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JP2014120788A - Communication system and control method therefor - Google Patents

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JP2014120788A JP2012272182A JP2012272182A JP2014120788A JP 2014120788 A JP2014120788 A JP 2014120788A JP 2012272182 A JP2012272182 A JP 2012272182A JP 2012272182 A JP2012272182 A JP 2012272182A JP 2014120788 A JP2014120788 A JP 2014120788A
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俊二 木村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow each ONU to evenly enjoy a throughput extension effect of the overall system by the application of adaptive modulation in a communication system having a fixed distance between an OLT and an ONU.SOLUTION: The number of effective information bits is determined according to fit to the distance between the OLT and the ONU, and an optical signal is transmitted in an allocated transmission permission time, to thereby actualize evenness of a transmittable band in each ONU.

Description

アクセスサービスの高速化に対するニーズの高まりにより、FTTH(Fiber To The Home)の普及が世界的に進んでいる。FTTHサービスの大部分は、1個の収容局側装置(OLT:Optical Line Terminal)が時分割多重(TDM:Time Division Multiplexing)により複数の加入者側装置(ONU:Optical Network Unit)を収容し、経済性に優れたPON(Passive Optical Network)方式により提供されている。   Due to the increasing needs for high-speed access services, FTTH (Fiber To The Home) is spreading worldwide. Most of the FTTH service accommodates a plurality of subscriber side devices (ONU: Optical Network Unit) by time division multiplexing (TDM) with one accommodation station side device (OLT: Optical Line Terminal), It is provided by a PON (Passive Optical Network) system which is excellent in economy.

PON方式では、OLTとの距離が相異なる全ONUが一定以上の品質で通信を行うことが求められる。光ファイバ伝送では伝送距離が延びるにつれて光信号の強度の減衰や波長分散等に起因する波形歪みにより信号品質が劣化するため、PON方式において全ONUが送受信する光信号の信号速度が等しい場合、OLTからの距離が最も遠いONUが通信可能であれば全ONUが通信可能となる。   In the PON system, it is required that all ONUs having different distances from the OLT communicate with each other with a certain quality or more. In optical fiber transmission, signal quality deteriorates due to waveform distortion caused by attenuation of optical signal intensity, chromatic dispersion, etc. as the transmission distance increases. Therefore, when the signal speed of optical signals transmitted and received by all ONUs in the PON system is equal, OLT All ONUs can communicate if the ONU with the longest distance from can communicate.

そのため、関連するTDM−PONにおける信号速度は、最も遠いONUが通信可能となる値に固定されており、各ONUが単位時間あたりに送受信できる情報ビット数は等しい。図1に関連するTDM−PONの構成例を示す。単一のOLTに、OLTとの距離が相異なるONU(k=1,2,・・・,K、Kは2以上の整数)が接続している。各ONUが送受信する光信号の信号速度は、OLTからの距離が最も遠いONUが通信可能である信号速度B[bit/s]に固定される。図中のS、mはそれぞれシンボル速度、変調多値数を表わし、

Figure 2014120788
が成り立つが、GE−PON(非特許文献1参照。)、G−PON(非特許文献2参照。)等の関連するTDM−PONではm=2であり、信号速度とシンボル速度は等しい。 Therefore, the signal speed in the related TDM-PON is fixed to a value at which the farthest ONU can communicate, and the number of information bits that each ONU can transmit / receive per unit time is equal. The structural example of TDM-PON relevant to FIG. 1 is shown. ONU k (k = 1, 2,..., K and K are integers of 2 or more) having different distances from the OLT are connected to a single OLT. The signal speed of the optical signal transmitted and received by each ONU is fixed to the signal speed B [bit / s] at which the ONU having the longest distance from the OLT can communicate. S and m in the figure represent the symbol rate and the modulation level, respectively.
Figure 2014120788
However, in the related TDM-PON such as GE-PON (see Non-Patent Document 1) and G-PON (see Non-Patent Document 2), m = 2, and the signal rate and the symbol rate are equal.

TDM−PONの上り方向通信では、OLTにおける動的帯域割当計算に基づいて各ONUに割り当てられた送信許容時間のみに、各ONUが間欠的に光信号を送信することにより、光信号同士の衝突を防いでいる。関連するTDM−PONでは上述の様に各ONUが単位時間あたりに送受信できる情報ビット数が等しいため、一定期間内において光信号の送信を許容される総時間がONU間で等しくなるように送信許容時間を割り当てることにより、当該期間内において各ONUが送信する情報量が等しくなり、ONU間での帯域公平性が実現される。   In uplink communication of TDM-PON, each ONU transmits an optical signal intermittently only during the transmission allowable time allocated to each ONU based on the dynamic bandwidth allocation calculation in the OLT. Is preventing. In the related TDM-PON, since the number of information bits that each ONU can transmit / receive per unit time is equal as described above, the transmission allowance is made so that the total time allowed to transmit the optical signal within a certain period is equal between the ONUs. By allocating time, the amount of information transmitted by each ONU within the period becomes equal, and bandwidth fairness between the ONUs is realized.

IEEE Standard 802.3ahIEEE Standard 802.3ah ITU−T Recommendation G.984.2ITU-T Recommendation G. 984.2

関連技術においては、TDM−PONでは、OLTからの距離が最も遠いONUが通信可能となる値に信号速度が固定されているが、OLTからの距離が近いONUは、本来、より高速な信号速度での通信が可能である。一方、移動体通信では、時々刻々と変化する無線基地局との距離や無線伝搬環境等に応じて端末ごとに信号速度を可変とする適応変調技術を用いた3.5G方式(HSPA:High Speed Packet Access)が実用化されている。この方式では、無線基地局との間の距離が近い端末や無線伝搬環境が良好である端末が送受信する信号の変調多値数やシンボル速度を向上させ、単位時間あたりに送受信できる情報ビット数を増大させることにより、システム全体のスループットを拡大している。   In the related technology, in TDM-PON, the signal speed is fixed to a value at which the ONU farthest from the OLT can communicate, but the ONU near the distance from the OLT is originally a higher signal speed. Communication with is possible. On the other hand, in mobile communication, a 3.5G system (HSPA: High Speed) using an adaptive modulation technique that varies the signal speed for each terminal according to the distance to the radio base station, the radio propagation environment, and the like that change from moment to moment. Packet Access) has been put into practical use. In this method, the number of information bits that can be transmitted / received per unit time is improved by improving the modulation multi-level number and symbol rate of signals transmitted / received by terminals that are close to the radio base station or terminals that have a good radio propagation environment. By increasing the throughput, the throughput of the entire system is expanded.

適応変調技術をTDM−PONに適用し、OLTからの距離が近いONUが送受信する光信号を高速化することにより、移動体通信と同様にシステム全体のスループットを拡大できる。しかしながら、移動体通信では端末の移動により各端末と無線基地局との間の距離および無線伝搬環境が変化するために、適応変調による信号速度の高速化を全ての端末が享受できるのに対して、PONでは各ONUとOLTとの距離が固定であるために、適応変調による信号速度の高速化をOLTからの距離が近い特定のONUのみが享受することとなる。   By applying adaptive modulation technology to TDM-PON and increasing the speed of optical signals transmitted and received by ONUs that are close to the OLT, the throughput of the entire system can be expanded in the same manner as mobile communication. However, in mobile communication, the distance between each terminal and the radio base station and the radio propagation environment change due to the movement of the terminal, so that all terminals can enjoy an increase in signal speed by adaptive modulation. Since the distance between each ONU and the OLT is fixed in the PON, only a specific ONU having a short distance from the OLT can enjoy an increase in signal speed by adaptive modulation.

そのため、一定期間内において光信号の送信を許容される総時間がONU間で等しくなるように送信許容時間を割り当てる関連する上り方向通信の帯域公平化手法では、OLTからの距離に応じて一定期間内に送れる情報量に不公平が生じるという課題がある。   Therefore, according to the related bandwidth fairing method for uplink communication in which the transmission allowable time is allocated so that the total time allowed to transmit the optical signal within the fixed period is equal between the ONUs, the fixed period is determined according to the distance from the OLT. There is a problem that unfairness occurs in the amount of information that can be sent within.

本発明は、OLTと各ONUとの距離に合わせて有効情報ビット数を決定し、割り当てられた送信許容時間に光信号を送信することで各ONUの送信できる帯域の公平化をすることを目的とする。   It is an object of the present invention to determine the number of effective information bits in accordance with the distance between the OLT and each ONU, and to equalize the bandwidth that can be transmitted by each ONU by transmitting an optical signal within the allocated allowable transmission time. And

上記目的を達成するために、本発明は、単位時間当たりに送信できる有効情報ビット数を決定し、各ONUの有効情報ビット数の逆数の比と等しくなるように、各ONUへの送信許容時間を割り当てる。これによりONUが、公平に情報量を送信することができる。   In order to achieve the above object, the present invention determines the number of effective information bits that can be transmitted per unit time, and the transmission allowable time to each ONU so as to be equal to the ratio of the reciprocal of the number of effective information bits of each ONU. Assign. As a result, the ONU can transmit the amount of information fairly.

具体的には、本発明の通信システムは、親ノードと子ノードが接続されている通信システムであって、
親ノードは、子ノードまでの距離に応じて、各子ノードが単位時間当たりに送信できる有効情報ビット数を決定し、各子ノードの有効情報ビット数の逆数の比と等しくなるように、各子ノードへの送信許容時間を割り当てる割り当て機能を備え、
子ノードは、割り当て機能の決定した有効情報ビット数の光信号を、割り当て機能の割り当てた送信許容時間に、親ノードへ送信する送信機能を備える。
Specifically, the communication system of the present invention is a communication system in which a parent node and a child node are connected,
The parent node determines the number of valid information bits that each child node can transmit per unit time according to the distance to the child node, and is set to be equal to the ratio of the reciprocal of the number of valid information bits of each child node. It has an allocation function that allocates the allowable transmission time to child nodes,
The child node has a transmission function of transmitting an optical signal having the number of effective information bits determined by the allocation function to the parent node during the transmission allowable time allocated by the allocation function.

