JP2011234088A - Ｐｏｎシステムおよび宅内装置並びに局側装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
複数の通信速度が混在するＰＯＮシステムは、高速側のＯＮＵが低速側のＯＮＵの通信帯域に影響され、通信帯域を有効に利用できないという問題があった。
【解決手段】
本発明では、第１通信速度と第１通信速度より高速の第２通信速度の宅内装置を収容する局側装置で構成されるＰＯＮシステムにおいて、第１通信速度の宅内装置は、送信フレームを圧縮する圧縮処理部と、送信バッファと、送信データ量を通知し、データ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを含む応答制御フレームを受信して、送信バッファの圧縮データを送信する宅内制御部とを有し、局側装置は、第１通信速度の宅内装置から受信した圧縮データを解凍する解凍処理部と、宅内装置から通知される送信データ量に応じて、データ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを決定し、宅内装置に送信する局側制御部とを設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の通信速度が混在する場合のＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムおよび宅内装置並びに局側装置に関する。

近年、光ファイバを用いたブロードバンドアクセスサービスが広く普及している。このような通信システムでは、ＯＬＴ（局側装置）とＯＮＵ（宅内装置）との間を光ファイバで接続する。例えばＰＯＮシステムでは、ＯＬＴとＯＮＵとの間を１対ｎで接続するダブルスター方式を用いる。また、ＰＯＮシステムには、ＯＬＴとＯＮＵとの間をＳＴＭ方式（同期方式）で通信するＳＴＭ−ＰＯＮシステムと、ＡＴＭ方式（非同期方式）で通信するＢ−ＰＯＮシステムやＡ−ＰＯＮシステムと、さらにＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）方式で通信するＥ−ＰＯＮシステムやＧＥ−ＰＯＮシステムに大別される（例えば特許文献１参照）。

また、最近では、１ＧｂｐｓのＥＰＯＮシステムから１０Ｇｂｐｓの超高速で通信する１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムも実現されている。図１１は、１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓの通信速度が混在する場合のＰＯＮシステム９０１の構成例を示す図である。図１１において、ＰＯＮシステム９０１は、ＯＬＴ９０２と、光カプラ（回線集線部）９０３と、＃１から＃１０までの１０台のユーザ端末が接続されるＯＮＵ９１１からＯＮＵ９２０とで構成される。ここで、ＯＮＵ９１１からＯＮＵ９１９の９台は、１ＧｂｐｓのＥＰＯＮシステムに対応し、ＯＮＵ９２０の１台は１０ＧｂｐｓのＥＰＯＮシステムに対応する。尚、ＯＬＴ９０２は、１ＧｂｐｓのＥＰＯＮシステムと１０Ｇｂｐｓの１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムの両方に対応する。

ここで、ＰＯＮシステム９０１では、ＯＬＴ９０２から各ＯＮＵ側への下り方向のフレームをＴＤＭ（時分割多重）で伝送する。尚、ＯＬＴ９０２は、ＯＮＵの登録時に各ＯＮＵにＩＤ情報（ＬＬＩＤ：仮想リンクＩＤ）を付与する。そして、ＯＬＴ９０２はフレームを送信する際に宛先を示す各ＯＮＵに付与されたＬＬＩＤをフレームに付加して時分割多重（ＴＤＭ）で送信する。ＯＬＴ９０２から送信されるフレームは光カプラ９０３を介して全てのＯＮＵに送られるが、各ＯＮＵは受信したフレームのＬＬＩＤをチェックして、自装置のＬＬＩＤが付加されているフレームだけを受信し、自装置以外のＬＬＩＤが付加されているフレームは廃棄する。

一方、各ＯＮＵからＯＬＴ９０２への上り方向のフレームは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）によるバースト通信で伝送される。この時、各ＯＮＵの送信タイミング（送信開始時間、送信継続時間）は、ＯＬＴ９０２から各ＯＮＵに割り当てられる。ここで、送信タイミングの割り当て手順は以下の通りである。尚、以降の説明において、送信タイミングと記述した場合は、送信開始時間と送信継続時間とを含むものとする。

