JP6450272B2 - Terminal station apparatus and bandwidth allocation method - Google Patents
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Description
本発明は、端局装置及び帯域割当方法に関する。 The present invention relates to a terminal station apparatus and a bandwidth allocation method.
FTTH(Fiber To The Home)に代表される光アクセスでは、端局装置と複数の終端装置とが接続された受動光通信網(PON:Passive Optical Network)を用いることによって、経済的なサービス提供を実現している。受動光通信網では、端局装置と終端装置の間の通信が時分割多重方式により多重化されている。一方、終端装置から端局装置への通信(以降、「上り通信」と記載。)は、MPCP(Multi-Point Control Protocol)と呼ばれる制御プロトコルを用いて実現される(例えば、非特許文献1参照)。各終端装置の上り通信における送信量及び送信開始時刻は端局装置において集中制御されており、その制御方法は、送信量を固定的に与える静的帯域割当と、送信量を動的に変化させる動的帯域割当に大別できる。動的帯域割当の一つとして、各終端装置からの要求量を用いて送信量を決定することにより、高い帯域利用効率を達成するものがある(例えば、特許文献1参照)。 Optical access, represented by FTTH (Fiber To The Home), provides economical services by using a passive optical network (PON) in which a terminal equipment and multiple terminal equipment are connected. Realized. In a passive optical communication network, communication between a terminal device and a terminal device is multiplexed by a time division multiplexing method. On the other hand, communication from a terminal device to a terminal device (hereinafter referred to as “uplink communication”) is realized using a control protocol called MPCP (Multi-Point Control Protocol) (for example, see Non-Patent Document 1). ). The transmission amount and transmission start time in uplink communication of each terminal device are centrally controlled in the terminal device, and the control method dynamically changes the transmission amount and static bandwidth allocation that gives the transmission amount fixedly. It can be roughly divided into dynamic bandwidth allocation. As one of dynamic bandwidth allocation, there is one that achieves high bandwidth utilization efficiency by determining a transmission amount using a request amount from each terminal device (see, for example, Patent Document 1).
LTE(Long Term Evolution)やLTE−advancedに代表される移動体無線通信サービス網(以下、「モバイル網」と記載。)に受動光通信網を適用してネットワークの経済化を図る検討も行われている。例えば、従来の無線基地局の機能を、ベースバンド処理を担う基地局装置部と無線処理を担う無線装置部とに分割する。そして、基地局装置部を収容局に集約して無線装置部を張り出す構成とし、その基地局装置部と無線装置部との間の伝送システムに受動光通信網を適用する(例えば、特許文献2参照)。モバイル網では再送制御(HARQ:hybrid automatic repeat request)を行うために、基地局装置部と無線装置部の間の遅延時間に対する要求条件が厳しい。そこで、終端装置から端局装置への上り通信の送信開始時刻及び送信許可量を、上位装置から下位装置を介してユーザ装置に対して通知される上り通信のスケジューリング情報に基づいて算出し、通知する(例えば、特許文献2参照)。これにより、下位装置から上位装置への上り信号を、低遅延で転送することを可能にしている。 Studies are also being made to apply a passive optical communication network to mobile radio communication service networks (hereinafter referred to as “mobile networks”) represented by LTE (Long Term Evolution) and LTE-advanced to make the network more economical. ing. For example, the function of a conventional radio base station is divided into a base station apparatus unit that performs baseband processing and a radio apparatus unit that performs radio processing. Then, the base station apparatus unit is aggregated in the accommodation station and the radio apparatus unit is extended, and a passive optical communication network is applied to a transmission system between the base station apparatus unit and the radio apparatus unit (for example, Patent Documents). 2). In a mobile network, since retransmission control (HARQ: hybrid automatic repeat request) is performed, requirements for delay time between a base station apparatus unit and a radio apparatus unit are severe. Therefore, the uplink communication transmission start time and the transmission permission amount from the terminal device to the terminal device are calculated based on the uplink communication scheduling information notified from the upper device to the user device via the lower device, and notified. (For example, refer to Patent Document 2). As a result, it is possible to transfer an upstream signal from the lower apparatus to the upper apparatus with a low delay.
上記のようにFTTHやモバイル網がともにそれらの通信を中継する伝送システムとして受動光通信網を使用する場合、その経済性を最大限活用するために、同一の受動光通信網によりFTTHとモバイル網の両サービス網システムを収容することが想定される。モバイル網はHARQに対応するため、極めて厳しい低遅延性が要求される。一方で、FTTHにおいても、インターネットにおける主要プロトコルであるTCP(Transmission Control Protocol)において高スループットを出すためには、低遅延性が重要となる。従って、両サービス網システムともに低遅延化が必要であり、受動光通信網の上り通信におけるMPCP制御プロトコルの交換にかかる遅延時間の削減が求められていた。 As described above, when a passive optical communication network is used as a transmission system in which both FTTH and a mobile network relay those communications, the same passive optical communication network uses the same FTTH and the mobile network in order to make the best use of the economy. It is assumed that both service network systems will be accommodated. Since the mobile network supports HARQ, extremely strict low latency is required. On the other hand, in FTTH, in order to achieve high throughput in TCP (Transmission Control Protocol) which is a main protocol in the Internet, low delay is important. Therefore, both of the service network systems need to have a low delay, and a reduction in delay time required for exchanging the MPCP control protocol in the uplink communication of the passive optical communication network has been demanded.
上記事情に鑑み、本発明は、伝送システムに同時に収容される複数のサービスの通信に対して帯域割当を行うためにかかる時間を減少させることができる端局装置及び帯域割当方法を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, the present invention provides a terminal device and a bandwidth allocation method capable of reducing the time required for bandwidth allocation for communication of a plurality of services simultaneously accommodated in a transmission system. It is aimed.
