JP2004129172A

JP2004129172A - Optical line terminal, optical network unit, and band assignment method used by them

Info

Publication number: JP2004129172A
Application number: JP2002303206A
Authority: JP
Inventors: Toru Inoue; 井上　徹; Kazuhisa Yamashita; 山下　和寿; Hidekazu Miyoshi; 三好　秀和
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2004-04-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an OLT (optical line terminal) which suppresses transmission delay time within a constant period of time, assigns a large maximum transmission permission volume for an ONU (optical network unit) requesting data transmission, and solves assignment loss caused by a cut line of a variable-length packet. <P>SOLUTION: A control frame processing part 23 discriminates whether the ONU is active, referring transmission request volume included in a report received by a receiving part 21, and calculates the maximum transmission permission volume according to a number of ONU discriminated to be active. The assignment loss is eliminated by making the transmission permission volume included in the report from the ONU to be under the maximum transmission permission volume, by including the maximum transmission permission volume in a grant. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の宅側装置が媒体を共有してデータの伝送を行なう媒体共有型通信であるＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）に関し、特に、データをイーサネット（Ｒ）フレームのまま伝送を行なうＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）　ＰＯＮ）における上り帯域を効率的に割当てるＯＬＴ（光加入者線端局装置）、それに接続されるＯＮＵ（光加入者線終端装置）およびそれらによって用いられる帯域割当方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。それに伴って、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｌｉｎｅ）、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ　Ｔｏ　Ｔｈｅ　Ｈｏｍｅ）などのブロードバンドアクセスに対する要望も急速に高まってきている。
【０００３】
図１５は、従来のＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。このＰＯＮシステムは、主に電話局などに設置されるＯＬＴ１０１と、主に各宅内に設置される複数のＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎと、ＯＬＴ１０１から送出される光信号を分岐してＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎに送出し、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎから送出される光信号を集束してＯＬＴ１０１に送出するスプリッタ１０５と、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎのそれぞれに接続されるユーザ端末１１１とを含む。なお、第１のＯＮＵ１０２−１〜第ｎのＯＮＵ１０２−ｎは、それぞれ同じ構成を有している。
【０００４】
ＯＬＴ１０１は、上位ネットワーク１０９を介して受信したデータを、伝送路１０４およびスプリッタ１０５を介してＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎに送出する。また、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎから送出されたレポート１０７に基づいて、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎ内のバッファ１０３−１〜１０３−ｎに蓄積されているデータの送出開始時刻および送出許可量を演算し、指示信号を挿入したグラント１０６を伝送路１０４およびスプリッタ１０５を介してＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎに送出する。
【０００５】
たとえば、ＯＮＵ１０２−１が下位ネットワーク１１０を介してユーザ端末１１１から上り情報フレーム１０８を受信すると、この上り情報フレーム１０８を一旦バッファ１０３−１に蓄積する。ＯＮＵ１０２−１は、ＯＬＴ１０１からグラント１０６を受信すると、そのグラント１０６によって指定された時刻にバッファ１０３−１内のデータ量をレポート１０７でＯＬＴ１０１に通知する。なお、上り情報フレーム１０８は、可変長パケット単位で到着する。
【０００６】
ＯＮＵ１０２−１は、ＯＬＴ１０１から指示信号を挿入したグラント１０６を受信すると、その指示信号に基づいてバッファ１０３−１内のデータをレポート１０７とともにＯＬＴ１０１に送出する。
【０００７】
図１６は、従来のＰＯＮシステムの動作手順を説明するためのシーケンス図である。なお、このシーケンス図は、ＯＬＴ１０１と、ＯＮＵ１０２−１との動作についてのものであるが、他のＯＮＵ１０２−２〜０２−ｎの動作についても同様である。
【０００８】
運用時間開始時刻Ｔ０において、ＯＬＴ１０１はＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎに関するＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ　Ｔｒｉｐ　Ｔｉｍｅ）を既に計算している。時刻Ｔａ１において、ＯＬＴ１０１は送出要求量を通知させるために、ＯＮＵ１０２−１に対してレポート送出開始時刻Ｔｂ２を含んだグラント１２１を送信する。このレポート送出開始時刻Ｔｂ２は、他のＯＮＵから送信されるレポートと衝突しないように計算される。
【０００９】
ＯＮＵ１０２−１は、自身に対するグラント１２１を受信すると、バッファ１０３−１に蓄積されたデータ量を参照して送出要求量を算出し、グラント１２１に含まれるレポート送出開始時刻Ｔｂ２に、ＯＬＴ１０１に対して送出要求量を含んだレポート１２２を送出する。
【００１０】
ＯＬＴ１０１はレポート１２２を受信すると、固定または可変の最大送出許可量以下となり、かつレポート１２２に含まれるバッファ内データ量のデータをなるべく多く送れるような値を演算し、演算結果を送出許可量としてグラント１２３に挿入する。レポート１２２に含まれる送出要求量がゼロの場合には、ＯＬＴ１０１による演算結果がゼロとなるため帯域が割当てられないが、ＯＮＵ１０２−１にレポートを送出させる必要があるので、ＯＬＴ１０１はＯＮＵ１０２−１に対して必ずグラント１２３を送出する。
【００１１】
グラント１２３に含まれる送出開始時刻Ｔｂ４は、演算済みである前回のＯＮＵデータの受信予定時刻、前回のＯＮＵの送出許可量、現在のＯＮＵに関するＲＴＴおよび固定時間であるガードタイムを用い、データおよびレポートが他のＯＮＵからのデータまたはレポートと衝突しないように計算される。なお、ＯＬＴ１０１は、送出許可量および送出開始時刻Ｔｂ４を含むグラント１２３を送出する時刻Ｔａ３を、グラント１２３が送出開始時刻Ｔｂ４までにＯＮＵ１０２−１に到着するように計算する。
【００１２】
ＯＮＵ１０２−１は、自身に対するグラント１２３を受信すると、グラント１２３に含まれる送出開始時刻Ｔｂ４に、送出許可量分のデータ１２４を、次回の送出要求量を含んだレポートとともにＯＬＴ１０１に送出する。このレポートはデータの直前または直後に送出されるが、データの直前に送出される場合には、送出要求量としてＯＬＴ１０１に報告する値は、バッファ１０３−１に蓄積されているデータ量とデータ１２４のデータ量との差分である。
【００１３】
ＯＬＴ１０１はデータおよびレポート１２４を受信すると、データを上位ネットワーク１０９に送出し、レポートについてはレポート１２２に対する処理と同様の処理を行なう。以上説明した処理は、全てのＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎに対して独立に行なわれ、運用時間が終了するまで時刻Ｔａ３〜時刻Ｔａ４の処理が繰返される。
【００１４】
図１７は、分散割当方式の一例を示す図である。この図は、ＯＮＵ数を３とした場合の帯域割当てと、ＯＬＴ−ＯＮＵ間のグラントおよびレポートの送受信とを示すシーケンス図である。
【００１５】
ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２−３、１０２−２および１０２−１に対して、グラント１３１〜１３３を順次送出する。ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２−３、１０２−２および１０２−１からレポート１３４〜１３６を受信すると、最初にデータの送出を許可するＯＮＵ１０２−３に対するグラント１３７を送出する。
【００１６】
ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２−３から送出されるデータ１３８を受信するとともに、これと並行してＯＮＵ１０２−２に対するグラント１３９を送出する。以降同様の処理が繰返され、ＯＬＴ１０１は順次ＯＮＵ１０２−１〜１０２−３に対して帯域を割当てて、データの受信を繰返す。
【００１７】
図１７から分かるように、ユーザ端末１１１から送出されたデータがＯＮＵ１０２−１に到着してから送出されるまでの待ち時間は、ＯＮＵ１０２−１がレポートを送出してから、そのレポートに対応したデータを送出するまでの時間に依存する。すなわち、全てのＯＮＵ１０２−１〜１０２−３からの送出データ量によって変化する。
【００１８】
たとえば、図１５に示すＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎからのレポートによる送出要求量を全て許可すると、レポートの送出からデータの送出までの待ち時間が大幅に増加し、リアルタイムが要求されるサービスに影響を及ぼすだけでなく、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）スループットにも大きく影響を及ぼすことになる。したがって、ＯＮＵ内のバッファにおける待ち時間を許容される時間内に抑えられるように、ＯＬＴ１０１はＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎからの送出データ量を制御する必要がある。
【００１９】
この問題点を解決するために、ＯＬＴ１０１がＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎからレポートを受信した後、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎの送出許可量を制限するために、クレジット（最大送出許可量）という概念が導入されている。送信可能になっているＯＮＵの総数をＮ、伝送路１０４の回線速度をｒ［ｂｐｓ］、遅延許容時間をｔｄ［ｓｅｃ］とすると、クレジットｃ［ｂｉｔ］は次式によって算出される。
【００２０】
ｃ＝ｒ×ｔｄ／Ｎ　…（１）
このように、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎのそれぞれに固定量のクレジットを割当て、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎからの送出データ量を制御することによって、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎ内のバッファ１０３−１〜１０３−ｎにおけるデータの送信待ち時間を許容される時間内に抑えている。
【００２１】
これに関連する先行技術として、「ＩＰＡＣＴ：Ａ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｆｏｒ　ａｎ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）　ＰＯＮ」（Ｇｌｅｎ　Ｋｒａｍｅｒ他、ｐｐ７４−８０，ＩＥＥＥ　Ｃｏｍｍｕｎ，Ｆｅｂ．２００２．）（以下、第１の先行技術と呼ぶ。）および「ＧＥ−ＰＯＮに適した動的帯域割当アルゴリズム」（吉原他、信学技報、ＮＳ２００２−１７，ｐｐ１−４，２００２．０４）（以下、第２の先行技術と呼ぶ。）がある。
【００２２】
第１の先行技術は、ＥＰＯＮ方式のＦＴＴＨサービスにおける動的割当方式に関するものであり、ＯＬＴが各ＯＮＵに対して独立にレポートを送出させ、その都度ＯＬＴが対応するＯＮＵにグラントを発行する分散型割当方式に関するものである。
【００２３】
また、第２の先行技術は集中型割当方式に関するものであり、ＯＮＵが、グラント周期あたりに割当可能な最大データサイズを上限としたバッファ量と、バッファの先頭から規定の上限値以下のバッファ量とをレポートとして送出する。ＯＬＴは、先頭のＯＮＵから順に上限値以下のバッファ量を許可し、グラント周期の最後のＯＮＵのみに未割当帯域分をグラントとして与えることにより、割当ロスを軽減している。
【００２４】
【非特許文献１】
「ＩＰＡＣＴ：Ａ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｆｏｒ　ａｎ　Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）　ＰＯＮ」（Ｇｌｅｎ　Ｋｒａｍｅｒ他、ｐｐ７４−８０，ＩＥＥＥ　Ｃｏｍｍｕｎ，Ｆｅｂ．２００２．）
【００２５】
【非特許文献２】
「ＧＥ−ＰＯＮに適した動的帯域割当アルゴリズム」（吉原他、信学技報、ＮＳ２００２−１７，ｐｐ１−４，２００２．０４）
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
式（１）によって算出したクレジットを各ＯＮＵに割当てる方法においては、クレジットが小さいと少数のＯＮＵのみが回線を独占できるような状態であっても、上り帯域を効率的に利用できないといった問題点があった。
【００２７】
図１８は、第１の先行技術における問題点を説明するための図である。ＯＬＴが、ＯＮＵ＃１から受信したレポートに含まれる送信要求量（バッファ申告量）に対して、送信許可帯域のみを認めた場合には、ＯＮＵ＃１は送信許可帯域に対してＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレーム１４１、１４２および１４３を送出するが、送信許可帯域内でＭＡＣフレーム１４４を送出できないため割当ロスが発生する。
【００２８】
同様に、ＯＮＵ＃２は送信許可帯域内でＭＡＣフレーム１５３を送出できず、ＯＮＵ＃３は送信許可帯域内でＭＡＣフレーム１６３を送出できないため、それぞれ割当ロスが発生する。この割当ロスは、最悪の場合、最大ＭＡＣフレーム長に相当する。したがって、上り情報フレームを効率的に送信することができないといった問題点があった。
【００２９】
また、第２の先行技術においては、ＯＬＴが同一周期内で大きな許可量を与えるＯＮＵの台数を１台としており、その他のＯＮＵは小さな許可量しか割当てられないので上り情報フレームがバッファに蓄積されている時間が長くなるという問題点があった。また、各ＯＮＵに対しての高い精度の帯域割当を実施することが困難であった。
【００３０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、第１の目的は、送出遅延時間を一定時間以内に抑えつつ、データの送信を要求している光加入者線終端装置に対しては大きな最大送出許可量を割当てることが可能な光加入者線端局装置およびそれによって用いられる帯域割当方法を提供することである。
【００３１】
第２の目的は、送出許可量を光加入者線終端装置に割当てる際に、割当ロスが発生するのを防止することが可能な光加入者線端局装置、光加入者線終端装置およびそれらによって用いられる帯域割当方法を提供することである。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光加入者線端局装置は、光加入者線終端装置からのレポートに対して個別にグラントを送出する分散型帯域割当方式を用いた光加入者線端局装置であって、光加入者線終端装置からのデータおよびレポートを受信するための第１の受信手段と、第１の受信手段によって受信されたデータを上位ネットワークに送出するための第１の送信手段と、第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる送出要求量を参照して光加入者線終端装置がアクティブであるか否かを判定し、アクティブと判定された光加入者線終端装置の数に応じて最大送出許可量を算出し、送出要求量に対して送出許可量が最大送出許可量以下となるようにグラントを生成するための生成手段と、上位ネットワークからデータを受信するための第２の受信手段と、第２の受信手段によって受信されたデータおよび生成手段によって生成されたグラントを記憶するための記憶手段と、記憶手段によって記憶されたデータおよびグラントを光加入者線終端装置に送出するための第２の送信手段とを含む。
【００３３】
生成手段が、アクティブと判定された光加入者線終端装置の数に応じて最大送出許可量を算出するので、データの送信を要求している光加入者線終端装置に対しては大きな最大送出許可量を割当てることが可能となる。
【００３４】
請求項２に記載の光加入者線端局装置は、光加入者線終端装置からのレポートに対して個別にグラントを送出する分散型帯域割当方式を用いた光加入者線端局装置であって、光加入者線終端装置からのデータおよびレポートを受信するための第１の受信手段と、第１の受信手段によって受信されたデータを上位ネットワークに送出するための第１の送信手段と、上位ネットワークからデータを受信するための第２の受信手段と、第２の受信手段によって受信されたデータおよびグラントを記憶するための記憶手段と、記憶手段によって記憶されたデータおよびグラントを光加入者線終端装置に送出するための第２の送信手段と、記憶手段に最大送出許可量を含んだグラントを記憶させて、第２の送信手段に当該グラントを光加入者線終端装置に送出させ、第１の受信手段によって受信された、最大送出許可量を含んだグラントに対応したレポートに含まれる送出要求量に対して送出許可量が最大送出許可量以下となるようにグラントを生成し、記憶手段に記憶させて第２の送信手段に当該グラントを光加入者線終端装置に送出させるための生成手段とを含む。
【００３５】
生成手段が、最大送出許可量を含んだグラントを光加入者線終端装置に送出させるので、光加入者線終端装置が最大送出許可量以下の最適な送出要求量を光加入者線端局装置に送出することができ、割当ロスが発生するのを防止することが可能となる。
【００３６】
請求項３に記載の光加入者線端局装置は、請求項２記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる送出要求量を参照して光加入者線終端装置がアクティブであるか否かを判定し、アクティブと判定された光加入者線終端装置の数に応じて最大送出許可量を算出する。
【００３７】
したがって、データの送信を要求している光加入者線終端装置に対しては大きな最大送出許可量を割当てることが可能となる。
【００３８】
請求項４に記載の光加入者線端局装置は、請求項２記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、最大送出許可量と送出要求量との差分に応じて、次回の最大送出許可量を決定する。
【００３９】
したがって、光加入者線終端装置からの送出要求量に応じて最大送出許可量を増減することができ、ＭＡＣフレームの切れ目に合わせることによる帯域の過小割当を補正することが可能となる。
【００４０】
請求項５に記載の光加入者線端局装置は、請求項１または３記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる送出要求量がゼロであるか否かによって、光加入者線終端装置がアクティブであるか否かを判定する。
【００４１】
したがって、送出要求量が少しでもある光加入者線終端装置をアクティブと見なして、最適な最大送出許可量を算出することが可能となる。
【００４２】
請求項６に記載の光加入者線端局装置は、請求項１または３記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる送出要求量が所定値以上であるか否かによって、光加入者線終端装置がアクティブであるか否かを判定する。
【００４３】
したがって、送出要求量が所定値以上の光加入者線終端装置をアクティブと見なして、最適な最大送出許可量を算出することが可能となる。
【００４４】
請求項７に記載の光加入者線端局装置は、請求項１または３記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる送出要求量の履歴を数回分保持し、ゼロでない送出要求量が所定回数以上あるか否かによって、光加入者線終端装置がアクティブであるか否かを判定する。
【００４５】
したがって、前回の送出要求量がゼロの場合でも、数回分の履歴の中にゼロでない送出要求量が所定回数以上あるときは光加入者線終端装置をアクティブと見なして、最適な最大送出許可量を算出することが可能となる。
【００４６】
請求項８に記載の光加入者線端局装置は、請求項１または３記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる送出要求量の履歴を数回分保持し、所定値以上の送出要求量が所定回数以上あるか否かによって、光加入者線終端装置がアクティブであるか否かを判定する。
【００４７】
したがって、前回の送出要求量が所定値未満の場合でも、数回分の履歴の中に所定値以上の送出要求量が所定回数以上あるときは光加入者線終端装置をアクティブと見なして、最適な最大送出許可量を算出することが可能となる。
【００４８】
請求項９に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、保証帯域が違うサービスクラス毎に異なる最大送出許可量を光加入者線終端装置に設定し、大きな保証帯域を必要とするクラスには大きい最大送出許可量を割当て、保証帯域が小さなクラスには小さい最大送出許可量を割当てる。
【００４９】
したがって、サービスクラス間での帯域の差別化が可能となる。
請求項１０に記載の光加入者線端局装置は、光加入者線終端装置からのレポートに対してグラントを送出する光加入者線端局装置であって、光加入者線終端装置からのデータおよびレポートを受信するための第１の受信手段と、第１の受信手段によって受信されたデータを上位ネットワークに送出するための第１の送信手段と、第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる各キューの送出要求量を参照して光加入者線終端装置の各キューがアクティブであるか否かを判定し、アクティブと判定された光加入者線終端装置のキューの数に応じて各キューの最大送出許可量を算出し、各キューの送出要求量に対して各キューの送出許可量が各キューの最大送出許可量以下となるようにグラントを生成するための生成手段と、上位ネットワークからデータを受信するための第２の受信手段と、第２の受信手段によって受信されたデータおよび生成手段によって生成されたグラントを記憶するための記憶手段と、記憶手段によって記憶されたデータおよびグラントを光加入者線終端装置に送出するための第２の送信手段とを含む。
【００５０】
生成手段が、アクティブと判定された光加入者線終端装置のキューの数に応じて各キューの最大送出許可量を算出するので、データの送信を要求している光加入者線終端装置のキューに対しては大きな最大送出許可量を割当てることが可能となる。また、高優先度のキューの場合には、例外処理として非アクティブであっても最大送出許可量を与えることも可能である。
【００５１】
請求項１１に記載の光加入者線端局装置は、光加入者線終端装置からのレポートに対してグラントを送出する光加入者線端局装置であって、光加入者線終端装置からのデータおよびレポートを受信するための第１の受信手段と、第１の受信手段によって受信されたデータを上位ネットワークに送出するための第１の送信手段と、上位ネットワークからデータを受信するための第２の受信手段と、第２の受信手段によって受信されたデータおよびグラントを記憶するための記憶手段と、記憶手段によって記憶されたデータおよびグラントを光加入者線終端装置に送出するための第２の送信手段と、記憶手段に各キューの最大送出許可量を含んだグラントを記憶させて、第２の送信手段に当該グラントを光加入者線終端装置に送出させ、第１の受信手段によって受信された、各キューの最大送出許可量を含んだグラントに対応したレポートに含まれる各キューの送出要求量に対して各キューの送出許可量が各キューの最大送出許可量以下となるようにグラントを生成し、記憶手段に記憶させて前記第２の送信手段に当該グラントを光加入者線終端装置に送出させるための生成手段とを含む。
【００５２】
生成手段が、各キューの最大送出許可量を含んだグラントを光加入者線終端装置に送出させるので、光加入者線終端装置の各キューが最大送出許可量以下の最適な送出要求量を光加入者線端局装置に送出することができ、キュー毎の割当がＯＬＴから制御できるようになる。
【００５３】
請求項１２に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜１１のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、光加入者線端局装置は、光加入者線終端装置からのレポートに対して個別にグラントを送出する分散型帯域割当方式を用いた光加入者線端局装置である。
【００５４】
したがって、分散型帯域割当方式を用いた光加入者線端局装置であっても、適切な最大送出許可量を割当てることが可能となる。
【００５５】
請求項１３に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜１１のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、光加入者線端局装置は、光加入者線終端装置からのレポートに対して集中的にグラントを送出する集中型帯域割当方式を用いた光加入者線端局装置である。
【００５６】
したがって、集中型帯域割当方式を用いた光加入者線端局装置であっても、適切な最大送出許可量を割当てることが可能となる。
【００５７】
請求項１４に記載の光加入者線終端装置は、光加入者線端局装置からの個別のグラントに応じてレポートを送出する分散型帯域割当方式を用いた光加入者線終端装置であって、光加入者線端局装置からのデータおよびグラントを受信するための第１の受信手段と、第１の受信手段によって受信されたデータを下位ネットワークに送出するための第１の送信手段と、第１の受信手段によって受信されたグラントに含まれる最大送出許可量に応じて送出要求量を決定し、送出要求量を含んだレポートを生成するための生成手段と、下位ネットワークからデータを受信するための第２の受信手段と、第２の受信手段によって受信されたデータおよび生成手段によって生成されたレポートを記憶するための記憶手段と、記憶手段によって記憶されたデータおよびレポートを光加入者線端局装置に送出するための第２の送信手段とを含む。
【００５８】
生成手段が、第１の受信手段によって受信されたグラントに含まれる最大送出許可量に応じて送出要求量を決定するので、最大送出許可量以下の最適な送出要求量を光加入者線端局装置に送出することができ、光加入者線端局装置において割当ロスが発生するのを防止することが可能となる。
【００５９】
請求項１５に記載の光加入者線終端装置は、請求項１４記載の光加入者線終端装置であって、生成手段は、第１の受信手段によって受信されたグラントに含まれる最大送出許可量以下であり、かつフレーム単位で送出できる最大のデータ量を送出要求量とする。
【００６０】
したがって、光加入者線終端装置はフレーム単位で送出要求量を決定することができ、光加入者線端局装置において割当ロスが発生するのを防止することが可能となる。
【００６１】
請求項１６に記載の光加入者線終端装置は、光加入者線端局装置からのグラントに応じてレポートを送出する光加入者線終端装置であって、光加入者線端局装置からのデータおよびグラントを受信するための第１の受信手段と、第１の受信手段によって受信されたデータを下位ネットワークに送出するための第１の送信手段と、第１の受信手段によって受信されたグラントに含まれる各キューの最大送出許可量に応じて各キューの送出要求量を決定し、各キューの送出要求量を含んだレポートを生成するための生成手段と、下位ネットワークからデータを受信するための第２の受信手段と、第２の受信手段によって受信されたデータおよび前記生成手段によって生成されたレポートを記憶するための記憶手段と、記憶手段によって記憶されたデータおよびレポートを光加入者線端局装置に送出するための第２の送信手段とを含む。
【００６２】
生成手段が、第１の受信手段によって受信されたグラントに含まれる各キューの最大送出許可量に応じて各キューの送出要求量を決定するので、各キューの最大送出許可量以下の最適な送出要求量を光加入者線端局装置に送出することができ、光加入者線端局装置の制御方針に基づいたキュー毎の割当が可能となる。
【００６３】
請求項１７に記載の帯域割当方法は、光加入者線終端装置からのレポートに対して光加入者線端局装置がグラントを送出する帯域割当方法であって、光加入者線端局装置が、光加入者線終端装置から受信したレポートに含まれる送出要求量を参照して、光加入者線終端装置がアクティブであるか否かを判定するステップと、光加入者線端局装置が、アクティブと判定された光加入者線終端装置の数に応じて最大送出許可量を算出し、送出要求量に対して送出許可量が最大送出許可量以下となるようにグラントを生成して光加入者線終端装置に送信するステップとを含む。
【００６４】
アクティブと判定された光加入者線終端装置の数に応じて最大送出許可量を算出するので、データの送信を要求している光加入者線終端装置に対しては大きな最大送出許可量を割当てることが可能となる。
【００６５】
請求項１８に記載の帯域割当方法は、光加入者線終端装置からのレポートに対して光加入者線端局装置がグラントを送出する帯域割当方法であって、光加入者線端局装置が、最大送出許可量を含んだグラントを光加入者線終端装置に送出するステップと、光加入者線終端装置が、受信したグラントに含まれる最大送出許可量に応じて送出要求量決定し、送出要求量を含んだレポートを生成して光加入者線端局装置に送出するステップと、光加入者線端局装置が、レポートに含まれる送出要求量に対して送出許可量が最大送出許可量以下となるようにグラントを生成し、グラントを光加入者線終端装置に送出するステップとを含む。
【００６６】
最大送出許可量を含んだグラントを光加入者線終端装置に送出するので、光加入者線終端装置が最大送出許可量以下の最適な送出要求量を光加入者線端局装置に送出することができ、割当ロスが発生するのを防止することが可能となる。
【００６７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるＯＬＴの概略構成を示すブロック図である。このＯＬＴ１は、ＯＮＵからの光信号を受信してフレームを出力する受信部１１と、受信部１１から受けたデータフレームを上位ネットワークに送出する送信部１２と、受信部１１から受けたレポートフレームに基づいてグラントフレームを生成したり、上位ネットワークから受信したデータフレームの送信制御を行なったりする制御フレーム処理部１３と、上位ネットワークからのフレームを受信する受信部１４と、受信部１４によって受信されたフレームを蓄積するバッファメモリ１５と、制御フレーム処理部１３による制御によってバッファメモリ１５に蓄積されたフレームをＯＮＵに送出する送信部１６とを含む。なお、バッファメモリ１５は、レジスタ、フリップフロップ回路、ラッチ回路など、データを記憶できるものであればよい。
【００６８】
受信部１１は、ＯＮＵからの光信号を受信し、フレームのヘッダ部分を読取ることによってデータフレームであるか、レポートフレームなどの制御フレームであるかを判定する。受信したフレームがデータフレームであれば、受信部１１は当該データフレームを送信部１２に転送する。また、受信したフレームが制御フレームであれば、受信部１１は当該制御フレームを制御フレーム処理部１３に転送する。
【００６９】
送信部１２は、受信部１１からデータフレームを受けると、当該データフレームを上位ネットワークに送出する。
【００７０】
制御フレーム処理部１３は、後述する送出許可量記憶テーブル、到着予定時刻記憶テーブル、ＲＴＴ記憶テーブルおよびアクティブ情報記憶テーブルを含み、帯域割当演算機能および下り制御フレーム作成機能を有している。制御フレーム処理部１３は、受信部１１からレポートフレームを受けると、後述する処理によってグラントフレームを作成してバッファメモリ１５に転送する。また、制御フレーム処理部１３は、バッファメモリ１５に蓄積されているフレームの送信制御も行なう。
【００７１】
また、制御フレーム処理部１３は、新たに接続されたＯＮＵがないか否かを定期的に検知するための制御フレームを生成して送出し、その検知結果に応じてアクティブ情報記憶テーブル等のテーブルの内容の書換えを行なう。また、制御フレーム処理部１３は、接続されていたＯＮＵが切断された場合には、それを検知してアクティブ情報記憶テーブル等のテーブルの内容の書換えを行なう。
【００７２】
受信部１４は、上位ネットワークからのフレームを受信し、バッファメモリ１５に転送する。バッファメモリ１５は、制御フレーム処理部１３および受信部１４から転送された制御フレームおよびデータフレームをキューに蓄積し、制御フレーム処理部１３による制御によってキューに蓄積されたフレームを送信部１６に転送する。送信部１６は、バッファメモリ１５から転送された制御フレームおよびデータフレームをＯＮＵへ送出する。
【００７３】
図２は、制御フレーム処理部１３の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部１３は、受信部１１によって受信されたＯＮＵからのレポートフレームを受けると（Ｓ１１）、レポートフレームのヘッダの送信元情報を参照して、記憶テーブルから送信元情報に対応するＯＮＵの情報を読込む（Ｓ１２）。
【００７４】
図３は、制御フレーム処理部１３内に設けられた記憶テーブルの一例を示す図である。図３（ａ）は、送出許可量記憶テーブルを示しており、現時刻でアクティブと判定されているＯＮＵの番号ｋに対応して、ＯＮＵの送出許可量が格納される。この送出許可量記憶テーブルは、レポート／グラントフレーム処理時に更新される。
【００７５】
図３（ｂ）は、到着予定時刻記憶テーブルを示しており、現時刻でアクティブと判定されているＯＮＵの番号ｋに対応して、フレームの到着予定時刻が格納される。この到着予定時刻記憶テーブルは、レポート／グラントフレーム処理時に更新される。
【００７６】
図３（ｃ）は、ＲＴＴ記憶テーブルを示しており、送信可能になっているＯＮＵの番号１〜Ｎに対応して、それぞれのＲＴＴが格納される。このＲＴＴ記憶テーブルは、ＯＮＵとの間の距離測定時に更新される。
【００７７】
図３（ｄ）は、アクティブ情報記憶テーブルを示しており、送信可能になっているＯＮＵの番号１〜Ｎに対応して、それぞれのＯＮＵがアクティブである否かの情報が格納される。このアクティブ情報記憶テーブルは、新たなＯＮＵが検知されたとき、ＯＮＵの切断が検知されたとき、およびレポート／グラント処理時に更新される。
【００７８】
