JP4854823B1 - Band control method and communication system - Google Patents
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Abstract
本発明は、OLTおよび1つ以上のONUにより構成された複数のPONと、複数のPONの各OLTに接続されて帯域制御を行う帯域制御装置と、を備えた通信システムで使用する帯域制御方法であって、帯域制御装置が、複数のPONにおける上りデータの蓄積状況に応じて複数のPONそれぞれに使用を許可する上り帯域を決定する許可帯域決定ステップと、複数のPONの各OLTが、許可帯域決定ステップにおける決定結果、および配下の各ONUにおける上りデータの蓄積状況に基づいて、各ONUに割り当てる上り帯域を決定する上り帯域決定ステップと、を含んでいる。
【選択図】図4The present invention relates to a bandwidth control method used in a communication system including a plurality of PONs configured by an OLT and one or more ONUs, and a bandwidth control device that performs bandwidth control by being connected to each OLT of the plurality of PONs. The bandwidth control device determines an upstream bandwidth that is allowed to be used by each of the plurality of PONs according to the accumulation state of upstream data in the plurality of PONs, and each OLT of the plurality of PONs is permitted And an uplink bandwidth determination step for determining an uplink bandwidth to be assigned to each ONU based on a determination result in the bandwidth determination step and an uplink data accumulation state in each subordinate ONU.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、複数の受動光通信網を含んで構成された通信システムにおいて、上り帯域割り当てを効率的に行う帯域制御方法に関する。 The present invention relates to a bandwidth control method for efficiently performing uplink bandwidth allocation in a communication system including a plurality of passive optical communication networks.
インターネット需要の増加から、高速なブロードバンドサービスへの要求が高まっている。光ファイバをユーザ宅まで引き込むFTTH(Fiber To The Home)サービスの利用者が急増しており、その中でも光ファイバをサービス利用者で共用するPON(Passive Optical Network:受動光通信網)を用いたFTTHサービスが経済性に優れているため、普及が進んでいる。 The demand for high-speed broadband services is increasing due to increasing Internet demand. The number of users of FTTH (Fiber To The Home) service for drawing an optical fiber to a user's home is rapidly increasing, and among them, FTTH using a PON (Passive Optical Network) that shares an optical fiber with a service user. Since the service is economical, it is spreading.
PONは、通信事業者の局設備に設置されるOLT(Optical Line Terminal:光端局装置)と、ユーザ宅に設置される複数のONU(Optical Network Unit:光加入者装置)とからなる。 The PON includes an OLT (Optical Line Terminal) installed in station facilities of a communication carrier and a plurality of ONUs (Optical Network Unit: optical subscriber units) installed in a user's home.
PONの上位には、OLTを集線することを目的として、L2SWが配置され、このL2SWが上位網に対してアクセス回線を束ねる役割を担っている。 An L2SW is arranged above the PON for the purpose of concentrating OLTs, and this L2SW plays a role of bundling access lines to the upper network.
また、近年の特徴として、ユーザの分布密度が低いルーラル地域へのPON導入が始まっており、ルーラル地域においてはOLTとONUとの伝送距離が長くなる傾向がある。そのため、高出力の光モジュールを使った方式や、PONシステムを多段に接続して距離を延ばす方式等が実施されている。 In addition, as a feature in recent years, introduction of PON has started in a rural area where the distribution density of users is low, and the transmission distance between the OLT and the ONU tends to be longer in the rural area. Therefore, a method using a high-power optical module, a method of extending the distance by connecting PON systems in multiple stages, and the like have been implemented.
PONでの上り方向の通信は時分割多重で行われる。具体的には、OLTから各ONUへ上り帯域の割り当て情報を通知し、その情報に従ったタイミングで各ONUが上りデータを送信することで、1つのファイバを複数のONUで共用する。 Uplink communication in PON is performed by time division multiplexing. Specifically, upstream bandwidth allocation information is notified from the OLT to each ONU, and each ONU transmits upstream data at a timing according to the information, so that one fiber is shared by a plurality of ONUs.
上り帯域の帯域割り当てに関する従来方式として、OLTが、ONUでのデータ蓄積状態を示すREPORTフレームの収集と、帯域割り当て決定と、帯域割り当て決定結果を示すGATEフレーム送信等と、のタイミングや順序を最適化することで、上りデータの遅延を抑えつつ帯域割り当て効率化を図るものがある。 As a conventional method related to upstream bandwidth allocation, the OLT optimizes the timing and order of collection of REPORT frames indicating the data accumulation state in the ONU, bandwidth allocation determination, and GATE frame transmission indicating the bandwidth allocation determination result. In some cases, the bandwidth allocation efficiency is improved while suppressing the delay of the uplink data.
具体的には、REPORTフレームと上りデータを送信するタイミングを明示的に分ける事で、OLTが短い時間で複数のONUからのREPORTフレームの受信を完了し、その後、速やかに割当帯域の算出を実行できる上、それぞれのONUの状態を考慮したきめ細かい帯域割当を実現している(例えば、特許文献1、2参照)。
Specifically, by explicitly dividing the timing of transmitting the REPORT frame and the uplink data, the reception of the REPORT frame from a plurality of ONUs is completed in a short time of the OLT, and then the allocated bandwidth is immediately calculated. In addition, fine band allocation considering the state of each ONU is realized (see, for example,
また、PONの上位装置での輻輳状態の継続を避ける従来方式として、PONシステムが上位装置である転送装置(GW:Gateway)経由で上位ネットワークに接続する構成の場合に、GWが上位ネットワークに対する出力ポート単位で輻輳を検出してOLTに通知し、GWから輻輳発生情報を受け取ったOLTでは、帯域割当時に輻輳しているONUに少ない帯域を割り当てる事で上位装置での輻輳継続の回避を実現する技術がある(例えば、特許文献3参照)。 Further, as a conventional method for avoiding continuation of the congestion state in the host device of the PON, when the PON system is configured to connect to the host network via a transfer device (GW: Gateway) which is the host device, the GW outputs to the host network. In the OLT that detects congestion on a per-port basis, notifies the OLT, and receives congestion occurrence information from the GW, it realizes avoidance of congestion continuation in the host device by allocating less bandwidth to the ONU that is congested during bandwidth allocation. There is a technology (for example, see Patent Document 3).
特許文献1,2に記載の従来技術では、1台のOLTと複数台のONUで構成される単一PONシステムを取り上げ、その間の上り帯域効率の向上だけに着目している。しかしながら、実際のネットワーク構成では複数のPONシステムを、その上位のL2SWで束ねた構成となっており、各PONのバースト性やL2SWの上り帯域幅を考慮した最適な上り帯域割り当てになっていない。その為、L2SWにてバースト耐力向上のためのバッファが多く必要となる。さらに、バッファ溢れによる廃棄に対応するため、データの優先度に従った効率的な廃棄を行うための優先制御回路等が必要となる。
In the prior arts described in
ルーラルエリアで用いられるようなPONシステムを多段に接続した構成においても同様のことが言える。すなわち、特許文献1,2に記載の従来技術ではOLTとONUの間での制御に留まる為、上位PONシステムと下位PONシステムで独立に上り帯域制御が行われる。その結果、下位PONシステムがバーストによって上位PONシステムにデータを送信した際に、上位PONシステムではこの下位PONシステムが接続されるONUとは別のONUへ帯域を与えていた場合には、この下位PONシステムが接続されるONUで輻輳発生によるフレームの廃棄(輻輳廃棄)が発生する事となり、個々のシステムとしては最適な割り当てを実施しているにも関わらず、システム全体では最適な帯域割り当てとなっていない場合がある。その為、前記と同様に、上位PONシステムのONUにて、バースト耐力向上のためのバッファが多く必要であるとともに、バッファ溢れによる廃棄に対応するため、データの優先度に従った効率的な廃棄を行うための優先制御回路等が必要となる。
The same applies to a configuration in which PON systems used in a rural area are connected in multiple stages. That is, in the prior arts described in
また、特許文献3に記載の従来技術では、上位装置が出力ポート単位に輻輳を検出すると、輻輳を引き起こしているポートへデータを送信しているONUを配下に持つ全てのOLTへバックプレッシャーを通知し、OLTはそれらONUに割り当てる帯域を予め決めた量だけ減少させるため、帯域割り当て減少量を輻輳状態に応じて調整することや、減少させる量をONU毎に優先度に従って個別に変更することなど、本来帯域制御が担う、きめ細かな制御が出来ないという問題があった。
In the prior art described in
加えて、特許文献3では、ルーラルエリアで用いられるようなPONシステムを多段に接続した構成において、上位PONシステムと下位PONシステムが独立に上り帯域制御を行うために発生する輻輳廃棄について考慮されていない。
In addition,
以上のように、従来技術ではアクセスシステム全体で最適な帯域割り当てとなっていないという未解決の課題を有している。 As described above, the conventional technique has an unresolved problem that the bandwidth is not optimally allocated for the entire access system.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の受動光通信網を含んで構成された通信システムにおいて、システム全体として高い帯域利用効率を実現する帯域制御方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a bandwidth control method that realizes high bandwidth utilization efficiency as a whole system in a communication system configured to include a plurality of passive optical communication networks. To do.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、OLTおよび当該OLTに接続された1つ以上のONUにより構成された複数のPONと、前記複数のPONの各OLTに接続されて帯域制御を行う帯域制御装置と、を備えた通信システムで使用する帯域制御方法であって、前記帯域制御装置が、前記複数のPONにおける上りデータの蓄積状況に応じて当該複数のPONそれぞれに使用を許可する上り帯域を決定する許可帯域決定ステップと、前記複数のPONの各OLTが、前記許可帯域決定ステップにおける決定結果、および配下の各ONUにおける上りデータの蓄積状況に基づいて、当該各ONUに割り当てる上り帯域を決定する上り帯域決定ステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is connected to a plurality of PONs configured by an OLT and one or more ONUs connected to the OLT, and to each OLT of the plurality of PONs. A bandwidth control method for use in a communication system comprising: a bandwidth control device configured to perform bandwidth control, wherein the bandwidth control device is provided to each of the plurality of PONs according to an accumulation state of uplink data in the plurality of PONs. An allowed bandwidth determination step for determining an upstream bandwidth permitted to be used, and each OLT of the plurality of PONs based on a determination result in the permitted bandwidth determination step and an accumulation state of upstream data in each subordinate ONU And an upstream bandwidth determination step for determining an upstream bandwidth to be allocated to the ONU.
