ブロードバンドネットワーク
【課題】 広帯域アクセス網で、シグナリングを使用したコネクション毎のオンデマンドなサービスを行う際に、加入者側のＰＯＮの共有の自由度を高めると共に、アクセスノードでのデータの損失を防ぐ。
【解決手段】 サービスノード１０２では、ＯＮＵ１０３〜１０４のＰＯＮレイヤ情報、アクセスノード１０１のＰＯＮレイヤ・ＡＴＭレイヤの帯域・コネクション情報をＯＮＵ、アクセスノードと同期させて保持し、サービスノードからＰＯＮレイヤのＯＮＵ割当て帯域変更を指示する。また、サービスノード１０２においてサービスノードのＡＴＭレイヤ、アクセスノードのＡＴＭレイヤ、及びＰＯＮレイヤを同時に管理してコネクション受付けを判断した上、サービスノードでアクセスノードのＡＴＭレイヤ、ＰＯＮレイヤがオーバーフローを起こさないようにセル流を流す。
【解決手段】 サービスノード１０２では、ＯＮＵ１０３〜１０４のＰＯＮレイヤ情報、アクセスノード１０１のＰＯＮレイヤ・ＡＴＭレイヤの帯域・コネクション情報をＯＮＵ、アクセスノードと同期させて保持し、サービスノードからＰＯＮレイヤのＯＮＵ割当て帯域変更を指示する。また、サービスノード１０２においてサービスノードのＡＴＭレイヤ、アクセスノードのＡＴＭレイヤ、及びＰＯＮレイヤを同時に管理してコネクション受付けを判断した上、サービスノードでアクセスノードのＡＴＭレイヤ、ＰＯＮレイヤがオーバーフローを起こさないようにセル流を流す。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークの制御に関し、特に、ＰＯＮを含めた帯域のダイナミックなコネクション制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のＰＯＮ(Passive Optical Network)あるいはＰＤＳ(Passive Double Star)の帯域割当て制御は、それぞれのＯＮＵ(Optical Network Unit)に対する割当てを、光のレイヤで光の終端点間の距離を測定し、光モジュールで認識できるタイミングにどう割り当てるかを目的として制御方式が決められている。
【０００３】例えば、5TH IEEE Conference on Optical/Hybrid Network Access 「Access Flexibility with Passive Double Star System」 Noriki MIKI and Kenji OKADA(NTT)には、下りは上流での割当てに従い、上りはＴＤＭＡ(Time Division Multiplex Access)ベースで割当てており、ＩＤを使用した宛先指定方法と、ポインタを使用したタイミング位置指定方法が記載されている。
【０００４】あるいは、他のシェアドメディアの１つであるＣＡＴＶ網では、「ＮＥＣ技法１９９６年１２月号，ＣＡＴＶ網におけるインタネット接続」に示されているような、センタ側と端末側でＦＰＰ(Framed Pipeline Polling)方式を使用した予約方式が知られている。また、同様なＡＴＭバス上での端末への割当て方式として、特開平６−６７９６１号公報には、バスの上流で空きセルを流す時点で割当て端末ＩＤをのせ、ＩＤが一致する端末がセルを上書きする方式が記載されている。
【０００５】さらに、広帯域アクセスネットワーク基本モデルでのダイナミックな制御方式の一つとして、「電子情報通信学会信学技法１９９６年１２月号，ベアラコネクション制御を適用したＡＴＭアクセスシステム構成に関する検討」には、呼制御信号とＢ−ＢＣＣ(Broadband Bearer Connection Control)信号を使用した制御方式に関する記載があり、加入者データ分析等のサービス依存の機能はサービスノードで実現し、アクセスノードのスイッチ制御機能等の個々のサービスに依存しない機能のみをアクセス網機能とすることが望ましいこと、アクセス網はユーザからの呼接続メッセージをトランスペアレントにサービスノードまで転送し、ユーザからの呼接続メッセージを受信したサービスノードは加入者データ分析等の処理を行い、アクセス網に対してＢ−ＢＣＣチャネルを用いて送信すること、アクセス網はこのサービスノードからの制御信号を受けＶＣの設定／解放を行うことが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記第１の従来技術の制御方式は、光のレイヤの制御を目的としており、装置のイニシャライズ機能として、光のパスの両端で各ＯＮＵにどのタイミングを割り当てるかという物理的な制御を行っている。したがって、広帯域アクセスネットワークでコネクション毎にダイナミックな帯域割当てを行う際には制約を与えてしまう。
【０００７】即ち、現在開発されているＰＯＮネットワークは、フレーム構造の違いはあるが、いずれもスタティックにパスや帯域が設定されており、他のＯＮＵで帯域が余っている分を割り当ててコネクションを受け付けることはできず、スタティックに割り当てられたＯＮＵの帯域で頭打ちとなってしまい、フレキシブルなネットワーク運用ができない。
【０００８】前記第２の従来技術の制御方式は、データパケットを送出する毎に次のパケット分の帯域とタイミングを確保するために、上位レイヤとの関連機能が必要となり、アプリケーションサービスを扱わない広帯域網には適用できない。
【０００９】また、前記第３の従来技術の制御方式は、データの流れる方向と制御の方向が一致しているため、ＰＯＮを用いたアクセスネットワークのＵｐｓｔｒｅａｍの制御には適用できない。
【００１０】さらに、前記第４の従来技術の制御方式は、コネクション毎にアクセスノード（ＡＮ）とサービスノード（ＳＮ）間の制御を行う方式であるので、加入者側にＰＯＮ，ＰＤＳ等のシェアドメディアが接続された場合の制御については言及しておらず、加入者側にＰＯＮ、ＰＤＳ等のシェアドメディアが接続された場合には、シェアドメディアの制御方式を新たに追加する必要がある。
【００１１】本発明の目的は、広帯域アクセス網において、シグナリングを使用したコネクション毎のオンデマンドなサービスを行う際に、加入者側のＰＯＮにおいても、共有の自由度を高める機能を、容易にかつネットワークとして低コストで実現することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の制御方式を使ったアクセスネットワークにおいては、ＯＮＵ立ち上げ時等の送出タイミング割当て等の変更発生時と同期して周期的に、ＰＯＮレイヤが光のパスの両端でやり取りしている制御フレームの情報をアクセスノードで終端すると同時にサービスノードまで情報を流し、サービスノードでは、Ｂ−ＢＣＣで通知されるアクセスノードのＡＴＭレイヤコネクション情報のみならず、ＰＯＮの制御フレームで通知されるＯＮＵ、ＰＯＮの情報も保持して、アクセスノードと同期をとった情報を共有することにより、ＯＮＵの帯域割付が必要なときには、前記アクセスノードと同期を取った情報を元にサービスノードでＰＯＮのＯＮＵへの帯域割付を行い、アクセスノード経由で変更を行うようにしたことを特徴としている。
【００１３】具体的には、ＰＯＮの上り制御フレームに各ＰＯＮレイヤのパスの帯域情報をのせてＯＮＵから送信する。これをアクセスノードの上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部で検出すると、グループ管理部を参照に行き、ＰＯＮインタフェース番号等の物理条件と契約しているサービスクラス等の条件から、ＶＰＩ／ＶＣＩ（Virtual Path Identifier：仮想パス識別子／Virtual Channel Identifier：仮想チャネル識別子）値で示す論理条件に付け替えてＡＴＭレイヤへ戻す。これがサービスノードまで流され、サービスノードではＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部でこれに相当するＡＴＭパスを監視し、ＰＯＮレイヤのリアルタイムな状態情報を得てＰＯＮレイヤ帯域管理部で保管する。このときＰＯＮのリンク容量の帯域合計の制限やＶＰ毎のサービスクラス等の設定は、ネットワークが設置された時点で事前にサービスノードに通知されている。
【００１４】端末は、帯域変更等の要求がある場合にはシグナリングによる要求を行う。これがサービスノードのシグナリングプロトコル処理部で解析され、コネクション／帯域管理部に通知される。コネクション／帯域管理部では、ＰＯＮレイヤの管理部からの情報と共に、変更可能かを判断する。そして、設定時及び変更時には、アクセスノードのスイッチ部等ＡＴＭレイヤ分についてはＢ−ＢＣＣプロトコルにより制御、管理が行われる。ＰＯＮレイヤについては、下りの制御用にＶＣを割当て、アクセスノードのＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部に渡されて制御される。
【００１５】すなわち、本発明においては、上り、下り共にＰＯＮレイヤの割当てタイミングや帯域に関する情報をアクセスノードで終端せずに、サービスノードにも共有させ、サービスノード側でシグナリングによるコネクション管理や帯域管理と同時にＰＯＮレイヤの管理を行う。ただし、その際にサービスノードではアクセスノードの物理的な条件は把握せずに、論理条件だけを扱う。アクセスノードの物理条件はアクセスノードで管理し、物理条件から論理条件へのマッピングを行った後の情報をサービスノードとの間でやり取りする。
