专利名称：无源光网络系统、光复用终端装置以及无源光网络系统的通信方法
无源光网络系统、光复用终端装置以及无源光网络系统的通信方法 发明领域
本发明涉及无源光网络系统、光复用终端装置以及无源光网络系统的 通信方法，尤其涉及多个加入者连接装置共用光传输线路的无源光网络系 统中，具备以不同的传输速度进行通信的多个光复用终端装置的无源光网 络系统、光复用终端装置及无源光网络系统的通信方法。
背景技术：
为了通过通信网收发大容量的图像信号或数据，在将加入者连接到通 信网络中的接入网络中，通信网络的高速、宽频带化也不断进步，以达到
采用国际电信联盟(以下称为ITU-T)建议G.984. 1-3 (非专利文献1-3) 等规定的无源光网络系统(Passive Optical Network system,以下称为 PON)的目的。PON为用包括干线光纤、光分路器和多条支线光纤的无源光 网络连接与上位通信网络连接的光复用终端装置(Optical Line Terminator,以下称为0LT)和容纳多个加入者终端(PC或电话)的光网 络终端装置(Optical Network Unit,以下称为0NU)的系统。具体为以下 述形态进行通信的系统将来自与各ONU连接的终端(PC等)的信号以光 信号的形式从支线光纤通过光分路器在干线光纤中进行光学复用(时分复 用)并发送给0LT， OLT将来自各ONU的信号进行通信处理，发送给上位通 信网或者与OLT连接的其他的ONU。
P0N的开发、釆用从处理64kbit/秒这样的低速信号的系统开始，发展 到以最大约600Mbit/秒的速度收发固定长度的ATM信元的BP0N(Broadband P0N，宽带无源光网络系统)或者以最大约1Gbit/秒的速度收发以太网(注 册商标)的可变长度数据包的以太网PON (EPON)，甚至更高速的处理 2. 4Gbit/秒左右的信号的、用ITU-T建议G. 984. 1、 G. 984. 2和G. 984. 3标 准化的GPON (Gigabit P0N，千兆无源光网络系统)。而且，今后还要求实 现能够处理10Gbit/秒到40Gbit/秒的信号的高速P0N。作为实现这些高速PON的方法，研究了时分复用多个信号的TDM (Time Division Multiplexing^波分复用的WDM (Wavelength Division Multiplexing)、 码分复用的CDM (Code Division Multiplexing)等复用方法。另外，目前 的PON采用T固，例如，GPON采用上行(从ONU到OLT的)信号和下行(从 OLT到ONU的)信号使用不同的波长、OLT与各ONU之间的通信对各ONU分 配信号的通信时间的结构。并且，从现有技术的处理固定长度信号的结构 逐渐成为容易处理更多种类的信号(声音、图像和数据等)的、能够处理 脉冲串形状的可变长度信号(突发信号)的结构。虽然今后的高速PON也 正在研究上述各种复用方法，但采用T匿的方向为主要研究方向。
上述各PON形态由于将ONU设置在分布于各个地方的加入者的住宅中， 因此从OLT到ONU的距离不同。即，从OLT到各ONU的干线光纤加支线光 纤的光纤的长度(传输距离)不同，因此从各ONU到OLT之间传输的延迟 不同，即使来自各ONU信号，也存在从各ONU输出的光信号在千线光纤上 互相冲突、干涉的可能性。因此，在各PON中使用例如G.984.3的第10章 规定的被称为测距的技术，在进行了OLT与ONU之间的距离测量后，调整 各ONU的输出信号的延迟，使各ONU的输出信号不冲突。
而且，OLT使用被称为动态带宽分配(Dynamic Bandwidth Assignment, 以下称为DBA)的技术，根据来自各ONU的发送请求决定允许对该ONU发送 的信号的带宽，然后考虑用上述测距技术测量到的延迟量，为使来自各ONU 的光信号在干线光纤上不冲突、不干涉而指定各ONU的发送定时。g卩，PON 采用这样的结构在系统内管理OLT与各ONU之间收发的信号的定时的状 态下进行通信。
在OLT与各ONU之间收发信号的过程中，如果按例如G.984.2中的 8.3.3章的规定，在来自各ONU的信号的开头部分，由最大12字节构成的 防止干涉用的保护时间、用于决定OLT内接收器的信号识别临界值以及用 于时钟抽出的前同步信号、以及识别接收信号的分隔符的被称为定界符的 突发开销字节和PON控制信号(有时也称为"开销"或者"标题")附加到 数据(有时也称为"有效负载")中，以便OLT能够识别并处理在干线光纤 中复用的、来自各ONU的信号。另外，由于各数据(有效负载)为可变长 度突发数据，因此各数据的开头部分中还附加有用于处理可变长度数据的
8称之为GEM (G-PON Encapsulation Method, G-P0N封装模式)标题的标题。 并且，对于从0LT送往各0NU的信号，在从OLT发送给各ONU的信号 的开头部分，用于识别开头部分的帧同步模式、发送监视/维护/控制信息 的PLOAM区域、指示各ONT发送信号的定时的被称为允许区域的开销(有 时也称为标题)附加到送往各ONU的时分复用的数据中，以便各ONU能够 识别并处理从OLT来的信号。另外，与来自ONU的信号一样，被复用的送 往各ONU的数据中附加有用于处理可变长度数据的GEM标题。0LT使用允许 区域、以字节为单位对各ONU指定各ONU的上行发送许可定时(发送开始 (Start)和结束(Stop))。该发送许可定时称为允许。并且，当各O图在 该允许定时发送发往OLT的数据时，它们在光纤上被光学(时分)复用， 被OLT接收。
PON将从OLT到多个ONU的信号时分复用，传送给所有的0NU。艮P，即 使提供给ONU的信号的带宽(信号量)很小，各ONU也暂时接收从OLT到 各ONU的全部通信信号，用标题(具体为，如果是GPON，则用GEM标题的 PORT ID;如果是EPON，则用被称为LLID的ONU的标识符)识别送往自身 ONU的通信内容，仅将识别到的信号接收到ONU内部，转送给加入者(用户)。 如上所述，如同从BPON升级到GPON—样，PON正从处理低速信号的系统向 处理更高速度的信号的系统发展。但是，虽然考虑过使各PON进一步标准 化，使信号的传输速度和控制信号的交换协议兼容以前的PON，但目前的现 状是并不完全具有互换性，以不同的形态确定各PON。因此，当由于通信服 务容量扩大而需要ONU支持现有技术所对应的传输速度以上的速度时，现 有系统需要像将BPON更换成为GPON那样采用(更换)新的、提高了整个 PON的传输速度的P0N。即，需要将OLT和与OLT连接的所有的ONU更换成 为与新的扩大了传输容量的PON相适应的新设备。
当考虑PON的采用和使用形态时，可以认为，虽然提供更高速度的服 务容量的需求不断增加，但并不是瞬间改变所有的需求，而是从部分用户 的使用开始逐渐增加，期间，也存在认为现有的PON即足够的大量加入者。 如上所述，将现有的PON更换成为新的PON要更换所有的OLT和ONU，需要 大量的更换费用。并且，当考虑上述扩大通信服务容量的实体时，对于某 个用户来说还没有必要更换的设备也更换掉了，对于采用PON的电信公司或利用PON的用户，很可能造成过高的费用负担。因此，寻求一种构成为 将传输速度不同的PON设备相互连接，并在兼容现有的PON设备的同时能 够升级到新的PON的、能够使规格和性能不同的多个PON混合使用的PON 及其通信方法。 [非专利文献2] [非专利文献3]
ITU-T建议G. 984. 1 ITU-T建议G. 984. 2 ITU-T建议G. 984.
