JP2008167482A - Ponシステムおよびフレーム転送装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】受動光網で複数のONUに接続され、通信回線を介してフレーム転送装置(GW)に接続されたOLTが、GWから輻輳状態となった出力ポート番号を示す輻輳発生通知を受信した時、上記輻輳出力ポート番号をもつGW出力回線を利用中のONUの識別子を特定し、PON区間の帯域制御をONUへの通常の帯域割当てモードから、上記特定ONU識別子をもつONUには現在帯域よりも少ない輻輳時許容帯域を割り当て、他のONUには各々の送信キュー長に応じた帯域を割り当てる帯域抑制モードに切替えようにしたPONシステム。
【選択図】図1
Description
PONは、OLTと複数のONUを光信号の分岐機能を備えた光ファイバ網で接続し、各ONUが、OLTから通知されたアクセス権(データ送信時間帯)情報に従って、時分割でOLTにデータを伝送するネットワークシステムである。PONは、OLTに接続された光ファイバを光スプリッタ(光カプラ)で複数の支線光ファイバに分岐し、ユーザ宅に配置されたONUを各支線光ファイバに接続することによって、光スプリッタとOLTとの間の光ファイバ区間を複数のONUで共用できるため、光ファイバの敷設費用が安くて済み、ONUを介して多数のユーザ端末を収容できるという利点がある。
可変長フレームの転送が可能なG−PONでは、OLTは、PON区間に特有のフレームであるGTC(G-PON Transmission Convergence)ダウンストリームフレームを生成し、各ONU宛のパケットデータを含むGEM(G-PON Encapsulation Mode)フレームをGTCダウンストリームフレームのペイロードにマッピングする。上記GTCダウンストリームフレームは、光スプリッタ(光カプラ)によって複数の支線光ファイバにブロードキャストされる。各ONUは、GTCペイロードから抽出されたGEMフレームのヘッダ部が示す宛先ONU識別情報(ONUポートID)をチェックして、自分宛のパケットデータを選択的に受信して、ユーザ端末に転送する。
また、特許文献1の輻輳制御によれば、輻輳制御期間中は、輻輳ポートパスの利用者と通常ポートパスの利用者を区別することなく、各ONUの割当て帯域が削減されるため、出力帯域の制限によってONUの送信バッファが溢れた場合、通常ポートパスの利用者にもフレーム廃棄の被害が及ぶという問題がある。
本発明の他の目的は、OLTと接続されたフレーム転送装置(GW)側で輻輳が発生した時、GWの通常ポートを利用しているONUの割当て帯域を低下させることなく、輻輳制御できるPONシステムおよび帯域制御方法を提供することにある。
尚、上記OLT制御部は、GWから輻輳状態が解消した出力ポート番号を示す輻輳解除通知を受信した時、上記帯域制御テーブルから上記輻輳解消出力ポート番号と対応するONU識別子を特定しておき、所定のタイミングで、上記帯域制御テーブルの上記特定ONU識別子と対応する輻輳フラグを正常状態に切り替える。
キャリア網は、それぞれ受動光網(PON:Passive Optical Network)によって接続された局側装置(OLT)10(10−1−1〜10−2−n)と複数の加入者側装置(ONU)30(30−1〜30−n)とからなるアクセス網と、回線101(101−1〜101−4)で相互に接続された複数のフレーム転送装置(GW:Gateway)50(50−1〜50−4)からなるメトロ網から構成される。
バックプレッシャ制御フレームには、例えば、イーサネット(登録商標)のVLAN(Virtual Local Area Network)タグ付きのフレームフォーマットが適用される。バックプレッシャ制御フレームは、宛先MAC(Media Access Control)アドレス601と、送信元MACアドレス602と、VLANタグ603と、輻輳ビット604と、輻輳ポート番号605とを含む。
OLT10は、OLT制御部11と、パラメータメモリ12と、PONの光ファイバ106に接続された光送受信部13と、GW50と接続するためのイーサネット(登録商標)回線105に接続されたイーサネット(登録商標)インタフェース(IF)14と、上記光送受信部13とイーサネット(登録商標)インタIF14との間に接続された上り信号処理回路および下り信号処理回路からなる。パラメータメモリ12には、図5、図6で後述する帯域制御テーブル120と、輻輳制御テーブル130が形成されている。
ONU30は、ONU制御部31と、加入者端末TEと接続するためのイーサネット(登録商標)回線109に接続されたイーサネット(登録商標)インタフェース(IF)32と、PONの支線光ファイバ108に接続された光送受信部33と、上記イーサネット(登録商標)IF32と光送受信部33との間に接続された上り信号処理回路および下り信号処理回路とからなる。
