CN109691041A - 光传输系统和带宽分配方法 - Google Patents

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Abstract

光传输系统具备：多个地面站，取得上行信号；多个光终端装置，通过时分复用发送从地面站取得的上行信号；业务量监视器部，按每个光终端装置检测通过时分复用发送的上行信号的业务量；以及带宽分配计算部，基于业务量来估计移动体所处的小区的地面站所连接的光终端装置，计算向移动体所处的小区的地面站所连接的光终端装置的上行信号分配的带宽的第1分配量、和向与移动体所处的小区相邻的其他的小区的地面站所连接的其他的光终端装置的上行信号分配的带宽的第2分配量。

Description

光传输系统和带宽分配方法
技术领域
本发明涉及光传输系统和带宽分配方法。
本申请基于在2016年9月9日向日本申请的日本特愿2016-176764号要求优先权，并将其内容引用于此。
背景技术
在移动网络中，设置在地面的无线基站（以下称为“地面站”。）与便携式电话或智能电话等移动无线终端进行通信。讨论了在公交汽车或列车等移动体设置的无线基站（以下称为“移动体设置站”。）汇集与该移动体一起移动的移动无线终端的通信的情况（参照非专利文献1）。移动体设置站以与移动体一起移动的移动无线终端为代表，向地面站发送移动无线终端的上行信号（上行帧）。从移动体设置站取得了上行信号的地面站经由具有光装置和光纤的光网络向移动网络的上位装置发送上行信号。
图9是示出以往的光传输系统的结构的例子。在以往的光传输系统中，按每个地面站铺设光纤。然而，在移动体不位于（在服务范围内）地面站的小区内的情况下，地面站不向上位装置发送上行信号，因此，光网络的带宽利用效率较低。
如果多个地面站共有地面站和上位装置之间的光网络，则光网络的带宽利用效率提高。如果光网络的带宽利用效率提高，则光传输系统能够削减光纤的铺设成本。作为多个地面站共有的光网络，存在TDM-PON（Time Division Multiplexer - Passive OpticalNetwork，时分复用器-无源光网络）（时分复用-PON）（参照非专利文献2）。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：安田 浩人，森岡 康史，森広 芳文，須山 聡，シン キユン，奥村幸彦,”5G将来無線アクセスネットワークにおけるムービングセルの実現法,”信学技報,RCS2014-3, 2014年4月；
非专利文献2：T. Tashiro, S. Kuwano, J. Terada, T. Kawamura, N. Tanaka, S.Shigematsu, and N. Yoshimoto, “A Novel DBA Scheme for TDM-PON based MobileFronthaul,” Proc. OFC2014, Tu3F.3, Mar. 2014。
发明内容
发明要解决的课题
作为一个例子，说明了每个地面站的光终端装置（Optical Network Unit：ONU）为10个的情况。10个ONU经由共有的TDM-PON与终端站装置（Optical Line Terminal：OLT）进行通信。在OLT将固定的带宽分配给ONU的上行信号的情况下，ONU的上行信号的最大吞吐量在不考虑开销的情况下为1Gbps。
图10是示出以往的OLT的结构的例子的图。以往的OLT具备：O/E（Optical/Electrical，光/电）变换部、上行帧处理部、带宽分配计算部、带宽分配部、下行帧处理部、以及E/O（Electrical/Optical，电/光）变换部。
O/E变换部从ONU取得作为光信号的上行信号。O/E变换部将作为光信号的上行信号变换为电信号。O/E变换部将作为电信号的上行信号向上行帧处理部发送。上行帧处理部从上行信号提取用于请求上行信号的带宽的分配量的信号（以下称为“请求信号”。）。上行帧处理部将请求信号向带宽分配计算部发送。
带宽分配计算部基于请求信号来计算上行信号的带宽的分配量。带宽分配部基于上行信号的带宽的分配量来将带宽分配给各ONU的上行信号。下行帧处理部将表示上行信号的带宽的分配的信息（以下称为“带宽分配信息”。）向E/O变换部发送。E/O变换部将带宽分配信息变换为光信号。E/O变换部将表示带宽分配信息的光信号向ONU发送。
