JP5483439B2 - Ponシステム及びponシステムにおける帯域割当方法 - Google Patents
Ponシステム及びponシステムにおける帯域割当方法 Download PDFInfo
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Description
第1の従来方法は、DDRスケジューリング(deficit round−robin DRR scheduling)を用いた方法が提案されている。この方法では、ONUiは、割当の重みに応じた帯域に相当し、各許可の際に送信可能な目標バースト長Wiを保持する。ここで目標バースト長Wi又はWiからWreqを減じた値は、それぞれの割当に関する重付に比例した値である。ONUiのdeficit counterの値Siの初期値は目標バースト長Wiである。ONUの要求する最大データ量又はONUの要求する要求帯域にWreqを加えた値がSiの値より小さいとき、ONUは要求する要求帯域を分割無しに送信を許可される。送信しても蓄積データが残っている場合はSiに(wi−要求帯域)を加える。要求帯域の申告が零の場合は申告に要するデータ量Wreqを許可する。ONUの申告と許可が一巡するとまた初めのONUに戻って動作を繰り返す。
図1は、実施形態1のPONシステムの第1の構成を説明する概念図である。図1のPONシステム301はONU側に波長の可変機能を付与した例である。PONシステム301は、複数のONU100と、光伝送路50と、ONU100との間で信号光を送受するOLT200と、ONU100の送信機17又は受信機16の波長と帯域を割振る制御装置(不図示)を備える。
光合分波器25aは、例えば、パワースプリッタであり、送信機27からの同一のあるいは異なる波長として分波される信号光を光伝送路50へ出力し、光伝送路50からの送信機17からの同一のあるいは異なる波長として分波される信号光を、フィルタ28に出力し、フィルタ28を介して受信機26に結合する。受信機26は、例えば、フォトダイオードである。
<第1の帯域割当方法>
第1の帯域割当方法では、目標帯域と目標帯域に最大フレーム長以上の値を加えた値に相当する2つの申告のための閾値をONUに設定し、各周期の割当帯域の平均が目標帯域に近づくように、申告された2値のうちから割当に用いる値を選択する。例えば、第1の帯域割当方法では、要求帯域送信手順において、各ONU100は、目標帯域を用いて算出されかつ帯域要求する値が目標帯域相当以下の値と目標帯域相当より大きい値の組み合わせ又は目標帯域相当未満の値と目標帯域相当以上の値の組合せとなる2以上の閾値を有し、閾値以下で最大のフレーム端の値を閾値ごとに求め、求めた閾値ごとの最大のフレーム端の値を2以上の要求帯域としてOLT200に送信する。
第2の帯域割当方法では、目標帯域に相当する1つの申告のための閾値をONUに設定し、各周期の割当帯域の平均の目標帯域からのずれが、所定の値、例えば1MTUや最大伝送窓Wiに近づくと割り当てる回数を増やす。例えば、上り信号割当手順において、OLT200が、1つのONU100から1つの要求帯域を上り信号SUの要求帯域として受信し、割当帯域の平均値を算出し、当該算出した平均値と目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記1つのONUへの割当頻度を高める。一定値とは例えば最大フレーム長又は最大伝送窓Wiである。
第1の目標帯域の範囲では、目標帯域の計算の仕方は例えば以下である。
(1)各周期における通信中のONUの重みの総和又は総和に該当する通信断中のONUの重みを加えた値に対する当該ONUの重みで、ONU間で割当可能な帯域を割当した目標帯域を用いる。また、目標帯域の計算で用いるグループは、通信断前のグループでもよいし通信断後のグループでもよく、通信断の途中で一方から他方に切り替えてもよい。また、この通信断中の目標帯域の計算は、少なくとも当該ONUのカウンタ値が正の値、零、十分大きな値、又はOLT内の同一送受信機とデータのやり取りをする他のONUと同等の値になるまでで、その後は積み上げしなくてもよい。同等の値とは、例えば、通信断がない場合にカウンタがとりうる値の範囲又はその平均値、十分大きな値とは、例えば、通信断がない場合にカウンタがとりうる値である。目標帯域の計算で用いるグループの切替も、例えば当該ONUのカウンタが正の値又は零又は十分大きな値になるまででよい。帯域要求のないONUの目標帯域を零とする、又は当該ONUへの割当をスキップすることである。
ii)所定の期間におけるその平均値
iii)通信断前の割当帯域
iv)所定の期間におけるその平均値
v)通信断前の要求帯域
vi)所定の期間におけるその平均値
vii)通信断前の使用帯域
viii)所定の期間におけるその平均値
ix)通信断後の目標帯域
x)通信断後の要求帯域
第1の範囲、即ち通信断のONUの目標データの計算を変更する場合、(1)(2)で
当該ONUのカウンタ値が正の値、零、十分大きな値、又はグループの他のONUと同等の値に到達した後も、通信断によるカウンタの補正を継続する場合、通信断のONUのみカウンタ値が積み上がる。この積みあがったカウンタ値が指数平滑移動平均によって平滑化する前に優先的に割り当てると、通信断の有無によるONU間の割当帯域の不公平が改善する。但し、通信断後のカウンタ値の総和及びその平均が、通信断で積みあがったカウンタのために正の方向にずれ平衡が崩れる。
第2の目標帯域の範囲では、通信断のONUと通信断でないONUの両方の目標データの計算を変更する場合の通信断とならないONUの計算は、以下である。
