JP2004289780A - 光加入者線端局装置、光加入者線終端装置およびそれらによって用いられる帯域割当方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 各キューの帯域区分に応じて各キューに割当てるクレジットを決定することが可能な光加入者線端局装置を提供すること。
【解決手段】 制御フレーム処理部１３は、受信部１１によって受信されたレポートに含まれる各キューのキュー長の要求量および各キューの帯域区分に応じて各キューの最大送出許可量を算出し、グラントを使って通知する。したがって、各キューに対する帯域割当を帯域区分に応じて行うことが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の宅側装置が媒体を共有してデータの伝送を行なう媒体共有型通信であるＰＯＮ（Passive Optical Network）に関し、特に、データをイーサネット（Ｒ）フレームのまま伝送を行なうＥＰＯＮ（Ethernet(R) PON）における上り帯域を効率的に割当てるＯＬＴ（光加入者線端局装置）、それに接続されるＯＮＵ（光加入者線終端装置）およびそれらによって用いられる帯域割当方法に関する。

近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。それに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）などのブロードバンドアクセスに対する要望も急速に高まってきている。

図３１は、従来のＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。このＰＯＮシステムは、主に電話局などに設置されるＯＬＴ１０１と、主に各宅内に設置される複数のＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎと、ＯＬＴ１０１から送出される光信号を分岐してＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎに送出し、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎから送出される光信号を集束してＯＬＴ１０１に送出するスプリッタ１０５と、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎのそれぞれに接続されるユーザ端末１１１とを含む。なお、第１のＯＮＵ１０２−１〜第ｎのＯＮＵ１０２−ｎは、それぞれ同じ構成を有している。

ＯＬＴ１０１は、上位ネットワーク１０９を介して受信したデータを、伝送路１０４およびスプリッタ１０５を介してＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎに送出する。また、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎから送出されたレポート１０７に基づいて、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎ内のバッファ１０３−１〜１０３−ｎに蓄積されているデータの送出開始時刻および送出許可量を演算し、指示信号を挿入したグラント１０６を伝送路１０４およびスプリッタ１０５を介してＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎに送出する。

たとえば、ＯＮＵ１０２−１が下位ネットワーク１１０を介してユーザ端末１１１から上り情報フレーム１０８を受信すると、この上り情報フレーム１０８を一旦バッファ１０３−１に蓄積する。ＯＮＵ１０２−１は、ＯＬＴ１０１からグラント１０６を受信すると、そのグラント１０６によって指定された時刻にバッファ１０３−１内のデータ量をレポート１０７でＯＬＴ１０１に通知する。なお、上り情報フレーム１０８は、可変長パケット単位で到着する。

ＯＮＵ１０２−１は、ＯＬＴ１０１から指示信号を挿入したグラント１０６を受信すると、その指示信号に基づいてバッファ１０３−１内のデータをレポート１０７とともにＯＬＴ１０１に送出する。

図３２は、従来のＰＯＮシステムの動作手順を説明するためのシーケンス図である。なお、このシーケンス図は、ＯＬＴ１０１と、ＯＮＵ１０２−１との動作についてのものであるが、他のＯＮＵ１０２−２〜１０２−ｎの動作についても同様である。

運用時間開始時刻Ｔ０において、ＯＬＴ１０１はＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎに関するＲＴＴ（Round Trip Time）を既に計算している。時刻Ｔａ１において、ＯＬＴ１０１は送出要求量を通知させるために、ＯＮＵ１０２−１に対してレポート送出開始時刻Ｔｂ２を含んだグラント１２１を送信する。このレポート送出開始時刻Ｔｂ２は、他のＯＮＵから送信されるレポートと衝突しないように計算される。

ＯＮＵ１０２−１は、自身に対するグラント１２１を受信すると、バッファ１０３−１に蓄積されたデータ量を参照して送出要求量を算出し、グラント１２１に含まれるレポート送出開始時刻Ｔｂ２に、ＯＬＴ１０１に対して送出要求量を含んだレポート１２２を送出する。

ＯＬＴ１０１はレポート１２２を受信すると、固定または可変の最大送出許可量以下となり、かつレポート１２２に含まれるバッファ内データ量のデータをなるべく多く送れるような値を演算し、演算結果を送出許可量としてグラント１２３に挿入する。レポート１２２に含まれる送出要求量がゼロの場合には、ＯＬＴ１０１による演算結果がゼロとなるため帯域が割当てられないが、ＯＮＵ１０２−１にレポートを送出させる必要があるので、ＯＬＴ１０１はＯＮＵ１０２−１に対して必ずグラント１２３を送出する。

グラント１２３に含まれる送出開始時刻Ｔｂ４は、演算済みである前回のＯＮＵデータの受信予定時刻、前回のＯＮＵの送出許可量、現在のＯＮＵに関するＲＴＴおよび固定時間であるガードタイムを用い、データおよびレポートが他のＯＮＵからのデータまたはレポートと衝突しないように計算される。なお、ＯＬＴ１０１は、送出許可量および送出開始時刻Ｔｂ４を含むグラント１２３を送出する時刻Ｔａ３を、グラント１２３が送出開始時刻Ｔｂ４までにＯＮＵ１０２−１に到着するように計算する。

ＯＮＵ１０２−１は、自身に対するグラント１２３を受信すると、グラント１２３に含まれる送出開始時刻Ｔｂ４に、送出許可量分のデータ１２４を、次回の送出要求量を含んだレポートとともにＯＬＴ１０１に送出する。このレポートはデータの直前または直後に送出されるが、データの直前に送出される場合には、送出要求量としてＯＬＴ１０１に報告する値は、バッファ１０３−１に蓄積されているデータ量とデータ１２４のデータ量との差分である。

ＯＬＴ１０１はデータおよびレポート１２４を受信すると、データを上位ネットワーク１０９に送出し、レポートについてはレポート１２２に対する処理と同様の処理を行なう。以上説明した処理は、全てのＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎに対して独立に行なわれ、運用時間が終了するまで時刻Ｔａ３〜時刻Ｔａ４の処理が繰返される。

図３３は、分散割当方式の一例を示す図である。この図は、ＯＮＵ数を３とした場合の帯域割当てと、ＯＬＴ−ＯＮＵ間のグラントおよびレポートの送受信とを示すシーケンス図である。

ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２−３、１０２−２および１０２−１に対して、グラント１３１〜１３３を順次送出する。ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２−３、１０２−２および１０２−１からレポート１３４〜１３６を受信すると、最初にデータの送出を許可するＯＮＵ１０２−３に対するグラント１３７を送出する。

ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２−３から送出されるデータ１３８を受信するとともに、これと並行してＯＮＵ１０２−２に対するグラント１３９を送出する。以降同様の処理が繰返され、ＯＬＴ１０１は順次ＯＮＵ１０２−１〜１０２−３に対して帯域を割当てて、データの受信を繰返す。

図３３から分かるように、ユーザ端末１１１から送出されたデータがＯＮＵ１０２−１に到着してから送出されるまでの待ち時間は、ＯＮＵ１０２−１がレポートを送出してから、そのレポートに対応したデータを送出するまでの時間に依存する。すなわち、全てのＯＮＵ１０２−１〜１０２−３からの送出データ量によって変化する。

たとえば、図３１に示すＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎからのレポートによる送出要求量を全て許可すると、レポートの送出からデータの送出までの待ち時間が大幅に増加し、リアルタイムが要求されるサービスに影響を及ぼすだけでなく、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）スループットにも大きく影響を及ぼすことになる。したがって、ＯＮＵ内のバッファにおける待ち時間を許容される時間内に抑えられるように、ＯＬＴ１０１はＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎからの送出データ量を制御する必要がある。

この問題点を解決するために、ＯＬＴ１０１がＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎからレポートを受信した後、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎの送出許可量を制限するために、クレジット（最大送出許可量）という概念が導入されている。送信可能になっているＯＮＵの総数をＮ、伝送路１０４の回線速度をｒ［ｂｐｓ］、遅延許容時間をｔｄ［ｓｅｃ］とすると、クレジットｃ［ｂｉｔ］は次式によって算出される。

ｃ＝ｒ×ｔｄ／Ｎ …（１）
このように、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎのそれぞれに固定量のクレジットを割当て、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎからの送出データ量を制御することによって、ＯＮＵ１０２−１〜１０２−ｎ内のバッファ１０３−１〜１０３−ｎにおけるデータの送信待ち時間を許容される時間内に抑えている。

これに関連する先行技術として、「IPACT:A Dynamic Protocol for an Ethernet(R) PON」（Glen Kramer他、pp74-80,IEEE Commun,Feb.2002.）（以下、第１の先行技術と呼ぶ。）および「GE-PONに適した動的帯域割当アルゴリズム」（吉原他、信学技報、NS2002-17,pp1-4,2002.04）（以下、第２の先行技術と呼ぶ。）がある。

第１の先行技術は、ＥＰＯＮ方式のＦＴＴＨサービスにおける動的割当方式に関するものであり、ＯＬＴが各ＯＮＵに対して独立にレポートを送出させ、その都度ＯＬＴが対応するＯＮＵにグラントを発行する分散型割当方式に関するものである。

また、第２の先行技術は集中型割当方式に関するものであり、ＯＮＵが、グラント周期あたりに割当可能な最大データサイズを上限としたバッファ量と、バッファの先頭から規定の上限値以下のバッファ量とをレポートとして送出する。ＯＬＴは、先頭のＯＮＵから順に上限値以下のバッファ量を許可し、グラント周期の最後のＯＮＵのみに未割当帯域分をグラントとして与えることにより、割当ロスを軽減している。
「IPACT:A Dynamic Protocol for an Ethernet(R) PON」（Glen Kramer他、pp74-80,IEEE Commun,Feb.2002.） 「GE-PONに適した動的帯域割当アルゴリズム」（吉原他、信学技報、NS2002-17,pp1-4,2002.04）

式（１）によって算出したクレジットを各ＯＮＵに割当てる方法においては、クレジットが小さいと少数のＯＮＵのみが回線を独占できるような状態であっても、上り帯域を効率的に利用できないといった問題点があった。

図３４は、第１の先行技術における問題点を説明するための図である。ＯＬＴが、ＯＮＵ＃１から受信したレポートに含まれる送信要求量（バッファ申告量）に対して、送信許可帯域のみを認めた場合には、ＯＮＵ＃１は送信許可帯域に対してＭＡＣ（Media Access Control）フレーム１４１、１４２および１４３を送出するが、送信許可帯域内でＭＡＣフレーム１４４を送出できないため割当ロスが発生する。

同様に、ＯＮＵ＃２は送信許可帯域内でＭＡＣフレーム１５３を送出できず、ＯＮＵ＃３は送信許可帯域内でＭＡＣフレーム１６３を送出できないため、それぞれ割当ロスが発生する。この割当ロスは、最悪の場合、最大ＭＡＣフレーム長に相当する。したがって、上り情報フレームを効率的に送信することができないといった問題点があった。

また、第２の先行技術においては、ＯＬＴが同一周期内で大きな許可量を与えるＯＮＵの台数を１台としており、その他のＯＮＵは小さな許可量しか割当てられないので上り情報フレームがバッファに蓄積されている時間が長くなるという問題点があった。また、第２の先行技術においてはＯＮＵが接続された時点で固定の最大送出許可量がＯＬＴから割当てられていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、第１の目的は、各キューの帯域区分に応じて各キューに割当てるクレジットを決定することが可能な光加入者線端局装置およびそれによって用いられる帯域割当方法を提供することである。

第２の目的は、光加入者線端局装置が各キューに対する帯域割当を容易に制御することができるようにレポートフレームを作成することが可能な光加入者線終端装置を提供することである。

請求項１に記載の光加入者線端局装置は、光加入者線終端装置からのレポートに対してグラントを送出する光加入者線端局装置であって、光加入者線終端装置からのデータおよびレポートを受信するための第１の受信手段と、第１の受信手段によって受信されたデータを上位ネットワークに送出するための第１の送信手段と、第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる各キューのキュー長の要求量および各キューの帯域区分に応じて各キューの最大送出許可量を算出し、算出された最大送出許可量を含むグラントを生成し、次周期に第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる各キューの送出要求量に対して各キューの送出許可量が各キューの最大送出許可量以下となるようにグラントを生成するための生成手段と、上位ネットワークからデータを受信するための第２の受信手段と、第２の受信手段によって受信されたデータおよび生成手段によって生成されたグラントを記憶するための記憶手段と、記憶手段によって記憶されたデータおよびグラントを光加入者線終端装置に送出するための第２の送信手段とを含む。

生成手段は、第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる各キューのキュー長の要求量および各キューの帯域区分に応じて各キューの最大送出許可量を算出するので、各キューに対する帯域割当を帯域区分に応じて行うことが可能となり、最大送出許可量をグラントを用いて通知するので次周期に受信するレポートに含まれる送出要求量を抑えることが可能となる。

請求項２に記載の光加入者線端局装置は、請求項１記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる各キューのキュー長の要求量を参照して光加入者線終端装置の各キューがアクティブであるか否かを判定し、各キューがアクティブであるか否かの情報および各キューの帯域区分に応じて各キューの最大送出許可量を算出し、算出された最大送出許可量を含むグラントを生成し、次周期に第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる各キューの送出要求量に対して各キューの送出許可量が各キューの最大送出許可量以下となるようにグラントを生成する。

生成手段は、各キューのキュー長の要求量を参照して光加入者線終端装置の各キューがアクティブであるか否かを判定するので、さらに効率的に帯域を割当てることが可能となる。

