JP2004201013A - Optical subscriber line terminal device, and frame transmission method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical subscriber line terminal device where a buffer required conventionally is eliminated and the cost can be reduced and to provide a transmission method of a frame. <P>SOLUTION: A control part 11 generates a control frame addressed to oneself and makes an output part 17 transmit the control frame to an L2/L3 switch 3. A control frame rewriting part 13 rewrites the control frame received by an input part 12 into a control frame addressed to ONU (optical network unit) and makes a transmission part 14 transmit the control frame. Thus, it becomes unnecessary to insert the control frame in an interval between main signals from the L2/L3 switch 3. The buffer which is required in the conventional case is eliminated and the cost can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の宅側装置が媒体を共有してデータの伝送を行なう媒体共有型通信であるＰＯＮ（Passive Optical Network）に関し、特に、データをイーサネット（Ｒ）フレームのまま伝送するＥＰＯＮ（Ethernet(R) PON）におけるＯＬＴ（光加入者線端局装置）およびＯＬＴのフレームの伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。それに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）などのブロードバンドアクセスに対する要望も急速に高まってきている。
【０００３】
これに関連する先行技術として、特再平１１−８３８２９２号公報（以下、第１の先行技術と呼ぶ。）および「IPACT:A Dynamic Protocol for an Ethernet(R) PON」（Glen Kramer他、pp74-80,IEEE Commun,Feb.2002.）（以下、第２の先行技術と呼ぶ。）がある。
【０００４】
第１の先行技術は、ポイント・マルチポイント通信システムに関し、主装置は各従装置から申告を受け、その申告された情報量に基づいて特定の最大値以下で各従装置に対して送信を許可する許可量を算出し、この算出された許可量に基づいて信号の送信を各従装置へ指示するものである。
【０００５】
また、第２の先行技術は、ＥＰＯＮ方式のＦＴＴＨサービスにおける動的割当方式に関するものであり、ＯＬＴが各ＯＮＵに対して独立にレポートを送出させ、その都度ＯＬＴが対応するＯＮＵにグラントを発行する分散型割当方式に関するものである。
【０００６】
【特許文献１】
特再平１１−８３８２９２号公報
【０００７】
【非特許文献１】
「IPACT:A Dynamic Protocol for an Ethernet(R) PON」（Glen Kramer他、pp74-80,IEEE Commun,Feb.2002.）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第１の先行技術においては、主装置内にバッファメモリが設けられている。この理由は、主信号はアクセス制御とは無関係に入力され、その主信号の合間に制御フレームを挿入してＰＯＮ区間に送出する必要があるため、主信号の欠落を防ぐために主信号を一時的に保持する機構が必要になるからである。しかしながら、このバッファメモリは高価であるため、第１の先行技術においてはシステムのコストが高くなるという問題点があった。
【０００９】
また、上述した第２の先行技術においては、分散型割当方式に関する技術が開示されているが、制御フレームに関する特別な機構が設けられていないため、第１の先行技術において発生する問題点を解決することはできない。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、従来必要であったバッファをなくして、コストの削減を可能とした光加入者線端局装置およびフレームの伝送方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光加入者線端局装置は、上位スイッチとの間でフレームの送受信を行なうための第１の通信手段と、光加入者線終端装置との間でフレームの送受信を行うための第２の通信手段と、自身宛ての第１のフレームを生成し、第１の通信手段に第１のフレームを上位スイッチに送信させるための制御手段と、第１の通信手段によって受信された第１のフレームを光加入者線終端装置宛ての第２のフレームに書換えて、第２の通信手段に第２のフレームを光加入者線終端装置に送信させるための書換手段とを含む。
【００１２】
制御手段が自身宛ての第１のフレームを生成して上位スイッチに送信し、書換手段が上位スイッチから受信した第１のフレームを光加入者線終端装置宛ての第２のフレームに書換えて光加入者線終端装置に送信するので、従来必要であったバッファをなくして、コストを削減することが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の光加入者線端局装置は、請求項１記載の光加入者線端局装置であって、制御手段は、第１のフレームに格納すべき情報を第１のフレームに格納せずに当該情報を書換手段に転送し、書換手段は、第１の通信手段によって受信された第１のフレームを第２のフレームに書換える際に、制御手段から転送された情報を第２のフレームに格納する。
【００１４】
