JP2014011606A - Band allocation method, band allocation device, station side terminating device, and passive optical network - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各ユーザ端末から上位ネットワークへの上り信号を伝送する受動光ネットワークシステムにおける、各ユーザ端末への上り信号の帯域割当技術に関する。 The present invention relates to a bandwidth allocation technique for uplink signals to each user terminal in a passive optical network system that transmits uplink signals from each user terminal to an upper network.
各ユーザ端末から上位ネットワークへの上り信号を複数段階に渡って集線するネットワークシステムは、統計的なトラヒックの多重効果を期待することができるとともに、効率的にネットワークリソースを使用することができる。非特許文献1では、このようなネットワークシステムが、受動光ネットワークシステム(Passive Optical Network:PON)に適用されている。
A network system that collects uplink signals from each user terminal to a higher level network in a plurality of stages can expect a statistical traffic multiplexing effect and can efficiently use network resources. In
従来技術のスイッチに収容されるPONの構成を図1に示す。以下の説明では、kを1からNまでの自然数とする。各ユーザ端末4−k−1、・・・、4−k−Mkは、それぞれ各加入者側終端装置(Optical Network Unit:ONU)3−k−1、・・・、3−k−Mkに、上り信号を送信する。 FIG. 1 shows the configuration of a PON accommodated in a prior art switch. In the following description, k is a natural number from 1 to N. Each of the user terminals 4-k-1,..., 4-k-Mk is connected to each of the subscriber-side terminal units (Optical Network Units: ONUs) 3-k-1,. The uplink signal is transmitted.
第1段階の集線では、各ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkは、共用の光パワースプリッタ6−k及び光ファイバ5−kを介して、局側終端装置(Optical Line Terminal:OLT)2−kに、上り信号を送信する。 In the first stage of concentration, each of the ONUs 3-k-1,..., 3-k-Mk passes through a shared optical power splitter 6-k and an optical fiber 5-k, and a station-side termination device (Optical Line). An uplink signal is transmitted to (Terminal: OLT) 2-k.
このとき、動的帯域割当技術(Dynamic Bandwidth Allocation:DBA)が適用されている。つまり、各ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkは、OLT2−kに、送信要求量を通知する。そして、OLT2−kは、送信要求量に基づいて、送信許可量を算出し、各ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkに、送信許可量を通知する。そして、各ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkは、送信許可量に基づいて、OLT2−kに、上り信号を送信する。 At this time, Dynamic Bandwidth Allocation (DBA) is applied. That is, each ONU 3-k-1, ..., 3-k-Mk notifies the OLT 2-k of the transmission request amount. Then, the OLT 2-k calculates a transmission permission amount based on the transmission request amount, and notifies each ONU 3-k-1, ..., 3-k-Mk of the transmission permission amount. Each ONU 3-k-1,..., 3-k-Mk transmits an uplink signal to the OLT 2-k based on the transmission permission amount.
第2段階の集線では、各OLT2−1、・・・、2−Nは、共用のレイヤ2スイッチ等のスイッチ1及び光ファイバ8−1又は8−2を介して、上位ネットワーク7−1又は7−2に、上り信号を送信する。このように、N個のPONが、束ねられている。
In the second stage of concentration, each OLT 2-1,..., 2-N is connected to the upper network 7-1 or the optical network 8-1 or 8-2 via the
しかし、各段階の集線が独立する集線であれば、全段階の集線を総合的に見たとき、各ONU3に対する帯域割当は公平性に欠ける。つまり、第1段階の集線では、各OLT2−kは、各ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkに対して、帯域割当を公平に行う。そして、スイッチ1は、各OLT2−1、・・・、2−Nに対して、上位ネットワーク7−1又は7−2への上り通信を公平に行う。しかし、各OLT2−kに従属する各ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkの台数は、各OLT2−kについてそれぞれ異なることがあるため、各ONU3に対する帯域割当は公平性に欠ける。
However, if the concentration at each stage is an independent concentration, the bandwidth allocation for each ONU 3 lacks fairness when the concentration at all stages is viewed comprehensively. That is, in the first stage of concentration, each OLT 2-k performs bandwidth allocation fairly to each ONU 3-k-1,..., 3-k-Mk. Then, the
そこで、各段階の集線を協調する集線とすることにより、各ONU3に対する帯域割当を公平に行うことが考えられる。このような技術として、非特許文献1に記載の技術及び図2に記載の技術について、以下に説明する。
In view of this, it is conceivable that the bandwidth allocation to each ONU 3 is performed in a fair manner by making the concentration at each stage a coordinated concentration. As such a technique, the technique described in
非特許文献1に記載の技術では、第2段階の集線においても、第1段階の集線と同様に、DBAが適用されている。つまり、各OLT2−kは、各ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkから、従属ONU3毎の送信要求量を通知され、スイッチ1に、従属ONU3全体の送信要求量を通知する。そして、スイッチ1は、従属ONU3全体の送信要求量に基づいて、従属ONU3全体の送信許可量を算出し、各OLT2−kに、従属ONU3全体の送信許可量を通知する。そして、各OLT2−kは、従属ONU3全体の送信許可量に基づいて、従属ONU3毎の送信許可量を算出し、各ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkに、従属ONU3毎の送信許可量を通知する。しかし、非特許文献1に記載の技術では、各OLT2−k及びスイッチ1の構成が複雑になる。
In the technique described in
図2に記載の技術では、スイッチ1に従属するONU3の台数に等しい個数の出力バッファ13をスイッチ1に備える。従来技術のスイッチの構成を図2に示す。従来技術のスイッチ1は、下位側ポート11−k、振り分け部12−k、出力バッファ13−k−1、・・・、13−k−Mk、スケジューラ14、上位側ポート15及び輻輳検知部16から構成される。
In the technique described in FIG. 2, the
