JP5876941B2 - 光加入者通信システム、光加入者通信方法、上位装置及び光加入者線終端装置 - Google Patents
光加入者通信システム、光加入者通信方法、上位装置及び光加入者線終端装置 Download PDFInfo
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Description
本発明は、光加入者システム(PON:Passive Optical Network)を介して接続される上位装置及び下位装置からなる通信システムにおいて、下位装置から上位装置への上りデータを高速に転送する技術に関する。
パッシブダブルスター構成を用いた光加入者システムは、経済性が高く、GE−PONシステムやG−PONシステムとして広く世界で導入されており、高速化された10G−EPONシステムやXG−PONシステムについても検討が進んでいる。
従来技術の光加入者通信システムの構成を図1−1及び図2−1に示す。光加入者通信システムは、上位装置1、光加入者線終端装置(OLT:Optical Line Terminal)2、光ファイバ3F及び光カプラ3Cからなる光ファイバ区間3、光加入者線ネットワーク装置(ONU:Optical Network Unit)4−1、4−2、・・・、4−N並びに下位装置5−1、5−2、・・・、5−Nから構成される。
OLT2は、上位装置1の下位に接続される。ONU4−1、4−2、・・・、4−Nは、それぞれ下位装置5−1、5−2、・・・、5−Nの上位に接続される。光ファイバ区間3は、OLT2及びONU4−1、4−2、・・・、4−Nを接続する。
ここで、光ファイバ区間3のうち、OLT2及び光カプラ3Cの間は、ONU4−1、4−2、・・・、4−Nで共有される。そこで、上位装置1から下位装置5への下り方向については、TDM(Time Division Multiplexing)で通信が行われるが、下位装置5から上位装置1への上り方向については、TDMA(Time Division Multiple Access)で通信が行われる。
上り方向について、ONU4−1、4−2、・・・4−Nからの上りデータが衝突しないようにするため、また、ONU4−1、4−2、・・・4−Nに対して帯域の割り当てを適切に行うため、動的帯域割当(DBA:Dynamic Bandwidth Allocation)技術が実現されている(非特許文献1を参照)。
従来技術の上りデータの転送手順を示すタイムチャートを図1−2及び図2−2に示す。各下位装置5は、各ONU4に対して、上りデータを送信する。各ONU4は、上りデータをバッファリングし、OLT2に対して、上りデータ量をReportパケットとして通知する。
OLT2は、各ONU4のReportパケットに基づいて、各ONU4に対して、上りデータの送信時刻及び送信許可量を割り当てる。そして、OLT2は、各ONU4に対して、上りデータの送信時刻及び送信許可量をGateパケットとして通知する。
各ONU4は、受信したGateパケットに基づいて、OLT2に対して、上りデータを送信する。よって、各ONU4からの上りデータは、衝突することなく、かつ、所要帯域幅に基づいて、効率的にOLT2へ伝送されることが可能である。
"技術基礎講座 GE−PON技術 第三回DBA機能",NTT技術ジャーナル,pp.67−70,2005年10月.
A.Larmo et al.,"The LTE Link−Layer Design",IEEE Communications Magazine,pp.52−59,Apr.2009.
"UMTS Long Term Evolution (LTE) Technology Introduction",Rohde & Schwarz Application Note,1MA111,2008.
CPRI Specification V5.0,2011.
ところで、現在導入が進んでいる移動体無線通信サービスであるLTE(Long Term Evolution)(登録商標)や、LTE(登録商標)の発展系であるLTE(登録商標)−advancedでは、有限な周波数資源を効率よく使うため、セルサイズを小型化するとともに、複数の無線基地局の間の協調伝送技術や干渉回避技術を活用する。
さらに、図1−3及び図2−3に示すように、無線基地局の一部の機能を、基地局装置B(ベースバンド部、BBU:Base Band Unit)及び無線装置R(光張り出し基地局、RRH:Remote Radio Head)に分割し、それらの間を光デジタルインタフェースPで接続した構成とし、協調伝送技術や干渉回避技術を実現する。
したがって、無線基地局は、数が非常に多くなり、経済性の点から、PONシステムのような光アクセスネットワークで、効率的に収容することが重要となる。このとき、基地局装置Bは、上位装置1に対応し、無線装置Rは、下位装置5に対応し、PONシステムとして、OLT2、光ファイバ区間3及びONU4を適用する。
無線基地局の収容に関しては、無線基地局のベースバンド帯域については、LTE(登録商標)においても300Mb/s程度であるため、既存のPONシステムでも対応可能であり、基地局装置B及び無線装置Rの間の所要帯域(Gb/sオーダ)についても、収容ONU数は限られるが、10G−EPON等の高速システムで対応可能である。
これに対して、基地局装置Bと無線装置Rの間の遅延時間に対する要求条件は厳しい。つまり、図1−4及び図2−4に示すように、LTE(登録商標)の場合では、再送制御(HARQ)において、データ伝送、応答(ACK/NACK)及びデータ再送を、8msのサイクルで動作する必要がある(非特許文献2を参照)。よって、許容される片道の遅延時間は、基地局装置B及び無線装置Rでの処理時間を含めて、4ms以下である必要があり、基地局装置B及び無線装置Rでの処理時間を除いて、PON区間では1msに満たない。
下り方向については、TDMで通信が行われるため、基地局装置Bから無線装置Rへのデータ送信タイミングを調整することにより、光ファイバ区間3の伝搬遅延が支配的となるため、PON区間の片道の遅延時間を1ms未満とすることは可能である。
これに対して、上り方向については、従来のDBAに基づく帯域割当では、OLT2及びONU4の間の制御パケット(Report、Gate)のやり取りにより、ONU4でのデータ到着からOLT2でのデータ出力まで、1ms以上の時間が必要となる。したがって、現行のPONシステムを光張り出し基地局方式に適用することはできない。
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、光張り出し基地局方式等、PONシステムを介して接続される上位装置及び下位装置からなる通信システムにおいて、上位装置及び下位装置の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置から上位装置への上りデータを高速に転送することを目的とする。
上記目的を達成するために、第1の発明では、OLTが、ONUから通知された、ONUが下位装置から受信した上り通信のデータの容量に基づいて、PON区間での上り帯域制御を行うのではなく、上位装置が、自装置が下位装置に対して事前に行った上り通信のスケジューリングに基づいて、PON区間での上り帯域制御を行うこととした。
具体的には、本発明は、単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置と、前記単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置に光ファイバ及び光カプラを介して接続され、前記光加入者線ネットワーク装置に送出するGateパケットを複製し、複製した前記Gateパケットを集約する光加入者線終端装置と、前記各光加入者線ネットワーク装置の下位に接続される単数又は複数の下位装置と、前記光加入者線終端装置の上位に接続され、前記各下位装置に対して、前記各下位装置から自装置への上り通信のスケジューリングを行い、前記光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記光加入者線ネットワーク装置からの上りデータ量に関する通知を用いることなく、前記スケジューリングに基づいて算出し通知する上位装置と、を備えることを特徴とする光加入者通信システムである。
また、本発明は、上位装置が、自装置と通信を行う単数又は複数の下位装置に対して、前記各下位装置から自装置への上り通信のスケジューリングを行うスケジューリング実行ステップと、前記上位装置が、自装置の下位に接続され、光加入者線ネットワーク装置に送出するGateパケットを複製し、複製した前記Gateパケットを集約する光加入者線終端装置であって、前記各下位装置の上位に接続される単数又は複数の前記光加入者線ネットワーク装置に光ファイバ及び光カプラを介して接続される光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記光加入者線ネットワーク装置からの上りデータ量に関する通知を用いることなく、前記スケジューリングに基づいて算出し通知する上りデータ送信許可ステップと、を順に備えることを特徴とする光加入者通信方法である。
また、本発明は、自装置と通信を行う単数又は複数の下位装置に対して、前記各下位装置から自装置への上り通信のスケジューリングを行うスケジューリング実行部と、自装置の下位に接続され、光加入者線ネットワーク装置に送出するGateパケットを複製し、複製した前記Gateパケットを集約する光加入者線終端装置であって、前記各下位装置の上位に接続される単数又は複数の前記光加入者線ネットワーク装置に光ファイバ及び光カプラを介して接続される光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記光加入者線ネットワーク装置からの上りデータ量に関する通知を用いることなく、前記スケジューリングに基づいて算出し通知する上りデータ送信許可部と、を備えることを特徴とする上位装置である。
この構成によれば、OLTが、ONUが下位装置から上り通信のデータを受信した後に、漸くPON区間での上り帯域制御を行うのではなく、上位装置が、ONUが下位装置から上り通信のデータを受信する前に、予めPON区間での上り帯域制御を行っている。
