JP3788788B2 - ギガビットイーサネット（登録商標）受動光加入者網におけるデータ伝送方法 - Google Patents
ギガビットイーサネット（登録商標）受動光加入者網におけるデータ伝送方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はギガビットイーサネット（登録商標）受動光加入者網(ＧＥ−ＰＯＮ：Gigabit Ethernet（登録商標） Passive Optical Network)に係り、特に、ＧＥ−ＰＯＮ構造におけるデータ伝送のための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電話局からビルディング及び一般家庭までの加入者網の構成のために、ｘＤＳＬ(x-Digital Subscriber Line)、ＨＦＣ(Hybrid Fiber Coax)、ＦＴＴＢ(Fiber To The Building)、ＦＴＴＣ(Fiber To The Curb)、ＦＴＴＨ(Fiber To The Home)などの各種の網構造が提示されている。このような網構造のうち、ＦＴＴｘ(x=Ｂ、Ｃ、Ｈ)の具現は能動型光加入者網(Active Optical Network:ＡＯＮ)構成による能動型ＦＴＴｘと、受動型光加入者網(Passive Optical Network：ＰＯＮ)構成による受動型ＦＴＴｘとに分けられる。ＰＯＮは受動素子による点対多点(point-to-multipoint)のトポロジー(topology)を有する網構造により、今後経済性のある光加入者網具現方式として提示されている。
【０００３】
ＰＯＮは一つの光線路終端装置(Optical Line Termination：ＯＬＴ)と複数の光加入者網装置(Optical Network Unit：ＯＮＵ)を“１×Ｎ”の受動型光分配器を用いて連結することにより、ツリー構造の分散トポロジーを形成する光加入者網構造である。近年、ＩＴＵ−Ｔ(International Telecommunication Union-Telecommunication section)では、非同期伝送モード−受動型光加入者網(Asynchronous Transfer Mode-Passive Optical Network：ＡＴＭ−ＰＯＮ)システムに対する標準化内容をＩＴＵ−Ｔ Ｇ．982、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．983.1、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．983.3として文書化した。さらに、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)のＩＥＥＥ 802.3ah ＴＦではギガビットイーサネット（登録商標）基盤のＰＯＮ(ＧＥ−ＰＯＮ)システムの標準化作業が進行中である。
【０００４】
現在、点対点方式のギガビットイーサネット（登録商標）及びＡＴＭ−ＰＯＮ用のＭＡＣ(Medium Access Control)技術は既に標準化されており、その内容はＩＥＥＥ 802.3ｚ及びＩＴＵ−Ｔ Ｇ.983.1に開示されている。さらに、Gigad Ghaibなどにより発明されて１９９９年１１月２日付け“PROTOCOL FOR DATA COMMUNICATION OVER A POINT-TO-MULTIPOINT PASSIVE OPTICAL NETWORK”との発明の名称を有する米国特許第５，９７３,３７４号にはＡＴＭ−ＰＯＮにおけるＭＡＣ技術が詳細に開示されている。
【０００５】
図１は従来の点対点方式によるギガビットイーサネット（登録商標）標準フレームの構造を示している。標準化済みの点対点方式のギガビットイーサネット（登録商標）では、点対多点方式のＰＯＮシステムが要求する機能については定義していない。
【０００６】
図２は従来のＡＴＭ−ＰＯＮシステムの概略的な構成を示している。図示したように、ＡＴＭ−ＰＯＮシステムは、ツリー構造のルートに位置し、アクセス網の各加入者に情報を提供するために主位的な役目をする一つのＯＬＴ１０を含む。ＯＬＴ１０にはツリートポロジー構造を有するＯＤＮ(Optical Distribution Network)１６が接続される。ＯＤＮ１６はＯＬＴ１０から伝送される下向き(Downstream)データフレームを分配し、逆に、上向き(Upstream)データフレームを多重化してＯＬＴ１０へ伝送する。複数のＯＮＵ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは下向きデータフレームを受信して終端使用者(END USER)１４ａ、１４ｂ、１４ｃに提供し、それらから出力されるデータを上向きデータフレームとしてＯＤＮ１６へ伝送する。図２において、終端使用者１４ａ、１４ｂ、１４ｃはＮＴ(Network Terminal)を含むＰＯＮにおいて使用可能な各種の加入者網終端装置をいう。
【０００７】
図２に示したように、従来のＡＴＭ−ＰＯＮシステムは５３バイトのサイズを有するＡＴＭセルを一定にグルーピングしたデータフレームの形態でパケット下向き又は上向き伝送を行う。図２に示したツリー形状のＰＯＮ構造において、ＯＬＴ１０は下向きフレーム内に複数のＯＮＵ１２ｉの各々に分配される下向きセルを適宜に挿入する。さらに、上向き伝送の場合、ＯＬＴ１０はＴＤＭ(Time Division Multiplexing)方式に基づいて複数のＯＮＵ１２ａ、１２ｂ、１２ｃから伝送されたデータにアクセスする。この際、ＯＬＴ１０と複数のＯＮＵ１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間に接続されたＯＤＮ１６は受動素子である。したがって、ＯＬＴ１０はレンジング(ranging)アルゴリズムを用いて仮想距離補正を通じ、受動素子のＯＤＮ１６におけるデータ衝突を避けるようにしている。さらに、ＯＬＴ１０から複数のＯＮＵ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ下向きデータを伝送するとき、ＯＬＴ１０とＯＮＵ１２ａ、１２ｂ、１２ｃとは秘密保障のための暗号キーと維持管理補修のためのＯＡＭメッセージをやり取りする。このため、上／下向きフレームには一定の時間間隔でメッセージをやり取りする専用ＡＴＭセル又は一般ＡＴＭセル内に該当データフィールドが備えられている。
【０００８】
インターネット技術の発達によって加入者側はより多い帯域幅を要求している。これにより、相対的に高価の装備を必要とし、帯域幅の制限も発生して(最高６２２Mbps)、ＩＰ(Internet Protocol)パケットを分割すべきＡＴＭ技術よりは、相対的に低価かつ高い帯域幅(１Gbps程度)を確保できるギガビットイーサネット（登録商標）技術の終端間(end to end)伝送を目標としている。したがって、加入者網のＰＯＮ構造でも、ＡＴＭ方式でないイーサネット（登録商標）方式を要求するようになっている。
【０００９】
上述したように、ＡＴＭ−ＰＯＮシステムは一定サイズのＡＴＭセルを基にして上向き及び下向きフレームを構成し、点対多点(point to multi-point)連結のツリー構造によって上向き伝送に対してはＴＤＭ(Time Division Multiplexing)方式を使用する。ギガビットイーサネット（登録商標）の場合、ＧＥ−ＰＯＮ構造の標準化作業が進行中である。イーサネット（登録商標）フレームをＰＯＮを通じて伝送するイーサネット（登録商標）ＰＯＮの機能及び具現方法は現に定義されていない。上述したようなツリー形状のＰＯＮ構造で上向き伝送の場合はＴＤＭ方式で各ＯＮＵ１２ｉのデータにアクセスするが、受動素子であるＯＤＮ１６でデータが衝突しないように信号を伝送するためのスケジューリングアルゴリズムが必要である。