【００１６】アクセスノードは、ＯＮＵからのＰＯＮレイヤの制御情報をサービスノードにも送出する手段として、上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部を有し、サービスノードやＯＮＵとの協調確認手段として、サービスノードの確認やＯＮＵ帯域割付変更情報を受信する下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部とグループ管理部を有し、サービスノードとのコネクションレイヤの協調手段として帯域制御部、コネクション制御部を有している。
【００１７】サービスノードは、■各ＯＮＵ割当て位置情報を把握して各ＯＮＵの帯域を計算し、■ＰＯＮ当たりのＯＮＵ割当て帯域総和、■ＰＯＮ当たりのコネクション帯域総和及び■ＯＮＵ当たりのコネクション帯域総和の■〜■を、上り、下り別に計算する手段および情報を保持する手段としてＰＯＮレイヤ帯域管理部を有している。
【００１８】また、ユーザからのコネクション接続・解放要求時に、ネットワーク側、アクセスノード‐サービスノード間、ＰＯＮ上のそれぞれが、コネクションを受け付けられるか否かをＰＯＮレイヤ帯域管理部あるいはコネクション／帯域管理部のテーブルを参照しながら判断する手段や、コネクション設定・解放後には、ＰＯＮ毎の未使用帯域量総和を計算して格納する手段を有している。
【００１９】更に、サービスノードでは、下りのセル送出時に、アクセスノードのＡＴＭ部、ＰＯＮ部がオーバーフローを起こさないようにセル流を調整して流す機能を有している。具体的には、コネクションを受け付けた際に、スイッチ制御の設定をＡＴＭ部、ＰＯＮ部がオーバーフローを起こさないようにＣＤＶ（セル遅延変動許容値）設定を行っている。
【００２０】コネクションに関する変更が発生する度に、アクセスノードでの各ＯＮＵに割当てているタイミングがＰＯＮ制御フレームを使用してサービスノードに通知される。サービスノードでは、各ＯＮＵに割当てているタイミング・帯域と、ＰＯＮの使用帯域合計、各ＯＮＵ割当て帯域中で実際にコネクションに割当てている帯域を管理している。同時にサービスノードから各ＯＮＵの帯域変更要求をＰＯＮ制御フレームを使用してアクセスノードに対して行う。
【００２１】これにより、コネクション要求があった時で、ＯＮＵ中の空帯域が不足しているが他のＯＮＵの空帯域を割当てればコネクションを受け付けられる場合、サービスノードから各ＯＮＵに割当てている帯域の変更を指示することによって、要求されたコネクションを受け付けるようにする。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態を示すアクセスネットワーク機能配置図であり、図２は、当該アクセスネットワーク上で設定されるコネクションを示す図である。本発明のアクセスネットワークは、アクセスノード１０１、サービスノード１０２、ＰＯＮ１０５、ＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃ｎ（１０３〜１０４）から成っている。同様にサービス先にはバックボーンネットワークが広がり最終的には相手先の端末が存在する。
【００２３】アクセスノード１０１と各ＯＮＵ１０３〜１０４の間は、ＰＯＮ１０５を経由して光のリンク（ＰＯＮコネクション＃１〜＃ｎ）１１４〜１１６で接続されている。実際のユーザとアクセスネットワーク上にはユーザ用のコネクション１１５及び１１７が張られている。上りコネクション１１５には実際の上りデータ用のコネクション１３７とサービスノード１０２で終端されるシグナリング用のコネクション１３５が含まれる。下りも同様にコネクション１１７が張られ、実際の下りデータ用のコネクション１３８とサービスノード１０２で終端されるシグナリング用のコネクション１３６が含まれる。
【００２４】この時、シグナリングによるコネクション設定要求を行えば、実データ用コネクションは複数持つことが可能であるし、コネクションを解放することも可能である。実際のコネクションの設定、解放には、サービスノード１０２だけでなく、アクセスノード１０１の設定も必要だが、そのために、サービスノード１０２とアクセスノード１０１の間にＢ−ＢＣＣプロトコル用として下りＢ−ＢＣＣコネクション１２０と上りＢ−ＢＣＣコネクション１２１が用意されている。
【００２５】また、ＰＯＮレイヤ情報をアクセスノード１０１のＰＯＮレイヤ終端部１０６と共有するために、上りＰＯＮレイヤ制御信号用コネクション１１９と下りＰＯＮレイヤ制御信号用コネクション１２２が用意されている。
【００２６】アクセスノード１０１は、上り及び下りが波長多重されている光伝送の光終端を行うとともにＰＯＮレイヤのフレーム抽出・組立機能を持つＰＯＮ終端部（ＯＬＴ）１０６と、ＰＯＮ終端部１０６を制御するＰＯＮ制御部１４０と、ＡＴＭスイッチ部１１３と、該ＡＴＭスイッチ部の管理を行うＡＴＭレイヤ制御部１０９と、Ｂ−ＢＣＣプロトコルを終端するＢ−ＢＣＣプロトコル処理部１３９と、ＯＮＵ１０３〜１０４との間でやり取りし、ＰＯＮレイヤの送出の制御情報を含むＰＯＮレイヤ制御フレームの解析、組み立て、グループ管理部１１２を含むアクセスノード内への通知、本発明の特徴であるサービスノードへの共有情報組立を行う上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７及び下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０８と、ＯＮＵ単位での送出位置、帯域、ＱＯＳ（Quality of Service：サービス品質）の管理テーブルを持ち、同時にその物理ポートに含まれる各ＯＮＵについてもその送出位置、帯域、ＱＯＳの管理テーブルを持ち、管理を行うグループ管理部１１２を備えている。
【００２７】ＡＴＭレイヤ制御部１０９は、Ｂ−ＢＣＣプロトコル処理部１３９からのＢ−ＢＣＣプロトコルの情報を受け、各コネクション毎のコネクション情報テーブルを持ち、サービスノード１０２と連動してコネクション制御を行うコネクション制御部１１１と、各コネクション毎の帯域管理テーブルを持ち、帯域管理や入出力トラフィックの監視、制御を行う帯域制御部１１０を備えている。
【００２８】サービスノード１０２は、ＡＴＭスイッチ１２５と、該ＡＴＭスイッチを制御するスイッチ制御部１２３と、ユーザからのシグナリングを終端するシグナリングプロトコル処理部１２６と、アクセスノードとの間でやり取りされるＢ−ＢＣＣプロトコルを終端するＢ−ＢＣＣプロトコル処理部１２７と、これに加えて本発明の特徴である、ＰＯＮレイヤ情報のメッセージ解析を行うＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９と、後述の６種類のテーブルをもって管理を行うＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８と、コネクション毎の帯域テーブルを持ち、サービスノード自身のコネクションや帯域管理あるいはＣＡＣ（Connection Admission Control：コネクション受付制御）を行い、また、Ｂ−ＢＣＣによる情報やＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８の情報を参照して、アクセスノード中においてＰＯＮレイヤの管理、アクセスノードのＣＡＣを行うコネクション／帯域管理部１２４を備えている。
【００２９】ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８は、ＰＯＮ毎の収容ＯＮＵ番号テーブル、ＯＮＵ毎の上り／下りの割当て帯域・タイミングテーブル、ＰＯＮ毎のＯＮＵ割当て帯域総和テーブル、ＯＮＵ毎のコネクションに割り当てた帯域の総和テーブル、ＰＯＮ毎のコネクションに割り当てた帯域の総和テーブル、及びＰＯＮの総帯域からコネクションに割り当てた帯域の総和および制御に必要な帯域を除いたＰＯＮ余り帯域テーブルを備えており、これら６種類のテーブルの管理を行っている。
【００３０】次に、本発明の動作について、図１を参照して説明する。まず、各ＯＮＵ１０３〜１０４との間にＰＯＮレイヤのパス１１４〜１１６が張られる。この処理は基本的に従来技術と同様の手法で各ＯＮＵに対する送出位置を上り下り別に決定してＯＮＵに指示する。
【００３１】すなわち、ＰＯＮ制御部１４０では、グループ管理部１１２と連動して下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０８に対してＰＯＮレイヤの制御フレーム送出を指示する。ＰＯＮレイヤの制御フレームがＰＯＮ１０５を介してＯＮＵ１０３に送出されると、ＯＮＵ１０３ではこれを検出し、従来技術と同様にＰＯＮ制御フレームをＰＯＮ終端部（ＯＬＴ）１０６に対して戻してくる。
【００３２】上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７ではＯＮＵ１０３が送出してきた制御フレームを処理し、どのＰＯＮ上に存在するＯＮＵなのかを判断してグループ管理部１１２に渡す。ＰＯＮ制御部１４０では、グループ管理部１１２上に書かれている他のＯＮＵについての情報と共にＯＮＵに割り当てる上りの送出タイミングを決定し、グループ管理部１１２に格納する。
【００３３】この格納情報を下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部を介して下りのＰＯＮ制御フレームにのせ、ＯＮＵ１０３に通知する。この時、ＰＯＮコネクション１１４にどれだけの帯域を割り当てるかは前もって初期値として決めておき、グループ管理部１１２に格納しておく。ただし、この値は固定にする必要はなく、サービス条件、運用条件等によって決められる。グループ管理部１１２への格納方法は、ハード的あるいはソフト的に適宜設定できる。下り側については、従来技術と同様にＰＯＮレイヤとしての帯域管理手段はなく、帯域制御部１１０によって各ユーザとの間に張るコネクション１１７の帯域を制御している。
