JP7738535B2 - Optical wireless communication system, communication device, and communication method - Google Patents
Optical wireless communication system, communication device, and communication methodInfo
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Description
本開示は、電気信号を光信号に変換して伝送する光無線通信システム、通信装置、および通信方法に関する。 This disclosure relates to an optical wireless communication system, communication device, and communication method that converts electrical signals into optical signals and transmits them.
LTE(Long Term Evolution)、5G(5th Generation)などの無線通信システムにおいて、無線端末は基地局と無線通信を行う。通常、1つの基地局は複数の無線端末と無線通信しているので、無線端末間で信号が衝突しないように、基地局は、有限のリソースを各無線端末に動的に割り当てるスケジューリングを行っている。例えば、LTEの上り通信では、無線端末は、上りデータを基地局に送信する場合、まず、基地局に対して帯域要求を行う。基地局は、帯域要求を受けると、バッファ量およびチャネル状態などの、上りデータのスケジューリングに必要な情報を得るために、無線端末にこれらの情報を送信するためのリソースを割り当て、無線端末に対して当該リソースをレスポンスとして通知する。無線端末は、割り当てられたリソースを用いて、上りデータのスケジューリングに必要な情報を基地局に送信する。基地局は、受信した情報を用いてスケジューリングを行い、上りデータを送信するためのリソースをスケジューリンググラントにより無線端末に割り当てる。上記のようなやりとりを経て初めて、無線端末は、上りデータを基地局に送信することができる。 In wireless communication systems such as LTE (Long Term Evolution) and 5G (5th Generation), wireless terminals communicate wirelessly with base stations. Typically, one base station communicates wirelessly with multiple wireless terminals. To prevent signal collisions between the wireless terminals, the base station dynamically allocates finite resources to each wireless terminal through scheduling. For example, in LTE uplink communications, when a wireless terminal transmits uplink data to a base station, it first requests bandwidth from the base station. Upon receiving the bandwidth request, the base station allocates resources to the wireless terminal for transmitting information necessary for scheduling the uplink data, such as buffer capacity and channel conditions, and notifies the wireless terminal of the resources in a response. The wireless terminal then uses the allocated resources to transmit the information necessary for scheduling the uplink data to the base station. The base station then performs scheduling using the received information and allocates resources for transmitting the uplink data to the wireless terminal using a scheduling grant. Only after the above exchange is completed can the wireless terminal transmit uplink data to the base station.
また、無線基地局とPON(Passive Optical Network)とを組み合わせた光無線通信システムが提案されている。この場合、親局装置に接続された局側光終端装置であるOLT(Optical Line Terminal)と子局装置に接続された加入者側光終端装置であるONU(Optical Network Unit)との間を光ファイバおよび光スプリッタを用いた接続する。このような構成をとることにより、複数の子局装置の数に対する親局装置の数と、光ファイバの本数とを減らすことができるため、コストを低減することが可能になる。 An optical wireless communication system has also been proposed that combines a wireless base station with a PON (Passive Optical Network). In this case, the OLT (Optical Line Terminal), which is an optical terminal on the central station side connected to the central station, and the ONU (Optical Network Unit), which is an optical terminal on the subscriber side connected to the local station, are connected using optical fiber and an optical splitter. This configuration reduces the number of central station devices and the number of optical fibers relative to the number of local station devices, thereby reducing costs.
PONシステムにおいても、1つのOLTは、複数のONUと通信を行う。このため、OLTは、リソースを各ONUに動的に割り当てるスケジューリングを行っている。スケジューリングを行う際には、ONUは、最初に、自身の送信バッファに蓄積されているデータ量の情報(以下、REPORT情報と称する)を、OLTから送られている送信許可信号が指定したタイミングで、OLTに送信する。OLTは、REPORT情報を基にスケジューリングを行い、上りデータを送信するためのリソースを各ONUに割り当てて、割り当てたリソースを、各ONUに通知する。上記のようなやりとりを経て初めて、各ONUは、上りデータをOLTに送信することができる。しかしながら、親局装置と子局装置との間の接続形態としてPONシステムを用いた場合、子局装置から親局装置への上り通信では、各ONUに蓄積されているREPORT情報を各ONUがOLTに通知して、リソースが割り当てられ、上りデータが送信されるまでの遅延が発生する。 In a PON system, one OLT also communicates with multiple ONUs. For this reason, the OLT performs scheduling, dynamically allocating resources to each ONU. When scheduling, an ONU first transmits information about the amount of data stored in its transmission buffer (hereinafter referred to as REPORT information) to the OLT at the timing specified by the transmission permission signal sent from the OLT. The OLT then performs scheduling based on the REPORT information, allocates resources to each ONU for transmitting upstream data, and notifies each ONU of the allocated resources. Only after going through the above exchange can each ONU transmit upstream data to the OLT. However, when a PON system is used as the connection topology between a master station device and a slave station device, upstream communication from the slave station device to the master station device incurs a delay between each ONU notifying the OLT of the REPORT information stored in each ONU, the allocation of resources, and the transmission of the upstream data.
特許文献1には、無線通信の管理制御、信号処理などを行うBBU(Base Band Unit)と、ユーザ端末に無線信号を送信するRRH(Remote Radio Head)との間のネットワークとして、PONシステムを利用するモバイルネットワークに関する技術が開示されている。特許文献1に開示された技術では、上りデータの待ち時間が許容遅延時間内に収まるように、動的帯域割当周期全体の時間帯に渡って、リソースを割り当てている。 Patent Document 1 discloses technology related to a mobile network that uses a PON system as the network between a BBU (Base Band Unit), which manages and controls wireless communications and performs signal processing, and an RRH (Remote Radio Head), which transmits wireless signals to user terminals. The technology disclosed in Patent Document 1 allocates resources over the entire time period of the dynamic bandwidth allocation cycle so that the waiting time for upstream data falls within the allowable delay time.
しかしながら、無線通信では、複数の無線端末から送信された複数のトラフィックフローが含まれており、ネットワーク輻輳、伝送線路の信頼性低下に起因したフレーム消失による再送、キューイングなどによって、信号間隔が一定でなくジッタと呼ばれる揺らぎが発生している場合がある。無線信号にジッタが発生した場合、音声やリアルタイム動画通信において、音質の乱れ、画質の乱れなど、通信サービス品質が低下してしまう可能性がある。このため、ジッタの発生を抑制するために、帯域を付与する付与期間と帯域を付与しない非付与期間とを交互に繰り返すシェーピングと呼ばれる帯域制御技術を適用することが考えられる。付与期間に付与される帯域は、送信側から通知される要求帯域、バッファ量などに基づいて、決定される。PONシステムにおいて、シェーピング時の帯域付与量を決定する際には、通常、送信側から送信されるデータ量の合計を把握することはできても、送信される各フレームのフレーム長までは把握することができない。このため、フレーム長によっては、シェーピング時の通信レートの制限値であるシェーピングレートよりも、実際の通信レートが低くなってしまうという問題があった。例えば、2000byteの帯域付与を行った際に、伝送するフレームのフレーム長が1300byte、800byteと続く場合、1つ目の1300byteのフレームしか送信することができない。 However, wireless communications involve multiple traffic flows transmitted from multiple wireless terminals. Due to factors such as network congestion, retransmissions due to frame loss caused by unreliable transmission lines, and queuing, signal intervals can be irregular, resulting in jitter. Jitter in wireless signals can degrade the quality of communication services, such as audio and video quality, in voice and real-time video communications. To mitigate jitter, a bandwidth control technique called shaping can be applied, which alternates between periods of bandwidth allocation and periods of no bandwidth allocation. The bandwidth allocated during a bandwidth allocation period is determined based on the requested bandwidth and buffer size reported by the sender. In PON systems, determining the amount of bandwidth allocation during shaping typically involves determining the total amount of data transmitted from the sender, but not the frame length of each transmitted frame. This can lead to a problem where, depending on the frame length, the actual communication rate can be lower than the shaping rate, which is the limiting value for the communication rate during shaping. For example, if a 2000-byte bandwidth is allocated and the frames to be transmitted are 1300 bytes, 800 bytes, and so on, only the first 1300-byte frame can be sent.
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、通信レートをシェーピングレートに維持しつつ、ジッタ抑制を可能にすることが可能な光無線通信システムを得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in light of the above, and aims to provide an optical wireless communication system that can suppress jitter while maintaining the communication rate at the shaping rate.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、無線端末と無線通信する無線子局装置に接続された複数の加入者側光終端装置と、複数の加入者側光終端装置のそれぞれと光伝送路を介して接続されると共に無線親局装置に接続された局側光終端装置とを備え、複数の加入者側光終端装置のそれぞれから局側光終端装置への上り通信において、複数の加入者側光終端装置のそれぞれに対して、帯域を付与する付与期間と帯域を付与しない非付与期間とを交互に繰り返すことで、上り通信の通信レートを制限する光無線通信システムにおいて、局側光終端装置は、無線親局装置が無線端末に割り当てたリソースを示す割当リソース情報に基づいて、複数の加入者側光終端装置のそれぞれに対して、上り通信の通信レートの制限値であるシェーピングレートを算出するレート計算部と、割当リソース情報に基づいて、上り通信の帯域付与量およびデータ送信開始時刻を決定する帯域割当計算部と、を有し、複数の加入者側光終端装置のそれぞれは、上り通信のフレームを出力する出力制御部と、局側光終端装置から通知されるシェーピングレート、帯域付与量およびデータ送信開始時刻と、上り通信において伝送したフレームのフレーム長とに基づいて、加入者側光終端装置に送信許可を与える時間間隔を決定し、時間間隔が決定された値となるように、上り通信のデータ送信開始時刻を制御するレート制御部と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present disclosure provides an optical wireless communication system including a plurality of subscriber-side optical terminals connected to a wireless slave station device that wirelessly communicates with a wireless terminal, and a central office optical terminal that is connected to each of the plurality of subscriber-side optical terminals via an optical transmission path and is also connected to a wireless master station device, and in upstream communication from each of the plurality of subscriber-side optical terminals to the central office optical terminal, the system limits the communication rate of the upstream communication by alternately repeating a grant period in which a bandwidth is granted and a non-grant period in which a bandwidth is not granted to each of the plurality of subscriber-side optical terminals , based on allocation resource information indicating resources allocated to the wireless terminal by the wireless master station device. Each of the optical terminal devices has a rate calculation unit that calculates a shaping rate, which is a limiting value for the communication rate of upstream communication , and a bandwidth allocation calculation unit that determines the bandwidth allocation amount and data transmission start time for the upstream communication based on the allocated resource information, and each of the multiple optical terminal devices on the subscriber side has an output control unit that outputs frames for the upstream communication, and a rate control unit that determines the time interval for giving transmission permission to the optical terminal device on the subscriber side based on the shaping rate, bandwidth allocation amount and data transmission start time notified from the optical terminal device on the central office side and the frame length of the frame transmitted in the upstream communication, and controls the data transmission start time for the upstream communication so that the time interval becomes the determined value .
本開示によれば、通信レートをシェーピングレートに維持しつつ、ジッタ抑制を可能にすることが可能な光無線通信システムを得ることができるという効果を奏する。 This disclosure has the advantage of providing an optical wireless communication system that can suppress jitter while maintaining the communication rate at the shaping rate.
以下に、本開示の実施の形態にかかる光無線通信システム、通信装置、および通信方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 The following describes in detail an optical wireless communication system, communication device, and communication method according to embodiments of the present disclosure, with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる光無線通信システム100Aの構成を示す図である。光無線通信システム100Aは、無線親局装置3に接続されたOLT1と、複数の無線子局装置4-1~4-nのそれぞれに接続されたONU2-1~2-nとを有する。OLT1は、複数のONU2-1~2-nのそれぞれと、光ファイバOFおよびスターカプラSを介して接続されている。無線親局装置3は、上位ネットワークに接続されており、無線子局装置4-1~4-nのそれぞれは、無線端末と無線接続することができ、無線端末からの上りデータを無線親局装置3に向けて送信し、無線親局装置3から無線端末への下りデータを無線端末へ向けて送信することができる。OLT1と、ONU2-1~2-nとは、1対多で接続されたPONシステムを構成しており、光信号を用いてデータを送受信する。
Embodiment 1.
FIG. 1 illustrates a configuration of an optical wireless communication system 100A according to a first embodiment. The optical wireless communication system 100A includes an optical line terminal (OLT) 1 connected to a wireless base station device 3 and ONUs 2-1 to 2-n connected to multiple wireless slave stations 4-1 to 4-n, respectively. The OLT 1 is connected to each of the multiple ONUs 2-1 to 2-n via an optical fiber OF and a star coupler S. The wireless base station device 3 is connected to a higher-level network, and each of the wireless slave stations 4-1 to 4-n can wirelessly connect to a wireless terminal. The wireless base station device 3 transmits upstream data from the wireless terminal to the wireless base station device 3, and downstream data from the wireless base station device 3 to the wireless terminal. The OLT 1 and the ONUs 2-1 to 2-n form a point-to-multipoint PON system, transmitting and receiving data using optical signals.
ここで、ONU2-1~2-nを総称してONU2-iと表現する場合がある。また、無線子局装置4-1~4-nを総称して無線子局装置4-iと表現する場合がある。なお、iは正の整数である。 Here, ONUs 2-1 to 2-n may be collectively referred to as ONU 2-i. Wireless slave station devices 4-1 to 4-n may be collectively referred to as wireless slave station device 4-i. Note that i is a positive integer.