先ず、ＯＬＴ９０２は、各ＯＮＵから送信データ量を通知する要求制御フレームを受信し、送信データ量に応じて各ＯＮＵの送信タイミングを決定する。そして、各ＯＮＵに対して送信タイミングを指示する応答制御フレームを送信する。各ＯＮＵは、応答制御フレームで指示された送信タイミングで送信フレームをＯＬＴ９０２に送信するので、光カプラ９０３で各ＯＮＵからの送信信号（送信フレーム）が衝突（時間的に重複）することなくＯＬＴ９０２に伝送できる。例えば、図１１において、ＯＮＵ９１１が送信する１Ｇｂｐｓのフレーム９３１は送信タイミングＴ２１でバースト的に送信され、ＯＮＵ９１９が送信する１Ｇｂｐｓのフレーム９３９は送信タイミングＴ２９でバースト的に送信される。同様に、ＯＮＵ９２０が送信する１０Ｇｂｐｓのフレーム９４０は送信タイミングＴ３０でバースト的に送信される。

このようにして、複数の通信速度が混在して利用される場合でも光カプラ９０３からＯＬＴ９０２までの通信区間では、各ＯＮＵから送信されたフレームが衝突することなくＯＬＴ９０２に伝送される。

特開２００３−０６９５９１号公報

ところが、図１１のＰＯＮシステム９０１では、１０Ｇｂｐｓと１Ｇｂｐｓの２種類の通信速度を持つＯＮＵが混在するので、各ＯＮＵからＯＬＴ９０２への上り方向の通信帯域を効率よく利用できないという問題が生じる。特に高速通信（図１１では１０Ｇｂｐｓの通信）を行うＯＮＵ９２０の通信帯域が低速通信（図１１では１Ｇｂｐｓの通信）を行うＯＮＵ９１１からＯＮＵ９１９までの９台のＯＮＵによって制限され、ＯＮＵ９２０の通信速度が低下してしまうという問題がある。

例えば、ＯＬＴ９０２がＯＮＵ９１１からＯＮＵ９２０の１０台のＯＮＵに対して上り方向の送信時間を等分して与えた場合（図１１において、送信タイミングＴ２１からＴ３０の送信継続時間が同じ場合）、全通信時間の１／１０の通信時間がそれぞれ各ＯＮＵに付与されることになるので、各ＯＮＵのスループットは以下のようになる。
ＯＮＵ９１１ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ９１２ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ９１３ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ９１４ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ９１５ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ９１６ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ９１７ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ９１８ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ９１９ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ９２０ −＞ ＯＬＴ：１Ｇｂｐｓ
上記の場合、光カプラ９０３からＯＬＴ９０２の通信区間のスループットは、合計：１．９Ｇｂｐｓとなる。尚、ここでは、わかり易いように、ガードバンドやオーバーヘッドなどを考えないものとする。

このように、光カプラ９０３からＯＬＴ９０２の通信区間は最大で１０Ｇｂｐｓの通信帯域があるにも拘わらず、トータルの通信速度が１．９Ｇｂｐｓになってしまう。特に、ＯＮＵ９２０については、１０Ｇｂｐｓでデータフレームを送信するだけの能力があるにも拘わらず、他の１ＧｂｐｓのＯＮＵ９１１からＯＮＵ９１９の通信帯域に影響されてしまい、良好なパフォーマンスを発揮することができない。

この理由は、ＯＬＴ９０２からＯＮＵ９１１からＯＮＵ９２０までの１０台のＯＮＵに割り当てられた送信時間が同じ場合、１ｂｉｔ当たりの送信時間が通信速度に応じて異なるからである。

上記課題に鑑み、本発明の目的は、通信速度の異なるＯＮＵと、これらのＯＮＵを収容するＯＬＴとを有するＰＯＮシステムにおいて、高速側のＯＮＵが低速側のＯＮＵに影響されることなく、効率よく通信できるＰＯＮシステムおよび宅内装置並びに局側装置を提供することである。

