JP2014011666A

JP2014011666A - Method for allocating band for uplink data and communication device

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Publication number: JP2014011666A
Application number: JP2012147488A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sakamoto; 健坂本; Noriyuki Ota; 憲行太田; Yasutaka Kimura; 康隆木村; Shigehito Sakai; 慈仁酒井; Yunhan Wang; 雲瀚王; Hirotaka Ujikawa; 裕隆氏川; Takashi Mitsui; 隆光井
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication device that has a simple configuration that does not need a plurality of functions of an OLT and a switch and is capable of band allocation that does not cause unfairness between OLTs in a network involving a plurality of PONs.SOLUTION: A communication device according to the invention makes band control simple by not performing band control between point-multipoint connections if congestion has not occurred at a trunk port, and ensures band fairness by performing band control involving between point-multipoint connections if congestion has occurred at the trunk port.

Description

本発明は、複数のポイント・マルチポイント接続を収容するアクセスネットワークにおいて、複数のポイント・マルチポイント接続を集線・振り分け、複数の上位ネットワークへ出力する際の帯域割り当て方法、および通信装置に関する。 The present invention relates to a bandwidth allocation method and a communication device for collecting and distributing a plurality of point / multipoint connections and outputting them to a plurality of upper networks in an access network accommodating a plurality of point / multipoint connections.

ユーザ端末からコアネットワークへ向かう上りトラヒックに対し、多数のユーザからのトラヒックを束ね、かつ複数の上位ネットワークへデータの振り分けを行うネットワークがある。 There is a network that bundles traffic from a large number of users and distributes data to a plurality of higher-level networks for upstream traffic from a user terminal to a core network.

たとえば、図７に示すような、ＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）とスイッチ（レイヤ２スイッチ）とを用いる構成がある。このとき、ユーザ端末４はＯＮＵ（ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋＵｎｉｔ）と呼ばれる通信装置３に接続する。 For example, there is a configuration using a PON (Passive Optical Network) and a switch (layer 2 switch) as shown in FIG. At this time, the user terminal 4 is connected to a communication apparatus 3 called ONU (Optical Network Unit).

ＯＮＵ３はＯＬＴ（ＯｐｔｉｃａｌＬｉｎｅＴｅｒｍｉｎａｌ）と呼ばれる通信装置１に接続する。ＯＬＴには複数のＯＮＵが接続し、ＯＬＴ〜ＯＮＵ間の通信路（この場合は光ファイバ）を複数のＯＮＵで共用する。たとえば、ＯＬＴ１−１にはＯＮＵ３−１−１〜ＯＮＵ３−１−Ｍ１が接続し、これらＭ１台のＯＮＵ３で、光ファイバ５と光スプリッタ６とを共用する。 The ONU 3 is connected to a communication device 1 called OLT (Optical Line Terminal). A plurality of ONUs are connected to the OLT, and a communication path (in this case, an optical fiber) between the OLT and the ONU is shared by the plurality of ONUs. For example, the ONT 3-1-1 to the ONU 3-1 -M 1 are connected to the OLT 1-1, and the optical fiber 5 and the optical splitter 6 are shared by these M1 ONUs 3.

ＯＮＵ３からＯＬＴ１への上り信号は、時分割多重される。具体的には、時間的に衝突しないようにＯＮＵ３ごとに送信開始時刻、送信時間をＯＬＴ１が指示し、ＯＮＵ３はＯＬＴ１からの送信指示に従う。ＯＬＴ１は、自ＯＬＴ配下のＯＮＵの上り送信を制御する。たとえば、ＯＬＴ１−１であれば、ＯＮＵ３−１−１〜ＯＮＵ３−１−Ｍ１を制御する。これにより、複数のＯＮＵ３からの上りトラヒックが１台のＯＬＴ１により集線され、ＯＬＴ１より上位へ転送される。これが１段階目の集線である。 The upstream signal from the ONU 3 to the OLT 1 is time division multiplexed. Specifically, the OLT 1 instructs the transmission start time and transmission time for each ONU 3 so as not to collide in time, and the ONU 3 follows the transmission instruction from the OLT 1. The OLT 1 controls uplink transmission of ONUs under its own OLT. For example, if it is OLT1-1, ONU3-1-1 to ONU3-1-M1 are controlled. As a result, upstream traffic from a plurality of ONUs 3 is concentrated by one OLT 1 and transferred to a higher level than OLT 1. This is the first stage of concentration.

また、このとき、ＯＮＵ３は、送信許可を通知されるまで、ユーザ端末４から入力される上りデータフレームをＯＮＵ３が備える上りフレームバッファに蓄積しておく。さらに、フレームバッファに蓄積しているデータフレームの量を、送信要求量として、ＯＬＴ１に通知する。これにより、ＯＬＴ１では、ＯＮＵ３ごとの通信状況を知ることができ、上り送信すべきＯＮＵ３のみの送信を許可することで、効率的にＯＮＵ３〜ＯＬＴ１間の上り帯域を使用させることができる。また、いずれのＯＮＵ３に、また、どれだけ送信を許可するかは、動的に更新する。このような動的に送信許可量を更新する方式は、動的帯域割当（ＤＢＡ：ＤｙｎａｍｉｃＢａｎｄｗｉｄｔｈＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる。 At this time, the ONU 3 stores the uplink data frame input from the user terminal 4 in the uplink frame buffer included in the ONU 3 until the transmission permission is notified. Further, the amount of data frames accumulated in the frame buffer is notified to the OLT 1 as a transmission request amount. As a result, the OLT 1 can know the communication status of each ONU 3 and can efficiently use the upstream band between the ONU 3 and the OLT 1 by permitting transmission of only the ONU 3 to be upstream transmitted. Also, to which ONU 3 and how much transmission is permitted is dynamically updated. Such a method of dynamically updating the transmission permission amount is called dynamic bandwidth allocation (DBA).

さらに、このネットワークでは、スイッチ２には複数のＯＬＴ１、すなわちＯＬＴ１−１〜ＯＬＴ１−Ｎが接続する。これらＮ台のＯＬＴ１から出力される上りトラヒックをスイッチ２により束ね、上位のネットワーク７−１および７−２に転送する。すなわち、スイッチ２は２段階目の集線およびデータの振り分けを行う。 Further, in this network, a plurality of OLTs 1, that is, OLT 1-1 to OLT 1-N are connected to the switch 2. Upstream traffic output from these N OLTs 1 is bundled by the switch 2 and transferred to the upper networks 7-1 and 7-2. That is, the switch 2 performs the second-stage concentration and data distribution.

２段階の集線により、多くのユーザ端末４からのトラヒックを少数の回線に束ねることで、統計的なトラヒックの多重効果を期待でき、効率的にネットワークリソース、ここでは特に帯域を使用することができる。この図では、（Ｍ１＋Ｍ２＋・・・ＭＮ）台のユーザ端末４からの上りトラヒックが、スイッチ２と上位ネットワーク７との間のリンク８に集線される。 By bundling traffic from a large number of user terminals 4 to a small number of lines through two-stage line concentration, a statistical traffic multiplexing effect can be expected, and network resources, in particular, bandwidth can be used efficiently here. . In this figure, uplink traffic from (M1 + M2 +... MN) user terminals 4 is concentrated on a link 8 between the switch 2 and the upper network 7.

