JP6079909B1 - Station terminal, optical network, and bandwidth allocation method - Google Patents
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Abstract
【課題】OFDMを用いた通信において、輻輳状態でも各ONUに対する使用可能帯域幅内に収める。【解決手段】第1過程において、ループ回数n(nは0以上の整数)を0にするとともに、各ONUについて、ONUの要求品質と、ONUについてのPON区間距離から、初期要求帯域幅を取得する。第2過程において、複数のOFDMバンドに、各ONUを収容させ、各ONUが割当てられたOFDMバンドとガードバンドの総和で与えられる必要帯域幅を算出する。第3過程において、必要帯域幅と、使用可能帯域幅とを比較する。第3過程での比較の結果、必要帯域幅が使用帯域幅より大きい場合には、第4過程において、初期要求帯域幅に、使用可能帯域幅を乗算し、初期必要帯域幅と幅減少パラメータとの積で除算し、その整数部分を算出するとともに、ループ回数nに1を加算する。第3過程での比較の結果、必要帯域幅が使用帯域幅以下になるまで、第2〜4過程を繰り返し行う。【選択図】図12In communication using OFDM, even within a congested state, the bandwidth falls within the usable bandwidth for each ONU. In the first process, the number of loops n (n is an integer of 0 or more) is set to 0, and the initial required bandwidth is obtained for each ONU from the required quality of the ONU and the PON interval distance for the ONU. To do. In the second process, each ONU is accommodated in a plurality of OFDM bands, and a necessary bandwidth given by the sum of the OFDM band and guard band to which each ONU is allocated is calculated. In the third process, the required bandwidth is compared with the available bandwidth. If the required bandwidth is larger than the used bandwidth as a result of the comparison in the third step, the initial required bandwidth is multiplied by the usable bandwidth in the fourth step, and the initial required bandwidth and the width reduction parameter are The integer part is calculated and 1 is added to the loop count n. As a result of the comparison in the third process, the second to fourth processes are repeated until the required bandwidth is equal to or less than the used bandwidth. [Selection] Figure 12
Description
この発明は、例えば、エラスティックλアグリゲーションネットワークで用いて好適な、局舎端末、光ネットワーク及び帯域割当方法に関する。 The present invention relates to a station terminal, an optical network, and a bandwidth allocation method suitable for use in, for example, an elastic λ aggregation network.
図1を参照して、現在のネットワークの基本構成例を説明する。図1は、現在のネットワークの基本構成例を説明する模式図である。この基本構成例のネットワークは、アクセスネットワーク、メトロネットワーク及び上位ネットワークで構成される。アクセスネットワークは、ユーザと局とを結ぶ。メトロネットワークは、アクセスネットワークの局を結ぶ。そして、上位ネットワークは、メトロネットワーク及びアクセスネットワークを収容する。 An example of the basic configuration of the current network will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a basic configuration of a current network. The network of this basic configuration example includes an access network, a metro network, and an upper network. The access network connects users and stations. Metro networks connect access network stations. The upper network accommodates a metro network and an access network.
メトロネットワークは、例えば、ノードをリング状に接続するリングネットワークで構成される。このリングネットワークでは、再構成可能光分岐挿入多重装置(ROADM:Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer)を備えることが多い。アクセスネットワークの局は、このノードに接続される。 The metro network is composed of, for example, a ring network that connects nodes in a ring shape. In many cases, such a ring network includes a reconfigurable optical add / drop multiplexer (ROADM: Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexer). An access network station is connected to this node.
アクセスネットワークでは、光通信を利用することにより膨大な情報量の伝送を可能とする、光アクセスネットワークが主流となりつつある。光アクセスネットワークとして、受動光ネットワーク(PON:Passive Optical Network)が知られている。 In access networks, optical access networks that enable transmission of an enormous amount of information by using optical communication are becoming mainstream. As an optical access network, a passive optical network (PON) is known.
PONは、局内に設けられる1つの局舎端末(OLT:Optical Line Terminal)、及び、加入者宅にそれぞれ設けられる複数の加入者端末(ONU:Optical Network Unit)を備えて構成される。OLTとONUは、光スプリッタを介して、光ファイバで接続される。 The PON includes one station terminal (OLT: Optical Line Terminal) provided in the station and a plurality of subscriber terminals (ONU: Optical Network Unit) provided in each subscriber house. The OLT and the ONU are connected by an optical fiber via an optical splitter.
PONでは、各ONUからOLTに送られる信号(以下、上り信号と称することもある)は、光スプリッタで合波されてOLTに送信される。一方、OLTから各ONUに送られる信号(以下、下り信号と称することもある)は、光スプリッタで分波されて各ONUに送信される。なお、上り信号と下り信号との干渉を防ぐために、上り信号と下り信号には、それぞれ異なる波長が割り当てられる。 In PON, signals transmitted from each ONU to the OLT (hereinafter also referred to as upstream signals) are combined by an optical splitter and transmitted to the OLT. On the other hand, a signal (hereinafter also referred to as a downstream signal) sent from the OLT to each ONU is demultiplexed by the optical splitter and transmitted to each ONU. Note that different wavelengths are assigned to the upstream signal and the downstream signal in order to prevent interference between the upstream signal and the downstream signal.
PONでは、様々な多重技術が用いられる。PONで用いられる多重技術には、時間軸上の短い区間を各加入者に割り当てる時分割多重(TDM:Time Division Multiplex)技術、異なる波長を各加入者に割り当てる波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplex)技術、異なる符号を各加入者に割り当てる符号分割多重(CDM:Code Division Multiplex)技術などがある。これらの多重技術の中で、TDMを利用するTDM−PONが、現在最も広く用いられている。TDM−PONでは、TDMA(Time Division Multiple Access)が用いられている。TDMAは、OLTが、各ONUの送信タイミングを管理して、異なるONUからの上り信号同士が衝突しないように制御する技術である。 In PON, various multiplexing techniques are used. The multiplexing technology used in the PON includes time division multiplexing (TDM) technology in which a short interval on the time axis is assigned to each subscriber, wavelength division multiplexing (WDM) in which different wavelengths are assigned to each subscriber (WDM: Wave Division Division Multiplex). And code division multiplexing (CDM) technology that assigns different codes to each subscriber. Among these multiplexing techniques, TDM-PON using TDM is currently most widely used. In TDM-PON, TDMA (Time Division Multiple Access) is used. TDMA is a technique in which the OLT manages the transmission timing of each ONU so that uplink signals from different ONUs do not collide with each other.
PONの代表的なものとして、Gigabit(1×109bit/sec)Ethernet(登録商標)技術を使用した、GE−PONがある(例えば非特許文献1参照)。GE−PONでは、下り信号の波長は1480−1500nm、上り信号の波長は1260−1360nmが用いられている。 A typical PON is GE-PON using Gigabit (1 × 10 9 bits / sec) Ethernet (registered trademark) technology (see, for example, Non-Patent Document 1). In GE-PON, the wavelength of the downstream signal is 1480-1500 nm, and the wavelength of the upstream signal is 1260-1360 nm.
GE−PONに含まれる機能の1つとして、OLTに実装される動的帯域割当(DBA:Dynamic Bandwidth Allocation)がある(例えば、特許文献1参照)。DBAは、各ONUで発生しているトラフィックをOLTが把握し、トラフィックに応じて、各ONUに上り信号の帯域を割り当てる機能である。 One of the functions included in GE-PON is dynamic bandwidth allocation (DBA) implemented in OLT (see, for example, Patent Document 1). The DBA is a function in which the OLT grasps traffic generated in each ONU and allocates an upstream signal band to each ONU according to the traffic.