光無線通信システム100Aは、無線親局装置3と無線子局装置4-iに接続された無線端末との間で送受信されるデータを伝送することができる。以下では、光無線通信システム100Aの機能のうち、無線子局装置4-iに接続された無線端末から無線親局装置3への上り通信の遅延時間の低減を図るためのスケジューリングである上りスケジューリングに関連する部分について、主に説明する。上り通信では、無線端末が送信したデータは、無線子局装置4-i、ONU2-i、OLT1を介して無線親局装置3に伝送されることになる。このとき、無線親局装置3は、無線子局装置4-iに接続された各無線端末に対してリソースを割り当てる上りスケジューリングを行う。この無線親局装置3が行う上りスケジューリングを「無線上りスケジューリング」と称する。また、OLT1とONU2-iとの間の上り通信では、ジッタの発生を抑制するために、PONシステム内で帯域を付与する付与期間と帯域を付与しない非付与期間とを交互に繰り返すシェーピングを行う。シェーピングを行うためにOLT1が各ONU2-iにリソースを割り当てる上りスケジューリングを「光上りスケジューリング」と称する。 The optical wireless communication system 100A can transmit data between the wireless master station 3 and the wireless terminals connected to the wireless slave station 4-i. The following describes the functions of the optical wireless communication system 100A, focusing mainly on upstream scheduling, which is a scheduling method for reducing the latency of upstream communications from the wireless terminals connected to the wireless slave station 4-i to the wireless master station 3. In upstream communications, data transmitted by the wireless terminals is transmitted to the wireless master station 3 via the wireless slave station 4-i, ONU 2-i, and OLT 1. At this time, the wireless master station 3 performs upstream scheduling, allocating resources to each wireless terminal connected to the wireless slave station 4-i. This upstream scheduling performed by the wireless master station 3 is referred to as "wireless upstream scheduling." Furthermore, in upstream communications between the OLT 1 and ONU 2-i, shaping is performed within the PON system, alternating between periods of bandwidth allocation and periods of bandwidth non-allocation to suppress jitter. The upstream scheduling in which OLT1 allocates resources to each ONU2-i to perform shaping is called "optical upstream scheduling."
無線親局装置3は、無線上りスケジューリング情報を含む下りデータをOLT1に対して出力する。無線上りスケジューリング情報には、無線子局装置4-iに接続された各無線端末に対して無線親局装置3が割り当てたリソースを各無線端末に対して指示する割当リソース情報が含まれる。割当リソース情報は、各無線端末に対してどの時間帯にどの程度の量のデータを送信するかを指示する情報である。各無線端末は、無線親局装置3に対して上りデータを送信する際には、割当リソース情報で指示されたリソースで上りデータを送信する。 The wireless base station device 3 outputs downlink data including wireless uplink scheduling information to the OLT 1. The wireless uplink scheduling information includes allocation resource information that instructs each wireless terminal connected to the wireless slave station device 4-i about the resources allocated by the wireless base station device 3 to each wireless terminal. The allocation resource information instructs each wireless terminal about the amount of data to transmit and during what time period. When transmitting uplink data to the wireless base station device 3, each wireless terminal transmits the uplink data using the resources instructed by the allocation resource information.
図2は、実施の形態1にかかるOLT1の機能構成を示す図である。OLT1は、連携情報受信部11と、情報分析部12と、レート計算部13と、帯域割当計算部14と、帯域補正部15と、GATE生成部16と、データ多重部17と、光送受信部18と、トラフィック監視部19とを有する。また、帯域割当計算部14、帯域補正部15、およびトラフィック監視部19を合わせて、上り通信制御部10Aと称する。なお、図2では、実施の形態1の特徴を説明するために必要な部分を示しており、OLT1は、図2に示す以外の構成を有していてもよい。 Figure 2 shows the functional configuration of the OLT 1 according to the first embodiment. The OLT 1 includes a cooperation information receiver 11, an information analyzer 12, a rate calculator 13, a bandwidth allocation calculator 14, a bandwidth corrector 15, a GATE generator 16, a data multiplexer 17, an optical transmitter/receiver 18, and a traffic monitor 19. The bandwidth allocation calculator 14, the bandwidth corrector 15, and the traffic monitor 19 are collectively referred to as the upstream communication controller 10A. Note that Figure 2 shows only the parts necessary to explain the features of the first embodiment, and the OLT 1 may have a configuration other than that shown in Figure 2.
連携情報受信部11は、無線親局装置3から送信される連携情報を受信し、受信した連携情報を情報分析部12に転送する。連携情報には、無線上りスケジューリング情報などが含まれる。 The cooperation information receiver 11 receives cooperation information transmitted from the wireless base station device 3 and transfers the received cooperation information to the information analyzer 12. The cooperation information includes wireless uplink scheduling information, etc.
情報分析部12は、連携情報受信部11から転送された連携情報を分析し、連携情報から無線上りスケジューリング情報を抽出する。情報分析部12は、抽出した無線上りスケジューリング情報を、レート計算部13へ送信する。無線上りスケジューリング情報には、割当リソース量、データ到着時刻、無線端末バッファ量が含まれる。 The information analysis unit 12 analyzes the coordination information transferred from the coordination information reception unit 11 and extracts wireless uplink scheduling information from the coordination information. The information analysis unit 12 transmits the extracted wireless uplink scheduling information to the rate calculation unit 13. The wireless uplink scheduling information includes the amount of allocated resources, the data arrival time, and the wireless terminal buffer capacity.
レート計算部13は、情報分析部12から受信した無線上りスケジューリング情報に基づいて、OLT1とONU2-iとの間の上り通信の通信レートの制限値であるシェーピングレートを決定する。また、レート計算部13は、決定したシェーピングレートに基づいて、シェーピング帯域付与量とIDLE長とを決定する。シェーピング帯域付与量とは、シェーピングを行う際に、OLT1がONU2-iに対して送信許可を与えるデータ量である。IDLE長とは、OLT1がONU2-iに送信許可を与えたタイミングから、次回送信許可を与えるまでの期間の長さであり、ONU2-iに送信許可を与える時間間隔である。したがって、レート計算部13は、シェーピング帯域付与量のIDLE長に対する比率がシェーピングレートとなるように、シェーピング帯域付与量およびIDLE長を決定する。レート計算部13は、シェーピングレートを帯域補正部15へ送信し、シェーピングレートと、シェーピング帯域付与量と、IDLE長とを含むレート情報を、帯域割当計算部14へ送信する。 The rate calculation unit 13 determines the shaping rate, which is the limit value for the communication rate of upstream communication between OLT1 and ONU2-i, based on the wireless upstream scheduling information received from the information analysis unit 12. The rate calculation unit 13 also determines the shaping bandwidth allocation and IDLE length based on the determined shaping rate. The shaping bandwidth allocation is the amount of data that OLT1 grants transmission permission to ONU2-i when shaping. The IDLE length is the length of the period from when OLT1 grants transmission permission to ONU2-i until the next transmission permission is granted, and is the time interval between granting transmission permission to ONU2-i. Therefore, the rate calculation unit 13 determines the shaping bandwidth allocation and IDLE length so that the ratio of the shaping bandwidth allocation to the IDLE length is the shaping rate. The rate calculation unit 13 sends the shaping rate to the bandwidth correction unit 15, and sends rate information including the shaping rate, shaping bandwidth allocation amount, and IDLE length to the bandwidth allocation calculation unit 14.
帯域割当計算部14は、レート計算部13から受信したレート情報に基づいて、ONU2-i毎に、上り通信のデータ送信開始時刻を示すGST(Grant Start Time)と、帯域付与量とを算出し、算出したGSTおよび帯域付与量を帯域補正部15へ送信する。具体的には、帯域割当計算部14は、レート情報に含まれるシェーピング帯域付与量に対して、PONシステムにおいて必要となるオーバーヘッド分を加えることによって、帯域付与量を求める。ここで、オーバーヘッド分とは、例えば、発光開始期間Ton、発光終了期間Toff、同期期間Synctimeなどの期間と、64B/66B符号化、FEC(Forward Error Correction)の分などとを考慮した、純粋なデータ量以外に必要となるデータ量を指す。また、帯域割当計算部14は、複数のONU2-iのそれぞれのGSTが重ならないように、且つ、前回の送信許可を与えたタイミングとの間隔がIDLE長となるように、各ONU2-iに送信許可を与えるタイミングを決定する。具体的には、帯域割当計算部14は、対象のONU2-iについての直近のGSTに、IDLE長を加えることによって、GSTを算出する。 Based on the rate information received from the rate calculation unit 13, the bandwidth allocation calculation unit 14 calculates the grant start time (GST), indicating the start time of upstream data transmission, and the bandwidth allocation amount for each ONU 2-i, and transmits the calculated GST and bandwidth allocation amount to the bandwidth correction unit 15. Specifically, the bandwidth allocation calculation unit 14 calculates the bandwidth allocation amount by adding the overhead required in the PON system to the shaping bandwidth allocation amount included in the rate information. Here, the overhead amount refers to the amount of data required in addition to the pure data amount, taking into account, for example, periods such as the light emission start period Ton, light emission end period Toff, and synchronization period Synctime, as well as 64B/66B encoding and FEC (Forward Error Correction). The bandwidth allocation calculation unit 14 also determines the timing of granting transmission permission to each ONU 2-i so that the GSTs of multiple ONUs 2-i do not overlap and so that the interval from the timing of the previous transmission permission is the IDLE length. Specifically, the bandwidth allocation calculation unit 14 calculates the GST by adding the IDLE length to the most recent GST for the target ONU 2-i.
帯域補正部15は、トラフィック監視部19からの通知に基づいて、帯域割当計算部14から受信するGSTおよび帯域付与量の少なくとも一方の補正を行う。トラフィック監視部19から通知がない場合、帯域補正部15は、補正を行わずに、受信したGSTおよび帯域付与量をそのままGATE生成部16へ送信する。トラフィック監視部19から通知がある場合、帯域補正部15は、トラフィック監視部19から通知される送信元ONU情報と、受信時刻と、受信データ量とを受信し、ONU2-iに対して付与した帯域と、実際にONU2-iから送信されてきたデータ量とを比較し、GSTおよび帯域付与量の少なくとも一方を補正する。帯域補正部15は、補正後のGSTおよび帯域付与量をGATE生成部16へ送信する。 Based on notification from the traffic monitoring unit 19, the bandwidth correction unit 15 corrects at least one of the GST and bandwidth allocation amount received from the bandwidth allocation calculation unit 14. If there is no notification from the traffic monitoring unit 19, the bandwidth correction unit 15 transmits the received GST and bandwidth allocation amount to the GATE generation unit 16 without making any corrections. If there is a notification from the traffic monitoring unit 19, the bandwidth correction unit 15 receives the source ONU information, reception time, and received data amount notified by the traffic monitoring unit 19, compares the bandwidth allocated to ONU 2-i with the amount of data actually transmitted from ONU 2-i, and corrects at least one of the GST and bandwidth allocation amount. The bandwidth correction unit 15 transmits the corrected GST and bandwidth allocation amount to the GATE generation unit 16.
GATE生成部16は、帯域補正部15から受信したGSTおよび帯域付与量を、GATEフレームに格納し、GATEフレームをデータ多重部17に送信する。 The GATE generation unit 16 stores the GST and bandwidth allocation amount received from the bandwidth correction unit 15 in a GATE frame and transmits the GATE frame to the data multiplexing unit 17.
データ多重部17は、無線親局装置3から送信される下りデータと、GATE生成部16から受信するGATEフレームとを多重して、光送受信部18に送信する。 The data multiplexing unit 17 multiplexes the downstream data transmitted from the wireless base station device 3 with the GATE frame received from the GATE generation unit 16 and transmits the multiplexed data to the optical transceiver unit 18.
光送受信部18は、ONU2-iと接続されており、ONU2-iからの上りデータを受信して、トラフィック監視部19に対して送信する。また、光送受信部18は、データ多重部17で多重された下りデータおよびGATEフレームを、ONU2-iに対して送信する。 The optical transceiver 18 is connected to ONU 2-i, receives upstream data from ONU 2-i, and transmits it to the traffic monitor 19. The optical transceiver 18 also transmits downstream data and GATE frames multiplexed by the data multiplexer 17 to ONU 2-i.
トラフィック監視部19は、光送受信部18より受信した上りデータを監視し、送信元ONU情報と、受信時刻と、受信データ量とを帯域補正部15に通知する。また、トラフィック監視部19は、上りデータを無線親局装置3へ転送する。 The traffic monitoring unit 19 monitors the upstream data received from the optical transceiver 18 and notifies the bandwidth correction unit 15 of the source ONU information, the reception time, and the amount of received data. The traffic monitoring unit 19 also transfers the upstream data to the wireless base station device 3.
ONU2-iは、OLT1から送信されたGATEフレームに格納されているGSTおよび帯域付与量に基づいて、OLT1に対して上りデータを送信する。PON区間での上りデータ衝突を防止するために、ONU2-iが送信する上りデータ送信量は、OLT1から付与された待機を超過しない範囲となる。 ONU2-i transmits upstream data to OLT1 based on the GST and bandwidth allocation stored in the GATE frame sent from OLT1. To prevent upstream data collisions in the PON section, the amount of upstream data sent by ONU2-i is limited to a range that does not exceed the waiting time allocated by OLT1.
続いて、OLT1の動作について説明する。 Next, we will explain the operation of OLT1.
図3は、実施の形態1にかかるOLT1の動作を説明するためのフローチャートである。OLT1の連携情報受信部11は、無線親局装置3から送信される連携情報を受信し、受信した連携情報を情報分析部12に転送する(ステップS101)。 Figure 3 is a flowchart illustrating the operation of the OLT 1 according to the first embodiment. The cooperation information receiving unit 11 of the OLT 1 receives cooperation information transmitted from the wireless base station device 3 and transfers the received cooperation information to the information analyzing unit 12 (step S101).
情報分析部12は、連携情報受信部11から転送された連携情報を分析し、連携情報から無線上りスケジューリング情報を抽出し、抽出した無線上りスケジューリング情報をレート計算部13に送信する(ステップS102)。無線上りスケジューリング情報には、割当リソース量、データ到着時刻、および無線端末バッファ量が含まれる。 The information analysis unit 12 analyzes the cooperation information transferred from the cooperation information reception unit 11, extracts wireless uplink scheduling information from the cooperation information, and transmits the extracted wireless uplink scheduling information to the rate calculation unit 13 (step S102). The wireless uplink scheduling information includes the amount of allocated resources, the data arrival time, and the wireless terminal buffer capacity.
