JP2007201842A

JP2007201842A - Ｐｏｎシステム

Info

Publication number: JP2007201842A
Application number: JP2006018380A
Authority: JP
Inventors: Tomonaga Ida; 智永井田; Hiroshi Otsuka; 大塚　　博
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2026-01-27
Also published as: JP4680073B2

Abstract

【課題】本発明は、局側終端装置と個々の加入者側終端装置との間で特別な通信を行うことなく、局側の同期用基準クロック信号を加入者宅側に伝達することが可能なＰＯＮシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、局側終端装置（ＯＬＴ９）と、分岐器８と、加入者側終端装置（ＯＮＵ１０）とを備えるＰＯＮシステムである。ＯＬＴ９は、局側の基準クロック源７で生成された同期用基準クロック信号を受信し、同期用基準クロック信号に同期した所定の周波数を有するクロック信号を生成し、分配するクロック受信分配部１５と、クロック受信分配部１５から分配されたクロック信号に同期した送信信号を生成するＰＯＮインタフェース部１６とを備える。ＯＮＵ１０は、ＯＬＴ９からの送信信号よりクロック信号を再生するクロック再生部１７と、クロック信号を所定の周波数に変換するクロック変換部１８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＯＮシステムに係る発明であって、特に、局側終端装置と加入者側終端装置との間で同期可能なＰＯＮシステムに関するものである。

一般家庭等が加入者である光ファイバネットワークシステムとしては、例えば集約局に設けられた局側終端装置と、加入者宅に設置した加入者側終端装置とを光ファイバで接続するシステムが考えられる。

特に、局側終端装置と加入者側終端装置との間で同期を取る同期系加入者システムでは、局側終端装置と個々の加入者側終端装置との間に１対１の専用線を設置するシステムが必要である。しかし、局側終端装置と個々の加入者側終端装置との間に１対１の専用線を設置するので設置のコストが高い。

局側終端装置と個々の加入者側終端装置との間に１対１の専用線を設置するシステムとして、具体的にはＴ１やＥ１などのシステムがある。ここで、Ｔ１とは、通信速度１．５Ｍｂｐｓのデジタル専用回線の規格であり「ＤＳ１」とも呼ばれる。また、Ｅ１とは、ヨーロッパで普及している規格であり、６４Ｋｂｐｓ回線３２回線束ねた２Ｍｂｐｓの容量を持つデジタル専用回線の規格である。

また、１対１の専用線を設置しないシステムとしては、局側終端装置からのデータの入出力を行う１本の光ファイバを受動素子である光カプラで複数本に分岐し、分岐先に各加入者側終端装置を接続するＰＯＮ（Passive Optical Network）システムがある。このＰＯＮシステムでは、伝送路途中に特段の中継装置を設けることなく、複数の加入者宅に対して高速のデータ送受することが可能となる。その中でも、Ethernet（登録商標）技術を利用したものにＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet（登録商標）-Passive Optical Network）システムがある。なお、ＧＥ−ＰＯＮシステムは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで規定されている。

しかし、ＧＥ−ＰＯＮシステムでは、Ethernet（登録商標）技術が局側終端装置と個々の加入者側終端装置との間で同期を行わないことを前提としているため、局側終端装置は内部の自走クロック信号（他と同期しないクロック信号）を用いて動作し、また加入者側終端装置も独立したクロック信号で動作する。そのため、ＧＥ−ＰＯＮシステムでは、同期系加入者システムを構築することができなかった。

そこで、ＧＥ−ＰＯＮシステムに同期系加入者システムを収容する１つの方法として、局側及び加入者側の同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置にそれぞれ大容量のバッファメモリを搭載し、当該バッファメモリで、同期用基準クロック信号と同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置での動作クロック信号とのクロック差異を吸収させる方法があった。

しかし、当該方法の場合、バッファメモリにおいて遅延が発生するため、同期系信号で音声を収容すると、遅延によりエコーが発生する等の問題があった。

遅延の問題を解決するためには、バッファメモリの容量を必要最小限にする必要があるが、そのためには何らかの方法で局側終端装置と個々の加入者側終端装置との間で同期させる必要があった。

そこで、特許文献１に示すシステムでは、クロックを生成するためのカウンタを局側終端装置及び加入者側終端装置の双方に設置し、局側終端装置から定期的にカウンタ値を加入者側終端装置に送ることで、加入者側終端装置のカウンタを局側終端装置のカウンタに同期させている。

