JP2017152887A - 光伝送システム及び光伝送方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】上り信号のトラフィック量が終端装置ごとに異なる場合でも、終端装置の間で公平となるように上り信号を上位装置に送信することが可能となる光伝送システム及び光伝送方法を提供する。【解決手段】光伝送システムは、主信号のトラフィック量を検出する検出部と、トラフィック量を表すトラフィック信号を生成する生成部と、主信号及びトラフィック信号を上り信号として送信する第1通信部と、を有する複数の終端装置と、主信号及びトラフィック信号を終端装置ごとに取得する第2通信部と、複数のトラフィック信号に基づいて主信号の送信の優先度を終端装置ごとに定める集計部と、優先度に基づいて主信号を送信する第3通信部と、を有する端局装置とを備える。【選択図】図1
Description
本発明は、光伝送システム及び光伝送方法に関する。
光伝送システム(光アクセスシステム)の高速大容量化に向けて、WDM(Wavelength Division Multiplexing)技術を用いたWDM−PON(Passive Optical Network)方式が研究開発されている(非特許文献1参照)。
図4は、従来のWDM−PON方式の光伝送システムの構成を示す図である。WDM−PON方式の光伝送システムは、終端装置100(ONU: Optical Network Unit)と、波長合分波器200と、端局装置300(OLT: Optical Line Terminal)と、光ファイバの回線とを備える。
以下、終端装置から端局装置への向きを「上り」という。以下、端局装置から終端装置への向きを「下り」という。以下、上りの電気信号を「上り電気信号」という。以下、上りの光信号を「上り光信号」という。以下、終端装置から端局装置への向きに送信される信号を「上り信号」という。
終端装置100は、上り光信号を生成する。波長合分波器200は、終端装置100−1〜100−Kから送信された上り光信号を合わせて、合わせた上り光信号を端局装置300に送信する。端局装置300は、波長合分波器301と、通信部302−1〜302−K(Kは2以上の整数)とを備える。
波長合分波器301は、取得した上り光信号を終端装置100ごとに分けて、分けた上り光信号を通信部302−1〜302−Kに送信する。通信部302−k(kは、1〜Kの任意の整数)は、終端装置100−kから送信された上り光信号を、上り電気信号に変換する。通信部302−kは、上り電気信号を集線スイッチ303に送信する。
集線スイッチ303は、通信部302−1〜302−Kから取得した上り電気信号を、集線スイッチ303に到着した順番で読み出し、読み出した順に上り電気信号を1回線に集約する。集線スイッチ303は、1回線に集約した電気信号を上位装置に送信する。すなわち、従来の光伝送システムの端局装置は、FIFO(First In First Out)スケジューリングによって、上り信号を上位装置に送信している。
戸田巖、"ネットワークQoS 技術" オーム社
K.Honda et al., "WDM Passive Optical Network Managed with Embedded Pilot Tone for Mobile Fronthaul," ECOC2015, We3.4.4, Sep.2015.
しかしながら、従来の光伝送システムは、上り信号のトラフィック量が終端装置ごとに異なる場合には、終端装置の間で公平となるように上り信号を上位装置に送信することができないという問題がある。
上記事情に鑑み、本発明は、上り信号のトラフィック量が終端装置ごとに異なる場合でも、終端装置の間で公平となるように上り信号を上位装置に送信することが可能となる光伝送システム及び光伝送方法を提供することを目的としている。
本発明の一態様は、主信号のトラフィック量を検出する検出部と、前記トラフィック量を表すトラフィック信号を生成する生成部と、前記主信号及び前記トラフィック信号を上り信号として送信する第1通信部と、を有する複数の終端装置と、前記主信号及び前記トラフィック信号を前記終端装置ごとに取得する第2通信部と、複数の前記トラフィック信号に基づいて前記主信号の送信の優先度を前記終端装置ごとに定める集計部と、前記優先度に基づいて前記主信号を送信する第3通信部と、を有する端局装置と、を備える光伝送システムである。
本発明の一態様は、上記の光伝送システムであって、前記第1通信部は、前記主信号の周波数と比較して低い周波数の前記トラフィック信号を前記主信号に重畳し、前記トラフィック信号が重畳された前記主信号を送信する。
