JP2004134968A - 加入者伝送装置及び加入者伝送装置の動的帯域割り当て方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の加入者伝送装置は、複数の宅内加入者終端装置NT21,..,2nと局内加入者収容装置LT2とから構成されており、宅内加入者終端装置の使用帯域算出部201は、所定の周期毎にバッファに入力されている入力パケットと閾値との比較をおこなう。送出パケット制御部203は、もしもバッファに入力された入力パケットが閾値より多い場合は、入力パケットを閾値分と残りに分割し、閾値分の入力パケットを局内加入者収容装置LT2に送出し、残りの入力パケットはバッファに蓄える。要求帯域演算部202は、バッファに蓄えられている残りの入力パケットの量を局内加入者収容装置LT2に通知すると共に、残りの入力パケットの量を最低保証帯域値と比較し、大きい方を、次の周期における閾値として設定する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、加入者アクセスシステムのための加入者伝送装置に適用される、動的帯域割当を伴う伝送方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
加入者アクセスシステムのひとつであるEPON(:Ethernet(R) Passive OpticalNetwork)システムは、複数の宅内加入者終端装置と局内加入者収容装置とから構成されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
このような加入者アクセスシステムにおける、従来の動的帯域割当を伴う伝送方式を、図3及び図4を用いて説明する。図3は、従来の動的帯域割当を伴う伝送方式に対応した構成を示した構成図であり、図4は、その動作のタイムチャートである。
【0004】
この図3に記載された構成は、基本的には、ひとつの局内加入者収容装置LT1と複数の宅内加入者終端装置NT11,NT12,NT13,…,NT1nとが、スターカプラSC1を介して光ファイバで接続された構成となっている。
局内加入者収容装置LT1は、一本の光ファイバによって光分岐器であるスターカプラSC1接続されており、このスターカプラSC1に接続された複数の光ファイバが各々宅内加入者終端装置NT11,NT12,NT13,…,NT1nに接続されている。
【0005】
この様な構成を用いた加入者区間内の双方向のデータ伝送は、光PDS(:Passive Double Star)方式で行なわれる。この光PDS方式は、使用する光波長を異ならせることで、1本の光ファイバで上り方向と下り方向のデータ伝送を行う。
【0006】
宅内加入者終端装置NT11,NT12,NT13,…,NT1nから局内加入者収容装置LT1への上り方向のデータ伝送では、各宅内加入者終端装置NT11,NT12,NT13,…,NT1nが、使用する帯域を共有しており、各々が所定のタイムスロットでデータを伝送する時分割多重伝送方式で行われる。
【0007】
そして局内加入者収容装置LT1は、各宅内加入者終端装置NT11,NT12,NT13,…,NT1nへの帯域割当を一定時間間隔で動的に変更する。
【0008】
例えば図3に示すように、宅内加入者終端装置NT11へパケットP11を入力すると、宅内加入者終端装置NT11内部では、加入者間のタイムスロットに適合するため、入力パケット分割部101によって入力パケットP11をパケットP11−1,P12−1,P12−3,・・・に分割する。そして、NT状態監視部102によって生成された、宅内加入者終端装置NT11のバッファ状態を示す監視用パケットP11も付加されて、局内加入者収容装置LT1へ送出される。そして、局内加入者収容装置LT1に入力されたパケットP11−1,P12−1,P12−3,・・・は、出力パケット統合部106によって入力パケットP11に統合されて出力される。
【0009】
このような処理に際して、局内加入者収容装置LT1に入力されるパケットでは、図4の(3)に示すように、宅内加入者終端装置NT11,NT12,NT13,…,NT1nからのパケットが所定のタイムスロット(:帯域)に割り当てられている。
【0010】
そして、各宅内加入者終端装置NT11,NT12,NT13,…,NT1nが使用可能な帯域は、動的帯域割当周期t1,t2,…で区切られて、周期ごとに動的に帯域の割り当てを変更することが出来る。
【0011】
この帯域の割り当ての変更手順について、以下に説明する。
【0012】
まず、全使用帯域算出部103によって、1周期ごとに集められたパケット列ごとに、全体の帯域の使用率を算出する。そして、各NTの要求帯域演算部104が、監視用パケットより、各宅内加入者終端装置の状態、つまり、送信用バッファの残留量を算出し、その結果を基づいて、次周期の個々の宅内加入者終端装置の要求帯域を予測する。