本発明にかかる帯域制御方法では、各PONにおける上りデータの蓄積状況に応じて各PONに使用を許可する上り帯域を決定し、この決定結果に従って各PONで上り帯域割り当てを行うので、システム全体の帯域利用効率を向上させることができる。 In the bandwidth control method according to the present invention, the upstream bandwidth permitted to be used for each PON is determined according to the storage state of upstream data in each PON, and the upstream bandwidth is allocated in each PON according to this determination result. Bandwidth utilization efficiency can be improved.
以下に、本発明にかかる帯域制御方法および通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a bandwidth control method and a communication system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる帯域制御方法を適用する通信システムの実施の形態1の構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態の通信システムは、上位ネットワークに接続するレイヤ2スイッチ(L2SW)1と、L2SW1のポートに1対1で接続されるOLT3−1〜3−m(mは2以上の整数)と、スプリッタ5を介してOLT3−1と1対Nで接続されるONU7−1〜7−n(nは1以上の整数)と、ONU7−1に接続される端末9と、で構成される。なお、図示を省略しているが、OLT3−1以外のOLTにもスプリッタを介して1つ以上のONUが接続される。また、各OLT配下の各ONUには1台または複数台の端末が接続される。これ以降において、各OLTを区別することなく全OLTに共通の事項を説明する場合には、OLT3−1〜3−mを総称してOLT3と記載する。同様に、各ONUを区別することなく全ONUに共通の事項を説明する場合には、ONU7−1〜7−nを総称してONU7と記載する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a first embodiment of a communication system to which a bandwidth control method according to the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the communication system according to the present embodiment includes a layer 2 switch (L2SW) 1 connected to an upper network, and OLTs 3-1 to 3-m (m Is an integer greater than or equal to 2), ONUs 7-1 to 7-n (n is an integer greater than or equal to 1) connected to the OLT 3-1 through the
上記構成の通信システムにおいて、L2SW1は配下の複数のOLT3からそれぞれ出力される信号を多重し、上位ネットワークに出力する。OLT3はスプリッタ5を経由して接続された1台以上のONU7とともにPONを構成する。なお、図1の構成は一例である。また、図示を省略しているが、OLT3−1以外のOLT3にもスプリッタを経由してONUが接続されている。同様に、ONU7−1以外のONU7にも端末が接続されている。ONU7に対して複数の端末9が接続される場合もある。
In the communication system configured as described above, the
図2は、本実施の形態の通信システムにおいて帯域制御装置として動作するL2SW1の機能構成例を示す図である。図2に示すように、L2SW1は、接続された各OLT3からの上りデータを受信する上りデータ受信部10と、OLT3からの上りデータをユーザデータと制御データに振り分ける上りデータ振り分け部11と、上りユーザデータを一時的に格納する上りバッファ部12と、上りユーザデータを優先制御後にバッファから読み出す上りバッファ読出し制御部13と、上位ネットワークへ上りユーザデータを送信する上りデータ送信部14と、接続された各OLT3から出力される上り帯域予定情報を解析する上り帯域予定情報解析部15と、上りバッファ(上りバッファ部12)の輻輳状況を監視する上りバッファ輻輳監視部16と、各OLT3から受け取った上り帯域予定情報(上り帯域予定情報解析部15における解析結果)および自身(L2SW1)のバッファの輻輳状況より各OLT3へ割り当てを許可する上り帯域を決定しその情報(上り帯域許可情報)を作成する上り帯域許可情報作成部17と、接続されている各OLT3における帯域更新周期やDiscoveryWindowのタイミングを指示するための情報(帯域更新周期情報)を作成する帯域更新周期作成部18と、上位ネットワークから下りデータを受信する下りデータ受信部19と、OLT3への下りユーザデータと、帯域更新周期情報と、上り帯域許可情報と、を多重する下りデータ多重部20と、OLT3へ下りデータを送信する下りデータ送信部21と、で構成される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
なお、以降の説明においては、説明の長文化を回避するために「帯域更新周期」を単に「周期」と表現する場合がある。 In the following description, the “band update cycle” may be simply expressed as “cycle” in order to avoid a long description.
図3は、OLT3の機能構成例を示す図である。図3に示すように、OLT3は、接続された各ONU7からの光を受信して電気信号に変換する光受信部30と、各ONU7からの上りデータをユーザデータと制御データに振り分ける上りデータ振り分け部31と、L2SW1へ通知する上り帯域予定情報とユーザデータを多重する上りデータ多重部32と、上りデータをL2SW1へ送信する上りデータ送信部33と、各ONU7から受信した、送信キュー蓄積量を通知するREPORTフレームを解析するREPORTフレーム解析部34と、配下ONU(接続された各ONU7)が送信しようとしている上りデータの蓄積量を示す情報である上り帯域予定情報を作成する上り帯域予定情報作成部35と、各ONU7との帯域更新周期を調整し各ONU7からのREPORTフレームとL2SW1からの上り帯域許可情報とに基づいて次周期での各ONU7の上り割り当て帯域(各ONU7に割り当てる上り帯域)を計算する上り帯域計算部36と、各ONU7へ上り帯域(上り帯域計算部36での計算結果)を通知するGATEフレームを作成するGATEフレーム作成部37と、L2SW1から受け取った帯域更新周期情報に従い自身(OLT3)の帯域更新周期を調整する帯域更新周期調整部38と、L2SW1から受け取った帯域許可情報を解析する上り帯域許可情報解析部39と、ONU7へ電気信号を光に変換して送信する光送信部40と、ユーザデータとGATEフレームを多重する下りデータ多重部41と、下りデータをユーザデータと、帯域更新周期情報と、上り帯域許可情報と、に振り分ける下りデータ振り分け部42と、L2SW1からの下りデータを受信する下りデータ受信部43と、からなる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
次に、本実施の形態の通信システムにおける帯域制御動作について、図4を用いて説明する。図4は、実施の形態1の帯域制御手順の一例を示したシーケンス図であり、L2SW1、OLT3、ONU7間の動作シーケンスを示している。なお、図4は、制御フレームのやり取りに焦点を当てたものであり、データフレームのやりとりについては記載を省略している。 Next, band control operation in the communication system of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sequence diagram illustrating an example of the bandwidth control procedure according to the first embodiment, and illustrates an operation sequence among the L2SW1, the OLT3, and the ONU7. FIG. 4 focuses on the exchange of control frames, and the description of the exchange of data frames is omitted.