したがって、書換手段は、制御手段から転送された情報をそのまま第２のフレームに格納するだけで、第１のフレームを第２のフレームに書換えることができ、処理を簡略化することが可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の光加入者線端局装置は、請求項１記載の光加入者線端局装置であって、制御手段は一定周期で第１のフレームを生成して第１の通信手段に送信させ、書換手段は制御手段から第１のフレームの書換え指示があった場合にのみ、第１の通信手段によって受信された第１のフレームを第２のフレームに書換えて第２の通信手段に送信させ、制御手段から第１のフレームの書換え指示がない場合には、第１の通信手段によって受信された第１のフレームを廃棄する。
【００１６】
したがって、制御手段が一定周期で第１のフレームを上位スイッチに送信するので、書換手段は、ほぼ一定周期で第１のフレームを上位スイッチから受信できるようになり、主信号のトラフィックに左右されずに遅延時間のゆらぎを軽減することが可能になる。
【００１７】
請求項４に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、光加入者線終端装置のアドレスは、第１のフレームのデータフィールドに格納される。
【００１８】
したがって、書換手段は、第１のフレームのデータフィールドを参照して、第２のフレームを送信する光加入者線終端装置を特定することが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の光加入者線端局装置は、請求項１記載の光加入者線端局装置であって、制御手段は、光加入者線終端装置から送られ、光加入者線端局装置を経由して上位スイッチへ送信される上り信号を、上位スイッチへ送られる特定フレームと衝突しないように一括してアクセス制御を行なう。
【００２０】
したがって、従来必要であったバッファをなくして、コストを削減することが可能となる。
【００２１】
請求項６に記載のフレームの伝送方法は、光加入者線端局装置から光加入者線終端装置へ特定フレームを伝送するフレームの伝送方法であって、自身の光加入者線端局装置宛ての第１のフレームを生成して上位スイッチへ送信するステップと、上位スイッチから受信した第１のフレームを光加入者線終端装置宛ての第２のフレームに書換えて、光加入者線終端装置に送信するステップとを含む。
【００２２】
自身の光加入者線端局装置宛ての第１のフレームを生成して上位スイッチに送信し、上位スイッチから受信した第１のフレームを光加入者線終端装置宛ての第２のフレームに書換えて送信するので、従来必要であったバッファをなくして、コストを削減することが可能となる。
【００２３】
請求項７に記載のフレームの伝送方法は、請求項６記載のフレームの伝送方法であって、さらに上位スイッチが光加入者線端局装置から第１のフレームを受信したときに、当該第１のフレームを他のフレームに優先して光加入者線端局装置へ送信するステップを含む。
【００２４】
したがって、上位スイッチから第１のフレームを直ちに受信できるようになり、主信号のトラフィックに左右されずに遅延時間のゆらぎを軽減することが可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態における局側装置の概略構成を示すブロック図である。この局側装置は、複数のＯＬＴ１−１〜１−ｎと、上位網インタフェース（以下、上位網ＩＦと略す。）２と、Ｌ２／Ｌ３スイッチ３とを含む。
【００２６】
Ｌ２／Ｌ３スイッチ３は、Ｌ２スイッチ（ブリッジ）またはＬ２−Ｌ３併用スイッチ（ブルータ）によって構成され、上位網ＩＦ２を介して上位ネットワークから受信したフレームをＯＬＴ１−１〜１−ｎに伝送する機能と、ＯＬＴ１−１〜１−ｎから受信したフレームを上位網ＩＦ２を介して上位ネットワークに伝送する機能と、後述するようにＯＬＴ１−１〜１−ｎから受信した制御フレームをそのままＯＬＴ１−１〜１−ｎに送り返す機能とを有している。また、Ｌ２／Ｌ３スイッチ３は、バッファ４を有しており、フレームの送受信時にフレームを一時的に蓄積することによって、一時的な輻輳を吸収している。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態におけるＯＬＴの概略構成を示すブロック図である。このＯＬＴ１は、ＯＬＴ１全体の制御を行なう制御部１１と、Ｌ２／Ｌ３スイッチ３からのフレームを受信する入力部１２と、Ｌ２／Ｌ３スイッチ３から受信した制御フレームを書換える制御フレーム書換部１３と、制御フレーム書換部１３から出力された制御フレームなどを図示しないＯＮＵ（光加入者線終端装置）へ送信する送信部１４と、ＯＮＵからデータフレームなどを受信する受信部１６と、制御部１１によって生成された制御フレームや受信部１６から出力されたデータフレームをＬ２／Ｌ３スイッチ３に送信する出力部１７と、送信部１４から出力されたデータフレームなどを光信号に変換してＰＯＮ伝送路を介してＯＮＵへ送信し、ＰＯＮ伝送路を介してＯＮＵから受信した光信号を電気信号に変換して受信部１６へ制御フレームなどを出力するＰＯＮ Ｉ／Ｆ１５とを含む。
【００２８】
入力部１２は、Ｌ２／Ｌ３スイッチ３からのフレームを受信して、制御フレーム書換部１３に転送する。
【００２９】
制御フレーム書換部１３は、入力部１２から転送されたフレームが制御フレームであるか、データフレームであるかを判別する。転送されたフレームが制御フレームであれば、制御フレーム書換部１３は後述するように当該制御フレームを書換えて送信部１４に転送する。また、転送されたフレームがデータフレームであれば、制御フレーム書換部１３は当該データフレームをそのまま送信部１４に転送する。
【００３０】
受信部１６は、ＯＮＵから受信したフレームのヘッダ部分を読取ることによってデータフレームであるか、レポートフレームなどの制御フレームであるかを判定する。受信したフレームがデータフレームであれば、受信部１６は当該データフレームを出力部１７に転送する。また、受信したフレームが制御フレームであれば、受信部１６は当該制御フレームを制御部１１に転送する。
【００３１】
出力部１７は、制御部１１または受信部１６から制御フレームまたはデータフレームを受けると、制御フレームまたはデータフレームをＬ２／Ｌ３スイッチ３へ送信する。
【００３２】
制御部１１は、ＯＮＵへ送信するグラントフレームなどの制御フレームを生成して出力部１７に転送する機能、受信部１６から転送されたレポートフレームなどの制御フレームに応じてＯＬＴ全体の制御を行なう機能等を有している。
【００３３】
