CN114868363A - 光通信装置以及资源管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的OLT(1)具有：带宽分配部(12)，其与管理切片的控制器(4)连接，能够将PON系统内的带宽以多个分配方式分配给ONU(2)；切片管理部(11)，其计算每个分配方式的保证延迟时间，从控制器(4)接收包含请求切片在PON系统内确保的请求带宽和请求延迟时间在内的资源确保请求，基于请求延迟时间和多个分配方式中的每个分配方式的保证延迟时间，决定与资源确保请求对应的分配方式；以及资源信息生成部(15)，其保持各ONU(2)的每个保证延迟时间的可利用带宽作为抽象资源信息，基于与资源确保请求对应的分配方式和请求带宽，计算对应的ONU(2)的分配方式的可利用带宽来更新抽象资源信息，并将抽象资源信息发送给控制器(4)。

Description

光通信装置以及资源管理方法
技术领域
本发明涉及PON(Passive Optical Network：无源光网络)系统中的主站装置，并且涉及对控制器通知PON系统中的通信资源的光通信装置以及该光通信装置中的资源管理方法。
背景技术
近年来，各种形式的通信服务正在普及。与之相伴，正在研究将对通信的请求条件不同的多个服务收容于1个通信网络来提供的技术。对通信的请求条件不同的多个服务例如是请求高数据速率的移动宽带服务、请求高可靠性和低延迟的关键业务服务(missioncritical service)、请求收容高密度的设备的传感器信息收集服务等。
作为将对通信的请求条件不同的多个服务收容于1个通信网络来提供的技术的一例，有如下技术：对将通信网络逻辑分割而得到的多个虚拟网络分别分配通信服务，在各通信服务中，使用分配的虚拟网络来进行数据的收发。此外，将通信网络逻辑分割而得到的虚拟网络也被称作切片(slice)。在以下的说明中，将通信网络逻辑分割而得到的虚拟网络分别称作切片。
切片由对构成通信网络的各装置进行控制的控制器来管理。管理切片的控制器从构成通信网络的各装置能够利用的通信资源中，确保与各切片对应的通信服务所需的通信资源并分配给各切片。
正在研究为了将实现所请求的通信服务所需的通信资源分配给切片，而准确且高效地收集各装置保有的通信资源的信息并进行管理的技术(例如，参照专利文献1)。
在专利文献1记载的发明中，监视物理网络的网络监视装置以表形式保持构成物理网络的各装置保有的通信资源的信息以及各装置间的连接信息。该网络监视装置在存在切片的生成请求、更新请求、删除请求这样的切片操作请求时，参照表向操作者提供所需的信息，按照操作者为了设定切片而进行的操作结果，对存在于生成切片的通信路径中途的各装置保有的通信资源的信息以及各装置间的连接信息进行更新。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-116184号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1记载的发明中，如果新存在切片操作请求，则作为控制器的网络监视装置参照对构成物理网络的各装置分配的通信资源信息，进行可利用的通信资源的判定。如果构成通信网络的各装置是例如将Ethernet(注册商标)帧从输入端口单纯地转送到输出端口的层2交换机(Layer 2Switch)装置，则网络监视装置容易根据该装置的各端口的传输速度以及该装置内部的交换容量的信息、和分配给切片的通信资源信息，计算可利用的通信资源。但是，在通信网络中存在PON系统的情况下，网络监视装置不容易高精度地计算可利用的通信资源。其理由记载如下。
PON系统由作为光通信装置的OLT(Optical Line Terminal：光线路终端)和作为光通信装置的ONU(Optical Network Unit：光网络单元)构成。网络监视装置不容易高精度地计算可利用的通信资源的第1理由是：与同一OLT连接的多个ONU共享通信资源。例如，当某个ONU的通信资源被分配给切片时，不仅该ONU的可利用资源减少，其他ONU的可利用资源也减少。其结果是，网络监视装置还需要更新存在于生成切片的通信路径上的装置以外的装置保有的通信资源的信息，通信资源的管理变得繁杂。
网络监视装置不容易高精度地计算可利用的通信资源的第2理由是：PON系统中的通信资源分配使用被称作DBA(Dynamic Bandwidth Allocation：动态带宽分配)的功能。OLT通过DBA分配OLT与ONU之间的通信资源。在DBA中，能够进行多个种类的分配动作，OLT能够变更这些分配动作。根据进行怎样的分配动作，分配给各ONU的通信资源也变化。因此，网络监视装置为了高精度地计算各装置的可利用的通信资源，需要掌握在DBA中进行怎样的分配动作，通信资源的管理变得复杂。
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于得到一种光通信装置，该光通信装置能够使对包含PON系统的通信网络的通信资源进行管理的控制器中的通信资源管理变得容易。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并达成目的，本发明的光通信装置是与多个子站装置一起构成无源光网络系统的主站装置，并且该光通信装置与控制器连接，控制器对将网络分割而得到的虚拟网络即切片的通信资源进行管理，该光通信装置具有带宽分配部，该带宽分配部能够将无源光网络系统内的带宽以多个分配方式分配给多个子站装置。光通信装置还具有切片管理部，该切片管理部计算与多个分配方式分别对应的保证延迟时间，保持与多个分配方式分别对应的保证延迟时间，从控制器接收包含请求切片在无源光网络系统内确保的请求带宽和无源光网络系统内的请求延迟时间在内的资源确保请求，基于资源确保请求中包含的请求延迟时间和多个分配方式中的每个分配方式的保证延迟时间，决定与资源确保请求对应的分配方式。光通信装置还具有资源信息生成部，该资源信息生成部保持多个子站装置的每个保证延迟时间的可利用带宽作为资源信息，基于与资源确保请求对应的分配方式和该资源确保请求中包含的请求带宽，计算与资源确保请求对应的子站装置的该分配方式的可利用带宽，用计算出的可利用带宽更新资源信息，并将资源信息发送给控制器。
发明效果
本发明的光通信装置起到如下效果：能够使对包含PON系统的通信网络的通信资源进行管理的控制器中的通信资源管理变得容易。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的通信系统的结构例的图。
图2是表示实施方式的OLT的功能块结构的一例的图。
图3是用于说明实施方式的OLT中的固定分配的图。
图4是用于说明实施方式的OLT中的状态报告分配的图。
图5是表示实施方式的切片管理部中的处理步骤的一例的流程图。
图6是表示实施方式的各ONU的每个延迟类的保证延迟时间的一例的图。
图7是表示实施方式的资源确保请求的一例的图。
图8是用于说明实施方式的虚拟的层2交换机的图。
图9是表示实施方式的分类信息的一例的图。
图10是表示实施方式的资源信息生成部中的处理步骤的一例的流程图。
图11是表示实施方式的抽象资源信息的一例的图。
图12是表示实施方式的输入资源确保请求前的通信资源状态的图。
图13是表示接收到图7所示的资源确保请求No.1后的通信资源状态的图。
图14是表示接收到图7所示的资源确保请求No.2后的通信资源状态的图。
图15是表示接收到图7所示的资源确保请求No.3后的通信资源状态的图。
图16是示意性地表示实施方式的PON系统为NG-PON2系统的情况下的每个ONU的可确保的总带宽的计算方法的图。
图17是表示实施方式的OLT的硬件结构例的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式的光通信装置以及资源管理方法进行详细说明。此外，本发明并不限定于该实施方式。
实施方式
