JP5273815B2 - Traffic control method, traffic control device, control program, recording medium, and optical communication system - Google Patents
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Description
本発明は、時分割多重と他の多重化方式を組み合わせた光アクセスシステムにおけるトラフィック制御技術および消費電力制御技術に関し、主に、一対多接続の双方向光通信システムの上り通信トラフィック制御を行うトラフィック制御方法、トラフィック制御装置、制御プログラム、記録媒体、および光通信システムに関するものである。 The present invention relates to a traffic control technique and a power consumption control technique in an optical access system that combines time division multiplexing and another multiplexing method, and mainly relates to traffic control for performing uplink communication traffic control in a one-to-many bidirectional optical communication system. The present invention relates to a method, a traffic control device, a control program, a recording medium, and an optical communication system.
インターネットの急速な普及により、大容量のアクセスサービスが求められるようになった。回線の伝送帯域を複数のユーザで共有するシェアドアクセス方式の光伝送システムであるＰＯＮ（Passive Optical Network）が実現され、装置の低コスト化が進展したことにより、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスが現実的な料金で提供されるようになった。 Due to the rapid spread of the Internet, a large-capacity access service has been demanded. PON (Passive Optical Network), a shared access optical transmission system that shares the transmission bandwidth of the line with multiple users, has been realized, and the cost reduction of the equipment has progressed. It came to be offered at a realistic price.
図１０に典型的なＰＯＮの構成と上りトラフィックの流れを示す。図中、１は親ノード、２（１）〜２（ｎ）はｎ個の子ノード、３Ａはｎ対１分岐の光カプラ、４は主加入者光ファイバ回線、５（１）〜５（ｎ）はｎ本の分岐加入者光ファイバ回線、＃１〜＃ｎは子ノード２（１）〜２（ｎ）が送信した上り信号、を示す。子ノード２から親ノード１へ向かう通信を「上り通信」、その逆方向の通信を「下り通信」と呼ぶのが一般的であるので、本明細書でも特別にことわらない限り同様の表現を用いることとする。また、本発明は上り通信に関するもので、基本的に下り通信に依らないため、背景技術の説明も上り通信の説明に留める。
FIG. 10 shows a typical PON configuration and upstream traffic flow. In the figure, 1 is a parent node, 2 (1) to 2 (n) are n child nodes, 3A is an n-to-1 branch optical coupler, 4 is a main subscriber optical fiber line, 5 (1) to 5 ( n) indicates n branch subscriber optical fiber lines, and # 1 to #n indicate upstream signals transmitted by the child nodes 2 (1) to 2 (n). Since the communication from the
ＰＯＮにおいては、加入者間で親ノード１と主加入者ファイバ回線４を共有できるため、１加入者当たりの装置コストが低く経済的な光ネットワークを構成することができるが、その反面、元来ｎ個の受信器と集線スイッチで実現している機能を親ノード１台で代替するため、極めて複雑な制御機能が実装されている。
In the PON, since the
各子ノード２（１）〜２（ｎ）から送信される上り信号＃１〜＃ｎは、お互いの送信した光信号が親ノード１に届いたときに時間の重なりを生じないよう、送信タイミングとその送信時間を親ノード１によって制御されている。この送信タイミングと送信時間の割り当てを行う際に、あらかじめ決まった割り当て周期毎に各子ノード２（１）〜２（ｎ）への割り当て時間（割当帯域と呼ぶ）を決定し、また効率向上のために複数の異なる要求帯域を受け付けるＴＤＭ−ＰＯＮ方式が提案されている（特許文献１）。
The
しかしながら、ＰＯＮネットワークにおいては、上り信号に使われる光信号の波長が単一であるため、同時に使用する加入者が増加すると、１加入者あたりの割り当て時間は短くなってしまい、伝送速度の劣化を生じるという課題があった。 However, in the PON network, since the wavelength of the optical signal used for the uplink signal is single, if the number of subscribers simultaneously used increases, the allocation time per subscriber is shortened, and the transmission speed is deteriorated. There was a problem that occurred.
この課題を解決すべく、波長分割多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）技術を用いたＷＤＭ−ＰＯＮの技術が提案されている（特許文献２）。図１１は図１０で示したＴＤＭ−ＰＯＮの技術にＷＤＭ技術を組み合わせたもので、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮと呼ばれるネットワークの１例である。図１０に記載のものと同じものには同じ符号をつけた。 In order to solve this problem, a WDM-PON technique using a wavelength division multiplexing (WDM) technique has been proposed (Patent Document 2). FIG. 11 is an example of a network called WDM / TDM-PON, which is a combination of the TDM-PON technique shown in FIG. 10 and the WDM technique. The same components as those shown in FIG.
３Ｂは１：ｍ分岐の光カプラ、６は特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの親ノード、７（１）〜７（ｍ）は親ノード６の有する光受信器、８（１）〜８（ｍ）は波長可変フィルタ、９（１）〜９(ｎ)は特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの子ノード、１０Ａは波長合分波器、１１は特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの制御装置としての光通信用集積回路、λ１〜λｎは子ノード９（１）〜９（ｎ）に各々割り当てられた上り伝送用の光源の波長、を示す。
3B is a 1: m branch optical coupler, 6 is a parent node of the WDM / TDM-PON described in
このネットワーク構成では、ｎ個の子ノード９（１）〜９(ｎ)に対して各々１波長が上り伝送用に割り当てられており、子ノード９（１）〜９(ｎ)間での上り伝送用光信号の時間的重なりが、親ノード６内の光受信器７の台数ｍまで許される。すなわち、光受信器７の台数を増設することで、ネットワークの伝送帯域をｍ倍に増加させることができる。
In this network configuration, one wavelength is assigned to each of n child nodes 9 (1) to 9 (n) for uplink transmission, and uplink between the child nodes 9 (1) to 9 (n) is performed. The temporal overlap of the optical signals for transmission is allowed up to the number m of
最近ではさらなる経済化実現のために、より波長数が少なく同様の効果が得られるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成が提案されている（非特許文献１）。図１２にその基本構成の例を示す。図１０，図１１に記載のものと同じものには同じ符号を付けた。１０Ｂは波長合分波器、１２は非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの親ノード、１３（１）〜１３（ｎ）は非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの子ノード、１４（１）〜１４（ｍ）は親ノード１２の光受信器、１５は非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの制御装置としての光通信用集積回路、を示す。
Recently, a WDM / TDM-PON configuration with a smaller number of wavelengths and the same effect has been proposed in order to realize further economy (Non-patent Document 1). FIG. 12 shows an example of the basic configuration. The same components as those shown in FIGS. 10 and 11 are given the same reference numerals. 10B is a wavelength multiplexer / demultiplexer, 12 is a parent node of the WDM / TDM-PON described in
