无源光网系统及其故障确定方法
专利名称：无源光网系统及其故障确定方法
技术领域：
本发明涉及一种多个加入者连接装置共享光传输线路的无源光网系统 的结构以及在该系统中产生的故障的确定方法。
背景技术：
近年来，被称为FTTH (光纤到户Fiber To The Home)的前往收容加 入者的接入线路的光纤的导入正在进行，在该光接入网上提供的通信服务 伴随传输容量的增大而呈现多样化。
作为光接入网，被称为无源光网(Passive Optical Network:下面称为 PON)系统的光通信网正在被广泛导入。这是因为，PON系统具备由多个 用户共享光纤，通过设置于站方的加入者收容装置对来自多个用户的通信 进行多路复用加以接收，并且可以总体管理与各个用户加入者装置之间的 通信这样的特征，光接入网的设备成本、维护管理成本全都可以减低。
伴随PON系统的导入，标准化也在进行，例如由国际电信联盟(ITU-T) 标准化后的GPON (千兆比特无源光网Gigabit capable PON)作为代表性 的PON系统已经普及起来(非专利文献1 3)。该GPON为了数据传输控 制，使用周期为125/^秒的帧，可以实施以往在专用线服务中所使用的El 或T1线路等一定速率*一定周期下的信息传递，以及一直在数据通信中使用 的以以太网(Ethernet (注册商标下面相同))为代表的可变频带的尽力而 为型通信。还有，除了GPON之外，支持在以太网协议中专门化的尽力而 为型通信的GEPON (千兆比特以太网无源光网)也在进行导入，再者以配 合今后频带需要的形式使用10Gbit/秒之类的高速信号的PON标准化也正 在开展。
PON系统通过光纤来连接设置于用户站点的多个加入者连接装置 (Optical Network Unit:下面称为ONU)和设置于运营商站的加入者收容 装置(Optical Line Terminator:下面称为OLT)。在连接ONU和OLT的光纤之间具备分路器。其结构为，从分路器分别由支线光纤连接各ONU，从 分路器由干线光纤连接OLT。在PON系统中， 一般采用变更下行通信所使 用的光信号波长和上行通信所使用的光信号波长的结构，避免了上行和下 行的通信在同一光纤上产生冲突。从OLT前往ONU的下行信号在PON区 间(下面，有时这样称呼包含OLT和ONU之间的光纤的部分)利用由标 题和有效负荷构成的帧来传送，并进行发送以便由ONU参照标题信息获取 需要的信息。另外，在从ONU前往OLT的上行信号中，使用波长在全部 的ONU中相同的光信号，给各个ONU分配发送时隙，以时间多路复用的 形式发送信号。从各ONU经由支线光纤传送的上行信号通过分路器以时分 光多路复用的形式暂时集中于干线光纤上，之后传送给OLT。
目前，在PON系统中，运营商以将ONU分配给加入者的形式进行服 务，但是将来还要考虑由用户自己购买ONU将其连接于室内所设置的光连 接用插座或者光连接用终端装置上这样的利用形式。例如，在普通的电器 商店等销售一种将用来经由光网接收TV广播的机顶盒和ONU整体化后的 装置，其结构为，希望加入PON系统的用户购买该装置将其连接于运营商 提供的OLT上，来利用PON系统。这样，在由用户自己购买ONU时，成 为将光区间的一部分向用户开放的形式，由于运营商之外的第3人提供的 ONU品质和用户利用方法的不同，难以在运营商方管理ONU或PON系统 整体的情形发生的可能性增高。
非专利文献l ITU-T建议G984.1
非专利文献2 ITU-T建议G984.2
非专利文献3 ITU-T建议G984.3
作为发生如上难以管理状况的情形要考虑的是通信故障的发生。作为 一例，要考虑ONU的光信号发送模块故障，以及第3人故意地意图干扰服 务而把连续信号输入光纤等、在OLT未预料的定时的来自特定ONU的光 信号输入。但是，当前运用的PON系统的基本结构由运用PON系统整体 的运营商，来掌握OLT所属之下的全部ONU状态，控制并管理和各ONU 之间的通信。具体而言，当前的PON系统其前提为，具备利用OMCI(ONU 管理控制接口 ONU Management and Control Interface)的ONU管理功能 和利用DBA (动态带宽分配Dynamic Bandwidth Assignment)的PON区
6间的通信定时(每个加入者装置的时隙)控制功能，各ONU接受OLT的 指令进行动作。从而，不能认为用来应对如上通信故障的技术已得到充分 研究，而在某个ONU中发生了装置故障时该ONU的确定以及实施从OLT 的该ONU控制的详细结构和过程尚未规定。
若在ONU的故障时无法控制该ONU，则在最坏的场合，还引起该ONU 连续发光，妨碍其他ONU和OLT之间的通信这样的事件。此时，由于在 上行信号中使用全部ONU通用的波长，因而现实状况下站方的OLT不能 确定连续发光的ONU具体是哪个装置。当然，如果采取前去设置PON系 统的现场来依次更换ONU，或者切断支线光纤的光信号那样的措施，则能 够确定通信故障发生原因和采取对策，但是在去往现场依次进行全部ONU 和支线光纤诊断的过程中，需要很多的时间和费用。人们寻求一种尽管发 生了如上的状况，仍从管理PON系统的运营商所具备的OLT，快速确定 PON中所发生的通信故障的功能和方法。更为具体而言，寻求下述结构的 PON系统或OLT或者它们的运用方法(故障确定方法)，上述结构能够从 PON系统所具备的OLT快速确定特定ONU或支线光纤中所发生的通信故 障，采取对策(修复措施)。
发明内容
为了解决上述课题，无源光网系统通过由分光器及多个光纤构成的光
纤网来连接母站和多个子站，在母站中具备接收电路，利用识别为0或1
的阈值，接收来自多个子站各自的光信号；频带设定部，决定多个子站的 各自发送光信号的定时；存储部，存储阈值及从多个子站接收到的光信号 强度；控制部，将对应于发送定时所存储的阈值设定于接收电路中，控制 光信号的接收；并且比较来自多个子站各自的在光信号接收定时接收到的 信号的强度和存储部中所存储的信息，检测、确定子站或者与该子站所连 接的光纤故障。
而且，母站还通过事先测量并存储按光信号接收定时之外的定时接收 到的光信号第2强度，使用在多个子站的各自为正常的状态下所接收及存 储的光信号第1强度、第2强度和阈值，控制接收电路，来检测、确定子 站或者和该子站所连接的光纤故障。作为具体的通过由分光器及多个光纤构成的光纤网来连接母站和多个 子站的无源光网系统的结构和故障检测及确定方法，
在母站中具备接收电路，利用识别为0或1的阈值，接收来自多个 子站各自的光信号；频带设定部，决定多个子站的各自发送光信号的定时; 存储部，存储阈值以及从多个子站接收到的光信号强度；控制部，将对应 于发送定时所存储的阈值设定于接收电路中，控制光信号的接收；
在系统为正常的状态下，事先存储从多个子站的各自接收到的光信号 第1强度、在决定定时之外的时间内接收到的光信号第2强度和多个子站 所对应的阈值，
若在某个子站或者光纤中发生故障，母站检测到来自多个子站的光信 号接收异常，则
将在来自多个子站各自的信号接收定时内设定于上述接收电路中的阈 值，变更并设定为对所存储的阈值加上第2强度后的值，实施光信号的接 收，若通过第1强度和所接收信号的强度之间的比较确认出正常接收，则 将变更阈值后的子站判定为正常，
从上述多个子站选择即便借助阈值的设定变更也没有判定为正常的子 站，确定发生故障的子站或者和该子站所连接的上述光纤。
根据本发明的PON系统及运用方法，在任意的ONU发生了故障时， 通过确定该ONU，将其和PON系统的运用断开，就能够把对和其他ONU 之间的通信的影响抑制为最小限度。再者，实施PON系统维护的作业人员 进行应对的应对时间也得以縮短，能谋求系统运用上的费用减少和维护作 业效率的提高。
由于在第3人通过故意地将连续光对PON系统入射来意图干扰服务 时，也可以通过快速且轻易地确定该ONU和入射位置，把该部分从OLT 断开，因而可以提高系统运用中的安全性和可靠性。
图1是表示使用PON系统的光接入网结构例的网络结构图。
图2是表示PON系统上行信号的时分多路复用状况的信号结构图。
图3是表示由OLT接收的上行信号状况的信号结构图(1)。
8图4是表示由OLT接收的上行信号状况的信号结构图(2)。 图5是表示OLT结构例的模块结构图。
图6是表示由PON控制部存储的控制参数一例的存储器结构图。
图7是表示PON系统动作例的动作流程图(1)。
图8是表示PON系统动作例的动作流程图(2)。
图9是表示PON系统动作例的动作流程图(3)。
图IO是表示PON系统动作例的动作流程图(4)。
图11是表示PON系统动作例的动作流程图(5)。
图12是表示由OLT接收的上行信号状况的信号结构图(3)。 图13是表示PON系统动作例的动作流程图(5)。
图14是表示ONU结构例的模块结构图。
图15是表示PON区间下行信号(GEM帧)结构例的信号结构图。 图16是表示PON系统动作例的动作流程图(6)。 图17是表示PON系统动作例的动作流程图(7)。 符号说明
10…OLT， 20…ONU， 30…分光器， 100…干线光纤， 110…支 线光纤，1700…PON控制部，301 、 501 、 502…上行光信号，521 、 522…阈 值，520…噪声电平
具体实施例方式
下面，使用附图，以ITU-T建议G984中所规范的GPON的结构和动 作为例，详细说明根据本发明的PON系统的结构和动作。
图l表示使用本发明PON系统的光接入网结构例的网络结构图。 光接入网l包括PON区间2000，由OLTIO、多个ONU20-l 20-n、 分光器30、干线光纤IOO、多根支线光纤110-l 110-n组成；加入者网50 (或者，PC120和电话130等终端)，连接于各ONU20上；以及接入网1000， 是上位的通信网。
OLT10是一种对PON区间2000和接入网1000的双方具备接口的通信 装置，用来和上位的通信网经由接入网1000进行信息的收发，将该信息再 对ONU进行收发。还有，接入网IOOO虽然使用了由IP路由器或以太网交换机等构成的分组通信网，但也可以是此外的通信网。ONU20设置于用户 的家里或企业的站点内，虽然各自规模的对象不同，但是一般为连接于LAN 等加入者网50上的形式。在各加入者网50上，连接IP电话或提供现有电 话服务的电话终端130或者PC/移动终端等信息终端120。
在PON区间2000上，在OLT10和各ONU20-l 20-n之间利用光信号 进行通信。还有，如上所述，已经把使用的光信号波长变为上行Aup和下 行Adown不同的波长，使之在光纤100和110或分路器30上信号不产生干 扰。
OLT10所发送的下行信号由分路器30进行分路，到达被PON系统收 容的全部ONU20-l 20-n。例如对于GPON而言，来自OLT10的下行信号 利用PON区间2000的通信所使用的帧(下面，称为GEM帧)进行发送。 该GEM帧分别由标题和有效负荷构成，在各标题中已经插入作为各个GEM 帧目标的ONU20的识别符(ONU-ID)。各ONU20-l 20-n提取GEM帧的 标题，在该帧的目标是自己本身时，进行帧处理，在是发往其他ONU20的 帧时，将该帧废弃。
在从各ONU20-l 20-n开始的上行通信中，全部使用相同波长义up的 光信号。还有，信号的形式是由每个ONU的标题和有效负荷构成的可变长 度包(下面，称为GEM包)，在做到来自各ONU20的GEM包不在干线光 纤100上产生冲突，并且做到可以用GEM标题识别各个ONU20的基础上， 使各ONU20错开发送定时进行输出。具体而言，其构成为，(1)在采用测 距这样的技术测量出从OLT10到各ONU20-l 20-n的距离之后调整信号的 延迟量，(2)采用DBA这样的技术，使之从OLT10对各ONU20-l 20-n 报告等待发送的数据量，根据该报告，指示各ONU20-l 20-n的上行信号 发送定时和可发送的数据量。
图2是表示PON系统的上行信号时分多路复用状况的信号结构图。
如同上面所说明的那样，OLT10按照来自所属之下的ONU20的通信频 带请求(报告)，利用DBA来决定各ONU20的GEM包信号发送定时，各 ONU20-l 20-n根据该决定，对各支线光纤110-l 110-n发送上行信号。 同图表示从ONU20方对OLT10方发送上行信号并进行多路复用的状况， 点线的周期表示出帧周期(125^/秒)。从各ONU20-l 20-n分别使用支线光纤110-l 110-n所发送的GEM 包301通过分路器30在一根干线光纤100上进行时分光多路复用。附图中， 301-l 301-n表示出从各ONU20-l 20-n所发送的上行GEM包发送位置 及发送数据大小。另外，在同图中表示出，在OLT10从ONU20接收的光 信号强度上存在差分。在附图中表示出，来自ONU20-1的接收信号的光的 强度最强，接着是ONU20-n，之后按ONU20-2的顺序光的强度较强。该光 信号强度的关系在透过分路器30后的干线光纤100上也被维持，同时以时 间多路复用的形式传送信息。
图3是表示由OLT10接收的上行信号状况的信号结构图。
同图用来表示连接于OLT10所属之下的ONU20全部正常进行动作的 状态，放大了通过分路器30后在干线光纤100上进行时分光多路复用的上 行信号的状况(参见图2)。
若OLT10按每一帧周期(下面有时称为DBA控制周期)300对所属之 下的ONU20-l 20-n指示了上行信号的发送定时，则各ONU20按与该指 令相应的定时发送GEM包。同图表示出，从ONU20-1 、 ONU20-2、 ONU20-n 所发送的GEM包501、 502由OLT10接收的状况。还有，同图所示的550、 560是被称为空闲频带的部分，表示出OLT10的DBA结果为没有从各 ONU20发送至OLT10的上行信号的部分(如果正常则是无光的部分)。另 外，在来自各ONU20的信号边界上，存在和550、 560相同的无光部分， 而它是作为来自各ONU20的GEM包的定界由OLT10使用的保护时间。 OLT10还考虑该保护时间，进行利用DBA的GEM包发送定时指定。
