JP4458431B2 - Optical subscriber unit - Google Patents
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Description
本発明は、GE−PONを構成する光加入者装置(以下、ONUと称する)に関するものである。 The present invention relates to an optical subscriber unit (hereinafter referred to as ONU) constituting a GE-PON.
なお、本明細書で使用する用語の詳細は下記の通りである。
GE−PON(Gigabit Ethernet Passive Optical Network):ギガビットイーサネット(登録商標)受動光回線網。
ONU(Optical Network Unit):受動光回線網における光加入者装置。
OLT(Optical Line Terminal):受動光回線網における局側装置。
MAC(Media Access Control):OSI参照モデルにおけるデータリンク層の下位層に位置し、送信するデータをどのような方法でLANケーブル(通信媒体)上に送出するのかなどの媒体アクセス制御を行う。
Grant:ONUがOLT宛に行うデータ送信を許可された時間帯であり、OLTが各ONUに割り当てる。
GATEメッセージ:OLTがONUに対してGrantを割り当てるために用いる制御フレーム。
MPCP(Multi-Point Control Protocol):受動光回線網において、通信媒体上にOLTとONU間の論理リンクの確立に必要な情報を運ぶプロトコル。
LLID(Logical Link IDentifier):OLTとONUとの論理リンクの識別子。
Details of terms used in this specification are as follows.
GE-PON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network): Gigabit Ethernet (registered trademark) passive optical network.
ONU (Optical Network Unit): An optical subscriber unit in a passive optical network.
OLT (Optical Line Terminal): A station-side device in a passive optical network.
MAC (Media Access Control): Located in the lower layer of the data link layer in the OSI reference model, performs medium access control such as how to transmit data to be transmitted on a LAN cable (communication medium).
Grant: This is a time period during which the ONU is permitted to transmit data to the OLT, and the OLT assigns it to each ONU.
GATE message: A control frame used by the OLT to assign a grant to the ONU.
MPCP (Multi-Point Control Protocol): A protocol that carries information necessary for establishing a logical link between an OLT and an ONU on a communication medium in a passive optical network.
LLID (Logical Link IDentifier): identifier of logical link between OLT and ONU.
GE−PONはIEEE Std 802.3ah-2004(非特許文献1)で標準化されており、1つのOLTに対して複数のONUがPONにより接続される物理的構成をとる。OLTとONUの間の通信は時分割多重されており、MPCPに従って、ONUあたり1本の論理リンクを確立する。ONUの構成例を図5に示す。ONU10はPON20とユーザネットワーク30との間に接続される。
GE-PON is standardized by IEEE Std 802.3ah-2004 (Non-Patent Document 1), and has a physical configuration in which a plurality of ONUs are connected to one OLT by PON. Communication between the OLT and the ONU is time-division multiplexed, and one logical link is established per ONU according to MPCP. A configuration example of the ONU is shown in FIG. The ONU 10 is connected between the
図5において、第1の送受信回路11は、PON20を経由してOLTから到来する下りフレームをフレーム分離部12に送り、あるいはフレーム多重部13からの上りフレームをPON20を経由してOLTに送信する。制御フレーム処理部14は、PON20、第1の送受信回路11、フレーム分離部12を経由してOLTから到来する制御フレームを取り込んで、OLTとの間の論理リンクの確立/解除を行ったりあるいは送信する制御フレームを作成する処理部である。下りキュー15はユーザネットワーク30への送出を待つ下りフレームを蓄積するバッファ、上りキュー16はOLTへの送出を待つ上りフレームを蓄積するバッファである。キュー制御部17は下りキュー15や上りキュー16を制御したり、制御フレーム処理部14との連携で上りキュー16に蓄積された上りフレームに関するレポート作成を行う。第2の送受信回路18は、ユーザネットワーク30から到来する上りフレームを上りキュー16に送り、あるいは下りキュー15から到来する下りフレームをユーザネットワーク30に送出する。
In FIG. 5, the first transmission /
GE−PONの帯域制御は論理リンクごとに行なわれる。したがって、複数のONUを単一の装置に集約して提供することができれば、少ない装置で多数の論理リンクを使用できるようになる利点がある。 GE-PON bandwidth control is performed for each logical link. Therefore, if a plurality of ONUs can be aggregated and provided in a single device, there is an advantage that a large number of logical links can be used with a small number of devices.
