JP2013175836A - Optical terminal apparatus and optical communication system, and dynamic band allocation apparatus and program - Google Patents
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Description
本発明は光端局装置、光通信システム、並びに、動的帯域割当装置及びプログラムに関し、例えば、EPON(Ethernet(登録商標) PON(Passive Optical Network)システム(非特許文献1及び非特許文献2参照)に適用し得るものである。
The present invention relates to an optical terminal device, an optical communication system, a dynamic band allocation device, and a program. For example, an EPON (Ethernet (registered trademark) PON (Passive Optical Network) system (see Non-Patent
PONシステムは、OLT(Optical Line Terminal;光端局装置)と複数のONU(Optical Network Unit;光回線終端装置)とを、光ファイバや光スプリッタ等の光伝送路を介して接続した光ネットワークである。 The PON system is an optical network in which an OLT (Optical Line Terminal) and a plurality of ONUs (Optical Network Unit) are connected via an optical transmission line such as an optical fiber or an optical splitter. is there.
OLTとONUとがイーサネット(登録商標)フレームにより通信を行うEPONシステムの中には、伝送速度が1GbpsであるGE−PON(Gigabit Ethernet PON)システムや、伝送速度を10Gbpsに高速化した10G−EPONシステムなどがある。 Among EPON systems in which OLT and ONU communicate using Ethernet (registered trademark) frames, a GE-PON (Gigabit Ethernet PON) system with a transmission speed of 1 Gbps, or a 10 G-EPON with a transmission speed increased to 10 Gbps. There are systems.
GE−PONシステムを始めとする多くのPONシステムでは、ONUからOLTへの上り方向の通信は時分割多元接続によって行われる。OLTにより、それぞれのONUの送信タイミングを制御することで、複数のONUがOLTと時分割通信できるようにしている。 In many PON systems such as the GE-PON system, upstream communication from the ONU to the OLT is performed by time division multiple access. By controlling the transmission timing of each ONU by the OLT, a plurality of ONUs can perform time division communication with the OLT.
上り方向の通信が時分割多元接続によって行われる多くのPONシステムにおいて、効率的に上り帯域を使用するには、それぞれのONUに対して、通信の状況に応じて上り帯域を動的に割り当てる動的帯域割当が重要である。 In many PON systems in which uplink communication is performed by time division multiple access, in order to efficiently use the uplink bandwidth, the dynamic allocation of the uplink bandwidth to each ONU according to the communication status is performed. Bandwidth allocation is important.
従来のEPONシステムにおける動的帯域割当方法は、以下のようなものであった。 The dynamic bandwidth allocation method in the conventional EPON system is as follows.
データを送信しようとするONU2−iは、図6に示すように、OLT1に対して、レポートフレームによって送信データ帯域の許可要求を行い、OLT1は所定の動的帯域割当方法によって割当て帯域を決定し、ゲートフレームによって送信開始時刻やデータ転送時間などを有する送信データ帯域の許可をONU2−iに与え、ONU2−iはOLT1による指示に従ってデータをOLT1へ送信する。なお、OLT1から最も遠いONUとの間でも、ゲートフレーム及びレポートフレームの授受による上り帯域の要求やそれに対する返信を適切に実行できるように、OLT1が帯域の割当てを見直す周期、すなわちgrant割当周期(以下、単に割当周期や周期と呼ぶ)が定められている。
As shown in FIG. 6, the ONU 2-i that intends to transmit data makes a transmission data band permission request to the
ここで、OLT1に収容される複数のONUは、OLT1との距離が同じとは限らない。OLT1に近いONU(短距離ONU)と遠いONU(長距離ONU)との距離差が大きいような状況では、以下のような課題を有する。割当周期は、長距離ONU2−jとOLT1との距離に応じて定められる。つまりOLT1に収容されるONUのうち、最も遠い距離にいるONUとの間でゲートフレーム及びレポートフレームの授受による上り帯域の要求やそれに対する返信を適切に実行できるだけの割当周期が必要になる。また、ONUからのデータ送信は、割当周期毎のゲートフレームによって与えられる送信開始時刻やデータ転送時間に基づいて実施されるため、割当周期が大きくなると、上りデータ伝送遅延が大きくなるという課題がある。
Here, the plurality of ONUs accommodated in the
このような課題を解決するため、特許文献1では、長距離ONUと短距離ONUとが混在するPONシステムでも、遅延時間を短くできるように、grant割当周期を短くし、ONUからOLTへの送信要求量の変化又は実送信量に基づいて予測した上り帯域を割当てる方法を提案している。
In order to solve such a problem, in
具体的には、以下の通りである。前の割当周期で受信したレポートによる送信要求量をR0、今回の割当周期に受信したレポートによる送信要求量をRとすると、送信要求量の時間変化量はDR=R−R0とする。この時間変化量DRの絶対値が予め定めた閾値(A又はB)の絶対値より大きい場合に、今回の割当周期で定める予測割当量Gを、前周期の割当量G0から運用者が予め設定した変化分帯域(DGA又はDGB)だけ変化させたものとし、他の場合に、今回の割当周期で定める予測割当量Gを前周期の割当量G0と同じにする。この割当て方法を式で表すと、以下の通りである。 Specifically, it is as follows. If the transmission request amount based on the report received in the previous allocation cycle is R0, and the transmission request amount based on the report received in the current allocation cycle is R, the temporal change amount of the transmission request amount is DR = R−R0. When the absolute value of the time change amount DR is larger than the absolute value of a predetermined threshold (A or B), the operator sets the predicted allocation amount G determined in the current allocation cycle in advance from the allocation amount G0 of the previous cycle. It is assumed that the changed bandwidth (DG A or DG B ) is changed, and in other cases, the predicted allocation amount G determined in the current allocation cycle is made the same as the allocation amount G0 of the previous cycle. This allocation method is expressed as follows.
