(57)【要約】【課題】  伝送される信号量を監視する負荷を軽減することで、伝送処理能力の低下を防止できる中継伝送装置を提供する。【解決手段】  中継伝送装置は、局側装置に対向する局対向送受信部（汎用デバイス）２１と、加入者側装置に対向する加入者対向送受信部（ＣＰＵ）２２とを備え、局側装置と加入者側装置との間で伝送される信号を中継する。ＣＰＵ２２のフロー制御処理部４９は、フロー制御を開始させるためのフロー制御信号を送信した後、フロー制御を停止するか否かを判断するために、上り転送処理部４３による転送処理状況に基づいて蓄積量を確認する。こうした構成により、フロー制御を開始した後に必要以上に蓄積量を確認する必要がなくなり、ＣＰＵ２２から汎用デバイス２１へのアクセス回数を減らし、ＣＰＵ２２の処理負荷を軽減することが可能である。【選択図】      図４
2006033465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局側装置に対向する局対向送受信部と、加入者側装置に対向する加入者対向送受信部とを備え、前記局側装置と加入者側装置との間で伝送される信号を中継する中継伝送装置であって、
前記局対向送受信部は、前記加入者側装置から前記局側装置へ送信する上り信号を、前記加入者対向送受信部から入力された後で前記局側装置に送信する前に格納する上りバッファと、該上りバッファに格納された信号の蓄積量を監視する蓄積量監視部とを備え、
前記加入者対向送受信部は、前記上り信号を入力後に格納する上り入力バッファと、前記上り信号を出力前に格納する上り出力バッファと、前記上り入力バッファに格納された信号を上り出力バッファに転送する処理を行う上り転送処理部と、前記加入者側装置に送信するためのフロー制御信号を生成するフロー制御処理部とを備え、
前記フロー制御処理部は、フロー制御を開始させるためのフロー制御信号を送信した後、前記フロー制御を停止するか否かを判断するために、前記上り転送処理部による転送処理状況に基づいて前記蓄積量を確認することを特徴とする中継伝送装置。
【請求項２】
前記上り転送処理部における転送処理状況は、フロー制御を開始させるためのフロー制御信号を送信した後に転送された信号の総量によって表されることを特徴とする請求項１記載の中継伝送装置。
【請求項３】
前記フロー制御部は、前記上り入力バッファに格納された信号の蓄積量を監視するとともに、フロー制御を開始させるためのフロー制御信号を前記蓄積量に基づいて送信することを特徴とする請求項１記載の中継伝送装置。
【請求項４】
前記加入者対向送受信部は、前記局側装置から前記加入者側装置へ送信するための下り信号を入力後に格納する下り入力バッファと、前記下り信号を出力前に格納する下り出力バッファと、前記下り入力バッファに格納された信号を下り出力バッファに転送する処理を行う下り転送処理部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の中継伝送装置。
【請求項５】
前記フロー制御処理部は、フロー制御を開始させるためのフロー制御信号を送信した後、前記フロー制御を停止するか否かを判断するために、前記下り転送処理部による転送処理状況に基づいて前記蓄積量を確認することを特徴とする請求項４記載の中継伝送装置。
【請求項６】
前記フロー制御処理部は、前記下り転送処理部による転送処理状況に基づいて、前記局対向送受信部から前記下り入力バッファへの入力を停止することを特徴とする請求項４記載の中継伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局側装置と加入者側装置との間で伝送される信号を中継する中継伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の中継伝送装置は、受信するパケット量を常時監視し、パケット量が予め定めたしきい値を超えると、帯域制限を行うためにＰＡＵＳＥパケットを加入者側の対向装置に送出し、対向装置においてフロー制御を行うものである。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５３９７９号公報（段落００１４、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の中継伝送装置では、フロー制御により帯域を制限することができるものの、受信するパケット量を常時監視するために発生する処理負荷により、信号伝送のための処理能力が低下してしまうことがあった。さらには、伝送レートの低下および内蔵するバッファでのデータ欠落までも、引き起こす可能性があった。