ONU制御部31は、上りデータバッファ管理部311と、制御フレーム生成部312と、上り送信タイミング生成部313とからなっている。
GW50−1は、それぞれイーサネット(登録商標)回線(105または101)と接続される複数のネットワークインタフェース(NIF:Network InterFace)部51(51−1〜51−q)と、これらのNIF部51を相互接続するフレーム中継部52と、GW管理部53と、GW管理部53が参照するGW管理情報を保持した管理情報テーブル54とからなっている。各NIF部51は、イーサネット(登録商標)の入出力回線を収容するイーサネット(登録商標)IF511に接続された入力回線インタフェース部51Aと、出力回線インタフェース部51Bとからなる。
ここでは、簡単化のために、OLT10に8台のONU30が接続され、OLT制御部11が、基本フレーム周期ΔTFの3倍(N=3)の周期ΔTDで、各ONUへの割当て帯域を計算する場合について説明する。また、通常モードでの割当て帯域と、帯域抑制モードでの割当て帯域との違いを判り易くするため、各ONUの送信キュー長が、図示された期間内では一定とする。斜線で示したフレームF2(F12、F22)、F3(F13、F23)、F6(F16、F26)は、GWの輻輳ポートに向かうONU2、ONU3、ONU6の割当て帯域を表している。
本実施例では、キャリア網を構成するGW500−1、500−2が、OLT機能を備えた回線インタフェース(PONインタフェース)を備え、PONの光ファイバ106(106−1−1〜106−2−n)を直接収容できるようになっている。
GW500−1は、複数のネットワークインタフェース部510(510−1〜510−q)と、これらのインタフェース部510を相互接続するフレーム中継部52と、GW管理部53と、管理情報テーブル54とからなり、PONの光ファイバ106を収容するネットワークインタフェース部51−1は、図8で示したイーサネット(登録商標)IF511に代えて、PONインタフェース(IF)5110を備えている。キャリア網の回線101(101−1、101−2)を収容するネットワークインタフェース部は、図8に示したイーサネット(登録商標)IF511を備えている。
尚、実施例では、G−PONへの適用例について説明したが、本発明による帯域制御は、G−PON以外、例えば、GE−PONにも適用可能である。
Claims (20)
- 受動光網を介して接続されるフレーム転送装置と複数の加入者接続装置とを備え、上記フレーム転送装置が、更に他のネットワークに接続されたPONシステムであって、
上記フレーム転送装置が、
上記ネットワークに接続される複数のネットワークインタフェースと、
上記ネットワークに接続される複数のネットワークインタフェースの何れかの出力ポートが輻輳状態になったことを検出するフレーム転送装置管理部とを備え、
上記複数のネットワークインタフェースのそれぞれが、
上記受動網に接続されるインタフェースと、
上記複数の出力ポートのそれぞれを特定する出力ポート番号と、上記複数の加入者接続装置うち、上記出力ポート番号のそれぞれで特定される上記出力ポートを使用する加入者接続装置の識別子との対応関係を保持し、上記複数の加入者接続装置のそれぞれから上記フレーム転送装置に送信された上りフレームにおいて通知される帯域要求に基づいて、上記複数の加入者接続装置のそれぞれに上りフレーム送信帯域を割り当てる制御部と、
上記制御部において上記複数の加入者接続装置のそれぞれに割り当てられた上記上りフレーム送信帯域を通知する下りフレームを生成する下りフレーム生成部とを備え、
上記制御部が、上記フレーム転送装置管理部において何れかの出力回線が輻輳状態になったことが検出された場合に、上記対応関係に基づいて、該輻輳状態となっている出力ポートを使用する加入者接続装置の識別子を特定し、上記特定された識別子に対応する加入者接続装置には、上記輻輳状態である出力ポートが輻輳状態でない場合よりも少ない上記上りフレーム送信帯域を割り当てることを特徴とするPONシステム。 - 前記制御部が、前記特定された加入者接続装置以外の他の加入者接続装置には、上記特定された加入者接続装置の使用する前記出力ポートが輻輳状態でない場合よりも前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項1に記載のPONシステム。
- 前記制御部が、前記フレーム転送装置管理部において前記特定した加入者接続装置が使用する出力ポートの輻輳状態が解消したことが検出された場合に、前記対応関係に基づいて上記輻輳状態が解消した出力ポートの出力ポート番号を使用する加入者接続装置の識別子を特定し、該識別子に対応する輻輳状態が解消された出力ポートを使用する加入者接続装置に、該出力ポートが輻輳状態の場合よりも前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項1に記載のPONシステム。