レート計算部13は、情報分析部12から受信した無線上りスケジューリング情報に基づいて、OLT1とONU2-iとの間で行うシェーピングのシェーピングレート、シェーピング帯域付与量、およびIDLE長を決定し、シェーピングレート、シェーピング帯域付与量、およびIDLE長を含むレート情報を帯域割当計算部14へ送信し、シェーピングレートを帯域補正部15へ送信する(ステップS103)。 Based on the wireless uplink scheduling information received from the information analysis unit 12, the rate calculation unit 13 determines the shaping rate, shaping bandwidth allocation amount, and IDLE length for shaping between OLT1 and ONU2-i, and transmits rate information including the shaping rate, shaping bandwidth allocation amount, and IDLE length to the bandwidth allocation calculation unit 14 and transmits the shaping rate to the bandwidth correction unit 15 (step S103).
帯域割当計算部14は、レート計算部13から受信したレート情報に基づいて、ONU2-i毎に、データ送信開始時刻を示すGSTと、帯域付与量とを算出し、算出したGSTおよび帯域付与量を帯域補正部15へ送信する(ステップS104)。 Based on the rate information received from the rate calculation unit 13, the bandwidth allocation calculation unit 14 calculates the GST indicating the data transmission start time and the bandwidth allocation amount for each ONU 2-i, and transmits the calculated GST and bandwidth allocation amount to the bandwidth correction unit 15 (step S104).
帯域補正部15は、トラフィック監視部19から通知があるか否かを判断する(ステップS105)。 The bandwidth correction unit 15 determines whether or not there has been a notification from the traffic monitoring unit 19 (step S105).
トラフィック監視部19から通知がない場合(ステップS105:No)、帯域補正部15は、補正を実施せずに、帯域割当計算部14から受信したGSTおよび帯域付与量をそのままGATE生成部16へ送信する(ステップS106)。 If no notification is received from the traffic monitoring unit 19 (step S105: No), the bandwidth correction unit 15 does not perform any correction and transmits the GST and bandwidth allocation amount received from the bandwidth allocation calculation unit 14 directly to the GATE generation unit 16 (step S106).
トラフィック監視部19から通知がある場合(ステップS105:Yes)、帯域補正部15は、通知された送信元ONU情報と受信時刻と受信データ量とに基づいて、ONU2-i毎に帯域割当された期間内に受信したデータ量を合算して、ONU2-i毎の当該期間における実際に送信されたデータ量を算出する(ステップS107)。 If a notification is received from the traffic monitoring unit 19 (step S105: Yes), the bandwidth correction unit 15 adds up the amount of data received within the period of bandwidth allocation for each ONU 2-i based on the notified source ONU information, reception time, and received data amount, and calculates the amount of data actually transmitted during that period for each ONU 2-i (step S107).
帯域補正部15は、実際に送信されたデータ量に基づいて、帯域割当計算部14から受信したGSTおよび帯域付与量のうち少なくとも一方の補正を行い、補正後のGSTおよび帯域付与量をGATE生成部16へ送信する(ステップS108)。 The bandwidth correction unit 15 corrects at least one of the GST and the bandwidth allocation amount received from the bandwidth allocation calculation unit 14 based on the amount of data actually transmitted, and transmits the corrected GST and bandwidth allocation amount to the GATE generation unit 16 (step S108).
ここで、帯域補正部15の実施する補正方法について、2通りの例を挙げて説明する。ONU2-iは、OLT1から割り当てられたGSTおよび帯域付与量に従って、OLT1にデータを送信する。しかしながら、OLT1は、ONU2-iが送信する予定のデータ量を把握することはできても、各フレームのフレーム長までは把握していないので、シェーピングレートに基づいてGSTおよび帯域付与量を決定しても、実際の通信レートはシェーピングレートを下回ってしまい、シェーピングレートを維持することができない場合がある。例えば、OLT1からONU2-iに対して2000byteの帯域を付与したときに、上りフレームのフレーム長が1300byte、800byteと続く場合、ONU2-iは、付与された帯域以下となるようにデータを送信するため、1300byteの1つ目のフレームしか送信することができない。この場合、OLT1は、2000byteのデータがGSTに送信された場合に、通信レートがシェーピングレートとなるように帯域付与量を決定しているので、実際の通信レートはシェーピングレートを大きく下回ってしまう。このため、帯域補正部15は、ONU2-iがOLT1に向けて実際に送信したデータ量に基づいて、GSTおよび帯域付与量のうち少なくとも一方の補正を行うことで、通信レートがシェーピングレートを維持することができるようにする。 Here, we will explain two examples of the correction method implemented by the bandwidth correction unit 15. ONU2-i transmits data to OLT1 according to the GST and bandwidth allocation allocated by OLT1. However, while OLT1 can determine the amount of data ONU2-i plans to transmit, it does not know the frame length of each frame. Therefore, even if OLT1 determines the GST and bandwidth allocation based on the shaping rate, the actual communication rate may fall below the shaping rate, making it impossible to maintain the shaping rate. For example, if OLT1 allocates a bandwidth of 2000 bytes to ONU2-i and the upstream frame lengths are 1300 bytes, 800 bytes, and so on, ONU2-i will transmit data below the allocated bandwidth, and will only be able to transmit the first 1300-byte frame. In this case, when 2000 bytes of data are sent to the GST, OLT1 determines the bandwidth allocation amount so that the communication rate will be the shaping rate, so the actual communication rate will be significantly lower than the shaping rate. Therefore, the bandwidth correction unit 15 corrects at least one of the GST and the bandwidth allocation amount based on the amount of data actually sent by ONU2-i to OLT1, allowing the communication rate to maintain the shaping rate.
まず、第1の補正方法は、帯域付与量を補正することで、所望のシェーピングレートを維持する方法である。第1の補正方法では、帯域補正部15は、ONU2-i毎の前回の帯域付与量Daと、ステップS107で算出されたONU2-i毎の実際に送信されたデータ量Dbとを比較し、帯域付与量Daから実際のデータ量Dbを減算した差分量Dcを算出する。帯域補正部15は、次回の帯域割当時の帯域付与量に差分量を加算することによって帯域付与量を補正する。 First, the first correction method is a method of maintaining the desired shaping rate by correcting the bandwidth allocation. In the first correction method, the bandwidth correction unit 15 compares the previous bandwidth allocation Da for each ONU 2-i with the amount of data Db actually transmitted for each ONU 2-i calculated in step S107, and calculates a difference Dc by subtracting the actual data amount Db from the bandwidth allocation Da. The bandwidth correction unit 15 corrects the bandwidth allocation by adding the difference to the bandwidth allocation at the time of the next bandwidth allocation.
次に、第2の補正方法は、帯域付与量を一定として、IDLE長およびGSTを補正することで、所望のシェーピングレートを維持する方法である。第2の補正方法では、帯域補正部15は、ステップS107で算出されたONU2-i毎の実際に送信されたデータ量Dbと、ステップS103で決定したシェーピングレートRとに基づいて、IDLE長Taを補正し、補正したIDLE長Taに基づいてGSTを算出する。補正後のIDLE長Taは、以下の数式(1)に示すように、実際に送信されたデータ量DbをシェーピングレートRで除算することで算出することができる。 The second correction method maintains the desired shaping rate by correcting the IDLE length and GST while keeping the bandwidth allocation constant. In the second correction method, the bandwidth correction unit 15 corrects the IDLE length Ta based on the amount of data Db actually transmitted for each ONU 2-i calculated in step S107 and the shaping rate R determined in step S103, and calculates the GST based on the corrected IDLE length Ta. The corrected IDLE length Ta can be calculated by dividing the amount of data actually transmitted Db by the shaping rate R, as shown in the following equation (1):
Ta=Db/R ・・・(1) Ta=Db/R...(1)
なお、第1の補正方法では帯域付与量を補正する方法を示し、第2の補正方法ではGSTを補正する方法を示したが、これらを組み合わせて、帯域付与量およびGSTの両方を補正してもよい。例えば、帯域補正部15は、1回の補正タイミングにおいて、帯域付与量およびGSTの両方を補正してもよいし、補正タイミング毎に、帯域付与量を補正する第1の方法と、GSTを補正する第2の方法とのうち使用する補正方法を選択してもよい。 Note that the first correction method shows a method of correcting the bandwidth allocation amount, and the second correction method shows a method of correcting the GST, but these may be combined to correct both the bandwidth allocation amount and the GST. For example, the bandwidth correction unit 15 may correct both the bandwidth allocation amount and the GST at one correction timing, or may select the correction method to use from the first method of correcting the bandwidth allocation amount and the second method of correcting the GST for each correction timing.
図3の説明に戻る。GATE生成部16は、帯域補正部15から受信したGSTおよび帯域付与量をGATEフレームに格納し、GATEフレームをデータ多重部17に送信する(ステップS109)。 Returning to the explanation of Figure 3, the GATE generation unit 16 stores the GST and bandwidth allocation amount received from the bandwidth correction unit 15 in a GATE frame and transmits the GATE frame to the data multiplexing unit 17 (step S109).
データ多重部17は、無線親局装置3から送信される下りデータと、GATE生成部16から受信したGATEフレームとを多重して、光送受信部18に送信する(ステップS110)。 The data multiplexing unit 17 multiplexes the downstream data transmitted from the wireless base station device 3 with the GATE frame received from the GATE generation unit 16 and transmits the multiplexed data to the optical transceiver unit 18 (step S110).
光送受信部18は、ONU2-iからの上りデータを受信して、トラフィック監視部19に対して送信する。また、光送受信部18は、データ多重部17で多重された下りデータとGATEフレームとを、ONU2-iに対して送信する(ステップS111)。 The optical transceiver 18 receives upstream data from ONU 2-i and transmits it to the traffic monitor 19. The optical transceiver 18 also transmits the downstream data and GATE frame multiplexed by the data multiplexer 17 to ONU 2-i (step S111).
トラフィック監視部19は、光送受信部18から受信した上りデータを監視し、送信元ONU情報と、受信時刻と、受信データ量とを帯域補正部15に通知する(ステップS112)。また、トラフィック監視部19は、上りデータを無線親局装置3へ転送する。 The traffic monitoring unit 19 monitors the upstream data received from the optical transceiver 18 and notifies the bandwidth correction unit 15 of the source ONU information, the reception time, and the amount of received data (step S112). The traffic monitoring unit 19 also transfers the upstream data to the wireless base station device 3.
図4は、実施の形態1にかかるOLT1のハードウェア構成の第1の例を示す図である。OLT1は、受信回路51と、送信回路52と、プロセッサ53と、メモリ54と、光無線連携スケジューリング回路55と、MPCP(Multi-Point Control Protocol)回路56と、多重回路57と、光送受信回路58と、分離回路59とを有する。受信回路51と、送信回路52と、プロセッサ53と、光無線連携スケジューリング回路55と、MPCP回路56と、多重回路57と、光送受信回路58と、分離回路59とは、処理回路である。図4において、受信回路51と、送信回路52と、プロセッサ53と、光無線連携スケジューリング回路55と、MPCP回路56と、多重回路57と、光送受信回路58と、分離回路59とは、専用のハードウェアである。処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。 Figure 4 is a diagram illustrating a first example of the hardware configuration of the OLT 1 according to the first embodiment. The OLT 1 includes a receiving circuit 51, a transmitting circuit 52, a processor 53, a memory 54, an optical-wireless cooperation scheduling circuit 55, an MPCP (Multi-Point Control Protocol) circuit 56, a multiplexing circuit 57, an optical transceiver circuit 58, and a demultiplexing circuit 59. The receiving circuit 51, the transmitting circuit 52, the processor 53, the optical-wireless cooperation scheduling circuit 55, the MPCP circuit 56, the multiplexing circuit 57, the optical transceiver circuit 58, and the demultiplexing circuit 59 are processing circuits. In Figure 4, the receiving circuit 51, the transmitting circuit 52, the processor 53, the optical-wireless cooperation scheduling circuit 55, the MPCP circuit 56, the multiplexing circuit 57, the optical transceiver circuit 58, and the demultiplexing circuit 59 are dedicated hardware. When the processing circuitry is dedicated hardware, the processing circuitry may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof.
図2に示すOLT1の連携情報受信部11、情報分析部12、レート計算部13、帯域割当計算部14、帯域補正部15、GATE生成部16、データ多重部17、光送受信部18およびトラフィック監視部19の機能は、処理回路によって実現される。例えば、情報分析部12、レート計算部13、帯域割当計算部14、帯域補正部15およびトラフィック監視部19の機能は、光無線連携スケジューリング回路55またはMPCP回路56によって実現される。また、GATE生成部16の機能はMPCP回路56によって実現され、データ多重部17の機能は多重回路57によって実現され、光送受信部18の機能は光送受信回路58によって実現される。 The functions of the cooperation information receiver 11, information analyzer 12, rate calculator 13, bandwidth allocation calculator 14, bandwidth correction unit 15, GATE generator 16, data multiplexer 17, optical transmitter/receiver 18, and traffic monitor 19 of the OLT 1 shown in FIG. 2 are realized by processing circuits. For example, the functions of the information analyzer 12, rate calculator 13, bandwidth allocation calculator 14, bandwidth correction unit 15, and traffic monitor 19 are realized by the optical-wireless cooperation scheduling circuit 55 or the MPCP circuit 56. Furthermore, the function of the GATE generator 16 is realized by the MPCP circuit 56, the function of the data multiplexer 17 is realized by the multiplexer circuit 57, and the function of the optical transmitter/receiver 18 is realized by the optical transmitter/receiver circuit 58.