本発明の一態様は、上記の光伝送システムであって、前記集計部は、前記主信号の前記トラフィック量が少ない前記終端装置ほど前記優先度を高く定め、前記第3通信部は、前記優先度が高い前記終端装置の前記主信号を優先して送信する。
本発明の一態様は、上記の光伝送システムであって、前記集計部は、複数の前記終端装置について定められた前記主信号の伝送帯域の比に基づいて、前記優先度を終端装置ごとに定める。
本発明の一態様は、端局装置及び終端装置を含む光伝送システムが実行する光伝送方法であって、主信号のトラフィック量を検出するステップと、前記トラフィック量を表すトラフィック信号を生成するステップと、前記主信号及び前記トラフィック信号を上り信号として送信するステップと、前記主信号及び前記トラフィック信号を前記終端装置ごとに取得するステップと、複数の前記トラフィック信号に基づいて前記主信号の送信の優先度を前記終端装置ごとに定めるステップと、前記優先度に基づいて前記主信号を送信するステップと、を含む光伝送方法である。
本発明により、上り信号のトラフィック量が終端装置ごとに異なる場合でも、終端装置の間で公平となるように上り信号を上位装置に送信することが可能となる。
本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、光伝送システム1の構成の例を示す図である。光伝送システム1は、光アクセスシステムである。光伝送システム1は、終端装置10−1〜10−N(Nは2以上の整数)と、波長合分波器20と、光ファイバ30と、端局装置40とを備える。以下、終端装置10−1〜10−Nに共通する事項については、符号の一部を省略して、「終端装置10」と表記する。
図1は、光伝送システム1の構成の例を示す図である。光伝送システム1は、光アクセスシステムである。光伝送システム1は、終端装置10−1〜10−N(Nは2以上の整数)と、波長合分波器20と、光ファイバ30と、端局装置40とを備える。以下、終端装置10−1〜10−Nに共通する事項については、符号の一部を省略して、「終端装置10」と表記する。
終端装置10は、通信サービスの提供を受けるための通信装置である。終端装置10は、通信サービスの提供を受ける顧客の宅内等に設置される。終端装置10は、光ファイバ30を介して、端局装置40と通信する。終端装置10は、例えば、WDM−PON方式に基づいて端局装置40と通信する。
終端装置10は、通信部11と、検出部12と、生成部13と、通信部14と、記憶部15とを備える。通信部11と検出部12と生成部13と通信部14とのうち一部または全部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサが、記憶部15に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。
通信部11は、上り電気信号を生成する。通信部11は、生成した上り電気信号を検出部12に送信する。通信部11は、他の通信装置から上り信号を取得してもよい。通信部11は、他の通信装置から取得した上り信号に基づく上り電気信号を、検出部12に送信してもよい。他の通信装置は、例えば、移動体通信システムの通信装置である。
検出部12(トラフィック監視制御部)は、上り電気信号を通信部11から取得する。検出部12は、取得した上り電気信号を通信部14に送信する。検出部12は、上り信号のトラフィック量を監視する。例えば、検出部12は、通信部11から取得した上り電気信号の主信号のトラフィック量を検出する。検出部12は、トラフィック量を表す情報を、生成部13に送信する。
生成部13(トラフィック情報通知部)は、トラフィック量を表す信号(以下、「トラフィック信号」という。)を生成する。生成部13は、上り電気信号の主信号の周波数と比較して低い周波数のトラフィック信号を生成する。生成部13は、生成した上り電気信号であるトラフィック信号を、通信部14に送信する。なお、生成部13は、上り電気信号の主信号のパケットフレームの形式と同一の形式を有するパケットフレームに、トラフィック情報を含めてもよい。
通信部14(第1通信部)は、合波器141と、変換部142とを有する。合波器141は、トラフィック信号を生成部13から取得する。合波器141(第1通信部)は、上り電気信号の主信号の波形とトラフィック信号の波形とを合わせることによって、主信号にトラフィック信号を重畳する(非特許文献2参照)。合波器141は、トラフィック信号が重畳された上り電気信号の主信号を、変換部142に送信する。
変換部142(光電変換部)は、トラフィック信号が重畳された上り電気信号の主信号を、合波器141から取得する。変換部142は、取得した上り電気信号を上り光信号に変換する。変換部142は、変換結果である上り光信号を、光ファイバ30を介して端局装置40に送信する。
