JP6366885B2 - Slave station apparatus and optical communication system - Google Patents
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Description
本発明は、子局装置が親局装置から割り当てられた光波長を用いて通信を行う光通信システムにおける子局装置および光通信システムに関する。 The present invention relates to a slave station device and an optical communication system in an optical communication system in which a slave station device performs communication using an optical wavelength assigned from the master station device.
PONシステムは、親局装置であるOLT(Optical Line Terminal)と複数の子局装置であるONU(Optical Network Unit)とが光ファイバで接続される光通信システムである。ITU−T(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization sector) G989.2勧告では、PtP(Point to Point) WDM(Wavelength Division Multiplexing)−PONシステムとよばれるPONシステムであって、波長多重を行うPONシステムが規定されている。波長多重を行うPONシステムについては、ITU−T G989.2の勧告である非特許文献1を参照されたい。
The PON system is an optical communication system in which an OLT (Optical Line Terminal) that is a master station apparatus and an ONU (Optical Network Unit) that is a plurality of slave station apparatuses are connected by an optical fiber. In ITU-T (International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector) G989.2 recommendation, PtP (Point to Point) is a WDM (Wavelength Division P) system and P ing. For a PON system that performs wavelength multiplexing, see Non-Patent
PtP WDM−PONシステムでは、ONUからOLTへ向かう方向である上り方向とOLTからONUへ向かう方向である下り方向とにおいて、ONUごとに異なる光波長を用いて通信を行う。 In the PtP WDM-PON system, communication is performed using different optical wavelengths for each ONU in the upstream direction, which is the direction from the ONU to the OLT, and in the downstream direction, which is the direction from the OLT to the ONU.
新たなONUがPtP WDM−PONシステムに接続される際には、下り方向の通信に用いられる光波長である下り光波長と上り方向の通信に用いられる光波長である上り光波長とが決定される。上り光波長および下り光波長が決定されるプロセスを、以下波長設定プロセスと呼ぶ。ITU−Tでは、波長設定プロセスを次の手順とすることが検討されている。OLTが使用可能な下り光波長のリストをONUへ報知する。ONUは、受信したリストに含まれる光波長の中から1つの下り光波長を選択して、選択された下り光波長に対応する上り光波長で、光波長要求メッセージを送信する。OLTは、各ONUから受信した光波長要求メッセージに基づいて、各ONUへ波長を割り当てる。 When a new ONU is connected to the PtP WDM-PON system, a downstream optical wavelength that is an optical wavelength used for downstream communication and an upstream optical wavelength that is an optical wavelength used for upstream communication are determined. The The process in which the upstream optical wavelength and downstream optical wavelength are determined is hereinafter referred to as a wavelength setting process. In ITU-T, the wavelength setting process is considered to be the following procedure. A list of downstream optical wavelengths that can be used by the OLT is notified to the ONU. The ONU selects one downstream optical wavelength from the optical wavelengths included in the received list, and transmits an optical wavelength request message at the upstream optical wavelength corresponding to the selected downstream optical wavelength. The OLT assigns a wavelength to each ONU based on the optical wavelength request message received from each ONU.
一方、非特許文献1および非特許文献2に記載されているように、PtP WDM−PONシステムでは、OLTとONUとの間で用いられる管理および制御のための信号としてAMCC(Auxiliary Management and Control Channel)と呼ばれる管理制御信号が用いられることが規定されている。AMCC信号は、送信される情報があらかじめ定められた方式で変調された後、主信号に重畳されて伝送される信号である。なお、主信号は、OLTからONUへまたはONUからOLTへ伝送されるデータ信号が光信号として生成されたものである。AMCC信号が主信号に重畳されて伝送されることにより、OLTおよびONUは、主信号で用いる光波長の波長域内で管理および制御のための信号を伝送することができる。すなわち、管理および制御のために専用の光波長域が用いられることなく、管理および制御が実現される。上述した波長設定プロセスも管理および制御のためのプロセスであり、管理および制御のためAMCC信号が用いられる場合、波長設定プロセスはAMCC信号を用いて実施される。
On the other hand, as described in
しかしながら、非特許文献1に記載のAMCC信号を用いて波長設定プロセスを実施する場合、複数のONUが一斉に、同じ上り光波長を用いて光波長要求メッセージを送信すると、複数のONUから送信された光信号同士が衝突する。これにより、OLTは、ONUから正しく信号を受信することができず光波長要求メッセージに対する応答を送信することができない。この場合、ONUは、OLTからの応答を受信できないため、再度、光波長要求メッセージを送信することになる。光波長要求メッセージの再送は、他のONUが上り光波長を変更するまで繰り返されることになる。
However, when performing the wavelength setting process using the AMCC signal described in Non-Patent
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の子局装置が同一波長で親局装置に波長の割り当て要求を送信した場合であっても、光波長要求メッセージの再送を抑制することができる子局装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and suppresses retransmission of an optical wavelength request message even when a plurality of slave station apparatuses transmit a wavelength allocation request to the master station apparatus at the same wavelength. An object of the present invention is to obtain a slave station device that can be used.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる子局装置は、親局装置へ光波長の割当てを要求するための制御信号を生成する制御信号生成部と、制御信号の変調に用いる変調周波数を、複数の変調周波数の中から選択する選択部と、を備える。本発明にかかる子局装置は、さらに、選択部により選択された変調周波数を用いて制御信号を変調する変調部と、変調部により変調された制御信号を、親局装置との間で伝送されるデータ信号である主信号に重畳して重畳信号を生成する重畳部と、重畳信号を光信号に変換する変換部と、光信号を、設定された光波長の光信号に変換して親局装置へ送信する波長可変光送信部と、を備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a slave station apparatus according to the present invention includes a control signal generation unit that generates a control signal for requesting allocation of an optical wavelength to the master station apparatus, A selection unit that selects a modulation frequency to be used for modulation from a plurality of modulation frequencies. The slave station apparatus according to the present invention further transmits between the modulation unit that modulates the control signal using the modulation frequency selected by the selection unit and the control signal modulated by the modulation unit between the master station apparatus and the slave unit. A superimposing unit that superimposes the main signal, which is a data signal to be generated, to generate a superimposing signal, a converting unit that converts the superimposing signal into an optical signal, and converts the optical signal into an optical signal having a set optical wavelength, A wavelength tunable optical transmitter that transmits to the apparatus.
本発明にかかる子局装置は、複数の子局装置が同一波長で親局装置に波長の割り当て要求を送信した場合であっても、光波長要求メッセージの再送を抑制することができるという効果を奏する。 The slave station device according to the present invention has an effect that even when a plurality of slave station devices transmit a wavelength allocation request to the master station device with the same wavelength, retransmission of the optical wavelength request message can be suppressed. Play.
以下に、本発明の実施の形態にかかる子局装置および光通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a slave station apparatus and an optical communication system according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態.
図1は、本発明にかかる光通信システムの構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態にかかる光通信システム100は、親局装置であるOLT1と、子局装置であるONU2−1〜2−mとを備える。mは1以上の整数である。ONU2−1〜2−mは、同一の構成を有する。図1では、ONU2−1,ONU2−2およびONU2−mの3つのONUを図示しているが、mは3以上に限定されず、上述した通りmは1以上であればよい。以下、ONU2−1〜2−mを個別に区別せずに示す場合には、ONU2と記載する。Embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an optical communication system according to the present invention. As shown in FIG. 1, an
OLT1は、光ファイバ5によりスプリッタ3と接続される。スプリッタ3は、複数の光ファイバ4によりONU2−1〜2−mとそれぞれ接続される。複数の光ファイバ4はONU2−1〜2−mと1対1に接続される。スプリッタ3は、OLT1から送信され光ファイバ5により伝送された光信号を分岐させて複数の光ファイバ4に送出するとともに、ONU2−1〜2−mのそれぞれから送信され光ファイバ4により伝送された光信号を合波して光ファイバ5へ送信する。なお、OLT1とONU2−1〜ONU2−mとの間に、さらに、中継器をはじめとする装置が存在していてもよい。
The OLT 1 is connected to the splitter 3 by an
また、ONU2−1は、ユーザ端末6に接続される。ユーザ端末6との間の通信回線は、有線回線であってもよく無線回線であってもよい。なお、ONU2−1以外のONU2もユーザ端末6に接続されるが、ONU2−1以外のONU2が接続されるユーザ端末6の図示は省略している。 The ONU 2-1 is connected to the user terminal 6. The communication line with the user terminal 6 may be a wired line or a wireless line. In addition, although ONU2 other than ONU2-1 is also connected to the user terminal 6, illustration of the user terminal 6 to which ONU2 other than ONU2-1 is connected is abbreviate | omitted.