新たなＯＮＵが検知された場合には、ＲＴＴ記憶テーブルおよびアクティブ情報記憶テーブルにそのＯＮＵに対応した情報が追加される。また、ＯＮＵの切断が検知された場合には、ＲＴＴ記憶テーブルおよびアクティブ情報記憶テーブルからそのＯＮＵに対応した情報が削除される。
【００７９】
新たなＯＮＵがネットワークに接続されると、ＯＬＴ１が定期的に送出する下り制御フレームに応答して、ＯＮＵは上り制御フレームを送出する。ＯＬＴ１は、ＯＮＵからその制御フレームを受信することによってＯＮＵが接続されたことを認知し、その応答時間によってＯＬＴ１とＯＮＵとの間の往復時間、すなわちＲＴＴを検知する。
【００８０】
また、ＯＬＴ１は、ＯＮＵに送出したグラントフレームに対してある一定時間以上レポートフレームが返送されない場合、またはＯＮＵから切断要求を示す制御フレームを受信した場合には、ＯＮＵが切断されたと判断する。
【００８１】
再び、図２のフローチャートの説明に戻る。次に、制御フレーム処理部１３は、記憶テーブルから読込んだ当該ＯＮＵのひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量と、当該ＯＮＵのＲＴＴとから、当該ＯＮＵの今回の到着予定時刻および送出開始時刻を計算する（Ｓ１３）。
【００８２】
また、制御フレーム処理部１３は、アクティブ情報記憶テーブルを参照して、アクティブであるＯＮＵの台数と、当該ＯＮＵがアクティブであるか否かによって次式によりクレジットを計算する（Ｓ１４）。なお、送信可能になっているＯＮＵの総数をＮ、伝送路の回線速度をｒ［ｂｐｓ］、遅延許容時間をｔｄ［ｓｅｃ］、アクティブなＯＮＵの比率をα（０＜α≦１）とする。ここで、アクティブなＯＮＵは、当該ＯＮＵの送出許可量を計算する時刻に、以前のＮ個のＯＮＵからのレポートのうち、送出要求量がゼロでなかったＯＮＵとする。
【００８３】
ｃ＝ｒ×ｔｄ／（Ｎ×α）　…（２）
式（２）によって、アクティブとなっているＯＮＵのクレジットを動的に変化させることによって、少数のＯＮＵのみがアクティブとなっている場合でも効率的に上り帯域を割当てることができる。
【００８４】
しかし、式（２）を用いてクレジットを計算した場合、アクティブとなるＯＮＵが増加すると遅延時間が許容範囲を超えてしまうことがある。特に、運用開始時刻においては、遅延時間が増大する可能性があるので、クレジットをなるべく固定する演算方法を用いる方が望ましい。
【００８５】
他のクレジットの演算方法として、前回のレポートで当該ＯＮＵの送出要求量がゼロでなかったか否かによってクレジットを変化させる方法が考えられる。当該ＯＮＵの送出許可量を計算する時刻に、当該ＯＮＵの前回の送出要求量がゼロである場合には、当該ＯＮＵのクレジットを次式とする。なお、Ｍを固定値［ｂｉｔ］とする。
【００８６】
ｃ＝Ｍ　…（３）
また、当該ＯＮＵの送出許可量を計算する時刻に、当該ＯＮＵの前回の送出要求量がゼロでない場合には、当該ＯＮＵのクレジットを次式によって計算する。
【００８７】
ｃ＝Ｍ＋（ｒ×ｔｄ−Ｎ×Ｍ）／（Ｎ×α）　…（４）
また、当該ＯＮＵの今回の送出要求量がゼロであれば、当該ＯＮＵをアクティブでないＯＮＵとし、記憶テーブルの内容を更新する。この演算方法を用いることにより、遅延時間を許容値以下に抑えることができるとともに、少数のアクティブなＯＮＵが帯域を独占できる場合には、そのＯＮＵに対して送出許可量を十分に大きくすることができる。
【００８８】
次に、制御フレーム処理部１３は、当該ＯＮＵの送出要求量が計算したクレジット以下であるか否かを判定する（Ｓ１５）。送出要求量がクレジット以下であれば（Ｓ１５，Ｙｅｓ）、送出許可量を送出要求量とする（Ｓ１６）。また、送出要求量がクレジットよりも大きければ（Ｓ１５，Ｎｏ）、送出許可量をクレジットの値とする（Ｓ１７）。
【００８９】
次に、制御フレーム処理部１３は、送出要求量から当該ＯＮＵが現時刻においてアクティブであるか否かを判定する。そして、当該ＯＮＵがアクティブであるか否かによって記憶テーブルの内容を更新する（Ｓ１８）。
最後に、制御フレーム処理部１３は、送信元アドレス（ＯＬＴのアドレス）、送信先アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送出開始時刻および送出許可量によって構成されるグラントフレームを作成してバッファメモリ１５に転送し、下りデータフレームの間にこのグラントフレームの送出を指示する（Ｓ１９）。
【００９０】
以上の説明においては、制御フレーム処理部１３が、各ＯＮＵの前回の送出要求量（前周期の送出要求量）がゼロであるか否かによって、各ＯＮＵがアクティブであるか否かを判定するようにしたが、各ＯＮＵの以前の送出要求量を新しい順番で数回分保持し、その履歴のうちゼロでない送出要求量が規定回数以上あればＯＮＵがアクティブであると判定するようにしてもよい。
【００９１】
また、図４（ａ）に示すように、ＯＮＵの前回の送出要求量（前周期の送出要求量）がゼロであるか否かによってＯＮＵがアクティブであるか否かを判定し、当該ＯＮＵがアクティブでないと判定した場合には最低保証の送出許可量Ｍを当該ＯＮＵに割当てるようにした。しかし、図４（ｂ）に示すように、ＯＮＵの前回の送出要求量（前周期の送出要求量）がＬ以上であるか否かによって当該ＯＮＵがアクティブであるか否かを判定し、当該ＯＮＵがアクティブでなければ最低保証の送出許可量Ｍを当該ＯＮＵに割当てるようにしてもよい。ここで、Ｌには、たとえば最大ＭＡＣフレーム長である１５２２（ＶＬＡＮタグを含む場合）バイトが設定される。
【００９２】
また、各ＯＮＵの以前の送出要求量を新しい順番で数回分保持し、その履歴のうちＬ以上である送出要求量が規定回数以上あればＯＮＵがアクティブであると判定するようにしてもよい。
【００９３】
さらには、保証帯域が違うサービスクラス毎に異なる最大割当の上限をＯＮＵに設定し、大きな保証帯域を必要とするクラスには多くのクレジットを割当て、保証帯域が小さなクラスには少ないクレジットを割当てるようにし、大きな保証帯域を必要とするクラスの遅延時間を短縮するようにしてもよい。
【００９４】
以上説明したように、本実施の形態におけるＯＬＴ１によれば、アクティブとなっているＯＮＵの数によってクレジット（最大送出許可量）を動的に変化させるようにしたので、送出遅延時間を一定時間以内に抑えつつ、データの送信を要求しているＯＮＵに対しては大きなクレジットを割当てることが可能となった。
【００９５】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵは、図１８を用いて説明した送信許可帯域内で発生する割当ロスをなくして、帯域効率の低下を防止するものである。本実施の形態におけるＯＬＴは、式（２）、または式（３）および（４）を用いて算出したクレジットをグラントフレームに書込み、現時点のクレジットを各ＯＮＵに通知する。クレジットを受けたＯＮＵは、クレジット以下であり、かつ送出する先頭のデータフレームから、フレーム単位で送出できる最大のデータ量を送出要求量としてＯＬＴに通知する。
【００９６】
本実施の形態におけるＯＬＴの概略構成は、図１に示す第１の実施の形態におけるＯＬＴ１の概略構成と比較して、制御フレーム処理部の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態における制御フレーム処理部の参照符号を１３’として説明する。
【００９７】
本実施の形態における制御フレーム処理部１３’は、送出許可量記憶テーブル、到着予定時刻記憶テーブル、ＲＴＴ記憶テーブルおよびアクティブ情報記憶テーブル以外に、各ＯＮＵのクレジットを記憶するクレジット記憶テーブルを有しており、制御フレーム処理部１３’はクレジット記憶テーブルを参照して、ＯＮＵにクレジットを通知する。
【００９８】
図５は、本発明の第２の実施の形態におけるＯＮＵの概略構成を示すブロック図である。このＯＮＵ２は、ＯＬＴからの光信号を受信して自身宛てのフレームを出力する受信部２１と、受信部２１から受けたデータフレームをユーザ側の端末に送出する送信部２２と、受信部２１から受けたグラントフレームに基づいてレポートフレームを生成したり、ユーザ側の端末から受信したデータフレームの送信制御を行なったりする制御フレーム処理部２３と、ユーザ側の端末からのフレームを受信する受信部２４と、受信部２４によって受信されたデータフレームおよび制御フレーム処理部２３によって生成された制御フレームを蓄積するバッファメモリ２５と、制御フレーム処理部２３による制御によってバッファメモリ２５に蓄積されたフレームをＯＬＴに送出する送信部２６と、受信部２４によって受信された各データフレームの長さをカウントするカウンタ２７とを含む。
【００９９】
受信部２１は、ＯＬＴからの光信号を受信し、フレームのヘッダ部分を読取ることによって当該フレームが自身宛てであるか否かを判定する。受信部２１は、受信したフレームが自身宛てであれば当該フレームを取込み、他のＯＮＵ宛てまたは他のＯＮＵに接続される装置宛てであれば当該フレームを廃棄する。また、受信部２１は、取込んだフレームのヘッダ部分によってデータフレームであるか、グラントフレームなどの制御フレームであるかを判定する。受信したフレームがデータフレームであれば、受信部２１は当該データフレームを送信部２２に転送する。また、受信したフレームが制御フレームであれば、受信部２１は当該制御フレームを制御フレーム処理部２３に転送する。
【０１００】
送信部２２は、受信部２１からデータフレームを受けると、当該データフレームをユーザ側の端末等が接続されるリンクへ送出する。
【０１０１】
制御フレーム処理部２３は、カウンタ２７から転送されるデータフレームの長さを記憶するデータ長記憶テーブルを含み、送出要求量の演算機能および上り制御フレーム作成機能を有している。制御フレーム処理部２３は、受信部１１からグラントフレームを受けると、後述する処理によってレポートフレームを作成してバッファメモリ２５に転送する。また、制御フレーム処理部２３は、バッファメモリ２５に蓄積されているフレームの送信制御も行なう。
【０１０２】
また、制御フレーム処理部２３は、ＯＬＴからのグラントフレーム以外の制御フレームの処理を実行してバッファメモリ２５に蓄積し、制御フレームの送信制御も行なう。
【０１０３】
受信部２４は、ユーザ側の端末（リンク）からのフレームを受信し、バッファメモリ２５に転送する。バッファメモリ２５は、制御フレーム処理部２３および受信部２４から転送された制御フレームおよびデータフレームをフレーム種類毎に一旦キューに蓄積し、制御フレーム処理部１３による制御によってキューに蓄積されたフレームを送信部２６に転送する。送信部２６は、バッファメモリ２５から転送された制御フレームおよびデータフレームをＯＬＴへ送出する。
【０１０４】
カウンタ２７は、受信部２４によって受信されたデータフレームの長さをカウントし、データフレーム毎の長さを制御フレーム処理部２３に通知する。
【０１０５】
図６は、制御フレーム処理部２３の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部２３は、受信部２１によって受信されたＯＬＴからのグラントフレームを受けると（Ｓ２１）、送出許可量に対応しているデータ長記憶テーブルの内容を更新し、グラントフレームに含まれるクレジットを読出す（Ｓ２２）。
【０１０６】
図７は、データ長記憶テーブルの一例を示す図である。バッファメモリ２５の各キュー１〜Ｑのそれぞれに対応するデータ長記憶テーブルが設けられている。データフレームが受信部２４からバッファメモリ２５内のキューに転送されるときに、カウンタ２７によってデータフレームの長さが検知され、当該データフレームが格納されたキューに対応するデータ長記憶テーブルのデータ長が記録されていない領域に上から順番に当該データフレームのデータ長が書込まれる。
【０１０７】
グラントフレームを受けたとき、制御フレーム処理部２３は、その送信許可量のデータに対応するデータ長をデータ長記憶テーブルから削除し、バッファメモリ２５に対して対応するデータフレームの送信を指示する。
【０１０８】
また、レポートフレームを作成するとき、制御フレーム処理部２３は、規定されたキューに対する優先順位でデータフレームのデータ長を読出す。すなわち、グラントフレームに含まれるクレジット以下であり、かつ送出する先頭のデータフレームから、フレーム単位で送出できる最大のデータ量のデータに対応したデータ長の合計値が送出要求量となる。
【０１０９】
再び、図６のフローチャートの説明に戻る。次に、制御フレーム処理部２３は、ＯＬＴから受信したグラントフレームに含まれるクレジットを参照し、クレジット以下であり、かつ送出する先頭のデータフレームから、フレーム単位で送出できる最大のデータ量を算出し、その値を送出要求量とする（Ｓ２３）。
【０１１０】
次に、制御フレーム処理部２３は、送信元アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送信先アドレス（ＯＬＴのアドレス）、送信要求量によって構成されるレポートフレームを作成し、バッファメモリ２５に転送する（Ｓ２４）。
【０１１１】
最後に、制御フレーム処理部２３は、グラントフレームに含まれる送出開始時刻に、レポートフレームおよび送出許可量分のデータフレームの送出をバッファメモリ２５および送信部２６に指示する（Ｓ２５）。
【０１１２】
図８は、本発明の第２の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部１３’は、受信部１１によって受信されたＯＮＵからのレポートフレームを受けると（Ｓ３１）、レポートフレームに含まれる送出要求量がクレジット以下であるか否かを判定する（Ｓ３２）。
【０１１３】
送出要求量がクレジット以下の場合には（Ｓ３２，Ｙｅｓ）、送出許可量を送出要求量とする（Ｓ３３）。また、送出要求量がクレジットよりも大きければ（Ｓ３２，Ｎｏ）、送出許可量をクレジットの値とする（Ｓ３４）。
【０１１４】
次に、制御フレーム処理部１３’は、送出要求量に基づいて当該ＯＮＵがアクティブであるか否かを判定し、記憶テーブルの内容を更新するとともに（Ｓ３５）、記憶テーブルから読込んだ当該ＯＮＵのひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量と、当該ＯＮＵのＲＴＴとから、当該ＯＮＵの今回の到着予定時刻および送出開始時刻を計算する（Ｓ３６）。
【０１１５】
また、制御フレーム処理部１３’は、アクティブ情報記憶テーブルを参照して、アクティブであるＯＮＵの台数と、当該ＯＮＵがアクティブであるか否かによって式（２）、または式（３）および（４）によりクレジットを計算し（Ｓ３７）、クレジット記憶テーブルの内容を更新する（Ｓ３８）。
【０１１６】
最後に、制御フレーム処理部１３’は、送信元アドレス（ＯＬＴのアドレス）、送信先アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送出開始時刻および送出許可量によって構成されるグラントフレームを作成してバッファメモリ１５に転送し、下りデータフレームの間にこのグラントフレームの送出を指示する（Ｓ３９）。
【０１１７】
図９は、ＯＬＴ１がｉ番目のグラントフレームをＯＮＵ２に送出したときに、どのようにして上りデータフレームの送出タイミングが決定されるのかを、１つのＯＮＵに注目して説明するためのシーケンス図である。
【０１１８】
ｉ番目のグラントフレームには、ｉ番目の上りデータフレームに対する送出許可量、送出開始時刻およびｉ＋１番目のレポートに許されるクレジットが含まれる。ＯＮＵ２がこのグラントフレームを受信すると、クレジット以下のｉ＋１番目の送出要求量を含んだｉ番目のレポートフレームと、送出許可量以下のデータを含んだｉ番目のデータフレームとをＯＬＴ１に送出する。
【０１１９】
ＯＬＴ１がｉ番目のレポートフレームを受信すると、送出要求量がクレジット以下であるか否かを判定する。送出要求量がクレジットを超えていれば、クレジットを送出許可量とする。また、ＯＬＴは、送出要求量を参照して当該ＯＮＵがアクティブであるか否かを判定する。
【０１２０】
次に、ＯＬＴ１は、ひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量からＯＮＵ２のｉ＋１番目のデータ到着時刻を計算する。ＯＬＴ１は、このデータ到着時刻とＲＴＴとから、ｉ＋１番目のグラントフレームをいつまでにＯＮＵに向けて送出すればよいかを計算できる。したがって、ＯＬＴ１は、ｉ＋１番目のグラントフレームを送出する時刻を決定し、そのグラントフレームを受信したＯＮＵ２がレポートフレームを送出する送出開始時刻も計算することができる。
【０１２１】
これらの計算は、レポートを受信した直後に行なえる。未だ計算していないクレジットに関しては、レポートを受信した直後に計算してもよいし、できるだけ新しい情報を使うためにグラントフレームの送出時間の直前であってもよい。ＯＬＴ１は、送出開始時刻、送出許可量およびクレジットを含んだグラントフレームをグラント送出時刻にＯＮＵ２に送出する。以上説明した手順を繰返し、他のＯＮＵ２に対しても同様の処理を繰返すことによって、クレジットの割当ロスをなくすことができる。
【０１２２】
以上説明したように、本実施の形態におけるＯＬＴ１およびＯＮＵ２によれば、ＯＮＵ２がＯＬＴ１から受信したグラントフレームに含まれるクレジットに応じて、送出要求量を計算してＯＬＴ１に送出するようにしたので、ＯＬＴ１は送出許可量をＯＮＵ２に割当てる際に発生する割当ロスをなくすことが可能となった。
【０１２３】
以上の説明においては、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２からの送出要求量がクレジットよりも大きければ、送出許可量をクレジットの値としたが、ＯＬＴ１はクレジットとＯＮＵ２からの送出要求量との差分に応じて、次回のクレジットを増減するようにしてもよい。
【０１２４】
（第３の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態におけるＯＬＴは、分散型帯域割当方式を用いたＯＬＴに関するものであったが、本発明の第３の実施の形態におけるＯＬＴは、集中型帯域割当方式を用いたＯＬＴに関する。上述した分散型帯域割当方式において、ＯＬＴはＯＮＵからレポートフレームを受信すると、その時点で判明しているトラフィック状況からクレジットを算出し、グラントフレームを発行してクレジットや送出許可量をＯＮＵへ通知するものであった。
【０１２５】
一方、本実施の形態における集中型帯域割当方式を用いたＯＬＴは、全てのＯＮＵからのレポートフレームが到着するまで待機し、全てのレポートフレームを受信した時点で各々のＯＮＵに対するクレジットを計算してグラントフレームを各ＯＮＵへ送信するものである。
【０１２６】
本実施の形態におけるＯＬＴの概略構成は、図１に示す第１の実施の形態におけるＯＬＴ１の概略構成と比較して、制御フレーム処理部の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態における制御フレーム処理部の参照符号を１３ａとして説明する。また、本実施の形態におけるＯＮＵは、本発明の第２の実施の形態において説明したＯＮＵと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１２７】
図１０は、本発明の第３の実施の形態における集中型帯域割当方式の一例を示す図である。この図は、ＯＮＵ数を３とした場合の帯域割当てと、ＯＬＴ−ＯＮＵ間のグラントおよびレポートの送受信とを示すシーケンス図である。
【０１２８】
ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−３、２−２および２−１に対して、グラント３１〜３３を順次送出する。ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−３、２−２および２−１からレポート３４〜３６を受信すると、ＯＮＵ２−３、ＯＮＵ２−２およびＯＮＵ２−１に対するグラント３７〜３９を順次を送出する。
【０１２９】
ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−３から送出されるデータ４３を受信すると、続いてＯＮＵ２−２から送出されるデータ４４を受信し、さらにＯＮＵ２−１から送出されるデータ４５を受信する。ＯＬＴ１は、データ４４および４５の受信と並行してＯＮＵ２−１〜２−３に対する次回のグラントを生成して順次送出する。以降同様の処理が繰返される。
【０１３０】
図１０においては、簡単のためにグラント周期開始時間をＯＬＴ１からのグラント送出開始時間と定義し、グラント周期開始時間を破線で示している。ＯＬＴ１は、前周期で受信したレポートメッセージに基づいて、それぞれのＯＮＵに対するクレジットを計算してグラントフレームでそれを通知する。
【０１３１】
分散型帯域割当方式と集中型帯域割当方式との違いは、分散型帯域割当方式においてはＯＮＵがアクティブであるという情報はそのＯＮＵの前回の送出要求量から判定し、場合によっては若干古い情報を用いることもあったが、集中型帯域割当方式においてはほぼ同じ時間に全てのＯＮＵからの送出要求量を取得できるので、ＯＮＵがアクティブであるか否かを判断でき、より新しい情報を用いてクレジットを計算できる点である。
【０１３２】
また、図１０においては、ＯＬＴ１はグラントフレームのみをＯＮＵへ送信し、ＯＮＵにレポートフレームのみを送出させた後にデータフレームのみを送出させるようにしているが、ＯＬＴ１はＯＮＵに対してレポートフレームと共にいくらかのデータフレームも送出させるようにしてもよい。
【０１３３】
図１１は、本発明の実施の形態３におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部１３ａは、変数ｉに１を代入し（Ｓ４１）、受信部１１によって受信されたＯＮＵからのレポートフレームを受ける（Ｓ４２）。そして、制御フレーム処理部１３ａは、そのレポートフレームに含まれる送出要求量がクレジット以下であるか否かを判定する（Ｓ４３）。
【０１３４】
送出要求量がクレジット以下の場合には（Ｓ４３，Ｙｅｓ）、送出許可量を送出要求量とする（Ｓ４４）。また、送出要求量がクレジットよりも大きければ（Ｓ４３，Ｎｏ）、送出許可量をクレジットの値とする（Ｓ４５）。
【０１３５】
次に、制御フレーム処理部１３ａは、送出要求量に基づいて当該ＯＮＵがアクティブであるか否かを判定し、記憶テーブルの内容を更新するとともに、変数ｉを１だけインクリメントする（Ｓ４６）。なお、本実施の形態においては、図３（ａ）に示す送出許可量記憶テーブルおよび図３（ｂ）に示す到着予定時刻記憶テーブルがＯＮＵの数だけあるものとする。
【０１３６】
次に、制御フレーム処理部１３ａは、変数ｉがＯＮＵの数Ｎと等しいか否かを判定する（Ｓ４７）。変数ｉがＯＮＵの数Ｎと等しくなければ（Ｓ４７，Ｎｏ）、レポートフレームを受信していないＯＮＵがあるとして、ステップＳ４２に戻って以降の処理を繰返す。
【０１３７】
また、変数ｉがＯＮＵの数Ｎと等しければ（Ｓ４７，Ｙｅｓ）、制御フレーム処理部１３ａは、変数ｉに対応するＯＮＵのひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量と、当該ＯＮＵのＲＴＴとを記憶テーブルから読込み（Ｓ４８）、当該ＯＮＵの今回の到着予定時刻および送出開始時刻を計算する（Ｓ４９）。
【０１３８】
また、制御フレーム処理部１３ａは、アクティブ情報記憶テーブルを参照して、アクティブであるＯＮＵの台数と、当該ＯＮＵがアクティブであるか否かによって式（２）、または式（３）および（４）によりクレジットを計算し（Ｓ５０）、クレジット記憶テーブルの内容を更新し、変数ｉを１だけデクリメントする（Ｓ５１）。
【０１３９】
そして、制御フレーム処理部１３ａは、変数ｉが１であるか否かを判定する（Ｓ５２）。変数ｉが１でなければ（Ｓ５２，Ｎｏ）、到着予定時刻および送出開始時刻を計算していないＯＮＵがあるとして、ステップＳ４８に戻って以降の処理を繰返す。
【０１４０】
また、変数ｉが１であれば（Ｓ５２，Ｙｅｓ）、制御フレーム処理部１３ａは、送信元アドレス（ＯＬＴのアドレス）、送信先アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送出開始時刻および送出許可量によって構成されるグラントフレームをＯＮＵ毎に作成してバッファメモリ１５に転送し、下りデータフレームの間にこのグラントフレームの送出を指示する（Ｓ５３）。
【０１４１】
以上説明したように、本実施の形態におけるＯＬＴ１によれば、集中型帯域割当方式を用いた場合であっても、第１の実施の形態または第２の実施の形態において説明した効果を奏することが可能となった。
【０１４２】
（第４の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態におけるＯＬＴ１は、ＯＮＵが複数のキューを有する場合であっても、１つのＯＮＵに対して１つのクレジットを通知して、ＯＮＵに各キューに対するクレジットの割当てを任せていたため、ＯＬＴ１が意図するようなクレジットの使われ方がされない場合が想定される。本実施の形態においては、ＯＬＴ１は、ＯＮＵからキュー毎のレポートを受取り、ＯＮＵのキュー毎にクレジットを設定して通知するものである。
【０１４３】
本実施の形態におけるＯＬＴの概略構成は、図１に示す第１の実施の形態におけるＯＬＴ１の概略構成と比較して、制御フレーム処理部の機能が異なる点のみが異なる。また、本実施の形態におけるＯＮＵの概略構成は、図５に示す第２の実施の形態におけるＯＮＵ２の概略構成と比較して、制御フレーム処理部の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態におけるＯＬＴの制御フレーム処理部およびＯＮＵの制御フレーム処理部の参照符号をそれぞれ１３ｂおよび２３ｂとして説明する。
【０１４４】
図１２は、本発明の第４の実施の形態におけるＯＬＴが発行するグラントフレームの内容の一例を示す図である。このグラントフレームは、最大４つまでの送出許可量と、各送出許可量に対応する送出開始時刻と、ＯＮＵの各キューに対応する最大送出許可量（クレジット）とを含む。なお、実際のグラントフレームには、これ以外に宛先アドレス、送信元アドレスなどが格納されるが、本実施の形態とは直接関係しないので、その詳細な説明は省略する。
【０１４５】
ＯＬＴ１は、ＯＮＵに対して最大４回の送出許可を与えることができる。ＯＮＵに対して複数回の送出許可を与える場合には、図１２に示すように、ＯＬＴ１はグラントフレームに複数回の送出許可に対応した送出許可量を格納する。また、ＯＬＴ１は複数回の送出許可に対応した送出開始時刻をグラントフレームに格納する。
【０１４６】
また、ＯＬＴ１は、ＯＮＵのキューの数に対応してクレジットをグラントフレームに格納する。たとえば、グラントフレームを発行するＯＮＵが８個のキューを有していれば、グラントフレームに８つのクレジットが格納され、対応するキューの番号が指定される。
【０１４７】
図１３は、本発明の第４の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部１３ｂは、受信部１１によって受信されたＯＮＵからのレポートフレームを受けると（Ｓ６１）、レポートフレームに含まれる各キューの送出要求量が各キューのクレジット以下であるか否かを判定する（Ｓ６２）。
【０１４８】
キューの送出要求量がそのキューのクレジット以下の場合には（Ｓ６２，Ｙｅｓ）、送出許可量を当該キューの送出要求量とする（Ｓ６３）。また、キューの送出要求量がそのキューのクレジットよりも大きければ（Ｓ６２，Ｎｏ）、送出許可量を当該クレジットの値とする（Ｓ６４）。
【０１４９】
次に、制御フレーム処理部１３ｂは、各キューの送出許可量の合計を算出して、ＯＮＵの送出許可量とする（Ｓ６５）。上述したように、ＯＮＵに対して送出許可を複数回だけ与える場合には、送出許可量も複数に分けて計算される。たとえば、ＯＮＵのキューの数が８個であり、１〜４番目のキューに格納されるデータを１回目の送出機会に送出し、５〜８番目のキューに格納されるデータを２回目の送出機会に送出する場合には、１回目の送出許可量として１〜４番目のキューに対応する送出許可量の合計を計算し、２回目の送出許可量として５〜８番目のキューに対応する送出許可量の合計を計算する。
【０１５０】
次に、制御フレーム処理部１３ｂは、送出要求量に基づいて当該ＯＮＵの各キューがアクティブであるか否かを判定し、記憶テーブルの内容を更新するとともに（Ｓ６６）、記憶テーブルから読込んだ当該ＯＮＵのひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量と、当該ＯＮＵのＲＴＴとから、当該ＯＮＵの今回の到着予定時刻および送出開始時刻を計算する（Ｓ６７）。なお、複数回の送出許可がある場合には、各送出許可に対応した到着予定時刻および送出開始時刻が計算される。
【０１５１】
次に、制御フレーム処理部１３ｂは、アクティブ情報記憶テーブルを参照して、アクティブであるＯＮＵのキューの個数と、当該ＯＮＵのキューがアクティブであるか否かによって各キューのクレジットを計算し（Ｓ６８）、クレジット記憶テーブルの内容を更新する（Ｓ６９）。
【０１５２】
ＰＯＮに接続されているキューが全て等しい優先度の場合、たとえば１つのキューと１人のユーザとが１：１に対応している場合には、ＰＯＮに接続しているキューの数をＮとし、アクティブなキューの比率をαとして、式（２）〜（４）を用いてクレジットｃが算出される。
【０１５３】
また、ＰＯＮに接続されているキューの優先度が、「高優先度のみ」、「低優先度のみ」、「高優先度と低優先度」の３種類に区別されている場合には、キューの種類によって以下のようにクレジットが計算される。
【０１５４】
▲１▼　キューが「高優先度のみ」の場合
高優先度のキューには、契約されている一定のクレジットが与えられる。ただし、クレジットを使い切らなかった場合には，次回のクレジットに上乗せする。すなわち、今回のクレジットは次式によって計算される。なお、１つのキューにクレジットを過剰に割当てないように、ある上限値までしか上乗せをしないようにする。
【０１５５】
今回のクレジット＝固定量＋前回のクレジット−要求量　…（５）
▲２▼　キューが「低優先度のみ」の場合
低優先度のキューには、高優先度のキューにクレジットを割当てて残ったものを、式（２）〜（４）を用いてクレジットを分配して割当てる。具体的には、（ｒ×ｔｄ）が、（ｒ×ｔｄ−高優先度のキューに割当てたクレジットの合計）となる。また、ＮをＰＯＮに接続されている低優先度のキューの数とし、αをアクティブな低優先度のキューの比率とする。
【０１５６】
▲３▼　キューが「高優先度と低優先度」の場合
高優先度と低優先度とのデータを共に蓄積するキューには、高優先度のキューに与えられるクレジット（固定値）と、低優先度のキューに与えられるクレジットとの合計値がクレジットとして与えられる。キューがアクティブであるか否かの判定においては、要求量から高優先度のキューに与えられるクレジットを差し引いたものが低優先度の要求量とされ、この要求量を用いてアクティブであるか否かが判定される。
【０１５７】
最後に、制御フレーム処理部１３ｂは、送信元アドレス（ＯＬＴのアドレス）、送信先アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送出開始時刻および送出許可量によって構成されるグラントフレームを作成してバッファメモリ１５に転送し、下りデータフレームの間にこのグラントフレームの送出を指示する（Ｓ７０）。
【０１５８】
図１４は、本発明の第４に実施の形態におけるＯＮＵ内の制御フレーム処理部２３ｂの処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部２３ｂは、受信部２１によって受信されたＯＬＴからのグラントフレームを受けると（Ｓ７１）、各キューの送出許可量に対応しているデータ長記憶テーブルの内容を更新し、グラントフレームに含まれる各キューのクレジットを読出す（Ｓ７２）。
【０１５９】
グラントフレームを受けたとき、制御フレーム処理部２３ｂは、各キューの送信許可量のデータに対応するデータ長をデータ長記憶テーブルから削除し、バッファメモリ２５に対して対応するデータフレームの送信を指示する。
【０１６０】
次に、制御フレーム処理部２３ｂは、ＯＬＴから受信したグラントフレームに含まれる各キューのクレジットを参照し、クレジット以下であり、かつ送出する先頭のデータフレームから、フレーム単位で送出できる最大のデータ量をキュー毎に算出し、その値を送出要求量とする（Ｓ７３）。
【０１６１】
次に、制御フレーム処理部２３ｂは、送信元アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送信先アドレス（ＯＬＴのアドレス）、各キューの送信要求量によって構成されるレポートフレームを作成し、バッファメモリ２５に転送する（Ｓ７４）。
【０１６２】
最後に、制御フレーム処理部２３ｂは、グラントフレームに含まれる送出開始時刻に、レポートフレームおよび送出許可量分のデータフレームの送出をバッファメモリ２５および送信部２６に指示する（Ｓ７５）。
【０１６３】
以上説明したように、本実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによれば、ＯＬＴがＯＮＵの各キューに対応するクレジットを計算して各ＯＮＵに通知し、ＯＮＵが各キューに対応するクレジットを参照して各キューに対する要求量を計算するようにしたので、ＯＬＴがＯＮＵの各キューに割当てるクレジットを決定することができ、ＯＮＵの各キューに対する帯域割当を容易に制御することが可能になった。
【０１６４】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１６５】
【発明の効果】
請求項１に記載の光加入者線端局装置によれば、生成手段が、アクティブと判定された光加入者線終端装置の数に応じて最大送出許可量を算出するので、データの送信を要求している光加入者線終端装置に対しては大きな最大送出許可量を割当てることが可能となった。
【０１６６】
請求項２に記載の光加入者線端局装置によれば、生成手段が、最大送出許可量を含んだグラントを光加入者線終端装置に送出させるので、光加入者線終端装置が最大送出許可量以下の最適な送出要求量を光加入者線端局装置に送出することができ、割当ロスが発生するのを防止することが可能となった。
【０１６７】
請求項３に記載の光加入者線端局装置によれば、データの送信を要求している光加入者線終端装置に対しては大きな最大送出許可量を割当てることが可能となった。
【０１６８】
請求項４に記載の光加入者線端局装置によれば、光加入者線終端装置からの送出要求量に応じて最大送出許可量を増減することができ、ＭＡＣフレームの切れ目に合わせることによる帯域の過小割当てを補正することが可能となった。
【０１６９】
請求項５に記載の光加入者線端局装置によれば、送出要求量が少しでもある光加入者線終端装置をアクティブと見なして、最適な最大送出許可量を算出することが可能となった。
【０１７０】
請求項６に記載の光加入者線端局装置によれば、送出要求量が所定値以上の光加入者線終端装置をアクティブと見なして、最適な最大送出許可量を算出することが可能となった。
【０１７１】
請求項７に記載の光加入者線端局装置によれば、前回の送出要求量がゼロの場合でも、数回分の履歴の中にゼロでない送出要求量が所定回数以上あるときは光加入者線終端装置をアクティブと見なして、最適な最大送出許可量を算出することが可能となった。
【０１７２】
請求項８に記載の光加入者線端局装置によれば、前回の送出要求量が所定値未満の場合でも、数回分の履歴の中に所定値以上の送出要求量が所定回数以上あるときは光加入者線終端装置をアクティブと見なして、最適な最大送出許可量を算出することが可能となった。
【０１７３】
請求項９に記載の光加入者線端局装置によれば、サービスクラス間での帯域の差別化が可能となった。
【０１７４】
請求項１０に記載の光加入者線端局装置によれば、生成手段が、アクティブと判定された光加入者線終端装置のキューの数に応じて各キューの最大送出許可量を算出するので、データの送信を要求している光加入者線終端装置のキューに対しては大きな最大送出許可量を割当てることが可能となった。
【０１７５】
請求項１１に記載の光加入者線端局装置によれば、生成手段が、各キューの最大送出許可量を含んだグラントを光加入者線終端装置に送出させるので、光加入者線終端装置の各キューが最大送出許可量以下の最適な送出要求量を光加入者線端局装置に送出することができ、キュー毎の割当が光加入者線端局装置から制御することが可能となった。
【０１７６】
請求項１２に記載の光加入者線端局装置によれば、分散型帯域割当方式を用いた光加入者線端局装置であっても、適切な最大送出許可量を割当てることが可能となった。
【０１７７】
請求項１３に記載の光加入者線端局装置によれば、集中型帯域割当方式を用いた光加入者線端局装置であっても、適切な最大送出許可量を割当てることが可能となった。
【０１７８】
請求項１４に記載の光加入者線終端装置によれば、生成手段が、第１の受信手段によって受信されたグラントに含まれる最大送出許可量に応じて送出要求量を決定するので、最大送出許可量以下の最適な送出要求量を光加入者線端局装置に送出することができ、光加入者線端局装置において割当ロスが発生するのを防止することが可能となった。