因为各ONU20和OLT10之间的距离不同，所以如同图所示，OLT10 接收的上行信号强度按照各个ONU20而不同。因此，在OLT10中，每次 当发送上行GEM包的ONU20进行变化，都需要调整用来正确接收其信号 的信号阈值。同图的521、 522 (虚线)表示出，用来将从各ONU20接收 到的信号正确地识别为"0"和"1"的2个值的阈值。该阈值对应于接收信号的 ONU20进行变更，详细情况将在下面进行说明，但是在本发明的PON系 统中其构成为，OLT10事先存储各ONU20-l 20-n关联的阈值，按OLT10 所指示的定时还变更该阈值，正确识别来自各ONU20的GEM包信号。还 有，该阈值521、 522在所接收的光信号强度超过阈值时，是用来正确接收该上行信号的值，在接收到强度未超过其设定值的光信号时，是用来判定
是"o"的阈值，在超过时，是用来判定是"r的阈值。具体而言，这些阈值被
称为ATC (自动阈值控制Automatic Threshold Control)功能，其构成为， 若接收到上行GEM包(突发信号)，则利用该信号的前同步码部分来求取 接收突发信号的最大强度和最小强度，事先在系统调试时运用把阈值设定 为其中间值的功能，存储于OLT10中。还有，如果接收的光信号强度是已 知的，则也能够采取预先设定于OLT10中的结构。
本发明的PON系统如上所述，具备轻易找出在系统中所发生的通信故 障的功能，特别是具有快速找出来自发生了故障的ONU的连续光信号输出 并进行对应的功能。下面，使用附图进一步详细说明，而在本发明的PON 系统中，是通过适当控制上述阈值来找出故障的。具体而言，未接收到上 行信号的时间由于在原理上是不存在上行光信号的无光状态，因而将空闲 频带550、 560上的阈值520 (下面，由于与无光(信号)区间的信号强度 有关因而也有时称为噪声电平)设定得较低。也就是说，由于在按上行信 号为无光的定时由OLT10接收到强度超过噪声电平520的信号时，意味着 在PON系统的某处发生了异常，因而通过由OLT10变更阈值，不断找出光 信号强度的异常地点(ONU20或支线光纤110)等的故障。
图4也是表示由OLT10接收的上行信号状况的信号结构图。但是，在 同图中，表示出在连接于OLT10所属之下的ONU20-n中发生异常而连续输 出光信号的状态，并且和图3相同，表示出通过分路器30后在干线光纤100 上进行时分光多路复用的上行信号状况。
如同图所示，由OLT10接收的全部光信号强度可知按ONU20-n连续输 出的光信号600的量增加。还有，该光信号600由于和正规的光信号不同， 因而下面有时称为噪声成分600。
OLT10内的光信号接收判定在利用DBA所决定的来自各ONU20的信 号接收定时或空闲频带等的无光定时内，比较预先所存储的阈值521、 522 或噪声电平520和实际接收到的光信号强度，如前所述，在超过阈值时当 作接收到某些信号。这里，如同上行信号接收期间711那样，在OLT10所 预定的上行GEM包接收定时，探测到强度跨过阈值52L522的光时，判明 接收到来自相应ONU20-2的上行信号，"0"和"1"的识别也可以进行。但是，
12在其他的定时，由于超过了阈值521、 522因而判明接收到某些光信号，并且即使按这些定时尝试信号的识别，因为所接收光信号的强度总是超过阈值，全部当作"l"信号，所以不可能正常再现上行GEM包。例如，在上行信号接收期间710，由于检测到与阈值521相比强度强的光信号，因而判明接收到某些信号，但是如上所述，无法取得正确的数字信号。另外，在接收期间720，虽然在OLT10中作为空闲频带进行了识别，但是由于检测到与噪声电平520相比强度强的光信号，因而当作接收到某些信号，无法推断出是实际上不存在上行信号的状态。
如图4所示，若发生了来自任意ONU20的连续光信号输出，则由OLT10观测的光信号重大特征为，按噪声成分600在全部区间内光的强度增大，以及从发生了故障的ONU接收到的光信号强度对于该ONU等于假定的强度最大值。也就是说，如图4所示，正常工作时假定的来自ONU20-n的受光定时710和无信号区间720观测为大致相同的强度，此时的强度实质上对于ONU20-n假定大致相等接收信号强度。另外，对此外ONU20的接收信号强度，观测对假定的强度加上噪声成分600后的强度。
本发明的OLT10注重上述PON的特性，由OLT10检测光信号的异常，并且在异常检测时通过适当变更阈值，不断找出光信号强度的异常地点(ONU20或支线光纤110)等的故障。下面，使用附图，进一步详细说明本发明OLT的结构和使用该OLT的PON系统运用方法(故障检测方法)的实施方式。
图5是表示OLT结构例的模块结构图。
本发明的OLT10在用来和接入网1000连接的上位网方接口 (ServiceNetwork Interface:下面称为SNI)中，具备1个以上的分组网络接口 (下面，该接口也有时称为SNI) 1710-l 1710-n。作为分组传输协议，设为使用10/100M lGbps的以太网协议。其构成为，该SNI和未图示的第二层(Layer2)交换机或路由器进行连接，并收发包。还有，作为SNI，不需要限定为分组网络接口，也可以使用如前所述E1或者T1那样的线路交换网。下面，分为下行通信和上行通信，来说明OLT10的结构和动作。
PON系统前往加入者(ONU20)的数据通过接入网1000输入SNI1710-l 1710-n的某一个。接收数据传送给接收处理部1721，解析包标题信息。具体而言，根据包标题中含有的包括目标信息、发送源信息及路
径信息在内的数据流识别信息，来决定接收包的传送目标ONU20。若决定了目标，则根据需要执行接收包的标题信息变换或赋予。还有，上述动作参照接收处理部1721所具备的下行路径信息数据库(DB) 17211进行。在该DB17211中，设有用来以下述l个上述的参数为触发来决定分组处理的数据，上述1个以上的参数作为接收包的标题信息被包含。帧生成部1722按照由接收处理部1721所决定的标题处理内容，将接收帧变更为在PON区间2000上传输的帧格式。
如果是在GPON上利用以太网协议的情形，则通过检索DB17211，来决定对所接收以太网帧的VLAN标签处理(变换、删除、透过、赋予)及其传送目标，由帧生成部1722生成包含对传送目标ONU20所设定的Port-ID在内的GEM标题，将该GEM标题赋予于接收包中，进行发送。也就是说，进行将以太网帧封装为GEM帧的处理。
发送处理部1723执行发送帧生成部1722所生成的GEM帧所需的过程。在该过程中，包含考虑了帧处理优选级的排队及读出处理、PON区间用的下行帧生成和发送。GPON的场合，存在每125/v秒的下行帧发送周期，在周期(下行帧)的起始添加包含下述固定模式的下行帧标题，该固定模式用来由ONU20同步获取下行帧。在该帧标题之后，组合多个GEM帧，来形成下行帧。然后，来自发送处理部1723的下行帧通过E/01731从电信号变换为光信号，经由波长多路复用分离器(WDM) 1750和干线光纤100发送给各ONU20-l n。
PON系统的来自加入者(ONU20)的数据按上述下行信号处理的逆序进行处理。在PON上，各ONU20-l n的上行信号按从OLT10所指定的定时迸行发送，在干线光纤100上进行时分光多路复用。也就是说，来自各ONU20-l n的光信号成为按每个ONU20进行间歇发送的突发状包。
从干线光纤100经由WDN1750接收到的光信号根据所接收各突发信号(GEM包)的起始所添加的被称为前同步码及定界符的模式，通过0/E1732进行从光信号到电信号的变换、根据变换后电信号的时钟同步和信号值判定("0"和"r的识别)。该信号值判定由1/0判定部17321根据阈值来实施，输出由"0"和"1"的2个值构成的数字数据。接着，由接收处理部1741取得数字数据的帧同步，确认所接收GEM包的起始位置。该帧起始位置可以参照OLT10的PON控制部1700所具备的DBA信息数据库(DB) 17011，进行确认。也就是说，由于利用DBA所指示的发送定时的信息己经事先设定到DB17011中，因而比较该值和实际确认出的起始位置，确认是否按利用DBA所指示的定时接收到GEM包。还有，如果确认的结果为，起始位置和预测值产生了偏离，则对PON控制部1700通知偏离，调整和该ONU20之间的数据延迟量。接收处理部1741再进行GEM包的标题信息解析，决定该包的标题信息处理内容和其传送目标。此时的传送目标决定和上面所说明的下行信号相同，参照上行路径信息数据库(DB) 17411来实施。
帧生成部1742将由接收处理部1741处理了的GEM包变换为与分组传输协议(例如以太网协议)相应的格式，转发给发送处理部1743。还有，也有时根据从PON控制部1700的控制，由帧生成部1742形成新的包，转发给发送处理部1743。如果是在GPON上利用以太网协议的情形，则通过检索DB17411，进行分解GEM包来取出以太网包的处理。发送处理部1743和下行发送处理部1723相同，从此处戶/f读出的数据经由SNI1710-l 1710-n的某一个向接入网1000进行发送。
PON控制部1700用来执行OLT10及PON系统整体的管理和控制，如同上面所说明的那样，具备利用OMCI的ONU管理功能和利用DBA的PON区间的通信定时控制功能。在图5的OLT中，DBA部1701执行利用DBA的PON区间的通信定时控制和管理，O而状态及上行通信管理部(下面，称为ONU管理部)1702执行ONU20-l n的调试处理及上行信号接收状态的管理。当然，如果在下面说明的功能动作可以实现，则作为该功能分割之外的结构也可以。
DBA控制部1701根据来自各ONU20的频带分配请求(等待发送数据量的报告)和加入PON系统时预先制定的契约，通过动态提供对各ONU的数据发送允许，来进行频带的分配。频带分配结果(发送开始时间、允许数据量、发送结束时间等)的信息除了通知给各ONU20，使用于实际的控制之外，还被存储于DBA信息数据库(DB) 17011中，用于实际从ONU20的信号接收状况的确认和下述本发明的PON控制(除故障检测)。ONU管
15理部1702用来控制并管理各ONU20的状况，尤其是对OLT的信号发送状态，执行来自各ONU的信号状态(接收信号的强度)或信号接收所需要的信息(阈值等)管理。接收电平信息数据库(DB) 17022是管理并存储来自各ONU20-l 20-n的上行信号通信状态的数据库，除了记录由上行的接收控制部1741检测到的上行信号强度值之外，还存储下述的控制动作所使用的与各ONU20-l 20-n的上行信号有关的信息。另外，阈值信息DB17021对应于各ONU20-l 20-n和DBA的结果，存储接收信号的"0"和'T'识别所需要的阈值521、 522和噪声电平520。该阈值和噪声电平如同上面所说明的那样，是在ONU的调试时利用ATC进行计算并存储的，或是预先通过维护人员的操作等进行存储的。
图6是表示由PON控制部1700存储并使用于下述控制的参数一例的存储器结构图。具体而言，表示用来管理在此后的故障检测动作中使用的频带分配信息和上行信号(接收信号)强度信息的信息的结构例。在同图中，为了易于分清这些信息进行统一说明，作为表的结构进行说明，但是在实际的装置(OLT的PON控制部)中，在物理上不需要准备这种表(存储器)，只要使用上述各DB的信息读出或写入需要的信息就足够。
控制信息包括上行频带分配信息群(下面，称为DBA表)1210，利用DBA周期性进行制作、更新；上行接收光监视信息群(下面，称为上行接收光监视信息表)1220，根据对应于ONU接收的信号状态进行制作、更新。
如果采取GPON为例，DBA表1210用时间或者字节数存储作为DBA基本单位的Alloc-ID (分配ID: Allocation ID) 1211单位的信号的发送开始位置1212和发送结束开始位置1213。另外，详细情况将在下面说明。其构成为，包含表示由各个Albc-ID1211识别的项目是否有效的标记1214。还有，Alloc-ID1211能够对各ONU20的各自分配多个。收到了频带指令的ONU20按每个Alloc-ID1211生成上行GEM包进行发送。另外，在上行接收光监视信息表1220中，以对分配了 Alloc-ID1211的ONU20进行识别的ONU-ID1221，以及对各个ONU20从初始设定值或者紧前的正常的上行GEM包(光信号)所取得的接收信号强度为参考，事先记录在下次的GEM接收时预测的接收信号强度。另外，还具备标记1223 ，表示每个Alloc-ID1211或者ONU-ID1221的接收信号状况(正常或异常)并且该项目是有效还是无效等的补充信息。
本发明的OLT10在不能使上行GEM帧同步时，由接收处理部1741将无法检测信号之意通知给PON控制部1700。不能同步的原因与1/0判定部17321中的接收信号的强度偏离或接收处理部1741中的接收定时偏离等多个因素有关。PON控制部1700将这种在多个地点检测的上行信号接收状况暂时汇集于ONU管理部1702中，根据那些信息实施下面说明的那种各ONU20状态掌握及异常连续光检测时的应对处理。如果举出一例，就是因ONU管理部1702的判断而输出LOF (丢帧Loss of Frame)警报，并且更新上行接收电平信息DB17022，决定与接收状况相应的对ONU20的应对方针。
图7是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示在GPON上OLT10调试ONU20时以及此后的动作处理例。
若接通了 ONU20的电源，则ONU20提取从OLT10接收到的下行信号中含有的信号模式，将该信号模式插入上行GEM包中，发送给OLT10。还有，在OLT10中其构成为，只要存在新连接的ONU20,就预先空出该新ONU20可发送上行信号的时隙(未图示)。
