JP5546220B2 - Communication system and bandwidth allocation control method - Google Patents
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Description
本発明は、PON(Passive Optical Network)システムとPONシステムに接続するL2SW(L2SW:Layer 2 SWitch)等の上位装置とを備える通信システムおよび帯域割当制御方法に関する。
The present invention relates to a communication system including a PON (Passive Optical Network) system and a host device such as L2SW (L2SW:
PONシステムでは、一般に、OLT(Optical Line Terminal:局側終端装置)の上位に配置されるレイヤ2スイッチ等の上位装置を経由して上位ネットワークに接続される。まず、PONシステムの一例として、下記非特許文献1に記載のIEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.3ahで規格化されたEPON(Ethernet(登録商標) PON)システムを例に挙げる。
In the PON system, in general, the PON system is connected to a higher level network via a higher level device such as a
EPONシステムでは、PONシステム上の論理的な接続を示す識別子として論理リンク識別子(LLID:Logical Link ID(IDentifier))を定義しており、該LLID単位でイーサネット(登録商標)のMAC(Media Access Control)フレームの送受信制御を行なう。また、上り方向の帯域を有効利用するため、OLTとONU(Optical Network Unit:加入者側終端装置)間のアクセス制御方式として、DBA(Dynamic Bandwidth Allocation)と呼ばれる動的帯域割当方式を用いている。 In the EPON system, a logical link identifier (LLID: Logical Link ID (IDentifier)) is defined as an identifier indicating a logical connection on the PON system, and Ethernet (registered trademark) MAC (Media Access Control) is defined in units of the LLID. ) Frame transmission / reception control is performed. Also, in order to effectively use the upstream bandwidth, a dynamic bandwidth allocation method called DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) is used as an access control method between the OLT and the ONU (Optical Network Unit: subscriber-side terminal device). .
DBAによる帯域割当の手順を、以下に説明する。
(1)ONUは、各端末から上りデータを受信すると、自装置内のバッファに上りデータを蓄積する。
(2)ONUは、自装置内に蓄積している上りデータの量を、一括(ONU単位)またはLLID単位でREPORTフレームを用いてOLTに通知することにより、帯域要求を行う。また、OLTは、REPORTフレームを受信することで、各ONUに蓄積されている上りデータ量を把握する。
(3)OLTは、REPORTフレームで通知されたONU(またはLLID)の蓄積データ量と他のONU(またはLLID)の使用帯域に基づいて、そのONUに与えるべき上り帯域(送信開始時刻と送信許可時間)を計算する。
(4)OLTは、(3)で計算した値を帯域割当結果としてGATEフレームに格納してONUに送信する。
(5)ONUは、受信したGATEフレームに格納された帯域割当結果に従い、指定された時刻に上りデータを送信する。
A procedure for bandwidth allocation by DBA will be described below.
(1) When the ONU receives the uplink data from each terminal, the ONU accumulates the uplink data in a buffer in its own device.
(2) The ONU makes a bandwidth request by notifying the OLT of the amount of uplink data stored in the device itself using the REPORT frame in a batch (ONU unit) or LLID unit. Further, the OLT receives the REPORT frame to grasp the amount of uplink data stored in each ONU.
(3) The OLT is based on the accumulated data amount of the ONU (or LLID) notified in the REPORT frame and the bandwidth used by the other ONU (or LLID). Time).
(4) The OLT stores the value calculated in (3) as a band allocation result in the GATE frame and transmits it to the ONU.
(5) The ONU transmits uplink data at a specified time according to the band allocation result stored in the received GATE frame.
DBAでは、以上の(1)〜(5)を繰り返すことで、帯域要求が多いONUに多くの帯域を割り当てるような仕組みとなっている。 The DBA has a mechanism in which a large number of bands are allocated to ONUs with many band requests by repeating the above (1) to (5).
一方、PONシステムに接続するL2SWは、複数のPONシステムから受信したデータを多重して上位ネットワークへ出力する。L2SWは、多重後の出力回線で帯域超過の可能性があるため、受信したフレームを一旦自装置内のバッファに溜めて、WFQ(Weighted Fair Queuing)やSP(Strict Priority)などのアルゴリズムを用いてバッファからフレームを読み出すことにより帯域制御を行う。これにより、トラヒック集中をある程度回避できる。 On the other hand, the L2SW connected to the PON system multiplexes data received from a plurality of PON systems and outputs the multiplexed data to the upper network. Since L2SW may exceed the bandwidth on the output line after multiplexing, the received frames are temporarily stored in a buffer in its own apparatus, and an algorithm such as WFQ (Weighted Fair Queuing) or SP (Strict Priority) is used. Bandwidth control is performed by reading a frame from the buffer. As a result, traffic concentration can be avoided to some extent.
以上のように、PONシステムとL2SWは、それぞれが帯域制御を行っている。しかし、PONシステムとL2SWは独立に動作しているため、L2SWのバッファの輻輳状態とは無関係にDBAの帯域割当が実施される。そのため、ONUが帯域を要求し続ければ、OLTはその分の帯域を割り当ててしまい、その結果、PONシステム内で帯域制御を行った後にL2SWまでフレームが到達しても、L2SWのバッファ溢れにより無駄な廃棄が発生する可能性がある。 As described above, the PON system and the L2SW each perform bandwidth control. However, since the PON system and the L2SW operate independently, the DBA bandwidth allocation is performed regardless of the congestion state of the L2SW buffer. Therefore, if the ONU continues to request bandwidth, the OLT allocates that bandwidth, and as a result, even if the frame reaches the L2SW after performing bandwidth control in the PON system, it is wasted due to the overflow of the L2SW buffer. Disposal may occur.
このような、L2SWでのバッファ溢れを回避するため、非特許文献1では、L2SWのポートに輻輳が発生すると、そのポートの対向装置に対してPAUSE(一旦停止)フレームを送信し、該当ポートに対する送信トラフィックを一旦停止するように指示する方法が規定されている。
In order to avoid such a buffer overflow in L2SW, in
また、下記特許文献1では、つぎのように上位ネットワークも含めた全体としての輻輳制御を行う方法が開示されている。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が出力ポート単位で輻輳を検出し、OLTに通知する。そして、OLTがDBAによる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。
また、上位ネットワークと連携して帯域制御を行う方法として、下記特許文献2に記載の方法がある。下記特許文献記載2の方法では、OLTおよびONUが優先度クラス毎にONUの蓄積データ量を監視し、上位装置から優先度クラスキューの番号が付与されたPAUSEフレームを受信することで、そのトラヒックの転送の一時停止/再開を優先度クラスごとに行う。
In addition, as a method for performing bandwidth control in cooperation with a host network, there is a method described in
しかしながら、上記非特許文献1に記載の方法では、輻輳をL2SWの出力ポート単位で検出するため、輻輳が生じているポートに接続されている全てのONUに対して送信トラフィックの一旦停止が行われる。そのため、L2SWの輻輳バッファに対応しないONUのフレームまで一時停止させてしまう可能性がある、という問題があった。
However, in the method described in
また、上記特許文献1に記載の方法でも、輻輳を上位装置の出力ポート単位で検出する。そのため、輻輳ポートに接続されている全てのONUに少ない帯域が割り当てられてしまい、上位装置のバッファ蓄積単位で輻輳を制御することができない、という問題があった。
In the method described in
また、上記特許文献2に記載の方法では、優先度クラスごとにトラヒックの転送の一時停止/再開を行う。しかし、L2SWのキュー構成(バッファ構成)は優先クラス単位以外にも、VLAN(Virtual Local Area Network)毎、サービス毎、方路毎など様々である。そのため、上記特許文献2に記載の方法だけでは上位装置のバッファ溢れによるフレーム廃棄を防ぐことはできない、という問題があった。
In the method described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フレーム廃棄を低減することができる通信システムおよび帯域割当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 provide a communication system and a bandwidth allocation control method capable of reducing frame discard.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、局側終端装置と加入者側終端装置とで構成されるPONシステムと、前記PONシステムと上位ネットワークとの間の通信データを中継し、QoS制御を行う上位装置と、を備える通信システムであって、前記上位装置は、前記PONシステムから前記上位ネットワークへ送信される前記通信データである上りデータを格納するためのキューバッファをQoS制御単位ごとに備える上りキューバッファ手段と、前記PONシステムから受信した前記通信データをQoS制御単位ごとに振分け前記上りキューバッファ手段の対応する前記キューバッファへ格納する上りデータ振分手段と、前記キューバッファごとに輻輳を監視し、輻輳が生じた前記キューバッファに対応するキューの識別子を通知する上りバッファ輻輳監視手段と、前記上りバッファ輻輳監視手段が通知した前記識別子を含む制御フレームを生成して前記局側終端装置へ送信する制御フレーム生成手段と、を備え、前記局側終端装置は、前記制御フレームから前記識別子を抽出し、前記識別子に対応する論理リンク識別子を割当除外論理識別子として求める制御フレーム解析手段と、前記加入者側終端装置に対して前記割当除外論理識別子に基づいた帯域割当処理を実施する帯域割当手段と、を備え、1つの前記キューバッファに複数の前記加入者側終端装置から送信された前記通信データを格納することとし、1つの前記識別子に対応する前記割当除外論理識別子を複数とする、ことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a PON system composed of a station-side terminal device and a subscriber-side terminal device, and communication data between the PON system and an upper network. A host system that relays and performs QoS control, the host apparatus having a queue buffer for storing uplink data that is the communication data transmitted from the PON system to the host network An upstream queue buffer means provided for each QoS control unit, an upstream data distribution means for distributing the communication data received from the PON system for each QoS control unit and storing it in the corresponding queue buffer of the upstream queue buffer means, Congestion is monitored for each queue buffer, and the queue corresponding to the queue buffer in which congestion has occurred An uplink buffer congestion monitoring means for notifying a different child, and a control frame generating means for generating a control frame including the identifier notified by the uplink buffer congestion monitoring means and transmitting the control frame to the station-side terminal device, side terminating device, the identifier is extracted from the control frame, a control frame analysis means for determining a logical link identifier corresponding to the identifier as assigned negative logical identifier, the assignment exclusion logical identifier to the subscriber side terminating device Bandwidth allocation means for performing bandwidth allocation processing based on the communication data transmitted from a plurality of subscriber-side terminal devices in one of the queue buffers, and corresponding to one of the identifiers The allocation exclusion logical identifier is plural .