この例では、子ノード１３の有する光送信器に波長を切り替える機能が実装されており、波長数は図１１で示した構成がｎ（子ノード数）であるのに対しｍ（親ノードの光受信器数）で済むことになるため、一定の経済化を図ることが出来る。
In this example, a function for switching wavelengths is implemented in the optical transmitter of the
以上のように、特許文献２と非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ方式では、親ノードの有する光受信器数ｍを乗じたネットワークの伝送帯域を得ることができる。
As described above, in the WDM / TDM-PON system described in
しかしながら、これらの文献に記載されている帯域割当技術を用いた場合、サービスのアップグレードの過程における旧サービスユーザと新規サービスユーザの混在時に、異なるサービスのユーザ間の公平性を確保することが困難である。例として、非特許文献１に記載されているＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ（図１２）における、親ノード１２の光受信器１４を１台から２台に増設した場合を考える。
However, when the bandwidth allocation techniques described in these documents are used, it is difficult to ensure fairness between users of different services when old service users and new service users are mixed in the process of service upgrade. is there. As an example, consider a case where the number of
図１２に示すＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成で、親ノード１２の光受信器１４が１台の場合（１４（１）のみの場合）は、通常のＰＯＮと同一の動作となる。最も輻輳している場合には、親ノード１２の１台の光受信器の伝送帯域をｎユーザで均等に分配するので、親ノード１２の光受信器の伝送帯域をｎで除した値まで割当帯域が減少する。例えば、親ノード１２の受信器の伝送帯域を10 Gbit/s、ユーザ数ｎを20とすると、10G ÷ 20 = 0.5G bit/s が割当帯域となる。従って、この場合に各ユーザに保証可能な割当帯域（保証帯域）の上限は、0.5Ｇbit/sとなる。
In the WDM / TDM-PON configuration shown in FIG. 12, when the
ここで、２０人のユーザのなかで1人のユーザが２倍の保証帯域のサービスへ、アップグレードを希望したとする。この場合、最輻輳時に保証帯域として割当可能な帯域が足りなくなってしまうので、親ノード１２に２台目の光受信器１４（２）を増設することになる。
Here, it is assumed that one of the 20 users desires to upgrade to a service with a guaranteed bandwidth twice as much. In this case, since the bandwidth that can be allocated as the guaranteed bandwidth is insufficient at the time of the most congestion, the second optical receiver 14 (2) is added to the
ここで簡単のために、ユーザの要求帯域はアップグレードしたユーザが２倍である以外は全て同じであると仮定する。特許文献２や非特許文献１に記載の波長帯域割当方法を用いると、アップグレードしたユーザには他のユーザの２倍の帯域を割り当てるとして、見かけ上２１人のユーザで帯域を分割することになる。すなわち光受信器１４（１）と１４（２）には、一方が１１ユーザ分、もう一方が１０人分の子ノードが割り当てられるため、ユーザに割り当てられる帯域は、既存ユーザの帯域が10/10=1 Gbit/s か10/11 Gbit/sとなり、結果として割当帯域は200/209 Gbit/sとなる。アップグレードユーザはこの２倍の帯域となるので、20/11 Gbit/sの割当帯域を得ることになる。
Here, for simplicity, it is assumed that the user's requested bandwidth is the same except that the number of upgraded users is doubled. If the wavelength band allocation method described in
このような帯域割当手法は、一見公平性を有しているように見えるが、実際には公平であるとは言いがたい。アップグレードユーザは保証帯域２倍のサービスを求めて（既存サービスよりもおそらくは高価な）新規サービスへの加入を行っているので、他のユーザよりも高い利用料を支払っている。アップグレードによって他のユーザとは相対的に２倍の帯域を得てはいるが、このアップグレードに伴い、既存ユーザの保証帯域もほぼ２倍に拡大しており、既存ユーザは既存サービスの価格で実質２倍の保証帯域を得られることになってしまう。 Although such a bandwidth allocation method seems to have fairness at first glance, it is difficult to say that it is actually fair. Upgraded users are paying higher usage fees than other users because they are subscribing to new services (possibly more expensive than existing services) seeking services with twice the guaranteed bandwidth. The upgrade has gained twice the bandwidth relative to other users, but with this upgrade, the guaranteed bandwidth of existing users has also almost doubled, and existing users are substantially at the price of existing services. A double guaranteed bandwidth can be obtained.
本来、追加した設備は新規サービスのための追加投資であるので、光受信器１４（２）を新規サービスのユーザのみでシェアするべきと考えたとしよう。この場合、光受信器１４（２）を新規サービスへのアップグレードユーザでシェア、光受信器１４（１）を既存サービスユーザでシェア、という割当になるので、アップグレードユーザが10人に達した時点で、アップグレードユーザも既存サービスユーザも実効的な保証帯域が等しく２倍になってしまうことが分かる。 Since the added equipment is originally an additional investment for a new service, it is assumed that the optical receiver 14 (2) should be shared only by users of the new service. In this case, since the optical receiver 14 (2) is shared with an upgrade user to a new service and the optical receiver 14 (1) is shared with an existing service user, when the number of upgrade users reaches ten. It can be seen that the effective guaranteed bandwidth is equally doubled for both upgrade users and existing service users.
これは新規サービスにアップグレードしたユーザが、既存サービスとは異なる設備に移動してしまうことで、既存サービスの設備をシェアする既存ユーザ数が減少し、結果としてサービス品質が改善してしまうことによる。高いサービス利用料を払っているアップグレードユーザから見れば、これもまた不公平と言わざるを得ない。 This is because a user who has upgraded to a new service moves to a facility different from the existing service, thereby reducing the number of existing users who share the facility of the existing service, resulting in an improvement in service quality. From an upgrade user who pays a high service usage fee, this is also unfair.
本発明の目的は、ＰＯＮ(ＴＤＭ−ＰＯＮ)に他の多重化技術（例えばＷＤＭ）を用いて総帯域の拡張性を持たせたネットワークにおいて、ユーザのサービスアップグレードに伴う設備の追加が既存ユーザの帯域に与える影響を最小限に食い止め、公平性を確保することにある。 The object of the present invention is to add facilities associated with user service upgrades to existing users in a network in which the PON (TDM-PON) is provided with other multiplexing technology (for example, WDM) and has expandability of the total bandwidth. It is to minimize the impact on bandwidth and ensure fairness.
