JP2006005764A - Optical subscriber line terminal equipment and band allocation program - Google Patents
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Abstract
Description
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(登録商標)フレームのまま伝送を行なうEPON(Ethernet(登録商標 )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)およびそれによって実行される帯域割当プログラムに関する。 The present invention relates to a PON (Passive Optical Network) that is a medium-shared communication in which a plurality of home-side devices share a medium and transmit data, and in particular, an EPON that transmits data as an Ethernet (registered trademark) frame. The present invention relates to an OLT (optical subscriber line terminal equipment) that efficiently allocates an upstream band in (Ethernet (registered trademark) PON) and a band allocation program executed thereby.
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。 In recent years, the Internet has become widespread, and users can access various information on sites operated in various parts of the world and obtain the information. Along with this, the demand for broadband access such as ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) and FTTH (Fiber To The Home) is also increasing rapidly.
図11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。
FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional PON system. This PON system mainly branches an OLT 101 installed in a telephone office or the like, a plurality of ONUs 102-1 to 102-n mainly installed in each home, and an optical signal transmitted from the OLT 101 to split the ONU 102-1. 102-n, a
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。
The OLT 101 sends the data received via the
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。
For example, when the ONU 102-1 receives the
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。
When the ONU 102-1 receives the
図12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。 FIG. 12 is a sequence diagram for explaining the operation procedure of the conventional PON system. This sequence diagram is for the operations of the OLT 101 and the ONU 102-1, but the same is true for the operations of the other ONUs 102-2 to 02-n.
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。
At the operation time start time T0, the OLT 101 has already calculated an RTT (Round Trip Time) for the ONUs 102-1 to 102-n. At time Ta1, the OLT 101 transmits a
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。
When the ONU 102-1 receives the
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。
When the OLT 101 receives the
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。
The transmission start time Tb4 included in the
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のデータ量との差分である。
When the ONU 102-1 receives the
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。
When the OLT 101 receives the data and the
図13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。 FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a distributed allocation method. This diagram is a sequence diagram showing bandwidth allocation when the number of ONUs is 3, and transmission / reception of grants and reports between OLT-ONUs.
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。
The OLT 101 sequentially sends
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。
The OLT 101 receives the
図13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。
As can be seen from FIG. 13, the waiting time from when the data sent from the
たとえば、図11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。 For example, if all the transmission request amounts by reports from the ONUs 102-1 to 102-n shown in FIG. 11 are permitted, the waiting time from the report transmission to the data transmission is greatly increased, which affects the service that requires real-time. As well as greatly affecting 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 an allowable time.
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。
In order to solve this problem, after the OLT 101 receives a report from the ONUs 102-1 to 102-n, a credit (maximum transmission permission amount) is used to limit the transmission permission amount of the ONUs 102-1 to 102-n. The concept is introduced. If the total number of ONUs that can be transmitted is N, the line speed of the
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。
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. The data transmission waiting time in the buffers 103-1 to 103-n is suppressed within an allowable time.
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。 As a related prior art, “IPACT: A Dynamic Protocol for an Ethernet® PON” (Glen Kramer et al., Pp74-80, IEEE Commun, Feb. 2002.) (hereinafter referred to as the 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 second prior art).
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。 The first prior art relates to a dynamic allocation method in the EPON type FTTH service, 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 the allocation method.
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。 The second prior art relates to a centralized allocation method, in which the ONU has a buffer amount up to the maximum data size that can be allocated per grant period, and a buffer amount that is less than or equal to the specified upper limit from the beginning of the buffer. Are sent as a report. The OLT permits a buffer amount equal to or less than the upper limit value in order from the first ONU, and reduces the allocation loss by giving the unallocated bandwidth as a grant only to the last ONU of the grant period.
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。 In the method of assigning the credit calculated by the equation (1) to each ONU, there is a problem that if the credit is small, even if only a small number of ONUs can monopolize the line, the uplink bandwidth cannot be used efficiently. there were.
図14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。
FIG. 14 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 uses the MAC (Media Access) for the transmission permission band. Control)
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。
Similarly,
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。
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、この発明の目的の一つは、上り帯域を効率的に利用するとともに、輻輳サイクルに公平に帯域を割当てることが可能な光加入者線端局装置を提供することが可能な光加入者線端局装置および帯域割当プログラムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one of the objects of the present invention is to provide an optical network that can efficiently use the upstream bandwidth and can equally allocate the bandwidth to the congestion cycle. An object is to provide an optical subscriber line terminal apparatus and a bandwidth allocation program capable of providing a subscriber line terminal station apparatus.
この発明の他の目的は、特定の光加入者線終端装置に偏って帯域が割当てられるのを防止した光加入者線端局装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide an optical subscriber line terminal apparatus that prevents a band from being allocated to a specific optical subscriber line terminator.
上述した目的を達成するために、この発明のある局面によれば、光加入者線端局装置は、光加入者線終端装置と接続可能な光加入者線端局装置であって、光加入者線終端装置において送出するために蓄積されている蓄積データの量を示す送出要求量を光加入者線終端装置から受信する第1受信手段と、送出要求量に基づき最大送出許可量を決定する決定手段と、決定された最大送出許可量を光加入者線終端装置に送信する第1送信手段と、光加入者線終端装置に蓄積された蓄積データを、最大送出許可量以内でフレーム単位で送出可能な最大のデータ量である送出予定量を光加入者線終端装置から受信する第2受信手段と、送出予定量を送出許可量として含み、データの送信を許可するグラントを光加入者線終端装置に送信する第2送信手段とを備え、決定手段は、光加入者線終端装置ごとに満足度を算出する満足度算出手段を含み、輻輳サイクルにあるときに、満足度の低い順に、最大送出許可量を大きな値に決定する。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, an optical subscriber line terminal device is an optical subscriber line terminal device connectable to an optical subscriber line terminal device, wherein the optical subscriber line terminal device is an optical subscriber line device. A first receiving means for receiving from the optical subscriber line terminating device a transmission request amount indicating the amount of stored data accumulated for transmission at the subscriber line terminating device, and determining a maximum permitted transmission amount based on the transmission requested amount; Determining means; first transmission means for transmitting the determined maximum transmission permission amount to the optical subscriber line termination device; and stored data stored in the optical subscriber line termination device in units of frames within the maximum transmission permission amount. Second receiving means for receiving a scheduled transmission amount, which is the maximum amount of data that can be transmitted, from the optical subscriber line terminating device, and a grant that includes the planned transmission amount as a permitted transmission amount and that permits transmission of data. Second transmitting means for transmitting to the terminating device And the determination means includes satisfaction calculation means for calculating satisfaction for each optical subscriber line terminating device, and determines the maximum permitted transmission amount in descending order of satisfaction when the congestion cycle occurs. .
