JP6134247B2 - 光通信システム、信号送信制御方法及び局側光回線終端装置 - Google Patents
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Description
一般に、PONにおいては、OLTからONUへの通信方向を下り方向と呼び、ONUからOLTへの通信方向を上り方向と呼ぶ。
ここで、PONにおけるONUごとの帯域は、例えばOLTが各ONUに対して送信許可量を算出し、その送信時間帯を排他的に確保することにより、割り当てることができる。ONUはOLTによって割り当てられた時間帯にのみ上り方向の信号を送信する。このため、割り当てられた時間帯を待つための待ち時間は伝送遅延時間に加算される。
Discovery Processingにおいて、先ず、OLTは、Discovery Informationを格納したGATEフレームであるDiscovery GATEフレームを各ONUに対して送信して、送信タイミングを通知する(ステップS1)。
GATEフレームは、ONUに送信タイミングなどの送信に関する制御情報を通知するフレームであり、Discovery GATEフレームは、REGISTER_REQフレームの送信タイミングなどを示す制御情報を未登録のONUに対して通知するフレームである。GATEフレームは、Messages sent on broadcast cannelを用いて送信される。
このようにOLTからONUに対してLLIDが通知されることにより、OLTとONUとがLLIDを利用して通信を実行可能になる。つまり、OLTとONUとの間でのリンクが確立される。
上記ステップS1〜S5の各処理により、P2MPディスカバリ処理が実現されている。このGATEフレームと、REGISTER_ACKは、Messages sent on unicast cannelsを用いて送信される。
このようにOLTとONUの間でDiscovery Processingとしての通信が実行される(例えば、非特許文献1参照)。
また、同図に示されるONU200−k、ONU200−nは、それぞれ、複数のONUのうちの1つを示している。図10の説明にあたり、ONU200−k、ONU200−nを含む複数のONUについて特に区別しない場合には、ONU200と記載する。
Discovery Windowの期間TD0においては、登録済のONUがOLTに対して上り方向の送信を行わないように、OLTが制御を実行する。
EPONの上り方向の通信については、OLTが各ONUの上り方向の送信データ量を算出し、算出した送信データ量を通知することにより、ONUごとに送信時間を確保させるように帯域制御を実行する。Discovery Windowの期間は、未登録のONUからのREGISTER_REQフレームが受信される期間である。そこで、Discovery Windowの期間において、OLTは、登録済みのONUによる上り方向の送信が行われないように帯域制御を実行する。これにより、登録済のONUから送信される信号と、未登録のONUから送信されるREGISTER_REQフレームとの衝突を回避することができる。
この場合、衝突したREGISTER_REQフレームの送信元のONUは、次回のP2MPディスカバリ処理により再度登録処理を行う必要がある。
特に、ランダム待ち時間TRが短い場合や、リンクを確立すべき未登録のONU数が多い場合には衝突が発生する頻度が高くなり、P2MPディスカバリ処理が完了してONUが通信を開始できるまでに長い時間を要する場合がある。
EPONにおいてP2MPディスカバリ処理が実行される間隔は、0.1〜1.5secほどと長い。このために、P2MPディスカバリ処理について1度のリトライが生じるだけでも遅延への影響は大きい。さらに、システム起動時などのように多数のONUと同時にP2MPディスカバリ処理を実行する場合には、REGISTER_REQフレームの信号が衝突する頻度が増大する。このような状態では、2回以上のリトライとなる場合もあり遅延がさらに拡大する。
同図に示す光通信システムは、1つのOLT(Optical Line Terminal:局側光回線終端装置)100と複数のONU(Optical Network Unit:加入者側光回線終端装置)200−1〜200−nとが光通信路500を介して接続される。光通信路500は光スプリッタや光ファイバーなどを備えて形成される。
なお、以降の説明において、ONU200−1〜200−nについて特に区別しない場合には、ONU200と記載する。
OLT100は、例えば上位ネットワーク300と光通信路500との間の通信において、電気信号と光信号との間での信号変換を行ったり、信号の多重化などを行ったりする。
このために、OLT100と未登録のONU200との間では、図9に示した手順によるP2MPディスカバリ処理を実行する。
図10では、ONU200−kが送信したREGISTER_REQフレーム(R1)とONU200−nが送信したREGISTER_REQフレーム(R2)とが衝突している例が示されている。
また、前述のように、Discovery GATEフレームの送信はブロードキャストにより行われる。
