基站侧通信装置及光通信系统的制作方法

专利名称：基站侧通信装置及光通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及多个用户连接装置共享光传输线路的无源光网络(Passive Optical Network即，无源光网络，简称为PON)系统。
技术背景作为光存取系统，已知有利用被动地进行光分离器等的光信号的分 合的机器， 一对n(n是2以上的整数)地连接配置在基站侧的OLT(Optical Line Terminal即，光线路终端)和配置在用户侧的ONU (Optical Network Unit艮卩，光网络设备)的PON。多个ONU分别与用户的终端(例如PC 等)连接，将来自终端的电信号转换为光信号后向OLT进行发送。接收 了来自多个ONU的光信号的光分离器，使这些光信号光学(时间分隔) 复用来发送到OLT。反之，来自OLT的光信号被光分离器分支为多个光 信号后向多个ONU发送，各ONU从发送信号中选择性地接收和处理发 给自己的信号。如上所述，从多个ONU向OLT发送的上行光信号被光分离器时分 复用。OLT对各个ONU决定和通知光信号的发送定时，使得来自多个 ONU的光信号不沖突，各ONU按照通知的定时依次发送光信号。由于 如ITU—T建议G. 984.1的第8章和第9章中规定，在例如光纤长度0 20km、 20km 40km或40km 60km的范围中任意设置各ONU，因此， OLT与各ONU间的距离即光纤长度未必相等，从各ONU向OLT发送的 光信号的传输延迟时间也不同。这样，就需要OLT考虑由各ONU的距 离差异产生的光信号的发送延迟时间，来决定光信号的发送定时。为了实现该目的，OLT使用了ITU—T建议G. 984. 3的第10章中
记载的称作测距的技术，这样，OLT调整各个ONU的发送定时，使得好 像等距离地设置了各ONU似的，以使来自多个ONU的光信号在光纤上 互不干扰。即，OLT假设全部ONU离开相等距离，各ONU决定并通知 发送光信号的定时，另夕卜，OLT向各ONU通知由该假定的距离与实际设 置各ONU的距离的差分所产生的光信号的延迟时间，各ONU根据从OLT 通知的发送定时，按照延迟了所通知的延迟时间的定时发送光信号。在测距中，OLT对ONU请求发送测距用信号。ONU—返回测距帧， OLT就接收该信号，测定从测距用信号的发送请求开始到测距用信号接 收为止的时间即往返延迟时间，知道ONU从OLT离开了多远。接着， OLT为了把全部的ONU看成等距离，对各ONU发送指示，使得发送延 迟被称作均衡延迟量(EqD: Equalization Delay)的时间。例如，要使全 部的ONU具有20km的往返延迟时间，向ONU指示与"(20km的往返 延迟时间)_ (测定的往返延迟时间)"相等的均衡延迟量。ONU具有恒 定地延迟被指示的均衡延迟量来发送数据的电路，根据上述指示进行上 行数据发送，使得全部的ONU具有20km的往返延迟时间。此外，在IEEE802. 3标准的第64章中规定的以太网(注册商标) PON系统中，虽然进行上述测距，但没有称作均衡延迟量的指示。取而 代之，在测距后OLT向ONU发送授权的情况下，基于测定的往返延迟 时间，修正授权的Start值。在测距中，OLT发送的测距用信号被多个ONU接收，接收了该信号 的各ONU向OLT发送对该信号的响应信号。由于未调整此时刻来自各 ONU的响应信号到达OLT的定时，因此，有可能OLT在短时间内接收 许多响应信号。为了防止该种情况，在OLT中设置了无信号区域(测距 窗)，该无信号区域在向ONU发送了测距用的信号后的某个一定的时间， 不接收最初接收到的响应信号以外的响应信号。由于这样，OLT发送测距用信号，对每台ONU计算一个该ONU的 均衡延迟时间，因此，在l台ONU的测距中，其它ONU不能对OLT发
送光信号。因此，例如要进行位于光纤长度0 60km范围中的ONU的 测距，就必须要有相当于60km的往返延迟时间的600微秒长的无信号区 域(测距窗)。如上所述，由于在1个测距窗中对1台ONU进行测距， 因此，例如128台ONU的测距就需要有128倍即总计76. 8毫秒的无信 号区域。另外，若考虑系统的稳定性，则测距优选取多次测距的平均， 例如，若使用4次的测距结果的平均值进行测距，则用户能够利用的带 宽就变为4倍，需要总计307. 2毫秒的无信号区域。为了抑制该测距窗中的信号带宽的损失，只要扩大实施测距的间隔， 充分减小丢失的上行带宽就可以。例如在上述的例子中，若设测距间隔 为30秒，则总计307. 2毫秒的无信号区域所占的比例就为1%左右，可 以充分忽略。但是，该情况下产生了要全部ONU—齐起动需要30秒时 间的新问题。