CN101841745A - 光传送路终端装置、无源光网***以及频带分配方法 - Google Patents
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Abstract
提供光传送路终端装置、无源光网***以及频带分配方法，例如用于TCP数据等延迟所致的吞吐量的劣化大的服务，可使数据传送延迟与分配频带成为最佳而使每个加入者要求源的吞吐量最大。PON***中的站侧装置的OLT(10)具备：MPCP控制部(121)，接收来自多个用户侧装置的ONU(20)各自的频带要求量；频带分配周期计算部(124)，根据接收到的每个要求源的频带要求量，针对每个要求源算出下次的频带分配周期；动态频带分配计算部(123)，根据接收到的每个要求源的频带要求量，针对每个要求源算出下次的频带分配量；和MPCP控制部(121)，向多个ONU(20)分别发送基于算出的频带分配量的发送许可。
Description
技术领域
本发明涉及高速光接入网络，更详细而言涉及能够有效地应用于可以利用光纤将高速因特网服务提供给各家庭的无源光网(PON：Passive Optical Network(无源光网络))***、以及PON***中应用的站侧装置的光传送路终端装置(OLT：Optical Line Terminal(光线路终端))中的技术。
背景技术
根据本发明人的研究，在PON***中，为了经由通信网发送和接收大容量的图像信号、数据，谋求在向通信网连接加入者的接入网中也进行通信网的高速、宽带化，并导入国际电气通信联盟(以下称为ITU-T)的建议G.984.1-3等中规定的PON***。
PON***是利用由主干光纤、光分离器以及多个支线光纤构成的光无源网将与上位的通信网连接的站侧装置的OLT、和收容多个加入者的终端(PC、电话)的用户侧装置的加入者连接装置(ONU：Optical Network Unit(光网络单元))连接起来的***。
PON***的光纤网包括与OLT连接的集线光纤、与各ONU连接的多个支线光纤、以及将支线光纤与集线光纤进行结合的光分离器(或光耦合器(Optical coupler))，成为可以在多个ONU中共用OLT与光分离器之间的光传送路的光分配网(ODN：OpticalDistribution Network(光配线网))形态。
PON***与其它宽带接入技术相比，可以大幅削减光纤的铺设成本。特别是GE-PON(Gigabit-Ethernet PON：千兆以太网无源光网络)、G-PON(Gigabit-Capable PON：千兆比特无源光网络)***能够以千兆比特(Gigabit)水平高速进行可变长的数据帧传送，可以对终端用户提供各种宽带网络应用。另外，在非专利文献1中公开了GE-PON，在ITU-T报告的非专利文献2～4中公开了G-PON。
在PON***中，关于上行信号，为了防止用户侧装置的每个ONU的信号的干扰，而对多个ONU通过时分接入动态地分配上行方向的频带。在通过已有的方法即ITU-T建议G.983.4中规定的方法来进行频带控制的情况下，站侧装置的OLT对从ONU针对每个轮询(polling)周期收集的上行方向单元缓冲器(cell buffer)的数据积蓄信息进行解析，从而实现DBA(Dynamic Bandwidth Assignment：动态频带分配)功能。即，对数据积蓄量多的ONU，进行更大的上行方向未使用频带的分配。
具体而言，站侧装置的OLT从各用户侧装置的ONU预先接收希望向上行方向送出的数据量的频带要求(请求)，决定应该对它们分配的频带，进行发送许可频带的通知(准予(grant))。准予是由发送开始时刻与发送许可长度构成的。由此，ONU可以向上行方向送出规定量的数据。
另一方面，关于针对来自用户侧装置的多个ONU的频带要求如何分配上行发送的频带，例如有：如果从一个ONU接收到请求则立即对该ONU随时分配频带的分散型DBA；以及按照轮询周期集中来自多个(通常全部)ONU的频带要求，并根据这些各频带要求来综合地分配频带的集中型DBA。
此处，轮询周期是指从ONU收集频带要求的周期，频带分配周期是指从许可的ONU发送数据的周期。该轮询周期与频带分配周期既可以相同，也可以不同。
例如，关于轮询周期与频带分配周期的关系，可知在上述分散型DBA中轮询周期与频带分配周期相同。另外，可知在上述集中型DBA中，根据一个上行方向的轮询周期，将服务等级分成确定了延迟最大值的低延迟等级与没有确定延迟最大值的通常延迟等级，通过将低延迟等级的频带分配周期设定得小于通常延迟等级的频带分配周期，从而同时实现低延迟与频带的有效运用。
作为这样的控制轮询周期的方法被公开在专利文献1中。在该专利文献中，在ONU接收到突发业务(burst traffic)的情况下，通过控制轮询周期来控制数据延迟。