本発明の一態様は、端局装置と複数の終端装置とを有し、前記端局装置に接続される上位装置と前記終端装置に接続される下位装置との間の複数のサービスの通信を中継する伝送システムにおける前記端局装置であって、前記複数のサービスのうち一部のサービスの通信を中継する前記終端装置に帯域を割当て、割当て後の残余帯域を、帯域が割当てられていない終端装置に分配して割当て、割当てられた前記帯域に基づいて前記終端装置の送信開始のタイミングを決定する帯域割当部、を備え、前記一部のサービスは、前記上位装置から通信のスケジュールを示すスケジューリング情報が通知されるサービス、あるいは、前記スケジューリング情報が通知されないサービスであり、前記帯域割当部は、前記スケジューリング情報が通知された前記サービスの通信を中継する前記終端装置の帯域を、前記スケジューリング情報に基づいて得られた通信に必要な帯域量を利用して割当てる。 One aspect of the present invention includes a terminal device and a plurality of terminal devices, and performs communication of a plurality of services between a host device connected to the terminal device and a lower device connected to the terminal device. The terminal device in the transmission system for relaying, wherein a bandwidth is allocated to the termination device that relays communication of a part of the plurality of services, and the remaining bandwidth after the allocation is terminated to a bandwidth-unassigned bandwidth A bandwidth allocating unit that distributes and allocates to devices, and determines a transmission start timing of the terminating device based on the allocated bandwidth, and the part of services is a scheduling that indicates a communication schedule from the host device A service to which information is notified or a service to which the scheduling information is not notified, and the bandwidth allocation unit is notified of the scheduling information. The band of the termination device for relaying communication of the service, allocating utilizing amount of bandwidth required for communication obtained on the basis of the scheduling information.
また、本発明の一態様は、上述した端局装置であって、前記帯域割当部は、前記スケジューリング情報が通知された前記サービスの通信を中継する前記終端装置の送信開始のタイミングが、他の前記終端装置の送信開始のタイミングよりも先または後になるように前記終端装置の送信開始のタイミングを決定する。 Further, one aspect of the present invention is the terminal device described above, wherein the bandwidth allocation unit has a transmission start timing of the terminal device that relays the communication of the service notified of the scheduling information, The transmission start timing of the termination device is determined before or after the transmission start timing of the termination device.
また、本発明の一態様は、上述した端局装置であって、前記帯域割当部は、前記終端装置に割当てられた前記帯域を分割し、分割した前記帯域ごとに前記終端装置の送信開始のタイミングを決定する。 One aspect of the present invention is the terminal device described above, wherein the band allocating unit divides the band allocated to the terminal device, and starts transmission of the terminal device for each of the divided bands. Determine timing.
また、本発明の一態様は、上述した端局装置であって、前記帯域割当部は、前記複数のサービスのうち一部のサービスの通信を中継する前記終端装置に帯域を割当て、さらに、帯域が割当てられた前記一部のサービスを除いた他の一部のサービスの通信を中継する前記終端装置に固定量の帯域を割当てた後の残余帯域を、前記複数のサービスのうち帯域がまだ割当てられていないサービスの通信を中継する前記終端装置に、当該終端装置から通知された帯域の要求量に基づいて分配する。 One aspect of the present invention is the terminal device described above, wherein the bandwidth allocating unit allocates a bandwidth to the terminating device that relays communication of a part of the plurality of services , and further includes a bandwidth The bandwidth of the plurality of services is still allocated to the remaining bandwidth after the fixed amount of bandwidth is allocated to the terminating device that relays communication of some of the services other than the services to which the services are allocated. Distribution is performed to the terminal device that relays communication of services that are not performed based on the bandwidth request amount notified from the terminal device.
また、本発明の一態様は、端局装置と複数の終端装置とを有し、前記端局装置に接続される上位装置と前記終端装置に接続される下位装置との間の複数のサービスの通信を中継する伝送システムにおける前記端局装置が実行する帯域割当方法であって、前記複数のサービスのうち一部のサービスの通信を中継する前記終端装置に帯域を割当て、割当て後の残余帯域を、帯域が割当てられていない前記終端装置に分配して割当てる帯域割当ステップと、割当てられた前記帯域に基づいて前記終端装置の送信開始のタイミングを決定するタイミング決定ステップと、を有し、前記一部のサービスは、前記上位装置から通信のスケジュールを示すスケジューリング情報が通知されるサービス、あるいは、前記スケジューリング情報が通知されないサービスであり、前記帯域割当ステップにおいては、前記スケジューリング情報が通知された前記サービスの通信を中継する前記終端装置の帯域を、前記スケジューリング情報に基づいて得られた通信に必要な帯域量を利用して割当てる。 One embodiment of the present invention includes a terminal device and a plurality of termination devices, and a plurality of services between a host device connected to the terminal device and a lower device connected to the terminal device. A bandwidth allocation method executed by the terminal device in a transmission system for relaying communication, wherein a bandwidth is allocated to the terminating device that relays communication of a part of services of the plurality of services, and a remaining bandwidth after allocation is determined. , possess a bandwidth allocation allocating to distribute the terminating device bandwidth is not allocated, the timing determination step of determining the timing of the start of transmission of the termination device based on the bandwidth assigned, the said one This service is a service in which scheduling information indicating a communication schedule is notified from the host device or a service in which the scheduling information is not notified. In the bandwidth allocation step, the bandwidth of the terminal device that relays the communication of the service for which the scheduling information has been notified is used as the bandwidth required for the communication obtained based on the scheduling information. Assign .
本発明により、伝送システムに同時に収容される複数のサービスの通信に対して帯域割当を行うためにかかる時間を減少させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the time required for performing bandwidth allocation for communication of a plurality of services simultaneously accommodated in a transmission system.
