JP6691069B2

JP6691069B2 - 加入者線端局装置及び帯域割当方法

Info

Publication number: JP6691069B2
Application number: JP2017055062A
Authority: JP
Inventors: 将也所; 卓郎松本; 真良関口
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2037-03-21
Also published as: JP2018157527A

Description

本発明は、加入者線端局装置及び帯域割当方法に関する。

アクセスサービスの高速化に対するニーズの高まりに応じて、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）が世界的に普及している。ＦＴＴＨのサービスの大部分では、加入者線端局装置（ＯＬＴ: Optical Line Terminal）が、時分割多重（ＴＤＭ: Time Division Multiplexing）によって複数の加入者線終端装置（ＯＮＵ： Optical Network Unit）を収容している。ＦＴＴＨのサービスは、経済性に優れた方式であるＰＯＮ（Passive Optical Network）方式によって提供される場合がある。

ＴＤＭ−ＰＯＮの上り通信では、各ＯＮＵは、ＯＬＴによって割り当てられたシステム帯域を共有している。各ＯＮＵは、ＯＬＴから自装置に通知された送信許可時間に光信号をＯＬＴに送信することによって、光信号同士の衝突を防いでいる。

現在の主力のＰＯＮシステムは、伝送速度がギガビット級であるＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet（登録商標） PON）である（非特許文献１参照）。映像配信サービスの進展に加え、大容量ファイルをアップロード及びダウンロードするアプリケーションの登場などによって、ＰＯＮシステムには更なる大容量化が求められている。

ＰＯＮシステムは、ＯＬＴと、ＯＬＴと光ファイバを経由して接続される複数のＯＮＵとによって構成される。ＯＮＵは、ＰＣ（Personal Computer）やルータ等の端末装置と接続される。ＯＬＴは端末装置からの要求に対してユーザへサービス提供するためのサーバや通信装置等の上位ネットワーク装置と接続される。

ＯＬＴは、ＯＮＵからの接続要求に対し、ＯＮＵ毎に異なるＬＬＩＤ（Logic Link ID）を付与する。ＰＯＮ区間において、ＯＮＵはＬＬＩＤを用いてユーザー識別を行う。また、上位装置は、ＩＥＥＥ８０２．１等で標準化されたＶＩＤ（ＶＬＡＮ−ＩＤ）を用いてユーザ識別を行う。

ＯＬＴは、ＬＬＩＤ又はＶＩＤを用いてユーザを識別する。ＯＮＵはＯＬＴから端末装置に向けての通信時は、ＶＩＤを削除し端末装置へデータを送信する。ＯＮＵは、端末装置からＯＬＴに向けての通信時はＶＩＤを付与してデータを送信する。

特開２０１４―１１６６０号公報

"技術基礎講座ＧＥ−ＰＯＮ技術、第三回ＤＢＡ機能", ＮＴＴ技術ジャーナル２００５．１０

２Ｒ３Ｃ（2rate3color）は標準化技術（ＲＦＣ４１５５）であり、優先制御機能に関する機能である。２Ｒ３Ｃは、ユーザへの最小補償帯域と、最大補償帯域を有することで通信を制御する機能である。

２Ｒ３Ｃは、ＣＩＲ（Committed Information Rate）と、ＥＩＲ(Excess Information Rate)との２つの基準となる通信速度を有する。ＣＩＲ以下の帯域は、最低補償帯域である。ＥＩＲ以下の帯域は、帯域に余裕がある場合に使用されても良い帯域である。これを利用して、２Ｒ３Ｃを帯域制御する。

帯域制御を行う際、ＯＬＴに対して、ＣＬＩ（Command Line Interface）によってオペレータがコマンドを発行して、ＯＬＴ内のチップに対して設定を行う。しかし、集線スイッチやハードウェアチップでは、細かい精度の設定ができず、離散的な値を設定することになる。そのため、オペレータによる設定値は、ハードウェアチップの設定値に近い値か、切り上げた値かのいずれかひとつの値に変換されてＯＬＴ内の制御部に設定される。その結果、顧客に割り当てるべき帯域（以下「契約帯域」という。）を確保できない場合があった（特許文献１参照）。

上記事情に鑑み、本発明は、ユーザへの契約帯域を確保する帯域制御を可能とする加入者線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。

