JP2009010687A - Ｐｏｎシステムとその局側装置、動的帯域割当方法、並びに、動的帯域割当サービスの提供方法及び享受方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 帯域利用条件が異なるグループごとに動的帯域割当を行い、ユーザに対して差別化した通信サービスを提案できるようにする。
【解決手段】 ＰＯＮの局側装置１がその配下の複数の宅側装置２の上り送信に関して行うＰＯＮの動的帯域割当において、帯域利用条件が異なる複数のグループＡ，Ｂと宅側装置２との対応関係に基づいて、帯域要求を送信した宅側装置２がどのグループＡ，Ｂに属するかを判定し、判定したグループＡ，Ｂに対応する帯域利用条件で当該グループＡ，Ｂに属する宅側装置２に対する動的帯域割当を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムとその局側装置、上り送信の動的帯域割当方法、並びに、動的帯域割当サービスの提供方法及び享受方法に関する。

局側装置と、これに接続された光ファイバから光カプラを介して複数の光ファイバに分岐した構成を成す光ファイバ網と、分岐した光ファイバの終端にそれぞれ接続された宅側装置とを含むＰＯＮシステムが既に実施されている。このＰＯＮの局側装置は、上り信号の干渉を防止するため、複数の宅側装置に対して時分割で上り方向の帯域を動的に割り当てている。

具体的には、局側装置は、各宅側装置から予め上り方向に送出したいデータ量の帯域要求（リクエスト）を受け、それらに割り当てるべき帯域を決定し、送信許可帯域の通知（グラント）を行う。グラントは送信開始時刻と送信許可長とで構成される。これにより、宅側装置は上り方向に所定量のデータを送出することができる（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

一方、複数の宅側装置からの帯域要求に対して、どのように上り送信の帯域を割り当てるかについては、例えば、１つの宅側装置からリクエストが届き次第、当該宅側装置に対して随時帯域を割り当てていく分散型ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Assignment）と、複数（典型的には全数）の宅側装置からの帯域要求を所定周期で集め、それらの各帯域要求を基に総合的に帯域を割り当てる集中型ＤＢＡとがある。

このうち、上記集中型ＤＢＡでは、１つの上り方向の帯域割当周期に基づいて、遅延の最大値を定めた低遅延クラスと、その定めのない通常遅延クラスとにサービスクラスを分け、低遅延クラスの帯域割当周期を通常遅延クラスのそれより小さく設定することにより、低遅延と帯域の有効活用を両立させたものが知られている（特許文献２参照）。
特許第３７６８４２１号公報 特許第３７３４７３２号公報

ところで、ＧＥ−ＰＯＮシステムでは、１つの局側装置に対して通常３２分岐の宅側装置を接続することが可能である。このうち、一部の宅側装置については、上り１Ｇｂｐｓ、下り１０Ｇｂｐｓの非対称１０ＧＥ−ＰＯＮシステムのものとし、その他の宅側装置については、上り下りとも１０Ｇｂｐｓの対称ＧＥ−ＰＯＮシステムのものとすれば、ユーザに対して多様な通信サービスを提案できることになる。

しかしながら、従来のＰＯＮシステムの動的帯域割当では、１つの局側装置が帯域割当を行う配下の宅側装置はすべて一律に同じサービスを受けるようになっているので、サービス内容が単調であり、各宅側装置のユーザに対して上記のようにグループ毎に明瞭に差別化された、独立した通信サービスの提案を行うことができなかった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、帯域利用条件が異なるグループごとに動的帯域割当を行うようにして、ユーザに対して差別化した通信サービスの提案を行うことができる局側装置等を提供することを目的とする。

本発明の局側装置（請求項１）は、複数の宅側装置と光ファイバを介して接続されることでＰＯＮシステムを構成し、前記各宅側装置からの上り送信に関する動的帯域割当機能を有する局側装置であって、上り送信の帯域利用条件が異なる複数のグループと前記宅側装置との対応関係を記憶する記憶部と、帯域要求を送信した前記宅側装置がどのグループに属するかを前記対応関係に基づいて判定し、判定した前記グループに対応する前記帯域利用条件で当該グループに属する前記宅側装置に対する動的帯域割当を行う制御部とを備えていることを特徴とする。

