JP7122914B2 - 光通信システム、光通信装置、制御方法、及び制御プログラム - Google Patents
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図1は、実施の形態1の光通信システムを示す図である。光通信システムは、OLT100、ONU201~204、及び中継器300を含む。図1は、ONUの数が4つの場合を例示している。しかし、ONUの数は、4つに限らない。
OLT100と中継器300との間は、光ファイバで接続されている。ONU201~204と中継器300は、光カプラ400を介して接続する。中継器300と光カプラ400との間は、光ファイバで接続されている。ONU201~204と光カプラ400との間は、光ファイバで接続されている。
ONU203,204は、第2の通信方式で通信する光通信装置である。詳細には、ONU203,204は、1Gbpsの通信速度で通信する光通信装置である。例えば、1Gbpsの通信速度は、第2の通信速度とも言う。また、10Gbpsの通信速度が第2の通信速度と考えた場合、1Gbpsの通信速度は、第1の通信速度と考えてもよい。
中継器300は、OLT100とONU201~204との間の伝送距離を長くするために、介在している。すなわち、中継器300は、OLT100とONU201~204との間に存在する。中継器300は、OLT100とONU201~204との間で光信号を中継する。
端末装置500は、管理者が使用する装置である。端末装置500は、管理者の操作により、OLT100に様々な設定を行う。
なお、子局装置群に含まれている複数のONUは、同じ通信方式で通信すると言える。
図2は、実施の形態1のOLTが有する主なハードウェア構成を示す図である。OLT100は、プロセッサ101、揮発性記憶装置102、及び不揮発性記憶装置103を有する。
ONU201~204と中継器300は、OLT100と同様に、プロセッサ、揮発性記憶装置、及び不揮発性記憶装置を有する。
図3は、実施の形態1のMPCPプロセスを説明するための図である。図3は、OLT100とONU201とを用いて説明する。また、図3は、中継器300を省略している。
(ステップS102)OLT100は、Discovery Gateフレームを送信する。
このように、OLT100は、定期的にDiscovery Gateフレームを送信する。
(ステップS104)OLT100は、Register Requestフレームを受信する。OLT100は、Register Requestフレームを受信することで、ONU201の存在を検出する。また、OLT100は、OLT100とONU201との間のフレーム往復時間を把握する。フレーム往復時間は、RTT(Round Trip Time)とも言う。
(ステップS106)ONU201は、Normal Gateフレームに含まれている送信開始時刻に、Register ACKフレームを送信する。
OLT100は、Normal Gateフレームを送信する。
(ステップS109)OLT100は、上り信号の送信開始時刻と帯域とをNormal Gateフレームに登録する。OLT100は、Normal Gateフレームを送信する。
(ステップS110)ONU201は、Normal Gateフレームに含まれている送信開始時刻に、データを含む上り信号を送信する。
図4は、実施の形態1の中継器の構成を示す機能ブロック図である。また、図4では、上り信号に対する中継器300の処理を説明する。
中継器300は、光/電気変換部310、中継処理部320、中継処理部330、及び電気/光変換部340を有する。
また、中継処理部320は、波形歪みを補償する等化処理を実行してもよい。
また、中継処理部330は、波形歪みを補償する等化処理を実行してもよい。
光送受信部120、信号処理部130、ガードタイム算出部140、及びPON制御部150の一部又は全部は、プロセッサ101によって実現してもよい。光送受信部120、信号処理部130、ガードタイム算出部140、及びPON制御部150の一部又は全部は、プロセッサ101が実行するプログラムのモジュールとして実現してもよい。当該プログラムは、制御プログラムとも言う。
光送受信部120は、中継器300を介して、ONU201~204が送信した上り信号を受信する。光送受信部120は、上り信号を電気信号に変換する。光送受信部120は、変換した電気信号を信号処理部130に送信する。また、光送受信部120は、信号処理部130から受信した電気信号を下り信号に変換する。光送受信部120は、下り信号を送信する。
