JP2018117210A - Station side device and dispersion compensation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、TDM−PONやTWDM−PONにおける局側装置及び分散補償方法に関する。 The present invention relates to a station side apparatus and a dispersion compensation method in TDM-PON and TWDM-PON.
近年、光アクセスシステムに対して、急速なインターネットの普及に対応するための通信回線の更なる大容量化、及び、OPEX(Operating Expense;事業経費)やCAPEX(Capital Expenditure;設備投資)の削減に貢献するための通信回線の更なる経済化が求められている。 In recent years, for optical access systems, to further increase the capacity of communication lines to cope with the rapid spread of the Internet, and to reduce OPEX (Operating Expense) and CAPEX (Capital Expenditure) There is a need for more economical communication lines to contribute.
そこで、経済的な光アクセスシステムであるPON(Passive Optical Network)の研究が進められている。PONは、光パワースプリッタ(光合分波手段)などの光受動素子によって複数のユーザとのそれぞれの伝送路を単一の伝送路に集線することにより、センタ装置と光受動素子との間の伝送路を複数のユーザによって共有することができる。昨今、日本では、1Gbpsの回線容量を、時分割多重化(TDM;Time Division Multiplexing)することにより最大32ユーザによって共有することができるGE−PON(Gigabit Ethernet(登録商標)-PON)が実用化されている。経済的な光アクセスシステムであるGE−PONが実用化されたことによって、FTTH(Fiber To The Home)によるブロードバンド通信サービスが、より安価な料金で提供されるようになり、急速に普及した。 Therefore, research on an PON (Passive Optical Network), which is an economical optical access system, is underway. In the PON, transmission between a center device and an optical passive element is performed by concentrating each transmission path with a plurality of users into a single transmission path by an optical passive element such as an optical power splitter (optical multiplexing / demultiplexing means). The road can be shared by multiple users. Recently, in Japan, GE-PON (Gigabit Ethernet (registered trademark) -PON) that can be shared by up to 32 users by time division multiplexing (TDM) with a 1 Gbps line capacity has been put into practical use. Has been. With the practical application of GE-PON, an economical optical access system, broadband communication services based on FTTH (Fiber To The Home) have come to be offered at a lower price and have rapidly spread.
一方、通信回線の更なる大容量化へのニーズに対応可能な次世代の光アクセスシステムとして、10Gbpsの回線容量を共有することができる10G−EPON(10Gigabit-Ethernet(登録商標) PON)の研究が進められており、2009年にIEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.)によって標準化がなされた。10G−EPONによれば、既存のGE−PONの伝送路と同一の伝送路を利用しつつ、光送受信器のビットレートを高速化させることによって通信回線を大容量化させることができる。 On the other hand, research on 10G-EPON (10Gigabit-Ethernet (registered trademark) PON) that can share 10Gbps line capacity as a next-generation optical access system that can meet the needs for higher capacity communication lines Standardization was made in 2009 by IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.). According to 10G-EPON, it is possible to increase the capacity of a communication line by increasing the bit rate of an optical transceiver while using the same transmission path as that of an existing GE-PON.
しかしながら、例えば、高精細映像の配信サービス等、サービスによっては10Gbpsを更に超える回線容量が要求されることが想定される。このような要求に対して、光送受信器のビットレートを更に高速化(例えば、40Gbps、又は100Gbpsに)させることにより通信回線を更に大容量化させようとした場合、光送受信器の大幅なコストの増加を伴うため、経済的ではないという課題がある。 However, for example, it is assumed that a line capacity exceeding 10 Gbps is required for some services such as a high-definition video distribution service. In response to such a request, if the communication line is further increased in capacity by further increasing the bit rate of the optical transceiver (for example, 40 Gbps or 100 Gbps), the significant cost of the optical transceiver is greatly reduced. There is a problem that it is not economical.
そこで、経済的に通信回線を大容量化させる光アクセスシステムとして、帯域要求量に応じて局側装置内の光送受信器を段階的に増設することができるように光送受信器に波長可変性を持たせた、TDMとWDM(Wavelength Division Multiplexing;波長多重)とを組み合わせたTWDM−PON(Time and Wavelength Division Multiplexing-PON)の研究が進められている(例えば、非特許文献1参照)。 Therefore, as an optical access system for economically increasing the capacity of a communication line, wavelength tunability is provided to the optical transceiver so that the optical transceiver in the station side device can be added in stages according to the bandwidth requirement. Research on TWDM-PON (Time and Wavelength Division Multiplexing-PON), which is a combination of TDM and WDM (Wavelength Division Multiplexing), has been conducted (for example, see Non-Patent Document 1).
図7に示すような、TWDM−PONの基本的な構成においては、通信事業者の施設内に設置されるOLT(Optical Line Terminal;局側に設置される光回線終端装置)は、それぞれ送受信波長が異なるM個のOSU(OSU#1、OSU#2、・・・、OSU#M)を含んで構成される。各OSU(Optical Subscriber Unit)は、各下り信号を出力する光送信器、及び各上りバースト信号を選択受信するための波長フィルタと受光器からなる光受信器を含んで構成される。一般的に、TWDM−PONは、上り下り信号に4波長使うシステムを基本構成としているため、M=4である構成が一般的である。 In the basic configuration of TWDM-PON as shown in FIG. 7, OLTs (Optical Line Terminals installed in a telecommunications carrier's facility) are transmitted / received wavelengths respectively. Are configured to include M OSUs (OSU # 1, OSU # 2,..., OSU # M). Each OSU (Optical Subscriber Unit) includes an optical transmitter that outputs each downlink signal, and an optical receiver that includes a wavelength filter and a light receiver for selectively receiving each uplink burst signal. In general, TWDM-PON has a basic configuration of a system that uses four wavelengths for uplink and downlink signals, and therefore, a configuration in which M = 4 is common.
