JP2008060926A - 遅延時間生成方法および光回線終端装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＯＮＵブロックのランダム遅延時間が各ＯＮＵブロック間で同一となり続けることを無くし、ＬＬＩＤの登録処理が永久に進まない事態を防ぐ。
【解決手段】 ＯＮＵブロック（論理リンク終端部）がＯＬＴ（光伝送路終端装置）から送信された発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)（論理リンク終端部発見信号）を受信した後、ＯＮＵブロックがＯＬＴ宛てに登録要求パケットREG_REQ MPCPDU（登録要求信号）を送信するまでに待機するランダム遅延時間（待ち時間）を生成する際に、前記発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の受信をトリガとして、任意のシード値（乱数生成初期値）と発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の受信回数とで定まる内部乱数値を生成し、該内部乱数値を基に前記ランダム遅延時間を生成する。
【選択図】 図１
【解決手段】 ＯＮＵブロック（論理リンク終端部）がＯＬＴ（光伝送路終端装置）から送信された発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)（論理リンク終端部発見信号）を受信した後、ＯＮＵブロックがＯＬＴ宛てに登録要求パケットREG_REQ MPCPDU（登録要求信号）を送信するまでに待機するランダム遅延時間（待ち時間）を生成する際に、前記発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の受信をトリガとして、任意のシード値（乱数生成初期値）と発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の受信回数とで定まる内部乱数値を生成し、該内部乱数値を基に前記ランダム遅延時間を生成する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、１つの光伝送路終端装置と少なくとも１つの論理リンク終端部を有する少なくとも１つの光回線終端装置とを備える受動光回線網において、光回線終端装置が光伝送路終端装置に登録要求信号を送信する際、他の光回線終端装置からの登録要求信号との衝突を避けるための待ち時間を生成する遅延時間生成方法およびそれを使用した光回線終端装置に関するものである。
なお、本明細書で使用する用語の詳細は下記の通りである。
ＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet Passive Optical Network)：ギガビットイーサネット（登録商法）受動光回線網
ＯＮＵ（Optical Network Unit）：受動光回線網における加入者側装置(光回線終端装置)
ＯＬＴ（Optical Line Terminal）：受動光回線網における局側装置(光伝送路終端装置)
ＭＡＣ（Media Access Control)：ＯＳＩ参照モデルにおけるデータリンク層の下位層に位置し、送信するデータをどのような方法でＬＡＮケーブル（通信媒体）上に送出するのかなどの媒体アクセス制御を行う。
ＤＡ（Destination Address)：イーサネット（登録商法）における48bit長の宛先ＭＡＣアドレス。
ＳＡ（Source Address）：イーサネット（登録商法）における48bitの送信元ＭＡＣアドレス。
ＭＰＣＰＤＵ（Multi-Point Control Protocol Data Unit)：受動光回線網において、共有媒体上にＯＬＴとＯＮＵ間の論理リンクを確立するために必要な情報を運ぶプロトコルデータユニットであり、ＭＡＣフレームをベースとしている。
ＧＭＩＩ（Gigabit Media Independent Interface)：伝送媒体に依存しないギガビットイーサネット（登録商法）用の共通物理インターフェースであり、伝送路符号化などを行う物理層とＭＡＣフレーム生成・終端処理を行うＭＡＣ副層とのインターフェース。
ＲＳ（Reconciliation Sub-layer)：ＭＡＣ副層と物理層との送受信データ／制御データを変換し、それらの違いを吸収する副層。
Ｐ２ＰＥ（Point-to-point Emulation）：Ｐ２Ｐ類似
ＬＬＩＤ（Logical Link IDentifier）：ＯＬＴに登録されるＯＮＵブロックの識別子
ＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet Passive Optical Network)：ギガビットイーサネット（登録商法）受動光回線網
ＯＮＵ（Optical Network Unit）：受動光回線網における加入者側装置(光回線終端装置)
ＯＬＴ（Optical Line Terminal）：受動光回線網における局側装置(光伝送路終端装置)
ＭＡＣ（Media Access Control)：ＯＳＩ参照モデルにおけるデータリンク層の下位層に位置し、送信するデータをどのような方法でＬＡＮケーブル（通信媒体）上に送出するのかなどの媒体アクセス制御を行う。
ＤＡ（Destination Address)：イーサネット（登録商法）における48bit長の宛先ＭＡＣアドレス。
ＳＡ（Source Address）：イーサネット（登録商法）における48bitの送信元ＭＡＣアドレス。
ＭＰＣＰＤＵ（Multi-Point Control Protocol Data Unit)：受動光回線網において、共有媒体上にＯＬＴとＯＮＵ間の論理リンクを確立するために必要な情報を運ぶプロトコルデータユニットであり、ＭＡＣフレームをベースとしている。
ＧＭＩＩ（Gigabit Media Independent Interface)：伝送媒体に依存しないギガビットイーサネット（登録商法）用の共通物理インターフェースであり、伝送路符号化などを行う物理層とＭＡＣフレーム生成・終端処理を行うＭＡＣ副層とのインターフェース。
ＲＳ（Reconciliation Sub-layer)：ＭＡＣ副層と物理層との送受信データ／制御データを変換し、それらの違いを吸収する副層。