鉴于通信服务的重要性，为了尽量减少因为暂时障碍而产 生的服务中断时间，优选全部ONU—齐起动时间充分小，例如1秒。发明内容本发明的目的在于提供一种即有效利用带宽，又能在短时间内起动 100台及其以上的ONU的OLT、 ONU、 PON系统。为了兼顾低带宽损失和短的起动时间，最好可以在1个测距窗中进 行多个ONU的测距。利用下述方法来实现上述课题，OLT具有多个测距电路，在该测距 窗区域的1个区间内接收从该多个ONU发送的多个测距信号，在接收了 测距信号之后，立刻使延迟检测电路有效化，自动进行阈值电路的复位。此外，作为用于达到课题的另外的手段，OLT不论在测距窗内有无 上行测距响应，都周期地多次发生ATC复位脉冲，ONU —接收测距请求，就按照与上述周期的整数倍不同的间隔发送多个测距响应。通过发送多 个测距响应，至少一个信号不与ATC复位脉冲冲突，能够成功进行测距。根据本发明，能够提供一种即有效利用带宽，又能在短时间内例如l
秒以内起动100台及其以上的ONU的光存取系统。


图1是示出PON的网络结构的一个实施例的图。图2是示出下行PON信号帧的一个实施例的图。图3是示出上行PON信号帧的一个实施例的图。图4是示出OLT的功能块的一个实施例的图。图5是示出与测距处理有关联的功能块的一个实施例的图。图6是示出光信号接收部分的一个实施例的图。图7是示出向ATC供给复位的功能块的一个实施例的图。图8是示出第一实施例的时序图的图。图9是示出第二实施例的时序图的图。图IO是示出第三实施例的时序图的图。图11是示出第四实施例的时序图的图。图12是示出OLT的光信号接收部分的动作的图。图13是示出PON中的测距动作的一例的图。图14是示出OLT的硬件结构的一个实施例的图。
具体实施方式
以下说明本发明的实施方式。实施例1图1中示出适用本发明的光存取网的结构。PON10由光分离器100、设置在通信企业等的基站房中的的基站侧 装置OLT200、连接OLT200和光分离器的干线光纤110、设置在各个用 户宅内及其附近的用户侧装置即多个ONU300、分别连接光分离器100 和多个ONU300的多个支线光纤120构成。OLT200通过干线光纤110、
光分离器100和支线光纤120，能与例如32台ONU300连接。此外，分 别与多个ONU300连接电话400和个人计算机410等的用户终端。PON10 通过OLT200，与PSTN (Public Switched Telephone Networks即，公用电 话网)和因特网20连接，与外部的网络之间收发数据。图1中示出5台ONU，分别距OLT200的光纤长度度不同。图1中， ONU300—1距OLT200的光纤长度度是lkm， ONU300—2距OLT200的 光纤长度度是10km， ONU300—3距OLT200的光纤长度度是20km， ONU300—4距OLT200的光纤长度度是10km， ONU300—n距OLT200 的光纤长度度是15km。将给各个ONU300的信号时分复用于从OLT200 向ONU300的下行方向传输的信号130中。各ONU300接收信号130后 判定是否是给自己的信号，在是给自己的信号的情况下，基于信号的目 的地，向电话400和个人计算机410配送信号。此外，在从ONU300到OLT200的上行方向中，从ONU300—1传输 的信号150_1、从ONU300—2传输的信号150—2、从ONU300—3传输 的信号150—3、从ONU300—4传输的信号150—4、从ONU300—n传输 的信号150—n，在通过了光分离器100后，被时分复用为信号140后到 达OLT200。由于OLT200预先知道在什么时候接收来自哪个ONU的信 号，因此，按照接收的定时，识别来自各ONU的信号并进行处理。图2中示出从OLT200向各ONU300发送的下行PON信号帧的例子。 下行帧由帧同步模式(frame synchronization pattern) 201、 PLOAM区 域202、授权指示区域203、帧有效负荷204构成。授权指示区域203与 在该建议8. 1. 3. 6章中示出的被称作US Bandwidth MAP的区域相对 应，OLT使用该区域指定各ONU的上行发送许可定时。US Bandwidth MAP区域具有指定开始许可发送的Start值和指定结束的End值，分别 进行字节单位的指定。由于是许可发送的意思，因此也将该值称作授权 值。再有，可以在各个ONU中安排被称作T一CONT (Trail CONTainer)
