジング窓420において、OLT100へ入力される光入力レベル600と閾値620とを示す説明図である。
7A to 7D show the level of each signal in the ranging
図7(b)は、本実施例のレンジング窓420中のリセット信号290の電圧レベルを示す。図7(c)は、本実施例のレンジング窓420中のレンジング信号370の電圧レベル示す。図7(d)は、本実施例のレンジング窓420中のオフセット値640を示す。
FIG. 7B shows the voltage level of the
図7に示すようにレンジング窓420において、距離が近いONU110−1から送信されるレンジングトランスミッション412は、距離が遠いONU110−4から送信されるレンジングトランスミッション412よりも、高い光入力レベル600によってOLT100に到達する。
As shown in FIG. 7, in the ranging
さらに、距離が近いONU110−1から送信されたレンジングトランスミッション412よりも後に、距離が遠いONU110−2〜4から送信されたレンジングトランスミッション412がOLT100に到達する可能性が高い。
Further, it is highly likely that the ranging
なお、OLT100とONU110との間の距離が短い順にレンジングトランスミッション412を受信するため、本実施例のOLT100の媒体アクセス制御部220は、レンジングリクエスト411によって指示するレンジングトランスミッション412を送信するまでの待ち時間を、調整してもよい。例えば、媒体アクセス制御部220は、ONU110のおおまかな位置関係を保持し、ONU110までの距離がONU110間で明らかに異なるという情報を保持する場合、全てのONU110の待ち時間を同じ値に調整してもよい。
Since the ranging
さらに、OLT100からONU110までの距離が比較的近いと判断される複数のONU110(以下、ONU群A)を示す情報を保持する場合、媒体アクセス制御部220は、ONU群AのONU110の待ち時間を、各々異なる時間に調整してもよい。そして、ONU群Aよりも近いONU110の待ち時間を、ONU群Aに割り当てられた待ち時間の最低値と同じ値に調整し、ONU群Aよりも遠いONU110の待ち時間を、ONU群Aに割り当てられた待ち時間の最高値と同じ値に調整してもよい。
Further, when holding information indicating a plurality of ONUs 110 (hereinafter referred to as ONU group A) determined that the distance from the
最小閾値設定部340は、レンジング信号370をレンジング処理部260から受信した場合、あらかじめ保持する第1オフセット700を、閾値設定部330に設定する。このため、閾値620は、第1オフセットに設定される。第1オフセット700は、第2オフセット710より大きい値であり、第2オフセット710は、グラント周期421中のオフセット値640と同じ値である。
When the minimum
レンジングトランスミッション412を受信した場合、閾値設定部330は、レンジングトランスミッション412の光入力レベル600のピーク値と、最小閾値として設定された第1オフセット700とを用いて閾値620を算出する。そして、算出した閾値620をコンパレータ350に送信する。閾値設定部330は、例えば、レンジングトランスミッション412の光入力レベル600のピーク値の1/2と、第1オフセット700とを加算した結果を、閾値620として算出する。
When the ranging
コンパレータ350は、閾値設定部330から送信された閾値620と受信した信号の光入力レベル600とを比較し、受信した信号の光入力レベル600が閾値620以上である場合、受信した信号はバースト信号であると判定し、‘1’をノイズ検知部280に送信する。また、閾値620よりも受信した信号の光入力レベル600が小さい場合、コンパレータ350は、受信した信号はノイズであると判定し、‘0'をノイズ検知部280に送信する。
The
これによって、光受信部211は、レンジング窓420中の無信号区間430におけるノイズ(例えばホワイトノイズ)であるか、レンジングトランスミッション412のバースト信号であるかを正確に区別することができる。そして、正確に区別できることによって、光受信部211は、PONバースト受信特性の傾きを緩やかにすることが可能となり、FEC効果を向上できる。
Accordingly, the
そして、ピークホールド回路320は、リセット信号290をリセット制御部250から受信した場合、閾値設定部330に送信するピーク値を0又は0に限りなく近い値にリセットする。閾値設定部330は、ピーク値がリセットされたため、閾値620として第1オフセット700をコンパレータ350に送信する。
When the
このようにすることによって、閾値設定部330は、ONU110−1のレンジングトランスミッション412をノイズと区別するための閾値620と、ONU110−3のレンジングトランスミッション412をノイズと区別するための閾値620とを異なる値に設定することができる。そして、コンパレータ350は、ONU110−3のレンジングトランスミッション412を、ノイズと区別することができる。
By doing so, the
しかし、上記のような方法では、コンパレータ350は、第1オフセット700よりも小さいONU110(例えば、図7に示すONU110−4)の信号を検出できない。
However, in the above method, the
図8は、本実施例のレンジング窓420における、レンジングトランスミッション412の光入力レベル600と、閾値620と、リセット信号290の電圧レベルと、レンジング信号370の電圧レベルと、オフセット値640との他の例を示す説明図である。
FIG. 8 shows other values of the
図8(a)〜図8(d)は、レンジング窓420における各信号のレベルを示し、横軸が時間である。図8(a)は、本実施例のレンジング窓420において、OLT100へ入力される光入力レベル600と閾値620とを示す説明図である。