グループ識別子が一致した場合、ONU200は、今回のDiscovery GATEフレームの受信に応答したREGISTER_REQフレームをOLT100に送信する。
グループ識別子が一致しない場合、ONU200は、今回のDiscovery GATEフレームの受信に応答したREGISTER_REQフレームの送信を行わない。
OLT100は、1回目の図9のステップS1の処理として、例えば01のグループ識別子を格納するDiscovery GATEフレームをブロードキャストで全てのONU200に対して送信する。
01のグループ識別子を格納するDiscovery GATEフレームを受信したONU200のうち、未登録のONU200は、自機が属するグループのグループ識別子が01であるか否かについて判定する。ONU200は、図9のステップS2の処理として自機が属するグループのグループ識別子が01であればREGISTER_REQフレームを送信し、01でなければREGISTER_REQフレームを送信しない。
つまり、ONU200が01のグループ識別子を格納するDiscovery GATEフレームを送信することによっては、全ての未登録のONU200のうち、01のグループ識別子のグループに属するONU200のみがREGISTER_REQフレームを送信する。
これらのDiscovery GATEフレームの送信に応じて、順次、2回目乃至4回目のステップS2ごとに、グループ識別子02、03、04の各グループに属する未登録のONU200のみが、REGISTER_REQフレームをOLT100に送信する。
また、2回目乃至4回目のステップS2に続けて、それぞれ、REGISTER_REQフレームを送信したONU200とOLT100との間で、図9のステップS3乃至S5として示した処理が実行されることで、順次、グループ2、3、4ごとに属し、これまで未登録であったONU200の登録が行われる。
このように、複数のグループごとに対応するグループ識別子を格納するDiscovery GATEフレームを順次送信することによって、各グループに属する未登録のONU200が順次登録される。
同図において、ONU200−kは、01のグループ識別子(Group ID=01)のグループに属している。一方、ONU200−nは、04のグループ識別子(Group ID=04)のグループに属している。
このために、同図に示すように、ONU200−kはREGISTER_REQフレーム(R1)をOLT100に対して送信するが、ONU200−nは、REGISTER_REQフレームを送信しない。
この場合、ONU200−nは、受信したDiscovery GATEフレームが格納するグループ識別子と、自機が属するグループのグループ識別子とがともに04で一致する。しかし、ONU200−kは、受信したDiscovery GATEフレームが格納するグループ識別子が04であるのに対して、自機が属するグループのグループ識別子は01であるため一致しない。
このため、同図に示すように、ONU200−kはREGISTER_REQフレームを送信しないが、ONU200−nは、REGISTER_REQフレーム(R2)をOLT100に対して送信する。
このような通信により、本実施形態においては、1回のDiscovery GATEフレームの送信に応じて、全ての未登録のONU200のうちの一部のみのONU200からREGISTER_REQフレームを送信させることができる。つまり、1回のDiscovery GATEフレームの送信に応じたDiscovery Windowの期間において受信されるREGISTER_REQフレームの数を、全ての未登録のONU200の数よりも少なくすることができる。
ただし、互いに近い距離にあるONU200は、REGISTER_REQフレームを送信するタイミングも近くなる傾向にある。逆に、ONU200間の距離が離れるほど、REGISTER_REQフレームを送信するタイミングのずれも大きくなっていく可能性が高くなる。そこで、互いに近い距離にあるONU200同士のグループ識別子が同じにならないように割り当てを行うようにすれば、REGISTER_REQフレームが衝突する頻度をさらに低下させることが可能になる。
また、波長合分波器101は、光送信部104から出力された下り方向に対応する波長を有する光信号を光ファイバーにより伝送される光信号に合成し、ONU200に送信する。
通信制御部103は、ONU200との通信及び上位ネットワーク300との通信に関する制御を実行する。
光送信部104は、通信制御部103から出力された送信信号を入力し、下り方向に対応する波長を有する光信号に変換し、変換した光信号を波長合分波器101に供給してONU200に送信する。
本実施形態において、OLT100と光通信路500を介して接続される複数のONU200は、前述のように複数(N個)のグループのいずれかに属するようにグルーピングされている。
登録要求送信制御信号生成部131は、Discovery GATEフレームを生成するにあたり、複数のグループごとのグループ識別子のうちの1つをそれぞれ格納する複数種類のDiscovery GATEフレームを生成する。
