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JP4052288B2 - Receiver in optical communication system - Google Patents

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JP4052288B2
JP4052288B2 JP2004191996A JP2004191996A JP4052288B2 JP 4052288 B2 JP4052288 B2 JP 4052288B2 JP 2004191996 A JP2004191996 A JP 2004191996A JP 2004191996 A JP2004191996 A JP 2004191996A JP 4052288 B2 JP4052288 B2 JP 4052288B2
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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  • Optical Communication System (AREA)

Description

本発明は、親局と複数の子局との間を、受動型光分岐器を介して光ファイバで接続した光通信システムに関するものである。   The present invention relates to an optical communication system in which a master station and a plurality of slave stations are connected by an optical fiber via a passive optical splitter.

親局と複数の子局との間を、光データ通信ネットワークを使って双方向通信するシステムにおいて、親局と各子局との間を、それぞれ1本の光ファイバで放射状に結ぶネットワーク構成が実用化されている(Single Star)。このネットワーク構成では、システム、機器構成は簡単になるが、1つの子局が1本の光ファイバを占有するので(子局数Nあれば、通しの光ファイバがN本必要)、システムの低価格化を図るのが困難である。   In a system for bidirectional communication between a master station and a plurality of slave stations using an optical data communication network, there is a network configuration in which the master station and each slave station are radially connected by a single optical fiber. It has been put into practical use (Single Star). This network configuration simplifies the system and equipment configuration, but since one slave station occupies one optical fiber (if the number of slave stations is N, N optical fibers are required), the system is low. It is difficult to make a price.

そこで、1本の光ファイバを、複数の子局で共有するPON(Passive Optical Network)システム(PDS(Passive Double Star)ともいう)が提案されている。このPONシステムは、親局と受動型光分岐器との間を光ファイバで接続し、さらに光分岐器と複数の子局との間をそれぞれ複数の光ファイバで接続したものである。また、光分岐器と複数の子局との間に、さらに他の光分岐器を挿入する構成も採用されている。   Therefore, a PON (Passive Optical Network) system (also referred to as PDS (Passive Double Star)) in which one optical fiber is shared by a plurality of slave stations has been proposed. In this PON system, a master station and a passive optical branching unit are connected by an optical fiber, and an optical branching unit and a plurality of slave stations are connected by a plurality of optical fibers. Further, a configuration in which another optical branching device is inserted between the optical branching device and the plurality of slave stations is also employed.

PONシステムでは、親局から特定の子局に送信される下り光信号は、全子局に配信されるが、送り先アドレスの子局のみが光信号を取り込む。また、マルチキャスト又はブロードキャストといって、送り先アドレスを特定せずに、不特定の子局に下り光信号を送信することも行われる。
またPONシステムでは、親局に近い場所に設置された子局あるいは分岐の少ない子局からの光信号と、親局から遠い場所に設置された子局あるいは複数の分岐を経た子局からの光信号とでは、親局における光受信強度が大きく異なる。これは、光が光ファイバを伝搬するときに減衰を受けるとともに、光分岐器を通過するごとに、さらに大きな減衰を受けるからである。
特開平11-355218号公報
In the PON system, the downstream optical signal transmitted from the master station to a specific slave station is distributed to all the slave stations, but only the slave station of the destination address takes in the optical signal. In addition, multicast or broadcast is also used to transmit a downstream optical signal to an unspecified slave station without specifying a destination address.
In the PON system, an optical signal from a slave station installed in a location close to the master station or a slave station with few branches, and an optical signal from a slave station installed in a location far from the master station or a slave station that has passed multiple branches. The optical reception intensity at the master station differs greatly from the signal. This is because light is attenuated when propagating through the optical fiber and is further attenuated every time it passes through the optical branching unit.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-355218

親局の光受信器においては、受光感度をいつも最大にしておくと、弱い光信号では高感度で受信できるが、強い光信号が入力されると容易に飽和してしまい、正確な光信号受信ができなくなる。
そこでこの受光感度を、弱い入力光信号に対しては大きく、強い入力光信号に対しては小さく可変することが行われている。
In the optical receiver of the master station, if the light receiving sensitivity is always maximized, a weak optical signal can be received with high sensitivity, but if a strong optical signal is input, it is easily saturated and accurate optical signal reception is possible. Can not be.
Therefore, this light receiving sensitivity is varied to be large for weak input optical signals and small for strong input optical signals.

前記受光感度の可変方法では、各子局からの光信号の強度を測定して、受光素子のバイアス電圧をフィードバック制御することも考えられるが(前記特許文献1)、各子局からの光信号の立ち上がり時間が非常に短いことに加えて(1ナノ秒程度)、フィードバックループが時定数を持っているため、受信光信号の立ち上がりに十分に追従できないという問題がある。   In the method of changing the light receiving sensitivity, it is conceivable to measure the intensity of the optical signal from each slave station and feedback control the bias voltage of the light receiving element (Patent Document 1). However, the optical signal from each slave station is considered. In addition to the very short rise time (about 1 nanosecond), the feedback loop has a time constant, and therefore there is a problem that it cannot sufficiently follow the rise of the received optical signal.