的多个带宽分配单位，对每个T一CONT进行一次上述上行发送许可定时 的指定。在授权指示区域203中，每个T一CONT中存储一个表示开始发 送光信号的定时的start值和表示结束发送光信号的定时的End值。所述 T一CONT是DBA中的带宽的分配单位，也可以在例如ONU具有多个发 送缓冲器的情况下，对各个缓冲器赋予T一CONT的识别信息即T一 CONT ID，由OLT对每个缓冲器进行控制。将后述的图13中的ranging time报文存储在PLOAM区域202中， 将ranging request信号310 —1 、包含在什么时候向各ONU开始发送光信 号的信息的grant、 request report信号320存储在授权指示区域203中。 在帧有效负荷204中存储从OLT200到ONU300的用户信号等。详细的 内容记载在ITU—T建议G. 984. 3中。图3中示出从ONU向OLT发送的上行PON信号帧的实施例。来自 ONU300-1的上行信号150—1由序言区域301、定界符区域302、 PLOAM 区域303、尾接长度区域304、帧有效负荷区域305构成。上述Start值表 示PLOAM区域303的开始位置，End313值表示帧有效负荷305的结束 位置。为了防止与前面的突发信号冲突，在各上行信号紧前面设定保护 时间(Guard time)。上述的End值与下一个Start值的差是上行无信号区 域，与保护时间相对应。即，从上行信号的帧有效负荷305的结束位置 到下一个上行信号的序言区域301的开始位置为止相当于保护时间。再 有，在本实施例中，通过检测定界符区域302的信号，来识别为定界符 区域以后的数据是新的数据。即，将定界符区域用作用于识别信号与信 号的分界的信息。图4中示出本发明涉及的OLT200的结构例。ONU收发部401与 ONU300之间收发光信号，利用光信号接收处理部403，将从ONU接收 到的光信号转换为电信号，利用光信号接收处理部404进行将装置内的 电信号以光信号方式发送并向ONU发送等的处理。网络收发部402与 PSTN和因特网20等更上位的网络间进行信号的收发。控制部409对输 入输出的信号进行遵照PON协议的处理等。接收信号处理部405进行将 从光信号接收处理部403接收到的电信号划分为PON的帧等的处理。测 距处理部406进行后述的测距处理。发送许可部407根据由DBA处理分 配给各ONU的通信带宽的值，设定各ONU的Start值和End值，将这些 值通知给各ONU。发送信号处理部408生成发送给各ONU的PON帧。图14中示出OLT200的硬件结构的一例。OLT200具有管理装置整 体的动作的控制板1400、以及分别与网络连接来进行信号的收发的多个 网络接口板1440、 1450、 1460。控制板1400具有存储器1410和CPU1420, 通过HUB1430控制各网络接口板。各网络接口板具有ONU收发部401 和网络收发部402、进行ONU与因特网或PSTN间的信号的收发所需的 处理的CPU1470和存储器1480。本实施例中的各种处理通过例如 CPU1470执行存储器1480中存储的程序等来进行。或者，也可以根据需 要准备对各处理特化的专用的硬件(LSI等)，这样来执行处理。再有， OLT的硬件结构不限于此，可以根据需要适当地进行各种安装。图13中示出本实施例的光存取网中的测距信号。OLT200向ONU300 —1发送ranging request信号310—1。 ONU300—1接收了 ranging r叫uest 信号310—1之后，在已定的一定时间之后，发送ranging response信号 311 — 1。 OLT200根据ranging request信号310 — 1的发送定时与ranging response信号311 — 1的接收定时之差，判定距ONU300—1的距离。接着， OLT200发送ranging time报文312 — 1，对ONU300 — 1设定均衡延迟量 330—1。利用该均衡延迟量330 — 1的工作，ONU300 —1不论物理设置 位置如何，都调整成距OLT200的距离为20km。以下，同样地进行ONU300 —2和ONU300—3的测距。之后，OLT200通过发送grant和request report信号320，在对NU300 一l、 ONU300—2和ONU300—3赋予上行发送许可的同时，通知发送请 求量。与该信号相对应地，ONU300—1发送用户数据和报告321 — 1。在 报告中，用字节数表示在ONU300—1内等待发送的上行信号的量，通知 给OLT200。在接收了用户数据和报告321 — 1之后，按照从由授权指示 的定时331 — 1开始延迟了均衡延迟量330—1的定时，来实施用户数据 和报告321 — 1的发送。