JP5482931B1 - 加入者側装置登録方法及び光ネットワークシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】TDM/WDM−PONにおいて、DBA周期の変更に対応して、各透過波長での未登録のONUの待機時間を設定でき、その結果、ディスカバリシーケンスを早期に完了できる加入者側装置登録方法を提供する。
【解決手段】複数の終端装置が、全ての加入者側装置に対して、第1周期で周期的に帯域割当信号を送信する。また、少なくとも1つの終端装置が、第1周期の定数倍の第2周期で、全ての加入者側装置に対して、応答要求信号を送信する。そして、複数の帯域割当信号を受け取った未登録の加入者側装置が、帯域割当信号の受信間隔に基づいて第1周期を特定し、及び第1周期に基づいて第2周期を算出する。次に、未登録の加入者側装置が、算出した第2周期よりも長い周期で、周期的に可変波長フィルタの透過波長を変更する。応答要求信号を受け取った未登録の加入者側装置と、いずれかの終端装置とが、登録処理を行う。
【選択図】図4
【解決手段】複数の終端装置が、全ての加入者側装置に対して、第1周期で周期的に帯域割当信号を送信する。また、少なくとも1つの終端装置が、第1周期の定数倍の第2周期で、全ての加入者側装置に対して、応答要求信号を送信する。そして、複数の帯域割当信号を受け取った未登録の加入者側装置が、帯域割当信号の受信間隔に基づいて第1周期を特定し、及び第1周期に基づいて第2周期を算出する。次に、未登録の加入者側装置が、算出した第2周期よりも長い周期で、周期的に可変波長フィルタの透過波長を変更する。応答要求信号を受け取った未登録の加入者側装置と、いずれかの終端装置とが、登録処理を行う。
【選択図】図4
Description
この発明は、複数の終端装置を有する局側装置と、1又は複数の加入者側装置とで構成される光ネットワークシステム、及び該光ネットワークシステムにおける加入者側装置登録方法に関する。
通信事業者の所有する建物(局)と加入者宅を結ぶ通信網は、アクセス系ネットワークと呼ばれる。昨今の通信容量の増大を受け、アクセス系ネットワークでは、光通信を利用することにより膨大な情報量の伝送を可能とする、光アクセス系ネットワークが主流になりつつある。
光アクセス系ネットワークの一形態として受動型光加入者ネットワーク(PON:Passive Optical Network)がある。PONは、局内に設けられる1つの局側装置(OLT:Optical Line Terminal)と、加入者宅にそれぞれ設けられる複数の加入者側装置(ONU:Optical Network Unit)と、光スプリッタとを備えて構成される。OLT及びONUと、光スプリッタとは、光ファイバで接続される。
OLTと光スプリッタの間の接続には、一芯の光ファイバが用いられる。この一芯の光ファイバは、複数のONUにより共有される。また、光スプリッタは、安価な受動素子である。このように、PONは、経済性に優れ、また、保守も容易である。このため、PONの導入は、急速に進んでいる。
PONでは、各ONUからOLTに送られる信号(以下、上り光信号と称することもある)は、光スプリッタで合波されてOLTに送信される。一方、OLTから各ONUに送られる信号(以下、下り光信号と称することもある)は、光スプリッタで分波されて各ONUに送信される。なお、上り光信号と下り光信号との干渉を防ぐために、上り光信号と下り光信号には、それぞれ異なる波長が割り当てられる。
また、PONでは、様々な多重技術が用いられる。PONで用いられる多重技術には、時間軸上の短い区間を各加入者に割り当てる時分割多重(TDM:Time Division Multiplex)技術、異なる波長を各加入者に割り当てる波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplex)技術、異なる符号を各加入者に割り当てる符号分割多重(CDM:Code Division Multiplex)技術などがある。これらの多重技術の中で、TDMを利用するTDM−PONが、現在最も広く用いられている。TDM−PONでは、TDMA(Time Division Multiple Access)が用いられている。TDMAは、OLTが、各ONUの送信タイミングを管理して、異なるONUからの上り光信号同士が衝突しないように制御する技術である。
PONシステムの中で、Ethernet(登録商標)技術を使用したものを、Ethernet(登録商標)−PONと称し、Gigabit(1×109bit/sec)Ethernet(登録商標)技術を使用したものをGE−PONと称する。GE−PONは、例えばIEEE802.3ahやIEEE802.3avで標準化されている。
GE−PONシステムにおいて、OLTとONUとの間の通信を行うためには、OLTにONUを登録する必要がある。GE−PONシステムでは、1つのOLTに対して、複数のONUが接続されているため、新たなONUの登録は、他の登録済みのONUとOLTとの間の通信に影響することなく行われる必要がある。そのため、上記IEEE802.3ah又はIEEE802.3av(以下、標準と称する)では、未登録のONUがOLTに検出され、登録される手順(以下、ディスカバリシーケンスと称する)が規定されている。
OLTは、周期的にディスカバリゲートをブロードキャスト送信する。ディスカバリゲートは、ONUが登録されているか否かに関わらず全てのONUに対して送信される。なお、OLTがディスカバリゲートを送信する周期をディスカバリ周期と称する。PONシステムに新たに接続されたONUは、電源がON状態になり、信号の受信が可能な状態になると、周期的にディスカバリゲートを受信する。
