JP6533434B2 - Station side optical terminator - Google Patents
Station side optical terminator Download PDFInfo
- Publication number
- JP6533434B2 JP6533434B2 JP2015158716A JP2015158716A JP6533434B2 JP 6533434 B2 JP6533434 B2 JP 6533434B2 JP 2015158716 A JP2015158716 A JP 2015158716A JP 2015158716 A JP2015158716 A JP 2015158716A JP 6533434 B2 JP6533434 B2 JP 6533434B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- side optical
- memory
- gpu
- optical termination
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Small-Scale Networks (AREA)
Description
本発明は、Passive Optical Network(PON)の局側光終端装置(OLT)に関する。 The present invention relates to a station-side optical termination unit (OLT) of a passive optical network (PON).
現在の光アクセスシステム(例えば、非特許文献2を参照。)は、一品種を大量導入することを前提に、OLT内処理部に、大量生産時にチップ単価のコストメリットがある専用ハードウェアApplication Specific Integrated Circuit (ASIC) を組み込んでいる(例えば、非特許文献1を参照。)。 The present optical access system (see, for example, non-patent document 2) is a dedicated hardware Application Specific that has a cost advantage of chip unit cost in mass production in the processing unit in OLT on the premise that one type is introduced in large quantities. It incorporates an integrated circuit (ASIC) (see, for example, Non-Patent Document 1).
一般に、OLTでは、複数ユーザのフレームを高速処理する必要があるため、先端デバイスが使われることが多いので、製造コストが高止まりし、市場導入までに数十億円規模の開発費が必要と言われている。また、市場導入までに、デバックのため数回ASICの製造を繰り返す必要があるので、開発期間が長期化する傾向にある。更に、ASICは回路の書き直しができないので、新たなユーザ・サービス要求に応じた迅速な機能更新が困難である。 In general, since it is necessary to process frames of a plurality of users at high speed in an OLT, advanced devices are often used, so manufacturing costs remain high and development costs of several billion yen are required to introduce them into the market. It is said. In addition, since it is necessary to repeat the manufacturing of ASIC several times for debugging before the market introduction, the development period tends to be extended. Furthermore, because ASICs can not rewrite circuits, it is difficult to quickly update functionality in response to new user service requirements.
そこで、本発明は、上記ASICの課題を解決するために、拡張性や柔軟性を有し、低コストの局側光終端装置を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the problems of the above ASIC, it is an object of the present invention to provide a low-cost station-side optical terminator with extensibility and flexibility.
本発明に係る局側光終端装置は、上記課題を解決するために機能をソフトウエアにより書き換え可能な構成とした。 In order to solve the above problems, the station-side optical termination device according to the present invention has a configuration in which the function can be rewritten by software.
具体的には、本発明に係る局側光終端装置は、加入者側光終端装置と光回線を通じて接続されており、前記加入者側光終端装置からの光信号を電気信号に変換して上位ネットワークへ出力し、前記上位ネットワークからの電気信号を光信号へ変換して前記加入者側光終端装置へ出力する局側光終端装置であって、
前記電気信号に対して所定処理を行う演算器と、
前記演算器が行う前記所定処理を設定する設定入力部と、
を備えることを特徴とする。
Specifically, the station-side optical termination device according to the present invention is connected to the subscriber-side optical termination device through an optical line, and converts the optical signal from the subscriber-side optical termination device into an electric signal to be a high-level device. A station-side optical termination apparatus which outputs to a network, converts an electric signal from the upper network into an optical signal, and outputs the optical signal to the subscriber-side optical termination apparatus,
An arithmetic unit that performs predetermined processing on the electrical signal;
A setting input unit configured to set the predetermined process performed by the arithmetic unit;
And the like.
本局側光終端装置は、演算器を汎用プロセッサ等で構成し、動作させるソフトウエアを外部から設定できる構造とした。この構造により高価なASICを使用せずにOLTを構成でき、さらに事後的にOLT機能の追加や改善を図ることができる。従って、本発明は、拡張性や柔軟性を有す、低コストの局側光終端装置を提供することができる。 The station-side optical termination device has a structure in which an arithmetic unit is configured by a general purpose processor or the like, and software to be operated can be set from the outside. With this structure, the OLT can be configured without using an expensive ASIC, and further, the OLT function can be added or improved after the fact. Therefore, the present invention can provide a low-cost, station-side optical termination apparatus that is extensible and flexible.
