JP6554083B2 - 光信号伝送制御方法、および、光集線ネットワークシステム - Google Patents
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Description
そこで、伝送路上から可能な限りO/E/O変換・電気処理を排除し、光パッシブデバイスを活用した光領域での時分割多重によりトラフィックを効率的に多重するPSL(Photonic Sub-Lambda)トランスポートネットワーク(以下、PSLネットワーク)が提案されている。
メトロ網のコアノードは代表ビルなどに配備され、例えばPONのOSUに相当する機能を有するOLTとして構成される。メトロ網のアクセスノードは、加入者収容ビルなどに配備され、例えばPONのONU(Optical Network Unit)に相当する機能を有する。
中央上部に位置するコアノード(Node-C)には、その左側から接続する回線(以下、左系統NW7L)と、右側から接続する回線(以下、右系統NW7R)とがそれぞれ接続されている。
各系統の回線には、それぞれ光パッシブデバイスであるカプラ(以下「CP」)を介して、そのカプラから分岐するアクセスノード(Node-A1〜A4)が接続されている。
なお、カプラとノードとの関係について、ノードの外側にカプラを接続する構成でもよいし、ノードの内部にカプラを備える構成でもよい。以下では、ノードの外側にカプラを接続する構成を例示する。
左系統NW7Lには、コアノード(Node-C)を最上流とすると、下流側に向かって、Node-A1、Node-A2、Node-A3、Node-A4(最下流)の順に接続されている。
右系統NW7Rには、コアノード(Node-C)を最上流とすると、下流側に向かって、Node-A4、Node-A3、Node-A2、Node-A1(最下流)の順に接続されている。つまり、左系統NW7Lと右系統NW7Rとは、アクセスノードの接続順序が正反対の関係である。
図中の矢印の向きに沿って、コアノード(Node-C)からの下流側に向かう連続信号が、各アクセスノードに送信される。各カプラは、上流側から流れてきた連続信号を分岐し、その1つの連続信号を自身の下流側のカプラに送信し、もう1つの連続信号を自身の接続先のアクセスノードに送信する。
つまり、コアノードから2系統を用いて、各アクセスノードに対して左右別々の順序でパケットなどのクライアント信号が格納された光バースト(以下、単にパケットと略す)が、送信される。
前記の図14の下り連続信号とは逆方向で、コアノード(Node-C)に向かう上り信号は、バースト信号により送信される。符号101では、上りの送信方向を矢印で示す。バースト信号とは、間欠的な光信号である。送受信タイミングをリアルタイムに管理することで、1波長内に複数のパスの多重収容が可能となる。
符号102では、Node-A2に着目して、2つのアクセスノード(Node-A1、Node-A3)をあて先とする信号を送信する場合を考える。
Node-A2は、自身から見て左側に位置するNode-A1の送信には、左系統NW7Lを用いる。
Node-A2は、自身から見て右側に位置するNode-A3の送信には、右系統NW7Rを用いる。
しかし、バースト受信器やその接続先の通信インタフェースをアクセスノード内に多数含めてしまうような複雑な構成では、装置コストがかかってしまう。さらに、複雑な構成により、ノードの大型化や接続するケーブルの複雑化を招いてしまい、コスト増につながる。
つまり、本発明は、制御主体となるコアノードと、前記コアノードに制御される複数のアクセスノードとが、2本の光伝送路で接続される光集線ネットワークシステムが実行する光信号伝送制御方法であって、
前記2本の光伝送路が、それぞれ前記コアノードを起点として、前記複数のアクセスノードの接続順序が互いに異なっており、
前記各アクセスノードが、前記2本の光伝送路のそれぞれからバースト信号を受信する共用受信インタフェースを備えており、
前記コアノードが、前記各アクセスノードのうちの所定のアクセスノードが備える前記共用受信インタフェースについて、前記2本の光伝送路のうちの一方から前記所定のアクセスノードをあて先とする第1パケットを受信している間に、前記2本の光伝送路のうちの他方からの第2パケットが通過しないように、前記第1パケットおよび前記第2パケットの通信に使用する通信資源を割り当て、その割り当てた通信資源に従って各パケットを送信するように、前記各アクセスノードに指示することを特徴とする。
