JP2005124059A - Ｐｏｎ伝送システムにおける局側回線終端装置及び未登録加入者装置の検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＰＯＮ伝送システムにおける上り帯域の使用効率を向上することができ、また加入者装置の登録処理を行う局側回線終端装置の処理負荷の軽減を図ること。
【解決手段】 帯域制御部１１４は、未登録加入者装置を検出するために、未登録加入者装置が未登録加入者装置応答フレームを送信するための上り帯域の割り当てを行い、未登録加入者装置検出フレーム生成部１１５に未登録加入者装置検出フレームの生成指示を行う。このとき、帯域制御部１１４は、未登録加入者装置検出フレームの生成指示を与える間隔を、登録制御部１１６から受け取った加入者装置の登録台数に基づきダイナミックに変化させる制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＰＯＮ伝送システムにおける局側回線終端装置及び未登録加入者装置の検出方法に関する。

近年、加入者系光通信システムとして、局側の光終端装置（以降「局側回線終端装置」という）に複数の加入者装置を光ファイバを介して接続し、上り方向では、複数の加入者装置からのデータを時分割多重して局側回線終端装置に伝送するＳＴＭ（Synchronous Transfer Mode：同期転送モード）方式のＰＯＮ（Passive Optical Network：受動型光ネットワーク）伝送システムが実用化されている。そして、例えば、特許文献１では、このＳＴＭ方式のＰＯＮ伝送システムにおいて、加入者装置毎に固定の帯域を割り当てる場合、上り帯域の使用効率が悪くなる問題を解決すべく、各加入者装置への帯域割当をダイナミックに変化させ最適な割り当てを行う技術が開示されている。

ところで、上記のＳＴＭ方式のＰＯＮ伝送システムやＩＥＥＥ８０２．３ａｈで標準化が進められているＧＥ（Gigabit Ethernet（Ｒ）：ギガビット・イーサネット（Ｒ））−ＰＯＮ伝送システムでは、未登録加入者装置の登録方法として、局側回線終端装置が、定期的に未登録加入者装置の検出を目的とした制御フレームを送信し、その制御フレームに対する応答を受信することで未登録加入者装置の識別子（アドレス番号）を検出し、検出した識別子（アドレス番号）を指定して未登録加入者装置の登録を行う方法が採用されている。つまり、ＰＯＮ伝送システムでは、未登録加入者装置の登録処理のために、上り帯域の一部を未登録加入者装置の応答用に確保している。
特許第３１８０７４５号公報（図１）

しかしながら、上記の特許文献１に開示された技術を利用して各加入者装置への帯域割当をダイナミックに変化させたとしても、未登録加入者装置の登録処理のために上り帯域の一部に確保している未登録加入者装置の応答用帯域は、対象外であるので、上り帯域の使用効率向上策としては不十分である。

特に、局側回線終端装置と加入者装置間の伝送距離が長いので、伝送遅延よって加入者装置からの応答待ち時間（ラウンド・トリップ・タイム）が大きくなる場合には、未登録加入者装置の登録待ち時間が大きくなり、上り帯域の使用効率は向上しない。

加えて、局側回線終端装置では、未登録加入者装置の登録処理のために、定期的に未登録加入者装置の検出を目的とした制御フレームを送信して未登録加入者装置の識別子（アドレス番号）検出を行わなければならず、処理負荷が大きくなるという問題もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、上り帯域の使用効率を向上することができ、かつ処理負荷の軽減が図れるＰＯＮ伝送システムにおける局側回線終端装置及び未登録加入者装置の検出方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本発明に係るＰＯＮ伝送システムにおける局側回線終端装置は、局側回線終端装置に複数の加入者装置が光ファイバを介して接続されるＰＯＮ伝送システムにおいて、前記局側回線終端装置は、未登録加入者装置を検出するために送信する制御フレームに応答して前記加入者装置が送信する応答フレームから加入者装置の登録・未登録の情報を収集し管理する手段と、前記制御フレームの送信間隔を、前記加入者装置の登録台数に応じてダイナミックに変化させる手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、未登録加入者装置を検出するために送信する制御フレームの送信間隔を一定ではなく、加入者装置の登録台数に応じてダイナミックに変化させるので、通信データ用に割り当てる上り帯域を加入者装置の登録台数に応じて増加・減少させることができ、上り帯域の使用効率を向上させることができる。また、加入者装置の登録台数が少ないときは、制御フレームの送信間隔を狭くするので、未登録加入者装置の登録待ち時間を短くすることができる。さらに、加入者装置の登録台数が増えると、制御フレームの送信間隔を広くするので、当該局側回線終端装置の登録処理時の処理負荷が軽減できる。