Ｐ２ＰＥ（Point-to-point Emulation）：Ｐ２Ｐ類似
ＬＬＩＤ（Logical Link IDentifier）：ＯＬＴに登録されるＯＮＵブロックの識別子
一般に、ＧＥ−ＰＯＮは、図５に示すように、１台以上のＯＮＵ１０と１台のＯＬＴ２０とで構成される。３０はスプリッタ、４０は通信媒体としての光ファイバである。ＯＮＵ１０とＯＴＬ２０との間の通信は、光ファイバ４０を物理的に共有して行われるが、Ｐ２ＰＥにより論理的には１対１で行われる。Ｐ２ＰＥは、１５ビット長のＬＬＩＤなる識別子を各ＯＮＵ１０に割り当てることによって、論理的な１対１通信を実現する。
ＯＬＴ２０からＯＮＵ１０方向（以下、下り方向と呼ぶ）のパケットは、いずれもＬＬＩＤを含み、各ＯＮＵ１０は前記ＬＬＩＤが自己宛か否かでそのパケットの受信・廃棄を決定する。また、ＯＮＵ１０からＯＬＴ２０方向（以下、上り方向と呼ぶ）のパケットも、同様にＬＬＩＤを含み、ＯＬＴ２０は前記ＬＬＩＤによって送信元のＯＮＵ１０を特定する。
また、上り方向のパケットは、光ファイバ４０をＯＮＵ１０間で共有しているので、パケットが衝突しないように、時分割多重される必要がある。ＯＬＴ２０は、各ＯＮＵ１０毎に上り方向の送信許可時間（Grant時間)に関する情報を含むゲートパケットを定期的に送信し、ＯＮＵ１０はGrant期間にのみパケットを送信することで、上り方向のパケットの衝突を回避している。各ＯＮＵ１０は、Grant期間を判断するために、ＯＬＴ２０と時刻同期処理を行う。時刻同期処理は、ＯＬＴ２０の送信パケットにタイムスタンプ値があれば、それを各ＯＮＵ１０のローカルタイマにロードすることにより行う（例えば、非特許文献１参照）。
ここで、ＯＬＴがＯＮＵへＬＬＩＤを自動的に割り当てるための発見処理における待ち時間を生成する遅延時間生成方法について記述する。発見処理、遅延時間生成処理の順で説明する。ＯＬＴおよびＯＮＵは、データ通信に先立って、発見処理を行う。図６に発見処理のシーケンスを示す（例えば、非特許文献２参照）
図６中、GATE(DA=MAC Control,SA=OLT MAC Address)は論理リンク終端部を発見するための制御パケット（ゲートパケット）であり、ＯＬＴが全ＯＮＵに対して送信する。その記述は、GATE MPCPDUのＤＡがＭＡＣコントロール マルチキャストアドレス（01-80-C2-00-00-01:固定値）であり、ＳＡがＯＬＴのＭＡＣアドレスであることを示す。このゲートパケットが、broadcast ＬＬＩＤ（値：７ＦＦＦ）を含むときは、ＬＬＩＤの登録のいかんにかかわらず、全てのＯＮＵで受信される。
前記ゲートパケットを、以下、発見ゲートパケット（論理リンク終端部発見信号）と呼び、本明細書内ではGATE MPCPDU（discovery)と略記する。なお、ＬＬＩＤが割り当てられていないＯＮＵ（以下、未登録ＯＮＵと呼ぶ）は、broadcast ＬＬＩＤを利用してＯＬＴと通信する。未登録ＯＮＵが発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)を受信した場合は、当該発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)で指示されるGrant期間（Initial Window)中に、登録要求のために、ＬＬＩＤの割当要求信号である登録要求パケットREG_REQ（DA=MAC Contorol,SA=ONU MAC Address)を送信する。登録要求パケットREG_REQ MPCPDUは、ＯＮＵのＭＡＣアドレスやその他登録のための必要な情報を含む。
ＯＬＴが登録要求パケットREG_REQ MPCPDUを受信すると、ＳＡフィールドからＯＮＵのＭＡＣアドレスを抽出し、登録パケットREGISTER MPCPDUを当該ＯＮＵ宛に送信する。登録パケットREGISTER MPCPDUは、ＯＬＴが割り当てようとするＬＬＩＤを含むので、以後は、当該ＬＬＩＤを識別子として、当該ＯＮＵとＯＬＴとの間で通信が行われる。
ここで注目すべきは、前記発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)に含まれる前記Grant期間はすべての未登録ＯＮＵが利用することである。すなわち、複数のＯＮＵから登録要求パケットREG_REQ MPCPDUが同時にＯＬＴに対して送信され、衝突する可能性がある。この問題に対処するため、各未登録ＯＮＵは、前記Grant期間の開始時点からGrant期間を超えない範囲でランダム遅延（Random delay)時間（待ち時間）だけ待った後に、登録要求パケットREG_REQ MPCPDUを送信する。ランダム遅延時間は、各ＯＮＵが独立して乱数を生成して計算するため、登録要求パケットREG_REQ MPCPDUの送信時刻が重なる可能性はあるが、衝突の可能性は低減される。登録要求パケットREG_REQ MPCPDUが衝突した場合は、それを送信したＯＮＵの発見処理は進まず、前記ＯＮＵは次回の発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の受信を待つことになる。したがって、遅延時間の生成方法は、発見処理の性能に深く関わる。
図７を用いて、従来のＯＮＵにおける遅延時間生成方法の処理手順を簡単に説明する（非特許文献２、pp455-462）。ここでは、特に、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)受信の際の手順を説明する。初期状態が発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の待ち（ステップＳ３１）であるとする。