上記局側装置によれば、制御部が、帯域要求を送信した宅側装置がどのグループに属するかを、記憶部が記憶する対応関係に基づいて判定し、判定したグループに対応する帯域利用条件で当該グループに属する前記宅側装置に対する動的帯域割当を行うので、局側装置の配下の宅側装置に対して、帯域利用条件が異なるグループごとの動的帯域割当が行われる。
このため、宅側装置のユーザに対して、グループごとに差別化した通信サービスの提案を行うことができる。

ところで、上記のような帯域利用条件が異なるグループごとの動的帯域割当を行う場合において、各グループに割当可能な許可帯域が固定長であると、他に利用者がいなくても輻輳時保証帯域以上の帯域を使用できなくなり、グループ分けしたことによって却って帯域が無駄になるという不都合が生じる。また、利用できる帯域の最大値について条件の選択幅を狭めてしまうという不都合が生じる。

そこで、本発明の局側装置において、前記記憶部に、前記帯域要求と前記グループとの関連づけと、そのグループごとの最大利用帯域と輻輳時保証帯域を示す設定値を定義した対応テーブルを記憶させ、前記制御部に、前記対応テーブルで定義された設定値の範囲内において、前記グループごとに割当可能な許可帯域を可変に設定させることが好ましい（請求項２）。
この場合、制御部が、グループごとに定義された上記設定値の範囲内において割当可能な許可帯域を可変に設定するので、グループごと動的帯域割当を行う際の帯域制御の柔軟性が確保され、グループ分けに伴う帯域の無駄を回避することができる。

更に、本発明の局側装置において、前記制御部は、全グループについてトータルの帯域割当周期を一定に保持しつつ、前記グループごとに割当可能な許可帯域を可変に設定することが好ましい（請求項３）。
この場合、前記特許文献２のような低遅延クラスと通常遅延クラスとにサービスクラスを分けた動的帯域割当を行う場合に、その低遅延クラスの遅延ジッタを抑制することができる。また、トータルの帯域割当周期が一定であれば、前記最大利用帯域を超える割当を行わないようにする場合において、その帯域制御が簡便かつ確実になる。

本発明のＰＯＮシステム（請求項４）は、上記ＰＯＮの局側装置（請求項１）を構成要素とするコンビネーションの発明であり、当該局側装置と同様の作用効果を奏する。
本発明のＰＯＮの動的帯域割当方法は、上記ＰＯＮの局側装置（請求項１）が行う方法の発明であり、当該局側装置と同様の作用効果を奏する。

本発明の提供方法（請求項６）は、局側装置がその配下の複数の宅側装置の上り送信に関して行う、ＰＯＮにおける動的帯域割当サービスの提供方法であって、前記複数の宅側装置が、上り送信の帯域利用条件が異なる複数のグループに属しており、複数の前記グループのうちの特定のグループに属する前記宅側装置に対して、他の前記グループに属する前記宅側装置とは異なる帯域利用条件で動的帯域割当サービスを提供することを特徴とする。

上記提供方法によれば、局側装置が、特定のグループに属する宅側装置に対して他のグループに属する宅側装置とは異なる帯域利用条件で動的帯域割当サービスを提供するので、宅側装置のユーザに対して差別化した通信サービスの提案を行うことができる。

また、本発明の享受方法（請求項７）は、上記提供方法によるサービスの提供を享受する宅側装置側から見たものである。
すなわち、本発明の享受方法（請求項７）は、局側装置の配下の複数の宅側装置が前記局側装置から享受する、上り送信に関するＰＯＮにおける動的帯域割当サービスの享受方法であって、前記複数の宅側装置のうちの一部が上り送信の帯域利用条件が他とは異なる特定のグループに属しており、その特定のグループに属する前記宅側装置が、当該特定のグループのために個別に設定された前記帯域利用条件で動的帯域割当サービスを享受することを特徴とする。

上記享受方法によれば、特定のグループに属する宅側装置が、当該特定のグループのために個別に設定された帯域利用条件で動的帯域割当サービスを享受するので、宅側装置のユーザに対して差別化した通信サービスの提案を行うことができる。

以上の通り、本発明よれば、帯域利用条件が異なるグループごとに動的帯域割当を行うようにしたので、宅側装置のユーザに対して差別化した通信サービスの提案を行うことができる。

図１は、本発明に係るＰＯＮシステムの一例を示すトポロジ構成図である。
図１において、局側装置１は、複数の宅側装置２，２，…に対する集約局として設置され、これらの宅側装置２はそれぞれＰＯＮシステムの加入者宅に設置されている。
局側装置１には１本の光ファイバ３（幹線）が接続されている。この光ファイバ３から光カプラ４を介して複数の光ファイバ（支線）５，５，…に分岐した構成を成す光ファイバ網６が構成され、その分岐した各光ファイバ５の終端にそれぞれ宅側装置２が接続されている。

