JP3644404B2 - 光加入者線端局装置及びａｐｏｎシステム及びセル遅延ゆらぎ抑制方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＡＰＯＮ（ATM-PON, ATM based Passive Optical Network）システムにおいてＡＰＯＮ区間で発生するＣＤＶ（セル遅延ゆらぎ）を抑制するセル遅延ゆらぎ抑制方法、及びＣＤＶを抑制するＡＰＯＮシステム、及びＣＤＶを抑制する光加入者線端局装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＰＯＮシステムは、光ファイバ及び光スプリッタにより、１つの局側インタフェースが複数の加入者を収容でき、高速・経済的な加入者系を実現する。ＡＰＯＮにおける必要な技術としてＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Assignment＝動的帯域割り当て）と呼ばれるメディアアクセス制御があり、ＤＢＡはユーザのトラヒック状態に応じてユーザ間のリソース（帯域）を動的に割り当てる制御方式である。
【０００３】
図６は従来のＡＰＯＮシステムの構成例を示す説明図である。図６において、ＯＬＴ（Optical Line Terminal＝光加入者線端局装置）１０１からＯＮＴ（Optical Network Terminal＝光加入者線終端装置）１１６〜１ｎ６へ流れるトラヒック（下りトラヒック）は光スプリッタ１０９にて各ＯＮＴ１１６〜１ｎ６へ同報通知され、各ＯＮＴ１１６〜１ｎ６は自ＯＮＴ宛トラヒックをＯＮＴ内部に取り込む。一方、ＯＮＴ１１６〜１ｎ６からＯＬＴ１０１へ流れるトラヒック（上りトラヒック）は、ＯＬＴ１０１からのグラント（送信許可信号）に一対一に対応しており、１グラントに対し１セル送信可能である。つまりグラントが上りトラヒックの帯域を司っている。この際、ＤＢＡではグラント制御単位の輻輳状態に応じて、グラントの発生を動的に変更している。
【０００４】
例えば、グラント制御単位をＯＮＴ毎に割り当てる場合、ＯＮＴ１１６〜１ｎ６内の上りトラヒックの輻輳状態に応じてグラント発生頻度を変更することにより、該当ＯＮＴに対する割り当て帯域を変更し、ＡＰＯＮ区間における帯域負荷の適正化を図る。
【０００５】
一般にＤＢＡでは、最初に最小割り当て帯域（ＢＷmin）をグラント制御単位に割り当てる。ＢＷminはグラント制御単位に対するＶＰ容量の合計以上となるように予め設定する。グラント制御単位で輻輳状態をＯＬＴ１０１またはＯＮＴ１１６〜１ｎ６により判別し、帯域更新周期（Ｔup）毎に各グラント制御単位へ動的に帯域の割り当てを行う。ＤＢＡは余剰帯域を最大限に利用できることを目的とするトラヒック制御方法であるため、最大割り当て帯域（ＢＷmax）は、ＤＢＡ用に確保された最大帯域で設定されることが望ましい。例えば、ＣＢＲ（Constant Bit Rate）クラスに対応したグラント制御単位に対しては、固定通信速度に応じた帯域を常時確保しておけばよく、それ以上の帯域を割り当てる必要はない。つまり、このようなグラント制御単位には新たに帯域を割り当てる必要はなく、その他のグラント制御単位に対して、ＢＷmaxを設定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のＡＰＯＮシステムでは、前述のＤＢＡの動作により、あるＶＣコネクションにおけるセルがＯＬＴ１０１におけるＵＰＣ（使用量パラメータ制御部）１０３にて異常なＣＤＶ（セル遅延ゆらぎ）が観測される現象が生じ得る。そのため、ＵＰＣ１０３にてセルの流入違反が起こる可能性があり、不正な廃棄が起こる、または流入違反該当セルに対してタグ付けが行われるという問題が発生する。この現象について、ＡＰＯＮシステムのコネクション制御の動作に基づいて説明する。
【０００７】
図７は、従来のコネクション制御の動作例を示す説明図である。まず、各ＶＣコネクション１２２−１、１２２−２はＯＮＴ１１６側のＬＩＭ（Line Interface Module）１１７−１、１１７−２でＶＣ毎にシェーピングされており、ＤＢＡによる割り当て帯域が増加してもＬＩＭ１１７−１、１１７−２側のセル流量が増加することはあり得ない。しかしながら、ＯＮＴ１１６からＯＬＴ１０１へセルを出力する際のキュー１２３−１〜１２３−ｎには多数のＶＣコネクション１２２−１、１２２−２が多重化されており、各ＶＣコネクション１２２−１、１２２−２等のセルが溜まることがある。そして、そのバッファ中に特定のＶＣコネクションのセルがほとんど占めている場合では、ＤＢＡによる割り当て帯域が増加したとき、溜まっていた特定のＶＣコネクションのセル群が一気に送出されることとなり、ＯＬＴ１０１のＵＰＣ１０３にて異常なＣＤＶが観測されることが起こり得る。このような現象は従来のＡＰＯＮシステムにおけるプロトコル上防ぐことはできない。しかし、これはあくまでＤＢＡを用いることで生じる異常なＣＤＶによるセル流入違反であり、ユーザ側にとってサービス運用上望ましくない。
【０００８】
以下にこのようなＣＤＶ増加現象の具体例について説明する。
図８は、従来のＡＰＯＮシステムで異常なＣＤＶが観測される現象の具体例を示すタイムチャートである。図８では、ＶＣコネクション１２２−１、１２２−２の２本を予め設定し、各コネクションは最大セルレート（PCR:Peak Cell Rate）の周期（1/PCR）＝１セル時間（基準）、最低セルレート（MCR:Minimum Cell Rate）の周期（1/MCR）＝４セル時間、ＤＢＡにおける帯域更新周期Ｔupを４セル時間とする。送信セルはＬＩＭ１１７−１、１１７−２内でＶＣ毎にシェーピングされ（図８の(a)）、ＯＮＴ−ＯＬＴ間ではＶＰ単位でクロスコネクトされる。このときキューイングされる単位はＶＰ単位となる。一般にＤＢＡパラメータは、最低割り当て帯域Gmin＝ΣMCR及びその周期1/Gmin＝２セル時間に加え、最大割り当て帯域ＢＷmax＝ΣPCR若しくはＤＢＡで使用される帯域に設定される。図８では輻輳状態時1/Gmax＝0.5セル時間として記述している。まず最初に割り当て帯域がGminの間、Gmin以上でセルを送信するとＯＮＴ１１６にセルが滞留する（図８の(b)のＴup▲１▼及びＴup▲２▼）。その後、ＯＮＴ１１６またはＯＬＴ１０１にて輻輳状態と判断され、割り当て帯域がGmaxになる場合、例えばＶＣコネクション１２２−１がほとんど使われている場合、溜まっていたＶＣコネクション１２２−１のセル群が一気に送出されることとなり、一時的に異常なＣＤＶを有したセルがＯＮＴ１１６からＯＬＴ１０１へ送信される（図８の(b)のＴup▲３▼）。このため、一時的にＶＣコネクション１２２−１のＣＤＶが増加し、ＯＮＴ１１６から送信されたセルはＯＬＴ１０１のＵＰＣ１０３にて異常なＣＤＶとして観測される（図８の(c)(d)）。
【０００９】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ＡＰＯＮシステムのＯＬＴにおいて、ＤＢＡを適用することにより発生するＣＤＶを抑制する光加入者線端局装置及びＡＰＯＮシステム及びセル遅延ゆらぎ抑制方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる光加入者線端局装置は、光加入者線端局装置と光加入者線終端装置との間で動的帯域割り当てが行われるＡＰＯＮ（ＡＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ ｂａｓｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおける光加入者線端局装置であって、前記光加入者線終端装置からのセルをシェーピングするシェーパ部と、前記シェーパ部によりシェーピングされたセルのトラヒックを監視する使用パラメータ制御部とを備えるものである。
【００１１】
また、前記シェーパ部は、ＶＣ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）コネクション毎にシェーパを設けるものである。
【００１２】
また、前記シェーパ部は、ＶＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐａｔｈ）コネクション毎にシェーパを設けるものである。
【００１３】
また、前記シェーパ部は、グラント制御単位毎にシェーパを設けるものである。
【００１４】
本発明に係わるＡＰＯＮシステムは、光加入者線端局装置と光加入者線終端装置との間で動的帯域割り当てが行われるＡＰＯＮ（ＡＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ ｂａｓｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおいて、前記光加入者線端局装置は、前記光加入者線終端装置からのセルをシェーピングするシェーパ部と、前記シェーパ部によりシェーピングされたセルのトラヒックを監視する使用パラメータ制御部とを備えるものである。