ＯＮＵが発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)を受信すると、当該ＯＮＵが未登録状態の場合（ステップＳ３２−Ｎ）は、Grant登録＆Grant開始時刻待ち状態となる（ステップＳ３３）。登録状態の場合（ステップＳ３２−Ｙ）は、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の待ち（ステップＳ３１）に戻る。Grant登録処理は、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)に含まれるGrant情報を抽出・検査し、適切なGrant情報である場合は、そのGrant情報をGrantリストに登録して、Grant期間の開始時刻を待つ。そうでなければ、廃棄する。Grant情報は、Grant開始時刻およびGrantの長さを含む。Grant期間は、Grantの開始時刻およびGrantの長さで決定される。Grant期間が開始すると、乱数生成処理状態（ステップＳ３４）となる。乱数生成状態では、内部乱数値を更新し、ランダム遅延時間を計算する。次にランダム遅延時間経過待ち状態（ステップＳ３５）となると、ランダム遅延時間が経過するまで待つ。経過すると、Grant処理状態と（ステップＳ３６）なり、登録要求パケットREG_REQ MPCPDUを送信する。登録状態では、GATE MPCPDU（discovery）のGrant情報は廃棄されるので、乱数生成処理は起こらない。
すなわち、ＯＮＵでの遅延時間生成方法は、未登録状態において、前記Grant期間の開始をトリガとして乱数生成アルゴリズムに基づいて、内部乱数値を更新するとともに、内部乱数値を基にランダム遅延時間を計算する。ランダム遅延時間は、最大遅延時間以下の非負整数であり、最大遅延時間は、下記の式で与えられる。各種オーバヘッドは、すべてのＯＮＵで共通の値で運用される。
（最大遅延時間）＝（GATE MPCPDU（discovery）のGrantの長さ）−（１つのREG_REQ MPCPDU送信に必要な時間）−（各種オーバーヘッド）
たとえば、ランダム遅延時間は、次の式で得られる。
（ランダム遅延時間）＝（最大遅延時間）×（内部乱数値）／（内部乱数値のとりう る最大値）
（最大遅延時間）＝（GATE MPCPDU（discovery）のGrantの長さ）−（１つのREG_REQ MPCPDU送信に必要な時間）−（各種オーバーヘッド）
たとえば、ランダム遅延時間は、次の式で得られる。
（ランダム遅延時間）＝（最大遅延時間）×（内部乱数値）／（内部乱数値のとりう る最大値）
乱数生成アルゴリズムは、シード値（乱数生成初期値）により定まる擬似乱数系列を利用するのが代表的である。たとえば、Ｍ系列（Maximum Length Code）を利用する方法、乗算合同法を利用する方法などが挙げられる。生成される擬似乱数はシード値と生成回数（トリガの回数）により一意に決まる。トリガが共通の場合、シード値が異なれば、生成される擬似乱数系列は異なる。また、最大遅延時間は、１６bitの非負整数値であるので、乱数生成アルゴリズムは少なくとも１６bitの内部乱数値を一様に取れるように決定される。
図８は、１つのＯＮＵ内に複数の論理終端部（ＯＮＵブロック）が含まれることがある場合の従来のＧＥ−ＰＯＮの構成例である。ＯＮＵ１０−１、１０−３はそれぞれ２個のＯＮＵブロック＃１，＃２を備える。ＯＮＵ１０−２，１０−４はそれぞれ１個のＯＮＵブロックを備える（不図示）。本明細書において、ＯＮＵブロックは、ＯＬＴと１対１の論理リンクを確立可能な論理リンク終端部であって、Ｐ２ＰＥを実現するために必要な機能を実現し、前記発見処理やＭＡＣフレームの生成・終端・転送の処理を行う。前記論理リンク終端部の発見処理には、前述したMPCPDUの生成・終端や、乱数の生成などの処理が含まれる。ＧＥ−ＰＯＮにおいては、１台のＯＮＵで複数の論理リンクを確立できるので、多用なサービスを実現することが可能となる。このように、光回線終端装置（ＯＮＵ）は１以上（少なくとも１個）の論理リンク終端部（ＯＮＵブロック）を備える。
落合、立田、藤本、田中、吉原、太田、三鬼 著、「Gigabit Ethrnet-PON(GE-PON)システムの開発」、NTT技術ジャーナル、Vol.17、No.3、pp.75-80、2005
IEEE Std 802.3ah-2004（Amendment to IEEE Std 802.3-2002)
しかしながら、前述の如く、従来の遅延時間生成方法では、ＯＮＵが未登録状態で、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)を受信した場合に、内部乱数値を更新するので、ＯＮＵ間でシード値が異なっても、未登録状態での発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の受信回数が前記ＯＮＵ間で異なる可能性があり、前記ＯＮＵの内部乱数値が一致することがある。内部乱数値が一致した状態で未登録状態となり、前記ＯＮＵが一斉に再び登録処理を行う場合は、内部乱数値が一致しているためランダム遅延時間が一致する。
同一のアルゴリズムで、同一のトリガを利用しているので、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)を何度受信しても、ランダム遅延時間が一致致し続けて登録要求パケットREG_REQ MPCPDUが衝突し、水久に登録処理を終了することができない問題がある。
この問題は、図８で説明したように、１つのＯＮＵ内に複数のＯＮＵブロックが含まれる場合に、顕著となる。なぜなら、当該ＯＮＵブロック間にはＯＬＴからの距離差がないので、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の受信による時刻同期処理で各ＯＮＵブロックが保持するローカルタイマ値が一致するため、登録要求パケットREG_REQ MPCPDUの送信タイミングは完全に一致する。また、同一のＯＮＵ内にないＯＮＵブロック間であっても、ＯＬＴからの距離差が短い場合には同様となる。
本発明は斯かる実情に鑑みたもので、その目的は、論理リンク終端部が光伝送路終端装置に登録要求信号を送信する際、論理リンク終端部間の待ち時間が同一となり続けることがなく、ＬＬＩＤの割当処理が永久に進まない事態を防ぐことができるように、当該待ち時間を生成する遅延時間生成方法およびそれを使用した光回線終端装置に関するものである。