ONU300—2和ONU300—3的发送控制也同样， 利用该动作，在OLT200接收上行信号时，来自ONU300—1的用户数据 和报告321 — 1、来自ONU300 — 2的用户数据和报告321—2、来自 ONU300—3的用户数据和报告321—3不相互冲突，并且相距不远，高 效率地排列来被OLT200接收。这样地，基于ONU300—1、 ONU300—2 和ONU300—3的各自的发送请求，通过改变上行发送许可的量来实施动 态带宽分配(DBA)。在1个测距窗内实施多个ONU的测距的情况下，由于ITU—T建议 G. 984. 3中规定的上行突发信号所容许的同步用序言信号的长度只不 过几个字节，因此，要在这样短的序言中进行上行信号的识别阈值和时 钟的导入，就不可缺少根据事先己知的定时对接收器进行复位的操作。 实际上，在起动ONU后的稳定状态中，由于用OLT的指定控制上行突 发信号的到达时间，因此就容易对上述接收器进行复位。但是，在测距 过程中，由于根据OLT与ONU之间的距离，测距信号的到达时间不同， 因此，就不能根据事先己知的定时对接收器进行复位。根据容许几百字 节长的序言的IEEE802. 3ah规定的以太网(注册商标)PON，使用高速 跟踪的AGC，就能进行不使用复位的信号接收，但没有提出在l个测距 窗内进行用G. 984. 3中规定的短的序言进行多个突发信号的测距的方 法。在本实施例中，为了实现该目的，对OLT的测距处理加以改进。使用图5，关于与本实施例中的OLT200的测距处理有关的功能块进 行详细的说明。利用0/E转换部501，将从干线光纤110接收到的光信 号转换为电信号，利用ATC (Automatic Threshold Control即，自动阈值 控制)503根据适当的阈值进行0值或1值的识别。之后进行时钟抽出和 定时，定界符检测部504检测图3中示出的定界符区域302后识别上行 信号的断点。PON帧分解部505分解图3中说明的上行PON帧，将尾接 长度区域304中存储的尾接长度报告发送给授权生成部509。此外，测距 部507实施图13中说明的测距动作中的测距，计算每个ONU的均衡延 迟量。授权生成部509使用来自PON帧分解部的尾接长度报告进行DBA 处理，决定分配给各ONU的通信带宽，生成Start值和End值。此外， 将该Start值和End值传给复位定时生成部506，也用于ATC208的复位。 PON帧生成部510基于图2中说明的PON下行帧信号格式，将来自授权 生成部509的信号存储在授权指示区域203来发送。此外，测距部507 计算出的均衡延迟量也由PON帧生成部510存储在Ranging time报文的 格式中，向各ONU发送。驱动器511将来自PON帧生成部510的电信 号从电压转换为电流，E / O部转换部502将电流信号转换为光信号后发 送给干线光纤110。图6中示出本发明中的OLT的光信号接收部分的结构例。在O/E 转换部501中，与高压偏压电源601连接的APD (Avalanche Photo Diode 即，雪崩光电二极管)由于高电压而进行反偏压，利用雪崩效应，将接 收光信号放大并转换为电流。利用由电阻604和放大器605构成的TIA (Trans Impedance Amplifier,即跨阻放大器)244，将转换后的电流进行 电压转换。在由A / D转换器数字输出接收信号的电压，并且利用ATC503 设定阈值为振幅的1 / 2，输出已识别为0值或1值的信号。使用从晶体 管607的基极到发射极的二极管功能进行峰值检测，将放大器606的输 出保持在电容器608中，赋予为放大器609的阈值。在从各ONU接收信 号之前，将复位信号赋予到晶体管609中，将电容器608中保持的阈值 放电来复位到零电位。禾U用图12说明在1个测距窗内实施多个ONU的测距时的ATC的动 作。ITU—T建议G. 984. 3中规定的上行突发信号所容许的同步用序言 信号的长度只不过几个字节。要在这样短的序言中进行上行信号的识别 阈值和时钟的导入，就需要有图6中示出的被称作ATC (自动阈值控制) 的电路。ATC503对每个输入突发脉冲高速地检测接收信号的振幅，通过