本実施の形態の光通信システム100は、ITU−T G989.2勧告に基づいたPtP WDM−PONシステムである。本実施の形態の光通信システム100では、OLT1とONU2との間の通信では、上り方向および下り方向の両方向において、ONU2ごとに異なる光波長が用いられる。以下、上り方向に伝送される光信号を上り光信号と呼び、下り方向に伝送される光信号を下り光信号と呼ぶ。詳細には、ONU2が上り方向の通信に用いる光波長である上り光波長はONU2ごとに異なり、ONU2が下り方向の通信に用いる光波長である下り光波長はONU2ごとに異なる。
The
OLT1とONU2との間では、OLT1とのONU2との間で伝送されるデータ信号である主信号が伝送される。詳細には、上り方向の主信号である上りデータ信号は、ユーザ端末6から送信されてONU2により受信される。ONU2は、上りデータ信号を光ファイバ4、スプリッタ3および光ファイバ5を介してOLT1へ送信する。OLT1は、上りデータ信号を上位ネットワークへ送信する。上位ネットワークでは、受信した上りデータ信号を宛先に転送する処理が実施される。下り方向の主信号である下りデータ信号は、上位ネットワークからOLT1により受信される。OLT1は、下りデータ信号を光ファイバ5、スプリッタ3および光ファイバ4を介してONU2へ送信する。ONU2は、ユーザ端末6へ下りデータ信号を送信する。
A main signal, which is a data signal transmitted between the
OLT1とのONU2との間では、主信号に加えて管理制御信号が伝送される。本実施の形態の管理制御信号は、ITU−T G.989.2勧告により規定されるAMCC信号である。AMCC信号は、RF(Radio Frequency)パイロットトーン方式により主信号に重畳される。AMCC信号を重畳する際の変調度は、10%程度以下とし、主信号特性に影響を与えないレベルとする。なお、変調度は、AMCC信号が重畳された後の光信号の強度の包絡線の最大値、最小値および平均値を、それぞれPmax、PminおよびPaverageとするとき、100×(Pmax−Pmin)/Paverage%である。In addition to the main signal, a management control signal is transmitted between the
ITU−Tでは、一例として、RFパイロットトーン方式におけるRFパイロットキャリアの周波数FCを500KHzとし、AMCC信号の変調方式をOOKとすることが検討されている。本実施の形態においても、AMCC信号として生成される管理制御信号は、RFパイロットトーン方式により主信号に重畳される。ただし、詳細は後述するが、ONU2から送信される管理制御信号がAMCC信号として生成される際のRFパイロットキャリアの周波数は、複数の周波数から選択される。以下、本実施の形態では、RFパイロットトーン方式におけるRFパイロットキャリアの周波数を変調周波数と呼ぶ。In ITU-T, by way of example, the frequency F C of the RF pilot carrier at RF pilot tone type and 500 KHz, it is considered to be the OOK modulation scheme AMCC signal. Also in the present embodiment, the management control signal generated as the AMCC signal is superimposed on the main signal by the RF pilot tone method. However, although details will be described later, the frequency of the RF pilot carrier when the management control signal transmitted from the
新たなONU2が、OLT1と接続されると、上り光波長および下り光波長の設定を要求する光波長要求メッセージを送信する。光波長要求メッセージは、管理制御信号としてONU2からOLT1へ送信される。新たにOLT1に接続されるONU2は、使用可能な上り光波長のなかから選択した上り光波長を用いて、主信号に光波長要求メッセージが重畳された光信号を送信する。この際、複数のONU2が同一の上り光波長を用いて光信号を送信すると、光信号同士が衝突する。このため、OLT1は、光信号を正常に受信できないため、光波長要求メッセージも正しく受信できず、OLT1はONU2に応答することができない。
When the
本実施の形態では、ONU2が、管理制御信号が生成される際の変調周波数を複数の変調周波数から選択するようにしている。これにより、OLT1は、複数のONU2から同一の光波長の光信号を受信した場合でも、これらの光信号に重畳されている管理制御信号の変調周波数が異なっていれば、管理制御信号を正しく受信することができる。
In the present embodiment, the
次に、OLT1の機能構成について説明する。図2は、OLT1の機能構成例を示す図である。図2に示すように、OLT1は、波長合分波器11と、CT(Channel Terminal)12−1〜12−nとを備える。nは2以上の整数である。図2では、CT12−1、CT12−2およびCT12−nの3つのCTを図示しているが、nは3以上に限定されず、上述した通りnは2以上であればよい。以下、CT12−1〜12−nを個別に区別せずに示す場合には、CT12と記載する。
Next, the functional configuration of the
CT12−1〜12−nは、OLT1から送信される下り光信号を生成して、波長合分波器11へ出力し、波長合分波器11から出力された上り光信号を電気信号に変換する。CT12−1〜12−nは、互いに異なる上り波長の上り光信号に対応するとともに、互いに異なる下り波長の下り光信号に対応する。すなわち、CT12−1〜12−nがそれぞれ生成する下り光信号の下り光波長は互いに異なり、CT12−1〜12−nがそれぞれ処理する上り光信号の上り光波長は互いに異なる。CT12−1〜12−nが、それぞれどの上り光波長および下り光波長に対応するかはあらかじめ定められている。CT12−1,12−2,…,12−nにそれぞれ対応する上り波長をλu1,λu2,…,λunとし、CT12−1,12−2,…,12−nにそれぞれ対応する下り波長をλd1,λd2,…,λdnとする。The CTs 12-1 to 12-n generate downstream optical signals transmitted from the
波長合分波器11は、光ファイバ4、スプリッタ3および光ファイバ5を介してONU2−1〜2−nから受信した上り光信号を、λu1からλunまでのn個の各光波長の光信号に分離し、分離した光信号を、対応するCT12−1〜12−nへ出力する。また、波長合分波器11は、CT12−1〜12−nから出力される下り光信号を合波して、合波後の下り光信号を、光ファイバ5へ出力する。The wavelength multiplexer /
CT12−1は、光受信部103と、O/E(Optical/Electrical)変換部104と、データ信号処理部105と、分離部106と、AD(Analog−to−Digital)変換部107と、変調周波数分離部108と、管理制御信号処理部109−1〜109−nと、光波長割り当て部110と、管理制御信号生成部111と、変調部112と、重畳部113と、E/O(Electrical/Optical)変換部114と、光送信部115と、を備える。
The CT 12-1 includes an
CT12−1の光受信部103は、波長合分波器11から光波長λu1の上り光信号を受信し、光信号を増幅させまたは減衰させてO/E変換部104へ出力する。CT12−1のO/E変換部104は、光受信部103から出力された光信号を電気信号に変換し、データ信号処理部105および分離部106へ出力する。すなわち、信号変換部であるO/E変換部104は、ONU2から受信した光信号を電気信号に変換する。The
データ信号処理部105は、O/E変換部104から出力された電気信号を、主信号として扱い、主信号に対する受信処理を実施する。O/E変換部104から出力された電気信号は、管理制御信号が重畳された主信号である。管理制御信号は主信号の伝送特性に影響を与えない程度の変調度で重畳されているため、管理制御信号が重畳されたまま主信号の受信処理を行うことができる。主信号に対する受信処理とは、例えば、上位ネットワークへ送信するための形式変換、および上位ネットワークへ送信するまでのバッファリングである。
The data
分離部106は、O/E変換部104から出力された電気信号から管理制御信号の変調周波数帯の信号を分離し、分離した信号をAD変換部107へ出力する。すなわち、分離部106は、O/E変換部104により変換された電気信号から光波長メッセージの周波数帯の信号を抽出する抽出部である。本実施の形態では、上述したように管理制御信号はAMCC信号である。また、ONU2は、管理制御信号の変調周波数を複数の変調周波数のなかから選択可能である。管理制御信号の変調周波数帯は、管理制御信号の変調周波数として選択可能な複数の変調周波数を含む周波数帯である。ここでは、管理制御信号の変調周波数として選択可能な周波数の数をn個とし、管理制御信号の変調周波数として選択可能な複数の変調周波数をf1,f2,…,fnとする。したがって、管理制御信号の変調周波数帯は、変調周波数f1,f2,…,fnを含む周波数帯である。なお、f1<f2<…<fnである。ここでは、変調周波数f1,f2,…,fnは、周波数軸上で等間隔であるとする。すなわち、f2−f1=f3−f2=…であるとする。ただし、変調周波数f1,f2,…,fnは、周波数上で等間隔でなくてもよい。分離部106による管理制御信号の変調周波数帯の信号の分離には、例えば、ローパスフィルタを用いて管理制御信号の変調周波数帯の信号を抽出する方法を用いる。The
AD変換部107は、分離部106からアナログ信号として出力された管理制御信号をデジタル信号へ変換し、デジタル信号を変調周波数分離部108へ出力する。
The AD conversion unit 107 converts the management control signal output as an analog signal from the
変調周波数分離部108は、AD変換部107から出力されたデジタル信号を、変調周波数f1,f2,…,fnをそれぞれ含む周波数帯の信号に分離し、分離した信号を管理制御信号処理部109へ出力する。すなわち、変調周波数分離部108は、分離部106により抽出された信号を複数の変調周波数のそれぞれに対応する信号に分離する。例えば、f1−Δf以上であり、かつf1+Δf未満の周波数帯の信号を、f1を含む周波数帯の信号とし、f2−Δf以上であり、かつf2+Δf未満の周波数帯の信号をf2を含む周波数帯の信号とする。このように、各周波数よりΔf低い周波数以上かつ各周波数よりΔf高い周波数未満までを各周波数を含む周波数帯の信号とする。Δfは、(f2−f1)/2以下であるとする。Modulation