发明内容
本发明就是鉴于上述问题点，目的是要提供一种能够使标准(规格) 不同的多个PON混合使用的无源光网络系统、光复用终端装置以及无源光 网络系统的通信方法。更具体为，本发明的目的之一是要提供一种利用时 分复用进行传输速度不同的各OLT与各ONU的信号通信的PON中，结构为 能够将传输速度不同的多个OLT和ONU混合容纳并使用的、具备OLT和ONU 的无源光网络系统、光复用终端装置以及无源光网络系统的通信方法。并 且，本发明的另一个目的是要提供一种即使产生了扩大通信服务容量的要 求时，也只要更换对应的OLT和ONU就能够应对的系统等，抑制通信装置 的更换费用。
在PON的各OLT与各ONU之间收发的信号包括交换上述那样的控制信 号和协议进行系统的设定和控制的开销(标题)，以及PON的用户通过OLT 和ONU收发的信号(数据、图像信号、声音信号等，以下有时仅统称为数 据)。其中，标题(数十字节)附加到周期为125y秒的每一帧中用户收发 的数据中，但该标题中所包含的控制信号本身每几帧收发一次，在OLT或 ONU的内部进行处理，然后进行PON的设定和控制。
PON为在用上述测距或DBA技术管理信号收发定时的状态下使用的系 统。因此，即使在多个速度的数据混载的状态下，也能够把握并处理它们 的位置(收发信号定时)。
本发明着眼于上述PON的特性，为了解决上述问题，多个标准(规格) 不同的OLT共用传输线路，当OLT分别向与各种传输速度相对应的来自各0NU帧时，根据各OLT彼此共有的信息决定发送定时。并且，由于是现有技 术这样的发送连续帧的结构，因此像现有技术的PON中从各ONU向OLT发 送帧时彼此根据允许来发送信号那样，根据各OLT决定的定时发送在各帧 之间具有一定的间隔(保护时间)的突发信号。通过采用这样的结构，能 够避免各OLT发送的帧互相冲突。并且，通过将该定时信息附加到各ONU 接收的帧的标题中，还通知各ONU，各ONU根据该通知在每一个对应的传输 速度的帧到达的定时或送往自身ONU的定时进行接收动作。通过采用这种 结构，各ONU不检测出错，能够接收目的帧。
并且，在从各ONU向各OLT发送帧时，迄今为止的状况是并非在一个 OLT内决定来自各ONU的定时(允许)，而是在各OLT中考虑从不同传输速 度的ONU来的帧决定允许。通过采用这种结构，在从各ONU往各OLT发送 帧的过程中也能够避免彼此冲突。
如果采用本发明的第1解决方案，提供下述无源光网络系统 具备以第l传输速度进行通信的第l主站； 以与第1传输速度不同的第2传输速度进行通信的第2主站； 以第1传输速度与上述第1主站进行通信的第1子站；
以第2传输速度与上述第2主站进行通信的第2子站；以及 光纤网，所述光纤网具有第l分路器和第2分路器，通过上述第l分
路器将上述第1主站和上述第2主站发送来的帧进行时分复用，复用后的
帧通过上述第2分路器发送给上述第1和第2子站，
上述第1和/或第2主站具备预先确定了各优先级的保存发送给上述
第1或第2子站的数据的队列；
获取自身主站的上述队列的优先级信息，从另一个主站获取队列的优
先级信息的队列分配监视单元；
根据上述队列分配监视单元获取的自身主站和另一个主站的队列的优 先级信息、以及预先确定了自身主站和另一个主站中哪一个优先的主站的 优先指令信息，决定上述第1和第2主站发送的帧的发送定时，使来自上
述第1和第2主站的帧在上述光纤网中不冲突的调整单元；
依照上述调整单元决定的发送定时获取保存在上述队列中的数据制作
帧，通过上述光纤网将该帧发送给上述第1和第2子站的发送单元。如果采用本发明的第2解决方案，提供下述无源光网络系统 具备以第1传输速度进行通信的第1主站；
以与第1传输速度不同的第2传输速度进行通信的第2主站；
具有第1队列，以第1传输速度与上述第1主站进行通信的第1子站;
具有第2队歹J，以第2传输速度与上述第2主站进行通信的第2子站;
以及光纤网，所述光纤网具有第1分路器和第2分路器，通过上述第2 分路器将上述第1子站和上述第2子站发送来的帧进行时分复用，复
用后的帧通过上述第1分路器发送给上述第1和第2主站； 上述第1禾口/或第2主站具备
允许指示生成单元，从上述第1和第2子站中的一个中，获取表示保 存到上述第1和第2队列中的一个中的数据量的第1队列长信息，从另一 个主站获取该另一个主站从第1和第2子站中的另一个接收到的、表示保 存到上述第1或第2队列中的数据量的第2队列长信息，根据第1队列长 信息和第2队列长信息决定上述第1和第2子站中的各站发送帧的发送定 时，制作包含决定了的各子站的发送定时的允许指示；
发送单元，将制作的允许指示发送给上述第1和第2子站，
上述第1和第2子站根据该允许指示中包含的自身站的发送定时发送帧。
如果采用本发明的第3解决方案，提供下述无源光网络系统中的光复 用终端装置
所述无源光网络系统具备多个以互不相同的传输速度进行通信的光 复用终端装置；以第1传输速度与上述光复用终端装置中的一个进行通信 的第1光网络终端装置；以第2传输速度与上述光复用终端装置中的另一 个进行通信的第2光网络终端装置；具有第1分路器和第2分路器的光纤 网，所述光纤网通过上述第1分路器将上述多个光复用终端装置发送来的 帧进行时分复用，复用后的帧通过上述第2分路器发送给上述第1和第2 光网络终端装置；
具备预先确定了的各优先级的保存发送给上述第1或第2光网络终 端装置的数据的队列；
获取自身光复用终端装置的上述队列的优先级信息，从另一个光复用终端装置获取队列的优先级信息的队列分配监视单元；
根据上述队列分配监视单元获取的自身光复用终端装置和另一个光复 用终端装置的队列的优先级信息、以及预先确定的自身光复用终端装置和 另一个光复用终端装置中哪一个优先的光复用终端装置的优先指令信息， 决定上述多个光复用终端装置发来的帧的发送定时，使来自上述多个光复 用终端装置的帧在上述光纤网中不冲突的调整单元；
依照上述调整单元决定的发送定时获取保存在上述队列中的数据制作 帧，通过上述光纤网将该帧发送给上述第1和第2光网络终端装置的发送 单元。
如果采用本发明的第4解决方案，提供下述无源光网络系统中的光复 用终端装置
所述无源光网络系统具备多个以互不相同的传输速度进行通信的光 复用终端装置；以第1传输速度与上述光复用终端装置中的一个进行通信 的第1光网络终端装置；以第2传输速度与上述光复用终端装置中的另一 个进行通信的第2光网络终端装置；具有第1分路器和第2分路器的光纤 网，所述光纤网通过上述第2分路器将上述第1和第2光网络终端装置发 送来的帧进行时分复用，复用后的帧通过上述第1分路器发送给上述多个 光复用终端装置；上述第1和第2光网络终端装置根据从上述光复用终端 装置接收到的允许指示中包含的自身装置的发送定时发送帧，
具备允许指示生成单元，从上述第1和第2光网络终端装置中的一 个中获取表示保存到第1和第2队列中的一个中的数据量的第1队列长信 息，从另一个光复用终端装置获取该另一个光复用终端装置从第1和第2 光网络终端装置中的另一个接收到的、表示保存到第1或第2队列中的数 据量的第2队列长信息，根据第1队列长信息和第2队列长信息决定上述 第1和第2光网络终端装置中的各子站发送帧的发送定时，制作包含决定 的各装置的发送定时的允许指示；
发送单元，将制作的允许指示发送给上述第1和第2光网络终端装置。
如果采用本发明的第5解决方案，提供一种无源光网络系统中多个主 站与多个子站之间进行通信的方法-
所述无源光网络系统用包括分光器的光纤网连接上述多个主站和多个子站；
多个主站共有各主站内多个队列的优先级信息；
根据表示各主站中哪个优先的优先指令信息和共有的优先级信息，决 定发送给多个子站的帧的发送定时；
根据该发送定时，用多个帧之间具有保护时间的突发信号发送这些帧。
如果采用本发明的第6解决方案，提供一种无源光网络系统中多个主 站与多个子站之间进行通信的方法
所述无源光网络系统用包括分光器的光纤网连接上述多个主站和多个 子站；
多个主站共有表示保存到多个子站所具有的队列中的数据量的队列长 {曰肩、；
根据共有的队列长信息决定从多个子站发送帧的发送定时，制作包含
决定的发送定时和该在该发送定时发送的帧的传输速度信息的允许指示； 将制作的允许指示发送给各子站；
多个子站根据该允许指示中包含的发送定时发送帧。
