WO2025220341A1 - 光遠隔制御システム、光トランシーバ、遠隔制御装置、光波長多重カプラ、及び光遠隔制御方法 - Google Patents
光遠隔制御システム、光トランシーバ、遠隔制御装置、光波長多重カプラ、及び光遠隔制御方法Info
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- WO2025220341A1 WO2025220341A1 PCT/JP2025/007590 JP2025007590W WO2025220341A1 WO 2025220341 A1 WO2025220341 A1 WO 2025220341A1 JP 2025007590 W JP2025007590 W JP 2025007590W WO 2025220341 A1 WO2025220341 A1 WO 2025220341A1
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- H—ELECTRICITY
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- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/27—Arrangements for networking
- H04B10/272—Star-type networks or tree-type networks
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
Definitions
- This disclosure relates to an optical remote control system, an optical transceiver, a remote control device, an optical wavelength division multiplexing coupler, and an optical remote control method.
- Patent Document 1 discloses a technology for allocating the wavelength of a wavelength-tunable optical transceiver in an ONU (Optical Network Unit) of a PON (Passive Optical Network) using control signals such as AMCC (Auxiliary Management and Control Channel) and OAM (Operations, Administration, and Maintenance).
- AMCC Advanced Management and Control Channel
- OAM Operations, Administration, and Maintenance
- APN All-Photonics Network
- An optical remote control system comprises a plurality of optical transceivers connected to an optical communications network transmitting an optical signal in which a plurality of main signals are wavelength-division multiplexed, and a remote control device connected to the optical communications network, wherein the remote control device includes a control optical transceiver that transmits a plurality of control signals of a single wavelength, and each of the plurality of optical transceivers includes a first optical transceiver that transmits and receives the main signals, a second optical transceiver that receives the control signals separated from an optical multiplexed signal in which the main signals and the control signals are wavelength-division multiplexed, and a control unit that controls the first optical transceiver based on the control signals received by the second optical transceiver, and the second optical transceiver transmits a single-wavelength response signal in response to the control signal as a burst optical signal.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of an optical communication system according to an embodiment.
- FIG. 2A is a diagram illustrating a first example of the configuration of an optical remote control system according to an embodiment.
- FIG. 2B is a diagram illustrating a second example of the configuration of the optical remote control system according to the embodiment.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an optical transceiver.
- FIG. 4 is a diagram showing an example of a frame format of an extended OAM frame.
- FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an example of remote control of an optical transceiver in the optical remote system according to the embodiment.
- FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of downstream communication in the optical remote control system according to the embodiment.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of an optical communication system according to an embodiment.
- FIG. 2A is a diagram illustrating a first example of the configuration of an optical remote control system according to an embodiment.
- FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of upstream communication in the optical remote control system according to the embodiment.
- FIG. 8 is a diagram showing a first modified example of the optical remote control system according to the embodiment.
- FIG. 9 is a diagram showing a second modified example of the optical remote control system according to the embodiment.
- FIG. 10 is a diagram showing a third modified example of the optical remote control system according to the embodiment.
- FIG. 11 is a diagram showing a fourth modified example of the optical remote control system according to the embodiment.
- FIG. 12 is a block diagram showing a circuit configuration of a frame processing unit in a fifth modified example of the optical transceiver according to the embodiment.
- FIG. 13 is a flowchart illustrating the operation of the processor in the fifth modification of the optical transceiver according to the embodiment.
- optical transceivers installed in user devices must be remotely controlled from the central office of the telecommunications carrier that owns and manages the APN. Meanwhile, it is desirable to reduce the number of wavelengths used for control signals in order to ensure the number of wavelengths used for main signals. Furthermore, optical transceivers have strict power consumption requirements, so implementing remote control on them requires lower power consumption.
- the optical remote control system of this embodiment comprises a plurality of optical transceivers connected to an optical communications network that transmits optical signals in which a plurality of main signals are wavelength-division multiplexed, and a remote control device connected to the optical communications network.
- the remote control device includes a control optical transceiver that transmits a plurality of control signals of a single wavelength.
- Each of the plurality of optical transceivers includes a first optical transceiver that transmits and receives the main signals, a second optical transceiver that receives the control signals separated from an optical multiplexed signal in which the main signals and the control signals are wavelength-division multiplexed, and a control unit that controls the first optical transceiver based on the control signals received by the second optical transceiver.
- the second optical transceiver transmits a single-wavelength response signal in response to the control signal as a burst optical signal. This reduces the number of wavelengths used to control the optical transceivers and reduces the power consumption of the optical transceivers.
- the remote control device may function as a central office optical line terminal in a passive optical network, include the control optical transceiver, and include an OLT function unit that transmits the plurality of control signals as time-division multiplexed optical signals; and the optical transceiver may function as a subscriber office optical line terminal in a passive optical network, and include an ONU function unit connected to the second optical transceiver that receives the control signals as time-division multiplexed optical signals. This allows remote control of the first optical transceiver using the OLT function and ONU function of the PON.
- the optical remote control system may further include an optical wavelength division multiplexing coupler disposed between the remote control device and the plurality of optical transceivers in the optical communication network, and the optical wavelength division multiplexing coupler may separate the plurality of main signals from the optical signal by wavelength, and distribute the optical multiplexed signal, in which the separated main signals and the control signals are wavelength division multiplexed, to each of the plurality of optical transceivers. This makes it possible to separate the plurality of main signals from the wavelength division multiplexed signal, and transmit each main signal and control signal to each of the plurality of optical transceivers.
- the optical transceiver of this embodiment comprises a first optical transceiver that transmits and receives a main signal, a second optical transceiver that receives a single-wavelength control signal separated from an optical multiplexed signal in which the main signal and control signal are wavelength-division multiplexed, and a control unit that controls the first optical transceiver based on the control signal received by the second optical transceiver, wherein the control signal is transmitted from a remote control device, the second optical transceiver receives the transmitted control signal, and the second optical transceiver transmits a single-wavelength response signal to the control signal as a burst optical signal. This reduces the number of wavelengths used to control the optical transceiver and also reduces the power consumption of the optical transceiver.
- the control signal is time-division multiplexed with a second control signal for controlling a third optical transceiver provided in a second optical transceiver different from the optical transceiver
- the optical multiplexed signal is a multiplexed control signal in which the control signal and the second control signal are time-division multiplexed, and a signal in which the main signal and a second main signal received by the third optical transceiver are wavelength-division multiplexed
- the second optical transceiver converts the multiplexed control signal, which is the received optical signal, into an electrical signal
- the optical transceiver may further include an acquisition unit that acquires an electrical signal corresponding to the control signal from the electrical signal into which the multiplexed control signal is converted.
- the optical transceiver functions as an optical line terminal in a passive optical network and includes an ONU function unit connected to the second optical transceiver unit that receives the multiplexed control signal, and the ONU function unit may include the acquisition unit. This allows remote control of the first optical transceiver unit using the OLT function and ONU function of the PON.
- control signal may include a control frame used in a passive optical network. This allows the PON control frame to be used to control the first optical transceiver.
- the ONU function unit may discard user frames, which are frames different from MPCP frames and control frames, among the received frames. This reduces the processing load and power consumption of the ONU function unit.
- the ONU functional unit may not include a receive buffer for storing user frames, which are received frames different from MPCP frames and control frames. This simplifies the configuration of the ONU functional unit and reduces the processing load and power consumption of the ONU functional unit.
- the ONU functional unit may not include a transmission buffer for storing user frames, which are frames different from MPCP frames and control frames among the transmission frames. This simplifies the configuration of the ONU functional unit and reduces the processing load and power consumption of the ONU functional unit.
- the ONU functional unit may include a frame processing unit and a processor, the frame processing unit outputs the received control frame to the processor and transmits the control frame input from the processor, the processor processes a request included in a request frame, which is the control frame input from the frame processing unit, and generates a response frame, which is the control frame including a response to the request, and outputs it to the frame processing unit, and the processor may go to sleep after outputting the response frame. This reduces the power consumption of the ONU functional unit.
- the frame processing unit may be capable of being powered down, and the processor may power down the frame processing unit during a power-down period based on a sleep period during which the processor goes to sleep. This can further reduce the power consumption of the ONU function unit.
- a remote control device is a remote control device connected to an optical communications network that transmits optical signals in which multiple main signals are wavelength-division multiplexed.
- the remote control device functions as an optical line terminal (OLT) in a passive optical network and includes an optical line terminal (OLT) functional unit that generates control signals to control first optical transceivers provided in multiple optical transceivers connected to the optical communications network, and a control optical transceiver that transmits a single-wavelength control signal so that a second optical transceiver in the optical transceiver including an ONU functional unit that functions as a subscriber-side optical line terminal in the passive optical network receives the control signal.
- OLT optical line terminal
- ONT optical line terminal
- the control optical transceiver receives a single-wavelength response signal in response to the control signal, and the response signal is a signal transmitted as a burst optical signal from the second optical transceiver. This reduces the number of wavelengths used to control the optical transceiver and reduces the power consumption of the optical transceiver.
- the optical wavelength multiplexing coupler of this embodiment is an optical wavelength multiplexing coupler arranged between a remote control device and multiple optical transceivers in an optical communication network that transmits optical signals in which multiple main signals are wavelength-division multiplexed, and includes: a first port that receives a wavelength-division multiplexed signal of the multiple main signals and control signals transmitted from the remote control device for controlling first optical transmitters and receivers provided in the multiple optical transceivers; a WDM coupler that separates, by wavelength, the multiple main signals included in the wavelength-division multiplexed signal received by the first port; and a second port that transmits, to each of the multiple optical transceivers, an optical multiplexed signal in which each of the multiple main signals separated by the WDM coupler and the control signal are wavelength-division multiplexed.
- the optical remote control method of this embodiment includes the steps of transmitting a single-wavelength control signal from a remote control device, transmitting an optical multiplexed signal in which a main signal and the control signal are wavelength-division multiplexed over an optical communication network, receiving the main signal separated from the optical multiplexed signal by a first optical transceiver, receiving the control signal separated from the optical multiplexed signal by a second optical transceiver, the control signal having a single wavelength different from the wavelength of the main signal, controlling the first optical transceiver based on the control signal received by the second optical transceiver, and transmitting a single-wavelength response signal to the control signal as a burst optical signal by the second optical transceiver. This reduces the number of wavelengths used to control the optical transceiver and reduces the power consumption of the optical transceiver.
- the present disclosure can be realized not only as an optical remote control system having the above-described characteristic configuration, an optical transceiver having the characteristic configuration, a remote control device having the characteristic configuration, an optical wavelength division multiplexing coupler having the characteristic configuration, and a remote control method including the characteristic steps, but also as a computer program for causing the optical transceiver to execute characteristic processing, or as a semiconductor integrated circuit for part or all of the optical transceiver.
- the present disclosure can be realized as a computer program for causing the remote control device to execute characteristic processing, or as a semiconductor integrated circuit for part or all of the remote control device.
- the present disclosure can be realized as a computer program for causing the optical wavelength division multiplexing coupler to execute characteristic processing, or as a semiconductor integrated circuit for part or all of the optical wavelength division multiplexing coupler.
- Fig. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an optical communication system according to an embodiment.
- the optical communication system 1 illustrated in Fig. 1 connects a plurality of user devices 40_1, 40_2, 40_3, 40_4, 40_5, 40_6, 40_7, 40_8, and 40_9 to each other via an optical communication network 3, and transmits wavelength-division multiplexed optical signals between the user devices 40_1, 40_2, 40_3, 40_4, 40_5, 40_6, 40_7, 40_8, and 40_9.
- the optical communication system 1 includes optical wavelength multiplexing switches 10_1, 10_2, and 10_3 and optical transceivers 30_1, 30_2, 30_3, 30_4, 30_5, 30_6, 30_7, 30_8, and 30_9.
- the user devices 40_1, 40_2, 40_3, 40_4, 40_5, 40_6, 40_7, 40_8, and 40_9 will be collectively referred to as "user devices 40”
- the optical transceivers 30_1, 30_2, 30_3, 30_4, 30_5, 30_6, 30_7, 30_8, and 30_9 will be collectively referred to as "optical transceivers 30.”
- the optical wavelength multiplexing switch will be collectively referred to as "optical wavelength multiplexing SW”
- the optical wavelength multiplexing switches 10_1, 10_2, and 10_3 will be collectively referred to as "optical wavelength multiplexing SW 10.”
- the optical transceiver 30 is installed in the user device 40.
- a pair of optical transceivers 30 and user devices 40 are assigned a common sub-number.
- optical transceiver 30_1 is installed in user device 40_1
- optical transceiver 30_2 is installed in user device 40_2.
- Figure 1 shows a configuration in which one optical transceiver 30 is installed in one user device 40, this is not limiting. Multiple optical transceivers 30 may be installed in one user device 40.
- the optical transceiver 30 includes a wavelength-tunable optical transmitter/receiver.
- the transmission wavelength of the optical transmitter/receiver can be remotely controlled.
- the configuration of the optical transceiver 30 will be described later.
- Each optical transceiver 30 is assigned a wavelength.
- the optical transceiver 30 transmits an optical signal (main signal) of the assigned wavelength.
- optical transceivers 30_1, 30_2, 30_3, 30_4, 30_5, 30_6, 30_7, 30_8, and 30_9 are each assigned a different wavelength.
- At least optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3, in which transmission signals are multiplexed are each assigned a different wavelength.
- Optical transceivers 30_4, 30_5, and 30_6 are also each assigned a different wavelength
- optical transceivers 30_7, 30_8, and 30_9 are also each assigned a different wavelength.
- optical transceivers 30 in which transmission signals are not multiplexed may be assigned the same wavelength.
- the wavelength of the main signal is selected from a wavelength range excluding wavelengths for control signals, which will be described later.
- User device 40 is located in a user's home or user facility.
- User device 40 may be, for example, a relay device such as a router for connecting a user's LAN (local area network) to the optical communication network 3.
- a first user device 40 e.g., user device 40_1
- RU Radio Unit
- MCH mobile fronthaul
- DU Distributed Unit
- the optical communication network 3 is an APN that transmits optical signals end-to-end.
- the optical communication network 3 includes, for example, a metro network 3A connected to a telecommunications carrier's base within a city, and an access network 3B connected to a user base (user home or user facility).
- the optical wavelength multiplexing SW10 is an optical gateway that connects the metro network 3A and the access network 3B and relays optical signals between the metro network 3A and the access network 3B.
- the optical wavelength multiplexing SW10_1, 10_2, and 10_3 are interconnected by multiple optical transmission paths 60_1, 60_2, and 60_3.
- the metro network 3A is a two-core transmission network, and the optical transmission paths 60_1, 60_2, and 60_3 are two-core optical transmission paths (the transmission directions of the two cores are opposite to each other).
- two-core optical transmission paths are also referred to as "two-core transmission paths.”
- the metro network 3A is a ring topology network, and a specific example is a ROADM (Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer).
- the configuration of the metro network 3A is not limited to this and may be a mesh topology network.
- Optical transmission lines 61_1, 61_2, and 61_3 of access network 3B are single-core optical transmission lines (one core for bidirectional multiplexed communication).
- single-core optical transmission lines are also referred to as “single-core transmission lines.” In single-core transmission, different wavelengths are assigned to the upstream main signal and the downstream main signal.
- Optical transmission lines 62_1, 62_2, and 62_3 are two-core transmission lines.
- the entire access network 3B may be a network of single-core transmission lines or a two-core transmission network.
- Optical wavelength multiplexing SW10_1 has multiple ports on the metro network side (hereinafter also referred to as “metro side ports”) MP_1 and MP_2, and multiple ports on the access network side (hereinafter also referred to as "access side ports”) AP_1, AP_2, and AP_3.
- Metro-side ports MP_1 and MP_2 each include an output interface and an input interface.
- the output interface of metro-side port MP_1 is connected to the first transmission path of the two-core transmission path 60_1 (the transmission path from optical wavelength multiplexing SW10_1 to optical wavelength multiplexing SW10_2), and the input interface of metro-side port MP_1 is connected to the second transmission path of the two-core transmission path 60_1 (the transmission path from optical wavelength multiplexing SW10_2 to optical wavelength multiplexing SW10_1).
- the output interface of metro-side port MP_2 is connected to the first transmission path of the two-core transmission path 60_3 (the transmission path from optical wavelength multiplexing SW10_1 to optical wavelength multiplexing SW10_3), and the input interface of metro-side port MP_2 is connected to the second transmission path of the two-core transmission path 60_3 (the transmission path from optical wavelength multiplexing SW10_3 to optical wavelength multiplexing SW10_1).
- the access side ports AP_1, AP_2, and AP_3 are connected to the optical wavelength division multiplexing coupler 20 (or optical transceiver 30) via single-core transmission lines 61_1, 61_2, and 61_3, respectively. As shown in FIG. 1, one access side port AP_1 of the optical wavelength division multiplexing SW10_1 is connected to the optical wavelength division multiplexing coupler 20_1 via the single-core transmission line 61_1.
- the optical wavelength multiplexing SW10_1 includes a wavelength selective switch (hereinafter also referred to as "WSS”) 14 and a wavelength multiplexing/demultiplexing unit (hereinafter also referred to as "Add/Drop”) 15.
- WSS wavelength selective switch
- Add/Drop wavelength multiplexing/demultiplexing unit
- WSS14 is connected to each of the metro-side ports MP_1 and MP_2 via optical transmission paths, and is also connected to Add/Drop15 via optical transmission paths.
- Add/Drop15 is connected to each of the access-side ports AP_1, AP_2, and AP_3 via multiple optical transmission paths.
- WSS14 determines whether to pass or drop optical signals input to the input interface of metro side port MP_1 for each wavelength, and outputs optical signals of the wavelengths to be passed to the output interface of metro side port MP_2. WSS14 outputs optical signals of the wavelengths to be dropped to Add/Drop15. WSS14 determines whether to pass or drop optical signals input to the input interface of metro side port MP_2 for each wavelength, and outputs optical signals of the wavelengths to be passed to the output interface of metro side port MP_1. WSS14 outputs optical signals of the wavelengths to be dropped to Add/Drop15.
- WSS14 outputs the optical signal input from Add/Drop15 to the output interface of metro side port MP_1 or the output interface of metro side port MP_2 for each wavelength.
- Add/Drop 15 separates the optical signals input from WSS 14 by wavelength and outputs the optical signals of each wavelength to access side ports AP_1, AP_2, or AP_3. Furthermore, Add/Drop 15 wavelength-multiplexes the optical signals input from access side ports AP_1, AP_2, and AP_3 and outputs a wavelength division multiplexed signal (hereinafter also referred to as a "WDM signal") to WSS 14.
- WDM signal wavelength division multiplexed signal
- an optical wavelength multiplexing coupler 20_1 is disposed between the optical wavelength multiplexing SW 10_1 and the optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3.
- An optical wavelength multiplexing coupler 20_2 is disposed between the optical wavelength multiplexing SW 10_2 and the optical transceivers 30_4, 30_5, and 30_6.
- An optical wavelength multiplexing coupler 20_3 is disposed between the optical wavelength multiplexing SW 10_3 and the optical transceivers 30_7, 30_8, and 30_9.
- the optical wavelength multiplexing couplers 20_1, 20_2, and 20_3 will be collectively referred to as "optical wavelength multiplexing couplers 20.”
- One-core transmission lines 61_1, 61_2, and 61_3, each composed of optical fiber, are connected to the port of optical wavelength division multiplexing SW 10_1 on the access network 3B side.
- Single-core transmission line 61_1 is connected to optical wavelength division multiplexing coupler 20_1.
- Optical wavelength division multiplexing coupler 20_1 is connected to optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3 via two-core transmission lines 62_1, 62_2, and 62_3.
- Optical wavelength division multiplexing SWs 10_2 and 10_3 are also connected to optical wavelength division multiplexing couplers 20_2 and 20_3 and optical transceivers 30_4, 30_5, 30_6, 30_7, 30_8, and 30_9 via optical transmission lines, but the connection relationships between the various nodes are the same as those described above, so a detailed description will be omitted.
- the optical wavelength multiplexing coupler 20 separates the WDM signal transferred by the optical wavelength multiplexing SW 10 into wavelengths and transfers the separated optical signals to the optical transceivers 30 corresponding to each wavelength.
- the optical wavelength multiplexing coupler 20 wavelength-multiplexes the optical signals transmitted from each optical transceiver 30 and transfers the resulting WDM signal to the optical wavelength multiplexing SW 10.
- the optical wavelength multiplexing coupler 20 multiplexes or separates the optical signals without converting them to electrical signals within the device and transfers them to the desired path. Details of the optical wavelength multiplexing coupler 20 will be described later.
- the optical transceiver 30 and the optical wavelength multiplexing SW 10 may be connected without the optical wavelength multiplexing coupler 20.