変調周波数分離部108は、図2に示すように、例えば、FFT(Fast Fourier Transform)部116と、BPF(Band−Pass−Filter)117−1〜117−nと、IFFT(Inverse FFT)部118−1〜118−nとにより構成される。FFT部116は、AD変換部107から出力されたデジタル信号に対して高速フーリエ変換を行うことにより、AD変換部107から出力されたデジタル信号を時間領域信号から周波数領域信号へ変換する。FFT部116は、周波数領域信号のうち、変調周波数f1,f2,…,fnを含む周波数帯の信号を、対応するBPF117−1〜117−nへそれぞれ出力する。なお、BPF117−1,BPF117−2,…,117−nは、それぞれ変調周波数f1,f2,…,fnに対応する。As shown in FIG. 2, the modulation
BPF117−1〜117−nは、FFT部116から出力された信号から、自身が対応する変調周波数の信号を分離し、分離した信号を対応するIFFT部118−1〜118−nへそれぞれ出力する。例えば、f1に対応するBPF117−1は、FFT部116から出力された信号から、周波数f1の信号を分離する。さらに、IFFT部118−1〜118−nは、入力された信号に対して逆フーリエ高速変換を行うことにより、入力された信号を周波数領域信号から時間領域信号へ変換し、時間領域信号を対応する管理制御信号処理部109−1〜109−nへそれぞれ出力する。The BPFs 117-1 to 117-n separate the signals of the modulation frequencies corresponding to the signals from the signals output from the
管理制御信号処理部109−1〜109−nは、IFFT部118−1〜118−nから出力された信号を復調して、復調結果に基づいた管理および制御処理を実施する。管理制御信号処理部109−1〜109−nは、光波長要求メッセージに格納されたONU2のシリアルナンバーの認証を行い、認証に成功すると、光波長要求メッセージの送信元のONU2へ識別情報であるONU−ID(IDentifier)を付与する。さらに、管理制御信号処理部109−1〜109−nは、IFFT部118−1〜118−nから出力された信号を復調して得られた復調結果が光波長要求メッセージである場合、光波長要求メッセージを受信したことを光波長割り当て部110へ通知する。この通知では、管理制御信号処理部109−1〜109−nは、割り当てが要求された上り光波長を示すインデックスと送信元のONU2を示す情報とが光波長割り当て部110へ通知される。送信元のONU2を示す情報は、光波長要求メッセージの送信元のONU2に割り当てたONU−IDであってもよいし、光波長要求メッセージに格納されたONU2のシリアルナンバーであってもよい。
Management control signal processing sections 109-1 to 109-n demodulate the signals output from IFFT sections 118-1 to 118-n, and perform management and control processing based on the demodulation results. The management control signal processing units 109-1 to 109-n authenticate the serial number of the
また、管理制御信号処理部109−1〜109−nは、定期的に光波長通知メッセージを生成して変調部112へ送信する。光波長通知メッセージには、CT12−1が使用可能な光波長に関する情報である波長情報とOLT1から送信される光信号のパワーを示す情報である出力パワー情報とが含まれる。波長情報は、チャネルインデックス、下り光波長および上り光波長で構成される。上述した通り、OLT1では、CT12ごとに下り光波長および上り光波長が定められている。チャネルインデックスは、下り光波長および上り光波長の組み合わせを識別するためのインデックスである。例えば、λu1およびλd1の組み合わせのチャネルインデックスはC1であり、λu2およびλd2の組み合わせのチャネルインデックスはC2であり、というように、チャネルインデックスは、CT12に対応する下り光波長および上り光波長の組み合わせごとに定められている。なお、CT12−2〜12−nにおいて生成される光波長通知メッセージには、CT12−2〜12−nにそれぞれ対応するチャネルインデックス、下り光波長および上り光波長が格納される。Further, the management control signal processing units 109-1 to 109-n periodically generate an optical wavelength notification message and transmit it to the modulation unit 112. The optical wavelength notification message includes wavelength information that is information regarding optical wavelengths that can be used by the CT 12-1 and output power information that is information indicating the power of the optical signal transmitted from the
光波長割り当て部110は、各ONU2から受信した光波長要求メッセージに基づいてONU2へ光波長を割当てる。すなわち、光波長割り当て部110は、変調周波数分離部108により分離された信号に基づいて光波長の割当てを行う割り当て部である。管理制御信号処理部109−1〜109−nの中の1つから光波長要求メッセージを受信したことを通知されると、要求されている光波長が、他のONU2により使用されているか否かを判断する。光波長割り当て部110は、ONU2と該ONU2へ割り当てた光波長との対応を管理している。光波長割り当て部110は、管理している対応に基づいて、要求されている光波長が使用されているか否かを判断することができる。光波長割り当て部110は、要求されている光波長が使用されていない場合、要求された光波長の使用を許可するメッセージである光波長使用許可メッセージを送信するように管理制御信号生成部111へ通知する。光波長使用許可メッセージには、割り当てたONUのシリアルナンバーと、付与したONU−IDとが格納される。
The optical
光波長割り当て部110は、要求されている光波長が、他のONU2により使用されている場合、使用されていない光波長である未使用波長のうちの1つを選択し、選択した光波長を割り当てることを示す光波長割り当て通知メッセージを送信するように管理制御信号生成部111へ通知する。光波長割り当て通知メッセージは、割り当てたONUのシリアルナンバーと、付与したONU−IDと、割り当てた上り光波長と下り光波長のセットを示すチャネルインデックスと上り光波長と下り光波長とを含む。光波長割り当て部110が、未使用波長のうちの1つを選択する方法は、どのような方法を用いてもよいが、例えば、あらかじめ光波長ごとに優先順位を定めておき、優先順位の高い順に選択する方法が考えられる。
When the requested optical wavelength is used by another
光波長割り当て部110は、同時に複数の管理制御信号処理部109−1〜109−nから光波長要求メッセージを受信したことを通知されると、要求された光波長が使用されていない場合、これら複数の通知に対応する送信元のONU2のうちの1つに、要求された光波長を割り当てる。そして、光波長割り当て部110は、光波長使用許可メッセージを送信するように管理制御信号生成部111へ通知する。また、光波長割り当て部110は、上記の複数の通知に対応する送信元のONU2のうち他のONU2には、未使用波長のうちの1つを割り当てる。そして、光波長割り当て部110は、光波長割り当て通知メッセージを送信するように管理制御信号生成部111へ通知する。
When the optical
制御信号生成部である管理制御信号生成部111は、光波長割り当て部110からの通知に基づいてメッセージを生成し、生成したメッセージを変調部112へ出力する。光波長割り当て部110から光波長割り当て通知メッセージの生成を指示された場合、管理制御信号生成部111は、光波長割り当て通知メッセージを生成する。すなわち、制御信号生成部である管理制御信号生成部111は、OLT1へ光波長の割当てを要求するための制御信号である光波長割り当て通知メッセージを生成する。変調部112は、管理制御信号生成部111から受信したメッセージをOOKにより変調し、変調後の信号を管理制御信号として重畳部113へ出力する。
The management control
重畳部113は、変調部112から出力された管理制御信号を、上位ネットワークから受信した電気信号である主信号に重畳することにより、管理制御信号が重畳された主信号をE/O変換部114へ出力する。E/O変換部114は、重畳部113から電気信号として出力された信号を波長λd1の光信号に変換し、光送信部115へ出力する。光送信部115は、E/O変換部114から出力された光信号を増幅させまたは減衰させて波長合分波器101へ出力する。The superimposing
CT12−2〜CT12−nもCT12−1と同様の機能構成を有する。ただし、CT12−2〜CT12−nの光受信部103および光送信部115は、受信および送信する光信号の光波長がCT12ごとに定められる。例えば、CT12−2における光受信部103が受信する光信号の光波長はλu2であり、CT12−2における光送信部115が出力する光信号の光波長はλd2である。CT12-2 to CT12-n also have the same functional configuration as CT12-1. However, in the
次に、ONU2−1の機能構成について説明する。図3は、ONU2の機能構成例を示す図である。ONU2−2〜ONU2−mの機能構成はONU2−1の機能構成と同一である。ONU2−1は、図3に示すように、波長合分波器21と、波長可変光受信部202と、O/E変換部203と、データ信号処理部204と、分離部205と、AD変換部206と、復調部207と、管理制御信号処理部208と、変調周波数選択部209と、出力パワー決定部210と、管理制御信号生成部211と、変調部212と、重畳部213と、E/O変換部214と、波長可変光送信部215と、出力パワー変更部216とを備える。
Next, the functional configuration of the ONU 2-1 will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