なお、変換部142は、主信号のパケットフレームの形式と同一の形式を有するパケットフレームに生成部13がトラフィック情報を含めた場合には、時間的に多重されたトラフィック信号及び主信号のパケットフレームを、上り信号として端局装置40に送信してもよい。
記憶部15は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の不揮発性の記憶媒体(非一時的な記録媒体)を有する記憶装置を用いて構成される。記憶部15は、例えば、RAM(Random Access Memory)やレジスタなどの揮発性の記憶媒体を有していてもよい。記憶部15は、例えば、終端装置10のプログラムを記憶する。
波長合分波器20は、終端装置10−1〜10−Nから送信された上り信号を、合波処理によって合わせる。波長合分波器20は、合わせた上り信号を、光ファイバ30を介して端局装置40に送信する。光ファイバ30は、波長合分波器20から取得した上り信号を、端局装置40に送信する。
端局装置40は、通信サービスを提供するための通信装置である。端局装置40は、通信サービスを提供するための局舎に設置される。端局装置40は、光ファイバ30を介して、終端装置10と通信する。端局装置40は、波長合分波器41と、通信部42と、集計部43と、集線スイッチ44と、記憶部45とを備える。
波長合分波器41は、終端装置10−1〜10−Nから送信された上り信号を、波長合分波器20から取得する。波長合分波器41は、取得した上り信号を、分波処理によって終端装置10ごとに分ける。波長合分波器41は、分けられた上り信号を、終端装置10−1〜10−Nに対応付けられた通信部42−1〜42−Nに送信する。すなわち、波長合分波器41は、終端装置10−n(nは、1〜Nの任意の整数)から送信された上り信号を、通信部42−nに送信する。
通信部42(第2通信部)は、変換部421を有する。通信部42は、上り電気信号の主信号のパケットフレームの形式と同一の形式を有するパケットフレームに生成部13がトラフィック情報を含めていない場合、フィルタ422を更に有する。すなわち、通信部42は、上り信号の主信号にトラフィック信号が重畳されている場合、変換部421と、フィルタ422とを有する。
変換部421(光電変換部)は、上り信号を波長合分波器41から取得する。変換部421は、取得した上り光信号を上り電気信号に変換する。変換部421は、通信部42がフィルタ422を有している場合、上り信号をフィルタ422に送信する。変換部421は、通信部42がフィルタ422を有していない場合、上り信号の主信号を集線スイッチ44に送信する。変換部421は、通信部42がフィルタ422を有していない場合、トラフィック信号を集計部43に送信する。
フィルタ422(低周数フィルタ)は、上り信号の主信号にトラフィック信号が重畳されている場合、主信号にトラフィック信号が重畳された上り信号から、低周数フィルタ処理によってトラフィック信号を抽出する。フィルタ422は、トラフィック信号を集計部43に送信する。フィルタ422は、上り信号の主信号を集線スイッチ44に送信する。
集計部43(モニタ集計部)は、トラフィック信号を通信部42−1〜42−Nから取得する。集計部43は、通信部42−1〜42−Nから取得したトラフィック信号(伝送帯域の利用履歴)を集計する。集計部43は、トラフィック信号を集計した結果に基づいて、上り信号の主信号の送信の優先度を終端装置10ごとに定める。例えば、集計部43は、主信号のトラフィック量が少ない終端装置10ほど、主信号の送信の優先度を高く定める。すなわち、集計部43は、主信号のトラフィック量が多い終端装置10ほど、主信号の送信の優先度を低く定める。
集線スイッチ44(第3通信部)は、主信号の送信の優先度を表す情報を、集計部43から取得する。集線スイッチ44は、複数の終端装置10のうち高い優先度が定められた終端装置10の主信号を、他の終端装置10の主信号よりも優先して読み出す。
図2は、集線スイッチ44の動作の第1例を示す図である。以下、集線スイッチ44と上位装置との間の回線を「上位回線」という。図2では、終端装置10−1から送信された上り信号521のトラフィック量は、終端装置10−2から送信された上り信号522のトラフィック量よりも多い。したがって、終端装置10−1に対応付けられた通信部42−1から送信された上り信号521のトラフィック量は、終端装置10−2に対応付けられた通信部42−2から送信された上り信号522のトラフィック量よりも多い。