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書およ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。
本発明の実施形態では、伝送システムに複数のサービスを同時に収容する。伝送システムがサービスを収容するとは、そのサービスの通信を中継することを示す。以下では、伝送システムに受動光通信網(PON:Passive Optical Network)システムを用いた場合を例に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in this specification and drawing, the component with the same code | symbol shall show the mutually same thing.
In the embodiment of the present invention, a plurality of services are accommodated simultaneously in the transmission system. The case where the transmission system accommodates the service indicates that the communication of the service is relayed. Below, the case where a passive optical network (PON: Passive Optical Network) system is used for a transmission system is demonstrated to an example.
(第1の実施形態)
図1〜9を用いて、本発明の第1の実施形態を説明する。
図1は、本実施形態による通信システム10の構成図である。同図に示すように、通信システム10は、上位装置1a及び1bと、端局装置2と、P台(Pは1以上の整数)の終端装置3aと、Q台(Qは1以上の整数)の終端装置3bと、P台の下位装置4aと、Q台の下位装置4bとを備えて構成される。
同図では、P台の終端装置3aをそれぞれ終端装置3a−1〜3a−Pと記載し、Q台の終端装置3bをそれぞれ終端装置3b−1〜3b−Qと記載している。また、同図では、P台の下位装置4aをそれぞれ下位装置4a−1〜4a−Pと記載し、Q台の下位装置4bをそれぞれ下位装置4b−1〜4b−Qと記載している。終端装置3a−p(pは1以上P以下の整数)は下位装置4a−pと接続され、終端装置3b−q(qは1以上Q以下の整数)は下位装置4b−qと接続される。
以下では、上位装置1a及び1bを総称して上位装置1と記載し、終端装置3a及び終端装置3bを総称して終端装置3と記載し、下位装置4aと下位装置4bを総称して下位装置4と記載する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a configuration diagram of a communication system 10 according to the present embodiment. As shown in the figure, the communication system 10 includes a host device 1a and 1b, a
In the figure, P
Hereinafter, the upper devices 1a and 1b are collectively referred to as the
上位装置1と下位装置4は、収容するサービスごとに異なる。ここでは、上位装置1a及び下位装置4aがAシステムを収容し、上位装置1b及び下位装置4bがBシステムを収容する。Aシステムは、例えば移動体無線通信サービスを収容するモバイル網である。Aシステムにおいて、上位装置1aは基地局装置部であり、下位装置4aは無線装置部である。Bシステムは、例えばデータ通信サービスを収容するFTTHである。Bシステムにおいて、上位装置1bは集線スイッチであり、下位装置4bは、ホームゲートウェイである。上位装置1a及び上位装置1bは、それぞれ上位網と接続される。モバイル網の場合、下位装置4aの先にさらに1台以上のユーザ装置5が接続される。
The
端局装置2及び終端装置3は、受動光通信網を構成する。例えば、端局装置2は、OLT(Optical Line Terminal:光加入者線終端装置)であり、終端装置3は、ONU(Optical Network Unit:光加入者線ネットワーク装置)である。端局装置2と、終端装置3との間は1対多で、光ファイバ6および光スプリッタ7を用いた中継網により接続される。すなわち、端局装置2と終端装置3a−1〜3a−P及び終端装置3b−1〜3b−Qとは、1本の光ファイバ6で伝送される通信信号を、光スプリッタ7によって複数に分配することにより接続される。端局装置2は、終端装置3a−1〜3a−P及び終端装置3b−1〜3b−Qに送信する信号(下り信号)をTDM方式により多重して送信する。光スプリッタ7は多重された下り信号をそのまま終端装置3a−1〜3a−P及び終端装置3b−1〜3b−Qに転送する。また、終端装置3a−1〜3a−P及び終端装置3b−1〜3b−Qから端局装置2に送信される信号(上り信号)は、光スプリッタ7によりTDMA(時分割多重アクセス)方式で多重され、端局装置2に送信される。
The
図2は、本実施形態における端局装置2の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。端局装置2は、上位送受信部201、下位送受信部202、情報抽出部203、要求量算出部204、SLA(Service Level Agreement)保存部205、及び、帯域割当部206を備える。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration of the
上位送受信部201は、上位装置1との間のデータの送受信を担うインタフェースである。下位送受信部202は、終端装置3との間のデータの送受信を担うインタフェースである。情報抽出部203は、システムAの通信のスケジュールを示すスケジューリング情報を上位装置1aから受信して必要情報を抽出する。要求量算出部204は、情報抽出部203が抽出した情報に基づいて、Aシステムに属する終端装置3aが上り通信に必要な帯域量である中継網要求量を算出する。SLA保存部205は、各終端装置3のSLAを記憶する。SLAは、どの程度の通信品質を保証するかを示す。ここでは、SLAを、1(低)〜N(高)の範囲とする。帯域割当部206は、各終端装置3に対する上り通信の中継網用送信許可を算出する。中継網用送信許可は、送信開始時刻及び送信許可量を含む。帯域割当部206が算出した中継網用送信許可を示す情報は、下位送受信部202を介して終端装置3へ通知される。
The upper transmission /
なお、本実施形態では、上位装置1aから、主信号(上位装置1aからユーザ装置5又は下位装置4a宛ての信号)とは異なるインタフェースによりスケジューリング情報が通知されるものとしているが、スケジューリング情報が主信号内に含まれてもよい。この場合は、端局装置2はスケジューリング情報受信用のインタフェースを設けず、上位送受信部201は、上位装置1aから受信した主信号からスケジューリング情報をスヌープして情報抽出部203に転送する。
In the present embodiment, the scheduling information is reported from the host device 1a through an interface different from the main signal (the signal from the host device 1a to the