图11是示出以往的带宽分配方法的例子的图。OLT将门信号向ONU发送。ONU基于在ONU的发送缓冲中排队的上行信号的业务量（数据量）来生成请求信号。ONU将表示请求信号的光信号向OLT发送。在基于排队的数据量来动态分配带宽的情况下，在上行信号的发送产生延迟。
在OLT利用以往的带宽分配方法将带宽动态分配给各ONU的上行信号的情况下，带宽利用效率提高。然而，如前述那样，在移动无线终端的上行信号的发送产生延迟，由此，吞吐量降低。另一方面，在使用TDM-PON将多个地面站与上位装置之间连接而将带宽固定地分配给各地面站的情况下，存在带宽利用效率和吞吐量降低这样的课题。
鉴于上述事情，本发明的目的在于提供即使在使用TDM-PON将多个地面站与上位装置之间连接而将带宽动态地分配给各地面站的情况下也能够使带宽利用效率和吞吐量不降低并且不带来附加的延迟的光传输系统和带宽分配方法。
用于解决课题的方案
本发明的第1方式中的光传输系统具备：多个地面站，从位于本站的小区的、移动体的无线基站取得上行信号；多个光终端装置，通过时分复用发送从所述地面站取得的上行信号；业务量监视器部，按每个所述光终端装置检测通过时分复用发送的上行信号的业务量；以及带宽分配计算部，基于所述业务量来估计所述移动体所处的所述小区的地面站所连接的所述光终端装置，计算向所述移动体所处的所述小区的地面站所连接的所述光终端装置的上行信号分配的带宽的第1分配量、和向与所述移动体所处的所述小区相邻的其他的所述小区的地面站所连接的其他的所述光终端装置的上行信号分配的带宽的第2分配量。
根据本发明的第2方式，第1方式的光传输系统还具备：连接数量取得部，取得表示所述光终端装置的数量的信息；以及阵列信息生成部，生成信息，所述信息表示与所述地面站的配置的排列顺序对应的所述光终端装置的阵列，所述带宽分配计算部基于所述光终端装置的数量和所述光终端装置的阵列来计算所述第1和第2分配量。
根据本发明的第3方式，第1或第2方式的光传输系统还具备前进方向取得部，所述前进方向取得部取得表示所述移动体的移动方向的信息，所述带宽分配计算部计算向相对于所述移动体所处的所述小区而位于所述移动方向上的其他的所述小区的地面站所连接的其他的所述光终端装置的上行信号分配的、带宽的分配量。
根据本发明的第4方式，在第1至第3方式的任一个的光传输系统中，所述带宽分配计算部计算向所述移动体所处的所述小区的地面站所连接的所述光终端装置的上行信号分配的带宽的分配量、以及向与所述小区的一部分重叠的其他的所述小区的地面站所连接的其他的所述光终端装置的上行信号分配的带宽的分配量来作为所述第1分配量。
根据本发明的第5方式，在第1至第4方式的任一个的光传输系统中，所述带宽分配计算部从所述第1和第2分配量的任一个或双方减去将所述多个地面站之中的位于端的地面站的数量与预先确定的带宽相乘后的结果。
根据本发明的第6方式，第1至第5方式的任一个的光传输系统还具备下行帧处理部，所述下行帧处理部向未产生所述上行信号的业务量的所述光终端装置发送用于使所述光终端装置睡眠的信号。
本发明的第7方式中的带宽分配方法是光传输系统执行的带宽分配方法，其中，所述带宽分配方法包括：从位于地面站的小区的、移动体的无线基站取得上行信号的步骤；通过时分复用发送从所述地面站取得的上行信号的步骤；按每个光终端装置检测通过时分复用发送的上行信号的业务量的步骤；以及基于所述业务量来估计所述移动体所处的所述小区的地面站所连接的所述光终端装置、计算向所述移动体所处的所述小区的地面站所连接的所述光终端装置的上行信号分配的带宽的第1分配量、和向与所述移动体所处的所述小区相邻的其他的所述小区的地面站所连接的其他的所述光终端装置的上行信号分配的带宽的第2分配量的步骤。
发明效果
本发明即使在使用TDM-PON将多个地面站与上位装置之间连接而将带宽动态地分配给各地面站的情况下，也能够使带宽利用效率和吞吐量不降低。
附图说明
图1是示出第1实施方式的光传输系统的结构的例子的图。
图2是示出第1实施方式的OLT的结构的例子的图。
图3是示出第1实施方式的带宽分配（bandwidth allocation）计算部的工作的例子的流程图。
图4是示出第2实施方式的OLT的结构的例子的图。
图5是示出第2实施方式的带宽分配计算部的工作的例子的流程图。
图6是示出第3实施方式的光传输系统的结构的例子的图。
图7是示出第3实施方式的带宽分配计算部的工作的例子的流程图。
图8是示出第4实施方式的光传输系统的结构的例子的图。
图9是示出以往的光传输系统的结构的例子的图。
图10是示出以往的OLT的结构的例子的图。
图11是示出以往的带宽分配方法的例子的图。
具体实施方式
参照附图来对本发明的实施方式详细地进行说明。