图1是表示本发明实施方式的通信系统的结构例的图。如图1所示，本实施方式的通信系统200具有PON系统100、层2交换机(在图中简称作L2SW)3-1～3-m、作为网络管理和控制装置的控制器4以及编排器(orchestrator)5。m是2以上的整数。此外，在图1中虽然省略了图示，但通信系统200具有多个PON系统100。另外，在以下的说明中，在层2交换机3-1～3-m中的共同事项的说明等不需要将它们单独区分的情况下，也将层2交换机3-1～3-m分别记载作层2交换机3。在图1中图示出1个PON系统100，但通信系统200也可以具有多个PON系统100。
PON系统100由作为主站装置的OLT1和作为多个子站装置的ONU2-1～2-n构成。OLT1和ONU2-1～2-n是光通信装置。n是2以上的整数。另外，在以下的说明中，在ONU2-1～2-n中的共同事项的说明等不需要将它们单独区分的情况下，也将ONU2-1～2-n分别记载作ONU2。
OLT1经由光纤与ONU2-1～2-n连接。在图1所示的例子中，通过无源元件对与OLT1连接的1根光纤进行分支而连接ONU2-1～2-n。另外，OLT1与层2交换机3-1～3-m和控制器4连接。与OLT1连接的ONU2以及层2交换机3的数量并不限定于图1所示的内容。也存在与OLT1连接的ONU2为1台的情况。还存在与OLT1连接的层2交换机3为1台的情况。
在ONU2-1连接有传感器6，在ONU2-n连接有基站7。基站7例如是移动通信系统的基站。另外，传感器6以及基站7是与ONU2连接的设备的例子，与ONU2连接的设备并不限定于此。另外，在图1中示出传感器6与ONU2-1直接连接的结构例，但不限于此，例如，也可以是在ONU2-1连接无线LAN(Local Area Network：局域网)的接入点，在该接入点连接传感器6的结构。与ONU2-1连接的传感器6也可以为多个。同样地，与ONU2-n连接的基站7也可以为多个。另外，还可以在各ONU2连接多种设备。
层2交换机3与1个以上的OLT1连接，汇集来自各OLT1的通信数据，向核心网络转送。另外，层2交换机3识别来自核心网络的通信数据的目的地，向收容着连接有目的地设备的ONU2的OLT1转送该通信数据。层2交换机3向控制器4发送表示可利用的通信资源即可使用层2交换机3具有的端口转送的带宽的资源信息。
控制器4与OLT1以及各层2交换机3连接，控制构成PON系统100的OLT1、各ONU2以及各层2交换机3。控制器4对将通信系统200的网络分割而得到的虚拟网络即切片的通信资源进行管理。在此，控制器4经由OLT1进行各ONU2的控制。另外，控制器4也可以经由层2交换机3来控制OLT1以及各ONU2。在该情况下，层2交换机3进行将来自控制器4的控制用的通信数据与用户数据重叠而向OLT1转送的处理、和将来自OLT1的控制用的通信数据与用户数据分离而向控制器4转送的处理。用户数据是通过通信系统200从发送源装置向目的地装置传输的数据，例如，是从传感器6经由PON系统100向核心网络发送的数据、从核心网络经由PON系统100向基站7发送的数据。
控制器4从控制对象设备即构成通信系统200的各通信装置(具体而言，OLT1以及层2交换机3)收集可利用的通信资源信息。另外，控制器4在有来自编排器5的切片生成请求时，基于通信资源信息判断是否能够生成满足请求的切片，如果能够生成，则进行切片的生成和向切片的通信资源分配。这里的通信资源分配是指为了确保在生成的切片的通信中使用的通信资源而向各通信装置发送资源确保请求的处理。确保的通信资源由OLT1分配给各ONU2，用于由ONU2发送用户数据。即，OLT1按照接收到的资源确保请求，对与该OLT1连接的各ONU2分配通信资源。
编排器5按照来自外部应用或服务需求者的指示，请求控制器4生成提供服务所需的切片。另外，来自编排器5的与切片相关的操作请求有时也可能是针对已生成的切片的更新请求或删除请求。
另外，将控制器4与构成通信系统200的各通信装置连接的物理网络既可以是用于传输控制用的通信数据的专用网络，也可以是还进行用户数据传输的共享网络。
图2是表示本实施方式的OLT1的功能块结构的一例的图。如图2所示，OLT1具有切片管理部11、带宽分配部12、帧接收部13、帧发送部14以及资源信息生成部15。此外，在图2中，虚线的箭头表示用户数据流，实线的箭头表示在控制中使用的数据即控制数据流。另外，虽然在图2中省略了记载，但如图1所示，控制器4除了OLT1之外还连接有层2交换机3。另外，在通信系统200是包含多个PON系统100的结构的情况下，控制器4与多个OLT1连接。另外，在图1中图示出1台ONU2，但如上所述，也可以在OLT1连接多个ONU2。
切片管理部11将从控制器4输入的资源确保请求分类为延迟类(class)并进行管理。切片管理部11的动作的详细内容容后再述。
带宽分配部12能够以多个分配方式将PON系统100内的带宽分配给多个ONU2。对各ONU2分配针对上行通信的带宽，将分配结果作为PON系统100的控制数据输出到帧发送部14以及资源信息生成部15。另外，这里所说的带宽是在PON系统100内使用的通信资源。带宽分配部12的带宽分配方式例如有固定分配、状态报告分配、尽力而为(best effort)分配这3种。这些分配方式容后再述。带宽分配部12在进行了状态报告分配的情况下，基于从各ONU2作为控制数据发送的、表示各ONU2为了向OLT1发送而保持的数据的数据量的信息，按照每个ONU2计算在数据发送中使用的带宽的需要量。带宽分配部12的动作的详细内容容后再述。
帧接收部13具有如下功能：将从ONU2输入的上行方向的用户数据与在PON系统100内的控制中使用的控制数据分离，将用户数据向核心网络转送，并且将控制数据向带宽分配部12转送。
帧发送部14具有如下功能：汇集从核心网络经由层2交换机3输入的下行方向的用户数据和从带宽分配部12输入的在PON系统100内的控制中使用的控制数据，将汇集后的数据向与用户数据的目的地对应的ONU2转送。
资源信息生成部15针对各ONU2各自的延迟类，计算可利用的带宽，将PON系统100视为1个虚拟的层2交换机，生成作为虚拟的层2交换机的资源信息即抽象资源信息。资源信息生成部15向控制器4发送抽象资源信息。延迟类、虚拟的层2交换机和资源信息生成部15的动作的详细内容容后再述。
另外，在OLT1连接多个ONU2的情况下，在图1所示的帧接收部13以及帧发送部14连接多个ONU2。帧接收部13将从多个ONU2分别接收到的用户数据与控制数据分离，将用户数据向核心网络转送，并且将控制数据向带宽分配部12转送。另外，帧发送部14汇集与核心网络输入的多个ONU2分别对应的下行方向的用户数据和从带宽分配部12输入的控制数据，将汇集后的数据向与用户数据的目的地对应的ONU2转送。
在此，对OLT1中的带宽分配进行说明。对各ONU2分配怎样的带宽根据在PON系统100中使用的标准等而不同。例如，在IEEE(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers：电气和电子工程师协会)802.3规定的10G-EPON中，上行通信为TDM(TimeDivision Multiplexing：时分复用)方式。因此，在PON系统100是10G-EPON系统的情况下，对各ONU2分配发送时间段。在ITU-T(International Telecommunication UnionTelecommunication Standardization Sector：国际电信联盟电信标准化部门)G.989系列规定的NG-PON2中，上行通信为组合波分方式和TDM方式而成的TWDM(Time and WavelengthDivision Multiplexing：时分和波分复用)方式。因此，在PON系统100是NG-PON2系统的情况下，对各ONU2分配发送时间段和波长。
在此，首先以PON系统100为10G-EPON系统的情况为例进行说明。在该情况下，带宽分配部12对各ONU2分配发送时间段。发送时间段例如由许可从各ONU2发送的开始时刻和发送时间的长度来指定。