請求項１にかかる発明は、１個の親ノードとｎ（ｎは２＜ｎなる正の整数）個の子ノードとの間を光伝送路で接続した一対多接続の光通信システムにおける、子ノードから親ノードへ向かう上り方向の光通信において、親ノードがｍ台（ｍは１＜ｍ＜ｎなる正の整数）の光受信器を具備し、前記ｎ個の子ノードが各々１台ずつ具備する計ｎ台の光送信器と、対向する前記ｍ台の光受信器の光送受信を行う組み合わせを決定するトラフィック制御方法であって、前記ｍ台の光受信器に１からｍまでの通し番号を付与したとき、前記ｎ個の子ノードの光送信器各々に対し、１からｋ（ｋは子ノード毎に異なって良い１≦ｋ＜ｎなる整数）番までの前記親ノードの光受信器との組み合わせを許可することで、前記親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値のｋ倍の保証帯域を前記子ノードに与えることを特徴とする法。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のトラフィック制御方法において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和がｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載のトラフィック制御方法において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、ｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了し、ｎを越えなかった場合で該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合には該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１に記載のトラフィック制御方法において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いて決定された組み合わせに対し、前記親ノードの光受信器毎に、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てを行うことを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項５に記載のトラフィック制御方法において、請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いた組み合わせの決定を、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割当のｐ（ｐは正の整数）周期毎に実行することを特徴とする法。
請求項７にかかる発明は、請求項５に記載のトラフィック制御方法において、請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いて前記親ノードの光受信器と前記子ノードの光送信器の組み合わせを決定する際に、前記全ての子ノードではなく、送信する情報を有する子ノードの光送信器のみを対象として、前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することを特徴とする法。
請求項８にかかる発明は、請求項７に記載のトラフィック制御方法において、前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することに代えて、前記送信する情報を有する子ノードの組み合わせに変化があった場合に実行することを特徴とする。
請求項９にかかる発明は、請求項５又は請求項８に記載のトラフィック制御方法において、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てのｐ（ｐは正の整数）周期毎に、組み合わせられた親ノードの光受信器をｋが同一の子ノード間で交換することを特徴とする。
請求項１０にかかる発明は、請求項５乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、前記子ノードの光送信器と前記親ノードの光受信器の組み合わせが決定され、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てが実行された際に、前記子ノードの光送信器が全く組み合わせられなかった、もしくは組み合わせられた全ての子ノードが送信する情報を有さない、親ノードの光受信器もしくはその一部の電源供給を調整することによって、消費電力を低減することを特徴とする。
請求項１１にかかる発明は、１個の親ノードとｎ（ｎは２＜ｎなる正の整数）個の子ノードとの間を光伝送路で接続した一対多接続の光通信システムにおける、子ノードから親ノードへ向かう上り方向の光通信において、親ノードがｍ台（ｍは１＜ｍ＜ｎなる正の整数）の光受信器を具備し、前記ｎ個の子ノードが各々１台ずつ具備する計ｎ台の光送信器と、対向する前記ｍ台の光受信器の光送受信を行う組み合わせを決定するトラフィック制御装置であって、前記ｍ台の光受信器に１からｍまでの通し番号を付与したとき、前記ｎ個の子ノードの光送信器各々に対し、１からｋ（ｋは子ノード毎に異なって良い１≦ｋ＜ｎなる整数）番までの前記親ノードの光受信器との組み合わせを許可することで、前記親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値のｋ倍の保証帯域を前記子ノードに与えることを特徴とする置。
請求項１２にかかる発明は、請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和がｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする置。
請求項１３にかかる発明は、請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、ｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了し、ｎを越えなかった場合で該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合には該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項１４にかかる発明は、請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項１５にかかる発明は、請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いて決定された組み合わせに対し、前記親ノードの光受信器毎に、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てを行うことを特徴とする。
請求項１６にかかる発明は、請求項１５に記載のトラフィック制御装置において、請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いた組み合わせの決定を、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割当のｐ（ｐは正の整数）周期毎に実行することを特徴とする。
請求項１７にかかる発明は、請求項１５に記載のトラフィック制御装置において、請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いて前記親ノードの光受信器と前記子ノードの光送信器の組み合わせを決定する際に、前記全ての子ノードではなく、送信する情報を有する子ノードの光送信器のみを対象として、前記組み合わせを各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することを特徴とする。
請求項１８にかかる発明は、請求項１７に記載のトラフィック制御装置において、前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することに代えて、前記送信する情報を有する子ノードの組み合わせに変化があった場合に実行することを特徴とする。
請求項１９にかかる発明は、請求項１５又は請求項１８に記載のトラフィック制御装置において、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てのｐ（ｐは正の整数）周期毎に、組み合わせられた親ノードの光受信器をｋが同一の子ノード間で交換することを特徴とする。
請求項２０にかかる発明は、請求項１５乃至１９のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用い、前記子ノードの光送信器と前記親ノードの光受信器の組み合わせが決定され、各子ノードの保証帯域に応じたるＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てが実行された際に、前記子ノードの光送信器が全く組み合わせられなかった、もしくは組み合わせられた全ての子ノードが送信する情報を有さない、親ノードの光受信器もしくはその一部の電源供給を調整することによって、消費電力を低減することを特徴とする。
請求項２１にかかる発明の制御プログラムは、コンピュータを請求項１１乃至２０のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置として機能させることを特徴とする。
請求項２２にかかる発明の記録媒体は、請求項２１に記載の制御プログラムが記録されていることを特徴とする。
請求項２３にかかる発明の光通信システムは、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の波長を変化させることを特徴とする。
請求項２４にかかる発明の光通信システムは、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の符号を変化させることを特徴とする。
請求項２５にかかる発明の光通信システムは、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の周波数領域で直交する搬送波を変化させることを特徴とする。
請求項２６にかかる発明の光通信システムは、請求項２乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、前記親ノードが具備する光受信器の台数ｍを、全子ノードのｋの平均値の小数点以下を切り上げた整数とすることを特徴とする。
請求項２７にかかる発明は、請求項２３乃至２６のいずれか１つに記載の光通信システムにおいて、請求項１０に記載のトラフィック制御方法を用いて消費電力を低減する機能を有することを特徴とする。
The invention according to
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, in the traffic control method according to the first aspect, the k nodes of the parent node that are allowed to be combined in order from the child node having the smallest k in the child nodes whose combination is not determined. Are combined with the optical receiver with the smallest serial number that has not been combined, and as a result of the combination, the sum of k of all the child nodes combined with the optical receiver is n. If exceeded, the combination with the last combined child node is canceled and the combination of the optical receivers is terminated. If not exceeded, the number of child nodes having k equal to or greater than the serial number of the optical receiver is determined. If this is exceeded, the process of terminating the combination of the optical receivers is terminated until all the optical transmitters of the child nodes are combined with one of the optical receivers of the parent node. And repeating recursively.
The invention according to
According to a fifth aspect of the present invention, for the combination determined using the traffic control method according to any one of the second to fourth aspects, for each optical receiver of the parent node, It is characterized in that TDMA system dynamic bandwidth allocation according to the guaranteed bandwidth is performed.
The invention according to
The invention according to
According to an eighth aspect of the present invention, in the traffic control method according to the seventh aspect, in place of determining the combination for each dynamic bandwidth allocation period of the TDMA scheme according to the guaranteed bandwidth of each child node, This is executed when there is a change in the combination of child nodes having the information to be transmitted.
The invention according to
The invention according to claim 10 uses the traffic control method according to any one of
The invention according to
The invention according to
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the traffic control device according to the eleventh aspect, in the child nodes whose combination is not determined, the k nodes of the parent node that are allowed to be combined in order from the smallest child node of the k. Are combined with the optical receiver with the smallest serial number that has not been combined, and as a result of the combination, the sum of k of all the child nodes combined with the optical receiver is n. If exceeded, the combination with the last combined child node is canceled and the combination of the optical receivers is terminated. If not exceeded, the number of child nodes having k equal to or greater than the serial number of the optical receiver is determined. If exceeded, the step of terminating the combination of the optical receivers is combined with the optical transmitters of all the child nodes being combined with one of the optical receivers of the parent node. Until and repeating recursively.
The invention according to
According to a fifteenth aspect of the present invention, with respect to the combination determined by using the traffic control device according to any one of the twelfth to fourteenth aspects, for each optical receiver of the parent node, It is characterized in that TDMA system dynamic bandwidth allocation according to the guaranteed bandwidth is performed.
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the traffic control apparatus according to the fifteenth aspect, the combination determination using the traffic control apparatus according to any one of the twelfth to fourteenth aspects is performed to guarantee each child node. It is characterized in that it is executed every p (p is a positive integer) period of dynamic bandwidth allocation of the TDMA system according to the bandwidth.
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the traffic control device according to the fifteenth aspect, the optical receiver and the child of the parent node using the traffic control device according to any one of the twelfth to fourteenth aspects. When determining a combination of optical transmitters of a node, only the optical transmitters of child nodes having information to be transmitted, instead of all the child nodes, are used for the TDMA corresponding to the guaranteed bandwidth of each child node. It is characterized in that it is determined every dynamic band allocation period of the system.
The invention according to
The invention according to
The invention according to claim 20 uses the traffic control device according to any one of
According to a twenty-first aspect of the invention, a control program causes a computer to function as the traffic control device according to any one of the eleventh to twentieth aspects.
A recording medium according to a twenty-second aspect is characterized in that the control program according to the twenty-first aspect is recorded.
