JP4926193B2 - Passive optical network system and station side optical transmission line termination device - Google Patents
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Description
本発明は、高速光アクセスネットワークに関し、更に詳しくは、光ファイバで各家庭まで高速インターネットサービスを提供できる受動光網:PON(Passive Optical Network)システム、およびPONシステムに適用される局側光伝送路終端装置:OLT(Optical Line Terminal)に関する。 The present invention relates to a high-speed optical access network. More specifically, the present invention relates to a passive optical network (PON) system that can provide a high-speed Internet service to each home using an optical fiber, and a station-side optical transmission line applied to the PON system. Terminating device: related to OLT (Optical Line Terminal).
IP(Internet Protocol)ネットワークでは、音声通信、データサービスに加えて、放送/電話/データ通信を融合したトリプルプレイ(triple play)サービスのように、高速データ転送を必要とするビデオ配信サービスが活発化している。トリプルプレイサービスにおけるネットワークテレビ:IPTV(Internet Protocol Television)は、最も重要なブロードバンド応用の一つである。 In IP (Internet Protocol) networks, in addition to voice communication and data services, video distribution services that require high-speed data transfer, such as triple play services that combine broadcasting / telephone / data communication, have become active. ing. Network television in triple play services: IPTV (Internet Protocol Television) is one of the most important broadband applications.
受動光網(PON)システムは、各家庭に配置されたユーザ端末に、光ファイバ網を利用した高速、広帯域のインターネットアクセスを提供する。PONシステムは、それぞれがユーザ宅側に配置され、1台あるいは複数台のユーザ端末を収容する複数の加入者接続装置:ONU(Optical Network Unit)と、これらのONUに光ファイバ網で接続された局側光伝送路終端装置:OLT(Optical Line Terminal)とからなる。 A passive optical network (PON) system provides high-speed, broadband Internet access using an optical fiber network to user terminals located in each home. Each PON system is arranged on the user's home side, and is connected to a plurality of subscriber connection devices: ONUs (Optical Network Units) that accommodate one or a plurality of user terminals, and these ONUs are connected via an optical fiber network. Station side optical transmission line termination device: OLT (Optical Line Terminal).
PONシステムの光ファイバ網は、OLTに接続された集線光ファイバと、各ONUに接続された複数の支線光ファイバと、支線光ファイバと集線光ファイバとを結合する光スプリッタ(または光カプラ)とからなり、OLTと光スプリッタと間の光伝送路を複数のONUで共用できる光分配網:ODN(Optical Distribution Network)形態となっている。 The optical fiber network of the PON system includes a concentrated optical fiber connected to the OLT, a plurality of branch optical fibers connected to each ONU, and an optical splitter (or optical coupler) that couples the branched optical fiber and the concentrated optical fiber. The optical transmission network between the OLT and the optical splitter can be shared by a plurality of ONUs: ODN (Optical Distribution Network).
PONシステムは、他のブロードバンドアクセス技術に比較して、光ファイバの敷設コストを大幅に低減できる。特に、G−PON(Gigabit-Capable PON)システムは、ギガビットレベルの高速度で可変長のデータフレーム転送が可能であり、エンドユーザに各種のブロードバンドネットワーク応用を提供できる。尚、G−PONに関しては、ITU−T勧告の非特許文献1〜3に開示されている。
The PON system can significantly reduce the cost of installing optical fibers compared to other broadband access technologies. In particular, a G-PON (Gigabit-Capable PON) system can transfer variable-length data frames at a high speed on the gigabit level, and can provide various broadband network applications to end users. G-PON is disclosed in
然るに、従来のPONシステムでは、OLTには、OLTと同一の信号伝送速度をもつONUしか接続できないため、高速度の情報配信サービスを実現するために伝送速度を高速化したOLTを採用すると、既存の低速度のONUとの接続ができなくなるという問題がある。 However, in the conventional PON system, only an ONU having the same signal transmission speed as that of the OLT can be connected to the OLT. Therefore, if an OLT with a high transmission speed is used to realize a high-speed information distribution service, There is a problem that it becomes impossible to connect to a low-speed ONU.
例えば、G−PON規格の2.4Gbps対応のONUは、2.4Gbps対応のOLTとしか通信できない。従って、通信キャリアが、インターネット接続サービスに10Gbps対応の新たなOLTを投入した場合、クロック周波数の違いによって10Gbpsの光信号を送受信できない既存の2.4Gbps対応のONUは、10Gbps対応の新たなOLTを経由したインターネットへの接続が不可能となってしまう。PONシステムにおいて、ONUは設置台数が多いため、OLTの高速化に伴って、既存の低速ONUを高速タイプのものに置き換えようとすると、経済的な負担が膨大なものとなる。 For example, an ONU that supports 2.4 Gbps of the G-PON standard can communicate only with an OLT that supports 2.4 Gbps. Therefore, when a communication carrier introduces a new 10 Gbps OLT to the Internet connection service, an existing 2.4 Gbps ONU that cannot transmit and receive an optical signal of 10 Gbps due to a difference in clock frequency will install a new 10 Gbps OLT. Connection to the Internet via it becomes impossible. Since many ONUs are installed in the PON system, if the existing low-speed ONU is replaced with a high-speed type as the OLT speeds up, the economic burden becomes enormous.
PONシステムは、高速化技術の進展によって、OLTとONUとの通信速度が、2.4Gbpsから10Gbps、10Gbpsから更に高速度へと改良されるが、PONシステムが一旦運用状態になると、上述したように、既存ONUの高速ONUへの交換コストが莫大なものとなる。従って、通信キャリアにとっては、ユーザに高速情報配信サービスを提供しようとしても、既存OLTを高速化された新たなOLTに置き換えることが事実上困難となる。すなわち、PONシステムには、OLTに信号伝送速度の異なる複数タイプのONUを接続できないという問題点がある。 In the PON system, the communication speed between the OLT and the ONU is improved from 2.4 Gbps to 10 Gbps due to the advancement of high-speed technology, but once the PON system is in operation, as described above. In addition, the cost of replacing existing ONUs with high-speed ONUs is enormous. Therefore, it is practically difficult for a communication carrier to replace an existing OLT with a new OLT that has been increased in speed even when providing a high-speed information distribution service to a user. That is, the PON system has a problem that it is not possible to connect a plurality of types of ONUs having different signal transmission rates to the OLT.
関連する従来技術の1つとして、例えば、特開2002−185989号公報(特許文献1)には、上位回路と複数の加入者回路とを共通データバスで接続し、各加入者が共通データバスを時分割で使用する1対Mの伝送システムにおいて、高速度の加入者回路に割り当てられた時間領域(タイムススロット)では、低速度の他の加入者回路が使用する時間領域のk倍のクロック周波数を使用することが提案されている。但し、この従来技術は、各加入者回路に対してタイムスロットを固定的に割り当てる時分割多重化通信を前提としたものであり、OLTから送信される下りフレーム毎に宛先ONUが異なるPONシステムにおける上述した課題を解決したものではない。 As one related prior art, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-185989 (Patent Document 1), an upper circuit and a plurality of subscriber circuits are connected by a common data bus, and each subscriber has a common data bus. In a 1-to-M transmission system using time division, in the time domain (time slot) assigned to a high-speed subscriber circuit, a clock of k times the time domain used by other low-speed subscriber circuits It has been proposed to use frequencies. However, this prior art is premised on time division multiplexed communication in which time slots are fixedly assigned to each subscriber circuit, and in a PON system in which the destination ONU is different for each downlink frame transmitted from the OLT. It does not solve the problems described above.
