JP2007259298A - マルチレート送信方法及び局側端局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受け取ることのできる伝送レートが互いに異なる複数の子局が設置されたＰＯＮシステムにおいてブロードキャスト通信やマルチキャスト通信を行う場合に、伝送路の帯域を効率的に使用ことができるマルチレート送信方法を提供する。
【解決手段】受け取ることのできる伝送レートが互いに異なる複数の子局２に対して同じ内容を送出するＰＯＮシステムにおいて、前記子局２が受け取ることのできる伝送レートを用い、且つ使用する伝送レートの数が最小となる伝送レートを１又は複数定め、この伝送レートにより前記送出を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明はマルチレート送信方法及び局側端局装置に関する。さらに詳しくは、伝送レートが異なる複数の子局を含むＰＯＮシステムにおいてマルチキャスト通信やブロードキャスト通信を行う場合のマルチレート送信方法及び局側端局装置に関する。

ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムは、通信事業者の設備センター側に設置される局側端局装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、ユーザ（通信加入者）側に設置される宅内装置又は子局（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｕｎｉｔ）とをスプリッタを介して光ファイバで接続したものである。

このＰＯＮシステムは、現状においては、伝送レートが一定（１Ｇｂｐｓ）であるが、サービス内容の多様化及び高度化に伴い、伝送レートの異なる様々な子局がシステム内に設置されることが考えられる。

特許文献１には、低速のＯＮＵ、中速のＯＮＵ及び高速のＯＮＵが光スターカプラーを介して光ファイバで接続されたポイント・ツー・マルチポイント光伝送システムが記載されている。

特開平８−８９５４号公報

特許文献１は、ＰＯＮ上での時分割マルチレート伝送に関する記載はあるものの、受け取ることのできる伝送レートの異なる様々な子局がシステム内に設置される場合において、全ての子局に対して情報（パケット）を送信するブロードキャスト通信や、特定の複数の子局に対して情報（パケット）を送信するマルチキャスト通信を行うときの伝送レートについては、何も記載されていない。また、他にも、このような伝送レートの決定方法を考慮したものはなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、受け取ることのできる伝送レートが互いに異なる複数の子局が設置されたＰＯＮシステムにおいてブロードキャスト通信やマルチキャスト通信を行う場合に、伝送路の帯域を効率的に使用ことができるマルチレート送信方法及び局側端局装置を提供することを目的としている。

本発明のマルチレート送信方法は、受け取ることのできる伝送レートが互いに異なる複数の子局に対して同じ内容を送出するＰＯＮシステムにおいて、前記子局が受け取ることのできる伝送レートを用い、且つ使用する伝送レートの数が最小となる伝送レートを１又は複数定め、この伝送レートにより前記送出を行うことを特徴としている。

本発明のマルチレート送信方法では、受け取ることのできる伝送レートが互いに異なる複数の子局に対して同じ内容を送出するに際し、使用する伝送レートの数が最小になるようにしているので、伝送路の帯域を効率的に使用することができる。

使用する伝送レートの数が最小となるように伝送レートを選択するに際し、他の子局と共通して受け取ることのできる伝送レートが２以上存在する場合に、共通する伝送レートのうち最も大きい伝送レートを選択するのが好ましい。この場合、より高い伝送レートを使用して送信を行うことができるので、伝送路をさらに効率的に使用することができる。

また、本発明の局側端局装置は、受け取ることのできる伝送レートが互いに異なる複数の子局に対して同じ内容を送出するＰＯＮシステムにおいて用いられる局側端局装置であって、前記子局が受け取ることのできる伝送レートを用い、且つ使用する伝送レートの数が最小となる伝送レートを１又は複数定め、この伝送レートにより前記送出を行うように構成されていることを特徴としている。

本発明の局側端局装置は、受け取ることのできる伝送レートが互いに異なる複数の子局に対して同じ内容を送出するに際し、使用する伝送レートの数が最小になるようにしているので、伝送路の帯域を効率的に使用することができる。

