JP4877483B2 - Transmission allocation method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、時分割多元アクセスTDMA(Time Domain Multiple Access)を利用する光伝送システムにおける送信割当て方法及び装置に関する。   The present invention relates to a transmission allocation method and apparatus in an optical transmission system using time division multiple access TDMA (Time Domain Multiple Access).

GE−PON(Gigabit Ethernet Passive Optical Network)による光アクセス方式が普及しつつある。なお、Ethernet及びイーサネットは登録商標である。PONでは、センター局に配置される光終端装置OLT(Optical Line Terminal)に、光ファイバ及び光カップラからなる光伝送路を介して複数のユーザ光終端装置ONU(Optical Network Unit)を接続する。GE−PONでは、1本の光ファイバで16又は32個のONUを収容するのが一般的であるが、規格上、1本の光ファイバで収容可能なONU数に上限はなく、64又は128個のONUを収容することも可能である。   An optical access method based on GE-PON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) is becoming widespread. Ethernet and Ethernet are registered trademarks. In the PON, a plurality of user optical terminator ONUs (Optical Network Units) are connected to an optical terminator OLT (Optical Line Terminal) disposed in a center station via an optical transmission line composed of an optical fiber and an optical coupler. GE-PON generally accommodates 16 or 32 ONUs with one optical fiber, but there is no upper limit to the number of ONUs that can be accommodated with one optical fiber, and 64 or 128 is standard. It is also possible to accommodate individual ONUs.

GE−PONでは、ONUからの上り信号の伝送にTDMA(Time Domain Multiple Access)を利用する。即ち、OLTが各ONUに送信タイミングと送信期間を通知し、ONUは、与えられた送信タイミングの送信期間内に信号を送信する。   In GE-PON, time domain multiple access (TDMA) is used for transmission of an upstream signal from the ONU. That is, the OLT notifies each ONU of the transmission timing and transmission period, and the ONU transmits a signal within the transmission period of the given transmission timing.

現在のインターネット通信では、ファイルダウンロードにTCPが用いられている。TCP通信では、図5に示すように、サーバが一定のデータ量WS(Window Size)のデータをクライアントに送信し、クライアントが受信通知であるACK信号をサーバに返信する。サーバは、ACK信号を受信すると、データ量WSの次のデータをクライアントに送信する。これらの手順を、全データを伝送し終えるまで、繰り返す。   In current Internet communication, TCP is used for file download. In the TCP communication, as shown in FIG. 5, the server transmits a certain amount of data WS (Window Size) data to the client, and the client returns an ACK signal as a reception notification to the server. When the server receives the ACK signal, the server transmits data next to the data amount WS to the client. These procedures are repeated until all data has been transmitted.

このように、サーバからクライアントへのデータ量WSのデータの送信と、クライアントからサーバへのACK信号の送信をセットとして、これを繰り返すことにより、サーバからクライアントにデータが伝送される。サーバがWS分のデータを送信してからクライアントからのACK信号を受信するまでの時間を、RTT(Round Trip Time)と呼ぶ。データ量WSを時間RTTで送信することになるので、TCPスループットはWS/RTTで定義される。   As described above, the transmission of data of the data amount WS from the server to the client and the transmission of the ACK signal from the client to the server are set as a set, and the data is transmitted from the server to the client by repeating this. The time from when the server transmits data for WS until it receives the ACK signal from the client is called RTT (Round Trip Time). Since the data amount WS is transmitted at the time RTT, the TCP throughput is defined by WS / RTT.

サーバとクライアントの間にGE-PONが介在した場合、TCP通信は、図6に示す手順で実現される。即ち、(1)クライアントが接続するONUは、クライアントからのACK信号を一旦、バッファに蓄積する。(2)このONUは、送信すべきデータがあることをReportフレームによりOLTに通知する。(3)OLTは、各ONUからのReportフレームを集約し、送信タイミングと送信期間をGateフレームにより各ONUに通知する。(4)ONUは、OLTからのGateフレームにより指示される送信タイミングと送信期間を使って、ACK信号をサーバに向けて送信する。   When GE-PON is interposed between the server and the client, TCP communication is realized by the procedure shown in FIG. (1) The ONU to which the client is connected temporarily stores the ACK signal from the client in the buffer. (2) This ONU notifies the OLT that there is data to be transmitted using a Report frame. (3) The OLT aggregates the Report frames from each ONU and notifies each ONU of the transmission timing and transmission period by using the Gate frame. (4) The ONU transmits an ACK signal to the server using the transmission timing and transmission period indicated by the Gate frame from the OLT.

実際には、GE−PONでは、LLID(Logical Layer Identifier)単位で上記の手順が行われるが、ここでは、簡略化して説明している。LLIDは、ONUに複数、付与することが可能である。   In practice, in GE-PON, the above procedure is performed in units of LLID (Logical Layer Identifier), but here, it is described in a simplified manner. A plurality of LLIDs can be assigned to the ONU.