そこで、本発明は、親局と複数の子局との間を、光分岐器を介して光ファイバで接続した光通信システムにおいて、子局からの光受信強度が予測できるときは、予めそれに応じた受光感度が設定でき、子局からの光受信強度が予測できないときは、受光感度を複数段階に設定することができる光通信システムにおける受信装置を提供することを目的とする。   Therefore, in the optical communication system in which the master station and a plurality of slave stations are connected with an optical fiber via an optical branching unit, the present invention can be used in advance when the optical reception intensity from the slave station can be predicted. It is an object of the present invention to provide a receiving apparatus in an optical communication system in which the light receiving sensitivity can be set and the light receiving intensity from the slave station cannot be predicted.

本発明の光通信システムにおける受信装置は、子局からの上り光信号を受信する受光素子と、前記受光素子の受光感度を設定する感度制御部と、子局の識別番号及び子局からの光信号の受光強度を記憶する記憶部と、特定の子局と通信するときは、その特定の子局からの上り光信号を受信する前の時点において、前記記憶部に書き込まれた当該子局からの光信号の受光強度データに応じて前記受光素子の受光感度を設定して当該子局からの上り光信号を受信し、不特定の子局と通信するときは、各子局からの上り光信号を受信する前の時点において、前記受光素子の受光感度を低いレベルに設定して各子局からの上り光信号を受信し、次に、前記受光素子の受光感度を高いレベルに変更して、子局からの光信号の再送信を待つ受信制御部とを備えるものである。 The receiving apparatus in the optical communication system of the present invention includes a light receiving element that receives an upstream optical signal from a slave station, a sensitivity control unit that sets a light receiving sensitivity of the light receiving element, an identification number of the slave station, and light from the slave station When communicating with a specific slave station and a storage unit that stores the received light intensity of the signal, at the time before receiving the upstream optical signal from the specific slave station, from the slave station written in the storage unit when to set the receiving sensitivity of the light receiving element in accordance with the data of the received light intensity of the optical signal and receives the upstream optical signal from the child station, it communicates with unspecified slave station, the uplink from each slave station Before receiving the optical signal, the light receiving sensitivity of the light receiving element is set to a low level to receive an upstream optical signal from each slave station, and then the light receiving sensitivity of the light receiving element is changed to a high level. Te, a reception control unit waits for retransmission of the optical signal from the slave station It is as it has.

前記の構成によれば、特定の子局と通信するときは、その特定の子局からの上り光信号を受信する前の時点において、前記記憶部に書き込まれた当該子局からの光信号の強度データに応じて前記受光素子の受光感度を設定するので、常に最適な感度で上り光信号を受信することができる。不特定の子局と通信するときは、各子局からの上り光信号を受信する前の時点において、前記受光素子の受光感度を低いレベルに設定しておくので、上り光信号の強い子局(例えば近くの子局)からの上り光信号は正常に受信できる。始めから前記受光素子の受光感度を高いレベルに設定しておくと、強い光信号が入力すると受光素子が損傷するので、これを防止できる。そして、感度不足で正常に受信できなかった上り光信号があったときには、誤りチェックや光レベル検出等でそれが分かるので、前記受光素子の受光感度を低いレベルに変更して、その子局からの次の光送信を待つ。これにより、子局からの光受信強度が予測できないときであっても、親局の受光感度を常に最適な値に設定でき、すべての子局からの上り光信号を受信できる。   According to the above configuration, when communicating with a specific slave station, the optical signal from the slave station written in the storage unit at the time before receiving the upstream optical signal from the specific slave station Since the light receiving sensitivity of the light receiving element is set according to the intensity data, it is possible to always receive the upstream optical signal with the optimum sensitivity. When communicating with unspecified slave stations, the light receiving sensitivity of the light receiving element is set to a low level before receiving the upstream optical signal from each slave station. An upstream optical signal from (for example, a nearby slave station) can be normally received. If the light receiving sensitivity of the light receiving element is set to a high level from the beginning, it is possible to prevent the light receiving element from being damaged when a strong optical signal is input. And if there is an upstream optical signal that could not be received normally due to insufficient sensitivity, it can be detected by error checking, optical level detection, etc., so the light receiving sensitivity of the light receiving element is changed to a low level, Wait for the next optical transmission. Thereby, even when the optical reception intensity from the slave station cannot be predicted, the light receiving sensitivity of the master station can always be set to an optimum value, and the upstream optical signals from all the slave stations can be received.

また、本発明の光通信システムにおける受信装置は、子局からの上り光信号を受信する受光素子と、前記受光素子の受光感度を設定する感度制御部と、子局からの上り光信号の受光強度を検出する光レベル検出部と、子局の識別番号及び子局からの光信号の受光強度を記憶する記憶部と、未知の子局と通信するときは、子局からの上り光信号を受信する前の時点において、前記受光素子の受光感度を低いレベルに設定して子局からの上り信号を受信して、その光信号の受光強度を子局ごとに記憶部に記憶し、次に、前記受光素子の受光感度を高いレベルに変更して、子局からの光信号の再送信を待つ受信制御部とを備えるものである。 The receiving apparatus in an optical communication system of the present invention, a light receiving element for receiving the upstream optical signal from the slave station, and a sensitivity control unit that sets the receiving sensitivity of the light receiving element, the light receiving upstream optical signals from the slave station An optical level detector for detecting the intensity, a storage unit for storing the identification number of the slave station and the received light intensity of the optical signal from the slave station, and an upstream optical signal from the slave station when communicating with an unknown slave station in the time before receiving configured to receive the uplink signals from the slave station sets the receiving sensitivity of the light receiving element to a low level, stored in the storage unit for each slave station a received light intensity of the optical signal, then A reception control unit that changes the light receiving sensitivity of the light receiving element to a high level and waits for retransmission of the optical signal from the slave station.