An optical communication system according to a twenty-third aspect of the invention uses the traffic control method according to any one of the first to ninth aspects to change a combination of an optical transmitter at a child node and an optical receiver at a parent node. In this case, the wavelength of the optical signal used by the optical transmitter and / or the optical receiver is changed.
An optical communication system according to a twenty-fourth aspect of the invention uses the traffic control method according to any one of the first to ninth aspects to change a combination of an optical transmitter at a child node and an optical receiver at a parent node. The sign of the optical signal used by the optical transmitter and / or the optical receiver is changed.
An optical communication system according to a twenty-fifth aspect of the invention uses the traffic control method according to any one of the first to ninth aspects to change a combination of an optical transmitter at a child node and an optical receiver at a parent node. In this case, the orthogonal carrier wave is changed in the frequency domain of the optical signal used by the optical transmitter and / or the optical receiver.
An optical communication system according to a twenty-sixth aspect of the present invention uses the traffic control method according to any one of the second to ninth aspects, wherein the number m of optical receivers included in the parent node is set to k of all child nodes. It is characterized in that it is an integer obtained by rounding up the decimal value of the average value of.
A twenty-seventh aspect of the present invention is the optical communication system according to any one of the twenty-third to twenty-sixth aspects, characterized by having a function of reducing power consumption using the traffic control method according to the tenth aspect. To do.
本発明によれば、親ノードの有する光受信器と子ノードの光送信器の可能な組み合わせを、ユーザが利用しているサービスの保証帯域の大きさに応じて制限／許可することによって、より保証帯域の小さなサービスを利用しているユーザに過剰な保証帯域を与えないように制御することが出来るため、公平性を確保することが出来る。具体的には、既存設備は全ユーザ（既存サービスユーザとアップグレードユーザ）でシェアし、新規に追加した設備はアップグレードユーザのみでシェアする。 According to the present invention, the possible combinations of the optical receiver of the parent node and the optical transmitter of the child node are limited / permitted according to the guaranteed bandwidth size of the service used by the user. Since it can be controlled not to give an excessive guaranteed bandwidth to a user who uses a service with a small guaranteed bandwidth, fairness can be ensured. Specifically, the existing equipment is shared by all users (existing service user and upgrade user), and the newly added equipment is shared only by the upgrade user.
また、親ノードの光受信器に便宜上付与した通し番号の小さな順に、割り当てられる子ノードの保証帯域の総和が光受信器の伝送帯域を超えない範囲で可能な限り詰め込むことによって、複数の光受信器に同一の子ノードの帯域が分割されて割り当てられるのを防ぐとともに、親ノードの光受信器の増設数を最小化できる。 Further, a plurality of optical receivers are packed by packing as much as possible within a range in which the guaranteed bandwidth of the assigned child nodes does not exceed the transmission band of the optical receivers in ascending order of serial numbers assigned to the optical receivers of the parent node for the sake of convenience. Thus, it is possible to prevent the bandwidth of the same child node from being divided and allocated, and to minimize the number of additional optical receivers of the parent node.
さらに、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て実行時に、組み合わせられた子ノードの光送信器に送信する情報を有する子ノードのみを対象として組み合わせを決定することで、子ノードの光送信器が組み合わせられる親ノードの光受信器数を低減し、組み合わせられた子ノードに送信する情報を有するものが存在しない親ノードの光受信器の一部若しくは全ての電源供給を調整（休止）することで、消費電力を低減することができる。 Furthermore, by determining the combination only for the child nodes having information to be transmitted to the optical transmitters of the combined child nodes at the time of executing the dynamic bandwidth allocation of the TDMA scheme according to the guaranteed bandwidth of each child node, Reduce the number of optical receivers of the parent node to which the optical transmitter of the child node is combined, and supply power to some or all of the optical receivers of the parent node that do not have information to be transmitted to the combined child node. By adjusting (pausing), power consumption can be reduced.
＜第１実施例＞
図１に、本発明の第１実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた、帯域割当の結果を示す。ここで、子ノードの数ｎは８とし、親ノードの光受信器数ｍを３とする。子ノード１番から８番までの保証帯域の倍数ｋを、番号の小さなものから順番に２，１，３，１，１，２，１，２とすると、親ノードの光受信器１番，２番，３番に各々組み合わせが許可されている子ノード番号は、光受信器１番：１，２，３，４，５，６，７，８、光受信器２番：１，３，６，８、光受信器３番：３となる。
<First embodiment>
FIG. 1 shows a band allocation result using a combination result of an optical receiver of a parent node and an optical transmitter of a child node according to the traffic control method of the first embodiment of the present invention. Here, the number n of child nodes is 8, and the number m of optical receivers of the parent node is 3. If the multiples k of the guaranteed bandwidths from the
本実施例では、親ノードの光受信器毎に各子ノードが帯域を固定で割り当てられているとし、各子ノードの割当帯域をサイクリックに子ノード１個分の帯域だけずらして割り当てることで同一番号の子ノードの帯域が時間の重なりを生じないようにすると、割り当てられた帯域は帯域割当周期を単位時間として図１のようになる。図１中の記号は、（１）から（８）は子ノード１番から８番までに割り当てられた送信帯域であり、[１]，[２]，[３]はそれぞれ親ノードの光受信器１番，２番，３番の受信帯域であり、Ｖで示した部分は空き帯域である。
In this embodiment, each child node is assigned a fixed bandwidth for each optical receiver of the parent node, and the assigned bandwidth of each child node is cyclically shifted and assigned by the bandwidth of one child node. If the bandwidths of the child nodes having the same number do not overlap with each other, the allocated bandwidth is as shown in FIG. 1 with the bandwidth allocation period as a unit time. In FIG. 1, (1) to (8) are transmission bands assigned to
図１から明らかなように、子ノードは自身の有する倍数ｋと同数の光受信器に対し帯域を割り当てられるので、結果としてｋ倍の保証帯域を得ることが出来る。また、光受信器１番は全ての子ノードに対して帯域を割り当てるので、保証帯域は光受信器１番の伝送帯域のｎ分の１（基準帯域）となり、ｋ＝１の子ノードのサービス性に変化が無い。ｋ＝２の子ノード１番，６番，８番は全ての子ノードが保証帯域２倍以上のサービスにアップグレードした場合に、光受信器の伝送帯域量のｎ分の２倍の保証帯域となり、ｋ＝１のユーザと同様に他のユーザがより高い保証帯域のサービスに何人移行しようとも、その保証帯域が保たれることになる。より高い倍数ｋの値をもつ子ノードに対しても同様であることは明確である。
As is clear from FIG. 1, since the child node can allocate the bandwidth to the same number of optical receivers as its own multiple k, it is possible to obtain a guaranteed bandwidth of k times as a result. In addition, since
本実施例では便宜上、各子ノードの割当帯域をサイクリックに子ノード１個分の帯域だけずらして割り当てた例を示したが、同一の子ノードの複数の帯域が時間の重なりをもたなければ、異なる並べ方をしても同様の効果が得られることは明白である。 In the present embodiment, for the sake of convenience, the allocation band of each child node is cyclically shifted and allocated by the band of one child node. However, a plurality of bands of the same child node must have time overlap. For example, it is clear that the same effect can be obtained even if the arrangement is different.