一方で、上述のような複数段階の集線を行う場合、以下のような課題がある。第一に、ユーザ間の公平性についてである。上記のネットワーク構成の場合、各ＯＬＴ１は、自ＯＬＴに接続されるＯＮＵ３からのトラヒックは公平に制御することができる。たとえば、ＯＮＵ〜ＯＬＴ間の通信容量が１Ｇｂｐｓであった際に、ＯＬＴ１−１に接続するＯＮＵ３が１０台であった場合（Ｍ１＝１０）に、これらのＯＮＵ３が上りトラヒックをそれぞれ１Ｇｂｐｓで流そうとした状況（ユーザ端末４から１Ｇｂｐｓの上りトラヒックがＯＮＵ３に入力されている状況）を考える。このとき、ＯＬＴ１−１はそれぞれのＯＮＵ３−１−１〜Ｍ１に１００Ｍｂｐｓずつの帯域を割り当てることで、上り帯域をＯＮＵ間で公平に割り当てることができる。実際、ＯＮＵ３−１−１〜Ｍ１の各ＯＮＵは、それぞれ１００Ｍｂｐｓでのみ上り送信を行うことができ、それぞれのＯＮＵが上り送信できる帯域は等しい。 On the other hand, when performing multi-stage concentration as described above, there are the following problems. The first is about fairness among users. In the case of the above network configuration, each OLT 1 can fairly control the traffic from the ONU 3 connected to its own OLT. For example, when the communication capacity between the ONU and the OLT is 1 Gbps, and there are 10 ONUs 3 connected to the OLT 1-1 (M1 = 10), these ONUs 3 will flow upstream traffic at 1 Gbps each. (Situation where uplink traffic of 1 Gbps is input from the user terminal 4 to the ONU 3). At this time, the OLT 1-1 can allocate the bandwidth of 100 Mbps to each of the ONUs 3-1-1 to M 1, so that the upstream band can be allocated fairly between the ONUs. Actually, each ONU of the ONUs 3-1-1 to M1 can perform uplink transmission only at 100 Mbps, and the bandwidth in which each ONU can perform uplink transmission is equal.

一方で、スイッチ２も、ＯＬＴ１からの上りトラヒックをＯＬＴ単位で公平に制御することができる。たとえば、リンク８の容量が１Ｇｂｐｓであり、２台のＯＬＴ１−１、１−２のみから、１Ｇｂｐｓでスイッチ２に上りトラヒックが入力された場合を考える。このとき、ＯＬＴ１−１、１−２からは、それぞれスイッチ２の異なるポートからトラヒックが入力されるため、ポート単位で公平になるように、半分ずつのそれぞれ５００Ｍｂｐｓだけを上位ネットワーク７に転送する。このようにすることで、スイッチ２もＯＬＴ単位で見れば、公平に帯域を制御することができる。 On the other hand, the switch 2 can also fairly control the upstream traffic from the OLT 1 in units of OLTs. For example, consider a case in which the capacity of the link 8 is 1 Gbps, and uplink traffic is input to the switch 2 at 1 Gbps from only two OLTs 1-1 and 1-2. At this time, since traffic is input from the different ports of the switch 2 from the OLTs 1-1 and 1-2, only 500 Mbps of each half is transferred to the upper network 7 so as to be fair on a port basis. By doing in this way, if the switch 2 is also viewed in OLT units, the bandwidth can be controlled fairly.

しかしながら、このとき、ＯＬＴ単位では公平であっても、ＯＮＵ単位、すなわちユーザ単位では公平にはならない。上記の場合、２台のＯＬＴ１−１、１−２のうち、ＯＬＴ１−１には１０台のＯＮＵ３からの上りトラヒックを束ねており、他方は１台のＯＮＵ３からの上りトラヒックだったとする（ＯＮＵ３−２−１〜Ｍ２のうち、上りトラヒックが入力されていたＯＮＵは１台のみ）。このとき、ＯＬＴ１−１、１−２がスイッチ２に送信した１Ｇｂｐｓの上りトラヒックのうち、それぞれ５００Ｍｂｐｓずつが上位ネットワーク７に転送されるのであるから、ＯＬＴ１−１では、結局、１台のＯＮＵあたりでは５０Ｍｂｐｓしか上位ネットワークには転送されていないことになる。一方、ＯＬＴ１−２では、１台のＯＮＵしか上り送信していないので、このＯＮＵ３からの５００Ｍｂｐｓのトラヒックが転送されることになる。すなわち、ＯＬＴ１−１配下のＯＮＵ３につながるユーザ端末４からの上りトラヒックは、５０Ｍｂｐｓしか上位ネットワーク７に転送されないのに対し、ＯＬＴ１−２配下のＯＮＵ３につながるユーザ端末４からの上りトラヒックは、その１０倍の５００Ｍｂｐｓが上位ネットワーク７に転送されることになる。すなわち、異なるＯＬＴではユーザ帯域の公平性が確保できない問題があった。 However, at this time, even if it is fair in OLT units, it is not fair in ONU units, that is, user units. In the above case, out of the two OLTs 1-1 and 1-2, the OLT 1-1 is bundled with upstream traffic from 10 ONUs 3, and the other is upstream traffic from one ONU 3 (ONU3 2-1 to M2 have only one ONU to which upstream traffic has been input). At this time, among the 1 Gbps upstream traffic transmitted from the OLT 1-1 and 1-2 to the switch 2, 500 Mbps is transferred to the upper network 7 respectively. Then, only 50 Mbps is transferred to the upper network. On the other hand, since only one ONU performs uplink transmission in the OLT 1-2, 500 Mbps traffic from the ONU 3 is transferred. In other words, the uplink traffic from the user terminal 4 connected to the ONU 3 under the OLT 1-1 is transferred to the upper network 7 only at 50 Mbps, whereas the uplink traffic from the user terminal 4 connected to the ONU 3 under the OLT 1-2 is 10 Double 500 Mbps is transferred to the upper network 7. That is, there is a problem that the fairness of the user bandwidth cannot be secured with different OLTs.

２つ目の課題は、ＯＬＴ１による集線と、集線および振り分けを行うスイッチ２という二つの機能部が必要となるため、装置の構成が複雑になり、装置が高コスト・高消費電力になるという問題があった。 The second problem is that the two functional parts of the OLT 1 for concentrating and the switch 2 for concentrating and distributing are necessary, so that the configuration of the apparatus becomes complicated, and the apparatus becomes high cost and high power consumption. was there.

そこで、スイッチとＯＬＴとが連携し、ユーザ間の利用可能帯域を公平に制御する方法が知られている。例えば、従来の技術１として、非特許文献１には、ＯＬＴは、各ＯＮＵからの送信要求量に基づき、ＯＬＴからスイッチに送信要求メッセージを送信し、スイッチは各ＯＬＴからの送信要求メッセージをもとに、ＯＬＴごとに送信許可量を算出し、各ＯＬＴに通知する方法が開示されている。この方法により、各ＯＬＴに接続されているＯＮＵの情報も含めてスイッチで集中的にＯＬＴごとの送信許可量を算出するため、ＯＮＵ間での公平制御を実現することができる。 Thus, a method is known in which the switch and the OLT cooperate to control the available bandwidth between users fairly. For example, as the prior art 1, in Non-Patent Document 1, the OLT transmits a transmission request message from the OLT to the switch based on the transmission request amount from each ONU, and the switch also receives the transmission request message from each OLT. In addition, a method is disclosed in which a transmission permission amount is calculated for each OLT and notified to each OLT. By this method, since the transmission permission amount for each OLT is calculated intensively by the switch including the information of the ONUs connected to each OLT, fair control between the ONUs can be realized.

また、従来の技術２として、図８に示すような方法もある。この方法では、集線スイッチ２において、ＯＬＴ１から入力されたデータフレームに対し、データフレームのヘッダ情報からいずれのＯＮＵ３を経由したものかを振り分け部２１２により識別し、該当するＯＮＵ３のフレームバッファ２１３に転送し、蓄積する。たとえば、ＯＬＴ１−１配下のＯＮＵ３−１−２を経由したデータフレーム（すなわち、ユーザ端末４−１−２が送信）であれば、フレームバッファ２１３に蓄積する。そのため、スイッチ２は接続し得るユーザ数分、すなわち、ＯＮＵ台数分のフレームバッファ２１３を備えておく。 Further, as a conventional technique 2, there is a method as shown in FIG. In this method, in the line concentrator switch 2, with respect to the data frame input from the OLT 1, the distribution unit 212 identifies which of the data frame header information has passed through the ONU 3, and transfers it to the frame buffer 213 of the corresponding ONU 3. And accumulate. For example, if the data frame passes through the ONU 3-1-2 under the OLT 1-1 (that is, transmitted by the user terminal 4-1-2), the data frame is stored in the frame buffer 213. Therefore, the switch 2 includes as many frame buffers 213 as the number of users that can be connected, that is, the number of ONUs.

フレームバッファ２１３に蓄積されたデータフレームは、スケジューラ２１４により読み出され、上位ネットワーク７へ転送される。このとき、スケジューラ２１４は各フレームバッファ２１３からの読み出し量が公平になるように蓄積されていたデータフレームを読み出す。読み出したデータフレームを、ポート２１５を介して上位ネットワーク７へ転送する。 The data frame stored in the frame buffer 213 is read by the scheduler 214 and transferred to the upper network 7. At this time, the scheduler 214 reads out the stored data frames so that the read amount from each frame buffer 213 is fair. The read data frame is transferred to the upper network 7 via the port 215.