本発明に係るＰＯＮシステムは、ユーザ端末を接続する第１通信速度の宅内装置および前記第１通信速度より高速の第２通信速度の宅内装置をそれぞれ少なくとも１台以上収容する局側装置で構成されるＰＯＮシステムにおいて、前記第１通信速度の宅内装置は、前記局側装置への送信フレームを圧縮する圧縮処理部と、前記圧縮前または圧縮後の送信フレームを一時的に保持する送信バッファと、前記局側装置に前記送信バッファに蓄積された送信データ量を通知する要求制御フレームを送信し、前記局側装置からデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを含む応答制御フレームを受信して、前記送信バッファの圧縮データを送信する宅内制御部とを有し、前記局側装置は、前記第１通信速度の宅内装置から受信した圧縮データを解凍する解凍処理部と、前記第１通信速度の宅内装置および前記第２通信速度の宅内装置から通知される送信データ量に応じて、前記第１通信速度の宅内装置および前記第２通信速度の宅内装置が前記局側装置に送信する際のデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを決定し、決定した前記データ送出開始タイミングと前記データ送出継続時間とを含む応答制御フレームを前記第１通信速度の宅内装置および前記第２通信速度の宅内装置に送信する局側制御部とを有することを特徴とする。

特に、前記第１通信速度の宅内装置の前記圧縮処理部は、前記局側装置へ送信する固定長の制御フレームを圧縮して前記データ送出継続時間を短くし、前記局側装置の解凍処理部は、前記第１通信速度の宅内装置から受信する圧縮された制御フレームを解凍して固定長の制御フレームに復元することを特徴とする。

また、前記第１通信速度の宅内装置の前記宅内制御部は、圧縮前の送信データ量と圧縮後の送信データ量とを前記局側装置に通知し、前記局側装置の局側制御部は、前記第１通信速度の宅内装置から通知された圧縮前の送信データ量に応じてデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを算出後、圧縮率に応じて前記算出されたデータ送出継続時間を短縮して新たなデータ送出開始タイミングと新たなデータ送出継続時間とを決定し、且つ前記短縮した時間を前記第２通信速度の宅内装置のデータ送出継続時間に割り当てることを特徴とする。

本発明に係る宅内装置は、ユーザ端末を接続する第１通信速度の宅内装置および前記第１通信速度より高速の第２通信速度の宅内装置をそれぞれ少なくとも１台以上収容する局側装置で構成されるＰＯＮシステムで用いられる前記第１通信速度の宅内装置において、前記局側装置への送信フレームを圧縮する圧縮処理部と、前記圧縮前または圧縮後の送信フレームを一時的に保持する送信バッファと、前記局側装置に前記送信バッファに蓄積された送信データ量を通知する要求制御フレームを送信し、前記局側装置からデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを含む応答制御フレームを受信して、前記送信バッファの圧縮データを送信する宅内制御部とを有することを特徴とする。

特に、前記圧縮処理部は、前記局側装置へ送信する固定長の制御フレームを圧縮して前記データ送出継続時間を短縮することを特徴とする。

本発明に係る局側装置は、ユーザ端末を接続する第１通信速度の宅内装置および前記第１通信速度より高速の第２通信速度の宅内装置をそれぞれ少なくとも１台以上収容する局側装置で構成されるＰＯＮシステムで用いられる局側装置において、前記第１通信速度の宅内装置から受信した圧縮データを解凍する解凍処理部と、前記第１通信速度の宅内装置および前記第２通信速度の宅内装置から通知される送信データ量に応じて、前記第１通信速度の宅内装置および前記第２通信速度の宅内装置が前記局側装置に送信する際のデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを決定し、決定した前記データ送出開始タイミングと前記データ送出継続時間とを含む応答制御フレームを前記第１通信速度の宅内装置および前記第２通信速度の宅内装置に送信する局側制御部とを有することを特徴とする。

