JP4639175B2 - Transmission equipment - Google Patents
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本発明は、フレームあるいはパケット単位にデータを分割して送受信する伝送装置に関し、特に複数の端末装置と物理的あるいは論理的に接続され、複数の端末装置との接続を多重化して収容する伝送装置において、個々の端末装置のデータ送信量を制御する帯域割当て装置に関する。具体的には、ユーザ宅あるいはオフィスビル、集合住宅からキャリアのユーザ回線収容局までの接続回線を提供する加入者回線終端装置であって、アクセス回線に光ケーブルを使用し、波長多重方式若しくは時間多重方式によってユーザ端末からのデータを多重し、ユーザからのデータ送信要求に応じて動的に割当て帯域を制御する回線終端装置に関する。 The present invention relates to a transmission apparatus that divides and transmits data in units of frames or packets, and in particular, a transmission apparatus that is physically or logically connected to a plurality of terminal apparatuses and multiplexes and accommodates the connections with the plurality of terminal apparatuses. The present invention relates to a bandwidth allocation device that controls the data transmission amount of each terminal device. Specifically, it is a subscriber line terminator that provides a connection line from a user's home or office building or apartment house to a carrier's user line accommodation station, using an optical cable for the access line, wavelength multiplexing or time multiplexing. The present invention relates to a line terminator that multiplexes data from user terminals according to a method and dynamically controls an allocated bandwidth in response to a data transmission request from a user.
ｘＤＳＬからＦＴＴＨへとアクセス回線の伝送容量が拡大し、ネットワーク上で提供される情報サービスが多様化している。これは、Ｗｅｂ閲覧やダウンロードといったデータ系トラフィックの送信量が年々増大していること、ＩＰ電話サービスに代表されるリアルタイム性の要求されるトラフィック制御の必要性が高まってきたことによる。 The transmission capacity of the access line is expanding from xDSL to FTTH, and information services provided on the network are diversified. This is because the transmission amount of data-related traffic such as Web browsing and downloading has been increasing year by year, and the necessity of traffic control requiring real-time characteristics represented by IP telephone service has increased.
サービス多様化の影響はコア網よりも、ユーザ端末に近いアクセス回線及びアクセス網において顕著である。アクセス系インフラサービスでは、ユーザ契約やサービス種別に応じて、従来よりもさらに複雑なＱｏＳ制御が要求される。ここで、ＱｏＳ機能はパケット網においてパケット毎の処理優先度を決定しており、リアルタイム性の高いデータは優先データとして処理する。しかしながら優先制御において優先度設定レベルには限りがあり、常に一定レートでリアルタイム系パケットを処理することは困難である。つまり、リアルタイム系データは従来の電話網やＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）方式を用
いた同期多重通信網で実現されていたように、常時一定のれーと（送信量）を一定のタイミングで送信する必要がある。この制御により、同期多重通信網は通信品質の安定性と網管理の信頼性を確保できる。しかし、ＱｏＳ制御ではこの制御を行うことが困難である。
The impact of service diversification is more conspicuous in access lines and access networks closer to user terminals than in core networks. In access infrastructure services, more complex QoS control than before is required according to user contracts and service types. Here, the QoS function determines the processing priority for each packet in the packet network, and data with high real-time properties is processed as priority data. However, priority setting levels are limited in priority control, and it is difficult to always process real-time packets at a constant rate. In other words, real-time data is always transmitted at a constant timing (transmission amount) at a constant timing, as realized in a conventional telephone network or a synchronous multiplex communication network using an SDH (Synchronous Digital Hierarchy) system. There is a need. With this control, the synchronous multiplex communication network can ensure the stability of communication quality and the reliability of network management. However, it is difficult to perform this control with QoS control.
以上より、サービスの多様化によりアクセス網におけるトラフィック制御条件は大きく二通りに分類できる。一つは厳密な通信タイミング制御、他方はオンデマンドで広帯域確保である。現在アクセス環境は、キャリアの収容局においてＷＡＮ側にＳＤＨ網とＩＰ網とを併設したハイブリッド型になっている。そのためアクセス系インフラにおけるサービス品質向上には、この二極化するアクセス系トラフィックをアクセス回線上で多重する必要がある。その一方、網の非同期化（ＩＰ化）に呼応する形でＧＥ−ＰＯＮの実用化が進みつつある。現状は既存インフラとの並行運用となっているが、いずれパケット網を中心とする次世代網への統合が見込まれる。網移行期の措置及び広域接続サービス提供に際し、既存同期網との親和性は不可欠な機能といえる。 From the above, traffic control conditions in the access network can be roughly classified into two types due to the diversification of services. One is strict communication timing control, and the other is on-demand wide band reservation. Currently, the access environment is a hybrid type in which an SDH network and an IP network are provided on the WAN side in a carrier accommodation station. Therefore, in order to improve the service quality in the access system infrastructure, it is necessary to multiplex this bipolar access system traffic on the access line. On the other hand, GE-PON is being put into practical use in response to network desynchronization (IP). The current situation is parallel operation with the existing infrastructure, but it is expected to be integrated into the next generation network centering on the packet network. Affinity with the existing synchronous network is an indispensable function in the network transition period and provision of wide area connection services.
データ通信の普及に着目し、可変長パケットをアクセス網に使用するＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet-Passive Optical Network）が標準化され、その導入が進んでいる。近年、従来の固定電話をＩＰネットワークを用いたサービス（いわゆるＩＰ電話）に置き換えようという動きが大きく、Ethernet（登録商標、以下同じ）をベースとするアクセス網の整備が着実に進んでいる。Ethernetはその扱いの容易さから今後のアクセス網整備の主要技術となることが見込まれる。 Focusing on the widespread use of data communications, GE-PON (Gigabit Ethernet-Passive Optical Network) that uses variable-length packets for access networks has been standardized and is being introduced. In recent years, there has been a large movement to replace a conventional fixed telephone with a service using an IP network (so-called IP telephone), and the development of an access network based on Ethernet (registered trademark, the same shall apply hereinafter) is steadily progressing. Ethernet is expected to become the main technology for future access network development because of its ease of handling.
しかし、Ethernetでは従来のＳＤＨ網のように網管理機能が十分に整理されていない。さらには、完全ベストエフォートのパケット通信網であるため、設置の容易さの裏には、
通信の信頼性を保証することが困難であるという側面を持つ。サービス多様化と平衡してネットワークが不可欠な情報インフラとなる今後において、通信の信頼性、さらには通信の安全性、秘匿性（セキュリティ）に関しても、今後需要が高まることが予想される。特に企業活動において、非同期通信網における信頼性、安全性に対する保証が実現されるまでは、従来から専用線サービスなどで使用されてきた同期通信網は必要と考えられる。
However, network management functions are not well organized in Ethernet as in the conventional SDH network. Furthermore, because it is a perfect best effort packet communication network, behind the ease of installation,
It has the aspect that it is difficult to guarantee the reliability of communication. In the future, where the network will become an indispensable information infrastructure in balance with service diversification, it is expected that demand will increase in the future in terms of communication reliability, communication safety, and confidentiality (security). In particular, in business activities, it is considered necessary to use a synchronous communication network that has been conventionally used for leased line services until the guarantee of reliability and safety in an asynchronous communication network is realized.
この流れを受けＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８４に規定されるＧ−ＰＯＮ（Gigabit-capable Passive Optical Network）システムでも、従来専用線サービスで用いられてきたＥ１、Ｔ
１回線の固定帯域通信（同期多重フレーム）と、データサービスに用いるEthernetの可変帯域データ（非同期可変長フレーム）の同時収容が求められる。この多重化では、（音声通信などに用いる）固定帯域通信の品質確保が課題となる。そこで本発明では、固定／可変帯域データ通信の二つのトラフィック特性を識別し、段階的にタイムスケジューリングを行う帯域管理方法を提案する。
ITU-T G. Even in the G-PON (Gigabit-capable Passive Optical Network) system defined in 984, E1, T, which have been used for dedicated line services.
The simultaneous accommodation of fixed-band communication (synchronous multiplex frame) for one line and Ethernet variable-band data (asynchronous variable-length frame) used for data services is required. In this multiplexing, securing the quality of fixed band communication (used for voice communication or the like) becomes a problem. Therefore, the present invention proposes a bandwidth management method that identifies two traffic characteristics of fixed / variable bandwidth data communication and performs time scheduling in stages.
尚、本発明は、対象を特にＰＯＮシステムのみに限るものではなく、一般に時分割多重方式により通信を行うシステムにおける帯域制御装置及びその動的帯域制御方法に対して適用できる。 The present invention is not limited to the PON system in particular, and can be applied to a bandwidth control apparatus and a dynamic bandwidth control method in a system that generally performs communication by time division multiplexing.
現在ネットワーク上を流れるトラフィックは、送信タイムスロット（送信タイミング）が固定されるリアルタイム型と、通信量によって送信タイムスロットが変化するベストエフォート型とに大別できる。可変長データを用いるパケット通信路における帯域制御のために、従来、例えばＢ−ＰＯＮ（Broadband Passive Optical Network）のＯＬＴ（Optical Line Terminal）では、一つの帯域制御テーブルを帯域制御装置内に設け、固定帯域データと可変帯域データとを同列に扱ってきた。 Traffic that currently flows on the network can be broadly classified into a real-time type in which a transmission time slot (transmission timing) is fixed and a best effort type in which the transmission time slot changes depending on the traffic. For bandwidth control in a packet communication path using variable length data, for example, conventionally, for example, an OLT (Optical Line Terminal) of B-PON (Broadband Passive Optical Network), one bandwidth control table is provided in the bandwidth control device and fixed. Band data and variable band data have been handled in the same line.
可変帯域データについては、一定周期毎に割当帯域を計算し、これを動的に割り当てる必要がある。しかし、固定帯域データと可変帯域データとを一つの帯域制御テーブルで扱った場合、固定帯域データが可変帯域データの影響を受け、固定帯域データへの動的帯域割当てが困難であり、ビットレートが一定の通信ＣＢＲ（Constant Bit Rate）通信を安
定して行うことができない。具体的には、全トラフィックを同等に扱う場合、固定帯域割当て時にも可変帯域の利用状況を参照する必要が生じ、固定帯域データと可変帯域データとが混在する場合に、固定帯域データに確保したはずのリソースが他のデータの送信に使用されてしまうことがある。よって、ＴＤＭＡ（Time Division Multiplexing Access）
において可変帯域データと固定帯域データを同列に制御しながら、固定帯域データのトラフィックに一定帯域を保証することが困難である。そのため、固定帯域データのパケット到着時間間隔が変化しジッタが発生する。また、固定帯域データは、通信中は使用帯域が普遍かつ通信周期も一定であるにも関わらず、帯域割り当て量計算時に可変帯域データと同様の方法・頻度で帯域設定を行うことは処理効率の低下を招く可能性がある。
For variable band data, it is necessary to calculate an allocated band for every fixed period and dynamically allocate it. However, when fixed bandwidth data and variable bandwidth data are handled by a single bandwidth control table, fixed bandwidth data is affected by variable bandwidth data, and dynamic bandwidth allocation to fixed bandwidth data is difficult. Constant communication CBR (Constant Bit Rate) communication cannot be performed stably. Specifically, when all traffic is handled equally, it is necessary to refer to the usage status of the variable bandwidth even when the fixed bandwidth is allocated. When fixed bandwidth data and variable bandwidth data are mixed, the fixed bandwidth data is secured. A resource that should have been used may be used to transmit other data. Therefore, TDMA (Time Division Multiplexing Access)
It is difficult to guarantee a fixed bandwidth for traffic of fixed bandwidth data while controlling variable bandwidth data and fixed bandwidth data in the same row. For this reason, the packet arrival time interval of the fixed band data changes and jitter occurs. In addition, fixed bandwidth data can be processed efficiently in the same way and frequency as variable bandwidth data when bandwidth allocation is calculated, even though the bandwidth used is universal and the communication cycle is constant during communication. There is a possibility of degrading.
Ethernetのような可変長データを用いるパケット通信では、一定周期内に一定量のデータを送ることはできず、ジッタを抑止できない。またＡＴＭにおいても完全にジッタを抑止することはできず、これに対応するには固定通信セッションの間、セルの到着間隔を一定に保つための仕組みが必要である。ジッタを抑止するには、周期的な通信制御が不可欠であり、これは従来のＳＤＨで使用されてきた方式である。非同期通信における帯域利用効率を損なわないよう、ＴＤＭＡをベースとする周期帯域制御において、非同期通信に用いる可変長フレームの特徴を活かした動的帯域割り当て方法を提案する。 In packet communication using variable-length data such as Ethernet, a certain amount of data cannot be sent within a certain period, and jitter cannot be suppressed. In addition, even in ATM, jitter cannot be completely suppressed, and in order to cope with this, a mechanism for keeping the cell arrival interval constant during a fixed communication session is required. To suppress jitter, periodic communication control is indispensable, which is a method that has been used in conventional SDH. We propose a dynamic bandwidth allocation method that takes advantage of the characteristics of variable-length frames used for asynchronous communications in TDMA-based periodic bandwidth control so as not to impair bandwidth utilization efficiency in asynchronous communications.
本発明は、要求品質の異なる各種ネットワークサービストラフィックが混在するネット
ワークにおいて、電話線やリアルタイム性の求められるデータ通信をサポートするために、遅延を一定に保つ通信技術を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a communication technique that maintains a constant delay in order to support data communication requiring a telephone line or real-time property in a network in which various types of network service traffic having different required qualities coexist.
本発明は、伝送帯域が保証される固定帯域通信と、伝送帯域が保証されない可変帯域通信の双方を収容する通信網、さらに一般的には、帯域制御要件あるいは帯域割り当て優先度が異なる複数のトラフィックを収容する通信網に用いられる帯域制御装置であって、前記装置に備える帯域制御部は、ＴＤＭＡによって周期的に固定帯域通信用及び可変帯域通信用の帯域を割当て、特に前記固定帯域通信のために、毎周期同量の通信帯域を、同タイミングで確保する機能を有し、さらに固定帯域通信に帯域を割り当てた後、可変帯域通信に残りの利用可能な帯域を割り当てる機能を有する。 The present invention relates to a communication network that accommodates both fixed-band communication in which the transmission band is guaranteed and variable-band communication in which the transmission band is not guaranteed, and more generally, a plurality of traffics having different band control requirements or band allocation priorities. A bandwidth control device used in a communication network that accommodates the network, wherein the bandwidth control unit provided in the device periodically allocates fixed-band communication and variable-band communication bands by TDMA, particularly for the fixed-band communication. In addition, it has a function of securing the same amount of communication bandwidth every cycle at the same timing, and further has a function of assigning the remaining available bandwidth to variable bandwidth communication after assigning bandwidth to fixed bandwidth communication.