本発明の目的は、1つの局側光伝送路終端装置(OLT)に信号伝送速度の異なる複数種類の加入者接続装置(ONU)を接続可能にした受動光網(PON)システムを提供することにある。
本発明の目的は、信号伝送速度の異なる複数種類の加入者接続装置(ONU)を接続可能にしたPONシステム用の局側光伝送路終端装置(OLT)を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a passive optical network (PON) system in which a plurality of types of subscriber connection devices (ONUs) having different signal transmission rates can be connected to one station side optical transmission line termination device (OLT). It is in.
An object of the present invention is to provide a station side optical transmission line termination device (OLT) for a PON system that can connect a plurality of types of subscriber connection devices (ONUs) having different signal transmission rates.
上記目的を達成するため、本発明のPONシステムでは、光分配網を介して信号伝送速度の異なる複数種類の加入者接続装置(ONU)と接続される局側光伝送路終端装置(OLT)が、上記光分配網に結合される光送受信部と、広域網と接続される送受信回線インタフェースと、上記送受信回線インタフェースで上記広域網から受信したパケットをヘッダ部に宛先ONUの識別情報を含む下りフレームに変換する下りフレーム処理部と、上記下りフレームを宛先ONUの信号伝送速度に応じた速度で変調し、上記光送受信部に接続された電気/光変換部に出力する下り送信制御部とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the PON system of the present invention, a station side optical transmission line termination device (OLT) connected to a plurality of types of subscriber connection devices (ONUs) having different signal transmission rates via an optical distribution network is provided. An optical transmission / reception unit coupled to the optical distribution network, a transmission / reception line interface connected to the wide area network, and a downstream frame including a packet received from the wide area network via the transmission / reception line interface in the header portion including identification information of the destination ONU And a downlink transmission control unit that modulates the downlink frame at a rate according to the signal transmission rate of the destination ONU and outputs the modulated signal to the electrical / optical conversion unit connected to the optical transmission / reception unit. It is characterized by that.
更に詳述すると、本発明では、OLTが、各ONUの識別情報と信号伝送速度との対応関係を記憶したONU管理テーブルを備え、光分配網に送出される下りフレームが、上記ONU管理テーブルが示す宛先ONUの識別情報と対応する信号伝送速度で変調される。 More specifically, in the present invention, the OLT includes an ONU management table in which the correspondence between the identification information of each ONU and the signal transmission rate is stored, and the downstream frame transmitted to the optical distribution network is represented by the ONU management table. Modulation is performed at a signal transmission rate corresponding to the identification information of the destination ONU shown.
本発明の1実施例では、上記下りフレーム処理部が、各下りフレームを上記ONU管理テーブルが示す信号伝送速度別にバッファメモリに蓄積し、上記下り送信制御部が、上記バッファメモリから読み出された下りフレームを信号伝送速度に応じた速度で変調して、上記電気/光変換部に出力する。 In one embodiment of the present invention, the downlink frame processing unit accumulates each downlink frame in a buffer memory for each signal transmission rate indicated by the ONU management table, and the downlink transmission control unit is read from the buffer memory. The downstream frame is modulated at a rate corresponding to the signal transmission rate and output to the electrical / optical converter.
尚、上記ONU管理テーブルで、各ONUの識別情報と対応付けて、信号伝送速度と優先度とを記憶しておき、上記下りフレーム処理部に、各下りフレームを上記ONU管理テーブルが示す信号伝送速度別、優先度別にバッファメモリに蓄積させることによって、上記下り送信制御部に、上記バッファメモリに信号伝送速度別に蓄積された下りフレームを優先度順に読み出して、信号伝送速度に応じた速度で変調させることが可能となる。 In the ONU management table, the signal transmission rate and priority are stored in association with the identification information of each ONU, and each downlink frame is signal-transmitted by the ONU management table in the downlink frame processing unit. By storing in the buffer memory for each speed and priority, the downlink transmission controller reads out the downlink frames stored in the buffer memory for each signal transmission speed in order of priority, and modulates at a speed according to the signal transmission speed. It becomes possible to make it.
本発明によれば、同一のOLTに信号伝送速度の異なる複数種類にONUを収容することができるため、稼動中にPONシステムのOLTを高速化された新たなPLTに置き換えることが可能となる。 According to the present invention, ONUs can be accommodated in a plurality of types having different signal transmission speeds in the same OLT, so that it is possible to replace the OLT of the PON system with a new accelerated PLT during operation.
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。以下の実施例では、本発明をITU規格のG−PONに適用した場合について説明するが、本発明は、G−PON以外の他のPONシステム、例えば、イーサネット(登録商標)フレームによる情報転送に適したGE−PON(Gigabit-Ethernet PON)や、PON区間で固定長のATMセルによって情報を転送するB−PON(Broadband PON)にも適用できる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the case where the present invention is applied to G-PON of the ITU standard will be described. However, the present invention is applicable to information transfer using PON systems other than G-PON, for example, Ethernet (registered trademark) frames. The present invention can also be applied to suitable GE-PON (Gigabit-Ethernet PON) and B-PON (Broadband PON) in which information is transferred by a fixed-length ATM cell in the PON section.
図1は、本発明が適用されるPONシステムの構成図を示す。
PONシステムは、局側光伝送路終端装置(OLT)10と、複数の加入者接続装置(ONU)20(20−1〜20−k)と、これらの要素を接続するPON区間の光分配網ODNからなる。PON区間の光分配網は、OLT10に接続された集線光ファイバ11と、各ONU20−iに接続された支線光ファイバ12−i(i=1〜k)とからなり、支線光ファイバ12−iは、光スプリッタ(光カプラ)13によって集線光ファイバ11から分岐されている。OLT10は、通常、キャリアやISP(Internet Service Provider)の所有するユーザ回線収容局に設置され、ONU20−i(i=1〜k)は、オフィスやマンション等のビル、またユーザ宅に設置される。
FIG. 1 shows a configuration diagram of a PON system to which the present invention is applied.
The PON system includes a station-side optical transmission line termination unit (OLT) 10, a plurality of subscriber connection units (ONU) 20 (20-1 to 20-k), and an optical distribution network in a PON section that connects these elements. Consists of ODN. The optical distribution network in the PON section is composed of a collecting
ONU20−iは、それぞれ複数のユーザ接続回線Lij(j=1〜m)を有し、これらの接続回線を介して複数のユーザ端末TEを収容している。ユーザ端末は、例えば、TE−111、TE−112(TE−k11、TE−k12)に示すように、宅内ルータまたは宅内スイッチ30−1(30−k)を介して、ONU20−1(ONU20−k)に接続される場合と、例えば、TE−21、TE−2m(TE−km)に示すように、ONU20−2(ONU20−k)に直接的に接続される場合とがある。
NWは、複数のルータ40(40−1〜40−n)からなる広域ネットワーク(ISP網を含む)を示す。PONシステムに接続された各ユーザ端末TEは、ONU20−i、OLT10、ルータ40−1を介して、広域ネットワークNWに接続されたサーバ50(50−1、50−2)と通信する。
Each ONU 20-i has a plurality of user connection lines Lij (j = 1 to m), and accommodates a plurality of user terminals TE via these connection lines. For example, as shown in TE-111, TE-112 (TE-k11, TE-k12), the user terminal transmits an ONU 20-1 (ONU20-) via a home router or a home switch 30-1 (30-k). k) and a case of being directly connected to the ONU 20-2 (ONU 20-k), for example, as shown in TE-21 and TE-2m (TE-km).