各下位側ポート11−kは、各OLT2−1に接続されるポートである。各振り分け部12−kは、各ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkからの上り信号を振り分ける。各出力バッファ13−k−1、・・・、13−k−Mkは、各ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkからの上り信号を、FIFO(First−In First−Out)の順序で入力・格納・出力する。スケジューラ14は、各ONU3に対して上位ネットワーク7−1又は7−2への上り通信が公平に行われるように、各ONU3からの上り信号を読み出す。上位側ポート15は、上位ネットワーク7−1、7−2に接続されるポートである。
Each lower port 11-k is a port connected to each OLT 2-1. Each distribution unit 12-k distributes an upstream signal from each ONU 3-k-1, ..., 3-k-Mk. Each output buffer 13-k-1,..., 13-k-Mk receives an upstream signal from each ONU 3-k-1,..., 3-k-Mk as a FIFO (First-In First-Out). ) In the order of input, storage and output. The
輻輳検知部16は、各出力バッファ13の上り信号の蓄積量を監視する。そして、輻輳検知部16は、ある出力バッファ13の上り信号の蓄積量が所定の蓄積量を超過したとき、その旨を当該出力バッファ13に対応するOLT2に通知する。そして、当該OLT2は、上り信号の送信禁止を当該出力バッファ13に対応するONU3に通知する。これにより、各出力バッファ13の容量を小さくすることができる。
The
しかし、図2に記載の技術では、出力バッファ13の個数は、スイッチ1に従属するONU3の台数に等しいため、スイッチ1は、構成が複雑になる。そして、各OLT2−kは、各ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkに対して、上り信号の送信禁止を通知することはできるが、どの程度上り信号の帯域割当を抑制すべきか判断することはできない。このように、構成が複雑であり、上り信号の帯域割当が十分には公平でない。
However, in the technique illustrated in FIG. 2, the number of
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、各ユーザ端末から上位ネットワークへの上り信号を伝送する受動光ネットワークシステムにおいて、構成を簡易にするとともに、各ユーザ端末に対して上り信号の帯域割当を公平とすることを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a passive optical network system for transmitting an uplink signal from each user terminal to an upper network, and simplifies the configuration, and provides an uplink signal bandwidth for each user terminal. The purpose is to make the allocation fair.
上記目的を達成するために、単数又は複数のONUに接続される各アクセスポートにおける割り当て可能帯域を超過しないように、各ONUの送信要求量に基づいて各ONUの送信可否を判定する処理と、上位ネットワークに接続されるトランクポートにおける割り当て可能帯域を超過しないように、各ONUの送信要求量に基づいて各ONUの送信可否を判定する処理を、2段階で行うのではなく、一括して行うことにした。つまり、複数のアクセスポートにまたがる複数のONUの全部について、各ONUの送信要求量に基づく各ONUの送信可否の判定を、一括して行うことにした。 In order to achieve the above object, a process of determining whether or not each ONU can transmit based on a transmission request amount of each ONU so as not to exceed an allocatable bandwidth in each access port connected to one or a plurality of ONUs; The process of determining whether or not each ONU can be transmitted based on the transmission request amount of each ONU is performed in a batch rather than in two stages so as not to exceed the allocatable bandwidth in the trunk port connected to the upper network. It was to be. That is, for all of a plurality of ONUs extending over a plurality of access ports, the determination of whether or not each ONU can be transmitted based on the transmission request amount of each ONU is collectively performed.
具体的には、本発明は、単数又は複数の加入者側終端装置に接続されるアクセスポートを複数備えるとともに、上位ネットワークに接続されるトランクポートを備える受動光ネットワークシステムにおいて、前記各加入者側終端装置から前記上位ネットワークへの上り帯域を前記各加入者側終端装置に対して割り当てる帯域割当方法であって、前記各加入者側終端装置から送信要求量の情報を取得する送信要求量取得ステップと、前記各加入者側終端装置に対する上り帯域の割り当ての可否を判定する際に、前記各アクセスポートに接続され、かつ、上り帯域を割り当て可能な前記単数又は複数の加入者側終端装置について、送信要求量の合計量が、前記各アクセスポートにおける割り当て可能帯域を超過しないようにするとともに、前記トランクポートを利用し、かつ、上り帯域を割り当て可能な前記単数又は複数の加入者側終端装置について、送信要求量の合計量が、前記トランクポートにおける割り当て可能帯域を超過しないようにする送信可否判定ステップと、前記各加入者側終端装置に対する上り帯域の割り当ての可否を、前記各加入者側終端装置に対して通知する送信可否通知ステップと、を順に備えることを特徴とする帯域割当方法である。 Specifically, the present invention provides a passive optical network system including a plurality of access ports connected to one or a plurality of subscriber-side terminators and a trunk port connected to an upper network. A bandwidth allocation method for allocating an upstream band from a termination device to the upper network to each subscriber-side termination device, wherein a transmission request-amount obtaining step for obtaining transmission request amount information from each subscriber-side termination device And when determining whether or not an uplink band can be assigned to each subscriber-side termination device, the one or more subscriber-side termination devices connected to each access port and capable of assigning an uplink band, The total amount of requested transmissions should not exceed the allocatable bandwidth for each access port, and the A transmission permission / inhibition determination step for preventing the total amount of requested transmissions from exceeding the allocatable bandwidth in the trunk port for the one or more subscriber-side termination devices that can use an uplink port and can allocate an upstream bandwidth. And a transmission permission / inhibition notification step for notifying each subscriber-side termination device of whether or not uplink bandwidth allocation to each subscriber-side termination device is possible.