図2を参照して、DBAについて説明する。図2(A)〜(C)は、DBAを説明するための模式図であり、横軸に時間tを取って示している。図2(A)〜(C)では、DBA周期を30msec、無信号区間(ガードタイム)を2msec、及び、ONUの数を4としている。 The DBA will be described with reference to FIG. FIGS. 2A to 2C are schematic diagrams for explaining DBA, and the horizontal axis indicates time t. 2A to 2C, the DBA cycle is 30 msec, the no-signal interval (guard time) is 2 msec, and the number of ONUs is 4.
OLTは、各ONUが要求するトラフィックに応じて、DBA周期ごとに各ONUの割当帯域を計算し、各ONUに割り当てる(図2(A))。GE−PONにおける割当帯域の単位は時間で表すことができる。なお、各ONUの割当帯域間にはガードタイムが設けられている。 The OLT calculates the allocation bandwidth of each ONU for each DBA cycle according to the traffic requested by each ONU, and allocates it to each ONU (FIG. 2A). The unit of the allocated bandwidth in GE-PON can be expressed by time. A guard time is provided between the allocated bands of each ONU.
ここで、各ONUが要求する帯域が広く、ONUへの割当帯域の総和がDBA周期内に収まらない場合がある(図2(B))。図2(B)では、ONU#1〜4が要求する帯域が、それぞれ、8、10、12、6msecの例を示している。
Here, there is a case where the bandwidth requested by each ONU is wide and the sum of bandwidths allocated to the ONU does not fit within the DBA cycle (FIG. 2B). FIG. 2B illustrates an example in which the bandwidths requested by the
このような状況でONUへの割当帯域の総和をDBA周期内に収める方法として、各ONUの割当帯域を、各ONUの要求帯域に(DBA周期−ガードタイムの合計)/(各ONUの要求する帯域の合計)を乗算して与える方法がある(例えば、特許文献1参照)。この方法により、各ONUの割当帯域は、それぞれ、5.3、6.7、8、4msecとなり、DBA周期内に収めることができる(図2(C))。 In such a situation, as a method of keeping the sum of the bandwidth allocated to the ONU within the DBA cycle, the bandwidth allocated to each ONU is set to the bandwidth requested by each ONU ((DBA cycle-sum of guard times) / (requested by each ONU). There is a method of multiplying and giving the sum of the bands (for example, see Patent Document 1). By this method, the allocated bandwidth of each ONU becomes 5.3, 6.7, 8, and 4 msec, respectively, and can be accommodated within the DBA cycle (FIG. 2C).
現在の光アクセスネットワークは、トラフィックの増加やサービスの多様化に伴い、貴重なネットワーク資源である波長を効率よく使用する高効率なネットワークの構築が求められている。そこで、多値変調技術や直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術を用いたエラスティック光アグリゲーションネットワーク(EλAN)の開発が行われている(例えば、非特許文献2参照)。 With the increase in traffic and diversification of services, current optical access networks are required to construct highly efficient networks that efficiently use wavelengths, which are valuable network resources. Therefore, an elastic optical aggregation network (EλAN) using a multi-level modulation technique and an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technique has been developed (for example, see Non-Patent Document 2).
図3を参照して、多値変調の特徴について説明する。図3(A)〜(D)は、多値変調の特徴を説明するための模式図である。図3(A)〜(D)は、横軸に波長を取って示している。 With reference to FIG. 3, the characteristics of multilevel modulation will be described. 3A to 3D are schematic diagrams for explaining the characteristics of multilevel modulation. 3A to 3D show the wavelength on the horizontal axis.
図3(A)は、1シンボルに1ビットのデータを含むOOK(On Off Keying)を示している。図3(B)は、1シンボルに2ビットのデータを含むQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)を示している。図3(C)は、1シンボルに4ビットのデータを含む16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)を示している。図3(D)は、1シンボルに6ビットのデータを含む64QAMを示している。図3(B)〜(D)に示されるQPSK、16QAM及び64QAMはいわゆる多値変調であり、QPSK、16QAM及び64QAMの順に変調多値数が多くなる。なお、多値変調はこれらに限定されず2nQAM(nは2以上の整数)とすることができる。図3に示されているように、変調多値数を大きくすると、使用する波長帯域を削減できる。 FIG. 3A shows OOK (On Off Keying) in which 1-bit data is included in one symbol. FIG. 3B shows QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) including 2 bits of data in one symbol. FIG. 3C illustrates 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) including 4 bits of data in one symbol. FIG. 3D shows 64QAM including 6-bit data in one symbol. QPSK, 16QAM, and 64QAM shown in FIGS. 3B to 3D are so-called multilevel modulation, and the modulation multilevel number increases in the order of QPSK, 16QAM, and 64QAM. Multi-level modulation is not limited to these, and can be 2nQAM (n is an integer of 2 or more). As shown in FIG. 3, when the modulation multi-level number is increased, the wavelength band to be used can be reduced.
次に、図4を参照して、OFDM技術について説明する。図4は、OFDM技術を説明するための模式図である。図4では、横軸に周波数を取って示している。OFDM技術は、周波数の直交性を利用しており、マルチキャリア伝送を可能とし、これにより帯域利用効率を向上できる。 Next, the OFDM technique will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the OFDM technique. In FIG. 4, the horizontal axis shows the frequency. The OFDM technology uses frequency orthogonality and enables multicarrier transmission, thereby improving band utilization efficiency.
次に、図5を参照して、EλANの構成例について説明する。図5は、EλANの基本構成例を説明するための模式図である。EλANは、従来のメトロネットワークとアクセスネットワークを融合したメトロ/アクセス融合型ネットワークである。従来のメトロネットワークに相当する区間には、波長によって様々な経路を通ることができる波長選択スイッチ(WSS:Wavelength Selective Switch)が用いられ、この区間をWSS区間と称する。また、従来のアクセスネットワークに相当する区間は、従来のPONと同様に構成される(以下、PON区間と称する)。 Next, a configuration example of EλAN will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a basic configuration example of EλAN. EλAN is a combined metro / access network that combines a conventional metro network and an access network. In a section corresponding to a conventional metro network, a wavelength selective switch (WSS: Wavelength Selective Switch) capable of passing through various routes depending on the wavelength is used, and this section is referred to as a WSS section. A section corresponding to a conventional access network is configured in the same manner as a conventional PON (hereinafter referred to as a PON section).
EλANは、従来各局に設置されていたOLTが集約された集約OLTを備える。集約OLTには、OLTをプログラマブル化した論理OLTが設けられる。また、ONUとして、論理ONUが用いられる。論理OLT及び論理ONUには、プログラマブル光送受信器があり、光波長、変調多値数、シンボルレート(SR:Symbol Rate)、及びサブキャリア(SC:Sub Carrier)数が可変となる。なお、以下の説明では、変調多値数、SR及びSC数を合わせて、光信号パラメータと称する。 The EλAN includes an aggregation OLT in which OLTs that are conventionally installed in each station are aggregated. The aggregation OLT is provided with a logical OLT in which the OLT is programmable. A logical ONU is used as the ONU. The logical OLT and the logical ONU have programmable optical transceivers, and the optical wavelength, the modulation multi-level number, the symbol rate (SR: Symbol Rate), and the number of subcarriers (SC: Sub Carrier) are variable. In the following description, the modulation multi-value number, the SR, and the SC number are collectively referred to as an optical signal parameter.