具体的には、本発明の通信システムの制御方法は、
親ノードと複数の子ノードが接続されている通信システムの制御方法であって、
親ノードから子ノードまでの距離に応じて、各子ノードが単位時間当たりに送信できる有効情報ビット数を決定し、各子ノードの有効情報ビット数の逆数の比と等しくなるように、各子ノードへの送信許容時間を割り当てる割り当て手順と、
割り当て手順の決定した有効情報ビット数の光信号を、割り当て手順の割り当てた送信許容時間に、子ノードから親ノードへ送信する送信手順と、を行う。
Specifically, the control method of the communication system of the present invention is:
A control method of a communication system in which a parent node and a plurality of child nodes are connected,
The number of valid information bits that each child node can transmit per unit time is determined according to the distance from the parent node to the child node, and each child node is set to be equal to the ratio of the reciprocal number of the valid information bits of each child node. An allocation procedure to allocate time allowed for transmission to the node;
A transmission procedure is performed in which an optical signal having the number of effective information bits determined by the allocation procedure is transmitted from the child node to the parent node during the transmission allowable time allocated by the allocation procedure.

具体的には、通信システムの制御装置は、
親ノードと複数の子ノードが接続されている通信システムの制御装置であって、
親ノードは、子ノードまでの距離に応じて、各子ノードが単位時間当たりに送信できる有効情報ビット数を決定し、各子ノードの有効情報ビット数の逆数の比と等しくなるように、各子ノードへの送信許容時間を割り当てる割り当て機能を備える。
Specifically, the control device of the communication system
A control device of a communication system in which a parent node and a plurality of child nodes are connected,
The parent node determines the number of valid information bits that each child node can transmit per unit time according to the distance to the child node, and is set to be equal to the ratio of the reciprocal of the number of valid information bits of each child node. An allocation function for allocating the allowable transmission time to the child node is provided.

具体的には、通信システムの制御プログラムは、
親ノードと複数の子ノードが接続されている通信システムの制御プログラムであって、
親ノードから子ノードまでの距離に応じて、各子ノードが単位時間当たりに送信できる有効情報ビット数を決定し、各子ノードの有効情報ビット数の逆数の比と等しくなるように、各子ノードへの送信許容時間を割り当てる割り当て手順と、
前記割り当て手順の決定した有効情報ビット数の光信号を、前記割り当て手順の割り当てた送信許容時間に、子ノードから親ノードへ送信する送信手順と、をコンピュータに実行させる。
Specifically, the control program for the communication system is:
A communication system control program in which a parent node and a plurality of child nodes are connected,
The number of valid information bits that each child node can transmit per unit time is determined according to the distance from the parent node to the child node, and each child node is set to be equal to the ratio of the reciprocal number of the valid information bits of each child node. An allocation procedure to allocate time allowed for transmission to the node;
Causing the computer to execute a transmission procedure for transmitting the optical signal having the number of effective information bits determined by the allocation procedure from the child node to the parent node during the transmission allowable time allocated by the allocation procedure.

具体的には、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
通信システムの制御プログラムを記録する。
Specifically, the computer-readable recording medium is
Records the control program of the communication system.

また、本発明の通信システムでは、
光信号は、光変調信号であり、
前記割り当て機能は、各子ノードの光信号の変調多値数を決定することによって前記有効情報ビット数を決定し、
前記送信機能は、前記割り当て機能の決定した変調多値数で変調された光信号を、親ノードへ送信してもよい。
In the communication system of the present invention,
The optical signal is an optical modulation signal,
The allocation function determines the number of effective information bits by determining the modulation level of the optical signal of each child node,
The transmission function may transmit an optical signal modulated with a modulation multi-level number determined by the allocation function to a parent node.

また、本発明の通信システムでは、
前記割り当て機能は、各子ノードの光信号のシンボル速度を決定することによって前記有効情報ビット数を決定し、
前記送信機能は、前記割り当て機能の決定したシンボル速度の光信号を、親ノードへ送信してもよい。
In the communication system of the present invention,
The allocation function determines the number of valid information bits by determining a symbol rate of an optical signal of each child node;
The transmission function may transmit an optical signal having a symbol rate determined by the allocation function to a parent node.

また、本発明の通信システムでは、
光信号は、光符号化信号であり、
前記割り当て機能は、各子ノードの光信号の符号化方式を決定することによって前記有効情報ビット数を決定し、
前記送信機能は、前記割り当て機能の決定した符号化方式の光信号を、親ノードへ送信してもよい。
In the communication system of the present invention,
The optical signal is an optical encoded signal,
The allocation function determines the number of effective information bits by determining an encoding method of an optical signal of each child node;
The transmission function may transmit an optical signal of an encoding method determined by the allocation function to a parent node.

また、本発明の通信システムでは、
前記光信号は、光OFDM信号であり、
前記割り当て機能は、各子ノードの光信号の副搬送波の数を決定することによって前記有効情報ビット数を決定し、
前記送信機能は、前記割り当て機能の決定した副搬送波の数の光信号を、親ノードへ送信してもよい。
In the communication system of the present invention,
The optical signal is an optical OFDM signal;
The allocation function determines the number of effective information bits by determining the number of subcarriers of the optical signal of each child node;
The transmission function may transmit the number of subcarriers determined by the allocation function to the parent node.

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。   The above inventions can be combined as much as possible.

本発明によれば、OLTと各ONUとの距離に合わせて有効情報ビット数を決定し、割り当てられた送信許容時間に光信号を送信することで各ONUの送信できる帯域の公平化を実現をすることができる。   According to the present invention, the number of effective information bits is determined in accordance with the distance between the OLT and each ONU, and an optical signal is transmitted within the allocated allowable transmission time, thereby realizing fairness of the bandwidth that can be transmitted by each ONU. can do.

本発明に関連するTDM−PONの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of TDM-PON relevant to this invention. 実施形態1に係るTDMAシステムの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the TDMA system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る動的帯域割当の概念を説明する図である。It is a figure explaining the concept of the dynamic band allocation which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係るTDMAシステムの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the TDMA system which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態2に係る動的帯域割当の概念を説明する図である。It is a figure explaining the concept of the dynamic band allocation which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態5に係るOFDMAシステムの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the OFDMA system which concerns on Embodiment 5. FIG. 実施形態6に係るOFDMAシステムの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the OFDMA system which concerns on Embodiment 6. FIG.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

本実施形態に係る通信システムは、親ノードと複数の子ノードが接続されている1対多接続の通信システムであって、TDMA、OFDMA光システム及び固定無線システムを含む。本実施形態に係る通信システムの動作方法は、割り当て手順と送信手順を順に有する。親ノードは割り当て手順を実行するための割り当て機能を備え、各子ノードは送信手順を実行するための送信機能を備える。割り当て機能及び送信機能はコンピュータにプログラムを実行させることによって実現してもよい。プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。   The communication system according to the present embodiment is a one-to-many connection communication system in which a parent node and a plurality of child nodes are connected, and includes a TDMA, an OFDMA optical system, and a fixed wireless system. The operation method of the communication system according to the present embodiment has an assignment procedure and a transmission procedure in order. The parent node has an allocation function for executing the allocation procedure, and each child node has a transmission function for executing the transmission procedure. The assignment function and the transmission function may be realized by causing a computer to execute a program. The program may be recorded on a computer-readable recording medium.

割り当て機能は、親ノードから子ノードまでの距離に応じて、各子ノードが単位時間当たりに送信できる有効情報ビット数を決定し、各子ノードの有効情報ビット数の逆数の比と等しくなるように、各子ノードへの送信許容時間を割り当てる。また、送信機能は、割り当て機能の決定した有効情報ビット数の光信号を、割り当て機能の割り当てた送信許容時間に、親ノードへ送信する。光信号は、親ノードと子ノードが送受信する信号であり、光変調信号、光符号化信号及び光OFDM信号を含む。   The allocation function determines the number of effective information bits that each child node can transmit per unit time according to the distance from the parent node to the child node, and is equal to the ratio of the reciprocal number of the effective information bits of each child node. Is assigned a permissible transmission time to each child node. In addition, the transmission function transmits an optical signal having the number of effective information bits determined by the allocation function to the parent node during the transmission allowable time allocated by the allocation function. An optical signal is a signal transmitted and received between a parent node and a child node, and includes an optical modulation signal, an optical encoding signal, and an optical OFDM signal.

(実施形態1)
本実施形態では、光信号は光変調信号であり、割り当て機能は各子ノードの光信号の変調多値数を決定することによって有効情報ビット数を決定し、送信機能は割り当て機能の決定した変調多値数で変調された光信号を親ノードへ送信する。
第1の実施形態における光通信システムである時分割多元接続(TDMA:Time Division Multiple Access)システムの構成例を図2に示す。光ファイバ伝送路および光合分波手段を介して、子ノードであるONU(k=1,2,・・・,K、Kは2以上の整数)が親ノードである単一のOLTと接続しているTDM−PONである。
(Embodiment 1)
In this embodiment, the optical signal is an optical modulation signal, the allocation function determines the number of effective information bits by determining the modulation level of the optical signal of each child node, and the transmission function modulates the modulation determined by the allocation function. An optical signal modulated with a multi-valued number is transmitted to the parent node.
FIG. 2 shows a configuration example of a time division multiple access (TDMA) system which is an optical communication system according to the first embodiment. Via a fiber optic transmission line and optical multiplexing / demultiplexing means, ONU k as a child node (k = 1, 2,..., K, K is an integer of 2 or more) is connected to a single OLT as a parent node TDM-PON.

光合分波手段としては、光ファイバやPLC(Planar Lightwave Circuit)により作成された光カプラなどがこれにあたる。図2では各ONUとOLTとの間に1個の光合分波手段が接続されているが、2個以上の光合分波手段が縦続接続されていてもよい。   Examples of the optical multiplexing / demultiplexing means include an optical fiber and an optical coupler created by a PLC (Planar Lightwave Circuit). In FIG. 2, one optical multiplexing / demultiplexing means is connected between each ONU and OLT, but two or more optical multiplexing / demultiplexing means may be cascaded.