なお、局側装置１は上位ネットワーク８と繋がっており、宅側装置２はそれぞれのユーザネットワーク９と繋がっている。
また、図１では合計６個の宅側装置２を示しているが、１つの光カプラ４から例えば３２分岐して３２個の宅側装置２を接続することが可能である。更に、図１では光カプラ４を１個だけ使用しているが、分岐数の少ない光カプラを縦列に複数段配置して、広い地域に分散している宅側装置２を短い光ファイバで局側装置１と接続することもできる。

本実施形態では、各宅側装置２の局側装置１への上り方向の伝送レートが１ＧｂｐｓのＧＥ（Gigabit Ethernet（Ethernetは登録商標））−ＰＯＮをベースとしている。従って、宅側装置２のアクセス制御は、基本的にＧＥ−ＰＯＮの通信方式に則って行われ、宅側装置２が局側装置１に送りたいデータ量を２バイト単位で表現したリクエスト（帯域要求：レポートともいう。）を送信し、これに対応するグラント（送信許可の通知）が、２バイト単位の送信許可長と送信開始時刻で表現されるようになっている。
なお、時刻は１６ｎｓ毎にインクリメントされるカウンタ（図示せず。）で表現され、ＰＯＮシステム内で同期がとられている。

図１に示すように、複数の宅側装置２は、帯域利用条件の異なる２つのグループＡ，Ｂに区分されている。
局側装置１は、その配下の複数の宅側装置２の上り送信に関して動的帯域割当サービスを提供するに当たって、特定のグループＡ（又はＢ）に属する宅側装置２に対して、他のグループＢ（又はＡ）に属する宅側装置２と異なる帯域利用条件で動的帯域割当サービスを提供する。

すなわち、逆に上記サービスを享受する宅側装置２側から見ると、特定のグループＡ（又はＢ）に属する宅側装置２は、当該特定のグループＡ（又はＢ）のために個別に設定された帯域利用条件で動的帯域割当サービスを享受することになる。
このグループＡ，Ｂの区分の仕方としては、例えば、グループＡは非対称１０ＧＥ−ＰＯＮシステム、グループＢは対称１０ＧＥ−ＰＯＮシステムとする、という分け方が出来る。

上の例では、非対称１０ＧＥ−ＰＯＮの宅側装置２も対称１０ＧＥ−ＰＯＮの宅側装置２も収容できる、ひとつの局側装置１にぶら下がった１つのＰＯＮツリーのなかで、全く異なったサービス（非対称１０ＧＥ−ＰＯＮと対称ＧＥ−ＰＯＮ）を独立に実施することができるようになるので、サービス提供者の設備負担を低減できると共に、ユーザの選択肢拡大に資する。
以下、上記のような帯域利用条件が異なるグループＡ，Ｂに区分された宅側装置２を有するＰＯＮシステムにおいて、そのグループＡ，Ｂごとに動的帯域割当を行う局側装置１の構成を説明する。ここでは、上り送信が単一の伝送レート（１Ｇｂｐｓ）であるＧＥ−ＰＯＮの場合を例示する。

〔局側装置の構成〕
図２は、上記動的帯域割当を行う局側装置１の内部機能を示すブロック図である。
図２において、局側装置１は、宅側装置２へ送信すべき下り信号を上位ネットワーク７から受信する受信部１０１と、受信した下り信号を一時記憶するバッファ１０２と、このバッファ１０２に一時記憶された下り信号を宅側装置２へ送信する送信部１０３とを備えている。

また、局側装置１は、上位ネットワーク７へ送信すべき上り信号を宅側装置２から受信する受信部１０４と、受信した上り信号を一時記憶するバッファ１０５と、このバッファ１０５に一時記憶された上り信号を上位ネットワーク７へ送信する送信部１０６とを備えている。
更に、局側装置１は、動的帯域割当部１０７として、リクエスト受信部１０８と、動的帯域割当算出部（以下、単に算出部ということがある。）１０９と、グラント送信部１１０と、後述する対応テーブル１１２を記憶した記憶部１１１とを備えている。