図３は、制御部１１によって生成され、Ｌ２／Ｌ３スイッチ３に送信される制御フレームのフレーム構造の一例を示す図である。図３（ａ）に示す制御フレームは、上位スイッチがＬ２のみを対象とする場合の制御フレームのフレーム構造を示している。Ｌ２−ＤＡ２１は、送信先のアドレスを示している。また、Ｌ２−ＳＡ２２は、送信元のアドレスを示している。このＬ２−ＤＡ２１およびＬ２−ＳＡ２２には、ＯＬＴに固有でかつ排他的なＭＡＣ（Media Access Control）アドレスが格納される。制御部１１は、制御フレームを生成するときに、制御フレームの送信先ＯＬＴのＭＡＣアドレス、すなわち自身のＭＡＣアドレスを、このＬ２−ＤＡ２１およびＬ２−ＳＡ２２に格納する。
【００３４】
通常、Ｌ２スイッチは、受信ポートと同じポートに送信することはないが、このＭＡＣアドレスに関してはＬ２／Ｌ３スイッチ３が制御フレームをＯＬＴ１−１〜１−ｎに送り返すことが可能となるようにＬ２スイッチが設定されるものとする。
【００３５】
また、図３（ａ）に示すＤＡＴＡフィールド２３には、制御フレームの種類やパラメータ、タイムスタンプ、本来の制御フレームの宛先となるＯＮＵの識別子などが格納される。このＤＡＴＡフィールド２３に格納される情報のうち、制御フレーム書換部１３によって書換えられる情報については任意の値でもよい。
【００３６】
また、ＦＣＳ２４には、伝送誤りを検出するためのフレームチェックシーケンスが格納される。
【００３７】
図３（ｂ）に示す制御フレームは、上位スイッチがＬ２およびＬ３を対象とする場合の制御フレームのフレーム構造の一例を示している。Ｌ２−ＳＡ３２，Ｌ３−ＤＡ３３およびＬ３−ＳＡ３４には、ＯＬＴに固有でかつ排他的なアドレスが格納される。たとえば、Ｌ２−ＳＡ３２にはＭＡＣアドレスが、Ｌ３−ＤＡ３３およびＬ３−ＳＡ３４にはＬ３スイッチのアドレスが格納される。また、Ｌ２−ＤＡ３２には、Ｌ３スイッチのアドレス（Ｌ３処理への入り口）が格納される。制御部１１は、制御フレームを生成するときに、制御フレームの送信先ＯＬＴのアドレス、すなわち自身のアドレスを、このＬ２−ＳＡ３２，Ｌ３−ＤＡ３３およびＬ３−ＳＡ３４に格納し、Ｌ３スイッチのアドレスをＬ２−ＤＡ３１に格納する。
【００３８】
また、図３（ｂ）に示すＤＡＴＡフィールド３５には、制御フレームの種類やパラメータ、タイムスタンプ、本来の制御フレームの宛先となるＯＮＵの識別子などが格納される。このＤＡＴＡフィールド３５に格納される情報のうち、制御フレーム書換部１３によって書換えられる情報については任意の値でもよい。
【００３９】
また、ＦＣＳ３６には、伝送誤りを検出するためのフレームチェックシーケンスが格納される。
【００４０】
図４は、制御フレーム書換部１３によって書換えられた後の制御フレームのフレーム構造の一例を示す図である。このフレーム構造は、形式的には標準規格に従うものである。Ｌ２−ＤＡ４１には、制御フレームの宛先となるＯＮＵのＭＡＣアドレスが格納される。Ｌ２−ＳＡ４２には、ＯＬＴに固有でかつ排他的に与えられるＭＡＣアドレスが格納される。
【００４１】
また、ＴＹＰＥ４３には、ＰＯＮの制御フレームであることを示す値が格納される。また、ＤＡＴＡフィールド４４には、制御フレームの種類やパラメータ、タイムスタンプなどが格納される。また、ＦＣＳ４５には、伝送誤りを検出するためのフレームチェックシーケンスが格納される。
【００４２】
制御フレーム書換部１３は、入力部１２から図３（ａ）または図３（ｂ）に示す制御フレームを受けると、ＤＡＴＡフレーム２３または３５に格納されたＯＮＵ識別子から、そのＯＮＵのＭＡＣアドレスを抽出してＬ２−ＤＡ４１に格納する。また、ＤＡＴＡフィールド４４のタイムスタンプにそのときの時刻を反映させると共に、ＦＣＳを再計算してその値をＦＣＳ４５に格納する。
【００４３】
このようにして、制御フレームは制御フレーム書換部１３によって書換えられて図４に示す制御フレームが生成される。そして、この書換えられた制御フレームは、送信部１４、ＰＯＮ Ｉ／Ｆ１５およびＰＯＮ伝送路を介して送信先となるＯＮＵに送信される。
【００４４】
また、制御部１１が制御フレームを作成するときに、ＤＡＴＡフィールド２３または３５に情報を格納せず、制御部１１が必要な情報を直接制御フレーム書換部１３に転送するようにしてもよい。この場合、制御フレーム書換部１３がＬ２／Ｌ３スイッチ３から制御フレームを受信したときに、制御部１１から転送された情報を参照して制御フレームを書換えて送信部１４に転送する。
【００４５】
以上の説明において、制御部１１は制御フレームの生成の必要性を認識した時点で制御フレームを生成するようにしているが、制御部１１が一定周期で特に意味を持たない制御フレームを生成してＬ２／Ｌ３スイッチ３へ送信し、制御フレーム書換部１３が制御部１１から制御フレームの書換え指示があった場合にのみ、Ｌ２／Ｌ３スイッチ３から受信した制御フレームを書換えてＯＮＵに送信するようにしてもよい。なお、制御フレーム書換部１３は、制御部１１から制御フレームの書換え指示がなければ、Ｌ２／Ｌ３スイッチ３から受信した制御フレームを廃棄する。
【００４６】
また、Ｌ２／Ｌ３スイッチ３は、ＯＬＴから受信した制御フレームのうち、遅延時間を少なくする必要がある特定フレームを優先的にＯＬＴに送り返すようにしてもよい。
【００４７】
図５は、ＯＬＴの出力ポート（Ｏ１）およびＰＯＮ伝送路（Ｐ１）を流れる制御フレームおよびデータフレームを時系列で表した図である。ＰＯＮ伝送路（Ｐ１）の線の上段は上りの制御フレームおよびデータフレームを表し、下段は下りの制御フレームおよびデータフレームを表している。
【００４８】
Ｇ１，Ｇ２およびＧ３は、それぞれＯＮＵ１，ＯＮＵ２およびＯＮＵ３に対するＧＡＴＥメッセージを表している。また、Ｒ１，Ｒ２およびＲ３は、それぞれＯＮＵ１，ＯＮＵ２およびＯＮＵ３からのＲＥＰＯＲＴメッセージを表している。さらには、Ｄ１，Ｄ２およびＤ３は、それぞれＯＮＵ１，ＯＮＵ２およびＯＮＵ３からのデータを表している。
【００４９】
図５は、集中型のＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Assignment）の例を示しており、ＧｎはＯＮＵｎに対する２つのグラントを含み、ＲｎとＤｎとの送出ウィンドウを指定する。また、ＸｎはＯＬＴの制御部１１によって生成され、Ｌ２／Ｌ３スイッチ３へ送出される制御フレームである。このＸｎは、制御部１１がＧｎを生成するときに参照される。
【００５０】
ＰＯＮ伝送路（Ｐ１）の上りフレームの配置は、ＯＬＴの制御部１１によって指示されるため、制御部１１は、上りフレームの合間に制御フレームＸｎが挿入されるように、他の上りフレームのタイミングを制御することができる。図５においては、制御フレームＸ１，Ｘ２およびＸ３を送出する区間に他の上りフレームがないように、制御部１１が排他制御を行なっている。