8A to 8D show the level of each signal in the ranging
図8(b)は、本実施例のレンジング窓420におけるリセット信号290の電圧レベルを示す。図8(c)は、本実施例のレンジング窓420におけるレンジング信号370の電圧レベル示す。図8(d)は、本実施例のオフセット値640を示す。
FIG. 8B shows the voltage level of the
図8(a)のレンジングトランスミッション412の光入力レベル600と、図7(a)のレンジングトランスミッション412の光入力レベル600とは、同じである。また、図8(c)のレンジング信号370と図7(c)のレンジング信号370とは同じである。
The
図8(a)に示す閾値620と図7(a)に示す閾値620とは相違する。また、図8(b)に示すリセット信号290と図7(b)に示すリセット信号290とは、図8(b)において、ONU110−4から送信されたレンジングトランスミッション412の受信終了時に、リセット信号290が出力される点において相違する。
The
また、図8(d)に示すオフセット値640と図7(d)に示すオフセット値640とは相違する。以下に、図8と図7とのオフセット値640の相違点を説明する。
Further, the offset
図8(d)によれば、最小閾値設定部340は、レンジング窓420中のオフセット値640を、第1オフセット700から第2オフセット710まで線形的に減少させる。具体的には、レンジング窓420開始時のオフセット値640を第1オフセット700に設定し、あらかじめ与えられた所定の時間ごとにあらかじめ与えられた所定の値ずつオフセット値640を減少させ、さらに、レンジング窓420終了時のオフセット値640を第2オフセット710に設定する。
According to FIG. 8D, the minimum
最小閾値設定部340は、図5に示すステップ510からステップ530までの間に、オフセット値640を時間の経過に従って低い値に更新する。これによって、OLT100とONU110との距離に従って、閾値620を減少させることができるため、誤検知を減少させることができる。
The minimum threshold
ここで、オフセット値640を線形的に減少させる方法には、例えば、光ファイバ損失を用いてオフセット値640を第1オフセット700から第2オフセット710に減少させていく方法がある。IEEE802.3において光ファイバ損失は、0.4dB/km@1310nmであると規定される。
Here, as a method of linearly decreasing the offset
前述のとおり、OLT100とONU110との距離が遠い程、ONU110から送信される光信号をOLT100が受信する光入力レベル600が小さい。そして、例えば、一般的な光ファイバの遅延時間は、値として5ns/mである。このことより、片道1km(往復2km)あたりの遅延時間は10μsとなる。
As described above, the greater the distance between the
このため、先ほどの光ファイバ損失について、最小閾値設定部340が、時間当たりの損失量を傾き910を保持することにより、最小閾値設定部340は、OLT100からONU110までの距離に従った適切なオフセット値640を算出し、0.4dB/10μs=0.04dB/μsを傾きとするオフセット値640の減衰を行う。図8(d)において、オフセット値640の傾き910は、0.04dB/μsである。
For this reason, the minimum
なお、最小閾値設定部340は、第1オフセット700から第2オフセット710まで、滑らかに減少させてもよいが、第1オフセット700から第2オフセット710まで複数の値を段階的にとりながら減少させてもよい。例えば、最小閾値設定部340は、コンパレータ350及び閾値設定部330が閾値620を更新するために必要な時間ごとに、オフセット値640を段階的に減少させてもよい。
Note that the minimum
また、最小閾値設定部340は、OLT100から最も遠く離れたONU110までの距離が40kmである場合、レンジング窓420が開始してから200μsまで(すなわち、距離20kmまで)、第1オフセット700をオフセット値640として設定し、200μs以降のオフセット値640を第1オフセット700から8dB下げた値に設定してもよい。この200μsは、20kmの伝送路遅延は200μsであるためであり、20km離れているONU110からレンジングトランスミッション412を受信するまでの時間である。
In addition, when the distance from the
前述のように最小閾値設定部340がオフセット値640を変更することによって、閾値設定部330は、レンジングトランスミッション412を受信していない間の最小閾値を、時間の経過に従って低く設定する。このため、コンパレータ350は、OLT100から遠くに設置されたONU110(例えば、ONU110−4)から送信され、かつ、第1オフセット700よりも低い光入力レベル600のレンジングトランスミッション412を受信した場合においても、受信した信号をノイズであると誤検知することがない。これによって、正しく、レンジングトランスミッション412を受信することができる。
As described above, when the minimum
以上のように、OLT100からONU110までの距離に従ってオフセット値640を設定することにより、最遠端のONU110が送信したPONバースト信号であり、かつ、受光可能な最小光入力レベルの付近のPONバースト信号を、本実施例の光受信部211は、正確に受信することができる。この結果、OLT100とONU110との距離を、第1オフセット700の値によらず、延長することが可能となる。
As described above, by setting the offset