局側装置１の動的帯域割当部１０７は前記集中型ＤＢＡを行う。
図１０は、その集中型ＤＢＡのシーケンス図である。
図１０に示すように、集中型ＤＢＡでは、１つのグラントＧで、リクエスト用及びデータ用の帯域割当を同時に行っている(ＧＥ−ＰＯＮ規約上、１つのグラントで同時に４回分までの帯域割当を行うことができる)。

各宅側装置２は、このグラントＧに従ってリクエストＲとデータとを別々に送信する。局側装置１は、データとは別にリクエストＲだけを最初にかためて受信し、各宅側装置２のリクエストＲを受信し終わった時点で帯域割当処理を始めている。
集中型ＤＢＡの代表的な一例として、予め定めておいた固定長のグラントサイクル（帯域割当周期）の範囲で、帯域割当の不足している宅側装置２からのリクエストＲに対して優先的に帯域を割り当てていくものがあり、本実施形態の局側装置１もこのタイプの集中型ＤＢＡを行う。

記憶部１１１の対応テーブル１１２は、複数の宅側装置２と、上り送信の帯域利用条件が異なるグループＡ，Ｂとの対応関係を規定したものであり、具体的には、グループＡ，Ｂと帯域割当制御を行う論理ポートとを関連づけた第一テーブル１１２Ａ（図３参照）と、グループＡ，Ｂごとの帯域制御用の設定値である後述の最大利用帯域と輻輳時保証帯域を記憶した第二テーブル１１２Ｂ（図３参照）とからなる。
上記構成の局側装置１において、各宅側装置２が上り方向に送出したいデータ（２Ｂ単位）をリクエストすると、このリクエストは、受信部１０４、バッファ１０５を経てリクエスト受信部１０８により受信される。

動的帯域割当算出部１０９は、上記第一テーブル１１２Ａを参照して、リクエスト受信部１０８が受信したリクエストをグループＡ，Ｂごとに振り分け、上記第二テーブル１１２Ｂの設定値を参照して、グループＡ，Ｂごとのリクエストに対応した動的帯域割当を行い、グループＡ，Ｂごとのグラントを生成する。
これらのグループＡ，Ｂごとのグラントは、グラント送信部１１０により、バッファ１０２及び送信部１０３を介して、対応する各グループＡ，Ｂに属する宅側装置２宛に送出される。このグラントによる指示を受けた宅側装置２は、そのグラントに基づいて上り方向にデータを送出する。

〔パラメータの定義〕
以下、上記算出部１０９の具体的な内部機能と、それによる動的帯域割当方法を説明するが、これに先立ち、かかる説明に利用する各種パラメータを定義する。
なお、図１２は下記の定義４）及び５）を図示したものであり、図１３は算出部１０９が帯域制御を行ったあとのグラントサイクルの構成を示したものである。
１） GRTANT_CYCLE_TOTAL ： 今回（CUR）周期の全割当帯域
２） GRANT_CYCLE_A ： 今回グループＡが使用できる帯域
３） GRANT_CYCLE_B ： 今回グループＢが使用できる帯域

４） GRANT_CYCLE_N_A ： グループＡの通常遅延クラス用の割当に使用できる帯域
(≡ GRANT_CYCLE_A - ΣGrant_l_A)
５） GRANT_CYCLE_N_B ： グループＢの通常遅延クラス用の割当に使用できる帯域
(≡ GRANT_CYCLE_B - ΣGrant_l_B)

６） ΣRequest_A ： グループＡの宅側装置からのリクエスト量の合計
７） ΣRequest_B ： グループＢの宅側装置からのリクエスト量の合計
８） ΣGrant_l_A ： グループＡの低遅延クラス用の割当帯域の合計
９） ΣGrant_l_B ： グループＢの低遅延クラス用の割当帯域の合計

１０） bw_oc_A ： どんなに他グループの要求帯域が多いときでも、グループＡに割当てられることが保証される帯域（グループごとに設定された輻輳時保証帯域の比に応じて決められる。）
bw_oc_A ≡ GRANT_CYCLE_TOTAL×グループＡの輻輳時保証帯域／全グループの輻輳時保証帯域の合計

１１） bw_oc_B ： どんなに他グループの要求帯域が多いときでも、グループＢに割当てられることが保証される帯域（グループごとに設定された輻輳時保証帯域の比に応じて決められる。）
bw_oc_B ≡ GRANT_CYCLE_TOTAL×グループBの輻輳時保証帯域／全グループの輻輳時保証帯域の合計