【0013】
予測方法は、例えば、ある宅内加入者終端装置がデータ伝送していない時は、より多くのデータ伝送が必要な他の宅内加入者終端装置に自己の帯域を貸し出す処理も可能であるし、優先度の高い宅内加入者終端装置には、多くの帯域割当をすることも出来る。
【0014】
そして、申告部105が、次周期での要求帯域量を、制御パケットによって各宅内加入者終端装置へフィードバック申告して、次周期の帯域割当の制御を完了する。
【0015】
【特許文献1】
特開2002−57685号公報
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図3に示す従来の伝送方式では、以下のような問題点があった。
【0017】
まず、この加入者区間内でのデータ伝送は固定長パケットしか扱うことが出来ず、そのため、入力したパケットが分割される場合が多くなくなる。このため、パケットの遅延時間が増大するという問題があった。
【0018】
さらに、帯域の使用率の計算や予測帯域の算出などが、局内加入者収容装置内で集中処理されているため、局内加入者収容装置側の装置処理の負荷が大きくなってしまうという問題があった。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の加入者伝送装置は、以下の構成を有する。
【0020】
すなわち、複数の宅内加入者終端装置と局内加入者収容装置とから構成されており、複数の宅内加入者終端装置は各々、使用帯域算出部,送出パケット制御部及び要求帯域演算部を、局内加入者収容装置は余剰帯域算出部と申告部を有する。
【0021】
そして、使用帯域算出部は、動的帯域割当周期毎にバッファに入力されている入力パケットと閾値との比較をおこなう。送出パケット制御部は、もしもバッファに入力された入力パケットが閾値より多い場合は、入力パケットを閾値分と残りに分割し、閾値分の入力パケットをひとつのパケットとして所定のパケット送出タイミングで局内加入者収容装置に送出し、分割された残りの入力パケットはバッファに蓄える。要求帯域演算部は、バッファに蓄えられている残りの入力パケットの量を情報として含んだ監視パケットを生成して局内加入者収容装置に通知すると共に、残りの入力パケットの量を最低保証帯域値と比較し、最低保証帯域値の方が大きい場合は最低保証帯域値を、残りの入力パケットの量の方が大きい場合は残りの入力パケットの量を、次の動的帯域割当周期における閾値として設定する。
【0022】
一方、余剰帯域算出部は、複数の宅内加入者終端装置各々から通知された監視パケットの情報に基づいて、各宅内加入者終端装置の帯域使用状況を集計し、申告部が、余剰帯域算出部の集計の結果に基づいて各宅内加入者終端装置の要求帯域量を決定し、制御パケットによって各宅内加入者終端装置の所定のパケット送出タイミングを、各宅内加入者終端装置へフィードバック申告する。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明の、加入者アクセスシステムにおける動的帯域割当を伴う伝送方式の実施例を、図1及び図2を用いて説明する。図1は、この実施例の構成を示した構成図であり、図2は、その動作のタイムチャートである。
【0024】
この図3に記載された構成は、基本的には従来の構成と同様に、局内加入者収容装置LT2が、一本の光ファイバによって光分岐器であるスターカプラSC2接続されており、このスターカプラSC2に接続された複数の光ファイバが各々宅内加入者終端装置NT21,NT22,NT23,…,NT2nに接続されている。そして、光PDS方式によって、加入者区間内の双方向のデータ伝送が行なわれる。
【0025】
宅内加入者終端装置NT21,NT22,NT23,…,NT2nから局内加入者収容装置LT2への上り方向のデータ伝送では、各宅内加入者終端装置NT21,NT22,NT23,…,NT2nが、使用する帯域を共有しており、各々が、局内加入者収容装置LT2によって指定された所定のタイムスロットでデータを伝送する、時分割多重伝送方式で行われる。そして局内加入者収容装置LT2は、各宅内加入者終端装置NT21,NT22,NT23,…,NT2nのデータ送出タイミングを一定時間間隔(:動的帯域割当周期)で動的に変更することで、帯域割当を変更する。
【0026】
各宅内加入者終端装置NT21,NT22,…,NT2nには、動的帯域割当周期毎に送出可能なパケット量に関して、最低保証帯域値と、この最低保証帯域値以上の範囲で可変する閾値が設定されている。
【0027】
例えば図1に示すように、宅内加入者終端装置NT21へパケットP21を入力すると、宅内加入者終端装置NT21内部で、帯域予測の前処理を行う。
【0028】
この宅内加入者終端装置NT21側での帯域予測の前処理について、以下に説明する。