本発明によれば、上位ネットワークとPONシステムを接続する上位装置が、制御単位ごとにキューバッファを備え、輻輳したキューバッファに対応するキューの識別子をOLTへ通知し、OLTが、輻輳キュー制御フレームで通知されたキューに対応するLLIDを除いて帯域割当を行なうようにしたので、フレーム廃棄を低減することができる、という効果を奏する。また、上位装置で廃棄されるようなフレームを、PONシステムが送信することを減らすようにしたので、帯域を有効に使用することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, the host device that connects the host network and the PON system includes a queue buffer for each control unit, notifies the OLT of the identifier of the queue corresponding to the congested queue buffer, and the OLT transmits the congestion queue control frame. Since band allocation is performed excluding the LLID corresponding to the queue notified in (1), there is an effect that frame discard can be reduced. In addition, since the PON system reduces the transmission of frames that are discarded by the host device, the band can be used effectively.
以下に、本発明にかかる通信システムおよび帯域割当制御方法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 communication system and a bandwidth allocation control method 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、L2SW1と、L2SW1に接続する上位ネットワーク2と、L2SWに接続するOLT4と、カプラ5と、ONU6−1〜6−n(nは1以上の整数)と、端末7と、で構成される。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a first embodiment of a communication system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the communication system according to the present embodiment includes an L2SW1, an
OLT4は、PON−IF(Interface)3−1〜3−m(mは1以上の整数)で構成される。L2SW1は、PON−IF3−1〜3−mからそれぞれ出力される信号を多重する。また、OLT4のPON−IF3−2は、カプラ5を経由してONU6−1〜6−nとパッシブダブルスター方式で接続されている。なお、図示していないが、PON−IF6−2以外のPON−IFにもカプラを経由してONUが接続している。また、図1の構成は、一例であり、ONU6−1〜ONU6−nに接続する端末の数は、0台以上の何台でもよい。 The OLT 4 is configured by PON-IF (Interface) 3-1 to 3-m (m is an integer of 1 or more). The L2SW1 multiplexes signals output from the PON-IFs 3-1 to 3-m, respectively. The PON-IF 3-2 of the OLT 4 is connected to the ONUs 6-1 to 6-n via the coupler 5 in a passive double star manner. Although not shown, an ONU is connected to a PON-IF other than the PON-IF6-2 via a coupler. The configuration in FIG. 1 is an example, and the number of terminals connected to the ONU 6-1 to ONU 6-n may be any number of zero or more.
図2は、本実施の形態のL2SW1の機能構成例を示す図である。図2に示すように、本実施の形態のL2SW1は、上りデータ受信部11,上りデータ振分部12,上りキューバッファ部13,上りバッファ読出制御部14,上りデータ送信部15,上りバッファ輻輳監視部16,輻輳キュー通知制御フレーム生成部17,下りデータ送信部18,下りデータ多重部19,下りデータ受信部20で構成される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
上りデータ受信部11は、OLT4から受信した信号に対して所定の受信処理を行い、上りデータとして上りデータ振分部12に出力する。上りデータ振分部12は、入力された上りデータをQoS(Quality of Service)制御単位(たとえば優先クラス、VLAN、方路、サービスなど)ごとの振分けを行い、上りキューバッファ部13の対応する領域(キューバッファ)に格納する。上りキューバッファ部13は、Qos制御単位ごとのキューバッファを備えていることとする。
The uplink data reception unit 11 performs a predetermined reception process on the signal received from the OLT 4 and outputs the signal to the uplink
上りバッファ読出制御部14は、上りキューバッファ部13に格納された上りデータを読み出し、上りデータ送信部15へ出力する。上りデータ送信部15は、入力された上りデータに対して所定の送信処理を実施し、上位ネットワーク2へ送信する。
The uplink buffer read control unit 14 reads the uplink data stored in the uplink
上りバッファ輻輳監視部16は、上りキューバッファ部13の各キューバッファの輻輳状態を監視し、輻輳検出(または輻輳解除(輻輳解消)検出)を行う。輻輳検出(または輻輳解除検出)の方法は様々あり、たとえば以下(1)、(2)に示す方法があるが、これらに限らずどのような方法を用いてもよい。
(1)キューバッファに閾値を設定しておき、キューバッファに格納されたデータ量が閾値を超えた場合に輻輳を検出したと判断する方法。
(2)直前の一定時間内でのバッファ溢れフレーム数を計測しておき、バッファ溢れフレーム数が所定の基準値を超えた場合に輻輳を検出したと判断する方法。
などが考えられ、本発明においてその方法は特定しない。
The upstream buffer
(1) A method in which a threshold is set in the queue buffer, and it is determined that congestion has been detected when the amount of data stored in the queue buffer exceeds the threshold.
(2) A method of measuring the number of buffer overflow frames within a predetermined time immediately before and determining that congestion has been detected when the number of buffer overflow frames exceeds a predetermined reference value.
The method is not specified in the present invention.
輻輳解除の検出方法についても、どのような方法を用いてもよいが、たとえば、上記の(1)を輻輳検出方法として用いる場合、キューバッファに格納されたデータ量が閾値以下になった場合に輻輳解除を検出する。輻輳検出と輻輳解除の検出で閾値を異なる値としてもよい。 Any method may be used as a congestion release detection method. For example, when the above (1) is used as a congestion detection method, when the amount of data stored in the queue buffer falls below a threshold value. Detect congestion release. Different threshold values may be used for congestion detection and congestion release detection.
