JP5357085B2 - 通信装置および通信システム並びにolt - Google Patents
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先ず、各実施形態の特徴が分かり易いように従来の通信システム951について図12を用いて説明する。図12において、通信システム951は、上位網101に接続する上位の通信装置952と、上位の通信装置952が収容するn個の1G−EPONシステム(953(1)から953(n))とで構成される。そして、各1G−EPONシステムは、1台のOLTに収容される複数のONUとの間でPON回線を形成している。例えば1G−EPONシステム953(1)の場合、局側のOLT954は光カプラ105を介して加入者側の2つのONU106およびONU107に接続される。そして、OLT954は、PON回線を介して収容するONU106およびONU107の管理を行う。OLT954が行う管理は、例えばPON回線を介して収容するONU106およびONU107との間で制御フレームを送受信し、各ONUからの送信要求に応じて上り回線のデータ送出量(送信開始時刻,送信継続時間など)を割り当てる。そして、OLT954は、ONU106に接続されるユーザ端末108やONU107に接続されるユーザ端末109が送受信するフレームを上位の通信装置952に転送する。同様に、他の1G−EPONシステム953(2)から1G−EPONシステム953(n)についてもそれぞれのPONシステム毎に配置されたOLTが配下の複数のONUを管理する。
図12で説明した従来の通信システム951に対して、本発明に係る通信システム100の特徴について図1を用いて説明する。尚、図1において、図12と同符号のものは同じものを示す。
第1実施形態に係る通信システム100aにおける通信装置200について図2を用いて説明する。図2において、通信装置200は、2つのOLT機能部201,202と、トラフィック多重・分離部203と、ONU管理部204とで構成される。ここで、OLT機能部201,202は図1で説明したOLT104に相当する。従って本実施形態では、OLT装置が独立した装置ではなく、通信装置200に一体化されている。
次に、ONU管理部204の構成について説明する。図2において、ONU管理部204は、制御フレーム送受信部251と、情報管理部252と、通信量割当算出部253と、制御部254とで構成される。
(データ送出量(ONU307)+データ送出量(ONU308))≦1Gbps …(式2)
一方、上位側インタフェースの10G回線311の回線速度から(式3)を満足しなければならない。
通信量割当算出部253は、(式1)から(式3)を満足する各ONUのデータ送出量を求める。例えばONU305およびONU306のデータ送出量をそれぞれ4.5Gbps、ONU307およびONU308のデータ送出量をそれぞれ500Mbpsと決定する。そして、決定されたデータ送出量(送信開始時刻,送信継続時間など)を各ONUに送信許可の制御フレームとして通知する。
次に、図2で説明した通信システム100aのその他の具体例について図5を用いて説明する。図5は、第2実施形態に係る通信システム100cおよび通信装置400の構成を示した図である。本実施形態における通信装置400は、先に第1実施形態で説明した図4とは異なり、上位網101に接続する上位回線として、10G回線412と10G回線413の2つ10Gbpsの回線を持っている。尚、10G回線412と10G回線413の2つの回線の転送先は異なるものとする。また、ここでは説明が分かり易いように2つの回線とするが、2つ以上の複数の上位回線を用いる場合でも同じである。
(データ送出量(ONU408)+データ送出量(ONU409))≦10Gbps …(式5)
一方、上位側インタフェースの回線速度から(式6)と(式7)を満足しなければならない。
(データ送出量(ONU407)+データ送出量(ONU408)
+データ送出量(ONU409))≦10Gbps …(式7)