この発明に従えば、光加入者線終端装置から受信した送出要求量に基づき決定される最大送出許可量を送信し、最大送出許可量以内でフレーム単位で送出可能な最大のデータ量である送出予定量を光加入者線終端装置から受信し、その受信した送出予定量を送出許可量とし送信する。また、輻輳サイクルにあるときに、満足度の低い順に、最大送出許可量を大きな値に決定する。このため、上り帯域を効率的に利用するとともに、輻輳サイクルに公平に帯域を割当てることが可能な光加入者線端局装置を提供することができる。 According to the present invention, the maximum transmission permission amount determined based on the transmission request amount received from the optical subscriber line terminating device is transmitted, and the transmission is the maximum data amount that can be transmitted in frame units within the maximum transmission permission amount. The scheduled amount is received from the optical subscriber line terminating device, and the received scheduled amount is transmitted as the permitted transmission amount. Also, when in the congestion cycle, the maximum transmission permission amount is determined to be a large value in ascending order of satisfaction. Therefore, it is possible to provide an optical subscriber line terminal apparatus that can efficiently use the upstream bandwidth and can equally allocate the bandwidth to the congestion cycle.
好ましくは、満足度算出手段は、送出要求量と最大送出許可量とから満足度を決定する。 Preferably, the satisfaction degree calculation means determines the satisfaction degree from the transmission request amount and the maximum transmission permission amount.
好ましくは、満足度算出手段は、満足度を、送出要求量がゼロの場合は、ゼロ以外の場合に比べて高い値とする。 Preferably, the satisfaction degree calculation means sets the satisfaction level to a higher value when the requested amount of transmission is zero than when it is other than zero.
好ましくは、満足度算出手段は、満足度を、送出要求量が大きく、かつ、最大送出許可量が小さいほど低い値とする。 Preferably, the satisfaction level calculation means sets the satisfaction level to a lower value as the transmission request amount is larger and the maximum transmission permission amount is smaller.
好ましくは、満足度算出手段は、輻輳サイクルが継続する間、満足度を平均した値とする。 Preferably, the satisfaction degree calculation means takes a value obtained by averaging the satisfaction degrees while the congestion cycle continues.
この発明に従えば、輻輳サイクルが継続する間で公平に帯域を割当てることができる。 According to the present invention, it is possible to allocate bandwidth fairly while the congestion cycle continues.
好ましくは、決定手段は、輻輳サイクルにあるときは、送出要求量が所定の値以下の場合に最大送出許可量を送出要求量とし、送出要求量が所定の値を超える場合に最大送出許可量をまず所定の値とし、次に、満足度の低い前記光加入者線終端装置から順に、所定の値に付加値を付加した値とする。 Preferably, when in the congestion cycle, the determination unit sets the maximum transmission permission amount as the transmission request amount when the transmission request amount is equal to or less than a predetermined value, and sets the maximum transmission permission amount when the transmission request amount exceeds the predetermined value. Is first set to a predetermined value, and then is set to a value obtained by adding an additional value to the predetermined value in order from the optical subscriber line terminating device with the lower satisfaction level.
好ましくは、決定手段は、付加値の最大値を、前記送出要求量から前記所定の値を減じた値と、輻輳サイクル期間と付加値を付加する以前の最大送出許可量とから定まる残余帯域の値のうちから選択する。 Preferably, the determining means sets the maximum value of the additional value to a remaining bandwidth determined from a value obtained by subtracting the predetermined value from the transmission request amount, a congestion cycle period, and a maximum transmission permission amount before adding the additional value. Select from the values.
好ましくは、決定手段は、最大送出許可量と所定の値を光加入者線終端装置毎に可変とし、付加値の最大値を、送出要求量から所定の値を減じた値と、輻輳サイクル期間と付加値を付加する以前の最大送出許可量とから定まる残余帯域の値と、最大送出許可量から所定の値を減じた値のうちから選択する。 Preferably, the determination means makes the maximum transmission permission amount and the predetermined value variable for each optical subscriber line terminating device, sets the maximum additional value to a value obtained by subtracting the predetermined value from the transmission request amount, and the congestion cycle period. And the remaining bandwidth value determined from the maximum transmission permission amount before adding the additional value, and the value obtained by subtracting a predetermined value from the maximum transmission permission amount.
この発明に従えば、特定の光加入者線端局装置に偏って帯域が割当てられるのを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent a band from being unduly allocated to a specific optical subscriber line terminal station apparatus.
好ましくは、決定手段は、非輻輳サイクルにあるときは、最大送出許可量を送出要求量とする。 Preferably, the determining means sets the maximum transmission permission amount as the transmission request amount when in the non-congestion cycle.
好ましくは、決定手段は、最大送出許可量の上限値を第2の所定の値とする。 Preferably, the determination unit sets the upper limit value of the maximum transmission permission amount as a second predetermined value.
この発明に従えば、最大創出許可量に上限を設けたので、特定の光加入者線終端装置に偏って帯域が割当てられるのを防止した光加入者線端局装置を提供することができる。 According to the present invention, since an upper limit is set for the maximum creation permission amount, it is possible to provide an optical subscriber line terminal station apparatus that prevents a band from being unduly allocated to a specific optical subscriber line termination apparatus.
この発明の他の局面によれば、帯域割当プログラムは、光加入者線終端装置と接続可能な光加入者線端局装置で実行される帯域割当プログラムであって、光加入者線終端装置において送出するために蓄積されている蓄積データの量を示す送出要求量を光加入者線終端装置から受信するステップと、送出要求量に基づき最大送出許可量を決定するステップと、決定された最大送出許可量を光加入者線終端装置に送信するステップと、光加入者線終端装置に蓄積された蓄積データを、最大送出許可量以内でフレーム単位で送出可能な最大のデータ量である送出予定量を光加入者線終端装置から受信するステップと、送出予定量を送出許可量として含み、データの送信を許可するグラントを光加入者線終端装置に送信するステップとをコンピュータに実行させ、決定ステップは、光加入者線終端装置ごとに満足度を算出するステップと、輻輳サイクルにあるときに、満足度の低い順に、最大送出許可量を大きな値に決定するステップとを含む。 According to another aspect of the present invention, a bandwidth allocation program is a bandwidth allocation program executed by an optical subscriber line terminal device that can be connected to an optical subscriber line termination device, Receiving a transmission request amount indicating the amount of stored data accumulated for transmission from the optical subscriber line terminating device, determining a maximum transmission permission amount based on the transmission request amount, and determining the determined maximum transmission A step of transmitting the permitted amount to the optical subscriber line terminating device and a scheduled transmission amount that is the maximum amount of data that can be transmitted in units of frames within the maximum permitted transmission amount of the accumulated data stored in the optical subscriber line terminating device. And a step of transmitting a grant permitting data transmission to the optical subscriber line terminator including a scheduled transmission amount as a permitted transmission amount and a computer. The determining step includes a step of calculating a satisfaction level for each optical subscriber line terminating device, and a step of determining a maximum transmission permission amount to a large value in the order of decreasing satisfaction level in a congestion cycle. .