前記局側端局装置は、各子局が受け取ることのできる伝送レートを記憶したテーブルと、
複数の子局に前記同じ内容を送出するときの、当該内容を記憶する内容記憶部と、
前記複数の子局に送る伝送レートを定める伝送レート選択部と、
定められた各伝送レートで送出するための送信部と、
前記定められた伝送レートに従って、前記内容を前記送信部に伝える処理部と
を備えることができる。この構成によれば、予め記憶されている、各子局が受け取ることのできる伝送レートのテーブルを用いて、使用する伝送レートの数が最小になるように複数の子局に送る伝送レートを定め、この伝送レートで前記内容を送出することができることから、伝送路の帯域を効率的に使用することができる。

本発明のマルチレート送信方法及び局側端局装置によれば、受け取ることのできる伝送レートが互いに異なる複数の子局が設置されたＰＯＮシステムにおいてブロードキャスト通信やマルチキャスト通信を行う場合に、伝送路の帯域を効率的に使用ことができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明のマルチレート送信方法及び局側端局装置（ＯＬＴ）の実施の形態を詳細に説明する。

図１は時分割マルチレート通信の説明図であり、ポイント・ツー・マルチポイントの光伝送システムにおける局側端局装置（ＯＬＴ）１から宅内装置又は子局（ＯＮＵ）２への時分割マルチレート通信を示している。局側端局装置１から各子局２への通信は、各子局２が受け取ることのできる伝送レートに応じて送信されるが、ポイント・ツー・マルチポイントの光伝送システムの物理的特徴により、局側端局装置１から子局宛への光通信はスプリッタ３を介してすべての子局２に届く。各子局２は、受け取ることのできる伝送レートの光受信信号から、パケットデータを再生し、当該パケットに含まれる論理リンク番号（ＬＬＩＤ）から、前記パケットが自局宛であるか否かを判定する。そして、自局宛であれば、前記パケットを子局２内のＣＰＵや、子局２に接続されている端末用装置Ｔへ前記パケットを中継する。

前記光伝送システムにおいて、ブロードキャスト通信を行う場合には、ブロードキャスト用の論理リンク番号が使用され、送信された伝送レートを受信可能なすべての子局２が、自局宛であると判断し、中継処理を行う。また、マルチキャスト通信を行う場合は、マルチキャスト用の論理リンク番号が使用され、送信された伝送レートが受信可能であり、マルチキャスト用論理リンク番号を中継するように設定されている特定の複数子局２のみが中継処理を行う。

図２は、時分割マルチレート通信を行う、本発明の一実施の形態に係る局側端局装置１の内部構造を示すブロック図である。バックボーンネットワークから受信したパケットは、受信部４を介して中継処理部５に転送される。この中継処理部５は、前記パケットの宛先ＭＡＣアドレスや、宛先ＩＰアドレスや、ＶＬＡＮタグのＶＩＤ値等から、当該パケットをブロードキャスト通信するか、マルチキャスト通信するか、又はユニキャスト通信（ある１つの子局宛の通信）するかを判定する。また、中継処理部５は、すべての子局の受け取ることのできる伝送レートテーブル６と、どの子局がマルチキャスト通信を受信するグループに属しているのかを示すマルチキャストグループテーブル７とから、局側端局装置１から送信する伝送レートを後述するようにして決定し、その伝送レートに対応するキュー管理部８ａ、８ｂ、８ｃへパケットを転送する。時分割マルチレートスケジューラ９は、各伝送レートのそれぞれのキュー情報（キュー長等）から、スケジューリングのルールに従い、伝送路に送信する伝送レートとキューを選択し、所定の時間、選択したキューにキューイングされたパケットをマルチプレクサ１０に送信する。マルチプレクサ１０は、時分割マルチレートスケジューラ９で選択された伝送レート送信部（送信部）１１ａ、１１ｂ、１１ｃの送信符号部１５ａ、１５ｂ、１５ｃから転送されてくるデータ信号を光／電気変換装置（Ｅ／Ｏ）１２に転送し、ここで光信号に変換されたデータ信号がＰＯＮ上の伝送路上に送信される。図２において、伝送レート送信部１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれ１Ｇｂｐｓ、２Ｇｂｐｓ及び８Ｇｂｐｓの伝送レートの送信部である。