また、本発明は、単数又は複数の加入者側終端装置に接続されるアクセスポートを複数備えるとともに、上位ネットワークに接続されるトランクポートを備える受動光ネットワークシステムにおいて、前記各加入者側終端装置から前記上位ネットワークへの上り帯域を前記各加入者側終端装置に対して割り当てる帯域割当装置であって、前記各加入者側終端装置から送信要求量の情報を取得する送信要求量取得部と、前記各加入者側終端装置に対する上り帯域の割り当ての可否を判定する際に、前記各アクセスポートに接続され、かつ、上り帯域を割り当て可能な前記単数又は複数の加入者側終端装置について、送信要求量の合計量が、前記各アクセスポートにおける割り当て可能帯域を超過しないようにするとともに、前記トランクポートを利用し、かつ、上り帯域を割り当て可能な前記単数又は複数の加入者側終端装置について、送信要求量の合計量が、前記トランクポートにおける割り当て可能帯域を超過しないようにする送信可否判定部と、前記各加入者側終端装置に対する上り帯域の割り当ての可否を、前記各加入者側終端装置に対して通知する送信可否通知部と、を備えることを特徴とする帯域割当装置である。 The present invention also provides a passive optical network system including a plurality of access ports connected to one or a plurality of subscriber-side termination devices and a trunk port connected to a higher-level network. A bandwidth allocation device that allocates an upstream bandwidth to the upper network to each subscriber-side termination device, wherein a transmission request amount acquisition unit acquires information of a transmission request amount from each subscriber-side termination device; and When determining whether or not an uplink band can be assigned to each subscriber-side terminal device, a transmission request amount for the one or more subscriber-side terminal devices that are connected to each access port and can be assigned an upstream band The total amount of the access port does not exceed the allocatable bandwidth in each access port, and the trunk port For the one or more subscriber-side termination devices that can be used and can be allocated an upstream band, a transmission permission / inhibition determination unit that prevents a total amount of transmission request amounts from exceeding an allocatable band in the trunk port; A bandwidth allocation device comprising: a transmission permission / inhibition notification unit that notifies each subscriber-side termination device of whether or not uplink bandwidth allocation to each subscriber-side termination device is possible.
この構成によれば、複数のアクセスポートにまたがる複数のONUの全部について、各ONUの送信要求量に基づく各ONUの送信可否の判定を、一括して行うことにより、システムの構成を簡易にすることができるとともに、各ユーザ端末に対して上り信号の帯域割当を公平とすることができる。そして、出力バッファの個数をONUの台数より少なくしてもよいため、システムの構成をより簡易にすることができる。 According to this configuration, the system configuration is simplified by collectively determining whether or not each ONU can be transmitted based on the transmission request amount of each ONU for all of the plurality of ONUs extending over a plurality of access ports. In addition, the bandwidth allocation of the uplink signal can be made fair to each user terminal. Since the number of output buffers may be smaller than the number of ONUs, the system configuration can be simplified.
また、本発明は、複数の各トランクポートが、複数の各上位ネットワークに接続され、前記送信可否判定ステップでは、前記各トランクポートを利用し、かつ、上り帯域を割り当て可能な前記単数又は複数の加入者側終端装置について、送信要求量の合計量が、前記各トランクポートにおける割り当て可能帯域を超過しないようにすることを特徴とする帯域割当方法である。 Further, the present invention provides that each of the plurality of trunk ports is connected to each of a plurality of higher-order networks, and in the transmission permission / inhibition determining step, the one or a plurality of the plurality of trunk ports that can use the trunk ports and can allocate an uplink band. In the subscriber-side terminal device, a total amount of transmission request amounts is set so as not to exceed an allocatable bandwidth in each trunk port.
この構成によれば、出力先の上位ネットワークが複数あるときでも、本発明を適用することにより、システムの構成を簡易にすることができるとともに、各ユーザ端末に対して上り信号の帯域割当を公平とすることができる。 According to this configuration, even when there are a plurality of higher-order output destination networks, by applying the present invention, the system configuration can be simplified, and uplink signal bandwidth allocation is fair to each user terminal. It can be.
また、本発明は、前記送信可否判定ステップでは、送信優先度が高い上り信号から、送信優先度が低い上り信号の順に、前記各加入者側終端装置に対する上り帯域の割り当ての可否を判定することを特徴とする帯域割当方法である。 Further, according to the present invention, in the transmission permission / inhibition determining step, it is determined whether or not an uplink band can be assigned to each of the subscriber-side terminators in order of an uplink signal having a high transmission priority and an uplink signal having a low transmission priority. A bandwidth allocation method characterized by the following.
この構成によれば、送信優先度が複数種類あるときでも、本発明を適用することにより、システムの構成を簡易にすることができるとともに、各ユーザ端末に対して上り信号の帯域割当を公平とすることができる。 According to this configuration, even when there are a plurality of types of transmission priorities, by applying the present invention, the configuration of the system can be simplified and the bandwidth allocation of the uplink signal to each user terminal is fair. can do.
また、本発明は、前記送信可否判定ステップでは、割り当ての優先順位が高い前記加入者側終端装置から、割り当ての優先順位が低い前記加入者側終端装置の順に、前記各加入者側終端装置に対する上り帯域の割り当ての可否を判定することを特徴とする帯域割当方法である。 In the transmission permission / inhibition determining step, each of the subscriber-side termination devices is assigned in order from the subscriber-side termination device having a higher allocation priority to the subscriber-side termination device having a lower allocation priority. A bandwidth allocation method characterized by determining whether or not uplink bandwidth allocation is possible.
また、本発明は、前記送信可否判定部は、割り当ての優先順位が高い前記加入者側終端装置から、割り当ての優先順位が低い前記加入者側終端装置の順に、前記各加入者側終端装置に対する上り帯域の割り当ての可否を判定することを特徴とする帯域割当装置である。 Further, according to the present invention, the transmission permission / inhibition determining unit is configured for each of the subscriber-side termination devices in order from the subscriber-side termination device having a higher allocation priority to the subscriber-side termination device having a lower allocation priority. A bandwidth allocating device that determines whether or not an upstream bandwidth can be allocated.
この構成によれば、割り当ての優先順位を適切に設定することにより、各ユーザ端末に対して上り信号の帯域割当をより公平とすることができる。 According to this configuration, it is possible to make the bandwidth allocation of the uplink signal more fair to each user terminal by appropriately setting the priority of allocation.
また、本発明は、前記送信可否判定ステップでは、割り当ての優先順位が高い前記加入者側終端装置から、割り当ての優先順位が低い前記加入者側終端装置の順に、前記各加入者側終端装置に対する上り帯域の割り当ての可否を判定するステップを、送信優先度が高い上り信号から、送信優先度が低い上り信号の順に行うことを特徴とする帯域割当方法である。 In the transmission permission / inhibition determining step, each of the subscriber-side termination devices is assigned in order from the subscriber-side termination device having a higher allocation priority to the subscriber-side termination device having a lower allocation priority. In this bandwidth allocation method, the step of determining whether or not uplink bandwidth allocation is possible is performed in the order of an uplink signal having a high transmission priority and an uplink signal having a low transmission priority.