【0029】
図2に示すように、宅内加入者終端装置NT21へパケットP21が入力されると、使用帯域算出部201で、閾値との比較が行われる。
【0030】
送出パケット制御部203は、もしもバッファに入力された入力パケットがその閾値より多ければ、図2の(1)に示すように、入力パケットを閾値分と残りに分割する。そして図2の(2)に示すように、局内加入者収容装置LT2で指定されたタイムスロットで、閾値分の入力パケットをひとつのパケットP21として局内加入者収容装置LT2に送出する。送出できなかった分割された残りの入力パケットはバッファに蓄える。
【0031】
次に、要求帯域演算部202が、バッファに蓄えられている残りの入力パケットの量を情報として含んだ監視パケットPc21を生成し、送出パケット制御部203を経由して局内加入者収容装置LT2に通知する。
【0032】
そして、今回の動的帯域割当周期で処理しきれなかった入力パケット量、つまり(入力パケット量−閾値)を求める。この(入力パケット量−閾値)を最低保証帯域値と比較し、最低保証帯域値の方が大きい場合は最低保証帯域値を、(入力パケット量−閾値)の方が大きい場合は(入力パケット量−閾値)を、次の動的帯域割当周期における閾値として設定する。
【0033】
それに対して、バッファに入力された入力パケット数がその閾値の範囲内であれば、すべての入力パケットをひとつのパケットP21として局内加入者収容装置LT2に送出し、その後、監視パケットPc21を送出する。そして、この場合は閾値の設定変更は行わない。
【0034】
このような帯域予測の前処理を、宅内加入者終端装置側で行うので、一度に使用可能なタイムスロットの割当を宅内加入者終端装置側で決定することが可能となる。
【0035】
そして、この割当て結果を利用することで、従来の構成とは異なり、隣接するタイムスロットをひとつのパケットで使用する選択を宅内加入者終端装置側で行うことが可能となり、可変長のデータを収容した可変長のパケットを扱って、帯域を保証する動的帯域割り当てを行うことが出来る。
【0036】
次に、局内加入者収容装置LT2側での帯域予測の処理について説明する。
【0037】
局内加入者収容装置LT2の入力部では、図2の(4)に示すように、各動的帯域割当周期t1,t2,…毎に、各宅内加入者終端装置NT2i(i=1,..., n)毎に割り振られたタイムスロットに、送出した可変長のパケットP2i及び監視パケットPc2iを配列している。なお、この配列は上述のとおり、この区間での帯域の使用効率を高めるため、可変長のパケットが隙間なく敷き詰められた構成となっている。またパケットP21のように、宅内加入者終端装置に入力されたパケットが、動的帯域割当周期を跨いで、パケットが収容されている場合もある。
【0038】
そして、局内加入者収容装置LT2では、この可変長のパケットP2iを受け、各パケットP2iの最後に監視パケットPc2iが付加されていれば、その動的帯域割当周期の終了を待つことなく、対象のパケットP2iを出力側に送出する。
【0039】
この監視パケットPc2iには、各宅内加入者終端装置NT2iのバッファに蓄えられている残りの入力パケットの数、すなわち各宅内加入者終端装置NT2iの不足する帯域の要求が含まれている。よって、余剰帯域算出部204で、この監視パケットPc2iの情報に基づいて、各宅内加入者終端装置NT2iの帯域使用状況を集計する。そして、特定の宅内加入者終端装置に帯域の余剰がある場合、帯域が不足している他の宅内加入者終端装置にこの余剰の帯域を割り振る処理を行う。
【0040】
上述の一回のパケット送出量は通り各宅内加入者終端装置NT2iで決定するので、局内加入者収容装置LT2での帯域の割り振り処理は、各宅内加入者終端装置NT2iに設定されるパケット送出タイミングを変更することで行われる。
すなわち、特定の宅内加入者終端装置に割当てられる帯域を増加させる場合はパケット送出の間隔を短く設定し、帯域を減少させる場合はパケット送出の間隔を長く設定する。
【0041】
そして、この送出タイミングの割り振り結果が、各宅内加入者終端装置NT2iの次の動的帯域割当周期におけるパケット送出タイミングとして、申告部205で生成された制御パケットPg2iによって、各宅内加入者終端装置NT2iへフィードバック申告される。なお、この制御パケットPg2iは、動的帯域割当周期ごとに、常時、固定位置に配置されている。
【0042】
以上の実施例の構成によって、各宅内加入者終端装置には最低保証帯域値が設定されており、この値を超えた範囲において動的な帯域割り当てを行う構成なので、宅内加入者終端装置側において、この最低保証帯域値に基づいた可変長のパケットの生成が容易になり、帯域の使用効率を高めることが出来る。
【0043】
