站侧光线路终端装置和注册方法与流程

digital coherent pon upstream,
″
in ieee/osa journal of optical communications and networking，vol.10，no.5，pp.461-470，may 2018。


技术实现要素：

13.发明要解决的课题
14.但是，如图12所示，如果未认证的onu200的数量变多，则发生与其他的onu200发送的认证请求信号的冲突。因此，存在预先增加受理认证请求信号的特定期间的时间宽度的情况(例如，参照非专利文献2)。但是，在以往的olt100中，由于不能变更一旦设定了的特定期间的时间宽度、周期，所以，由于设定的特定期间的时间宽度，不能进行上行通信的时间带增大，上行通信的带宽利用效率降低。
15.鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种能够提高上行通信的带宽利用效率的技术。
16.用于解决课题的方案
17.本发明的一个方式是一种站侧光线路终端装置，其中，具备：通信部，与多个订户侧光线路终端装置进行通信；以及控制部，动态地变更特定期间的时间宽度和所述特定期间的周期中的至少任一个，所述特定期间是经由所述通信部从新的所述订户侧光线路终端装置受理认证请求信号的期间。
18.本发明的一个方式是一种站侧光线路终端装置注册新的订户侧光线路终端装置的注册方法，其中，所述注册方法包括：变更步骤，动态地变更对来自新的所述订户侧光线路终端装置的认证请求信号进行受理的特定期间的时间宽度和所述特定期间的周期中的至少任一个；以及注册步骤，在由所述变更步骤变更后的所述特定期间内从新的所述订户侧光线路终端装置受理了所述认证请求信号的情况下，注册发送了所受理的所述认证请求信号的所述订户侧光线路终端装置。
19.发明效果
20.根据本发明，能够提高上行通信的带宽利用效率。
附图说明
21.图1是示出第一实施方式中的光通信系统的结构例的图。
22.图2是将第一实施方式中的随机延迟信息的一例图形化后的图。
23.图3是以表形式表示第一实施方式中的随机延迟信息的图。
24.图4是说明第一实施方式中的周期t的计算方法的图。
25.图5是示出第一实施方式中的过去的onu的新认证的定时的趋势的一例的图。
26.图6是示出第一实施方式中的onu的注册方法的流程的图。
27.图7是说明第一实施方式中的特定期间的图。
28.图8是示出第一实施方式的olt的变形例的图。
29.图9是示出第二实施方式中的光通信系统的结构例的图。
30.图10是示出以往的pon系统1000的结构例的图。
31.图11是说明以往的时间轴上的认证处理和上行通信的图。
32.图12是说明以往的认证处理中的课题的图。
具体实施方式
33.以下，参照附图来说明本发明的一个实施方式。
34.[第一实施方式]
[0035]
图1是示出第一实施方式中的光通信系统1的结构例的图。第一实施方式的光通信系统1例如是pon系统。
[0036]
光通信系统1具备olt(optical line terminal：站侧光线路终端装置)10和多个onu(optical network unit：订户侧光线路终端装置)20-1～20-n。olt10和onu20-1～20-n经由包括光传输路径和分光器等的光合分波器30可通信地被连接。再有，在不区分多个onu20-1～onu20-n中的每一个的情况下，简称为“onu20”。将从onu20向olt10的方向称为上行，将从olt10向onu20的方向称为下行。
[0037]
olt10在与onu20之间进行上行通信或下行通信。上行通信或下行通信的通信方式没有特别限定，既可以使用时分复用的方式，也可以使用波分复用的方式。olt10在下行通信中，朝向onu20发送下行信号。olt10在上行通信中，从onu20接收上行信号。olt10在未认证的onu20可通信地连接到olt10的情况等下，执行未认证的onu20的认证处理来注册onu20。onu20的认证处理例如由olt10定期地实施，搜索未连接的onu20。在此期间，不能进行上行通信中的数据通信。在此，olt10在执行onu20的认证处理时，动态地变更被称为发现窗口的特定期间的时间宽度δt和周期t中的至少任一个。由此，olt10能够提高上行通信的带宽利用效率的降低。