【００５１】
図６は、ＲＥＰＯＲＴメッセージなどＯＬＴによって終端され、ＯＬＴの出力ポート（Ｏ１）には現れないＰＯＮ制御フレームが占めていたウィンドウにＸｎを挿入する場合のフレームの流れを示す図である。このように、ＯＬＴに対してＲＥＰＯＲＴメッセージなどを送出しているときに、制御フレームＸｎをＬ２／Ｌ３スイッチ３へ送出することによって、上り帯域を有効に利用することが可能となる。
【００５２】
したがって、ＯＬＴの制御部１１は、上り方向の主信号に制御フレームを合流させる場合にも、バッファなどの緩衝機構を用いずに行なうことが可能である。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態におけるＯＬＴによれば、制御部１１が自身のＯＬＴ宛ての制御フレームを作成して出力部１７を介してＬ２／Ｌ３スイッチ３に送信し、制御フレーム１３が入力部１２を介してＬ２／Ｌ３スイッチ３から受信した当該制御フレームをＯＮＵ宛てに書換えて出力するようにしたので、従来のようにＬ２／Ｌ３スイッチ３から受信したフレームの合間に制御フレームを挿入する必要がなくなり、従来ＯＬＴ内に必要であったバッファメモリを削除することが可能となった。
【００５４】
また、Ｌ２／Ｌ３スイッチ３において、ＯＬＴから受信した制御フレームのうち、特定フレームを優先的にＯＬＴに送り返すようにすれば、特定フレームの遅延時間を軽減することができ、主信号のトラフィックに左右されることなく遅延時間のゆらぎを軽減することが可能になる。
【００５５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１に記載の光加入者線端局装置によれば、制御手段が自身宛ての第１のフレームを生成して上位スイッチに送信し、書換手段が上位スイッチから受信した第１のフレームを光加入者線終端装置宛ての第２のフレームに書換えて光加入者線終端装置に送信するので、従来必要であったバッファをなくして、コストを削減することが可能となった。
【００５７】
請求項２に記載の光加入者線端局装置によれば、書換手段が、制御手段から転送された情報をそのまま第２のフレームに格納するだけで、第１のフレームを第２のフレームに書換えることができ、処理を簡略化することが可能となった。
【００５８】
請求項３に記載の光加入者線端局装置によれば、制御手段が一定周期で第１のフレームを上位スイッチに送信するので、書換手段は、ほぼ一定周期で第１のフレームを上位スイッチから受信できるようになり、主信号のトラフィックに左右されずに遅延時間のゆらぎを軽減することが可能になった。
【００５９】
請求項４に記載の光加入者線端局装置によれば、書換手段は、第１のフレームのデータフィールドを参照して、第２のフレームを送信する光加入者線終端装置を特定することが可能となった。
【００６０】
請求項５に記載の光加入者線端局装置によれば、制御手段が、光加入者線終端装置から送られ、光加入者線端局装置を経由して上位スイッチへ送信される上り信号を、上位スイッチへ送られる特定フレームと衝突しないように一括してアクセス制御を行なうので、従来必要であったバッファをなくして、コストを削減することが可能となった。
【００６１】
請求項６に記載のフレームの伝送方法によれば、自身の光加入者線端局装置宛ての第１のフレームを生成して上位スイッチに送信し、上位スイッチから受信した第１のフレームを光加入者線終端装置宛ての第２のフレームに書換えて送信するので、従来必要であったバッファをなくして、コストを削減することが可能となった。
【００６２】
請求項７に記載のフレームの伝送方法によれば、上位スイッチから第１のフレームを直ちに受信できるようになり、主信号のトラフィックに左右されずに遅延時間のゆらぎを軽減することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における局側装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるＯＬＴの概略構成を示すブロック図である。
【図３】制御部１１によって生成され、Ｌ２／Ｌ３スイッチ３に送信される制御フレームのフレーム構造の一例を示す図である。
【図４】制御フレーム書換部１３によって書換えられた後の制御フレームのフレーム構造の一例を示す図である。
【図５】ＯＬＴの出力ポート（Ｏ１）およびＰＯＮ伝送路（Ｐ１）を流れる制御フレームおよびデータフレームを時系列で表した図である。
【図６】ＯＬＴの出力ポート（Ｏ１）には現れないＰＯＮ制御フレームが占めていたウィンドウにＸｎを挿入する場合のフレームの流れを示す図である。
【符号の説明】
１，１−１〜１−ｎ ＯＬＴ、２ 上位網ＩＦ、３ Ｌ２／Ｌ３スイッチ、４バッファ、１１ 制御部、１２ 入力部、１３ 制御フレーム書換部、１４ 送信部、１５ ＰＯＮ Ｉ／Ｆ、１６ 受信部、１７ 出力部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a PON (Passive Optical Network) which is a shared media type communication in which a plurality of home-side devices share a medium and transmit data, and in particular, an EPON (Ethernet) for transmitting data as an Ethernet (R) frame. (R) PON) and a method of transmitting an OLT frame.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, the Internet has become widespread, and users can access various types of information on sites operated around the world and obtain the information. Accordingly, demands for broadband access such as ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) and FTTH (Fiber To The Home) are rapidly increasing.