信号送信制御部132は、前述のように、それぞれ異なるグループ識別子を格納する複数種類のDiscovery GATEフレームを、図9のシーケンスを繰り返すようにしながらステップS1により順次送信する。これに伴い、登録要求送信制御信号生成部131は、それぞれ異なるグループ識別子を格納する複数種類のDiscovery GATEフレームを、登録要求送信制御信号生成部131の送信タイミングに応じて順次生成すればよい。
同図に示すDiscovery GATEフレームは、Destination Address、Source Address、Length/Type、Opcode、Timestamp、Number of grants/Flags、Grant#1 Start Time、Grant#1 Length、Group ID、Discovery Information、Sync Time、Pad/Reserved、FCSを格納する。
Source Addressは、6Octetsの領域であり、送信元アドレスを格納する。Discovery GATEフレームの場合、Source Addressは、送信元のOLT100の MACアドレスを格納する。
Opcodeは、2Octetsの領域であり、Discovery GATEフレームに格納されたデータの内容を示すコードを格納する。標準規格の下でのDiscovery GATEフレームのOpcodeは0x0002であるが、本実施形態のようにグループ識別子を格納する場合には、例えば0x0012など、0x0002以外の所定の値が割り当てられる。
Number of grants/Flagsは、1Octetの領域であり、現Discovery GATEフレームに格納されるGrant(送信許可)の数を示す情報と、格納されるGrantごとのREPORTの送信可否を示すフラグと、対応のGATEフレームが通常のGATEフレーム(Normal GATEフレーム)とDiscovery GATEフレームとのいずれであるのかを示すフラグとを格納する。本実施形態のDiscovery GATEフレームのNumber of grants/Flagsが格納する値は、例えば0x0009である。
Grant#1 Start Timeは、4Octetsの領域であり、Grant#1(1番目の送信許可)の開始時刻を示す情報を格納する。Discovery GATEフレームの場合には、例えば図2、図3に示したランダム待ち時間TRの開始時刻t1が格納される。
Grant#1 Lengthは、2Octetsの領域であり、Grant#1(1番目の送信許可)として許可された送信時間の長さを示す情報を格納する。Discovery GATEフレームの場合には、例えば図2、図3に示したランダム待ち時間TRの時間長が格納される。
このように、本実施形態のDiscovery GATEフレームは、グループ識別子を格納する領域が追加された拡張形式を有する。
また、これまでの説明においては、Discovery GATEフレームにおけるGroup IDの領域に1つのグループ識別子を格納する例を挙げたが、Group IDの領域に複数のグループ識別子を格納するようにしてもよい。
Group IDの領域に複数のグループ識別子が格納される場合には、同じDiscovery GATEフレームの送信に応答して、Group IDに格納されたグループ識別子のそれぞれが示す複数のグループに属するONU200にREGISTER_REQフレームを送信させることができる。
Sync Timeは、2Octetsの領域であり、Discovery GATEフレームに固有の情報であって、OLT100がONU200に要求する同期時間を示す情報を格納する。
Pad/Reservedは、29Octetsの領域であり、パディングデータを格納する。
FCS(Frame Check Sequence)は、4Octetsの領域であり、誤り検出符号であるFCSを格納する。
また、波長合分波器201は、光送信部205から出力された上り方向に対応する波長を有する光信号を光ファイバーにより伝送される光信号に合成し、OLT100に送信する。
ユーザデータ伝送部204は、下位ネットワーク400からONU200に対して送信されたユーザデータを受信し、制御部203に受け渡す。また、ユーザデータ伝送部204は、制御部203から受け渡されたユーザデータを下位ネットワーク400に伝送する。
光送信部205は、制御部203の送信信号蓄積部235から出力された送信信号(ユーザデータ、REPORTフレーム、REGISTER_REQフレームなど)を入力し、上り方向に対応する波長を有する光信号に変換し、変換した光信号を波長合分波器201に供給してOLT100に送信する。
OLTから送信される信号には各ONUに送信すべき信号が多重化されている。信号弁別部231は、受信した信号(フレーム)が自分宛であるか否かについて判断する。ここで、自分宛の信号とは、OLT100からブロードキャストにより送信された信号、もしくはフレームに格納されるLLID(Logical Link ID)が自分のLLIDと一致する信号である。ブロードキャストにより送信される信号の場合、宛先アドレス(DA)には、ブロードキャストに対応した所定のアドレスが格納される。信号弁別部231は、宛先アドレス(DA)を参照することにより、ブロードキャストにより送信された信号であるか否かを判定できる。
