JP7314674B2 - PON system and communication equipment - Google Patents
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Description
本発明は、PONシステム及び通信装置に関する。 The present invention relates to a PON system and communication device.
通信機器の低廉化又は多様化などの要望に応えるべく、近年、通信機器の通信機能をソフトウェアで部品化することが検討されている。
具体的には、通信機器のハードウェア部品をカスタマイズするのではなく、最小限の通信機能をハードウェア部品に残し、特定事業者向けの機能や頻繁に更新が必要な機能などを、他の通信装置のアプリケーション部品に実行させる仮想化が検討されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to meet demands such as cost reduction and diversification of communication equipment, it has been studied to modularize the communication functions of communication equipment using software.
Specifically, instead of customizing the hardware parts of communication equipment, virtualization is being considered that leaves the minimum communication functions in the hardware parts and allows the application parts of other communication equipment to execute functions such as functions for specific business operators and functions that require frequent updates.
特許文献1及び2には、上記の仮想化の一環として、PON(Passive Optical Network)システムを構成するOLT(Optical Line Terminal)のDBA(Dynamic Bandwidth Allocation)機能を、OS(Operating System)上で動作するアプリケーション部品によって実行する通信装置が記載されている。
非特許文献1及び2には、時間的制約の厳しいDBAをアプリケーション部品とする場合のAPI(Application Programming Interface)の機能又は性能の要件などが規定されている。
Non-Patent
特許文献1及び2のように、PON機能の一部の機能をアプリケーション部品に移行する場合、移行する機能が多いほど、従来品に比べてOLTのハードウェア構成(特許文献2の図1のハードウェア310等)を汎用化及び小型化できる。
従って、複数のハードウェア構成のOLTと、アプリケーション部品を有する通信装置とを集線装置に接続すれば、集線装置の筐体に複数のOLTが一体化された、OLT集合型の局側終端装置を構成することができる。
As in
Therefore, by connecting OLTs having a plurality of hardware configurations and communication devices having application components to a concentrator, it is possible to configure an OLT aggregate type station-side terminal device in which a plurality of OLTs are integrated in the housing of the concentrator.
このように、ハードウェア構成のOLTとアプリケーション部品を有する他の通信装置とを集線装置に接続する形態では、PON機能に必要な機能情報を含む機能フレーム(例えば、後述のDBA制御フレーム)を通信装置と送受信するアクセラレータを、OLTのFPGAなどに実装する必要がある。
この場合、他の通信装置にソフトウェア化するPON機能が増えるほど、OLTが取り扱う機能フレームの種類も増加する。従って、OLTのFPGAの規模によっては新たなアクセラレータを増設できず、将来の機能追加に追従できない可能性がある。
In this manner, in a configuration in which an OLT having a hardware configuration and another communication device having an application component are connected to a concentrator, it is necessary to implement an accelerator for transmitting/receiving a function frame (for example, a DBA control frame to be described later) containing function information required for the PON function to/from the communication device in the FPGA of the OLT or the like.
In this case, as the number of PON functions to be softwareized in other communication devices increases, the types of function frames handled by the OLT also increase. Therefore, depending on the size of the FPGA of the OLT, it may not be possible to add a new accelerator, and it may not be possible to follow the addition of functions in the future.
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、局側終端装置のハードウェア構成を変更しなくても、将来の機能追加に柔軟に対応できるようにすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to address such conventional problems and to flexibly cope with the future addition of functions without changing the hardware configuration of the station-side terminating equipment.
(1) 本発明の一態様に係るシステムは、対応のPON回線を終端する1又は複数の局側終端装置と、前記局側終端装置が直接的又は間接的に接続される集線装置と、を備える光通信システムであって、前記集線装置に直接的又は間接的に接続される対象装置に、下記の第1及び第2通信装置が含まれる
第1通信装置:所定のソフトウェアの実行に必要な情報を含む通信フレームにより、第2通信装置と通信するハードウェア構成のアクセラレータを有する通信装置
第2通信装置:所定のソフトウェアを実行する通信装置
(1) A system according to an aspect of the present invention is an optical communication system comprising one or more station-side terminating devices that terminate corresponding PON lines, and a concentrator to which the station-side terminating devices are directly or indirectly connected, wherein target devices directly or indirectly connected to the concentrator include the following first and second communication devices. 2 communication device: a communication device that executes predetermined software
(9) 本実施形態の一態様に係る装置は、対応のPON回線を終端する1又は複数の局側終端装置が直接的又は間接的に接続される集線装置に、直接的又は間接的に接続される通信装置であって、筐体と、前記筐体内に収容されたハードウェア構成のアクセラレータと、を備え、前記アクセラレータは、下記に定義するレポートを前記局側終端装置から受信し、下記に定義する一括レポートを他の通信装置に送信し、下記に定義する一括ゲートを前記他の通信装置から受信し、下記に定義するグラント制御フレームを前記局側終端装置に送信する送受信部と、受信した前記レポートを前記一括レポートに変換して前記送受信部に入力するレポート処理部と、受信した前記一括ゲートを前記グラント制御フレームに変換して前記送受信部に入力するゲート処理部と、を有する。 (9) A device according to an aspect of the present embodiment is a communication device that is directly or indirectly connected to a concentrator to which one or more station-side terminating devices that terminate corresponding PON lines are directly or indirectly connected, and comprises: a housing; a transmitting/receiving unit that receives a grant control frame defined below from and transmits it to the station-side terminating device; a report processing unit that converts the received report into the batch report and inputs it to the transmitting/receiving unit; and a gate processing unit that converts the received batch gate into the grant control frame and inputs it to the transmitting/receiving unit.
レポート:加入者側終端装置の送信要求量が1つだけ格納される制御フレーム
一括レポート:加入者側終端装置の送信要求量が纏めて格納される制御フレーム
一括ゲート:加入者側終端装置のグラント情報が纏めて格納される制御フレーム
グラント制御フレーム:加入者側終端装置のグラント情報が1つだけ格納される制御フレーム
Report: Control frame in which only one requested transmission amount of the subscriber-side terminating device is stored Batch report: Control frame in which the requested transmission amount of the subscriber-side terminating device is stored collectively Batch gate: Control frame in which grant information of the subscriber-side terminating device is collectively stored Grant control frame: Control frame in which only one grant information of the subscriber-side terminating device is stored
(10) 本実施形態の別態様に係る装置は、対応のPON回線を終端する1又は複数の局側終端装置が直接的又は間接的に接続される集線装置に、直接的又は間接的に接続される通信装置であって、筐体と、前記筐体内に収容されたハードウェア構成のアクセラレータと、を備え、前記アクセラレータは、下記に定義する帯域通知を前記局側終端装置から受信し、下記に定義する一括帯域通知を他の通信装置に送信し、下記に定義する一括PS通知を前記他の通信装置から受信し、下記に定義するスリープ制御フレームを前記局側終端装置に送信する送受信部と、受信した前記帯域通知を前記一括帯域通知に変換して前記送受信部に入力する帯域通知処理部と、受信した前記一括PS通知を前記スリープ制御フレームに変換して前記送受信部に入力するPS処理部と、を有する。 (10) A device according to another aspect of the present embodiment is a communication device that is directly or indirectly connected to a concentrator to which one or more station-side terminating devices that terminate corresponding PON lines are directly or indirectly connected, and comprises: a housing; from the other communication device and transmits a sleep control frame defined below to the station-side terminating device; a bandwidth notification processing unit that converts the received bandwidth notification into the collective bandwidth notification and inputs it to the transmission/reception unit; and a PS processing unit that converts the received collective PS notification into the sleep control frame and inputs it to the transmission/reception unit.
帯域通知:加入者側終端装置の帯域情報が1つだけ格納される制御フレーム
一括帯域通知:加入者側終端装置の帯域情報が纏めて格納される制御フレーム
一括PS通知:加入者側終端装置のスリープ情報が纏めて格納される制御フレーム
スリープ制御フレーム:加入者側終端装置のスリープ情報が1つだけ格納される制御フレーム
Bandwidth notification: A control frame that stores only one piece of bandwidth information for a subscriber-side terminating device Batch bandwidth notification: A control frame that collectively stores bandwidth information for a subscriber-side terminating device Batch PS notification: A control frame that collectively stores sleep information for a subscriber-side terminating device Sleep control frame: A control frame that stores only one piece of sleep information for a subscriber-side terminating device
本発明は、上記のような特徴的な構成を備えるシステム及び装置として実現できるだけでなく、かかる特徴的な構成をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。
また、本発明は、システム及び装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。
The present invention can be realized not only as a system and apparatus having the above-described characteristic configuration, but also as a program for causing a computer to execute such a characteristic configuration.
Also, the present invention can be implemented as a semiconductor integrated circuit that implements part or all of the system and device.
本発明によれば、局側終端装置のハードウェア構成を変更しなくても、将来の機能追加に柔軟に対応することができる。 According to the present invention, future addition of functions can be flexibly accommodated without changing the hardware configuration of the station-side terminal device.
<本発明の実施形態の概要>
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
<Overview of Embodiments of the Present Invention>
Hereinafter, the outline of the embodiments of the present invention will be listed and described.
(1) 本実施形態のPONシステムは、対応のPON回線を終端する1又は複数の局側終端装置と、前記局側終端装置が直接的又は間接的に接続される集線装置と、を備える光通信システムであって、前記集線装置に直接的又は間接的に接続される対象装置に、1又は複数の下記の第1及び第2通信装置が含まれる。
第1通信装置:所定のソフトウェアの実行に必要な情報を含む通信フレームにより、第2通信装置と通信するハードウェア構成のアクセラレータを有する通信装置
第2通信装置:所定のソフトウェアを実行する通信装置
(1) The PON system of this embodiment is an optical communication system comprising one or more station-side terminating devices that terminate corresponding PON lines, and a line concentrator to which the station-side terminating devices are directly or indirectly connected.
First communication device: A communication device having a hardware-configured accelerator that communicates with a second communication device using a communication frame containing information necessary for executing predetermined software Second communication device: A communication device that executes predetermined software
本実施形態のPONシステムによれば、対応のPON回線を終端する局側終端装置が集線装置に接続され、当該集線装置に直接的又は間接的に接続される対象装置に、上記の第1通信装置が含まれるので、第2通信装置と通信するハードウェア構成のアクセラレータを局側終端装置に実装する必要がない。
従って、局側終端装置のハードウェア構成を変更しなくても、将来の機能追加に柔軟に対応できる光通信システムが得られる。
According to the PON system of this embodiment, the station-side terminating device that terminates the corresponding PON line is connected to the concentrator, and the target devices directly or indirectly connected to the concentrator include the above-mentioned first communication device.
Therefore, it is possible to obtain an optical communication system that can flexibly cope with the addition of functions in the future without changing the hardware configuration of the station-side terminating equipment.
(2) 本実施形態のPONシステムにおいて、前記局側終端装置と前記第1通信装置は、前記集線装置にそれぞれ直接的に接続されるプラガブルモジュールよりなることが好ましい。
この場合、局側終端装置と第1通信装置との通信に用いる通信フレーム(例えば、DBAのレポートやグラント制御フレームなど)が、集線装置内で送受信される。従って、局側終端装置及び第1通信装置の少なくとも1つを集線装置に間接的に接続する場合に比べて、第2通信装置によるソフトウェアの実行速度を高速化できる。
(2) In the PON system of this embodiment, it is preferable that the station-side terminal device and the first communication device are pluggable modules that are directly connected to the concentrator.
In this case, a communication frame (for example, a DBA report, a grant control frame, etc.) used for communication between the station-side terminal device and the first communication device is transmitted and received within the concentrator. Therefore, compared to the case where at least one of the station-side terminating device and the first communication device is indirectly connected to the concentrator, the execution speed of the software by the second communication device can be increased.
(3) 本実施形態のPONシステムにおいて、前記第1通信装置と前記第2通信装置は、前記集線装置にそれぞれ直接的に接続されるプラガブルモジュールよりなることが好ましい。
この場合、第1通信装置と第2通信装置との通信に用いる通信フレーム(例えば、DBA制御フレームや省電力制御フレームなど)が、集線装置内で送受信される。従って、第1終端装置及び第2通信装置の少なくとも1つを集線装置に間接的に接続する場合に比べて、第2通信装置によるソフトウェアの実行速度を高速化できる。
(3) In the PON system of the present embodiment, it is preferable that the first communication device and the second communication device are pluggable modules directly connected to the concentrator.
In this case, communication frames (for example, DBA control frames, power saving control frames, etc.) used for communication between the first communication device and the second communication device are transmitted and received within the concentrator. Therefore, compared to the case where at least one of the first terminating device and the second communication device is indirectly connected to the concentrator, the execution speed of software by the second communication device can be increased.
(4) 本実施形態のPONシステムにおいて、前記ソフトウェアには、PON機能の一部の機能を実現するためのアプリケーション部品と、前記アプリケーション部品と内部APIを介して接続された共通機能部と、が含まれ、前記アクセラレータは、前記一部の機能に必要な機能情報を伝送するための機能フレームにより、前記共通機能部と通信するFPGAにより構成されることが好ましい。 (4) In the PON system of the present embodiment, the software includes an application component for realizing a part of the PON function, and a common function unit connected to the application component via an internal API. Preferably, the accelerator is composed of an FPGA that communicates with the common function unit using a functional frame for transmitting function information required for the part of the function.
本実施形態のPONシステムによれば、第1通信装置のアクセラレータが、PON機能の一部の機能に必要な機能情報を伝送するための機能フレームにより、第2通信装置の共通機能部と通信するFPGAにより構成されるので、当該機能フレームにより通信するハードウェア構成のアクセラレータを局側終端装置に実装する必要がない。
従って、局側終端装置のハードウェア構成を変更しなくても、将来のPON機能の追加に柔軟に対応できる光通信システムが得られる。
According to the PON system of the present embodiment, the accelerator of the first communication device is configured by the FPGA that communicates with the common function unit of the second communication device by means of functional frames for transmitting function information necessary for part of the PON functions.
Therefore, it is possible to obtain an optical communication system that can flexibly cope with the future addition of PON functions without changing the hardware configuration of the station-side terminal device.