ガードタイム算出部140は、中継処理テーブルに登録されている情報を用いてガードタイムを算出する。ガードタイムの算出については、後述する。
図6は、実施の形態1の中継処理テーブルを示す図である。中継処理テーブル111は、記憶部110に格納されている。中継処理テーブル111は、ONU ID、中継処理種別、及び中継処理時間の項目を有する。
中継処理テーブル111は、ONU ID、中継処理種別、及び中継処理時間の項目を有する。しかし、中継処理テーブル111は、中継処理種別の項目を有していなくてもよい。
ONU201は、時刻T3にRegister Requestフレーム22を送信する。Register Requestフレーム22には、ONU201がRegister Requestフレーム22を送信した時刻T3(すなわち、時刻T4)が含まれている。
図8の光通信システムは、OLT900、ONU901,902、及び中継器903を含む。ONU901は、10Gbpsの通信速度で通信する光通信装置である。ONU902は、1Gbpsの通信速度で通信する光通信装置である。
ONU901は、送信開始時刻T11に上り信号を送信する。ONU902は、送信開始時刻T12に上り信号を送信する。
時刻Tcは、式(2)を用いて、算出される。
ガードタイム算出部140は、時刻Tbと時刻Tcとが一致する場合は上り信号の衝突が発生してしまうため、式(7)のTlongよりも大きい値をガードタイムΔTlongとする。
図9は、ONU202が送信した上り信号とONU203が送信した上り信号とが衝突していないことを示している。図9は、ONU203が送信した上り信号とONU201が送信した上り信号とが衝突していないことを示している。図9は、ONU201が送信した上り信号とONU204が送信した上り信号とが衝突していないことを示している。
次に、実施の形態2を説明する。実施の形態1と相違する事項を主に説明し、実施の形態1と共通する事項の説明を省略する。実施の形態2は、図1~7を参照する。
実施の形態1では、OLTにガードタイムΔTlongが設けられる。OLTは、ガードタイムΔTlongの間、上り信号を受信しない。上り信号を受信しない時間があるということは、帯域利用効率が低い。そこで、実施の形態2では、帯域利用効率を向上させる光通信システムを説明する。
図11は、実施の形態2のOLTの構成を示す機能ブロック図である。OLT100aは、制御部11aを有する。制御部11aは、PON制御部150aを含む。また、制御部11aの機能は、PON制御部150aの機能と同じである。そのため、制御部11aの機能については、PON制御部150aを用いて説明する。
PON制御部150aは、ガードタイムΔTlongに応じて、ONU201,202に光信号を送信させた後、ONU203,204の中で最も早く光信号の送信を開始させる時刻を算出する。また、PON制御部150aは、ガードタイムΔTlongに応じて、ONU203,204に光信号を送信させた後、ONU201,202の中で最も早く光信号の送信を開始させる時刻を算出することもできる。
図5に示される構成と同じ又は対応する図11の構成は、図5に示される符号と同じ符号を付している。
(ステップS11)光送受信部120は、ONU201~204のそれぞれからReportフレームを受信する。PON制御部150aは、各Reportフレームから送信要求データ量を抽出する。
(ステップS13)PON制御部150aは、送信要求データ量に基づいて、通信速度が1GbpsのONU203,204に割当てる帯域を算出する。
これにより、ONU201~204は、図10で示したように上り信号を送信する。
次に、実施の形態3を説明する。実施の形態1,2と相違する事項を主に説明し、実施の形態1,2と共通する事項の説明を省略する。
図13は、実施の形態3の光通信システムを示す図である。光通信システムは、OLT100b、光カプラ401、及びONU600を含む。光カプラ401は、OLT100bと中継器300との間に存在する。ONU600は、光カプラ401を介して、OLT100bと通信する。なお、ONU600の通信速度は、任意である。また、ONU600は、第3の子局装置とも言う。
OLT100bは、ガードタイムΔTlongにONU600が送信する上り信号を受信できるように送信開始時刻を算出する。図14は、ONU600が送信開始時刻T35に上り信号の送信を開始したことを示している。
図15は、実施の形態3のOLTの構成を示す機能ブロック図である。OLT100bは、制御部11bを有する。制御部11bは、PON制御部150bを含む。また、制御部11bの機能は、PON制御部150bの機能と同じである。そのため、制御部11bの機能については、PON制御部150bを用いて説明する。