G=G0+DGA (DR>A(A>0))
G=G0−DGB (DR<B(B<0))
G=G0 (B≦DR≦A)
G = G0 + DG A (DR> A (A> 0))
G = G0−DG B (DR <B (B <0))
G = G0 (B ≦ DR ≦ A)
しかしながら、特許文献1に記載の方法は、送信要求量の変化に基づいた予測割当量が、実際に割当て可能な帯域より大きく異なる場合には、帯域の利用効率が低下するという課題があった。
However, the method described in
図7は、この課題の説明図である。ONUへ入力されたデータ量に応じた上り入力帯域が送信要求量RとしてOLTに通知される。割当周期T1からT2へは、送信要求量が大きく増大したので、OLTは、割当周期T3の予測割当量を割当周期T2の予測割当量から変化分帯域DGAだけ増大させる。しかし、これでは、上り入力帯域から大きな帯域DR分が不足する。割当周期T2及びT3の送信要求量は大きな値ではあるが等しいので、OLTは、割当周期T4の予測割当量を割当周期T3の予測割当量と同一にする。このような前の割当周期の予測割当量と同じにすることが継続し(図7では周期T9まで継続)、予測割当量が必要帯域からDRだけ不足している状態が連続する。 FIG. 7 is an explanatory diagram of this problem. An upstream input bandwidth corresponding to the amount of data input to the ONU is notified to the OLT as a transmission request amount R. Since the transmission request amount has greatly increased from the allocation cycle T1 to T2, the OLT increases the predicted allocation amount of the allocation cycle T3 by the change bandwidth DG A from the predicted allocation amount of the allocation cycle T2. However, in this case, a large band DR is insufficient from the upstream input band. Since the transmission request amounts in the allocation periods T2 and T3 are large but equal, the OLT makes the predicted allocation amount in the allocation period T4 the same as the predicted allocation amount in the allocation period T3. It continues to be the same as the predicted allocation amount of the previous allocation cycle (continue to cycle T9 in FIG. 7), and the state where the predicted allocation amount is insufficient by the DR from the necessary bandwidth continues.
そのため、予測して割り当てる割当帯域の精度を高くすることができる光端局装置、光通信システム、並びに、動的帯域割当装置及びプログラムが望まれている。 Therefore, there is a demand for an optical terminal device, an optical communication system, a dynamic band allocation device, and a program that can increase the accuracy of the allocated bandwidth that is predicted and allocated.
第1の本発明は、複数の光回線終端装置を収容した光端局装置において、(1)割当周期毎に、上記各光回線終端装置が送信した送信要求量を受信する送信要求量受信手段と、(2)割当周期毎に、送信要求量を送信した上記各光回線終端装置について、その光回線終端装置から当該光端局装置への上り信号に許可する割当帯域を決定する動的帯域割当手段と、(3)割当周期毎に、決定した割当帯域を、該当する光回線終端装置に送信する割当帯域送信手段とを有し、(2)上記動的帯域割当手段は、少なくとも一部の上記光回線終端装置については、今回の割当周期で受信した送信要求量から、直近過去の所定周期での割当帯域の合計値を減算した値に基づいて、割当帯域を決定することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, in an optical terminal device accommodating a plurality of optical line terminators, (1) a transmission request amount receiving means for receiving a transmission request quantity transmitted by each optical line terminator for each allocation period And (2) a dynamic band that determines, for each allocation period, an allocation band that is permitted for an uplink signal from the optical line termination apparatus to the optical terminal apparatus for each optical line termination apparatus that has transmitted the transmission request amount. Allocating means; and (3) allocating band transmitting means for transmitting the determined allocated band to the corresponding optical line terminating device for each allocating period. (2) The dynamic band allocating means is at least partially The optical line terminating device is characterized in that the allocated bandwidth is determined based on a value obtained by subtracting a total value of allocated bandwidths in a predetermined period in the past from the transmission request amount received in the current allocated cycle. To do.
第2の本発明は、複数の光回線終端装置と、それら光回線終端装置を収容した光端局装置とを有する光通信システムにおいて、上記光端局装置として、第1の本発明の光端局装置を適用したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical communication system having a plurality of optical line termination devices and an optical terminal device that accommodates the optical line termination devices. A station apparatus is applied.
