JP4783398B2 - 光加入者線終端装置および光ネットワーク終端装置 - Google Patents
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技術基礎講座「GE−PON技術 第4回 GE−PONのシステム化機能」,NTT技術ジャーナル,2005年11月,pp.59−61 Tsutomu Tatsuta,Noriyuki Oota,Noriki Miki,and Kiyomi Kumozaki,"Design philosophy and performance of a GE−PON system for mass deployment",JOURNAL OF OPTICAL NETWORKING,Vol.6,No.6,June 2007
まず、本発明による光加入者線終端装置(OLT)および光ネットワーク終端装置(ONU)の機能について説明する。
図5は、OLTからONUへの下り通信速度を切り替えるときの本発明のOLTの機能ブロック図である。図5に示すOLT1は、PON−IF(PON Interface)ポート3と、PON信号処理手段4と、キュー管理手段5と、SNI(Service Node Interface)ポート6と、速度変更手段8と、機能休止手段9を備え、PON信号処理手段4には、速度1の送信用PON信号処理手段10と、速度2の送信用PON信号処理手段11と、受信用PON信号処理手段12を備える。
x=G1q+G2(B−B1)+G3A ・・・(式1)
ただし、G1、G2、G3は任意の利得であり、q、B、B1、Aはそれぞれキュー長、流入速度、速度1、流入加速度である。
また、速度変更手段8は、ONUに速度変更を要求する速度変更メッセージまたはONUのPON信号処理手段を起動させる速度変更待機メッセージを、OLTのPON信号処理手段4を介して制御信号としてONUへ送信する。機能休止手段9は、いずれのONUにも選択されていない速度の送信用PON信号処理手段を休止できることが望ましい。また、ONUへ送信する下りデータを蓄積するキューは、ONU毎に複数実装されていることが望ましい。
(実施例1)
図11および図12に本発明による通信速度変更の実施例1のシーケンスを示す。
図11は、速度1から速度2への下り信号の通信速度変更のシーケンス図である。例えば、OLT1に対して複数のONUが接続されていて、ONU2の通信速度を変更する場合を考える。まず、OLT1とONU2は、速度1で下りデータを送受信している。OLT1のキュー管理手段5において、ONU2へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値1(第1の閾値)以上および/またはキューへのデータの流入速度が閾値3(第2の閾値)以上および/またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値5(第3の閾値)以上になった場合、OLT1は、速度変更メッセージをONU2へ送信する。このとき、OLT1において速度2の送信用PON信号処理手段11が起動していない場合には、起動する。速度変更メッセージを受信したONU2は、速度2の受信用PON信号処理手段21を起動し、速度2への通信速度変更が完了した後に変更確認応答をOLT1へ送信する。OLT1が変更確認応答を受信すると、速度2で下りデータの送受信を開始する。このとき、ONU2において速度1の受信用PON信号処理手段20を休止させて、ONU2の消費電力を削減してもよい。また、OLT1において、速度1の送信用PON信号処理手段10が、OLT1に接続されているすべてのONUに対して使用されていない場合、速度1の送信用PON信号処理手段10を休止させて、OLT1の消費電力を削減してもよい。
(実施例2)
図14および図15に本発明による通信速度変更の実施例2のシーケンスを示す。
図14は、速度1から速度2への下り信号の通信速度変更のシーケンス図である。例えば、OLT1に対して複数のONUが接続されていて、ONU2の通信速度を変更する場合を考える。まず、OLT1とONU2は、速度1で下りデータを送受信している。OLT1のキュー管理手段5において、ONU2へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値A(第7の閾値)以上および/またはキューへのデータの流入速度が閾値C(第8の閾値)以上および/またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値E(第9の閾値)以上になった場合、OLT1は、速度変更待機メッセージをONU2へ送信する。このとき、OLT1において速度2の送信用PON信号処理手段11が起動していない場合には、起動する。速度変更待機メッセージを受信したONU2は、速度2の受信用PON信号処理手段21を起動し、起動が完了した後に準備完了応答をOLT1へ送信する。OLT1が準備完了応答を受信し、かつOLT1のキュー管理手段5において、ONU2へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値1以上および/またはキューへのデータの流入速度が閾値3以上および/またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値5以上になった場合、OLT1は、速度変更メッセージをONU2へ送信する。速度変更メッセージを受信したONU2は、OLT1との通信速度を速度2へ変更し、変更確認応答をOLT1へ送信する。OLT1が変更確認応答を受信すると、OLT1は、速度2で下りデータの送受信を開始する。このとき、ONU2において速度1の受信用PON信号処理手段20を休止させて、ONU2の消費電力を削減してもよい。また、OLT1において、速度1の送信用PON信号処理手段10が、OLT1に接続されているすべてのONUに対して使用されていない場合、速度1の送信用PON信号処理手段10を休止させて、OLT1の消費電力を削減してもよい。
