JP2013115659A - Communication system, switch and band control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信システム、スイッチおよび帯域制御方法に関する。 The present invention relates to a communication system, a switch, and a bandwidth control method.
ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）では、一般に、ユ−ザを収容する宅内光終端装置ＯＮＵ（Optical Network Unit）とＯＮＵを集線する局側光終端装置ＯＬＴ（Optical Line Terminal）とにより構成されるＰＯＮシステムと、ＯＬＴを集線する上位装置であるＬ２（Layer ２）スイッチと、が接続されている。 In FTTH (Fiber To The Home), a PON system generally composed of a home optical terminal unit ONU (Optical Network Unit) that accommodates users and a station side optical terminal unit OLT (Optical Line Terminal) that collects ONUs. Are connected to an L2 (Layer 2) switch, which is a host device for concentrating OLTs.
一般に、ＰＯＮシステムと上位のＬ２スイッチは独立して動作し、それぞれ個別に、自身の入力と出力において帯域制御などを行っていた。ＯＬＴでは、ＯＬＴに接続された各ＯＮＵに対する割当帯域を動的に制御するＤＢＡ（動的帯域割当：Dynamic Bandwidth Allocation）を用いたＭＰＣＰ（Multi−Point Control Protocol）制御を行っている。ＰＯＮシステムでは、ＯＮＵが自身（自ユ−ザ）に蓄積している上りデ−タ量をＯＬＴにREPORTフレ−ムに格納して通知する。ＯＬＴは、このＯＮＵから通知された蓄積上りデ−タ量と他のＯＮＵの使用帯域に基づいてＤＢＡにより、このＯＮＵに与える上り帯域（ＯＮＵの上り送信開始時刻と送信量)を計算し、GATEフレ−ムによりＯＮＵに通知する。このようにして、ＰＯＮシステムでは、帯域要求（上り蓄積デ−タ量）が多いＯＮＵに多くの帯域を割当ている。 In general, the PON system and the upper L2 switch operate independently and perform bandwidth control and the like at their own input and output. In the OLT, MPCP (Multi-Point Control Protocol) control using DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) that dynamically controls the allocated bandwidth for each ONU connected to the OLT is performed. In the PON system, the ONU stores the uplink data amount stored in itself (own user) in the REPORT frame and notifies the OLT. The OLT calculates the upstream bandwidth (ONU upstream transmission start time and transmission amount) to be given to this ONU by the DBA based on the accumulated upstream data amount notified from this ONU and the bandwidth used by other ONUs. The ONU is notified by a frame. In this way, in the PON system, a large number of bands are allocated to ONUs having a large band request (upstream accumulated data amount).
ＰＯＮシステムを集線する上位のＬ２スイッチでは、ＰＯＮシステムにおけるＤＢＡの結果を考慮せず、フレ−ムバッファリングによる独立した帯域制御を行っている。このため、Ｌ２スイッチのアップリンク側の出力帯域を超える入力がＰＯＮシステム側からあった場合にはパケットが廃棄されてしまう。パケットの廃棄を防ぐためには、各ＯＬＴからの受信フレ−ムをバッファリングする必要がある。 In the upper L2 switch that concentrates the PON system, independent band control by frame buffering is performed without considering the DBA result in the PON system. For this reason, if there is an input from the PON system side that exceeds the output bandwidth on the uplink side of the L2 switch, the packet is discarded. In order to prevent packet discard, it is necessary to buffer the received frames from each OLT.
一方、バッファリングや帯域割当を効率的に行うための技術として、ＰＯＮシステムにおけるＤＢＡとＬ２スイッチにおける制御とを連携させ、Ｌ２スイッチ側にＭＰＣＰ制御を統合する制御方法が、例えば特許文献１〜４に開示されている。 On the other hand, as a technique for efficiently performing buffering and bandwidth allocation, there is a control method in which DBA in a PON system and control in an L2 switch are linked and MPCP control is integrated on the L2 switch side. Is disclosed.
しかしながら、上記従来の一般的な技術によれば、ＰＯＮシステムとＬ２スイッチを一つの系として見た場合、ＤＢＡによる帯域割当と、Ｌ２スイッチ内での出力時刻スケジュ−リングによる帯域制御は、それぞれが独立して制御されており、ＰＯＮシステムとＬ２スイッチ双方の状態を反映した最適な帯域制御が行われていない。このため、帯域が効率的に利用されていないという問題がある。 However, according to the conventional general technique, when the PON system and the L2 switch are viewed as one system, the bandwidth allocation by the DBA and the bandwidth control by the output time scheduling in the L2 switch are respectively It is controlled independently, and optimal bandwidth control reflecting the states of both the PON system and the L2 switch is not performed. For this reason, there is a problem that the bandwidth is not efficiently used.