コアノード9は、左系統NW7Lに接続するためのOSU91Lと、右系統NW7Rに接続するためのOSU91Rと、外部接続された回線を介してやりとりされる信号について、左右2系統(OSU91L,91R)のいずれかに信号を振り分けるレイヤ2スイッチであるL2SW92とを有する。
右側アクセスノード2は、左系統NW7Lのカプラ(CP29L)から分岐して接続されるONU21Lと、右系統NW7Rのカプラ(CP29R)から分岐して接続されるONU21Rと、外部接続された回線を介してやりとりされる信号について、左右2系統(ONU21L,21R)のいずれかに信号を振り分けるレイヤ2スイッチであるL2SW22とを有する。
右側アクセスノード2からコアノード9宛てのパケットは、右系統NW7R(ONU21R→CP29R→OSU91R)で送信される。右系統NW7R(右側アクセスノード2→コアノード9の1ホップ)のほうが、左系統NW7L(右側アクセスノード2→左側アクセスノード1→コアノード9の2ホップ)よりも近いからである。
ONU21Lは、コアノード9宛てのバースト信号および連続信号を扱うコア用ONU21L1と、他装置(例えば左側アクセスノード1)宛てのバースト信号を扱うアクセス間ONU21L2とを有する。コア用ONU21L1はCP29Lのうちのアクセス間CP29L1に接続される。アクセス間ONU21L2はCP29Lのうちのコア用CP29L2に接続される。
ONU21RもONU21Lと同様に、2種類のONU(アクセス間ONU21R1、コア用ONU21R2)を有し、2種類のCP(アクセス間CP29R1、コア用CP29R2)に接続される。
アクセス間ONU21L2、アクセス間ONU21R1は、バースト信号を受信する光バースト受信器(BRX)を有する。
なお、コア用ONU21L1、コア用ONU21R2内のBTXは、他装置(例えば左側アクセスノード1)宛てのバースト信号を送信し、かつ、コアノード9宛てのバースト信号も送信する。一方、コアノード9宛てのバースト信号を送信するBTXをコア用ONU21L1、コア用ONU21R2内に用意し、一方、他装置(例えば左側アクセスノード1)宛てのバースト信号を送信するBTXをアクセス間ONU21L2、アクセス間ONU21R1内に用意してもよい。
ONU21Mは、ONU21L内のアクセス間ONU21L2と、ONU21R内のアクセス間ONU21R1とを1つに統合(共有化)したものである。つまり、図3では、コア用の通信機能は、左右2系統のONU(コア用ONU21L1、コア用ONU21R2)として残しつつ、アクセス間の受信機能をONU21Mとして2系統を扱う1部品にしている。
さらに、内側の2本の線について、上側の線は波長λD(Downstream)の下り連続信号が流れる線で、下側の線は波長λU(Upstream)の上りバースト信号が流れる線である。この内側の2本の線の途中には、丸印で示す分配器または合波器が付されている。分配器は1つの入力信号を2つの出力信号へと分配し、合波器は2つの入力信号を1つの出力信号へと統合する。
コアノード9は、系統ごと(ここではOSU91L、OSU91R内)の遅延測定部51と、1つの(ここではOSU91R内)帯域割当機構(TS割当部52、データ管理部59)とを有している。
各アクセスノード(左側アクセスノード1、右側アクセスノード2)は、遅延測定部61と、帯域要求部62と、TS制御部63とを有している。
なお、必要帯域量の通知信号には、通知信号の送信元(=パケットの送信元)と、パケットのあて先との組み合わせごとの必要帯域量が含まれている。その必要帯域量は、〜[bps]、〜[TS]などの通信量を特定する単位で指定してもよいし、パケットの送信バッファに対する蓄積バッファ量として指定してもよい。
TS制御部63(BTX)は、TS割当部52が決定したTSに従って、他ノードへのバースト送信を行う。
符号111は、遅延測定部51と遅延測定部61と間でやりとりされる測定信号(下り測定信号、上り測定信号)を示す。
なお、遅延測定処理は、左右2系統それぞれ別々に実行される。例えば、図4の構成図の場合では、以下の順序で行われる。
(順序1)OSU91Lの遅延測定部51から、左側アクセスノード1の遅延測定部61に向けて、遅延DL01を測定する。
(順序2)OSU91Lの遅延測定部51から、右側アクセスノード2の遅延測定部61に向けて、遅延DL02を測定する。
(順序3)「遅延DL02−遅延DL01」の計算により、左系統NW7Lでの左側アクセスノード1→右側アクセスノード2の遅延DL12を測定する。
(順序4)OSU91Rの遅延測定部51から、右側アクセスノード2の遅延測定部61に向けて、遅延DR02を測定する。