上記の制御を実現するため、前記帯域制御装置は、固定帯域割当テーブルと可変帯域割当テーブルを個別に備えることで、種別の異なるトラフィックの制御を分割し、固定帯域制御への可変帯域制御の影響を排除することを可能とする。さらには、固定帯域制御と可変帯域制御の割り当て周期を個別に設定することができ、より柔軟な帯域制御を実現する。 In order to realize the above control, the bandwidth control device is provided with a fixed bandwidth allocation table and a variable bandwidth allocation table separately to divide the control of different types of traffic, and the influence of the variable bandwidth control on the fixed bandwidth control. Can be eliminated. Furthermore, fixed band control and variable band control allocation periods can be set individually, thereby realizing more flexible band control.
本発明では、一定周期での送信が要求されるデータ（固定帯域データ）に対して固定されるべき送信タイミングと送信帯域を優先的に確保することにより、固定帯域データのタイムスロットの位置の変動を無くし、データの到着遅延時間の揺らぎを生じさせない。また遅延可能なデータ（可変帯域データ）に対しては動的に割り当て帯域サイズを変更することによって帯域を有効に活用できる。また、トラフィックの種類毎に帯域割当テーブルを複数用意することにより各々のトラフィックに対して独立した帯域割当て計算が可能であり、アクセス回線等でトラフィック制御のための要求条件が異なる複数のサービスを多重する場合にトラフィック相互の影響を抑制し安定した通信品質を確保できる。 The present invention preferentially secures a transmission timing and a transmission band that should be fixed with respect to data (fixed band data) that is required to be transmitted at a constant period, thereby changing the time slot position of the fixed band data. And the fluctuation of the arrival delay time of data is not caused. For delayable data (variable bandwidth data), the bandwidth can be effectively utilized by dynamically changing the allocated bandwidth size. In addition, by preparing multiple bandwidth allocation tables for each type of traffic, independent bandwidth allocation calculation is possible for each traffic, and multiple services with different requirements for traffic control on multiple access lines are multiplexed. In this case, the mutual influence of traffic can be suppressed and stable communication quality can be secured.
本発明は、帯域割り当て方法に関するものであり、ＯＳＩ参照モデルの物理レイヤにおける伝送媒体として光信号を用いるか電気信号を用いるかは問わない。但しここでは、本発明の最も好適な一適用例として、ユーザアクセス回線に用いられるＰＯＮシステムにおける帯域割当て方法及び装置を想定し、説明を行う。 The present invention relates to a band allocation method, and it does not matter whether an optical signal or an electrical signal is used as a transmission medium in the physical layer of the OSI reference model. However, here, as a most preferable application example of the present invention, a band allocation method and apparatus in a PON system used for a user access line are assumed and described.
図１は、本発明の実施の１形態である、ＰＯＮシステムを用いて構成される加入者終端ネットワークの構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a subscriber termination network configured using a PON system according to an embodiment of the present invention.
本ネットワークは、ＯＬＴ１−１〜１−３、ＯＮＵ２−１〜２−３、光スプリッタ３−１〜３−３、光ファイバ１０−１〜１０−３、及び１１−１−１〜１１−３−３を備える。複数のＯＬＴ１−１〜１−３をユーザ収容網のエッジに備え、個々のＯＬＴはそれぞれ複数のＯＮＵを収容する。ＯＬＴ１−１〜１−３は、それぞれ複数のＰＯＮ−ＩＦ（図２の説明にて後述）を備え、例えばＯＬＴ１−２は光ファイバ１０−１、スプリッタ３−１、光ファイバ１１−１−２を介してＯＮＵ２−１と、また光ファイバ１０−２、スプリッタ３−２、光ファイバ１１−２−２を介してＯＮＵ２−２と、さらに光ファイバ１０−３、スプリッタ３−３、光ファイバ１１−３−２を介してＯＮＵ２−３と接続される。 This network includes OLTs 1-1 to 1-3, ONUs 2-1 to 2-3, optical splitters 3-1 to 3-3, optical fibers 10-1 to 10-3, and 11-1-1 to 11-3. -3. A plurality of OLTs 1-1 to 1-3 are provided at the edge of the user accommodation network, and each OLT accommodates a plurality of ONUs. Each of the OLTs 1-1 to 1-3 includes a plurality of PON-IFs (described later in the description of FIG. 2). For example, the OLT 1-2 includes an optical fiber 10-1, a splitter 3-1, and an optical fiber 11-1-2. Through the optical fiber 10-2, splitter 3-2, and optical fiber 11-2-2, and further through the optical fiber 10-3, splitter 3-3, and optical fiber 11. It is connected to the ONU 2-3 via 3-2.
スプリッタ３−１〜３−３は、ＯＬＴ１−２から光ファイバ１０−１〜１０−３を通じて送出される信号を、それぞれＯＮＵ側に分岐した光ファイバ１１−１−１〜１１−１−３、１１−２−１〜１１−２−３、１１−３−１〜１１−３−３に分岐（コピー）する。またスプリッタは、光ファイバ１１−１−１〜１１−１−３、１１−２−１〜１１−２−３、１１−３−１〜１１−３−３を通じて送られるＯＮＵからＯＬＴ１−２への信号（上り方向の信号）を、それぞれ共通の光ファイバ１０−１、１０−２、１０−３に載せてＯＬＴ１−２へ伝達する。 The splitters 3-1 to 3-3 are optical fibers 11-1-1 to 11-1-1, respectively, that branch the signals sent from the OLT 1-2 through the optical fibers 10-1 to 10-3 to the ONU side. Branches (copies) to 11-2-1 to 11-2-3 and 11-3-1 to 11-3-3. Further, the splitter is sent from the ONU to the OLT 1-2 sent through the optical fibers 11-1-1 to 11-1-3, 11-2-1 to 11-2-3, and 11-3-1 to 11-3-3. Are transmitted on the common optical fibers 10-1, 10-2, 10-3, respectively, and transmitted to the OLT 1-2.
このとき、例えば光ファイバ１０−２に着目すると、ＯＮＵ２−２はじめとする複数のＯＮＵから光ファイバ１１−２−１〜１１−２−３を通じて送られる上り信号を、それぞれ受信したタイミングで共通の光ファイバ１０−２に伝達する。各ＯＮＵからの上り信号が重ならないようにＴＤＭＡによる多重方式を用いる。ＯＬＴ１−２は、光ファイバ１０−１〜１０−３それぞれに接続されるＯＮＵとの通信において、個々のＯＮＵに対して上り方向の通信に用いる送信タイミングと送信可能データ量を通知する、すなわち個々のＯＮＵに通信帯域を割当てるＴＤＭＡ方式を用いた送信タイミング制御を行う。 At this time, for example, when paying attention to the optical fiber 10-2, the upstream signals transmitted from the plurality of ONUs including the ONU 2-2 through the optical fibers 11-2-1 to 11-2-3 are shared at the respective timings received. It is transmitted to the optical fiber 10-2. A multiplexing system using TDMA is used so that upstream signals from the ONUs do not overlap. In communication with the ONUs connected to the optical fibers 10-1 to 10-3, the OLT 1-2 notifies the individual ONUs of the transmission timing and the amount of transmittable data used for uplink communication. The transmission timing control using the TDMA method for allocating the communication band to the ONU is performed.
ＯＮＵ２−１〜２−３は、それぞれ加入者データ通信端末装置２０−１〜２０−３及びＴＤＭ（Time Division Multiplexing）端末装置３０−１〜３０−３を収容する。前者はＰＣやモバイル通信端末といった、ＷＷＷ（World Wide Web）情報の閲覧やデータダウンロードなどデータ送信効率が要求されるサービスを対象とする。主な接続サービスとしてEthernetが挙げられる。またＴＤＭ端末装置は、ＯＮＵのＴＤＭインタフェース（後述）に接続される。 The ONUs 2-1 to 2-3 accommodate subscriber data communication terminal devices 20-1 to 20-3 and TDM (Time Division Multiplexing) terminal devices 30-1 to 30-3, respectively. The former targets services such as PCs and mobile communication terminals that require data transmission efficiency such as browsing of WWW (World Wide Web) information and data download. The main connection service is Ethernet. Further, the TDM terminal device is connected to an ONU TDM interface (described later).
本インタフェースによって、ＯＮＵ２−１〜２−３はＴ１回線もしくはＥ１回線による同期多重フレーム通信（ＴＤＭ通信）を収容する。本サービスは情報送信側と受信側の装置で通信制御を同期することで情報の多重化を行う通信方式であり、その代表例として回線交換方式を使用する電話サービスが挙げられる。データ通信端末、ＴＤＭ端末共にＯＮＵ毎に複数収容することができる。 With this interface, the ONUs 2-1 to 2-3 accommodate synchronous multiple frame communication (TDM communication) using a T1 line or an E1 line. This service is a communication method for multiplexing information by synchronizing communication control between information transmission side and reception side devices, and a typical example thereof is a telephone service using a circuit switching method. A plurality of data communication terminals and TDM terminals can be accommodated for each ONU.
図２は、図１のネットワークを構成するＯＬＴ１−１〜１−３（以下、ＯＬＴを記述する際は代表してＯＬＴ１と記述）及びＯＮＵ２−１−１、２−１−ｉ（以下、代表してＯＮＵ２と記述）の装置構成と、それによって構成されるネットワークの接続形態を示す。本図面は、ＰＯＮシステムのおける加入者通信データの流れを説明する機能ブロック図である。 2 shows OLTs 1-1 to 1-3 (hereinafter referred to as OLT1 as a representative when describing the OLT) and ONUs 2-1-1 and 2-1-1 (hereinafter referred to as representatives) constituting the network of FIG. Device configuration) and a network connection form configured thereby. This drawing is a functional block diagram for explaining the flow of subscriber communication data in the PON system.