（第1实施方式）
图1是示出光传输系统1的结构的例子的图。光传输系统1是具有利用时分复用传输光信号的TDM-PON的通信系统。光传输系统1具备：多个地面站（ground station）2、多个ONU3（光终端装置）、光分路器4、光纤5、OLT6（终端站装置）、以及多个上位装置7。
地面站2是在陆上设置的无线基站。地面站2形成作为能够进行无线通信的范围的小区8。地面站2与位于本站的小区8（在服务区域内）的移动体9的移动体设置站10进行无线通信。地面站2从位于本站的小区8的移动体9取得（接收）上行信号。地面站2向位于本站的小区8的移动体9发送下行信号。
ONU3是光终端装置。ONU3从地面站2取得移动体设置站10发送的上行信号。ONU3从OLT6取得表示带宽分配信息的光信号。ONU3基于带宽分配信息将作为光信号的上行信号向OLT6发送。
ONU3也可以将表示请求信号的光信号向OLT6发送。ONU3也可以在本装置不被使用的期间通过使本装置的电源关断来睡眠。由此，ONU3能够减少功耗。
光分路器4对由光纤5传输的光信号进行分路或合波。光纤5将作为光信号的上行信号向OLT6传输。光纤5将作为光信号的下行信号向ONU3传输。
OLT6是终端站装置。OLT6经由包括光分路器4、光纤5和OLT6的TDM-PON系统将作为时分复用后的光信号的下行信号向ONU3发送。OLT6经由包括光分路器4和光纤5的TDM-PON系统从ONU3接收作为时分复用后的光信号的上行信号。
OLT6也可以将在与ONU3的通信中未使用的带宽（剩余带宽）分配给光传输系统1以外的其他系统的通信服务的信号。
上位装置7是移动网络的通信装置。上位装置7从OLT6取得移动无线终端的上行信号（上行帧）。
移动体9是公共汽车或列车等车辆。移动体9具备作为无线基站的移动体设置站10。移动体设置站10汇集与移动体9一起移动的移动无线终端的通信。与移动体9一起移动的移动无线终端是乘坐移动体9的人携带的无线终端（例如，智能电话、便携式电话等）。移动体设置站10代表与移动体9一起移动的移动无线终端，将移动无线终端的上行信号向地面站2发送。
对OLT6的结构的例子进行说明。图2是示出OLT6的结构的例子的图。OLT6具备：O/E变换部60、上行帧处理部61、业务量（traffic）监视器部62、连接顺序生成部63（阵列信息生成部）、连接数量取得部64、带宽分配计算部65、带宽分配部66、下行帧处理部67、以及E/O变换部68。
O/E变换部60从ONU3取得作为光信号的上行信号。O/E变换部60将作为光信号的上行信号变换为电信号。O/E变换部60将作为电信号的上行信号向上行帧处理部61发送。
上行帧处理部61将上行信号向上位装置7和业务量监视器部62发送。
业务量监视器部62与时刻相对应地按每个ONU3生成表示上行信号的业务量（traffic amount）的信息（以下称为“业务量信息”。）。上行信号的业务量根据移动体9是否位于ONU3的小区8（在服务区域内）而按每个ONU3以时间序列进行推移。业务量监视器部62将每个ONU3的业务量信息向连接顺序生成部63和带宽分配计算部65发送。
业务量监视器部62也可以具备存储部，所述存储部具有磁硬盘装置或半导体存储装置等非易失性的记录介质（非暂时的记录介质）。存储部也可以存储上行信号或程序。
连接顺序生成部63（阵列信息生成部）生成表示与地面站2的配置的排列顺序对应的ONU3的阵列的信息。连接顺序生成部63生成表示与OLT6连接的ONU3的物理的连接顺序的信息。关于表示阵列的信息，例如使用“ONU-ID”或“Alloc-ID”等唯一地识别ONU3的识别信息来表示。在图1中，ONU3的连接顺序是ONU3-1、3-2、3-3的顺序。ONU3的物理的连接顺序例如被预先注册在与ONU3有关的数据库中。地面站2的配置的排列顺序是指具有移动体9在移动的情况下通过的小区8的、地面站2的顺序。即，在移动体9移动的情况下，与移动体设置站10进行无线通信的地面站2的顺序是地面站2的配置的排列顺序。与地面站2的配置的排列顺序对应的ONU3的阵列是指示出根据移动体9的移动而产生上行信号的业务量的ONU3的顺序的阵列。ONU3的物理的连接顺序是移动体9在移动的情况下通过的小区8的顺序所对应的ONU3的顺序。即，ONU3的物理的连接顺序是根据移动体9的移动而产生向OLT6发送的上行信号的业务量的ONU3的顺序。与小区8对应的ONU3是指与具有小区8的地面站2连接的ONU3。