この構成によれば、送信優先度が上位の上りデータに対して、帯域の割当を優先的に行うことを優先したうえで、割り当ての優先順位が上位のユーザ端末に対して、帯域の割当を優先的に行うため、各ユーザ端末に対して、割り当ての優先順位に基づいて、送信優先度が各位の帯域が割り当てられて、各ユーザ端末の間の公平性を保てる。 According to this configuration, priority is given to bandwidth allocation for upstream data with higher transmission priority, and bandwidth allocation is performed for user terminals with higher allocation priority. Since this is performed preferentially, each user terminal is assigned a band having a transmission priority of each user terminal based on the priority of the assignment, so that fairness among the user terminals can be maintained.
また、本発明は、単数又は複数の加入者側終端装置に接続されるアクセスポートを複数備えるとともに、上位ネットワークに接続されるトランクポートと、上述の帯域割当装置と、を備えることを特徴とする局側終端装置である。 In addition, the present invention includes a plurality of access ports connected to one or a plurality of subscriber-side terminal devices, a trunk port connected to a higher-level network, and the band allocation device described above. It is a station side terminal device.
この構成によれば、システムの構成を簡易にするとともに、各ユーザ端末に対して上り信号の帯域割当を公平とする、局側終端装置を提供することができる。 According to this configuration, it is possible to provide a station-side terminal device that simplifies the system configuration and makes the bandwidth allocation of the uplink signal fair to each user terminal.
また、本発明は、複数の加入者側終端装置と、上述の局側終端装置と、を備えることを特徴とする受動光ネットワークシステムである。 The present invention also provides a passive optical network system comprising a plurality of subscriber-side termination devices and the above-mentioned station-side termination device.
この構成によれば、受動光ネットワークシステムの構成を簡易にするとともに、各ユーザ端末に対して上り信号の帯域割当を公平とすることができる。 According to this configuration, the configuration of the passive optical network system can be simplified and the bandwidth allocation of the uplink signal can be made fair to each user terminal.
本発明は、各ユーザ端末から上位ネットワークへの上り信号を伝送する受動光ネットワークシステムにおいて、構成を簡易にするとともに、各ユーザ端末に対して上り信号の帯域割当を公平とすることができる。 The present invention can simplify the configuration in a passive optical network system that transmits an uplink signal from each user terminal to an upper network, and can make the bandwidth allocation of the uplink signal fair to each user terminal.
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。また、以下の説明では、kを1からNまでの自然数とする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components. In the following description, k is a natural number from 1 to N.
(実施形態)
本発明のOLTの構成を図3に示す。本発明を従来技術と比較すれば、ONU3−k−Mk、ユーザ端末4−k−Mk、光ファイバ5−k、光スプリッタ6−k、上位ネットワーク7−1、7−2及び光ファイバ8−1、8−2は同様であるが、OLT9は異なる。
(Embodiment)
The configuration of the OLT of the present invention is shown in FIG. When the present invention is compared with the prior art, the ONU 3-k-Mk, the user terminal 4-k-Mk, the optical fiber 5-k, the optical splitter 6-k, the upper networks 7-1 and 7-2, and the optical fiber 8- 1 and 8-2 are the same, but OLT9 is different.
OLT9は、PONポート91−k、帯域制御メッセージ分離・合流部92−k、振り分け部93−k、バッファ94−1、94−2、トランクポート95−1、95−2及び動的帯域割当部96から構成される。動的帯域割当部96は、要求量受信部961、要求量リスト962、送信可否判定部963、割当順序リスト964、ONU情報リスト965、送信可否リスト966及び送信可否通知部967から構成される。
The OLT 9 includes a PON port 91-k, a bandwidth control message separation / merging unit 92-k, a distribution unit 93-k, buffers 94-1 and 94-2, trunk ports 95-1 and 95-2, and a dynamic bandwidth allocation unit. 96. The dynamic
各PONポート91−kは、アクセス側ポートとして、PONポート番号1番からN番まで(N>1の自然数)を割り振られており、光ファイバ5−k及び光スプリッタ6−kを介して、ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkに接続されている。ONU3の全台数は、K=M1+・・・+MNである。K台のONU3は、それぞれ1〜Kの一意のONU番号がつけられて管理されている。ONU3−k−1、・・・、3−k−Mkは、それぞれユーザ端末ONU4−k−1、・・・、4−k−Mkに接続されている。
Each PON port 91-k is assigned PON port numbers No. 1 to No. N (N> 1 natural number) as an access-side port, and via the optical fiber 5-k and the optical splitter 6-k, ONU3-k-1, ..., 3-k-Mk. The total number of
トランクポート95−1、95−2は、それぞれトランクポート番号1番及び2番を割り振られており、それぞれ光ファイバ8−1、8−2を介して、それぞれ上位ネットワーク7−1、7−2に接続されている。各ONU3からの上りデータは、1番目の上位ネットワーク7−1へ出力されるか、2番目の上位ネットワーク7−2へ出力されるか、決められている。本実施形態では、トランクポート95に接続された上位ネットワーク7が2つの場合を示すが、トランクポート95の数すなわち上位ネットワーク7の数は、変形例で後述するように、3以上であってもよく、1であってもよい。
Trunk ports 95-1 and 95-2 are assigned
帯域制御メッセージ分離・合流部92−kは、PONポート91−k及び動的帯域割当部96に接続されている。帯域制御メッセージ分離・合流部92−kからの上りデータは、振り分け部93−kに送られ、トランクポート95−1、95−2に接続されたバッファ94−1、94−2を介して、トランクポート95−1、95−2から出力される。
The band control message separation / merging unit 92-k is connected to the PON port 91-k and the dynamic
図3では、下りデータの経路を図示していないが、トランクポート95−1、95−2から入力された下りデータは、下りデータのヘッダ情報に基づいて、いずれのPONポート91−kから出力されるべきか判断され、適切なPONポート91−kに接続された帯域制御メッセージ分離・合流部92−kへ送られる。 In FIG. 3, although the route of the downlink data is not shown, the downlink data input from the trunk ports 95-1 and 95-2 is output from any of the PON ports 91-k based on the header information of the downlink data. Is determined and sent to the band control message separating / merging unit 92-k connected to an appropriate PON port 91-k.