複数のONUを単一の装置に集約する際に、標準に準拠しつつ各ONUに共通な機能を集約することが可能である。たとえば、MAC副層やMACコントロール副層は論理リンクと同数必要であるが、第1および第2の送受信回路11,18、フレーム分離部12、フレーム多重部13、下りキュー15、上りキュー16、キュー制御部17などは、装置あたり1組という構成が可能であり、ハードウェアの節約の観点からも好ましい。
When consolidating a plurality of ONUs into a single device, it is possible to consolidate functions common to each ONU while conforming to the standard. For example, as many MAC sublayers and MAC control sublayers as logical links are required, but the first and second transmission /
このようにして複数のONUを集約した構成例を図6に示す。ここでは、n個の論理リンクに対応可能なように、n個の制御フレーム処理部141〜14nを設けている。このように複数の論理リンクを収容可能な装置を、以下では多重リンク型のONUと呼ぶことにする。
しかしながら、このように複数のONUを集約する場合には、ONUの誤動作や通信エラーに関する対策が必要となる。このような対策が必要な例の1つとして、REPORTメッセージの作成が挙げられる。 However, when a plurality of ONUs are aggregated in this way, measures against ONU malfunctions and communication errors are required. One example where such measures are necessary is the creation of a REPORT message.
これは、通常のONU(ONUあたりの論理リンクが1つ)の場合では、OLTからForce ReportフラグがセットされたGrantが、特定のONUに割り当てられると、当該特定のONUは上りキュー16に蓄積されたフレームを積算してREPORTメッセージを作成し、OLTに送信する。これに対し、多重リンクONUの場合は、Force ReportフラグがセットされたGrantの割り当て、それに対するREPORTメッセージの作成、および送信が、論理リンクごとに実行される。
This is because, in the case of a normal ONU (one logical link per ONU), when a Grant with the Force Report flag set from the OLT is assigned to a specific ONU, the specific ONU is accumulated in the
すなわち、多重リンク型のONUを図6のように構成した場合、k番目(1≦k≦n)の論理リンクに対してForce ReportフラグがセットされたGrantが割り当てられると、制御フレーム処理部14kがそのGrantを処理し、キューを管理するキュー制御部17に対してGrant情報を渡してレポート作成の要求を行なう。キュー制御部17は管理している上りキュー16に蓄積された上りフレームのうちk番目の論理リンクに割り当てられるものを積算し、レポート作成を行って制御フレーム処理部14kに送り返し、制御フレーム処理部14kはREPORTメッセージを作成し、フレーム多重部13、第1の送受信回路11からPON20を経由してOLTに送信する。
That is, when the multi-link type ONU is configured as shown in FIG. 6, if the Grant with the Force Report flag set is assigned to the kth (1 ≦ k ≦ n) logical link, the control frame processing unit 14k Processes the Grant, passes the Grant information to the
キュー制御部17にレポート作成を要求してからレポートが戻ってくるまでの時間は一定であるので、レポート作成の要求はレポート送信時刻より一定時間前に実行される。キュー制御部17は複数の制御フレーム処理部141〜14nに対して1つであるので、複数のレポート作成の要求を同時に処理することはできないが、通常は各論理リンクに対して重ならないようにGrantが割り当てられているので、誤動作が生じることはない。
Since the time from when the report creation is requested to the
しかしながら、何らかの理由によりGrantの割り当てが重なった場合に、複数の制御フレーム処理部141〜14nから同時にレポート作成の要求がキュー制御部17に送られて誤動作することがないようにするためには、レポート作成の要求が衝突しないようにする必要がある。
However, in order to prevent malfunctions due to simultaneous report creation requests sent from the plurality of control
本発明の目的は、このように多重リンク型のONUにおいて、キュー制御部に対するレポート作成の要求が衝突しないようにしたONUを提供することである。 An object of the present invention is to provide an ONU in which a report creation request to a queue control unit does not collide in a multilink type ONU.
