JP2015201800A - 光通信システム、制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】光通信システムにおけるＴＤＭＡにおいて、異なる状況で信号を送信する加入者側光回線終端装置に対して、それぞれの送信状況に応じた信号重畳伝送の制御を行うこと。
【解決手段】光信号の送信を許可する時間を表す送信許可時間を通知する局側光回線終端装置と、前記通知に従って光信号を送信する加入者側光回線終端装置と、を備える光通信システムであって、局側光回線終端装置は、加入者側光回線終端装置と通信する通信部と、送信許可時間のうち、実データの送信に使用することができる充填許可時間を算出し、充填許可時間を加入者側光回線終端装置に通知するための通知信号を生成する生成部と、を備え、加入者側光回線終端装置は、局側光回線終端装置と通信する通信部と、通知信号を解析し充填許可時間を取得する解析部と、充填許可時間に基づいて局側光回線終端装置に送信する送信信号を生成する生成部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】光信号の送信を許可する時間を表す送信許可時間を通知する局側光回線終端装置と、前記通知に従って光信号を送信する加入者側光回線終端装置と、を備える光通信システムであって、局側光回線終端装置は、加入者側光回線終端装置と通信する通信部と、送信許可時間のうち、実データの送信に使用することができる充填許可時間を算出し、充填許可時間を加入者側光回線終端装置に通知するための通知信号を生成する生成部と、を備え、加入者側光回線終端装置は、局側光回線終端装置と通信する通信部と、通知信号を解析し充填許可時間を取得する解析部と、充填許可時間に基づいて局側光回線終端装置に送信する送信信号を生成する生成部と、を備える。
【選択図】図１
Description
本発明は、光回線通信を制御する技術に関する。
アクセス網形態の１つとして、ＰＯＮ（Passive Optical Network）が知られている。ＰＯＮは、通信事業者側に設置されるＯＬＴ（Optical Line Terminal：局側光回線終端装置）と、加入者側に設置されるＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者側光回線終端装置）との間での通信において、光−電気変換を行わずに受動素子であるスプリッタを用いて光信号を複数に分岐するようにされたアクセス網形態である。このようなＰＯＮでは、一心の光ファイバーを複数ユーザで共有することができるため、経済的なネットワークを構築できる。
ＰＯＮのうち、ＯＬＴとＯＮＵとがイーサネット（登録商標）フレームにより通信を行うものについては、ＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＯＮ）と呼ばれる。一般に、ＰＯＮにおいては、ＯＬＴからＯＮＵへの通信の方向を下り方向と呼び、ＯＮＵからＯＬＴへの通信の方向を上り方向と呼ぶ。ＥＰＯＮをはじめとする多くのＰＯＮでは、上り方向の通信はＴＤＭＡ（時分割多元接続：Time Division Multiple Access）によって行われる。ＴＤＭＡでは、ＯＬＴは、複数のＯＮＵに対してフレームの送信開始時刻と送信許可時間とを通知するためにＧＡＴＥフレームを送信する。各ＯＮＵは、通知された送信開始時刻においてＯＬＴへのフレーム送信を開始し、通知された送信許可時間の間にフレームを送出する。ＴＤＭＡの制御において、各ＯＮＵがフレームを送信する時間は他のＯＮＵと重複しないように送信開始時刻と送信許可時間とが決定される。
このように、ＴＤＭＡでは、ＯＮＵはＯＬＴから通知された送信タイミングにおいてのみＯＬＴにフレームを送信することができる。そのため、ＯＮＵは、発生した上り方向の送信信号をＯＬＴから通知された送信タイミングが到来するまでの間、内部のバッファに蓄積する。ＯＮＵは、送信タイミングが到来すると、バッファに蓄積されたフレームをバースト状に送信する。以下の説明では、ＯＮＵから送信されるこのバースト状の信号をバースト信号と呼ぶ。
図６は、バースト信号がＯＬＴに送信されるタイミングの具体例を示すタイミングチャートである。
図６において横軸は時間を表す。符号９０−１〜９０−４は、各ＯＮＵから送信されるバースト信号に対応する。バースト信号９０−１は、時刻ｔ１１から時刻t１２の間に送信された信号を表す。同様に、バースト信号９０−２は、時刻ｔ２１から時刻t２２の間に送信された信号を表す。同様に、バースト信号９０−３は、時刻ｔ３１から時刻t３２の間に送信された信号を表す。同様に、バースト信号９０−４は、時刻ｔ４１から時刻t４２の間に送信された信号を表す。以下の説明では、特に区別しない限りバースト信号９０−１〜９０−４をバースト信号９０と記載する。
すなわち、バースト信号９０の左端の時刻は送信開始時刻を表し、バースト信号９０の幅は送信許可時間を表す。Ｔｇは、各ＯＮＵがバースト信号を送信するタイミングの偏差を吸収するために挿入されるガードタイムである。