在该时隙内接收来自ONU20的信号，在包含由下行帧所指示的特定信号模式时，检测为正确连接了新ONU20 (S201)。
测量从该ONU20接收到的光信号强度，如果需要则对ONU20发出指示以调整上行信号的强度。在决定了该ONU20的上行信号强度(OLT10中接收信号的强度)之后，将该值或利用ATC求出的阈值记录到OLT10内所具备的DB17022 (或者，图7: 1222的存储区域)或DB17021中(S202)。
接着，通过测距进行到ONU20的距离测量(S203),计算等效延迟(下面称为EqD)将其设定于ONU20中，调整该ONU20的响应定时的基准时刻(逻辑距离)使之和已经连接的ONU相等。具体而言，通过将EqD通知给ONU20， ONU此后利用该值调整信号输出定时来实施(S204)。此时新连接上的ONU20进入运用状态900。
在运用状态900下，首先指示ONU20所需要频带的报告(S205)，根据来自各ONU20的频带请求利用DBA来决定分配频带(S206)，在频带决定后，除了对各ONU20通知该频带信息之外，还在DB17011 (或者，图7: 1210的存储区域)中存储频带信息(S207)。还有，包括上行频带的请求、 DBA处理及对ONU的通知在内的一系列上述处理进行周期性重复。按照 每一周期的DBA处理，对于从ONU20接收的光信号，在OLT10中进行和 各DB17011、 17021、 17022中所存储的值之间的比较，确认其接收定时和 接收强度(S208)
在步骤S208中探测到某些异常时，例如从ONU20接收的信号强度突 然下降，或者可能发生信号本身无法接收这样的状况。虽然在这些现象中 要考虑几个因素，但是首先要判定是否存在确定原因使通信状态恢复的可 能性(S209)。在有恢复可能性时，在指定的时间内使通信恢复，或者如果 是构成冗余型的系统，则实施向备用系统的转换。在通信恢复后，可以修 正来自ONU20的发送定时时为了再次进行距离调整，转移到S204，在不 需要发送定时的修正时重复从S205开始的处理(S211)。
在指定的时间内不恢复时，如果有来自ONU20本身的运用结束请求或 者按管理者级别的运用结束指令，则从步骤S210结束运用。在需要继续运 用时，为了进行ONU20的重新调试，要再次施行从步骤S201开始的处理。
图8也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图7的ONU 动作确认步骤S208详细情况。同图表示出由本发明的OLT10实施的PON 故障检测动作一例，附图中用虚线围起来的部分对应于图7的S208。
OLT10根据DBA的结果，按照来自各ONU20-l 20-n的上行信号接 收定时设定对0/E1732的0/1判定部17321的接收信号进行识别的阈值(图 3: 520、 521、 522) (S301)。具体而言，按DBA信息DB17011中所存储 的定时，设定阈值信息DB17021中所存储的阈值。另外，在S301中，读 出预先存储在上行接收电平信息DB17022中的强度，使之可以在后面的步 骤中实施和实际所接受信号的强度之间的比较。在阈值设定后，由接收处 理部1741确认能否进行接收信号的帧同步(S303)。能进行帧同步的状态 意味着正常识别出光信号。另一方面，不能进行帧同步时，接收光信号强 度的异常或者接收定时的偏离作为主要原因来考虑。因此，首先按下述过 程确认该定时内接收光信号的强度(S310)。如果接收信号的强度合适，则 需要ONU20中发送定时的修正。还有，因为其状态为，虽然光信号正确接收到但是不能进行帧同步，所以事先输出LOF警报(S311)。如果接收信 号的强度异常，则判断出因某些原因而来自该ONU20的发送信号强度己失 去(或者，因图4所示的那种连续光而超过了接收器可接受的强度)，按下 述的过程实施接收状况的调査(S312)。此后由于未能进行帧同步，因而输 出LOF (S311)。
即便在能进行帧同步时，虽然在和该ONU之间的通信中没有障碍，但 是为了管理通信状况也要测量接收信号的强度(S304)。还有，这里接收信 号的强度和在步骤S301中所参照的预测值不同达到一定值以上时，事先在 DB17022(或者，图7: 1222的存储区域)中记录所接收信号的强度(S308)。 另外，由于能够进行和该ONU20之间的通信，因而如果是该ONU20的输 出信号强度能够由OLT10控制的结构，则发出变更ONU20发送功率的通 知(S309)。还有，记录接收信号强度的步骤S308也可以事先设为即便强 度不是异常值也每次都进行记录的结构。
在能够进行帧同步且强度也合适时，确认该上行信号的接收定时 (S305)。这里，由于如果从OLT10所指定的定时产生了偏离，则存在因 光纤的伸縮等而使ONU中所设定的EqD值变得不合适的可能性，因而将 该修正值通知给ONU20，或者实施测距处理的重新施行(S307)。
最后，在事先存储该ONU状态的各DB1701K 17021、 17022中，更 新需要更新的数据并结束处理(S306)。这里，需要更新的数据项目是通信 状况监视信息，包含参数，表示接收信号的强度及定时；通信时刻；及 标记，表示该上行帧的接收成功与否。如果举出更为具体的例子，则能列 举出每个ONU20的EqD、来自OLT10的发送定时或者由OLT10所预测的 接收定时(图6:存储于1210中的项目)、实际接收到的上行帧接收定时、 预测的接收光信号强度、实际接收到的信号强度、接收到该帧的时刻和其 通信成功与否之类的数据。
图9也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图8的接收信 号强度确认步骤S310的详细情况。
首先，测量所接收上行信号的强度(S401)。比对在图8的步骤S301 中从DB17022 (或者，图6的1222)所取得的与频带分配信息关联的应接 收信号的强度预测值和在S401中测量出的强度(S402)，确认该帧的强度和登录值(预测值)之差是否在指定的范围以内(S403)。如果在指定范围 内，则判定出接收光正常并结束处理(向图8步骤S310的"是"方向进行 转移，继续处理)。在确认出强度和预测值以一定值以上不同时，为了实施 接收状况的详细调査，进入步骤S404 (图8: S312)。
图IO也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图8: S312 或图9: S404的接收状况调查步骤的详细情况。
在实际接收到的信号强度和所预测的值以指定值以上不同时，判断出 接收信号的强度是异常值，计算实际测量出的上行信号强度和存储在 DB17022等中的登录值之差(S501)。将该差设为强度偏离数据库登录值的 误差。
接着，根据存储在DB17011等中的DBA信息等，选择已变为空闲频 带的地点，或因为测距处理而禁止了上行通信的地点，或者为了检测新连 接的ONU20而未分配用于上行通信的频带的地点等不接收上行信号的假 定无光状况的定时，测量该定时内接收信号的强度。由于该值将在后面的 故障发生地点解析中使用，所以事先暂时存储于OLT10的某处，例如构成 图6上行接收光监视信息表1220的存储区域中(S502)。还有，在下面， 将上述无光状态的区间称为非通信区间。
这里，计算在非通信区间测量出的实际接收信号强度和预测的非通信 区间强度(大致应为O)之差，比较该强度差和在步骤S501中所取得的误 差(S503)。在上述非通信区间测量出的强度差和与ONU之间的通信区间 上的误差的差异大致相等(比指定值小)，是当前在PON区间2000上以某 种形式输入上行连续光的状态。因此，开始用来确定输出连续光的ONU20 或者下述支线光纤110的处理(S504)，该支线光纤IIO作为连续光前往干 线光纤100的输入源。若在此确定了 ONU20或支线光纤110，则停止该ONU 的动作，或进行支线光纤断开等的处理，进入确认系统整体动作的作业 (S508)。
另一方面，在接收光强度的误差按某个ONU20通信区间的值和非通信 区间的值以指定值以上不同时，该ONU20的故障或者连接了该ONU的支 线光纤中的故障等作为原因来考虑。因此，要寻找可在接下来的步骤中执 行的应对方法(S505)。首先，对该ONU20通知用来进行发送功率调整的报文，测试是否可以变更该ONU20发送的信号强度。因此，如果能够由 ONU20变更强度，则发送变更输出信号强度设定的报文，重新调整接收的 信号强度(S506)。当然，要将调整后的强度存储于DB17022等中。在步 骤S505中不能变更ONU的强度设定时，停止该ONU的动作，或者进行断 开等的处理，进入确认系统整体动作的作业(S507)。作为达到这种情形的 例子，因故意导致的连续光输入当然不用说，还能举出在ONU本身的光模 块中发生故障的场合，以及在ONU本身中未具备光信号强度调整功能的场 合等。
图11也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图10: S504 的ONU确定处理步骤的详细情况。
在图10的S503中，判定出是当前在PON区间2000上以某种形式输 入上行连续光的状态时，假定因特定的ONU20的故障而发出连续光，或者 对支线光纤110故意入射连续光等的状况。在这种状况下，有时不能从 OLT10控制该ONU20。从而，在本发明的PON或者OLTIO中，若检测到 上述那种异常，则从OLT10确定正常工作的可控制的ONU20，将剩下的不 能控制的ONU20或者与该ONU所连接的支线光纤110判断为是故障中。
由于在图10的S502中测量'存储了非通信区间的接收信号强度，因而 读出该值，将其与登录(存储)在DB17022等中的来自各个ONU20的接 收信号强度值及登录(存储)在DB17021等中的接收来自各个ONU20的 信号所用的阈值相加。也就是说，对所登录的来自各个ONU20的接收信号 强度加上因异常发生而测量出的连续光成分(S602)。
对各个ONU20-l 20-n指示测试模式的送交(S603)。该测试模式为了 针对各个ONU20-l 20-n是否正确发出了与OLT10的指令相应的信号，根 据接收信号的强度和定时的双方进行确认而实施。这里，测试模式如果预 先在PON系统中规定出可以分别识别ONU的方法，则任何方法都可以。 例如，可以使用用来进行测距处理的报文(如果是GPON则是包含ONU-ID 的PLOAM报文)。
从ONU20接收测试模式(S604)，确认是否正常接收到和指令一样的 测试模式。还有，这里信号的接收确认和上面在图8中所说明的信号接收 确认相同(S605)。在来自某个ONU20的信号正常接收得到确认时，设置对该ONU20的正常性确认完成标记(S606)。具体而言，在图6所示的那 种控制参数存储区域中设定存储这种标记的区域1223而进行设置。在正常 接收无法确认时，因为仍然怀疑接收信号强度的异常、接收定时的异常或 者无法从OLT10控制等，所以设定对该ONU20的疑问标记(S607)。上述 S603 607的处理对于PON系统的OLT10中所登录的全部ONU20-l 20-n 加以实施(S608)。
在全部ONU的测试后，存在设定了疑问标记的ONU20时，至少设定 了该标记的ONU的动作异常或连接了该ONU的支线光纤110或者干线光 纤100的某一个已在运用中发生的可能性较高。从而，如同在图10的S508 中所说明的那样，停止该ONU的动作，或者进行支线光纤断开等的处理。 还有，在不存在未确认的ONU20时，因某些异常的装置而在PON区间2000 的上行方向入射连续光的可能性较高。此时，进入确认在未连接有确认完 成的ONU20的支线光纤110或干线光纤100上有没有异常的作业(S609)。
由于通过上面的处理，可以搜索到怀疑动作异常的ONU20，因而结束 本处理，转移为对异常连续光的处理作业。
还有，当实际的PON系统运用时，为了变更上行接收电平信息DB17022
中所登录的信息以便暂时应对故障状况，优选事先采取数据库的备份。另 外，在ONU20的确定或断开处理后，需要进行与中止了运用的ONU20有 关的信息(例如，非通信区间的变更等)确认，变更各DB17011、 17021、 17022的登录内容，或者使用空闲频带550、 560上接收信号的强度信息， 把上行接收电平信息DB17022所登录的信息恢复为原状的处理。
图12是表示由OLT10接收的上行信号状况的信号结构图，用来表示在 连接于OLT10所属之下的ONU20-n中发生异常而连续输出光信号的状况。 还有，同图和图3及图4相同，用来表示通过分路器20后在干线光纤100 上进行时分光多路复用的上行信号状况，但表示出在图11所说明的ONU 确定处理时的状况下，因异常发生而测量出的连续光成分与实际接收到的 信号或应设定的阈值相加后的状态。在图11的S605中，将对从DB14021 所读出的阈值521、 522加上连续光成分后的新的阈值1521、 1522设定于 0/1判定部17321中，判定接收信号等确认接收信号的正常性。在同图中表 示出，若在S605中进行了来自各ONU20的接收信号正常性确认，则对于发生故障而输出连续光的ONU20-n通过阈值1521-n的设定而判定为没有正 常接收信号(无光/无信号)，对于正常的ONU20-1或ONU20-2通过阈值 1521-1或1521-2的设定而判定为即便接收加上连续光后的光信号也可以正
常进行"o"和"r的识别并正常接收到信号的状态。
图13也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图10: S507/508的ONU操作停止处理步骤的详细情况。