また、アクセス系（例えばユ−ザから電話局あるいはインタ−ネット・プロバイダまでの間のネットワ−ク（ＷＡＮ：Wide Area Network））における将来的な回線速度の増加により、１基のＬ２スイッチに収容するユ−ザ数が激増した場合、現行のＬ２スイッチで対応するためにはバッファ回路の増加、フレ−ムバッファ用のＲＡＭ（Random Access Memory）チップの増加、Ｌ２スイッチ動作速度のクロックアップ等が求められることになり、消費電力が増大する。また、Ｌ２スイッチが収容する全ＰＯＮシステムのリンク区間の上り帯域の合計が、Ｌ２スイッチの出力帯域を超えてしまう場合もある。 In addition, it is accommodated in one L2 switch due to a future increase in line speed in an access system (for example, a network (WAN: Wide Area Network) from a user to a telephone office or an Internet provider). In order to cope with the current increase in the number of users, it is necessary to increase the number of buffer circuits, increase the number of RAM (Random Access Memory) chips for the frame buffer, and increase the clock speed of the L2 switch. As a result, power consumption increases. In addition, the sum of the uplink bandwidths of the link sections of all PON systems accommodated by the L2 switch may exceed the output bandwidth of the L2 switch.
また、上記特許文献１〜４では、アップリンク側の出力方路や１つの場合を想定しており、アップリンク側の出力方路が２方路以上の場合については言及されていない。このため、アップリンク側の出力方路が２方路以上に適用することができない。 Moreover, in the said patent documents 1-4, the output side on the uplink side and one case are assumed, and the case where the output side on the uplink side has two or more routes is not mentioned. For this reason, the output path on the uplink side cannot be applied to two or more paths.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アップリンク側に多方路の出力回線を有する場合に対応可能であり、帯域利用の効率化、帯域制御の最適化、省電力化を実現することができる通信システム、スイッチ、局側光終端装置および帯域制御方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is applicable to a case where an uplink side has a multi-way output line, and realizes efficient use of bandwidth, optimization of bandwidth control, and power saving. An object of the present invention is to obtain a communication system, a switch, a station-side optical terminal device, and a bandwidth control method that can be used.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、スイッチと、宅内光終端装置と、前記宅内光終端装置から受信した上りデ−タを前記スイッチへ転送し前記スイッチから受信した前記宅内光終端装置宛の下りデ−タを前記宅内光終端装置へ転送する複数の局側光終端装置と、を備える通信システムであって、前記スイッチは、１つ以上のアップリンク回線に接続され、アップリンク回線ごとの前記宅内光終端装置と当該アップリンク回線との間の通信の監視結果に基づいてＬＬＩＤ単位で帯域割当を行い、前記帯域割当の結果を前記局側光終端装置へ通知する帯域割当部、を備え、前記局側光終端装置は、前記帯域割当の結果に基づいて自身に接続する前記宅内光終端装置に対する上り通信の送信許可時間帯の開始時刻を決定し、前記帯域割当の結果と前記開始時刻とを帯域割当結果として前記宅内光終端装置へ通知する帯域割当補助部、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention transfers a switch, an in-home optical termination device, and uplink data received from the in-house optical termination device to the switch and receives from the switch. A communication system comprising: a plurality of station-side optical terminators that transfer downlink data addressed to the in-home optical terminator to the in-home optical terminator, wherein the switch is connected to one or more uplink lines Based on the monitoring result of communication between the in-house optical terminator for each uplink line and the uplink line, band allocation is performed in units of LLID, and the result of band allocation is notified to the station side optical terminator The station side optical termination device determines a start time of a transmission permission time zone of uplink communication for the home optical termination device connected to the station based on the result of the bandwidth allocation, The band allocation auxiliary unit for notifying the home optical terminal apparatus serial results of bandwidth allocation and said start time as a band allocation result, characterized in that it comprises a.
本発明によれば、アップリンク側に多方路の出力回線を有する場合に対応可能であり、帯域利用の効率化、帯域制御の最適化、省電力化を実現することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to cope with a case where a multi-way output line is provided on the uplink side, and there is an effect that it is possible to realize efficient use of bandwidth, optimization of bandwidth control, and power saving.
以下に、本発明にかかる通信システム、スイッチ、局側光終端装置および帯域制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a communication system, a switch, a station-side optical terminal device, and a bandwidth control method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の通信システムは、ＯＬＴ（局側光終端装置）１−１〜１−ｎ（ｎは１以上の整数）と、ＯＮＵ（宅内光終端装置）２−１−１〜２−ｎ−ｍ（ｍは１以上の整数）と、Ｌ２スイッチ（スイッチ）３と、を備える。Ｌ２スイッチ３は、２つのアップリンク回線Uplink＃１，＃２に接続されている。すなわち、Ｌ２スイッチ３のアップリンク側物理ポ−トは２ポ−トであり、各ポ−トに対応するアップリンク回線をUplink＃１，＃２とする。ＯＬＴ１−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）は、ＤＢＡ補助部（帯域割当補助部）１１−ｉを備える。また、Ｌ２スイッチ３は、ＤＢＡ（帯域割当部）３１，３２を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a first embodiment of a communication system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the communication system of the present embodiment includes OLT (station side optical terminator) 1-1 to 1-n (n is an integer of 1 or more) and ONU (home optical terminator) 2. 1-1 to 2-nm (m is an integer of 1 or more) and an L2 switch (switch) 3. The
ＯＬＴ１−ｉは、光回線により、例えば図示しないスタ−カプラ等を経由してＯＮＵ２−ｉ−１〜２−ｉ−ｎと接続されている。 The OLT 1-i is connected to the ONUs 2-i-1 to 2-in via an optical line via, for example, a star coupler (not shown).