特許文献1には、GE−PONにおいて、OLTが、ONUから伝送されたREPOTメッセージ内の多重キュー要求情報に基づいてスケジューリングを行った後、単一のONUに対して統合されたスケジューリング結果をゲートメッセージを通じて伝送し、ONUのスケジューラー70が、OLTにより割り当てられた帯域幅に基づいてスケジューリングを行い、自分に属する各キューに伝送帯域幅を割り当てる動的帯域割当て法が記載されている。
特開2005−012800号公報
In Patent Document 1, in GE-PON, an OLT performs scheduling based on multiple queue request information in a REPOT message transmitted from an ONU, and then gates a scheduling result integrated for a single ONU. A dynamic bandwidth allocation method is described in which the scheduler 70 of the ONU performs scheduling based on the bandwidth allocated by the OLT and allocates the transmission bandwidth to each queue belonging to itself.
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-012800

GE−PONを使用する場合、ACK信号が一時的にONUに蓄積されるので、TCPスループットのRTTは、ONUにおけるACK信号の送信待ち時間を含むこととなり、TCPスループットを大幅に悪化させる。   When GE-PON is used, since the ACK signal is temporarily accumulated in the ONU, the TCP throughput RTT includes the transmission waiting time of the ACK signal in the ONU, which greatly deteriorates the TCP throughput.

OLTが各ONUに割り当てる送信間隔を短くすれば、送信待ち時間を短縮できる。しかし、従来、送信期間はどのONUに対しても一定であるので、送信間隔を短くすると、送信期間を短くすることになる。送信期間が短くなると、相対的にオーバーヘッドが増えるので、上りの実効帯域が減少する。   If the transmission interval assigned to each ONU by the OLT is shortened, the transmission waiting time can be shortened. However, conventionally, since the transmission period is constant for any ONU, if the transmission interval is shortened, the transmission period is shortened. When the transmission period is shortened, the overhead increases relatively, so that the effective uplink bandwidth decreases.

図7は、送信間隔が大きい場合と小さい場合の送信フレームの配置例を示す。図7(a)は送信間隔が小さい場合を示し、同(b)は大きい場合を示す。図7(a),(b)から、送信間隔が小さいほど、次の送信タイミングまでの待ち時間が短くなるが、オーバーヘッド部分が相対的に増して実効データレートが低下することが分かる。   FIG. 7 shows an example of the arrangement of transmission frames when the transmission interval is large and small. FIG. 7A shows a case where the transmission interval is small, and FIG. 7B shows a case where the transmission interval is large. 7 (a) and 7 (b), it can be seen that the smaller the transmission interval, the shorter the waiting time until the next transmission timing, but the overhead portion is relatively increased and the effective data rate is decreased.

アクセス系では上りのスループットよりも下りのスループットの方が重要である。   In the access system, downstream throughput is more important than upstream throughput.

本発明は、TDMA方式における下りのTCPスループットを改善する送信割当て方法及び装置を提示することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a transmission allocation method and apparatus for improving downlink TCP throughput in the TDMA scheme.

本発明に係る送信割当て方法は、複数のユーザ終端装置が収容され、各ユーザ終端装置にTDMA(Time Domain Multiple Access)による送信を許可するデータ伝送システムにおいて、各ユーザ終端装置への距離を測定する距離測定ステップと、当該距離測定ステップで測定される距離に反比例する参考送信間隔を決定するステップと、当該参考送信間隔から単位時間内の参考送信回数を決定するステップと、当該各ユーザ終端装置の距離に応じて、当該各ユーザ終端装置への最大送信データ量を決定するステップと、当該各ユーザ終端装置の当該単位時間内の当該参考送信回数を、当該最大送信データ量に応じて調整して、当該各ユーザ終端装置の当該単位時間内の送信回数を決定するステップと、当該各ユーザ終端装置の当該単位時間内の送信回数のトータル値に対する個々の当該ユーザ終端装置の当該単位時間内の送信回数の割合に相当する発生確率で、当該各ユーザ終端装置にランダムに送信を割り当てる送信割当てステップとを具備することを特徴とする。 The transmission assignment method according to the present invention measures a distance to each user terminal device in a data transmission system in which a plurality of user terminal devices are accommodated and each user terminal device is allowed to transmit by TDMA (Time Domain Multiple Access). A distance measurement step, a step of determining a reference transmission interval that is inversely proportional to the distance measured in the distance measurement step, a step of determining a reference transmission count within a unit time from the reference transmission interval, and each of the user termination devices The step of determining the maximum transmission data amount to each user terminal device according to the distance, and adjusting the reference transmission count within the unit time of each user terminal device according to the maximum transmission data amount Determining the number of transmissions per unit time for each user termination device, and each user A transmission allocation that randomly assigns transmissions to each user terminal device with an occurrence probability corresponding to the ratio of the number of transmissions of each user terminal device within the unit time to the total value of the number of transmissions within the unit time of the end device. And a step .