図3は、端局装置2の情報抽出部203が実行する情報抽出工程の動作フローを示す図である。情報抽出部203は、上位装置1aからスケジューリング情報を受信するたびに情報抽出工程を実行する。なお、情報抽出部203は、受信したスケジューリング情報をまとめて一定周期間隔で情報抽出工程を実行してもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation flow of an information extraction process executed by the
情報抽出工程において、情報抽出部203は、受信したスケジューリング情報から宛先のユーザ装置5を示す宛先情報と、ユーザ装置5の上り信号の送信に関する割当情報を抽出する(ステップS301)。割当情報は、ユーザ装置5に対して割当てられた上り通信の送信タイミングと送信量を取得可能な情報である。情報抽出部203は、スケジューリング情報を受信した時刻を用いて、ユーザ装置5からの上り通信のデータ(上り信号)が終端装置3aへ到着する時刻を推測する(ステップS302)。推測した時刻を、推測到着時刻とする。情報抽出部203は、宛先情報、割当情報、及び、推測到着時刻を要求量算出部204に転送する(ステップS303)。
In the information extraction step, the
図4は、端局装置2の要求量算出部204が実行する要求量算出工程の動作フローを示す図である。要求量算出部204は、帯域割当周期の間隔で要求量算出工程を実行する。
要求量算出工程において、要求量算出部204は、情報抽出部203から受信した宛先情報、割当情報、及び推測到着時刻を用いて、帯域割当周期ごとに各終端装置3aに到着するデータ量を算出する(ステップS401)。要求量算出部204は、次の帯域割当周期における終端装置3aごとの到着データ量を、当該終端装置3aの送信要求量、すなわち、中継網要求量として帯域割当部206に転送する(ステップS402)。
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation flow of a request amount calculation process executed by the request
In the request amount calculation step, the request
図5は、端局装置2のSLA保存部205が実行するSLA保存工程の動作フローを示す図である。SLA保存部205は、任意の終端装置3のSLAが変更されるたびにSLA保存工程を実行する。SLA保存工程において、SLA保存部205は、任意の終端装置3のSLAが変更された際に、当該終端装置3の変更後のSLAを記憶するとともに、帯域割当部206に転送する(ステップS501)。
FIG. 5 is a diagram showing an operation flow of the SLA storage process executed by the
図6は、端局装置2の帯域割当部206が実行する帯域割当工程の動作フローを示す図である。帯域割当部206は、帯域割当周期の間隔で帯域割当工程を実行する。
帯域割当工程において、まず、帯域割当部206は、残余帯域Cを当該帯域割当周期における割当可能量で初期化する(ステップS601)。
FIG. 6 is a diagram showing an operation flow of the bandwidth allocation process executed by the
In the band allocation step, first, the
帯域割当部206は、まずAシステムに属する各終端装置3aの送信許可量を決定する(ステップS602)。具体的には、帯域割当部206は、Aシステムに属する終端装置3aを任意の順に又は予め決められた順に選択し、選択した終端装置3aのそれぞれについて、以下のステップS603〜ステップS604の処理を実行する。なお、各終端装置3がAシステムとBシステムのいずれに属するかは、端局装置2に対して予め手動設定される。または、帯域割当部206は、予め全ての終端装置3がBシステムに属するものとし、受信したスケジューリング情報に基づいてAシステムに属するものと変更してもよい。例えば、帯域割当部206は、スケジューリング情報に設定されているユーザ装置5が属する下位装置4aと接続される終端装置3、又は、スケジューリング情報の送信先の下位装置4aと接続される終端装置3を、Aシステムに属する終端装置に変更する。
The
帯域割当部206は、選択した終端装置3aの要求量と現在の残余帯域Cを基に送信許可量を決定する(ステップS603)。つまり、帯域割当部206は、選択した終端装置3aの送信許可量を、その終端装置3aの中継網要求量(送信要求量)と、残余帯域Cのいずれか小さい方とする。帯域割当部206は、残余帯域Cを、現在の値から、選択した終端装置3aの送信許可量を減算した値に更新する(ステップS604)。帯域割当部206は、Aシステムに属する全ての終端装置3aについてステップS603〜ステップS604の処理を実行したと判断した場合、ステップS605の処理を行う。
The
帯域割当部206は、Bシステムに属する各終端装置3bの送信許可量を決定する(ステップS605)。具体的には、帯域割当部206は、Bシステムに属する終端装置3bを任意の順に又は予め決められた順に順番で選択し、選択した終端装置3bのそれぞれについて以下のステップS606〜ステップS607の処理を実行する。すなわち、帯域割当部206は、残余帯域Cのうち、選択した終端装置3bに対する分配量を決定する(ステップS606)。帯域割当部206は、決定した分配量を、選択した終端装置3bへの送信許可量として割当てる(ステップS607)。
The
終端装置3b−xに対する分配量をB(x)、終端装置3b−x(xは1以上Q以下のいずれかの整数)のSLAをS(x)とすると、残余帯域Cは、以下の式(1)のように終端装置3bそれぞれのSLAに比例した形で分配される。
When the distribution amount for the
また、終端装置3ごとに最低保証量を割当ててもよい。終端装置3b−xの最低保証量をG(x)とすると、残余帯域Cを、例えば以下の式(2)のように分配してもよい。
Further, a minimum guaranteed amount may be assigned to each
帯域割当部206は、Bシステムに属する全ての終端装置3bについてステップS606〜ステップS607の処理を実行したと判断した場合、ステップS608の処理を行う。
If the
なお、帯域割当部206は、Bシステムに属する終端装置3bの送信許可量として、予め設定された固定量を割当ててもよい。その場合、Bシステムに属する全終端装置3bに送信許可量を割当てた後に、さらに残余帯域が存在することがある。通信システム10が低遅延性を要求しないサービスのCシステムを収容する場合、帯域割当部206は、その残余帯域を、Cシステムに属する終端装置3に、当該終端装置3から通知される送信要求量に基づいて分配してもよい。なお、Cシステムに属する終端装置3は、Cシステムの下位装置4と接続される終端装置3であり、Cシステムが収容するサービスの通信を中継する。
Note that the
帯域割当部206は、各終端装置3に割当てられた分配量に基づいて、各終端装置3に送信を許可する時間長を決定する。さらに、帯域割当部206は、各終端装置3に送信を許可する時間長に基づいて、各終端装置3に割当てる送信開始時刻を決定する(ステップS608)。下位送受信部202は、帯域割当部206が決定した送信開始時刻と送信許可量を示す中継網用送信許可を、制御信号により各終端装置3に通知する。なお、帯域割当部206は、光ファイバ6とは異なる回線により、各終端装置3に対して中継網用送信許可を通知してもよい。
The