ＯＬＴ１は、ＰＯＮインタフェース２００−１〜２００−ｎ、Ｌ２ＳＷ１３０、Ethernetインタフェース１１０−１〜１１０−ｎ１、及びＴＤＭインタフェース１２０−１〜１２０−ｎ２を備える。ＰＯＮインタフェース２００−１〜２００−ｎは、光ファイバ回線を通じて送信される光信号を終端する。ＰＯＮインタフェース２００−１〜２００−ｎで行う処理には、データをＯＬＴ１からＯＮＵ２へ送信する際の、EthernetフレームもしくはＴＤＭデータとＰＯＮ区間（ＯＬＴとＯＮＵのＰＯＮインタフェース間）の通信制御に用いるデータフォーマットとの相互変換、下りデータ配信のための帯域制御、上りデータ通信のためのＯＮＵへの帯域割当て、電気信号と光信号の相互変換が含まれる。
The
Ｌ２ＳＷ（Ｌ２スイッチ）１３０は、Ethernetインタフェース１１０からの信号及びＴＤＭインタフェース１２０からの信号を多重化して、ＰＯＮインタフェース２００に送る。また、Ｌ２ＳＷ１３０は、ＰＯＮインタフェース２００からの信号を分解し、Ethernetインタフェース１１０又はＴＤＭインタフェース１２０に送る。
The L2SW (L2 switch) 130 multiplexes the signal from the Ethernet interface 110 and the signal from the
Ethernetインタフェース１１０は、データ系のインタフェースを備え、パケット交換網２００１に接続されている。Ethernetインタフェース１１０は、パケット交換網２００１から入力されたパケットをＬ２ＳＷ１３０に送る。また、ＰＯＮインタフェース２００で受信したデータをＬ２ＳＷ１３０より受け取る。パケット交換網２００１は、例えば、Ethernetのように、データの伝送終了まで回線を占有する必要がないネットワークである。
The Ethernet interface 110 includes a data interface and is connected to the
ＴＤＭインタフェース１２０は、Ｅ１やＴ１などのＴＤＭ回線インタフェースを備え、回線交換網２００２に接続されている。ＴＤＭインタフェース１２０は、回線交換網２００２から入力されたパケットをＬ２ＳＷ１３０に送る。また、ＰＯＮインタフェース２００で受信したデータをＬ２ＳＷ１３０より受け取る。回線交換網２００２は、例えばＳＤＨ網、ＩＳＤＮ網のように、データの伝送終了まで回線を占有するネットワークである。
The
ＰＯＮインタフェース間（ＰＯＮ区間）では、帯域管理ＩＤ毎に帯域が割り当てられる。帯域とは、時分割されたタイムスロットにおけるデータ量である。ＯＬＴ１は、管理ＩＤ毎の帯域の割り当てを、ＯＮＵ２に通知する。ＯＮＵ２は、ＯＬＴ１から通知された帯域でデータを送信する。
Between PON interfaces (PON section), a bandwidth is allocated for each bandwidth management ID. Bandwidth is the amount of data in a time-divided time slot. The
スプリッタ３は、光ファイバ網の途中に設けられる分岐装置であり、例えば、スターカプラが使用される。スプリッタ３が複数のＯＮＵ２からの信号を多重化する。スプリッタ３からＯＬＴ１の間では、固定帯域データ（ＴＤＭ系データ）及び可変帯域データ（Ethernet系データ）が同一ファイバ上に混在する。
The
ＯＮＵ２は、送信キューのパケット蓄積状況をＯＬＴ１に対して送信し、送信帯域を要求する。ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２からパケット蓄積状況を受信すると、ＴＤＭＡを用いた動的帯域制御によってＯＮＵ２のデータ送信タイミングを調整して、ＯＮＵ２に送信タイミングを通知する。ＯＮＵ２は、ＯＬＴ１から通知されたタイミングで、ＯＬＴ１にパケットを送信する。これによって、スプリッタ３とＯＬＴ１間の回線における上りパケットの衝突を防止している。
The
ＯＮＵ（Optical Network Unit）２は、光ファイバの加入者側の終端装置である。ＯＮＵ２は、ＰＯＮ終端部３１１、信号多重部（ＭＵＸ）４１１、Ethernetインタフェース部５１１−１〜５１１−ｎ１、ＴＤＭインタフェース部６１１−１〜６１１−ｎ２を備える。ＯＮＵ２は、Ethernetインタフェース部５１１及びＴＤＭインタフェース部６１１を介して、データ通信端末２１１０−１〜２１１０−ｎ１、ＴＤＭ端末２１１１−１〜２１１１−ｎ２と接続されている。 Ethernetインタフェース５１１及びＴＤＭインタフェース６１１は複数接続することができる。ＰＯＮ終端部３１１で行う機能には、ＯＬＴ１から送信された光信号を電気信号に変換する光−電気変換、データをＯＮＵ２の加入者側（ＵＮＩ：User Network Interface）へ送信する際の、EthernetフレームもしくはＴＤＭデータとＰＯＮ区間の通信制御に用いるデータフォーマットとの相互変換、下りデータ配信のための帯域制御、ＯＬＴ１の送信タイミング指示に従う上り送信フレームの生成、が含まれる。Ｌ２ＳＷ（多重部）４１１は、ＯＬＴのＬ２ＳＷ１３０と同様の動作となる。
An ONU (Optical Network Unit) 2 is a terminating device on the subscriber side of an optical fiber. The
Ｌ２ＳＷ１３０は、ＰＯＮインタフェース２００から受信した信号を、Ｌ２フレームに付与された信号の宛先情報に従い、Ethernetインタフェース１１０かＴＤＭインタフェース１２０のいずれかに転送する。また、Ethernetインタフェース１１０またはＴＤＭインタフェース１２０から受信したデータを、それぞれの宛先となるＰＯＮインタフェース２００へ転送する。EthernetデータとＴＤＭデータの多重は、ＰＯＮインタフェース２００において行われる。このＬ２ＳＷ１３０の機能は、ＯＮＵ２においても同様であり、ＰＯＮインタフェース３１１からの信号をEthernet/TDMインタフェース（５１１／６１１）に振り分け、またEthernet/TDMインタフェース（５１１／６１１）からの信号をＰＯＮインタフェース３１１へ転送する。
The
図３は図１のＯＬＴ１及びＯＮＵ２における、ＰＯＮインタフェース部（２００、３１１）の機能ブロックを示す。特に、ＰＯＮ区間における帯域制御に関わる機能を説明する図である。
FIG. 3 shows functional blocks of the PON interface unit (200, 311) in the
ＯＬＴ１のＰＯＮインタフェース部２００は、ＯＬＴ１のEthernetインタフェース１１０及びＴＤＭインタフェース１２０を備えるアクセス網側（ＳＮＩ：Service Network Interface）に、下り方向（加入者端末向け）通信、上り方向（アクセス網向け）通信それ
ぞれに対応するEthernetフレーム処理部２１０、同じく上り、下りそれぞれのＴＤＭデータ通信処理を行うＴＤＭ処理部２２０、ＰＯＮ区間における通信制御と外部ネットワークにおけるEthernetもしくはＴＤＭ通信制御とを相互接続するＰＯＮ終端部２３０、ＰＯＮ終端部２３０における下りフレームの生成後に光ファイバに信号を載せ、また光ファイバを通じて上り信号を受信した場合に光信号を電気信号に変換しＰＯＮ終端部２３０に伝達する光モジュール２４０、ＣＰＵ２５０、通信制御のためのデータ管理及びプログラム保持を行うメモリ２６０を備える。メモリ２６０はさらにフレーム解析結果、帯域制御状況をといった情報も保持することができる。
The
ＳＮＩ側回線２０１によって入力したデータは、Ethernetフレーム処理部２１０に備えられるデータキュー２１２に一旦蓄積される。蓄積されたデータは、キュー制御部２１１の指示で読み出され、ＰＯＮ終端部２３０にてＰＯＮ区間通信用の下りフレームに再構成される。キュー制御部２１１はＰＯＮ終端部２３０の指示に従いデータキュー２１２に保持されるフレームを読み出す。
Data input through the
ＴＤＭ処理部２２０もEthernetフレーム処理部２１０と同様に上り方向通信と下り方向通信のための処理ブロックを備える。ＴＤＭ回線２０２を通じて受信したデータは、ＴＤＭ処理部２２０に備えられるバッファに一旦保持した後、下りフレーム構成のためＰＯＮ終端部２３０に転送する。ＴＤＭは同期多重フレームによる転送方式のため、Ethernetよりも伝送遅延の許容条件が厳しく、ＴＤＭ回線２０２にて一定周期で受信するデータを、それと同等のレートでＰＯＮ終端部２３０に送出する。ＴＤＭ回線におけるデータ送受信周期は、ＳＤＨ（Synchronized Digital Hierarchy）の場合は１２５マイクロ秒周期であり、またＧ−ＰＯＮの標準化勧告においてもＰＯＮ区間の周期送受信制御を１２５マイクロ秒単位で行う（非特許文献「Ｇ−ＰＯＮ勧告」参照）。
Similar to the Ethernet frame processing unit 210, the TDM processing unit 220 also includes processing blocks for upstream communication and downstream communication. The data received through the
ＰＯＮ終端部２３０では、Ethernetフレーム処理部２１０及びＴＤＭ処理部２２０に蓄えられた受信データからＰＯＮ区間（ＮＮＩ）に送出する下りフレームを生成する。ＰＯＮ区間はＴＤＭＡを用いた通信制御に従い、フレーム生成は周期的に行われる。Ｇ−ＰＯＮでは１２５マイクロ秒周期に下り及び上りフレームが送受信される。このフレームを、以下では基本周期及び基本周期フレームと呼ぶ。Ethernetフレーム処理部２１０及びＴＤＭ処理部２２０に蓄えたデータは、この基本周期フレームフォーマットに再構成する。基本周期フレームには複数のＯＮＵ２（加入者、もしくは加入者端末）宛てデータが多重され、データとともに宛先ＯＮＵ２を示す識別子が挿入される。基本周期フレームのフォーマットについては後述する。
The
またＰＯＮ終端部２３０では、上りフレーム解析部２３１にて、上り方向に送られてくるフレームの転送先EthernetポートもしくはＴＤＭポートを決定する。また上りフレームに含まれるトラフィック状況、すなわちＯＮＵ２内部に設ける上りフレーム送信キューにおける送信待ちデータ蓄積状況を抽出する。この情報は、帯域要求情報２６３としてメモリ２６０内に保持する。この帯域要求はＯＬＴ１からＯＮＵ２への通信帯域割り当てに使用する。ＰＯＮ区間における上り方向のデータ送信タイミングはＯＬＴ１がＯＮＵ２に与えるデータ送信許可に従う。ＯＮＵ２は、スプリッタでの多重後に送信データが重ならないように設定した送信スケジュールに従って指定されたデータ量を指定されたタイミングで送出する。これによりＯＬＴ１は個々のフレームについて、その送信元を識別できる。
In the
メモリ２６０には、ポインタ計算部２６１と帯域計算部２６２を備える。帯域計算部２
６２は、上りフレームから抽出した帯域要求情報２６３に基づき各ＯＮＵ２に、次の基本周期で割り当てるべき帯域を計算する。ここで計算された割り当て帯域は、可変帯域割当テーブル２６５に保持される。尚、可変帯域とは、Ethernetフレームにより送受信される、送信タイミングが任意で、かつネットワークリソースの使用状況によって送信レートが変動するトラフィックに動的に割り当てる帯域を指す。ＤＢＡは帯域要求に基づく動的帯域割当方法であり、可変帯域制御を対象とするものである。またメモリ２６０には、固定帯域割当テーブル２６４を保持する。本テーブルは、電話網など回線交換網における同期多重通信用帯域の割当て量を保持する。
The
62 calculates the bandwidth to be allocated to each
これらはセッション開始から終了まで通信に必要な帯域は一定であるため、ＯＮＵへの帯域割り当て量が変動することはない。但し固定帯域の利用状況が変化する場合として、ＯｐＳ（Operations System）により同期多重通信の回線に予め設定しておくチャンネル
数を変更する場合が考えられる。固定帯域割当てテーブル２６４は、ＰＯＮ終端部２３０の下りフレーム生成部２３２及び帯域演算部２６２より参照されるため、ＯｐＳにより半固定的に設定される固定帯域使用状態を保持しておく。
Since the bandwidth required for communication is constant from the start to the end of the session, the bandwidth allocation amount to the ONU does not fluctuate. However, as a case where the usage status of the fixed band changes, there may be a case where the number of channels set in advance in the synchronous multiplex communication line is changed by OpS (Operations System). Fixed bandwidth allocation table 26 4, because it is referenced from the downstream frame generation unit 232 and the
メモリ２６０内のポインタ計算部２６１は、ＤＢＡによる帯域割当てを行う場合に、可変帯域の送信スケジュールを計算する。本機能は、ＰＯＮ終端部２３０における下りフレーム生成２３２において、下りフレーム内の帯域指示フィールド（後述）を生成する際に動作する。ポインタ計算部２６１は、可変帯域割当てにおいて必要となる。先ず固定的に割り当て帯域サイズ及び送信タイミングが決まっている同期多重フレーム用の通信帯域（固定帯域）を、固定帯域割当てテーブル２６４に基づき割当てる。
The
次に可変帯域割当てテーブル２６５から帯域設定単位毎の割当量を読み出し、テーブルエントリ（帯域設定単位）毎に、固定帯域及び先行する可変帯域エントリに対する送信タイミング割当て処理後の空き帯域（空き送信タイミング、空き送信位置）を指定する。このときポインタ計算部２６１は上りフレームへの送信タイミング割当状況を管理し、上りフレーム上の空き帯域を示す開始ポインタ、若しくは開始及び終了ポインタを与える。
Next, the allocation amount for each bandwidth setting unit is read from the variable bandwidth allocation table 265, and for each table entry (bandwidth setting unit), the free bandwidth after the transmission timing allocation processing for the fixed bandwidth and the preceding variable bandwidth entry (empty transmission timing, Specify an empty transmission position. At this time, the
ＯＮＵ２は、光ファイバを終端する光モジュール３４０、ＰＯＮ終端部３３０、メモリ３５０、Ethernet回線３０１を収容するEthernet回線終端部３１０、ＴＤＭ回線３０２を収容するＴＤＭ回線終端部３２０により構成する。
The
Ethernet回線終端部３１０は、Ethernet回線３０１を介して入力される信号からEthernetフレームを抽出し、ＰＯＮ終端部３３０に通知する。Ethernet回線終端部３１０で抽出されたEthernetフレームは、メモリ３５０のデータキュー３５２に格納される。データキュー３５２は、キュー制御部３５１で管理し、ＰＯＮ終端部３３０の上りフレーム生成部３３２からメモリ３５０に通知される指示に従い読み出される。また光モジュール３４０で受信した下りフレームから再構成されるEthernetフレームを、メモリ３５０のデータキュー３５２内に備える下りEthernetフレーム用のデータキュー（送信キュー）に格納する。キュー制御部３５１内の下りキュー制御部は、Ethernet回線終端部３１０からの読み出し指示に従い、データキューから順次フレームをEthernet回線終端部３１０に転送する。
The Ethernet line termination unit 310 extracts an Ethernet frame from a signal input via the
ＴＤＭ回線終端部３２０は、ＯＬＴ１のＴＤＭ回線終端部２２０と同様、一定周期で一定量ずつ送信されるＴＤＭデータを抽出する。ここでＴＤＭ回線終端部３２０で抽出される情報には、ＴＤＭデータの送信周期情報、ユーザデータ、当該データで使用するＴＤＭチャンネル情報を含む。受信したＴＤＭデータは、一旦バッファに蓄積し、ＰＯＮ制御部３３０で上りフレームを生成するため、一定レートでバッファより読み出しＰＯＮ終端部３３０に転送する。
Similar to the TDM line termination unit 220 of the
ＯＮＵ２ではEthernet及びＴＤＭデータ送信キュー３５２を、それぞれ回線終端部（３１０／３２０）と分離して備える構成を示す。データキュー３５２は回線終端部３１０、３２０に備えてあってもよく、回線終端部３１０、３２０と主信号転送路が確保できていれば、ＰＯＮ−ＩＦ３００の機能に影響ない。ＰＯＮ−ＩＦはＡＳＩＣ上に構成される一連の機能ブロックの集合であり、上述する処理を行える構成であれば、どの構成を採用しても構わない。
The
ＰＯＮ終端部３３０の下りフレーム解析部３３１は、下りフレームバッファ３３３に蓄積された下りＰＯＮ区間通信フレームからEthernet及びＴＤＭデータを抽出し、回線終端部３１０、３２０より送出できるフォーマットにデータを再構成する。再構成後のデータフレーム処理は前述の通りである。下りフレーム解析部３３１はまた、ＯＬＴ１から通知される装置制御情報及び帯域割当情報を抽出する。
The downstream
装置制御情報は装置外部もしくは内部に接続されるＣＰＵで処理される。上りフレームへの帯域割当（個々のＯＮＵ２に対する送信許可）情報は、ＰＯＮ終端部３３０に備えた帯域割当情報データベース３３４に保持される。このデータベースは、上りフレーム生成部３３２より参照され、上りフレームでの送信データ量（帯域割当サイズ）はキュー制御部３５１と連動しデータキュー３５２の読み出し量の制御に使用する。
The device control information is processed by a CPU connected outside or inside the device. Band allocation to the upstream frame (transmission permission for each ONU 2) information is held in the band
ＰＯＮ区間の帯域制御は上りフレームを対象とするものと下りフレームを対象とするものとに分割される。下り方向についてはＯＬＴ１にEthernetもしくはＴＤＭインタフェース１１０、１２０を通じて入力したフレームをＰＯＮ終端部２３０の下りフレーム生成部２３２においてＰＯＮ区間通信用の基本周期フレーム（１２５マイクロ秒周期フレーム）に載せかえる。ここで、フレーム生成時にEthernetフレーム処理部２１０に備えるデータキュー２１２及びＴＤＭ処理部２２０に備えるデータキューからのデータ読み出し制御を行う際に帯域制御を行う。
The bandwidth control in the PON section is divided into those for the upstream frame and those for the downstream frame. In the downstream direction, a frame input to the
例えば、データを一つもしくは複数のキューに振り分け、キュー毎に設定する読み出し優先度により下り通信帯域を制御する。ＯＮＵ２では、下りフレーム解析部３３１において、ＰＯＮ区間通信フレームからEthernetフレームもしくはＴＤＭフレームを抽出した後、回線終端部３１０、３２０のデータキューに蓄えられたフレームの読み出し制御を行う際に帯域制御を行う。ここで、下りＰＯＮフレーム生成時には、回線終端部３１０、３２０に設けられたデータキューの読み出し順位は任意に設定できる。ＴＤＭの通信品質を確保するため、ＴＤＭデータに要求される送信帯域を優先的にフレームに割り当てる方法も可能である。これ以外にもデータキューの読み出し順は、任意に設定できる。
For example, the data is distributed to one or a plurality of queues, and the downlink communication band is controlled by the read priority set for each queue. In the
上りフレームに対する帯域制御は、ＯＮＵ２における上りフレーム生成部３３２により制御される上りデータキュー３５２読み出し制御、及びＯＬＴ１における回線終端部２１０、２２０でのデータキュー読み出し制御による。下りフレームに対する帯域制御では、受信データ種別（EthernetかＴＤＭか）、受信データが振り分けられたキューの読み出し優先度により決定されるが、上りフレームはフレーム生成時に帯域制御を行う。上りフレーム生成部３３２は、帯域割当情報データベース３３４に保持される、当該上りフレーム送信周期毎に割り当てられたデータ送信量に従い、送信可能なデータ分を上りデータキューから読み出してフレームを生成する。
The bandwidth control for the upstream frame is based on the upstream data queue 352 read control controlled by the upstream
尚、帯域の制御はＯＮＵ２毎に一つまたは複数設定する帯域割当単位（以下、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）別に行われる。そのため、固定帯域割当テーブル２６４、可変帯域割当テーブル２６５共に、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎の帯域割当量を設定したエントリを保持する。
Band control is performed for each band allocation unit (hereinafter referred to as Alloc-ID) set for each
また、下り及び上りフレームは複数のＡｌｌｏｃ−ＩＤ毎の小フレームを生成し、それ
を組合わせる（多重する）ことによってＰＯＮ区間の基本周期フレームを生成する。よって、ＰＯＮ区間での送信帯域制御に関し、ＯＬＴ１側のＰＯＮ−ＩＦ２００における送信帯域制御は、Ａｌｌｏｃ−ＩＤを単位とするデータキュー読み出し制御を行うことが望ましい。
In addition, the downlink and uplink frames generate small frames for each of a plurality of Alloc-IDs, and combine (multiplex) them to generate a basic period frame of the PON section. Therefore, regarding the transmission bandwidth control in the PON section, it is desirable that the transmission bandwidth control in the PON-
もちろん、同一の読み出し優先度を持つ複数のＡｌｌｏｃ−ＩＤを一つのデータキューに割当てることも可能である。ＯＮＵ２のＰＯＮ−ＩＦ３００における上りフレーム送出制御においても同様に、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ単位にデータキューを設定するか、同一優先度の複数のＡｌｌｏｃ−ＩＤがデータキューを共用することにより、フレーム生成から送出制御まで一貫した帯域制御を行うことも可能である。
Of course, it is also possible to assign a plurality of Alloc-IDs having the same read priority to one data queue. Similarly, in upstream frame transmission control in the PON-
フレーム生成後に参照するデータキュー毎の優先度を等しく設定しておき、ＤＢＡ計算が他の要因に左右されることなく、実際の帯域利用率を反映するよう運用することもできる。 It is also possible to set the priorities for each data queue to be referred to after frame generation to be equal, and to operate the DBA calculation so as to reflect the actual bandwidth utilization rate without being influenced by other factors.