本実施の形態の通信システムにおける帯域制御動作では、最初に、PONを収容している上位装置であるL2SW1が、収容している各PONにおける帯域更新周期を同期させる、すなわち各PONにおける帯域更新周期の開始時刻と終了時刻を揃えるために、帯域更新周期情報を各PONのOLT3に対して同報する(ステップS1)。具体的には、L2SW1が、帯域更新周期作成部18で生成した、配下の各OLT3における帯域更新周期を同期させるための帯域更新周期情報を含ませた制御フレームを同報する。この制御フレームは帯域更新周期に合わせて、または、定期的に各OLT3へ送信する。なお、この制御フレームを同報するのではなくL2SW1から各OLT3へ個別に送信するようにしてもよい。
In the bandwidth control operation in the communication system according to the present embodiment, first, the L2SW1, which is the host device that accommodates the PON, synchronizes the bandwidth update period in each accommodated PON, that is, the bandwidth update period in each PON. In order to align the start time and the end time, the band update period information is broadcast to the
各OLT3では、上記ステップS1でL2SW1から受け取った帯域更新周期情報に従ったタイミングで帯域割り当て動作を実施するよう、帯域更新周期調整部38から、上り帯域計算部36に対して指示を行う。L2SW1とOLT3の時間は、例えばIEEE1588といった時刻同期プロトコルにて、μSオーダで同期しているとする。OLT3は、L2SW1から帯域更新周期情報が含まれた制御フレームが送信されてこない場合は、前回に受信した帯域更新周期情報が示していた帯域更新周期開始時刻から更新周期分だけを加算した時刻を開始時刻としても良い。前回よりもさらに前に受信した帯域更新周期情報に基づいて開始時刻を導き出してもよい。
In each
L2SW1は、各OLT3での帯域更新周期を同期させる制御に加えて、さらに、各OLT3での上り帯域割り当てにおいて、割り当て不可期間となるDiscoveryWindow期間(OLT3が新たに接続されたONUの検出のために使用する期間)の開始・終了タイミングが各OLT3で揃うよう上記帯域更新周期情報を使って調整してもよい。DiscoveryWindow期間のタイミングでは各OLT3から上りフレームが上がってこないため、全OLT3のDiscoveryWindow期間を揃えた場合には、L2SW1の上り方向の回路を明示的に省電力化するタイミングを生成することが出来る。
In addition to the control to synchronize the bandwidth update period in each
一方、全OLT3のDiscoveryWindow期間を揃えると、その期間においては、送信される上りデータがなくなり、帯域利用効率が低下することになる。そのため、L2SW1は、システム全体としての帯域利用効率が低下するのを防ぐために、各OLT3のDiscoveryWindow期間が重ならないよう、帯域更新周期情報を使って調整しても良い。全OLT3のDiscoveryWindow期間を揃えてL2SW1の省電力化を実現するか、または、各OLT3のDiscoveryWindow期間が重ならないようにして帯域利用効率の低下を防止するかは、L2SW1の省電力化が必要な場合には前者とし、L2SW1の省電力化が必要でなければ後者とすればよい。また、L2SW1から上位ネットワークへの上り帯域の利用状況に応じて決定してもよい。すなわち、上位ネットワークへの上り帯域の余剰帯域が少ない場合には各OLT3のDiscoveryWindow期間が重ならないようにして帯域利用効率の低下を防止する。
On the other hand, if the Discovery Window periods of all
帯域更新周期が揃った各OLT3では、帯域更新周期の最初に(先頭部分で)、今回の周期での上り帯域割り当て情報を配下の各ONU7にGATEフレームにて通知する(ステップS2)とともに、次周期での割り当て帯域を計算するために、各ONU7から今回送信分を差し引いた残りの送信キューの蓄積量を示すONU送信キュー情報が含まれたREPORTフレームを受信する(ステップS3)。
In each
各OLT3では、配下のONU7の全てからREPORTフレームを受信し、受信した各REPORTフレームに含まれていた情報(以下、送信キュー蓄積量情報と呼ぶ)を1つのフレームに統合し、上り帯域予定情報として、L2SW1へ送信する(ステップS4)。上り帯域予定情報は、L2SW1で輻輳を監視している単位にて、帯域予定量を記載する。L2SW1で輻輳を監視している単位については、例えば、優先制御クラス別が考えられる。この場合、各REPORTフレームに記載されている優先制御クラス別の送信キュー蓄積量をマッピングする。優先制御クラス別の送信キュー蓄積量は、複数のONU7から優先制御クラスが同一の送信キュー蓄積量が通知されてきた場合(受信した各REPORTフレームに記載されている送信キュー蓄積量の中に優先制御クラスが同一のものが複数存在する場合)には、優先制御クラスが同一のもの同士の合計値となる。
Each
L2SW1では、各OLT3から受け取った上り帯域予定情報を統合して、輻輳を監視している単位に解析しなおすとともに、上りバッファ輻輳監視部16からの情報(監視結果)を精査し、その結果得られた各種情報、具体的には、次周期で各OLT3配下の各ONU7が送信を希望している上りデータのデータ量(各ONU7における送信キューの上りデータ蓄積量)と、上りポートの速度と、残バッファ量(上りバッファ輻輳監視部16での監視結果から得られる、上りバッファ部12の残バッファ量)と、に基づいて、次周期において各OLT3に使用を許可する上り帯域を示す上り帯域許可情報を作成し、各OLT3へ同報する(ステップS5)。上り帯域許可情報は、OLT3およびキュー優先度を指定して与える。必要であればさらにONUを指定しても良い。なお、上り帯域許可情報は、L2SW1から各OLT3へ個別に送信しても良い。
The
上り帯域許可情報を受け取った各OLT3では、自OLT宛として記載されている値(L2SW1により使用が許可された上り帯域の情報)と、前記ステップS3で各ONU7から受信したONU送信キュー情報(送信キューの蓄積量の情報)とに基づいて、各ONU7に割り当てる上り帯域を決定する(ステップS6)。例えば、L2SW1から受信した上り帯域許可情報がキュー優先度毎の帯域許可量を示している場合は、キュー優先度毎の帯域を、対応する優先度のキュー蓄積量を通知してきた各ONU7に公平に分配する等の方法が考えられる。上り帯域許可情報に、ONU7の指定がある場合は、この限りではない。このステップS6での決定結果は、次の帯域更新周期におけるGATEフレームの送信(上述したステップS2の処理に相当)にて各ONU7へ通知される。
In each
以上のように、本実施の形態では、L2SW1に物理的に独立した複数のOLT3が接続される疎結合な構成を考えた。しかしながら、本実施の形態で示した制御動作を適用可能なシステムは、このような構成に限定されない。L2SW1と複数のOLT3を同一の筐体で1つの装置として実装した密結合な構成に対しても適用可能である。本実施の形態ではL2SW1とOLT3との間の制御情報についてはユーザデータと多重/分離するとしたが、L2SW1と複数のOLT3を同一の筐体で1つの装置として実装した密結合な構成の場合は、装置内の別信号線を使っても良い。
As described above, in the present embodiment, a loosely coupled configuration in which a plurality of physically
このように、本実施の形態の通信システムは、複数のPONと各PONを収容する上位装置であるL2SW1とを含んで構成される。この通信システムでは、L2SW1が、各PONのOLT3から取得した上りデータの蓄積量情報(各OLT3配下のONU7における上りデータの蓄積量)に基づいて、各PONに使用を許可する上り帯域を決定し、各PONのOLT3は、L2SW1により使用を許可された上り帯域を配下のONU7に分配する。さらに、L2SW1は各PONのOLT3に対して帯域更新周期の開始時刻を指示して各PONにおける帯域更新周期を同期させる。
As described above, the communication system according to the present embodiment includes a plurality of PONs and the L2SW1 that is a higher-level device that accommodates each PON. In this communication system, the
また、このような制御を実現するために、L2SW1は、各OLT3からの上り帯域予定情報を輻輳制御単位に解析しなおす上り帯域予定情報解析部15と、上りバッファ輻輳情報とOLT3からの上り帯域予定情報から次周期での上り帯域許可情報を計算する上り帯域許可情報作成部17と、各OLT3での帯域更新周期開始時刻を揃えるためにその開始時刻の情報(帯域更新周期情報)を作成する帯域更新周期作成部18と、を備える。また、OLT3は、配下の各ONU7からのREPORT情報(REPORTフレームに含まれる送信キュー蓄積量情報)を統合してL2SW1へ通知する上り帯域予定情報作成部35と、L2SW1からの自分宛の上り帯域許可情報を解析して上り帯域計算部36へ通知する上り帯域許可情報解析部39と、L2SW1からの帯域更新周期情報を受けて上り帯域計算部36へ帯域更新開始時刻を通知する帯域更新周期調整部38と、を備える。
In order to realize such control, the
これにより、通信システムを構成している各PONから上位装置(L2SW1)への上り帯域を動的に変更することが可能となり、L2SW1において輻輳発生によるフレーム廃棄が発生する頻度を低く抑えることができる。この結果、システム全体としての帯域利用効率が向上する。また、L2SW1と全てのOLT3との間で同じタイミングで帯域制御情報をやりとりできるようになり、帯域更新周期内という短い応答時間内に次周期の帯域割り当ての決定が可能で、かつ木目細かな指定が可能となる。
As a result, it is possible to dynamically change the upstream band from each PON constituting the communication system to the host device (L2SW1), and the frequency of frame discard due to the occurrence of congestion in L2SW1 can be kept low. . As a result, the bandwidth utilization efficiency of the entire system is improved. In addition, bandwidth control information can be exchanged between L2SW1 and all
実施の形態2.