【０００５】
本発明の目的は、伝送される信号量を監視する負荷を軽減することで、伝送処理能力の低下を防止できる中継伝送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、局側装置に対向する局対向送受信部と、加入者側装置に対向する加入者対向送受信部とを備え、前記局側装置と加入者側装置との間で伝送される信号を中継する中継伝送装置であって、
前記局対向送受信部は、前記加入者側装置から前記局側装置へ送信する上り信号を、前記加入者対向送受信部から入力された後で前記局側装置に送信する前に格納する上りバッファと、該上りバッファに格納された信号の蓄積量を監視する蓄積量監視部とを備え、
前記加入者対向送受信部は、前記上り信号を入力後に格納する上り入力バッファと、前記上り信号を出力前に格納する上り出力バッファと、前記上り入力バッファに格納された信号を上り出力バッファに転送する処理を行う上り転送処理部と、前記加入者側装置に送信するためのフロー制御信号を生成するフロー制御処理部とを備え、
前記フロー制御処理部は、フロー制御を開始させるためのフロー制御信号を送信した後、前記フロー制御を停止するか否かを判断するために、前記上り転送処理部による転送処理状況に基づいて前記蓄積量を確認することを特徴とする中継伝送装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の中継伝送装置によれば、転送処理状況に基づいて蓄積量を確認するので、フロー制御を開始した後に必要以上に蓄積量を確認する必要がなくなり、加入者対向送受信部から局対向送受信部へのアクセス回数を減らし、加入者対向送受信部の処理負荷を軽減することが可能である。このため、加入者対向送受信部が行う転送処理の能力低下を防止でき、転送レートの低下およびデータの欠落を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明に関連したネットワーク構成を示す図である。１つの局側装置１１は、スプリッタ１２を介して複数の中継伝送装置１３に光ファイバケーブルで接続され、各中継伝送装置１３は加入者側装置にＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルで接続されている。局側装置１１は、通信事業者の局舎に設置されたＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）伝送装置である。スプリッタ１２は、光伝送路を複数に分岐させるための光学素子である。中継伝送装置１３は、加入者宅内に設置され局側装置１１と加入者側装置１４との間で伝送される信号を中継する装置であって、局側装置１１から受信したＡＴＭセルをイーサネット(Ethernet；登録商標)フレームに変換して加入者側装置１４に送信し、かつ、加入者側装置１４から受信したイーサネットフレームをＡＴＭセルに変換して局側装置１１に送信する。加入者側装置１４は、加入者宅内において加入者が直接操作するパソコン等の装置である。
【０００９】
このうち、局側装置１１、スプリッタ１２および中継伝送装置１３によって、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムが構成される。ＰＯＮシステムでは、局側装置はＯＬＴ（Optical Line Terminal）、中継伝送装置はＯＮＵ（Optical Network unit）と呼ばれる。
【００１０】
＜比較例＞
図２は、比較例として中継伝送装置の内部構成を示す図である。中継伝送装置１３は、汎用デバイスで構成された局対向送受信部２１（以下、汎用デバイス２１と称する）およびＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成された加入者対向送受信部２２（以下、ＣＰＵ２２と称する）を備えている。