(5) 本実施形態のPONシステムにおいて、前記アプリケーション部品には、前記PON回線に収容された1又は複数の加入者側終端装置についてのDBA機能を実現するためのDBAアプリケーションが含まれることが好ましい。
この場合、第2通信装置がDBAアプリケーションを実行するので、集線装置に接続された局側終端装置のために、第2通信装置がDBA機能を代替できるようになる。
(5) In the PON system of the present embodiment, the application component preferably includes a DBA application for realizing a DBA function for one or more subscriber-side terminating devices accommodated in the PON line.
In this case, since the second communication device executes the DBA application, the second communication device can substitute the DBA function for the station-side terminal device connected to the concentrator.
(6) 本実施形態のPONシステムにおいて、前記アプリケーション部品には、前記PON回線に収容された1又は複数の加入者側終端装置についての省電力機能を実現するための省電力アプリケーションが含まれることが好ましい。
この場合、第2通信装置が省電力アプリケーションを実行するので、集線装置に接続された局側終端装置のために、第2通信装置が省電力機能を代替できるようになる。
(6) In the PON system of the present embodiment, the application component preferably includes a power saving application for realizing a power saving function for one or more subscriber-side terminal devices accommodated in the PON line.
In this case, since the second communication device executes the power saving application, the second communication device can substitute the power saving function for the central terminal device connected to the concentrator.
(7) 本実施形態のPONシステムにおいて、前記ソフトウェアには、前記PON回線に収容された加入者側終端装置が送信するユーザデータに基づいて、所定のサービスを実現するためのアプリケーション部品が含まれ、前記アクセラレータは、前記ユーザデータを用いて前記サービスに必要な判定処理を実行し、判定結果を前記第2通信装置に通知するFPGAにより構成されることが好ましい。 (7) In the PON system of the present embodiment, it is preferable that the software includes an application component for realizing a predetermined service based on the user data transmitted by the subscriber-side terminal device accommodated in the PON line, and the accelerator is configured by an FPGA that executes determination processing required for the service using the user data and notifies the second communication device of the determination result.
本実施形態のPONシステムによれば、第1通信装置のアクセラレータが、ユーザデータを用いてサービスに必要な判定処理を実行し、判定結果を第2通信装置に通知するFPGAにより構成されるので、当該判定処理を実行するハードウェア構成のアクセラレータを局側終端装置に実装する必要がない。
従って、局側終端装置のハードウェア構成を変更しなくても、第2通信装置による処理負荷を軽減するエッジコンピューティングを容易に実現できる。
According to the PON system of the present embodiment, the accelerator of the first communication device uses user data to perform determination processing necessary for the service, and is composed of an FPGA that notifies the second communication device of the determination result.
Therefore, edge computing that reduces the processing load of the second communication device can be easily realized without changing the hardware configuration of the station-side terminal device.
(8) 本実施形態のPONシステムにおいて、前記ユーザデータは、前記加入者側終端装置に接続された監視カメラが出力する画像データであり、前記アプリケーション部品には、監視結果をユーザに通知するための防犯アプリケーションが含まれ、前記判定処理は、前記画像データに含まれる所定の物体の状態を判定する処理であることが好ましい。
この場合、第1通信装置のアクセラレータが、画像データに含まれる所定の物体の状態を判定する処理を実行し、その判定結果を第2通信装置に通知するので、第2通信装置が当該判定処理を実行する必要がない。従って、第2通信装置による処理負荷を軽減することができる。
(8) In the PON system of the present embodiment, it is preferable that the user data is image data output by a monitoring camera connected to the subscriber-side terminal device, the application component includes a security application for notifying the user of monitoring results, and the determination process is a process of determining the state of a predetermined object included in the image data.
In this case, the accelerator of the first communication device executes processing for determining the state of the predetermined object included in the image data and notifies the second communication device of the determination result, so the second communication device does not need to execute the determination processing. Therefore, the processing load on the second communication device can be reduced.
(9) 本実施形態の通信装置は、対応のPON回線を終端する1又は複数の局側終端装置が直接的又は間接的に接続される集線装置に、直接的又は間接的に接続される通信装置であって、筐体と、前記筐体内に収容されたハードウェア構成のアクセラレータと、を備え、前記アクセラレータは、下記に定義するレポートを前記局側終端装置から受信し、下記に定義する一括レポートを他の通信装置に送信し、下記に定義する一括ゲートを前記他の通信装置から受信し、下記に定義するグラント制御フレームを前記局側終端装置に送信する送受信部と、受信した前記レポートを前記一括レポートに変換して前記送受信部に入力するレポート処理部と、受信した前記一括ゲートを前記グラント制御フレームに変換して前記送受信部に入力するゲート処理部と、を有する。 (9) A communication device of the present embodiment is a communication device directly or indirectly connected to a concentrator to which one or a plurality of station-side terminating devices that terminate corresponding PON lines are directly or indirectly connected, and comprises a housing and a hardware-configured accelerator accommodated in the housing, wherein the accelerator receives a report defined below from the station-side terminating device, transmits a batch report defined below to another communication device, and receives a batch gate defined below from the other communication device. a transmission/reception unit for transmitting a grant control frame defined below to the station-side terminating device; a report processing unit for converting the received report into the batch report and inputting it to the transmission/reception unit; and a gate processing unit for converting the received batch gate into the grant control frame and inputting it to the transmission/reception unit.
レポート:加入者側終端装置の送信要求量が1つだけ格納される制御フレーム
一括レポート:加入者側終端装置の送信要求量が纏めて格納される制御フレーム
一括ゲート:加入者側終端装置のグラント情報が纏めて格納される制御フレーム
グラント制御フレーム:加入者側終端装置のグラント情報が1つだけ格納される制御フレーム
Report: Control frame in which only one requested transmission amount of the subscriber-side terminating device is stored Batch report: Control frame in which the requested transmission amount of the subscriber-side terminating device is stored collectively Batch gate: Control frame in which grant information of the subscriber-side terminating device is collectively stored Grant control frame: Control frame in which only one grant information of the subscriber-side terminating device is stored
本実施形態の通信装置によれば、レポート処理部が、受信したレポートを一括レポートに変換して送受信部に入力し、ゲート処理部が、受信した一括ゲートをグラント制御フレームに変換して送受信部に入力するので、局側終端装置は、レポート及びグラント制御フレームの送受信を行えば足りる。このため、一括レポート及び一括ゲートの変換処理のためのアクセラレータを、局側終端装置に実装する必要がなくなる。
従って、局側終端装置のハードウェア構成をより簡素化及び固定化することができ、局側終端装置の汎用化を促進することができる。
According to the communication device of this embodiment, the report processing unit converts the received report into a batch report and inputs it to the transmission/reception unit, and the gate processing unit converts the received batch gate into a grant control frame and inputs it into the transmission/reception unit. Therefore, it is not necessary to mount an accelerator for conversion processing of batch reports and batch gates in the station-side terminating equipment.
Therefore, the hardware configuration of the station-side terminating device can be simplified and fixed, and the generalization of the station-side terminating device can be promoted.
(10) 本実施形態の通信装置は、対応のPON回線を終端する1又は複数の局側終端装置が直接的又は間接的に接続される集線装置に、直接的又は間接的に接続される通信装置であって、筐体と、前記筐体内に収容されたハードウェア構成のアクセラレータと、を備え、前記アクセラレータは、下記に定義する帯域通知を前記局側終端装置から受信し、下記に定義する一括帯域通知を他の通信装置に送信し、下記に定義する一括PS通知を前記他の通信装置から受信し、下記に定義するスリープ制御フレームを前記局側終端装置に送信する送受信部と、受信した前記帯域通知を前記一括帯域通知に変換して前記送受信部に入力する帯域通知処理部と、受信した前記一括PS通知を前記スリープ制御フレームに変換して前記送受信部に入力するPS処理部と、を有する。 (10) A communication device according to the present embodiment is a communication device directly or indirectly connected to a concentrator to which one or a plurality of station-side terminating devices that terminate corresponding PON lines are directly or indirectly connected, and comprises: a housing; a transmission/reception unit that receives from a communication device and transmits a sleep control frame defined below to the station-side terminating device; a bandwidth notification processing unit that converts the received bandwidth notification into the collective bandwidth notification and inputs it to the transmission/reception unit;
帯域通知:加入者側終端装置の帯域情報が1つだけ格納される制御フレーム
一括帯域通知:加入者側終端装置の帯域情報が纏めて格納される制御フレーム
一括PS通知:加入者側終端装置のスリープ情報が纏めて格納される制御フレーム
スリープ制御フレーム:加入者側終端装置のスリープ情報が1つだけ格納される制御フレーム
Bandwidth notification: A control frame that stores only one piece of bandwidth information for a subscriber-side terminating device Batch bandwidth notification: A control frame that collectively stores bandwidth information for a subscriber-side terminating device Batch PS notification: A control frame that collectively stores sleep information for a subscriber-side terminating device Sleep control frame: A control frame that stores only one piece of sleep information for a subscriber-side terminating device
本実施形態の通信装置によれば、帯域通知処理部が、受信した帯域通知を一括帯域通知に変換して送受信部に入力し、PS処理部が、受信した一括PS通知をスリープ制御フレームに変換して送受信部に入力するので、局側終端装置は、帯域通知及びスリープ制御フレームの送受信を行えば足りる。このため、一括帯域通知及び一括PS通知の変換処理のためのアクセラレータを、局側終端装置に実装する必要がなくなる。
従って、局側終端装置のハードウェア構成をより簡素化及び固定化することができ、局側終端装置の汎用化を促進することができる。
According to the communication device of this embodiment, the bandwidth notification processing unit converts the received bandwidth notification into a batch bandwidth notification and inputs it to the transmission/reception unit, and the PS processing unit converts the received batch PS notification into a sleep control frame and inputs it to the transmission/reception unit. Therefore, it is not necessary to mount an accelerator for conversion processing of batch band notification and batch PS notification in the station-side terminating device.
Therefore, the hardware configuration of the station-side terminating device can be simplified and fixed, and the generalization of the station-side terminating device can be promoted.
<本発明の実施形態の詳細>
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
<Details of the embodiment of the present invention>
Hereinafter, details of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. At least part of the embodiments described below may be combined arbitrarily.
〔光通信システムの全体構成〕
図1は、光通信システムの全体構成の一例を示す概略図である。
図1に示すように、本実施形態の光通信システムは、局側終端装置1、加入者側終端装置2、集線装置3、汎用サーバ4、及び上位装置5などを備えるPONシステムである。
集線装置3には、局側終端装置1、汎用サーバ4及び上位装置5以外の他の通信装置(例えば図6の通信モジュール6A,7Aなど)を接続してもよい。
[Overall Configuration of Optical Communication System]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of an optical communication system.
As shown in FIG. 1, the optical communication system of this embodiment is a PON system including a station-
The
本実施形態では、PONは、IEEE系の通信規格に従うPON(例えば、GE-PON又は10GE-PONなど)であるとする。
もっとも、PONは、ITU-T系の通信規格に従うPON(例えば、G-PON、XG-PON、XGS-PON又はNG-PON2など)であってもよい。
In this embodiment, the PON is assumed to be a PON (eg, GE-PON or 10GE-PON) conforming to IEEE communication standards.
However, the PON may be a PON (eg, G-PON, XG-PON, XGS-PON, NG-PON2, etc.) complying with ITU-T communication standards.