光送受信回路58は、ONU2-iと接続されており、ONU2-iから光信号を受信すると、受信した光信号を分離回路59に出力する。分離回路59は、受信した光信号にREPORT情報が含まれている場合、光信号からREPORT情報を抽出してMPCP回路56に出力する。また、分離回路59は、上りデータを含む光信号を受信すると、上りデータを光無線連携スケジューリング回路55および無線親局装置3のそれぞれに出力する。また、多重回路57は、無線親局装置3から受信した上りデータをMPCP回路56が出力するGATEフレームと多重して光送受信回路58に出力する。光送受信回路58は、多重回路57が出力するGATEフレームおよび上りデータをONU2-iに送信する。MPCP回路56は、PONシステム内のMPCP機能を有する。MPCP機能は、PONに接続された複数のONU2-iをOLT1が認識し、各ONU2-iとOLT1との間で通信するために必要なRTT(Round Trip Time)測定、LLID(Logical Link IDentifier)の付与などを行う機能、ONU2-iとOLT1との間の時刻同期機能などを含む。 The optical transceiver circuit 58 is connected to ONU 2-i, and upon receiving an optical signal from ONU 2-i, outputs the received optical signal to the demultiplexer circuit 59. If the received optical signal contains REPORT information, the demultiplexer circuit 59 extracts the REPORT information from the optical signal and outputs it to the MPCP circuit 56. Furthermore, upon receiving an optical signal containing upstream data, the demultiplexer circuit 59 outputs the upstream data to the optical-wireless cooperation scheduling circuit 55 and the wireless base station device 3. Furthermore, the multiplexer circuit 57 multiplexes the upstream data received from the wireless base station device 3 with the GATE frame output by the MPCP circuit 56 and outputs the multiplexed data to the optical transceiver circuit 58. The optical transceiver circuit 58 transmits the GATE frame and upstream data output by the multiplexer circuit 57 to ONU 2-i. The MPCP circuit 56 has an MPCP function within the PON system. The MPCP function allows the OLT1 to recognize multiple ONUs 2-i connected to the PON, and includes functions such as measuring the round trip time (RTT) required for communication between each ONU 2-i and the OLT1, assigning logical link identifiers (LLIDs), and synchronizing the time between the ONUs 2-i and the OLT1.
光無線連携スケジューリング回路55は、分離回路59から上りデータを受信し、無線親局装置3から連携情報を受信する。光無線連携スケジューリング回路55は、光上りスケジューリングを行う。このとき、光無線連携スケジューリング回路55は、MPCP回路56からLocalTimeと呼ばれるPONシステム内で使用する時刻を取得し、LocalTimeに基づいて、GSTを決定する。光無線連携スケジューリング回路55は、光上りスケジューリングを行った結果、決定したGSTおよび帯域付与量を示すGrantをMPCP回路56に出力する。なお、図4に示す例では、受信回路51は、図1,2においては図示していない管理システムと接続されており、プロセッサ53は、管理システムから受信する情報に基づいて、OLT1を制御する。送信回路52は、受信回路51が受信した情報、プロセッサ53が生成した情報などを光無線連携スケジューリング回路55に送信する。 The optical-wireless cooperation scheduling circuit 55 receives upstream data from the demultiplexing circuit 59 and cooperation information from the wireless base station device 3. The optical-wireless cooperation scheduling circuit 55 performs optical upstream scheduling. At this time, the optical-wireless cooperation scheduling circuit 55 obtains the time used in the PON system, called LocalTime, from the MPCP circuit 56 and determines the GST based on the LocalTime. As a result of performing optical upstream scheduling, the optical-wireless cooperation scheduling circuit 55 outputs the determined GST and a Grant indicating the amount of bandwidth allocated to the MPCP circuit 56. Note that in the example shown in FIG. 4, the receiving circuit 51 is connected to a management system (not shown in FIGS. 1 and 2), and the processor 53 controls the OLT 1 based on information received from the management system. The transmitting circuit 52 transmits information received by the receiving circuit 51, information generated by the processor 53, and the like to the optical-wireless cooperation scheduling circuit 55.
図5は、実施の形態1にかかるOLT1のハードウェア構成の第2の例を示す図である。OLT1は、受信回路61と、送信回路62と、プロセッサ63と、メモリ64と、GATE生成回路65と、多重回路66と、光送受信回路67と、分離回路68と、REPORT受信回路69と、トラフィック監視回路70とを有する。図5に示す例では、処理回路はCPU(Central Processing Unit)であり、図5に示すOLT1の各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組み合わせによって実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。処理回路を構成するCPUは、メモリに記録されたプログラムを読みだして実行することにより、上記の各部の機能を実現する。 Figure 5 is a diagram showing a second example of the hardware configuration of the OLT 1 according to the first embodiment. The OLT 1 includes a receiving circuit 61, a transmitting circuit 62, a processor 63, a memory 64, a GATE generating circuit 65, a multiplexing circuit 66, an optical transmitting/receiving circuit 67, a demultiplexing circuit 68, a REPORT receiving circuit 69, and a traffic monitoring circuit 70. In the example shown in Figure 5, the processing circuit is a CPU (Central Processing Unit), and the functions of each part of the OLT 1 shown in Figure 5 are realized by software, firmware, or a combination of these. The software and firmware are written as programs and stored in memory. The CPU constituting the processing circuit realizes the functions of each of the above parts by reading and executing programs stored in memory.
例えば、図5に示す例では、連携情報受信部11は、受信回路61によって実現される。また、情報分析部12、レート計算部13、帯域割当計算部14および帯域補正部15の機能は、プロセッサ63によって実現される。また、GATE生成部16の機能は、GATE生成回路65によって実現される。データ多重部17の機能は、多重回路66によって実現される。光送受信部18の機能は、光送受信回路67によって実現される。トラフィック監視部19の機能は、トラフィック監視回路70によって実現される。 For example, in the example shown in FIG. 5, the cooperation information receiving unit 11 is realized by the receiving circuit 61. The functions of the information analyzing unit 12, rate calculating unit 13, bandwidth allocation calculating unit 14, and bandwidth correcting unit 15 are realized by the processor 63. The function of the GATE generating unit 16 is realized by the GATE generating circuit 65. The function of the data multiplexing unit 17 is realized by the multiplexing circuit 66. The function of the optical transmitting and receiving unit 18 is realized by the optical transmitting and receiving circuit 67. The function of the traffic monitoring unit 19 is realized by the traffic monitoring circuit 70.
なお、図4および図5に示したハードウェア構成は一例である。OLT1は、ここで示した例以外にも、様々なハードウェア構成を用いて実現することができる。例えば、各部の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。また、OLT1は、図4に示した構成と図5に示した構成とを組み合わせて実現することもできる。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上記の各機能を実現することができる。 Note that the hardware configurations shown in Figures 4 and 5 are examples. OLT 1 can be implemented using various hardware configurations other than the examples shown here. For example, some of the functions of each unit may be implemented by dedicated hardware, and some by software or firmware. OLT 1 can also be implemented by combining the configuration shown in Figure 4 and the configuration shown in Figure 5. In this way, the processing circuit can implement each of the above functions using hardware, software, firmware, or a combination of these.
以上説明したように、実施の形態1によれば、光無線通信システム100Aは、無線端末と無線通信する無線子局装置4-iに接続された複数の加入者側光終端装置であるONU2-iと、複数のONU2-iのそれぞれと光伝送路を介して接続されると共に無線親局装置3に接続された局側光終端装置であるOLT1とを備える。また、光無線通信システム100Aは、複数のONU2-iのそれぞれからOLT1への上り通信において、複数のONU2-iのそれぞれに対して、帯域を付与する付与期間と帯域を付与しない非付与期間とを交互に繰り返すことで、上り通信の通信レートを制限するシェーピングを行う。また、光無線通信システム100Aは、無線親局装置3が無線端末に割り当てたリソースを示す割当リソース情報に基づいて、複数のONU2-iのそれぞれに対して、上り通信の通信レートの制限値であるシェーピングレートを算出するレート計算部13と、シェーピングレートと、上り通信において実際に伝送されるデータのフレーム単位のデータ量に基づく情報とに基づいて、複数のONU2-iのそれぞれに対して、上り通信の帯域付与量と、データ送信開始時刻であるGSTとを決定する上り通信制御部10Aと、を有する。このような構成を有することによって、光無線通信システム100Aは、実際に伝送されるデータのフレーム長に基づく情報に基づいて、上り通信の帯域付与量とGSTとが決定されるため、通信レートをシェーピングレートに維持しつつ、ジッタ抑制を可能にすることが可能になる。 As described above, according to the first embodiment, the optical wireless communication system 100A comprises a plurality of ONUs 2-i, which are subscriber-side optical terminals connected to wireless slave station devices 4-i that communicate wirelessly with wireless terminals, and an optical line terminal (OLT) 1, which is a central office-side optical terminal connected to each of the plurality of ONUs 2-i via an optical transmission path and to the wireless master station device 3. Furthermore, the optical wireless communication system 100A performs shaping to limit the communication rate of upstream communication from each of the plurality of ONUs 2-i to the OLT 1 by alternating between grant periods in which bandwidth is granted and non-grant periods in which bandwidth is not granted to each of the plurality of ONUs 2-i. The optical wireless communication system 100A also includes a rate calculation unit 13 that calculates a shaping rate, which is a limiting value for the upstream communication rate, for each of the multiple ONUs 2-i based on allocated resource information indicating the resources allocated to the wireless terminal by the wireless base station 3, and an upstream communication control unit 10A that determines the upstream communication bandwidth allocation and the data transmission start time (GST) for each of the multiple ONUs 2-i based on the shaping rate and information based on the data volume per frame of data actually transmitted in the upstream communication. This configuration allows the optical wireless communication system 100A to determine the upstream communication bandwidth allocation and GST based on information based on the frame length of the data actually transmitted, thereby enabling jitter suppression while maintaining the communication rate at the shaping rate.
実施の形態1では、上記のレート計算部13および上り通信制御部10Aは、OLT1に備わる。上り通信制御部10Aは、上り通信の通信レートがシェーピングレートを満たすように、帯域付与量とGSTとを決定する帯域割当計算部14と、複数のONU2-iのそれぞれからの上り通信のデータ量および受信時刻を監視情報として出力するトラフィック監視部19と、監視情報に基づいて、通信レートがシェーピングレートに近づくように、GSTおよび帯域付与量のうち少なくとも1つを補正する帯域補正部15とを有する。実施の形態1では、実際にONU2-iが送信したデータ量を監視する。実際にONU2-iが上りデータを送信するとき、上りデータはフレーム単位で送信されるため、実際に送信したデータのデータ量は、1つのフレームのフレーム長、または、複数のフレームのフレーム長の合計となる。このため、ONU2-iが実際に送信したデータのデータ量は、フレーム長に基づく情報の一例である。 In embodiment 1, the rate calculation unit 13 and upstream communication control unit 10A are provided in the OLT 1. The upstream communication control unit 10A includes a bandwidth allocation calculation unit 14 that determines the bandwidth allocation amount and GST so that the upstream communication rate satisfies the shaping rate; a traffic monitoring unit 19 that outputs the data volume and reception time of upstream communication from each of multiple ONUs 2-i as monitoring information; and a bandwidth correction unit 15 that corrects at least one of the GST and bandwidth allocation amount based on the monitoring information so that the communication rate approaches the shaping rate. In embodiment 1, the amount of data actually transmitted by ONU 2-i is monitored. When ONU 2-i actually transmits upstream data, the upstream data is transmitted in frame units, so the amount of data actually transmitted is the frame length of one frame or the sum of the frame lengths of multiple frames. Therefore, the amount of data actually transmitted by ONU 2-i is an example of information based on frame length.
帯域補正部15は、複数のONU2-iのそれぞれにおいて、予め定められた期間における実際に送信されたデータ量と、帯域付与量との差分量を、帯域付与量に加算することによって、帯域割当計算部14が算出した帯域付与量を補正することができる。これにより、帯域補正部15は、上り通信の実際の通信レートをシェーピングレートに近づけることが可能になる。 The bandwidth correction unit 15 can correct the bandwidth allocation amount calculated by the bandwidth allocation calculation unit 14 by adding the difference between the amount of data actually transmitted during a predetermined period of time and the allocated bandwidth amount to the allocated bandwidth amount for each of the multiple ONUs 2-i. This allows the bandwidth correction unit 15 to bring the actual communication rate of upstream communication closer to the shaping rate.
或いは、帯域補正部15は、複数のONU2-iのそれぞれにおいて、予め定められた期間における実際に送信されたデータ量と帯域付与量とに基づいて、通信レートがシェーピングレートに近づくように、ONU2-iに送信許可を与える時間間隔を補正し、補正後の時間間隔に基づいて、データ送信開始時刻を補正してもよい。このような構成によっても、帯域補正部15は、上り通信の実際の通信レートをシェーピングレートに近づけることが可能になる。 Alternatively, the bandwidth correction unit 15 may correct the time interval at which transmission permission is granted to each of multiple ONUs 2-i based on the amount of data actually transmitted and the amount of bandwidth allocated during a predetermined period so that the communication rate approaches the shaping rate, and then correct the data transmission start time based on the corrected time interval. This configuration also enables the bandwidth correction unit 15 to bring the actual communication rate of upstream communication closer to the shaping rate.