しかしながら、この実施例では、１個の帯域割当周期内に同一の子ノードの光送信器が複数の光受信器に対し帯域を有するため、帯域間に時間の重なりが生じないように、帯域を固定で割り当てている。このため、必ずしも全てのユーザが送信時間を要求するわけではないアクセスネットワークにおいては、空き帯域が大きくなりすぎて伝送効率が得られないばかりか、保証帯域の倍数ｋの最大値と同数の光受信器が親ノード内に必要となるため、設備投資が大きくなるというデメリットがある。 However, in this embodiment, since the optical transmitters of the same child node have bands for a plurality of optical receivers within one band allocation period, the bands are set so that there is no time overlap between the bands. Fixed and assigned. For this reason, in an access network where not all users require a transmission time, not only the available bandwidth becomes too large to obtain transmission efficiency, but also the number of optical receptions equal to the maximum value of the multiple k of the guaranteed bandwidth. Since a container is required in the parent node, there is a demerit that capital investment is increased.
＜第２実施例＞
図２に、本発明の第２実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた、帯域割当の結果を示す。図中の記号は図１と同様であり、子ノードの倍数ｋも第１実施例と同一とする。倍数ｋの最も小さなｋ＝１の子ノードは、番号２，４，５，７であるので、組み合わせの終了していない１番の光受信器にランダムな順番で組み合わせた。このｋが等しい子ノードの順番は、子ノードの番号を若番順、老番順で巡回させるなど、公平性が得られる順番付けであればどのような方式で決めても構わない。次に倍数ｋが小さなｋ＝２の子ノードは、番号１，６，８であるので、例としてランダムに番号６，１，８の順で割り当てたが、番号１を割り当てた段階で１番の光受信器に組み合わせられた全ての子ノードのｋの和がｎ＝８となり、番号８の子ノードを組み合わせると倍数ｋの和が８を越えてしまうので、番号８の子ノードは組み合わせずに取り消し、次の２番の光受信器に組み合わせた。次に倍数ｋが小さなｋ＝３の子ノードは番号３であり、２番の光受信器に組み合せても倍数ｋの和が８を超えず、全ての子ノードの組み合わせが決定したため、ここで組み合わせを終了した。
<Second embodiment>
FIG. 2 shows a band allocation result using a combination result of the optical receiver of the parent node and the optical transmitter of the child node according to the traffic control method of the second embodiment of the present invention. The symbols in the figure are the same as in FIG. 1, and the multiple k of child nodes is the same as in the first embodiment. Since the smallest k = 1 child node of the multiple k is the
この方法によれば各子ノードの光送信器に対し組み合わされた親ノードの光受信器は１つであるので、同一の子ノードの割当帯域間の時間の重なりを気にする必要が無い。したがって、光受信器毎に動的な帯域割当を実行することができる。ただし、ここで実行する動的帯域割当は、各子ノードの保証帯域に応じた方式である必要がある。なぜなら、本発明によって各子ノードへの保証帯域を満たせる送受信器間の組み合わせを決定する意味がなくなってしまうからである。例として全子ノードが十分な送信時間を要求し、各子ノードの有する倍数ｋの値に割当帯域が比例するように動的帯域割当を実行すると、図２のようになることが分かる。倍数ｋに比例した保証帯域に応じたＴＤＭＡの帯域割り当て方式としては、特許３７６８４２１号などがあるが、各子ノードの保証帯域に応じた方式であればどのような方式を用いても構わない。 According to this method, since there is one optical receiver of the parent node combined with the optical transmitter of each child node, there is no need to worry about time overlap between the allocated bands of the same child node. Therefore, dynamic bandwidth allocation can be executed for each optical receiver. However, the dynamic bandwidth allocation executed here needs to be a method according to the guaranteed bandwidth of each child node. This is because the present invention eliminates the meaning of determining the combination between the transmitter and the receiver that can satisfy the guaranteed bandwidth to each child node. As an example, when all the child nodes request a sufficient transmission time and the dynamic bandwidth allocation is executed so that the allocated bandwidth is proportional to the value of the multiple k of each child node, it can be seen that FIG. As a TDMA band allocation method according to the guaranteed bandwidth proportional to the multiple k, Japanese Patent No. 3768421 is available, but any method may be used as long as it is a method according to the guaranteed bandwidth of each child node.
図２で明白なように、この第２実施例の方法を用いれば、親ノードの光受信器数が２台で済むことになり、設備投資を抑えることができる。つまり、親ノードが具備する光受信器の台数ｍを、全子ノードのｋの平均値の小数点以下を切り上げた整数とすることができる。また、親ノードの光受信器毎に動的な帯域割当を実行することで、空き帯域の発生を防ぎ設備の利用効率を高めることができる。また、第１実施例と同様にｋ＝１の子ノードにとっては８台の子ノードで公平に帯域を共有しているのと変わらないため、サービス性に変化を生じない。 As apparent from FIG. 2, when the method of the second embodiment is used, the number of optical receivers at the parent node is only two, and the capital investment can be suppressed. That is, the number m of optical receivers included in the parent node can be an integer obtained by rounding up the decimal point of the average value of k of all the child nodes. In addition, by performing dynamic bandwidth allocation for each optical receiver of the parent node, it is possible to prevent the generation of a vacant bandwidth and increase the utilization efficiency of the equipment. Similarly to the first embodiment, for a child node of k = 1, there is no change in serviceability because it is the same as that eight child nodes share the bandwidth fairly.
ｋ＝２以上の子ノードにとっては、どの光受信器と組み合わせられるかによって、与えられる帯域に差が生じる（子ノード番号１，６，８では図２に示すように番号８が最も大きな帯域を得ている）。この差を平均化するには、一定の周期で組み合わせの決定自体を実行しなおすか、倍数ｋが同一の子ノード間で割当帯域を交換するなどして、子ノードの順番を変えることで実現すればよい。ここでの子ノードの順番の変更も、ランダムに行ったり、子ノードの番号の若番順、老番順に巡回したり、子ノード間の公平性が得られる順番付けを用いればよい。なお、図２では光送受信器の組み合わせの決定順に帯域が割り当てられている例を示したが、どのような順番でも同様の効果が得られる。図３に本実施例をプログラム化したときのフローチャートを示す。ここではｋが等しい子ノードの順番をランダムに選択する例を示した。以降、全ての実施例でランダムに選択する例を中心に記述するが、他の方式で順番を決めても同様であることは明白である。
For a child node of k = 2 or more, there is a difference in the given band depending on which optical receiver is combined (in the
＜第３実施例＞
図４(b)に、本発明の第３実施例のトラフィック制御方法による、親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の結果を示す。ここでは、第１実施例と同様に子ノードの数ｎは８とし、親ノードの光受信器数ｍを３とする。子ノード１番から８番までの保証帯域の倍数ｋは、番号の小さなものから順番に３，１，３，１，１，１，１，３とする。
<Third embodiment>
FIG. 4 (b) shows the result of bandwidth allocation using the result of the combination of the optical receiver at the parent node and the optical transmitter at the child node according to the traffic control method of the third embodiment of the present invention. Here, as in the first embodiment, the number n of child nodes is 8, and the number m of optical receivers at the parent node is 3. The multiples k of the guaranteed bandwidth from
第２実施例では保証帯域を確保しながら、可能な限り少ない台数の光受信器に割り当てる方法を示したが、本実施例では第２実施例と同程度にユーザを分散させる例について示す。具体的には第２実施例にくらべて組み合わせを終了する倍数ｋの和の数を小さくすることで、より通し番号の大きな光受信器へ分散させることができる。 In the second embodiment, a method of allocating to as few optical receivers as possible while securing a guaranteed bandwidth is shown. In this embodiment, an example in which users are distributed to the same extent as in the second embodiment is shown. More specifically, by reducing the number of sums of multiples k for completing the combination as compared with the second embodiment, it is possible to disperse the optical receivers having larger serial numbers.