図６において横軸は時間を表す。符号９０−１〜９０−４は、各ＯＮＵから送信されるバースト信号に対応する。バースト信号９０−１は、時刻ｔ１１から時刻t１２の間に送信された信号を表す。同様に、バースト信号９０−２は、時刻ｔ２１から時刻t２２の間に送信された信号を表す。同様に、バースト信号９０−３は、時刻ｔ３１から時刻t３２の間に送信された信号を表す。同様に、バースト信号９０−４は、時刻ｔ４１から時刻t４２の間に送信された信号を表す。以下の説明では、特に区別しない限りバースト信号９０−１〜９０−４をバースト信号９０と記載する。
すなわち、バースト信号９０の左端の時刻は送信開始時刻を表し、バースト信号９０の幅は送信許可時間を表す。Ｔｇは、各ＯＮＵがバースト信号を送信するタイミングの偏差を吸収するために挿入されるガードタイムである。
図７は、バースト信号９０の構成の具体例を示す図である。
図７に示すとおり、バースト信号９０は、プリアンブル信号９０１、ＬＬＩＤ（Logical Link ID）９０２−１〜９０２−３、ＭＡＣ（Media Access Control）フレーム９０３−１〜９０３−３、ＩＦＧ９０４−１及び９０４−２を有する。プリアンブル信号９０１は、受信側となるＯＬＴがバースト信号９０を検出するために付加される同期信号である。ＬＬＩＤ９０２−１〜９０２−３は、ＯＬＴによって割り当てられた各ＯＮＵの識別情報である。ＭＡＣフレーム９０３−１〜９０３−３は、送信データを含むＭＡＣフレームである。ＬＬＩＤ９０２−１〜９０２−３は、それぞれ、ＭＡＣフレーム９０３−１〜９０３−３のヘッダ部に付与される。ＩＦＧ９０４−１及び９０４は、連続するフレームの受信を調整するために挿入されるＩＦＧ（Inter Frame Gap）である。以下の説明では、特に区別しない限りＬＬＩＤ９０２−１〜９０２−３をＬＬＩＤ９０２と記載する。同様に、ＭＡＣフレーム９０３−１〜９０３−３をＭＡＣフレーム９０３と記載する。同様に、ＩＦＧ９０４−１及び９０４−２をＩＦＧ９０４と記載する。バースト信号９０は、ＩＦＧ９０４を挟んで複数のＭＡＣフレーム９０３を含む信号として生成される。
図７に示すとおり、バースト信号９０は、プリアンブル信号９０１、ＬＬＩＤ（Logical Link ID）９０２−１〜９０２−３、ＭＡＣ（Media Access Control）フレーム９０３−１〜９０３−３、ＩＦＧ９０４−１及び９０４−２を有する。プリアンブル信号９０１は、受信側となるＯＬＴがバースト信号９０を検出するために付加される同期信号である。ＬＬＩＤ９０２−１〜９０２−３は、ＯＬＴによって割り当てられた各ＯＮＵの識別情報である。ＭＡＣフレーム９０３−１〜９０３−３は、送信データを含むＭＡＣフレームである。ＬＬＩＤ９０２−１〜９０２−３は、それぞれ、ＭＡＣフレーム９０３−１〜９０３−３のヘッダ部に付与される。ＩＦＧ９０４−１及び９０４は、連続するフレームの受信を調整するために挿入されるＩＦＧ（Inter Frame Gap）である。以下の説明では、特に区別しない限りＬＬＩＤ９０２−１〜９０２−３をＬＬＩＤ９０２と記載する。同様に、ＭＡＣフレーム９０３−１〜９０３−３をＭＡＣフレーム９０３と記載する。同様に、ＩＦＧ９０４−１及び９０４−２をＩＦＧ９０４と記載する。バースト信号９０は、ＩＦＧ９０４を挟んで複数のＭＡＣフレーム９０３を含む信号として生成される。
一方で、伝送される信号の一部を重畳させて伝送し、衝突した信号を復元することによって、光回線の伝送効率を向上させる信号重畳伝送と呼ばれる技術がある（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１には、信号の送信に使用する周波数帯を重畳させる信号重畳伝送に関する技術が開示されている。このような信号重畳伝送をＴＤＭＡにおいて行う場合、ＯＬＴは、各ＯＮＵが送信する時間の一部が重複するように送信開始時刻と送信許可時間とを決定し、各ＯＮＵに通知する。そのため、各ＯＮＵからＯＬＴに送信される信号の一部が衝突する。ＴＤＭＡにおける信号重畳伝送を行う場合、ＯＬＴは、信号の衝突によって発生する信号の誤りを検出し、訂正する機能を備える。ＯＮＵから送信される信号には、誤りを検出し訂正するための情報が付加され、ＯＬＴはこの情報に基づいて、受信信号の誤りを検出し訂正することによって衝突した信号を復元する。
図８は、ＴＤＭＡにおける信号重畳伝送によって送信されたバースト信号が衝突する様子を示す図である。
図８において横軸は時間を表す。Ｐ１及びＰ2は、ＯＮＵから送信されたバースト信号である。Ｔ１は、バースト信号Ｐ１の送信に許可された送信開始時刻である。ＴＰ１は、バースト信号Ｐ１の送信に許可された送信許可時間である。Ｔ２は、バースト信号Ｐ２の送信に許可された送信開始時刻である。ＴＰ２は、バースト信号Ｐ２の送信に許可された送信許可時間である。図８の例では、ＯＬＴは、Ｔｄによって表される時間が重複するように、バースト信号Ｐ１及びバースト信号Ｐ２の送信開始時刻及び送信許可時間を制御している。
図８において横軸は時間を表す。Ｐ１及びＰ2は、ＯＮＵから送信されたバースト信号である。Ｔ１は、バースト信号Ｐ１の送信に許可された送信開始時刻である。ＴＰ１は、バースト信号Ｐ１の送信に許可された送信許可時間である。Ｔ２は、バースト信号Ｐ２の送信に許可された送信開始時刻である。ＴＰ２は、バースト信号Ｐ２の送信に許可された送信許可時間である。図８の例では、ＯＬＴは、Ｔｄによって表される時間が重複するように、バースト信号Ｐ１及びバースト信号Ｐ２の送信開始時刻及び送信許可時間を制御している。