この発明に従えば、輻輳サイクルにあるときに、満足度の低い順に、最大送出許可量を大きな値に決定するので、輻輳サイクルに複数の光加入者線端局装置に公平に帯域を割当てることが可能な帯域割当プログラムを提供することができる。 According to the present invention, when in the congestion cycle, the maximum transmission permission amount is determined to be a large value in ascending order of satisfaction, so that a bandwidth is allocated fairly to a plurality of optical subscriber line terminal apparatuses in the congestion cycle. Therefore, it is possible to provide a bandwidth allocation program capable of performing
図1は、本発明の実施の形態の1つにおける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。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an OLT in one embodiment of the present invention. The
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。
The receiving
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。
When receiving the data frame from the
制御フレーム処理部13は、後述する到着予定時刻記憶テーブル、RTT記憶テーブル、アクティブ情報記憶テーブルおよび満足度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。
The control
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。
The control
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。
The receiving
OLT1は、フラッシュROM17を装着可能である。フラッシュROM17は、コンピュータで読取および実行可能な帯域割当プログラムが記憶される。そのような帯域割当プログラムは、OLT1が備える外部記憶装置によって読取られ、OLT1が備えるランダムアクセスメモリ(RAM)に不揮発的に記憶され、CPUで実行される。なお、帯域割当プログラムをフラッシュROM17に記録するのではなく、OLT1が備えるリードオンリーメモリ(ROM)に予め記憶しておくようにしてもよい。また、上位ネットワークを介して、他のコンピュータからダウンロードするようにしてもよい。
The
なお、帯域割当てプログラムは、フラッシュROM17の他に、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、FD(Flexible Disc)、ハードディスク、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク(MO(Magnetic Optical Disc)/MD(Mini Disc)/DVD(Digital Versatile Disc)、ICカード(メモリカードを含む)、光カード、マスクROM、EPROM、EEPROMなどの半導体メモリに記憶するようにしてもよい。
In addition to the
また、ここでいう帯域割当プログラムとは、OLT1のCPUにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。
The bandwidth allocation program here includes not only a program that can be directly executed by the CPU of the
図2は、本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、OLT1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。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the ONU in the present embodiment. The
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。
The receiving
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。
When receiving the data frame from the receiving
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。
The control
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。
In addition, the control
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。
The receiving
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。
The counter 27 counts the length of the data frame received by the receiving
図3は、本実施の形態におけるOLTとONUとの間の通信手順の一例を示す図である。この通信手順では、ONU2がデータの送信を要求してからデータを送信するまでに3サイクルを必要とする。ここでは、この3サイクルを、変数iを用いてサイクル#i〜サイクル#i+2で示す。また、第t番目のONUをONU(t)で示す。ただし、1≦t≦N、NはONUの台数である。上述したように、1サイクルでOLT1は複数のONU(t)と通信する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a communication procedure between the OLT and the ONU in the present embodiment. In this communication procedure, three cycles are required from when the
<サイクル#i>
ONU(t)は、OLT1に対して送信を要求するデータ量を示す要求量Rt(i+2)を送信する。この要求量Rt(i+2)は、通常は、ONU(t)のバッファメモリ25に蓄積されたデータ量である。また、蓄積された全てのデータのデータ量とするのではなく、上限値を設けるようにしてもよい。また、この要求量Rt(i+2)は、サイクル#i+2でONU(t)に割当てる帯域を定めるために用いられる。
<Cycle #i>
The ONU (t) transmits a request amount Rt (i + 2) indicating the amount of data requested to be transmitted to the
OLT1では、サイクル#iで、全てのONU(t)(1≦t≦N)からRt(i+2)を受信する。これにより、サイクル#i+2におけるONU2からのデータの送信が輻輳するか否かを判定する。サイクル#i+2の期間は予め定まっているので、Rt(i)の総和から定まる通信時間が、サイクル#i+2の期間を超えている場合に、輻輳サイクルと判定し、超えていない場合に非輻輳サイクルと判定する。
In
また、OLT1は、ONU(t)ごとにクレジットCt(i+2)を決定する。このクレジットCt(i+2)は、サイクル#i+2でONU(t)に割当てる帯域を定めるために用いられる。クレジットCt(i+2)の決定処理については、後で詳細に説明する。
The
<サイクル#i+1>
OLT1は、ONU(t)にクレジットCt(i+2)を送信する。 ONU(t)では、クレジットCt(i+2)が受信される。すると、ONU(t)では、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信量St(i+2)としてOLTに通知する。すると、OLT1では、全てのONU(t)から送信量St(i+2)が受信される。この送信量St(i+2)は、サイクルi+2でONU(t)に割当てる帯域を定めるものである。これにより、OLT1では、サイクルi+1の段階で、サイクル#i+2においてONU(t)それぞれからどれだけのデータが受信されるかを認識することができる。OLT1は、受信した送信量St(i+2)をサイクルi+2で送信を許可する許可量Gt(i+2)に決定する。
<Cycle # i + 1>
The
<サイクル#i+2>
OLT1は、許可量Gt(i+2)をONU(t)に送信する。ONU(t)では、許可量Gt(i+2)を受信して、バッファメモリ25に蓄積されているデータのうち送出する先頭のデータフレームから許可量Gt(i+2)だけのデータをOLT1に送信する。
<Cycle # i + 2>
The
ここでは、説明のために、サイクル#i+2でONU(t)に割当てられる帯域を決定するための手順を説明したが、実際には、サイクル#iでは次のデータが送受信される。 Here, for the sake of explanation, the procedure for determining the bandwidth allocated to the ONU (t) in cycle # i + 2 has been described, but in reality, the next data is transmitted / received in cycle #i.