第１実施例で示したように、光受信器に割り当てられる子ノードは、光受信器の通し番号以上の倍数ｋを有するものであるべきなので、組み合わせを終了する倍数ｋの和を、当該光受信器の通し番号以上の倍数ｋを有する子ノードの数とすれば、上記倍数ｋの条件を第１実施例の制御方法に当てはめた場合とほぼ同等の分散で組み合わせを決定できる。これにより、光受信器数の削減効果はある程度失われるが、子ノードの分散が進むことで割当帯域の期待値を第１実施例並みまで高めることができる。 As shown in the first embodiment, since the child node assigned to the optical receiver should have a multiple k that is greater than or equal to the serial number of the optical receiver, the sum of multiples k that terminate the combination is calculated as the optical reception. If the number of child nodes has a multiple k equal to or greater than the serial number of the device, the combination can be determined with a distribution that is substantially equivalent to the case where the condition of the multiple k is applied to the control method of the first embodiment. As a result, the effect of reducing the number of optical receivers is lost to some extent, but the expected value of the allocated bandwidth can be increased to the level of the first embodiment as the distribution of child nodes proceeds.
ただし、最も大きな倍数ｋを有する子ノードの数が倍数ｋの値よりも小さいとき（例えばｋ＝３の子ノードが２台しかない場合）などは、通し番号最大の光受信器（例えば３番）に子ノードを組み合わせることが出来なくなってしまうので、当該光受信器の通し番号以上の倍数ｋを有する子ノードの数を超えた場合には組み合わせを取り消さずに、単純に組み合わせを終了することにすると、図４(b)のような結果が得られる。図４(a)は第２実施例と同様の制御方法で組み合わせを決定した例で、図４(b)と比べると、図４(b)のほうが子ノードの組み合わせが分散していることが分かる。図５に本実施例をプログラム化したときのフローチャートを示す。 However, when the number of child nodes having the largest multiple k is smaller than the value of the multiple k (for example, when there are only two child nodes with k = 3), the optical receiver having the largest serial number (for example, No. 3). If the number of child nodes having a multiple k greater than or equal to the serial number of the optical receiver is exceeded, the combination is simply canceled without canceling the combination. The result as shown in FIG. 4B is obtained. FIG. 4 (a) is an example in which combinations are determined by the same control method as in the second embodiment. Compared with FIG. 4 (b), the combination of child nodes is more dispersed in FIG. 4 (b). I understand. FIG. 5 shows a flowchart when the present embodiment is programmed.
＜第４実施例＞
図６に、本発明の第４実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた、帯域割当の結果を示す。光通信システムにおいても近年低消費電力化、省電力化が求められている。稼動していない装置もしくはその一部を休止することで一定の消費電力削減が期待できる。
<Fourth embodiment>
FIG. 6 shows the result of bandwidth allocation using the combination result of the optical receiver of the parent node and the optical transmitter of the child node according to the traffic control method of the fourth embodiment of the present invention. Also in optical communication systems, low power consumption and low power consumption have been demanded in recent years. A certain power consumption reduction can be expected by suspending a device that is not in operation or a part thereof.
第３実施例までは、子ノードの光送信器と親ノードの光受信器の組み合わせを決定する方法が、組み合わせ決定後に実行される帯域割当の方法とは独立に実行されているので、ある光受信器と組み合わされた子ノードが全て送信する情報を有さなかった場合のみ、当該光受信器の装置を休止することができる。さらなる低消費電力化を実現するには、子ノードの光送信器を割り当てる親ノードの光受信器数を、保証帯域を満たせる範囲内で減らすことが効果的である。 Until the third embodiment, the method of determining the combination of the optical transmitter of the child node and the optical receiver of the parent node has been executed independently of the band allocation method executed after the combination determination. Only when all of the child nodes combined with the receiver do not have information to transmit, the optical receiver device can be deactivated. In order to achieve further reduction in power consumption, it is effective to reduce the number of optical receivers of the parent node to which the optical transmitters of the child nodes are allocated within a range that can satisfy the guaranteed bandwidth.
本実施例では、送信する情報を有する子ノードのみを対象として、親ノードの光受信器に組み合わせるので、稼動状態の光受信器数を最低限に抑えることができ、より高い省電力効果が得られる。図６の第４実施例は第２実施例と同一条件ではあるが、送信する情報を有する子ノード番号２，５，６，８のみを対象として組み合わせを決定して動的帯域割当を実施した例で、図７のように、単純に、第２実施例の組み合わせをもとに送信時間を要求した子ノードに動的帯域割当を実行した例と比べて、必要な光受信器数が低減されていることが分かる。
In this embodiment, only the child node having the information to be transmitted is targeted and combined with the optical receiver of the parent node, so that the number of optical receivers in the operating state can be minimized and a higher power saving effect can be obtained. It is done. The fourth embodiment of FIG. 6 is under the same conditions as the second embodiment, but the dynamic band allocation is performed by determining the combination only for the
本実施例のプログラムは、図３もしくは図５に示したフローチャートを帯域割当周期毎に用い（１回の動的帯域割り当てのステップの中に入れ）、対象とする子ノードを、送信する情報を有する子ノードのみとし、子ノードの数も送信する情報を有する子ノードの数として実行すればよい。 The program of the present embodiment uses the flowchart shown in FIG. 3 or FIG. 5 for each bandwidth allocation period (entered in one dynamic bandwidth allocation step), and transmits information for transmitting a target child node. The number of child nodes may be set as the number of child nodes having information to be transmitted.
＜光通信システムの例＞
図８に本発明の光通信システムの第１の例を示す。図中の記号は図１２と同様で、１６は本発明の制御装置としての光通信用集積回路、を示す。本実施例は、親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせを変更する方法として、子ノード１３の送信波長を可変化している。図１２の従来例と同様に、親ノードの光受信器の受信波長を可変化したり、その両方を可変化したりしても同様の効果が得られることは明白である。また、波長多重（ＷＤＭ）を時間多重（ＴＤＭ）であるＰＯＮに適用した本実施例だけでなく、光符号多重（ＯＣＤＭ）方式を用いた例では、可変の符号器を光送信器に、可変の復号器を光受信器に実装すれば（どちらか一方でも両方でも良い）、同様の効果が得られる。また、直交周波数多重（ＯＦＤＭ）方式を用いた例では、光送受信器の用いる周波数領域で直交する搬送波を可変化すれば、同様の効果が得られる。
<Example of optical communication system>
FIG. 8 shows a first example of the optical communication system of the present invention. Symbols in the figure are the same as those in FIG. 12, and 16 indicates an integrated circuit for optical communication as a control device of the present invention. In this embodiment, the transmission wavelength of the
＜トラフィック制御装置の例＞
図９に本発明のトラフィック制御装置のブロック構成を示す。図中の記号は、１４（１）〜１４（ｍ）は親ノード１２の光受信器、１７（１）〜１７（ｍ）はクロックデータ再生回路、１８（１）〜１８（ｍ）は多重分離回路、１９（１）〜１９（ｍ）はメディアアクセス制御回路、２０はシステムネットワークインタフェース、２１は本発明の制御回路、を示す。各ブロックは全てが一つの集積回路に集積化されていても、一部若しくは全てが分割されて集積化されていても同様の効果が得られる。
<Example of traffic control device>
FIG. 9 shows a block configuration of the traffic control apparatus of the present invention. In the figure, 14 (1) to 14 (m) are optical receivers of the
本発明の制御回路２１は、第１から第４実施例のトラフィック制御方法を実現するために、子ノード１３との間で制御信号の送受を行い、子ノードの光送信器と親ノードの光受信器の組み合わせや、動的帯域割り当てによる帯域を決定する。また、多重化方式としてＷＤＭが用いられている場合には、送受信器の波長を変更する制御信号を、ＯＣＤＭが用いられているときには符号を変更する制御信号を発出する機能を有する。さらに、上記組み合わせの決定により、送信時間の要求がない光受信器の電源供給を調整し、電力消費を削減する制御信号の発出機能を有する。
In order to realize the traffic control methods of the first to fourth embodiments, the
これまで説明した全ての制御機能は、親ノード１２の制御装置としての光通信用集積回路１６に含まれる本発明の制御回路２１の回路動作により実行されるか、光通信用集積回路１６の記憶部に記録された図３、図５等に示したプログラムによりコンピュータを上記制御装置として機能させることによって実現されるか、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリやＲＡＭのような揮発性のメモリなどの記録媒体に書き込まれた図３、図５等に示したプログラムによりコンピュータを上記制御装置として機能させることによって実現されるものとする。
All the control functions described so far are executed by the circuit operation of the
また、これらの記録媒体とは、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部のＲＡＭ（揮発性メモリ）のように、一定時間プログラムを保持しているものを含む。制御装置と制御装置が接続されている部品の間のインターフェイスは、図中便宜上１本の線で示しているが、複数のインターフェイスを有していても構わないし、上記の記録媒体とのインターフェイスを有していても良い。 These recording media are fixed such as RAM (volatile memory) inside a computer system that becomes a server or client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Includes those holding time programs. The interface between the control device and the component to which the control device is connected is indicated by a single line for convenience in the figure, but may have a plurality of interfaces, and the interface with the recording medium described above may be provided. You may have.