【００１５】
本発明に係わるセル遅延ゆらぎ抑制方法は、光加入者線端局装置と光加入者線終端装置との間で動的帯域割り当てが行われるＡＰＯＮ（ＡＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ ｂａｓｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおけるセル遅延ゆらぎ抑制方法において、前記光加入者線終端装置からのセルをシェーピングし、シェーピングされたセルのトラヒックを監視するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明に係わるＡＰＯＮシステムの構成例を示す説明図である。図１において、１は光加入者線端局装置であるＯＬＴ、２は加入者線終端部であるＡＰＯＮ−ＩＦ、３は使用量パラメータ制御部であるＵＰＣ、４はシェーパ部としての帯域シェーパ部である。ＤＢＡ（動的帯域割り当て）によりＡＰＯＮ区間で発生したＣＤＶ（セル遅延ゆらぎ）を、帯域シェーパ部４によって抑制する。
なお、その他図６と同一の符号を付したものについては、従来のＡＰＯＮシステムと同様である。
【００１７】
次に、本発明に係わるＡＰＯＮシステムの詳細な動作について説明する。
図２は、ＯＬＴ１の詳細な構成を示す構成図である。図２において、５はＡＰＯＮ−ＩＦ２からのデータをスイッチングするスイッチ部、６はスイッチ部５からのデータを他のネットワークへ送出するための中継インタフェース部である。また、４１はＯＮＴ１１６〜１ｎ６からのデータをＶＣごとに振り分ける帯域シェーパ部４内のＶＣ振り分け部、４２−１〜４２−ｎはＶＣ単位に設けられた帯域シェーパ部４内のＶＣキュー、４３−１〜４３−ｎはＶＣ単位に設けられた帯域シェーパ部４内のＶＣ単位シェーパである。
また、パラメータ制御部７は、パラメータ格納部７１、シェーピングパラメータ演算機能７２、シェーピングパラメータ設定機能７３を有する。
【００１８】
パラメータ制御部７のパラメータ格納部７１に、ＵＰＣ３にて規定されているパラメータ、例えばPCR、CDVT、SCRなど、ＤＢＡで必要となるパラメータ、最小割り当て帯域、最大割り当て帯域、帯域更新周期、現在の割り当て帯域、ＯＮＴ側のキュー長、レンジング時間などを外部の運用管理操作から予め設定することができる（これらのパラメータの設定方法は本発明と直接関連しないため説明は省略する）。図示しない外部の運用管理操作から設定指示があると、パラメータ制御部７のシェーピングパラメータ演算機能７２は、上記パラメータをパラメータ格納部７１より読み出し、各ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎのバッファサイズ及びシェーピングレートを導出する（バッファサイズの導出方法については後述、シェーピングレートの導出方法は本発明と直接関連しないため説明は省略する）。そして、シェーピングパラメータ設定機能７３は、上記シェーピングパラメータ演算機能７２から導出された値を各ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎに対して予め設定する。
【００１９】
ここで、ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎのバッファサイズを決定する際、ＤＢＡによる帯域割り当てにより異常なＣＤＶが発生するセル群を一時的に格納してＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎにてシェーピングさせるだけのバッファサイズが必要となることを考慮する必要がある。この点について、以下に説明する。
【００２０】
図３は、ある特定ＶＣコネクション（例えば図２におけるＶＣコネクション１２２−１）において異常なＣＤＶが発生する様子を示しており、反応時間を考慮したタイムチャートである。ここで、反応時間とは図２におけるＯＮＴ１１６のＬＩＭ１１７−１からシェーピングされたセルがＯＮＴ１１６のバッファに溜まり始めてから、ＯＬＴ１により輻輳状態であると判定され、ＤＢＡにより割り当て帯域が増大し、次帯域更新周期で増大した新たな割り当て帯域でセルを送信するまでの時間である。この期間内に図２におけるＯＮＴ１１６のキュー１２３−１にセルが溜まる。図３では、反応時間を例として帯域更新周期Ｔupの倍数で表し、それぞれＴup時間、２Ｔup時間、３Ｔup時間とした場合を示している。ＶＣコネクション１２２−１は最大セルレートの周期（1/PCR）＝１セル時間（基準）、最低セルレートの周期（1/MCR）＝２セル時間、ＤＢＡにおける帯域更新周期Ｔupを４セル時間とする。ＤＢＡパラメータは、最低割り当て帯域Gmin＝ΣMCR及びその周期1/Gmin＝２セル時間に加え、最大割り当て帯域ＢＷmax＝ΣPCR若しくはＤＢＡで使用される帯域に設定される。図３では、輻輳状態時のある特定ＶＣコネクション１２２−１が占有する最大割り当て帯域ＢＷmaxにおける帯域を1/Gmax＝0.5セル時間とした場合を示している。
【００２１】
図３は、図２におけるある特定ＶＣコネクション１２２−１がＬＩＭ１１７−１内のＶＣシェーパ１１８−１から絶えずセルが出力されている状態を想定している。まず、最低割り当て帯域でＯＮＴ１１６からＯＬＴ１へセルを出力するが、ＬＩＭ１１７−１から送られてくるセル送信レートの方が大きいため、反応時間までの期間、ＯＮＴ１１６のキュー１２３−１にセルが溜まり続ける。反応時間経過後、割り当て帯域が増大し、その帯域でＯＮＴ１１６からＯＬＴ１へセルが出力される。このとき、残留セルは、増大した割り当て帯域によりＬＩＭ１１７−１からのセル送信レートを超過して出力される。さらにその残留セルが出力される間、ＬＩＭ１１７−１からのセルがＯＮＴ１１６のキュー１２３−１へ到着する可能性がある。
【００２２】
例えば図３では、反応時間＝Ｔupの場合、反応時間まで２セル残留し（登り方向送信セル(a)のＴup▲１▼）、次にその残留セルが出力される間、ＬＩＭ１１７−１から２つのセルが到着する様子を示している（登り方向送信セル(a)のＴup▲２▼）。これらの事項を合わせると、４セルのセル群が異常なＣＤＶを発生し（登り方向送信セル(a)のＴup▲２▼のシェーピング対象セル群）、セル群の最後尾のセルが最大ＣＤＶとしてＯＬＴ１のＵＰＣ３にて観測される。したがって、ＯＬＴ１のＵＰＣ３手前に配置したＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎにより、このセル群をシェーピングする必要がある。シェーピング対象以外のセルに対するバッファは設定する必要はない（登り方向送信セル(a)のＴup▲２▼におけるシェーピング対象セル群以外のセル）。
【００２３】
図３の例では、反応時間Ｔupの場合、シェーピング対象セル＝４セル（登り方向送信セル(a)のＴup▲２▼のシェーピング対象セル群）、反応時間２Ｔupの場合、シェーピング対象セル＝８セル（登り方向送信セル(b)のＴup▲３▼のシェーピング対象セル群）、反応時間３Ｔupの場合、シェーピング対象セル＝１２セルとなる（登り方向送信セル(c)のＴup▲４▼▲５▼のシェーピング対象セル群）。シェーピング対象セルの算出方法については後述する。さらに、ＯＬＴ１のＵＰＣ３手前に配置したＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎのシェーピングレートでバッファリングしたセル群をＵＰＣ３へ出力している。上記シェーピングレートは、ＵＰＣ３にて規定されるＣＤＶＴ（ＣＤＶ許容値）を超過しないように設定すればよい。つまり図３の例では、反応時間Ｔupにおいて、合計４セルのシェーピング対象セル群がＯＬＴ１へ到着し、そのセル群が到着する間、ＯＬＴ１のＵＰＣ３手前に配置したＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎのシェーピングレートがPCRの場合において２セルがシェーピングされることになる。ここで、設定すべきバッファサイズは、ＯＬＴ１のＵＰＣ３手前に配置したＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎでシェーピングされることを考慮すると２セルに設定すればよい。同様に、反応時間２Ｔupの場合、４セル、反応時間３Ｔupの場合、８セルとバッファサイズを設定すればよい。
なお、ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎに設定すべきバッファサイズは、応答時間を考慮しているので、ＤＢＡアルゴリズムに依存する。
【００２４】
以下に、シェーピング対象セルの算出方法を含むバッファサイズ決定までの数式を示す。