１２） bw_max_A ： どんなに他グループの要求帯域が少ないときでも、それ以上グループＡに割当てられることがないという帯域の最大値（グループごとに設定された最大利用帯域の比に応じて決められる。）
bw_max_A ≡ GRANT_CYCLE_TOTAL×グループＡの最大利用帯域／１Ｇｂｐｓ

１３） bw_max_B ： どんなに他グループの要求帯域が少ないときでも、それ以上グループＢに割当てられることがないという帯域の最大値（グループごとに設定された最大利用帯域の比に応じて決められる）
bw_max_B ≡ GRANT_CYCLE_TOTAL×グループＢの最大利用帯域／１Ｇｂｐｓ

上記パラメータの定義において、「最大利用帯域」とは、どんなに他グループの要求帯域が少ないときでも、それ以上は自グループに割り当てられることがない帯域のことを意味し、「輻輳時保証帯域」とは、どんなに他グループの要求帯域が多いときでも、自グループに割り当てられることが保証される帯域のことを意味する。
本実施形態のグループＡ，Ｂにおいて、帯域利用条件に関するサービス内容をグループＡの方が高グレードとする場合には、例えば、グループＡの最大利用帯域と輻輳時保証帯域がそれぞれ８００Ｍｂｐｓ及び６００Ｍｂｐｓで、グループＢの最大利用帯域と輻輳時保証帯域がそれぞれ６００Ｍｂｐｓ及び４００Ｍｂｐｓというように設定すればよい。

また、ＧＥ−ＰＯＮにおいては、上記最大利用帯域と輻輳時保証帯域は、それぞれ次の式を満たす範囲で任意に設定可能である。
○ 同一グループＡ（又はＢ）の最大利用帯域と輻輳時保証帯域に関して：
１Ｇｂｐｓ≧最大利用帯域≧輻輳時保証帯域
○ 全グループＡ及びＢの輻輳時保証帯域に関して：
１Ｇｂｐｓ≧全グループの輻輳時保証帯域の合計

〔動的帯域割当算出部の構成〕
図３は、グループＡ，Ｂごとに動的帯域割当を行う上記算出部１０９の内部機能の一例を示すブロック図であり、図４〜図９は、その算出部１０９における各機能ブロックの拡大図である。
なお、図３に示す動的帯域割当算出部１０９は、以下の制御条件（１）〜（３）に沿い、かつ、ＧＥ−ＰＯＮに則った動的帯域割当を行うものである。

（１） ＶｏＩＰやＴＶ電話等の遅延に厳しい低遅延クラスと、それ以外の通常遅延クラスの２つのサービスクラスを設定し、低遅延クラスについてはどのグループＡ，Ｂについても先行して帯域を割り当てる。
（２） 論理ポートがグループＡ，Ｂの２つに分かれている。
（３） グループＡ，Ｂごとに最大利用帯域と輻輳時保証帯域を設定する。

図３に示すように、本実施形態の動的帯域割当算出部１０９は、共通算出部３０と、リクエスト振り分け部３１と、グラントサイクル算出部３２と、開始時刻保持部３３と、グループ用算出部３４Ａ，３４Ｂと、グラント統合部３５とを備えている。
図３に示すように、共通算出部３０は、グループＡ，Ｂ共通の動的帯域割当を行うものであり、本実施形態では、グループＡ，Ｂ共通の帯域制御として低遅延クラスのグラント（GRANTS_C）を生成する。

すなわち、図３及び図４に示すように、共通算出部３０は、グループＡ，Ｂからの全リクエスト（REQUESTS）から、すべてのグループＡ，Ｂの低遅延クラスのリクエストを選び出し、このリクエストに基づいて低遅延クラスのグラント（GRANTS_C）を生成する。
また、共通算出部３０は、低遅延クラスのグラント（GRANTS_C）の割当終了時刻（END_TIME）を生成する。この割当終了時刻（END_TIME）は、今回の全割当周期（GRTANT_CYCLE_TOTAL）の開始時刻に、各グループＡ，Ｂの低遅延クラス用の割当帯域の合計（ΣGrant_l_A ＋ΣGrant_l_B）の送信時間を加えることによって算出され、前記グラントサイクル算出部３２に割当開始時刻（START_TIME）として入力される。

図３及び図５に示すように、グループＡ，Ｂからの全リクエスト（REQUESTS）はリクエスト振り分け部３１にも入力される。
この振り分け部３１は、グループＡ，Ｂと論理ポートとを関連づけた前記第一テーブル１１２Ａを参照して、送信元の論理ポートが属するグループＡ，Ｂごとにリクエストを振り分け、これらのリクエスト（REQUESTS_AとREQUESTS_B）を出力する。