従来の技術２として特徴的なことに、それぞれのフレームバッファ２１３の蓄積量を輻輳検知部２１６が監視することが挙げられる。具体的には、あらかじめ設定する閾値に対し、蓄積量が閾値を超過したことを検知する。バッファ蓄積量が閾値を超過したことを輻輳検知部２１６が検知したら、輻輳検知部２１６は、該当するフレームバッファ２１３について当該ユーザ端末からのトラヒックが輻輳している旨を、当該ユーザ端末が接続しているＯＬＴに通知する。ＯＬＴは通知を受けたら、当該ユーザ端末への上り送信許可を停止する。 Characteristic as conventional technique 2 is that the congestion detection unit 216 monitors the accumulation amount of each frame buffer 213. Specifically, it is detected that the accumulated amount exceeds the threshold value set in advance. When the congestion detection unit 216 detects that the buffer accumulation amount exceeds the threshold, the congestion detection unit 216 connects the user terminal that the traffic from the user terminal is congested with respect to the corresponding frame buffer 213. To the OLT. Upon receiving the notification, the OLT stops the uplink transmission permission to the user terminal.

例えば、フレームバッファ２１３−１−２の蓄積量が閾値を超過したことを輻輳検知部２１６が検知した場合、輻輳検知部２１６は、ＯＮＵ３−１−２を経由する上りトラヒックが輻輳している旨を記した制御メッセージを、ポート２１１−１を介してＯＬＴ１−１に通知する。通知を受けたＯＬＴ１−１では、ＯＮＵ３−１−２からの送信要求に関わらず、ＯＮＵ３−１−２への送信許可を停止する。この方法により、ＯＮＵ間、すなわちユーザ間の上り公平制御を実現している。 For example, when the congestion detection unit 216 detects that the accumulated amount of the frame buffer 213-1-2 exceeds a threshold, the congestion detection unit 216 indicates that the upstream traffic via the ONU 3-1-2 is congested. Is sent to the OLT 1-1 via the port 211-1. Receiving the notification, the OLT 1-1 stops transmission permission to the ONU 3-1-2 regardless of the transmission request from the ONU 3-1-2. This method realizes uplink fair control between ONUs, that is, between users.

Ｈ．Ｕｊｉｋａｗａ，ｅｔａｌ，“ＭｕｌｔｉｌｅｖｅｌＤｙｎａｍｉｃＢａｎｄｗｉｄｔｈＡｌｌｏｃａｔｉｏｎｕｓｉｎｇＢｕｆｆｅｒＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｆｏｒＣｏｕｓｉｎ−ＦａｉｒＡｃｃｅｓｓＳｙｓｔｅｍｓ”，ＡＰＣＣ２０１１，２１８−２２３．H. Ujikawa, et al, “Multilevel Dynamic Bandwidth Allocation using Buffer Observing for Cousin-Fair Access Systems”, APCC 2011, 218-223.

しかしながら、上述した従来の技術を用いて、２段階集線を行う場合、以下に記す課題がある。
従来の技術においては、ＯＬＴ〜スイッチ間での帯域制御を行うことになるため、ＯＬＴ、スイッチ双方の構成が複雑になる。ＯＬＴにはスイッチに対して送信要求を行う機構、スイッチからの送信指示に従い、上り送信を行う機構が必要になる。また、スイッチには、ＯＬＴからの送信要求を受け付ける機構、ＯＬＴからの送信要求に基づき、ＯＬＴごとの送信許可を算出する機構、送信許可を通知する機構が必要になり、装置が複雑になる。 However, when performing the two-stage concentration using the above-described conventional technique, there are the following problems.
In the prior art, since bandwidth control is performed between the OLT and the switch, the configuration of both the OLT and the switch becomes complicated. The OLT requires a mechanism for making a transmission request to the switch and a mechanism for performing uplink transmission in accordance with a transmission instruction from the switch. Further, the switch requires a mechanism for receiving a transmission request from the OLT, a mechanism for calculating transmission permission for each OLT based on the transmission request from the OLT, and a mechanism for notifying transmission permission, which complicates the apparatus.

本発明では、上述の課題を鑑み、ＯＬＴとスイッチという複数の機能が不要な簡易な構成であり、かつ複数のＰＯＮにまたがるネットワークにおいてＯＬＴ間の不公平が生じない帯域割り当てが可能な通信装置を提供する。 In the present invention, in view of the above-described problems, a communication device that has a simple configuration that does not require a plurality of functions of OLT and a switch and that can perform bandwidth allocation without causing unfairness between OLTs in a network spanning a plurality of PONs. provide.

本発明では、トランクポートにおいて輻輳が生じない場合には、ポイント・マルチポイント接続間での帯域制御を行わないことで、帯域制御を簡潔にし、トランクポートにおいて輻輳が生じた場合には、ポイント・マルチポイント接続間にまたがった帯域制御を行うことで帯域公平性を確保する。 In the present invention, when congestion does not occur in a trunk port, bandwidth control between point and multipoint connections is not performed, thereby simplifying bandwidth control. When congestion occurs in a trunk port, Bandwidth fairness is ensured by performing bandwidth control across multipoint connections.

具体的には、本発明に係る通信装置は、複数のＯＮＵを収容する複数のアクセスポートと、すべてのアクセスポートに入力されるＯＮＵからの帯域要求量に基づき、各ＯＮＵの上りデータの送信可否を判定してＯＮＵへ帯域を割り当てる動的帯域割当回路と、個別のアクセスポートに接続され、アクセスポートを介して接続されているＯＮＵからの帯域要求量を受信して動的帯域割当回路に通知するとともに、アクセスポートに接続されているＯＮＵへ帯域割当量を通知するＰＯＮ−ＤＢＡ部と、出力ポートへ出力される上りデータを蓄積し、出力ポートの出力速度でデータを出力するとともに、バッファの蓄積量が設定された閾値を超えた場合は、閾値を超えた出力ポートを閾値超過信号として出力する上りバッファと、を備え、全ての上りバッファから閾値超過信号が出力されない場合、ＰＯＮ−ＤＢＡ部は、受信したＯＮＵから帯域要求量に基づき、各ＯＮＵの上りデータの送信可否を判定してＯＮＵへ帯域を割り当て、いずれかの上りバッファから閾値超過信号が出力された場合、動的帯域割当回路は、ＰＯＮ−ＤＢＡ部から通知されたすべてのＯＮＵからの帯域要求量に基づき、各ＯＮＵの上りデータの送信可否を判定してＯＮＵへ帯域を割り当て、ＰＯＮ−ＤＢＡ部へ通知することを特徴とする。 Specifically, the communication device according to the present invention can determine whether or not uplink data can be transmitted from each ONU based on a plurality of access ports accommodating a plurality of ONUs and a bandwidth request amount from the ONUs input to all the access ports. A dynamic bandwidth allocation circuit that allocates a bandwidth to an ONU and a bandwidth request amount from an ONU that is connected to an individual access port and connected via the access port and notifies the dynamic bandwidth allocation circuit In addition, the PON-DBA unit for notifying the ONU connected to the access port of the bandwidth allocation amount, the upstream data output to the output port are accumulated, the data is output at the output speed of the output port, and the buffer An upstream buffer that outputs an output port that exceeds the threshold value as an over-threshold signal when the accumulated amount exceeds the set threshold value. When the threshold excess signal is not output from the buffer, the PON-DBA unit determines whether or not to transmit uplink data of each ONU based on the bandwidth request amount from the received ONU, assigns a bandwidth to the ONU, and from any upstream buffer When an over-threshold signal is output, the dynamic bandwidth allocation circuit determines whether or not uplink data can be transmitted from each ONU based on the bandwidth request amount from all ONUs notified from the PON-DBA unit, and transmits the bandwidth to the ONU. Is assigned and notified to the PON-DBA unit.