・反応時間Ｔresの間、ＯＮＴのキューに残留するセル数Ｂ１
Ｂ１＝（ＶＣコネクションで予め設定された帯域−Gmin）＊Ｔres
上記Ｂ１セルがGmaxにてＯＮＴからＯＬＴへ出力される間にＬＩＭからＯＮＴへ到着するセル数Ｂ２を考慮すると、
・シェーピング対象セル数Ｂ
Ｂ＝Ｂ１＋Ｂ２
・上記シェーピング対象セル数がＯＮＴからＯＬＴへ出力される間に、ＯＬＴのＵＰＣ手前に配置したＶＣ単位シェーパによりシェーピングされるセル数Ｂ３
Ｂ３＝Ｂ／Gmax＊（ＯＬＴのＵＰＣ手前に配置したＶＣ単位シェーパにおけるシェーピングレート）
以上の数式からＯＬＴのＵＰＣ手前に配置したＶＣ単位シェーパに設定すべきバッファサイズＢＳは次のように決定される。
ＢＳ＝Ｂ−Ｂ３
ＶＣ単位シェーパのパラメータ設定動作において、帯域シェーパ部の初期設定時にシェーピングレート及びバッファサイズをＶＣコネクションのパラメータ、ＤＢＡのパラメータより導出し、各ＶＣ単位シェーパへ設定する。
【００２５】
以上のように、本発明のＯＬＴ１のＵＰＣ３手前にバッファを配置した帯域シェーパ部４におけるＣＤＶ抑制機構を用いることにより、ある特定のＶＣコネクションに対してＤＢＡにより異常なＣＤＶが発生する場合でも、最大ＣＤＶにおけるバッファサイズを設定し、ＵＰＣ３に規定されたＣＤＶＴを考慮したシェーピングレートを設定しているため、ＡＰＯＮ区間におけるＣＤＶを吸収し、ＵＰＣにてＤＢＡによる異常なＣＤＶを観測しないようにすることができる。
【００２６】
実施の形態２．
上記実施の形態１ではＶＣコネクション単位でシェーパを配置してＣＤＶを抑制するようにした場合について説明したが、本実施の形態２では、ＶＰ単位でシェーパを配置する場合について説明する。
【００２７】
図４は、実施の形態２におけるＯＬＴ１の詳細な構成を示す構成図である。帯域シェーパ部４は、ＯＮＴ１１６〜１ｎ６からのデータをＶＰ毎に振り分けるＶＰ振り分け部４４と、各ＶＰに対応したキュー４５−１〜４５−ｍと、各ＶＰに対応したＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍと、このＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍを通過したセルに対してＶＣコネクション毎にＵＰＣ３へ振り分けるＶＣ振り分け部４１により構成される。その他図２と同一の符号を付したものについては、実施の形態１と同様である。
【００２８】
パラメータ制御部７のパラメータ格納部７１に、ＵＰＣ３にて規定されているパラメータ、例えばPCR、CDVT、SCRなど、ＤＢＡで必要となるパラメータ、最小割り当て帯域、最大割り当て帯域、帯域更新周期、現在の割り当て帯域、ＯＮＴ側のキュー長、レンジング時間などを外部の運用管理操作から予め設定することができる（これらのパラメータの設定方法は本発明と直接関連しないため説明は省略する）。図示しない外部の運用管理操作から設定指示があると、パラメータ制御部７のシェーピングパラメータ演算機能７２は、上記パラメータをパラメータ格納部７１より読み出し、各ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍのバッファサイズ及びシェーピングレートを導出する（バッファサイズの導出方法については後述、シェーピングレートの導出方法は本発明と直接関連しないため説明は省略する）。そして、シェーピングパラメータ設定機能７３は、上記シェーピングパラメータ演算機能７２から導出された値を各ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍに対して予め設定する。
【００２９】
ここで、ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍに設定すべきバッファサイズを決定する際には、ＶＰに予め設定された各ＶＣコネクションのセルが統計的に多重化された状態でＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍに到着することを考慮する必要がある。つまり、上記ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎでは各ＶＣコネクションに対して、各々に最大ＣＤＶを吸収できるだけのバッファサイズを設定する必要があるが、ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍではＶＣコネクションにおける統計多重により、必ずしもＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍに設定すべきバッファサイズをΣBS_vc（ＶＰに属するＶＣにおけるＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎに設定すべきバッファサイズの和。ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎに設定すべきバッファサイズについては実施の形態１と同一。）とする必要がなく、統計多重効果をある程度考慮すれば、ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎと比較してバッファサイズの削減を見込むことができる。
その他の帯域シェーパ部４の基本的な動作については、ＶＰ単位でシェーピングを行うことを除いては実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
【００３０】
以上のように、ＶＰ単位でシェーパを配置することにより、ＶＣ単位でシェーパを配置した場合と比較してＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍのシェーパ数を減少させることができる。さらに、統計多重効果により、ＶＣ単位でシェーパを配置した場合と比較してＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍで必要な全バッファサイズも削減できる。
【００３１】
実施の形態３．
上記実施の形態２ではＶＰ単位でシェーパを配置する場合について説明したが、本実施の形態３では、グラント制御単位でシェーパを配置する場合について説明する。
【００３２】
図５は、実施の形態３におけるＯＬＴ１の詳細な構成を示す構成図である。帯域シェーパ部４は、ＯＮＴ１１６〜１ｎ６からのデータをグラント制御単位毎に振り分けるグラント制御単位振り分け部４７と、各グラント制御単位に対応したキュー４８−１〜４８−ｋと、各グラント制御単位に対応したグラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋと、このグラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋを通過したセルに対してＶＣコネクション毎にＵＰＣ３へ振り分けるＶＣ振り分け部４１により構成される。その他図４と同一の符号を付したものについては、実施の形態２と同様である。
【００３３】
パラメータ制御部７のパラメータ格納部７１に、ＵＰＣ３にて規定されているパラメータ、例えばPCR、CDVT、SCRなど、ＤＢＡで必要となるパラメータ、最小割り当て帯域、最大割り当て帯域、帯域更新周期、現在の割り当て帯域、ＯＮＴ側のキュー長、レンジング時間などを外部の運用管理操作から予め設定することができる（これらのパラメータの設定方法は本発明と直接関連しないため説明は省略する）。図示しない外部の運用管理操作から設定指示があると、パラメータ制御部７のシェーピングパラメータ演算機能７２は、上記パラメータをパラメータ格納部７１より読み出し、各グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋのバッファサイズ及びシェーピングレートを導出する（バッファサイズの導出方法については後述、シェーピングレートの導出方法は本発明と直接関連しないため説明は省略する）。そして、シェーピングパラメータ設定機能７３は、上記シェーピングパラメータ演算機能７２から導出された値を各グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋに対して予め設定する。
【００３４】