ここで、汎用プロセッサはASICに比べて性能が低く、所望のスループット性能を得ることが困難である。つまり、OLT機能についての拡張性や柔軟性とスループット性能という相反する要求を満たすことが困難という課題もあった。 Here, a general-purpose processor has lower performance than an ASIC, and it is difficult to obtain desired throughput performance. That is, there is also a problem that it is difficult to satisfy contradictory requirements of the extensibility and flexibility of the OLT function and the throughput performance.
そこで、本発明に係る局側光終端装置の前記演算器は、逐次的な前記電気信号を並列電気信号へ変換し、前記並列電気信号に対して前記所定処理を並列で行い、逐次的な前記電気信号へ再変換することを特徴とする。 Therefore, the computing unit of the station-side optical termination device according to the present invention converts the sequential electric signals into parallel electrical signals, performs the predetermined processing on the parallel electrical signals in parallel, and sequentially It is characterized by reconversion to an electrical signal.
本局側光終端装置は、OLT機能を並列処理することで汎用プロセッサでも所望のスループット性能を得ることができる。従って、本発明は、拡張性や柔軟性とスループット性能という相反する要求を満たすことができる局側光終端装置を提供することができる。 The central office side optical termination apparatus can obtain desired throughput performance with a general purpose processor by parallel processing of the OLT function. Therefore, the present invention can provide a station-side optical termination device that can meet the contradictory requirements of scalability, flexibility and throughput performance.
本発明に係る局側光終端装置の前記演算器が行う前記所定処理が、前記加入者側光終端装置からの要求に応じた前方誤り訂正であることを特徴とする。 The predetermined processing performed by the arithmetic unit of the station-side optical termination device according to the present invention is forward error correction according to a request from the subscriber-side optical termination device.
本発明に係る局側光終端装置の前記演算器が行う前記所定処理が、前記加入者側光終端装置からの要求に応じた暗号化及び復号化であることを特徴とする。 The predetermined processing performed by the computing unit of the station-side optical termination device according to the present invention is encryption and decryption in response to a request from the subscriber-side optical termination device.
本発明に係る局側光終端装置の前記演算器は、メモリに暗号化の拡大鍵を保持し、前記電気信号毎に前記メモリから拡大鍵を読み込み、前記電気信号の暗号処理を行うことを特徴とする。 The arithmetic unit of the station-side optical termination device according to the present invention is characterized in that the memory holds an expanded key for encryption, reads the expanded key from the memory for each of the electric signals, and performs encryption processing of the electric signals. I assume.
本発明に係る局側光終端装置の前記演算器が行う前記所定処理が、前記加入者側光終端装置からの要求に応じた変復調信号処理であることを特徴とする。 The predetermined processing performed by the arithmetic unit of the station-side optical termination device according to the present invention is a modulation / demodulation signal processing according to a request from the subscriber-side optical termination device.
本発明に係る局側光終端装置の前記演算器は、前記加入者側光終端装置の条件や前記加入者側光終端装置からの光信号の状態に応じて、同期検波処理か非同期検波処理を切替えることを特徴とする。 The arithmetic unit of the station-side optical termination apparatus according to the present invention performs synchronous detection processing or asynchronous detection processing according to the conditions of the subscriber-side optical termination apparatus and the state of the optical signal from the subscriber-side optical termination apparatus. It is characterized by switching.
本発明は、拡張性や柔軟性を有す、低コストの局側光終端装置を提供することができる。 The present invention can provide a low-cost station-side optical termination device that is extensible and flexible.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, components having the same reference numerals denote the same components.
[課題]
従来技術の課題をまとめると以下のようになる。
・ユーザ要求が多様化すると専用ハードウェアの少量多種化が進み、チップ単価の高騰が生じる。
・従来の通信装置の大部分は専用ハードウェアASICで構成されており、導入後の処理の書き換えはできない。ユーザ毎の要求に関係なく、固定的な暗号方式、FECを用いている。
・ユーザ要求多様化により装置の種類が増加すると、オペレータとしては様々な装置の利用方法を覚えなければならないために、保守が難化する。
・ソフトウェアでOLT機能の実装を行うと、汎用プロセッサはASICと比較すると性能が低いために所望のスループットや遅延の性能を得ることが難しい。データは逐次的に処理されるために、スループットが上がらない。
・暗号化処理は、拡大鍵生成と暗号化のエンコード処理から成り、演算量が大きく、通信用装置に必要なスループットを得ることが難しい。
[Task]
The problems of the prior art can be summarized as follows.
・ Diversification of user's demand advances small amount of dedicated hardware and increases chip price.
Most of the conventional communication devices are configured with dedicated hardware ASICs, and can not rewrite the processing after installation. A fixed encryption method, FEC, is used regardless of the request for each user.