また、本発明に係るＰＯＮ伝送システムにおける局側回線終端装置は、上記の発明において、前記送信間隔を変化させる手段は、前記加入者装置の登録台数が多過ぎる場合や最大登録台数に達したときは前記制御フレームの送信を停止する構成を採る。

この構成によれば、加入者装置の登録台数が多過ぎる場合や最大登録台数に達したときは前記制御フレームの送信を停止するので、上り帯域の全てを通信データ用に割り当てることができる。また、当該局側回線終端装置の登録処理時の処理負荷が軽減できる。

また、本発明に係るＰＯＮ伝送システムにおける未登録加入者装置の検出方法は、局側回線終端装置に複数の加入者装置が光ファイバを介して接続されるＰＯＮ伝送システムにおいて、前記局側回線終端装置は、未登録加入者装置を検出するために送信する制御フレームに応答して前記加入者装置が送信する応答フレームから加入者装置の登録・未登録の情報を収集し、前記制御フレームの送信間隔を、前記加入者装置の登録台数に応じてダイナミックに変化させるようにした。

この方法によれば、未登録加入者装置を検出するために送信する制御フレームの送信間隔を一定ではなく、加入者装置の登録台数に応じてダイナミックに変化させるので、通信データ用に割り当てる上り帯域を加入者装置の登録台数に応じて増加・減少させることができ、上り帯域の使用効率を向上させることができる。また、加入者装置の登録台数が少ないときは、制御フレームの送信間隔を狭くするので、未登録加入者装置の登録待ち時間を短くすることができる。さらに、加入者装置の登録台数が増えると、制御フレームの送信間隔を広くするので、当該局側回線終端装置の登録処理時の処理負荷が軽減できる。

また、本発明に係るＰＯＮ伝送システムにおける未登録加入者装置の検出方法は、上記の発明において、前記加入者装置の登録台数が多過ぎる場合や最大登録台数に達したときは前記制御フレームの送信を停止するようにした。

この方法によれば、加入者装置の登録台数が多過ぎる場合や最大登録台数に達したときは前記制御フレームの送信を停止するので、上り帯域の全てを通信データ用に割り当てることができる。また、当該局側回線終端装置の登録処理時の処理負荷が軽減できる。

本発明によれば、ＰＯＮ伝送システムにおける上り帯域の使用効率を向上することができ、また加入者装置の登録処理を行う局側回線終端装置の処理負荷の軽減が図れる。

本発明の骨子は、ＰＯＮ伝送システムにおいて、局側回線終端装置が、加入者装置の登録台数に応じて、未登録加入者装置を検出するために送信する制御フレームの送信間隔をダイナミックに変化させ得るようにすることである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る局側回線終端装置を備えるＰＯＮ伝送システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＰＯＮ伝送システムは局側回線終端装置１００に接続される１本の光ファイバ１０１を光スプリッタ１０２にて複数本の光ファイバ１０３に分岐し、分岐した各光ファイバ１０３に加入者装置１０４が接続される構成である。