【０１７９】
請求項１５に記載の光加入者線終端装置によれば、光加入者線終端装置はフレーム単位で送出要求量を決定することができ、光加入者線端局装置において割当ロスが発生するのを防止することが可能となった。
【０１８０】
請求項１６に記載の光加入者線終端装置によれば、生成手段が、第１の受信手段によって受信されたグラントに含まれる各キューの最大送出許可量に応じて各キューの送出要求量を決定するので、各キューの最大送出許可量以下の最適な送出要求量を光加入者線端局装置に送出することができ、光加入者線端局装置の制御方針に基づいたキュー毎の割当が可能となった。
【０１８１】
請求項１７に記載の帯域割当方法によれば、アクティブと判定された光加入者線終端装置の数に応じて最大送出許可量を算出するので、データの送信を要求している光加入者線終端装置に対しては大きな最大送出許可量を割当てることが可能となった。
【０１８２】
請求項１８に記載の帯域割当方法によれば、最大送出許可量を含んだグラントを光加入者線終端装置に送出するので、光加入者線終端装置が最大送出許可量以下の最適な送出要求量を光加入者線端局装置に送出することができ、割当ロスが発生するのを防止することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるＯＬＴの概略構成を示すブロック図である。
【図２】制御フレーム処理部１３の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図３】制御フレーム処理部１３内に設けられた記憶テーブルの一例を示す図である。
【図４】ＯＮＵがアクティブであるか否かを判定する際に使用される基準値を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるＯＮＵの概略構成を示すブロック図である。
【図６】制御フレーム処理部２３の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】データ長記憶テーブルの一例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】ＯＬＴ１がｉ番目のグラントフレームをＯＮＵ２に送出したときに、どのようにして上りデータフレームの送出タイミングが決定されるのかを、１つのＯＮＵ２に注目して説明するためのシーケンス図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態における集中型帯域割当方式の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施の形態におけるＯＬＴが発行するグラントフレームの内容の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の第４の実施の形態におけるＯＮＵ内の制御フレーム処理部２３ｂの処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１５】従来のＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図１６】従来のＰＯＮシステムの動作手順を説明するためのシーケンス図である。
【図１７】分散割当方式の一例を示す図である。
【図１８】第１の先行技術における問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１，１０１　ＯＬＴ、２，１０２−１〜１０２−ｎ　ＯＮＵ、１１，１４，２１，２４　受信部、１２，１６，２２，２６　送信部、１３，２３　制御フレーム処理部、１５，２５　バッファメモリ、２７　カウンタ、１０３−１〜１０３−ｎ　バッファ、１０４　伝送路、１０５　スプリッタ、１０６　グラント、１０７　レポート、１０８　上り情報フレーム、１０９　上位ネットワーク、１１０　下位ネットワーク、１１１　ユーザ端末。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a PON (Passive Optical Network) which is a shared media type communication in which a plurality of home-side devices share a medium and transmit data, and in particular, an EPON (EPON) which transmits data as it is in an Ethernet (R) frame. The present invention relates to an OLT (optical subscriber line terminal) for efficiently allocating an upstream band in an Ethernet (R) PON, an ONU (optical subscriber line terminal) connected thereto, and a bandwidth allocating method used by the ONU.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, the Internet has become widespread, and users can access various types of information on sites operated around the world and obtain the information. Accordingly, demands for broadband access such as ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) and FTTH (Fiber To The Home) have been rapidly increasing.
[0003]
FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional PON system. This PON system mainly includes an OLT 101 installed at a telephone office, a plurality of ONUs 102-1 to 102-n installed mainly in each house, and an optical network unit that splits an optical signal transmitted from the OLT 101 to ONU 102-1. A splitter 105 for transmitting optical signals transmitted from the ONUs 102-1 to 102-n and condensing optical signals transmitted from the ONUs 102-1 to 102-n to the OLT 101; including. The first ONU 102-1 to the n-th ONU 102-n have the same configuration.
[0004]
The OLT 101 sends the data received via the upper network 109 to the ONUs 102-1 to 102-n via the transmission path 104 and the splitter 105. The OLT 101 also determines the transmission start time of the data stored in the buffers 103-1 to 103-n in the ONUs 102-1 to 102-n based on the report 107 transmitted from the ONUs 102-1 to 102-n. The transmission permission amount is calculated, and the grant 106 into which the instruction signal is inserted is transmitted to the ONUs 102-1 to 102-n via the transmission path 104 and the splitter 105.
[0005]
For example, when the ONU 102-1 receives the upstream information frame 108 from the user terminal 111 via the lower network 110, the ONU 102-1 temporarily stores the upstream information frame 108 in the buffer 103-1. When receiving the grant 106 from the OLT 101, the ONU 102-1 notifies the OLT 101 of the amount of data in the buffer 103-1 by the report 107 at the time designated by the grant 106. Note that the uplink information frame 108 arrives in variable length packet units.
[0006]
When receiving the grant 106 in which the instruction signal is inserted from the OLT 101, the ONU 102-1 sends the data in the buffer 103-1 together with the report 107 to the OLT 101 based on the instruction signal.
[0007]
FIG. 16 is a sequence diagram for explaining the operation procedure of the conventional PON system. Although this sequence diagram is for the operations of the OLT 101 and the ONUs 102-1, the same applies to the operations of the other ONUs 102-2 to 02-n.
[0008]
At the operation time start time T0, the OLT 101 has already calculated the RTT (Round Trip Time) for the ONUs 102-1 to 102-n. At time Ta1, the OLT 101 transmits the grant 121 including the report transmission start time Tb2 to the ONU 102-1 in order to notify the transmission request amount. The report transmission start time Tb2 is calculated so as not to collide with a report transmitted from another ONU.
[0009]
When receiving the grant 121 for itself, the ONU 102-1 calculates the transmission request amount by referring to the amount of data stored in the buffer 103-1. The ONU 102-1 transmits the report transmission start time Tb2 included in the grant 121 to the OLT 101. The report 122 including the transmission request amount is transmitted.
[0010]
When receiving the report 122, the OLT 101 calculates a value that is equal to or smaller than the fixed or variable maximum transmission permission amount and can transmit as much data of the amount of data in the buffer included in the report 122 as possible. Insert into 123. When the transmission request amount included in the report 122 is zero, no band is allocated because the calculation result by the OLT 101 is zero, but the OLT 101 needs to send the report to the ONU 102-1. Grant 123 is always sent out.
[0011]
The transmission start time Tb4 included in the grant 123 is calculated by using the calculated scheduled reception time of the previous ONU data, the transmission permission amount of the previous ONU, the RTT for the current ONU, and the guard time as a fixed time, using a data and report. Is calculated so as not to conflict with data or reports from other ONUs. The OLT 101 calculates the time Ta3 at which the grant 123 including the transmission permission amount and the transmission start time Tb4 is transmitted so that the grant 123 reaches the ONU 102-1 by the transmission start time Tb4.
[0012]
When receiving the grant 123 for itself, the ONU 102-1 sends the data 124 corresponding to the transmission permission amount to the OLT 101 at the transmission start time Tb4 included in the grant 123 together with the report including the next transmission request amount. This report is transmitted immediately before or immediately after the data. However, when the report is transmitted immediately before the data, the value reported to the OLT 101 as the transmission request amount depends on the data amount accumulated in the buffer 103-1 and the data 124 Is the difference from the data amount.
[0013]
When receiving the data and the report 124, the OLT 101 sends the data to the upper network 109, and performs the same processing as the report 122 on the report. The processing described above is performed independently for all ONUs 102-1 to 102-n, and the processing from time Ta3 to time Ta4 is repeated until the operation time ends.
[0014]
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the distributed allocation scheme. This diagram is a sequence diagram showing bandwidth allocation when the number of ONUs is 3, and transmission and reception of grants and reports between OLTs and ONUs.
[0015]
The OLT 101 sequentially sends grants 131 to 133 to the ONUs 102-3, 102-2, and 102-1. When receiving the reports 134 to 136 from the ONUs 102-3, 102-2, and 102-1, the OLT 101 first sends out a grant 137 to the ONU 102-3 that is allowed to send data.
[0016]
The OLT 101 receives the data 138 transmitted from the ONU 102-3, and transmits a grant 139 to the ONU 102-2 in parallel with the data 138. Thereafter, the same processing is repeated, and the OLT 101 sequentially allocates bands to the ONUs 102-1 to 102-3 and repeats data reception.
[0017]
As can be seen from FIG. 17, the waiting time from when the data transmitted from the user terminal 111 arrives at the ONU 102-1 until the data is transmitted is determined by the data corresponding to the report after the ONU 102-1 transmits the report. It depends on the time until sending. That is, it changes according to the amount of data transmitted from all ONUs 102-1 to 102-3.
[0018]
For example, when all the transmission request amounts by the reports from the ONUs 102-1 to 102-n shown in FIG. , And also has a large effect on TCP (Transmission Control Protocol) throughput. Therefore, the OLT 101 needs to control the amount of data transmitted from the ONUs 102-1 to 102-n so that the waiting time in the buffer in the ONU can be suppressed within the allowable time.
[0019]
In order to solve this problem, after the OLT 101 receives a report from the ONUs 102-1 to 102-n, it is called a credit (maximum transmission allowed amount) in order to limit the transmission allowed amount of the ONUs 102-1 to 102-n. The concept has been introduced. Assuming that the total number of ONUs that can be transmitted is N, the line speed of the transmission path 104 is r [bps], and the allowable delay time is td [sec], the credit c [bit] is calculated by the following equation.
[0020]
c = r × td / N (1)
As described above, the OLT 101 allocates a fixed amount of credit to each of the ONUs 102-1 to 102-n, and controls the amount of data transmitted from the ONUs 102-1 to 102-n, so that the ONUs 102-1 to 102-n have the same capacity. , The data transmission waiting time in the buffers 103-1 to 103-n is suppressed within an allowable time.
[0021]
As prior art related to this, "IPACT: A Dynamic Protocol for an Ethernet (R) PON" (Glen Kramer et al., Pp. 74-80, IEEE Commun, Feb. 2002.) (hereinafter, referred to as first prior art). ) And "Dynamic Bandwidth Allocation Algorithm Suitable for GE-PON" (Yoshihara et al., IEICE Technical Report, NS2002-17, pp1-4, 2002.04) (hereinafter referred to as a second prior art). .
[0022]
The first prior art relates to a dynamic allocation method in an EPON FTTH service, in which a distributed type in which the OLT sends a report to each ONU independently and each time the OLT issues a grant to the corresponding ONU. It relates to an allocation method.
[0023]
Further, the second prior art relates to a centralized allocation method, in which an ONU specifies a buffer amount up to a maximum data size that can be allocated per grant cycle and a buffer amount equal to or smaller than a specified upper limit from the head of the buffer. Are sent as a report. The OLT reduces the allocation loss by permitting a buffer amount equal to or less than the upper limit in order from the top ONU and giving the unallocated bandwidth as a grant only to the last ONU in the grant cycle.
[0024]
[Non-patent document 1]
"IPACT: A Dynamic Protocol for an Ethernet (R) PON" (Glen Kramer et al., Pp 74-80, IEEE Commun, Feb. 2002.).
[0025]
[Non-patent document 2]
"Dynamic bandwidth allocation algorithm suitable for GE-PON" (Yoshihara et al., IEICE Technical Report, NS2002-17, pp1-4, 2002.04)
[0026]
[Problems to be solved by the invention]
The method of allocating the credit calculated by the equation (1) to each ONU has a problem that if the credit is small, even if only a small number of ONUs can monopolize the line, the upstream bandwidth cannot be used efficiently. there were.
[0027]
FIG. 18 is a diagram for explaining a problem in the first prior art. When the OLT recognizes only the transmission permission band for the transmission request amount (buffer declaration amount) included in the report received from the ONU # 1, the ONU # 1 controls the MAC (Media Access) for the transmission permission band. Control) frames 141, 142, and 143 are transmitted. However, since the MAC frame 144 cannot be transmitted within the transmission permitted band, an allocation loss occurs.
[0028]
Similarly, ONU # 2 cannot transmit the MAC frame 153 within the transmission permission band, and ONU # 3 cannot transmit the MAC frame 163 within the transmission permission band, so that an allocation loss occurs. In the worst case, this allocation loss corresponds to the maximum MAC frame length. Therefore, there is a problem that the uplink information frame cannot be transmitted efficiently.
[0029]
Further, in the second prior art, the OLT sets the number of ONUs that give a large permitted amount to one in the same cycle, and the other ONUs are assigned only a small permitted amount, so the upstream information frames are accumulated in the buffer. There was a problem that the time spent was long. Also, it has been difficult to perform high-precision bandwidth allocation to each ONU.
[0030]
The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to provide an optical network unit that requests data transmission while suppressing a transmission delay time within a certain time. An object of the present invention is to provide an optical line terminal capable of allocating a large maximum transmission permission amount and a bandwidth allocating method used thereby.
[0031]
A second object is to provide an optical line terminal, an optical line terminal, and an optical line terminal capable of preventing occurrence of an allocation loss when allocating a transmission permission amount to an optical line terminal. Is to provide a bandwidth allocation method used by the mobile terminal.
[0032]
[Means for Solving the Problems]
An optical line terminal according to a first aspect of the present invention is an optical line terminal using a distributed band allocation scheme for individually transmitting a grant for a report from the optical line terminal. A first receiving means for receiving data and a report from the optical network unit; a first transmitting means for transmitting data received by the first receiving means to an upper network; It is determined whether the optical network unit is active with reference to the transmission request amount included in the report received by the first receiving unit, and the number of the optical network unit determined to be active is determined. Generating means for calculating a maximum transmission permission amount in accordance with the above, and generating a grant such that the transmission permission amount is equal to or less than the maximum transmission permission amount with respect to the transmission request amount; Two Transmitting means, storing means for storing the data received by the second receiving means and the grant generated by the generating means, and transmitting the data and the grant stored by the storing means to the optical network unit. And second transmission means for the
[0033]
Since the generating means calculates the maximum transmission permission amount according to the number of optical line termination devices determined to be active, a large maximum transmission amount is transmitted to the optical network unit requesting data transmission. Allowed amounts can be assigned.
[0034]
An optical line terminal according to a second aspect of the present invention is an optical line terminal using a distributed band allocation scheme for individually sending a grant for a report from the optical line terminal. A first receiving means for receiving data and a report from the optical network unit; a first transmitting means for transmitting data received by the first receiving means to an upper network; Second receiving means for receiving data from a higher-level network, storing means for storing data and grant received by the second receiving means, and transmitting the data and grant stored by the storing means to an optical subscriber. A second transmitting means for transmitting to the line termination device, and a grant including a maximum transmission permission amount stored in the storage means, and the grant is stored in the second transmitting means. A grant is generated such that the transmission permission amount is equal to or less than the maximum transmission permission amount with respect to the transmission request amount included in the report corresponding to the grant including the maximum transmission permission amount received by the first receiving unit. And generating means for causing the second transmitting means to transmit the grant to the optical network unit in the storage means.