図４は、ＤＢＡの基本動作と、本発明を適用した場合の固定帯域、可変帯域それぞれの制御タイミングとの関係を説明するシーケンス図である。ＯＬＴ１がＯＮＵ２に対して上りフレームの帯域割当てを行う場合の動作を説明する。
FIG. 4 is a sequence diagram for explaining the relationship between the basic operation of the DBA and the control timings of the fixed band and the variable band when the present invention is applied. An operation when the
ＯＬＴ１は下りフレームの帯域指示フィールドを用いて配下のＯＮＵ２に対し送信帯域及びタイミングを指示する。図４では下りフレーム＃ｉでの送信指示４０１に相当する。このフレームは、これに先立つ上りフレームにおいてＯＬＴ１が取得した各ＯＮＵ２の送信待ちデータ量に基づき決定されている。下りフレーム４０１は送信指示に加えて、ＯＬＴ１から配下のＯＮＵ２に対するキュー状態通知指示を含む場合がある。このキュー状態送信通知のタイミングはＯＬＴ１の帯域割当周期に依存するが、ＯＬＴ１は帯域割当て周期内で少なくとも１度は各ＯＮＵ２からのキュー状態通知（送信帯域要求）を受信する。
The
下りフレーム４０１を受け、ＯＮＵ２はＥｑＤ（Equalization Delay）４２１と、そこを基準とした送信開始時点までの時間（ＢＷｓｔａｒｔ）４２２の合計値４２０後に上りフレームを送信する。ここでＥｑＤ４２１は、ＯＬＴ１が配下に複数のＯＮＵ２を抱える場合に、全ＯＮＵ２からの上りフレームを光ファイバ上でＴＤＭＡにより多重するために指定する送信待ち時間である。通常、ＯＮＵ２毎にＯＬＴ１からの距離が異なるため、ＯＮＵ２からのフレーム到着タイミングはまちまちであるが、距離の異なるＯＮＵ２からの上りフレームをスプリッタ通過後（ＯＬＴ１での受信時）に多重するため、到着タイミングの基準点を一致させる必要がある。
In response to the
ＯＮＵ２毎の距離測定によって、ＯＬＴ１からの下りフレーム送信時点からそれに対する上りフレームをＯＬＴ１が受信するまでの往復時間を測定し、最も遅延の大きいＯＮＵ２に合わせて各ＯＮＵ２からの上りフレーム到着までの時間を決定する。この応答フレーム到着までの共通の所要時間から、ＯＮＵ２毎に光ファイバ伝送遅延、Ｏ／Ｅ・Ｅ／Ｏ変換による遅延を除いた信号処理時間をＥｑＤ４２１として、ＯＮＵ２内に保持しておく。ＢＷｓｔａｒｔは、当該ＯＮＵがデータを送信開始するタイミングであり、ＥｑＤで指定される、上りフレーム送信の基準点からの経過時間を示すパラメータである。このパラメータは、例えばバイト単位で表され、ＯＬＴ１からＯＮＵ２へのフレーム４０１で通知される。
By measuring the distance for each
下りフレーム４０１でキュー状態通知指示が出ている場合は、上りフレーム４０２にて送信待ちデータ量を通知する。
When a queue state notification instruction is issued in the
以下、上りフレームによるキュー状態通知を受け、次の下りフレームでその送信待ちデ
ータ量に基づき計算した帯域割当を行う流れを繰り返す。ＰＯＮにおける基本周期１２５マイクロ秒毎にこれらの処理を行う場合は、ＯＬＴ１を基準とするとＥｑＤ４２１間隔でそれぞれ対応する上りフレームと下りフレームの制御周期が生じ、それぞれの下りフレームに対応する上りフレームのＯＬＴへの到達時間は、ＰＯＮ区間の信号伝達時間と、ＯＮＵ内部での上りフレーム生成に要する処理時間と、ＥｑＤとを含む時間だけ遅れる。そのため、ＰＯＮ区間において、ある時刻には、複数のＯＬＴ１からの指示（下りフレーム）が蓄積され、それに対するＯＮＵ２からの応答（上りフレーム）が一定周期ずつ遅れて発生する。
Thereafter, the queue state notification is received by the upstream frame, and the flow of performing the bandwidth allocation calculated based on the transmission waiting data amount in the next downstream frame is repeated. In the case where these processes are performed every 125 microseconds in the basic period of the PON, when OLT1 is used as a reference, the control period of the corresponding upstream and downstream frames is generated at intervals of EqD421, and the upstream frame corresponding to each downstream frame is OLT. The arrival time is delayed by a time including a signal transmission time in the PON section, a processing time required for generating an upstream frame inside the ONU, and EqD. Therefore, in a PON section, instructions (downstream frames) from a plurality of
固定帯域割当周期と可変帯域割当周期は、等しく設定する必要はない。固定帯域割当周期は、ＰＯＮ−ＩＦ２００内のＴＤＭ処理部２２０、及びＰＯＮ−ＩＦ３００のＴＤＭ処理部３２０におけるＴＤＭデータのサンプリング周期設定に依存する。１２５マイクロ秒単位で全ＴＤＭ通信チャンネルに対して帯域を割り当てる必要はなく、一定周期での一定帯域割当てが可能であればよいため、基本周期１２５マイクロ秒の整数倍を一つの固定帯域割当周期に設定できる。
The fixed bandwidth allocation cycle and the variable bandwidth allocation cycle need not be set equal. The fixed bandwidth allocation cycle depends on the TDM data sampling cycle setting in the TDM processing unit 220 in the PON-
可変帯域は、上りフレームに割り当てられている固定帯域送信位置と重ならないように割り当てる。従って、可変帯域割当時に、その対象とする上りフレームにおける固定帯域割当状況を知ることができればよく、可変帯域割当の周期に関してはどのように設定しても構わない。 The variable band is allocated so as not to overlap with the fixed band transmission position allocated to the upstream frame. Therefore, it is only necessary to know the fixed bandwidth allocation status in the target uplink frame at the time of variable bandwidth allocation, and the variable bandwidth allocation cycle may be set in any manner.
これはテーブルを分離し、回線上の帯域を分割管理したことによって実現する方法である。固定帯域はＯｐＳの設定に従う位置に割り付けるためジッタの発生を抑止でき、また可変帯域のみを帯域算出部にて扱うため、固定帯域データに対する優先処理や割り付け位置算出など、事実上不要な処理に負荷をかけることがないため、通信品質の安定と処理の効率化につながる。 This is a method realized by separating the table and dividing and managing the bandwidth on the line. Since the fixed bandwidth is assigned to the position according to the setting of OpS, the generation of jitter can be suppressed, and only the variable bandwidth is handled by the bandwidth calculation unit, so that load is placed on processing that is virtually unnecessary, such as priority processing for fixed bandwidth data and allocation location calculation. Therefore, communication quality is stabilized and processing efficiency is improved.
図４には、固定帯域割当周期４４０として１２５マイクロ秒を、可変帯域割当周期４５０として、１２５マイクロ秒フレーム（固定帯域割当周期４４０）のｍ倍としたときの、帯域割当タイミングを示す。このとき、固定通信帯域は固定帯域割当テーブルに保持されるチャンネル設定状況に基づき、固定的に毎上りフレームに対して直前の下りフレームによって帯域割当（送信許可）が行われるが、可変通信帯域に関しては可変帯域割当周期４５０のうちで一度だけ送信帯域を設定する。
FIG. 4 shows the bandwidth allocation timing when 125 microseconds is used as the fixed
すなわち、可変通信帯域に関しては、帯域割当周期内で送信できるデータ量を、各ＯＮＵ２から通知される送信待ちデータ量から計算する。ここで帯域割当周期は可変帯域割当テーブル２６５の更新周期を言う。可変帯域割当テーブル２６５に設定された帯域は、テーブル更新周期で使い切ればよいため、その割り当て方法には、複数の実装が考えられる。一つは可変帯域割当テーブル２６５に記載されたエントリ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）毎に可能な全送信帯域を一連の（大きな）帯域として順に割当てる方法であり、もう一つは特定のＡｌｏｃ−ＩＤに割当てる帯域を可変帯域割当テーブル２６５の更新周囲内で複数の上りフレームに分割して割当てる方法である。これらの方法については後述する。
That is, for the variable communication band, the amount of data that can be transmitted within the bandwidth allocation period is calculated from the amount of data waiting for transmission notified from each
図５〜図７は、本発明における帯域割当て処理を説明するフローチャートである。 5 to 7 are flowcharts for explaining the bandwidth allocation processing in the present invention.
図５は、本発明の実施の形態の上りフレーム受信処理のフローチャートであり、ＯＬＴ１で実行される。本フローチャートは、帯域制御に関連する一連の処理を説明するため、ＯＮＵの上り送信待ちデータ量情報を含むフレームをＯＬＴ１が受信した場合について処理手順を示す。
FIG. 5 is a flowchart of uplink frame reception processing according to the embodiment of this invention, and is executed by
ＯＬＴ１のＰＯＮ終端部２３０において、上りフレーム解析部２３１は、上りフレームを受信すると、当該フレームを受信したタイミングの抽出を行う（Ｓ１０１）。フレームの受信タイミングはＥｑＤ４２１の調整に用いる。ＯＬＴ１が個々のＯＮＵ２に対して指示したデータ送信量とデータ送信開始タイミングをＯＬＴ１内の可変帯域割当状況テーブル２６５に保持しており、そのデータが受信フレームのものと一致しているか否かを確認する（Ｓ１０２）。
In the
意図したＯＮＵ２の送信タイミングと実際の上りフレーム受信位置が一致しない（差異が一定の閾値を超える）場合、ＥｑＤ４２１の再設定により当該ＯＮＵ２の送信タイミングを補正する（Ｓ１０３）。送信位置が正しい（意図したＯＮＵ２の送信タイミングとの差異が一定の閾値内にある）場合、及びステップＳ１０４にて位置補正後にも当該フレームのヘッダ解析が可能であった場合は、当該ヘッダに含まれるＯＮＵ２のキューに蓄積された未送信データ量を抽出する（Ｓ１０５）。抽出した未送信データ量は、対応する帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）と共に帯域要求情報２６３に保持する（Ｓ１０６）。
When the intended transmission timing of the
図６は、本発明における可変帯域割当テーブル２６５の設定処理を示すフローチャートである。可変帯域割当周期（可変帯域割当テーブル更新周期）毎に、ＯＬＴ１の帯域演算部２６２で実行される。前述したように、帯域割当周期は、一つの上りフレームの周期でもよいし、複数の上りフレームを集めたマルチフレームの周期でもよい。
FIG. 6 is a flowchart showing the setting process of the variable bandwidth allocation table 265 in the present invention. This is executed by the
まず、帯域演算部２６２は、固定帯域割当テーブル２６４を参照し（Ｓ２０１）、帯域設定対象となる上りフレームでの固定帯域割当状況を取得する（Ｓ２０２）。ここで、前述のように固定帯域割当テーブルの更新周期と、可変帯域割当テーブルの更新周期とがそれぞれ異なる場合に、制御対象とする上りフレーム送信周期において可変帯域通信に利用できる帯域の総計を取得するため、当該周期に含まれる全ての上りフレームについて固定帯域割当状況を取得する。次に、新たに受信したＯＮＵ２送信キューの情報を、帯域要求情報２６３から読み出す（Ｓ２０３）。
First, the
帯域要求情報２６３は、ＯＮＵ２への帯域割当単位Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎の要求帯域情報を格納している。固定帯域状況の取得結果に基づいて、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ単位に次の可変帯域割当テーブル更新までに送信を許可する帯域を計算し（Ｓ２０４）、計算された可変帯域割当量を可変帯域割当テーブルに記入する（Ｓ２０５）。ステップＳ２０４にて、帯域計算部２３２は、帯域要求情報に加え、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎に設定された制御ポリシーを反映して帯域制御ＩＤ毎の可変帯域割当量を計算することもできる。制御ポリシーは、可変帯域の帯域制御ＩＤ毎を均等に扱う場合や、帯域制御ＩＤ毎に優先度を定め、優先度に基づいて帯域を非均等的に割り当てる場合が考えられる。
The
図７は、本発明の実施例における、上りフレームへの帯域許可情報割当て処理のフローチャートである。尚、帯域割当は、図４のシーケンスの説明で示すように基本周期（１２５マイクロ秒フレーム）で行う。 FIG. 7 is a flowchart of bandwidth permission information allocation processing to an upstream frame in the embodiment of the present invention. Band allocation is performed at a basic period (125 microsecond frame) as shown in the description of the sequence of FIG.