よって、PONシステムを介して接続される上位装置及び下位装置からなる通信システムにおいて、上位装置及び下位装置の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置から上位装置への上りデータを高速に転送することができる。
また、本発明は、前記上位装置は、前記光加入者線終端装置から取得された前記各光加入者線ネットワーク装置及び前記光加入者線終端装置の間の遅延時間の情報に基づいて、前記光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知することを特徴とする光加入者通信システムである。
また、本発明は、前記上りデータ送信許可ステップは、前記光加入者線終端装置から取得された前記各光加入者線ネットワーク装置及び前記光加入者線終端装置の間の遅延時間の情報に基づいて、前記光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知することを特徴とする光加入者通信方法である。
また、本発明は、前記上りデータ送信許可部は、前記光加入者線終端装置から取得された前記各光加入者線ネットワーク装置及び前記光加入者線終端装置の間の遅延時間の情報に基づいて、前記光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知することを特徴とする上位装置である。
上位装置は、ONUからOLTへの上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出するにあたり、ONU及びOLTの間の遅延時間の情報を必要とする。
この構成によれば、上位装置は、OLTから、ONU及びOLTの間の遅延時間の情報を取得することにより、OLTに対して、ONUからOLTへの上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知することができる。
また、本発明は、前記単数又は複数の下位装置は、光張り出し基地局方式における単数又は複数の無線装置であり、前記上位装置は、光張り出し基地局方式における基地局装置であることを特徴とする光加入者通信システムである。
また、本発明は、前記単数又は複数の下位装置は、光張り出し基地局方式における単数又は複数の無線装置であり、前記上位装置は、光張り出し基地局方式における基地局装置であることを特徴とする光加入者通信方法である。
この構成によれば、本発明の光加入者通信システム、光加入者通信方法及び上位装置を、基地局装置及び無線装置の間の遅延時間に対する要求条件が厳しい光張り出し基地局方式に対して、適用することができる。
また、上記目的を達成するために、第2の発明では、OLTは、ONUから通知された、ONUが下位装置から受信した上り通信のデータの容量に基づいて、PON区間での上り帯域制御を行うのではなく、上位装置から通知された、上位装置が下位装置に対して事前に行った上り通信のスケジューリングに基づいて、PON区間での上り帯域制御を行うこととした。
具体的には、本発明は、単数又は複数の下位装置と、前記単数又は複数の下位装置と通信を行い、前記各下位装置に対して、前記各下位装置から自装置への上り通信のスケジューリングを行う上位装置と、前記各下位装置の上位に接続される単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置と、前記上位装置の下位に接続され、かつ、光ファイバ及び光カプラを介して前記単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置に接続され、前記上り通信のスケジューリングを前記上位装置から通知され、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から自装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記光加入者線ネットワーク装置からの上りデータ量に関する通知を用いることなく、前記上り通信のスケジューリングに基づいて算出し通知し、前記光加入者線ネットワーク装置に送出するGateパケットを複製し、複製した前記Gateパケットを集約する光加入者線終端装置と、を備えることを特徴とする光加入者通信システムである。
また、本発明は、上位装置が、自装置と通信を行う単数又は複数の下位装置に対して、前記各下位装置から自装置への上り通信のスケジューリングを行うスケジューリング実行ステップと、前記上位装置が、自装置の下位に接続され、光加入者線ネットワーク装置に送出するGateパケットを複製し、複製した前記Gateパケットを集約する光加入者線終端装置に対して、前記上り通信のスケジューリングを通知するスケジューリング通知ステップと、前記光加入者線終端装置が、前記各下位装置の上位に接続され、かつ、光ファイバ及び光カプラを介して自装置に接続される単数又は複数の前記光加入者線ネットワーク装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から自装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記光加入者線ネットワーク装置からの上りデータ量に関する通知を用いることなく、前記上り通信のスケジューリングに基づいて算出し通知する送信許可ステップと、を順に備えることを特徴とする光加入者通信方法である。
また、本発明は、自装置の上位に接続される上位装置に対するインタフェースである上位側通信部と、前記上位装置と通信を行う単数又は複数の下位装置の上位に接続され、かつ、光ファイバ及び光カプラを介して自装置に接続される単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置に対するインタフェースである下位側通信部と、前記上位装置が前記各下位装置に対して行った、前記各下位装置から前記上位装置への上り通信のスケジューリングを、前記上位装置から取得する上り帯域情報取得部と、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から自装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記光加入者線ネットワーク装置からの上りデータ量に関する通知を用いることなく、前記上り通信のスケジューリングに基づいて算出し通知する上りデータ送信許可部と、を備え、前記光加入者線ネットワーク装置に送出するGateパケットを複製し、複製した前記Gateパケットを集約することを特徴とする光加入者線終端装置である。
この構成によれば、OLTは、ONUが下位装置から上り通信のデータを受信した後に、漸くPON区間での上り帯域制御を行うのではなく、ONUが下位装置から上り通信のデータを受信する前に、予めPON区間での上り帯域制御を行っている。
よって、PONシステムを介して接続される上位装置及び下位装置からなる通信システムにおいて、上位装置及び下位装置の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置から上位装置への上りデータを高速に転送することができる。
また、本発明は、前記光加入者線終端装置は、前記上りデータの送信要求量が前記各光加入者線ネットワーク装置から通知されるのを待機することなく、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を前記各光加入者線ネットワーク装置に通知することを特徴とする光加入者通信システムである。
また、本発明は、前記送信許可ステップでは、前記光加入者線終端装置が、前記上りデータの送信要求量が前記各光加入者線ネットワーク装置から通知されるのを待機することなく、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を前記各光加入者線ネットワーク装置に通知することを特徴とする光加入者通信方法である。
また、本発明は、前記上りデータ送信許可部は、前記上りデータの送信要求量が前記各光加入者線ネットワーク装置から通知されるのを待機することなく、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を前記各光加入者線ネットワーク装置に通知することを特徴とする光加入者線終端装置である。
この構成によれば、OLTは、上位装置が下位装置に対して事前に行った上り通信のスケジューリングを上位装置から通知された直後に、PON区間での上り帯域制御を行う。
よって、PONシステムを介して接続される上位装置及び下位装置からなる通信システムにおいて、上位装置及び下位装置の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置から上位装置への上りデータをさらに高速に転送することができる。
また、本発明は、前記光加入者線終端装置は、前記上り通信のスケジューリングに基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置から通知されたとみなされる前記上りデータの送信要求量を算出し、前記上りデータの送信要求量に基づいて、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出することを特徴とする光加入者通信システムである。
また、本発明は、前記送信許可ステップでは、前記光加入者線終端装置が、前記上り通信のスケジューリングに基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置から通知されたとみなされる前記上りデータの送信要求量を算出し、前記上りデータの送信要求量に基づいて、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出することを特徴とする光加入者通信方法である。
また、本発明は、前記上りデータ送信許可部は、前記上り通信のスケジューリングに基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置から通知されたとみなされる前記上りデータの送信要求量を算出し、前記上りデータの送信要求量に基づいて、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出することを特徴とする光加入者線終端装置である。
この構成によっても、上位装置及び下位装置の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置から上位装置への上りデータを高速に転送することができる。
