JP4697458B2 - Optical transmission system - Google Patents
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Description
本発明は、光伝送システムに関する。 The present invention relates to an optical transmission system.
光ファイバネットワークのトポロジーの一種として、親局から出た1本の光ファイバを光スプリッタ(1:nの光カップラ)により複数の光ファイバに分岐し、各光ファイバの末端に子局を接続する形がある。このような形態は、一般的にPDS(Passive Double Star)型と呼ばれる。PDS型の光ファイバネットワークにおいて双方向通信する代表的なシステムとして、いわゆるPON(Passive Optical Network)システムが知られている。PONシステムでは、親局として光終端装置OLT(Optical Line Terminal)を使用し、子局として、各ユーザの光終端装置ONU(Optical Network Unit)を使用する。 As one type of optical fiber network topology, one optical fiber from a master station is branched into a plurality of optical fibers by an optical splitter (1: n optical coupler), and a slave station is connected to the end of each optical fiber. There is a shape. Such a form is generally called a PDS (Passive Double Star) type. A so-called PON (Passive Optical Network) system is known as a typical system for bidirectional communication in a PDS type optical fiber network. In the PON system, an optical terminator OLT (Optical Line Terminal) is used as a master station, and an optical network unit (ONU) of each user is used as a slave station.
通常、OLTから各ONUへの下り信号と、ONUからOLTへの上り信号は、別波長が使用される。下り信号の伝送には、時分割多重(TDM)が使用される。即ち、OLTは、各ONUへのデータ信号を時分割多重し、下り光信号として光伝送路に出力する。各ONUは、下り光信号を電気信号に変換し、自己宛てのデータ信号のみを取込み、残りを破棄する。 Usually, different wavelengths are used for the downstream signal from the OLT to each ONU and the upstream signal from the ONU to the OLT. Time division multiplexing (TDM) is used for downlink signal transmission. That is, the OLT time-division multiplexes the data signal to each ONU and outputs it to the optical transmission line as a downstream optical signal. Each ONU converts the downstream optical signal into an electrical signal, takes only the data signal addressed to itself, and discards the rest.
上り信号の伝送には、全ONUが上り光信号に同じ波長を使用し、OLTが各加入者のONUに送信タイミングを指定し、各ONUが互いに衝突しないタイムスロット上で上りデータ信号を光伝送路に出力するTDMA(Time Division Multiple Access)方式と(特許文献1)、各加入者の上り信号に互いに異なる波長を割当てるWDM(Wavelength Division Multiplexing)方式が知られている(特許文献1,2)。
TDMA方式は、ユーザ数が増えると、各ユーザが占有できる上り信号帯域が減ってしまう。TDMA方式において各ユーザの占有する信号帯域を増やすには、上り信号の伝送レートを上げる必要がある。しかしその場合、各ONUの光変調器を当該伝送レートに対応する高速なものにしなければならず、ONUのコストが増大する。 In the TDMA system, when the number of users increases, the uplink signal band that each user can occupy decreases. In order to increase the signal band occupied by each user in the TDMA system, it is necessary to increase the transmission rate of the uplink signal. However, in that case, the optical modulator of each ONU must be made high-speed corresponding to the transmission rate, and the cost of the ONU increases.
他方、WDM方式は、各ユーザに互いに異なる波長を割り当てるので、収容できるユーザ数が、OLTに予め設定された、受信可能な最大波長数に限定される。このため、当該受信可能な最大波長数以上にユーザ数を増やすことが難しい。 On the other hand, since the WDM system assigns different wavelengths to each user, the number of users that can be accommodated is limited to the maximum number of receivable wavelengths preset in the OLT. For this reason, it is difficult to increase the number of users beyond the maximum number of wavelengths that can be received.
本発明は、ユーザの増加に柔軟に対応でき、各ユーザの上り信号帯域を確保しやすい光伝送システムを提示することを目的とする。 An object of the present invention is to present an optical transmission system that can flexibly cope with an increase in users and easily secure an uplink signal band for each user.