本発明に係る通信装置では、前記動的帯域割当回路が、各ＯＮＵからの要求量を受信する要求量受信部と、受信した要求量をＯＮＵ別及び優先度別に記録する要求量リストと、各ＯＮＵの優先度毎に対する送信可否を判断する送信可否判定部と、アクセスポートに接続されているＯＮＵの割当の優先順位が記録されている割当順序リストと、ＯＮＵがそれぞれどのアクセスポートに接続されているか、およびどの出力ポートからデータを出力するかが記録されているＯＮＵ情報リストと、送信可否判定部が送信可否を判断した結果をＯＮＵ別及び優先度別に記録する送信可否リストと、送信可否リストに記録されている各ＯＮＵの送信可否を前記送信許可情報として各ＰＯＮ−ＤＢＡ部に通知する送信可否通知部と、を備えていてもよい。 In the communication device according to the present invention, the dynamic bandwidth allocation circuit includes a request amount receiving unit that receives a request amount from each ONU, a request amount list that records the received request amount by ONU and priority, A transmission permission determination unit that determines whether transmission is possible for each ONU priority, an allocation order list in which priority of allocation of ONUs connected to access ports is recorded, and which access port each ONU is connected to And an output port from which data is to be output, an ONU information list, a transmission availability list that records the results of determination by the transmission availability determination unit for each ONU and priority, and a transmission availability list A transmission permission / inhibition notifying section for notifying each PON-DBA section of the transmission permission / inhibition of each ONU recorded as the transmission permission information.

本発明に係る通信装置では、前記送信可否判定部は、いずれかの出力ポートにおいて上りバッファの蓄積量が設定された閾値を超えた場合、優先度の高い順に前記割当順序リストからＯＮＵ番号を読み取り、読み取ったＯＮＵ番号と上りバッファの蓄積量が設定された閾値を超えたトランクポートにデータを送信するＯＮＵとが一致する場合に、当該ＯＮＵの帯域要求量と、当該ＯＮＵが接続されるアクセスポートに接続されており、かつすでに送信可能と判断されたすべてのＯＮＵの帯域要求量とを合算した伝送帯域がアクセスポートの帯域を超過するか否かを判定し、当該合算した伝送帯域がアクセスポートの帯域を超過しなかった場合は該ＯＮＵの帯域要求量は送信可能と判定し、当該合算した伝送帯域がアクセスポートの帯域を超過した場合は該ＯＮＵの帯域要求量は送信不可能と判定してもよい。 In the communication apparatus according to the present invention, the transmission permission / inhibition determining unit reads ONU numbers from the allocation order list in descending order of priority when the uplink buffer storage amount exceeds a set threshold value in any output port. When the read ONU number matches the ONU that transmits data to the trunk port whose stored amount of the uplink buffer exceeds the set threshold, the bandwidth request amount of the ONU and the access port to which the ONU is connected It is determined whether or not the transmission bandwidth that is the sum of the bandwidth requirements of all the ONUs that are already determined to be transmittable exceeds the access port bandwidth, and the total transmission bandwidth is the access port. If the bandwidth of the ONU is not exceeded, the bandwidth request amount of the ONU is determined to be transmittable, and the combined transmission bandwidth exceeds the access port bandwidth. Bandwidth request quantity of the ONU may determine impossible transmission if.

具体的には、本発明に係る上りデータの帯域割当方法は、複数のＯＮＵを収容する複数のアクセスポートに対して入力されるＯＮＵからＯＬＴへの上りデータの帯域を割り当てる帯域割当方法であって、出力ポートへ出力される上りデータを蓄積する上りバッファの蓄積量が設定された閾値を超えたか否かを判定する上りバッファ蓄積量判定手順と、全ての出力ポートにおいて上りバッファの蓄積量が設定された閾値を超えていない場合、アクセスポート毎に各ＯＮＵへの送信可否を判定してＯＮＵへ帯域を割り当て、いずれかの出力ポートにおいてバッファの蓄積量が設定された閾値を超えた場合、全てのアクセスポートに入力されたＯＮＵからの帯域要求量に基づき、各ＯＮＵの上りデータの送信可否を判定してＯＮＵへ帯域を割り当てる送信可否判定手順と、を順に有する。 Specifically, the bandwidth allocation method for uplink data according to the present invention is a bandwidth allocation method for allocating bandwidth for uplink data from an ONU to an OLT input to a plurality of access ports accommodating a plurality of ONUs. Upstream buffer storage amount determination procedure for determining whether or not the upstream buffer storage amount for storing upstream data output to the output port exceeds a set threshold, and the upstream buffer storage amount is set for all output ports If the specified threshold is not exceeded, it is determined whether transmission to each ONU is possible for each access port, the bandwidth is allocated to the ONU, and the buffer accumulation amount at any output port exceeds the set threshold. Based on the bandwidth request amount from the ONU input to the access port, determine whether each ONU can transmit uplink data and allocate the bandwidth to the ONU A transmission availability determination procedure, in this order.

本発明によれば、ＯＬＴとスイッチという複数の機能が不要となり、また異なるアクセスポートに接続されたＯＮＵ間でも帯域の公平性を確保できる装置が実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a device that does not require a plurality of functions of OLT and switch and can ensure bandwidth fairness among ONUs connected to different access ports.

本発明の実施形態によるＰＯＮシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the PON system by embodiment of this invention. 本実施形態による送信可否判定部の判定アルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination algorithm of the transmission permission determination part by this embodiment. 本実施形態による要求量リストを示す図である。It is a figure which shows the request | requirement amount list | wrist by this embodiment. 本実施形態による割当順序リストを示す図である。It is a figure which shows the allocation order list by this embodiment. 本実施形態によるＯＮＵ情報リストを示す図である。It is a figure which shows the ONU information list by this embodiment. 本実施形態による割当可否リストを示す図である。It is a figure which shows the allocation possibility list | wrist by this embodiment. 従来技術のＰＯＮとスイッチからなるシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the system which consists of a PON and switch of a prior art. 従来技術のスイッチとＯＬＴとが連携し、ユーザ間の利用可能帯域を公平に制御する方法の一例を示す。An example of a method in which a conventional switch and an OLT cooperate to control the available bandwidth between users in a fair manner will be described.

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。 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.

本発明に係る装置は、複数のＯＮＵを収容する複数のアクセスポートと、複数のトランクポートをもち、アクセスポートから入力されたデータを複数のトランクポートへ振り分けて出力する装置であり、
一つの動的帯域割当回路と、
各アクセスポートに接続され、ＯＮＵからの帯域要求量と動的帯域割当回路からの送信許可情報を受け取り、各ＯＮＵへの送信可否を判断し、各ＯＮＵへ帯域割当メッセージを送信するとともに、ＯＮＵからの帯域要求量を前記動的帯域割当回路に送るＰＯＮ−ＤＢＡ部と、
アクセスポートから入力された上りデータを適切なトランクポートに振り分ける振り分け部と、
トランクポートへ出力される上りデータを蓄積し、バッファの蓄積量が設定された閾値を超えた場合に閾値超過信号を出力するバッファと、
前記閾値超過信号を受け取り、動的帯域割当回路とＰＯＮ−ＤＢＡ部へどのトランクポートが閾値を越えたかを通知する帯域割当動作判定部とを備えた通信装置であって、
全てのトランクポートでバッファの蓄積量が設定された閾値を超えていないと判断された場合、全てのＰＯＮ−ＤＢＡ部は動的帯域割当回路からの情報を利用せずに各ＯＮＵへの送信許可を判断し、
いずれかのトランクポートにおいて、バッファの蓄積量が設定された閾値を超えた場合、動的帯域割当回路は各ＰＯＮ−ＤＢＡ部から受け取った帯域要求量をもとに、ＯＮＵの送信可否を判断し、各ＰＯＮ−ＤＢＡ部に伝え、各ＰＯＮ−ＤＢＡ部はこの送信可否判断結果を受け取って各ＯＮＵへの送信可否を判断する
ことを特長とする。 The device according to the present invention is a device having a plurality of access ports accommodating a plurality of ONUs and a plurality of trunk ports, and distributing and outputting data input from the access ports to the plurality of trunk ports,
One dynamic bandwidth allocation circuit;
Connected to each access port, receives a bandwidth request amount from the ONU and transmission permission information from the dynamic bandwidth allocation circuit, determines whether or not transmission to each ONU is possible, transmits a bandwidth allocation message to each ONU, and from the ONU A PON-DBA unit that sends the bandwidth request amount of the network to the dynamic bandwidth allocation circuit;
A distribution unit that distributes uplink data input from the access port to an appropriate trunk port;
A buffer that accumulates the uplink data output to the trunk port and outputs an over-threshold signal when the accumulated amount of the buffer exceeds a set threshold;
A communication device comprising a dynamic bandwidth allocation circuit and a bandwidth allocation operation determination unit that notifies the PON-DBA unit which trunk port has exceeded the threshold value, receiving the threshold excess signal;
When it is determined that the buffer accumulation amount does not exceed the set threshold value in all trunk ports, all PON-DBA units are permitted to transmit to each ONU without using information from the dynamic bandwidth allocation circuit. Judging
When the accumulated amount of the buffer exceeds a set threshold value in any trunk port, the dynamic bandwidth allocation circuit determines whether or not the ONU can be transmitted based on the bandwidth request amount received from each PON-DBA unit. Each PON-DBA unit receives the transmission result determination result and determines whether transmission to each ONU is possible.