図中、便宜上、親ノードの光送信器は省略している。また、クロックデータ再生回路１７は親ノード１２の光受信器１４に含まれていても良い。図９の構成は一例であり、同様の機能を有していれば詳細な回路構成によらず有効である。
In the figure, the optical transmitter of the parent node is omitted for convenience. Further, the clock
なお、これまで説明した全ての実施例の図において、各子ノードに割り当てられた帯域間の時間を０として表現し説明したが、本発明によるサービス性に変化の無い公平な帯域割り当ての効果は、単位時間と単位時間の間の時間の有無、固定、可変に因らず有効であることは明らかである。 In the drawings of all the embodiments described so far, the time between the bands allocated to each child node is expressed as 0, but the effect of fair band allocation without change in serviceability according to the present invention is as follows. It is clear that it is effective regardless of the presence / absence, fixed or variable time between unit times.
１：親ノード
２（１）〜２（ｎ）：子ノード
３Ａ：ｎ対１分岐光カプラ
３Ｂ：１対ｋ分岐光カプラ
４：主加入者光ファイバ回線
５（１）〜５（ｎ）：分岐加入者光ファイバ回線
６：特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの親ノード
７（１）〜７（ｍ）：親ノード６の有する光受信器
８（１）〜８（ｍ）：波長可変フィルタ
９（１）〜９（ｎ）：特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの子ノード
１０Ａ：波長合分波器
１０Ｂ：波長合分波器
１１：特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの制御装置としての光通信用集積回路
１２：非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの親ノード
１３（１）〜１３（ｎ）：非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの子ノード、
１４（１）〜１４（ｍ）：親ノード１２の光受信器
１５：非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの制御装置としての光通信用集積回路
１６：本発明の制御装置としての光通信用集積回路
１７（１）〜１７（ｍ）：クロックデータ再生回路
１８（１）〜１８（ｍ）：多重分離回路
１９（１）〜１９（ｍ）：メディアアクセス制御回路
２０：システムネットワークインタフェース
２１：本発明の制御回路
（１）〜（８）：子ノード番号１〜８に各々割当てられた上り伝送用帯域
［１］，［２］，［３］：親ノードの光受信器番号１〜３の単位時間（帯域割当周期）あたりの受信帯域
Ｖ：空き帯域
1: parent node 2 (1) -2 (n):
14 (1) to 14 (m): Optical receiver of
Claims (27)
親ノードがｍ台（ｍは１＜ｍ＜ｎなる正の整数）の光受信器を具備し、前記ｎ個の子ノードが各々１台ずつ具備する計ｎ台の光送信器と、対向する前記ｍ台の光受信器の光送受信を行う組み合わせを決定するトラフィック制御方法であって、
前記ｍ台の光受信器に１からｍまでの通し番号を付与したとき、前記ｎ個の子ノードの光送信器各々に対し、１からｋ（ｋは子ノード毎に異なって良い１≦ｋ＜ｎなる整数）番までの前記親ノードの光受信器との組み合わせを許可することで、前記親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値のｋ倍の保証帯域を前記子ノードに与えることを特徴とするトラフィック制御方法。 In an optical communication system of one-to-many connection in which one parent node and n (n is a positive integer satisfying 2 <n) child nodes are connected by an optical transmission line, an upstream direction from the child node to the parent node In optical communication,
Opposite to a total of n optical transmitters, each of which includes m optical receivers (m is a positive integer such that 1 <m <n), and each of the n child nodes. A traffic control method for determining a combination for performing optical transmission / reception of the m optical receivers,
When serial numbers from 1 to m are assigned to the m optical receivers, 1 to k (k may be different for each child node) for each of the n optical transmitters of the child nodes, 1 ≦ k < By permitting combinations with the optical receivers of the parent node up to an integer of n), the guaranteed bandwidth of k times the value obtained by dividing the transmission band of one optical receiver of the parent node by n A traffic control method characterized by being given to a node.
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和がｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御方法。 The traffic control method according to claim 1,
Among the k optical receivers of the parent node that are allowed to be combined in order from the child node having the smallest k, the child node whose combination has not been determined, among the k optical receivers of the parent node that is allowed to be combined, has the smallest serial number that has not been combined When combined with an optical receiver and the sum of k of all child nodes combined with the optical receiver exceeds n as a result of the combination, the combination with the last combined child node is canceled and the optical reception is performed. A traffic control method characterized by recursively repeating the step of terminating the combination of devices until all the optical transmitters of the child nodes are combined with any of the optical receivers of the parent node.
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、ｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了し、ｎを越えなかった場合で該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合には該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御方法。 The traffic control method according to claim 1,
Among the k optical receivers of the parent node that are allowed to be combined in order from the child node having the smallest k, the child node whose combination has not been determined, among the k optical receivers of the parent node that is allowed to be combined, has the smallest serial number that has not been combined If the sum of k of all the child nodes combined with the optical receiver exceeds n as a result of the combination, the combination with the last child node is canceled and the optical node is canceled. All steps of ending the combination of the receivers and ending the combination of the optical receivers when the number of child nodes having k equal to or greater than the serial number of the optical receivers is exceeded when n is not exceeded. A traffic control method comprising: repeating recursively until an optical transmitter of a child node of the second node is combined with one of the optical receivers of the parent node.
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御方法。 The traffic control method according to claim 1,
Among the k optical receivers of the parent node that are allowed to be combined in order from the child node having the smallest k, the child node whose combination has not been determined, among the k optical receivers of the parent node that is allowed to be combined, has the smallest serial number that has not been combined When combined with an optical receiver and the result of the combination is that the sum of k of all child nodes combined with the optical receiver exceeds the number of child nodes having k equal to or greater than the serial number of the optical receiver, The step of canceling the combination with the last combined child node and terminating the combination of the optical receivers is recursively performed until the optical transmitters of all the child nodes are combined with any of the optical receivers of the parent node. A traffic control method characterized by repeating the above.