局側回線終端装置１００は、バッファメモリ部１１１と、データ量検出部１１２と、下りデータ選択部１１３と、帯域制御部１１４と、未登録加入者装置検出フレーム生成部１１５と、登録制御部１１６と、帯域割当フレーム生成部１１７と、フレーム識別部１１８と、光／電気変換部１１９と、網側受信インターフェース１２０と、網側送信インターフェース１２１とを備えている。

また加入者装置１０４は、バッファメモリ部１３１と、データ量検出部１３２と、上りデータ選択部１３３と、未登録加入者装置応答フレーム生成部１３４と、登録制御部１３５と、フレーム識別部１３６と、帯域割当フレーム解析部１３７と、光／電気変換部１３８と、端末側受信インターフェース１３９と、端末側送信インターフェース１４０とを備えている。

局側回線終端装置１００を構成する各機能ブロックの内容について説明する。バッファメモリ部１１１は、網側受信インターフェース１２０からの下り通信データを一時的に保持する。データ量検出部１１２は、バッファメモリ部１１１で保持されている下り通信データ量を検出し、その検出した下りデータ通信量を下りデータ選択部１１３に通知する。

また、光／電気変換部１１９は、下りデータ選択部１１３からの下り送信フレームの電気信号を光信号に変換して光ファイバ１０１に送出することと、光ファイバ１０１から取り込んだ上り送信フレームの光信号を電気信号に変換しフレーム識別部１１８に与えることを行う。

フレーム識別部１１８は、受信した上り送信フレームの種類を識別し、未登録加入者装置応答フレームである場合には登録制御部１１６に与え、上り通信データである場合には、網側送信インターフェース１２１に送出する。

登録制御部１１６は、フレーム識別部１１８から受け取った未登録加入者装置応答フレームの解析を行い、加入者装置の識別子であるアドレス番号からその加入者装置の登録／非登録を決定することで、各加入者装置の登録／未登録を管理し、帯域制御部１１４に対して、加入者装置の登録状況（登録台数、未登録台数等）を通知する。

帯域制御部１１４は、加入者装置毎に上り通信データを送信するための上り帯域の割り当てを行い、帯域割当フレーム生成部１１７に帯域割当フレームの生成指示を行う。また、帯域制御部１１４は、未登録加入者装置を検出するために、未登録加入者装置が未登録加入者装置応答フレームを送信するための上り帯域の割り当てを行い、未登録加入者装置検出フレーム生成部１１５に未登録加入者装置検出フレームの生成指示を行う。

このとき、帯域制御部１１４は、未登録加入者装置検出フレームの生成指示を与える間隔を、登録制御部１１６から受け取った加入者装置の登録台数に基づきダイナミックに変化させる制御を行う。具体的には、登録加入者装置台数が多い場合には、未登録加入者装置検出フレームの生成指示を与える間隔を広げることを行い、逆に登録加入者装置台数が少ない場合には、未登録加入者装置検出フレームの生成指示を与える間隔を狭めることを行うようになっている。

未登録加入者装置検出フレーム生成部１１５は、帯域制御部１１４からの生成指示に従い、未登録加入者装置を検出するために割り当てられた上り帯域に未登録加入者装置が未登録加入者装置応答フレームを送信するタイミングを通知するための未登録加入者装置検出フレームを生成し、下りデータ選択部１１３に与える。したがって、下りデータ選択部１１３では、未登録加入者装置検出フレームが一定間隔で入力するのではなく、ダイナミックに長短変化する間隔で入力することになり、時には未登録加入者装置検出フレームが全く入力しないことも起こることになる。

帯域割当フレーム生成部１１７は、帯域制御部１１４から通知される加入者装置毎に割り当てられた帯域情報に基づいて、各加入者装置宛に上り通信データを送信するタイミングを通知する帯域割当フレームを生成し、下りデータ選択部１１３に与える。

下りデータ選択部１１３は、未登録加入者装置検出フレーム生成部１１５から入力される未登録加入者装置検出フレームと帯域割当フレーム生成部１１７で生成された帯域割当フレームとバッファメモリ部１１１で保持された下り通信データとを選択し、それを加入者装置への上記下り送信フレームとして出力する。