図6は、光信号パラメータの変化について説明するための模式図である。図6(A)は、変調多値数の変化を示している。図6(A)の左図が、変調多値数が少ないQPSKの場合のI−Q図であり、図6(A)の右図が、変調多値数が多い16QAMの場合のI−Q図である。図6(B)は、SRの変化を示している。図6(B)の左図はSRが高い場合を示しており、図6(B)の右図はSRが低い場合を示している。SRが低くなると、SCの幅が狭くなり、空き帯域が増える。また、図6(C)は、SC数の変化を示している。図6(C)の左図はSC数が多い場合を示しており、図6(C)の右図はSC数が少ない場合を示している。SC数が少なくなると、空き帯域が増える。 FIG. 6 is a schematic diagram for explaining changes in optical signal parameters. FIG. 6A shows a change in the modulation multi-level number. The left diagram in FIG. 6A is an IQ diagram in the case of QPSK with a small number of modulation multilevels, and the right diagram in FIG. 6A is an IQ in the case of 16QAM with a large number of modulation multilevels. FIG. FIG. 6B shows a change in SR. The left diagram in FIG. 6B shows a case where SR is high, and the right diagram in FIG. 6B shows a case where SR is low. When SR becomes low, the width of SC becomes narrow and the free bandwidth increases. FIG. 6C shows a change in the number of SCs. The left diagram in FIG. 6C shows a case where the number of SCs is large, and the right diagram in FIG. 6C shows a case where the number of SCs is small. As the number of SCs decreases, the available bandwidth increases.
集約OLTには光信号パラメータ制御アルゴリズムが搭載されており、トラフィックや通信品質などに応じて光信号パラメータの最適値を決定する。ここで、光信号パラメータの最適値は、ユーザが要求する条件を満たし、かつ、光スペクトル幅が最小になる状態の光信号パラメータの値である。 The aggregation OLT is equipped with an optical signal parameter control algorithm, and determines an optimum value of the optical signal parameter according to traffic, communication quality, and the like. Here, the optimum value of the optical signal parameter is a value of the optical signal parameter that satisfies a condition required by the user and has a minimum optical spectrum width.
このように、光信号パラメータの最適値を決定することにより、帯域利用効率に優れるネットワークを構築することができる。なお、EλANにおける帯域の単位は、周波数(波長)である。 Thus, by determining the optimum value of the optical signal parameter, it is possible to construct a network that is excellent in band utilization efficiency. The unit of the band in EλAN is a frequency (wavelength).
光信号パラメータの最適値を決定する方法の一例について説明する(例えば、非特許文献3参照)。 An example of a method for determining the optimum value of the optical signal parameter will be described (for example, see Non-Patent Document 3).
この方法では、予め、横軸にOLTとONUの間の距離(PON区間距離)を取り、縦軸に伝送品質(SER:Symbol Error Rate)を取った二次元マップを用意しておく。二次元マップは、送信多値数とSC数の複数の組について、PON区間距離とSERとの関係を示している。あるPON区間距離に対して、要求品質が伝送品質よりも大きければ送信可能であり、小さければ送信不可である。 In this method, a two-dimensional map is prepared in advance by taking the distance between the OLT and the ONU (PON section distance) on the horizontal axis and the transmission quality (SER: Symbol Error Rate) on the vertical axis. The two-dimensional map shows the relationship between the PON section distance and the SER for a plurality of sets of the transmission multilevel number and the SC number. For a certain PON section distance, transmission is possible if the required quality is larger than the transmission quality, and transmission is impossible if it is smaller.
先ず、第1のステップで、PON区間距離と、ONUの要求品質から、送信可能な多値数とバンド幅を選定する。ここで、バンド幅は、例えば、SRとSC数の積に相当する。 First, in the first step, a multi-value number and a bandwidth that can be transmitted are selected from the PON section distance and the required quality of the ONU. Here, the bandwidth corresponds to, for example, the product of SR and the number of SCs.
次に、第2のステップで、ONUの要求帯域から、送信可能な多値数とバンド幅を選定する。 Next, in the second step, a multi-value number and a bandwidth that can be transmitted are selected from the requested bandwidth of the ONU.
次に、第3のステップで、第1及び第2のステップで選定された多値数とバンド幅の組の中から、多値数が最も大きいものを選ぶ。また、多値数が最も大きいものが複数ある場合は、バンド幅が最も大きいものを選ぶ。 Next, in the third step, the one having the largest multi-value number is selected from the set of multi-value number and bandwidth selected in the first and second steps. In addition, when there are a plurality of items with the largest multi-value number, the one with the largest bandwidth is selected.
次に、第4のステップで、送信する多値数と、ONUの要求帯域から割当SC数を計算する。 Next, in the fourth step, the allocated SC number is calculated from the multi-value number to be transmitted and the requested bandwidth of the ONU.
次に、第5のステップで、上記第3のステップで選定したバンド幅に割当てられるSC数の和がそのバンド幅に近くなるようなONUの組合せを探索する。 Next, in the fifth step, a search is made for a combination of ONUs such that the sum of the SC numbers allocated to the bandwidth selected in the third step is close to the bandwidth.
ここで、上述の従来の非特許文献3の技術では、非輻輳状態で光信号パラメータを決定している。非輻輳状態は、各ONUの要求帯域幅の合計が、使用可能帯域幅に収まる状態である。すなわち、各ONUの要求を全て満足できる状態で実行される。
Here, in the technique of the conventional
しかしながら、実際のネットワーク運用上、輻輳状態になる場合がある。輻輳状態は、使用可能帯域が限定されるなど、各ONUの要求帯域幅の合計が使用可能帯域幅に収まらない状態である。 However, there may be a congestion state in actual network operation. The congestion state is a state in which the total required bandwidth of each ONU does not fit in the usable bandwidth, such as the usable bandwidth is limited.
TDMの場合は、各ONUの割当帯域を、各ONUの要求帯域に(DBA周期−ガードタイムの合計)/(各ONUの要求帯域の合計)を乗算して与えることにより、DBA周期に納めることができる。これに対し、OFDMの場合は、OFDMバンド幅は固定されており、この幅が固定されているOFDMバンドに各ONUの帯域を割当てていく。OFDMにおいて輻輳状態になっている場合、TDMと同様の方法(以下、従来方法と称する。)を利用して、各ONUが要求する帯域幅に(帯域幅−ガードバンド幅)/(各ONUの要求帯域の合計)を乗算して、OFDMバンドに割当てる従来方法では、OFDMバンド内に未使用SCが存在するなどするため、使用可能帯域幅内に収まらない場合がでてくる。 In the case of TDM, the allocated bandwidth of each ONU is accommodated in the DBA cycle by multiplying the requested bandwidth of each ONU by (DBA cycle-total of guard times) / (total of requested bandwidth of each ONU). Can do. On the other hand, in the case of OFDM, the OFDM bandwidth is fixed, and the bandwidth of each ONU is allocated to the OFDM band in which this width is fixed. When the OFDM is in a congested state, the bandwidth required by each ONU is (bandwidth-guardbandwidth) / (each ONU using the same method as TDM (hereinafter referred to as the conventional method)). In the conventional method of assigning to the OFDM band by multiplying the sum of the required bandwidth, there may be cases where the unused SC does not fit within the usable bandwidth because there is an unused SC in the OFDM band.
非特許文献3に記載されている条件で使用帯域の初期値を計算した結果を図7に示す。図7(A)では、横軸に試行回数を取って示し、縦軸に使用帯域の初期値を示している。図7(A)に示される結果から、使用可能帯域幅を16nmとして、各ONUが要求する帯域幅を従来方法で割り当てた結果、使用可能帯域内に収まったか否かを図7(B)に示す。図7(B)では、使用可能帯域幅に収まった場合を○印で示し、収まらなかった場合を×印で示している。図7(B)に示すように、輻輳状態の場合、従来方法では使用可能帯域幅に収まらない場合がある。
FIG. 7 shows the result of calculating the initial value of the use band under the conditions described in
この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、OFDMにおいて、輻輳状態の場合に、使用可能帯域幅に収める帯域割当方法と、この方法を実現する局舎端末及び光ネットワークを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a bandwidth allocation method that fits in an available bandwidth in OFDM in a congested state, and a station that implements this method. It is to provide a terminal and an optical network.
上述した目的を達成するために、この発明の直交周波数分割多重(OFDM)を用いる光ネットワークにおいて、複数の加入者端末と接続される局舎端末は、OLT受信部と、OLT送信部と、OLT制御部とを備えて構成される。 In order to achieve the above-described object, in an optical network using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) according to the present invention, a station terminal connected to a plurality of subscriber terminals includes an OLT receiving unit, an OLT transmitting unit, and an OLT. And a control unit.