ここで、グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋに設定すべきバッファサイズを決定する際には、ＶＰに予め設定された各ＶＣコネクションのセルが統計的に多重化され、さらにグラント制御単位に対応する各ＶＰコネクションのセルも統計的に多重化された状態で、グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋに到着することを考慮する必要がある。つまり、上記ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎでは各ＶＣコネクションに対して、各々に最大ＣＤＶを吸収できるだけのバッファサイズを設定し、また上記ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍでは各ＶＰコネクションに対してバッファサイズを設定する必要があるが、グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋではＶＣコネクションさらにＶＰコネクションにおける統計多重により、必ずしもグラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋに設定すべきバッファサイズをΣBS_vc（ＶＰに属するＶＣにおけるＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎに設定すべきバッファサイズの和。ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎに設定すべきバッファサイズについては実施の形態１と同一。）、またΣBS_vp（グラント制御単位に対応するＶＰにおけるＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍに設定すべきバッファサイズの和）とする必要がなく、統計多重効果をある程度考慮すれば、ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎ及びＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍと比較してバッファサイズの削減を見込むことができる。
その他の帯域シェーパ部４の基本的な動作については、グラント制御単位でシェーピングを行うことを除いては実施の形態２と同様であるため、説明は省略する。
【００３５】
以上のように、グラント制御単位でシェーパを配置することにより、ＶＣ単位あるいはＶＰ単位でシェーパを配置した場合と比較してグラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋのシェーパ数を減少させることができる。さらに、統計多重効果により、ＶＣ単位あるいはＶＰ単位でシェーパを配置した場合と比較してグラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋで必要な全バッファサイズも削減できる。
【００３６】
なお、上記実施の形態１〜３では、ＶＣ単位シェーパのみ、ＶＰ単位シェーパのみ、グラント制御単位シェーパのみを使用する場合について説明したが、ＯＬＴ１におけるＵＰＣ３手前の帯域シェーパ部４を上記ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎ、上記ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍ、上記グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋを組み合わせて配置してもよい。
【００３７】
また、サービスクラス（CBR、VBR、UBRなど）に応じて、ＯＬＴ１におけるＵＰＣ３手前の帯域シェーパ部４を上記ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎ、上記ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍ、上記グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋを組み合わせることにより、UBR以外のサービスクラス（例えば、CBR、VBR）におけるＶＣコネクションには帯域シェーパ部４を配置し、特に品質の保証が規定されていないようなUBRサービスクラスにおいて、ＶＣコネクションに対しては特に帯域シェーパ部４を配置せずに、ＵＰＣ３において違反セルに対してタグを付けて通過させる、または廃棄するという実施形態も可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、光加入者線端局装置と光加入者線終端装置との間で動的帯域割り当てが行われるＡＰＯＮ（ＡＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ ｂａｓｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおける光加入者線端局装置であって、前記光加入者線終端装置からのセルをシェーピングするシェーパ部と、前記シェーパ部によりシェーピングされたセルのトラヒックを監視する使用パラメータ制御部とを備えることにより、ＵＰＣ３に規定されたＣＤＶＴを考慮したシェーピングレートを設定しているため、ＡＰＯＮ区間におけるＣＤＶを吸収し、ＵＰＣにてＤＢＡによる異常なＣＤＶを観測しないようにすることができる。
【００３９】
また、前記シェーパ部は、ＶＣ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）コネクション毎にシェーパを設けることにより、ある特定のＶＣコネクションに対してＤＢＡにより異常なＣＤＶが発生する場合でも、最大ＣＤＶにおけるバッファサイズを設定し、ＵＰＣ３に規定されたＣＤＶＴを考慮したシェーピングレートを設定しているため、ＡＰＯＮ区間におけるＣＤＶを吸収し、ＵＰＣにてＤＢＡによる異常なＣＤＶを観測しないようにすることができる。
【００４０】
また、前記シェーパ部は、ＶＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐａｔｈ）コネクション毎にシェーパを設けることにより、ＶＣ単位でシェーパを配置した場合と比較してＶＰ単位シェーパのシェーパ数を減少させることができ、さらに、統計多重効果により、ＶＣ単位でシェーパを配置した場合と比較してＶＰ単位シェーパで必要な全バッファサイズも削減できる。
【００４１】
また、前記シェーパ部は、グラント制御単位毎にシェーパを設けることにより、ＶＣ単位あるいはＶＰ単位でシェーパを配置した場合と比較してグラント制御単位シェーパのシェーパ数を減少させることができ、さらに、統計多重効果により、ＶＣ単位あるいはＶＰ単位でシェーパを配置した場合と比較してグラント制御単位シェーパで必要な全バッファサイズも削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わるＡＰＯＮシステムの構成例を示す説明図
【図２】 ＯＬＴ１の詳細な構成を示す構成図
【図３】 反応時間を考慮したタイムチャート
【図４】 実施の形態２におけるＯＬＴ１の詳細な構成を示す構成図
【図５】 実施の形態３におけるＯＬＴ１の詳細な構成を示す構成図
【図６】 従来のＡＰＯＮシステムの構成例を示す説明図
【図７】 従来のコネクション制御の動作例を示す説明図
【図８】 従来のＡＰＯＮシステムで異常なＣＤＶが観測される現象の具体例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１ 光加入者線端局装置
２ ＡＰＯＮ−ＩＦ
３ ＵＰＣ
４ 帯域シェーパ部
５ スイッチ部
６ 中継インタフェース部
７ パラメータ制御部
４１ ＶＣ振り分け部
４２−１〜４２−ｎ ＶＣキュー
４３−１〜４３−ｎ ＶＣ単位シェーパ
４４ ＶＰ振り分け部
４５−１〜４５−ｍ キュー
４６−１〜４６−ｍ ＶＰ単位シェーパ
４７ グラント制御単位振り分け部
４８−１〜４８−ｋ キュー
４９−１〜４９−ｋ グラント制御単位シェーパ
７１ パラメータ格納部
７２ シェーピングパラメータ演算機能
７３ シェーピングパラメータ設定機能
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＡＰＯＮ（ATM-PON, ATM based Passive Optical Network）システムにおいてＡＰＯＮ区間で発生するＣＤＶ（セル遅延ゆらぎ）を抑制するセル遅延ゆらぎ抑制方法、及びＣＤＶを抑制するＡＰＯＮシステム、及びＣＤＶを抑制する光加入者線端局装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＰＯＮシステムは、光ファイバ及び光スプリッタにより、１つの局側インタフェースが複数の加入者を収容でき、高速・経済的な加入者系を実現する。ＡＰＯＮにおける必要な技術としてＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Assignment＝動的帯域割り当て）と呼ばれるメディアアクセス制御があり、ＤＢＡはユーザのトラヒック状態に応じてユーザ間のリソース（帯域）を動的に割り当てる制御方式である。