- the optical transceiver 30 and the optical wavelength multiplexing SW 10 may be connected via multiple optical wavelength multiplexing couplers 20.
- one wavelength width multiplexed by the upper optical wavelength multiplexing coupler 20 i.e., closer to the optical wavelength multiplexing SW 10
- the optical wavelength multiplexing coupler 20 may be a power coupler.
- the optical transceiver 30 since the optical transceiver 30 receives main signals of multiple wavelengths, the optical transceiver 30 further includes a wavelength selection filter for selecting and receiving only the corresponding wavelengths.
- the optical communication system 1 includes optical remote control systems 2_1, 2_2, and 2_3.
- the optical remote control system 2_1 is a system for remotely controlling optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3, and includes an optical wavelength multiplexing SW 10_1 and the optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3.
- the optical remote control system 2_2 is a system for remotely controlling optical transceivers 30_4, 30_5, and 30_6, and includes an optical wavelength multiplexing SW 10_2 and the optical transceivers 30_4, 30_5, and 30_6.
- the optical remote control system 2_3 is a system for remotely controlling optical transceivers 30_7, 30_8, and 30_9, and includes an optical wavelength multiplexing SW 10_3 and the optical transceivers 30_7, 30_8, and 30_9.
- the optical remote control systems 2_1, 2_2, and 2_3 will be collectively referred to as the “optical remote control system 2.”
- the optical remote control system 2 may include a management device 50.
- the optical transceiver 30 is remotely controlled using a TDM-PON (TDM: Time Division Multiplexing). More specifically, in the optical remote control system 2 according to this embodiment, the optical transceiver 30 is remotely controlled using an EPON (Ethernet PON) defined in IEEE 802.3ah, except for specifications related to the transmission and reception wavelengths.
- Each optical wavelength multiplexing SW 10 includes an OLT functional unit (referred to as "OLT" in Figure 1) 11_1, 11_2, 11_3, respectively.
- OLT functional units 11_1, 11_2, 11_3 are collectively referred to as the "OLT functional unit 11.”
- a common subnumber is assigned to a pair of optical wavelength multiplexing SW 10 and OLT functional unit 11.
- Each optical transceiver 30 includes one of the ONU functional units (referred to as "ONU” in Figure 1) 31_1, 31_2, 31_3, 31_4, 31_5, 31_6, 31_7, 31_8, and 31_9.
- the ONU functional units 31_1, 31_2, 31_3, 31_4, 31_5, 31_6, 31_7, 31_8, and 31_9 will be collectively referred to as "ONU functional units 31.”
- ONU functional units 31 a pair of optical transceiver 30 and ONU functional unit 31 is assigned a common subnumber.
- the management device 50 centrally manages the optical transceivers 30_1, 30_2, 30_3, 30_4, 30_5, 30_6, 30_7, 30_8, and 30_9.
- the management device 50 is communicatively connected to the optical wavelength multiplexing SWs 10_1, 10_2, and 10_3, respectively, via transmission paths 70_1, 70_2, and 70_3 (shown by dashed lines in the figure) using well-known technologies such as electrical signal lines, optical signal lines, and wireless networks.
- the management device 50 and the optical wavelength multiplexing SWs 10_1, 10_2, and 10_3 can communicate using a communication protocol such as the Ethernet protocol ("Ethernet" is a registered trademark).
- FIG. 2A is a diagram showing a first example of the configuration of an optical remote control system according to an embodiment. While FIG. 2A shows an example of the configuration of optical remote control system 2_1 as a representative example, the same applies to optical remote control systems 2_2 and 2_3.
- the optical wavelength multiplexing SW 10_1 includes an OLT function unit 11_1, a WSS 14, and an Add/Drop 15, as well as a SW control unit 12, a remote optical transceiver control unit 13 (hereinafter, “transceiver” may also be referred to as “TRx”), and a control signal multiplexing unit 16.
- the SW control unit 12 is connected to the management device 50 via transmission path 70_1.
- the SW control unit 12 is further connected to the remote optical TRx control unit 13.
- the SW control unit 12 can communicate with the management device 50 using a communication protocol such as the Ethernet protocol.
- the management device 50 transmits control information including the transmission path and wavelength of the optical signal, and the SW control unit 12 receives the control information from the management device 50.
- the control information includes information for setting the transmission wavelength of the optical transceiver 30.
- the SW control unit 12 is composed of a processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), etc.
- the SW control unit 12 analyzes the received control information and sets the WSS 14 and Add/Drop 15 according to the transmission path and wavelength contained in the control information.
- the remote optical TRx control unit 13 is connected to the OLT function unit 11_1.
- optical connections between multiple elements are indicated by solid lines
- electrical connections between multiple elements are indicated by dashed lines
- connections between multiple elements regardless of the connection type are indicated by dashed and dotted lines.
- the remote optical TRx control unit 13 is composed of a processor, ASIC, FPGA, etc.
- the remote optical TRx control unit 13 can analyze the received control information and convert it into commands for controlling the optical transceiver 30.
- the OLT functional unit 11_1 is configured with a processor, ASIC, FPGA, etc., and includes an optical transceiver unit 111. Note that two or three of the SW control unit 12, remote optical TRx control unit 13, and OLT functional unit 11_1 may be configured with a single processor, ASIC, FPGA, etc.
- the optical transceiver unit 111 may be provided outside the OLT functional unit 11_1 and connected to the OLT functional unit 11_1.
- the OLT functional unit 11_1 performs PON communication with its subordinate ONU functional units 31_1, 31_2, and 31_3 using optical signals (hereinafter also referred to as "control signals") of a predetermined control wavelength.
- control signals optical signals
- the direction from the optical wavelength multiplexing SW 10_1 (OLT functional unit 11_1) to the optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3 (ONU functional units 31_1, 31_2, and 31_3) will be referred to as the "downstream direction”
- the direction from the optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3 (ONU functional units 31_1, 31_2, and 31_3) to the optical wavelength multiplexing SW 10_1 (OLT functional unit 11_1) will be referred to as the "upstream direction.”
- the control wavelength is a wavelength different from the wavelength of the main signal.
- the control wavelength is, for example, 1490 nm as the transmission wavelength of the OLT function unit 11_1 (hereinafter also referred to as the "downstream control wavelength"), and 1310 nm as the reception wavelength of the OLT function unit 11_1 (hereinafter also referred to as the "upstream control wavelength").
- the OLT functional unit 11_1 communicates individually with the ONU functional units 31_1, 31_2, and 31_3, and individually controls the subordinate optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3. Therefore, a multiplexed control signal, which is an optical signal that is time-division multiplexed with a control signal for controlling the ONU functional unit 31_1, a control signal for controlling the ONU functional unit 31_2, and a control signal for controlling the ONU functional unit 31_3, is transmitted between the OLT functional unit 11_1 and the ONU functional units 31_1, 31_2, and 31_3.
- a control signal multiplexing unit 16 is arranged in the optical transmission path between Add/Drop 15 and access side ports AP_1, AP_2, and AP_3.
- WSS 14 and Add/Drop 15 optical signals are handled as two-core transmission
- control signal multiplexing unit 16 optical signals are handled as single-core transmission.
- Add/Drop 15 converts between single-core and two-core transmission.
- Three single-core optical transmission paths 61_1, 61_2, and 61_3 extend from Add/Drop 15, and the control signal multiplexing unit 16 includes WDM couplers 16_1, 16_2, and 16_3 arranged in the respective optical transmission paths 61_1, 61_2, and 61_3.
- the downstream multiplexed control signal output from the OLT function unit 11_1 is distributed to each branch line by an optical coupler (power coupler) (not shown) arranged on the transmission path extending from the optical transceiver unit 111.
- WDM couplers 16_1, 16_2, and 16_3 multiplex each distributed downstream multiplexed control signal into a downstream main signal transmitted on each transmission path 61_1, 61_2, and 61_3.
- the single-core transmission paths 61_1, 61_2, and 61_3 extending from the control signal multiplexer unit 16 extend from the access-side ports AP_1, AP_2, and AP_3 to the outside via the optical wavelength multiplexing SW 10_1.
- a wavelength division multiplexed signal (hereinafter also referred to as "downstream optical multiplexed signal") of the downstream main signal and downstream multiplexed control signal is output from the access side ports AP_1, AP_2, and AP_3 of the optical wavelength multiplexing SW10_1.
- Optical wavelength division multiplexing coupler 20_1 includes WDM couplers 21, 22A, 22B, 24A_1, 24A_2, 24A_3, 24B_1, 24B_2, and 24B_3, and optical couplers 23A and 23B.
- a single-core transmission line 61_1 is introduced into the optical wavelength division multiplexing coupler 20_1.
- WDM couplers 22A and 22B are arranged along the single-core transmission line 61_1.
- WDM coupler 22A separates the downstream main signal (three WDM downstream main signal systems) and the downstream multiplex control signal from the downstream optical multiplexed signal transmitted along the single-core transmission line 61_1.
- the downstream main signal is input to WDM coupler 21.
- WDM coupler 21 separates the input downstream main signal by wavelength and distributes the separated main signal of each system to each branch line.
- the WDM coupler 21 is connected to the two-core transmission lines 62_1, 62_2, and 62_3.
- Each of the two-core transmission lines 62_1, 62_2, and 62_3 includes a downstream optical transmission line 62_1A, 62_2A, and 62_3A (hereinafter also referred to as the "downstream transmission line") and an upstream optical transmission line 62_1B, 62_2B, and 62_3B (hereinafter also referred to as the "upstream transmission line”).
- the WDM coupler 21 outputs each of the three downstream main signals, obtained by separating the downstream WDM signal, to the downstream transmission lines 62_1A, 62_2A, and 62_3A, respectively.
- WDM coupler 22A The downstream multiplexed control signal separated by WDM coupler 22A is distributed into multiple systems by optical coupler 23A.
- WDM couplers 24A_1, 24A_2, and 24A_3 are arranged in downstream transmission paths 62_1A, 62_2A, and 62_3A, respectively.
- WDM couplers 24A_1, 24A_2, and 24A_3 each receive the downstream main signal output from WDM coupler 21 and the downstream multiplexed control signal output from optical coupler 23A.
- WDM couplers 24A_1, 24A_2, and 24A_3 each combine the input downstream main signal and downstream multiplexed control signal, and output the combined signal as a WDM signal (optical multiplexed signal).
- Optical transceiver 30_2 includes an optical transceiver unit (hereinafter also referred to as "U-TRx”) 301 for main signals and an optical transceiver unit (hereinafter also referred to as "C-TRx”) 311 for control signals.
- U-TRx 301 is a wavelength-tunable optical transceiver unit. More specifically, U-TRx 301 includes a wavelength-tunable optical transmitter and an optical receiver capable of receiving optical signals with a specific range of wavelengths.
- C-TRx 311 includes an optical transmitter capable of transmitting optical signals with an upstream control wavelength and an optical receiver capable of receiving optical signals with a downstream control wavelength.
- U-TRx 301 is an example of a "first optical transceiver unit," and C-TRx 311 is an example of a “second optical transceiver unit.” Note that the optical receiver of U-TRx 301 may be a receiving wavelength-selective optical receiver.
- Optical transceiver 30_2 includes port PA for receiving optical signals and port PB for transmitting optical signals.
- WDM couplers 304A and 304B are located along the optical transmission paths extending from ports PA and PB, respectively.
- the downstream WDM signal output from optical wavelength division multiplexing coupler 20_1 and transmitted through downstream transmission path 62_2A is input to WDM coupler 304A from port PA of optical transceiver 30_2.
- WDM coupler 304A separates the downstream WDM signal into a downstream main signal and a downstream multiplex control signal.
- the downstream main signal output from WDM coupler 304A is received by U-TRx 301, and the downstream multiplex control signal output from WDM coupler 304A is received by C-TRx 311.
- Optical transceiver 30_2 obtains a control signal (frame) addressed to itself from the downstream multiplexed control signal and executes the command contained in the control signal.
- C-TRx 311 transmits an upstream control signal carrying a frame containing the execution result.
- Optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3 each transmit frames at different times.
- the upstream main signal transmitted from U-TRx 301 and the upstream control signal transmitted from C-TRx 311 are input to WDM coupler 304B.
- WDM coupler 304B multiplexes the upstream main signal and the upstream control signal and outputs an upstream WDM signal.
- the upstream WDM signal is output from port PB to upstream transmission path 62_2B.
- WDM couplers 24B_1, 24B_2, and 24B_3 are arranged on the upstream transmission paths 62_1B, 62_2B, and 62_3B, respectively.
- the upstream WDM signals transmitted through the upstream transmission paths 62_1B, 62_2B, and 62_3B, respectively, are input to the WDM couplers 24B_1, 24B_2, and 24B_3.
- Each of the WDM couplers 24B_1, 24B_2, and 24B_3 separates the upstream main signal and upstream control signal from the upstream WDM signal.
- Each of the three upstream main signals is input to the WDM coupler 21.
- the WDM coupler 21 combines the three input upstream main signals and outputs the WDM signal to the single-core transmission path 61_1.
- the three upstream control signals output from WDM couplers 24B_1, 24B_2, and 24B_3 are input to optical coupler 23B.
- Optical coupler 23B multiplexes the three input upstream control signals.
- frames are transmitted from optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3 at different times, so optical coupler 23B time-division multiplexes the three upstream control signals.
- WDM coupler 22B multiplexes the upstream WDM signal output from WDM coupler 21 with the upstream multiplex control signal (a TDM signal of three control signals) output from optical coupler 23B, and outputs a wavelength division multiplexed signal (hereinafter also referred to as the "upstream optical multiplexed signal") in which the three main signal WDM signals and the upstream multiplex control signal are multiplexed.
- the upstream optical multiplexed signal is transmitted through single-core transmission line 61_1 and input to access-side port AP_1 of optical wavelength multiplexing SW10_1.
- the upstream optical multiplexed signal transmitted through single-core transmission line 61_2 is input to access-side port AP_2, and the upstream optical multiplexed signal transmitted through single-core transmission line 61_3 is input to access-side port AP_3.
- the control signal multiplexing unit 16 demultiplexes the upstream optical multiplexed signals transmitted through the single-core transmission lines 61_1, 61_2, and 61_3, respectively, into an upstream main signal and an upstream multiplexed control signal using WDM couplers 16_1, 16_2, and 16_3.
- the upstream multiplexed control signals output from the WDM couplers 16_1, 16_2, and 16_3 are multiplexed by an optical coupler (not shown) and input to the OLT function unit 11_1.
- the OLT function unit 11_1 extracts the command execution results from the upstream multiplexed control signals and outputs the extracted command execution results to the remote optical TRx control unit 13.
- the remote optical TRx control unit 13 generates response information including the command execution results.
- the remote optical TRx control unit 13 outputs the response information to the SW control unit 12.
- the SW control unit 12 sends the input response information to the management device 50 either directly or together with responses to the setting commands of the WSS 14 and Add/Drop 15.
- optical transmission paths 62_1, 62_2, and 62_3 downstream from the optical wavelength division multiplexing coupler 20_1 may be single-core transmission paths.
- Figure 2B is a diagram showing a second example of the configuration of an optical remote control system according to an embodiment. Figure 2B shows an example in which the optical transmission paths 62_1, 62_2, and 62_3 are single-core transmission paths.
- WDM coupler 21A is connected to single-core transmission lines 62_1, 62_2, and 62_3.
- WDM coupler 21A outputs three systems of downstream main signals, obtained by separating the downstream WDM signal, to the single-core transmission lines 62_1, 62_2, and 62_3, respectively.
- the downstream multiplexed control signal output from optical coupler 23A is input to WDM couplers 24A_1, 24A_2, and 24A_3, which are arranged in the single-core transmission lines 62_1B, 62_2B, and 62_3B.
- Each of WDM couplers 24A_1, 24A_2, and 24A_3 multiplexes the input downstream main signal and downstream multiplexed control signal, and outputs the multiplexed signal as a WDM signal.
- Downstream WDM signals and upstream WDM signals of the corresponding systems are multiplexed and transmitted through each of the single-core transmission lines 62_1, 62_2, and 62_3.
- the optical transceiver 30_2 has one port PT connected to the single-core transmission line 62_2.
- a WDM coupler 304C is connected to the single-core optical transmission line extending from the port PT.
- the WDM coupler 304C converts between single-core and dual-core transmission.
- a dual-core optical transmission line extends from the WDM coupler 304C to the U-TRx 311, with WDM couplers 304A and 304B located midway along each optical transmission line.
- WDM coupler 304C extracts the downstream WDM signal from the wavelength-multiplexed signal of the upstream WDM signal and the downstream WDM signal, and outputs the extracted downstream WDM signal to WDM coupler 304A. Furthermore, the upstream WDM signal output from WDM coupler 304B is input to WDM coupler 304C, which outputs the upstream WDM signal to single-core transmission line 62_2 so that it is wavelength-multiplexed with the downstream WDM signal.
- Each of the three upstream main signals is input to WDM coupler 21A.
- WDM coupler 21A combines the three input upstream main signals and outputs the WDM signal to the single-core transmission line 61_1.
- the three upstream control signals output from WDM couplers 24B_1, 24B_2, and 24B_3 are input to optical coupler 23B.
- Optical coupler 23B multiplexes the three upstream control signals that it receives.
- WDM coupler 22B multiplexes the upstream WDM signal output from WDM coupler 21A with the upstream multiplex control signal (a TDM signal of three control signals) output from optical coupler 23B, and outputs an upstream optical multiplex signal in which the three main signal WDM signals and the upstream multiplex control signal are multiplexed.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an optical transceiver.
- the optical transceiver 30 includes a microcontroller unit (MCU) 32, a driver circuit 302 for the U-TRx 301, a digital signal processor (DSP) 303, and a laser diode driver (LDD) and limiting amplifier (LA) unit (LDD/LA) 312.
- MCU microcontroller unit
- DSP digital signal processor
- LA laser diode driver
- LA limiting amplifier
- DSP303 is connected to the input/output terminal of the main signal (electrical signal) of user device 40.
- DSP303 performs signal processing such as frame processing on the upstream main signal output from the output terminal of user device 40.
- the output terminal of the DSP 303 is connected to the input terminal of the driver circuit 302.
- the optical transmitter of the U-TRx 301 converts an electrical signal into an optical signal using an electroabsorption modulated laser (EAM).
- the driver circuit 302 is connected to the U-TRx 301 and drives and controls the EAM according to the electrical signal output from the DSP 303. This causes the U-TRx 301 to output an optical signal corresponding to the electrical signal output by the DSP 303.
- the optical receiver of the U-TRx301 converts the optical signal into a current signal using, for example, a pin photodiode (pin-PD).
- the optical receiver includes a transimpedance amplifier (TIA), which converts the current signal output from the pin-PD into a voltage signal.
- TIA transimpedance amplifier
- the input terminal of the DSP is connected to the optical receiver of U-TRx301, and the electrical signal (downstream main signal) output from U-TRx301 is input to DSP303.
- DSP303 performs signal processing such as frame processing on the downstream main signal output from U-TRx301.
- the downstream main signal processed by DSP303 is output from DSP303 to the input terminal of the user device.
- C-TRx 311 is connected to LDD/LA 312. More specifically, the optical transmitter of C-TRx 311 is connected to the LDD, and the optical receiver is connected to the LA.
- the optical receiver of the C-TRx311 converts the optical signal (downstream multiplexed control signal) into a current signal using, for example, a pin-PD, and then converts the current signal output from the pin-PD into a voltage signal using a TIA.
- An electrical signal is output from the optical receiver to the LA.
- the LA adjusts the output amplitude of the TIA, which varies depending on the strength of the received optical signal, to produce an electrical signal of the appropriate amplitude.
- the LDD/LA 312 is connected to the ONU functional unit 31, and the electrical signal output from the LA is input to the ONU functional unit 31.
- the ONU functional unit 31 is configured, for example, by an FPGA.
- the FPGA that configures the ONU functional unit 31 includes a circuit that functions as a frame processing unit 313, a processor 314, and a memory 315.
- the frame processing unit 313 performs frame processing on the downstream multiplexed control signal output from the LA.
- the frame processing unit 313 is a MAC (Media Access Control) circuit for PON, and can generate frames for PON specified in IEEE 802.3ah and obtain information from PON frames. More specifically, the frame processing unit 313 can generate and process OAM frames for PON. In one specific example, the frame processing unit 313 can handle OAM frames for PON.
- MAC Media Access Control
- the frame processing unit 313 extracts (acquires) downstream control signals addressed to its own device from the downstream multiplexed control signals received by the C-TRx 311, more specifically, frames addressed to its own device.