OLT受信部は、ONUから上り光OFDM信号を受信し、上り光OFDM信号を、光/電気(O/E)変換して、上りOFDM信号を生成し、及び、上りOFDM信号に付加されている上り制御信号を、OLT制御部に送る。 The OLT receiving unit receives an upstream optical OFDM signal from the ONU, performs optical / electrical (O / E) conversion on the upstream optical OFDM signal, generates an upstream OFDM signal, and is added to the upstream OFDM signal. An uplink control signal is sent to the OLT control unit.
OLT送信部は、下りOFDM信号を生成し、OLT制御部から受け取った制御信号を下りOFDM信号に付加し、下りOFDM信号を、電気/光(E/O)変換して、下り光OFDM信号を生成してONUに送る。 The OLT transmission unit generates a downlink OFDM signal, adds the control signal received from the OLT control unit to the downlink OFDM signal, performs electrical / optical (E / O) conversion on the downlink OFDM signal, and converts the downlink optical OFDM signal. Generate and send to ONU.
上り制御信号は、要求品質及び要求ビットレートの少なくとも一方を含んでいる。 The uplink control signal includes at least one of required quality and required bit rate.
OLT制御部は、さらに、第1〜4手段を備えている。第1手段は、ループ回数n(nは0以上の整数)を0にするとともに、各ONUについて、ONUの要求品質と、ONUについてのPON区間距離から、初期要求帯域幅を取得する。第2手段は、複数のOFDMバンドに、各ONUを収容させ、各ONUが割当てられたOFDMバンドとガードバンドの総和で与えられる必要帯域幅を算出し、ループ回数nが0の場合は、必要帯域幅を初期必要帯域幅とする。第3手段は、必要帯域幅と、使用可能帯域幅とを比較する。第4手段は、第3手段での比較の結果、必要帯域幅が使用可能帯域幅より大きい場合に、初期要求帯域幅に使用可能帯域幅を乗算し、初期必要帯域幅と幅減少パラメータとの積で除算し、その整数部分を算出して割当帯域とするとともに、ループ回数nに1を加算する。ここで、幅減少パラメータは、1以上の実数で与えられる。 The OLT control unit further includes first to fourth means. The first means sets the loop count n (n is an integer of 0 or more) to 0, and acquires the initial required bandwidth for each ONU from the required quality of the ONU and the PON interval distance for the ONU. The second means accommodates each ONU in a plurality of OFDM bands, calculates the necessary bandwidth given by the sum of the OFDM band and guard band to which each ONU is assigned, and is necessary when the number of loops n is 0 Let the bandwidth be the initial required bandwidth. The third means compares the required bandwidth with the available bandwidth. Fourth means, in comparison with the third means result, if required bandwidth is greater than the available bandwidth, multiplied by the available bandwidth in the initial request bandwidth, the initial required bandwidth and width reducing parameters Divide by the product, calculate the integer part to make the allocated bandwidth, and add 1 to the loop count n. Here, the width reduction parameter is given as a real number of 1 or more.
また、この発明の直交周波数分割多重(OFDM)を用いる光ネットワークにおいて、局舎端末によって実行される、帯域割当方法は、以下の過程を備えている。先ず、第1過程において、ループ回数n(nは0以上の整数)を0にするとともに、各ONUについて、ONUの要求品質と、ONUについてのPON区間距離から、初期要求帯域幅を取得する。次に、第2過程において、複数のOFDMバンドに、各ONUを収容させ、各ONUが割当てられたOFDMバンドとガードバンドの総和で与えられる必要帯域幅を算出し、ループ回数nが0の場合は、必要帯域幅を初期必要帯域幅とする。次に、第3過程において、必要帯域幅と、使用可能帯域幅とを比較する。第3過程での比較の結果、必要帯域幅が使用可能帯域幅より大きい場合には、第4過程において、初期要求帯域幅に、使用可能帯域幅を乗算し、初期必要帯域幅と幅減少パラメータとの積で除算し、その整数部分を算出して割当帯域とするとともに、ループ回数nに1を加算する。第3過程での比較の結果、必要帯域幅が使用可能帯域幅以下になるまで、第2〜4過程を繰り返し行う。ここで、幅減少パラメータは、1以上の実数である。 In addition, in the optical network using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) according to the present invention, the band allocation method executed by the station terminal includes the following steps. First, in the first process, the loop count n (n is an integer equal to or greater than 0) is set to 0, and for each ONU, the initial required bandwidth is acquired from the required quality of the ONU and the PON interval distance for the ONU. Next, in the second process, when each ONU is accommodated in a plurality of OFDM bands, the required bandwidth given by the sum of the OFDM band and guard band to which each ONU is assigned is calculated, and the number of loops n is 0 Uses the required bandwidth as the initial required bandwidth. Next, in the third process, the required bandwidth is compared with the available bandwidth. If the required bandwidth is larger than the usable bandwidth as a result of the comparison in the third process, the initial required bandwidth and the width reduction parameter are multiplied in the fourth process by multiplying the initial required bandwidth by the available bandwidth. And the integer part is calculated as the allocated bandwidth, and 1 is added to the loop count n. As a result of the comparison in the third process, the second to fourth processes are repeated until the required bandwidth becomes equal to or less than the usable bandwidth. Here, the width reduction parameter is a real number of 1 or more.
この発明の局舎端末によれば、ONUから要求される帯域の和で与えられる必要帯域幅が使用可能帯域幅内に収まらなかったら、割当帯域幅を少しずつ減らし、必要帯域幅が使用可能帯域幅に収まったら終了する。このため、輻輳状態でも使用可能帯域幅内に収めることができる。また、割当帯域幅を少しずつ減らすことにより、使用可能帯域をより有効に利用することができる。 According to the station terminal of the present invention, if the necessary bandwidth given by the sum of the bandwidths requested from the ONU does not fall within the usable bandwidth, the allocated bandwidth is gradually reduced so that the necessary bandwidth becomes the usable bandwidth. When it is within the width, it ends. For this reason, even in a congested state, it can be kept within the usable bandwidth. Further, the available bandwidth can be used more effectively by reducing the allocated bandwidth little by little.
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the shape, size, and arrangement relationship of each component are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood. In the following, a preferred configuration example of the present invention will be described. However, the material and numerical conditions of each component are merely preferred examples. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiments, and many changes or modifications that can achieve the effects of the present invention can be made without departing from the scope of the configuration of the present invention.
(光ネットワーク)
この実施形態の光ネットワークは、例えば、図5を参照して説明した、非特許文献2に開示されているEλANと同様に構成することができる。
(Optical network)
The optical network of this embodiment can be configured in the same manner as the EλAN disclosed in
EλANは、M(Mは1以上の整数)個の局舎端末(OLT)と、WSS区間を介して接続されている、N個の加入者端末(ONU)で構成される。なお、EλANが提供するサービスをプログラマブルに変更可能にするため、EλANでは、OLTとしてプログラマブルOLT(P−OLT)が用いられ、ONUとしてプログラマブルONU(P−ONU)が用いられる。EλANでは、ONUの登録先のOLT、すなわち、OLTとONUのペアが自由に変更される。 EλAN is composed of M (M is an integer of 1 or more) station terminals (OLT) and N subscriber terminals (ONUs) connected via the WSS section. In order to make it possible to change the service provided by EλAN in a programmable manner, in EλAN, a programmable OLT (P-OLT) is used as the OLT, and a programmable ONU (P-ONU) is used as the ONU. In EλAN, the OLT registration destination OLT, that is, the pair of OLT and ONU is freely changed.
