JP2009296234A - 光ネットワーク終端装置および光加入者線終端装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】速度変更手段18は、キュー長および/またはキューに流入するデータの流入速度および/またはキューに流入するデータの流入加速度を推定し、キュー長が閾値1以上および/または流入速度が閾値3以上および/またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値5以上になった場合、通信速度を速度1から速度2(速度1<速度2)に切り替え、キュー長が閾値2以下および/または流入速度が閾値4以下および/またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値6以下になった場合、通信速度を速度2から速度1に切り替える。機能休止手段19は、接続されている全てのONUが使用していない通信速度の信号処理手段を休止させる。
【選択図】図5
Description
技術基礎講座「GE−PON技術 第4回 GE−PONのシステム化機能」,NTT技術ジャーナル,2005年11月,pp.59−61 Tsutomu Tatsuta, Noriyuki Oota, Noriki Miki,and Kiyomi Kumozaki, "Design Philosophy and performance of a GE-PON system for mass deployment, "Journal of Optical Netwoking,vol.6, no.6, June 2007.
まず、本発明による光ネットワーク終端装置(ONU)および光加入者線終端装置(OLT)の機能について説明する。
図5に本発明のONUの機能ブロック図を示す。図5に示すONU2は、UNI(User Network Interface)ポート13と、キュー管理手段14と、PON信号処理手段15と、PON−IF(PON Interface)ポート16と、速度変更手段18と、機能休止手段19を備え、PON信号処理手段15には、速度1の送信用PON信号処理手段20と、速度2の送信用PON信号処理手段21と、受信用PON信号処理手段22を備える。
x=G1q+G2(B−B1)+G3A ・・・(式1)
ただし、G1、G2、G3は任意の利得であり、q、B、B1、Aはそれぞれキュー長、流入速度、速度1、流入加速度である。
また、速度変更手段18は、OLTに速度変更を要求する速度変更メッセージまたはOLTのPON信号処理手段を起動させる速度変更待機メッセージを、ONUのPON信号処理手段15を介して制御信号としてOLTへ送信する。機能休止手段19は、選択されていない速度の送信用PON信号処理手段を休止できる。速度1の速度で受信している場合には速度2の速度のPON信号処理手段を休止させることで、ONUの消費電力を削減できる。なお、速度2の速度で受信している場合にも速度1の速度のPON信号処理手段を休止させることで、さらにONUの消費電力を削減できる。
(実施例1)
図11および図12に本発明による通信速度変更の実施例1のシーケンスを示す。
図11は、速度1から速度2への通信速度変更のシーケンス図である。例えば、OLT1に対して複数のONUが接続されていて、ONU2の通信速度を変更する場合を考える。まず、OLT1とONU2は、速度1で上りデータを送受信している。ONU2のキュー管理手段14において、OLT1へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値1(第1の閾値)以上および/またはキューへのデータの流入速度が閾値3(第2の閾値)以上および/またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値5(第3の閾値)以上になった場合、ONU2は、速度変更メッセージをOLT1へ送信する。このとき、ONU2において速度2の送信用PON信号処理手段21を起動する。速度変更メッセージを受信したOLT1は、速度2の受信用PON信号処理手段11が起動していない場合には、起動し、速度2への通信速度変更が完了したら変更確認応答をONU2へ送信する。変更確認応答には、ONU2に対して、ONU2のキューに蓄積されているデータ量をOLT1へ報告させる報告メッセージを送信するための帯域割当情報を含めることが望ましい。ONU2が変更確認応答を受信すると、報告メッセージを用いてONU2のキューに蓄積されているデータ量をOLT1へ報告する。OLT1は、OLT1に接続されているすべてのONUからの報告メッセージをもとに各ONUの割当帯域を帯域割当部44により決定し、帯域割当メッセージを用いてONU2へ割当帯域を通知する。その後、ONU2は、速度2で上りデータ送信を開始する。このとき、ONU2において速度1の送信用PON信号処理手段20を休止させて、ONU2の消費電力を削減してもよい。また、OLT1において、速度1の受信用PON信号処理手段10が、OLT1に接続されているすべてのONUに対して使用されていない場合、速度1の受信用PON信号処理手段10を休止させて、OLT1の消費電力を削減してもよい。
速度1および速度2の切り替え条件としてはチャタリング(頻繁な速度の変更)を防ぐため、図13に示すようなヒステリシス条件を用いることが望ましい。つまり、閾値1と閾値2には異なる値を用いることが望ましい。また、閾値3と閾値4あるいは閾値5と閾値6にも異なる値を用いることが望ましい。キュー長を切り替え条件として用いる場合、例えば、閾値1としてはバッファ容量(最大キュー長)を、閾値2としてはゼロを用いる。これは、キュー長がバッファ容量を超えるとバッファあふれを起こすためである。なお、閾値2としてバッファ容量よりも小さい値を用いることで、一時的なキュー長の減少による切り替えの頻発を防ぐことができる。また、流入速度を切り替え条件として用いる場合、例えば、閾値3としてしては1Gbpsを、閾値4としては500Mbpsを用いる。これは、流入速度が1Gbpsを超えるとキュー長が成長してバッファあふれを起こす可能性があるためである。なお、閾値4として1Gbpsより小さい値を用いることで、一時的な流入速度の低下による切り替えの頻発を防ぐことができる。キュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量を切り替え条件として用いる場合、例えば、(式1)で表される物理量を定義し、G1、G2、G3にはG1+G2+G3=1となる任意の利得を、B1には1Gbpsを代入する。