ONU管理部404の通信量割当算出部253は、(式4)から(式7)を満足する各ONUのデータ送出量を求める。例えば、先ず同じ転送先に送信するONUの数が多い10G回線413の側から計算すると、(式7)より、ONU407,ONU408,ONU409のデータ送出量はそれぞれ3.3Gbpsとなる(小数点第1位まで有効とする場合)。これにより、10G−EPON回線411では、ONU408とONU409のデータ送出量の合計の6.6Gbpsとなり、(式5)を満足する。一方、ONU407のデータ送出量が3.3Gbpsなので、10G−EPON回線410より、ONU406のデータ送出量は6.7Gbpsとなり、(式6)を満足する。
第3実施形態に係る通信システム100dにおける多重・分離装置500について図6を用いて説明する。図6において、多重・分離装置500は、第1実施形態および第2実施形態の各通信装置とは異なり、OLT機能を内蔵しないL2SWやルーターなどに対応する通信装置である。このため、OLT503とOLT504は従来技術と同様に独立した装置として配置され、OLT503はPON回線509aを介してONU505,506を収容するPONシステムを構成し、OLT504はPON回線509bを介してONU507,508を収容するPONシステムを構成している。但し、従来技術と異なるのは、OLT503,504は、配下のONU505から508が送受信する制御フレームを終端せず、多重・分離装置500のトラフィック多重・分離部502に転送することである。尚、OLT503,504の構成例については後で詳しく説明する。また、ONU管理部501の構成は、図2に示したONU管理部204と同じ構成で、各ONUのロジカルID,ONU_ID,所属するOLTのIDおよび登録の有無などの情報管理や各ONUの上り方向のデータ送信タイミング(送信開始時刻,送信継続時間)などの一元管理を行う。
図7は、本実施形態で用いるOLT503,504の構成例を示す図である。図7において、OLT520はOLT503,504に対応し、ONU521,522を収容する。そして、上位側の通信装置である多重・分離装置523に各ONUのデータトラフィックを転送する。図7において、OLT520は、上り方向の制御フレーム透過部524と、下り方向の制御フレーム透過部525とを有する。上り方向の制御フレーム透過部524は、OLT520の配下のONU521,522から送られてくる制御フレームおよびデータフレームを多重・分離装置523にそのまま転送する。また、下り方向の制御フレーム透過部525は、多重・分離装置523から送られてくる制御フレームおよびデータフレームをONU521,522にそのまま転送する。尚、従来のOLTは配下に収容するONUを管理していたので、データフレームはL2SWやルーターなどの上位側の通信装置に転送するが、制御フレームはOLTで終端され、OLT毎に配下の各ONUにデータ送出量(送信開始時刻,送信継続時間など)を割り当てる処理を行っていた。
次に、第3実施形態におけるOLT503,504のその他の構成例について図8を用いて説明する。図8において、OLT530はOLT503,504に対応し、ONU531,532を収容し、上位側の通信装置である多重・分離装置533に各ONUのデータトラフィックを転送する。図8において、OLT530は、上り方向の制御フレーム集約部534と、下り方向の制御フレーム分離部535とを有する。上り方向の制御フレーム集約部534は、OLT530の配下のONU531,532から送られてくる制御フレームを1つの制御フレームに集約した集約制御フレームを作成して多重・分離装置533に送信する。また、下り方向の制御フレーム分離部535は、多重・分離装置533から送られてくる集約制御フレームを分離して各ONU宛の制御フレームに展開し、ONU531,532に送信する。ここで、制御フレーム集約部534は、制御フレームをそのままカプセル化しても構わないし、ヘッダなどの冗長分を除いて1つのフレームに再構成しても構わない。
次に、図6で説明した通信システム100dの具体例について図9を用いて説明する。図9は、図6で説明した通信システム100dに対応する通信システム100eの構成を描いた図である。図9において、多重・分離装置550は図6の多重・分離装置500に対応する。多重・分離装置550は、1G−EPONのOLT553および1G−EPONのOLT554に接続され、1Gbpsの上位回線(1G回線561)との間でデータトラフィックの多重および分離を行う。尚、OLT553およびOLT554は、図7または図8で説明したOLT520またはOLT530と同じ機能を有する。