[0038]
各onu20选择性地接收从olt10经由光合分波器30发送的下行信号中的分配给各onu20的任意的时隙的信号。各onu20在从onu20向olt10的通信即上行通信中，根据各onu20所请求的带宽，以事先由olt10分配的时隙发送作为时间上间歇的突发信号的上行信号。
[0039]
以下，说明用于执行第一实施方式的认证处理的olt10的概略结构。
[0040]
olt10具备通信部11和控制部12。控制部12的一部分或全部例如可以通过cpu(central processing unit：中央处理器)等处理器执行存储在存储部13中的程序来实现，也可以使用lsi(large scale integration：大规模集成电路)或asic(application specific integrated circuit：专用集成电路)等硬件来实现。
[0041]
通信部11在与onu20之间收发光信号。例如，通信部11对onu20发送示出认证请求的终端认证用信号。例如，通信部11从onu20接收认证请求信号。
[0042]
控制部12在执行onu20的认证处理时，动态地变更特定期间的时间宽度δt和特定期间的周期t中的至少任一个，所述特定期间是经由通信部11从新的onu20受理认证请求信号的期间。作为一例，控制部12基于多个onu20的认证状况，动态地变更时间宽度δt和周期t中的至少任一个。多个onu20的认证状况是指与onu20的认证相关的信息，包括未认证的onu20的数量(以下称为“未认证数”。)、新认证onu20的数量(以下称为“新认证数”。)的时间变化等。
[0043]
以下，说明控制部12的结构的一例。控制部12例如具备存储部13、认证部14、计算部15以及变更部16。
[0044]
在存储部13中储存特定期间的时间宽度δt的设定值(以下称为“第一设定值”。)以及周期t的设定值(以下称为“第二设定值”。)。
[0045]
认证部14读出储存在存储部13中的第一设定值和第二设定值。认证部14在时间宽
度δt是第一设定值并且周期t是第二设定值的特定期间中，从未认证的onu20受理认证请求信号。认证部14在该特定期间外，不受理来自未认证的onu20的认证请求信号。认证部14在特定期间内受理了认证请求信号的情况下，对所受理的认证请求信号的发送源的onu20进行认证，将认证后的onu20的信息注册到存储部13内。
[0046]
计算部15从认证部14取得onu20的认证状况的信息。然后，计算部15基于onu20的认证状况的信息，计算时间宽度δt和周期t中的至少任一个。
[0047]
变更部16将储存在存储部13中的第一设定值设定变更为由计算部15计算出的时间宽度δt的计算值。变更部16将储存在存储部13中的第二设定值设定变更为由计算部15计算出的周期t的计算值。但是，变更部16变更第一设定值和第二设定值中的至少任一个即可，不需要变更两者的设定值。即，变更部16设定变更第一设定值和第二设定值中的任一个或两者。
[0048]
变更部16从通信部11向各onu20发送包括设定变更后的第一设定值和第二设定值的信息的终端认证用信号。但是，不限定于此，例如，变更部16也可以从通信部11向各onu20发送包括与设定变更后的第一设定值对应的随机延迟时间的最大值和设定变更后的第二设定值的终端认证用信号。例如，变更部16也可以设定与设定变更后的第一设定值对应的未认证的各onu20的随机延迟时间，并从通信部11向各onu20发送包括该随机延迟时间和第二设定值的终端认证用信号。
[0049]
再有，在olt10对onu20发送第一设定值和第二设定值的信息的情况下，也可以利用与上行信号或下行信号的主信号不同的通信路径进行发送。例如，olt10也可以使用重叠在与主信号不同的频率上的控制信号、无线通信等不同的通信路径将设定变更后的第一设定值和第二设定值的信息发送到onu20。
[0050]
以下，说明用于执行本实施方式的认证处理的onu20的概略结构。本实施方式的onu20具备通信部21、控制部22以及存储部23。