先の実施の形態1では、L2SWに物理的に独立した複数のOLTが接続される疎結合な構成とした場合、および、L2SWと複数のOLTを同一の筐体で1つの装置として実装した密結合な構成とした場合の帯域制御動作について説明した。これに対して、本実施の形態では、L2SWは独立し、複数のOLT(後述するように、本実施の形態の中ではPON−IFと呼ぶ)が同一の筐体で1つの装置(OLT集約装置と呼ぶ)として実装した準密結合な構成における帯域制御動作ついて説明する。Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, when a plurality of physically independent OLTs are connected to the L2SW in a loosely coupled configuration, and the L2SW and the plurality of OLTs are mounted as a single device in the same casing. The band control operation in the case of the combined configuration has been described. On the other hand, in this embodiment, the L2SW is independent, and a plurality of OLTs (referred to as PON-IFs in this embodiment as will be described later) are in the same casing and one device (OLT aggregation). A band control operation in a semi-tightly coupled configuration implemented as a device) will be described.
図5は、実施の形態2の通信システムの構成例を示す図である。なお、実施の形態1で説明した通信システムと同様の構成要素には同じ符号を付している。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to the communication system demonstrated in
図5に示すように、本実施の形態の通信システムは、上位ネットワークに接続するL2SW1aと、L2SW1aに収容され、複数のPON−IF45、および制御部(CONT)46を備えた複数のOLT3a(OLT3a−1〜3a−mに相当)と、スプリッタ5を介してPON−IF45に1対Nで接続されるONU7(ONU7−1〜7−nに相当)と、ONU7に接続される端末9と、で構成される。なお、図5においては、OLT3a−1以外のOLT3a(OLT集約装置)の構成の記載を省略している。同様に、OLT3a−1以外のOLT3aに接続されたスプリッタ5およびONU7の記載、ONU7−1以外のONU7に接続された端末9の記載を省略している。なお、図5の構成は一例である。また、各PON−IF45にはスプリッタを経由してONUが接続されているが図示を省略している。同様に、各ONU7には端末が接続されているが図示を省略している。ONU7に対して複数の端末9が接続される場合もある。
As shown in FIG. 5, the communication system of the present embodiment includes an
上記構成の通信システムにおいて、L2SW1aは配下の複数のOLT3aからそれぞれ出力される信号を多重し、上位ネットワークに出力する。各OLT3aでは、各PON−IF45がスプリッタ5を経由して接続された1台以上のONU7とともにPONを構成する。また、CONT46は、自身が収容されているOLT3aと同じOLT3aに収容されている各PON−IF45を別信号線(各PON−IF45との間で制御信号をやりとりするための信号線)を使って監視制御する。
In the communication system having the above configuration, the
図6は、各OLT3aにおいてONU7を収容するPON−IF45の機能構成例を示す図である。なお、実施の形態1で説明したOLT3と同様の構成要素には同じ符号を付している。図6に示すように、PON−IF45は、接続された各ONU7からの光を受信して電気信号に変換する光受信部30と、各ONU7からの上りデータをユーザデータと制御データに振り分ける上りデータ振り分け部31と、上りデータをL2SW1aへ送信する上りデータ送信部33と、各ONU7から受信した、送信キュー蓄積量を通知するREPORTフレームを解析するREPORTフレーム解析部34と、配下ONU(接続された各ONU7)が送信しようとしている上りデータの蓄積量を示す情報である上り帯域予定情報を作成する上り帯域予定情報作成部35aと、各ONU7との帯域更新周期を調整し各ONU7からのREPORTフレームと、CONT46からの上り帯域許可情報とに基づいて次周期での各ONU7の上り割り当て帯域を計算する上り帯域計算部36a、各ONU7へ上り帯域(上り帯域計算部36aでの計算結果)を通知するGATEフレームを作成するGATEフレーム生成部37と、CONT46から受け取った帯域更新周期情報に従い自装置の帯域更新周期を調整する帯域更新周期調整部38aと、CONT46から受け取った帯域許可情報を解析する上り帯域許可情報解析部39a、ONU7へ電気信号を光に変換して送信する光送信部40、ユーザデータとGATEフレームを多重する下りデータ多重部41、L2SW1aからの下りデータを受信する下りデータ受信部43と、からなる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration example of the PON-
図7は、本実施の形態の通信システムにおいて帯域制御装置として動作するCONT46の機能構成例を示す図である。図7に示すように、CONT46は、接続された各PON−IF45から出力される上り帯域予定情報を解析する上り帯域予定情報解析部461と、接続されている各PON−IF45における帯域更新周期やDiscoveryWindowのタイミングを指示するための情報(帯域更新周期情報)を作成する帯域更新周期作成部462と、各PON−IF45から受け取った上り帯域予定情報(上り帯域予定情報解析部461における解析結果)に基づいて各PON−IF45へ割り当てを許可する上り帯域を決定しその情報(上り帯域許可情報)を作成する上り帯域許可情報作成部463と、からなる。
FIG. 7 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
次に、本実施の形態の通信システムにおける帯域制御動作について、図8を用いて説明する。図8は、実施の形態2の帯域制御手順の一例を示したシーケンス図であり、CONT46、OLT3aのPON−IF45、ONU7間の動作シーケンスを示している。なお、図8は、制御フレームのやり取りに焦点を当てたものであり、データフレームのやりとりについては記載を省略している。また、図8は、あるOLT3aとこのOLT3aに収容されたONU7における帯域制御動作を示したものであるが、他のOLT3aにおける帯域制御動作も同様である。
Next, band control operation in the communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a sequence diagram illustrating an example of a bandwidth control procedure according to the second embodiment, and illustrates an operation sequence between the
本実施の形態の通信システムにおける帯域制御動作では、最初に、CONT46が、同一装置内の各PON−IF45とこれに接続されたONU7とにより構成された各PONにおける帯域更新周期を同期させるために、帯域更新周期情報を各PON−IF45に対して同報する(ステップS11)。具体的には、CONT46が、帯域更新周期作成部462で生成した、配下の各同一装置内の各PON−IF45における帯域更新周期を同期させるための帯域更新周期情報を含ませた制御フレームを同報する。この制御フレームは帯域更新周期に合わせて、または、定期的に各PON−IF45へ送信する。なお、この制御フレームを同報するのではなくCONT46から各PON−IF45へ個別に送信するようにしてもよい。
In the bandwidth control operation in the communication system according to the present embodiment, first, the