ＯＬＴ１のＰＯＮ終端部２３０において、下りフレーム生成部２３２は、メモリ２６０に保持される固定帯域割当テーブル２６４を読み出す。本テーブルにはＡｌｌｏｃ−ＩＤ毎に帯域割り当てサイズ及び割当開始位置が保持されており、先ず読み出した帯域送信量および送信タイミング（ポインタ）に従い、固定帯域送信位置を設定する。具体的には、下りフレームの帯域通知フィールドへ当該情報を記入する。
In the
次に、ＤＢＡ周期（可変帯域割当テーブル更新周期）が、これに先立つ上りフレームへの帯域割当処理と連続しているか否かを判断する（Ｓ３０３）。ここで、もしＤＢＡ周期が前フレームから継続中であった場合には、ＤＢＡ周期が固定帯域割当て周期と一致して
おらず、大きな帯域を割り当てる場合などに、テーブル内特定エントリの帯域割当を前フレームへの割当と継続して行う状況が生じ得る。帯域割当を正しく行うため、ここでＤＢＡ周期の境界点か否かを確認する。継続中でない場合、すなわち、当該ＤＢＡ周期内で帯域未割当てのＡｌｌｏｃ−ＩＤが存在しない場合は、そのまま処理を終了する。
Next, it is determined whether the DBA cycle (variable bandwidth allocation table update cycle) is continuous with the bandwidth allocation processing for the upstream frame prior to this (S303). Here, if the DBA cycle has been continued from the previous frame, the DBA cycle does not coincide with the fixed bandwidth allocation cycle, and the bandwidth allocation of the specific entry in the table is performed before the allocation of a large bandwidth. There can be situations where assignments to frames and ongoing operations occur. In order to perform bandwidth allocation correctly, it is checked here whether it is a boundary point of the DBA cycle. If it is not continuing, that is, if there is no Alloc-ID to which no bandwidth is allocated within the DBA cycle, the processing is terminated as it is.
次に、前述のようにフレームを跨いで割り当て中の帯域があるか否かを判定する（Ｓ３０４）。この判定は、可変帯域割当テーブル内に割り当て状況フラグを定義してもよいし、割り当て中のＡｌｌｏｃ−ＩＤエントリを一時的に記録しておくレジスタを用いてもよい。ここで、割り当て中のエントリが存在する場合には、当該エントリの残りの帯域を、可変帯域割当テーブル２６５もしくはレジスタより読み出す（Ｓ３０６）。割り当て中のエントリが存在しないときは、未割当てのエントリを新たに読み出す（Ｓ３０５）。 Next, as described above, it is determined whether there is a band being allocated across the frames (S304). For this determination, an allocation status flag may be defined in the variable bandwidth allocation table, or a register that temporarily records the Alloc-ID entry being allocated may be used. If there is an entry being allocated, the remaining bandwidth of the entry is read from the variable bandwidth allocation table 265 or the register (S306). If there is no assigned entry, an unassigned entry is newly read (S305).
読み出した帯域サイズについて、当該上りフレーム上の残り利用可能領域と比較して小さい（上りフレーム上に全て割当て可能）か否かを判断する（Ｓ３０７）。全帯域を割当て不可能な場合には、当該フレーム上に割りつけ可能なサイズを抽出し（Ｓ３０８）、残りをテーブル内もしくは未割当レジスタへ記録する（Ｓ３０９）。 It is determined whether or not the read bandwidth size is smaller than the remaining available area on the uplink frame (all can be allocated on the uplink frame) (S307). When all the bands cannot be allocated, the size that can be allocated on the frame is extracted (S308), and the remaining is recorded in the table or in an unallocated register (S309).
全帯域を割当できる場合、あるいは帯域分割処理が終了した後、上りフレームの空き帯域状況から送信開始位置を計算し（Ｓ３１０）、当該帯域を割り当てる（Ｓ３１１）。帯域割当処理は、前述の固定帯域割当処理と同様、下りフレームの帯域指示フィールドへの送信開始位置、送信データ量か送信終了位置のいずれかを用いて帯域指示の記述を追加する。 When all the bands can be allocated, or after the band division process is completed, the transmission start position is calculated from the empty band status of the upstream frame (S310), and the band is allocated (S311). In the band allocation process, as in the above-described fixed band allocation process, a description of the band instruction is added using the transmission start position, the transmission data amount, or the transmission end position in the band instruction field of the downlink frame.
最後に、可変帯域割当テーブルに記述された全エントリについて割当完了したかどうかを確認する（Ｓ３１２）。同ＤＢＡ周期で未割当てエントリが存在する場合は、ステップＳ３０３からの処理を行う。ステップＳ３１２の時点で全割当て処理を完了した場合、当該ＤＢＡ周期における可変帯域割当処理を終了する。 Finally, it is confirmed whether or not the allocation has been completed for all entries described in the variable bandwidth allocation table (S312). If there is an unallocated entry in the same DBA cycle, the processing from step S303 is performed. When all allocation processing is completed at the time of step S312, the variable bandwidth allocation processing in the DBA cycle is terminated.
図８（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の階層化帯域制御方法における固定帯域割当テーブル２６４の説明図である。 8A and 8B are explanatory diagrams of the fixed bandwidth allocation table 264 in the hierarchical bandwidth control method of the present invention.
固定帯域データは、固定帯域割当テーブルに基づいて、各フレーム毎に同じ位置に同じ量だけ割り当てられる。そのため、本テーブルは、ＰＯＮシステムのＴＤＭ回線終端部に接続されるＥ１、Ｔ１回線などの同期多重通信に使用する通信チャンネル設定状況を反映し、通常は半固定的に用いる。固定帯域割当テーブルは、その保持する情報の組み合わせにより、図８（Ａ）、（Ｂ）の二通りの実装が可能である。 The fixed band data is allocated by the same amount at the same position for each frame based on the fixed band allocation table . For this reason, this table reflects the setting conditions of communication channels used for synchronous multiplex communication such as E1 and T1 lines connected to the TDM line terminator of the PON system, and is normally used semi-fixed. The fixed bandwidth allocation table can be implemented in two ways as shown in FIGS. 8A and 8B , depending on the combination of information held therein.
図８（Ａ）に示す固定帯域割当テーブルには、帯域割当量及び割当開始位置によって定められた固定帯域データの割当位置が格納される。本テーブルは、帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）８０１、帯域割当量８０２及び割当開始位置８０３を含む。帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）８０１は、ＰＯＮ区間における帯域制御の基本単位であり、サービスＩＤやユーザＩＤに関連付けることができる。但し、固定帯域通信の特徴として、ＯＬＴ１―ＯＮＵ２間のチャンネル数は半固定であり、またチャンネル毎に帯域制御を必要とする性質のものではないため、ＯＮＵ２単位でＴＤＭデータ対応のＡｌｌｏｃ−ＩＤを一つ設定し、ＯＮＵ２毎に全チャンネル数を合計した固定通信帯域を割当てる方法も可能である。
The fixed band allocation table shown in FIG. 8A stores the allocation position of fixed band data determined by the band allocation amount and the allocation start position. This table includes a bandwidth control ID (Alloc-ID) 801, a
帯域割当量８０２は、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤのデータに割り当てられる帯域であり、後述する割当て開始位置と割当て終了位置に挟まれるスロットでの送信を許可するデータ量である。割当開始位置８０３は、上り周期フレーム中で、当該帯域制御ＩＤのデータの割り当てが始まる位置であり、本実施例では上りフレームのペイロード開始位置からのバイト数で表現する。割当開始位置８０３及び帯域割当８０２によって、当該帯域制御ＩＤのデータの上りフレーム中の送信タイミングが定まる。固定帯域データは各フレーム送信周期内での送信タイミングも固定されていなければならないため、例えば送信開始位置８０３を固定的に帯域割当テーブル２６４に設定しておくと帯域設定時の処理負荷を低減できる。
The
図８（Ｂ）は、固定帯域割当テーブル２６４の別の実施例を示す。図８（Ｂ）の固定帯域割当テーブル２６４では、固定帯域データの割当位置を割当開始位置８０３及び割当終了位置８０４によって定める。割当終了位置８０４は、上り周期フレーム中で、当該帯域制御ＩＤのデータの割り当てが終わる位置であり、本実施例では上りフレームの開始位置からのバイト数で表現する。割当開始位置８０３及び割当終了位置８０４によって、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤに対して割当てられる送信可能帯域幅（データ量）が定まる。
FIG. 8B shows another embodiment of the fixed bandwidth allocation table 264. In the fixed band allocation table 264 of FIG. 8B, the allocation position of the fixed band data is determined by the
図９は、可変帯域割当テーブル２６５の一実施例である。可変帯域データは、固定帯域データを割り当てた後に空いている領域に割り当てられる。さらに、可変帯域データの割当サイズはＤＢＡ周期（可変帯域割当テーブル更新周期）毎に変更される上、連続して複数のＡｌｌｏｃ−ＩＤに対し可変帯域割当を行う場合、後に割り当てる帯域の送信位置と、場合によっては送信許可サイズも影響を受ける。 FIG. 9 is an example of the variable bandwidth allocation table 265. The variable band data is allocated to an area that is free after the fixed band data is allocated. Furthermore, the allocation size of the variable bandwidth data is changed every DBA cycle (variable bandwidth allocation table update cycle), and when performing variable bandwidth allocation for a plurality of Alloc-IDs continuously, In some cases, the transmission permission size is also affected.