このEλANでは、多値変調技術とOFDMとを組み合わせて用いている。すなわち、OFDM信号のサブキャリアとして、QPSK、16QAM及び64QAMのいずれかで多値変調した信号を送受信している。なお、ここでは、QPSK、16QAM及び64QAMの3種類の多値変調を行う場合について説明するが、これに限定されず2nQAM(nは2以上の整数)とすることができる。256QAMなどさらに多値数を増やしても良いし、2種類又は4種類以上の多値変調を行う構成にしても良い。 This EλAN uses a combination of multilevel modulation technology and OFDM. That is, as a subcarrier of the OFDM signal, a signal that is multi-value modulated by any one of QPSK, 16QAM, and 64QAM is transmitted and received. Note that, here, a case where three types of multilevel modulation of QPSK, 16QAM, and 64QAM are performed will be described, but the present invention is not limited to this, and can be 2nQAM (n is an integer of 2 or more). The number of multi-values such as 256QAM may be further increased, or a configuration in which two or more kinds of multi-value modulation are performed may be employed.
(OLTの構成)
図8を参照して、OLTの構成について説明する。図8はOLTの構成を説明するための模式図である。OLT200は、OLT受信部210、OLT送信部220及びOLT制御部230を備えて構成される。
(Configuration of OLT)
The configuration of the OLT will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the configuration of the OLT. The
OLT受信部210は、ONUから上り光OFDM信号を受信する。OLT受信部210は、O/E変換部214と上りOFDM信号復調部212を備えて構成される。O/E変換部214は、上り光OFDM信号を、光/電気(O/E)変換して、上りOFDM信号を生成する。上りOFDM信号復調部212は、上りOFDM信号を復調し、上位ネットワーク(上位NW)50へ送る。また、OLT受信部210は、上りOFDM信号に付加されている上り制御信号を、OLT制御部230に送る。
The
OLT送信部220は、下りOFDM信号生成部222とE/O変換部224を備えて構成される。下りOFDM信号生成部222は、上位NW50から受け取った信号を変調して、下りOFDM信号を生成する。また、下りOFDM信号生成部222は、OLT制御部230から受け取った下り制御信号を下りOFDM信号に付加する。E/O変換部224は、下りOFDM信号を、電気/光(E/O)変換して、下り光OFDM信号を生成する。下り光OFDM信号はONUに送られる。なお、下りOFDM信号生成部222は、OLT制御部230から通知された変調フォーマット、シンボルレートに従って変調を行う。
The
OLT制御部230は、機能手段として、上り制御信号受信部232、下り制御信号生成部234、下り制御信号送信部236、OLT側変調条件通知部238及びパラメータ設定部240を備える。また、OLT制御部230は、任意好適な記憶手段に二次元マップ242を読み出し自在に格納している。
The
上り制御信号受信部232は、OLT受信部210から上りOFDM信号に付加された上り制御信号を受け取る。下り制御信号生成部234は、下り制御信号を生成する。下り制御信号送信部236は、OLT送信部220へ、下り制御信号を送る。また、OLT側変調条件通知部238は、OLT送信部220に対し、OLT送信部220が変調する際の変調フォーマット、シンボルレートを通知する。パラメータ設定部240は、後述する第1〜4過程を実行する第1〜4手段244、246、248及び250を備えて構成され、帯域割当を行う。
The uplink
上述した、OLT受信部210及びOLT送信部220は、任意好適な従来公知の技術を用いて構成することができる。OLT制御部230は、機能手段の構成及び動作が従来と異なるが、これら機能手段を実現するためのプログラムを除けば、任意好適な従来公知の技術を用いて構成することができる。この各機能手段の構成及び動作の詳細については後述する。
The
(ONUの構成)
図9を参照して、ONUの構成について説明する。図9はONUの構成を説明するための模式図である。ONU300は、ONU受信部310、ONU送信部320及びONU制御部330を備えて構成される。
(Configuration of ONU)
The configuration of the ONU will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the configuration of the ONU. The
ONU受信部310は、OLTから下り光OFDM信号を受信する。ONU受信部310は、O/E変換部314と下りOFDM信号復調部312を備えて構成される。O/E変換部314は、下り光OFDM信号を、O/E変換して、下りOFDM信号を生成する。下りOFDM信号復調部312は、下りOFDM信号を復調し、ユーザ端末60へ送る。また、ONU受信部310は、下りOFDM信号に付加されている下り制御信号を、ONU制御部330に送る。
The
ONU送信部320は、上りOFDM信号生成部322とE/O変換部324を備えて構成される。上りOFDM信号生成部322は、ユーザ端末60から受け取った信号を変調して、上りOFDM信号を生成する。また、上りOFDM信号生成部322は、ONU制御部330から受け取った上り制御信号を上りOFDM信号に付加する。E/O変換部324は、上りOFDM信号を、E/O変換して、上り光OFDM信号を生成する。上り光OFDM信号はOLTに送られる。なお、上りOFDM信号生成部322は、ONU制御部230から通知された変調フォーマット、シンボルレートに従って変調を行う。
The
ONU制御部330は、機能手段として、下り制御信号受信部332、上り制御信号生成部334、上り制御信号送信部336、及び、ONU側変調条件通知部338を備える。
The
下り制御信号受信部332は、ONU受信部310から下りOFDM信号に付加された下り制御信号を受け取る。上り制御信号生成部334は、上り制御信号を生成する。上り制御信号送信部336は、ONU送信部320へ、上り制御信号を送る。また、ONU側変調条件通知部338は、ONU送信部320に対し、ONU送信部320が変調する際の変調フォーマット、シンボルレートを通知する。
The downlink control signal receiving unit 332 receives the downlink control signal added to the downlink OFDM signal from the
上述した、ONU受信部310及びONU送信部320は、任意好適な従来公知の技術を用いて構成することができる。ONU制御部330は、機能手段の構成及び動作が従来と異なるが、これら機能手段を実現するためのプログラムを除けば、任意好適な従来公知の技術を用いて構成することができる。
The above-described
(二次元マップ)
帯域割当方法の実施に当たり、予め、横軸にOLTとONUの間の距離(PON区間距離)を取り、縦軸に伝送品質(SER:Symbol Error Rate)を取った二次元マップを用意しておく。図10は、二次元マップの例を示す図である。図10では、横軸にOLTとONUの間の距離(PON区間距離)を取って示し、縦軸に伝送品質(SER:Symbol Error Rate)を取って示している。図10では、QPSK、16QAM及び64QAMのそれぞれに対して、PON区間距離とSERとの関係を示している。あるPON区間距離に対して、要求品質が伝送品質よりも大きければ、送信可能であり、小さければ、送信不可である。例えば、PON区間距離が10kmであり、要求品質が10−5以下である条件は、図10中×で示す点となるので、16QAMとQPSKでは送信可能であり、64QAMでは送信不可となる。この場合、帯域利用効率の観点から最適な変調フォーマットは16QAMとなる。
(Two-dimensional map)
Before implementing the bandwidth allocation method, a two-dimensional map is prepared in which the distance between the OLT and the ONU (PON section distance) is taken on the horizontal axis and the transmission quality (SER: Symbol Error Rate) is taken on the vertical axis. . FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a two-dimensional map. In FIG. 10, the horizontal axis indicates the distance between the OLT and the ONU (PON section distance), and the vertical axis indicates the transmission quality (SER: Symbol Error Rate). FIG. 10 shows the relationship between the PON interval distance and the SER for each of QPSK, 16QAM, and 64QAM. If the required quality is larger than the transmission quality for a certain PON section distance, transmission is possible, and if it is smaller, transmission is impossible. For example, the condition that the PON section distance is 10 km and the required quality is 10 −5 or less is a point indicated by x in FIG. 10, so that transmission is possible with 16QAM and QPSK, and transmission is impossible with 64QAM. In this case, the optimal modulation format is 16QAM from the viewpoint of bandwidth utilization efficiency.