- 前記制御部が、
前記複数の加入者接続装置のそれぞれの識別子と対応して、該識別子で特定される加入者接続装置が使用する前記フレーム転送装置の出力ポートが輻輳中であるか否かを示す輻輳フラグを記憶し、
前記複数の加入者接続装置のうち何れかの加入者接続装置の上記輻輳フラグが輻輳中であることを示している場合は、上記輻輳フラグが上記輻輳中であることを示している識別子に対応する加入者接続装置には、該加入者接続装置の使用するフレーム転送装置の出力ポートが輻輳中でない場合より前記上りフレーム送信帯域を少なく割り当て、上記輻輳フラグが上記輻輳中でないことを示している識別子に対応する加入者接続装置には、上記輻輳中を示す加入者接続装置が存在しない場合より前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項1に記載のPONシステム。 - 前記フレーム転送装置管理部において前記輻輳が発生したことが検出された場合に、前記対応関係に基づいて、上記輻輳が発生したことが検出された出力ポートの出力ポート番号によって特定される加入者接続装置の識別子と対応する上記輻輳フラグを輻輳中に切り替え、更に、上記フレーム転送装置管理部において上記輻輳状態が解消したことが検出された場合に、上記輻輳中を示す輻輳フラグを輻輳中でないことを示すフラグに変更することを特徴とする請求項4に記載のPONシステム。
- 前記輻輳状態である出力ポートを使用中であると特定された加入者接続装置に割り当てるべき固定帯域を記憶し、上記輻輳状態である出力ポートを使用中であると特定された加入者接続装置には、上記固定帯域を割り当てることを特徴とする請求項4に記載のPONシステム。
- 前記フレーム転送装置管理部は、前記特定の出力ポートの前記上りフレームの送信帯域が所定の閾値を超えた場合に、前記輻輳発生を検出することを特徴とする請求項1に記載のPONシステム。
- 前記フレーム転送装置管理部は、前記特定された輻輳状態の出力ポートの前記上りフレームの送信帯域が前記所定の閾値以下となった場合に、前記輻輳が解消したことを検出することを特徴とする請求項1に記載のPONシステム。
- 前記制御部が、
前記下りフレーム生成部による下りフレームの生成周期よりも長い周期で、前記複数の加入者接続装置のそれぞれへの前記上りフレーム送信帯域の帯域割当量計算処理を行い、
前記特定された加入者接続装置以外の他の加入者接続装置には、上記上りフレーム送信帯域の前記帯域割当量計算処理の次回の帯域割当量計算処理時以降に上記特定された加入者接続装置の使用する前記出力ポートが輻輳状態でない場合よりも、上記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項2に記載のPONシステム。 - 前記制御部が、
前記下りフレーム生成部による下りフレームの生成周期よりも長い周期で、前記複数の加入者接続装置のそれぞれへの前記上りフレーム送信帯域の帯域割当量計算処理を行い、
前記フレーム転送装置管理部において前記輻輳解消が検出された場合に、前記対応関係に基づいて、該輻輳が解消された出力ポートの出力ポート番号に対応する加入者接続装置識別子を特定しておき、上記上りフレーム送信帯域の上記帯域割当量計算処理の次回の帯域割当量計算処理時に、上記特定された加入者接続装置の識別子と対応する上記輻輳フラグを輻輳中でないことを示すフラグに変更することを特徴とする請求項4に記載のPONシステム。 - 受動光網を介して複数の加入者接続装置を接続され、更に他のネットワークと接続されたフレーム転送装置であって、
上記ネットワークに接続される複数のネットワークインタフェースと、
上記複数のネットワークインタフェースの何れかの出力ポートが輻輳状態になったことを検出するフレーム転送装置管理部とを備え、
上記複数のネットワークインタフェースのそれぞれが、
上記受動網に接続されるインタフェースと、
上記複数の出力ポートのそれぞれを特定する出力ポート番号と、上記複数の加入者接続装置うち、上記出力ポート番号のそれぞれで特定される上記出力ポートを使用する加入者接続装置の識別子との対応関係を保持し、上記複数の加入者接続装置のそれぞれから上記フレーム転送装置に送信された上りフレームにおいて通知される帯域要求に基づいて、上記複数の加入者接続装置のそれぞれに上りフレーム送信帯域を割り当てる制御部と、
上記制御部において上記複数の加入者接続装置のそれぞれに割り当てられた上記上りフレーム送信帯域を通知する下りフレームを生成する下りフレーム生成部とを備え、