(実施例2)
図14および図15に本発明による通信速度変更の実施例2のシーケンスを示す。
図14は、速度1から速度2への通信速度変更のシーケンス図である。例えば、OLT1に対して複数のONUが接続されていて、ONU2の通信速度を変更する場合を考える。まず、OLT1とONU2は、速度1で上りデータを送受信している。ONU2のキュー管理手段14において、OLT1へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値A(第7の閾値)以上および/またはキューへのデータの流入速度が閾値C(第8の閾値)以上および/またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値E(第9の閾値)以上になった場合、ONU2は、速度変更待機メッセージをOLT1へ送信する。このとき、ONU2において速度2の送信用PON信号処理手段21を起動する。速度変更待機メッセージを受信したOLT1は、速度2の受信用PON信号処理手段11が起動していない場合には、起動し、起動が完了したら準備完了応答をONU2へ送信する。ONU2が準備完了応答を受信し、かつONU2のキュー管理手段14において、OLT1へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値1以上および/またはキューへのデータの流入速度が閾値3以上および/またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値5以上になった場合、ONU2は、速度変更メッセージをOLT1へ送信する。速度変更メッセージを受信したOLT1は、ONU2との通信速度を速度2へ変更し、変更確認応答をONU2へ送信する。変更確認応答には、ONU2に対して、ONU2のキューに蓄積されているデータ量をOLT1へ報告させる報告メッセージを送信するための帯域割当情報を含めることが望ましい。ONU2が変更確認応答を受信すると、報告メッセージを用いてONU2のキューに蓄積されているデータ量をOLT1へ報告する。OLT1は、OLT1に接続されているすべてのONUからの報告メッセージをもとに各ONUの割当帯域を帯域割当部44により決定し、帯域割当メッセージを用いてONU2へ割当帯域を通知する。その後、ONU2は、速度2で上りデータ送信を開始する。このとき、ONU2において速度1の送信用PON信号処理手段20を休止させて、ONU2の消費電力を削減してもよい。また、OLT1において、速度1の受信用PON信号処理手段10が、OLT1に接続されているすべてのONUに対して使用され
ていない場合、速度1の受信用PON信号処理手段10を休止させて、OLT1の消費電力を削減してもよい。
ていない場合、速度2の受信用PON信号処理手段11を休止させて、OLT1の消費電力を削減してもよい。
また、閾値5、閾値6、閾値Eおよび閾値Fにも異なる値を用い、閾値Eよりも閾値5が大きな値、閾値Fよりも閾値6が小さな値に設定されることが望ましい。キュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量を切り替え条件として用いる場合、例えば、(式1)で表される物理量を定義し、G1、G2、G3にはG1+G2+G3=1となる任意の利得を、B1には1Gbpsを代入する。
2 ONU
3,16,101,204 PON−IFポート
4,15,102,203 PON信号処理手段
5,14,103,202 キュー管理手段
6,104 SNIポート
8,18 速度変更手段
9,19 機能休止手段
12,20,21 送信用PON信号処理手段
10,11,22 受信用PON信号処理手段
13,201 UNIポート
31,63 多重分離部
32 1G受信部
33,62 10G受信部
34,61 10G送信部
35,57 1G PHY部
36,37,58,59 10G PHY部
38,54 10G/1G MAC部
39,42,52,55 10G/10G MAC部
40 1G−10G変換部
41,53 速度選択部
43,51 MPCP部
45,64 波長多重分離部
46,65 時分割多重分離部
56 10G−1G変換部
60 1G送信部
Claims (11)
- 1つの光加入者線終端装置(OLT)が光ネットワーク終端装置(ONU)と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光ネットワーク終端装置(ONU)であって、
前記OLTに送信するデータを一時的に格納するキューのキュー長および/または該キューに流入するデータの流入速度および/または該キューに流入するデータの流入加速度を推定し、
通信速度が第1の速度の状態において、前記キュー長が第1の閾値以上および/または前記流入速度が第2の閾値以上および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第3の閾値以上になった場合には、速度変更メッセージをOLTへ送信し、OLTからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第1の速度よりも速い第2の速度に切り替え、
通信速度が第2の速度の状態において、前記キュー長が第1の閾値よりも小さい第4の閾値以下および/または前記流入速度が第2の閾値よりも小さい第5の閾値以下および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第3の閾値よりも小さい第6の閾値以下になった場合には、速度変更メッセージをOLTへ送信し、OLTからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第1の速度に切り替える速度変更手段を有することを特徴とする光ネットワーク終端装置(ONU)。 - 1つの光加入者線終端装置(OLT)が光ネットワーク終端装置(ONU)と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光ネットワーク終端装置(ONU)であって、
前記OLTに送信するデータを一時的に格納するキューのキュー長および/または該キューに流入するデータの流入速度および/または該キューに流入するデータの流入加速度を推定し、