(1)第1の目標帯域の範囲の(1)と同様、すなわち、各周期における通信中のONU及び該当する通信断中のONUの重みの総和に対する当該ONUの重みで、ONU間で割当可能な帯域を割当した目標帯域、例えば最大伝送窓Wiを用いる。第2の目標帯域の範囲で計算するグループは、通信断のONUの過剰割当帯域が、通信断しない場合に積み上がる変動量程度の範囲であり、通信断時間が、通信断しない場合に積み上がる変動量が積み上がるに要する時間よりも十分大きければ、通信再開後のグループであることが望ましく、通信断時間が、通信断しない場合に積み上がる変動量が積み上がるに要する時間と同等かそれ以下であれば、カウンタの積みあがった値が積み上がるに要する時間だけ通信断前のグループで計算し、その後に通信再開後のグループで計算することが好ましい。
図6は、実施形態2のPONシステムの第1の構成を説明する概念図である。PONシステム303と図1のPONシステム301との違いは、PONシステム301が波長分割多重していることに対してPONシステム302が芯線多重していることにある。このため、PONシステム303のONU100は、送信機17の波長可変性と受信機16の前段で複数の下り波長から受信対象の波長を選択する波長可変のフィルタ18の代替として光スイッチ31を有する。図1のPONシステム301の波長を方路に読み替えれば、PONシステム303の動作及び効果は実施形態1と同様である。なお、光合分波器15は上り下りの波長を合分波する光合分岐器であり、上り波長同士、下り波長同士の波長間での分波はしない。また、光スイッチ31の代りに複数の送信機と受信機を方路毎に備え、いずれかの送信機といずれかの受信機を使用することとしてもよい。このことは本実施形態の他のPONシステムの構成でも同様である。
実施形態3のPONシステムは、図6のPONシステム303又は図7のPONシステム304の構成においてさらに波長分割多重も行う。図1のPONシステム301及び図2のPONシステム302の波長を波長と方路の組合せに読み替えれば、本通信システムの動作及び効果は実施形態1と同様である。
実施形態4のPONシステムと実施形態1のPONシステムとの違いは、OLTとONUの構成にある。本PONシステムでは、全ONUは同一グループであり、送信機17は同一の波長として扱われる波長を出力し、単一グループであるのでグループ別に信号光を分波するフィルタ28は備えず、送信機27はそれぞれ単一であり、25は伝送路50からの信号光を26に出力し、27からの信号光を伝送路50に出力する。又グループは一つであるので制御機はONUをグループに割り振らない。即ち、GE−PON等の通常の時分割多重のPONである。本PONシステムではグループは一つであるので通信断前と後でグループは同一である。その他の動作については実施形態1のPONシステムと同様である。本PONシステムでの通信断は例えば、支障移転、パッケージの交換、バージョンアップ等でONUの再起動が伴う場合やONUの休止等で発生する。本実施形態では、これらの通信断による割当帯域の不公平が是正できる効果がある。
なお、以上説明した実施態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は前記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。
16:受信機
17:送信機
18、28:フィルタ
25、25a:光合分波器
26:受信機
27:送信機
31:光スイッチ
50:光伝送路
55:スプリッタ
100:ONU
200:OLT
301、302、303、304:PONシステム
Claims (8)
- 複数のONU(Optical Network Unit)とOLT(Optical Line Terminal)が光ファイバで接続されたPON(Passive Optical Network)システムであって、
前記ONUは、
当該ONUに保証する保証帯域又は当該ONUに割り当てられた重みに応じた帯域に相当するデータ量に応じた予め定められた閾値を有し、
前記閾値を超過する帯域要求対象のデータを当該ONUが蓄積する場合には、前記閾値以下の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きくかつ当該最大のフレーム端から1MTU(Maximum Transfer Unit)以下のフレーム端の値を当該ONUからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、前記閾値未満の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きくかつ当該最大のフレーム端から1MTU以下のフレーム端の値を当該ONUからの上り信号の要求帯域として送信し、
当該所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータが当該ONUにない場合は、前記閾値以下の最大のフレーム端の値を当該ONUからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、その閾値未満の最大のフレーム端の値を当該ONUからの上り信号の要求帯域として送信し、
前記OLTは、
予め定められた周期の間に前記上り信号を割り当てた割当帯域の平均値を前記ONUごとに算出し、当該ONUに保証する保証帯域を当該ONUの目標帯域とするか又は当該ONUに許容する最大帯域を超過しない限りで当該ONUの割当に関する所定の重みに応じた帯域を当該ONUの目標帯域とし、算出した前記平均値が当該ONUの前記目標帯域に近づくように帯域を割り当てるか、或いは、算出した前記平均値が当該ONUの前記目標帯域に近づくように当該ONUに割り当てる頻度を変更する
PONシステム。 - 前記各ONUは、当該ONUからの上り信号の要求帯域として、2以上の要求帯域をOLTに送信し、