- the frame processing unit 313 is an example of an "acquisition unit.” More specifically, each ONU functional unit 31 is assigned identification information called an LLID (Logical Link ID).
- the LLID is stored in the frame preamble.
- the frame processing unit 313 acquires the LLID from the frame preamble and identifies frames addressed to its own device by determining whether it matches the LLID of its own device or the broadcast LLID.
- the frame processing unit 313 acquires frames determined to be addressed to its own device based on the LLID, and discards frames addressed to other devices.
- the frame processing unit 313 acquires control information from the extracted frame.
- the frame processing unit 313 is connected to the processor 314, which is connected to the memory 315.
- the frame processing unit 313 outputs the acquired control information to the processor 314.
- the MCU 32 includes a processor 321, a memory 322, a D/A converter (DAC) 323, and an A/D converter (ADC) 324.
- the processor 321 functions as a control unit 330.
- the processor 314 of the ONU function unit 31 outputs control information input from the frame processing unit 313 to the processor 321 (control unit 330).
- the control unit 330 converts the control information into commands.
- the control unit 330 executes the obtained commands and obtains the execution results.
- the control unit 330 is capable of reading the value of a specified register.
- the registers that the control unit 330 can read and write are centrally mapped, but may actually be one memory (e.g., memory 322) or multiple memories.
- the first area of the register may be constituted by memory 322, and the second area may be constituted by memory within U-TRx 301.
- the control unit 330 reads the value from the specified register.
- the control unit 330 outputs the read value to the processor 314 as a result of executing the instruction.
- the control unit 330 is capable of writing a specified value to a specified register.
- the control unit 330 writes the specified value to the specified register.
- the control unit 330 outputs (echoes back) the written value to the processor 314.
- the control unit 330 when the control unit 330 writes a value to a register for controlling the wavelength of the U-TRx 301, it outputs the written value (digital value) to the DAC 323 and DSP 303.
- the DAC 323 is connected to the U-TRx 301 and the driver circuit 302.
- the DAC 323 and DSP 303 are used to configure the U-TRx 301.
- the DSP 303 sets the modulation method of the U-TRx 301 according to the input digital value.
- the DAC 323 converts the input digital value to an analog value and outputs the analog value to the U-TRx 301.
- the U-TRx 301 sets the output wavelength (transmission wavelength), crosspoint, TIA band, and electrical signal amplitude of the optical transmitter according to the input analog value.
- the crosspoint is the point at which the optical signal waveform changes between 0 and 1.
- the TIA band is the frequency band of the TIA that converts the current signal output from the pin-PD into a voltage signal.
- the electrical signal amplitude is the amplitude of the electrical signal that is converted into an optical signal by the transmitting optical transceiver 30.
- the ADC 324 is connected to the U-TRx 301 and the drive circuit 302. For example, when the control unit 330 writes a value to a register for monitoring the temperature of the U-TRx 301, the voltage (analog value) of the thermistor circuit used to measure the temperature of the U-TRx 301 is read by the ADC 324 and output as a digital value. The control unit 330 calculates the temperature from the read voltage and outputs the calculation result to the processor 314. This allows the management device 50 to monitor the temperature of the U-TRx 301.
- the control unit 330 when the control unit 330 writes a value to a register for monitoring the drive current of the U-TRx 301, the drive current value (analog value) of the U-TRx 301 is read by the ADC 324 and output as a digital value.
- the control unit 330 outputs the read drive current value to the processor 314. This allows the management device 50 to monitor the drive current value of the U-TRx 301.
- the processor 314 accepts the command execution results output from the control unit 330 and outputs the accepted command execution results to the frame processing unit 313.
- the frame processing unit 313 generates a frame containing the command execution results.
- the frame processing unit 313 outputs the generated frame to the LDD as an upstream control signal (voltage signal).
- the LDD converts the voltage signal into a current signal and outputs the resulting current signal to the optical transmitter in the C-TRx311. This drives the laser in the optical transmitter, which outputs (transmits) a burst optical signal corresponding to the current signal.
- OAM Frame A frame for PON is used in communication between the OLT function unit 11 and the ONU function unit 31. More specifically, a PON OAM frame defined in IEEE802.3ah is used. In a specific example, an extended OAM frame is used.
- Figure 4 shows an example of the frame format of an extended OAM frame.
- OAM frame includes the following fields: Destination Address (DA), Source Address (SA), Length/Type, SubType, Flags, Code, Vendor Code (OUI: Organizationally Unique Identifier), Type, ID, Error Status, PDU Data TLV, End of TLV, Pad, and FCS (Frame Check Sequence).
- the DA field of the OAM frame stores a multicast address.
- the SA field stores the MAC address of the OLT functional unit 11 for downstream frames, and the MAC address of the ONU functional unit 31 for upstream frames.
- the Length/Type field contains the frame length and "Slow Protocol.”
- the SubType field contains "OAM.”
- the Code field contains a code (0xFE) indicating that this is an extended OAM frame.
- the OUI field contains the code of the vendor that defined the extended OAM frame.
- the Type field stores the type of extended OAM frame.
- the types of extended OAM frames include at least "GetRequest,” “GetResponse,” “SetRequest,” and “SetResponse.”
- SetRequest is a frame used by the OLT functional unit 11 to request the ONU functional unit 31 to configure the optical transceiver 30.
- a SetRequest frame stores the specified address of the control register of the optical transceiver 30 and the data to be written to that specified address.
- SetResponse is a frame used by the ONU functional unit 31 to respond to a configuration request from the OLT functional unit 11.
- a SetResponse frame stores the address of the control register to which data has been written and the data written to that address.
- GetRequest is a frame used by the OLT functional unit 11 to request the ONU functional unit 31 to obtain the status of the optical transceiver 30.
- the GetRequest frame stores the specified address of the control register of the optical transceiver 30.
- GetResponse is a frame used by the ONU functional unit 31 to respond to a status obtainment request from the OLT functional unit 11.
- the frame stores the address of the control register from which data was read and the data read from that address.
- the ID field is a field used to match a pair of requests and responses.
- an arbitrary value (ID) is stored in the ID field of a request frame.
- ID is stored in the ID field of a response frame.
- the Error Status field contains a code in the Response frame indicating whether the request was successful or unsuccessful.
- the PDU Data TLV field is a field for storing control commands (i.e., setting requests or status acquisition requests) and execution results (i.e., responses to requests) for the optical transceiver 30, and includes the subfields Type, Length, and Value.
- the Type subfield stores a code indicating the type: SetRequest, SetResponse, GetRequest, or GetResponse.
- the Length subfield stores the data length of the PDU Data TLV field.
- the Value subfield stores the address of the control register of the optical transceiver 30 and the data at that address. Specifically, the Value subfield of the SetRequest frame stores the address of the control register to be written to and the data to be written to that address.
- the Value subfield of the SetResponse frame stores the address of the control register to be written to and the data written to that address.
- the Value subfield of the GetRequest frame stores the address of the control register to be read from and a predetermined value (reserved value).
- the Value subfield of the GetResponse frame stores the address of the control register to be read and the data read from that address.
- FIG. 5 is a sequence diagram showing an example of remote control of an optical transceiver in an optical remote system according to an embodiment.
- FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of downstream communication in an optical remote system according to an embodiment.
- FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of upstream communication in an optical remote system according to an embodiment. While FIG. 5 shows the remote control sequence of optical transceiver 30_1 as a representative example, the remote control sequences of optical transceivers 30_2 and 30_3 are similar.
- the management device 50 generates a control frame 1 for remotely controlling the optical transceiver 30_1.
- the control frame is, for example, an Ethernet frame, and in a more specific example, an Ethernet OAM frame.
- Control information for the optical transceiver 30_1 is stored in the control frame 1.
- the management device 50 transmits control frame 1 using the Ethernet protocol (step S1).
- the circled “1" represents control frame 1.
- FIG. 6 also shows control frames 2 and 3 for controlling optical transceivers 30_2 and 30_3.
- the circled “2” represents control frame 2 for remotely controlling optical transceiver 30_2, and the circled “3” represents control frame 3 for remotely controlling optical transceiver 30_2.
- each of control frames 1, 2, and 3 is transmitted along transmission path 70_1 toward optical wavelength multiplexing SW 10_1.
- the SW control unit 12 of the optical wavelength multiplexing SW 10_1 receives control frame 1.
- the SW control unit 12 extracts control information from control frame 1 and outputs the extracted control information to the remote optical TRx control unit 13 (step S2).
- the remote optical TRx control unit 13 converts the input control information into commands for the optical transceiver 30 (step S3).
- the control information may be converted into multiple commands. In this example, it is assumed that the control information has been converted into N commands (commands 1, 2, ..., N) (N is a natural number).
- the remote optical TRx control unit 13 of the optical wavelength multiplexing SW 10_1 outputs command 1 to the OLT function unit 11_1 (step S4).
- the OLT function unit 11_1 generates an OAM frame containing command 1 (GetRequest or SetRequest) (step S5). Specifically, the OLT function unit 11_1 generates OAM frame 1 addressed to the ONU function unit 31_1 of the optical transceiver 30_1.
- the OLT function unit 11_1 transmits a downstream multiplexed control signal, which is an optical signal including a downstream control signal 1 carrying an OAM frame 1 (step S6).
- the optical transceiver unit 111 transmits the downstream multiplexed control signal as an optical signal with the aforementioned control downstream wavelength.
- the downstream multiplexed control signal output from the optical transceiver unit 111 is transmitted to the optical transceiver 30_1 via the control signal multiplexer unit 16 and the optical wavelength multiplexing coupler 20_1.
- the C-TRx 311 of the optical transceiver 30_1 receives the downstream multiplexed control signal.
- the ONU function unit 31_1 extracts the OAM frame addressed to its own device from the downstream multiplexed control signal.
- the frame processing unit 313 extracts command 1 from the OAM frame (step S7) and outputs command 1 to the control unit 330, for example, as an electrical signal (step S8).
- the control unit 330 executes command 1 (step S9).
- One of commands 1 to N is a command to set the transmission wavelength of the optical transmitter of U-TRx 301.
- the SetRequest command includes the address of a control register for setting the transmission wavelength of U-TRx 301 and the wavelength value (data).
- the control unit 330 writes the specified value to the specified address in the control register. This sets (controls) the transmission wavelength of the optical transmitter of U-TRx 301.
- the control unit 330 of the optical transceiver 30_1 obtains the execution result A of command A and outputs the execution result 1 to the ONU functional unit 31_1, for example as an electrical signal (S10).
- the ONU functional unit 31_1 generates an OAM frame A' containing the execution result A of command 1 (step S11).
- the optical transceiver 30_1 burst-transmits an upstream control signal A (response signal) carrying the upstream OAM frame A' (step S12). Burst transmission involves repeating a transmission period in which a signal is transmitted and a non-transmission period in which no signal is transmitted, and not outputting (emitting light) an optical signal of the transmission wavelength during the non-transmission period. Note that although the downstream control signal is not burst-transmitted here, the optical transceiver 111 may also burst-transmit the downstream control signal.
- the upstream multiplexed control signal carrying OAM frame A' reaches the OLT function unit 11_1 via the optical wavelength multiplexing coupler 20_1 and the control signal multiplexing unit 16 of the optical wavelength multiplexing SW 10_1.
- the OLT function unit 11_1 of the optical wavelength multiplexing SW 10_1 receives the upstream multiplexing control signal.
- the OLT function unit 11_1 extracts OAM frame A' from the upstream multiplexing control signal and obtains execution result A from OAM frame A' (step S13).
- the OLT function unit 11_1 outputs execution result A by the optical transceiver 30_1 to the remote optical TRx control unit 13 (step S14).
- the remote optical TRx control unit 13 outputs command B to the OLT function unit 11_1, similar to step S4 described above (step S15).
- the OLT function unit 11_1 transmits a downstream multiplexed control signal carrying an OAM frame containing command B, similar to step S6 described above.
- Command B is executed in the ONU function unit 31_1, and an upstream control signal B superimposed with the execution result B of command B is burst-transmitted from the optical transceiver 30_1. Thereafter, the operations of steps S4 to S14 are repeatedly executed for commands C...n.
- the OLT function unit 11_1 outputs the final execution result N to the remote optical TRx control unit 13 (step S16), and the remote optical TRx control unit 13 obtains the execution results A, B,...,n.
- the remote optical TRx control unit 13 generates response information in response to the control information sent to the optical transceiver 30_1 based on the execution results A, B, ..., n received from the optical transceiver 30_1.
- the remote optical TRx control unit 13 outputs the generated response information to the SW control unit 12 (step S17).
- the SW control unit 12 generates response frame A, which is an Ethernet OAM frame containing the input response information (step S18), and transmits the generated response frame A to the management device 50 (step S19).
- Optical transceivers 30_2 and 30_3 can also be remotely controlled, similar to optical transceiver 30_1.
- the "A" enclosed in a square frame represents downstream control signal A and upstream control signal A
- the "B” enclosed in a square frame represents downstream control signal B and upstream control signal B
- the "C” enclosed in a square frame represents downstream control signal C and upstream control signal C.
- the downstream multiplexed control signal is multiplexed with the downstream main signal and transmitted as a downstream optical multiplexed signal over the single-core transmission line 61_1.
- optical transceivers 30_2 and 30_3 Similar to optical transceiver 30_1, optical transceivers 30_2 and 30_3 generate OAM frames B' and C' containing the results of command execution. Optical transceivers 30_2 and 30_3 burst-transmit upstream control signals 2 and 3 carrying OAM frames B' and C'.
- downstream control signals A, B, and C for optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3 can be transmitted at different times, and upstream control signals A, B, and C output from optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3 can be transmitted at different times.
- downstream control signals A, B, and C for two or three of optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3 can be transmitted consecutively by time division multiplexing (FIG. 6), and upstream control signals output from two or three of optical transceivers 30_1, 30_2, and 30_3 can be transmitted consecutively by time division multiplexing (FIG. 7).
- FIG. 8 is a diagram showing a first modified example of the optical remote control system according to the embodiment.
- an OLT 11A and a remote optical TRx control device 13A are provided in addition to the optical wavelength multiplexing SW 10A.
- the OLT function unit 11 and the remote optical TRx control unit 13 are excluded from the optical wavelength multiplexing SW 10A.
- the SW control unit 12A is not connected to the remote optical TRx control unit 13.
- the other components of the optical wavelength multiplexing SW 10A (WSS 14, Add/Drop 15, and control signal multiplexing unit 16) are the same as those of the optical wavelength multiplexing SW 10 according to the embodiment.
- the remote optical TRx control device 13A is connected to the management device 50 via a transmission path 70_1 using known technology such as an electrical signal line, optical signal line, or wireless network.
- the remote optical TRx control device 13A includes a processor, ASIC, FPGA, etc., and has the same functions as the remote optical TRx control unit 13 according to the embodiment.
- optical connections between multiple elements are indicated by solid lines, and connections between multiple elements regardless of the connection type (optical connection, electrical connection, etc.) are indicated by dashed dotted lines.
- the management device 50 transmits control information to both the optical wavelength multiplexing SW 10A and the remote optical TRx control device 13A.
- the OLT 11A is connected to the remote optical TRx control device 13A via a transmission path using known technology such as an electrical signal line, an optical signal line, or a wireless network.
- the OLT 11A includes a processor, an ASIC, an FPGA, etc., and has the same functions as the OLT functional unit 11 according to the embodiment.
- the OLT 11A includes an optical transceiver unit 111A.
- the optical transceiver unit 111A is connected to the control signal multiplexing unit 16 of the optical wavelength multiplexing SW 10A via an optical transmission path.
- FIG. 9 is a diagram showing a second modified example of the optical remote control system according to the embodiment.
- an OLT 11B is provided in addition to the optical wavelength multiplexing SW 10A.
- the configuration of the optical wavelength multiplexing SW 10A is the same as that of the optical wavelength multiplexing SW 10A according to the first modification.
- OLT 11B includes a MAC control unit 112B, a remote optical TRx control unit 13B, and an optical transceiver unit 111B.
- the remote optical TRx control unit 13B is connected to the management device 50 via a transmission path 70_1 using known technology such as an electrical signal line, an optical signal line, or a wireless network.
- the remote optical TRx control unit 13B is composed of a processor, an ASIC, an FPGA, etc., and has the same functions as the remote optical TRx control unit 13.
- optical connections between multiple elements are indicated by solid lines, and electrical connections between multiple elements are indicated by dashed lines.
- the MAC control unit 112B is connected to the remote optical TRx control unit 13B.
- the MAC control unit 112B is composed of a processor, ASIC, FPGA, etc., and executes MAC control processing for the PON.
- the MAC control unit 112B has the same functions as the OLT function unit 11 according to the embodiment.
- the optical transmitter/receiver 111B is connected to the control signal multiplexer 16 of the optical wavelength multiplexer SW 10A via an optical transmission path.
- FIG. 10 is a diagram showing a third modified example of the optical remote control system according to the embodiment.
- a remote optical TRx control device 13C is provided in addition to the optical wavelength multiplexing SW 10A.
- the configuration of the optical wavelength multiplexing SW 10A is the same as that of the optical wavelength multiplexing SW 10A according to the first modification.
- the remote optical TRx control device 13C is connected to the management device 50 via a transmission path using known technology, such as an electrical signal line, an optical signal line, or a wireless network.
- the remote optical TRx control device 13C includes a processor, an ASIC, an FPGA, etc., and has the same functions as the remote optical TRx control unit 13 according to the embodiment.
- optical connections between multiple elements are indicated by solid lines, and connections between multiple elements, regardless of the connection type (optical connection, electrical connection, etc.), are indicated by dashed dotted lines.
- a pluggable OLT 11C is attached to the remote optical TRx control device 13C.
- the pluggable OLT 11C can be freely attached to and detached from the remote optical TRx control device 13C.
- the pluggable OLT 11C is electrically connected to the remote optical TRx control unit 13C.
- the pluggable OLT 11C includes a processor, ASIC, FPGA, etc., and has the same functions as the OLT function unit 11 according to the embodiment.
- the pluggable OLT 11C includes an optical transceiver unit 111C.
- the optical transceiver unit 111C is connected to the control signal multiplexing unit 16 of the optical wavelength multiplexing SW 10A via an optical transmission path.
- FIG. 11 is a diagram showing a fourth modified example of the optical remote control system according to the embodiment.
- the optical wavelength multiplexing SW 10D includes multiple OLT function units 11D1, 11D2, and 11D3.
- the SW control unit 12 is connected to the management device 50 via a transmission path using known technology such as an electrical signal line, an optical signal line, or a wireless network.
- the SW control unit 12 is connected to the remote optical TRx control unit 13D.
- the remote optical TRx control unit 13D includes a processor, ASIC, FPGA, etc.
- the remote optical TRx control unit 13D has the function of outputting commands from the management device 50 to a specific one or more of the OLT function units 11D1, 11D2, and 11D3.
- OLT function units 11D1, 11D2, and 11D3 In FIG. 11, optical connections between multiple elements are indicated by solid lines, electrical connections between multiple elements are indicated by dashed lines, and connections between multiple elements regardless of the connection form (optical connection, electrical connection, etc.) are indicated by dashed lines.
- the OLT functional units 11D1, 11D2, and 11D3 are each configured with, for example, a processor, an ASIC, an FPGA, etc., and include optical transceivers 111D1, 111D2, and 111D3, respectively. Note that the OLT functional units 11D1, 11D2, and 11D3 may each be a pluggable OLT that can be attached to and detached from the optical wavelength multiplexing SW 10D.
- the OLT functional units 11D1, 11D2, and 11D3 are each connected to the remote optical TRx control unit 13D.
- the OLT functional units 11D1, 11D2, and 11D3 each have the same functions as the OLT functional unit 11 according to the embodiment.
- the optical transmitters and receivers 111D1, 111D2, and 111D3 are connected to the control signal multiplexer 16D via an optical transmission path.
- the other configurations of the optical wavelength multiplexer SW 10D are the same as those of the optical wavelength multiplexer SW 10 according to the embodiment.
- the multiple optical transceivers 30 under the optical wavelength multiplexing SW 10D can be divided into three systems, and one OLT function unit can be assigned to each set of optical transceivers 30 in each system. This allows the load of remote control processing to be distributed by the OLT function units 11D1, 11D2, and 11D3 when multiple optical transceivers 30 are connected to the optical wavelength multiplexing SW 10D.
- FIG. 12 is a block diagram showing a circuit configuration of a frame processing unit in a fifth modified example of the optical transceiver according to the embodiment.
- the frame processing unit 313 includes a SerDes 351, an 8B/10B decoder 352, a MAC receiving unit 353, a distribution unit 354, an MPCP processing unit 355, a DBA 356, a merging unit 357, a MAC transmitting unit 358, an 8B/10B encoder 359, a control frame receiving buffer 361, a control frame transmitting buffer 362, and a processor interface 363.