特に、前記解凍処理部は、前記第１通信速度の宅内装置から受信する圧縮された制御フレームを解凍して固定長の制御フレームに復元することを特徴とする。

また、前記局側制御部は、前記第１通信速度の宅内装置から通知された圧縮前の送信データ量に応じてデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを算出後、圧縮率に応じて前記算出されたデータ送出継続時間を短縮して新たなデータ送出開始タイミングと新たなデータ送出継続時間とを決定し、且つ前記短縮した時間を前記第２通信速度の宅内装置のデータ送出継続時間に割り当てることを特徴とする。

本発明に係るＰＯＮシステムおよび宅内装置並びに局側装置は、通信速度の異なるＯＮＵを有する場合に、低速側のＯＮＵがＯＬＴ側に送信するフレームを圧縮することによって上り方向の帯域を拡張できる。そして、空いた帯域を高速側のＯＮＵに割り当てることにより、低速側のＯＮＵの影響を低減でき、効率の良い通信が可能になる。

各実施形態に共通のＰＯＮシステム１０１の構成例を示す図である。 各実施形態の効果を示す説明図である。 第１実施形態に係るＯＮＵ２０１の構成例を示す図である。 ＲＥＰＯＲＴフレームの例を示す図である。 圧縮しない場合のＯＮＵ８０１の構成例を示す図である。 ＯＮＵ２０１の変形例１を示す図である。 ＯＮＵ２０１の変形例２を示す図である。 第１実施形態に係るＯＬＴ３０１の構成例を示す図である。 圧縮しない場合のＯＬＴ７０１の構成例を示す図である。 ＯＬＴ３０１の変形例を示す図である。 従来のＰＯＮシステム９０１の構成例を示す図である。

以下、ＰＯＮシステムおよび宅内装置並びに局側装置の各実施形態について図面を用いて詳しく説明する。
［システム構成例］
図１は、後に説明する各実施形態に共通のＰＯＮシステム１０１の構成例を示す図である。尚、図１のＰＯＮシステム１０１は、従来技術で説明した図１１のＰＯＮシステム９０１と同様に、１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓの通信速度が混在する。図１において、ＰＯＮシステム１０１は、ＯＬＴ１０２と、光カプラ（回線集線部）１０３と、１０台のＯＮＵ１１１からＯＮＵ１２０とで構成される。ＯＮＵ１１１からＯＮＵ１１９の９台は１ＧｂｐｓのＥＰＯＮシステムに対応し、ＯＮＵ１２０の１台は１０ＧｂｐｓのＥＰＯＮシステムに対応する。尚、ＯＬＴ１０２は、１ＧｂｐｓのＥＰＯＮシステムと１０Ｇｂｐｓの１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムの両方に対応する。

ここで、ＰＯＮシステム１０１は、ＰＯＮシステム９０１と同様に、ＯＬＴ１０２から各ＯＮＵ側への下り方向のデータフレームは時分割多重（ＴＤＭ）されて伝送される。尚、ＯＬＴ１０２は、各ＯＮＵの登録時に各ＯＮＵにＩＤ情報（ＬＬＩＤ：仮想リンクＩＤ）を付与する。そして、ＯＬＴ１０２はフレームを送信する際にフレームに宛先となるＯＮＵのＬＬＩＤを付加して送信する。ＯＬＴ１０２から送信されるフレームは光カプラ１０３を介して全てのＯＮＵに送られるが、各ＯＮＵでは受信したフレームに、自装置のＬＬＩＤが付加されている場合だけ当該フレームを受信し、自装置以外のＬＬＩＤが付加されたフレームは廃棄する。

一方、各ＯＮＵからＯＬＴ１０２への上り方向のフレームは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）によるバースト通信で伝送される。各ＯＮＵの送信タイミング（送信開始時間、送信継続時間）は、ＯＬＴ１０２により各ＯＮＵに割り当てられる。ＯＬＴ１０２は、送信要求の制御フレームを各ＯＮＵから受信し、各ＯＮＵの送信タイミングを決定する。そして、各ＯＮＵに対して送信タイミングを指示する制御フレームを送信する。各ＯＮＵは指示された時間のみに送信フレームを送信するので、光カプラ１０３で各ＯＮＵの送信信号（送信フレーム）が衝突することなくＯＬＴ１０２に伝送することができる。