上記目的を達成するために、請求項1にかかる発明の光加入者装置は、複数の上りフレームを蓄積する上りキューと、該上りキューに蓄積された上りフレームのレポート作成を行うキュー制御部と、OLTとの間で個々に論理リンクを確立可能で且つ前記キュー制御部に対して前記レポート作成を要求する複数の制御フレーム処理部とを少なくとも備えた光加入者装置において、前記キュー制御部と前記複数の制御フレーム処理部との間に、前記複数の制御フレーム処理部から前記キュー制御部に対する前記レポート作成の要求が衝突しないように調停する調停部を設け、前記調停部は、前記複数の制御フレーム処理部の内の1個の制御フレーム処理部から前記レポート作成の要求通知を受けると残りの全ての制御フレーム処理部に対して前記レポート作成の要求抑制を指示し、前記制御フレーム処理部は、前記レポート作成の要求通知を出した際、該要求通知を出した後から一定時間待ち、該一定時間が経過したときに、前記調停部から前記レポート作成の要求抑制の指示がない場合には、前記調停部に対して前記レポート作成の要求実行を指示し、一方、前記調停部から前記レポート作成の要求抑制の指示がある場合には、レポート作成の要求を中止することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical subscriber unit according to a first aspect of the present invention includes an upstream queue that stores a plurality of upstream frames, and a queue control unit that creates a report of upstream frames stored in the upstream queue. And an optical subscriber unit comprising at least a plurality of control frame processing units capable of individually establishing logical links with the OLT and requesting the queue control unit to generate the report. An arbitration unit is provided between the plurality of control frame processing units to arbitrate the report creation requests from the plurality of control frame processing units to the queue control unit , and the arbitration unit includes the plurality of control frame processing units . When the report generation request notification is received from one control frame processing unit among the control frame processing units, all the remaining control frame processing units are notified in advance. The control frame processing unit instructs to suppress the report creation request, and when the report creation request notification is issued, the control frame processing unit waits for a predetermined time after issuing the request notification, and when the predetermined time has elapsed, the arbitration When there is no instruction to suppress the report creation request from the section, the arbitration section is instructed to execute the report creation request, while the arbitration section has an instruction to suppress the report creation request. Is characterized by canceling the report creation request .
本発明によれば、調停部が、複数の制御フレーム処理部からキュー制御部に対するレポート作成の要求が衝突しないように調停するので、OLTの誤動作時や通信エラー発生時などの異常時にも、レポート作成の要求の衝突が発生することのない多重リンク型の光加入者装置を提供できる。 According to the present invention, the arbitration unit arbitrates so that report creation requests from the plurality of control frame processing units to the queue control unit do not collide, and therefore, even when an abnormality such as a malfunction of the OLT or a communication error occurs, the report is performed. It is possible to provide a multi-link type optical subscriber unit that does not cause creation request collisions.
図1は本発明の1つの実施例の多重リンク型のONUの構成を示すブロック図である。図1において、図6に示したものと同じものには同じ符号をつけて詳しい説明は省略する。本実施例では、n個の制御フレーム処理部141〜14nとキュー制御部17との間に調停回路19を設け、制御フレーム処理部141〜14nからキュー制御部17に対するレポート作成の要求は調停回路19を通して行なう構成とする。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a multi-link type ONU according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same components as those shown in FIG. In this embodiment, an
<多重リンク型のONUの全体の動作>