ONUは、OLTにおける動的帯域割当計算に基づいて自らに割り当てられた送信許容時間のみに、シンボル速度S[Symbol/s]、変調多値数mを間欠的に送信する。Sはkの値によらず全ONUで等しい一方、mはONUが一定以上の品質でOLTと通信できる最大の値に適応的に設定されている。この時、ONUが単位時間あたりに送信できる情報ビット数Bは、式(2)で表わされる。

Figure 2014120788
The ONU k intermittently transmits the symbol rate S [Symbol / s] and the modulation multi-value number m k only during the transmission allowable time allocated to itself based on the dynamic bandwidth allocation calculation in the OLT. While S is equal for all ONUs regardless of the value of k , m k is adaptively set to the maximum value at which ONU k can communicate with the OLT with a quality of a certain level or higher. At this time, the number of information bits B k that can be transmitted per unit time by the ONU k is expressed by Equation (2).
Figure 2014120788

変調多値数mは、OLTとONUとの間の距離や光ファイバ伝送路の特性に依存するため、OLTとONUとの間で監視信号を定期的に送受信してOLT−ONU間の損失や波長分散量を測定し、変調多値数に対する受信特性を算出するなどして決定される。OLTとONUとの間の距離や光ファイバ伝送路の特性が時間的に大きく変化しない場合は、ONUの初期登録時に決定した値を固定的に用いることも可能である。 Since the modulation multi-level number m k depends on the distance between the OLT and the ONU and the characteristics of the optical fiber transmission line, the monitoring signal is periodically transmitted and received between the OLT and the ONU and the loss between the OLT and the ONU. Or by measuring the amount of chromatic dispersion and calculating the reception characteristics with respect to the modulation multi-level number. When the distance between the OLT and the ONU and the characteristics of the optical fiber transmission line do not change greatly in time, the values determined at the time of initial registration of the ONU can be fixedly used.

光信号の強度を一定とした場合、変調多値数が大きいほど光電界平面上での隣接シンボル間の距離が狭くなる。そのため、変調多値数が大きい光信号を受信した際に一定以上の品質(=隣接シンボル間距離)を得るためには、受信器へ入力される光信号の強度が大きいことが求められる。また、変調多値数が大きいほど波長分散等に起因する波形歪みへの耐性が弱いため、光信号を受信した際に一定以上の品質を得るためには、波形歪みが小さいことが要求される。   When the intensity of the optical signal is constant, the distance between adjacent symbols on the optical electric field plane becomes narrower as the modulation multi-level number increases. For this reason, in order to obtain a certain level of quality (= distance between adjacent symbols) when receiving an optical signal having a large modulation multilevel number, it is required that the intensity of the optical signal input to the receiver is large. In addition, the larger the modulation multi-level number, the weaker the tolerance to waveform distortion caused by chromatic dispersion or the like. Therefore, in order to obtain a certain quality or more when receiving an optical signal, the waveform distortion is required to be small. .

ここで、光ファイバ伝送では伝送距離が短いほど、光信号の強度の減衰量が小さく、波長分散等に起因する波形歪みが小さい。そのため、OLTとの距離が近いONUにおいて、変調多値数mを大きい値に設定し、単位時間あたりに送信できる情報ビット数Bを増大できる可能性がある。 Here, in optical fiber transmission, the shorter the transmission distance, the smaller the attenuation of the intensity of the optical signal and the smaller the waveform distortion caused by wavelength dispersion or the like. Therefore, in an ONU that is close to the OLT, there is a possibility that the modulation bit number m k can be set to a large value and the number of information bits B k that can be transmitted per unit time can be increased.

そのため、例えば、2値位相変調(BPSK:Binary Phase−Shift−Keying),4値位相変調(QPSK:Quadrature Phase−Shift−Keying),8値位相変調(8PSK),・・・の様に変調フォーマットが送信元であるONUごとに異なる光信号が時分割多重されてOLTに入力される。   Therefore, for example, a modulation format such as binary phase modulation (BPSK: Binary Phase-Shift-Keying), quaternary phase modulation (QPSK: Quadrature Phase-Shift-Keying), 8-level phase modulation (8PSK),. A different optical signal is time-division multiplexed for each ONU that is a transmission source and input to the OLT.

動的帯域割当計算では、一定期間内においてONUが光信号の送信を許容される総時間をTとすると、式(3)を満たすように、ONU間でのTの比が1シンボルで送信できる情報ビット数logの逆数の比と等しくなるように送信許容時間を割り当てる。

Figure 2014120788
The dynamic bandwidth allocation calculation, the ONU k is the total time T k which is allowed to transmit the optical signal within a predetermined period, so as to satisfy the equation (3), the ratio of T k is 1 symbol between ONU The transmission allowable time is assigned so as to be equal to the ratio of the reciprocal of the number of information bits log 2 m k that can be transmitted by
Figure 2014120788

ONUが一定期間内に送信許容時間を割り当てられる回数をN回(Nは1以上の整数)、n回目(n=1,2,・・・,N)の送信許容時間の長さをt(n)とした際の動的帯域割当の概念図を図3に示す。1シンボルで送信できる情報ビット数logと送信許容時間の長さt(n)を縦横とする長方形の面積のONUごとの和は、ONU間で等しくなる。 The number of times that ONU k can be assigned the allowable transmission time within a predetermined period is N k times (N k is an integer equal to or greater than 1), and the nth transmission time (n = 1, 2,..., N k ) FIG. 3 shows a conceptual diagram of dynamic bandwidth allocation when the height is t k (n). The sum for each ONU of the rectangular area with the number of information bits log 2 m k that can be transmitted in one symbol and the length t k (n) of the allowable transmission time is equal between the ONUs.

式(2),(3)より、TとBとの積で表わされる各ONUが当該期間内において送信する情報量が等しくなるため、上述の動的帯域割当によりONU間の帯域公平性が実現されることが分かる。更に、一定以上の品質での通信が可能である範囲内で光信号の変調多値数がONUごとに最大化されているため、関連するTDM−PONと同様にOLTからの距離が最も遠いONUが通信可能となる値Bminに信号速度を固定した場合と比べて、システム全体のスループットが拡大でき、式(4)が成り立つ。

Figure 2014120788
From Expressions (2) and (3), since the amount of information transmitted by each ONU represented by the product of T k and B k within the period is equal, the bandwidth fairness between the ONUs by the dynamic bandwidth allocation described above. Can be realized. Furthermore, since the modulation level of the optical signal is maximized for each ONU within a range in which communication with a certain quality or more is possible, the ONU having the longest distance from the OLT is the same as the related TDM-PON. Compared with the case where the signal speed is fixed to the value B min at which communication is possible, the throughput of the entire system can be expanded, and the equation (4) is established.
Figure 2014120788

つまり、本実施形態により、各子ノードと親ノードとの距離が固定であるTDMA方式において、適応変調の適用によるシステム全体のスループット拡大の効果を全ての子ノード間で公平に享受できる。波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)の適用により1波長あたりの信号速度を高速化することなくシステム帯域の拡張が可能なWDM/TDMAシステムにおいても、同様の変調多値数の適応的設定および動的帯域割当計算により、システム全体のスループット拡大の効果を、帯域を共有する全ての子ノード間で公平に享受できる。   That is, according to the present embodiment, in the TDMA system in which the distance between each child node and the parent node is fixed, the effect of increasing the throughput of the entire system by applying adaptive modulation can be enjoyed fairly between all child nodes. In a WDM / TDMA system capable of extending the system band without increasing the signal speed per wavelength by applying wavelength division multiplexing (WDM), the adaptive setting of the same modulation multi-level number and By the dynamic bandwidth allocation calculation, the effect of increasing the throughput of the entire system can be enjoyed fairly among all the child nodes sharing the bandwidth.

(実施形態2)
本実施形態では、割り当て機能は、各子ノードの光信号のシンボル速度を決定することによって有効情報ビット数を決定し、送信機能は割り当て機能の決定したシンボル速度の光信号を親ノードへ送信する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, the allocation function determines the number of valid information bits by determining the symbol rate of the optical signal of each child node, and the transmission function transmits the optical signal of the symbol rate determined by the allocation function to the parent node. .

第2の実施形態における光通信システムであるTDMAシステムの構成例を図4に示す。第1の実施形態の構成例であるTDM−PON(図2)との違いは、子ノードであるONU(k=1,2,・・・,K、Kは2以上の整数)が親ノードであるOLTにおける動的帯域割当計算に基づいて自らに割り当てられた送信許容時間のみに間欠的に送信する光信号について、変調多値数mはkの値によらず全ONUで等しい一方、シンボル速度S[Symbol/s]はONUが一定以上の品質で親ノードであるOLTと通信できる最大の値に適応的に設定されている点である。ONUが単位時間あたりに送信できる情報ビット数Bは、式(5)で表わされる。

Figure 2014120788
FIG. 4 shows a configuration example of a TDMA system that is an optical communication system in the second embodiment. The difference from the TDM-PON (FIG. 2) which is the configuration example of the first embodiment is that the child node ONU k (k = 1, 2,..., K, K is an integer of 2 or more) is the parent. For an optical signal that is intermittently transmitted only during the transmission allowable time allocated to itself based on the dynamic bandwidth allocation calculation in the node OLT, the modulation multilevel number m is equal in all ONUs regardless of the value of k, The symbol rate S k [Symbol / s] is that the ONU k is adaptively set to the maximum value that allows communication with the OLT that is the parent node with a certain quality or higher. The number of information bits B k that ONU k can transmit per unit time is expressed by equation (5).
Figure 2014120788

シンボル速度Sは、OLTとONUとの間の距離や光ファイバ伝送路の特性に依存するため、OLTとONUとの間で監視信号を定期的に送受信してOLT−ONU間の損失や波長分散量を測定し、シンボル速度に対する受信特性を算出するなどして決定される。OLTとONUとの間の距離や光ファイバ伝送路の特性が時間的に大きく変化しない場合は、ONUの初期登録時に決定した値を固定的に用いることも可能である。 Since the symbol rate S k depends on the distance between the OLT and the ONU and the characteristics of the optical fiber transmission line, the monitoring signal is periodically transmitted and received between the OLT and the ONU, and the loss or wavelength between the OLT and the ONU. It is determined by measuring the amount of dispersion and calculating the reception characteristic with respect to the symbol rate. When the distance between the OLT and the ONU and the characteristics of the optical fiber transmission line do not change greatly in time, the values determined at the time of initial registration of the ONU can be fixedly used.