(データ送出量(ONU557)+データ送出量(ONU558))≦1Gbps …(式9)
一方、上位側インタフェースの回線速度から(式10)を満足しなければならない。
通信量割当算出部253は、(式8)から(式10)を満足する各ONUのデータ送出量を求める。例えば、上記の場合は各ONUが要求するデータ送出量は同じ(1Gbps)なので、上位回線の1G回線561の回線速度を全ONU数で割った通信速度の250Mbpsが各ONUに割り当てられる。このようにして、通信量割当算出部253は、ONU555からONU558のデータ送出量をそれぞれ250Mbpsと決定する。そして、決定されたデータ送出量(送信開始時刻,送信継続時間など)を各ONUに送信許可の制御フレームとして通知する。
次に、図6で説明した通信システム100dのその他の具体例について図10を用いて説明する。図10は、第4実施形態に係る通信システム100fおよび多重・分離装置600の構成を示した図である。本実施形態における通信システム100fは、先に第3実施形態で説明した図9とは異なり、上位網101に接続する上位回線として、10G回線613と1G回線614の2つの回線を持っている。尚、10G回線613と1G回線614の2つの回線の転送先は異なるものとする。また、ここでは説明が分かり易いように2つの回線とするが、2つ以上の複数の上位回線を用いる場合でも同じである。
(データ送出量(ONU605)+データ送出量(ONU606))≦1Gbps …(式12)
一方、上位側インタフェースの回線速度から(式13)と(式14)を満足しなければならない。
(データ送出量(ONU604)+データ送出量(ONU605)
+データ送出量(ONU606))≦1Gbps …(式14)
ONU管理部608の通信量割当算出部253は、(式11)から(式14)を満足する各ONUのデータ送出量を求める。例えば、先ず同じ転送先に送信するONUの数が多い1G回線614の側から計算すると、(式14)より、ONU604,ONU605,ONU606のデータ送出量はそれぞれ330Mbpsとなる(10の桁まで有効とする場合)。これにより、1G−EPON回線612では、ONU605とONU606のデータ送出量の合計の660Mbpsとなり、(式12)を満足する。一方、ONU604のデータ送出量が330Mbpsなので、10G−EPON回線611より、ONU603のデータ送出量は約9.6Gbpsまで可能となる。但し、ONU603のユーザー端末からのデータ送出量が1Gbpsなので、10G−EPON回線611で送信されるONU603のデータ送出量は1Gbpsとなり、(式11)および(式13)を満足する。尚、ONU603のユーザー端末からのデータ送出量が10Gbpsの場合は、10G−EPON回線611で送信されるONU603のデータ送出量は9.6Gbps(小数点第1位まで有効とする場合)となる。
101・・・上位網
102,200,300,400,952・・・通信装置
103(2)から103(n),953(1)から953(n)・・・1G−EPONシステム
310,559,560,612,912,916・・・1G−EPON回線
309,410,411,611・・・10G−EPON回線
104,503,504,520,530,553,554,601,602,913,917,954・・・OLT
105・・・光カプラ
106,107,205,206,207,208,305,306,307,308,406,407,408,409,505,506,507,508,521,522,531,532,555,556,557,558,603,604,605,606,910,911,914,915・・・ONU
108,109・・・ユーザ端末
201,202,301,302・・・OLT機能部
203,303,502,551,607・・・トラフィック多重・分離部
204,304,501,552,608・・・ONU管理部
209a,209b,509a,509b・・・PON回線
251・・・制御フレーム送受信部
252・・・情報管理部
253・・・通信量割当算出部
254・・・制御部
255・・・集約制御フレーム処理部
311,412,413,613・・・10G回線
523,533,600・・・多重・分離装置
524,525・・・制御フレーム透過部