NW indicates a wide area network (including an ISP network) composed of a plurality of routers 40 (40-1 to 40-n). Each user terminal TE connected to the PON system communicates with the server 50 (50-1, 50-2) connected to the wide area network NW via the ONU 20-i, the
図1では簡単化のために、サーバ50−1、50−2がルータ40−1に直接接続されているが、実際のネットワークでは、これらのサーバ50−1、50−2とルータ40−1との間には、更に別のルータが存在し得る。また、ネットワークNWには、サーバ50−1、50−2の他に、各ユーザ端末からアクセス可能な多数のサーバが存在しているが、図1では省略されている。 In FIG. 1, for simplification, the servers 50-1 and 50-2 are directly connected to the router 40-1, but in an actual network, these servers 50-1 and 50-2 and the router 40-1 are connected. There may be another router between the two. In addition to the servers 50-1 and 50-2, the network NW includes a large number of servers accessible from each user terminal, but is omitted in FIG.
OLT10は、ルータ40−1経由で通信回線L1から、例えば、サーバ40−2が送信したユーザ端末TE−111宛のフレームを受信すると、この受信フレームをPON区間に固有の伝送レイヤプロトコルに従ったフレームフォーマット(G−PONではGEMフレーム)に変換して、光ファイバ11に送信する。PON区間では、OLT10が光ファイバ11に送信した下りフレームは、スプリッタ13で支線光ファイバ12−1〜12−kに分岐され、全てのONU20−1〜20−kにブロードキャストされる。
When the
各ONU20−iには、PON内で固有のポートIDが割り当てられている。各ONUは受信フレームのヘッダ部(G−PONではGEMヘッダ)が示す宛先識別情報(ポートID)を参照し、宛先識別情報が自ポートIDと一致したフレーム、または宛先識別情報がマルチキャストポートIDを示すフレームを受信処理し、それ以外の受信フレームは廃棄する。ユーザ端末TE−111宛のフレームを含むGEMフレームには、ONU20−1に固有のポートIDを含むGEMヘッダが付されている。従って、ONU20−1だけが、このGEMフレームを受信処理する。ONU20−1は、GEMフレームからGEMヘッダを外し、受信フレームのヘッダが示す宛先情報に従って、受信フレームをユーザ端末TE−111との接続回線L11に転送する。 Each ONU 20-i is assigned a unique port ID within the PON. Each ONU refers to the destination identification information (port ID) indicated by the header part of the received frame (GEM header in G-PON), and the frame in which the destination identification information matches the own port ID or the destination identification information indicates the multicast port ID. The indicated frame is received and the other received frames are discarded. A GEM header including a port ID unique to the ONU 20-1 is attached to a GEM frame including a frame addressed to the user terminal TE-111. Therefore, only the ONU 20-1 receives and processes this GEM frame. The ONU 20-1 removes the GEM header from the GEM frame, and transfers the received frame to the connection line L11 with the user terminal TE-111 according to the destination information indicated by the header of the received frame.
一方、ONU20−1〜20−kからネットワークNWに向かう上りフレームは、光ファイバ11上での衝突を回避するため、OLT10が予め各ONUに割り当てた個別の送信時間帯を利用して送信され、光ファイバ11上で時分割多重された状態でOLT10に到達する。OLT10は、必要に応じてフォーマット変換した後、光ファイバ11から受信した上りフレームをルータ40−1に転送する。
On the other hand, upstream frames from the ONUs 20-1 to 20-k toward the network NW are transmitted using individual transmission time zones that the
本発明では、OLT10には、信号伝送速度の異なる複数のONUが接続される。以下の説明では、ONU20−1〜20−kは、2.4Gbpsまたは10Gbpsの何れかの信号伝送速度をもつものと仮定する。
In the present invention, a plurality of ONUs having different signal transmission rates are connected to the
図2は、ユーザ端末とONUとの間の通信プロトコルと、OLT10とルータ40−1との間の通信プロトコルとがイーサネットの場合に、OLT10がルータ40−1から受信する下り通信フレームF1のフォーマットと、PON区間の下りGEMフレーム70のフォーマットを示す。
FIG. 2 shows the format of the downlink communication frame F1 received by the
ルータ40−1からの受信フレームF1は、IPパケット60とL2ヘッダ63とからなる。IPパケット60は、IPヘッダ61とIPペイロード62とからなる。IPヘッダ61には、送信元IPアドレス(SA)611、宛先IPアドレス(DA)612、その他のヘッダ情報が含まれる。
ここで、IPヘッダの送信元IPアドレス(SA)611は、IPパケットの送信元、例えば、サーバ50−1のIPアドレスを示し、宛先IPアドレス(DA)612は、IPパケットの宛先となるユーザ端末のIPアドレスを示す。
The received frame F1 from the router 40-1 is composed of an IP packet 60 and an
Here, the source IP address (SA) 611 of the IP header indicates the IP packet source, for example, the IP address of the server 50-1, and the destination IP address (DA) 612 is the user who is the destination of the IP packet. Indicates the IP address of the terminal.
本実施例の場合、L2ヘッダ63は、イーサネットヘッダであり、宛先MACアドレス(DMAC)631と、送信元MACアドレス(SMAC)632と、プロトコルタイプ634と、その他のヘッダ項目635を含む。L2ヘッダに続くパケットの種別を示すプロトコルタイプ634には、本実施例の場合、IPパケットであることを示す値が設定されている。また、DMAC631は、イーサネットフレームの宛先となるユーザ端末のMACアドレスを示し、SMACは、イーサネットフレームの送信元となるルータ40−1のMACアドレスを示している。通信の安全性を高めるために、ユーザ端末が、ルータ40−1との間に形成されたVLAN(Virtual LAN)を利用してフレームを送受信する場合、L2ヘッダ63にはVLAN識別子(VID)633が含まれる。
In this embodiment, the
PON区間の下りGEMフレーム70は、5バイトのGEMヘッダ71と、可変長のGEMペイロード72とからなる。PON区間の下りフレームは、GEMヘッダ71に含まれるポートIDに従って受信制御が行われる。OLT10は、GEMペイロード72に、ルータ40−1からの受信フレームF1を設定し、GEMヘッダ71に、受信フレームF1を受信すべきONUを指定するためのポートIDを設定する。また、ルータ40−1からの受信フレームF1が、光ファイバ11に接続された全てのONUで受信すべきマルチキャストフレームの場合、OLT10は、GEMペイロード72に、ルータ40−1からの受信フレームF1を設定し、GEMヘッダ71に、予め決められたマルチキャスト用のポートIDを設定する。
The
図3は、OLT10から光ファイバ11に送信されるTC(Transmission Convergence)ダウンストリームフレーム(G−PONではGTCフレーム)80のフォーマットを示す。
GTCダウンストリームフレーム80は、ヘッダとなるPCBd(Physical Control Block downstream)81と、GTCペイロード82とからなる。GTCダウンストリームフレーム80の最大長は、例えばG−PONの場合、38880バイトとなる。図2で説明したGEMフレーム70は、図4にGEM(1)、GEM(2)で示すように、GTCペイロード82にマッピングされる。
FIG. 3 shows a format of a TC (Transmission Convergence) downstream frame (GTC frame in G-PON) 80 transmitted from the
The GTC downstream frame 80 includes a PCBd (Physical Control Block downstream) 81 serving as a header and a
本実施例では、1つのGTCダウンストリームフレーム80で、2.4GbpsONU宛のGEMフレームを送信し、10GbpsONU宛のGEMフレームは、別のGTCダウンストリームフレーム80で送信する。 In this embodiment, a GEM frame addressed to 2.4 Gbps ONU is transmitted by one GTC downstream frame 80, and a GEM frame addressed to 10 Gbps ONU is transmitted by another GTC downstream frame 80.