ＴＤＭＡにおける信号重畳伝送によってバースト信号Ｐ１とバースト信号Ｐ２とが衝突する場合、信号が衝突する時間の長さは両者にとって同じ時間となる。ただし、バースト信号Ｐ１とバースト信号Ｐ２とでは、これらの信号を送信したＯＮＵが異なるため、符号化率や信号品質などの信号が送信された状況が異なる場合がある。そのため、各信号において重畳可能な信号が信号の全体に占める割合（重畳率）の限界も異なる場合がある。そのため、ＴＤＭＡにおける信号の重畳は、各信号が送信された状況に応じてなされる必要がある。
J.Mashino et.al, "Total Frequency Utilization Efficiency Improvement by Superposed Multicarrier Transmission Scheme" ,IEEE PIMRC 2009
従来の光通信システムでは、局側光回線終端装置（ＯＬＴ）は、送信開始時刻と送信許可時間とを加入者側光回線終端装置（ＯＮＵ）に通知するのみであった。そのため、上記のように異なる状況で信号を送信する加入者側光回線終端装置に対して、それぞれの送信状況に応じた信号重畳伝送の制御を行うことができなかった。
上記事情に鑑み、本発明は、光通信システムにおけるＴＤＭＡにおいて、異なる状況で信号を送信する加入者側光回線終端装置に対して、それぞれの送信状況に応じた信号重畳伝送の制御を行うことができる光通信システム及び制御方法を提供することを目的としている。
本発明の一態様は、光通信路経由で通信する局側光回線終端装置と加入者側光回線終端装置とを備え、前記局側光回線終端装置は、光信号の送信タイミングと送信許可時間とを前記加入者側光回線終端装置に通知し、前記加入者側光回線終端装置は、通知された前記タイミングから前記送信許可時間の間に前記光信号を前記局側光回線終端装置に送信する、光通信システムであって、前記局側光回線終端装置は、前記加入者側光回線終端装置と通信する通信部と、前記送信許可時間のうち、実データの送信に使用することができる充填許可時間を算出し、前記充填許可時間を前記加入者側光回線終端装置に通知するための通知信号を生成する生成部と、を備え、前記加入者側光回線終端装置は、前記局側光回線終端装置と通信する通信部と、前記通知信号を解析し前記充填許可時間を取得する解析部と、前記充填許可時間に基づいて前記局側光回線終端装置に送信する送信信号を生成する生成部と、を備える光通信システムである。
本発明の一態様は、上記の光通信システムであって、前記加入者側光回線終端装置の前記生成部は、前記送信信号に前記送信許可時間と前記充填許可時間との差分の時間に送信可能な信号長のダミー信号を付加し、前記ダミー信号が付加された前記送信信号に符号化処理を行う、光通信システムである。
本発明の一態様は、上記の光通信システムであって、前記光通信システムにおいて、複数の前記加入者側光回線終端装置が送信する光信号を重畳させる信号重畳伝送を行う場合において、前記局側光回線終端装置は、前記充填許可時間を変化させることによって信号重畳伝送における重畳率を制御する、光通信システムである。
本発明の一態様は、光通信路経由で通信する局側光回線終端装置と加入者側光回線終端装置とを備え、前記局側光回線終端装置は、光信号の送信タイミングと送信許可時間とを前記加入者側光回線終端装置に通知し、前記加入者側光回線終端装置は、通知された前記タイミングから前記送信許可時間の間に前記光信号を前記局側光回線終端装置に送信する、光通信システムにおいて、前記局側光回線終端装置が、前記加入者側光回線終端装置と通信する通信ステップと、前記送信許可時間のうち、実データの送信に使用することができる充填許可時間を算出し、前記充填許可時間を前記加入者側光回線終端装置に通知するための通知信号を生成する生成ステップと、を有し、前記加入者側光回線終端装置が、前記局側光回線終端装置と通信する通信ステップと、前記通知信号を解析し前記充填許可時間を取得する解析ステップと、前記充填許可時間に基づいて前記局側光回線終端装置に送信する送信信号を生成する生成ステップと、を有する光通信制御方法である。
本発明の一態様は、光通信路経由で通信する局側光回線終端装置と加入者側光回線終端装置とを備え、前記局側光回線終端装置は、光信号の送信タイミングと送信許可時間とを前記加入者側光回線終端装置に通知し、前記加入者側光回線終端装置は、通知された前記タイミングから前記送信許可時間の間に前記光信号を前記局側光回線終端装置に送信する、光通信システムにおける局側光回線終端装置であって、前記加入者側光回線終端装置と通信する通信部と、前記送信許可時間のうち、実データの送信に使用することができる充填許可時間を算出し、前記充填許可時間を前記加入者側光回線終端装置に通知するための通知信号を生成する生成部と、を備える局側光回線終端装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムである。