例えば、ブロードキャストにより送信された信号のフレームにおけるデータ(フレーム)種別を示す情報(図5との対応ではNumber of grants/Flags)がDiscovery GATEフレームであることを示す場合、信号弁別部231は、受信した信号の種別がDiscovery GATEフレームであると判定する。
信号弁別部231は、Discovery GATEフレームを受信したと判定した場合、受信したDiscovery GATEフレームを、送信可否判定部232と送信制御部236とに出力する。
この場合、信号弁別部231は、受信したGATEフレームを送信制御部236に出力する。
つまり、送信可否判定部232は、OLT100への自機の登録が未だ行われておらず、かつ、受信されたDiscovery GATEフレームに格納されるグループ識別子(Group ID)が自機の属するグループのグループ識別子と一致している場合には、REGISTER_REQフレームを送信すべきと判定する。
一方、送信可否判定部232は、受信されたDiscovery GATEフレームに格納されるグループ識別子が自機の属するグループのグループ識別子と一致していない場合には、REGISTER_REQフレームの送信を送信すべきでないと判定する。
ここで、送信可否判定部232は、Discovery GATEフレームに格納されるグループ識別子と比較する自機の属するグループのグループ識別子については、グループ識別子記憶部233が記憶するグループ識別子を参照する。
グループ識別子記憶部233は、自機が属するグループのグループ識別子を記憶する。
上記のように生成されたREGISTER_REQフレームは、送信信号蓄積部235にて蓄積されたうえで、送信制御部236の制御によって光送信部205に出力され、波長合分波器201からOLT100に送信される。
この場合、今回受信されたDiscovery GATEフレームに応じたREGISTER_REQフレームは、OLT100に対して送信されない。
REPORTフレーム生成部237は、送信信号蓄積部235に蓄積されている送信待ちの送信信号のデータ量を示すデータ量情報を格納したREPORTフレームを生成する。
生成されたREPORTフレームは、送信信号蓄積部235に一旦蓄積されたうえで、送信制御部236の制御によってOLT100に送信される。
OLT100は、算出したデータ送信量と送信タイミングの情報を格納したGATEフレームを生成し、REPORTフレームの送信元のONU200に送信する。
OLT100における登録要求送信制御信号生成部131は、Discovery GATEフレームを送信すべきタイミングに至るのを待機している(ステップS101−NO)。
そして、信号送信制御部132は、ステップS103により生成されたDiscovery GATEフレームを光通信路500から各ONU200に対して送信する(ステップS104)。
同図において図示は省略しているが、通信制御部103は、ONU200から送信されたREGISTER_REQフレームの受信に応じて、図9のステップS3、S4、S5に対応する登録処理(LLIDの設定及び通知、GATEフレームの送信、REGISTER_ACKの受信)を実行する。
そして、全てのグループごとのグループ識別子を格納したDiscovery GATEフレームの送信が一巡して変数iが最大値を越えるのに応じて(ステップS106−YES)、信号送信制御部132は、ステップS101に処理を戻す。なお、全てのグループごとのグループ識別子を格納したDiscovery GATEフレームの送信が一巡するのに応じては、全てのグループのONU200がREGISTER_REQフレームを送信した状態を得ることができる。
ステップS204の判定結果に応じて、登録要求信号生成部234は、REGISTER_REQフレームを生成する(ステップS205)。生成されたREGISTER_REQフレームは、送信信号蓄積部235に蓄積される。
そして、送信制御部236は、例えばGATEフレームの通知に応じたタイミングで、送信信号蓄積部235に蓄積されているREGISTER_REQフレームをOLT100に送信するための制御を実行する(ステップS206)。
ステップS207の判定結果に応じて、送信制御部236は、ステップS201に対応して受信されたDiscovery GATEフレームを破棄する(ステップS208)。
この場合、登録要求信号生成部234はREGISTER_REQフレームを生成せず、また、ステップS201に対応して受信したDiscovery GATEフレームに応じた送信制御部236による送信制御も実行されない。つまり、ステップS201にて受信されたDiscovery GATEフレームに応答したREGISTER_REQフレームの送信は実行されない。
また、図8のフローチャートにより説明した処理が実行されることにより、ONU200は、受信されたDiscovery GATEフレームに格納されたグループ識別子が自機の属するグループのグループ識別子と一致する場合にのみREGISTER_REQフレームを送信する。