(1)サイクル#iにおける帯域割当てに関するデータ
・OLT1からONU(t)に送信されるデータ:許可量Gt(i)
・ONU(t)からOLT1に送信されるデータ:許可量Gt(i)分のデータDt(i)
(2)サイクル#i+1における帯域割当てに関するデータ
・OLT1からONU(t)に送信されるデータ:クレジットCt(i+1)
・ONU(t)からOLT1に送信されるデータ:送信量St(i+1)
(3)サイクル#i+2における帯域割当てに関するデータ
・ONU(t)からOLT1に送信されるデータ:要求量Rt(i+2)
ここでは、説明のために、サイクル#iでOLT1からONU(t)に送信される許可量Gt(i)と、クレジットCt(i+1)とを別々にしたが、これらを1つのフレームで送信するようにしてもよいし、別のフレームで送信するようにしてもよい。同様に、サイクル#iでONU(t)からOLT1に送信される要求量Rt(i+2)と、送信量St(i+1)とを別々にしたが、これらを1つのフレームで送信するようにしてもよいし、別のフレームで送信するようにしてもよい。以下の説明では、サイクル#iでOLT1からONU(t)に送信される許可量Gt(i)と、クレジットCt(i+1)とが1つのフレームで送信され、ONU(t)からOLT1に送信される要求量Rt(i+2)と、送信量St(i+1)とが1つのフレームで送信されるものとして説明する。
(1) Data related to bandwidth allocation in cycle #i Data transmitted from
Data transmitted from ONU (t) to OLT1: Data Dt (i) for permitted amount Gt (i)
(2) Data relating to bandwidth allocation in cycle # i + 1 Data transmitted from
Data transmitted from ONU (t) to OLT1: Transmission amount St (i + 1)
(3) Data related to bandwidth allocation in cycle # i + 2 Data transmitted from ONU (t) to OLT1: Request amount Rt (i + 2)
Here, for the sake of explanation, the permitted amount Gt (i) and the credit Ct (i + 1) transmitted from the
なお、ここでは説明のために、OLT1は、1つのサイクルで全てのONU(t)とデータの送受信をするようにしたが、複数のサイクルで全てのONU(t)とデータの送受信をするようにしてもよい。
For the sake of explanation, the
図4は、OLT1の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、サイクル#iにおいて、受信部11によって受信されたONU(t)からのレポートフレームを受けると(ステップ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(t)の情報を読込む(ステップS12)。レポートフレームには、ONU(t)がサイクル#i+2に送信を希望する要求量Rt(i+2)と、ONU(t)がサイクル#i+1に送信するデータ量を示す送信量St(i+1)とが含まれる。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the processing procedure of the control
図5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5(a)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(t)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。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a storage table provided in the control
図5(b)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(t)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。
FIG. 5B shows an RTT storage table, in which each RTT is stored corresponding to the
図5(c)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(t)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。
FIG. 5C shows an active information storage table, which stores information indicating whether each ONU is active corresponding to the
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。 When a new ONU is detected, information corresponding to the ONU is added to the RTT storage table and the active information storage table. When the disconnection of the ONU is detected, information corresponding to the ONU is deleted from the RTT storage table and the active information storage table.
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。
When a new ONU is connected to the network, the ONU sends an uplink control frame in response to the downlink control frame periodically sent by the
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。
The
図5(d)は、満足度記憶テーブルを示しており、送信可能になっているONU(t)の番号1〜Nに対応して、それぞれのONU(t)の満足度が格納される。満足度は、輻輳サイクル毎に全てのONUごとに算出されて記憶される。また、満足度は輻輳サイクルが継続する場合には、継続している間の平均値が記憶される。さらに、満足度は輻輳サイクルが終了すると最大値の「1」にリセットされる。
FIG. 5D shows a satisfaction degree storage table, in which satisfaction levels of the respective ONUs (t) are stored corresponding to the
再び、図4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(t)のひとつ前に処理されたONU(t−1)の到着予定時刻および許可量Gt−1(i+1)と、当該ONU(t)のRTTとから、当該ONU(t)の次のサイクル#i+1の到着予定時刻および送出開始時刻を計算する(ステップS13)。ONU(t−1)の許可量Gt−1(i+1)は、ステップS11で受信されたONU(t−1)のレポートフレームに含まれる送信量St−1(i+1)である。
Returning to the description of the flowchart of FIG. Next, the control
また、制御フレーム処理部13は、要求量Rt(i+2)よりサイクル#i+2の帯域割当てのためのクレジットCt(i+2)を計算する(ステップS14)。このクレジットCt(i+2)の算出については後述する。
Further, the control
次に、制御フレーム処理部13は、要求量Rt(i+2)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(t)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(ステップS15)。
Next, the control
最後に、制御フレーム処理部13は、送信元アドレス(OLT1のアドレス)、送信先アドレス(当該ONU(t)のアドレス)、送出開始時刻、クレジットCt(i+2)および許可量Gt(i+1)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、サイクル#i+1の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(ステップS16)。許可量Gt(i+1)は、ステップS11で受信されたレポートフレームに含まれる送信量St(i+1)がそのまま割当てられる。
Finally, the control
このように、ONUから受信された送信量St(i+1)をそのまま許可量Gt(i+1)に割当てるので、帯域の割当てロスを最小にすることができ、上り帯域を効率的に利用することができる。 Thus, since the transmission amount St (i + 1) received from the ONU is directly assigned to the permitted amount Gt (i + 1), the bandwidth allocation loss can be minimized, and the upstream bandwidth can be efficiently used. .
図6は、図4のステップS14で実行されるクレジット決定処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、図4のステップS11でサイクル#iにおいてONU(t)からレポートフレームが受信された場合について説明する。この場合、レポートフレームには、ONU(t)がサイクル#i+2に送信を希望する要求量Rt(i+2)と、ONU(t)がサイクル#i+1に送信するデータ量を示す送信量St(i+1)とが含まれていた。したがって、クレジット決定処理では、サイクル#i+2の帯域を割当てるためのクレジットCt(i+2)が決定される。 FIG. 6 is a flowchart showing the credit determination process executed in step S14 of FIG. Here, a case where a report frame is received from ONU (t) in cycle #i in step S11 of FIG. 4 will be described. In this case, the report frame includes a request amount Rt (i + 2) that ONU (t) desires to transmit in cycle # i + 2 and a transmission amount St (i + 1) indicating the amount of data that ONU (t) transmits in cycle # i + 1. And was included. Therefore, in the credit determination process, the credit Ct (i + 2) for allocating the band of cycle # i + 2 is determined.
図6を参照して、まず、サイクル#i+2が輻輳サイクルであるか否かが判断される(ステップS21)。輻輳サイクルと判断された場合にはステップS22へ進み、そうでなく非輻輳サイクルと判断された場合にはステップS29に進む。OLT1は、全てのONU(t)(1≦t≦N)からRt(i+2)を受信する。一方、サイクル#i+2の期間は予め定まっているので、Rt(i+2)の通信時間の総和が、サイクル#i+2の期間を超えている場合に、輻輳サイクルと判定し、超えていない場合に非輻輳サイクルと判定する。
Referring to FIG. 6, it is first determined whether or not cycle # i + 2 is a congestion cycle (step S21). If it is determined that the cycle is a congestion cycle, the process proceeds to step S22; otherwise, the process proceeds to step S29. The
ステップS29では、満足度記憶テーブルをリセットし、次のステップS30では、クレジットCt(i+2)に要求量Rt(i+2)をそのまま割当てる。その後処理を終了する。非輻輳サイクルの場合には、要求量Rt(i+2)の全ての送信を許可しても、送信できなくなるONU(t)は存在しないからである。 In step S29, the satisfaction degree storage table is reset, and in the next step S30, the requested amount Rt (i + 2) is allocated as it is to the credit Ct (i + 2). Thereafter, the process ends. This is because in the non-congestion cycle, there is no ONU (t) that cannot be transmitted even if all transmission of the request amount Rt (i + 2) is permitted.