本発明の一態様は、光通信路経由で通信する局側光回線終端装置と加入者側光回線終端装置とを備え、前記局側光回線終端装置は、光信号の送信タイミングと送信許可時間とを前記加入者側光回線終端装置に通知し、前記加入者側光回線終端装置は、通知された前記タイミングから前記送信許可時間の間に前記光信号を前記局側光回線終端装置に送信する、光通信システムにおける加入者側光回線終端装置であって、前記局側光回線終端装置と通信する通信部と、前記局側光回線終端装置から送信される信号を解析し、前記送信許可時間のうち、実データの送信に使用することができる充填許可時間を取得する解析部と、前記充填許可時間に基づいて前記局側光回線終端装置に送信する送信信号を生成する生成部と、を備える加入者側光回線終端装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムである。
本発明により、光通信システムにおけるＴＤＭＡにおいて、異なる状況で信号を送信する加入者側光回線終端装置に対して、それぞれの送信状況に応じた信号重畳伝送の制御を行うことが可能となる。
図１は、実施形態における光通信システムのシステム構成を示すシステム構成図である。
図１に示す光通信システムは、例えばＥＰＯＮによって実現される光通信システムである。図１に示す光通信システムでは、１つのＯＬＴ（Optical Line Terminal：局側光回線終端装置）１００と複数のＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者側光回線終端装置）２００−１〜２００−ｎとが光通信路５００を介して接続される。光通信路５００は光スプリッタや光ファイバーなどを備えて形成される。以下の説明では、特に区別しない限り、ＯＮＵ２００−１〜２００−ｎをＯＮＵ２００と記載する。
図１に示す光通信システムは、例えばＥＰＯＮによって実現される光通信システムである。図１に示す光通信システムでは、１つのＯＬＴ（Optical Line Terminal：局側光回線終端装置）１００と複数のＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者側光回線終端装置）２００−１〜２００−ｎとが光通信路５００を介して接続される。光通信路５００は光スプリッタや光ファイバーなどを備えて形成される。以下の説明では、特に区別しない限り、ＯＮＵ２００−１〜２００−ｎをＯＮＵ２００と記載する。
ＯＬＴ１００は、通信事業者側に設置される光回線終端装置である。ＯＬＴ１００の上流には上位ネットワーク３００が接続される。上位ネットワーク３００は、例えばインターネット上などに存在する各種のサーバなどを含む。ＯＬＴ１００は、例えば上位ネットワーク３００と光通信路５００との間の通信において、電気信号と光信号との間での信号の変換や、信号の多重化などを行う。
ＯＮＵ２００は、加入者側に設置される光回線終端装置である。ＯＮＵ２００−１〜２００−ｎの下流側には、それぞれ下位ネットワーク４００−１〜４００−ｎが接続される。下位ネットワーク４００−１〜４００−ｎには、例えば加入者の自宅などで使用されるパーソナルコンピュータなどのネットワーク機器が含まれる。以下の説明では、特に区別しない限り、下位ネットワーク４００−１〜４００−ｎを下位ネットワーク４００と記載する。
図２は、ＯＬＴ１００の機能構成を示す機能ブロック図である。
ＯＬＴ１００は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、ＯＬＴ制御プログラムを実行する。ＯＬＴ１００は、ＯＬＴ制御プログラムの実行によって波長合分波器１１０、光受信部１２０、光送信部１３０及び制御部１４０を備える装置として機能する。
なお、ＯＬＴ１００の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。ＯＬＴ制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。ＯＬＴ制御プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
ＯＬＴ１００は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、ＯＬＴ制御プログラムを実行する。ＯＬＴ１００は、ＯＬＴ制御プログラムの実行によって波長合分波器１１０、光受信部１２０、光送信部１３０及び制御部１４０を備える装置として機能する。
なお、ＯＬＴ１００の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。ＯＬＴ制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。ＯＬＴ制御プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
波長合分波器１１０は、上り方向と下り方向の各光信号の波長に対応する波長フィルタを備えて構成される。波長合分波器１１０は、光ファイバーにより伝送される光信号から上り方向の光信号に対応する波長を分離することによって、ＯＮＵ２００から送信された光信号を抽出して光受信部１２０に出力する。また、波長合分波器１１０は、光送信部１３０から出力された下り方向に対応する波長を有する光信号を光ファイバーにより伝送される光信号に合成し、ＯＮＵ２００に送信する。