【０００３】
図６は従来のＡＰＯＮシステムの構成例を示す説明図である。図６において、ＯＬＴ（Optical Line Terminal＝光加入者線端局装置）１０１からＯＮＴ（Optical Network Terminal＝光加入者線終端装置）１１６〜１ｎ６へ流れるトラヒック（下りトラヒック）は光スプリッタ１０９にて各ＯＮＴ１１６〜１ｎ６へ同報通知され、各ＯＮＴ１１６〜１ｎ６は自ＯＮＴ宛トラヒックをＯＮＴ内部に取り込む。一方、ＯＮＴ１１６〜１ｎ６からＯＬＴ１０１へ流れるトラヒック（上りトラヒック）は、ＯＬＴ１０１からのグラント（送信許可信号）に一対一に対応しており、１グラントに対し１セル送信可能である。つまりグラントが上りトラヒックの帯域を司っている。この際、ＤＢＡではグラント制御単位の輻輳状態に応じて、グラントの発生を動的に変更している。
【０００４】
例えば、グラント制御単位をＯＮＴ毎に割り当てる場合、ＯＮＴ１１６〜１ｎ６内の上りトラヒックの輻輳状態に応じてグラント発生頻度を変更することにより、該当ＯＮＴに対する割り当て帯域を変更し、ＡＰＯＮ区間における帯域負荷の適正化を図る。
【０００５】
一般にＤＢＡでは、最初に最小割り当て帯域（ＢＷmin）をグラント制御単位に割り当てる。ＢＷminはグラント制御単位に対するＶＰ容量の合計以上となるように予め設定する。グラント制御単位で輻輳状態をＯＬＴ１０１またはＯＮＴ１１６〜１ｎ６により判別し、帯域更新周期（Ｔup）毎に各グラント制御単位へ動的に帯域の割り当てを行う。ＤＢＡは余剰帯域を最大限に利用できることを目的とするトラヒック制御方法であるため、最大割り当て帯域（ＢＷmax）は、ＤＢＡ用に確保された最大帯域で設定されることが望ましい。例えば、ＣＢＲ（Constant Bit Rate）クラスに対応したグラント制御単位に対しては、固定通信速度に応じた帯域を常時確保しておけばよく、それ以上の帯域を割り当てる必要はない。つまり、このようなグラント制御単位には新たに帯域を割り当てる必要はなく、その他のグラント制御単位に対して、ＢＷmaxを設定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のＡＰＯＮシステムでは、前述のＤＢＡの動作により、あるＶＣコネクションにおけるセルがＯＬＴ１０１におけるＵＰＣ（使用量パラメータ制御部）１０３にて異常なＣＤＶ（セル遅延ゆらぎ）が観測される現象が生じ得る。そのため、ＵＰＣ１０３にてセルの流入違反が起こる可能性があり、不正な廃棄が起こる、または流入違反該当セルに対してタグ付けが行われるという問題が発生する。この現象について、ＡＰＯＮシステムのコネクション制御の動作に基づいて説明する。
【０００７】
図７は、従来のコネクション制御の動作例を示す説明図である。まず、各ＶＣコネクション１２２−１、１２２−２はＯＮＴ１１６側のＬＩＭ（Line Interface Module）１１７−１、１１７−２でＶＣ毎にシェーピングされており、ＤＢＡによる割り当て帯域が増加してもＬＩＭ１１７−１、１１７−２側のセル流量が増加することはあり得ない。しかしながら、ＯＮＴ１１６からＯＬＴ１０１へセルを出力する際のキュー１２３−１〜１２３−ｎには多数のＶＣコネクション１２２−１、１２２−２が多重化されており、各ＶＣコネクション１２２−１、１２２−２等のセルが溜まることがある。そして、そのバッファ中に特定のＶＣコネクションのセルがほとんど占めている場合では、ＤＢＡによる割り当て帯域が増加したとき、溜まっていた特定のＶＣコネクションのセル群が一気に送出されることとなり、ＯＬＴ１０１のＵＰＣ１０３にて異常なＣＤＶが観測されることが起こり得る。このような現象は従来のＡＰＯＮシステムにおけるプロトコル上防ぐことはできない。しかし、これはあくまでＤＢＡを用いることで生じる異常なＣＤＶによるセル流入違反であり、ユーザ側にとってサービス運用上望ましくない。
【０００８】
以下にこのようなＣＤＶ増加現象の具体例について説明する。
図８は、従来のＡＰＯＮシステムで異常なＣＤＶが観測される現象の具体例を示すタイムチャートである。図８では、ＶＣコネクション１２２−１、１２２−２の２本を予め設定し、各コネクションは最大セルレート（PCR:Peak Cell Rate）の周期（1/PCR）＝１セル時間（基準）、最低セルレート（MCR:Minimum Cell Rate）の周期（1/MCR）＝４セル時間、ＤＢＡにおける帯域更新周期Ｔupを４セル時間とする。送信セルはＬＩＭ１１７−１、１１７−２内でＶＣ毎にシェーピングされ（図８の(a)）、ＯＮＴ−ＯＬＴ間ではＶＰ単位でクロスコネクトされる。このときキューイングされる単位はＶＰ単位となる。一般にＤＢＡパラメータは、最低割り当て帯域Gmin＝ΣMCR及びその周期1/Gmin＝２セル時間に加え、最大割り当て帯域ＢＷmax＝ΣPCR若しくはＤＢＡで使用される帯域に設定される。図８では輻輳状態時1/Gmax＝0.5セル時間として記述している。まず最初に割り当て帯域がGminの間、Gmin以上でセルを送信するとＯＮＴ１１６にセルが滞留する（図８の(b)のＴup▲１▼及びＴup▲２▼）。その後、ＯＮＴ１１６またはＯＬＴ１０１にて輻輳状態と判断され、割り当て帯域がGmaxになる場合、例えばＶＣコネクション１２２−１がほとんど使われている場合、溜まっていたＶＣコネクション１２２−１のセル群が一気に送出されることとなり、一時的に異常なＣＤＶを有したセルがＯＮＴ１１６からＯＬＴ１０１へ送信される（図８の(b)のＴup▲３▼）。このため、一時的にＶＣコネクション１２２−１のＣＤＶが増加し、ＯＮＴ１１６から送信されたセルはＯＬＴ１０１のＵＰＣ１０３にて異常なＣＤＶとして観測される（図８の(c)(d)）。
【０００９】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ＡＰＯＮシステムのＯＬＴにおいて、ＤＢＡを適用することにより発生するＣＤＶを抑制する光加入者線端局装置及びＡＰＯＮシステム及びセル遅延ゆらぎ抑制方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる光加入者線端局装置は、光加入者線端局装置と光加入者線終端装置との間で動的帯域割り当てが行われるＡＰＯＮ（ＡＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ ｂａｓｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおける光加入者線端局装置であって、前記光加入者線終端装置からのセルをシェーピングするシェーパ部と、前記シェーパ部によりシェーピングされたセルのトラヒックを監視する使用パラメータ制御部とを備えるものである。
【００１１】
また、前記シェーパ部は、ＶＣ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）コネクション毎にシェーパを設けるものである。
【００１２】
また、前記シェーパ部は、ＶＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐａｔｈ）コネクション毎にシェーパを設けるものである。
【００１３】
また、前記シェーパ部は、グラント制御単位毎にシェーパを設けるものである。
【００１４】
本発明に係わるＡＰＯＮシステムは、光加入者線端局装置と光加入者線終端装置との間で動的帯域割り当てが行われるＡＰＯＮ（ＡＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ ｂａｓｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおいて、前記光加入者線端局装置は、前記光加入者線終端装置からのセルをシェーピングするシェーパ部と、前記シェーパ部によりシェーピングされたセルのトラヒックを監視する使用パラメータ制御部とを備えるものである。
【００１５】
本発明に係わるセル遅延ゆらぎ抑制方法は、光加入者線端局装置と光加入者線終端装置との間で動的帯域割り当てが行われるＡＰＯＮ（ＡＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ ｂａｓｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおけるセル遅延ゆらぎ抑制方法において、前記光加入者線終端装置からのセルをシェーピングし、シェーピングされたセルのトラヒックを監視するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明に係わるＡＰＯＮシステムの構成例を示す説明図である。図１において、１は光加入者線端局装置であるＯＬＴ、２は加入者線終端部であるＡＰＯＮ−ＩＦ、３は使用量パラメータ制御部であるＵＰＣ、４はシェーパ部としての帯域シェーパ部である。ＤＢＡ（動的帯域割り当て）によりＡＰＯＮ区間で発生したＣＤＶ（セル遅延ゆらぎ）を、帯域シェーパ部４によって抑制する。