一方、ONU(Optical Network Unit;加入者側に設置される光回線終端装置)においては、上り信号の送信及び下り信号の受信に、波長可変性が要求されるため、ONUは、波長可変光送信器、波長可変光受信器、及び波長合分波手段からなる波長可変機能を具備する光トランシーバを含んで構成される。このように、TWDM−PONにおけるONUは、波長可変機能を具備することにより、OSU故障時の波長プロテクション等の機能を実現することができる。 On the other hand, in an ONU (Optical Network Unit; optical line terminating device installed on the subscriber side), wavelength tunability is required for transmission of upstream signals and reception of downstream signals. And an optical transceiver having a wavelength variable function including a wavelength tunable optical receiver and wavelength multiplexing / demultiplexing means. As described above, the ONU in the TWDM-PON can realize a function such as wavelength protection when the OSU fails by providing the wavelength variable function.
上述したように、TWDM−PONでは、ONUにおいて、波長可変機能を具備する光送受信機能を備える必要があるため、ONUは波長可変光デバイス、又は光トランシーバを具備する必要がある。そこで本発明では、ONUからOLTに向かう上りバースト信号に着目する。TWDM−PONの標準仕様を定めているITU−T G.989.2において、TWDM−PONにおける上り信号波長は、1530nm近辺の光通信波長帯(C帯)に設定されている。すなわち、上り信号波長が、従来GE−PONや10G−EPON等で用いられてきた1300nm(O帯)から、1530nm(C帯)に変更された。 As described above, in TWDM-PON, an ONU needs to have an optical transmission / reception function having a wavelength tunable function. Therefore, the ONU needs to have a wavelength tunable optical device or an optical transceiver. Therefore, in the present invention, attention is paid to the upstream burst signal from the ONU to the OLT. ITU-TG, which defines the standard specification of TWDM-PON. In 989.2, the upstream signal wavelength in TWDM-PON is set to the optical communication wavelength band (C band) near 1530 nm. That is, the upstream signal wavelength has been changed from 1300 nm (O band) conventionally used in GE-PON, 10G-EPON and the like to 1530 nm (C band).
従来、PONのONUは、OLTへの信号送信の際、直接変調方式(ONU内部で直接変調レーザによって光を生成する方式)によって光を生成している。GE−PONや10G−EPON等では、波長分散への耐性が強い波長である1300nm(O帯)を用いるため、安価な直接変調レーザを用いることができた。一方、TWDM−PONでは、1300nm(O帯)よりも内部及び外部要因の影響を受けやすい1530nm(C帯)を用いるため、直接変調レーザを用いることが困難であるという課題があった。 Conventionally, an ONU of a PON generates light by a direct modulation method (a method of generating light by a direct modulation laser inside the ONU) when transmitting a signal to the OLT. In GE-PON, 10G-EPON, and the like, since a wavelength of 1300 nm (O band), which has a strong resistance to chromatic dispersion, is used, an inexpensive direct modulation laser can be used. On the other hand, TWDM-PON uses 1530 nm (C band), which is more susceptible to internal and external factors than 1300 nm (O band), and thus has a problem that it is difficult to use a direct modulation laser.
具体的には、TWDM−PONにおいて、従来のPONにおいて用いられてきた直接変調レーザを用いると、図8に示すような、波長分散に起因する波形歪が発生し、OLT受信器において受信感度劣化が生じてしまう。図8(A)に示す波形は、レーザ出力時点における光信号波形であり、図8(B)に示す波形は、光ファイバ伝送後における光信号波形である。そのため、TWDM−PONにおいては、これら直接変調レーザの適用が困難であった。 Specifically, in a TWDM-PON, when a direct modulation laser that has been used in a conventional PON is used, waveform distortion due to chromatic dispersion as shown in FIG. 8 occurs, and reception sensitivity deteriorates in an OLT receiver. Will occur. The waveform shown in FIG. 8A is an optical signal waveform at the time of laser output, and the waveform shown in FIG. 8B is an optical signal waveform after optical fiber transmission. Therefore, it is difficult to apply these directly modulated lasers in TWDM-PON.
しかしながら、直接変調レーザは、安価かつ簡易な構成であり、光出力の高出力化も容易に実現できるため、高い経済性が要求されるONU向けの光送信デバイスとしては最適なデバイスである。そこで本発明は、TWDM−PONにおけるONUへの直接変調レーザの適用を目的とし、デジタルコヒーレント技術を適用した上りバーストフレームごとの分散補償を可能とする局側装置(OLT)の構成を提案する。 However, the direct modulation laser has an inexpensive and simple configuration and can easily realize high output of light, so that it is an optimal device as an optical transmission device for ONU that requires high economic efficiency. Therefore, the present invention proposes a configuration of a station side apparatus (OLT) that enables dispersion compensation for each upstream burst frame to which a digital coherent technology is applied for the purpose of applying a direct modulation laser to an ONU in TWDM-PON.