【００１１】
汎用デバイス２１は、上りバッファ３２を内蔵する送信部３１、下りバッファ３４を内蔵する受信部３３、バッファ蓄積量監視部３５、およびグラント抽出部３６を備えており、ＰＯＮ制御により局側装置１１との間の送受信を行うデバイスである。上りバッファ３２は、ＣＰＵ２２から汎用デバイス２１に受信した主信号データを局側装置１１に送出する前に一時的に格納するためのバッファである。送信部３１は、ＣＰＵ２２から受信した主信号データを上りバッファ３２に格納後、グラント抽出部３６によって抽出されたグラント信号に基づいて局側装置１１に送出する。下りバッファ３４は、局側装置１１から主信号データを受信した際、ＣＰＵ２２へ送出する前に一時的に格納するためのバッファである。受信部３３は、局側装置１１から受信した主信号データをバッファ３４に格納後、ＣＰＵ２２に送出する。バッファ蓄積量監視部３５は、上りバッファ３２の主信号データ蓄積状況を周期的に参照することによって、その蓄積量を監視する監視部であって、蓄積量が閾値Ａ１以上であることを検出した際、ＣＰＵ２２へ割込通知線にて割込信号を通知する処理と、ＣＰＵ２２からバッファ蓄積量リード用バス経由で上りバッファ３２の主信号データ蓄積量を参照された際、その蓄積量を応答する。
【００１２】
ＣＰＵ２２は、受信部４１、送信部４５、フロー制御処理部４９、ＥＡ（Ethernet/ATM）変換部５１、およびＡＥ（ATM/Ethernet）変換部５２を備えている。受信部４１は、上り入力バッファ４２、上り転送処理部４３、および上り出力バッファ４４を備え、送信部４５は、下り入力バッファ４６、下り転送処理部４７、および下り出力バッファ４８を備えている。上り入力バッファ４２は、加入者側装置１４からの主信号を受信した際、主信号データを一時的に格納するためのバッファである。上り転送処理部４３は、主信号データを転送するための転送処理部である。上り出力バッファ４４は、ＣＰＵ２２から汎用デバイス２１へ主信号データを送信する際、一時的に格納するためのバッファである。フロー制御処理部４９は、汎用デバイス２１からの割り込み信号を受信した際、加入者側装置１４へフロー制御開始信号を送信する処理と、蓄積量リード用バスを介して汎用デバイス２１内の主信号データ蓄積量を周期的に参照し、所定の閾値Ａ２以下であることを検出した際、フロー制御停止信号を送信する処理を行う処理部である。下り出力バッファ４８は、局側装置１１から加入者側装置１４への主信号の流れにおいて、加入者側装置１４へ主信号データを送出する前に、一時的に格納するためのバッファである。下り転送処理部４７は、主信号データを転送するための転送処理部である。下り入力バッファ４６は、汎用デバイス２１から主信号データを受信した際、そのデータを一時的に格納するためのバッファである。ＥＡ変換部５１は、イーサネットフレームをＡＴＭセルに変換する変換部であり、ＡＥ変換部５２は、逆に、ＡＴＭセルをイーサネットフレームに変換する変換部である。
【００１３】
図３は、比較例におけるソフトウェア処理流れを示す図である。処理が開始されると、ステップａ１において、汎用デバイス２１からの割込通知線を経由して割込信号を受ける割込受信待ち処理である。次のステップａ２において、割込信号を受けたか否かを判断し、割込信号を受けるまでステップａ１，ａ２を繰り返し、以降の処理は動作しない。割込信号を受けると、次のステップａ３に進み、加入者側装置１４へフロー制御信号を送信するフロー制御信号送信処理を実行する。次にステップａ４において、フロー制御停止判定を行うための準備としてタイマ設定処理を行う。タイマ値ｔ１として、ポーズフレームの送信時間等の固定値が使用される。次にステップａ５において、タイマ値ｔ１の満了判定を行い、満了すると以降の処理が動作する。次にステップａ６において、蓄積量リード用バスを経由して上りバッファ３３の主信号データ蓄積量を参照する処理を行う。次にステップａ７において、参照した蓄積量データとＣＰＵ２２内部で保持する閾値Ａ２を比較する処理を行う。比較の結果、リードした蓄積量が閾値Ａ２を上回った場合、再度、ステップａ４のタイマ設定に戻り、ステップａ４〜ａ７の処理を繰り返す。リードした蓄積量が閾値Ａ２以下であった場合は、以降の処理を実施する。ステップａ８では、加入者側装置１４へのフロー制御停止信号を送信する処理を行い、ステップａ１の割込受信待ち処理に戻る。