还有，图13的处理在确定为故障的ONU20可以响应来自OLT10的控 制指令时是有效的，在ONU20不能控制时，即便OLT10执行下面的动作 也在ONU20中变为无效。例如，在虽然ONU的发送方光模块不能控制但 是其他部分正常进行工作时，可以采用下面的方法停止从ONU发送的上行 信号。
在能够进行从OLT10的利用DACT报文的控制时(S701)，将该报文 发送给该ONU20使异常动作的ONU20动作停止。另一方面，如果不能进 行利用DACT报文的控制，则作为替代，送交将ONU20的登录注销使上行 频带的使用变为不允许的Disable SN (序列号Serial Number)报文(S702 )。 由于如果能够进行利用该报文的控制，则依赖于该ONU20的结构，而不再 从ONU发来上行GEM包，因而实质上成为和停止了 ONU相同的状态。 另一方面，如果不能进行利用该报文的控制，则作为进一步的替代，从 OLT10实施ONU20的断电控制(S703)。如果该控制也不能进行，则另行 前往ONU20的设置地，通过人工等执行将ONU删除等的系统强行停止 (S704)。
图14是表示ONU20结构例的模块结构图。
本发明的ONU20因为用来通过和OLT10相对进行动作，构成PON系 统，所以为了处理数据的流动所具备的各功能块结构和动作如果去除下述 两点则大致相同，第一点为，作为取代OLT10的SNI1710-l 1710-n用来 和用户50进行连接的用户网络接口 (User Network Interface:下面称为 UNI)，具备1个以上的分组网络接口 (下面，有时也将其称为UNI)1810-1 1810-n，第二点为，上行/下行的信号方向相反。也就是说，按下行方向具 备0/E1832,具备0/1判定部18321;接收处理部1841,具备下行路径信 息DB18411;帧生成部1842;发送处理部1843;按上行方向具备接收处
23理部1821，具备上行路径信息DB18211;帧生成部1822;发送处理部1823; E/01831;根据PON控制部1800的控制经由WDM1850和支线光纤110与 OLT10进行数据的收发。还有，PON控制部1800用来根据来自OLT10的 控制进行ONU20的管理和控制，具备上行发送控制部1801，由DBA信 息DB18011存储OLT10所实施的DBA结果等，根据该存储内容使之发送 上行GEM包；ONU状态管理部1802，存储并管理ONU状态。还有，本 ONU20的基本结构和数据处理方法由于和图5所示的OLT10大致相同，因 而下面省略详细的说明，对于由OLT10在来自ONU的上行信号中判定出 异常时停止该ONU动作的结构和动作，进行说明。
在ONU20中，具备按照图13中所说明的那种来自OLT10的各种指令 来变更动作内容的功能。具体而言，具备与多个各功能块对应的电源管理 功能1890、 18310等，以便可以应对DACT报文、Disabled SN报文及远程 断电指令的各个。
从OLT10发送的报文或指令若由0/E1832接收到，则在接收处理部 1841中取得帧同步进行解析。接收处理部1841若该报文或指令与ONU的 动作停止或断开相符，则将其通知给PON控制部1800。在PON控制部1800 中，ONU状态管理部1802接收这些指令，进行处理。还有，作为需要通 知给PON控制部1800的报文，除上述之外，还有OLT10发放的DBA信 息、与ONU调试等PON系统运用有关的控制信息等。
若能够从OLT10控制ONU20，则如下进行动作。首先，若接收到DACT 报文，则ONU状态管理部1802对光模块指示发送停止。具体而言，控制 电源管理部18310，使E/01831的电源成为OFF，停止上行信号的输出。 如果不能进行利用DACT报文的控制，则接着接收Disable SN报文。在接 收到本报文时，由于OLT10内该ONU的登录被注销，因而变为此后不受 理一切和OLT10之间的通信的状态。从而，ONU20若接收到该报文，则中 断全部的信号发送。再者，ONU20状态管理部1802进行动作，以使光模 块(E/01831)的电源变为断开(OFF)。再者，在上述的控制进行得不顺 利时，尝试把ONU20整体的电源强行变为断开(OFF)。具体而言，收到 了来自远程的电源控制指令的ONU管理部1802对以ONU20整体为对象 的电源管理部1890通知信号，使ONU整体停止。图15是表示PON区间2000的下行信号(GEM帧)结构例的信号结 构图。
在本发明的PON中使用的信号以在GPON上所规范的PLOAM帧的结 构为基本，利用由全部ONU20-l 20-n接收的下行帧的标题1910。标题1910 中含有的PLOAMdl913是使用于ONU20的调试(ONU-ID或Alloc-ID的 分配等)或运用中的距离和故障监视等控制的字段。在本发明的PON系统 (OLT10)中，为了上面所说明的ONU20动作停止和断开，要使用该 PLOAMdl913的数据字段。具体而言，在PLOAMdl913中，在表示目标 ONU的ONU-ID19131和表示是运用PON系统的运用者已独自决定的报文 的Message-ID19132之后，加入下述数据字段19135，通过由査看该字段 19135后的ONU执行上述动作，来进行ONU的动作停止和断开，上述数 据字段19135包括表示由ONU20实施的停止等级的识别符19133和相关控 制参数(标记等)19134。还有，在OLT10中，PON控制部1700所具备的 ONU管理部1702发放DACT报文发送指令、Disabled SN报文送交指令及 远程断电送交指令，收到了指令的帧生成部1722在下行帧的数据字段19135 中插入该指令，发送处理部1723按照所指示的优先级读出该帧，对PON 区间2000进行发送。
图16也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图10: S504 的ONU确定处理步骤中别的控制过程。
本过程表示能够从OLT10进行ONU20的控制且可以进行图13中所说 明的那种ONU20停止动作的过程。具体而言，通过利用可以进行各ONU 动作停止的状况，在OLT10检测到接收信号的异常时一边使OLT10中所登 录的ONU20按顺序停止工作， 一边监视上行信号的接收光，来确定发出连 续光的ONU20。
首先，选择适当的ONU20，发送动作停止指令(S801)。该处理可以 实施图13中所说明的过程即可。读出图10的过程中所说明的那种已经存 储的按原本作为非通信区间的定时测量出的接收信号强度，比较该值和接 收信号的强度，判定是否正常接收到信号(S802)。由于如果来自ONU的 接收信号强度比预定值更高的状态(对所读出的存储值加上非通信区间的 接收信号强度后的状态)在继续，则存在该ONU20未发生故障的可能性，因而对该ONU设置确认完成标记(S803)。相反，由于若确认出非通信区间的接收信号强度恢复成正常值，则存在该ONU20发生了故障的可能性，因而对该ONU设定疑问标记(S804)。对于全部ONU20-l n实施该一系列的处理(S805)。此后的动作S806与S807和在图11中所说明的过程S608与S609相同。
图17也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图10: S504的ONU确定处理步骤中其他的控制过程。
首先，对各个ONU20发出送交测试模式的指令(S902)，若从该ONU20接收到测试模式，则测量其测试模式接收时(所假定的定时)光信号的强度(S902)。由于在DB17022中，预先登录了从该ONU20接收的信号强度(预测值)，因而比较测量出的强度和预测值，来求取误差(S903)。因为该误差在和图10的过程中所说明的那种已经存储的按原本作为非通信区间的定时测量出的强度大致相等时，表示对该ONU20的信号加上了来自别的ONU的信号，所以当作该ONU20是正常，对该ONU设置确认完成标记
(5905) 。相反，由于接收信号的强度未变化成故障探测前的假定值时，该ONU20当前输出连续光的可能性较高，因而对该ONU设定疑问标记
(5906) 。对于全部ONU20-l n实施该一系列的处理(S907)。此后的动作S卯8与S909和在图11中所说明的过程S608与S609相同。
根据本发明的PON系统及动作方法，只通过在OLT中添加简单的控制过程，在接收来自所选择ONU的信号时变更OLT的接收状态，就能够轻易确定发生了故障的ONU。另外，尽管控制所选择ONU的动作状况，也能够轻易确定发生了故障的ONU。也就是说，在任意的ONU发生了故障时，只通过执行从OLT的简单控制过程，就能够轻易确定该ONU，将其和PON系统的运用断开。从而，还能够将对和其他ONU之间的通信的影响抑制为最小限度。再者，实施PON系统维护的作业人员进行应对的应对时间也得以缩短，能谋求系统运用上的费用减少和维护作业效率的提高。再者，在通过故意将连续光对PON系统入射而意图干扰服务时，由于可以快速且轻易地确定该ONU或光的入射位置，将其从OLT断开，因而可以提高系统运用中的稳定性和可靠性。
权利要求
1、一种无源光网系统，通过由分光器及多个光纤构成的光纤网络连接母站和多个子站，其特征为，上述母站，具备接收电路，利用识别为0或1的阈值接收来自上述多个子站的各个子站的光信号；频带设定部，决定上述多个子站的各个子站发送光信号的定时并通知给该多个子站的各个子站；存储部，存储上述阈值以及从上述多个子站接收到的光信号的强度；和控制部，对上述接收电路设定与该定时对应存储的阈值并控制光信号的接收；上述控制部将在来自上述多个子站的各个子站的光信号接收定时接收到的信号的强度与上述存储部中存储的信息进行比较，检测该子站或者与该子站连接的上述光纤的故障。
2、 如权利要求1所述的无源光网系统，其特征为， 上述母站还测量并存储在上述光信号接收定时以外的定时接收到的光信号的第2强度，使用在上述多个子站的各个子站为正常的状态下接收并 存储的光信号的第1强度与第2强度和阈值，控制上述接收电路。
3、 如权利要求2所述的无源光网系统，其特征为， 上述母站还控制上述多个子站发送的光信号，通过在上述故障检测时选择任意的子站并控制该子站发送的光信号的强度，从而确定发生故障的 子站或者发生该故障的子站所连接的光纤。
4、 如权利要求1-3中任一项所述的无源光网系统，其特征为， 由上述母站检测的故障是与连续的光的输出相伴的故障。
5、 一种无源光网系统的故障确定方法，是通过由分光器及多个光纤构 成的光纤网络连接母站和多个子站的无源光网系统中发生的故障的确定方 法，其特征为，上述母站具备接收电路，利用识别为0或1的阈值接收来自上述多 个子站的各个子站的光信号；以及，频带设定部，决定上述多个子站的各 个子站发送光信号的定时并通知给该多个子站的各个子站；存储部，存储 上述阈值以及从上述多个子站接收到的光信号的强度；和控制部，对上述 接收电路设定与该定时对应存储的阈值并控制光信号的接收；上述控制部在上述系统为正常的状态下，存储从该多个子站的各个子 站接收到的光信号的第1强度、在该定时以外的时间接收到的光信号的第2 强度和与该多个子站对应的阈值；若在某个子站或者光纤中发生故障，而上述母站检测出来自上述多个 子站的光信号的接收的异常，则上述控制部将在来自上述多个子站的各个 子站的信号接收定时对上述接收电路设定的阈值，变更设定为对上述存储 的阈值加上了上述第2强度的值，并实施光信号的接收，若通过上述第1 强度和所接收到的信号的强度之间的比较而确认正常接收，则将变更设定 了该阈值的子站判定为正常，通过从上述多个子站中选择未因上述阈值的变更而被判定为正常的子 站，从而确定发生故障的子站或者与该子站连接的上述光纤。
6、 如权利要求5所述的故障确定方法，其特征为， 上述母站还控制多个子站发送的光信号，若检测到上述接收的异常， 则通过选择任意的子站并控制该子站发送的光信号的强度，从而确定发生 故障的子站或者发生该故障的子站所连接的光纤。
7、 如权利要求5或6的任一项所述的故障确定方法，其特征为， 由上述母站检测的故障是与连续的光的输出相伴的故障。
8、 一种无源光网系统的母站，该无源光网系统通过由分光器及多个光 纤构成的光纤网络连接母站和多个子站，该无源光网系统的母站的特征为， 具备接收电路，利用识别为0或1的阈值接收来自上述多个子站的各个子 站的光信号；频带设定部，决定上述多个子站的各个子站发送光信号的定时并通知给该多个子站的各个子站；存储部，存储上述阈值以及从上述多个子站接收到的光信号的强度；和控制部，对上述接收电路设定与该定时对应存储的阈值并控制光信号的接收；上述控制部将在来自上述多个子站的各个子站的光信号接收定时接收到的信号的强度与上述存储部中存储的信息进行比较，检测该子站或者与该子站连接的上述光纤的故障。
9、如权利要求8所述的无源光网系统的母站，其特征为，上述控制部还测量并存储在上述光信号接收定时以外的定时接收到的光信号的第2强度，使用在上述多个子站的各个子站为正常的状态下接收并存储的光信号的第1强度与第2强度和阈值，控制上述接收电路。
全文摘要
本发明提供一种无源光网系统及其故障确定方法，能够从PON系统所具备的OLT快速确定特定ONU或支线光纤中所发生的通信故障，采取对策。在通过由分光器及多个光纤构成的光纤网来连接母站和多个子站的无源光网系统的母站中，具备接收电路，利用识别为0或1的阈值，接收来自多个子站各自的光信号；频带设定部，决定上述多个子站的各自发送光信号的定时；存储部，存储阈值以及从多个子站接收到的光信号强度；控制部，将对应于发送定时所存储的阈值设定于接收电路中，控制光信号的接收；该控制部还比较在来自多个子站各自的光信号接收定时内接收到的信号强度和存储部中所存储的信息，检测并确定子站或者和该子站所连接的光纤故障。
文档编号H04B10/08GK101674499SQ20091000645
公开日2010年3月17日 申请日期2009年2月18日 优先权日2008年9月12日
发明者水谷昌彦, 矢岛祐辅, 芦贤浩 申请人:日立通讯技术株式会社