また、実施の形態1において、OLT1は、複数のONU2-iのそれぞれに対して上り通信の帯域付与量とデータ送信開始時刻とを決定する通信装置の一例である。OLT1は、複数のONU2-iのそれぞれに対して、無線親局装置3が無線端末に割り当てたリソースを示す割当リソース情報に基づいて算出された、上り通信の通信レートの制限値であるシェーピングレートを取得するシェーピングレート取得部であるレート計算部13と、シェーピングレートと、上り通信において伝送されるフレーム長に基づく情報である上り通信の実際のデータ量とに基づいて、複数のONU2-iのそれぞれに対して、帯域付与量と、データ送信開始時刻とを決定する上り通信制御部10Aと、を有する。 Also, in embodiment 1, OLT 1 is an example of a communications device that determines the upstream communication bandwidth allocation and data transmission start time for each of multiple ONUs 2-i. OLT 1 includes a rate calculation unit 13, which is a shaping rate acquisition unit that acquires a shaping rate, which is a limiting value for the upstream communication rate, calculated for each of multiple ONUs 2-i based on allocated resource information indicating the resources allocated to the wireless terminal by the wireless base station device 3, and an upstream communication control unit 10A that determines the upstream communication bandwidth allocation and data transmission start time for each of multiple ONUs 2-i based on the shaping rate and the actual amount of data in the upstream communication, which is information based on the frame length transmitted in the upstream communication.
実施の形態2.
図6は、実施の形態2にかかる光無線通信システム100Bが有するONU2B-iおよびOLT1Bの機能構成を示す図である。なお、図6では、実施の形態2の特徴を説明するために必要な部分を示しており、ONU2B-iおよびOLT1Bのそれぞれは、図6に示す以外の構成を有していてもよい。光無線通信システム100Bは、ONU2B-iと、OLT1Bとを有する。なお、図6では省略しているが、光無線通信システム100Bは、複数のONU2B-1~2B-nを有する。実施の形態1と同様に、ONU2B-iは、複数のONU2B-1~2B-nを総称したものである。光無線通信システム100Bにおいて、ONU2B-iとOLT1Bとの間の接続は、図1に示す光無線通信システム100AにおけるONU2-iとOLT1との間の接続と同様である。OLT1Bは、複数のONU2B-iのそれぞれと光ファイバOFおよびスターカプラSを介して接続されている。複数のONU2B-iのそれぞれは、無線子局装置4-iと接続されている。OLT1Bには、無線親局装置3が接続されている。
Embodiment 2.
FIG. 6 is a diagram illustrating the functional configuration of an ONU 2B-i and an OLT 1B included in an optical wireless communication system 100B according to the second embodiment. Note that FIG. 6 illustrates only the portions necessary for explaining the features of the second embodiment, and each of the ONU 2B-i and the OLT 1B may have a configuration other than that shown in FIG. 6. The optical wireless communication system 100B includes an ONU 2B-i and an OLT 1B. Note that, although omitted from FIG. 6, the optical wireless communication system 100B includes a plurality of ONUs 2B-1 to 2B-n. As in the first embodiment, ONU 2B-i collectively refers to a plurality of ONUs 2B-1 to 2B-n. In the optical wireless communication system 100B, the connection between the ONU 2B-i and the OLT 1B is the same as the connection between the ONU 2-i and the OLT 1 in the optical wireless communication system 100A shown in FIG. 1. The OLT 1B is connected to each of the plurality of ONUs 2B-i via an optical fiber OF and a star coupler S. Each of the plurality of ONUs 2B-i is connected to a wireless slave station device 4-i. The wireless master station device 3 is connected to the OLT 1B.
実施の形態1では、OLT1においてONU2-iが送信する上りデータのデータ量を監視し、受信データ量から次回の帯域付与量およびIDLE長の少なくとも一方を補正することによって、通信レートを調整した。実施の形態2では、ONU2-iにおいて、自身が送信する上りデータ量を監視し、送信データ量からIDLE長を補正することによって、通信レートを調整する例について説明する。 In embodiment 1, OLT 1 monitored the amount of upstream data transmitted by ONU 2-i, and adjusted the communication rate by correcting at least one of the next allocated bandwidth and IDLE length based on the amount of received data. In embodiment 2, an example is described in which ONU 2-i monitors the amount of upstream data it transmits and adjusts the communication rate by correcting the IDLE length based on the amount of transmitted data.
OLT1Bは、連携情報受信部11と、情報分析部12と、レート計算部13Bと、帯域割当計算部14Bと、GATE生成部16Bと、データ多重部17と、光送受信部18とを有する。ONU2B-iは、光送受信部21と、GATE抽出部22と、レート制御部23と、出力制御部24とを有する。なお、レート制御部23および出力制御部24をまとめて、上り通信制御部10Bと称する。 OLT 1B has a cooperation information receiver 11, an information analyzer 12, a rate calculator 13B, a bandwidth allocation calculator 14B, a GATE generator 16B, a data multiplexer 17, and an optical transmitter/receiver 18. ONU 2B-i has an optical transmitter/receiver 21, a GATE extractor 22, a rate controller 23, and an output controller 24. The rate controller 23 and output controller 24 are collectively referred to as the upstream communication controller 10B.
連携情報受信部11は、無線親局装置3から送信される連携情報を受信し、受信した連携情報を情報分析部12に転送する。連携情報には、無線上りスケジューリング情報などが含まれる。 The cooperation information receiver 11 receives cooperation information transmitted from the wireless base station device 3 and transfers the received cooperation information to the information analyzer 12. The cooperation information includes wireless uplink scheduling information, etc.
情報分析部12は、連携情報受信部11から転送された連携情報を分析し、連携情報から無線上りスケジューリング情報を抽出する。情報分析部12は、抽出した無線上りスケジューリング情報を、レート計算部13Bおよび帯域割当計算部14Bのそれぞれへ送信する。無線上りスケジューリング情報には、割当リソース量、データ到着時刻、無線端末バッファ量が含まれる。 The information analysis unit 12 analyzes the coordination information transferred from the coordination information reception unit 11 and extracts wireless uplink scheduling information from the coordination information. The information analysis unit 12 transmits the extracted wireless uplink scheduling information to the rate calculation unit 13B and the bandwidth allocation calculation unit 14B. The wireless uplink scheduling information includes the amount of allocated resources, the data arrival time, and the wireless terminal buffer capacity.
レート計算部13Bは、情報分析部12から受信した無線上りスケジューリング情報に基づいて、OLT1BとONU2B-iとの間のシェーピングレートを決定する。レート計算部13Bは、決定したシェーピングレートを、GATE生成部16Bへ送信する。 The rate calculation unit 13B determines the shaping rate between OLT 1B and ONU 2B-i based on the wireless uplink scheduling information received from the information analysis unit 12. The rate calculation unit 13B transmits the determined shaping rate to the GATE generation unit 16B.
帯域割当計算部14Bは、情報分析部12から受信した無線上りスケジューリング情報に基づいて、ONU2-i毎に、上り通信のデータ送信開始時刻を示すGSTと、帯域付与量とを算出し、算出したGSTおよび帯域付与量をGATE生成部16Bへ送信する。 The bandwidth allocation calculation unit 14B calculates the GST, which indicates the data transmission start time for upstream communication, and the bandwidth allocation amount for each ONU 2-i based on the wireless upstream scheduling information received from the information analysis unit 12, and transmits the calculated GST and bandwidth allocation amount to the GATE generation unit 16B.
GATE生成部16Bは、帯域割当計算部14Bから受信したGSTおよび帯域付与量と、レート計算部13Bから受信したシェーピングレートとを、GATEフレームに格納し、GATEフレームをデータ多重部17に送信する。GATEフレーム中のシェーピングレートの格納箇所は、IEEE802.3で規定されているGATE MPCPDUでは規定されていないため、例えば、GATE MPCPDUのPad/Reservedフィールドなどに格納することができる。GATEフレーム中のシェーピングレートの格納箇所は、シェーピングレートをONU2B-iに通知することができればよく、特に限定されない。 The GATE generation unit 16B stores the GST and bandwidth allocation amount received from the bandwidth allocation calculation unit 14B, and the shaping rate received from the rate calculation unit 13B in a GATE frame, and transmits the GATE frame to the data multiplexing unit 17. The location where the shaping rate is stored in the GATE frame is not specified in the GATE MPCPDU defined in IEEE 802.3, so it can be stored, for example, in the Pad/Reserved field of the GATE MPCPDU. The location where the shaping rate is stored in the GATE frame is not particularly limited as long as it can notify the shaping rate to ONU 2B-i.
データ多重部17は、無線親局装置3から送信される下りデータと、GATE生成部16Bから受信するGATEフレームとを多重して、光送受信部18に送信する。 The data multiplexing unit 17 multiplexes the downstream data transmitted from the wireless base station device 3 with the GATE frame received from the GATE generation unit 16B and transmits the multiplexed data to the optical transceiver unit 18.
光送受信部18は、ONU2B-iと接続されており、ONU2B-iからの上りデータを受信して、無線親局装置3に対して送信する。また、光送受信部18は、データ多重部17で多重された下りデータおよびGATEフレームを、ONU2B-iに対して送信する。 The optical transceiver 18 is connected to ONU 2B-i, receives upstream data from ONU 2B-i, and transmits it to the wireless base station device 3. The optical transceiver 18 also transmits downstream data and GATE frames multiplexed by the data multiplexer 17 to ONU 2B-i.
ONU2B-iの光送受信部21は、OLT1Bからの下りデータを受信して、GATE抽出部22へ送信する。また、光送受信部21は、出力制御部24から送信された上りデータをOLT1Bに対して送信する。 The optical transceiver 21 of ONU2B-i receives downstream data from OLT1B and transmits it to the GATE extraction unit 22. The optical transceiver 21 also transmits upstream data transmitted from the output control unit 24 to OLT1B.
GATE抽出部22は、光送受信部21から受信した下りデータを無線子局装置4-iに送信し、光送受信部21から受信したGATEフレームからGST、帯域付与量およびシェーピングレートを抽出する。GATE抽出部22は、GSTおよび帯域付与量を出力制御部24へ送信し、シェーピングレートをレート制御部23へ送信する。 The GATE extraction unit 22 transmits the downstream data received from the optical transceiver 21 to the wireless slave station device 4-i, and extracts the GST, bandwidth allocation, and shaping rate from the GATE frame received from the optical transceiver 21. The GATE extraction unit 22 transmits the GST and bandwidth allocation to the output control unit 24, and transmits the shaping rate to the rate control unit 23.
レート制御部23は、GATE抽出部22から受信したシェーピングレートと、出力制御部24から受信する送信フレーム長情報および送信開始信号とに基づいて、シェーピングレートを満たすようにIDLE長を決定する。レート制御部23は、IDLE長を決定することによって、ONU2B-iからOLT1Bへの上り通信の通信レートを制御する。また、レート制御部23は、出力制御部24より前回の送信開始信号を受信したタイミングから、IDLE長だけ経過したタイミングで、送信可能フラグを出力制御部24に送信する。また、レート制御部23は、光無線通信システム100Bの起動時にも、送信可能フラグを出力制御部24に送信する。 The rate control unit 23 determines the IDLE length to satisfy the shaping rate based on the shaping rate received from the GATE extraction unit 22 and the transmission frame length information and transmission start signal received from the output control unit 24. By determining the IDLE length, the rate control unit 23 controls the communication rate of upstream communication from ONU 2B-i to OLT 1B. The rate control unit 23 also transmits a transmission ready flag to the output control unit 24 when the IDLE length has elapsed since the previous transmission start signal was received from the output control unit 24. The rate control unit 23 also transmits a transmission ready flag to the output control unit 24 when the optical wireless communication system 100B is started up.
出力制御部24は、GATE抽出部22から受信したGSTおよび帯域付与量と、レート制御部23から受信した送信可能フラグとに基づいて、光送受信部21に上りデータを送信する。出力制御部24は、上りデータ送信時に、レート制御部23に対して送信フレーム長情報および送信開始信号を送信する。送信フレーム長情報は、少なくとも当該タイミングで出力制御部24が光送受信部21に対して送信したフレームのフレーム長を含む。 The output control unit 24 transmits upstream data to the optical transceiver unit 21 based on the GST and bandwidth allocation amount received from the GATE extraction unit 22 and the transmission enable flag received from the rate control unit 23. When transmitting upstream data, the output control unit 24 transmits transmission frame length information and a transmission start signal to the rate control unit 23. The transmission frame length information includes at least the frame length of the frame transmitted by the output control unit 24 to the optical transceiver unit 21 at that timing.
図7は、実施の形態2にかかるOLT1Bの動作を説明するためのフローチャートである。OLT1Bの連携情報受信部11は、無線親局装置3から送信される連携情報を受信し、受信した連携情報を、情報分析部12に転送する(ステップS201)。 Figure 7 is a flowchart illustrating the operation of the OLT 1B according to the second embodiment. The cooperation information receiving unit 11 of the OLT 1B receives cooperation information transmitted from the wireless base station device 3 and transfers the received cooperation information to the information analyzing unit 12 (step S201).
情報分析部12は、連携情報受信部11から転送された連携情報を分析し、連携情報から無線上りスケジューリング情報を抽出して、抽出した無線上りスケジューリング情報をレート計算部13Bおよび帯域割当計算部14Bのそれぞれに送信する(ステップS202)。無線上りスケジューリング情報には、割当リソース量、データ到着時刻、および無線端末バッファ量が含まれる。 The information analysis unit 12 analyzes the cooperation information transferred from the cooperation information reception unit 11, extracts wireless uplink scheduling information from the cooperation information, and transmits the extracted wireless uplink scheduling information to the rate calculation unit 13B and the bandwidth allocation calculation unit 14B (step S202). The wireless uplink scheduling information includes the amount of allocated resources, the data arrival time, and the wireless terminal buffer capacity.
レート計算部13Bは、情報分析部12から受信した無線上りスケジューリング情報に基づいて、OLT1BとONU2B-iとの間のシェーピングレートを決定し、決定したシェーピングレートをGATE生成部16Bへ送信する(ステップS203)。 The rate calculation unit 13B determines the shaping rate between OLT 1B and ONU 2B-i based on the wireless uplink scheduling information received from the information analysis unit 12, and transmits the determined shaping rate to the GATE generation unit 16B (step S203).