図4は、信号伝送速度の異なる複数種類のONUと接続できる本発明のOLT10の第1の実施例を示す。
OLT10は、OLT制御部100と、集線光ファイバ11に接続された光送受信部101と、広域網側の回線L1に接続された送信回線インタフェース102Aおよび受信回線インタフェース102Bと、光送受信部101と送信回線インタフェース102Aとの間に設けられた上り信号処理回路と、光送受信部101と受信回線インタフェース102Bとの間に設けられた下り信号処理回路とからなる。
FIG. 4 shows a first embodiment of the
The
上り信号処理回路は、光送受信部101で受信した光信号を電気信号に変換する光電気(O/E)変換部110と、O/E変換部110に接続された10Gbps復調回路111Aおよび2.4Gbps復調回路111Bからなる復調部と、復調回路111A、111Bの一方の出力を選択するセレクタ113と、セレクタ113に接続された上りフレーム処理部114とからなる。上りフレーム処理部114は、セレクタの出力信号から上りフレームを再生する上りフレーム終端部1141と、上りフレーム終端部1141に接続された上りフレーム解析部1142と、上りフレーム解析部1142から出力されたフレームを通信回線L1上のプロトコルに適合したフォーマットに変換する上りフレーム生成部1143とからなる。
The upstream signal processing circuit includes an optical / electrical (O / E)
上りフレーム解析部1142は、上り受信フレームを解析し、受信フレームがPON区間における制御フレームの場合は、これをOLT制御部100に出力し、受信フレームが、ユーザフレームまたはルータ40−1に転送すべき制御フレームの場合は、これを上りフレーム生成部1143に転送する。
The upstream
上りフレーム生成部1143は、例えば、通信回線L1上のプロトコルがATMであれば、受信フレームをATMセル群に変換して、送信回線インタフェース102Aに転送する。フレームのフォーマット変換に必要な情報は、ネットワーク構成情報メモリ130から読み出される。本実施例では、通信回線L1上のプロトコルがイーサネットであり、上り受信フレームもイーサネットフレームの場合を想定しているため、上りフレーム生成部1143は、上りフレーム解析部1142から出力されたイーサネットフレームをそのまま送信回線インタフェース102Aに転送すればよい。
For example, if the protocol on the communication line L1 is ATM, the upstream
一方、下り信号処理回路は、受信回線インタフェース102Bが通信回線L1から受信した下りフレーム(または下りパケット)を一時的に蓄積するための受信バッファ120と、受信バッファ120から読み出した下りフレームをPON区間に固有のフレームフォーマットに変換して出力する下りフレーム処理部121と、下りフレーム処理部121から出力された下りPONフレームを一時的にバッファリングするバッファメモリ122と、下り送信制御部123と、電気光(E/O)変換部124と、バッファメモリ122から読み出された下りフレームを10Gbps変調回路131Aと2.4Gbps変調回路131Bの何れかに選択的に振り分けるスイッチ130と、変調回路131A、131Bの一方の出力信号を選択的に上記E/O変換部124に供給するセレクタ132とからなる。E/O変換部124は、セレクタ132からの出力信号を光信号に変換して、光送受信部101に出力する。
On the other hand, the downlink signal processing circuit includes a
下りフレーム処理部121は、受信バッファ120から読み出した下りフレームを解析する下りフレーム解析部1210と、下りフレーム解析部1210から出力されたフレームを一時的にバッファリングするバファメモリ1211と、OLT制御部100から供給された下り制御フレーム(または制御パケット)とバファメモリ1211から読み出された下りユーザフレームをGEMフレームに変換するPONフレーム生成部1212とからなる。
The downlink
OLT制御部100は、各ONUから送信データの蓄積状態または送信データ長を示す制御フレームを受信して、帯域管理テーブル140によって、各ONUに割り当てるべき上りフレームの送信時間帯を制御する。各ONUに割り当てられた上りフレームの送信時間帯は、OLT制御部で生成された下り制御フレームによって、各ONUに通知される。
The
ONU管理テーブル150には、図5の(A)に示すようにONU識別子(ポートID)151と、信号伝送速度(クロック周波数)152との対応関係が記憶されている。また、ヘッダ管理テーブル160には、下りフレームの宛先アドレス(DMAC)と、GEMヘッダに設定すべきポートIDとの対応関係を示す複数のテーブルエントリを含む。例えば、図1のユーザ端末TE−111、TE−112のMACアドレスを含むテーブルエントリは、ポートIDとして、ONU20−1のポートIDが記憶されている。 The ONU management table 150 stores the correspondence between the ONU identifier (port ID) 151 and the signal transmission speed (clock frequency) 152 as shown in FIG. Further, the header management table 160 includes a plurality of table entries indicating the correspondence relationship between the destination address (DMAC) of the downstream frame and the port ID to be set in the GEM header. For example, the table entry including the MAC addresses of the user terminals TE-111 and TE-112 in FIG. 1 stores the port ID of the ONU 20-1 as the port ID.
PONフレーム生成部1212は、ヘッダ管理テーブル160から、下りフレームのL2ヘッダが示すDMACと対応するポートIDを検索し、ONU管理テーブル150から、このポートIDと対応する信号伝送速度(10Gbpsまたは2.4Gbps)を判定して、ポートIDを含むGEMヘッダを生成する。PONフレーム生成部1212は、上記GEMヘッダを付加することによって、バッファメモリ1211から読み出された下りユーザフレームとOLT制御部100から供給された下り制御フレームをGEMフレームに変換し、GEMフレームをバッファメモリ122に信号伝送速度別にバッファリングする。
The PON
下り送信制御部123は、TCフレーム(本実施例ではGTCフレーム)を形成して、バッファメモリ122から読み出したGEMフレームをTCフレームのペイロードで送信する。下り送信制御部123は、スイッチ130によって、バッファメモリ122から読み出したGEMフレームを変調回路131Aまたは131Bに選択的に振り分ける。クロック周波数が10Gbpsのバッファ領域から読み出されたGEMフレームは、10Gbpsの変調回路131Aで変調され、クロック周波数が2.4Gbpsのバッファ領域から読み出されたGEMフレームは、2.4Gbpsの変調回路131Bで変調される。下り送信制御部123は、スイッチ130と連動してセレクタ132を制御することによって、変調回路131A、131Bで生成された変調信号をE/O変換部124に選択的に出力する。
The downlink
上述したように、GEMヘッダが示すポートIDに応じて、適用すべき変調回路を切り換えることによって、例えば、図6に模式的に示すように、GEMフレームを宛先ONUの信号伝送速度に適合した周波数で変調できる。下りフレームは、光ファイバ網で全ONUに転送されるが、上記構成によって、各ONU20は、それぞれの信号伝送速度(クロック周波数)に一致したGEMフレームの中から、自ポートIDをもつGEMフレームを選択的に受信処理することが可能となる。
As described above, by switching the modulation circuit to be applied according to the port ID indicated by the GEM header, for example, as schematically shown in FIG. 6, the frequency in which the GEM frame is adapted to the signal transmission rate of the destination ONU. Can be modulated with. The downstream frame is transferred to all the ONUs through the optical fiber network. With the above configuration, each
OLT10は、各ONU20に上りフレームの送信帯域を割り当てているため、各ONUからの上りフレームの受信タイミングに合わせて、セレクタ113を制御できる。従って、信号伝送速度が10GbpsのONUから上りフレームを受信する時は、セレクタ113で10Gbps復調回路111Aの出力を選択し、信号伝送速度が4.2GbpsのONUから上りフレームを受信する時は、セレクタ113で4.2Gbps復調回路111Bの出力を選択することによって、復調された上りフレーム信号を上りフレーム終端部1141に供給することができる。
Since the
図7は、本発明のOLT10の第2の実施例を示す。
第2実施例のOLT10は、10Gbpsを標準的な信号伝送速度としている。本実施例では、下り信号処理回路のスイッチ130とセレクタ132の間に、ビット列変換回路133を設け、このビット列変換回路133によって、2.4Gbps対応のONU宛に送信する下りフレームのビット列を10Gbpsのビット列に変換することを特徴としている。
FIG. 7 shows a second embodiment of the
The
OLT10の光信号送受信部101は、例えば、NRZ(Non Return to Zero)形式の10Gbpsの信号送受信を標準モードとしている。図8の(A)は、バッファメモリ122から読み出された2.4Gbps対応のONU宛に送信されるフレームのビット列を示している。ビット列変換回路133で、上記送信フレームの各ビットを図8の(B)に示すように4逓倍し、変調回路134で10Gbpsのクロック周波数で変調すると、図8の(C)に示すように、2.4Gbpsの信号を擬似的に10Gbpsの光信号として送信することができる。