(順序5)OSU91Rの遅延測定部51から、左側アクセスノード1の遅延測定部61に向けて、遅延DR01を測定する。
(順序6)「遅延DR01−遅延DR02」の計算により、右系統NW7Rでの右側アクセスノード2→左側アクセスノード1の遅延DR21を測定する。
以下、各手順の計算方法の詳細を説明する。
次に、遅延測定部61は、送信時刻として時刻t2のタイムスタンプを付与した上り測定信号を遅延測定部51に送信する。遅延測定部51は、時刻t3に受信した上り測定信号から時刻t2を読み取り、以下の計算式により、アクセスノード(遅延測定部61)との間の伝搬遅延を計算する。
(伝搬遅延)=((時刻t3)−(時刻t2))÷2
(Node-A1とNode-A2との間の伝搬遅延D12)=(Node-CとNode-A2との間の伝搬遅延D02)−(Node-CとNode-A1との間の伝搬遅延D01)
なお、各アクセスノード内の配線長差の誤差も存在するが、アクセスノード間の距離よりも装置内の配線長は非常に小さいので、前記の計算式では考慮をしていない。
符号121は、白紙の送信スケジュールを示す。送信スケジュールの横軸は時間多重(TDM:Time Division Multiplexing)におけるTS(Time Slot)を示し、送信スケジュールの縦軸は波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)における単位波長を示す。ここでは、横軸でS個のTSに分割し、縦軸でW個の単位波長に分割した例を示す。つまり、1周期あたり(W波の波長)×(S個のTS)の組み合わせが、あて先のノードごとに割当可能な帯域(通信資源)となる。
例えば、W=4で1波長あたり10G容量なら、1ファイバあたり40Gの容量を持つ。または、S=10で1波長あたり10G容量なら、1TSあたり100Mbpsの帯域となる。
なお、送信スケジュールにおいて、どの波長を使って送信するかは、固定してもよく、定期的に変えてもよい。また、送信スケジュールにおいてどのTSを使って送信するかを指示する際に、TS番号を指示してもよいし、TS開始タイミングの時刻情報を指示してもよいし、送信開始タイミングと送信許可時間との組み合わせを指示してもよい。
なお、送信スケジュールを伝えるための制御信号には、その制御信号のあて先となる所定ノードごとに、その所定ノードを送信元としたときの各ノードをあて先とした送信スケジュールの内容が含まれている。その制御信号を受信したノードのTS制御部54は、自ノード宛の送信スケジュールを抽出し、バースト送信制御に反映させる。
ここで、図7では、各アクセスノード(A-node1〜A-node4)について、下側に行くほど開始タイミングを右側にずらして図示している。このずらし幅は、アクセスノード間の伝搬遅延(D12〜D14)であり、図5で示した計算方法により求められたものである。
よって、この受信側(A-node2)での衝突を回避するため、送信側(A-node1,A-node3)どうしで、同じ受信側をあて先とする場合には、パケットの受信時刻が重複しないように事前に調整を行う必要がある。例えば、図8では、TS割当部52は、送信側(A-node1)がTS#1で送信したパケットP1と、送信側(A-node3)がTS#4で送信したパケットP2とが受信側(A-node2)で衝突しないようにスケジューリングする。
まず、TS割当部52は、TS#2をA-node1→A-node2の通信に割り当て、TS#4をA-node2→A-node3の通信に割り当てたとする。図9では、割り当てた各TSでのパケットの送受信の様子について、送信元/あて先のTSを四角で囲い、送受信の対応を矢印で示す。
つまり、図9では左系統NW7L(A-node1→A-node2→A-node3→A-node4)の順にTSグラフを上から記載したが、図10では右系統NW7R(A-node4→A-node3→A-node2→A-node1)の順にTSグラフを上から記載する。このように上下逆転させたのは、以降では衝突しない空きTSを右系統に割り当てる説明をするためである。
送信側(A-node4)から右系統NW7Rで送信可能なタイミング214は、図11の送信タイミング211(#4)および図12の送信タイミング212(#2)を合わせた(和集合とした)送信タイミング213の残りの期間(全期間から送信タイミング213を除いた補集合)である。