また、本発明は、前記光加入者線終端装置は、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記上り通信のスケジューリングを通知し、前記各光加入者線ネットワーク装置は、前記上り通信のスケジューリングに基づいて、前記光加入者線終端装置に対して、前記上りデータの送信要求量を算出し通知し、前記光加入者線終端装置は、前記上りデータの送信要求量に基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知することを特徴とする光加入者通信システムである。
また、本発明は、前記送信許可ステップでは、前記光加入者線終端装置が、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記上り通信のスケジューリングを通知し、前記各光加入者線ネットワーク装置が、前記上り通信のスケジューリングに基づいて、前記光加入者線終端装置に対して、前記上りデータの送信要求量を算出し通知し、前記光加入者線終端装置が、前記上りデータの送信要求量に基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知することを特徴とする光加入者通信方法である。
また、本発明は、前記上りデータ送信許可部は、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記上り通信のスケジューリングを通知し、前記各光加入者線ネットワーク装置から、前記上り通信のスケジューリングに基づいて算出された前記上りデータの送信要求量を取得し、前記上りデータの送信要求量に基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知することを特徴とする光加入者線終端装置である。
この構成によっても、上位装置及び下位装置の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置から上位装置への上りデータを高速に転送することができる。
また、本発明は、前記各光加入者線ネットワーク装置を代理する代理装置、をさらに備え、前記光加入者線終端装置は、前記代理装置に対して、前記上り通信のスケジューリングを通知し、前記代理装置は、前記上り通信のスケジューリングに基づいて、前記光加入者線終端装置に対して、前記上りデータの送信要求量を算出し通知し、前記光加入者線終端装置は、前記上りデータの送信要求量に基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知することを特徴とする光加入者通信システムである。
また、本発明は、前記送信許可ステップでは、前記光加入者線終端装置が、前記各光加入者線ネットワーク装置を代理する代理装置に対して、前記上り通信のスケジューリングを通知し、前記代理装置が、前記上り通信のスケジューリングに基づいて、前記光加入者線終端装置に対して、前記上りデータの送信要求量を算出し通知し、前記光加入者線終端装置が、前記上りデータの送信要求量に基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知することを特徴とする光加入者通信方法である。
また、本発明は、前記上りデータ送信許可部は、前記各光加入者線ネットワーク装置を代理する代理装置に対して、前記上り通信のスケジューリングを通知し、前記代理装置から、前記上り通信のスケジューリングに基づいて算出された前記上りデータの送信要求量を取得し、前記上りデータの送信要求量に基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知することを特徴とする光加入者線終端装置である。
この構成によれば、代理装置は、各ONUと比較して、OLTの物理的に近傍に設置されるため、帯域情報パケットの伝送時間を短くすることができる。
また、本発明は、単数又は複数の下位装置と、前記単数又は複数の下位装置と通信を行い、前記各下位装置に対して、前記各下位装置から自装置への上り通信のスケジューリングを行う上位装置と、前記各下位装置の上位に接続される単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置と、前記各光加入者線ネットワーク装置を代理し、前記上り通信のスケジューリングを前記上位装置から通知され、前記上り通信のスケジューリングに基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置からの上りデータの送信要求量を算出する代理装置と、前記上位装置の下位に接続され、かつ、光ファイバ及び光カプラを介して前記単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置に接続され、前記上りデータの送信要求量を前記代理装置から通知され、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から自装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記上りデータの送信要求量に基づいて算出し通知する光加入者線終端装置と、を備えることを特徴とする光加入者通信システムである。
また、本発明は、上位装置が、自装置と通信を行う単数又は複数の下位装置に対して、前記各下位装置から自装置への上り通信のスケジューリングを行うスケジューリング実行ステップと、前記上位装置が、前記各下位装置の上位に接続される単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置を代理する代理装置に対して、前記上り通信のスケジューリングを通知するスケジューリング通知ステップと、前記代理装置が、前記上位装置の下位に接続され、かつ、光ファイバ及び光カプラを介して前記単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置に接続される光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信要求量を算出し通知する送信要求ステップと、前記光加入者線終端装置が、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から自装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記上りデータの送信要求量に基づいて算出し通知する送信許可ステップと、を順に備えることを特徴とする光加入者通信方法である。
また、本発明は、自装置の上位に接続される上位装置に対するインタフェースである上位側通信部と、前記上位装置と通信を行う単数又は複数の下位装置の上位に接続され、かつ、光ファイバ及び光カプラを介して自装置に接続される単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置に対するインタフェースである下位側通信部と、前記上位装置が前記各下位装置に対して行った前記各下位装置から前記上位装置への上り通信のスケジューリングに基づいて算出された、前記各光加入者線ネットワーク装置から自装置への上りデータの送信要求量を、前記各光加入者線ネットワーク装置を代理する代理装置から取得するとともに、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から自装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記上りデータの送信要求量に基づいて算出し通知する上りデータ送信許可部と、を備えることを特徴とする光加入者線終端装置である。
この構成によれば、代理装置は、OLTを介さず、上位装置に直接的に接続されるため、帯域情報パケットの伝送時間を短くすることができる。
また、本発明は、前記単数又は複数の下位装置は、光張り出し基地局方式における単数又は複数の無線装置であり、前記上位装置は、光張り出し基地局方式における基地局装置であることを特徴とする光加入者通信システムである。
また、本発明は、前記単数又は複数の下位装置は、光張り出し基地局方式における単数又は複数の無線装置であり、前記上位装置は、光張り出し基地局方式における基地局装置であることを特徴とする光加入者通信方法である。
また、本発明は、前記単数又は複数の下位装置は、光張り出し基地局方式における単数又は複数の無線装置であり、前記上位装置は、光張り出し基地局方式における基地局装置であることを特徴とする光加入者線終端装置である。
この構成によれば、本発明の光加入者通信システム、光加入者通信方法及び光加入者線終端装置を、基地局装置及び無線装置の間の遅延時間に対する要求条件が厳しい光張り出し基地局方式に対して、適用することができる。
第1の発明及び第2の発明は、光張り出し基地局方式等、PONシステムを介して接続される上位装置及び下位装置からなる通信システムにおいて、上位装置及び下位装置の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置から上位装置への上りデータを高速に転送することができる。
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
(第1の発明に係る第1実施形態)
第1の発明に係る第1実施形態の光加入者通信システムの構成を図1−5に示す。第1の発明に係る第1実施形態の光加入者通信システムは、上位装置1、OLT2、光ファイバ3F及び光カプラ3Cからなる光ファイバ区間3、ONU4−1、4−2、・・・、4−N並びに下位装置5−1、5−2、・・・、5−Nから構成される。例えば、光張り出し基地局方式では、上位装置1は、基地局装置Bに対応し、下位装置5は、無線装置Rに対応する。
第1の発明に係る第1実施形態の光加入者通信システムの構成を図1−5に示す。第1の発明に係る第1実施形態の光加入者通信システムは、上位装置1、OLT2、光ファイバ3F及び光カプラ3Cからなる光ファイバ区間3、ONU4−1、4−2、・・・、4−N並びに下位装置5−1、5−2、・・・、5−Nから構成される。例えば、光張り出し基地局方式では、上位装置1は、基地局装置Bに対応し、下位装置5は、無線装置Rに対応する。
Nは1以上の自然数であり、ONU4は、単数又は複数配置される。OLT2は、単数又は複数のONU4に、光ファイバ3F及び光カプラ3Cを介して接続される。各下位装置5は、各ONU4の下位に接続される。上位装置1は、OLT2の上位に接続される。