本発明に係る送信割当て装置は、複数のユーザ終端装置が収容され、各ユーザ終端装置にTDMA(Time Domain Multiple Access)による送信を許可するデータ伝送システムにおいて、当該各ユーザ終端装置への距離を測定する距離測定装置と、当該距離測定装置で測定される距離に反比例する参考送信間隔を決定する装置と、当該参考送信間隔から単位時間内の参考送信回数を決定する装置と、当該各ユーザ終端装置の距離に応じて、当該各ユーザ終端装置への最大送信データ量を決定する装置と、当該各ユーザ終端装置の当該単位時間内の当該参考送信回数を、当該最大送信データ量に応じて調整して、当該各ユーザ終端装置の当該単位時間内の送信回数を決定する装置と、当該各ユーザ終端装置の当該単位時間内の送信回数のトータル値に対する個々の当該ユーザ終端装置の当該単位時間内の送信回数の割合に相当する発生確率で、当該各ユーザ終端装置にランダムに送信を割り当てる装置とを具備することを特徴とする。 The transmission assignment apparatus according to the present invention measures a distance to each user terminal apparatus in a data transmission system in which a plurality of user terminal apparatuses are accommodated and each user terminal apparatus is permitted to transmit by TDMA (Time Domain Multiple Access). A distance measuring device, a device that determines a reference transmission interval that is inversely proportional to the distance measured by the distance measuring device, a device that determines the number of reference transmissions within a unit time from the reference transmission interval, and each user termination device The apparatus determines the maximum transmission data amount to each user terminal device according to the distance of the user, and adjusts the reference transmission frequency within the unit time of each user terminal device according to the maximum transmission data amount. A device that determines the number of transmissions within the unit time of each user termination device, and the unit time of each user termination device In probability corresponding to the ratio of transmission times in the unit time of each of the user end device to the total value of the number of transmissions of the inner, characterized by including the device and assigning a randomly sent to the respective user end device And

本発明によれば、下りTCP通信のためのACK信号の送信間隔を短縮でき、その結果として、下りTCPのスループットを改善できる。   According to the present invention, the transmission interval of ACK signals for downlink TCP communication can be shortened, and as a result, the throughput of downlink TCP can be improved.

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。図2は、TCPの接続から切断までのシーケンスを示す。ここでは、理解を容易にするために、3台のONUが収容されているとする。先に説明したように、一般的には、GE−PONシステムには、より多くのONUを接続できる。   FIG. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a sequence from TCP connection to disconnection. Here, in order to facilitate understanding, it is assumed that three ONUs are accommodated. As described above, in general, more ONUs can be connected to the GE-PON system.

センター局に配置される光終端装置(OLT)10のアップリンクポート10aは上位ネットワーク12に接続し、上位ネットワーク12には、サーバ14が接続する。アップリンクポート10aと上位ネットワーク12のインターフェースは、1000Base−T又は1000Base−SX等である。   An uplink port 10a of an optical termination device (OLT) 10 disposed in the center station is connected to the upper network 12, and a server 14 is connected to the upper network 12. The interface between the uplink port 10a and the upper network 12 is 1000Base-T or 1000Base-SX.

OLT10のPONポート10bは、光ファイバ16を介して1:nの光カップラ18に接続する。図示例では、n=3である。光カップラ18は、光ファイバ16からの下り信号光を3分割し、各分割信号光を光ファイバ20−1〜20−3に出力する。各光ファイバ20−1〜20−3の他端は、各ユーザ宅に配置される光終端装置(ONU)22−1〜22−3に接続する。各ONU22−1〜22−3には、コンピュータ24−1〜24−3が接続する。勿論、1台のONUに、ルータ又はゲートウエイを介して複数のコンピュータを接続することもできる。   The PON port 10 b of the OLT 10 is connected to the 1: n optical coupler 18 through the optical fiber 16. In the illustrated example, n = 3. The optical coupler 18 divides the downstream signal light from the optical fiber 16 into three parts and outputs the divided signal lights to the optical fibers 20-1 to 20-3. The other ends of the optical fibers 20-1 to 20-3 are connected to optical terminal units (ONUs) 22-1 to 22-3 disposed in the respective user houses. Computers 24-1 to 24-3 are connected to the respective ONUs 22-1 to 22-3. Of course, a plurality of computers can be connected to one ONU via a router or a gateway.

OLT10は、各ONU22−1〜22−3の送信タイミングと送信期間を制御し、ONU22−1〜22−3と上位ネットワーク12との間のデータ伝送を中継する。   The OLT 10 controls the transmission timing and transmission period of each of the ONUs 22-1 to 22-3 and relays data transmission between the ONUs 22-1 to 22-3 and the upper network 12.

上位ネットワーク12からの下りデータ信号は、アップリンクポート10aを介してLANインターフェース30に入力する。LANインターフェース30は、下りデータ信号を多重装置32に出力する。OLT10を制御するOLT制御装置34は、ONU22−1〜22−3に対する種々の制御信号(例えば、各ONU22−1〜22−3の送信タイミングと送信期間を指示するGateメッセージ等)を多重装置32に出力する。   Downlink data signals from the upper network 12 are input to the LAN interface 30 via the uplink port 10a. The LAN interface 30 outputs the downlink data signal to the multiplexing device 32. The OLT control device 34 that controls the OLT 10 receives various control signals for the ONUs 22-1 to 22-3 (for example, a Gate message that indicates the transmission timing and transmission period of each ONU 22-1 to 22-3). Output to.