【００３４】グループ管理部１１２で保持しているＰＯＮ情報は、ＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９に周期的に通知される。これは、グループ管理部１１２で保持している情報を上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７が制御フレームを終端した後にＰＯＮレイヤ制御信号コネクション１１９を介して上書きして通知することにより実行される。
【００３５】ＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９ではこの通知を受けたことをＰＯＮレイヤ制御信号コネクション１２２を介して下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０８に通知する。下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０８では、このフレームを処理し、その情報をグループ管理部１１２に通知する。これによって、アクセスノード１０１とサービスノード１０２の間で不一致が生じた場合には、それがグループ管理部１１２で検出される。その場合、グループ管理部１１２は、上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７とＰＯＮレイヤ制御信号コネクション１１９を介して再度ＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９に情報を渡し、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８の内容をグループ管理部１１２の内容と一致させる。
【００３６】ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８は、グループ管理部１１２のテーブルと同様にＰＯＮレイヤ制御信号コネクション１１９を介して通知される上り送信タイミングからＯＮＵ毎の割当て帯域を計算して保持する。また、ＰＯＮにつながるＯＮＵの割当て帯域総和も計算して保持する。
【００３７】下りについての制御情報はアクセスノード１０１側には保持されていないので、サービスノード１０２がＰＯＮの帯域総和を超えないように制御する。従って、アクセスノード１０１、ＯＮＵ１０３〜１０４に割り当てる下りの帯域についての情報はＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８で保持する。
【００３８】ＡＴＭレイヤでは、ＡＴＭレイヤ制御部１０９が持つ情報は同時にコネクション帯域管理部１２４でも管理され、新しくコネクションを設定する場合には、コネクション帯域管理部１２４を更新し、同時に制御信号１３３、Ｂ−ＢＣＣプロトコル処理部１２７を経由してアクセスノード１０１側のＢ−ＢＣＣプロトコル処理部１３９との間でＢ−ＢＣＣプロトコルがやり取りされる。
【００３９】Ｂ−ＢＣＣプロトコル処理部１３９は、コネクション帯域管理部１２４の指示内容を解析し、帯域制御部１１０とコネクション制御部の情報を更新する。ＡＴＭレイヤ制御部１０９はこれに従ってＡＴＭスイッチ１１３の制御を変更する事になる。
【００４０】次に、ＯＮＵの先につながるユーザ端末がコネクション要求をしてくる場合について説明する。まず、ユーザがユーザシグナリング用コネクション１３５を使ってシグナリングでコネクション要求を出してくると、このシグナリングをシグナリングプロトコル処理部１２６が終端し、検出することによって処理が開始される。
【００４１】コネクション帯域管理部１２４では、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８からコネクション要求してきたユーザのＯＮＵと上り下りの割当て帯域を参照する。また、コネクション帯域管理部１２４では、要求されたコネクションの帯域を、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８中に格納されている、その時点でＯＮＵに張られているコネクションの帯域の総和に加えた帯域を算出する。更に、該算出値とＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８を参照して得たＯＮＵの上りあるいは下りの割当て帯域値の比較処理を行う。
【００４２】ケース１として、ユーザ端末へ与える総帯域がその時点でＯＮＵに割り当てられた帯域を超えることがない場合には、コネクション帯域管理部１２４はＯＮＵに割り当てられた帯域を超えないと判断し、（もしくはコネクション帯域管理部１２４が他のＣＡＣ（Connection Admission Control：コネクション受付制御）アルゴリズムに従ってＯＮＵの割当て帯域を変更することなくコネクションを受け付けられると判断した場合には、）コネクション帯域管理部１２４の管理テーブルを更新し、Ｂ−ＢＣＣプロトコル処理部１２７及び１３９経由でＡＴＭレイヤ制御部１０９の設定を変更し、新しいコネクションを張る。
【００４３】同時に、コネクション帯域管理部１２４は、ＯＮＵ毎の収容されているコネクション帯域の総和とＰＯＮ毎の収容されているコネクション帯域の総和を計算し、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８に格納されているそれらの値を更新する。
【００４４】ケース２として、要求されたコネクションの帯域が、その時点での収容しているＯＮＵへの割当て帯域を超えていて、かつ、ＰＯＮの他のＯＮＵ中で張られているコネクションへの帯域分を除いた余り帯域の総和もその要求値に満たない場合には、コネクション帯域管理部１２４は、要求された新しいコネクション帯域を加算すると、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８中の格納されているＯＮＵに割り当てられた帯域値を超えること、及びＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８中のＰＯＮ毎の余り帯域の総和が要求されている帯域以下であることを検出する。
【００４５】この場合には、コネクション帯域管理部１２４は即制御信号１３２でシグナリングプロトコル処理部１２６にその旨を通知し、シグナリングプロトコル処理部１２６でコネクション拒否のプロトコル処理を行う。
【００４６】ケース３として、要求されたコネクションの帯域が、その時点での収容しているＯＮＵへの割当て帯域を超えていて、かつ、ＰＯＮの他のＯＮＵ中で張られているコネクションへの帯域分を除いた余り帯域の総和よりも小さい場合には、コネクション帯域管理部１２４は、要求された新しいコネクション帯域を加算することにより、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８中の格納されているＯＮＵに割り当てられた帯域値を超えることを検出し、かつ、要求されている帯域がＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８中のＰＯＮ毎の余り帯域の総和以下であることを検出する。
【００４７】この場合には、各ＯＮＵに割り当てられている帯域の再割当てを行い、その後要求されたコネクションを受け付ける。すなわち、各ＯＮＵに割り当てられている帯域の再割当て処理時、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８では以前のテーブルはそのままにしておいて、再割当てした後の各テーブル情報を仮保持する。同時にこの仮保持情報をＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９を経由して下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０８に通知する。
【００４８】下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０８は、この仮保持情報を検出すると、これをグループ管理部１１２に仮待避させ、また、グループ管理部１１２を経由してＯＮＵ１０３〜１０４に通知する。この時は、減らすＯＮＵから順に制御フレームを送出する。各ＯＮＵでは制御フレームによる変更を行い、同時に上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７に対して制御フレームを送出する。
【００４９】上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７では、この制御フレームを監視することによってＯＮＵが帯域変更を行ったことを認識する。それによって、グループ管理部１１２で仮待避していた情報に正式に書き換え処理が行われる。
【００５０】また、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８の情報と同期をとるために上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７からＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９に対して通知が行われる。ＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９でＯＮＵが帯域変更を行ったことを認識すると、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８に仮保持されていた情報を正式な情報として書き換える。