【００１０】
一方、ＡＴＭ−ＰＯＮで155.52Mbpsの下向き伝送の場合、５６個のＡＴＭセルが一つのフレームを形成し、そのうち、２個のセルは物理階層を制御する下向きＰＬＯＡＭセルとして使用される。ＰＬＯＡＭセルは事前定義されたメッセージを用いてＯＬＴに情報を伝送し、制御する。ミニスロット(mini-slot)形態の上向きメッセージはそれぞれ登録されたＯＮＵ１２ｉにキューの累積されたセルと同数のＯＮＵ１２ｉの情報を伝送すると、ＯＬＴ１０はその情報に基づいて帯域幅割当てアルゴリズムを適用して次の上向き伝送のための帯域幅割当て伝送グラント(grant)信号をＯＮＵに伝送する。すなわち、上述したようにＡＴＭ−ＰＯＮでは一定サイズのＡＴＭセルを基にして上、下向きのフレームを構成する。しかし、ＧＥ−ＰＯＮのようなＩＰが主な伝送プロトコルとなる網においては、固定サイズのセルを基本とするgrant/request伝送やメッセージ伝送は非効率的である。
【００１１】
したがって、ＩＰに好適なイーサネット（登録商標）フレームを用いる伝送には可変パケットサイズに基づく新たな伝送方式が要求される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、一つのＯＬＴとＯＤＮを通じてＯＬＴに連結される複数のＯＮＵとを有する点対多点構造のＧＥ−ＰＯＮシステムで、ＯＮＵからＯＬＴへデータを伝送するための方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、一つのＯＬＴと複数のＯＮＵとを備える点対多点構造の網における帯域幅割当て及びメッセージ伝送時の衝突を避けるための効率的なフレーム交換方式を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明は、光線路終端装置と前記光線路終端装置に連結された複数の光加入者網装置とを備えるギガビットイーサネット（登録商標）受動光加入者網システムで、前記光加入者網装置から光線路終端装置へデータを伝送するための方法において、第１サイクルの開始時に前記光線路終端装置が前記複数の光加入者網装置から一以上の帯域幅割当て要求信号を受信する過程と、前記帯域幅割当て要求信号に応じて前記複数の光加入者網装置の各々に対して帯域幅を割当てる過程と、第２サイクルの開始前であって、且つ１番目の帯域幅を割当てた光加入者網装置の最大ＲＴＴを少なくとも残すタイミングで前記割当てられた帯域幅結果を前記複数の光加入者網装置へ伝送する過程と、前記複数の光加入者網装置が、それぞれ割当てられた帯域幅に応じて前記光線路終端装置へデータを伝送する過程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
前記複数の光加入者網装置のデータ伝送は、第２サイクルで行われると好ましい。さらに、第１サイクルで複数の光加入者網装置の各々に対し伝送帯域幅を割当てる過程が開始された後、光線路終端装置に到達した帯域幅割当て要求信号に対する帯域幅割当ては、第２サイクルで行われるとなおよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施例を添付図面に基づき詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明確にする目的で、関連した公知機能または構成に関する具体的な説明は省略する。
【００１７】
本発明はＧＥ−ＰＯＮシステムでデータ伝送のための効率的なフレーム交換方式を提供する。本発明による方法はＯＬＴが制御フレームを通じて信号をＯＮＵへ伝送する過程と、信号に応答してＯＮＵがＴＤＭ方式に応じて帯域要求ＲＡＵ信号をＯＬＴへ伝送する過程と、ＯＬＴがスケジューリング過程を行い、グラント信号を通じてＯＮＵにスケジューリング結果を知らせる過程と、ＯＮＵがスケジューリング結果に応答してフレームを伝送する過程と、を含む。
【００１８】
以下、本発明で使用する用語は次の通りである。ＯＮＵの各々に対応するタイムスロット及びスロットサイズを決定する過程を、各ＯＮＵがデータを伝送する時刻及び時間を決定するという意味から“スケジューリング結果”と称する。上向きフレーム内に含まれるリクエストアクセスユニットのうち、各ＯＮＵで要求される帯域幅割当てに対する情報を有する信号を“帯域幅割当て要求(ＢＷ request)信号”と称する。下向きフレームの制御フレームに含まれてＯＮＵへ伝送される、すなわち、ＯＮＵにデータ伝送の機会を与える信号を“グラント(grant)信号”と称する。
【００１９】
図３は本発明の一実施例によるＧＥ−ＰＯＮシステムの概略的な構成図であり、ＯＬＴ２０、受動素子である光スプリッタからなるＯＤＮ２６、ＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び終端使用者２４ａ，２４ｂ，２４ｃの相互連結構成は図２のＡＴＭ−ＰＯＮ構成とほぼ類似している。図３のように構成されたＧＥ−ＰＯＮシステムは一つのＯＬＴ２０とＯＬＴ２０と使用者側のＯＮＵ２４ａ，２４ｂ，２４ｃとの距離及びパワー予算(power budget)を考慮して最大３２個まのＯＮＵ２４ａ，２４ｂ，２４ｃとをツリー構造で備えることができる。ＯＮＵ２４ａ、２４ｂ、２４ｃは必要によってビルディング及びアパート団地の分配箱や個人注宅の入り口などに設けられてＡＤＳＬ(Asynchronous Digital Subscriber Line)のような各種のサービスを提供する機能を備える。
【００２０】
ＯＬＴ２０はバックボーン網(backbone network)からデータを受信してＯＤＮ２６を通じてＯＮＵ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの各々にデータを分配するか、ＴＤＭ方式に基づいてＯＮＵ２２ａ、２２ｂ、２２ｃからのデータにアクセスする。このため、ＯＬＴ２０はレイヤー２のＭＡＣアドレスに対するスイッチ機能を行い、ＯＮＵ２２ａ、２２ｂ、２２ｃはレイヤー２、レイヤー３のインターネットプロトコルスイッチ／ルータ(IP switch/router)機能を行うように設計される。
【００２１】
図３のように構成された本発明のＧＥ−ＰＯＮシステムは、初期ＯＮＵ登録、周期的ＯＮＵ登録、レンジング(Ranging)及び帯域幅割当てなどを行うが、本発明は、特に、帯域幅割当てに関する。
【００２２】
本発明の一実施例によるＰＯＮ構造でのシステムは上／下向きデータのＱｏＳ(Quality of Service)が保障されるように、各ＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃに対する帯域幅割当てを適宜に一定レベルで維持するように動作する。このシステムはブロードキャスティング伝送される下向きデータに対して隣接する他のＯＮＵが特定のＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃのデータを読み取らないように暗号化する動作も行う。さらに、通信上の物理的なエラーが発生する場合、これをＯＬＴ２０とＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃとの相互間に伝えるようにするＯＡＭ機能と、データがＯＤＮ２６を通過した後、ＯＬＴ２０から各ＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃまでの距離が異なるので、上向き伝送時にＯＤＮ２６でデータ衝突が発生しないよう仮想的に記ＯＬＴ２０とＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃとの距離を同一に設定維持するレンジング(ranging)機能と、を行う。レンジング(距離補正)過程では、各ＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの登録過程で上、下向き時間遅延に対する同期化補正のみならず、温度のような他の外部変数により発生する誤差に対する補正をも行う。