【００１４】
比較例での問題点について説明する。図３におけるステップａ４のタイマ設定時、タイマ値が固定値ｔ１であったため、フロー制御処理を行うとＣＰＵ２２に定常的な負荷が発生し、同じＣＰＵ２２内で実施している図２の上り転送処理部４３及び下り転送処理部４７の処理能力を低下させてしまう。これにより、加入者側装置１４から局側装置１１への上り方向と、局側装置１１から加入者装置１４への下り方向との双方向における主信号転送レートが落ちてしまう問題がある。また、２次的な影響として、転送処理部４３，４７で処理能力が低下すると、加入者側装置１４または汎用デバイス２１からの主信号入力が多い場合に、図１の上り入力バッファ４２またはバッファ４６に蓄積された主信号データがバッファから溢れる状況が発生し、主信号データの欠落が発生する。
【００１５】
＜実施の形態＞
図４は、本発明の実施の形態に係る中継伝送装置の内部構成を示す図である。図４の構成は、図２とほぼ同一の構成であるため、同一構成には同一符号を付し説明を省略するとともに、以下では図２と異なる点を説明する。上り転送処理部４３について、フロー制御処理部４９との入出力インターフェースを設ける。また、転送処理部４７について、フロー制御処理部４９への出力インターフェースを設ける。また、フロー制御処理部４９について、ＡＥ変換部５２に指示することにより、汎用デバイス２１からの主信号データ入力を停止または停止解除できる機能を設ける。さらに、フロー制御処理部４９について、その機能を機能Ａ，Ｂ，Ｃの３つに分類し、機能Ａを汎用デバイス２１からの割込通知線をトリガに動作するもの、機能Ｂを上り転送処理部４３からの通知をトリガに動作するもの、機能Ｃを下り転送処理部４７からの通知をトリガに動作するものとする。
【００１６】
本構成を使用した動作を図５以降で説明する。
【００１７】
まずは、汎用デバイス２１より主信号データ蓄積量が閾値Ａ１を超過した際に通知される割込みによってフロー制御を行う処理を改善するための処理を、図５および図６を用いて説明する。
【００１８】
図５は、フロー制御処理部による機能Ａの処理流れを示す図である。ステップｂ１において、汎用デバイス２１からの割込通知線を経由した割込信号の受信を待機する。これは、図３のステップａ１と同処理である。次にステップｂ２において、割込信号を受信したか否かを判断する。これは、図３のステップａ２と同処理である。次にステップｂ３において、加入者側装置１１へフロー制御開始信号を送信する。これは、図３のステップａ３と同処理である。次にステップｂ４において、フロー制御を開始した旨を図４の上り転送処理部４３へ通知する。次にステップｂ５において、図４の上り転送処理部４３からフロー制御停止判定をするための通知を受信する。次にステップｂ６において、汎用デバイス２１からバッファ蓄積量リード用バスを介して、図４の上りバッファ３２に蓄積されている主信号データ量を読み出す処理を行う。次にステップｂ７において、読み出したバッファ蓄積量と閾値Ａ２とを比較し、バッファ蓄積量が閾値Ａ２を上回る時は、ステップｂ３に戻り再度処理する。また、バッファ蓄積量が閾値Ａ２以下である場合は、次のステップｂ８に進む。ステップｂ８では、加入者側装置へのフロー制御停止信号を送信する処理を行い、ステップｂ１の割込受信待ち処理に戻る。これは、図３のステップａ８と同処理である。
【００１９】
図６は、機能Ａに伴う上り転送処理部の処理流れを示す図である。ステップｃ１において、要求受信待ち処理を行う。このとき、フロー制御処理部４９の機能Ａから受信するフロー制御要求と、上り転送処理部４３で自らに送信する転送要求の２つを受信可能である。次にステップｃ２において、受信した要求を分析する処理を行う。フロー制御要求を受信した場合は、次のステップｃ３へ進み、転送要求を受信した場合は、ステップｃ５の処理を行う。ステップｃ３では、フロー制御処理部４９へフロー制御停止判定を通知するトリガを決定するためのカウンタ（ｎ）を算出し、ＣＰＵ２２内部に保持する処理である。カウンタ（ｎ）は、閾値Ａ１と閾値Ａ２との差分データ数から算出する。次にステップｃ４において、上り転送処理部４３自らに転送要求を送信する。一方、ステップｃ５では、図８で後述する処理と同一の主信号転送処理を実行する。次にステップｃ６において、主信号転送が終了したら、設定したカウンタ（ｎ）をデクリメントする処理である。次にステップｃ７において、カウンタ（ｎ）が０になった場合は、次のステップｃ８に進み、０でない場合は、ステップｃ４を実行する。ステップｃ８では、フロー制御処理部４９へフロー制御停止判定要求を通知する。