局側終端装置1は、PON回線の上位側の光回線終端装置よりなる。加入者側終端装置2は、PON回線の下位側の光回線終端装置よりなる。
局側終端装置1は、集線装置3、汎用サーバ4及び上位装置5とともに、例えば通信事業者の局舎に設置されている。加入者側終端装置2は、通信サービスの加入者の宅内などに設置されている。なお、汎用サーバ4については、光回線などによって局側終端装置1と通信可能に接続され、局舎の外部の遠隔地に設置されていてもよい。
The station-
A station-
PON回線は、光カプラにより光ファイバを分岐させたツリー構造の光回線である。局側終端装置1はPON回線の幹線ファイバに接続され、加入者側終端装置2はPON回線の支線ファイバに接続されている。
以下、PON回線の局側終端装置1を「OLT1」と記載し、PON回線の加入側終端装置2を「ONU2」と記載する。
A PON line is a tree-structured optical line in which an optical fiber is branched by an optical coupler. The station-
Hereinafter, the station-
集線装置3は、例えばL2スイッチよりなる。集線装置3は、通信フレームの宛先、送信元及び種別などに応じて、受信した通信フレームを送出する物理ポートを決定する。
例えば、図1の光通信システムの場合、集線装置3は、ユーザフレームなどの主信号系の通信フレームについては、OLT1の物理ポートを上位装置5の物理ポートに疎通させる。集線装置3は、制御フレームについては、OLT1の物理ポートを汎用サーバ4の物理ポートに疎通させる。
The
For example, in the case of the optical communication system of FIG. 1, the
汎用サーバ4は、例えばLinux(登録商標)などのOSを搭載したパーソナルコンピュータ(PC)よりなる。汎用サーバ4は、所定の通信回線(例えばLANケーブルなど)でOLT1と通信することにより、OLT1とONU2のPON通信に関するユーザ管理及びサービス設定などを実行するための通信装置として機能する。
上位装置5は、図示しない上位ネットワークに接続された通信装置である。上位装置5は、例えばエッジルータよりなる。
The general-
The
図1の光通信システムでは、従来品のOLTのハードウェア部品が実行するPON機能の一部を、汎用サーバ4のCPU(Central Processing Unit)が実行するソフトウェア部品とすることにより、OLTの機能の一部が汎用サーバ4に移行されている。
汎用サーバ4に移行するPON通信に関する機能が多いほど、従来品に比べてOLT1を汎用化及び小型化できる。例えば、本実施形態のOLT1は、SFP(Small Form-factor Pluggable)モジュールにまで小型化された光通信デバイスで構成される。従って、以下において、OLT1を「小型OLT1」ともいう。
In the optical communication system of FIG. 1, part of the OLT functions are transferred to the general-
The more functions related to PON communication transferred to the general-
図1では、汎用サーバ4に移行する機能(ソフトウェア部品)が、DBA(Dynamic Bandwidth Allocation)及びOAM(Operation Administration and Maintenance)である場合が例示されている。
DBAは、PON回線の上り方向の帯域を動的に割り当てる機能であるから、PON通信のQoS(Quality of Service)を左右する。このため、DBAを汎用サーバ4に移行すれば、DBAに関するソフトウェア部品を修正又は追加するだけで、QoSなどのDBAの内容を柔軟に変更又は追加可能となる。
FIG. 1 illustrates a case where the functions (software components) transferred to the general-
Since DBA is a function for dynamically allocating an upstream band of a PON line, it influences the QoS (Quality of Service) of PON communication. Therefore, if the DBA is migrated to the general-
DBAとOAMの機能を汎用サーバ4に移行する場合、OLT1と汎用サーバ4の間で送受信される制御フレームには、ユーザ管理やサービス設定のためのパラメータ設定情報の他、情報形式が共通化されたOAMメッセージ及びDBA帯域情報が含まれる。
また、汎用サーバ4に移行する機能がDBAとOAMの2種類である場合、MPCP(Multi Point Control Protocol)、暗号化、及びVLAN(Virtual LAN)などのPON通信に必要なその他の機能は、OLT1のFPGA(Field-Programmable Gate Array)などのハードウェア部品が実行する機能として残存する。
When migrating the DBA and OAM functions to the general-
In addition, when the functions transferred to the general-
汎用サーバ4に移行するPON通信に関する機能は、従来品のOLTのハードウェア部品が実行する少なくとも1つの機能であればよく、DBA及びOAMに限定されない。例えば、汎用サーバ4に移行するPON通信に関する機能には、ONU2をスリープ制御する省電力機能やONU2の登録及び認証機能などが含まれていてもよい。
なお、PON通信に関する機能の移行先は、汎用サーバ4だけでなく、集線装置3に接続されたその他の通信装置(例えば図6の通信モジュール7A)であってもよい。
The function related to PON communication transferred to the general-
It should be noted that the transfer destination of functions related to PON communication may be not only the general-
〔汎用サーバのハードウェア構成〕
図2は、汎用サーバ4の内部構成の一例を示すブロック図である。
図2に示すように、本実施形態の汎用サーバ4は、筐体40と、筐体40に収容された制御部41、記憶部42及び通信部43とを備える。汎用サーバ4の筐体40には、操作部44及び表示部45が接続される。
[Hardware configuration of general-purpose server]
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the general-
As shown in FIG. 2 , the general-
制御部41、記憶部42及び通信部43は、筐体40内のバックプレーンに装着されている。操作部44及び表示部45は、バックプレーンの所定のコネクタにそれぞれ接続されている。制御部41は、ハードウェア各部42~45の動作を制御する。
制御部41は、CPUとRAM(Random Access Memory)よりなるメインメモリとを含む演算処理装置よりなる。制御部41のCPUは、記憶部42にインストールされたコンピュータプログラム(ソフトウェア)46をメインメモリに読み出し、当該プログラム46に従って各種の情報処理を行う。
The
The
記憶部42は、HDD(Hard Disk Drive)及びSSD(Solid State Drive)のうちの少なくとも1つの不揮発性メモリよりなる記録媒体、及び、外付け又は内蔵型の光学ドライブのうちの少なくとも1つを含む補助記憶装置よりなる。
通信部43は、外部装置とのイーサネット(登録商標)通信を行う通信カード(例えばLANカード)よりなる。通信部43は、LANケーブルなどの所定の通信ケーブルにより集線装置3に接続されている。
The
The
操作部44は、キーボード及びポインティングデバイスなどの入力機器よりなる。通信事業者のオペレータは、操作部44に対するコマンド入力やクリックなどの操作入力により、汎用サーバ4の制御部41に所定の指令(例えば、OLT設定部52やスイッチ制御部53などに対する制御指令)を送信することができる。
表示部45は、液晶モニタ又は有機ELパネルなどの表示装置よりなる。表示部45は、操作部44に対する操作入力を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)画面などを表示することができる。
The
The
図2の汎用サーバ4において、オペレータが使用する操作部44と表示部45は、必ずしも汎用サーバ4の筐体40自体に直結されている必要はない。
例えば、汎用サーバ4のOS47又はミドルウェア部48がリモート制御の機能を有する場合には、汎用サーバ4から離れた別のPCから汎用サーバ4にログインし、当該PCの操作部44と表示部45を用いて所定の操作入力を行えばよい。
In the general-
For example, if the
〔汎用サーバのソフトウェア構成〕
図2に示すように、制御部41のCPUが記憶部42から読み出して実行するコンピュータプログラム(ソフトウェア)46には、OS47上で動作するミドルウェア部48と、1又は複数のアプリケーション部品49と、内部API50と、外部API51と、OLT設定部52と、スイッチ制御部53が含まれる。アプリケーション部品49は、内部API50に基づいて作成され、ミドルウェア部48は、内部API50及び外部API51に基づいて作成される。OLT設定部52は、外部API54に基づいて作成され、スイッチ制御部53は、外部API55に基づいて作成される。なお、本実施形態において、「アプリケーション」を「アプリ」と略記することがある。
[Software configuration of general-purpose server]
As shown in FIG. 2, a computer program (software) 46 read from the
上記のコンピュータプログラム46は、汎用サーバ4の記憶部42を構成する記録媒体の他、例えば、USBメモリなどのリムーバブルな記録媒体に格納することにより、ソフトウェア製品として流通させることができる。
また、上記のコンピュータプログラム46は、インターネットなどの公衆通信網を通じて、ソフトウェア製品として流通させることもできる。なお、USBメモリやネットワーク経由でコンピュータプログラム46を汎用サーバ4に格納する場合は、汎用サーバ4に必ずしも光学ドライブを設ける必要はない。
The
The
以下において、アプリケーション部品49の動作可否が、OLT1などの通信機器が準拠する通信規格の種別(バーションを含む。)及び製造ベンダの少なくとも1つの相違に依存する状況のことを、「機器依存」という。
逆に、アプリケーション部品49の動作可否が、OLT1などの通信機器が準拠する通信規格の種別(バーションを含む。)及び製造ベンダの相違に依存しない状況のことを、「機器非依存」という。
In the following, a situation in which the operability of the
Conversely, a situation in which the operability of the
ミドルウェア部48は、アプリ部品49に対して内部API50を提供することで、アプリ部品49よりも下位のソフトウェア及び/又はハードウェアの相違を吸収するソフトウェアである。
アプリ部品49は、内部API50により入れ替え可能となるように汎用化されたソフトウェア部品である。ソフトウェア部品とは、必要な機能が交換可能な単位で纏められたソフトウェアのことである。
The
The
図2では、アプリ部品49として、DBAアプリ49A、省電力アプリ49B、及びOAMアプリ49Cが例示されている。
DBAアプリ49Aは、ONU2の上り帯域を動的に割り当てるDBA機能を実現するためのアプリケーション部品である。省電力アプリ49Bは、ONU2をスリープ制御する省電力機能を実現するためのアプリケーション部品である。OAMアプリ49Cは、OLT1/ONU2間のOAM機能を実現するためのアプリケーション部品である。
In FIG. 2, as the
The
内部API50は、機器非依存の入出力インタフェースである。アプリ部品49A~49Cは、アプリ部品49A~49Cごとに定義された内部API50A~50Cを介してミドルウェア部48と接続される。
従って、ミドルウェア部48は、内部API50A~50Cにより、アプリ部品49A~40Cに対して所定の情報を入出力する。
The
Therefore, the
外部API51は、機器依存の入出力インタフェースである。ミドルウェア部48は、アプリ部品49A~49Cごとに定義された外部API51A~51Cを介して外部の通信機器のハードウェア部品(例えば、OLT1のFPGAなど)と接続される。
従って、ミドルウェア部48は、外部API51A~51Cにより、外部の通信機器のハードウェア部品に対して所定の情報を入出力する。
The
Therefore, the
外部API51の情報形式は、アプリ部品49A~49Cごとに共通化される。外部API51には、「機能フレーム」などの制御フレームが含まれる。
機能フレームは、PON機能の一部の機能を実行するのに必要となる機能情報(DBAの場合は、送信要求量やグラント情報)を伝送するため制御フレームである。従って、DBAアプリ49Aの場合の外部API51Aには、「一括レポート」及び「一括ゲート」が含まれる。以下、一括レポートと一括ゲートの総称を「DBA制御フレーム」という。
The information format of the
The function frame is a control frame for transmitting function information (requested transmission amount and grant information in the case of DBA) required to execute some functions of the PON function. Therefore, the
一括レポートは、1つのPON回線に収容された少なくとも1つのONU2の上り方向の送信要求量が、纏めて格納される機能フレームである。
ミドルウェア部48は、通信部43がOLT1から受信した一括レポートに記された各ONU2の上り方向の送信要求量を、内部API50Aを介してDBAアプリ49Aに入力する。DBAアプリ49Aは、入力された各ONU2の送信要求量を変数として所定のDBAアルゴリズムを実行し、各ONU2に割り当てるグラント情報(送信開始時刻及び送信時間長)をLLID(Logical Link ID)ごとに算出する。
A collective report is a functional frame in which the upstream transmission request amount of at least one
The
一括ゲートは、1つのPON回線に収容された少なくとも1つのONU2のグラント情報が、纏めて格納される機能フレームである。
DBAアプリ49Aは、算出した各ONU2に割り当てるLLIDごとのグラント情報を、内部API50Aを介してミドルウェア部48に出力する。ミドルウェア部48は、入力されたLLIDごとのグラント情報を含むOLT1宛ての一括ゲートを生成し、生成した一括ゲートを通信部43に送信させる。
A collective gate is a function frame in which grant information of at least one
The
省電力アプリ49Bの場合の外部API51Bには、「一括帯域通知」及び「一括PS(Power Save)通知」が含まれる。以下、一括帯域通知と一括PS通知の総称を「省電力制御フレーム」という。
The
一括帯域通知は、1つのPON回線に収容された少なくとも1つのONU2の単位時間当たりのユーザデータ送信量(帯域情報)が、纏めて格納される機能フレームである。
ミドルウェア部48は、通信部43がOLT1から受信した一括帯域通知に記されたユーザデータ送信量を、内部API50Bを介して省電力アプリ49Bに入力する。省電力アプリ49Bは、入力された各ONU2のユーザデータ送信量を変数として所定の省電力アルゴリズムを実行し、各ONU2のスリープ情報(スリープ開始時刻及びスリープ期間)をLLIDごとに算出する。
The collective bandwidth notification is a functional frame in which the user data transmission amount (bandwidth information) per unit time of at least one
The
一括PS通知は、1つのPON回線に収容された少なくとも1つのONU2のスリープ情報が、纏めて格納される機能フレームである。
省電力アプリ49Bは、算出した各ONU2のLLIDごとのスリープ情報を、内部API50Bを介してミドルウェア部48に出力する。ミドルウェア部48は、入力されたLLIDごとのスリープ情報を含むOLT1宛ての一括PS通知を生成し、生成した一括PS通知を通信部43に送信させる。
A collective PS notification is a functional frame in which sleep information of at least one
The
OLT設定部52は、OLT1に対するパラメータ設定や、OLT1に収容されたONU2の登録情報の取得など、PON通信に関する各種の設定を実現するための管理用のソフトウェア部品である。
外部API54は、汎用サーバ4のOLT設定部52とOLT1のハードウェア部品(例えば、OLT1のFPGAなど)とを接続する、機器依存及び機器非依存のうちの少なくとも1つの入出力インタフェースである。
The
The
OLT設定部52としては、例えば、ONF(Open Networking Foundation)が提供するVOLTHA(Virtual OLT Hardware Abstraction)、或いは、Netconf/YANGなどの所定の通信プロトコルに準拠するソフトウェアを採用し得る。
もっとも、本実施形態のOLT設定部52は、機器非依存の外部API54が多く汎用性が高いVOLTHAに準拠するソフトウェアであるとする。
As the
However, the
外部API54には、「設定フレーム」などの制御フレームが含まれる。設定フレームは、PONの設定に必要となる設定情報を伝送するための制御フレームである。本実施形態のOLT設定部52は、VOLTHAに準拠するソフトウェアであるから、設定フレームを「VOLTHAフレーム」ともいう。
VOLTHAフレームに含める設定情報には、例えば、ONU2の収容台数、登録済みのONU2のLLID値、LLID値とVLANタグに記される識別子(以下、「VID」という。)の値との対応情報、及びLLIDごとのユーザ情報などが含まれる。
The
The setting information to be included in the VOLTHA frame includes, for example, the number of accommodated ONUs, the LLID value of registered ONUs, correspondence information between the LLID value and the value of the identifier (hereinafter referred to as "VID") written in the VLAN tag, and user information for each LLID.