本発明の一態様は、帯域制御に関する設定値を入力する設定値入力部と、前記設定値入力部から受信した前記設定値に基づいて帯域制御のハードウェアチップへの設定可能な値のうち所定の条件で決定されるハードウェア設定値を決定した上で、前記帯域制御のハードウェアチップへ設定値を設定する帯域制御値設定部と、データのやり取りのためのタグであってＶＩＤ（ＶＬＡＮ−ＩＤ）及び内部タグを有する識別タグをフレームに付与する内部タグ付与部と、を有し、前記帯域制御値設定部は、前記ハードウェア設定値の決定において前記内部タグを除いたフレームのサイズに基づいて前記ハードウェア設定値を決定し、前記帯域制御値設定部は、最小補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する場合には、前記最小補償帯域に関する設定値を、受信した前記帯域制御に関する設定値以上で、かつ、前記設定可能な値のうち前記帯域制御に関する設定値に最も近い値とすることを前記所定の条件として最小補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する最小補償帯域設定部と、最大補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する場合には、前記最大補償帯域に関する設定値を受信した前記帯域制御に関する設定値以下で、かつ、前記設定可能な値のうち前記帯域制御に関する設定値に最も近い値を最大補償帯域に関する設定値とすることを前記所定の条件として最大補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する最大補償帯域設定部と、の少なくとも一方を有する加入者線端局装置である。

本発明の一態様は、上記の加入者線端局装置であって、前記加入者線端局装置には下位に加入者線終端装置が接続され、前記帯域制御値設定部が、前記設定値入力部から受信した帯域制御に関する設定値と、前記加入者線終端装置の下位の装置に転送する際に用いられる帯域に基づいて、前記帯域制御のハードウェアチップへの前記設定可能な値のうち前記所定の条件で決定される前記ハードウェア設定値を決定した上で、前記帯域制御のハードウェアチップへ前記ハードウェア設定値を設定する。

本発明の一態様は、帯域制御に関する設定値を入力する設定値入力方法と、前記設定値入力方法から受信した前記設定値に基づいて帯域制御のハードウェアチップへの設定可能な値のうち所定の条件で決定されるハードウェア設定値を決定した上で、前記帯域制御のハードウェアチップへ設定値を設定する帯域制御値設定方法と、データのやり取りのためのタグであってＶＩＤ（ＶＬＡＮ−ＩＤ）及び内部タグを有する識別タグをフレームに付与する内部タグ付与方法と、を有し、前記帯域制御値設定方法では、前記ハードウェア設定値の決定において前記内部タグを除いたフレームのサイズに基づいて前記ハードウェア設定値が決定され、前記帯域制御値設定方法は、最小補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する場合には、前記最小補償帯域に関する設定値を、受信した前記帯域制御に関する設定値以上で、かつ、前記設定可能な値のうち前記帯域制御に関する設定値に最も近い値とすることを前記所定の条件として最小補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する最小補償帯域設定方法と、最大補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する場合には、前記最大補償帯域に関する設定値を受信した前記帯域制御に関する設定値以下で、かつ、前記設定可能な値のうち前記帯域制御に関する設定値に最も近い値を最大補償帯域に関する設定値とすることを前記所定の条件として最大補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する最大補償帯域設定方法と、の少なくとも一方を有する帯域割当方法である。

本発明により、ユーザへの契約帯域を確保する帯域制御が可能である。

第１の実施形態における光通信システム１の構成の例を示す図。第１の実施形態の光通信システム１が有する機能である２Ｒ３Ｃのイメージ図。ＯＬＴ１０の機能構成例を示す図。第２の実施形態における光通信システム２の構成の例を示す図。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施形態における光通信システム１の構成の例を示す図である。光通信システム１は、光信号を用いて通信するＧＥ−ＰＯＮシステムである。第１実施形態の光通信システム１は、端局装置１０と、終端装置２０−１〜２０−Ｎ（Ｎは２以上の整数）と、光分配器３０とを備える。

端局装置１０は、ＯＬＴである。端局装置１０は、終端装置２０による接続要求信号を取得した場合に、接続要求信号に応答するための信号である応答信号を前述の終端装置２０に送信し、前述の終端装置２０と通信を行う。なお、端局装置１０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。