上りバッファ輻輳監視部16は、輻輳を検出(または輻輳解除を検出)した場合、輻輳検出または輻輳解除検出の区別と、該当するキューの種別(たとえば優先クラス、VLAN、方路、サービスなど)と該当するキューの識別子(たとえば、キュー構成が優先クラスの場合は優先クラス番号、キュー構成がVLAN単位の場合はVID(Virtual Local Area Network Identifier)など)を輻輳キュー通知制御フレーム生成部17に通知する。
When the upstream buffer
輻輳キュー通知制御フレーム生成部17は、上りバッファ輻輳監視部16から輻輳を検出したキューの種別とキューの識別子とが通知された場合には、輻輳中のキューを通知するための制御フレーム(輻輳キュー通知制御フレーム)を生成し、下りデータ多重部19
下り送信部18経由でOLT4へ送信する。また、上りバッファ輻輳監視部16から輻輳解除を検出したキューの種別とキューの識別子とが通知された場合には、そのキューに対応する解除を通知する輻輳キュー通知制御フレームを生成し、下りデータ多重部19,下りデータ送信部18経由でOLT4へ送信する。
The congestion queue notification control
The data is transmitted to the OLT 4 via the
下りデータ受信部20は、上位ネットワーク2から受信する下りデータに対して所定の受信処理を行い、処理後の下りデータを下りデータ多重部19へ出力する。下りデータ多重部19は、下りデータ受信部20から入力される下りデータと輻輳キュー通知制御フレーム生成部17から入力される輻輳キュー通知制御フレームとを多重し、下りデータ送信部18へ出力する。下りデータ送信部18は、多重後のデータOLT4に送信する。
The downlink
図3は、本実施の形態のOLT4を構成するPON−IF3の機能構成例を示す図である。図1に示したPON−IF3−1〜3−mは、それぞれ同様の構成を有することとし、図3ではこれらを代表してPON−IF3として記載する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration example of the PON-
PON−IF3は、上りデータ受信部31,上りデータ振分部32,上りデータ送信部33,REPORTフレーム解析部34,DBAスケジューラ部35,GATEフレーム生成部36,輻輳キュー通知制御フレーム解析部37,下りデータ送信部38,下りデータ多重部39,下りデータ受信部40を備えている。
The PON-
下りデータ受信部40は、L2SW1から受信した下りデータに所定の受信処理を実施し、下りデータから輻輳キュー通知制御フレームを検出して、検出した輻輳キュー通知制御フレームを輻輳キュー通知制御フレーム解析部37へ出力し、その他の下りデータを下りデータ多重部39へ出力する。
The downlink
輻輳キュー通知制御フレーム解析部37は、輻輳キュー通知制御フレームが輻輳中(または輻輳解除)のキューを通知するフレームであった場合には、輻輳キュー通知制御フレームに格納されている輻輳中(または輻輳解除)のキューの種別とキューの識別子とを、動的帯域割当の制御単位であるLLIDにマッピングし、輻輳中(または輻輳解除)のキューバッファ(L2SW1のキューバッファ)に対応したLLIDを、輻輳中、輻輳解除の別を含めてDBAスケジューラ部35に通知する。
If the congestion queue notification control frame is a frame for notifying a congestion queue (or congestion release) queue, the congestion queue notification control
なお、ONU(LLID)とL2SW1のキュー構成(バッファ構成)との対応としては、たとえば以下の(ア)〜(ウ)の3通りが考えられる。
(ア)ONU(LLID)とL2SW1のキュー構成(バッファ構成)が1:1に対応
L2SW1がLLIDごとにキューバッファを備えている場合であり、たとえばLLIDとVIDが1対1に対応している場合が該当する。
(イ)ONU(LLID)とL2SW1のキュー構成(バッファ構成)がN(Nは2以上の整数):1に対応する。
複数のLLIDに対応するフレームが、L2SW1で1つのキューバッファに格納される場合に該当する。
(ウ)ONU(LLID)とL2SW1のキュー構成(バッファ構成)が1:Nに対応
1つのLLIDに対応するフレームが、L2SW1で複数のキューバッファに格納される場合であり、たとえばL2SW1が優先クラスごとにキューバッファを備えている場合、または宛先ごとにキューバッファを備えている場合、などに該当する。後者はVoIP(Voice over Internet Protocol)とインターネットアクセスのようにサービス種別で宛先が識別できるような場合に対応する。
Note that the correspondence between the ONU (LLID) and the queue configuration (buffer configuration) of the
(A) ONU (LLID) and L2SW1 queue configuration (buffer configuration) corresponds to 1: 1 L2SW1 has a queue buffer for each LLID. For example, LLID and VID correspond one-to-one. Cases apply.
(A) The queue configuration (buffer configuration) of ONU (LLID) and L2SW1 corresponds to N (N is an integer equal to or greater than 2): 1.
This corresponds to a case where frames corresponding to a plurality of LLIDs are stored in one queue buffer by L2SW1.
(C) ONU (LLID) and L2SW1 queue configuration (buffer configuration) corresponds to 1: N A frame corresponding to one LLID is stored in a plurality of queue buffers in L2SW1, for example, L2SW1 is a priority class This corresponds to a case where a queue buffer is provided for each destination or a queue buffer is provided for each destination. The latter corresponds to the case where the destination can be identified by the service type, such as VoIP (Voice over Internet Protocol) and Internet access.
輻輳キュー通知制御フレーム解析部37は、制御フレーム解析手段であり、上記の対応に応じて、輻輳中のキューの種別とキューの識別子とをLLIDにマッピングする。たとえば、(ア)の場合、輻輳中のキューが1つのLLIDがマッピングされ、(イ)の場合には輻輳中のキューが複数のLLIDにマッピングされ、(ウ)の場合には、輻輳中のキューが1つ以上のLLIDにマッピングされることになる。
The congestion queue notification control
上りデータ受信部31は、自身が接続するONU(図1のPON−IF3−2の場合はONU6−1〜6−n)から受信した上りデータを所定の受信処理を行った後に、上りデータ振分部32へ出力する。上りデータ振分部32は、入力された上りデータをREPORTフレームとそれ以外のフレームに振り分け、REPORTフレームをREPORTフレーム解析部34へ出力し、それ以外のフレームを上りデータ送信部33へ送信する。
The uplink
REPORTフレーム解析部34は、従来の動的帯域割当の場合と同様、上りデータ振分部32から入力されたREPORTフレームを解析することにより各ONUに蓄積されている上りデータ量を把握し、DBAスケジューラ部35へ上りデータ量を通知する。なお、REPORTフレームは、ONUから送信される、そのONUのバッファに蓄積されている送信待ちのデータ量(上りデータ量)を含むフレームである。
As in the case of the conventional dynamic bandwidth allocation, the REPORT
DBAスケジューラ部35は、帯域割当手段であり、REPORTフレーム解析部34から通知された上りデータ量と、輻輳キュー通知制御フレーム解析部37から通知された輻輳中のキューバッファ(L2SW1のキューバッファ)に対応したLLIDと、に基づいて、L2SW1で輻輳中のキューバッファに対応するLLIDを除外して動的帯域割当制御を行う。たとえば、上記のONU(LLID)とL2SW1のキュー構成が(ア)の場合には、対応する1つのLLIDが除外され、(イ)の場合には対応する複数のLLIDが除外され、(ウ)の場合には対応する1つ以上のLLIDが除外されることになる。また、DBAスケジューラ部35は、輻輳解除が通知された場合、対応するLLIDを含めて動的帯域割当制御を行う。
The
そして、DBAスケジューラ部35は、動的帯域割当制御による割当結果として各ONUに割り当てる送信開始時刻と送信許可時間とを求め、割当結果をGATEフレーム生成部36へ通知する。GATEフレーム生成部36は、通知された割当結果に基づいてGATEフレームを生成し、生成したGATEフレームを下りデータ多重部39へ出力する。
Then, the
下りデータ多重部39は、下りデータ受信部40から入力される下りデータと、GATEフレーム生成部36から入力されるGATEフレームと、を多重して下りデータ送信部38へ出力する。下りデータ送信部38は、多重後のデータを自身が接続するONUへ送信する。
The downlink
図4は、本実施の形態のONU6の機能構成例を示す図である。図1に示したONU6−1〜6−nは、それぞれ同様の構成を有することとし、図4ではこれらを代表してONU6として記載する。また、OLT4のPON−IF3−2以外のPON−IFにONUが接続する場合も、そのONUの構成は図4と同様とする。
FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
図4に示すように、ONU6は、上りデータ受信部61,上りデータ振分部62,上りキューバッファ部63,上りバッファ読出制御部64,上りデータ送信部65,REPORTフレーム生成部66,上りスケジューラ部67,GATEフレーム解析部68,下りデータ送信部69,下りデータ多重部70,下りデータ受信部71を備えている。
As shown in FIG. 4, the
下りデータ受信部71は、OLT4から受信した下りデータに所定の受信処理を実施し、下りデータからGATEフレームを検出して、検出したGATEフレームをGATEフレーム解析部68へ出力し、その他の下りデータを下りデータ多重部70へ出力する。
The downlink
GATEフレーム解析部68は、入力されたGATEフレームを解析し、GATEフレームに格納されている送信開始時刻と送信許可時間を上りスケジューラ部67に通知する。上りスケジューラ部67は、GATEフレーム解析部68から通知される送信開始時刻と送信許可時間に基づいて上りデータの送信をスケジューリングし、スケジューリング結果に基づいて上りキューバッファ部63から送信対象の上りデータを読み出すよう、上りバッファ読出制御部64へ指示する。上りスケジューラ部67は、REPORTフレームの送信についてもスケジューリングし、REPORTフレームの送信タイミングをREPORTフレーム生成部66へ指示する。
The GATE
上りデータ受信部61は、自身に接続する端末(図1のONU6−1の場合は端末7)から受信した上りデータに対して所定の受信処理を実施して上りデータ振分部62へ出力する。上りデータ振分部62は、優先度クラスなどごとに振分け、上りキューバッファ部63の対応するキューバッファへ格納する。上りキューバッファ部63は、優先度クラスなどごとにキューバッファを備えていることとする。
The uplink
上りバッファ読出制御部64は、上りスケジューラ部67からの指示に基づいて、上りキューバッファ部63に格納されている上りデータを読出し、上りデータ送信部65へ出力する。上りデータ送信部65は、入力された上りデータをOLT4へ送信する。
The uplink buffer read
REPORTフレーム生成部66は、帯域要求を行うためのREPORTフレームを生成して送信する帯域要求手段である。REPORTフレーム生成部66は、上りキューバッファ部63に蓄積されている上りデータ量を監視し、上りスケジューラ部67からの指示に基づいて、上りキューバッファ部63に蓄積されている上りデータ量を格納したREPORTフレームを生成して、上りデータ送信部65へ出力する。REPORTフレーム生成部66は、上りキューバッファ部63に所定量以上のデータが蓄積した場合に、上りデータ量を含むREPORTフレームを生成して、上りデータ送信部65へ出力するようにしてもよい。上りデータ送信部65は、入力されたREPORTフレームをOLT4へ送信する。
The REPORT
下りデータ多重部70は、下りデータ受信部71から入力される下りデータを多重して下りデータ送信部69へ出力する。下りデータ送信部69は、多重後のデータを自身が接続する端末へ送信する。以上のONU6の構成および動作は、従来のE−PONシステムで用いられるDBAに対応したONUの構成および動作をそのまま用いてもよい。
The downlink data multiplexer 70 multiplexes downlink data input from the
つぎに、本実施の形態の帯域割当制御動作を説明する。図5は、本実施の形態の帯域割当動作の一例を示す動作シーケンス図である。図5では、本実施の形態のOLT4のPON−IF3−2にONU6−1,6−2が接続し、ONU6−1,ONU6−2にそれぞれ端末7−1,7−2が接続する場合について説明する。 Next, the bandwidth allocation control operation of the present embodiment will be described. FIG. 5 is an operation sequence diagram illustrating an example of the bandwidth allocation operation according to the present embodiment. In FIG. 5, the ONUs 6-1 and 6-2 are connected to the PON-IF 3-2 of the OLT 4 of the present embodiment, and the terminals 7-1 and 7-2 are connected to the ONU 6-1 and the ONU 6-2, respectively. explain.