請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いた組み合わせの決定を、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割当のｐ（ｐは正の整数）周期毎に実行することを特徴とするトラフィック制御方法。 The traffic control method according to claim 5, wherein
The combination determination using the traffic control method according to any one of claims 2 to 4 is performed by using a TDMA dynamic band allocation p (p is positive) according to a guaranteed bandwidth of each child node. (Integer) A traffic control method that is executed every period.
請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いて前記親ノードの光受信器と前記子ノードの光送信器の組み合わせを決定する際に、前記全ての子ノードではなく、送信する情報を有する子ノードの光送信器のみを対象として、前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することを特徴とするトラフィック制御方法。 The traffic control method according to claim 5, wherein
When determining the combination of the optical receiver of the parent node and the optical transmitter of the child node using the traffic control method according to any one of claims 2 to 4, in all the child nodes, The traffic is characterized in that, for only the optical transmitter of the child node having information to be transmitted, the combination is determined for each TDMA dynamic band allocation period according to the guaranteed bandwidth of each child node. Control method.
前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することに代えて、前記送信する情報を有する子ノードの組み合わせに変化があった場合に実行することを特徴とするトラフィック制御方法。 The traffic control method according to claim 7,
The combination is executed when there is a change in the combination of child nodes having the information to be transmitted, instead of determining the combination for each dynamic bandwidth allocation period of the TDMA scheme according to the guaranteed bandwidth of each child node. A traffic control method characterized by the above.
各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てのｐ（ｐは正の整数）周期毎に、組み合わせられた親ノードの光受信器をｋが同一の子ノード間で交換することを特徴とするトラフィック制御方法。 In the traffic control method according to claim 5 or 8,
The combined optical receivers of the parent node are exchanged between the child nodes having the same k for every p (p is a positive integer) period of the TDMA dynamic band allocation according to the guaranteed bandwidth of each child node. A traffic control method characterized by the above.
親ノードがｍ台（ｍは１＜ｍ＜ｎなる正の整数）の光受信器を具備し、前記ｎ個の子ノードが各々１台ずつ具備する計ｎ台の光送信器と、対向する前記ｍ台の光受信器の光送受信を行う組み合わせを決定するトラフィック制御装置であって、
前記ｍ台の光受信器に１からｍまでの通し番号を付与したとき、前記ｎ個の子ノードの光送信器各々に対し、１からｋ（ｋは子ノード毎に異なって良い１≦ｋ＜ｎなる整数）番までの前記親ノードの光受信器との組み合わせを許可することで、前記親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値のｋ倍の保証帯域を前記子ノードに与えることを特徴とするトラフィック制御装置。 In an optical communication system of one-to-many connection in which one parent node and n (n is a positive integer satisfying 2 <n) child nodes are connected by an optical transmission line, an upstream direction from the child node to the parent node In optical communication,
Opposite to a total of n optical transmitters, each of which includes m optical receivers (m is a positive integer such that 1 <m <n), and each of the n child nodes. A traffic control apparatus for determining a combination for performing optical transmission / reception of the m optical receivers,
When serial numbers from 1 to m are assigned to the m optical receivers, 1 to k (k may be different for each child node) for each of the n optical transmitters of the child nodes, 1 ≦ k < By permitting combinations with the optical receivers of the parent node up to an integer of n), the guaranteed bandwidth of k times the value obtained by dividing the transmission band of one optical receiver of the parent node by n A traffic control device characterized by being given to a node.
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和がｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御装置。 The traffic control device according to claim 11,
Among the k optical receivers of the parent node that are allowed to be combined in order from the child node having the smallest k, the child node whose combination has not been determined, among the k optical receivers of the parent node that is allowed to be combined, has the smallest serial number that has not been combined When combined with an optical receiver and the sum of k of all child nodes combined with the optical receiver exceeds n as a result of the combination, the combination with the last combined child node is canceled and the optical reception is performed. A traffic control apparatus characterized by recursively repeating the step of terminating the combination of devices until all the optical transmitters of the child nodes are combined with any of the optical receivers of the parent node.
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、ｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了し、ｎを越えなかった場合で該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合には該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御装置。 The traffic control device according to claim 11,
Among the k optical receivers of the parent node that are allowed to be combined in order from the child node having the smallest k, the child node whose combination has not been determined, among the k optical receivers of the parent node that is allowed to be combined, has the smallest serial number that has not been combined If the sum of k of all the child nodes combined with the optical receiver exceeds n as a result of the combination, the combination with the last child node is canceled and the optical node is canceled. All steps of ending the combination of the receivers and ending the combination of the optical receivers when the number of child nodes having k equal to or greater than the serial number of the optical receivers is exceeded when n is not exceeded. A traffic control device that repeats recursively until an optical transmitter of a child node of the child node is combined with any of the optical receivers of the parent node.
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御装置。 The traffic control device according to claim 11,
Among the k optical receivers of the parent node that are allowed to be combined in order from the child node having the smallest k, the child node whose combination has not been determined, among the k optical receivers of the parent node that is allowed to be combined, has the smallest serial number that has not been combined When combined with an optical receiver and the result of the combination is that the sum of k of all child nodes combined with the optical receiver exceeds the number of child nodes having k equal to or greater than the serial number of the optical receiver, The step of canceling the combination with the last combined child node and terminating the combination of the optical receivers is recursively performed until the optical transmitters of all the child nodes are combined with any of the optical receivers of the parent node. A traffic control device characterized by repeating the above.
請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いた組み合わせの決定を、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割当のｐ（ｐは正の整数）周期毎に実行することを特徴とするトラフィック制御装置。 The traffic control device according to claim 15, wherein
The combination determination using the traffic control device according to any one of claims 12 to 14 is performed by using a TDMA dynamic bandwidth allocation p (p is a positive value) according to a guaranteed bandwidth of each child node. (Integer) A traffic control device that is executed every period.
請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いて前記親ノードの光受信器と前記子ノードの光送信器の組み合わせを決定する際に、前記全ての子ノードではなく、送信する情報を有する子ノードの光送信器のみを対象として、前記組み合わせを各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することを特徴とするトラフィック制御装置。 The traffic control device according to claim 15, wherein
When determining the combination of the optical receiver of the parent node and the optical transmitter of the child node using the traffic control device according to any one of claims 12 to 14, the child nodes The traffic control is characterized in that, for only the optical transmitter of a child node having information to be transmitted, the combination is determined for each TDMA dynamic band allocation period corresponding to the guaranteed bandwidth of each child node. apparatus.
前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することに代えて、前記送信する情報を有する子ノードの組み合わせに変化があった場合に実行することを特徴とするトラフィック制御装置。 The traffic control device according to claim 17, wherein
The combination is executed when there is a change in the combination of child nodes having the information to be transmitted, instead of determining the combination for each dynamic bandwidth allocation period of the TDMA scheme according to the guaranteed bandwidth of each child node. A traffic control device.
各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てのｐ（ｐは正の整数）周期毎に、組み合わせられた親ノードの光受信器をｋが同一の子ノード間で交換することを特徴とするトラフィック制御装置。 The traffic control device according to claim 15 or claim 18,
The combined optical receivers of the parent node are exchanged between the child nodes having the same k for every p (p is a positive integer) period of the TDMA dynamic band allocation according to the guaranteed bandwidth of each child node. A traffic control device.
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