図5に示される構成と同じ又は対応する図15の構成は、図5に示される符号と同じ符号を付している。
(ステップS21)光送受信部120は、ONU201~204及びONU600のそれぞれからReportフレームを受信する。PON制御部150bは、各Reportフレームから送信要求データ量を抽出する。
(ステップS23)PON制御部150bは、送信要求データ量に基づいて、通信速度が1GbpsのONU203,204に割当てる帯域を算出する。
これにより、ONU201~204及びONU600は、図14で示したように上り信号を送信する。
なお、OLT100bは、ONU600に対する帯域の割当てを毎回行わなくてもよい。すなわち、OLT100bは、ONU600に対する帯域の割当てを任意のタイミングで行ってもよい。
次に、実施の形態4を説明する。実施の形態1と相違する事項を主に説明し、実施の形態1と共通する事項の説明を省略する。
実施の形態1~3では、管理者が中継処理テーブル111に登録される情報を端末装置500に入力し、当該情報に基づいて中継処理テーブル111が作成される。実施の形態4では、当該情報を含むフレームをOLTが受信する場合を説明する。
中継処理情報登録部350の一部又は全部は、中継器300cが有するプロセッサによって実現してもよい。中継処理情報登録部350の一部又は全部は、中継器300cが有するプロセッサが実行するプログラムのモジュールとして実現してもよい。
中継処理情報登録部350は、Register Requestフレームの余剰ビットに、中継処理種別及び中継処理時間を登録する。ここで、Register Requestフレームについて説明する。
(ステップS31)光/電気変換部310は、Register Requestフレームを受信する。ここで、当該Register Requestフレームは、第1の登録要求とも言う。第1の登録要求は、ONUの登録を要求するフレームである。
ここで、中継処理種別及び中継処理時間を登録したRegister Requestフレームは、第2の登録要求とも言う。
中継処理情報抽出部160の一部又は全部は、プロセッサ101によって実現してもよい。中継処理情報抽出部160の一部又は全部は、プロセッサ101が実行するプログラムのモジュールとして実現してもよい。
中継処理情報抽出部160は、Register Requestフレームから中継処理種別及び中継処理時間を抽出する。中継処理情報抽出部160は、中継処理種別及び中継処理時間に基づいて中継処理テーブル111を作成する。
(ステップS41)光送受信部120は、中継器300cが送信したRegister Requestフレームを受信する。
Claims (13)
- 第1の子局装置、第2の子局装置、中継器、及び親局装置を含む光通信システムであって、
前記第1の子局装置は、第1の通信方式で通信し、
前記第2の子局装置は、第2の通信方式で通信し、
前記中継器は、
前記第1の子局装置及び前記第2の子局装置と、前記親局装置との間に存在し、
前記第1の子局装置が送信した光信号を受信した場合、受信した光信号に対して処理を行い、前記第2の子局装置が送信した光信号を受信した場合、受信した光信号に対して処理を行い、
前記親局装置は、前記第1の子局装置が送信した光信号に対して前記中継器が処理を実行する時間である第1の中継処理時間と、前記第2の子局装置が送信した光信号に対して前記中継器が処理を実行する時間である第2の中継処理時間とに基づいて算出されたガードタイムに応じて、前記第1の子局装置に光信号を送信させた後、次に、前記第2の子局装置に光信号の送信を開始させる時刻である送信開始時刻を算出する、
光通信システム。 - 前記親局装置は、前記ガードタイムを用いないで算出した前記第2の子局装置の送信開始時刻よりも、前記ガードタイムに応じて算出した前記第2の子局装置の送信開始時刻を遅らせる、
請求項1に記載の光通信システム。 - 前記ガードタイムは、前記第1の中継処理時間と前記第2の中継処理時間との差よりも大きい値である、
請求項1又は2に記載の光通信システム。 - 前記第1の子局装置と同じ通信方式で通信する複数の子局装置である第1の子局装置群と、
前記第2の子局装置と同じ通信方式で通信する複数の子局装置である第2の子局装置群と、
をさらに含み、
前記親局装置は、