- SerDes (Serializer Deserializer) 351 is a circuit that converts parallel signals to serial signals and vice versa.
- a serial signal is output from LA to SerDes 351, which converts the input serial signal into a code-synchronized parallel signal.
- SerDes 351 outputs the parallel signal to 8B/10B decoder 352.
- the parallel data output from SerDes 351 is 8-bit data encoded into 10-bit data.
- the 8B/10B decoder 352 is a circuit that decodes (reverse converts) the 10-bit parallel data input from SerDes 351 into 8-bit parallel data.
- the MAC (Media Access Control) receiver 353 is a circuit that acquires Ethernet frames from the data output from the 8B/10B decoder 352.
- the MAC receiver 353 performs, for example, error detection and decryption of encrypted frames.
- the MAC receiver 353 outputs the acquired frames to the sorter 354.
- Frames acquired by the MAC receiver 353 can include three types of frames: control frames, MPCP frames, and user frames.
- MPCP Multi Point Control Protocol
- DBA dynamic bandwidth allocation
- User frames are frames other than control frames and MPCP frames.
- An example of a control frame is the OAM frame mentioned above. However, control frames are not limited to OAM frames as long as they contain control information including a request or response.
- the distribution unit 354 is a circuit that identifies the type of frame input from the MAC receiving unit 353 (control frame, MPCP frame, or user frame) and distributes the frame according to the identified type. Specifically, if the frame input from the MAC receiving unit 353 is a control frame, the distribution unit 354 outputs the control frame to the control frame receiving buffer 361. If the frame input from the MAC receiving unit 353 is an MPCP frame, the distribution unit 354 outputs the MPCP frame to the MPCP processing unit 355. In other words, the distribution unit 354 acquires the control frame input from the MAC receiving unit 353 and outputs the acquired control frame to the control frame receiving buffer 361. The distribution unit 354 acquires the MPCP frame input from the MAC receiving unit 353 and outputs the acquired MPCP frame to the MPCP processing unit 355.
- the frame processing unit 313 does not have a buffer (receive buffer or transmit buffer) for user frames. If the frame input from the MAC receiving unit 353 is a user frame, the distribution unit 354 discards the user frame.
- the control frame receive buffer 361 is a buffer that temporarily stores received control frames.
- the processor interface 363 is connected to the control frame receive buffer 361, the control frame transmit buffer 362, and the processor 314.
- the processor interface 363 is a circuit for inputting and outputting data to and from the processor 314.
- the processor interface 363 reads the control frame from the control frame receive buffer 361 and outputs the read control frame to the processor 314.
- the processor 314 processes the input control frame. For example, the processor 314 acquires control information from the input control frame. The processor 314 outputs the acquired control information to the processor 321.
- Processor 321 executes commands based on the control information and outputs the command execution results to processor 314.
- Processor 314 generates a control frame that stores the input command execution results and outputs the generated control frame to processor interface 363.
- Control frame transmission buffer 362 is a buffer that temporarily stores control frames to be transmitted.
- Processor interface 363 writes the input control frame to control frame transmission buffer 362.
- the MPCP processing unit 355 is a circuit that generates and processes MPCP frames together with the DBA 356.
- the MPCP processing unit 355 performs time synchronization based on the input MPCP frame, processes MPCP frames related to ONU registration, and outputs MPCP frames related to DBA to the DBA 356.
- the MPCP frames related to DBA include a REPORT frame and a GATE frame.
- the OLT function unit 11 allocates an upstream bandwidth to each optical transceiver 30 and transmits a GATE frame that stores the value of the allocated upstream bandwidth.
- the upstream bandwidth value includes the upstream transmission start time and the amount of data to be transmitted.
- the DBA 356 is a circuit that performs processing corresponding to the DBA of the OLT function unit 11, obtains the upstream bandwidth value from the GATE frame, and sets the allocated upstream bandwidth. Specifically, the DBA 356 sets the input upstream transmission start time and transmission data volume, and schedules the transmission of frames stored in the control frame transmission buffer 362. Furthermore, the DBA 356 acquires the upstream data volume accumulated in the control frame transmission buffer 362. The DBA 356 generates a REPORT frame that describes the input upstream data volume, and outputs the generated REPORT frame to the MPCP processing unit 355. The MPCP processing unit 355 assigns a timestamp to the input REPORT frame, and outputs it to the merging unit 357.
- the merging unit 357 is a circuit that accepts input of multiple types of frames and outputs the accepted frames in sequence. Specifically, the merging unit 357 reads control frames from the control frame transmission buffer 362 and accepts MPCP frames output from the MPCP processing unit 355. The merging unit 357 outputs the input control frames and MPCP frames in sequence to the MAC transmission unit 358.
- the merging unit 357 outputs the input control frames, MPCP frames, and user frames sequentially to the MAC transmitting unit 358.
- the MAC transmitter 358 is a circuit for transmitting input control frames and MPCP frames. For example, the MAC transmitter 358 performs frame encryption processing and adds error detection information to the frames.
- the MAC transmitter 358 divides the frame into 8-bit data and outputs it to the 8B/10B encoder 359.
- the 8B/10B encoder 359 is a circuit that encodes the input 8-bit data into 10-bit data.
- the 8B/10B encoder 359 outputs the 10-bit parallel data to the SerDes 351.
- SerDes 351 converts the input 10-bit parallel data into serial data. SerDes 351 outputs the serial data to the LDD.
- the frame processing unit 313 discards received user frames and does not generate user frames for transmission. As a result, the frame processing unit 313 does not have a receive buffer or a transmit buffer for user frames. Furthermore, the ONU functional unit 31 does not require a UNI (User Network Interface) for inputting and outputting user frames to and from the user device 40. This reduces the processing load on the ONU functional unit 31 and reduces power consumption.
- UNI User Network Interface
- the transmission rate of control frames is limited. In one specific example, the transmission rate of control frames is 10 frames per second (10 frames/second) or less. For this reason, the processor 314 may go to sleep and wake up at a period set to coincide with the timing of sending and receiving control frames. For example, the wake-up period is 0.1 seconds.
- the processor 314 reads the control frame buffered in the control frame receive buffer 361 via the processor interface 363. During the wake-up period, the processor 314 obtains control information from the read control frame and executes the command (request) contained in the control information. The processor 314 generates a control frame that stores a response that is the result of executing the command, and writes the generated control frame to the control frame transmit buffer 362 via the processor interface 363. After writing the control frame to the control frame transmit buffer 362, the processor 314 goes to sleep again.
- At least a portion of the frame processing unit 313 may be set to one of two operating modes: a normal mode in which normal operation is performed, and a power-down mode in which operation is stopped.
- the power-down mode is an operating mode in which the frame processing unit 313, which is an FPGA, stops operating while retaining the FPGA's configuration information (configuration data).
- the processor 314 wakes up the frame processing unit 313 from power-down mode. This cancels the power-down state of the frame processing unit 313, causing the frame processing unit 313 to transition to normal mode.
- the processor 314 powers down the frame processing unit 313 before the processor 314 goes to sleep. The processor 314 goes to sleep after the frame processing unit 313 has powered down. This enables further power savings in the optical transceiver 30.
- FIG. 13 is a flowchart showing the operation of a processor in the fifth variant of the optical transceiver according to the embodiment.
- Processor 314 repeatedly sleeps and wakes up in a set cycle.
- One set cycle includes a wake-up period and a sleep period.
- the start of the sleep period i.e., the end of the wake-up period
- the end of the sleep period i.e., the start of the wake-up period
- the sleeping processor 314 remains asleep until the wake-up time arrives (NO in step S101).
- the processor 314 wakes up (step S102).
- the processor 314 starts the frame processing unit 313 (step S103). This causes the frame processing unit 313 to transition from power-down mode to normal mode.
- the frame processing unit 313 buffers the control frame in the control frame receiving buffer 361.
- the processor 314 reads the control frame from the control frame receiving buffer 361 (step S104).
- the processor 314 obtains control information from the read control frame and executes the command (step S105).
- the processor 314 generates a control frame including the execution result of the command and writes the generated control frame to the control frame transmission buffer 362 (step S106).
- the frame processing unit 313 outputs the control frame buffered in the control frame transmission buffer 361 to the LDD.
- the processor 314 powers down the frame processing unit 313 (step S107). This causes the frame processing unit 313 to transition from normal mode to power-down mode.
- Processor 314 remains awake until the sleep time arrives (NO in step S108).
- processor 314 sets the wake-up time and goes to sleep (step S109), then returns to step S101.
- the OLT function unit 11 and processor 314 share a predetermined setting period and are synchronized, for example, based on MPCP time.
- the OLT function unit 11 transmits control frames and GATE frames so that the frame processing unit 314 can receive these frames during normal mode, and allocates an upstream bandwidth to the optical transceiver 30 so that the frame processing unit 314 can transmit control frames and REPORT frames during normal mode.
- the optical transceiver 30 is remotely controlled using an EPON (Ethernet PON) defined in IEEE 802.3ah, but this is not limiting.
- EPON Error PON
- a GPON Gigabit PON
- ITU-T G.984 may be used.
- an OMCI ONU Management and Control Interface
- the optical transceiver 30 may be remotely controlled using a frame defined by the user.
- Optical communication system 2 2_1, 2_2, 2_3