また、この通信装置は、前記動的帯域割当回路が、
各ＯＮＵからの要求量を受信する要求量受信部と、受信した要求量を、ＯＮＵ毎、優先度毎に記録する要求量リストと、
各ＯＮＵの優先度毎に対する送信可否を判断する送信可否判定部と、
複数のアクセス側ポートに接続されているＯＮＵの割当の優先順位が記録されている割当順序リストと、
前記ＯＮＵがそれぞれどのアクセスポートに接続されているか、およびどのトランクポートからデータを出力するかが記録されているＯＮＵ情報リストと、
前記送信可否判定部が送信可否を判断した結果を各ＯＮＵ、および優先度別に記録する送信可否リストと、
前記送信可否リストに基づき、各ＯＮＵの送信可否を通知する送信可否通知部と、
を備えてもよい。 Further, in this communication apparatus, the dynamic band allocation circuit is
A request amount receiving unit for receiving a request amount from each ONU, a request amount list for recording the received request amount for each ONU and each priority,
A transmission availability determination unit that determines whether transmission is possible for each ONU priority;
An allocation order list in which priority of allocation of ONUs connected to a plurality of access ports is recorded;
An ONU information list in which the access ports to which the ONUs are connected and the trunk ports from which data is output are recorded;
A transmission availability list that records the result of the transmission availability determination unit determining whether transmission is possible for each ONU and priority;
Based on the transmission availability list, a transmission availability notification unit for notifying transmission availability of each ONU;
May be provided.

さらに、前記送信可否判断部が、
一つ以上のトランクポートにおいてバッファの蓄積量が設定された閾値を超えていた場合に、周期的に演算を開始し、
演算開始後、優先度を最高優先度から最低優先度まで、計算を行う優先度を一つずつ変化させて以下の演算を行うループを開始する手順と、
読む取るべき割当順序リスト番号を１番から順に一つずつ変化させて以下の演算を行うループを開始する手順と、
現在のＯＮＵの割当の優先順位が記録されている割当順序リストから、前手順によって定められた、読み取るべき割当順序リスト番号に記されたＯＮＵ番号を読み取る手順と、
前手順によりリストより読み取ったＯＮＵ番号が、バッファの蓄積量が設定された閾値を超えたトランクポートにデータを送信するＯＮＵであった場合に、本周期ですでに送信可能と判断した他のＯＮＵの全ての優先度の要求量と、リストより読み取ったＯＮＵの現在のループで計算すべき優先度の要求量とを合算した伝送帯域がトランクポートの帯域を超過しないかを確認する手順と、
トランクポート帯域を超過しなかった場合に、該ＯＮＵの現在のループで計算を行うべき優先度の要求量は送信可能と判断し、送信可否リストに送信可否の判断結果を記録する手順と、
現在のループの割当順序リスト番号が最後まで行っていなければ割当順序リスト番号のループの先頭に戻る手順と、
前手順において、割当順序リスト番号が最後まで進んでいた場合、計算を行う優先度が最低優先度でなければ、優先度のループの先頭に戻る手順と、
を実行するアルゴリズムにより、送信可否を判断してもよい。 Furthermore, the transmission permission determination unit,
When one or more trunk ports have a buffer accumulation amount that exceeds the set threshold, the calculation is started periodically.
After starting the calculation, change the priority for calculation from the highest priority to the lowest priority one by one and start the loop to perform the following calculation,
A procedure for starting a loop for performing the following calculation by changing the allocation order list number to be read one by one in order from the first,
A procedure for reading the ONU number written in the allocation sequence list number to be read, determined by the previous procedure, from the allocation sequence list in which the current ONU allocation priority is recorded;
When the ONU number read from the list in the previous procedure is an ONU that transmits data to a trunk port whose buffer accumulation amount exceeds the set threshold, another ONU that has already been determined to be transmittable in this cycle A procedure for confirming whether or not the transmission bandwidth obtained by adding together the requested amounts of all the priorities and the requested amount of priority to be calculated in the current loop of the ONU read from the list does not exceed the bandwidth of the trunk port;
A procedure for determining that the request amount of the priority to be calculated in the current loop of the ONU is transmittable when the trunk port bandwidth is not exceeded, and recording the determination result of the transmitability in the transmitability list;
If the assignment order list number of the current loop has not gone to the end, the procedure to return to the top of the assignment order list number loop,
In the previous procedure, if the allocation order list number has advanced to the end, if the priority to calculate is not the lowest priority, the procedure returns to the top of the priority loop;
Whether or not transmission is possible may be determined by an algorithm that executes.

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に本実施形態の構成を示す。ＯＬＴ１はアクセスポートとして、ＰＯＮポート番号１番からＮ番までが割り振られたＮ個（Ｎ＞１の自然数）のＰＯＮポート１１を有し、それぞれに光ファイバ５と光スプリッタ６を介して計Ｋ台のＯＮＵ３が接続されている。これらＫ台のＯＮＵは、それぞれに１〜Ｋまでの一意のＯＮＵ番号がつけられて管理されている。ＯＮＵ３には、さらにユーザ端末４が接続されている。ＰＯＮポート１１はアクセスポートとして機能する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 shows the configuration of this embodiment. The OLT 1 has N (N> 1 natural number) PON ports 11 assigned PON port numbers 1 to N as access ports, each of which has a total of K via an optical fiber 5 and an optical splitter 6. ONU3 of the stand is connected. Each of these K ONUs is managed with a unique ONU number from 1 to K. A user terminal 4 is further connected to the ONU 3. The PON port 11 functions as an access port.

さらに、ＯＬＴ１はトランクポート番号＃１と＃２が割り振られた二つのトランクポート１５を介して上位ネットワーク７に接続している。本実施例では、トランクポートに接続された上位ネットワークが二つの場合の例を示すが、ＯＬＴに接続されるトランクポートの数、すなわち上位ネットワークの数は３以上であっても良い。トランクポート１５は出力ポートとして機能する。 Further, the OLT 1 is connected to the upper network 7 through two trunk ports 15 to which trunk port numbers # 1 and # 2 are allocated. In the present embodiment, an example in which there are two upper networks connected to the trunk ports is shown, but the number of trunk ports connected to the OLT, that is, the number of upper networks may be three or more. The trunk port 15 functions as an output port.

ＯＬＴ１は、内部に各ＰＯＮポート１１と接続されたＰＯＮ−ＤＢＡ部１６をＮ個もち、ＰＯＮ−ＤＢＡ部１６はそれぞれ動的帯域割当部９に接続されている。また、ＰＯＮ−ＤＢＡ部１６からの上りデータは振り分け部１２に送られ、それぞれのトランクポート１５に接続されたバッファ１４を介し、トランクポート１５から出力されるようになっている。振り分け部１２は、例えば、図５に示すＯＮＵ情報リストに従ってトランクポート１５に振り分ける。各ＯＮＵ３からの上りデータは、それぞれのＯＮＵ３毎に１番目の上位ネットワーク７−１へ出力されるか、２番目のネットワーク７−２へ出力されるかが決められている。また、バッファ１４は帯域割当動作判定部１３に接続されており、それぞれのバッファ１４に蓄積された上りデータの蓄積量が、あらかじめ設定されている閾値を超えた場合に閾値超過信号を帯域割当動作判定部１３へ通知するようになっている。帯域割当動作判定部１３は、閾値超過信号を受けた判断結果をＰＯＮ−ＤＢＡ部１６および動的帯域割当部９へ伝える。図１では、本発明に影響しない下りデータの経路は図示していない。 The OLT 1 has N PON-DBA units 16 connected to each PON port 11 inside, and each PON-DBA unit 16 is connected to the dynamic bandwidth allocating unit 9. Further, uplink data from the PON-DBA unit 16 is sent to the distribution unit 12 and is output from the trunk port 15 via the buffer 14 connected to each trunk port 15. For example, the distribution unit 12 distributes to the trunk port 15 according to the ONU information list shown in FIG. It is determined whether the upstream data from each ONU 3 is output to the first upper network 7-1 or the second network 7-2 for each ONU 3. Further, the buffers 14 are connected to the band allocation operation determination unit 13, and when the amount of uplink data stored in each buffer 14 exceeds a preset threshold value, the threshold value excess signal is allocated to the band allocation operation. The determination unit 13 is notified. The band allocation operation determination unit 13 notifies the PON-DBA unit 16 and the dynamic band allocation unit 9 of the determination result that received the threshold excess signal. In FIG. 1, the path of downlink data that does not affect the present invention is not shown.