コヒーレント検波とデジタル信号処理技術を組み合わせたデジタルコヒーレント受信技術は、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying;四位相偏移変調)やQAM(Quadrature Amplitude Modulation;直交振幅変調)に代表される多値変調により高速化及び大容量化を実現することができ、かつ、高速化に伴う波長分散や偏波モード分散、及び非線形光学効果などの光信号劣化要因をデジタル信号処理領域で補償することができる技術として、近年活発に研究開発されてきた。 Digital coherent reception technology combining coherent detection and digital signal processing technology is accelerated by multi-level modulation such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) and QAM (Quadrature Amplitude Modulation). As a technology capable of realizing a large capacity and capable of compensating optical signal degradation factors such as chromatic dispersion and polarization mode dispersion, and nonlinear optical effect accompanying high speed in the digital signal processing region in recent years. It has been actively researched and developed.
図9に長距離光伝送システムに採用されているデジタルコヒーレント受信器の一例を示す。デジタルコヒーレント受信器2は、基準光となる光源である局部発振光源(LO;Local Oscillator)、及び光受信器を備えた光コヒーレント受信器21、アナログ信号をデジタル信号に変換するAD(Analog/Digital)変換器22、及びデジタル信号を処理するデジタル信号処理部23から構成される。また、デジタル信号処理部23は、それぞれ機能ブロックごとに、固定等化部232、偏波補償部233、クロックリカバリ部234、波長オフセット/位相推定部235、適応等化部236、及び復調部237から構成される。
FIG. 9 shows an example of a digital coherent receiver employed in the long-distance optical transmission system. The digital
デジタルコヒーレント受信器2に入力された光信号は、光コヒーレント受信器21においてコヒーレント検波された後、光コヒーレント受信器21から出力された電気出力信号がAD変換器22においてアナログ信号からデジタル信号に変換される。そして、当該デジタル信号に対して、デジタル信号処理部23において各種の信号処理が施される。デジタル信号処理部23は、デジタル信号をデジタル信号処理により等化する等化機能、及びデジタル信号における各種信号劣化成分を補償する補償機能を有し、それぞれのONUが出力する上りバースト信号ごとに分散補償を行う。
The optical signal input to the digital
デジタル信号処理部23の固定等化部232は、光信号が長距離伝送されることにより蓄積される波長分散による波形歪みを、固定の分散補償パラメータを用いて分散補償を行う。偏波補償部233は偏波モード分散の補償、クロックリカバリ部234はクロックの抽出、波長オフセット/位相推定部235は信号光と局発光の波長オフセット補償及び位相推定を行う。また、適応等化部236は、波長分散の歪み補償を高精度に行うため適応フィルタリングによる波長分散補償を行う。最後に、復調部237が受信信号を復調して受信電気信号として出力する。
The
以上説明したように、光コヒーレント検波とデジタル信号処理を組み合わせることにより、波長分散や偏波モード分散のような、伝送距離に応じて線形的に影響を与える歪成分に対して分散補償が可能となる。 As described above, by combining optical coherent detection and digital signal processing, dispersion compensation can be performed for distortion components that linearly affect the transmission distance, such as chromatic dispersion and polarization mode dispersion. Become.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、上記のデジタルコヒーレント受信技術をPONへ適用し、上りバースト信号のバーストフレームごとに分散補償を行うことによる分散補償技術を提案することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and proposes a dispersion compensation technique by applying the above-described digital coherent reception technique to a PON and performing dispersion compensation for each burst frame of an upstream burst signal. Objective.
本発明の一態様は、複数の加入者装置が送信する時間的に間欠な光信号を受信するTDM−PON、又はTWDM−PONの局側装置であって、前記光信号を受信しアナログ信号に変換する光コヒーレント受信部と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、前記デジタル信号をデジタル信号処理により等化する等化機能、及び前記デジタル信号における各種信号劣化成分を補償する補償機能を有し、それぞれの前記加入者装置が出力する前記光信号ごとに分散補償を行うデジタル信号処理部と、それぞれの前記加入者装置における前記光信号の発光タイミングをスケジューリングするスケジューリング部と、を備えることを特徴とする局側装置である。 One aspect of the present invention is a TDM-PON or TWDM-PON station-side device that receives temporally intermittent optical signals transmitted by a plurality of subscriber devices, and that receives the optical signals and converts them into analog signals. An optical coherent receiving unit that converts, an analog-to-digital conversion unit that converts the analog signal into a digital signal, an equalization function that equalizes the digital signal by digital signal processing, and various signal degradation components in the digital signal are compensated A digital signal processing unit that has a compensation function and performs dispersion compensation for each of the optical signals output by each of the subscriber units; a scheduling unit that schedules the light emission timing of the optical signals in each of the subscriber units; It is a station side apparatus characterized by including.