-As the types of devices increase due to the diversification of user requirements, maintenance becomes difficult because the operator must learn how to use various devices.
-When implementing the OLT function by software, it is difficult to obtain desired throughput and delay performance because the general-purpose processor has lower performance compared to ASIC. Because data is processed sequentially, throughput does not increase.
The encryption process consists of expanded key generation and encoding process of encryption, and the amount of calculation is large, and it is difficult to obtain the throughput necessary for the communication device.
[解決手法]
上記課題に対して本発明は次のような手法を採用している。
・通信装置に関してプロセッサ(GPUもしくは複数コアを持つCPU等)による暗号処理や変復調信号処理の実装を行う。
・PONシステムに用いられている機能処理のメニーコアCPU上での並列実装をする。入力されるデータシーケンスに対し、ブロックで分割し、複数ブロック毎に複数のコアに割り当てて並列処理を行う。
・ユーザ毎の拡大鍵を事前に計算し、GPU用メモリもしくはCPU用メモリに保持する。
[Solution method]
The present invention adopts the following method for the above problems.
-Implement encryption processing and modulation / demodulation signal processing by a processor (GPU or CPU having a plurality of cores, etc.) for the communication apparatus.
Parallel implementation of function processing used in the PON system on a many core CPU. The input data sequence is divided into blocks, and multiple blocks are allocated to multiple cores for parallel processing.
Calculate the expanded key for each user in advance, and hold it in the memory for GPU or the memory for CPU.
[効果]
本発明が上記手法を採用したことで次のような効果を得ることができる。
・規格の増加と共に装置の種類が増加したアクセスネットワークにおいては、ハードの少量多種化によりチップの単価が高騰する恐れがあるが、ソフトで実現することで単価の決まった汎用品の利用でOLTを実現できる。
・多様なユーザ要求に対する柔軟性が向上する。ユーザ要求に応じた機能の切替えが可能となる。特に、スループット、距離、遅延のユーザ毎の要求に内部の機能を書き換えることで対応する。プログラマブルな性質を利用し、将来の多様化するユーザ要求に対しても柔軟に対応する。
・複数の規格の装置を1つのハードウェアに共通化することができる。これにより、操作する装置の種類が減ることで、保守性が向上する。
・将来の要求に対してもプログラムの書き換えで対応可能となる。
・汎用のプロセッサで動作させた際に、複数コアで処理を分担することで処理時間を短縮でき、所望のスループットや遅延を得やすくなる。
・拡大鍵の事前計算によりメモリ使用量が増加するが、処理時間が短縮でき、所望のスループットを得やすくなる。
[effect]
The following effects can be obtained by the present invention adopting the above method.
-In an access network where the type of equipment has increased with the increase in standards, there is a risk that chip prices will rise due to the diversification of small amounts of hardware, but by realizing it with software it is possible to use OLTs by using general-purpose products with fixed prices. realizable.
-Improved flexibility for diverse user requirements. It is possible to switch functions according to the user request. In particular, each user's request for throughput, distance, and delay is dealt with by rewriting the internal function. It utilizes programmable nature and responds flexibly to future diversified user demands.
A device of a plurality of standards can be made common to one hardware. Thereby, the maintainability is improved by reducing the types of devices to operate.
-It is possible to respond to future requests by rewriting the program.
-When operating with a general-purpose processor, the processing time can be shortened by sharing processing with a plurality of cores, and it becomes easy to obtain a desired throughput and delay.
Although pre-calculation of the expanded key increases memory usage, processing time can be shortened and desired throughput can be easily obtained.