未登録のONUでは、ディスカバリゲートを受信すると、OLTに対して登録を要求するレジスタリクエストを送信する。レジスタリクエストには、各ONUの個体識別番号としてのMACアドレスが含まれている。
一方、OLTでは、ディスカバリウィンドウが設定されている。OLTは、このウィンドウが開いている時間の間、レジスタリクエストの受信を待つ。
OLTは、レジスタリクエストを受信することで、ONUのMACアドレスを認識する。OLTは、認識したMACアドレスを有するONU宛にレジスタを送る。レジスタには、PONシステムにおけるリンク番号(LLID)が含まれている。
また、OLTは、レジスタの送信に続いて、送信帯域及び送信タイミングを通知して、上り光信号の送信を許可するゲートをONUに送る。
ゲートを受信したONUは、レジスタアック(ACK)をOLTに対して送信する。OLTがレジスタアックを受信すると、ONUの登録が完了する。すなわち、ディスカバリシーケンスが終了する。
ONUが登録された後は、OLT−ONU間の通常の通信が行われる。
ところで、TDM及びWDMを併用したPONシステム(以下、TDM/WDM−PONとも称する)が提案されている。TDM/WDM−PONでは、例えばOLTが複数の終端装置(OSU:Optical Subscriber Unit)を有している。
TDM/WDM−PONでは、各OSUに、それぞれ異なる送信波長が割り当てられる。そして、各OSUは、割り当てられた送信波長の下り光信号を送信する。一方、ONUは、OSUから下り光信号によって通知された送信波長及び送信タイミングで上り光信号を送信する。TDM/WDM−PONでは、管理するONUを、複数のOSUで振り分けて管理し、1つのOSUが管理するONUを減らすことにより、加入者に提供するサービス帯域を増大させることができる。
ここで、TDM/WDM−PONでは、ONUは、複数のOSUのうちのいずれかに登録されればよい。既に説明したように、TDM/WDM−PONでは、ONUは、OSUに応じた波長で通信を行うため、送信及び受信可能な波長が可変であるのが好ましい。
そこで、TDM/WDM−PONにおいて、ONUに可変波長フィルタを設ける構成がある(例えば、特許文献1参照)。
この構成において、未登録のONUは、可変波長フィルタの透過波長を掃引して、ディスカバリゲートを待機する。
未登録のONUは、下り光信号が入力されると、その光パワーを測定する。そして、測定された光パワーがある値よりも小さい場合には、可変波長フィルタの透過波長を変更し、異なる透過波長を設定する。
また、測定された光パワーがある値以上の場合には、未登録のONUは、下り光信号がディスカバリゲートであるか否かを判定する。ディスカバリゲートが検出されれば、上述した各過程により、ディスカバリシーケンスが行われる。一方、ディスカバリゲートが検出されなければ、ディスカバリゲートを一定時間待機する。この一定時間の間にディスカバリゲートを受信しない(すなわちタイムアウトとなる)場合には、再び可変波長フィルタの透過波長を変更し、異なる透過波長を設定する。
そして、未登録のONUは、ディスカバリゲートを受信するまで、可変波長フィルタの透過波長を変更しつつ繰り返し設定し、ディスカバリゲートを受信できる透過波長を探索する。
ここで、あるタイミングで設定される可変波長フィルタの透過波長における、未登録のONUの待機時間は、ディスカバリ周期よりも大きく設定される。すなわち、各透過波長での未登録のONUの待機時間TT−FLは、ディスカバリ周期TDISに対して、下式(1)の条件で設定される。
TT−FL>TDIS ・・・(1)
その結果、各透過波長での待機時間内に、少なくとも1回は、ディスカバリゲートが送信される。従って、設定される各透過波長において、ディスカバリゲートを受信できるか否かを正しく判定することができる。そして、未登録のONUは、可変波長フィルタの透過波長を順次変更することによって、ディスカバリゲートを確実に受信することができる。
その結果、各透過波長での待機時間内に、少なくとも1回は、ディスカバリゲートが送信される。従って、設定される各透過波長において、ディスカバリゲートを受信できるか否かを正しく判定することができる。そして、未登録のONUは、可変波長フィルタの透過波長を順次変更することによって、ディスカバリゲートを確実に受信することができる。
TDM/WDM−PONにおいて、通常、ディスカバリ周期TDISは、動的帯域割当(DBA:Dynamic Bandwidth Allocation)周期の定数α倍(α>1)に設定される。DBA周期は、OSUが、ONUに対して送信帯域や送信タイミングを通知する帯域割当信号(例えば上述した標準ではゲート)の送信周期である。また、定数αは、パラメータ設定値として、システムの運用時に予め設定された値である。従って、DBA周期に変更が生じた場合には、ディスカバリ周期TDISも変更される。
そして、ディスカバリ周期TDISが変更されることによって、各透過波長での未登録のONUの待機時間TT−FLが、ディスカバリ周期TDISよりも小さくなる場合がある。その場合には、各透過波長での未登録のONUの待機時間TT−FLと、ディスカバリ周期TDISとは、下式(2)の関係となる。
TT−FL<TDIS ・・・(2)
上式(2)の状態では、ディスカバリゲートの送信間隔において、可変波長フィルタの透過波長が変更される。そのため、ディスカバリゲートの波長と可変波長フィルタの透過波長とが、一致しない状態が続くことがある。従って、ディスカバリシーケンスの開始までに長い時間を要する可能性が大きい。
上式(2)の状態では、ディスカバリゲートの送信間隔において、可変波長フィルタの透過波長が変更される。そのため、ディスカバリゲートの波長と可変波長フィルタの透過波長とが、一致しない状態が続くことがある。従って、ディスカバリシーケンスの開始までに長い時間を要する可能性が大きい。