- Optical remote control system 3 Optical communication network 3A Metro network 3B Access network 10, 10_1, 10_2, 10_3, 10A, 10D
- Optical transmitting/receiving unit 112B MAC control unit 12 12A SW control unit 13, 13B, 13D
Landscapes
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Abstract
光遠隔制御システムは、複数の主信号が波長分割多重された光信号を伝送する光通信ネットワークに接続された複数の光トランシーバと、前記光通信ネットワークに接続された遠隔制御装置と、を備え、前記遠隔制御装置は、単一波長の制御信号を送信する制御用光送受信部を含み、前記複数の光トランシーバのそれぞれは、前記主信号を送受信する第1光送受信部と、前記主信号と前記制御信号とが波長分割多重された光多重信号から分離された前記制御信号を受信する第2光送受信部と、前記第2光送受信部によって受信された前記制御信号に基づいて、前記第1光送受信部を制御する制御部と、を含み、前記第2光送受信部は、前記制御信号に対する単一波長の応答信号をバースト光信号として送信する。
Description
本開示は、光遠隔制御システム、光トランシーバ、遠隔制御装置、光波長多重カプラ、及び光遠隔制御方法に関する。本出願は、2024年4月18日出願の日本出願第2024-067614号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての内容を援用するものである。
特許文献1には、PON(Passive Optical Network)のONU(Optical Network Unit)における波長可変光トランシーバの波長を、AMCC(Auxiliary Management and Control Channel)、OAM(Operations, Administration, and Maintenance)等の制御信号を用いて割り当てる技術が開示されている。
近年、エンド・ツー・エンドでネットワーク内の光通信を行うAPN(All-Photonics Network)が開発されている。APNでは、ユーザ装置やアプリケーション毎に波長を割り当て、波長によって通信経路を制御する。
本開示の一態様に係る光遠隔制御システムは、複数の主信号が波長分割多重された光信号を伝送する光通信ネットワークに接続された複数の光トランシーバと、前記光通信ネットワークに接続された遠隔制御装置と、を備え、前記遠隔制御装置は、単一波長である複数の制御信号を送信する制御用光送受信部を含み、前記複数の光トランシーバのそれぞれは、前記主信号を送受信する第1光送受信部と、前記主信号と前記制御信号とが波長分割多重された光多重信号から分離された前記制御信号を受信する第2光送受信部と、前記第2光送受信部によって受信された前記制御信号に基づいて、前記第1光送受信部を制御する制御部と、を含み、前記第2光送受信部は、前記制御信号に対する単一波長の応答信号をバースト光信号として送信する。
<本開示が解決しようとする課題>
APNでは、ユーザ装置に装着される光トランシーバを、APNを保有、管理する通信事業者の局舎側から遠隔制御する必要がある。その一方で、主信号に利用する波長数を確保するため、制御信号に利用する波長数を少なくすることが望まれる。さらに、消費電力について厳しい要求が課される光トランシーバに遠隔制御を実装する上で、光トランシーバの低消費電力化が望まれる。
APNでは、ユーザ装置に装着される光トランシーバを、APNを保有、管理する通信事業者の局舎側から遠隔制御する必要がある。その一方で、主信号に利用する波長数を確保するため、制御信号に利用する波長数を少なくすることが望まれる。さらに、消費電力について厳しい要求が課される光トランシーバに遠隔制御を実装する上で、光トランシーバの低消費電力化が望まれる。
<本開示の効果>
本開示によれば、光トランシーバの制御に用いられる波長数を少なくすることができ、また光トランシーバの消費電力を低減することができる。
本開示によれば、光トランシーバの制御に用いられる波長数を少なくすることができ、また光トランシーバの消費電力を低減することができる。
<本開示の実施形態の概要>
以下、本開示の実施形態の概要を列記して説明する。
以下、本開示の実施形態の概要を列記して説明する。
(1) 本実施形態に係る光遠隔制御システムは、複数の主信号が波長分割多重された光信号を伝送する光通信ネットワークに接続された複数の光トランシーバと、前記光通信ネットワークに接続された遠隔制御装置と、を備え、前記遠隔制御装置は、単一波長である複数の制御信号を送信する制御用光送受信部を含み、前記複数の光トランシーバのそれぞれは、前記主信号を送受信する第1光送受信部と、前記主信号と前記制御信号とが波長分割多重された光多重信号から分離された前記制御信号を受信する第2光送受信部と、前記第2光送受信部によって受信された前記制御信号に基づいて、前記第1光送受信部を制御する制御部と、を含み、前記第2光送受信部は、前記制御信号に対する単一波長の応答信号をバースト光信号として送信する。これにより、光トランシーバの制御に用いられる波長数を少なくすることができ、また光トランシーバの消費電力を低減することができる。
(2) 上記(1)において、前記遠隔制御装置は、パッシブ光ネットワークにおける局側光回線終端装置として機能し、前記制御用光送受信部を含み、時分割多重光信号として複数の前記制御信号を送信するOLT機能部を含み、前記光トランシーバは、パッシブ光ネットワークにおける加入者側光回線終端装置として機能し、時分割多重光信号である前記制御信号を受信する前記第2光送受信部と接続されたONU機能部を含んでもよい。これにより、PONのOLT機能及びONU機能を利用して第1光送受信部の遠隔制御を行うことができる。
(3) 上記(1)又は(2)において、本実施形態に係る光遠隔制御システムは、前記光通信ネットワークにおいて前記遠隔制御装置と前記複数の光トランシーバとの間に配置された光波長多重カプラをさらに備え、前記光波長多重カプラは、前記光信号から波長毎に前記複数の主信号を分離し、分離した前記主信号と前記制御信号とが波長分割多重された前記光多重信号を前記複数の光トランシーバのそれぞれに分配してもよい。これにより、波長分割多重信号から複数の主信号を分離し、各主信号と制御信号とを複数の光トランシーバのそれぞれへ送信することができる。
(4) 本実施形態に係る光トランシーバは、主信号を送受信する第1光送受信部と、前記主信号と制御信号とが波長分割多重された光多重信号から分離された、単一波長の前記制御信号を受信する第2光送受信部と、前記第2光送受信部によって受信された前記制御信号に基づいて、前記第1光送受信部を制御する制御部と、を備え、前記制御信号は、遠隔制御装置から送信され、前記第2光送受信部は、送信された前記制御信号を受信し、前記第2光送受信部は、前記制御信号に対する単一波長の応答信号をバースト光信号として送信する。これにより、光トランシーバの制御に用いられる波長数を少なくすることができ、また光トランシーバの消費電力を低減することができる。
(5) 上記(4)において、前記制御信号は、前記光トランシーバとは異なる第2光トランシーバが備える第3光送受信部を制御するための第2制御信号と時分割多重され、前記光多重信号は、前記制御信号と前記第2制御信号とが時分割多重された多重制御信号と、前記主信号と、前記第3光送受信部によって受信される第2主信号とが波長分割多重された信号であり、前記第2光送受信部は、受信した光信号である前記多重制御信号を電気信号へ変換し、前記光トランシーバは、前記多重制御信号が変換された前記電気信号から前記制御信号に対応する電気信号を取得する取得部をさらに備えてもよい。これにより、主信号及び第2主信号が波長分割多重される大容量の光通信ネットワークにおいて、制御信号の波長と第2制御信号の波長を同じにすることができ、第1光送受信部の制御に用いられる波長数を少なくすることができる。
(6) 上記(5)において、前記光トランシーバは、パッシブ光ネットワークにおける光回線終端装置として機能し、前記多重制御信号を受信する前記第2光送受信部と接続されたONU機能部を含み、前記ONU機能部は、前記取得部を含んでもよい。これにより、PONのOLT機能及びONU機能を利用して第1光送受信部の遠隔制御を行うことができる。
(7) 上記(4)から(6)のいずれか1つにおいて、前記制御信号は、パッシブ光ネットワークにおいて用いられる制御フレームを含でもよい。これにより、PONの制御フレームを第1光送受信部の制御に用いることができる。
(8) 上記(7)において、前記ONU機能部は、受信フレームのうち、MPCPフレーム及び前記制御フレームとは異なるフレームであるユーザフレームを廃棄してもよい。これにより、ONU機能部の処理負荷及び消費電力を低減することができる。
(9) 上記(7)において、前記ONU機能部は、受信フレームのうち、MPCPフレーム及び前記制御フレームとは異なるフレームであるユーザフレームを格納するための受信バッファを含まなくてもよい。これにより、ONU機能部の構成を簡略化すると共に、ONU機能部の処理負荷及び消費電力を低減することができる。
(10) 上記(7)から(9)のいずれか1つにおいて、前記ONU機能部は、送信フレームのうち、MPCPフレーム及び前記制御フレームとは異なるフレームであるユーザフレームを格納するための送信バッファを含まなくてもよい。これにより、ONU機能部の構成を簡略化すると共に、ONU機能部の処理負荷及び消費電力を低減することができる。
(11) 上記(7)において、前記ONU機能部は、フレーム処理部及びプロセッサを含み、前記フレーム処理部は、受信した前記制御フレームを前記プロセッサに出力するとともに、前記プロセッサから入力された前記制御フレームを送信し、前記プロセッサは、前記フレーム処理部から入力された前記制御フレームである要求フレームに含まれる要求を処理するとともに、前記要求に対する応答を含む前記制御フレームである応答フレームを生成して前記フレーム処理部へ出力し、前記プロセッサは、前記応答フレームを出力した後、スリープしてもよい。これにより、ONU機能部の消費電力を低減することができる。
(12) 上記(7)において、前記フレーム処理部は、パワーダウンが可能であり、前記プロセッサは、前記プロセッサがスリープするためのスリープ期間に基づくパワーダウン期間に、前記フレーム処理部をパワーダウンさせてもよい。これにより、ONU機能部の消費電力をさらに低減することができる。
(13) 本実施形態に係る遠隔制御装置は、複数の主信号が波長分割多重された光信号を伝送する光通信ネットワークに接続された遠隔制御装置であって、パッシブ光ネットワークにおける局側光回線終端装置として機能し、前記光通信ネットワークに接続された複数の光トランシーバに設けられた第1光送受信部を制御するために、制御信号を生成するOLT機能部と、パッシブ光ネットワークにおける加入者側光回線終端装置として機能するONU機能部を含む前記光トランシーバにおける第2光送受信部が前記制御信号を受信するために、単一波長の前記制御信号を送信する制御用光送受信部と、を備え、前記制御用光送受信部は、前記制御信号に対する単一波長の応答信号を受信し、前記応答信号は、前記第2光送受信部からバースト光信号として送信された信号である。これにより、光トランシーバの制御に用いられる波長数を少なくすることができ、また光トランシーバの消費電力を低減することができる。
(14) 本実施形態に係る光波長多重カプラは、複数の主信号が波長分割多重された光信号を伝送する光通信ネットワークにおいて、遠隔制御装置と複数の光トランシーバとの間に配置された光波長多重カプラであって、前記複数の主信号と、前記遠隔制御装置から送信された、前記複数の光トランシーバに設けられた第1光送受信部を制御するための制御信号との波長分割多重信号を受信する第1ポートと、前記第1ポートによって受信された前記波長分割多重信号に含まれる前記複数の主信号を波長毎に分離するWDMカプラと、前記WDMカプラによって分離された前記複数の主信号のそれぞれと、前記制御信号とが波長分割多重された光多重信号を前記複数の光トランシーバのそれぞれへ送信する第2ポートと、を備える。これにより、光トランシーバの制御に用いられる波長数を少なくすることができ、また光トランシーバの消費電力を低減することができる。
(15) 本実施形態に係る光遠隔制御方法は、遠隔制御装置から単一波長の制御信号を送信するステップと、主信号と前記制御信号とが波長分割多重された光多重信号を光通信ネットワークにおいて伝送するステップと、前記光多重信号から分離された前記主信号を、光トランシーバが備える第1光送受信部によって受信するステップと、前記光多重信号から分離された、前記主信号の波長とは異なる単一波長の前記制御信号を、前記光トランシーバが備える第2光送受信部によって受信するステップと、前記第2光送受信部によって受信された前記制御信号に基づいて、前記第1光送受信部を制御するステップと、前記制御信号に対する単一波長の応答信号を前記第2光送受信部によってバースト光信号として送信するステップと、を含む。これにより、光トランシーバの制御に用いられる波長数を少なくすることができ、また光トランシ―バの消費電力を低減することができる。
本開示は、上記のような特徴的な構成を備える光遠隔制御システム、特徴的な構成を備える光トランシーバ、特徴的な構成を備える遠隔制御装置、特徴的な構成を備える光波長多重カプラ、及び特徴的なステップを含む遠隔制御方法として実現することができるだけでなく、前記光トランシーバに特徴的な処理を実行させるためのコンピュータプログラムとして実現したり、前記光トランシーバの一部又は全部を半導体集積回路として実現したりすることができる。また、本開示は、前記遠隔制御装置に特徴的な処理を実行させるためのコンピュータプログラムとして実現したり、前記遠隔制装置の一部又は全部を半導体集積回路として実現したりすることができる。また、本開示は、前記光波長多重カプラに特徴的な処理を実行させるためのコンピュータプログラムとして実現したり、前記光波長多重カプラの一部又は全部を半導体集積回路として実現したりすることができる。
<本開示の実施形態の詳細>
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
[1.光通信システム]
図1は、実施形態に係る光通信システムの構成の一例を示す図である。図1に示される光通信システム1は、複数のユーザ装置40_1,40_2,40_3,40_4,40_5,40_6,40_7,40_8,40_9のそれぞれを光通信ネットワーク3で接続し、ユーザ装置40_1,40_2,40_3,40_4,40_5,40_6,40_7,40_8,40_9の間で光信号を波長分割多重化して伝送する。光通信システム1は、光波長多重スイッチ10_1,10_2,10_3と、光トランシーバ30_1,30_2,30_3,30_4,30_5,30_6,30_7,30_8,30_9とを含む。以下、ユーザ装置40_1,40_2,40_3,40_4,40_5,40_6,40_7,40_8,40_9を総称して「ユーザ装置40」ともいい、光トランシーバ30_1,30_2,30_3,30_4,30_5,30_6,30_7,30_8,30_9を総称して「光トランシーバ30」ともいう。以下、光波長多重スイッチを「光波長多重SW」ともいい、光波長多重スイッチ10_1,10_2,10_3を総称して「光波長多重SW10」ともいう。
図1は、実施形態に係る光通信システムの構成の一例を示す図である。図1に示される光通信システム1は、複数のユーザ装置40_1,40_2,40_3,40_4,40_5,40_6,40_7,40_8,40_9のそれぞれを光通信ネットワーク3で接続し、ユーザ装置40_1,40_2,40_3,40_4,40_5,40_6,40_7,40_8,40_9の間で光信号を波長分割多重化して伝送する。光通信システム1は、光波長多重スイッチ10_1,10_2,10_3と、光トランシーバ30_1,30_2,30_3,30_4,30_5,30_6,30_7,30_8,30_9とを含む。以下、ユーザ装置40_1,40_2,40_3,40_4,40_5,40_6,40_7,40_8,40_9を総称して「ユーザ装置40」ともいい、光トランシーバ30_1,30_2,30_3,30_4,30_5,30_6,30_7,30_8,30_9を総称して「光トランシーバ30」ともいう。以下、光波長多重スイッチを「光波長多重SW」ともいい、光波長多重スイッチ10_1,10_2,10_3を総称して「光波長多重SW10」ともいう。
光トランシーバ30は、ユーザ装置40に装着されている。図1において、一対の光トランシーバ30とユーザ装置40とには、共通した枝番号が付されている。例えば、ユーザ装置40_1には光トランシーバ30_1が装着され、ユーザ装置40_2には光トランシーバ30_2が装着される。なお、図1では1台のユーザ装置40に1台の光トランシーバ30が装着される構成としたが、これに限定されない。1台のユーザ装置40に複数台の光トランシーバ30が装着されてもよい。
光トランシーバ30は、波長可変型の光送受信部を含む。光送受信部の送信波長は、遠隔制御可能である。光トランシーバ30の構成については後述する。
各光トランシーバ30には、波長が割り当てられている。光トランシーバ30は、割り当てられた波長の光信号(主信号)を送信する。例えば、光トランシーバ30_1,30_2,30_3,30_4,30_5,30_6,30_7,30_8,30_9には、それぞれ異なる波長が割り当てられている。少なくとも送信信号が多重化される光トランシーバ30_1,30_2,30_3には、それぞれ異なる波長が割り当てられる。光トランシーバ30_4,30_5,30_6にもそれぞれ異なる波長が割り当てられ、光トランシーバ30_7,30_8,30_9にもそれぞれ異なる波長が割り当てられる。ただし、送信信号が多重化されない光トランシーバ30同士では、同じ波長が割り当てられる場合もある。主信号の波長は、後述する制御信号用の波長を除いた波長範囲から選択される。
ユーザ装置40は、ユーザ宅内又はユーザ施設内に配置される。ユーザ装置40は、例えば、ユーザが保有するLAN(ローカルエリアネットワーク)を光通信ネットワーク3に接続するためのルータ等の中継装置であってもよい。例えば、第1のユーザ装置40(例えば、ユーザ装置40_1)は、モバイルフロントホール(MFH)におけるRU(Radio Unit)であり、第1のユーザ装置の対向装置である第2のユーザ装置40(例えば、ユーザ装置40_4)は、DU(Distributed Unit)である。
例えば、光通信ネットワーク3は、エンド・ツー・エンドで光信号を伝送するAPNである。光通信ネットワーク3は、例えば都市内の通信事業者の拠点に接続されるメトロネットワーク3Aと、ユーザ拠点(ユーザ宅又はユーザ施設)に接続されるアクセスネットワーク3Bとを含む。
光波長多重SW10は、メトロネットワーク3Aとアクセスネットワーク3Bとを接続し、メトロネットワーク3A及びアクセスネットワーク3Bの間で光信号を中継する光ゲートウェイである。メトロネットワーク3Aでは、複数の光伝送路60_1,60_2,60_3によって光波長多重SW10_1,10_2,10_3が相互に接続されている。メトロネットワーク3Aは、2芯伝送のネットワークであり、光伝送路60_1,60_2,60_3は2芯(2つの芯の伝送方向が互いに逆)の光伝送路である。以下、2芯の光伝送路を「2芯伝送路」ともいう。例えば、メトロネットワーク3Aは、リングトポロジーのネットワークであり、具体的な一例ではROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer)である。ただし、メトロネットワーク3Aの構成はこれに限定されず、メッシュトポロジーのネットワークであってもよい。アクセスネットワーク3Bの光伝送路61_1,61_2,61_3は1芯(1つの芯で双方向多重通信をする)の光伝送路である。以下、1芯の光伝送路を「1芯伝送路」ともいう。1芯伝送において、上りの主信号と下りの主信号とでは、互いに異なる波長が割り当てられる。光伝送路62_1,62_2,62_3は2芯伝送路である。ただし、アクセスネットワーク3Bの全体が1芯伝送路のネットワークであってもよいし、2芯伝送のネットワークであってもよい。
光波長多重SW10は、各ユーザ装置40から送信された光信号を波長分割多重したり、各ユーザ装置40から送信された光信号がまとめられた波長分割多重信号を分離したりして、このようにして得られた光信号をその波長に対応するメトロネットワーク3A側の方路へ転送する。さらに光波長多重SW10は、メトロネットワーク3A側から送信された複数の光信号を波長分割多重したり、メトロネットワーク3A側から送信された波長分割多重信号を分離したりして、このようにして得られた光信号をその波長に対応するアクセスネットワーク3B側の方路へ転送する。光波長多重SW10は、装置内部において光信号を電気信号に変換することなく多重又は分離して、目的の方路へ転送する。
以下、光波長多重SW10_1を代表して説明するが、光波長多重SW10_2,10_3も同様である。光波長多重SW10_1は、メトロネットワーク側の複数のポート(以下、「メトロ側ポート」ともいう)MP_1,MP_2と、アクセスネットワーク側の複数のポート(以下、「アクセス側ポート」ともいう)AP_1,AP_2,AP_3とを備える。
メトロ側ポートMP_1,MP_2のそれぞれは、出力インタフェースと入力インタフェースとを含む。メトロ側ポートMP_1の出力インタフェースは、2芯伝送路60_1の第1伝送路(光波長多重SW10_1から光波長多重SW10_2へ向かう伝送路)に接続されており、メトロ側ポートMP_1の入力インタフェースは、2芯伝送路60_1の第2伝送路(光波長多重SW10_2から光波長多重SW10_1へ向かう伝送路)に接続されている。メトロ側ポートMP_2の出力インタフェースは、2芯伝送路60_3の第1伝送路(光波長多重SW10_1から光波長多重SW10_3へ向かう伝送路)に接続されており、メトロ側ポートMP_2の入力インタフェースは、2芯伝送路60_3の第2伝送路(光波長多重SW10_3から光波長多重SW10_1へ向かう伝送路)に接続されている。
アクセス側ポートAP_1,AP_2,AP_3のそれぞれは、1芯伝送路61_1,61_2,61_3によって光波長多重カプラ20(又は光トランシーバ30)に接続される。図1に示すように、光波長多重SW10_1の1つのアクセス側ポートAP_1は、1芯伝送路61_1を介して光波長多重カプラ20_1に接続されている。
光波長多重SW10_1は、波長選択スイッチ(以下、「WSS」ともいう)14及び波長多重分離部(以下、「Add/Drop」ともいう)15を含む。
WSS14は、光伝送路によって各メトロ側ポートMP_1,MP_2に接続されるとともに、光伝送路によってAdd/Drop15に接続されている。Add/Drop15は、複数の光伝送路によって各アクセス側ポートAP_1,AP_2,AP_3に接続されている。
WSS14は、メトロ側ポートMP_1の入力インタフェースに入力された光信号を波長毎に通過させるかドロップするかを決定し、通過させる波長の光信号をメトロ側ポートMP_2の出力インタフェースへ出力する。WSS14は、ドロップする波長の光信号をAdd/Drop15へ出力する。WSS14は、メトロ側ポートMP_2の入力インタフェースに入力された光信号を波長毎に通過させるかドロップするかを決定し、通過させる波長の光信号をメトロ側ポートMP_1の出力インタフェースへ出力する。WSS14は、ドロップする波長の光信号をAdd/Drop15へ出力する。
WSS14は、Add/Drop15から入力された光信号を波長毎にメトロ側ポートMP_1の出力インタフェース又はメトロ側ポートMP_2の出力インタフェースへ出力する。
Add/Drop15は、WSS14から入力された光信号を波長によって分離し、各波長の光信号をアクセス側ポートAP_1、AP_2又はAP_3へ出力する。さらにAdd/Drop15は、アクセス側ポートAP_1,AP_2,AP_3から入力された光信号を波長多重化し、波長分割多重信号(以下、「WDM信号」ともいう)をWSS14へ出力する。
図1の例では、光波長多重SW10_1と、光トランシーバ30_1,30_2,30_3との間には、光波長多重カプラ20_1が配置されている。光波長多重SW10_2と、光トランシーバ30_4,30_5,30_6との間には、光波長多重カプラ20_2が配置されている。光波長多重SW10_3と、光トランシーバ30_7,30_8,30_9との間には、光波長多重カプラ20_3が配置されている。以下、光波長多重カプラ20_1,20_2,20_3を総称して「光波長多重カプラ20」ともいう。
光波長多重SW10_1のアクセスネットワーク3B側のポートには、光ファイバによって構成される1芯伝送路61_1,61_2,61_3が接続されている。1芯伝送路61_1は、光波長多重カプラ20_1に接続されている。光波長多重カプラ20_1は、2芯伝送路62_1,62_2,62_3を介して光トランシーバ30_1,30_2,30_3が接続されている。光波長多重SW10_2及び10_3もまた、光伝送路を介して光波長多重カプラ20_2,20_3及び光トランシーバ30_4,30_5,30_6,30_7,30_8,30_9が接続されているが、それぞれのノードの接続関係は上記と同様であるので説明を省略する。