図３に示すように、上記振り分け部３１から出力されたグループＡ用のリクエスト（REQUESTS_A）は、グラントサイクル算出部３２とグループＡ用算出部３４Ａにそれぞれ入力され、グループＢ用のリクエスト（REQUESTS_B）は、グラントサイクル算出部３２とグループＢ用算出部３４Ｂにそれぞれ入力される。

図３及び図６に示すように、グラントサイクル算出部３２は、グループＡ，Ｂごとのリクエストの合計値（ΣRequest_AとΣRequest_B）と、グループＡ，Ｂごとの最大利用帯域の設定値（bw_max_Aと bw_max_B ）と輻輳時保証帯域の設定値（bw_oc_Aとbw_oc_B）を記憶した前記第二テーブル１１２を参照して、グループＡの通常遅延クラス用のグラントサイクル（GRANT_CYCLE_N_A）及びその開始時刻（START_TIME_A）と、グループＢの通常遅延クラス用のグラントサイクル（GRANT_CYCLE_N_B）及びその開始時刻（START_TIME_B）とを、それぞれ決定する。

図１１は、上記グループＡ，Ｂごとのグラントサイクルの決定方法を示す表である。
図１１に示すように、各グループＡ，Ｂのリクエストの合計値（ΣRequest_AとΣRequest_B）がともに自グループＡ，Ｂの輻輳時保証帯域の設定値（bw_oc_Aとbw_oc_B）以下の場合には、そのリクエストの合計値（ΣRequest_AとΣRequest_B）がそのまま今回使用できる帯域（GRANT_CYCLE_AとGRANT_CYCLE_B）に設定される（図１１の表の左上欄）。
なお、各グループＡ，Ｂが今回使用できる帯域（GRANT_CYCLE_AとGRANT_CYCLE_B）には低遅延クラス用の帯域が含まれている（前記定義２）〜５）及び図１２参照）。

また、各グループＡ，Ｂのリクエストの合計値（ΣRequest_AとΣRequest_B）がともに自グループＡ，Ｂの輻輳時保証帯域の設定値（bw_oc_Aとbw_oc_B）よりも大きい場合には、今回使用できる帯域（GRANT_CYCLE_AとGRANT_CYCLE_B）はその設定値（bw_oc_Aとbw_oc_B）に絞られる（図１１の表の右下欄）。

更に、グループＡのリクエストの合計値（ΣRequest_A）が自グループＡの輻輳時保証帯域の設定値（bw_oc_A）以下であり、かつ、グループＢのリクエストの合計値（ΣRequest_B）が自グループＢの輻輳時保証帯域の設定値（bw_oc_B）よりも大きい場合には、一方のグループＡについては、そのリクエストの合計値（ΣRequest_A）がそのまま今回使用できる帯域（GRANT_CYCLE_A）に設定される。
そして、他方のグループＢについては、そのリクエストの合計値（ΣRequest_B）、全グラントサイクル（GRTANT_CYCLE_TOTAL）から他グループＡのリクエストの合計値（ΣRequest_A）を引いた値、及び、自グループＢの最大利用帯域の設定値（bw_max_B）のうちの最小値が今回使用できる帯域（GRANT_CYCLE_B）に設定される（図１１の左下欄）。

これにより、一方のグループＡのリクエストの合計値（ΣRequest_A）が比較的少ない場合には、そのために余った帯域は他方のグループＢにその最大利用帯域の限度内で割り当てられることになるので、帯域を有効利用することができる。
なお、グループＢのリクエストの合計値（ΣRequest_B）が自グループＢの輻輳時保証帯域の設定値（bw_oc_B）以下であり、かつ、グループＡのリクエストの合計値（ΣRequest_A）が自グループＡの輻輳時保証帯域の設定値（bw_oc_A）よりも大きい場合（図１１の右上欄）についても、上記と同様である。

図３及び図６に戻り、グラントサイクル算出部３２は、次回（NXT）の全割当周期（GRTANT_CYCLE_TOTAL）の開始時刻を算出し、上記開始時刻を開示時刻保持部３３に入力する（図７参照）。この次回（NXT）の開始時刻は、今回（CUR）のトータルの帯域割当周期（GRTANT_CYCLE_TOTAL）の開始時刻の後に設定され、今回（CUR）も次回（NXT）もトータルの帯域割当周期（GRTANT_CYCLE_TOTAL）は一定時間に設定される。
このように、全グラントサイクルを一定にすることにより、遅延ジッタが抑制されるとともに、最大利用帯域を超える割当が行われないようになっている。