帯域割当計算部14Bは、情報分析部12から受信した無線上りスケジューリング情報に基づいて、ONU2B-i毎にデータ送信開始時刻を示すGSTと帯域付与量とを算出し、算出したGSTおよび帯域付与量をGATE生成部16Bへ送信する(ステップS204)。 The bandwidth allocation calculation unit 14B calculates the GST indicating the data transmission start time and the bandwidth allocation amount for each ONU 2B-i based on the wireless uplink scheduling information received from the information analysis unit 12, and transmits the calculated GST and bandwidth allocation amount to the GATE generation unit 16B (step S204).
GATE生成部16Bは、帯域割当計算部14Bから受信したGSTおよび帯域付与量と、レート計算部13Bから受信したシェーピングレートとをGATEフレームに格納し、GATEフレームをデータ多重部17に送信する(ステップS205)。 The GATE generation unit 16B stores the GST and bandwidth allocation amount received from the bandwidth allocation calculation unit 14B and the shaping rate received from the rate calculation unit 13B in a GATE frame, and transmits the GATE frame to the data multiplexing unit 17 (step S205).
データ多重部17は、無線親局装置3から送信される下りデータと、GATE生成部16Bから受信したGATEフレームとを多重して光送受信部18に送信する(ステップS206)。 The data multiplexing unit 17 multiplexes the downstream data transmitted from the wireless base station device 3 with the GATE frame received from the GATE generation unit 16B and transmits the multiplexed data to the optical transceiver unit 18 (step S206).
光送受信部18は、データ多重部17で多重された下りデータおよびGATEフレームを、ONU2B-iに対して送信する(ステップS207)。 The optical transceiver 18 transmits the downstream data and GATE frame multiplexed by the data multiplexer 17 to ONU 2B-i (step S207).
図8は、実施の形態2にかかるONU2B-iの動作を説明するためのフローチャートである。ONU2B-iの光送受信部21は、OLT1Bからの下りデータを受信し、受信した下りデータをGATE抽出部22に送信する(ステップS208)。 Figure 8 is a flowchart for explaining the operation of ONU2B-i according to the second embodiment. The optical transceiver 21 of ONU2B-i receives downstream data from OLT1B and transmits the received downstream data to the GATE extraction unit 22 (step S208).
GATE抽出部22は、光送受信部21から受信した下りデータを無線子局装置4-iへ送信し、光送受信部21から受信したGATEフレームからGST、帯域付与量、およびシェーピングレートを抽出し、抽出したGSTおよび帯域付与量を出力制御部24に送信し、抽出したシェーピングレートをレート制御部23へ送信する(ステップS209)。 The GATE extraction unit 22 transmits the downstream data received from the optical transceiver 21 to the wireless slave station device 4-i, extracts the GST, bandwidth allocation, and shaping rate from the GATE frame received from the optical transceiver 21, transmits the extracted GST and bandwidth allocation to the output control unit 24, and transmits the extracted shaping rate to the rate control unit 23 (step S209).
レート制御部23は、GATE抽出部22から受信したシェーピングレートと、出力制御部24から受信する送信フレーム長情報とに基づいて、シェーピングレートを満たすように、IDLE長を決定する(ステップS210)。 The rate control unit 23 determines the IDLE length so as to satisfy the shaping rate based on the shaping rate received from the GATE extraction unit 22 and the transmission frame length information received from the output control unit 24 (step S210).
シェーピングレートをR(bit/sec)とし、送信フレーム長情報が示す送信フレーム長をDd(bit)とした場合、IDLE長Tb(sec)は、以下の数式(2)で表される。 If the shaping rate is R (bits/sec) and the transmission frame length indicated by the transmission frame length information is Dd (bits), the IDLE length Tb (sec) is expressed by the following formula (2):
Tb=Dd/R ・・・(2) Tb=Dd/R...(2)
レート制御部23は、ONU2B-iの起動後から今までに、ONU2B-iがOLT1Bに対して上りデータを送信したことがあるか否かを判断する(ステップS211)。 The rate control unit 23 determines whether ONU2B-i has sent upstream data to OLT1B since its startup (step S211).
ONU2B-iがOLT1Bに上りデータを一度も送信したことがない場合(ステップS211:No)、レート制御部23は、送信可能フラグを出力制御部24に送信する(ステップS212)。 If ONU2B-i has never transmitted upstream data to OLT1B (step S211: No), the rate control unit 23 transmits a transmission possible flag to the output control unit 24 (step S212).
ONU2B-iの起動後から今までに、ONU2B-iがOLT1Bに対して上りデータを送信したことがある場合(ステップS211:Yes)、レート制御部23は、前回の送信開始信号を受信したタイミングから、IDLE長の時間が経過した後、送信可能フラグを出力制御部24に送信する(ステップS213)。 If ONU2B-i has transmitted upstream data to OLT1B since its startup (step S211: Yes), the rate control unit 23 transmits a transmission ready flag to the output control unit 24 after the IDLE length has elapsed since the previous transmission start signal was received (step S213).
出力制御部24は、送信可能フラグを受信したか否かを判断する(ステップS214)。送信可能フラグを受信した場合(ステップS214:Yes)、出力制御部24は、GATE抽出部22から受信したGSTのタイミングで、帯域付与量の範囲内で、光送受信部21に上りデータを送信する。また、出力制御部24は、上りデータの送信を開始したタイミングで、レート制御部23に送信開始信号を送信し、上りデータを送信完了後、送信したフレームのフレーム長を示す送信フレーム長情報を、レート制御部23に送信する(ステップS215)。送信可能フラグを受信していない場合(ステップS214:No)、ONU2B-iは、ステップS213から処理を繰り返す。 The output control unit 24 determines whether or not a transmission possible flag has been received (step S214). If a transmission possible flag has been received (step S214: Yes), the output control unit 24 transmits upstream data to the optical transceiver unit 21 at the timing of the GST received from the GATE extraction unit 22, within the range of the bandwidth allocation amount. In addition, the output control unit 24 transmits a transmission start signal to the rate control unit 23 at the timing of starting transmission of the upstream data, and after completing transmission of the upstream data, transmits transmission frame length information indicating the frame length of the transmitted frame to the rate control unit 23 (step S215). If a transmission possible flag has not been received (step S214: No), ONU2B-i repeats the process from step S213.
図9は、実施の形態2にかかるONU2B-iのハードウェア構成の第1の例を示す図である。図9に示す第1の例において、ONU2B-iは、受信回路71と、送信回路72と、プロセッサ73と、メモリ74と、レート制御・出力制御回路75と、MPCP回路76と、多重回路77と、光送受信回路78と、分離回路79とを有する。 Figure 9 is a diagram showing a first example of the hardware configuration of ONU2B-i according to the second embodiment. In the first example shown in Figure 9, ONU2B-i includes a receiving circuit 71, a transmitting circuit 72, a processor 73, a memory 74, a rate control/output control circuit 75, an MPCP circuit 76, a multiplexing circuit 77, an optical transmitting/receiving circuit 78, and a demultiplexing circuit 79.
図9に示す各部の機能は、処理回路で実現される。処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGA、またはこれらを組み合わせたものである。 The functions of each unit shown in Figure 9 are realized by a processing circuit. When the processing circuit is dedicated hardware, the processing circuit may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC, an FPGA, or a combination thereof.
図10は、実施の形態2にかかるONU2B-iのハードウェア構成の第2の例を示す図である。図10に示す第2の例において、ONU2B-iは、受信回路71と、送信回路72と、プロセッサ73と、メモリ74と、レート制御・出力制御回路75と、多重回路77と、光送受信回路78と、分離回路79と、REPORT生成回路80と、GATE受信回路81とを有する。処理回路がCPUの場合、図10に示す各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組み合わせにより実現される。ソフトウェア、ファームウェアなどはプログラムとして記述され、記憶装置に格納される。処理回路を構成するプロセッサは、記憶装置に格納されたプログラムを読みだして実行することによって、各部の機能を実現することができる。 Figure 10 is a diagram showing a second example of the hardware configuration of ONU2B-i according to the second embodiment. In the second example shown in Figure 10, ONU2B-i includes a receiving circuit 71, a transmitting circuit 72, a processor 73, a memory 74, a rate control/output control circuit 75, a multiplexing circuit 77, an optical transmitting/receiving circuit 78, a demultiplexing circuit 79, a REPORT generating circuit 80, and a GATE receiving circuit 81. When the processing circuit is a CPU, the functions of each unit shown in Figure 10 are realized by software, firmware, or a combination of these. Software, firmware, etc. are written as programs and stored in a storage device. The processor constituting the processing circuit can realize the functions of each unit by reading and executing the programs stored in the storage device.
なお、ONU2B-iの各部の機能は、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア、ファームウェアなどを用いて実現してもよい。また、ONU2B-iの構成は、図9に示す第1の例と図10に示す第2の例とを組み合わせてもよい。処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって各機能を実現することができる。 Note that the functions of each part of ONU2B-i may be partially realized by dedicated hardware and partially realized by software, firmware, etc. The configuration of ONU2B-i may also be a combination of the first example shown in Figure 9 and the second example shown in Figure 10. The processing circuit can realize each function by hardware, software, firmware, or a combination of these.
以上説明したように、実施の形態2によれば、光無線通信システム100Bは、無線端末と無線通信する無線子局装置4-iに接続された複数のONU2B-iと、複数のONU2B-iのそれぞれと光伝送路を介して接続されると共に無線親局装置3に接続されたOLT1Bとを備え、複数のONU2B-iのそれぞれからOLT1Bへの上り通信において、複数のONU2B-iのそれぞれに対して、帯域を付与する付与期間と帯域を付与しない非付与期間とを交互に繰り返すことで、上り通信の通信レートを制限する。光無線通信システム100Bは、無線親局装置3が無線端末に割り当てたリソースを示す割当リソース情報に基づいて、複数のONU2B-iのそれぞれに対して、上り通信の通信レートの制限値であるシェーピングレートを算出するレート計算部13Bと、シェーピングレートと、上り通信において伝送されるデータのフレーム長に基づく情報であるフレーム長情報とに基づいて、複数のONU2B-iのそれぞれに対して、上り通信の帯域付与量と、データ送信開始時刻を示すGSTとを決定する上り通信制御部10Bと、を備える。このような構成を有することにより、光無線通信システム100Bにおいては、実際に伝送されるデータのフレーム長に基づく情報、具体的には、実際に送信したフレームのフレーム長を示すフレーム長情報に基づいて、上り通信の帯域付与量とGSTとが決定されるため、通信レートをシェーピングレートに維持しつつ、ジッタ抑制を可能にすることが可能になる。 As described above, according to embodiment 2, the optical wireless communication system 100B comprises a plurality of ONUs 2B-i connected to a wireless slave station device 4-i that wirelessly communicates with a wireless terminal, and an OLT 1B that is connected to each of the plurality of ONUs 2B-i via an optical transmission path and is also connected to a wireless master station device 3, and in upstream communication from each of the plurality of ONUs 2B-i to the OLT 1B, the communication rate of the upstream communication is limited by alternating between a grant period in which a bandwidth is granted and a non-grant period in which a bandwidth is not granted to each of the plurality of ONUs 2B-i. The optical wireless communication system 100B includes a rate calculation unit 13B that calculates a shaping rate, which is a limiting value for the upstream communication rate, for each of the multiple ONUs 2B-i based on allocated resource information indicating resources allocated to the wireless terminal by the wireless base station 3, and an upstream communication control unit 10B that determines the upstream communication bandwidth allocation and GST, which indicates the data transmission start time, for each of the multiple ONUs 2B-i based on the shaping rate and frame length information, which is information based on the frame length of the data transmitted in the upstream communication. With this configuration, the optical wireless communication system 100B determines the upstream communication bandwidth allocation and GST based on information based on the frame length of the data actually transmitted, specifically, frame length information indicating the frame length of the frame actually transmitted, making it possible to suppress jitter while maintaining the communication rate at the shaping rate.
OLT1Bは、レート計算部13Bと、無線親局装置3から通知される割当リソース情報に基づいて、帯域付与量およびデータ送信開始時刻を決定する帯域割当計算部14Bと、を有する。また、複数のONU2B-iのそれぞれは、上り通信制御部10Bを有する。上り通信制御部10Bは、上り通信のフレームを出力する出力制御部24と、OLT1Bから通知されるシェーピングレート、帯域付与量、およびGSTに基づいて、ONU2B-iに送信許可を与える時間間隔であるIDLE長を決定し、時間間隔が決定された値となるように、上り通信のデータ送信開始時刻を制御するレート制御部23とを有する。 OLT1B has a rate calculation unit 13B and a bandwidth allocation calculation unit 14B that determines the bandwidth allocation amount and data transmission start time based on the allocated resource information notified from the wireless base station device 3. Each of the multiple ONUs 2B-i also has an upstream communication control unit 10B. The upstream communication control unit 10B has an output control unit 24 that outputs upstream communication frames, and a rate control unit 23 that determines the IDLE length, which is the time interval for granting transmission permission to ONU 2B-i, based on the shaping rate, bandwidth allocation, and GST notified from OLT1B, and controls the data transmission start time for upstream communication so that the time interval becomes the determined value.
出力制御部24は、上り通信のフレームを送信した後、送信したフレームのフレーム長をレート制御部23に通知し、レート制御部23は、通知されたフレーム長とシェーピングレートとに基づいて、IDLE長を決定する。また、出力制御部24は、上り通信のフレームの送信を開始したタイミングで、レート制御部23に送信開始信号を送信し、レート制御部23は、送信開始信号を受信したタイミングから、決定したIDLE長の時間が経過した後、出力制御部24へ送信可能フラグを送信することによってデータ送信開始時刻を制御する。 After transmitting an upstream communication frame, the output control unit 24 notifies the rate control unit 23 of the frame length of the transmitted frame, and the rate control unit 23 determines the IDLE length based on the notified frame length and shaping rate. The output control unit 24 also transmits a transmission start signal to the rate control unit 23 at the timing when it starts transmitting an upstream communication frame, and the rate control unit 23 controls the data transmission start time by transmitting a transmission ready flag to the output control unit 24 after the determined IDLE length has elapsed since receiving the transmission start signal.