光波長多重カプラ20は、光波長多重SW10によって転送されたWDM信号を波長毎に分離し、分離した光信号を波長毎に対応する光トランシーバ30へ転送する。光波長多重カプラ20は、各光トランシーバ30から送信された光信号を波長多重化し、得られたWDM信号を光波長多重SW10へ転送する。光波長多重カプラ20は、装置内部において光信号を電気信号に変換することなく多重又は分離して、目的の方路へ転送する。光波長多重カプラ20の詳細については後述する。
なお、光トランシーバ30と光波長多重SW10とは、光波長多重カプラ20を介さずに接続されてもよい。また、光トランシーバ30と光波長多重SW10とは、複数の光波長多重カプラ20を介して接続されてもよい。この場合、上段の(つまり、光波長多重SW10に近い)光波長多重カプラ20によって多重される1つの波長幅は、下段の(つまり、光トランシーバ30に近い)光波長多重カプラ20の波長範囲を含む。光波長多重カプラ20はパワーカプラでもよい。ただし、この場合、光トランシーバの30が複数波長の主信号を受信するため、光トランシーバ30は対応する波長のみを選択して受信するための波長選択フィルタをさらに備える。
[2.光遠隔制御システム]
光通信システム1は、光遠隔制御システム2_1,2_2,2_3を含む。光遠隔制御システム2_1は、光トランシーバ30_1,30_2,30_3を遠隔制御するためのシステムであり、光波長多重SW10_1と、光トランシーバ30_1,30_2,30_3とを含む。光遠隔制御システム2_2は、光トランシーバ30_4,30_5,30_6を遠隔制御するためのシステムであり、光波長多重SW10_2と、光トランシーバ30_4,30_5,30_6とを含む。光遠隔制御システム2_3は、光トランシーバ30_7,30_8,30_9を遠隔制御するためのシステムであり、光波長多重SW10_3と、光トランシーバ30_7,30_8,30_9とを含む。以下、光遠隔制御システム2_1,2_2,2_3を総称して「光遠隔制御システム2」ともいう。なお、光遠隔制御システム2は、管理装置50を含んでもよい。
光通信システム1は、光遠隔制御システム2_1,2_2,2_3を含む。光遠隔制御システム2_1は、光トランシーバ30_1,30_2,30_3を遠隔制御するためのシステムであり、光波長多重SW10_1と、光トランシーバ30_1,30_2,30_3とを含む。光遠隔制御システム2_2は、光トランシーバ30_4,30_5,30_6を遠隔制御するためのシステムであり、光波長多重SW10_2と、光トランシーバ30_4,30_5,30_6とを含む。光遠隔制御システム2_3は、光トランシーバ30_7,30_8,30_9を遠隔制御するためのシステムであり、光波長多重SW10_3と、光トランシーバ30_7,30_8,30_9とを含む。以下、光遠隔制御システム2_1,2_2,2_3を総称して「光遠隔制御システム2」ともいう。なお、光遠隔制御システム2は、管理装置50を含んでもよい。
光遠隔制御システム2では、TDM-PON(TDM:時分割多重)を利用して光トランシーバ30を遠隔制御する。さらに具体的には、本実施形態に係る光遠隔制御システム2では、送受信波長に係る仕様を除いて、IEEE802.3ahに規定されたEPON(Ethernet PON)を用いて光トランシーバ30を遠隔制御する。光波長多重SW10のそれぞれはOLT機能部(図1では「OLT」と表記している)11_1,11_2,11_3のそれぞれを含む。以下、OLT機能部11_1,11_2,11_3を総称して「OLT機能部11」ともいう。図1において、一対の光波長多重SW10とOLT機能部11とには、共通した枝番号が付されている。
光トランシーバ30のそれぞれはONU機能部(図1では「ONU」と表記している)31_1,31_2,31_3,31_4,31_5,31_6,31_7,31_8,31_9のいずれか1つを含む。以下、ONU機能部31_1,31_2,31_3,31_4,31_5,31_6,31_7,31_8,31_9を総称して「ONU機能部31」ともいう。図1において、一対の光トランシーバ30とONU機能部31とには、共通した枝番号が付されている。
管理装置50は、光トランシーバ30_1,30_2,30_3,30_4,30_5,30_6,30_7,30_8,30_9を集中管理する。管理装置50は、光波長多重SW10_1,10_2,10_3のそれぞれに例えば電気信号線、光信号線、無線ネットワーク等の公知技術による伝送路70_1,70_2,70_3(図中破線で示す)を介して通信可能に接続されている。例えば、管理装置50と光波長多重SW10_1,10_2,10_3とは、例えば、イーサネットプロトコル(「Ethernet」は登録商標)等の通信プロトコルによって通信することができる。
図2Aは、実施形態に係る光遠隔制御システムの構成の第1例を示す図である。図2Aでは、代表して光遠隔制御システム2_1の構成の一例を示しているが、光遠隔制御システム2_2,2_3も同様である。
光波長多重SW10_1は、OLT機能部11_1、WSS14及びAdd/Drop15に加えて、SW制御部12、遠隔光トランシーバ制御部13(以下、「トランシーバ」を「TRx」ともいう)、及び制御信号多重部16を含む。
SW制御部12は、管理装置50に伝送路70_1を介して接続されている。SW制御部12は、さらに、遠隔光TRx制御部13に接続されている。SW制御部12は、管理装置50とイーサネットプロトコル等の通信プロトコルによって通信することが可能である。管理装置50は、光信号の伝送経路及び波長を含む制御情報を送信し、SW制御部12は管理装置50からの制御情報を受信する。制御情報は、光トランシーバ30の送信波長を設定するための情報を含む。
SW制御部12は、プロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等によって構成されている。SW制御部12は、受信した制御情報を解析し、制御情報に含まれる伝送経路及び波長によって、WSS14及びAdd/Drop15を設定する。
遠隔光TRx制御部13は、OLT機能部11_1に接続されている。図2Aにおいて、複数の要素間の光学的な接続を実線で示し、複数の要素間の電気的な接続を破線で示し、複数の要素間の接続形態(光学接続、電気接続等)を問わない接続を一点鎖線で示している。
遠隔光TRx制御部13は、プロセッサ、ASIC、FPGA等によって構成されている。遠隔光TRx制御部13は、受信した制御情報を解析し、光トランシーバ30の制御用の命令に変換することができる。
OLT機能部11_1は、プロセッサ、ASIC、FPGA等によって構成されており、光送受信部111を含む。なお、SW制御部12、遠隔光TRx制御部13、及びOLT機能部11_1のうちの2つ又は3つが1つのプロセッサ、ASIC、FPGA等によって構成されてもよい。光送受信部111は、OLT機能部11_1の外部に設けられ、OLT機能部11_1に接続されてもよい。
OLT機能部11_1は、配下のONU機能部31_1,31_2,31_3と予め定められた制御用波長の光信号(以下、「制御信号」ともいう)によってPON通信を行う。以下、光波長多重SW10_1(OLT機能部11_1)から光トランシーバ30_1,30_2,30_3(ONU機能部31_1,31_2,31_3)へ向かう方向を「下り方向」といい、光トランシーバ30_1,30_2,30_3(ONU機能部31_1,31_2,31_3)から光波長多重SW10_1(OLT機能部11_1)へ向かう方向を「上り方向」という。制御用波長は、主信号の波長とは異なる波長である。制御用波長は、例えば、OLT機能部11_1の送信波長(以下、「制御用下り波長」ともいう)として1490nmであり、OLT機能部11_1の受信波長(以下、「制御用上り波長」ともいう)として1310nmである。
OLT機能部11_1は、ONU機能部31_1,31_2,31_3と個別に通信を行い、配下の光トランシーバ30_1,30_2,30_3を個別に制御する。このため、OLT機能部11_1とONU機能部31_1,31_2,31_3との間では、ONU機能部31_1を制御するための制御信号と、ONU機能部31_2を制御するための制御信号と、ONU機能部31_3を制御するための制御信号とが時分割多重化された光信号である多重制御信号が伝送される。
Add/Drop15とアクセス側ポートAP_1,AP_2,AP_3との間の光伝送路の途中に、制御信号多重部16が配置されている。WSS14、及びAdd/Drop15においては光信号は2芯伝送で扱われ、制御信号多重部16においては光信号は1芯伝送で扱われる。Add/Drop15は、1芯伝送と2芯伝送とを相互に変換する。Add/Drop15からは、3系統の1芯の光伝送路61_1,61_2,61_3が延びており、制御信号多重部16は、光伝送路61_1,61_2,61_3のそれぞれの途中に配置されたWDMカプラ16_1,16_2,16_3を含む。OLT機能部11_1から出力された下り多重制御信号は、光送受信部111から延びる伝送路上に配置された図示しない光カプラ(パワーカプラ)によって各支線に分配される。WDMカプラ16_1,16_2,16_3は、分配されたそれぞれの下り多重制御信号を、各伝送路61_1,61_2,61_3を伝送される下り主信号に多重する。制御信号多重部16から延びる1芯伝送路61_1,61_2,61_3のそれぞれは、アクセス側ポートAP_1,AP_2,AP_3から光波長多重SW10_1から外部ヘ延びる。
光波長多重SW10_1のアクセス側ポートAP_1,AP_2,AP_3からは、下り主信号と下り多重制御信号の波長分割多重信号(以下、「下り光多重信号」ともいう)が出力される。
光波長多重カプラ20_1は、WDMカプラ21,22A,22B,24A_1,24A_2,24A_3,24B_1,24B_2,24B_3と、光カプラ23A,23Bとを含む。
光波長多重カプラ20_1には1芯伝送路61_1が引き込まれる。1芯伝送路61_1の途中には、WDMカプラ22A,22Bが配置される。WDMカプラ22Aは、1芯伝送路61_1を伝送される下り光多重信号から下り主信号(3系統の下り主信号のWDM信号)と下り多重制御信号とを分離する。下り主信号はWDMカプラ21に入力される。WDMカプラ21は、入力された下り主信号を波長毎に分離し、分離した各系統の主信号を各支線に分配する。
WDMカプラ21は、2芯伝送路62_1,62_2,62_3に接続されている。2芯伝送路62_1,62_2,62_3のそれぞれは、下り方向の光伝送路62_1A,62_2A,62_3A(以下、「下り伝送路」ともいう)と、上り方向の光伝送路62_1B,62_2B,62_3B(以下、「上り伝送路」ともいう)とを含む。WDMカプラ21は、下りWDM信号を分離した3系統の下り主信号のそれぞれを下り伝送路62_1A,62_2A,62_3Aのそれぞれへ出力する。
WDMカプラ22Aで分離された下り多重制御信号は、光カプラ23Aによって複数系統に分配される。下り伝送路62_1A,62_2A,62_3Aのそれぞれには、WDMカプラ24A_1,24A_2,24A_3が配置されている。WDMカプラ24A_1,24A_2,24A_3のそれぞれには、WDMカプラ21から出力された下り主信号と光カプラ23Aから出力された下り多重制御信号とが入力される。WDMカプラ24A_1,24A_2,24A_3のそれぞれは、入力された下り主信号と下り多重制御信号とを合波し、WDM信号(光多重信号)として出力する。
光トランシーバ30_2は、主信号用の光送受信部(以下、「U-TRx」ともいう)301及び制御信号用の光送受信部(以下、「C-TRx」ともいう」)311とを含む。U-TRx301は、波長可変型の光送受信部である。さらに具体的には、U-TRx301は、波長可変型の光送信器及び特定範囲の波長の光信号を受信可能な光受信器とを含む。C-TRx311は、制御用上り波長の光信号を送信可能な光送信器及び制御用下り波長の光信号を受信可能な光受信器を含む。U-TRx301は、「第1光送受信部」の一例であり、C-TRx311は、「第2光送受信部」の一例である。なお、U-TRx301の光受信器は、受信波長選択型の光受信器であってもよい。
光トランシーバ30_2は、光信号の受信用のポートPAと、光信号の送信用のポートPBとを含む。ポートPA,PBのそれぞれから延びる光伝送路の途中にはWDMカプラ304A,304Bが配置されている。
光波長多重カプラ20_1から出力され、下り伝送路62_2Aを伝送される下りWDM信号は、光トランシーバ30_2のポートPAからWDMカプラ304Aに入力される。WDMカプラ304Aは、下りWDM信号を下り主信号と下り多重制御信号に分離する。WDMカプラ304Aから出力された下り主信号はU-TRx301によって受信され、WDMカプラ304Aから出力された下り多重制御信号はC-TRx311によって受信される。
光トランシーバ30_2は、下り多重制御信号から自装置宛の制御信号(フレーム)を取得し、制御信号に含まれる命令を実行する。C-TRx311は、実行結果を含むフレームを載せた上り制御信号を送信する。光トランシーバ30_1,30_2,30_3からは、それぞれ異なるタイミングでフレームが送信される。U-TRx301から送信された上り主信号と、C-TRx311から送信された上り制御信号とは、WDMカプラ304Bに入力される。WDMカプラ304Bは、上り主信号と上り制御信号とを合波し、上りWDM信号を出力する。上りWDM信号は、ポートPBから上り伝送路62_2Bへ出力される。
光波長多重カプラ20_1内において、上り伝送路62_1B,62_2B,62_3Bのそれぞれには、WDMカプラ24B_1,24B_2,24B_3が配置されている。WDMカプラ24B_1,24B_2,24B_3のそれぞれには、上り伝送路62_1B,62_2B,62_3Bのそれぞれを伝送される上りWDM信号が入力される。WDMカプラ24B_1,24B_2,24B_3のそれぞれは、上りWDM信号から上り主信号と上り制御信号とを分離する。3系統の上り主信号のそれぞれは、WDMカプラ21に入力される。WDMカプラ21は、入力された3系統の上り主信号を合波し、WDM信号を1芯伝送路61_1へ出力する。
WDMカプラ24B_1,24B_2,24B_3のそれぞれから出力された3系統の上り制御信号は、光カプラ23Bに入力される。光カプラ23Bは、入力された3系統の上り制御信号を多重する。上述したように、光トランシーバ30_1,30_2,30_3からは、それぞれ異なるタイミングでフレームが送信されるため、光カプラ23Bでは、3系統の上り制御信号が時分割多重される。
WDMカプラ22Bは、WDMカプラ21から出力された上り方向のWDM信号と、光カプラ23Bから出力された上り多重制御信号(3系統の制御信号のTDM信号)とを合波し、3系統の主信号のWDM信号と上り多重制御信号とが合波された波長分割多重信号(以下、「上り光多重信号」ともいう)を出力する。上り光多重信号は、1芯伝送路61_1を伝送され、光波長多重SW10_1のアクセス側ポートAP_1に入力される。同様に、1芯伝送路61_2を伝送される上り光多重信号はアクセス側ポートAP_2に入力され、1芯伝送路61_3を伝送される上り光多重信号はアクセス側ポートAP_3に入力される。
制御信号多重部16は、1芯伝送路61_1,61_2,61_3をそれぞれ伝送される上り光多重信号をWDMカプラ16_1,16_2,16_3によって上り主信号と上り多重制御信号とに分波する。WDBカプラ16_1,16_2,16_3から出力された上り多重制御信号は、図示しない光カプラによって多重され、OLT機能部11_1に入力される。OLT機能部11_1は、上り多重制御信号から命令の実行結果を抽出し、抽出された命令の実行結果を遠隔光TRx制御部13へ出力する。遠隔光TRx制御部13は、命令の実行結果を含む応答情報を生成する。遠隔光TRx制御部13は、応答情報をSW制御部12へ出力する。SW制御部12は、入力された応答情報をそのまま、又はWSS14及びAdd/Drop15の設定指令に対する応答と併せて、管理装置50へ送信する。
なお、光波長多重カプラ20_1から下流側の光伝送路62_1,62_2,62_3を1芯伝送路としてもよい。図2Bは、実施形態に係る光遠隔制御システムの構成の第2例を示す図である。図2Bでは、光伝送路62_1,62_2,62_3が1芯伝送路である例を示している。
図2Bの例では、WDMカプラ21Aは、1芯伝送路62_1,62_2,62_3に接続されている。WDMカプラ21Aは、下りWDM信号を分離した3系統の下り主信号のそれぞれを1芯伝送路62_1,62_2,62_3のそれぞれへ出力する。光カプラ23Aから出力された下り多重制御信号は、1芯伝送路62_1B,62_2B,62_3Bに配置されたWDMカプラ24A_1,24A_2,24A_3に入力される。WDMカプラ24A_1,24A_2,24A_3のそれぞれは、入力された下り主信号と下り多重制御信号とを合波し、WDM信号として出力する。
1芯伝送路62_1,62_2,62_3のそれぞれには、対応する系統の下りWDM信号と上りWDM信号とが多重伝送される。光トランシーバ30_2には、1芯伝送路62_2に接続された1つのポートPTが設けられている。光トランシーバ30_2において、ポートPTから延びる1芯の光伝送路にはWDMカプラ304Cが接続されている。WDMカプラ304Cは、1芯伝送と2芯伝送とを相互に変換する。WDMカプラ304CからU-TRx311へ2芯の光伝送路が延びており、それぞれの光伝送路の途中にはWDMカプラ304A,304Bのそれぞれが配置されている。
WDMカプラ304Cは、上りWDM信号と下りWDM信号との波長多重信号から下りWDM信号を抽出し、抽出した下りWDM信号をWDMカプラ304Aへ出力する。さらに、WDMカプラ304Bから出力された上りWDM信号はWDMカプラ304Cに入力され、WDMカプラ304Cは、上りWDM信号を下りWDM信号と波長多重するように1芯伝送路62_2へ出力する。
1芯伝送路62_1,62_2,62_3のそれぞれに配置されたWDMカプラ24B_1,24B_2,24B_3のそれぞれは、上りWDM信号から上り主信号と上り制御信号とを分離する。3系統の上り主信号のそれぞれは、WDMカプラ21Aに入力される。WDMカプラ21Aは、入力された3系統の上り主信号を合波し、WDM信号を1芯伝送路61_1へ出力する。
WDMカプラ24B_1,24B_2,24B_3のそれぞれから出力された3系統の上り制御信号は、光カプラ23Bに入力される。光カプラ23Bは、入力された3系統の上り制御信号を多重する。
WDMカプラ22Bは、WDMカプラ21Aから出力された上り方向のWDM信号と、光カプラ23Bから出力された上り多重制御信号(3系統の制御信号のTDM信号)とを合波し、3系統の主信号のWDM信号と上り多重制御信号とが合波された上り光多重信号を出力する。
[3.光トランシーバ]
図3は、光トランシーバのハードウェア構成の一例を示す図である。
図3は、光トランシーバのハードウェア構成の一例を示す図である。
光トランシーバ30は、上述したONU機能部31と、U-TRx301と、C-TRx311とに加え、マイクロコントローラユニット(MCU)32と、U-TRx301の駆動回路302と、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)303と、レーザーダイオードドライバ(LDD)及びリミッティングアンプ(LA)のユニット(LDD/LA)312とを含む。
DSP303は、ユーザ装置40の主信号(電気信号)の入出力端子に接続されている。DSP303は、ユーザ装置40の出力端子から出力された上り主信号にフレーム処理等の信号処理を施す。
DSP303の出力端子は、駆動回路302の入力端子に接続されている。例えば、U-TRx301の光送信器は、電気吸収型変調レーザ(EAM)を用いて電気信号を光信号に変換する。駆動回路302は、U-TRx301に接続されており、DSP303から出力された電気信号にしたがってEAMを駆動制御する。これにより、U-TRx301は、DSP303が出力した電気信号に応じた光信号を出力する。
U-TRx301の光受信器は、例えばpinフォトダイオード(pin-PD)によって光信号を電流信号へ変換する。光受信器には、トランスインピーダンスアンプ(TIA)が含まれており、TIAはpin-PDから出力される電流信号を電圧信号へ変換する。
DSPの入力端子は、U-TRx301の光受信器に接続されており、U-TRx301から出力された電気信号(下り主信号)は、DSP303に入力される。DSP303は、U-TRx301から出力された下り主信号にフレーム処理等の信号処理を施す。DSP303によって処理された下り主信号は、DSP303からユーザ装置の入力端子へ出力される。
一方、C-TRx311は、LDD/LA312に接続されている。さらに詳細には、C-TRx311の光送信器はLDDに接続されており、光受信器はLAに接続されている。
C-TRx311の光受信器は、例えばpin-PDによって光信号(下り多重制御信号)を電流信号へ変換し、pin-PDから出力される電流信号をTIAによって電圧信号へ変換する。
光受信器からLAへ電気信号が出力される。LAは、受信する光信号の強度によって変化するTIAの出力振幅を調整し、当振幅の電気信号にする。LDD/LA312は、ONU機能部31に接続されており、LAから出力される電気信号はONU機能部31に入力される。
ONU機能部31は、例えばFPGAによって構成される。ONU機能部31を構成するFPGAは、フレーム処理部313として機能する回路と、プロセッサ314と、メモリ315とを含む。
フレーム処理部313は、LAから出力される下り多重制御信号にフレーム処理を施す。フレーム処理部313は、PON用のMAC(Media Access Control)回路であり、IEEE802.3ahに規定されたPON用のフレームを生成したり、PON用のフレームから情報を取得したりすることができる。さらに詳しくは、フレーム処理部313は、PON用のOAMフレームを生成したり、処理したりすることができる。具体的な一例では、フレーム処理部313は、PON用のOAMフレームを扱うことができる。
フレーム処理部313は、C-TRx311によって受信した下り多重制御信号から自装置宛の下り制御信号、さらに具体的には、自装置宛のフレームを抽出(取得)する。フレーム処理部313は、「取得部」の一例である。さらに具体的には、各ONU機能部31には、LLID(Logical Link ID)という識別情報が割り当てられる。LLIDは、フレームのプリアンブルに格納される。フレーム処理部313は、フレームのプリアンブルからLLIDを取得し、自装置のLLID又はブロードキャストLLIDと一致するか否かを判定することにより、自装置宛のフレームを特定する。フレーム処理部313は、LLIDによって自装置宛と判断したフレームを取得し、他装置宛のフレームを破棄する。
フレーム処理部313は、抽出したフレームから制御情報を取得する。フレーム処理部313は、プロセッサ314に接続されており、プロセッサ314はメモリ315に接続されている。フレーム処理部313は、取得した制御情報をプロセッサ314へ出力する。
MCU32は、プロセッサ321と、メモリ322と、D/Aコンバータ(DAC)323と、A/Dコンバータ(ADC)324とを含む。プロセッサ321は、制御部330として機能する。ONU機能部31のプロセッサ314は、フレーム処理部313から入力された制御情報を、プロセッサ321(制御部330)へ出力する。制御部330は、制御情報を命令に変換する。制御部330は、得られた命令を実行し、実行結果を取得する。
制御部330は、指定されたレジスタの値を読み出すことが可能である。制御部330が読出し及び書き込み可能なレジスタは一元的にマップされるが、その実態が1つのメモリ(例えば、メモリ322)であってもよいし、複数のメモリであってもよい。例えば、レジスタの第1の領域はメモリ322によって構成され、第2の領域はU-TRx301内のメモリによって構成されてもよい。制御部330は、指定されたレジスタの値の読出命令が与えられると、指定されたレジスタから値を読み出す。制御部330は、命令の実行結果として、読み出した値をプロセッサ314へ出力する。
制御部330は、指定されたレジスタに指定された値を書き込むことが可能である。制御部330は、指定されたレジスタの書込命令が与えられると、指定されたレジスタに指定された値を書き込む。制御部330は、命令の実行結果として、書き込んだ値をプロセッサ314へ出力する(エコーバック)。
例えば、制御部330は、U-TRx301の波長を制御するためのレジスタに値を書き込んだ場合、書き込んだ値(デジタル値)をDAC323及びDSP303へ出力する。DAC323は、U-TRx301及び駆動回路302に接続されている。DAC323及びDSP303は、U-TRx301の設定に用いられる。DSP303は、入力されたデジタル値に応じてU-TRx301の変調方式を設定する。DAC323は、入力されたデジタル値をアナログ値に変換し、U-TRx301へアナログ値を出力する。U-TRx301は、入力されたアナログ値にしたがって光送信器の出力波長(送信波長)、クロスポイント、TIA帯域、及び電気信号振幅を設定する。クロスポイントとは、光信号の波形における0と1との変化点である。TIA帯域は、pin-PDから出力される電流信号を電圧信号に変換するTIAの周波数帯域である。電気信号振幅は、送信側の光トランシーバ30において、光信号へ変換する電気信号の振幅である。