534・・・制御フレーム集約部
535・・・制御フレーム分離部
561,614,918,919,920・・・1G回線
609・・・転送先管理部
609a・・・転送先管理テーブル
901,902・・・PONシステム
903・・・L2SW
Claims (14)
- ユーザー端末を接続するONU(Optical Network Unit)と、複数の前記ONUを少なくとも1つのPON回線で収容するOLT(Optical Line Terminal)と、複数の前記OLTを介して前記複数のONUを管理し、且つ、上位側回線の転送先に応じて送受信されるデータの多重および分離を行う通信装置と、で構成されるPON(Passive Optical Network)システムを利用した通信システムにおいて、
前記OLTは、
前記複数のONUと前記通信装置との間で送受信する制御フレームを中継する制御フレーム中継部を有し、
前記通信装置は、
前記複数のOLTを介して前記複数のONUとの間で送受信する前記制御フレームにより、前記複数のOLT毎に収容される前記複数のONUを一括して管理し、前記複数のONUに通信速度を割り当てるONU管理部を有し、
前記複数のOLTに収容されるPON回線で利用可能な回線速度の合計が前記上位側回線の回線速度よりも大きい場合、
前記ONU管理部は、前記複数のONUがPON回線で利用可能な回線速度よりも大きい通信速度を要求する場合であっても、前記複数のONUが接続されるPON回線で利用可能な回線速度より小さい通信速度を前記複数のONUに割り当てる
ことを特徴とする通信システム。 - 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記ONU管理部は、
前記ONUとのリンク番号を示すロジカルリンクID、前記ONUのID情報、前記ONUが所属する前記OLTの情報、前記ONUの登録状況を少なくとも管理し、且つ、前記複数のOLT毎のPON回線の回線速度と、前記上位側回線の回線速度とを管理する情報管理部と、
前記複数のOLT毎に収容される前記複数のONUとの間で、前記制御フレームとして、前記ONUが送信を要求する送信要求制御フレームと、前記ONUに送信を許可する送信許可制御フレームと、を送受信する制御フレーム送受信部と、
前記各ONUから前記送信要求制御フレームにより通知される送信バッファ量と、前記情報管理部が保持する当該ONUの上り方向のPON回線速度情報と、上位側回線速度情報とを用いて、当該ONUの上り方向のデータ送出量を算出し、当該ONUが接続されるPON回線へのデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを求める通信量割当算出部と、
前記制御フレーム送受信部が前記各ONUから送信バッファ量を含む前記送信要求制御フレームを受信した場合に、前記通信量割当算出部が求めた前記データ送出開始タイミングと前記データ送出継続時間とを含む前記送信許可制御フレームを作成し、前記制御フレーム送受信部から当該ONUに前記送信許可制御フレームを送信する制御部と
を有することを特徴とする通信システム。 - 請求項2に記載の通信システムにおいて、
前記OLTの前記制御フレーム中継部は、前記複数のONUと前記通信装置との間で送受信する前記制御フレームをそのまま透過する制御フレーム透過部で構成されることを特徴とする通信システム。 - 請求項2に記載の通信システムにおいて、
前記OLTの前記制御フレーム中継部は、
前記複数のONUから受信した前記送信要求制御フレームを集約した送信側の集約制御フレームを生成して前記通信装置に送信する制御フレーム集約部と、
前記通信装置から受信した前記送信許可制御フレームを集約した受信側の集約制御フレームを複数の前記ONU毎の前記送信許可制御フレームに分離して前記ONUに送信する制御フレーム分離部とを有し、
前記通信装置は、前記OLT毎に集約された前記送信側の集約制御フレームを前記各OLTから受信した場合に、前記送信側の集約制御フレームを前記ONU毎の前記送信要求制御フレームに分解して前記ONU毎の送信バッファ量を抽出し、前記ONU毎の送信バッファ量と前記PON回線速度情報と前記上位側回線速度情報とに基づいて前記ONU毎の前記データ送出開始タイミングと前記データ送出継続時間とを求め、前記データ送出開始タイミングと前記データ送出継続時間とを含む前記複数のONUの前記送信許可制御フレームを前記OLT毎に集約し、前記OLT毎に集約された前記受信側の集約制御フレームを前記各OLTに送信する