技术领域：
本发明涉及一种多个加入者连接装置共享光传输线路的无源光网系统 的结构以及在该系统中产生的故障的确定方法。
背景技术：
近年来，被称为FTTH (光纤到户Fiber To The Home)的前往收容加 入者的接入线路的光纤的导入正在进行，在该光接入网上提供的通信服务 伴随传输容量的增大而呈现多样化。
作为光接入网，被称为无源光网(Passive Optical Network:下面称为 PON)系统的光通信网正在被广泛导入。这是因为，PON系统具备由多个 用户共享光纤，通过设置于站方的加入者收容装置对来自多个用户的通信 进行多路复用加以接收，并且可以总体管理与各个用户加入者装置之间的 通信这样的特征，光接入网的设备成本、维护管理成本全都可以减低。
伴随PON系统的导入，标准化也在进行，例如由国际电信联盟(ITU-T) 标准化后的GPON (千兆比特无源光网Gigabit capable PON)作为代表性 的PON系统已经普及起来(非专利文献1 3)。该GPON为了数据传输控 制，使用周期为125/^秒的帧，可以实施以往在专用线服务中所使用的El 或T1线路等一定速率*一定周期下的信息传递，以及一直在数据通信中使用 的以以太网(Ethernet (注册商标下面相同))为代表的可变频带的尽力而 为型通信。还有，除了GPON之外，支持在以太网协议中专门化的尽力而 为型通信的GEPON (千兆比特以太网无源光网)也在进行导入，再者以配 合今后频带需要的形式使用10Gbit/秒之类的高速信号的PON标准化也正 在开展。
PON系统通过光纤来连接设置于用户站点的多个加入者连接装置 (Optical Network Unit:下面称为ONU)和设置于运营商站的加入者收容 装置(Optical Line Terminator:下面称为OLT)。在连接ONU和OLT的光纤之间具备分路器。其结构为，从分路器分别由支线光纤连接各ONU，从 分路器由干线光纤连接OLT。在PON系统中， 一般采用变更下行通信所使 用的光信号波长和上行通信所使用的光信号波长的结构，避免了上行和下 行的通信在同一光纤上产生冲突。从OLT前往ONU的下行信号在PON区 间(下面，有时这样称呼包含OLT和ONU之间的光纤的部分)利用由标 题和有效负荷构成的帧来传送，并进行发送以便由ONU参照标题信息获取 需要的信息。另外，在从ONU前往OLT的上行信号中，使用波长在全部 的ONU中相同的光信号，给各个ONU分配发送时隙，以时间多路复用的 形式发送信号。从各ONU经由支线光纤传送的上行信号通过分路器以时分 光多路复用的形式暂时集中于干线光纤上，之后传送给OLT。
目前，在PON系统中，运营商以将ONU分配给加入者的形式进行服 务，但是将来还要考虑由用户自己购买ONU将其连接于室内所设置的光连 接用插座或者光连接用终端装置上这样的利用形式。例如，在普通的电器 商店等销售一种将用来经由光网接收TV广播的机顶盒和ONU整体化后的 装置，其结构为，希望加入PON系统的用户购买该装置将其连接于运营商 提供的OLT上，来利用PON系统。这样，在由用户自己购买ONU时，成 为将光区间的一部分向用户开放的形式，由于运营商之外的第3人提供的 ONU品质和用户利用方法的不同，难以在运营商方管理ONU或PON系统 整体的情形发生的可能性增高。
非专利文献l ITU-T建议G984.1
非专利文献2 ITU-T建议G984.2
非专利文献3 ITU-T建议G984.3
作为发生如上难以管理状况的情形要考虑的是通信故障的发生。作为 一例，要考虑ONU的光信号发送模块故障，以及第3人故意地意图干扰服 务而把连续信号输入光纤等、在OLT未预料的定时的来自特定ONU的光 信号输入。但是，当前运用的PON系统的基本结构由运用PON系统整体 的运营商，来掌握OLT所属之下的全部ONU状态，控制并管理和各ONU 之间的通信。具体而言，当前的PON系统其前提为，具备利用OMCI(ONU 管理控制接口 ONU Management and Control Interface)的ONU管理功能 和利用DBA (动态带宽分配Dynamic Bandwidth Assignment)的PON区
6间的通信定时(每个加入者装置的时隙)控制功能，各ONU接受OLT的 指令进行动作。从而，不能认为用来应对如上通信故障的技术已得到充分 研究，而在某个ONU中发生了装置故障时该ONU的确定以及实施从OLT 的该ONU控制的详细结构和过程尚未规定。
若在ONU的故障时无法控制该ONU，则在最坏的场合，还引起该ONU 连续发光，妨碍其他ONU和OLT之间的通信这样的事件。此时，由于在 上行信号中使用全部ONU通用的波长，因而现实状况下站方的OLT不能 确定连续发光的ONU具体是哪个装置。当然，如果采取前去设置PON系 统的现场来依次更换ONU，或者切断支线光纤的光信号那样的措施，则能 够确定通信故障发生原因和采取对策，但是在去往现场依次进行全部ONU 和支线光纤诊断的过程中，需要很多的时间和费用。人们寻求一种尽管发 生了如上的状况，仍从管理PON系统的运营商所具备的OLT，快速确定 PON中所发生的通信故障的功能和方法。更为具体而言，寻求下述结构的 PON系统或OLT或者它们的运用方法(故障确定方法)，上述结构能够从 PON系统所具备的OLT快速确定特定ONU或支线光纤中所发生的通信故 障，采取对策(修复措施)。
发明内容
为了解决上述课题，无源光网系统通过由分光器及多个光纤构成的光
纤网来连接母站和多个子站，在母站中具备接收电路，利用识别为0或1
的阈值，接收来自多个子站各自的光信号；频带设定部，决定多个子站的 各自发送光信号的定时；存储部，存储阈值及从多个子站接收到的光信号 强度；控制部，将对应于发送定时所存储的阈值设定于接收电路中，控制 光信号的接收；并且比较来自多个子站各自的在光信号接收定时接收到的 信号的强度和存储部中所存储的信息，检测、确定子站或者与该子站所连 接的光纤故障。
而且，母站还通过事先测量并存储按光信号接收定时之外的定时接收 到的光信号第2强度，使用在多个子站的各自为正常的状态下所接收及存 储的光信号第1强度、第2强度和阈值，控制接收电路，来检测、确定子 站或者和该子站所连接的光纤故障。作为具体的通过由分光器及多个光纤构成的光纤网来连接母站和多个 子站的无源光网系统的结构和故障检测及确定方法，
在母站中具备接收电路，利用识别为0或1的阈值，接收来自多个 子站各自的光信号；频带设定部，决定多个子站的各自发送光信号的定时; 存储部，存储阈值以及从多个子站接收到的光信号强度；控制部，将对应 于发送定时所存储的阈值设定于接收电路中，控制光信号的接收；
在系统为正常的状态下，事先存储从多个子站的各自接收到的光信号 第1强度、在决定定时之外的时间内接收到的光信号第2强度和多个子站 所对应的阈值，
若在某个子站或者光纤中发生故障，母站检测到来自多个子站的光信 号接收异常，则
将在来自多个子站各自的信号接收定时内设定于上述接收电路中的阈 值，变更并设定为对所存储的阈值加上第2强度后的值，实施光信号的接 收，若通过第1强度和所接收信号的强度之间的比较确认出正常接收，则 将变更阈值后的子站判定为正常，
从上述多个子站选择即便借助阈值的设定变更也没有判定为正常的子 站，确定发生故障的子站或者和该子站所连接的上述光纤。
根据本发明的PON系统及运用方法，在任意的ONU发生了故障时， 通过确定该ONU，将其和PON系统的运用断开，就能够把对和其他ONU 之间的通信的影响抑制为最小限度。再者，实施PON系统维护的作业人员 进行应对的应对时间也得以縮短，能谋求系统运用上的费用减少和维护作 业效率的提高。
由于在第3人通过故意地将连续光对PON系统入射来意图干扰服务 时，也可以通过快速且轻易地确定该ONU和入射位置，把该部分从OLT 断开，因而可以提高系统运用中的安全性和可靠性。
图1是表示使用PON系统的光接入网结构例的网络结构图。
图2是表示PON系统上行信号的时分多路复用状况的信号结构图。
图3是表示由OLT接收的上行信号状况的信号结构图(1)。
8图4是表示由OLT接收的上行信号状况的信号结构图(2)。 图5是表示OLT结构例的模块结构图。
图6是表示由PON控制部存储的控制参数一例的存储器结构图。
图7是表示PON系统动作例的动作流程图(1)。
图8是表示PON系统动作例的动作流程图(2)。
图9是表示PON系统动作例的动作流程图(3)。
图IO是表示PON系统动作例的动作流程图(4)。
图11是表示PON系统动作例的动作流程图(5)。
图12是表示由OLT接收的上行信号状况的信号结构图(3)。 图13是表示PON系统动作例的动作流程图(5)。
图14是表示ONU结构例的模块结构图。
图15是表示PON区间下行信号(GEM帧)结构例的信号结构图。 图16是表示PON系统动作例的动作流程图(6)。 图17是表示PON系统动作例的动作流程图(7)。 符号说明
10…OLT， 20…ONU， 30…分光器， 100…干线光纤， 110…支 线光纤，1700…PON控制部，301 、 501 、 502…上行光信号，521 、 522…阈 值，520…噪声电平
具体实施例方式
下面，使用附图，以ITU-T建议G984中所规范的GPON的结构和动 作为例，详细说明根据本发明的PON系统的结构和动作。
图l表示使用本发明PON系统的光接入网结构例的网络结构图。 光接入网l包括PON区间2000，由OLTIO、多个ONU20-l 20-n、 分光器30、干线光纤IOO、多根支线光纤110-l 110-n组成；加入者网50 (或者，PC120和电话130等终端)，连接于各ONU20上；以及接入网1000， 是上位的通信网。
OLT10是一种对PON区间2000和接入网1000的双方具备接口的通信 装置，用来和上位的通信网经由接入网1000进行信息的收发，将该信息再 对ONU进行收发。还有，接入网IOOO虽然使用了由IP路由器或以太网交换机等构成的分组通信网，但也可以是此外的通信网。ONU20设置于用户 的家里或企业的站点内，虽然各自规模的对象不同，但是一般为连接于LAN 等加入者网50上的形式。在各加入者网50上，连接IP电话或提供现有电 话服务的电话终端130或者PC/移动终端等信息终端120。
在PON区间2000上，在OLT10和各ONU20-l 20-n之间利用光信号 进行通信。还有，如上所述，已经把使用的光信号波长变为上行Aup和下 行Adown不同的波长，使之在光纤100和110或分路器30上信号不产生干 扰。
OLT10所发送的下行信号由分路器30进行分路，到达被PON系统收 容的全部ONU20-l 20-n。例如对于GPON而言，来自OLT10的下行信号 利用PON区间2000的通信所使用的帧(下面，称为GEM帧)进行发送。 该GEM帧分别由标题和有效负荷构成，在各标题中已经插入作为各个GEM 帧目标的ONU20的识别符(ONU-ID)。各ONU20-l 20-n提取GEM帧的 标题，在该帧的目标是自己本身时，进行帧处理，在是发往其他ONU20的 帧时，将该帧废弃。
在从各ONU20-l 20-n开始的上行通信中，全部使用相同波长义up的 光信号。还有，信号的形式是由每个ONU的标题和有效负荷构成的可变长 度包(下面，称为GEM包)，在做到来自各ONU20的GEM包不在干线光 纤100上产生冲突，并且做到可以用GEM标题识别各个ONU20的基础上， 使各ONU20错开发送定时进行输出。具体而言，其构成为，(1)在采用测 距这样的技术测量出从OLT10到各ONU20-l 20-n的距离之后调整信号的 延迟量，(2)采用DBA这样的技术，使之从OLT10对各ONU20-l 20-n 报告等待发送的数据量，根据该报告，指示各ONU20-l 20-n的上行信号 发送定时和可发送的数据量。
图2是表示PON系统的上行信号时分多路复用状况的信号结构图。
如同上面所说明的那样，OLT10按照来自所属之下的ONU20的通信频 带请求(报告)，利用DBA来决定各ONU20的GEM包信号发送定时，各 ONU20-l 20-n根据该决定，对各支线光纤110-l 110-n发送上行信号。 同图表示从ONU20方对OLT10方发送上行信号并进行多路复用的状况， 点线的周期表示出帧周期(125^/秒)。从各ONU20-l 20-n分别使用支线光纤110-l 110-n所发送的GEM 包301通过分路器30在一根干线光纤100上进行时分光多路复用。附图中， 301-l 301-n表示出从各ONU20-l 20-n所发送的上行GEM包发送位置 及发送数据大小。另外，在同图中表示出，在OLT10从ONU20接收的光 信号强度上存在差分。在附图中表示出，来自ONU20-1的接收信号的光的 强度最强，接着是ONU20-n，之后按ONU20-2的顺序光的强度较强。该光 信号强度的关系在透过分路器30后的干线光纤100上也被维持，同时以时 间多路复用的形式传送信息。
图3是表示由OLT10接收的上行信号状况的信号结构图。
同图用来表示连接于OLT10所属之下的ONU20全部正常进行动作的 状态，放大了通过分路器30后在干线光纤100上进行时分光多路复用的上 行信号的状况(参见图2)。
若OLT10按每一帧周期(下面有时称为DBA控制周期)300对所属之 下的ONU20-l 20-n指示了上行信号的发送定时，则各ONU20按与该指 令相应的定时发送GEM包。同图表示出，从ONU20-1 、 ONU20-2、 ONU20-n 所发送的GEM包501、 502由OLT10接收的状况。还有，同图所示的550、 560是被称为空闲频带的部分，表示出OLT10的DBA结果为没有从各 ONU20发送至OLT10的上行信号的部分(如果正常则是无光的部分)。另 外，在来自各ONU20的信号边界上，存在和550、 560相同的无光部分， 而它是作为来自各ONU20的GEM包的定界由OLT10使用的保护时间。 OLT10还考虑该保护时间，进行利用DBA的GEM包发送定时指定。