さらに、以下において、ノイズ検知部280がグラント周期421の無信号区間430におけるノイズ(例えば、ホワイトノイズ)を検知し、ノイズのピーク値を求めることにより、ノイズ以上の最小信号を受信できるように閾値620にオフセット値640を設定する処理を説明する。
Further, in the following, the
図9は、本実施例のノイズ検知部280を利用してオフセット値640を設定する処理を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating processing for setting the offset
ステップ1000、ステップ1010及びステップ1020は、図5に示すステップ500、ステップ510及びステップ520と同じである。一方で、図9に示すOLT100の光受信部211は、ステップ1010の後、レンジング窓420においてオフセット値640を第1オフセット700から第2オフセット710へ減少させる(1015)。ステップ1015において最小閾値設定部340は、所定の時間間隔においてオフセット値640を減少させてもよい。
ステップ1020及びステップ1015の後、レンジング窓420が終了し、OLT100がレンジング処理を終了した場合、OLT100は、各ONU110から加入者端末のデータを受信する為のグラント処理を開始する(1030)。具体的には、OLT100は、送信許可メッセージ400をONU110に送信する。
After
OLT100は、レンジングにおいて取得した各ONU110の遅延時間とグラント処理部240が管理している上りタイムスロット情報とに基づいて、グラント周期421においてONU110から送信されるバースト信号の到達タイミングを保持している。すなわち、ノイズ検知部280は、グラント周期421における無信号区間430のタイミングを示す情報を保持している。
The
このため、ノイズ検知部280は、グラント周期421における無信号区間430の間に、受信するノイズのピーク値を検知する(1040)。
For this reason, the
ステップ1040の後、ノイズ検知部280は、検知したピーク値を、第2オフセット710として最小閾値設定部340に設定する(1050)。ステップ1050における設定後、各ONU110が送信したバースト信号(上りメッセージ410)をOLT100の光受信部211が受信する。そして、媒体アクセス制御部220等のOLT100の処理部は、受信した上りメッセージ410をグラント処理する(1060)。
After
ステップ1060におけるグラント処理が終了した場合、レンジング処理部260及び電気/光変換部210は、ステップ1050において設定された閾値620を用いて、レンジング処理を開始する(1070)。ステップ1070の後、ステップ1020からの処理が繰り返される。
When the grant process in
ノイズのピーク値を第2オフセット710として最小閾値設定部340に設定した後、コンパレータ350は、ノイズとレンジングトランスミッション412とを正確に区別することができる。そして、コンパレータ350は、ノイズのピーク値以上の信号をバースト信号として検知する。
After setting the noise peak value as the second offset 710 in the minimum
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、本実施例のノイズ検知部280は、最小閾値設定部340にノイズのピーク値を通知せず、最小閾値設定部340は、あらかじめ定められた第2オフセット710を用いてもよい。
In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. For example, the
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手順等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、又はファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク若しくはSSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は、ICカード、SDカード若しくはDVD等の記録媒体に置くことができる。 In addition, each of the above-described configurations, functions, processing units, processing procedures, and the like may be realized in hardware by designing some or all of them, for example, with an integrated circuit. Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as a program, a table, or a file that realizes each function can be stored in a recording device such as a memory, a hard disk, or an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
また、制御線又は情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線又は情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されている。 Further, the control lines or information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines or information lines on the product are necessarily shown. In practice, almost all the components are connected to each other.