請求項３に記載の光加入者線端局装置は、請求項１または２記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、Ｆｉｘｅｄのキューに対して、グラント周期毎に到着予定データ量から送出要求量を減算した値を最大送出許可量とし、データ到着間隔が経過した時点で再度到着予定データ量を最大送出許可量とする。

グラント周期毎に、到着予定データ量から送出要求量を減算した値を最大送出許可量とするので、Ｆｉｘｅｄのデータの遅延時間を小さく保つことが可能となる。

請求項４に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、ＡｓｓｕｒｅｄおよびＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄのキューに対して、複数のグラント周期に１回だけ最大送出許可量を与える。

したがって、送出要求量の最大しきい値を大きくすることができ、光加入者線端局装置の台数またはキューの数が増えた場合であっても、送出要求ができなくなるということを防止することが可能となる。

請求項５に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、各光加入者線終端装置からの最大割当値で抑えられた送出要求量の合計値が、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であれば、送出要求量が小さい順番に並べ替え、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を、未だクレジットを割当てていない光加入者線終端装置の台数で割った平均値よりも最大割当値で抑えられた送出要求量が小さい場合には、当該最大割当値で抑えられた送出要求量を最大送出許可量とし、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域から当該最大割当値で抑えられた送出要求量を減算し、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を、未だクレジットを割当てていない光加入者線終端装置の台数で割った平均値よりも最大割当値で抑えられた送出要求量が大きい場合には、当該平均値を最大送出許可量とし、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域から当該平均値を減算する。

最大割当値で抑えられた送出要求量または平均値を最大送出許可量とするので、送出要求量が小さいにもかかわらず、光加入者線終端装置が送出要求をできないという不具合を防止することが可能となる。

請求項６に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、各光加入者線終端装置からの最大割当値で抑えられた送出要求量の合計値が、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であれば、ポインタが指し示す光加入者線終端装置から順に、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を超えない範囲で最大割当値で抑えられた送出要求量を最大送出許可量とし、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域から当該最大割当値で抑えられた送出要求量を減算する。

ポインタが指し示す光加入者線終端装置から順に、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を超えない範囲で最大割当値で抑えられた送出要求量を最大送出許可量とするので、送出要求量が小さいにもかかわらず、光加入者線終端装置が送出要求をできないという不具合を防止することが可能となる。

請求項７に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、各光加入者線終端装置からの最大割当値で抑えられた送出要求量の合計値が、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であり、かつ各光加入者線終端装置からの最大送出許可量で抑えられた送出要求量の合計が、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であれば、ポインタが指し示す光加入者線終端装置から順に、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を超えない範囲で最大割当値で抑えられた送出要求量を送出許可量とし、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域から当該最大割当値で抑えられた送出要求量を減算する。

ポインタが指し示す光加入者線終端装置から順に、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を超えない範囲で最大割当値で抑えられた送出要求量を送出許可量とするので、送出要求量が小さいにもかかわらず、光加入者線終端装置が送出要求をできないという不具合を防止することが可能となる。

請求項８に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、生成手段は、各光加入者線終端装置からの最大割当値で抑えられた送出要求量の合計値が、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であり、かつ各光加入者線終端装置からの最大送出許可量で抑えされた送出要求量の合計が、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以下であれば、所定の光加入者線終端装置に対して、最大割当値で抑えられた送出要求量を送出許可量とした後、他の光加入者線終端装置に対して、最大送出許可量で抑えられた送出要求量を送出許可量とする。

所定の光加入者線終端装置に対して、最大割当値で抑えられた送出要求量を送出許可量とした後、他の光加入者線終端装置に対して、最大送出許可量で抑えられた送出要求量を送出許可量とするので、状況に応じた帯域割当てを行なうことが可能となる。

請求項９に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、最大送出許可量は、マルチポイント・コントロール・プロトコル レジスタフレームを用いて通知される。

マルチポイント・コントロール・プロトコル レジスタフレームは、光加入者線終端装置のディスカバリ処理時に送出されるため、最大送出許可量の初期値を設定するのに有利となる。

請求項１０に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、最大送出許可量は、オペレーションズ，アドミニストレーション，アンド メンテナンス フレームを用いて通知される。

オペレーションズ，アドミニストレーション，アンド メンテナンス フレームは、管理情報を通知する機能を備えているため、最大送出許可量を通知するのに適している。

請求項１１に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、最大送出許可量は、シンプル・ネットワーク・マネジメント・プロトコル オーバ ユーザ・データグラム・プロトコル／インターネット・プロトコル パケットを用いて通知される。

シンプル・ネットワーク・マネジメント・プロトコル オーバ ユーザ・データグラム・プロトコル／インターネット・プロトコル パケットは、管理情報を通知するための標準であるため、最大送出許可量を通知するのに適している。

請求項１２に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、最大送出許可量は、シンプル・ネットワーク・マネジメント・プロトコル オーバ イーサネット（Ｒ）パケットを用いて通知される。

シンプル・ネットワーク・マネジメント・プロトコル オーバ イーサネット（Ｒ）パケットは、管理情報を通知するための標準であるため、最大送出許可量を通知するのに適している。

請求項１３に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、最大送出許可量は、コモン・マネジメント・インフォメーション・プロトコル パケットを用いて通知される。

コモン・マネジメント・インフォメーション・プロトコル パケットは、管理情報を通知するための国際標準であるため、最大送出許可量を通知するのに適している。

請求項１４に記載の光加入者線端局装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の光加入者線端局装置であって、最大送出許可量は、ローカル・エリア・ネットワーク／メトロポリタン・エリア・ネットワーク管理フレームを用いて通知される。

ローカル・エリア・ネットワーク／メトロポリタン・エリア・ネットワーク管理フレームは、管理情報を通知するための標準であるため、最大送出許可量を通知するのに適している。

請求項１５に記載の光加入者線終端装置は、光加入者線端局装置からのグラントに応じてレポートを送出する光加入者線終端装置であって、光加入者線端局装置からのデータおよびグラントを受信するための第１の受信手段と、第１の受信手段によって受信されたデータを下位ネットワークに送出するための第１の送信手段と、各キューのキュー長の要求量を算出し、第１の受信手段によって受信されたグラントに含まれる最大送出許可量に応じて送出要求量を決定し、各キューのキュー長の要求量および送出要求量を含んだレポートを生成するための生成手段と、下位ネットワークからデータを受信するための第２の受信手段と、第２の受信手段によって受信されたデータおよび生成手段によって生成されたレポートを記憶するための記憶手段と、記憶手段によって記憶されたデータおよびレポートを光加入者線端局装置に送出するための第２の送信手段とを含む。

生成手段は、各キューのキュー長の要求量を算出してレポートを生成するので、光加入者線端局装置はそのレポートを受けて効率的に帯域を割当てることが可能となる。

請求項１６に記載の帯域割当方法は、光加入者線終端装置からのレポートに対して光加入者線端局装置がグラントを送出する帯域割当方法であって、光加入者線端局装置が、光加入者線終端装置から受信したレポートに含まれる各キューのキュー長の要求量および各キューの帯域区分に応じて各キューの最大送出許可量を算出するステップと、光加入者線端局装置が、各キューの送出要求量に対して各キューの送出許可量が各キューの最大送出許可量以下となるようにグラントを生成して光加入者線終端装置に送信するステップとを含む。

光加入者線終端装置から受信したレポートに含まれる各キューのキュー長の要求量および各キューの帯域区分に応じて各キューの最大送出許可量を算出するので、各キューに対する帯域割当を帯域区分に応じて行うことが可能となる。

請求項１に記載の光加入者線端局装置によれば、生成手段が第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる各キューのキュー長の要求量および各キューの帯域区分に応じて各キューの最大送出許可量を算出するので、各キューに対する帯域割当を帯域区分に応じて行うことが可能となった。

請求項２に記載の光加入者線端局装置によれば、生成手段が各キューのキュー長の要求量を参照して光加入者線終端装置の各キューがアクティブであるか否かを判定するので、さらに効率的に帯域を割当てることが可能となった。

請求項３に記載の光加入者線端局装置によれば、グラント周期毎に、到着予定データ量から送出要求量を減算した値を最大送出許可量とするので、Ｆｉｘｅｄのデータの遅延時間を小さく保つことが可能となった。

請求項４に記載の光加入者線端局装置によれば、生成手段が、ＡｓｓｕｒｅｄおよびＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄのキューに対して、複数のグラント周期に１回だけ最大送出許可量を与えるので、送出要求量の最大しきい値を大きくすることができ、光加入者線端局装置の台数またはキューの数が増えた場合であっても、送出要求ができなくなるということを防止することが可能となった。

請求項５に記載の光加入者線端局装置によれば、最大割当値で抑えられた送出要求量または平均値を最大送出許可量とするので、送出要求量が小さいにもかかわらず、光加入者線終端装置が送出要求をできないという不具合を防止することが可能となった。

請求項６に記載の光加入者線端局装置によれば、ポインタが指し示す光加入者線終端装置から順に、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を超えない範囲で最大割当値で抑えられた送出要求量を最大送出許可量とするので、送出要求量が小さいにもかかわらず、光加入者線終端装置が送出要求をできないという不具合を防止することが可能となった。

請求項７に記載の光加入者線端局装置によれば、ポインタが指し示す光加入者線終端装置から順に、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を超えない範囲で最大割当値で抑えられた送出要求量を送出許可量とするので、送出要求量が小さいにもかかわらず、光加入者線終端装置が送出要求をできないという不具合を防止することが可能となった。

請求項８に記載の光加入者線端局装置によれば、所定の光加入者線終端装置に対して、最大割当値で抑えられた送出要求量を送出許可量とした後、他の光加入者線終端装置に対して、最大送出許可量で抑えられた送出要求量を送出許可量とするので、状況に応じた帯域割当てを行なうことが可能となった。

請求項９に記載の光加入者線端局装置によれば、最大送出許可量が通知されるマルチポイント・コントロール・プロトコル レジスタフレームは、光加入者線終端装置のディスカバリ処理時に送出されるため、最大送出許可量の初期値を設定するのに有利となった。

請求項１０に記載の光加入者線端局装置によれば、最大送出許可量が通知されるオペレーションズ，アドミニストレーション，アンド メンテナンス フレームは、管理情報を通知する機能を備えているため、最大送出許可量を通知するのに適している。

請求項１１に記載の光加入者線端局装置によれば、最大送出許可量が通知されるシンプル・ネットワーク・マネジメント・プロトコル オーバ ユーザ・データグラム・プロトコル／インターネット・プロトコル パケットは、管理情報を通知するための標準であるため、最大送出許可量を通知するのに適している。

請求項１２に記載の光加入者線端局装置によれば、最大送出許可量が通知されるシンプル・ネットワーク・マネジメント・プロトコル オーバ イーサネット（Ｒ）パケットは、管理情報を通知するための標準であるため、最大送出許可量を通知するのに適している。

請求項１３に記載の光加入者線端局装置によれば、最大送出許可量が通知されるコモン・マネジメント・インフォメーション・プロトコル パケットは、管理情報を通知するための国際標準であるため、最大送出許可量を通知するのに適している。

請求項１４に記載の光加入者線端局装置によれば、最大送出許可量が通知されるローカル・エリア・ネットワーク／メトロポリタン・エリア・ネットワーク管理フレームは、管理情報を通知するための標準であるため、最大送出許可量を通知するのに適している。

請求項１５に記載の光加入者線終端装置によれば、生成手段が各キューのキュー長の要求量を算出してレポートを生成するので、光加入者線端局装置はそのレポートを受けて効率的に帯域を割当てることが可能となった。

請求項１６に記載の帯域割当方法によれば、光加入者線終端装置から受信したレポートに含まれる各キューのキュー長の要求量および各キューの帯域区分に応じて各キューの最大送出許可量を算出するので、各キューに対する帯域割当を帯域区分に応じて行うことが可能となった。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるＯＬＴの概略構成を示すブロック図である。このＯＬＴ１は、ＯＮＵからの光信号を受信してフレームを出力する受信部１１と、受信部１１から受けたデータフレームを上位ネットワークに送出する送信部１２と、受信部１１から受けたレポートフレームに基づいてグラントフレームを生成したり、上位ネットワークから受信したデータフレームの送信制御を行なったりする制御フレーム処理部１３と、上位ネットワークからのフレームを受信する受信部１４と、受信部１４によって受信されたフレームを蓄積するバッファメモリ１５と、制御フレーム処理部１３による制御によってバッファメモリ１５に蓄積されたフレームをＯＮＵに送出する送信部１６とを含む。なお、バッファメモリ１５は、レジスタ、フリップフロップ回路、ラッチ回路など、データを記憶できるものであればよい。

受信部１１は、ＯＮＵからの光信号を受信し、フレームのヘッダ部分を読取ることによってデータフレームであるか、レポートフレームなどの制御フレームであるかを判定する。受信したフレームがデータフレームであれば、受信部１１は当該データフレームを送信部１２に転送する。また、受信したフレームが制御フレームであれば、受信部１１は当該制御フレームを制御フレーム処理部１３に転送する。

送信部１２は、受信部１１からデータフレームを受けると、当該データフレームを上位ネットワークに送出する。

制御フレーム処理部１３は、後述する送出許可量記憶テーブル、到着予定時刻記憶テーブル、ＲＴＴ記憶テーブルおよびアクティブ情報記憶テーブルを含み、帯域割当演算機能および下り制御フレーム作成機能を有している。制御フレーム処理部１３は、受信部１１からレポートフレームを受けると、後述する処理によってグラントフレームを作成してバッファメモリ１５に転送する。また、制御フレーム処理部１３は、バッファメモリ１５に蓄積されているフレームの送信制御も行なう。