スイッチ制御部53は、集線装置3と所定の通信プロトコルに則って通信し、当該集線装置3による転送ルールの設定などを実現するためのソフトウェア部品である。
外部API55は、汎用サーバ4のスイッチ制御部53と集線装置3とを接続する、機器依存及び機器非依存のうちの少なくとも1つの入出力インタフェースである。
The
The
スイッチ制御部53としては、例えば、ONFが提供するOpenFlow(登録商標)、或いは、Netconf/YANGなどの所定の通信プロトコルに準拠するソフトウェアを採用し得る。
もっとも、本実施形態のスイッチ制御部53は、機器非依存のAPIが多く汎用性が高いOpenFlowに準拠するソフトウェアであるとする。従って、スイッチ制御部53はOpenFlowコントローラとして機能し、集線装置3はOpenFlowスイッチとして機能する。
As the
However, the
スイッチ制御部53は、通信事業者のオペレータによる操作部44に対する操作入力などに基づいて、集線装置3に適用する通信フレームの転送ルールを設定する。
スイッチ制御部53は、外部API(サウスバウンドAPI)55を介した通信により、設定した転送ルールを集線装置3に送信する。集線装置3は、スイッチ制御部53から取得した転送ルールに従って、受信フレームを送出する物理ポートを決定する。
The
The
〔OLT集合型の光通信システム〕
図3は、1つの集線装置3に複数の小型OLT1が接続された光通信システムの接続形態(トポロジ)の一例を示す概略図である。
図3に示すように、OpenFlow対応の集線装置3は、複数の物理ポートPi(i=1,2……n)と、複数の物理ポートQ1~Q4とを備える。
[OLT aggregation type optical communication system]
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a connection form (topology) of an optical communication system in which a plurality of
As shown in FIG. 3, the OpenFlow-
物理ポートPi(i=1,2……n)は、OLT1用の物理ポートである。物理ポートQ1は、スイッチ制御部53用(OpenFlow用)の物理ポートである。物理ポートQ2は、OLT設定部52用(VOLTHA用)の物理ポートである。
物理ポートQ3は、ミドルウェア部48用の物理ポートである。物理ポートQ4は、主信号用の物理ポートである。図3では、ミドルウェア部48が、DBAアプリ49Aのために動作する場合を想定するが、その他のアプリ49B,49Cであってもよい。
本実施形態のOLT1は、SFPモジュールよりなる小型の通信装置であるから、例えば図3に示すように、複数の小型OLT1を集線装置3の物理ポートPi(i=1,2……n)に直接的に接続することができる。
従って、集線装置3の筐体に複数の小型OLT1が一体化された、OLT集合型の光通信システムを構成することができる。OLT1が直結タイプでない場合や大型である場合は、各OLT1をLANのケーブルなどで物理ポートPiに間接的に接続すればよい。
Physical ports Pi (i=1, 2, . . . n) are physical ports for OLT1. The physical port Q1 is a physical port for the switch control unit 53 (for OpenFlow). The physical port Q2 is a physical port for the OLT setting unit 52 (for VOLTHA).
A physical port Q3 is a physical port for the
Since the
Therefore, it is possible to configure an OLT aggregation type optical communication system in which a plurality of
なお、本実施形態では、「直接的に接続」とは、ケーブルなしで通信装置を集線装置3の物理ポートPiに直に接続することをいう。
また、「間接的に接続」とは、ケーブルを介して通信装置を集線装置3の物理ポートPiに接続すること、或いは、ネットワークや中継機器を介して通信装置を集線装置3に接続することをいう。
In the present embodiment, "direct connection" means connecting the communication device directly to the physical port Pi of the
"Indirect connection" means connecting the communication device to the physical port Pi of the
集線装置3の複数の物理ポートPiに小型OLT1を接続する場合、MACアドレスなどの機器固有の識別情報でOLT1を識別すれば、OLT設定部52は、OLT1がどの物理ポートPiに接続されていても、設定フレームの宛先及び送信元を特定できる。
本実施形態では、通信フレームの所定のタグ情報(例えばVID値)を利用して、集線装置3に接続される通信装置同士の通信を論理的に1対1の関係で対応付ける。VID値の対応付けは、スイッチ制御部(OpenFlow)53により実行される。
When the
In this embodiment, predetermined tag information (for example, a VID value) of a communication frame is used to logically associate communications between communication devices connected to the
例えば、OLT設定部52と複数のOLT1との間で通信される設定フレームのVID値を、OLT1ごとに異なる値とすることにより、OLT設定部52と複数のOLT1を論理的に1対1の関係で対応付けることができる。
ミドルウェア部48と複数のOLT1との通信に用いる機能フレームについても、上記と同様にVID値を設定することにより、ミドルウェア部48と複数のOLT1を論理的に1対1の関係で対応付けることができる。
For example, by setting the VID value of the setting frame communicated between the
By setting the VID value in the same way as described above for the functional frames used for communication between the
もっとも、集線装置3内の通信フレームの種別を論理的に識別するタグ情報は、VLANタグに記されるVID値に限定されるものではない。
すなわち、集線装置3内の通信経路を特定するためのタグ情報は、通信フレームに含まれるVLAN以外の既存の情報領域に記される値、或いは、通信フレームに独自に定義された所定の情報領域に記される値であってもよい。
However, the tag information that logically identifies the type of communication frame in the
That is, the tag information for specifying the communication path in the
図3の光通信システムにおいて、ミドルウェア部48、OLT設定部52及びスイッチ制御部53は、集線装置3に繋がるそれぞれ異なる通信装置(汎用サーバなど)にインストールされたソフトウェア部品であってもよい。
また、上記の3種類のソフトウェア部品のうちの2つを第1通信装置(第1汎用サーバ)にインストールし、残りの1つを別の第2通信装置(第2汎用サーバ)にインストールしてもよい。
In the optical communication system of FIG. 3, the
Also, two of the above three types of software components may be installed in the first communication device (first general-purpose server), and the remaining one may be installed in another second communication device (second general-purpose server).
図3の光通信システムにおいて、スイッチ制御部53及びOLT設定部52のうちの少なくとも1つを含む汎用サーバ4は、集線装置3にケーブルで接続するのではなく、ネットワーク又は中継装置を介して集線装置3に接続してもよい。
集線装置3の物理ポートQ2~Q4は、1つ又は2つの物理ポートに統合してもよい。このように物理ポートQ2~Q4を統合する場合は、通信フレームの種別に応じて、VID値を排他的に割り当てることにすればよい。
In the optical communication system of FIG. 3, the general-
The physical ports Q2-Q4 of the
〔小型OLTにアクセラレータを実装する場合の問題点〕
図4は、汎用サーバ4に移行するアプリ部品49がDBAアプリである場合の光通信システムの一例(以下、「比較例1」という。)を示すブロック図である。図4では、図示の簡略化のため、上位装置5が省略されている。
図4に示すように、汎用サーバ4には、DBAアプリ49A、DBA用のミドルウェア部48(以下、「DBA共通機能部48A」という。)、OLT設定部52、及びスイッチ制御部53が含まれる。DBA共通機能部48AとDBAアプリ49Aは、内部API50Aで接続される。
[Problems in mounting an accelerator on a small OLT]
FIG. 4 is a block diagram showing an example of an optical communication system when the
As shown in FIG. 4 , the general-
小型OLT1は、筐体10と、筐体10に収容されたFPGA11とを備える。FPGA11は、DBA共通機能部48Aと通信するハードウェア部品である。
FPGA11には、フレーム処理部12Aが構成される。FPGA11のフレーム処理部12Aは、DBA制御フレームの生成及び送受信などを実行するアクセラレータである。従って、フレーム処理部12Aを「DBAアクセラレータ12A」ともいう。
The
A
DBAアクセラレータ12Aは、各ONU2から受信したレポートに含まれる上り方向の送信要求量(レポート情報)を蓄積する。DBAアクセラレータ12Aは、蓄積した各ONU2の送信要求量を含む一括レポートを生成し、生成した一括レポートをDBA共通機能部48Aに送信する。
DBAアクセラレータ12Aは、DBA共通機能部48Aから受信した一括ゲートからLLIDごとのグラント情報を取り出す。DBAアクセラレータ12Aは、グラント情報を含むゲートをLLIDごとに生成し、生成したゲートをONU2に送信する。
The
The
図5は、汎用サーバ4に移行するアプリ部品49がDBAアプリ49A及び省電力アプリ49Bである場合の光通信システムの一例(以下、「比較例2」という。)を示すブロック図である。図5においても、図示の簡略化のため、上位装置5が省略されている。
図5に示すように、汎用サーバ4には、DBA関連のソフトウェア部品に加えて、省電力アプリ49B、省電力用のミドルウェア部48(以下、「省電力共通機能部48B」という。)が含まれる。省電力共通機能部48Bと省電力アプリ49Bは、内部API50Bで接続される。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of an optical communication system (hereinafter referred to as “comparative example 2”) in which the
As shown in FIG. 5, the general-
小型OLT1は、筐体10と、筐体10に収容されたFPGA11とを備える。FPGA11は、各共通機能部48A,48Bと通信するハードウェア部品である。
FPGA11には、フレーム処理部12Aに加えて、フレーム処理部12Bが構成される。フレーム処理部12Bは、省電力制御フレームの生成及び送受信などを実行するアクセラレータである。従って、フレーム処理部12Bを「省電力アクセラレータ12B」ともいう。
The
The
省電力アクセラレータ12Bは、各ONU2の単位時間当たりのユーザデータ送信量(帯域情報)を蓄積する。省電力アクセラレータ12Bは、蓄積した各ONU2のユーザデータ送信量を含む一括帯域通知を生成し、生成した一括帯域通知を省電力共通機能部48Bに送信する。
省電力アクセラレータ12Bは、省電力共通機能部48Bから受信した一括PS通知からLLIDごとのスリープ情報(スリープ開始時刻及びスリープ期間)を取り出す。フレーム処理部12Bは、スリープ情報を含む省電力メッセージをLLIDごとに生成し、生成した省電力メッセージをONU2に送信する。
The
The
図4及び図5に示すように、アプリケーション部品49A,49Bの実行に必要な情報を他の通信装置と送受信するアクセラレータ(フレーム処理部)12A,12Bを、小型OLT1のFPGA11に実装する方法では、例えば次のような問題がある。
As shown in FIGS. 4 and 5, the method of mounting accelerators (frame processing units) 12A and 12B for transmitting and receiving information necessary for executing
問題点1:機能追加に関する問題点
小型OLT1は、なるべく機能が固定のシンプルなハードウェア構成であることが好ましい。しかし、アクセラレータ12A,12Bを小型OLT1に実装すると、小型OLT1に搭載可能な規模のFPGA11では、将来の機能追加に追従できない可能性がある。
例えば、図4のアクセラレータ12A,12Bに加えて、更に別のアプリ部品49(例えばOAMアプリ49C)に対応するアクセラレータをFPGA11に追加する必要がある場合、FPGA11の容量がボトルネックとなり、機能を追加できない可能性がある。
Problem 1: Problems Concerning Addition of Functions It is preferable that the
For example, in addition to the
問題点2:電力制限に関する問題点
SFPモジュールよりなる小型OLT1の利点は、集線装置3からの給電のみで動作できる点にある。しかし、FPGA11に構成するアクセラレータ12A,12Bが増加すると、集線装置3からの給電では電力が不足する可能性がある。
この場合、小型OLT1を外部電源で動作させることも考えられるが、これでは小型OLT1の接続数に応じて外部電源を増設せねばならず、電力線を含むケーブルの取り回しが煩雑になる。
Problem 2: Problem Concerning Power Limitation The advantage of the
In this case, it is conceivable to operate the
〔問題点の解決策とその実装例〕
本実施形態では、問題点1及び2を解消すべく、小型OLT1とは別に集線装置3に接続する対象装置としてFPGA型の通信モジュール6A,6Bを採用し、当該通信モジュール6A,6BのFPGAに、小型OLT1と共通機能部48A,48Bの間の通信を中継するアクセラレータを構成することとした。
図6~図8は、上記の解決策に則った光通信システムの実装例である。図6~図8においても、図示の簡略化のため、上位装置5が省略されている。以下、図6~図8を参照しつつ、上記の解決策に則った光通信システムの実装例1~3について説明する。
[Problem solutions and implementation examples]
In this embodiment, in order to solve the
6 to 8 are implementation examples of optical communication systems according to the above solutions. Also in FIGS. 6 to 8, the
(光通信システムの実装例1)
図6は、DBA用の通信モジュール6A,7Aを有する光通信システムの実装例(以下、「実装例1」という。)を示すブロック図である。
図6に示す2種類の通信モジュール6A,7Aのうち、通信モジュール6Aは、内部にFPGAを有するFPGA型の通信モジュールである。通信モジュール7Aは、DBAアプリ49Aを実行するCPU型の通信モジュールである。
(Example 1 of implementation of optical communication system)
FIG. 6 is a block diagram showing an implementation example (hereinafter referred to as "implementation example 1") of an optical communication system having
Of the two types of
通信モジュール6A,7Aは、小型OLT1と同様にSFPモジュールよりなり、集線装置3の物理ポートPi(i=1,2……n)に直接的に接続することができる。