次に、本実施形態における動作の詳細を説明する。
本実施形態に係る上りデータの帯域割当方法は、上りバッファ蓄積量判定手順と、送信可否判定手順と、を順に有する。上りバッファ蓄積量判定手順では、バッファ１４の蓄積量が設定された閾値を超えたか否かを判定する。送信可否判定手順では、ＰＯＮ−ＤＢＡ部１６又は動的帯域割当部９が各ＯＮＵの上りデータの送信可否を判定してＯＮＵへ帯域を割り当てる。 Next, details of the operation in the present embodiment will be described.
The bandwidth allocation method for uplink data according to the present embodiment includes an uplink buffer storage amount determination procedure and a transmission permission / inhibition determination procedure in order. In the uplink buffer accumulation amount determination procedure, it is determined whether or not the accumulation amount of the buffer 14 exceeds a set threshold value. In the transmission permission / inhibition determination procedure, the PON-DBA unit 16 or the dynamic band allocation unit 9 determines whether or not uplink data of each ONU can be transmitted and allocates a band to the ONU.

ＯＮＵ３は、ユーザ端末４から入力されたデータ量に基づき、帯域要求量をＯＬＴ１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、ＯＮＵはデータの優先度毎にそれぞれ４種類の帯域要求量を送信する。帯域要求量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、ＯＮＵ３はＲＥＰＯＲＴと呼ばれる帯域制御メッセージを用いてＯＬＴ１へ通知することが定められている。 The ONU 3 transmits a bandwidth request amount to the OLT 1 based on the data amount input from the user terminal 4. Here, assuming that there are four classes of data priorities, the ONU transmits four types of bandwidth request amounts for each data priority. As a method for transmitting the bandwidth request amount, for example, in the case of EPON defined by IEEE 802.3, it is defined that ONU 3 notifies OLT 1 using a bandwidth control message called REPORT.

ＯＬＴ１へ送信された帯域要求量は、ＰＯＮポート１１を通過後、ＰＯＮ−ＤＢＡ部１６が受け取ると共に、動的帯域割当部９へ送られる。ここで、もしバッファ１４−１、バッファ１４−２のどちらもデータ蓄積量が閾値以下の場合には、帯域割当動作判定部１３はトランクポート１５の輻輳なしと判断し、全てのＰＯＮ−ＤＢＡ部１６および動的帯域割当部９へ伝える。その場合は、動的帯域割当部９は帯域割当動作を行わず、各ＰＯＮ−ＤＢＡ部１６がそれぞれのＰＯＮポート１１ごとに各ＯＮＵ３の送信可否を判断し、送信許可をＯＮＵ３へ送信する。各ＰＯＮ−ＤＢＡ部１６における送信可否を判断するＤＢＡアルゴリズムについては、すでに多数の方式が実用化されているが、どのような方式を用いても本発明上影響は無い。 The bandwidth request amount transmitted to the OLT 1 passes through the PON port 11, and then is received by the PON-DBA unit 16 and sent to the dynamic bandwidth allocation unit 9. Here, if both the buffer 14-1 and the buffer 14-2 have a data accumulation amount equal to or less than the threshold value, the bandwidth allocation operation determination unit 13 determines that there is no congestion in the trunk port 15, and all the PON-DBA units 16 and the dynamic bandwidth allocation unit 9. In this case, the dynamic bandwidth allocation unit 9 does not perform the bandwidth allocation operation, and each PON-DBA unit 16 determines whether each ONU 3 can transmit for each PON port 11 and transmits a transmission permission to the ONU 3. A number of methods have already been put into practical use for the DBA algorithm for determining whether or not transmission is possible in each PON-DBA unit 16, but there is no effect on the present invention regardless of which method is used.

もし、バッファ１４−１あるいは１４−２のいずれか、あるいは双方ともデータ蓄積量が閾値以上であった場合には、帯域割当動作判定部１３は、トランクポート１５に輻輳があることを全ＰＯＮ−ＤＢＡ部１６に伝えると共に、輻輳があったトランクポート１５の番号を動的帯域割当部９へ伝える。この場合は、動的帯域割当部９は輻輳のあるトランクポート１５への送信を抑制するため、輻輳のあるトランクポートへデータを送信するＯＮＵに対し、送信可否の判断を行う。送信可否の判断は、以下のような動作によって行われる。 If either of the buffers 14-1 or 14-2, or both, has a data accumulation amount equal to or greater than the threshold value, the bandwidth allocation operation determination unit 13 indicates that the trunk port 15 is congested and all the PON- The information is transmitted to the DBA unit 16 and the number of the trunk port 15 having congestion is transmitted to the dynamic bandwidth allocating unit 9. In this case, the dynamic bandwidth allocation unit 9 determines whether or not transmission is possible for an ONU that transmits data to a trunk port with congestion in order to suppress transmission to the trunk port 15 with congestion. The determination of whether or not transmission is possible is performed by the following operation.

ＰＯＮ−ＤＢＡ部１６から動的帯域割当部９へ送られた帯域要求量は、動的帯域割当部９内の要求量受信部９１により受信され、要求量リスト９２に保持される。要求量リスト９２は、図３に示すように各ＯＮＵ毎に、優先度別の要求量がメモリまたはレジスタに記録されているものである。 The bandwidth request amount sent from the PON-DBA unit 16 to the dynamic bandwidth allocation unit 9 is received by the request amount reception unit 91 in the dynamic bandwidth allocation unit 9 and held in the request amount list 92. As shown in FIG. 3, the request quantity list 92 is a record in which a request quantity for each priority is recorded in a memory or register for each ONU.

送信可否判定部９３は、帯域割当周期Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}の周期で要求量リスト９２から帯域要求量を読み取り、割当順序リスト９４およびＯＮＵ情報リスト９７の情報を参考に、各ＯＮＵ・各優先度のデータの送信可否を判断し、その結果を送信可否リスト９５へ書き込む。送信可否判定部９３が送信可否を判定するアルゴリズムを図２のフローチャートで説明する。 The transmission permission / inhibition determining unit 93 reads the bandwidth request amount from the request amount list 92 at the _cycle of the bandwidth allocation cycle T _cycle , and refers to the information of the allocation order list 94 and the ONU information list 97 to determine the data of each ONU / priority data. Judgment is made as to whether or not transmission is possible, and the result is written in the transmission availability list 95. An algorithm for determining whether or not transmission is possible by the transmission availability determination unit 93 will be described with reference to the flowchart of FIG.

割当が開始されると、まずステップＳ１において、ＰＯＮ＃ｘ割当可能残量Ａ_ＰＯＮ（ｘ）にＰＯＮ＃ｘ割当可能総量Ｂ_ＰＯＮ（ｘ）をセットする。ここで、ＰＯＮ＃ｘ割当可能総量は帯域割当周期Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}の間にＰＯＮポート番号ｘのＰＯＮポートから出力できるデータの総量であり、（ＰＯＮポート番号ｘのＰＯＮポートデータ帯域）×Ｔ_{ｃｙｃｌｅ}で求められる。本実施例では、ＯＬＴ１はＰＯＮポートをＮ個備えているため、ＰＯＮ＃１割当可能残量Ａ_ＰＯＮ（１）からＰＯＮ＃Ｎ割当可能残量Ａ_ＰＯＮ（Ｎ）までにそれぞれのポートの割当可能総量をセットする。 When allocation is started, first, in step S1, and sets the PON # x assignable total _{B PON} (x) to the PON # x assignable remaining _{A PON} (x). Here, the total PON # x allocatable amount is the total amount of data that can be output from the PON port of the PON port number x during the bandwidth allocation cycle T _cycle , and is obtained by (PON port data band of the PON port number x) × T _cycle . It is done. In this embodiment, since the OLT 1 has N PON ports, each port can be assigned from the remaining PON # 1 assignable remaining amount _APON (1) to the remaining PON # N assignable remaining amount _APON (N). Set the total amount.