接着，对带宽分配部12的带宽分配方式进行说明。图3是用于说明本实施方式的OLT1中的固定分配的图。在图3例示的方式中，确定被称作分配周期的周期，带宽分配部12按照每个分配周期分配固定带宽。详细而言，带宽分配部12按照每个分配周期，对各ONU2分配许可发送的开始时刻和时间的长度。以下，将许可发送的开始时刻和时间的长度也称作分配量。详细而言，如图3所示，带宽分配部12按照每个分配周期，生成表示向各ONU2通知分配量的发送指示的控制数据，经由帧发送部14向各ONU2发送。各ONU2在每个分配周期的分配量所示的时间段，发送保持着的发送数据8。
另外，在此记载按照每个ONU2计算分配量的例子，但带宽分配部12也能够关于各ONU2按照每个切片计算分配量。在该情况下，各ONU2按照每个切片管理发送数据8，按照每个切片使用分配给该切片的带宽发送发送数据8。发送数据8的各帧包含能够识别切片的信息。
在带宽分配部12通过图3例示的方式进行了分配的情况下，各分配周期中的各ONU2的分配量是固定的。因此，即使在作为ONU2的发送所需的带宽的需要量比作为固定的分配量的固定分配带宽少的情况下，固定分配带宽也被分配给ONU2。在这样的情况下，产生虽然分配给ONU2但不用于发送的带宽，带宽的利用效率变低。另一方面，从发送数据8被蓄积于ONU2起到被发送为止的最大时间与分配周期相等。另外，例如还能够设为在分配周期内对各ONU2赋予多个发送许可开始时刻的分配方式，在这样的情况下，还能够使在ONU2中等待发送发送数据的最大时间比分配周期短。
图4是用于说明本实施方式的OLT1中的状态报告分配的图。在状态报告分配中，各ONU2汇集保持着的发送数据8的数据量并通知给OLT1，OLT1基于从各ONU2接收到的数据量，决定各ONU2的分配量。即，在状态报告分配中，带宽分配部12根据从ONU2通知的ONU2的需要量来分配带宽。详细而言，按照每个分配周期，对各ONU2分配用于通知数据量的发送时间段，各ONU2将在该发送时间段保持的发送数据8的数据量通知给OLT1。带宽分配部12按照每个分配周期，基于从各ONU2通知的数据量，进行对各ONU2的分配量的计算即分配计算。然后，带宽分配部12生成表示向各ONU2通知分配量的发送指示的控制数据，并经由帧发送部14向各ONU2发送。
在状态报告分配中，根据各ONU2的需要量计算分配量，因此，能够提高带宽利用效率。另一方面，在ONU2中，等待发送发送数据8的最大时间是汇集各ONU2为了发送而保持的数据的数据量的分配周期、接着该分配周期的将数据量通知给OLT1从而OLT1计算分配量的分配周期、以及其他ONU2的发送的等待时间的合计。即，在ONU2中，等待发送发送数据8的最大时间是2个分配周期和等待其他ONU2的发送的时间的合计。例如，在由带宽分配部12进行的分配计算中，与OLT1连接的全部ONU2中的被分配最后的时间段的ONU2中，等待其他ONU2的发送的时间与分配周期相等。因此，在状态报告分配中，等待发送发送数据8的最大时间成为分配周期的3倍，与固定分配相比能够保证的最短时间较长。另外，并非必须对各ONU2赋予与需要量相当的分配量。也有可能在ONU2间进行调整，还有可能对各ONU2设定作为最大的分配量的最大分配带宽，不进行超过最大分配带宽的分配。
通常，在OLT1的分配动作中，能够组合固定分配和状态分配。在本实施方式的OLT1中，带宽分配部12也能够进行固定分配和状态分配各自的动作。即，在实施方式1的PON系统100中，根据分配动作的方式，对于发送数据能够保证的延迟时间有相当于分配周期和相当于分配周期的3倍这2种。
作为PON系统100中的发送数据的延迟时间，除了上述带宽分配造成的延迟时间以外，还有各ONU2中的处理时间、从各ONU2向OLT1的传输时间、OLT1中的处理时间。因此，对于各ONU2，将它们与带宽分配造成的延迟时间相加而得到的是作为PON系统100能够保证的延迟时间。根据DBA的种类，存在能够保证的延迟时间的数量的、作为PON系统100能够保证的延迟时间，将它们称作延迟类。作为延迟类，有与上述的固定分配和状态报告分配分别对应的2个类。除此以外，还能够进一步定义不保证延迟的类。在本实施方式中，定义上述的固定分配和状态报告分配各自对应的2个延迟类和不保证延迟的延迟类这3个延迟类。另外，假设对无延迟保证的延迟类的通信数据，在带宽分配中分配进行了向有延迟保证的类的分配的剩余。
接着，对切片管理部11的动作进行说明。图5是表示本实施方式的切片管理部11中的处理步骤的一例的流程图。如图5所示，首先，切片管理部11计算各ONU2的每个延迟类的保证延迟时间(步骤S1)。切片管理部11保持计算出的每个延迟类的保证延迟时间。保证延迟时间是PON系统100转送通信数据时能够保证的延迟时间。即，保证延迟时间是PON系统100转送通信数据时产生的最大的延迟时间。
在保证延迟时间中，除了在ONU2中等待发送发送数据的最大时间即ONU2中的发送数据的最大的等待时间以外，还包含各ONU2和OLT1中的处理时间、以及从ONU2向OLT1的传输时间。在此，假设各ONU2和OLT1中的处理时间与ONU2中的发送数据的最大的等待时间相比能够忽略，从而保证延迟时间近似与ONU2中的发送数据的最大的等待时间与从ONU2向OLT1的传输时间之和相等。通常，在PON系统100中，OLT1在与ONU2连接时等，通过未图示的控制部等测定OLT1与各ONU2之间的往返时间即RTT(Round Trip Time)。切片管理部11通过对RTT乘以1/2，能够计算从ONU2向OLT1的传输时间。从ONU2向OLT1的传输时间的决定方法并不限定于该例。另外，在计算实际的保证延迟时间时，也可以考虑各ONU2以及OLT1中的处理时间。
ONU2中的发送数据的最大的等待时间在固定分配的情况下相当于分配周期，在状态报告分配的情况下相当于分配周期的3倍。另外，在尽力而为分配的情况下，不设定保证延迟时间。以下，将与固定分配对应的延迟类定义为延迟类1，将与状态报告分配对应的延迟类定义为延迟类2，将与尽力而为分配对应的延迟类定义为延迟类3。
图6是表示本实施方式的各ONU2的每个延迟类的保证延迟时间的一例的图。在图6所示的例子中，分配周期为100μs，与OLT1连接的ONU2为ONU2-1、ONU2-2这2台。另外，假设ONU2-1存在于OLT1的附近，能够忽略从ONU2-1向OLT1的传输时间，将从ONU2-2向OLT1的传输时间设为50μs。图6是一例，ONU2的数量、分配周期、从ONU2向OLT1的传输时间并不限定于图6所示的例子。
返回到图5的说明。接着，切片管理部11判断分配周期是否被变更(步骤S2)。此外，带宽分配部12能够变更分配周期。另外，带宽分配部12在变更分配周期时，将变更后的分配周期通知给切片管理部11。关于分配周期的初始值，带宽分配部12可以向切片管理部11通知分配周期的初始值，切片管理部11也可以保持分配周期的初始值。
切片管理部11在分配周期被变更的情况下(步骤S2是)，更新各ONU2的每个延迟类的保证延迟时间(步骤S3)。切片管理部11判断是否接收到资源确保请求(步骤S4)，在接收到资源确保请求的情况下(步骤S4是)，更新分类信息(步骤S5)。切片管理部11保持更新后的分类信息。如上所述，为了确保各切片中的通信的通信资源，从控制器4发送资源确保请求。资源确保请求包含请求切片在PON系统100内确保的请求带宽和PON系统100内的请求延迟时间。分类信息是表示将资源确保请求分类为各延迟类的结果的信息。分类信息的详细内容容后再述。
图7是表示本实施方式的资源确保请求的一例的图。在图7中，例示出No.1～No.4这4个资源确保请求。如图7所示，资源请求包含端口对、请求延迟时间和请求带宽。端口对是表示在将PON系统100视为虚拟的层2交换机的情况下的帧转送路径的信息，详细内容容后再述。