この受信装置は、未知の子局と通信するときに、子局からの上り光信号を受信する前の時点において、前記受光素子の受光感度を低いレベルに設定して子局からの上り信号を受信して、その光信号の受光強度を当該子局ごとに記憶部に記憶する。感度不足で正常に受信できなかった上り光信号があったときには、誤りチェックや光レベル検出等でそれが分かるので、前記受光素子の受光感度を低いレベルに変更して、その子局からの次の送信を待つ。これにより、すべての子局からの上り光信号を受信することができ、各子局からの光信号の受光強度を記憶部に記憶することができる。   When receiving the upstream optical signal from the slave station, the receiver sets the light receiving sensitivity of the light receiving element to a low level and communicates the upstream signal from the slave station when communicating with an unknown slave station. The received light intensity of the optical signal is stored in the storage unit for each slave station. When there is an upstream optical signal that could not be received normally due to insufficient sensitivity, it can be detected by error checking, light level detection, etc., so the light receiving sensitivity of the light receiving element is changed to a low level and the next signal from the slave station is changed. Wait for transmission. Thereby, the upstream optical signal from all the slave stations can be received, and the received light intensity of the optical signal from each slave station can be stored in the storage unit.

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、PONシステムを示すブロック図である。局舎内のPONシステム構成部分を親局又は局側装置といい、加入者宅内のPONシステム構成部分を子局又は加入者側装置という。PONシステムは、親局1、複数の子局5、及び光分岐器3a,3bを備え、親局1と光分岐器3aとの間を光ファイバ2で接続し、光分岐器3aと光分岐器3bとの間、光分岐器3aと子局5との間、及び光分岐器3bと子局5との間をそれぞれ光ファイバ4で接続している。光ファイバはシングルモードファイバを用いている。光分岐器3a,3bは、それぞれスターカップラーで構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a PON system. The PON system component in the station building is referred to as a master station or station side device, and the PON system component in the subscriber premises is referred to as a slave station or subscriber side device. The PON system includes a master station 1, a plurality of slave stations 5, and optical branching devices 3a and 3b. The master station 1 and the optical branching device 3a are connected by an optical fiber 2, and the optical branching device 3a and the optical branching device are connected. The optical fiber 4 connects the optical branching device 3b, the optical branching device 3a and the slave station 5, and the optical branching device 3b and the slave station 5, respectively. A single mode fiber is used as the optical fiber. Each of the optical branching devices 3a and 3b is configured by a star coupler.

親局1から子局5への下り光信号及び子局5から親局1への上り光信号は、それぞれパケットで構成される。
親局1は、上位のネットワーク(インターネットなど)から送られてくるパケットを受けて、光ファイバを通して子局5に送り出し、子局5から送られてきたパケットを受信し、上位のネットワークに送り出す機能を持っている。
The downstream optical signal from the master station 1 to the slave station 5 and the upstream optical signal from the slave station 5 to the master station 1 are each composed of packets.
The master station 1 receives a packet sent from a host network (such as the Internet), sends it to the slave station 5 through an optical fiber, receives a packet sent from the slave station 5, and sends it to the host network have.

親局1は、光ファイバ2との接続端となる光伝送路終端装置OLT(Optical Line Terminals)、レイヤ2スイッチ等を備えている。
子局5は、宅内に設置されるパーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータのブロードバンド光信号を光ネットワークに送受する光加入者線終端装置ONU(Optical Network Unit)等を備えている。
The master station 1 includes an optical transmission line termination device OLT (Optical Line Terminals), a layer 2 switch, and the like, which are connection ends with the optical fiber 2.
The slave station 5 includes a personal computer installed in the house, an optical subscriber line terminating device ONU (Optical Network Unit) that transmits and receives broadband optical signals of the personal computer to the optical network, and the like.

前記PONシステムの動作を簡単に説明すると、上位のネットワークから親局1に入ってくる下りパケットは、親局1においてレイヤ2スイッチで所定の処理が行われる。そして、光伝送路終端装置OLTを通して光ファイバに送信される。光ファイバに送信された光信号は、光分岐器3a,3bで分岐され、光分岐器3a,3bにつながる子局5に送信されるが、送信先アドレスの合致した子局5がその光信号を取り込み、パケットを復号解読する。   Briefly describing the operation of the PON system, a downstream packet that enters the master station 1 from a higher-level network is subjected to predetermined processing by the layer 2 switch in the master station 1. Then, it is transmitted to the optical fiber through the optical transmission line termination device OLT. The optical signal transmitted to the optical fiber is branched by the optical branching devices 3a and 3b and transmitted to the slave station 5 connected to the optical branching devices 3a and 3b. And decrypt the packet.