【００５１】この後、コネクション帯域管理部１２４は、再度、前記要求されたコネクションの受付制御を行う。すなわち、コネクション帯域管理部１２４の管理テーブルを更新し、Ｂ−ＢＣＣプロトコル処理部１２７及び１３９を経由でＡＴＭレイヤ制御部１０９の設定を変更し、新しいコネクションを張る。
【００５２】同時に、コネクション帯域管理部１２４は、ＯＮＵ毎の収容されているコネクション帯域の総和とＰＯＮ毎の収容されているコネクション帯域の総和を計算し、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８に格納されているそれらの値を更新する。
【００５３】図４は、図１のアクセスネットワ―ク機能配置図において、特に本発明で機能が追加あるいは拡張された部分について明確化したものであり、点線は本発明で新たに追加された機能を示しており、網掛け部は本発明で機能が拡張された部分を示している。
【００５４】図３は、本発明の他の実施の形態を示すアクセスネットワーク機能配置図である。この実施の形態においては、ＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９とアクセスノード１０１側の同期をとるのに全てＢ−ＢＣＣプロトコル処理部１２７および１３９を使用して通信を行っている点で、図１の実施の形態と異なっているが、基本的な動作については図１の実施の形態と同様である。
【００５５】
【発明の効果】本発明は、サービスノードにおいて、ＯＮＵのＰＯＮレイヤ情報、アクセスノードのＰＯＮレイヤ・ＡＴＭレイヤの帯域・コネクション情報を、ＯＮＵ、アクセスノードと同期させて保持し、サービスノードからＰＯＮレイヤのＯＮＵ割当て帯域変更ができるように構成しているので、コネクション要求があり、当該ＯＮＵの余り帯域が不足している場合に、他のＯＮＵの余り帯域分を割り当てることによってコネクション要求を受付けることが可能となる。
【００５６】また、本発明は、サービスノードにおいて、サービスノードのＡＴＭレイヤ、アクセスノードのＡＴＭレイヤ、ＰＯＮレイヤを同時に管理してコネクション受付けを判断した上、サービスノードでアクセスノードのＡＴＭレイヤ、ＰＯＮレイヤがオーバーフローを起こさないように整流して流すので、下りデータがＡＴＭ部及びＰＯＮ部でオーバーフローすることがない。
【００５７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すアクセスネットワーク機能配置図である。
【図２】図１のアクセスネットワーク上で設定されるコネクションを表す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示すアクセスネットワーク機能配置図である。
【図４】従来のＰＯＮにおけるアクセスネットワークに対して本発明で追加された機能を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１ アクセスノード（ＡＮ）
１０２ サービスノード（ＳＮ）
１０３ ＯＮＵ(Optical Network Unit)＃１
１０４ ＯＮＵ(Optical Network Unit)＃ｎ
１０５ ＰＯＮ(Passive Optical Network)
１０６ ＰＯＮ終端部（ＯＬＴ）
１０７ 上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部
１０８ 下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部
１０９ ＡＴＭレイヤ制御部
１１０ 帯域制御部
１１１ コネクション制御部
１１２ グループ管理部
１１３ ＡＴＭスイッチ
１１４ ＰＯＮコネクション＃１
１１５ 上りＶＣ(Virtual Channel)
１１６ ＰＯＮコネクション＃ｎ
１１７ 下りＶＣ(Virtual Channel)
１１８ ＡＮ内制御信号
１１９ ＰＯＮレイヤ制御信号（ＡＮ→ＳＮ）
１２０ Ｂ−ＢＣＣ(Broadband Bearer Connection Control)プロトコル（ＳＮ→ＡＮ）
１２１ Ｂ−ＢＣＣ(Broadband Bearer Connection Control)プロトコル（ＡＮ→ＳＮ）
１２２ ＰＯＮレイヤ制御信号（ＳＮ→ＡＮ）
１２３ スイッチ制御部
１２４ コネクション・帯域管理部
１２５ ＡＴＭスイッチ
１２６ シグナリングプロトコル処理部
１２７，１３９ Ｂ−ＢＣＣプロトコル処理部
１２８ ＰＯＮレイヤ帯域管理部
１２９ ＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部
１３０，１３１，１３２，１３３，１３４ ＳＮ内制御信号
１３５ 上りシグナリングプロトコル
１３６ 下りシグナリングプロトコル
１３７ 上りユーザコネクション
１３８ 下りユーザコネクション
１４０ ＰＯＮ制御部
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークの制御に関し、特に、ＰＯＮを含めた帯域のダイナミックなコネクション制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のＰＯＮ(Passive Optical Network)あるいはＰＤＳ(Passive Double Star)の帯域割当て制御は、それぞれのＯＮＵ(Optical Network Unit)に対する割当てを、光のレイヤで光の終端点間の距離を測定し、光モジュールで認識できるタイミングにどう割り当てるかを目的として制御方式が決められている。
【０００３】例えば、5TH IEEE Conference on Optical/Hybrid Network Access 「Access Flexibility with Passive Double Star System」 Noriki MIKI and Kenji OKADA(NTT)には、下りは上流での割当てに従い、上りはＴＤＭＡ(Time Division Multiplex Access)ベースで割当てており、ＩＤを使用した宛先指定方法と、ポインタを使用したタイミング位置指定方法が記載されている。
【０００４】あるいは、他のシェアドメディアの１つであるＣＡＴＶ網では、「ＮＥＣ技法１９９６年１２月号，ＣＡＴＶ網におけるインタネット接続」に示されているような、センタ側と端末側でＦＰＰ(Framed Pipeline Polling)方式を使用した予約方式が知られている。また、同様なＡＴＭバス上での端末への割当て方式として、特開平６−６７９６１号公報には、バスの上流で空きセルを流す時点で割当て端末ＩＤをのせ、ＩＤが一致する端末がセルを上書きする方式が記載されている。
【０００５】さらに、広帯域アクセスネットワーク基本モデルでのダイナミックな制御方式の一つとして、「電子情報通信学会信学技法１９９６年１２月号，ベアラコネクション制御を適用したＡＴＭアクセスシステム構成に関する検討」には、呼制御信号とＢ−ＢＣＣ(Broadband Bearer Connection Control)信号を使用した制御方式に関する記載があり、加入者データ分析等のサービス依存の機能はサービスノードで実現し、アクセスノードのスイッチ制御機能等の個々のサービスに依存しない機能のみをアクセス網機能とすることが望ましいこと、アクセス網はユーザからの呼接続メッセージをトランスペアレントにサービスノードまで転送し、ユーザからの呼接続メッセージを受信したサービスノードは加入者データ分析等の処理を行い、アクセス網に対してＢ−ＢＣＣチャネルを用いて送信すること、アクセス網はこのサービスノードからの制御信号を受けＶＣの設定／解放を行うことが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記第１の従来技術の制御方式は、光のレイヤの制御を目的としており、装置のイニシャライズ機能として、光のパスの両端で各ＯＮＵにどのタイミングを割り当てるかという物理的な制御を行っている。したがって、広帯域アクセスネットワークでコネクション毎にダイナミックな帯域割当てを行う際には制約を与えてしまう。
【０００７】即ち、現在開発されているＰＯＮネットワークは、フレーム構造の違いはあるが、いずれもスタティックにパスや帯域が設定されており、他のＯＮＵで帯域が余っている分を割り当ててコネクションを受け付けることはできず、スタティックに割り当てられたＯＮＵの帯域で頭打ちとなってしまい、フレキシブルなネットワーク運用ができない。
【０００８】前記第２の従来技術の制御方式は、データパケットを送出する毎に次のパケット分の帯域とタイミングを確保するために、上位レイヤとの関連機能が必要となり、アプリケーションサービスを扱わない広帯域網には適用できない。
【０００９】また、前記第３の従来技術の制御方式は、データの流れる方向と制御の方向が一致しているため、ＰＯＮを用いたアクセスネットワークのＵｐｓｔｒｅａｍの制御には適用できない。
【００１０】さらに、前記第４の従来技術の制御方式は、コネクション毎にアクセスノード（ＡＮ）とサービスノード（ＳＮ）間の制御を行う方式であるので、加入者側にＰＯＮ，ＰＤＳ等のシェアドメディアが接続された場合の制御については言及しておらず、加入者側にＰＯＮ、ＰＤＳ等のシェアドメディアが接続された場合には、シェアドメディアの制御方式を新たに追加する必要がある。