[0035]
The generating means causes the optical line terminal to transmit a grant including the maximum transmission permitted amount to the optical line terminal, so that the optical line terminal can determine an optimal transmission request amount equal to or less than the maximum transmission permitted amount to the optical line terminal. , And it is possible to prevent allocation loss from occurring.
[0036]
The optical line terminal according to a third aspect is the optical line terminal according to the second aspect, wherein the generating unit includes a transmission request included in the report received by the first receiving unit. It is determined whether or not the optical network unit is active by referring to the quantity, and the maximum transmission permission amount is calculated according to the number of optical network units determined to be active.
[0037]
Therefore, it is possible to allocate a large maximum transmission permission amount to the optical network unit that requests data transmission.
[0038]
An optical line terminal according to a fourth aspect is the optical line terminal according to the second aspect, wherein the generating means is configured to determine a difference between the maximum transmission permission amount and the transmission request amount. The next maximum transmission permission amount is determined.
[0039]
Therefore, the maximum transmission permission amount can be increased or decreased according to the transmission request amount from the optical network unit, and it becomes possible to correct the under-allocation of the band by matching the break of the MAC frame.
[0040]
The optical line terminal according to claim 5 is the optical line terminal according to claim 1 or 3, wherein the generating means is included in a report received by the first receiving means. It is determined whether or not the optical network unit is active based on whether or not the transmission request amount is zero.
[0041]
Therefore, it is possible to calculate the optimum maximum transmission permission amount by regarding the optical line terminal having a small transmission request amount as active.
[0042]
The optical line terminal according to claim 6 is the optical line terminal according to claim 1 or 3, wherein the generating means is included in a report received by the first receiving means. It is determined whether or not the optical network unit is active based on whether or not the transmission request amount is equal to or greater than a predetermined value.
[0043]
Therefore, it is possible to calculate the optimum maximum transmission permission amount by regarding the optical line terminal having a transmission request amount equal to or more than a predetermined value as active.
[0044]
The optical line terminal according to claim 7 is the optical line terminal according to claim 1 or 3, wherein the generating means is included in a report received by the first receiving means. The history of the transmission request amount is held for several times, and it is determined whether the optical network unit is active based on whether or not the non-zero transmission request amount is equal to or more than a predetermined number.
[0045]
Therefore, even if the previous transmission request amount is zero, if the non-zero transmission request amount is more than a predetermined number in the history of several times, the optical network unit is regarded as active and the optimum maximum transmission permission amount is determined. Can be calculated.
[0046]
The optical line terminal according to claim 8 is the optical line terminal according to claim 1 or 3, wherein the generating means is included in a report received by the first receiving means. The transmission request amount history is held for several times, and it is determined whether the optical network unit is active based on whether the transmission request amount equal to or more than the predetermined value is equal to or more than the predetermined number.
[0047]
Therefore, even when the previous transmission request amount is less than the predetermined value, if the transmission request amount equal to or more than the predetermined value is equal to or more than the predetermined number in the histories of several times, the optical network unit is regarded as active and the optimum It is possible to calculate the maximum allowed transmission amount.
[0048]
An optical line terminal according to a ninth aspect is the optical line terminal according to any one of the first to third aspects, wherein the generating means is different for each service class having a different guaranteed band. The maximum transmission permission amount is set in the optical network unit, and a large maximum transmission permission amount is allocated to a class requiring a large guaranteed bandwidth, and a small maximum transmission permission amount is allocated to a class requiring a small guaranteed bandwidth.
[0049]
Therefore, the band can be differentiated between service classes.
An optical line terminal according to claim 10, wherein the optical line terminal sends a grant in response to a report from the optical line terminal. First receiving means for receiving data and a report, first transmitting means for transmitting data received by the first receiving means to an upper network, and a report received by the first receiving means It is determined whether or not each queue of the optical network unit is active by referring to the transmission request amount of each queue included in, and according to the number of queues of the optical network unit determined to be active. Generating means for calculating the maximum transmission permission amount of each queue, and generating a grant such that the transmission permission amount of each queue is equal to or less than the maximum transmission permission amount of each queue with respect to the transmission request amount of each queue; Top net Second receiving means for receiving data from the network, storage means for storing the data received by the second receiving means and the grant generated by the generating means, and data stored by the storing means. And second transmitting means for transmitting the grant to the optical network unit.
[0050]
Since the generation means calculates the maximum transmission permission amount of each queue according to the number of queues of the optical line terminal which is determined to be active, the queue of the optical network unit requesting data transmission is calculated. , It is possible to allocate a large maximum allowed transmission amount. In the case of a high-priority queue, it is possible to give the maximum transmission permission amount even if the queue is inactive as exception processing.
[0051]
An optical network unit according to claim 11, wherein the optical network unit sends a grant in response to a report from the optical network unit. First receiving means for receiving data and a report, first transmitting means for transmitting data received by the first receiving means to an upper network, and first transmitting means for receiving data from the upper network. 2, receiving means for storing data and grant received by the second receiving means, and second storing means for transmitting the data and grant stored by the storing means to the optical network unit. The transmission means and the storage means store a grant including the maximum transmission permission amount of each queue, and the second transmission means transmits the grant to the optical network unit, and the first reception means With respect to the transmission request amount of each queue included in the report corresponding to the grant including the maximum transmission permission amount of each queue received by the means, the transmission permission amount of each queue becomes equal to or less than the maximum transmission permission amount of each queue. Generating means for generating a grant as described above, storing the grant in the storage means, and causing the second transmitting means to transmit the grant to the optical network unit.
[0052]
Since the generating means causes the optical network unit to transmit a grant containing the maximum transmission permitted amount of each queue to the optical network unit, each queue of the optical network unit determines the optimal transmission request amount equal to or less than the maximum transmission permitted amount. It can be transmitted to the subscriber line terminal equipment, and the allocation for each queue can be controlled from the OLT.
[0053]
The optical line terminal according to claim 12 is the optical line terminal according to any one of claims 1 to 11, wherein the optical line terminal is an optical line. This is an optical network unit using a distributed band allocation scheme for individually transmitting a grant for a report from a terminating device.
[0054]
Therefore, even in the optical line terminal using the distributed band allocation method, it is possible to allocate an appropriate maximum transmission permission amount.
[0055]
The optical line terminal according to claim 13 is the optical line terminal according to any one of claims 1 to 11, wherein the optical line terminal is an optical line. This is an optical network unit that uses a centralized band allocation scheme for transmitting a grant in response to a report from a terminating device.
[0056]
Therefore, it is possible to allocate an appropriate maximum transmission permission amount even in the optical line terminal using the centralized band allocation method.
[0057]
An optical network unit according to claim 14, wherein the optical network unit uses a distributed band allocation system for transmitting a report in response to an individual grant from the optical network unit. First receiving means for receiving data and a grant from the optical line terminal, first transmitting means for transmitting the data received by the first receiving means to a lower network, Generating means for determining a transmission request amount according to the maximum transmission permission amount included in the grant received by the first receiving means, generating a report including the transmission request amount, and receiving data from a lower network Receiving means for storing the data received by the second receiving means and the report generated by the generating means, and the data stored by the storing means. And second sending means for sending the data and reports to the Optical Line Termination.
[0058]
Since the generation means determines the transmission request amount according to the maximum transmission permission amount included in the grant received by the first receiving means, the optimum transmission request amount equal to or less than the maximum transmission permission amount is determined by the optical line terminal. This can be transmitted to the device, and it is possible to prevent the occurrence of allocation loss in the optical line terminal.
[0059]
The optical network unit according to claim 15, wherein the generating unit includes a maximum transmission permission amount included in a grant received by the first receiving unit. The maximum amount of data that can be transmitted in the following frame units is defined as a transmission request amount.
[0060]
Therefore, the optical network unit can determine the transmission request amount for each frame, and it is possible to prevent the occurrence of allocation loss in the optical network unit.
[0061]
An optical network unit according to claim 16, wherein the optical network unit sends a report in response to a grant from the optical line terminal, and wherein the optical network unit transmits the report from the optical network unit. First receiving means for receiving data and a grant, first transmitting means for transmitting data received by the first receiving means to a lower network, and grant receiving by the first receiving means Generating means for determining the transmission request amount of each queue according to the maximum transmission permission amount of each queue included in the queue, and generating a report including the transmission request amount of each queue, and for receiving data from the lower network Second receiving means, storage means for storing data received by the second receiving means and a report generated by the generating means, And second sending means for sending the over data and reports to the Optical Line Termination.
[0062]
Since the generation means determines the transmission request amount of each queue according to the maximum transmission permission amount of each queue included in the grant received by the first receiving means, the optimum transmission less than the maximum transmission permission amount of each queue The requested amount can be sent to the optical line terminal, and the allocation for each queue based on the control policy of the optical line terminal can be performed.
[0063]
A band allocation method according to claim 17, wherein the optical line terminal transmits a grant in response to a report from the optical line terminal, wherein the optical line terminal transmits a grant. Referring to the transmission request amount included in the report received from the optical network unit, determining whether the optical network unit is active; and The maximum transmission permission amount is calculated in accordance with the number of optical line terminal devices determined to be active, and a grant is generated by generating a grant so that the transmission permission amount is equal to or less than the maximum transmission permission amount with respect to the transmission request amount. Transmitting to the subscriber line termination device.
[0064]
Since the maximum transmission permission amount is calculated in accordance with the number of optical line termination devices determined to be active, a large maximum transmission permission amount is allocated to the optical network unit requesting data transmission. It becomes possible.
[0065]
The band allocation method according to claim 18, wherein the optical line terminal transmits a grant in response to a report from the optical line terminal, wherein the optical line terminal is Sending the grant including the maximum allowed transmission amount to the optical network unit. The optical network unit determines the transmission request amount according to the maximum allowed transmission amount included in the received grant, and sends the transmission request amount. Generating a report including the requested amount and transmitting the report to the optical line terminal; and determining whether the optical line terminal has a maximum transmission permission amount with respect to the transmission request amount included in the report. Generating a grant and sending the grant to the optical network unit as follows.
[0066]
Since the grant including the maximum transmission permission amount is transmitted to the optical network unit, the optical network unit transmits an optimal transmission request amount equal to or less than the maximum transmission permission amount to the optical line terminal. It is possible to prevent allocation loss from occurring.
[0067]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the OLT according to the first embodiment of the present invention. The OLT 1 includes a receiving unit 11 for receiving an optical signal from the ONU and outputting a frame, a transmitting unit 12 for transmitting a data frame received from the receiving unit 11 to an upper network, and a report frame received from the receiving unit 11. A control frame processing unit 13 that generates a grant frame based on the received data frame and controls transmission of a data frame received from an upper network; a receiving unit 14 that receives a frame from the upper network; It includes a buffer memory 15 for accumulating frames, and a transmission unit 16 for transmitting frames accumulated in the buffer memory 15 to ONUs under the control of the control frame processing unit 13. Note that the buffer memory 15 may be any one that can store data, such as a register, a flip-flop circuit, and a latch circuit.