図7及び図8に示す通信モジュール6B,6C及び通信モジュール7Bも同様である。従って、以下において、「通信モジュール」を「プラガブルモジュール」ともいう。
The
The same applies to the
また、FPGA型の通信モジュール6A~6Cの総称を「通信モジュール6」といい、CPU型の通信モジュール7A~7Bの総称を「通信モジュール7」という。
更に、DBAアクセラレータ61Aと省電力アクセラレータ61Bなどの、ハードウェアアクセラレーションを実行するFPGAなどの集積回路の総称を「アクセラレータ61」又は「ハードウェアアクセラレータ61」という。
The FPGA
Furthermore, integrated circuits such as FPGAs that perform hardware acceleration, such as the
実装例1では、PON機能の一部であるDBA機能は、汎用サーバ4ではなく、プラガブルモジュール7Aに移行されている。
また、実装例1では、汎用サーバ4に、OLT設定部52及びスイッチ制御部53を残存させている。もっとも、OLT設定部52及びスイッチ制御部53は、集線装置3に繋がる別個の通信装置にインストールされたソフトウェア部品であってもよい。
In implementation example 1, the DBA function, which is part of the PON function, is transferred to the
Further, in implementation example 1, the
CPU型のプラガブルモジュール7Aは、DBAアプリ49Aと、DBA用のミドルウェア部48であるDBA共通機能部48Aとを含む。DBA共通機能部48AとDBAアプリ49Aは、内部API50Aで接続される。
The CPU-
FPGA型のプラガブルモジュール6Aは、筐体60と、筐体60内のFPGAに構成されたDBAアクセラレータ61Aとを備える。
DBAアクセラレータ61Aは、小型OLT1及びプラガブルモジュール7AのDBA共通機能部48Aと通信するハードウェア部品である。DBAアクセラレータ61Aは、小型OLT1との通信と、DBA制御フレームの生成及び送受信などを実行するアクセラレータである。
The FPGA-
The
図6の実装例1において、小型OLT1は、自身に繋がるONU2からのレポートをそのまま集線装置3に出力する。集線装置3は、小型OLT1から入力されたレポートをDBAアクセラレータ61Aに転送する。
DBAアクセラレータ61Aは、小型OLT1から受信した各ONU2のレポートに含まれる上り方向の送信要求量(レポート情報)を蓄積する。DBAアクセラレータ61Aは、蓄積した送信要求量を纏めた一括レポートを生成し、生成した一括レポートをプラガブルモジュール7AのDBA共通機能部48Aに転送する。
In the implementation example 1 of FIG. 6, the
The
DBA共通機能部48Aは、一括レポートに記された各ONU2の送信要求量を、内部API50Aを介してDBAアプリ49Aに入力する。
DBAアプリ49Aは、入力された各ONU2の送信要求量を変数として所定のDBAアルゴリズムを実行し、各ONU2に割り当てるグラント情報(送信開始時刻及び送信時間長)をLLIDごとに算出する。DBAアプリ49Aは、算出したグラント情報を、内部API50Aを介してDBA共通機能部48Aに入力する。
The DBA
The
DBA共通機能部48Aは、DBAアプリ49Aから入力された各ONU2のグラント情報を含む一括ゲートを生成し、生成した一括ゲートをDBAアクセラレータ61Aに転送する。
DBAアクセラレータ61Aは、DBA共通機能部48Aから受信した一括ゲートからLLIDごとのグラント情報を取り出す。DBAアクセラレータ61Aは、LLIDとグラント情報を含む制御フレーム(以下、「グラント制御フレーム」という。)を生成し、生成した制御フレームを小型OLT1の物理ポートPiに送信する。
The DBA
The
この場合、DBAアクセラレータ61Aは、グラント情報に含まれる送信開始時刻に応じて、グラント制御フレームの送信タイミングを調整する。小型OLT1は、受信したグラント制御フレームをゲートに変換してPON回線に転送する。
In this case, the
図6の実装例1において、小型OLT1、プラガブルモジュール6A,7A及びOLT設定部52による集線装置3内の通信は、スイッチ制御部(OpenFlow)53が設定する転送ルールによって論理的に1対1に対応付けられる。
FPGA型のプラガブルモジュール6Aは、複数の小型OLT1により共通して利用されるので、小型OLT1とLLIDとの対応付けをプラガブルモジュール6Aに設定する必要がある。かかる設定は、OLT設定部(VOLTHA)52により実行される。
In implementation example 1 of FIG. 6, communications in the
Since the FPGA
具体的には、OLT設定部(VOLTHA)52は、VOLTHAフレームを用いて登録済みのONU2のLLID値を小型OLT1から収集し、収集したLLID値と小型OLT1との対応付けを表す設定情報を、プラガブルモジュール6A,7Aに通知する。
Specifically, the OLT setting unit (VOLTHA) 52 collects the LLID values of the registered
(光通信システムの実装例2)
図7は、図6の実装例1に対して、省電力用の通信モジュール6B,7Bが追加された光通信システムの実装例(以下、「実装例2」という。)を示すブロック図である。
図7で追加された2種類の通信モジュール6B,7Bのうち、通信モジュール6Bは、内部にFPGAを有するFPGA型の通信モジュールである。通信モジュール7Bは、省電力アプリ49Bを実行するCPU型の通信モジュールである。
(Mounting example 2 of optical communication system)
FIG. 7 is a block diagram showing an implementation example (hereinafter referred to as “implementation example 2”) of an optical communication system in which power-saving
Of the two types of
DBA用のプラガブルモジュール6A,7Aの構成及び動作、及び、OLT設定部52及びスイッチ制御部53については、図6の実装例1の場合と同様である。
従って、以下においては、省電力用のプラガブルモジュール6B,7Bの構成及び動作を主に説明する。
The configuration and operation of the
Therefore, the configuration and operation of the power
実装例2では、PON機能の一部であるDBA機能及び省電力制御は、汎用サーバ4ではなく、各プラガブルモジュール7A,7Bに移行されている。
また、実装例2においても、汎用サーバ4に、OLT設定部52及びスイッチ制御部53を残存させている。もっとも、OLT設定部52及びスイッチ制御部53は、集線装置3に繋がる別個の通信装置にインストールされたソフトウェア部品であってもよい。
In implementation example 2, the DBA function and power saving control, which are part of the PON function, are transferred to the respective
Also, in implementation example 2, the
CPU型のプラガブルモジュール7Bは、省電力アプリ49Bと、省電力用のミドルウェア部48である省電力共通機能部48Bとを含む。省電力共通機能部48Bと省電力アプリ49Bは、内部API50Bで接続される。
The CPU-
FPGA型のプラガブルモジュール6Bは、筐体60と、筐体60内のFPGAに構成された省電力アクセラレータ61Bとを備える。
省電力アクセラレータ61Bは、小型OLT1及びプラガブルモジュール7Bの省電力共通機能部48Bと通信するハードウェア部品である。省電力アクセラレータ61Bは、小型OLT1との通信と、省電力制御フレームの生成及び送受信などを実行するアクセラレータである。
The FPGA type
The
図7の実装例2において、小型OLT1は、自身に繋がるONU2の単位時間当たりのユーザデータ送信量(帯域情報)を含む帯域通知をそのまま集線装置3に出力する。集線装置3は、小型OLT1から入力された帯域通知を省電力アクセラレータ61Bに転送する。
省電力アクセラレータ61Bは、小型OLT1から受信した各ONU2のユーザデータ送信量を蓄積する。省電力アクセラレータ61Bは、蓄積したユーザデータ量を纏めた一括帯域通知を生成し、生成した一括帯域通知をプラガブルモジュール7Bの省電力共通機能部48Bに転送する。
In the implementation example 2 of FIG. 7, the
The
省電力共通機能部48Bは、一括帯域通知に記された各ONU2のユーザデータ送信量を、内部API50Bを介して省電力アプリ49Bに入力する。
省電力アプリ49Bは、入力された各ONU2のユーザデータ送信量を変数として所定の省電力アルゴリズムを実行し、各ONU2のスリープ情報(スリープ開始時刻及びスリープ期間)をLLIDごとに算出する。省電力アプリ49Bは、算出したスリープ情報を、内部API50Bを介して省電力共通機能部48Bに入力する。
The power saving
The
省電力共通機能部48Bは、省電力アプリ49Bから入力された各ONU2のスリープ情報を含む一括PS通知を生成し、生成した一括PS通知を省電力アクセラレータ61Bに転送する。
省電力アクセラレータ61Bは、省電力共通機能部48Bから受信した一括PS通知からLLIDごとのスリープ情報を取り出す。省電力アクセラレータ61Bは、LLIDとスリープ情報を含む制御フレーム(以下、「スリープ制御フレーム」という。)を生成し、生成したスリープ制御フレームを小型OLT1の物理ポートPiに送信する。
The power saving
The
この場合、省電力アクセラレータ61Bは、スリープ情報に含まれる送信開始時刻に応じて、スリープ制御フレームの送信タイミングを調整する。小型OLT1は、受信したスリープ制御フレームをPON用のメッセージに変換してPON回線に転送する。
In this case, the
図7の実装例2において、小型OLT1、プラガブルモジュール6A,7A、プラガブルモジュール6B,7B及びOLT設定部52による集線装置3内の通信は、スイッチ制御部(OpenFlow)53が設定する転送ルールによって論理的に1対1に対応付けられる。
FPGA型のプラガブルモジュール6A,6Bは、複数の小型OLT1により共通して利用されるので、小型OLT1とLLIDとの対応付けをプラガブルモジュール6A,6Bに設定する必要がある。かかる設定は、OLT設定部(VOLTHA)52により実行される。
In implementation example 2 of FIG. 7, communications in the
Since the FPGA-
具体的には、OLT設定部(VOLTHA)52が、VOLTHAフレームを用いて登録済みのONU2のLLID値を小型OLT1から収集し、収集したLLID値と小型OLT1との対応付けを表す設定情報を、プラガブルモジュール6A,7Aとプラガブルモジュール6B,7Bに通知する。
Specifically, the OLT setting unit (VOLTHA) 52 collects the LLID values of the registered
(光通信システムの実装例3)
図8は、図7の実装例2に対して、更に別の通信モジュール6Cが追加された光通信システムの実装例(以下、「実装例3」という。)を示すブロック図である。
図8で追加された通信モジュール6Cは、内部にFPGAを有するFPGA型の通信モジュールである。
(Mounting example 3 of optical communication system)
FIG. 8 is a block diagram showing an implementation example (hereinafter referred to as "implementation example 3") of an optical communication system in which another
The
DBA用のプラガブルモジュール6A,7A及び省電力用のプラガブルモジュール6B,7Bの構成及び動作、及び、OLT設定部52及びスイッチ制御部53については、図7の実装例2の場合と同様である。
従って、以下においては、新たに追加されたプラガブルモジュール6Cの構成及び動作を主に説明する。
The configurations and operations of the
Therefore, the configuration and operation of the newly added
FPGA型のプラガブルモジュール6Cは、筐体60と、筐体60内のFPGAに構成されたフレーム振り分け部61Cとを備える。
フレーム振り分け部61Cは、小型OLT1、DBAアクセラレータ61A及び省電力アクセラレータ61Bと通信するハードウェア部品である。具体的には、フレーム振り分け部61Cは、グラント制御フレーム及びスリープ制御フレームの送信先を小型OLT1ごとに振り分ける処理を実行するアクセラレータである。
The FPGA-
The
図8の実装例3において、小型OLT1は、自身に繋がるONU2のレポート及び帯域通知をそのまま集線装置3に出力する。集線装置3は、小型OLT1から入力されたユーレポート及び帯域通知をプラガブルモジュール6Cに転送する。
フレーム振り分け部61Cは、VLANテーブル及びMACアドレスリストを備える。フレーム振り分け部61Cは、これらに定義されたアドレス情報を用いて受信フレームの送出先を決定する振り分け処理を実行する。
In the implementation example 3 of FIG. 8, the
The
例えば、フレーム振り分け部61Cは、受信フレームが小型OLT1からのレポートである場合は、受信したレポートをDBAアクセラレータ61Aに転送する。
同様に、フレーム振り分け部61Cは、受信フレームが小型OLT1からの帯域通知である場合は、受信した帯域通知を省電力アクセラレータ61Bに転送する。
For example, when the received frame is a report from the
Similarly, when the received frame is a bandwidth notification from the
フレーム振り分け部61Cは、受信フレームがDBAアクセラレータ61Aからのグラント情報フレームである場合は、VID値に基づいて送信先の小型OLT1を決定し、決定した送信先の小型OLT1にグラント情報フレームを転送する。
同様に、フレーム振り分け部61Cは、受信フレームが省電力アクセラレータ61Bからのスリープ情報フレームである場合は、VID値に基づいて送信先の小型OLT1を決定し、決定した送出先の小型OLT1にスリープ情報フレームを転送する。
When the received frame is a grant information frame from the
Similarly, when the received frame is a sleep information frame from the
〔光通信システムの実装例1~3の効果〕
本実施形態の光通信システムの実装例1~3によれば、小型OLT1が接続される集線装置3に、CPUの負担を軽減するハードウェアアクセラレータ61を有する通信モジュール6が接続されるので、アクセラレータ12A,12B(図4及び図5参照)を小型OLT1に実装する必要がなくなる。
従って、小型OLT1のハードウェア構成をより簡素化及び固定化することができ、小型OLT1の汎用化を促進することができる。
[Effects of Implementation Examples 1 to 3 of Optical Communication System]
According to the implementation examples 1 to 3 of the optical communication system of the present embodiment, the communication module 6 having the hardware accelerator 61 that reduces the load on the CPU is connected to the
Therefore, the hardware configuration of the
本実施形態の実装例1~3によれば、ソフトウェア化するPON機能を追加する場合には、通信モジュール6,7の追加で対応できるので(図6~図8参照)、機能追加に柔軟に対応することができる。
このため、小型OLT1のハードウェア構成を変更しなくても、将来の機能追加に柔軟に対応可能な光通信システムが得られる。
According to implementation examples 1 to 3 of the present embodiment, when adding a PON function to be softwareized, it can be handled by adding the communication modules 6 and 7 (see FIGS. 6 to 8), so it is possible to flexibly cope with the addition of functions.