第3の本発明は、光回線終端装置から光端局装置への上り信号に許可する割当帯域を決定する、上記光端局装置に搭載された動的帯域割当装置において、(1)割当周期毎に、上記光回線終端装置が送信した送信要求量を取込む送信要求量取得手段と、(2)割当周期毎に、送信要求量を送信した上記光回線終端装置について、その光回線終端装置から上記光端局装置への上り信号に許可する割当帯域を決定する動的帯域割当手段と、(3)割当周期毎に、決定した割当帯域を出力する割当帯域出力手段とを有し、(2)上記動的帯域割当手段は、今回の割当周期で受信した送信要求量から、直近過去の所定周期での割当帯域の合計値を減算した値に基づいて、割当帯域を決定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the dynamic bandwidth allocating device mounted on the optical terminal device, which determines an allocated bandwidth allowed for an upstream signal from the optical network unit to the optical terminal device, (1) an allocation period A transmission request amount acquisition means for taking in the transmission request amount transmitted by the optical line termination device for each time, and (2) the optical line termination device that transmits the transmission request amount for each allocation period. And (3) an allocation band output unit that outputs the determined allocation band for each allocation period, and (3) 2) The dynamic bandwidth allocating unit determines an allocated bandwidth based on a value obtained by subtracting a total value of allocated bandwidths in a predetermined past period from a transmission request amount received in the current allocation cycle. And
第4の本発明は、割当周期毎に、送信要求量を送信した光回線終端装置について、その光回線終端装置から光端局装置への上り信号に許可する割当帯域を決定する動的帯域割当プログラムであって、コンピュータを、(1)割当周期毎に、上記光回線終端装置が送信した送信要求量を取込む送信要求量取得手段と、(2)割当周期毎に、今回の割当周期で受信した送信要求量から、直近過去の所定周期での割当帯域の合計値を減算した値に基づいて、割当帯域を決定する動的帯域割当手段と、(3)割当周期毎に、決定した割当帯域を出力する割当帯域出力手段として機能させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a dynamic bandwidth allocation for determining an allocation bandwidth allowed for an upstream signal from an optical line termination device to an optical terminal device for an optical line termination device that transmits a transmission request amount for each allocation period. A program comprising: (1) a transmission request amount acquisition unit that takes in a transmission request amount transmitted by the optical line termination device for each allocation cycle; and (2) a current allocation cycle for each allocation cycle. A dynamic bandwidth allocating means for determining an allocated bandwidth based on a value obtained by subtracting a total value of allocated bandwidths for a predetermined period in the past in the received transmission request amount; and (3) an allocation determined for each allocation cycle. It is characterized by functioning as allocated bandwidth output means for outputting a bandwidth.
本発明の光端局装置、光通信システム、並びに、動的帯域割当装置及びプログラムによれば、予測して割り当てる上り信号の割当帯域の精度を高くすることができる。 According to the optical terminal device, the optical communication system, the dynamic band allocation apparatus, and the program of the present invention, it is possible to increase the accuracy of the allocation band of the uplink signal to be predicted and allocated.
(A)主たる実施形態
以下、本発明による光端局装置、光通信システム、並びに、動的帯域割当装置及びプログラムの一実施形態を、図面を参照しながら説明する。実施形態の光通信システムは、PONシステムである。
(A) Main Embodiment Hereinafter, an embodiment of an optical terminal device, an optical communication system, a dynamic band allocation device, and a program according to the present invention will be described with reference to the drawings. The optical communication system of the embodiment is a PON system.
(A−1)実施形態の構成
実施形態のPONシステム10は、図1に示すように、OLT11と、複数のONU12−1〜12−Nと、光スプリッタ13とを有している。OLT11と光スプリッタ13との間は、全てのONU12−1〜12−Nに共通な光ファイバ14を介して接続されており、光スプリッタ13と各ONU12−1、…、12−Nの間は、個別の光ファイバ15−1、…、15−Nを介して接続されている。
(A-1) Configuration of Embodiment As shown in FIG. 1, the
この実施形態の場合、OLT11は、ONU12−1〜12−Nを、短距離ONUと長距離ONUとに分類するようになされている。ここで、長距離ONUとは、OLT11からの距離が、同一割当周期内でのゲートフレームとレポートフレームの授受が不可能な距離にあるONUをいい、短距離ONUとは、OLT11からの距離が、同一割当周期内でのゲートフレームとレポートフレームの授受が可能な距離にあるONUをいう。例えば、OLT11は、ONU12−n(n=1〜N)との往復伝搬時間(RTT;Round Trip Time))を計測し、そのRTTを分類用閾値と比較し、RTTが分類用閾値以下のONUを短距離ONUとし、RTTが分類用閾値より大きいONUを長距離ONUとするようになされている。図1の例では、ONU12−1及び12−Nは長距離ONUであり、ONU12−2及び12−3は短距離ONUである。