【００２３】
その後、ＯＬＴ２０はＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃにデータ伝送の機会を与えるグラント信号を伝送する。ＯＬＴ２０からグラント信号を受信したＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃはデータ伝送のための帯域幅割当て要求(ＢＷ request)信号をＯＬＴ２０へ伝送する。グラント信号はＯＬＴ２０がＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃにデータ伝送機会を与える信号であり、ＢＷ request信号はＯＬＴ２０からグラント信号を受信したＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃがＯＬＴ２０にデータ伝送のための帯域幅割当てを要求する信号である。ＯＬＴ２０は各ＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの要求に応じてスケジューリング過程を行い、その結果をＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃに知らせる。ＯＬＴ２０からスケジューリング結果を受信したＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは各々に割当てられた帯域幅だけデータを伝送する。スケジューリング過程は各サイクル(周期)ごとに反復される。
【００２４】
図４は本発明の一実施例によるフレーム交換方式を示した図である。図示したように、ＯＮＵ２２ｉ−２２ｌの各々の位置はＯＮＵ２２ｉ−２２ｌの実際の物理的距離の相対的位置を示す。すなわち、ＯＮＵ（ｌ）２２ｌがＯＬＴ２０から最も遠い位置にある。
【００２５】
図４のＴ２，Ｔ６，Ｔ９は新たなタイムスロットの開始や各スケジューリング過程の開始時間を示す。Ｔ３，Ｔ７はＯＬＴのスケジューラがスケジューリング過程を開始する時間であり、割当てられたタイムスロット及び各ＯＮＵのスロットサイズを示す。(Ｔ４−Ｔ３)と(Ｔ８−Ｔ７)はスケジューラが本発明の一実施例による作業を行う最大時間である。(Ｔ６−Ｔ４)はＯＬＴから最も遠いＯＮＵまでのフレーム往復の最大ＲＴＴ(Round Trip Time)であり、その値は一般的に２００μsとなる。(Ｔ４−Ｔ３)まで動作するスケジューラが受信したＢＷ request信号に対して割当てる帯域幅部分は(Ｔ９−Ｔ６)となる。すなわち、一つのサイクルで動作するスケジューラによるスケジューリング結果は次のサイクルで反映される。
【００２６】
図４に示したように、Ｔ２でサイクル１が始まる。各ＯＮＵ２２i−２２lにより伝送されたＢＷ request信号４０３乃至４０９がＯＬＴ２０に到着する。サイクル１のスケジューラはＴ３からＴ４まで動作する。スケジューラは駆動時にＴ０からＴ３までＯＬＴ２０に到着したＢＷ request信号のみに対してスケジューリング過程を行う。したがって、Ｔ３からＴ４までのスケジューリング結果は次のサイクルであるサイクル２のＴ６からＴ９までの帯域に割当てられる。
【００２７】
Ｔ４でスケジューリング過程が終了すると、ＯＬＴ２０はスケジューリング結果をグラント信号４１１に含ませてＯＮＵ２２ｉ，２２ｊ，２２ｌへ伝送する。グラント信号４１１は以前にＢＷ request信号４０３乃至４０７を伝送したＯＮＵ２２ｉ，２２ｊ，２２ｌにスケジューリング結果を伝える。したがって、ＯＮＵ２２ｉ，２２ｊ，２２ｌは受信されたグラント信号４１１に含まれたスケジューリング結果に応じてＴ６からＴ９までの期間に各々に割当てられた時刻に割当て時間だけバッファにあるデータをＯＬＴ２０へ伝送する。ＯＮＵ２２ｉ，２２ｊ，２２ｌからのデータはＯＤＮ２６を通じてＯＬＴ２０に伝送される。
【００２８】
一方、図４の(Ｔ４−Ｔ３)区間でＯＬＴ２０に到着したＢＷ request信号４０９はサイクル１のスケジューラの駆動後に到着する信号であり、サイクル１で行われるスケジューリング時には考慮されない。すなわち、ＢＷ request信号４０９を伝送したＯＮＵ(ｋ)２２ｋにはサイクル１(Ｔ６−Ｔ２)の次のサイクルであるサイクル２(Ｔ９−Ｔ６)で帯域幅が割当てられない。このように該当サイクルのスケジューラの駆動後に到着したＢＷ request信号４０９，４１９に対しては次のサイクルのスケジューリング時に帯域幅を優先的に割当てる。したがって、(Ｔ４−Ｔ３)区間でＯＬＴ２０に到着したＢＷ request信号４０９はサイクル２でＯＬＴ２０に到着するＢＷ request信号４１３乃至４１７とともにサイクル２のスケジューリング時間(Ｔ８−Ｔ７)にスケジューリングされるが、この時の帯域幅はサイクル３で割当てられる。ＢＷ request信号４０９に対するスケジューリング結果はグラント信号４２１に含まれてＯＮＵ(ｋ)２２ｋへ伝えられる。
【００２９】
図４に示したように、ＯＬＴ２０によるスケジューリング過程時、一つのサイクルの終了時刻から最大ＲＴＴだけを減算した時刻までスケジューリング過程が行われることができる。このようにＯＬＴ２０はそれぞれサイクル１(Ｔ６−Ｔ２)とサイクル２(Ｔ９−Ｔ６)のスケジューリング過程が終了する時刻Ｔ４とＴ８に帯域幅割当て情報を含むグラント信号をＯＮＵ２２ｉ−２２ｌに伝送することにより、より少ない数のサイクル内に帯域幅割当てを可能にする。
【００３０】
一方、図４における最大ＲＴＴ２００μsは次のように計算される。光ファイバ内の信号伝達速度は2/3×c(ここで、ｃは光の速度であり、およそ３×１０８ｍ)であるので、ＧＥ−ＰＯＮでＯＬＴ２０とＯＮＵ(本発明の一実施例ではＯＮＵ(l)２２ｌ)との最大距離を２０kmとする場合、ＯＬＴ２０又はＯＮＵ(l)２２ｌへの到達時間は１００μsとなる。したがって、最大ＲＴＴは１００μsの二倍である２００μsとなる。
【００３１】
このようにスケジューリング過程が終了して新たなサイクルが始まる前に、[ＯＬＴにより伝送されたスケジューリング結果を含むグラント信号がＯＮＵへ到着するのにかかる時間]と[一番目の帯域幅が割当てられたＯＮＵにより伝送されたデータがＯＬＴへ到着するのにかかる時間]との和に設定される時間は、少なくとも最大ＲＴＴ(例えば、図４のＴ４からＴ６までの区間)となるべきである。すなわち、スケジューラは次のサイクルの開始時点との間に最大ＲＴＴだけの余分時間をおいて終了するべきであるが、その理由は次の通りである。ＯＬＴ２０から最も遠いＯＮＵ(l)２２ｌを仮定すると、ＯＮＵ(l)２２ｌがＯＬＴ２０からグラント信号を受信してデータを伝送する場合、データがＯＬＴ２０まで到達するのにかかる時間は最大ＲＴＴなので、この時間にＯＬＴ２０から最も遠いＯＮＵ(l)２２ｌが割当て帯域の初めに配置されてもＯＮＵ(l)により伝送されたデータはＯＬＴ２０に到達することができる。その結果、ＯＮＵ(l)２２ｌよりＯＬＴ２０に近い位置にあるＯＮＵ(ｉ，ｊ，ｋ)は(Ｔ６−Ｔ４)区間前に十分にグラント信号を受けることができる。
【００３２】
さらに、(Ｔ４−Ｔ３)又は(Ｔ８−Ｔ７)区間でスケジューラの駆動後に到着するＢＷ request信号(例えば、４０９，４１９)に対しては、同一のサイクル内のスケジューラが処理できないので、スケジューラにより次のサイクルでスケジューリングされるように転送される。ＢＷ request信号が次のサイクルに転送される場合、ＢＷ request信号４０９，４１９には以前のＢＷ request信号４０３−４０７，４１３−４１７より一つ後のサイクルに帯域幅が割当てられる。