Therefore, it is possible to obtain an optical communication system that can flexibly cope with addition of functions in the future without changing the hardware configuration of the
また、機能追加の必要性が生じても、小型OLT1のハードウェア構成を変更する必要がないので、機能追加の有無に関係なく、小型OLT1を集線装置3からの給電で動作させることができる。
従って、小型OLT1を外部電源で動作させる必要がなくなり、OLT集合型の光通信システムのケーブルの取り回しを簡素化することができる。
In addition, even if there is a need to add functions, there is no need to change the hardware configuration of the
Therefore, there is no need to operate the
本実施形態の実装例1~3によれば、FPGA型のプラガブルモジュール6に、光トランシーバとこれに付随する物理層の部品類を搭載する必要がない。このため、小型OLT1にFPGA11を搭載する場合に比べて、大規模なFPGAを実装できる。
また、外部電源が必要になる場合でも、少数のプラガブルモジュール6,7を集線装置3に刺すだけで足りるので、システムの柔軟性は損なわれない。更に、プラガブルモジュール6,7の数を増減させるだけで、PON機能の追加/削除を容易に実行でき、必要に応じてシステム構成を柔軟に変更できる利点もある。
According to implementation examples 1 to 3 of the present embodiment, it is not necessary to mount an optical transceiver and accompanying physical layer parts on the FPGA type pluggable module 6 . Therefore, a large-scale FPGA can be mounted compared to the case where the
Moreover, even if an external power supply is required, it is sufficient to plug a small number of pluggable modules 6 and 7 into the
本実施形態の実装例1~3によれば、小型OLT1と通信モジュール6が集線装置3に直接的に接続されるプラガブルモジュールよりなるので、レポートとグラント制御フレームなどの制御フレームが集線装置3内で送受信される。
このため、小型OLT1及び通信モジュール6の少なくとも1つをケーブルで集線装置3に接続する場合に比べて、制御フレームの伝送遅延が少ない。従って、CPUによるアプリ部品48の実行速度(例えばDBAサイクルなど)を高速化できる。
According to implementation examples 1 to 3 of this embodiment, the
Therefore, the transmission delay of control frames is less than in the case where at least one of the
本実施形態の実装例1~3によれば、通信モジュール6と通信モジュール7が集線装置3に直接的に接続されるプラガブルモジュールよりなるので、DBA制御フレームや省電力制御フレームなどの制御フレームが集線装置3内で送受信される。
このため、通信モジュール6,7の少なくとも1つをケーブルで集線装置3に接続する場合や、アプリ部品48を汎用サーバ4に搭載する場合に比べて、制御フレームの伝送遅延が少ない。従って、CPUによるアプリ部品48の実行速度(例えばDBAサイクルなど)を高速化できる。
According to implementation examples 1 to 3 of the present embodiment, since the communication modules 6 and 7 are pluggable modules that are directly connected to the
Therefore, compared with the case where at least one of the communication modules 6 and 7 is connected to the
〔集線装置における転送制御〕
図9は、集線装置3における転送制御の一例を示すブロック図である。
図9に示すように、小型OLT1は、ユーザフレームのLLID値をユーザ用のVID値に1対1対応で変換するLLID-VLAN変換機能を有する。
集線装置3には、ユーザフレームに含まれるVID値に基づいて、ユーザフレームの転送先を、小型OLT1及び上位装置5のうちのいずれにするかを定めた転送ルールが設定されている。従って、ユーザフレームは、集線装置3内において、小型OLT1と上位装置5との間で転送される。
[Transfer Control in Concentrator]
FIG. 9 is a block diagram showing an example of transfer control in the
As shown in FIG. 9, the
A transfer rule is set in the
図9に示すように、小型OLT1は、ONU2から受信したレポートについては、所定のVID値を付与して集線装置3に入力する。小型OLT1は、プラガブルモジュール6Aから受信したグラント制御フレームについては、所定のVID値を削除しかつゲートに変換してPON回線に送出する。
小型OLT1とDBA用のプラガブルモジュール6A,7Aが送信元の制御フレームについては、当該制御フレームの種別ごとに所定のVID値が定義されている。
As shown in FIG. 9, the
For control frames transmitted from the
集線装置3には、制御フレームに含まれるVID値に基づいて、制御フレームの転送先を小型OLT1及びプラガブルモジュール6A,7Aのうちのいずれにするかを定めた転送ルールが設定されている。従って、制御フレームは、集線装置3内において、小型OLT1とプラガブルモジュール6A,7Aの間で適切に転送される。
なお、図9では省略しているが、小型OLT1と省電力用のプラガブルモジュール6B,7Bが送受信する制御フレームについても、上記と同様の転送制御が実行される。
A transfer rule is set in the
Although not shown in FIG. 9, transfer control similar to the above is executed for control frames transmitted and received between the
〔小型OLTの内部構成〕
図10は、小型OLT1の内部構成の一例を示すブロック図である。
図10に示すように、小型OLT1は、図の左側から右側に向かって順に、下位側送受信部21、フレーム処理部22、及び上位側送受信部23を備える。
[Internal configuration of small OLT]
FIG. 10 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the
As shown in FIG. 10, the
下位側送受信部21は、光トランシーバを含む信号の送受信デバイスである。
下位側送受信部21は、ONU2からの上り光信号を電気信号に変換する。下位側送受信部21は、変換した電気信号から再生した上りフレームをフレーム処理部22の上り受信処理部24に出力する。
下位側送受信部21は、フレーム処理部22の下り送信処理部27から入力される下りフレームを所定波長帯の下り光信号に変換する。下位側送受信部21は、変換した下り光信号をPON回線に送出する。
The lower transmitting/receiving
The lower transmitting/receiving
The lower transmitting/receiving
上位側送受信部23は、イーサネット信号の送受信デバイスである。
上位側送受信部23は、集線装置3から入力されるイーサネット信号を復調して下りフレームを再生する。上位側送受信部23は、再生した下りフレームをフレーム処理部22の下り受信処理部26に出力する。
上位側送受信部23は、フレーム処理部22の上り送信処理部25から入力される上りフレームを所定周波数のイーサネット信号に変調する。上位側送受信部23は、変調したイーサネット信号を集線装置3に送出する。
The upper transmitting/receiving
The upper transmitting/receiving
The upper transmitting/receiving
フレーム処理部22は、MAC機能を有する、例えばFPGAなどの集積回路により構成されている。フレーム処理部22は、PHY層の一部の機能を含んでもよいし、一部又は全部がASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの集積回路で構成されていてもよい。
The
フレーム処理部22は、上り受信処理部24、上り送信処理部25、下り受信処理部26、及び下り送信処理部27を備える。
また、フレーム処理部22は、上りバッファ29、下りバッファ30、設定処理部(VOLTHA処理部)31、及びID変換テーブル32を備える。
The
The
上り受信処理部24は、下位側送受信部21から入力された上りフレームが、ユーザフレーム及びレポートである場合は、それらのフレームを上りバッファ29へ出力する。
この際、上り受信処理部24は、ユーザフレームについては、ID変換テーブル32を参照してLLID値からVID値へのID変換を実行し、変換後のVID値を含むVLANタグをユーザフレームに付与する。上り受信処理部24は、レポートについては、所定のVID値を付与する。
When the upstream frames input from the lower transmitting/receiving
At this time, the upstream
上り受信処理部24は、単位時間あたりに受信したユーザフレームに含まれるデータ量から、各ONU2のユーザデータ送信量(帯域情報)を算出する。
上り受信処理部24は、算出した帯域情報を含む帯域通知をONU2ごとに生成し、生成したONU2ごとの帯域通知を上りバッファ29へ出力する。上り受信処理部24は、帯域通知についても、所定のVID値を付与する。
The upstream
The upstream
上り送信処理部25は、上りバッファ29からユーザフレーム、レポート及び帯域通知を取り出して上位側送受信部23に出力する。上位側送受信部23は、入力されたユーザフレーム、レポート及び帯域通知をイーサネット信号に変換して集線装置3に送信する。
上り送信処理部25が処理する上りフレームの種別は、VOLTHAフレーム、ユーザフレーム及びレポートの3種類が含まれる。上り送信処理部25は、それらの種別の送信優先度を、VOLTHAフレーム>レポート>帯域通知>ユーザフレームとすることが好ましい。
The upstream
The types of upstream frames processed by the upstream
下り受信処理部26は、上位側送受信部23から入力された下りフレームがユーザフレーム、グラント制御フレーム及びスリープ制御フレームである場合は、それらのフレームを下りバッファ30へ出力する。
この際、下り受信処理部26は、ユーザフレームについては、ID変換テーブル32を参照してVID値からLLID値へのID変換を実行し、変換後のLLID値をユーザフレームのヘッダに記す。また、下り受信処理部26は、グラント制御フレームをゲートに変換し、スリープ制御フレームを省電力メッセージに変換する。
When the downstream frame input from the upper transmitting/receiving
At this time, the downstream
下り送信処理部27は、下りバッファ30からユーザフレーム、ゲート及び省電力メッセージを取り出して下位側送受信部21に出力する。下位側送受信部21は、入力されたユーザフレーム、ゲート及び省電力メッセージを下り光信号に変換してONU2に送信する。
下り送信処理部27が処理する下りフレームの種別は、ユーザフレーム、ゲート及び省電力メッセージの2種類が含まれる。下り送信処理部27は、それらの種別の送信優先度を、ゲート>省電力メッセージ>ユーザフレームとすることが好ましい。
The downstream
The types of downstream frames processed by the downstream
下り受信処理部26は、上位側送受信部23から入力された下りフレームが所定のVID値のVOLTHAフレームである場合は、そのフレームをVOLTHA処理部31に出力する。
VOLTHA処理部31は、VOLTHAフレームに記された指令に応じた所定の設定処理を行う。例えば、VOLTHAフレームの指令がLLID値の要求である場合には、VOLTHA処理部31は、ID変換テーブル32から登録済みのONU2のLLID値を読み出し、読み出したLLID値を応答用のVOLTHAフレームに含める。
When the downstream frame input from the upper transmitting/receiving
The
新たなONU2が登録された場合は、VOLTHA処理部31は、新たなONU2のLLID値を含むVOLTHAフレームをOLT設定部52に送信し、LLID値に対応するユーザフレーム用のVID値の割り当てをOLT設定部52に要求する。
或いは、OLT設定部52が、ONU2の登録状況を要求するVOLTHAフレームを周期的にVOLTHA処理部31にポーリングし、VOLTHA処理部31が、登録状況の要求に応じて、新たなONU2のLLID値を応答することにしてもよい。
When a
Alternatively, the
VOLTHAフレームに新たなID対応情報が含まれる場合は、VOLTHA処理部31は、通知されたID対応情報に従ってID変換テーブル32の内容を更新する。
VOLTHAフレームは、OLT1で終端させてOLT設定部52に折り返す通信フレームである。従って、VOLTHA処理部31は、下り受信処理部26からVOLTHAフレームが入力されると、所定のVID値の通信フレーム(応答用のVOLTHAフレーム)を生成し、上り送信処理部25に出力する。
If the VOLTHA frame contains new ID correspondence information, the
The VOLTHA frame is a communication frame terminated by the
〔FPGA型の通信モジュールの内部構成〕
図11は、FPGA型の通信モジュール6AにおけるFPGAの回路構成例を示すブロック図である。図11の通信モジュール6Aは、DBA用である。
図11に示すように、通信モジュール6Aは、筐体60と、筐体60内のFPGAに構成されたDBAアクセラレータ61Aとを備える。
[Internal configuration of FPGA type communication module]
FIG. 11 is a block diagram showing a circuit configuration example of the FPGA in the FPGA
As shown in FIG. 11, the
DBAアクセラレータ61Aは、図の左側から右側に向かって順に、DBA制御部63、ゲート処理部64、レポート処理部65、送信処理部66、受信処理部67、及び送受信部68を備える。
The
送受信部68は、イーサネット信号の送受信を行う回路部分である。
送受信部68は、集線装置3から入力されるイーサネット信号を復調して制御フレームを再生する。送受信部68は、再生した制御フレームを受信処理部67に出力する。
送受信部68は、送信処理部66から入力される制御フレームをイーサネット信号に変調する。送受信部68は、変調したイーサネット信号を集線装置3に送出する。
The transmitter/
The transmission/
The transmission/
受信処理部67は、集線装置3から受信した制御フレームを種別ごとに分類する。受信処理部67が分類する種別には、次の種別1~3が含まれる。
種別1:1つのONU2の送信要求量が格納された小型OLT1からのレポート
種別2:少なくとも1つのONU2のグラント情報が纏めて格納されたプラガブルモジュール7Aからの一括ゲート
種別3:OLT設定部52からのDBAアクセラレータ61Aの設定フレーム
The
Type 1: A report from the
受信処理部67は、種別1のレポートをレポート処理部65に出力する。受信処理部67は、種別2の一括ゲートをゲート処理部64に出力する。受信処理部67は、種別3の設定フレームをDBA制御部63に出力する。
レポート処理部65は、種別1のレポートに含まれるLLIDごとの送信要求量を蓄積するバッファ(図示せず)を有する。レポート処理部65は、DBAサイクル内に入力された複数のレポートから各ONU2の送信要求量を取り出してバッファに蓄積する。
The
The
レポート処理部65は、DBAサイクルごとに一括レポートを生成し、生成した一括レポートにLLIDとこれに対応する送信要求量を含める。レポート処理部65は、バッファへの蓄積と一括レポートの生成をOLT1ごとに実行する。
レポート処理部65は、LLIDごとの送信要求量を含む一括レポートを送信処理部66に出力する。送信処理部66は、入力された一括レポートを送受信部68に出力する。送受信部68は、入力された一括レポートを集線装置3に出力する。集線装置3は、入力された一括レポートをDBA用のプラガブルモジュール7Aに転送する。
The
The
ゲート処理部64は、種別2の一括ゲートから、各ONU2に割り当てられたLLIDごとのグラント情報(送信開始時刻及び送信時間長)を取り出す。
ゲート処理部64は、1つのONU2のグラント情報を含むグラント制御フレームをLLIDごとに生成し、生成したグラント制御フレームを送信処理部66に出力する。送信処理部66は、入力されたグラント制御フレームを送受信部68に出力する。送受信部68は、入力されたグラント制御フレームを集線装置3に出力する。集線装置3は、入力されたグラント制御フレームを対応する小型OLT1に転送する。
The
The
DBA制御部63は、種別3の設定フレームに基づいて、自機の各処理部64~67に所定の設定処理を実行する。
例えば、OLT設定部52からの設定フレームには、LLID値と小型OLT1との対応付けを表す設定情報が含まれる。DBA制御部63は、取得した設定情報に基づいて、受信フレームのLLID値に対応する小型OLT1のVID値を特定し、特定したVID値による制御フレームの送受信を送信処理部66及び受信処理部67に指示する。
Based on the
For example, the setting frame from the
本実施形態のFPGA型の通信モジュール(通信装置)6Aによれば、レポート処理部65が、受信したレポートを一括レポートに変換して送受信部68に入力し、ゲート処理部64が、受信した一括ゲートをグラント制御フレームに変換して送受信部68に入力するので、小型OLT1は、レポート及びグラント制御フレームの送受信を行えば足りる。このため、一括レポート及び一括ゲートの変換処理のためのアクセラレータを、小型OLT1に実装する必要がなくなる。
従って、小型OLT1のハードウェア構成をより簡素化及び固定化することができ、小型OLT1の汎用化を促進することができる。
According to the FPGA type communication module (communication device) 6A of the present embodiment, the
Therefore, the hardware configuration of the
図12は、FPGA型の通信モジュール6BにおけるFPGAの回路構成例を示すブロック図である。図12の通信モジュール6Bは、省電力用である。
図12に示すように、通信モジュール6Bは、筐体60と、筐体60内のFPGAに構成された省電力アクセラレータ61Bとを備える。
FIG. 12 is a block diagram showing a circuit configuration example of the FPGA in the FPGA
As shown in FIG. 12, the
省電力アクセラレータ61Bは、図の左側から右側に向かって順に、省電力制御部83、PS処理部84、帯域通知処理部85、送信処理部86、受信処理部87、及び送受信部88を備える。
The
送受信部88は、イーサネット信号の送受信を行う回路部分である。
送受信部88は、集線装置3から入力されるイーサネット信号を復調して制御フレームを再生する。送受信部88は、再生した制御フレームを受信処理部87に出力する。
送受信部88は、送信処理部86から入力される制御フレームをイーサネット信号に変調する。送受信部88は、変調したイーサネット信号を集線装置3に送出する。
The transmitter/receiver 88 is a circuit portion that transmits and receives Ethernet signals.