なお、図２に示される実施の形態では、処理部である中継処理部５において、送るべき情報本体を所定数複製し、これに各伝送レート固有のヘッダーを付けたパケットを前記伝送レートに対応するキュー管理部に送出しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば送信部１１ａ、１１ｂ、１１ｃを１つにすることもできる。この場合、この送信部には、伝送レート切り替え手段が設けられ、前記中継処理部５において伝送レート毎にヘッダーだけ付け替えて順次送出されるパケットは、所定の伝送レートでマルチプレクサ１０に送信される。

図３は図２に示される伝送レート送信部１１ａ、１１ｂ、１１ｃの詳細説明図である。キュー管理部８ａ、８ｂ、８ｃは、宛先子局ごとの複数のユニキャストキュー、マルチキャストグループごとのマルチキャストキュー、及び１つのブロードキャストキューを有しており、前記中継処理部５から中継されたパケットを指示されたキューにキューイングする。

次に本発明における伝送レートの決定方法について説明する。図４は、光伝送路に接続されているすべての子局が受け取ることのできる伝送レートを示すテーブルの一例である。局側端局装置１の中継処理部５は、かかるテーブルに基づいて、ユニキャスト通信とブロードキャスト通信時の伝送レートを決定する伝送レート選択部として機能するとともに、子局に送出する内容を記憶する内容記憶部１３を備えている。

まず、ユニキャスト通信の場合には、前記テーブルより、宛先子局が受け取ることのできる伝送レートのなかから最も高速な伝送レートを選択する。例えば、ＯＮＵ５がユニキャスト通信の宛先の場合には、最も高速である４Ｇｂｐｓが選択される。

また、ブロードキャスト通信の場合は、図５のフローチャートに示されるように、まず、準備段階として、各子局が受け取ることのできる伝送レートのうち最大の伝送レートを図４に示されるテーブルに設けた「ＭＡＸ」の列に記入する（図６参照。ステップＳ０）。ついで、１つの伝送レートのみ受け取ることができる子局の伝送レートをブロードキャスト通信用の伝送レートとして選択する（ステップＳ１）。複数の伝送レートを受け取ることができる子局に対しては、受け取ることができる伝送レートのうちいずれか１つの伝送レートでブロードキャスト通信を行うことができるが、１つの伝送レートだけを受け取ることができる子局に対しては当該１つの伝送レートでブロードキャスト通信を行う必要があることから、ステップＳ１のような選択をまず行う。図６の例の場合、ＯＮＵ１が２Ｇｂｐｓのみ、ＯＮＵ３が１６Ｇｂｐｓのみを受け取ることができるので、２Ｇｂｐｓと１６Ｇｂｐｓをブロードキャスト通信用の伝送レートとして選択する。

次に複数の伝送レートを受け取ることができる子局に対して、ブロードキャスト通信する伝送レートを決定する。すでに、ステップＳ１において、ＯＮＵ１とＯＮＵ３用に２Ｇｂｐｓと１６Ｇｂｐｓの伝送レートでブロードキャスト通信することにしているが、伝送路を効率的に使用するために、この２Ｇｂｐｓ又は１６Ｇｂｐｓを伝送レートとして受け取ることができる子局は、このレートを使用してブロードキャスト通信を実行することにする（ステップＳ２）。図６の場合、ＯＮＵ２は２Ｇｂｐｓの伝送レート、ＯＮＵ６は１６Ｇｂｐｓの伝送レートでブロードキャスト通信を実行する。なお、複数の伝送レートが候補となる場合には、最大の伝送レートを選択する。例えば、図６において、ＯＮＵ２が１６Ｇｂｐｓも受け取ることができると仮定すると、このＯＮＵ２は他の子局と共通する伝送レートとして２Ｇｂｐｓと１６Ｇｂｐｓを有することになるが、この場合、２Ｇｂｐｓと１６Ｇｂｐｓのうち大きい方の１６ＧｂｐｓをＯＮＵ２の伝送レートとして選択する。３つ以上の伝送レートが共通する場合は、そのうち最も大きい伝送レートを選択する。