[0051]
通信部21在与通信部11之间收发光信号。例如，通信部21从通信部11接收终端认证用信号。通信部21在接收到终端认证用信号之后经过了在存储部23中设定的随机延迟时间的定时，向通信部11发送认证请求信号。
[0052]
控制部22将与由通信部21接收到的终端认证用信号对应的随机延迟时间储存在存储部23中。例如，控制部22将储存在存储部23中的随机延迟时间的设定值变更为与终端认证用信号中包括的第一设定值或随机延迟时间的最大值和第二设定值对应的随机延迟时间。
[0053]
在存储部23中储存随机延迟时间的设定值。该设定值由控制部22更新。
[0054]
接着，对计算部15中的时间宽度δt和周期t的计算方法进行说明。首先，对时间宽度δt的计算方法进行说明。
[0055]
(时间宽度δt的计算方法)
[0056]
时间宽度δt包括传播延迟量和随机延迟量。传播延迟量是指考虑了olt100和各onu20之间的传播延迟的时间，例如将各传播延迟中的最小值和最大值之差设定为初始值。随机延迟量是在接下来的特定期间(认证阶段)中设定的随机延迟时间的最大值。进而，时间宽度δt也可以包括onu20或olt100的处理的延迟时间。例如，计算部15基于onu20的认证状况的信息来变更随机延迟量的值，由此，变更时间宽度δt。
[0057]
例如，计算部15以通过一次的特定期间期望认证的onu20的数量相对于当前的未认证数n的概率p成为预先设定的阈值pth以上的方式计算随机延迟量。例如，概率p是通过接下来的特定期间期望认证的onu20的数量相对于当前的未认证数n的概率。
[0058]
未认证数n是能够认证onu20的数量的最大值与认证完毕的onu20的数量之差。能够认证onu20的数量的最大值既可以设定为任意的值，也可以根据从记载有服务提供信息等的操作系统分配给该olt100的用户数来设定。
[0059]
概率p例如通过以下的式(1)而计算为被认证的onu20的数量的期望值e(n)。概率p的计算方法例如也可以使用参考文献1中记载的方法。
[0060]
(参考文献1：glen kramer“ethernet passive optical networks”communications engineers，28/04/2005.)。但是，不限定于此，例如，概率p也可以是将期望值e(n)除以当前的认证数n而得到的值。
[0061]
[数式1]
[0062][0063]
在式(1)中，w是当前的未认证的onu20的随机延迟时间中的最大值。在式(1)中，m是上行信号的信号长度，n是当前的未认证数。
[0064]
作为一例，计算部15预先针对各未认证数n具有概率p和随机延迟量相关联的随机延迟信息。随机延迟信息例如在实验上或理论上确定即可。随机延迟信息既可以是计算式，也可以是表形式，还可以是其他的形式。
[0065]
图2是将随机延迟信息的一例图形化后的图。在图2的图形中，横轴是随机延迟量，纵轴是用百分比标记概率p(e(n)/n)的值。在图2中，作为随机延迟信息的一例，示出了针对n1、n2、n3、n4、n5这5个未认证数的概率p和随机延迟量的关系。再有，5个未认证数n的大小关系为n1＜n2＜n3＜n4＜n5。图3是以表形式表示随机延迟信息的图。如图2和图3所示，在随机延迟信息中，随着未认证数n增大，概率p成为阈值pth以上的随机延迟量增大。换言之，示出了伴随着未认证数n减少，概率p满足阈值pth的随机延迟量减少就行。因此，如果实施几次认证处理，未认证数n逐渐减少，则随机延迟量成为较少的值。
[0066]
计算部15从认证部14取得当前的未认证数n的信息，根据例如表形式的随机延迟信息来计算在所取得的当前的未认证数n中概率p成为概率pth以上的随机延迟量。由此，作为一例，计算部15能够计算与onu20的认证状况对应的时间宽度δt。例如，计算部15将传播延迟量的部分作为初始值，将随机延迟量的部分作为计算值，计算时间宽度δt。但是，不限定于此，计算部15也可以使传播延迟量的部分可变来变更时间宽度δt。例如，计算部15可以基于用户/运营商所设定的最大传输距离来计算传播延迟量。在该情况下，计算部15可以将传播延迟量的部分作为计算值，将随机延迟量的部分作为计算值或最大值w，计算时间宽度δt。再有，由计算部15计算出的随机延迟量的计算值只要是概率p为概率pth以上的随机延迟量即可，但是，优选的是，随机延迟量小。