なお、図１の構成例は１例であり、例えばＬ２スイッチ３のアップリンク側物理ポ−トが１ポ−トや３ポ−ト以上であってもよく、また、ＯＬＴ１−１〜１−ｎがそれぞれ収容するＯＮＵの台数もＯＬＴ１−１〜１−ｎごとに異なっていてもよく、Ｌ２スイッチ３の代わりに同様の制御方法を導入したＬ３スイッチを備えていてもよい。アップリンク側物理ポ−トの数が２ポ−ト以外の場合、Ｌ２スイッチ３は、アップリンク側物理ポ−トの数のＤＢＡを備える。
The configuration example of FIG. 1 is an example. For example, the uplink side physical port of the
図１のＬ２スイッチ３内のＤＢＡ３１，３２は、アップリンクがUplink＃１，＃２の２方路である場合に、それぞれ対応するアップリンク宛の出力帯域制御を行う。Ｌ２スイッチ３内のＤＢＡ３１，３２では、ＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍ側からの蓄積デ−タ量のほか、Ｌ２スイッチ３のアップリンク側ポ−トにおけるＬＬＩＤごとの流量監視結果、アップリンク側とＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍ側との接続確立状況等を学習テ−ブル（学習情報）として保持し、ＬＬＩＤごとの割当帯域を計算する機能を持つ。
The
図１におけるＯＬＴ１−ｉ内のＤＢＡ補助部１１−ｉは、ＯＮＵからの蓄積デ−タ量通知（例えばREPORTフレ−ムによる通知）をＬ２スイッチ３に転送する。また、ＤＢＡ補助部１１−ｉは、Ｌ２スイッチ３からＬＬＩＤ毎の割当帯域通知を受け、割当帯域通知に基づいて配下のＯＮＵ２−ｉ−１〜２−ｉ−ｍに対してＬＬＩＤ毎に割当帯域を通知（例えばGATEフレ−ムによる通知）する制御を行う。
The DBA auxiliary unit 11-i in the OLT 1-i in FIG. 1 transfers the accumulated data amount notification from the ONU (for example, notification by the REPORT frame) to the
また、ＤＢＡ補助部１１−１〜１１−ｎは、それぞれ、割当帯域通知に基づいて配下のＰＯＮ区間におけるデ−タ送信間隔の空き時間を求め、当該空き時間を利用して配下のＯＮＵのディスカバリを行うようにしてもよい。 Each of the DBA auxiliary units 11-1 to 11-n obtains a free time of the data transmission interval in the subordinate PON section based on the allocated bandwidth notification, and uses the free time to discover the subordinate ONU. May be performed.
ここで、本実施の形態の通信システムにおけるＤＢＡ制御の概念を説明する。図２は、従来のシステムにおけるＤＢＡ制御の範囲と本実施の形態のＤＢＡ制御の範囲との比較を示す図である。図２の例では、Uplink＃１にはエッジル−タ４経由で電話５が接続され、Uplink＃１にはＳＡＲ（Service Aggregation Router）７を含む地域ＩＰ（Internet Protocol）網６経由でＷｅｂなど８に接続されている。Uplink＃１，Uplink＃２に接続される装置やネットワ−クは図２の例に限定されない。
Here, the concept of DBA control in the communication system of the present embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram showing a comparison between the range of DBA control in a conventional system and the range of DBA control according to the present embodiment. In the example of FIG. 2, the
従来のＤＢＡ制御は、図２に点線の従来のＤＢＡ実施範囲２００として示したように１つのＰＯＮシステムのみを対象としている。また、従来のシステムでは、Ｌ２スイッチ３は、ＯＬＴ１−１〜１−ｎから受け取ったデ−タに対して、アップリンク回線側への出力の帯域制御を行っていた。なお、従来のシステムでは、アップリンク回線が１つである場合を想定しており、本実施の形態のようにアップリンク回線が複数の場合は想定していない。
The conventional DBA control is intended for only one PON system as shown as a conventional
本実施の形態では、帯域を効率的に使用しつつ、アップリンク回線が複数の場合に対応できるよう、ＤＢＡ制御の範囲を図２にＤＢＡ実施範囲２０１として示すように、ＰＯＮシステム全体およびＬ２スイッチ３としている。すなわち、Ｌ２スイッチ３において、各ＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍに対するＤＢＡ制御を実施する。これにより、システム全体で帯域を効率的に使用でき、かつバッファ量も低減することができる。
In the present embodiment, the entire PON system and the L2 switch are configured so that the DBA control range is shown as the
以下に、本実施の形態の動作例としてＤＢＡ３１におけるUplink＃１に関連する制御方法を記載する。初期状態として、ＤＢＡ３１は、それぞれのＬＬＩＤに対して一定の固定帯域を割当てる。なお、ＬＬＩＤは、ＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍごとに割当られていてもよいし、１つのＯＮＵに複数のＬＬＩＤを割当てていてもよい。固定帯域は、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）パケットの送受やシグナリングが可能な程度の帯域を割当てることとする。この割当帯域（固定帯域）は終始変化させず、固定的に割当てる。