上位装置1は、各下位装置5に対して、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングを行い、OLT2に対して、各ONU4からOLT2への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、上り通信のスケジューリングに基づいて算出し通知する。
上位装置1は、スケジューリング実行部11及び上りデータ送信許可部12から構成される。OLT2は、フィルタ部21及び帯域制御処理部22から構成される。
スケジューリング実行部11は、各下位装置5に対して、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングを行う。上りデータ送信許可部12は、OLT2に対して、各ONU4からOLT2への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、上り通信のスケジューリングに基づいて算出し、Gateパケットとして通知する。
フィルタ部21は、上位装置1から、各ONU4へのGateパケットを受信し、各ONU4に対して、受信した各ONU4へのGateパケットを送信する。並行して、フィルタ部21は、各ONU4へのGateパケットを複製し、帯域制御処理部22に対して、複製した各ONU4へのGateパケットを出力する。帯域制御処理部22は、フィルタ部21から、複製された各ONU4へのGateパケットを受信する。そして、帯域制御処理部22は、複製された各ONU4へのGateパケットを集約することにより、PON区間全体の帯域割当情報を作成する。そして、帯域制御処理部22は、PON区間全体の帯域割当情報に基づいて、各ONU4から自装置2への上りデータを受信する。
第1の発明に係る第1実施形態の上りデータの転送手順を示すタイムチャートを図1−6に示す。上位装置1において、スケジューリング実行部11は、OLT2、ファイバ区間3及び各ONU4を介して、各下位装置5に対して、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報を、下りデータの一部として送信する。
上り通信の帯域情報の送信処理と並行して、上位装置1において、上りデータ送信許可部12は、上り通信のスケジューリングに基づいて、各ONU4からOLT2への上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出する。そして、OLT2及びファイバ区間3を介して、各ONU4に対して、Gateパケットを送信する。各ONU4は、OLT2及びファイバ区間3を介して、上位装置1から、Gateパケットを受信する。そして、Gateパケットに基づいて、PON区間での上り帯域設定を実行する。
Gateパケットの送信処理と並行して、OLT2において、フィルタ部21は、各ONU4へのGateパケットを複製する。そして、OLT2において、帯域制御処理部22は、PON区間全体の帯域割当情報に基づいて、上りデータの受信を待機する。
以上の処理の後に、各ONU4は、PON区間での上り帯域設定に基づいて、光ファイバ区間3を介して、OLT2に対して、各下位装置5からの上りデータを送信する。そして、OLT2は、光ファイバ区間3を介して、各ONU4から、PON区間全体の帯域割当情報に基づいて、各下位装置5からの上りデータを受信する。さらに、OLT2は、上位装置1に対して、各下位装置5からの上りデータを送信する。
(第1の発明に係る第2実施形態)
第1の発明に係る第2実施形態の光加入者通信システムの構成を図1−7に示す。第1の発明に係る第1実施形態では、OLT2が、PON区間全体の帯域割当情報を作成するが、第1の発明に係る第2実施形態では、上位装置1が、PON区間全体の帯域割当情報を作成する。このように、第1の発明に係る第2実施形態では、第1の発明に係る第1実施形態と比べて、構成要素は同様であるが、処理分担は異なっており、上位装置1及びOLT2の間のトラフィック量は、PON区間全体の帯域割当情報の送信分だけ増加するが、OLT2のフィルタ部21及び帯域制御処理部22における処理量は、各ONU4へのGateパケットの複製分及びPON区間全体の帯域割当情報の作成分だけ軽減される。
第1の発明に係る第2実施形態の光加入者通信システムの構成を図1−7に示す。第1の発明に係る第1実施形態では、OLT2が、PON区間全体の帯域割当情報を作成するが、第1の発明に係る第2実施形態では、上位装置1が、PON区間全体の帯域割当情報を作成する。このように、第1の発明に係る第2実施形態では、第1の発明に係る第1実施形態と比べて、構成要素は同様であるが、処理分担は異なっており、上位装置1及びOLT2の間のトラフィック量は、PON区間全体の帯域割当情報の送信分だけ増加するが、OLT2のフィルタ部21及び帯域制御処理部22における処理量は、各ONU4へのGateパケットの複製分及びPON区間全体の帯域割当情報の作成分だけ軽減される。
スケジューリング実行部11は、各下位装置5に対して、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングを行う。上りデータ送信許可部12は、OLT2に対して、各ONU4からOLT2への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、上り通信のスケジューリングに基づいて算出し、Gateパケットとして通知する。並行して、上りデータ送信許可部12は、各ONU4へのGateパケットを集約することにより、PON区間全体の帯域割当情報を作成し、OLT2に対して送信する。
フィルタ部21は、上位装置1から、各ONU4へのGateパケット及びPON区間全体の帯域割当情報を受信する。そして、フィルタ部21は、各ONU4に対して、各ONU4へのGateパケットを送信し、帯域制御処理部22に対して、PON区間全体の帯域割当情報を出力する。帯域制御処理部22は、フィルタ部21から、PON区間全体の帯域割当情報を入力される。そして、帯域制御処理部22は、PON区間全体の帯域割当情報に基づいて、各ONU4から自装置2への上りデータを受信する。
第1の発明に係る第2実施形態の上りデータの転送手順を示すタイムチャートを図1−8に示す。上位装置1において、スケジューリング実行部11は、OLT2、ファイバ区間3及び各ONU4を介して、各下位装置5に対して、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報を、下りデータの一部として送信する。
上り通信の帯域情報の送信処理と並行して、上位装置1において、上りデータ送信許可部12は、上り通信のスケジューリングに基づいて、各ONU4からOLT2への上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出する。そして、OLT2及びファイバ区間3を介して、各ONU4に対して、Gateパケットを送信する。各ONU4は、OLT2及びファイバ区間3を介して、上位装置1から、Gateパケットを受信する。そして、Gateパケットに基づいて、PON区間での上り帯域設定を実行する。
Gateパケットの送信処理と並行して、上位装置1において、上りデータ送信許可部12は、PON区間全体の帯域割当情報を作成する。そして、OLT2に対して、PON区間全体の帯域割当情報を送信する。OLT2において、フィルタ部21は、PON区間全体の帯域割当情報を受信する。そして、OLT2において、帯域制御処理部22は、PON区間全体の帯域割当情報に基づいて、上りデータの受信を待機する。
以上の処理の後に、各ONU4は、PON区間での上り帯域設定に基づいて、光ファイバ区間3を介して、OLT2に対して、各下位装置5からの上りデータを送信する。そして、OLT2は、光ファイバ区間3を介して、各ONU4から、PON区間全体の帯域割当情報に基づいて、各下位装置5からの上りデータを受信する。さらに、OLT2は、上位装置1に対して、各下位装置5からの上りデータを送信する。
(第1の発明に係る第1、2実施形態の発明の効果)
このように、第1の発明に係る第1、2実施形態では、OLT2が、各ONU4から通知された、各ONU4が各下位装置5から受信した上りデータの容量に基づいて、PON区間での上り帯域制御を行うのではなく、上位装置1が、自装置1が各下位装置5に対して事前に行った上り通信のスケジューリングに基づいて、PON区間での上り帯域制御を行う。
このように、第1の発明に係る第1、2実施形態では、OLT2が、各ONU4から通知された、各ONU4が各下位装置5から受信した上りデータの容量に基づいて、PON区間での上り帯域制御を行うのではなく、上位装置1が、自装置1が各下位装置5に対して事前に行った上り通信のスケジューリングに基づいて、PON区間での上り帯域制御を行う。
つまり、OLT2が、各ONU4が各下位装置5から上りデータを受信した後に、漸くPON区間での上り帯域制御を行うのではなく、上位装置1が、各ONU4が各下位装置5から上りデータを受信する前に、予めPON区間での上り帯域制御を行っている。
よって、PONシステムを介して接続される上位装置1及び下位装置5からなる通信システムにおいて、上位装置1及び下位装置5の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置5から上位装置1への上りデータを高速に転送することができる。もっとも、OLT2の帯域割当処理は、従来のDBA技術を使用可能である。
第1の発明に係る第1、2実施形態は、例えば、光張り出し基地局方式に適用することができる。例えば、LTE(登録商標)による光張り出し基地局方式の場合、第1の発明に係る第1、2実施形態での処理遅延は、1ms以下に抑えられるため、十分な余裕をもって帯域制御処理を実施することができる。
(第1の発明に係る第3実施形態)
第1の発明に係る第1、2実施形態では、上位装置1は、各ONU4からOLT2への上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出するにあたり、各下位装置5から出力されるトラフィック情報に加えて、各ONU4及びOLT2の間の遅延時間の情報を必要とする。