光受信部１２０は、波長合分波器１１０から出力された光信号を入力し、光信号をデータ信号に復調して制御部１４０に出力する。
光送信部１３０は、制御部１４０から出力された送信信号を入力し、下り方向に対応する波長を有する光信号に変換する。そして光送信部１３０は、変換した光信号を波長合分波器１１０に出力する。
制御部１４０は、ＯＮＵ２００との通信及び上位ネットワーク３００との通信に関する制御を行う。制御部１４０は、送信許可情報生成部１４１、充填許可時間算出部１４２及び拡張ＧＡＴＥ生成部１４３を備える。
光送信部１３０は、制御部１４０から出力された送信信号を入力し、下り方向に対応する波長を有する光信号に変換する。そして光送信部１３０は、変換した光信号を波長合分波器１１０に出力する。
制御部１４０は、ＯＮＵ２００との通信及び上位ネットワーク３００との通信に関する制御を行う。制御部１４０は、送信許可情報生成部１４１、充填許可時間算出部１４２及び拡張ＧＡＴＥ生成部１４３を備える。
送信許可情報生成部１４１は、ＯＮＵ２００に通知する送信開始時刻ｔ及び送信許可時間ＴＰを算出する。送信開始時刻ｔ及び送信許可時間ＴＰの算出には、ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００との間の通信の状況に基づく既存の従来手法を用いる。例えば、送信許可情報生成部１４１は、通信のオーバヘッドの大きさや通信速度などの通信状況に基づいて、送信開始時刻ｔ及び送信許可時間ＴＰを算出する。送信許可情報生成部１４１は、算出した送信開始時刻ｔを拡張ＧＡＴＥ生成部１４３に出力する。送信許可情報生成部１４１は、算出した送信許可時間ＴＰを充填許可時間算出部１４２及び拡張ＧＡＴＥ生成部１４３に出力する。
充填許可時間算出部１４２は、送信許可情報生成部１４１によって算出された送信許可時間ＴＰに基づいてＯＮＵ２００に通知する充填許可時間Ｔ’Ｐを算出する。充填許可時間Ｔ’Ｐは、送信許可時間ＴＰのうち、実データを送信するために使用される時間を表す。充填許可時間Ｔ’Ｐが送信許可時間ＴＰに占める割合を充填率という。充填率が“１”に近いほどバースト信号に占める実データの割合が高くなり、“０”に近いほどバースト信号に占める実データの割合が小さくなる。そのため、充填率が大きいほど、重畳された信号の間で衝突が発生する可能性が高くなり、充填率が小さいほど、重畳された信号の間で衝突が発生する可能性が低くなる。すなわち、ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ２００が送信する信号の充填率を制御することによって、信号重畳伝送における実質的な重畳率を制御することができる。
充填許可時間算出部１４２は、ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００との間の通信の状況に応じて充填許可時間Ｔ’Ｐを算出する。例えば、充填許可時間算出部１４２は、衝突の発生頻度が高いバースト信号を送信するＯＮＵ２００に対してより短い充填許可時間Ｔ’Ｐを割り当てて、衝突の発生頻度を抑制する方向に制御してもよい。また、例えば、充填許可時間算出部１４２は、衝突の発生頻度が低いバースト信号を送信するＯＮＵ２００に対してより長い充填許可時間Ｔ’Ｐを割り当てて、伝送効率を高める方向に制御してもよい。充填許可時間算出部１４２は、算出した充填許可時間Ｔ’Ｐを拡張ＧＡＴＥ生成部１４３に出力する。
拡張ＧＡＴＥ生成部１４３は、拡張ＧＡＴＥフレームを生成する。拡張ＧＡＴＥフレームとは、通常のＧＡＴＥフレームに充填許可時間Ｔ’Ｐを格納する領域が追加されたＧＡＴＥフレームである。拡張ＧＡＴＥ生成部１４３は、送信許可情報生成部１４１及び充填許可時間算出部１４２から出力された、送信開始時刻ｔ、送信許可時間ＴＰ及び充填許可時間Ｔ’Ｐを含む拡張ＧＡＴＥフレームを生成する。拡張ＧＡＴＥ生成部１４３は、生成した拡張ＧＡＴＥフレームを光送信部１３０に出力し、ＧＡＴＥフレームの送信対象のＯＮＵ２００に送信する。
図３は、ＯＮＵ２００の機能構成を示す機能ブロック図である。
ＯＮＵ２００は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、ＯＮＵ制御プログラムを実行する。ＯＮＵ２００は、ＯＮＵ制御プログラムの実行によって波長合分波器２１０、光受信部２２０、光送信部２３０、信号弁別部２４０及び送信制御部２５０を備える装置として機能する。
なお、ＯＮＵ２００の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。ＯＮＵ制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。ＯＮＵ制御プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