OLTからPON20経由で第1の送受信回路11が受信した下りフレームは、フレーム分離部12で振り分けられ、MPCPフレームは制御フレーム処理部141〜14nに転送され、それ以外の下りフレームは下りキュー15に転送される。MPCPフレームが制御フレーム処理部141〜14nのいずれに転送されるかは、下りフレームのプリアンブルに指定されているLLIDの値により決まる。
<Overall operation of multi-link type ONU>
The downlink frame received by the first transmission /
下りキュー15に転送された下りフレームは、第2の送受信回路18を通してユーザネットワーク30へ転送される。制御フレーム処理部141〜14nへMPCPフレームが転送された場合は、フレームの種別に応じて標準に定められた処理を行なう。制御フレーム処理部141〜14nは、Force ReportフラグがセットされたGrantを含むGATEメッセージのフレームを受信した場合、調停回路19を経由してキュー制御部17にレポート作成を要求し、レポートが作成されると、REPORTメッセージを生成して、PON20経由でOLTに送信する。レポート作成の要求については後に記す。
The downlink frame transferred to the
ユーザネットワーク30からの上りフレームは、第2の送受信回路18から上りキュー16に転送され、フレーム多重部13により読み出されて、第1の送受信回路11を通してPON20経由でOLTに転送される。制御フレーム処理部141〜14nにより生成されたMPCPフレームは、フレーム多重部13により読み出されて、第1の送受信回路11を通してPON20経由でOLTに転送される。ユーザネットワーク30からの上りフレームとMPCPフレームが両方ある場合には、MPCPフレームの転送が優先される。
The upstream frame from the
<レポート作成の要求動作>
制御フレーム処理部141〜14nは、Force ReportフラグがセットされたGrantを含むGATEメッセージの受信をトリガとして、レポート作成の要求を調停回路19に通知し、一定時間待つ。これに対し、調停回路19は他の制御フレーム処理部に向け、レポート作成の要求抑制を指示する。最初にレポート作成の要求を通知した制御フレーム処理部は、調停回路19から一定時間内にレポート作成の要求抑制の指示がなければ、レポート作成の要求実行を指示する。もし、レポート作成の要求抑制の指示があれば、レポート作成の要求を抑制する。制御フレーム処理部にてレポート作成の要求実行が指示され、レポート作成の要求実行が完了すると、調停回路19は他の制御フレーム処理部に対する抑制指示を解除する。
<Report creation request action>
The control
制御フレーム処理部141〜14nで行う処理を図2のフローチャートに示す。制御フレーム処理部がForce ReportフラグがセットされたGrantを含むGATEメッセージのフレームを受信したときが「開始」に相当する。まず、Force ReprotフラグがセットされたGrantの開始時刻tsから、レポート作成の要求通知時刻t1と、レポート作成の要求実行時刻t2を計算し設定する(ステップS1)。このとき、t1=ts−(a+b)、t2=ts−bである。aは、制御フレーム処理部が調停回路19に対してレポート作成の要求通知を指示した後、同要求実行を指示するまでの待ち時間、bは調停回路におけるレポート作成の処理にかかる時間であり、これらa,bは回路構成により定まる定数である。そして、時刻t1になったら(ステップS2−Y)、調停回路19に対し、レポート作成の要求通知を1にする(ステップS3)。この後、時刻t2になったら(ステップS4−Y)、調停回路19からレポート作成の要求抑制の指示があるか否かを確認する(ステップS5)。レポート作成の要求抑制の指示がなかった場合(ステップS5−N)は、レポート作成の要求実行を指示し(ステップS6)、レポート作成の要求通知を取り消して(ステップS8)処理を終了する。レポート作成の要求抑制の指示があった場合(ステップS5−Yには、レポート作成は要求中止になり(ステップS7)、レポート作成の要求通知を0にして(ステップS8)処理を終了する。
The processing performed by the control
一方、調停回路19で行う処理を図3のフローチャートに示す。制御フレーム処理部14m(1≦m≦n)からレポート作成の要求通知があったら(ステップS11−Y)、他の全制御フレーム処理部14k(k=1,・・・,n,k≠m)に対し、レポート作成の要求抑制の指示を行なう(ステップS12)。そして、制御フレーム処理部14mによるレポート作成の要求実行の指示が行われあるいはレポート作成が要求中止になることで、レポート作成の要求通知が0になったら(ステップS13−Y)、レポート作成の要求抑制の指示を解除する(S14)。なお、上記はk=1,・・・,nの全てについて並列に実行される。
On the other hand, the processing performed by the
図4に制御フレーム処理部14pと14q(1≦p,q≦n、q≠p)の調停回路19との間のやりとりのタイムチャートを示す。制御フレーム処理部14pでは、時刻tp1(=(tsp−(a+b))でレポート作成の要求通知が0→1になる。それから、時刻tp2(=tsp−b)が経過する時点では、制御フレーム処理部14pに対するレポート作成の要求抑制は0のままであるので、レポート作成の要求実行が0→1となり、制御フレーム処理部14pによりレポート作成の要求実行が指示される。tspは制御フレーム処理部14pに割り当てられたGrantの開始時刻である。
FIG. 4 shows a time chart of an exchange between the control frame processing unit 14p and the
一方、制御フレーム処理部14qでは、時刻tp1で制御フレーム処理部14qに対するレポート作成の要求抑制が0→1になっているので、時刻tq1(=(tsq−(a+b))でレポート作成の要求通知が0→1になっても、時刻tq2(=tsq−b)になると、レポート作成が要求中止になり、レポート作成の要求通知が1→0となる。tsqは制御フレーム処理部14qに割り当てられたGrantの開始時刻である。 On the other hand, in the control frame processing unit 14q, the report creation request suppression for the control frame processing unit 14q is changed from 0 to 1 at time tp1, so the report creation request notification at time tq1 (= (tsq− (a + b)). Even if becomes 0 → 1, at time tq2 (= tsq−b), the report creation is canceled and the report creation request notification becomes 1 → 0, and tsq is assigned to the control frame processing unit 14q. Grant start time.