如果采用本发明，能够提供一种能够将标准(规格)不同的多个P0N 混合使用的无源光网络系统、光复用终端装置以及无源光网络系统的通信 方法。更具体为，如果采用本发明，能够提供一种用时分复用进行传输速
度不同的各0LT与各0NU的信号通信的P0N中，结构为能够将传输速度不 同的多个OLT和0NU混合容纳并使用的、具备0LT和0NU的无源光网络系 统、光复用终端装置以及无源光网络系统的通信方法。并且，如果采用本 发明，能够提供即使产生了扩大通信服务容量的要求时也只要更换对应的 OLT和ONU就能够应对的系统等，能够抑制通信装置的更换费用。
图1是表示制作下行BW MAP (数据图)的流程的流程图。 图2是表示制作允许指示的流程的流程图。 图3是表示使用了 PON的光接入网的结构例的网络结构图。 图4是表示从0LT到0NU的光信号的结构例的信号结构图。 图5是表示从0NU到0LT的光信号的结构例的信号结构图。图6是表示10G用0LT的结构例的方框图。
图7是表示1G用0LT的结构例的方框图。
图8是表示下行BW MAP制作单元的结构例的方框图。
图9是表示允许指示生成单元的结构例的方框图。
图10是表示下行BW MAP的结构例的表格结构图。
图11是表示允许指示的结构例的表格结构图。
图12是表示10G用ONU的结构例的方框图。
图13是表示1G用ONU的结构例的方框图。
图14是表示1G/10G用ONU的结构例的方框图。
具体实施例方式
下面举ITU-T建议G. 984规定的GPON与预计今后将采用的下一代GPON ——即提高了传输速度的IOGPON混合的PON的结构和动作为例，用附图详 细说明本实施方式的PON的结构和动作。
以下说明假设结构为时分复用并处理与GPON相同的可变长度数据的 PON ，从OLT到各ONU的下行数据的传输速度为，GPON举1Gbit/秒 (1.24416Gbit/秒，以下简化为1 Gbit/秒)为例进行说明，IOGPON举IO Gbit/秒(9. 95328 Gbit/秒，以下同样简化为10 Gbit/秒)为例进行说明。 并且，从ONU到OLT的上行数据的传输速度为，GPON举1Gbit/秒 (1.24416Gbit/秒，以下同样简化为1 Gbit/秒)为例进行说明，10GP0N 举5Gbit/秒(4.97664 Gbit/秒，以下同样简化为5 Gbit/秒)为例进行说 明。另外，这些传输速度等的数值仅为一个例子，本实施方式并不局限于 该数值。
(整体结构)
图3为表示使用了 PON的光接入网的结构例的网络结构图。
接入网1为通过PON10连接上位通信网即公共交换电话网(PSTN) /以
太网20 (以下有时称为上位网)与加入者的终端(Tel400、 PC410等)进
行通信的网络。
P0N10具备与上位网20连接的多个OLT (以下有时称为主站)200和 210，以及容纳加入者的终端(电话(Tel) 400、 PC410等)的多个ONU (以下有时称为子站)300、 310、 320。并且，用包括多根干线光纤IIO、光分 路器100和多条支线光纤120的无源光网络连接0LT200/210与各0NU300、 310、 320，进行上位网20与加入者终端400、 410的通信，或者加入者终 端400、 410彼此之间的通信。
0NU300为例如10GP0N (下行速度为10Gbit/秒)的ONU， ONU310为例 如GPON (下行速度为1 Gbit/秒)的P0N， ONU320为例如10GP0N/GP0N两 者的PON (能够接收下行速度为1Gbit/秒、10Gbit/秒的两种信号的P0N)。 在3种PON混合的情况下，按照现行的建议G. 984， OLT200、 0LT210分别 能够连接最多达64台对应的ONU。在图3的例中表示了 5台0NU300、 310 或320，能够以10Gbit/秒的传输速度接收下行数据信号的10G的ONUftl、 #n (300-1、 n)，能够以1Gbit/秒的传输速度接收下行数据信号的1G的 0NIW2、 #4 (310-2、 4)，以及能够以1Gbit/秒和10Gbit/秒两种传输速度 接收下行数据的1G/10G的0画3 (320-3)混合连接在OLT200和OLT210 上。
详细情况后面叙述，沿从0LT200和0LT210到0NU300/310/320的方向 传输的下行信号135中，发往各ONU300/310/320的信号被时分复用并作为 突发数据分发。例如，从0LT200发送的1Gbit/秒的突发信号130-1和从 OLT210发送的10Gbit/秒的突发信号130-2被光分路器100-1复用变成信 号135，用光分路器100-2分支后分发给各ONU。各ONU300/310/320接收 到的信号不仅判断其后到达的帧是否为自身的传输速度，并且在 ONU300/310/320内判断是否为发往自身的信号，根据信号的目的地发送给 电话400或PC410。
并且，在从ONU300/310/320到OLT200/210的方向上，从ONU300-1传 输的上行信号150-1、从0NU310-2传输的上行信号150-2、从0NU320-3传 输的上行信号150-3、从0NU310-4传输的上行信号150-4、以及从0而300-n 传输的信号150-n，通过光分路器100-2光学地时分复用变成光复用信号 140，通过光分路器100-1分发给0LT200/210。另外，由于各ONU与 OLT200/210之间的光纤长度不同，因此采用信号140被多路转换成振幅不 同的信号的形态。
另外，下行信号135使用例如波长为1.5um的光信号，上行信号140/150使用例如波长为1.3um的光信号，两种光信号波分复用(WDM)后 在相同的光纤110、 120中收发。
OLT200和OLT210可以互相通信，例如，共有各OLT的队列信息、制作 的下行BW MAP、各OLT从各ONU接收到的各ONU的队列信息、以及制作的 允许指示等。
(信号结构)
图4为表示从OLT到ONU的光信号的结构例的信号结构图。图5为表 示从ONU到OLT的光信号的结构例的信号结构图。
虽然10GPON的光信号的结构目前没有规定，但由于GPON和10GP0N都 是处理可变长度数据的系统，因此可以认为，用与目前建议规定的GPON相 同的信号结构时分复用处理各种速度的信号是现实(实用)的。因此，本 实施方式以GPON规定的信号结构为基础说明P0N的动作。当然，这些信号 结构和PON的动作仅为一个例子，本实施方式并不局限于该结构和动作。 并且，这里假定ONU320作为10GP0N的0NU动作。
从0LT200/210到各0NU300/310/320的信号称为下行信号135，如图4
(a)所示，以125U秒为一种类型(pattern),为具有用来分解各0LT之 间或OLT内的发送信号的无信号(光信号OFF状态)区域即保护时间2200 的突发信号。各0NU300/310/320包括突发开销2302/2303和时分复用送往 各0NU300/310/320的数据的突发帧有效负载(E) 2040/2041，所述突发开 销2302/2303包括用来发现信号的开头部分的帧同步模式(A) 2000/2001 和给各0而300/310/320发送与监视/维护/控制有关的信息的PLOAM区域
(B) 2010/2011 。另外，在各传输速度初始段的突发帧中，指定从各 ONU300/310/320到OLT200/210的上行信号发送定时的允许指示区域(C) 2020/2021以及保存了其后的突发帧的定时信息的下行BW MAP (D) 2030/2031还附加到了突发开销2300/2301中。该下行信号135分发给各 ONU300/310/320。各ONU300/310/320判断从突发开销接收到的信号的到达 定时和接收的信号是否为送往自身0而的信号，发送给与以下说明的突发 开销2300、2301相对应的各种动作和接收到的数据的目的地终端400、410。 图4 (b)为表示帧有效负载2040/2041的详细结构的结构图。送往各 ONU300/310/320的数据(10G有效负载2060或1G有效负载2061)在帧有效负载2040/2041的内部进行时分复用。并且，附加有每个ONU的数据标 识符等各0NU接收数据用的GEM标题(10G用的GEM标题2050或1G用的 GEM标题2051)。图4 (c)为表示GEM标题2050/2051的结构的结构图。各 字节的详细情况由建议G.984规定，省略其说明。