In this embodiment, the
図2は、実施形態のOLT11の内部構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of the
図2において、OLT11は、下り信号に関しては、下り上位インタフェース部20と、下りバッファメモリ21と、多重部22と、発光素子23とを有する。また、OLT11は、上り信号に関しては、受光素子25と、分離部26と、上り上位インタフェース部27と、上り帯域要求抽出部28と、動的上り帯域割当部29とを有する。さらに、OLT11は、光ファイバ14とのインタフェース部分に波長多重分離部24を備えている。
In FIG. 2, the
下り上位インタフェース部20は、図示しない上位装置からの下り信号を受信処理するものであり、上位装置からの下り信号を下りバッファメモリ21に与える。
The downstream
下りバッファメモリ21は、下り上位インタフェース部20から下り信号をバッファリングするものであり、多重部22から指示により下り信号を読み出して多重部22に与えるものである。
The
多重部22は、下りバッファメモリ21から読み出された下り信号や、動的上り帯域割当部29から与えられたゲートフレームを多重して発光素子23に与えるものである。
The multiplexing
発光素子23は、例えばレーザダイオードであり、多重部22から与えられた信号(電気信号)を下り方向の波長を有する光信号に変換して波長多重分離部24に与えるものである。
The
波長多重分離部24は、発光素子23から射出された光信号を光ファイバ14に送出すると共に、光ファイバ14から到来した上り方向の光信号を受光素子25に与えるものである。
The
受光素子25は、例えば、フォトダイオードでなり、波長多重分離部24からの上り方向の光信号を電気信号(上り信号やレポートフレームなど)に変換するものである。
The
分離部26は、受光素子25からの上り信号からレポートフレームを抽出し、上り帯域要求抽出部28へ通知すると共に、それ以外のフレームを上り上位インタフェース部27に与えるものである。
The
上り上位インタフェース部27は、分離部26からのフレームを、図示しない上位装置へ送信処理するものである。
The upstream
上り帯域要求抽出部28は、ONU毎のレポートフレームに含まれている上り帯域要求(送信要求量)を抽出して動的上り帯域割当部29に与えるものである。
The upstream bandwidth
動的上り帯域割当部29は、ONU毎の上り帯域要求などに基づいて、各ONUに上り帯域を割り当てるものである。動的上り帯域割当部29は、割当て情報を含むゲートフレームを多重部22に与える。動的上り帯域割当部29による動的帯域割当方法については、後述する動作の項の説明で明らかにする。
The dynamic uplink bandwidth allocation unit 29 allocates an uplink bandwidth to each ONU based on an upstream bandwidth request for each ONU. The dynamic uplink bandwidth allocation unit 29 gives a gate frame including allocation information to the
なお、上り帯域要求抽出部28及び動的上り帯域割当部29の部分を、CPUと、CPUが実行するプログラムで構成するようにしても良い。また、上り帯域要求抽出部28及び動的上り帯域割当部29の部分を、1チップ若しくは1つの装置として構成して販売するようにしても良い。
The upstream bandwidth
図3は、実施形態のONU12−nの内部構成を示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration of the ONU 12-n according to the embodiment.
図3において、ONU12−nは、インタフェース部40と、上り信号処理部41と、発光素子42と、波長多重分離部43と、受光素子44と、下り信号処理部45と、上り帯域制御部46とを備えている。
In FIG. 3, the ONU 12-n includes an
インタフェース部40は、配下の図示しない端末とのインタフェースを行うものであり、上り及び下りのバッファメモリを内蔵し、端末からの上りデータを受信してバッファリングしたり、端末への下りデータをバッファリングしたりするものである。インタフェース部40は、上り方向のバッファメモリにバッファリングされているデータ量(送信要求量)が上り帯域制御部46によって取り出されるようになされている。
The
上り信号処理部41は、インタフェース部40の上りデータから上り信号を形成し、帯域制御部46から指示されたタイミングから指示されたデータ量の上り信号(割当帯域に従った上り信号)を発光素子42に出力するものである。また、上り信号処理部41は、帯域制御部46から与えられた、送信要求量を含むレポートフレームの送信信号を形成し、所定のタイミングで発光素子42に出力するものである。
The upstream
発光素子42は、例えばレーザダイオードであり、上り信号処理部41から与えられた信号(電気信号)を上り方向の波長を有する光信号に変換して波長多重分離部43に与えるものである。
The
波長多重分離部43は、発光素子42から射出された光信号を光ファイバ15−nに送出すると共に、光ファイバ15−nから到来した下り方向の光信号を受光素子44に与えるものである。
The
受光素子44は、例えば、フォトダイオードでなり、波長多重分離部43からの下り方向の光信号を電気信号(下り信号やゲートフレームなど)に変換するものである。
The
下り信号処理部45は、下り信号に係る下りデータをインタフェース部40に与えたり、ゲートフレームを上り帯域制御部46に与えたりするものである。
The downlink
上り帯域制御部46は、ゲートフレームから許可された上り帯域の情報を得て、上り信号の送出タイミングや送信量を制御したり、また、上り方向のバッファメモリにバッファリングされているデータ量(送信要求量)に基づいたレポートフレームを送信させたりするなどの制御を行うものである。
The upstream
(A−2)実施形態の動作
次に、実施形態のPONシステム10における特徴動作である、OLT11が実行する動的帯域割当動作を説明する。
(A-2) Operation of Embodiment Next, a dynamic bandwidth allocation operation executed by the
図4は、実施形態のOLT11(の動的上り帯域割当部29)が実行する動的帯域割当動作を示すフローチャートである。図4は、ある1つの長距離ONUを対象とした動的帯域割当動作を示しており、他の長距離ONUに対しても図4と同様な動作が実行される。なお、短距離ONUに対しては、他の既存の動的帯域割当動作を適用しても良く、また、図4に示す動的帯域割当動作を適用するようにしても良い。また、図4は、ある割当周期でのOLT11の動作を示しており、割当周期毎に、図4に示す動作が繰り返される。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a dynamic band allocation operation executed by the OLT 11 (the dynamic uplink band allocation unit 29) according to the embodiment. FIG. 4 shows a dynamic band allocation operation for one long-distance ONU, and the same operation as that of FIG. 4 is executed for another long-distance ONU. It should be noted that other existing dynamic bandwidth allocation operations may be applied to the short-distance ONU, or the dynamic bandwidth allocation operation shown in FIG. 4 may be applied. FIG. 4 shows the operation of the