また、閾値5、閾値6、閾値Eおよび閾値Fにも異なる値を用い、閾値Eよりも閾値5が大きな値、閾値Fよりも閾値6が小さな値に設定されることが望ましい。キュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量を切り替え条件として用いる場合、例えば、(式1)で表される物理量を定義し、G1、G2、G3にはG1+G2+G3=1となる任意の利得を、B1には1Gbpsを代入する。
また、速度変更手段18は、OLTに速度変更を要求する速度変更メッセージまたはOLTのPON信号処理手段を起動させる速度変更待機メッセージを、ONUのPON信号処理手段15を介して制御信号としてOLTへ送信する。機能休止手段19は、選択されていない速度の送信用PON信号処理手段を休止できる。速度1の速度で受信している場合には速度2の速度のPON信号処理手段を休止させることで、ONUの消費電力を削減できる。なお、速度2の速度で受信している場合にも速度1の速度のPON信号処理手段を休止させることで、さらにONUの消費電力を削減できる。
(実施例3)
図19および図20に本発明による通信速度変更の実施例3のシーケンスを示す。
図19は、速度1から速度2への上り信号の通信速度変更のシーケンス図である。例えば、OLT1に対して複数のONUが接続されていて、ONU2の通信速度を変更する場合を考える。まず、OLT1とONU2は、速度1で上りデータを送受信している。ONU2のキュー管理手段14において、OLT1へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値1(第1の閾値)以上および/またはキューへのデータの流入速度が閾値3(第2の閾値)以上および/またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値5(第3の閾値)以上になった場合、ONU2は、速度変更メッセージをOLT1へ送信する。このとき、ONU2において速度2の送信用PON信号処理手段21を起動する。速度変更メッセージを受信したOLT1は、速度2の受信用PON信号処理手段11が起動していない場合には、起動し、速度2への通信速度変更が完了したら変更確認応答をONU2へ送信する。変更確認応答には、ONU2に対して、ONU2のキューに蓄積されているデータ量をOLT1へ報告させる報告メッセージを送信するための帯域割当情報を含めることが望ましい。ONU2が変更確認応答を受信すると、報告メッセージを用いてONU2のキューに蓄積されているデータ量をOLT1へ報告する。OLT1は、OLT1に接続されているすべてのONUからの報告メッセージをもとに各ONUの割当帯域を帯域割当部により決定し、帯域割当メッセージを用いてONU2へ割当帯域を通知する。その後、ONU2は、速度2で上りデータ送信を開始する。このとき、ONU2において速度1の送信用PON信号処理手段20を休止させて、ONU2の消費電力を削減してもよい。また、OLT1において、速度1の受信用PON信号処理手段10が、OLT1に接続されているすべてのONUに対して使用されていない場合、速度1の受信用PON信号処理手段10を休止させて、OLT1の消費電力を削減してもよい。
速度1および速度2の切り替え条件は、実施例1と同様である。
(実施例4)
図21および図22に本発明による通信速度変更の実施例4のシーケンスを示す。
図21は、速度1から速度2への上り信号の通信速度変更のシーケンス図である。例えば、OLT1に対して複数のONUが接続されていて、ONU2の通信速度を変更する場合を考える。まず、OLT1とONU2は、速度1で上りデータを送受信している。ONU2のキュー管理手段14において、OLT1へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値A(第7の閾値)以上および/またはキューへのデータの流入速度が閾値C(第8の閾値)以上および/またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値E(第9の閾値)以上になった場合、ONU2は、速度変更待機メッセージをOLT1へ送信する。このとき、ONU2において速度2の送信用PON信号処理手段21を起動する。速度変更待機メッセージを受信したOLT1は、速度2の受信用PON信号処理手段11が起動していない場合には、起動し、起動が完了したら準備完了応答をONU2へ送信する。ONU2が準備完了応答を受信し、かつONU2のキュー管理手段14において、OLT1へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値1以上および/またはキューへのデータの流入速度が閾値3以上および/またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値5以上になった場合、ONU2は、速度変更メッセージをOLT1へ送信する。速度変更メッセージを受信したOLT1は、ONU2との通信速度を速度2へ変更し、変更確認応答をONU2へ送信する。変更確認応答には、ONU2に対して、ONU2のキューに蓄積されているデータ量をOLT1へ報告させる報告メッセージを送信するための帯域割当情報を含めることが望ましい。ONU2が変更確認応答を受信すると、報告メッセージを用いてONU2のキューに蓄積されているデータ量をOLT1へ報告する。OLT1は、OLT1に接続されているすべてのONUからの報告メッセージをもとに各ONUの割当帯域を帯域割当部により決定し、帯域割当メッセージを用いてONU2へ割当帯域を通知する。その後、ONU2は、速度2で上りデータ送信を開始する。このとき、ONU2において速度1の送信用PON信号処理手段20を休止させて、ONU2の消費電力を削減してもよい。また、OLT1において、速度1の受信用PON信号処理手段10が、OLT1に接続されているすべてのONUに対して使