端局装置１０は、光ファイバを通じて、終端装置２０と通信を行う。端局装置１０は、終端装置２０との通信におけるユーザ識別の方法として、ＬＬＩＤを用いる。また、端局装置１０は、図示しないもののインターネット等の上位ネットワークに接続された装置（以下「上位局」という。）とも通信を行う。端局装置１０は、上位局との通信においては、ユーザ識別の方法として、ＶＩＤを用いる。

終端装置２０は、加入者線終端装置である。終端装置２０は、自装置に割り当てられた識別子を表す情報を含む接続要求信号を端局装置１０に送信することによって、自装置と端局装置１０との間の接続を端局装置１０に要求する。終端装置２０は、接続要求信号に応答するための信号である応答信号を端局装置１０から取得した場合、自装置と端局装置１０との間でＰＯＮリンクが確立したと判定する。光通信システム１に接続された終端装置２０は、自装置と端局装置１０との間でＰＯＮリンクが確立しない場合、所定周期で接続要求信号を端局装置１０に再送信する。終端装置２０は、端局装置１０のデータを取得した際に、フレームに付与されたＶＩＤを削除する。

光分配器３０は、例えば光カプラである。光分配器３０は、端局装置１０又は終端装置２０の間に存在し、信号を搬送する光の結合と分配とを行う。

図２は、第１の実施形態の光通信システム１が有する機能である２Ｒ３Ｃのイメージ図である。２Ｒ３Ｃは、前述したようにユーザへの最小補償帯域ＣＩＲと、最大補償帯域ＥＩＲとを制御する機能である。２Ｒ３Ｃは、一般的に帯域ごとに色によって分類されて表現される。

図２において、概念図９１は、通信で扱う全帯域を表すイメージ図である。
図２において、ＧＲＥＥＮで表される帯域はＣＩＲであり、概念図９２で表される。概念図９２は、各終端装置２０に対して割り当てられる最低補償の帯域を表す。概念図９２で表される帯域は、一般的に緑色で表示される。ＣＩＲは、例えば、５Ｍｂｉｔ／ｓである。
図２において、ＹＥＬＬＯＷで表される帯域はＥＩＲであり、概念図９３で表される。概念図９３で表される帯域は、一般的に黄色で表示される。ＥＩＲは、通信においてＣＩＲの帯域を超える通信帯域を必要とする場合に、ＥＩＲの帯域に空きがあれば使用される帯域である。
図２において、ＲＥＤで表される帯域は、正常なデータ通信ができない帯域を表す。例えば、端局装置１０と複数の終端装置２０の間の通信量が多くＲＥＤで表される帯域も使用せざるを得なくなる場合には、送られてきた情報は破棄される。ＲＥＤで表される帯域は、一般的に赤色で表示される。

次に、端局装置１０の機能構成の例を説明する。
図３は、端局装置１０の機能構成例を示す図である。
端局装置１０は、設定値入力部１１と、帯域制御設定部１２と、帯域制御ハードウェアチップ１３とを備える。

設定値入力部１１は、ＣＬＩ（Command Line Interface）である。設定値入力部１１は、オペレーティングシステム装置（以下「オペレータ」という。）が指示する帯域制御ハードウェアチップ１３に設定する設定値（以下「ＣＬＩ設定値」という。）、を帯域制御設定部１２に指示するコマンドを発行する。コマンドはＣＬＩ設定値を整数値で指示する。

帯域制御設定部１２は、最小補償帯域設定部１２１と、最大補償帯域設定部１２２とを備える。帯域制御設定部１２は、帯域制御ハードウェアチップ１３に設定する設定値（以下「ＨＷ設定値」という。）を決定する。帯域制御設定部１２は、設定値入力部１１にて発行されたコマンドに基づいて、ＨＷ設定値を決定する。帯域制御設定部１２は、決定したＨＷ設定値を帯域制御ハードウェアチップ１３に設定する。ＨＷ設定値はハードウェア設定値である。

最小補償帯域設定部１２１は、設定値入力部１１が発行したコマンドに基づいて、ＨＷ設定値を決定する。コマンドが最小補正帯域に関する場合には、受信したコマンドの指示する設定値以上で、かつ最も近い値の設定可能なＨＷ設定値を決定する。ここで、設定可能なＨＷ設定値とは、ユーザへの契約帯域を順守可能とするＨＷ設定値を意味する。