図7は、送信開始時刻の決定方法の例を示す図である。同図では、終端装置#1、#2がAシステムに属する終端装置3aであり、終端装置#3〜#5がBシステムに属する終端装置3bである。帯域割当部206は、帯域割当周期内で、Aシステムの終端装置3a(終端装置#1、#2)に優先的に帯域割当周期の先頭にまとめて送信開始時刻を割当て、Bシステムの終端装置3b(終端装置#3〜#5)には、Aシステムの終端装置3aに割当てた送信開始時刻よりも後の送信開始時刻を割当てている。なお、帯域割当部206は、帯域割当周期内で、Aシステムの終端装置3aの送信開始時刻をまとめて帯域割当周期の先頭に割当てているが、まとめて最後尾に割当ててもよい。この場合、帯域割当部206は、帯域割当周期において、Bシステムの終端装置3bに、Aシステムの終端装置3aに割当てた送信開始時刻よりも前の送信開始時刻を割当てる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a transmission start time determination method. In the figure,
なお、送信開始時刻の決定方法はこれに限らず、図8または図9に示すように決定してもよい。
図8は、送信開始時刻の決定方法の他の例を示す図である。帯域割当部206は、Aシステムの送信許可量をN分割する。Nは2以上の整数であるが、同図では、N=2の場合を示している。帯域割当部206は、Aシステムの終端装置3a(終端装置#1、#2)に対して優先的に、帯域割当周期内に複数回(N回)に分けて、分割した送信許可量ごとに送信開始時刻を割当てている。帯域割当部206は、Aシステムの終端装置3aに送信時刻を割当てた後、Bシステムの終端装置3b(終端装置#3〜#5)に送信開始時刻を割当てる。
The method for determining the transmission start time is not limited to this, and may be determined as shown in FIG. 8 or FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating another example of a transmission start time determination method. The
このようにAシステムの送信許可量をN分割して、複数回に分けて送信開始時刻を決定する場合、Bシステムの終端装置3bについては残余時間帯に送信開始時刻を割当てることとなる。そのため、Aシステムの送信時間と重複しないよう、Bシステムの一部の終端装置3bの送信許可量を分割して複数回に分けて送信開始時刻を決定することもある。同図では、終端装置#4の送信許可量が分割されている。
In this way, when the transmission permission amount of the A system is divided into N and the transmission start time is determined in a plurality of times, the transmission start time is assigned to the remaining time zone for the terminating
図9は、送信開始時刻の決定方法のさらに他の例を示す図である。同図では、帯域割当部206は、Aシステムの送信許可量、Bシステムの送信許可量ともN分割(Nは2以上の整数)する。同図では、N=2の場合を示している。帯域割当部206は、Aシステムの終端装置3a(終端装置#1、#2)に対して優先的に、帯域割当周期内に複数回(N回)に分けて、分割した送信許可量ごとに送信開始時刻を割当てる。さらに、帯域割当部206は、Bシステムの終端装置3b(終端装置#3〜#5)に対して、帯域割当周期内の残余帯域に複数回(N回)に分けて、分割した送信許可量ごとに送信開始時刻を割当てる。
FIG. 9 is a diagram illustrating still another example of the method for determining the transmission start time. In the figure, the
以上の処理を行うことによって、端局装置2は、Aシステムの各終端装置3aからの上り送信については、スケジューリング情報を用いることによって、上りデータが到着する前に上りデータ量を把握し、帯域割当を行うことができる。また、端局装置2は、Bシステムについては、各終端装置3bからの送信要求量を待つことなく、Aシステムに帯域割当を行った後の帯域割当周期の空きの帯域である残余帯域を分配することにより、帯域割当を行うことができる。従って、Aシステム、Bシステム双方の上り送信の低遅延化が可能となる。
By performing the above processing, the
また、1台の終端装置3の送信間隔が大きいと、他の終端装置3が次の送信タイミングを待つまでの時間が延び、遅延が増加する。そこで、帯域割当部206は、1台の終端装置3の送信機会を複数回に分割することで、終端装置3全体の送信間隔を狭め、遅延を削減することができる。よって、各終端装置3への高頻度の帯域割当が可能となる。
なお、終端装置3が、P2PWDMであるなど、他の終端装置3とは機能が異なり、一部のサービスと同様であっても本実施形態は適用可能である。
If the transmission interval of one
Note that this embodiment is applicable even if the
なお、システムAによって帯域割当周期の全帯域を使い切った場合、システムBはその帯域割当周期においては帯域を割当てないようにしてもよい。あるいは、常に帯域割当周期の一定量をシステムBに割当てられるように予め確保しておいてもよい。この場合、ステップS601において残余帯域Cに設定する割当許可量は、システムBのために確保した帯域量を除いた値となる。帯域割当部206は、ステップS605の処理の前に、システムBのために確保した帯域量を残余帯域Cに加算する。
When the entire band of the band allocation period is used up by the system A, the system B may not allocate a band in the band allocation period. Alternatively, a certain amount of bandwidth allocation period may be secured in advance so that it can be allocated to the system B. In this case, the allocation permission amount set for the remaining bandwidth C in step S601 is a value excluding the bandwidth amount reserved for the system B. The
(第2の実施形態)
図10〜図11を用いて、第2の実施形態を説明する。本実施形態は、端局装置がBシステムに属する各終端装置3bの過去の上りデータ受信量(以下、上り受信量)及び過去の帯域割当結果を用いて、Bシステムに属する終端装置3bへの次周期の帯域割当を実施する。以下、第1の実施形態との差分を中心に説明する。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the terminal station device uses the past uplink data reception amount (hereinafter referred to as uplink reception amount) of each
本実施形態の通信システムの構成は、図1に示す第1の実施形態の通信システム10の端局装置2を、図10に示す端局装置12に代えた構成である。