次に、本実施形態における動作の詳細を説明する。各ONU3は、各ユーザ端末4から入力されたデータ量に基づいて、送信要求量の情報をOLT9へ送信する。ここで、データの優先度に4クラスがある場合を想定すると、各ONU3は、4クラスのデータの優先度毎に、送信要求量の情報をOLT9へ送信する。
Next, details of the operation in the present embodiment will be described. Each
送信要求量の情報の送信方法としては、例えば、IEEE802.3で規定されるEPONの場合には、各ONU3は、REPORTと呼ばれる帯域制御メッセージを用いて、送信要求量の情報をOLT9へ通知することが定められている。
For example, in the case of EPON defined by IEEE 802.3, each
OLT9へ送信された送信要求量の情報は、PONポート91を通過後、帯域制御メッセージ分離・合流部92で上りデータと分離され、動的帯域割当部96へ送られる。
The transmission request amount information transmitted to the OLT 9 passes through the
動的帯域割当部96へ送られた送信要求量の情報は、要求量受信部961において受信され、要求量リスト962において保持される。本発明の要求量リストを図5に示す。要求量リスト962は、各ONU3毎の各データの優先度別の送信要求量Reqが、メモリまたはレジスタにおいて記録されているものである。
The request amount information sent to the dynamic
送信可否判定部963は、帯域割当周期Tcycleの周期で、要求量リスト962、割当順序リスト964及びONU情報リスト965を参考にして、各ONU3・各優先度の上りデータの送信可否を判定し、その結果を送信可否リスト966へ書き込む。本発明の送信可否の判定処理を示すフローチャートを図4に示す。
The transmission permission /
まずステップS1において、トランク番号#xの割当可能残量Atrunk(x)として、トランク番号#xの割当可能総量Btrunk(x)をセットする。ここで、トランク番号#xの割当可能総量は、帯域割当周期Tcycleの間にトランクポート番号xのトランクポート95から出力できる上りデータの総量であり、(トランクポート番号xのトランクポート帯域)×Tcycleで求められる。本実施形態では、OLT9は2個のトランクポート95−1、95−2を備えているため、Atrunk(1)及びAtrunk(2)として、それぞれのトランクポート95の割当可能総量をセットする。 First, in step S1, the assignable total amount B trunk (x) of the trunk number #x is set as the assignable remaining amount A trunk (x) of the trunk number #x. Here, the total assignable amount of the trunk number #x is the total amount of uplink data that can be output from the trunk port 95 of the trunk port number x during the bandwidth allocation cycle Tcycle, and (trunk port bandwidth of the trunk port number x) × Tcycle. Is required. In this embodiment, since the OLT 9 includes two trunk ports 95-1 and 95-2, the assignable total amount of each trunk port 95 is set as Atrunk (1) and Atrunk (2).
またステップS1において、PON番号#yの割当可能残量APON(y)として、PON番号#yの割当可能総量BPON(y)をセットする。ここで、PON番号#yの割当可能総量は、帯域割当周期Tcycleの間にPONポート番号yのPONポート91から入力できる上りデータの総量であり、(PONポート番号yのPONポート帯域)×Tcycle−(帯域制御メッセージに必要な帯域)で求められる。本実施形態では、OLT9はN個のPONポート91を備えているため、APON(y)(y=1〜N)として、それぞれのPONポート91の割当可能総量をセットする。
In step S1, the allocatable total amount BPON (y) of the PON number #y is set as the allocatable remaining amount APON (y) of the PON number #y. Here, the allocable total amount of the PON number #y is the total amount of uplink data that can be input from the
次のステップS2では、データの優先度Priのループを開始する。まず最初に、Pri=1をセットし、次のステップS3へ進み、その後、ステップS12のループ終点から再びこのステップS2に戻った際には、Priを1ずつ増加させる。Priが最大値Primaxになるまで、このループを繰り返す。本実施形態では、データの優先度は4クラスであるため、Primax=4となり、ステップS2〜S12のループを、Pri=1〜4について4回繰り返すことになる。なお、本実施形態では、Pri=1が最も優先度が高いクラスであり、Pri=4が最も優先度が低いクラスである。 In the next step S2, a data priority Pri loop is started. First, Pri = 1 is set, and the process proceeds to the next step S3. After that, when returning from the loop end point of step S12 to step S2 again, Pri is incremented by one. This loop is repeated until Pri reaches the maximum value Primax. In this embodiment, since the data priority is 4 classes, Primax = 4, and the loop of steps S2 to S12 is repeated four times for Pri = 1 to 4. In this embodiment, Pri = 1 is the highest priority class, and Pri = 4 is the lowest priority class.