ＯＮＵ２００は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、ＯＮＵ制御プログラムを実行する。ＯＮＵ２００は、ＯＮＵ制御プログラムの実行によって波長合分波器２１０、光受信部２２０、光送信部２３０、信号弁別部２４０及び送信制御部２５０を備える装置として機能する。
なお、ＯＮＵ２００の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。ＯＮＵ制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。ＯＮＵ制御プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
波長合分波器２１０は、上り方向と下り方向の各光信号の波長に対応する波長フィルタを備えて構成される。波長合分波器２１０は、光ファイバーにより伝送される光信号から上り方向の光信号に対応する波長を分離することによって、ＯＬＴ１００から送信された光信号を抽出して光受信部２２０に出力する。また、波長合分波器２１０は、光送信部２３０から出力された下り方向に対応する波長を有する光信号を光ファイバーにより伝送される光信号に合成し、ＯＬＴ１００に送信する。
光受信部２２０は、波長合分波器２１０から出力された光信号を入力し、光信号をデータ信号に復調して信号弁別部２４０に出力する。
光送信部２３０は、送信制御部２５０から出力された送信信号を入力し、下り方向に対応する波長を有する光信号に変換する。そして、光送信部２３０は、変換した光信号を波長合分波器２１０に出力する。
光送信部２３０は、送信制御部２５０から出力された送信信号を入力し、下り方向に対応する波長を有する光信号に変換する。そして、光送信部２３０は、変換した光信号を波長合分波器２１０に出力する。
信号弁別部２４０は、光受信部２２０から入力した信号について弁別する。ＯＬＴ１００から送信される信号には各ＯＮＵ２００に送信すべき信号が多重化されている。信号弁別部２４０は、受信した信号（フレーム）が自分宛であるか否かについて判断する。ここで、自分宛の信号とは、ＯＬＴ１００からブロードキャストにより送信された信号、もしくはフレームに格納されるＬＬＩＤ（Logical Link ID）が自分のＬＬＩＤと一致する信号である。ブロードキャストにより送信される信号の場合、宛先アドレスには、ブロードキャストに対応した所定のアドレスが格納される。信号弁別部２４０は、宛先アドレスを参照することにより、ブロードキャストにより送信された信号であるか否かを判定できる。
さらに、信号弁別部２４０は、受信した信号が自分宛に送信された信号である場合には、受信した信号の種別について判定する。例えば、ブロードキャストにより送信された信号のフレームに格納されるタイプの情報が拡張ＧＡＴＥフレームであることを示す場合、信号弁別部２４０は、受信した拡張ＧＡＴＥフレームを送信制御部２５０の拡張ＧＡＴＥ解析部２５１に出力する。
送信制御部２５０は、下位ネットワーク４００から送信されるフレームを受信し、ＯＬＴ１００に送信する通信を制御する。送信制御部２５０は、拡張ＧＡＴＥ解析部２５１、送信信号蓄積部２５２及び送信信号生成部２５３を備える。
拡張ＧＡＴＥ解析部２５１は、ＯＬＴ１００から送信された拡張ＧＡＴＥフレームを解析する。拡張ＧＡＴＥ解析部２５１は、信号弁別部２４０から出力された拡張ＧＡＴＥフレームを取得する。拡張ＧＡＴＥ解析部２５１は、取得した拡張ＧＡＴＥフレームから、送信開始時刻ｔ、送信許可時間ＴＰ及び充填許可時間Ｔ’Ｐを取得する。拡張ＧＡＴＥ解析部２５１は、取得した充填許可時間Ｔ’Ｐの情報を送信信号蓄積部２５２に出力する。また、拡張ＧＡＴＥ解析部２５１は、取得した送信開始時刻ｔ及び送信許可時間ＴＰを送信信号生成部２５３に出力する。
送信信号蓄積部２５２は、下位ネットワーク４００から送信された、ＯＬＴ１００への送信待ちの送信信号を一時的に蓄積するバッファである。送信信号蓄積部２５２は、拡張ＧＡＴＥ解析部２５１から出力された充填許可時間Ｔ’Ｐに基づいて、蓄積している送信信号を送信信号生成部２５３に出力する。具体的には、送信信号蓄積部２５２は、充填許可時間Ｔ’Ｐ内に送信可能なフレームを送信信号生成部２５３に出力する。
送信信号生成部２５３は、送信信号蓄積部２５２から出力されたフレームにダミービットを付加する。フレームに付加されるダミービットのビット数は、送信許可時間ＴＰ及び充填許可時間Ｔ’Ｐの差分の時間内に送信可能な信号長である。
送信信号生成部２５３は、生成したバースト信号にインタリーブなどの符号化処理を行うことによって、ダミービットをバースト信号の全体に分散させる。この符号化処理によって、信号衝突の発生頻度に及ぼす充填率の変動の効果が、バースト信号全体で均一化される。送信信号生成部２５３は、符号化処理を行ったバースト信号の送信を、送信開始時刻ｔにおいて開始する。
図４は、ＯＬＴ１００に送信されるバースト信号が送信制御部２５０によって生成される様子を示す概略図である。