第1の発明に係る第1、2実施形態では、上位装置1は、各ONU4からOLT2への上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出するにあたり、各下位装置5から出力されるトラフィック情報に加えて、各ONU4及びOLT2の間の遅延時間の情報を必要とする。
第1の発明に係る第3実施形態では、第1の発明に係る第1、2実施形態に加えて、上位装置1は、OLT2から、各ONU4及びOLT2の間の遅延時間の情報を取得することにより、OLT2に対して、各ONU4からOLT2への上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知する。
例えば、GE−PONでは、MPCP(Multi−Point Control Protocol)のディスカバリ時に、OLT2は、PON区間の遅延時間の情報を作成し保持する。そこで、上位装置1は、OLT2から、PON区間の遅延時間の情報を取得することができる。伝送方法としては、専用の制御線を用いる方法や、上位装置1及びOLT2の間でパケット伝送する方法があるが、いずれの実装でも構わない。
(光張り出し基地局方式)
第1の発明に係る第1〜第3実施形態は、上述したように、光張り出し基地局方式に適用することができる。例えば、LTE(登録商標)による光張り出し基地局方式の場合、基地局装置Bが下り制御チャネルを含む下りデータを送信してから、4サブフレーム(4ms)以内に、ONU4が帯域情報を伝達され帯域設定を実行する必要がある(非特許文献3を参照)。しかし、第1の発明に係る第1〜第3実施形態は、上述したように、処理遅延を1ms以下に抑えることができるため、十分な余裕をもって帯域制御処理を実施することができる。
第1の発明に係る第1〜第3実施形態は、上述したように、光張り出し基地局方式に適用することができる。例えば、LTE(登録商標)による光張り出し基地局方式の場合、基地局装置Bが下り制御チャネルを含む下りデータを送信してから、4サブフレーム(4ms)以内に、ONU4が帯域情報を伝達され帯域設定を実行する必要がある(非特許文献3を参照)。しかし、第1の発明に係る第1〜第3実施形態は、上述したように、処理遅延を1ms以下に抑えることができるため、十分な余裕をもって帯域制御処理を実施することができる。
また、上位装置1及び下位装置5をそれぞれ基地局装置B(BBU)及び無線装置R(RRH)とする場合、基地局装置B及び無線装置Rの間のインタフェース分界点は、通常は業界標準であるCPRI(Common Public Radio Interface)(非特許文献4を参照)にあるように、無線物理層でのベースバンドでのIQデータ点で規格されるが、図1−9に示すLTE(登録商標)の物理層構成の各点とすることが可能である。
また、上位装置1から各下位装置5へ送信される上り帯域情報について、各下位装置5の識別情報が必須であり、各下位装置5から各ONU4へ送信されるデータに関する到着時刻及びデータ長が必須であり、その他管理情報が付加される。
なお、第1の発明は前述の各実施形態に係る発明に限らない。例えば、第1の発明に係る実施形態1と2又は3の構成とを組み合わせてもよいし、実施形態1と2及び3の構成とを組み合わせてもよい。実施形態1と2及び3を組み合わせる場合、光加入者通信システムは、光張り出し基地局方式における上位装置1及び光張り出し基地局方式における下位装置5を備え、上位装置1がOLT2から取得された各ONU4及びOLT2間の遅延時間の情報に基づいて、各ONU4からOLT2への上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知する。これにより、実施形態1と2及び3を組み合わせることで、帯域制御処理部22における処理を開始するまでの遅延時間を削減することができる。
(第2の発明に係る第1実施形態)
第2の発明に係る第1実施形態の光加入者通信システムの構成を図2−5に示す。第2の発明に係る第1実施形態の光加入者通信システムは、上位装置1、OLT2、光ファイバ3F及び光カプラ3Cからなる光ファイバ区間3、ONU4−1、4−2、・・・、4−N並びに下位装置5−1、5−2、・・・、5−Nから構成される。例えば、光張り出し基地局方式では、上位装置1は、基地局装置Bに対応し、下位装置5は、無線装置Rに対応する。
第2の発明に係る第1実施形態の光加入者通信システムの構成を図2−5に示す。第2の発明に係る第1実施形態の光加入者通信システムは、上位装置1、OLT2、光ファイバ3F及び光カプラ3Cからなる光ファイバ区間3、ONU4−1、4−2、・・・、4−N並びに下位装置5−1、5−2、・・・、5−Nから構成される。例えば、光張り出し基地局方式では、上位装置1は、基地局装置Bに対応し、下位装置5は、無線装置Rに対応する。
Nは、1以上の自然数であり、下位装置5は、単数又は複数配置される。上位装置1は、各下位装置5と通信を行い、各下位装置5に対して、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングを行う。各ONU4は、各下位装置5の上位に接続される。
OLT2は、上位装置1の下位に接続され、かつ、光ファイバ3F及び光カプラ3Cを介して、単数又は複数のONU4−1、4−2、・・・、4−Nに接続される。
そして、OLT2は、上り通信のスケジューリングを上位装置1から通知され、各ONU4に対して、各ONU4から自装置2への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、上り通信のスケジューリングに基づいて算出し通知する。
ここで、OLT2は、上りデータの送信要求量が各ONU4から通知されるのを待機することなく、上りデータの送信時刻及び送信許可量を各ONU4に通知する。
OLT2の構成要素について説明する。OLT2は、上位側通信部21、上り帯域情報取得部22、上りデータ送信許可部23及び下位側通信部24から構成される。
上位側通信部21は、上位装置1に対するインタフェースである。下位側通信部24は、ONU4−1、4−2、・・・、4−Nに対するインタフェースである。
上り帯域情報取得部22は、上位装置1が各下位装置5に対して行った、各下位装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングを、上位装置1から取得する。上り通信のスケジューリングは、上位側通信部21を介して通知される。
上りデータ送信許可部23は、各ONU4に対して、各ONU4から自装置2への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、上り通信のスケジューリングに基づいて算出し通知する。上りデータの送信時刻及び送信許可量は、下位側通信部24を介して通知される。
ここで、上りデータ送信許可部23は、上りデータの送信要求量が各ONU4から通知されるのを待機することなく、上りデータの送信時刻及び送信許可量を各ONU4に通知する。
第2の発明に係る第1実施形態の上りデータの転送手順を示すタイムチャートを図2−6に示す。上位装置1は、OLT2、ファイバ区間3及び各ONU4を介して、各下位装置5に対して、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報を、下りデータの一部として送信する。これと並行して、上位装置1は、OLT2に対して、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報を通知する。
上り帯域情報取得部22は、上位側通信部21を介して、上位装置1から、各下位装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報を取得する。上りデータ送信許可部23は、各下位装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報に基づいて、PON区間での帯域割当処理を実行する。そして、上りデータ送信許可部23は、下位側通信部24及び光ファイバ区間3を介して、各ONU4に対して、帯域割当情報を伝達するためのGateパケットを送信する。
各ONU4は、光ファイバ区間3を介して、OLT2から、帯域割当情報を伝達するためのGateパケットを受信する。そして、各ONU4は、帯域割当情報を伝達するためのGateパケットに基づいて、PON区間での上り帯域設定を実行する。これと並行して、各下位装置5は、OLT2、光ファイバ区間3及び各ONU4を介して、上位装置1から、自装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報を受信する。そして、各下位装置5は、自装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報に基づいて、各ONU4に対して、上りデータを送信する。
各ONU4は、PON区間での上り帯域設定に基づいて、光ファイバ区間3を介して、OLT2に対して、各下位装置5からの上りデータを送信する。そして、OLT2は、上位装置1に対して、各下位装置5からの上りデータを送信する。
このように、OLT2は、各ONU4から通知された、各ONU4が各下位装置5から受信した上りデータの容量に基づいて、PON区間での上り帯域制御を行うのではなく、上位装置1から通知された、上位装置1が各下位装置5に対して事前に行った上り通信のスケジューリングに基づいて、PON区間での上り帯域制御を行う。
つまり、OLT2は、各ONU4が各下位装置5から上りデータを受信した後に、漸くPON区間での上り帯域制御を行うのではなく、各ONU4が各下位装置5から上りデータを受信する前に、予めPON区間での上り帯域制御を行っている。
そして、OLT2は、上位装置1が各下位装置5に対して事前に行った上り通信のスケジューリングを上位装置1から通知された直後に、PON区間での上り帯域制御を行う。
よって、PONシステムを介して接続される上位装置1及び下位装置5からなる通信システムにおいて、上位装置1及び下位装置5の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置5から上位装置1への上りデータを高速に転送することができる。もっとも、OLT2の帯域割当処理は、従来のDBA技術を使用可能である。
第2の発明に係る第1実施形態は、例えば、光張り出し基地局方式に適用することができる。例えば、LTE(登録商標)による光張り出し基地局方式の場合、第2の発明に係る第1実施形態での処理遅延は、1ms程度に抑えられるため、十分な余裕をもって帯域制御処理を実施することができる。