一方、子局5から送信される上りパケットは、光分岐器3a,3bを経由して親局1に送信される。親局1では、レイヤ2スイッチで所定の処理が行われた後、上位のネットワークに送信される。
PONシステム立ち上げ時などには、どのような子局がPONシステムにつながっているか不明であるため、親局1は、ディスカバリ動作を行う。
On the other hand, the upstream packet transmitted from the slave station 5 is transmitted to the master station 1 via the optical branching units 3a and 3b. In the master station 1, after a predetermined process is performed by the layer 2 switch, it is transmitted to the upper network.
At the time of starting up the PON system or the like, since it is unclear which slave station is connected to the PON system, the master station 1 performs a discovery operation.

親局1は、親局1から全ての子局5にブロードキャストをする。各子局5からランダムなタイミングでパケットが帰ってくることになる。この場合は、正常に受けたパケットがあれば、そのパケットを送信した子局の受信光レベルやその子局の識別番号(ID)を記憶する。このようにしてPONシステムにつながっている子局を特定する。
子局の特定後は、各子局と1対1で通信を行う。これをブロードキャストに対して「ユニキャスト」という。
The master station 1 broadcasts from the master station 1 to all the slave stations 5. Packets are returned from each slave station 5 at random timing. In this case, if there is a packet received normally, the received light level of the slave station that transmitted the packet and the identification number (ID) of the slave station are stored. In this way, the slave station connected to the PON system is specified.
After specifying the slave station, communication is performed on a one-to-one basis with each slave station. This is called “unicast” for broadcasting.

ユニキャスト時、子局5から送信される上りパケットは、互いに時間的に競合しないようにする必要がある。そのために、親局1から子局5にパケットを送信するときに、各子局5に対して上り光信号時間スロット(以下単に「スロット」という)を割り当てる。スロットを割り当てられた子局5は、その割り当てられたスロットに上りパケットを送出する。したがって、子局5間の上りパケットの競合は回避される。なお、親局1と子局5との間で時計を共有している必要があるが、この時計の時刻合わせは、パケットの通信を行うときに、時刻情報をパケットの中に含ませることによって行うことができる。   At the time of unicast, it is necessary that uplink packets transmitted from the slave stations 5 do not compete with each other in time. Therefore, when transmitting a packet from the master station 1 to the slave station 5, an upstream optical signal time slot (hereinafter simply referred to as "slot") is assigned to each slave station 5. The slave station 5 to which the slot is assigned transmits an uplink packet to the assigned slot. Therefore, contention for upstream packets between the slave stations 5 is avoided. Note that the clock must be shared between the master station 1 and the slave station 5, but the time adjustment of this clock is performed by including time information in the packet when performing packet communication. It can be carried out.

ブロードキャスト時であってもユニキャスト時であっても、親局1は、各子局5からそれぞれ上りパケットを受けることになるが、その光信号強度は、子局5によって異なる。例えば、光ファイバの経路の長さが子局5ごとに違うし、光分岐器3bを通るか通らないかでも異なる。
図2は、各子局5からの上りパケットの強度の違いを説明するための受信波形図であり、横軸に時間、縦軸に受信強度をとっている。異なる子局5から受け取るパケット1〜4で、受信強度が様々に異なっている。
Whether it is broadcast or unicast, the master station 1 receives an upstream packet from each slave station 5, but the optical signal strength differs depending on the slave station 5. For example, the length of the optical fiber path is different for each slave station 5, and it differs depending on whether or not it passes through the optical branching unit 3 b.
FIG. 2 is a received waveform diagram for explaining the difference in the intensity of the upstream packet from each slave station 5, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing received intensity. Packets 1 to 4 received from different slave stations 5 have different reception strengths.

図3は、親局1における光伝送路終端装置OLTの構成を示すブロック図である。光伝送路終端装置OLTには、光ファイバを通して各子局から受信する光信号を波長分離して取り出すWDM(Wavelength Division Multiplexing;波長分割多重方式)フィルタが設けられている。WDMフィルタを通して受信された上り光信号は、光増倍作用を持つアバランシェフォトダイオード(APD;Avalanche Photo Diode)により検出され、APDの受光信号は、電流信号を電圧信号に変換するためのトランスインピーダンスアンプ11を通して、ポストアンプ16に入力されている。また、APDの受光信号の強度を監視するための光レベル検出部17が設けられている。   FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the optical transmission line terminating device OLT in the master station 1. The optical transmission line terminator OLT is provided with a WDM (Wavelength Division Multiplexing) filter that separates and extracts an optical signal received from each slave station through an optical fiber. The upstream optical signal received through the WDM filter is detected by an avalanche photodiode (APD) having an optical multiplication function, and the light reception signal of the APD is a transimpedance amplifier for converting a current signal into a voltage signal. 11 to the post-amplifier 16. Further, a light level detector 17 for monitoring the intensity of the light reception signal of the APD is provided.

さらに、APDにバイアス電圧を与える電圧可変型のバイアス電源12が設けられている。電圧可変型のバイアス電源12は、原理的には、電圧可変型のDC−ACコンバータのフィードバック電圧を可変にした回路を採用することができる。具体的には、APD用に開発された電圧可変型のDC−DCコンバータ電源回路(例えばLinear Technology LT1930/LT1930A)を採用することができる。   Further, a variable voltage bias power supply 12 for providing a bias voltage to the APD is provided. In principle, the voltage variable bias power supply 12 can employ a circuit in which the feedback voltage of the voltage variable DC-AC converter is variable. Specifically, a voltage variable type DC-DC converter power supply circuit (for example, Linear Technology LT1930 / LT1930A) developed for APD can be employed.