另外，在IP(Internet Protocol：因特网协议)网络中，除了语音通信、数据服务以外，正在积极发展如将广播、电话、数据通信融合了的三网合一(triple play)服务那样需要高速数据传送的视频分发服务。三网合一服务中的网络电视(IPTV：Internet ProtocolTelevision(因特网协议电视))是最重要的宽带应用之一。
在该IP网络中，为了传送分组，主要使用TCP协议与UDP协议来进行通信。在可靠性高的数据服务中使用TCP(TransportControl Protocol：传输控制协议)，在延迟要求严的语音通信、IPTV服务中使用UDP(User Datagram Protocol：用户数据报协议)。PON也可以对这些分组分配频带来进行传送。PON***对TCP分组分配通常延迟等级的频带，对UDP分组分配低延迟等级的频带。
一般，TCP的吞吐量(throughput)由窗口大小与往返时间RTT(Round-trip time)来决定。PON***通过对TCP分组分配更大的频带，从而高速传送窗口大小相当量的分组，实现高吞吐量。
例如，在1Gbps等级的GE-PON中，在连接了32个用户侧装置的情况下，每个ONU的平均分配频带相当于30Mbps。在将窗口大小设为64K字节、且往返时间RTT是17.1msec以下时，TCP的吞吐量可以达到30Mbps。该往返时间RTT不仅包括PON内的数据延迟，而且还包括网络部分。在1Gbps等级的GE-PON中，PON内的数据延迟的影响小。
专利文献1：国际公开第99/038292号
非专利文献1：IEEE802.3ah“Ethernet in the First Mile”
非专利文献2：ITU-T G.984.1“Gigabit-capable PassiveOptical Networks(GPON)：General characteristics”
非专利文献3：ITU-T G.984.2“Gigabit-capable PassiveOptical Networks(GPON)：Physical Media Dependent(PMD)layerSpecification”
非专利文献4：ITU-T G.984.3“Gigabit-capable PassiveOptical Networks(GPON)：Transmission convergence layerspecification”
另外，关于如上所述的PON***，本发明人进行了研究的结果，得知如下的情况。例如，在以往的1Gbps等级的GE-PON中，由于因频带分配周期所引起的数据延迟对TCP的RTT造成的影响小，所以不会对TCP的吞吐量造成影响。但是，在10Gbps等级的PON中，在频带分配周期一定的情况下，数据延迟也一定，在使用了TCP那样的对能否实现数据传送进行确认的数据传送协议的情况下，存在无法提高吞吐量的问题。
使用图14，对RTT与吞吐量的关系进行说明。考虑从用户终端向服务器发送TCP数据的情况。用户终端发送TCP数据。ONU 20在接收到TCP数据之后发送频带要求请求(报告(Report))，从OLT 10接收发送许可频带的通知(准予(Grant))。ONU 20在许可的时间发送数据。OLT 10向服务器传送所接收到的TCP数据。服务器在接收到TCP数据之后，向用户终端发送作为确认应答的ACK。用户终端在接收到该ACK之后，发送下一个TCP数据。通常，在TCP中，将接收ACK之前可以发送的分组量定义为TCP窗口大小。以从发送TCP数据后接收到ACK为止的时间来定义RTT。另外，在PON内的数据传送中，将从ONU 20发送频带要求请求后直到可以发送数据为止的时间定义为延迟。
例如，在10Gbps等级的GE-PON中，在连接了32个用户侧装置的情况下，每个ONU的平均分配频带相当于300Mbps。在将窗口大小设为64K字节、且往返时间RTT是1.71msec以下时，TCP的吞吐量可以达到300Mbps。此时，PON内的数据延迟的影响大。
即，在上述以往的***中，仅根据服务等级来决定频带分配周期，每个服务等级的PON内的数据延迟被固定，所以TCP那样的数据的RTT也被固定，因此无法提高TCP那样的数据的吞吐量。当然，也考虑增大窗口大小，但在分组损失了的情况下，还存在大量发生重发分组这样的问题，所以在此无法解决。
PON内的数据延迟是根据DBA的处理时间而决定的。其中，主要包括如下时间，即，该时间是接收数据量的频带要求(请求)、并决定应该对它们分配的频带而进行发送许可频带的通知(准予)的时间。通常，如上述所说明那样，PON内的数据延迟成为轮询周期与频带分配周期的N倍。
在这样的以往的DBA技术中，用户侧装置的ONU在从站侧装置的OLT提供的发送定时之中，必须按照针对每个轮询周期至少一次的比例来发送保持信号。另外，在ONU发送数据的情况下，按照针对每个频带分配周期至少一次的比例，发送数据信号。而且，必须在即将发送数据之前发送用于对信号的电平(level)进行调整的信号和用于使时钟同步的信号。因此，用于传送数据的频带减少与送出保持信号的量相当的量和与调整信号的电平的量相当的量。轮询周期与频带分配周期越短，该频带的减少量越大。