[0003]
As prior art related to this, Japanese Patent Publication No. 11-888292 (hereinafter referred to as a first prior art) and "IPACT: A Dynamic Protocol for an Ethernet (R) PON" (Glen Kramer et al., Pp74-pp. 80, IEEE Commun, Feb. 2002.) (hereinafter referred to as a second prior art).
[0004]
The first prior art relates to a point-multipoint communication system, in which a master receives a report from each slave and permits each slave to transmit below a certain maximum value based on the declared information amount. The amount of permission is calculated, and a signal transmission is instructed to each slave device based on the calculated amount of permission.
[0005]
The second prior art relates to a dynamic allocation method in the EPON FTTH service, in which the OLT sends a report to each ONU independently, and each time the OLT issues a grant to the corresponding ONU. The present invention relates to a distributed allocation method.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 11-888292
[Non-patent document 1]
"IPACT: A Dynamic Protocol for an Ethernet (R) PON" (Glen Kramer et al., Pp74-80, IEEE Commun, Feb. 2002.)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the first prior art described above, a buffer memory is provided in the main device. The reason is that the main signal is input irrespective of the access control, and it is necessary to insert a control frame between the main signals and transmit it to the PON section. Is required. However, since the buffer memory is expensive, the first prior art has a problem that the system cost is high.
[0009]
Further, in the second prior art described above, a technique related to a distributed allocation scheme is disclosed, but since a special mechanism related to a control frame is not provided, the problem that occurs in the first prior art is solved. I can't.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to eliminate the conventionally required buffer and to reduce the cost of the optical line terminal and the transmission of frames. Is to provide a way.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An optical line terminal according to a first aspect of the present invention transmits and receives a frame to and from an optical network unit and a first communication unit for transmitting and receiving a frame to and from an upper-level switch. Communication means for generating a first frame addressed to itself, a control means for causing the first communication means to transmit the first frame to the upper-level switch, and a second communication means for receiving the first frame. Rewriting means for rewriting the first frame into a second frame addressed to the optical network unit, and causing the second communication means to transmit the second frame to the optical network unit.
[0012]
The control means generates a first frame addressed to itself and transmits it to the upper-level switch, and the rewrite means rewrites the first frame received from the upper-level switch into a second frame addressed to the optical network unit and performs optical subscription. Since the transmission is performed to the customer line termination device, it is possible to eliminate the buffer conventionally required and reduce the cost.
[0013]
An optical line terminal according to a second aspect is the optical line terminal according to the first aspect, wherein the control means stores information to be stored in the first frame in the first frame. The information is transferred to the rewriting means without storing the information, and the rewriting means, when rewriting the first frame received by the first communication means to the second frame, transfers the information transferred from the control means to the second frame. 2 is stored in the second frame.
[0014]
Therefore, the rewriting means can rewrite the first frame into the second frame simply by storing the information transferred from the control means in the second frame as it is, thereby simplifying the processing. Become.
[0015]
An optical line terminal according to a third aspect is the optical line terminal according to the first aspect, wherein the control means generates the first frame at a constant period and the first communication means. The rewriting means rewrites the first frame received by the first communication means to the second frame only when the control means instructs the rewriting of the first frame to the second communication means. And if there is no instruction to rewrite the first frame from the control means, the first frame received by the first communication means is discarded.
[0016]
Therefore, since the control unit transmits the first frame to the upper switch at a constant cycle, the rewriting unit can receive the first frame from the upper switch at a substantially constant cycle, and is not affected by the traffic of the main signal. Thus, the fluctuation of the delay time can be reduced.
[0017]
An optical line terminal according to a fourth aspect is the optical line terminal according to any one of the first to third aspects, wherein the address of the optical network unit is a first address. It is stored in the data field of the frame.
[0018]
Therefore, the rewriting means can specify the optical network unit that transmits the second frame by referring to the data field of the first frame.
[0019]
An optical line terminal according to a fifth aspect of the present invention is the optical line terminal according to the first aspect, wherein the control means is transmitted from the optical line terminal and receives the optical line terminal. The access control is performed collectively so that the upstream signal transmitted to the upper switch via the station device does not collide with the specific frame transmitted to the upper switch.
[0020]
Therefore, it is possible to reduce the cost by eliminating the buffer conventionally required.
[0021]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of transmitting a frame for transmitting a specific frame from an optical line terminal to an optical line terminal. Generating the first frame and transmitting the same to the upper-level switch; rewriting the first frame received from the upper-level switch into a second frame addressed to the optical network unit, and transmitting the first frame to the optical network unit. Transmitting.
[0022]
A first frame addressed to the own optical network unit is generated and transmitted to the upper-level switch, and the first frame received from the upper-level switch is rewritten into a second frame addressed to the optical network unit. Since the transmission is performed, it is possible to eliminate the buffer which was conventionally required, and to reduce the cost.
[0023]
The method for transmitting a frame according to claim 7 is the method for transmitting a frame according to claim 6, further comprising the step of: when the upper switch receives the first frame from the optical line terminal, And transmitting the frame to the optical line terminal in priority to the other frame.