ステップS22では、要求量Rt(i+2)がしきい値W[bit]を超えているか否かが判断される。超えている場合にはステップS23に進み、超えていない場合にはステップS24に進む。このしきい値Wは、予め定められたものを用いればよい。例えば、サイクル#i+2の期間をONU(t)の総数Nで除算した期間から定まる値を用いることができる。 In step S22, it is determined whether or not the required amount Rt (i + 2) exceeds a threshold value W [bit]. If so, the process proceeds to step S23, and if not, the process proceeds to step S24. The threshold value W may be a predetermined value. For example, a value determined from a period obtained by dividing the period of cycle # i + 2 by the total number N of ONU (t) can be used.
ステップS23では、クレジットCt(i+2)にしきい値Wを割当て、ステップS25に進む。一方、ステップS24では、クレジットCt(i+2)に要求量Rt(i+2)をそのまま割当て、ステップS25に進む。 In step S23, a threshold value W is assigned to credit Ct (i + 2), and the process proceeds to step S25. On the other hand, in step S24, the requested amount Rt (i + 2) is directly assigned to the credit Ct (i + 2), and the process proceeds to step S25.
ステップS25では、残余帯域T(i+2)があるか否かが判断される。残余帯域T(i+2)は、サイクル#i+2の期間から、先に割当てたクレジットCt(i+2)の通信時間の総和を減算した値である。残余帯域T(i+2)がゼロを超える場合には、ステップS26に進み、そうでない場合にはステップS31に進む。 In step S25, it is determined whether there is a remaining bandwidth T (i + 2). The remaining bandwidth T (i + 2) is a value obtained by subtracting the total communication time of the previously assigned credit Ct (i + 2) from the period of cycle # i + 2. If the remaining bandwidth T (i + 2) exceeds zero, the process proceeds to step S26, and if not, the process proceeds to step S31.
ステップS26では、満足度記憶テーブルを参照して、ステップS22で要求量Rt(i+2)がしきい値Wを超えているONU(t)のうち、満足度の最も低いものが抽出される。そのようなONUが複数ある場合には、いずれか1つのONUを適宜定めればよい。抽出されたONUをONU(S)とする。 In step S26, referring to the satisfaction level storage table, the lowest satisfaction level is extracted from ONU (t) in which the required amount Rt (i + 2) exceeds the threshold value W in step S22. When there are a plurality of such ONUs, any one ONU may be determined as appropriate. Let the extracted ONU be ONU (S).
そして、抽出されたONU(S)に対応するクレジットCs(i+2)をしきい値Wに付加値B(i+2)を加算した値に更新する(ステップS27)。ここで、付加値B(i+2)は、ONU(S)の要求量Rs(i+2)からしきい値Wを減算した値と、残余帯域T(i+2)のいずれか低い方以下の範囲内の値に設定される。 Then, the credit Cs (i + 2) corresponding to the extracted ONU (S) is updated to a value obtained by adding the additional value B (i + 2) to the threshold value W (step S27). Here, the additional value B (i + 2) is a value within the lower range of the value obtained by subtracting the threshold value W from the requested amount Rs (i + 2) of the ONU (S) and the remaining bandwidth T (i + 2). Set to
0≦B(i+2)≦min(Rs(i+2)−W,T(i+2)) …(2)
そして、次のステップS28では、残余帯域が更新される。クレジットCs(i+2)に付加値B(i+2)が加算されるので、残余帯域T(i+2)は、付加値B(i+2)だけ減算される。
0 ≦ B (i + 2) ≦ min (Rs (i + 2) −W, T (i + 2)) (2)
In the next step S28, the remaining bandwidth is updated. Since the additional value B (i + 2) is added to the credit Cs (i + 2), the remaining bandwidth T (i + 2) is subtracted by the additional value B (i + 2).
その後、ステップS25に戻り、残余帯域Tが存在しなくなるまで、ステップS26〜ステップS28の処理が繰返される。これにより、次に満足度の低いONUが抽出されて、それに対応するクレジットCs(i+2)に付加値B(i+2)が加算される。 Thereafter, the process returns to step S25, and the processes of steps S26 to S28 are repeated until the remaining bandwidth T no longer exists. Thereby, the ONU having the next lowest satisfaction is extracted, and the additional value B (i + 2) is added to the corresponding credit Cs (i + 2).
ステップS25で残余帯域Tが存在しなくなると、ステップS31に進み、全てのONU(t)の満足度が算出されて、満足度記憶テーブルが更新される。その後処理を終了する。 When there is no remaining bandwidth T in step S25, the process proceeds to step S31, where the satisfaction levels of all ONUs (t) are calculated, and the satisfaction level storage table is updated. Thereafter, the process ends.
このように、満足度の低いONUに対して、優先して多くの帯域が割当てられるので、複数のONUの公平性を維持しつつ、帯域を有効に割当てることができる。 In this way, since many bands are preferentially allocated to ONUs with low satisfaction, it is possible to effectively allocate bands while maintaining the fairness of a plurality of ONUs.
図7は、満足度を決定するために用いられる満足度決定テーブルの一例を示す図である。ここでは、サイクル#iの満足度A(i)を決定する場合を例に説明する。満足度A(i)は、要求量Rt(i−1)と、クレジットCt(i−1)とから決定される。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a satisfaction determination table used to determine satisfaction. Here, a case where the satisfaction level A (i) of cycle #i is determined will be described as an example. The satisfaction level A (i) is determined from the required amount Rt (i-1) and the credit Ct (i-1).
(1)要求量Rt(i−1)が「0」の場合は、クレジットCt(i−1)に関わりなく、満足度A(i)は最大の「1」とされる。 (1) When the required amount Rt (i−1) is “0”, the satisfaction level A (i) is set to the maximum “1” regardless of the credit Ct (i−1).
(2)要求量Rt(i−1)がしきい値W以下の場合には、
クレジットCt(i−1)がゼロの場合に満足度A(i)は最低の「0」とされ、
クレジットCt(i−1)がゼロを超える場合に満足度A(i)は、クレジットCt(i−1)を要求量Rt(i−1)で除算した値と、「1」とのいずれか小さい値とされる。換言すれば、最大値「1」を限度に、クレジットCt(i−1)を要求量Rt(i−1)で除算した値とされる。
(2) When the required amount Rt (i−1) is equal to or less than the threshold value W,
When the credit Ct (i−1) is zero, the satisfaction level A (i) is the lowest “0”.
When the credit Ct (i−1) exceeds zero, the satisfaction level A (i) is either a value obtained by dividing the credit Ct (i−1) by the requested amount Rt (i−1) or “1”. Small value. In other words, the credit Ct (i−1) is divided by the required amount Rt (i−1) with the maximum value “1” as a limit.