なお、本実施形態では、図１２に示すように、各グループＡ，Ｂの通常遅延クラス用の割当（GRANT_CYCLE_N_A）は、自グループＡ，Ｂに属する論理ポートに対して割当を行うための連続した１つの期間で行っている。これにより、通常遅延クラスの割当順序において、グループＡとグループＢの論理ポートが時間的に混在しない。

図３及び図８に示すように、グループＡ用算出部３４Ａは、リクエスト振り分け部３１から入力した自グループＡに対するリクエスト（REQUESTS_A）と、グラントサイクル算出部３２から入力した自グループＡの通常遅延クラス用のグラントサイクル（GRANT_CYCLE_N_A）及びその開始時刻（START_TIME_A）とから、どの論理ポートに対するどのような割当に使用するかを自グループＡの帯域制御ポリシーに基づいて決定し、自グループＡに属する宅側装置２のためのグラント（GRANTS_A）を生成する。

なお、拡大図としては図示していないが、図３に示すように、グループＢ用算出部３４Ｂの場合も、同様に、自グループＢに属する宅側装置２のためのグラント（GRANTS_B）を生成する。
また、グループ用算出部３４Ａ,３４Ｂが生成する各グラント（GRANTS_AとGRANTS_B）には、宅側装置２に対応する論理ポート別に、それぞれサイクル長と送信開始時刻が含まれている。

図３及び図９に示すように、グラント統合部３５は、共通算出部３０からの低遅延クラスのグラント（GRANTS_C）と、各グループ用算出部３４Ａ,３４Ｂからのグラント（GRANTS_AとGRANTS_B）をそれぞれ入力して統合し、それらのグラントをグラント送信部１１０に出力する。
図１３は、上記算出部１０９による割当後のグラントサイクルの構成を示している。
図１３に示すように、本実施形態では、最初に低遅延クラスのグラントが各グループＡ，Ｂごとに先行して割り当てられ、その後に、通常遅延クラスのグラントが各グループＡ，Ｂの順番で連続的に割り当てられている。

上記構成に係る本実施形態の局側装置１によれば、動的帯域割当算出部１０９が、リクエストを送信した宅側装置２がどのグループＡ，Ｂに属するかを、記憶部１１１が記憶する対応テーブル１１２に基づいて判定し、判定したグループＡ，Ｂに対応する帯域利用条件で当該グループＡ，Ｂに属する宅側装置２に対する動的帯域割当を行う。
このため、局側装置１の配下の宅側装置２に対して、帯域利用条件が異なるグループＡ，Ｂごとの動的帯域割当が行うことができ、宅側装置２のユーザに対してグループＡ，Ｂごとに差別化した通信サービスの提案を行うことができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、複数の宅側装置２を２つのグループＡ，Ｂに区分しているが、３つ以上のグループに区分する場合でも本発明を適用することができる。
また、上記実施形態では、上り送信が単一の伝送レート（１Ｇｂｐｓ）であるＧＥ−ＰＯＮの場合を例示したが、複数種類の伝送レートで上り送信を行うマルチレートの場合（例えば、１Ｇｂｐｓ、２Ｇｂｐｓ及び１０Ｇｂｐｓの３種類）でも本発明を適用することができる。

更に、上記実施形態では、低遅延クラスと通常遅延クラスとにサービスクラスを分けて動的帯域割当を行う場合を例示したが、このようなクラス分けを行わない場合でも本発明を適用することができる。

本発明のＰＯＮシステムの一例を示すトポロジ構成図である。 本発明の局側装置の内部機能を示すブロック図である。 動的帯域割当算出部の内部機能を示すブロック図である。 動的帯域割当算出部の機能ブロック（共通算出部）の拡大図である。 動的帯域割当算出部の機能ブロック（リクエスト振り分け部）の拡大図である。 動的帯域割当算出部の機能ブロック（グラントサイクル算出部）の拡大図である。 動的帯域割当算出部の機能ブロック（開始時刻保持部）の拡大図である。 動的帯域割当算出部の機能ブロック（グループ用算出部）の拡大図である。 動的帯域割当算出部の機能ブロック（グラント統合部）の拡大図である。 集中型ＤＢＡを示すシーケンス図である。 グループ別のグラントサイクルの決定方法を示す表である。 グラントサイクルのパラメータの定義を示す構成図である。 動的帯域割当算出部による割当後のグラントサイクルの構成図である。