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明の遅延時間生成方法は、１つの光伝送路終端装置と、該光伝送路終端装置と論理リンクを確立可能な少なくとも１つの論理リンク終端部を有する少なくとも１つの光回線終端装置とを備える受動光回線網に適用され、前記論理リンク終端部が前記光伝送路終端装置から送信された論理リンク終端部発見信号を受信した後、前記論理リンク終端部が前記光伝送路終端装置宛てに登録要求信号を送信するまでに待機する待ち時間を生成する遅延時間生成方法であって、前記論理リンク終端部発見信号の受信をトリガとして、任意の乱数生成初期値と前記論理リンク終端部発見信号の受信回数とで定まる内部乱数値を生成し、該内部乱数値を基に前記待ち時間を生成することを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、前記請求項１に記載の遅延時間生成方法において、前記論理リンク終端部発見信号の受信をトリガとして、任意の乱数生成初期値と前記論理リンク終端部発見信号の受信回数とで定まる内部乱数値を生成し、該内部乱数値を基に前記待ち時間を生成する待ち時間生成ステップと、前記論理リンク終端部発見信号の受信をトリガとして、前記光伝送路終端装置に当該論理リンク終端部が登録されているか否かを判断する登録判断ステップと、前記登録判断ステップにて、前記光伝送路終端装置に当該論理リンク終端部が登録されていないと判断された場合、前記論理リンク終端部発見信号を解釈して、前記光伝送路終端装置から指示された時間だけ待機する第１の待機ステップと、該第１の待機ステップで待機した時間が経過することにより、前記待ち時間生成ステップにより生成された前記待ち時間だけ待機する第２の待機ステップと、該第２の待機ステップで待機した前記待ち時間が経過することにより、前記登録要求信号を送信する登録要求信号送信ステップと、を備えることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、前記請求項２に記載の遅延時間生成方法において、前記遅延時間生成方法の初期状態において、前記論理リンク終端部発見信号の受信回数を数えるカウンタを零に初期化する初期化ステップと、前記登録要求信号送信ステップの後、前記遅延時間生成方法を終了し前記初期化ステップに戻すためのしきい値と前記カウンタの値とを比較する試行回数比較ステップと、をさらに備え、前記待ち時間生成ステップは、前記論理リンク終端部発見信号の受信毎に前記カウンタの値を１だけ増やす手段をさらに備え、前記試行回数比較ステップにて前記カウンタの値が前記しきい値に比して大きい場合、前記内部乱数値に前記乱数生成初期値を設定して前期初期化ステップへ移行し、それ以外の場合、前記待ち時間生成ステップへ移行する、ことを特徴とする。
請求項４にかかる発明の光回線終端装置は、受動光回線網の光伝送路終端装置と論理リンクを確立可能な少なくとも１つの論理リンク終端部を有する光回線終端装置において、前記論理リンク終端部は、前記光伝送路終端装置から送信された論理リンク終端部発見信号を受信した後、前記光伝送路終端装置宛てに登録要求信号を送信するまでに待機する任意の待ち時間を生成する遅延時間生成部を含み、前記遅延時間生成部は、前記光伝送路終端装置に該論理リンク終端部が登録されているか否かに拘わらず、前記論理リンク終端部が前記論理リンク終端部発見信号を受信した際に生成するトリガ信号を入力として、任意の乱数生成初期値と前記論理リンク終端部発見信号の受信回数で定まる内部乱数値を生成し、該内部乱数値に基づき前記待ち時間を生成すること、を特徴とする。
請求項５にかかる発明は、前記請求項４記載の光回線終端装置において、前記論理リンク終端部は、前記光伝送路終端装置に該論理リンク終端部が登録されていないときに連続的に受信した前記論理リンク終端部発見信号の受信回数を数えるカウンタをさらに備え、前記登録要求信号を送信した後、しきい値と前記カウンタの値とを比較する試行回数比較手段とをさらに備え、前記試行回数比較手段によって前記カウンタの値がしきい値に比して大きい場合、前記内部乱数値に前記乱数生成初期値を設定する手段をさらに備える、
ことを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、前記請求項１に記載の遅延時間生成方法において、前記論理リンク終端部発見信号の受信をトリガとして、任意の乱数生成初期値と前記論理リンク終端部発見信号の受信回数とで定まる内部乱数値を生成し、該内部乱数値を基に前記待ち時間を生成する待ち時間生成ステップと、前記論理リンク終端部発見信号の受信をトリガとして、前記光伝送路終端装置に当該論理リンク終端部が登録されているか否かを判断する登録判断ステップと、前記登録判断ステップにて、前記光伝送路終端装置に当該論理リンク終端部が登録されていないと判断された場合、前記論理リンク終端部発見信号を解釈して、前記光伝送路終端装置から指示された時間だけ待機する第１の待機ステップと、該第１の待機ステップで待機した時間が経過することにより、前記待ち時間生成ステップにより生成された前記待ち時間だけ待機する第２の待機ステップと、該第２の待機ステップで待機した前記待ち時間が経過することにより、前記登録要求信号を送信する登録要求信号送信ステップと、を備えることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、前記請求項２に記載の遅延時間生成方法において、前記遅延時間生成方法の初期状態において、前記論理リンク終端部発見信号の受信回数を数えるカウンタを零に初期化する初期化ステップと、前記登録要求信号送信ステップの後、前記遅延時間生成方法を終了し前記初期化ステップに戻すためのしきい値と前記カウンタの値とを比較する試行回数比較ステップと、をさらに備え、前記待ち時間生成ステップは、前記論理リンク終端部発見信号の受信毎に前記カウンタの値を１だけ増やす手段をさらに備え、前記試行回数比較ステップにて前記カウンタの値が前記しきい値に比して大きい場合、前記内部乱数値に前記乱数生成初期値を設定して前期初期化ステップへ移行し、それ以外の場合、前記待ち時間生成ステップへ移行する、ことを特徴とする。