最大補償帯域設定部１２２は、設定値入力部１１が発行したコマンドに基づいて、ＨＷ設定値を決定する。コマンドが最大補正帯域に関する場合には、受信したコマンドの指示する設定値以下で、かつ最も近い値の設定可能なＨＷ設定値を決定する。ここで、設定可能なＨＷ設定値とは、契約帯域を順守可能とするＨＷ設定値を意味する。

帯域制御ハードウェアチップ１３は、帯域制御のハードウェアチップである。帯域制御ハードウェアチップ１３は、光通信システム１における帯域制御を行う。帯域制御ハードウェアチップ１３のＨＷ設定値は、帯域制御設定部１２によって決定された値が設定される。帯域制御ハードウェアチップ１３は、前述の設定可能な値の一覧のデータを記憶部（不図示）に保持してもよい。

このように構成された端局装置１０では、最小補償帯域設定部１２１が、ＨＷ設定値を、帯域制御ハードウェアチップ１３が設定可能な設定値のうちＣＬＩ設置値以上で最も近い値とするために、契約帯域を順守した設定が可能となる。ＣＩＲをサービス上５Ｍとしたときに、オペレータがＨＷ設定値を５Ｍに設定した通信を使用することができる。また、このように構成された端局装置１０では、最大補償帯域設定部１２２が、ＨＷ設定値を、帯域制御ハードウェアチップ１３が設定可能な設定値のうちＣＬＩ設置値以下で最も近い値とするために、オペレータの設定値を超えることなく、余剰帯域を使用可能な設定が可能となる。

（第２実施形態）
図４は、第２の実施形態における光通信システム２の構成の例を示す図である。

光通信システム２は、端局装置１０ａと、終端装置２０と、端末機器４０とを備える。光通信システム２において、端局装置１０ａは終端装置２０を介して、端末機器４０と通信する。

端局装置１０ａは、帯域制御設定部１２と、内部タグ付与部１４と、カラーリング部１５と、ＷＲＥＤ部１６と、内部タグ廃棄部１７と、電気光変換部１８とを備える。また、端局装置１０ａは、図示しないものの前述の設定値入力部１１と、帯域制御ハードウェアチップ１３とも備える。

帯域制御設定部１２ａは、第一の実施形態における帯域制御設定部１２と同様の機能に加えて、さらに、ＶＩＤ及び内部タグを考慮し、内部タグがないものとして、ＨＷ設定値を計算する機能を有する。

内部タグ付与部１４は、端局装置１０ａ内部におけるデータのやり取りを、識別タグを付与したフレームで行う。識別タグは、ＶＩＤ及び内部タグである。内部タグ付与部１４は、上記ＶＩＤまたは内部タグをフレームに付与する。

カラーリング部１５は、装置での通信レートを計算する。上記計算の結果、フレームが前述のＧＲＥＥＮの帯域で通信されるのか、ＹＥＬＬＯの帯域で通信されるのかが決定される。

内部タグ付与部１４とカラーリング部１５とを合わせて、集線ＳＷ部と表現してもよい。

ＷＲＥＤ部１６は、輻輳回避を行う。

内部タグ廃棄部１７は、内部タグ付与部１４において付与された内部タグを、フレームから削除する。

電気光変換部１８は、電気信号を光信号に変換する。電気光変換部１８で、信号が電気から光に変換されるために、端局装置１０と終端装置２０との通信は光によって行われる。

終端装置２０は、第一の実施形態における帯域制御設定部１２と同様であり、端局装置１０ａのデータを取得した際に、ＶＩＤを削除する。

端末機器４０は、例えば自宅のパソコンなどの通信機器である。

図４は、第二の実施形態において、端局装置１０内部におけるフレームサイズと端末機器４０におけるフレームサイズの違いを説明する図である。

契約帯域は終端装置の下位側の端末機器での帯域である。すなわち、図４においては、６４ｂｙｔｅのデータを通信に用いる帯域が契約帯域となる。しかし、端局装置１０a内部においては、ＶＩＤタグ及び内部タグが付与されているために、端局装置１０ａは７２ｂｙｔｅのデータを扱うことになる。そのため、帯域制御設定部１２ａは、ＶＩＤ及び内部タグを考慮して、内部タグがないものとしてＨＷ設定値を計算する。ＶＩＤ及び内部タグを考慮したＨＷ設定値の計算によって、誤差の無い設定が端局装置１０ａになされる。