また、実施の形態2において、ONU2B-iは、複数のONU2B-iのそれぞれに対して上り通信の帯域付与量とデータ送信開始時刻とを決定する通信装置の一例である。ONU2B-iは、OLT1Bのレート計算部13Bが、複数のONU2B-iのそれぞれに対して、無線親局装置3が無線端末に割り当てたリソースを示す割当リソース情報に基づいて算出したシェーピングレートを取得するシェーピングレート取得部であるGATE抽出部22を有する。また、ONU2B-iは、取得したシェーピングレートと、上り通信において伝送されるフレーム長に基づく情報であるフレーム長情報とに基づいて、ONU2B-iに対して、帯域付与量と、データ送信開始時刻とを決定する上り通信制御部10Bとを有する。 Also, in embodiment 2, ONU2B-i is an example of a communications device that determines the upstream communication bandwidth allocation amount and data transmission start time for each of multiple ONU2B-i. ONU2B-i has a GATE extraction unit 22, which is a shaping rate acquisition unit that acquires the shaping rate calculated by the rate calculation unit 13B of OLT1B for each of multiple ONU2B-i based on allocation resource information indicating the resources allocated to the wireless terminal by the wireless base station device 3. ONU2B-i also has an upstream communication control unit 10B that determines the bandwidth allocation amount and data transmission start time for ONU2B-i based on the acquired shaping rate and frame length information, which is information based on the frame length transmitted in upstream communications.
実施の形態3.
図11は、実施の形態3にかかるOLT1Cおよび無線親局装置3の機能構成を示す図である。なお、図11では、実施の形態3の特徴を説明するために必要な部分のみ示しており、OLT1Cおよび無線親局装置3のそれぞれは、図11に示す以外の機能構成を有していてもよい。実施の形態3にかかる光無線通信システム100Cは、複数のONU2-iと、OLT1Cとを有する。
Embodiment 3.
Fig. 11 is a diagram showing the functional configuration of an OLT 1C and a wireless base station device 3 according to the third embodiment. Note that Fig. 11 shows only parts necessary for explaining the features of the third embodiment, and the OLT 1C and the wireless base station device 3 may each have a functional configuration other than that shown in Fig. 11. An optical wireless communication system 100C according to the third embodiment has a plurality of ONUs 2-i and an OLT 1C.
無線親局装置3は、フレーム情報生成部31と、連携情報送信部32とを有する。OLT1Cは、連携情報受信部11と、情報分析部12と、レート計算部13Cと、帯域割当計算部14と、GATE生成部16と、データ多重部17と、光送受信部18とを有する。なお、帯域割当計算部14を、上り通信制御部10Cと称する。 The wireless base station device 3 has a frame information generation unit 31 and a cooperation information transmission unit 32. The OLT 1C has a cooperation information reception unit 11, an information analysis unit 12, a rate calculation unit 13C, a bandwidth allocation calculation unit 14, a GATE generation unit 16, a data multiplexing unit 17, and an optical transmission/reception unit 18. The bandwidth allocation calculation unit 14 is referred to as the upstream communication control unit 10C.
フレーム情報生成部31は、無線子局装置4-iなどから受信した無線端末バッファ量、バッファに蓄積されているフレーム長、フレーム数を含むフレーム情報を連携情報送信部32へ送信する。 The frame information generation unit 31 transmits frame information received from the wireless slave station device 4-i, etc., including the wireless terminal buffer capacity, the frame length stored in the buffer, and the number of frames, to the cooperation information transmission unit 32.
連携情報送信部32は、フレーム情報生成部31から受信したフレーム情報に基づいて無線上りスケジューリング情報を生成し、無線上りスケジューリング情報を含む連携情報をOLT1Cへ送信する。無線上りスケジューリング情報には、割当リソース量と、データ到着時刻と、無線端末バッファ量と、割当リソース量に含まれるフレーム数およびフレーム長とが含まれる。 The cooperation information transmission unit 32 generates wireless uplink scheduling information based on the frame information received from the frame information generation unit 31, and transmits cooperation information including the wireless uplink scheduling information to the OLT 1C. The wireless uplink scheduling information includes the allocated resource amount, data arrival time, wireless terminal buffer amount, and the number and frame length of frames included in the allocated resource amount.
連携情報受信部11は、無線親局装置3から連携情報を受信し、受信した連携情報を情報分析部12に転送する。 The cooperation information receiving unit 11 receives cooperation information from the wireless base station device 3 and transfers the received cooperation information to the information analyzing unit 12.
情報分析部12は、連携情報受信部11から転送された連携情報を分析し、連携情報から無線上りスケジューリング情報を抽出し、抽出した無線上りスケジューリング情報を、レート計算部13Cへ送信する。 The information analysis unit 12 analyzes the coordination information transferred from the coordination information reception unit 11, extracts wireless uplink scheduling information from the coordination information, and transmits the extracted wireless uplink scheduling information to the rate calculation unit 13C.
レート計算部13Cは、情報分析部12から受信した無線上りスケジューリング情報に基づいて、OLT1CとONU2-iとの間のシェーピングレートを決定する。また、レート計算部13Cは、割当リソース量に含まれるフレーム数およびフレーム長から、シェーピング帯域付与量を決定する。レート計算部13Cは、1フレームを1エントリとし、エントリ毎にフレーム長をリングバッファに保存するなどの方法で、フレーム長を保存し、帯域を付与する毎に、当該エントリを無効化することによって、フレーム長を管理することができる。レート計算部13Cは、次の情報を受信した場合、例えば、有効エントリの最後尾に次のエントリを追加していく。レート計算部13Cは、シェーピング帯域付与量とシェーピングレートとに基づいて、IDLE長を決定する。レート計算部13Cは、シェーピングレート、シェーピング帯域付与量、およびIDLE長を含むレート情報を、帯域割当計算部14に送信する。 The rate calculation unit 13C determines the shaping rate between OLT1C and ONU2-i based on the wireless uplink scheduling information received from the information analysis unit 12. The rate calculation unit 13C also determines the shaping bandwidth allocation amount from the number of frames and frame length included in the allocated resource amount. The rate calculation unit 13C stores frame lengths by, for example, storing the frame length for each entry in a ring buffer, with one frame as one entry, and invalidating the entry each time bandwidth is allocated. When the rate calculation unit 13C receives the next information, it adds the next entry to the end of the valid entries, for example. The rate calculation unit 13C determines the IDLE length based on the shaping bandwidth allocation amount and shaping rate. The rate calculation unit 13C transmits rate information including the shaping rate, shaping bandwidth allocation amount, and IDLE length to the bandwidth allocation calculation unit 14.
帯域割当計算部14は、レート計算部13Cから受信したレート情報に基づいて、ONU2-i毎に、データ送信開始時刻を示すGSTと帯域付与量とを算出し、GSTおよび帯域付与量を、GATE生成部16へ送信する。 Based on the rate information received from the rate calculation unit 13C, the bandwidth allocation calculation unit 14 calculates the GST indicating the data transmission start time and the bandwidth allocation amount for each ONU 2-i, and transmits the GST and bandwidth allocation amount to the GATE generation unit 16.
GATE生成部16は、帯域割当計算部14から受信したGSTおよび帯域付与量をGATEフレームに格納し、データ多重部17に送信する。 The GATE generation unit 16 stores the GST and bandwidth allocation amount received from the bandwidth allocation calculation unit 14 in a GATE frame and transmits it to the data multiplexing unit 17.
データ多重部17は、無線親局装置3から送信される下りデータと、GATE生成部16から受信したGATEフレームとを多重し、光送受信部18に送信する。 The data multiplexing unit 17 multiplexes the downstream data transmitted from the wireless base station device 3 with the GATE frame received from the GATE generation unit 16 and transmits the multiplexed data to the optical transceiver unit 18.
光送受信部18は、ONU2-iからの上りデータを受信して、受信した上りデータを、無線親局装置3に対して送信する。また、光送受信部18は、データ多重部17で多重された下りデータおよびGATEフレームを、ONU2-iに対して送信する。 The optical transceiver 18 receives upstream data from ONU 2-i and transmits the received upstream data to the wireless base station device 3. The optical transceiver 18 also transmits the downstream data and GATE frames multiplexed by the data multiplexer 17 to ONU 2-i.
図12は、実施の形態3にかかる無線親局装置3の動作を説明するためのフローチャートである。無線親局装置3のフレーム情報生成部31は、無線端末バッファ量、バッファに蓄積されているフレームのフレーム長、およびバッファに蓄積されているフレームのフレーム数を、フレーム情報として、連携情報送信部32へ送信する(ステップS301)。 Figure 12 is a flowchart illustrating the operation of the wireless base station device 3 according to the third embodiment. The frame information generation unit 31 of the wireless base station device 3 transmits the wireless terminal buffer capacity, the frame length of the frames stored in the buffer, and the number of frames stored in the buffer as frame information to the cooperation information transmission unit 32 (step S301).
連携情報送信部32は、フレーム情報生成部31から受信したフレーム情報に基づいて無線上りスケジューリング情報を生成し、生成した無線上りスケジューリング情報を含む連携情報をOLT1Cへ送信する(ステップS302)。無線上りスケジューリング情報には、割当リソース量、データ到着時刻、無線端末バッファ量、割当リソース量に含まれるフレーム数、および割当リソース量に含まれるフレーム長が含まれる。 The cooperation information transmission unit 32 generates wireless uplink scheduling information based on the frame information received from the frame information generation unit 31, and transmits cooperation information including the generated wireless uplink scheduling information to the OLT 1C (step S302). The wireless uplink scheduling information includes the allocated resource amount, data arrival time, wireless terminal buffer amount, the number of frames included in the allocated resource amount, and the frame length included in the allocated resource amount.
図13は、実施の形態3にかかるOLT1Cの動作を説明するためのフローチャートである。OLT1Cの連携情報受信部11は、無線親局装置3から送信される連携情報を受信し、受信した連携情報を情報分析部12に転送する(ステップS303)。 Figure 13 is a flowchart illustrating the operation of the OLT 1C according to the third embodiment. The cooperation information receiving unit 11 of the OLT 1C receives cooperation information transmitted from the wireless base station device 3 and transfers the received cooperation information to the information analyzing unit 12 (step S303).
情報分析部12は、連携情報受信部11から転送された連携情報を分析し、連携情報から無線上りスケジューリング情報を抽出し、抽出した無線上りスケジューリング情報をレート計算部13Cへ送信する(ステップS304)。 The information analysis unit 12 analyzes the coordination information transferred from the coordination information receiving unit 11, extracts wireless uplink scheduling information from the coordination information, and transmits the extracted wireless uplink scheduling information to the rate calculation unit 13C (step S304).
レート計算部13Cは、情報分析部12から受信した無線上りスケジューリング情報に含まれる割当リソース量、データ到着時刻、および無線端末バッファ量に基づいて、OLT1CとONU2-iとの間のシェーピングレートを決定する(ステップS305)。 The rate calculation unit 13C determines the shaping rate between OLT1C and ONU2-i based on the allocated resource amount, data arrival time, and wireless terminal buffer amount contained in the wireless uplink scheduling information received from the information analysis unit 12 (step S305).
レート計算部13Cは、割当リソース量に含まれるフレーム数およびフレーム長から、フレーム長情報をテーブルに格納し、シェーピング帯域付与量を決定する(ステップS306)。具体的には、レート計算部13Cは、テーブルに格納されている有効なエントリのうち先頭に格納されたエントリのフレーム長を、シェーピング帯域付与量とする。 The rate calculation unit 13C stores frame length information in a table based on the number of frames and frame length included in the allocated resource amount, and determines the shaping bandwidth allocation amount (step S306). Specifically, the rate calculation unit 13C determines the frame length of the first valid entry stored in the table as the shaping bandwidth allocation amount.
レート計算部13Cは、シェーピング帯域付与量とシェーピングレートとに基づいて、IDLE長を決定し、決定したIDLE長と、シェーピングレートと、シェーピング帯域付与量とを含むレート情報を、帯域割当計算部14へ送信する(ステップS307)。 The rate calculation unit 13C determines the IDLE length based on the shaping bandwidth allocation amount and the shaping rate, and transmits rate information including the determined IDLE length, shaping rate, and shaping bandwidth allocation amount to the bandwidth allocation calculation unit 14 (step S307).
シェーピングレートをR(bit/sec)、シェーピング帯域付与量をDe(bit)とした場合、IDLE長Tc(sec)は、以下の数式(3)を用いて求めることができる。 If the shaping rate is R (bit/sec) and the shaping bandwidth allocation amount is De (bit), the IDLE length Tc (sec) can be calculated using the following formula (3):
Tc=De/R ・・・(3) Tc=De/R...(3)
帯域割当計算部14は、レート計算部13から受信したレート情報に基づいて、ONU2-i毎にGSTおよび帯域付与量を算出し、算出したGSTおよび帯域付与量を、GATE生成部16に送信する(ステップS308)。 The bandwidth allocation calculation unit 14 calculates the GST and bandwidth allocation amount for each ONU 2-i based on the rate information received from the rate calculation unit 13, and transmits the calculated GST and bandwidth allocation amount to the GATE generation unit 16 (step S308).
GATE生成部16は、帯域割当計算部14から受信したGSTおよび帯域付与量をGATEフレームに格納し、GATEフレームをデータ多重部17に送信する(ステップS309)。 The GATE generation unit 16 stores the GST and bandwidth allocation amount received from the bandwidth allocation calculation unit 14 in a GATE frame and transmits the GATE frame to the data multiplexing unit 17 (step S309).
データ多重部17は、無線親局装置3から送信される下りデータと、GATE生成部16から受信したGATEフレームとを多重して、光送受信部18に送信する(ステップS310)。 The data multiplexing unit 17 multiplexes the downstream data transmitted from the wireless base station device 3 with the GATE frame received from the GATE generation unit 16 and transmits the multiplexed data to the optical transceiver unit 18 (step S310).