连接顺序生成部63也可以基于从作为在线路上移动的列车等的移动体9发送的上行信号的业务量的推移的履历来估计ONU3的物理的连接顺序。在上行信号的业务量按ONU3-1、3-2、3-3的顺序增加的情况下，连接顺序生成部63也可以将ONU3的物理的连接顺序估计为ONU3-1、3-2、3-3的顺序。
连接数量取得部64取得表示经由光纤5与OLT6连接的ONU3的数量的信息。连接数量取得部64向带宽分配计算部65发送表示经由光纤5与OLT6连接的ONU3的数量的信息。
带宽分配计算部65基于每个ONU3的业务量信息和ONU3的数量来估计移动体9所处（在服务范围内）的小区8的地面站2所连接的ONU3。带宽分配计算部65将业务量信息所表示的业务量为阈值以上的ONU3估计为移动体9所处的小区8的地面站2所连接的ONU3。
带宽分配计算部65基于估计结果、ONU3的数量和ONU3的阵列来将带宽分配给移动体9所处的小区8的地面站2所连接的ONU3的上行信号。带宽分配计算部65在动态带宽分配（Dynamic Bandwidth Allocation：DBA）周期计算ONU3的上行信号的带宽的分配量（第1分配量），以使进行追随移动体9的移动的带宽分配。
带宽分配计算部65基于估计结果、ONU3的数量和ONU3的阵列来将带宽分配给与移动体9所处的小区8相邻的其他的小区8的地面站2所连接的ONU3的上行信号。带宽分配计算部65在DBA周期计算ONU3的上行信号的带宽的分配量（第2分配量），以使进行追随移动体9的移动的带宽分配。
带宽分配部66基于由带宽分配计算部65计算出的上行信号的带宽的分配量来按每个ONU3分配上行信号的带宽。带宽分配部66将表示上行信号的带宽的分配的信息（以下称为“带宽分配信息”。）向下行帧处理部67发送。
下行帧处理部67将带宽分配信息向E/O变换部68发送。下行帧处理部67也可以从业务量监视器部62取得每个ONU3的业务量信息。下行帧处理部67也可以经由E/O变换部68向未产生上行信号的业务量的ONU3发送用于使ONU3睡眠的信号。
E/O变换部68将带宽分配信息变换为光信号。E/O变换部68将基于带宽分配信息的光信号向ONU3发送。E/O变换部68也可以将用于使ONU3睡眠的光信号向ONU3发送。
图3是示出带宽分配计算部65的工作的例子的流程图。在图3所示的流程图中，作为一个例子，与小区8相邻的其他的小区8的数量（地面站2的数量）N按每个地面站2为2个。带宽分配计算部65在光传输系统1的工作的开始时执行图3所示的流程图的工作。在移动体9所处的小区8的地面站2所连接的ONU3中，产生上行信号的业务量。在具有与移动体9所处的小区8相邻的小区8的、地面站2所连接的ONU3中，存在根据移动体9的移动而产生上行信号的业务量的可能性。
带宽分配计算部65从连接数量取得部64取得表示经由光纤5与OLT6连接的ONU3的数量的信息（步骤S101）。带宽分配计算部65取得表示与地面站2的配置的排列顺序对应的ONU3的阵列的信息（步骤S102）。
带宽分配计算部65确定在TDM-PON中能够使用的最大带宽Bm。在具有10Gbps级的最大传输速度的TDM-PON中，在不考虑由开销造成的带宽利用效率的降低的情况下，最大带宽Bm为10Gbps。带宽分配计算部65确定用于判定为产生了业务量的阈值Dth。将用于对产生了业务量的ONU3的数量进行计数的变量k初始化为0（步骤S103）。也可以预先确定阈值Dth。
带宽分配计算部65向光传输系统1的全部ONU3-i（i为ONU3的识别号码）的上行信号分配预先确定的固定的带宽BFIX（步骤S104-步骤S106）。
带宽分配计算部65在DBA周期执行从步骤S107到步骤S116（步骤S107-步骤S116）。
带宽分配计算部65从对产生了上行信号的业务量的ONU3进行了感测的业务量监视器部62取得每个ONU3的业务量信息。带宽分配计算部65按每个ONU3判定上行信号的业务量是否超过阈值Dth。带宽分配计算部65在对ONU-ID等的识别号码i进行增加（increment）后的结果超过了ONU3的数量的情况下将处理前进到步骤S112（步骤S108-步骤S111）。
在上行信号的业务量未超过阈值Dth的情况下（步骤S109：否），带宽分配计算部65将处理返回到步骤S108（步骤S111）。在上行信号的业务量超过了阈值Dth的情况下（步骤S109：是），带宽分配计算部65将上行信号的业务量超过了阈值Dth的ONU3的识别号码i注册到阵列Array[k]中。带宽分配计算部65对变量k加上1，将处理前进到步骤S111（步骤S110）。