さらに、APDのバイアス電圧を制御するための光受信制御回路13が設けられている。光受信制御回路13は、各子局5からの受信強度を記憶する受信強度記憶部(「LLIDテーブル14」という)14と、記憶された受信強度に基づいて最適なバイアス電圧を決定する受信制御部15とを備えている。
なお、前記受信制御部15の以下に説明する機能は、光伝送路終端装置OLTに設けられたコンピュータが所定のプログラムを用いて実行するものである。
Further, an optical reception control circuit 13 for controlling the bias voltage of the APD is provided. The optical reception control circuit 13 includes a reception intensity storage unit (referred to as “LLID table 14”) 14 that stores reception intensity from each slave station 5, and reception control that determines an optimum bias voltage based on the stored reception intensity. Part 15.
The functions described below of the reception control unit 15 are executed by a computer provided in the optical transmission line terminating device OLT using a predetermined program.

受信制御部15は、各子局5から受ける光の強度を測定し、その強度情報を受信強度記憶部14に記憶する。測定時点は、子局からの上り信号を受信した際に毎回行ってもよく、前回の測定から一定時間経過するごとに測定を行ってもよい。一日一回ないし数回決められた時刻に測定してもよい。測定方法は、APDに流れる電流を測定してもよく、ポストアンプにおいて受光強度レベルを判定してもよい。   The reception control unit 15 measures the intensity of light received from each slave station 5 and stores the intensity information in the reception intensity storage unit 14. The measurement time point may be measured every time an uplink signal is received from the slave station, or may be measured every time a predetermined time has elapsed since the previous measurement. The measurement may be performed once or several times a day. As a measurement method, the current flowing through the APD may be measured, and the received light intensity level may be determined by the post amplifier.

また、受信制御部15は、子局5に対して割り当てたスロットのタイムスケジュールを管理している。このタイムスケジュールに基づいて、どの時刻にどの子局5から上りパケットが受信されるかが予め分かっている。
図4は、APDの増倍率Mと逆バイアス電圧との関係を示すグラフである。受信制御部15は、小さな受信強度に対しては大きな増倍率Mを設定し、強い入力光信号に対しては小さな増倍率Mを設定する。そのために、光受信制御回路13は、このグラフに基づいて、受信強度とAPDの最適バイアス電圧との関係を規定したLLIDテーブル14に持っている。光受信制御回路13は、このLLIDテーブル14を用いてAPDのバイアス電圧を調整する。
Further, the reception control unit 15 manages the time schedule of the slots allocated to the slave station 5. Based on this time schedule, it is known in advance which slave station 5 receives the uplink packet at which time.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the APD multiplication factor M and the reverse bias voltage. The reception control unit 15 sets a large multiplication factor M for a small reception intensity, and sets a small multiplication factor M for a strong input optical signal. For this purpose, the optical reception control circuit 13 has the LLID table 14 that defines the relationship between the reception intensity and the optimum bias voltage of the APD based on this graph. The optical reception control circuit 13 uses this LLID table 14 to adjust the APD bias voltage.

以下、親局のディスカバリ動作時における受信制御部15の動作をフローチャート(図5)を用いて説明する。
まず、光受信制御回路13は、バイアス電源12への制御信号CNTを0に設定する(ステップS1)。CNT=0は、APDの逆バイアス電圧を低い値に設定してAPDの感度を低く設定するための制御状態をいう。
Hereinafter, the operation of the reception control unit 15 during the discovery operation of the master station will be described with reference to a flowchart (FIG. 5).
First, the optical reception control circuit 13 sets the control signal CNT to the bias power supply 12 to 0 (step S1). CNT = 0 is a control state for setting the APD reverse bias voltage to a low value and setting the APD sensitivity low.

受信制御部15は、このCNT=0の状態でブロードキャスト送信を行う(ステップS2)。
各子局は、親局からのブロードキャスト光信号を受けて、上り光信号を送信して返信を行う。この上り光信号を送信する時間は、子局ごとにまちまちであることが衝突防止のためには好ましいので、子局ごとに異なった時間を割り当てるのがよい。例えば、各子局が乱数発生器でランダムに作った時間としてもよい。
The reception control unit 15 performs broadcast transmission in a state where CNT = 0 (step S2).
Each slave station receives a broadcast optical signal from the master station, transmits an upstream optical signal, and returns a reply. In order to prevent collision, it is preferable that the time for transmitting the upstream optical signal is different for each slave station. Therefore, it is preferable to assign a different time for each slave station. For example, it may be a time that each slave station randomly generates with a random number generator.

親局は、子局からの上り光信号を受信すると(ステップS3)、正常な信号を受けたかどうかのチェックを行う(ステップS4)。正常に信号を受ければ、その子局からの受信光レベルや識別番号(ID)を記憶し、LLIDテーブル14に書き込む(ステップS5)。そして、当該子局に対して、識別した旨の返信を行い(ステップS6)、CNT=0に設定する(ステップS7)。   When receiving the upstream optical signal from the slave station (step S3), the master station checks whether a normal signal has been received (step S4). If the signal is received normally, the received light level and identification number (ID) from the slave station are stored and written in the LLID table 14 (step S5). Then, a reply to the effect is sent to the slave station (step S6), and CNT = 0 is set (step S7).