多重装置32は、ネットワークインターフェース30からの下りデータ信号にOLT制御装置34からの制御信号を多重し、多重信号を電気/光変換器36に印加する。電気/光変換器36は、多重装置32からの多重信号を光信号(下り信号光)に変換し、WDM光カップラ38に印加する。WDM光カップラ38は、電気/光変換器36からの下り信号光を、PONポート10bを介して光ファイバ16に出力する。   The multiplexing device 32 multiplexes the control signal from the OLT control device 34 on the downlink data signal from the network interface 30 and applies the multiplexed signal to the electrical / optical converter 36. The electrical / optical converter 36 converts the multiplexed signal from the multiplexer 32 into an optical signal (downstream signal light) and applies it to the WDM optical coupler 38. The WDM optical coupler 38 outputs the downstream signal light from the electrical / optical converter 36 to the optical fiber 16 via the PON port 10b.

OLT10のPONポート10bから出力される下り信号光は、光ファイバ16、光カップラ18、光ファイバ20−1〜20−3を介して各ONU22−1〜22−3に入力する。   Downstream signal light output from the PON port 10b of the OLT 10 is input to each ONU 22-1 to 22-3 via the optical fiber 16, the optical coupler 18, and the optical fibers 20-1 to 20-3.

各ONU22−1〜22−3は、光ファイバ20−1〜20−3から入力する下り信号光を電気信号に変換し、自分宛であれば取り込み、他宛てであれば破棄する。各ONU22−1〜22−3は、取り込んだ下り信号の内、自己宛の制御信号を内部処理すると共に、配下のコンピュータ24−1〜24−3宛てのデータ信号をコンピュータ24−1〜24−3に供給する。   Each of the ONUs 22-1 to 22-3 converts the downstream signal light input from the optical fibers 20-1 to 20-3 into an electric signal, takes it if it is addressed to itself, and discards it if it is addressed to another. Each of the ONUs 22-1 to 22-3 internally processes a control signal addressed to itself among the captured downstream signals, and sends data signals addressed to the subordinate computers 24-1 to 24-3 to the computers 24-1 to 24- 3 is supplied.

他方、コンピュータ24−1〜24−3は、上位ネットワーク12に向けたデータ信号をそれぞれONU22−1〜22−3に出力する。各ONU22−1〜22−3は、OLT10により許可された送信タイミング及び送信期間で、上り信号光をそれぞれ光ファイバ20−1〜20−3に出力する。この上り光信号は、配下のコンピュータ24−1〜24−3からの、上位ネットワーク12に接続する機器(例えば、サーバ14)に宛てたデータ信号(サーバ14等に対する制御信号及び応答信号を含む)と、各ONU22−1〜22−3がOLT10に向けて出力する制御信号を搬送する。OLTユニット10に宛てた制御信号は、論理リンク確立のための制御信号及び応答信号(例えば、Gateメッセージに応答するReportメッセージ等)などを含む。光カップラ18は、各光ファイバ20−1〜20−3からの上り光信号を光ファイバ16に出力する。このようにして、各ONU22−1〜22−3から出力される上り信号光が、OLT10のPONポート10bを介してWDM光カップラ38に入力する。   On the other hand, the computers 24-1 to 24-3 output data signals directed to the upper network 12 to the ONUs 22-1 to 22-3, respectively. Each ONU 22-1 to 22-3 outputs the upstream signal light to the optical fibers 20-1 to 20-3 at the transmission timing and transmission period permitted by the OLT 10, respectively. This upstream optical signal is a data signal (including a control signal and a response signal for the server 14 and the like) addressed to a device (for example, the server 14) connected to the upper network 12 from the subordinate computers 24-1 to 24-3. The ONUs 22-1 to 22-3 carry control signals output to the OLT 10. The control signal addressed to the OLT unit 10 includes a control signal for establishing a logical link, a response signal (for example, a Report message in response to a Gate message), and the like. The optical coupler 18 outputs upstream optical signals from the optical fibers 20-1 to 20-3 to the optical fiber 16. In this way, the upstream signal light output from each of the ONUs 22-1 to 22-3 is input to the WDM optical coupler 38 via the PON port 10 b of the OLT 10.

WDM光カップラ38は、PONポート10bからの上り信号光を光/電気変換器40に供給する。光/電気変換器40は、WDM光カップラ38からの上り信号光を電気上り信号に変換する。分離装置42は、光/電気変換器から出力される電気上り信号の内、OLT10に宛てた信号をOLT制御装置34に供給し、上位ネットワーク12に宛てた上り信号をLANインターフェース30に供給する。   The WDM optical coupler 38 supplies the upstream signal light from the PON port 10 b to the optical / electrical converter 40. The optical / electrical converter 40 converts the upstream signal light from the WDM optical coupler 38 into an electrical upstream signal. The separation device 42 supplies a signal addressed to the OLT 10 among the electrical upstream signals output from the optical / electrical converter to the OLT control device 34, and supplies an upstream signal addressed to the upper network 12 to the LAN interface 30.