特開２００２−０５１０７８号公報

しかし、特許文献１で示したシステムでは、同期のためにカウンタ値を通信する必要があるため、データ送受信のための帯域を消費することになる。さらに、特許文献１で示したシステムでは、局側終端装置と個々の加入者側終端装置との間で同期を行うために新たに通信手順の取り決める必要があり、規格そのものを変更する必要があった。

そこで、本発明は、上記の課題を解決するため、局側終端装置と個々の加入者側終端装置との間で特別な通信を行うことなく、局側の同期用基準クロック信号を加入者宅側に伝達することが可能なＰＯＮシステムを提供することを目的とする。

本発明に係る解決手段は、所定の信号を送受信する局側終端装置と、局側終端装置からの配線を複数に分岐する分岐器と、分岐器で分岐された配線のそれぞれに接続され、局側終端装置と所定の信号を送受信する複数の加入者側終端装置とを備えるＰＯＮシステムであって、局側終端装置は、局側の基準クロック源で生成された同期用基準クロック信号を受信し、同期用基準クロック信号に同期するクロック信号を生成し、分配するクロック受信分配部と、クロック受信分配部から分配されたクロック信号に同期した送信信号を生成するインタフェース部とを備え、加入者側終端装置は、局側終端装置からの送信信号よりクロック信号を再生するクロック再生部と、クロック信号を所定の周波数に変換するクロック変換部とを備える。

本発明に記載のＰＯＮシステムは、局側終端装置が、クロック受信分配部と、インタフェース部とを備え、加入者側終端装置が、クロック再生部とクロック変換部とを備えるので、ＰＯＮシステムの加入者側終端装置において同期用基準クロック信号を得ることができ、さらに同期用基準クロック信号に同期して動作させることができるため、ＰＯＮシステムに同期系加入者システムを収容することが可能となる。

本発明に係るＰＯＮシステムの前提として、従来の同期系加入者システムについて図３を用いて説明する。図３に示す同期系加入者システムでは、局側１と加入者宅２との間に１対１の専用線（光ファイバまたは電線）を設置しており、２つの加入者宅２のそれぞれに対して配線が独立して設けられている。また、図３に示す同期系加入者システムでは、局側１に同期系の局側終端装置３及び加入者宅２に同期系の加入者側終端装置４がそれぞれ設置されている。

さらに、図３に示す同期系加入者システムでは、局側１に局側終端装置３と接続された同期系の上位装置５、加入者宅２に加入者側終端装置４と接続された同期系のユーザ装置６がそれぞれ設けられている。そのため、局側終端装置３及び上位装置５は、同期用基準クロック源７で生成される同期用基準クロック信号に同期して動作している。一方、ユーザ装置６は、加入者側終端装置４内において受信した信号から同期用基準クロック信号を再生し、当該同期用基準クロック信号に基づいて同期を実現している。

次に、本発明に係るＰＯＮシステムの前提として、従来のＧＥ−ＰＯＮシステムについて図４を用いて説明する。図４に示すＧＥ−ＰＯＮシステムでは、局側１と加入者宅２との間を、光ファイバを用いて、かつ途中に受動的な素子である光分岐器８を使用して１対多接続している。図４では、１つの局側１に対し２つの加入者宅２を接続した例を示している。また、図４に示すＧＥ−ＰＯＮシステムでは、局側１の局側終端装置をＯＬＴ（Optical Line Terminal）９と呼び、加入者宅２の加入者側終端装置をＯＮＵ（Optical Network Unit）１０と呼ぶ。

図４に示すＧＥ−ＰＯＮシステムでは、ＯＮＵ１０に接続されたEthernet（登録商標）系のユーザ装置１１と、ＯＬＴ９に接続されたEthernet（登録商標）系の上位装置１２との間で通信を行うことが可能となる。しかし、Ethernet（登録商標）技術では、ユーザ装置１１と上位装置１２との間で同期を行わないことを前提としているため、図４に示すＯＬＴ９及びＯＮＵ１０にはクロック源がそれぞれ設けられている。従って、従来のＧＥ−ＰＯＮシステムでは、同期系加入者システムを収容できなかった。

次に、本発明に係るＰＯＮシステムについて説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態に係るＰＯＮシステムについて、特にＧＥ−ＰＯＮシステムを前提に図１を用いて説明する。図１に示すＰＯＮシステムの局側１には、同期用基準クロック源７の同期用基準クロック信号に同期するＯＬＴ９（局側終端装置）及び同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１４、同期系の上位装置５が設けられている。そして、ＯＬＴ９には、同期用基準クロック信号を受信し、当該同期用基準クロック信号に同期してＯＬＴ９の内部クロック信号を生成するクロック受信分配部１５が設けられている。さらに、クロック受信分配部１５は、生成した内部クロック信号をＯＬＴ９内の他の部分に分配する。