另一方面，从各0NU300/310/320到0LT200/210的信号称为上行信号 150。如图5 (a)所示，上行信号150包括突发数据3120/3121和突发开销 3100/3101。突发数据3120/3121包括控制信号3110/3111和输入了来自各 ONU300/310/320的终端400、 410的数据的可变长度的帧有效负载(E) 3040/3041，所述控制信号3110/3111包括发送与各ONU300/310/320的监 视/维护/控制有关的信息的PLOAM区域(C) 3020/3021 、以及将各 ONU300/310/320等待发送的数据的量通知给0LT200/210的队列长度区域 (D) 3030/3031。突发开销3100/3101包括各OLT200/210用来识别处理从 各ONU300/310/320来的突发数据3120/3121的前同步信号(A) 3000/3001 和定界符(B) 3010/3011。另外，前同步信号3000/3001前面显示的保护 时间3200为用来分解从来自各ONU的信号的无信号(光信号OFF的状态) 区域，建议G. 984将该保护时间3200与突发开销3100/3101的合计规定为 最大12字节。如图3所示，从各ONU300/310/320来的上行信号通过光分 路器100-2后在干线光纤110-3上时分复用，成为复用光信号140经由光 分路器100-1分发给0LT200/210。
图5 (b)为表示帧有效负载3040/3041的详细结构的结构图。从各 ONU300/310/320来的数据(1G有效负载3311或5G有效负载3310)与下行 信号一样被附加了每个ONU的数据标识符等OLT200/210接收数据用的GEM 标题3300/3301，以这种形式在帧有效负载3040/3041的内部被时分复用。 图5 (c)为表示GEM标题3300/3301的结构的结构图。各字节的详细情况 由建议G.984规定，省略其说明。
后面将用图9详细说明从各0NU300/310/320来的上行信号150的发送 定时，例如首先在PON系统开通时，在各0LT200/210或各0NU300/310/320 中设定被称为测距的系统使用所必需的控制参数，然后各OLT200/210共用 从各ONU300/310/320接收来的队列长度报告。根据基于协议的许可通信量 决定允许从来自各ONU的数据量(带宽)，用允许指示区域2020/2021通知各ONU300/310/320与该决定的带宽相对应的发送许可定时(允许)。各 ONU300/310/320在自身0NU被许可的定时将上行信号150发送给 0LT200/210。 (OLT)
图6为表示与10G相对应的0LT210的结构例的方框图。 0LT210具有例如下行网络IF4001、数据包缓存器4010、队列分配监 视单元4015、下行帧生成单元(发送单元)4020、 ONU编号生成/管理单元 4025、下行BW MAP生成单元(调整单元)4030、 GEM标题生成单元4040、 开销生成单元4050、 E/0 (光调制单元)4060、 WDM过滤器4070、 10G信号 接收控制单元4075、 0/E (光调制单元)4080、 10G信号选择单元4090、 ATC4100、上行P0N帧分解单元4110、通信处理单元4120、数据包缓存器 4130、以及上行网络IF4140。并且，开销生成单元4050具有允许指示生成 单元4055。
当0LT210通过作为与从上位网20接收信息的网络之间的接口的网络 IF4001接收发送给各0NU300/320的传输速度为10Gbit/秒的数据时，该接 收的数据到达数据包缓存器4010，按其中的优先级不同暂时保存在队列缓 存器中。下行帧生成单元4020从该保存的数据中组建图3所示的下行信号 (帧)130-2，发送给各0NU300/320。下行信号130-2的组建由GEM标题生 成单元4040、开销生成单元4050和下行帧生成单元4020根据下行BW MAP 生成单元4030制作的下行BW MAP进行。另外，详细说明后面进行。下行 信号用E/04060变换成光信号，通过WDM过滤器4070发送给ONU。
并且，在接收图3所示的上行信号140时，首先经过WDM过滤器4070、 0 / E 4080、 10G信号选择单元4090和ATC4100到达上行PON帧分解单元 4110。此时，由于10G信号和1G信号都到达上行信号，因此参照与该上行 信号相对应的允许指示，采用用于仅在作为本系统的10G信号到达时进行 对应(处理)的复位信号。虽然时分复用从各ONU300/320来的上行信号(图 3中为150)并由0LT210接收，但由于这些信号的光信号的电平不同，因 此该复位信号具有在每次接收各上行信号150 (仅限于10G的信号)时的每 个暂时使0LT210的接收电路(例如图6中的ATC4100)的信号接收电平复 位，具有进行高速并且准确的上行信号的接收的效果。PON帧分解单元4110从各0NU接收到的上行信号中获取队列长度信息，作为队列长度报告4085 输出给允许指示生成单元4055。并且，获得了队列长度报告的OLT与其他 系统的OLT携手制作新的允许指示(详情后面叙述)。
图7为与1G相对应的0LT200的结构例。由于如果与对应于10G的 OLT210的传输速度的不同相对应的话，各方框的功能相同，因此省略其详 细的说明。
图8为表示OLT所具备的队列分配监视单元4015/5015、下行BW MAP 生成单元4030/5030的结构例的方框图。
队列分配监视单元4015/5015具有例如其他系统的OLT队列分配信息 获取单元6020、本系统/其他系统优先级获取单元6030、 ONU编号比照单元 6055。下行BWMAP生成单元4030/5030具有例如其他系统OLT临时下行BW MAP获取单元6010、临时下行BW MAP生成单元6040和下行BW MAP比照单 元6050。
队列分配监视单元4015/5015获取保存了从上位网20获得的数据的、 本系统(例如0LT210)的各优先级的队列信息6035。各优先级的队列信息 6035能够包含保存在各队列4010/5010中的数据的目的地和数据量。ONU 编号比照单元6055以来自ONU编号生成/管理单元4025/5025的ONU编号 的信息为基础，比照送来的各优先级队列信息的ONU编号。0NU编号生成/ 管理单元4025/5025生成ONU编号的动作后面叙述。比照了 ONU编号的各 优先级队列信息，经由本系统OLT的本系统/其他系统优先级获取单元6030 和其他系统OLT的其他系统OLT队列分配信息获取单元6020，也被通知给 其他系统OLT的本系统/其他系统优先级获取单元6030。其他系统OLT队列 分配信息获取单元6020具有获取来自比照了 ONU编号的其他系统OLT的各 优先级队列信息、将该各优先级队列信息发送给本系统OLT的本系统/其他 系统优先级获取单元6030的作用。比照了 ONU编号的各优先级队列信息， 经由本系统/其他系统优先级获取单元6030，也被通知给其他系统OLT。在 本系统/其他系统优先级获取单元6030获取本系统/其他系统的各优先级队 列信息后，临时下行BW MAP生成单元6040考虑两者的队列分配信息和从 维护装置(图3中500)接收来的表示应该优先的传输速度等优先指令55 制作临吋下行BWMAP。具体为，例如临时下行BW MAP生成单元6040制作
20如下所述的临时下行BWMAP:将保存在维护装置500催促优先(55)的OLT (例如0LT210) —侧的优先级第n位(n为大于等于1的整数)的数据附 加到连续突发帧的第2n — l位中，将保存在另一个OLT (例如0LT200)的 优先级第n位的数据附加到第2n位连续突发帧中。临时下行BW MAP生成 单元6040将按这种法则制作的临时下行BW MAP发送给其他系统的OLT (图 3中50)。同样，其他系统0LT临时下行BW MAP获取单元6010从其他系统 OLT获取临时下行BW MAP。下行BW MAP比照单元6050将本系统与他系统 各自制作的临时下行BWMAP进行比较，如果两者一致，则作为下行BWMAP 采用。如果万一两者的临时下行BW MAP不一致，则下行BW MAP比照单元 6050将以维护装置500发来的指令负责应该优先的传输速度的OLT (例如 OLT210)制作的临时下行BWMAP，确定为下行BWMAP。另外，下行BW MAP 的制作方法除上述的例子外，也可以根据各OLT的各优先级的队列信息用 适当的方法制作。