また、制御フレーム処理部１３は、新たに接続されたＯＮＵがないか否かを定期的に検知するための制御フレームを生成して送出し、その検知結果に応じてアクティブ情報記憶テーブル等のテーブルの内容の書換えを行なう。また、制御フレーム処理部１３は、接続されていたＯＮＵが切断された場合には、それを検知してアクティブ情報記憶テーブル等のテーブルの内容の書換えを行なう。

受信部１４は、上位ネットワークからのフレームを受信し、バッファメモリ１５に転送する。バッファメモリ１５は、制御フレーム処理部１３および受信部１４から転送された制御フレームおよびデータフレームをキューに蓄積し、制御フレーム処理部１３による制御によってキューに蓄積されたフレームを送信部１６に転送する。送信部１６は、バッファメモリ１５から転送された制御フレームおよびデータフレームをＯＮＵへ送出する。

図２は、制御フレーム処理部１３の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部１３は、受信部１１によって受信されたＯＮＵからのレポートフレームを受けると（Ｓ１１）、レポートフレームのヘッダの送信元情報を参照して、記憶テーブルから送信元情報に対応するＯＮＵの情報を読込む（Ｓ１２）。

図３は、制御フレーム処理部１３内に設けられた記憶テーブルの一例を示す図である。図３（ａ）は、送出許可量記憶テーブルを示しており、現時刻でアクティブと判定されているＯＮＵの番号ｋに対応して、ＯＮＵの送出許可量が格納される。この送出許可量記憶テーブルは、レポート／グラントフレーム処理時に更新される。

図３（ｂ）は、到着予定時刻記憶テーブルを示しており、現時刻でアクティブと判定されているＯＮＵの番号ｋに対応して、フレームの到着予定時刻が格納される。この到着予定時刻記憶テーブルは、レポート／グラントフレーム処理時に更新される。

図３（ｃ）は、ＲＴＴ記憶テーブルを示しており、送信可能になっているＯＮＵの番号１〜Ｎに対応して、それぞれのＲＴＴが格納される。このＲＴＴ記憶テーブルは、ＯＮＵとの間の距離測定時に更新される。

図３（ｄ）は、アクティブ情報記憶テーブルを示しており、送信可能になっているＯＮＵの番号１〜Ｎに対応して、それぞれのＯＮＵがアクティブである否かの情報が格納される。このアクティブ情報記憶テーブルは、新たなＯＮＵが検知されたとき、ＯＮＵの切断が検知されたとき、およびレポート／グラント処理時に更新される。

新たなＯＮＵが検知された場合には、ＲＴＴ記憶テーブルおよびアクティブ情報記憶テーブルにそのＯＮＵに対応した情報が追加される。また、ＯＮＵの切断が検知された場合には、ＲＴＴ記憶テーブルおよびアクティブ情報記憶テーブルからそのＯＮＵに対応した情報が削除される。

新たなＯＮＵがネットワークに接続されると、ＯＬＴ１が定期的に送出する下り制御フレームに応答して、ＯＮＵは上り制御フレームを送出する。ＯＬＴ１は、ＯＮＵからその制御フレームを受信することによってＯＮＵが接続されたことを認知し、その応答時間によってＯＬＴ１とＯＮＵとの間の往復時間、すなわちＲＴＴを検知する。

また、ＯＬＴ１は、ＯＮＵに送出したグラントフレームに対してある一定時間以上レポートフレームが返送されない場合、またはＯＮＵから切断要求を示す制御フレームを受信した場合には、ＯＮＵが切断されたと判断する。

再び、図２のフローチャートの説明に戻る。次に、制御フレーム処理部１３は、記憶テーブルから読込んだ当該ＯＮＵのひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量と、当該ＯＮＵのＲＴＴとから、当該ＯＮＵの今回の到着予定時刻および送出開始時刻を計算する（Ｓ１３）。

また、制御フレーム処理部１３は、アクティブ情報記憶テーブルを参照して、アクティブであるＯＮＵの台数と、当該ＯＮＵがアクティブであるか否かによって次式によりクレジットを計算する（Ｓ１４）。なお、送信可能になっているＯＮＵの総数をＮ、伝送路の回線速度をｒ［ｂｐｓ］、遅延許容時間をｔｄ［ｓｅｃ］、アクティブなＯＮＵの比率をα（０＜α≦１）とする。ここで、アクティブなＯＮＵは、当該ＯＮＵの送出許可量を計算する時刻に、以前のＮ個のＯＮＵからのレポートのうち、送出要求量がゼロでなかったＯＮＵとする。

ｃ＝ｒ×ｔｄ／（Ｎ×α） …（２）
式（２）によって、アクティブとなっているＯＮＵのクレジットを動的に変化させることによって、少数のＯＮＵのみがアクティブとなっている場合でも効率的に上り帯域を割当てることができる。

しかし、式（２）を用いてクレジットを計算した場合、アクティブとなるＯＮＵが増加すると遅延時間が許容範囲を超えてしまうことがある。特に、運用開始時刻においては、遅延時間が増大する可能性があるので、クレジットをなるべく固定する演算方法を用いる方が望ましい。

他のクレジットの演算方法として、前回のレポートで当該ＯＮＵの送出要求量がゼロでなかったか否かによってクレジットを変化させる方法が考えられる。当該ＯＮＵの送出許可量を計算する時刻に、当該ＯＮＵの前回の送出要求量がゼロである場合には、当該ＯＮＵのクレジットを次式とする。なお、Ｍを固定値［ｂｉｔ］とする。

ｃ＝Ｍ …（３）
また、当該ＯＮＵの送出許可量を計算する時刻に、当該ＯＮＵの前回の送出要求量がゼロでない場合には、当該ＯＮＵのクレジットを次式によって計算する。

ｃ＝Ｍ＋（ｒ×ｔｄ−Ｎ×Ｍ）／（Ｎ×α） …（４）
また、当該ＯＮＵの今回の送出要求量がゼロであれば、当該ＯＮＵをアクティブでないＯＮＵとし、記憶テーブルの内容を更新する。この演算方法を用いることにより、遅延時間を許容値以下に抑えることができるとともに、少数のアクティブなＯＮＵが帯域を独占できる場合には、そのＯＮＵに対して送出許可量を十分に大きくすることができる。

次に、制御フレーム処理部１３は、当該ＯＮＵの送出要求量が計算したクレジット以下であるか否かを判定する（Ｓ１５）。送出要求量がクレジット以下であれば（Ｓ１５，Ｙｅｓ）、送出許可量を送出要求量とする（Ｓ１６）。また、送出要求量がクレジットよりも大きければ（Ｓ１５，Ｎｏ）、送出許可量をクレジットの値とする（Ｓ１７）。

次に、制御フレーム処理部１３は、送出要求量から当該ＯＮＵが現時刻においてアクティブであるか否かを判定する。そして、当該ＯＮＵがアクティブであるか否かによって記憶テーブルの内容を更新する（Ｓ１８）。

最後に、制御フレーム処理部１３は、送信元アドレス（ＯＬＴのアドレス）、送信先アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送出開始時刻および送出許可量によって構成されるグラントフレームを作成してバッファメモリ１５に転送し、下りデータフレームの間にこのグラントフレームの送出を指示する（Ｓ１９）。

以上の説明においては、制御フレーム処理部１３が、各ＯＮＵの前回の送出要求量（前周期の送出要求量）がゼロであるか否かによって、各ＯＮＵがアクティブであるか否かを判定するようにしたが、各ＯＮＵの以前の送出要求量を新しい順番で数回分保持し、その履歴のうちゼロでない送出要求量が規定回数以上あればＯＮＵがアクティブであると判定するようにしてもよい。

また、図４（ａ）に示すように、ＯＮＵの前回の送出要求量（前周期の送出要求量）がゼロであるか否かによってＯＮＵがアクティブであるか否かを判定し、当該ＯＮＵがアクティブでないと判定した場合には最低保証の送出許可量Ｍを当該ＯＮＵに割当てるようにした。しかし、図４（ｂ）に示すように、ＯＮＵの前回の送出要求量（前周期の送出要求量）がＬ以上であるか否かによって当該ＯＮＵがアクティブであるか否かを判定し、当該ＯＮＵがアクティブでなければ最低保証の送出許可量Ｍを当該ＯＮＵに割当てるようにしてもよい。ここで、Ｌには、たとえば最大ＭＡＣフレーム長である１５２２（ＶＬＡＮタグを含む場合）バイトが設定される。

また、各ＯＮＵの以前の送出要求量を新しい順番で数回分保持し、その履歴のうちＬ以上である送出要求量が規定回数以上あればＯＮＵがアクティブであると判定するようにしてもよい。

さらには、保証帯域が違うサービスクラス毎に異なる最大割当の上限をＯＮＵに設定し、大きな保証帯域を必要とするクラスには多くのクレジットを割当て、保証帯域が小さなクラスには少ないクレジットを割当てるようにし、大きな保証帯域を必要とするクラスの遅延時間を短縮するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態におけるＯＬＴ１によれば、アクティブとなっているＯＮＵの数によってクレジット（最大送出許可量）を動的に変化させるようにしたので、送出遅延時間を一定時間以内に抑えつつ、データの送信を要求しているＯＮＵに対しては大きなクレジットを割当てることが可能となった。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵは、図１８を用いて説明した送信許可帯域内で発生する割当ロスをなくして、帯域効率の低下を防止するものである。本実施の形態におけるＯＬＴは、式（２）、または式（３）および（４）を用いて算出したクレジットをグラントフレームに書込み、現時点のクレジットを各ＯＮＵに通知する。クレジットを受けたＯＮＵは、クレジット以下であり、かつ送出する先頭のデータフレームから、フレーム単位で送出できる最大のデータ量を送出要求量としてＯＬＴに通知する。

本実施の形態におけるＯＬＴの概略構成は、図１に示す第１の実施の形態におけるＯＬＴ１の概略構成と比較して、制御フレーム処理部の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態における制御フレーム処理部の参照符号を１３’として説明する。

本実施の形態における制御フレーム処理部１３’は、送出許可量記憶テーブル、到着予定時刻記憶テーブル、ＲＴＴ記憶テーブルおよびアクティブ情報記憶テーブル以外に、各ＯＮＵのクレジットを記憶するクレジット記憶テーブルを有しており、制御フレーム処理部１３’はクレジット記憶テーブルを参照して、ＯＮＵにクレジットを通知する。

図５は、本発明の第２の実施の形態におけるＯＮＵの概略構成を示すブロック図である。このＯＮＵ２は、ＯＬＴからの光信号を受信して自身宛てのフレームを出力する受信部２１と、受信部２１から受けたデータフレームをユーザ側の端末に送出する送信部２２と、受信部２１から受けたグラントフレームに基づいてレポートフレームを生成したり、ユーザ側の端末から受信したデータフレームの送信制御を行なったりする制御フレーム処理部２３と、ユーザ側の端末からのフレームを受信する受信部２４と、受信部２４によって受信されたデータフレームおよび制御フレーム処理部２３によって生成された制御フレームを蓄積するバッファメモリ２５と、制御フレーム処理部２３による制御によってバッファメモリ２５に蓄積されたフレームをＯＬＴに送出する送信部２６と、受信部２４によって受信された各データフレームの長さをカウントするカウンタ２７とを含む。

受信部２１は、ＯＬＴからの光信号を受信し、フレームのヘッダ部分を読取ることによって当該フレームが自身宛てであるか否かを判定する。受信部２１は、受信したフレームが自身宛てであれば当該フレームを取込み、他のＯＮＵ宛てまたは他のＯＮＵに接続される装置宛てであれば当該フレームを廃棄する。また、受信部２１は、取込んだフレームのヘッダ部分によってデータフレームであるか、グラントフレームなどの制御フレームであるかを判定する。受信したフレームがデータフレームであれば、受信部２１は当該データフレームを送信部２２に転送する。また、受信したフレームが制御フレームであれば、受信部２１は当該制御フレームを制御フレーム処理部２３に転送する。

送信部２２は、受信部２１からデータフレームを受けると、当該データフレームをユーザ側の端末等が接続されるリンクへ送出する。

制御フレーム処理部２３は、カウンタ２７から転送されるデータフレームの長さを記憶するデータ長記憶テーブルを含み、送出要求量の演算機能および上り制御フレーム作成機能を有している。制御フレーム処理部２３は、受信部１１からグラントフレームを受けると、後述する処理によってレポートフレームを作成してバッファメモリ２５に転送する。また、制御フレーム処理部２３は、バッファメモリ２５に蓄積されているフレームの送信制御も行なう。

また、制御フレーム処理部２３は、ＯＬＴからのグラントフレーム以外の制御フレームの処理を実行してバッファメモリ２５に蓄積し、制御フレームの送信制御も行なう。

受信部２４は、ユーザ側の端末（リンク）からのフレームを受信し、バッファメモリ２５に転送する。バッファメモリ２５は、制御フレーム処理部２３および受信部２４から転送された制御フレームおよびデータフレームをフレーム種類毎に一旦キューに蓄積し、制御フレーム処理部１３による制御によってキューに蓄積されたフレームを送信部２６に転送する。送信部２６は、バッファメモリ２５から転送された制御フレームおよびデータフレームをＯＬＴへ送出する。

カウンタ２７は、受信部２４によって受信されたデータフレームの長さをカウントし、データフレーム毎の長さを制御フレーム処理部２３に通知する。

図６は、制御フレーム処理部２３の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部２３は、受信部２１によって受信されたＯＬＴからのグラントフレームを受けると（Ｓ２１）、送出許可量に対応しているデータ長記憶テーブルの内容を更新し、グラントフレームに含まれるクレジットを読出す（Ｓ２２）。