(第2の発明に係る第2実施形態)
第2の発明に係る第2実施形態の光加入者通信システムの構成を図2−7に示す。第2の発明に係る第2実施形態では、第2の発明に係る第1実施形態と異なり、OLT2は、Reportパケット生成部25を備える。
第2の発明に係る第2実施形態の光加入者通信システムの構成を図2−7に示す。第2の発明に係る第2実施形態では、第2の発明に係る第1実施形態と異なり、OLT2は、Reportパケット生成部25を備える。
第2の発明に係る第2実施形態の上りデータの転送手順を示すタイムチャートを図2−8に示す。上位装置1が行う各下位装置5及びOLT2に対する、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報の送信ステップは、第2の発明に係る第1、2実施形態で同様である。
上り帯域情報取得部22は、上位側通信部21を介して、上位装置1から、各下位装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報を取得する。Reportパケット生成部25は、各下位装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報に基づいて、Reportパケットを生成する。
上りデータ送信許可部23は、Reportパケット生成部25が生成したReportパケットに基づいて、PON区間での帯域割当処理を実行する。そして、上りデータ送信許可部23は、下位側通信部24及び光ファイバ区間3を介して、各ONU4に対して、帯域割当情報を伝達するためのGateパケットを送信する。
各ONU4が行うPON区間での上り帯域の設定ステップと、各下位装置5、各ONU4及びOLT2が行う上りデータの送信ステップは、第2の発明に係る第1、2実施形態で同様である。
第2の発明に係る第2実施形態は、例えば、光張り出し基地局方式に適用することができる。例えば、LTE(登録商標)による光張り出し基地局方式の場合、第2の発明に係る第2実施形態での処理遅延は、第2の発明に係る第1実施形態での処理遅延と比較して、Reportパケット生成部25の処理時間だけ大きくなる。しかし、処理遅延の当該増分は、1msよりも十分に小さいため、第2の発明に係る第2実施形態でも、第2の発明に係る第1実施形態と同様に、十分な余裕をもって帯域制御処理を実施することができる。
よって、PONシステムを介して接続される上位装置1及び下位装置5からなる通信システムにおいて、上位装置1及び下位装置5の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置5から上位装置1への上りデータを高速に転送することができる。もっとも、OLT2の帯域割当処理は、従来のDBA技術を使用可能である。
(第2の発明に係る第3実施形態)
第2の発明に係る第3実施形態の光加入者通信システムの構成を図2−9に示す。第2の発明に係る第3実施形態では、第2の発明に係る第1実施形態と異なり、各ONU4は、Reportパケット生成部41を備える。例えば、ONU4−1は、Reportパケット生成部41−1を備える。
第2の発明に係る第3実施形態の光加入者通信システムの構成を図2−9に示す。第2の発明に係る第3実施形態では、第2の発明に係る第1実施形態と異なり、各ONU4は、Reportパケット生成部41を備える。例えば、ONU4−1は、Reportパケット生成部41−1を備える。
第2の発明に係る第3実施形態の上りデータの転送手順を示すタイムチャートを図2−10に示す。上位装置1が行う各下位装置5及びOLT2に対する、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報の送信ステップは、第2の発明に係る第1、3実施形態で同様である。
上り帯域情報取得部22は、上位側通信部21を介して、上位装置1から、各下位装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報を取得する。そして、上り帯域情報取得部22は、下位側通信部24及び光ファイバ区間3を介して、各ONU4に対して、各下位装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報を送信する。
各ONU4のReportパケット生成部41は、各下位装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報に基づいて、Reportパケットを生成する。そして、各ONU4のReportパケット生成部41は、光ファイバ区間3を介して、OLT2に対して、Reportパケットを送信する。
上りデータ送信許可部23は、各ONU4のReportパケット生成部41が生成したReportパケットに基づいて、PON区間での帯域割当処理を実行する。そして、上りデータ送信許可部23は、下位側通信部24及び光ファイバ区間3を介して、各ONU4に対して、帯域割当情報を伝達するためのGateパケットを送信する。
各ONU4が行うPON区間での上り帯域の設定ステップと、各下位装置5、各ONU4及びOLT2が行う上りデータの送信ステップは、第2の発明に係る第1、3実施形態で同様である。
第2の発明に係る第3実施形態は、例えば、光張り出し基地局方式に適用することができる。例えば、LTE(登録商標)による光張り出し基地局方式の場合、第2の発明に係る第3実施形態での処理遅延は、第2の発明に係る第1実施形態での処理遅延と比較して、各ONU4のReportパケット生成部41の処理時間並びに帯域情報パケット及びReportパケットの伝送時間だけ大きくなる。しかし、処理遅延の当該増分は、高々1ms程度であるため、第2の発明に係る第3実施形態でも、第2の発明に係る第1実施形態と同様に、十分な余裕をもって帯域制御処理を実施することができる。
よって、PONシステムを介して接続される上位装置1及び下位装置5からなる通信システムにおいて、上位装置1及び下位装置5の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置5から上位装置1への上りデータを高速に転送することができる。もっとも、OLT2の帯域割当処理は、従来のDBA技術を使用可能である。
(第2の発明に係る第4実施形態)
第2の発明に係る第4実施形態の光加入者通信システムの構成を図2−11に示す。第2の発明に係る第4実施形態では、第2の発明に係る第1実施形態と異なり、光加入者通信システムは、代理ONU6を備え、代理ONU6は、Reportパケット生成部61を備える。代理ONU6は、OLT2の物理的に近傍に設置され、光カプラ3Cを介して、光ファイバ3Fに接続される。
第2の発明に係る第4実施形態の光加入者通信システムの構成を図2−11に示す。第2の発明に係る第4実施形態では、第2の発明に係る第1実施形態と異なり、光加入者通信システムは、代理ONU6を備え、代理ONU6は、Reportパケット生成部61を備える。代理ONU6は、OLT2の物理的に近傍に設置され、光カプラ3Cを介して、光ファイバ3Fに接続される。
第2の発明に係る第4実施形態の上りデータの転送手順を示すタイムチャートを図2−12に示す。上位装置1が行う各下位装置5及びOLT2に対する、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報の送信ステップは、第2の発明に係る第1、4実施形態で同様である。
上り帯域情報取得部22は、上位側通信部21を介して、上位装置1から、各下位装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報を取得する。そして、上り帯域情報取得部22は、下位側通信部24及び光ファイバ区間3を介して、代理ONU6に対して、各下位装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報を送信する。
代理ONU6のReportパケット生成部61は、各下位装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報に基づいて、Reportパケットを生成する。そして、代理ONU6のReportパケット生成部61は、光ファイバ区間3を介して、OLT2に対して、Reportパケットを送信する。
上りデータ送信許可部23は、代理ONU6のReportパケット生成部61が生成したReportパケットに基づいて、PON区間での帯域割当処理を実行する。そして、上りデータ送信許可部23は、下位側通信部24及び光ファイバ区間3を介して、各ONU4に対して、帯域割当情報を伝達するためのGateパケットを送信する。
各ONU4が行うPON区間での上り帯域の設定ステップと、各下位装置5、各ONU4及びOLT2が行う上りデータの送信ステップは、第2の発明に係る第1、4実施形態で同様である。
第2の発明に係る第4実施形態は、例えば、光張り出し基地局方式に適用することができる。例えば、LTE(登録商標)による光張り出し基地局方式の場合、第2の発明に係る第4実施形態での処理遅延は、第2の発明に係る第1実施形態での処理遅延と比較して、代理ONU6のReportパケット生成部61の処理時間並びに帯域情報パケット及びReportパケットの伝送時間だけ大きくなる。しかし、処理遅延の当該増分は、高々1ms程度であるため、第2の発明に係る第4実施形態でも、第2の発明に係る第1実施形態と同様に、十分な余裕をもって帯域制御処理を実施することができる。
そして、代理ONU6は、各ONU4と比較して、OLT2の物理的に近傍に設置されるため、第2の発明に係る第4実施形態では、第2の発明に係る第3実施形態と比較して、帯域情報パケット及びReportパケットの伝送時間を短くすることができる。
よって、PONシステムを介して接続される上位装置1及び下位装置5からなる通信システムにおいて、上位装置1及び下位装置5の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置5から上位装置1への上りデータを高速に転送することができる。もっとも、OLT2の帯域割当処理は、従来のDBA技術を使用可能である。そして、各ONU4の構成を従来の構成から変更する必要もない。
(第2の発明に係る第5実施形態)