在此，对本实施方式的虚拟的层2交换机和端口对进行说明。图8是用于说明本实施方式的虚拟的层2交换机的图。在图8的左侧，示出ONU2-1和ONU2-2这2台ONU2与OLT1连接的PON系统100的结构例。在图8的右侧，示出将左侧所示的PON系统100视为1个虚拟的层2交换机即虚拟交换机100a的情况下的虚拟交换机100a。在层2交换机中，管理在各端口连接着哪个通信装置，根据帧的目的地通信装置，向对应的端口转送帧。在图8所示的虚拟交换机100a中，隐蔽PON区间，将ONU2-1以及ONU2-2的下行链路侧即与OLT1相反侧的端口分别视为虚拟交换机100a的端口2-1以及2-2。另外，在虚拟交换机100a中，将OLT1的上行链路侧即与ONU2相反侧的端口视为虚拟交换机100a的端口1。此外，在此，端口对中的端口的识别编号与对应的各通信装置的识别编号相同。此外，作为实际的识别编号，能够不使用各通信装置的标号，而使用在PON系统100中使用的地址、虚拟交换机100a的端口号等任意的识别信息。
例如，在图1所示的传感器6经由核心网络向目的地通信装置发送数据的情况下，ONU2-1将从传感器6接收到的数据向OLT1转送。这对应于虚拟交换机100a将从端口2-1接收到的数据从端口1输出。例如，端口对(2-1，1)表示从ONU2-1向OLT1的帧转送。在图8所示的例子中，虚拟交换机100a的上行方向的通信中的端口对为(2-1，1)和(2-2，1)这2个。这样，端口对的括号内的前半部分的数值表示虚拟的层2交换机中的与转送源对应的端口的识别编号，后半部分的数值表示虚拟的层2交换机中的与转送目的地对应的端口的识别编号。
返回到图7的说明。图7所示的请求延迟时间表示在与资源确保请求对应的切片的通信中请求的延迟时间。PON系统100在与该资源确保请求对应的切片的通信中，期望将保证延迟时间设为请求延迟时间以下。请求带宽是为了与资源确保请求对应的切片的通信用而PON系统100应确保的带宽。另外，图7以表形式一并示出各资源确保请求中包含的信息，但各资源确保请求被独立地发送，各个资源确保请求包含图7所示的信息。
如图7所示，资源确保请求No.1中，在使用ONU2-1的通信路径中以100μs的请求延迟时间请求1Gbps的带宽。在资源确保请求No.2中，在使用ONU2-2的通信路径的通信中以325μs的请求延迟时间请求确保2Gbps的带宽。在资源确保请求No.3中，在使用ONU2-1的通信路径的通信中以325μs的请求延迟时间请求确保3Gbps的带宽。在资源确保请求No.4中，在使用ONU2-1的通信路径中不设定请求延迟时间而请求确保4Gbps的带宽。另外，在此，带宽用传输速度表示，但实际上由OLT1分配的是各分配周期中的发送时间段(发送开始时刻和长度)。在分配周期内将在ONU2的数据发送中使用的全部期间分配给1个ONU2的情况下，成为从该ONU2向OLT1的最大的传输速度。若该最大的传输速度为10Gbps，则在对2个ONU2均等地分配了上述期间的情况下，2个ONU2能够分别以5Gbps进行传输。这样，发送时间段的分配能够转换成传输速度的分配，因此，将分配发送时间段也表现为分配带宽。
图9是表示本实施方式的分类信息的一例的图。切片管理部11使用图6例示的各ONU2的每个延迟类的保证延迟时间，将接收到的资源确保请求分类为各延迟类。
例如，由于资源确保请求No.1的端口对是(2-1，1)，因此，切片管理部11参照ONU2-1的每个延迟类的保证延迟时间。在图6所示的例子中，ONU2-1的每个延迟类的保证延迟时间在延迟类1中为100μs，在延迟类2中为300μs。在资源确保请求No.1中，请求延迟时间为100μs，因此，资源确保请求No.1被分类为能够保证请求延迟时间的延迟类即延迟类1。
另外，由于资源确保请求No.2的端口对为(2-2，1)，因此，切片管理部11参照ONU2-2的每个延迟类的保证延迟时间。在图6所示的例子中，ONU2-2的每个延迟类的保证延迟时间在延迟类1中为150μs，在延迟类2中为350μs。在资源确保请求No.2中，请求延迟时间为325μs，因此，资源确保请求No.2被分类为能够保证请求延迟时间的延迟类1。
另外，由于资源确保请求No.3的端口对是(2-1，1)，因此，切片管理部11参照ONU2-1的每个延迟类的保证延迟时间。在资源确保请求No.3中，请求延迟时间为325μs，因此，资源确保请求No.3被分类为能够保证请求延迟时间的延迟类中的、与最大的允许延迟时间对应的延迟类即延迟类2。这样，各资源确保请求被分类为能够保证请求延迟时间的延迟类中的、与最大的允许延迟时间对应的延迟类。
返回到图5的说明。切片管理部11在步骤S5中更新分类信息后，决定每个资源确保请求的带宽分配方式以及分配带宽(步骤S6)。如上所述，延迟类对应于分配方式。因此，切片管理部11能够基于各资源确保请求的延迟类决定分配方式。另外，切片管理部11按照每个资源确保请求，决定在已决定的分配方式中使用的分配带宽。在固定分配中，如上所述，由于每个分配周期的带宽是固定的，因此，切片管理部11针对固定分配，决定固定分配带宽。关于状态报告分配，切片管理部11决定状态报告分配中的分配带宽的上限即最大分配带宽。关于尽力而为分配，切片管理部11决定请求的带宽即请求分配带宽。具体而言，切片管理部11将固定分配中的固定分配带宽、状态报告分配中的最大分配带宽、以及尽力而为分配中的请求分配带宽分别决定为在资源确保请求中请求的请求带宽。
由于在尽力而为分配中允许延迟，因此，例如也可以进行如下动作：在作为连续的分配周期的第1周期、第2周期、第3周期中，在第1周期以及第2周期中被固定分配和状态报告分配使用而带宽不剩余，如果在第3周期中带宽剩余，则在第3周期中在请求带宽范围内发送最大的带宽。另外，例如在状态报告分配中，也可以如上所述设定最大分配带宽，如果有剩余则超过最大分配带宽而分配至需要量，如果没有剩余则进行到最大分配带宽为止的分配。由此，在状态报告分配与尽力而为分配之间共享带宽。
切片管理部11将每个资源确保信息的对象ONU2、延迟类、请求带宽、带宽分配方式以及分配带宽输出到带宽分配部12和资源信息生成部15。即，切片管理部11将分类信息、带宽分配方式和分配带宽输出到带宽分配部12和资源信息生成部15。在步骤S6之后，切片管理部11再次实施从步骤S2起的处理。另外，在步骤S6中，切片管理部11既可以将图8例示的与有效的全部资源确保请求相关的信息输出到带宽分配部12和资源信息生成部15，也可以仅输出与新接收到的资源确保请求对应的信息。
在分配周期未被变更的情况下(步骤S2否)，切片管理部11使处理进入步骤S4。在未接收到资源确保请求的情况下(步骤S4否)，切片管理部11再次实施从步骤S2起的处理。另外，在步骤S1之后，切片管理部11通过以确定的处理周期实施步骤S2的判断，能够实施与分配周期的更新和资源确保请求的接收有无对应的处理。图5所示的处理步骤是一个例子，只要能够实现同等的处理即可，具体的处理步骤并不限定于图5所示的例子。例如，也可以在步骤S2之前实施步骤S4的判断，以接收到资源确保请求为契机，判断分配周期是否从上次接收到资源确保请求的时刻起变更，在分配周期被更新的情况下实施步骤S3。
如上所述，切片管理部11计算与多个分配方式分别对应的保证延迟时间，保持与多个分配方式分别对应的保证延迟时间。然后，切片管理部11从控制器4接收资源确保请求，基于资源确保请求中包含的请求延迟时间和多个分配方式中的每个分配方式的保证延迟时间，决定与资源确保请求对应的分配方式。如上所述，将资源确保请求分类为延迟类相当于决定与资源确保请求对应的分配方式。
通过以上的处理，切片管理部11能够按照每个资源确保请求，将对象ONU2、延迟类、请求带宽、带宽分配方式以及分配带宽通知给带宽分配部12和资源信息生成部15。另外，由于对应于延迟类和分配方式，因此，切片管理部11也可以将它们中的一方通知给带宽分配部12和资源信息生成部15。另外，虽然省略了图示，但资源确保请求包含识别切片即虚拟网络的切片识别信息。由此，在有来自控制器4的与各资源确保请求对应的切片的通信资源的删除请求、变更请求的情况下，能够反映到分类信息中。切片管理部11可以将切片识别信息添加到分类信息。