【００２０】
これら図５および図６の処理、すなわち、カウンタチェックと超過・解除閾値の差分による適切なタイマ値を設定することでＣＰＵ２２の処理負荷を下げることができる。
【００２１】
次に、二次的な影響で、転送処理能力が低下した場合に、加入者側装置１４から主信号データが上り入力バッファ４２に蓄積され、しいてはオーバーフローしてしまう点に対しての改善点を、図７および図８を用いて説明する。これは、上り入力バッファ４２に蓄積される主信号データ蓄積量が、閾値Ｂ１を超過したことを上り転送処理部４３が検出した際にフロー制御を行うことによって、改善を図るものである。
【００２２】
図７は、フロー制御処理部による機能Ｂの処理流れを示す図である。ステップｄ１において、上り転送処理部４３からのフロー制御開始通知の受信待ち処理を行う。次にステップｄ２において、加入者側装置１４へフロー制御信号を送信する処理を行う。これは、図３のステップａ３と同処理である。次にステップｄ３において、フロー制御停止までのタイマ（ｔ２）を設定する処理を行う。次にステップｄ４において、タイムアウトを判定し、タイムアウトでない場合はタイムアウトになるまでステップｄ４の処理を繰り返し実行する。タイムアウトである場合は、次のステップｄ５において、フロー制御停止信号を送信する処理を行い、ステップｄ１に戻る。
【００２３】
図８は、機能Ｂに伴う上り転送処理部の処理流れを示す図である。ステップｅ１において、上り入力バッファ４２の蓄積量と閾値Ｂ１とを比較し、閾値を超過している場合は、次のステップｅ２に進む。閾値を超過していない場合は、ステップｅ２をスキップしてステップｅ３に進む。ステップｅ２では、フロー制御処理部４９の機能Ｂに対して、フロー制御を実行する旨通知する処理を行う。ステップｅ３では、上り入力バッファ４２に蓄積されたデータを、上り出力バッファ４４に転送する処理を行い、図８の処理を終了する。
【００２４】
これら図７および図８の処理により、上り入力バッファ４２の閾値Ｂ１以上に主信号データが蓄積されることがなくなり、オーバフローが発生しなくなることから、データの欠落を防止することができる。
【００２５】
次に、従来二次的な影響で、転送処理能力が低下した場合に、局側装置１１から主信号データが下り入力バッファ４６に蓄積され、しいてはオーバーフローしてしまう点に対しての改善点を、主に、図９および図１０を用いて説明する。
【００２６】
初めに、フロー制御に関する処理を説明する。下り入力バッファ４６に蓄積される主信号データ蓄積量が閾値Ｃ１を超過した場合、これを下り転送処理部４７が検出し、フロー制御処理部４９に通知する（図１０のステップｇ２）。また、閾値Ｃ２を下回った場合、これを下り転送処理部４７が検出し、フロー制御処理部４９に通知する（図１０のステップｇ５）。フロー制御処理部４９は、下り転送処理部４７からの通知内容により、フロー制御の開始及び停止を行う。
【００２７】
続いて、図９および図１０を用いて、主信号停止の処理について説明する。
【００２８】
図９は、フロー制御処理部による機能Ｃの処理流れを示す図である。ステップｆ１において、下り転送処理部４７からのフロー制御停止またはフロー制御再開を通知する信号の受信を待機する処理を行う。次にステップｆ２において、受信した通知を分析する処理を行う。受信した通知が、停止通知である場合は、次のステップｆ３の処理を実行し、再開通知である場合は、ステップｆ４の処理を実行する。ステップｆ３では、ＡＥ変換部５２に指示し、汎用デバイス２１からＣＰＵ２２への主信号データ入力ポートを停止する処理を行う。ステップｆ４では、ＡＥ変換部５２に指示し、汎用デバイス２１からＣＰＵ２２への主信号データ入力の停止を再開する処理を行う。
【００２９】