向电容器输入该阑值并保持，即使是0值连续的数据也能够稳定接收。 反之，如图12所示，在突发信号结束之后，必须要有根据事先已知的定时对ATC503进行复位的操作。若没有复位，阈值就仍保持以前的信号 的值，当接着接收更小的信号时，阈值过大，不能进行正确的信号识别。特别是在测距时，由于越近的ONU就越早用大振幅送回信号，因此， 通常接着接收的信号振幅逐渐变小。在起动了ONU后的稳定状态中，由 于按照OLT的指定控制上行突发信号的到达时间，因此，容易对上述接 收器进行复位。但是，在测距过程中，由于根据OLT与ONU之间的距 离，测距信号的到达时间不同，因此，就不能根据事先已知的定时对接 收器进行复位，因此，就必须要OLT200决定对ATC503进行复位的定时。图7中示出本实施例中的向ATC503供给复位信号的复位定时生成 部506的结构图。开始边沿检测部701接收来自授权生成部509的Start 值/ End值， 一到开始从ONU接收光信号的时间，就生成开始边沿信号。 本信号用于ONU起动后的通常运行状态中的定界符检测有效化和ATC 复位。另一方面，向周期定时生成部702通知授权生成部509输出的测距 窗的开始和结束的定时，或者，通过在测距窗的期间中信号一变为ON 状态等，输入示出测距窗的期间的测距窗信号。另外，向周期定时生成 部702还输入定界符检测部504输出的、表示已检测到来自ONU的信号 中包含的定界符的定界符检测通知信号。周期定时生成部702在利用测 距窗信号指示是在测距窗的期间中的期间， 一输入定界符检测通知信号， 就使定界符检测部504的处理有效，生成促进进行新的定界符检测处理 的定界符检测有效化信号和用于复位ATC503的ATC复位信号。与ATC503的复位同时进行定界符检测部504的有效化，若经常进 行定界符检测，则有可能将测距信号中的随机数据即有效负荷内的信号 误识别为定界符。这是因为，为了防止这样的误识别，定界符检测部504 一旦一检测到定界符，就暂时停止接着的定界符检测动作。定界符检测
部504 —接收定界符检测有效化信号，就再次开始定界符检测。这样，即使是测距窗的期间中，通过每检测一次来自不同的ONU的定界符信号 就复位一次TAC503,就即使在l个测距窗中，也能够接收和处理来自多 个ONU的ranging request信号。再有，复位了ATC之后，就能立即接收 下一个测距信号。由于测距信号充其量是几十毫微秒左右的长度，因此， 来自不同距离的测距信号发生冲突的可能性小，在1个测距窗内能进行 多个ONU的测距。逻辑和运算部703使来自开始边沿检测部701的上述通常运行状态 中的定界符检测有效化和ATC复位信号，与来自周期定时生成部702的 上述测距窗中的定界符检测有效化信号和ATC复位信号合并输出，在复 位ATC503的同时使定界符检测部504有效化。图8中示出本实施例的测距处理的时序图。由图7中说明的周期定 时生成部702生成的信号示为ATC复位802。 OLT200向ONU300—1、 300—2、 300—3发送测距请求(测距请求)804， ONU300—1、 300—2、 300—3分别独立生成随机延迟805、 806、 807来发送测距信号(测距响 应)。在1个PON区间内存在大致等距离的ONU的情况下，通过赋予 G. 984. 3的第10章中规定的随机延迟来发送测距信号，能够使到达 OLT的时间随机化，提高避免测距信号的冲突的概率，能够在1个测距 窗内成功进行多个ONU的测距。OLT200利用周期定时生成部702，在测距窗808的开始位置进行 ATC复位802—1，复位它前面的突发信号803的阈值。接着，OLT200 接收第一测距信号809，之后进行ATC复位802 — 2，复位第一测距信号 809的阈值。另外，OLT200接收第二测距信号810，之后进行ATC复位 802—3，复位第二测距信号810的阈值。接着，OLT200接收第三测距信 号811，之后进行ATC复位802—4，复位第三测距信号811的阈值。这样，通过接收测距信号之后进行ATC复位和定界符检测电路的有 效化，能够在l个测距窗内成功地进行多个测距。
实施例2作为其他实施例，考虑周期定时生成部702在测距窗期间中周期地 生成并输出ATC复位信号和定界符检测有效化信号。该情况下，周期定 时生成部702也可以利用从授权生成部509接收的测距窗信号，在测距 窗期间中周期地输出上述复位信号等。图9中示出本实施例的时序图。由周期定时生成部702生成的信号 示为ATC复位902。 OLT200向ONU300—1、 300—2、 300—3发送测距 请求(测距请求)905， ONU300—1、 300—2、 300—3分别发送测距信 号(测距响应)。具体地说，ONU300 — 1发送测距信号910， ONU300—2 发送测距信号911， ONU300—3发送测距信号912。OLT200在测距窗的开始位置进行ATC复位902 —1 ，复位它前面的 突发信号904的阈值。接着，OLT200按照等间隔903周期地进行ATC 复位902—2、 902—3、 902—4、 902 — 5、 902—6、 902 — 7。如图9中示 出的例子所示，若能够在ATC复位的间隔接收来自各ONU的测距信号， 就能在1个测距窗中进行对多个ONU的测距处理。