本発明の一態様は、上記の局側装置であって、それぞれの前記加入者装置との収容距離を示す収容距離情報を保持するユーザ情報保持部、を備え、前記デジタル信号処理部は、固定の第1の分散補償パラメータの値を用いて前記デジタル信号における波長分散による波形歪みの分散補償を行う固定等化部と、前記収容距離情報と前記発光タイミングとに基づいて第2の分散補償パラメータの値を設定し、前記第2の分散補償パラメータの値を用いて前記光信号ごとに分散補償を行う適応等化部と、を備えることを特徴とする。 One aspect of the present invention is the station-side device described above, comprising a user information holding unit that holds accommodation distance information indicating an accommodation distance from each of the subscriber devices, and the digital signal processing unit is fixed A fixed equalization unit that performs dispersion compensation of waveform distortion due to wavelength dispersion in the digital signal using the value of the first dispersion compensation parameter, and a second dispersion compensation parameter based on the accommodation distance information and the light emission timing And an adaptive equalizer that performs dispersion compensation for each optical signal using the value of the second dispersion compensation parameter.
本発明の一態様は、上記の局側装置であって、それぞれの前記加入者装置との収容距離を示す収容距離情報を保持するユーザ情報保持部、を備え、前記デジタル信号処理部は、前記収容距離情報と前記発光タイミングとに基づいて第2の分散補償パラメータの値を設定し、前記第2の分散補償パラメータの値を用いて前記光信号ごとに分散補償を行う適応等化部、を備えることを特徴とする。 One aspect of the present invention is the above-mentioned station-side device, comprising: a user information holding unit that holds accommodation distance information indicating an accommodation distance with each of the subscriber devices, wherein the digital signal processing unit is An adaptive equalization unit configured to set a value of a second dispersion compensation parameter based on accommodation distance information and the light emission timing, and to perform dispersion compensation for each of the optical signals using the value of the second dispersion compensation parameter; It is characterized by providing.
本発明の一態様は、上記の局側装置であって、前記デジタル信号処理部は、加入者装置の識別情報を判別するフレーム判別部、を備え、初期通信プロセスにおいて、前記適応等化部は、自己の局側装置とそれぞれの前記加入者装置との等化係数を導出し、前記ユーザ情報保持部は、それぞれの前記加入者装置に割り当てる識別情報と前記等化係数と対応付けて保存し、以降の通信プロセスにおいて、前記フレーム判別部は、それぞれの前記加入者装置からの前記光信号の受信時に、それぞれの前記加入者装置の前記識別情報を判別し、前記適応等化部は、判別された前記識別情報に対応付けられた等化係数に基づいて第2の分散補償パラメータの値を設定することを特徴とする。 One aspect of the present invention is the above-mentioned station-side device, wherein the digital signal processing unit includes a frame determination unit that determines identification information of a subscriber device, and in the initial communication process, the adaptive equalization unit is And deriving equalization coefficients between the local station apparatus and each of the subscriber apparatuses, and the user information holding unit stores the identification information allocated to each of the subscriber apparatuses in association with the equalization coefficient. In the subsequent communication process, the frame discriminating unit discriminates the identification information of each of the subscriber units when receiving the optical signal from each of the subscriber units, and the adaptive equalization unit discriminates The second dispersion compensation parameter value is set based on the equalization coefficient associated with the identification information.
本発明の一態様は、上記の局側装置であって、前記適応等化部は、接続された全ての前記加入者装置の情報に基づいて第3の分散補償パラメータの値を設定し、前記第3の分散補償パラメータの値を用いて全ての前記光信号に対して分散補償を行うことを特徴とする。 One aspect of the present invention is the above-mentioned station-side device, wherein the adaptive equalization unit sets a value of a third dispersion compensation parameter based on information of all connected subscriber devices, and Dispersion compensation is performed on all the optical signals using the value of the third dispersion compensation parameter.
本発明の一態様は、上記の局側装置であって、前記適応等化部は、前記加入者装置が新規に追加されるごとに前記第3の分散補償パラメータの値を再計算することを特徴とする。 One aspect of the present invention is the above-mentioned station-side device, wherein the adaptive equalization unit recalculates the value of the third dispersion compensation parameter every time the subscriber device is newly added. Features.
本発明の一態様は、複数の加入者装置が送信する時間的に間欠な光信号を受信するTDM−PON、又はTWDM−PONの局側装置のコンピュータによる分散補償方法であって、光コヒーレント受信部が、前記光信号を受信しアナログ信号に変換する光コヒーレント受信ステップと、アナログデジタル変換部が、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換ステップと、デジタル信号処理部が、前記デジタル信号をデジタル信号処理により等化する等化機能、及び前記デジタル信号における各種信号劣化成分を補償する補償機能を有し、それぞれの前記加入者装置が出力する前記光信号ごとに分散補償を行うデジタル信号処理ステップと、スケジューリング部が、それぞれの前記加入者装置における前記光信号の発光タイミングをスケジューリングするスケジューリングステップと、を有することを特徴とする分散補償方法である。 One aspect of the present invention is a dispersion compensation method by a computer of a TDM-PON or TWDM-PON station-side device that receives temporally intermittent optical signals transmitted by a plurality of subscriber devices, and includes optical coherent reception An optical coherent reception step in which the optical signal is received and converted into an analog signal, an analog-digital conversion unit in an analog-digital conversion step in which the analog signal is converted into a digital signal, and a digital signal processing unit in the digital signal A digital signal having an equalizing function for equalizing the signal by digital signal processing and a compensating function for compensating for various signal deterioration components in the digital signal, and performing dispersion compensation for each optical signal output from each of the subscriber devices A processing step and a scheduling unit for emitting the optical signal in each of the subscriber units; And scheduling step for scheduling the timing, a dispersion compensation method characterized by having a.