前記OLTは、1つの前記ONUから2以上の前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、2以上の前記要求帯域のそれぞれを仮の割当帯域に設定し、当該2以上の仮の割当帯域を用いて前記平均値を算出し、当該算出した2以上の平均値のうちの前記目標帯域に最も近い平均値を判定し、当該判定した平均値のときの前記仮の割当帯域に相当する送信時間を前記1つのONUに割り当てる
ことを特徴とする請求項1に記載のPONシステム。 - 前記各ONUは、
前記予め定められた閾値として、前記目標帯域を用いて算出され、かつ、
前記目標帯域相当以下の値と前記目標帯域相当より大きい値の組み合わせ又は前記目標帯域相当未満の値と前記目標帯域相当以上の値の組合せとなる2以上の閾値を有し、
前記閾値以下で最大のフレーム端の値を前記閾値ごとに求め、求めた前記閾値ごとの最大のフレーム端の値を前記2以上の要求帯域として前記OLTに送信する
ことを特徴とする請求項2に記載のPONシステム。 - 前記各ONUは、当該ONUからの上り信号の要求帯域として、1つの要求帯域を前記OLTに送信し、
前記OLTは、1つの前記ONUから1つの前記要求帯域を前記上り信号の要求帯域として受信し、当該要求帯域を用いて平均値を算出し、当該算出した平均値と前記目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記1つのONUへの割当頻度を高める
ことを特徴とする請求項1に記載のPONシステム。 - 複数のONU(Optical Network Unit)とOLT(Optical Line Terminal)が光ファイバで接続されたPON(Passive Optical Network)システムにおける帯域割当方法であって、
前記ONUが、当該ONUに保証する保証帯域又は当該ONUに割り当てられた重みに応じた帯域に相当するデータ量に応じた予め定められた閾値を有し、前記閾値を超過する帯域要求対象のデータを当該ONUが蓄積する場合には、前記閾値以下の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きくかつ当該最大のフレーム端から1MTU以下のフレーム端の値を当該ONUからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、前記閾値未満の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きくかつ当該最大のフレーム端から1MTU以下のフレーム端の値を当該ONUからの上り信号の要求帯域として前記OLTに送信し、当該所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータが当該ONUにない場合は、前記閾値以下の最大のフレーム端の値を当該ONUからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、その閾値未満の最大のフレーム端の値を当該ONUからの上り信号の要求帯域として前記OLTに送信する要求帯域送信手順と、
前記各ONUに前記上り信号の送信時間を割り当て、割り当てた送信時間に応じた割当帯域の1周期当たりでの平均値を前記ONUごとに算出し、当該ONUに保証する保証帯域を当該ONUの目標帯域とするか又は当該ONUに許容する最大帯域を超過しない限りで当該ONUの割当に関する所定の重みに応じた帯域を当該ONUの目標帯域とし、算出した前記平均値が当該ONUの前記目標帯域に近づくように帯域を割り当てるか、或いは、算出した前記平均値が当該ONUの前記目標帯域に近づくように当該ONUに割り当てる頻度を変更する上り信号割当手順と、
を順に有するPONシステムにおける帯域割当方法。 - 前記要求帯域送信手順において、前記各ONUは、当該ONUからの上り信号の要求帯域として、2以上の要求帯域を前記OLTに送信し、
前記上り信号割当手順において、前記OLTは、1つの前記ONUから2以上の前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、2以上の前記要求帯域のそれぞれを仮の割当帯域に設定し、当該2以上の仮の割当帯域を用いて前記平均値を算出し、当該算出した2以上の平均値のうちの前記目標帯域に最も近い平均値を判定し、当該判定した平均値のときの前記仮の割当帯域に相当する送信時間を前記1つのONUに割り当てる
ことを特徴とする請求項5に記載のPONシステムにおける帯域割当方法。 - 前記要求帯域送信手順において、前記各ONUは、前記予め定められた閾値として、前記目標帯域を用いて算出され、かつ、前記目標帯域相当以下の値と前記目標帯域相当より大きい値の組み合わせ又は前記目標帯域相当未満の値と前記目標帯域相当以上の値の組合せとなる2以上の閾値を有し、前記閾値以下で最大のフレーム端の値を前記閾値ごとに求め、求めた前記閾値ごとの最大のフレーム端の値を前記2以上の要求帯域として前記OLTに送信する
ことを特徴とする請求項6に記載のPONシステムにおける帯域割当方法。 - 前記要求帯域送信手順において、前記各ONUは、当該ONUからの上り信号の要求帯域として、1つの前記要求帯域を前記OLTに送信し、
前記上り信号割当手順において、前記OLTは、1つの前記ONUから1つの前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、当該要求帯域を用いて平均値を算出し、当該算出した平均値と前記目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記1つのONUへの割当頻度を高める
ことを特徴とする請求項5に記載のPONシステムにおける帯域割当方法。
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