[发明专利]光通信系统及通信频带控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及多个加入者装置共用光传输线路的光通信系统的结构和运用方法，尤其涉及该系统的传输距离延长及收容加入者数增加等系统扩展能力出色的光通信系统的结构和运用方法。

背景技术

利用宽带的通信需求提升，对于面向用户的接入线路，替代以DSL(Digital Subscriber Line：数字用户接口)等电话线路为基础的接入技术，而正在推行使用光纤的大容量接入线路。当前，作为接入网，从线路铺设成本以及维护管理成本的角度出发，大多利用PON(Passive Optical Network：无源光网)系统(以下，简单地称作PON，或者称作光无源网络系统、无源光网系统)。该PON由以国际电信联盟(以下称作ITU-T(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector))为首的各种标准化团体推行标准化。举个例子，有在非专利文献1等中标准化的G-PON(Gigabit PON：千兆比无源光网)。

PON是在站侧装置(以下，称作OLT(Optical Line Terminal：光线路终端)或母站)和多个加入者装置(以下，称作ONU(Optical Network Unit：光网单元)或子站)之间，使用光纤和分光器将光信号进行分支或复用来进行收发的系统。由于根据使用的光纤的传输性能以及分光器的光分支数限制了通过光纤的光信号的衰减量等性能，因此在OLT和ONU之间的通信距离上有限制。列举具体例，在G-PON的情况下使用通信距离最大设定为20km、基于分光器的分支数(能够与OLT连接的ONU数)最大设定为64的网络。

随着一般家庭的加入者(通信网用户)接入互联网进行用于信息收集或社会生活的通信的机会增加，要求增加通信网的设备，特别是将加入者连接到通信网的接入网。为此，可以考虑追加引入用于接入网的PON本身即追加OLT，或者，对PON的OLT所收容的ONU数进行扩展的方法。PON一般是OLT实施频带控制等复杂的系统控制和所收容的ONU的管理的结构，OLT相比于ONU价格高得多。另外，用于新铺设光纤的成本对于运营商(carrier)来说结果是产生大的支出。因此，与增设OLT相比，更希望扩大每个OLT的收容ONU。

对于已有的PON，研究了导入用于延长光纤的通信距离或扩大分支数的中继装置(以下称作RE(Reach Extender/混合延伸器)的结构。该结构是在OLT和ONU之间的光信号通信区间内适当设置RE，并由OLT控制该RE来实现光纤的通信距离的延长或分支数的扩大。另外，作为控制协议，根据使用以往的ONU控制协议即OMCI(ONU Management Control Interface：ONU管理控制界面)的方案，由ITU-T进行标准化(非专利文献2)。

【非专利文献1】ITU-T标准G.984.3

【非专利文献2】ITU-T标准G.984.4

在PON中引入RE的情况下，存在如下方法：在OLT和分光器之间各ONU共同使用的主干光纤(也称作集线光纤)上插入RE的方法、以及在分光器和各ONU之间使用的支线光纤上插入RE的方法，从控制的容易性来看，认为优选的是在集线光纤上插入的方法。

通过将RE插入至主干光纤内，与以往的PON相比延长了通信距离，因此在远程地区的加入者的ONU也同样能够收容在OLT中，从而轻易地增加了OLT的收容数。即，提高OLT中的ONU收容效率。另一方面，随着通信距离的延长，在远程地区的ONU与OLT的通信时间(传输延迟时间)增加。结果，从ONU向OLT发送的信号的S/N比衰减或波形失真，因此在OLT中的信号处理中需要高性能的光信号接收器。

在利用时分复用方式从PON的OLT向任意的ONU分配通信频带的情况下，OLT经由分光器接收来自各ONU的发送频带请求，并根据这些请求进行动态带宽分配处理(以下，称作DBA(Dynamic Bandwidth Assignment))。若仅简单地延长通信距离，则会受到波长分散或S/N比劣化的影响，可能产生如下情况，即：从ONU向OLT的频带分配请求不能正确传输的情况、或因该信号的有效性在光线上丢失而不能全部传输至OLT的情况。结果，从各ONU送出发送请求之后到得到发送许可为止的等待时间变长，各ONU的通信中断(待机)时间也会增加。即，对要求实时性的信号的品质带来影响，对各个ONU进行的基于DBA的通信容量(频带)分配处理变得不正确，来自ONU的信号检测处理上需要时间(OLT的处理负荷)，因此频带分配的周期间隔有可能变长至需要以上。