本発明によれば、PONにおいて分散補償を行うことができる。 According to the present invention, dispersion compensation can be performed in the PON.
[第1の実施形態]
以下、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る局側装置の機能構成を示すブロック図である。図1に示す局側装置1aは、デジタルコヒーレント受信技術を適用したPON用の局側装置である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a station-side apparatus according to the first embodiment of the present invention. A
図示するように、局側装置1aは、基準光となる光源である局部発振光源(LO)、及び光受信器を備えた光コヒーレント受信器11(光コヒーレント受信部)と、アナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器12(アナログデジタル変換部)と、デジタル信号を処理するデジタル信号処理部13と、MAC(Media Access Control)部14と、PONにおける複数のONU(加入者装置)とOLT(局側装置)との間のそれぞれの通信をスケジューリングする通信スケジューラ部15(スケジューリング部)と、各ONUの情報を保持するユーザ情報保持部16と、を含んで構成される。また、デジタル信号処理部13は、固定等化部132と、偏波補償部133と、クロックリカバリ部134と、波長オフセット/位相推定部135と、適応等化部136と、復調部137と、を含んで構成される。
As shown in the figure, a
局側装置1aに入力された光信号は、光コヒーレント受信器11においてコヒーレント検波された後、光コヒーレント受信器11から出力された電気出力信号がAD変換器12においてアナログ信号からデジタル信号に変換される。そして、当該デジタル信号に対して、デジタル信号処理部13において各種の信号処理が施される。デジタル信号処理部13は、デジタル信号をデジタル信号処理により等化する等化機能、及びデジタル信号における各種信号劣化成分を補償する補償機能を有し、それぞれのONUが出力する上りバースト信号ごとに分散補償を行う。
The optical signal input to the
デジタル信号処理部13の固定等化部132は、光信号が長距離伝送されることにより蓄積される波長分散による波形歪みを、固定の分散補償パラメータ(第1の分散補償パラメータ)を用いて分散補償を行う。偏波補償部133は偏波モード分散の補償、クロックリカバリ部134はクロックの抽出、波長オフセット/位相推定部135は信号光と局発光の波長オフセット補償及び位相推定を行う。
The fixed
PONにおいては、OLTと各ONUとの間の通信が確立される際に、OLTは、各ONUとの間の収容距離を測定し、測定した収容距離を示す収容距離情報をユーザ情報保持部16に保存する。OLTは、収容する全てのONUの収容距離を把握することによって、各ONUから出力される上りバースト信号(時間的に間欠な光信号)がスプリッタで合波される際に衝突することがないように、通信スケジューラ部15により各ONUにおける発光タイミングを指示する。
In the PON, when communication between the OLT and each ONU is established, the OLT measures the accommodation distance between each ONU, and the accommodation information indicating the measured accommodation distance is stored in the user
これにより、第1の実施形態の構成においては、適応等化部136は、ユーザ情報保持部16が保持する各ONUの収容距離情報、及び通信スケジューラ部15による指示に基づくONUの発光制御情報を参照することで、受信した上りバーストフレームごとの伝送距離を把握することができる。そして、適応等化部136は、これらの情報を用いて分散補償パラメータ値(第2の分散補償パラメータ)をバーストフレームごとに決定し、分散補償に関わる信号処理を施すことで、バーストフレームごとの分散補償を高精度に行うことができる。
Thus, in the configuration of the first embodiment, the
最後に、復調部137が受信信号を復調して、MAC部14を介して受信電気信号として出力される。
以上説明したように、上述したデジタルコヒーレント受信技術に対してPON特有の情報である各ONUの収容距離情報を組み合わせて適応等化部136において信号処理を施すことにより、波長分散による波形歪みに対してバーストフレームごとに分散補償が可能となる。
なお、偏波補償部133、波長オフセット部/位相推定部135などの機能は、用いる信号フォーマットやシステム仕様に応じて、適宜削除することも可能である。
なお、本方法は、TDM−PON、及びTWDM−PONの両構成に対して有効である。
Finally, the
As described above, the
Note that the functions of the
Note that this method is effective for both TDM-PON and TWDM-PON configurations.
[第2の実施形態]
以下、本発明の第2の実施形態について説明する。
図2は、本発明の第2の実施形態に係る局側装置の機能構成を示すブロック図である。図2に示す局側装置1bは、デジタルコヒーレント受信技術を適用したPON用の局側装置である。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the station side apparatus according to the second embodiment of the present invention. A
図2に示す第2の実施形態の構成は、第1の実施形態の構成(図1)に対して、固定等化部132が削除されている点が特徴である。一般的に、デジタル信号処理部13の固定等化部132は、長距離伝送された光信号の分散補償を適応等化部136で信号処理する際に処理時間が増大する課題に対処するため、予めシステム仕様から推定できる固定の分散補償パラメータによって分散補償を行う。しかしながら、本発明が対象としている光アクセスシステムにおいては、TWDM−PONの標準仕様によってサポートされる伝送距離が最大40kmであることから、波長分散補償を適応等化部136のみで賄うことが期待できる。これにより、固定等化部132を削除することが可能となる。
The configuration of the second embodiment shown in FIG. 2 is characterized in that the fixed
以上説明したように、上述したデジタルコヒーレント受信技術に対してPON特有の情報である各ONUの収容距離情報を組み合わせて適応等化部136において信号処理を施すことにより、波長分散による波形歪みに対してバーストフレームごとに分散補償が可能となる。
なお、偏波補償部133、波長オフセット部/位相推定部135などの機能は、用いる信号フォーマットやシステム仕様に応じて、適宜削除することも可能である。
なお、本方法は、TDM−PON、及びTWDM−PONの両構成に対して有効である。
As described above, the
Note that the functions of the
Note that this method is effective for both TDM-PON and TWDM-PON configurations.