The transmission/reception unit 88 demodulates the Ethernet signal input from the
The transmission/reception unit 88 modulates the control frame input from the
受信処理部87は、集線装置3から受信した制御フレームを種別ごとに分類する。受信処理部87が分類する種別には、次の種別4~6が含まれる。
種別4:1つのONU2の帯域情報が格納された小型OLT1からの帯域通知
種別5:少なくとも1つのONU2のスリープ情報が格納されたプラガブルモジュール7Bからの一括PS通知
種別6:OLT設定部52からの省電力アクセラレータ61Bの設定フレーム
The
Type 4: Bandwidth notification from
受信処理部87は、種別4の帯域通知を帯域通知処理部85に出力する。受信処理部87は、種別5の一括PS通知をPS処理部84に出力する。受信処理部87は、種別6の設定フレームを省電力制御部83に出力する。
帯域通知処理部85は、種別1の帯域通知に含まれるLLIDごとのユーザデータ送信量(帯域情報)を蓄積するバッファ(図示せず)を有する。帯域通知処理部85は、所定期間内に入力された複数の帯域通知から各ONU2のユーザデータ送信量を取り出してバッファに蓄積する。
The
The bandwidth
帯域通知処理部85は、所定期間ごとに一括帯域通知を生成し、生成した一括帯域通知にLLIDとこれに対応するユーザデータ送信量を含める。帯域通知処理部85は、バッファへの蓄積と一括帯域通知の生成をOLT1ごとに実行する。
帯域通知処理部85は、LLIDごとのユーザデータ要求量を含む一括帯域通知を送信処理部86に出力する。送信処理部86は、入力された一括帯域通知を送受信部88に出力する。送受信部88は、入力された一括帯域通知を集線装置3に出力する。集線装置3は、入力された一括帯域通知を省電力用のプラガブルモジュール7Bに転送する。
The bandwidth
The bandwidth
PS処理部84は、種別5の一括PS通知から、ONU2に割り当てられたLLIDごとのスリープ情報(スリープ開始時刻及びスリープ期間)を取り出す。
PS処理部84は、1つのONU2のスリープ情報を含むスリープ制御フレームをLLIDごとに生成し、生成したスリープ制御フレームを送信処理部86に出力する。送信処理部86は、入力されたスリープ制御フレームを送受信部88に出力する。送受信部88は、入力されたスリープ制御フレームを集線装置3に出力する。集線装置3は、入力されたスリープ制御フレームを対応する小型OLT1に転送する。
The
The
省電力制御部83は、種別6の設定フレームに基づいて、自機の各処理部84~87に所定の設定処理を実行する。
例えば、OLT設定部52からの設定フレームには、LLID値と小型OLT1との対応付けを表す設定情報が含まれる。省電力制御部83は、取得した設定情報に基づいて、受信フレームのLLID値に対応する小型OLT1のVID値を特定し、特定したVID値による制御フレームの送受信を送信処理部86及び受信処理部87に指示する。
Based on the type 6 setting frame, the power saving
For example, the setting frame from the
本実施形態のFPGA型の通信モジュール(通信装置)6Bによれば、帯域通知処理部85が、受信した帯域通知を一括帯域通知に変換して送受信部88に入力し、PS処理部84が、受信した一括PS通知をスリープ制御フレームに変換して送受信部88に入力するので、小型OLT1は、帯域通知及びスリープ制御フレームの送受信を行えば足りる。このため、一括帯域通知及び一括PS通知の変換処理のためのアクセラレータを、小型OLT1に実装する必要がなくなる。
従って、小型OLT1のハードウェア構成をより簡素化及び固定化することができ、小型OLT1の汎用化を促進することができる。
According to the FPGA-type communication module (communication device) 6B of the present embodiment, the bandwidth
Therefore, the hardware configuration of the
〔CPU型の通信モジュールの内部構成〕
図13は、CPU型の通信モジュール7の内部構成の一例を示すブロック図である。
図13に示すように、本実施形態の通信モジュール7は、筐体70と、筐体70に収容された制御部71、記憶部72及び通信部73とを備える。
[Internal configuration of CPU type communication module]
FIG. 13 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the CPU-type communication module 7. As shown in FIG.
As shown in FIG. 13 , the communication module 7 of this embodiment includes a
制御部71、記憶部72及び通信部73は、筐体70内のバックプレーンに装着されている。制御部71は、ハードウェア各部72~73の動作を制御する。
制御部71は、CPUとRAMよりなるメインメモリとを含む演算処理装置よりなる。制御部71のCPUは、記憶部72にインストールされたコンピュータプログラム(ソフトウェア)76をメインメモリに読み出し、当該プログラム76に従って各種の情報処理を行う。
The
The
記憶部72は、ROM及びSSDなどの少なくとも1つの不揮発性メモリを含む記録媒体よりなる。
通信部73は、外部装置とのイーサネット(登録商標)通信を行う通信インタフェースよりなる。通信モジュール7はプラガブルモジュールであるから、通信部73は、集線装置3の物理ポートPiに直接的に接続するためのコネクタを有する。
The storage unit 72 consists of a recording medium including at least one non-volatile memory such as ROM and SSD.
The
図13に示すように、制御部71のCPUが記憶部72から読み出して実行するコンピュータプログラム76には、OS上で動作するミドルウェア部48と、1又は複数のアプリケーション部品49が含まれる。アプリケーション部品49は、内部API50に基づいて作成され、ミドルウェア部48は、内部API50及び外部API51に基づいて作成される。
As shown in FIG. 13, a
上記のコンピュータプログラム76は、通信モジュール7の記憶部72を構成する記録媒体の他、例えば、USBメモリなどのリムーバブルな記録媒体に格納することにより、ソフトウェア製品として流通させることができる。
また、上記のコンピュータプログラム76は、インターネットなどの公衆通信網を通じて、ソフトウェア製品として流通させることもできる。
The
The
図13に実線で示すように、アプリ部品49は、DBAアプリ49Aよりなる。この場合、通信モジュール7は、DBA用でかつCPU型のプラガブルモジュール7A(図6及び図7参照)となる。
図13に破線で示すように、アプリ部品49は、省電力アプリ49B又はOAMアプリ49Cであってもよい。アプリ部品49が省電力アプリ49Bである場合、通信モジュール7は、省電力用でかつCPU型のプラガブルモジュール7Bとなる(図7参照)。
As indicated by the solid line in FIG. 13, the
As indicated by dashed lines in FIG. 13, the
通信モジュール7に含めるアプリ部品49は、DBAアプリ49A、省電力アプリ49B、及びOAMアプリ49Cのうちの少なくとも2つであってもよいし、その他の種類のアプリ部品49が含まれていてもよい。
内部API50は、機器非依存の入出力インタフェースである。アプリ部品49A~49Cは、アプリ部品49A~49Cごとに定義された内部API50A~50Cを介してミドルウェア部48と接続される。
The
The
外部API51は、機器依存の入出力インタフェースである。ミドルウェア部48は、アプリ部品49A~49Cごとに定義された外部API51A~51Cを介して外部の通信機器のハードウェア部品(例えば、ハードウェア構成のアクセラレータ6A,6Bなど)と接続される。
従って、ミドルウェア部48は、外部API51A~51Cにより、外部の通信機器のハードウェア部品に対して所定の情報を入出力する。
The
Therefore, the
外部API51の情報形式は、アプリ部品49A~49Cごとに共通化される。外部API51には、前述の「機能フレーム」などの制御フレームが含まれる。
機能フレームには、前述の「一括レポート」、「一括ゲート」、「一括帯域通知」、及び「一括PS通知」などが含まれる。
The information format of the
The functional frames include the above-mentioned "batch report", "batch gate", "batch bandwidth notification", and "batch PS notification".
〔DBA処理の手順〕
図14は、光通信システムのDBA処理の手順を示すシーケンス図である。
具体的には、図14は、2つの小型OLT1X,1YとDBA用の通信モジュール6A,7Aが集線装置3に接続された場合のDBA処理の手順を示すシーケンス図である。
[Procedure of DBA processing]
FIG. 14 is a sequence diagram showing the procedure of DBA processing in an optical communication system.
Specifically, FIG. 14 is a sequence diagram showing a procedure of DBA processing when two
図14において、実線の矢印は、小型OLT1Xに関連する通信フレームであり、仮想線の矢印は、小型OLT1Yに関連する通信フレームである。なお、小型OLT1の接続数は2に限らず、1つであってもよいし3つ以上であってもよい。
図14に示すように、小型OLT1X,1Yは、自機に繋がるPON回線に接続されたONU2からレポートを受信すると、受信したレポートをFPGA型の通信モジュール6Aに転送する。
In FIG. 14, the solid line arrows are communication frames related to the
As shown in FIG. 14, when the
次に、通信モジュール6Aは、受信したレポートからLLIDごとの送信要求量を取り出し、取り出した各ONU2の送信要求量を含む一括レポートを生成する。通信モジュール6Aは、生成した一括レポートをCPU型の通信モジュール7Aに送信する。
FPGA型の通信モジュール6Aは、上記の送信要求量を取り出す処理と一括レポートの生成及び送信処理を、小型OLT1X,1Y単位で実行する。
Next, the
The FPGA-
次に、CPU型の通信モジュール7Aは、一括レポートに含まれる各LLIDの送信要求量に、所定のDBAアルゴリズムを適用して帯域割当計算を行い、LLIDごとのグラント情報(送信開始時刻及び送信時間長)を求める。また、CPU型の通信モジュール7Aは、LLIDごとのグラント情報を含む一括ゲートを生成し、生成した一括ゲートをFPGA型の通信モジュール6Aに送信する。
CPU型の通信モジュール7Aは、上記の帯域割当計算と一括ゲートの生成及び送信処理を、小型OLT1X,1Y単位で実行する。
Next, the CPU-
The CPU-
次に、FPGA型の通信モジュール6Aは、一括ゲートから各LLIDのグラント情報を取り出す。FPGA型の通信モジュール6Aは、取り出したグラント情報を含むグラント制御フレームをLLIDごとに生成し、生成した各LLIDのグラント制御フレームを小型OLT1に送信する。
FPGA型の通信モジュール6Aは、上記のグラント情報を取り出す処理とグラント制御フレームの生成及び送信処理を、小型OLT1X,1Y単位で実行する。
Next, the FPGA
The FPGA-
次に、小型OLT1X,1Yは、受信した各LLIDのグラント情報フレームからグラント情報を取り出す。
小型OLT1X,1Yは、取り出したグラント情報を含むゲートをLLIDごとに生成し、生成した各LLIDのゲートを配下のONU2にブロードキャストする。
Next, the
The
〔光通信システムの変形例〕
図15は、画像処理用の通信モジュール6Dを有する光通信システムの実装例(以下、「変形例」という。)を示すブロック図である。
図15の通信モジュール6Dは、内部にFPGAを有するFPGA型の通信モジュールである。通信モジュール6Dは、小型OLT1と同様にSFPモジュールよりなり、集線装置3の物理ポートPi(i=1,2……n)に直接的に接続することができる。
[Modified example of optical communication system]
FIG. 15 is a block diagram showing an implementation example of an optical communication system having a
A
上述の実装例1~3(図6~図8)では、通信モジュール6は、PON機能の一部を担うソフトウェア部品のハードウェアアクセラレーションを実行する通信装置である。
これに対して、図15の変形例の通信モジュール6Dは、ONU2のユーザのために所定のサービスを実現するアプリケーションのハードウェアアクセラレーションを実行する通信装置よりなる。図15の変形例では、所定のサービスを実現するアプリ部品として、監視結果をユーザに通知するための防犯アプリ48Dが管理装置8に搭載されている。
In the implementation examples 1 to 3 (FIGS. 6 to 8) described above, the communication module 6 is a communication device that performs hardware acceleration of software components responsible for part of the PON functionality.
On the other hand, the
図示の通り、管理装置8は、上位ネットワークを介して上位装置5に接続され、ONU2には、ユーザの監視カメラ9が接続される。監視カメラ9が生成する画像データ(例えばストリームデータ)は、PON回線を介して主信号として小型OLT1に送信される。
小型OLT1は、画像データのLLID値をVID値に変換してVLANタグを付与し、画像データを集線装置3に送出する。集線装置3は、VLANタグに従って画像データをFPGA型の通信モジュール6Dに転送する。
As illustrated, the
The
FPGA型の通信モジュール6Dは、筐体60と、筐体60内のFPGAに構成された画像処理アクセラレータ61Dとを備える。
画像処理アクセラレータ61Dは、集線装置3から受信した画像データに対して、所定の画像処理を実行する。この画像処理は、例えば、画像データから検出した特徴点に基づいて、特定の人物又は車両などの物体の状態情報(例えば、家族以外の人物による家屋への侵入、或いは、玄関前に長時間存在など)を認識する処理である。
The FPGA-
The
画像処理アクセラレータ61Dは、認識した物体の状態情報を含む通報フレームを生成する。画像処理アクセラレータ61Dは、生成した通報フレームに、画像データとは別のVID値のVLANタグを付与し、集線装置3に出力する。
集線装置3は、入力された通報フレームを上位装置5に転送する。上位装置5は、集線装置3から受信した通報フレームを、防犯アプリ48Dを有する管理装置8に転送する。管理装置8の防犯アプリ49Dは、受信した通報フレームに含まれる状態情報の危険度を判定し、危険度が所定値以上である場合は、その旨をユーザの携帯端末などに送信する。
The
The
画像データから物体の状態情報を認識する画像処理は、データ処理量が比較的大きいため、小型OLT1のFPGAのリソースでは実現が困難である。
この点、図15の変形例によれば、専用の通信モジュール6Dが画像処理を実行するので、小型OLT1に画像処理のアクセラレータを構成する必要がない。従って、小型OLT1のハードウェア構成を変更しなくても、管理装置8の処理負荷を軽減するエッジコンピューティングを容易に実現できる。
Since image processing for recognizing object state information from image data requires a relatively large amount of data processing, it is difficult to implement with the FPGA resources of the
In this regard, according to the modification of FIG. 15, the
図15の変形例によれば、画像データを管理装置8に上り送信する必要がないので、上り方向の通信帯域を有効利用できるという利点もある。
図15の変形例において、防犯サービス以外のサービスを行うアプリ部品の実行に必要な情報を生成するアクセラレータが必要となった場合には、当該アクセラレータを実装したFPGA型のプラガブルモジュールを、集線装置3に追加すればよい。従って、小型OLT1のハードウェア構成を変更しなくても、将来の機能追加に柔軟に対応できる。
According to the modification of FIG. 15, there is no need to transmit the image data to the
In the modified example of FIG. 15, when an accelerator for generating information necessary for executing an application component that provides a service other than a crime prevention service is required, an FPGA-type pluggable module equipped with the accelerator can be added to the
〔その他の変形例〕
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Other Modifications]
It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of equivalence to the scope of claims.