また、図11は、シンボルレートを変化させた場合の二次元マップの例を示す図である。図11では、横軸にPON区間距離を取って示し、縦軸に伝送品質(SER)を取って示している。図11では、シンボルレートが1Gsps(symbol per second)、5Gsps及び10Gspsのそれぞれの場合について、QPSK、16QAM及び64QAMの二次元マップを示す。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a two-dimensional map when the symbol rate is changed. In FIG. 11, the horizontal axis indicates the PON interval distance, and the vertical axis indicates the transmission quality (SER). FIG. 11 shows a two-dimensional map of QPSK, 16QAM, and 64QAM for each of symbol rates of 1 Gsps (symbol per second), 5 Gsps, and 10 Gsps.
ここで、図11に示すようにシンボルレートを変化させると、二次元マップが変化する。従って、帯域利用効率に優れたネットワークを構築するためには、PON区間距離だけでなく、シンボルレートも考慮して、最適な変調フォーマットを決定する必要がある。
二次元マップは、送信多値数とSC数の複数の組について、PON区間距離とSERとの関係を示している。あるPON区間距離に対して、要求品質が伝送品質よりも大きければ、送信可能であり、小さければ、送信不可である。
Here, when the symbol rate is changed as shown in FIG. 11, the two-dimensional map changes. Therefore, in order to construct a network with excellent band utilization efficiency, it is necessary to determine an optimal modulation format in consideration of not only the PON interval distance but also the symbol rate.
The two-dimensional map shows the relationship between the PON section distance and the SER for a plurality of sets of the transmission multilevel number and the SC number. If the required quality is larger than the transmission quality for a certain PON section distance, transmission is possible, and if it is smaller, transmission is impossible.
表1を参照して、条件アとして、PON区間距離が40kmのONUから、要求品質が10−8以下、要求ビットレートが5Gbps(bit per second)以上という要求を受けた場合について説明する。 Referring to Table 1, a case where a request for a required quality of 10 −8 or less and a required bit rate of 5 Gbps (bit per second) or more is received as a condition a from an ONU having a PON section distance of 40 km will be described.
先ず、ステップ(以下、ステップをSで表す。)11において、図11に示す二次元マップを用いて、要求品質を満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組合せを選択する。PON区間距離が40kmで要求品質が10−8以下の条件は、図11中Aで示される。図11から、この条件で通信可能な組み合わせは、QPSK/1Gspsと、QPSK/5Gspsの2組である。 First, in step (hereinafter, step is represented by S) 11, a combination of modulation format and symbol rate that satisfies the required quality is selected using the two-dimensional map shown in FIG. The condition that the PON section distance is 40 km and the required quality is 10 −8 or less is indicated by A in FIG. From FIG. 11, there are two combinations of QPSK / 1 Gsps and QPSK / 5 Gsps that can be communicated under this condition.
次に、S12において、要求ビットレートを満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組合せを選択する。QPSK、16QAM及び64QAMでは、1シンボルにそれぞれ、2、4及び6ビットのデータが含まれる。従って、ビットレートが5Gbps以上となる組み合わせは、64QAM/1Gspsと、QPSK/5Gsps、16QAM/5Gsps、64QAM/5Gsps、QPSK/10Gsps、16QAM/10Gsps及び64QAM/10Gspsの7組である。 Next, in S12, a combination of modulation format and symbol rate that satisfies the required bit rate is selected. In QPSK, 16QAM, and 64QAM, 2, 4 and 6 bits of data are included in one symbol, respectively. Accordingly, there are seven combinations of 64 QAM / 1 Gsps, QPSK / 5 Gsps, 16 QAM / 5 Gsps, 64 QAM / 5 Gsps, QPSK / 10 Gsps, 16 QAM / 10 Gsps, and 64 QAM / 10 Gsps with a bit rate of 5 Gbps or higher.
次に、S13において、S11とS12で選択された組合せの中でシンボルレートが最も低い組合せを選択する。ここで、S11及びS12の両者で選択された組は、QPSK/5Gspsの1組である。従って、この条件アでの変調フォーマット及びシンボルレートは、QPSK/5Gspsとなる。 Next, in S13, the combination with the lowest symbol rate is selected from the combinations selected in S11 and S12. Here, the set selected in both S11 and S12 is one set of QPSK / 5Gsps. Therefore, the modulation format and symbol rate under this condition are QPSK / 5 Gsps.
表2を参照して、条件イとして、PON区間距離が30kmのONUから、要求品質が10−4以下、要求ビットレートが5Gbps以上という要求を受けた場合について説明する。 With reference to Table 2, a case where a request for a required quality of 10 −4 or less and a requested bit rate of 5 Gbps or more is received as a condition a from an ONU having a PON section distance of 30 km.
先ず、S11において、図11に示す二次元マップを用いて、送信可能な、変調フォーマットとシンボルレートの組合せを選択する。PON区間距離が30km、要求品質が10−4以下の条件は図11中Bで示される。図11から、この条件で通信可能な組み合わせは、QPSK/1Gsps、16QAM/1Gsps、64QAM/1Gsps、QPSK/5Gsps、16QAM/5Gsps及びQPSK/10Gspsの6組である。 First, in S11, a combination of modulation format and symbol rate that can be transmitted is selected using the two-dimensional map shown in FIG. The condition that the PON section distance is 30 km and the required quality is 10 −4 or less is indicated by B in FIG. From FIG. 11, there are six combinations of QPSK / 1 Gsps, 16 QAM / 1 Gsps, 64 QAM / 1 Gsps, QPSK / 5 Gsps, 16 QAM / 5 Gsps, and QPSK / 10 Gsps that can be communicated under this condition.
次に、S12において、要求ビットレートを満たす、変調フォーマットとシンボルレートの組合せを選択する。ここで、ビットレートが5Gbps以上となる組み合わせは、64QAM/1Gspsと、QPSK/5Gsps、16QAM/5Gsps、64QAM/5Gsps、QPSK/10Gsps、16QAM/10Gsps及び64QAM/10Gspsの7組である。 Next, in S12, a combination of modulation format and symbol rate that satisfies the required bit rate is selected. Here, there are seven combinations of 64 QAM / 1 Gsps, QPSK / 5 Gsps, 16 QAM / 5 Gsps, 64 QAM / 5 Gsps, QPSK / 10 Gsps, 16 QAM / 10 Gsps, and 64 QAM / 10 Gsps with a bit rate of 5 Gbps or more.
次に、S13において、S11とS12で選択された組合せの中でシンボルレートが最も低い組合せを選択する。ここで、S11及びS12の両者で選択された組は、64QAM/1Gsps、QPSK/5Gsps、16QAM/5Gsps及びQPSK/10Gspsの4組である。この4組の中で、シンボルレートが最も低い組は、64QAM/1Gspsである。従って、この条件イでの変調フォーマット及びシンボルレートは、64QAM/1Gspsとなる。 Next, in S13, the combination with the lowest symbol rate is selected from the combinations selected in S11 and S12. Here, the groups selected in both S11 and S12 are four groups of 64QAM / 1Gsps, QPSK / 5Gsps, 16QAM / 5Gsps, and QPSK / 10Gsps. Among these four sets, the set with the lowest symbol rate is 64QAM / 1Gsps. Therefore, the modulation format and symbol rate under this condition A are 64QAM / 1Gsps.
ここでは、3種類の変調フォーマットと3種類のシンボルレートから最適な変調フォーマット及びシンボルレートの組合せを決定する例を説明したが、これに限定されない。変調フォーマット及びシンボルレートの種類及び数は、任意好適に設定することができ、対応する二次元マップを予め作成しておけばよい。 Here, an example has been described in which an optimal combination of modulation format and symbol rate is determined from three types of modulation formats and three symbol rates. However, the present invention is not limited to this. The type and number of modulation formats and symbol rates can be arbitrarily set, and a corresponding two-dimensional map may be created in advance.