[第3の実施形態]
以下、本発明の第3の実施形態について説明する。
図3は、本発明の第3の実施形態に係る局側装置の機能構成を示すブロック図である。図3に示す局側装置1cは、デジタルコヒーレント受信技術を適用したPON用の局側装置である。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of a station-side apparatus according to the third embodiment of the present invention. A
図示するように、局側装置1cは、基準光となる光源である局部発振光源(LO)、及び光受信器を備えた光コヒーレント受信器11と、アナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器12と、デジタル信号を処理するデジタル信号処理部13と、MAC部14と、PONにおける複数のONUとOLTとの間のそれぞれの通信をスケジューリングする通信スケジューラ部15と、各ONUの情報を保持するユーザ情報保持部16と、を含んで構成される。また、デジタル信号処理部13は、フレーム判別部131と、固定等化部132と、偏波補償部133と、クロックリカバリ部134と、波長オフセット/位相推定部135と、適応等化部136と、復調部137と、を含んで構成される。
As shown in the figure, a
局側装置1cに入力された光信号は、光コヒーレント受信器11においてコヒーレント検波された後、光コヒーレント受信器11から出力された電気出力信号がAD変換器12においてアナログ信号からデジタル信号に変換される。そして、当該デジタル信号に対して、デジタル信号処理部13において各種の信号処理が施される。
The optical signal input to the
本実施形態では、上述した第1の実施形態及び第2の実施形態において説明した、ユーザ情報保持部16に保持される各ONUの収容距離情報に基づく分散補償パラメータを用いて補償する適応等化部136に加えて、フレーム判別部131を備える点が特徴である。
In this embodiment, adaptive equalization is compensated using the dispersion compensation parameter based on the accommodation distance information of each ONU held in the user
初期通信プロセスにおいて、適応等化部136は、自己の局側装置1cとそれぞれの加入者装置との等化係数を導出し、それぞれの加入者装置に割り当てる識別情報と等化係数と対応付けてユーザ情報保持部16に保存させる。そして、以降の通信プロセスにおいて、フレーム判別部131は、それぞれの加入者装置からの上りバースト信号の受信時に、それぞれの加入者装置の識別情報を判別する。そして、適応等化部136は、判別された識別情報に対応付けられた等化係数に基づいて、第2の分散補償パラメータの値を設定する。
In the initial communication process, the
これにより、第3の実施形態の構成においては、適応等化部136は、フレーム判別部131によって検出された上りバースト信号の先頭及び最後尾を示す情報、ユーザ情報保持部16が保持する各ONUの収容距離情報、及び通信スケジューラ部15による指示に基づくONUの発光制御情報を参照することで、受信した上りバーストフレームごとの伝送距離を把握することができる。そして、適応等化部136は、これらの情報を用いて分散補償パラメータ値をバーストフレームごとに決定し、分散補償に関わる信号処理を施すことで、バーストフレームごとの分散補償を高精度に行うことができる。
Thereby, in the configuration of the third embodiment, the
最後に、復調部137が受信信号を復調して、MAC部14を介して受信電気信号として出力される。
Finally, the
以上説明したように、上述したデジタルコヒーレント受信技術に対してPON特有の情報である各ONUの収容距離情報を組み合わせて適応等化部136において信号処理を施すことにより、波長分散による波形歪みに対してバーストフレームごとに分散補償が可能となる。
なお、偏波補償部133、波長オフセット部/位相推定部135などの機能は、用いる信号フォーマットやシステム仕様に応じて、適宜削除することも可能である。
なお、本方法は、TDM−PON、及びTWDM−PONの両構成に対して有効である。
As described above, the
Note that the functions of the
Note that this method is effective for both TDM-PON and TWDM-PON configurations.
[第4の実施形態]
以下、本発明の第4の実施形態について説明する。
図4は、本発明の第4の実施形態に係る局側装置の機能構成を示すブロック図である。図4に示す局側装置1dは、デジタルコヒーレント受信技術を適用したPON用の局側装置である。
[Fourth Embodiment]
The fourth embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of a station-side apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. A station-
図4に示す第4の実施形態の構成は、第3の実施形態の構成(図3)に対して、固定等化部132が削除されている点が特徴である。一般的に、デジタル信号処理部13の固定等化部132は、長距離伝送された光信号の分散補償を適応等化部136で信号処理する際に処理時間が増大する課題に対処するため、予めシステム仕様から推定できる固定の分散補償パラメータによって分散補償を行う。しかしながら、本発明が対象としている光アクセスシステムにおいては、TWDM−PONの標準仕様によってサポートされる伝送距離が最大40kmであることから、波長分散補償を適応等化部136のみで賄うことが期待できる。これにより、固定等化部132を削除することが可能となる。
The configuration of the fourth embodiment shown in FIG. 4 is characterized in that the fixed
以上説明したように、上述したデジタルコヒーレント受信技術に対してPON特有の情報である各ONUの収容距離情報を組み合わせて適応等化部136において信号処理を施すことにより、波長分散による波形歪みに対してバーストフレームごとに分散補償が可能となる。
なお、偏波補償部133、波長オフセット部/位相推定部135などの機能は、用いる信号フォーマットやシステム仕様に応じて、適宜削除することも可能である。
なお、本方法は、TDM−PON、及びTWDM−PONの両構成に対して有効である。
As described above, the
Note that the functions of the
Note that this method is effective for both TDM-PON and TWDM-PON configurations.