Below, the control method relevant to
上記の状態で、Ｌ２スイッチ３は、ＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍとアップリンク側のネットワ−ク（ル−タなど）との間で通信するＡＲＰパケット、ＡＲＰ応答パケットや、Uplink＃１側からＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍ側への下りパケットを監視する。図３は、本実施の形態のＯＮＵの学習の様子を示す図である。ここでは、ＯＮＵ２−１−１がUplink＃１を経由する通信を行うとする。Ｌ２スイッチ３は、アップリンク側からあるＯＮＵ宛てのパケットが通過した際に当該ＯＮＵ（またはＬＬＩＤ）を学習する。具体的には、当該ＯＮＵの識別情報を学習テ−ブルに格納する。例えば、Ｌ２スイッチ３は、Uplink＃１側からＯＮＵ２−１−１宛のパケット（例えば、ＡＲＰ応答パケットや下りデ−タパケット）が通過したことを検出すると、ＯＮＵ２−１−１の識別情報を学習テ−ブルに格納する。
In the above-described state, the
ＤＢＡ３１は、この学習テ−ブルのエントリを参照し、学習されているＯＮＵだけを帯域割当て制御の対象とする。今、学習されているＯＮＵがＯＮＵ２−１−１のみである場合を考えると、ＤＢＡ３１は、学習されているＯＮＵ２−１−１に対応する各ＬＬＩＤに対しては、ある一定の帯域を初期割当帯域として割当てる。この一定の帯域は、Ｌ２スイッチ３のUplink＃１の出力帯域から、ＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍの各ＬＬＩＤに対して固定的に割当てている固定帯域の総計（以下、総固定帯域という）を差し引いた分から、更に各ＬＬＩＤ（あるいはユ−ザ）単位に設定してある保証帯域を差し引いた分を超えてはならない。例えば、ＤＢＡ３１は、Uplink＃１の出力帯域から総固定帯域および保障帯域を差し引いた帯域を配下の全ＬＬＩＤ数で除算した帯域を、学習後の初期割当帯域として割当てる。
The
なお、ＤＢＡ３１が実施する帯域割当では、割当帯域の量を決定する。すなわち、ＯＮＵ２−１−１における送信許可時間帯の長さ（送信時間）に対応する量を決定する。
In the bandwidth allocation performed by the
この状態から、Ｌ２スイッチ３は、Uplink＃１におけるＯＮＵ２−１−１からのＬＬＩＤ単位のデ−タ流量を監視し、このデ−タ流量が対応するＬＬＩＤに割当てた割当帯域に対する第１の閾値（たとえば割当帯域の９０％）を超えた場合に、該当するＬＬＩＤに対する割当帯域を増加させる制御を行う。逆に、このデ−タ流量が対応するＬＬＩＤに割当てた割当帯域に対する第２の閾値（たとえば割当帯域の５０％）を下回った場合に、該当するＬＬＩＤに対する割当帯域を減少させる制御を行う。ＬＬＩＤ単位の流量監視はリアルタイムに行い、あるいは一定周期間隔で測定を行い測定値はデ−タベ−ス化するなどして保持し、ＤＢＡ３１は割当帯域計算時に測定値を参照する。
From this state, the
また、ＯＬＴ１−１は、ＯＮＵ２−１−１からの蓄積デ−タ量情報を受け取ると、この蓄積デ−タ量情報をＬ２スイッチ上のＤＢＡ３１およびＤＢＡ３２に転送し、Ｌ２スイッチ３上のＤＢＡ３１は、上記した流量監視による割当帯域増減の条件として、この蓄積デ−タ量情報を加味した制御を行う。具体的には、例えば図４に示すように、流量監視によって増減させる帯域の増減幅の度合いを、このＯＮＵ２−１−１の蓄積デ−タ量に従って変化させる。図４は、蓄積デ−タ量による帯域の増減幅の制御の一例を示す図である。図４では、ＯＮＵ２−１−１がＬＬＩＤ＃１とＬＬＩＤ＃２の２つのＬＬＩＤを割当られている例を示している。
Further, when the OLT 1-1 receives the accumulated data amount information from the ONU 2-1-1, the OLT 1-1 transfers this accumulated data amount information to the
図４では例として割当帯域増減を量子化して説明しており、「ＬＬＩＤ＃１の流量＜第２の閾値かつＬＬＩＤ＃１の蓄積デ−タ量＝小」の場合には割当帯域を２段階（図４の２目盛り）減、「ＬＬＩＤ＃１の流量＜閾値かつＬＬＩＤ＃１の蓄積デ−タ量＝大」の場合には割当帯域を１段階減、とするなどの制御とする。すなわち、同じ流量＜第２の閾値の状態でも、帯域割当を減少させる減少幅を蓄積デ−タ量の大小により変えている。蓄積デ−タ量の大小は、例えばデ−タの蓄積量が所定の値より多いか否かにより判断する。なお、図４は一例であり、割当帯域の増減方法、増減度合いや増減粒度について限定するものではない。
In FIG. 4, the increase / decrease of the allocated bandwidth is quantized as an example, and when “the flow rate of
また、「ＬＬＩＤ＃２の流量＞第１の閾値かつＬＬＩＤ＃２の蓄積デ−タ量＝大」の場合には割当帯域を２段階増、「ＬＬＩＤ＃２の流量＞第１の閾値かつＬＬＩＤ＃２の蓄積デ−タ量＝大」の場合には割当帯域を１段階増、とするなどの制御とする。
Further, when “the flow rate of
ＯＮＵ２−１−１以外が学習テ−ブルに格納されている場合は、学習テ−ブルに格納されているＯＮＵに対応するＬＬＩＤごとにそれぞれ同様に帯域割当を実施する。以上、ＤＢＡ３１の帯域割当について説明したが、ＤＢＡ３２もUplink＃２について、ＤＢＡ３１と同様に、ＯＮＵ学習、デ−タ流量の監視等を行い、これらとＯＮＵにおける蓄積デ−タ量に基づいて帯域割当を実施する。