波長合分波器21は、OLT1から送信された光信号を、光ファイバ5、スプリッタ3および光ファイバ4を介して受信し、受信した光信号を波長可変光受信部202へ出力する。また、波長合分波器21は、波長可変光送信部215から送信された光信号を、出力パワー変更部216を経由して受信し、光ファイバ4、スプリッタ3および光ファイバ5を介してOLT1へ送信する。
The wavelength multiplexer /
波長可変光受信部202は、自身が受信する光信号の光波長すなわち受信波長を変更可能である。波長可変光受信部202は、入力された光信号から、設定された受信波長の光信号を抽出してO/E変換部203へ出力する。波長可変光受信部202は、波長合分波器21から出力される光信号のうちの1つの波長の信号を受信してO/E変換部203へ出力する。波長可変光受信部202は、ONU2−1が新たにOLT1へ接続される場合は、受信する光信号の光波長を調整して、1つの波長の信号を受信する。詳細には、波長可変光受信部202は、まず、受信する光信号の光波長を初期値に設定し、管理制御信号処理部208から、管理制御信号を抽出できたことを通知された場合、調整を終了し、管理制御信号を抽出できたことを通知されない場合、光信号の受信光波長を調整する、すなわち受信光波長を変更する。波長可変光受信部202は、管理制御信号を抽出できたことを通知されるまで受信光波長の変更を継続し、管理制御信号を抽出できたことを通知されると調整を終了する。これにより、調整が終了した時点で、波長可変光受信部202は、波長合分波器21から出力される光信号のうちの1つの波長の信号を受信することになる。
The tunable
また、波長可変光受信部202は、管理制御信号処理部208からの指示に基づいて受信光波長を変更し、変更した光波長の光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換してO/E変換部203へ出力する。O/E変換部203は、波長可変光受信部202から出力される光信号を電気信号に変換し、データ信号処理部204および分離部205に出力する。
The wavelength tunable
データ信号処理部204は、O/E変換部203から出力された電気信号を、主信号として扱い、主信号に対する受信処理を実施する。データ信号処理部204における主信号に対する受信処理とは、例えば、ユーザ端末6へ送信するための形式変換、およびユーザ端末6へ送信するまでのバッファリングである。
The data
分離部205は、O/E変換部203から出力された電気信号から管理制御信号の周波数帯域の信号を分離し、分離した信号をAD変換部206へ出力する。なお、下り方向については、管理制御信号の変調周波数は1つに定められているため、分離部205は、この1つの変調周波数を含む帯域の信号を分離すればよい。AD変換部206は、分離部205からアナログ信号として出力される管理制御信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号を復調部207へ出力する。
The separation unit 205 separates the frequency band signal of the management control signal from the electrical signal output from the O /
復調部207は、デジタル信号を変調された信号を復調し、復調結果を管理制御信号処理部208へ出力する。管理制御信号処理部208は、復調部207から出力された復調結果に応じた管理および制御処理を実施する。管理制御信号処理部208は、復調部207から出力された復調結果が光波長通知メッセージだった場合は、光波長通知メッセージに格納されている下り光波長のうちのいずれかの光波長を受信波長に設定するように波長可変光送信部215へ通知する。さらに、管理制御信号処理部208は、復調部207から出力された復調結果が光波長通知メッセージだった場合、変調周波数選択部209および出力パワー決定部210へ動作開始を指示する。
管理制御信号処理部208は、復調部207から出力された復調結果が光波長割り当て通知メッセージだった場合は、通知された上り光波長および下り光波長をそれぞれ波長可変光送信部215および波長可変光受信部202へ通知する。その後、管理制御信号処理部208は、OLT1との間の通信を開始する。OLT1との間の通信の手順は、ITU−T G989.2勧告に従った手順をはじめとしてPtP WDM−PONシステムに適用可能な任意の手順を用いることができるため、OLT1との間の通信の手順の説明を省略する。さらに、管理制御信号処理部208は、復調部207から出力された復調結果が光波長使用許可メッセージだった場合は、波長可変光送信部215における送信波長、および波長可変光受信部202における受信波長の設定を変更せず、OLT1との間の通信を開始する。
When the demodulation result output from the
管理制御信号処理部208は、OLT1との間の管理および制御処理のための処理を実施し、OLT1へメッセージを送信する場合に、管理制御信号生成部211へメッセージの生成を指示する。例えば、管理制御信号処理部208は、ONU2−1が新たにOLT1へ接続された場合、すなわちONU2−1が使用する上り光波長および下り光波長が決定されていない場合、光波長の割り当てを要求する光波長要求メッセージの生成を管理制御信号生成部211へ指示する。
The management control
選択部である変調周波数選択部209は、管理制御信号処理部208から動作開始を指示されると、光波長要求メッセージを送信するための管理制御信号の変調周波数を、複数の変調周波数であるf1,f2,…,fnのなかからランダムに1つの変調周波数を選択する。すなわち、選択部である変調周波数選択部209は、光波長要求メッセージの変調に用いる変調周波数を、複数の変調周波数の中から選択する。具体的には、変調周波数選択部209は、複数の変調周波数の中からランダムに、光波長要求メッセージの変調に用いる変調周波数を選択する。ランダムに変調周波数を選択する方法としては、例えば擬似乱数を発生させてランダムに変調周波数を選択する方法を用いる。変調周波数選択部209は、選択された変調周波数を変調部212へ通知する。なお、変調周波数の選択は、選択された変調周波数がONU2間でなるべく重複しないように選択されればよく、ランダムに選択される例に限定されない。例えば、ONU2のシリアルナンバーに基づいてあらかじめ定めた規則により算出された数値に基づいて変調周波数f1,f2,…,fnのなかから変調周波数を選択するなどの方法を用いてもよい。The modulation
出力パワー決定部210は、ONU2−1から送信された上り光信号のOLT1における受信パワーのレベルを一定に保つために、ONU2−1の出力パワーを決定し、決定した出力パワーを出力パワー変更部216へ通知する。
The output power determination unit 210 determines the output power of the ONU 2-1 to keep the reception power level in the
OLT1におけるパワーレベルを一定に保つための制御はどのような手順で行われもよいが、例えば、次のような手順で実施される。出力パワー決定部210は、OLT1から受信した光信号のパワーのレベルをO/E変換部203から取得し、OLT1から受信した光波長通知メッセージに格納されている出力パワー情報を管理制御信号処理部208から取得する。そして、出力パワー決定部210は、O/E変換部203から取得したパワーのレベルと管理制御信号処理部208から取得した出力パワー情報が示す出力パワーとの差を算出する。出力パワー決定部210により算出された差は、下り方向の伝送において、OLT1とONU2との間の伝送により減衰した量である。上り方向と下り方向とで、同じようにパワーの劣化が生じると仮定すると、上記の差は、上り方向の伝送において減衰する量の推定値として用いることができる。
The control for keeping the power level constant in the
出力パワー決定部210は、あらかじめ定められた出力パワーに、算出した差を加算した値を出力パワーとして決定する。ONU2−1から送信された上り光信号のOLT1における受信パワーの目標値はあらかじめ定められているとし、出力パワー決定部210は、目標値に上記の差の絶対値を加算した値を出力パワーとして決定する。管理制御信号処理部208から取得した出力パワー情報が示す出力パワーに、上記の差を加えたOLTがONUからの信号を受信するパワーをOLTが期待するレベルになるように差分を考慮して出力パワーを決定する。出力パワーを決定すると、出力パワー変更部216へ出力パワーを通知する。
The output power determination unit 210 determines a value obtained by adding the calculated difference to a predetermined output power as the output power. It is assumed that the target value of the reception power in the
管理制御信号生成部211は、管理制御信号処理部208からの指示に基づいてメッセージを管理制御信号として生成し、生成した管理制御信号を変調部212へ出力する。変調部212は、変調周波数選択部209から通知された変調周波数で管理制御信号生成部211から出力された管理制御信号をOOK変調し、変調後の管理制御信号を重畳部213へ出力する。変調部212は、管理制御信号処理部208から光波長メッセージの生成を指示された場合、変調周波数選択部209により選択された変調周波数を用いて光波長メッセージを変調する。なお、光波長メッセージ以外のメッセージを送信する際には、変調部212は、あらかじめ定められた変調周波数を用いて変調を行ってもよい。
The management control
重畳部213は、変調部212から出力された変調後の管理制御信号を、ユーザ端末6から受信した電気信号である主信号に重畳し、E/O変換部214へ出力する。すなわち、重畳部213は、管理制御信号が光波長メッセージである場合、変調部212により変調された光波長メッセージを主信号に重畳して重畳信号を生成する。変換部であるE/O変換部214は、重畳部213により電気信号として生成された重畳信号を光信号に変換し、波長可変光送信部215へ出力する。波長可変光送信部215は、E/O変換部214より変換された光信号を、設定された送信波長の光信号に変換して出力パワー変更部216へ出力する。出力パワー変更部216は、出力パワー決定部210からの通知に基づいて波長可変光送信部215から出力される光信号の出力パワーを変更し、波長合分波器21へ出力する。すなわち、波長可変光送信部215は、E/O変換部214より変換された光信号を、出力パワー変更部216および波長合分波器21を介してOLT1へ送信する。