【００３３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によるギガビットイーサネット（登録商標）受動光加入者網のデータ伝送プロトコルにおいて、一つのサイクルの終了時刻から最大ＲＴＴだけを減算した時刻までスケジューリング過程を行い、帯域幅割り当て情報を含むグラント信号をＯＮＵに伝送することにより、グラント信号とＢＷ request信号を迅速に処理してより少ない数のサイクルで各ＯＮＵに対する帯域幅割当て及びデータ伝送が可能になる。したがって、可変パケット長さを有するＧＥ−ＰＯＮシステムでＯＮＵからＯＬＴへのデータ伝送を効率的に行うことができるようになる。
【００３４】
以上、具体的な一実施例を参照して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、各種の変形が本発明の特許請求の範囲を逸脱しない限り、該当技術分野における通常の知識をもつ者により可能なのは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ギガビットイーサネット（登録商標）の標準フレーム構造図。
【図２】ＡＴＭ−ＰＯＮシステムの構成図。
【図３】本発明の一実施例によるＧＥ−ＰＯＮシステムの構成図。
【図４】本発明の一実施例によるフレーム交換方式を示した図。
【符号の説明】
２０ ＯＬＴ
２２ａ〜ｃ ＯＮＵ
２４ａ〜ｃ 終端使用者
２６ ＯＤＮ
【発明の属する技術分野】
本発明はギガビットイーサネット（登録商標）受動光加入者網(ＧＥ−ＰＯＮ：Gigabit Ethernet（登録商標） Passive Optical Network)に係り、特に、ＧＥ−ＰＯＮ構造におけるデータ伝送のための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電話局からビルディング及び一般家庭までの加入者網の構成のために、ｘＤＳＬ(x-Digital Subscriber Line)、ＨＦＣ(Hybrid Fiber Coax)、ＦＴＴＢ(Fiber To The Building)、ＦＴＴＣ(Fiber To The Curb)、ＦＴＴＨ(Fiber To The Home)などの各種の網構造が提示されている。このような網構造のうち、ＦＴＴｘ(x=Ｂ、Ｃ、Ｈ)の具現は能動型光加入者網(Active Optical Network:ＡＯＮ)構成による能動型ＦＴＴｘと、受動型光加入者網(Passive Optical Network：ＰＯＮ)構成による受動型ＦＴＴｘとに分けられる。ＰＯＮは受動素子による点対多点(point-to-multipoint)のトポロジー(topology)を有する網構造により、今後経済性のある光加入者網具現方式として提示されている。
【０００３】
ＰＯＮは一つの光線路終端装置(Optical Line Termination：ＯＬＴ)と複数の光加入者網装置(Optical Network Unit：ＯＮＵ)を“１×Ｎ”の受動型光分配器を用いて連結することにより、ツリー構造の分散トポロジーを形成する光加入者網構造である。近年、ＩＴＵ−Ｔ(International Telecommunication Union-Telecommunication section)では、非同期伝送モード−受動型光加入者網(Asynchronous Transfer Mode-Passive Optical Network：ＡＴＭ−ＰＯＮ)システムに対する標準化内容をＩＴＵ−Ｔ Ｇ．982、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．983.1、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．983.3として文書化した。さらに、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)のＩＥＥＥ 802.3ah ＴＦではギガビットイーサネット（登録商標）基盤のＰＯＮ(ＧＥ−ＰＯＮ)システムの標準化作業が進行中である。
【０００４】
現在、点対点方式のギガビットイーサネット（登録商標）及びＡＴＭ−ＰＯＮ用のＭＡＣ(Medium Access Control)技術は既に標準化されており、その内容はＩＥＥＥ 802.3ｚ及びＩＴＵ−Ｔ Ｇ.983.1に開示されている。さらに、Gigad Ghaibなどにより発明されて１９９９年１１月２日付け“PROTOCOL FOR DATA COMMUNICATION OVER A POINT-TO-MULTIPOINT PASSIVE OPTICAL NETWORK”との発明の名称を有する米国特許第５，９７３,３７４号にはＡＴＭ−ＰＯＮにおけるＭＡＣ技術が詳細に開示されている。
【０００５】
図１は従来の点対点方式によるギガビットイーサネット（登録商標）標準フレームの構造を示している。標準化済みの点対点方式のギガビットイーサネット（登録商標）では、点対多点方式のＰＯＮシステムが要求する機能については定義していない。
【０００６】
図２は従来のＡＴＭ−ＰＯＮシステムの概略的な構成を示している。図示したように、ＡＴＭ−ＰＯＮシステムは、ツリー構造のルートに位置し、アクセス網の各加入者に情報を提供するために主位的な役目をする一つのＯＬＴ１０を含む。ＯＬＴ１０にはツリートポロジー構造を有するＯＤＮ(Optical Distribution Network)１６が接続される。ＯＤＮ１６はＯＬＴ１０から伝送される下向き(Downstream)データフレームを分配し、逆に、上向き(Upstream)データフレームを多重化してＯＬＴ１０へ伝送する。複数のＯＮＵ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは下向きデータフレームを受信して終端使用者(END USER)１４ａ、１４ｂ、１４ｃに提供し、それらから出力されるデータを上向きデータフレームとしてＯＤＮ１６へ伝送する。図２において、終端使用者１４ａ、１４ｂ、１４ｃはＮＴ(Network Terminal)を含むＰＯＮにおいて使用可能な各種の加入者網終端装置をいう。
【０００７】
図２に示したように、従来のＡＴＭ−ＰＯＮシステムは５３バイトのサイズを有するＡＴＭセルを一定にグルーピングしたデータフレームの形態でパケット下向き又は上向き伝送を行う。図２に示したツリー形状のＰＯＮ構造において、ＯＬＴ１０は下向きフレーム内に複数のＯＮＵ１２ｉの各々に分配される下向きセルを適宜に挿入する。さらに、上向き伝送の場合、ＯＬＴ１０はＴＤＭ(Time Division Multiplexing)方式に基づいて複数のＯＮＵ１２ａ、１２ｂ、１２ｃから伝送されたデータにアクセスする。この際、ＯＬＴ１０と複数のＯＮＵ１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの間に接続されたＯＤＮ１６は受動素子である。したがって、ＯＬＴ１０はレンジング(ranging)アルゴリズムを用いて仮想距離補正を通じ、受動素子のＯＤＮ１６におけるデータ衝突を避けるようにしている。さらに、ＯＬＴ１０から複数のＯＮＵ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ下向きデータを伝送するとき、ＯＬＴ１０とＯＮＵ１２ａ、１２ｂ、１２ｃとは秘密保障のための暗号キーと維持管理補修のためのＯＡＭメッセージをやり取りする。このため、上／下向きフレームには一定の時間間隔でメッセージをやり取りする専用ＡＴＭセル又は一般ＡＴＭセル内に該当データフィールドが備えられている。
【０００８】