带宽分配部12按照每个切片，根据从切片管理部11通知的带宽分配方式实施带宽分配。例如，关于固定分配的切片，带宽分配部12按照每个分配周期，分配与从切片管理部11通知的固定带宽分配量对应的发送时间段。关于状态报告分配的切片，带宽分配部12基于与该切片对应的ONU2的该切片的发送数据的发送所需的需要量，按照每个分配周期向ONU2分配发送时间段。在需要量比从切片管理部11通知的最大分配带宽少的情况下，在各分配周期中分配给该切片的带宽为需要量，在需要量为上述的最大分配带宽以上的情况下，在各分配周期中分配给该切片的带宽为最大分配带宽。关于尽力而为分配的切片，带宽分配部12按照每个分配周期向尽力而为分配的切片以外的切片分配带宽之后，将剩余的带宽即剩余带宽分配给该切片。此时，在剩余带宽为从切片管理部11通知的请求带宽以上的情况下，分配给切片的带宽成为该请求带宽，在剩余带宽小于该请求带宽的情况下，分配给切片的带宽成为剩余带宽。在存在多个尽力而为分配的切片的情况下，剩余带宽被分配给多个切片。
接着，说明资源信息生成部15的动作。资源信息生成部15保持多个ONU2的每个分配方式的可利用带宽作为资源信息即抽象资源信息。资源信息生成部15基于从切片管理部11输入的信息即与资源确保请求对应的分配方式和该资源确保请求中包含的请求带宽，计算与资源确保请求对应的分配方式的ONU2的可利用带宽。然后，资源信息生成部15用计算出的可利用带宽更新抽象资源信息，并将抽象资源信息发送给控制器4。
图10是表示本实施方式的资源信息生成部15中的处理步骤的一例的流程图。在OLT1启动后，资源信息生成部15将作为抽象资源信息的初始值的初始抽象资源信息发送给控制器4(步骤S11)。图11是表示本实施方式的抽象资源信息的一例的图。如图11所示，抽象资源信息包含每个端口对的各延迟类的保证延迟时间以及可利用带宽。初始抽象资源信息是在可利用带宽中存储有初始值即接收资源确保请求之前的值的抽象资源信息。关于保证延迟时间，如上所述，在OLT1启动后，在进行RTT的测定后决定。
在延迟类1即固定分配中，与ONU2中的发送数据的蓄积量无关地固定地分配带宽。在ONU2中，具有固定分配用缓冲器，与固定分配对应的发送数据被蓄积在固定分配用缓冲器中。因此，在1次的分配周期中ONU2发送的最大的发送数据量由固定分配用缓冲器的大小决定。在接收资源确保请求前，能够利用全部的该最大的发送数据量，因此，将与固定分配对应的利用带宽的初始值设为与固定分配用缓冲器的大小对应的带宽。另外，关于延迟类2、延迟类3，将与ONU2的最大的上行传输速度对应的带宽设为利用带宽的初始值。在此，如上所述，假设为10G～EPN，将ONU2的最大的上行传输速度设为10Gbps。另外，在10G-EPON中，由于控制数据、FEC(Forward Error Correction：前向纠错)区域的存在等，用户数据的传输中能够使用的带宽实际上小于10Gbps，但在此为了简化说明，假设控制数据、FEC等能够忽略，对ONU2-1和ONU2-2共享10Gbps的带宽的例子进行说明。
如图11所示，例如，在延迟类2中，2个端口对各自的可利用带宽为10Gbps。因此，看起来合计有20Gbps的可利用带宽。但是，实际上，由于在ONU2-1和ONU2-2中共用10Gbps，因此，ONU2-1和ONU2-2双方不会以10Gbps进行上行通信。另一方面，如果是ONU2-1和ONU2-2中的任意一个单独，则最大能够利用10Gbps，因此，作为初始值设定为图11所示的值。抽象资源信息除了在接收到资源确保请求的情况下更新之外，还由于分配周期的变更、带宽分配中的DBA的分配量计算算法的变更而变更。
返回到图10的说明。接着，资源信息生成部15判断是否是抽象资源信息的生成时机(步骤S12)。抽象资源信息的发送在每次变更抽象资源信息时进行。因此，抽象资源信息的生成时机是抽象资源信息被变更的时机。另外，即使抽象资源信息未被更新，也可以根据控制器4的请求或者定期地将抽象资源信息发送给控制器4。在这样的情况下，存在控制器4的请求的情况或者定期的时机也成为抽象资源信息的生成时机。
在是抽象资源信息的生成时机的情况下(步骤S12是)，资源信息生成部15判断分类信息中是否有新的资源确保请求(步骤S13)。详细而言，在步骤S13中，资源信息生成部15判断在上次生成抽象资源信息之后是否从切片管理部11接收到与新的资源确保请求相关的分类信息等。在不是抽象资源信息的生成时机的情况下(步骤S12否)，资源信息生成部15反复进行步骤S12。
在分类信息中有新的资源确保请求的情况下(步骤S13是)，资源信息生成部15判断是否能够确保与选择出的资源确保请求对应的带宽(步骤S14)。另外，在存在多个新的资源确保请求的情况下，资源信息生成部15按照未进行步骤S14的处理的资源确保请求中的接收从早到晚的顺序，选择作为步骤S14的处理对象的资源确保请求。在步骤S14中，在上次生成抽象资源信息之后，存在分配周期的变更、带宽分配中的DBA的分配量计算算法的变更等影响可利用带宽的计算的变更的情况下，基于变更后的内容来实施步骤S14的处理。例如，如果分配周期被变更，则图6所示的每个延迟类的保证延迟时间被变更。当通过来自带宽分配部12的通知而检测到分配周期的变更、带宽分配中的DBA的分配量计算算法的变更等时，切片管理部11再次进行图5所示的处理以对资源确保请求进行分类。由此，分类信息被变更。
在步骤S14中，详细而言，资源信息生成部15基于保持着的抽象资源信息和选择出的新的资源确保请求，判断是否能够确保与选择出的资源确保请求对应的带宽。新的资源确保请求例如是在上次生成抽象资源信息之后接收到的资源确保请求，但如上所述，由于分配周期的变更等而分类信息被更新，分类信息有变更的资源确保信息包含在新的资源确保请求中。
例如，在发送了初始抽象资源信息后，最初接收到资源确保请求的情况下，通过上述的切片管理部11对资源确保请求进行分类，分类信息、分配方式以及分配量被输入到资源信息生成部15。在与该资源确保请求对应的ONU2的延迟类的初始抽象资源信息中的可利用带宽为从切片管理部11通知的分配带宽以上的情况下，能够确保与选择出的资源确保请求对应的带宽。例如，在初始抽象资源信息是图11所示的信息，最初接收到的资源确保请求是图7的资源确保请求No.1的情况下，与ONU2-1的延迟类1对应的可利用带宽为3Gbps，从切片管理部11通知的分配带宽为1Gbps，因此，能够确保与资源确保请求No.1对应的带宽。另一方面，例如，在接收到资源确保请求No.1后，接收到与ONU2-1的延迟类1对应且请求带宽为3Gbps的资源确保请求的情况下，无法确保与该资源确保请求对应的带宽。
在能够确保与选择出的资源确保请求对应的带宽的情况下(步骤S14是)，资源信息生成部15确保与资源确保请求对应的带宽(步骤S15)。即，资源信息生成部15对资源确保请求分配带宽，在保持着的抽象资源信息中反映分配了带宽的结果。由此，资源信息生成部15能够计算确保与资源确保请求对应的带宽后的可利用带宽。资源信息生成部15用计算出的可利用带宽更新保持着的抽象资源信息。与资源确保请求对应的利用带宽的更新的详细内容容后再述。
资源信息生成部15判断与全部的资源确保请求相关的分配是否结束(步骤S16)。另外，该全部的资源确保请求是在步骤S13中说明的新接收到的全部资源确保请求。在与全部资源确保请求相关的分配结束的情况下(步骤S16是)，资源信息生成部15向控制器4发送抽象资源信息(步骤S17)，反复进行从步骤S12起的处理。在步骤S13中为“否”的情况下，资源信息生成部15也将抽象资源信息向控制器4发送(步骤S17)，反复进行从步骤S12起的处理。另外，资源信息生成部15在存在分配周期的变更、带宽分配中的DBA的分配量计算算法的变更等影响可利用带宽的计算的变更的情况下，每次都基于变更后的内容来更新抽象资源信息。因此，在步骤S13中为“否”而进入到步骤S17的情况下，不实施基于资源确保请求的抽象资源信息的更新，而在存在由分配周期的变更等引起的变更的情况下，在步骤S17中发送反映了该变更的抽象资源信息。
在步骤S16中判断为存在分配未结束的资源确保请求的情况下(步骤S16否)，资源信息生成部15变更要选择的资源确保请求，反复进行从步骤S14起的处理。
在步骤S14中无法确保与选择出的资源确保请求对应的带宽的情况下(步骤S14：否)，资源信息生成部15向控制器4通知无法确保与资源确保请求对应的带宽(步骤S18)。即，资源信息生成部15向控制器4发送表示不能进行资源确保的响应。在步骤S18之后，资源信息生成部15反复进行从步骤S12起的处理。