The optical signal transmission /
一方、各ONUから送信された上りフレームの送信信号は、10Gbpsの復調回路111で復調した後、ビット列変換回路112で2.4Gbps信号に変換される。OLT制御部100は、10Gbps対応のONUから送信された上りフレームを受信する時は、復調回路111の出力をセレクタ113で選択し、2.4Gbps対応のONUから送信された上りフレームを受信する時は、ビット列変換回路112の出力をセレクタ113で選択して、上りフレーム終端部114に供給する。
On the other hand, an upstream frame transmission signal transmitted from each ONU is demodulated by a 10
図9は、OLT10からONU20への下りフレームの送信シーケンスの1例を示す。
OLT10は、下りフレームの宛先ONUの信号送受信速度に対応した送信速度で各下りフレームを送信する。従って、OLT10に信号送受信速度の異なる複数種類のONUが接続されている場合でも、各ONU20は、それぞれの信号送受信速度に適合したクロック周波数で光信号を受信できる。クロック周波数速度や受信機の性能にも依存するが、通常、同期速度は、10〜500nsecのオーダーである。
FIG. 9 shows an example of a transmission sequence of a downstream frame from the
The
図9に示した例では、OLT10は、(A)に示すように、下りフレームの送信帯域を10Gbps用のスロットと、2.4Gbps用のスロットに分けている。10Gbps対応の各ONUには、10Gbpsの信号速度で送信される通信開始通知(制御フレーム)F10−1によって、下り通信スロットの開始が通知され、10Gbpsの信号速度で送信される通信終了通知F12−1によって、下り通信スロットの終了が通知される。10Gbpsの下りデータフレーム(GEMフレーム)F11−1、F11−2、・・・は、通信開始通知F10−1の後で送信される。
In the example shown in FIG. 9, the
同様に、2.4Gbps対応の各ONUには、2.4Gbpsの信号速度で送信される通信開始通知(制御フレーム)F10−2によって、下り通信スロットの開始が通知され、下りデータフレームF21−1、F21−2、・・・を送信した後、2.4Gbpsの信号速度で送信される通信終了通知F12−2によって、下り通信スロットの終了が通知される。 Similarly, each ONU corresponding to 2.4 Gbps is notified of the start of the downlink communication slot by a communication start notification (control frame) F10-2 transmitted at a signal speed of 2.4 Gbps, and the downlink data frame F21-1 , F21-2,..., F21-2 is transmitted at a signal speed of 2.4 Gbps to notify the end of the downlink communication slot.
10Gbpsの各通信開始通知と、2.4Gbpsの通信開始通知は、クロック同期ビットと、ONUに対して各スロットで送信される下りデータフレームの帯域(或いは送信ビット数)を通知するための帯域制御情報を含む。G−PONの場合、通信開始通知F10として、GTCフレームのヘッダとなるPCBd(Physical Control Block downstream)を使用できる。 Each communication start notification of 10 Gbps and communication start notification of 2.4 Gbps are bandwidth control for notifying the clock synchronization bit and the bandwidth (or the number of transmission bits) of the downlink data frame transmitted in each slot to the ONU. Contains information. In the case of G-PON, PCBd (Physical Control Block downstream) serving as a header of the GTC frame can be used as the communication start notification F10.
10Gbps対応の各ONT22は、図9(C)に示すように、通信開始通知F10−1の受信時にクロック同期を確立し、下りデータフレームF11−1、F11−2、・・・のヘッダ(GEMヘッダ)が示すポートIDを判定して、下りデータフレームを選択的に受信する。2.4Gbps対応のONUは、10Gbpsの通信開始通知F10−1の光信号にはクロック同期できないため、図9(B)に示すように、10GbpsのフレームF10−1、F11−1、F12−1は受信できない。 As shown in FIG. 9 (C), each ONT 22 corresponding to 10 Gbps establishes clock synchronization upon reception of the communication start notification F10-1, and the header (GEM) of the downlink data frames F11-1, F11-2,. The port ID indicated by the header) is determined, and the downlink data frame is selectively received. Since the 2.4 Gbps ONU cannot be clock-synchronized with the optical signal of the communication start notification F10-1 of 10 Gbps, as shown in FIG. 9B, the frames F10-1, F11-1, and F12-1 of 10 Gbps are used. Cannot be received.
OLT10は、通信終了通知F12−1を送信することによって、10Gbps対応の各ONUに、10Gbpsの下り光信号の受信停止を準備させる。10Gbpsの下り光信号の受信停止を予告しておくことによって、下り光信号の速度が、2.4Gbpsの下りスロットで、10Gbpsから2.4Gbpsに切り替ったとき、10Gbps対応の各ONUが、同期エラー状態に陥るのを防止できる。尚、10Gbpsの通信終了通知F12−1によって、10Gbps対応の各ONUに、後続する2.4Gbpsの下りスロットの長さ(2.4Gbps光信号の帯域、或いはビット数)を予告するようにしてもよい。この場合、各ONUは、10Gbpsの次の下りタイムスロットの開始を予期することが可能となる。
2.4Gbpsの下りスロットでは、OLT10は、2.4Gpbs対応のONUを相手にして、上記と同様の動作を繰り返す。
The
In the 2.4 Gbps downlink slot, the
図10は、OLT1−とONU20との間で行われるディスカバリとレンジングの一般的なメッセージ・シーケンスを示す。
OLT10(OLT制御部100)は、新たなONUが接続されたこと、または、接続中のONUが正常に動作していることを確認するために、全ONU宛にディスカバリ用の「GATE」メッセージを周期的にブロードキャストする(501)。GATEメッセージを受信した各ONUは、それぞれランダムな待ち時間が経過した時点で、ONU情報を含む「REGSITER_REQUEST」メッセージをOLT10に返信する(502)。
FIG. 10 shows a general message sequence of discovery and ranging performed between the
The OLT 10 (OLT control unit 100) sends a “GATE” message for discovery to all ONUs in order to confirm that a new ONU has been connected or that the connected ONU is operating normally. Broadcast periodically (501). Each ONU that has received the GATE message returns a “REGSITER_REQUEST” message including ONU information to the
OLT10は、ONU20−1からREGSITER_REQUESTメッセージを受信すると、ONU情報を記憶した後、ONU20−1に「REGSITER」メッセージを返送する(503)。この後、OLT10は、ONU20−1に、ONTのポートIDを含む「GATE」メッセージを送信する(504)。GATEメッセージを受信したONU20−1が、OLT10に「REGSITER_ACK」メッセージを返送すると(505)、ONU20−1に関するディスカバリ処理が完了する。他のONUについても、上記と同様の手順(502〜505)が繰り返される。
When the
次に、レンジングについて説明する。
PONシステムでは、光分配網ODNを形成する支線光ファイバの長さに違いがあるため、各ONU20から送信された光信号がOLT10に到着するまでの時間に差異が発生する。そこで、OLT10は、レンジングによって、各ONU20との間の物理的な距離(伝送路長)を測定して、各ONUからの上りメッセージの送信タイミングを調整している。レンジングにおいて、OLT10は、各ONUに、ONU識別子(ポートID)と時間情報などを含むレンジング用のGATEメッセージを送信する(510)。各ONUは、自ポートIDを含むGATEメッセージを受信すると、ランダムな待ち時間が経過した時点で、ポートIDと時間情報を含むREPORTメッセージをOLT10に送信する(511)。
Next, ranging will be described.