10 PON
100 OLT
110 ONU
120 スプリッタ
130、140 光ファイバ
150 下り信号
160、170 上り信号
180、190 端末
200 電気側送受信部
210 電気/光変換部
220 媒体アクセス制御部
230 制御部
280 ノイズ検知部
300 光検出器(PD)
310 トランスインピーダンスアンプ(TIA)
320 ピークホールド回路
330 閾値設定部
340 最小閾値設定部
350 コンパレータ
10 PON
100 OLT
110 ONU
120
310 Transimpedance Amplifier (TIA)
320
Claims (4)
プロセッサ及びメモリを有し、
第1の加入者装置と、前記第1の加入者装置よりも前記局側装置から遠い位置に設置される第2の加入者装置と、光通信路を介して通信し、
前記第1の加入者装置及び前記第2の加入者装置の各々との通信に必要な時間を、第1の期間において測定し、
前記第1の期間において、前記通信に必要な時間を測定するための応答信号の送信を指示する要求信号を、前記第1の加入者装置及び前記第2の加入者装置に送信し、
前記第1の期間の開始から終了まで、前記メモリに格納されたオフセット値が時間の経過に従って減少するように更新し、
前記第1の期間に受信する信号が前記応答信号であるか否かを判定するための閾値を、前記信号を受信した際の前記オフセット値を用いて、前記時間の経過に従って減少するように算出し、
前記第1の期間に受信する信号の光レベルが前記算出した閾値以上である信号を、前記応答信号であると判定し、
前記第1の期間において、前記応答信号を、前記第2の加入者装置よりも先に前記第1の加入者装置から受信することを特徴とする局側装置。 A station side device,
A processor and a memory;
Communicating with a first subscriber device and a second subscriber device installed at a position farther from the station side device than the first subscriber device via an optical communication path,
Measuring a time required for communication with each of the first subscriber unit and the second subscriber unit in a first period;
Transmitting a request signal instructing transmission of a response signal for measuring the time required for the communication to the first subscriber unit and the second subscriber unit in the first period;
Update from the start to the end of the first period so that the offset value stored in the memory decreases as time passes,
A threshold for determining whether or not a signal received in the first period is the response signal is calculated so as to decrease with the passage of time using the offset value when the signal is received. And
A signal having an optical level of a signal received during the first period equal to or greater than the calculated threshold is determined to be the response signal;
In the first period, the response signal is received from the first subscriber device prior to the second subscriber device.
前記第1の期間を開始する場合、前記オフセット値の最高値である最高オフセット値を、前記オフセット値として前記メモリに格納し、
前記第1の期間の開始後、前記メモリから前記オフセット値を取得し、かつ、前記最高オフセット値よりも少ない所定の値を前記取得したオフセット値から減算した結果によって、前記メモリに格納されるオフセット値を更新することを、前記第1の期間よりも短い所定の期間ごとに行うことを特徴とする局側装置。 The station side device according to claim 1,
When starting the first period, the highest offset value that is the highest value of the offset value is stored in the memory as the offset value,
After the start of the first period, the offset value acquired from the memory, and an offset stored in the memory by a result of subtracting a predetermined value less than the maximum offset value from the acquired offset value The station-side apparatus, wherein the value is updated every predetermined period shorter than the first period.
前記光通信路を光信号が通過する際の、当該光信号の光レベルの単位時間あたりの損失を前記メモリに保持し、
前記第1の期間の開始から終了まで前記単位時間あたりの損失に従って前記オフセット値が減少するように、前記所定の期間及び前記所定の値を定めることを特徴とする局側装置。 The station side device according to claim 2,
When the optical signal passes through the optical communication path, the loss per unit time of the optical level of the optical signal is held in the memory,
The station-side apparatus, wherein the predetermined period and the predetermined value are determined so that the offset value decreases according to the loss per unit time from the start to the end of the first period.
前記第1の加入者装置及び前記第2の加入者装置の少なくとも一つを介して、加入者端末と接続され、
第2の期間の開始から終了までに前記加入者端末から送信されるデータを受信しない期間において、受信する信号の光レベルを、ノイズの光レベルとして取得し、
前記第2の期間の終了後の前記第1の期間の開始から終了まで、前記メモリに格納されたオフセット値が前記取得したノイズの光レベル以下になるまで、前記オフセット値が減少するように更新することを特徴とする局側装置。 The station side device according to claim 1,
Connected to a subscriber terminal via at least one of the first subscriber unit and the second subscriber unit;
In a period in which data transmitted from the subscriber terminal is not received from the start to the end of the second period, an optical level of a signal to be received is acquired as an optical level of noise;
From the start to the end of the first period after the end of the second period, the offset value is updated so that the offset value decreases until the offset value stored in the memory is less than or equal to the light level of the acquired noise. A station side device characterized by:
Priority Applications (1)
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