インターネット技術の発達によって加入者側はより多い帯域幅を要求している。これにより、相対的に高価の装備を必要とし、帯域幅の制限も発生して(最高６２２Mbps)、ＩＰ(Internet Protocol)パケットを分割すべきＡＴＭ技術よりは、相対的に低価かつ高い帯域幅(１Gbps程度)を確保できるギガビットイーサネット（登録商標）技術の終端間(end to end)伝送を目標としている。したがって、加入者網のＰＯＮ構造でも、ＡＴＭ方式でないイーサネット（登録商標）方式を要求するようになっている。
【０００９】
上述したように、ＡＴＭ−ＰＯＮシステムは一定サイズのＡＴＭセルを基にして上向き及び下向きフレームを構成し、点対多点(point to multi-point)連結のツリー構造によって上向き伝送に対してはＴＤＭ(Time Division Multiplexing)方式を使用する。ギガビットイーサネット（登録商標）の場合、ＧＥ−ＰＯＮ構造の標準化作業が進行中である。イーサネット（登録商標）フレームをＰＯＮを通じて伝送するイーサネット（登録商標）ＰＯＮの機能及び具現方法は現に定義されていない。上述したようなツリー形状のＰＯＮ構造で上向き伝送の場合はＴＤＭ方式で各ＯＮＵ１２ｉのデータにアクセスするが、受動素子であるＯＤＮ１６でデータが衝突しないように信号を伝送するためのスケジューリングアルゴリズムが必要である。
【００１０】
一方、ＡＴＭ−ＰＯＮで155.52Mbpsの下向き伝送の場合、５６個のＡＴＭセルが一つのフレームを形成し、そのうち、２個のセルは物理階層を制御する下向きＰＬＯＡＭセルとして使用される。ＰＬＯＡＭセルは事前定義されたメッセージを用いてＯＬＴに情報を伝送し、制御する。ミニスロット(mini-slot)形態の上向きメッセージはそれぞれ登録されたＯＮＵ１２ｉにキューの累積されたセルと同数のＯＮＵ１２ｉの情報を伝送すると、ＯＬＴ１０はその情報に基づいて帯域幅割当てアルゴリズムを適用して次の上向き伝送のための帯域幅割当て伝送グラント(grant)信号をＯＮＵに伝送する。すなわち、上述したようにＡＴＭ−ＰＯＮでは一定サイズのＡＴＭセルを基にして上、下向きのフレームを構成する。しかし、ＧＥ−ＰＯＮのようなＩＰが主な伝送プロトコルとなる網においては、固定サイズのセルを基本とするgrant/request伝送やメッセージ伝送は非効率的である。
【００１１】
したがって、ＩＰに好適なイーサネット（登録商標）フレームを用いる伝送には可変パケットサイズに基づく新たな伝送方式が要求される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、一つのＯＬＴとＯＤＮを通じてＯＬＴに連結される複数のＯＮＵとを有する点対多点構造のＧＥ−ＰＯＮシステムで、ＯＮＵからＯＬＴへデータを伝送するための方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、一つのＯＬＴと複数のＯＮＵとを備える点対多点構造の網における帯域幅割当て及びメッセージ伝送時の衝突を避けるための効率的なフレーム交換方式を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明は、光線路終端装置と前記光線路終端装置に連結された複数の光加入者網装置とを備えるギガビットイーサネット（登録商標）受動光加入者網システムで、前記光加入者網装置から光線路終端装置へデータを伝送するための方法において、第１サイクルの開始時に前記光線路終端装置が前記複数の光加入者網装置から一以上の帯域幅割当て要求信号を受信する過程と、前記帯域幅割当て要求信号に応じて前記複数の光加入者網装置の各々に対して帯域幅を割当てる過程と、第２サイクルの開始前であって、且つ１番目の帯域幅を割当てた光加入者網装置の最大ＲＴＴを少なくとも残すタイミングで前記割当てられた帯域幅結果を前記複数の光加入者網装置へ伝送する過程と、前記複数の光加入者網装置が、それぞれ割当てられた帯域幅に応じて前記光線路終端装置へデータを伝送する過程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
前記複数の光加入者網装置のデータ伝送は、第２サイクルで行われると好ましい。さらに、第１サイクルで複数の光加入者網装置の各々に対し伝送帯域幅を割当てる過程が開始された後、光線路終端装置に到達した帯域幅割当て要求信号に対する帯域幅割当ては、第２サイクルで行われるとなおよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施例を添付図面に基づき詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明確にする目的で、関連した公知機能または構成に関する具体的な説明は省略する。
【００１７】
本発明はＧＥ−ＰＯＮシステムでデータ伝送のための効率的なフレーム交換方式を提供する。本発明による方法はＯＬＴが制御フレームを通じて信号をＯＮＵへ伝送する過程と、信号に応答してＯＮＵがＴＤＭ方式に応じて帯域要求ＲＡＵ信号をＯＬＴへ伝送する過程と、ＯＬＴがスケジューリング過程を行い、グラント信号を通じてＯＮＵにスケジューリング結果を知らせる過程と、ＯＮＵがスケジューリング結果に応答してフレームを伝送する過程と、を含む。
【００１８】
以下、本発明で使用する用語は次の通りである。ＯＮＵの各々に対応するタイムスロット及びスロットサイズを決定する過程を、各ＯＮＵがデータを伝送する時刻及び時間を決定するという意味から“スケジューリング結果”と称する。上向きフレーム内に含まれるリクエストアクセスユニットのうち、各ＯＮＵで要求される帯域幅割当てに対する情報を有する信号を“帯域幅割当て要求(ＢＷ request)信号”と称する。下向きフレームの制御フレームに含まれてＯＮＵへ伝送される、すなわち、ＯＮＵにデータ伝送の機会を与える信号を“グラント(grant)信号”と称する。
【００１９】
図３は本発明の一実施例によるＧＥ−ＰＯＮシステムの概略的な構成図であり、ＯＬＴ２０、受動素子である光スプリッタからなるＯＤＮ２６、ＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び終端使用者２４ａ，２４ｂ，２４ｃの相互連結構成は図２のＡＴＭ−ＰＯＮ構成とほぼ類似している。図３のように構成されたＧＥ−ＰＯＮシステムは一つのＯＬＴ２０とＯＬＴ２０と使用者側のＯＮＵ２４ａ，２４ｂ，２４ｃとの距離及びパワー予算(power budget)を考慮して最大３２個まのＯＮＵ２４ａ，２４ｂ，２４ｃとをツリー構造で備えることができる。ＯＮＵ２４ａ、２４ｂ、２４ｃは必要によってビルディング及びアパート団地の分配箱や個人注宅の入り口などに設けられてＡＤＳＬ(Asynchronous Digital Subscriber Line)のような各種のサービスを提供する機能を備える。
【００２０】
ＯＬＴ２０はバックボーン網(backbone network)からデータを受信してＯＤＮ２６を通じてＯＮＵ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの各々にデータを分配するか、ＴＤＭ方式に基づいてＯＮＵ２２ａ、２２ｂ、２２ｃからのデータにアクセスする。このため、ＯＬＴ２０はレイヤー２のＭＡＣアドレスに対するスイッチ機能を行い、ＯＮＵ２２ａ、２２ｂ、２２ｃはレイヤー２、レイヤー３のインターネットプロトコルスイッチ／ルータ(IP switch/router)機能を行うように設計される。
【００２１】
図３のように構成された本発明のＧＥ−ＰＯＮシステムは、初期ＯＮＵ登録、周期的ＯＮＵ登録、レンジング(Ranging)及び帯域幅割当てなどを行うが、本発明は、特に、帯域幅割当てに関する。
【００２２】
本発明の一実施例によるＰＯＮ構造でのシステムは上／下向きデータのＱｏＳ(Quality of Service)が保障されるように、各ＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃに対する帯域幅割当てを適宜に一定レベルで維持するように動作する。このシステムはブロードキャスティング伝送される下向きデータに対して隣接する他のＯＮＵが特定のＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃのデータを読み取らないように暗号化する動作も行う。さらに、通信上の物理的なエラーが発生する場合、これをＯＬＴ２０とＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃとの相互間に伝えるようにするＯＡＭ機能と、データがＯＤＮ２６を通過した後、ＯＬＴ２０から各ＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃまでの距離が異なるので、上向き伝送時にＯＤＮ２６でデータ衝突が発生しないよう仮想的に記ＯＬＴ２０とＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃとの距離を同一に設定維持するレンジング(ranging)機能と、を行う。レンジング(距離補正)過程では、各ＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの登録過程で上、下向き時間遅延に対する同期化補正のみならず、温度のような他の外部変数により発生する誤差に対する補正をも行う。
【００２３】
その後、ＯＬＴ２０はＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃにデータ伝送の機会を与えるグラント信号を伝送する。ＯＬＴ２０からグラント信号を受信したＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃはデータ伝送のための帯域幅割当て要求(ＢＷ request)信号をＯＬＴ２０へ伝送する。グラント信号はＯＬＴ２０がＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃにデータ伝送機会を与える信号であり、ＢＷ request信号はＯＬＴ２０からグラント信号を受信したＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃがＯＬＴ２０にデータ伝送のための帯域幅割当てを要求する信号である。ＯＬＴ２０は各ＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃの要求に応じてスケジューリング過程を行い、その結果をＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃに知らせる。ＯＬＴ２０からスケジューリング結果を受信したＯＮＵ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは各々に割当てられた帯域幅だけデータを伝送する。スケジューリング過程は各サイクル(周期)ごとに反復される。
【００２４】
図４は本発明の一実施例によるフレーム交換方式を示した図である。図示したように、ＯＮＵ２２ｉ−２２ｌの各々の位置はＯＮＵ２２ｉ−２２ｌの実際の物理的距離の相対的位置を示す。すなわち、ＯＮＵ（ｌ）２２ｌがＯＬＴ２０から最も遠い位置にある。
【００２５】
図４のＴ２，Ｔ６，Ｔ９は新たなタイムスロットの開始や各スケジューリング過程の開始時間を示す。Ｔ３，Ｔ７はＯＬＴのスケジューラがスケジューリング過程を開始する時間であり、割当てられたタイムスロット及び各ＯＮＵのスロットサイズを示す。(Ｔ４−Ｔ３)と(Ｔ８−Ｔ７)はスケジューラが本発明の一実施例による作業を行う最大時間である。(Ｔ６−Ｔ４)はＯＬＴから最も遠いＯＮＵまでのフレーム往復の最大ＲＴＴ(Round Trip Time)であり、その値は一般的に２００μsとなる。(Ｔ４−Ｔ３)まで動作するスケジューラが受信したＢＷ request信号に対して割当てる帯域幅部分は(Ｔ９−Ｔ６)となる。すなわち、一つのサイクルで動作するスケジューラによるスケジューリング結果は次のサイクルで反映される。
【００２６】
図４に示したように、Ｔ２でサイクル１が始まる。各ＯＮＵ２２i−２２lにより伝送されたＢＷ request信号４０３乃至４０９がＯＬＴ２０に到着する。サイクル１のスケジューラはＴ３からＴ４まで動作する。スケジューラは駆動時にＴ０からＴ３までＯＬＴ２０に到着したＢＷ request信号のみに対してスケジューリング過程を行う。したがって、Ｔ３からＴ４までのスケジューリング結果は次のサイクルであるサイクル２のＴ６からＴ９までの帯域に割当てられる。
【００２７】
Ｔ４でスケジューリング過程が終了すると、ＯＬＴ２０はスケジューリング結果をグラント信号４１１に含ませてＯＮＵ２２ｉ，２２ｊ，２２ｌへ伝送する。グラント信号４１１は以前にＢＷ request信号４０３乃至４０７を伝送したＯＮＵ２２ｉ，２２ｊ，２２ｌにスケジューリング結果を伝える。したがって、ＯＮＵ２２ｉ，２２ｊ，２２ｌは受信されたグラント信号４１１に含まれたスケジューリング結果に応じてＴ６からＴ９までの期間に各々に割当てられた時刻に割当て時間だけバッファにあるデータをＯＬＴ２０へ伝送する。ＯＮＵ２２ｉ，２２ｊ，２２ｌからのデータはＯＤＮ２６を通じてＯＬＴ２０に伝送される。
【００２８】
一方、図４の(Ｔ４−Ｔ３)区間でＯＬＴ２０に到着したＢＷ request信号４０９はサイクル１のスケジューラの駆動後に到着する信号であり、サイクル１で行われるスケジューリング時には考慮されない。すなわち、ＢＷ request信号４０９を伝送したＯＮＵ(ｋ)２２ｋにはサイクル１(Ｔ６−Ｔ２)の次のサイクルであるサイクル２(Ｔ９−Ｔ６)で帯域幅が割当てられない。このように該当サイクルのスケジューラの駆動後に到着したＢＷ request信号４０９，４１９に対しては次のサイクルのスケジューリング時に帯域幅を優先的に割当てる。したがって、(Ｔ４−Ｔ３)区間でＯＬＴ２０に到着したＢＷ request信号４０９はサイクル２でＯＬＴ２０に到着するＢＷ request信号４１３乃至４１７とともにサイクル２のスケジューリング時間(Ｔ８−Ｔ７)にスケジューリングされるが、この時の帯域幅はサイクル３で割当てられる。ＢＷ request信号４０９に対するスケジューリング結果はグラント信号４２１に含まれてＯＮＵ(ｋ)２２ｋへ伝えられる。
【００２９】
図４に示したように、ＯＬＴ２０によるスケジューリング過程時、一つのサイクルの終了時刻から最大ＲＴＴだけを減算した時刻までスケジューリング過程が行われることができる。このようにＯＬＴ２０はそれぞれサイクル１(Ｔ６−Ｔ２)とサイクル２(Ｔ９−Ｔ６)のスケジューリング過程が終了する時刻Ｔ４とＴ８に帯域幅割当て情報を含むグラント信号をＯＮＵ２２ｉ−２２ｌに伝送することにより、より少ない数のサイクル内に帯域幅割当てを可能にする。
【００３０】
一方、図４における最大ＲＴＴ２００μsは次のように計算される。光ファイバ内の信号伝達速度は2/3×c(ここで、ｃは光の速度であり、およそ３×１０８ｍ)であるので、ＧＥ−ＰＯＮでＯＬＴ２０とＯＮＵ(本発明の一実施例ではＯＮＵ(l)２２ｌ)との最大距離を２０kmとする場合、ＯＬＴ２０又はＯＮＵ(l)２２ｌへの到達時間は１００μsとなる。したがって、最大ＲＴＴは１００μsの二倍である２００μsとなる。
【００３１】
このようにスケジューリング過程が終了して新たなサイクルが始まる前に、[ＯＬＴにより伝送されたスケジューリング結果を含むグラント信号がＯＮＵへ到着するのにかかる時間]と[一番目の帯域幅が割当てられたＯＮＵにより伝送されたデータがＯＬＴへ到着するのにかかる時間]との和に設定される時間は、少なくとも最大ＲＴＴ(例えば、図４のＴ４からＴ６までの区間)となるべきである。すなわち、スケジューラは次のサイクルの開始時点との間に最大ＲＴＴだけの余分時間をおいて終了するべきであるが、その理由は次の通りである。ＯＬＴ２０から最も遠いＯＮＵ(l)２２ｌを仮定すると、ＯＮＵ(l)２２ｌがＯＬＴ２０からグラント信号を受信してデータを伝送する場合、データがＯＬＴ２０まで到達するのにかかる時間は最大ＲＴＴなので、この時間にＯＬＴ２０から最も遠いＯＮＵ(l)２２ｌが割当て帯域の初めに配置されてもＯＮＵ(l)により伝送されたデータはＯＬＴ２０に到達することができる。その結果、ＯＮＵ(l)２２ｌよりＯＬＴ２０に近い位置にあるＯＮＵ(ｉ，ｊ，ｋ)は(Ｔ６−Ｔ４)区間前に十分にグラント信号を受けることができる。
【００３２】
さらに、(Ｔ４−Ｔ３)又は(Ｔ８−Ｔ７)区間でスケジューラの駆動後に到着するＢＷ request信号(例えば、４０９，４１９)に対しては、同一のサイクル内のスケジューラが処理できないので、スケジューラにより次のサイクルでスケジューリングされるように転送される。ＢＷ request信号が次のサイクルに転送される場合、ＢＷ request信号４０９，４１９には以前のＢＷ request信号４０３−４０７，４１３−４１７より一つ後のサイクルに帯域幅が割当てられる。
【００３３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によるギガビットイーサネット（登録商標）受動光加入者網のデータ伝送プロトコルにおいて、一つのサイクルの終了時刻から最大ＲＴＴだけを減算した時刻までスケジューリング過程を行い、帯域幅割り当て情報を含むグラント信号をＯＮＵに伝送することにより、グラント信号とＢＷ request信号を迅速に処理してより少ない数のサイクルで各ＯＮＵに対する帯域幅割当て及びデータ伝送が可能になる。したがって、可変パケット長さを有するＧＥ−ＰＯＮシステムでＯＮＵからＯＬＴへのデータ伝送を効率的に行うことができるようになる。
【００３４】
以上、具体的な一実施例を参照して説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、各種の変形が本発明の特許請求の範囲を逸脱しない限り、該当技術分野における通常の知識をもつ者により可能なのは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ギガビットイーサネット（登録商標）の標準フレーム構造図。
【図２】ＡＴＭ−ＰＯＮシステムの構成図。
【図３】本発明の一実施例によるＧＥ−ＰＯＮシステムの構成図。
【図４】本発明の一実施例によるフレーム交換方式を示した図。
【符号の説明】
２０ ＯＬＴ
２２ａ〜ｃ ＯＮＵ
２４ａ〜ｃ 終端使用者
２６ ＯＤＮ
Claims (3)
- 光線路終端装置と前記光線路終端装置に連結された複数の光加入者網装置とを備えるギガビットイーサネット（登録商標）受動光加入者網システムで、前記光加入者網装置から光線路終端装置へデータを伝送するための方法において、
第１サイクルの開始時に前記光線路終端装置が前記複数の光加入者網装置から一以上の帯域幅割当て要求信号を受信する過程と、
前記帯域幅割当て要求信号に応じて前記複数の光加入者網装置の各々に対して帯域幅を割当てる過程と、
第２サイクルの開始前であって、且つ１番目の帯域幅を割当てた光加入者網装置の最大ＲＴＴを少なくとも残すタイミングで前記割当てられた帯域幅結果を前記複数の光加入者網装置へ伝送する過程と、
前記複数の光加入者網装置が、それぞれ割当てられた帯域幅に応じて前記光線路終端装置へデータを伝送する過程と、を含むことを特徴とする前記方法。 - 前記複数の光加入者網装置のデータ伝送は、前記第２サイクルで行われる請求項１記載の前記方法。
- 前記第１サイクルで前記複数の光加入者網装置の各々に対して伝送帯域幅を割当てる過程が開始された後、前記光線路終端装置に到達した前記帯域幅割当て要求信号に対する帯域幅割当ては、前記第２サイクルで行われる請求項１記載の前記方法。
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Families Citing this family (27)
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| KR100542402B1 (ko) * | 2002-10-23 | 2006-01-11 | 한국전자통신연구원 | 이더넷-폰 구조에서 ＯＮＵ Ｒｅｑｕｅｓｔ 전송방법 |
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| WO2004105282A2 (en) * | 2003-05-21 | 2004-12-02 | Passave Ltd. | Method and apparatus for dynamic bandwidth allocation in an ethernet passive optical network |
| KR100506209B1 (ko) * | 2003-06-16 | 2005-08-05 | 삼성전자주식회사 | 이더넷 수동 광 가입자망에서 다중 서비스를 고려한 동적대역폭 할당방법 |
| US7436765B2 (en) * | 2003-09-03 | 2008-10-14 | Teknovus, Inc. | Method and apparatus for dynamically allocating upstream bandwidth in passive optical networks |
| WO2005062543A1 (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 動的帯域割当回路、動的帯域割当方法、動的帯域割当プログラム、及び記録媒体 |
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| JP4490166B2 (ja) * | 2004-05-19 | 2010-06-23 | 三菱電機株式会社 | 局側装置 |
| EP1633088A1 (en) * | 2004-09-02 | 2006-03-08 | Deutsche Thomson-Brandt Gmbh | Method and device for improving quality-of-service management in peer-to-peer networks |
| CN100454894C (zh) * | 2005-06-07 | 2009-01-21 | 中兴通讯股份有限公司 | 以太网无源光网络下行广播、洪泛的信息隔离方法及装置 |
| EP1734666A1 (en) * | 2005-06-17 | 2006-12-20 | Fujitsu Limited | Resource management in multi-hop communication system |
| KR100676202B1 (ko) * | 2005-09-13 | 2007-01-30 | 한국정보통신대학교 산학협력단 | 이더넷 수동 광통신망에서 지연 공평성을 고려한 클래스 별게이트 프로토콜 |
| JP4853821B2 (ja) * | 2005-11-17 | 2012-01-11 | 日本電気株式会社 | 局側装置における帯域割当装置、帯域割当方法および帯域割当プログラム |
| EP1796313A1 (en) * | 2005-12-06 | 2007-06-13 | Siemens Aktiengesellschaft | A method, communication system and central communication unit for controlling accesses to a shared medium |
| CN101009584B (zh) * | 2006-01-24 | 2011-04-20 | 华为技术有限公司 | 对无源光网络进行网络速率升级的方法、设备和系统 |