用されていない場合、速度1の受信用PON信号処理手段10を休止させて、OLT1の消費電力を削減してもよい。
用されていない場合、速度2の受信用PON信号処理手段11を休止させて、OLT1の消費電力を削減してもよい。
速度1および速度2の切り替え条件は、実施例2と同様である。
2 ONU
3,16,101,204 PON−IFポート
4,15,102,203 PON信号処理手段
5,14,103,202 キュー管理手段
6,104 SNIポート
8,18 速度変更手段
9,19 機能休止手段
10,11,22,23,24,28 送信用PON信号処理手段
12,20,21,25,26,27 受信用PON信号処理手段
13,201 UNIポート
31,63 波長多重分離部
32,62 1G送信部
33 10G送信部
34,60 1G受信部
35,37,57,59 1G PHY部
36,58 10G PHY部
38,54 1G/1G MAC部
39,42,52,55 1G/10G MAC部
40 10G−1G変換部
41,53 速度選択部
43,51 MPCP部
56 1G−10G変換部
61 10G受信部
Claims (11)
- 1つの光加入者線終端装置(OLT)が光ネットワーク終端装置(ONU)と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置(OLT)であって、
前記ONUに送信するデータを一時的に格納するキューのキュー長および/または該キューに流入するデータの流入速度および/または該キューに流入するデータの流入加速度を推定し、
通信速度が第1の速度の状態において、前記キュー長が第1の閾値以上および/または前記流入速度が第2の閾値以上および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第3の閾値以上になった場合には、速度変更メッセージをONUへ送信し、ONUからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第1の速度よりも速い第2の速度に切り替え、
通信速度が第2の速度の状態において、前記キュー長が第1の閾値よりも小さい第4の閾値以下および/または前記流入速度が第2の閾値よりも小さい第5の閾値以下および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第3の閾値よりも小さい第6の閾値以下になった場合には、速度変更メッセージをONUへ送信し、ONUからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第1の速度に切り替える速度変更手段を有することを特徴とする光加入者線終端装置(OLT)。 - 1つの光加入者線終端装置(OLT)が光ネットワーク終端装置(ONU)と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置(OLT)であって、
前記ONUに送信するデータを一時的に格納するキューのキュー長および/または該キューに流入するデータの流入速度および/または該キューに流入するデータの流入加速度を推定し、
通信速度が第1の速度の状態において、前記キュー長が第7の閾値以上および/または前記流入速度が第8の閾値以上および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第9の閾値以上になった場合には、速度変更待機メッセージをONUへ送信し、ONUからの準備完了応答を受信した後に、前記キュー長が第1の閾値以上および/または前記流入速度が第2の閾値以上および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第3の閾値以上になった場合には、速度変更メッセージをONUへ送信し、ONUからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第1の速度よりも速い第2の速度に切り替え、
通信速度が第2の速度の状態において、前記キュー長が第7の閾値よりも小さい第10の閾値以下および/または前記流入速度が第8の閾値よりも小さい第11の閾値以下および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第9の閾値よりも小さい第12の閾値以下になった場合には、速度変更待機メッセージをONUへ送信し、ONUからの準備完了応答を受信した後に、前記キュー長が第1の閾値よりも小さい第4の閾値以下および/または前記流入速度が第2の閾値よりも小さい第5の閾値以下および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第3の閾値よりも小さい第6の閾値以下となった場合には、速度変更メッセージをONUへ送信し、ONUからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第1の速度に切り替える速度変更手段を有することを特徴とする光加入者線終端装置(OLT)。 - 請求項1または2に記載の光加入者線終端装置(OLT)において、
前記速度変更手段は、前記ONUから速度変更メッセージを受信した場合には、通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をONUへ送信することを特徴とする光加入者線終端装置(OLT)。 - 請求項1または2に記載の光加入者線終端装置(OLT)において、
前記速度変更手段は、前記ONUから速度変更待機メッセージを受信した場合には、指定された速度の信号処理手段を起動し、起動が完了した後に準備完了応答をONUへ送信し、
準備完了応答を送信した後に前記ONUから速度変更メッセージを受信した場合には、通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をONUへ送信することを特徴とする光加入者線終端装置(OLT)。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の光加入者線終端装置(OLT)において、