例えば、上述の実装例1~3において、CPU型の通信モジュール7A,7Bを汎用サーバ4に一体化してもよい。すなわち、DBAアプリ49Aや省電力アプリ49Bなどのソフトウェア部品を汎用サーバ4に実装することにしてもよい。
この場合、FPGA型の通信モジュール6A,6Bのアクセラレータ61A,61Bは、汎用サーバ4に実装された共通機能部48A,48Bと集線装置3を介して通信することになる。
For example, in the implementation examples 1 to 3 described above, the CPU-
In this case, the
上述の実装例1~3において、イーサネットの物理ポートを有するFPGA型の通信モジュール6A,6Bを採用し、当該通信モジュール6A,6Bの物理ポートに、それぞれ対応のCPU型の通信モジュール7A,7Bを接続することにしてもよい。
この場合、CPU型の通信モジュール7A,7Bは、FPGA型の通信モジュール6A,6Bを介して間接的に集線装置3に接続される。また、FPGA型の通信モジュール6A,6Bのアクセラレータ61A,61Bは、CPU型の通信モジュール7A,7Bの共通機能部48A,48Bと集線装置3を介さずに通信する。
In the implementation examples 1 to 3 described above, the FPGA
In this case, the CPU
上述の実装例1~3において、CPU型の通信モジュール7A,7Bの制御部71などの構成要素を、FPGA型の通信モジュール6A,6Bの筐体60に収容された回路基板に実装してもよい。
この場合、FPGA型の通信モジュール6A,6Bの構成要素であるアクセラレータ61A,61Bは、CPU型の通信モジュール7A,7Bの構成要素である制御部71の共通機能部48A,48Bと筐体内のバスラインにより通信する。従って、上記の一体型の通信モジュールも、CPU型の通信モジュール7A,7Bが、FPGA型の通信モジュール6A,6Bを介して間接的に集線装置3に接続される形態と言える。
In the mounting examples 1 to 3 described above, the components such as the
In this case, the
1 局側終端装置(OLT又は小型OLT)
1X 小型OLT
1Y 小型OLT
2 加入者側終端装置(ONU)
3 集線装置(L2SW)
4 汎用サーバ(通信装置)
5 上位装置(通信装置)
6 通信モジュール
6A 通信モジュール(プラガブルモジュール、第1通信装置)
6B 通信モジュール(プラガブルモジュール、第1通信装置)
6C 通信モジュール(プラガブルモジュール)
6D 通信モジュール(プラガブルモジュール、第1通信装置
7 通信モジュール
7A 通信モジュール(プラガブルモジュール、第2通信装置)
7B 通信モジュール(プラガブルモジュール、第2通信装置)
8 管理装置(第2通信装置)
9 監視カメラ
10 筐体
11 FPGA
12A フレーム処理部(アクセラレータ)
12B フレーム処理部(アクセラレータ)
21 下位側送受信部
22 フレーム処理部
23 上位側送受信部
24 上り受信処理部
25 上り送信処理部
26 下り受信処理部
27 下り送信処理部
29 上りバッファ
30 下りバッファ
31 設定処理部(VOLTHA処理部)
32 ID変換テーブル
40 筐体
41 制御部
42 記憶部
43 通信部
44 操作部
45 表示部
46 コンピュータプログラム(ソフトウェア)
47 OS
48 ミドルウェア部
48A DBA共通機能部
48B 省電力共通機能部
49 アプリケーション部品(アプリ部品)
49A DBAアプリ
49B 省電力アプリ
49C OAMアプリ
49D 防犯アプリ
50 内部API
50A~50C 内部API
51 外部API
51A~51C 外部API
52 OLT設定部
53 スイッチ制御部
54 外部API
55 外部API
60 筐体
61A DBAアクセラレータ
61B 省電力アクセラレータ
61C フレーム振り分け部
61D 画像処理アクセラレータ
63 DBA制御部
64 ゲート処理部
65 レポート処理部
66 送信処理部
67 受信処理部
68 送受信部
70 筐体
71 制御部
72 記憶部
73 通信部
76 コンピュータプログラム(ソフトウェア)
83 省電力制御部
84 PS処理部
85 帯域通知処理部
86 送信処理部
87 受信処理部
88 送受信部
1 station side terminating equipment (OLT or small OLT)
1X Small OLT
1Y Small OLT
2 subscriber-side terminal unit (ONU)
3 Concentrator (L2SW)
4 general-purpose server (communication device)
5 Host device (communication device)
6
6B communication module (pluggable module, first communication device)
6C communication module (pluggable module)
6D communication module (pluggable module, first communication device) 7
7B communication module (pluggable module, second communication device)
8 Management device (second communication device)
9
12A Frame processing unit (accelerator)
12B frame processor (accelerator)
21 lower-side transmitting/receiving
32 ID conversion table 40
47OS
48
50A-50C Internal API
51 external APIs
51A-51C External API
52
55 external APIs
60
83 power saving
Claims (10)
前記集線装置に直接的又は間接的に接続される対象装置に、下記の第1及び第2通信装置が含まれるPONシステム。
第1通信装置:PON機能の一部の機能を実現するソフトウェアの実行に必要な情報を含む通信フレームにより、第2通信装置と通信するハードウェア構成のアクセラレータを有する通信装置
第2通信装置:前記ソフトウェアを実行する通信装置 A PON system comprising one or more station-side terminating devices that terminate corresponding PON lines, and a concentrator to which the station-side terminating devices are directly or indirectly connected,
A PON system in which target devices directly or indirectly connected to the concentrator include the following first and second communication devices.
First communication device: A communication device having a hardware-configured accelerator that communicates with a second communication device by a communication frame containing information necessary for executing software that implements a part of the PON function Second communication device: A communication device that executes the software
前記集線装置にそれぞれ直接的に接続されるプラガブルモジュールよりなる請求項1に記載のPONシステム。 The station-side terminating device and the first communication device,
The PON system according to claim 1, comprising pluggable modules each directly connected to said concentrator.
前記集線装置にそれぞれ直接的に接続されるプラガブルモジュールよりなる請求項1又は請求項2に記載のPONシステム。 The first communication device and the second communication device are
3. The PON system according to claim 1 or 2, comprising pluggable modules directly connected to said concentrator respectively.
前記一部の機能を実現するためのアプリケーション部品と、前記アプリケーション部品と内部APIを介して接続された共通機能部と、が含まれ、
前記アクセラレータは、
前記一部の機能に必要な機能情報を伝送するための機能フレームにより、前記共通機能部と通信するFPGAにより構成される請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のPONシステム。 Said software includes:
an application component for realizing the partial function, and a common function unit connected to the application component via an internal API,
The accelerator is
4. The PON system according to any one of claims 1 to 3, wherein the PON system comprises an FPGA that communicates with the common function unit using a function frame for transmitting function information required for the part of the functions.
前記PON回線に収容された1又は複数の加入者側終端装置についてのDBA機能を実現するためのDBAアプリケーションが含まれる請求項4に記載のPONシステム。 The application parts include:
5. The PON system according to claim 4, comprising a DBA application for realizing a DBA function for one or more subscriber-side terminal devices accommodated in said PON line.
前記PON回線に収容された1又は複数の加入者側終端装置についての省電力機能を実現するための省電力アプリケーションが含まれる請求項4又は請求項5に記載のPONシステム。 The application parts include:
6. The PON system according to claim 4 or 5, comprising a power saving application for implementing power saving functions for one or more subscriber-side terminal devices accommodated in said PON line.
前記PON回線に収容された加入者側終端装置が送信するユーザデータに基づいて、所定のサービスを実現するためのアプリケーション部品が含まれ、
前記アクセラレータは、
前記ユーザデータを用いて前記サービスに必要な判定処理を実行し、判定結果を前記第2通信装置に通知するFPGAにより構成される請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のPONシステム。 Said software includes:
an application component for realizing a predetermined service based on user data transmitted by a subscriber-side terminal device accommodated in the PON line;
The accelerator is
4. The PON system according to any one of claims 1 to 3, comprising an FPGA that executes determination processing required for said service using said user data and notifies said second communication device of a determination result.
前記加入者側終端装置に接続された監視カメラが出力する画像データであり、
前記アプリケーション部品には、
監視結果をユーザに通知するための防犯アプリケーションが含まれ、
前記判定処理は、
前記画像データに含まれる所定の物体の状態を判定する処理である請求項7に記載のPONシステム。 The user data is
image data output by a monitoring camera connected to the subscriber-side terminal device;
The application parts include:
Includes a security application to notify users of monitoring results,
The determination process is
8. The PON system according to claim 7, wherein the processing is to determine the state of a predetermined object included in said image data.
筐体と、前記筐体内に収容されたハードウェア構成のアクセラレータと、を備え、
前記アクセラレータは、
下記に定義するレポートを前記局側終端装置から受信し、下記に定義する一括レポートを他の通信装置に送信し、下記に定義する一括ゲートを前記他の通信装置から受信し、下記に定義するグラント制御フレームを前記局側終端装置に送信する送受信部と、
受信した前記レポートを前記一括レポートに変換して前記送受信部に入力するレポート処理部と、
受信した前記一括ゲートを前記グラント制御フレームに変換して前記送受信部に入力するゲート処理部と、を有する通信装置。
レポート:加入者側終端装置の送信要求量が1つだけ格納される制御フレーム
一括レポート:加入者側終端装置の送信要求量が纏めて格納される制御フレーム
一括ゲート:加入者側終端装置のグラント情報が纏めて格納される制御フレーム
グラント制御フレーム:加入者側終端装置のグラント情報が1つだけ格納される制御フレーム A communication device directly or indirectly connected to a concentrator to which one or more station-side terminal devices that terminate corresponding PON lines are directly or indirectly connected,
A housing and a hardware-configured accelerator housed in the housing,
The accelerator is
a transmission/reception unit that receives a report defined below from the station-side terminating device, transmits a batch report defined below to another communication device, receives a batch gate defined below from the other communication device, and transmits a grant control frame defined below to the station-side terminating device;
a report processing unit that converts the received report into the batch report and inputs it to the transmission/reception unit;
and a gate processing unit that converts the received batch gate into the grant control frame and inputs the frame to the transmission/reception unit.
Report: Control frame in which only one requested transmission amount of the subscriber-side terminating device is stored Batch report: Control frame in which the requested transmission amount of the subscriber-side terminating device is stored collectively Batch gate: Control frame in which grant information of the subscriber-side terminating device is collectively stored Grant control frame: Control frame in which only one grant information of the subscriber-side terminating device is stored
筐体と、前記筐体内に収容されたハードウェア構成のアクセラレータと、を備え、
前記アクセラレータは、
下記に定義する帯域通知を前記局側終端装置から受信し、下記に定義する一括帯域通知を他の通信装置に送信し、下記に定義する一括PS通知を前記他の通信装置から受信し、下記に定義するスリープ制御フレームを前記局側終端装置に送信する送受信部と、
受信した前記帯域通知を前記一括帯域通知に変換して前記送受信部に入力する帯域通知処理部と、
受信した前記一括PS通知を前記スリープ制御フレームに変換して前記送受信部に入力するPS処理部と、を有する通信装置。
帯域通知:加入者側終端装置の帯域情報が1つだけ格納される制御フレーム
一括帯域通知:加入者側終端装置の帯域情報が纏めて格納される制御フレーム
一括PS通知:加入者側終端装置のスリープ情報が纏めて格納される制御フレーム
スリープ制御フレーム:加入者側終端装置のスリープ情報が1つだけ格納される制御フレーム A communication device directly or indirectly connected to a concentrator to which one or more station-side terminal devices that terminate corresponding PON lines are directly or indirectly connected,
A housing and a hardware-configured accelerator housed in the housing,
The accelerator is
a transmission/reception unit that receives a bandwidth notification defined below from the station-side terminating device, transmits a collective bandwidth notification defined below to another communication device, receives a batch PS notification defined below from the other communication device, and transmits a sleep control frame defined below to the station-side terminating device;
a bandwidth notification processing unit that converts the received bandwidth notification into the batch bandwidth notification and inputs it to the transmission/reception unit;
a PS processing unit that converts the received collective PS notification into the sleep control frame and inputs the same to the transmission/reception unit.
Bandwidth notification: A control frame that stores only one piece of bandwidth information for a subscriber-side terminating device Batch bandwidth notification: A control frame that collectively stores bandwidth information for a subscriber-side terminating device Batch PS notification: A control frame that collectively stores sleep information for a subscriber-side terminating device Sleep control frame: A control frame that stores only one piece of sleep information for a subscriber-side terminating device
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