ADC324は、U-TRx301及び駆動回路302に接続されている。例えば、制御部330は、U-TRx301の温度を監視するためのレジスタに値を書き込んだ場合、U-TRx301の温度測定用のサーミスタ回路の電圧(アナログ値)がADC324によって読み取られ、デジタル値として出力される。制御部330は、読み取られた電圧から温度を算出し、算出結果をプロセッサ314へ出力する。これにより、管理装置50は、U-TRx301の温度を監視することができる。他の例では、制御部330は、U-TRx301の駆動電流を監視するためのレジスタに値を書き込んだ場合、U-TRx301の駆動電流値(アナログ値)がADC324によって読み取られ、デジタル値として出力される。制御部330は、読み取られた駆動電流値をプロセッサ314へ出力する。これにより、管理装置50は、U-TRx301の駆動電流値を監視することができる。
プロセッサ314は、制御部330から出力された命令実行結果を受け付け、受け付けた命令実行結果をフレーム処理部313へ出力する。
フレーム処理部313は、命令実行結果を含むフレームを生成する。フレーム処理部313は、生成したフレームを上り制御信号(電圧信号)としてLDDへ出力する。
LDDは、電圧信号を電流信号に変換し、得られた電流信号をC-TRx311の光送信器へ出力する。これにより、光送信器のレーザが駆動され、電流信号に応じたバースト光信号が出力される(送信)。
[4.OAMフレーム]
OLT機能部11及びONU機能部31間の通信では、PON用のフレームが用いられる。詳しくは、IEEE802.3ahに規定されたPONのOAMフレームが用いられる。具体的な一例では、拡張OAMフレームが用いられる。
OLT機能部11及びONU機能部31間の通信では、PON用のフレームが用いられる。詳しくは、IEEE802.3ahに規定されたPONのOAMフレームが用いられる。具体的な一例では、拡張OAMフレームが用いられる。
図4は、拡張OAMフレームのフレームフォーマットの一例を示す図である。
拡張OAMフレーム(以下、単に「OAMフレーム」ともいう)は、宛先アドレス(DA)と、送信元アドレス(SA)と、Length/Typeと、SubTypeと、Flagsと、Codeと、ベンダーコード(OUI:Organizationally Unique Identifier)と、Typeと、IDと、Error Statusと、PDU Data TLVと、End of TLVと、Padと、FCS(Frame Check Sequence)との各フィールドを含む。
OAMフレームのDAフィールドには、マルチキャストアドレスが格納される。SAフィールドには、下りフレームの場合、OLT機能部11のMACアドレスが格納され、上りフレームの場合、ONU機能部31のMACアドレスが格納される。
Length/Typeフィールドには、フレーム長及び「Slow Protocol」が格納される。SubTypeフィールドには、「OAM」が格納される。
Codeフィールドには、拡張OAMフレームであることを示すコード(0xFE)が格納される。OUIフィールドには、拡張OAMフレームを定義したベンダーのコードが格納される。
Typeフィールドには、拡張OAMフレームの種別が格納される。拡張OAMフレームの種別には、少なくとも、「GetRequest」、「GetResponse」、「SetRequest」、及び「SetResponse」が含まれる。SetRequestは、OLT機能部11がONU機能部31へ光トランシーバ30の設定を要求するためのフレームである。具体的な一例では、SetRequestフレームでは、光トランシーバ30の制御レジスタの指定アドレスと、当該指定アドレスに書き込むデータが格納される。SetResponseは、OLT機能部11からの設定要求に対してONU機能部31が応答するためのフレームである。具体的な一例では、SetResponseフレームでは、データが書き込まれた制御レジスタのアドレスと、当該アドレスに書き込まれたデータが格納される。GetRequestは、OLT機能部11がONU機能部31へ光トランシーバ30の状態取得を要求するためのフレームである。具体的な一例では、GetRequestフレームでは、光トランシーバ30の制御レジスタの指定アドレスが格納される。GetResponseは、OLT機能部11からの状態取得要求に対してONU機能部31が応答するためのフレームである。具体的な一例では、データが読み出された制御レジスタのアドレスと、当該アドレスから読み出されたデータが格納される。
IDフィールドは、対となる要求(Request)と応答(Response)とを整合させるためのフィールドである。具体的な一例では、RequestフレームのIDフィールドには、任意の値(ID)が格納される。ResponseフレームのIDフィールドには、Requestと同じ値(ID)が格納される。
Error Statusフィールドには、Responseフレームにおいて、Requestに成功したか失敗したかを示すコードが格納される。
PDU Data TLVフィールドは、光トランシーバ30の制御命令(つまり、設定要求又は状態取得要求)及び実行結果(つまり、要求に対する応答)を格納するためのフィールドであり、Typeと、Lengthと、Valueとの各サブフィールドを含む。
Typeサブフィールドには、SetRequest、SetResponse、GetRequest、GetResponseの各種別を示すコードが格納される。Lengthサブフィールドには、PDU Data TLVフィールドのデータ長が格納される。Valueサブフィールドには、光トランシーバ30の制御レジスタのアドレスと、当該アドレスのデータが格納される。具体的には、SetRequestフレームのValueサブフィールドには、書込対象の制御レジスタのアドレスと、当該アドレスに書き込むデータとが格納される。SetResponseフレームのValueサブフィールドには、書込対象の制御レジスタのアドレスと、当該アドレスへ書き込まれたデータとが格納される。GetRequestフレームのValueサブフィールドには、読出対象の制御レジスタのアドレスと、予め定められた値(予約値)とが格納される。GetResponseフレームのValueサブフィールドには、読出対象の制御レジスタのアドレスと、当該アドレスから読み出されたデータとが格納される。
[5.光遠隔制御システムの動作]
以下、光遠隔制御システム2_1の動作を代表して説明する。なお、光遠隔制御システム2_2,2_3の動作も光遠隔制御システム2_1の動作と同様である。
以下、光遠隔制御システム2_1の動作を代表して説明する。なお、光遠隔制御システム2_2,2_3の動作も光遠隔制御システム2_1の動作と同様である。
図5は、実施形態に係る光遠隔システムにおける光トランシーバの遠隔制御の一例を示すシーケンス図である。図6は、実施形態に係る光遠隔システムにおける下り通信の一例を示す模式図である。図7は、実施形態に係る光遠隔システムにおける上り通信の一例を示す模式図である。図5には、光トランシーバ30_1の遠隔制御シーケンスを代表して示しているが、光トランシーバ30_2,30_3の遠隔制御シーケンスも同様である。
管理装置50は、光トランシーバ30_1を遠隔制御するための制御フレーム1を生成する。制御フレームは、例えば、イーサネットフレームであり、さらに具体的な一例では、イーサネットOAMフレームである。制御フレーム1には、光トランシーバ30_1の制御情報が格納される。
図5に示すように、管理装置50は、制御フレーム1をイーサネットプロトコルにより送信する(ステップS1)。図6において、円で囲まれた「1」の図形は制御フレーム1を示す。なお、図6においては、光トランシーバ30_2,30_3を制御するための制御フレーム2,3も表されている。円で囲まれた「2」の図形は、光トランシーバ30_2を遠隔制御するための制御フレーム2を示し、円で囲まれた「3」の図形は、光トランシーバ30_2を遠隔制御するための制御フレーム3を示す。図6に示すように、制御フレーム1,2,3のそれぞれは、伝送路70_1を光波長多重SW10_1へ向けて伝送される。
光波長多重SW10_1のSW制御部12は、制御フレーム1を受け付ける。SW制御部12は、制御フレーム1から制御情報を取り出し、取り出した制御情報を遠隔光TRx制御部13へ出力する(ステップS2)。遠隔光TRx制御部13は、入力された制御情報を光トランシーバ30への命令に変換する(ステップS3)。制御情報から複数の命令に変換されてもよい。この例では、制御情報がN個(Nは自然数)の命令(命令1,2,…,N)に変換されたこととする。
光波長多重SW10_1の遠隔光TRx制御部13は、命令1をOLT機能部11_1へ出力する(ステップS4)。OLT機能部11_1は、命令1(GetRequest又はSetRequest)を格納したOAMフレームを生成する(ステップS5)。具体的には、OLT機能部11_1は、光トランシーバ30_1のONU機能部31_1を宛先とするOAMフレーム1を生成する。
OLT機能部11_1は、OAMフレーム1を載せた下り制御信号1を含む光信号である下り多重制御信号を送信する(ステップS6)。光送受信部111は、上述した制御用下り波長の光信号として、下り多重制御信号を送信する。光送受信部111から出力された下り多重制御信号は、制御信号多重部16及び光波長多重カプラ20_1を経由して光トランシーバ30_1へ伝送される。
光トランシーバ30_1のC-TRx311は、下り多重制御信号を受信する。ONU機能部31_1は、下り多重制御信号から自装置宛のOAMフレームを抽出する。フレーム処理部313は、OAMフレームから命令1を取り出し(ステップS7)、制御部330へ命令1を例えば電気信号として出力する(ステップS8)。制御部330は、命令1を実行する(ステップS9)。
命令1からNの1つは、U-TRx301の光送信器の送信波長の設定命令である。この命令のSetRequestは、U-TRx301の送信波長を設定するための制御レジスタのアドレスと、波長の値(データ)とを含む。制御部330は、U-TRx301の光送信器の送信波長の設定命令が与えられた場合、制御レジスタの指定されたアドレスに、指定された値を書き込む。これにより、U-TRx301の光送信器の送信波長が設定(制御)される。
光トランシーバ30_1の制御部330は、命令Aの実行結果Aを取得し、実行結果1をONU機能部31_1へ例えば電気信号として出力する(S10)。ONU機能部31_1は、命令1の実行結果Aを収容したOAMフレームA’を生成する(ステップS11)。光トランシーバ30_1は上りOAMフレームA’を載せた上り制御信号A(応答信号)をバースト送信する(ステップS12)。バースト送信は、信号を送信する送信期間と信号を送信しない非送信期間とを繰り返し、非送信期間において送信波長の光信号を出力しない(発光しない)ことである。なお、ここでは下り制御信号をバースト送信しないこととしたが、光送受信部111は下り制御信号をバースト送信してもよい。
OAMフレームA’を載せた上り多重制御信号は、光波長多重カプラ20_1及び光波長多重SW10_1の制御信号多重部16を経由してOLT機能部11_1に到達する。
光波長多重SW10_1のOLT機能部11_1は、上り多重制御信号を受信する。OLT機能部11_1は、上り多重制御信号からOAMフレームA’を取り出し、OAMフレームA’から実行結果Aを取得する(ステップS13)。OLT機能部11_1は、光トランシーバ30_1による実行結果Aを遠隔光TRx制御部13へ出力する(ステップS14)。
遠隔光TRx制御部13は、上述したステップS4と同様にして、命令BをOLT機能部11_1へ出力する(ステップS15)。OLT機能部11_1は、上述したステップS6と同様にして、命令Bを収容したOAMフレームを載せた下り多重制御信号を送信する。ONU機能部31_1において、命令Bが実行され、命令Bの実行結果Bが重畳された上り制御信号Bが光トランシーバ30_1からバースト送信される。以下、命令C…nについてステップS4からS14の動作が繰り返し実行される。OLT機能部11_1が最後の実行結果Nを遠隔光TRx制御部13へ出力し(ステップS16)、遠隔光TRx制御部13は、実行結果A,B,…,nを取得する。
遠隔光TRx制御部13は、光トランシーバ30_1から受信した実行結果A,B,…,nに基づいて、光トランシーバ30_1への制御情報に対する応答情報を生成する。遠隔光TRx制御部13は、生成した応答情報をSW制御部12へ出力する(ステップS17)。SW制御部12は、入力された応答情報を収容したイーサネットOAMフレームである応答フレームAを生成し(ステップS18)、生成した応答フレームAを管理装置50へ送信する(ステップS19)。
光トランシーバ30_2,30_3も、光トランシーバ30_1と同様に遠隔制御することができる。図6及び図7において、四角枠で囲まれた「A」の図形は下り制御信号A及び上り制御信号Aを示し、四角枠で囲まれた「B」の図形は下り制御信号B及び上り制御信号Bを示し、四角枠で囲まれた「C」の図形は下り制御信号C及び上り制御信号Cを示す。下り多重制御信号は、下り主信号と合波され、下り光多重信号として1芯伝送路61_1を伝送される。
光トランシーバ30_2,30_3も光トランシーバ30_1と同様に、命令の実行結果を収容したOAMフレームB’,C’を生成する。光トランシーバ30_2,30_3は、OAMフレームB’,C’を載せた上り制御信号2,3をバースト送信する。
例えば、光トランシーバ30_1,30_2,30_3のための下り制御信号A,B,Cを別々の時刻に伝送することができ、光トランシーバ30_1,30_2,30_3から出力された上り制御信号A,B,Cを別々の時刻に送信することができる。他の例では、光トランシーバ30_1,30_2,30_3のうちの2つ又は3つのための下り制御信号A,B,Cを時分割多重することによって連続して伝送することができ(図6)、光トランシーバ30_1,30_2,30_3のうちの2つ又は3つから出力された上り制御信号を時分割多重することによって連続して伝送することができる(図7)。
[6.変形例]
[6-1.第1変形例]
図8は、実施形態に係る光遠隔制御システムの第1変形例を示す図である。
[6-1.第1変形例]
図8は、実施形態に係る光遠隔制御システムの第1変形例を示す図である。
第1変形例に係る光遠隔制御システムでは、光波長多重SW10Aとは別に、OLT11A及び遠隔光TRx制御装置13Aが設けられる。すなわち、光波長多重SW10Aからは、OLT機能部11及び遠隔光TRx制御部13が除かれる。本変形例では、SW制御部12Aは遠隔光TRx制御部13に接続されない。なお、光波長多重SW10Aのその他の構成(WSS14、Add/Drop15、及び制御信号多重部16)は、実施形態に係る光波長多重SW10と同じである。
遠隔光TRx制御装置13Aは、電気信号線、光信号線、無線ネットワーク等の公知技術による伝送路70_1を通じて管理装置50と接続されている。遠隔光TRx制御装置13Aは、プロセッサ、ASIC、FPGA等を含んでおり、実施形態に係る遠隔光TRx制御部13と同様の機能を有する。図8において、複数の要素間の光学的な接続を実線で示しており、複数の要素間の接続形態(光学接続、電気接続等)を問わない接続を一点鎖線で示している。管理装置50は、光波長多重SW10A及び遠隔光TRx制御装置13Aのそれぞれに制御情報を送信する。
OLT11Aは、遠隔光TRx制御装置13Aと電気信号線、光信号線、無線ネットワーク等の公知技術による伝送路を通じて接続されている。OLT11Aは、プロセッサ、ASIC、FPGA等を含んでおり、実施形態に係るOLT機能部11と同様の機能を有する。OLT11Aは、光送受信部111Aを含む。光送受信部111Aは、光波長多重SW10Aの制御信号多重部16に光伝送路を通じて接続されている。
[6-2.第2変形例]
図9は、実施形態に係る光遠隔制御システムの第2変形例を示す図である。
図9は、実施形態に係る光遠隔制御システムの第2変形例を示す図である。
第2変形例に係る光遠隔制御システムでは、光波長多重SW10Aとは別に、OLT11Bが設けられる。光波長多重SW10Aの構成は、第1変形例に係る光波長多重SW10Aと同じである。
OLT11Bは、MAC制御部112Bと、遠隔光TRx制御部13Bと、光送受信部111Bとを含む。
遠隔光TRx制御部13Bは、電気信号線、光信号線、無線ネットワーク等の公知技術による伝送路70_1を通じて管理装置50と接続されている。遠隔光TRx制御部13Bは、プロセッサ、ASIC、FPGA等によって構成されており、遠隔光TRx制御部13と同様の機能を有する。図9において、複数の要素間の光学的な接続を実線で示しており、複数の要素間の電気的な接続を破線で示している。
MAC制御部112Bは、遠隔光TRx制御部13Bと接続されている。MAC制御部112Bは、プロセッサ、ASIC、FPGA等によって構成されており、PONのMAC制御処理を実行する。MAC制御部112Bは、実施形態に係るOLT機能部11と同様の機能を有する。
光送受信部111Bは、光波長多重SW10Aの制御信号多重部16に光伝送路を通じて接続されている。
[6-3.第3変形例]
図10は、実施形態に係る光遠隔制御システムの第3変形例を示す図である。
図10は、実施形態に係る光遠隔制御システムの第3変形例を示す図である。
第3変形例に係る光遠隔制御システムでは、光波長多重SW10Aとは別に、遠隔光TRx制御装置13Cが設けられる。光波長多重SW10Aの構成は、第1変形例に係る光波長多重SW10Aと同じである。
遠隔光TRx制御装置13Cは、電気信号線、光信号線、無線ネットワーク等の公知技術による伝送路を通じて管理装置50と接続されている。遠隔光TRx制御装置13Cは、プロセッサ、ASIC、FPGA等を含み、実施形態に係る遠隔光TRx制御部13と同様の機能を有する。図10において、複数の要素間の光学的な接続を実線で示しており、複数の要素間の接続形態(光学接続、電気接続等)を問わない接続を一点鎖線で示している。
遠隔光TRx制御装置13Cには、プラガブルOLT11Cが装着されている。プラガブルOLT11Cは、遠隔光TRx制御装置13Cに着脱自在である。
プラガブルOLT11Cは、遠隔光TRx制御部13Cと電気的に接続されている。プラガブルOLT11Cは、プロセッサ、ASIC、FPGA等を含んでおり、実施形態に係るOLT機能部11と同様の機能を有する。プラガブルOLT11Cは、光送受信部111Cを含む。光送受信部111Cは、光波長多重SW10Aの制御信号多重部16に光伝送路を通じて接続されている。
[6-4.第4変形例]
図11は、実施形態に係る光遠隔制御システムの第4変形例を示す図である。
図11は、実施形態に係る光遠隔制御システムの第4変形例を示す図である。
第4変形例に係る光遠隔制御システムでは、光波長多重SW10Dに、複数のOLT機能部11D1,11D2,11D3が含まれる。
SW制御部12は、電気信号線、光信号線、無線ネットワーク等の公知技術による伝送路を通じて管理装置50と接続されている。SW制御部12は、遠隔光TRx制御部13Dに接続されている。遠隔光TRx制御部13Dは、プロセッサ、ASIC、FPGA等を含む。遠隔光TRx制御部13Dは、実施形態に係る遠隔光TRx制御装置13Aと同様の機能に加え、管理装置50からの指令をOLT機能部11D1,11D2,11D3のうちの特定の1つ又は複数のOLT機能部へ出力する機能を有する。図11において、複数の要素間の光学的な接続を実線で示し、複数の要素間の電気的な接続を破線で示し、複数の要素間の接続形態(光学接続、電気接続等)を問わない接続を一点鎖線で示している。
OLT機能部11D1,11D2,11D3のそれぞれは、例えば、プロセッサ、ASIC、FPGA等によって構成されており、光送受信部111D1,111D2,111D3をそれぞれ含む。なお、OLT機能部11D1,11D2,11D3のそれぞれは、光波長多重SW10Dに着脱可能なプラガブルOLTであってもよい。
OLT機能部11D1,11D2,11D3のそれぞれは、遠隔光TRx制御部13Dに接続されている。OLT機能部11D1,11D2,11D3のそれぞれは、実施形態に係るOLT機能部11と同様の機能を有する。
光送受信部111D1,111D2,111D3は、制御信号多重部16Dに光伝送路を通じて接続されている。なお、光波長多重SW10Dのその他の構成は、実施形態に係る光波長多重SW10と同じである。
例えば、光波長多重SW10Dの配下の複数の光トランシーバ30を3系統に分け、各系統の光トランシーバ30の組に1つのOLT機能部を割り当てることができる。これにより、多数の光トランシーバ30が光波長多重SW10Dに接続されている場合に、OLT機能部11D1,11D2,11D3によって遠隔制御処理の負荷を分散することができる。
[6-5.第5変形例]
図12は、実施形態に係る光トランシーバの第5変形例におけるフレーム処理部の回路構成示すブロック図である。
図12は、実施形態に係る光トランシーバの第5変形例におけるフレーム処理部の回路構成示すブロック図である。
フレーム処理部313は、SerDes351と、8B/10Bデコーダ352と、MAC受信部353と、振分部354と、MPCP処理部355と、DBA356と、合流部357と、MAC送信部358と、8B/10Bエンコーダ359と、制御フレーム受信バッファ361と、制御フレーム送信バッファ362と、プロセッサインタフェース363とを含む。
SerDes(Serializer Desirializer)351は、パラレル信号とシリアル信号とを相互に変換する回路である。シリアル信号がLAからSerDes351に出力され、SerDes351は、入力されたシリアル信号を符号同期したパラレル信号へ変換する。SerDes351は、パラレル信号を8B/10Bデコーダ352へ出力する。
SerDes351から出力されるパラレルデータは、8ビットのデータが10ビットに符号化されたデータである。8B/10Bデコーダ352は、SerDes351から入力された10ビットのパラレルデータを8ビットのパラレルデータへデコード(逆変換)する回路である。
MAC(Media Access Control)受信部353は、8B/10Bデコーダ352から出力されたデータからイーサネットフレームを取得する回路である。MAC受信部353は、例えば、誤り検出を行ったり、暗号化されたフレームの復号化処理を行ったりする。MAC受信部353は、取得したフレームを振分部354へ出力する。
MAC受信部353によって取得されるフレームには、制御フレーム、MPCPフレーム、及びユーザフレームの3種類のフレームが含まれうる。MPCP(Multi Point Control Protocol)フレームは、OLTへのONUの登録及びOLTにおける動的帯域割当(DBA:Dynamic Bandwidth Allocation)に用いられるフレームである。ユーザフレームは、制御フレーム及びMPCPフレーム以外のフレームである。制御フレームの一例は、上述したOAMフレームである。ただし、制御フレームは、要求(Request)又は応答(Response)を含む制御情報を格納したフレームであればよく、OAMフレームに限定されない。
振分部354は、MAC受信部353から入力されたフレームの種類(制御フレーム、MPCPフレーム、及びユーザフレーム)を識別し、識別した種類に応じてフレームを振り分ける回路である。具体的には、振分部354は、MAC受信部353から入力されたフレームが制御フレームである場合、制御フレームを制御フレーム受信バッファ361へ出力する。振分部354は、MAC受信部353から入力されたフレームがMPCPフレームである場合、MPCPフレームをMPCP処理部355へ出力する。すなわち、振分部354は、MAC受信部353から入力された制御フレームを取得し、取得した制御フレームを制御フレーム受信バッファ361へ出力する。振分部354は、MAC受信部353から入力されたMPCPフレームを取得し、取得したMPCPフレームをMPCP処理部355へ出力する。
フレーム処理部313は、ユーザフレーム用のバッファ(受信バッファ及び送信バッファ)を有しない。振分部354は、MAC受信部353から入力されたフレームがユーザフレームである場合、ユーザフレームを破棄する。
制御フレーム受信バッファ361は、受信した制御フレームを一時的に格納するバッファである。プロセッサインタフェース363は、制御フレーム受信バッファ361と、制御フレーム送信バッファ362と、プロセッサ314とのそれぞれに接続されている。プロセッサインタフェース363は、プロセッサ314との間でデータを入出力するための回路である。
プロセッサインタフェース363は、制御フレーム受信バッファ361から制御フレームを読み出し、読み出した制御フレームをプロセッサ314へ出力する。プロセッサ314は、入力された制御フレームを処理する。例えば,プロセッサ314は、入力された制御フレームから制御情報を取得する。プロセッサ314は、取得した制御情報をプロセッサ321へ出力する。