【００１１】本発明の目的は、広帯域アクセス網において、シグナリングを使用したコネクション毎のオンデマンドなサービスを行う際に、加入者側のＰＯＮにおいても、共有の自由度を高める機能を、容易にかつネットワークとして低コストで実現することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の制御方式を使ったアクセスネットワークにおいては、ＯＮＵ立ち上げ時等の送出タイミング割当て等の変更発生時と同期して周期的に、ＰＯＮレイヤが光のパスの両端でやり取りしている制御フレームの情報をアクセスノードで終端すると同時にサービスノードまで情報を流し、サービスノードでは、Ｂ−ＢＣＣで通知されるアクセスノードのＡＴＭレイヤコネクション情報のみならず、ＰＯＮの制御フレームで通知されるＯＮＵ、ＰＯＮの情報も保持して、アクセスノードと同期をとった情報を共有することにより、ＯＮＵの帯域割付が必要なときには、前記アクセスノードと同期を取った情報を元にサービスノードでＰＯＮのＯＮＵへの帯域割付を行い、アクセスノード経由で変更を行うようにしたことを特徴としている。
【００１３】具体的には、ＰＯＮの上り制御フレームに各ＰＯＮレイヤのパスの帯域情報をのせてＯＮＵから送信する。これをアクセスノードの上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部で検出すると、グループ管理部を参照に行き、ＰＯＮインタフェース番号等の物理条件と契約しているサービスクラス等の条件から、ＶＰＩ／ＶＣＩ（Virtual Path Identifier：仮想パス識別子／Virtual Channel Identifier：仮想チャネル識別子）値で示す論理条件に付け替えてＡＴＭレイヤへ戻す。これがサービスノードまで流され、サービスノードではＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部でこれに相当するＡＴＭパスを監視し、ＰＯＮレイヤのリアルタイムな状態情報を得てＰＯＮレイヤ帯域管理部で保管する。このときＰＯＮのリンク容量の帯域合計の制限やＶＰ毎のサービスクラス等の設定は、ネットワークが設置された時点で事前にサービスノードに通知されている。
【００１４】端末は、帯域変更等の要求がある場合にはシグナリングによる要求を行う。これがサービスノードのシグナリングプロトコル処理部で解析され、コネクション／帯域管理部に通知される。コネクション／帯域管理部では、ＰＯＮレイヤの管理部からの情報と共に、変更可能かを判断する。そして、設定時及び変更時には、アクセスノードのスイッチ部等ＡＴＭレイヤ分についてはＢ−ＢＣＣプロトコルにより制御、管理が行われる。ＰＯＮレイヤについては、下りの制御用にＶＣを割当て、アクセスノードのＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部に渡されて制御される。
【００１５】すなわち、本発明においては、上り、下り共にＰＯＮレイヤの割当てタイミングや帯域に関する情報をアクセスノードで終端せずに、サービスノードにも共有させ、サービスノード側でシグナリングによるコネクション管理や帯域管理と同時にＰＯＮレイヤの管理を行う。ただし、その際にサービスノードではアクセスノードの物理的な条件は把握せずに、論理条件だけを扱う。アクセスノードの物理条件はアクセスノードで管理し、物理条件から論理条件へのマッピングを行った後の情報をサービスノードとの間でやり取りする。
【００１６】アクセスノードは、ＯＮＵからのＰＯＮレイヤの制御情報をサービスノードにも送出する手段として、上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部を有し、サービスノードやＯＮＵとの協調確認手段として、サービスノードの確認やＯＮＵ帯域割付変更情報を受信する下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部とグループ管理部を有し、サービスノードとのコネクションレイヤの協調手段として帯域制御部、コネクション制御部を有している。
【００１７】サービスノードは、
【００１８】また、ユーザからのコネクション接続・解放要求時に、ネットワーク側、アクセスノード‐サービスノード間、ＰＯＮ上のそれぞれが、コネクションを受け付けられるか否かをＰＯＮレイヤ帯域管理部あるいはコネクション／帯域管理部のテーブルを参照しながら判断する手段や、コネクション設定・解放後には、ＰＯＮ毎の未使用帯域量総和を計算して格納する手段を有している。
【００１９】更に、サービスノードでは、下りのセル送出時に、アクセスノードのＡＴＭ部、ＰＯＮ部がオーバーフローを起こさないようにセル流を調整して流す機能を有している。具体的には、コネクションを受け付けた際に、スイッチ制御の設定をＡＴＭ部、ＰＯＮ部がオーバーフローを起こさないようにＣＤＶ（セル遅延変動許容値）設定を行っている。
【００２０】コネクションに関する変更が発生する度に、アクセスノードでの各ＯＮＵに割当てているタイミングがＰＯＮ制御フレームを使用してサービスノードに通知される。サービスノードでは、各ＯＮＵに割当てているタイミング・帯域と、ＰＯＮの使用帯域合計、各ＯＮＵ割当て帯域中で実際にコネクションに割当てている帯域を管理している。同時にサービスノードから各ＯＮＵの帯域変更要求をＰＯＮ制御フレームを使用してアクセスノードに対して行う。
【００２１】これにより、コネクション要求があった時で、ＯＮＵ中の空帯域が不足しているが他のＯＮＵの空帯域を割当てればコネクションを受け付けられる場合、サービスノードから各ＯＮＵに割当てている帯域の変更を指示することによって、要求されたコネクションを受け付けるようにする。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態を示すアクセスネットワーク機能配置図であり、図２は、当該アクセスネットワーク上で設定されるコネクションを示す図である。本発明のアクセスネットワークは、アクセスノード１０１、サービスノード１０２、ＰＯＮ１０５、ＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃ｎ（１０３〜１０４）から成っている。同様にサービス先にはバックボーンネットワークが広がり最終的には相手先の端末が存在する。
【００２３】アクセスノード１０１と各ＯＮＵ１０３〜１０４の間は、ＰＯＮ１０５を経由して光のリンク（ＰＯＮコネクション＃１〜＃ｎ）１１４〜１１６で接続されている。実際のユーザとアクセスネットワーク上にはユーザ用のコネクション１１５及び１１７が張られている。上りコネクション１１５には実際の上りデータ用のコネクション１３７とサービスノード１０２で終端されるシグナリング用のコネクション１３５が含まれる。下りも同様にコネクション１１７が張られ、実際の下りデータ用のコネクション１３８とサービスノード１０２で終端されるシグナリング用のコネクション１３６が含まれる。
【００２４】この時、シグナリングによるコネクション設定要求を行えば、実データ用コネクションは複数持つことが可能であるし、コネクションを解放することも可能である。実際のコネクションの設定、解放には、サービスノード１０２だけでなく、アクセスノード１０１の設定も必要だが、そのために、サービスノード１０２とアクセスノード１０１の間にＢ−ＢＣＣプロトコル用として下りＢ−ＢＣＣコネクション１２０と上りＢ−ＢＣＣコネクション１２１が用意されている。
【００２５】また、ＰＯＮレイヤ情報をアクセスノード１０１のＰＯＮレイヤ終端部１０６と共有するために、上りＰＯＮレイヤ制御信号用コネクション１１９と下りＰＯＮレイヤ制御信号用コネクション１２２が用意されている。
【００２６】アクセスノード１０１は、上り及び下りが波長多重されている光伝送の光終端を行うとともにＰＯＮレイヤのフレーム抽出・組立機能を持つＰＯＮ終端部（ＯＬＴ）１０６と、ＰＯＮ終端部１０６を制御するＰＯＮ制御部１４０と、ＡＴＭスイッチ部１１３と、該ＡＴＭスイッチ部の管理を行うＡＴＭレイヤ制御部１０９と、Ｂ−ＢＣＣプロトコルを終端するＢ−ＢＣＣプロトコル処理部１３９と、ＯＮＵ１０３〜１０４との間でやり取りし、ＰＯＮレイヤの送出の制御情報を含むＰＯＮレイヤ制御フレームの解析、組み立て、グループ管理部１１２を含むアクセスノード内への通知、本発明の特徴であるサービスノードへの共有情報組立を行う上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７及び下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０８と、ＯＮＵ単位での送出位置、帯域、ＱＯＳ（Quality of Service：サービス品質）の管理テーブルを持ち、同時にその物理ポートに含まれる各ＯＮＵについてもその送出位置、帯域、ＱＯＳの管理テーブルを持ち、管理を行うグループ管理部１１２を備えている。
【００２７】ＡＴＭレイヤ制御部１０９は、Ｂ−ＢＣＣプロトコル処理部１３９からのＢ−ＢＣＣプロトコルの情報を受け、各コネクション毎のコネクション情報テーブルを持ち、サービスノード１０２と連動してコネクション制御を行うコネクション制御部１１１と、各コネクション毎の帯域管理テーブルを持ち、帯域管理や入出力トラフィックの監視、制御を行う帯域制御部１１０を備えている。
【００２８】サービスノード１０２は、ＡＴＭスイッチ１２５と、該ＡＴＭスイッチを制御するスイッチ制御部１２３と、ユーザからのシグナリングを終端するシグナリングプロトコル処理部１２６と、アクセスノードとの間でやり取りされるＢ−ＢＣＣプロトコルを終端するＢ−ＢＣＣプロトコル処理部１２７と、これに加えて本発明の特徴である、ＰＯＮレイヤ情報のメッセージ解析を行うＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９と、後述の６種類のテーブルをもって管理を行うＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８と、コネクション毎の帯域テーブルを持ち、サービスノード自身のコネクションや帯域管理あるいはＣＡＣ（Connection Admission Control：コネクション受付制御）を行い、また、Ｂ−ＢＣＣによる情報やＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８の情報を参照して、アクセスノード中においてＰＯＮレイヤの管理、アクセスノードのＣＡＣを行うコネクション／帯域管理部１２４を備えている。