本発明に係る光伝送システムは、親局、複数の子局、及び、当該親局と当該複数の子局との間を光学的に接続する光伝送路であって、その一部を当該複数の子局で共有する光伝送路からなる光伝送システムであって、当該親局は、当該複数の子局からの当該上り波長毎の上りデータ信号を一時記憶する上りバッファと、当該上りバッファに記憶される当該上りデータ信号を監視し、当該上り波長毎の上り信号帯域及び当該複数の子局それぞれの上り信号帯域を認識するバッファ監視装置と、当該バッファ監視装置の監視結果に従い、当該複数の子局それぞれの上り信号帯域が所望値になるように当該複数の子局のそれぞれで使用する上り波長の割当を決定する波長配分決定装置と、所定の複数の上り波長の内から各子局が上り光信号に使用する上り波長を指示する波長割当コマンドを生成する波長割当コマンド生成装置であって、当該波長配分決定装置の決定に従い当該波長割当コマンドを生成する波長割当コマンド生成装置と、同じ上り波長を使用する子局に対し時分割多元アクセス(TDMA)による上り光信号の送信を指示する帯域割当コマンドを生成する帯域割当コマンド生成装置とを具備し、当該複数の子局のそれぞれは、波長可変の電気/光変換器と、当該帯域割当コマンドに従い、当該電気/光変換器に上り信号を供給する上り信号供給装置と、当該波長割当コマンドに従い、当該波長割当コマンドで指定される上り波長に当該電気/光変換器の出力光の波長を制御する波長制御装置とを具備することを特徴とする。 An optical transmission system according to the present invention is an optical transmission path that optically connects a master station, a plurality of slave stations, and the master station and the slave stations, and a part of the optical transmission system An optical transmission system including an optical transmission line shared by each of the slave stations , wherein the master station temporarily stores an uplink data signal for each uplink wavelength from the plurality of slave stations, and an uplink buffer A buffer monitoring device that monitors the stored upstream data signal and recognizes the upstream signal bandwidth for each upstream wavelength and the upstream signal bandwidth of each of the plurality of slave stations, and according to the monitoring result of the buffer monitoring device, A wavelength allocation determining device that determines the allocation of the upstream wavelength used in each of the plurality of slave stations so that the upstream signal band of each of the slave stations becomes a desired value, and each of the slave stations from among a plurality of predetermined upstream wavelengths Used for upstream optical signal A wavelength allocation command generating device for generating a wavelength assignment command for upstream wavelength, and the wavelength allocation command generating device for generating the wavelength allocation command in accordance with the determination of the wavelength allocation determination unit, the slave station to use the same upstream wavelength And a bandwidth allocation command generating device for generating a bandwidth allocation command for instructing transmission of an upstream optical signal by time division multiple access (TDMA), and each of the plurality of slave stations has a wavelength-variable electrical / optical conversion. , An upstream signal supply device for supplying an upstream signal to the electrical / optical converter according to the band allocation command, and the electrical / optical converter to the upstream wavelength specified by the wavelength allocation command according to the wavelength allocation command And a wavelength control device for controlling the wavelength of the output light.
本発明によれば、WDMとTDMAを併用するので、上り信号帯域を格段に増大させることができると共に、各子局に割り当てる送信帯域を柔軟に変更できる。ユーザが増加しても、既存ユーザの送信帯域の減少を抑制でき、又は、減少させずに済む。 According to the present invention, since WDM and TDMA are used in combination, the uplink signal band can be significantly increased, and the transmission band allocated to each slave station can be flexibly changed. Even if the number of users increases, it is possible to suppress or not reduce the decrease in the transmission bandwidth of existing users.
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。OLT10が、光ファイバ12を介して光スプリッタ14に接続する。光スプリッタ14はまた、分岐光ファイバ16−1〜16−mを介して各ユーザのONU18−1〜18−mに接続する。各ONU18−1〜18−mにはコンピュータ(PC)20−1〜20−mが接続する。勿論、各ONU18−1〜18−mには、より多くのコンピュータ、又はその他の通信端末装置、情報処理装置を接続できる。
FIG. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of the present invention. The OLT 10 is connected to the
本実施例では、各ONU18−1〜18−mからOLT10への上り光信号には、n個の光波長λ1〜λnを利用可能である。また、本実施例では、OLT10は、各ONU18−1〜18−mが上り光信号に利用する光波長を指定でき、上り光信号に同じ光波長を使用するONU間ではTDMAで互いに異なるタイムスロットで上りデータを送信するように各ONU18−1〜18−mの上り信号送信タイミングを指定する。図1に示す例では、ONU18−1,18−2,18−3の上り光信号に波長λ1を割り当て、ONU18−4,18−5の上り光信号に波長λ2を割り当て、ONU18−(m−1),18−mの上り光信号に波長λnを割り当てている。換言すると、全ONU18−1〜18−mを、上り光信号に使用する波長で最大n個のグループに区分でき、互いに異なる上り波長を使用するグループ間ではWDMで上り光信号を伝送し、同一上り波長を使用するグループ内ではTDMAで上り光信号を伝送する。このように、複数の波長を上り信号として使用し、なおかつ1波長当たりの伝送レートを同じ上り波長を使用するONUが分け合うことになるので、各ONUの上りデータ伝送帯域を、容易に増やすことができると共に、広い範囲で変更できる。
In this embodiment, n optical wavelengths λ 1 to λ n can be used for upstream optical signals from the respective ONUs 18-1 to 18 -m to the
ONU18−1〜18−mの上り光信号用の光源は、OLT側で受信可能な全波長λ1〜λnで波長を可変である必要はなく、実際に選択する可能性のある範囲で波長を変更可能であればよい。 The light sources for upstream optical signals of the ONUs 18-1 to 18-m do not have to be variable in all wavelengths [lambda] 1 to [lambda] n that can be received on the OLT side, but are in a range that can be actually selected. Can be changed.