各PON−IF45では、上記ステップS11でCONT46から受け取った帯域更新周期情報に従ったタイミングで帯域割り当て動作を実施するよう、帯域更新周期調整部38aから、上り帯域計算部36aに対して指示を行う。CONT46とPON−IF45の時間は、例えばIEEE1588といった時刻同期プロトコルにて、μSオーダで同期しているとする。CONT46は、PON−IF45から帯域更新周期情報が含まれた制御フレームが送信されてこない場合は、前回に受信した帯域更新周期情報が示していた帯域更新周期開始時刻から更新周期分だけを加算した時刻を開始時刻としても良い。前回よりもさらに前に受信した帯域更新周期情報に基づいて開始時刻を導き出してもよい。
In each PON-
実施の形態1の通信システムにおけるL2SW1と同様に、CONT46は、各PON−IF45での帯域更新周期を同期させる制御に加えて、さらに、各PON−IF45での上り帯域割り当てにおいて、割り当て不可期間となるDiscoveryWindow期間(PON−IF45が新たに接続されたONUの検出のために使用する期間)の開始・終了タイミングが各PON−IF45で揃うよう上記帯域更新周期情報を使って調整してもよい。DiscoveryWindow期間のタイミングでは各PON−IF45から上りフレームが上がってこないため、L2SW1aの上り方向の回路を明示的に省電力化するタイミングを生成することが出来る。
Similar to L2SW1 in the communication system of the first embodiment,
一方、全PON−IF45のDiscoveryWindow期間を揃えると、その期間においては、送信される上りデータがなくなり、帯域利用効率が低下することになる。そのため、CONT46は、システム全体としての帯域利用効率が低下するのを防ぐために、各PON−IF45のDiscoveryWindow期間が重ならないよう、帯域更新周期情報を使って調整しても良い。
On the other hand, if the Discovery Window periods of all PON-
帯域更新周期が揃った各PON−IF45では、帯域更新周期の最初に(先頭部分で)、今回の周期での上り帯域割り当て情報を配下の各ONU7にGATEフレームにて通知する(ステップS12)とともに、次周期での割り当て帯域を計算するために、各ONU7から今回送信分を差し引いた残りの送信キューの蓄積量を示すONU送信キュー情報が含まれたREPORTフレームREPORTフレームを受信する(ステップS13)。
In each PON-
各PON−IF45では、配下のONU7の全てからREPORTフレームを受信し、受信した各REPORTフレームに含まれていた情報(送信キュー蓄積量情報)を1つのフレームに統合し、上り帯域予定情報として、L2SW1aへ送信する(ステップS14)。上り帯域予定情報は、実施の形態1の通信システムと同様に、L2SW1aで輻輳を監視している単位にて、帯域予定量を記載する。
Each PON-
CONT46では、各PON−IF45から受け取った上り帯域予定情報を統合して、システム構成時に予め与えられたL2SW1aでの多重情報(L2SW1aが収容しているOLT3aの数を示す情報)と帯域幅情報(L2SW1aから上位ネットワークへの上り帯域幅の情報)を精査し、次周期において各PON−IF45に使用を許可する上り帯域を示す上り帯域許可情報を作成し、各PON−IF45へ同報する(ステップS15)。上り帯域許可情報は、PON−IF45およびキュー優先度を指定して与える。必要であればさらにONUを指定しても良い。なお、上り帯域許可情報は、CONT46から各PON−IF45へ個別に通知しても良い。
In the
上り帯域許可情報を受け取った各PON−IF45では、自身宛として記載されている値(CONT46により使用が許可された上り帯域の情報)と、前記ステップS13で各ONU7から受信したONU送信キュー情報(送信キューの蓄積量の情報)とに基づいて、各ONU7に割り当てる上り帯域を決定する(ステップS16)。決定方法は、実施の形態1の通信システムにおいてOLT3が配下の各ONU7に割り当てる上り帯域を決定する場合と同様である。このステップS16での決定結果は、次の帯域更新周期におけるGATEフレームの送信(上述したステップS12の処理に相当)にて各ONU7へ通知される。
In each PON-
このように、本実施の形態では、L2SW1aは独立し、複数のOLT(上記説明ではPON−IFと称していた)が同一の筐体で1つの装置として実装した準密結合な構成を適用した場合について説明した。
As described above, in the present embodiment, the
この通信システムでは、複数のPON−IF45、およびCONT46を備えて構成されたOLT3aと、OLT3a配下のONU7とを単位として帯域制御を行うこととした。具体的には、各OLT3aのCONT46が、同一OLT3a内の各PON−IF45から取得した上りデータの蓄積量情報(各PON−IF45配下のONU7における上りデータの蓄積量)に基づいて、各PON−IF45に使用を許可する上り帯域を決定し、同一OLT3a内の各PON−IF45は、CONT46により使用を許可された上り帯域を配下のONU7に分配する。また、CONT46は各PONのPON−IF45に対して帯域更新周期の開始時刻を指示して各PONにおける帯域更新周期を同期させる。
In this communication system, band control is performed in units of the
上記のような制御を実現するために、各PONにおいて使用を許可する上り帯域を決定するCONT46は、各PON−IF45からの上り帯域予定情報をL2SW1aでの多重制御単位に解析しなおす上り帯域予定情報解析部461と、多重制御情報および各PON−IF45からの上り帯域予定情報から次周期での上り帯域許可情報を計算する上り帯域許可情報作成部463と、各PON−IF45での帯域更新周期開始時刻を揃えるためにその開始時刻の情報(帯域更新周期情報)を作成する帯域更新周期作成部462と、を備える。なお、これらの上り帯域予定情報解析部461、帯域更新周期作成部462および上り帯域許可情報作成部463で実現している機能は、CONT46上に実装を制限するものではない。OLT3a内であればいずれに実装しても良い。
In order to realize the control as described above, the
また、各PON−IF45は、配下の各ONU7からのREPORT情報を統合してCONT46へ通知する上り帯域予定情報作成部35aと、CONT46からの自身宛の上り帯域許可情報を解析して上り帯域計算部36aへ通知する上り帯域許可情報解析部39aと、CONT46からの帯域更新周期情報を受けて上り帯域計算部36aへ帯域更新開始時刻を通知する帯域更新周期調整部38aと、を備える。
Further, each PON-
これにより、各PONから上位装置(L2SW1a)への上り帯域を動的に変更することが可能となり、L2SW1aにおいて輻輳発生によるフレーム廃棄が発生する頻度を低く抑えることができる。この結果、システム全体としての帯域利用効率が向上する。また、L2SW1a側の機能に頼ることなく、CONT46を介して同一OLT3a内の全てのPON−IF45が同じタイミングで帯域制御情報をやりとりできるようになる。すなわち、実施の形態1と同様に、帯域更新周期内という短い応答時間内に次周期の帯域割り当ての決定が可能で、かつ木目細かな指定が可能となる。
As a result, the upstream bandwidth from each PON to the host device (L2SW1a) can be dynamically changed, and the frequency of frame discard due to the occurrence of congestion in the L2SW1a can be kept low. As a result, the bandwidth utilization efficiency of the entire system is improved. In addition, all PON-
実施の形態3.
本実施の形態では、通信システムがPONシステムを多段に接続した構成の場合における帯域制御動作について説明する。
In the present embodiment, a band control operation in the case where the communication system has a configuration in which PON systems are connected in multiple stages will be described.