接続されているすべてのONUが使用していない通信速度の信号処理手段を休止させる機能休止手段を有することを特徴とする光加入者線終端装置(OLT)。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の光加入者線終端装置(OLT)において、
前記速度変更メッセージを送信してから変更確認応答を受信するまでの間、特定のONUへのデータ送信を一時的に停止し、ONUへ送信するデータを蓄積し、
前記変更確認応答の受信を契機として特定のONUへのデータ送信を再開することを特徴とする光加入者線終端装置(OLT)。 - 1つの光加入者線終端装置(OLT)が光ネットワーク終端装置(ONU)と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光ネットワーク終端装置(ONU)であって、
前記OLTから速度変更メッセージを受信した場合には、通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をOLTへ送信する速度変更手段を有することを特徴とする光ネットワーク終端装置(ONU)。 - 1つの光加入者線終端装置(OLT)が光ネットワーク終端装置(ONU)と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光ネットワーク終端装置(ONU)であって、
前記OLTから速度変更待機メッセージを受信した場合には、指定された速度の受信信号処理手段を起動し、起動が完了した後に準備完了応答をOLTへ送信し、
準備完了応答の送信後に前記OLTから速度変更メッセージを受信した場合には、通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をOLTへ送信する速度変更手段を有することを特徴とする光ネットワーク終端装置(ONU)。 - 請求項7または8に記載の光ネットワーク終端装置(ONU)において、
前記速度変更手段は、
前記OLTに送信するデータを一時的に格納するキューのキュー長および/または該キューに流入するデータの流入速度および/または該キューに流入するデータの流入加速度を推定し、
通信速度が第1の速度の状態において、前記キュー長が第1の閾値以上および/または前記流入速度が第2の閾値以上および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第3の閾値以上になった場合には、速度変更メッセージをOLTへ送信し、OLTからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第1の速度よりも速い第2の速度に切り替え、
通信速度が第2の速度の状態において、前記キュー長が、第1の閾値よりも小さい第4の閾値以下および/または前記流入速度が、第2の閾値よりも小さい第5の閾値以下および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が、第3の閾値よりも小さい第6の閾値以下となった場合には、速度変更メッセージをOLTへ送信し、OLTからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第1の速度に切り替えることを特徴とする光ネットワーク終端装置(ONU)。 - 請求項7または8に記載の光ネットワーク終端装置(ONU)において、
前記速度変更手段は、
前記OLTに送信するデータを一時的に格納するキューのキュー長および/または該キューに流入するデータの流入速度および/または該キューに流入するデータの流入加速度を推定し、
通信速度が第1の速度の状態において、前記キュー長が第7の閾値以上および/または前記流入速度が第8の閾値以上および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第9の閾値以上になった場合には、速度変更待機メッセージをOLTへ送信し、OLTからの準備完了応答を受信した後に、前記キュー長が第1の閾値以上および/または前記流入速度が第2の閾値以上および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第3の閾値以上になった場合には、速度変更メッセージをOLTへ送信し、OLTからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第1の速度よりも速い第2の速度に切り替え、
通信速度が第2の速度の状態において、前記キュー長が、第7の閾値よりも小さい第10の閾値以下および/または前記流入速度が、第8の閾値よりも小さい第11の閾値以下および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が、第9の閾値よりも小さい第12の閾値以下になった場合には、速度変更待機メッセージをOLTへ送信し、OLTからの準備完了応答を受信した後に、前記キュー長が、第1の閾値よりも小さい第4の閾値以下および/または前記流入速度が、第2の閾値よりも小さい第5の閾値以下および/または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が、第3の閾値よりも小さい第6の閾値以下となった場合には、速度変更メッセージをOLTへ送信し、OLTからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、速度1に切り替えることを特徴とする光ネットワーク終端装置(ONU)。 - 請求項7から10のいずれか1項に記載の光ネットワーク終端装置(ONU)において、
前記変更確認応答の送信後、未使用の通信速度の信号処理手段を休止させる機能休止手段を有することを特徴とする光ネットワーク終端装置(ONU)。
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