次に、加入者装置１０４を構成する各機能ブロックの内容について説明する。バッファメモリ部１３１は、端末側受信インターフェース１３９からの上り通信データを一時的に保持する。データ量検出部１３２は、バッファメモリ部１３１で保持されている局側回線終端装置１００に送信する上り通信データ量を検出し、その検出した上りデータ通信量を上りデータ選択部１３３に通知する。

また、光／電気変換部１３８は、上りデータ選択部１３３からの局側回線終端装置１００への上り送信フレームの電気信号を光信号に変換して光ファイバ１０３に送出すること、光ファイバ１０３から取り込んだ下り送信フレームの光信号を電気信号に変換しフレーム識別部１３６に与えることを行う。

フレーム識別部１３６は、局側回線終端装置１００から受信した下りフレームの種類を識別し、未登録加入者装置検出フレームである場合は登録制御部１３５に与え、帯域割当フレームである場合は帯域割当フレーム解析部１３７に与え、下り通信データである場合は端末側送信インターフェース１４０に送出する。

帯域割当フレーム解析部１３７は、フレーム識別部１３６から受け取った帯域割当フレームの解析を行い、上り通信データの送信タイミングを上りデータ選択部１３３に通知する。

登録制御部１３５は、フレーム識別部１３６から受け取った未登録加入者装置検出フレームの解析を行い、自加入者装置が未登録の場合は、上りデータ選択部１３３に未登録加入者装置検出フレーム内で指示された上りフレーム伝送タイミングを通知し、また未登録加入者装置応答フレーム生成部１３４に未登録加入者装置応答フレームの生成指示を与える。

未登録加入者装置応答フレーム生成部１３４は、登録制御部１３５からの生成指示に従い、未登録加入者装置検出フレームに対する応答フレームを生成し、上りデータ選択部１３３に与える。

上りデータ選択部１３３は、未登録加入者装置応答フレーム生成部１３４で生成された未登録加入者装置応答フレームとバッファメモリ部１３１で保持された上り通信データとのいずれか一方を上記局側回線終端装置１００への上り送信フレームとして選択し、未登録加入者装置応答フレームは登録制御部１３５から通知された上りフレーム伝送タイミングで光／電気変換部１３８に出力し、バッファメモリ部１３１で保持された上り通信データは帯域割当フレーム解析部１３７から通知された上り通信データの送信タイミングで光／電気変換部１３８に出力する。

次に、図２は、図１に示す局側回線終端装置１００が実施する未登録加入者装置の検出方法を説明する図である。図２では、加入者装置の登録台数が所定値以下の少ない場合から所定値を超えて最大登録台数に到達するまでの過程で、例えば（１）〜（４）の動作が行われることが示されている。（１）〜（３）では、未登録加入者装置検出フレーム送信タイミングと割り当てる上り帯域との関係が示され、（４）では未登録加入者装置検出フレーム送信タイミングの表示はなく割り当てる上り帯域のみが示されている。

まず、図２（１）を参照しつつ、未登録加入者装置の登録処理時の基本的な動作について説明する。局側回線終端装置１００は、未登録加入者装置を検出するために、図２（１）に示すように一定間隔で未登録加入者装置検出フレーム２０１を送信し、未登録加入者装置検出フレーム２０１に対する応答フレーム送信のための上り帯域２１０の割り当てを一定間隔で行い、未登録加入者装置の登録を一定間隔で受け付ける。登録を行いたい加入者装置は、上り帯域２１０を使用して未登録加入者装置検出フレームに対して未登録加入者装置応答フレームを返信する。上り帯域２１０から次の上り帯域２１０までの帯域２１１が、上り通信データに割当可能な上り帯域となっている。