When other than the ONU 2-1-1 is stored in the learning table, bandwidth allocation is performed in the same manner for each LLID corresponding to the ONU stored in the learning table. As described above, the bandwidth allocation of the
図５は、本実施の形態の帯域制御方法の全体動作概要を示す図である。本実施の形態では、アップリンク回線ごとに、ＤＢＡ（ＤＢＡ３１、３２）を備え、さらにアップリンク回線ごとに、デ−タ流量を測定するデ−タ流量計を備える。図５では、アップリンク回線ごとにデ−タ流量を測定することを示すために、アップリンク回線ごとにデ−タ流量計（デ−タ流量測定部）３３、３５を備える例を示しているが、１つのデ−タ流量計がアップリンク回線ごとにデ−タ流量を測定するようにしてもよい。また、アップリンク回線ごとに上述した学習したＯＮＵを格納する学習テ−ブル３４、３６を備える。
FIG. 5 is a diagram showing an overview of the overall operation of the bandwidth control method of the present embodiment. In this embodiment, each uplink line is provided with a DBA (
上述のように、ＤＢＡ３１、３２が、自身に対応するアップリンク回線に関するＯＮＵ（またはＬＬＩＤ）の学習テ−ブル３４、３６と、デ−タ流量計３３、３５によるデ−タ流量の測定結果と、ＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍ側からの蓄積デ−タ量情報（REPORT）の３つの要素を元にしてＬＬＩＤごとの割当帯域を決定する。すなわち、ＤＢＡ３１、３２は、アップリンク回線とＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍとの通信を監視し、監視結果（学習テ−ブル、デ−タ流量の測定値）と蓄積デ−タ量情報（REPORT）とに基づいてＬＬＩＤごとの割当帯域を決定する。
As described above, the
なお、ＯＬＴ１−１〜１−ｎとＬ２スイッチ３との間の制御情報（蓄積デ−タ量情報、帯域割当の結果等）の送受信は、どのような形式で行われてもよい。本実施の形態では、ＯＬＴ１−１〜１−ｎが配下のＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍとの間の制御フレ−ム（REPORTフレ−ム、GATEフレ−ム）を終端する処理を実施しており、ＯＬＴ１−１〜１−ｎと配下のＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍの制御フレ−ムの送受信処理と、ＯＬＴ１−１〜１−ｎとＬ２スイッチ３との間の制御は非同期で実施することができる。
Note that transmission / reception of control information (accumulated data amount information, band allocation result, etc.) between the OLT 1-1 to 1-n and the
次に、一例として、ＤＢＡ３１が割当帯域を計算後に、ＯＮＵ２−１−１に対して割当帯域を通知する動作について説明する。Ｌ２スイッチ３のＤＢＡ３１は、学習テ−ブル３４に学習したＯＮＵ（ＬＬＩＤ）についてＬＬＩＤごとの帯域割当計算を順番に行っており、ＤＢＡ３１は割当帯域の計算後、該当するＬＬＩＤに対する割当帯域情報を格納した制御フレ−ムをＯＬＴ１−１に通知する。ＤＢＡ３１は、（１）学習テ−ブル３４の参照→（２）流量計の測定値の参照→（３）ＯＮＵの蓄積デ−タ量の参照を常時行っており、割当帯域計算が完了したＬＬＩＤから順次、当該ＬＬＩＤに対する割当帯域をＯＬＴ１−１に対して制御フレ−ムとして送信し続ける。
Next, as an example, an operation will be described in which the
ＯＬＴ１−１では、Ｌ２スイッチ３のＤＢＡ３１から割当帯域情報を受け取り、この割当帯域情報に従って、各ＬＬＩＤについて割当帯域（送信時間）と送信タイミング（送信許可時間帯の開始時刻）を通知するGATEフレ−ムを、ＯＮＵ２−１−１に対して送信する。GATEフレ−ムの送信やGATEフレ−ム内に格納するＯＮＵ２−１−１からの出力タイミングなどはＯＬＴ１−１のＤＢＡ補助部１１−１にて制御を行う。すなわち、ＤＢＡ３１は、割当帯域としてＬＬＩＤごとの送信許可時間帯の長さ（送信時間）を決定し、ＬＬＩＤごとの送信許可時間帯の開始時刻はＯＬＴ１−１のＤＢＡ補助部１１−１が実施する。また、ＯＬＴ１−１は、Ｌ２スイッチ３に接続された全ＯＬＴ１−１〜１−ｎ間で時刻同期を行い、各ＯＬＴ１−１〜１−ｎは、宛先のアップリンク回線ごとに、配下のＯＮＵからのデ−タ出力タイミングがＯＬＴ１−１〜１−ｎ間でタイミング競合しないようデ−タ出力時刻を決定する制御を行う。これにより、Ｌ２スイッチ３がアップリンク回線に出力する際にデ−タの大きな衝突は無くなり、パケットバッファを最小限とすることができる。
The OLT 1-1 receives the allocated bandwidth information from the
図６は、本実施の形態の通信システムの実装例を示す図である。図６は、既存の従来のＬ２スイッチを流用する場合に実装例を示している。図６に示すように、従来のＬ２スイッチ３ａに対して、ＤＢＡ９１およびインタフェ−ス部（Ｉ／Ｆ）９２を備えるＦＰＧＡ（Field Programmable GATE Array）９を外付けに接続して実現することもできる。この場合、例えば、ＤＢＡ９１が、ＤＡＢ３１、３２の機能を備え、インタフェ−ス部９２がＯＮＵの学習機能と流量監視を実施する。なお、図６は一例であり、具体的な実現方法について制約はない。