図１０は、機能Ｃに伴う下り転送処理部の処理流れを示す図である。ステップｇ１において、下り入力バッファ４６の蓄積量と閾値Ｃ１を比較し、閾値を超過している場合は、次のステップｇ２の処理に進む。閾値を超過していない場合は、ステップｇ４の処理に進む。ステップｇ２では、フロー制御処理部４７へ停止要求を通知する処理を行う。この停止要求は、前回の通知が再開要求であった場合にのみ送信する。次にステップｇ３において、下り入力バッファ４６に蓄積されたデータを、下り出力バッファ４８に転送する処理を行う。ステップｇ４では、下り入力バッファ４６の蓄積量と閾値Ｃ２とを比較し、閾値を超過していない場合、次のステップｇ５の処理に進む。閾値を超過している場合、ステップｇ５をスキップしてステップｇ３の処理に進む。ステップｇ５では、フロー制御処理部４７へ再開要求を通知する処理を行う。この再開要求は、前回の通知が停止要求であった場合にのみ送信する。ステップｇ３の処理が終了すると、ステップｇ１に戻り、図１０の処理を繰り返す。
【００３０】
このような図９および図１０等の処理により、下り入力バッファ４６の閾値Ｃ１以上に主信号データが蓄積されることがなくなり、オーバフローが発生しなくなることから、データの欠落を防止することができる。また、図１０のステップｇ２及びステップｇ５において、前回送信した状態と比較することで、必要最低限の要求通知および停止通知とすることができるため、ＣＰＵ２２の無駄な負荷、及び無駄なフロー制御を発生させない効果もある。
【００３１】
以上のように本実施の形態により、フロー制御時のＣＰＵ処理負荷を軽減することができ、主信号転送を行う処理の転送能力を相対的に向上させることができる。また、バッファオーバフローを発生させなくするため、ＣＰＵ負荷が増大した場合でも主信号データの欠落がなくなることから、バースト的な主信号入力に耐え得る能力をもった高機能・高価格ＣＰＵでなくても、定常的な処理能力に耐え得る能力をもったレベルのＣＰＵで十分機能実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に関連したネットワーク構成を示す図である。
【図２】比較例として中継伝送装置の内部構成を示す図である。
【図３】比較例におけるソフトウェア処理流れを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る中継伝送装置の内部構成を示す図である。
【図５】フロー制御処理部による機能Ａの処理流れを示す図である。
【図６】機能Ａに伴う上り転送処理部の処理流れを示す図である。
【図７】フロー制御処理部による機能Ｂの処理流れを示す図である。
【図８】機能Ｂに伴う上り転送処理部の処理流れを示す図である。
【図９】フロー制御処理部による機能Ｃの処理流れを示す図である。
【図１０】機能Ｃに伴う下り転送処理部の処理流れを示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１１  局側装置
１２  スプリッタ
１３  中継伝送装置
１４  加入者側装置
２１  局対向送受信部（汎用デバイス）
２２  加入者対向送受信部（ＣＰＵ）
３１  送信部
３２  上りバッファ
３３  受信部
３４  下りバッファ
３５  バッファ蓄積量監視部
３６  グラント抽出部
４１  受信部
４２  上り入力バッファ
４３  上り転送処理部
４４  上り出力バッファ
４５  送信部
４６  下り入力バッファ
４７  下り転送処理部
４８  下り出力バッファ
４９  フロー制御処理部
５１  ＥＡ変換部
５２  ＡＥ変換部
Ａ，Ｂ，Ｃ  （フロー制御処理部の）各機能
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２  各閾値
【図１】
2006033465.tif 000003
【図２】
2006033465.tif 000004
【図３】
2006033465.tif 000005
【図４】
2006033465.tif 000006
【図５】
2006033465.tif 000007
【図６】
2006033465.tif 000008
【図７】
2006033465.tif 000009
【図８】
2006033465.tif 000010
【図９】
2006033465.tif 000011
【図１０】
2006033465.tif 000012