The superimposing unit 213 superimposes the modulated management control signal output from the modulating unit 212 on the main signal, which is an electric signal received from the user terminal 6, and outputs the signal to the E / O converting unit 214. That is, when the management control signal is an optical wavelength message, the superimposing unit 213 generates a superimposed signal by superimposing the optical wavelength message modulated by the modulating unit 212 on the main signal. The E / O conversion unit 214 serving as a conversion unit converts the superimposed signal generated as an electrical signal by the superimposing unit 213 into an optical signal and outputs the optical signal to the wavelength variable optical transmitting
ここで、本実施の形態のONU2における管理制御信号の生成方法と変調周波数について説明する。図4は、本実施の形態の管理制御信号の生成方法および重畳方法を説明するための図である。図4の横軸は時間である。図4の一段目は、ユーザ端末6から出力される主信号の光強度の包絡線を太線の矩形で示している。ユーザ端末6から出力される主信号は実際には包絡線で示した範囲で光強度は変動しており、図4は主信号の光強度の包絡線を示している。図4の二段目は、管理制御信号生成部211から出力される管理制御信号の一例を示している。管理制御信号のビットレートであるデータ速度は、例えば4kHz程度である。図4では、管理制御信号生成部211からデータ値“1001”を示す管理制御信号が出力された例を示している。この例では、管理制御信号は、データ値が“1”の場合がハイレベル、データ値が“0”の場合がローレベルとなる電気信号である。
Here, a management control signal generation method and a modulation frequency in the
図4の三段目は、図4の二段目に示した管理制御信号が変調部212により変調された結果である変調後の管理制御信号である変調信号を示している。図に示す正弦波は、変調周波数選択部209から通知された変調周波数のRFパイロットキャリアを示している。ここでは、上述したように、変調方式としてOOKを用いることから、図4の三段目では、管理制御信号がハイレベルの場合は、RFパイロットキャリアがオンとなり、RFパイロットキャリアが現れる。管理制御信号がローレベルの場合は、RFパイロットキャリアがオフとなり、RFパイロットキャリアは現れない。図4の四段目は、図4の三段目に示した変調後の管理制御信号が重畳された後の主信号、すなわちONU2から送信される光信号の一例を示す図である。ONU2から送信される光信号は、変調後の管理制御信号が重畳されることにより、一段目に示す主信号の包絡線にRFパイロットキャリアによる変動が加わっている。なお、図4は、各信号をわかりやすくした模式図であり、実際のデータ信号のデータ速度、変調度および変調周波数を示すものではない。
The third row of FIG. 4 shows a modulation signal that is a modulated management control signal that is the result of the management control signal shown in the second row of FIG. The sine wave shown in the figure indicates the RF pilot carrier of the modulation frequency notified from the modulation
次に、OLT1およびONU2のハードウェア構成について説明する。図5は、OLT1およびONU2のハードウェア構成例を示す図である。
Next, the hardware configuration of the
図5に示すように、OLT1は、波長合分波器11と、CT12−1〜12−nとを備える。波長合分波器11の機能は上述したため説明を省略する。波長合分波器11は、光導波路または薄膜フィルタを有する光学素子である。
As shown in FIG. 5, the
図5に示すように、CT12−1は、光受信器121と、光送信器122と、第1のプロセッサ123と、第2のプロセッサ124と、第1のメモリ125と、第2のメモリ126と、ミキサ127と、LPF(Low−Pass−Filter)128とを有する。
As shown in FIG. 5, the CT 12-1 includes an optical receiver 121, an
第1のプロセッサ123は、主信号に関する処理を実施するプロセッサである。第1のプロセッサ123は、上位ネットワークから電気信号として受信した下りデータ信号をミキサ127へ出力する。また、第1のプロセッサ123は、光受信器121から入力された電気信号を上位ネットワークへ送信する。第1のプロセッサ123は、光受信器121から入力された電気信号を一旦第1のメモリ125へ格納し、第1のメモリ125から読み出した電気信号を上位ネットワークへ送信してもよい。また、第1のプロセッサ123は、上位ネットワークから受信した電気信号を一旦第1のメモリ125へ格納し、第1のメモリ125から読み出した電気信号をミキサ127へ出力してもよい。
The
第2のプロセッサ124は、管理制御信号に関する処理を実施するプロセッサである。第2のプロセッサ124は、OLT1とONU2との間の管理および制御処理のための信号である管理制御信号を生成して、ミキサ127へ出力する。また、第2のプロセッサ124は、LPF128から出力される管理制御信号に対して信号の内容に応じた管理および制御処理を実施する。
The
ミキサ127は、第1のプロセッサ123から出力された下りデータ信号と第2のプロセッサ124から出力された管理制御信号とを重畳し、重畳した信号を光送信器122へ出力する。
The
光送信器122は、ミキサ127から出力される信号を光波長がλd1の光信号に変換して波長合分波器11へ出力する。The
光受信器121は、波長合分波器11により分離された光波長がλu1の光信号を電気信号に変換してLPF128および第1のプロセッサ123へ出力する。The optical receiver 121 converts the optical signal having the optical wavelength λ u1 separated by the wavelength multiplexer /
LPF128は、光受信器121から入力された電気信号から管理制御信号を分離するために、管理制御信号の周波数帯の信号を抽出し、抽出した信号を第2のプロセッサ124へ出力する。
The
CT12−2〜CT12−nもCT12−1と同様のハードウェア構成を有する。ただし、光受信器121および光送信器122が、受信および送信する光信号の光波長は、CT12ごとに定められた光波長である。例えば、CT12−2における光受信器121が受信する光信号の光波長はλu2であり、CT12−2における光送信器122が出力する光信号の光波長はλd2である。CT12-2 to CT12-n also have the same hardware configuration as CT12-1. However, the optical wavelength of the optical signal received and transmitted by the optical receiver 121 and the
次に、ONU2−1のハードウェア構成について説明する。ONU2−2〜ONU2−mのハードウェア構成は、ONU2−1のハードウェア構成と同一である。ONU2−1は、波長合分波器21と、波長可変光送信器22と、波長可変光受信器23と、第1のプロセッサ24と、第2のプロセッサ25と、第1のメモリ26と、第2のメモリ27と、ミキサ28と、LPF29と、を有する。
Next, the hardware configuration of the ONU 2-1 will be described. The hardware configuration of ONU2-2 to ONU2-m is the same as the hardware configuration of ONU2-1. The ONU 2-1 includes a wavelength multiplexer /
波長合分波器21の機能は上述したため説明を省略する。波長合分波器21は、光導波路または薄膜フィルタを有する光学素子である。
Since the function of the wavelength multiplexer /
第1のプロセッサ24は、主信号に関する処理を実施するプロセッサである。第1のプロセッサ24は、ユーザ端末6から電気信号として受信した上りデータ信号をミキサ28へ出力する。また、第1のプロセッサ24は、波長可変光受信器23から入力された電気信号をユーザ端末6へ送信する。第1のプロセッサ24は、波長可変光受信器23から入力された電気信号を一旦第1のメモリ26へ格納し、第1のメモリ26から読み出した電気信号をユーザ端末6へ送信してもよい。また、第1のプロセッサ24は、ユーザ端末6から受信した電気信号を一旦第1のメモリ26へ格納し、第1のメモリ26から読み出した電気信号をミキサ28へ出力してもよい。
The first processor 24 is a processor that performs processing related to the main signal. The first processor 24 outputs the upstream data signal received as an electrical signal from the user terminal 6 to the
第2のプロセッサ25は、管理制御信号に関する処理を実施するプロセッサである。第2のプロセッサ25は、OLT1とONU2との間の管理および制御処理のための信号である管理制御信号を生成して、ミキサ28へ出力する。また、第2のプロセッサ25は、LPF29から出力される管理制御信号に対して信号の内容に応じた管理および制御処理を実施する。
The
ミキサ28は、第1のプロセッサ24から出力された上りデータ信号と第2のプロセッサ25から出力された管理制御信号とを重畳し、重畳した信号を波長合分波器21へ出力する。
The