带宽分配计算部65针对光传输系统1的全部ONU3将上行信号的带宽B初始化为0（步骤S112）。带宽分配计算部65针对上行信号的业务量超过了阈值Dth的ONU3重复从步骤S113到步骤S115（步骤S113-步骤S115）。
带宽分配计算部65基于式（1）将带宽B[Array[i]]分配给上行信号的业务量超过了阈值Dth的ONU3的上行信号。
[数式1]
。
以下，将与上行信号的业务量超过了阈值Dth的ONU3的地面站2的小区8相邻的其他的小区8称为“相邻小区”。即，将与估计为移动体9所处的小区8相邻的小区8称为“相邻小区”。
在移动体9从上行信号的业务量超过了阈值Dth的ONU3的地面站2的小区8移动到相邻小区的情况下，业务量监视器部62需要检测与相邻小区的地面站2连接的ONU3的上行信号的业务量。因此，带宽分配计算部65将由式（2）示出的带宽B’（=B[Array[i]+1]）分配给与第1相邻小区的地面站2连接的ONU3的上行信号。带宽分配计算部65将由式（2）示出的带宽B’（=B[Array[i]-1]）分配给与第2邻接小区的地面站2连接的ONU3的上行信号（步骤S114）。
[数式2]
。
带宽分配计算部65也可以对由式（2）示出的带宽B’乘以比例常数α。
带宽分配计算部65在未将带宽分配给上行信号的业务量超过了阈值Dth的ONU3的上行信号和与相邻小区的地面站2连接的ONU3的上行信号的情况下，将处理返回到步骤S113（步骤S115）。带宽分配计算部65如果将带宽B分配给上行信号的业务量超过了阈值Dth的ONU3的上行信号并且将带宽B’分配给与相邻小区的地面站2连接的ONU3的上行信号，则也可以不将带宽分配给其他的ONU3的上行信号。
带宽分配计算部65将处理返回到步骤S107（步骤S116）。
如以上那样，第1实施方式的光传输系统1具备多个地面站2、多个ONU3、业务量监视器部62、以及带宽分配计算部65。地面站2从位于本站的小区的移动体9的移动体设置站10取得上行信号。ONU3通过时分复用发送从地面站2取得的上行信号。业务量监视器部62按每个ONU3检测通过时分复用发送的上行信号的业务量。带宽分配计算部65基于上行信号的业务量来估计移动体9所处的小区8的地面站2所连接的ONU3。带宽分配计算部65计算向移动体9所处的小区8的地面站2所连接的ONU3的上行信号分配的、带宽B[Array[i]]。带宽分配计算部65计算向与移动体9所处的小区8相邻的其他的小区8的地面站2所连接的其他的ONU3的上行信号分配的、带宽B[Array[i]±1]。将带宽B’分配给与移动体9所处的小区8相邻的其他的小区8的地面站2所连接的其他的ONU3，由此，OLT6能够基于上行信号的业务量来检测移动体9向其他的小区8移动。OLT6基于检测结果来计算向各ONU3的上行信号分配的带宽，更新分配的带宽。
由此，在第1实施方式的光传输系统1中，在使用TDM-PON将多个地面站2与上位装置7之间连接而将带宽动态地分配给各地面站2的情况下，能够使带宽利用效率和吞吐量（throughput）不降低并且不带来附加的延迟。
第1实施方式的光传输系统1能够使OLT6收容的ONU3的数量增加。
（第2实施方式）
在第2实施方式中，移动体9的前进方向是已知的方面与第1实施方式不同。在第2实施方式中，仅说明与第1实施方式的不同点。
图4是示出OLT6的结构的例子的图。OLT6具备O/E变换部60、上行帧处理部61、业务量监视器部62、连接顺序生成部63（连接顺序排列部）、连接数量取得部64、带宽分配计算部65、带宽分配部66、下行帧处理部67、E/O变换部68、以及前进方向取得部69。
前进方向取得部69取得表示移动体9的前进方向的信息。表示移动体9的前进方向的信息例如被预先注册到与移动体9有关的数据库中。在移动体9为列车的情况下，在线路上移动的移动体9的前进方向能够基于铺设线路的方向来确定。前进方向取得部69将表示移动体9的前进方向的信息（前进方向信息）向带宽分配计算部65发送。例如，如正方向和负方向那样表现表示移动体9的前进方向的信息。正方向是表示注册在阵列Array[k]中的顺序的方向。负方向是表示注册在阵列Array[k]中的顺序的相反顺序的方向。
前进方向取得部69在从业务量监视器部62取得表示上行信号的业务量的业务量信息的情况下，基于上行信号的业务量的推移的履历来估计移动体9的前进方向也可。
图5是示出带宽分配计算部65的工作的例子的流程图。在图5所示的流程图中，与图3所示的流程图相比较，追加了步骤S201-步骤S204。