[実施形態1]
図10は、上記手法を採用する局側光終端装置の構成を説明する図である。本明細書では局側光終端装置をOLT301、加入者側光終端装置をONUとして説明する。
OLT301は、ONU(不図示)と光回線51を通じて接続されており、前記ONUからの光信号を電気信号に変換して上位ネットワーク52へ出力し、上位ネットワーク52からの電気信号を光信号へ変換して前記ONUへ出力する局側光終端装置であって、
前記電気信号に対して所定処理を行う演算器14と、
演算器14が行う前記所定処理を設定する設定入力部(IF)17と、
を備える。
FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of a station-side optical termination apparatus adopting the above method. In this specification, the station-side optical termination device is described as an
The
A
A setting input unit (IF) 17 for setting the predetermined process performed by the
Equipped with
さらに、演算器14は、逐次的な前記電気信号を並列電気信号へ変換し、前記並列電気信号に対して前記所定処理を並列で行い、逐次的な前記電気信号へ再変換する。
Furthermore, the
OLT301は、さらに、送受信器11、A/D変換器12A、D/A変換器12B、メモリ13、命令メモリ15、及びインターフェース(IF)16を備える。なお、演算器14と命令メモリ15はプロセッサとして1つのパッケージ内に構成されていてもよい。
The
まず上り側を説明する。光回線51からの入力光信号は送受信器11により電気に変換される。A/D変換器12Aにより、アナログからディジタルに変換されると、メモリ13に送られ、データは演算器14により処理され、IF16により上位ネットワーク52に送信される。
The upstream side will be described first. The input optical signal from the
次に下り側を説明する。上位ネットワーク52からIF16を介して入力されたディジタルデータは演算器14で処理され、上りデータと同一のメモリ13に保持される。当該データはD/A変換器12Bによりアナログに変換された後に、送受信器11から光回線51へ送信される。
Next, the downstream side will be described. The digital data input from the
また、OLT301は主信号のIF16とは別に、演算器14を動作させるプログラムを入力できるIF17を備える。当該プログラムがIF17により外部から命令メモリ15に入力されることで、命令メモリ15内に記載されていたプログラムを書き換えることができる。このプログラムの書き換えは1度もしくは複数回を行えることとする。
Also, the
続いて、演算器14の構成を説明する。演算器14は1つのCPUユニット21と1つのGPUユニット22から構成される。CPUユニット21はCPU23とCPUメモリ25を有し、GPUユニット22はGPU24とGPUメモリ26を有する。GPU24はCPU23より多くのコアを有しており、同時に複数の計算を実施する並列処理に好適な構成である。CPU23及びGPU24は命令メモリ15のプログラムを読み込み、それぞれCPUメモリ25及びGPUメモリ26が有するデータの計算を行う。また、CPUメモリ25とGPUメモリ26とは結線されており、CPUユニット21はGPU24で計算させた方が良いデータをGPUメモリ26へ移動させる。例えば、CPU23が行った方が良い処理としては帯域制御や転送制御である。GPU24が行った方が良い処理としては変復調信号処理、前方誤り訂正、暗号化及び復号化である。
Subsequently, the configuration of the
なお、図10は、演算器14がCPUユニット21とGPUユニット22で構成される例である。演算器14がGPUユニット22を備えず、複数のコアを有するCPUで構成され、これらのCPUに計算の並列処理をさせてもよい。
Note that FIG. 10 is an example in which the
図1は、ONUとの光信号が強度変調方式(二値(または多値)の強度シフトキーング(ASK)信号)である場合のOLT301を説明する図である。このとき、演算器14は、命令メモリ15から帯域制御、転送制御、変復調信号処理、前方誤り訂正、暗号化及び復号化のプログラムを読み込み、CPU23及びGPU24を当該プログラムに従って動作させる。図1の演算器14には、CPU23及びGPU24が当該プログラムに従って動作したときの処理内容のフローを記載している。
FIG. 1 is a diagram for explaining an
上り方向においては、送受信器11が受信した信号をA/D変換器12Aが単純に入力信号を閾値判定して一系列(または多系列)のディジタル信号に変換し、メモリ13に入力する。演算器14は、当該ディジタル信号に変復調信号処理、前方誤り訂正処理、及び暗号化処理を施し、帯域制御及び転送制御を行いIF16からディジタル信号を出力させる。
In the upward direction, the A /
下り方向においては、演算器14は、上位ネットワーク52から入力された信号に対し、復号化処理、前方誤り訂正処理、及び変復調信号処理を施してメモリ13に入力する。光回線51への光信号がASK信号であれば、D/A変換器12Bは、メモリ13から一系列のデータとして取り出し、アナログ信号へ変換して送受信器11に引き渡す。
In the downlink direction, the
図2は、ONUとの光信号が高次変調方式(OFDMや直交振幅変調など)である場合のOLT301を説明する図である。この場合も演算器14は、命令メモリ15からプログラムを読み込み、CPU23及びGPU24を当該プログラムに従って動作させる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the