当存在切片请求时，控制器4基于从OLT1接收到的抽象资源信息和从层2交换机3-1～3-m接收到的资源信息，判定是否存在与切片请求对应的资源。切片请求是表示在从通信系统200内的某一端点向别的某一端点的通信中请求的资源的资源请求，包含要确保的带宽、请求的保证延迟时间等。另外，控制器4在存在与切片请求对应的资源的情况下，请求通信系统200内的OLT1、层2交换机3-1～3-m等确保资源。例如，控制器4也可以进行如下处理：在进行了网络的路径搜索的基础上，根据路径上的节点的资源信息生成路径单位的资源信息，或者隐藏路径而生成网络的端点间的资源信息。这样，控制器4基于从通信系统200内的各装置接收到的与资源相关的信息，进行对各切片分配资源等处理。通常，在PON系统中进行动态的带宽分配或变更分配方式，因此，控制器4难以管理通常的PON系统内的资源，考虑到PON系统内的保证延迟时间等而向各切片分配资源并不容易。与此相对，本实施方式的OLT1向控制器4发送包含保证延迟时间、可利用带宽这样的参数的抽象资源信息。因此，控制器4能够容易地进行与各切片请求的带宽、保证延迟时间等对应的分配。
接着，对确保与资源确保请求对应的带宽和计算可利用带宽进行说明。图12是表示本实施方式的输入资源确保请求前的通信资源的状态的图。第1行表示ONU2-1和ONU2-2共享使用的共享带宽。如上所述，在此，共享带宽是10Gbps。第2行表示与ONU2-1的延迟类1相关的带宽的状态，第3行表示与ONU2-1的全部延迟类相关的带宽的状态。在图12中，由于是在接收资源确保请求之前，因此，如第2行所示，ONU2-1的延迟类1即与固定分配对应的可利用带宽201a等于ONU2-1的能够确保固定分配的总带宽3Gbps。ONU2-1的能够确保固定分配的总带宽是根据上述的固定分配用缓冲器的大小计算出的带宽，与图11所示的可利用带宽的初始值对应。如第3行所示，与ONU2-1的全部延迟类对应的可利用带宽201b等于能够确保向ONU2-1的分配的总带宽10Gbps。另外，关于延迟类2、3的可利用带宽，成为图11的第3行所示的与全部延迟类相关的可利用带宽201b，但关于延迟类1，是第2行所示的固定分配固有的可利用带宽即可利用带宽201a和与全部延迟类相关的可利用带宽201b中的不大的一方。因此，在图12所示的状态下，ONU2-1的延迟类1的可利用带宽为3Gbps，ONU2-1的延迟类2、3的可利用带宽为10Gbps。
同样地，图12的第4行表示与ONU2-2的延迟类1相关的带宽的状态，第5行表示与ONU2-2的全部延迟类相关的带宽的状态。如第4行所示，与ONU2-2的延迟类1对应的可利用带宽202a等于ONU2-2的能够确保固定分配的总带宽2Gbps。如第5行所示，与ONU2-2的全部延迟类相关的可利用带宽202b等于能够确保向ONU2-2的分配的总带宽10Gbps。这样，资源信息生成部15在与资源确保请求对应的分配方式为固定分配的情况下，从与固定带宽对应的可利用带宽中减去该资源确保请求中包含的请求带宽，由此更新该可利用带宽，所述固定带宽是确保与该资源确保请求对应的带宽前的、与该资源确保请求对应的ONU2的固定带宽。在图12所示的状态下，ONU2-2的延迟类1的可利用带宽为2Gbps，ONU2-2的延迟类2、3的可利用带宽为10Gbps。
图13是表示接收到图7所示的资源确保请求No.1之后的通信资源的状态的图。在图13中，将资源确保请求No.1简略表示成No.1。在图13中，示出在图12的状态之后，OLT1接收图7所示的资源确保请求No.1并确保与资源确保请求No.1对应的带宽之后的状态。资源确保请求No.1如图9所示，被分类为延迟类1即固定分配。为了确保在资源确保请求No.1中请求的带宽，需要对ONU2-1分配1Gbps的固定分配带宽。图13的第1行表示由于为了ONU2-1而确保了1Gbps的确保带宽211，因此，可利用的共享带宽成为9Gbps。第2行表示由于在ONU2-1的能够确保固定分配的总带宽中确保了确保带宽211，因此，可利用带宽201a减少到2Gbps。第3行表示由于在ONU2-1能够确保的总带宽中确保了1Gbps的确保带宽211，因此，与全部延迟类相关的可利用带宽201b减少到9Gbps。此时，关于ONU2-1，延迟类1、2、3的可利用带宽分别是2Gbps、9Gbps、9Gbps。ONU2-1能够确保的总带宽仍为10Gbps。
如图13的第4行所示，与ONU2-2的延迟类1对应的可利用带宽202a相比图12的状态没有变化。另一方面，如第5行所示，与ONU2-2的全部延迟类相关的可利用带宽202b由于在共享带宽中为了ONU2-1而确保了1Gbps的确保带宽211，因此，减少到9Gbps。此时，关于ONU2-2，延迟类1、2、3的可利用带宽分别是2Gbps、9Gbps、9Gbps。ONU2-2能够确保的总带宽由于由ONU2-1确保了1Gbps而减少到9Gbps。
图14是表示接收到图7所示的资源确保请求No.2之后的通信资源的状态的图。在图14中，将资源确保请求No.2简略表示成No.2。在图14中，示出在图13的状态之后，OLT1接收图7所示的资源确保请求No.2并确保与资源确保请求No.2对应的带宽之后的状态。资源确保请求No.2如图9所示，被分类为延迟类1即固定分配。为了确保在资源确保请求No.2中请求的带宽，需要对ONU2-2分配2Gbps的固定分配带宽。图14的第1行表示由于为了ONU2-2而新确保了2Gbps的确保带宽212，因此，可利用的共享带宽成为7Gbps。第2行表示在ONU2-1的延迟类1中可利用带宽201a相比图13的状态没有变化。第3行表示由于从ONU2-1能够确保的总带宽中为了ONU2-2而新确保了2Gbps，因此，与全部延迟类相关的可利用带宽201b减少到7Gbps。此时，关于ONU2-1，延迟类1、2、3的可利用带宽分别是2Gbps、7Gbps、7Gbps。ONU2-1能够确保的总带宽由于由ONU2-1确保了1Gbps而减少到8Gbps。
图14的第4行表示由于为了ONU2-2而确保了2Gbps的确保带宽212，因此，与ONU2-2的延迟类1对应的可利用带宽202a成为0Gbps。另外，如第5行所示，与ONU2-2的全部延迟类相关的可利用带宽202b由于在共享带宽中为了ONU2-2而新确保了2Gbps的确保带宽212，因此，减少到7Gbps。此时，关于ONU2-2，延迟类1、2、3的可利用带宽分别是0Gbps、7Gbps、7Gbps。因此，在此之后，即使对ONU2-2接收被分类为延迟类1的资源确保请求，也无法确保与该资源确保请求对应的带宽。ONU2-2能够确保的总带宽仍为9Gbps。
图15是表示接收到图7所示的资源确保请求No.3之后的通信资源的状态的图。在图15中，将资源确保请求No.3简略表示成No.3。在图15中，示出在图14的状态之后，OLT1接收图7所示的资源确保请求No.3并确保了与资源确保请求No.3对应的带宽之后的状态。资源确保请求No.3如图9所示，被分类为延迟类2即状态报告分配。为了确保在资源确保请求No.3中请求的带宽，关于ONU2-1，根据状态报告分配而需要3Gbps的带宽。
资源信息生成部15在与资源确保请求对应的分配方式是状态报告分配的情况下，从与状态报告分配对应的可利用带宽中减去该资源确保请求中包含的请求带宽，由此更新该可利用带宽，所述状态报告分配是确保与该资源确保请求对应的带宽前的、与该资源确保请求对应的ONU2的状态报告分配。图15的第1行表示由于为了ONU2-2而新确保了3Gbps的确保带宽213，因此，可利用的共享带宽成为4Gbps。第2行表示在ONU2-1的延迟类1中可利用带宽201a相比图13的状态没有变化。第3行表示由于从ONU2-1能够确保的总带宽中为了ONU2-1而新确保了3Gbps，因此，与全部延迟类相关的可利用带宽201b减少到4Gbps。此时，关于ONU2-1，延迟类1、2、3的可利用带宽分别是2Gbps、4Gbps、4Gbps。ONU2-2能够确保的总带宽仍为8Gbps。