第2の発明に係る第5実施形態の光加入者通信システムの構成を図2−13に示す。第2の発明に係る第5実施形態では、第2の発明に係る第1実施形態と異なり、光加入者通信システムは、代理ONU6を備え、代理ONU6は、Reportパケット生成部61を備える。代理ONU6は、OLT2の物理的に近傍に設置され、光カプラ3Cを介して、光ファイバ3Fに接続され、OLT2及び光ファイバ区間3を介さず、上位装置1に直接的に接続される。
第2の発明に係る第5実施形態の光加入者通信システムの構成を図2−13に示す。第2の発明に係る第5実施形態では、第2の発明に係る第1実施形態と異なり、光加入者通信システムは、代理ONU6を備え、代理ONU6は、Reportパケット生成部61を備える。代理ONU6は、OLT2の物理的に近傍に設置され、光カプラ3Cを介して、光ファイバ3Fに接続され、OLT2及び光ファイバ区間3を介さず、上位装置1に直接的に接続される。
第2の発明に係る第5実施形態の上りデータの転送手順を示すタイムチャートを図2−14に示す。上位装置1が行う各下位装置5に対する、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報の送信ステップは、第2の発明に係る第1、5実施形態で同様である。
上り通信のスケジューリングの帯域情報の送信ステップと並行して、上位装置1は、OLT2及び光ファイバ区間3を介さず、代理ONU6に対して直接的に、各下位装置5から自装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報を通知する。
代理ONU6のReportパケット生成部61は、各下位装置5から上位装置1への上り通信のスケジューリングの帯域情報に基づいて、Reportパケットを生成する。そして、代理ONU6のReportパケット生成部61は、光ファイバ区間3を介して、OLT2に対して、Reportパケットを送信する。
上りデータ送信許可部23は、代理ONU6のReportパケット生成部61が生成したReportパケットに基づいて、PON区間での帯域割当処理を実行する。そして、上りデータ送信許可部23は、下位側通信部24及び光ファイバ区間3を介して、各ONU4に対して、帯域割当情報を伝達するためのGateパケットを送信する。
各ONU4が行うPON区間での上り帯域の設定ステップと、各下位装置5、各ONU4及びOLT2が行う上りデータの送信ステップは、第2の発明に係る第1、5実施形態で同様である。
第2の発明に係る第5実施形態は、例えば、光張り出し基地局方式に適用することができる。例えば、LTE(登録商標)による光張り出し基地局方式の場合、第2の発明に係る第5実施形態での処理遅延は、第2の発明に係る第1実施形態での処理遅延と比較して、代理ONU6のReportパケット生成部61の処理時間並びに帯域情報パケット及びReportパケットの伝送時間だけ大きくなる。しかし、処理遅延の当該増分は、高々1ms程度であるため、第2の発明に係る第5実施形態でも、第2の発明に係る第1実施形態と同様に、十分な余裕をもって帯域制御処理を実施することができる。
そして、代理ONU6は、OLT2及び光ファイバ区間3を介さず、上位装置1に直接的に接続されるため、第2の発明に係る第5実施形態では、第2の発明に係る第4実施形態と比較して、帯域情報パケットの伝送時間を短くすることができる。
よって、PONシステムを介して接続される上位装置1及び下位装置5からなる通信システムにおいて、上位装置1及び下位装置5の間の遅延時間に対する厳しい要求条件を充足するように、下位装置5から上位装置1への上りデータを高速に転送することができる。もっとも、OLT2の帯域割当処理は、従来のDBA技術を使用可能である。そして、各ONU4の構成を従来の構成から変更する必要もない。
(光張り出し基地局方式)
第2の発明に係る第1〜5実施形態は、上述したように、光張り出し基地局方式に適用することができる。例えば、LTE(登録商標)による光張り出し基地局方式の場合、基地局装置Bが下り制御チャネルを含む下りデータを送信してから、4サブフレーム(4ms)以内に、ONU4が帯域情報を伝達され帯域設定を実行する必要がある(非特許文献3を参照)。しかし、第2の発明に係る第1〜5実施形態は、上述したように、処理遅延を1ms程度に抑えることができるため、十分な余裕をもって帯域制御処理を実施することができる。
第2の発明に係る第1〜5実施形態は、上述したように、光張り出し基地局方式に適用することができる。例えば、LTE(登録商標)による光張り出し基地局方式の場合、基地局装置Bが下り制御チャネルを含む下りデータを送信してから、4サブフレーム(4ms)以内に、ONU4が帯域情報を伝達され帯域設定を実行する必要がある(非特許文献3を参照)。しかし、第2の発明に係る第1〜5実施形態は、上述したように、処理遅延を1ms程度に抑えることができるため、十分な余裕をもって帯域制御処理を実施することができる。
また、上位装置1及び下位装置5をそれぞれ基地局装置B(BBU)及び無線装置R(RRH)とする場合、基地局装置B及び無線装置Rの間のインタフェース分界点は、通常は業界標準であるCPRI(Common Public Radio Interface)(非特許文献4を参照)にあるように、無線物理層でのベースバンドでのIQデータ点で規格されるが、図2−15に示すLTE(登録商標)の物理層構成の各点とすることが可能である。
なお、上位装置1からOLT2の上り帯域情報取得部22への上り帯域情報の伝達手段として、専用の制御線を用いて直接的に、上り帯域情報取得部22に伝達する方法と、データ用のインタフェースでパケット多重してOLT2に伝達し、OLT2内で当該パケットをフィルタリングして上り帯域情報を抽出し、上り帯域情報取得部22に伝達する方法と、がある。いずれの方法を採っても、1ms程度で情報伝達は可能であり、LTE(登録商標)を対象とする場合、帯域割当処理の時間的な余裕は十分である。
また、上位装置1から各下位装置5へ送信される上り帯域情報について、各下位装置5の識別情報が必須であり、各下位装置5から各ONU4へ送信されるデータに関する到着時刻及びデータ長が必須であり、その他管理情報が付加される。
なお、第1の発明及び第2の発明は前述の各実施形態に係る発明に限らない。例えば、第1の発明に係る実施形態及び第2の発明に係る実施形態の構成を組み合わせてもよい。第1の発明に係る実施形態及び第2の発明に係る実施形態を組み合わせる場合、光加入者通信システムにおいて、第1の発明に係る上位装置1は、各下位装置5に対してスケジューリングを行い、OLT2に対して、各ONU4からOLT2への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、スケジューリングに基づいて算出し通知する。ここで、第2の発明に係るOLT2は、第1の発明に係る上位装置1及び各ONU4に接続され、上り通信のスケジューリングを第1の発明に係る上位装置から通知され、各ONU4に対して、各ONU4から自装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、上り通信のスケジューリングに基づいて算出し通知する。これにより、第1の発明に係る実施形態及び第2の発明に係る実施形態を組み合わせることで、帯域制御の処理を開始するまでの遅延時間を削減することができる。
本発明に係る光加入者通信システム、光加入者通信方法、光加入者線終端装置及び上位装置は、上位装置及び下位装置の間の遅延時間に対する要求条件が厳しい通信システムに対して、適用することができ、例えば、基地局装置及び無線装置の間の遅延時間に対する要求条件が厳しい光張り出し基地局方式に対して、適用することができる。
(第1の発明に係る第1〜第3実施形態における符号の説明)
1:上位装置
2:OLT
3:光ファイバ区間
3F:光ファイバ
3C:光カプラ
4、4−1、4−2、4−N:ONU
5、5−1、5−2、5−N:下位装置
B:基地局装置
R:無線装置
P:光デジタルインタフェース
11:スケジューリング実行部
12:上りデータ送信許可部
21:フィルタ部
22:帯域制御処理部
(第2の発明に係る第1〜第5実施形態における符号の説明)
1:上位装置
2:OLT
3:光ファイバ区間
3F:光ファイバ
3C:光カプラ
4、4−1、4−2、4−N:ONU
5、5−1、5−2、5−N:下位装置
6:代理ONU
B:基地局装置
R:無線装置
P:光デジタルインタフェース
21:上位側通信部
22:上り帯域情報取得部
23:上りデータ送信許可部
24:下位側通信部
25:Reportパケット生成部
41、41−1:Reportパケット生成部
61:Reportパケット生成部
1:上位装置
2:OLT
3:光ファイバ区間
3F:光ファイバ
3C:光カプラ
4、4−1、4−2、4−N:ONU
5、5−1、5−2、5−N:下位装置
B:基地局装置
R:無線装置
P:光デジタルインタフェース
11:スケジューリング実行部
12:上りデータ送信許可部
21:フィルタ部
22:帯域制御処理部
(第2の発明に係る第1〜第5実施形態における符号の説明)
1:上位装置
2:OLT
3:光ファイバ区間
3F:光ファイバ
3C:光カプラ
4、4−1、4−2、4−N:ONU
5、5−1、5−2、5−N:下位装置
6:代理ONU
B:基地局装置
R:無線装置
P:光デジタルインタフェース
21:上位側通信部
22:上り帯域情報取得部
23:上りデータ送信許可部
24:下位側通信部
25:Reportパケット生成部
41、41−1:Reportパケット生成部
61:Reportパケット生成部
Claims (20)
- 単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置と、
前記単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置に光ファイバ及び光カプラを介して接続され、前記光加入者線ネットワーク装置に送出するGateパケットを複製し、複製した前記Gateパケットを集約する光加入者線終端装置と、
前記各光加入者線ネットワーク装置の下位に接続される単数又は複数の下位装置と、
前記光加入者線終端装置の上位に接続され、前記各下位装置に対して、前記各下位装置から自装置への上り通信のスケジューリングを行い、前記光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記光加入者線ネットワーク装置からの上りデータ量に関する通知を用いることなく、前記スケジューリングに基づいて算出し通知する上位装置と、