实施例3在上述的实施例2的方法中，有可能ATC复位与来自ONU的测距 信号冲突，这时对ONU的测距处理就失败。另外，作为另外的实施例， 考虑从OLT200接收了测距请求的各ONU隔开间隔回送多个测距响应得 方法。图10中示出本实施例的时序图。关于与图9的时序图相同的部分标 记相同的参照标记。由周期定时生成部702生成的信号表示为ATC复位 902。 OLT200向ONU300 — 1、 300—2、 300—3发送测距请求(测距请求) 905。 ONU300—1、 300—2、 300—3分别发送测距信号(测距响应)。具 体地说，ONU300—1发送了测距信号910_1后，隔开间隔906 — 1发送
测距信号910—2，另外，在间隔906—2之后发送测距信号910 — 3。同 样地，ONU300—2在发送了测距信号911一1后，隔开间隔907—1发送 测距信号911一2，另外，在间隔907 — 2之后发送测距信号911一3。 ONU300—3也夹间隔908 —1和908—2来发送测距信号912—1 、912—2、 912—3。从ONU300—1发送的测距信号910—1、 910—2、 910—3中，测距 信号910—1在ATC复位902 — 1之后正常接收。测距信号910—2与ATC 复位902—2冲突，接收失败。由于测距信号910—2与ATC复位902—2 冲突，因此测距信号910—3复位不充分，但由于之前的信号是从相同的 ONU300—1发送的相同振幅的信号，因此，即使阈值的复位不充分，也 可能正常接收。这样的3次的测距信号中就至少有一次被正常接收。同样地，从OMJ300—2发送的测距信号911 — 1、 911—2、 911—3 中，测距信号911一1在TAC复位卯2_3之后被正常接收，测距信号911 一3与来自另外的ONU300—3的测距信号912—2冲突，接收失败。在 此，3次的测距信号中也至少有一次被正常接收。另外，从ONU300—3 发送的测距信号912—1、 912—2、 912—3中，测距信号912 — 1与ATC 复位902 — 5冲突，接收失败，测距信号912—2与来自另外的ONU300 一2的测距信号911一3冲突，接收失败，测距信号912 — 3在ATC复位 902—7之后被正常接收。还是3次的测距信号中，至少有一次被正常接 收。虽然通过各个ONU发送多个测距信号，测距信号的总数增加，从而 在某处发生冲突的可能性增高，但是通过改变各个ONU发送的多个测距 信号的间隔，能避免相同的ONU的组合反复发生冲突，至少l次的测距 成功的可能性高。即，通过使ONU300—1发送测距信号的间隔即906与 ONU300—2的间隔907和ONU300—3的间隔908不同，或者另外即使 在相同的ONU300—1中，也使间隔906—1与906—2不同，能够降低冲 突的可能性。 也可以由ONU使用序列号或从OLT指示的ONU—ID，自主地设定 ONU300—1发送测距信号的间隔，也可以OLT对ONU指示测距信号的 间隔。或者，也可以使用动态变化的随机值，作为多个测距信号的间隔， 该情况下，也可以ONU具有随机计数器来自主地设定间隔，也可以OLT 具有随机计数器，对ONU指示测距信号的间隔。实施例4在上述的实施例2和3的方法中，在1个PON区间内存在大致等距 离的ONU的情况下，通过赋予例如G. 984. 3的第10章中规定的随机 延迟后发送测距信号，能够使到达OLT的时间随机化，提高避免测距信 号的冲突的概率，能够在1个测距窗内成功进行多个ONU的测距。但是， 由于利用随机延迟的防冲突是随机的避免策略，因此，在ONU少的情况 下还可以，但在几百台的多数ONT同时进行测距的情况下，有可能每次 试着测距时就在某处发生冲突。为了避免该状况，关于利用图5中示出 的定界符检测部507的后段的SN屏蔽生成部508限制回送测距信号的 ONU的数量的实施例进行说明。在ITU—T建议G. 983. 1中规定了如下两种方法，其一是OLT指 定1个ONU的个体识别号码即8个字节长度的序列号后进行测距的方 法，另一个是在不指定序列号的情况下请求测距用信号之后，若检测到 来自多个ONU的信号的冲突，就一边指定序列号的一部分， 一边再次请 求测距用信号，并调整为仅发送1个测距用信号的方法。此外，在GPON 中，除上述方法之外，还规定了ONU加上随机时间的延迟来发送测距用 信号的、称作随机延迟的机构，首先从以随机延迟最初接收到的测距用 信号取得ONU的序列号，之后使用取得的序列号来指定一个ONU后进 行测距的方法。在本实施例中也提出了使用赋予给各ONU的序列号来限 制回送给来自OLT的测距请求报文的ONU的数量的方法。