上り方向においては、送受信器11は受信した信号をA/D変換器12Aへ出力する。特に、当該光信号が、光四値位相シフトキーング(QPSK)や光16値直交振幅変調(16QAM)のような光IQ変調信号である場合、送受信器11は光コヒーレント受信器であり、A/D変換器12AへIおよびQの二系列の信号を出力する(偏波ダイバーシティ構成をとる場合は四系列)。A/D変換器12Aは、当該信号の波形をデジタルサンプリングして出力する。A/D変換器12Aより後段の動作は図1と同じである。
In the upward direction, the
下り方向も、メモリ13までの動作は図1と同じである。光回線51への光信号が光コヒーレント信号であれば、D/A変換器12Bは、メモリ13から二系列のデータとして取り出し、アナログ信号へ変換して送受信器11に引き渡す。
In the downward direction, the operation up to the
(実施形態2)
本実施形態では、命令メモリ15に入力されたプログラムで演算器14が暗号化処理を行う例を説明する。この暗号化処理は、ユーザの要求に応じた暗号化である。演算器14は、ユーザ要求に応じて暗号化のプログラムを切り替えて動作させる。
Second Embodiment
In the present embodiment, an example will be described in which the
図3は、ユーザ要求に応じて暗号化の種類を切り替えるプログラムが命令メモリ15に入力され、演算器14が当該プログラムに従って動作する例を説明する図である。演算器14は当該プログラムによりMACフレーム処理部31と処理割当部32を形成する。当該プログラムにはユーザ毎の暗号化種類と各暗号化のプログラムが記載されている。そして、MACフレーム処理部31はメモリ13に蓄積されているフレーム(送受信器11で電気信号に変換され、A/D変換器12Aでアナログから変換されたディジタル信号)を見てLLID(Logical Link.ID)を調べ、処理割当部32に送る。処理割当部32は、命令メモリ15にアクセスし、LLIDに応じたユーザ要求(ユーザ毎の暗号化種類)とその暗号化プログラムを得る。そして、処理割当部32は、当該フレームに対してユーザ要求に応じた暗号化処理を施す。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example in which a program that switches the type of encryption in response to a user request is input to the
(実施形態3)
本実施形態では、命令メモリ15に入力されたプログラムで演算器14がFEC処理を行う例を説明する。このFEC処理は、ユーザの要求に応じた冗長処理である。演算器14は、ユーザ要求に応じてFEC処理のプログラムを切り替えて動作させる。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, an example in which the
図4は、ユーザ要求に応じてFEC処理の冗長度を切り替えるプログラムが命令メモリ15に入力され、演算器14が当該プログラムに従って動作する例を説明する図である。演算器14は当該プログラムにより冗長度設定部41とFEC部42を形成する。当該プログラムにはユーザ要求、及びONUとの距離に応じてFEC処理の冗長度を切替えるプログラムが記載されている。そして、冗長度設定部41は、メモリ13に蓄積されているフレーム(送受信器11で電気信号に変換され、A/D変換器12Aでアナログから変換されたディジタル信号)を見てユーザ情報(例えばLLID)を調べる。冗長度設定部41は、LLIDに基づいて命令メモリ15からユーザ要求(ONUとの距離)を取得できるので、このONUとの距離に基づいて冗長パラメータを決定してこれをFEC部42に送る。FEC部42は、当該冗長パラメータに従って当該フレームに対してユーザ要求に応じたFEC処理を施す。
FIG. 4 is a diagram for explaining an example in which a program for switching the redundancy of the FEC processing is input to the
(実施形態4)
本実施形態では、図5を用いてGPUが暗号化を並列処理することを説明する。
CPUメモリ25には、メモリ13からのフレームが到着する。CPUユニット21はこのフレームをGPUメモリ26へ転送する。GPU24は、GPUメモリ26のフレーム(平文)を複数のブロックに分割し、これらをGPUの各コアに割り当てる。各コアが計算した結果は再び結合されて暗号化フレームとなる。暗号化フレームはGPUメモリ26を経由し、CPUメモリ25に格納され、上位ネットワーク52へ出力される。
(Embodiment 4)
In this embodiment, parallel processing of encryption by the GPU will be described with reference to FIG.
The frame from the
(実施形態5)
本実施形態では、図6から図8を用いて暗号化処理についてさらに詳細に説明する。
暗号化処理に使用するユーザ毎の拡大鍵はOLTのリアルタイム処理を行う前に、ソフトウェアを用いてCPU23やGPU24で事前計算、あるいは外部で事前計算しておく。そして、この拡大鍵はGPUメモリ26に保持される。GPU24は、暗号化のエンコードを行う際に、GPUメモリ26から拡大鍵を読み出して使用する。なお、CPU23を暗号化のメイン処理として用いる場合はCPUメモリ25に拡大鍵を保持する。鍵の更新を行った場合、その都度に拡張鍵計算を行い、GPUメモリ26の拡張鍵を更新する。
In the present embodiment, the encryption processing will be described in more detail using FIGS. 6 to 8.