を備えることを特徴とする光加入者通信システム。 - 前記上位装置は、前記光加入者線終端装置から取得された前記各光加入者線ネットワーク装置及び前記光加入者線終端装置の間の遅延時間の情報に基づいて、前記光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知する
ことを特徴とする請求項1に記載の光加入者通信システム。 - 前記単数又は複数の下位装置は、光張り出し基地局方式における単数又は複数の無線装置であり、前記上位装置は、光張り出し基地局方式における基地局装置である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光加入者通信システム。 - 上位装置が、自装置と通信を行う単数又は複数の下位装置に対して、前記各下位装置から自装置への上り通信のスケジューリングを行うスケジューリング実行ステップと、
前記上位装置が、自装置の下位に接続され、光加入者線ネットワーク装置に送出するGateパケットを複製し、複製した前記Gateパケットを集約する光加入者線終端装置であって、前記各下位装置の上位に接続される単数又は複数の前記光加入者線ネットワーク装置に光ファイバ及び光カプラを介して接続される光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記光加入者線ネットワーク装置からの上りデータ量に関する通知を用いることなく、前記スケジューリングに基づいて算出し通知する上りデータ送信許可ステップと、
を順に備えることを特徴とする光加入者通信方法。 - 前記上りデータ送信許可ステップは、前記光加入者線終端装置から取得された前記各光加入者線ネットワーク装置及び前記光加入者線終端装置の間の遅延時間の情報に基づいて、前記光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知する
ことを特徴とする請求項4に記載の光加入者通信方法。 - 前記単数又は複数の下位装置は、光張り出し基地局方式における単数又は複数の無線装置であり、前記上位装置は、光張り出し基地局方式における基地局装置である
ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の光加入者通信方法。 - 自装置と通信を行う単数又は複数の下位装置に対して、前記各下位装置から自装置への上り通信のスケジューリングを行うスケジューリング実行部と、
自装置の下位に接続され、光加入者線ネットワーク装置に送出するGateパケットを複製し、複製した前記Gateパケットを集約する光加入者線終端装置であって、前記各下位装置の上位に接続される単数又は複数の前記光加入者線ネットワーク装置に光ファイバ及び光カプラを介して接続される光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記光加入者線ネットワーク装置からの上りデータ量に関する通知を用いることなく、前記スケジューリングに基づいて算出し通知する上りデータ送信許可部と、
を備えることを特徴とする上位装置。 - 前記上りデータ送信許可部は、前記光加入者線終端装置から取得された前記各光加入者線ネットワーク装置及び前記光加入者線終端装置の間の遅延時間の情報に基づいて、前記光加入者線終端装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から前記光加入者線終端装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出し通知する
ことを特徴とする請求項7に記載の上位装置。 - 単数又は複数の下位装置と、
前記単数又は複数の下位装置と通信を行い、前記各下位装置に対して、前記各下位装置から自装置への上り通信のスケジューリングを行う上位装置と、
前記各下位装置の上位に接続される単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置と、
前記上位装置の下位に接続され、かつ、光ファイバ及び光カプラを介して前記単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置に接続され、前記上り通信のスケジューリングを前記上位装置から通知され、前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から自装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記光加入者線ネットワーク装置からの上りデータ量に関する通知を用いることなく、前記上り通信のスケジューリングに基づいて算出し通知し、前記光加入者線ネットワーク装置に送出するGateパケットを複製し、複製した前記Gateパケットを集約する光加入者線終端装置と、
を備えることを特徴とする光加入者通信システム。 - 前記光加入者線終端装置は、前記上りデータの送信要求量が前記各光加入者線ネットワーク装置から通知されるのを待機することなく、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を前記各光加入者線ネットワーク装置に通知する
ことを特徴とする請求項9に記載の光加入者通信システム。 - 前記光加入者線終端装置は、前記上り通信のスケジューリングに基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置から通知されたとみなされる前記上りデータの送信要求量を算出し、前記上りデータの送信要求量に基づいて、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出することを特徴とする請求項10に記載の光加入者通信システム。
- 前記単数又は複数の下位装置は、光張り出し基地局方式における単数又は複数の無線装置であり、前記上位装置は、光張り出し基地局方式における基地局装置である
ことを特徴とする請求項9から11のいずれかに記載の光加入者通信システム。 - 上位装置が、自装置と通信を行う単数又は複数の下位装置に対して、前記各下位装置から自装置への上り通信のスケジューリングを行うスケジューリング実行ステップと、
前記上位装置が、自装置の下位に接続され、光加入者線ネットワーク装置に送出するGateパケットを複製し、複製した前記Gateパケットを集約する光加入者線終端装置に対して、前記上り通信のスケジューリングを通知するスケジューリング通知ステップと、
前記光加入者線終端装置が、前記各下位装置の上位に接続され、かつ、光ファイバ及び光カプラを介して自装置に接続される単数又は複数の前記光加入者線ネットワーク装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から自装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記光加入者線ネットワーク装置からの上りデータ量に関する通知を用いることなく、前記上り通信のスケジューリングに基づいて算出し通知する送信許可ステップと、
を順に備えることを特徴とする光加入者通信方法。 - 前記送信許可ステップでは、前記光加入者線終端装置が、前記上りデータの送信要求量が前記各光加入者線ネットワーク装置から通知されるのを待機することなく、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を前記各光加入者線ネットワーク装置に通知する
ことを特徴とする請求項13に記載の光加入者通信方法。 - 前記送信許可ステップでは、前記光加入者線終端装置が、前記上り通信のスケジューリングに基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置から通知されたとみなされる前記上りデータの送信要求量を算出し、前記上りデータの送信要求量に基づいて、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出することを特徴とする請求項14に記載の光加入者通信方法。
- 前記単数又は複数の下位装置は、光張り出し基地局方式における単数又は複数の無線装置であり、前記上位装置は、光張り出し基地局方式における基地局装置である
ことを特徴とする請求項13から15のいずれかに記載の光加入者通信方法。 - 自装置の上位に接続される上位装置に対するインタフェースである上位側通信部と、
前記上位装置と通信を行う単数又は複数の下位装置の上位に接続され、かつ、光ファイバ及び光カプラを介して自装置に接続される単数又は複数の光加入者線ネットワーク装置に対するインタフェースである下位側通信部と、
前記上位装置が前記各下位装置に対して行った、前記各下位装置から前記上位装置への上り通信のスケジューリングを、前記上位装置から取得する上り帯域情報取得部と、
前記各光加入者線ネットワーク装置に対して、前記各光加入者線ネットワーク装置から自装置への上りデータの送信時刻及び送信許可量を、前記光加入者線ネットワーク装置からの上りデータ量に関する通知を用いることなく、前記上り通信のスケジューリングに基づいて算出し通知する上りデータ送信許可部と、を備え、
前記光加入者線ネットワーク装置に送出するGateパケットを複製し、複製した前記Gateパケットを集約する
ことを特徴とする光加入者線終端装置。 - 前記上りデータ送信許可部は、前記上りデータの送信要求量が前記各光加入者線ネットワーク装置から通知されるのを待機することなく、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を前記各光加入者線ネットワーク装置に通知する
ことを特徴とする請求項17に記載の光加入者線終端装置。 - 前記上りデータ送信許可部は、前記上り通信のスケジューリングに基づいて、前記各光加入者線ネットワーク装置から通知されたとみなされる前記上りデータの送信要求量を算出し、前記上りデータの送信要求量に基づいて、前記上りデータの送信時刻及び送信許可量を算出することを特徴とする請求項18に記載の光加入者線終端装置。
- 前記単数又は複数の下位装置は、光張り出し基地局方式における単数又は複数の無線装置であり、前記上位装置は、光張り出し基地局方式における基地局装置である
ことを特徴とする請求項17から19のいずれかに記載の光加入者線終端装置。
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