In the PON system, there is a difference in the length of the branch optical fibers that form the optical distribution network ODN. Therefore, a difference occurs in the time until the optical signal transmitted from each
本発明のPONシステムでは、OLT10は、以下に説明するように、信号伝送速度の異なる複数種類のONUを相手にして、ディスカバリとレンジングを行う。
図11は、本発明のOLT10とONU20との間で実行されるディスカバリのメッセージ・シーケンスの1例を示す。
本実施例では、OLT10は、10Gbps対応のONUを対象としたディスカバリメッセージ(GATE)の送信と、2.4Gbps対応のONUを対象としたディスカバリメッセージ(GATE)の送信とを別々のタイムスロットで実行する。
In the PON system of the present invention, as described below, the
FIG. 11 shows an example of a message sequence for discovery executed between the
In this embodiment, the
図11(A)に示すように、本実施例では、OLT10は、2.4Gbpsの下り通信開始通知F20−1を送信した後、最初のディスカバリ制御フレーム、すなわち、ヘッダにブロードキャスト用のポートIDを含み、2.4Gbps対応の全てのONTが受信するGATEメッセージF21−1をブロードキャストする。OLT10は、GATEメッセージF21−1を送信した後、2.4Gbpsの下り通信終了通知F22−1する。この後、OLT10は、10Gbpsの下り通信開始通知F20−2を送信し、10Gbps対応の全てのONTが受信する10GbpsのGATEメッセージF21−2をブロードキャストして、10Gbpsの下り通信終了通知F22−1する。
As shown in FIG. 11A, in this embodiment, the
2.4Gbps対応のONU、例えば20−1は、図11の(B)に示すように、2.4Gbpsの制御フレームF20−1、21−1、22−1を受信し、10Gbpsの制御フレームF20−2、21−2、22−2は受信しない。同様に、10Gbps対応のONU、例えば20−2は、図11の(C)に示すように、10Gbpsの制御フレームF20−2、21−2、22−2を受信し、2.4Gbpsの制御フレームF20−1、21−1、22−1は受信しない。 The 2.4 Gbps ONU, for example, 20-1 receives the 2.4 Gbps control frames F20-1, 21-1, and 22-1 as shown in FIG. 11B, and receives the 10 Gbps control frame F20. -2, 21-2, and 22-2 are not received. Similarly, an ONU corresponding to 10 Gbps, for example, 20-2, receives control frames F20-2, 21-2, and 22-2 of 10 Gbps as shown in FIG. 11C and receives a control frame of 2.4 Gbps. F20-1, 21-1, and 22-1 are not received.
ONU20−1は、ディスカバリ制御フレーム(GATEメッセージ)F21−1(または通信終了通知F22−1)を基準にして、ランダムな待ち時間RD#1が経過した時点で、ONU情報を含むREGSITER_REQUESTメッセージF23−#1をOLT10に返信する。ONU情報としては、例えば、G−PONの場合は、シリアルナンバー(SN)、GE−PONの場合は、ONUのMACアドレスが適用される。
2.4Gbps対応の他のONU20−nも、ランダムな待ち時間RD#nが経過した時点で、ONU情報を含むREGSITER_REQUESTメッセージF23−#nをOLT10に返信する。
The ONU 20-1 uses the discovery control frame (GATE message) F21-1 (or the communication end notification F22-1) as a reference, and when the random waiting
Other ONUs 20-n that support 2.4 Gbps also return a REGSITER_REQUEST message F23- # n including ONU information to the
10Gbps対応のONU20−2は、ディスカバリ制御フレーム(GATEメッセージ)F21−2(または通信終了フレームF22−2)を基準にして、ランダムな待ち時間RD#2が経過した時点で、ONU情報を含むREGSITER_REQUESTメッセージF23−#2をOLT10に返信する。
The ONU 20-2 corresponding to 10 Gbps has REGSITER_REQUEST including ONU information when a random waiting
図12は、本発明のOLT10とONU20との間で実行されるレンジングのメッセージ・シーケンスの1例を示す。
OLT10は、図12の(A)に示すように、例えば、2.4Gbpsの通信開始通知F30−1を送信した後、ディスカバリによって存在が確認済みとなっている2.4Gbps対応のONUを順次に選択して、レンジング用の制御フレーム、すなわち、ONT識別子(ポートID)と時間情報などを含むレンジング用のGATEメッセージを送信し、ONUからの応答を待つ。
FIG. 12 shows an example of a ranging message sequence executed between the
As shown in FIG. 12A, for example, the
例えば、OLT10が、ONT識別子が#1のONT20−1にGATEメッセージF31−1を送信すると、図12の(B)が示すように、ONT20−1が、時間情報を含むREPORTメッセージF32−1をOLT10に返送する。OLT10は、REPORTメッセージF32−1を受信すると、ONU20−1についてのレンジングを完了し、2.4Gbps対応の次のONU、例えば、ONU20−3のONT識別子を含むGATEメッセージF31−3を送信して、ONUからの応答を待つ。この場合、図11の(C)に示すように、ONT20−1が、時間情報を含むREPORTメッセージF32−1をOLT10に返送する。
For example, when the
このようにして、2.4Gbps対応の全てのONUについて、レンジングが完了すると、OLT10は、10Gbpsの通信開始通知F30−2を送信した後、ディスカバリによって存在が確認済みとなっている10Gbps対応のONUを順次に選択して、レンジング用のGATEメッセージを送信し、ONUからの応答を待つ。10Gbps対応のONU20−2は、図12の(D)に示すように、2.4Gbpsの制御フレームF30−1、F31−1、F31−3に対しては無応答であり、10Gbpsの通信開始通知F30−2を受信すると、自ノード宛のGATEメッセージが受信されるのを待ち、自ノード宛のGATEメッセージを受信すると、時間情報を含むREPORTメッセージをOLT10に返送する。
In this manner, when ranging is completed for all 2.4 Gbps ONUs, the
図13に、同一の信号伝送速度をもつ複数の下りフレーム(GEMフレーム)を1つのタイムスロット(TCフレーム)でまとめて送信する方法の1例を示す。図13の(A)は、バッファメモリ122に形成される10Gbps用のフレームキュー122Aと、2.4Gbps用のフレームキュー122Bを示している。
FIG. 13 shows an example of a method of transmitting a plurality of downlink frames (GEM frames) having the same signal transmission rate in one time slot (TC frame). FIG. 13A shows a
図4、図7に示した下りフレーム処理部121のPONフレーム生成部1212は、GEMヘッダ部にポートIDを含むGEMフレームを生成すると、ONU管理テーブル150を参照して、上記ポート番号と対応する信号伝送速度(クロック周波数)を特定し、GEMフレームを信号伝送速度と対応するフレームバッファ122Aまたは122Bにバッファリングする。図において、GEMフレームは、A、B、C、Dの順序で生成されたことを示している。
When the PON
下り送信制御部123は、10Gbps用のタイムスロットと2.4Gbps用のタイムスロットを交互に設け、例えば、10Gbps用のタイムスロットにおいて、TCヘッダ部で10Gbpsの通信開始通知F10−1を送信した後、10Gbps用のフレームキュー122AからGEMフレームF11−1をFIFO(First-In First-Out)形式で順次に読み出し、TCフレームのペイロードを利用して送信した後、TCフレームの最後で10Gbpsの通信終了通知F12−1を送出する。下り送信制御部123は、次に、2.4Gbps用のタイムスロットにおいて、TCヘッダ部で2.4Gbpsの通信開始通知F10−2を送信した後、2.4Gbps用のフレームキュー122BからGEMフレームF11−2をFIFO形式で順次に読み出し、TCフレームのペイロードを利用して送信し、TCフレームの最後で2.4Gbpsの通信終了通知F12−2を送出する。
The downlink
ここでは、フレームキュー122A、122Bに蓄積された信号速度別のGEMフレームをFIFO形式で送信したが、例えば、図5の(B)に示すように、ONU管理テーブル150に、ONU識別子(ポート番号)と対応付けて、信号伝送速度(クロック周波数)152と優先度153を登録しておき、PONフレーム生成部1212が、バッファメモリ122A、122B内に、GEMフレームを優先度別にバッファリングするようにしてもよい。この場合、下り送信制御部123が、各タイムスロットにおいて、高優先度キューからGEMフレームを順次に読み出し、高優先度キューが空になった場合に、低優先度キューからGEMフレームを読み出すことによって、高優先度のフレームを優先的にONUに送信することが可能となる。
Here, the GEM frames for each signal speed stored in the
以上の実施例では、10Gbps用、および2.4Gbps用の各タイムスロットにおいて、OLT10が、信号速度が同一の複数の下りフレームを連続的に送信したが、1つのTCフレームを10Gbps用タイムスロットと2.4Gbps用タイムスロットに分割し、各タイムスロットで、図9で説明した下りフレーム送信を行うようにしてもよい。