また、ＯＬＴ９には、クロック受信分配部１５からの内部クロック信号に同期して動作し、加入者宅２側との間で主信号（ユーザデータ）を送受信するＰＯＮインタフェース部１６を備えている。なお、上位装置５が同期系信号による通信を採用しているため、上位装置５からの主信号は、同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１４においてＰＯＮインタフェース部１６に適合する信号に変換する必要がある。なお、上位装置５は、加入者からの信号線を集約するために通信事業者が用いる加入者線終端装置等であり、同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１４は、同期系のインタフェースを持つ上位装置５と、Ethernet（登録商標）系のインタフェースを持つＯＬＴ９との間を橋渡しする装置である。但し、上位装置５及び同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１４については、本発明の構成と直接関係していないため詳細な説明は省略する。

図１に示すＰＯＮシステムの加入者宅２側には、ＯＬＴ９と接続されたＯＮＵ１０（加入者側終端装置）及び、ＯＮＵ１０と接続された同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３、同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３と接続された同期系のユーザ装置６が設けられている。なお、ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ９からの配線が光分岐器８で複数に分岐され、それぞれの配線にＯＮＵ１０が接続される構成である。しかし、図１では、１つの加入者宅２のＯＮＵ１０のみ図示し、他の加入者宅２については図示を省略している。

また、ＯＮＵ１０には、ＯＬＴ９から受信した主信号からクロック信号を再生するクロック再生部１７と、取り出したクロック信号を同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３に適した周波数を有するクロック信号に変換するクロック変換部１８とを備えている。ＯＮＵ１０が受信した主信号は、取り出したクロック信号とともに同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３に入力され、適切に変換された後に同期系信号としてユーザ装置６に入力される。

次に、本実施の形態に係るＰＯＮシステムにおいて、局側１の同期用基準クロック信号が加入者宅２側に伝達される方法について説明する。まず、ＯＬＴ９のクロック受信分配部１５は、同期用基準クロック源７から入力された同期用基準クロック信号を受信する。そして、クロック受信分配部１５は、ＰＯＮインタフェース部１６において必要な周波数を有し、同期用基準クロック信号に同期する同期クロック信号を、内蔵するＰＬＬ（Phase Locked Loop）等で生成する。さらに、クロック受信分配部１５は、生成した同期クロック信号を、ＯＬＴ９内のＰＯＮインタフェース部１６等に分配する。

ＰＯＮインタフェース部１６では、ＯＮＵ１０へ送信する主信号を生成する際に、クロック受信分配部１５から分配された同期クロック信号に同期させる。また、ＰＯＮインタフェース部１６では、ＯＮＵ１０へ主信号を送信する際にも、同期クロック信号に同期させて送信する。

一方、ＯＮＵ１０は、ＯＬＴ９からの主信号を受信すると、クロック再生部１７が、主信号から同期クロック信号を取り出し再生する。なお、ＧＥ−ＰＯＮシステムにおいてＯＬＴ９からＯＮＵ１０へ送信される信号は、規格（ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ）上、クロック信号を再生しやすい符号化方式となっている。また、一般的なＯＮＵ１０には、受信のためにクロック再生部１７を具備していることが多い。そのため、ＧＥ−ＰＯＮシステムでは、ＯＮＵ１０に新たな回路を追加することなく容易に同期クロック信号を再生することができる。

次に、ＯＮＵ１０では、再生した同期クロック信号をクロック変換部１８で同期系信号で用いられる周波数（例えば８ｋＨｚなど）に変換し、同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３に供給する。同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３では、ＯＮＵ１０から供給される同期クロック信号に同期して動作することにより、ユーザ装置６に対するインタフェースを、結果的に同期用基準クロック源７の同期用基準クロック信号に同期して動作させることができる。なお、ユーザ装置６は、同期系のインタフェースを持つ装置であり、同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３は、同期系のインタフェースを持つユーザ装置６と、Ethernet（登録商標）系のインタフェースを持つＯＮＵ１０との間を橋渡しする装置である。但し、ユーザ装置６及び同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３の構成自体は、本発明の構成と直接関係しないため、詳細な説明は省略する。