OLT10は、上位ネットワークのエッジルータ22に接続する。ネットワークインターフェース30は、エッジルータ22からの下りデータフレーム(Ethernet(登録商標)フレーム)を下りバッファ32に書き込む。宛先MACアドレス取得装置34は、下りバッファ32に書き込まれる下りデータフレームの宛先MACアドレスを取得し、取得したMACアドレスをヘッダ付与装置36に供給する。また、バッファ32に書き込まれた下りデータフレームは、逐次、ヘッダ付与装置36に読み出される。
The OLT 10 is connected to the
最近のPONシステムでは、OLTとONU間に複数の論理リンクを設定し、多様なサービス、例えば、VoIP、データ通信及びVoD等を同時に提供できるようにする。この論理リンクの識別子は、論理リンク識別子(LLID)と呼ばれる。MACアドレス・LLID管理テーブル38は、配下のONU18−1〜18−mのサービスに論理的に割り当てられる論理リンクの識別子LLIDと、そのサービス(例えば、VoIP、データ及びVoD等)を利用する通信端末装置のMACアドレスとの対応を記憶する。 In a recent PON system, a plurality of logical links are set between the OLT and the ONU so that various services such as VoIP, data communication, and VoD can be simultaneously provided. This logical link identifier is called a logical link identifier (LLID). The MAC address / LLID management table 38 is a communication terminal that uses logical link identifiers LLID logically assigned to the services of the subordinate ONUs 18-1 to 18-m and the services (for example, VoIP, data, and VoD). Stores the correspondence with the MAC address of the device.
ヘッダ付与装置36は、宛先MACアドレス取得装置34からのMACアドレスをキーとして、MACアドレス・LLID管理テーブル38から、宛先MACアドレスに対応するLLIDを検索し、発見したLLIDを含むヘッダを下りバッファ32からの下りデータフレームに付加する。なお、ヘッダ付与装置36で付与されるヘッダは、PONシステム内での伝送用であり、この意味で、この明細書では、LLIDヘッダ、PON用ヘッダ又は光伝送用ヘッダと呼ぶことにする。
The
ヘッダ付与装置36によりLLIDヘッダを付与されたデータフレームは、多重化装置40を介して電気/光(E/O)変換器42に印加される。電気/光変換器42は、下り波長λ0でレーザ発振するレーザダイオードからなり、電気信号を光信号に変換する。電気/光変換器42の出力光信号は、下り光信号として、WDM光カップラ44を介して光ファイバ12に出力される。WDM光カップラ44は、波長λ0の光をポートa,b間で透過し、他の波長λ1〜λnをポートb,c間で透過する光素子である。図2は、WDM光カップラ44の透過特性を示す。光サーキュレータによっても、同様の機能の光素子を実現できる。下り光信号は、光ファイバ12を伝搬して光スプリッタ14に入射し、m個に分割される。光スプリッタ14で分割された各下り光信号は、光ファイバ16−1〜16−mを伝搬してONU18−1〜18−mに入射する。ONU18−1〜18−m内の処理内容は、後述する。
The data frame to which the LLID header is attached by the
各ONU18−1〜18−mは、予めOLT10により指定された波長の上り光信号を、OLT10により予め指定された送信タイミング及び期間で光ファイバ16−1〜16−mに出力する。この上り光信号は、OLT10に対する帯域要求コマンドと、上位ネットワークに向けた上りデータ信号とを含む。上りデータ信号には、下り信号の場合と同様に、LLIDヘッダが付加されている。図1に示す例では、ONU18−1〜18−3は波長λ1の上り光信号を出力し、ONU18−4,18−5は波長λ2の上り光信号を出力し、ONU18−(m−1),18−mは波長λnの上り光信号を出力する。
Each ONU 18-1 to 18-m outputs an upstream optical signal having a wavelength specified in advance by the