図７は、データ長記憶テーブルの一例を示す図である。バッファメモリ２５の各キュー１〜Ｑのそれぞれに対応するデータ長記憶テーブルが設けられている。データフレームが受信部２４からバッファメモリ２５内のキューに転送されるときに、カウンタ２７によってデータフレームの長さが検知され、当該データフレームが格納されたキューに対応するデータ長記憶テーブルのデータ長が記録されていない領域に上から順番に当該データフレームのデータ長が書込まれる。

グラントフレームを受けたとき、制御フレーム処理部２３は、その送信許可量のデータに対応するデータ長をデータ長記憶テーブルから削除し、バッファメモリ２５に対して対応するデータフレームの送信を指示する。

また、レポートフレームを作成するとき、制御フレーム処理部２３は、規定されたキューに対する優先順位でデータフレームのデータ長を読出す。すなわち、グラントフレームに含まれるクレジット以下であり、かつ送出する先頭のデータフレームから、フレーム単位で送出できる最大のデータ量のデータに対応したデータ長の合計値が送出要求量となる。

再び、図６のフローチャートの説明に戻る。次に、制御フレーム処理部２３は、ＯＬＴから受信したグラントフレームに含まれるクレジットを参照し、クレジット以下であり、かつ送出する先頭のデータフレームから、フレーム単位で送出できる最大のデータ量を算出し、その値を送出要求量とする（Ｓ２３）。

次に、制御フレーム処理部２３は、送信元アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送信先アドレス（ＯＬＴのアドレス）、送信要求量によって構成されるレポートフレームを作成し、バッファメモリ２５に転送する（Ｓ２４）。

最後に、制御フレーム処理部２３は、グラントフレームに含まれる送出開始時刻に、レポートフレームおよび送出許可量分のデータフレームの送出をバッファメモリ２５および送信部２６に指示する（Ｓ２５）。

図８は、本発明の第２の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部１３’は、受信部１１によって受信されたＯＮＵからのレポートフレームを受けると（Ｓ３１）、レポートフレームに含まれる送出要求量がクレジット以下であるか否かを判定する（Ｓ３２）。

送出要求量がクレジット以下の場合には（Ｓ３２，Ｙｅｓ）、送出許可量を送出要求量とする（Ｓ３３）。また、送出要求量がクレジットよりも大きければ（Ｓ３２，Ｎｏ）、送出許可量をクレジットの値とする（Ｓ３４）。

次に、制御フレーム処理部１３’は、送出要求量に基づいて当該ＯＮＵがアクティブであるか否かを判定し、記憶テーブルの内容を更新するとともに（Ｓ３５）、記憶テーブルから読込んだ当該ＯＮＵのひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量と、当該ＯＮＵのＲＴＴとから、当該ＯＮＵの今回の到着予定時刻および送出開始時刻を計算する（Ｓ３６）。

また、制御フレーム処理部１３’は、アクティブ情報記憶テーブルを参照して、アクティブであるＯＮＵの台数と、当該ＯＮＵがアクティブであるか否かによって式（２）、または式（３）および（４）によりクレジットを計算し（Ｓ３７）、クレジット記憶テーブルの内容を更新する（Ｓ３８）。

最後に、制御フレーム処理部１３’は、送信元アドレス（ＯＬＴのアドレス）、送信先アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送出開始時刻および送出許可量によって構成されるグラントフレームを作成してバッファメモリ１５に転送し、下りデータフレームの間にこのグラントフレームの送出を指示する（Ｓ３９）。

図９は、ＯＬＴ１がｉ番目のグラントフレームをＯＮＵ２に送出したときに、どのようにして上りデータフレームの送出タイミングが決定されるのかを、１つのＯＮＵ２に注目して説明するためのシーケンス図である。

ｉ番目のグラントフレームには、ｉ番目の上りデータフレームに対する送出許可量、送出開始時刻およびｉ＋１番目のレポートに許されるクレジットが含まれる。ＯＮＵ２がこのグラントフレームを受信すると、クレジット以下のｉ＋１番目の送出要求量を含んだｉ番目のレポートフレームと、送出許可量以下のデータを含んだｉ番目のデータフレームとをＯＬＴ１に送出する。

ＯＬＴ１がｉ番目のレポートフレームを受信すると、送出要求量がクレジット以下であるか否かを判定する。送出要求量がクレジットを超えていれば、クレジットを送出許可量とする。また、ＯＬＴは、送出要求量を参照して当該ＯＮＵがアクティブであるか否かを判定する。

次に、ＯＬＴ１は、ひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量からＯＮＵ２のｉ＋１番目のデータ到着時刻を計算する。ＯＬＴ１は、このデータ到着時刻とＲＴＴとから、ｉ＋１番目のグラントフレームをいつまでにＯＮＵに向けて送出すればよいかを計算できる。したがって、ＯＬＴ１は、ｉ＋１番目のグラントフレームを送出する時刻を決定し、そのグラントフレームを受信したＯＮＵ２がレポートフレームを送出する送出開始時刻も計算することができる。

これらの計算は、レポートを受信した直後に行なえる。未だ計算していないクレジットに関しては、レポートを受信した直後に計算してもよいし、できるだけ新しい情報を使うためにグラントフレームの送出時間の直前であってもよい。ＯＬＴ１は、送出開始時刻、送出許可量およびクレジットを含んだグラントフレームをグラント送出時刻にＯＮＵ２に送出する。以上説明した手順を繰返し、他のＯＮＵ２に対しても同様の処理を繰返すことによって、クレジットの割当ロスをなくすことができる。

以上説明したように、本実施の形態におけるＯＬＴ１およびＯＮＵ２によれば、ＯＮＵ２がＯＬＴ１から受信したグラントフレームに含まれるクレジットに応じて、送出要求量を計算してＯＬＴ１に送出するようにしたので、ＯＬＴ１は送出許可量をＯＮＵ２に割当てる際に発生する割当ロスをなくすことが可能となった。

以上の説明においては、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２からの送出要求量がクレジットよりも大きければ、送出許可量をクレジットの値としたが、ＯＬＴ１はクレジットとＯＮＵ２からの送出要求量との差分に応じて、次回のクレジットを増減するようにしてもよい。

（第３の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態におけるＯＬＴは、分散型帯域割当方式を用いたＯＬＴに関するものであったが、本発明の第３の実施の形態におけるＯＬＴは、集中型帯域割当方式を用いたＯＬＴに関する。上述した分散型帯域割当方式において、ＯＬＴはＯＮＵからレポートフレームを受信すると、その時点で判明しているトラフィック状況からクレジットを算出し、グラントフレームを発行してクレジットや送出許可量をＯＮＵへ通知するものであった。

一方、本実施の形態における集中型帯域割当方式を用いたＯＬＴは、全てのＯＮＵからのレポートフレームが到着するまで待機し、全てのレポートフレームを受信した時点で各々のＯＮＵに対するクレジットを計算してグラントフレームを各ＯＮＵへ送信するものである。

本実施の形態におけるＯＬＴの概略構成は、図１に示す第１の実施の形態におけるＯＬＴ１の概略構成と比較して、制御フレーム処理部の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態における制御フレーム処理部の参照符号を１３ａとして説明する。また、本実施の形態におけるＯＮＵは、本発明の第２の実施の形態において説明したＯＮＵと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

図１０は、本発明の第３の実施の形態における集中型帯域割当方式の一例を示す図である。この図は、ＯＮＵ数を３とした場合の帯域割当てと、ＯＬＴ−ＯＮＵ間のグラントおよびレポートの送受信とを示すシーケンス図である。

ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−３、２−２および２−１に対して、グラント３１〜３３を順次送出する。ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−３、２−２および２−１からレポート３４〜３６を受信すると、ＯＮＵ２−３、ＯＮＵ２−２およびＯＮＵ２−１に対するグラント３７〜３９を順次を送出する。

ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−３から送出されるデータ４３を受信すると、続いてＯＮＵ２−２から送出されるデータ４４を受信し、さらにＯＮＵ２−１から送出されるデータ４５を受信する。ＯＬＴ１は、データ４４および４５の受信と並行してＯＮＵ２−１〜２−３に対する次回のグラントを生成して順次送出する。以降同様の処理が繰返される。

図１０においては、簡単のためにグラント周期開始時間をＯＬＴ１からのグラント送出開始時間と定義し、グラント周期開始時間を破線で示している。ＯＬＴ１は、前周期で受信したレポートメッセージに基づいて、それぞれのＯＮＵに対するクレジットを計算してグラントフレームでそれを通知する。

分散型帯域割当方式と集中型帯域割当方式との違いは、分散型帯域割当方式においてはＯＮＵがアクティブであるという情報はそのＯＮＵの前回の送出要求量から判定し、場合によっては若干古い情報を用いることもあったが、集中型帯域割当方式においてはほぼ同じ時間に全てのＯＮＵからの送出要求量を取得できるので、ＯＮＵがアクティブであるか否かを判断でき、より新しい情報を用いてクレジットを計算できる点である。

また、図１０においては、ＯＬＴ１はグラントフレームのみをＯＮＵへ送信し、ＯＮＵにレポートフレームのみを送出させた後にデータフレームのみを送出させるようにしているが、ＯＬＴ１はＯＮＵに対してレポートフレームと共にいくらかのデータフレームも送出させるようにしてもよい。

図１１は、本発明の実施の形態３におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部１３ａは、変数ｉに１を代入し（Ｓ４１）、受信部１１によって受信されたＯＮＵからのレポートフレームを受ける（Ｓ４２）。そして、制御フレーム処理部１３ａは、そのレポートフレームに含まれる送出要求量がクレジット以下であるか否かを判定する（Ｓ４３）。

送出要求量がクレジット以下の場合には（Ｓ４３，Ｙｅｓ）、送出許可量を送出要求量とする（Ｓ４４）。また、送出要求量がクレジットよりも大きければ（Ｓ４３，Ｎｏ）、送出許可量をクレジットの値とする（Ｓ４５）。

次に、制御フレーム処理部１３ａは、送出要求量に基づいて当該ＯＮＵがアクティブであるか否かを判定し、記憶テーブルの内容を更新するとともに、変数ｉを１だけインクリメントする（Ｓ４６）。なお、本実施の形態においては、図３（ａ）に示す送出許可量記憶テーブルおよび図３（ｂ）に示す到着予定時刻記憶テーブルがＯＮＵの数だけあるものとする。

次に、制御フレーム処理部１３ａは、変数ｉがＯＮＵの数Ｎと等しいか否かを判定する（Ｓ４７）。変数ｉがＯＮＵの数ｎと等しくなければ（Ｓ４７，Ｎｏ）、レポートフレームを受信していないＯＮＵがあるとして、ステップＳ４２に戻って以降の処理を繰返す。

また、変数ｉがＯＮＵの数ｎと等しければ（Ｓ４７，Ｙｅｓ）、制御フレーム処理部１３ａは、変数ｉに対応するＯＮＵのひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量と、当該ＯＮＵのＲＴＴとを記憶テーブルから読込み（Ｓ４８）、当該ＯＮＵの今回の到着予定時刻および送出開始時刻を計算する（Ｓ４９）。

また、制御フレーム処理部１３ａは、アクティブ情報記憶テーブルを参照して、アクティブであるＯＮＵの台数と、当該ＯＮＵがアクティブであるか否かによって式（２）、または式（３）および（４）によりクレジットを計算し（Ｓ５０）、クレジット記憶テーブルの内容を更新し（Ｓ５１）、変数ｉを１だけデクリメントする（Ｓ５１）。

そして、制御フレーム処理部１３ａは、変数ｉが１であるか否かを判定する（Ｓ５２）。変数ｉが１でなければ（Ｓ５２，Ｎｏ）、到着予定時刻および送出開始時刻を計算していないＯＮＵがあるとして、ステップＳ４８に戻って以降の処理を繰返す。

また、変数ｉが１であれば（Ｓ５２，Ｙｅｓ）、制御フレーム処理部１３ａは、送信元アドレス（ＯＬＴのアドレス）、送信先アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送出開始時刻および送出許可量によって構成されるグラントフレームをＯＮＵ毎に作成してバッファメモリ１５に転送し、下りデータフレームの間にこのグラントフレームの送出を指示する（Ｓ５３）。

以上説明したように、本実施の形態におけるＯＬＴ１によれば、集中型帯域割当方式を用いた場合であっても、第１の実施の形態または第２の実施の形態において説明した効果を奏することが可能となった。

（第４の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態におけるＯＬＴ１は、ＯＮＵが複数のキューを有する場合であっても、１つのＯＮＵに対して１つのクレジットを通知して、ＯＮＵに各キューに対するクレジットの割当てを任せていた。

一方、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）８０２．３ａｈ標準化委員会において、レポートフレームにＯＮＵのキュー毎の要求量を複数格納するような提案がなされている。本実施の形態は、この提案に対応する帯域割当方式に関するものである。

図１２は、本発明の第４の実施の形態におけるＯＬＴが発行するグラントフレームの内容の一例を示す図である。このグラントフレームは、最大４つまでの送出許可量と、各送出許可量に対応する送出開始時刻と、ＯＮＵの各キューに対応する最大送出許可量（クレジット）とを含む。なお、実際のグラントフレームには、これ以外に宛先アドレス、送信元アドレスなどが格納されるが、本実施の形態とは直接関係しないので、その詳細な説明は省略する。