LANインターフェース30は、分離装置42からの上り信号を上位ネットワーク12に出力する。   The LAN interface 30 outputs the upstream signal from the separation device 42 to the upper network 12.

本実施例では、OLT制御装置34は、下りTCPスループットの改善のために、各ONU22−1〜22−3の送信タイミングと送信期間を動的に制御する。そのために、OLT制御装置34は、各ONU22−1〜22−3までの距離を測定する距離測定装置44と、測定された距離と、当該距離に応じて各ONU22−1〜22−3への割当て帯域を決定するパラメータを記憶する帯域割当てテーブル46と、各ONU22−1〜22−3の送信間隔と順序を決定する送信間隔順序決定装置48を具備する。距離測定装置44、帯域割当てテーブル46及び送信間隔順序決定装置48の機能は、マイクロコンピュータのメモリ及びプログラムにより実現され得る。   In this embodiment, the OLT control device 34 dynamically controls the transmission timing and transmission period of each ONU 22-1 to 22-3 in order to improve the downlink TCP throughput. For this purpose, the OLT control device 34 measures the distance to each ONU 22-1 to 22-3, the measured distance, and the ONUs 22-1 to 22-3 according to the distance. A bandwidth allocation table 46 that stores parameters for determining the allocated bandwidth and a transmission interval order determination device 48 that determines the transmission intervals and order of the ONUs 22-1 to 22-3 are provided. The functions of the distance measuring device 44, the bandwidth allocation table 46, and the transmission interval order determining device 48 can be realized by a microcomputer memory and a program.

本実施例の特徴的な機能である各ONU22−1〜22−3への上り信号帯域の割当て動作を説明する。   An operation of assigning an upstream signal band to each of the ONUs 22-1 to 22-3, which is a characteristic function of the present embodiment, will be described.

図3は、帯域割当てテーブル46の一例を示す。テーブル46は、ONU(又はLLID)を指定するフィールド50、各ONU22−1〜22−3までの距離を格納する距離フィールド52、送信間隔フィールド54及び送信回数フィールド56を具備する。送信間隔フィールド54及び送信回数フィールド56は、各ONU22−1〜22−3に割り当てる上り帯域の上り送信間隔を定量的に決定する過程で暫定的に参照される参考値である。   FIG. 3 shows an example of the bandwidth allocation table 46. The table 46 includes a field 50 for designating an ONU (or LLID), a distance field 52 for storing a distance to each ONU 22-1 to 22-3, a transmission interval field 54, and a transmission frequency field 56. The transmission interval field 54 and the transmission frequency field 56 are reference values tentatively referred to in the process of quantitatively determining the uplink transmission interval of the uplink band assigned to each ONU 22-1 to 22-3.

OLT制御装置34は、ONU22−1〜22−3の電源投入時等に、各ONU22−1〜22−3にLLIDを付与する。その付与過程で、OLT制御装置34の距離測定装置44が、各ONU22−1〜22−3までの距離を計測し、帯域割当てテーブル46の距離フィールド52に格納する。   The OLT control device 34 gives an LLID to each of the ONUs 22-1 to 22-3 when the ONUs 22-1 to 22-3 are powered on. In the assigning process, the distance measuring device 44 of the OLT control device 34 measures the distance to each of the ONUs 22-1 to 22-3 and stores it in the distance field 52 of the bandwidth allocation table 46.

送信間隔順序決定装置48は、テーブル46の距離フィールド52に格納される各ONU22−1〜22−3に対する距離を参照して、各ONU22−1〜22−3に対する送信間隔と順序を、以下に示す方法で決定する。本実施例では、送信間隔を距離に反比例させる。そのために、基準となる送信周期(Tbasic)を予め決めておく。ここでは、Tbasic=500μsとする。そして、全ONUへの距離の平均Laveを算出する。図3に示す例では、
Lave=(L1+L2+L3)/3≒12(km) (1)
である。ONU22−i(i=1〜3)に対する送信間隔Tiを、
Ti=Tbasic×Lave/Li (2)
で決定する。この結果を、フィールド54に格納する。
The transmission interval order determination device 48 refers to the distance to each ONU 22-1 to 22-3 stored in the distance field 52 of the table 46, and sets the transmission interval and order for each ONU 22-1 to 22-3 as follows. Determine by the method shown. In this embodiment, the transmission interval is inversely proportional to the distance. For this purpose, a reference transmission cycle (Tbasic) is determined in advance. Here, Tbasic = 500 μs. Then, an average level of distances to all ONUs is calculated. In the example shown in FIG.
Lave = (L1 + L2 + L3) / 3≈12 (km) (1)
It is. The transmission interval Ti for the ONU 22-i (i = 1 to 3) is
Ti = Tbasic × Lave / Li (2)
To decide. This result is stored in the field 54.