各ONU18−1〜18−mから出力される上り光信号は、光ファイバ16−1〜16−mを伝搬し、光スプリッタ14で合波され、光ファイバ12を伝搬して、WDM光カップラ44のポートbに入射する。WDM光カップラ44は、これらの上り光信号を光分波器46に供給する。光分波器46は、WDM光カップラ44からの波長多重された上り光信号を個々の波長λ1〜λnに分離し、各分離した上り光信号を、波長に応じた光/電気(O/E)変換器48−1〜48−nに供給する。このような光分波器46は、例えば、アレイ導波路格子からなる。光/電気変換器48−1〜48−nは、いわゆるフォトダイオードからなり、入力する上り光信号を電気信号に変換する。
The upstream optical signals output from the respective ONUs 18-1 to 18-m propagate through the optical fibers 16-1 to 16-m, are combined by the
各分離装置50−1〜50−nは、対応する光/電気変換器48−1〜48−nの出力電気信号を、OLT10に向けた帯域要求コマンドと上位ネットワークに向けた信号(上りデータ信号)に分離し、前者を帯域配分算出装置58に供給し、後者を上りバッファ52−1〜52−nに供給する。バッファ監視装置64は、上りバッファ52−1〜52−nに格納される上りデータ信号を監視し、各ONU18−1〜18−mの上り帯域利用状況を把握する。
Each of the separation devices 50-1 to 50-n converts the output electric signals of the corresponding optical / electrical converters 48-1 to 48-n into a band request command for the
ヘッダ除去装置54−1〜54−nは、対応するバッファ52−1〜52−nからの上りデータ信号からLLIDヘッダを除去し、イーサネット(登録商標)の上りデータフレームを多重化装置56に供給する。多重化装置56は、各ヘッダ除去装置54−1〜54−nからの上りデータフレームを時間軸上で多重し、多重された上りデータフレームをネットワークインターフェース30に供給する。ネットワークインターフェース30は、多重化装置56からの上りデータ信号をエッジルータ22に出力する。
The header removers 54-1 to 54-n remove the LLID header from the uplink data signals from the corresponding buffers 52-1 to 52-n, and supply the Ethernet (registered trademark) uplink data frame to the
このようにして、各ONU18−1〜18−mから上位ネットワークに向けて出力された上りデータ信号が、OLT10からエッジルータ22に出力される。
In this way, the uplink data signal output from each ONU 18-1 to 18-m toward the upper network is output from the
本実施例では、OLT10は、各ONU18−1〜18−mが上り光信号に使用する波長を指定でき、同じ波長の上り光信号を使用する複数のONUに対しては互いに衝突しない送信タイミングと送信期間を指定する。OLT10のこの機能の詳細を説明する。帯域配分算出装置58は、分離装置50−1〜50−nから供給される、各ONU18−1〜18−mからの帯域要求コマンドに従い、各ONU18−1〜18−mに対して、TDMAによる送信帯域、具体的には送信タイミングと送信期間を、上り波長毎に算出する。図1に示す上り波長の使用例では、ONU18−1〜18−3は同じ上り波長λ1を使用するので、帯域配分算出装置58は、光ファイバ12、光スプリッタ14及び光ファイバ16−1〜16−mからなる光伝送路の、波長λ1の伝送帯域内で、ONU18−1〜18−3に対して、互いに衝突しない送信タイミング及び送信期間を決定する。
In this embodiment, the
帯域割当コマンド生成装置60は、帯域配分算出装置58の算出結果に基づき、各ONU18−1〜18−mに許可する送信タイミングと送信期間を指定する帯域割当コマンドを発生する。ヘッダ付与装置62は、帯域割当コマンド生成装置62により生成された帯域割当コマンドに、その宛先に対応するLLIDヘッダを付与する。ヘッダ付与装置62によりLLIDヘッダを付与された帯域割当コマンドは、多重化装置40を介して電気/光変換器42に印加される。下りデータ信号の場合と同様に、電気/光(E/O)変換器42は、多重化装置40からの電気信号を光信号に変換する。電気/光変換器42の出力光信号は、下り光信号として、WDM光カップラ44、光ファイバ12、光スプリッタ14及び光ファイバ16−1〜16−mを介して各ONU18−1〜18−mに入射する。各ONU18−1〜18−mは、自己宛の帯域割当コマンドを取り込み、その帯域割当コマンドで許可された送信タイミング及び期間に、上り光信号を出力する。