此处，考虑用于减小数据延迟的方法。作为例子，考虑为了减小数据的延迟而减小频带分配周期的方法。频带分配周期决定数据的延迟。因此，如果为了减小频带的减少量而简单地延长轮询周期与频带分配周期，则存在数据的延迟变大这样的缺点，难以选择频带分配周期。
另外，即使通过专利文献1那样的方法来控制了轮询周期，也无法提高TCP那样的数据的吞吐量。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种通信服务，例如用于因TCP数据等的延迟而引起的吞吐量的劣化较大的服务，可以使数据传送延迟与分配频带成为最佳从而使每个加入者要求源的吞吐量成为最大。
本发明的上述以及其它目的与新的特征根据本说明书的记述以及附图将变得明确。
如果简单说明本申请中公开的发明中的代表性的发明的概要，则如下所述。
即，在代表性的发明的概要是，在站侧装置的OLT中具备：频带要求接收单元，接收来自多个用户侧装置的ONU各自的频带要求量；频带分配周期计算单元，根据接收到的每个要求源的频带要求量，针对每个要求源计算出下次的频带分配周期；频带分配计算单元，根据接收到的每个要求源的频带要求量，针对每个要求源计算出下次的频带分配量；以及发送许可发送单元，向多个ONU分别发送基于所计算出的频带分配量的发送许可。
如果简单说明通过本申请中公开的发明中的代表性的发明而得到的效果，则如下所述。
即，通过代表性的发明得到的效果是，由于考虑数据延迟与开销的同时进行动态频带分配，所以能够提供可以使每个加入者要求源的吞吐量成为最大的通信服务。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的PON***的结构以及OLT的内部结构的框图。
图2是在本发明的实施方式1中示出ONU的内部结构的框图。
图3是在本发明的实施方式1中说明OLT中的轮询周期与频带分配周期的图。
图4是在本发明的实施方式1中说明OLT中的另一轮询周期与频带分配周期的图。
图5是在本发明的实施方式1中示出DBA功能的处理的流程图。
图6是在本发明的实施方式1中说明数据量的频带要求与发送许可频带的通知的图。
图7是在本发明的实施方式1中示出ONU管理表的图。
图8是在本发明的实施方式1中说明TCP的吞吐量的图。
图9是在本发明的实施方式2中示出ONU的内部结构的框图。
图10是在本发明的实施方式2中示出DBA功能的处理的流程图。
图11是在本发明的实施方式3中示出DBA功能的处理的流程图。
图12是在本发明的实施方式4中示出DBA功能的处理的流程图。
图13是在本发明的实施方式5中示出DBA功能的处理的流程图。
图14是在一般的PON***中说明TCP数据的流的图。
附图标记说明
10：OLT；20：ONU；30：集线光纤；31：支线光纤；32：光分离器；101：光发送接收部；102：O/E变换部；103：上行接收缓冲器；104：PON帧解析部；105：上行发送缓冲器；106：发送线路IF部；107：接收线路IF部；108：下行接收缓冲器；109：PON帧生成部；110：下行发送缓冲器；111：E/O变换部；120：OLT控制部；121：MPCP控制部；122：DBA控制部；123：动态频带分配计算部；124：频带分配周期计算部；125：ONU管理表；201：光发送接收部；202：O/E变换部；203：下行接收缓冲器；204：PON帧解析部；205：下行发送缓冲器；206：发送线路IF部；207：接收线路IF部；208：上行接收缓冲器；209：PON帧生成部；210：上行发送缓冲器；211：E/O变换部；212：服务识别部；213：TCP数据用缓冲器；214：UDP数据用缓冲器；215：选择器；220：ONU控制部；221：MPCP控制部；222：缓冲器监视部。
具体实施方式
以下，根据附图，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在用于说明实施方式的所有附图中，对同一部件原则上附加同一标号，并省略其重复的说明。
另外，在以下的实施方式中，说明将本发明应用于ITU规格的G-PON中的情况，但本发明也可以应用于G-PON以外的其它PON***、例如适合利用以太网(注册商标)帧进行的信息传送的GE-PON、或在PON区间利用固定长度的ATM单元(ATM cell)来传送信息的B-PON(Broadband PON：宽带无源光网络)。
<实施方式1>
根据图1～图8，对本发明的实施方式1的PON***进行说明。
图1是示出本发明的实施方式1的PON***的结构的框图。
PON***包括：OLT(还称为站侧装置、光传送路终端装置等)10、多个ONU(还称为用户侧装置、加入者连接装置等)20(#1：20-1、#2：20-2、#3：20-3、...、#N：20-N)、以及连接这些要素的PON区间的光分配网ODN。PON区间的光分配网包括与OLT 10连接的集线光纤30以及与各ONU 20连接的支线光纤31(31-1～31-N)，支线光纤31通过光分离器(或者光耦合器)32而从集线光纤30分支。OLT 10通常设置在载体(carrier)、ISP(InternetService Provider：因特网服务提供商)所具有的用户线路收容站中，ONU 20设置在办公室、大厦(mansion)等大楼、以及用户住宅中。