図6に、LLIDテーブル14の構造の一例を示す。LLIDテーブル14の上欄は、子局の識別番号を記入する欄である。中欄は、子局からの受信光レベルを記入する。下欄には制御信号CNTの内容を記入する。CNT=0は、APDの逆バイアス電圧を低い値に設定してAPDの感度を低く設定するための制御状態であり、CNT=1は、APDの逆バイアス電圧を高い値に設定してAPDの感度を高く設定するための制御状態である。   FIG. 6 shows an example of the structure of the LLID table 14. The upper column of the LLID table 14 is a column for entering the identification number of the slave station. In the middle column, enter the level of light received from the slave station. The contents of the control signal CNT are entered in the lower column. CNT = 0 is a control state for setting the APD reverse bias voltage to a low value to set the sensitivity of the APD low, and CNT = 1 sets the APD reverse bias voltage to a high value to set the APD reverse bias voltage to a low value. This is a control state for setting the sensitivity high.

前記ステップS5,S6の処理を行った後、まだ受信できていない子局が存在することが推定される。それは、前述したように、光ファイバの経路の長さが子局5ごとに違うし、光分岐器3bを通るか通らないかでも違うので、子局からの上り光信号強度が微弱な場合があるからである。また、信号同士の衝突もある。そこで、これらの未知の子局に対してはエラー発生とみなし(ステップS4のNO)、制御信号CNTを1に設定して(ステップS8)、ある所定の時間にわたって、次の受信を待つ。   After performing the processes of steps S5 and S6, it is estimated that there are slave stations that have not been received yet. As described above, the length of the optical fiber path differs from one slave station 5 to another, and whether it passes through the optical splitter 3b or not, the upstream optical signal intensity from the slave station may be weak. Because there is. There is also a collision between signals. Therefore, it is considered that an error has occurred for these unknown slave stations (NO in step S4), the control signal CNT is set to 1 (step S8), and the next reception is waited for a predetermined time.

一方、子局にとっては、親局で正常な信号が受信されなかったときは、当該子局には返信(ステップS6)が行われないため、当該子局は、親局で正常に識別してもらえなかったことを知る。この場合、当該子局は、ある時間待って上り光信号を再送信する。この「時間」は、子局ごとに異なる所定時間でもよく、乱数発生器でランダムに作られた時間でもよい。ただし上限時間を越えないようにする。前記「上限時間」とは、前記ステップS8で、親局が当該子局からの受信を待つ所定の時間とする。   On the other hand, for the slave station, when a normal signal is not received at the master station, a reply (step S6) is not sent to the slave station. Know what you did not get. In this case, the slave station retransmits the upstream optical signal after waiting for a certain time. This “time” may be a predetermined time that is different for each slave station, or may be a time randomly generated by a random number generator. However, do not exceed the upper limit time. The “upper limit time” is a predetermined time during which the master station waits for reception from the slave station in step S8.

このように受信制御部15は、ブロードキャスト後、APDの感度を低く設定した状態では正常な信号が受信できなかった子局からの上り光信号を、制御信号CNTを1に設定することにより、APDの感度を高く設定した状態で再度受信することができる。
次にディスカバリ動作終了後の、通常の通信時における光受信制御回路13の動作をフローチャート(図7)を用いて説明する。
In this way, the reception control unit 15 sets the control signal CNT to 1 for the upstream optical signal from the slave station that has not been able to receive a normal signal in a state in which the sensitivity of the APD is set low after the broadcast. Can be received again with the sensitivity set to high.
Next, the operation of the optical reception control circuit 13 during normal communication after the end of the discovery operation will be described using a flowchart (FIG. 7).

まず、光受信制御回路13は、バイアス電源12への制御信号CNTを0に設定して、APDの逆バイアス電圧を低い値に設定してAPDの感度を低く設定する(ステップT1)。
そして、上位レイヤー回路から取得した送信フレームの送信モードを確認し(ステップT2)、所定の子局に向けて送信を開始する(ステップT3)。
First, the optical reception control circuit 13 sets the control signal CNT to the bias power supply 12 to 0, sets the reverse bias voltage of the APD to a low value, and sets the sensitivity of the APD to low (step T1).
Then, the transmission mode of the transmission frame acquired from the upper layer circuit is confirmed (step T2), and transmission is started toward a predetermined slave station (step T3).

図8に、送信フレームの一例を示す。送信フレームのヘッダには、送信モード(ブロードキャスト又はユニキャスト)、送信先である子局識別番号IDと、送信すべきデータへのアドレスが記載されている。
送信モードがユニキャストの場合(ステップT4のYES)、送信先の子局の識別番号に基づいて、当該子局に登録された上り受信光レベルを、LLIDテーブル14を参照して確認する(ステップT5)。
FIG. 8 shows an example of a transmission frame. The header of the transmission frame describes the transmission mode (broadcast or unicast), the slave station identification number ID that is the transmission destination, and the address to the data to be transmitted.
When the transmission mode is unicast (YES in step T4), the uplink received light level registered in the slave station is confirmed with reference to the LLID table 14 based on the identification number of the slave station of the transmission destination (step S4). T5).