次のステップＳ２は、優先度Ｐｒｉのループの開始である。まず最初にＰｒｉ＝１をセットし次のステップ３へ進む、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Ｐｒｉ_ｍａｘになるまでこのループを繰り返す。本実施例では、優先度は４クラスであるため、Ｐｒｉ_ｍａｘ＝４となり。ステップＳ２〜Ｓ１２までのループをＰｒｉ＝１〜４までの４回繰り返すことになる。なお、本実施例では優先度１がもっとも優先度が高いクラスであり、優先度４がもっとも優先度が低いクラスである。 The next step S2 is the start of a priority Pri loop. First, Pri = 1 is set and the process proceeds to the next step 3. 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 Pri _max . In this embodiment, since the priority is 4 classes, Pri _max = 4. The loop from step S2 to S12 is repeated four times from Pri = 1 to 4. In this embodiment, priority 1 is the class with the highest priority, and priority 4 is the class with the lowest priority.

次のステップＳ３は、割当順序リスト番号Ｌのループの開始である。まず最初にＬ＝１をセットし次のステップ４へ進む。その後、ステップＳ１１のループ終点から再びこのステップ３へ戻った際には、Ｌを１ずつ増加させる。このＯＬＴ１に接続されている全ＯＮＵ数がＫ台であった場合、Ｌが１からＫになるまでのＫ回、ステップＳ３〜ステップＳ１１間のループを繰り返す。 The next step S3 is the start of a loop with an allocation order list number L. First, L = 1 is set and the process proceeds to the next step 4. Thereafter, when returning to the step 3 again from the loop end point of the step S11, L is incremented by one. If the total number of ONUs connected to the OLT 1 is K, the loop between step S3 and step S11 is repeated K times until L becomes 1 to K.

次のステップＳ４は、割当順序リスト９４から、リスト番号Ｌに記録されているＯＮＵ番号を読み取り、得られたＯＮＵ番号をｉとする。割当順序リスト９４はどのＯＮＵから先に帯域を割り当てるかが記されているリストであり、図４に示すようにリスト番号１番に割当優先順位が最高のＯＮＵ番号、リスト番号２番に割当優先順位が２番目のＯＮＵ番号…。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 list number L is read from the allocation order list 94, and the obtained ONU number is set to i. The allocation order list 94 is a list in which the ONU is assigned the bandwidth first. As shown in FIG. 4, the ONU number with the highest allocation priority is assigned to the list number 1 and the allocation priority is assigned to the list number 2. Second ONU number in the ranking ... In the list number K, the ONU number having the lowest allocation priority is described.

このリストは、例えばこれまでの送信量が最も少ないＯＮＵ番号をリスト１番に、これまでの送信量が次に少ないＯＮＵ番号を２番に…というように登録しておけば、これまでの送信量が少ないＯＮＵから優先的に割当が行われる。あるいは、各ＯＮＵ毎に設定されている目標帯域から実際に送信した帯域を引いたものがもっとも大きいＯＮＵ番号をリスト１番に、次に大きいＯＮＵ番号をリスト２番に…というように登録しておけば、目標帯域に対する送信量がもっとも少ないＯＮＵから優先的に割当が行われる。割当順序リスト９４の作成方法により、どのようなＯＮＵから優先して割当を行うかを柔軟に変更できるが、割当順序リスト９４の作成方法は本発明の効果に影響を与えるものではないため、本実施例では詳細に説明しない。 If this list is registered, for example, the ONU number with the smallest transmission amount so far is registered in the list 1, the ONU number with the next smallest transmission amount is registered in the second, and so on. Allocation is performed preferentially from ONUs with a small amount. Alternatively, the largest ONU number obtained by subtracting the actually transmitted bandwidth from the target bandwidth set for each ONU is registered in list 1, the next largest ONU number is registered in list 2, and so on. If this is done, allocation is preferentially performed from the ONU with the smallest transmission amount for the target band. Depending on the creation method of the allocation order list 94, it is possible to flexibly change which ONU is preferentially assigned, but the creation method of the assignment order list 94 does not affect the effect of the present invention. The embodiment will not be described in detail.

次のステップＳ５では、ＯＮＵ情報リスト９７を利用する。ＯＮＵ情報リスト９７は、図５に示すようなリストである。ＯＮＵ番号に対して、そのＯＮＵからのデータを出力すべきトランクポートの番号およびそのＯＮＵが接続されているＰＯＮポートの番号が記録されている。ステップＳ５において、ＯＮＵ情報リスト９７からＯＮＵ番号ｉのＯＮＵに割り当てられているトランクポート番号を読み取り、これをｔとする。また、ＯＮＵ番号ｉのＯＮＵ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 ONU information list 97 is used. The ONU information list 97 is a list as shown in FIG. For the ONU number, the number of the trunk port to which data from the ONU is to be output and the number of the PON port to which the ONU is connected are recorded. In step S5, the trunk port number assigned to the ONU with the ONU number i is read from the ONU information list 97, and this is set as t. Also, the PON port number assigned to the ONU with the ONU number i is read, and this is set as p.

ステップＳ６において、読み取ったトランクポート番号ｔが、輻輳があるトランクポートか否か判断する。トランクポート番号ｔが輻輳のないトランクポートである場合、帯域制御の必要が無いのでステップＳ１１へジャンプする。輻輳のあるトランクポートである場合、次のステップＳ７へ進む。 In step S6, it is determined whether or not the read trunk port number t is a trunk port with congestion. If the trunk port number t is a trunk port without congestion, there is no need for bandwidth control, and the process jumps to step S11. If the trunk port is congested, the process proceeds to the next step S7.

ステップＳ７において、ＰＯＮ＃ｔ割当可能残量Ａ_ＰＯＮ（ｐ）から、要求量Ｒｅｑ（ｉ、Ｐｒｉ）を引き、これが０以上であればＰＯＮポート番号ｐのＰＯＮポートではこの要求量が送信可能と判断し、ステップＳ８へ進む。０より小さければ、ＰＯＮポート番号ｐのＰＯＮポートの帯域を越えているためこの要求量は送信不可能と判断し、ステップＳ９へ進む。 In step S7, the PON # t assignable remaining amount _{A PON} (p), demand Req (i, Pri) draw, and this is the demand can transmit the PON port PON port number p if 0 or more Judge and proceed to step S8. If it is smaller than 0, it is determined that the requested amount cannot be transmitted because the bandwidth of the PON port of the PON port number p is exceeded, and the process proceeds to step S9.

ステップＳ８では、送信可否リスト９５に、ＯＮＵ番号ｉ、優先度Ｐｒｉのデータは送信可能であることを記録し、次のステップＳ１０へ進む。送信可否リスト９５は、それぞれのＯＮＵの各優先度ごとに、送信可能か否かを保持するためのリストであり、その構成は図６のようになっている。 In step S8, it is recorded in the transmission permission / inhibition list 95 that the data of ONU number i and priority Pri can be transmitted, and the process proceeds to the next step S10. The transmission permission / inhibition list 95 is a list for holding whether transmission is possible or not for each priority of each ONU, and its configuration is as shown in FIG.

ステップＳ９では、送信可否リスト９５に、ＯＮＵ番号ｉ、優先度Ｐｒｉのデータは送信不可能であることを記録し、次のステップＳ１１へ進む。
ステップＳ１１はステップＳ３との間でループを構成しており、割当順序リスト番号ＬがＮ未満であればステップＳ３へ、割当順序リスト番号ＬがＮと等しければステップ１２へ進む。 In step S9, it is recorded in the transmission permission / inhibition list 95 that the data of the ONU number i and the priority Pri cannot be transmitted, and the process proceeds to the next step S11.
Step S11 forms a loop with step S3. If the allocation order list number L is less than N, the process proceeds to step S3. If the allocation order list number L is equal to N, the process proceeds to step 12.