次のステップS3では、割当順序リスト番号Lのループを開始する。まず最初に、L=1をセットし、次のステップS4へ進み、その後、ステップS11のループ終点から再びこのステップS3へ戻った際には、Lを1ずつ増加させる。本実施形態では、OLT9に接続されているONU3の全台数はK台であるため、ステップS3〜S11のループを、L=1〜KについてK回繰り返すことになる。
In the next step S3, a loop of the allocation order list number L is started. First, L = 1 is set, and the process proceeds to the next step S4. After that, when returning from the loop end point of step S11 to step S3 again, L is incremented by one. In this embodiment, since the total number of
次のステップS4では、割当順序リスト964から、割当順序リスト番号Lに記録されているONU番号を読み取り、読み取ったONU番号をiとする。本発明の割当順序リストを図6に示す。割当順序リスト964は、いずれのONU3に優先して帯域を割り当てるかが記載されているリストであり、割当順序リスト番号1番に割当優先順位が最高のONU番号、割当順序リスト番号2番に割当優先順位が2番目のONU番号、・・・、割当順序リスト番号K番に割当優先順位が最低のONU番号が記載されている。
In the next step S4, the ONU number recorded in the allocation order list number L is read from the
ここで、ステップS4の時点までの送信データ量について、最も少ないONU3のONU番号を割当順序リスト番号1番に、次に少ないONU3のONU番号を割当順序リスト番号2番に、・・・というように登録しておけば、ステップS4の時点までの送信データ量が少ないONU3に対して、優先的に割当が行われる。
Here, regarding the transmission data amount up to the time of step S4, the ONU number of the
または、各ONU3毎に設定されている目標帯域から実際の送信帯域を引いたものについて、最も大きいONU3のONU番号を割当順序リスト番号1番に、次に大きいONU3のONU番号を割当順序リスト番号2番に、・・・というように登録しておけば、目標帯域と比べて実際の送信帯域が少ないONU3に対して、優先的に割当が行われる。
Alternatively, for the target bandwidth set for each
割当順序リスト964の作成方法を上述の方法のように設定・変更すれば、どのようなONU3に対して優先的に割当を行うかを設定・変更することができるため、各ユーザ端末4に対して上り信号の帯域割当を公平とすることができる。
If the creation method of the
次のステップS5では、ONU情報リスト965を利用する。本発明のONU情報リストを図7に示す。ONU番号iに対して、そのONU3からの上りデータを出力すべきトランクポート95の番号と、そのONU3が接続されているPONポート91の番号が、記録されている。ONU情報リスト965から、ONU番号iのONU3に割り当てられているトランク番号を読み取り、これをtとする。ONU情報リスト965から、ONU番号iのONU3に割り当てられているPONポート番号を読み取り、これをpとする。
In the next step S5, the
次のステップS6では、トランク番号#tの割当可能残量Atrunk(t)から、ONU番号i及び優先度Priの要求量Req(i、Pri)を減算する。減算値が0以上であれば(ステップS6においてYES)、トランクポート番号tのトランクポート95の帯域は余っており、ステップS7へ進む。減算値が0より小さければ(ステップS6においてNO)、トランクポート番号tのトランクポート95の帯域は足りないため、ONU番号i及び優先度Priの上りデータは送信不可能と判断し、ステップS9へ進む。 In the next step S6, the requested amount Req (i, Pri) of the ONU number i and the priority Pri is subtracted from the allocatable remaining amount Atrunk (t) of the trunk number #t. If the subtraction value is 0 or more (YES in step S6), the bandwidth of trunk port 95 with trunk port number t is left, and the process proceeds to step S7. If the subtraction value is smaller than 0 (NO in step S6), the trunk port 95 of the trunk port number t has insufficient bandwidth, so it is determined that the uplink data of the ONU number i and the priority Pri cannot be transmitted, and the process proceeds to step S9. move on.
次のステップS7では、PON番号#pの割当可能残量APON(p)から、ONU番号i及び優先度Priの要求量Req(i、Pri)を減算する。減算値が0以上であれば(ステップS7においてYES)、PONポート番号pのPONポート91の帯域は余っており、ONU番号i及び優先度Priの上りデータは送信可能と判断し、ステップS8へ進む。減算値が0より小さければ(ステップS7においてNO)、PONポート番号pのPONポート91の帯域は足りないため、ONU番号i及び優先度Priの上りデータは送信不可能と判断し、ステップS9へ進む。
In the next step S7, the requested amount Req (i, Pri) of the ONU number i and the priority Pri is subtracted from the allocatable remaining amount APON (p) of the PON number #p. If the subtraction value is 0 or more (YES in step S7), it is determined that the bandwidth of the
次のステップS8では、ONU番号i及び優先度Priの上りデータは送信可能であることを、送信可否リスト966に記録し、ステップS10へ進む。次のステップS9では、ONU番号i及び優先度Priの上りデータは送信不可能であることを、送信可否リスト966に記録し、ステップS11へ進む。本発明の送信可否リストを図8に示す。送信可否リスト966は、各ONU3毎及び各データの優先度別に、上りデータが送信可能か送信不可能かを保持するためのリストである。
In the next step S8, the fact that the uplink data of ONU number i and priority Pri can be transmitted is recorded in the transmission permission /
次のステップS10では、トランク番号#tの割当可能残量を、帯域割当前のAtrunk(t)から、帯域割当後のAtrunk(t)−Req(i、Pri)へと、更新する。またステップS10では、PON番号#pの割当可能残量を、帯域割当前のAPON(p)から、帯域割当後のAPON(p)−Req(i、Pri)へと、更新する。 In the next step S10, the allocable remaining amount of the trunk number #t is updated from Atrunk (t) before bandwidth allocation to Atrunk (t) -Req (i, Pri) after bandwidth allocation. In step S10, the remaining allocable remaining amount of the PON number #p is updated from APON (p) before bandwidth allocation to APON (p) -Req (i, Pri) after bandwidth allocation.
ステップS11は、ステップS3との間でループを構成している。現時点で処理を行っている割当順序リスト番号LがK未満であれば、ステップS3へ戻る。現時点で処理を行っている割当順序リスト番号LがKと等しければ、ステップ12へ進む。 Step S11 forms a loop with step S3. If the allocation order list number L currently being processed is less than K, the process returns to step S3. If the allocation order list number L currently being processed is equal to K, the process proceeds to step 12.
ステップS12は、ステップS2との間でループを構成している。現時点で処理を行っている優先度Priが4未満であれば、ステップS2へ戻る。現時点で処理を行っている優先度Priが4と等しければ、図4の処理を終了する。 Step S12 forms a loop with step S2. If the priority Pri currently being processed is less than 4, the process returns to step S2. If the priority Pri currently being processed is equal to 4, the processing in FIG.