ＯＬＴ１は、ＯＮＵに対して最大４回の送出許可を与えることができる。ＯＮＵに対して複数回の送出許可を与える場合には、図１２に示すように、ＯＬＴ１はグラントフレームに複数回の送出許可に対応した送出許可量を格納する。また、ＯＬＴ１は複数回の送出許可に対応した送出開始時刻をグラントフレームに格納する。

また、ＯＬＴ１は、ＯＮＵのキューの数に対応してクレジットをグラントフレームに格納する。たとえば、グラントフレームを発行するＯＮＵが８個のキューを有していれば、グラントフレームに８つのクレジットが格納され、対応するキューの番号が指定される。

図１３は、本発明の第４の実施の形態におけるＯＮＵが発行するレポートフレームの内容の一例を示す図である。このレポートフレームは、最大８つまでのキュー毎のキュー長の要求量と、最大８つまでのキュー毎のクレジット以下の要求量とを含む。なお、実際のレポートフレームには、これ以外に宛先アドレス、送信元アドレスなどが格納されるが、本実施の形態とは直接関係しないので、その詳細な説明は省略する。

図１４は、本発明の第４の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部１３ｂは、受信部１１によって受信されたＯＮＵからのレポートフレームを受けると（Ｓ６１）、レポートフレームに含まれる各キューの送出要求量が各キューのクレジット以下であるか否かを判定する（Ｓ６２）。

キューの送出要求量がそのキューのクレジット以下の場合には（Ｓ６２，Ｙｅｓ）、送出許可量を当該キューの送出要求量とする（Ｓ６３）。また、キューの送出要求量がそのキューのクレジットよりも大きければ（Ｓ６２，Ｎｏ）、送出許可量を当該クレジットの値とする（Ｓ６４）。

次に、制御フレーム処理部１３ｂは、各キューの送出許可量の合計を算出して、ＯＮＵの送出許可量とする（Ｓ６５）。上述したように、ＯＮＵに対して送出許可を複数回だけ与える場合には、送出許可量も複数に分けて計算される。たとえば、ＯＮＵのキューの数が８個であり、１〜４番目のキューに格納されるデータを１回目の送出機会に送出し、５〜８番目のキューに格納されるデータを２回目の送出機会に送出する場合には、１回目の送出許可量として１〜４番目のキューに対応する送出許可量の合計を計算し、２回目の送出許可量として５〜８番目のキューに対応する送出許可量の合計を計算する。

次に、制御フレーム処理部１３ｂは、レポートフレームに含まれるキュー毎のキュー長を用いて当該ＯＮＵの各キューがアクティブであるか否かを判定し、記憶テーブルの内容を更新するとともに（Ｓ６６）、記憶テーブルから読込んだ当該ＯＮＵのひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量と、当該ＯＮＵのＲＴＴとから、当該ＯＮＵの今回の到着予定時刻および送出開始時刻を計算する（Ｓ６７）。なお、記憶テーブルには、各キューのキュー長を格納する領域が追加されており、制御フレーム処理部１３ｂはその領域の内容を書換えてＯＮＵの各キューのキュー長を更新するものとする。

次に、制御フレーム処理部１３ｂは、記憶テーブルを参照して、当該ＯＮＵの各キューのクレジットを計算し（Ｓ６８）、クレジット記憶テーブルの内容を更新する（Ｓ６９）。以下に、各キューのクレジットの計算方法を説明する。

本実施の形態においては、ＩＴＵ（International Telecommunication Union）−ＴＧ．９８３．４にしたがって、帯域をＦｉｘｅｄ、Ａｓｓｕｒｅｄ、Ｎｏｎ−ＡｓｓｕｒｅｄおよびＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに区分し、各キューにはこれらの帯域区分のうちのいずれか、またはその組合わせが性格付けられているものとする。４つの帯域区分は、上記の順番で優先度が高いものとする。

ＦｉｘｅｄおよびＡｓｓｕｒｅｄの帯域は、ＯＮＵに接続されている端末装置のユーザと、ＥＰＯＮシステムの接続業者との間で契約時に決められており、その値が使用される。Ｆｉｘｅｄは、ＩＰ（Internet Protocol）電話などのように伝送されるデータの遅延時間を短くする必要がある場合に使用される。このＦｉｘｅｄの帯域は、固定のフレーム長を想定して決められるものとする。また、Ａｓｓｕｒｅｄは、契約で決められた最低の帯域が保証されているものとする。

また、Ｎｏｎ−ＡｓｓｕｒｅｄおよびＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔの要求帯域は、ダイナミックに変動する。Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄは、Ａｓｓｕｒｅｄの帯域に比例して割当てられるが、最低帯域が保証されない。Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔは、Ｆｉｘｅｄ、ＡｓｓｕｒｅｄおよびＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄの帯域が割当てられた残りの帯域が割当てられる。

（１） Ｆｉｘｅｄ
契約時に取り決められている帯域ＷＦｉから、Ｆｉｘｅｄのキューｉに対するクレジットＢＦｉが計算されて割当てられる。この帯域区分には音声データなどが割当てられるが、音声データは２０ｍｓに１フレーム程度の頻度でＯＮＵに到着し、グラント周期毎にクレジットを割当てるのは効率的でない。したがって、Ｆｉｘｅｄのデータの送信要求があった場合、次の送信要求は契約の取り決めによって予測することができるので、その予測したサイクルの前後にのみ取り決められている帯域ＷＦｉを割当てる。ただし、Ｆｉｘｅｄのデータのみを格納するキューからのキュー長の要求量が、クレジットを割当てていないサイクルで０でなかった場合には、Ｆｉｘｅｄは優先度が高い帯域区分であるので、クレジットを割当てるようにしてもよい。

（２） Ａｓｓｕｒｅｄ
契約時に取り決められている帯域ＷＡｉから、Ａｓｓｕｒｅｄのキューｉに対するクレジットＢＡｉが計算されて割当てられる。ただし、Ａｓｓｕｒｅｄのデータは可変長フレームによって伝送されるため、ＯＮＵがクレジットを全て使い切って送信要求量を返してくることは少ないため、クレジットＢＡｉを固定比率で多めに割当てておいてもよい。契約した帯域を長い目で見て達成できるように、クレジットのうち使用しなかった分については、次の周期のクレジットに上乗せする。

（３） Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄ
まず、全てのＯＮＵ内のキューのうち、Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄのキューに割当てられる帯域の合計量ＢＮＡが決定される。この合計量ＢＮＡは、全てのキューの数で決定されてもよいし、予め定められた一定値でもよい。また、キュー毎に最大割当量（以下、ｍａｘＢＮＡｉと呼ぶ。）が決定される。キューｉには、最大でｍａｘＢＮＡｉの帯域しか割当てられない。

また、Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄを有するキューに対する合計量ＢＮＡは、Ａｓｓｕｒｅｄの契約帯域ＷＡｉに比例して割当てる。さらには、各キューのキュー長のうちＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄに関する要求量をＲＮＡｉとすると、Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄのキューの中でアクティブなキューに対して割当てられるクレジットＢＮＡｉは、次式のようになる。なお、ΣＷＡｊはアクティブなキューについてのＡｓｓｕｒｅｄの契約帯域ＷＡｉの総和を表すものとする。

ＢＮＡｉ＝ｍｉｎ（ｍａｘＢＮＡｉ，ＲＮＡｉ，ＢＮＡ×ＷＡｉ／ΣＷＡｊ） …（５）
一方、アクティブでないキューについては、ＢＮＡｉを０とする。クレジットが０であるので、クレジット以下に抑えられた送出要求量は０となるが、Ｎｏｎ−ａｓｓｕｒｅｄに関するキュー長ＲＮＡｉもレポートフレームに含まれるので、その値を用いてキューがアクティブであるか否かを判定する。その判定のしきい値として、重み付け平均分配ＢＮＡ×ＷＡｉ／ΣＷＡｊ以下の値が使用される。なお、ΣＷＡｊはＯＬＴに接続されているＡｓｓｕｒｅｄを含む全てのキューについての契約帯域の総和を表すものとする。

また、式（５）において、Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄのキューに関する要求量ＲＮＡｉが含まれているが、レポートフレームによるキュー長の要求時刻と、クレジットを通知する時刻とにタイムラグがあるため、式（５）からＲＮＡｉを除外してもよい。

また、式（５）によって計算されたクレジットＢＮＡｉの総和、クレジットＢＮＡｉ以下に抑えられたＯＮＵからの送出要求量の総和は、Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄのキューに割当てる帯域の総和ＢＮＡを超えることはないので、この総和ＢＮＡを多めに設定してもよい。また、アクティブでないキューに対して、重み付け平均分配以下のＢＮＡｉを与えるようにしてもよい。

（４） Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ
まず、全てのＯＮＵ内のキューのうち、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔのキューに割当てられる帯域の合計量ＢＢが決定される。この合計量ＢＢは、１グラント周期内で割当てることができる総割当量から、Ｆｉｘｅｄ、ＡｓｓｕｒｅｄおよびＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄのキューに対して使用したクレジット値の合計を差し引いたものでもよいし、全てのキューの数で決定されてもよいし、予め定められた一定値でもよい。また、キュー毎に最大割当量（以下、ｍａｘＢＢｉと呼ぶ。）が決定される。キューｉには、最大でｍａｘＢＢｉの帯域しか割当てられない。

また、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに関するキューのキュー長による要求量をＲＢｉとする。さらには、各キューに対して合計量ＢＢをＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに関するキューのキュー長による要求量に比例して割当てるとすると、キューｉに対して割当てられるクレジットＢＢｉは、次式のようになる。なお、ΣＲＢｊはＯＬＴに接続されているＯＮＵのＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔを含む全てのキューについての要求量の総和を表すものとする。したがって、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔについては、キューがアクティブであるか否かの判定は行なわれない。

ＢＢｉ＝ｍｉｎ（ｍａｘＢＢｉ，ＲＢｉ，ＢＢ×ＲＢｉ／ΣＲＢｊ）
…（６）
また、式（６）のＢＢ×ＲＢｉ／ΣＲＢｊは、ｍａｘＢＢｉによって制約されたＢＢ×ｍｉｎ（ｍａｘＢＢｉ，ＲＢｉ）／Σｍｉｎ（ｍａｘＢＢｊ，ＲＢｊ）としてもよい。さらには、Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄのキューに対するクレジットと同様に、クレジットを計算する際にＲＢｉを除外するようにしてもよい。

このようにして、ＯＬＴ１はＯＮＵの各キューに対してクレジットを割当てるが、クレジット以下に抑えられたＯＮＵからの要求量の総和が、割当てることができる総割当量に達しない場合には、どのＯＮＵに対してもクレジットを割当てない期間を設けるようにしてもよいし、最大割当量を超えない範囲で任意のＯＮＵのキューに対して全キュー長、またはそれ以上の送出許可を与えるようにしてもよい。

図１４に示すフローチャートの説明に戻る。最後に、制御フレーム処理部１３ｂは、送信元アドレス（ＯＬＴのアドレス）、送信先アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送出開始時刻、送出許可量およびクレジットによって構成されるグラントフレームを作成してバッファメモリ１５に転送し、下りデータフレームの間にこのグラントフレームの送出を指示する（Ｓ７０）。

図１５は、本発明の第４の実施の形態におけるＯＮＵ内の制御フレーム処理部２３ｂの処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部２３ｂは、受信部２１によって受信されたＯＬＴからのグラントフレームを受けると（Ｓ７１）、各キューの送出許可量に対応しているデータ長記憶テーブルの内容を更新し、グラントフレームに含まれる各キューのクレジットを読出す（Ｓ７２）。

グラントフレームを受けたとき、制御フレーム処理部２３ｂは、各キューの送信許可量のデータに対応するデータ長をデータ長記憶テーブルから削除し、バッファメモリ２５に対して対応するデータフレームの送信を指示する。

次に、制御フレーム処理部２３ｂは、データ長記憶テーブルを参照して、各キューのキュー長を算出する（Ｓ７３）。

次に、制御フレーム処理部２３ｂは、ＯＬＴから受信したグラントフレームに含まれる各キューのクレジットを参照し、クレジット以下であり、かつ送出する先頭のデータフレームから、フレーム単位で送出できる最大のデータ量をキュー毎に算出し、その値を送出要求量とする（Ｓ７４）。

次に、制御フレーム処理部２３ｂは、送信元アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送信先アドレス（ＯＬＴのアドレス）、各キューのキュー長の要求量、各キューの送信要求量によって構成されるレポートフレームを作成し、バッファメモリ２５に転送する（Ｓ７５）。

最後に、制御フレーム処理部２３ｂは、グラントフレームに含まれる送出開始時刻に、レポートフレームおよび送出許可量分のデータフレームの送出をバッファメモリ２５および送信部２６に指示する（Ｓ７６）。

なお、ＯＮＵの各キューには、１種類の帯域区分のみが割当てられるというわけではない。たとえば、８つのキューのうちキュー３にはＡｓｓｕｒｅｄとＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄとのデータが格納され、キュー４にはＡｓｓｕｒｅｄのデータのみが格納されるというように予め決められている。帯域区分とキューとの対応は、キューの数に応じてＩＥＥＥ８０２．１Ｄで規定されている。

１つのキューに複数の帯域区分が存在する場合には、そのキューに対するクレジットを全ての帯域区分に対するクレジットの総和とする。たとえば、あるキューがＡｓｓｕｒｅｄとＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄとのデータを格納するような場合には、そのキューに関する要求量からＡｓｓｕｒｅｄの帯域ＢＡｉを差し引いたものがＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄに相当する要求量であるとし、アクティブであるか否かが判定され、クレジットが計算される。Ａｓｓｕｒｅｄに関するクレジットと、Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄに関するクレジットとを加算したものが、そのキューに対するクレジットとなる。