另外，第4行表示反映了由带宽分配部12实际分配给ONU2-1的分配量的状态。由于资源确保请求No.3是状态报告分配，因此，与由资源确保请求No.3确保的带宽相比，带宽分配部12根据ONU2的需要量而分配的带宽有时较少。在图15的第4行中，示出带宽分配部12实际分配给与资源确保请求No.3对应的切片的分配量214是1Gbps。代替上述的确保带宽213而使用实际分配的分配量214计算出的可利用带宽201c是6Gps。这样，在状态报告分配的情况下，有时分配比确保的带宽少的带宽。资源信息生成部15还能够通过从带宽分配部12接收每个切片的分配量，反映实际的分配量来计算可利用带宽。为了状态报告分配而确保的带宽与状态报告分配中的实际分配量的差分2Gbps能够用于尽力而为分配。即，资源信息生成部15在与资源确保请求对应的分配方式是状态报告分配的情况下，也可以从与尽力而为分配对应的可利用带宽中减去带宽分配部12实际分配给与该资源确保请求对应的切片的带宽，由此更新该可利用带宽，所述尽力而为分配是确保与该资源确保请求对应的带宽前的、与该资源确保请求对应的ONU2的尽力而为分配。在反映实际的分配量来计算可利用带宽的情况下，关于ONU2-1，延迟类1、2、3的可利用带宽分别是2Gbps、4Gbps、6Gbps。
图15的第5行表示与ONU2-2的延迟类1对应的可利用带宽202a仍为0Gbps。另外，如第6行所示，与ONU2-2的全部延迟类相关的可利用带宽202b由于在共享带宽中为了ONU2-2而新确保了3Gbps的确保带宽213，因此，减少到4Gbps。此时，关于ONU2-2，延迟类1、2、3的可利用带宽分别是0Gbps、4Gbps、4Gbps。第7行表示使用实际分配的分配量214计算出的例子，ONU2-2的可利用带宽202c为6Gbps。因此，在反映实际的分配量而计算出可利用带宽的情况下，关于ONU2-2，延迟类1、2、3的可利用带宽分别是0Gbps、4Gbps、6Gbps。
如以上说明的那样，本实施方式的OLT1反映PON系统100内部的带宽分配部12的分配方式，计算PON系统100能够保证的延迟时间的每个类别的可利用的带宽。然后，OLT1生成将PON系统100视为虚拟的层2交换机的情况下的资源信息即抽象资源信息，并发送给控制器4。由此，控制器4能够将PON系统100作为虚拟的层2交换机而容易且高精度地管理通信资源，而不用知晓其内部动作。通常，在层2交换机中，能够发送表示各端口的链路速度的端口信息。即使PON系统100被简单地视为层2交换机并且OLT1仅将端口信息发送到控制器4，控制器4也无掌握PON系统100中的复杂的资源管理。因此，控制器4仅通过从OLT1接收端口信息，无法还考虑到保证延迟时间等将用于实现请求的通信服务的通信资源分配给切片。在本实施方式中，OLT1向控制器4发送包含保证延迟时间、可利用带宽这样的参数的抽象资源信息，因此，控制器4在向切片分配通信资源时能够考虑PON系统100中的保证延迟时间等，而不用知晓PON系统100的内部动作。
另外，在以上的说明中，作为分配方式，OLT1能够实施固定分配、状态报告分配、尽力而为分配，但也可以实施除此以外的分配方式的带宽分配。该情况下，切片管理部11针对其他分配方式，也计算与该方法相对应的保证延迟时间，并且对该分配方式分配延迟类。例如，也可以实施被称作无线协作DBA的分配方式。无线协作DBA在将PON系统100应用于在主站中控制无线终端的数据发送时机以及发送数据量的无线基站的移动前厅的情况下，OLT1基于主站的控制信息，对ONU2进行与无线终端的数据发送时机以及发送数据量相应的分配。这样，无线协作DBA是与其他装置协作的协作分配的一例，在协作分配中，带宽分配部12从管理与来自ONU2的数据发送时机以及发送量关联的信息的控制装置中接收该信息。与来自ONU2的数据发送时机以及发送量关联的信息例如是从ONU2的下位装置向ONU2的发送时机和发送量。基于接收到的数据发送时机以及发送量，向ONU2分配带宽。控制装置在无线协作DBA的情况下是上述的主站。若应用该分配方式，则能够使针对某个ONU2的基于DBA的发送数据的发送等待时间仅为基于与其他ONU2的竞争的发送等待时间，并且，不会无用地分配发送数据量以上的发送时间。因此，该分配方式对应于保证延迟小且能够有效利用带宽的延迟类。
另外，在带宽分配部12能够实施尽力而为分配和协作分配的情况下，也可以与上述的状态报告分配同样地反映实际的分配量来求出可利用带宽。即，资源信息生成部15在与资源确保请求对应的分配方式为协作分配的情况下，也可以从与尽力而为分配对应的可利用带宽中减去带宽分配部12实际分配给与该资源确保请求对应的切片的带宽，由此更新该可利用带宽，所述尽力而为分配是确保与该资源确保请求对应的带宽前的、与该资源确保请求对应的ONU2的尽力而为分配。
另外，在以上所述的例子中，由于将PON系统100设为10G-EPON系统，因此，在OLT1与ONU2之间的光通信区间中使用的波长数为1个，但PON系统100也可以是在OLT1与ONU2之间的光通信区间中使用的波长数为多个的TWDM-PON系统。在作为TWDM-PON的一例的NG-PON2中，使用每个波长的通信速度为10Gbps的波长的4个波，由此实现总带宽40Gbps。OLT1能够同时使用4个波长，与此相对，ONU2一次能够使用的波长为1个波长，在使用相同波长的ONU2之间，如10G-EPON那样共享10Gbps的带宽。ONU2能够切换使用的波长，但在波长切换中无法与OLT1进行通信，因此若实际切换使用波长，则与该ONU2的波长切换时间对应地，该ONU2与OLT1之间的数据收发暂时停止。因此，当进行波长切换时产生延迟。
在PON系统100是TWDM-PON系统的情况下，资源信息生成部15在从带宽分配部12取得各ONU2使用的波长并管理波长的基础上，生成抽象资源信息。确保每个波长的带宽的方法基本上与10G-EPON系统的例子相同，但进一步如下考虑波长切换。另外，关于各ONU2最初使用的波长，怎样决定均可，例如，能够使用ITU-TG.989.3规定的步骤等标准的步骤。
图16是示意性地表示本实施方式的PON系统100为NG-PON2系统的情况下的每个ONU2的可确保的总带宽的计算方法的图。另外，在此，与OLT1连接的ONU2设为ONU2-1～ONU2-8这8台。
图16的(a)示出ONU2-1和ONU2-1使用波长λ1、ONU2-3和ONU2-4使用波长λ2、ONU2-5使用波长λ3、ONU2-6、ONU2-7和ONU2-8使用波长λ4，在各ONU2中确保了与资源确保请求对应的带宽的状态。此时，ONU2-2能够确保的总带宽是使用与10G-EPON的例子同样的思路，从每1波长带宽10Gbps中除去共享波长λ1的ONU2-1已确保的带宽后的带宽。
图16的(b)示出虚拟地将ONU2-1使用的波长从波长λ1切换成波长λ2的状态。在该例子中，由于ONU2-1、ONU2-3、ONU2-4已确保的带宽的合计不超过10Gbps，因此，有可能能够将ONU2-1使用的波长从波长λ1切换成波长λ2。如果这样变更波长，则ONU2-2能够占用波长λ1，因此ONU2-2能够确保的总带宽成为10Gbps。
因此，即使数据收发伴随ONU2-1的波长切换而暂时停止，在ONU2-1关于已确保带宽的全部资源确保请求满足保证延迟时间的情况下，将ONU2-2能够确保的总带宽设为10Gbps，OLT1实施上述的波长切换。即，资源信息生成部15求出第1带宽，第1带宽是假设将作为ONU2之一的切换候选装置使用的光波长从第1波长切换到第2波长的情况下的切换候选装置的可利用带宽。并且，资源信息生成部15在第1带宽比切换要使用的光波长前的可利用带宽即第2带宽大，并且满足即使进行从第1波长向第2波长的切换也在切换候选装置中确保了带宽的切片的保证延迟时间的情况下，将第1带宽决定为切换候选装置的可利用带宽。另一方面，在ONU2-1已确保带宽的资源确保请求中存在不满足保证延迟时间的资源确保请求的情况下，设为ONU2-1的波长不可切换，将ONU2-2可确保的总带宽设为从10Gbps中除去ONU2-1已确保的带宽后的带宽。以后，OLT1与使用波长为1个波的情况同样地生成抽象资源信息，并输出到控制器4即可。