[0024]
Therefore, the first frame can be immediately received from the upper-level switch, and the fluctuation of the delay time can be reduced without being affected by the traffic of the main signal.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the optical line terminal according to the embodiment of the present invention. The optical line terminal includes a plurality of OLTs 1-1 to 1-n, an upper network interface (hereinafter abbreviated as an upper network IF) 2, and an L2 / L3 switch 3.
[0026]
The L2 / L3 switch 3 is configured by an L2 switch (bridge) or an L2-L3 combined switch (brouter), and has a function of transmitting a frame received from an upper network via the upper network IF2 to the OLTs 1-1 to 1-n. , A function of transmitting frames received from the OLTs 1-1 to 1-n to the upper network via the upper network IF2, and a function of transmitting the control frames received from the OLTs 1-1 to 1-n as they are as described later. -N. The L2 / L3 switch 3 has a buffer 4, and absorbs temporary congestion by temporarily storing frames when transmitting and receiving frames.
[0027]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the OLT according to the embodiment of the present invention. The OLT 1 includes a control unit 11 for controlling the entire OLT 1, an input unit 12 for receiving a frame from the L2 / L3 switch 3, a control frame rewriting unit 13 for rewriting a control frame received from the L2 / L3 switch 3. A transmission unit 14 for transmitting a control frame or the like output from the control frame rewriting unit 13 to an ONU (Optical Subscriber Line Terminating Equipment) not shown, a reception unit 16 for receiving a data frame or the like from the ONU, and a control unit 11. An output unit 17 for transmitting the generated control frame and the data frame output from the receiving unit 16 to the L2 / L3 switch 3; and converting the data frame output from the transmitting unit 14 and the like into an optical signal to form a PON transmission path. Via the PON transmission path, converts the optical signal received from the ONU into an electric signal, and transmits the electric signal to the receiving unit 16. And a PON I / F15 to output and over-time.
[0028]
The input unit 12 receives the frame from the L2 / L3 switch 3 and transfers the frame to the control frame rewriting unit 13.
[0029]
The control frame rewriting unit 13 determines whether the frame transferred from the input unit 12 is a control frame or a data frame. If the transferred frame is a control frame, the control frame rewriting unit 13 rewrites the control frame and transfers it to the transmission unit 14 as described later. If the transferred frame is a data frame, the control frame rewriting unit 13 transfers the data frame to the transmission unit 14 as it is.
[0030]
The receiving unit 16 determines whether the received frame is a data frame or a control frame such as a report frame by reading a header portion of the frame received from the ONU. If the received frame is a data frame, the receiving unit 16 transfers the data frame to the output unit 17. If the received frame is a control frame, the receiving unit 16 transfers the control frame to the control unit 11.
[0031]
When receiving the control frame or the data frame from the control unit 11 or the receiving unit 16, the output unit 17 transmits the control frame or the data frame to the L2 / L3 switch 3.
[0032]
The control unit 11 has a function of generating a control frame such as a grant frame to be transmitted to the ONU and transferring the control frame to the output unit 17, and a function of controlling the entire OLT according to the control frame such as a report frame transferred from the reception unit 16. Etc.
[0033]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a frame structure of a control frame generated by the control unit 11 and transmitted to the L2 / L3 switch 3. The control frame shown in FIG. 3A shows the frame structure of the control frame when the upper-level switch targets only L2. L2-DA21 indicates a destination address. L2-SA22 indicates a source address. The L2-DA 21 and the L2-SA 22 store a MAC (Media Access Control) address that is unique and exclusive to the OLT. When generating the control frame, the control unit 11 stores the MAC address of the transmission destination OLT of the control frame, that is, its own MAC address in the L2-DA21 and the L2-SA22.
[0034]
Normally, the L2 switch does not transmit to the same port as the receiving port. However, the L2 / L3 switch 3 transmits the control frame to the OLT 1-1 to 1-n with respect to the MAC address. Assume that the switch is set.
[0035]
The DATA field 23 shown in FIG. 3A stores the type and parameters of the control frame, the time stamp, the identifier of the ONU that is the destination of the original control frame, and the like. Of the information stored in the DATA field 23, the information rewritten by the control frame rewriting unit 13 may be an arbitrary value.
[0036]
The FCS 24 stores a frame check sequence for detecting a transmission error.
[0037]
The control frame illustrated in FIG. 3B illustrates an example of the frame structure of the control frame when the upper-level switch targets L2 and L3. The L2-SA32, L3-DA33, and L3-SA34 store addresses unique and exclusive to the OLT. For example, the MAC address is stored in L2-SA32, and the address of the L3 switch is stored in L3-DA33 and L3-SA34. The L2-DA 32 stores the address of the L3 switch (entrance to L3 processing). When generating the control frame, the control unit 11 stores the address of the destination OLT of the control frame, that is, its own address in the L2-SA32, L3-DA33, and L3-SA34, and sets the address of the L3 switch to L2. -Store in DA31.
[0038]
The DATA field 35 shown in FIG. 3B stores the type and parameters of the control frame, the time stamp, the identifier of the ONU that is the destination of the original control frame, and the like. Of the information stored in the DATA field 35, the information rewritten by the control frame rewriting unit 13 may be an arbitrary value.
[0039]
The FCS 36 stores a frame check sequence for detecting a transmission error.
[0040]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a frame structure of the control frame after being rewritten by the control frame rewriting unit 13. This frame structure conforms formally to a standard. The L2-DA 41 stores the MAC address of the ONU that is the destination of the control frame. The L2-SA42 stores a MAC address unique and exclusively given to the OLT.
[0041]
In the TYPE 43, a value indicating that the frame is a PON control frame is stored. The DATA field 44 stores the type of control frame, parameters, time stamp, and the like. The FCS 45 stores a frame check sequence for detecting a transmission error.