つまり、本実施形態における光通信システムにおいては、OLT100がREGISTER_REQフレームの送信を許可するグループを指定してDiscovery GATEフレームを送信する。ONU200は、受信したDiscovery GATEフレームにより指定されるグループが自機の属するグループである場合にのみ、REGISTER_REQフレームを送信するという動作が得られる。
このようなOLT100とONU200との動作により、REGISTER_REQフレームの衝突が発生する頻度が低減し、通信性能を向上させることが可能になる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
Claims (6)
- 局側光回線終端装置と、前記局側光回線終端装置と光通信路経由で接続され、予め設定されたサービスのグレードに応じて複数のグループのうちのいずれかに属するようにグルーピングされた複数の加入者側光回線終端装置とを備え、
前記局側光回線終端装置は、
当該局側光回線終端装置への登録を要求する登録要求信号を未登録の前記加入者側光回線終端装置に送信させるための登録要求送信制御信号を生成するにあたり、前記複数のグループのグループ識別子のうちのいずれかのグループ識別子を格納する複数の登録要求送信制御信号を生成する登録要求送信制御信号生成部と、
前記登録要求送信制御信号生成部により生成された前記複数の登録要求送信制御信号を複数の前記加入者側光回線終端装置に送信する信号送信制御部とを備え、
前記加入者側光回線終端装置は、
前記局側光回線終端装置への自装置の登録が未だ行われておらず、かつ、受信された前記登録要求送信制御信号に格納されているグループ識別子が自装置の属するグループのグループ識別子と一致している場合には、前記登録要求信号を送信すべきと判定し、受信された前記登録要求送信制御信号に格納されているグループ識別子が自装置の属するグループのグループ識別子と一致していない場合には、前記登録要求信号を送信すべきでないと判定する送信可否判定部を備え、
前記信号送信制御部は、
グレードの高い前記サービスに対応した前記グループ識別子が格納されている前記登録要求送信制御信号ほど送信頻度を高くする光通信システム。 - 前記登録要求送信制御信号生成部は、
1の前記登録要求送信制御信号に対し、互いに異なる複数の前記グループ識別子を格納する請求項1に記載の光通信システム。 - 局側光回線終端装置と、前記局側光回線終端装置と光通信路経由で接続され、予め設定されたサービスのグレードに応じて複数のグループのうちのいずれかに属するようにグルーピングされた複数の加入者側光回線終端装置とを備える光通信システムにおける信号送信制御方法であって、
前記局側光回線終端装置は、
当該局側光回線終端装置への登録を要求する登録要求信号を未登録の前記加入者側光回線終端装置に送信させるための登録要求送信制御信号を生成するにあたり、前記複数のグループのグループ識別子のうちのいずれかのグループ識別子を格納する複数の登録要求送信制御信号を生成する登録要求送信制御信号生成ステップと、
前記登録要求送信制御信号生成ステップにより生成された前記複数の登録要求送信制御信号を複数の前記加入者側光回線終端装置に送信する送信制御ステップとを実行し、
前記加入者側光回線終端装置は、
前記局側光回線終端装置への自装置の登録が未だ行われておらず、かつ、受信された前記登録要求送信制御信号に格納されているグループ識別子が自装置の属するグループのグループ識別子と一致している場合には、前記登録要求信号を送信すべきと判定し、受信された前記登録要求送信制御信号に格納されているグループ識別子が自装置の属するグループのグループ識別子と一致していない場合には、前記登録要求信号を送信すべきでないと判定する送信可否判定ステップを実行し、
前記送信制御ステップでは、
グレードの高い前記サービスに対応した前記グループ識別子が格納されている前記登録要求送信制御信号ほど送信頻度を高くする信号送信制御方法。 - 前記登録要求送信制御信号生成ステップでは、
1の前記登録要求送信制御信号に対し、互いに異なる複数の前記グループ識別子を格納する請求項3に記載の信号送信制御方法。 - 予め設定されたサービスのグレードに応じて複数のグループのうちのいずれかに属するようにグルーピングされた複数の加入者側光回線終端装置と光通信路経由で接続される局側光回線終端装置であって、
当該局側光回線終端装置への登録を要求する登録要求信号を未登録の前記加入者側光回線終端装置に送信させるための登録要求送信制御信号を生成するにあたり、前記複数のグループのグループ識別子のうちのいずれかのグループ識別子を格納する複数の登録要求送信制御信号を生成する登録要求送信制御信号生成部と、
前記登録要求送信制御信号生成部により生成された前記複数の登録要求送信制御信号を複数の前記加入者側光回線終端装置に送信する信号送信制御部とを備え、
前記信号送信制御部は、
グレードの高い前記サービスに対応した前記グループ識別子が格納されている前記登録要求送信制御信号ほど送信頻度を高くする局側光回線終端装置。 - 前記登録要求送信制御信号生成部は、
1の前記登録要求送信制御信号に対し、互いに異なる複数の前記グループ識別子を格納する請求項5に記載の局側光回線終端装置。
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