そのため、可変帯域の割当開始及び終了位置に関する情報を予め可変帯域割当テーブル２６５に設定するには、帯域要求情報２６３を参照して帯域演算部２６２が割当て帯域を算出する段階で、同時に固定帯域割当テーブル２６４に保持される固定帯域の帯域割当位置も考慮しなければならない。ここではＤＢＡ処理の負荷を低減し、帯域演算部２６２と下りフレーム生成部２３１との機能を分割し処理を効率化するため、帯域割当て量のみを可変帯域割当テーブル２６５に設定する。帯域割当て位置は、下りフレーム生成部２３１によって帯域指示フィールドを生成する際に、それまでの帯域割当状況と可変帯域割当テーブル２６５に規定した送信許可帯域から、ポインタ計算部２６１により帯域割当位置を計算して割当てる。
Therefore, in order to set information regarding the variable band allocation start and end positions in the variable band allocation table 265 in advance, the
可変帯域割当テーブル２６５は、帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）９０１、割当帯域９０２を含む。また、その他フラグ９０３を含む構成も可能である。帯域割当量９０２は、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤで制御される帯域に割り当てる帯域サイズであり、帯域計算部２６２において、帯域要求情報データベース２６３に基づき計算される。尚、ＤＢＡの対象とする上りフレーム全体で送信可能な帯域量と、帯域要求情報２６３で示されるキュー状態によっては、送信待ちデータの全てに送出可能な帯域を割当てることが可能とは限らない。
The variable bandwidth allocation table 265 includes a bandwidth control ID (Alloc-ID) 901 and an allocated
また、ＯＮＵ２から通知される上り送信待ちデータ量は、必ずしもこのＡｌｌｏｃ−ＩＤ別に通知される必要はなく、可変帯域データに対応するＡｌｌｏｃ−ＩＤのうち、例えば最低帯域保証を必要分をそれぞれまとめて受信、保持しておいてもよい。従って、個々のＡｌｌｏｃ−ＩＤに帯域を割当てる場合に、複数の条件を参照した上で上りフレームで送信可能な帯域を分割する手段が必要である。本発明ではアルゴリズムの詳細には立ち至らないが、装置内にキュー情報収集単位、帯域割当て単位、上りフレームへの帯域マッピング情報を相互に対応付けなければならない。
Further, the amount of upstream transmission waiting data notified from the
尚、本テーブルはそのＤＢＡ周期に送信すべきデータ総量を規定する。基本周期フレームを跨ぐ帯域割当が生じる場合、すなわち帯域割り当てが一フレームに収まらない場合には、帯域割り当て残量を記録する外部レジスタと、テーブルフィールド９０３に含まれる送信完了か否かを示すフラグを用いることにより対応できる。
This table defines the total amount of data to be transmitted in the DBA cycle. When bandwidth allocation over the basic period frame occurs, that is, when the bandwidth allocation does not fit in one frame, an external register for recording the remaining bandwidth allocation and a flag indicating whether transmission is completed or not included in the
図１０は、可変帯域割当テーブル２６５の別の構成例を示す。本テーブルは、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ９０１、割当帯域９０２、未割当帯域１００１を含む。
FIG. 10 shows another configuration example of the variable bandwidth allocation table 265. This table includes an Alloc-
未割当帯域１００１は、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤの制御するフローで、そのＤＢＡ周期内で送信すべき帯域のうち、未だ割当てが完了していない残り帯域を示す。このフィールドを使用する状況として、大きな可変帯域を、基本周期フレームを跨いで割当てる場合、及び当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤの割当に先立つ他のＡｌｌｏｃ−ＩＤ帯域割当てによって、上りフレームで送信可能な帯域を消費し、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤの割り当ての一部が次の基本周期フレームに跨る場合が考えられる。図９の説明に述べたフレーム跨ぎ割当の場合に、未割当帯域を可変帯域割当テーブル２６５内に記録する方法である。
The
また、Ａｌｌｏｃ−ＩＤに対して、一基本周期フレーム毎に割当て可能な最大帯域１００２を指定する実装も可能である。本実施例では、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎に指定された当該ＤＢＡ周期における帯域割当量９０２うち、該周期内に未だ割り当てが完了していない帯域サイズを表す。すなわち、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤで送信するデータのうち、次以後のフレームに割り当てるデータの量である。
In addition, it is possible to specify the
図１１は、本発明の実施の形態の帯域要求情報２６３の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of the
帯域要求情報２６３は、ＯＮＵ２からパケット蓄積状況を受信すると作成される。本情報は、帯域演算部２６２において、次の周期で上りフレームに割り当てるべきタイムスロット（各Ａｌｌｏｃ−ＩＤへの帯域割当タイミング及びサイズ）を決定する際に参照される。
The
本帯域要求情報２６３は、帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）１１０１、蓄積データ量１１０２を含む。
The
帯域制御ＩＤ１１０１は、サービスやユーザを識別する識別子で、ＰＯＮ区間の帯域制御の単位である。本実施の形態では、帯域制御ＩＤ１１０１にアロケーションＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）を使用するが、Ａｌｌｏｃ−ＩＤはＯＮＵ番号やキュー番号と関連して設定されるため、これらの識別子とみなすこともでき、また受信フレームに含まれるＡｌｌｏｃ−ＩＤからこれら他の識別子に変換した帯域制御ＩＤ（帯域管理単位）を用いて各エントリを構成することもできる。蓄積データ量１１０２は、ＯＮＵ２についてその帯域制御ＩＤ１１０１で管理される送信キューに蓄積されている未送信データの量である。
The
ＯＮＵ２から送信される、各Ａｌｌｏｃ−ＩＤに対応するデータが、固定帯域通信データか、可変帯域通信データかを示す帯域制御方法１１０３をテーブルに加えてもよい。実際には固定帯域通信データの場合、実際にはＯｐＳによるスタティック設定に基づいてＰＯＮ区間で使用するチャンネルが決まるため、動的にキュー状況を管理する必要はない。
A
しかしながら、例えば、Ａｌｌｏｃ−ＩＤによっては最低保証帯域を設定するための固定的に割当てる帯域量と、空き帯域がある場合に送信効率を向上するためのベストエフォート帯域を割当て、これらの組み合わせで帯域を制御する場合などに、このパラメータを参照することによって固定的に優先して割当てるべきＡｌｌｏｃ−ＩＤ及びその帯域量を識別でき、詳細に帯域制御を行うことができる。 However, for example, depending on the Alloc-ID, a fixedly allocated bandwidth amount for setting the minimum guaranteed bandwidth and a best effort bandwidth for improving transmission efficiency when there is a free bandwidth are allocated, and a bandwidth is determined by a combination thereof. In the case of control, etc., by referring to this parameter, it is possible to identify the Alloc-ID to be preferentially assigned and its bandwidth and to perform bandwidth control in detail.
なお、帯域計算時に参照するための帯域割当優先度フラグをエントリ毎に付してもよい。本パラメータは、テーブルのその他パラメータ１１０４に含むパラメータの一実装例である。可変帯域通信データ同士、及び上述した保証帯域を割当てる際の固定帯域通信データ同士で優先度を設定する必要がある場合に用いる。優先度は通信トラフィック（すなわ
ちサービス又はアプリケーション）種別か、ユーザの契約内容により決定してもよい。この場合、帯域割当優先度フラグは、ユーザとの契約等に基づいて予め定めておく。
A bandwidth allocation priority flag for reference during bandwidth calculation may be attached to each entry. This parameter is an implementation example of the parameter included in the other parameter 1104 of the table. This is used when priority needs to be set between the variable band communication data and between the fixed band communication data when the guaranteed band is allocated. The priority may be determined according to the type of communication traffic (that is, service or application) or the contract contents of the user. In this case, the bandwidth allocation priority flag is determined in advance based on a contract with the user.
図１２は上りフレームへの帯域割当情報を通知するため、ＯＬＴ１からＯＮＵ２に送信される下りフレームの構成を示す。図では右にＯＬＴ１、左にＯＮＵ２が配置される状況を想定して説明する。
FIG. 12 shows a configuration of a downstream frame transmitted from the
ＴＤＭＡを用いた通信により、下りフレームは基本フレーム周期（例えば１２５マイクロ秒）１２０１単位に周期的にフレームが送信される。図１２の最上段において下りフレームのヘッダ部１２１０及びペイロード部１２２０がＯＮＵ２へ向かって繰り返し現れることで、その様子を示している。
Through communication using TDMA, a frame is periodically transmitted in units of 1201 basic frame periods (for example, 125 microseconds). In the uppermost stage of FIG. 12, the
ヘッダ部１２１０には、受信側（すなわちＯＮＵ２側）でフレーム同期を取るための特定の信号パターンを格納するＰｓｙｎｃフィールド１２１１、各ＯＮＵ２へ上りフレームへの帯域割り当て情報を通知するための帯域情報フィールド１２３０、各ＯＮＵ２の起動、停止など制御情報を通知するためのＯＮＵ制御情報フィールド１２１３、その他受信側で参照するためのフレーム情報として、当該フレームへのＦＥＣ処理の有無やフレームカウンタ、ＢＩＰ、ヘッダ長を含むフレーム情報フィールド１２１２を含む。フレーム情報フィールド１２１２及びＯＮＵ制御情報フィールド１２１３は必要に応じて書き替えられるか、もしくは削除される場合がある。
The
帯域情報フィールド１２３０は、帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）１２３１−１〜１２３１−ｆＮ、及び１２３２−１〜１２３２−ｖＮ、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤへ割り当てる帯域について、その送信開始位置１２３２−ｉ（ｉ＝１〜ｆＮ、１〜ｖＮ）、送信終了位置１２３３、その他各Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎にキュー状態通知指示の要否と上りフレームにおけるＦＥＣ使用の有無を含む帯域制御情報フィールド１２３４を含む。帯域情報フィールド１２３０は、当該下りフレームにより指示されるタイミングで送信を許可する全てのＡｌｌｏｃ−ＩＤに対する帯域割当て情報を含む。例えば、ペイロード部に特定のＡｌｌｏｃ−ＩＤ（ＯＮＵ２）宛てデータしか含まれていない場合にも、ヘッダ１２１０の帯域制御部１２３０には、ＤＢＡメカニズムに基づいて同一の上りフレーム上でのデータ送信を許可する全てのＡｌｌｏｃ−ＩＤに向けた帯域割り当て情報を通知する。
The
本実施例では、帯域情報に関して固定通信帯域通知領域１２０２と可変データ送信帯域通知領域１２０３を分離した場合を説明しているが、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎の帯域通知の順位は特にこの順でなくてもよい。特に最低帯域を保証する場合は、固定帯域と可変帯域が混在した形でＡｌｌｏｃ−ＩＤ宛てに送信帯域を指示する場合があってもよい。但し、実用上、先着順に処理することが便利であることから、電話など固定チャネルを使用するデータに関しては、帯域情報フィールド１２３０の前方に配置することもできる。
In the present embodiment, the case where the fixed communication
また、ＤＢＡ基本シーケンスの説明で示したように、電話等固定チャネルを使用するトラフィックに関して、必ずしも基本フレーム周期１２０１毎に固定帯域割当テーブル２６４を更新する必要はなく、基本フレーム周期の整数倍を一周期として固定帯域割当テーブル２６４を更新しても構わない。
Further, as shown in the explanation of the DBA basic sequence, it is not always necessary to update the fixed bandwidth allocation table 264 every
図１３は、上りフレーム中のデータ割り当て状態を示す。図１３の上段は、ＰＯＮ区間の下りフレームを示し、図の左側がＯＮＵ２、右側がＯＬＴ１である。下りフレームのヘッダ１２１０、ペイロード１２２０及び基本フレーム周期１２０１は図１２と同様である。下りフレームのヘッダ中には、図１２で示したように帯域制御情報フィールド１２３０を含む。
FIG. 13 shows a data allocation state in the uplink frame. The upper part of FIG. 13 shows the downstream frame of the PON section, and the left side of the figure is ONU2 and the right side is OLT1. The
ＯＮＵ２では下りフレームを受信すると、ＤＢＡシーケンスで説明したように予め設定された特定遅延時間ＥｑＤ（Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｄｅｌａｙ）１３１０後を基準点とするタイムスロット指定に従ってデータを送信する。図の下段は上りフレームの送信状況である。ここでは、個々のフレーム送信タイミングを説明するため、スプリッタによって複数のＯＮＵ２（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）からのデータが多重された後、ＯＬＴ１が受信する際の、上りフレームへのデータ多重状況を示す。フレーム＃ｉ １３０３−ｉは、上段の最右端にある下りフレームに対し各ＯＮＵ２から送信されたフレームが多重された状況を示している。
When receiving a downstream frame, the
上りフレーム中には固定帯域データ１３０１及び可変帯域データ１３０２が含まれている。ＳＤＨ網を収容する場合を仮定すると、ＯｐＳにより固定帯域通信用チャネルの設定が変更されない限り、各フレームの同じ位置には同量の固定帯域データが含まれる。すなわち、本実施の形態のＯＬＴ１は、複数のフレーム間で、同量の固定帯域データを同じ位置に割り当てる。よって、フレーム毎に固定帯域データの位置は変化せず、固定帯域データの送信周期は一定になる。
The upstream frame includes fixed
一方、可変帯域データの割当はフレーム毎に変わる可能性がある。なぜなら、割り当てる必要がある可変帯域データは、刻々と変化するトラフィック状況により基本フレーム周期毎に変化するからである。本実施の形態のＯＬＴ１は、固定帯域データが割り当てられていない位置に可変帯域データを割り当てる。
On the other hand, the allocation of variable bandwidth data may change from frame to frame. This is because the variable bandwidth data that needs to be allocated changes every basic frame period depending on the traffic situation that changes every moment. The
図１３の最下段は、個別フレームの拡大図を示す。フレームは、そのフレームにより運ばれるトラフィック（フロー）を識別するための識別情報を含むヘッダ部１３２１、実際に運ぶデータを載せるデータ部１３２２から構成される。帯域制御ＩＤ毎にデータ及びヘッダが設けられるが、場合によっては、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎に複数のフロー識別子を使用する場合もある。その際には一つのＡｌｌｏｃ−ＩＤに対して割当てられた帯域内に複数の個別フレームが含まれる。 The lowermost part of FIG. 13 shows an enlarged view of an individual frame. The frame is composed of a header part 1321 including identification information for identifying traffic (flow) carried by the frame, and a data part 1322 on which actually carried data is placed. Data and a header are provided for each bandwidth control ID, but in some cases, a plurality of flow identifiers may be used for each Alloc-ID. In that case, a plurality of individual frames are included in the band allocated to one Alloc-ID.
なお、図１３では、帯域固定データ領域はフレームの先頭側に設けられているが、必ずしも帯域固定データ領域をフレームの先頭側に設ける必要はない。また、一つの帯域固定データ領域と、一つの帯域可変データ領域とを設けているが、各々複数設けてもよい。 In FIG. 13, the band-fixed data area is provided on the head side of the frame, but the band-fixed data area is not necessarily provided on the head side of the frame. Further, although one band fixed data area and one band variable data area are provided, a plurality of each may be provided.
図１４は、ＯＮＵ２からＯＬＴ１への上りフレーム送信時の、ファイバ上へのフレーム多重方式を説明する図である。図の左側から図の右側のＯＬＴ１へフレームが送信される状況を示す。尚、図１４は、図の右側が最も早く送信されたデータであり、左側に向かってＯＮＵ２からの送出時間が遅いフレームの配置状況の一例を示す。点線が基本フレーム周期（例えば１２５マイクロ秒）を示す。
FIG. 14 is a diagram for explaining a frame multiplexing method on a fiber when an upstream frame is transmitted from
ＯＮＵ２からそれぞれ発信されたフレームは、スプリッタ３を通過して一本のファイバに多重される。図中、１４０１−１〜１４０１−ｎは、それぞれＯＮＵ２＃１〜ＯＮＵ２＃ｎより送出された固定帯域通信データの送信位置及びサイズを表す。スプリッタ通過前に複数のファイバに分散していたデータ１４０１−１〜ｎが、スプリッタ通過後に多重されている。フレーム１４０２〜フレーム１４０７は、各ＯＮＵ２から送出される可変帯域データを示す。可変帯域データは、ＤＢＡメカニズムにより固定帯域データと多重化時に重ならないよう挿入する。
Each frame transmitted from the
図１５は、ＯＮＵ２における、ＴＤＭ−ＩＦで受信したＴＤＭデータを固定通信チャネルに載せてＰＯＮ区間へ送信する場合の固定帯域通信データ生成タイミングを示す図である。本図面は、固定帯域通信帯域の割当周期（すなわち固定帯域割当テーブル更新周期）を基本フレーム周期にとる場合を想定して記入しているが、基本フレーム周期の整数倍を
前提とした場合にも、サンプリング周期が短くなるだけで原理的には全く同等である。
FIG. 15 is a diagram illustrating fixed band communication data generation timing in the
ＴＤＭ−ＩＦによってそれぞれの固定帯域通信チャネルを通じて受信されたデータは、図に示すようにデータ受信周期１５０１−１〜１５０１−３は等しいものの、受信タイミングそのものは分散している。 The data received through each fixed band communication channel by the TDM-IF has the same data reception periods 1501-1 to 1501-3 as shown in the figure, but the reception timing itself is dispersed.