以上説明したように、本実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによれば、ＯＬＴがＯＮＵの各キューの帯域区分に応じてクレジットを計算して各ＯＮＵに通知し、ＯＮＵが各キューの帯域区分に対応するクレジットを参照して各キューに対する要求量を計算するようにしたので、ＯＬＴがＯＮＵの各キューに割当てるクレジットを帯域区分に応じて決定することができ、ＯＮＵの各キューに対する帯域割当を容易に制御することが可能になった。

また、ＯＬＴはＯＮＵからのレポートフレームに含まれる各キューのキュー長の要求量に応じて、当該キューがアクティブであるか否かを判定するようにしたので、アクティブでないＯＮＵのキューに対してクレジットを０とすることができ、第１〜第２の実施の形態よりもさらに効率的に帯域を割当てることが可能となった。

（第５の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態においては、ＯＬＴがＯＮＵの各キューの帯域区分に応じた最大しきい値を用いてクレジットを計算するようにした。しかし、ＯＮＵの台数またはキューの数が増えた場合、１つのキューに対する送出要求量の最大しきい値が小さくなり、ＯＮＵが送出要求をできなくなる場合が想定される。

一方、ＯＮＵの台数またはキューの数が増えた場合に、帯域割当の基本周期であるグラントサイクル時間を長くすると、音声データなど短い遅延時間が要求されるデータのＯＮＵへの到着時刻が遅れてしまう。本実施の形態におけるＯＬＴは、短い遅延時間が要求されるデータの遅延時間を短く保ちつつ、１つのキューに対する送出要求量の最大しきい値をある程度大きくするものである。

本実施の形態におけるＯＬＴの概略構成は、図１に示す第１の実施の形態におけるＯＬＴ１の概略構成と比較して、制御フレーム処理部の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態におけるＯＬＴの制御フレーム処理部の参照符号を１３ｃとして説明する。

図１６は、本発明の第５の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部１３ｃは、受信部１１によって受信されたＯＮＵからのレポートフレームを受けると（Ｓ８１）、レポートフレームに含まれる各キューの送出要求量が各キューのクレジット以下であるか否かを判定する。キューの送出要求量がそのキューのクレジット以下の場合には、送出許可量を当該キューの送出要求量とする。また、キューの送出要求量がそのキューのクレジットよりも大きければ、送出許可量を当該クレジットの値とする（Ｓ８２）。

次に、制御フレーム処理部１３ｃは、各キューの送出許可量の合計を算出して、ＯＮＵの送出許可量とする（Ｓ８３）。そして、制御フレーム処理部１３ｃは、レポートフレームに含まれるキュー毎のキュー長を用いて当該ＯＮＵの各キューがアクティブであるか否かを判定し、記憶テーブルの内容を更新する（Ｓ８４）。

次に、制御フレーム処理部１３ｃは、全てのＯＮＵからレポートフレームを受信したか否かを判定する（Ｓ８５）。未だレポートフレームを受信していないＯＮＵがあれば（Ｓ８５，Ｎｏ）、ステップＳ８１に戻ってＯＮＵからのレポートフレームの受信を行なう。

また、全てのＯＮＵからレポートフレームを受信した場合（Ｓ８５，Ｙｅｓ）、制御フレーム処理部１３ｃは、記憶テーブルから各ＯＮＵのひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量と、当該ＯＮＵのＲＴＴとを読込み（Ｓ８６）、これらの情報から当該ＯＮＵの今回の到着予定時刻および送出開始時刻を計算する（Ｓ８７）。

次に、制御フレーム処理部１３ｃは、記憶テーブルを参照して、当該ＯＮＵの各キューのクレジットを計算し（Ｓ８８）、クレジット記憶テーブルの内容を更新する（Ｓ８９）。なお、この各キューのクレジットの計算方法は後述する。

次に、制御フレーム処理部１３ｃは、全てのＯＮＵについての演算を行なったか否かを判定する（Ｓ９０）。演算を行なっていないＯＮＵがあれば（Ｓ９０，Ｎｏ）、ステップＳ８６に戻って以降の処理を繰返す。

また、全てのＯＮＵについての演算を行なっていれば（Ｓ９０，Ｙｅｓ）、制御フレーム処理部１３ｃは、送信元アドレス（ＯＬＴのアドレス）、送信先アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送出開始時刻、送出許可量およびクレジットによって構成されるグラントフレームを作成してバッファメモリ１５に転送し、下りデータフレームの間にこのグラントフレームの送出を指示する（Ｓ９１）。

ここで、ステップＳ８８における各キューのクレジットの計算方法について説明する。

（１） Ｆｉｘｅｄ
第４の実施の形態においては、グラントサイクル時間毎に、契約時に決められている帯域ＷＦｉからＦｉｘｅｄのキューｉに対する到着予定データ量を計算し、クレジットＢＦｉとして割当てられた。本実施の形態においては、データの到着間隔Ｆ＿ＣＹＣとその周期内の到着予定データ量ＢＦｉとを用いてクレジットを計算する。なお、データの到着間隔Ｆ＿ＣＹＣは、グラントサイクル時間よりも長いものとする。

最初に、制御フレーム処理部１３ｃは、ＢＦｉをクレジットとしてＯＮＵへ通知し、実際にＯＮＵから送出要求があった場合には、その送出要求量を送出許可量としてグラントフレームで通知する。次のグラント周期においては、ＢＦｉから送出要求量を順次減算した値をクレジットとしてＯＮＵへ通知する。そして、データ到着間隔であるＦ＿ＣＹＣが経過した時点で、再度ＢＦｉをクレジットとしてＯＮＵへ通知し、同様の処理を繰返す。このようにして、契約以上のデータが送出されるのを禁止する。

（２） Ａｓｓｕｒｅｄ，Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄ
第４の実施の形態においては、グラントサイクル時間毎に、クレジットを計算してＯＮＵへ通知していた。本実施の形態においては、複数のグラント周期、たとえばグラント周期の２周期に１回ＯＮＵにクレジットを与える。たとえば、サービスを提供するＯＮＵを２つのグループ（Ａ、Ｂ）に分け、グループＡに対してはグラントの奇数周期でクレジットを与え、グループＢに対してはグラントの偶数周期でクレジットを与えるようにする。クレジットが割当てられないＯＮＵに対しては、その周期でクレジット０が通知される。

（３） Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ
第４の実施の形態においては、クレジット以下に抑えられた送出要求量と、全てのキューについての要求量の総和とを用いてクレジットを計算してＯＮＵへ通知していた。本実施の形態においては、クレジットによって抑えられた送出要求量（以下、要求量Ａとする。）と、グラントサイクルの１サイクルで割当てることができる最大割当値（固定値）で抑えられた送出要求量（以下、要求量Ｂとする。）とを用いてクレジットが計算される。

なお、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔのキューに割当てられる帯域の合計量は、１グラント周期内で割当てることができる総割当量から、Ｆｉｘｅｄ、ＡｓｓｕｒｅｄおよびＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄのキューに対して使用したクレジット値の合計を差し引いたものとする。

制御フレーム処理部１３ｃは、ＯＮＵからレポートフレームを受信したときに要求量Ｂを足し合わせてゆき、全てのＯＮＵからの要求量Ｂの合計値がＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以下であれば、各ＯＮＵに対して要求量Ｂを要求量Ａに対応したクレジットとする。

また、全てのＯＮＵからの要求量Ｂの合計値がＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であれば、制御フレーム処理部１３ｃは要求量Ｂを小さい方から順番に並べ替え、順次以下の処理を行なう。

（ｉ）Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を、未だクレジットを割当てていないＯＮＵの台数で割った平均値よりも要求量Ｂが小さい場合、要求量Ｂを要求量Ａに対応したクレジットととし、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域から要求量Ｂを減算する。

（ｉｉ）Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を、未だクレジットを割当てていないＯＮＵの台数で割った平均値よりも要求量Ｂが大きい場合、平均値を要求量Ａに対応したクレジットととし、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てられる帯域から平均値を減算する。

以上説明したように、本実施の形態におけるＯＬＴによれば、Ｆｉｘｅｄの場合にはグラント周期毎に、到着予定データ量ＢＦｉから送出要求量を減算した値をクレジットとするようにしてので、Ｆｉｘｅｄのデータの遅延時間を小さく保つことが可能となった。

また、ＡｓｓｕｒｅｄおよびＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄの場合には、複数のグラント周期に１回だけクレジットを与えるようにしたので、送出要求量の最大しきい値を大きくすることができるようになった。したがって、ＯＮＵの台数またはキューの数が増えた場合であっても、送出要求ができなくなるということを防止することが可能となった。

さらには、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔの場合には、各ＯＮＵからの要求量Ｂの合計値がＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であれば、要求量が小さいＯＮＵから順番に要求量Ｂを可能な限り与えるようにしたので、送出要求量が小さいにもかかわらず送出要求ができないという不具合を防止することが可能となった。また、第４の実施の形態においては、送出要求量の重み付け比例配分によってクレジットを計算するため、バッファの大きさやユーザ側のラインレートによって割当てられる帯域に不公平がでる場合があったが、本実施の形態においてはこのような問題を解決することが可能となった。

（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態におけるＯＬＴの概略構成は、図１に示す第１の実施の形態におけるＯＬＴの概略構成と比較して、制御フレーム処理部の機能が異なる点のみが異なる。また、本実施の形態におけるＯＬＴの処理手順は、図１６に示す第５の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順と比較して、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔの場合のクレジットの計算方法が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成、機能および処理手順の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態における制御フレーム処理部の参照符号を１３ｄとして説明する。

制御フレーム処理部１３ｄは、ＯＮＵからレポートフレームを受信したときに要求量Ｂを足し合わせてゆき、全てのＯＮＵからの要求量Ｂの合計値がＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以下であれば、各ＯＮＵに対して要求量Ｂを要求量Ａに対応したクレジットとする。

また、全てのＯＮＵからの要求量Ｂの合計値がＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であれば、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタが指し示すＯＮＵから順に、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を超えない範囲で要求量Ｂを要求量Ａに対応するクレジットとし、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域から要求量Ｂを減算し、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタが指し示すＯＮＵを次のＯＮＵに更新する。なお、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタは、ＯＬＴに接続される全てのＯＮＵを順次指し示すように制御される。

以上の処理を順次繰返し、要求量ＢがＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を超える場合、そのＯＮＵに対して残りの帯域全てを要求量Ａに対応するクレジットとする。最後に割当てられたＯＮＵまたはその次のＯＮＵが、次のグラント周期においてＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタが指し示すＯＮＵとされる。

以上説明したように、本実施の形態におけるＯＬＴによれば、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を超えない範囲で、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタによって指し示されるＯＮＵに対して順次要求量Ｂを与えるようにしたので、送出要求量が小さいにもかかわらず送出要求ができないという不具合を防止することが可能となった。

（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態におけるＯＬＴの概略構成は、図１に示す第１の実施の形態におけるＯＬＴの概略構成と比較して、制御フレーム処理部の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態における制御フレーム処理部の参照符号を１３ｅとして説明する。

図１７は、本発明の第７の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、制御フレーム処理部１３ｅは、受信部１１によって受信されたＯＮＵからのレポートフレームを受けると（Ｓ１０１）、Ｆｉｘｅｄ、ＡｓｓｕｒｅｄおよびＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄの送出許可量を演算する（Ｓ１０２）。この演算方法は、第５の実施の形態において説明した方法と同様である。

次に、制御フレーム処理部１３ｅは、ＦｉｘｅｄおよびＡｓｓｕｒｅｄのクレジットを演算する（Ｓ１０３）。この演算方法は、第５の実施の形態において説明した方法と同様である。そして、制御フレーム処理部１３ｅは、レポートフレームに含まれるキュー毎のキュー長を用いて当該ＯＮＵの各キューがアクティブであるか否かを判定し、記憶テーブルの内容を更新する（Ｓ１０４）。

次に、制御フレーム処理部１３ｅは、全てのＯＮＵからレポートフレームを受信したか否かを判定する（Ｓ１０５）。未だレポートフレームを受信していないＯＮＵがあれば（Ｓ１０５，Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻ってＯＮＵからのレポートフレームの受信を行なう。

また、全てのＯＮＵからレポートフレームを受信した場合（Ｓ１０５，Ｙｅｓ）、制御フレーム処理部１３ｅは、記憶テーブルから各ＯＮＵのひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量（Ｆｉｘｅｄ，Ａｓｓｕｒｅｄ，Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄ）と、当該ＯＮＵのＲＴＴとを読込むと共に（Ｓ１０６）、Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄのクレジットを演算して加算する（Ｓ１０７）。なお、Ｎｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄのクレジットの演算方法は、第５の実施の形態において説明した方法と同様である。

次に、制御フレーム処理部１３ｅは、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔの送出許可量を計算する（Ｓ１０８）。ＯＮＵからのレポートフレームに含まれる要求量Ｂの合計値が、Ｆｉｘｅｄ、ＡｓｓｕｒｅｄおよびＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄに割当てた後の残りの帯域ＢＥ＿ＴＬ以下であれば、それぞれのＯＮＵに対して要求量Ｂを送出許可量とする。