(3)要求量Rt(i−1)がしきい値Wを超える場合には、
クレジットCt(i−1)がゼロの場合に満足度A(i)は最低の「0」とされ、
クレジットCt(i−1)がゼロを超える場合に満足度A(i)は、クレジットCt(i−1)をしきい値Wで除算した値と、「1」とのいずれか小さい値とされる。換言すれば、最大値「1」を限度に、クレジットCt(i−1)をしきい値Wで除算した値とされる。
(3) When the request amount Rt (i-1) exceeds the threshold value W,
When the credit Ct (i−1) is zero, the satisfaction level A (i) is the lowest “0”.
When the credit Ct (i−1) exceeds zero, the satisfaction level A (i) is set to a value that is smaller of the value obtained by dividing the credit Ct (i−1) by the threshold W and “1”. The In other words, the credit Ct (i−1) is divided by the threshold value W with the maximum value “1” as a limit.
満足度は、図7に示した満足度決定テーブルを用いて、輻輳サイクルごとに満足度が決定される。決定された満足度は、満足度記憶テーブルに記憶される。輻輳サイクルが継続する場合には、満足度は平均値とされる。さらに、輻輳サイクルが終了した場合には、満足度記憶テーブルに記憶されている満足度は、すべて最大の「1」にリセットされる。 The satisfaction level is determined for each congestion cycle using the satisfaction level determination table shown in FIG. The determined satisfaction level is stored in a satisfaction level storage table. When the congestion cycle continues, the satisfaction level is an average value. Furthermore, when the congestion cycle ends, the satisfaction levels stored in the satisfaction level storage table are all reset to the maximum “1”.
図8は、ONUの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、サイクル#iにおいて、受信部21によって受信されたOLT1からのグラントフレームを受ける(ステップS21)。サイクル#1においてONU(t)が受信するグラントフレームには、サイクル#i+1の帯域を割当てるためのクレジットCt(i+1)およびサイクル#iに割当てられた帯域を示す許可量Gt(i)とが含まれる。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the processing procedure of the control
ONU(t)は、許可量Gt(i)分だけ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Ci(t+1)を読出す(ステップS22)。 The ONU (t) updates the contents of the data length storage table by the permitted amount Gt (i) and reads the credit Ci (t + 1) included in the grant frame (step S22).
バッファメモリ25には、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、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。
The
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、その許可量Gt(i)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。
When receiving the grant frame, the control
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、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Ct(i+1)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信量St(i+1)となる。
Further, when creating the report frame, the control
サイクル#iにおいて、OLT1から送信される許可量Gt(i)は、ONU(t)がサイクル#i−1で送信した送信量St(i−1)そのものである。したがって、許可量Gt(i)は、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となる。このため、許可量Gt(i)でONU(t)に割当てられる帯域は、フレーム単位で送出できる最大のデータ量となるので、割当てられた帯域を可能な限り利用してデータを送信することが可能となる。
In cycle #i, the permitted amount Gt (i) transmitted from the
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Ct(i+1)を参照し、クレジットCt(i+1)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、その値を送信量St(i+1)とする(ステップS23)。
Next, the control
次に、制御フレーム処理部23は、送信元アドレス(当該ONU(t)のアドレス)、送信先アドレス(OLT1のアドレス)、サイクル#i+2の帯域を割当てるための要求量Rt(i+2)、サイクル#i+1の帯域を割当てるための送信量S(i+1)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(ステップS24)。
Next, the control
要求量Rt(i+2)は、バッファメモリ25に格納されているデータのデータ量から、許可量Gt(i)および送信量St(i+1)を減算した値である。
The request amount Rt (i + 2) is a value obtained by subtracting the permission amount Gt (i) and the transmission amount St (i + 1) from the data amount of the data stored in the
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許可量Gt(i)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(ステップS25)。
Finally, the control
<クレジット決定処理の第1の変形例>
図9は、図4のステップS14で実行される別のクレジット決定処理の流れを示すフローチャートである。クレジット決定処理の変形例では、付与するクレジットに上限値Wmaxを設けている。このため、図6に示したクレジット決定処理のステップS29の後に、ステップS29AおよびステップS29Bが追加され、ステップS27が変更される。以下異なる点を主に説明する。
<First Modification of Credit Determination Process>
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of another credit determination process executed in step S14 of FIG. In a modification of the credit determination process, an upper limit value Wmax is provided for the credit to be given. For this reason, step S29A and step S29B are added after step S29 of the credit determination process shown in FIG. 6, and step S27 is changed. The different points are mainly described below.
ステップS21において、サイクル#i+2が輻輳サイクルであるか否かが判断され、非輻輳サイクルと判断された場合にはステップS29に進む。ステップS29では、満足度記憶テーブルをリセットし、ステップS29Aに進む。 In step S21, it is determined whether or not cycle # i + 2 is a congestion cycle. If it is determined that the cycle is not a congestion cycle, the process proceeds to step S29. In step S29, the satisfaction degree storage table is reset, and the process proceeds to step S29A.
ステップS29Aでは、要求量Rt(i+2)がしきい値Wmax[bit]を超えているか否かが判断される。超えている場合にはステップS29Bに進み、超えていない場合にはステップS30に進む。このしきい値Wmaxは、予め定められたものを用いればよい。 In step S29A, it is determined whether or not the required amount Rt (i + 2) exceeds the threshold value Wmax [bit]. If so, the process proceeds to step S29B. If not, the process proceeds to step S30. The threshold value Wmax may be a predetermined value.
ステップS29Bでは、クレジットCt(i+2)に上限値となるしきい値Wmaxを割当てる。その後処理を終了する。一方、ステップS30では、クレジットCt(i+2)に要求量Rt(i+2)をそのまま割当てる。その後処理を終了する。この上限値となるしきい値Wmaxで付与するクレジットを制限することにより、特定のONUに偏って広い帯域が割当てられるのを防止することができる。 In step S29B, a threshold value Wmax as an upper limit value is assigned to the credit Ct (i + 2). Thereafter, the process ends. On the other hand, in step S30, the requested amount Rt (i + 2) is allocated as it is to the credit Ct (i + 2). Thereafter, the process ends. By limiting the credit to be given with the threshold value Wmax serving as the upper limit value, it is possible to prevent a wide band from being allocated to a specific ONU.
ステップS27Aでは、抽出されたONU(S)に対応するクレジットCs(i+2)をしきい値Wに付加値B(i+2)を加算した値に更新する。ここで、付加値B(i+2)は、ONU(S)の要求量Rs(i+2)からしきい値Wを減算した値と、残余帯域T(i+2)と、上限値となるしきい値Wmaxからしきい値Wを減算した値のいずれか低い値以下の範囲内の値に設定される。 In step S27A, the credit Cs (i + 2) corresponding to the extracted ONU (S) is updated to a value obtained by adding the additional value B (i + 2) to the threshold value W. Here, the additional value B (i + 2) is obtained from the value obtained by subtracting the threshold value W from the requested amount Rs (i + 2) of the ONU (S), the remaining bandwidth T (i + 2), and the threshold value Wmax serving as the upper limit value. The threshold value W is set to a value within a range equal to or lower than the value obtained by subtracting the threshold value W.