在步骤S106之后，带宽分配计算部65从前进方向取得部69取得表示移动体9的前进方向的信息（步骤S201）。在步骤S113之后，带宽分配计算部65判定移动体9的前进方向是否为正方向（步骤S202）。
在移动体9的前进方向为正方向的情况下（步骤S202：是），带宽分配计算部65将由式（3）示出的带宽B[Array[i]]分配给上行信号的业务量超过了阈值Dth的ONU3的上行信号。
[数式3]
。
带宽分配计算部65将由式（4）示出的带宽B’（=B[Array[i]+1]）分配给移动体9前进的方向（正方向）的相邻小区的地面站2所连接的ONU3的上行信号。
[数式4]
。
由于移动体9的前进方向确定为正方向，所以，带宽分配计算部65也可以不将带宽B分配给移动体9前进的方向的相反方向（负方向）的相邻小区的地面站2所连接的ONU3的上行信号。因此，由式（3）示出的带宽B与由式（1）示出的带宽B相比较较多（步骤S203）。带宽分配计算部65将处理前进到步骤S115。
在移动体9的前进方向为负方向的情况下（步骤S202：否），带宽分配计算部65将由式（3）示出的带宽B[Array[i]]分配给上行信号的业务量超过了阈值Dth的ONU3的上行信号。
带宽分配计算部65将由式（4）示出的带宽B’分配给移动体9前进的方向（负方向）的相邻小区的地面站2所连接的ONU3的上行信号。由于移动体9的前进方向确定为负方向，所以，带宽分配计算部65也可以不将带宽B分配给移动体9前进的方向（正方向）的相邻小区的地面站2所连接的ONU3的上行信号。因此，由式（3）示出的带宽B与由式（1）示出的带宽B相比较较多（步骤S204）。带宽分配计算部65将处理前进到步骤S115。
如以上那样，第2实施方式的带宽分配计算部65计算向相对于移动体9所处的小区8而位于移动体9的移动方向上的小区8的地面站2所连接的其他的ONU3的上行信号分配的、带宽B[Array[i]+1]或带宽B[Array[i]-1]。
由此，第2实施方式的光传输系统1在使用TDM-PON将多个地面站2与上位装置7之间连接而将带宽动态地分配给各地面站2的情况下，能够在使带宽利用效率提高之上使吞吐量不降低并且不带来附加的延迟。
移动体9的前进方向确定，由此，带宽分配计算部65不需要将带宽分配给相邻小区之中的不位于前进方向的小区的地面站2所连接的ONU3的上行信号。带宽分配计算部65能够通过使带宽利用效率提高来将更多的带宽分配给移动体9所处的小区8的地面站2所连接的ONU3的上行信号。
（第3实施方式）
在第3实施方式中，小区8的至少一部分与相邻小区的至少一部分重叠的方面与第1实施方式和第2实施方式不同。在第3实施方式中，仅说明与第1实施方式和第2实施方式的不同点。
图6是示出光传输系统1的结构的例子的图。光传输系统1具备：多个地面站2、多个ONU3（光终端装置）、光分路器4、光纤5、OLT6（终端站装置）、以及多个上位装置7。在图6中，小区8的一部分与相邻小区的一部分重叠。在图6中，存在移动体9位于多个小区8的情况，因此，带宽分配计算部65需要针对移动体9所处的多个小区8将充分的带宽分配给ONU3的上行信号。
图7是示出带宽分配计算部65的工作的例子的流程图。在图7所示的流程图中，与图3所示的流程图相比较，追加了步骤S301-步骤S303。
在步骤S113之后，带宽分配计算部65判定小区8的至少一部分与相邻小区的至少一部分是否重叠（步骤S301）。
在小区8与相邻小区不重叠的情况下（步骤S302：否），带宽分配计算部65与步骤S114同样地将由式（1）示出的带宽B[Array[i]]分配给上行信号的业务量超过了阈值Dth的ONU3的上行信号。带宽分配计算部65将由式（2）示出的带宽B’（=B[Array[i]+1]、B[Array[i]-1]）分配给与相邻小区的地面站2连接的ONU3的上行信号（步骤S302）。
在小区8的至少一部分与相邻小区的至少一部分重叠的情况下（步骤S302：是），带宽分配计算部65将由式（5）示出的带宽B（i）（=B[Array[i]]）分配给上行信号的业务量超过了阈值Dth的ONU3的上行信号。带宽分配计算部65将由式（5）示出的带宽B（i-1）（=B[Array[i]-1]）分配给与小区8重叠的相邻小区的地面站2所连接的ONU3的上行信号。
[数式5]
。
在图7中，变量i表示上行信号的业务量超过了阈值Dth的ONU3的识别号码。M（i）是表示连接有ONU（i）的地面站2的小区8重叠的相邻小区的地面站2的数量的、变量。M（i）是2。