ＯＮＵ２では上りフレーム送信周期の一周期に送信するデータ量を一時的にバッファに蓄積し、これを固定帯域割当テーブル更新周期間隔で上りフレームに載せて送出する。ここでは、１５１０−１が１５２０−１に、１５１０−２が１５２０−２に、１５１０−３が１５２０−３に、それぞれタイミングを載せ変えて送信される様子を示す。尚、ＯＬＴ１において、ＳＮＩ側から受信するＴＤＭデータを下りフレームに載せてＰＯＮ区間に送信する場合も同様の処理を行う。
In the
図１６から図１９を用いて、本発明を適用した場合のキュー状態の変化を説明する。動作は図４のシーケンスに従うものとする。 A change in the queue state when the present invention is applied will be described with reference to FIGS. The operation follows the sequence of FIG.
図１６では、ＯＬＴ１に対し複数のＯＮＵ２（＃１〜＃３）が接続され、それぞれのＯＮＵ２には端末装置２１〜２３及び電話器３１〜３３が各１台ずつ接続されている。ＯＬＴ１のＳＮＩ側には、データ通信のためのEthernet網１１００と電話網を含むＴＤＭ網１２００が接続される。
In FIG. 16, a plurality of ONUs 2 (# 1 to # 3) are connected to the
また、ＰＯＮ区間の制御管理端末として、ＯｐＳ５０００がEthernet網あるいはＴＤＭ網を介して、または直接にＯＬＴ１に接続されている。また、上り方向に使用する通信セッションの設定状況を模式的に示す。
Further, OpS5000 is connected to the
ＯＬＴ１から各ＯＮＵ２に対してそれぞれ各１本の固定帯域通信セッション１６１０−１〜１６１０−３が設定されている。この固定帯域通信セッションは、それぞれ帯域制御ＩＤであるＡｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｆ１〜Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｆ３によって、ＰＯＮ区間内で識別される。また、ファイバ１０上の上り帯域のうち、固定帯域通信に使用しない帯域はＤＢＡによる制御対象となり、必要に応じて動的に使用される。
One fixed band communication session 1610-1 to 1610-3 is set for each
図１６ではＯＮＵ２＃１が二つの可変帯域用Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｖ１、＃ｖ２を収容し、固定帯域とあわせて計三つの帯域制御ＩＤによってデータを転送しており、ＯＮＵ２＃２が一つの可変帯域用Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｖ３と一つの固定帯域とで計二つの帯域制御ＩＤによりデータを転送し、ＯＮＵ２＃３が一つの可変帯域用Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｖ４と固定帯域用Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｆ３を合わせて計二つの帯域制御ＩＤによりデータを転送している場合について説明する。
In FIG. 16,
尚、Ａｌｌｏｃ−ＩＤは帯域制御用のＩＤであり、実用上はＡｌｌｏｃ−ＩＤ毎に複数のセッションＩＤを関連付けることができる。ここでは、簡単のためＡｌｌｏｃ−ＩＤ毎に一つのセッションが存在する場合を仮定して説明する。セッションＩＤはＰＯＮ区間における帯域制御の最小単位であり、通常は帯域制御キュー（送出キュー）と関連付けて制御することもできる。セッションＩＤとキューを関連付けて制御することにより、本発明の帯域管理方法と、さらに一段階細かいレベルでのＱｏＳ制御とを組合わせることにより、帯域を共用するＰＯＮ区間において、帯域の有効活用を図ることが可能である。 Note that Alloc-ID is an ID for bandwidth control, and in practice, a plurality of session IDs can be associated with each Alloc-ID. Here, for the sake of simplicity, description will be made assuming that there is one session for each Alloc-ID. The session ID is a minimum unit of bandwidth control in the PON section, and can be normally controlled in association with a bandwidth control queue (transmission queue). By controlling the session ID and the queue in association with each other, the bandwidth management method of the present invention and the QoS control at a finer level are combined to effectively use the bandwidth in the PON section sharing the bandwidth. It is possible.
さらに、送出キューは、その制御機能により複数の種類を用いることができる。例えば、固定通信用に最優先処理を行い、一定レートを保つ固定帯域キュー、ある時間幅に渡って平均通信レートを保つ一定帯域保証キュー、最小帯域を確保し、それを超えるフローに関してはベストエフォートとして扱う最小帯域保証キュー、逆に一定の上限レートを設定
しておき、それを超えないようにフィルタをかける最大帯域制限キュー、またこれらの組み合わせによって、最小帯域以上最大帯域以下のレートを保持する複合型のキューなどが考えられる。
Further, a plurality of types of send queues can be used depending on the control function. For example, a fixed bandwidth queue that performs top-priority processing for fixed communications and maintains a constant rate, a fixed bandwidth guarantee queue that maintains an average communication rate over a certain time span, a minimum bandwidth, and a best-effort for flows that exceed that The minimum bandwidth guarantee queue that is treated as a maximum bandwidth, conversely, the maximum bandwidth limit queue that sets a certain upper limit rate and filters it so that it does not exceed it, and a combination of these to maintain the rate between the minimum bandwidth and the maximum bandwidth Complex queues are possible.
さらには、優先制御のみを用いるベストエフォート型のキューも利用できる。これらキューの性能によりそれぞれキュー状態を分類してＯＬＴ１へ通知することにより、理論上はより複雑なＤＢＡ制御が可能となる。但しここでは、基本シーケンスに則った固定帯域／可変帯域の制御方法を示すことを目的とするため、可変帯域に使用するキューは基本的にベストエフォート型のみと仮定して説明する。
Furthermore, a best effort type queue using only priority control can be used. By classifying the queue states according to the performance of these queues and notifying them to the
例として、図１６の構成においては、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎に、固定帯域用には固定レートキュー、可変帯域用にはベストエフォートキューをそれぞれ一つ対応付けられるものとする。 As an example, in the configuration of FIG. 16, for each Alloc-ID, one fixed rate queue for fixed bandwidth and one best effort queue for variable bandwidth are associated with each other.
図１７はＯＮＵ２における、上り方向へのフレーム送出キューの状態管理テーブルの構成例を示す。図１６の構成に限らず一般的に記述しているが、固定帯域用Ａｌｌｏｃ−ＩＤを一つ、可変帯域用Ａｌｌｏｃ−ＩＤを一つまたは二つとすることで図１６に対応する。
FIG. 17 shows a configuration example of the state management table of the upstream frame transmission queue in the
また本実施例では、Ａｌｌｏｃ−ＩＤに対して複数のキューを割当てる場合を包含するため、管理ＩＤ１７０１とキューＩＤ１７０２との対応付けを行っている。Ａｌｌｏｃ−ＩＤｔｏキューＩＤが一対一に対応するならば、これらの列のいずれかは不要である。それぞれのキューＩＤ１７０２につき、キューへのフレーム（データ）蓄積量１７０３、及びキューの制御方法１７０４が設定されている。キューの制御方法を動的に設定することが装置構成上困難である場合もあり、その場合にはキューＩＤ１７０２と制御方法１７０４は固定的に対応付けてもよい。その場合は制御方法１７０４は不要となる。その他、キュー毎に通知優先度などをパラメータとしてテーブルに記載しておいてもよい。ＯＬＴ１はＯＮＵ２側からの通知に従い帯域を割当てるため、ＯＮＵ２側で自装置の動作に関わる制御パラメータを設定しておくことで、ＯＬＴ１で対応しきれない部分を補うことができる。
In this embodiment, the
図１７（ａ）〜（ｃ）はキュー状態通知前のＯＮＵ２＃１〜ＯＮＵ２＃３におけるキュー状態を示している。
FIGS. 17A to 17C show queue states in the
図１７のキュー状態が、ＯＬＴ１からのキュー状態通知指示４０１を受信すると、図４の上りフレーム＃ｉ ４０２によってＯＬＴ１へ通知される。ＯＬＴ１では、受信した情報を帯域要求情報２６３に保持し、これに基づいて帯域計算を行う。尚、図４に従うため、ここでは固定帯域割り当ては基本フレーム周期（１２５マイクロ秒）にとった場合を想定している。図１８は、帯域割り当てサイズ計算後に、固定帯域、可変帯域それぞれの帯域割当テーブル２６４、２６５に記入される内容を示す。
When the queue state in FIG. 17 receives the queue
ＤＢＡは可変帯域を対象とする機能であり、固定帯域の帯域制御ＩＤの送信キューの状態はＯＬＴ１に通知されない。図１８に示す固定帯域割当テーブル２６４の内容は、前出のようにＯｐＳにより固定帯域通信チャネルの設定が変更された場合にのみ更新される。通常運用時には下りフレームへの帯域情報フィールド生成時に参照する。一方可変帯域割当テーブル２６５の内容は、可変帯域割当テーブル更新周期（ＤＢＡによる帯域割り当て周期）の境界点において更新される。受信したキュー状態と、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｖ１〜Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｖ４の優先度等に基づき、ＤＢＡ周期に含まれる上りフレーム上で使用可能な帯域の、各Ａｌｌｏｃ−ＩＤへの割り当てを決定する。
DBA is a function that targets a variable bandwidth, and the state of the transmission queue of the bandwidth control ID of the fixed bandwidth is not notified to the
図１８の固定帯域割当テーブル２６４に基づき、図４の下りフレーム＃ｉ＋１によって各ＯＮＵ２（正確には各Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）に固定通信用帯域が通知される。上りフレーム＃ｉにより通知された帯域要求に基づく可変帯域の割り当ては、図４の可変帯域割当テーブル更新周期４５０の間に計算される。図１８に示す計算結果は、上りフレーム＃ｉ＋ｍに続くくだりフレームから割当を開始し、次の可変帯域割当周期の境界点までの間に、場合によっては複数の基本フレームに分割して可変帯域割当てを行う。従って、下りフレーム＃ｉ＋１によって割当てられる可変帯域は、一つ前の可変帯域割当テーブル更新周期に計算された値である。
Based on the fixed bandwidth allocation table 264 of FIG. 18, the fixed communication bandwidth is notified to each ONU 2 (specifically, each Alloc-ID) by the downstream frame # i + 1 of FIG. The variable bandwidth allocation based on the bandwidth request notified by the uplink frame #i is calculated during the variable bandwidth allocation
図１９は図１８の可変帯域割当テーブルに従い可変帯域通信データを送出した後の、各ＯＮＵ２におけるキュー状態を示す。各Ａｌｌｏｃ−ＩＤとも新たにＯＮＵ２のＵＮＩ側インタフェースより受信するデータをI_v1 〜 I_v4とすると、キューに蓄積されているデータサイズは、L_vN + I_vN − BW_vN （Ｎ＝１〜４）となる。
FIG. 19 shows a queue state in each
ＤＢＡの処理対象としない、ＴＤＭを使用する固定帯域通信データに関しては、常時一定レートでの通信が行われるため、理論的にはキュー状態は通信中に変化しない。 With respect to fixed band communication data using TDM that is not subject to DBA processing, communication is always performed at a constant rate, so the queue state does not change during communication.
以上説明したように、本発明の実施の形態の帯域制御装置では、時分割多重 （ＴＤＭ：Time Division Multiplexing） 通信において、複数のデータ送信装置に対する割当帯域を制御する。この帯域制御装置は、通信トラフィックの利用状況（セッション数、チャネル数及び送信側装置の送出キュー長等）に応じて、各送信側装置に割り当てる帯域を動的に変更する。 As described above, the bandwidth control apparatus according to the embodiment of the present invention controls the allocated bandwidth for a plurality of data transmission apparatuses in time division multiplexing (TDM) communication. This bandwidth control device dynamically changes the bandwidth allocated to each transmission-side device in accordance with the use state of communication traffic (number of sessions, number of channels, transmission queue length of the transmission-side device, etc.).
このため、固定帯域割当テーブルと可変帯域割当テーブルを別に用意する。そして、固定帯域データを優先的に、一定データ量の帯域を一定周期に毎回割り当てる。その後、残りの帯域に可変帯域データに割り当てる。これによって、遅延時間の変動を抑制する必要がある固定帯域トラフィックと、遅延時間に対する制限が比較的緩い可変帯域トラフィック（ベストエフォート系トラフィック）とを、同時に効率的に取り扱う。また、一定時間に同量の固定帯域データが到着するので固定帯域データのジッタを抑制することができる。また、帯域割当周期中の同じタイミングに固定帯域データを割り当てることによってジッタをさらに抑制することができる。 For this reason, a fixed bandwidth allocation table and a variable bandwidth allocation table are prepared separately. Then, the fixed bandwidth data is preferentially assigned and a certain amount of bandwidth is allocated every certain cycle. Thereafter, variable bandwidth data is allocated to the remaining bandwidth. As a result, fixed-band traffic that needs to suppress fluctuations in delay time and variable-band traffic (best-effort traffic) that has a relatively loose restriction on delay time can be efficiently handled simultaneously. In addition, since the same amount of fixed band data arrives at a fixed time, jitter of the fixed band data can be suppressed. Moreover, jitter can be further suppressed by allocating fixed band data at the same timing during the band allocation period.
従来技術では、固定帯域データと可変帯域データとが混在して制御されていたが、固定帯域データの割当量及び送信タイミングを確保するため、ダイナミックに変わる可変帯域データに対応する動的な帯域制御と、固定帯域データに対応する静的な帯域制御とを分離した。 In the prior art, fixed-band data and variable-band data were mixed and controlled. However, in order to secure the fixed-band data allocation amount and transmission timing, dynamic band control corresponding to dynamically changing variable-band data And static bandwidth control corresponding to fixed bandwidth data.
また、固定帯域データを定められた位置に割り当てた後、可変帯域データを割り当てるので、従来のように異種トラフィックを混在した形で扱う場合に比較して、固定帯域データの割り当てに関する計算が不要となり、データ割り当ての計算量を減少することができる。 In addition, since variable bandwidth data is assigned after assigning fixed bandwidth data to a specified location, calculations related to allocation of fixed bandwidth data are not required compared to the case of handling different types of traffic in a mixed manner as in the past. The amount of calculation of data allocation can be reduced.
特許請求の範囲に記載した以外の本発明の観点の代表的なものとして、次のものがあげられる。 The following are typical examples of aspects of the present invention other than those described in the claims.