LLIDテーブル14に登録された当該子局の上り受信光レベルが「強」である場合(ステップT6)、APDの感度は低い状態のままで、当該子局からの上り光信号を受信し、受信後、その受信した光レベルを確認してLLIDテーブル14に上書きする(ステップT7)。
LLIDテーブル14に登録された当該子局の上り受信光レベルが「弱」である場合は、APDの感度を上げるために、CNT=1に設定して(ステップT8)、当該子局からの上り光信号を受信する。そして受信後、その受信した光レベルを確認して、LLIDテーブル14に上書きする(ステップT7)。
When the upstream received light level of the slave station registered in the LLID table 14 is “strong” (step T6), the upstream optical signal from the slave station is received and received with the APD sensitivity remaining low. Thereafter, the received light level is confirmed and overwritten on the LLID table 14 (step T7).
If the uplink received light level of the slave station registered in the LLID table 14 is “weak”, in order to increase the sensitivity of APD, CNT = 1 is set (step T8), and the uplink from the slave station is set. Receive an optical signal. After reception, the received light level is confirmed and overwritten on the LLID table 14 (step T7).

ステップT4において、送信モードがブロードキャストである場合、図5と同様、全子局に対してブロードキャスト送信を行う。各子局は、親局からのブロードキャスト光信号を受けて、上り光信号を送信して返信を行い、親局は、子局からの上り光信号を受信する(ステップT9)。親局は、子局からの上り光信号を受信後、受信確認のため、その子局に確認信号を送信する。   If the transmission mode is broadcast in step T4, broadcast transmission is performed for all the slave stations as in FIG. Each slave station receives the broadcast optical signal from the master station, transmits an upstream optical signal, and returns a reply, and the master station receives the upstream optical signal from the slave station (step T9). After receiving the upstream optical signal from the slave station, the master station transmits a confirmation signal to the slave station for reception confirmation.

ステップT9において、子局からの上り光信号が微弱であるなどの理由で、受信できない子局が存在することがある。そこで、これらの子局に対してはエラーと判断し(ステップT10のYES)、制御信号CNTを1に、すなわちAPDの逆バイアス電圧を高い値に設定してAPDの感度を高く設定する(ステップT11)。
当該子局は、前記親局からのブロードキャスト光信号を受けて、上り光信号を送信して返信を行っても、親局から確認信号を受信できないので、再度上り光信号を送信する。このとき、親局では、APDの感度を高く設定しているので(ステップT11)、当該子局からの上り光信号を正常に受信できる。親局は、当該子局からの上り光信号を受信し、その受信した光レベルを確認して、LLIDテーブル14に上書きする(ステップT7)。
In step T9, there may be a slave station that cannot be received because the upstream optical signal from the slave station is weak. Therefore, it is determined that these slave stations are in error (YES in step T10), and the control signal CNT is set to 1, that is, the APD reverse bias voltage is set to a high value to set the APD sensitivity high (step S10). T11).
Even if the slave station receives the broadcast optical signal from the master station, transmits the upstream optical signal, and sends a reply, the slave station cannot receive the confirmation signal from the master station, and therefore transmits the upstream optical signal again. At this time, since the APD sensitivity is set high in the master station (step T11), the upstream optical signal from the slave station can be normally received. The master station receives the upstream optical signal from the slave station, confirms the received optical level, and overwrites the LLID table 14 (step T7).

以上のように、光受信制御回路13は、ユニキャスト時は、LLIDテーブル14に書き込まれた受信光レベルを参照して、受信光レベルが低ければAPDの感度を高く設定するので、当該子局からの上り光信号を正常に受信できる。
ブロードキャスト時は、ブロードキャスト後、APDの感度を低く設定した状態では、正常な信号が受信できなかった子局からの上り光信号を、APDの感度を高く設定した状態で再度受信することができる。
As described above, the optical reception control circuit 13 refers to the reception light level written in the LLID table 14 during unicast, and sets the APD sensitivity to be high if the reception light level is low. The upstream optical signal from can be normally received.
At the time of broadcasting, in the state where the APD sensitivity is set low after the broadcast, the upstream optical signal from the slave station that cannot receive a normal signal can be received again in the state where the APD sensitivity is set high.

こうして、いずれの場合も、光通信システムに接続されている子局と、漏れなく通信を行うことができる。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
Thus, in any case, it is possible to communicate with the slave station connected to the optical communication system without omission.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

PONシステムの全体を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole PON system. 各子局5からの上り光信号の強度の違いを説明するための受信波形図である。It is a received waveform diagram for explaining the difference in the intensity of the upstream optical signal from each slave station 5. 親局1における光伝送路終端装置OLTの構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a configuration of an optical transmission line terminating device OLT in a master station 1. FIG. APDの増倍率Mと逆バイアス電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the multiplication factor M of APD, and a reverse bias voltage. 親局のディスカバリ動作時における光受信制御回路13の動作をフローチャートである。7 is a flowchart illustrating an operation of the optical reception control circuit 13 during a master station discovery operation. LLIDテーブル14の構造図である。4 is a structural diagram of an LLID table 14. FIG. ディスカバリ動作終了後の、通常の受信時における光受信制御回路13の動作をフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an operation of the optical reception control circuit 13 during normal reception after the end of the discovery operation. 送信フレームの構造図である。It is a structure diagram of a transmission frame.