[第5の実施形態]
以下、本発明の第5の実施形態について説明する。
図5は、本発明の第5の実施形態に係る局側装置の通信プロセスを示す図である。
本通信プロセスでは、自動帯域割当(DBA:Dynamic Bandwidth Allocation)機能にてOLTがONUを登録する際に、新たに接続されたONUの収容距離情報をOLTにてユーザ情報として保持すること(すなわち、OLTが、接続される全てのONUの収容距離情報を保持すること)によって、適応等化部136が、上りバースト信号のフレームごとに分散補償パラメータ(第3の分散補償パラメータ)を変更する。すなわち、適応等化部136が、上りバースト信号のフレームごとに最適な分散補償パラメータを設定することにより、受信した上りバースト信号の全てのフレームに対して高精度の分散補償を施すことができる。
なお、本方法は、TDM−PON、及びTWDM−PONの両構成に対して有効である。
[Fifth Embodiment]
The fifth embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 5 is a diagram showing a communication process of the station side apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
In this communication process, when the OLT registers an ONU with the automatic bandwidth allocation (DBA) function, the accommodation distance information of the newly connected ONU is held as user information in the OLT (that is, The
Note that this method is effective for both TDM-PON and TWDM-PON configurations.
[第6の実施形態]
以下、本発明の第6の実施形態について説明する。
図6は、本発明の第6の実施形態に係る局側装置の通信プロセスを示す図である。
上述した第5の実施形態においては、適応等化部136が、上りバーストフレームごとに分散補償パラメータを変更し、フレームごとに高精度な分散補償を可能としている。しかしながら、PONで収容される各ONUの収容距離の差は大きくても数10km以内である。そこで、第6の実施形態における通信プロセスにおいては、受信する全ての上りバースト信号フレームに対して、OLTに接続される全てのONUの収容距離に基づいて導出された固定の分散補償パラメータを設定して分散補償を行う点が特徴である。
[Sixth Embodiment]
The sixth embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 6 is a diagram showing a communication process of the station side apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
In the fifth embodiment described above, the
また、新規のONUが追加された場合には、追加されたONUの収容距離が最も遠距離である場合又は近距離である場合にのみ、固定の分散補償パラメータの再計算を行う。これにより、第6の実施形態に係る通信プロセスによれば、分散補償パラメータの再計算回数や、変更回数を削減することができ、信号処理回路への負荷を低減することができる。
なお、本方法は、TDM−PON、及びTWDM−PONの両構成に対して有効である。
Further, when a new ONU is added, the fixed dispersion compensation parameter is recalculated only when the accommodation distance of the added ONU is the longest or short distance. Thereby, according to the communication process which concerns on 6th Embodiment, the recalculation frequency of a dispersion compensation parameter and the frequency | count of a change can be reduced, and the load to a signal processing circuit can be reduced.
Note that this method is effective for both TDM-PON and TWDM-PON configurations.
以上説明したように、本発明に係る局側装置(OLT)は、PONにおいて分散補償を行うことができる。 As described above, the station side apparatus (OLT) according to the present invention can perform dispersion compensation in the PON.
上述した実施形態における局側装置の少なくとも1部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。 You may make it implement | achieve at least one part of the station side apparatus in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time. Further, the program may be a program for realizing a part of the above-described functions, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system. You may implement | achieve using programmable logic devices, such as FPGA (Field Programmable Gate Array).
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
1・・・局側装置、2・・・デジタルコヒーレント受信器、11・・・光コヒーレント受信器、12・・・AD変換器、13・・・デジタル信号処理部、14・・・MAC部、15・・・通信スケジューラ部、16・・・ユーザ情報保持部、21・・・光コヒーレント受信器、22・・・AD変換器、23・・・デジタル信号処理部、131・・・フレーム判別部、132・・・固定等化部、133・・・偏波補償部、134・・・クロックリカバリ部、135・・・波長オフセット/位相推定部、136・・・適応等化部、137・・・復調部、232・・・固定等化部、233・・・偏波補償部、234・・・クロックリカバリ部、235・・・波長オフセット/位相推定部、236・・・適応等化部、237・・・復調部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記光信号を受信しアナログ信号に変換する光コヒーレント受信部と、
前記アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、
前記デジタル信号をデジタル信号処理により等化する等化機能、及び前記デジタル信号における各種信号劣化成分を補償する補償機能を有し、それぞれの前記加入者装置が出力する前記光信号ごとに分散補償を行うデジタル信号処理部と、
それぞれの前記加入者装置における前記光信号の発光タイミングをスケジューリングするスケジューリング部と、
を備える
ことを特徴とする局側装置。 A TDM-PON or TWDM-PON station side device that receives temporally intermittent optical signals transmitted by a plurality of subscriber devices,
An optical coherent receiver that receives the optical signal and converts it to an analog signal;
An analog-to-digital converter that converts the analog signal into a digital signal;
It has an equalization function for equalizing the digital signal by digital signal processing, and a compensation function for compensating for various signal degradation components in the digital signal, and dispersion compensation is performed for each optical signal output by each subscriber unit. A digital signal processor to perform;
A scheduling unit that schedules the light emission timing of the optical signal in each of the subscriber devices;
A station-side device comprising:
を備え、
前記デジタル信号処理部は、
固定の第1の分散補償パラメータの値を用いて前記デジタル信号における波長分散による波形歪みの分散補償を行う固定等化部と、
前記収容距離情報と前記発光タイミングとに基づいて第2の分散補償パラメータの値を設定し、前記第2の分散補償パラメータの値を用いて前記光信号ごとに分散補償を行う適応等化部と、
を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の局側装置。 A user information holding unit for holding accommodation distance information indicating an accommodation distance with each of the subscriber devices;
With
The digital signal processor is
A fixed equalizer that performs dispersion compensation of waveform distortion due to wavelength dispersion in the digital signal using a value of a fixed first dispersion compensation parameter;
An adaptive equalization unit that sets a value of a second dispersion compensation parameter based on the accommodation distance information and the light emission timing, and performs dispersion compensation for each optical signal using the value of the second dispersion compensation parameter; ,
The station apparatus according to claim 1, further comprising:
を備え、
前記デジタル信号処理部は、
前記収容距離情報と前記発光タイミングとに基づいて第2の分散補償パラメータの値を設定し、前記第2の分散補償パラメータの値を用いて前記光信号ごとに分散補償を行う適応等化部、
を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の局側装置。 A user information holding unit for holding accommodation distance information indicating an accommodation distance with each of the subscriber devices;
With
The digital signal processor is
An adaptive equalization unit that sets a value of a second dispersion compensation parameter based on the accommodation distance information and the light emission timing, and performs dispersion compensation for each optical signal using the value of the second dispersion compensation parameter;
The station apparatus according to claim 1, further comprising:
加入者装置の識別情報を判別するフレーム判別部、
を備え、
初期通信プロセスにおいて、
前記適応等化部は、自己の局側装置とそれぞれの前記加入者装置との等化係数を導出し、
前記ユーザ情報保持部は、それぞれの前記加入者装置に割り当てる識別情報と前記等化係数と対応付けて保存し、
以降の通信プロセスにおいて、
前記フレーム判別部は、それぞれの前記加入者装置からの前記光信号の受信時に、それぞれの前記加入者装置の前記識別情報を判別し、
前記適応等化部は、判別された前記識別情報に対応付けられた等化係数に基づいて第2の分散補償パラメータの値を設定する
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の局側装置。 The digital signal processor is
A frame discriminating unit for discriminating identification information of the subscriber unit;
With
In the initial communication process,
The adaptive equalization unit derives an equalization coefficient between its own station side device and each of the subscriber devices,
The user information holding unit stores the identification information assigned to each of the subscriber devices in association with the equalization coefficient,
In the subsequent communication process,
The frame discriminating unit discriminates the identification information of each of the subscriber devices when receiving the optical signal from each of the subscriber devices,
The said adaptive equalization part sets the value of a 2nd dispersion | distribution compensation parameter based on the equalization coefficient matched with the determined said identification information. The Claim 2 or Claim 3 characterized by the above-mentioned. Station side device.
ことを特徴とする請求項2から請求項4のうちいずれか一項に記載の局側装置。 The adaptive equalization unit sets a value of a third dispersion compensation parameter based on information of all connected subscriber devices, and uses all the optical signal using the value of the third dispersion compensation parameter. Dispersion compensation is performed for the station side device according to any one of claims 2 to 4.
ことを特徴とする請求項5に記載の局側装置。 The station-side apparatus according to claim 5, wherein the adaptive equalization unit recalculates the value of the third dispersion compensation parameter every time the subscriber apparatus is newly added.
光コヒーレント受信部が、前記光信号を受信しアナログ信号に変換する光コヒーレント受信ステップと、
アナログデジタル変換部が、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換ステップと、
デジタル信号処理部が、前記デジタル信号をデジタル信号処理により等化する等化機能、及び前記デジタル信号における各種信号劣化成分を補償する補償機能を有し、それぞれの前記加入者装置が出力する前記光信号ごとに分散補償を行うデジタル信号処理ステップと、
スケジューリング部が、それぞれの前記加入者装置における前記光信号の発光タイミングをスケジューリングするスケジューリングステップと、
を有する
ことを特徴とする分散補償方法。 A dispersion compensation method by a computer of a TDM-PON or TWDM-PON station side device that receives temporally intermittent optical signals transmitted by a plurality of subscriber devices,
An optical coherent receiving unit that receives the optical signal and converts it into an analog signal; and
An analog-to-digital conversion unit that converts the analog signal into a digital signal; and
The digital signal processing unit has an equalization function for equalizing the digital signal by digital signal processing, and a compensation function for compensating for various signal degradation components in the digital signal, and the light output by each of the subscriber devices A digital signal processing step for performing dispersion compensation for each signal;
A scheduling step in which a scheduling unit schedules the light emission timing of the optical signal in each of the subscriber devices;
A dispersion compensation method characterized by comprising:
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