光送受信部18は、データ多重部17で多重された下りデータおよびGATEフレームを、ONU2-iに対して送信する(ステップS311)。 The optical transceiver 18 transmits the downstream data and GATE frame multiplexed by the data multiplexer 17 to ONU2-i (step S311).
なお、実施の形態2,3にかかるOLT1B,1Cの各機能についても、実施の形態1で説明したように、処理回路を用いて実現することができる。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、ソフトウェア、ファームウェアなどを用いたものであってもよい。 Note that the functions of OLTs 1B and 1C according to embodiments 2 and 3 can also be realized using processing circuits, as explained in embodiment 1. The processing circuits may be dedicated hardware, or may use software, firmware, etc.
以上説明したように、実施の形態3にかかる光無線通信システム100Cでは、OLT1Cが、レート計算部13Cと、上り通信制御部10Cと、下りデータのフレーム長を示すフレーム情報を含む連携情報を、無線親局装置3から取得する連携情報受信部11とを有する。ここでは、連携情報に含まれるフレーム情報が、フレーム長に基づく情報の一例である。上り通信制御部10Cは、フレーム情報に基づいて、帯域付与量とデータ送信開始時刻であるGSTとを決定する。このため、実際に伝送されるフレームのフレーム長を考慮して、帯域付与量およびGSTが決定される。このため、通信レートをシェーピングレートに維持しつつ、ジッタ抑制を可能にすることが可能になる。 As described above, in the optical wireless communication system 100C according to the third embodiment, the OLT 1C includes a rate calculation unit 13C, an upstream communication control unit 10C, and a cooperation information receiving unit 11 that acquires cooperation information from the wireless base station device 3, the cooperation information including frame information indicating the frame length of the downstream data. Here, the frame information included in the cooperation information is an example of information based on frame length. The upstream communication control unit 10C determines the bandwidth allocation amount and the GST, which is the data transmission start time, based on the frame information. Therefore, the bandwidth allocation amount and GST are determined taking into account the frame length of the frame actually transmitted. This makes it possible to suppress jitter while maintaining the communication rate at the shaping rate.
フレーム情報は、フレーム数およびフレーム長を含む。事前にフレーム数およびフレーム長を把握した上で、スケジューリングが行われるため、より正確で、リアルタイム性が高く、所望の通信レートに調整することが可能になる。 Frame information includes the number of frames and frame length. Scheduling is performed after determining the number of frames and frame length in advance, making it possible to achieve more accurate, real-time performance, and adjust to the desired communication rate.
また、実施の形態3において、OLT1Cは、複数のONU2-iのそれぞれに対して上り通信の帯域付与量とデータ送信開始時刻とを決定する通信装置の一例である。OLT1Cは、複数のONU2-iのそれぞれに対して、無線親局装置3が無線端末に割り当てたリソースを示す割当リソース情報に基づいて算出されたシェーピングレートを取得するシェーピングレート取得部であるレート計算部13Cと、シェーピングレートと、上り通信において伝送されるフレーム長に基づく情報とに基づいて、ONU2-iに対して、帯域付与量とデータ送信開始時刻とを決定する上り通信制御部10Cとを有する。 Also, in embodiment 3, OLT 1C is an example of a communications device that determines the bandwidth allocation amount and data transmission start time for upstream communications for each of multiple ONUs 2-i. OLT 1C includes a rate calculation unit 13C, which is a shaping rate acquisition unit that acquires a shaping rate calculated based on allocated resource information indicating resources allocated to wireless terminals by the wireless base station device 3 for each of multiple ONUs 2-i, and an upstream communications control unit 10C that determines the bandwidth allocation amount and data transmission start time for ONUs 2-i based on the shaping rate and information based on the frame length transmitted in upstream communications.
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the above embodiments are merely examples, and may be combined with other known technologies, or different embodiments may be combined with each other. Parts of the configuration may also be omitted or modified without departing from the spirit of the invention.
1,1B,1C OLT、2-1~2-n,2-i,2B-i ONU、3 無線親局装置、4-1~4-n,4-i 無線子局装置、10A,10B,10C 上り通信制御部、11 連携情報受信部、12 情報分析部、13,13B,13C レート計算部、14,14B 帯域割当計算部、15 帯域補正部、16,16B GATE生成部、17 データ多重部、18,21 光送受信部、19 トラフィック監視部、22 GATE抽出部、23 レート制御部、24 出力制御部、31 フレーム情報生成部、32 連携情報送信部、51,61,71 受信回路、52,62,72 送信回路、53,63,73 プロセッサ、54,64,74 メモリ、55 光無線連携スケジューリング回路、56,76 MPCP回路、57,66,77 多重回路、58,67,78 光送受信回路、59,68,79 分離回路、65 GATE生成回路、69 REPORT受信回路、70 トラフィック監視回路、75 レート制御・出力制御回路、80 REPORT生成回路、81 GATE受信回路、100A,100B,100C 光無線通信システム、OF 光ファイバ、S スターカプラ。 1, 1B, 1C OLT, 2-1 to 2-n, 2-i, 2B-i ONU, 3 Wireless master station device, 4-1 to 4-n, 4-i Wireless slave station device, 10A, 10B, 10C Upstream communication control unit, 11 Coordination information receiving unit, 12 Information analysis unit, 13, 13B, 13C Rate calculation unit, 14, 14B Bandwidth allocation calculation unit, 15 Bandwidth correction unit, 16, 16B GATE generation unit, 17 Data multiplexing unit, 18, 21 Optical transmission/reception unit, 19 Traffic monitoring unit, 22 GATE extraction unit, 23 Rate control unit, 24 Output control unit, 31 Frame information generation unit, 32 Coordination information transmission unit, 51, 61, 71 Receiving circuit, 52, 62, 72 Transmission circuit, 53, 63, 73 Processor, 54, 64, 74 Memory, 55 Optical wireless cooperative scheduling circuit, 56, 76 MPCP circuit, 57, 66, 77 multiplexing circuit, 58, 67, 78 optical transceiver circuit, 59, 68, 79 demultiplexing circuit, 65 GATE generation circuit, 69 REPORT reception circuit, 70 traffic monitoring circuit, 75 rate control/output control circuit, 80 REPORT generation circuit, 81 GATE reception circuit, 100A, 100B, 100C optical wireless communication system, OF optical fiber, S star coupler.
Claims (5)
前記局側光終端装置は、
前記無線親局装置が前記無線端末に割り当てたリソースを示す割当リソース情報に基づいて、複数の前記加入者側光終端装置のそれぞれに対して、前記上り通信の通信レートの制限値であるシェーピングレートを算出するレート計算部と、
前記割当リソース情報に基づいて、前記上り通信の帯域付与量およびデータ送信開始時刻を決定する帯域割当計算部と、
を有し、
複数の前記加入者側光終端装置のそれぞれは、
前記上り通信のフレームを出力する出力制御部と、
前記局側光終端装置から通知される前記シェーピングレート、前記帯域付与量および前記データ送信開始時刻と、前記上り通信において伝送したフレームのフレーム長とに基づいて、前記加入者側光終端装置に送信許可を与える時間間隔を決定し、前記時間間隔が決定された値となるように、前記上り通信の前記データ送信開始時刻を制御するレート制御部と、
を有することを特徴とする光無線通信システム。 an optical wireless communication system comprising a plurality of subscriber-side optical terminals connected to a wireless slave station device that wirelessly communicates with a wireless terminal, and a central office optical terminal connected to each of the plurality of subscriber-side optical terminals via an optical transmission path and connected to a wireless master station device, wherein in upstream communication from each of the plurality of subscriber-side optical terminals to the central office optical terminal, a grant period in which a bandwidth is granted and a non-grant period in which a bandwidth is not granted are alternately repeated for each of the plurality of subscriber-side optical terminals, thereby limiting the communication rate of the upstream communication;
The optical terminal device on the central office side
a rate calculation unit that calculates a shaping rate, which is a limit value of the communication rate of the upstream communication, for each of the plurality of subscriber-side optical terminal devices based on allocated resource information indicating resources allocated by the wireless base station device to the wireless terminal;
a bandwidth allocation calculation unit that determines a bandwidth allocation amount and a data transmission start time for the upstream communication based on the allocated resource information;
and
Each of the plurality of subscriber side optical terminal devices comprises:
an output control unit that outputs the upstream communication frame;
a rate control unit that determines a time interval for giving transmission permission to the subscriber-side optical terminal device based on the shaping rate, the allocated bandwidth, and the data transmission start time notified from the optical terminal device on the central office side, and the frame length of the frame transmitted in the upstream communication, and controls the data transmission start time of the upstream communication so that the time interval becomes the determined value;
An optical wireless communication system comprising :
前記レート制御部は、通知された前記フレーム長と前記シェーピングレートとに基づいて、前記加入者側光終端装置に送信許可を与える時間間隔を決定することを特徴とする請求項1に記載の光無線通信システム。 the output control unit, after transmitting the upstream communication frame, notifies the rate control unit of a frame length of the transmitted frame;
2. The optical wireless communication system according to claim 1 , wherein the rate control unit determines a time interval for giving transmission permission to the subscriber-side optical terminal device based on the notified frame length and shaping rate.
前記レート制御部は、前記送信開始信号を受信したタイミングから、決定した時間長の前記非付与期間が経過した後、前記出力制御部へ送信可能フラグを送信することによって前記データ送信開始時刻を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の光無線通信システム。 the output control unit transmits a transmission start signal to the rate control unit at a timing when transmission of the upstream communication frame starts;
The optical wireless communication system described in claim 1 or 2, characterized in that the rate control unit controls the data transmission start time by sending a transmission ready flag to the output control unit after a determined length of the non-granting period has elapsed from the time when the transmission start signal was received .
前記局側光終端装置は、前記無線親局装置が前記無線端末に割り当てたリソースを示す割当リソース情報に基づいて、前記上り通信の通信レートの制限値であるシェーピングレートと、前記上り通信の帯域付与量と、データ送信開始時刻とを計算し、
前記上り通信のフレームを出力する出力制御部と、
前記局側光終端装置から通知された計算された前記シェーピングレート、前記帯域付与量および前記データ送信開始時刻と、前記上り通信において伝送したフレームのフレーム長とに基づいて、前記加入者側光終端装置に送信許可を与える時間間隔を決定し、前記時間間隔が決定された値となるように、前記上り通信の前記データ送信開始時刻を制御するレート制御部と、
を備えることを特徴とする通信装置。 A communication device that functions as the subscriber-side optical terminal device constituting an optical wireless communication system comprising: a plurality of subscriber-side optical terminal devices connected to a wireless slave station device that wirelessly communicates with a wireless terminal; and a central office-side optical terminal device that is connected to each of the plurality of subscriber-side optical terminal devices via an optical transmission path and is also connected to a wireless master station device, and that limits the communication rate of the upstream communication by alternately repeating a grant period in which a bandwidth is granted and a non-grant period in which a bandwidth is not granted to each of the plurality of subscriber-side optical terminal devices in upstream communication from each of the plurality of subscriber-side optical terminal devices to the central office-side optical terminal device,
the optical terminal device on the optical line side calculates a shaping rate, which is a limit value of the communication rate of the upstream communication, a given bandwidth amount for the upstream communication, and a data transmission start time, based on allocated resource information indicating resources allocated to the wireless terminal by the wireless base station device;
an output control unit that outputs the upstream communication frame;
a rate control unit that determines a time interval for giving transmission permission to the subscriber-side optical terminal device based on the calculated shaping rate, the allocated bandwidth, and the data transmission start time notified from the optical terminal device on the central office side, and the frame length of the frame transmitted in the upstream communication, and controls the data transmission start time of the upstream communication so that the time interval becomes the determined value;
A communication device comprising:
前記局側光終端装置が、
前記無線親局装置が前記無線端末に割り当てたリソースを示す割当リソース情報に基づいて、複数の前記加入者側光終端装置のそれぞれに対して、前記上り通信の通信レートの制限値であるシェーピングレートを算出するステップと、
前記割当リソース情報に基づいて、前記上り通信の帯域付与量およびデータ送信開始時刻を決定するステップと、
複数の前記加入者側光終端装置のそれぞれが、
前記上り通信のフレームを出力するステップと、
前記局側光終端装置から通知される前記シェーピングレート、前記帯域付与量および前記データ送信開始時刻と、前記上り通信において伝送したフレームのフレーム長とに基づいて、前記加入者側光終端装置に送信許可を与える時間間隔を決定するステップと、
前記時間間隔が決定された値となるように、前記上り通信の前記データ送信開始時刻を制御するステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。 A communication method for an optical wireless communication system comprising a plurality of subscriber-side optical terminals connected to a wireless slave station that wirelessly communicates with a wireless terminal, and a central office optical terminal that is connected to each of the plurality of subscriber-side optical terminals via an optical transmission path and is also connected to a wireless master station, wherein in upstream communication from each of the plurality of subscriber-side optical terminals to the central office optical terminal, a grant period in which a bandwidth is granted and a non-grant period in which a bandwidth is not granted are alternately repeated for each of the plurality of subscriber-side optical terminals, thereby limiting the communication rate of the upstream communication,
The optical terminal device on the optical line side
calculating a shaping rate, which is a limit value of the communication rate of the upstream communication, for each of the plurality of subscriber-side optical terminals based on allocated resource information indicating resources allocated by the wireless base station device to the wireless terminal;
determining a bandwidth allocation amount and a data transmission start time for the upstream communication based on the allocated resource information;
Each of the plurality of subscriber side optical terminal devices
outputting the upstream communication frame;
determining a time interval for granting transmission permission to said subscriber-side optical terminal device based on the shaping rate, the allocated bandwidth, and the data transmission start time notified from said central office-side optical terminal device, and the frame length of the frame transmitted in the upstream communication;
controlling the data transmission start time of the upstream communication so that the time interval is a determined value;
A communication method comprising:
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