波長可変光送信器22は、ミキサ28から出力される信号を第2のプロセッサ25から指示された光波長の光信号に変換して波長合分波器21へ出力する。
The wavelength tunable optical transmitter 22 converts the signal output from the
波長可変光受信器23は、波長合分波器21から出力される光信号のうち、第2のプロセッサ25から指示された光波長の光波長を電気信号に変換してLPF29および第1のプロセッサ24へ出力する。
The tunable optical receiver 23 converts the optical wavelength of the optical wavelength instructed from the
LPF29は、波長可変光受信器23から入力された電気信号から管理制御信号を分離し、分離した信号を第2のプロセッサ25へ出力する。
The
図2に示した機能構成と図5に示したハードウェア構成との対応は以下の通りである。OLT1における光受信部103およびO/E変換部104は、光受信器121により実現される。データ信号処理部105は、第1のプロセッサ123および第1のメモリ125により実現される。分離部106は、LPF128により実現される。AD変換部107、変調周波数分離部108、管理制御信号処理部109−1〜109−n、光波長割り当て部110、管理制御信号生成部111および変調部112は、第2のプロセッサ124および第2のメモリ126により実現される。重畳部113は、ミキサ127により実現される。E/O変換部114および光送信部115は、光送信器122により実現される。
The correspondence between the functional configuration shown in FIG. 2 and the hardware configuration shown in FIG. 5 is as follows. The
図3に示した機能構成と図5に示したハードウェア構成との対応は以下の通りである。ONU2−1における波長可変光受信部202およびO/E変換部203は、波長可変光受信器23により実現される。データ信号処理部204は、第1のプロセッサ24および第1のメモリ26により実現される。分離部205は、LPF29により実現される。AD変換部206、復調部207、管理制御信号処理部208、変調周波数選択部209、出力パワー決定部210、管理制御信号生成部211および変調部212は、第2のプロセッサ25および第2のメモリ27により実現される。重畳部213は、ミキサ28により実現される。E/O変換部214、波長可変光送信部215および出力パワー変更部216は、波長可変光送信器22により実現される。
The correspondence between the functional configuration shown in FIG. 3 and the hardware configuration shown in FIG. 5 is as follows. The variable wavelength
次に、本実施の形態の波長設定処理について説明する。図6は、ONU2における波長設定処理手順の一例を示すフローチャートである。ONU2は、OLT1へ新たなに接続される場合をはじめとして、自身が使用する上り光波長および下り光波長が決定されていないときに、波長設定処理を開始する。
Next, the wavelength setting process of this embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a wavelength setting process procedure in the
図6に示すように、まず、ONU2は、波長可変光受信部202の受信波長を設定し(ステップS1)、OLT1から光波長通知メッセージを受信したか否かを判断する(ステップS2)。具体的には、波長可変光受信部202は、ステップS1の初回の実施時には、受信波長をあらかじめ定めた初期値に設定する。ステップS2では、管理制御信号処理部208が、復調部207から出力された復調結果を解析して、復調結果がOLT1から送信された光波長通知メッセージであるかを判断する。OLT1は、ブロードキャストにより定期的に光波長通知メッセージを送信する。このため、ステップS2では、管理制御信号処理部208は、光波長通知メッセージが送信される周期より長い一定期間、光波長通知メッセージの受信を待ち受ける。
As shown in FIG. 6, first, the
OLT1から光波長通知メッセージを受信できなかった場合(ステップS2 No)、ONU2は、波長可変光受信部202の受信波長を変更し(ステップS3)、ステップS1へ戻る。具体的には、ステップS3では、管理制御信号処理部208が、波長可変光受信部202へ受信波長を変更するよう指示する。2回目以降のステップS1では、波長可変光受信部202は、前回のステップS1で設定した受信波長と異なる受信波長を設定する。例えば、初期値を、波長可変光受信部202が設定可能な最短の受信波長に設定しておき、波長可変光受信部202は、波長の変更が指示されるたびに、受信波長を現在設定されている受信波長より1段階長い受信波長に設定する。受信波長の変更方法はこの例に限定されず、初期値を波長可変光受信部202が設定可能な最長の受信波長に設定しておき、変更のたびに1段階短い受信波長とするなど、他の方法を用いてもよい。
When the optical wavelength notification message cannot be received from the OLT 1 (No in Step S2), the
OLT1から光波長通知メッセージを受信できた場合(ステップS2 Yes)、ONU2は、波長可変光送信部215の送信波長を設定する(ステップS4)。具体的には、管理制御信号処理部208が、OLT1から受信した光波長通知メッセージにより通知された上り波長を波長可変光送信部215の送信波長に設定する。
When the optical wavelength notification message can be received from the OLT 1 (Yes in step S2), the
次に、ONU2は、変調周波数を選択する(ステップS5)。具体的には、変調周波数選択部209が、変調周波数f1,f2,…,fnのなかからランダムに1つを選択し、変調部212へ指示する。次に、ONU2は、出力パワーを設定する(ステップS6)。具体的には、ONU2は、上述したように、パワーレベルを一定に保つための制御を実施する。Next, the
次に、ONU2は、光波長要求メッセージを送信する(ステップS7)。具体的には、管理制御信号処理部208は、割り当てを要求する上り光波長および下り波長を管理制御信号生成部211へ通知するとともに、光波長要求メッセージの生成を管理制御信号生成部211へ指示する。このとき通知される要求する上り光波長および下り光波長は、それぞれ波長可変光送信部215に設定されている送信波長、および波長可変光受信部202に設定されている受信波長である。管理制御信号生成部211は、指示に基づいて光波長要求メッセージを生成し、変調部212へ出力する。変調部212は、ステップS5で選択された変調周波数で、光波長要求メッセージを変調して重畳部213へ出力する。以降、重畳部213は、主信号と変調された光波長要求メッセージとを重畳してE/O変換部214へ出力する。以降、変調された光波長要求メッセージは主信号に重畳されて、E/O変換部214、波長可変光送信部215、出力パワー変更部216および波長合分波器21を介してOLT1へ送信される。
Next, the
次に、ONU2は、光波長要求メッセージを送信してから一定時間以内に、光波長使用許可メッセージを受信したか否かを判断する(ステップS8)。具体的には、管理制御信号処理部208が、光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長使用許可メッセージを受信したか、否かを判断する。
Next, the
光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長使用許可メッセージを受信した場合(ステップS8 Yes)、ONU2は、OLT1との間の通信を開始する(ステップS9)。光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に、光波長使用許可メッセージを受信しなかった場合(ステップS8 No)、ONU2は、光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長割り当て通知メッセージを受信したか否かを判断する(ステップS10)。具体的には、管理制御信号処理部208が、光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長割り当て通知メッセージを受信したか、否かを判断する。光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長割り当て通知メッセージを受信しない場合(ステップS10 No)、ステップS8へ戻る。または、光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長割り当て通知メッセージを受信しない場合(ステップS10 No)、ステップS1へ戻るようにしてもよい。
When the optical wavelength use permission message is received after the transmission of the optical wavelength request message until a predetermined time elapses (Yes at Step S8), the
光波長要求メッセージを送信してから一定時間が経過するまでの間に光波長割り当て通知メッセージを受信した場合(ステップS10 Yes)、ONU2は、光波長割り当て通知メッセージに格納された下り波長および上り波長をそれぞれ受信波長および送信波長に設定し(ステップS11)、ステップS9へ進む。具体的には、ステップS11では、管理制御信号処理部208が、光波長割り当て通知メッセージに格納された上り波長を波長可変光送信部215へ通知して、波長可変光送信部215が通知された上り波長を送信波長に設定する。また、管理制御信号処理部208が、光波長割り当て通知メッセージに格納された下り波長を波長可変光受信部202へ通知して、波長可変光受信部202が通知された下り波長を受信波長に設定する。
When the optical wavelength allocation notification message is received after the optical wavelength request message is transmitted and until a predetermined time elapses (Yes in step S10), the