ここまでの動作は、従来技術の図１１で説明したＰＯＮシステム９０１と同じである。図１１では、ＯＮＵ９１１からＯＮＵ９１９までの９台のＯＮＵが送信する１Ｇｂｐｓのフレーム９３１からフレーム９３９までの送信タイミング（Ｔ２１からＴ２９まで）は、ＯＮＵ９２０が送信する１０Ｇｂｐｓのフレーム９４０と同じ送信時間（Ｔ３０）であった。このため、従来技術で述べたように、ＯＮＵ９２０は１０Ｇｂｐｓの送信能力を持っているにも拘わらず、１Ｇｂｐｓの通信速度でしか通信できないという問題があった。

そこで、本実施形態に係るＰＯＮシステム１０１では、低速側のＯＮＵ１１１からＯＮＵ１１９までの９台のＯＮＵは、送信するフレームを圧縮してＯＬＴ１０２に送信し、ＯＬＴ１０２側で圧縮されたフレームを解凍（伸長とも称する）するようになっている。

例えば図１の送信タイミング（Ｔ１からＴ９まで）は、図１１の従来例で示した１Ｇｂｐｓのフレーム９３１からフレーム９３９までを１／２に圧縮する場合の例を示している。そして、図１１のフレーム９３１は１／２に圧縮されて、図１の送信タイミングＴ１で送信される１Ｇｂｐｓのフレーム１３１になる。同様に、図１１のフレーム９３２からフレーム９３９までの１Ｇｂｐｓのフレームは１／２に圧縮されて図１の１Ｇｂｐｓのフレーム１３２からフレーム１３９になる。そして、フレーム９３１からフレーム９３９までを１／２に圧縮して空いた時間を１０ＧｂｐｓのＯＮＵ１２０に割り当て、ＯＮＵ１２０は送信タイミングＴ１０で１０Ｇｂｐｓのフレーム１４０を送信する。このように、ＯＮＵ１２０の送信帯域を広げることができる。
［圧縮による送信時間の短縮処理］
ここで、図１のＰＯＮシステム１０１において、低速側の各ＯＮＵが送信するフレームを圧縮しない場合と圧縮する場合の各ＯＮＵの送信時間の違いを図２を用いて比較する。

図２（ａ）は、ＰＯＮシステム１０１において低速側の各ＯＮＵが送信するフレームを圧縮しない場合の送信タイミングの割り当て例を描いた図である。この場合、図１１で説明した従来のＰＯＮシステム９０１と同様に、ＯＮＵ１１１からＯＮＵ１２０までの１０台のＯＮＵで共有する全送信時間を１００％として、各ＯＮＵに対して同じ送信時間（１０％）ずつを割り当てている。例えば、ＯＮＵ１１１が送信するフレーム１４１は１Ｇｂｐｓの通信速度の１／１０の通信帯域（１００Ｍｂｐｓ）が与えられる。同様に、ＯＮＵ１１２からＯＮＵ１１９までの各ＯＮＵが送信するフレーム１４２からフレーム１４９までの各フレームはそれぞれ１Ｇｂｐｓの通信速度の１／１０の通信帯域（１００Ｍｂｐｓ）が与えられる。また、ＯＮＵ１２０が送信するフレーム１５０は１０Ｇｂｐｓの通信速度の１／１０の通信帯域（１Ｇｂｐｓ）が与えられる。この場合、全送信時間（１００％）のうち低速側の９台のＯＮＵで９０％の送信時間を占有することになり、高速側のＯＮＵ１２０は１０％の送信時間しか使用できない。これは、図１１で説明した従来のＰＯＮシステム９０１と同じである。