The expanded key for each user used for the encryption process is pre-computed by the
図7と図8は、それぞれ演算器14でPONで標準化されているCTRとGCMの暗号化方式を実現したときの動作を説明する図である。図において使用されている符号は次の通りである。
P:平文(Plain Text)
C:暗号文
A:暗号化しないデータ(Associated data)
T:認証子
E:ブロック暗号
FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams for explaining the operation when the CTR and GCM encryption methods standardized in PON are realized in the
P: Plain text (Plain Text)
C: Ciphertext A: Data not to be encrypted (Associated data)
T: Authenticator E: Block Cipher
CTRに関しては次の通りである。平文のデータストリームは複数のブロックに分割される。CPU23又はGPU24の各コアにて、カウンターの暗号化とデータストリームの排他的論理和計算を各ブロック毎に並列に動作させる。図6の説明のように拡張鍵は事前計算し、CPUメモリ25又はGPUメモリ26に格納し、リアルタイム動作時に利用する。
The CTR is as follows. The plaintext data stream is divided into a plurality of blocks. In each core of the
GCMに関しては次の通りである。平文のデータストリームは複数のブロックに分割される。CPU23又はGPU24の各コアにて、カウンターの暗号化と、ブロックとの排他的論理和、GHASH関数、E値との排他的論理和、MSB計算を並列動作させる。図6の説明のように拡張鍵とE値は事前計算し、CPUメモリ25又はGPUメモリ26に格納しておく。
The GCM is as follows. The plaintext data stream is divided into a plurality of blocks. In each core of the
(実施形態6)
本実施形態では、命令メモリ15に入力されたプログラムで演算器14が変復調信号処理を切り替える例を説明する。この変復調信号処理は、ユーザの要求に応じた変復調信号処理である。演算器14は、ユーザ要求に応じて変復調信号処理のプログラムを切り替えて動作させる。
In the present embodiment, an example will be described in which the
図9は、変復調信号処理においてディジタルコヒーレントにおける同期検波処理と非同期検波処理を切り替える例を説明する図である。演算器14は命令メモリ15に入力されたプログラムにより処理割当部91を形成する。当該プログラムにはユーザ要求、及び検波方式を切替えるプログラムが記載されている。
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of switching between synchronous detection processing and asynchronous detection processing in digital coherent in modulation and demodulation signal processing. The
処理割当部91は、メモリ13に蓄積されている受信IQ信号(送受信器11で電気信号に変換され、A/D変換器12Aでアナログから変換されたディジタル信号)を見てユーザ情報(例えばLLID)を調べる。処理割当部91は、ユーザ情報に基づいて命令メモリ15からユーザ要求(同期検波化か非同期検波化か)を取得できるので、ユーザ要求に応じた変復調信号処理を実行する。
The
同期検波においては、IQの信号に対し、M乗をし、複数シンボルにおいて平均値を算出し、和を取ったのちに識別を行う。一方、非同期検波においては、IQ信号を1シンボル遅延させた信号の複素共役との乗算を行った後に識別処理を行う。同期検波処理は非同期検波処理に比べ受信感度が向上するが、計算量が多くなりプロセッサリソースの利用が高くなる(CPUやGPUでの計算時間が長くなる)。 In synchronous detection, the IQ signal is raised to the power of M, the average value is calculated for a plurality of symbols, and after the sum is taken, identification is performed. On the other hand, in asynchronous detection, identification processing is performed after multiplication with a complex conjugate of a signal obtained by delaying an IQ signal by one symbol. Synchronous detection processing improves reception sensitivity as compared to asynchronous detection processing, but the amount of calculation increases and utilization of processor resources increases (calculation time in a CPU or GPU increases).
例えば、処理割当部91は、長延化要求が高いユーザに対しては同期検波処理を用い、要求がそれほど高くないユーザに対しては非同期検波処理を用いる。このように判断することでプロセッサリソースの利用を抑えるとともにスループットを向上することができる。また、非同期検波処理のみを検波処理に用いて、プロセッサリソースを抑えるとともにスループットを向上することもできる。
For example, the
また、処理割当部91はMPCP部によるユーザ毎の上り信号受信タイミングを読み込み、受信信号のユーザに応じた要求をメモリから読み込み、同期検波か非同期検波かを割当ててもよい。あるいは、ONUがユーザ毎に上り信号にプリアンブルを付与することにより、OLT受信時に相関を取ることで、ユーザの特定を行うことも可能である。
Further, the
(他の実施形態)
実施形態2、5において演算器14が上り信号に暗号化処理を行うことを説明したが、命令メモリ15にプログラムを入力して演算器14が下り信号に復号化処理を行うこともできる。
(Other embodiments)
Although it has been described in the second and fifth embodiments that the
[付記]
以下は、本実施形態のOLTを説明したものである。
拡張性や柔軟性とスループット性能という相反する要求を満たすことができるOLTを提供することを目的とする。
[Supplementary note]
The following describes the OLT of the present embodiment.