前記第1の子局装置群が連続して光信号を送信するように、前記第1の子局装置群に光信号の送信を開始させる時刻である複数の送信開始時刻を算出し、前記第2の子局装置群が連続して光信号を送信するように、前記第2の子局装置群に光信号の送信を開始させる時刻である複数の送信開始時刻を算出し、かつ前記ガードタイムに応じて、前記第1の子局装置群に光信号を送信させた後、前記第2の子局装置群の中で最も早く光信号の送信を開始させる時刻を算出する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の光通信システム。 - 前記中継器と前記親局装置との間に存在する光カプラと、
前記光カプラを介して、前記親局装置と通信する第3の子局装置と、
をさらに含み、
前記親局装置は、前記ガードタイムに前記第3の子局装置から光信号を受信するために、前記第3の子局装置に光信号の送信を開始させる時刻である送信開始時刻を算出する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の光通信システム。 - 前記中継器は、
子局装置の登録を要求する第1の登録要求を受信した場合、前記第1の中継処理時間と前記第2の中継処理時間とを前記第1の登録要求に登録し、
前記第1の中継処理時間と前記第2の中継処理時間とを前記第1の登録要求に登録した情報である第2の登録要求を前記親局装置に送信し、
前記親局装置は、前記第1の中継処理時間と前記第2の中継処理時間とを前記第2の登録要求から抽出する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の光通信システム。 - 前記第1の通信方式は、第1の通信速度であり、
前記第2の通信方式は、前記第1の通信速度よりも遅い第2の通信速度である、
請求項1から6のいずれか1項に記載の光通信システム。 - 前記第1の通信方式は、第1の通信速度であり、
前記第2の通信方式は、前記第1の通信速度よりも速い第2の通信速度である、
請求項1から6のいずれか1項に記載の光通信システム。 - 前記第1の通信方式は、第1の変調方式であり、
前記第2の通信方式は、第2の変調方式である、
請求項1から6のいずれか1項に記載の光通信システム。 - 第1の通信方式で通信する第1の子局装置、第2の通信方式で通信する第2の子局装置、親局装置、及び前記第1の子局装置と前記第2の子局装置と、前記親局装置との間で光信号を中継する中継器を含む光通信システムのうちの前記親局装置である光通信装置であって、
前記中継器を介して、前記第1の子局装置と、前記第2の子局装置とが送信した光信号を受信する光送受信部と、
前記第1の子局装置が送信した光信号に対して前記中継器が処理を実行する時間である第1の中継処理時間と、前記第2の子局装置が送信した光信号に対して前記中継器が処理を実行する時間である第2の中継処理時間とに基づいて算出されたガードタイムに応じて、前記第1の子局装置に光信号を送信させた後、次に、前記第2の子局装置に光信号の送信を開始させる時刻である送信開始時刻を算出する制御部と、
を有する光通信装置。 - 前記第1の中継処理時間と前記第2の中継処理時間とに基づいて、前記ガードタイムを算出するガードタイム算出部をさらに有する、
請求項10に記載の光通信装置。 - 第1の通信方式で通信する第1の子局装置、第2の通信方式で通信する第2の子局装置、親局装置、及び前記第1の子局装置と前記第2の子局装置と、前記親局装置との間で光信号を中継する中継器を含む光通信システムのうちの前記親局装置である光通信装置が、
前記第1の子局装置が送信した光信号に対して前記中継器が処理を実行する時間である第1の中継処理時間と、前記第2の子局装置が送信した光信号に対して前記中継器が処理を実行する時間である第2の中継処理時間とに基づいて算出されたガードタイムに応じて、前記第1の子局装置に光信号を送信させた後、次に、前記第2の子局装置に光信号の送信を開始させる時刻である送信開始時刻を算出する、
制御方法。 - 第1の通信方式で通信する第1の子局装置、第2の通信方式で通信する第2の子局装置、親局装置、及び前記第1の子局装置と前記第2の子局装置と、前記親局装置との間で光信号を中継する中継器を含む光通信システムのうちの前記親局装置である光通信装置に、
前記第1の子局装置が送信した光信号に対して前記中継器が処理を実行する時間である第1の中継処理時間と、前記第2の子局装置が送信した光信号に対して前記中継器が処理を実行する時間である第2の中継処理時間とに基づいて算出されたガードタイムに応じて、前記第1の子局装置に光信号を送信させた後、次に、前記第2の子局装置に光信号の送信を開始させる時刻である送信開始時刻を算出する、
処理を実行させる制御プログラム。
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