（１）一つまたは複数の接続回線を介して一つまたは複数の端末装置とのデータ送受信を行う伝送装置であって、
前記端末装置から送信されたフレームを受信する受信部と、
前記フレーム内に含まれ、前記端末装置が送信しようとするデータ量を示す情報を格納する記憶部と、
前記データ量に基づいて前記端末装置に割り当てる帯域割当量を算出する演算部と、
前記算出された帯域割当量を前記端末装置に送信する送信部とを備え、
前記演算部は、互いに伝送要求品質の異なる複数種類のフローに対して、前記フローの種類毎に設定された優先度に従って前記帯域割当量を算出することを特徴とする伝送装置。
（２）前記受信部は、一定周期毎に前記端末装置が送信しようとするデータ量を示す情報が含まれるフレームを受信し、
前記送信部は、該一定周期毎に前記端末装置に対して帯域割当量を送信することを特徴とする（１）記載の伝送装置。
(1) A transmission device that performs data transmission / reception with one or more terminal devices via one or more connection lines,
A receiving unit for receiving a frame transmitted from the terminal device;
A storage unit that stores information that is included in the frame and indicates the amount of data that the terminal device intends to transmit;
A calculation unit that calculates a bandwidth allocation amount to be allocated to the terminal device based on the data amount;
A transmission unit for transmitting the calculated bandwidth allocation amount to the terminal device,
The transmission device, wherein the calculation unit calculates the bandwidth allocation amount according to the priority set for each type of flow for a plurality of types of flows having different transmission quality requirements.
(2) The receiving unit receives a frame including information indicating a data amount to be transmitted by the terminal device at regular intervals,
The transmission device according to (1) , wherein the transmission unit transmits a bandwidth allocation amount to the terminal device at each predetermined period.
（３）前記演算部は、帯域割当量を決定する手段と、前記端末装置から送信されるフレーム内のデータ送信許可位置を決定する手段とを備えることを特徴とする（１）記載の伝送装置。 (3) The transmission apparatus according to (1) , wherein the calculation unit includes means for determining a bandwidth allocation amount and means for determining a data transmission permission position within a frame transmitted from the terminal device. .
（４）前記演算部は、複数の前記フレームを単位として帯域割当量を算出することを特徴とする（１）記載の伝送装置。 (4) The transmission apparatus according to (1) , wherein the calculation unit calculates a bandwidth allocation amount in units of the plurality of frames.
（５）前記フレームには、送信タイミング及び送信帯域が固定された固定帯域データと、可変長パケットで構成され、送信帯域が固定されていない可変帯域データとが含まれ、
前記演算部は、前記固定帯域データに対しては、フロー毎に一定量の帯域を割り当て、かつ、該固定帯域データが一定タイミング送信されるように前記端末装置が送信するフレーム内での該固定帯域データの送信位置を決定することを特徴とする（１）記載の伝送装置。
(5) The frame includes fixed band data whose transmission timing and transmission band are fixed, and variable band data which is composed of variable-length packets and whose transmission band is not fixed,
The arithmetic unit allocates a fixed amount of bandwidth for each flow to the fixed bandwidth data, and the fixed bandwidth within the frame transmitted by the terminal device so that the fixed bandwidth data is transmitted at a constant timing. The transmission apparatus according to (1), wherein a transmission position of band data is determined.
（６）前記端末装置宛ての前記固定帯域データを一定の周期でサンプリングして、送信のタイミングに合わせて並び替えた上で、一定帯域を割り当て、かつ一定タイミングで送信することを特徴とする（５）記載の伝送装置。 (6) The fixed band data addressed to the terminal device is sampled at a constant period, rearranged in accordance with the transmission timing, assigned a fixed band, and transmitted at a fixed timing ( 5) The transmission apparatus as described.
（７）前記演算部は、前記固定帯域データと重ならない位置に前記可変帯域データの帯域を割り当てることを特徴とする（５）記載の伝送装置。 (7) The transmission apparatus according to (5), wherein the calculation unit allocates a band of the variable band data to a position that does not overlap the fixed band data.
（８）前記演算部は、前記固定帯域データへ帯域を割り当てた後に、前記可変帯域データへ帯域を割り当てることを特徴とする（５）記載の伝送装置。 (8) The transmission apparatus according to (5), wherein the calculation unit allocates a band to the variable band data after allocating a band to the fixed band data.
（９）前記演算部は、複数の前記フレームを単位として帯域を割り当てることを特徴とする（５）記載の伝送装置。 (9) The transmission apparatus according to (5), wherein the calculation unit allocates a band in units of a plurality of the frames.
（１０）前記演算部は、前記固定帯域データと前記可変帯域データとに対して、それぞれ異なる数の前記フレームを単位として帯域を割り当てることを特徴とする（９）記載の伝送装置。 (10) The transmission apparatus according to (9), wherein the calculation unit allocates a band in units of different numbers of the fixed band data and the variable band data.
（１１）前記演算部は、前記固定帯域データへ帯域を割り当てる単位のフレーム数の整数倍の数のフレームを単位として前記可変帯域データへ帯域を割り当てることを特徴とする（１０）記載の伝送装置。 (11) The transmission apparatus according to (10), wherein the arithmetic unit allocates a band to the variable band data in units of a number of frames that is an integral multiple of the number of frames of a unit that allocates a band to the fixed band data. .
（１２）前記固定帯域割当テーブルには、帯域制御単位ＩＤと対応付けて、少なくとも帯域割当量及び前記フレーム内での前記固定帯域データの送信位置が格納されていることを特徴とする（１１）記載の伝送装置。 (12) The fixed bandwidth allocation table stores at least a bandwidth allocation amount and a transmission position of the fixed bandwidth data in the frame in association with a bandwidth control unit ID (11). The transmission device described.
（１３）前記可変帯域割当テーブルには、帯域制御単位ＩＤと対応付けて、帯域割当量が格納されており、
前記演算部は、前記固定帯域データに帯域を割り当てた後に、前記可変帯域割当テーブルに格納された帯域割当量に基づき、前記フレーム内での前記可変帯域データの送信位置を決定することを特徴とする（１１）記載の伝送装置。
(13) The variable bandwidth allocation table stores a bandwidth allocation amount in association with the bandwidth control unit ID,
The calculation unit, after allocating a band to the fixed band data, determines a transmission position of the variable band data in the frame based on a band allocation amount stored in the variable band allocation table. The transmission device according to (11).
（１４）前記固定帯域データの帯域割当量の算出に必要な情報を格納する固定帯域割当テーブルと、
前記可変帯域データの帯域割当量の算出に必要な情報を格納する可変帯域割当テーブルとをさらに備えたことを特徴とする（５）記載の伝送装置。
(14) a fixed bandwidth allocation table for storing information necessary for calculating a bandwidth allocation amount of the fixed bandwidth data;
(5) The transmission apparatus according to (5), further comprising: a variable bandwidth allocation table that stores information necessary for calculating a bandwidth allocation amount of the variable bandwidth data.
（１５）前記可変帯域割当テーブルに設定された帯域割当量の割り当て位置が前記フレームの境界をまたぐ場合、帯域割当が完了した帯域サイズと、未割当て分の帯域サイズとを保持しておき、次に送信する前記フレームに対して残りの未割当分を割り当てることを特徴とする（１４）記載の伝送装置。 (15) When the allocation position of the bandwidth allocation amount set in the variable bandwidth allocation table crosses the boundary of the frame, the bandwidth size for which the bandwidth allocation has been completed and the bandwidth size for the unallocated bandwidth are retained, (14) The transmission apparatus according to (14), wherein the remaining unallocated portion is allocated to the frame transmitted to the network.
（１６）前記固定及び可変帯域割当テーブルには、データ送信時の暗号化有無を表すフラグ、ＦＥＣ処理の有無を表すフラグ、接続先端末装置への特殊フレーム伝送有無を表すフラグのうち少なくともいずれか一つのフラグが格納されており、前記少なくともいずれか一つのフラグと関連付けられた帯域情報が格納されていることを特徴とする（１４）記載の伝送装置。 (16) The fixed and variable bandwidth allocation table includes at least one of a flag indicating the presence / absence of encryption at the time of data transmission, a flag indicating the presence / absence of FEC processing, and a flag indicating the presence / absence of special frame transmission to the connection destination terminal device. The transmission apparatus according to (14), wherein one flag is stored, and band information associated with at least one of the flags is stored.
１ ＯＮＵ（Optical Network Unit）
２ ＯＬＴ（Optical Line Terminal）
３ スプリッタ
４ 光ファイバー網
1 ONU (Optical Network Unit)
2 OLT (Optical Line Terminal)
3 splitter 4 optical fiber network
Claims (3)
前記光加入者装置の各々から送信される小フレームを多重した基本周期フレームを受信する受信部と、
プログラムが保持されたメモリと、
前記メモリに格納されたプログラムを実行することによって前記受信した基本周期フレームを処理するＣＰＵと、
前記ＣＰＵで算出され、前記受信した第１の前記基本周期フレームの後続の第２の前記基本周期フレームへの帯域割当情報を、前記光加入者装置に送信する送信部と、を備え、
前記第２の基本周期フレームには、前記光加入者装置に帯域が割り当てられるデータである、前記基本周期フレーム中の送信位置及び送信帯域が固定された固定帯域データと、可変長パケットで構成され、前記基本周期フレーム中の送信帯域が固定されていない可変帯域データを含み、
前記固定帯域データは、前記光加入者装置のＴＤＭインターフエースで受信するものであって、前記固定帯域データの周期は前記基本周期フレームの周期であり、
前記ＣＰＵは、
固定帯域制御テーブルを参照して、前記光加入者装置が前記基本周期フレームの周期の第１の整数倍の間隔で前記固定帯域データを送出するように、前記基本周期フレームの第１の整数倍のフレーム毎に前記固定帯域データに送信位置を割り当て、
前記固定帯域データに前記送信位置を割り当てた後に、前記固定帯域制御テーブルと異なる周期で更新される可変帯域制御テーブルを参照して、前記基本周期フレームの第２の整数倍を単位とするフレーム内において該固定帯域データと重ならない位置で前記可変帯域データへの帯域割当量を計算し、前記可変帯域データの前記基本周期フレームの送信位置を割り当て、前記倍数として用いられる第２の整数は、前記倍数として用いられる第１の整数と異なる数であって、
前記可変帯域データの割り当て位置が前記基本周期フレームの境界をまたぐ場合、既に前記第１の基本周期フレームに割り当て済みの前記可変帯域データのサイズ及び既に前記第１の基本周期フレームに割り当てられていない前記可変帯域データのサイズを前記メモリに保持し、前記未割当分を前記第２の基本周期フレームに割り当てることを特徴とする伝送装置。 A transmission device that transmits and receives data to and from one or more optical subscriber units via one or more connection lines,
A receiver for receiving a basic periodic frame obtained by multiplexing small frames transmitted from each of the optical subscriber units;
Memory holding the program,
A CPU for processing the received basic periodic frame by executing a program stored in the memory;
A transmission unit that is calculated by the CPU and transmits bandwidth allocation information to the second basic period frame subsequent to the received first basic period frame to the optical subscriber unit;
The second basic period frame is composed of fixed-band data in which a transmission position and a transmission band in the basic period frame are fixed, and variable-length packets, which are data to which a band is allocated to the optical subscriber unit. , Including variable band data in which the transmission band in the basic period frame is not fixed,
The fixed band data is received by a TDM interface of the optical subscriber unit, and the period of the fixed band data is a period of the basic period frame,
The CPU
Referring to the fixed bandwidth control table, the optical subscriber unit transmits the fixed bandwidth data at an interval of a first integer multiple of the cycle of the basic cycle frame. Assigning a transmission position to the fixed band data for each frame of
After assigning the transmission position to the fixed band data, refer to a variable band control table that is updated at a different period from the fixed band control table, and within the frame in units of a second integer multiple of the basic period frame The bandwidth allocation amount to the variable bandwidth data is calculated at a position that does not overlap with the fixed bandwidth data, the transmission position of the basic period frame of the variable bandwidth data is assigned, and the second integer used as the multiple is the A number different from the first integer used as a multiple,
When the allocation position of the variable band data crosses the boundary of the basic period frame, the size of the variable band data that has already been allocated to the first basic period frame and has not already been allocated to the first basic period frame The transmission apparatus, wherein the size of the variable band data is held in the memory, and the unallocated portion is allocated to the second basic period frame.
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Families Citing this family (9)
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|---|---|---|---|---|
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| JP5634275B2 (en) * | 2011-01-17 | 2014-12-03 | 三菱電機株式会社 | Communication device and bandwidth control method in communication device |
| CN107222257B (en) * | 2017-06-07 | 2019-12-17 | 国网江苏省电力公司南京供电公司 | Method and device for measuring quality of power distribution channel |
| CN109041238B (en) * | 2018-09-11 | 2020-11-03 | 京信通信***（中国）有限公司 | Carrier configuration detection method, device, equipment and medium |
| JPWO2023281586A1 (en) * | 2021-07-05 | 2023-01-12 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001251331A (en) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Fujitsu Ltd | Subscriber terminator to dynamically assign band |
| JP2003051826A (en) * | 2001-08-08 | 2003-02-21 | Sony Corp | Wireless communication system, wireless communication controller and wireless communication control method, wireless communication device and wireless communication method, and storage medium |
| JP2003087282A (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Circuit, method and program for assigning dynamic band and recording medium |
| JP2004187302A (en) * | 2002-12-04 | 2004-07-02 | Samsung Electronics Co Ltd | Method of allocating bandwidth for voice service of gigabit ethernet (r) passive optical subscriber network |
| WO2005027428A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Station side communication device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5975730A (en) * | 1982-10-25 | 1984-04-28 | Nec Corp | Synchronizing signal priority type random access transmitter |
| JP2991167B2 (en) * | 1997-08-27 | 1999-12-20 | 三菱電機株式会社 | TDMA variable slot allocation method |
-
2006
- 2006-10-12 JP JP2006278961A patent/JP4639175B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001251331A (en) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Fujitsu Ltd | Subscriber terminator to dynamically assign band |
| JP2003051826A (en) * | 2001-08-08 | 2003-02-21 | Sony Corp | Wireless communication system, wireless communication controller and wireless communication control method, wireless communication device and wireless communication method, and storage medium |
| JP2003087282A (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Circuit, method and program for assigning dynamic band and recording medium |
| JP2004187302A (en) * | 2002-12-04 | 2004-07-02 | Samsung Electronics Co Ltd | Method of allocating bandwidth for voice service of gigabit ethernet (r) passive optical subscriber network |
| WO2005027428A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Station side communication device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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