TS割当部52が、送信側(A-node4)→受信側(A-node3)のパケット、および、送信側(A-node4)→受信側(A-node2)のパケットに割り当て可能なTSとして、送信可能なタイミング214のTS(#1,#4)を割り当てることができる。よって、例えば、TS割当部52は、送信側(A-node4)→受信側(A-node3)にはTS#1を割り当て、送信側(A-node4)→受信側(A-node2)にはTS#2を割り当てる。
そして、TS割当部52は、各アクセスノードにおいて、右系統のデータを受信中は左系統からのデータを空きとし、左系統のデータを受信中は右系統からのデータを空きにするようにTSを設定し、帯域を割り当てる。
これにより、図3で示したように、アクセス間の受信用IFを左右2系統で共有化して各アクセスノードの装置コストを削減する構成においても、受信用IFはデータ衝突の影響を受けることなく、正しく自身あてのデータを受信することができる。
2 右側アクセスノード
7L 左系統NW
7R 右系統NW
9 コアノード
11L,11R,21L,21R ONU
19L,19R,29L,29R CP
51 遅延測定部
52 TS割当部
59 データ管理部
61 遅延測定部
62 帯域要求部
63 TS制御部
Claims (4)
- 制御主体となるコアノードと、前記コアノードに制御される複数のアクセスノードとが、2本の光伝送路で接続される光集線ネットワークシステムが実行する光信号伝送制御方法であって、
前記2本の光伝送路は、それぞれ前記コアノードを起点として、前記複数のアクセスノードの接続順序が互いに異なっており、
前記各アクセスノードは、前記2本の光伝送路のそれぞれからバースト信号を受信する共用受信インタフェースを備えており、
前記コアノードは、前記各アクセスノードのうちの所定のアクセスノードが備える前記共用受信インタフェースについて、前記2本の光伝送路のうちの一方から前記所定のアクセスノードをあて先とする第1パケットを受信している間に、前記2本の光伝送路のうちの他方からの第2パケットが通過しないように、前記第1パケットおよび前記第2パケットの通信に使用する通信資源を割り当て、その割り当てた通信資源に従って各パケットを送信するように、前記各アクセスノードに指示することを特徴とする
光信号伝送制御方法。 - 前記コアノードは、前記第1パケットおよび前記第2パケットの通信に使用する通信資源を割り当てる処理において、前記所定のアクセスノードにおける前記第1パケットの到着時刻と、前記第2パケットを送信するアクセスノードから前記所定のアクセスノードまでの伝送に要する時間とから、前記第2パケットを送信するアクセスノードにおける前記第1パケットと衝突する割り当て不可時間を求め、その割り当て不可時間を除く時間帯を前記第2パケットの通信に使用可能な時間帯とすることを特徴とする
請求項1に記載の光信号伝送制御方法。 - 前記コアノードは、前記各アクセスノードからそれぞれの伝送に要する通信資源量の要求メッセージを受信し、その要求メッセージの通信資源量に従って、前記第1パケットおよび前記第2パケットの通信に使用する通信資源を割り当てることを特徴とする
請求項1または請求項2に記載の光信号伝送制御方法。 - 制御主体となるコアノードと、前記コアノードに制御される複数のアクセスノードとが、2本の光伝送路で接続される光集線ネットワークシステムであって、
前記2本の光伝送路は、それぞれ前記コアノードを起点として、前記複数のアクセスノードの接続順序が互いに異なっており、
前記各アクセスノードは、前記2本の光伝送路のそれぞれからバースト信号を受信する共用受信インタフェースを備えており、
前記コアノードは、前記各アクセスノードのうちの所定のアクセスノードが備える前記共用受信インタフェースについて、前記2本の光伝送路のうちの一方から前記所定のアクセスノードをあて先とする第1パケットを受信している間に、前記2本の光伝送路のうちの他方からの第2パケットが通過しないように、前記第1パケットおよび前記第2パケットの通信に使用する通信資源を割り当て、その割り当てた通信資源に従って各パケットを送信するように、前記各アクセスノードに指示することを特徴とする
光集線ネットワークシステム。
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JP2016175279A JP6554083B2 (ja) | 2016-09-08 | 2016-09-08 | 光信号伝送制御方法、および、光集線ネットワークシステム |
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