在本实施方式中，各ONU 20向OLT 10的上行方向的传送速率以1Gbps的GE-PON为基础。因此，ONU 20的接入控制基本上是按照GE-PON的通信方式进行的，ONU 20发送用两个字节单位表现了希望发送给OLT 10的数据量的请求(频带要求，还称为报告)，用两个字节单位的发送许可长度和发送开始时刻来表现了与其对应的准予(发送许可频带的通知)。另外，通过每隔16ns进行递增的计数器来表现时刻，在PON***内取得同步。
[OLT的结构]
图1是示出OLT的内部结构的框图。OLT 10进行上述动态频带分配。
在图1中，OLT 10具备：从上位网络接收应向ONU 20发送的下行信号的接收线路IF部107；临时存储所接收到的下行信号的下行接收缓冲器108；生成PON帧的PON帧生成部109；临时存储应发送的PON帧的下行发送缓冲器110；将电信号变换为光信号的E/O变换部111；以及向光纤输入光信号的光发送接收部101。
另外，OLT 10具备：从ONU 20接收应向上位网络发送的上行光信号的光发送接收部101；将光信号变换为电信号的O/E变换部102；临时存储所接收到的上行信号的上行接收缓冲器103；解析PON帧的PON帧解析部104；临时存储应发送的信号的上行发送缓冲器105；以及向上位网络发送的发送线路IF部106。
而且，在OLT 10中，OLT120具备：具有频带要求接收单元以及发送许可发送单元的功能的MPCP(Multi Point Control Protocol：多点控制协议)控制部121、以及DBA控制部122，其中，所述频带要求接收单元接收来自ONU 20各自的频带要求量，所述发送许可发送单元向ONU 20分别发送基于计算出的频带分配量的发送许可。DBA控制部122具备动态频带分配计算部123、频带分配周期计算部124、以及ONU管理表125，其中，所述动态频带分配计算部123具有根据接收到的每个要求源的频带要求量而针对每个要求源计算出下次的频带分配量的频带分配计算单元的功能，所述频带分配周期计算部124具有根据接收到的每个要求源的频带要求量而针对每个要求源计算出下次的频带分配周期的频带分配周期计算单元的功能。
MPCP控制部121发送和接收数据量的频带要求信号与发送许可频带的通知信号。MPCP控制部121接收数据量的频带要求(请求)，动态频带分配计算部123决定应分配给它们的频带，频带分配周期计算部124决定频带分配周期，MPCP控制部121进行发送许可频带的通知(准予)。准予是由发送开始时刻和发送许可长度构成的。由此，ONU 20可以在上行方向上送出规定量的数据。
[ONU的结构]
图2是示出ONU的内部结构的框图。ONU 20根据上述动态频带分配的数据积蓄量来进行频带要求。
在图2中，ONU 20具备：从用户终端接收应向OLT 10发送的上行信号的接收线路IF部207；临时存储所接收到的上行信号的上行接收缓冲器208；生成PON帧的PON帧生成部209；临时存储应发送的PON帧的上行发送缓冲器210；将电信号变换为光信号的E/O变换部211；以及向光纤输入光信号的光发送接收部201。
另外，ONU 20具备：从OLT 10接收应向用户终端发送的下行光信号的光发送接收部201；将光信号变换为电信号的O/E变换部202；临时存储所接收到的下行信号的下行接收缓冲器203；解析PON帧的PON帧解析部204；临时存储应发送的信号的下行发送缓冲器205；以及向用户终端发送的发送线路IF部206。
而且，在ONU 20中，ONU控制部220具备MPCP控制部221和缓冲器监视部222。缓冲器监视部222对上行发送缓冲器210的数据积蓄量进行监视。MPCP控制部221发送和接收基于来自缓冲器监视部222的数据积蓄量的数据量的频带要求信号和发送许可频带的通知信号。进行数据量的频带要求(请求)的通知，从OLT 10接收发送许可频带的通知(准予)。准予是由发送开始时刻与发送许可长度构成的。由此，ONU 20可以向上行方向送出规定量的数据。
[动态频带分配]
OLT 10的DBA控制部122进行上述集中型DBA。图3是该集中型DBA的时序图。如图3所示，在集中型DBA中，通过一个准予G，同时进行请求用以及数据用的频带分配。
各ONU 20按照该准予G，将请求(R1～RN)302与数据(D1～DN)303附加到开销频带301而分别地进行发送。OLT 10与数据分开地最初仅集中接收请求，在接收完各ONU 20的请求的时刻，开始进行频带分配处理。