FIG. 6 is a diagram illustrating an implementation example of the communication system according to the present embodiment. FIG. 6 shows an implementation example in the case of using an existing conventional L2 switch. As shown in FIG. 6, an FPGA (Field Programmable GATE Array) 9 including a
また、各ＯＬＴ１−１〜１−ｎは、それぞれ配下のＯＮＵに対してディスカバリを行う必要があるが、本実施の形態ではＰＯＮリンクにおける帯域利用効率が最適化されたことから従来の制御と比べて空き時間が多くなり、空き時間を利用したディスカバリが可能である。ディスカバリの具体的な実施方法について制約はない。 Further, each OLT 1-1 to 1-n needs to perform discovery on the subordinate ONU, but in this embodiment, the bandwidth utilization efficiency in the PON link is optimized, so that it is compared with the conventional control. The free time increases, and discovery using the free time is possible. There is no restriction on the specific implementation method of discovery.
なお、ＤＢＡ３１、３２は、ＬＬＩＤ単位でアップリンク側出力方路が完全に分かれている場合、すなわち１つのＬＬＩＤが複数のアップリンク回線に分岐することがない場合、ＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍから送信されたＬＬＩＤ単位の蓄積デ−タ量に従って、ＬＬＩＤ単位で帯域割当を実施することができる。 Note that the DBAs 31 and 32 have ONUs 2-1-1-2-2 when the uplink-side output route is completely divided in units of LLIDs, that is, when one LLID does not branch to a plurality of uplink lines. Band allocation can be performed in units of LLIDs according to the amount of stored data in units of LLIDs transmitted from nm.
以上のように、本実施の形態では、Ｌ２スイッチ３において、アップリンク回線ごとに、パケットが通過したＯＮＵ（またはＬＬＩＤ）を学習して保持する学習テ−ブルと、デ−タ流量の測定結果と、ＯＮＵ２−１−１〜２−ｎ−ｍ側からの蓄積デ−タ量情報と、に基づいてＬＬＩＤごとの割当帯域を決定し、ＯＬＴ１−１〜１−ｎが配下のＯＮＵについて上り通信の出力タイミングを調整して、割当帯域として通知するようにした。このため、流量監視による割当帯域のフィ−ドバック制御と、蓄積デ−タ量監視による割当帯域の予測制御を同時に行うことができ、複数方路当ての帯域割当て制御を高い精度にて行うことができる。この制御方法を用いることで、ＰＯＮリンクの使用帯域の効率化に伴うＯＬＴ装置の稼働率が低下し、かつＬ２スイッチ３上のパケットバッファを削減することができ、システム全体として消費電力の低減を図ることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the
実施の形態２．
次に、本発明にかかる通信システムの実施の形態２の帯域割当方法について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態２は、実施の形態１において考慮した３つの帯域割当てのための要素のうち、ＬＬＩＤの蓄積デ−タ量を考慮せずに帯域割当を実施する。すなわち、Ｌ２スイッチ３のＤＢＡ３１、３２は、ＯＮＵ（ＬＬＩＤ）の学習テ−ブル３４、３６と、デ−タ流量計３３、３５の測定値と、を使用して帯域割当を実施する。例えば、「ＬＬＩＤ＃１の流量＜第２の閾値」の場合は割当帯域量を減少させ、「ＬＬＩＤ＃２の流量＞第１の閾値」の場合は割当帯域量を増加させる。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。
Next, a bandwidth allocation method according to the second embodiment of the communication system according to the present invention will be described. The configuration of the communication system of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. In the second embodiment, among the three band allocation elements considered in the first embodiment, band allocation is performed without considering the amount of accumulated LLID data. That is, the
なお、接続する全ＯＮＵと通信が行われることが確実なアップリンク回線については、学習テ−ブルを用いたＯＮＵの学習は行わずに、全ＯＮＵに帯域を割当てるようにしてもよい。 For uplink lines that are sure to communicate with all connected ONUs, bandwidth may be allocated to all ONUs without performing ONU learning using a learning table.