更具体为，本系统/其他系统优先级获取单元6030经由0MI编号比照 单元6055从各优先级的缓存器4010/5010中获取分成4个阶段的、各优先 级的队列信息6035。然后，本系统/其他系统优先级获取单元6030将获得 的本系统的各优先级的队列信息与其他系统OLT联络。由于其他系统OLT 也进行同样的动作，因此本系统/其他系统优先级获取单元6030能够经由 其他系统0LT队列分配信息获取单元6020获取其他系统的各优先级的队列 信息。此时，当维护装置500认定10G 0LT210为应该优先的OLT时，首先 确定最优先(新的优先级l)发送附加到10GOLT的优先级1 (4010-1)中 的数据(图10中的No. 1)。接着确定优先发送附加到1G OLT200的优先级 1 (501-1)中的数据(图10中的No.2)(新的优先级2，以下相同)。作为 第3发送的信息，选择保存在维护装置500指定为优先的10G OLT内的优 先级2 (4010-2)中的数据(图10中的No.3)。第4确定发送保存在另一 个1G 0LT、优先级2 (5010-2)内的数据(图10中的No.4)。以后同样地 求出新的优先级。10G 0LT210和1G 0LT200内的临时下行BW MAP生成单元 6040，像上述那样地作临时下行BW MAP,分别将制作的结果发送给其他系 统的0LT。发送的临时下行BWMAP为例如图10所示的MAP。下行BWMAP8000 包括例如0NU编号、发送定时(start、 end)、传输速度信息(signal)。发送定吋根据新确定的优先级适当确定。另外，也可以根据优先级和保存
在队列中的数据量或协议带宽等决定发送定时。各0LT内的下行BWMAP比 照单元6050将本系统/其他系统(10G0LT、 1G0LT)制作的临时下行BWMAP 互相对照，确定下行BWMAP (图10)。艮口，如果两个系统的临时下行BWMAP 一致，则直接采用该下行BW MAP;如果不一致，则采用维护装置500催促 优先的0LT (本实施方式中为10G 0LT)制作的临时下行BW MAP作为真的 下行BWMAP。经过这一过程，能够使各OLT共有同一个下行BWMAP。移送 到下行P0N帧生成单元4020/5020中的各优先级的下行数据与GEM标题和 开销、允许一起根据采用的下行BWMAP组建成下行帧。另外，虽然本实施 方式将从上位网20来的数据分配分成不同优先级的优先级l一优先级4， 但这只是举一个分配例子，并不是一定要限定该分配数，可以是适当的分 配数。并且，由于除允许以外，开销或GEM标题的生成由建议G.984规定， 因此这里省略其详细的说明。
并且，通过将下一个125u秒的突发帧群组(群组A)的各传输速度的 初始段的到达定时附加到上述下行BW MAP中，各0NU能够无误地从群组A 的初始段接收到信息。具体为，将下一次发送的群组A的各传输速度的初 始段的到达定时附加到下行BWMAP中。在群组A的各传输速度中，该群组 A的之后到达的剩余的突发帧的下行BW MAP (D) 2030/2031附加到突发帧 初始段的各突发开销内。各ONU通过掌握该帧的到达定时能够接收下行BW MAP,在之后的群组A内能够更准确地掌握突发帧的到达定时。更具体为， 如图10所示，将下一个连续突发帧(群组A)的各传输速度的初始段的到 达定时即No. x_l的下行BWMAP和No. x的下行BWMAP追加到当前到达的 连续突发帧的下行BW MAP即No. x —2的信息之后。此时，作为例子列举的 图10中初始段的目的地为特定的0NU，但如果各ONU的接收设定为仅接收 发往自身ONU的信号地设定了的话，则可以将下行BW MAP内的目的地设定 为所有的0NU目的地。通过适当地采用这种措施，不仅在连续突发帧内， 就是在下一个到达的连续突发帧内，各0MJ也能够不引起错误地进行接收 动作。
图9为开销生成单元4050/5050所具备的允许指示生成单元4055/5055 的结构图。允许指示生成单元4055/5055具有例如允许指示比照单元7010、临时 允许指示生成单元7020、本系统/其他系统综合队列长度报告获取单元 7030、其他系统0LT临时允许指示获取单元7040、以及其他系统OLT队列 长度报告获取单元7050。
允许指示根据从各ONU获得的队列长度报告4085/5085生成。接收上 行信号时，本系统/其他系统综合队列长度报告获取单元7030获取从本系 统的各ONU获得的队列长度报告4085/5085，发送给其他系统的OLT (图3 中的50)。同样，其他系统0LT队列长度报告获取单元7050接收其他系统 OLT的队列长度报告，转交给本系统/其他系统综合队列长度报告获取单元 7030。临时允许指示生成单元7020根据本系统/其他系统综合队列长度报 告获取单元7030发送来的、本系统/其他系统的队列长度报告生成临时允 许指示。具体这样生成临时允许指示将上行信号的第2n — l位所必要的 队列长度分配给，根据维护装置(图3中的500)催促优先(55)的0LT 一侧的队列长度报告优先级被判定为第n位(n大于等于l)的0NU;下一 个突发帧也将上行信号的第2n位所必要的队列长度分配给根据另一个0LT 一侧的队列长度报告优先级被判定为第n位的ONU。为了根据队列长度报告 判断优先级，可以例如根据保存的数据多的队列的优先级高等适当进行判 断。
更具体为，1G0LT200或10G0LT210内的本系统/其他系统综合队列长 度报告获取单元7030首先从本系统的各ONU(如果是1GOLT则为1GONU310， 如果是10G 0LT则为10G 0NU300)获取队列长度报告。另外，本实施方式 由于1G/10G 0NU320作为10G 0NU动作，因此1G/10G 0NU320的队列长度 报告发送给10G0LT210。然后，本系统/其他系统综合队列长度报告获取单 元7030将本系统的各队列长度报告发送给其他系统0LT (从1G 0LT200发 送给10G 0LT210，或者从10G 0LT210发送给1G 0LT200)。获得了其他系
统的传输速度的队列长度报告的本系统/其他系统综合队列长度报告获取 单元7030经由其他系统OLT队列长度报告获取单元7050将该信息发送给 临时允许指示生成单元7020。
临时允许指示生成单元7020根据从本系统/其他系统综合队列长度报 告获取单元7030获取的、两个传输速度的队列长度报告生成临时允许指示。如果假定维护装置发出的优先指令赋予了 10G 0LT， 1G/10G ONU作为10G ONU 动作的话，则本实施方式中临时允许指示根据任意的算法在10G0NU300或 1G/10G 0NU320内确定应该最优先的ONU的数据，根据该数据(图11中的 No. 1)确定必要的带宽。接着，与没有接收到优先指令的1G OLT200进行 通信，为使第2优先位发送1G 0NU310内应该最优先的0而的数据(图11 中的No. 2)而设定必要的带宽。第3优先位与接收到优先指令的10G 0LT210 进行通信，确保具有10G ONU300或1G/10G 0NU320内应该为第2优先位的 数据、发送ONU的该数据(图11中的No.3)所必要的带宽。第4优先位与 没有接收到优先指令的1G OLT200进行通信，确保具有1G ONU310内应该 为第2优先位的数据、发送0NU的该数据(图11中的No. 4)所必要的带宽。 以下同样地确保各0NU的带宽。临时允许指示生成单元7020还将生成的临 时允许指示通知到其他系统的0LT (图3中的50)。同样，其他系统0LT允 许指示获取单元7040从其他系统0LT获取临时允许指示。另夕卜，各OLT内 如何根据队列长度报告付与优先级，可以考虑PON10提供者所处理的数据 的通信量等条件采用适当的算法，这里省略详细的动作说明。