作为集中型DBA的代表性的一个例子，在频带分配周期(准予循环)的范围内，针对来自频带分配不足的ONU 20的请求，优先地分配频带，本实施方式的OLT 10也进行该类型的集中型DBA。ONU20针对每个轮询周期向OLT 10发送频带要求信号。图4是轮询周期与频带分配周期不同时的时序图。如图4所示，在DBA中，为了减小PON中的数据的传送延迟，可以将频带分配周期也设定得较小。
图5是示出DBA功能的处理的流程图。MPCP控制部121接收来自ONU 20的数据的频带要求，更新ONU管理表125(401)。动态频带分配计算部123根据ONU管理表125的信息，计算出分配频带(402)。进行动态频带分配处理以决定对多个ONU 20分别分配多少通信频带。该通信频带表示在一个频带周期中可以传送的总字节长度内对各ONU 20分配多少字节长度。频带分配周期计算部124根据ONU管理表125的信息，计算出频带分配周期(403)。MPCP控制部121通知包含有分配给ONU 20的频带信息的发送许可(准予)(404)。接收到基于该准予的指示的ONU 20根据该准予，向上行方向送出数据。各ONU 20在从OLT 10许可了发送数据的定时，发送数据。各ONU 20按照许可的通信字节长度来决定应结束发送的定时。
图6示出数据量的频带要求(请求)与发送许可频带的通知(准予)的一个例子。在请求中包括LLID 501、要求频带的值(积蓄数据量)502以及数据的服务的种类503。在准予中包括LLID 504、发送许可长度505以及发送许可时间506。但是，在例子中这些值仅包括一个，但也可以包括多个。LLID(Logical Link ID：逻辑链路ID)是逻辑链路，识别ONU。另外，ONU在具备多个缓冲器的情况下，可以针对每个缓冲器分配LLID。因此，在针对数据的每个服务种类分配了缓冲器的情况下，可以针对数据的每个服务种类，提供要求频带、发送许可。
图7示出ONU管理表的一个例子。ONU管理表125存储有ONUID 601(或者也可以是LLID)、每个ONU的分配频带602、频带分配周期603、数据要求延迟604、以及吞吐量605而作为用于发送DBA的发送许可频带的通知(准予)的信息。由动态频带分配计算部123决定分配频带602，由频带分配周期计算部124决定频带分配周期603。对于这些决定方法，在后面叙述。根据来自各ONU的要求，发送数据要求延迟604。另外，关于吞吐量605，计算减去了开销的所需频带而得到的值。即，关系为吞吐量＝(分配频带)-(开销频带)。如上所述开销由保持信号、数据的同步时间构成。
以下，对动态频带分配计算部123的具体的功能与频带分配周期计算部124的具体的功能进行说明。
首先，在通常的运用状态下，各ONU 20仅被分配约定的频带宽度。但是，在DBA功能有效的情况下，在分配了所连接的所有ONU20约定的频带之后，还存在未使用频带的情况下，如果存在来自ONU20的要求，则也可以使用未使用区域来增加该ONU 20的频带。这样有效地利用未使用频带的方法是PON***中的DBA功能。对于该功能的详细内容，请参照ITU-T建议G.983.4。
动态频带分配计算部123根据来自ONU 20的与数据积蓄量相应的频带要求，使用通常的DBA功能来计算出ONU 20的分配频带。此时，将分配给ONU 20的频带设为还包含同步用信号的开销、保持用的信号在内的频带。如上所述，在ONU 20发送数据的情况下，按照针对每个频带分配周期至少一次的比例，必须在即将发送数据之前发送用于对信号的电平进行调整的信号与用于使时钟同步的信号。因此，用于传送数据的频带减少与用于对信号的电平进行调整的量相当的量。频带分配周期越短，该频带的减少量越大。即，如果没有决定频带分配周期，则无法计算出每个ONU的吞吐量。
接下来，对频带分配周期的决定方法进行说明。频带分配周期计算部124根据用于对信号的电平进行调整的信号和用于使时钟同步的信号部分的频带以及数据的要求延迟，来决定频带周期。
在GE-PON中，作为用于对信号的电平进行调整的信号和用于使时钟同步的信号部分的频带，激光的ON(开启)/OFF(关断)时间被定义为512nsec、时钟同步时间被定义为800nsec。而且在各ONU信号的期间，以使信号不干扰的方式设定了保护频带时间(guardband time)，约为1μsec至5μsec。以下，将这些频带称为开销频带。但是，实际的参数基于装置的设计规格，所以不限于此。即，在减小频带分配周期时，开销频带增加。
例如，假设分配了300Mbps的ONU的频带。此时，在将频带分配周期设为0.5msec的情况下，如果将开销频带设为30％，则吞吐量成为210Mbps(300Mbps×70％)。另外，在将频带分配周期设为2msec的情况下，如果将开销频带设为10％，则吞吐量成为270Mbps(300Mbps×90％)。因此，在缩短频带分配周期时吞吐量增加，在延长频带分配周期时吞吐量减少。即，频带分配周期与吞吐量具有折衷的关系。
PON***内的数据传送延迟是ONU 20接收数据并发送请求信号后直到接收准予信号并发送数据为止的时间。其中，还包括光纤的传播延迟、装置的计算处理时间。即，根据PON***的要求延迟，计算出频带分配周期即可。