光信号のシンボル速度が速いほど信号帯域が広くなり高周波雑音成分の影響を受けるため、光信号を受信した際に一定以上の品質(=信号雑音比)を得るためには、受信器へ入力される光信号の強度が大きいことが求められる。また、シンボル速度が速いほど波長分散等に起因する波形歪みへの耐性が弱いため、光信号を受信した際に一定以上の品質を得るためには波形歪みが小さいことが要求される。ここで、光ファイバ伝送では伝送距離が短いほど、光信号の強度の減衰量が小さく、波長分散等に起因する波形歪みが小さい。   The higher the symbol rate of the optical signal, the wider the signal band and the influence of high frequency noise components. Therefore, when receiving an optical signal, it is input to the receiver in order to obtain a certain quality (= signal to noise ratio). The intensity of the optical signal is required to be high. Further, since the higher the symbol speed, the weaker the tolerance to waveform distortion caused by chromatic dispersion or the like, the waveform distortion is required to be small in order to obtain a certain quality or higher when receiving an optical signal. Here, in optical fiber transmission, the shorter the transmission distance, the smaller the attenuation of the intensity of the optical signal and the smaller the waveform distortion caused by wavelength dispersion or the like.

そのため、OLTとの距離が近いONUにおいて、シンボル速度Sを速い値に設定し、単位時間あたりに送信できる情報ビット数Bを増大できる可能性がある。そのため、例えば、1.25GSymbol/s,2.5GSymbol/s,10GSymbol/s,・・・の様にシンボル速度が送信元であるONUごとに異なる光信号が時分割多重されてOLTに入力される。 Therefore, in an ONU that is close to the OLT, there is a possibility that the symbol rate S k can be set to a fast value and the number of information bits B k that can be transmitted per unit time can be increased. Therefore, for example, different optical signals are time-division multiplexed and input to the OLT for each ONU having a symbol rate such as 1.25 G Symbol / s, 2.5 G Symbol / s, 10 G Symbol / s,... .

動的帯域割当計算では、一定期間内においてONUが光信号の送信を許容される総時間をTとすると、式(6)を満たすように、ONU間でのTの比が単位時間あたりに送信できるシンボル数Sの逆数の比と等しくなるように送信許容時間を割り当てる。

Figure 2014120788
The dynamic bandwidth allocation calculation, the ONU k is the total time T k which is allowed to transmit the optical signal within a predetermined period, so as to satisfy the equation (6), T k ratio unit time between ONU allocating transmission allowable time to be equal to the ratio of the inverse of the symbol number S k that can be transmitted per.
Figure 2014120788

ONUが一定期間内に送信許容時間を割り当てられる回数をN回(Nは1以上の整数)、n回目(n=1,2,・・・,N)の送信許容時間の長さをt(n)とした際の動的帯域割当の概念図を図5に示す。単位時間あたりに送信できるシンボル数Sと送信許容時間の長さt(n)を縦横とする長方形の面積のONUごとの和は、ONU間で等しくなる。 The number of times that ONU k can be assigned the allowable transmission time within a predetermined period is N k times (N k is an integer equal to or greater than 1), and the nth transmission time (n = 1, 2,..., N k ) FIG. 5 shows a conceptual diagram of dynamic bandwidth allocation when the height is t k (n). The sum for each ONU of the rectangular area having the number of symbols S k that can be transmitted per unit time and the length t k (n) of the allowable transmission time is equal between the ONUs.

式(5),(6)より、TとBとの積で表わされる各ONUが当該期間内において送信する情報量が等しくなるため、上述の動的帯域割当によりONU間の帯域公平性が実現されることが分かる。更に、一定以上の品質での通信が可能である範囲内で光信号のシンボル速度がONUごとに最大化されているため、関連するTDM−PONと同様にOLTからの距離が最も遠いONUが通信可能となる値Bminに信号速度を固定した場合と比べて、システム全体のスループットが拡大でき、第1の実施形態中の式(4)が成り立つ。 From Expressions (5) and (6), since the amount of information transmitted by each ONU represented by the product of T k and B k within the period is equal, the bandwidth fairness between the ONUs by the dynamic bandwidth allocation described above. Can be realized. Furthermore, since the symbol rate of the optical signal is maximized for each ONU within a range where communication with a certain quality or more is possible, the ONU having the longest distance from the OLT communicates in the same manner as the related TDM-PON. Compared with the case where the signal speed is fixed to the possible value Bmin , the throughput of the entire system can be expanded, and the expression (4) in the first embodiment is established.

つまり、本実施形態により、各子ノードと親ノードとの距離が固定であるTDMAシステムにおいて、適応変調の適用によるシステム全体のスループット拡大の効果を全ての子ノード間で公平に享受できる。WDMの適用により1波長あたりの信号速度を高速化することなくシステム帯域の拡張が可能なWDM/TDMAシステムにおいても、同様のシンボル速度の適応的設定および動的帯域割当計算により、システム全体のスループット拡大の効果を、帯域を共有する全ての子ノード間で公平に享受できる。   That is, according to the present embodiment, in the TDMA system in which the distance between each child node and the parent node is fixed, the effect of increasing the throughput of the entire system by applying adaptive modulation can be enjoyed fairly among all the child nodes. Even in a WDM / TDMA system that can expand the system bandwidth without increasing the signal rate per wavelength by applying WDM, the throughput of the entire system can be obtained by adaptive setting of the symbol rate and dynamic bandwidth allocation calculation. The effect of expansion can be enjoyed fairly among all child nodes sharing the bandwidth.

(実施形態3)
本実施形態では、光信号は光符号化信号であり、割り当て機能は各子ノードの光信号の符号化方式を決定することによって有効情報ビット数を決定し、送信機能は前記割り当て機能の決定した符号化方式の光信号を親ノードへ送信する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, the optical signal is an optical encoded signal, the allocation function determines the number of effective information bits by determining the encoding method of the optical signal of each child node, and the transmission function is determined by the allocation function. An encoding type optical signal is transmitted to the parent node.

第3の実施形態における光通信システムであるTDMAシステムでは、子ノードであるONU(k=1,2,・・・,K、Kは2以上の整数)が親ノードであるOLTにおける動的帯域割当計算に基づいて自らに割り当てられた送信許容時間のみに間欠的に送信する光信号について、変調多値数mとシンボル速度S[Symbol/s]がkの値によらず固定であり、単位時間あたりに送信できる情報ビット数B(=S×logm)が全ONUで等しい一方、PCS(Physical Coding Sublayer)における符号化方式をONUごとに適応的に選択可能である。符号化方式の違いにより、符号化の前後でのビット数の比Rが異なる。 In the TDMA system, which is an optical communication system according to the third embodiment, ONU k that is a child node (k = 1, 2,..., K, K is an integer of 2 or more) is dynamic in an OLT that is a parent node. For an optical signal that is intermittently transmitted only during the transmission allowable time allocated to itself based on the band allocation calculation, the modulation multi-value number m and the symbol rate S [Symbol / s] are fixed regardless of the value of k, While the number of information bits B (= S × log 2 m) that can be transmitted per unit time is the same for all ONUs, the encoding method in PCS (Physical Coding Sublayer) can be selected adaptively for each ONU. The ratio R k of the number of bits before and after encoding differs depending on the encoding method.

PCSにおける符号化として、イーサネット(登録商標)では、同一論理の連続を防ぐために8B/10B,64B/66Bなどのデータ変換を行っている。8B/10Bは、8ビットの情報を10ビットに変換する方式であり、実際のデータと比べてビット数が25%増加する(R=1.25)。これに対し、64B/66Bは、64ビットの情報を66ビットに変換するため、増加するビット数は実際のデータの約3%である。 As encoding in PCS, Ethernet (registered trademark) performs data conversion of 8B / 10B, 64B / 66B, etc. in order to prevent the same logic from continuing. 8B / 10B is a method of converting 8-bit information into 10 bits, and the number of bits is increased by 25% compared to actual data (R k = 1.25). On the other hand, since 64B / 66B converts 64-bit information into 66 bits, the number of bits to be increased is about 3% of actual data.

PCSでは、前方誤り訂正(FEC:Forward Error Correction)も行われる。FECは、送信側でデータに冗長性を付与することで、受信側で誤りを検出し訂正することを可能にする方式である。FECの符号化利得により、FECを用いない場合には一定以上の品質で通信することが不可能である信号速度においても、一定以上の品質で通信することが可能となる。   In the PCS, forward error correction (FEC) is also performed. FEC is a scheme that enables data to be detected and corrected on the receiving side by adding redundancy to the data on the transmitting side. Due to the FEC coding gain, it is possible to communicate with a quality of a certain level or higher even at a signal speed where it is impossible to communicate with a quality of a certain level or higher when FEC is not used.

FECには、リード・ソロモン符号やターボ符号などが用いられ、誤り訂正強度が大きく、大きな符号化利得が得られる符号ほど、符号化によるビット数の増加率が大きい。そのため、8B/10B,64B/66Bなどのデータ変換方式、FEC適用の有無、FEC符号の種別などPCSにおける符号化方式が送信元であるONUごとに異なる光信号が時分割多重されてOLTに入力される。   For FEC, a Reed-Solomon code, a turbo code, or the like is used. A code with a higher error correction strength and a larger coding gain has a higher rate of increase in the number of bits due to the coding. Therefore, different optical signals are time-division multiplexed and input to the OLT for each ONU whose PCS encoding method, such as 8B / 10B, 64B / 66B, etc., data conversion method, FEC application status, FEC code type, etc. Is done.