また、ＯＮＵからのレポートフレームに含まれる要求量Ｂの合計値が残りの帯域ＢＥ＿ＴＬ以上であり、かつＯＮＵからの要求量Ａの合計値が残りの帯域ＢＥ＿ＴＬ以上であれば、第６の実施の形態と同様に、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタが指し示すＯＮＵから順に、残りの帯域ＢＥ＿ＴＬを超えない範囲で要求量Ａを送出許可量とし、残りの帯域ＢＥ＿ＬＴから要求量Ａを減算し、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタが指し示すＯＮＵを次のＯＮＵに更新する。

以上の処理を順次繰返し、要求量Ａが残りの帯域ＢＥ＿ＬＴを超える場合、そのＯＮＵに対して残りの帯域全てを送出許可量とする。最後に割当てられたＯＮＵまたはその次のＯＮＵが、次のグラント周期においてＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタが指し示すＯＮＵとされる。

また、ＯＮＵからのレポートフレームに含まれる要求量Ｂの合計値が残りの帯域ＢＥ＿ＴＬ以上であり、かつＯＮＵからの要求量Ａの合計値が残りの帯域ＢＥ＿ＴＬ以下であれば、次式の関係を有している。

Σ（要求量Ａ）≦ＢＥ＿ＬＴ＜Σ（要求量Ｂ） …（７）
ここで、ＢＥ＿ＲＬ＝ＢＥ＿ＬＴ−Σ（要求量Ａ）と定義し、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタが指し示すＯＮＵから順番にＢＥ＿ＲＬを割当て尽くすまで要求量Ｂを送出許可量として割当て、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタの値を更新する。そして、ＢＥ＿ＬＴが割当て尽くされた後は、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタによって指し示されるＯＮＵ以降の全てのＯＮＵに対して要求量Ａを送出許可量として割当てる。

なお、ＯＮＵからのレポートフレームに含まれる要求量Ｂの合計値が残りの帯域ＢＥ＿ＴＬ以上であり、かつＯＮＵからの要求量Ａの合計値が残りの帯域ＢＥ＿ＴＬ以下であれば、全てのＯＮＵに対して要求量Ａを割当てた後、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタが指し示すＯＮＵから順に、残りの帯域を超えない範囲で要求量Ａの代わりに要求量Ｂを送出許可量とし割当てる。そして、最後に割当てられたＯＮＵまたはその次のＯＮＵが、次のグラント周期においてＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタが指し示すＯＮＵとされるようにしてもよい。

再び、図１７に示すフローチャートの説明に戻る。制御フレーム処理部１３ｅは、各キューの送出許可量の合計を算出して、ＯＮＵの送出許可量とする（Ｓ１０９）。そして、制御フレーム処理部１３ｅは、記憶テーブルから読込んだ各ＯＮＵのひとつ前に処理されたＯＮＵの到着予定時刻および送出許可量と、当該ＯＮＵのＲＴＴとから当該ＯＮＵの今回の到着予定時刻および送出開始時刻を計算する（Ｓ１１０）。

次に、制御フレーム処理部１３ｅは、次式によって要求量Ａに対応するＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔのクレジットを計算する（Ｓ１１１）。なお、αは１以上の適当な定数とし、ＢＢはＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる最大割当量を示している。また、次式によって算出されたＢＢ１は、全てのＯＮＵに対するクレジットとされる。

ＢＢ１＝α×ｍａｘ（ｍａｘ（ＢＢ，Σ（要求量Ｂ））／ＯＮＵ台数，
最大ＭＡＣフレームサイズ） …（８）
次に、制御フレーム処理部１３ｅは、クレジット記憶テーブルの内容を更新し（Ｓ１１２）、全てのＯＮＵについての演算を行なったか否かを判定する（Ｓ１１３）。演算を行なっていないＯＮＵがあれば（Ｓ１１３，Ｎｏ）、ステップＳ１０６に戻って以降の処理を繰返す。

また、全てのＯＮＵについての演算を行なっていれば（Ｓ１１３，Ｙｅｓ）、制御フレーム処理部１３ｅは、送信元アドレス（ＯＬＴのアドレス）、送信先アドレス（当該ＯＮＵのアドレス）、送出開始時刻、送出許可量およびクレジットによって構成されるグラントフレームを作成してバッファメモリ１５に転送すると共に、下りデータフレームの間にこのグラントフレームの送出を指示する（Ｓ１１４）。

以上説明したように、本実施の形態におけるＯＬＴによれば、全てのＯＮＵに対して共通のクレジットＢＢ１を与え、ＯＮＵからのレポートフレームに含まれる要求量Ｂの合計値が残りの帯域ＢＥ＿ＴＬ以下であるか否か、およびＯＮＵからの要求量Ａの合計値が残りの帯域ＢＥ＿ＴＬ以下であるか否かによって、各ＯＮＵに対して要求量Ａまたは要求量Ｂを送出許可量として割当てるようにしたので、状況に応じた帯域割当てを行なうことが可能となった。

すなわち、第４の実施の形態においては、全てのキューに対して次の周期における送出要求量を予測してクレジットを割当てていたので、ＯＬＴが予測と大きく異なる送出要求を受信した場合には帯域に無駄が生じたり、周期時間が大きくなってしまうといった問題があった。本実施の形態においては、これらの問題を解決することが可能となった。

図１８は、本発明の第４〜第６の実施の形態において、各ＯＮＵに割当てられるＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔのクレジットを示す図である。なお、第７の実施の形態におけるＯＬＴのクレジット割当方法は、第４〜第６の実施の形態におけるＯＬＴのクレジット割当方法と根本的に異なっているため、図１８には示していない。

図１８（ａ）は、各ＯＮＵからの送出要求量を示す図である。ＯＮＵ１は全キュー長１００を、ＯＮＵ２は全キュー長２００を、ＯＮＵ３は全キュー長１７００を送出要求量としてＯＬＴへ通知している。また、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔのクレジット割当可能量が１０００となっている。

図１８（ｂ）は、本発明の第４の実施の形態におけるＯＬＴのクレジット割当方法を用いた場合の各ＯＮＵのクレジットの割当を示す図である。ＯＮＵ１にはクレジット５０が割当てられ、ＯＮＵ２にはクレジット１００が割当てられ、ＯＮＵ３にはクレジット８５０が割当てられる。したがって、ＯＮＵ１〜３の全てがデータを送出することができない。

図１８（ｃ）は、本発明の第５の実施の形態におけるＯＬＴのクレジット割当方法を用いた場合の各ＯＮＵのクレジットの割当を示す図である。ＯＮＵ１にはクレジット１００が割当てられ、ＯＮＵ２にはクレジット２００が割当てられ、ＯＮＵ３にはクレジット７００が割当てられる。したがって、ＯＮＵ１およびＯＮＵ２がデータを送出することができる。

図１８（ｄ）は、本発明の第６の実施の形態におけるＯＬＴのクレジット割当方法を用いた場合の各ＯＮＵのクレジットの割当を示す図である。Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタがＯＮＵ３を指し示す場合であり、ＯＮＵ１にはクレジット０が割当てられ、ＯＮＵ２にはクレジット０が割当てられ、ＯＮＵ３にはクレジット１０００が割当てられる。したがって、ＯＮＵ１〜３の全てがデータを送出することができない。しかし、次のグラント周期でＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ割当ポインタがＯＮＵ１へ移動する場合、クレジット割当可能量が同じ１０００であれば、ＯＮＵ１およびＯＮＵ２がデータを送出することができる。

（第８の実施の形態）
本発明の第１〜第７の実施の形態においては、ＯＬＴ１がクレジットを動的に変化させ、それをグラントフレームを用いてＯＬＴに通知するものであり、ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）ゲートフレームを用いることを前提として説明した。本発明の第８〜第１３の実施の形態は、クレジットを送出するプロトコルおよびフレームフォーマットを規定するものである。

なお、本発明の第８の実施の形態におけるＯＬＴは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで標準化中のＭＰＣＰレジスタフレームを用いてクレジットを通知するものである。

まず、図１９を用いてＯＬＴによるＯＮＵのディスカバリ処理について説明する。まず、ＯＬＴは、ＯＬＴに接続される全てのＯＮＵに対してディスカバリのためのゲートフレームを発行する。このゲートフレームは、ＯＬＴから定期的に発行される。

ゲートフレームを受けたＯＮＵのうち、登録要求を行なうＯＮＵがＯＬＴに対してＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱＵＥＳＴフレームを送出する。ＯＬＴは、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＲＥＱＵＥＳＴフレームを受けると、そのＯＮＵに対してＲＥＧＩＳＴＥＲフレームを発行する。このＲＥＧＩＳＴＥＲフレームに、上述した方法によって算出されたクレジットが挿入される。

最後に、ＲＥＧＩＳＴＥＲフレームを受けたＯＮＵが、ＯＬＴにＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫを送出することによって、ＯＬＴによるＯＮＵのディスカバリ処理が完了する。このようにして発見されたＯＮＵが現在稼動中であるとして、上述したクレジットが算出される。

図２０は、ＭＰＣＰレジスタフレームのフォーマットを説明するための図である。ＭＰＣＰレジスタフレームは、送信先アドレス（ＤＡ）５１と、送信元アドレス（ＳＡ）５２と、プロトコルの種類（Ｔｙｐｅ）５３と、オペレーションコード（ＯＰ）５４と、タイムスタンプ（ＴＭ）５５と、フラグ（５６）と、データ（Ｄａｔａ）５７とを含む。

ＭＰＣＰレジスタフレームは、上述したように、ＯＮＵのレジストレーション時にＯＬＴからＯＮＵに送信されるため、クレジットの初期値をＯＮＵに設定するのに有利となる。

（第９の実施の形態）
本発明の第９の実施の形態におけるＯＬＴは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで標準化中のＯＡＭ（Operations, Administration, and Maintenance）フレームを用いてクレジットを通知するものである。

図２１は、本発明の第９の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるプロトコルを説明するための図である。このプロトコルは、物理（ＰＨＹ）層７１と、ＭＡＣ（Media Access Control）層７２と、ＯＡＭ層７３とを含む。このプロトコルは、ＯＡＭ層の上にさらに上位レイヤ７４が存在していてもよい。

ＯＡＭ層７３は、遠隔故障検出、遠隔ループバック、リンク監視などの機能を実現する。ＯＬＴ１のＯＡＭ７３とＯＮＵ２のＯＡＭ７３との間におけるコマンドの通知は、ＯＡＭＰＤＵ（Protocol Data Unit）によって行なわれる。

図２２は、本発明の第９の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるＯＡＭフレームのフォーマットを説明するための図である。ＯＡＭフレームは、送信先アドレス（ＤＡ）５１と、送信元アドレス（ＳＡ）５２と、レングス／プロトコルの種類（Ｌｅｎｇｔｈ／ｔｙｐｅ）５８と、プロトコルのサブタイプ（Ｓｕｂｔｙｐｅ）５９と、機能の種類を示すコード（ＯＡＭ ｃｏｄｅ）６０と、ＯＡＭデータ６１とを含む。

クレジットは管理情報の一種であるが、上述したＭＰＣＰゲートフレームは、このような管理情報を通知することを想定されていない。一方、ＯＡＭフレームはこのような管理情報を通知する機能を備えているため、クレジットを通知するのに適している。

また、このプロトコルは、上位レイヤプロトコルを必要としないため、機器の単純化が行なえ、コストダウンを図ることが可能となる。さらに、処理パフォーマンスのオーバヘッドを低減することも可能となる。

（第１０の実施の形態）
本発明の第１０の実施の形態におけるＯＬＴは、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol） ｏｖｅｒ ＵＤＰ（User Datagram Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）パケットを用いてクレジットを通知するものである。

図２３は、本発明の第１０の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるプロトコルを説明するための図である。このプロトコルは、物理層（ＰＨＹ）７１と、ＭＡＣ層７２と、ＩＰ層７５と、ＵＤＰ層７６と、ＳＮＭＰ層７７とを含む。ＳＮＭＰのＰＤＵは、ＩＰ層７５およびＵＤＰ層７６を経て、ＳＮＭＰ層７７へ通知される。

ＵＤＰ層７６は、ＩＰ層７５の上位のトランスポート層に位置し、コネクションレスの通信を提供する。また、ＳＮＭＰ層７７においては、マネージャがエージェントに対して管理情報の収集・変更要求を行なうことによって、ネットワーク管理が実行される。

図２４は、本発明の第１０の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるＳＮＭＰ ｏｖｅｒ ＵＤＰ／ＩＰパケットのフォーマットを説明するための図である。ＳＮＭＰ ｏｖｅｒ ＵＤＰ／ＩＰパケットは、送信先アドレス（ＤＡ）５１と、送信元アドレス（ＳＡ）５２と、プロトコルの種類（ｔｙｐｅ）５３と、ＩＰの識別のためのＩＰＨ６２と、ＵＤＰの識別のためのＵＤＰＨ６３と、ＳＮＭＰデータ６４とを含む。

ＳＮＭＰ ｏｖｅｒ ＵＤＰ／ＩＰパケットは、ネットワーク機器に広く用いられており、管理情報を通知するための標準であるため、クレジットを通知するのに適している。また、ＳＮＭＰのメカニズムを用いることによって、相互接続性の確保（他社機器との接続）も容易に行なうことができる。

（第１１の実施の形態）
本発明の第１１の実施の形態におけるＯＬＴは、ＳＮＭＰ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）パケットを用いてクレジットを通知するものである。

図２５は、本発明の第１１の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるプロトコルを説明するための図である。このプロトコルは、物理層（ＰＨＹ）７１と、ＭＡＣ層７２と、ＳＮＭＰ層７７とを含む。ＭＡＣ層７２と、ＳＮＭＰ層７７との間にＯＡＭ層７３があってもよい。