図４において、符号６０１は、送信信号蓄積部２５２に蓄積されたフレームの集合（以下、「蓄積フレーム」という。）を表す。図４では、送信信号蓄積部２５２に、Ｆ１〜Ｆｎ＋１のフレームが蓄積されている様子が示されている。なお、各フレームに付された番号は、送信信号蓄積部２５２に蓄積された順序を表し、この順序でフレームが送信される。各フレームの幅は、フレームの送信にようする時間を表しており、すなわちフレームの信号長に比例する。
図４において、符号６０１は、送信信号蓄積部２５２に蓄積されたフレームの集合（以下、「蓄積フレーム」という。）を表す。図４では、送信信号蓄積部２５２に、Ｆ１〜Ｆｎ＋１のフレームが蓄積されている様子が示されている。なお、各フレームに付された番号は、送信信号蓄積部２５２に蓄積された順序を表し、この順序でフレームが送信される。各フレームの幅は、フレームの送信にようする時間を表しており、すなわちフレームの信号長に比例する。
送信信号蓄積部２５２は、拡張ＧＡＴＥ解析部２５１から出力された充填許可時間Ｔ’Ｐに基づいて、蓄積している送信信号を送信信号生成部２５３に出力する。図４の例の場合、送信信号蓄積部２５２は、蓄積フレーム６０１の内、フレームＦ１からフレームＦｎまでのフレームを送信信号生成部２５３に出力する。
送信信号生成部２５３は、送信信号蓄積部２５２から出力されたフレームＦ１からフレームＦｎまでのフレームにダミービットを付加し、送信許可時間ＴＰで送信可能な信号長のバースト信号を生成する。図４の例の場合、送信信号生成部２５３は、ダミービットＤを付加してバースト信号６０２を生成する。送信信号生成部２５３は、生成したバースト信号６０２に符号化処理を行い、バースト信号６０３を生成する。
図５は、ＯＮＵ２００が、拡張ＧＡＴＥフレームに基づいてＯＬＴ１００にフレームを送信する処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ＯＮＵ２００がＯＬＴ１００から送信されたバースト信号を受信する。受信されたバースト信号は、信号弁別部２４０に入力される。信号弁別部２４０は、入力されたバースト信号から自装置宛てのフレームを取得する。信号弁別部２４０は、取得したフレームから拡張ＧＡＴＥフレームを取得し（ステップＳ１０１）、拡張ＧＡＴＥ解析部２５１に出力する。
まず、ＯＮＵ２００がＯＬＴ１００から送信されたバースト信号を受信する。受信されたバースト信号は、信号弁別部２４０に入力される。信号弁別部２４０は、入力されたバースト信号から自装置宛てのフレームを取得する。信号弁別部２４０は、取得したフレームから拡張ＧＡＴＥフレームを取得し（ステップＳ１０１）、拡張ＧＡＴＥ解析部２５１に出力する。
拡張ＧＡＴＥ解析部２５１は、信号弁別部２４０から出力された拡張ＧＡＴＥフレームから、送信開始時刻ｔ、送信許可時間ＴＰ及び充填許可時間Ｔ’Ｐを取得する（ステップＳ１０２）。拡張ＧＡＴＥ解析部２５１は、取得した充填許可時間Ｔ’Ｐの情報を送信信号蓄積部２５２に出力する。また、拡張ＧＡＴＥ解析部２５１は、取得した送信開始時刻ｔ及び送信許可時間ＴＰを送信信号生成部２５３に出力する。
送信信号蓄積部２５２は、蓄積している送信信号のうち、拡張ＧＡＴＥ解析部２５１から出力された充填許可時間Ｔ’Ｐ内に送信可能なフレームを送信信号生成部２５３に出力する（ステップＳ１０３）。
送信信号生成部２５３は、送信信号蓄積部２５２から出力されたフレームにダミービットを付加する（ステップＳ１０４）。送信信号生成部２５３は、ダミービットが付加されたフレームにインタリーブなどの符号化処理を行って、ＯＬＴ１００に送信するバースト信号を生成する（ステップＳ１０５）。送信信号生成部２５３は、生成したバースト信号の送信を、送信開始時刻ｔにおいて開始する（ステップＳ１０６）。
このように構成された実施形態のＯＬＴ１００は、ＧＡＴＥフレームを拡張することによって、ＯＬＴ１００に送信するバースト信号に含めることができる実データの量（充填率）をＯＮＵ２００に通知する。この拡張ＧＡＴＥフレームによって、ＯＬＴ１００は、ＴＤＭＡにおける信号重畳伝送において、実質的な重畳率として機能する充填率をＯＮＵ２００ごとに制御することが可能となる。
上述した実施形態におけるＯＬＴ１００及びＯＮＵ２００をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１００…ＯＬＴ（Optical Line Terminal：局側光回線終端装置）， １１０…波長合分波器， １２０…光受信部， １３０…光送信部， １４０…制御部， １４１…送信許可情報生成部， １４２…充填許可時間算出部， １４３…拡張ＧＡＴＥ生成部， ２００、２００−１〜２００−ｎ…ＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者側光回線終端装置）， ２１０…波長合分波器， ２２０…光受信部， ２３０…光送信部， ２４０…信号弁別部， ２５０…送信制御部， ２５１…拡張ＧＡＴＥ解析部， ２５２…送信信号蓄積部， ２５３…送信信号生成部， ３００…上位ネットワーク， ４００、４００−１〜４００−ｎ…下位ネットワーク， ５００…光通信路， ６０１…蓄積フレーム， ６０２、６０３、９０、９０−１〜９０−４…バースト信号， ９０１…プリアンブル信号， ９０２、９０２−１〜９０２−３…ＬＬＩＤ（Logical Link ID）， ９０３、９０３−１〜９０３−３…ＭＡＣ（Media Access Control）フレーム， ９０４、９０４−１〜９０４−２…ＩＦＧ（Inter Frame Gap）