請求項４にかかる発明の光回線終端装置は、受動光回線網の光伝送路終端装置と論理リンクを確立可能な少なくとも１つの論理リンク終端部を有する光回線終端装置において、前記論理リンク終端部は、前記光伝送路終端装置から送信された論理リンク終端部発見信号を受信した後、前記光伝送路終端装置宛てに登録要求信号を送信するまでに待機する任意の待ち時間を生成する遅延時間生成部を含み、前記遅延時間生成部は、前記光伝送路終端装置に該論理リンク終端部が登録されているか否かに拘わらず、前記論理リンク終端部が前記論理リンク終端部発見信号を受信した際に生成するトリガ信号を入力として、任意の乱数生成初期値と前記論理リンク終端部発見信号の受信回数で定まる内部乱数値を生成し、該内部乱数値に基づき前記待ち時間を生成すること、を特徴とする。
請求項５にかかる発明は、前記請求項４記載の光回線終端装置において、前記論理リンク終端部は、前記光伝送路終端装置に該論理リンク終端部が登録されていないときに連続的に受信した前記論理リンク終端部発見信号の受信回数を数えるカウンタをさらに備え、前記登録要求信号を送信した後、しきい値と前記カウンタの値とを比較する試行回数比較手段とをさらに備え、前記試行回数比較手段によって前記カウンタの値がしきい値に比して大きい場合、前記内部乱数値に前記乱数生成初期値を設定する手段をさらに備える、
ことを特徴とする。
請求項１，２，４にかかる発明によれば、論理リンク終端部が任意の乱数生成初期値と論理リンク終端部発見信号の受信回数とで内部乱数値を生成するので、その内部乱数値が各論理リンク終端部で互いに異なることが保証され、その内部乱数値を基に生成される待ち時間（ランダム遅延時間）が各論理リンク終端部で同一となり続けることがなく、ＬＬＩＤの割当処理が永久に進まない事態を防ぐことができるという優れた効果がある。
また、請求項３，５にかかる発明によれば、内部乱数値の一致するときがあった場合でも、登録処理の試行回数がしきい値を超えたときに、内部乱数値が乱数生成初期値に設定されるので、各論理リンク終端部でその乱数生成初期値を異なる値に設定することによって、以後の内部乱数値が異なることが保証されるので、同様の優れた効果がある。
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例の特徴とするところは、ランダム遅延時間（待ち時間）を生成する遅延時間生成方法が、ＬＬＩＤの登録の有無によらず、シード値（乱数生成初期値）とトリガ回数により一意に定まる擬似乱数による生成方法であって、前記トリガ回数は、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の受信回数のみで決定されることを特徴とする。すなわち、ＬＬＩＤの登録状態／未登録状態にかかわらず、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の受信ごとに、内部乱数値を更新し、その更新された内部乱数値を基にランダム遅延時間を生成する。
したがって、同一光回線終端装置（ＯＮＵ）に収容された複数の論理リンク終端部（ＯＮＵブロック）間の、内部乱数値を更新するためのトリガが同一となるので、シード値を異なる設定値にすれば内部乱数値が異なり、ランダム遅延時間が同一となり続けることがない。ゆえに、登録要求パケットREG_REQ MPCPDUが衝突しつづけて、ＬＬＩＤの登録処理が永久に進まない事態を防ぐことが可能となる。
＜第１の実施例＞
本発明の第１の実施例は、１つの光回線終端装置（ＯＮＵ）が複数の論理リンク終端部（ＯＮＵブロック）を収容する場合における、遅延時間生成方法および光回線終端装置についてである。
本発明の第１の実施例は、１つの光回線終端装置（ＯＮＵ）が複数の論理リンク終端部（ＯＮＵブロック）を収容する場合における、遅延時間生成方法および光回線終端装置についてである。
図１は、第１の実施例における遅延時間生成方法の処理手順を示すフローチャートである。初期状態が発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の待ち状態（ステップＳ１１）であるとする。発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)を受信すると、乱数生成処理状態（ステップＳ１２）となる。乱数生成処理状態では、内部乱数値を更新し、ランダム遅延時間を計算する。
次に、未登録状態の場合（ステップＳ１３−Ｎ）は、Grant登録＆Grant開始時刻待ち状態（ステップＳ１４）となる。登録状態の場合（ステップＳ１３−Ｙ）は、Grant情報を廃棄し、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の待ち状態（ステップＳ１１）に戻る。
Grant登録＆Grant開始時刻待ち状態（ステップＳ１４）では、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)に含まれるGrant情報を抽出・検査し、適切なGrant情報である場合は、そのGrant情報をGrantリストに登録して、Grant期間の開始時刻を待つ。そうでなければ廃棄する。
Grant期間が開始すると、ランダム遅延時間経過待ち状態（ステップＳ１５）となり、ランダム遅延時間が経過するまで待つ。経過すると、Grant処理状態（ステップＳ１６）となり、登録要求パケットREG_REQ MPCPDUを送信する。
本処理手順では、ＬＬＩＤの登録の有無のいかんにかかわらず、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の受信のたびに、内部乱数値は更新される。したがって、同一光終端処理装置（ＯＮＵ）に収容された複数のＯＮＵブロック間の、内部乱数値を更新するためのトリガが同一となるので、各ＯＮＵブロックのシード値（乱数生成初期値）を異なる設定値にしておけば、更新される内部乱数値が異なり、ランダム遅延期間が同一となり続けることがない。
なお、特許請求の範囲の記載との関係では、ステップＳ１２は待ち時間生成ステップに、ステップＳ１３は登録判断ステップに、ステップＳ１４は第１の待機ステップに、ステップＳ１５は第２の待機ステップに、ステップＳ１６は登録要求信号送信ステップに、それぞれ対応する。
本発明の第１の実施例における光回線終装置の構成の一例を図２に示して、各機能ブロックの動作を説明する。論理リンク終端部である各ＯＮＵブロック＃１，＃２は、独立に論理リンクをＯＬＴと確立可能であり、同一の構成である。