[0067]
(周期t的计算方法)
[0068]
基于新认证数的时间变化来计算特定期间的周期t。例如，计算部15可以在预先设定的时间间隔δk中新认证数为阈值uth以下的情况下，扩大认证阶段的间隔，即，将比当前
设定的周期t(第二设定值)长的周期计算为周期t。再有，新认证数为阈值uth以下的情况包括新认证数为零的情况。
[0069]
例如，计算部15在从阈值uth以上的新认证数存在的定时起到经过一定时间为止的时间间隔δk中新认证数u为阈值uth以下的情况下，以接下来的认证阶段的间隔比当前的认证阶段的间隔宽的方式计算特定期间的周期t。
[0070]
图5是示出过去的onu20的新认证的定时的趋势的一例的图。如图5所示，在onu20的新认证的定时中具有周期性的情况等下，计算部15可以按照新认证的定时的趋势来计算特定期间的周期t。例如，计算部15可以事先取得示出每天或每小时等每规定期间的onu20的新认证的定时的趋势的信息，以在onu20的新认证存在的定时设置特定期间且在onu20的新认证不存在的定时不设置特定期间的方式计算周期t。
[0071]
(onu的注册方法的流程)
[0072]
接着，说明第一实施方式中的onu20的注册方法的流程。图6是示出第一实施方式中的onu20的注册方法的流程的图。例如，光通信系统1重复步骤s101～步骤s105，按照每特定期间来变更时间宽度δt和周期t中的至少任一个。在使用了图6的说明中，作为一例，变更时间宽度δt和周期t这两者。
[0073]
olt10根据onu20的认证状况，计算特定期间的时间宽度δt和周期t(步骤s101)。olt10将储存在存储部13中的第一设定值和周期t分别设定变更为在步骤s101中计算出的计算值(步骤s102)。由此，如图7所示，本实施方式的特定期间的时间宽度δt和周期t例如按照每特定期间动态地被变更，而不是固定值。由此，olt10能够提高上行通信的带宽利用效率的降低。
[0074]
olt10将包括在步骤s101中计算出的时间宽度δt和周期t的各计算值的终端认证用信号发送到onu20(步骤s103)。
[0075]
onu20接收来自olt10的终端认证用信号，以与接收到的终端认证用信号中包括的各计算值对应的随机延迟时间来发送认证请求信号(步骤s104)。olt10在步骤s102中时间宽度δt和周期t被变更的特定期间内受理了认证请求信号的情况下，进行发送了所受理的认证请求信号的onu20的注册(发现)(步骤s105)。
[0076]
如以上那样，第一实施方式中的olt10动态地变更特定期间的时间宽度δt和周期t中的至少任一个，所述特定期间是从新的onu20受理认证请求信号的期间。由此，olt10能够减少不能进行上行通信的时间带，提高上行通信的带宽利用效率。
[0077]
(变形例)
[0078]
图8是示出第一实施方式的olt10的变形例的图。如图8所示，olt10还可以具备监视控制部40。以下，将olt10的变形例称为olt10a。
[0079]
olt10a具备通信部11、控制部12a和监视控制部40。控制部12a例如具备存储部13、认证部14、计算部15a以及变更部16。
[0080]
监视控制部40在检测到olt10a的故障的情况下，将初始化信号发送到控制部12a。监视控制部40检测olt10a的重启，在检测到重启的情况下，将初始化信号发送到控制部12a。监视控制部40在检测到上行信号和下行信号中的至少任一个的信号中断的情况下，将初始化信号发送到控制部12a。
[0081]
计算部15a具备与计算部15相同的功能。计算部15a在从监视控制部40接收到初始
化信号的情况下，执行初始化动作。初始化动作是指将特定期间的时间宽度δt以及特定期间的周期t变更为预先设定的值的动作。例如，计算部15a在从监视控制部40接收到初始化信号的情况下，将特定期间的时间宽度δt变更为可设定的时间宽度δt的最大值，将特定期间的周期t变更为可设定的周期的最小值。由此，在预测多个新的onu20同时被连接的olt10的启动时等，olt10a通过执行初始化动作，从而能够进行更多的新的onu20的认证。