【００２９】ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８は、ＰＯＮ毎の収容ＯＮＵ番号テーブル、ＯＮＵ毎の上り／下りの割当て帯域・タイミングテーブル、ＰＯＮ毎のＯＮＵ割当て帯域総和テーブル、ＯＮＵ毎のコネクションに割り当てた帯域の総和テーブル、ＰＯＮ毎のコネクションに割り当てた帯域の総和テーブル、及びＰＯＮの総帯域からコネクションに割り当てた帯域の総和および制御に必要な帯域を除いたＰＯＮ余り帯域テーブルを備えており、これら６種類のテーブルの管理を行っている。
【００３０】次に、本発明の動作について、図１を参照して説明する。まず、各ＯＮＵ１０３〜１０４との間にＰＯＮレイヤのパス１１４〜１１６が張られる。この処理は基本的に従来技術と同様の手法で各ＯＮＵに対する送出位置を上り下り別に決定してＯＮＵに指示する。
【００３１】すなわち、ＰＯＮ制御部１４０では、グループ管理部１１２と連動して下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０８に対してＰＯＮレイヤの制御フレーム送出を指示する。ＰＯＮレイヤの制御フレームがＰＯＮ１０５を介してＯＮＵ１０３に送出されると、ＯＮＵ１０３ではこれを検出し、従来技術と同様にＰＯＮ制御フレームをＰＯＮ終端部（ＯＬＴ）１０６に対して戻してくる。
【００３２】上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７ではＯＮＵ１０３が送出してきた制御フレームを処理し、どのＰＯＮ上に存在するＯＮＵなのかを判断してグループ管理部１１２に渡す。ＰＯＮ制御部１４０では、グループ管理部１１２上に書かれている他のＯＮＵについての情報と共にＯＮＵに割り当てる上りの送出タイミングを決定し、グループ管理部１１２に格納する。
【００３３】この格納情報を下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部を介して下りのＰＯＮ制御フレームにのせ、ＯＮＵ１０３に通知する。この時、ＰＯＮコネクション１１４にどれだけの帯域を割り当てるかは前もって初期値として決めておき、グループ管理部１１２に格納しておく。ただし、この値は固定にする必要はなく、サービス条件、運用条件等によって決められる。グループ管理部１１２への格納方法は、ハード的あるいはソフト的に適宜設定できる。下り側については、従来技術と同様にＰＯＮレイヤとしての帯域管理手段はなく、帯域制御部１１０によって各ユーザとの間に張るコネクション１１７の帯域を制御している。
【００３４】グループ管理部１１２で保持しているＰＯＮ情報は、ＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９に周期的に通知される。これは、グループ管理部１１２で保持している情報を上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７が制御フレームを終端した後にＰＯＮレイヤ制御信号コネクション１１９を介して上書きして通知することにより実行される。
【００３５】ＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９ではこの通知を受けたことをＰＯＮレイヤ制御信号コネクション１２２を介して下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０８に通知する。下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０８では、このフレームを処理し、その情報をグループ管理部１１２に通知する。これによって、アクセスノード１０１とサービスノード１０２の間で不一致が生じた場合には、それがグループ管理部１１２で検出される。その場合、グループ管理部１１２は、上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７とＰＯＮレイヤ制御信号コネクション１１９を介して再度ＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９に情報を渡し、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８の内容をグループ管理部１１２の内容と一致させる。
【００３６】ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８は、グループ管理部１１２のテーブルと同様にＰＯＮレイヤ制御信号コネクション１１９を介して通知される上り送信タイミングからＯＮＵ毎の割当て帯域を計算して保持する。また、ＰＯＮにつながるＯＮＵの割当て帯域総和も計算して保持する。
【００３７】下りについての制御情報はアクセスノード１０１側には保持されていないので、サービスノード１０２がＰＯＮの帯域総和を超えないように制御する。従って、アクセスノード１０１、ＯＮＵ１０３〜１０４に割り当てる下りの帯域についての情報はＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８で保持する。
【００３８】ＡＴＭレイヤでは、ＡＴＭレイヤ制御部１０９が持つ情報は同時にコネクション帯域管理部１２４でも管理され、新しくコネクションを設定する場合には、コネクション帯域管理部１２４を更新し、同時に制御信号１３３、Ｂ−ＢＣＣプロトコル処理部１２７を経由してアクセスノード１０１側のＢ−ＢＣＣプロトコル処理部１３９との間でＢ−ＢＣＣプロトコルがやり取りされる。
【００３９】Ｂ−ＢＣＣプロトコル処理部１３９は、コネクション帯域管理部１２４の指示内容を解析し、帯域制御部１１０とコネクション制御部の情報を更新する。ＡＴＭレイヤ制御部１０９はこれに従ってＡＴＭスイッチ１１３の制御を変更する事になる。
【００４０】次に、ＯＮＵの先につながるユーザ端末がコネクション要求をしてくる場合について説明する。まず、ユーザがユーザシグナリング用コネクション１３５を使ってシグナリングでコネクション要求を出してくると、このシグナリングをシグナリングプロトコル処理部１２６が終端し、検出することによって処理が開始される。
【００４１】コネクション帯域管理部１２４では、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８からコネクション要求してきたユーザのＯＮＵと上り下りの割当て帯域を参照する。また、コネクション帯域管理部１２４では、要求されたコネクションの帯域を、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８中に格納されている、その時点でＯＮＵに張られているコネクションの帯域の総和に加えた帯域を算出する。更に、該算出値とＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８を参照して得たＯＮＵの上りあるいは下りの割当て帯域値の比較処理を行う。
【００４２】ケース１として、ユーザ端末へ与える総帯域がその時点でＯＮＵに割り当てられた帯域を超えることがない場合には、コネクション帯域管理部１２４はＯＮＵに割り当てられた帯域を超えないと判断し、（もしくはコネクション帯域管理部１２４が他のＣＡＣ（Connection Admission Control：コネクション受付制御）アルゴリズムに従ってＯＮＵの割当て帯域を変更することなくコネクションを受け付けられると判断した場合には、）コネクション帯域管理部１２４の管理テーブルを更新し、Ｂ−ＢＣＣプロトコル処理部１２７及び１３９経由でＡＴＭレイヤ制御部１０９の設定を変更し、新しいコネクションを張る。
【００４３】同時に、コネクション帯域管理部１２４は、ＯＮＵ毎の収容されているコネクション帯域の総和とＰＯＮ毎の収容されているコネクション帯域の総和を計算し、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８に格納されているそれらの値を更新する。
【００４４】ケース２として、要求されたコネクションの帯域が、その時点での収容しているＯＮＵへの割当て帯域を超えていて、かつ、ＰＯＮの他のＯＮＵ中で張られているコネクションへの帯域分を除いた余り帯域の総和もその要求値に満たない場合には、コネクション帯域管理部１２４は、要求された新しいコネクション帯域を加算すると、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８中の格納されているＯＮＵに割り当てられた帯域値を超えること、及びＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８中のＰＯＮ毎の余り帯域の総和が要求されている帯域以下であることを検出する。
【００４５】この場合には、コネクション帯域管理部１２４は即制御信号１３２でシグナリングプロトコル処理部１２６にその旨を通知し、シグナリングプロトコル処理部１２６でコネクション拒否のプロトコル処理を行う。