ステップＳ１２ではステップＳ２との間でループを構成しており、優先度が４クラスである本実施例においては、優先度Ｐｒｉが４未満であればステップＳ２へ、優先度Ｐｒｉが４と等しければ割当終了とする。 In step S12, a loop is formed with step S2, and in this embodiment in which the priority is 4 classes, if the priority Pri is less than 4, go to step S2 and if the priority Pri is equal to 4. End of allocation.

このようなアルゴリズムにより、送信可否判定部９３は、輻輳が起こっているトランクポート１５へ出力しようとしている全てのＯＮＵ３に対し、割当順序リスト上位のＯＮＵから下位のＯＮＵに向かって送信可否の判断を行うという作業を、最高優先クラスである優先度１から順番に優先度２、優先度３…と順番に進める。すなわち、より高い優先度の要求量を優先的に割り当て、かつ割当順序リスト上位のＯＮＵに優先的に割り当てるという動作を行う。 With such an algorithm, the transmission permission / inhibition determination unit 93 determines whether transmission is possible from the upper ONU in the allocation order list to the lower ONU 3 for all ONUs 3 to be output to the trunk port 15 in which congestion occurs. The work to be performed is advanced in order of priority 2, priority 3, and so on in order from priority 1, which is the highest priority class. That is, an operation of preferentially allocating a request amount with a higher priority and preferentially allocating to ONUs higher in the allocation order list is performed.

送信可否通知部９６は、送信可否リスト９５の結果を読み取り、ＯＮＵ情報リスト９７の情報をもとに、各ＰＯＮ−ＤＢＡ部１６に対して、各ＰＯＮ−ＤＢＡ部１６に収容されているＯＮＵの送信可否の情報を送信する。 The transmission permission / inhibition notifying unit 96 reads the result of the transmission permission / inhibition list 95 and, based on the information in the ONU information list 97, sends the PON-DBA unit 16 the ONU accommodated in each PON-DBA unit 16. Information on whether transmission is possible is transmitted.

ＰＯＮ−ＤＢＡ部１６は、輻輳しているトランクポート１５へ出力されかつ送信可否通知部９６から送信可能とされたＯＮＵ、および輻輳していないトランクポート１５へ出力されるＯＮＵに対して送信可否を判断し、送信許可をＯＮＵ３へ送信する。ここで、ＰＯＮ−ＤＢＡ部１６における送信可否を判断する割当アルゴリズムについては、特に規定しない。 The PON-DBA unit 16 determines whether or not transmission is possible for the ONUs that are output to the congested trunk port 15 and that can be transmitted from the transmission availability notification unit 96, and for the ONUs that are output to the trunk port 15 that is not congested. Judgment is made and transmission permission is transmitted to the ONU 3. Here, the allocation algorithm for determining whether transmission is possible in the PON-DBA unit 16 is not particularly defined.

以上により、ＯＬＴ１はトランクポートが輻輳していない場合は、ＰＯＮでの帯域制御とトランクポートの帯域制御の２段階の帯域制御を行う必要が無い。また、ＯＬＴとスイッチの２段階の集線が必要で無いため、ＯＬＴの構成を簡易にすることができる。 As described above, when the trunk port is not congested, the OLT 1 does not need to perform the two-stage bandwidth control of the bandwidth control at the PON and the bandwidth control of the trunk port. Further, since the two-stage concentration of the OLT and the switch is not necessary, the configuration of the OLT can be simplified.

本発明は情報通信産業に適用することができる。 The present invention can be applied to the information communication industry.

１：ＯＬＴ
２：スイッチ
１１：ＰＯＮポート
１２：振り分け部
１３：帯域割当動作判定部
１４：バッファ
１５：トランクポート
１６：ＰＯＮ−ＤＢＡ部
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：上位ネットワークとのリンク
９：動的帯域割当部
９１：要求量受信部
９２：要求量リスト
９３：送信可否判定部
９４：割当順序リスト
９５：送信可否リスト
９６：送信可否通知部
９７：ＯＮＵ情報リスト
２１１、２１５：ポート
２１２：振り分け部
２１３：フレームバッファ
２１４：スケジューラ
２１６：輻輳検知部 1: OLT
2: Switch 11: PON port 12: Distribution unit 13: Bandwidth allocation operation determination unit 14: Buffer 15: Trunk port 16: PON-DBA unit 3: ONU
4: User terminal 5: Optical fiber 6: Optical splitter 7: Upper network 8: Link with upper network 9: Dynamic bandwidth allocating unit 91: Request amount receiving unit 92: Request amount list 93: Transmission permission / inhibition determining unit 94: Assignment Order list 95: Transmission availability list 96: Transmission availability notification section 97: ONU information list 211, 215: Port 212: Distribution section 213: Frame buffer 214: Scheduler 216: Congestion detection section

Claims

A plurality of access ports accommodating a plurality of ONUs;
A dynamic band allocation circuit that determines whether or not each ONU can transmit uplink data based on a bandwidth request amount input to all access ports and allocates a band to the ONU;
A bandwidth request amount from an ONU connected to an individual access port is received and notified to the dynamic bandwidth allocation circuit, and a bandwidth allocation amount is transmitted to the ONU connected to the access port. A PON-DBA section to notify;
Upstream data that is output to the output port is accumulated, data is output at the output speed of the output port, and if the accumulated amount of the buffer exceeds the set threshold value, the output port that exceeds the threshold value is used as an overthreshold signal. An upstream buffer to output,
With
When the threshold excess signal is not output from all the upstream buffers, the PON-DBA unit determines whether or not each ONU can transmit upstream data based on the bandwidth request amount from the received ONU, and allocates a bandwidth to the ONU.
When an over-threshold signal is output from any of the upstream buffers, the dynamic bandwidth allocation circuit determines whether or not to transmit upstream data of each ONU based on the bandwidth request amount from all ONUs notified from the PON-DBA unit. A communication apparatus characterized by determining and allocating a bandwidth to an ONU and notifying a PON-DBA unit.

The dynamic band allocation circuit includes:
A request amount receiving unit for receiving a request amount from each ONU;
A request amount list for recording received request amounts by ONU and priority,
A transmission availability determination unit that determines whether transmission is possible for each ONU priority;
An allocation order list in which the priority of allocation of ONUs connected to the access port is recorded;
An ONU information list that records which access port each ONU is connected to, and from which output port the data is output;
A transmission permission / inhibition list for recording the result of determination by the transmission permission / inhibition determination unit for each ONU and each priority;
A transmission permission / inhibition notifying section for notifying each PON-DBA section of the transmission permission information of each ONU recorded in the transmission permission / inhibition list;
The communication apparatus according to claim 1, further comprising:

The transmission permission determination unit
If the accumulated amount of the upstream buffer exceeds the set threshold at any output port,
When an ONU number is read from the allocation order list in descending order of priority and the read ONU number matches an ONU that transmits data to a trunk port whose uplink buffer accumulation amount exceeds a set threshold, the ONU number The transmission bandwidth that exceeds the bandwidth of the access port is the sum of bandwidth requirements of all ONUs that are connected to the access port to which the ONU is connected and that have already been determined to be transmittable Determine whether or not
If the combined transmission bandwidth does not exceed the access port bandwidth, it is determined that the bandwidth request amount of the ONU can be transmitted, and if the combined transmission bandwidth exceeds the access port bandwidth, the ONU bandwidth request is determined. The communication apparatus according to claim 2, wherein it is determined that the amount cannot be transmitted.

A bandwidth allocation method for allocating an upstream data bandwidth from an ONU to an OLT that is input to a plurality of access ports accommodating a plurality of ONUs,
An uplink buffer accumulation amount determination procedure for determining whether or not the accumulation amount of the uplink buffer for accumulating the uplink data output to the output port exceeds a set threshold;
If the accumulated amount of the upstream buffer does not exceed the set threshold at all output ports, it determines whether transmission to each ONU is possible for each access port, allocates a bandwidth to the ONU, and accumulates the buffer at any output port A transmission permission determination procedure for determining whether or not to transmit uplink data of each ONU and allocating a bandwidth to the ONU based on a bandwidth request amount from the ONU input to all access ports when the amount exceeds a set threshold; ,
A bandwidth allocation method for uplink data having the following.