図10は、本実施形態による端局装置12の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図において、図2に示す第1の実施形態による端局装置2と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。端局装置12が、第1の実施形態の端局装置2と異なる点は、SLA保存部205及び帯域割当部206に代えて、トラヒックモニタ部1001及び帯域割当部1002を備える点である。トラヒックモニタ部1001は、各終端装置3bの上り受信量を測定する。帯域割当部1002は、上位装置1aから通知されたスケジューリング情報と、トラヒックモニタ部1001が測定した上り受信量とを用いて、帯域割当を実施する。
The configuration of the communication system of the present embodiment is a configuration in which the
FIG. 10 is a functional block diagram showing a configuration of the
図11は、端局装置12のトラヒックモニタ部1001が実行するトラヒックモニタ工程の動作フローを示す図である。トラヒックモニタ部1001は、上り受信量の初期値を0とし、下位送受信部202が終端装置3bからの上りデータを受信するたび、当該終端装置3bの上り受信量を積算している。トラヒックモニタ部1001は、任意のタイミングにおいて、トラヒックモニタ工程を実行する。任意のタイミングとは、例えば帯域割当周期の間隔である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an operation flow of a traffic monitoring process executed by the
トラヒックモニタ工程において、トラヒックモニタ部1001は、終端装置3bごとのそれまでの上り受信量の積算結果を帯域割当部1002に転送する(ステップS1101)。転送後、トラヒックモニタ部1001は、各終端装置3bの上り受信量を0にリセットする(ステップS1102)。
In the traffic monitoring step, the
帯域割当部1002が実行する帯域割当工程の動作フローは、図6に示す第1の実施形態の動作フローと同様であるが、ステップS606において、残余帯域Cから終端装置3bに対する分配量を決定するときの処理内容が異なる。本実施形態では、各終端装置3bに対する分配量の決定に、過去の上り受信量と送信許可量との比率を用いる。具体的には、終端装置3b−xに対する分配量の初期値をB0(x)、残余帯域Cの初期値をC0とすると、帯域割当部1002は、B0(x)及びC0をそれぞれ、下記の式(3)及び式(4)の通り初期化する。G(x)は、終端装置3b−xの最低保証量である。
The operation flow of the bandwidth allocation process executed by the
終端装置3b−xの過去の送信許可量をA(x)とすると、帯域割当部1002は、A(x)が小さい順に、下記の式(5)及び式(6)の通り、終端装置3b−xの分配量B(x)を逐次決定し、残余帯域Cを更新する。
Assuming that the past transmission permission amount of the terminating
なお、上記の式(5)におけるαは割当量に対する拡大係数であり、上り受信量R(x)と送信許可量A(x)の比率に応じて例えば下記の式(7)のように設定する。 In the above equation (5), α is an expansion coefficient with respect to the allocated amount, and is set, for example, as in the following equation (7) according to the ratio of the uplink received amount R (x) and the permitted transmission amount A (x). To do.
拡大係数αを上記のように設定することにより、送信許可量A(x)の使用率が高い終端装置3bに対しては送信許可量を拡大し、使用率が低い終端装置3bに対しては送信許可量を縮小する。使用率が高いほうが拡大係数αの値が大きいという条件下で、使用率の範囲と、拡大係数αの値は任意に設定し得る。
By setting the expansion coefficient α as described above, the transmission permission amount is increased for the
なお、システムAによって帯域割当周期の全帯域を使い切った場合、システムBはその帯域割当周期においては帯域を割当てないようにしてもよく、システムBの終端装置3に割当てができなかった送信許可量を次帯域割当周期の送信許可量に加算してもよい。あるいは、常に帯域割当周期の一定量をシステムBに割当てられるように予め確保しておいてもよい。
When the entire bandwidth of the bandwidth allocation cycle is used up by the system A, the system B may not allocate the bandwidth in the bandwidth allocation cycle, and the transmission permission amount that could not be allocated to the
以上の処理を行うことによって、端局装置12は、Aシステムの各終端装置3aからの上り送信については、スケジューリング情報を用いることによって、上りデータが到着する前に終端装置3aの上りデータ量を把握し、帯域割当を行うことができる。また、端局装置12は、Bシステムの終端装置3bに、各終端装置3bからの送信要求量を待つことなく、帯域割当を行うことができる。よって、Aシステム、Bシステム双方の上り送信の低遅延化が可能となる。
By performing the above processing, the
更には、端局装置12は、Bシステムについては過去の割当量に対する使用率に応じて終端装置3bの送信許可量を決定するため、高精度な帯域割当が可能となる。上述したように、端局装置12は、帯域割当を行う際に送信許可量を決定しているが、この送信許可量と、実際に終端装置3bが送信したいデータ量の差が大きいと、割当過多による効率低下や、割当過少による遅延増加が発生する。そこで、端局装置12は、過去の帯域使用率に応じて送信許可量を動的に割当てることで、固定的に割当てる場合と比較して割当の精度を改善することが可能となる。
Furthermore, since the
(第3の実施形態)
図12〜図13を用いて、第3の実施形態を説明する。本実施形態では、端局装置は、Bシステムに属する終端装置3bに対して帯域を割当てた後に、Aシステムに属する終端装置3aに対して割当てる順序で帯域割当を行う。第1の実施形態との相違点は、帯域割当部において実行する帯域割当工程にあり、それ以外は第1の実施形態と同様である。以下では、第1の実施形態との差分を中心に説明する。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the terminal station apparatus allocates a band to the
本実施形態の通信システムの構成は、図1に示す第1の実施形態の通信システム10の端局装置2を、図12に示す端局装置22に代えた構成である。