允许指示比照单元7010从临时允许指示生成单元7020获取本系统的 OLT制作的临时允许指示，除此以外，还从其他系统的OLT临时允许指示获 取单元7040获取其他系统OLT制作的临时允许指示。然后，允许指示比照 单元7010将两系统的临时允许指示进行比照，确定真的允许指示(图11)。 即，当两者的临时允许指示一致时，将临时允许指示确定为真的允许指示； 万一不一致时，将维护装置500定为优先的0LT制作的临时允许指示确定 为真的允许指示。通过这一过程，各0LT、各0NU能够共用共同的允许指示。
这些生成的下行BW MAP的例子表示在图10中，允许指示的例子表示 在图11中。另外，这些图中表示的分配为一个例子，本实施方式并不局限 于该分配。
总之，本实施方式的PON10为用突发帧根据这些下行BWMAP和允许指 示收发1G/10GPON的上下行信号，通过这样共存互相通信的P0N。
0LT200/210的下行帧生成单元4020/5020使用根据下行BW MAP生成单 元4030/5030动作的数据包缓存器4010/5010、 GEM标题生成单元 4040/5040、开销生成单元4050/5050如下所述组建下行信号130-1/130-2。(1) 接收从开销生成单元4050/5050来的信号组建包括帧同步模式 2000/2001、 PL0AM区域2010/2011的开销。另外，只有初始段突发开销追 加允许指示区域2020/2021、下行BW MAP2030/2031 。
(2) 开销后的帧有效负载2040/2041这样制作从GEM标题生成单元 4040/5040按下行BW MAP确定的顺序接收发往各ONU300/310/320的GEM 标题2050/2051，从数据包缓存器(队列)4010/5010获取发往各 ONU300/310/320的数据。
(3) 由于下行BW MAP生成单元4030/5030为使整个帧的长度为125 y秒而确定各突发帧内发往时分复用的0NU300/310/320的数据的长度和保 护时间2200，因此根据该决定反复进行(2)。
下行帧组建单元4020/5020组建的下行信号用光调制单元(E/0: 4060/5060)从电信号变换成光信号，通过WDM过滤器4070/5070作为下行 信号130-1/130-2发送给干线光纤110-1/110-2。下行信号130-1/130-2 经由光分路器100-1构成下行信号135，经由光分路器100-2分发给 ONU300/310/320。
如果采用上述OLT的结构和动作，即使被要求以1Gbit/秒的速度动作 的GPON对新的10Gbit/秒这样的高速数据的传送，也能够容易地提供结构 为能够混合容纳这些不同传输速度的信号并使用的、具备OLT和ONU的PON 及其通信方法。另外，有关处理上行信号的结构和动作，在说明以下的ONU 的结构和动作之后另外说明。 (ONU)
图12为表示IOG用0NU300的结构例的方框图。
ONU300具有WDM过滤器10001、 0/E单元10010、 10G信号选择单元 10020、 10GATC10030、 PON帧分解单元10040、下行BW MAP终端装置1005
0、 10G信号定时控制单元10060、允许终端装置10070、帧分配单元 10080、上行PON帧生成单元10090、数据包缓存器10100、用户IFIOIIO、 E/0单元10120、 GEM标题生成单元10130、开销生成单元10140、发送控制 单元10150、以及队列长监视单元10160。另外，E/0单元10010、 IOG信号 选择单元10020、 10GATC10030、 10G信号定时控制单元10060称为接收单 元。从支线光纤120接收到的下行信号135通过WDM过滤器10001用将光 信号变换成电信号的0/E单元10010变换成电信号。1G信号被10G信号选 择单元10020废弃，IOG信号通过IOG信号选择单元10020。并且，由于该 10G信号通过光纤110和120以及光分路器100时被衰减，因此在被 10GATC10030变换成规定的信号电平后输出给PON帧分解单元10040。
PON帧分解单元10040分解被接收到的下行信号135复用的开销或有效 负载。详细的动作这里省略，当帧同步模式2000发现下行信号135的开头 部分时，P0N帧分解单元10040根据输入到PLOAM区域2010中的P0N控制 信息进行ONU动作所必要的设定。并且，P0N帧分解单元10040制作包括自 身0NU监视结果或0LT要求的控制内容等的控制信息，输入上行信号150 的PLO細区域3020中，发送给OLT210。另外，在到达的突发帧为一连串的 突发帧中的10G信号的初始段的情况下，PON帧分解单元10040获取下行 BWMAP，输出给下行BWMAP终端装置10050。由10G信号定时控制单元10060 根据输入到下行BW MAP终端装置10050中的BW MAP进行上述1G信号和10G 信号的判断。由于该定时控制时下行BWMAP中包含发往自身的信号的状况， 因此也可以并不一概地获取10G信号，而是为使只获取10G信号内的包含 发往自身的信号的突发帧而进行设定。
并且，在到达的IOG信号的突发帧为一连串帧中的IOG信号的初始段 的情况下，还附加了允许指示区域2020， PON帧分解单元10040将允许指 示输出给允许终端装置10070。允许终端装置10070从输入到允许指示区域 2020中的指示中抽出发往自身ONU的指示，决定自身ONU的上行信号的发 送定时。发送控制单元10150根据发送定时抽出数据包缓存器10100的信 息，用上行PON帧生成单元10090生成上行信号150，发送给0LT210。
而且，PON帧分解单元10040确认被突发帧有效负载2040复用的GEM 标题2050的内容。其中，如果GEM标题2050为发往自身ONU的内容，则 将紧随该GEM标题之后的有效负载2060的数据发送给帧分配单元10080， 废弃其他的GEM标题和有效负载的数据。
帧分配单元10080将接收到的数据按照每个发送目的地的终端 400/410临时保存到数据包缓存器10100中，然后通过作为与终端的接口的 用户IF10110发送给各终端400/410。图13为表示1G用ONU310的结构例的方框图。只要对应传输速度与10G 用ONU300的不同，则各方框的功能为相同的功能，因此省略其详细的说明。
图14为能够对应于1G/10G两者的0NU320的方框图。上述10G用ONU300 与1G用0NU310的不同在于，能够改变附加到下行突发帧初始段中、基于 下行BWMAP的与自身对应的传输速度。替代上述0NU300、 310的定时控制 单元10060/11060，具有使接收器分别与1G信号和IOG信号相对应地进行 切换的1G/10G切换控制单元12060。替代信号选择单元10020/11020，附 加了 1G信号和IOG信号的选择器12020，设置有两种ATC10030/11030以能 够与1G信号和10G信号两者相对应。并且，由于考虑到光信号与电信号变 换时根据1G/10G信号的种类不同，使用的阻抗值不同，0/E单元12010采 用能够切换成适当的阻抗值的结构。由于考虑到电信号与光信号变换时根 据1G/10G信号的种类不同，发送功率不同，因此E/0单元12120采用能够
进行发送功率调节的结构。由于除此以外的方框图的功能没有不同，因此 省略其详细的说明。
1G/10G切换控制单元12060预先设定接收例如第1传输速度(1G)和 第2传输速度(10G)中的哪一种，根据该设定切换接收信号的传输速度。 选择器12020根据例如切换控制单元12060的指示获取从0LT200、 210接 收的信号中的第1传输速度或第2传输速度的信号。
各终端400/410发送的上行数据通过用户IF10110/11110/12110暂时 保存到数据包缓存器10100/11100/12100中。由上行PON帧生成单元 10090/11090/12090根据允许终端装置10070/11070/12070的定时按如下 所述附加到上行信号150中，在用E/0单元10120/11120/12120变换成光 信号后，通过WDM过滤器10001/11001/12001经由支线光纤120发送给 0LT200/210。
(1) 0LT200/210从各数据包缓存器10100/11100/12100中只读出与允 许指示决定的带宽(允许发送的数据量)相对应的数据，生成5G有效负载