[0068]
The receiving unit 11 receives an optical signal from the ONU and reads a header portion of the frame to determine whether the frame is a data frame or a control frame such as a report frame. If the received frame is a data frame, the receiving unit 11 transfers the data frame to the transmitting unit 12. If the received frame is a control frame, the receiving unit 11 transfers the control frame to the control frame processing unit 13.
[0069]
When receiving the data frame from the receiving unit 11, the transmitting unit 12 sends the data frame to the upper network.
[0070]
The control frame processing unit 13 includes a transmission permission amount storage table, an estimated arrival time storage table, an RTT storage table, and an active information storage table, which will be described later, and has a band allocation calculation function and a downlink control frame creation function. When receiving the report frame from the receiving unit 11, the control frame processing unit 13 creates a grant frame by processing described later and transfers it to the buffer memory 15. Further, the control frame processing unit 13 also controls transmission of frames stored in the buffer memory 15.
[0071]
Further, the control frame processing unit 13 generates and sends out a control frame for periodically detecting whether or not there is a newly connected ONU, and sends a control frame such as an active information storage table according to the detection result. Rewrite the contents of In addition, when the connected ONU is disconnected, the control frame processing unit 13 detects the disconnection and rewrites the contents of a table such as an active information storage table.
[0072]
The receiving unit 14 receives a frame from the upper network and transfers the frame to the buffer memory 15. The buffer memory 15 stores the control frame and the data frame transferred from the control frame processing unit 13 and the reception unit 14 in a queue, and transfers the frame stored in the queue to the transmission unit 16 under the control of the control frame processing unit 13. . The transmission unit 16 transmits the control frame and the data frame transferred from the buffer memory 15 to the ONU.
[0073]
FIG. 2 is a flowchart for explaining a processing procedure of the control frame processing unit 13. First, when receiving the report frame from the ONU received by the receiving unit 11 (S11), the control frame processing unit 13 refers to the source information in the header of the report frame and corresponds to the source information from the storage table. The ONU information is read (S12).
[0074]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a storage table provided in the control frame processing unit 13. FIG. 3A shows a transmission permission amount storage table, in which the ONU transmission permission amount is stored in correspondence with the ONU number k determined to be active at the current time. This transmission permission amount storage table is updated at the time of report / grant frame processing.
[0075]
FIG. 3B shows the expected arrival time storage table, in which the expected arrival time of the frame is stored in correspondence with the number k of the ONU determined to be active at the current time. This estimated arrival time storage table is updated at the time of report / grant frame processing.
[0076]
FIG. 3C shows an RTT storage table, in which respective RTTs are stored corresponding to ONU numbers 1 to N that can be transmitted. This RTT storage table is updated when measuring the distance to the ONU.
[0077]
FIG. 3D shows an active information storage table in which information as to whether each ONU is active or not is stored in correspondence with ONU numbers 1 to N that can be transmitted. The active information storage table is updated when a new ONU is detected, when disconnection of the ONU is detected, and at the time of report / grant processing.
[0078]
When a new ONU is detected, information corresponding to the ONU is added to the RTT storage table and the active information storage table. If disconnection of an ONU is detected, information corresponding to the ONU is deleted from the RTT storage table and the active information storage table.
[0079]
When a new ONU is connected to the network, the ONU transmits an uplink control frame in response to a downlink control frame periodically transmitted by the OLT 1. The OLT 1 recognizes that the ONU is connected by receiving the control frame from the ONU, and detects the round trip time between the OLT 1 and the ONU, that is, the RTT, based on the response time.
[0080]
Further, the OLT 1 determines that the ONU has been disconnected when a report frame is not returned for a certain period of time in response to the grant frame transmitted to the ONU or when a control frame indicating a disconnection request is received from the ONU.
[0081]
Returning to the description of the flowchart of FIG. 2 again. Next, the control frame processing unit 13 determines the current arrival schedule of the ONU from the scheduled arrival time and transmission allowed amount of the ONU processed immediately before the ONU read from the storage table and the RTT of the ONU. The time and the transmission start time are calculated (S13).
[0082]
Further, the control frame processing unit 13 refers to the active information storage table and calculates a credit by the following equation based on the number of active ONUs and whether or not the ONU is active (S14). The total number of ONUs that can be transmitted is N, the line speed of the transmission path is r [bps], the allowable delay time is td [sec], and the ratio of active ONUs is α (0 <α ≦ 1). . Here, an active ONU is an ONU whose transmission request amount is not zero among the reports from the previous N ONUs at the time when the transmission permission amount of the ONU is calculated.
[0083]
c = r × td / (N × α) (2)
By dynamically changing the credit of the active ONUs according to equation (2), it is possible to efficiently allocate the upstream bandwidth even when only a small number of ONUs are active.
[0084]
However, when the credit is calculated using Expression (2), the delay time may exceed an allowable range when the number of active ONUs increases. In particular, at the operation start time, there is a possibility that the delay time increases. Therefore, it is preferable to use a calculation method that fixes the credit as much as possible.
[0085]
As another credit calculation method, a method of changing the credit depending on whether the transmission request amount of the ONU in the previous report was not zero can be considered. At the time when the transmission permission amount of the ONU is calculated, if the previous transmission request amount of the ONU is zero, the credit of the ONU is expressed by the following equation. Note that M is a fixed value [bit].
[0086]
c = M (3)
If the previous transmission request amount of the ONU is not zero at the time when the transmission permission amount of the ONU is calculated, the credit of the ONU is calculated by the following equation.
[0087]
c = M + (r × td−N × M) / (N × α) (4)
If the current transmission request amount of the ONU is zero, the ONU is set to an inactive ONU, and the contents of the storage table are updated. By using this calculation method, the delay time can be suppressed to the allowable value or less, and when a small number of active ONUs can monopolize the band, the transmission permission amount for that ONU can be made sufficiently large. it can.
[0088]
Next, the control frame processing unit 13 determines whether the transmission request amount of the ONU is equal to or less than the calculated credit (S15). If the transmission request amount is equal to or less than the credit (S15, Yes), the transmission permission amount is set as the transmission request amount (S16). If the transmission request amount is larger than the credit (S15, No), the transmission permission amount is set to the credit value (S17).
[0089]
Next, the control frame processing unit 13 determines whether the ONU is active at the current time based on the transmission request amount. Then, the contents of the storage table are updated depending on whether the ONU is active (S18).
Finally, the control frame processing unit 13 creates a grant frame including a source address (OLT address), a destination address (address of the ONU), a transmission start time, and a transmission permission amount, and stores the grant frame in the buffer memory 15. Then, transmission of the grant frame is instructed during the downlink data frame (S19).
[0090]
In the above description, the control frame processing unit 13 determines whether or not each ONU is active based on whether or not the previous transmission request amount of each ONU (the transmission request amount in the previous cycle) is zero. As described above, the previous transmission request amount of each ONU may be held several times in the new order, and if the non-zero transmission request amount in the history is equal to or more than a specified number, the ONU may be determined to be active. .
[0091]
Further, as shown in FIG. 4A, it is determined whether or not the ONU is active based on whether or not the previous transmission request amount of the ONU (the transmission request amount in the previous cycle) is zero. When it is determined that the ONU is not active, the minimum permitted transmission permission amount M is allocated to the ONU. However, as shown in FIG. 4B, whether or not the ONU is active is determined based on whether or not the previous transmission request amount (the transmission request amount in the previous cycle) of the ONU is L or more. If the ONU is not active, the minimum guaranteed transmission permission amount M may be assigned to the ONU. Here, for example, 1522 (when a VLAN tag is included) bytes which is the maximum MAC frame length is set in L.
[0092]
Alternatively, the previous transmission request amount of each ONU may be held several times in a new order, and if the transmission request amount of L or more in the history is equal to or more than a specified number, the ONU may be determined to be active.
[0093]
Further, the upper limit of the maximum allocation that is different for each service class having a different guaranteed bandwidth is set in the ONU, so that a large number of credits are allocated to a class requiring a large guaranteed bandwidth, and a small number of credits are allocated to a class requiring a small guaranteed bandwidth. Alternatively, the delay time of a class requiring a large guaranteed bandwidth may be reduced.
[0094]
As described above, according to the OLT 1 in the present embodiment, the credit (maximum transmission permission amount) is dynamically changed according to the number of active ONUs. , And it is possible to allocate a large credit to ONUs requesting data transmission.
[0095]
(Second embodiment)
The OLT and the ONU according to the second embodiment of the present invention eliminate the allocation loss occurring in the transmission permission band described with reference to FIG. 18 and prevent the band efficiency from lowering. The OLT according to the present embodiment writes the credit calculated using Expression (2) or Expressions (3) and (4) in a grant frame, and notifies each ONU of the current credit. The ONU that has received the credit notifies the OLT of the maximum data amount that can be transmitted in frame units from the first data frame to be transmitted, which is equal to or less than the credit, as the transmission request amount.
[0096]
The schematic configuration of the OLT according to the present embodiment differs from the schematic configuration of the OLT 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 only in that the function of the control frame processing unit is different. Therefore, detailed description of the same configurations and functions will not be repeated. It is to be noted that the reference numeral of the control frame processing unit in the present embodiment is described as 13 '.
[0097]
The control frame processing unit 13 'in the present embodiment has a credit storage table for storing credits of each ONU, in addition to the transmission permission amount storage table, the estimated arrival time storage table, the RTT storage table, and the active information storage table. Then, the control frame processing unit 13 'refers to the credit storage table and notifies the ONU of the credit.
[0098]
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of an ONU according to the second embodiment of the present invention. The ONU 2 receives an optical signal from the OLT and outputs a frame addressed to itself, a transmitting unit 22 for sending out a data frame received from the receiving unit 21 to a terminal on the user side, A control frame processing unit 23 that generates a report frame based on the received grant frame and controls transmission of a data frame received from a user terminal, and a receiving unit 24 that receives a frame from the user terminal. A buffer memory 25 for storing a data frame received by the receiving unit 24 and a control frame generated by the control frame processing unit 23, and a frame stored in the buffer memory 25 under the control of the control frame processing unit 23 to the OLT. Transmitting unit 26 for transmitting, and each data frame received by receiving unit 24 And a counter 27 for counting the length.
[0099]
The receiving unit 21 receives the optical signal from the OLT, and determines whether the frame is addressed to itself by reading the header part of the frame. The receiving unit 21 takes in the received frame if it is addressed to itself, and discards the frame if it is addressed to another ONU or a device connected to another ONU. Further, the receiving unit 21 determines whether the frame is a data frame or a control frame such as a grant frame based on a header portion of the captured frame. If the received frame is a data frame, the receiving unit 21 transfers the data frame to the transmitting unit 22. If the received frame is a control frame, the receiving unit 21 transfers the control frame to the control frame processing unit 23.
[0100]
Upon receiving the data frame from the receiving unit 21, the transmitting unit 22 transmits the data frame to a link to which a user terminal or the like is connected.
[0101]
The control frame processing unit 23 includes a data length storage table that stores the length of the data frame transferred from the counter 27, and has a function of calculating a transmission request amount and a function of creating an uplink control frame. When receiving the grant frame from the receiving unit 11, the control frame processing unit 23 creates a report frame by a process described later and transfers it to the buffer memory 25. The control frame processing unit 23 also controls transmission of frames stored in the buffer memory 25.
[0102]
Further, the control frame processing unit 23 executes processing of control frames other than the grant frame from the OLT, accumulates them in the buffer memory 25, and also controls transmission of control frames.
[0103]
The receiving unit 24 receives a frame from a terminal (link) on the user side and transfers the frame to the buffer memory 25. The buffer memory 25 temporarily stores control frames and data frames transferred from the control frame processing unit 23 and the reception unit 24 in a queue for each frame type, and transmits the frames stored in the queue under the control of the control frame processing unit 13. Transfer to the unit 26. The transmission unit 26 transmits the control frame and the data frame transferred from the buffer memory 25 to the OLT.
[0104]
The counter 27 counts the length of the data frame received by the receiving unit 24, and notifies the control frame processing unit 23 of the length of each data frame.
[0105]