[0082]
[第二实施方式]
[0083]
图9是示出第二实施方式中的光通信系统1b的结构例的图。在第二实施方式的光通信系统1b中，olt10和onu20使用多个波长进行通信。在以下的说明中，对于具有与在第一实施方式中说明了的内容相同的功能的部分，标注相同的名称和符号，省略与该功能相关的具体的说明。
[0084]
光通信系统1b具备olt10b和多个onu20b-1～20b-n。olt10b和onu20b-1～20b-n经由包括光传输路径和分光器等的光合分波器30可通信地被连接。再有，在不区分多个onu20b-1～onu20b-n中的每一个的情况下，简称为“onu20b”。
[0085]
例如，olt10b和多个onu20b-1～20b-n通过利用了波分复用技术的通信方式进行通信。因此，onu20b-1～20b-n发送不同的波长的光信号。再有，不需要onu20b-1～20b-n全部发送不同的波长的光信号，也可以一部分发送不同的波长的光信号。在以下的说明中，以onu20b-1～20b-n全部发送不同的波长的光信号的情况为例进行说明。
[0086]
如图9所示，olt10b具备通信部11b和控制部12b。控制部12b的一部分或全部例如可以通过cpu等处理器执行存储在存储部13b中的程序来实现，也可以使用lsi或asic等硬件来实现。
[0087]
通信部11b利用波分复用技术与onu20b双向通信。例如，通信部11b具备多个光收发器50和合分波器60。
[0088]
多个光收发器50连接到控制部12b。多个光收发器50分别生成不同的波长的光信号并发送到合分波器60。多个光收发器50从合分波器60接收按每个波长分波而输出的光信号。
[0089]
合分波器60对由多个光收发器50生成的波长不同的多个光信号进行合波，生成下行wdm信号。该下行wdm信号被传输到onu20b-1～20b-n。合分波器60接收由光合分波器30复用了来自各onu20b的各上行信号的上行wdm信号。然后，合分波器60对上行wdm信号进行分波，并输出到各光收发器50。
[0090]
控制部12b具备与控制部12相同的结构。控制部12b也可以具备上述的监视控制部40。在此，控制部12b可以管理按每个波长注册的onu20b的数量，基于其管理的onu10b的认证状况来设定特定期间的时间宽度δt和周期t。在该情况下，控制部12b可以例如将未认证数n设定为将光通信系统1b整体的onu20b的数量除以波长数而得到的值。在olt10b中，也可以事先注册每个波长的onu20b的最大注册数。在olt10b中注册的onu20b的数量也可以是全部的波长的总和，控制部12b也可以总括地控制时间宽度δt和周期t。
[0091]
以下，说明用于执行本实施方式的认证处理的onu20b的概略结构。本实施方式的onu20具备通信部21b、控制部22以及存储部23。
[0092]
通信部21b在与通信部11b之间收发光信号。例如，通信部21通过利用了波分复用技术的通信方式与通信部11b进行通信。
[0093]
再有，第二实施方式的时间宽度δt和周期t的计算方法与第一实施方式相同，因此省略说明。第二实施方式的onu20b的注册方法的流程与第一实施方式相同，因此省略说明。
[0094]
如以上那样，第二实施方式中的olt10b实现了与第一实施方式相同的效果。
[0095]
可以用计算机实现上述的实施方式中的olt10、10a、10b以及onu20、20b的一部分的功能。在该情况下，可以将用于实现该功能的程序记录在计算机可读取的记录介质中，使计算机系统读入记录在该记录介质中的程序并执行，由此，实现上述的实施方式中的olt10、10a、10b以及onu20、20b的一部分的功能。再有，在此所说的“计算机系统”包括os、周边设备等硬件。此外，“计算机可读取的记录介质”是指软盘、磁光盘、rom、cd-rom等可移动介质、内置在计算机系统中的硬盘等存储装置。进而，“计算机可读取的记录介质”也可以包括如经由因特网等网络或电话线路等通信线路来发送程序的情况下的通信线那样在短时间的期间内动态地保持程序的介质、如成为该情况下的服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样在一定时间内保持程序的介质。此外，上述程序既可以为用于实现前述的功能的一部分的程序，进而也可以为能够通过与已经记录在计算机系统中的程序的组合来实现前述的功能的程序，还可以为使用fpga等可编程逻辑器件来实现的程序。