Based on the calculation result of the bandwidth
バッファ監視装置64は、上りバッファ52−1〜52−nに一時記憶される上りデータ信号を監視することで、波長毎の上り信号帯域と、各ONU18−1〜18−mの上り信号帯域を認識できる。波長配分決定装置66は、バッファ監視装置64の監視結果に従い、各ONU18−1〜18−mの上り信号帯域が所望値になるように、各ONU18−1〜18−mの上り波長を決定する。データ通信サービスでは、ユーザとの契約により、一定以上の上り信号帯域を約束することがある。このようなユーザに対して、例えば、同じ上り波長を使用するグループ内で約束の上り信号帯域を確保できない場合、より利用者の少ない上り波長のグループに移動させることで、約束の上り信号帯域を容易に確保できる。
The
波長割当コマンド生成装置68は、波長配分決定装置66の決定に基づき、各ONU18−1〜18−mの上り波長を指定する波長割当コマンドを発生する。ヘッダ付与装置70は、波長割当コマンド生成装置68により生成された波長割当コマンドに、その宛先に対応するLLIDヘッダを付与する。ヘッダ付与装置70によりLLIDヘッダを付与された波長割当コマンドは、多重化装置40を介して電気/光変換器42に印加される。下りデータ信号の場合と同様に、電気/光(E/O)変換器42は、多重化装置40からの電気信号を光信号に変換する。電気/光変換器42の出力光信号は、下り光信号として、WDM光カップラ44、光ファイバ12、光スプリッタ14及び光ファイバ16−1〜16−mを介して各ONU18−1〜18−mに入射する。各ONU18−1〜18−mは、自己宛の波長割当コマンドを取り込み、その波長割当コマンドで指定された上り波長に上り信号光源の波長を制御する。
Based on the determination by the wavelength
図3は、TDMAによるONU18−1〜18−mからOLT10への上りデータ送信のシーケンスを示す。ONU18−1〜18−mは、コンピュータ20−1〜20−mからの上りデータがあるとき、先ず、上りデータの送信のための帯域をOLT10に要求する帯域要求コマンドをOLT10に送信し、OLT10は、この帯域要求コマンドに対して、送信タイミングと期間を示す帯域割当コマンドを要求元のONU18−1〜18−mに送信する。帯域割当コマンドを受信したONU18−1〜18−mは、OLT10により許可されたタイミング及び期間に上りデータを送信する。許可された期間内に全上りデータを送信できないとき、ONU18−1〜18−mは、上りデータの後に続けて帯域要求コマンドをOLT10に送信する。
FIG. 3 shows a sequence of uplink data transmission from the ONUs 18-1 to 18-m to the
図4は、ONU18−1の概略構成ブロック図を示す。他のONU18−2〜18−mの構成も、ONU18−1と同じである。図4を参照して、ONU18−1の動作を説明する。 FIG. 4 shows a schematic block diagram of the ONU 18-1. The configurations of the other ONUs 18-2 to 18-m are the same as the ONU 18-1. The operation of the ONU 18-1 will be described with reference to FIG.
OLT10からの下り光信号は、光ファイバ16−1からWDM光カップラ80のポートbに入射する。WDM光カップラ80の透過特性は、WDM光カップラ44のそれと同じである。WDM光カップラ80は、光ファイバ16−1からの波長λ0の下り光信号をポートaから光/電気(O/E)変換器82に供給する。光/電気変換器82は、例えば、フォトダイオードからなる。光/電気変換器82は、下り光信号を電気信号に変換する。光/電気変換器82から出力される下り信号は、下りバッファ84に一時記憶される。下りバッファ84から読み出された下り信号は、常開スイッチ86を介して分離装置88に供給される。この下り信号は、コンピュータ20−1に向けた下りデータ信号と、ONU18−1に向けた制御信号、例えば、帯域割当コマンド及び波長割当コマンドとからなる。
The downstream optical signal from the
ヘッダ監視装置90は、光/電気変換器82の出力電気信号のLLIDヘッダを監視し、バッファ84に自己宛の下り信号がある場合にのみ、スイッチ制御装置92を介してスイッチ86を閉成する。これにより、ONU18−1宛ての下り信号のみが分離装置88に供給される。常開スイッチ86の開閉制御の代わりに、バッファ84の書込み又は読出しを制御することでも、同様の作用を実現できることは明らかである。
The
分離装置88は、スイッチ86からの下り信号を、コンピュータ20−1に宛てた下りデータ信号と、ONU18−1に宛てた制御信号(ここでは、波長割当コマンドと帯域割当コマンド)に分離し、前者をヘッダ除去装置94に供給し、後者をONU制御装置96に供給する。