なお、その他図６と同一の符号を付したものについては、従来のＡＰＯＮシステムと同様である。
【００１７】
次に、本発明に係わるＡＰＯＮシステムの詳細な動作について説明する。
図２は、ＯＬＴ１の詳細な構成を示す構成図である。図２において、５はＡＰＯＮ−ＩＦ２からのデータをスイッチングするスイッチ部、６はスイッチ部５からのデータを他のネットワークへ送出するための中継インタフェース部である。また、４１はＯＮＴ１１６〜１ｎ６からのデータをＶＣごとに振り分ける帯域シェーパ部４内のＶＣ振り分け部、４２−１〜４２−ｎはＶＣ単位に設けられた帯域シェーパ部４内のＶＣキュー、４３−１〜４３−ｎはＶＣ単位に設けられた帯域シェーパ部４内のＶＣ単位シェーパである。
また、パラメータ制御部７は、パラメータ格納部７１、シェーピングパラメータ演算機能７２、シェーピングパラメータ設定機能７３を有する。
【００１８】
パラメータ制御部７のパラメータ格納部７１に、ＵＰＣ３にて規定されているパラメータ、例えばPCR、CDVT、SCRなど、ＤＢＡで必要となるパラメータ、最小割り当て帯域、最大割り当て帯域、帯域更新周期、現在の割り当て帯域、ＯＮＴ側のキュー長、レンジング時間などを外部の運用管理操作から予め設定することができる（これらのパラメータの設定方法は本発明と直接関連しないため説明は省略する）。図示しない外部の運用管理操作から設定指示があると、パラメータ制御部７のシェーピングパラメータ演算機能７２は、上記パラメータをパラメータ格納部７１より読み出し、各ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎのバッファサイズ及びシェーピングレートを導出する（バッファサイズの導出方法については後述、シェーピングレートの導出方法は本発明と直接関連しないため説明は省略する）。そして、シェーピングパラメータ設定機能７３は、上記シェーピングパラメータ演算機能７２から導出された値を各ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎに対して予め設定する。
【００１９】
ここで、ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎのバッファサイズを決定する際、ＤＢＡによる帯域割り当てにより異常なＣＤＶが発生するセル群を一時的に格納してＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎにてシェーピングさせるだけのバッファサイズが必要となることを考慮する必要がある。この点について、以下に説明する。
【００２０】
図３は、ある特定ＶＣコネクション（例えば図２におけるＶＣコネクション１２２−１）において異常なＣＤＶが発生する様子を示しており、反応時間を考慮したタイムチャートである。ここで、反応時間とは図２におけるＯＮＴ１１６のＬＩＭ１１７−１からシェーピングされたセルがＯＮＴ１１６のバッファに溜まり始めてから、ＯＬＴ１により輻輳状態であると判定され、ＤＢＡにより割り当て帯域が増大し、次帯域更新周期で増大した新たな割り当て帯域でセルを送信するまでの時間である。この期間内に図２におけるＯＮＴ１１６のキュー１２３−１にセルが溜まる。図３では、反応時間を例として帯域更新周期Ｔupの倍数で表し、それぞれＴup時間、２Ｔup時間、３Ｔup時間とした場合を示している。ＶＣコネクション１２２−１は最大セルレートの周期（1/PCR）＝１セル時間（基準）、最低セルレートの周期（1/MCR）＝２セル時間、ＤＢＡにおける帯域更新周期Ｔupを４セル時間とする。ＤＢＡパラメータは、最低割り当て帯域Gmin＝ΣMCR及びその周期1/Gmin＝２セル時間に加え、最大割り当て帯域ＢＷmax＝ΣPCR若しくはＤＢＡで使用される帯域に設定される。図３では、輻輳状態時のある特定ＶＣコネクション１２２−１が占有する最大割り当て帯域ＢＷmaxにおける帯域を1/Gmax＝0.5セル時間とした場合を示している。
【００２１】
図３は、図２におけるある特定ＶＣコネクション１２２−１がＬＩＭ１１７−１内のＶＣシェーパ１１８−１から絶えずセルが出力されている状態を想定している。まず、最低割り当て帯域でＯＮＴ１１６からＯＬＴ１へセルを出力するが、ＬＩＭ１１７−１から送られてくるセル送信レートの方が大きいため、反応時間までの期間、ＯＮＴ１１６のキュー１２３−１にセルが溜まり続ける。反応時間経過後、割り当て帯域が増大し、その帯域でＯＮＴ１１６からＯＬＴ１へセルが出力される。このとき、残留セルは、増大した割り当て帯域によりＬＩＭ１１７−１からのセル送信レートを超過して出力される。さらにその残留セルが出力される間、ＬＩＭ１１７−１からのセルがＯＮＴ１１６のキュー１２３−１へ到着する可能性がある。
【００２２】
例えば図３では、反応時間＝Ｔupの場合、反応時間まで２セル残留し（登り方向送信セル(a)のＴup▲１▼）、次にその残留セルが出力される間、ＬＩＭ１１７−１から２つのセルが到着する様子を示している（登り方向送信セル(a)のＴup▲２▼）。これらの事項を合わせると、４セルのセル群が異常なＣＤＶを発生し（登り方向送信セル(a)のＴup▲２▼のシェーピング対象セル群）、セル群の最後尾のセルが最大ＣＤＶとしてＯＬＴ１のＵＰＣ３にて観測される。したがって、ＯＬＴ１のＵＰＣ３手前に配置したＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎにより、このセル群をシェーピングする必要がある。シェーピング対象以外のセルに対するバッファは設定する必要はない（登り方向送信セル(a)のＴup▲２▼におけるシェーピング対象セル群以外のセル）。
【００２３】
図３の例では、反応時間Ｔupの場合、シェーピング対象セル＝４セル（登り方向送信セル(a)のＴup▲２▼のシェーピング対象セル群）、反応時間２Ｔupの場合、シェーピング対象セル＝８セル（登り方向送信セル(b)のＴup▲３▼のシェーピング対象セル群）、反応時間３Ｔupの場合、シェーピング対象セル＝１２セルとなる（登り方向送信セル(c)のＴup▲４▼▲５▼のシェーピング対象セル群）。シェーピング対象セルの算出方法については後述する。さらに、ＯＬＴ１のＵＰＣ３手前に配置したＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎのシェーピングレートでバッファリングしたセル群をＵＰＣ３へ出力している。上記シェーピングレートは、ＵＰＣ３にて規定されるＣＤＶＴ（ＣＤＶ許容値）を超過しないように設定すればよい。つまり図３の例では、反応時間Ｔupにおいて、合計４セルのシェーピング対象セル群がＯＬＴ１へ到着し、そのセル群が到着する間、ＯＬＴ１のＵＰＣ３手前に配置したＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎのシェーピングレートがPCRの場合において２セルがシェーピングされることになる。ここで、設定すべきバッファサイズは、ＯＬＴ１のＵＰＣ３手前に配置したＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎでシェーピングされることを考慮すると２セルに設定すればよい。同様に、反応時間２Ｔupの場合、４セル、反応時間３Ｔupの場合、８セルとバッファサイズを設定すればよい。
なお、ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎに設定すべきバッファサイズは、応答時間を考慮しているので、ＤＢＡアルゴリズムに依存する。
【００２４】
以下に、シェーピング対象セルの算出方法を含むバッファサイズ決定までの数式を示す。
・反応時間Ｔresの間、ＯＮＴのキューに残留するセル数Ｂ１
Ｂ１＝（ＶＣコネクションで予め設定された帯域−Gmin）＊Ｔres
上記Ｂ１セルがGmaxにてＯＮＴからＯＬＴへ出力される間にＬＩＭからＯＮＴへ到着するセル数Ｂ２を考慮すると、
・シェーピング対象セル数Ｂ
Ｂ＝Ｂ１＋Ｂ２
・上記シェーピング対象セル数がＯＮＴからＯＬＴへ出力される間に、ＯＬＴのＵＰＣ手前に配置したＶＣ単位シェーパによりシェーピングされるセル数Ｂ３
Ｂ３＝Ｂ／Gmax＊（ＯＬＴのＵＰＣ手前に配置したＶＣ単位シェーパにおけるシェーピングレート）
以上の数式からＯＬＴのＵＰＣ手前に配置したＶＣ単位シェーパに設定すべきバッファサイズＢＳは次のように決定される。
ＢＳ＝Ｂ−Ｂ３
ＶＣ単位シェーパのパラメータ設定動作において、帯域シェーパ部の初期設定時にシェーピングレート及びバッファサイズをＶＣコネクションのパラメータ、ＤＢＡのパラメータより導出し、各ＶＣ単位シェーパへ設定する。
【００２５】