符号の説明

１ 局側装置
２ 宅側装置
３ 光ファイバ
４ 光カプラ
５ 光ファイバ
３０ 共通算出部
３１ リクエスト振り分け部
３２ グラントサイクル算出部
３３ 開始時刻保持部
３４Ａ グループ用算出部（グループＡ用）
３４Ｂ グループ用算出部（グループＢ用）
３５ グラント統合部
１０７ 動的帯域割当部
１０８ リクエスト受信部
１０９ 動的帯域割当算出部（制御部）
１１０ グラント送信部
１１１ 記憶部
１１２ 対応テーブル
１１２Ａ 第一テーブル
１１２Ｂ 第二テーブル
Ａ グループ
Ｂ グループ

Claims (7)

1. 複数の宅側装置と光ファイバを介して接続されることでＰＯＮシステムを構成し、前記各宅側装置からの上り送信に関する動的帯域割当機能を有する局側装置であって、
   上り送信の帯域利用条件が異なる複数のグループと、前記宅側装置との対応関係を記憶する記憶部と、
   帯域要求を送信した前記宅側装置がどのグループに属するかを前記対応関係に基づいて判定し、判定した前記グループに対応する前記帯域利用条件で当該グループに属する前記宅側装置に対する動的帯域割当を行う制御部とを備えていることを特徴とするＰＯＮの局側装置。
2. 前記記憶部は、前記帯域要求と前記グループとの関連づけと、そのグループごとの最大利用帯域と輻輳時保証帯域を示す設定値を定義した対応テーブルを記憶したものであり、
   前記制御部は、前記対応テーブルで定義された設定値の範囲内において、前記グループごとに割当可能な許可帯域を可変に設定する請求項１に記載のＰＯＮの局側装置。
3. 前記制御部は、全グループについてトータルの帯域割当周期を一定に保持しつつ、前記グループごとに割当可能な許可帯域を可変に設定する請求項１又は２に記載のＰＯＮの局側装置。
4. 局側装置と、この局側装置と光ファイバを介して接続される複数の宅側装置を備え、前記局側装置が前記各宅側装置からの上り送信に関する動的帯域割当を行うＰＯＮシステムであって、
   前記複数の宅側装置の全部又は一部が、上り送信の帯域利用条件が異なる複数のグループに区分されており、
   前記局側装置は、前記グループと前記宅側装置との対応関係を記憶する記憶部と、帯域要求を送信した前記宅側装置がどのグループに属するかを前記対応関係に基づいて判定し、判定した前記グループに対応する前記帯域利用条件で当該グループに属する前記宅側装置に対する動的帯域割当を行う制御部と有することを特徴とするＰＯＮシステム。
5. ＰＯＮの局側装置がその配下の複数の宅側装置の上り送信に関して行う、ＰＯＮの動的帯域割当方法であって、
   帯域利用条件が異なる複数のグループと前記宅側装置との対応関係に基づいて、帯域要求を送信した前記宅側装置がどのグループに属するかを判定し、判定した前記グループに対応する前記帯域利用条件で当該グループに属する前記宅側装置に対する動的帯域割当を行うことを特徴とするＰＯＮの動的帯域割当方法。
6. 局側装置がその配下の複数の宅側装置の上り送信に関して行う、ＰＯＮにおける動的帯域割当サービスの提供方法であって、
   前記複数の宅側装置の全部又は一部が、上り送信の帯域利用条件が異なる複数のグループに属しており、複数の前記グループのうちの特定のグループに属する前記宅側装置に対して、他の前記グループに属する前記宅側装置とは異なる帯域利用条件で動的帯域割当サービスを提供することを特徴とする、ＰＯＮにおける動的帯域割当サービスの提供方法。
7. 局側装置の配下の複数の宅側装置が前記局側装置から享受する、上り送信に関するＰＯＮにおける動的帯域割当サービスの享受方法であって、
   前記複数の宅側装置のうちの一部が上り送信の帯域利用条件が他とは異なる特定のグループに属しており、その特定のグループに属する前記宅側装置が、当該特定のグループのために個別に設定された前記帯域利用条件で動的帯域割当サービスを享受することを特徴とする、ＰＯＮにおける動的帯域割当サービスの享受方法。

Images