The
ONU制御装置96は、分離装置88からの波長割当コマンドにより指定される波長に、レーザダイオードからなる電気/光(E/O)変換器108の発振波長を制御する。ここで指定される波長は、波長λ1〜λnの何れかである。ONU制御装置96はまた、分離装置88からの帯域割当コマンドに従う送信タイミング及び期間に上り信号を送信するように、上りバッファ102及びスイッチ106を制御する。上りバッファ102及びスイッチ106の制御の詳細は後述する。
The
電気/光変換器108の波長は、全波長λ1〜λnで可変である必要はなく、実際に選択する可能性のある範囲で変更可能であればよい。
The wavelength of the electrical /
波長を変更可能な電気/光変換器108は、例えば、ファブリペロー型半導体レーザと、その温度を制御する温度制御装置からなる。温度を制御することで半導体レーザの発振波長を変更できることは良く知られている。例えば、0.4nm/°C程度の温度依存性で発振波長を制御できるものが商品化されている。勿論、その他の波長連続的又は離散的に変更可能なレーザ素子を使用することができる。
The electric /
ヘッダ除去装置94は、分離装置88からの下りデータ信号からヘッダ付与装置36で付与されたLLIDヘッダを除去する。ヘッダ除去装置94の出力は、イーサネット(登録商標)のデータフレームからなり、ネットワークインターフェース98に供給される。
The
ネットワークインターフェース98は、ヘッダ除去装置94からのデータフレームをコンピュータ20−1に供給する。このようにして、上位ネットワークからのデータ信号がコンピュータ20−1に到達する。
The
ネットワークインターフェース98はまた、コンピュータ20−1からの上りデータのデータフレームをヘッダ付与装置100に供給する。ヘッダ付与装置100は、ネットワークインターフェース98からの上りデータのデータフレームにLLIDヘッダを付加して、上りバッファ102に供給する。ONU制御装置96は、上りバッファ102に格納されるデータを監視することで、上りデータの存否を認識する。
The
ONU制御装置96は、上りバッファ102に上りデータを認識すると、図3を参照して説明したように帯域要求コマンドを生成し、この帯域要求コマンドを選択するようにスイッチ106を切り替える。帯域要求コマンドは、ONU18−1に割り当てられたどの論理リンクに対するものかを指定する情報を含む。帯域要求コマンドは、スイッチ106を介して電気/光変換器108に印加される。電気/光変換器108は、スイッチ106からの帯域要求コマンドの電気信号を、先に指定された波長の光信号に変換する。電気/光変換器108から出力される光信号は、WDM光カップラ80を介して光ファイバ16−1に出力され、先に説明したように、OLT10に伝送される。
When the
ONU18−1からの帯域要求コマンドは、OLT10内では、WDM光カップラ44、光分波器46,光/電気変換器48−1〜48−nの何れか、及び分離装置50−1〜50−nの何れかを介して帯域配分算出装置58に入力する。帯域割当コマンド生成装置60が、ONU18−1に対する帯域割当コマンドを生成する。ヘッダ付与装置62は、帯域割当コマンド生成装置62により生成された帯域割当コマンドに、ONU18−1が上りデータ送信に利用したい論理リンクを示すLLIDヘッダを付与する。ヘッダ付与装置62によりLLIDヘッダを付与された帯域割当コマンドは、多重化装置40、電気/光変換器42、WDM光カップラ44、光ファイバ12、光スプリッタ14及び光ファイバ16−1〜16−mを介してONU18−1に入射する。ONU18−1では、帯域割当コマンドは、光/電気変換器82、下りバッファ84、スイッチ86及び分離装置88を介してONU制御装置96に入力する。
In the
ONU制御装置96は、OLT10からの帯域割当コマンドで指定された送信タイミング及び期間に、スイッチ106を上りバッファ102(端子a)に接続すると共に、上りバッファ102の上りデータ信号を読み出す。許可された期間内に上りデータ信号の全てを送信できない場合、ONU制御装置96は更なる帯域要求コマンドを生成し、この帯域要求コマンドが送信する下りデータ信号の後に続くように、スイッチ106をONU制御装置96(端子b)に切り替える。この動作により、上りデータ信号と、必要によりこれに続く帯域要求コマンドが、電気/光変換器108に印加され、光信号に変換される。以後、先に説明したように、電気/光変換器108から出力される上り光信号が、OLT10に到達し、OLT10により受信される。
The
送信を許可された期間以外の期間に何も送信しないように、ONU96は、そのような送信不許可期間では、下りバッファ102にもONU制御装置96にも接続しない端子cにスイッチ106を切り替えておく。
In such a transmission non-permission period, the