これに対して、図２（ｂ）はＰＯＮシステム１０１において低速側の各ＯＮＵが送信するフレームを圧縮する場合の様子を描いた図である。尚、図２（ａ）と同様に、ＯＮＵ１１１からＯＮＵ１２０までの１０台のＯＮＵで共有する全送信時間を１００％として描いてある。図２（ｂ）において、例えばＯＮＵ１０１からＯＮＵ１１９までの９台の低速側のＯＮＵが送信するフレームを１／２に圧縮して送信する場合、各ＯＮＵの送信時間も１／２でよいので、低速側の９台のＯＮＵが占有する送信時間は４５％になる。

そこで、例えば、圧縮によって得られた４５％の送信時間を高速側のＯＮＵに割り当てることによって、高速側のＯＮＵ１２０は５５％の送信時間を与えられることになり、図２（ａ）の場合に比べて、ＯＮＵ１２０は５．５倍の通信帯域（５．５Ｇｂｐｓ）を使用することができる。

一方、ＯＬＴ１０２は、低速側の９台のＯＮＵ（ＯＮＵ１１１からＯＮＵ１１９）から受信するフレームを解凍した０．９Ｇｂｐｓのデータと、高速側のＯＮＵ１２０から受信する５．５Ｇｂｐｓのデータとを多重して上位側に送信する。この結果、上位側の通信帯域１０Ｇｂｐｓのうち６．４Ｇｂｐｓ（５．５Ｇｂｐｓ＋０．９Ｇｂｐｓ）の帯域を利用することができる。

このように、１ＧｂｐｓのＯＮＵ１１１からＯＮＵ１１９までの９台のＯＮＵは、送信時間は短くなるが図１１の従来例と実質的に同じ通信速度を確保できるので、各ＯＮＵのスループットは以下のようになる。
ＯＮＵ１１１ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ１１２ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ１１３ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ１１４ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ１１５ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ１１６ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ１１７ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ１１８ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ１１９ −＞ ＯＬＴ：１００Ｍｂｐｓ
ＯＮＵ１２０ −＞ ＯＬＴ：５．５Ｇｂｐｓ
上記の場合、光カプラ１０３からＯＬＴ１０２の通信区間のスループットは、合計：６．４Ｇｂｐｓとなり、図１１の従来技術で説明した１．９Ｇｂｐｓより４．５Ｇｂｐｓのスループットが向上する。尚、ここでは、わかり易いように、ガードバンドやオーバーヘッドなどを考えないものとする。

このように、本実施形態に係るＰＯＮシステム１０１は、低速側のＯＮＵがＯＬＴ１０２に送信するデータを圧縮することによって実質的な送信時間を短くし、空いた時間を高速側のＯＮＵ１２０に割り当てることによって通信帯域を有効に利用することができる。

尚、図２の例では、本実施形態の効果がわかり易いように低速側の各ＯＮＵが送信するデータを１／２に圧縮する場合について説明したが、各ＯＮＵの圧縮率が同じである必要はなく、圧縮率に応じて送信時間を変えるようにしても構わない。例えば３／４の圧縮率の場合は送信時間も３／４に短くし、１／５の圧縮率の場合は送信時間を１／５に短くする。このように、圧縮率に応じて送信時間を変えることによって、同じ通信帯域を維持することができる。そして、低速側の各ＯＮＵの圧縮によって空いた送信時間を高速側のＯＮＵに割り当てることで、光カプラ１０３からＯＬＴ１０２までの上り回線の通信帯域を最大限に有効利用することが可能になる。

次に、低速側の各ＯＮＵの構成およびＯＬＴ１０２の構成例について説明する。
［ＯＮＵの構成例］
図３のＯＮＵ２０１は、低速側のＯＮＵ１１１からＯＮＵ１１９までの９台のＯＮＵに対応する。図３において、ＯＮＵ２０１は、ユーザＩＦ２０２と、ＵＮＩ側通信部２０３と、ＰＯＮ制御部（ＰＯＮ ＭＡＣ）２０４と、ＰＯＮ通信部２０５とで基本的に構成される。さらに、フレーム処理部２０６と、圧縮処理部２０７と、送信用バッファ２０８と、送信処理部２０９と、受信処理部２１０と、ＯＮＵ制御処理部２１１とを有する。尚、図３では、圧縮処理部２０７と送信用バッファ２０８をＰＯＮ制御部２０４とは別に描いてあるが、全てをＰＯＮ制御部２０４に含めても構わないし、いずれかを含めても構わない。