An object of the present invention is to provide an OLT capable of meeting the contradictory requirements of scalability, flexibility and throughput performance.
(1):ONUと光回線を通じて接続され、前記ONUからの入力信号を入力する入力部と、前記データ変換後の処理結果を出力信号として出力する出力部と、を有するOLTであって、
前記入力信号に対して、ソフトウェアによる所定のデータ変換処理を記録し、前記データ変換処理をプロセッサで行う処理部と、
を有することを特徴とするOLT。
(1) An OLT having an input unit connected to an ONU through an optical circuit and inputting an input signal from the ONU, and an output unit outputting a processing result after the data conversion as an output signal,
A processing unit configured to record a predetermined data conversion process by software for the input signal and to perform the data conversion process by a processor;
An OLT characterized by having:
(2):上記(1)のOLTにおいて、
前記入力信号は、前記ONUからの要求に応じて所定の変復調信号処理や前方誤り訂正、暗号化の方式を行うことを特徴とするOLT。
(2): In the OLT of (1) above,
The OLT performs predetermined modulation / demodulation signal processing, forward error correction, and encryption according to a request from the ONU.
(3):上記(1)のOLTにおいて、
GPUもしくはCPU上でデータ列を複数のブロックに分割し、各コアに分割データを割り当てて処理を並列動作させる機能を有するOLT。
(3): In the OLT of (1) above,
An OLT that has the function of dividing a data string into a plurality of blocks on a GPU or CPU, allocating divided data to each core, and operating processing in parallel.
(4):上記(1)のOLTにおいて、
GPUもしくはCPU上のメモリに暗号化のユーザに応じた拡大鍵を保持し、リアルタイム動作時にメモリ上から拡大鍵を読み込み、暗号処理を行う機能を有するOLT。
(4): In the OLT of (1) above,
An OLT that has an expanded key according to the user of encryption stored in a memory on the GPU or CPU, reads the expanded key from the memory during real-time operation, and performs encryption processing.
(5):上記(1)から(4)のOLTにおいて、
変復調信号処理機能として、ユーザの条件や状態に応じて、同期検波処理か非同期検波処理を切替えるOLT。
(5): In the OLT of (1) to (4) above,
An OLT that switches synchronous detection processing or asynchronous detection processing according to the user's conditions and conditions as a modulation / demodulation signal processing function.
11:送受信器
12A:A/D変換器
12B:D/A変換器
13:メモリ
14:演算器
15:命令メモリ
16:インターフェース(IF)
17:インターフェース(IF)
21:CPUユニット
22:GPUユニット
23:CPU
24:GPU
25:CPUメモリ
26:GPUメモリ
31:MACフレーム処理部
32:処理割当部
41:冗長度設定部
42:FEC処理部
51:光回線
52:上位ネットワーク
91:処理割当部
301:OLT(局側光終端装置)
11:
17: Interface (IF)
21: CPU unit 22: GPU unit 23: CPU
24: GPU
25: CPU memory 26: GPU memory 31: MAC frame processing unit 32: processing allocation unit 41: redundancy setting unit 42: FEC processing unit 51: optical line 52: upper network 91: processing allocation unit 301: OLT (station side light Termination device)
Claims (7)
前記電気信号に対して所定処理を行う演算器と、
前記演算器が行う前記所定処理のプログラムを命令メモリに設定する設定入力部と、
を備え、
前記演算器は、CPU、CPUメモリ、GPU、及び前記CPUメモリと結線されるGPUメモリを有し、
前記CPUは、前記CPUメモリに入力された前記電気信号が示すデータのうち前記GPUに処理させた方が良いデータを前記CPUメモリから前記GPUメモリへ移動させ、前記命令メモリに設定されたプログラムを読み込み、前記CPUメモリが有するデータに対して前記所定処理のうち第1の処理を行い、
前記GPUは、前記命令メモリに設定されたプログラムを読み込み、前記GPUメモリが有するデータに対して前記所定処理のうち前記第1の処理とは異なる第2の処理を行う
ことを特徴とする局側光終端装置。 It is connected to the subscriber-side optical termination unit through an optical line, converts the optical signal from the subscriber-side optical termination unit into an electrical signal and outputs it to the upper network, and the electrical signal from the upper-level network to the optical signal A station-side optical termination unit that converts and outputs the converted signal to the subscriber-side optical termination unit;
An arithmetic unit that performs predetermined processing on the electrical signal;
A setting input unit that sets a program of the predetermined process performed by the arithmetic unit in an instruction memory;
Equipped with
The computing unit includes a CPU , a CPU memory, a GPU , and a GPU memory connected to the CPU memory .