図9は、実施の形態3の通信システムの構成例を示す図である。なお、実施の形態1、2で説明した通信システムと同様の構成要素には同じ符号を付している。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to the communication system demonstrated in
図9に示すように、本実施の形態の通信システムは、上位ネットワークに接続する上位OLT3Aと、スプリッタ5Aを介して上位OLT3Aと1対Nで接続される上位ONU7Aと、上位ONU7Aと1対1で接続される下位OLT3Bと、スプリッタ5Bを介して下位OLT3Bと1対Nで接続される下位ONU7Bと、下位ONU7Bに接続される端末9と、で構成される。
As shown in FIG. 9, the communication system according to the present embodiment includes a host OLT 3A connected to the host network, a host ONU 7A connected to the host OLT 3A via the
上位OLT3Aはスプリッタ5Aを経由して接続された1台以上の上位ONU7AとともにPONを構成し、上位ネットワークに接続する。上位ONU7Aは下位OLT3Bと1対1で接続され、下位OLT3Bはスプリッタ5Bを経由して接続された1台以上の下位ONU7BとともにPONを構成する。なお、図9に示した構成は一例である。上位OLT3Aに接続される上位ONU7Aの数、下位OLT3Bに接続される下位ONU7Bの数、および下位ONU7Bに接続する端末9の数は1台以上の何台でもよい。
The host OLT 3A constitutes a PON together with one or more host ONUs 7A connected via the
図10は、本実施の形態の通信システムにおいて帯域制御装置として動作する上位OLT3Aの機能構成例を示す図である。図10に示すように、上位OLT3Aは、接続された各上位ONU7Aからの光を受信して電気信号に変換する光受信部30Aと、各上位ONU7Aからの上りデータをユーザデータと制御データに振り分ける上りデータ振り分け部31Aと、上りデータを上位ネットワークへ送信する上りデータ送信部33Aと、各上位ONU7Aから受信した、送信キュー蓄積量を通知するREPORTフレームを解析するREPORTフレーム解析部34Aと、配下の各上位ONU7Aに接続されている各下位OLT3Bから出力された上り帯域予定情報を解析する上り帯域予定情報解析部50Aと、下位PONの各下位OLT3Bとの帯域更新周期を調整し、上位ONU7AからのREPORTフレームと、下位OLT3Bからの上り帯域予定情報と、に基づいて、次周期での各上位ONU7A及び各下位OLT3Bに割り当てる上り帯域を計算する上り帯域計算部36Aと、上り帯域計算部36Aで計算した「下位OLT3Bに割り当てる上り帯域の情報(上り帯域許可情報)」を作成する上り帯域許可情報作成部51Aと、各上位ONU7Aへ上り帯域を通知するGATEフレームを作成するGATEフレーム作成部37Aと、配下のいずれかの上位ONU7Aを介して接続されている各下位OLT3Bにおける帯域更新周期やDiscoveryWindowのタイミングを指示するための情報(帯域更新周期情報)を作成する帯域更新周期作成部52Aと、上位ONU7Aへ電気信号を光に変換して送信する光送信部40Aと、ユーザデータ、GATEフレーム、帯域更新情報および上り帯域許可情報を多重する下りデータ多重部41Aと、上位ネットワークからの下りデータを受信する下りデータ受信部43Aと、からなる。
FIG. 10 is a diagram illustrating a functional configuration example of the upper OLT 3A that operates as a band control device in the communication system according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the upper OLT 3A receives the light from each connected upper ONU 7A and converts it into an electric signal, and distributes the upstream data from each upper ONU 7A to user data and control data. An upstream data distribution unit 31A, an upstream
図11は、下位OLT3Bの機能構成例を示す図である。図11に示すように、下位OLT3Bは、接続された各下位ONU7Bからの光を受信して電気信号に変換する光受信部30Bと、各下位ONU7Bからの上りデータをユーザデータと制御データに振り分ける上りデータ振り分け部31Bと、上位ONU7A経由で上位OLT3Aへ通知する上り帯域予定情報とユーザデータを多重する上りデータ多重部32Bと、上りデータを上位ONU7Aへ送信する上りデータ送信部33Bと、配下の各下位ONU7Bから受信した、送信キュー蓄積量を通知するREPORTフレームを解析するREPORTフレーム解析部34Bと、配下の各下位ONU7Bが送信しようとしている上りデータの蓄積量を示す情報である上り帯域予定情報を作成する上り帯域予定情報作成部35Bと、各下位ONU7Bとの帯域更新周期を調整し各下位ONU7BからのREPORTフレームと上位OLT3Aからの上り帯域許可情報とに基づいて次周期での各下位ONU7Bの上り割り当て帯域(各下位ONU7Bに割り当てる上り帯域)を計算する上り帯域計算部36Bと、各下位ONU7Bへ上り帯域(上り帯域計算部36Bでの計算結果)を通知するGATEフレームを作成するGATEフレーム作成部37Bと、上位ONU7Aを経由して上位OLT3Aから受け取った帯域更新周期情報に従い自装置における帯域更新周期を調整する帯域更新周期調整部38Bと、上位ONU7Aを経由して上位OLT3Aから受け取った帯域許可情報を解析する上り帯域許可情報解析部39Bと、下位ONU7Bへ電気信号を光に変換して送信する光送信部40Bと、ユーザデータとGATEフレームを多重する下りデータ多重部41Bと、下りデータをユーザデータと帯域更新周期情報と上り帯域許可情報とに振り分ける下りデータ振り分け部42Bと、上位ONU7Aからの下りデータを受信する下りデータ受信部43Bと、からなる。
FIG. 11 is a diagram illustrating a functional configuration example of the lower-
次に、本実施の形態の通信システムにおける帯域制御動作について、図12を用いて説明する。図12は、実施の形態3の帯域制御手順の一例を示したシーケンス図であり、上位OLT3A、上位ONU7A、下位OLT3B、下位ONU7B間の動作シーケンスを示している。なお、図12は、制御フレームのやり取りに焦点を当てたものであり、データフレームのやりとりについては記載を省略している。
Next, band control operation in the communication system of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a sequence diagram showing an example of a bandwidth control procedure according to the third embodiment, and shows an operation sequence among the upper OLT 3A, upper ONU 7A,
本実施の形態の通信システムにおける帯域制御動作では、最初に、上記OLT3Aが、自身に接続されている上位ONU7Aを介して収容している下位のPONそれぞれにおける帯域更新周期を同期させるために、帯域更新周期情報を下位のPONそれぞれの下位OLT3Bに対して同報する(ステップS21)。具体的には、上位OLT3Aが、帯域更新周期作成部52Aで生成した、配下の各下位OLT3Bにおける帯域更新周期を同期させるための帯域更新周期情報を含ませた制御フレームを同報する。この制御フレームは、下位のPONにおける帯域更新周期に合わせて、または、定期的に各下位OLT3Bへ送信する。なお、この制御フレームを同報するのではなく上位OLT3Aから下位OLT3Bに向けて個別に送信するようにしてもよい。
In the bandwidth control operation in the communication system of the present embodiment, first, the OLT 3A is configured to synchronize the bandwidth update period in each lower PON accommodated via the higher ONU 7A connected to itself. The update cycle information is broadcast to the
各下位OLT3Bでは、上記ステップS21で上位OLT3Aから受け取った帯域更新周期情報に従ったタイミングで帯域割り当て動作を実施するよう、帯域更新周期調整部38Bから、上り帯域計算部36Bに対して指示を行う。上位OLT3Aと下位OLT3Bの時間は、例えばIEEE1588といった時刻同期プロトコルにて、μSオーダで同期しているとする。下位OLT3Bは、上位OLT3Aから帯域更新周期情報が含まれた制御フレームが送信されてこない場合は、前回に受信した帯域更新周期情報が示していた帯域更新周期開始時刻から更新周期分だけを加算した時刻を開始時刻としても良い。前回よりもさらに前に受信した帯域更新周期情報に基づいて開始時刻を導き出してもよい。
In each
上位OLT3Aは、各下位OLT3Bでの帯域更新周期を同期させる制御に加えて、さらに、各下位OLT3Bでの上り帯域割り当てにおいて、割り当て不可期間となるDiscoveryWindow期間の開始・終了タイミングが各下位OLT3Bで揃うよう上記帯域更新周期情報を使って調整してもよい。DiscoveryWindow期間のタイミングでは各OLT3から上りフレームが上がってこないため、上位OLT3Aの上り方向の回路を明示的に省電力化するタイミングを生成することが出来る。
In addition to the control of synchronizing the bandwidth update period in each
一方、全ての下位OLT3BのDiscoveryWindow期間を揃えると、その期間においては、送信される上りデータがなくなり、帯域利用効率が低下することになる。そのため、上位OLT3Aは、システム全体としての帯域利用効率が低下するのを防ぐために、各下位OLT3BのDiscoveryWindow期間が重ならないよう、帯域更新周期情報を使って調整しても良い。
On the other hand, if the Discovery Window periods of all the lower-
帯域更新周期が揃った各下位OLT3Bでは、帯域更新周期の最初に、今回の周期での上り帯域割り当て情報を配下の各下位ONU7BにGATEフレームにて通知する(ステップS22)とともに、次周期での割り当て帯域を計算するために、各下位ONU7Bから今回送信分を差し引いた残りの送信キューの蓄積量を示すONU送信キュー情報が含まれたREPORTフレームを受信する(ステップS23)。
In each
各下位OLT3Bでは、配下の下位ONU7Bの全てからREPORTフレームを受信し、受信した各REPORTフレームに含まれていた情報(送信キュー蓄積量情報)を1つのフレームに統合し、上り帯域予定情報として、上位OLT3Aに向けて送信する(ステップS24)。上り帯域予定情報は、上位OLT3Aで輻輳を監視している単位にて、帯域予定量を記載する。輻輳を監視している単位については、例えば、優先制御クラス別が考えられる。
Each