ことを特徴とする通信システム。 - 請求項2から4のいずれか一項に記載の通信システムにおいて、
前記情報管理部は、前記通信装置の前記上位側回線が複数ある場合に、前記各上位側回線と前記複数のONUとを対応付ける転送先テーブルを有し、
前記通信量割当算出部は、前記各ONUから通知される送信バッファ量と、前記情報管理部が保持する当該ONUの上り方向の前記PON回線速度情報と、前記上位側回線速度情報と、前記転送先テーブルとを用いて、当該ONUの上り方向のデータ送出量を算出し、当該ONUが接続されるPON回線への前記データ送出開始タイミングと前記データ送出継続時間とを求める
ことを特徴とする通信システム。 - ユーザー端末を接続するONU(Optical Network Unit)と、複数の前記ONUを少なくとも1つのPON回線で収容するOLT(Optical Line Terminal)と、複数の前記OLTを収容し、且つ、上位側回線の転送先に応じて送受信されるデータの多重および分離を行うPON(Passive Optical Network)システムで用いられる通信装置において、
前記複数のOLTを介して前記複数のONUとの間で送受信する制御フレームにより、前記複数のOLT毎に収容される前記複数のONUを一括して管理し、前記複数のONUに通信速度を割り当てるONU管理部を有し、
前記複数のOLTに収容されるPON回線で利用可能な回線速度の合計が前記上位側回線の回線速度よりも大きい場合、
前記ONU管理部は、前記複数のONUがPON回線で利用可能な回線速度よりも大きい通信速度を要求する場合であっても、前記複数のONUが接続されるPON回線で利用可能な回線速度より小さい通信速度を前記複数のONUに割り当てる
ことを特徴とする通信装置。 - 請求項6に記載の通信装置において、
前記ONU管理部は、
前記ONUとのリンク番号を示すロジカルリンクID、前記ONUのID情報、前記ONUが所属する前記OLTの情報、前記ONUの登録状況を少なくとも管理し、且つ、前記複数のOLT毎のPON回線の回線速度と、前記上位側回線の回線速度とを管理する情報管理部と、
前記複数のOLT毎に収容される前記複数のONUとの間で、前記ONUが送信を要求する送信要求制御フレームと、前記ONUに送信を許可する送信許可制御フレームと、を送受信する制御フレーム送受信部と、
前記各ONUから前記送信要求制御フレームにより通知される送信バッファ量と、前記情報管理部が保持する当該ONUの上り方向のPON回線速度情報と、上位側回線速度情報とを用いて、当該ONUの上り方向のデータ送出量を算出し、当該ONUが接続されるPON回線へのデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを求める通信量割当算出部と、
前記制御フレーム送受信部が前記各ONUから送信バッファ量を含む前記送信要求制御フレームを受信した場合に、前記通信量割当算出部が求めた前記データ送出開始タイミングと前記データ送出継続時間とを含む前記送信許可制御フレームを作成し、前記制御フレーム送受信部から当該ONUに前記送信許可制御フレームを送信する制御部と
を有することを特徴とする通信装置。 - 請求項7に記載の通信装置において、
前記情報管理部は、前記通信装置の前記上位側回線が複数ある場合に、前記各上位側回線と前記複数のONUとを対応付ける転送先テーブルを有し、
前記通信量割当算出部は、前記各ONUから通知される送信バッファ量と、前記情報管理部が保持する当該ONUの上り方向の前記PON回線速度情報と、前記上位側回線速度情報と、前記転送先テーブルとを用いて、当該ONUの上り方向のデータ送出量を算出し、当該ONUが接続されるPON回線への前記データ送出開始タイミングと前記データ送出継続時間とを求める
ことを特徴とする通信装置。 - ユーザー端末を接続するONU(Optical Network Unit)と、上位側回線に接続する通信装置と、PON回線で収容する複数の前記ONUと前記通信装置との間でデータを送受信するPON(Passive Optical Network)システムで用いられるOLT(Optical Line Terminal)において、