図12は、本実施形態による端局装置22の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図において、図2に示す第1の実施形態による端局装置2と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。端局装置22が、第1の実施形態の端局装置2と異なる点は、SLA保存部205及び帯域割当部206に代えて、トラヒックモニタ部1001及び帯域割当部2002を備える点である。トラヒックモニタ部1001は、第2の実施形態と同様である。帯域割当部2002は、上位装置1aから通知されたスケジューリング情報と、トラヒックモニタ部1001が測定した上り受信量とを用いて、Bシステムに属する終端装置3bを優先して帯域割当を行った後に、Aシステムに属する終端装置3aに対して帯域割当を行う。
The configuration of the communication system of this embodiment is a configuration in which the
FIG. 12 is a functional block diagram showing the configuration of the
図13は、本実施形態における端局装置22の帯域割当部2002が実行する帯域割当工程の動作フローを示す図である。帯域割当部2002は、帯域割当周期の間隔で帯域割当工程を実行する。
帯域割当工程において、帯域割当部2002は、残余帯域Cを当該帯域割当周期における割当可能量で初期化する(ステップS601)。
FIG. 13 is a diagram showing an operation flow of a bandwidth allocation process executed by the
In the band allocation step, the
帯域割当部2002は、まずBシステムに属する各終端装置3bの送信許可量を決定する(ステップS605)。具体的には、帯域割当部2002は、Bシステムに属する終端装置3bを任意の順に又は予め決められた順に順番で選択し、選択した終端装置3bのそれぞれについて、以下のステップS1201及びステップS607の処理を実行する。
The
帯域割当部2002は、選択した終端装置3bに関して予め設定されたパラメータを送信許可量として割当てる(ステップS1201)。送信許可量は、第2の実施形態のように過去の送信許可量A(x)と受信量R(x)を用いて決定してもよい。帯域割当部2002は、残余帯域Cを、現在の値から、選択した終端装置3bへの送信許可量を減算した値に更新する(ステップS607)。
The
帯域割当部2002は、Bシステムに属する全ての終端装置3bについてステップS1201及びステップS607の処理を実行したと判断した場合、ステップS602の処理を行う。
If the
帯域割当部2002は、Aシステムに属する各終端装置3aの送信許可量を決定する(ステップS602)。具体的には、帯域割当部206は、Aシステムに属する終端装置3aを任意の順に又は予め決められた順に選択し、選択した終端装置3aのそれぞれについて、図6に示すステップS603〜ステップS604と同様の処理を実行する。すなわち、帯域割当部2002は、選択した終端装置3aの要求量と残余帯域Cを基に送信許可量を決定する(ステップS603)。帯域割当部2002は、残余帯域Cを、現在の値から、選択した終端装置3aへの送信許可量を減算した値に更新する(ステップS604)。帯域割当部2002は、Aシステムに属する全ての終端装置3aについてステップS603〜ステップS604の処理を実行したと判断した場合、ステップS608の処理を行う。
The
なお、Aシステムに属する全終端装置3aに送信許可量を割当てた後に、さらに残余帯域が存在することがある。通信システム10が低遅延性を要求しないサービスのCシステムを収容する場合、帯域割当部2002は、その残余帯域を、Cシステムに属する終端装置3に、当該終端装置3から通知される送信要求量に基づいて分配してもよい。
Note that there may be a remaining bandwidth after the transmission permission amount is allocated to all the
帯域割当部2002は、各終端装置3に割当てられた分配量に基づいて、各終端装置3に送信を許可する時間長を決定する。さらに、帯域割当部2002は、各終端装置3に送信を許可する時間長に基づいて、各終端装置3の送信開始時刻を決定する(ステップS608)。下位送受信部202は、帯域割当部2002が決定した送信開始時刻と送信許可量を示す中継網用送信許可を、制御信号により各終端装置3に通知する。
The
以上の処理を行うことによって、端局装置22は、Bシステムの終端装置3bに、各終端装置3bからの送信要求量を待つことなく、帯域割当を行うことができる。また、端局装置22は、Aシステムの各終端装置3aからの上り送信については、スケジューリング情報によって、上りデータが到着する前に終端装置3aの上りデータ量を把握し、Bシステムへの帯域割当て後の残帯域から帯域割当を行うことができる。従って、Aシステム、Bシステム双方の上り送信の低遅延化が可能となる。
By performing the above processing, the
以上説明した実施形態によれば、受動光通信網が収容しているサービス網システムに、スケジューリング情報を用いるシステムと用いないシステムとが混在している場合でも、両システムの上り通信の低遅延化を実現することができる。この実現のため、受動光通信網の端局装置は、モバイル網を収容する終端装置に対しては、上位装置から通知されるスケジューリング情報に基づいて通信に必要な帯域量を算出し、算出した帯域量を利用して帯域割当を実行する。一方、端局装置は、FTTHを収容する終端装置に対しては、各終端装置のSLA、もしくは、各終端装置の過去の上り通信の割当量及び受信量に基づいて帯域割当を実行する。端局装置は、終端装置に割当てられた帯域に基づいて、各終端装置の送信開始のタイミングを決定する。 According to the embodiment described above, even when a system using scheduling information and a system not using it are mixed in the service network system accommodated in the passive optical communication network, the delay of the upstream communication of both systems is reduced. Can be realized. For this realization, the terminal device of the passive optical communication network calculates the amount of bandwidth necessary for communication based on the scheduling information notified from the host device for the terminal device that accommodates the mobile network. Bandwidth allocation is executed using the bandwidth. On the other hand, the terminal device performs bandwidth allocation for the terminal device accommodating FTTH based on the SLA of each terminal device or the past uplink communication allocation amount and reception amount of each terminal device. The terminal device determines the transmission start timing of each terminal device based on the band allocated to the terminal device.