光送受信部１１は、光ファイバ４０から到来する受信光信号Ｄ１５を受信電気信号に変換し、シリアル・パラレル変換部１２に出力し、また送信電気信号を送信光信号Ｄ１６に変換し光ファイバ４０に出力する。シリアル・パラレル変換部１２は、受信ストリームデータをＧＭＩＩ（Gigabit Media Independent Interface)に適合するよう受信ＧＭＩＩストリームデータＤ１３に変換し、送信ＧＭＩＩストリームデータＤ１４を送信ストリームデータに変換する。ＧＭＩＩは、伝送媒体に依存しないギガビットイーサネット（登録商法）（登録商標）標準の共通物理インターフェースあり、伝送符号化などを行う物理層とＭＡＣフレーム生成・終端処理を行うＭＡＣ副層とのインターフェースである。たとえば、文献（ポイント図解式、ギガビットイーサネット（登録商法）教科書、マルチメディア通信研究会編、pp147-148、１９９５年）に記載されている。
ＲＳ（Reconciliation Sublayer)部１３は、受信ＧＭＩＩストリームデータＤ１３からＭＡＣフレームを抽出し、受信フレームデータＤ１１としてＭＡＣフレーム生成・終端部１４に出力する。また、送信フレームデータ（ＭＡＣフレーム）Ｄ１２を送信ＧＭＩＩストリームデータＤ１４に変換してシリアル・パラレル変換部１２に出力する。なお、ＯＮＵブロック＃１，＃２からの送信フレームデータＤ１２が競合した場合は、不正なデータを送信するのを防ぐために、送信ＧＭＩＩストリームデータＤ１４にエラー信号またはアイドル信号を出力する。
ＭＡＣフレーム生成・終端部１４は、受信フレームデータＤ１１を受けて受信データＤ９を出力する。受信データＤ９には、宛先アドレス、送信元アドレス、タイプが少なくとも含まれる。また、ＭＡＣフレーム生成・終端部１４は、送信データＤ１０からＭＡＣフレームを構成し、送信フレームデータＤ１２として出力する。送信データＤ１０も、宛先アドレス、送信元アドレス、タイプなどを含む。
ＭＰＣＰ制御分離部１５は、受信データＤ９のタイプを参照し、値が８８０８（１６進表示）ならば、受信ＭＰＣＰＤＵデータＤ３として出力し、そうでなければ転送／処理のために受信ユーザデータＤ１として上位層に渡す。また、ＭＰＣＰ制御分離部１５は、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)を受信すると、内部乱数更新信号Ｄ２を乱数生成部１６に出力する。
Grant処理／登録処理部１７は、受信ＭＰＣＰＤＵデータＤ３を受信し、Grant処理および登録処理を行う。Grant処理とは、GATE MPCPDUに含まれるGrant情報を抽出し、Grant期間に応じた送信許可信号Ｄ６を生成することである。また、登録処理とは、登録状態を管理するとともに、発見処理に必要な送信ＭＰＣＰＤＵデータＤ７を生成し、送信許可信号Ｄ６とともに出力することをいう。
ＭＰＣＰ制御多重部１８は、上位層から受信する送信ユーザデータＤ８およびGrant処理／登録処理部１７から送信ＭＰＣＰＤＵデータＤ７を受信し、送信許可信号Ｄ６で指示されたタイミングでＭＡＣフレーム生成・終端部１４に送信データＤ１０を出力する。
乱数生成部１６は、内部乱数更新信号Ｄ２を受信すると、内部乱数値を更新する。また、同時にGrant情報Ｄ５をGrant処理／登録処理部１７から受信し、内部乱数値を基にランダム遅延時間を計算し、ランダム遅延時間値Ｄ４をGrant処理／登録処理部１７に出力する。この乱数生成部１６は、特許請求の範囲に記載の遅延時間生成部に対応する。
本発明に特に係わる場合に限定して処理を説明する。これは、乱数生成部１６が動作する発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)を受信した場合が該当する。ＬＬＩＤの未登録状態において、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)を受信した場合は、次の動作となる。
(1)．ＭＰＣＰ制御分離部１５は、乱数生成部１６に対し、内部乱数更新信号Ｄ２を出すとともに、受信ＭＰＣＰＤＵデータＤ３をGrant処理／登録処理部１７に出力する。発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)なので、前記受信ＭＰＣＰＤＵデータＤ３は、Grant情報Ｄ５を含む。
(2)．Grant処理／登録処理部１７は、Grant情報Ｄ５を乱数生成部１６に出力する。
(3)．乱数生成部１６は、内部乱数更新信号Ｄ２により、内部乱数値を更新する。
(4)．乱数生成部１６は、内部乱数更新信号Ｄ２に基づいて、Grant処理／登録処理部１７からGrant情報Ｄ５を受信し、ランダム遅延時間を計算して、Grant処理／登録処理部１７に、ランダム遅延時間値Ｄ４を出力する。ランダム遅延時間の計算は、段落００１３に記載の式を用いればよい。
(5)．Grant処理／登録処理部１７は、ランダム遅延時間値Ｄ４とGrant情報Ｄ５を基に、送信許可時間を計算し、送信許可信号Ｄ６を生成するとともに、登録要求パケットREG_REQ MPCPDUの生成に必要なデータを送信ＭＰＣＰＤＵデータＤ７として出力する。
(1)．ＭＰＣＰ制御分離部１５は、乱数生成部１６に対し、内部乱数更新信号Ｄ２を出すとともに、受信ＭＰＣＰＤＵデータＤ３をGrant処理／登録処理部１７に出力する。発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)なので、前記受信ＭＰＣＰＤＵデータＤ３は、Grant情報Ｄ５を含む。
(2)．Grant処理／登録処理部１７は、Grant情報Ｄ５を乱数生成部１６に出力する。
(3)．乱数生成部１６は、内部乱数更新信号Ｄ２により、内部乱数値を更新する。
(4)．乱数生成部１６は、内部乱数更新信号Ｄ２に基づいて、Grant処理／登録処理部１７からGrant情報Ｄ５を受信し、ランダム遅延時間を計算して、Grant処理／登録処理部１７に、ランダム遅延時間値Ｄ４を出力する。ランダム遅延時間の計算は、段落００１３に記載の式を用いればよい。
(5)．Grant処理／登録処理部１７は、ランダム遅延時間値Ｄ４とGrant情報Ｄ５を基に、送信許可時間を計算し、送信許可信号Ｄ６を生成するとともに、登録要求パケットREG_REQ MPCPDUの生成に必要なデータを送信ＭＰＣＰＤＵデータＤ７として出力する。