図2では、終端装置10−1から送信された上り信号521のトラフィック量は、終端装置10−Nから送信された上り信号52Nのトラフィック量よりも多い。したがって、終端装置10−1に対応付けられた通信部42−1から送信された上り信号521のトラフィック量は、終端装置10−Nに対応付けられた通信部42−Nから送信された上り信号52Nのトラフィック量よりも多い。
図2では、終端装置10−2から送信された上り信号522のトラフィック量は、終端装置10−Nから送信された上り信号52Nのトラフィック量と同じである。したがって、終端装置10−2に対応付けられた通信部42−2から送信された上り信号522のトラフィック量は、終端装置10−Nに対応付けられた通信部42−Nから送信された上り信号52Nのトラフィック量と同じである。
図2では、終端装置10−1〜10−Nの上り信号のトラフィック量の合計は、上位回線の伝送帯域と比較して少ない。終端装置10−1〜10−Nの上り信号のトラフィック量の合計が上位回線の伝送帯域と比較して少ない場合、集線スイッチ44は、FIFOスケジューリングを実行する。すなわち、集線スイッチ44は、通信部42−1〜42−Nから取得した上り信号を、集線スイッチ44に到着した順番で読み出す。集線スイッチ44は、集線スイッチ44に到着した順番で読み出した上り信号を、1回線に集約する。集線スイッチ44は、1回線に集約した上り信号を、上位回線を介して上位装置に送信する。
図2では、集計部43は、主信号のトラフィック量が同じである終端装置10−2及び10−Nについて、終端装置10−2の主信号の送信の優先度と終端装置10−Nの主信号の送信の優先度とを同じに定める。集計部43は、終端装置10−2の主信号の送信の優先度と比較して、終端装置10−1の主信号の送信の優先度を低く定める。集計部43は、終端装置10−Nの優先度と比較して、終端装置10−1の主信号の送信の優先度を低く定める。集計部43は、各終端装置10の主信号の送信の優先度を表す情報を、集線スイッチ44に送信する。
図3は、集線スイッチ44の動作の第2例を示す図である。図3では、終端装置10−1から送信された上り信号521のトラフィック量と、終端装置10−2から送信された上り信号522のトラフィック量と、終端装置10−Nから送信された上り信号52Nのトラフィック量とは同じである。通信部42−1は、終端装置10−1に対応付けられている。通信部42−2は、終端装置10−2に対応付けられている。通信部42−Nは、終端装置10−Nに対応付けられている。したがって、通信部42−1から送信された上り信号のトラフィック量と、通信部42−2から送信された上り信号のトラフィック量と、通信部42−Nから送信された上り信号52Nのトラフィック量とは同じである。
図3では、終端装置10−1〜10−Nの上り信号のトラフィック量の合計は、上位回線の伝送帯域と比較して多い。終端装置10−1〜10−Nの上り信号のトラフィック量の合計が上位回線の伝送帯域と比較して多い場合、集線スイッチ44は、各終端装置10の主信号の送信の優先度を表す情報に基づいて、各通信部42の上り信号を読み出す。
集線スイッチ44は、過去において上り信号のトラフィック量が少なかった終端装置10の上り信号を優先的に読み出す。図3では、集線スイッチ44は、各終端装置10の主信号の送信の優先度に基づいて、通信部42−2の上り信号522と通信部42−Nの上り信号52Nとを、通信部42−1の上り信号521よりも優先的に読み出す。集線スイッチ44は、1回線に集約した上り信号を、上位回線を介して上位装置に送信する。
集計部43は、契約上又は通信性能上の伝送帯域が終端装置10ごとに異なる場合、契約上又は通信性能上の伝送帯域に応じて、伝送帯域が終端装置10の間で公平となるように、主信号の伝送帯域の比(重みづけ)を終端装置10ごとに定めてもよい。例えば、図3において、終端装置10−1の契約上の伝送帯域が2Gbps、終端装置10−2の契約上の伝送帯域が3Gbps、終端装置10−Nの契約上の伝送帯域が5Gbpsである場合、集計部43は、終端装置10−1と終端装置10−2と終端装置10−Nとの主信号の伝送帯域の比を(2:3:5)と定める。集計部43は、主信号の伝送帯域の比に基づいて、上位回線における主信号の送信の優先度を終端装置10ごとに定める。これによって、集線スイッチ44は、終端装置10−1と終端装置10−2と終端装置10−Nとの伝送帯域の比が(2:3:5)となるように、各終端装置10の主信号の送信の優先度に基づいて上り信号を読み出すことができる。