実施の形態２では、実施の形態１で可能だった予測による割当帯域制御が不可能となるが、制御の簡素化および処理時間の短縮を図ることができるため、実施の形態１に比べよりリアルタイムに近いデ−タ流量からのフィ−ドバック制御が可能となる。 In the second embodiment, the allocated bandwidth control based on the prediction that was possible in the first embodiment is impossible. However, since the control can be simplified and the processing time can be shortened, the real time is more real than the first embodiment. Feedback control can be performed from a data flow rate close to.
実施の形態３．
図７は、本発明にかかる通信システムの実施の形態３の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の通信システムは、ＯＬＴ一体型スイッチ１００と、ＯＮＵ（宅内光終端装置）２−１−１〜２−ｎ−ｍ（ｍは１以上の整数）と、を備える。ＯＬＴ１００は、２つのアップリンク回線Uplink＃１，＃２に接続されている。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a third embodiment of the communication system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the communication system of the present embodiment includes an OLT
ＯＬＴ一体型スイッチ１００は、ＰＯＮインタフェ−ス部（ＰＯＮ−ＩＦ）１１０−１〜１１０−ｎと、Ｌ２／Ｌ３スイッチ（スイッチ）１２０と、を備える。ＰＯＮインタフェ−ス部１１０−ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）は、ＯＮＵ２−ｉ−１〜ＯＮＵ２−ｉ−ｍと接続されており、配下のＯＮＵ２−ｉ−１〜ＯＮＵ２−ｉ−ｍとの間の光回線を終端する局側光終端装置としての機能を有する。また、ＰＯＮインタフェ−ス部１１０−ｉは実施の形態１と同様のＤＢＡ補助部１１−ｉを備える。Ｌ２／Ｌ３スイッチ１２０は、実施の形態１と同様のＤＢＡ３１、３２を備える。なお、Ｌ２／Ｌ３スイッチ１２０は、図示していないが、実施の形態１と同様に、学習テ−ブル３４、３６と、デ−タ流量計３３、３５と、を備える。
The OLT
本実施の形態では、Ｌ２スイッチあるいはＬ３スイッチであるＬ２／Ｌ３スイッチ１２０とＯＬＴを一体化した構成を想定しており、同一装置内にＬ２／Ｌ３スイッチ１２０とＯＬＴの機能部（ＰＯＮインタフェ−ス部１１０−１〜１１０−ｎ）が存在する構成とする。
In this embodiment, it is assumed that the L2 /
本実施の形態の帯域制御方法は基本的には実施の形態１と同様となるが、同一装置内となるため、ＯＬＴ間（本実施の形態ではＰＯＮインタフェ−ス部１１０−１〜１１０−ｎ間）の同期制御についてはプロトコルを使用する必要が無くなり、Ｌ２／Ｌ３スイッチ１２０を介したクロック同期制御によって実現可能となる。
The bandwidth control method of the present embodiment is basically the same as that of the first embodiment, but since it is in the same apparatus, it is between OLTs (in this embodiment, the PON interface units 110-1 to 110-n). For the synchronization control between the two, the protocol need not be used and can be realized by the clock synchronization control via the L2 /
以上のように、Ｌ２／Ｌ３スイッチ１２０とＯＬＴの機能を一体化して複数のＰＯＮインタフェ−ス部１１０−１〜１１０−ｎを備えるＯＬＴ１００において、実施の形態１と同様の帯域割当制御を行うようにした。このため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、装置間の制御フレ−ムのやりとりを装置内のやりとりとすることができ、装置および処理を簡略化することができる。
As described above, in the
以上のように、本発明にかかる通信システム、スイッチ、局側光終端装置および帯域制御方法は、ＰＯＮシステムに有用であり、特に、複数のアップリンク回線に接続するＰＯＮシステムに適している。 As described above, the communication system, the switch, the station side optical terminal device, and the bandwidth control method according to the present invention are useful for the PON system, and are particularly suitable for the PON system connected to a plurality of uplink lines.