ついで、ブロードキャスト通信用の伝送レートが決定されていない子局（ＯＮＵ４及びＯＮＵ５）について伝送レートを決定する。各子局が受け取ることのできる最大の伝送レートを比較し、最小の伝送レートをブロードキャスト通信用の伝送レートとする（ステップＳ３）。図６の場合、ＯＮＵ４の最大伝送レートである８Ｇｂｐｓと、ＯＮＵ５の最大伝送レートである４Ｇｂｐｓとを比較し、小さい方の４Ｇｂｐｓをブロードキャスト通信用の伝送レートとする。

次に、ステップＳ３で選択された伝送レートを受け取ることができる子局は、当該伝送レートをブロードキャスト通信用の伝送レートとする（ステップＳ４）。図６の場合、ＯＮＵ４は４Ｇｂｐｓも受け取ることができることから、ＯＮＵ４については４Ｇｂｐｓが伝送レートとなる。

ついで、すべての子局についてブロードキャスト通信用の伝送レートが決定されているか否かが判断される（ステップＳ５）。そして、伝送レートが決定されていない子局が残っている場合は、ステップＳ３に戻り、前述した処理が繰り返し実行される。

結局、図６の場合、ＯＮＵ１は２Ｇｂｐｓ、ＯＮＵ２は２Ｇｂｐｓ、ＯＮＵ３は１６Ｇｂｐｓ、ＯＮＵ４は４Ｇｂｐｓ、ＯＮＵ５は４Ｇｂｐｓ、ＯＮＵ６は１６Ｇｂｐｓの伝送レートでブロードキャスト通信を行うことになる。そして、中継処理部５は、２Ｇｂｐｓ、４Ｇｂｐｓ及び１６Ｇｂｐｓの伝送レートの送信部１１のキュー管理部８にブロードキャスト通信用のパケットを送出する。

なお、ブロードキャスト通信用の伝送レートの決定は他の方法によっても行うことができる。図７は、ブロードキャスト通信において伝送レートを決定する方法の他の例のフローチャートである。

まず、準備段階として、各子局が受け取ることのできる伝送レートのうち最大の伝送レートを図４に示されるテーブルに設けた「ＭＡＸ」の列に記入する（図６参照。ステップＳ１０）。ついで、ブロードキャスト通信用の伝送レートが決定していない子局について、各子局が受け取ることのできる最大の伝送レートの中から、最小の伝送レートをブロードキャスト通信用の伝送レートとして選択する（ステップＳ１１）。最初はすべての子局について、伝送レートが決定されていないので、すべての子局の伝送レートの最大値の比較が行われる。図６の場合、ＯＮＵ１の最大伝送レート（２Ｇｂｐｓ）が他の子局の最大伝送レートに比べて最も小さいことから、この２Ｇｂｐｓがブロードキャスト通信用の伝送レートとして選択される。

ついで、ステップＳ１１で選択した伝送レートを受け取ることができる子局は、そのレートをブロードキャスト通信用の伝送レートとする（ステップＳ１２）。図６の場合、ＯＮＵ２が２Ｇｂｐｓの伝送レートを受け取ることができることから、ＯＮＵ２は２Ｇｂｐｓを伝送レートとする。