L2SW1では、上りバッファ輻輳監視部16がキューバッファの輻輳を検出すると、上述のように、該当するキューの種別と該当するキューの識別子とを格納した輻輳キュー通知制御フレームを、OLT4に送信する(ステップS11)。図5では、L2SW1がVLAN単位でキューバッファを構成することとし、VID#2に対応するVLANが輻輳中であるとする。したがって、L2SW1は、ステップS11で、キューの種別としてVLANを、キューの識別子としてVID#2を格納した輻輳キュー通知制御フレームを送信する。
In the
OLT4(OLT4のPON−IF3−2)では、受信した輻輳キュー通知制御フレームに基づいてL2SW1のキューバッファの輻輳状態を把握する(ステップS12)。具体的には、図5の例では、輻輳キュー通知制御フレーム解析部37が輻輳キュー通知制御フレームに基づいてVID#2が輻輳中であることを検出し、VID#2に対応するLLIDをDBAスケジューラ部35に通知する。
The OLT 4 (PON-IF 3-2 of OLT 4) grasps the congestion state of the queue buffer of the
一方、ONU6−1は、端末7−1から上りデータを受信する(ステップS13)と、受信した上りデータを上りキューバッファ部63へ格納する。そして、ONU6−1は、キューバッファ部63に蓄積している上りデータの量を、帯域要求を行なうためのREPORTフレームに格納してOLT4へ通知する(ステップS14)。
On the other hand, when the ONU 6-1 receives the uplink data from the terminal 7-1 (step S13), the ONU 6-1 stores the received uplink data in the uplink
OLT4では、REPORTフレームを受信すると、DBAスケジューラ部35が、REPORTフレームで帯域要求を送信したLLID(ONU)が、VID#2に対応するLLID(LLID#2とする)に対応するLLIDと一致するか否かを判断する。ここでは、帯域要求を送信したLLIDをLLID#1とし、LLID#1はVID#2に対応するLLID#2と一致しないと判断する(ステップS15)。
In the OLT 4, when the REPORT frame is received, the LLID (ONU) to which the
OLT4では、DBAスケジューラ部35が、REPORTフレーム解析部34から取得した上りデータ量によりONU6−1に蓄積した上りデータ量を把握し(ステップS16)、ONU6−1に蓄積した上りデータ量と他のONUの使用帯域に基づいてONU6−1へ割当てる帯域(送信開始時刻と送信許可時間)を求める(ステップS17)。
In the OLT 4, the
OLT4では、GATEフレーム生成部36がステップS17で計算した割当結果を格納した送信を許可するGATEフレームを生成し、下りデータ多重部39,下りデータ送信部38でONU6−1へ送信する(ステップS18)。ONU6−1は、受信したGATEフレームに基づいて、上りデータを送信する(ステップS19)。
In the OLT 4, the GATE
また、ONU6−2が端末7−2から上りデータを受信した場合に、上記のONU6−1と同様にステップS13,ステップS14を実施する。OLT4では、REPORTフレームを受信すると、DBAスケジューラ部35が、REPORTフレームで帯域要求を送信したLLID(LLID#2とする)が、VID#2に対応するLLID(LLID#2とする)と一致すると判断し(ステップS15a)、ONU6−2に対する割当は行なわず、GATEフレーム生成部36が、送信許可なしのGATEフレームを生成してONU6−2へ送信する(ステップS18a)。
Further, when the ONU 6-2 receives uplink data from the terminal 7-2, Steps S13 and S14 are performed in the same manner as the ONU 6-1. In the OLT 4, when the REPORT frame is received, the
なお、図5に例示した動作シーケンスは一例であり、L2SW1―OLT4間の輻輳キュー通知制御フレームの送受信(ステップS11)と、ONU6−1,6−2−OLT4間のREPORTフレーおよびGATEフレームの送受信(ステップS14,ステップS18,ステップS18a)と、は時間的に前後することがある。すなわち、たとえばOLT4は、REPORTフレームを受信した後に、輻輳キュー通知制御フレームを受信することもある。この場合は、たとえば、輻輳キュー通知制御フレームを受信した時点で、VID#2に対応するLLIDに帯域を割当済みの場合、そのLLIDに対応するONUへ送信許可無しのGATEフレームを送信するようにすればよい。
The operation sequence illustrated in FIG. 5 is merely an example, and transmission / reception of a congestion queue notification control frame between L2SW1 and OLT4 (step S11) and transmission / reception of REPORT frame and GATE frame between ONUs 6-1 and 6-2-OLT4. (Step S14, Step S18, Step S18a) may be mixed in time. That is, for example, the OLT 4 may receive a congestion queue notification control frame after receiving a REPORT frame. In this case, for example, when a bandwidth has already been allocated to the LLID corresponding to
また、ONU6−1からの上りデータ送信(ステップS19)と同時に、次の帯域要求のためのREPORTフレームの送信が行われる場合もある。 In addition, the REPORT frame for the next bandwidth request may be transmitted simultaneously with the uplink data transmission from the ONU 6-1 (step S19).
なお、本実施の形態では、PONシステムと上位ネットワーク2とを接続する上位装置としてL2SW2を例に説明したが、これに限らず、上位装置としてGW装置等を備える場合にも本実施の形態と同様の帯域割当方法を実施することができる。
In the present embodiment, the
このように、本実施の形態では、L2SW1が、上りキューバッファ部13にQoS制御単位(キューの構成単位)で格納された上りデータを監視する上りバッファ輻輳監視部16と、上りデータが輻輳したキューの識別子を通知する輻輳キュー制御フレーム生成部17と、を備えるようにした。そして、OLT4は、輻輳キュー制御フレームで通知されたキューに対応するLLIDを求める輻輳キュー通知制御フレーム解析部37と、輻輳キュー制御フレームで通知されたキューに対応するLLIDを除いて帯域割当を行なうDBAスケジューラ部35と、を備えるようにした。
As described above, in this embodiment, the
そのため、L2SW1でのバッファ溢れによるフレーム廃棄を低減することができる。また、OLT4がL2SW1のQoS制御単位(キューの構成単位)とPONシステムにおける動的帯域割当制御の単位であるLLIDとをマッピングすることで、制御単位の違いによるフレーム廃棄を低減することができる。
Therefore, frame discard due to buffer overflow in L2SW1 can be reduced. Further, by mapping the QoS control unit (queue configuration unit) of the
なお、本実施の形態のONU6のDBAに関する動作、REPORTフレームおよびGATEフレームのフォーマットについては、従来のE−PONシステムと同様である。ONU6は、すなわち、自ONUの蓄積データ量を、REPORTフレームを用いてOLT4に通知し、ONU6は、OLT4通知された送信開始時刻と送信許可時間に従って、上りデータの送信を行う。ただし、OLT4が実施するDBAのアルゴリズムについては、L2SW1から通知されたキューバッファ輻輳状態を考慮して、輻輳中のキューに対応したONU(LLID)を除外するという点で従来と異なる。
The operation related to the DBA of the
実施の形態2.