１−１〜１−ｎ，１００ ＯＬＴ
２−１−１〜２−ｎ−ｍ ＯＮＵ
３ Ｌ２スイッチ
４ エッジル−タ
５ 電話
６ 地域ＩＰ網
７ ＳＡＲ
８ Ｗｅｂなど
９ 追加回路
１１−１〜１１−ｎ ＤＢＡ補助部
３１，３２ ＤＢＡ
３３，３５ 流量計
３４，３６ 学習テ−ブル
１１０−１〜１１０−ｎ ＰＯＮ−ＩＦ
２００ 従来のＤＢＡ実施範囲
２０１ ＤＢＡ実施範囲
1-1 to 1-n, 100 OLT
2-1-1 to 2-nm ONU
3
8 Web, etc. 9 Additional circuit 11-1 to 11-n DBA
33, 35
200
Claims (12)
前記スイッチは、
１つ以上のアップリンク回線に接続され、
アップリンク回線ごとの前記宅内光終端装置と当該アップリンク回線との間の通信の監視結果に基づいてＬＬＩＤ単位で帯域割当を行い、前記帯域割当の結果を前記局側光終端装置へ通知する帯域割当部、
を備え、
前記局側光終端装置は、前記帯域割当の結果に基づいて自身に接続する前記宅内光終端装置に対する上り通信の送信許可時間帯の開始時刻を決定し、前記帯域割当の結果と前記開始時刻とを帯域割当結果として前記宅内光終端装置へ通知する帯域割当補助部、
を備えることを特徴とする通信システム。 A switch, an indoor optical termination device, and upstream data received from the indoor optical termination device to the switch, and downstream data received from the switch to the indoor optical termination device to the indoor optical termination device A communication system comprising a plurality of station side optical terminators to transfer,
The switch is
Connected to one or more uplink lines,
A bandwidth for performing bandwidth allocation in units of LLID based on a monitoring result of communication between the indoor optical termination device for each uplink line and the uplink line, and notifying the bandwidth allocation result to the station side optical termination device Allocator,
With
The station side optical terminator determines a start time of a transmission permission time zone of uplink communication for the in-home optical terminator connected to itself based on the band allocation result, and the band allocation result and the start time A bandwidth allocation auxiliary unit that notifies the optical terminal device as a bandwidth allocation result,
A communication system comprising:
アップリンク回線ごとに、前記監視結果として前記宅内光終端装置から当該アップリンク回線に送信されるデ−タ流量を測定するデ−タ流量測定部、
を備え、
前記帯域割当部は、前記デ−タ流量に基づいて帯域割当を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。 The switch is
For each uplink line, a data flow rate measuring unit that measures a data flow rate transmitted from the in-home optical terminal device to the uplink line as the monitoring result,
With
The communication system according to claim 1, wherein the bandwidth allocation unit performs bandwidth allocation based on the data flow rate.
前記監視結果としてアップリンク回線ごとに当該アップリンク回線との間で通信を行う前記宅内光終端装置を学習情報として保持し、
前記帯域割当部は、アップリンク回線ごとに前記学習情報に含まれる前記宅内光終端装置に対して帯域を割当てることを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。 The switch is
As the monitoring result, for each uplink line, the indoor optical terminal device that communicates with the uplink line is held as learning information,
The communication system according to claim 1 or 2, wherein the band allocation unit allocates a band to the in-home optical terminal device included in the learning information for each uplink line.
前記帯域割当部は、さらに前記上り蓄積デ−タ量に基づいて帯域割当を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の通信システム。 The bandwidth allocation auxiliary unit notifies the bandwidth allocation unit of the amount of uplink stored data received from the home optical termination device in the home optical termination device,
The communication system according to any one of claims 1 to 5, wherein the bandwidth allocation unit further performs bandwidth allocation based on the uplink accumulated data amount.
前記制御フレ−ムの送受信処理と、前記局側光終端装置と前記スイッチの間の制御と、を非同期とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の通信システム。 The bandwidth allocation auxiliary unit performs control frame transmission / reception processing with the in-home optical termination device,
7. The communication system according to claim 1, wherein transmission / reception processing of the control frame and control between the station-side optical terminal device and the switch are made asynchronous.
１つ以上のアップリンク回線に接続され、
アップリンク回線ごとの前記宅内光終端装置と当該アップリンク回線との間の通信の監視結果に基づいてＬＬＩＤ単位で帯域割当を行い、前記帯域割当の結果を前記局側光終端装置へ通知する帯域割当部、
を備えることを特徴とするスイッチ。 Connected to a plurality of station-side optical terminators connected to the in-home optical terminator, receives uplink data from the in-home optical terminator via the station-side optical terminator, and transfers uplink data to the uplink line. A switch for transferring data addressed to the in-home optical termination device received from the home-side optical termination device to the in-home optical termination device,
Connected to one or more uplink lines,
A bandwidth for performing bandwidth allocation in units of LLID based on a monitoring result of communication between the indoor optical termination device for each uplink line and the uplink line, and notifying the bandwidth allocation result to the station side optical termination device Allocator,
A switch comprising:
前記スイッチは、１つ以上のアップリンク回線に接続され、
前記スイッチがアップリンク回線ごとの前記宅内光終端装置と当該アップリンク回線との間の通信の監視結果に基づいてＬＬＩＤ単位で帯域割当を行い、前記帯域割当の結果を前記局側光終端装置へ通知する帯域割当ステップと、
前記局側光終端装置が、前記帯域割当の結果に基づいて自身に接続する前記宅内光終端装置に対する上り通信の送信許可時間帯の開始時刻を決定し、前記帯域割当の結果と前記開始時刻とを帯域割当結果として前記宅内光終端装置へ通知する帯域割当通知ステップと、
を含むことを特徴とする帯域制御方法。 A switch, an indoor optical termination device, and upstream data received from the indoor optical termination device to the switch, and downstream data received from the switch to the indoor optical termination device to the indoor optical termination device A band control method in a communication system comprising a plurality of station side optical terminators to transfer,
The switch is connected to one or more uplink lines;
The switch performs bandwidth allocation in units of LLID based on a monitoring result of communication between the indoor optical termination device for each uplink line and the uplink line, and sends the bandwidth allocation result to the station side optical termination device. A bandwidth allocation step to be notified;
The station side optical terminator determines a start time of a transmission permission time zone of uplink communication for the in-home optical terminator connected to itself based on the result of the band assignment, and the result of the band assignment and the start time A bandwidth allocation notification step for notifying the optical terminal device as a result of bandwidth allocation,
A bandwidth control method comprising:
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