例如，在数据的要求延迟是4msec的情况下，如果将发送请求信号后接收到准予信号设为其次的频带分配周期范围，则将频带分配周期设定为3msec即可。但是，由于实际的参数基于装置的设计规格，所以不限于此。因此，在数据的要求延迟是4msec的情况下，频带分配周期成为2msec，如果将开销频带设为10％，则吞吐量成为270Mbps(300Mbps×90％)。另外，在数据的要求延迟是1msec的情况下，频带分配周期成为0.5msec，如果将开销频带设为30％，则吞吐量成为210Mbps(300Mbps×70％)。
频带分配周期计算部124决定频带分配周期以使吞吐量成为最大。即，考虑来自ONU 20的频带要求是210Mbps的时候。首先，作为第一例子，在作为DBA功能的分配结果而分配了300Mbps的频带的情况下，频带分配周期是0.5msec，成为满足吞吐量210Mbps的最小值。可以使数据延迟成为最小的同时，实现吞吐量210Mbps。另外，作为第二例子，在作为DBA功能的分配结果而分配了200Mbps的频带的情况下，频带分配周期为5msec(预先设定的上限值)，吞吐量成为最大值190Mbps。
另外，对于这些数据延迟，频带分配周期计算部124既可以是从OLT 10的外部，从网络操作员处接收要求，设定数据要求延迟，也可以是与数据信号的发送源即服务器协同进行自动设定。
关于上述功能，特别是在使用了TCP那样的对能否进行数据传送进行确认的数据传送协议的情况下，能够将吞吐量最大化。TCP的吞吐量依赖于RTT，所以优选将PON***内的数据传送延迟最小化。另一方面，其结果，如果每个ONU的吞吐量由于开销频带的原因而降低则没有意义。
图8是说明TCP的吞吐量的图。如上所述，关于开销所致的吞吐量界限曲线，频带分配周期长的一方变大。这是因为，开销的频带所占的比例减少。另一方面，关于TCP的延迟所致的吞吐量界限曲线，频带分配周期长的一方变小。这是因为，如果频带分配周期变长，则PON内的数据传送延迟变大，作为结果，TCP的RTT也变大。从该图可知，这两者是折衷的关系，但在该曲线的交点处，ONU的吞吐量成为最大值。因此，频带分配周期计算部124计算出PON***中的TCP的吞吐量成为最大的频带分配周期。
如上所述，根据本实施方式，在OLT 10中，根据来自ONU 20的每个要求源的频带要求量，针对每个要求源计算出下次的频带分配周期，根据每个要求源的频带要求量，针对每个要求源计算出下次的频带分配量，并向ONU 20分别发送基于该计算出的频带分配量的发送许可，从而考虑数据延迟与开销的同时进行动态频带分配，所以可以将每个加入者要求源的吞吐量设为最大。
<实施方式2>
根据图9、图10，对本发明的实施方式2的PON***进行说明。
图9是示出本发明的实施方式2的ONU的内部结构的框图。在图9的例子中，在PON帧生成部209与上行发送缓冲器210之间具备服务识别部212，该服务识别部212具有对从用户终端接收到的数据的服务种类进行识别分类并进行传送的服务识别单元的功能。另外，在上行发送缓冲器210中具备TCP数据用缓冲器213、UDP数据用缓冲器214、选择器215。其它与上述实施方式1相同。
服务识别部212识别所接收到的分组，分配给所对应的缓冲器而传送。由MPCP控制部221向OLT 10通知TCP数据用缓冲器213中的数据积蓄量而作为频带要求。OLT 10的DBA控制部122根据来自各ONU 20的频带要求，计算出分配频带与频带分配周期。
图10是示出DBA功能的处理的流程图。MPCP控制部121接收来自ONU 20的数据的频带要求，更新ONU管理表125(901)。动态频带分配计算部123根据ONU管理表125的信息，计算出分配频带(902)。此处，按照通常的DBA分配步骤，根据频带要求来分配频带。接下来，频带分配周期计算部124根据ONU管理表125的信息，将要求频带与根据分配频带计算出的ONU 20的吞吐量进行比较(903)。频带分配周期计算部124在要求频带大于ONU 20的吞吐量的情况下，增加频带分配周期(904)。由此，ONU 20的吞吐量增大。另一方面，频带分配周期计算部124在要求频带小于ONU 20的吞吐量的情况下，减少频带分配周期(905)。由此，ONU 20的吞吐量增大。MPCP控制部121通知包含有分配给ONU 20的频带信息的发送许可(准予)(906)。
这样将ONU 20的吞吐量与频带要求进行比较，增减频带周期，从而可以阶段性地使ONU 20的吞吐量最佳化。通过高速地进行该步骤，可以迅速地接近最佳的频带分配和频带周期、即吞吐量和数据延迟。
<实施方式3>
根据图11，对本发明的实施方式3的PON***进行说明。
图11是示出本发明的实施方式3的DBA功能的处理的流程图。本实施方式是通过从各ONU 20接收数据延迟要求，也可以使ONU 20的吞吐量最佳化的例子。