このように構成された端局装置１０ａでは、帯域制御設定部１２ａが、ＶＩＤ及び内部タグを考慮して、内部タグがないものとしてＨＷ設定値を計算するため、ＣＬＩからの設定を適切な値として繁栄させることができる。

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。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

１…第一の実施形態における光通信システム，２…第二の実施形態における光通信システム１０…端局装置，２０…終端装置，３０…光分配器，１１…設定値入力部，１２…帯域制御設定部，１３…帯域制御ハードウェアチップ，１２１…最小補償帯域設定部，１２２…最大補償帯域設定部

Claims

帯域制御に関する設定値を入力する設定値入力部と、
前記設定値入力部から受信した前記設定値に基づいて帯域制御のハードウェアチップへの設定可能な値のうち所定の条件で決定されるハードウェア設定値を決定した上で、前記帯域制御のハードウェアチップへ設定値を設定する帯域制御値設定部と、
データのやり取りのためのタグであってＶＩＤ（ＶＬＡＮ−ＩＤ）及び内部タグを有する識別タグをフレームに付与する内部タグ付与部と、
を有し、
前記帯域制御値設定部は、前記ハードウェア設定値の決定において前記内部タグを除いたフレームのサイズに基づいて前記ハードウェア設定値を決定し、
前記帯域制御値設定部は、
最小補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する場合には、前記最小補償帯域に関する設定値を、受信した前記帯域制御に関する設定値以上で、かつ、前記設定可能な値のうち前記帯域制御に関する設定値に最も近い値とすることを前記所定の条件として最小補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する最小補償帯域設定部と、
最大補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する場合には、前記最大補償帯域に関する設定値を受信した前記帯域制御に関する設定値以下で、かつ、前記設定可能な値のうち前記帯域制御に関する設定値に最も近い値を最大補償帯域に関する設定値とすることを前記所定の条件として最大補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する最大補償帯域設定部と、
の少なくとも一方を有する加入者線端局装置。
前記加入者線端局装置には下位に加入者線終端装置が接続され、
前記帯域制御値設定部が、前記設定値入力部から受信した帯域制御に関する設定値と、前記加入者線終端装置の下位の装置に転送する際に用いられる帯域に基づいて、前記帯域制御のハードウェアチップへの前記設定可能な値のうち前記所定の条件で決定される前記ハードウェア設定値を決定した上で、前記帯域制御のハードウェアチップへ前記ハードウェア設定値を設定する
請求項１に記載の加入者線端局装置。
帯域制御に関する設定値を入力する設定値入力方法と、
前記設定値入力方法から受信した前記設定値に基づいて帯域制御のハードウェアチップへの設定可能な値のうち所定の条件で決定されるハードウェア設定値を決定した上で、前記帯域制御のハードウェアチップへ設定値を設定する帯域制御値設定方法と、
データのやり取りのためのタグであってＶＩＤ（ＶＬＡＮ−ＩＤ）及び内部タグを有する識別タグをフレームに付与する内部タグ付与方法と、
を有し、
前記帯域制御値設定方法では、前記ハードウェア設定値の決定において前記内部タグを除いたフレームのサイズに基づいて前記ハードウェア設定値が決定され、
前記帯域制御値設定方法は、
最小補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する場合には、前記最小補償帯域に関する設定値を、受信した前記帯域制御に関する設定値以上で、かつ、前記設定可能な値のうち前記帯域制御に関する設定値に最も近い値とすることを前記所定の条件として最小補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する最小補償帯域設定方法と、
最大補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する場合には、前記最大補償帯域に関する設定値を受信した前記帯域制御に関する設定値以下で、かつ、前記設定可能な値のうち前記帯域制御に関する設定値に最も近い値を最大補償帯域に関する設定値とすることを前記所定の条件として最大補償帯域に関する設定値を前記ハードウェア設定値に設定する最大補償帯域設定方法と、
の少なくとも一方を有する帯域割当方法。