0≦B(i+2)≦min(Rs(i+2)−W,T(i+2),Wmax−W) …(3)
<クレジット決定処理の第2の変形例>
第2の変形例におけるクレジット決定処理は、しきい値Wと上限となるしきい値Wmaxとを、ONU(t)ごとに設定するものである。ここでは、t番目のONU(t)にしきい値W(t)と上限となるしきい値Wmax(t)とが設定されるものとして説明する。
0 ≦ B (i + 2) ≦ min (Rs (i + 2) −W, T (i + 2), Wmax−W) (3)
<Second Modification of Credit Determination Process>
In the credit determination process in the second modification, a threshold value W and an upper threshold value Wmax are set for each ONU (t). Here, a description will be given assuming that a threshold value W (t) and an upper limit threshold value Wmax (t) are set for the t-th ONU (t).
図10は、図4のステップS14で実行されるさらに別のクレジット決定処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、図4のステップS11でサイクル#iにおいてONU(t)からレポートフレームが受信された場合について説明する。この場合、レポートフレームには、ONU(t)がサイクル#i+2に送信を希望する要求量Rt(i+2)と、ONU(t)がサイクル#i+1に送信するデータ量を示す送信量St(i+1)とが含まれていた。したがって、クレジット決定処理では、サイクル#i+2の帯域を割当てるためのクレジットCt(i+2)が決定される。 FIG. 10 is a flowchart showing the flow of still another credit determination process executed in step S14 of FIG. Here, a case where a report frame is received from ONU (t) in cycle #i in step S11 of FIG. 4 will be described. In this case, the report frame includes a request amount Rt (i + 2) that ONU (t) desires to transmit in cycle # i + 2 and a transmission amount St (i + 1) indicating the amount of data that ONU (t) transmits in cycle # i + 1. And was included. Therefore, in the credit determination process, the credit Ct (i + 2) for allocating the band of cycle # i + 2 is determined.
図10を参照して、まず、サイクル#i+2が輻輳サイクルであるか否かが判断される(ステップS21)。輻輳サイクルと判断された場合にはステップS22’へ進み、そうでなく非輻輳サイクルと判断された場合にはステップS29に進む。 Referring to FIG. 10, it is first determined whether or not cycle # i + 2 is a congestion cycle (step S21). If it is determined that the cycle is a congestion cycle, the process proceeds to step S22 '; otherwise, the process proceeds to step S29 if it is determined that the cycle is a non-congestion cycle.
ステップS29では、満足度記憶テーブルをリセットし、ステップS29A’に進む。ステップS29A’では、要求量Rt(i+2)がしきい値Wmax(t)[bit]を超えているか否かが判断される。超えている場合にはステップS29B’に進み、超えていない場合にはステップS30に進む。このしきい値Wmax(t)は、予め定められたものを用いればよい。 In step S29, the satisfaction degree storage table is reset, and the process proceeds to step S29A '. In step S29A ', it is determined whether or not the required amount Rt (i + 2) exceeds the threshold value Wmax (t) [bit]. If so, the process proceeds to step S29B '. If not, the process proceeds to step S30. This threshold value Wmax (t) may be a predetermined value.
ステップS29B’では、クレジットCt(i+2)に上限値となるしきい値Wmax(t)を割当てる。その後処理を終了する。一方、ステップS30では、クレジットCt(i+2)に要求量Rt(i+2)をそのまま割当てる。その後処理を終了する。この上限値となるしきい値Wmax(t)で付与するクレジットを制限することにより、特定のONUに偏って広い帯域が割当てられるのを防止することができる。 In step S29B ', a threshold value Wmax (t) serving as an upper limit value is assigned to the credit Ct (i + 2). Thereafter, the process ends. On the other hand, in step S30, the requested amount Rt (i + 2) is allocated as it is to the credit Ct (i + 2). Thereafter, the process ends. By restricting the credit to be given with the threshold value Wmax (t) serving as the upper limit value, it is possible to prevent a wide band from being allocated to a specific ONU.
一方、ステップS22’では、要求量Rt(i+2)がしきい値W(t)[bit]を超えているか否かが判断される。超えている場合にはステップS23’に進み、超えていない場合にはステップS24に進む。このしきい値W(t)は、予め定められたものを用いればよい。 On the other hand, in step S22 ', it is determined whether or not the required amount Rt (i + 2) exceeds the threshold value W (t) [bit]. If so, the process proceeds to step S23 '. If not, the process proceeds to step S24. The threshold value W (t) may be a predetermined value.
ステップS23’では、クレジットCt(i+2)にしきい値W(t)を割当て、ステップS25に進む。一方、ステップS24では、クレジットCt(i+2)に要求量Rt(i+2)をそのまま割当て、ステップS25に進む。 In step S23 ', a threshold value W (t) is assigned to credit Ct (i + 2), and the process proceeds to step S25. On the other hand, in step S24, the requested amount Rt (i + 2) is directly assigned to the credit Ct (i + 2), and the process proceeds to step S25.
ステップS25では、残余帯域T(i+2)があるか否かが判断される。残余帯域T(i+2)は、サイクル#i+2の期間から、先に割当てたクレジットCt(i+2)の通信時間の総和を減算した値である。残余帯域T(i+2)がゼロを超える場合には、ステップS26に進み、そうでない場合にはステップS31に進む。 In step S25, it is determined whether there is a remaining bandwidth T (i + 2). The remaining bandwidth T (i + 2) is a value obtained by subtracting the total communication time of the previously assigned credit Ct (i + 2) from the period of cycle # i + 2. If the remaining bandwidth T (i + 2) exceeds zero, the process proceeds to step S26, and if not, the process proceeds to step S31.
ステップS26では、満足度記憶テーブルを参照して、ステップS22で要求量Rt(i+2)がしきい値W(t)を超えているONU(t)のうち、満足度の最も低いものが抽出される。そのようなONUが複数ある場合には、いずれか1つのONUを適宜定めればよい。抽出されたONUをONU(S)とする。 In step S26, referring to the satisfaction level storage table, the lowest satisfaction level is extracted from ONU (t) in which the requested amount Rt (i + 2) exceeds the threshold value W (t) in step S22. The When there are a plurality of such ONUs, any one ONU may be determined as appropriate. Let the extracted ONU be ONU (S).