図3に示す距離例では、T1=300μs,T2=600μs、T3=1200μsとなる。送信間隔Tiがあまりに長いと、例えば、数msを超えるほどに長いと、VoIP等の通信で不利になるので、上限値を設定しておき、式(2)でTiが上限値を超える場合には、上限値で規制する。送信間隔順序決定装置48は、ONU(又はLLID)の追加又は削除がある都度、式(1),(2)の計算を再実行する。   In the distance example shown in FIG. 3, T1 = 300 μs, T2 = 600 μs, and T3 = 1200 μs. If the transmission interval Ti is too long, for example, if it is long enough to exceed several ms, it will be disadvantageous for communications such as VoIP. Therefore, an upper limit is set, and Ti exceeds the upper limit in equation (2). Is regulated by the upper limit. The transmission interval order determination device 48 re-executes the calculations of equations (1) and (2) each time an ONU (or LLID) is added or deleted.

フィールド54の送信間隔から、1秒当たりの送信回数(=1/Ti)を計算する。ここで算出される送信回数は、1秒を1つのONU(又はLLID)が占有したと仮定した場合の送信回数である。上り信号の1送信回数あたりのデータサイズは一定である。図3に示す例では、ONU22−1に対して3333回、ONU22−2に対して1666回、ONU22−3に対して833回になる。1秒内のトータルの送信回数は、5832(=3333+1666+833)となり、これを1秒内でランダムに配分することにより、各ONU22−1,22−2,22−3にその距離に反比例する送信間隔で送信を割り当てることができる。具体的には、送信間隔順序決定装置48は、一定時間(例えば、1秒)内で、ONU22−1には、3333/5832の発生確率で送信をランダムに割り当て、ONU22−2には、1666/5832の発生確率で送信をランダムに割り当て、ONU22−3には、833/5832の発生確率で送信をランダムに割り当てる。   From the transmission interval of the field 54, the number of transmissions per second (= 1 / Ti) is calculated. The number of transmissions calculated here is the number of transmissions on the assumption that one ONU (or LLID) occupies 1 second. The data size per transmission count of the uplink signal is constant. In the example shown in FIG. 3, there are 3333 times for the ONU 22-1, 1666 times for the ONU 22-2, and 833 times for the ONU 22-3. The total number of transmissions within one second is 5832 (= 3333 + 1666 + 833). By randomly allocating this number within one second, the transmission interval inversely proportional to the distance to each ONU 22-1, 22-2, 22-3. You can assign a transmission at Specifically, the transmission interval order determination device 48 randomly assigns transmissions to the ONU 22-1 with a probability of occurrence of 3333/5832 within a certain time (for example, 1 second), and 1666 to the ONU 22-2. A transmission is randomly assigned with an occurrence probability of / 5832, and a transmission is randomly assigned to the ONU 22-3 with an occurrence probability of 833/5832.

上り信号のデータサイズを一定とすると、送信間隔が短い(小さい)ほど、時間当たりにより多くの上りデータを送信できる。これを緩和するには、送信間隔の長いONU(又はLLID)には、1回のデータサイズを大きくする。本実施例では、送信間隔の参考値(フィールド54の値)を距離に反比例させたので、単位時間当たりのデータ量をONU22−1〜22−3間で等しくするために、各ONU(又はLLID)に許容する最大データサイズを距離に比例させる。図4は、このようなデータサイズの修整機能を持たせた帯域割当てテーブル46aの構成例を示す。1回あたりの最大送信データ量を収容するフィールド58が追加されている。この場合、送信間隔順序決定装置48は、フィールド58の最大値の範囲内で、各ONU22−1〜22−3が要求するデータ量の送信を許可する。 Assuming that the data size of the uplink signal is constant, more uplink data can be transmitted per time as the transmission interval is shorter (smaller) . To alleviate this, the data size is increased once for ONU (or LLID) having a long transmission interval. In this embodiment, since the reference value of the transmission interval (the value of the field 54) is inversely proportional to the distance, in order to make the data amount per unit time equal between the ONUs 22-1 to 22-3, each ONU (or LLID). ) is inversely proportional maximum data size to the distance allowed. FIG. 4 shows an example of the configuration of the bandwidth allocation table 46a having such a data size modification function. A field 58 that accommodates the maximum amount of transmission data per time is added. In this case, the transmission interval order determination device 48 permits transmission of the amount of data requested by each ONU 22-1 to 22-3 within the range of the maximum value of the field 58.