以上のように、本実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ９が、局側１の基準クロック源７で生成された同期用基準クロック信号を受信し、同期用基準クロック信号に同期した同期クロック信号を生成し、分配するクロック受信分配部１５と、クロック受信分配部１５から分配された同期クロック信号に同期した送信する主信号を生成するＰＯＮインタフェース部１６とを備え、ＯＮＵ１０が、ＯＬＴ９からの主信号から同期クロック信号を再生するクロック再生部１７と、同期クロック信号を所定の周波数に変換するクロック変換部１８とを備えている。そのため、本実施の形態に係るＰＯＮシステムは、ＯＮＵ１０において同期用基準クロック源７の同期用基準クロック信号に同期した同期クロックを再生することができ、さらにＯＮＵ１０等を同期用基準クロック信号に同期して動作させることができるので、同期系加入者システムを収容することが可能となる。

（実施の形態２）
本実施の形態に係るＰＯＮシステムについて、特にＧＥ−ＰＯＮシステムを前提に図２を用いて説明する。図２に示すＰＯＮシステムの局側１には、同期用基準クロック源７の同期用基準クロック信号に同期するＯＬＴ９（局側終端装置）及び同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１４、同期系の上位装置５が設けられている。そして、ＯＬＴ９には、同期用基準クロック信号を光信号に変換する電気−光変換部１９と、同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１４からの主信号（ユーザデータ）をＯＮＵ１０との間で送受信するためのＰＯＮインタフェース部１６とを備えている。

さらに、ＯＬＴ９には、ＰＯＮインタフェース部１６からの主信号の光信号と、電気−光変換部１９からの同期用基準クロック信号の光信号とを合成（波長多重）する合波用ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexer）カプラ２０を備えている。なお、同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１４及び上位装置５については、本発明の構成と直接関係していないので詳細な説明は省略する。

図２に示すＰＯＮシステムの加入者宅２側には、ＯＬＴ９と接続されたＯＮＵ１０（加入者側終端装置）及び、ＯＮＵ１０と接続された同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３、同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３と接続された同期系のユーザ装置６が設けられている。なお、ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ９からの配線が光分岐器８で複数に分岐され、それぞれの配線にＯＮＵ１０が接続される構成である。しかし、図２では、１つの加入者宅２のＯＮＵ１０のみ図示し、他の加入者宅２については図示を省略している。

さらに、それぞれの加入者宅２側には、ＯＮＵ１０の前段に、ＰＯＮインタフェース部１６からの光信号と電気−光変換部１９からの光信号とを分離する分波用ＷＤＭカプラ２１を備えている。また、それぞれの加入者宅２側には、分波用ＷＤＭカプラ２１で分離された電気−光変換部１９からの光信号を電気信号に変換する光−電気変換部２２と、電気−光変換部１９で電気信号に変換された同期用基準クロック信号を後段の同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３に適した周波数に変換するクロック変換部１８とを備えている。

次に、本実施の形態に係るＰＯＮシステムにおいて、局側１の同期用基準クロック信号が加入者宅２側に伝達される方法について説明する。まず、ＰＯＮインタフェース部１６から出力される主信号（ユーザデータ）の波長をλ１とする。また、電気−光変換部１９により、同期用基準クロック信号を変換した光信号の波長をλ２とする。

そして、合波用ＷＤＭカプラ２０では、ＰＯＮインタフェース部１６からの光信号（λ１）と、電気−光変換部１９からの光信号（λ２）とを合成し、合成波（λ１＋λ２）として１本の光ファイバ上に多重化する。

一方、加入者宅２側では、分波用ＷＤＭカプラ２１により、受信した合成波（λ１＋λ２）を、ＰＯＮインタフェース部１６からの光信号（λ１）と、電気−光変換部１９からの光信号（λ２）とにそれぞれ分離する。分離された光信号（λ１）は、ＯＮＵ１０に入力され主信号として処理される。処理された主信号は、同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３に入力される。

また、分離された光信号（λ２）は、光−電気変換部２２により電気信号に変換され、同期用基準クロック信号が取り出される。光−電気変換部２２で取り出された同期用基準クロック信号はクロック変換部１８に入力され、クロック変換部１８で同期系信号に用いられる周波数（例えば８ｋＨｚなど）に変換される。クロック変換部１８では、周波数変換後の同期用基準クロック信号を、同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３に供給する。なお、上述したＯＮＵ１０及び分波用ＷＤＭカプラ２１、光−電気変換部２２、クロック変換部１８を広義の加入者側終端装置と考えても良い。

同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３では、クロック変換部１８から供給された同期用基準クロック信号に同期して動作することにより、同期系のユーザ装置６に対するインタフェースを、結果的に同期用基準クロック源７の同期用基準クロック信号に同期して動作させることができる。なお、同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置１３及びユーザ装置６の構成自体は、本発明の構成と直接関係しないため、詳細な説明は省略する。