(帯域割当方法)
図12及び図13を参照して、この発明の帯域割当方法について説明する。図12は、この発明の帯域割当方法の処理フローを示す図である。
(Bandwidth allocation method)
With reference to FIGS. 12 and 13, the bandwidth allocation method of the present invention will be described. FIG. 12 is a diagram showing a processing flow of the bandwidth allocation method of the present invention.
ステップ(以下、Sで表す。)1において、初期化する。S1では、ループ回数n(nは0以上の整数)を0にする。また、入力パラメータから要求帯域幅BWalloc_iを算出する。ここでの入力パラメータは、ONUの要求品質と、そのONUについてのPON区間距離である。上述のS11〜S13の過程により、二次元マップを用いて、入力パラメータから多値数と初期要求帯域幅BWalloc_initial_iを取得する。この初期要求帯域幅BWalloc_initial_iを要求帯域幅BWalloc_iに代入する。 In step (hereinafter referred to as S) 1, initialization is performed. In S1, the loop count n (n is an integer of 0 or more) is set to 0. Further, the required bandwidth BW alloc_i is calculated from the input parameters. The input parameters here are the required quality of the ONU and the PON section distance for that ONU. Through the process of S11 to S13 described above, the multi-value number and the initial required bandwidth BW alloc_initial_i are acquired from the input parameters using the two-dimensional map. Substituting this initial request bandwidth BW Alloc_initial_i the required bandwidth BW alloc_i.
次に、S2において、OFDMAアルゴリズムを用いて、各ONUに対する要求帯域幅BWalloc_iから必要帯域幅BWalloc_totalを算出する。ここで、OFDMAアルゴリズムは、1つのOFDMバンドに1又は複数のONUを収容させるアルゴリズムである。この必要帯域幅BWalloc_totalは、各ONUが割当てられたOFDMバンドとガードバンドの総和で与えられる。また、n=0のときの必要帯域幅BWalloc_totalを初期必要帯域幅BWalloc_total_initialとする。 Next, in S2, the required bandwidth BW alloc_total is calculated from the required bandwidth BW alloc_i for each ONU using the OFDMA algorithm. Here, the OFDMA algorithm is an algorithm for accommodating one or a plurality of ONUs in one OFDM band. This required bandwidth BW alloc_total is given by the sum of the OFDM band and guard band to which each ONU is assigned. Further, the required bandwidth BW alloc_total when n = 0 is set as the initial required bandwidth BW alloc_total_initial .
次に、S3において、必要帯域幅BWalloc_totalと使用可能帯域幅BWavailを比較する。比較の結果、必要帯域幅BWalloc_totalが使用可能帯域幅BWavail以下である場合(Yes)は、処理を終了する。一方、比較の結果、必要帯域幅BWalloc_totalが使用可能帯域幅BWavailより大きい場合は、S4の更新処理を行う。 Next, in S3, comparing the available bandwidth BW avail required bandwidth BW alloc_total. If the comparison necessary bandwidth BW Alloc_total is less than the available bandwidth BW avail (Yes), the process ends. On the other hand, the result of the comparison, if required bandwidth BW Alloc_total is greater than the available bandwidth BW avail performs update processing of S4.
S4の更新処理では、初期要求帯域幅BWalloc_initial_iに、使用可能帯域幅BWavail/(初期必要帯域幅BWalloc_total_initial×(1+α×n))を乗算し、その整数部分を算出する。さらに、nに1を加算する。 The S4 update processing of the initial request bandwidth BW Alloc_initial_i, multiplied by the available bandwidth BW avail / (initial required bandwidth BW alloc_total_initial × (1 + α × n)), and calculates the integer portion. Further, 1 is added to n.
ここで、定数αは、0より大きい任意の数値を取りうるが、ここでは、0.5としている。 Here, the constant α can take an arbitrary numerical value larger than 0, but here it is set to 0.5.
その後、必要帯域幅BWalloc_totalが使用可能帯域幅BWavail以下になるまで、S2〜S4の過程を行う。なお、上述した第1〜4過程がS1〜S4の処理に相当する。 Thereafter, steps S2 to S4 are performed until the required bandwidth BWalloc_total becomes equal to or less than the available bandwidth BWavail. The first to fourth processes described above correspond to the processes of S1 to S4.
図13を参照して、この発明の割当方法の実施例を説明する。図13は、この発明の割当方法を用いた例を示す模式図である。 With reference to FIG. 13, the Example of the allocation method of this invention is described. FIG. 13 is a schematic diagram showing an example using the allocation method of the present invention.
OFDM#1及び#2の、OFDMバンド幅を11とし、OFDM#3及び#4のOFDMバンド幅を13とする。また、使用可能帯域幅を30とし、ガードバンドを2とする。
The OFDM bandwidth of
ONU#1〜4が要求する帯域を、それぞれ、8、10、12、6とすると、使用可能帯域幅に収まらない(図13(A))。そこで、従来方法により、割当帯域を算出すると、それぞれ、5.3、6.7、8、4となるが、この場合でも、使用可能帯域幅に収まらない(図13(B))。
If the bandwidths requested by the
一方、この帯域割当方法では、必要帯域幅BWalloc_totalが使用可能帯域幅BWavail内に収まらなかったら、BWalloc_iを少しずつ減らし、必要帯域幅BWalloc_totalが使用可能帯域幅BWavail内に収まったら終了する。このため、図13(C)に示すように、最終的に使用可能帯域幅に収めることができる。 On the other hand, in the band allocation method, if not fit in the required bandwidth BW Alloc_total is the available bandwidth BW avail, reducing the BW Alloc_i slightly, if necessary bandwidth BW Alloc_total is falls within the available bandwidth BW avail ends To do. For this reason, as shown in FIG. 13C, the usable bandwidth can be finally accommodated.
図13(D)は、非特許文献3に記載されている条件で帯域割当を行った場合に、従来方法とこの発明の帯域割当方法のそれぞれについて、使用可能帯域幅に収まった場合を○印で示し、収まらなかった場合を×印で示している。図13(D)に示すように、輻輳状態では、従来方法では使用可能帯域幅に収まらない場合があるが、この発明の帯域割当方法を用いれば、全ての場合において、使用可能帯域幅に収まる。
FIG. 13D shows a case where the bandwidth allocation is performed under the conditions described in
なお、上述の例では、初期必要帯域幅BWalloc_total_initialを基準として、ループ回数が増えるとともに幅減少パラメータ(1+α×n)を大きくして、この幅減少パラメータで除算して帯域幅を狭くしているが、これに限定されない。 In the above example, with the initial required bandwidth BW alloc_total_initial as a reference, the number of loops increases, the width reduction parameter (1 + α × n) is increased, and the bandwidth is narrowed by dividing by this width reduction parameter. However, it is not limited to this.
例えば、S4の更新処理では、初期要求帯域幅BWalloc_initial_iに、使用可能帯域幅BWavail/(必要帯域幅BWalloc_total×β)を乗算し、その整数部分を算出し、さらに、必要帯域幅BWalloc_totalを新たに初期必要帯域幅BWalloc_total_initialに代入しても良い。ここで、幅減少パラメータである定数βは1より大きい任意の数値を取りうる。 For example, in the updating process of S4 is the initial request bandwidth BW Alloc_initial_i, multiply available bandwidth BW avail / a (required bandwidth BW alloc_total × β), to calculate the integer portion, further, required bandwidth BW Alloc_total May be newly substituted into the initial required bandwidth BW alloc_total_initial . Here, the constant β, which is the width reduction parameter, can take any numerical value greater than 1.
定数α及び定数βを大きくすると、未割当SCが多くなり、通信効率が低下する可能性が有るが、ループ回数は少なくなる。一方、定数α及び定数βを大きくすると、ループ回数が多くなる可能性が有るが、未割当SCが少なくなり、通信効率が向上する。 Increasing the constant α and the constant β increases the number of unallocated SCs and may reduce the communication efficiency, but the number of loops decreases. On the other hand, increasing the constant α and the constant β may increase the number of loops, but the number of unassigned SCs is reduced and the communication efficiency is improved.