[0096]
以上，参照附图详述了本发明的实施方式，但是，具体的结构不限于该实施方式，还包括不脱离本发明的主旨的范围的设计等。
[0097]
在整个说明书中，当某部分“包括”、“具有”或“具备”某构成要素时，这意味着，只要不特别地存在相反的记载，则并不排除其他的构成要素，能够进一步包括其他的构成要素。
[0098]
此外，说明书中记载的
“…
部”的用语意味着处理至少一个功能或动作的单位，其可以体现为硬件或软件，也可以通过硬件和软件的组合来体现。
[0099]
产业上的可利用性
[0100]
本发明能够应用于与多个订户侧光线路终端装置进行通信的站侧光线路终端装置。
[0101]
附图标记的说明
[0102]1…
光通信系统
[0103]
10、10a、10b
…
olt
[0104]
11、11b
…
通信部
[0105]
12、12a、12b
…
控制部
[0106]
13
…
存储部
[0107]
14
…
认证部
[0108]
15、15a
…
计算部
[0109]
16
…
变更部
[0110]
20、20b
…
onu。

技术特征：
1.一种站侧光线路终端装置，其中，具备：通信部，与多个订户侧光线路终端装置进行通信；以及控制部，动态地变更特定期间的时间宽度和所述特定期间的周期中的至少任一个，所述特定期间是经由所述通信部从新的所述订户侧光线路终端装置受理认证请求信号的期间。2.根据权利要求1所述的站侧光线路终端装置，其中，所述控制部基于所述多个订户侧光线路终端装置的认证状况，变更所述特定期间的时间宽度和所述特定期间的周期中的至少任一个。3.根据权利要求2所述的站侧光线路终端装置，其中，所述控制部以通过一次的所述特定期间期望认证的所述订户侧光线路终端装置相对于未认证的订户侧光线路终端装置的数量即未认证数的概率成为预先设定的阈值以上的方式变更所述时间宽度。4.根据权利要求2所述的站侧光线路终端装置，其中，所述控制部基于订户侧光线路终端装置被新认证的数量的时间变化来变更所述特定期间的周期。5.根据权利要求4所述的站侧光线路终端装置，其中，所述控制部在预先设定的时间间隔中订户侧光线路终端装置被新认证的数量为阈值以下的情况下，将所述特定期间的周期变更为比当前的所述周期长的周期。6.根据权利要求1～5中任一项所述的站侧光线路终端装置，其中，所述通信部将由所述控制部变更后的所述时间宽度和所述周期中的至少任一个发送到所述订户侧光线路终端装置。7.根据权利要求1～6中任一项所述的站侧光线路终端装置，其中，所述通信部使用多个波长与所述多个订户侧光线路终端装置进行通信，所述控制部按每个所述波长管理所述订户侧光线路终端装置的数量，基于所管理的所述订户侧光线路终端装置的认证状况来变更所述特定期间的时间宽度和周期中的至少任一个。8.一种站侧光线路终端装置注册新的订户侧光线路终端装置的注册方法，其中，所述注册方法包括：变更步骤，动态地变更对来自新的所述订户侧光线路终端装置的认证请求信号进行受理的特定期间的时间宽度和所述特定期间的周期中的至少任一个；以及注册步骤，在由所述变更步骤变更后的所述特定期间内从新的所述订户侧光线路终端装置受理了所述认证请求信号的情况下，注册发送了所受理的所述认证请求信号的所述订户侧光线路终端装置。

技术总结
一种站侧光线路终端装置，其具备：通信部，与多个订户侧光线路终端装置进行通信；以及控制部，动态地变更特定期间的时间宽度和所述特定期间的周期中的至少任一个，所述特定期间是经由所述通信部从新的所述订户侧光线路终端装置受理认证请求信号的期间。装置受理认证请求信号的期间。装置受理认证请求信号的期间。


技术研发人员：胡间辽 原一贵 可儿淳一
受保护的技术使用者：日本电信电话株式会社
技术研发日：2020.11.12
技术公布日：2023/8/24