另外，在上述的例子中，在存在不满足保证延迟时间的资源确保请求的情况下，设为波长不可切换，但即使不能满足资源确保请求的保证延迟时间，只要存在知道遍及伴随波长切换的停止时间以上地没有发送数据的时间段，则也可以在该期间切换波长。例如，如上所述，OLT1对于针对状态报告分配的资源确保请求而确保的带宽，基于从ONU2通知的需要量来计算实际的分配量，因此，能够基于从ONU2通知的需要量来知晓未产生向OLT1的发送数据的时间段。在这样切换了波长的情况下，OLT1更新抽象资源信息并发送给控制器4。
在此，使用图17对在实施方式中说明的OLT1的硬件结构进行说明。图17是表示本实施方式的OLT1的硬件结构例的图。OLT1例如图17所示，由作为处理器的CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)401、ROM(Read Only Memory：只读存储器)402、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)403、通信接口404以及光收发器405实现。CPU401、ROM 402、RAM 403、通信接口404以及光收发器405分别通过总线连接。CPU 401负责OLT1整体的处理和控制。ROM 402存储引导程序、通信程序和数据分析程序等程序。RAM 403用作CPU 401的工作区。通信接口404与层2交换机3以及控制器4连接，与连接的各装置之间收发信号。
OLT1的切片管理部11、带宽分配部12、帧接收部13、帧发送部14以及资源信息生成部15通过软件、固件或者软件与固件的组合来实现。为了实现帧接收部13、帧发送部14，还使用光收发器405。软件和固件被描述成程序，并被存储在ROM 402中。CPU 401通过读出并执行ROM 402中存储的程序，实现帧发送部14、帧接收部13、带宽分配部12、切片管理部11、资源信息生成部15的功能。
以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一例，也可以与其他公知的技术组合，在不脱离本发明主旨的范围内，还能够省略、变更结构的一部分。
标号说明
1：OLT；2、2-1～2-n：ONU；3-1～3-m：层2交换机；4：控制器；5：编排器；6：传感器；7：基站；11：切片管理部；12：带宽分配部；13：帧接收部；14：帧发送部；15：资源信息生成部；100：PON系统；200：通信系统。

Claims (8)

1.一种光通信装置，该光通信装置是与多个子站装置一起构成无源光网络系统的主站装置，并且该光通信装置与控制器连接，所述控制器对将网络分割而得到的虚拟网络即切片的通信资源进行管理，其特征在于，该光通信装置具有：
带宽分配部，其能够将所述无源光网络系统内的带宽以多个分配方式分配给所述多个子站装置；
切片管理部，其计算与所述多个分配方式分别对应的保证延迟时间，保持与所述多个分配方式分别对应的所述保证延迟时间，从所述控制器接收包含请求所述切片在所述无源光网络系统内确保的请求带宽和所述无源光网络系统内的请求延迟时间在内的资源确保请求，基于所述资源确保请求中包含的所述请求延迟时间和所述多个分配方式中的每个分配方式的所述保证延迟时间，决定与所述资源确保请求对应的所述分配方式；以及
资源信息生成部，其保持所述多个子站装置的每个所述保证延迟时间的可利用带宽作为资源信息，基于与所述资源确保请求对应的分配方式和该资源确保请求中包含的所述请求带宽，计算与所述资源确保请求对应的所述子站装置的该分配方式的可利用带宽，用计算出的可利用带宽更新所述资源信息，并将所述资源信息发送给所述控制器。
2.根据权利要求1所述的光通信装置，其特征在于，
作为所述多个分配方式，包含按照每个分配周期分配固定带宽的固定分配，
在与所述资源确保请求对应的分配方式是固定分配的情况下，所述资源信息生成部从与如下的固定带宽对应的可利用带宽中减去该资源确保请求中包含的请求带宽，由此更新该可利用带宽，其中，所述固定带宽是确保与该资源确保请求对应的带宽前的、与该资源确保请求对应的所述子站装置的固定带宽。
3.根据权利要求1或2所述的光通信装置，其特征在于，
作为所述多个分配方式，包含根据从所述子站装置通知的所述子站装置的需要量来分配带宽的状态报告分配，
在与所述资源确保请求对应的分配方式是状态报告分配的情况下，所述资源信息生成部从与如下的状态报告分配对应的可利用带宽中减去该资源确保请求中包含的请求带宽，由此更新该可利用带宽，其中，所述状态报告分配是确保与该资源确保请求对应的带宽前的、与该资源确保请求对应的所述子站装置的状态报告分配。
4.根据权利要求3所述的光通信装置，其特征在于，
作为所述多个分配方式，还包含未被设定保证延迟时间的尽力而为分配，
在与所述资源确保请求对应的分配方式是状态报告分配的情况下，所述资源信息生成部从与如下的尽力而为分配对应的可利用带宽中减去所述带宽分配部实际分配给与该资源确保请求对应的切片的带宽，由此更新该可利用带宽，其中，所述尽力而为分配是确保与该资源确保请求对应的带宽前的、与该资源确保请求对应的所述子站装置的尽力而为分配。
5.根据权利要求1或2所述的光通信装置，其特征在于，
作为所述多个分配方式，包含：未被规定保证延迟时间的尽力而为分配、以及基于从对来自所述子站装置的数据发送的时机和发送量进行管理的控制装置接收到的所述数据发送的时机和发送量向所述子站装置分配带宽的协作分配，
在与所述资源确保请求对应的分配方式是协作分配的情况下，所述资源信息生成部从与如下的尽力而为分配对应的可利用带宽中减去所述带宽分配部实际分配给与该资源确保请求对应的切片的带宽，由此更新该可利用带宽，其中，所述尽力而为分配是确保与该资源确保请求对应的带宽前的、与该资源确保请求对应的所述子站装置的尽力而为分配。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的光通信装置，其特征在于，
所述无源光网络系统以使用多个光波长的时分和波分复用方式进行通信，
在假设将作为所述多个子站装置之一的切换候选装置使用的光波长从第1波长切换到第2波长的情况下的所述切换候选装置的可利用带宽即第1带宽，大于切换所使用的光波长前的可利用带宽即第2带宽，且满足即使进行从所述第1波长向所述第2波长的切换也在所述切换候选装置中确保了带宽的切片的保证延迟时间的情况下，所述资源信息生成部将所述第1带宽决定为所述切换候选装置的可利用带宽。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的光通信装置，其特征在于，
所述资源信息生成部在判断为不能确保从所述控制器接收到的所述资源确保请求中包含的请求带宽的情况下，将表示不能确保资源的响应发送给所述控制器。
8.一种光通信装置中的资源管理方法，所述光通信装置是与多个子站装置一起构成无源光网络系统的主站装置，并且该光通信装置与控制器连接，所述控制器对将网络分割而得到的虚拟网络即切片的通信资源进行管理，其特征在于，
所述光通信装置能够将所述无源光网络系统内的带宽以多个分配方式分配给所述多个子站装置，
所述资源管理方法包含：
第1步骤，所述光通信装置计算与所述多个分配方式分别对应的保证延迟时间，保持与所述多个分配方式分别对应的所述保证延迟时间；
第2步骤，从所述控制器接收包含请求所述切片在所述无源光网络系统内确保的请求带宽和所述无源光网络系统内的请求延迟时间在内的资源确保请求，基于所述资源确保请求中包含的所述请求延迟时间和所述多个分配方式中的每个分配方式的所述保证延迟时间，决定与所述资源确保请求对应的所述分配方式；以及
第3步骤，保持所述多个子站装置的每个所述保证延迟时间的可利用带宽作为资源信息，基于与所述资源确保请求对应的分配方式和该资源确保请求中包含的所述请求带宽，计算与所述资源确保请求对应的所述子站装置的该分配方式的可利用带宽，用计算出的可利用带宽更新所述资源信息，并将所述资源信息发送给所述控制器。
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