動的帯域割当計算では、一定期間内においてONUが光信号の送信を許容される総時間をTとすると、式(7)を満たすように、ONU間でのTの比が符号化の前後でのビット数の比Rの比と等しくなるように送信許容時間を割り当てる。

Figure 2014120788
The dynamic bandwidth allocation calculation, when the total time ONU k is allowed to transmit the optical signal to T k in a predetermined period, so as to satisfy the equation (7), the encoding ratio of T k between ONU allocating transmission allowable time to be equal to the ratio of the specific R k of the number of bits before and after.
Figure 2014120788

単位時間あたりに送信できる情報ビット数Bは全ONUで等しいため、当該期間内に送信する情報量B×TはRと比例し、式(8)が成り立つ。

Figure 2014120788
Since the number of information bits B that can be transmitted per unit time is the same for all ONUs, the amount of information B × T k that is transmitted within the period is proportional to R k, and equation (8) holds.
Figure 2014120788

ここで、式(8)の各項は、各ONUが当該期間内に送信する情報量から符号化による増分を除いた有効情報量を表わすため、上述の動的帯域割当によりONU間の帯域公平性が実現されることが分かる。PCSにおける符号化方式をONUごとに選択できるため、8B/10B,64B/66Bなどのデータ変換方式が統一されていない複数のONUを帯域公平性を保ちながら同一のシステムに収容できる。   Here, each term of Equation (8) represents the effective information amount obtained by subtracting the increment due to encoding from the information amount transmitted by each ONU within the period. It can be seen that sex is realized. Since the encoding method in the PCS can be selected for each ONU, a plurality of ONUs whose data conversion methods such as 8B / 10B and 64B / 66B are not unified can be accommodated in the same system while maintaining bandwidth fairness.

また、一定以上の品質での通信が可能である範囲内でONUごとにFEC適用の有無、FEC符号の種別を選択できるため、符号化の前後でのビット数の比Rが必要最小限となる冗長度で信号速度の高速化を図れ、関連するTDMAシステムと同様にOLTからの距離が最も遠いONUが通信可能となるような誤り訂正強度を有し符号化前後でのビット数の比がRmaxであるFEC符号を全ONUに適用した場合と比べて、システム全体のスループットが拡大でき、式(9)が成り立つ

Figure 2014120788
Also, the presence or absence of FEC applied to each ONU within it is possible to communicate at a certain level or higher quality, since it is possible to select the type of FEC code, and the minimum required ratio R k of the number of bits before and after the coding The signal rate can be increased with redundancy, and the error correction strength is such that the ONU with the longest distance from the OLT can communicate as in the related TDMA system, and the ratio of the number of bits before and after encoding is high. Compared to the case where the FEC code of R max is applied to all ONUs, the throughput of the entire system can be expanded, and the formula (9) is established.
Figure 2014120788

つまり、本実施形態により、各子ノードと親ノードとの距離が固定であるTDMAシステムにおいて、PCSにおける符号化方式の適応的な選択によるシステム全体のスループット拡大の効果を、必ずしもPCSにおけるデータ変換方式が統一されていない全ての子ノード間で公平に享受できる。   That is, according to the present embodiment, in the TDMA system in which the distance between each child node and the parent node is fixed, the effect of expanding the throughput of the entire system by adaptively selecting the encoding method in the PCS is not necessarily the data conversion method in the PCS. Can be enjoyed fairly among all child nodes that are not unified.

WDMの適用により1波長あたりの信号速度を高速化することなくシステム帯域の拡張が可能なWDM/TDMAシステムにおいても、同様の符号化方式の適応的選択および動的帯域割当計算により、システム全体のスループット拡大の効果を、帯域を共有する必ずしもPCSにおけるデータ変換方式が統一されていない全ての子ノード間で公平に享受できる。   Even in a WDM / TDMA system that can expand the system bandwidth without increasing the signal speed per wavelength by applying WDM, the adaptive selection of the same encoding method and the dynamic bandwidth allocation calculation can be used to The effect of increasing the throughput can be enjoyed fairly among all child nodes sharing the bandwidth and not necessarily having a unified data conversion method in the PCS.

(実施形態4)
第4の実施形態における光通信システムであるTDMAシステムは、子ノードであるONU(k=1,2,・・・,K、Kは2以上の整数)が親ノードであるOLTにおける動的帯域割当計算に基づいて自らに割り当てられた送信許容時間のみに間欠的に送信する光信号について、変調多値数mとシンボル速度S[Symbol/s]と符号化方式のうちの少なくとも2つがONUごとに適応的に設定/選択可能である。
(Embodiment 4)
The TDMA system, which is an optical communication system according to the fourth embodiment, is dynamic in an OLT in which ONU k (k = 1, 2,..., K, K is an integer of 2 or more) as a child node is a parent node. At least two of the modulation multi-level number m k , the symbol rate S k [Symbol / s], and the encoding scheme for an optical signal that is transmitted intermittently only within the transmission allowable time allocated to itself based on the band allocation calculation. Can be set / selected adaptively for each ONU.

とSの値の設定、FEC適用の有無、FEC符号の種別の選択の際には、ONUが一定以上の品質で親ノードであるOLTと通信できる組み合わせの中で、ONUが単位時間あたりに送信できる情報ビット数から符号化による増分を除いた有効情報ビット数B’が最大となるように設定/選択されている。符号化の前後でのビット数の比をRとすると、B’は式(10)で表わされる。

Figure 2014120788
When setting m k and S k values, whether or not FEC is applied, and selecting the type of FEC code, ONU k is the combination of ONU k that can communicate with the OLT that is the parent node with a certain quality or higher. The number of effective information bits B ′ k obtained by subtracting the increment due to encoding from the number of information bits that can be transmitted per unit time is set / selected so as to be maximized. If the ratio of the number of bits before and after encoding is R k , B ′ k is expressed by equation (10).
Figure 2014120788

そのため、変調多値数mとシンボル速度S[Symbol/s]と符号化方式のうちの少なくとも2つが送信元であるONUごとに異なる光信号が時分割多重されてOLTに入力される。 Therefore, a different optical signal is time-division multiplexed for each ONU from which at least two of the modulation multi-level number m k , the symbol rate S k [Symbol / s], and the encoding method are transmitted, and are input to the OLT.

動的帯域割当計算では、一定期間内においてONUが光信号の送信を許容される総時間をTとすると、式(11)を満たすように、ONU間でのTの比が単位時間あたりに送信できる有効情報ビット数B’の逆数の比と等しくなるように送信許容時間を割り当てる。

Figure 2014120788
The dynamic bandwidth allocation calculation, the total time ONU k is allowed to transmit the optical signal when the T k in a predetermined period, so as to satisfy the equation (11), T k ratio unit time between ONU allocating transmission allowable time to be equal to the ratio of the reciprocal of the effective number of information bits B 'k that can be transmitted per.
Figure 2014120788

ここで、式(11)の各項は、各ONUが当該期間内に送信する情報量から符号化による増分を除いた有効情報量を表わすため、上述の動的帯域割当によりONU間の帯域公平性が実現されることが分かる。更に、一定以上の品質での通信が可能である範囲内で各ONUが単位時間あたりに送信できる有効情報ビット数がONUごとに最大化されているため、関連するTDMAシステムと同様にOLTからの距離が最も遠いONUが通信可能となる値B’minに単位時間あたりに送信できる有効情報ビット数を固定した場合と比べて、システム全体のスループットが拡大でき、式(12)が成り立つ。

Figure 2014120788
Here, each term of the expression (11) represents an effective information amount obtained by subtracting the increment due to encoding from the information amount transmitted by each ONU within the period. It can be seen that sex is realized. Furthermore, since the number of valid information bits that each ONU can transmit per unit time is maximized for each ONU within a range in which communication with a certain quality or more is possible, the OLT is similar to the related TDMA system. Compared to the case where the number of valid information bits that can be transmitted per unit time is fixed to the value B ′ min that enables communication of the ONU with the longest distance, the throughput of the entire system can be expanded, and Expression (12) is established.
Figure 2014120788

つまり、本実施形態により、各子ノードと親ノードとの距離が固定であるTDMAシステムにおいて、適応変調の適用によるシステム全体のスループット拡大の効果を、必ずしもPCSにおけるデータ変換方式が統一されていない全ての子ノード間で公平に享受できる。   That is, according to the present embodiment, in the TDMA system in which the distance between each child node and the parent node is fixed, the effect of expanding the throughput of the entire system due to the application of adaptive modulation is not necessarily unified in the data conversion method in the PCS. Can be enjoyed fairly among other child nodes.

WDMの適用により1波長あたりの信号速度を高速化することなくシステム帯域の拡張が可能なWDM/TDMAシステムにおいても、同様のシンボル速度、変調多値数の適応的設定、符号化方式の適応的選択および動的帯域割当計算により、システム全体のスループット拡大の効果を、帯域を共有する必ずしもPCSにおけるデータ変換方式が統一されていない全ての子ノード間で公平に享受できる。   Even in a WDM / TDMA system that can expand the system band without increasing the signal speed per wavelength by applying WDM, the same symbol rate, adaptive setting of the modulation multi-level number, and adaptive encoding scheme By the selection and the dynamic bandwidth allocation calculation, the effect of expanding the throughput of the entire system can be enjoyed fairly among all the child nodes sharing the bandwidth and not necessarily having a unified data conversion method in the PCS.