図6は、本発明にかかるPON−IF3aの実施の形態2の機能構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムの構成は、実施の形態1のOLT4,ONU6−1〜6−nをそれぞれ、OLT4a,ONU6a−1〜6a−nに代える以外は、実施の形態1の通信システムの構成と同様である。また、本実施の形態のOLT4aは、図6に示すPON−IF3aと同様の構成を有するPON−IF3a−1〜3a−mで構成される。本実施の形態のPON−IF3aは、実施の形態1のPON−IF3のDBAスケジューラ部35,GATEフレーム生成部36,輻輳キュー通知制御フレーム解析部37をそれぞれDBAスケジューラ部35a,GATEフレーム生成部36a,輻輳キュー通知制御フレーム解析部37aに代える以外は実施の形態1のPON−IF3と同様である。実施の形態1と同一の機能を有する構成要素は、実施の形態1と同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration example of the second embodiment of the PON-IF 3a according to the present invention. The configuration of the communication system of the present embodiment is the same as that of the communication system of the first embodiment except that the OLT 4 and ONUs 6-1 to 6-n of the first embodiment are replaced with
実施の形態1では、OLT4が、L2SW1から通知された輻輳しているキューの情報(キューの構成単位)をPONシステムの帯域割当で使用するQoS制御単位(LLID)にマッピングし、OLT4が各ONUに割り当てる帯域を計算し、動的帯域割当制御を行っていた。
In the first embodiment, the OLT 4 maps the congested queue information (queue configuration unit) notified from the
しかし、LLIDとL2SW1のバッファのキュー構成単位の対応が、実施の形態1で述べた上述の(ウ)の場合では、1つのLLIDに対応するフレームが、L2SW1では複数のキューに振分けられる。そのため、輻輳中のバッファに対応するLLIDであったとしても、該当するバッファに入らないフレームがある。実施の形態1で、たとえばL2SW1が優先クラスに応じたキュー構成(バッファ構成)の場合、優先クラス#1のキューバッファが輻輳していた場合に、輻輳中のキューに対応する全てのLLIDをOLT4が割当対象から除外すると、そのLLIDの優先クラス#1以外のフレームまで送信を停止させることになる。そこで、本実施の形態では、輻輳キュー通知制御フレーム解析部を、OLTだけでなくONUも備え、上記のような不要な送信停止を防ぐこととする。
However, in the case of the above-described (c) described in
本実施の形態のL2SW1の構成は実施の形態1と同様とする。図6に戻り、PON−IF3aの動作を説明する。下りデータ受信部40の動作は実施の形態1と同様に、L1SW2から受信した下りデータから輻輳キュー通知制御フレームを抽出して輻輳キュー通知制御フレーム解析部37aへ出力し、その他のフレーム(下りデータ)を下りデータ多重部39へ出力する。
The configuration of L2SW1 in the present embodiment is the same as that in the first embodiment. Returning to FIG. 6, the operation of the PON-IF 3a will be described. As in the first embodiment, the operation of the downlink
輻輳キュー通知制御フレーム解析部37aは、下りデータ受信部40から入力された輻輳キュー通知制御フレームに格納されているL2SW1の輻輳中のキュー情報(キューの種別、キューの識別子)を上りGATEフレーム生成部36aに通知する。実施の形態1では、輻輳キュー通知制御フレーム解析部37がL2SW1の輻輳中のキュー情報に基づいてLLIDへのマッピングを行ったが本実施の形態では、LLIDへのマッピングは行わない。GATEフレーム生成部36aは、通知されたL2SW1の輻輳中のキュー情報を格納したGATEフレームを生成し、下りデータ多重部39へ出力する。
The congestion queue notification control frame analysis unit 37a generates queue information (queue type and queue identifier) during congestion of L2SW1 stored in the congestion queue notification control frame input from the downlink
DBAスケジュール部35aは、従来技術と同様にREPORTフレーム解析部34から通知される各ONUの上りデータ量に基づいて、割り当てる帯域(送信開始時刻と送信許可時間)を求め、GATEフレーム生成部36aへ通知する。GATEフレーム生成部36aは、割当結果を格納したGATEフレームを生成するが、その際、たとえばReserve領域(未使用領域)に輻輳キュー通知制御フレーム解析部37aから通知されたL2SW1の輻輳中(または輻輳解除)のキュー情報を格納する。
The
下りデータ多重部39、下りデータ送信部38の動作は実施の形態1と同様である。また、上りデータ受信部31,上りデータ振分部32,上りデータ送信部33,REPORTフレーム解析部34の動作は実施の形態1と同様である。
The operations of the downlink
なお、PON−IF3aが、ONUへL2SW1の輻輳中のキュー情報を通知する方法として、専用の制御フレーム(輻輳キュー通知制御フレーム)を用いても良いが、上記のようにGATEフレームのReserve領域に、L2SW1の輻輳キューの情報を含めて送信することにより、制御用の帯域増加を低減することができる。専用の制御フレームで送信する場合には、その制御フレームを生成して送信する手段が輻輳中のキュー情報を通知する輻輳情報通知手段として機能する。GATEフレームを用いてL2SW1の輻輳中のキュー情報を通知する場合には、GATEフレーム生成部36aが輻輳情報通知手段としての機能も備えることになる。
The PON-IF 3a may use a dedicated control frame (congestion queue notification control frame) as a method for notifying the ONU of the queue information during congestion of the
図7は、本実施の形態のONU6aの機能構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムを構成するONU6a−1〜6a−nは、それぞれ同様の構成を有することとし、図7ではこれらを代表してONU6aとして記載する。本実施の形態のONU6aは、実施の形態1のONU6に輻輳キュー通知制御フレーム解析部72を追加し、上りスケジューラ67の替わりに上りスケジューラ67aを備える以外は実施の形態1のONU6と同様である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
下りデータ受信部71は、実施の形態1と同様にGATEフレームを抽出するが、抽出したGATEフレームをGATEフレーム解析部68へ出力する。GATEフレーム解析部68は、GATEフレームに基づいて、自身に与えられている送信開始時刻と送信許可時間を抽出して上りスケジューラ部67aへ出力するとともに、Reserve領域に記載されているL2SW1の輻輳中のキューの情報を抽出して上りスケジューラ部67aへ出力する。また、GATEフレームで輻輳解除を通知された場合は輻輳解除を示す情報とともに輻輳解除の対象のキューの情報を上りスケジューラ部67aへ出力する。
The downlink
なお、図7では、L2SW1の輻輳中のキューの情報がGATEフレームではなく独立の輻輳キュー通知制御フレームで送信する場合を想定して輻輳キュー通知制御フレーム解析部72を備える構成としている。この場合、下りデータ受信部71は、輻輳キュー通知制御フレームを受信した場合は、そのフレームを輻輳キュー通知制御フレーム解析部72へ通知し、輻輳キュー通知制御フレーム解析部72が輻輳キュー通知制御フレームからL2SW1の輻輳中のキューの情報を抽出して上りスケジューラ部67aへ出力する。なお、L2SW1の輻輳中のキューの情報をGATEフレームに格納する場合には、輻輳キュー通知制御フレーム解析部72の機能をGATEフレーム解析部68が備えることになり、輻輳キュー通知制御フレーム解析部72を別途備える必要はない。
In FIG. 7, the congestion queue notification control frame analysis unit 72 is configured assuming that the information on the queue during congestion of the L2SW1 is transmitted by an independent congestion queue notification control frame instead of the GATE frame. In this case, when receiving the congestion queue notification control frame, the downlink
上りスケジューラ部67aは、GATEフレーム解析部68から入力された送信開始時刻と送信許可時間と、L2SW1の輻輳中のキューの情報と、に基づいて上りデータの送信をスケジューリングし、上りバッファ読出制御部64へ送信する上りデータの読み出しを指示する。具体的には、送信開始時刻と送信許可時間に基づいてL2SW1の輻輳中のキューの情報に対応するデータを除いた上りデータを送信するようスケジューリングする。また、輻輳解除の場合は通知されたキューの情報に対応するデータを含めて上りデータを送信するようスケジューリングする。
Uplink scheduler section 67a schedules transmission of uplink data based on the transmission start time and transmission permission time input from GATE
なお、ここでは、L2SW1のキュー構成とONU6aのキュー構成は対応していることとする。また、上りデータ振分部62および上りスケジューラ部67aは、L2SW1のキュー構成に対応するデータの振分方向(識別方法)を把握しておくこととし、上りバッファ読出制御部64に対して、L2SW1の輻輳中のキューに該当しないフレームのみ読み出すよう指示する。たとえば、L2SW1がVLAN単位のキュー構成となっている場合、上りスケジューラ部67aは、LLIDとVIDとの対応を把握しておき、VID#2が輻輳している場合は、VID#2に対応するLLID以外のフレームについて上りデータの送信を行う。また、REPORTフレームでは、VID#2に対応しないデータについての蓄積データ量をOLT4aに通知することになる。また、たとえば、L2SW1のキュー構成が優先度クラスに基づいている場合、ONU6aのキュー構成も優先度クラスに基づく構成とする。
Here, it is assumed that the queue configuration of L2SW1 and the queue configuration of
また、上りスケジューラ部67aはL2SW1の輻輳中のキューの情報をREPORTフレーム生成部66へ通知し、REPORTフレーム生成部66は、L2SW1の輻輳中のキューの情報に対応するデータを除いて上り蓄積データ量を求め、求めた上り蓄積データ量を格納したREPORTフレームを生成する。
Further, the upstream scheduler unit 67a notifies the REPORT