【００４６】ケース３として、要求されたコネクションの帯域が、その時点での収容しているＯＮＵへの割当て帯域を超えていて、かつ、ＰＯＮの他のＯＮＵ中で張られているコネクションへの帯域分を除いた余り帯域の総和よりも小さい場合には、コネクション帯域管理部１２４は、要求された新しいコネクション帯域を加算することにより、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８中の格納されているＯＮＵに割り当てられた帯域値を超えることを検出し、かつ、要求されている帯域がＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８中のＰＯＮ毎の余り帯域の総和以下であることを検出する。
【００４７】この場合には、各ＯＮＵに割り当てられている帯域の再割当てを行い、その後要求されたコネクションを受け付ける。すなわち、各ＯＮＵに割り当てられている帯域の再割当て処理時、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８では以前のテーブルはそのままにしておいて、再割当てした後の各テーブル情報を仮保持する。同時にこの仮保持情報をＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９を経由して下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０８に通知する。
【００４８】下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０８は、この仮保持情報を検出すると、これをグループ管理部１１２に仮待避させ、また、グループ管理部１１２を経由してＯＮＵ１０３〜１０４に通知する。この時は、減らすＯＮＵから順に制御フレームを送出する。各ＯＮＵでは制御フレームによる変更を行い、同時に上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７に対して制御フレームを送出する。
【００４９】上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７では、この制御フレームを監視することによってＯＮＵが帯域変更を行ったことを認識する。それによって、グループ管理部１１２で仮待避していた情報に正式に書き換え処理が行われる。
【００５０】また、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８の情報と同期をとるために上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１０７からＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９に対して通知が行われる。ＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９でＯＮＵが帯域変更を行ったことを認識すると、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８に仮保持されていた情報を正式な情報として書き換える。
【００５１】この後、コネクション帯域管理部１２４は、再度、前記要求されたコネクションの受付制御を行う。すなわち、コネクション帯域管理部１２４の管理テーブルを更新し、Ｂ−ＢＣＣプロトコル処理部１２７及び１３９を経由でＡＴＭレイヤ制御部１０９の設定を変更し、新しいコネクションを張る。
【００５２】同時に、コネクション帯域管理部１２４は、ＯＮＵ毎の収容されているコネクション帯域の総和とＰＯＮ毎の収容されているコネクション帯域の総和を計算し、ＰＯＮレイヤ帯域管理部１２８に格納されているそれらの値を更新する。
【００５３】図４は、図１のアクセスネットワ―ク機能配置図において、特に本発明で機能が追加あるいは拡張された部分について明確化したものであり、点線は本発明で新たに追加された機能を示しており、網掛け部は本発明で機能が拡張された部分を示している。
【００５４】図３は、本発明の他の実施の形態を示すアクセスネットワーク機能配置図である。この実施の形態においては、ＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部１２９とアクセスノード１０１側の同期をとるのに全てＢ−ＢＣＣプロトコル処理部１２７および１３９を使用して通信を行っている点で、図１の実施の形態と異なっているが、基本的な動作については図１の実施の形態と同様である。
【００５５】
【発明の効果】本発明は、サービスノードにおいて、ＯＮＵのＰＯＮレイヤ情報、アクセスノードのＰＯＮレイヤ・ＡＴＭレイヤの帯域・コネクション情報を、ＯＮＵ、アクセスノードと同期させて保持し、サービスノードからＰＯＮレイヤのＯＮＵ割当て帯域変更ができるように構成しているので、コネクション要求があり、当該ＯＮＵの余り帯域が不足している場合に、他のＯＮＵの余り帯域分を割り当てることによってコネクション要求を受付けることが可能となる。
【００５６】また、本発明は、サービスノードにおいて、サービスノードのＡＴＭレイヤ、アクセスノードのＡＴＭレイヤ、ＰＯＮレイヤを同時に管理してコネクション受付けを判断した上、サービスノードでアクセスノードのＡＴＭレイヤ、ＰＯＮレイヤがオーバーフローを起こさないように整流して流すので、下りデータがＡＴＭ部及びＰＯＮ部でオーバーフローすることがない。
【００５７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すアクセスネットワーク機能配置図である。
【図２】図１のアクセスネットワーク上で設定されるコネクションを表す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示すアクセスネットワーク機能配置図である。
【図４】従来のＰＯＮにおけるアクセスネットワークに対して本発明で追加された機能を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１ アクセスノード（ＡＮ）
１０２ サービスノード（ＳＮ）
１０３ ＯＮＵ(Optical Network Unit)＃１
１０４ ＯＮＵ(Optical Network Unit)＃ｎ
１０５ ＰＯＮ(Passive Optical Network)
１０６ ＰＯＮ終端部（ＯＬＴ）
１０７ 上りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部
１０８ 下りＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部
１０９ ＡＴＭレイヤ制御部
１１０ 帯域制御部
１１１ コネクション制御部
１１２ グループ管理部
１１３ ＡＴＭスイッチ
１１４ ＰＯＮコネクション＃１
１１５ 上りＶＣ(Virtual Channel)
１１６ ＰＯＮコネクション＃ｎ
１１７ 下りＶＣ(Virtual Channel)
１１８ ＡＮ内制御信号
１１９ ＰＯＮレイヤ制御信号（ＡＮ→ＳＮ）
１２０ Ｂ−ＢＣＣ(Broadband Bearer Connection Control)プロトコル（ＳＮ→ＡＮ）
１２１ Ｂ−ＢＣＣ(Broadband Bearer Connection Control)プロトコル（ＡＮ→ＳＮ）
１２２ ＰＯＮレイヤ制御信号（ＳＮ→ＡＮ）
１２３ スイッチ制御部
１２４ コネクション・帯域管理部
１２５ ＡＴＭスイッチ
１２６ シグナリングプロトコル処理部
１２７，１３９ Ｂ−ＢＣＣプロトコル処理部
１２８ ＰＯＮレイヤ帯域管理部
１２９ ＰＯＮレイヤ制御フレーム処理部
１３０，１３１，１３２，１３３，１３４ ＳＮ内制御信号
１３５ 上りシグナリングプロトコル
１３６ 下りシグナリングプロトコル
１３７ 上りユーザコネクション
１３８ 下りユーザコネクション
１４０ ＰＯＮ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 加入者がＰＯＮ経由で接続され、ダイナミックにコネクション制御を行う装置あるいは機能を持つブロードバンドネットワークにおいて、ＰＯＮ機能ブロックとコネクション制御機能ブロックを備え、前記ＰＯＮ機能ブロックから前記コネクション制御機能ブロックに対して、前記ＰＯＮ上の各ＯＮＵに割当てられている送出位置、及び帯域に関する情報を通知・確認し、前記コネクション制御機能ブロックが前記ＰＯＮ機能ブロックと同期した情報を共有して前記コネクション制御機能ブロックから前記ＰＯＮ機能ブロックに対してＰＯＮレイヤの制御を行うことを特徴とするブロードバンドネットワーク。