(実施形態5)
本実施形態では、光信号は光OFDM信号であり、割り当て機能は各子ノードの光信号の副搬送波の数および変調多値数を決定することによって有効情報ビット数を決定し、送信機能は割り当て機能の決定した副搬送波の数および変調多値数の光信号を親ノードへ送信する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, the optical signal is an optical OFDM signal, the allocation function determines the number of effective information bits by determining the number of subcarriers and the modulation multi-level number of the optical signal of each child node, and the transmission function is allocated. The number of subcarriers whose functions are determined and the optical signal having the modulation multi-level number are transmitted to the parent node.

第5の実施形態における光通信システムである直交周波数多元接続(OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access)システムの構成例を図6に示す。光ファイバ伝送路および光合分波手段を介して、子ノードであるONU(k=1,2,・・・,K、Kは2以上の整数)が親ノードである単一のOLTと接続しているOFDM−PONである。光合分波手段としては、光ファイバやPLCにより作成された光カプラなどがこれにあたる。図6では各ONUとOLTとの間に1個の光合分波手段が接続されているが、2個以上の光合分波手段が縦続接続されていてもよい。 FIG. 6 shows a configuration example of an Orthogonal Frequency Multiple Access (OFDMA) system that is an optical communication system according to the fifth embodiment. Via a fiber optic transmission line and optical multiplexing / demultiplexing means, ONU k as a child node (k = 1, 2,..., K, K is an integer of 2 or more) is connected to a single OLT as a parent node OFDM-PON. Examples of the optical multiplexing / demultiplexing means include an optical fiber and an optical coupler created by PLC. In FIG. 6, one optical multiplexing / demultiplexing means is connected between each ONU and OLT, but two or more optical multiplexing / demultiplexing means may be cascaded.

OFDM伝送では、送信側では、シリアルパラレル変換、シンボルマッピング、高速フーリエ逆変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)、パラレルシリアル変換などから成るデジタル信号処理(DSP:Digital Signal Processing)およびデジタル/アナログ(D/A)変換により生成したOFDM信号により、光搬送波を強度変調または光I/Q変調して得た光OFDM信号を出力する。   In OFDM transmission, digital signal processing (DSP: Digital Signal Processing) and digital / analog (DFP) including serial-parallel conversion, symbol mapping, inverse fast Fourier transform (IFFT), parallel-serial conversion, and the like are performed on the transmission side. / A) Outputs an optical OFDM signal obtained by intensity modulation or optical I / Q modulation of the optical carrier wave using the OFDM signal generated by the conversion.

受信側では、光OFDM信号を直接検波または光I/Q検波して得たOFDM信号を、アナログ/デジタル(A/D)変換した後、シリアルパラレル変換、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)、シンボルデマッピング、パラレルシリアル変換などから成るDSPによりデータを復調する。複数の副搬送波を用いたマルチキャリア伝送でありシンボル速度が遅いため、波長分散や偏波モード分散等の伝送歪みに対する耐性が強く伝送距離の長延化が図れるという特徴がある。   On the receiving side, the OFDM signal obtained by direct detection or optical I / Q detection of the optical OFDM signal is subjected to analog / digital (A / D) conversion, serial parallel conversion, and fast Fourier transform (FFT). The data is demodulated by a DSP comprising symbol demapping, parallel serial conversion, and the like. Since multi-carrier transmission using a plurality of subcarriers and a low symbol rate, it has a feature that it is highly resistant to transmission distortions such as chromatic dispersion and polarization mode dispersion, and the transmission distance can be extended.

ONUは、OLTにおける動的帯域割当計算に基づいて自らに割り当てられた送信許容時間のみに、同時に割り当てられた副搬送波のみが変調されている光OFDM信号を間欠的に送信する。 The ONU k intermittently transmits an optical OFDM signal in which only the subcarriers allocated at the same time are modulated only during the transmission allowable time allocated to itself based on the dynamic band allocation calculation in the OLT.

副搬送波のシンボル速度S[Symbol/s]はkの値によらず全ONUで等しい一方、変調多値数mと符号化方式のうち少なくとも1つがONUごとに適応的に設定/選択可能である。mの値の設定、FEC適用の有無、FEC符号の種別の選択の際には、ONUからのデータが親ノードであるOLTにおいて一定以上の品質で復調できる組み合わせの中で、ONUが1本の副搬送波を用いて単位時間あたりに送信できる情報ビット数から符号化による増分を除いた有効情報ビット数b’が最大となるように設定/選択されている。 The subcarrier symbol rate S [Symbol / s] is the same for all ONUs regardless of the value of k , while at least one of the modulation multi-level number m k and the coding scheme can be set / selected adaptively for each ONU. is there. setting the value of m k, the presence or absence of FEC applied at the time of selection of the type of FEC code, in combination data from ONU k can be demodulated at a certain level or higher quality in OLT which is the parent node, the ONU k The number of effective information bits b ′ k obtained by excluding the increment due to encoding from the number of information bits that can be transmitted per unit time using one subcarrier is set / selected.

各々の周波数がf〜f(Jは2以上の整数)であるJ個の副搬送波のうち時刻tにおいてONUに割り当てられている副搬送波の数をJ(t)、ONUにおける符号化の前後でのビット数の比をRとすると、ONUが各時刻において単位時間あたりに送信できる有効情報ビット数B’(t)は、式(13)で表わされる。

Figure 2014120788
Of the J subcarriers whose frequencies are f 1 to f J (J is an integer of 2 or more), the number of subcarriers assigned to ONU k at time t is denoted by J k (t), and ONU k When the ratio of the number of bits before and after encoding is R k , the effective information bit number B ′ k (t) that ONU k can transmit per unit time at each time is expressed by Expression (13).
Figure 2014120788

変調多値数mおよびFEC適用の有無、FEC符号の種別は、OLTとONUとの間の距離や光ファイバ伝送路の特性に依存するため、OLTとONUとの間で監視信号を定期的に送受信してOLT−ONU間の損失や波長分散量を測定し、変調多値数に対する受信特性を算出するなどして決定される。OLTとONUとの間の距離や光ファイバ伝送路の特性が時間的に大きく変化しない場合は、ONUの初期登録時に決定した設定/選択を固定的に用いることも可能である。 Modulation level m k and the presence or absence of FEC application, the type of FEC code is dependent on the characteristics of the distance and the optical fiber transmission line between the OLT and the ONU, periodic monitoring signals between the OLT and the ONU Is determined by measuring the loss and chromatic dispersion amount between the OLT and the ONU, and calculating the reception characteristics with respect to the modulation multi-level number. When the distance between the OLT and the ONU and the characteristics of the optical fiber transmission line do not change greatly in time, the setting / selection determined at the time of initial registration of the ONU can be used in a fixed manner.

光信号の強度を一定とした場合、FFTにより分離された各副搬送波について、変調多値数が大きいほど電界平面上での隣接シンボル間の距離が狭くなる。そのため、各副搬送波の変調多値数が大きい光OFDM信号を受信した際に一定以上の品質(=隣接シンボル間距離)を得るためには、受信器へ入力される光信号の強度が大きいことが求められる。   When the intensity of the optical signal is constant, for each subcarrier separated by FFT, the distance between adjacent symbols on the electric field plane becomes narrower as the modulation multi-level number increases. Therefore, the intensity of the optical signal input to the receiver is large in order to obtain a certain quality (= inter-symbol inter-symbol distance) when receiving an optical OFDM signal with a large modulation multi-level number for each subcarrier. Is required.

また、変調多値数が大きいほど波長分散等に起因する波形歪みへの耐性が弱いため、光OFDM信号を受信した際に一定以上の品質を得るためには波形歪みが小さいことが要求される。ここで、光ファイバ伝送では伝送距離が短いほど、光信号の強度の減衰量が小さく、波長分散等に起因する波形歪みが小さい。そのため、OLTとの距離が近いONUにおいて、変調多値数mを高い値に設定し、1本の副搬送波を用いて単位時間あたりに送信できる情報ビット数から符号化による増分を除いた有効情報ビット数b’を増大できる可能性がある。 Also, the greater the modulation multi-level number, the weaker the tolerance to waveform distortion due to chromatic dispersion, etc., so that a small waveform distortion is required to obtain a certain level of quality when receiving an optical OFDM signal. . Here, in optical fiber transmission, the shorter the transmission distance, the smaller the attenuation of the intensity of the optical signal and the smaller the waveform distortion caused by wavelength dispersion or the like. Therefore, in an ONU that is close to the OLT, the modulation multi-level number m k is set to a high value, and the effective number obtained by subtracting the increment due to encoding from the number of information bits that can be transmitted per unit time using one subcarrier There is a possibility that the number of information bits b ′ k can be increased.

同一時刻に送信を許容された各ONUからの光OFDM信号が合波されてOLTに入力されるため、OLTにおける直接検波または光I/Q検波により、各副搬送波の変調フォーマットと符号化方式のうちの少なくとも1つが送信元であるONUごとに異なるOFDM信号が得られる。   Since the optical OFDM signal from each ONU allowed to be transmitted at the same time is combined and input to the OLT, the modulation format and encoding method of each subcarrier is determined by direct detection or optical I / Q detection in the OLT. A different OFDM signal is obtained for each ONU from which at least one of them is a transmission source.