さらに、閾値の変更による動的な帯域割り当ての処理の一部を、宅内加入者終端装置側で行うので、局内加入者収容装置側の装置処理の負荷増加による遅延時間の増大、および情報の劣化を防ぐことが可能となる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、各宅内加入者終端装置には最低保証帯域値が設定されており、この値を超えた範囲において動的な帯域割り当てを行う構成なので、宅内加入者終端装置側において、この最低保証帯域値に基づいた可変長のパケットの生成が容易になり、帯域の使用効率を高めることが出来る。
【0045】
さらに、閾値の変更による動的な帯域割り当ての処理の一部を、宅内加入者終端装置側で行うので、局内加入者収容装置側の装置処理の負荷増加による遅延時間の増大、および情報の劣化を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の構成を示す構成図である。
【図2】実施例における動的帯域割当の動作を示したタイムチャートである。
【図3】従来の動的帯域割当の動作に対応した構成を示す構成図である。
【図4】従来の動的帯域割当の動作を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
LT1,LT2 局内加入者収容装置
NT11,…,NT1n,NT21,…,NT2n 宅内加入者終端装置
101 入力パケット分割部
102 NT状態監視部
103 全使用帯域算出部
104 要求帯域演算部
105,205 申告部
106 出力パケット統合部
SC1,SC2 スターカプラ
201 使用帯域算出部
202 要求帯域演算部
203 送出パケット制御部
204 余剰帯域算出部
Claims (2)
- 複数の宅内加入者終端装置と局内加入者収容装置とから構成され、
前記複数の宅内加入者終端装置は各々、
動的帯域割当周期毎にバッファに入力されている入力パケットと閾値との比較をおこなう使用帯域算出部と、
もしも前記バッファに入力された入力パケットが前記閾値より多い場合は、前記入力パケットを前記閾値分と残りに分割し、前記閾値分の入力パケットをひとつのパケットとして所定のパケット送出タイミングで前記局内加入者収容装置に送出し、前記分割された残りの入力パケットは前記バッファに蓄える、送出パケット制御部と、
前記バッファに蓄えられている残りの入力パケットの量を情報として含んだ監視パケットを生成して前記局内加入者収容装置に通知すると共に、前記残りの入力パケットの量を最低保証帯域値と比較し、前記最低保証帯域値の方が大きい場合は前記最低保証帯域値を、前記残りの入力パケットの量の方が大きい場合は前記残りの入力パケットの量を、次の動的帯域割当周期における閾値として設定する要求帯域演算部とを有し、
前記局内加入者収容装置は、
前記複数の宅内加入者終端装置各々から通知された前記監視パケットの情報に基づいて、前記各宅内加入者終端装置の帯域使用状況を集計する余剰帯域算出部と、
前記余剰帯域算出部の集計の結果に基づいて前記各宅内加入者終端装置の要求帯域量を決定し、制御パケットによって前記各宅内加入者終端装置の前記所定のパケット送出タイミングを、前記各宅内加入者終端装置へフィードバック申告する申告部とを有する
ことを特徴とする加入者伝送装置。 - 複数の宅内加入者終端装置と局内加入者収容装置とから構成され、
前記複数の宅内加入者終端装置は各々、
使用帯域算出部によって、動的帯域割当周期毎にバッファに入力されている入力パケットと閾値との比較をおこない、
もしも前記バッファに入力された入力パケットが前記閾値より多い場合は、送出パケット制御部が、前記入力パケットを前記閾値分と残りに分割し、前記閾値分の入力パケットをひとつのパケットとして所定のパケット送出タイミングで前記局内加入者収容装置に送出し、前記分割された残りの入力パケットは前記バッファに蓄え、
要求帯域演算部によって、前記バッファに蓄えられている残りの入力パケットの量を情報として含んだ監視パケットを生成して前記局内加入者収容装置に通知すると共に、前記残りの入力パケットの量を最低保証帯域値と比較し、前記最低保証帯域値の方が大きい場合は前記最低保証帯域値を、前記残りの入力パケットの量の方が大きい場合は前記残りの入力パケットの量を、次の動的帯域割当周期における閾値として設定し、
前記局内加入者収容装置は、
余剰帯域算出部によって、前記複数の宅内加入者終端装置各々から通知された前記監視パケットの情報に基づいて、前記各宅内加入者終端装置の帯域使用状況を集計し、
前記余剰帯域算出部の集計の結果に基づいて、申告部が前記各宅内加入者終端装置の要求帯域量を決定し、制御パケットによって前記各宅内加入者終端装置の前記所定のパケット送出タイミングを、前記各宅内加入者終端装置へフィードバック申告する
ことを特徴とする加入者伝送装置の動的帯域割り当て方法。
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