例えば、ONU22−3が常に、最大量のデータ送信を要求する場合に、これを許可すると、ONU22−1の送信間隔が開いてしまい、本来の意図に合わなくなる。これを防ぐには、例えば、データ送信量の増加に応じて、送信回数を減らすことも有効である。これにより、平均的には、距離的に近いONUに対して送信間隔を短くし、距離的に遠いONUに対して送信間隔を長くすることができる。   For example, if the ONU 22-3 always requests the maximum amount of data transmission, if this is permitted, the transmission interval of the ONU 22-1 will be widened, and the original intention will not be met. In order to prevent this, for example, it is also effective to reduce the number of transmissions according to an increase in the amount of data transmission. Thereby, on average, the transmission interval can be shortened for ONUs that are close in distance, and the transmission interval can be lengthened for ONUs that are far in distance.

上記方法では、例えば、遠く離れたONUに対する送信回数(参考値)が極端に小さくなってしまうことがある。これを防ぐには、全体に共通するベースとなる送信回数(保証送信回数)を規定し、この基準送信回数を上回る送信回数を距離に応じて配分するようにすればよい。   In the above method, for example, the number of transmissions (reference value) for a remote ONU may be extremely small. In order to prevent this, it is only necessary to define the number of transmissions (guaranteed transmission number) which is a base common to the whole, and to distribute the number of transmissions exceeding the reference transmission number according to the distance.

例えば、3台のONU22−1〜22−3が接続しているので、基準送信間隔Tbasic(=500μs)では、トータルで6000回の送信が可能である。保証送信回数を例えば、500回とすると、配分先を変更できる送信回数は、4500(=6000−500×3)回である。これを距離に応じて配分すると、ONU22−1に対する送信回数は、
4500×L1/(L1+L2+L3)+500=3071
ONU22−2に対する送信回数は、
4500×L2/(L1+L2+L3)+500=1786
ONU22−3に対する送信回数は、
4500×L3/(L1+L2+L3)+500=1143
となる。
For example, since three ONUs 22-1 to 22-3 are connected, a total of 6000 transmissions are possible at the reference transmission interval Tbasic (= 500 μs). For example, if the guaranteed number of transmissions is 500, the number of transmissions at which the distribution destination can be changed is 4500 (= 6000−500 × 3). When this is distributed according to the distance, the number of transmissions to the ONU 22-1 is
4500 × L1 / (L1 + L2 + L3) + 500 = 3071
The number of transmissions to the ONU 22-2 is
4500 × L2 / (L1 + L2 + L3) + 500 = 1786
The number of transmissions to ONU22-3 is
4500 × L3 / (L1 + L2 + L3) + 500 = 1143
It becomes.

この結果に従い、送信間隔順序決定装置48は、一定時間(例えば、1秒)内で、ONU22−1には、3071/6000の発生確率で送信をランダムに割り当て、ONU22−2には、1786/6000の発生確率で送信をランダムに割り当て、ONU22−3には、1143/6000の発生確率で送信をランダムに割り当てる。   According to this result, the transmission interval order determination device 48 randomly assigns transmissions to the ONU 22-1 with a probability of occurrence of 3071/6000 within a certain time (for example, 1 second), and 1786/6000 to the ONU 22-2. Transmission is randomly assigned with an occurrence probability of 6000, and transmission is randomly assigned to the ONU 22-3 with an occurrence probability of 1143/6000.

この方法でも、実施例1と同様に、1回に送信可能な最大データ量を、近いONUほど大きく設定してもよい。この場合、更に、送信可能な最大データ量の調整に応じて、発生確率の算定根拠となる送信回数を、実施例1の方法と同様の方法で調整しても良い。 In this method, as in the first embodiment, the maximum data amount that can be transmitted at one time may be set larger as the closer ONU. In this case, according to the adjustment of the maximum data amount that can be transmitted, the number of transmissions that is a basis for calculating the occurrence probability may be adjusted by a method similar to the method of the first embodiment.

特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。   Although the invention has been described with reference to specific illustrative embodiments, various modifications and alterations may be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the invention as defined in the claims. This is obvious to an engineer in the field to which the present invention belongs, and such changes and modifications are also included in the technical scope of the present invention.

本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。It is a schematic block diagram of one Example of this invention. TCPの接続から切断までのシーケンスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the sequence from the connection of TCP to a cutting | disconnection. 帯域割当てテーブルの構成及び数値の一例を示す。2 shows an example of the configuration and numerical values of a bandwidth allocation table. 帯域割当てテーブルの構成及び数値別の例を示す。The structure of a bandwidth allocation table and the example according to a numerical value are shown. サーバからクライアントへのTCP通信のシーケンスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the sequence of TCP communication from a server to a client. PONシステムが介在する場合の、サーバからクライアントへのTCP通信のシーケンスを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the sequence of TCP communication from a server to a client in case a PON system intervenes. PON伝送路上の送信フレームの配置例であり、(a)は送信間隔が小さい場合を示し、同(b)は大きい場合を示す。It is an example of arrangement | positioning of the transmission frame on a PON transmission line, (a) shows the case where a transmission interval is small, and (b) shows the case where it is large.