(图5中的3310)或1G有效负载(图5中的3311)。
(2) 将GEM标题生成单元10130/11130/12130生成的GEM标题(图5 中的3300/3301)附加到5G有效负载3310或1G有效负载3311的前面，制 作帧有效负载(图5中的3040/3041)。 GEM标题3300/3301为图5 (c)所示的结构，各字节的详细情况由建议G.984规定，因此省略其说明。另外， 如之前说明过的那样，该PORT (端口) ID3410、 3411设定到各 0NU300/310/320中。
(3) 发送控制单元10150/11150/12150将包含自身ONU的监视结果和 OLT要求的控制内容等的控制信息输入上行信号150的PLOAM区域 3020/3021中。并且，队列长监视单元10160/11160/12160监视保存在各数 据包缓存器10100/11100/12100中的等待发送给0LT200/210的数据的量， 将该数据量作为队列长报告输入到限定在PLOAM区域3020/3021与帧有效 负载3040/3041之间的队列长度区域3030/3031中。
(4) 将包括PLOAM区域3020/3021和队列长度区域3030/3031的控制 信号3110/3111附加到附加在帧有效负载3040/3041前面的突发数据 3120/3121中，将包括开销生成单元10140/11140/12140生成的前同步信号 3000/3001和定界区域3010/3011的突发开销3100/3101附加到更前面，用 E/0单元10120/11120/12120从电信号变换成光信号，通过这样组建上行信 号150。该上行信号150还根据0LT200/210指定的允许指示附加保护时间 3200，在指定的定时发送。
(PON的动作)
下面简单地说明正常应用前的PON10 (图3)的动作流程。在建成各OLT 时，根据G.984对各0NU进行0NU编号分配。此时，由于OLT之间还没有 确定互相发送的定时，因此发送给各ONU的信号有可能产生冲突。因此， 首先从维护装置500接收到优先指令的OLT(例如IOGOLT(图3中的210)) 先行根据G. 984分配ONU编号，期间其他系统的OLT (1G OLT (图3中的 200))观望。具体为，根据G.984， 10GOLT210内的ONU编号生成、管理单 元4025 (图6)确认是否从维护装置500接收到优先指令，并对各ONU进 行ONU编号分配。通过该动作首先对10GONU300分配ONU编号。由于此时 1G ONU310认为从10G 0LT210来的信号为出错信号，因此不分配ONU编号。 当10G 0LT210结束向属下的各ONU的ONU编号分配时，10G 0LT210观望， 1GOLT200内的ONU编号生成、管理单元5025 (图7)根据G. 984对各ONU 进行ONU编号分配，由于与先前同样的原因，只对1G 0NU310分配ONU编 号。例如，当0LT210结束ONU编号的分配时，也可以给OLT200发送分配结束的通知。为了避免1GOLT200与10GOLT210分配的ONU编号重复，可 以采取例如使1G 0LT200分配的ONU编号为1 32， 10G 0LT210分配的编 号为33 64这样预先设定某种程度的使用编号的区域的措施。这仅仅只是 作为例子列举，本实施方式不一定受该ONU编号的分配的限制。总之，在 分配ONU编号时，只要使各OLT分配到的ONU编号不重复地进行分配就可 以。
接着进行作为距离测量的测距，此时也只有维护装置500通过图3的 55确定优先的0LT (例如10G OLT210)根据G.984动作，由于与之前同样 的原因，只能确定本系统的ONU (例如10GONU300)的距离。然后切换OLT， 只有其他系统的OLT (1G 0LT200)根据G. 984动作，刚刚动作过的OLT (10G OLT210)观望。结果，判明了各1GONU310距OLT的距离。另外，1G/10GONU320 以哪种传输速度建立都可以。由于从上位网到该ONU的信号用下行BW MAP 判明，因此通过接收正常使用时突发帧的各传输速度的初始段的突发数据， 判明此后自身应该接收的传输速度，在该传输速度的数据到达之前切换到 对应的传输速度，通过这样能够没有问题地进行收发。
下面参照流程图说明上述动作。
图1为表示制作下行BW MAP的流程的流程图。
各OLT接收数据(1000)，将数据分配给各优先级队列(1010)。并且， OLT将其结果(称为各优先级队列信息)也通知其他系统的OLT。在没有获 得其他系统OLT的各优先级队列信息的情况下，OLT请求各优先级队列信息 (1020、 1030)。接收了其他系统的各优先级信息的OLT根据本系统及其他 系统的各优先级队列信息以及从维护装置接收到的OLT的优先级，制作临 时发送定时(称为"临时下行BW (BandWidth) MAP") (1040)。然后，OLT 获取其他系统的OLT制作的临时下行BWMAP (1050、 1060)。 OLT将从其他 系统OLT获得的临时下行BW MAP与本系统的临时下行BW MAP进行比较， 决定从各OLT发往各ONU的发送定时(称为下行BW MAP)( 1070、 1080、1090)。
接收到根据该下行BWMAP制作的发送帧的各ONU读取包含在标题中的 下行BWMAP，学习自身获取的定时。即，仅与自身能够对应的传输速度相 对应，对于自身不能对应的传输速度的帧能够避免检查出错。
图2为决定从各ONU发往各OLT的帧的定时的流程图。首先，OLT除从各ONU获得的队列长度报告(1110)以外，还从其他的 0LT获取传输速度不同的队列长度报告(称为"其他系统综合队列长度报 告")(1120、 1130)。 OLT综合考虑这两种长度报告生成允许指示(称为"临 时允许指示")(1140)。该临时允许指示并不就这样直接使用，还获取其他
、
系统的OLT制作的临时允许指示(1150、 1160)。然后，将其他系统的OLT 和本系统OLT各自制作的临时允许指示进行比较。如果结果是一致的，则 直接采用临时允许指示作为正式的允许指示；如果不一致，则采用从维护 装置接受了优先命令的0LT的临时允许指示作为正式的允许指示(1170、 1180、 1190)。
0LT制作的下行BW MAP和允许指示仅附加到成为突发帧的各传输速度 的信号的初始段，以后的帧用除此以外的标题或帧构成。艮P，将以往的125 ^秒的连续帧换成用下行BWMAP确定的定时从各OLT发送的、连续的突发 帧的结构。通过采用这种结构，各ONU通过接收各传输速度的突发帧的初 始段能够掌握125u秒的连续突发帧群组的下一段以后的突发帧的传输速 度的种类、定时，还能够掌握从各0NU发往各OLT的定时。对于下一次到 达的连续突发帧，在接收以前的连续突发帧时判明下一个连续突发帧的各 传输速度中初始段的突发帧的定时。并且，由于在接收下一个连续突发帧 时再一次从初始段开始附加下行BW MAP和允许指示，因此各0LT与各0NU
之间的通信不会产生问题。
如以上说明过的那样，通过采用本实施方式的P0N、 OLT和0NU的结构 和动作，能够容易地提供结构为能够兼容现有P0N的设备并能够升级到新 的P0N的、能够混合使用P0N的PON及其通信方法。并且，能够容易地提 供能够将标准(规格)不同的多个PON混合使用的结构的PON及其通信方 法。另外，即使多个PON混合也不会误解各PON的内容，不会发生警报和 误动作。并且，在将从0LT发往多个0NU的通信信号进行时分复用并传输 的P0N中，通过使混合容纳传输速度不同的多个ONU成为可能，在要求扩 大通信服务的容量时仅更换对应的0LT和0NU，能够抑制通信装置的更换费 用。
本发明能够用于例如PON系统。
权利要求