FIG. 6 is a flowchart for explaining the processing procedure of the control frame processing unit 23. First, when receiving the grant frame from the OLT received by the receiving unit 21 (S21), the control frame processing unit 23 updates the content of the data length storage table corresponding to the transmission permission amount and includes the content in the grant frame. The credit to be read is read (S22).
[0106]
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the data length storage table. A data length storage table corresponding to each of the queues 1 to Q of the buffer memory 25 is provided. When the data frame is transferred from the receiving unit 24 to the queue in the buffer memory 25, the length of the data frame is detected by the counter 27, and the data length of the data length storage table corresponding to the queue in which the data frame is stored is stored. The data length of the data frame is written in order from the top in an area where is not recorded.
[0107]
When receiving the grant frame, the control frame processing unit 23 deletes the data length corresponding to the data of the transmission permission amount from the data length storage table, and instructs the buffer memory 25 to transmit the corresponding data frame.
[0108]
When creating a report frame, the control frame processing unit 23 reads out the data length of the data frame in the priority order with respect to the specified queue. That is, the sum of the data lengths equal to or less than the credit included in the grant frame and corresponding to the maximum data amount that can be transmitted in frame units from the first data frame to be transmitted is the transmission request amount.
[0109]
Returning to the description of the flowchart of FIG. Next, the control frame processing unit 23 refers to the credit included in the grant frame received from the OLT, and calculates the maximum data amount that can be transmitted in frame units from the first data frame that is less than or equal to the credit and is transmitted. , And the value is set as the transmission request amount (S23).
[0110]
Next, the control frame processing unit 23 creates a report frame including a source address (address of the ONU), a destination address (OLT address), and a transmission request amount, and transfers the report frame to the buffer memory 25 (S24). ).
[0111]
Finally, at the transmission start time included in the grant frame, the control frame processing unit 23 instructs the buffer memory 25 and the transmission unit 26 to transmit the report frame and the data frame of the permitted transmission amount (S25).
[0112]
FIG. 8 is a flowchart for explaining a processing procedure of the OLT according to the second embodiment of the present invention. First, when receiving the report frame from the ONU received by the receiving unit 11 (S31), the control frame processing unit 13 'determines whether the transmission request amount included in the report frame is equal to or less than the credit (S32). ).
[0113]
If the transmission request amount is equal to or less than the credit (S32, Yes), the transmission permission amount is set as the transmission request amount (S33). If the transmission request amount is larger than the credit (S32, No), the transmission permission amount is set to the credit value (S34).
[0114]
Next, the control frame processing unit 13 'determines whether the ONU is active based on the transmission request amount, updates the contents of the storage table (S35), and reads the ONU read from the storage table. The ONU's current scheduled arrival time and transmission start time are calculated from the ONU's estimated arrival time and transmission permission amount processed immediately before, and the ONU's RTT (S36).
[0115]
In addition, the control frame processing unit 13 ′ refers to the active information storage table, and determines the number of ONUs that are active and whether or not the ONUs are active, by using Expression (2) or Expressions (3) and (4). ) Is calculated (S37), and the contents of the credit storage table are updated (S38).
[0116]
Finally, the control frame processing unit 13 'creates a grant frame including a source address (OLT address), a destination address (address of the ONU), a transmission start time, and a transmission permission amount, and creates a grant frame. The transmission of the grant frame is instructed during the downlink data frame (S39).
[0117]
FIG. 9 is a sequence diagram for explaining how the transmission timing of the uplink data frame is determined when the OLT 1 transmits the i-th grant frame to the ONU 2 by focusing on one ONU. is there.
[0118]
The i-th grant frame includes the transmission permission amount, the transmission start time, and the credit allowed for the (i + 1) -th report for the i-th uplink data frame. When the ONU 2 receives the grant frame, the ONU 2 sends to the OLT 1 an i-th report frame including the (i + 1) -th transmission request amount below the credit and an i-th data frame including the data below the transmission permission amount.
[0119]
When the OLT 1 receives the i-th report frame, it determines whether or not the transmission request amount is equal to or less than the credit. If the transmission request amount exceeds the credit, the credit is set as the transmission permission amount. Further, the OLT refers to the transmission request amount to determine whether or not the ONU is active.
[0120]
Next, the OLT 1 calculates the (i + 1) th data arrival time of the ONU 2 based on the scheduled arrival time of the ONU processed immediately before and the transmission permission amount. The OLT 1 can calculate when the (i + 1) th grant frame should be transmitted to the ONU from the data arrival time and the RTT. Therefore, the OLT 1 determines the time at which the i + 1-th grant frame is transmitted, and can also calculate the transmission start time at which the ONU 2 that has received the grant frame transmits the report frame.
[0121]
These calculations can be performed immediately after receiving the report. Credits that have not yet been calculated may be calculated immediately after receiving the report, or may be calculated immediately before the grant frame transmission time in order to use as much new information as possible. The OLT 1 transmits a grant frame including a transmission start time, a transmission permission amount, and a credit to the ONU 2 at the grant transmission time. The procedure described above is repeated, and the same processing is repeated for the other ONUs 2, thereby eliminating the credit allocation loss.
[0122]
As described above, according to the OLT 1 and the ONU 2 in the present embodiment, the ONU 2 calculates the transmission request amount and transmits the calculated transmission request amount to the OLT 1 in accordance with the credit included in the grant frame received from the OLT 1. The OLT 1 can eliminate the allocation loss that occurs when the transmission permission amount is allocated to the ONU 2.
[0123]
In the above description, if the transmission request amount from ONU2 is larger than the credit, the OLT1 sets the transmission permission amount to the value of the credit. However, the OLT1 calculates the difference between the credit and the transmission request amount from the ONU2, The next credit may be increased or decreased.
[0124]
(Third embodiment)
Although the OLT according to the first and second embodiments of the present invention relates to the OLT using the distributed bandwidth allocation scheme, the OLT according to the third embodiment of the present invention OLT using a type band allocation scheme. In the above-mentioned distributed bandwidth allocation method, when the OLT receives a report frame from the ONU, it calculates a credit from the traffic situation known at that time, issues a grant frame, and notifies the ONU of the credit and the transmission permission amount. Was something.
[0125]
On the other hand, the OLT using the centralized bandwidth allocation scheme in the present embodiment waits until report frames from all ONUs arrive, and calculates a credit for each ONU when all report frames are received. The grant frame is transmitted to each ONU.
[0126]
The schematic configuration of the OLT according to the present embodiment differs from the schematic configuration of the OLT 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 only in that the function of the control frame processing unit is different. Therefore, detailed description of the same configurations and functions will not be repeated. Note that a description will be given with reference numeral 13a of the control frame processing unit in the present embodiment. Further, the ONU in the present embodiment is the same as the ONU described in the second embodiment of the present invention, and therefore, detailed description will not be repeated.
[0127]
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a centralized band allocation scheme according to the third embodiment of the present invention. This diagram is a sequence diagram showing bandwidth allocation when the number of ONUs is 3, and transmission and reception of grants and reports between OLTs and ONUs.
[0128]
The OLT 1 sequentially sends out grants 31 to 33 to the ONUs 2-3, 2-2 and 2-1. When receiving the reports 34 to 36 from the ONUs 2-3, 2-2 and 2-1, the OLT 1 sequentially sends out grants 37 to 39 for the ONUs 2-3, ONUs 2-2 and 2-1.
[0129]
Upon receiving the data 43 transmitted from the ONU 2-3, the OLT 1 subsequently receives the data 44 transmitted from the ONU 2-2, and further receives the data 45 transmitted from the ONU 2-1. The OLT 1 generates the next grant for the ONUs 2-1 to 2-3 in parallel with the reception of the data 44 and 45, and sequentially sends out the grants. Thereafter, the same processing is repeated.
[0130]
In FIG. 10, the grant cycle start time is defined as the grant transmission start time from the OLT 1 for simplicity, and the grant cycle start time is indicated by a broken line. The OLT 1 calculates a credit for each ONU based on the report message received in the previous period, and notifies the ONU with a grant frame.
[0131]
The difference between the distributed bandwidth allocation method and the centralized bandwidth allocation method is that in the distributed bandwidth allocation method, the information that an ONU is active is determined from the previous transmission request amount of the ONU, and in some cases, information that is slightly older is used. However, in the centralized bandwidth allocation method, the transmission request amounts from all ONUs can be acquired at almost the same time, so that it is possible to determine whether or not ONUs are active, and to use the newer information for crediting. Can be calculated.
[0132]
In FIG. 10, the OLT 1 transmits only the grant frame to the ONU, and causes the ONU to transmit only the report frame, and then transmits only the data frame. However, the OLT 1 transmits some data to the ONU together with the report frame. May be transmitted.
[0133]
FIG. 11 is a flowchart for illustrating a processing procedure of the OLT according to the third embodiment of the present invention. First, the control frame processing unit 13a substitutes 1 for a variable i (S41), and receives a report frame from the ONU received by the receiving unit 11 (S42). Then, the control frame processing unit 13a determines whether the transmission request amount included in the report frame is equal to or less than the credit (S43).
[0134]
If the transmission request amount is equal to or less than the credit (S43, Yes), the transmission permission amount is set as the transmission request amount (S44). If the transmission request amount is larger than the credit (S43, No), the transmission permission amount is set to the credit value (S45).
[0135]
Next, the control frame processing unit 13a determines whether or not the ONU is active based on the transmission request amount, updates the contents of the storage table, and increments the variable i by 1 (S46). In the present embodiment, it is assumed that the number of ONUs is equal to the number of ONUs in the transmission permission amount storage table shown in FIG. 3A and the estimated arrival time storage table shown in FIG. 3B.
[0136]
Next, the control frame processing unit 13a determines whether the variable i is equal to the number N of ONUs (S47). If the variable i is not equal to the number N of ONUs (S47, No), it is determined that there is an ONU for which no report frame has been received, and the process returns to step S42 to repeat the subsequent processing.
[0137]
If the variable i is equal to the number N of ONUs (S47, Yes), the control frame processing unit 13a determines the scheduled arrival time and transmission permission amount of the ONU processed immediately before the ONU corresponding to the variable i, and The RTT of the ONU is read from the storage table (S48), and the current scheduled arrival time and transmission start time of the ONU are calculated (S49).
[0138]
Further, the control frame processing unit 13a refers to the active information storage table, and determines the number of ONUs that are active and whether or not the ONUs are active, by using Equation (2) or Equations (3) and (4). Is calculated (S50), the contents of the credit storage table are updated, and the variable i is decremented by 1 (S51).
[0139]
Then, the control frame processing unit 13a determines whether the variable i is 1 (S52). If the variable i is not 1 (S52, No), it is determined that there is an ONU for which the estimated arrival time and the transmission start time have not been calculated, and the process returns to step S48 to repeat the subsequent processing.
[0140]
If the variable i is 1 (S52, Yes), the control frame processing unit 13a configures the source address (OLT address), destination address (address of the ONU), transmission start time, and transmission permission amount. The generated grant frame is created for each ONU and transferred to the buffer memory 15, and transmission of the grant frame is instructed during the downstream data frame (S53).
[0141]
As described above, according to the OLT 1 in the present embodiment, the effects described in the first embodiment or the second embodiment can be obtained even when the centralized band allocation scheme is used. Became possible.
[0142]
(Fourth embodiment)
The OLT 1 in the first embodiment and the second embodiment of the present invention notifies one credit to one ONU even if the ONU has a plurality of queues, and notifies the ONU of each credit. Since the assignment of credits to the queue is left to the user, it is assumed that the credits are not used as intended by the OLT 1. In the present embodiment, the OLT 1 receives a report for each queue from the ONU, sets a credit for each queue of the ONU, and notifies it.
[0143]
The schematic configuration of the OLT according to the present embodiment differs from the schematic configuration of the OLT 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 only in that the function of the control frame processing unit is different. Further, the schematic configuration of the ONU in the present embodiment is different from the schematic configuration of the ONU 2 in the second embodiment shown in FIG. 5 only in that the function of the control frame processing unit is different. Therefore, detailed description of the same configurations and functions will not be repeated. In the present embodiment, the reference numerals of the control frame processing unit of the OLT and the control frame processing unit of the ONU are described as 13b and 23b, respectively.
[0144]
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the content of a grant frame issued by the OLT according to the fourth embodiment of the present invention. The grant frame includes a maximum of four transmission permission amounts, a transmission start time corresponding to each transmission permission amount, and a maximum transmission permission amount (credit) corresponding to each ONU queue. Note that, in addition to the actual grant frame, a destination address, a source address, and the like are stored in the actual grant frame. However, since they are not directly related to the present embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
[0145]