【請求項２】 前記ＰＯＮ上の前記各ＯＮＵに割当てられている送出位置、及び帯域に関する情報を前記ＰＯＮの制御フレーム位置を使用して前記ＰＯＮ機能ブロックから前記コネクション機能ブロックに対して通知、確認を行うことを特徴とする請求項１記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項３】 前記ダイナミックにコネクション制御を行う装置あるいは機能をサービスノードに配置し、前記ＰＯＮ機能ブロックをアクセスノードに配置するとともに、前記サービスノードが前記ＰＯＮの情報を持って監視を行い、前記アクセスノードに対して前記ＰＯＮ上の前記ＯＮＵ割当て位置を変更指示することを特徴とする請求項１記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項４】 前記アクセスノードはＡＴＭ機能を持っており、前記サービスノードは、前記ＰＯＮ上の前記ＯＮＵ帯域と同時にＡＴＭスイッチの制御も行うことを特徴とする請求項３記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項５】 前記ダイナミックにコネクション制御を行う装置あるいは機能をサービスノードに配置し、前記ＰＯＮ機能ブロックをアクセスノードに配置するとともに、前記サービスノードが前記ＰＯＮの情報を持ち、ユーザからのコネクション要求時には前記ＰＯＮを含めてコネクション受付制御を行って前記サービスノードから前記アクセスノードに対して前記ＰＯＮ上の前記ＯＮＵ割当て位置を変更指示することを特徴とする請求項１記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項６】 前記アクセスノードはＡＴＭ機能を持っており、ユーザからのコネクション要求時には前記サービスノードが前記ＰＯＮとＡＴＭを同時にコネクション受付制御を行って、前記サービスノードから前記アクセスノードに対してＡＴＭスイッチの制御と前記ＰＯＮ上の前記ＯＮＵ割当て位置を変更指示することを特徴とする請求項５記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項７】 前記サービスノードに対して、前記ＰＯＮ上の各ＯＮＵに割当てられている送出位置、及び帯域に関する情報を周期的に通知すると同時に前記サービスノードからの確認要求に応答し、前記サービスノードからの各ＯＮＵの帯域・送出位置変更指示を受けて前記ＰＯＮの制御を行うアクセスノードを有していることを特徴とする請求項３、４、５又は６記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項８】 前記アクセスノードからの前記ＰＯＮ上の各ＯＮＵに割当てられている送出位置、及び帯域に関する情報を保持して、ＰＯＮ毎の未使用帯域、ＰＯＮ毎のＯＮＵに割当てている帯域総和を計算して保持し、また、ＯＮＵ毎の送出割当て位置、ＯＮＵ毎の割当て帯域、ＯＮＵ毎の余り帯域を計算して保持して管理し、帯域管理部で判断して各ＯＮＵへの割当て変更とＡＴＭ部の設定変更のいずれか、あるいは両方を前記アクセスノードに指示するサービスノードを有することを特徴とする請求項３又は４記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項９】 前記アクセスノードからの前記ＰＯＮ上の各ＯＮＵに割当てられている送出位置、及び帯域に関する情報を保持して、ＰＯＮ毎の未使用帯域、ＰＯＮ毎のＯＮＵに割当てている帯域総和を計算して保持し、また、前記ＯＮＵ毎の送出割当て位置、ＯＮＵ毎の割当て帯域を計算して保持し、ユーザからのコネクション要求がある毎に、コネクションＯＮＵ毎のコネクションに割当てている帯域総和、ＯＮＵ毎の余り帯域を計算し直して保持して、コネクション／帯域管理部で判断してコネクション受付処理を行い、ユーザへ通知するとともに、各ＯＮＵへの割当て変更とＡＴＭ部の設定変更のいずれか、あるいは両方を前記アクセスノードに指示するサービスノードを有することを特徴とする請求項５又は６記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項１０】 前記サービスノードは、要求されたコネクションの帯域が、その時点で収容している前記ＯＮＵへの割当て帯域を超えていて、かつ、前記ＰＯＮの他のＯＮＵ中で張られているコネクションへの帯域分を除いた余りの帯域の総和よりも小さい場合には、前記各ＯＮＵに割り当てられている帯域の再割当てを行い、その後、前記要求されたコネクションの受付を前記アクセスノードに指示することを特徴とする請求項３記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項１】 加入者がＰＯＮ経由で接続され、ダイナミックにコネクション制御を行う装置あるいは機能を持つブロードバンドネットワークにおいて、ＰＯＮ機能ブロックとコネクション制御機能ブロックを備え、前記ＰＯＮ機能ブロックから前記コネクション制御機能ブロックに対して、前記ＰＯＮ上の各ＯＮＵに割当てられている送出位置、及び帯域に関する情報を通知・確認し、前記コネクション制御機能ブロックが前記ＰＯＮ機能ブロックと同期した情報を共有して前記コネクション制御機能ブロックから前記ＰＯＮ機能ブロックに対してＰＯＮレイヤの制御を行うことを特徴とするブロードバンドネットワーク。
【請求項２】 前記ＰＯＮ上の前記各ＯＮＵに割当てられている送出位置、及び帯域に関する情報を前記ＰＯＮの制御フレーム位置を使用して前記ＰＯＮ機能ブロックから前記コネクション機能ブロックに対して通知、確認を行うことを特徴とする請求項１記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項３】 前記ダイナミックにコネクション制御を行う装置あるいは機能をサービスノードに配置し、前記ＰＯＮ機能ブロックをアクセスノードに配置するとともに、前記サービスノードが前記ＰＯＮの情報を持って監視を行い、前記アクセスノードに対して前記ＰＯＮ上の前記ＯＮＵ割当て位置を変更指示することを特徴とする請求項１記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項４】 前記アクセスノードはＡＴＭ機能を持っており、前記サービスノードは、前記ＰＯＮ上の前記ＯＮＵ帯域と同時にＡＴＭスイッチの制御も行うことを特徴とする請求項３記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項５】 前記ダイナミックにコネクション制御を行う装置あるいは機能をサービスノードに配置し、前記ＰＯＮ機能ブロックをアクセスノードに配置するとともに、前記サービスノードが前記ＰＯＮの情報を持ち、ユーザからのコネクション要求時には前記ＰＯＮを含めてコネクション受付制御を行って前記サービスノードから前記アクセスノードに対して前記ＰＯＮ上の前記ＯＮＵ割当て位置を変更指示することを特徴とする請求項１記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項６】 前記アクセスノードはＡＴＭ機能を持っており、ユーザからのコネクション要求時には前記サービスノードが前記ＰＯＮとＡＴＭを同時にコネクション受付制御を行って、前記サービスノードから前記アクセスノードに対してＡＴＭスイッチの制御と前記ＰＯＮ上の前記ＯＮＵ割当て位置を変更指示することを特徴とする請求項５記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項７】 前記サービスノードに対して、前記ＰＯＮ上の各ＯＮＵに割当てられている送出位置、及び帯域に関する情報を周期的に通知すると同時に前記サービスノードからの確認要求に応答し、前記サービスノードからの各ＯＮＵの帯域・送出位置変更指示を受けて前記ＰＯＮの制御を行うアクセスノードを有していることを特徴とする請求項３、４、５又は６記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項８】 前記アクセスノードからの前記ＰＯＮ上の各ＯＮＵに割当てられている送出位置、及び帯域に関する情報を保持して、ＰＯＮ毎の未使用帯域、ＰＯＮ毎のＯＮＵに割当てている帯域総和を計算して保持し、また、ＯＮＵ毎の送出割当て位置、ＯＮＵ毎の割当て帯域、ＯＮＵ毎の余り帯域を計算して保持して管理し、帯域管理部で判断して各ＯＮＵへの割当て変更とＡＴＭ部の設定変更のいずれか、あるいは両方を前記アクセスノードに指示するサービスノードを有することを特徴とする請求項３又は４記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項９】 前記アクセスノードからの前記ＰＯＮ上の各ＯＮＵに割当てられている送出位置、及び帯域に関する情報を保持して、ＰＯＮ毎の未使用帯域、ＰＯＮ毎のＯＮＵに割当てている帯域総和を計算して保持し、また、前記ＯＮＵ毎の送出割当て位置、ＯＮＵ毎の割当て帯域を計算して保持し、ユーザからのコネクション要求がある毎に、コネクションＯＮＵ毎のコネクションに割当てている帯域総和、ＯＮＵ毎の余り帯域を計算し直して保持して、コネクション／帯域管理部で判断してコネクション受付処理を行い、ユーザへ通知するとともに、各ＯＮＵへの割当て変更とＡＴＭ部の設定変更のいずれか、あるいは両方を前記アクセスノードに指示するサービスノードを有することを特徴とする請求項５又は６記載のブロードバンドネットワーク。
【請求項１０】 前記サービスノードは、要求されたコネクションの帯域が、その時点で収容している前記ＯＮＵへの割当て帯域を超えていて、かつ、前記ＰＯＮの他のＯＮＵ中で張られているコネクションへの帯域分を除いた余りの帯域の総和よりも小さい場合には、前記各ＯＮＵに割り当てられている帯域の再割当てを行い、その後、前記要求されたコネクションの受付を前記アクセスノードに指示することを特徴とする請求項３記載のブロードバンドネットワーク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開平１１−１７７００
【公開日】平成１１年（１９９９）１月２２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−１８０２７４
【出願日】平成９年（１９９７）６月２３日
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【公開日】平成１１年（１９９９）１月２２日
【国際特許分類】
【出願日】平成９年（１９９７）６月２３日
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
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