[0042]
When receiving the control frame shown in FIG. 3A or 3B from the input unit 12, the control frame rewriting unit 13 extracts the ONU MAC address from the ONU identifier stored in the DATA frame 23 or 35. And store it in L2-DA41. In addition, the time at that time is reflected in the time stamp of the DATA field 44, and the FCS is recalculated and the value is stored in the FCS 45.
[0043]
In this way, the control frame is rewritten by the control frame rewriting unit 13 to generate the control frame shown in FIG. Then, the rewritten control frame is transmitted to the destination ONU via the transmission unit 14, the PON I / F 15, and the PON transmission path.
[0044]
When the control unit 11 creates a control frame, the control unit 11 may directly transfer necessary information to the control frame rewriting unit 13 without storing information in the DATA field 23 or 35. In this case, when the control frame rewriting unit 13 receives the control frame from the L2 / L3 switch 3, the control frame rewriting unit 13 rewrites the control frame with reference to the information transferred from the control unit 11 and transfers the control frame to the transmission unit 14.
[0045]
In the above description, the control unit 11 generates a control frame when it recognizes the necessity of generating a control frame. However, the control unit 11 generates a control frame having no particular meaning at a fixed cycle. The control frame rewriting unit 13 transmits the control frame to the L2 / L3 switch 3 and retransmits the control frame received from the L2 / L3 switch 3 to the ONU only when instructed by the control unit 11 to rewrite the control frame. You may. If there is no control frame rewriting instruction from the control unit 11, the control frame rewriting unit 13 discards the control frame received from the L2 / L3 switch 3.
[0046]
Further, the L2 / L3 switch 3 may preferentially send back a specific frame whose delay time needs to be reduced among the control frames received from the OLT to the OLT.
[0047]
FIG. 5 is a diagram showing a control frame and a data frame flowing through the output port (O1) of the OLT and the PON transmission line (P1) in chronological order. The upper part of the line of the PON transmission line (P1) represents an upstream control frame and a data frame, and the lower part represents a downstream control frame and a data frame.
[0048]
G1, G2, and G3 represent GATE messages for ONU1, ONU2, and ONU3, respectively. R1, R2 and R3 represent REPORT messages from ONU1, ONU2 and ONU3, respectively. Further, D1, D2 and D3 represent data from ONU1, ONU2 and ONU3, respectively.
[0049]
FIG. 5 shows an example of centralized DBA (Dynamic Bandwidth Assignment), in which Gn includes two grants for ONUn and designates a transmission window of Rn and Dn. Xn is a control frame generated by the control unit 11 of the OLT and transmitted to the L2 / L3 switch 3. This Xn is referred to when the control unit 11 generates Gn.
[0050]
Since the arrangement of the upstream frame on the PON transmission line (P1) is instructed by the control unit 11 of the OLT, the control unit 11 transmits the timing of another upstream frame so that the control frame Xn is inserted between the upstream frames. Can be controlled. In FIG. 5, exclusive control is performed by the control unit 11 so that there is no other uplink frame in the section in which the control frames X1, X2, and X3 are transmitted.
[0051]
FIG. 6 is a diagram showing a frame flow when Xn is inserted into a window occupied by a PON control frame terminated by an OLT such as a REPORT message and not appearing at the output port (O1) of the OLT. As described above, by transmitting the control frame Xn to the L2 / L3 switch 3 when the REPORT message or the like is transmitted to the OLT, it is possible to effectively use the upstream band.
[0052]
Therefore, the control unit 11 of the OLT can also merge the control frame with the upstream main signal without using a buffer mechanism such as a buffer.
[0053]
As described above, according to the OLT in the present embodiment, the control unit 11 creates a control frame addressed to its own OLT, transmits the control frame to the L2 / L3 switch 3 via the output unit 17, and the control frame 13 Since the control frame received from the L2 / L3 switch 3 via the input unit 12 is rewritten and output to the ONU, a control frame is inserted between frames received from the L2 / L3 switch 3 as in the related art. This eliminates the need to perform buffering, and it is now possible to delete the buffer memory that was conventionally required in the OLT.
[0054]
Also, if the L2 / L3 switch 3 preferentially sends a specific frame out of the control frames received from the OLT to the OLT, the delay time of the specific frame can be reduced, and the influence of the main signal traffic on the main frame can be reduced. It is possible to reduce the fluctuation of the delay time without being performed.
[0055]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0056]
【The invention's effect】
According to the optical line terminal according to the first aspect, the control means generates the first frame addressed to itself, transmits the first frame to the upper switch, and the rewrite means transmits the first frame received from the upper switch. Since the second frame addressed to the optical network unit is rewritten and transmitted to the optical network unit, it is possible to eliminate the conventionally required buffer and reduce the cost.
[0057]
According to the optical line terminal according to the second aspect, the rewriting means simply stores the information transferred from the control means in the second frame as it is, and converts the first frame into the second frame. It can be rewritten and the processing can be simplified.
[0058]
According to the optical line terminal according to the third aspect, since the control means transmits the first frame to the upper switch at a constant cycle, the rewriting means transmits the first frame at a substantially constant cycle to the upper switch. , The delay time fluctuation can be reduced without being affected by the traffic of the main signal.
[0059]
According to the optical line terminal of the fourth aspect, the rewriting means refers to the data field of the first frame to specify the optical line terminal transmitting the second frame. Became possible.
[0060]
According to the optical line terminal according to claim 5, the control means sends the upstream signal transmitted from the optical line terminal and transmitted to the upper-level switch via the optical line terminal. Is collectively controlled so as not to collide with a specific frame sent to the upper-level switch, so that it is possible to eliminate a buffer conventionally required and reduce costs.