以上のように、本発明のＯＬＴ１のＵＰＣ３手前にバッファを配置した帯域シェーパ部４におけるＣＤＶ抑制機構を用いることにより、ある特定のＶＣコネクションに対してＤＢＡにより異常なＣＤＶが発生する場合でも、最大ＣＤＶにおけるバッファサイズを設定し、ＵＰＣ３に規定されたＣＤＶＴを考慮したシェーピングレートを設定しているため、ＡＰＯＮ区間におけるＣＤＶを吸収し、ＵＰＣにてＤＢＡによる異常なＣＤＶを観測しないようにすることができる。
【００２６】
実施の形態２．
上記実施の形態１ではＶＣコネクション単位でシェーパを配置してＣＤＶを抑制するようにした場合について説明したが、本実施の形態２では、ＶＰ単位でシェーパを配置する場合について説明する。
【００２７】
図４は、実施の形態２におけるＯＬＴ１の詳細な構成を示す構成図である。帯域シェーパ部４は、ＯＮＴ１１６〜１ｎ６からのデータをＶＰ毎に振り分けるＶＰ振り分け部４４と、各ＶＰに対応したキュー４５−１〜４５−ｍと、各ＶＰに対応したＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍと、このＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍを通過したセルに対してＶＣコネクション毎にＵＰＣ３へ振り分けるＶＣ振り分け部４１により構成される。その他図２と同一の符号を付したものについては、実施の形態１と同様である。
【００２８】
パラメータ制御部７のパラメータ格納部７１に、ＵＰＣ３にて規定されているパラメータ、例えばPCR、CDVT、SCRなど、ＤＢＡで必要となるパラメータ、最小割り当て帯域、最大割り当て帯域、帯域更新周期、現在の割り当て帯域、ＯＮＴ側のキュー長、レンジング時間などを外部の運用管理操作から予め設定することができる（これらのパラメータの設定方法は本発明と直接関連しないため説明は省略する）。図示しない外部の運用管理操作から設定指示があると、パラメータ制御部７のシェーピングパラメータ演算機能７２は、上記パラメータをパラメータ格納部７１より読み出し、各ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍのバッファサイズ及びシェーピングレートを導出する（バッファサイズの導出方法については後述、シェーピングレートの導出方法は本発明と直接関連しないため説明は省略する）。そして、シェーピングパラメータ設定機能７３は、上記シェーピングパラメータ演算機能７２から導出された値を各ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍに対して予め設定する。
【００２９】
ここで、ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍに設定すべきバッファサイズを決定する際には、ＶＰに予め設定された各ＶＣコネクションのセルが統計的に多重化された状態でＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍに到着することを考慮する必要がある。つまり、上記ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎでは各ＶＣコネクションに対して、各々に最大ＣＤＶを吸収できるだけのバッファサイズを設定する必要があるが、ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍではＶＣコネクションにおける統計多重により、必ずしもＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍに設定すべきバッファサイズをΣBS_vc（ＶＰに属するＶＣにおけるＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎに設定すべきバッファサイズの和。ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎに設定すべきバッファサイズについては実施の形態１と同一。）とする必要がなく、統計多重効果をある程度考慮すれば、ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎと比較してバッファサイズの削減を見込むことができる。
その他の帯域シェーパ部４の基本的な動作については、ＶＰ単位でシェーピングを行うことを除いては実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
【００３０】
以上のように、ＶＰ単位でシェーパを配置することにより、ＶＣ単位でシェーパを配置した場合と比較してＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍのシェーパ数を減少させることができる。さらに、統計多重効果により、ＶＣ単位でシェーパを配置した場合と比較してＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍで必要な全バッファサイズも削減できる。
【００３１】
実施の形態３．
上記実施の形態２ではＶＰ単位でシェーパを配置する場合について説明したが、本実施の形態３では、グラント制御単位でシェーパを配置する場合について説明する。
【００３２】
図５は、実施の形態３におけるＯＬＴ１の詳細な構成を示す構成図である。帯域シェーパ部４は、ＯＮＴ１１６〜１ｎ６からのデータをグラント制御単位毎に振り分けるグラント制御単位振り分け部４７と、各グラント制御単位に対応したキュー４８−１〜４８−ｋと、各グラント制御単位に対応したグラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋと、このグラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋを通過したセルに対してＶＣコネクション毎にＵＰＣ３へ振り分けるＶＣ振り分け部４１により構成される。その他図４と同一の符号を付したものについては、実施の形態２と同様である。
【００３３】
パラメータ制御部７のパラメータ格納部７１に、ＵＰＣ３にて規定されているパラメータ、例えばPCR、CDVT、SCRなど、ＤＢＡで必要となるパラメータ、最小割り当て帯域、最大割り当て帯域、帯域更新周期、現在の割り当て帯域、ＯＮＴ側のキュー長、レンジング時間などを外部の運用管理操作から予め設定することができる（これらのパラメータの設定方法は本発明と直接関連しないため説明は省略する）。図示しない外部の運用管理操作から設定指示があると、パラメータ制御部７のシェーピングパラメータ演算機能７２は、上記パラメータをパラメータ格納部７１より読み出し、各グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋのバッファサイズ及びシェーピングレートを導出する（バッファサイズの導出方法については後述、シェーピングレートの導出方法は本発明と直接関連しないため説明は省略する）。そして、シェーピングパラメータ設定機能７３は、上記シェーピングパラメータ演算機能７２から導出された値を各グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋに対して予め設定する。
【００３４】
ここで、グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋに設定すべきバッファサイズを決定する際には、ＶＰに予め設定された各ＶＣコネクションのセルが統計的に多重化され、さらにグラント制御単位に対応する各ＶＰコネクションのセルも統計的に多重化された状態で、グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋに到着することを考慮する必要がある。つまり、上記ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎでは各ＶＣコネクションに対して、各々に最大ＣＤＶを吸収できるだけのバッファサイズを設定し、また上記ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍでは各ＶＰコネクションに対してバッファサイズを設定する必要があるが、グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋではＶＣコネクションさらにＶＰコネクションにおける統計多重により、必ずしもグラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋに設定すべきバッファサイズをΣBS_vc（ＶＰに属するＶＣにおけるＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎに設定すべきバッファサイズの和。ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎに設定すべきバッファサイズについては実施の形態１と同一。）、またΣBS_vp（グラント制御単位に対応するＶＰにおけるＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍに設定すべきバッファサイズの和）とする必要がなく、統計多重効果をある程度考慮すれば、ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎ及びＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍと比較してバッファサイズの削減を見込むことができる。