因为各ONU20和OLT10之间的距离不同，所以如同图所示，OLT10 接收的上行信号强度按照各个ONU20而不同。因此，在OLT10中，每次 当发送上行GEM包的ONU20进行变化，都需要调整用来正确接收其信号 的信号阈值。同图的521、 522 (虚线)表示出，用来将从各ONU20接收 到的信号正确地识别为"0"和"1"的2个值的阈值。该阈值对应于接收信号的 ONU20进行变更，详细情况将在下面进行说明，但是在本发明的PON系 统中其构成为，OLT10事先存储各ONU20-l 20-n关联的阈值，按OLT10 所指示的定时还变更该阈值，正确识别来自各ONU20的GEM包信号。还 有，该阈值521、 522在所接收的光信号强度超过阈值时，是用来正确接收该上行信号的值，在接收到强度未超过其设定值的光信号时，是用来判定
是"o"的阈值，在超过时，是用来判定是"r的阈值。具体而言，这些阈值被
称为ATC (自动阈值控制Automatic Threshold Control)功能，其构成为， 若接收到上行GEM包(突发信号)，则利用该信号的前同步码部分来求取 接收突发信号的最大强度和最小强度，事先在系统调试时运用把阈值设定 为其中间值的功能，存储于OLT10中。还有，如果接收的光信号强度是已 知的，则也能够采取预先设定于OLT10中的结构。
本发明的PON系统如上所述，具备轻易找出在系统中所发生的通信故 障的功能，特别是具有快速找出来自发生了故障的ONU的连续光信号输出 并进行对应的功能。下面，使用附图进一步详细说明，而在本发明的PON 系统中，是通过适当控制上述阈值来找出故障的。具体而言，未接收到上 行信号的时间由于在原理上是不存在上行光信号的无光状态，因而将空闲 频带550、 560上的阈值520 (下面，由于与无光(信号)区间的信号强度 有关因而也有时称为噪声电平)设定得较低。也就是说，由于在按上行信 号为无光的定时由OLT10接收到强度超过噪声电平520的信号时，意味着 在PON系统的某处发生了异常，因而通过由OLT10变更阈值，不断找出光 信号强度的异常地点(ONU20或支线光纤110)等的故障。
图4也是表示由OLT10接收的上行信号状况的信号结构图。但是，在 同图中，表示出在连接于OLT10所属之下的ONU20-n中发生异常而连续输 出光信号的状态，并且和图3相同，表示出通过分路器30后在干线光纤100 上进行时分光多路复用的上行信号状况。
如同图所示，由OLT10接收的全部光信号强度可知按ONU20-n连续输 出的光信号600的量增加。还有，该光信号600由于和正规的光信号不同， 因而下面有时称为噪声成分600。
OLT10内的光信号接收判定在利用DBA所决定的来自各ONU20的信 号接收定时或空闲频带等的无光定时内，比较预先所存储的阈值521、 522 或噪声电平520和实际接收到的光信号强度，如前所述，在超过阈值时当 作接收到某些信号。这里，如同上行信号接收期间711那样，在OLT10所 预定的上行GEM包接收定时，探测到强度跨过阈值52L522的光时，判明 接收到来自相应ONU20-2的上行信号，"0"和"1"的识别也可以进行。但是，
12在其他的定时，由于超过了阈值521、 522因而判明接收到某些光信号，并且即使按这些定时尝试信号的识别，因为所接收光信号的强度总是超过阈值，全部当作"l"信号，所以不可能正常再现上行GEM包。例如，在上行信号接收期间710，由于检测到与阈值521相比强度强的光信号，因而判明接收到某些信号，但是如上所述，无法取得正确的数字信号。另外，在接收期间720，虽然在OLT10中作为空闲频带进行了识别，但是由于检测到与噪声电平520相比强度强的光信号，因而当作接收到某些信号，无法推断出是实际上不存在上行信号的状态。
如图4所示，若发生了来自任意ONU20的连续光信号输出，则由OLT10观测的光信号重大特征为，按噪声成分600在全部区间内光的强度增大，以及从发生了故障的ONU接收到的光信号强度对于该ONU等于假定的强度最大值。也就是说，如图4所示，正常工作时假定的来自ONU20-n的受光定时710和无信号区间720观测为大致相同的强度，此时的强度实质上对于ONU20-n假定大致相等接收信号强度。另外，对此外ONU20的接收信号强度，观测对假定的强度加上噪声成分600后的强度。
本发明的OLT10注重上述PON的特性，由OLT10检测光信号的异常，并且在异常检测时通过适当变更阈值，不断找出光信号强度的异常地点(ONU20或支线光纤110)等的故障。下面，使用附图，进一步详细说明本发明OLT的结构和使用该OLT的PON系统运用方法(故障检测方法)的实施方式。
图5是表示OLT结构例的模块结构图。
本发明的OLT10在用来和接入网1000连接的上位网方接口 (ServiceNetwork Interface:下面称为SNI)中，具备1个以上的分组网络接口 (下面，该接口也有时称为SNI) 1710-l 1710-n。作为分组传输协议，设为使用10/100M lGbps的以太网协议。其构成为，该SNI和未图示的第二层(Layer2)交换机或路由器进行连接，并收发包。还有，作为SNI，不需要限定为分组网络接口，也可以使用如前所述E1或者T1那样的线路交换网。下面，分为下行通信和上行通信，来说明OLT10的结构和动作。
PON系统前往加入者(ONU20)的数据通过接入网1000输入SNI1710-l 1710-n的某一个。接收数据传送给接收处理部1721，解析包标题信息。具体而言，根据包标题中含有的包括目标信息、发送源信息及路
径信息在内的数据流识别信息，来决定接收包的传送目标ONU20。若决定了目标，则根据需要执行接收包的标题信息变换或赋予。还有，上述动作参照接收处理部1721所具备的下行路径信息数据库(DB) 17211进行。在该DB17211中，设有用来以下述l个上述的参数为触发来决定分组处理的数据，上述1个以上的参数作为接收包的标题信息被包含。帧生成部1722按照由接收处理部1721所决定的标题处理内容，将接收帧变更为在PON区间2000上传输的帧格式。
如果是在GPON上利用以太网协议的情形，则通过检索DB17211，来决定对所接收以太网帧的VLAN标签处理(变换、删除、透过、赋予)及其传送目标，由帧生成部1722生成包含对传送目标ONU20所设定的Port-ID在内的GEM标题，将该GEM标题赋予于接收包中，进行发送。也就是说，进行将以太网帧封装为GEM帧的处理。
发送处理部1723执行发送帧生成部1722所生成的GEM帧所需的过程。在该过程中，包含考虑了帧处理优选级的排队及读出处理、PON区间用的下行帧生成和发送。GPON的场合，存在每125/v秒的下行帧发送周期，在周期(下行帧)的起始添加包含下述固定模式的下行帧标题，该固定模式用来由ONU20同步获取下行帧。在该帧标题之后，组合多个GEM帧，来形成下行帧。然后，来自发送处理部1723的下行帧通过E/01731从电信号变换为光信号，经由波长多路复用分离器(WDM) 1750和干线光纤100发送给各ONU20-l n。
PON系统的来自加入者(ONU20)的数据按上述下行信号处理的逆序进行处理。在PON上，各ONU20-l n的上行信号按从OLT10所指定的定时迸行发送，在干线光纤100上进行时分光多路复用。也就是说，来自各ONU20-l n的光信号成为按每个ONU20进行间歇发送的突发状包。
从干线光纤100经由WDN1750接收到的光信号根据所接收各突发信号(GEM包)的起始所添加的被称为前同步码及定界符的模式，通过0/E1732进行从光信号到电信号的变换、根据变换后电信号的时钟同步和信号值判定("0"和"r的识别)。该信号值判定由1/0判定部17321根据阈值来实施，输出由"0"和"1"的2个值构成的数字数据。接着，由接收处理部1741取得数字数据的帧同步，确认所接收GEM包的起始位置。该帧起始位置可以参照OLT10的PON控制部1700所具备的DBA信息数据库(DB) 17011，进行确认。也就是说，由于利用DBA所指示的发送定时的信息己经事先设定到DB17011中，因而比较该值和实际确认出的起始位置，确认是否按利用DBA所指示的定时接收到GEM包。还有，如果确认的结果为，起始位置和预测值产生了偏离，则对PON控制部1700通知偏离，调整和该ONU20之间的数据延迟量。接收处理部1741再进行GEM包的标题信息解析，决定该包的标题信息处理内容和其传送目标。此时的传送目标决定和上面所说明的下行信号相同，参照上行路径信息数据库(DB) 17411来实施。
帧生成部1742将由接收处理部1741处理了的GEM包变换为与分组传输协议(例如以太网协议)相应的格式，转发给发送处理部1743。还有，也有时根据从PON控制部1700的控制，由帧生成部1742形成新的包，转发给发送处理部1743。如果是在GPON上利用以太网协议的情形，则通过检索DB17411，进行分解GEM包来取出以太网包的处理。发送处理部1743和下行发送处理部1723相同，从此处戶/f读出的数据经由SNI1710-l 1710-n的某一个向接入网1000进行发送。
PON控制部1700用来执行OLT10及PON系统整体的管理和控制，如同上面所说明的那样，具备利用OMCI的ONU管理功能和利用DBA的PON区间的通信定时控制功能。在图5的OLT中，DBA部1701执行利用DBA的PON区间的通信定时控制和管理，O而状态及上行通信管理部(下面，称为ONU管理部)1702执行ONU20-l n的调试处理及上行信号接收状态的管理。当然，如果在下面说明的功能动作可以实现，则作为该功能分割之外的结构也可以。
DBA控制部1701根据来自各ONU20的频带分配请求(等待发送数据量的报告)和加入PON系统时预先制定的契约，通过动态提供对各ONU的数据发送允许，来进行频带的分配。频带分配结果(发送开始时间、允许数据量、发送结束时间等)的信息除了通知给各ONU20，使用于实际的控制之外，还被存储于DBA信息数据库(DB) 17011中，用于实际从ONU20的信号接收状况的确认和下述本发明的PON控制(除故障检测)。ONU管
15理部1702用来控制并管理各ONU20的状况，尤其是对OLT的信号发送状态，执行来自各ONU的信号状态(接收信号的强度)或信号接收所需要的信息(阈值等)管理。接收电平信息数据库(DB) 17022是管理并存储来自各ONU20-l 20-n的上行信号通信状态的数据库，除了记录由上行的接收控制部1741检测到的上行信号强度值之外，还存储下述的控制动作所使用的与各ONU20-l 20-n的上行信号有关的信息。另外，阈值信息DB17021对应于各ONU20-l 20-n和DBA的结果，存储接收信号的"0"和'T'识别所需要的阈值521、 522和噪声电平520。该阈值和噪声电平如同上面所说明的那样，是在ONU的调试时利用ATC进行计算并存储的，或是预先通过维护人员的操作等进行存储的。
图6是表示由PON控制部1700存储并使用于下述控制的参数一例的存储器结构图。具体而言，表示用来管理在此后的故障检测动作中使用的频带分配信息和上行信号(接收信号)强度信息的信息的结构例。在同图中，为了易于分清这些信息进行统一说明，作为表的结构进行说明，但是在实际的装置(OLT的PON控制部)中，在物理上不需要准备这种表(存储器)，只要使用上述各DB的信息读出或写入需要的信息就足够。
控制信息包括上行频带分配信息群(下面，称为DBA表)1210，利用DBA周期性进行制作、更新；上行接收光监视信息群(下面，称为上行接收光监视信息表)1220，根据对应于ONU接收的信号状态进行制作、更新。
如果采取GPON为例，DBA表1210用时间或者字节数存储作为DBA基本单位的Alloc-ID (分配ID: Allocation ID) 1211单位的信号的发送开始位置1212和发送结束开始位置1213。另外，详细情况将在下面说明。其构成为，包含表示由各个Albc-ID1211识别的项目是否有效的标记1214。还有，Alloc-ID1211能够对各ONU20的各自分配多个。收到了频带指令的ONU20按每个Alloc-ID1211生成上行GEM包进行发送。另外，在上行接收光监视信息表1220中，以对分配了 Alloc-ID1211的ONU20进行识别的ONU-ID1221，以及对各个ONU20从初始设定值或者紧前的正常的上行GEM包(光信号)所取得的接收信号强度为参考，事先记录在下次的GEM接收时预测的接收信号强度。另外，还具备标记1223 ，表示每个Alloc-ID1211或者ONU-ID1221的接收信号状况(正常或异常)并且该项目是有效还是无效等的补充信息。
本发明的OLT10在不能使上行GEM帧同步时，由接收处理部1741将无法检测信号之意通知给PON控制部1700。不能同步的原因与1/0判定部17321中的接收信号的强度偏离或接收处理部1741中的接收定时偏离等多个因素有关。PON控制部1700将这种在多个地点检测的上行信号接收状况暂时汇集于ONU管理部1702中，根据那些信息实施下面说明的那种各ONU20状态掌握及异常连续光检测时的应对处理。如果举出一例，就是因ONU管理部1702的判断而输出LOF (丢帧Loss of Frame)警报，并且更新上行接收电平信息DB17022，决定与接收状况相应的对ONU20的应对方针。
图7是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示在GPON上OLT10调试ONU20时以及此后的动作处理例。
若接通了 ONU20的电源，则ONU20提取从OLT10接收到的下行信号中含有的信号模式，将该信号模式插入上行GEM包中，发送给OLT10。还有，在OLT10中其构成为，只要存在新连接的ONU20,就预先空出该新ONU20可发送上行信号的时隙(未图示)。