在本实施例中，当因多发测距信号的冲突而需要时，图5中示出的 SN屏蔽生成部508限制回送测距信号的ONU的序列号。再有，SN屏蔽 生成部508起动的条件可以是控制OLT200的整体的动作的控制部检测到 冲突的多发后，向SN屏蔽生成部508通知起动，也可以是测距部507 对测距的失败数进行计数，在计数的失败数超过了预定的值时委托起动。 或者，也可以SN屏蔽生成部508自身对测距的失败数进行计数，与预定 的阈值进行比较，判断是否起动。图11中示出本实施例中的时序图。OLT200向ONU300—1、 300—2、 300—3发送测距请求(测距请求)1101。 ONU300—1、 300—2分别一发 送测距信号(测距响应)1102—1和1102—2，就产生冲突，并在OLT200 中，根据接收信号的CRC差错检测测距的失败。在现有技术中，OLT丢 弃测距失败时接收的测距信号的全部信息，但在本实施例中，暂时累积 接收到的测距信号中的至少包括ONU的序列号的信息。存储序列号的地 方可以是OLT200的存储器空间，也可以由生成部508保持序列号。接着，OLT200的SN屏蔽生成部508从上述累积的测距信号抽出序 列号的前二分之一的值，并向PON帧生成部510输出。PON帧生成部 510制作ITU—T建议G. 984.3的第9章中记载的序列号屏蔽报文1104， 使得与该抽出的值匹配，并向ONU发送。序列号屏蔽报文1104用于仅 使屏蔽了8个字节的序列号的一部分匹配而吻合的ONU对测距指示进行 反应。即使假设来自多个ONU的测距信号冲突后测距失败，也能够正确地接收一部分序列号的可能性也高。从而，减少与序列号的一部分匹配 的ONU， 一发送测距请求1105，例如ONU300—2、 300—3的反应就被 屏蔽，能够仅接收ONU300—1的测距信号1106的概率提高。在此，在测距失败了的情况下，SN屏蔽生成部508进一步从序列号 屏蔽报文1107抽出序列号的前四分之一的值，减少匹配的ONU后， OLT200—发送测距请求1108， ONU300—2、 ONU300—3的反应就被屏 蔽，能够仅接收ONU300—1的测距信号1109的概率进一步提高。在该 例子中，抽出序列号的前二分之一或前四分之一来实施ONU的减少，但 也可以SN屏蔽生成部508使用序列号的任意位置来实施减少。以上的实施例按照ITU—T建议G. 984. 3标准的GPON进行了说 明，但也可以适用于其他的PON方式，例如IEEE802. 3标准的第64章 中规定的以太网(注册商标)PON系统中。这样，在本实施例中，即使在由于冲突而不能取得8个字节长度的 全部的序列号的情况下，也使用输入了 8个字节的序列号的前半(4个字 节)的值的G. 984. 3规定的序列号屏蔽报文，限定测距候补的ONU, 再次进行测距。即使在发生了多个测距信号的冲突的情况下，若并用随 机延迟功能，则能够正常接收测距信号的前半部分的可能性就高，通过 用序列号屏蔽报文限定ONU，能够使有限的从ONT的测距成功的概率 高。在该处理中依然发生测距信号的冲突的情况下，可以进一步仅使用 序列号的前四分之一部分(2个字节)，使用序列号屏蔽报文再次试着进 行测距。序列号的限定方法有每1位减1的方法、将减少的位的数量增 加为l、 2、 4的方法、每次测距使用随机长度的方法等多种，但按照l、 1/2、 1/4、 1/8、…这样减少所使用的序列号长度的方法的网罗性和 高效率性的平衡最好。再有，本实施例不限于实施例2和3，也可以与实施例l组合使用。
权利要求
1、一种基站侧通信装置，通过光波分合装置同多个用户侧通信装置连接，向上述多个用户侧通信装置发送用于测定与各个上述多个用户侧通信装置之间的距离的测距请求信号，通过从上述多个用户侧通信装置接收对上述测距请求信号的回应即测距信号，计算来自各个上述用户侧通信装置的光信号的发送延迟时间，其特征在于，具有阈值控制部，识别从光信号转换为电信号的上述测距信号的电压电平；信号检测部，检测来自上述阈值控制部的上述测距信号的分界；发送许可部，对上述各个用户侧通信装置决定许可光信号的发送的定时；复位定时生成部，在从上述发送许可部通知在与上述用户侧通信装置之间进行测距的情况的期间，一通知从上述信号检测部检测到上述测距信号的分界的情况，就向上述阈值控制部送出指示复位上述电压电平的复位信号。
2、 如权利要求l所述的基站侧通信装置，其特征在于， 上述复位定时生成部与上述复位信号一起，向上述信号检测部送出指示检测上述测距信号的分界的信号。