その他の帯域シェーパ部４の基本的な動作については、グラント制御単位でシェーピングを行うことを除いては実施の形態２と同様であるため、説明は省略する。
【００３５】
以上のように、グラント制御単位でシェーパを配置することにより、ＶＣ単位あるいはＶＰ単位でシェーパを配置した場合と比較してグラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋのシェーパ数を減少させることができる。さらに、統計多重効果により、ＶＣ単位あるいはＶＰ単位でシェーパを配置した場合と比較してグラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋで必要な全バッファサイズも削減できる。
【００３６】
なお、上記実施の形態１〜３では、ＶＣ単位シェーパのみ、ＶＰ単位シェーパのみ、グラント制御単位シェーパのみを使用する場合について説明したが、ＯＬＴ１におけるＵＰＣ３手前の帯域シェーパ部４を上記ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎ、上記ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍ、上記グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋを組み合わせて配置してもよい。
【００３７】
また、サービスクラス（CBR、VBR、UBRなど）に応じて、ＯＬＴ１におけるＵＰＣ３手前の帯域シェーパ部４を上記ＶＣ単位シェーパ４３−１〜４３−ｎ、上記ＶＰ単位シェーパ４６−１〜４６−ｍ、上記グラント制御単位シェーパ４９−１〜４９−ｋを組み合わせることにより、UBR以外のサービスクラス（例えば、CBR、VBR）におけるＶＣコネクションには帯域シェーパ部４を配置し、特に品質の保証が規定されていないようなUBRサービスクラスにおいて、ＶＣコネクションに対しては特に帯域シェーパ部４を配置せずに、ＵＰＣ３において違反セルに対してタグを付けて通過させる、または廃棄するという実施形態も可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、光加入者線端局装置と光加入者線終端装置との間で動的帯域割り当てが行われるＡＰＯＮ（ＡＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ ｂａｓｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおける光加入者線端局装置であって、前記光加入者線終端装置からのセルをシェーピングするシェーパ部と、前記シェーパ部によりシェーピングされたセルのトラヒックを監視する使用パラメータ制御部とを備えることにより、ＵＰＣ３に規定されたＣＤＶＴを考慮したシェーピングレートを設定しているため、ＡＰＯＮ区間におけるＣＤＶを吸収し、ＵＰＣにてＤＢＡによる異常なＣＤＶを観測しないようにすることができる。
【００３９】
また、前記シェーパ部は、ＶＣ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）コネクション毎にシェーパを設けることにより、ある特定のＶＣコネクションに対してＤＢＡにより異常なＣＤＶが発生する場合でも、最大ＣＤＶにおけるバッファサイズを設定し、ＵＰＣ３に規定されたＣＤＶＴを考慮したシェーピングレートを設定しているため、ＡＰＯＮ区間におけるＣＤＶを吸収し、ＵＰＣにてＤＢＡによる異常なＣＤＶを観測しないようにすることができる。
【００４０】
また、前記シェーパ部は、ＶＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐａｔｈ）コネクション毎にシェーパを設けることにより、ＶＣ単位でシェーパを配置した場合と比較してＶＰ単位シェーパのシェーパ数を減少させることができ、さらに、統計多重効果により、ＶＣ単位でシェーパを配置した場合と比較してＶＰ単位シェーパで必要な全バッファサイズも削減できる。
【００４１】
また、前記シェーパ部は、グラント制御単位毎にシェーパを設けることにより、ＶＣ単位あるいはＶＰ単位でシェーパを配置した場合と比較してグラント制御単位シェーパのシェーパ数を減少させることができ、さらに、統計多重効果により、ＶＣ単位あるいはＶＰ単位でシェーパを配置した場合と比較してグラント制御単位シェーパで必要な全バッファサイズも削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わるＡＰＯＮシステムの構成例を示す説明図
【図２】 ＯＬＴ１の詳細な構成を示す構成図
【図３】 反応時間を考慮したタイムチャート
【図４】 実施の形態２におけるＯＬＴ１の詳細な構成を示す構成図
【図５】 実施の形態３におけるＯＬＴ１の詳細な構成を示す構成図
【図６】 従来のＡＰＯＮシステムの構成例を示す説明図
【図７】 従来のコネクション制御の動作例を示す説明図
【図８】 従来のＡＰＯＮシステムで異常なＣＤＶが観測される現象の具体例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１ 光加入者線端局装置
２ ＡＰＯＮ−ＩＦ
３ ＵＰＣ
４ 帯域シェーパ部
５ スイッチ部
６ 中継インタフェース部
７ パラメータ制御部
４１ ＶＣ振り分け部
４２−１〜４２−ｎ ＶＣキュー
４３−１〜４３−ｎ ＶＣ単位シェーパ
４４ ＶＰ振り分け部
４５−１〜４５−ｍ キュー
４６−１〜４６−ｍ ＶＰ単位シェーパ
４７ グラント制御単位振り分け部
４８−１〜４８−ｋ キュー
４９−１〜４９−ｋ グラント制御単位シェーパ
７１ パラメータ格納部
７２ シェーピングパラメータ演算機能
７３ シェーピングパラメータ設定機能
Claims (6)
- 光加入者線端局装置と光加入者線終端装置との間で動的帯域割り当てが行われるＡＰＯＮ（ＡＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ ｂａｓｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおける光加入者線端局装置であって、
前記光加入者線終端装置からのセルをシェーピングするシェーパ部と、
前記シェーパ部によりシェーピングされたセルのトラヒックを監視する使用パラメータ制御部と
を備えることを特徴とする光加入者線端局装置。 - 前記シェーパ部は、ＶＣ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）コネクション毎にシェーパを設けることを特徴とする請求項１記載の光加入者線端局装置。
- 前記シェーパ部は、ＶＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐａｔｈ）コネクション毎にシェーパを設けることを特徴とする請求項１記載の光加入者線端局装置。
- 前記シェーパ部は、グラント制御単位毎にシェーパを設けることを特徴とする請求項１記載の光加入者線端局装置。
- 光加入者線端局装置と光加入者線終端装置との間で動的帯域割り当てが行われるＡＰＯＮ（ＡＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ ｂａｓｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおいて、
前記光加入者線端局装置は、
前記光加入者線終端装置からのセルをシェーピングするシェーパ部と、
前記シェーパ部によりシェーピングされたセルのトラヒックを監視する使用パラメータ制御部と
を備えることを特徴とするＡＰＯＮシステム。 - 光加入者線端局装置と光加入者線終端装置との間で動的帯域割り当てが行われるＡＰＯＮ（ＡＴＭ−ＰＯＮ、ＡＴＭ ｂａｓｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおけるセル遅延ゆらぎ抑制方法において、
前記光加入者線終端装置からのセルをシェーピングし、
シェーピングされたセルのトラヒックを監視する
ことを特徴とするセル遅延ゆらぎ抑制方法。
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