OLT11は、新たな割当周期になって、ある長距離ONU(以下、符号12−Lを用いる)に対して、図4に示す処理を開始すると、まず、予め設定されている固定帯域Gfixを今回の周期に割当てる帯域(以下、現割当帯域と呼ぶ)Gnowに仮設定する(ステップST1)。固定帯域Gfixの値は、適用するサービスにより設定変更ができるようにしても良い。例えば、音声通信サービスとビデオ通信サービスとデータ通信サービスとで異なる値を設定するようにしても良く、例えば、通信開始時のネゴシエーションでサービス種類を特定して設定できるようにしても良い。固定帯域Gfixの値は、最低限の割当帯域を確保するものとなっているが、システムが許容するならば0であっても良い。
When the
次に、OLT11は、受信したレポートフレームにおける送信要求された帯域(送信要求量)Rnowと、過去の直前所定周期で割当てた帯域の合計Glast_sumを比較する(ステップST2)。OLT11は、受信した送信要求量Rnowが直近割当済み合計Glast_sum以上の場合には、受信した送信要求量Rnowから直近割当済み合計Glast_sumを差し引いた値Rnow−Glast_sumを、現割当帯域Gnowに加算した値を新たな現割当帯域Gnowにする(ステップST3)。一方、直近割当済み合計Glast_sumが受信した送信要求量Rnowより大きい場合には、現割当帯域Gnow(=固定帯域Gfix)をそのままにしておく。
Next, the
以上までの処理の意味合いを説明する。後述する図5に示すように、長距離ONU12−Lの場合、受信した送信要求量Rnowに応じて現割当帯域Gnowを定めて長距離ONU12−Lに送信しても、現割当帯域Gnowが長距離ONU12−Lに到達するまでに長時間を要し、現割当帯域Gnowが長距離ONU12−Lに到達する前に、長距離ONU12−Lが次のレポートフレームを送出することになる。このように、現割当帯域Gnowが長距離ONU12−Lに到達する前に、長距離ONU12−Lが送出した次のレポートフレームにて通知される送信要求量には今回の現割当帯域Gnowが反映されていない。すなわち、受信した送信要求量Rnowは、長距離ONU12−Lに到達していない過去の直前所定周期で割当てた帯域が反映されていないため、過去の直前所定周期で割当てた帯域の合計(直近割当済み合計)Glast_sumの方が実際の送信要求量Rnowより大きくなり、必要以上に帯域を割当過ぎてしまうことになる。そのために、受信した送信要求量Rnowと直近割当済み合計Glast_sumとを比較し、比較結果に応じて適宜、現割当帯域Gnowを更新することとした。 The meaning of the above processing will be described. As shown in FIG. 5 to be described later, in the case of the long-distance ONU 12-L, even if the current allocation band Gnow is determined according to the received transmission request amount Rnow and transmitted to the long-distance ONU 12-L, the current allocation band Gnow is long. It takes a long time to reach the distance ONU 12-L, and the long distance ONU 12-L transmits the next report frame before the current allocated bandwidth Gnow reaches the long distance ONU 12-L. As described above, the current allocation band Gnow is reflected in the transmission request amount notified in the next report frame transmitted by the long-distance ONU 12-L before the current allocation band Gnow reaches the long-distance ONU 12-L. It has not been. That is, the received transmission request amount Rnow does not reflect the bandwidth allocated in the previous predetermined cycle immediately before reaching the long-distance ONU 12-L, so the total bandwidth allocated in the past previous predetermined cycle (the most recent allocation) (Sum total) Glast_sum becomes larger than the actual transmission request amount Rnow, and the bandwidth is allocated more than necessary. For this purpose, the received transmission request amount Rnow is compared with the most recently allocated total Glast_sum, and the current allocated bandwidth Gnow is appropriately updated according to the comparison result.
また、現割当帯域Gnowは、上り送信許可量の最大値Gmax以下でなければならず、OLT11は、現割当帯域Gnowが上り送信許可量の最大値Gmaxを超えている場合には、上り送信許可量の最大値Gmaxを新たな現割当帯域Gnowに更新する(ステップST4)。上述したステップST1及びST3の処理を考慮すると、現割当帯域Gnowは固定帯域Gfix以上であり、ステップST4を考慮すると、現割当帯域Gnowは上り送信許可量の最大値Gmaxである。従って、ステップST4を終了した時点では、Gfix≦Gnow≦Gmaxが成立している。
Further, the current allocation band Gnow must be equal to or less than the maximum value Gmax of the uplink transmission permission amount, and the
上り送信許可量の最大値Gmaxは、例えば、その時点で上り信号を送出しているONUの数に応じて動的に定めるものであっても良く、また例えば、その時点で上り信号を送出している全てのONUからの送信要求量(Rnow)の合計値と、今、対象となっているONUからの送信要求量Rnowとの比に応じて動的に定めるものであっても良く、その決定方法は既存の決定方法を適用できる。また、上り送信許可量の最大値Gmaxとして固定値を適用するようにしても良い。 For example, the maximum value Gmax of the uplink transmission permission amount may be dynamically determined according to the number of ONUs transmitting uplink signals at that time. For example, the uplink signal is transmitted at that time. It may be dynamically determined according to the ratio of the total value of transmission request amounts (Rnow) from all ONUs currently being transmitted and the transmission request amount Rnow from the target ONU. As the determination method, an existing determination method can be applied. Further, a fixed value may be applied as the maximum uplink transmission permission value Gmax.