図1に示す実施例のシステム立ち上げ時には、OLT10はまず、各ONU18−1〜18−mが上り信号伝送に使用する上り信号波長を、波長割当コマンドで各ONU18−1〜18−mに指示する。その後、同じ上り信号波長を使用するONU間のTDMAによる上り信号伝送タイミングを決定し、該当するONUに帯域割当コマンドで指示する。
When the system of the embodiment shown in FIG. 1 is started, the
又は、システム立ち上げ時には、初期的に、上り信号波長を特定波長、例えば、λ1に設定して、OLT10と各ONU18−1〜18−m間の論理リンクを確立し、以後、各ONU18−1〜18−mが必要とする上り帯域又は、各ONU18−1〜18−mに許可する上り帯域に応じて、上り信号波長と帯域を指示するようにしてもよい。
Or, at system start-up, initially, a specific wavelength of the upstream signal wavelength, for example, is set to lambda 1, to establish a logical link between the ONU18-1~18-m and
次に、ONU18−1〜18−mに対する波長割当処理を詳細に説明する。バッファ監視装置64は、上りバッファ52−1〜52−nを監視し、上り波長毎の上り信号帯域と各ONU18−1〜18−mの上り信号帯域を監視する。そして、波長配分決定装置66は、例えば、上り波長毎の上り信号帯域に偏り生じ、かつ、ONU18−1〜18−mの波長配置を変更することでこの偏りが軽減される場合、ONU18−1〜18−mの波長割当を変更する。
Next, the wavelength allocation processing for the ONUs 18-1 to 18-m will be described in detail. The
ONU18−1〜18−mの波長配置を変更するアルゴリズムの一例を説明する。上りバッファ52−iのある一定時間で平均化された信号帯域をLiとし、ONU18−jの上り信号帯域をBjとする。iは1からnであり、jは1からmである。このとき、上りバッファ毎の平均的な上り信号帯域Lavgは、
u番目の上りバッファ52−u及びv番目の上りバッファ52−vについて、Lu>LavgおよびLv<Lavgが共に成り立ち、なおかつLuを構成するONU毎の上り信号帯域のうち、(Lu−Lv)/2に最も近いONU(例えば、18−j)の帯域をBjとした場合で、0<Bj<Lu−Lvが成立するとき、ONU18−jの上り波長をλvに変更する。但し、1≦u≦n、1≦v≦nであり、u≠vである。 For u-th uplink buffers 52-u and v-th uplink buffers 52-v, L u> L avg and L v holds <L avg both, of the upstream signal bandwidth for each ONU to yet constituting a L u, ( When the bandwidth of the ONU (for example, 18-j) closest to L u −L v ) / 2 is B j and 0 <B j <L u −L v holds, the upstream wavelength of the ONU 18-j the change in λ v. However, 1 ≦ u ≦ n, 1 ≦ v ≦ n, and u ≠ v.
以上により、波長変更前と比較して、バッファ毎の上り信号帯域の偏りが低減される。 As described above, the bias of the upstream signal band for each buffer is reduced as compared with that before the wavelength change.
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。 Although the invention has been described with reference to specific illustrative embodiments, various modifications and alterations may be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the invention as defined in the claims. This is obvious to an engineer in the field to which the present invention belongs, and such changes and modifications are also included in the technical scope of the present invention.