带宽分配计算部65将由式（6）示出的带宽B’（=B[Array[i]+1]）分配给位于移动体9的正方向上的相邻小区的地面站2所连接的ONU3的上行信号。
[数式6]
。
带宽分配计算部65将由式（6）示出的带宽B’（=B[Array[i]-2]）分配给位于移动体9的负方向上的相邻小区的地面站2所连接的ONU3的上行信号（步骤S303）。带宽分配计算部65在步骤S302或步骤S303之后将处理前进到步骤S115。
如以上那样，第3实施方式的带宽分配计算部65计算向移动体9所处的小区8的地面站2所连接的ONU3上行信号分配的、带宽B[Array[i]]和带宽B[Array[i]-1]。带宽分配计算部65计算向与小区8的一部分重叠的其他的小区8的地面站2所连接的其他的ONU3的上行信号分配的、带宽B[Array[i]+1]和带宽B[Array[i]-2]。
由此，第3实施方式的光传输系统1在使用TDM-PON将多个地面站2与上位装置7之间连接而将带宽动态分配给各地面站2的情况下，能够使带宽利用效率和吞吐量不降低并且不带来附加的延迟。
（第4实施方式）
在第4实施方式中通过移动体9进入到位于端的地面站2-1的小区8-1而上行信号的业务量在OLT6-1中新产生（生成）的方面与第3实施方式不同。在第4实施方式中，仅说明与第3实施方式的不同点。位于端的地面站2是指具有与其他的地面站2的小区相邻的小区的地面站2，所述其他的地面站2被连接于与地面站2所连接的OLT6不同的OLT6。
图8是示出光传输系统1的结构的例子的图。光传输系统1具备：多个地面站2、多个ONU3（光终端装置）、多个光分路器4、多个光纤5、多个OLT6（终端站装置）、以及多个上位装置7。在图8中，地面站2-1、2-2是前述的位于端的地面站2。在移动体设置站10从地面站2-1的小区8-1向地面站2-2的小区8-2移动的情况下，OLT6-2需要进行与在ONU3-2中增加的业务量对应的带宽分配。在移动体设置站10从地面站2-2的小区8-2向地面站2-1的小区8-1移动的情况下，OLT6-1也需要进行与在ONU3-1中增加的业务量对应的带宽分配。
地面站2-1是光传输系统1的多个地面站2之中的位于端的地面站。地面站2-1的ONU3-1经由光分路器4-1和光纤5-1与OLT6-1进行通信。地面站2-2的ONU3-2经由光分路器4-2和光纤5-2与OLT6-2进行通信。地面站2-3的ONU3-3经由光分路器4-2和光纤5-2与OLT6-2进行通信。
在光传输系统1的地面站2之中的、位于端的地面站2-1中，移动体9进入到小区8-1，由此，新产生上行信号的业务量。因此，OLT6-1需要将用于感测新产生了上行信号的业务量的ONU3-1的上行信号的带宽γ分配给位于端的地面站2-1的ONU3-1的上行信号。
光传输系统1的地面站2之中的位于端的地面站也可以为多个。以下，将位于端的地面站2的数量记载为“L”。
带宽分配计算部65将带宽γ与位于端的地面站2的数量L相乘。带宽分配计算部65基于从式（1）-（6）的各个或任一个减去“γL”后的结果来将带宽分配给ONU3的上行信号。带宽分配计算部65也可以基于将带宽γ与位于端的地面站2的数量L相乘后的结果“γL”来将带宽分配给与位于端的地面站2连接的ONU3的上行信号。具体而言，以备移动体设置站10从与其他的OLT6-1连接的地面站2-1的小区8-1向与本装置连接的地面站2-2的小区8-2移动的情况，OLT6-2对发送地面站2-2的上行信号的ONU3-2分配带宽γL的一部分或带宽γ。OLT6-1对发送地面站2-1的上行信号的ONU3-1分配带宽γL的一部分或带宽γ。
如以上那样，第4实施方式的带宽分配计算部65从上行信号的带宽的分配量减去将多个地面站2之中的位于端的地面站2的数量L与预先确定的带宽γ相乘后的结果“γL”。带宽分配计算部65将带宽γL分配给与位于端的地面站2连接的OLT6。
由此，第4实施方式的光传输系统1在使用TDM-PON将多个地面站2与上位装置7之间连接的情况下开始了图3、图5或图7所示的动态分配的工作之后，也能够使带宽利用效率和吞吐量不降低并且不带来附加的延迟。
也可以组合在从第1实施方式到第4实施方式中说明的OLT6的工作。