上記制御部は、上記フレーム転送装置管理部において何れかの出力回線が輻輳状態になったことが検出された場合に、上記対応関係に基づいて、該輻輳状態となっている出力ポートを使用する加入者接続装置を特定し、上記特定された識別子に対応する加入者接続装置には、上記輻輳状態である出力ポートが輻輳状態でない場合よりも少ない上記上りフレーム送信帯域を割り当てることを特徴とするフレーム転送装置。 - 前記制御部が、前記特定された加入者接続装置以外の他の加入者接続装置には、上記特定された加入者接続装置の使用する上記出力ポートが輻輳状態でない場合よりも前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項11に記載のフレーム転送装置。
- 前記制御部が、前記フレーム転送装置管理部において前記特定した加入者接続装置が使用する出力ポートの輻輳状態が解消したことが検出された場合に、前記対応関係に基づいて、上記輻輳状態が解消した出力ポートの出力ポート番号を使用する識別子を特定し、該特定された識別子に対応する輻輳状態が解消された出力ポートを使用する加入者接続装置に、該出力ポートが輻輳状態の場合よりも前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項11に記載のフレーム転送装置。
- 前記制御部が、
前記複数の加入者接続装置のそれぞれの識別子と対応して、該加入者接続装置識別子で特定される加入者接続装置が使用する該フレーム転送装置の出力ポートが輻輳中か否かを示す輻輳フラグを記憶し、
前記複数の加入者接続装置のうちの何れかの加入者接続装置の上記輻輳フラグが輻輳中であることを示している場合は、上記輻輳フラグが上記輻輳中であることを示している識別子に対応する加入者接続装置には、該加入者接続装置の使用するフレーム転送装置の出力ポートが輻輳中でない場合より前記上りフレーム送信帯域を少なく割り当て、上記輻輳フラグが上記輻輳中でないことを示している識別子に対応する加入者接続装置には、上記輻輳中を示す加入者接続装置が存在しない場合より前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項11に記載のフレーム転送装置。 - 前記フレーム転送装置管理部において前記輻輳が発生したことが検出された場合に、前記対応関係に基づいて、上記輻輳が発生したことが検出された出力ポートの出力ポート番号によって特定される加入者接続装置の識別子と対応する上記輻輳フラグを輻輳中に切り替え、更に、上記フレーム転送装置管理部において上記輻輳状態が解消したことが検出された場合に、上記輻輳中を示す輻輳フラグを輻輳中でないことを示すフラグに変更することを特徴とする請求項14に記載のフレーム転送装置。
- 前記輻輳状態にある出力ポートを使用中であると特定された加入者接続装置に割り当てるべき固定帯域を記憶し、上記輻輳状態である出力ポートを使用中であると特定された加入者接続装置には上記固定帯域を割り当てることを特徴とする請求項14に記載のフレーム転送装置。
- 前記フレーム転送装置管理部は、前記特定の出力ポートの前記上りフレームの送信帯域が所定の閾値を超えた場合に、前記輻輳発生を検出することを特徴とする請求項11に記載のフレーム転送装置。
- 前記フレーム転送装置管理部は、前記特定された輻輳状態の出力ポートの前記上りフレームの送信帯域が上記所定の閾値以下となった場合に、前記輻輳が解消したことを検出することを特徴とする請求項11に記載のフレーム転送装置。
- 前記制御部が、
前記下りフレーム生成部による下りフレームの生成周期よりも長い周期で、前記複数の加入者接続装置のそれぞれへの前記上りフレーム送信帯域の帯域割当量計算処理を行い、
前記特定された加入者接続装置以外の他の加入者接続装置には、前記上りフレーム送信帯域の上記帯域割当量計算処理の次回の帯域割当量計算処理時以降に上記特定された加入者接続装置の使用する前記出力ポートが輻輳状態でない場合よりも前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項12に記載のフレーム転送装置。 - 前記制御部が、
前記下りフレーム生成部による下りフレームの生成周期よりも長い周期で、前記複数の加入者接続装置のそれぞれへの前記上りフレーム送信帯域の帯域割当量計算処理を行い、
前記フレーム転送装置管理部において前記輻輳解消が検出された場合に、前記対応関係に基づいて該輻輳が解消された出力ポートの出力ポート番号に対応する加入者接続装置の識別子を特定しておき、上記上りフレーム送信帯域の前記帯域割当量計算処理の次回の帯域割当量計算処理時に、上記特定された加入者接続装置の識別子と対応する前記輻輳フラグを輻輳中でないことを示すフラグに変更することを特徴とする請求項14に記載のフレーム転送装置。
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