10:OLT
12:光ファイバ
14:光スプリッタ
16−1〜16−m:分岐光ファイバ
18−1〜18−m:ONU
20−1〜20−m:コンピュータ
30:ネットワークインターフェース
32:下りバッファ
34:宛先MACアドレス取得装置
36:ヘッダ付与装置
38:MACアドレス・LLID管理テーブル
40:多重化装置
42:電気/光(E/O)変換器
44:WDM光カップラ
46:光分波器
48−1〜48−n:光/電気(O/E)変換器
50−1〜50−n:分離装置
52−1〜52−n:上りバッファ
54−1〜54−n:ヘッダ除去装置
56:多重化装置
58:帯域配分算出装置
60:帯域割当コマンド生成装置
62:ヘッダ付与装置
64:バッファ監視装置
66:波長配分決定装置
68:波長割当コマンド生成装置
70:ヘッダ付与装置
80:WDM光カップラ
82:光/電気(O/E)変換器
84:下りバッファ
86:常開スイッチ
88:分離装置
90:ヘッダ監視装置
92:スイッチ制御装置
94:ヘッダ除去装置
96:ONU制御装置
98:ネットワークインターフェース
100:ヘッダ付与装置
102:上りバッファ
106:スイッチ
108:電気/光変換器
10: OLT
12: Optical fiber 14: Optical splitters 16-1 to 16-m: Branch optical fibers 18-1 to 18-m: ONU
20-1 to 20-m: Computer 30: Network interface 32: Downstream buffer 34: Destination MAC address acquisition device 36: Header assigning device 38: MAC address / LLID management table 40: Multiplexing device 42: Electrical / optical (E / O) Converter 44: WDM optical coupler 46: Optical demultiplexers 48-1 to 48-n: Optical / electrical (O / E) converters 50-1 to 50-n: Separation devices 52-1 to 52-n : Upstream buffers 54-1 to 54-n: Header removal device 56: Multiplexer 58: Bandwidth allocation calculation device 60: Bandwidth allocation command generation device 62: Header assignment device 64: Buffer monitoring device 66: Wavelength allocation determination device 68: Wavelength assignment command generation device 70: header assignment device 80: WDM optical coupler 82: optical / electrical (O / E) converter 84: downstream buffer 86: normally open switch 88: separator 90: Header monitoring device 92: the switch controller 94: a header remover 96: ONU controller 98: network interface 100: a header adding unit 102: uplink buffer 106: Switch 108: Electrical / optical converter
Claims (1)
当該親局は、
当該複数の子局からの当該上り波長毎の上りデータ信号を一時記憶する上りバッファ(52−1〜52−n)と、
当該上りバッファに記憶される当該上りデータ信号を監視し、当該上り波長毎の上り信号帯域及び当該複数の子局それぞれの上り信号帯域を認識するバッファ監視装置(64)と、
当該バッファ監視装置の監視結果に従い、当該複数の子局それぞれの上り信号帯域が所望値になるように当該複数の子局のそれぞれで使用する上り波長の割当を決定する波長配分決定装置(66)と、
所定の複数の上り波長の内から各子局が上り光信号に使用する上り波長を指示する波長割当コマンドを生成する波長割当コマンド生成装置(68)であって、当該波長配分決定装置(66)の決定に従い当該波長割当コマンドを生成する波長割当コマンド生成装置と、
同じ上り波長を使用する子局に対し時分割多元アクセス(TDMA)による上り光信号の送信を指示する帯域割当コマンドを生成する帯域割当コマンド生成装置(60)
とを具備し、
当該複数の子局(18−1〜18−m)のそれぞれは、波長可変の電気/光変換器(108)と、当該帯域割当コマンドに従い、当該電気/光変換器(108)に上り信号を供給する上り信号供給装置(96,102,106)と、当該波長割当コマンドに従い、当該波長割当コマンドで指定される上り波長に当該電気/光変換器の出力光の波長を制御する波長制御装置(96)とを具備する
ことを特徴とする光伝送システム。 A master station (10), a plurality of slave stations (18-1 to 18-m), and an optical transmission path for optically connecting between the master station and the plurality of slave stations, some of which An optical transmission system comprising optical transmission lines (12, 14, 16-1 to 16-m) that are shared by the plurality of slave stations,
The master station
An upstream buffer (52-1 to 52-n) for temporarily storing upstream data signals for the upstream wavelengths from the plurality of slave stations;
A buffer monitoring device (64) for monitoring the upstream data signal stored in the upstream buffer and recognizing the upstream signal band for each upstream wavelength and the upstream signal bands of the plurality of slave stations;
A wavelength allocation determining device (66) that determines the allocation of the upstream wavelength used in each of the plurality of slave stations so that the upstream signal band of each of the plurality of slave stations becomes a desired value according to the monitoring result of the buffer monitoring device When,
A wavelength allocation command generating device (68) for generating a wavelength allocation command for designating an upstream wavelength that each slave station uses for an upstream optical signal from a plurality of predetermined upstream wavelengths , the wavelength allocation determining device (66) A wavelength allocation command generation device that generates the wavelength allocation command according to the determination of
Band allocation command generator (60) for generating a band allocation command for instructing a slave station using the same upstream wavelength to transmit an upstream optical signal by time division multiple access (TDMA)
And
Each of the plurality of slave stations (18-1 to 18-m) sends an upstream signal to the electrical / optical converter (108) according to the wavelength variable electrical / optical converter (108) and the band allocation command. An upstream signal supply device (96, 102, 106) to be supplied and a wavelength control device (in accordance with the wavelength assignment command) for controlling the wavelength of the output light of the electric / optical converter to the upstream wavelength specified by the wavelength assignment command ( 96). An optical transmission system comprising:
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