In the above embodiment, in each time slot for 10 Gbps and 2.4 Gbps, the
実施例では、G−PONを例にして、本発明のPONシステムの動作を説明したが、本発明は、G−PON以外の他のPONにも適用できる。実施例で説明したG−PONでは、ポートIDがONU識別子となっているが、例えば、B−PONシステムの場合は仮想チャンネル識別子(VPI)、GE−PONの場合はデータのロジックリンク識別子(LLID:Logical link Identifier)をONUの識別子、換言すれば、PONシステムのリンクIDとして利用できる。従って、ONU管理テーブル150に、ONU識別子(リンクID)としてVPIまたはLLIDの値を登録し、これと対応付けて信号伝送速度(クロック周波数)152を記憶しておくことによって、B−PONまたはGE−PONでも、信号伝送速度の異なる複数種類のONUを1つのOLTに収容できる。 In the embodiment, the operation of the PON system of the present invention has been described by taking G-PON as an example, but the present invention can also be applied to other PONs other than G-PON. In the G-PON described in the embodiment, the port ID is an ONU identifier. For example, in the case of a B-PON system, a virtual channel identifier (VPI), and in the case of a GE-PON, a data logic link identifier (LLID). : Logical link Identifier) can be used as the identifier of the ONU, in other words, as the link ID of the PON system. Therefore, by registering the value of VPI or LLID as the ONU identifier (link ID) in the ONU management table 150 and storing the signal transmission rate (clock frequency) 152 in association with this value, B-PON or GE -Even in a PON, a plurality of types of ONUs having different signal transmission rates can be accommodated in one OLT.
また、実施例では、OLTが、TCフレームのヘッダ部を利用して、2.4Gbpsと10Gbpsの通信開始通知を送信したが、例えば、GE−PONの場合、これらの通知を個別のフレームとして送信できる。
本発明のPONシステムによれば、信号伝送速度の異なる複数種類のONUを1つのOLTに収容できるため、既存のONUをリプレースすることなく、OLTの性能を柔軟アップグレードできる。
In the embodiment, the OLT transmits a communication start notification of 2.4 Gbps and 10 Gbps using the header portion of the TC frame. For example, in the case of GE-PON, these notifications are transmitted as individual frames. it can.
According to the PON system of the present invention, since a plurality of types of ONUs having different signal transmission rates can be accommodated in one OLT, the performance of the OLT can be flexibly upgraded without replacing the existing ONU.
10:OLT、11、12:光ファイバ網、13:光カプラ、20:ONU、
30、40:ルータ、TE:ユーザ端末、
100:OLT制御部、101:光送受信部、102A:送信回線インタフェース、
102B:受信回線インタフェース、110:O/E変換部、111:復調回路、
114:上りフレーム処理部、1141:上りフレーム終端部、
1142:上りフレーム解析部、1143:上りフレーム生成部、120:受信バッファ、121:下りフレーム処理部、122:バッファメモリ、123:下り送信制御部、
124:E/O変換部、130:スイッチ、131:変調回路、
113、132:セレクタ、112、133:ビット列変換回路。
10: OLT, 11, 12: optical fiber network, 13: optical coupler, 20: ONU,
30, 40: router, TE: user terminal,
100: OLT control unit 101: Optical transmission /
102B: reception line interface, 110: O / E conversion unit, 111: demodulation circuit,
114: Upstream frame processing unit, 1141: Upstream frame termination unit,
1142: uplink frame analysis unit, 1143: uplink frame generation unit, 120: reception buffer, 121: downlink frame processing unit, 122: buffer memory, 123: downlink transmission control unit,
124: E / O converter, 130: switch, 131: modulation circuit,
113, 132: selector, 112, 133: bit string conversion circuit.
Claims (8)
上記光分配網に結合される光送受信部と、
上記光送受信部に接続された電気/光変換部と、
広域網と接続される送受信回線インタフェースと、
下り制御フレームを生成するOLT制御部と、
上記OLT制御部で生成された下り制御フレームおよび上記送受信回線インタフェースで上記広域網から受信したフレームをヘッダ部に宛先ONUの識別情報を含む下りフレームに変換する下りフレーム処理部と、
変調速度を切り換えて新たな下りフレームを送信するとき、上記電気/光変換部に対して、現在の変調速度で変調された通信終了通知を出力し、変調速度を切り換えて、新たな信号伝送速度のクロック同期ビットを含む通信開始通知を出力した後、上記新たな下りフレームを出力する下り送信制御部とを備え、
上記電気/光変換部が、上記下り送信制御部から出力された通信終了通知、通信開始通知および下りフレームを光信号に変換して、上記光送受信部に出力することを特徴とする局側光伝送路終端装置。 A station side optical transmission line termination device (OLT) of a passive optical network (PON) connected to a plurality of types of subscriber connection devices (ONUs) having different signal transmission rates via an optical distribution network,
An optical transceiver coupled to the optical distribution network;
An electrical / optical converter connected to the optical transceiver;
A transmission / reception line interface connected to a wide area network;
An OLT control unit that generates a downlink control frame;
A downlink frame processing unit that converts a downlink control frame generated by the OLT control unit and a frame received from the wide area network through the transmission / reception line interface into a downlink frame including identification information of a destination ONU in a header unit;
When a new downlink frame is transmitted by switching the modulation rate, a communication end notification modulated at the current modulation rate is output to the electrical / optical converter, the modulation rate is switched, and a new signal transmission rate is transmitted. after the output of the communication start notification including a clock synchronization bits, and a downlink transmission control unit for outputting the new downstream frame,
The station-side light characterized in that the electrical / optical conversion unit converts the communication end notification, communication start notification and downlink frame output from the downlink transmission control unit into an optical signal and outputs the optical signal to the optical transmission / reception unit. Transmission line termination equipment.