上述した実施形態における端局装置2、12、及び22の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この端局装置2、12、及び22の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
You may make it implement | achieve the function of the
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。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
時分割多重アクセスにより通信を行うシステムに利用可能である。 It can be used in a system that performs communication by time division multiple access.
1a 上位装置
1b 上位装置
2、12、22 端局装置
3、3a−1〜3a−P、3b−1〜3b−Q 終端装置
4a−1〜4a−P、4b−1〜4b−Q 下位装置
5 ユーザ装置
6 光ファイバ
7 光スプリッタ
10 通信システム
201 上位送受信部
202 下位送受信部
203 情報抽出部
204 要求量算出部
205 SLA保存部
206、1002、2002 帯域割当部
1001 トラヒックモニタ部
1a Host device
Claims (5)
前記複数のサービスのうち一部のサービスの通信を中継する前記終端装置に帯域を割当て、割当て後の残余帯域を、帯域が割当てられていない終端装置に分配して割当て、割当てられた前記帯域に基づいて前記終端装置の送信開始のタイミングを決定する帯域割当部、
を備え、
前記一部のサービスは、前記上位装置から通信のスケジュールを示すスケジューリング情報が通知されるサービス、あるいは、前記スケジューリング情報が通知されないサービスであり、
前記帯域割当部は、前記スケジューリング情報が通知された前記サービスの通信を中継する前記終端装置の帯域を、前記スケジューリング情報に基づいて得られた通信に必要な帯域量を利用して割当てる、
ことを特徴とする端局装置。 The terminal in a transmission system having a terminal device and a plurality of terminal devices, and relaying communication of a plurality of services between a host device connected to the terminal device and a lower device connected to the terminal device A station device,
A bandwidth is allocated to the terminal device that relays communication of some services among the plurality of services, and the remaining bandwidth after the allocation is distributed and allocated to the terminal devices to which no bandwidth is allocated. A bandwidth allocation unit for determining a transmission start timing of the termination device based on
Equipped with a,
The partial service is a service in which scheduling information indicating a communication schedule is notified from the host device, or a service in which the scheduling information is not notified,
The bandwidth allocation unit allocates the bandwidth of the terminal device that relays communication of the service for which the scheduling information has been notified, using a bandwidth required for communication obtained based on the scheduling information;
A terminal device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の端局装置。 The bandwidth allocating unit may transmit the termination so that the transmission start timing of the termination device that relays communication of the service notified of the scheduling information is earlier or later than the transmission start timing of the other termination devices. Determine when to start transmitting the device,
The terminal device according to claim 1 .
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の端局装置。 The band allocation unit divides the band allocated to the termination device, and determines the transmission start timing of the termination device for each of the divided bands;
Terminal device according to claim 1 or claim 2, characterized in that.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の端局装置。 The band allocating unit allocates a band to the terminating device that relays communication of a part of the plurality of services , and further some other services excluding the part of the services to which the band is allocated The remaining bandwidth after assigning a fixed amount of bandwidth to the terminating device that relays the communication of the communication is transferred from the terminating device to the terminating device that relays communication of a service that has not yet been assigned a bandwidth among the plurality of services. Distribute based on the notified bandwidth request amount,
The terminal device according to any one of claims 1 to 3 , wherein:
前記複数のサービスのうち一部のサービスの通信を中継する前記終端装置に帯域を割当て、割当て後の残余帯域を、帯域が割当てられていない終端装置に分配して割当てる帯域割当ステップと、
割当てられた前記帯域に基づいて前記終端装置の送信開始のタイミングを決定するタイミング決定ステップと、
を有し、
前記一部のサービスは、前記上位装置から通信のスケジュールを示すスケジューリング情報が通知されるサービス、あるいは、前記スケジューリング情報が通知されないサービスであり、
前記帯域割当ステップにおいては、前記スケジューリング情報が通知された前記サービスの通信を中継する前記終端装置の帯域を、前記スケジューリング情報に基づいて得られた通信に必要な帯域量を利用して割当てる、
ことを特徴とする帯域割当方法。 The terminal in a transmission system having a terminal device and a plurality of terminal devices, and relaying communication of a plurality of services between a host device connected to the terminal device and a lower device connected to the terminal device A bandwidth allocation method executed by a station device,
A bandwidth allocating step of allocating a bandwidth to the terminal device that relays communication of a part of the plurality of services, and distributing and allocating the remaining bandwidth after the allocation to the terminal device to which no bandwidth is allocated;
A timing determination step for determining a transmission start timing of the termination device based on the allocated band;
I have a,
The partial service is a service in which scheduling information indicating a communication schedule is notified from the host device, or a service in which the scheduling information is not notified,
In the bandwidth allocation step, the bandwidth of the terminal device that relays the communication of the service notified of the scheduling information is allocated using the bandwidth required for the communication obtained based on the scheduling information.
A bandwidth allocation method characterized by the above.
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