[0061]
According to the frame transmission method of the sixth aspect, the first frame addressed to the own optical network unit is generated and transmitted to the upper switch, and the first frame received from the upper switch is transmitted to the optical switch. Since the second frame addressed to the subscriber line terminal is rewritten and transmitted, it is possible to eliminate the buffer which was conventionally required and reduce the cost.
[0062]
According to the frame transmission method of the seventh aspect, the first frame can be immediately received from the upper-level switch, and the fluctuation of the delay time can be reduced without being influenced by the traffic of the main signal. Was.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an optical line terminal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an OLT according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a frame structure of a control frame generated by a control unit 11 and transmitted to an L2 / L3 switch 3;
FIG. 4 is a diagram showing an example of a frame structure of a control frame after being rewritten by a control frame rewriting unit 13;
FIG. 5 is a diagram showing a control frame and a data frame flowing through an output port (O1) of the OLT and a PON transmission line (P1) in time series.
FIG. 6 is a diagram showing a frame flow when Xn is inserted into a window occupied by a PON control frame that does not appear at the output port (O1) of the OLT.
[Explanation of symbols]
1, 1-1 to 1-n OLT, upper network IF, 3 L2 / L3 switch, 4 buffers, 11 control unit, 12 input unit, 13 control frame rewrite unit, 14 transmission unit, 15 PON I / F, 16 Receiving part, 17 output part.

Claims (7)

上位スイッチとの間でフレームの送受信を行なうための第１の通信手段と、
光加入者線終端装置との間でフレームの送受信を行うための第２の通信手段と、
自身宛ての第１のフレームを生成し、前記第１の通信手段に前記第１のフレームを前記上位スイッチに送信させるための制御手段と、
前記第１の通信手段によって受信された前記第１のフレームを前記光加入者線終端装置宛ての第２のフレームに書換えて、前記第２の通信手段に前記第２のフレームを前記光加入者線終端装置に送信させるための書換手段とを含む光加入者線端局装置。First communication means for transmitting and receiving frames to and from a higher-level switch;
Second communication means for transmitting and receiving frames to and from the optical network unit;
Control means for generating a first frame addressed to itself and causing the first communication means to transmit the first frame to the upper-level switch;
The first frame received by the first communication means is rewritten into a second frame addressed to the optical network unit, and the second communication means rewrites the second frame to the optical subscriber. Rewriting means for transmitting the signal to the line termination device. 前記制御手段は、前記第１のフレームに格納すべき情報を前記第１のフレームに格納せずに当該情報を前記書換手段に転送し、
前記書換手段は、前記第１の通信手段によって受信された前記第１のフレームを前記第２のフレームに書換える際に、前記制御手段から転送された情報を前記第２のフレームに格納する、請求項１記載の光加入者線端局装置。The control means transfers the information to be stored in the first frame to the rewriting means without storing the information in the first frame,
The rewriting means, when rewriting the first frame received by the first communication means to the second frame, stores information transferred from the control means in the second frame. The optical network unit according to claim 1. 前記制御手段は、一定周期で前記第１のフレームを生成して前記第１の通信手段に送信させ、
前記書換手段は、前記制御手段から前記第１のフレームの書換え指示があった場合にのみ、前記第１の通信手段によって受信された前記第１のフレームを前記第２のフレームに書換えて前記第２の通信手段に送信させ、
前記制御手段から前記第１のフレームの書換え指示がない場合には、前記第１の通信手段によって受信された前記第１のフレームを廃棄する、請求項１記載の光加入者線端局装置。The control means generates the first frame at a constant cycle and causes the first communication means to transmit the first frame;
The rewriting means rewrites the first frame received by the first communication means to the second frame only when the control means instructs rewriting of the first frame, and To the second communication means,
2. The optical line terminal according to claim 1, wherein the first frame received by the first communication unit is discarded when there is no instruction to rewrite the first frame from the control unit. 前記光加入者線終端装置のアドレスは、前記第１のフレームのデータフィールドに格納される、請求項１〜３のいずれかに記載の光加入者線端局装置。4. The optical line terminal according to claim 1, wherein the address of the optical network unit is stored in a data field of the first frame. 前記制御手段は、前記光加入者線終端装置から送られ、前記光加入者線端局装置を経由して前記上位スイッチへ送信される上り信号を、前記上位スイッチへ送られる特定フレームと衝突しないように一括してアクセス制御を行なう、請求項１記載の光加入者線端局装置。The control means does not cause an upstream signal transmitted from the optical network unit and transmitted to the upper switch via the optical network unit to collide with a specific frame transmitted to the upper switch. 2. The optical line terminal according to claim 1, wherein the access control is performed collectively. 光加入者線端局装置から光加入者線終端装置へ特定フレームを伝送するフレームの伝送方法であって、
自身の光加入者線端局装置宛ての第１のフレームを生成して上位スイッチへ送信するステップと、
前記上位スイッチから受信した前記第１のフレームを前記光加入者線終端装置宛ての第２のフレームに書換えて、前記光加入者線終端装置に送信するステップとを含む、フレームの伝送方法。A method of transmitting a frame for transmitting a specific frame from an optical line terminal to an optical line terminal,
Generating a first frame addressed to the own optical network unit and transmitting the first frame to an upper switch;
Rewriting the first frame received from the upper-level switch into a second frame addressed to the optical network unit and transmitting the second frame to the optical network unit. 前記フレームの伝送方法はさらに、前記上位スイッチが前記光加入者線端局装置から前記第１のフレームを受信したときに、当該第１のフレームを他のフレームに優先して前記光加入者線端局装置へ送信するステップを含む、請求項６記載のフレームの伝送方法。The method of transmitting a frame further includes, when the higher-level switch receives the first frame from the optical line terminal, giving priority to the first frame over another frame and the optical subscriber line. 7. The method of transmitting a frame according to claim 6, comprising transmitting to a terminal device.

Images