Claims (6)
- 光通信路経由で通信する局側光回線終端装置と加入者側光回線終端装置とを備え、前記局側光回線終端装置は、光信号の送信タイミングと送信許可時間とを前記加入者側光回線終端装置に通知し、前記加入者側光回線終端装置は、通知された前記タイミングから前記送信許可時間の間に前記光信号を前記局側光回線終端装置に送信する、光通信システムであって、
前記局側光回線終端装置は、
前記加入者側光回線終端装置と通信する通信部と、
前記送信許可時間のうち、実データの送信に使用することができる充填許可時間を算出し、前記充填許可時間を前記加入者側光回線終端装置に通知するための通知信号を生成する生成部と、を備え、
前記加入者側光回線終端装置は、
前記局側光回線終端装置と通信する通信部と、
前記通知信号を解析し前記充填許可時間を取得する解析部と、
前記充填許可時間に基づいて前記局側光回線終端装置に送信する送信信号を生成する生成部と、を備える、
光通信システム。 - 前記加入者側光回線終端装置の前記生成部は、前記送信信号に前記送信許可時間と前記充填許可時間との差分の時間に送信可能な信号長のダミー信号を付加し、前記ダミー信号が付加された前記送信信号に符号化処理を行う、
請求項１に記載の光通信システム。 - 前記光通信システムにおいて、複数の前記加入者側光回線終端装置が送信する光信号を重畳させる信号重畳伝送を行う場合において、
前記局側光回線終端装置は、前記充填許可時間を変化させることによって信号重畳伝送における重畳率を制御する、
請求項１又は２に記載の光通信システム。 - 光通信路経由で通信する局側光回線終端装置と加入者側光回線終端装置とを備え、前記局側光回線終端装置は、光信号の送信タイミングと送信許可時間とを前記加入者側光回線終端装置に通知し、前記加入者側光回線終端装置は、通知された前記タイミングから前記送信許可時間の間に前記光信号を前記局側光回線終端装置に送信する、光通信システムにおいて、
前記局側光回線終端装置が、
前記加入者側光回線終端装置と通信する通信ステップと、
前記送信許可時間のうち、実データの送信に使用することができる充填許可時間を算出し、前記充填許可時間を前記加入者側光回線終端装置に通知するための通知信号を生成する生成ステップと、を有し、
前記加入者側光回線終端装置が、
前記局側光回線終端装置と通信する通信ステップと、
前記通知信号を解析し前記充填許可時間を取得する解析ステップと、
前記充填許可時間に基づいて前記局側光回線終端装置に送信する送信信号を生成する生成ステップと、を有する、
制御方法。 - 光通信路経由で通信する局側光回線終端装置と加入者側光回線終端装置とを備え、前記局側光回線終端装置は、光信号の送信タイミングと送信許可時間とを前記加入者側光回線終端装置に通知し、前記加入者側光回線終端装置は、通知された前記タイミングから前記送信許可時間の間に前記光信号を前記局側光回線終端装置に送信する、光通信システムにおける局側光回線終端装置であって、
前記加入者側光回線終端装置と通信する通信部と、
前記送信許可時間のうち、実データの送信に使用することができる充填許可時間を算出し、前記充填許可時間を前記加入者側光回線終端装置に通知するための通知信号を生成する生成部と、を備える局側光回線終端装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。 - 光通信路経由で通信する局側光回線終端装置と加入者側光回線終端装置とを備え、前記局側光回線終端装置は、光信号の送信タイミングと送信許可時間とを前記加入者側光回線終端装置に通知し、前記加入者側光回線終端装置は、通知された前記タイミングから前記送信許可時間の間に前記光信号を前記局側光回線終端装置に送信する、光通信システムにおける加入者側光回線終端装置であって、
前記局側光回線終端装置と通信する通信部と、
前記局側光回線終端装置から送信される信号を解析し、前記送信許可時間のうち、実データの送信に使用することができる充填許可時間を取得する解析部と、
前記充填許可時間に基づいて前記局側光回線終端装置に送信する送信信号を生成する生成部と、を備える加入者側光回線終端装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
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| JP2014080528A JP6190311B2 (ja) | 2014-04-09 | 2014-04-09 | 光通信システム、制御方法及びコンピュータプログラム |
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| JP4879327B2 (ja) * | 2007-11-21 | 2012-02-22 | 三菱電機株式会社 | 通信装置、子局装置および帯域割当方法 |
-
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