The CPU moves data from the CPU memory to the GPU memory which is better to be processed by the GPU among data indicated by the electric signal input to the CPU memory, and sets the program set in the instruction memory Reading and performing the first processing of the predetermined processing on data held by the CPU memory ;
The GPU reads a program set in the instruction memory, and performs a second process different from the first process among the predetermined processes on data included in the GPU memory. Optical termination device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015158716A JP6533434B2 (en) | 2015-08-11 | 2015-08-11 | Station side optical terminator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015158716A JP6533434B2 (en) | 2015-08-11 | 2015-08-11 | Station side optical terminator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017038256A JP2017038256A (en) | 2017-02-16 |
JP6533434B2 true JP6533434B2 (en) | 2019-06-19 |
Family
ID=58047978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015158716A Active JP6533434B2 (en) | 2015-08-11 | 2015-08-11 | Station side optical terminator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6533434B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6954535B2 (en) * | 2017-10-25 | 2021-10-27 | 日本電信電話株式会社 | Communication device |
JP7140976B2 (en) * | 2019-03-05 | 2022-09-22 | 日本電信電話株式会社 | Communication system, subscriber line terminal equipment and communication method |
US11880611B2 (en) | 2019-06-18 | 2024-01-23 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Data processing apparatus, data processing method and program |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002088875A2 (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-07 | The Boeing Company | Communicating data through a network |
US7385925B2 (en) * | 2004-11-04 | 2008-06-10 | International Business Machines Corporation | Data flow control method for simultaneous packet reception |
US7768936B2 (en) * | 2006-06-23 | 2010-08-03 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for transporting deterministic traffic in a gigabit passive optical network |
JP2010118896A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Decoding device, and station-side device of optical communication system |
JP2015133610A (en) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 住友電気工業株式会社 | Station side device, pon system and control method of station side device |
-
2015
- 2015-08-11 JP JP2015158716A patent/JP6533434B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017038256A (en) | 2017-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ye et al. | Joint topology design and mapping of service function chains for efficient, scalable, and reliable network functions virtualization | |
CN112333151B (en) | Method, device and system for receiving CPRI data stream and Ethernet frame | |
JP6533434B2 (en) | Station side optical terminator | |
US20150078406A1 (en) | Mapping a plurality of signals to generate a combined signal comprising a higher data rate than a data rate associated with the plurality of signals | |
Suzuki et al. | Real-time implementation of coherent receiver DSP adopting stream split assignment on GPU for flexible optical access systems | |
Suzuki et al. | Software implementation of 10G-EPON downstream physical-layer processing adopting CPU-GPU cooperative computing for flexible access systems | |
WO2018035857A1 (en) | Communication method and apparatus for ethernet passive optical network | |
Kim et al. | Demonstration of real-time coherent 10-Gb/s QPSK reception implemented on a commodity server | |
WO2016106714A1 (en) | Data transmission method, apparatus and system | |
Suzuki et al. | Real-time demonstration of PHY processing on CPU for programmable optical access systems | |
CN116508273A (en) | Method and apparatus for quantum key distribution | |
CN111885436B (en) | Distribution network automatic communication system based on EPON technology | |
CN108667526B (en) | Multi-service safe transmission method, device and equipment in optical transport network | |
CN116389947A (en) | Dynamic service-oriented bandwidth and key distribution method and related device | |
JP5775105B2 (en) | Transmitting apparatus / method and receiving apparatus / method in a passive optical communication network | |
CN109076111B (en) | Cable media converter management method, apparatus and system | |
CN102710628A (en) | Home-gateway based cloud security encryption method and system | |
KR101430853B1 (en) | Communication node apparatus, communication system, and method for selecting destination reception interface used for same | |
Suzuki et al. | PON virtualization including PHY softwarization | |
CN114598488A (en) | Data transmission method, communication device and communication system | |
JP5945244B2 (en) | Multiplex transmission system and multiple transmission method | |
CN111200492A (en) | Quantum encryption method, device and equipment | |
KR102580623B1 (en) | Apparatus and method for detecting upstream rf signals based on preamble | |
RU2809182C1 (en) | Service data transmission method, corresponding device and digital processing chip | |
CN105790966B (en) | Node cross search method and device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170830 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180727 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180828 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181024 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190226 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190426 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190521 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190524 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6533434 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |