JP3981627B2 - Atm−ponスレーブ装置及びその装置の送受信方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はATM−PONに係り、特に、多数の加入者に効率良く高速データサービスを与えるためのATM−PONスレーブ装置及びその伝送方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ATM−PONは、多数の加入者に効率良く高速データサービスを与えるために考案された方式であって、光線路終端装置(OLT:Optical Line Termination)に多数の受動光通信網(PON:Passive Optical Network)を設け、各PONには32つまたは64つ以上の光通信網装置(ONU:Optical Network Unit)がスプリッタを利用して受動分岐方式により接続される。
【0003】
図1は、スプリッタ120を利用した受動分岐方式のATM−PONの構成図である。
【0004】
最終加入者、すなわち、光通信網終端装置(ONT:Optical Network Termination)130は、これらONU 100に接続される。下向きデータは、線路の構成上全てのONU 100に伝達され、各ONU 100は所望のデータのみを受け取るように設定され、且つ、セキュリティのための機能が付加されている。上向きデータは、幾つかのONU 100が線路を共有することになるため、OLT 110を基準として上向きフレームをスロットに区分けしてOLT 110が各スロット毎にそのスロットを使うONU 100を指定するグラントを送るようになっている。各ONU 100までの距離が異なり、且つ、処理時間が異なる場合があるため、上向きデータがOLT 110に達する時に光が衝突しないように距離を一定に調節するレンジング技術が使われる。
【0005】
データは、ATMセル及びPLOAM(Physical Layer Operation and Management)セルをダウンロード及びアップロードできる。各ONU 100は通信をする前にレンジング過程を経るが、OLT 110が各ONU 100までの距離を測定した後に全てのONU 100が効率的に同じ距離にあるかのように見せるために、各ONU 100に各々相異なる任意のビット遅延を持たせて割り当てる。レンジング過程ではまた、各ONU 100の番号及び各ONU 100が使うグラント値も割り当てる。既存のITU−T G.983.1規格には、レンジング期間の特定段階で該当ONU 100のグラントを割り当て、このためのメッセージが定義されているが、ここでは、一つのONU 100に一つのデータグラント及び一つのPLOAMグラントのみ割り当てられる。さらに、各ONU 100の上向きデータ伝送に対する要求事項を待ち中のセルの数で示せるようにミニスロットを使うが、このようなミニスロットの伝送のためのデバイデッドスロットグラント値及びミニスロットの位置も割り当てる。
【0006】
ATM−PONスレーブ装置のほかに、上位のATM階層で大容量のATMセルのバッファリングを司るが、このようなバッファリングだけではATM−PONで要求する水準の優先順位の制御が正常に行えなくなる。なぜならば、ATM−PONスレーブ送信部で特定のスロットとなって自体が特定の優先順位のデータを送らなければならないということを感知した時には、そのスロットが始まる前に既に該当ATMセルがATM−PONスレーブ装置の内部に用意されていなければならないが、これは、ATM階層から新しいセルを受け渡すにはあまりにも長時間かかるためである。従って、多数のグラント値に対して相異なる優先順位のセルを送るためには、ATM−PONスレーブ装置の内部に別途のFIFOが設けていなければならない。
【0007】
いくつかの文献に上述のような従来の技術に関連した技術内容が開示されている(例えば、特許文献1,2及び非特許文献1参照)。
【0008】
【特許文献1】
米国特許5926478号明細書
【0009】
【特許文献2】
米国特許6023467号明細書
【0010】
【非特許文献1】
Kajuyuki Tazima、”Asymmetric ATM PON interface compliant to ITU-T/FSAN Standard for global optical access systems”、APCC99 Proceedings、Book1、pp27−30、1999
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシステムには上述したような種々の問題があり、さらなる改善が望まれている。
【0012】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、優先順位を有するトラフィックコンテナ(TC:Traffic Container)別にFIFOを有して優先順位の制御が円滑になるATM−PONスレーブ装置及びその伝送方法を提供することにある。
【0013】
また、本発明の他の目的は、上記方法をコンピュータにて実行するためのプログラムを記録したコンピュータにて読取り可能な記録媒体を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明に係るATM−PONスレーブ装置は、等級別優先順位に基づきATMデータセルを貯蔵する2つ以上のFIFOを具備し、ATM階層からデータを受信して等級別に前記FIFOに貯蔵するユートピア送信部と、前記ユートピア送信部のFIFOからデータセルを読み出して光線路終端装置に伝送する送信フレーム処理部とを含み、前記送信フレーム処理部は該当スロットに自分のグラント値が割り当てられたと確認されれば、データが伝達されるべきであると同時に等級情報を前記ユートピア送信部に伝達し、前記ユートピア送信部は前記伝達された等級情報に該当するFIFOでデータセルを読み出して前記送信フレーム処理部に伝送し、前記等級別に存在するFIFOキューは、ユートピアで各々相異なるポートアドレスを割り当てられることを特徴とする。
【0015】
ここで、前記等級別に存在するFIFOキューは,ユートピアで各々相異なるポートアドレスを割り当てられずにユートピアインターフェースでHECやUDFの部分にセルの等級を表示して該当するFIFOに伝達させ、ポーリングに応答する時には全てのFIFOに1セル以上の空間がある時に限ってセルが受け取れると応答することを特徴とすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【0017】
図2は、電柱型ONU 200に関するブロック図であって、ATM−PONスレーブ装置210及び加入者整合装置220を含んでなる。
【0018】
図3は、宅内型ONU 300に関するブロック図であって、ATM−PONスレーブ装置310及び宅内型ゲートウェイ320を含んでなる。
【0019】
図4は、ATM−PONスレーブ装置410に関するブロック図である。
【0020】
受信フレーム処理部411では、並列バイトストリームから入力並列データを受け取ってATMセルのヘッダを検査してPLOAMセル及び一般ユーザセルを検査する。メッセージの部分はメッセージ処理部414に伝達され、レンジング部413でレンジングされてCPU 415に伝達される。受け取られたセルのうち一般ユーザセルはユートピア受信部412を介してATM階層に伝達される。
【0021】
送信フレーム処理部416では、ユートピア送信部417を介して受け取ったATMセルをFIFOに貯蔵し、グラントをデコードした結果に基づき自体がデータセルを伝達しなければならない場合にユートピアの該当FIFOからセルを受け渡し、自体がPLOAMセルを伝達する時点である場合にメッセージ発生ブロックからのメッセージ及びLCF(Laser Control Field)、RXCF(Receiver Control Field)パターンを使ってPLOAMを作って伝送する。
【0022】
図5は、本発明に係るATM−PONスレーブ装置のユートピア送信部517の構成図である。
【0023】
これを参照すれば、上記ユートピア送信部517は、ユートピアインターフェース及びATM−PONのユートピア送信部517間の制御を司るユートピア制御部517−1、優先順位に基づくATMセルを貯蔵するための2つ以上のFIFO 517−3、及びスロットタイミングに合わせてデータを載せてアップロードする送信フレーム処理部516を含んでなる。
【0024】
ATM−PONが動作状態となった後には、OLTの要求に応じて周期的にONUの内部で待ち中の上向きデータセルの数がミニスロットを介してアップロードされる。ミニスロットの伝送頻度は、OLTからのディバイデッドスロットグラントの伝送頻度によって変わる。ミニスロットの内容は、”私が今送ろうとするATMセルの数は幾つである”という旨であり、新しく作られたG.983.3規格では、多数の等級に対するこのような情報のアップロードを可能にしている。すなわち、ミニスロットを介してデータの送信に必要なグラントを要求するのである。このようなグラント要求は、CPUで書かれた任意のフォーマットのデータを送っても、ユートピア送信部517にある別途のインターフェースを介してリアルタイムにてハードウェアで作って載せて送っても良い。グラント要求がCPUによりなされる場合には、ATM階層で管理する幾つかのキューのうちATM−PONのアップロードされるキューにあるセルの数を読み出して定まったフォーマットに沿ってATM−PONスレーブ装置にあるレジスターにその値を書込み、ATM−PONスレーブ装置は、ミニスロットをアップロードする時間となった時に該当するデータを載せて送る方式を仮定する。グラント要求がCPUによりなされる場合及び別途のインターフェースを介してハードウェアによりなされる場合共に、外部の大容量ATM階層のバッファの情報及びATM−PONスレーブユートピアの内部にあるバッファの情報をいずれも含まなければならない。
【0025】
OLTがこのような要求に応じて該当トラフィックコンテナまたは等級のグラントをダウンロードすれば、図5の送信フレーム処理部516は、該当スロットに自体のグラント値が割り当てられたことを確認すればデータセルが伝達されるべき旨をユートピア送信部517に伝達し、該当等級の情報も併せて伝達する。ユートピア送信部717は、この信号に合わせて該当FIFO 517−3からセルを読み出してフレーム送信部に伝達し、該当FIFOにデータセルがない場合には優先順位の低い他の等級(Best Effort性格の等級)のセルを送っても良く、送るセルが全くない場合には休止セルを送る。
【0026】
この発明では、ATM−PONスレーブ装置のユートピア送信部517の内部にあるFIFO 517−3は大容量FIFOではなく、ATM階層からユートピア送信部517までセルが到着する時間遅延を考慮して予めデータを近くに貯蔵しておくためのものである。従って、ONUに送るATMセルがある場合又はATM−PONスレーブ装置の外部にATMセルがある場合には(普通は、ATM階層の処理回路にあるバッファにある)、できるだけ速くユートピア送信部517の内部のFIFO 517−3にセルを移して置かなければならないのである。このようにしなければ、特定のスロットからATM−PONスレーブが選択されて特定の等級のセルデータを送らなければならない場合、即座で該当等級のセルを送ることができる。
【0027】
ユートピアIまたはユートピアIIインターフェースでは、ATM階層が物理階層(この場合には、ATM−PONスレーブ)に対してセルが受け取れるか否かを問う場合に物理階層でこれに対する応答をしなければならないが、ATM階層では、一般に、ATM−PONスレーブ装置が単一の線路に接続されていて単に一つのポートとして認識するため、自体が物理階層にダウンロードすべきデータの等級は知らせないままデータが送り出されるべきポートが該当セルを受け取れるか否かのみを問う。ユートピアIIの場合には、多数の物理階層装置をおいてポーリング方式により問う形式であるが、ユートピアIの場合には専用信号を観察することにより把握する。
【0028】
ユートピアIIインターフェースを使用する場合、ATM階層でセルが受け取れるかをポーリングを介して問う時、物理階層装置がATM階層からダウンロードしようとするセルの等級が分かるのであれば、該当FIFOの情報に基づき応答をすることができるが、ユートピアインターフェースの規格上、単にポートに対してのみ問うため、それは不可能である。これを解決するためには、2種の方法がある。一つは簡単な方式であって、全ての等級のFIFOにいずれも一つ以上の空き空間がある場合に限って受け取れると応答する方法である。もう一つの方法は、ATM−PONスレーブ装置に2つ以上のユートピアアドレスを有させ、各等級のFIFO毎に相異なるポートアドレスを与える方式である。このようにすれば、全ての等級のデータが一本の光線路を介してアップロードされるが、ATM階層では、ATM−PONスレーブの各等級をあたかも他のポートかのように認識し、ATM−PONスレーブ装置もあたかも多数のポートを代表するかのように動作する。一般に、ATM階層装置は、連結設定を通じて全ての連結に対して出力ポート及び等級を任意に調節することができる。
【0029】
ATM−PONスレーブ装置では、FIFO毎に相異なるポート番号を割り当てる時には、ATMセルを受け取ったとたんにどんな等級のFIFOに貯蔵されなければならないかが分かる。しかし、別途のポート番号を使用しない場合には、16ビットのユートピアインターフェースでHECやUDFの部分に等級を表示してダウンロードするような方式を使用しても良い。ユートピア制御部517−1は、以上の2種の場合に対し、ATM階層からセルを受け取って該当FIFOに貯蔵し、各FIFOの内部にあるデータの数を管理しなければならない。次に、動作中に送信フレーム処理部516の要求がある時、該当FIFOからデータを読み出して伝達する。
【0030】
この発明の他の面として、G.983.1によれば、レンジング過程でONUは、O5状態でのみグラントを割り当てられ、動作中にはOLTがグラント割当てメッセージを送らないようになっており、ONUもたとえ動作中に(O8状態)グラント割当てメッセージを受け取ったとしても何らの処理もしないように明示されている。一つのONUが幾つかのデータグラント値を有し、グラント要求及び割当てを幾つかの等級のデータに対して行うと共に、時間に敏感なトラフィックにATM−PONによる時間遅延やセル損失を与えないためには、各ONUに2つ以上のグラントを割り当てられる方法が望まれる。これは、G.983.1の規格に若干の機能を付加することにより可能となる(G.983.3にはこのような方法に関する言及が無い)。この発明では、図6に示す既存のG.983.1にあるグラント割当てメッセージに若干の修正を加え、図7のように、バイト41ないし46に前述のような方式によりさらなるデータグラントを割当て可能にしている。
【0031】
本発明はまた、コンピュータにて読取り可能な記録媒体にコンピュータにて読取り可能なコードとして具現可能である。コンピュータにて読取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み込まれるデータが貯蔵されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータにて読取り可能な記録媒体の例としては、ROM、RAM、CD−ROM、磁気テープ、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスク、フラッシュメモリ、光データ貯蔵装置などがあり、また、キャリアウェーブ(例えば、インターネットを介して伝送)の形で具現されるものも含む。また、コンピュータにて読取り可能な記録媒体は、ネットワークにより結ばれたコンピュータシステムに分散され、分散方式によりコンピュータにて読取り可能なコードとして貯蔵且つ実行できる。
【0032】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ATM−PONで一つのONUに対して多数のTCを置くことが可能であり、且つ、既存のG.983.1の規格に最小限の修正を加えて多数のデータグラントを割り当てることが可能である。さらに、外部のATM階層の大容量バッファと共にATM−PONのDBA方式またはMAC(Media Access Control)方式によりグラントを受け取る時に充実に応答することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のスプリッタを利用したATM−PONの構成図である。
【図2】本発明の実施形態の、ATM−PONスレーブ装置及び加入者整合装置を含んでなる電柱型光通信網装置に関するブロック図である。
【図3】本発明の実施形態の、ATM−PONスレーブ装置及び宅内型ゲートウェイを含んでなる宅内型光通信網装置に関するブロック図である。
【図4】本発明の実施形態の、ATM−PONスレーブ装置に関するブロック図である。
【図5】本発明の実施形態の、ATM−PONスレーブ装置のユートピア送信部の構成図である。
【図6】従来のG.983.1グラント割当てメッセージを示す図である。
【図7】修正されたG.983.1グラント割当てメッセージを示す図である。
【符号の説明】
200 電柱型ONU
210 ATM−PONスレーブ装置
220 加入者整合装置
300 宅内型ONU
310 ATM−PONスレーブ装置
320 宅内型ゲートウェイ
410 ATM−PONスレーブ装置
411 受信フレーム処理部
412 ユートピア受信部
413 レンジング部
414 メッセージ処理部
415 CPU
416 送信フレーム処理部
417 ユートピア送信部
516 送信フレーム処理部
517 ユートピア送信部
517−1 ユートピア制御部
517−3 FIFO
Claims (2)
- 等級別優先順位に基づきATMデータセルを貯蔵する2つ以上のFIFOを具備し、ATM階層からデータを受信して等級別に前記FIFOに貯蔵するユートピア送信部と、
前記ユートピア送信部のFIFOからデータセルを読み出して光線路終端装置に伝送する送信フレーム処理部とを含み、
前記送信フレーム処理部は該当スロットに自分のグラント値が割り当てられたと確認されれば、データが伝達されるべきであると同時に等級情報を前記ユートピア送信部に伝達し、前記ユートピア送信部は前記伝達された等級情報に該当するFIFOでデータセルを読み出して前記送信フレーム処理部に伝送し、
前記等級別に存在するFIFOキューは、ユートピアで各々相異なるポートアドレスを割り当てられる
ことを特徴とするATM−PONスレーブ装置。 - 前記等級別に存在するFIFOキューは,ユートピアで各々相異なるポートアドレスを割り当てられずにユートピアインターフェースでHECやUDFの部分にセルの等級を表示して該当するFIFOに伝達させ、ポーリングに応答する時には全てのFIFOに1セル以上の空間がある時に限ってセルが受け取れると応答することを特徴とする請求項1に記載のATM−PONスレーブ装置。
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