次に、すべての子局についてブロードキャスト通信用の伝送レートが決定されているか否かが判断される（ステップＳ１３）。そして、伝送レートが決定されていない子局が残っている場合は、ステップＳ３に戻り、前述した処理が繰り返し実行される。図６の場合、ＯＮＵ１及びＯＮＵ２以外の子局について、ステップＳ１１の処理が繰り返される。そして、ＯＮＵ５の４Ｇｂｐｓが、各子局の最大伝送レートの中で最も小さい伝送レートであることから、ブロードキャスト通信用の伝送レートとして選択される。ついで、ＯＮＵ４が、この４Ｇｂｐｓを受け取ることができることから、当該４ＧｂｐｓをＯＮＵ４の伝送レートとして選択する。残りのＯＮＵ３及びＯＮＵ６については、最大伝送レートの中で最も小さい伝送レートが１６Ｇｂｐｓであることから、この１６Ｇｂｐｓをブロードキャスト通信用の伝送レートとして選択する。これにより、すべての子局のブロードキャスト通信用の伝送レートが決定されたことになり、決定処理は終了する。

図８は、ある１つのマルチキャストグループに属する子局と、当該子局が受け取ることのできる伝送レートを示している。局側端局装置１の中継処理部５は、かかるテーブルに基づいて、マルチキャスト通信時の伝送レートを決定する。１つのマルチキャストグループテーブルには、同一の情報を受信・中継する子局が登録される。ＣＤＮのような映画配信サービスでは、１つのマルチキャストグループが１つの番組チャンネルに対応する。子局は端末用装置が受信する番組チャンネルに対応したマルチキャストグループに属することになる。

マルチキャスト通信の場合も、図８のようなマルチキャストグループテーブル（本マルチキャストグループに属する子局と当該子局が受け取ることのできる伝送レートが登録されている）を参照しつつ、伝送レートが決定される。

基本的には、図５に示されるブロードキャスト通信用の伝送レートを決定する方法と同様であるが、まず、図９のフローチャートに示されるように、準備段階として、各子局が受け取ることのできる伝送レートのうち最大の伝送レートを図８に示されるテーブルに設けた「ＭＡＸ」の列に記入する（図１０参照。ステップＳ２０）。ついで、１つの伝送レートのみ受け取ることができる子局の伝送レートをマルチキャスト通信用の伝送レートとして選択する（ステップＳ２１）。複数の伝送レートを受け取ることができる子局に対しては、受け取ることができる伝送レートのうちいずれか１つの伝送レートでマルチキャスト通信を行うことができるが、１つの伝送レートだけを受け取ることができる子局に対しては当該１つの伝送レートでマルチキャスト通信を行う必要があることから、ステップＳ２１のような選択をまず行う。図１０の例の場合、ＯＮＵ１が２Ｇｂｐｓのみを受け取ることができるので、２Ｇｂｐｓをマルチキャスト配信用の伝送レートとして選択する。

次に複数の伝送レートを受け取ることができる子局に対して、マルチキャスト通信する伝送レートを決定する。すでに、ステップＳ２１において、ＯＮＵ１用に２Ｇｂｐｓの伝送レートでマルチキャスト通信することにしているが、伝送路を効率的に使用するために、この２Ｇｂｐｓを伝送レートとして受け取ることができる子局は、このレートを使用してマルチキャスト通信を実行することにする（ステップＳ２２）。図１０の場合、ＯＮＵ２は２Ｇｂｐｓの伝送レートでマルチキャスト通信を実行する。なお、複数の伝送レートが候補となる場合には、最大の伝送レートを選択する。

ついで、マルチキャスト通信用の伝送レートが決定されていない子局（ＯＮＵ４及びＯＮＵ５）について伝送レートを決定する。各子局が受け取ることのできる最大の伝送レートを比較し、最小の伝送レートをマルチキャスト通信用の伝送レートとする（ステップＳ２３）。図１０の場合、ＯＮＵ４の最大伝送レートである８Ｇｂｐｓと、ＯＮＵ５の最大伝送レートである４Ｇｂｐｓとを比較し、小さい方の４Ｇｂｐｓをマルチキャスト通信用の伝送レートとする。

次に、ステップＳ２３で選択された伝送レートを受け取ることができる子局は、当該伝送レートをブロードキャスト通信用の伝送レートとする（ステップＳ２４）。図１０の場合、ＯＮＵ４は４Ｇｂｐｓも受け取ることができることから、ＯＮＵ４については４Ｇｂｐｓが伝送レートとなる。