MPCP控制部121接收来自ONU 20的数据的延迟要求，更新ONU管理表125(701)。动态频带分配计算部123根据ONU管理表125的信息，计算出分配频带(702)。频带分配周期计算部124根据ONU管理表125的信息，计算出频带分配周期(703)。MPCP控制部121通知包含有分配给ONU 20的频带信息的发送许可(准予)(704)。接收到基于该准予的指示的ONU 20根据该准予，向上行方向送出数据。
如上所述，在存在网络结构信息的情况下、或预先存在广域网络侧的数据传送延迟信息的情况下，该方式是有效的。例如，作为提供服务的一个例子考虑如下方式：在PON***上提供网络结构比较简单的IPTV广播下载服务的情况下，在OLT 10的附近配置IPTV服务器，并在ONU 20上连接IPTV终端。在该情况下，由于可以预知得知广域网络侧的数据延迟，所以可以计算出能实现高速的下载服务的要求频带、数据延迟。因此，从各ONU 20接收数据延迟要求，可以使ONU 20的吞吐量最大化。
<实施方式4>
根据图12，对本发明的实施方式4的PON***进行说明。
图12是示出本发明的实施方式4的DBA功能的处理的流程图。本实施方式是通过从各ONU 20接收吞吐量要求，也可以使ONU 20的吞吐量最佳化的例子。
MPCP控制部121接收来自ONU 20的吞吐量的要求，更新ONU管理表125(801)。也可以通过频带要求(请求)来进行来自各ONU20的吞吐量的要求。特别是在TCP那样的对能否进行数据传送进行确认的数据传送协议中，也可以根据频带要求(请求)的频带要求量(502)与服务的种类(503)的组合，判断为吞吐量的要求。接下来，频带分配周期计算部124根据ONU管理表125的信息，计算出频带分配周期(802)。动态频带分配计算部123根据ONU管理表125的信息，计算出考虑了开销的分配频带(803)。MPCP控制部121通知包含有分配给ONU 20的频带信息的发送许可(准予)(804)。接收到基于该准予的指示的ONU 20根据该准予，向上行方向送出数据。
如上所述，还可以根据ONU 20的吞吐量要求来逆运算所需的分配频带，从而分配频带。在TCP那样的传送协议中，重要的是吞吐量，所以也可以设定使吞吐量最大化的(图8)频带分配与频带分配周期。
<实施方式5>
根据图13，对本发明的实施方式5的PON***进行说明。
图13是示出本发明的实施方式5的DBA功能的处理的流程图。
MPCP控制部121接收来自ONU 20的数据的频带要求，更新ONU管理表125(811)。动态频带分配计算部123根据频带要求，计算出ONU 20的分配频带(812)。频带分配周期计算部124将TCP吞吐量的上限与由开销所致的吞吐量的上限进行比较，计算出使吞吐量成为最大的频带分配周期(813)。MPCP控制部121通知包含有分配给ONU 20的频带信息的发送许可(准予)(814)。
如上所述，也可以根据ONU 20的吞吐量要求来逆运算所需的分配频带，从而分配频带。在TCP那样的传送协议中，重要的是吞吐量，所以也可以设定使吞吐量最大化的(图8)频带分配与频带分配周期。
如上所述，在PON***中传送TCP那样的对能否进行数据传送进行确认的数据传送协议的情况下，可以有效运用PON***的频带。PON***内的数据延迟与吞吐量具有折衷的关系，所以通过进行考虑了这些的DBA控制，可以提高PON***的吞吐量。
以上，根据实施方式具体地说明了由本发明人完成的发明，但本发明不限于上述实施方式，当然也可以在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。
产业上的可利用性
本发明涉及高速光接入网络，更详细而言可以利用于可以通过光纤将高速因特网服务提供给各家庭的PON***、以及PON***中应用的OLT。
Claims (21)
1.一种光传送路终端装置，经由光分配网而与用于收容用户终端的多个加入者连接装置进行连接，其特征在于，具备：
频带要求接收单元，接收来自上述多个加入者连接装置各自的频带要求量；
频带分配周期计算单元，根据由上述频带要求接收单元接收到的每个要求源的频带要求量，针对每个要求源计算出下次的频带分配周期；
频带分配计算单元，根据由上述频带要求接收单元接收到的每个要求源的频带要求量，针对每个要求源计算出下次的频带分配量；以及
发送许可发送单元，对上述多个加入者连接装置分别发送基于由上述频带分配计算单元计算出的频带分配量的发送许可。
2.根据权利要求1所述的光传送路终端装置，其特征在于，
上述频带分配周期计算单元在上述加入者连接装置的上述频带要求量超过上限阈值的情况下，增加下次的频带分配周期。
3.根据权利要求1所述的光传送路终端装置，其特征在于，
上述频带分配周期计算单元在上述加入者连接装置的上述频带要求量不超过下限阈值的情况下，减少下次的频带分配周期。
4.根据权利要求1所述的光传送路终端装置，其特征在于，
上述频带分配周期计算单元在上述加入者连接装置的上述频带要求量在一定范围内的情况下，不使下次的频带分配周期变动。
5.根据权利要求1所述的光传送路终端装置，其特征在于，