在该时隙内接收来自ONU20的信号，在包含由下行帧所指示的特定信号模式时，检测为正确连接了新ONU20 (S201)。
测量从该ONU20接收到的光信号强度，如果需要则对ONU20发出指示以调整上行信号的强度。在决定了该ONU20的上行信号强度(OLT10中接收信号的强度)之后，将该值或利用ATC求出的阈值记录到OLT10内所具备的DB17022 (或者，图7: 1222的存储区域)或DB17021中(S202)。
接着，通过测距进行到ONU20的距离测量(S203),计算等效延迟(下面称为EqD)将其设定于ONU20中，调整该ONU20的响应定时的基准时刻(逻辑距离)使之和已经连接的ONU相等。具体而言，通过将EqD通知给ONU20， ONU此后利用该值调整信号输出定时来实施(S204)。此时新连接上的ONU20进入运用状态900。
在运用状态900下，首先指示ONU20所需要频带的报告(S205)，根据来自各ONU20的频带请求利用DBA来决定分配频带(S206)，在频带决定后，除了对各ONU20通知该频带信息之外，还在DB17011 (或者，图7: 1210的存储区域)中存储频带信息(S207)。还有，包括上行频带的请求、 DBA处理及对ONU的通知在内的一系列上述处理进行周期性重复。按照 每一周期的DBA处理，对于从ONU20接收的光信号，在OLT10中进行和 各DB17011、 17021、 17022中所存储的值之间的比较，确认其接收定时和 接收强度(S208)
在步骤S208中探测到某些异常时，例如从ONU20接收的信号强度突 然下降，或者可能发生信号本身无法接收这样的状况。虽然在这些现象中 要考虑几个因素，但是首先要判定是否存在确定原因使通信状态恢复的可 能性(S209)。在有恢复可能性时，在指定的时间内使通信恢复，或者如果 是构成冗余型的系统，则实施向备用系统的转换。在通信恢复后，可以修 正来自ONU20的发送定时时为了再次进行距离调整，转移到S204，在不 需要发送定时的修正时重复从S205开始的处理(S211)。
在指定的时间内不恢复时，如果有来自ONU20本身的运用结束请求或 者按管理者级别的运用结束指令，则从步骤S210结束运用。在需要继续运 用时，为了进行ONU20的重新调试，要再次施行从步骤S201开始的处理。
图8也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图7的ONU 动作确认步骤S208详细情况。同图表示出由本发明的OLT10实施的PON 故障检测动作一例，附图中用虚线围起来的部分对应于图7的S208。
OLT10根据DBA的结果，按照来自各ONU20-l 20-n的上行信号接 收定时设定对0/E1732的0/1判定部17321的接收信号进行识别的阈值(图 3: 520、 521、 522) (S301)。具体而言，按DBA信息DB17011中所存储 的定时，设定阈值信息DB17021中所存储的阈值。另外，在S301中，读 出预先存储在上行接收电平信息DB17022中的强度，使之可以在后面的步 骤中实施和实际所接受信号的强度之间的比较。在阈值设定后，由接收处 理部1741确认能否进行接收信号的帧同步(S303)。能进行帧同步的状态 意味着正常识别出光信号。另一方面，不能进行帧同步时，接收光信号强 度的异常或者接收定时的偏离作为主要原因来考虑。因此，首先按下述过 程确认该定时内接收光信号的强度(S310)。如果接收信号的强度合适，则 需要ONU20中发送定时的修正。还有，因为其状态为，虽然光信号正确接收到但是不能进行帧同步，所以事先输出LOF警报(S311)。如果接收信 号的强度异常，则判断出因某些原因而来自该ONU20的发送信号强度己失 去(或者，因图4所示的那种连续光而超过了接收器可接受的强度)，按下 述的过程实施接收状况的调査(S312)。此后由于未能进行帧同步，因而输 出LOF (S311)。
即便在能进行帧同步时，虽然在和该ONU之间的通信中没有障碍，但 是为了管理通信状况也要测量接收信号的强度(S304)。还有，这里接收信 号的强度和在步骤S301中所参照的预测值不同达到一定值以上时，事先在 DB17022(或者，图7: 1222的存储区域)中记录所接收信号的强度(S308)。 另外，由于能够进行和该ONU20之间的通信，因而如果是该ONU20的输 出信号强度能够由OLT10控制的结构，则发出变更ONU20发送功率的通 知(S309)。还有，记录接收信号强度的步骤S308也可以事先设为即便强 度不是异常值也每次都进行记录的结构。
在能够进行帧同步且强度也合适时，确认该上行信号的接收定时 (S305)。这里，由于如果从OLT10所指定的定时产生了偏离，则存在因 光纤的伸縮等而使ONU中所设定的EqD值变得不合适的可能性，因而将 该修正值通知给ONU20，或者实施测距处理的重新施行(S307)。
最后，在事先存储该ONU状态的各DB1701K 17021、 17022中，更 新需要更新的数据并结束处理(S306)。这里，需要更新的数据项目是通信 状况监视信息，包含参数，表示接收信号的强度及定时；通信时刻；及 标记，表示该上行帧的接收成功与否。如果举出更为具体的例子，则能列 举出每个ONU20的EqD、来自OLT10的发送定时或者由OLT10所预测的 接收定时(图6:存储于1210中的项目)、实际接收到的上行帧接收定时、 预测的接收光信号强度、实际接收到的信号强度、接收到该帧的时刻和其 通信成功与否之类的数据。
图9也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图8的接收信 号强度确认步骤S310的详细情况。
首先，测量所接收上行信号的强度(S401)。比对在图8的步骤S301 中从DB17022 (或者，图6的1222)所取得的与频带分配信息关联的应接 收信号的强度预测值和在S401中测量出的强度(S402)，确认该帧的强度和登录值(预测值)之差是否在指定的范围以内(S403)。如果在指定范围 内，则判定出接收光正常并结束处理(向图8步骤S310的"是"方向进行 转移，继续处理)。在确认出强度和预测值以一定值以上不同时，为了实施 接收状况的详细调査，进入步骤S404 (图8: S312)。
图IO也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图8: S312 或图9: S404的接收状况调查步骤的详细情况。
在实际接收到的信号强度和所预测的值以指定值以上不同时，判断出 接收信号的强度是异常值，计算实际测量出的上行信号强度和存储在 DB17022等中的登录值之差(S501)。将该差设为强度偏离数据库登录值的 误差。
接着，根据存储在DB17011等中的DBA信息等，选择已变为空闲频 带的地点，或因为测距处理而禁止了上行通信的地点，或者为了检测新连 接的ONU20而未分配用于上行通信的频带的地点等不接收上行信号的假 定无光状况的定时，测量该定时内接收信号的强度。由于该值将在后面的 故障发生地点解析中使用，所以事先暂时存储于OLT10的某处，例如构成 图6上行接收光监视信息表1220的存储区域中(S502)。还有，在下面， 将上述无光状态的区间称为非通信区间。
这里，计算在非通信区间测量出的实际接收信号强度和预测的非通信 区间强度(大致应为O)之差，比较该强度差和在步骤S501中所取得的误 差(S503)。在上述非通信区间测量出的强度差和与ONU之间的通信区间 上的误差的差异大致相等(比指定值小)，是当前在PON区间2000上以某 种形式输入上行连续光的状态。因此，开始用来确定输出连续光的ONU20 或者下述支线光纤110的处理(S504)，该支线光纤IIO作为连续光前往干 线光纤100的输入源。若在此确定了 ONU20或支线光纤110，则停止该ONU 的动作，或进行支线光纤断开等的处理，进入确认系统整体动作的作业 (S508)。
另一方面，在接收光强度的误差按某个ONU20通信区间的值和非通信 区间的值以指定值以上不同时，该ONU20的故障或者连接了该ONU的支 线光纤中的故障等作为原因来考虑。因此，要寻找可在接下来的步骤中执 行的应对方法(S505)。首先，对该ONU20通知用来进行发送功率调整的报文，测试是否可以变更该ONU20发送的信号强度。因此，如果能够由 ONU20变更强度，则发送变更输出信号强度设定的报文，重新调整接收的 信号强度(S506)。当然，要将调整后的强度存储于DB17022等中。在步 骤S505中不能变更ONU的强度设定时，停止该ONU的动作，或者进行断 开等的处理，进入确认系统整体动作的作业(S507)。作为达到这种情形的 例子，因故意导致的连续光输入当然不用说，还能举出在ONU本身的光模 块中发生故障的场合，以及在ONU本身中未具备光信号强度调整功能的场 合等。
图11也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图10: S504 的ONU确定处理步骤的详细情况。
在图10的S503中，判定出是当前在PON区间2000上以某种形式输 入上行连续光的状态时，假定因特定的ONU20的故障而发出连续光，或者 对支线光纤110故意入射连续光等的状况。在这种状况下，有时不能从 OLT10控制该ONU20。从而，在本发明的PON或者OLTIO中，若检测到 上述那种异常，则从OLT10确定正常工作的可控制的ONU20，将剩下的不 能控制的ONU20或者与该ONU所连接的支线光纤110判断为是故障中。
由于在图10的S502中测量'存储了非通信区间的接收信号强度，因而 读出该值，将其与登录(存储)在DB17022等中的来自各个ONU20的接 收信号强度值及登录(存储)在DB17021等中的接收来自各个ONU20的 信号所用的阈值相加。也就是说，对所登录的来自各个ONU20的接收信号 强度加上因异常发生而测量出的连续光成分(S602)。
对各个ONU20-l 20-n指示测试模式的送交(S603)。该测试模式为了 针对各个ONU20-l 20-n是否正确发出了与OLT10的指令相应的信号，根 据接收信号的强度和定时的双方进行确认而实施。这里，测试模式如果预 先在PON系统中规定出可以分别识别ONU的方法，则任何方法都可以。 例如，可以使用用来进行测距处理的报文(如果是GPON则是包含ONU-ID 的PLOAM报文)。
从ONU20接收测试模式(S604)，确认是否正常接收到和指令一样的 测试模式。还有，这里信号的接收确认和上面在图8中所说明的信号接收 确认相同(S605)。在来自某个ONU20的信号正常接收得到确认时，设置对该ONU20的正常性确认完成标记(S606)。具体而言，在图6所示的那 种控制参数存储区域中设定存储这种标记的区域1223而进行设置。在正常 接收无法确认时，因为仍然怀疑接收信号强度的异常、接收定时的异常或 者无法从OLT10控制等，所以设定对该ONU20的疑问标记(S607)。上述 S603 607的处理对于PON系统的OLT10中所登录的全部ONU20-l 20-n 加以实施(S608)。
在全部ONU的测试后，存在设定了疑问标记的ONU20时，至少设定 了该标记的ONU的动作异常或连接了该ONU的支线光纤110或者干线光 纤100的某一个已在运用中发生的可能性较高。从而，如同在图10的S508 中所说明的那样，停止该ONU的动作，或者进行支线光纤断开等的处理。 还有，在不存在未确认的ONU20时，因某些异常的装置而在PON区间2000 的上行方向入射连续光的可能性较高。此时，进入确认在未连接有确认完 成的ONU20的支线光纤110或干线光纤100上有没有异常的作业(S609)。
由于通过上面的处理，可以搜索到怀疑动作异常的ONU20，因而结束 本处理，转移为对异常连续光的处理作业。
还有，当实际的PON系统运用时，为了变更上行接收电平信息DB17022
中所登录的信息以便暂时应对故障状况，优选事先采取数据库的备份。另 外，在ONU20的确定或断开处理后，需要进行与中止了运用的ONU20有 关的信息(例如，非通信区间的变更等)确认，变更各DB17011、 17021、 17022的登录内容，或者使用空闲频带550、 560上接收信号的强度信息， 把上行接收电平信息DB17022所登录的信息恢复为原状的处理。
图12是表示由OLT10接收的上行信号状况的信号结构图，用来表示在 连接于OLT10所属之下的ONU20-n中发生异常而连续输出光信号的状况。 还有，同图和图3及图4相同，用来表示通过分路器20后在干线光纤100 上进行时分光多路复用的上行信号状况，但表示出在图11所说明的ONU 确定处理时的状况下，因异常发生而测量出的连续光成分与实际接收到的 信号或应设定的阈值相加后的状态。在图11的S605中，将对从DB14021 所读出的阈值521、 522加上连续光成分后的新的阈值1521、 1522设定于 0/1判定部17321中，判定接收信号等确认接收信号的正常性。在同图中表 示出，若在S605中进行了来自各ONU20的接收信号正常性确认，则对于发生故障而输出连续光的ONU20-n通过阈值1521-n的设定而判定为没有正 常接收信号(无光/无信号)，对于正常的ONU20-1或ONU20-2通过阈值 1521-1或1521-2的设定而判定为即便接收加上连续光后的光信号也可以正
常进行"o"和"r的识别并正常接收到信号的状态。
图13也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图10: S507/508的ONU操作停止处理步骤的详细情况。
还有，图13的处理在确定为故障的ONU20可以响应来自OLT10的控 制指令时是有效的，在ONU20不能控制时，即便OLT10执行下面的动作 也在ONU20中变为无效。例如，在虽然ONU的发送方光模块不能控制但 是其他部分正常进行工作时，可以采用下面的方法停止从ONU发送的上行 信号。