図7は、OLT1における波長設定処理手順の一例を示すフローチャートである。OLT1の各CT12は、ONU2から光信号を受信すると(ステップS21 Yes)、管理制御信号を分離する(ステップS22)。具体的には、ステップS2では、分離部106が、O/E変換部104から出力される電気信号から管理制御信号を分離する。管理制御信号は、AD変換部107を介して、変調周波数分離部108へ入力される。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a wavelength setting process procedure in the
次に、OLT1の各CT12は、管理制御信号を周波数領域信号に変換する(ステップS23)。具体的には、変調周波数分離部108が管理制御信号を周波数領域信号に変換する。次に、OLT1の各CT12は、周波数領域信号を周波数帯ごとに分離する(ステップS24)。具体的には、上述したように、変調周波数分離部108が、周波数領域信号を変調周波数f1,f2,…,fnをそれぞれ含む周波数帯の信号に分離する。Next, each
次に、OLT1の各CT12は、分離された信号をそれぞれ時間領域信号へ変換する(ステップS25)。具体的には、上述したように、変調周波数分離部108が、分離された信号をそれぞれ時間領域信号へ変換する。
Next, each
次に、OLT1の各CT12は、各時間領域信号のなかに光波長要求メッセージが有るか否かを判断する(ステップS26)。具体的には、管理制御信号処理部109−1〜109−nが、それぞれ変調周波数分離部108から入力された時間領域信号を解析し、時間領域信号が光波長要求メッセージであるか否かを判断する。管理制御信号処理部109−1〜109−nが、時間領域信号が光波長要求メッセージであると判断した場合には、光波長割り当て部110へ、光波長要求メッセージを出力する。
Next, each
各時間領域信号のなかに光波長要求メッセージが有る場合(ステップS26 Yes)、OLT1の各CT12は、光波長が重複するか否かを判断する(ステップS27)。具体的には、光波長割り当て部110が、1つの管理制御信号処理部109−1〜109−nから光波長要求メッセージを受け取った場合には、波長管理テーブルに基づいて、受け取った光波長要求メッセージにより割り当てが要求された上り光波長および下り光波長が使用中であるか否かを判断する。図8は、波長管理テーブルの一例を示す図である。図8に示すように、波長管理テーブルには、上り光波長および下り光波長の組ごとに、使用中であるかまたは未使用であるかを示す情報が格納される。光波長割り当て部110が、波長管理テーブルに基づいて、受け取った光波長要求メッセージにより割り当てが要求された上り光波長および下り光波長が使用中であると判断した場合、光波長が重複すると判断する。また、光波長割り当て部110が、2つ以上の管理制御信号処理部109−1〜109−nから光波長要求メッセージを受け取り、かつこれらの光波長要求メッセージのうちの2つ以上が同一の上り光波長および下り光波長の割り当てを要求していた場合も光波長が重複すると判断する。例えば、波長管理テーブルが更新されると各CT12が他のCT12へ更新された波長管理テーブルを通知することにより、波長管理テーブルが共有される。
When there is an optical wavelength request message in each time domain signal (step S26 Yes), each
光波長が重複しない場合(ステップS27 No)、OLT1の各CT12は、光波長使用許可メッセージを、光波長要求メッセージの送信元のONU2へ送信し(ステップS28)、ステップS21へ戻る。具体的には、光波長割り当て部110が、光波長使用許可メッセージを生成するよう管理制御信号生成部111へ指示する。管理制御信号生成部111は、指示に基づいて光波長使用許可メッセージを生成して、変調部112へ出力する。光波長使用許可メッセージは、変調部112、重畳部113、E/O変換部114、光送信部115および波長合分波器11を介して光波長使用許可メッセージの送信元のONU2へ送信される。
If the optical wavelengths do not overlap (No in step S27), each
光波長が重複する場合(ステップS27 Yes)、光波長の割り当てを実施し(ステップS29)、OLT1の各CT12は、光波長割り当て通知メッセージを光波長要求メッセージの送信元のONU2へ送信し(ステップS30)、ステップS21へ戻る。具体的には、光波長割り当て部110が、波長管理テーブルを参照して、未使用の上り光波長および下り光波長のなかから1組を選択する。そして、光波長割り当て部110は、選択した上り光波長および下り光波長を割り当てたことを通知する光波長割り当て通知メッセージを生成するよう管理制御信号生成部111へ指示する。管理制御信号生成部111は、指示に基づいて光波長割り当て通知メッセージを生成して、変調部112へ出力する。光波長割り当て通知メッセージは、変調部112、重畳部113、E/O変換部114、光送信部115および波長合分波器11を介して光波長要求メッセージの送信元のONU2へ送信される。
If the optical wavelengths overlap (Yes in step S27), the optical wavelengths are allocated (step S29), and each
光波長割り当て部110が、2つ以上の管理制御信号処理部109−1〜109−nから光波長要求メッセージを受け取り、かつこれらの光波長要求メッセージのうちの2つ以上が同一の上り光波長および下り光波長の割り当てを要求していた場合は、同一の上り光波長および下り光波長の割り当てを要求したONU2のうち1つに光波長使用許可メッセージを送信し、同一の上り光波長および下り光波長の割り当てを要求したONU2のうち他のONU2に、上述した手順で光波長割り当て通知メッセージを送信する。以上のように、光波長割り当て部110は、変調周波数分離部108により分離された信号に基づいて、複数のONU2が同一の光波長の割当てを要求していると判断した場合には、同一の光波長の割当てを要求している複数のONU2のうち1つのONU2には、要求された光波長を割当て、同一の光波長の割当てを要求している複数のONU2のうち他のONU2には、要求された光波長以外の未使用の光波長を割当てる。
The optical
また、ステップS21で、光信号を受信していない場合(ステップS21 No)、OLT1は、ステップS21を繰り返す。ステップS26で、光波長要求メッセージが無い場合(ステップS26 No)、OLT1のCT12は、受信した管理制御信号である各メッセージに応じた処理を実施し(ステップS31)、ステップS21へ戻る。
If no optical signal is received in step S21 (No in step S21), the
図9は、本実施の形態の波長設定処理の一例を示すシーケンス図である。図9では、ONU2−1およびONU2−2が同一の上り波長および下り波長の割り当てを要求する例を説明する。なお、図9において、各メッセージの後の括弧内に示された光波長は各メッセージが送信される光波長を示す。また、各メッセージの後の括弧内に示された変調周波数は、各メッセージの変調に用いられた変調周波数を示す。まず、ONU2−1およびONU2−2は、それぞれ波長可変光受信部202を調整する(ステップS101,S102)。ステップS101およびステップS102の処理は、図6に示したステップS1、ステップS2およびステップS3に相当する。 FIG. 9 is a sequence diagram illustrating an example of the wavelength setting process according to the present embodiment. FIG. 9 illustrates an example in which the ONU 2-1 and the ONU 2-2 request assignment of the same upstream wavelength and downstream wavelength. In FIG. 9, the optical wavelength indicated in parentheses after each message indicates the optical wavelength at which each message is transmitted. The modulation frequency shown in parentheses after each message indicates the modulation frequency used for modulating each message. First, the ONU 2-1 and the ONU 2-2 each adjust the wavelength variable light receiving unit 202 (steps S101 and S102). Steps S101 and S102 correspond to steps S1, S2, and S3 shown in FIG.
OLT1は、ブロードキャストにより光波長通知メッセージを送信する(ステップS103)。これらの光波長通知メッセージは、OLT1のCT12−1,12−2,…,12−nからそれぞれλd1,λd2,…,λdnの光波長で送信される。ONU2−1は、ステップS101の調整により、λd1,λd2,…,λdnのうちいずれか1つの光波長の光波長通知メッセージを受信する。ここでは、ONU2−1は、λd1の光波長で送信された光波長通知メッセージを受信したとする。このため、ONU2−1は、送信波長をλd1に対応する上り波長であるλu1に設定する(ステップS104)。同様に、ONU2−2も、λd1の光波長で送信された光波長通知メッセージを受信し送信波長をλd1に対応する上り波長であるλu1に設定する(ステップS108)。The
次に、ONU2−1は、変調周波数としてf1を選択し(ステップS105)、出力パワーを決定し(ステップS106)、光波長要求メッセージを送信する(ステップS107)。ステップS107で送信される光波長要求メッセージは、変調周波数f1で変調され、主信号に重畳されて、λu1の光波長で送信される。Next, ONU 2-1 selects f 1 as the modulation frequency (step S105), determines the output power (step S106), and transmits the optical wavelength request message (step S107). The optical wavelength request message transmitted in step S107 is modulated at the modulation frequency f 1 , superimposed on the main signal, and transmitted at the optical wavelength of λ u1 .