集計部43は、移動体通信システム等の通信装置が終端装置10に接続される場合、各通信装置のアンテナがカバーしているエリアのユーザ数の比に応じて、伝送帯域が通信装置間で公平となるように、主信号の伝送帯域の比を終端装置10ごとに定めてもよい。集線スイッチ44は、伝送帯域が通信装置の間で公平となるように、各終端装置10の主信号の送信の優先度に基づいて上り信号を読み出す。これによって、実施形態の光伝送システム1は、移動帯通信システムの通信装置のユーザの間で公平となるように、通信サービスを提供することができる。
図1に示す記憶部45は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の不揮発性の記憶媒体(非一時的な記録媒体)を有する記憶装置を用いて構成される。記憶部45は、例えば、RAMやレジスタなどの揮発性の記憶媒体を有していてもよい。記憶部45は、例えば、端局装置40のプログラムを記憶する。
以上のように、実施形態の光伝送システム1は、終端装置10−1〜10−Nと、端局装置40とを備える。終端装置10は、検出部12と、生成部13と、通信部14とを有する。検出部12は、主信号のトラフィック量を検出する。生成部13は、トラフィック量を表すトラフィック信号を生成する。通信部14は、主信号及びトラフィック信号を上り信号として送信する。端局装置40は、通信部42と、集計部43と、集線スイッチ44とを有する。通信部42は、主信号及びトラフィック信号を終端装置10ごとに取得する。集計部43は、複数のトラフィック信号に基づいて主信号の送信の優先度を終端装置10ごとに定める。集線スイッチ44は、優先度に基づいて、主信号を上位装置に送信する。
これによって、実施形態の光伝送システム1は、上り信号のトラフィック量が終端装置10ごとに異なる場合でも、終端装置10の間で公平となるように上り信号を上位装置に送信することが可能となる。すなわち、実施形態の光伝送システム1は、過去において上り信号のトラフィック量にばらつきがある場合でも、終端装置10の間で少なくとも長期的には公平となるように、上り信号を上位装置に送信することが可能となる。
上述した実施形態における端局装置、終端装置、通信装置及び光伝送システムの少なくとも一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
1…光伝送システム、10…終端装置、11…通信部、12…検出部、13…生成部、14…通信部、15…記憶部、20…波長合分波器、30…光ファイバ、40…端局装置、41…波長合分波器、42…通信部、43…集計部、44…集線スイッチ、45…記憶部、100…終端装置、141…合波器、142…変換部、200…波長合分波器、300…端局装置、301…波長合分波器、302…通信部、303…集線スイッチ、421…変換部、422…フィルタ、521…上り信号、522…上り信号、52N…上り信号
Claims (5)
- 主信号のトラフィック量を検出する検出部と、
前記トラフィック量を表すトラフィック信号を生成する生成部と、
前記主信号及び前記トラフィック信号を上り信号として送信する第1通信部と、
を有する複数の終端装置と、
前記主信号及び前記トラフィック信号を前記終端装置ごとに取得する第2通信部と、
複数の前記トラフィック信号に基づいて前記主信号の送信の優先度を前記終端装置ごとに定める集計部と、
前記優先度に基づいて前記主信号を送信する第3通信部と、
を有する端局装置と、
を備える光伝送システム。 - 前記第1通信部は、前記主信号の周波数と比較して低い周波数の前記トラフィック信号を前記主信号に重畳し、前記トラフィック信号が重畳された前記主信号を送信する、請求項1に記載の光伝送システム。
- 前記集計部は、前記主信号の前記トラフィック量が少ない前記終端装置ほど前記優先度を高く定め、
前記第3通信部は、前記優先度が高い前記終端装置の前記主信号を優先して送信する、請求項1又は請求項2に記載の光伝送システム。 - 前記集計部は、複数の前記終端装置について定められた前記主信号の伝送帯域の比に基づいて、前記優先度を終端装置ごとに定める、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光伝送システム。
- 端局装置及び終端装置を含む光伝送システムが実行する光伝送方法であって、
主信号のトラフィック量を検出するステップと、
前記トラフィック量を表すトラフィック信号を生成するステップと、
前記主信号及び前記トラフィック信号を上り信号として送信するステップと、
前記主信号及び前記トラフィック信号を前記終端装置ごとに取得するステップと、
複数の前記トラフィック信号に基づいて前記主信号の送信の優先度を前記終端装置ごとに定めるステップと、
前記優先度に基づいて前記主信号を送信するステップと、
を含む光伝送方法。
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