局側回線終端装置１００内の登録制御部１１６は、加入者装置の登録状況（登録台数、未登録台数等）を帯域制御部１１４に通知する。帯域制御部１１４は、未登録加入者装置が存在する場合、一定間隔で未登録加入者装置検出フレームに対する上り帯域２１０を割り当てるとともに、未登録加入者装置検出フレーム生成部１１５に対して、未登録加入者装置検出フレーム生成の指示を行う。

下りデータ選択部１１３では、下り送信フレームを下り帯域に送出する優先順位が予め設定されているデータ選択プロセスに従って、下り通信データ、帯域割当フレーム、未登録加入者装置検出フレームの３種類の下り送信フレームから未登録加入者装置検出フレームを下り送信フレームとして選択する。選択された未登録加入者装置検出フレームは、光／電気変換部１１９にて光信号に変換され、光ファイバ１０１，光スプリッタ１０２，光ファイバ１０３を通り、未登録の加入者装置１０４に伝達される。

未登録の加入者装置１０４では、受信された光信号である未登録加入者装置検出フレームが、光／電気変換部１３８にて電気信号に変換され、フレーム識別部１３６を介して登録制御部１３５に入力される。登録制御部１３５では、未登録加入者装置検出フレームの解析が行われ、上りデータ選択部１３３に対して、未登録加入者装置検出フレーム内で指示された未登録加入者装置応答フレーム送信タイミングを通知するとともに、未登録加入者装置応答フレーム生成部１３４に対して、未登録加入者装置応答フレームの生成指示が出力される。

登録制御部１３５から未登録加入者装置応答フレームの生成を指示された未登録加入者装置応答フレーム生成部１３４では、未登録加入者装置応答フレームの生成が行われる。上りデータ選択部１３３では、登録制御部１３５から通知された送信タイミングに従って未登録加入者装置応答フレームを選択出力する。選択された未登録加入者装置応答フレームは、光／電気変換部１３８にて光信号に変換され、光ファイバ１０３，光スプリッタ１０２，光ファイバ１０１を通り、局側回線終端装置１００に伝達される。

局側回線終端装置１００では、受信された光信号である未登録加入者装置応答フレームが、光／電気変換部１１９にて電気信号に変換され、フレーム識別部１１８を介して登録制御部１１６に入力される。登録制御部１１６では、未登録加入者装置検出フレームの送信元である端末の登録内容を確認し、未登録である場合は登録を行い、登録情報として管理する。

帯域制御部１１４では、登録制御部１１６が以上のように収集する加入者装置登録台数に従って、未登録加入者装置検出フレーム生成部１１５へのフレーム生成指示のタイミング制御を行い、図２（１）〜図２（４）に示すように、未登録加入者装置検出フレームの送信間隔を制御し、また、未登録加入者装置検出フレームの送信停止の制御を行う。

即ち、加入者装置登録台数が所定値以下の少ない場合は、図２（１）に示すように、未登録加入者装置検出フレーム２０１を狭い一定間隔で送信する。そして、加入者装置登録台数が増えて所定値に近づくと、図２（２）に示すように、未登録加入者装置検出フレーム２０２の送信間隔を図２（１）に示す場合よりも広くする。その結果、未登録加入者装置応答上り帯域２１０に挟まれた上り通信データに割当可能な上り帯域２１２（図２（２））は、未登録加入者装置応答上り帯域２１０に挟まれた上り通信データに割当可能な上り帯域２１１（図２（１））よりも広くなる。

その後、加入者装置登録台数が増えて所定値を超えると、図２（３）に示すように、未登録加入者装置検出フレーム２０３の送信間隔を図２（２）に示す場合よりも広くする。その結果、未登録加入者装置応答上り帯域２１０に挟まれた上り通信データに割当可能な上り帯域２１３（図２（３））は、未登録加入者装置応答上り帯域２１０に挟まれた上り通信データに割当可能な上り帯域２１２（図２（２））よりも広くなる。

そして、加入者装置登録台数が増え大きく所定値を超えて最大登録台数に到達すると、図２（４）に示すように、未登録加入者装置検出フレームの送信を停止する。この場合には、上り帯域の全てが上り通信データに割当可能な上り帯域２１４となる。