也可以通过计算机实现上述的实施方式中的无线基站、地面站、移动体设置站、光传输系统的至少一部分。在该情况下，也可以通过将用于实现该功能的程序记录在计算机可读取的记录介质中，使计算机系统读入记录在该记录介质中的程序并执行来实现。在此所说的“计算机系统”是指包含OS、周围设备等硬件。此外，“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等移动介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。进而，“计算机可读取的记录介质”是指还包含像经由因特网等网络或电话线路等通信线路来发送程序的情况下的通信线那样在短时间的期间动态地保持程序的记录介质、像该情况下的成为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样将程序保持固定时间的记录介质。此外，上述程序可以是用于实现前述的功能的一部分的程序，进而，也可以是能够以与已经记录在计算机系统中的程序的组合来实现前述的功能的程序，还可以是使用FPGA（FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列）等可编程逻辑器件来实现的程序。
以上，参照附图详细地描述了本发明的实施方式，但是，具体的结构并不限于本实施方式，也包含不偏离本发明的主旨的范围的设计等。
产业上的可利用性
本发明能够应用于光传输系统。
附图标记的说明
1…光传输系统、2…地面站、3…ONU、4…光分路器、5…光纤、6…OLT、7…上位装置、8…小区、9…移动体、10…移动体设置站、60…O/E变换部、61…上行帧处理部、62…业务量监视器部、63…连接顺序生成部、64…连接数量取得部、65…带宽分配计算部、66…带宽分配部、67…下行帧处理部、68…E/O变换部、69…前进方向取得部。

Claims (7)

1.一种光传输系统，其中，具备：
多个地面站，从位于本站的小区的、移动体的无线基站取得上行信号；
多个光终端装置，通过时分复用发送从所述地面站取得的上行信号；
业务量监视器部，按每个所述光终端装置检测通过时分复用发送的上行信号的业务量；以及
带宽分配计算部，基于所述业务量来估计所述移动体所处的所述小区的地面站所连接的所述光终端装置，计算向所述移动体所处的所述小区的地面站所连接的所述光终端装置的上行信号分配的带宽的第1分配量、和向与所述移动体所处的所述小区相邻的其他的所述小区的地面站所连接的其他的所述光终端装置的上行信号分配的带宽的第2分配量。
2.根据权利要求1所述的光传输系统，其中，还具备：
连接数量取得部，取得表示所述光终端装置的数量的信息；以及
阵列信息生成部，生成信息，所述信息表示与所述地面站的配置的排列顺序对应的所述光终端装置的阵列，
所述带宽分配计算部基于所述光终端装置的数量和所述光终端装置的阵列来计算所述第1和第2分配量。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的光传输系统，其中，
还具备前进方向取得部，所述前进方向取得部取得表示所述移动体的移动方向的信息，
所述带宽分配计算部计算向相对于所述移动体所处的所述小区而位于所述移动方向上的其他的所述小区的地面站所连接的其他的所述光终端装置的上行信号分配的、带宽的所述第2分配量。
4.根据权利要求1至权利要求3的任一项所述的光传输系统，其中，所述带宽分配计算部计算向所述移动体所处的所述小区的地面站所连接的所述光终端装置的上行信号分配的带宽的分配量、以及向与所述小区的一部分重叠的其他的所述小区的地面站所连接的其他的所述光终端装置的上行信号分配的带宽的分配量来作为所述第1分配量。
5.根据权利要求1至权利要求4的任一项所述的光传输系统，其中，所述带宽分配计算部从所述第1和第2分配量的任一个或双方减去将所述多个地面站之中的位于端的地面站的数量与预先确定的带宽相乘后的结果。
6.根据权利要求1至权利要求5的任一项所述的光传输系统，其中，
还具备下行帧处理部，所述下行帧处理部向未产生所述上行信号的业务量的所述光终端装置发送用于使所述光终端装置睡眠的信号。
7.一种带宽分配方法，所述方法是光传输系统执行的带宽分配方法，其中，所述带宽分配方法包括：
从位于地面站的小区的、移动体的无线基站取得上行信号的步骤；
通过时分复用发送从所述地面站取得的上行信号的步骤；
按每个光终端装置检测通过时分复用发送的上行信号的业务量的步骤；以及
基于所述业务量来估计所述移动体所处的所述小区的地面站所连接的所述光终端装置、计算向所述移动体所处的所述小区的地面站所连接的所述光终端装置的上行信号分配的带宽的第1分配量、和向与所述移动体所处的所述小区相邻的其他的所述小区的地面站所连接的其他的所述光终端装置的上行信号分配的带宽的第2分配量的步骤。
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