つぎに、本実施の形態の帯域割当制御動作を説明する。図8は、本実施の形態の帯域割当動作の一例を示す動作シーケンス図である。図8では、本実施の形態のOLT4aのPON−IF3a−2にONU6a−1,6a−2が接続し、ONU6a−1,ONU6a−2にそれぞれ端末7−1,7−2が接続する場合について説明する。
Next, the bandwidth allocation control operation of the present embodiment will be described. FIG. 8 is an operation sequence diagram illustrating an example of the bandwidth allocation operation according to the present embodiment. In FIG. 8, the
L2SW1は、キューバッファの輻輳を検出(または輻輳解除を検出)すると、該当するキューの種別と該当するキューの識別子とを格納した輻輳キュー通知制御フレームを、OLT4aに送信する(ステップS21)。ここでは、L2SW1が優先度クラス単位でキューを構成していることとし、優先度クラス#1に対応するキューバッファの輻輳を検出したとする。
When detecting the congestion of the queue buffer (or detecting the congestion release), the
OLT4a(PON−IF3a−2)では、輻輳キュー通知制御フレームによりまたはGATEフレームに格納して、L2SW1の輻輳中のキュー情報(この場合は、優先度クラス#1が輻輳中)であることをONU6a−1,6a−2へ通知する(ステップS22)。
In the
一方、ONU6a−1では、端末7−1から上りデータを受信する(ステップS23)。ONU6a−1では、ステップS22の通知により、優先度クラス#1が輻輳中であることを把握し、優先度クラス#1に対応するフレームを除いた上り蓄積データ量を帯域要求のためのREPORTフレームに格納してOLT4aへ送信する(ステップS24)。
On the other hand, the
OLT4aでは、REPORTフレームに基づいてONU6a−1の上り蓄積データ量を把握し(ステップS25)、上り蓄積データ量に基づいてONU6a−1に対して帯域を割当てる(ステップS26)。そして、送信許可を通知するGATEフレームに割当結果を格納してONU6a−1へ送信する(ステップS27)。ONU6a−1は、GATEフレームに格納された割当結果に基づいて、優先度クラス#1のフレームを除いた上り蓄積データを送信する(ステップS28)。
The
図8において、L2SW1−OLT4a間の輻輳キュー通知制御フレームの送受信と、ONU6−1,6−2−OLT4a間のREPORTフレームおよびGATEフレームの送受信については、時間的に前後することがある。また、端末7−2−ONU6a−2間でも、端末7−1−ONU6a−1間と同様に上りデータの送信は行われるが、図8ではこの上りデータについての動作は省略している。また、ONU6a−1,6a−2からの上りデータ送信と同時に、次の帯域要求のためのREPORTフレームの送信が行われる場合もある。
In FIG. 8, the transmission / reception of the congestion queue notification control frame between the
以下に、本実施の形態の別の例として、宛先(サービス)単位のキュー構成(バッファ構成)となっている例を説明する。具体的には、たとえば、VoIPにおいて本実施の形態のPONシステムにSIP(Session Initiation Protocol)サーバが接続し、上位ネットワーク2としてISP(Internet Services Provider:インターネットアクセス)と接続する場合のように、宛先が識別できる例について説明する。
Hereinafter, as another example of the present embodiment, an example of a queue configuration (buffer configuration) in units of destinations (services) will be described. Specifically, for example, when a SIP (Session Initiation Protocol) server is connected to the PON system of the present embodiment in VoIP and connected to an ISP (Internet Services Provider: Internet access) as the
まず、L2SW1は、OLT4aへ輻輳中の宛先(サービス)の識別子を輻輳キュー通知制御フレームで通知する。そして、OLT4aから、ONU6a−1,6a−2に対して、専用フレーム(輻輳キュー通知制御フレーム)またはGATEフレームを用いて輻輳中の宛先を通知する。
First, the
ONU6a−1,6a−2は、L2SW1で輻輳中の宛先以外の上り蓄積データ量をREPORTフレームに格納して帯域要求を実施する。OLT4aは、各ONUから通知された上り蓄積データ量に基づいて各ONUへ割当る帯域を計算し、割当結果(送信開始時刻と送信許可時間)をGATEフレームで各ONUに通知する。ONUは、GATEフレームに基づいて、L2SW1で輻輳中の宛先以外のデータについて上りデータ送信を行う。
The
このように、本実施の形態では、OLT4aは、ONU6aにL2SW1で輻輳中のキューを通知し、ONU6aは、L2SW1で輻輳中のキューを除いた上り蓄積データ量をREPORTフレームに格納してOLT4aへ通知するようにした。そして、OLT4aは、従来と同様に各ONUから通知された上り蓄積データ量に基づいて帯域割当を行い、ONU6aは、割当結果に基づいてL2SW1で輻輳中のキューを除いた上り蓄積データを送信するようにした。
As described above, in the present embodiment, the
そのため、L2SW1でのバッファ溢れによるフレーム廃棄を低減することができる。また、ONU6aが、L2SW1の輻輳中のキューに該当するフレームを除外して上り蓄積データ量を申告するため、OLT4aが実施するDBAのアルゴリズムは従来と同様でよく、DBAスケジューラ部35aとして既存の処理部を用いることができる。
Therefore, frame discard due to buffer overflow in L2SW1 can be reduced. Further, since the
実施の形態3.
図9は、本発明にかかる通信システムの実施の形態3の構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムは、実施の形態1の通信システムのL2SW1およびOLT4の代わりに、一体型装置8を備える以外は、実施の形態1の通信システムと同様である。実施の形態1と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態1と同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the third embodiment of the communication system according to the present invention. The communication system according to the present embodiment is the same as the communication system according to the first embodiment except that the integrated device 8 is provided instead of the L2SW1 and the OLT 4 in the communication system according to the first embodiment. Components having the same functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted.
本実施の形態の一体型装置8は、実施の形態1のL2SW1とOLT4の機能を一体化させた装置である。一体型装置8は、実施の形態1のL2SW1と同様の構成を有するL2SW機能部であるL2SW1bと、実施の形態1のOLT4と同様の構成を有するOLT機能部であるOLT4bと、で構成される。本実施の形態の動作は、L2SW1bとOLT4b間の信号が装置内配線信号となる以外は実施の形態1と同様である。
The integrated device 8 of the present embodiment is a device in which the functions of the
なお、本実施の形態では、OLT4bを実施の形態1のOLT4と同様の構成としたが、これに限らず、OLT4bを実施の形態2のOLT4aと同様の構成とし、また、ONU6−1〜6−nを実施の形態2のONU6a−1〜6a−nに代えて、実施の形態2と同様の動作を行うようにしてもよい。
In this embodiment, the OLT 4b has the same configuration as the OLT 4 of the first embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the OLT 4b has the same configuration as the
このように、一体型装置8を備える場合には、L2SW1bからOLT4bに輻輳中のキュー情報の通知を行う際に、実施の形態1のような制御フレーム(輻輳キュー通知制御フレー)を用いる必要はなく、装置内配線信号を使用すれば良い。この場合、制御フレームの送信が不要となるため、L2SW1bからOLT4b間が専用の回線でない場合にその回線の帯域を消費することがなく、帯域を有効に利用できる。さらに、装置内配線信号であるため、制御フレームを送信する場合よりも高速に通知できる。 As described above, when the integrated device 8 is provided, it is necessary to use the control frame (congestion queue notification control frame) as in the first embodiment when notifying the queue information during congestion from the L2SW 1b to the OLT 4b. Instead, an in-device wiring signal may be used. In this case, since transmission of the control frame is not required, when the line between the L2SW 1b and the OLT 4b is not a dedicated line, the band of the line is not consumed and the band can be used effectively. Furthermore, since it is an in-device wiring signal, notification can be made faster than when a control frame is transmitted.
以上のように、本発明にかかる通信システムおよび帯域割当制御方法は、PONシステムとPONシステムと上位ネットワークを接続する上位装置を含む通信システムに有用であり、特に、上位装置がキューごとにバッファを備える通信システムに適している。 As described above, the communication system and the bandwidth allocation control method according to the present invention are useful for a communication system including a PON system and a host device that connects the PON system and a host network. In particular, the host device has a buffer for each queue. Suitable for the communication system provided.