このように、本実施の形態では、加入者装置登録台数に関わらず一定間隔によって未登録加入者装置検出フレームを送信していた従来方式に代えて、加入者装置登録台数が一定台数を超えた場合には、未登録加入者装置検出フレーム間隔を広げ、加入者装置登録台数が一定台数を下回った場合には、未登録加入者装置検出フレーム間隔を狭め、登録加入者装置の台数が最大登録台数に達した場合には、送信を停止するというように、加入者装置の登録台数によって未登録加入者装置検出フレーム間隔をダイナミックに制御するようにした。

このような制御によって、例えば、登録加入者装置台数が多い場合又は最大登録台数に達した場合には、未登録加入者装置検出フレーム間隔を広げる、または停止させることによって、上り通信データのための上り帯域の使用効率の向上を図り、登録加入者装置台数が少ない場合は、未登録加入者装置検出フレームの送信間隔を狭めることによって、未登録加入者装置の登録待ち時間を短縮することができる。

本発明は、ＰＯＮ伝送システムにおいて、上り通信データのための上り帯域の使用効率の向上を図り、また未登録加入者装置の登録待ち時間を短縮する必要のある局側回線終端装置として用いるのに好適である。

本発明の一実施形態に係る局側回線終端装置を備えるＰＯＮ伝送システムの構成を示すブロック図 図１に示す局側回線終端装置が実施する未登録加入者装置の検出方法を説明する図

符号の説明

１００ 局側回線終端装置
１０１，１０３ 光ファイバ
１０２ 光スプリッタ
１０４ 加入者装置
１１１ バッファメモリ部
１１２ データ量検出部
１１３ 下りデータ選択部
１１４ 帯域制御部
１１５ 未登録加入者装置検出フレーム生成部
１１６ 登録制御部
１１７ 帯域割当フレーム生成部
１１８ フレーム識別部
１１９ 光／電気変換部
１２０ 網側受信インターフェース
１２１ 網側送信インターフェース
１３１ バッファメモリ部
１３２ データ量検出部
１３３ 上りデータ選択部
１３４ 未登録加入者装置応答フレーム生成部
１３５ 登録制御部
１３６ フレーム識別部
１３７ 帯域割当フレーム解析部
１３８ 光／電気変換部
１３９ 端末側受信インターフェース
１４０ 端末側送信インターフェース

Claims (4)

1. 局側回線終端装置に複数の加入者装置が光ファイバを介して接続されるＰＯＮ伝送システムにおいて、
   前記局側回線終端装置は、未登録加入者装置を検出するために送信する制御フレームに応答して前記加入者装置が送信する応答フレームから加入者装置の登録・未登録の情報を収集し管理する手段と、
   前記制御フレームの送信間隔を、前記加入者装置の登録台数に応じてダイナミックに変化させる手段と、を具備することを特徴とするＰＯＮ伝送システムにおける局側回線終端装置。
2. 前記送信間隔を変化させる手段は、前記加入者装置の登録台数が多過ぎる場合や最大登録台数に達したときは前記制御フレームの送信を停止することを特徴とする請求項１記載のＰＯＮ伝送システムにおける局側回線終端装置。
3. 局側回線終端装置に複数の加入者装置が光ファイバを介して接続されるＰＯＮ伝送システムにおいて、
   前記局側回線終端装置は、未登録加入者装置を検出するために送信する制御フレームに応答して前記加入者装置が送信する応答フレームから加入者装置の登録・未登録の情報を収集し、前記制御フレームの送信間隔を、前記加入者装置の登録台数に応じてダイナミックに変化させることを特徴とするＰＯＮ伝送システムにおける未登録加入者装置の検出方法。
4. 前記加入者装置が多過ぎる場合や最大登録台数に達したときは前記制御フレームの送信を停止することを特徴とする請求項３記載のＰＯＮ伝送システムにおける未登録加入者装置の検出方法。

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