3、 一种基站侧通信装置，通过光波分合装置与多个用户侧通信装置 连接，向上述多个用户侧通信装置发送用于测定与各个上述多个用户侧 通信装置之间的距离的测距请求信号，通过从上述多个用户侧通信装置 接收对上述测距请求信号的回应即测距信号，计算来自各个上述用户侧 通信装置的光信号的发送延迟时间，其特征在于，具有阈值控制部，识别从光信号转换为电信号的上述测距信号的电压电平；信号检测部，检测来自上述阈值控制部的上述测距信号的分界； 发送许可部，对上述各个用户侧通信装置决定许可光信号的发送的定时；复位定时生成部，在从上述发送许可部通知在与上述用户侧通信装 置之间进行测距的情况的期间，向上述阈值控制部送出指示复位电压电平的多个复位信号。
4、 如权利要求3所述的基站侧通信装置，其特征在于，上述复位定时生成部送出的多个复位信号被周期地送出。
5、 如权利要求3所述的基站侧通信装置，其特征在于， 具有确定对上述用户侧通信装置唯一地分配的序列号的至少一部分的序列号屏蔽生成部；通过向上述多个用户侧通信装置通知上述序列号屏蔽生成部确定的 序列号，将发送上述测距信号的上述用户侧通信装置限定为包含上述确 定的序列号的上述用户侧通信装置。
6、 如权利要求5所述的基站侧通信装置，其特征在于， 上述序列号屏蔽生成部确定的序列号的至少一部分，是因与其他信号冲突而不能接收全部信号的上述测距信号中包含的序列号的至少一部 分。
7、 如权利要求6所述的基站侧通信装置，其特征在于， 上述序列号屏蔽生成部使用序列号的前l/2确定序列号，并且，在有测距失败了的上述基站侧通信装置的情况下，使用序列号的前1 / 4确 定序列号。
8、 一种光通信系统，通过光波分合装置连接基站侧通信装置和多个 用户侧通信装置，上述基站侧通信装置向上述多个用户侧通信装置发送 用于测定与各个上述多个用户侧通信装置之间的距离的测距请求信号， 上述基站侧通信装置通过从上述多个用户侧通信装置接收对上述测距请 求信号的回应即测距信号，计算来自各个上述用户侧通信装置的光信号 的发送延迟时间，其特征在于，上述基站侧通信装置具有 阈值控制部，识别从光信号转换为电信号的上述测距信号的电压电平；信号检测部，检测来自上述阈值控制部的上述测距信号的分界； 发送许可部，对上述各个用户侧通信装置决定许可光信号的发送的 定时；复位定时生成部，在从上述发送许可部通知在与上述用户侧通信装 置之间进行测距的情况的期间，向上述阈值控制部送出指示复位电压电 平的多个复位信号，上述用户侧通信装置从上述基站侧通信装置一接收上述测距请求信 号，就回送多个上述测距信号。
9、 如权利要求8所述的光通信系统，其特征在于，上述复位定时生成部送出的多个复位信号被周期地送出。
10、 如权利要求9所述的光通信系统，其特征在于， 上述用户侧通信装置周期地回送多个上述测距信号， 上述复位定时生成部送出的上述复位信号的周期是与上述用户侧通信装置回送的上述测距信号的周期互不相同的周期。
11、 如权利要求8所述的光通信系统，其特征在于， 上述基站侧通信装置具有存储赋予上述多个用户侧通信装置的识别号码的单元，基于上述识别号码，决定对各个上述用户侧通信装置回送 上述多个测距信号的每一个的周期，向各个上述用户通信装置通知上述 决定的周期。
12、 如权利要求8所述的光通信系统，其特征在于， 上述基站侧通信装置具有输出随机值的计算单元，将由上述计算单元输出的随机值作为回送上述多个测距信号的每一个的周期，通知给各 个上述用户侧通信装置。
13、 如权利要求ll所述的光通信系统，其特征在于， 光通信系统是无源光网络， 上述基站侧通信装置使用下行无源光网络帧的授权指示区域，向上 述用户侧通信装置通知上述周期。
14、如权利要求12所述的光通信系统，其特征在于， 光通信系统是无源光网络，上述基站侧通信装置使用下行无源光网络帧的授权指示区域，向上 述用户侧通信装置通知上述周期。
全文摘要
本发明的基站侧通信装置，同多个用户侧通信装置连接，向上述多个用户侧通信装置发送测距请求信号，通过从上述多个用户侧通信装置接收对上述测距请求信号的回应即测距信号，计算来自各个上述用户侧通信装置的光信号的发送延迟时间，具有阈值控制部，识别从光信号转换为电信号的上述测距信号的电压电平；信号检测部，检测来自上述阈值控制部的上述测距信号的分界；发送许可部，对上述各个用户侧通信装置决定许可光信号的发送的定时；复位定时生成部，在从上述发送许可部通知在与上述用户侧通信装置之间进行测距的情况的期间，一通知从上述信号检测部检测到上述测距信号的分界的情况，就向上述阈值控制部送出指示复位上述电压电平的复位信号。
文档编号H04J14/08GK101162963SQ20071010876
公开日2008年4月16日 申请日期2007年5月31日 优先权日2006年10月13日
发明者加泽彻, 坂本宪弘, 大平昌辉, 矢岛祐辅 申请人:日立通讯技术株式会社