上記の実施形態では、制御フレーム処理部と調停回路が3本の制御線で接続されるような構成について説明してきたが、本願発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、制御フレーム処理部と調停回路とは、シリアルないしパラレルの制御線で接続され、制御フレームを送受信することにより、レポート作成の要求通知、同要求実行、要求抑制が指示される構成であってもよい。 In the above embodiment, the configuration in which the control frame processing unit and the arbitration circuit are connected by three control lines has been described, but the present invention is not limited to this configuration. For example, the control frame processing unit and the arbitration circuit are connected by a serial or parallel control line, and are configured to instruct report creation request notification, request execution, and request suppression by transmitting and receiving control frames. Also good.
以上のように、制御フレーム処理部141〜14nが実際にレポート作成の要求を実行する前に、他の制御フレーム処理部からレポート作成の要求が申請されていないか確認することにより、レポート要求の衝突を回避することが可能となる。
As described above, before the control
10:光加入者装置(ONU)、11:第1の送受信回路、12:フレーム分離部、13:フレーム多重部、14,141〜14n:制御フレーム処理部、15:下りキュー、16:上りキュー、17:キュー制御部、18:第2の送受信回路、19:調停回路
20:PON
30:ユーザネットワーク
10: Optical subscriber unit (ONU), 11: First transmission / reception circuit, 12: Frame separation unit, 13: Frame multiplexing unit, 14, 141 to 14n: Control frame processing unit, 15: Down queue, 16: Up queue 17: Queue control unit 18: Second transmission / reception circuit 19: Arbitration circuit 20: PON
30: User network
Claims (1)
前記キュー制御部と前記複数の制御フレーム処理部との間に、前記複数の制御フレーム処理部から前記キュー制御部に対する前記レポート作成の要求が衝突しないように調停する調停部を設け、
前記調停部は、前記複数の制御フレーム処理部の内の1個の制御フレーム処理部から前記レポート作成の要求通知を受けると残りの全ての制御フレーム処理部に対して前記レポート作成の要求抑制を指示し、
前記制御フレーム処理部は、前記レポート作成の要求通知を出した際、該要求通知を出した後から一定時間待ち、該一定時間が経過したときに、
前記調停部から前記レポート作成の要求抑制の指示がない場合には、前記調停部に対して前記レポート作成の要求実行を指示し、
一方、前記調停部から前記レポート作成の要求抑制の指示がある場合には、レポート作成の要求を中止することを特徴とする光加入者装置。 An uplink queue that stores a plurality of uplink frames, a queue control unit that creates a report of the uplink frames stored in the uplink queue, and a logical link can be individually established between the OLT and the queue control unit. In an optical subscriber unit comprising at least a plurality of control frame processing units requesting the report creation,
An arbitration unit is provided between the queue control unit and the plurality of control frame processing units so as to arbitrate the report creation requests from the plurality of control frame processing units to the queue control unit ,
When the arbitration unit receives the report creation request notification from one control frame processing unit among the plurality of control frame processing units, the arbitration unit suppresses the report creation request for all the remaining control frame processing units. Direct,
The control frame processing unit waits for a certain period of time after issuing the request notification when issuing the report creation request notification.
If there is no instruction to suppress the report creation request from the arbitration unit, the arbitration unit is instructed to execute the report creation request,
On the other hand, when there is an instruction to suppress the report creation request from the arbitration unit, the report creation request is canceled .
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