50 上位ネットワーク(上位NW)
60 ユーザ端末
200 局舎端末(OLT)
210 OLT受信部
212 上りOFDM信号復調部
214 O/E変換部
220 OLT送信部
222 下りOFDM信号生成部
224 E/O変換部
230 OLT制御部
232 上り制御信号受信部
234 下り制御信号生成部
236 下り制御信号送信部
238 OLT側変調条件通知部
240 パラメータ設定部
242 二次元マップ
244 第1手段
246 第2手段
248 第3手段
250 第4手段
300 加入者端末(ONU)
310 ONU受信部
312 下りOFDM信号復調部
314 O/E変換部
320 ONU送信部
322 上りOFDM信号生成部
324 E/O変換部
330 ONU制御部
332 下り制御信号受信部
334 上り制御信号生成部
336 上り制御信号送信部
338 ONU側変調条件通知部
50 Host network (Top NW)
60 User terminal
200 Station terminal (OLT)
210
238 OLT side modulation
310
Claims (7)
OLT受信部と、OLT送信部と、OLT制御部とを備え、
前記OLT受信部は、加入者端末から上り光OFDM信号を受信し、上り光OFDM信号を、光/電気(O/E)変換して、上りOFDM信号を生成し、及び、上りOFDM信号に付加されている上り制御信号を、前記OLT制御部に送り、
前記OLT送信部は、下りOFDM信号を生成し、前記OLT制御部から受け取った制御信号を下りOFDM信号に付加し、下りOFDM信号を、電気/光(E/O)変換して、下り光OFDM信号を生成して加入者端末に送り、
前記上り制御信号は、要求品質及び要求ビットレートの少なくとも一方を含み、
前記OLT制御部は、
ループ回数n(nは0以上の整数)を0にするとともに、各ONUについて、該ONUの要求品質と、該ONUについてのPON区間距離から、初期要求帯域幅を取得する第1手段と、
複数のOFDMバンドに、各ONUを収容させ、各ONUが割当てられたOFDMバンドとガードバンドの総和で与えられる必要帯域幅を算出し、前記ループ回数nが0の場合は、前記必要帯域幅を初期必要帯域幅とする第2手段と、
前記必要帯域幅と、使用可能帯域幅とを比較する第3手段と、
前記第3手段での比較の結果、前記必要帯域幅が前記使用可能帯域幅より大きい場合に、前記初期要求帯域幅に、前記使用可能帯域幅を乗算し、前記初期必要帯域幅と幅減少パラメータとの積で除算し、その整数部分を算出して割当帯域とするとともに、前記ループ回数nに1を加算する第4手段と
を備え、
前記幅減少パラメータは、1以上の実数である
ことを特徴とする局舎端末。 In an optical network using Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), a station terminal connected to a plurality of subscriber terminals,
An OLT receiver, an OLT transmitter, and an OLT controller;
The OLT receiving unit receives an upstream optical OFDM signal from a subscriber terminal, performs optical / electrical (O / E) conversion on the upstream optical OFDM signal, generates an upstream OFDM signal, and adds the upstream OFDM signal to the upstream OFDM signal Sent upstream control signal to the OLT control unit,
The OLT transmission unit generates a downlink OFDM signal, adds the control signal received from the OLT control unit to the downlink OFDM signal, performs electrical / optical (E / O) conversion on the downlink OFDM signal, and performs downlink optical OFDM. Generate a signal and send it to the subscriber terminal,
The uplink control signal includes at least one of required quality and required bit rate,
The OLT control unit
A first means for obtaining the initial required bandwidth for each ONU from the required quality of the ONU and the PON section distance for the ONU, while setting the loop count n (n is an integer of 0 or more) to 0,
Each ONU is accommodated in a plurality of OFDM bands, and a required bandwidth given by the sum of the OFDM band and guard band to which each ONU is assigned is calculated. When the loop count n is 0, the required bandwidth is A second means for an initial required bandwidth;
A third means for comparing the required bandwidth with the available bandwidth;
Results of the comparison in said third means, when the required bandwidth is greater than the available bandwidth, the initial request bandwidth, multiplied by the available bandwidth, the initial required bandwidth and width reducing parameters And a fourth means for adding 1 to the number of times n of the loop,
The station width terminal, wherein the width reduction parameter is a real number of 1 or more.
ことを特徴とする請求項1に記載の局舎端末。 The station terminal according to claim 1, wherein the width reduction parameter is given by (1 + α × n) using a constant α of 0 or more.
前記第4手段は、前記割当帯域を算出した後に、必要帯域幅を新たに初期必要帯域幅とする
ことを特徴とする請求項1に記載の局舎端末。 The width reduction parameter is given by one or more constants β,
The station terminal according to claim 1, wherein the fourth means sets the required bandwidth as the initial required bandwidth after calculating the allocated bandwidth.
ループ回数n(nは0以上の整数)を0にするとともに、各ONUについて、該ONUの要求品質と、該ONUについてのPON区間距離から、初期要求帯域幅を取得する第1過程と、
複数のOFDMバンドに、各ONUを収容させ、各ONUが割当てられたOFDMバンドとガードバンドの総和で与えられる必要帯域幅を算出し、前記ループ回数nが0の場合は、前記必要帯域幅を初期必要帯域幅とする第2過程と、
前記必要帯域幅と、使用可能帯域幅とを比較する第3過程と、
前記第3過程での比較の結果、前記必要帯域幅が前記使用可能帯域幅より大きい場合に行われる、前記初期要求帯域幅に、前記使用可能帯域幅を乗算し、前記初期必要帯域幅と幅減少パラメータとの積で除算し、その整数部分を算出して割当帯域とするとともに、前記ループ回数nに1を加算する第4過程と
を備え、
前記幅減少パラメータは、1以上の実数であり、
前記第3過程での比較の結果、前記必要帯域幅が前記使用可能帯域幅以下になるまで、前記第2〜4過程を繰り返し行う
ことを特徴とする帯域割当方法。 In an optical network using Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), a station terminal having a two-dimensional map showing a relationship between a PON interval distance and communication quality for a plurality of sets of modulation formats and symbol rates. Executed,
A first process of obtaining the initial required bandwidth for each ONU from the required quality of the ONU and the PON interval distance for the ONU, while setting the loop count n (n is an integer of 0 or more) to 0,
Each ONU is accommodated in a plurality of OFDM bands, and a required bandwidth given by the sum of the OFDM band and guard band to which each ONU is assigned is calculated. When the loop count n is 0, the required bandwidth is A second process of initial required bandwidth;
A third step of comparing the required bandwidth with the available bandwidth;
Comparison of the results in the third step, the required bandwidth is performed is larger than the available bandwidth, the initial request bandwidth, multiplied by the available bandwidth, the initial bandwidth requirement and width A fourth step of dividing by the product of the decrease parameter, calculating an integer portion thereof to obtain an allocated bandwidth, and adding 1 to the loop number n;
The width reduction parameter is a real number greater than or equal to 1,
The bandwidth allocation method, wherein the second to fourth steps are repeated until the required bandwidth becomes equal to or less than the usable bandwidth as a result of the comparison in the third step.
ことを特徴とする請求項5に記載の帯域割当方法。 6. The bandwidth allocation method according to claim 5, wherein the width reduction parameter is given by (1 + α × n) using a constant α of 0 or more.
前記第4過程において、前記割当帯域を算出した後に、必要帯域幅を新たに初期必要帯域幅とする
ことを特徴とする請求項5に記載の帯域割当方法。 The width reduction parameter is given by one or more constants β,
6. The bandwidth allocation method according to claim 5, wherein, in the fourth step, after calculating the allocated bandwidth, the required bandwidth is newly set as an initial required bandwidth.
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