以上のように、本実施の形態に係るＰＯＮシステムは、ＯＬＴ９が、局側１の基準クロック源７で生成された同期用基準クロック信号を受信し、同期用基準クロック信号を光信号（λ２）に変換する電気−光変換部１９と、主信号を光信号（λ１）に変換して送受信を行うＰＯＮインタフェース部１６と、ＰＯＮインタフェース部１６からの光信号（λ１）と、電気−光変換部１９からの光信号（λ２）とを合成して合成波（λ１＋λ２）を生成する合波用ＷＤＭカプラ２０とを備える。さらに、本実施の形態に係るＰＯＮシステムは、それぞれのＯＮＵ１０の前段に、合成波（λ１＋λ２）よりＰＯＮインタフェース部１６からの光信号（λ１）と、電気−光変換部１９からの光信号（λ２）とを分離する分波用ＷＤＭカプラ２１と、分離した光信号（λ２）を同期用基準クロック信号に変換する光−電気変換部２２と、光−電気変換部２２で変換された同期用基準クロック信号を、所定の周波数に変換するクロック変換部１８とをさらに備える。

そのため、本実施の形態に係るＰＯＮシステムは、ＯＮＵ１０において同期用基準クロック源７の同期用基準クロック信号に同期した同期クロックを再生することができ、さらにＯＮＵ１０等を同期用基準クロック信号に同期して動作させることができるので、同期系加入者システムを収容することが可能となる。

なお、上述した実施の形態１及び実施の形態２では、ＧＥ−ＰＯＮシステムを前提に説明したが、本発明はこれに限られず、局側終端装置と加入者側終端装置との間で信号が同期しない他のＰＯＮシステムに対しても同様に適用することができる。

本発明の実施の形態１に係るＰＯＮシステムのブロック図である。本発明の実施の形態２に係るＰＯＮシステムのブロック図である。本発明の前提になるネットワークシステムのブロック図である。本発明の前提になるＰＯＮシステムのブロック図である。

符号の説明

１局側、２加入者宅、３局側終端装置、４加入者側終端装置、５，１２上位装置、６，１１ユーザ装置、７同期用基準クロック源、８光分岐器、９ＯＬＴ、１０ＯＮＵ、１３，１４同期系信号−Ethernet（登録商標）変換装置、１５クロック受信分配部、１６ＰＯＮインタフェース部、１７クロック再生部、１８クロック変換部、１９電気−光変換部、２０合波用ＷＤＭカプラ、２１分波用ＷＤＭカプラ、２２光−電気変換部。

Claims

所定の信号を送受信する局側終端装置と、
前記局側終端装置からの配線を複数に分岐する分岐器と、
前記分岐器で分岐された前記配線のそれぞれに接続され、前記局側終端装置と前記所定の信号を送受信する複数の加入者側終端装置とを備えるＰＯＮシステムであって、
前記局側終端装置は、局側の基準クロック源で生成された同期用基準クロック信号を受信し、前記同期用基準クロック信号に同期するクロック信号を生成し、分配するクロック受信分配部と、
前記クロック受信分配部から分配されたクロック信号に同期した送信信号を生成するインタフェース部とを備え、
前記加入者側終端装置は、前記局側終端装置からの前記送信信号より前記クロック信号を再生するクロック再生部と、
前記クロック信号を所定の周波数に変換するクロック変換部とを備えることを特徴とするＰＯＮシステム。
所定の信号を送受信する局側終端装置と、
前記局側終端装置からの配線を複数に分岐する分岐器と、
前記分岐器で分岐された前記配線のそれぞれに接続され、前記局側終端装置と前記所定の信号を送受信する複数の加入者側終端装置とを備えるＰＯＮシステムであって、
前記局側終端装置は、局側の基準クロック源で生成された同期用基準クロック信号を受信し、前記同期用基準クロック信号を第１光信号に変換する電気−光変換部と、
前記所定の信号を第２光信号に変換して送受信を行うインタフェース部と、
前記インタフェース部からの前記第２光信号と、前記電気−光変換部からの前記第１光信号とを合成して合成波を生成する合波用カプラとを備え、
それぞれの前記加入者側終端装置の前段に、前記合成波より前記インタフェース部からの前記第２光信号と、前記電気−光変換部からの前記第１光信号とを分離する分波用カプラと、前記分波用カプラで分離された前記第１光信号を前記同期用基準クロック信号に変換する光−電気変換部と、前記光−電気変換部で変換された前記同期用基準クロック信号を、所定の周波数に変換するクロック変換部とをさらに備えることを特徴とするＰＯＮシステム。