通信速度が第1の速度の状態において、前記キュー長が第7の閾値以上および/または前記流入速度が第8の閾値以上および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第9の閾値以上になった場合には、速度変更待機メッセージをOLTへ送信し、OLTからの準備完了応答を受信した後に、前記キュー長が第1の閾値以上および/または前記流入速度が第2の閾値以上および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第3の閾値以上になった場合には、速度変更メッセージをOLTへ送信し、OLTからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第1の速度よりも速い第2の速度に切り替え、
通信速度が第2の速度の状態において、前記キュー長が第7の閾値よりも小さい第10の閾値以下および/または前記流入速度が第8の閾値よりも小さい第11の閾値以下および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第9の閾値よりも小さい第12の閾値以下になった場合には、速度変更待機メッセージをOLTへ送信し、OLTからの準備完了応答を受信した後に、前記キュー長が第1の閾値よりも小さい第4の閾値以下および/または前記流入速度が第2の閾値よりも小さい第5の閾値以下および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第3の閾値よりも小さい第6の閾値以下になった場合には、速度変更メッセージをOLTへ送信し、OLTからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第1の速度に切り替える速度変更手段を有することを特徴とする光ネットワーク終端装置(ONU)。 - 請求項1または2に記載の光ネットワーク終端装置(ONU)において、
前記変更確認応答の受信後、未使用の速度の信号処理手段を休止させる機能休止手段を有することを特徴とする光ネットワーク終端装置(ONU)。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の光ネットワーク終端装置(ONU)において、
前記速度変更メッセージを送信してから前記変更確認応答を受信するまでの間、OLTへのデータ送信を一時的に停止して、OLTへ送信するデータを蓄積し、
前記変更確認応答の受信を契機としてOLTへのデータ送信を再開することを特徴とする光ネットワーク終端装置(ONU)。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の光ネットワーク終端装置(ONU)において、
前記変更確認応答の受信を契機としてONUに蓄積したデータ量をOLTへ報告メッセージによって報告することを特徴とする光ネットワーク終端装置(ONU)。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の光ネットワーク終端装置(ONU)において、
前記速度変更メッセージを送信してから、ONUの割当帯域を通知する帯域割当メッセージを受信するまでの間、OLTへのデータ送信を一時的に停止して、OLTへ送信するデータを蓄積し、
前記帯域割当メッセージの受信を契機としてOLTへのデータ送信を再開することを特徴とする光ネットワーク終端装置(ONU)。 - 1つの光加入者線終端装置(OLT)が光ネットワーク終端装置(ONU)と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置(OLT)であって、
前記ONUから速度変更メッセージを受信した場合には、通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をONUへ送信する速度変更手段を有することを特徴とする光加入者線終端装置(OLT)。 - 1つの光加入者線終端装置(OLT)が光ネットワーク終端装置(ONU)と光ファイバ伝送路を介してポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置(OLT)であって、
前記ONUから速度変更メッセージを受信した場合には、該ONUとの通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をONUへ送信する速度変更手段と、
ONUがONUのキューに蓄積されたデータ量をOLTに報告するための帯域をONUに割り当て、前記変更確認応答に割当帯域を含める帯域割当手段と、
を有することを特徴とする光加入者線終端装置(OLT)。 - 1つの光加入者線終端装置(OLT)が光ネットワーク終端装置(ONU)と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置(OLT)であって、
前記ONUから速度変更待機メッセージを受信した場合には、指定された速度の信号処理手段を起動し、起動が完了した後に準備完了応答をONUへ送信し、
準備完了応答を送信した後に前記ONUから速度変更メッセージを受信した場合には、通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をONUへ送信する速度変更手段を有することを特徴とする光加入者線終端装置(OLT)。 - 1つの光加入者線終端装置(OLT)が光ネットワーク終端装置(ONU)と光ファイバ伝送路を介してポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置(OLT)であって、
前記ONUから速度変更待機メッセージを受信した場合には、指定された速度の信号処理手段を起動し、起動が完了した後に準備完了応答をONUへ送信し、
準備完了応答を送信した後に前記ONUから速度変更メッセージを受信した場合には、該ONUとの通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をONUへ送信する速度変更手段と、
ONUがONUのキューに蓄積されたデータ量をOLTに報告するための帯域をONUに割り当て、前記変更確認応答に割当帯域を含める帯域割当手段と、
を有することを特徴とする光加入者線終端装置(OLT)。 - 請求項7から10のいずれか1項に記載の光加入者線終端装置(OLT)において、
接続されているすべてのONUが使用していない通信速度の信号処理手段を休止させる機能休止手段を有することを特徴とする光加入者線終端装置(OLT)。
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