The OLT 1 can give the ONU permission for transmission up to four times. When granting the ONU a plurality of times of transmission permission, as shown in FIG. 12, the OLT 1 stores a transmission permission amount corresponding to the plurality of times of transmission permission in the grant frame. Also, the OLT 1 stores a transmission start time corresponding to a plurality of transmission permits in a grant frame.
[0146]
Further, the OLT 1 stores a credit in a grant frame corresponding to the number of ONU queues. For example, if the ONU that issues the grant frame has eight queues, eight credits are stored in the grant frame, and the number of the corresponding queue is specified.
[0147]
FIG. 13 is a flowchart for explaining an OLT processing procedure according to the fourth embodiment of the present invention. First, when receiving the report frame from the ONU received by the receiving unit 11 (S61), the control frame processing unit 13b determines whether the transmission request amount of each queue included in the report frame is equal to or less than the credit of each queue. Is determined (S62).
[0148]
If the requested transmission amount of the queue is equal to or less than the credit of the queue (S62, Yes), the permitted transmission amount is set as the requested transmission amount of the queue (S63). Further, if the transmission request amount of the queue is larger than the credit of the queue (S62, No), the transmission permission amount is set to the value of the credit (S64).
[0149]
Next, the control frame processing unit 13b calculates the sum of the transmission permission amounts of the respective queues and sets the sum as the ONU transmission permission amount (S65). As described above, in the case where the transmission permission is given to the ONU only a plurality of times, the transmission permission amount is calculated separately for a plurality. For example, the number of ONU queues is eight, data stored in the first to fourth queues is transmitted at the first transmission opportunity, and data stored in the fifth to eighth queues is transmitted at the second transmission time. In the case of sending at the opportunity, the sum of the allowed sending amounts corresponding to the first to fourth queues is calculated as the first allowed sending amount, and the sending corresponding to the fifth to eighth queues is set as the second allowed sending amount. Calculate the total allowance.
[0150]
Next, the control frame processing unit 13b determines whether each ONU queue is active based on the transmission request amount, updates the contents of the storage table (S66), and reads from the storage table. The current scheduled arrival time and transmission start time of the ONU are calculated from the scheduled arrival time and transmission amount of the ONU processed immediately before the ONU and the RTT of the ONU (S67). When there are a plurality of transmission permissions, the scheduled arrival time and transmission start time corresponding to each transmission permission are calculated.
[0151]
Next, the control frame processing unit 13b refers to the active information storage table and calculates the credit of each queue based on the number of active ONU queues and whether or not the ONU queue is active (S68). ), The contents of the credit storage table are updated (S69).
[0152]
When the queues connected to the PON all have the same priority, for example, when one queue and one user correspond to 1: 1, the number of queues connected to the PON is set to N. The credit c is calculated using the equations (2) to (4), where α is the ratio of active queues.
[0153]
If the priority of the queue connected to the PON is classified into three types, “only high priority”, “only low priority”, and “high priority and low priority”, Credits are calculated as follows depending on the type of the item.
[0154]
▲ 1 ▼ When the queue is “only high priority”
High priority queues are awarded a fixed amount of credits. However, if the credit has not been used up, it will be added to the next credit. That is, the current credit is calculated by the following equation. In order to prevent credit from being excessively allocated to one queue, only a certain upper limit is added.
[0155]
Current credit = Fixed amount + Previous credit-Requested amount (5)
▲ 2 ▼ When the queue is “low priority only”
To the low-priority queue, credits are allocated to the high-priority queue, and the remaining queues are distributed and allocated using equations (2) to (4). Specifically, (r × td) is (r × td−the sum of credits allocated to the high-priority queue). Further, N is the number of low-priority queues connected to the PON, and α is the ratio of active low-priority queues.
[0156]
▲ 3 ▼ When the queue is “high priority and low priority”
The total value of the credit (fixed value) given to the high-priority queue and the credit given to the low-priority queue is given to the queue storing both the high-priority data and the low-priority data as credits. Can be In determining whether the queue is active, the request amount minus the credit given to the high-priority queue is defined as the low-priority request amount, and the request amount is used to determine whether the queue is active. Is determined.
[0157]
Finally, the control frame processing unit 13b creates a grant frame including the source address (OLT address), the destination address (address of the ONU), the transmission start time, and the transmission permission amount, and stores the grant frame in the buffer memory 15. Then, transmission of the grant frame is instructed during the downlink data frame (S70).
[0158]
FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing procedure of the control frame processing unit 23b in the ONU according to the fourth embodiment of the present invention. First, when receiving the grant frame from the OLT received by the receiving unit 21 (S71), the control frame processing unit 23b updates the contents of the data length storage table corresponding to the transmission permission amount of each queue, and The credit of each queue included in the frame is read (S72).
[0159]
When receiving the grant frame, the control frame processing unit 23b deletes the data length corresponding to the data of the transmission permission amount of each queue from the data length storage table, and instructs the buffer memory 25 to transmit the corresponding data frame. I do.
[0160]
Next, the control frame processing unit 23b refers to the credit of each queue included in the grant frame received from the OLT, and sets the maximum data amount that can be transmitted in frame units from the first data frame that is less than the credit and that is transmitted. Is calculated for each queue, and the calculated value is used as the transmission request amount (S73).
[0161]
Next, the control frame processing unit 23b creates a report frame including the source address (address of the ONU), the destination address (OLT address), and the transmission request amount of each queue, and transfers the report frame to the buffer memory 25. (S74).
[0162]
Finally, at the transmission start time included in the grant frame, the control frame processing unit 23b instructs the buffer memory 25 and the transmission unit 26 to transmit the report frame and the data frame corresponding to the permitted transmission amount (S75).
[0163]
As described above, according to the OLT and the ONU according to the present embodiment, the OLT calculates the credit corresponding to each queue of the ONU and notifies each ONU, and the ONU refers to the credit corresponding to each queue. Since the request amount for each queue is calculated, the OLT can determine the credit to be assigned to each queue of the ONU, and the bandwidth allocation to each queue of the ONU can be easily controlled.
[0164]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0165]
【The invention's effect】
According to the optical line terminal according to the first aspect, the generating means calculates the maximum transmission permission amount according to the number of the optical line terminals determined to be active, so that the data transmission is performed. It has become possible to allocate a large maximum transmission permission amount to the requesting optical network unit.
[0166]
According to the optical line terminal according to the second aspect, the generating means causes the optical line terminal to transmit the grant including the maximum transmission permission amount to the optical line terminal. An optimal transmission request amount equal to or less than the permitted amount can be transmitted to the optical line terminal, and it is possible to prevent occurrence of an allocation loss.
[0167]
According to the optical network unit of the third aspect, it is possible to allocate a large maximum transmission permission amount to the optical network unit that requests data transmission.
[0168]
According to the optical line terminal according to the fourth aspect, the maximum transmission permission amount can be increased or decreased in accordance with the transmission request amount from the optical line terminal, and by adjusting to the break of the MAC frame. It has become possible to correct under-allocation of bandwidth.
[0169]
According to the optical line terminal according to the fifth aspect, it is possible to calculate an optimal maximum transmission permission amount by regarding an optical line terminal having a small transmission request amount as active. Was.
[0170]
According to the optical line terminal according to the sixth aspect, it is possible to calculate an optimal maximum transmission permission amount by regarding an optical line terminal having a transmission request amount equal to or more than a predetermined value as active. became.
[0171]
According to the optical line terminal according to the present invention, even if the previous transmission request amount is zero, if the non-zero transmission request amount is more than a predetermined number in the history of several times, the optical subscriber unit Assuming that the line terminating device is active, it has become possible to calculate the optimum maximum transmission permission amount.
[0172]
According to the optical line terminal of claim 8, even if the previous transmission request amount is less than the predetermined value, the transmission request amount exceeding the predetermined value is more than the predetermined number in the history of several times. Can regard the optical network unit as active and calculate the optimum maximum transmission permission amount.
[0173]
According to the optical line terminal according to the ninth aspect, the band can be differentiated between service classes.
[0174]
According to the optical line terminal according to the tenth aspect, the generating means calculates the maximum transmission permission amount of each queue according to the number of queues of the optical line terminal determined to be active. It has become possible to allocate a large maximum transmission permission amount to the queue of the optical network unit that requests data transmission.
[0175]
According to the optical line terminal of claim 11, the generating means causes the optical line terminal to transmit a grant including the maximum transmission permission amount of each queue to the optical line terminal. Each queue can transmit an optimum transmission request amount equal to or less than the maximum transmission permission amount to the optical line terminal, and the allocation for each queue can be controlled from the optical line terminal. Was.
[0176]
According to the optical line terminal according to the twelfth aspect, it is possible to allocate an appropriate maximum transmission permission amount even in an optical line terminal using a distributed band allocation method. Was.
[0177]
According to the optical line terminal according to the thirteenth aspect, it is possible to allocate an appropriate maximum transmission permission amount even in an optical line terminal using a centralized band allocation method. Was.
[0178]
According to the optical line terminal of claim 14, since the generating means determines the transmission request amount according to the maximum transmission permission amount included in the grant received by the first receiving means, the maximum transmission amount is determined. An optimal transmission request amount equal to or less than the permitted amount can be transmitted to the optical line terminal, and it is possible to prevent the occurrence of an allocation loss in the optical line terminal.
[0179]
According to the fifteenth aspect of the present invention, the optical network unit can determine the transmission request amount for each frame, and an allocation loss occurs in the optical network unit. Can be prevented.
[0180]
According to the optical network unit of the present invention, the generation unit determines the transmission request amount of each queue according to the maximum transmission permission amount of each queue included in the grant received by the first reception unit. Since it is determined, the optimum transmission request amount equal to or less than the maximum transmission permission amount of each queue can be transmitted to the optical line terminal, and the allocation for each queue based on the control policy of the optical line terminal is controlled. Became possible.
[0181]
According to the bandwidth allocating method of claim 17, since the maximum transmission permission amount is calculated in accordance with the number of optical line terminal devices determined to be active, the optical subscriber line requesting data transmission. It has become possible to assign a large maximum allowed transmission amount to the terminating device.
[0182]
According to the bandwidth allocating method of the present invention, the grant including the maximum transmission permission amount is transmitted to the optical network unit, so that the optical network unit terminates the optimum transmission request equal to or less than the maximum transmission permission amount. The amount can be sent to the optical line terminal, and it is possible to prevent the occurrence of the allocation loss.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an OLT according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining a processing procedure of a control frame processing unit 13;
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a storage table provided in a control frame processing unit 13;
FIG. 4 is a diagram illustrating a reference value used when determining whether an ONU is active or not.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an ONU according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for explaining a processing procedure of a control frame processing unit 23;
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a data length storage table.
FIG. 8 is a flowchart for explaining an OLT processing procedure according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sequence diagram for explaining how the transmission timing of an uplink data frame is determined when the OLT 1 transmits the i-th grant frame to the ONU 2, focusing on one ONU 2; is there.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a centralized band allocation scheme according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of an OLT according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the content of a grant frame issued by an OLT according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart illustrating an OLT processing procedure according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing procedure of a control frame processing unit 23b in an ONU according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional PON system.
FIG. 16 is a sequence diagram illustrating an operation procedure of a conventional PON system.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a distributed allocation scheme.
FIG. 18 is a diagram for explaining a problem in the first prior art.
[Explanation of symbols]
1, 101 OLT, 2, 102-1 to 102-n ONU, 11, 14, 21, 24 receiving unit, 12, 16, 22, 26 transmitting unit, 13, 23 control frame processing unit, 15, 25 buffer memory, 27 counters, 103-1 to 103-n buffers, 104 transmission lines, 105 splitters, 106 grants, 107 reports, 108 uplink information frames, 109 upper networks, 110 lower networks, 111 user terminals.