また、ＬＬＩＤが登録済みのときは、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)を受信すると、前記(1)〜(4)の動作と次の(5’)の動作を行う。
(5’)．Grant処理／登録処理部１７は、前記Grant情報Ｄ５を廃棄する。（発見処理専用のため）
(5’)．Grant処理／登録処理部１７は、前記Grant情報Ｄ５を廃棄する。（発見処理専用のため）
以上が、本実施例における光回線終端装置（ＯＮＵ）の構成例である。前述のごとく、本発明の特徴とするところは、乱数生成部１６の内部乱数値の更新に関して、そのトリガとなるのが、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の受信イベントにのみ基づくことである。発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)は、一般にＬＬＩＤの登録の有無にかかわらず全てのＯＮＵブロック＃１，＃２で受信されるので、トリガはＬＬＩＤの登録の有無に関係がなくなる。ゆえに、光回線終端装置（ＯＮＵ）内のＯＮＵブロック＃１，＃２にシード値として異なる値を設定しておけば、生成される内部乱数値が異なるので、ＯＮＵブロック＃１，＃２でランダム遅延時間が同一となり続けることはない。
なお、図２では、ＯＮＵブロックが２つの場合（＃１，＃２）を示したが、１又は３つ以上であってもよい。また、図２では、各ＯＮＵブロック＃１，＃２で共通のＲＳ部１３およびシリアル・パラレル変換部１２を具備するが、ＯＮＵブロック＃１，＃２毎にＲＳ部１３およびシリアル・パラレル変換部１２を１つずつ対応させた構成でもよい。また、登録済みにおける処理で、前記(1)〜(4)の動作と(5’)の動作を行うと述べたが、前記(1)、(3)、(5')の動作を行うだけでもよい。
＜第２の実施例＞
第２の実施例は、同一光回線終端装置（ＯＮＵ）内に１以上のＯＮＵブロックを含む場合の、遅延時間生成方法および光回線終端装置についてのものである。第２の実施例では、光伝送路終端装置（ＯＬＴ）からの距離差が短い光回線終端装置（ＯＮＵ）のＯＮＵブロック＃１，＃２間で、内部乱数値が一致した場合にも、シード値の再設定により異なる値にして、光伝送路終端装置（ＯＬＴ）に対する登録要求パケットREG_REQ MPCPDUが衝突することを防ぐことができる。
第２の実施例は、同一光回線終端装置（ＯＮＵ）内に１以上のＯＮＵブロックを含む場合の、遅延時間生成方法および光回線終端装置についてのものである。第２の実施例では、光伝送路終端装置（ＯＬＴ）からの距離差が短い光回線終端装置（ＯＮＵ）のＯＮＵブロック＃１，＃２間で、内部乱数値が一致した場合にも、シード値の再設定により異なる値にして、光伝送路終端装置（ＯＬＴ）に対する登録要求パケットREG_REQ MPCPDUが衝突することを防ぐことができる。
図３は、本発明の第２の実施例における乱数生成方法の処理手順を示すフローチャートである。第１の実施例（図１）との差分は、登録処理の試行回数をカウントする処理と、前記登録処理の試行回数がしきい値を超えた場合は、内部乱数値をシード値に設定する処理とを含む点である。ここで試行回数は、未登録状態における連続発見ゲートの受信イベント数と同一である。
図３のフローチャートを詳しく説明する。初期状態が試行回数初期化処理状態（ステップＳ２１）であるとする。試行回数初期化処理状態では、試行回数カウンタを０とし、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の待ち状態（ステップＳ２２）に遷移する。ステップＳ２２では、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)を受信すると乱数生成処理状態（ステップＳ２３）に遷移する。乱数生成処理状態では、内部乱数値を更新し、ランダム遅延時間を計算し、さらに、試行回数カウンタを＋１増加（インクリメント）させる。
次に、未登録状態の場合（ステップＳ２４−Ｎ）は、Grant登録＆Grant開始時刻待ち状態（ステップＳ２５）に遷移する。登録状態の場合（ステップＳ２４−Ｙ）は、Grant情報を廃棄し、試行回数初期化処理状態（ステップＳ２１）に戻る。
Grant登録処理＆Grant開始時刻待ち状態（ステップＳ２５）では、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)に含まれるGrant情報を抽出・検査し、適切なGrant情報である場合は、そのGrant情報をGrantリストに登録して、Grant期間の開始時刻を待つ。そうでなければ廃棄する。
Grant期間が開始すると、ランダム遅延時間経過待ち状態（ステップＳ２６）となり、ランダム遅延時間が経過するまで待つ。経過すると、Grant処理状態（ステップＳ２７）となり、登録要求パケットREG_REQ MPCPDUを送信する。登録要求パケットREG_REQ MPCPDUを送信した後、試行回数カウンタ値がしきい値以下の場合（ステップＳ２８−Ｎ）は、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の待ち状態（ステップＳ２２）に戻る。そうでない場合（ステップＳ２８−Ｙ）は、シード値設定処理状態（ステップＳ２９）に遷移する。シード値設定処理状態では、シード値を内部乱数値に設定し、試行回数初期化処理状態（ステップＳ２１）に戻る。ここで設定するシード値は、ＯＮＵブロック＃１，＃２間で互いに異なる値であれば、電源投入後１回目に設定したシード値と同一でなくてもよい。
なお、特許請求の範囲の記載との関係では、ステップＳ２１は初期化ステップに、ステップＳ２３は待ち時間生成ステップに、ステップＳ２４は登録判断ステップに、ステップＳ２５は第１の待機ステップに、ステップＳ２６は第２の待機ステップに、ステップＳ２７は登録要求信号送信ステップに、ステップ２８は試行回数比較ステップに、それぞれ対応する。
本処理手順では、第１の実施例と同様に、ＬＬＩＤの登録の有無に拘わらず、発見ゲートパケットGATE MPCPDU（discovery)の受信ごとに、内部乱数値が更新されるが、さらに、登録処理の試行回数がしきい値を超えた場合は、内部乱数値がシード値に設定される。