上述频带要求接收单元接收来自上述多个加入者连接装置各自的数据延迟要求，
上述频带分配周期计算单元以使上述多个加入者连接装置的吞吐量成为最大的方式计算出下次的频带分配周期。
6.根据权利要求1所述的光传送路终端装置，其特征在于，
上述频带分配周期计算单元将TCP吞吐量的上限与由开销所致的吞吐量的上限进行比较，以使上述加入者连接装置的吞吐量成为最大的方式计算出下次的频带分配周期。
7.根据权利要求1所述的光传送路终端装置，其特征在于，
上述频带分配计算单元根据上述每个要求源的吞吐量要求量，计算出下次的频带分配量，
上述频带分配周期计算单元根据上述每个要求源的吞吐量要求量与开销的频带所需量，计算出下次的频带分配周期。
8.根据权利要求1所述的光传送路终端装置，其特征在于，
上述频带分配计算单元根据上述每个要求源的频带要求量与开销的频带所需量，计算出下次的频带分配量，
上述频带分配周期计算单元根据上述每个要求源的频带要求量与开销的频带所需量，计算出下次的频带分配周期。
9.根据权利要求1所述的光传送路终端装置，其特征在于，
上述频带分配周期计算单元根据延迟信息与频带分配信息，计算出包括开销的频带分配周期。
10.一种无源光网***，是经由光分配网将用于收容用户终端的多个加入者连接装置与连接于广域网的光传送路终端装置连接起来的无源光网***，其特征在于，
上述光传送路终端装置具备：
频带要求接收单元，接收来自上述多个加入者连接装置各自的频带要求量；
频带分配周期计算单元，根据由上述频带要求接收单元接收到的每个要求源的频带要求量，针对每个要求源计算出下次的频带分配周期；
频带分配计算单元，根据由上述频带要求接收单元接收到的每个要求源的频带要求量，针对每个要求源计算出下次的频带分配量；以及
发送许可发送单元，对上述多个加入者连接装置分别发送基于由上述频带分配计算单元计算出的频带分配量的发送许可。
11.根据权利要求10所述的无源光网***，其特征在于，
上述加入者连接装置具备服务识别单元，该服务识别单元对从上述用户终端接收到的数据的服务种类进行识别分类而传送，
上述光传送路终端装置根据从上述服务识别单元传送的每个服务的频带要求量，来进行频带分配。
12.一种无源光网***中的频带分配方法，在该无源光网***中，经由光分配网将用于收容用户终端的多个加入者连接装置与连接于广域网的光传送路终端装置进行了连接，其特征在于，
上述光传送路终端装置，
接收来自上述多个加入者连接装置各自的频带要求量，
根据上述接收到的每个要求源的频带要求量，针对每个要求源计算出下次的频带分配周期，
根据上述接收到的每个要求源的频带要求量，针对每个要求源计算出下次的频带分配量，
对上述多个加入者连接装置分别发送基于上述计算出的频带分配量的发送许可。
13.根据权利要求12所述的频带分配方法，其特征在于，
在上述频带分配周期的计算中，在上述加入者连接装置的上述频带要求量超过了上限阈值的情况下，增加下次的频带分配周期。
14.根据权利要求12所述的频带分配方法，其特征在于，
在上述频带分配周期的计算中，在上述加入者连接装置的上述频带要求量不超过下限阈值的情况下，减少下次的频带分配周期。
15.根据权利要求12所述的频带分配方法，其特征在于，
在上述频带分配周期的计算中，在上述加入者连接装置的上述频带要求量在一定范围内的情况下，不使下次的频带分配周期变动。
16.根据权利要求12所述的频带分配方法，其特征在于，
在上述频带要求的接收中，接收来自上述多个加入者连接装置各自的数据延迟要求，
在上述频带分配周期的计算中，以使上述多个加入者连接装置的吞吐量成为最大的方式计算出下次的频带分配周期。
17.根据权利要求12所述的频带分配方法，其特征在于，
在上述频带分配周期的计算中，将TCP吞吐量的上限与开销所致的吞吐量的上限进行比较，以使上述加入者连接装置的吞吐量成为最大的方式计算出下次的频带分配周期。
18.根据权利要求12所述的频带分配方法，其特征在于，
在上述频带分配量的计算中，根据上述每个要求源的吞吐量要求量，计算出下次的频带分配量，
在上述频带分配周期的计算中，根据上述每个要求源的吞吐量要求量与开销的频带所需量，计算出下次的频带分配周期。
19.根据权利要求12所述的频带分配方法，其特征在于，
在上述频带分配量的计算中，根据上述每个要求源的频带要求量与开销的频带所需量，计算出下次的频带分配量，
在上述频带分配周期的计算中，根据上述每个要求源的频带要求量与开销的频带所需量，计算出下次的频带分配周期。
20.根据权利要求12所述的频带分配方法，其特征在于，
在上述频带分配周期的计算中，根据延迟信息与频带分配信息，计算出包括开销的频带分配周期。
21.根据权利要求12所述的频带分配方法，其特征在于，
上述加入者连接装置对从上述用户终端接收到的数据的服务种类进行识别分类而传送，
上述光传送路终端装置根据上述传送的每个服务的频带要求量，进行频带分配。
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