上位OLT3Aでは、各下位OLT3Bから受け取った上り帯域予定情報を統合し、その結果得られた情報、具体的には、次周期で各下位OLT3B配下の各下位ONU7Bが送信を希望している上りデータの優先制御別のデータ量に基づいて、次周期において各下位OLT3Bに使用を許可する上り帯域を示す上り帯域許可情報を作成する。作成した上り帯域許可情報は各下位OLT3Bへ同報する(ステップS25)。上り帯域許可情報は、下位OLT3Bおよびキュー優先度を指定して与える。必要であればさらに下位ONU7Bを指定しても良い。なお、上り帯域許可情報は、上位OLT3Aから各下位OLT3Bへ個別に送信しても良い。
In the upper OLT 3A, the uplink bandwidth schedule information received from each
上り帯域許可情報を受け取った各下位OLT3Bでは、自身宛として記載されている値(上位OLT3Aにより使用が許可された上り帯域の情報)と、前記ステップS23で各下位ONU7Bから受信したONU送信キュー情報(送信キューの蓄積量の情報)とに基づいて、各下位ONU7Bに割り当てる上り帯域を決定する(ステップS26)。
In each lower-
このように、本実施の形態の通信システムは、複数のPONシステムが多段に接続された構成をとる。この通信システムでは、上位OLT3Aが、各下位OLT3Bから取得した上りデータの蓄積量情報(各下位OLT3B配下の下位ONU7Bにおける上りデータの蓄積量)に基づいて、下位の各PONに使用を許可する上り帯域を決定し、下位の各PONのOLT3Bは、上位OLT3Aにより使用を許可された上り帯域を配下の下位ONU7Bに分配する。さらに、上位OLT3Aは各下位PONの下位OLT3Bに対して帯域更新周期の開始時刻を指示して各下位PONにおける帯域更新周期を同期させる。
Thus, the communication system of the present embodiment has a configuration in which a plurality of PON systems are connected in multiple stages. In this communication system, the upstream OLT 3A permits the upstream PON to use the downstream PON based on the upstream data storage amount information acquired from each of the
上記のような制御を実現するために、上位OLT3Aは、各下位OLT3Bから受信した上り帯域予定情報を優先制御単位に解析しなおす上り帯域予定情報解析部50Aと、下位OLT3Bから受け取った上り帯域予定情報に基づいて次周期での上り帯域許可情報を計算する上り帯域許可情報作成部51Aと、各下位OLT3Bでの帯域更新周期開始時刻を揃えるためにその開始時刻の情報(帯域更新周期情報)を作成する帯域更新周期作成部52Aと、を備える。また、下位OLT3Bは、配下の各下位ONU7BからのREPORT情報を統合して上位OLT3Aに通知する上り帯域予定情報作成部35Bと、上位OLT3Aからの自装置宛の上り帯域許可情報を解析して上り帯域計算部36Bへ通知する上り帯域許可情報解析部39Bと、上位OLT3Aからの帯域更新周期情報を受けて上り帯域計算部36Bへ帯域更新開始時刻を通知する帯域更新周期調整部38Bと、を備える。
In order to realize the control as described above, the upper OLT 3A re-analyzes the upstream band schedule information received from each
これにより、上位のPONシステムの上位OLT3Aが、下位のPONシステムの各下位ONU7Bから出力されたREPORT情報を鑑みて各下位OLT3Bへ帯域を割り当てられるようになる。この結果、下位のPONシステムがバーストによって上位のPONシステムにデータを送信する際に、上位のPONシステムにおいて上位OLTが、バースト送信を行おうとしている下位のPONシステムが接続されている上位ONUとは別の上位ONUへ帯域を与えてしまい、この下位のPONシステムが接続されている上位ONUで輻輳廃棄が発生するのを防止できるようになる。また、上位OLT3Aと全ての下位OLT3Bとの間で同じタイミングで帯域制御情報をやりとりできるようになり、帯域更新周期内という短い応答時間内に次周期の帯域割り当ての決定が可能で、かつ木目細かな指定が可能となる。
As a result, the upper OLT 3A of the upper PON system can allocate a band to each
以上のように、本発明にかかる帯域制御方法は、通信システムにおける帯域制御に有用であり、特に、複数のPONシステムを含んで構成された通信システムにおける帯域制御に適している。 As described above, the bandwidth control method according to the present invention is useful for bandwidth control in a communication system, and is particularly suitable for bandwidth control in a communication system including a plurality of PON systems.
1,1a L2SW
3−1,3−m,3a−1,3a−m OLT
3A 上位OLT
3B 下位OLT
5,5A,5B スプリッタ
7−1,7−n ONU
7A 上位ONU
7B 下位ONU
9 端末
10 上りデータ受信部
11,31,31A,31B 上りデータ振り分け部
12 上りバッファ部
13 上りバッファ読出し制御部
14,33,33A,33B 上りデータ送信部
15,461,50A 上り帯域予定情報解析部
16 上りバッファ輻輳監視部
17,463,51A 上り帯域許可情報作成部
18,462,52A 帯域更新周期作成部
19,43,43A,43B 下りデータ受信部
20,41,41A,41B 下りデータ多重部
21 下りデータ送信部
30,30A,30B 光受信部
32,32B 上りデータ多重部
34,34A,34B REPORTフレーム解析部
35,35a,35B 上り帯域予定情報作成部
36,36a,36A,36B 上り帯域計算部
37,37A,37B GATEフレーム作成部
38,38a,38B 帯域更新周期調整部
39,39a,39B 上り帯域許可情報解析部
40,40A,40B 光送信部
42,42B 下りデータ振り分け部
45 PON−IF
46 CONT1,1a L2SW
3-1, 3-m, 3a-1, 3a-m OLT
3A Upper OLT
3B Lower OLT
5,5A, 5B Splitter 7-1,7-n ONU
7A Upper ONU
7B Lower ONU
9 Terminal 10 Uplink data reception unit 11, 31, 31A, 31B Uplink data distribution unit 12
46 CONT
Claims (22)
前記帯域制御装置が、前記複数のPONにおける上りデータの蓄積状況に応じて当該複数のPONそれぞれに使用を許可する上り帯域を決定する許可帯域決定ステップと、
前記複数のPONの各OLTが、前記許可帯域決定ステップにおける決定結果、および配下の各ONUにおける上りデータの蓄積状況に基づいて、当該各ONUに割り当てる上り帯域を決定する上り帯域決定ステップと、
前記帯域制御装置が、前記複数のPONの各OLTに対して指示を行い、各PONにおける帯域更新周期の実行タイミングを同期させる帯域更新タイミング指示ステップと、
を含むことを特徴とする帯域制御方法。Used in a communication system including a plurality of PONs configured by an OLT and one or more ONUs connected to the OLT, and a band control device connected to each OLT of the plurality of PONs to perform band control A bandwidth control method,
The bandwidth control device determines an upstream bandwidth that is permitted to be used for each of the plurality of PONs according to an accumulation state of upstream data in the plurality of PONs; and
An uplink bandwidth determination step in which each OLT of the plurality of PONs determines an uplink bandwidth to be assigned to each ONU based on a determination result in the allowed bandwidth determination step and an accumulation state of uplink data in each subordinate ONU;
The bandwidth control device instructs the OLT of each of the plurality of PONs, and a bandwidth update timing instruction step for synchronizing the execution timing of the bandwidth update period in each PON;
A bandwidth control method comprising:
前記帯域制御装置は、さらに、帯域更新周期に含まれるDiscoveryWindowのタイミングを指示して全てのPONで一致させる
ことを特徴とする請求項1に記載の帯域制御方法。In the bandwidth update timing instruction step,
The band control method according to claim 1 , wherein the band control device further instructs a Discovery Window timing included in a band update period to match all PONs .
前記帯域制御装置は、さらに、帯域更新周期に含まれるDiscoveryWindowのタイミングを指示し、上位ネットワークへの上り帯域の余剰帯域が少ない場合は当該タイミングが各PONでそれぞれ異なるようにして当該上り帯域の利用効率の低下を抑制し、一方、当該余剰帯域に余裕がある場合には当該タイミングが全てのPONで一致するようにして当該タイミングで省電力動作を行う The bandwidth control device further instructs the Discovery Window timing included in the bandwidth update period, and when the excess bandwidth of the upstream bandwidth to the upper network is small, the timing is used differently for each PON. On the other hand, when the surplus bandwidth has a margin, the power saving operation is performed at the timing so that the timing matches in all PONs.