図２６は、本発明の第１１の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるＳＮＭＰ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）パケットのフォーマットを説明するための図である。ＳＮＭＰ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）パケットは、送信先アドレス（ＤＡ）５１と、送信元アドレス（ＳＡ）５２と、プロトコルの種類（ｔｙｐｅ）５３と、ＳＮＭＰデータ６４とを含む。

ＳＮＭＰ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）パケットは、ネットワーク機器に広く用いられており、管理情報を通知するための標準であるため、クレジットを通知するのに適している。また、ＳＮＭＰのメカニズムを用いることによって、相互接続性の確保（他社機器との接続）も容易に行なうことができる。

また、このプロトコルは、上位レイヤプロトコルを必要としないため、機器の単純化が行なえ、コストダウンを図ることが可能となる。さらに、処理パフォーマンスのオーバヘッドを低減することも可能となる。

（第１２の実施の形態）
本発明の第１２の実施の形態におけるＯＬＴは、ＣＭＩＰ（Common Management Information Protocol）パケットを用いてクレジットを通知するものである。

図２７は、本発明の第１２の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるプロトコルを説明するための図である。このプロトコルは、物理層（ＰＨＹ）７１と、ＭＡＣ層７２と、ＯＡＭ層７３と、ＩＰ層７５と、ＵＤＰ層７６と、ＣＭＩＰ層７８とを含む。ＣＭＩＰのＰＤＵは、ＩＰ層７５およびＵＤＰ層７６を経て、ＳＮＭＰ層７７へ通知される。

ＣＭＩＰ層７８は、ＩＳＯ（International Organization for Standardization）で標準化されているプロトコルであり、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）管理サービスであるＣＭＩＳ（Common Management Information Service）を実現するためのプロトコルである。

図２８は、本発明の第１２の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるＣＭＩＰパケットのフォーマットを説明するための図である。ＣＭＩＰパケットは、送信先アドレス（ＤＡ）５１と、送信元アドレス（ＳＡ）５２と、プロトコルの種類（ｔｙｐｅ）５３と、ＩＰの識別のためのＩＰＨ６２と、ＣＭＩＰデータ６７とを含む。

ＣＭＩＰパケットは、管理情報を通知するための国際標準であるため、クレジットを通知するのに適している。したがって、ＣＭＩＰのメカニズムを用いることによって、相互接続性の確保（他社機器との接続）も容易に行なうことができる。

（第１３の実施の形態）
本発明の第１３の実施の形態におけるＯＬＴは、ＩＥＥＥ８０２．２準拠のＬＡＮ（Local Area Network）／ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）管理フレームを用いてクレジットを通知するものである。

図２９は、本発明の第１３の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるプロトコルを説明するための図である。このプロトコルは、物理層（ＰＨＹ）７１と、ＭＡＣ層７２と、ＯＡＭ層７３と、ＣＭＩＰ層７８とを含む。

図３０は、本発明の第１３の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるＬＡＮ／ＭＡＮ管理フレームのフォーマットを説明するための図である。ＬＡＮ／ＭＡＮ管理フレームは、送信先アドレス（ＤＡ）５１と、送信元アドレス（ＳＡ）５２と、プロトコルの種類（ｔｙｐｅ）５３と、ＬＡＮ／ＭＡＮデータ６８とを含む。

ＬＡＮ／ＭＡＮ管理フレームは、管理情報を通知するための標準であるため、クレジットを通知するのに適している。

また、このプロトコルは、上位レイヤプロトコルを必要としないため、機器の単純化が行なえ、コストダウンを図ることが可能となる。さらに、処理パフォーマンスのオーバヘッドを低減することも可能となる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態におけるＯＬＴの概略構成を示すブロック図である。 制御フレーム処理部１３の処理手順を説明するためのフローチャートである。 制御フレーム処理部１３内に設けられた記憶テーブルの一例を示す図である。 ＯＮＵがアクティブであるか否かを判定する際に使用される基準値を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態におけるＯＮＵの概略構成を示すブロック図である。 制御フレーム処理部２３の処理手順を説明するためのフローチャートである。 データ長記憶テーブルの一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。 ＯＬＴ１がｉ番目のグラントフレームをＯＮＵ２に送出したときに、どのようにして上りデータフレームの送出タイミングが決定されるのかを、１つのＯＮＵ２に注目して説明するためのシーケンス図である。 本発明の第３の実施の形態における集中型帯域割当方式の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態におけるＯＬＴが発行するグラントフレームの内容の一例を示す図である。 本発明の第４の実施の形態におけるＯＮＵが発行するレポートフレームの内容の一例を示す図である。 本発明の第４の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態におけるＯＮＵ内の制御フレーム処理部２３ｂの処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第７の実施の形態におけるＯＬＴの処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第４〜第６の実施の形態において、各ＯＮＵに割当てられるＢｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔのクレジットを示す図である。 ＯＬＴによるＯＮＵのディスカバリ処理を説明するための図である。 ＭＰＣＰレジスタフレームのフォーマットを説明するための図である。 本発明の第９の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるプロトコルを説明するための図である。 本発明の第９の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるＯＡＭフレームのフォーマットを説明するための図である。 本発明の第１０の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるプロトコルを説明するための図である。 本発明の第１０の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるＳＮＭＰ ｏｖｅｒ ＵＤＰ／ＩＰパケットのフォーマットを説明するための図である。 本発明の第１１の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるプロトコルを説明するための図である。 本発明の第１１の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるＳＮＭＰ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）パケットのフォーマットを説明するための図である。 本発明の第１２の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるプロトコルを説明するための図である。 本発明の第１２の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるＣＭＩＰパケットのフォーマットを説明するための図である。 本発明の第１３の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるプロトコルを説明するための図である。 本発明の第１３の実施の形態におけるＯＬＴおよびＯＮＵによって用いられるＬＡＮ／ＭＡＮ管理フレームのフォーマットを説明するための図である。 従来のＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。 従来のＰＯＮシステムの動作手順を説明するためのシーケンス図である。 分散割当方式の一例を示す図である。 第１の先行技術における問題点を説明するための図である。

符号の説明

１，１０１ ＯＬＴ、２，１０２−１〜１０２−ｎ ＯＮＵ、１１，１４，２１，２４ 受信部、１２，１６，２２，２６ 送信部、１３，２３ 制御フレーム処理部、１５，２５ バッファメモリ、２７ カウンタ、１０３−１〜１０３−ｎ バッファ、１０４ 伝送路、１０５ スプリッタ、１０６ グラント、１０７ レポート、１０８ 上り情報フレーム、１０９ 上位ネットワーク、１１０ 下位ネットワーク、１１１ ユーザ端末。

Claims (16)

1. 光加入者線終端装置からのレポートに対してグラントを送出する光加入者線端局装置であって、
   前記光加入者線終端装置からのデータおよびレポートを受信するための第１の受信手段と、
   前記第１の受信手段によって受信されたデータを上位ネットワークに送出するための第１の送信手段と、
   前記第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる各キューのキュー長の要求量および各キューの帯域区分に応じて各キューの最大送出許可量を算出し、算出された最大送出許可量を含むグラントを生成し、次周期に前記第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる各キューの送出要求量に対して各キューの送出許可量が前記各キューの最大送出許可量以下となるようにグラントを生成するための生成手段と、
   前記上位ネットワークからデータを受信するための第２の受信手段と、
   前記第２の受信手段によって受信されたデータおよび前記生成手段によって生成されたグラントを記憶するための記憶手段と、
   前記記憶手段によって記憶されたデータおよびグラントを前記光加入者線終端装置に送出するための第２の送信手段とを含む、光加入者線端局装置。
2. 前記生成手段は、前記第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる各キューのキュー長の要求量を参照して前記光加入者線終端装置の各キューがアクティブであるか否かを判定し、各キューがアクティブであるか否かの情報および各キューの帯域区分に応じて各キューの最大送出許可量を算出し、算出された最大送出許可量を含むグラントを生成し、次周期に前記第１の受信手段によって受信されたレポートに含まれる各キューの送出要求量に対して各キューの送出許可量が前記各キューの最大送出許可量以下となるようにグラントを生成する、請求項１記載の光加入者線端局装置。
3. 前記生成手段は、Ｆｉｘｅｄのキューに対して、グラント周期毎に到着予定データ量から送出要求量を減算した値を最大送出許可量とし、データ到着間隔が経過した時点で再度到着予定データ量を最大送出許可量とする、請求項１または２記載の光加入者線端局装置。
4. 前記生成手段は、ＡｓｓｕｒｅｄおよびＮｏｎ−Ａｓｓｕｒｅｄのキューに対して、複数のグラント周期に１回だけ最大送出許可量を与える、請求項１〜３のいずれかに記載の光加入者線端局装置。
5. 前記生成手段は、各光加入者線終端装置からの最大割当値で抑えられた送出要求量の合計値が、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であれば、送出要求量が小さい順番に並べ替え、
   Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を、未だクレジットを割当てていない光加入者線終端装置の台数で割った平均値よりも前記最大割当値で抑えられた送出要求量が小さい場合には、当該最大割当値で抑えられた送出要求量を最大送出許可量とし、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域から当該最大割当値で抑えられた送出要求量を減算し、
   Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を、未だクレジットを割当てていない光加入者線終端装置の台数で割った平均値よりも前記最大割当値で抑えられた送出要求量が大きい場合には、当該平均値を最大送出許可量とし、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域から当該平均値を減算する、請求項１〜４のいずれかに記載の光加入者線端局装置。
6. 前記生成手段は、各光加入者線終端装置からの最大割当値で抑えられた送出要求量の合計値が、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であれば、ポインタが指し示す光加入者線終端装置から順に、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を超えない範囲で最大割当値で抑えられた送出要求量を最大送出許可量とし、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域から当該最大割当値で抑えられた送出要求量を減算する、請求項１〜４のいずれかに記載の光加入者線端局装置。
7. 前記生成手段は、各光加入者線終端装置からの最大割当値で抑えられた送出要求量の合計値が、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であり、かつ各光加入者線終端装置からの最大送出許可量で抑えされた送出要求量の合計が、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であれば、ポインタが指し示す光加入者線終端装置から順に、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域を超えない範囲で最大割当値で抑えられた送出要求量を送出許可量とし、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域から当該最大割当値で抑えられた送出要求量を減算する、請求項１〜４のいずれかに記載の光加入者線端局装置。
8. 前記生成手段は、各光加入者線終端装置からの最大割当値で抑えられた送出要求量の合計値が、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以上であり、かつ各光加入者線終端装置からの最大送出許可量で抑えされた送出要求量の合計が、Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔに割当てることができる帯域以下であれば、所定の光加入者線終端装置に対して、最大割当値で抑えられた送出要求量を送出許可量とした後、他の光加入者線終端装置に対して、最大送出許可量で抑えられた送出要求量を送出許可量とする、請求項１〜４のいずれかに記載の光加入者線端局装置。
9. 前記最大送出許可量は、マルチポイント・コントロール・プロトコル レジスタフレームを用いて通知される、請求項１〜８のいずれかに記載の光加入者線端局装置。
10. 前記最大送出許可量は、オペレーションズ，アドミニストレーション，アンド メンテナンス フレームを用いて通知される、請求項１〜８のいずれかに記載の光加入者線端局装置。
11. 前記最大送出許可量は、シンプル・ネットワーク・マネジメント・プロトコル オーバ ユーザ・データグラム・プロトコル／インターネット・プロトコル パケットを用いて通知される、請求項１〜８のいずれかに記載の光加入者線端局装置。
12. 前記最大送出許可量は、シンプル・ネットワーク・マネジメント・プロトコル オーバ イーサネット（Ｒ）パケットを用いて通知される、請求項１〜８のいずれかに記載の光加入者線端局装置。
13. 前記最大送出許可量は、コモン・マネジメント・インフォメーション・プロトコル パケットを用いて通知される、請求項１〜８のいずれかに記載の光加入者線端局装置。
14. 前記最大送出許可量は、ローカル・エリア・ネットワーク／メトロポリタン・エリア・ネットワーク管理フレームを用いて通知される、請求項１〜８のいずれかに記載の光加入者線端局装置。
15. 光加入者線端局装置からのグラントに応じてレポートを送出する光加入者線終端装置であって、
    前記光加入者線端局装置からのデータおよびグラントを受信するための第１の受信手段と、
    前記第１の受信手段によって受信されたデータを下位ネットワークに送出するための第１の送信手段と、
    各キューのキュー長の要求量を算出し、前記第１の受信手段によって受信されたグラントに含まれる最大送出許可量に応じて送出要求量を決定し、前記各キューのキュー長の要求量および前記送出要求量を含んだレポートを生成するための生成手段と、
    前記下位ネットワークからデータを受信するための第２の受信手段と、
    前記第２の受信手段によって受信されたデータおよび前記生成手段によって生成されたレポートを記憶するための記憶手段と、
    前記記憶手段によって記憶されたデータおよびレポートを前記光加入者線端局装置に送出するための第２の送信手段とを含む、光加入者線終端装置。
16. 光加入者線終端装置からのレポートに対して光加入者線端局装置がグラントを送出する帯域割当方法であって、
    前記光加入者線端局装置が、前記光加入者線終端装置から受信したレポートに含まれる各キューのキュー長の要求量および各キューの帯域区分に応じて各キューの最大送出許可量を算出するステップと、
    前記光加入者線端局装置が、前記各キューの送出要求量に対して各キューの送出許可量が前記各キューの最大送出許可量以下となるようにグラントを生成して前記光加入者線終端装置に送信するステップとを含む、帯域割当方法。

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