次のステップS27A’では、抽出されたONU(S)に対応するクレジットCs(i+2)をしきい値W(s)に付加値B(i+2)を加算した値に更新する。ここで、付加値B(i+2)は、ONU(S)の要求量Rs(i+2)からしきい値W(s)を減算した値と、残余帯域T(i+2)と、上限値となるしきい値Wmax(s)からしきい値W(s)を減算した値のいずれか低い値以下の範囲内の値に設定される。 In the next step S27A ', the credit Cs (i + 2) corresponding to the extracted ONU (S) is updated to a value obtained by adding the additional value B (i + 2) to the threshold value W (s). Here, the additional value B (i + 2) is a threshold value obtained by subtracting the threshold value W (s) from the requested amount Rs (i + 2) of the ONU (S), the remaining bandwidth T (i + 2), and an upper limit value. It is set to a value within a range equal to or lower than a value obtained by subtracting the threshold value W (s) from the value Wmax (s).
0≦B(i+2)≦min(Rs(i+2)−W(s),T(i+2),Wmax(s)−W(s)) …(4)
そして、次のステップS28では、残余帯域が更新される。クレジットCs(i+2)に付加値B(i+2)が加算されるので、残余帯域T(i+2)は、付加値B(i+2)だけ減算される。
0 ≦ B (i + 2) ≦ min (Rs (i + 2) −W (s), T (i + 2), Wmax (s) −W (s)) (4)
In the next step S28, the remaining bandwidth is updated. Since the additional value B (i + 2) is added to the credit Cs (i + 2), the remaining bandwidth T (i + 2) is subtracted by the additional value B (i + 2).
その後、ステップS25に戻り、残余帯域Tが存在しなくなるまで、ステップS26〜ステップS28の処理が繰返される。これにより、次に満足度の低いONUが抽出されて、それに対応するクレジットCs(i+2)に付加値B(i+2)が加算される。 Thereafter, the process returns to step S25, and the processes of steps S26 to S28 are repeated until the remaining bandwidth T no longer exists. Thereby, the ONU having the next lowest satisfaction is extracted, and the additional value B (i + 2) is added to the corresponding credit Cs (i + 2).
ステップS25で残余帯域Tが存在しなくなると、ステップS31に進み、全てのONU(t)の満足度が算出されて、満足度記憶テーブルが更新される。その後処理を終了する。 When there is no remaining bandwidth T in step S25, the process proceeds to step S31, where the satisfaction levels of all ONUs (t) are calculated, and the satisfaction level storage table is updated. Thereafter, the process ends.
以上説明したように、本実施の形態におけるOLT1によれば、輻輳サイクルに割当てるクレジットを、満足度の低いONU(t)に付加値B(t)を付加して他のONU(t)よりも多くするので、複数のONUの公平性を維持しつつ、帯域を有効に割当てることができる。
As described above, according to the
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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points 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.
1 OLT、2 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、104 伝送路、105 スプリッタ、108 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。 1 OLT, 2 ONU, 11, 14, 21, 24 Receiver, 12, 16, 22, 26 Transmitter, 13, 23 Control frame processor, 15, 25 Buffer memory, 27 Counter, 104 Transmission path, 105 Splitter, 108 Information frame, 109 Upper network, 110 Lower network, 111 User terminal.
Claims (11)
前記光加入者線終端装置において送出するために蓄積されている蓄積データの量を示す送出要求量を前記光加入者線終端装置から受信する第1受信手段と、
前記送出要求量に基づき最大送出許可量を決定する決定手段と、
前記決定された最大送出許可量を前記光加入者線終端装置に送信する第1送信手段と、
前記光加入者線終端装置に蓄積された蓄積データを前記最大送出許可量以内でフレーム単位で送出可能な最大のデータ量である送出予定量を前記光加入者線終端装置から受信する第2受信手段と、
前記送出予定量を送出許可量として含み、データの送信を許可するグラントを前記光加入者線終端装置に送信する第2送信手段とを備え、
前記決定手段は、光加入者線終端装置ごとに満足度を算出する満足度算出手段を含み、
輻輳サイクルにあるときに、前記満足度の低い順に、前記最大送出許可量を大きな値に決定する、光加入者線端局装置。 An optical subscriber line terminal device connectable with an optical subscriber line termination device,
First receiving means for receiving, from the optical subscriber line termination device, a transmission request amount indicating an amount of stored data accumulated for transmission in the optical subscriber line termination device;
Determining means for determining a maximum permitted amount of transmission based on the requested amount of transmission;
First transmission means for transmitting the determined maximum transmission permission amount to the optical subscriber line terminating device;
Second reception for receiving, from the optical subscriber line termination device, a scheduled transmission amount that is the maximum amount of data that can be transmitted in units of frames within the maximum transmission permission amount of the accumulated data stored in the optical subscriber line termination device. Means,
Second transmission means for transmitting the grant for allowing transmission of data to the optical subscriber line terminating device, including the scheduled transmission amount as a permitted transmission amount;
The determining means includes satisfaction calculation means for calculating satisfaction for each optical subscriber line terminating device,
An optical subscriber line terminal apparatus that determines the maximum transmission permission amount to be a large value in the order of low satisfaction when in a congestion cycle.
前記光加入者線終端装置において送出するために蓄積されている蓄積データの量を示す送出要求量を前記光加入者線終端装置から受信するステップと、
前記送出要求量に基づき最大送出許可量を決定するステップと、
前記決定された最大送出許可量を前記光加入者線終端装置に送信するステップと、
前記光加入者線終端装置に蓄積された蓄積データを、前記最大送出許可量以内でフレーム単位で送出可能な最大のデータ量である送出予定量を前記光加入者線終端装置から受信するステップと、
前記送出予定量を送出許可量として含み、データの送信を許可するグラントを前記光加入者線終端装置に送信するステップとをコンピュータに実行させ、
前記決定ステップは、光加入者線終端装置ごとに満足度を算出するステップと、
輻輳サイクルにあるときに、前記満足度の低い順に、前記最大送出許可量を大きな値に決定するステップとを含む、帯域割当プログラム。 A bandwidth allocation program executed by an optical subscriber line terminal device connectable to an optical subscriber line termination device,
Receiving from the optical subscriber line termination device a transmission request amount indicating an amount of stored data accumulated for transmission in the optical subscriber line termination device;
Determining a maximum permitted transmission amount based on the requested transmission amount;
Transmitting the determined maximum transmission permission amount to the optical subscriber line terminating device;
Receiving from the optical subscriber line termination device a scheduled transmission amount that is the maximum amount of data that can be transmitted in units of frames within the maximum transmission permission amount of the accumulated data stored in the optical subscriber line termination device; ,
Sending the grant to allow transmission of data to the optical subscriber line terminating device, including the scheduled transmission amount as a permitted transmission amount,
The determining step includes calculating satisfaction for each optical subscriber line terminating device; and
And a step of determining the maximum transmission permission amount to a larger value in the order from the lowest satisfaction level during the congestion cycle.
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2004
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