以上のようにして現割当帯域Gnowを定めると、OLT11は、過去の直前所定周期に割当てた帯域と今回割当てる現割当帯域Gnowとを保持する(ステップST5)。ここで、過去の直前所定周期(すなわち、周期の数)は、例えば、今対象となっている長距離ONU12−LとOLT11との距離(言い換えると、RTT)によって変えるようにする。すなわち、距離が長い長距離ONUに対して周期数を大きくし、距離が短い長距離ONUに対して周期数を小さくする。なお、どの長距離ONU12−Lも、OLT11から同じ程度の距離に設置されるシステムなどでは、過去の直前所定周期(周期数)として固定値を適用するようにしても良い。
When the current allocation bandwidth Gnow is determined as described above, the
その後、OLT11は、直前所定周期分と今回割当てた帯域分とを加算し、次の周期で用いる直近割当済み合計Glast_sumを算出しておく(ステップST6)。
Thereafter, the
最後に、今回割当てる帯域Gnowをゲートフレームに設定して、ONU12−Lに送信させ(ステップST7)、今回の周期における一連の帯域割当処理を終了する。 Finally, the bandwidth Gnow to be allocated this time is set as a gate frame and transmitted to the ONU 12-L (step ST7), and a series of bandwidth allocation processing in the current cycle is completed.
次に、図4による処理を行うことによる割当帯域Gnowの変化や送信要求量Rnowの変化の一例を、図5を参照しながら説明する。図5に示す長距離ONU12−Lは、2割当周期後に、割当てた帯域が反映された上り信号の送信を行うものである。 Next, an example of a change in the allocated bandwidth Gnow and a change in the transmission request amount Rnow due to the processing shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG. The long distance ONU 12-L shown in FIG. 5 transmits an uplink signal reflecting the allocated band after two allocation periods.
まず、長距離ONU12−Lが接続された以降、最初のレポートフレームR1をOLT11が受信すると、OLT11は、この割当周期T101では、(1−2)式に示すように、予め定められている固定帯域値Gfixと、レポートフレームで要求された送信要求量Rnow(=R1=ΔG1)を加算して、ONU12−Lに帯域G1を割当てる。なお、このタイミングでの直近割当済み合計Glast_sumが0であるので、図4の処理を行うことにより、上述のような帯域割当となる。ここで、符号G1〜G5は、ゲートフレームを表すと共に、また、そのゲートフレームに盛り込まれている割当帯域をも表すものとする。また、符号R1〜R5は、レポートフレームを表すと共に、また、そのレポートフレームに盛り込まれている送信要求量をも表すものとする。以下の数式で記載している符号ΔG1〜ΔG4は、図4のステップST3の演算における差分Rnow−Glast_sumを表している。
First, when the
ΔG1=R1 …(1−1)
G1=Gfix+ΔG1 …(1−2)
次の割当周期T102のタイミングでは、前の割当周期T101で割り当てた帯域G1が長距離ONU12−Lに届いていないためデータの送信が開始されておらず、しかも、1周期分だけ送信しようとするデータ量が長距離ONU12−Lで増えているので、送信要求量R2が、直近割当済み合計Glast_sum=G1以上になっているとする。そのため、送信要求量がR2のレポートフレームを受信すると、OLT11は、(2−2)式に示すように、既に、前周期T101で割当てている帯域G1分を送信要求量R2から差し引いた帯域ΔG2を固定帯域値Gfixからの上乗せ分として割当帯域G2を求める。
ΔG1 = R1 (1-1)
G1 = Gfix + ΔG1 (1-2)
At the timing of the next allocation cycle T102, transmission of data is not started because the band G1 allocated in the previous allocation cycle T101 has not reached the long-distance ONU 12-L, and an attempt is made to transmit only one cycle. Since the data amount increases in the long distance ONU 12-L, it is assumed that the transmission request amount R2 is equal to or greater than the most recently assigned total Glast_sum = G1. Therefore, when receiving the report frame with the transmission request amount R2, as shown in the equation (2-2), the
ΔG2=R2−G1 …(2−1)
G2=Gfix+ΔG2 …(2−2)
さらに、次の割当周期T103のタイミングでは、前の前の割当周期T101で割り当てた帯域G1と前の割当周期T102で割り当てた帯域G2が長距離ONU12−Lに届いていないためデータの送信が開始されておらず、しかも、前周期の送信要求量R2より1周期分だけ送信しようとするデータ量が長距離ONU12−Lで増えているので、送信要求量R3が、直近割当済み合計Glast_sum=G1+G2以上になっているとする。そのため、送信要求量がR3のレポートフレームを受信すると、OLT11は、(3−2)式に示すように、既に、前々周期T101及び前周期T102で割当てている帯域G1+G2分を送信要求量R3から差し引いた帯域ΔG3を固定帯域値Gfixからの上乗せ分として割当帯域G3を求める。
ΔG2 = R2-G1 (2-1)
G2 = Gfix + ΔG2 (2-2)
Furthermore, at the timing of the next allocation cycle T103, transmission of data starts because the bandwidth G1 allocated in the previous allocation cycle T101 and the bandwidth G2 allocated in the previous allocation cycle T102 have not reached the long-distance ONU 12-L. In addition, since the amount of data to be transmitted by one cycle is increased in the long-distance ONU 12-L from the transmission request amount R2 of the previous cycle, the transmission request amount R3 is the total allocated last Glast_sum = G1 + G2. Suppose that it is above. Therefore, when the report frame with the transmission request amount R3 is received, the
ΔG3=R3−(G2+G1) …(3−1)