送信可否通知部967は、送信可否リスト966を読み取り、上りデータを送信可能なONU3に対して、いずれの優先度のデータが送信可能かを通知する、送信許可メッセージを生成する。生成された送信許可メッセージは、メッセージ送信対象であるONU3を接続されている帯域制御メッセージ分離・合流部92に送られ、メッセージ送信対象であるONU3を接続されているPONポート91を通じて、各ONU3へ送信される。
The transmission permission /
送信許可メッセージは、例えば、IEEE802.3で規定されるEPONの場合には、GATEと呼ばれる帯域制御メッセージを用いて、OLT9から各ONU3へ通知される。GATEと呼ばれる帯域制御メッセージは、各ONU3がどれだけの時間上りデータを送信してよいかを伝えるメッセージである。GATEメッセージを用いて送信許可を通知する場合には、送信可否通知部967は、送信可否リスト966を読み取り、各ONU3がどれだけの上りデータを送信可能かを計算し、その上りデータの送信に必要な時間をGATEメッセージに書き込む必要がある。
For example, in the case of EPON defined by IEEE 802.3, the transmission permission message is notified from the OLT 9 to each
上りデータを送信可能なONU3は、送信許可メッセージに従って、次の帯域割当周期に、送信許可量に対応する上りデータをOLT9に送信する。
The
このように、OLT9は、PONポート91での帯域制御及びトランクポート95での帯域制御を、それぞれの動的帯域制御割当部により実現するのではなく、複数のPONポート91をまたいだ複数のONU3に対する帯域制御を、一括の動的帯域制御割当部96により実現することができる。よって、各ユーザ端末4に対して上り信号の帯域割当を公平とすることができる。そして、OLT9の構成を簡易にすることができる。
In this way, the OLT 9 does not realize the bandwidth control at the
さらに、従来技術では、出力バッファ13は、ONU3の台数分必要であるが、本発明では、バッファ94は、ONU3の台数分なくてもよく、トランクポート95の個数分あれば足りる。よって、OLT9の構成をより簡易にすることができる。
Furthermore, in the prior art, the output buffers 13 are required for the number of
さらに、送信可能判定部963は、割当順序リスト上位のONU3から割当順序リスト下位のONU3に向かって、帯域の割当を順番に行う処理を、最高優先クラスである優先度1から最低優先クラスである優先度4に向かって、順番に行う。つまり、送信可能判定部963は、優先クラス上位の上りデータに対して、帯域の割当を優先的に行うことを優先したうえで、割当順序リスト上位のONU3に対して、帯域の割当を優先的に行う。
Further, the transmission
ここで、割当順序リスト上位のONU3に対して、帯域の割当を優先的に行うことを優先したうえで、優先クラス上位の上りデータに対して、帯域の割当を優先的に行うときには、割当順序リスト上位のONU3に対しては、優先クラス下位の帯域でも割り当てられる一方で、割当順序リスト下位のONU3に対しては、優先クラス上位の帯域すら割り当てられないことが起こりえる。よって、各ONU3の間の公平性を保てない。
Here, when priority is given to bandwidth allocation with respect to the
しかし、優先クラス上位の上りデータに対して、帯域の割当を優先的に行うことを優先したうえで、割当順序リスト上位のONU3に対して、帯域の割当を優先的に行うときには、各ONU3に対して、割当順序リスト順位に基づいて、優先クラス各位の帯域が割り当てられる。よって、各ONU3の間の公平性を保てる。
However, when priority is given to bandwidth allocation for upstream data of higher priority class, and priority is given to bandwidth allocation for
(変形例)
本実施形態では、トランクポート95が2個配置されており、上りデータに優先度が設定されており、割当順序リスト964が格納されている。ここで、第1の変形例として、トランクポート95の個数は、3個以上であってもよく、1個であってもよい。そして、第2の変形例として、上りデータに優先度を設定しなくてもよい。さらに、第3の変形例として、割当順序リスト964を作成しなくてもよい。
(Modification)
In this embodiment, two trunk ports 95 are arranged, priority is set for uplink data, and an
第1の変形例において、トランクポート95の個数を1個にするときには、ONU情報リスト965において、トランク番号を記載する必要はない。
In the first modification, when the number of trunk ports 95 is one, it is not necessary to describe the trunk number in the
第2の変形例において、上りデータに優先度を設定しないときには、要求量リスト962において、優先度毎に要求量Reqを記載する必要はなく、送信可否リスト966において、優先度毎に送信可否を記載する必要はない。
In the second modification, when the priority is not set for the uplink data, it is not necessary to describe the request amount Req for each priority in the
第3の変形例において、割当順序リスト964を作成しないときでも、複数のアクセスポート91にまたがる複数のONU3の全部について、各ONU3の送信要求量に基づく各ONU3の送信可否の判定を、一括して行っているため、各ユーザ端末4に対して上り信号の帯域割当を公平とすることができることに変わりはない。
In the third modified example, even when the
本発明に係る帯域割当方法、帯域割当装置、局側終端装置及び受動光ネットワークシステムは、複数のPONを一つに束ねて上位ネットワークに接続するにあたり、構成を簡易にするとともに、各ユーザ端末に対して上り信号の帯域割当を公平とする。 The bandwidth allocation method, bandwidth allocation device, station-side termination device, and passive optical network system according to the present invention simplify the configuration and connect each user terminal to a plurality of PONs connected together to an upper network. On the other hand, the upstream signal bandwidth allocation is fair.