ついで、すべての子局についてマルチキャスト通信用の伝送レートが決定されているか否かが判断される（ステップＳ２５）。そして、伝送レートが決定されていない子局が残っている場合は、ステップＳ２３に戻り、前述した処理が繰り返し実行される。

結局、図１０の場合、ＯＮＵ１は２Ｇｂｐｓ、ＯＮＵ２は２Ｇｂｐｓ、ＯＮＵ４は４Ｇｂｐｓ、ＯＮＵ５は４Ｇｂｐｓの伝送レートでマルチキャスト通信を行うことになる。そして、中継処理部５は、２Ｇｂｐｓと４Ｇｂｐｓの伝送レートの送信部のキュー管理部にマルチキャスト通信用のパケットを送出する。

なお、マルチキャスト通信用の伝送レートの決定は他の方法によっても行うことができ、例えば図７のフローチャートに示される方法（図７はブロードキャスト通信用の伝送レートの決定方法であるが、同様の手法をマルチキャスト通信用の伝送レートを決定する際に用いることができる）によっても伝送レートを決定することができる。

時分割マルチレート通信の説明図である。 本発明の局側端局装置の一実施の形態のブロック図である。 図２に示される伝送レート送信部の詳細説明図である。 システム内の全子局の伝送レートテーブルを示す図である。 ブロードキャスト通信において伝送レートを決定する方法の一例のフローチャートである。 受け取ることのできる最大伝送レートの列を設けた伝送レートテーブルを示す図である。 ブロードキャスト通信において伝送レートを決定する方法の他の例のフローチャートである。 マルチキャストグループの伝送レートテーブルを示す図である。 マルチキャスト通信において伝送レートを決定する方法の一例のフローチャートである。 受け取ることのできる最大伝送レートの列を設けた伝送レートテーブルを示す図である。

符号の説明

１ 局側端局装置（ＯＬＴ）
２ 子局（ＯＮＵ）
３ スプリッタ
４ 受信部
５ 中継処理部
６ 伝送レートテーブル
７ マルチキャストグループテーブル
８ａ、８ｂ
８ｃ キュー管理部
９ 時分割マルチレートスケジューラ
１０ マルチプレクサ
１１ａ、１１ｂ
１１ｃ 伝送レート送信部（送信部）
１２ Ｅ／Ｏ変換部
１３ 内容記憶部

Claims (4)

1. 受け取ることのできる伝送レートが互いに異なる複数の子局に対して同じ内容を送出するＰＯＮシステムにおいて、前記子局が受け取ることのできる伝送レートを用い、且つ使用する伝送レートの数が最小となる伝送レートを１又は複数定め、この伝送レートにより前記送出を行うことを特徴とするマルチレート送信方法。
2. 使用する伝送レートの数が最小となるように伝送レートを選択するに際し、他の子局と共通して受け取ることのできる伝送レートが２以上存在する場合に、共通する伝送レートのうち最も大きい伝送レートを選択する請求項１に記載のマルチレート送信方法。
3. 受け取ることのできる伝送レートが互いに異なる複数の子局に対して同じ内容を送出するＰＯＮシステムにおいて用いられる局側端局装置であって、前記子局が受け取ることのできる伝送レートを用い、且つ使用する伝送レートの数が最小となる伝送レートを１又は複数定め、この伝送レートにより前記送出を行うように構成されていることを特徴とする局側端局装置。
4. 各子局が受け取ることのできる伝送レートを記憶したテーブルと、
   複数の子局に前記同じ内容を送出するときの、当該内容を記憶する内容記憶部と、
   前記複数の子局に送る伝送レートを定める伝送レート選択部と、
   定められた各伝送レートで送出するための送信部と、
   前記定められた伝送レートに従って、前記内容を前記送信部に伝える処理部と
   を備える請求項３に記載の局側端局装置。

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