G3=Gfix+ΔG3 …(3−2)
一方、さらに次の割当周期T104のタイミングでOLT11に到達するレポートフレームR4の送出時には、既に割当周期T101で長距離ONU12−Lに割り当てた帯域G1を長距離ONU12−Lは把握しており、レポートフレームR4における送信要求量R4は、帯域G1が既に割り当てられたことを反映したものとなっている。そのため、割当周期T104では、3周期前の割当周期T101で割り当てた帯域G1を考慮する必要がない。今回の周期T104で受信したレポートフレームにおける送信要求量R4が、直近2周期で割当済み合計Glast_sum=G2+G3以上になっているとする。そのため、OLT11は、(4−2)式に示すように、直近の2周期T101及びT102で割当てている帯域G2+G3分を送信要求量R4から差し引いた帯域ΔG4を固定帯域値Gfixからの上乗せ分として割当帯域G4を求める。
ΔG3 = R3- (G2 + G1) (3-1)
G3 = Gfix + ΔG3 (3-2)
On the other hand, when sending the report frame R4 that reaches the
ΔG4=R4−(G3+G2) …(4−1)
G4=Gfix+ΔG4 …(4−2)
以下同様にして、各割当周期において、直近の2周期で割当てている帯域の合計分を、その割当周期で受信した送信要求量から差し引いた帯域を固定帯域値からの上乗せ分としてその割当周期での割当帯域を決定する。
ΔG4 = R4− (G3 + G2) (4-1)
G4 = Gfix + ΔG4 (4-2)
Similarly, in each allocation cycle, the total bandwidth allocated in the two most recent cycles is subtracted from the transmission request amount received in the allocation cycle, and the bandwidth is added to the fixed bandwidth value in the allocation cycle. The allocated bandwidth is determined.
以上では、直近の2周期で割当てている帯域の合計分を考慮する長距離ONUの場合を説明したが、直近過去の割当帯域の合計分を考慮する周期数は2周期に限定されず、その長距離ONUとOLTとの距離(言い換えるとRTT)に応じて決定されるものである。 In the above, the case of the long-distance ONU that considers the total of the bandwidth allocated in the two most recent cycles has been described, but the number of cycles that consider the total of the most recently allocated bandwidth is not limited to two, It is determined according to the distance (in other words, RTT) between the long distance ONU and the OLT.
(A−3)実施形態の効果
上記実施形態によれば、過去の割当周期で割り当てた帯域の情報が長距離ONUに到達しない状態で、長距離ONUから送出された送信要求量に基づいて予測して割当帯域を決定する場合において、送信要求量に反映されていない直近過去の割当周期分の割当帯域の合計を考慮して、その割当周期での割当帯域を決定するようにしたので、割当帯域の精度を高くすることができる。すなわち、割当帯域の不足を抑制できると共に無駄な帯域割当が解消され、効率の良い上り帯域を割当てることができる。
(A-3) Effect of Embodiment According to the above embodiment, prediction is made based on the transmission request amount transmitted from the long-distance ONU in a state in which the bandwidth information allocated in the past allocation cycle does not reach the long-distance ONU. In determining the allocated bandwidth, the allocated bandwidth is determined in consideration of the total allocated bandwidth for the most recent allocation cycle that is not reflected in the transmission request amount. Band accuracy can be increased. That is, the shortage of allocated bandwidth can be suppressed and unnecessary bandwidth allocation is eliminated, so that an efficient upstream bandwidth can be allocated.
(B)他の実施形態
上記実施形態では、長距離ONUと近距離ONUとが混在するPONシステムを説明したが、ONUを距離に応じて弁別することないPONシステムに対しても本発明を適用することができる。全てのONUに対し、図4に示す動的帯域割当動作を適用すれば良い。
(B) Other Embodiments In the above embodiment, a PON system in which long-distance ONUs and short-distance ONUs are mixed has been described. However, the present invention is also applied to a PON system that does not discriminate ONUs according to distance. can do. The dynamic band allocation operation shown in FIG. 4 may be applied to all ONUs.
上記実施形態では、全てのONUからの上り帯域を調整するように帯域割当を行うPONシステムを示したが、PONシステムの形態はこれに限定されない。例えば、第1の波長でOLTに上り信号を送信するONUのグループと、第2の波長でOLTに上り信号を送信するONUのグループとに分かれている場合には、グループ毎に、動的割当動作を実行すれば良い。 In the above embodiment, the PON system that performs bandwidth allocation so as to adjust the upstream bandwidth from all ONUs has been described, but the form of the PON system is not limited to this. For example, when the group is divided into a group of ONUs that transmit uplink signals to the OLT at the first wavelength and a group of ONUs that transmit uplink signals to the OLT at the second wavelength, dynamic allocation is performed for each group. It is sufficient to execute the operation.