在能够进行从OLT10的利用DACT报文的控制时(S701)，将该报文 发送给该ONU20使异常动作的ONU20动作停止。另一方面，如果不能进 行利用DACT报文的控制，则作为替代，送交将ONU20的登录注销使上行 频带的使用变为不允许的Disable SN (序列号Serial Number)报文(S702 )。 由于如果能够进行利用该报文的控制，则依赖于该ONU20的结构，而不再 从ONU发来上行GEM包，因而实质上成为和停止了 ONU相同的状态。 另一方面，如果不能进行利用该报文的控制，则作为进一步的替代，从 OLT10实施ONU20的断电控制(S703)。如果该控制也不能进行，则另行 前往ONU20的设置地，通过人工等执行将ONU删除等的系统强行停止 (S704)。
图14是表示ONU20结构例的模块结构图。
本发明的ONU20因为用来通过和OLT10相对进行动作，构成PON系 统，所以为了处理数据的流动所具备的各功能块结构和动作如果去除下述 两点则大致相同，第一点为，作为取代OLT10的SNI1710-l 1710-n用来 和用户50进行连接的用户网络接口 (User Network Interface:下面称为 UNI)，具备1个以上的分组网络接口 (下面，有时也将其称为UNI)1810-1 1810-n，第二点为，上行/下行的信号方向相反。也就是说，按下行方向具 备0/E1832,具备0/1判定部18321;接收处理部1841,具备下行路径信 息DB18411;帧生成部1842;发送处理部1843;按上行方向具备接收处
23理部1821，具备上行路径信息DB18211;帧生成部1822;发送处理部1823; E/01831;根据PON控制部1800的控制经由WDM1850和支线光纤110与 OLT10进行数据的收发。还有，PON控制部1800用来根据来自OLT10的 控制进行ONU20的管理和控制，具备上行发送控制部1801，由DBA信 息DB18011存储OLT10所实施的DBA结果等，根据该存储内容使之发送 上行GEM包；ONU状态管理部1802，存储并管理ONU状态。还有，本 ONU20的基本结构和数据处理方法由于和图5所示的OLT10大致相同，因 而下面省略详细的说明，对于由OLT10在来自ONU的上行信号中判定出 异常时停止该ONU动作的结构和动作，进行说明。
在ONU20中，具备按照图13中所说明的那种来自OLT10的各种指令 来变更动作内容的功能。具体而言，具备与多个各功能块对应的电源管理 功能1890、 18310等，以便可以应对DACT报文、Disabled SN报文及远程 断电指令的各个。
从OLT10发送的报文或指令若由0/E1832接收到，则在接收处理部 1841中取得帧同步进行解析。接收处理部1841若该报文或指令与ONU的 动作停止或断开相符，则将其通知给PON控制部1800。在PON控制部1800 中，ONU状态管理部1802接收这些指令，进行处理。还有，作为需要通 知给PON控制部1800的报文，除上述之外，还有OLT10发放的DBA信 息、与ONU调试等PON系统运用有关的控制信息等。
若能够从OLT10控制ONU20，则如下进行动作。首先，若接收到DACT 报文，则ONU状态管理部1802对光模块指示发送停止。具体而言，控制 电源管理部18310，使E/01831的电源成为OFF，停止上行信号的输出。 如果不能进行利用DACT报文的控制，则接着接收Disable SN报文。在接 收到本报文时，由于OLT10内该ONU的登录被注销，因而变为此后不受 理一切和OLT10之间的通信的状态。从而，ONU20若接收到该报文，则中 断全部的信号发送。再者，ONU20状态管理部1802进行动作，以使光模 块(E/01831)的电源变为断开(OFF)。再者，在上述的控制进行得不顺 利时，尝试把ONU20整体的电源强行变为断开(OFF)。具体而言，收到 了来自远程的电源控制指令的ONU管理部1802对以ONU20整体为对象 的电源管理部1890通知信号，使ONU整体停止。图15是表示PON区间2000的下行信号(GEM帧)结构例的信号结 构图。
在本发明的PON中使用的信号以在GPON上所规范的PLOAM帧的结 构为基本，利用由全部ONU20-l 20-n接收的下行帧的标题1910。标题1910 中含有的PLOAMdl913是使用于ONU20的调试(ONU-ID或Alloc-ID的 分配等)或运用中的距离和故障监视等控制的字段。在本发明的PON系统 (OLT10)中，为了上面所说明的ONU20动作停止和断开，要使用该 PLOAMdl913的数据字段。具体而言，在PLOAMdl913中，在表示目标 ONU的ONU-ID19131和表示是运用PON系统的运用者已独自决定的报文 的Message-ID19132之后，加入下述数据字段19135，通过由査看该字段 19135后的ONU执行上述动作，来进行ONU的动作停止和断开，上述数 据字段19135包括表示由ONU20实施的停止等级的识别符19133和相关控 制参数(标记等)19134。还有，在OLT10中，PON控制部1700所具备的 ONU管理部1702发放DACT报文发送指令、Disabled SN报文送交指令及 远程断电送交指令，收到了指令的帧生成部1722在下行帧的数据字段19135 中插入该指令，发送处理部1723按照所指示的优先级读出该帧，对PON 区间2000进行发送。
图16也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图10: S504 的ONU确定处理步骤中别的控制过程。
本过程表示能够从OLT10进行ONU20的控制且可以进行图13中所说 明的那种ONU20停止动作的过程。具体而言，通过利用可以进行各ONU 动作停止的状况，在OLT10检测到接收信号的异常时一边使OLT10中所登 录的ONU20按顺序停止工作， 一边监视上行信号的接收光，来确定发出连 续光的ONU20。
首先，选择适当的ONU20，发送动作停止指令(S801)。该处理可以 实施图13中所说明的过程即可。读出图10的过程中所说明的那种已经存 储的按原本作为非通信区间的定时测量出的接收信号强度，比较该值和接 收信号的强度，判定是否正常接收到信号(S802)。由于如果来自ONU的 接收信号强度比预定值更高的状态(对所读出的存储值加上非通信区间的 接收信号强度后的状态)在继续，则存在该ONU20未发生故障的可能性，因而对该ONU设置确认完成标记(S803)。相反，由于若确认出非通信区间的接收信号强度恢复成正常值，则存在该ONU20发生了故障的可能性，因而对该ONU设定疑问标记(S804)。对于全部ONU20-l n实施该一系列的处理(S805)。此后的动作S806与S807和在图11中所说明的过程S608与S609相同。
图17也是表示PON系统动作例的动作流程图，用来表示图10: S504的ONU确定处理步骤中其他的控制过程。
首先，对各个ONU20发出送交测试模式的指令(S902)，若从该ONU20接收到测试模式，则测量其测试模式接收时(所假定的定时)光信号的强度(S902)。由于在DB17022中，预先登录了从该ONU20接收的信号强度(预测值)，因而比较测量出的强度和预测值，来求取误差(S903)。因为该误差在和图10的过程中所说明的那种已经存储的按原本作为非通信区间的定时测量出的强度大致相等时，表示对该ONU20的信号加上了来自别的ONU的信号，所以当作该ONU20是正常，对该ONU设置确认完成标记
(5905) 。相反，由于接收信号的强度未变化成故障探测前的假定值时，该ONU20当前输出连续光的可能性较高，因而对该ONU设定疑问标记
(5906) 。对于全部ONU20-l n实施该一系列的处理(S907)。此后的动作S卯8与S909和在图11中所说明的过程S608与S609相同。
根据本发明的PON系统及动作方法，只通过在OLT中添加简单的控制过程，在接收来自所选择ONU的信号时变更OLT的接收状态，就能够轻易确定发生了故障的ONU。另外，尽管控制所选择ONU的动作状况，也能够轻易确定发生了故障的ONU。也就是说，在任意的ONU发生了故障时，只通过执行从OLT的简单控制过程，就能够轻易确定该ONU，将其和PON系统的运用断开。从而，还能够将对和其他ONU之间的通信的影响抑制为最小限度。再者，实施PON系统维护的作业人员进行应对的应对时间也得以缩短，能谋求系统运用上的费用减少和维护作业效率的提高。再者，在通过故意将连续光对PON系统入射而意图干扰服务时，由于可以快速且轻易地确定该ONU或光的入射位置，将其从OLT断开，因而可以提高系统运用中的稳定性和可靠性。
权利要求
1、一种无源光网系统，通过由分光器及多个光纤构成的光纤网络连接母站和多个子站，其特征为，上述母站，具备接收电路，利用识别为0或1的阈值接收来自上述多个子站的各个子站的光信号；频带设定部，决定上述多个子站的各个子站发送光信号的定时并通知给该多个子站的各个子站；存储部，存储上述阈值以及从上述多个子站接收到的光信号的强度；和控制部，对上述接收电路设定与该定时对应存储的阈值并控制光信号的接收；上述控制部将在来自上述多个子站的各个子站的光信号接收定时接收到的信号的强度与上述存储部中存储的信息进行比较，检测该子站或者与该子站连接的上述光纤的故障。
2、 如权利要求1所述的无源光网系统，其特征为， 上述母站还测量并存储在上述光信号接收定时以外的定时接收到的光信号的第2强度，使用在上述多个子站的各个子站为正常的状态下接收并 存储的光信号的第1强度与第2强度和阈值，控制上述接收电路。
3、 如权利要求2所述的无源光网系统，其特征为， 上述母站还控制上述多个子站发送的光信号，通过在上述故障检测时选择任意的子站并控制该子站发送的光信号的强度，从而确定发生故障的 子站或者发生该故障的子站所连接的光纤。
4、 如权利要求1-3中任一项所述的无源光网系统，其特征为， 由上述母站检测的故障是与连续的光的输出相伴的故障。
5、 一种无源光网系统的故障确定方法，是通过由分光器及多个光纤构 成的光纤网络连接母站和多个子站的无源光网系统中发生的故障的确定方 法，其特征为，上述母站具备接收电路，利用识别为0或1的阈值接收来自上述多 个子站的各个子站的光信号；以及，频带设定部，决定上述多个子站的各 个子站发送光信号的定时并通知给该多个子站的各个子站；存储部，存储 上述阈值以及从上述多个子站接收到的光信号的强度；和控制部，对上述 接收电路设定与该定时对应存储的阈值并控制光信号的接收；上述控制部在上述系统为正常的状态下，存储从该多个子站的各个子 站接收到的光信号的第1强度、在该定时以外的时间接收到的光信号的第2 强度和与该多个子站对应的阈值；若在某个子站或者光纤中发生故障，而上述母站检测出来自上述多个 子站的光信号的接收的异常，则上述控制部将在来自上述多个子站的各个 子站的信号接收定时对上述接收电路设定的阈值，变更设定为对上述存储 的阈值加上了上述第2强度的值，并实施光信号的接收，若通过上述第1 强度和所接收到的信号的强度之间的比较而确认正常接收，则将变更设定 了该阈值的子站判定为正常，通过从上述多个子站中选择未因上述阈值的变更而被判定为正常的子 站，从而确定发生故障的子站或者与该子站连接的上述光纤。
6、 如权利要求5所述的故障确定方法，其特征为， 上述母站还控制多个子站发送的光信号，若检测到上述接收的异常， 则通过选择任意的子站并控制该子站发送的光信号的强度，从而确定发生 故障的子站或者发生该故障的子站所连接的光纤。
7、 如权利要求5或6的任一项所述的故障确定方法，其特征为， 由上述母站检测的故障是与连续的光的输出相伴的故障。
8、 一种无源光网系统的母站，该无源光网系统通过由分光器及多个光 纤构成的光纤网络连接母站和多个子站，该无源光网系统的母站的特征为， 具备接收电路，利用识别为0或1的阈值接收来自上述多个子站的各个子 站的光信号；频带设定部，决定上述多个子站的各个子站发送光信号的定时并通知给该多个子站的各个子站；存储部，存储上述阈值以及从上述多个子站接收到的光信号的强度；和控制部，对上述接收电路设定与该定时对应存储的阈值并控制光信号的接收；上述控制部将在来自上述多个子站的各个子站的光信号接收定时接收到的信号的强度与上述存储部中存储的信息进行比较，检测该子站或者与该子站连接的上述光纤的故障。
9、如权利要求8所述的无源光网系统的母站，其特征为，上述控制部还测量并存储在上述光信号接收定时以外的定时接收到的光信号的第2强度，使用在上述多个子站的各个子站为正常的状态下接收并存储的光信号的第1强度与第2强度和阈值，控制上述接收电路。
全文摘要
本发明提供一种无源光网系统及其故障确定方法，能够从PON系统所具备的OLT快速确定特定ONU或支线光纤中所发生的通信故障，采取对策。在通过由分光器及多个光纤构成的光纤网来连接母站和多个子站的无源光网系统的母站中，具备接收电路，利用识别为0或1的阈值，接收来自多个子站各自的光信号；频带设定部，决定上述多个子站的各自发送光信号的定时；存储部，存储阈值以及从多个子站接收到的光信号强度；控制部，将对应于发送定时所存储的阈值设定于接收电路中，控制光信号的接收；该控制部还比较在来自多个子站各自的光信号接收定时内接收到的信号强度和存储部中所存储的信息，检测并确定子站或者和该子站所连接的光纤故障。
文档编号H04B10/08GK101674499SQ20091000645
公开日2010年3月17日 申请日期2009年2月18日 优先权日2008年9月12日
发明者水谷昌彦, 矢岛祐辅, 芦贤浩 申请人:日立通讯技术株式会社
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