1. 一种无源光网络系统，具备以第1传输速度进行通信的第1主站；以与第1传输速度不同的第2传输速度进行通信的第2主站；以第1传输速度与上述第1主站进行通信的第1子站；以第2传输速度与上述第2主站进行通信的第2子站；以及光纤网，所述光纤网具有第1分路器和第2分路器，通过上述第1分路器将上述第1主站和上述第2主站发送来的帧进行时分复用，复用后的帧通过上述第2分路器发送给上述第1和第2子站，上述第1和/或第2主站具备预先确定的各优先级的保存发送给上述第1或第2子站的数据的队列；获取自身主站的上述队列的优先级信息，从另一个主站获取队列的优先级信息的队列分配监视单元；根据上述队列分配监视单元获取的自身主站和另一个主站的队列的优先级信息、以及预先确定的自身主站和另一个主站中哪一个优先的主站的优先指令信息，决定上述第1和第2主站发送的帧的发送定时，使来自上述第1和第2主站的帧在上述光纤网中不冲突的调整单元；依照上述调整单元决定的发送定时获取保存在上述队列中的数据制作帧，通过上述光纤网将该帧发送给上述第1和第2子站的发送单元。
2. 如权利要求l所述的无源光网络系统，上述第1和第2主站将决定 的发送定时以及在各发送定时发送的帧的传输速度信息发送给上述第1和/ 或第2子站；上述第1和/或第2子站根据该发送定时和传输速度信息获取 从上述光纤网输入的帧中的、接收与自身子站对应的第1或第2传输速度 的帧的定时的帧。
3. 如权利要求1所述的无源光网络系统，上述第1和第2主站将决定 的发送定时以及表示在各发送定时发送的帧的目的地的子站识别信息发送 给上述第1禾口/或第2子站；上述第1禾口/或第2子站根据该发送定时和子站识别信息获取从上述光纤网输入的帧中的子站识别信息表示是自身子站 的定时的帧。
4. 如权利要求1所述的无源光网络系统，上述调整单元将利用优先指令信息预定为优先的上述第1或第2主站的第n优先级的队列作为新的第 2n—l优先级，将非优先的上述第1或第2主站的第n优先级的队列作为新 的第2n优先级，根据新的优先级决定保存到上述第1主站的各队列和上述 第2主站的各队列中的数据的发送定时，n为1以上的整数。
5. 如权利要求1所述的无源光网络系统，上述第1和第2主站中的一 个接收另一个主站决定的发送定时，将上述调整单元决定的发送定时与接 收到的发送定时进行比较，如果一致则采用该发送定时，如果不一致则根 据预先决定的主站的优先指令信息，采用优先的上述主站决定的发送定时。
6. 如权利要求l所述的无源光网络系统，上述第1和第2主站用多个 帧之间具有保护时间的突发信号发送这些帧。
7. 如权利要求1所述的无源光网络系统，上述第1子站和第2子站具有切换控制单元，预先设定接收第1传输速度和第2传输速度中的哪一 个，根据该设定切换接收的传输速度；选择器，依照上述切换控制单元的指示，获取从上述第1主站和第2 主站接收的帧信号中的第1传输速度或第2传输速度的帧。
8. —种无源光网络系统，具备 以第1传输速度进行通信的第1主站；以与第1传输速度不同的第2传输速度进行通信的第2主站； 具有第1队列，以第1传输速度与上述第1主站进行通信的第1子站； 具有第2队列，以第2传输速度与上述第2主站进行通信的第2子站； 以及光纤网，所述光纤网具有第l分路器和第2分路器，通过上述第2分路器将上述第1子站和上述第2子站发送来的帧进行时分复用，复用后 的帧通过上述第1分路器发送给上述第1和第2主站； 上述第1禾口/或第2主站具备允许指示生成单元，从上述第1和第2子站中的一个中，获取表示保 存到上述第1和第2队列中的一个中的数据量的第1队列长信息，从另一个主站获取该另一个主站从第1和第2子站中的另一个接收到的、表示保 存到上述第1或第2队列中的数据量的第2队列长信息，根据第1队列长 信息和第2队列长信息决定上述第1和第2子站中的各站发送帧的发送定 时，制作包含决定了的各子站的发送定时的允许指示；发送单元，将制作的允许指示发送给上述第1和第2子站，上述第1和第2子站根据该允许指示中包含的自身站的发送定时发送帧。
9. 如权利要求8所述的无源光网络系统，上述第1和第2主站还具有 信号选择单元，根据决定的发送定时和传输速度信息获取从上述第1和第2 子站发送来的、通过上述光纤网输入的帧中的、接收第1或第2传输速度 的帧的定时的帧。
10. —种无源光网络系统中的光复用终端装置，所述无源光网络系统 具备多个以互不相同的传输速度进行通信的光复用终端装置；以第1传 输速度与上述光复用终端装置中的一个进行通信的第1光网络终端装置； 以第2传输速度与上述光复用终端装置中的另一个进行通信的第2光网络 终端装置；具有第1分路器和第2分路器的光纤网，所述光纤网通过上述 第1分路器将上述多个光复用终端装置发送来的帧进行时分复用，复用后 的帧通过上述第2分路器发送给上述第1和第2光网络终端装置；具备预先确定了的各优先级的保存发送给上述第1或第2光网络终 端装置的数据的队列；获取自身光复用终端装置的上述队列的优先级信息，从另一个光复用 终端装置获取队列的优先级信息的队列分配监视单元；根据上述队列分配监视单元获取的自身光复用终端装置和另一个光复用终端装置的队列的优先级信息、以及预先确定的自身光复用终端装置和 另一个光复用终端装置中哪一个优先的光复用终端装置的优先指令信息， 决定上述多个光复用终端装置发来的帧的发送定时，使来自上述多个光复 用终端装置的帧在上述光纤网中不冲突的调整单元；依照上述调整单元决定的发送定时获取保存在上述队列中的数据制作 帧，通过上述光纤网将该帧发送给上述第1和第2光网络终端装置的发送 单元。
11. 一种无源光网络系统中的光复用终端装置，所述无源光网络系统 具备多个以互不相同的传输速度进行通信的光复用终端装置；以第1传 输速度与上述光复用终端装置中的一个进行通信的第1光网络终端装置； 以第2传输速度与上述光复用终端装置中的另一个进行通信的第2光网络 终端装置；具有第1分路器和第2分路器的光纤网，所述光纤网通过上述 第2分路器将上述第1和第2光网络终端装置发送来的帧进行时分复用， 复用后的帧通过上述第1分路器发送给上述多个光复用终端装置;上述第1 和第2光网络终端装置根据从上述光复用终端装置接收到的允许指示中包 含的自身装置的发送定时发送帧；具备允许指示生成单元，从上述第1和第2光网络终端装置中的一 个中获取表示保存到第1和第2队列中的一个中的数据量的第1队列长信 息，从另一个光复用终端装置获取该另一个光复用终端装置从第1和第2 光网络终端装置中的另一个接收到的、表示保存到第1或第2队列中的数 据量的第2队列长信息，根据第1队列长信息和第2队列长信息决定上述 第1和第2光网络终端装置中的各子站发送帧的发送定时，制作包含决定 的各子站的发送定时的允许指示；发送单元，将制作的允许指示发送给上述第1和第2光网络终端装置。
12. —种无源光网络系统中多个主站与多个子站之间进行通信的方法， 所述无源光网络系统用包括分光器的光纤网连接上述多个主站和多个子 站；多个主站共有各主站内多个队列的优先级信息；根据表示各主站中哪个优先的优先指令信息和共有的优先级信息，决 定发送给多个子站的帧的发送定时；根据该发送定时，用多个帧之间具有保护时间的突发信号发送这些帧。
13. —种无源光网络系统中多个主站与多个子站之间进行通信的方法， 所述无源光网络系统用包括分光器的光纤网连接上述多个主站和多个子 站；多个主站共有表示保存到多个子站所具有的队列中的数据量的队列长 伶自.I 口 'K、，根据共有的队列长信息决定从多个子站发送帧的发送定时，制作包含决定的发送定时和在该发送定时发送的帧的传输速度信息的允许指示； 将制作的允许指示发送给各子站； 多个子站根据该允许指示中包含的发送定时发送帧。
全文摘要
本发明涉及无源光网络系统、光复用终端装置以及无源光网络系统的通信方法，在无源光网络系统(PON)中混合容纳传输速度不同的多个OLT和ONU。传输速度不同的OLT(200、210)互相共有优先帧和目标的信息，为使来自OLT(200、210)的信号(130)被光分路器(100-1)复用时不冲突而决定发往各子站的帧的发送定时。并且，OLT(200、210)将发往ONU的数据作为突发信号发送，避免传输速度不同的信号互相冲突。ONU一侧接收信号时同时获取其后的突发帧的信息，仅接收发往自身子站或能够对应的传输速度的信号，通过这样避免出错。并且，各主站在接收来自各子站的信号时，根据各主站彼此共有的、来自子站一侧的发送定时仅接收能够对应的传输速度，通过这样避免主站产生接收错误。
文档编号H04J14/02GK101505437SQ200810099868
公开日2009年8月12日 申请日期2008年5月30日 优先权日2008年2月8日
发明者加泽彻, 新部真央, 水谷昌彦, 清濑健, 矢岛祐辅 申请人:日立通讯技术株式会社