1:スイッチ
2:OLT
3:ONU
4:ユーザ端末
5:光ファイバ
6:光スプリッタ
7:上位ネットワーク
8:光ファイバ
9:OLT
11:下位側ポート
12:振り分け部
13:出力バッファ
14:スケジューラ
15:上位側ポート
16:輻輳検知部
91:PONポート
92:帯域制御メッセージ分離・合流部
93:振り分け部
94:バッファ
95:トランクポート
96:動的帯域割当部
961:要求量受信部
962:要求量リスト
963:送信可否判定部
964:割当順序リスト
965:ONU情報リスト
966:送信可否リスト
967:送信可否通知部
1: Switch 2: OLT
3: ONU
4: User terminal 5: Optical fiber 6: Optical splitter 7: Host network 8: Optical fiber 9: OLT
11: Lower side port 12: Distribution unit 13: Output buffer 14: Scheduler 15: Upper side port 16: Congestion detection unit 91: PON port 92: Band control message separation / merging unit 93: Distribution unit 94: Buffer 95: Trunk port 96: Dynamic bandwidth allocation unit 961: Request amount receiving unit 962: Request amount list 963: Transmission availability determination unit 964: Allocation order list 965: ONU information list 966: Transmission availability list 967: Transmission availability notification unit
Claims (9)
前記各加入者側終端装置から送信要求量の情報を取得する送信要求量取得ステップと、
前記各加入者側終端装置に対する上り帯域の割り当ての可否を判定する際に、
前記各アクセスポートに接続され、かつ、上り帯域を割り当て可能な前記単数又は複数の加入者側終端装置について、送信要求量の合計量が、前記各アクセスポートにおける割り当て可能帯域を超過しないようにするとともに、
前記トランクポートを利用し、かつ、上り帯域を割り当て可能な前記単数又は複数の加入者側終端装置について、送信要求量の合計量が、前記トランクポートにおける割り当て可能帯域を超過しないようにする送信可否判定ステップと、
前記各加入者側終端装置に対する上り帯域の割り当ての可否を、前記各加入者側終端装置に対して通知する送信可否通知ステップと、
を順に備えることを特徴とする帯域割当方法。 In a passive optical network system including a plurality of access ports connected to one or a plurality of subscriber-side termination devices and a trunk port connected to a higher-level network, an uplink from each of the subscriber-side termination devices to the higher-level network A bandwidth allocation method for allocating bandwidth to each subscriber-side terminal device, comprising:
A transmission request amount acquisition step of acquiring information of a transmission request amount from each of the subscriber-side terminal devices;
When determining whether or not the uplink bandwidth can be assigned to each subscriber-side terminal device,
For the one or more subscriber-side termination devices that are connected to each access port and can be assigned an upstream bandwidth, the total amount of transmission requests is prevented from exceeding the allocatable bandwidth for each access port. With
For the one or more subscriber-side terminating devices that can use the trunk port and can be assigned an upstream band, whether transmission is possible so that the total amount of requested transmissions does not exceed the allocatable band in the trunk port A determination step;
A transmission availability notification step of notifying each subscriber-side termination device of whether or not uplink bandwidth allocation to each subscriber-side termination device is possible;
In sequence.
前記送信可否判定ステップでは、前記各トランクポートを利用し、かつ、上り帯域を割り当て可能な前記単数又は複数の加入者側終端装置について、送信要求量の合計量が、前記各トランクポートにおける割り当て可能帯域を超過しないようにする
ことを特徴とする請求項1に記載の帯域割当方法。 Multiple trunk ports are connected to multiple higher level networks,
In the transmission permission / inhibition determination step, a total amount of transmission request amounts can be assigned to each trunk port for the one or more subscriber-side terminating devices that use each trunk port and can be assigned an upstream band. The bandwidth allocation method according to claim 1, wherein the bandwidth is not exceeded.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の帯域割当方法。 The transmission permission / inhibition determining step determines whether or not an uplink band can be allocated to each of the subscriber-side terminal devices in order of an uplink signal having a high transmission priority and an uplink signal having a low transmission priority. The bandwidth allocation method according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の帯域割当方法。 In the transmission permission / inhibition determination step, whether or not an uplink band can be allocated to each of the subscriber-side termination devices in order from the subscriber-side termination device having a higher allocation priority to the subscriber-side termination device having a lower allocation priority. The bandwidth allocation method according to claim 1 or 2, wherein:
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の帯域割当方法。 In the transmission permission / inhibition determination step, whether or not an uplink band can be allocated to each of the subscriber-side termination devices in order from the subscriber-side termination device having a higher allocation priority to the subscriber-side termination device having a lower allocation priority. The band allocation method according to claim 1 or 2, wherein the step of determining is performed in the order of an uplink signal having a high transmission priority and an uplink signal having a low transmission priority.
前記各加入者側終端装置から送信要求量の情報を取得する送信要求量取得部と、
前記各加入者側終端装置に対する上り帯域の割り当ての可否を判定する際に、
前記各アクセスポートに接続され、かつ、上り帯域を割り当て可能な前記単数又は複数の加入者側終端装置について、送信要求量の合計量が、前記各アクセスポートにおける割り当て可能帯域を超過しないようにするとともに、
前記トランクポートを利用し、かつ、上り帯域を割り当て可能な前記単数又は複数の加入者側終端装置について、送信要求量の合計量が、前記トランクポートにおける割り当て可能帯域を超過しないようにする送信可否判定部と、
前記各加入者側終端装置に対する上り帯域の割り当ての可否を、前記各加入者側終端装置に対して通知する送信可否通知部と、
を備えることを特徴とする帯域割当装置。 In a passive optical network system including a plurality of access ports connected to one or a plurality of subscriber-side termination devices and a trunk port connected to a higher-level network, an uplink from each of the subscriber-side termination devices to the higher-level network A bandwidth allocating device for allocating a bandwidth to each subscriber-side terminal device,
A transmission request amount acquisition unit for acquiring information of a transmission request amount from each subscriber-side terminal device;
When determining whether or not the uplink bandwidth can be assigned to each subscriber-side terminal device,
For the one or more subscriber-side termination devices that are connected to each access port and can be assigned an upstream bandwidth, the total amount of transmission requests is prevented from exceeding the allocatable bandwidth for each access port. With
For the one or more subscriber-side terminating devices that can use the trunk port and can be assigned an upstream band, whether transmission is possible so that the total amount of requested transmissions does not exceed the allocatable band in the trunk port A determination unit;
A transmission availability notification unit for notifying each subscriber-side termination device of whether or not uplink bandwidth allocation to each subscriber-side termination device is possible;
A bandwidth allocating device comprising:
ことを特徴とする請求項6に記載の帯域割当装置。 The transmission permission / inhibition determination unit determines whether or not an uplink band can be allocated to each of the subscriber-side termination devices in order from the subscriber-side termination device having a higher allocation priority to the subscriber-side termination device having a lower allocation priority. The bandwidth allocation apparatus according to claim 6, wherein:
上位ネットワークに接続されるトランクポートと、
請求項6又は請求項7に記載の帯域割当装置と、
を備えることを特徴とする局側終端装置。 With multiple access ports connected to one or more subscriber-side termination devices,
A trunk port connected to the upper network;
The bandwidth allocation device according to claim 6 or 7,
A station-side termination device comprising:
請求項8に記載の局側終端装置と、
を備えることを特徴とする受動光ネットワークシステム。 A plurality of subscriber-side termination devices;
The station side termination device according to claim 8,
A passive optical network system comprising:
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