動的帯域割当計算では、式(14)で表わされるように、一定期間内においてONUに割り当てられる副搬送波の数と送信許容時間で構成される面積∫J(t)dtのONU間での比が、log/Rの逆数の比と等しくなるように副搬送波および送信許容時間を割り当てる。

Figure 2014120788
In the dynamic band allocation calculation, as expressed by the equation (14), between ONUs having an area ∫J K (t) dt composed of the number of subcarriers allocated to the ONU k and the allowable transmission time within a certain period. The subcarriers and the transmission allowance time are allocated so that the ratio of is equal to the ratio of the reciprocal of log 2 m k / R K.
Figure 2014120788

式(13),(14)より、式(15)が導ける。

Figure 2014120788
Equation (15) can be derived from Equations (13) and (14).
Figure 2014120788

ここで、式(15)の各項は、各ONUが当該期間内に送信する情報量から符号化による増分を除いた有効情報量を表わすため、上述の動的帯域割当によりONU間の帯域公平性が実現されることが分かる。更に、一定以上の品質での通信が可能である範囲内で各ONUが1本の副搬送波を用いて単位時間あたりに送信できる情報ビット数から符号化による増分を除いた有効情報ビット数b’がONUごとに最大化されているため、OLTからの距離が最も遠いONUが通信可能となる値b’minに固定した場合と比べて、システム全体のスループットが拡大でき、式(16)が成り立つ。

Figure 2014120788
Here, each term of the equation (15) represents an effective information amount obtained by subtracting the increment due to encoding from the information amount transmitted by each ONU within the period, and therefore, the bandwidth fairness between the ONUs by the dynamic bandwidth allocation described above. It can be seen that sex is realized. Further, the number of effective information bits b ′ obtained by subtracting the increment by encoding from the number of information bits that each ONU can transmit per unit time using one subcarrier within a range in which communication with a certain quality or higher is possible. Since k is maximized for each ONU, the throughput of the entire system can be increased as compared to the case where the ONU having the longest distance from the OLT is fixed to a value b ′ min that enables communication, and Equation (16) can be expanded. It holds.
Figure 2014120788

つまり、本実施形態により、各子ノードと親ノードとの距離が固定であるOFDMAシステムにおいて、適応変調の適用によるシステム全体のスループット拡大の効果を、必ずしもPCSにおけるデータ変換方式が統一されていない全ての子ノード間で公平に享受できる。   In other words, according to the present embodiment, in the OFDMA system in which the distance between each child node and the parent node is fixed, the effect of expanding the throughput of the entire system by applying adaptive modulation is not necessarily unified in the data conversion method in the PCS. Can be enjoyed fairly among other child nodes.

WDMの適用により1波長あたりの信号速度を高速化することなくシステム帯域を拡張するWDM/OFDMAシステムにおいても、同様の適応的な変調多値数の設定、符号化方式の適応的選択および動的帯域割当計算により、システム全体のスループット拡大の効果を、帯域を共有する必ずしもPCSにおけるデータ変換方式が統一されていない全ての子ノード間で公平に享受できる。   Even in a WDM / OFDMA system that expands the system band without increasing the signal speed per wavelength by applying WDM, the same adaptive modulation multi-level setting, adaptive selection of coding scheme and dynamic By the bandwidth allocation calculation, the effect of increasing the throughput of the entire system can be enjoyed fairly among all child nodes sharing the bandwidth and not necessarily having a unified data conversion method in the PCS.

(実施形態6)
本実施形態では、光信号は光OFDM信号であり、割り当て機能は各子ノードの光信号の副搬送波の数およびシンボル速度を決定することによって有効情報ビット数を決定し、送信機能は割り当て機能の決定した副搬送波の数およびシンボル速度の光信号を親ノードへ送信する。
(Embodiment 6)
In this embodiment, the optical signal is an optical OFDM signal, the allocation function determines the number of effective information bits by determining the number of subcarriers and the symbol rate of the optical signal of each child node, and the transmission function is the allocation function. An optical signal having the determined number of subcarriers and symbol rate is transmitted to the parent node.

第6の実施形態における光通信システムであるOFDMAシステムの構成例を図7に示す。第5の実施形態の構成例であるOFDM−PON(図6)において、上り方向通信において同一時刻に単一のONUのみが送信を許容される構成である。子ノードであるONU(k=1,2,・・・,K、Kは2以上の整数)が送信する光OFDM信号について、副搬送波の変調多値数mと副搬送波のシンボル速度S[Symbol/s]と副搬送波の数Jと符号化方式のうち少なくとも1つがONUごとに適応的に設定/選択可能である。 FIG. 7 shows a configuration example of an OFDMA system that is an optical communication system according to the sixth embodiment. In OFDM-PON (FIG. 6) which is a configuration example of the fifth embodiment, only a single ONU is allowed to transmit at the same time in uplink communication. For an optical OFDM signal transmitted by a child node ONU k (k = 1, 2,..., K, K is an integer of 2 or more), the subcarrier modulation multi-level number m k and the subcarrier symbol rate S are transmitted. At least one of k [Symbol / s], the number of subcarriers J k, and the coding scheme can be set / selected adaptively for each ONU.

,S,Jの値の設定、FEC適用の有無、FEC符号の種別の選択の際には、ONUが一定以上の品質で親ノードであるOLTと通信できる組み合わせの中で、ONUが単位時間あたりに送信できる情報ビット数から符号化による増分を除いた有効情報ビット数B’が最大となるように設定/選択されている。ONUにおける符号化の前後でのビット数の比をRとすると、ONUが単位時間あたりに送信できる有効情報ビット数B’は、式(17)で表わされる。

Figure 2014120788
When setting the values of m k , S k , and J k , whether to apply FEC, and selecting the type of FEC code, among the combinations in which ONU k can communicate with the OLT that is the parent node with a certain quality or higher, The number of effective information bits B ′ k obtained by excluding the increment due to encoding from the number of information bits that ONU k can transmit per unit time is set / selected. When the ratio of the number of bits before and after encoding in ONU k is R k , the number of effective information bits B ′ k that ONU k can transmit per unit time is expressed by Expression (17).
Figure 2014120788

変調多値数m、シンボル速度S[Symbol/s]、副搬送波の数JおよびFEC適用の有無、FEC符号の種別は、OLTとONUとの間の距離や光ファイバ伝送路の特性に依存するため、OLTとONUとの間で監視信号を定期的に送受信してOLT−ONU間の損失や波長分散量を測定し、変調多値数に対する受信特性を算出するなどして決定される。OLTとONUとの間の距離や光ファイバ伝送路の特性が時間的に大きく変化しない場合は、ONUの初期登録時に決定した設定/選択を固定的に用いることも可能である。 Modulation multi-level number m k , symbol rate S k [Symbol / s], number of subcarriers J k , presence / absence of application of FEC, type of FEC code, distance between OLT and ONU, characteristics of optical fiber transmission path Therefore, the monitoring signal is periodically transmitted and received between the OLT and the ONU, the loss and chromatic dispersion amount between the OLT and the ONU are measured, and the reception characteristic for the modulation multi-level number is calculated. The When the distance between the OLT and the ONU and the characteristics of the optical fiber transmission line do not change greatly in time, the setting / selection determined at the time of initial registration of the ONU can be used in a fixed manner.

変調多値数に関して、光信号の強度を一定とした場合、FFTにより分離された各副搬送波について、変調多値数が大きいほど電界平面上での隣接シンボル間の距離が狭くなる。そのため、各副搬送波の変調多値数が大きい光OFDM信号を受信した際に一定以上の品質(=隣接シンボル間距離)を得るためには、受信器へ入力される光信号の強度が大きいことが求められる。   Assuming that the intensity of the optical signal is constant with respect to the modulation multilevel number, for each subcarrier separated by FFT, the distance between adjacent symbols on the electric field plane becomes narrower as the modulation multilevel number increases. Therefore, the intensity of the optical signal input to the receiver is large in order to obtain a certain quality (= inter-symbol inter-symbol distance) when receiving an optical OFDM signal with a large modulation multi-level number for each subcarrier. Is required.

また、変調多値数が大きいほど波長分散等に起因する波形歪みへの耐性が弱いため、光OFDM信号を受信した際に一定以上の品質を得るためには波形歪みが小さいことが要求される。ここで、光ファイバ伝送では伝送距離が短いほど、光信号の強度の減衰量が小さく、波長分散等に起因する波形歪みが小さい。そのため、OLTとの距離が近いONUにおいて、変調多値数mを高い値に設定し、単位時間あたりに送信できる有効情報ビット数B’を増大できる可能性がある。 Also, the greater the modulation multi-level number, the weaker the tolerance to waveform distortion due to chromatic dispersion, etc., so that a small waveform distortion is required to obtain a certain level of quality when receiving an optical OFDM signal. . Here, in optical fiber transmission, the shorter the transmission distance, the smaller the attenuation of the intensity of the optical signal and the smaller the waveform distortion caused by wavelength dispersion or the like. Therefore, in an ONU that is close to the OLT, there is a possibility that the modulation multi-value number m k can be set to a high value and the number of effective information bits B ′ k that can be transmitted per unit time can be increased.

シンボル速度に関して、シンボル速度が速いほど信号帯域が広くなり高周波雑音成分の影響を受けるため、光OFDM信号を受信した際に一定以上の品質(=信号雑音比)を得るためには、受信器へ入力される光信号の強度が大きいことが求められる。   Regarding the symbol rate, the higher the symbol rate, the wider the signal band and the influence of high frequency noise components. To obtain a certain level of quality (= signal-to-noise ratio) when receiving an optical OFDM signal, it is necessary to send to the receiver. The intensity of the input optical signal is required to be large.

また、シンボル速度が速いほど波長分散等に起因する波形歪みへの耐性が弱いため、光OFDM信号を受信した際に一定以上の品質を得るためには波形歪みが小さいことが要求される。   Further, since the higher the symbol rate, the weaker the tolerance to waveform distortion caused by chromatic dispersion or the like, the waveform distortion is required to be small in order to obtain a certain quality or higher when receiving an optical OFDM signal.

ここで、光ファイバ伝送では伝送距離が短いほど、光信号の強度の減衰量が小さく、波長分散等に起因する波形歪みが小さい。そのため、OLTとの距離が近いONUにおいて、シンボル速度Sを速い値に設定し、単位時間あたりに送受信できる情報ビット数Bを増大できる可能性がある。 Here, in optical fiber transmission, the shorter the transmission distance, the smaller the attenuation of the intensity of the optical signal and the smaller the waveform distortion caused by wavelength dispersion or the like. Therefore, in an ONU that is close to the OLT, there is a possibility that the symbol rate S k can be set to a high value and the number of information bits B k that can be transmitted / received per unit time can be increased.