| JP5001590B2 (ja) * | 2006-06-19 | 2012-08-15 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 送信パラメータ変更制御方法および無線基地局 |
| CN101282315B (zh) * | 2007-04-06 | 2010-10-27 | 杭州华三通信技术有限公司 | 共享传输介质分配方法、系统及终端 |
| ATE541368T1 (de) * | 2007-10-26 | 2012-01-15 | Nokia Siemens Networks Oy | Diagnoseverfahren für ein optisches kommunikationsnetzwerk |
| 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 |
| JP4941379B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2012-05-30 | 住友電気工業株式会社 | 局側装置、その制御方法およびそのコンピュータ・プログラム |
| WO2010091556A1 (zh) | 2009-02-16 | 2010-08-19 | 华为技术有限公司 | 无源光网络突发发送方法及接收机复位方法与装置 |
| CN102439922B (zh) * | 2011-10-25 | 2014-02-19 | 深圳市海思半导体有限公司 | 一种动态带宽分配方法和装置 |
| CN103297165B (zh) * | 2013-04-28 | 2015-07-01 | 烽火通信科技股份有限公司 | 基于cpri帧的wdm-pon移固综合接入方法 |
| CN105634985B (zh) * | 2016-01-21 | 2018-10-09 | 烽火通信科技股份有限公司 | 一种FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法 |
| US10841670B2 (en) * | 2018-02-13 | 2020-11-17 | Juniper Networks, Inc. | Methods and apparatus for consistency check in disaggregated dense wavelength-division multiplexing (DWDM) systems |
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Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0615358B1 (en) * | 1993-03-11 | 2004-10-20 | AT&T Corp. | Optical network based on remote interrogation of terminal equipment and an optical network unit therefor using wavelength shifting |
| US5978374A (en) * | 1997-04-03 | 1999-11-02 | Ericsson, Inc. | Protocol for data communication over a point-to-multipoint passive optical network |
| US5930018A (en) * | 1997-07-11 | 1999-07-27 | Telcordia Technologies, Inc. | Method and apparatus for controlling communications in a passive optical network |
| SE514302C2 (sv) | 1998-12-01 | 2001-02-05 | Ericsson Telefon Ab L M | Köhantering i paketkopplade nät |
| JP3582442B2 (ja) | 2000-01-19 | 2004-10-27 | 日本電気株式会社 | パケット通信システム及びそれに用いるタイムスロット割当制御方法 |
| US20020063932A1 (en) | 2000-05-30 | 2002-05-30 | Brian Unitt | Multiple access system for communications network |
| JP2004528784A (ja) | 2000-11-17 | 2004-09-16 | アロプティック、インク． | 可変長パケット及び可変長上り方向の時間スロットを利用するポイントツーマルチポイント受動光ネットワーク |
| US6690892B1 (en) * | 2000-11-20 | 2004-02-10 | Quantum Bridge, Communications, Inc. | Method and apparatus for controlling delay in a shared communications network |
| US6546014B1 (en) * | 2001-01-12 | 2003-04-08 | Alloptic, Inc. | Method and system for dynamic bandwidth allocation in an optical access network |
| US6868232B2 (en) * | 2001-02-12 | 2005-03-15 | Lucent Technologies Inc. | Fast protection switching by snooping on upstream signals in an optical network |
| US20020171895A1 (en) * | 2001-04-25 | 2002-11-21 | Glory Telecommunications Co., Ltd. | Automatic ranging in a passive optical network |
| US20030007211A1 (en) * | 2001-07-05 | 2003-01-09 | Broadcom Corporation | System for communications in ethernet-based fiber optic TDMA networks |
| WO2003007518A2 (en) * | 2001-07-10 | 2003-01-23 | Salira Optical Network Systems, Inc | Allocation of upstream bandwidth in an ethernet passive optical network |
| JP4732632B2 (ja) * | 2001-08-06 | 2011-07-27 | 株式会社フジクラ | 通信システム |
| KR100547722B1 (ko) | 2001-11-10 | 2006-02-01 | 삼성전자주식회사 | 기가비트 이더넷 수동 광 네트워크 시스템 및 그 매체접속 제어 방법 |
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| JP3746717B2 (ja) * | 2002-03-01 | 2006-02-15 | 日本電信電話株式会社 | ポイント・マルチポイント通信システムにおける帯域割当方法 |
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