符号の説明Explanation of symbols

1 親局
2 光ファイバ
3a,3b 光分岐器
4 光ファイバ
5 子局
11 トランスインピーダンスアンプ
12 バイアス電源
13 光受信制御回路
14 LLIDテーブル
15 受信制御部
16 ポストアンプ
17 光レベル検出部
APD アバランシェフォトダイオード
OLT 親局の光伝送路終端装置
ONU 子局の光加入者線終端装置
LD レーザダイオード
LDD レーザダイオード駆動回路
WDM 波長分離フィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Master station 2 Optical fiber 3a, 3b Optical branching device 4 Optical fiber 5 Slave station 11 Transimpedance amplifier 12 Bias power supply 13 Optical reception control circuit 14 LLID table 15 Reception control part 16 Post amplifier 17 Optical level detection part APD Avalanche photodiode OLT Optical transmission line terminator ONU of master station Optical subscriber line terminator LD of slave station LD Laser diode LDD Laser diode drive circuit WDM Wavelength separation filter

Claims (4)

親局と複数の子局との間を光分岐器を介して光ファイバで接続した光通信システムにおける前記親局に設けられた受信装置であって、
子局からの上り光信号を受信する受光素子と、
前記受光素子の受光感度を設定する感度制御部と、
子局の識別番号及び子局からの光信号の受光強度を記憶する記憶部と、
特定の子局と通信するときは、その特定の子局からの上り光信号を受信する前の時点において、前記記憶部に書き込まれた当該子局からの光信号の受光強度データに応じて前記受光素子の受光感度を設定して当該子局からの上り光信号を受信し、不特定の子局と通信するときは、各子局からの上り光信号を受信する前の時点において、前記受光素子の受光感度を低いレベルに設定して各子局からの上り光信号を受信し、次に、前記受光素子の受光感度を高いレベルに変更して、子局からの光信号の再送信を待つ受信制御部とを備えることを特徴とする光通信システムにおける受信装置。
A receiver provided in the master station in an optical communication system in which a master station and a plurality of slave stations are connected with an optical fiber via an optical splitter,
A light receiving element for receiving an upstream optical signal from the slave station;
A sensitivity control unit for setting the light receiving sensitivity of the light receiving element;
A storage unit for storing the identification number of the slave station and the received light intensity of the optical signal from the slave station;
When communicating with a particular slave station, at the time prior to receiving the upstream optical signal from that particular slave station, depending on the data of the received light intensity of the optical signal from the child station written in the storage unit When receiving the upstream optical signal from the slave station by setting the light receiving sensitivity of the light receiving element, when communicating with an unspecified slave station, at the time before receiving the upstream optical signal from each slave station, Set the light receiving sensitivity of the light receiving element to a low level to receive the upstream optical signal from each slave station, then change the light receiving sensitivity of the light receiving element to a high level and retransmit the optical signal from the slave station And a reception control unit that waits for a reception apparatus in an optical communication system.
親局と複数の子局との間を光分岐器を介して光ファイバで接続した光通信システムにおける前記親局に設けられた受信装置であって、
子局からの上り光信号を受信する受光素子と、
前記受光素子の受光感度を設定する感度制御部と、
子局からの上り光信号の受光強度を検出する光レベル検出部と、
子局の識別番号及び子局からの光信号の受光強度を記憶する記憶部と、
未知の子局と通信するときは、子局からの上り光信号を受信する前の時点において、前記受光素子の受光感度を低いレベルに設定して子局からの上り信号を受信して、その光信号の受光強度を子局ごとに記憶部に記憶し、次に、前記受光素子の受光感度を高いレベルに変更して、子局からの光信号の再送信を待つ受信制御部とを備えることを特徴とする光通信システムにおける受信装置。
A receiver provided in the master station in an optical communication system in which a master station and a plurality of slave stations are connected with an optical fiber via an optical splitter,
A light receiving element for receiving an upstream optical signal from the slave station;
A sensitivity control unit for setting the light receiving sensitivity of the light receiving element;
An optical level detector that detects the received light intensity of the upstream optical signal from the slave station;
A storage unit for storing the identification number of the slave station and the received light intensity of the optical signal from the slave station;
When communicating with an unknown slave station, at the time before receiving the upstream optical signal from the slave station, the light receiving sensitivity of the light receiving element is set to a low level to receive the upstream signal from the slave station, A reception control unit that stores the received light intensity of the optical signal in each storage unit in the storage unit, and then waits for retransmission of the optical signal from the slave station by changing the light receiving sensitivity of the light receiving element to a high level. A receiving apparatus in an optical communication system.
前記受光素子は、光増倍作用を持った受光素子である、請求項1又は請求項2記載の受信装置。The receiving device according to claim 1, wherein the light receiving element is a light receiving element having a photomultiplier action. 前記受信制御部が、子局からの光信号の再送信を待つ時間は、所定の時間である、請求項1又は請求項2記載の受信装置。The receiving apparatus according to claim 1, wherein the time during which the reception control unit waits for retransmission of an optical signal from a slave station is a predetermined time.
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