ことを特徴とする請求項1に記載の帯域制御方法。 The bandwidth control method according to claim 1, wherein:
前記複数のPONの各OLTが、帯域更新周期の先頭部分で配下の各ONUに蓄積されている上りデータ量の情報を収集し、当該収集した情報に基づいて生成した上り帯域予定情報を前記帯域制御装置へ送信する上り帯域予定情報送信ステップと、
前記帯域制御装置が、前記上り帯域予定情報に基づいて、前記複数のPONそれぞれに使用を許可する上り帯域を個別に決定する上り許可帯域算出ステップと、
を含むことを特徴とする請求項1、2または3に記載の帯域制御方法。The allowed bandwidth determination step includes:
Each OLT of the plurality of PONs collects information on the amount of uplink data stored in each subordinate ONU at the beginning of the band update period, and the uplink band schedule information generated based on the collected information is recorded in the band An uplink bandwidth schedule information transmission step to be transmitted to the control device;
The bandwidth control device, based on the uplink bandwidth schedule information, an uplink permitted bandwidth calculation step for individually determining an uplink bandwidth permitted to be used for each of the plurality of PONs;
The band control method according to claim 1, 2 or 3, wherein
ことを特徴とする請求項4に記載の帯域制御方法。In the uplink bandwidth schedule information transmission step, the OLT is information on the amount of uplink data scheduled to be transmitted from the local OLT to a host device accommodating the plurality of PONs by integrating the collected information. The bandwidth control method according to claim 4, wherein uplink bandwidth schedule information is generated.
前記帯域制御装置を前記レイヤ2スイッチとする
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の帯域制御方法。The plurality of PONs are housed in a single layer 2 switch;
The bandwidth control method according to any one of claims 1 to 5, wherein the bandwidth control device is the layer 2 switch.
前記複数のPONにおける上りデータの蓄積状況、および前記レイヤ2スイッチから当該レイヤ2スイッチが接続された上位ネットワークへの上り伝送路の輻輳状態に基づいて、前記複数のPONそれぞれに使用を許可する上り帯域を決定する
ことを特徴とする請求項6に記載の帯域制御方法。In the uplink bandwidth determination step,
Based on the accumulation status of the uplink data in the plurality of PONs and the congestion state of the uplink transmission path from the layer 2 switch to the upper network to which the layer 2 switch is connected, the uplinks permitted to be used for each of the plurality of PONs The bandwidth control method according to claim 6, wherein the bandwidth is determined.
前記帯域制御装置を、前記OLT集約装置を構成している制御部とする
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の帯域制御方法。The OLT of the plurality of PONs is an OLT aggregation device that is a device having a configuration in which two or more OLTs are accommodated in a single housing,
The bandwidth control method according to any one of claims 1 to 5, wherein the bandwidth control device is a control unit constituting the OLT aggregation device.
前記複数のPONにおける上りデータの蓄積状況、前記OLT集約装置を収容しているレイヤ2スイッチから当該レイヤ2スイッチが接続された上位ネットワークへの上り帯域幅、および当該レイヤ2スイッチに収容されているOLT集約装置の数に基づいて、前記複数のPONそれぞれに使用を許可する上り帯域を決定する
ことを特徴とする請求項8に記載の帯域制御方法。In the uplink bandwidth determination step,
The storage status of uplink data in the plurality of PONs, the uplink bandwidth from the layer 2 switch accommodating the OLT aggregation device to the upper network to which the layer 2 switch is connected, and the layer 2 switch The bandwidth control method according to claim 8, wherein an uplink bandwidth permitted to be used for each of the plurality of PONs is determined based on the number of OLT aggregation devices.
前記帯域制御装置を、前記他のPONのOLTとする
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の帯域制御方法。The plurality of PONs are accommodated in a single other PON;
The bandwidth control method according to any one of claims 1 to 5, wherein the bandwidth control device is an OLT of the other PON.
前記複数のPONにおける上りデータの優先度ごとの蓄積状況に基づいて、前記複数のPONそれぞれに使用を許可する上り帯域を決定する
ことを特徴とする請求項10に記載の帯域制御方法。In the uplink bandwidth determination step,
11. The bandwidth control method according to claim 10, wherein an upstream bandwidth permitted to be used for each of the plurality of PONs is determined based on an accumulation state of each upstream data for each priority in the plurality of PONs.
前記複数のPONの各OLTに接続され、当該複数のPONにおける上りデータの蓄積状況に応じて当該各PONそれぞれに使用を許可する上り帯域を決定する帯域制御装置と、
を備え、
前記帯域制御装置は、前記複数のPONの各OLTに対して指示を行い、各PONにおける帯域更新周期の実行タイミングを同期させるとともに、前記決定した上り帯域を使用して上りデータを送信させる
ことを特徴とする通信システム。A plurality of PONs configured to include an OLT and one or more ONUs accommodated in the OLT;
A bandwidth control device that is connected to each OLT of the plurality of PONs and determines an upstream bandwidth that is permitted to be used by each of the PONs in accordance with an accumulation state of upstream data in the plurality of PONs;
Equipped with a,
The bandwidth control device instructs each OLT of the plurality of PONs to synchronize the execution timing of the bandwidth update period in each PON and to transmit upstream data using the determined upstream bandwidth
A communication system characterized by the above.
ことを特徴とする請求項12に記載の通信システム。The bandwidth control apparatus further instructs the Discovery Window timing included in the bandwidth update period to match with all PONs.
The communication system according to claim 12 .
ことを特徴とする請求項12に記載の通信システム。 The communication system according to claim 12.
前記帯域制御装置は、前記各OLTから受信した上り帯域予定情報に基づいて、前記複数のPONそれぞれに使用を許可する上り帯域を個別に決定する
ことを特徴とする請求項12、13または14に記載の通信システム。Each OLT of the plurality of PONs collects information on the amount of upstream data stored in each subordinate ONU at the beginning of the bandwidth update cycle, and further creates upstream bandwidth schedule information generated based on the collected information. Transmit to the bandwidth controller,
15. The bandwidth control apparatus according to claim 12, 13 or 14, wherein the bandwidth control device individually determines an upstream bandwidth permitted to be used for each of the plurality of PONs based on upstream bandwidth schedule information received from each OLT. The communication system described.
ことを特徴とする請求項15に記載の通信システム。Each of the OLTs integrates the collected information and generates, as the uplink band schedule information, information on the amount of uplink data scheduled to be transmitted from the own OLT to a host device accommodating the plurality of PONs. The communication system according to claim 15, characterized in that:
前記レイヤ2スイッチが前記帯域制御装置として動作する
ことを特徴とする請求項12〜16のいずれか一つに記載の通信システム。The plurality of PONs are configured to be accommodated in a single layer 2 switch,
The communication system according to any one of claims 12 to 16, wherein the layer 2 switch operates as the band control device.
前記複数のPONにおける上りデータの蓄積状況、および自身が接続された上位ネットワークへの上り伝送路の輻輳状態に基づいて、前記複数のPONそれぞれに使用を許可する上り帯域を決定する
ことを特徴とする請求項17に記載の通信システム。The bandwidth control device includes:
Determining an upstream band permitted to be used by each of the plurality of PONs based on a state of accumulation of upstream data in the plurality of PONs and a congestion state of an upstream transmission path to an upper network to which the PONs are connected. The communication system according to claim 17.
前記OLT集約装置を構成している制御部が前記帯域制御装置として動作する
ことを特徴とする請求項12〜16のいずれか一つに記載の通信システム。The OLT of the plurality of PONs is an OLT aggregation device that is a device having a configuration in which two or more OLTs are accommodated in a single housing,
The communication system according to any one of claims 12 to 16, wherein a control unit constituting the OLT aggregation device operates as the bandwidth control device.
前記複数のPONにおける上りデータの蓄積状況、前記OLT集約装置を収容しているレイヤ2スイッチから当該レイヤ2スイッチが接続された上位ネットワークへの上り帯域幅、および当該レイヤ2スイッチに収容されているOLT集約装置の数に基づいて、前記複数のPONそれぞれに使用を許可する上り帯域を決定する
ことを特徴とする請求項19に記載の通信システム。The bandwidth control device includes:
The storage status of uplink data in the plurality of PONs, the uplink bandwidth from the layer 2 switch accommodating the OLT aggregation device to the upper network to which the layer 2 switch is connected, and the layer 2 switch The communication system according to claim 19, wherein an uplink band permitted to be used for each of the plurality of PONs is determined based on the number of OLT aggregation devices.
前記他のPONのOLTが前記帯域制御装置として動作する
ことを特徴とする請求項12〜16のいずれか一つに記載の通信システム。The plurality of PONs are configured to be accommodated in a single other PON,
The communication system according to any one of claims 12 to 16, wherein the OLT of the other PON operates as the band control device.
前記複数のPONにおける上りデータの優先度ごとの蓄積状況に基づいて、前記複数のPONそれぞれに使用を許可する上り帯域を決定する
ことを特徴とする請求項21に記載の通信システム。The bandwidth control device includes:
The communication system according to claim 21, wherein an uplink band permitted to be used for each of the plurality of PONs is determined based on an accumulation state of each uplink data in each of the plurality of PONs.
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