ONU2−2は、変調周波数としてf2を選択し(ステップS109)、出力パワーを決定し(ステップS110)、光波長要求メッセージを送信する(ステップS111)。ステップS110で送信される光波長要求メッセージは、変調周波数f2で変調され、主信号に重畳されて、λu1の光波長で送信される。The ONU 2-2 selects f 2 as the modulation frequency (step S109), determines the output power (step S110), and transmits an optical wavelength request message (step S111). Optical wavelength request message transmitted in step S110 is modulated at a modulation frequency f 2, is superimposed on the main signal, it is transmitted in the optical wavelength of lambda u1.
OLT1は、ONU2−1およびONU2−2から送信された光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換した後、変調周波数分離を実施する(ステップS112)。具体的には、変調周波数分離部108が、変調周波数ごとに信号を分離する。
The
OLT1は、変調周波数分離後の信号に基づいて、光波長の重複を判断する(ステップS113)。ここでは、ONU2−1およびONU2−2から送信された光波長要求メッセージで、同一の上り光波長および下り光波長の割当てが要求されていることから、OLT1は、光波長の重複ありと判断する。OLT1は、ONU2−1に対しては、光波長使用許可メッセージを送信すると決定し、ONU2−2に対しては、光波長を割り当てる(ステップS114)。ここでは、OLT1は、ONU2−2にλd2およびλu2を割当てたとする。そして、OLT1は、光波長使用許可メッセージをONU2−1に送信し(ステップS115)、光波長割り当て通知メッセージをONU2−2に送信する(ステップS116)。これにより、ONU2−1は、λd1およびλu1を用いてOLT1と通信を開始する(ステップS117)。一方、ONU2−2は、光波長割り当て通知メッセージに基づいて受信波長をλd2に設定するとともに送信波長をλu2に設定し設定する(ステップS118)。その後、ONU2−2は、λd2およびλu2を用いてOLT1と通信を開始する(ステップS119)。The
以上のように、本実施の形態では、ONU2が、光波長要求メッセージを管理制御信号として送信する際に、管理制御信号を、ランダムに選択された変調周波数を用いて変調して、主信号に重畳して送信するようにした。そして、OLT1は、受信した光信号を電気信号に変換した後に、管理制御信号を分離し、分離した管理制御信号を変調周波数ごとに分離して、変調周波数ごとに分離された信号をそれぞれ解析するようにした。このため、ONU2が送信した光信号の上り光波長が重複している場合でも変調周波数が重複しなければ、OLT1は変調周波数ごとの分離により、ONU2ごとに管理制御信号を解析することができる。複数のONU2が同一波長でOLT1に波長の割り当て要求を送信した場合であっても、光波長要求メッセージの再送を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, when the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 OLT、2−1〜2−m ONU、3 スプリッタ、4,5 光ファイバ、6 ユーザ端末、11,21 波長合分波器、12−1〜12−n CT、22 波長可変光送信器、23 波長可変光受信器、24,123 第1のプロセッサ、25,124 第2のプロセッサ、26,125 第1のメモリ、27,126 第2のメモリ、28,127 ミキサ、29,128 LPF、103 光受信部、104 O/E変換部、105 データ信号処理部、106 分離部、107 AD変換部、108 変調周波数分離部、109−1〜109−n 管理制御信号処理部、110 光波長割り当て部、111 管理制御信号生成部、112 変調部、113 重畳部、114 E/O変換部、115 光送信部、121 光受信器、122 光送信器、202 波長可変光受信部、203 O/E変換部、204 データ信号処理部、205 分離部、206 AD変換部、207 復調部、208 管理制御信号処理部、209 変調周波数選択部、210 出力パワー決定部、211 管理制御信号生成部、212 変調部、213 重畳部、214 E/O変換部、215 波長可変光送信部、216 出力パワー変更部。 1 OLT, 2-1 to 2-m ONU, 3 splitter, 4,5 optical fiber, 6 user terminal, 11, 21 wavelength multiplexer / demultiplexer, 12-1 to 12-n CT, 22 wavelength tunable optical transmitter, 23 wavelength tunable optical receiver, 24, 123 first processor, 25, 124 second processor, 26, 125 first memory, 27, 126 second memory, 28, 127 mixer, 29, 128 LPF, 103 Optical receiving unit, 104 O / E conversion unit, 105 data signal processing unit, 106 separation unit, 107 AD conversion unit, 108 modulation frequency separation unit, 109-1 to 109-n management control signal processing unit, 110 optical wavelength allocation unit , 111 management control signal generation unit, 112 modulation unit, 113 superposition unit, 114 E / O conversion unit, 115 optical transmission unit, 121 optical receiver, 122 optical transmitter, 02 wavelength tunable optical receiver, 203 O / E converter, 204 data signal processor, 205 separator, 206 AD converter, 207 demodulator, 208 management control signal processor, 209 modulation frequency selector, 210 output power determination 211, management control signal generation unit, 212 modulation unit, 213 superposition unit, 214 E / O conversion unit, 215 wavelength variable optical transmission unit, 216 output power change unit.
Claims (4)
前記制御信号の変調に用いる変調周波数を、複数の変調周波数の中から選択する選択部と、
前記選択部により選択された変調周波数を用いて前記制御信号を変調する変調部と、
前記変調部により変調された前記制御信号を、前記親局装置との間で伝送されるデータ信号である主信号に重畳して重畳信号を生成する重畳部と、
前記重畳信号を光信号に変換する変換部と、
前記光信号を、設定された光波長の光信号に変換して前記親局装置へ送信する波長可変光送信部と、
を備えることを特徴とする子局装置。A control signal generation unit that generates a control signal for requesting allocation of an optical wavelength to the master station device;
A selection unit that selects a modulation frequency used for modulation of the control signal from a plurality of modulation frequencies;
A modulation unit that modulates the control signal using the modulation frequency selected by the selection unit;
A superimposing unit that superimposes the control signal modulated by the modulating unit on a main signal that is a data signal transmitted to and from the master station device;
A converter for converting the superimposed signal into an optical signal;
A tunable optical transmitter that converts the optical signal into an optical signal having a set optical wavelength and transmits the optical signal to the master station device;
A slave station device comprising:
前記子局装置は、
前記親局装置へ光波長の割当てを要求するための制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号の変調に用いる変調周波数を、複数の変調周波数の中から選択する選択部と、
前記選択部により選択された変調周波数を用いて前記制御信号を変調する変調部と、
前記変調部により変調された前記制御信号を、前記親局装置との間で伝送されるデータ信号である主信号に重畳して重畳信号を生成する重畳部と、
前記重畳信号を光信号に変換する変換部と、
前記光信号を、設定された光波長の光信号に変換して前記親局装置へ送信する波長可変光送信部と、
を備え、
前記親局装置は、
前記子局装置から受信した光信号を電気信号に変換する信号変換部と、
前記信号変換部により変換された前記電気信号から前記制御信号の周波数帯の信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された信号を前記複数の変調周波数のそれぞれに対応する信号に分離する分離部と、
前記分離部により分離された信号に基づいて光波長の割当てを行う割り当て部と、
を備えることを特徴とする光通信システム。An optical communication system comprising a slave station device and a master station device that assigns an optical wavelength to the slave station device,
The slave station device is
A control signal generating unit that generates a control signal for requesting allocation of an optical wavelength to the master station device;
A selection unit that selects a modulation frequency used for modulation of the control signal from a plurality of modulation frequencies;
A modulation unit that modulates the control signal using the modulation frequency selected by the selection unit;
A superimposing unit that superimposes the control signal modulated by the modulating unit on a main signal that is a data signal transmitted to and from the master station device;
A converter for converting the superimposed signal into an optical signal;
A tunable optical transmitter that converts the optical signal into an optical signal having a set optical wavelength and transmits the optical signal to the master station device;
With
The master station device is
A signal converter that converts an optical signal received from the slave station device into an electrical signal;
An extraction unit that extracts a signal in a frequency band of the control signal from the electrical signal converted by the signal conversion unit;
A separation unit that separates the signal extracted by the extraction unit into a signal corresponding to each of the plurality of modulation frequencies;
An assigning unit for assigning an optical wavelength based on the signal separated by the separating unit;
An optical communication system comprising:
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