1,1b L2SW
2 上位ネットワーク
3−1〜3−m,3a−1〜3a−m PON−IF
4,4a,4b OLT
5 カプラ
6−1〜6−n,6a−1〜6a−n ONU
7,7−1,7−2 端末
8 一体型装置
11,31,61 上りデータ受信部
12,32,62 上りデータ振分部
13,63 上りキューバッファ部
14,64 上りバッファ読出制御部
15,33,65 上りデータ送信部
16 上りバッファ輻輳監視部
17 輻輳キュー通知制御フレーム生成部
18,38,69 下りデータ送信部
19,39,70 下りデータ多重部
20,40,71 下りデータ受信部
34 REPORTフレーム解析部
35,35a DBAスケジューラ部
36,36a GATEフレーム生成部
37,37a,72 輻輳キュー通知制御フレーム解析部
66 REPORTフレーム生成部
67,67a 上りスケジューラ部
68 GATEフレーム解析部
1,1b L2SW
2 Upper network 3-1 to 3-m, 3a-1 to 3a-m PON-IF
4,4a, 4b OLT
5 couplers 6-1 to 6-n, 6a-1 to 6a-n ONU
7, 7-1, 7-2 Terminal 8
Claims (14)
前記上位装置は、
前記PONシステムから前記上位ネットワークへ送信される前記通信データである上りデータを格納するためのキューバッファをQoS制御単位ごとに備える上りキューバッファ手段と、
前記PONシステムから受信した前記通信データをQoS制御単位ごとに振分け前記上りキューバッファ手段の対応する前記キューバッファへ格納する上りデータ振分手段と、
前記キューバッファごとに輻輳を監視し、輻輳が生じた前記キューバッファに対応するキューの識別子を通知する上りバッファ輻輳監視手段と、
前記上りバッファ輻輳監視手段が通知した前記識別子を含む制御フレームを生成して前記局側終端装置へ送信する制御フレーム生成手段と、
を備え、
前記局側終端装置は、
前記制御フレームから前記識別子を抽出し、前記識別子に対応する論理リンク識別子を割当除外論理識別子として求める制御フレーム解析手段と、
前記加入者側終端装置に対して前記割当除外論理識別子に基づいた帯域割当処理を実施する帯域割当手段と、
を備え、
1つの前記キューバッファに複数の前記加入者側終端装置から送信された前記通信データを格納することとし、
1つの前記識別子に対応する前記割当除外論理識別子を複数とする、
ことを特徴とする通信システム。 A communication system comprising: a PON system composed of a station-side terminal device and a subscriber-side terminal device; and a host device that relays communication data between the PON system and a host network and performs QoS control. ,
The host device is
Upstream queue buffer means comprising a queue buffer for storing each upstream data as the communication data transmitted from the PON system to the upper network, for each QoS control unit;
An upstream data distribution unit that distributes the communication data received from the PON system for each QoS control unit and stores the communication data in the corresponding queue buffer of the upstream queue buffer unit;
Congestion monitoring means for monitoring congestion for each queue buffer and notifying an identifier of a queue corresponding to the queue buffer in which congestion has occurred;
Control frame generating means for generating a control frame including the identifier notified by the uplink buffer congestion monitoring means and transmitting the control frame to the station-side terminal device;
With
The station side termination device is:
Control frame analysis means for extracting the identifier from the control frame and obtaining a logical link identifier corresponding to the identifier as an allocation exclusion logical identifier ;
Bandwidth allocation means for performing bandwidth allocation processing based on the allocation exclusion logical identifier for the subscriber-side termination device;
Equipped with a,
The communication data transmitted from a plurality of the terminal devices on the subscriber side is stored in one queue buffer,
A plurality of the allocation exclusion logical identifiers corresponding to one of the identifiers,
A communication system characterized by the above.
前記上位装置は、
前記PONシステムから前記上位ネットワークへ送信される前記通信データである上りデータを格納するためのキューバッファをQoS制御単位ごとに備える上りキューバッファ手段と、
前記PONシステムから受信した前記通信データをQoS制御単位ごとに振分け前記上りキューバッファ手段の対応する前記キューバッファへ格納する上りデータ振分手段と、
前記キューバッファごとに輻輳を監視し、輻輳が生じた前記キューバッファに対応するキューの識別子を通知する上りバッファ輻輳監視手段と、
前記上りバッファ輻輳監視手段が通知した前記識別子を含む制御フレームを生成して前記局側終端装置へ送信する制御フレーム生成手段と、
を備え、
前記局側終端装置は、
前記制御フレームから前記識別子を抽出し、前記識別子に対応する論理リンク識別子を割当除外論理識別子として求める制御フレーム解析手段と、
前記加入者側終端装置に対して前記割当除外論理識別子に基づいた帯域割当処理を実施する帯域割当手段と、
を備え、
1つの前記加入者側終端装置から送信された前記通信データを複数の前記キューバッファに格納することとし、
1つの前記識別子に対応する前記割当除外論理識別子を1つ以上とする、
ことを特徴とする通信システム。 A communication system comprising: a PON system composed of a station-side terminal device and a subscriber-side terminal device; and a host device that relays communication data between the PON system and a host network and performs QoS control. ,
The host device is
Upstream queue buffer means comprising a queue buffer for storing each upstream data as the communication data transmitted from the PON system to the upper network, for each QoS control unit;
An upstream data distribution unit that distributes the communication data received from the PON system for each QoS control unit and stores the communication data in the corresponding queue buffer of the upstream queue buffer unit;
Congestion monitoring means for monitoring congestion for each queue buffer and notifying an identifier of a queue corresponding to the queue buffer in which congestion has occurred;
Control frame generating means for generating a control frame including the identifier notified by the uplink buffer congestion monitoring means and transmitting the control frame to the station-side terminal device;
With
The station side termination device is:
Control frame analysis means for extracting the identifier from the control frame and obtaining a logical link identifier corresponding to the identifier as an allocation exclusion logical identifier;
Bandwidth allocation means for performing bandwidth allocation processing based on the allocation exclusion logical identifier for the subscriber-side termination device;
With
The communication data transmitted from one subscriber-side terminal device is stored in a plurality of the queue buffers,
One or more of the allocation exclusion logical identifiers corresponding to one of the identifiers,
Communication system that is characterized in that.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の通信システム。 Before Symbol band allocation unit, a bandwidth allocation process based on the identifier, performing the bandwidth allocation process that excludes the subscriber side terminating device corresponding to the assigned excluded logical identifier from the assignment target,
The communication system according to claim 1 or 2 .
前記制御フレーム生成手段は、前記上りバッファ輻輳監視手段から輻輳が解消した旨の通知をうけた場合に、通知された前記識別子と輻輳解消を示す情報とを含む制御フレームを生成して前記局側終端装置へ送信し、
前記局側終端装置では、
前記制御フレーム解析手段は、前記制御フレームから前記識別子と輻輳解消を示す情報とを抽出した場合、その識別子に対応する論理リンク識別子を前記割当除外論理識別子から除外する、
ことを特徴とする請求項3に記載の通信システム。 The uplink buffer congestion monitoring means, when congestion of the queue buffer that has caused congestion has been resolved, notifies that the congestion has been resolved together with the identifier of the queue corresponding to the queue buffer,
The control frame generation unit generates a control frame including the notified identifier and information indicating congestion cancellation when receiving notification that the congestion is eliminated from the uplink buffer congestion monitoring unit. To the end device,
In the station side termination device,
When the control frame analysis unit extracts the identifier and information indicating congestion elimination from the control frame, the control frame analysis unit excludes the logical link identifier corresponding to the identifier from the allocation exclusion logical identifier.
The communication system according to claim 3 .