前記下り送信制御部が、前記変調速度の切り換えによって、それぞれ前記通信開始通知で開始し、前記通信終了通知で終了する第1、第2の下り通信スロットを交互に形成し、上記第1の下り通信スロットで上記第1の信号伝送速度を有するONU宛の下りフレーム群を送信し、上記第2の下り通信スロットで上記第2の信号伝送速度を有するONU宛の下りフレーム群を送信することを特徴とする請求項1または2に記載の局側光伝送路終端装置。The downlink transmission control unit alternately forms first and second downlink communication slots that start with the communication start notification and end with the communication end notification by switching the modulation rate, respectively. Transmitting a downlink frame group destined for the ONU having the first signal transmission rate in the communication slot, and transmitting a downlink frame group destined for the ONU having the second signal transmission rate in the second downlink communication slot. The station side optical transmission line termination device according to claim 1 or 2, characterized in that
上記光/電気変換部から出力された受信信号を信号伝送速度に応じた速度で復調する復調部と、A demodulator that demodulates the received signal output from the optical / electrical converter at a rate corresponding to a signal transmission rate;
上記復調部から出力された上りフレームを終端し、PON制御フレームは前記OLT制御部に出力し、その他のフレームは前記送受信回線インタフェースに出力する上りフレーム処理部とを備え、An uplink frame output from the demodulator, a PON control frame is output to the OLT controller, and other frames are output to the transmission / reception line interface.
上記OLT制御部が、信号伝送速度別の複数のディスカバリフレームを生成し、The OLT control unit generates a plurality of discovery frames for each signal transmission rate,
上記ディスカバリフレームが、前記下りフレーム処理部で前記下りフレームに変換した後、前記下り送信制御部に供給され、ディスカバリ対象となるONUの信号伝送速度に応じた速度で変調して、前記電気/光変換部に出力されることを特徴とする請求項1〜請求項4の何れかに記載の局側光伝送路終端装置。After the discovery frame is converted into the downlink frame by the downlink frame processing unit, the discovery frame is supplied to the downlink transmission control unit and modulated at a rate corresponding to the signal transmission rate of the ONU to be discovered, and the electrical / optical The station side optical transmission line termination device according to any one of claims 1 to 4, wherein the station side optical transmission line termination device is output to the conversion unit.
上記OLT制御部で生成されたレンジングフレームが、前記下り送信制御部により、レンジング対象となるONUの信号伝送速度に応じた速度で変調して、前記電気/光変換部に出力されることを特徴とする請求項5に記載の局側光伝送路終端装置。The ranging frame generated by the OLT control unit is modulated by the downlink transmission control unit at a rate corresponding to the signal transmission rate of the ONU to be ranged, and is output to the electrical / optical conversion unit. The station side optical transmission line termination device according to claim 5.
上記光分配網に結合される光送受信部と、An optical transceiver coupled to the optical distribution network;
上記光送受信部に接続された電気/光変換部と、An electrical / optical converter connected to the optical transceiver;
広域網と接続される送受信回線インタフェースと、A transmission / reception line interface connected to a wide area network;
下り制御フレームを生成するOLT制御部と、An OLT control unit that generates a downlink control frame;
上記OLT制御部で生成された下り制御フレームおよび上記送受信回線インタフェースで上記広域網から受信したフレームをヘッダ部に宛先ONUの識別情報を含む下りフレームに変換する下りフレーム処理部と、A downlink frame processing unit that converts a downlink control frame generated by the OLT control unit and a frame received from the wide area network through the transmission / reception line interface into a downlink frame including identification information of a destination ONU in a header unit;
上記下りフレームの宛先ONUの信号伝送速度が、標準信号伝送速度よりも遅い場合、該下りフレームのビット列を標準信号伝送速度に対応したビット列に変換した後、標準信号伝送速度で変調し、上記電気/光変換部に出力する下り送信制御部とを備え、When the signal transmission rate of the downstream frame destination ONU is slower than the standard signal transmission rate, the bit sequence of the downlink frame is converted into a bit sequence corresponding to the standard signal transmission rate, and then modulated at the standard signal transmission rate. A downlink transmission control unit that outputs to the optical conversion unit,
上記下り送信制御部が、信号伝送速度の異なるONU宛に新たな下りフレームを送信するとき、上記電気/光変換部に対して、現在の信号伝送速度で通信終了通知を出力し、新たな信号伝送速度のクロック同期ビットを含む通信開始通知を出力した後、上記新たな下りフレームを出力することを特徴とする局側光伝送路終端装置。When the downlink transmission control unit transmits a new downlink frame addressed to an ONU having a different signal transmission rate, a communication end notification is output to the electrical / optical conversion unit at the current signal transmission rate, and a new signal is transmitted. A station-side optical transmission line termination device, which outputs a new downlink frame after outputting a communication start notification including a clock synchronization bit of a transmission rate.
下り制御フレームを生成するOLT制御部と、An OLT control unit that generates a downlink control frame;
上記光分配網に結合される光送受信部と、An optical transceiver coupled to the optical distribution network;
上記光送受信部に接続された電気/光変換部と、An electrical / optical converter connected to the optical transceiver;
上記光送受信部に接続された光/電気変換部と、An optical / electrical converter connected to the optical transceiver;
上記OLT制御部で生成された制御フレームおよび上記広域網から受信したフレームをヘッダ部に宛先ONUの識別情報を含む下りフレームに変換する下りフレーム処理部と、A downlink frame processing unit that converts the control frame generated by the OLT control unit and the frame received from the wide area network into a downlink frame including the identification information of the destination ONU in the header part;
上記下りフレームを信号伝送速度に応じた速度で変調して、上記電気/光変換部に送出する下り送信制御部と、A downlink transmission control unit that modulates the downlink frame at a rate according to a signal transmission rate and sends the modulated signal to the electrical / optical conversion unit;
上記光/電気変換部の出力信号を信号伝送速度に応じた速度で復調する復調部と、A demodulator that demodulates the output signal of the optical / electrical converter at a rate corresponding to the signal transmission rate;
上記復調部に接続され、各ONUから受信した上り制御フレームを上記OLT制御部に出力する上りフレーム処理部とを有し、An uplink frame processing unit connected to the demodulation unit and outputting an uplink control frame received from each ONU to the OLT control unit;
上記下り送信制御部が、変調速度を切り換えて新たな下りフレームを送信するとき、上記電気/光変換部に対して、現在の変調速度で変調された通信終了通知を出力し、変調速度を切り換えて、新たな信号伝送速度のクロック同期ビットを含む通信開始通知を出力した後、上記新たな下りフレームを出力することを特徴とする受動光網システム。When the downlink transmission control unit switches the modulation rate and transmits a new downlink frame, it outputs a communication end notification modulated at the current modulation rate to the electrical / optical conversion unit, and switches the modulation rate. Then, after outputting a communication start notification including a clock synchronization bit of a new signal transmission rate, the passive optical network system outputs the new downlink frame.
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