前記複数のONUと前記通信装置との間で送受信する制御フレームを中継する制御フレーム中継部を設けたことを特徴とするOLT。 - 請求項9に記載のOLTにおいて、
前記制御フレーム中継部は、前記複数のONUと前記通信装置との間で送受信する前記制御フレームをそのまま透過する制御フレーム透過部で構成されることを特徴とするOLT。 - 請求項9に記載のOLTにおいて、
前記制御フレーム中継部は、
前記制御フレームとして、前記ONUが送信を要求する送信要求制御フレームと、前記ONUに送信を許可する送信許可制御フレームと、を中継し、
前記複数のONUから受信した前記送信要求制御フレームを集約した送信側の集約制御フレームを生成して前記通信装置に送信する制御フレーム集約部と、
前記通信装置から受信した前記送信許可制御フレームを集約した受信側の集約制御フレームを複数の前記ONU毎の前記送信許可制御フレームに分離して前記ONUに送信する制御フレーム分離部と
で構成されることを特徴とするOLT。 - ユーザー端末を接続する複数のONU(Optical Network Unit)をPON回線で収容するOLT(Optical Line Terminal)機能部と、複数の前記OLT機能部を収容し且つ上位側回線の転送先に応じて送受信されるデータの多重および分離を行う多重分離部とを有するPON(Passive Optical Network)システムで用いられる複合型の通信装置において、
前記複数のOLT機能部を介して前記複数のONUとの間で送受信する制御フレームにより、前記複数のOLT機能部毎に収容される前記複数のONUを一括して管理し、前記複数のONUに通信速度を割り当てるONU管理部を有し、
前記複数のOLTに収容されるPON回線で利用可能な回線速度の合計が前記上位側回線の回線速度よりも大きい場合、
前記ONU管理部は、前記複数のONUがPON回線で利用可能な回線速度よりも大きい通信速度を要求する場合であっても、前記複数のONUが接続されるPON回線で利用可能な回線速度より小さい通信速度を前記複数のONUに割り当てる
ことを特徴とする通信装置。 - 請求項12に記載の通信装置において、
前記ONU管理部は、
前記ONUとのリンク番号を示すロジカルリンクID、前記ONUのID情報、前記ONUが所属する前記OLT機能部の情報、前記ONUの登録状況を少なくとも管理し、且つ、前記複数のOLT機能部毎のPON回線の回線速度と、前記上位側回線の回線速度とを管理する情報管理部と、
前記複数のOLT機能部毎に収容される前記複数のONUとの間で、前記ONUが送信を要求する送信要求制御フレームと、前記ONUに送信を許可する送信許可制御フレームと、を送受信する制御フレーム送受信部と、
前記各ONUから前記送信要求制御フレームにより通知される送信バッファ量と、前記情報管理部が保持する当該ONUの上り方向のPON回線速度情報と、上位側回線速度情報とを用いて、当該ONUの上り方向のデータ送出量を算出し、当該ONUが接続されるPON回線へのデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを求める通信量割当算出部と、
前記制御フレーム送受信部が前記各ONUから送信バッファ量を含む前記送信要求制御フレームを受信した場合に、前記通信量割当算出部が求めた前記データ送出開始タイミングと前記データ送出継続時間とを含む前記送信許可制御フレームを作成し、前記制御フレーム送受信部から当該ONUに前記送信許可制御フレームを送信する制御部と
を有することを特徴とする通信装置。 - 請求項13に記載の通信装置において、
前記情報管理部は、前記通信装置の前記上位側回線が複数ある場合に、前記各上位側回線と前記複数のONUとを対応付ける転送先テーブルを有し、
前記通信量割当算出部は、前記各ONUから通知される送信バッファ量と、前記情報管理部が保持する当該ONUの上り方向の前記PON回線速度情報と、前記上位側回線速度情報と、前記転送先テーブルとを用いて、当該ONUの上り方向のデータ送出量を算出し、当該ONUが接続されるPON回線への前記データ送出開始タイミングと前記データ送出継続時間とを求める
ことを特徴とする通信装置。
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