前記上位装置は、
前記PONシステムから前記上位ネットワークへ送信される前記通信データである上りデータを格納するためのキューバッファをQoS制御単位ごとに備える上りキューバッファ手段と、
前記PONシステムから受信した前記通信データをQoS制御単位ごとに振分け前記上りキューバッファ手段の対応する前記キューバッファへ格納する上りデータ振分手段と、
前記キューバッファごとに輻輳を監視し、輻輳が生じた前記キューバッファに対応するキューの識別子を通知する上りバッファ輻輳監視手段と、
前記上りバッファ輻輳監視手段が通知した前記識別子を含む制御フレームを生成して前記局側終端装置へ送信する制御フレーム生成手段と、
を備え、
前記局側終端装置は、
前記制御フレームから前記識別子を抽出する制御フレーム解析手段と、
前記加入者側終端装置に対して前記識別子に基づいた帯域割当処理を実施する帯域割当手段と、
前記制御フレーム解析手段が抽出した前記識別子を前記加入者側終端装置へ通知する輻輳情報通知手段と、
を備え、
前記加入者側終端装置は、
前記輻輳情報通知手段から送信された前記識別子を抽出する輻輳情報抽出手段と、
自装置から前記上位ネットワークへ送信する送信データ量のうち、前記識別子に対応する送信データを除いたデータ量を、送信を要求するデータ量として格納した帯域要求を前記局側終端装置へ送信する帯域要求手段と、
自装置から前記上位ネットワークへ送信する送信データのうち、前記識別子に対応する送信データを除いたデータを、前記局側終端装置へ送信するよう制御する上りスケジューラと、
を備え、
前記帯域割当手段は、前記識別子に基づいた帯域割当処理として、受信した前記帯域要求に含まれるデータ量に基づいた帯域割当処理を実施する、
ことを特徴とする通信システム。 A communication system comprising: a PON system composed of a station-side terminal device and a subscriber-side terminal device; and a host device that relays communication data between the PON system and a host network and performs QoS control. ,
The host device is
Upstream queue buffer means comprising a queue buffer for storing each upstream data as the communication data transmitted from the PON system to the upper network, for each QoS control unit;
An upstream data distribution unit that distributes the communication data received from the PON system for each QoS control unit and stores the communication data in the corresponding queue buffer of the upstream queue buffer unit;
Congestion monitoring means for monitoring congestion for each queue buffer and notifying an identifier of a queue corresponding to the queue buffer in which congestion has occurred;
Control frame generating means for generating a control frame including the identifier notified by the uplink buffer congestion monitoring means and transmitting the control frame to the station-side terminal device;
With
The station side termination device is:
Control frame analysis means for extracting the identifier from the control frame;
Bandwidth allocation means for performing bandwidth allocation processing based on the identifier for the subscriber-side termination device;
And congestion information notifying means for notifying the identifier and the control frame analysis means has extracted to the subscriber side terminating device,
With
The subscriber-side termination device is:
Congestion information extraction means for extracting the identifier transmitted from the congestion information notification means;
Bandwidth for transmitting to the station-side terminal device a bandwidth request in which the amount of data excluding the transmission data corresponding to the identifier is stored as a data amount for requesting transmission among the amount of transmission data transmitted from the own device to the upper network Request means;
An uplink scheduler for controlling transmission of data excluding transmission data corresponding to the identifier from transmission data transmitted from the own device to the upper network, to the station-side terminal device;
With
The band allocating unit performs a band allocation process based on the amount of data included in the received band request as a band allocation process based on the identifier.
Communication system that is characterized in that.
前記制御フレーム生成手段は、前記上りバッファ輻輳監視手段から輻輳が解消した旨の通知をうけた場合に、通知された前記識別子と輻輳解消を示す情報とを含む制御フレームを生成して前記局側終端装置へ送信し、
前記局側終端装置では、
前記制御フレーム解析手段は、前記制御フレームから前記識別子と輻輳解消を示す情報とを抽出した場合、抽出した前記識別子を輻輳解消識別子とし、
前記輻輳情報通知手段は、前記輻輳解消識別子を前記加入者側終端装置へ通知し、
前記輻輳情報抽出手段は、前記輻輳情報通知手段から送信された通知から前記輻輳解消識別子を抽出し、
前記帯域要求手段は、前記輻輳解消識別子に対応する送信データを送信を要求するデータ量に含め、
前記上りスケジューラは、前記輻輳解消識別子に対応する送信データを前記局側終端装置へ送信するよう制御する、
ことを特徴とする請求項5に記載の通信システム。 The uplink buffer congestion monitoring means, when congestion of the queue buffer that has caused congestion has been resolved, notifies that the congestion has been resolved together with the identifier of the queue corresponding to the queue buffer,
The control frame generation unit generates a control frame including the notified identifier and information indicating congestion cancellation when receiving notification that the congestion is eliminated from the uplink buffer congestion monitoring unit. To the end device,
In the station side termination device,
When the control frame analysis unit extracts the identifier and information indicating congestion elimination from the control frame, the extracted identifier is used as a congestion elimination identifier,
The congestion information notification means notifies the congestion elimination identifier to the subscriber-side terminating device,
The congestion information extraction unit extracts the congestion resolution identifier from the notification transmitted from the congestion information notification unit,
The bandwidth request means includes transmission data corresponding to the congestion resolution identifier in a data amount for requesting transmission,
The uplink scheduler controls transmission data corresponding to the congestion elimination identifier to be transmitted to the station-side terminal device.
The communication system according to claim 5 .
前記輻輳情報抽出手段、前記帯域要求手段および前記上りスケジューラの動作を、1つの前記識別子について1つの前記加入者側終端装置が実施する、
ことを特徴とする請求項5または6に記載の通信システム。 The queue buffer and the terminal device on the subscriber side have a one-to-one correspondence.
The subscriber side termination device performs the operations of the congestion information extraction unit, the bandwidth request unit, and the uplink scheduler for one identifier.
The communication system according to claim 5 or 6 .
前記輻輳情報抽出手段、前記帯域要求手段および前記上りスケジューラの動作を、1つの前記識別子について複数の前記加入者側終端装置が実施する、
ことを特徴とする請求項5または6に記載の通信システム。 The communication data transmitted from a plurality of the terminal devices on the subscriber side is stored in one queue buffer,
The plurality of subscriber-side termination devices perform the operations of the congestion information extraction unit, the bandwidth request unit, and the uplink scheduler for one identifier.
The communication system according to claim 5 or 6 .
前記輻輳情報抽出手段、前記帯域要求手段および前記上りスケジューラの動作を、1つの前記識別子について1つ以上の前記加入者側終端装置が実施する、
ことを特徴とする請求項5または6に記載の通信システム。 The communication data transmitted from one subscriber-side terminal device is stored in a plurality of the queue buffers,
The one or more subscriber-side termination devices perform the operations of the congestion information extraction unit, the bandwidth request unit, and the uplink scheduler for one identifier.
The communication system according to claim 5 or 6 .
前記識別子を、優先度クラスを表す識別子とする、
ことを特徴とする請求項1、2、8または9に記載の通信システム。 The QoS control unit is a priority class,
The identifier is an identifier representing a priority class;
The communication system according to claim 1, 2 , 8, or 9 .
前記識別子をVIDとする、
ことを特徴とする請求項1、2、7から9のいずれか1つに記載の通信システム。 The QoS control unit is VLAN,
The identifier is VID.
The communication system according to any one of claims 1, 2 , 7 to 9 .
前記識別子をサービス種別の識別子とする、
ことを特徴とする請求項1、2、8または9に記載の通信システム。 The QoS control unit is the destination,
The identifier is a service type identifier.
The communication system according to claim 1, 2 , 8, or 9 .
ことを特徴とする請求項1から12のいずれか1つに記載の通信システム。 The host device and the station-side terminal device are mounted in one integrated device.
Communication system according to any one of claims 1 1 2, characterized in that.
前記上位装置が、前記PONシステムから前記上位ネットワークへ送信される前記通信データである上りデータを格納するためのキューバッファをQoS制御単位ごとに備え、
前記上位装置が、前記PONシステムから受信した前記通信データをQoS制御単位ごとに振分け対応する前記キューバッファへ格納する上りデータ振分ステップと、
前記上位装置が、前記キューバッファごとに輻輳を監視し、輻輳が生じた前記キューバッファに対応するキューの識別子を通知する上りバッファ輻輳監視ステップと、
前記上位装置が、前記上りバッファ輻輳監視ステップで通知された前記識別子を含む制御フレームを生成して送信する制御フレーム生成ステップと、
前記局側終端装置が、前記制御フレームから前記識別子を抽出し、前記識別子に対応する論理リンク識別子を割当除外論理識別子として求める制御フレーム解析ステップと、
前記局側終端装置が、前記加入者側終端装置に対して前記割当除外論理識別子に基づいた帯域割当処理を実施する帯域割当ステップと、
を含み、
1つの前記キューバッファに複数の前記加入者側終端装置から送信された前記通信データを格納することとし、
1つの前記識別子に対応する前記割当除外論理識別子を複数とする、
ことを特徴とする帯域割当制御方法。 Bandwidth allocation in a communication system comprising: a PON system composed of a station-side terminal device and a subscriber-side terminal device; and a host device that relays communication data between the PON system and a host network and performs QoS control A control method,
The host device includes a queue buffer for storing uplink data that is the communication data transmitted from the PON system to the host network for each QoS control unit,
An upstream data distribution step in which the host device stores the communication data received from the PON system in the queue buffer corresponding to the distribution for each QoS control unit;
The host device monitors congestion for each queue buffer, and notifies an identifier of a queue corresponding to the queue buffer in which congestion has occurred, an upstream buffer congestion monitoring step;
A control frame generating step in which the upper device generates and transmits a control frame including the identifier notified in the uplink buffer congestion monitoring step;
A control frame analyzing step in which the station-side terminal device extracts the identifier from the control frame and obtains a logical link identifier corresponding to the identifier as an allocation exclusion logical identifier ;
A bandwidth allocation step in which the station side termination device performs bandwidth allocation processing based on the allocation exclusion logical identifier for the subscriber side termination device;
Only including,
The communication data transmitted from a plurality of the terminal devices on the subscriber side is stored in one queue buffer,
A plurality of the allocation exclusion logical identifiers corresponding to one of the identifiers,
A bandwidth allocation control method characterized by the above.
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