プロセッサ321は、制御情報に基づいて命令を実行し、命令実行結果をプロセッサ314へ出力する。プロセッサ314は、入力された命令実行結果を格納した制御フレームを生成し、生成した制御フレームをプロセッサインタフェース363へ出力する。制御フレーム送信バッファ362は、送信する制御フレームを一時的に格納するバッファである。プロセッサインタフェース363は、入力された制御フレームを制御フレーム送信バッファ362に書き込む。
MPCP処理部355は、DBA356と共にMPCPフレームを生成したり処理したりする回路である。MPCP処理部355は、入力されたMPCPフレームに基づいて時刻同期すると共に、ONUの登録に関するMPCPフレームを処理し、DBAに関するMPCPフレームをDBA356に出力する。具体的には、DBAに関するMPCPフレームには、REPORTフレームとGATEフレームとが含まれる。OLT機能部11は、各光トランシーバ30に上り帯域を割り当て、割り当てた上り帯域の値を格納したGATEフレームを送信する。上り帯域の値には、上り送信開始時刻と送信データ量とが含まれる。DBA356は、OLT機能部11のDBAに対応した処理を行う回路であり、GATEフレームから上り帯域の値を取得し、割り当てられた上り帯域を設定する。具体的には、DBA356は、入力された上り送信開始時刻及び送信データ量を設定し、制御フレーム送信バッファ362に格納されたフレームの送信をスケジュールする。さらにDBA356は、制御フレーム送信バッファ362において蓄積された上りデータ量を取得する。DBA356は、入力された上りデータ量を記載したREPORTフレームを生成し、生成したREPORTフレームをMPCP処理部355へ出力する。MPCP処理部355は、入力されたREPORTフレームにタイムスタンプを付与して、合流部357に出力する。
合流部357は、複数種類のフレームの入力を受け付け、受け付けたフレームを順番に出力する回路である。具体的には、合流部357は、制御フレーム送信バッファ362から制御フレームを読み出し、MPCP処理部355から出力されたMPCPフレームを受け付ける。合流部357は、入力された制御フレーム及びMPCPフレームを順次MAC送信部358へ出力する。
例えば、合流部357には、ユーザフレームは入力されない。したがって、合流部357において、ユーザフレームを制御フレーム及びMPCPフレームに合流するための処理は省略される。なお、合流部357に、ユーザフレームが入力されてもよい。この場合、合流部357は、入力された制御フレーム、MPCPフレーム、及びユーザフレームを順次MAC送信部358へ出力する。
MAC送信部358は、入力された制御フレーム及びMPCPフレームを送信するための回路である。例えば、MAC送信部358は、フレームの暗号化処理を行ったり、誤り検出情報をフレームに付加したりする。
MAC送信部358は、フレームを8ビット毎のデータに分割して8B/10Bエンコーダ359へ出力する。8B/10Bエンコーダ359は、入力された8ビットのデータを10ビットのデータへ符号化する回路である。8B/10Bエンコーダ359は、10ビットのパラレルデータをSerDes351へ出力する。
SerDes351は、入力された10ビットのパラレルデータをシリアルデータに変換する。SerDes351は、シリアルデータをLDDへ出力する。
フレーム処理部313は、受信したユーザフレームは破棄し、送信するためのユーザフレームを生成しない。このため、フレーム処理部313において、ユーザフレームの受信バッファ及び送信バッファは省略される。さらに、ONU機能部31において、ユーザ装置40との間でユーザフレームを入出力するためのUNI(User Network Interface)も不要である。したがって、ONU機能部31における処理負荷を軽減し、使用電力を低減することができる。
制御フレームの送信レートは制限されている。具体的な一例では、制御フレームの送信レートは、1秒間当たり10フレーム(10フレーム/秒)以下である。このため、プロセッサ314は、スリープし、制御フレームの送受信タイミングに合わせて設定された周期でウェイクアップしてもよい。例えば、ウェイクアップ周期は、0.1秒である。
プロセッサ314は、ウェイクアップ期間において、制御フレーム受信バッファ361にバッファリングされている制御フレームをプロセッサインタフェース363を介して読み出す。プロセッサ314は、ウェイクアップ期間において、読み出した制御フレームから制御情報を取得し、制御情報に含まれる命令(要求)を実行する。プロセッサ314は、命令実行結果である応答を格納した制御フレームを生成し、生成した制御フレームを、プロセッサインタフェース363を介して制御フレーム送信バッファ362に書き込む。プロセッサ314は、制御フレームを制御フレーム送信バッファ362に書き込んだ後、再びスリープする。
フレーム処理部313の少なくとも一部は、動作モードとして、通常動作を実行する通常モードと、動作停止するパワーダウンモードとのいずれかに設定可能であってもよい。パワーダウンモードは、FPGAであるフレーム処理部313が動作を停止しつつ、FPGAの構成情報(コンフィグレーションデータ)を保持する動作モードである。
例えば、プロセッサ314は、パワーダウンモードのフレーム処理部313をウェイクアップ後に起動させる。これにより、フレーム処理部313のパワーダウンが解除され、フレーム処理部313が通常モードに遷移する。プロセッサ314は、通常モードのフレーム処理部313に対して、上記のように制御フレームを読み出し、制御フレームを書き込んだ後、プロセッサ314がスリープする前に、フレーム処理部313をパワーダウンさせる。プロセッサ314は、フレーム処理部313がパワーダウンした後、スリープする。これにより、光トランシーバ30のさらなる省電力化が可能となる。
図13は、実施形態に係る光トランシーバの第5変形例におけるプロセッサの動作を示すフローチャートである。
プロセッサ314は、設定周期においてスリープとウェイクアップとを繰り返す。1つの設定周期には、ウェイクアップ期間とスリープ期間とが含まれる。スリープ期間の始期(すなわち、ウェイクアップ期間の終期)をスリープ時刻とし、スリープ期間の終期(すなわち、ウェイクアップ期間の始期)をウェイクアップ時刻とする。
スリープ中のプロセッサ314は、ウェイクアップ時刻が到来するまではスリープを維持する(ステップS101においてNO)。ウェイクアップ時刻が到来すると(ステップS101においてYES)、プロセッサ314はウェイクアップする(ステップS102)。
プロセッサ314は、フレーム処理部313を起動させる(ステップS103)。これにより、フレーム処理部313がパワーダウンモードから通常モードに遷移する。
通常モードのフレーム処理部313において、制御フレーム受信バッファ361に制御フレームがバッファリングされる。プロセッサ314は、制御フレーム受信バッファ361から制御フレームを読み出す(ステップS104)。
プロセッサ314は、読み出した制御フレームから制御情報を取得し、命令を実行する(ステップS105)。プロセッサ314は、命令の実行結果を含む制御フレームを生成し、生成した制御フレームを制御フレーム送信バッファ362に書き込む(ステップS106)。フレーム処理部313は、制御フレーム送信バッファ361にバッファリングされた制御フレームをLDDへ出力する。
プロセッサ314は、フレーム処理部313をパワーダウンさせる(ステップS107)。これにより、フレーム処理部313が通常モードからパワーダウンモードに遷移する。
プロセッサ314は、スリープ時刻が到来するまではウェイクアップを維持する(ステップS108においてNO)。スリープ時刻が到来すると(ステップS108においてYES)、プロセッサ314はウェイクアップ時刻を設定してスリープし(ステップS109)、ステップS101に戻る。
OLT機能部11とプロセッサ314は、所定の設定周期を共有すると共に、例えばMPCP時刻に基づいて同期している。OLT機能部11は、フレーム処理部314が通常モード期間に制御フレーム及びGATEフレームを受信できるようこれらのフレームを送信すると共に、フレーム処理部314が通常モード期間に制御フレーム及びREPORTフレームを送信できるよう上り帯域を光トランシーバ30に割り当てる。
[6-6.その他の変形例]
上記の実施形態では、IEEE802.3ahに規定されたEPON(Ethernet PON)を用いて光トランシーバ30を遠隔制御する構成について述べたが、これに限定されない。例えば、ITU-T G.984に規定されたGPON(Gigabit PON)を用いてもよい。この場合、OAMフレームに代えて、OMCI(ONU Management and. Control Interface)フレームが用いられる。さらに、ユーザが独自に定義したフレームを使用して光トランシーバ30を遠隔制御してもよい。
上記の実施形態では、IEEE802.3ahに規定されたEPON(Ethernet PON)を用いて光トランシーバ30を遠隔制御する構成について述べたが、これに限定されない。例えば、ITU-T G.984に規定されたGPON(Gigabit PON)を用いてもよい。この場合、OAMフレームに代えて、OMCI(ONU Management and. Control Interface)フレームが用いられる。さらに、ユーザが独自に定義したフレームを使用して光トランシーバ30を遠隔制御してもよい。
[7.補記]
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的ではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及びその範囲内でのすべての変更が含まれる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的ではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及びその範囲内でのすべての変更が含まれる。
1 光通信システム
2,2_1,2_2,2_3 光遠隔制御システム
3 光通信ネットワーク
3A メトロネットワーク
3B アクセスネットワーク
10,10_1,10_2,10_3,10A,10D 光波長多重スイッチ(光波長多重SW)
11,11_1,11_2,11_3,11D1,11D2,11D3 OLT機能部
11A,11B OLT
11C プラガブルOLT
111,111A,111B,111C,111D1,111D2,111D3 光送受信部
112B MAC制御部
12,12A SW制御部
13,13B,13D 遠隔光トランシーバ制御部(遠隔光TRx制御部)
13A,13C 遠隔光トランシーバ制御装置(遠隔光TRx制御装置)
14 波長選択スイッチ(WSS)
15 波長多重分離部(Add/Drop)
16,16D 制御信号多重部
16A_1,16B_1,16A_2,16B_2,16A_3,16B_3,17_1,17_2,17_3 WDMカプラ
20,20_1,20_2,20_3 光波長多重カプラ
21,21A,22A,22B,24A_1,24A_2,24A_3,24B_1,24B_2,24B_3,304A,304B,304C WDMカプラ
23A,23B 光カプラ
30,30_1,30_2,30_3,30_4,30_5,30_6,30_7,30_8,30_9 光トランシーバ
301 光送受信部(U-TRx)
302 駆動回路
303 デジタルシグナルプロセッサ(DSP)
311 光送受信部(C-TRx)
31,31_1,31_2,31_3,31_4,31_5,31_6,31_7,31_8,31_9 ONU機能部
312 LDD/LA
313 フレーム処理部(取得部)
314 プロセッサ
315 メモリ
32 マイクロコントローラユニット(MCU)
321 プロセッサ
322 メモリ
323 D/Aコンバータ(DAC)
324 A/Dコンバータ(ADC)
330 制御部
351 SerDes
352 8B/10Bデコーダ
353 MAC受信部
354 振分部
355 MPCP処理部
356 DBA
357 合流部
358 MAC送信部
359 8B/10Bエンコーダ
361 制御フレーム受信バッファ
362 制御フレーム送信バッファ
363 プロセッサインタフェース
40,40_1,40_2,40_3,40_4,40_5,40_6,40_7,40_8,40_9 ユーザ装置
50 管理装置
60_1,60_2,60_3 光伝送路(2芯伝送路)
61_1,61_2,61_3,62_1,62_2,62_3 光伝送路
61A_1,61A_2,61A_3 下り伝送路
61B_1,61B_2,61B_3 上り伝送路
70_1,70_2,70_3 伝送路
MP_1,MP_2 メトロ側ポート
AP_1,AP_2,AP_3 アクセス側ポート
PA,PB ポート
2,2_1,2_2,2_3 光遠隔制御システム
3 光通信ネットワーク
3A メトロネットワーク
3B アクセスネットワーク
10,10_1,10_2,10_3,10A,10D 光波長多重スイッチ(光波長多重SW)
11,11_1,11_2,11_3,11D1,11D2,11D3 OLT機能部
11A,11B OLT
11C プラガブルOLT
111,111A,111B,111C,111D1,111D2,111D3 光送受信部
112B MAC制御部
12,12A SW制御部
13,13B,13D 遠隔光トランシーバ制御部(遠隔光TRx制御部)
13A,13C 遠隔光トランシーバ制御装置(遠隔光TRx制御装置)
14 波長選択スイッチ(WSS)
15 波長多重分離部(Add/Drop)
16,16D 制御信号多重部
16A_1,16B_1,16A_2,16B_2,16A_3,16B_3,17_1,17_2,17_3 WDMカプラ
20,20_1,20_2,20_3 光波長多重カプラ
21,21A,22A,22B,24A_1,24A_2,24A_3,24B_1,24B_2,24B_3,304A,304B,304C WDMカプラ
23A,23B 光カプラ
30,30_1,30_2,30_3,30_4,30_5,30_6,30_7,30_8,30_9 光トランシーバ
301 光送受信部(U-TRx)
302 駆動回路
303 デジタルシグナルプロセッサ(DSP)
311 光送受信部(C-TRx)
31,31_1,31_2,31_3,31_4,31_5,31_6,31_7,31_8,31_9 ONU機能部
312 LDD/LA
313 フレーム処理部(取得部)
314 プロセッサ
315 メモリ
32 マイクロコントローラユニット(MCU)
321 プロセッサ
322 メモリ
323 D/Aコンバータ(DAC)
324 A/Dコンバータ(ADC)
330 制御部
351 SerDes
352 8B/10Bデコーダ
353 MAC受信部
354 振分部
355 MPCP処理部
356 DBA
357 合流部
358 MAC送信部
359 8B/10Bエンコーダ
361 制御フレーム受信バッファ
362 制御フレーム送信バッファ
363 プロセッサインタフェース
40,40_1,40_2,40_3,40_4,40_5,40_6,40_7,40_8,40_9 ユーザ装置
50 管理装置
60_1,60_2,60_3 光伝送路(2芯伝送路)
61_1,61_2,61_3,62_1,62_2,62_3 光伝送路
61A_1,61A_2,61A_3 下り伝送路
61B_1,61B_2,61B_3 上り伝送路
70_1,70_2,70_3 伝送路
MP_1,MP_2 メトロ側ポート
AP_1,AP_2,AP_3 アクセス側ポート
PA,PB ポート
Claims (15)
- 複数の主信号が波長分割多重された光信号を伝送する光通信ネットワークに接続された複数の光トランシーバと、
前記光通信ネットワークに接続された遠隔制御装置と、
を備え、
前記遠隔制御装置は、単一波長である複数の制御信号を送信する制御用光送受信部を含み、
前記複数の光トランシーバのそれぞれは、
前記主信号を送受信する第1光送受信部と、
前記主信号と前記制御信号とが波長分割多重された光多重信号から分離された前記制御信号を受信する第2光送受信部と、
前記第2光送受信部によって受信された前記制御信号に基づいて、前記第1光送受信部を制御する制御部と、
を含み、
前記第2光送受信部は、前記制御信号に対する単一波長の応答信号をバースト光信号として送信する、
光遠隔制御システム。 - 前記遠隔制御装置は、パッシブ光ネットワークにおける局側光回線終端装置として機能し、前記制御用光送受信部を含み、時分割多重光信号として複数の前記制御信号を送信するOLT機能部を含み、
前記光トランシーバは、パッシブ光ネットワークにおける加入者側光回線終端装置として機能し、時分割多重光信号である前記制御信号を受信する前記第2光送受信部と接続されたONU機能部を含む、
請求項1に記載の光遠隔制御システム。 - 前記光通信ネットワークにおいて前記遠隔制御装置と前記複数の光トランシーバとの間に配置された光波長多重カプラをさらに備え、
前記光波長多重カプラは、前記光信号から波長毎に前記複数の主信号を分離し、分離した前記主信号と前記制御信号とが波長分割多重された前記光多重信号を前記複数の光トランシーバのそれぞれに分配する、
請求項1又は請求項2に記載の光遠隔制御システム。 - 主信号を送受信する第1光送受信部と、
前記主信号と制御信号とが波長分割多重された光多重信号から分離された、単一波長の前記制御信号を受信する第2光送受信部と、
前記第2光送受信部によって受信された前記制御信号に基づいて、前記第1光送受信部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御信号は、遠隔制御装置から送信され、
前記第2光送受信部は、送信された前記制御信号を受信し、
前記第2光送受信部は、前記制御信号に対する単一波長の応答信号をバースト光信号として送信する、
光トランシーバ。 - 前記制御信号は、前記光トランシーバとは異なる第2光トランシーバが備える第3光送受信部を制御するための第2制御信号と時分割多重され、
前記光多重信号は、前記制御信号と前記第2制御信号とが時分割多重された多重制御信号と、前記主信号と、前記第3光送受信部によって受信される第2主信号とが波長分割多重された信号であり、
前記第2光送受信部は、受信した光信号である前記多重制御信号を電気信号へ変換し、
前記光トランシーバは、前記多重制御信号が変換された前記電気信号から前記制御信号に対応する電気信号を取得する取得部をさらに備える、
請求項4に記載の光トランシーバ。 - 前記光トランシーバは、パッシブ光ネットワークにおける光回線終端装置として機能し、前記多重制御信号を受信する前記第2光送受信部と接続されたONU機能部を含み、
前記ONU機能部は、前記取得部を含む、
請求項5に記載の光トランシーバ。 - 前記制御信号は、パッシブ光ネットワークにおいて用いられる制御フレームを含む、
請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の光トランシーバ。 - 前記ONU機能部は、受信フレームのうち、MPCPフレーム及び前記制御フレームとは異なるフレームであるユーザフレームを廃棄する、
請求項7に記載の光トランシーバ。 - 前記ONU機能部は、受信フレームのうち、MPCPフレーム及び前記制御フレームとは異なるフレームであるユーザフレームを格納するための受信バッファを含まない、
請求項7に記載の光トランシーバ。 - 前記ONU機能部は、送信フレームのうち、MPCPフレーム及び前記制御フレームとは異なるフレームであるユーザフレームを格納するための送信バッファを含まない、
請求項7から請求項9のいずれか1項に記載の光トランシーバ。 - 前記ONU機能部は、フレーム処理部及びプロセッサを含み、
前記フレーム処理部は、受信した前記制御フレームを前記プロセッサに出力するとともに、前記プロセッサから入力された前記制御フレームを送信し、
前記プロセッサは、前記フレーム処理部から入力された前記制御フレームである要求フレームに含まれる要求を処理するとともに、前記要求に対する応答を含む前記制御フレームである応答フレームを生成して前記フレーム処理部へ出力し、
前記プロセッサは、前記応答フレームを出力した後、スリープする、
請求項7に記載の光トランシーバ。 - 前記フレーム処理部は、パワーダウンが可能であり、
前記プロセッサは、前記プロセッサがスリープするためのスリープ期間に基づくパワーダウン期間に、前記フレーム処理部をパワーダウンさせる、
請求項11に記載の光トランシーバ。 - 複数の主信号が波長分割多重された光信号を伝送する光通信ネットワークに接続された遠隔制御装置であって、
パッシブ光ネットワークにおける局側光回線終端装置として機能し、前記光通信ネットワークに接続された複数の光トランシーバに設けられた第1光送受信部を制御するために、制御信号を生成するOLT機能部と、
パッシブ光ネットワークにおける加入者側光回線終端装置として機能するONU機能部を含む前記光トランシーバにおける第2光送受信部が前記制御信号を受信するために、単一波長の前記制御信号を送信する制御用光送受信部と、
を備え、
前記制御用光送受信部は、前記制御信号に対する単一波長の応答信号を受信し、
前記応答信号は、前記第2光送受信部からバースト光信号として送信された信号である、
遠隔制御装置。 - 複数の主信号が波長分割多重された光信号を伝送する光通信ネットワークにおいて、遠隔制御装置と複数の光トランシーバとの間に配置された光波長多重カプラであって、
前記複数の主信号と、前記遠隔制御装置から送信された、前記複数の光トランシーバに設けられた第1光送受信部を制御するための制御信号との波長分割多重信号を受信する第1ポートと、
前記第1ポートによって受信された前記波長分割多重信号に含まれる前記複数の主信号を波長毎に分離するWDMカプラと、
前記WDMカプラによって分離された前記複数の主信号のそれぞれと、前記制御信号とが波長分割多重された光多重信号を前記複数の光トランシーバのそれぞれへ送信する第2ポートと、
を備える、
光波長多重カプラ。 - 遠隔制御装置から単一波長の制御信号を送信するステップと、
主信号と前記制御信号とが波長分割多重された光多重信号を光通信ネットワークにおいて伝送するステップと、
前記光多重信号から分離された前記主信号を、光トランシーバが備える第1光送受信部によって受信するステップと、
前記光多重信号から分離された、前記主信号の波長とは異なる単一波長の前記制御信号を、前記光トランシーバが備える第2光送受信部によって受信するステップと、
前記第2光送受信部によって受信された前記制御信号に基づいて、前記第1光送受信部を制御するステップと、
前記制御信号に対する単一波長の応答信号を前記第2光送受信部によってバースト光信号として送信するステップと、
を含む、
光遠隔制御方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024067614 | 2024-04-18 | ||
| JP2024-067614 | 2024-04-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025220341A1 true WO2025220341A1 (ja) | 2025-10-23 |
Family
ID=97403472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/007590 Pending WO2025220341A1 (ja) | 2024-04-18 | 2025-03-04 | 光遠隔制御システム、光トランシーバ、遠隔制御装置、光波長多重カプラ、及び光遠隔制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025220341A1 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006197489A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光波長多重システム、光終端装置および光ネットワークユニット |
| JP2008219518A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Nec Corp | 光通信装置、システム、および光通信制御方法 |
| JP2020028033A (ja) * | 2018-08-13 | 2020-02-20 | 富士通株式会社 | 伝送装置、光終端装置、伝送システム、及び伝送方法 |
| JP2020136986A (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | 沖電気工業株式会社 | 光通信システム、局側装置および加入者側装置、光通信システムの波長切替方法、ならびに、局側装置および加入者側装置の波長切替プログラム |
| WO2022091387A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | 日本電信電話株式会社 | 光通信装置、光通信システム及び光通信方法 |
-
2025
- 2025-03-04 WO PCT/JP2025/007590 patent/WO2025220341A1/ja active Pending
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