OLTからONUへの割当帯域の情報の表現形式は任意である。例えば、送出開始時刻とデータ量の組み合わせであっても良く、単にデータ量であっても良い。また、データ量も、バイト数などの一般的な量的表現に限定されず、タイムスロット数で表現されたものであっても良い。 The expression format of the information on the allocated bandwidth from the OLT to the ONU is arbitrary. For example, it may be a combination of the transmission start time and the data amount, or simply the data amount. Further, the data amount is not limited to a general quantitative expression such as the number of bytes, and may be expressed by the number of time slots.
10…PONシステム、11…OLT、12−1〜12−N…ONU、31…上り帯域要求抽出部、32…動的上り帯域割当部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
割当周期毎に、上記各光回線終端装置が送信した送信要求量を受信する送信要求量受信手段と、
割当周期毎に、送信要求量を送信した上記各光回線終端装置について、その光回線終端装置から当該光端局装置への上り信号に許可する割当帯域を決定する動的帯域割当手段と、
割当周期毎に、決定した割当帯域を、該当する光回線終端装置に送信する割当帯域送信手段とを有し、
上記動的帯域割当手段は、少なくとも一部の上記光回線終端装置については、今回の割当周期で受信した送信要求量から、直近過去の所定周期での割当帯域の合計値を減算した値に基づいて、割当帯域を決定することを特徴とする光端局装置。 In an optical terminal device containing a plurality of optical line terminators,
Transmission request amount receiving means for receiving the transmission request amount transmitted by each optical line terminating device for each allocation period;
Dynamic bandwidth allocating means for determining, for each of the optical line termination devices that have transmitted the transmission request amount, for each allocation period, an allocation band permitted for an uplink signal from the optical line termination device to the optical terminal device;
An allocation band transmitting means for transmitting the determined allocation band to the corresponding optical line terminating device for each allocation period;
The dynamic bandwidth allocating means is based on a value obtained by subtracting a total value of allocated bandwidths in a predetermined past period from a transmission request amount received in the current allocation cycle for at least some of the optical line termination devices. And determining the allocated bandwidth.
上記光端局装置として、請求項1〜4のいずれかに記載の光端局装置を適用したことを特徴とする光通信システム。 In an optical communication system having a plurality of optical line terminators and an optical terminal device containing the optical line terminators,
An optical communication system, wherein the optical terminal device according to claim 1 is applied as the optical terminal device.
割当周期毎に、上記光回線終端装置が送信した送信要求量を取込む送信要求量取得手段と、
割当周期毎に、送信要求量を送信した上記光回線終端装置について、その光回線終端装置から上記光端局装置への上り信号に許可する割当帯域を決定する動的帯域割当手段と、
割当周期毎に、決定した割当帯域を出力する割当帯域出力手段とを有し、
上記動的帯域割当手段は、今回の割当周期で受信した送信要求量から、直近過去の所定周期での割当帯域の合計値を減算した値に基づいて、割当帯域を決定することを特徴とする動的帯域割当装置。 In the dynamic bandwidth allocating device mounted on the optical terminal device, which determines the allocated bandwidth allowed for the upstream signal from the optical line terminal device to the optical terminal device,
Transmission request amount acquisition means for capturing the transmission request amount transmitted by the optical line termination device for each allocation period;
Dynamic bandwidth allocating means for determining an allocated bandwidth allowed for an uplink signal from the optical line terminating device to the optical terminal device for the optical line terminating device that has transmitted the transmission request amount for each allocation period;
Allocation bandwidth output means for outputting the determined allocation bandwidth for each allocation cycle;
The dynamic band allocating means determines an allocated band based on a value obtained by subtracting a total value of allocated bands in the most recent predetermined period from a transmission request amount received in the present allocated period. Dynamic bandwidth allocation device.
コンピュータを、
割当周期毎に、上記光回線終端装置が送信した送信要求量を取込む送信要求量取得手段と、
割当周期毎に、今回の割当周期で受信した送信要求量から、直近過去の所定周期での割当帯域の合計値を減算した値に基づいて、割当帯域を決定する動的帯域割当手段と、
割当周期毎に、決定した割当帯域を出力する割当帯域出力手段と
して機能させることを特徴とする動的帯域割当プログラム。 A dynamic bandwidth allocation program for determining an allocation bandwidth allowed for an upstream signal from an optical line termination device to an optical terminal device for an optical line termination device that has transmitted a transmission request amount for each allocation cycle,
Computer
Transmission request amount acquisition means for capturing the transmission request amount transmitted by the optical line termination device for each allocation period;
Dynamic bandwidth allocating means for determining an allocated bandwidth based on a value obtained by subtracting a total value of allocated bandwidths in a predetermined cycle in the past from the transmission request amount received in the current allocation cycle for each allocation cycle;
A dynamic bandwidth allocation program which functions as an allocated bandwidth output means for outputting a determined allocated bandwidth for each allocation cycle.
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