符号の説明Explanation of symbols

10:光終端装置(OLT)
10a:アップリンクポート
10b:PONポート
12:上位ネットワーク
14:サーバ
16:光ファイバ
18:光カップラ
20−1〜20−3:光ファイバ
22−1〜22−3:光終端装置(ONU)
24−1〜24−3:コンピュータ
30:LANインターフェース
32:多重装置
34:OLT制御装置
36:電気/光変換器
38:WDM光カップラ
40:光/電気変換器
42:分離装置
44:距離測定装置
46:帯域割当てテーブル
48:送信間隔順序決定装置
10: Optical termination device (OLT)
10a: Uplink port 10b: PON port 12: Host network 14: Server 16: Optical fiber 18: Optical couplers 20-1 to 20-3: Optical fibers 22-1 to 22-3: Optical termination unit (ONU)
24-1 to 24-3: Computer 30: LAN interface 32: Multiplexer 34: OLT control device 36: Electric / optical converter 38: WDM optical coupler 40: Optical / electrical converter 42: Separating device 44: Distance measuring device 46: Bandwidth allocation table 48: Transmission interval order determination device

Claims (3)

複数のユーザ終端装置が収容され、各ユーザ終端装置にTDMA(Time Domain Multiple Access)による送信を許可するデータ伝送システムにおいて、
各ユーザ終端装置への距離を測定する距離測定ステップ(44)と、
当該距離測定ステップで測定される距離に反比例する参考送信間隔を決定するステップと、
当該参考送信間隔から単位時間内の参考送信回数を決定するステップと、
当該各ユーザ終端装置の距離に応じて、当該各ユーザ終端装置への最大送信データ量を決定するステップと、
当該各ユーザ終端装置の当該単位時間内の当該参考送信回数を、当該最大送信データ量に応じて調整して、当該各ユーザ終端装置の当該単位時間内の送信回数を決定するステップと、
当該各ユーザ終端装置の当該単位時間内の送信回数のトータル値に対する個々の当該ユーザ終端装置の当該単位時間内の送信回数の割合に相当する発生確率で、当該各ユーザ終端装置にランダムに送信を割り当てる送信割当てステップ
とを具備することを特徴とする送信割当て方法。
In a data transmission system in which a plurality of user termination devices are accommodated and each user termination device is allowed to transmit by TDMA (Time Domain Multiple Access),
A distance measuring step (44) for measuring the distance to each user termination device;
Determining a reference transmission interval inversely proportional to the distance measured in the distance measuring step;
Determining a reference transmission count within a unit time from the reference transmission interval;
Determining the maximum amount of data to be transmitted to each user termination device according to the distance of each user termination device;
Adjusting the reference transmission count within the unit time of each user terminal device according to the maximum transmission data amount, and determining the transmission frequency within the unit time of each user termination device;
Random transmission is made to each user terminal device with an occurrence probability corresponding to the ratio of the number of transmission times of each user terminal device within the unit time to the total value of the number of transmissions of the user terminal device within the unit time. A transmission allocation method comprising: a transmission allocation step of allocating.
当該データ伝送システムが、PON(Passive Optical Network)システムであることを特徴とする請求項1記載の送信割当て方法。 The transmission allocation method according to claim 1 , wherein the data transmission system is a PON (Passive Optical Network) system. 複数のユーザ終端装置が収容され、各ユーザ終端装置にTDMA(Time Domain Multiple Access)による送信を許可するデータ伝送システムにおいて、
当該各ユーザ終端装置への距離を測定する距離測定装置(44)と、
当該距離測定装置で測定される距離に反比例する参考送信間隔を決定する装置と、
当該参考送信間隔から単位時間内の参考送信回数を決定する装置と、
当該各ユーザ終端装置の距離に応じて、当該各ユーザ終端装置への最大送信データ量を決定する装置と、
当該各ユーザ終端装置の当該単位時間内の当該参考送信回数を、当該最大送信データ量に応じて調整して、当該各ユーザ終端装置の当該単位時間内の送信回数を決定する装置と、
当該各ユーザ終端装置の当該単位時間内の送信回数のトータル値に対する個々の当該ユーザ終端装置の当該単位時間内の送信回数の割合に相当する発生確率で、当該各ユーザ終端装置にランダムに送信を割り当てる装置
とを具備することを特徴とする送信割当て装置。
In a data transmission system in which a plurality of user termination devices are accommodated and each user termination device is allowed to transmit by TDMA (Time Domain Multiple Access),
A distance measuring device (44) for measuring the distance to each user termination device;
A device for determining a reference transmission interval inversely proportional to the distance measured by the distance measuring device;
A device that determines the number of reference transmissions within a unit time from the reference transmission interval;
A device that determines the maximum amount of data to be transmitted to each user termination device according to the distance of each user termination device;
A device that adjusts the reference transmission count within the unit time of each user termination device according to the maximum transmission data amount, and determines the transmission count within the unit time of each user termination device;
Random transmission is made to each user terminal device with an occurrence probability corresponding to the ratio of the number of transmission times of each user terminal device within the unit time to the total value of the number of transmissions of the user terminal device within the unit time. transmitting assignment apparatus characterized by comprising a device <br/> and assigning.
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