Claims

An optical line terminal for transmitting a grant for a report from the optical network unit,
First receiving means for receiving data and reports from the optical network unit;
First transmitting means for transmitting data received by the first receiving means to an upper network,
Referring to the transmission request amount included in the report received by the first receiving means, determining whether the optical network unit is active, and determining the optical network unit determined to be active Generating means for calculating a maximum transmission permission amount in accordance with the number of, and generating a grant such that the transmission permission amount is equal to or less than the maximum transmission permission amount with respect to the transmission request amount,
Second receiving means for receiving data from the upper network,
Storage means for storing the data received by the second receiving means and the grant generated by the generating means;
Second transmission means for transmitting the data and the grant stored by the storage means to the optical network unit.

An optical line terminal for transmitting a grant for a report from the optical network unit,
First receiving means for receiving data and reports from the optical network unit;
First transmitting means for transmitting data received by the first receiving means to an upper network,
Second receiving means for receiving data from the upper network,
Storage means for storing the data and the grant received by the second receiving means;
Second transmission means for transmitting the data and the grant stored by the storage means to the optical network unit;
The storage unit stores a grant including a maximum transmission permission amount, causes the second transmission unit to transmit the grant to the optical network unit, and receives the grant by the first reception unit. The grant is generated such that the transmission permission amount is equal to or less than the maximum transmission permission amount with respect to the transmission request amount included in the report corresponding to the grant including the maximum transmission permission amount, and the grant is stored in the storage means. Generating means for causing said transmitting means to transmit said grant to said optical network unit.

The generation unit determines whether the optical network unit is active with reference to a transmission request amount included in the report received by the first reception unit, and determines whether the optical network unit is active. 3. The optical line terminal according to claim 2, wherein said maximum transmission permission amount is calculated according to the number of subscriber line termination devices.

3. The optical line terminal according to claim 2, wherein the generation unit determines a next maximum transmission permission amount according to a difference between the maximum transmission permission amount and the transmission request amount.

The generation unit determines whether the optical network unit is active based on whether a transmission request amount included in a report received by the first reception unit is zero. Item 6. The optical line terminal according to item 1 or 3.

The generation unit determines whether the optical network unit is active based on whether a transmission request amount included in the report received by the first reception unit is equal to or greater than a predetermined value. The optical line terminal according to claim 1 or 3.

The generation means holds the history of the transmission request amount included in the report received by the first reception means for several times, and determines whether the optical subscriber line has a non-zero transmission request amount by a predetermined number or more. 4. The optical line terminal according to claim 1, wherein it is determined whether or not the terminating device is active.

The generation unit holds the history of the transmission request amount included in the report received by the first receiving unit for several times, and determines whether the optical subscription has occurred by determining whether the transmission request amount equal to or more than a predetermined value is equal to or more than a predetermined number. 4. The optical line terminal according to claim 1, wherein it is determined whether or not the subscriber line termination device is active.

The generating means sets a different maximum transmission permission amount for each service class having a different guaranteed band in the optical network unit, allocates a large maximum transmission permission amount to a class requiring a large guaranteed band, and 4. The optical line terminal according to claim 1, wherein a small maximum transmission permission amount is assigned to a small class.

An optical line terminal for transmitting a grant for a report from the optical network unit,
First receiving means for receiving data and reports from the optical network unit;
First transmitting means for transmitting data received by the first receiving means to an upper network,
It is determined whether or not each queue of the optical network unit is active by referring to the transmission request amount of each queue included in the report received by the first receiving means, and it is determined that the queue is active. The maximum transmission permission amount of each queue is calculated according to the number of queues of the optical network unit, and the transmission permission amount of each queue is equal to or less than the maximum transmission permission amount of each queue with respect to the transmission request amount of each queue. Generating means for generating a grant such that
Second receiving means for receiving data from the upper network,
Storage means for storing the data received by the second receiving means and the grant generated by the generating means;
Second transmission means for transmitting the data and the grant stored by the storage means to the optical network unit.

An optical line terminal for transmitting a grant for a report from the optical network unit,
First receiving means for receiving data and reports from the optical network unit;
First transmitting means for transmitting data received by the first receiving means to an upper network,
Second receiving means for receiving data from the upper network,
Storage means for storing the data and the grant received by the second receiving means;
Second transmission means for transmitting the data and the grant stored by the storage means to the optical network unit;
The storage unit stores a grant including the maximum transmission permission amount of each queue, and causes the second transmitting unit to transmit the grant to the optical network unit, and receives the grant by the first receiving unit. Further, the transmission permission amount of each queue is set to be equal to or less than the maximum transmission permission amount of each queue with respect to the transmission request amount of each queue included in the report corresponding to the grant including the maximum transmission permission amount of each queue. Generating means for generating a grant, storing the grant in the storage means, and causing the second transmitting means to send the grant to the optical network unit.

The optical network unit according to claim 1, wherein the optical network unit is an optical network unit using a distributed bandwidth allocation scheme for individually transmitting a grant for a report from the optical network unit. 12. The optical line terminal according to any one of claims 11 to 11.

2. The optical network unit according to claim 1, wherein the optical network unit uses a centralized band allocation method for transmitting a grant in response to a report from the optical network unit. 12. The optical line terminal according to any one of claims 1 to 11.

An optical line terminal that sends a report in response to a grant from an optical line terminal,
First receiving means for receiving data and a grant from the optical line terminal;
First transmitting means for transmitting data received by the first receiving means to a lower network,
Generating means for determining a transmission request amount according to the maximum transmission permission amount included in the grant received by the first receiving means, and generating a report including the transmission request amount;
Second receiving means for receiving data from the lower network;
Storage means for storing data received by the second receiving means and a report generated by the generating means;
Second transmission means for transmitting the data and the report stored by the storage means to the optical line terminal.

15. The optical device according to claim 14, wherein the generation unit sets a maximum data amount that is equal to or less than a maximum transmission permission amount included in a grant received by the first reception unit and can be transmitted in a frame unit as a transmission request amount. Subscriber line termination.

An optical line terminal that sends a report in response to a grant from an optical line terminal,
First receiving means for receiving data and a grant from the optical line terminal;
First transmitting means for transmitting data received by the first receiving means to a lower network,
Determining a transmission request amount of each queue according to the maximum transmission permission amount of each queue included in the grant received by the first receiving means, and generating a report including the transmission request amount of each queue; Generating means;
Second receiving means for receiving data from the lower network;
Storage means for storing data received by the second receiving means and a report generated by the generating means;
Second transmission means for transmitting the data and the report stored by the storage means to the optical line terminal.

A bandwidth allocation method in which the optical line terminal transmits a grant to a report from the optical network unit,
A step in which the optical network unit refers to a transmission request amount included in a report received from the optical network unit and determines whether or not the optical network unit is active; When,
The optical line terminal calculates a maximum transmission permission amount according to the number of the optical line termination devices determined to be active, and the transmission permission amount is the maximum transmission permission amount for the transmission request amount. Generating a grant so as to be less than or equal to the amount and transmitting the grant to the optical network unit.

A bandwidth allocation method in which the optical line terminal transmits a grant to a report from the optical network unit,
The optical line terminal, transmitting a grant including a maximum transmission permission amount to the optical line terminal,
The optical line terminal determines a transmission request amount according to the maximum transmission permission amount included in the received grant, generates a report including the transmission request amount, and transmits the report to the optical line terminal. Steps to
The optical line terminal generates a grant such that a transmission permission amount is equal to or less than the maximum transmission permission amount with respect to a transmission request amount included in the report, and transmits the grant to the optical line terminal. And transmitting to the band.