ここで、上式(1)の関係を維持するために、OSUが、DBA周期に変更が生じた際に、その都度、DBA周期の変更をONUに対して通知する方法が考えられる。
しかしながら、起動していないONUは、DBA周期の変更の通知を受け取ることができない。そのため、この方法では、起動時において、DBA周期の変更に対応した待機時間TT−FLを設定することができない。
また、上式(1)の関係を維持するために、取り得る最大のDBA周期を想定して、各透過波長での未登録のONUの待機時間TT−FLを設定する最大想定法が考えられる。最大想定法では、未登録のONUは、DBA周期の最大値に基づいてディスカバリ周期TDISを算出する。そして、そのディスカバリ周期TDISに対して、上式(1)が成立するように待機時間TT−FLを設定する。その結果、DBA周期が変更されても、待機時間TT−FLが、ディスカバリ周期TDIS以下となることはなく、上式(1)の関係を維持することができる。
しかしながら、最大想定法では、待機時間TT−FLを大きく設定するため、タイムアウトまでに長時間を要する。従って、DBA周期が最大でない場合では、ディスカバリゲートの波長と可変波長フィルタの透過波長とが一致しない状態において、未登録のONUが受信不能なディスカバリゲートが複数送信される可能性が高い。そのため、未登録のONUがディスカバリゲートを受信する効率が悪く、ディスカバリシーケンスの開始及び完了までに長い時間を要する。
この発明の目的は、TDM/WDM−PONにおいて、DBA周期の変更に対応して、各透過波長での未登録のONUの待機時間TT−FLを設定でき、その結果、ディスカバリシーケンスを早期に完了できる加入者側装置登録方法及び光ネットワークシステムを提供することにある。
上述の目的を達成するために、この発明による加入者側装置登録方法は、以下の特徴を備えている。
すなわち、この発明による加入者側装置登録方法は、複数の終端装置を有する局側装置と、局側装置と光伝送路を介して接続された、可変波長フィルタを有する複数の加入者側装置とを含んで構成され、複数の終端装置に、互いに異なる波長が割り当てられるネットワークにおいて実行される、以下の過程を備えている。
複数の終端装置が、全ての加入者側装置に対して、第1周期(例えば上述したDBA周期)で周期的に帯域割当信号を送信する。また、少なくとも1つの終端装置が、第1周期の定数倍の第2周期(例えば上述したディスカバリ周期)で、全ての加入者側装置に対して、応答要求信号を送信する。そして、複数の帯域割当信号を受け取った未登録の加入者側装置が、帯域割当信号の受信間隔に基づいて第1周期を特定し、及び第1周期に基づいて第2周期を算出する。次に、未登録の加入者側装置が、算出した第2周期よりも長い周期で、周期的に可変波長フィルタの透過波長を変更する。次に、応答要求信号を受け取った未登録の加入者側装置と、いずれかの終端装置とが、登録処理を行う。
この発明による加入者側装置登録方法では、未登録の加入者側装置が、帯域割当信号の受信間隔に基づいて、ディスカバリ周期TDISを算出して特定することができる。そのため、上式(1)の条件を満たす待機時間TT−FLを確実に設定することができる。
また、この発明による加入者側装置登録方法では、ディスカバリ周期TDISを特定できるため、待機時間TT−FLを、上式(1)の条件を満たす最小値に設定することができる。そのため、タイムアウトまでの時間を短縮することができ、ディスカバリシーケンスを早期に開始及び完了することができる。
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。
(TDM/WDM−PON)
この発明による加入者側装置登録方法は、TDM/WDM−PONで用いられる。そこで、先ず、図1を参照してTDM/WDM−PONの構成について説明する。
この発明による加入者側装置登録方法は、TDM/WDM−PONで用いられる。そこで、先ず、図1を参照してTDM/WDM−PONの構成について説明する。
TDM/WDM−PON10は、OLT100と、光伝送路300と、OLT100に光伝送路300を介して接続されている複数のONU400とを含んで構成されている。OLT100は、管理部110、スイッチング素子120、複数のOSU200、及び合分波器130を有している。
光伝送路300は、例えば光ファイバ310及び330、並びに光スプリッタ320を含んで構成されている。図1に示す構成例では、OLT100の合分波器130と接続された光ファイバ310が、光スプリッタ320によって分岐されている。そして、分岐された光ファイバ330に、ONU400がそれぞれ接続されている。
ONU400は、ユーザ端末から受信した上りデータ信号と、帯域の要求などを行う上り制御信号を含む上り光信号を生成し、OSU200に送信する。
OSU200は、上位ネットワークから受信した下りデータ信号と、ONU400を管理するための下り制御信号を含む下り光信号を生成し、ONU400に送信する。
なお、図1では、4つのOSU200−1〜4と4つのONU400−1〜4を備える構成例を示しているが、OSU200及びONU400の数はこれに限定されない。OSU200及びONU400の詳細な構成及び機能については、後述する。
ここで、TDM/WDM−PON10では、ONU400は、複数のOSU200のうちのいずれかに登録されればよい。
TDM/WDM−PON10では、各OSU200に、それぞれ異なる波長が割り当てられる。そして、各OSU200は、割り当てられた波長の下り光信号を送信する。また、各OSU200は、割り当てられた波長の上り光信号を受信する。
一方、ONU400は、登録されるOSU200が受信可能な波長の上り光信号を送信する。このとき、同じOSU200に登録されている他のONU400からの上り光信号が重ならないように、同じOSU200に登録されている各ONU400には、それぞれ異なる送信タイミングが割り当てられる。
TDM/WDM−PON10では、ONU400を、複数のOSU200で振り分けて管理し、1つのOSU200が管理するONU400の数を減らすことにより、加入者に提供するサービス帯域を増大させることができる。
OLT100が備える管理部110は、各OSUに登録されているONU400の情報(PONリンク情報)を管理している。管理部110は、PONリンク情報をRAM(Random Access Memory)等の記憶部(図示を省略する)に読み出し及び書き換え自在に格納している。そして、管理部110は、スイッチング素子120から受け取る下りデータ信号の宛先やトラフィックなどの情報と、PONリンク情報とに基づいて送信プランを作成する。管理部110は、送信プランをスイッチング素子120及び各OSU200に通知する。
また、管理部110は、下り光信号の波長を各OSU200に通知する波長設定信号を生成する。波長設定信号はOSU200に送られる。既に説明したように、TDM/WDM−PON10では、各OSU200−ONU400間において、特定の波長で通信を行う。従って、管理部110は、各OSU200に対して、それぞれ互いに異なる波長の下り光信号を設定させる。
また、管理部110は、送信プランに基づいて、ONU400を新たに登録する先のOSU200を決定する。そして、波長通知信号を生成するように、各OSU200に通知する。波長通知信号は、ONU400がディスカバリシーケンスを行うOSU200に設定された波長の上り光信号を送信できるように、また、ディスカバリシーケンスを行うOSU200に設定された波長の下り光信号を受信できるように、ONU400に指示する信号である。
スイッチング素子120は、上位ネットワークと各OSU200との通信経路を設定する。スイッチング素子120は、管理部110から通知される送信プランに基づいて、下りデータ信号を各OSU200に振り分けて送るとともに、各OSU200から送られた上りデータ信号を上位ネットワークに送る。また、上位ネットワークから送られる下りデータ信号の宛先やトラフィックなどの情報を管理部110に通知する。
合分波器130は、各OSU200から送られる、それぞれ波長の異なる下り光信号を合波し、光伝送路300を介してONU400へ送る。また、各ONU400からそれぞれ光伝送路300を介して送られる、波長多重及び時間多重された上り光信号を、波長毎に分波し、波長に応じたOSU200へ送る。
(終端装置)
図2を参照して、OSU200の構成について説明する。この実施の形態では、OSU200は、電気信号処理部250、及び光信号処理部270を含んで構成されている。電気信号処理部250は、インタフェース255、電気信号送信部257、電気信号受信部259、及び制御部261を備えている。また、光信号処理部270は、光信号送信部271、光信号受信部273、合分波部275を備えている。
図2を参照して、OSU200の構成について説明する。この実施の形態では、OSU200は、電気信号処理部250、及び光信号処理部270を含んで構成されている。電気信号処理部250は、インタフェース255、電気信号送信部257、電気信号受信部259、及び制御部261を備えている。また、光信号処理部270は、光信号送信部271、光信号受信部273、合分波部275を備えている。
インタフェース255、電気信号送信部257及び電気信号受信部259は、任意好適な従来のPONで用いられるOLTと同様に構成できるので、ここでは詳細な説明を省略する。
インタフェース255は、上位ネットワークとの間で、スイッチング素子120を介して、上りデータ信号及び下りデータ信号の送受信を行う。インタフェース255は、上位ネットワークから受信した下りデータ信号を電気信号送信部257に送る。また、インタフェース255は、電気信号受信部259から受け取った上りデータ信号を上位ネットワークに送る。
電気信号送信部257は、インタフェース255から受け取った下りデータ信号、及び制御部261から受け取った下り制御信号に基づいて下り電気信号を生成する。下り電気信号は、光信号送信部271に送られる。
光信号送信部271は、下り電気信号を、それぞれ下り光信号に変換する。光信号送信部271は、例えばTLD(Tunable Laser Diode)などの、波長の変更が可能な、任意好適な電気/光変換手段を有して構成されている。
合分波部275は、光信号送信部271で生成された下り光信号を、合分波器130及び光伝送路300を介してONU400に送る。また、合分波部275は、光伝送路300を介して受け取った上り光信号を光信号受信部273に送る。TDM/WDM−PON10では、下り光信号と上り光信号とで、異なる波長帯の光が用いられる。そのため、合分波部275として、例えばWDMフィルタを利用することによって、上り光信号と下り光信号とを合波及び分波することができる。
光信号受信部273は、合分波部275を経て送られる上り光信号を上り電気信号に変換する。光信号受信部273は、例えばPD(Photo Diode)などの任意好適な光電変換素子を備えて構成されている。PDは、少なくともONU400が設定し得る波長帯の上り光信号を受光できるように設定されている。上り電気信号は、電気信号受信部259に送られる。
電気信号受信部259は、光信号受信部273から受け取った上り電気信号を、上りデータ信号と上り制御信号とに分離する。上りデータ信号は、インタフェース255及びスイッチング素子120を介して上位ネットワークに送られ、上り制御信号は、制御部261に送られる。
制御部261は、機能手段として、信号生成手段263と、信号読取手段265と、ONU登録手段267と、波長設定手段269を備えている。制御部261は、従来のPONで用いられるOLTと同様に構成することができる。そして、各機能手段は、制御部261が実行するプログラムにより実現される。また、各機能手段の処理結果等は、適宜RAM等の記憶部(図示せず)に格納される。
信号生成手段263は、下り制御信号を生成する。下り制御信号としては、例えば、管理部110からインタフェース255を経て受け取った送信プラン、及びONU400から受け取った要求帯域に基づいて、ONU400に上り光信号の送信帯域及び送信タイミングを指示する帯域割当信号(例えばゲート)や、ディスカバリシーケンスで用いられるディスカバリゲート等がある。また、下り制御信号には、上り光信号の送信波長、及び下り光信号の受信波長を指示する情報等が含まれている。既に説明したように、TDM/WDM−PON10では、ONU400は、登録されたOSU200との間において、特定の波長で通信を行う。そのために、ONU400に対して、送信先のOSU200に応じた特定の波長で上り光信号を送信するように、また、送信先のOSU200に応じた特定の波長の下り光信号を受信するように、下り制御信号によって指示する。下り制御信号は、電気信号送信部257に送られる。
信号読取手段265は、上り制御信号に含まれるMACアドレス及び要求帯域等の各ONUの情報を読み取る。
ONU登録手段267は、ディスカバリシーケンスにより通信が可能になったONU400を登録する。さらに、ONU登録手段267は、自己のOSU200に、どのONU400が登録されているか、すなわち、どのONU400とPONリンクを確立しているかを示すPONリンク情報などを、インタフェース255を経て管理部110に通知する。
波長設定手段269は、管理部110から送られる波長設定信号に基づき、光信号送信部271の下り光信号の波長を設定する。
(加入者側装置)
図3を参照して、ONU400の構成について説明する。
図3を参照して、ONU400の構成について説明する。
図3に示すように、この実施の形態では、ONU400は、電気信号処理部450、及び光信号処理部470を含んで構成されている。
電気信号処理部450は、インタフェース455、バッファ部456、電気信号送信部457、電気信号受信部459、及び制御部461を備えている。また、光信号処理部470は、光信号送信部471、光信号受信部473、合分波部475を備えている。
インタフェース455、バッファ部456、電気信号送信部457、及び電気信号受信部459は、任意好適な従来周知のONUと同様に構成できるので、ここでは詳細な説明を省略する。
合分波部475は、上り光信号と下り光信号とを合波及び分波する、合分波部475は、例えばWDMフィルタなどの任意好適な合分波器を備えて構成されている。既に説明したように、TDM/WDM−PONでは、下り光信号と上り光信号とで、異なる波長帯の光が用いられる。そのため、例えばWDMフィルタを利用することによって、上り光信号と下り光信号とを合波及び分波することができる。
光信号受信部473は、合分波部475を経て送られる下り光信号を下り電気信号に変換する。下り電気信号は、電気信号受信部459に送られる。光信号受信部473は、可変波長フィルタ479、及び例えばPDなどの任意好適な光電変換素子477を備えて構成されている。PDは、少なくともOSU200が設定し得る波長帯の下り光信号を受光できるように設定されている。
可変波長フィルタ479は、制御部461の可変波長フィルタ制御手段467からの通知に応じて、透過波長を設定する。
電気信号受信部459は、下り電気信号を、下りデータ信号と下り制御信号とに分離する。そして、下りデータ信号を、インタフェース455を経てユーザ端末に送る。また、下り制御信号を制御部461に送る。
インタフェース455は、ユーザ端末との間で、上りデータ信号及び下りデータ信号の送受信を行う。
バッファ部456には、インタフェース455を経てユーザ端末から受け取った上りデータ信号が格納される。バッファ部456は、格納されたデータ量(バッファ量)を制御部461に通知するとともに、制御部461からの指示に応答して上りデータ信号を読み出して電気信号送信部457に送る。
電気信号送信部457は、バッファ部456から受け取った上りデータ信号、及び制御部461から受け取った上り制御信号に基づいて上り電気信号を生成する。そして、上り電気信号を、光信号送信部471に送る。
光信号送信部471は、上り電気信号を上り光信号に変換する。光信号送信部471は、例えばTLDなどの、波長の変更が可能な、任意好適な電気/光変換手段を有して構成されている。上り光信号の波長は、送信設定手段466からの通知に基づいて設定される。そして、光信号送信部471で生成された上り光信号は、合分波部475へ送られ、光伝送路300を経てOSU200に送られる。
制御部461は、信号読取手段463、信号生成手段465、送信設定手段466、可変波長フィルタ制御手段467、信号間隔測定手段468及びディスカバリ周期算出手段469を備えている。
信号読取手段463は、下り制御信号に含まれる、上り光信号の送信帯域、送信タイミング、及び送信波長、並びに下り光信号の受信波長を指示する情報等の、OSU200との通信を行うのに必要な情報を読み取る。
信号生成手段465は、バッファ部456から受け取ったバッファ量を、OSU200に通知する上り制御信号を生成する。上り制御信号は、電気信号送信部457に送られる。
送信設定手段466は、信号読取手段463において読み取った、上り光信号の波長、送信タイミング、及び送信波長を指示する情報等を光信号送信部471に通知する。
可変波長フィルタ制御手段467は、可変波長フィルタ479に、透過波長の変更、及び設定すべき透過波長を通知する。
信号間隔測定手段468は、OSU200から送られる帯域割当信号(例えばゲート)の受信間隔を測定する。既に説明したように、帯域割当信号の周期は、DBA周期に対応する。従って、信号間隔測定手段468は、測定した帯域割当信号の受信間隔に基づいて、DBA周期を特定することができる。
ディスカバリ周期算出手段469は、DBA周期に、パラメータ設定値として予め設定されている上述した定数αを乗算することによって、ディスカバリ周期TDISを算出する。ONU400が未登録である場合には、ディスカバリ周期算出手段469によって算出されたディスカバリ周期TDISに基づき、可変波長フィルタ479の各透過波長での待機時間TT−FLが、ディスカバリ周期TDISよりも大きくなる(すなわち、上式(1)の条件を満たす)ように、可変波長フィルタ479の透過波長を周期的に変更させる。
(加入者側装置登録方法)
図4を参照して、この実施の形態による加入者側装置登録方法について説明する。図4は、この実施の形態による加入者側装置登録方法における、未登録のONU400の動作を示すフローチャートである。ここでは、加入者側装置登録方法を、上述した標準のディスカバリシーケンスに適用した場合について説明する。
図4を参照して、この実施の形態による加入者側装置登録方法について説明する。図4は、この実施の形態による加入者側装置登録方法における、未登録のONU400の動作を示すフローチャートである。ここでは、加入者側装置登録方法を、上述した標準のディスカバリシーケンスに適用した場合について説明する。
ディスカバリシーケンスは、例えば、未登録のONU400をネットワークに接続し、起動した場合に行われる。また、登録済みのONU400を再起動する場合は、当該ONU400は未登録となり、ディスカバリシーケンスにより再び登録される。
なお、ここでは、第1のOSU200−1は波長λ1の下り光信号を送信し、第2のOSU200−2は波長λ2の下り光信号を送信し、第3のOSU200−3は波長λ3の下り光信号を送信し、第4のOSU200−4は波長λ4の下り光信号を送信するものとする。そして、各OSU200−1〜4は、全てのONU400に対して、共通のDBA周期で周期的に帯域割当信号(ここでは、ゲート)を送信する。OSU200が取り得るDBA周期の設定値の幅は、システムの運用時において予め設定されており、ONU400にも周知されている。また、少なくとも1つのOSU200が、DBA周期のα倍に設定されたディスカバリ周期TDISで、全てのOSU200に対して、応答要求信号(ここでは、ディスカバリゲート)を送信する。
この実施の形態による加入者側装置登録方法では、未登録のONU400は、可変波長フィルタ479の透過波長を順次に変更しつつ、各波長での待機時間TT−FLを調整して、OSU200からのディスカバリゲートを待機する。
まず、未登録のONU400は、可変波長フィルタ479の透過波長を特定の波長に設定するとともに、OSUから送られるディスカバリゲートの待機時間TT−FLを設定する(S1)。
可変波長フィルタ479の透過波長は、可変波長フィルタ制御手段467の通知に基づいて設定される。ここでは、TDM/WDM−PONが、λ1、λ2、λ3及びλ4の異なる送信波長が割り当てられた4つのOSU200−1〜4を備えているので、可変波長フィルタ479の透過波長は、λ1、λ2、λ3又はλ4のいずれかの波長に設定される。
また、未登録のONU400は、TDM/WDM−PONが取り得る範囲内の、任意の値のDBA周期に、定数αを乗算した時間をディスカバリ周期TDISとして想定する。そして、上式(1)の条件(TT−FL>TDIS)に基づき、待機時間TT−FLを、想定するディスカバリ周期TDISよりも大きな値に設定する。既に説明したように、定数αは、予め設定されたパラメータ設定値であり、各ONU400にも周知されている。
次に、未登録のONU400は、ゲートを受信する(S2)。
上述したように、各OSU200−1〜4は、全てのONU400に対して、DBA周期で周期的にゲートを送信する。従って、上述したS1において、可変波長フィルタ479の透過波長が、λ1、λ2、λ3又はλ4のいずれの値に設定された場合でも、未登録のONU400は、ゲートを受信することができる。
ここで、図5に、上述したIEEE802.3avで規定されるゲートのフレーム構成を示す。フレームの種類は、Opcodeによって差別化される。そして、ゲートは、Opcode=0×0002によって表される。未登録のONU400は、ゲートを受信すると、信号読取手段463によってOpcode=0×0002を読み取ることによって、ゲートの受信を認識する。
また、通常、ディスカバリ周期TDISはDBA周期の例えば100倍程度に設定される(すなわち、α=100)。そして、上述したように、未登録のONU400の待機時間TT−FLは、想定するディスカバリ周期TDISよりも大きな値に設定される。従って、未登録のONU400は、S1で設定した可変波長フィルタ479の透過波長及び待機時間TT−FLにおいて、2つ以上のゲートを受信することができる。
次に、未登録のONU400は、待機時間TT−FLを更新する(S3)。
上述したように、未登録のONU400は、S2において2つ以上のゲートを受信する。従って、信号間隔測定手段468によって、ゲートの受信間隔、すなわちDBA周期を測定することができる。そして、ディスカバリ周期算出手段469によって、DBA周期に、定数αを乗算することによって、ディスカバリ周期TDISを算出し、特定することができる。
未登録のONU400は、特定したディスカバリ周期TDISに基づき、待機時間TT−FLを更新する。例えば、S1で設定した待機時間TT−FLが、特定したディスカバリ周期TDISよりも小さい場合には、ディスカバリ周期TDISよりも大きくなる(上式(1)の条件を満たす)ように、待機時間TT−FLを変更する。
また、S1で設定した待機時間TT−FLが、特定したディスカバリ周期TDISよりも小さい場合であっても、上式(1)の条件を満たす、ONUの受信精度に応じて可能な範囲の最小値に、待機時間TT−FLを変更する。
S3において、待機時間TT−FLを更新した後は、未登録のONU400は、更新した待機時間TT−FLで周期的に、可変波長フィルタ479の透過波長を変更しつつ、ディスカバリゲートの受信を待機する。以下、ディスカバリゲートの待機について説明する。なお、ディスカバリゲートの待機中において、ゲートの受信間隔、すなわちDBA周期が変更される場合には、未登録のONU400は、変更されたDBA周期に基づいて、再び待機時間TT−FLを更新する。
未登録のONU400は、ディスカバリゲートの受信を判定する(S4)。
ディスカバリゲートを受信した場合(S4のYes)には、未登録のONU400は、ディスカバリシーケンスによって指示されるいずれかのOSU200と上述したディスカバリシーケンスを行う。
ディスカバリゲートを受信しない場合(No)には、S5に進み、S3において更新した待機時間TT−FLを経過するまで、ディスカバリシーケンスを待機する。
S5において、未登録のONU400は、制御部461によって待機時間TT−FLの経過を判定する。待機時間TT−FLを経過した場合(Yes)には、S6に進む。待機時間TT−FLを経過していない場合(No)には、S4に戻り、ディスカバリゲートの受信を判定する。
S6において、未登録のONU400は、可変波長フィルタ479の透過波長を変更し、異なる透過波長を設定する。ここでは、ディスカバリシーケンスを受信せずに待機時間TT−FLを経過する毎に、例えばλ1、λ2、λ3及びλ4の順に、順次に透過波長を変更して設定する。可変波長フィルタ479の透過波長を変更した後は、S4に戻り、再びディスカバリゲートを待機する。
以上に説明したように、この実施の形態による加入者側装置登録方法では、未登録のONU400が、ゲートの受信間隔に基づいて、ディスカバリ周期TDISを算出して特定することができる。そのため、上式(1)の条件を満たす待機時間TT−FLを確実に設定することができる。
また、この発明による加入者側装置登録方法では、ディスカバリ周期TDISを特定できるため、待機時間TT−FLを、上式(1)の条件を満たした上で、取り得る最小値に設定することができる。そのため、ディスカバリゲートの波長と、可変波長フィルタ479の透過波長とが一致しない状態におけるタイムアウトまでの時間を短縮することができる。その結果、ディスカバリシーケンスを早期に開始及び完了することができる。
なお、TDM/WDM−PONでは、タイミングによっては、OSU200−1〜4のうちのいずれか1つ又は複数が稼働していない場合がある。そして、上述したS1において設定する可変波長フィルタ479の透過波長が、稼働していないOSU200に割り当てられた送信波長と一致する場合がある。その場合には、未登録のONU400は、S2においてゲートを受信することができない。そこで、S2においてゲートを受信しない場合には、例えばS2及びS3を行わずに、S4に移行することができる。そして、S4〜S6におけるディスカバリゲートの待機中にゲートを受信した際に、待機時間TT−FLを変更することができる。
また、ONU400に、例えば光強度を測定するパワー検出部を設けることもできる(図示せず)。そして、S2においてゲートを受信しない時間が一定時間を経過するとき、S1で設定された待機時間TT−FLを待たずに、速やかに可変波長フィルタ479の透過波長を変更する構成とすることもできる。設定する一定時間は、例えば、OSU200が取り得るDBA周期の最大値とするのが好ましい。ある透過波長において、DBA周期の最大値の時間を経過しても、未登録のONU400がゲートを受信しない場合、その透過波長と一致する送信波長が割り当てられたOSU200は稼働していないと考えられる。従って、ゲートを受信しない時間が、DBA周期の最大値の時間を経過する際に、未登録のONU400が速やかに透過波長を変更することによって、稼働していないOSU200に対する待機時間を短縮することができる。
図6(A)を参照して、この実施の形態による加入者側装置登録方法を用いて待機時間TT−FLを設定した場合において、未登録のONU400がディスカバリゲートを受信するまでの流れを説明する。
ここでは、第1のOSU200−1が、100msのディスカバリ周期TDISで、λ1の波長のディスカバリゲートを送信するものとする。また、未登録のONU400は、起動後に、透過波長がλ1に設定された状態において、上述したS2及びS3のステップを行い、上式(1)を満たす条件として、待機時間TT−FLを200msに設定するものとする。また、未登録のONU400は、上述したS4〜S6のステップにおいて、可変波長フィルタ479の透過波長をλ1、λ2、λ3及びλ4の順に変更して、ディスカバリゲートを待機する。また、可変波長フィルタ479の透過波長を変更する際に、100msの波長変換時間Ttransを要する。そして、図6の例では、最悪条件として、未登録のONU400の起動後、λ1からλ2への波長変換時に、最初のディスカバリゲートが送られた場合を想定して示してある。
図6(A)から、未登録のONU400が受信できるまでに要する、ディスカバリゲートの送信回数Nは、下式(3)で表すことができる。
N={TT−FL×(nλ−1)+Ttrans×(nλ)}/TDIS+1 ・・・(3)
なお、nλは、可変波長フィルタ479が透過波長を掃引するに当たり、設定する透過波長の数である。ここでは、λ1、λ2、λ3及びλ4の4つであるため、nλ=4となる。
なお、nλは、可変波長フィルタ479が透過波長を掃引するに当たり、設定する透過波長の数である。ここでは、λ1、λ2、λ3及びλ4の4つであるため、nλ=4となる。
この例では、11回目のディスカバリゲートが送られるとき、未登録のONU400では、可変波長フィルタ479の透過波長がλ1に設定されており、ディスカバリゲートを受信することができる。従って、未登録のONU400がディスカバリゲートを受信するまでに要する時間は、最大で1100msとなる。
次に、図6(B)を参照して、上述した最大想定法を用いて待機時間TT−FLを設定した場合において、未登録のONU400がディスカバリゲートを受信するまでの流れを説明する。
ここでは、DBA周期の設定値の幅が1〜10ms、及び定数αが100であるとし、従って、取り得るディスカバリ周期TDISが100〜1000msであるとする。そして、未登録のONU400は、ディスカバリ周期TDISの最大値(1000ms)に基づき、待機時間TT−FLを2000msに設定するものとする。
他の条件を上述した図6(A)の例と同様とする場合、上式(3)から、最大想定法では、未登録のONU400は、65回目のディスカバリゲートを受信する。従って、未登録のONU400がディスカバリゲートを受信するまでに要する時間は、最大で6500msとなる。
このように、この実施の形態による加入者側装置登録方法を用いて待機時間TT−FLを設定することによって、従来の最大想定法を用いる場合と比して、ディスカバリゲートを受信するまでに要する時間を著しく短縮することができる。
10:TDM/WDM−PON
100:局側装置(OLT)
110:管理部
120:スイッチング素子
130:合分波器
200:終端装置(OSU)
250、450:電気信号処理部
255、455:インタフェース
257、457:電気信号送信部
259、459:電気信号受信部
261、461:制御部
263、465:信号生成手段
265、463:信号読取手段
267:ONU登録手段
269:波長設定手段
270、470:光信号処理部
271、471:光信号送信部
273、473:光信号受信部
275、475:合分波部
300:光伝送路
310、330:光ファイバ
320:光スプリッタ
400:加入者側装置(ONU)
456:バッファ部
466:送信設定手段
467:可変波長フィルタ制御手段
468:信号間隔測定手段
469:ディスカバリ周期算出手段
477:光電変換素子
479:可変波長フィルタ
100:局側装置(OLT)
110:管理部
120:スイッチング素子
130:合分波器
200:終端装置(OSU)
250、450:電気信号処理部
255、455:インタフェース
257、457:電気信号送信部
259、459:電気信号受信部
261、461:制御部
263、465:信号生成手段
265、463:信号読取手段
267:ONU登録手段
269:波長設定手段
270、470:光信号処理部
271、471:光信号送信部
273、473:光信号受信部
275、475:合分波部
300:光伝送路
310、330:光ファイバ
320:光スプリッタ
400:加入者側装置(ONU)
456:バッファ部
466:送信設定手段
467:可変波長フィルタ制御手段
468:信号間隔測定手段
469:ディスカバリ周期算出手段
477:光電変換素子
479:可変波長フィルタ
Claims (4)
- 複数の終端装置を有する局側装置と、該局側装置と光伝送路を介して接続された、可変波長フィルタを有する複数の加入者側装置と、を含んで構成され、前記複数の終端装置に、互いに異なる波長が割り当てられるネットワークにおいて、未登録の加入者側装置を登録する方法であって、
前記複数の終端装置が、全ての前記加入者側装置に対して、第1周期で周期的に帯域割当信号を送信する過程と、
少なくとも1つの終端装置が、前記第1周期の定数倍の第2周期で、全ての前記加入者側装置に対して、応答要求信号を送信する過程と、
複数の前記帯域割当信号を受け取った未登録の加入者側装置が、前記帯域割当信号の受信間隔に基づいて前記第1周期を特定し、及び前記第1周期に基づいて前記第2周期を算出する過程と、
未登録の加入者側装置が、算出した前記第2周期よりも長い周期で、周期的に前記可変波長フィルタの透過波長を変更する過程と、
前記応答要求信号を受け取った未登録の加入者側装置と、いずれかの前記終端装置とが、登録処理を行う過程と、
を含むことを特徴とする加入者側装置登録方法。 - 未登録の加入者側装置は、順次に前記可変波長フィルタの透過波長を変更しながら前記帯域割当信号を待機する
ことを特徴とする請求項1に記載の加入者側装置登録方法。 - 前記帯域割当信号を受け取らない時間が、前記第1周期の最大値の2倍を経過するとき、未登録の加入者側装置は、前記可変波長フィルタの透過波長を変更する
ことを特徴とする請求項2に記載の加入者側装置登録方法。 - 複数の終端装置を有する局側装置と、
該局側装置と光伝送路を介して接続されている複数の加入者側装置と
を備え、
前記終端装置は、
帯域割当信号を生成する局側信号生成手段と、
前記帯域割当信号を含む下り光信号を前記加入者側装置に送る局側光信号送信部と
を有し、
前記加入者側装置は、
前記下り光信号を受け取る、可変波長フィルタを備える加入者側光信号受信部と、
前記下り光信号から、前記帯域割当信号を読み取る加入者側信号読取手段と、
前記帯域割当信号の受信間隔を測定することによって、第1周期を特定する信号間隔測定手段と、
前記第1周期に基づいて第2周期を算出するディスカバリ周期算出手段と、
算出された前記第2周期よりも長い周期で、周期的に前記可変波長フィルタの透過波長を変更する可変波長フィルタ制御手段と
を有する
ことを特徴とする光ネットワークシステム。
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