したがって、ＯＬＴからの距離差が短い光回線終端装置（ＯＮＵ）内のＯＮＵロブロック＃１，＃２間で、内部乱数値が一致しても、シード値の再設定によって、前記ＯＮＵブロック＃１，＃２間での内部乱数値が異なる状態となり、かつ内部乱数値を更新するためのトリガが同一となるので、ランダム遅延期間が同一となり続けることがない。
図４に、本発明の第２の実施例における光回線終端装置（ＯＮＵ）の構成の一例を示す。第１の実施例（図２）との差分は、乱数生成部１６にシード値設定信号Ｄ１７が入力される点である。シード値設定信号Ｄ１７は、前記図３のフローチャートに従って、試行回数カウンタ値がしきい値を超えた場合に、乱数生成部１６に入力される。乱数生成部１６は、シード値設定信号Ｄ１７を受信すると、シード値を内部乱数値に設定する。試行回数カウンタは内部に設けても、またソフトウエアで実現してもよい。シード値設定信号Ｄ１７の生成は、Grant処理／登録処理部１７で行ってもよいし、ソフトウェア処理で行ってもよい。
なお、図４では、ＯＮＵブロックが２つの場合（＃１，＃２）を示したが、１又は３以上であってもよい。また、図４では、各ＯＮＵブロック＃１，＃２で共通のＲＳ部１３およびシリルパラレル変換部１２を具備するが、ＯＮＵブロック＃１，＃２毎にＲＳ部１３およびシリアル・パラレル変換部１２を１つずつ対応させた構成でもよい。また、本発明の光回線終端装置（ＯＮＵ）における乱数生成方法および光回線路端装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範知内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１０，１０−１〜１０−Ｎ：ＯＮＵ
１１：光送受信部
１２：シリアル・パラレル変換部
１３：ＲＳ部
１４：ＭＡＣフレーム生成・終端部
１５：ＭＰＣＰ制御分離部
１６：乱数生成部
１７：Grant処理／登録処理部
１８：ＭＰＣＰ制御多重部
２０：ＯＬＴ
３０：光ファイバ
４０：光スプリッタ
１１：光送受信部
１２：シリアル・パラレル変換部
１３：ＲＳ部
１４：ＭＡＣフレーム生成・終端部
１５：ＭＰＣＰ制御分離部
１６：乱数生成部
１７：Grant処理／登録処理部
１８：ＭＰＣＰ制御多重部
２０：ＯＬＴ
３０：光ファイバ
４０：光スプリッタ
Claims (5)
- １つの光伝送路終端装置と、該光伝送路終端装置と論理リンクを確立可能な少なくとも１つの論理リンク終端部を有する少なくとも１つの光回線終端装置とを備える受動光回線網に適用され、
前記論理リンク終端部が前記光伝送路終端装置から送信された論理リンク終端部発見信号を受信した後、前記論理リンク終端部が前記光伝送路終端装置宛てに登録要求信号を送信するまでに待機する待ち時間を生成する遅延時間生成方法であって、
前記論理リンク終端部発見信号の受信をトリガとして、任意の乱数生成初期値と前記論理リンク終端部発見信号の受信回数とで定まる内部乱数値を生成し、該内部乱数値を基に前記待ち時間を生成することを特徴とする遅延時間生成方法。 - 前記請求項１に記載の遅延時間生成方法において、
前記論理リンク終端部発見信号の受信をトリガとして、任意の乱数生成初期値と前記論理リンク終端部発見信号の受信回数とで定まる内部乱数値を生成し、該内部乱数値を基に前記待ち時間を生成する待ち時間生成ステップと、
前記論理リンク終端部発見信号の受信をトリガとして、前記光伝送路終端装置に当該論理リンク終端部が登録されているか否かを判断する登録判断ステップと、
前記登録判断ステップにて、前記光伝送路終端装置に当該論理リンク終端部が登録されていないと判断された場合、前記論理リンク終端部発見信号を解釈して、前記光伝送路終端装置から指示された時間だけ待機する第１の待機ステップと、
該第１の待機ステップで待機した時間が経過することにより、前記待ち時間生成ステップにより生成された前記待ち時間だけ待機する第２の待機ステップと、
該第２の待機ステップで待機した前記待ち時間が経過することにより、前記登録要求信号を送信する登録要求信号送信ステップと、
を備えることを特徴とする遅延時間生成方法。 - 前記請求項２に記載の遅延時間生成方法において、
前記遅延時間生成方法の初期状態において、前記論理リンク終端部発見信号の受信回数を数えるカウンタを零に初期化する初期化ステップと、
前記登録要求信号送信ステップの後、前記遅延時間生成方法を終了し前記初期化ステップに戻すためのしきい値と前記カウンタの値とを比較する試行回数比較ステップと、をさらに備え、
前記待ち時間生成ステップは、前記論理リンク終端部発見信号の受信毎に前記カウンタの値を１だけ増やす手段をさらに備え、
前記試行回数比較ステップにて前記カウンタの値が前記しきい値に比して大きい場合、前記内部乱数値に前記乱数生成初期値を設定して前期初期化ステップへ移行し、
それ以外の場合、前記待ち時間生成ステップへ移行する、
ことを特徴とする遅延時間生成方法。 - 受動光回線網の光伝送路終端装置と論理リンクを確立可能な少なくとも１つの論理リンク終端部を有する光回線終端装置において、
前記論理リンク終端部は、前記光伝送路終端装置から送信された論理リンク終端部発見信号を受信した後、前記光伝送路終端装置宛てに登録要求信号を送信するまでに待機する任意の待ち時間を生成する遅延時間生成部を含み、
前記遅延時間生成部は、前記光伝送路終端装置に該論理リンク終端部が登録されているか否かに拘わらず、前記論理リンク終端部が前記論理リンク終端部発見信号を受信した際に生成するトリガ信号を入力として、任意の乱数生成初期値と前記論理リンク終端部発見信号の受信回数で定まる内部乱数値を生成し、該内部乱数値に基づき前記待ち時間を生成すること、
を特徴とする光回線終端装置。 - 前記請求項４記載の光回線終端装置において、
前記論理リンク終端部は、前記光伝送路終端装置に該論理リンク終端部が登録されていないときに連続的に受信した前記論理リンク終端部発見信号の受信回数を数えるカウンタをさらに備え、
前記登録要求信号を送信した後、しきい値と前記カウンタの値とを比較する試行回数比較手段とをさらに備え、
前記試行回数比較手段によって前記カウンタの値がしきい値に比して大きい場合、前記内部乱数値に前記乱数生成初期値を設定する手段をさらに備える、
ことを特徴とする光回線終端装置。
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