副搬送波の数に関して、副搬送波の数が多いほど信号帯域が広くなり高周波雑音成分の影響を受けるため、光OFDM信号を受信した際に一定以上の品質(=信号雑音比)を得るためには、受信器へ入力される光信号の強度が大きいことが求められる。   With regard to the number of subcarriers, the greater the number of subcarriers, the wider the signal band and the influence of high frequency noise components. Therefore, in order to obtain a certain quality (= signal to noise ratio) when receiving an optical OFDM signal The intensity of the optical signal input to the receiver is required to be high.

また、信号帯域が広いほど波長分散等の影響を強く受けるため、光OFDM信号を受信した際に一定以上の品質を得るためには光ファイバ伝送路の波長分散量が小さいことが要求される。ここで、光ファイバ伝送では伝送距離が短いほど、光信号の強度の減衰量が小さく、波長分散量が小さい。そのため、OLTとの距離が近いONUにおいて、副搬送波の数Jを増大し、単位時間あたりに送信できる有効情報ビット数B’を増大できる可能性がある。 Further, since the wider the signal band, the stronger the influence of chromatic dispersion and the like, it is required that the chromatic dispersion amount of the optical fiber transmission line is small in order to obtain a certain level of quality when receiving the optical OFDM signal. Here, in optical fiber transmission, the shorter the transmission distance, the smaller the attenuation of the intensity of the optical signal and the smaller the chromatic dispersion amount. Therefore, the ONU close the distance between the OLT, the number J k of sub-carriers increases, it may be possible to increase the effective number of information bits B 'k that can be transmitted per unit time.

そのため、各副搬送波の変調フォーマットとシンボル速度と副搬送波の数と符号化方式のうちの少なくとも1つが送信元であるONUごとに異なる光OFDM信号が時分割多重されてOLTに入力される。   Therefore, a different optical OFDM signal is time-division multiplexed for each ONU whose transmission format is at least one of the modulation format, symbol rate, number of subcarriers, and coding scheme of each subcarrier, and is input to the OLT.

動的帯域割当計算では、一定期間内においてONUが光OFDM信号の送信を許容される総時間をTとすると、第4の実施形態中の式(11)を満たすように、ONU間でのTの比が単位時間あたりに送信できる有効情報ビット数B’の逆数の比と等しくなるように送信許容時間を割り当てる。 In the dynamic bandwidth allocation calculation, if the total time during which the ONU k is allowed to transmit the optical OFDM signal within a certain period is T k , the ONU k is set between the ONUs so as to satisfy the expression (11) in the fourth embodiment. The allowable transmission time is allocated so that the ratio of T k of the two becomes equal to the ratio of the reciprocal of the number B ′ k of valid information bits that can be transmitted per unit time.

式(11)の各項は、各ONUが当該期間内に送信する情報量から符号化による増分を除いた有効情報量を表わすため、上述の動的帯域割当によりONU間の帯域公平性が実現されることが分かる。更に、一定以上の品質での通信が可能である範囲内で各ONUが単位時間あたりに送信できる有効情報ビット数がONUごとに最大化されているため、OLTからの距離が最も遠いONUが通信可能となる値B’minに単位時間あたりに送信できる有効情報ビット数を固定した場合と比べて、システム全体のスループットが拡大でき、第4の実施形態中の式(12)が成り立つ。 Since each term in Expression (11) represents the effective information amount obtained by subtracting the increment due to encoding from the information amount transmitted by each ONU within the period, the bandwidth fairness between the ONUs is realized by the dynamic bandwidth allocation described above. You can see that Furthermore, since the number of valid information bits that each ONU can transmit per unit time is maximized for each ONU within a range where communication with a certain quality or more is possible, the ONU with the longest distance from the OLT communicates. Compared to the case where the number of valid information bits that can be transmitted per unit time is fixed to the possible value B ′ min , the throughput of the entire system can be expanded, and the expression (12) in the fourth embodiment is established.

つまり、本実施形態により、各子ノードと親ノードとの距離が固定であるOFDMAシステムにおいて、適応変調の適用によるシステム全体のスループット拡大の効果を、必ずしもPCSにおけるデータ変換方式が統一されていない全ての子ノード間で公平に享受できる。   In other words, according to the present embodiment, in the OFDMA system in which the distance between each child node and the parent node is fixed, the effect of expanding the throughput of the entire system by applying adaptive modulation is not necessarily unified in the data conversion method in the PCS. Can be enjoyed fairly among other child nodes.

WDMの適用により1波長あたりの信号速度を高速化することなくシステム帯域を拡張するWDM/OFDMAシステムにおいても、同様の適応的な変調多値数、シンボル速度、副搬送波数の設定、符号化方式の適応的選択および動的帯域割当計算により、システム全体のスループット拡大の効果を、帯域を共有する必ずしもPCSにおけるデータ変換方式が統一されていない全ての子ノード間で公平に享受できる。   Even in a WDM / OFDMA system that expands the system band without increasing the signal speed per wavelength by applying WDM, the same adaptive modulation multi-level number, symbol rate, subcarrier number setting, and encoding method By adaptive selection and dynamic bandwidth allocation calculation, the effect of increasing the throughput of the entire system can be enjoyed fairly among all the child nodes sharing the bandwidth and not necessarily having a unified data conversion method in the PCS.

本発明は情報通信産業に適用することができる。   The present invention can be applied to the information communication industry.

Claims (6)

親ノードと複数の子ノードが接続されている通信システムであって、
親ノードは、子ノードまでの距離に応じて、各子ノードが単位時間当たりに送信できる有効情報ビット数を決定し、各の有効情報ビット数の逆数の比と等しくなるように、各子ノードへの送信許容時間を割り当てる割り当て機能を備え、
子ノードは、前記割り当て機能の決定した有効情報ビット数の光信号を、前記割り当て機能の割り当てた送信許容時間に、親ノードへ送信する送信機能を備える、
通信システム。
A communication system in which a parent node and a plurality of child nodes are connected,
The parent node determines the number of valid information bits that each child node can transmit per unit time according to the distance to the child node, and each child node is equal to the ratio of the reciprocal number of each valid information bit. Has an allocation function that allocates the allowable transmission time to
The child node has a transmission function of transmitting an optical signal having the number of effective information bits determined by the allocation function to the parent node during a transmission allowable time allocated by the allocation function.
Communications system.
前記割り当て機能は、各子ノードの光信号の変調多値数を決定することによって前記有効情報ビット数を決定するか、あるいは、
前記割り当て機能は、各子ノードの光信号のシンボル速度を決定することによって前記有効情報ビット数を決定するか、あるいは、
前記割り当て機能は、各子ノードの光信号の符号化方式を決定することによって前記有効情報ビット数を決定するか、あるいは、
前記割り当て機能は、各子ノードの光信号の副搬送波の数を決定することによって前記有効情報ビット数を決定する、
請求項1に記載の通信システム。
The allocation function determines the number of effective information bits by determining the number of modulation levels of the optical signal of each child node, or
The allocation function determines the number of valid information bits by determining a symbol rate of an optical signal of each child node, or
The allocation function determines the number of effective information bits by determining an encoding method of an optical signal of each child node, or
The allocation function determines the number of effective information bits by determining the number of subcarriers of the optical signal of each child node;
The communication system according to claim 1.
親ノードと複数の子ノードが接続されている通信システムの制御装置であって、
親ノードは、子ノードまでの距離に応じて、各子ノードが単位時間当たりに送信できる有効情報ビット数を決定し、各子ノードの有効情報ビット数の逆数の比と等しくなるように、各子ノードへの送信許容時間を割り当てる割り当て機能を備える、
通信システムの制御装置。
A control device of a communication system in which a parent node and a plurality of child nodes are connected,
The parent node determines the number of valid information bits that each child node can transmit per unit time according to the distance to the child node, and is set to be equal to the ratio of the reciprocal of the number of valid information bits of each child node. It has an allocation function that allocates the allowable transmission time to child nodes.
Communication system control device.
親ノードと複数の子ノードが接続されている通信システムの制御方法であって、
親ノードから子ノードまでの距離に応じて、各子ノードが単位時間当たりに送信できる有効情報ビット数を決定し、各子ノードの有効情報ビット数の逆数の比と等しくなるように、各子ノードへの送信許容時間を割り当てる割り当て手順と、
前記割り当て手順の決定した有効情報ビット数の光信号を、前記割り当て手順の割り当てた送信許容時間に、子ノードから親ノードへ送信する送信手順と、
を有する通信システムの制御方法。
A control method of a communication system in which a parent node and a plurality of child nodes are connected,
The number of valid information bits that each child node can transmit per unit time is determined according to the distance from the parent node to the child node, and each child node is set to be equal to the ratio of the reciprocal number of the valid information bits of each child node. An allocation procedure to allocate time allowed for transmission to the node;
A transmission procedure for transmitting an optical signal having the number of valid information bits determined by the allocation procedure from a child node to a parent node during a transmission allowable time allocated by the allocation procedure;
A control method for a communication system comprising:
親ノードと複数の子ノードが接続されている通信システムの制御プログラムであって、
親ノードから子ノードまでの距離に応じて、各子ノードが単位時間当たりに送信できる有効情報ビット数を決定し、各子ノードの有効情報ビット数の逆数の比と等しくなるように、各子ノードへの送信許容時間を割り当てる割り当て手順と、
前記割り当て手順の決定した有効情報ビット数の光信号を、前記割り当て手順の割り当てた送信許容時間に、子ノードから親ノードへ送信する送信手順と、
をコンピュータに実行させるための通信システムの制御プログラム。
A communication system control program in which a parent node and a plurality of child nodes are connected,
The number of valid information bits that each child node can transmit per unit time is determined according to the distance from the parent node to the child node, and each child node is set to be equal to the ratio of the reciprocal number of the valid information bits of each child node. An allocation procedure to allocate time allowed for transmission to the node;
A transmission procedure for transmitting an optical signal having the number of valid information bits determined by the allocation procedure from a child node to a parent node during a transmission allowable time allocated by the allocation procedure;
A communication system control program for causing a computer to execute.
請求項5に記載の通信システムの制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the control program for the communication system according to claim 5 is recorded.
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