ユーザＩＦ２０２は、パソコンなどのユーザ端末を接続するためのインターフェースを提供し、例えばイーサネット（登録商標）用のＬＡＮケーブルが接続され、ユーザー端末側との間でデータを送受信する。

ＵＮＩ側通信部２０３は、ＬＡＮ制御などを行い、ユーザＩＦ２０２を介して接続されるユーザー端末とＰＯＮ制御部２０４との間のデータの受け渡しを行う。例えば、ユーザＩＦ２０２から入力するシリアルデータをパラレルデータに変換するＳＥＲＤＥＳ（シリアルパラレル変換部）などを有する。

ＰＯＮ制御部２０４は、フレーム処理部２０６と、送信処理部２０９と、受信処理部２１０と、ＯＮＵ制御処理部２１１とで構成される。フレーム処理部２０６は、ＵＮＩ側通信部２０３から入力するユーザー端末のデータフレームをＰＯＮ規格に応じたデータフレームに変換して圧縮処理部２０７に出力する。或いは、フレーム処理部２０６は、ＯＮＵ制御処理部２１１が出力する制御情報を制御フレームに変換して圧縮処理部２０７に出力する。送信処理部２０９は、送信用バッファ２０８からＯＬＴ１０２に送信するフレームを読み出してＰＯＮ側通信部２０５を介してＯＬＴ１０２側に送信する。受信処理部２１０は、ＰＯＮ側通信部２０５を介してＯＬＴ１０２側から受信するフレームのＬＬＩＤをチェックして自己宛のフレームを取得し、データフレームはＵＮＩ側通信部２０３およびユーザーＩＦ２０２を介してユーザー端末に出力し、制御フレームはＯＮＵ制御処理部２１１に出力する。ＯＮＵ制御処理部２１１は、受信処理部２１０から入力する制御フレームを解析して、送信処理部２０９が送信用バッファ２０８から読み出すデータ量や送信タイミングを制御する。或いは、送信用バッファ２０８に蓄積されている送信予定のデータ量の情報をフレーム処理部２０６に出力し、フレーム処理部２０６は自己のＬＬＩＤと送信予定のデータ量の情報とを含む要求制御フレームを生成して圧縮処理部２０７に出力する。

このように、ＰＯＮ制御部２０４は、ＯＮＵ２０１のＯＬＴ１０２への登録処理やＯＬＴ１０２から付与されたＬＬＩＤ（仮想リンクＩＤ）を用いてＯＬＴ１０２との間で制御フレームやデータフレームの送受信を行う。例えば、データフレームを送信する前にＯＬＴ１０２に送信待ちのデータ量（送信バッファ容量）などが記載された送信要求の制御フレームを送信し、ＯＬＴ１０２から受信する送信許可の制御フレームで指示された送信タイミング（送信開始時間、送信継続時間）に応じて、データフレームを送信する。

ＰＯＮ側通信部２０５は、ＰＯＮ回線用の光送受信部（ＯＭＤ）などで構成され、ＰＯＮ制御部２０４がＯＬＴ１０２に送信する制御フレームやデータフレームを光信号にＥ／Ｏ変換（電気信号から光信号への変換）してＯＬＴ１０２側に出力する。また、ＯＬＴ１０２側から受信する光信号をＯ／Ｅ変換（光信号から電気信号への変換）してＰＯＮ制御部２０４に出力する。

フレーム処理部２０６は、先に説明したように、ＰＯＮ規格に応じた送信フレームを生成する。送信フレームは、例えばユーザ端末の送信データを載せたデータフレームや送信要求などの制御フレームである。そして、これらの送信フレームは圧縮処理部２０７に出力される。

圧縮処理部２０７は、フレーム処理部２０６が出力する送信フレームを予め設定された圧縮方法で圧縮する。例えば、頻度の高いデータ列に短い符号を割り当てるランレングス符号化などを行う。或いは、”０”が連続する冗長部分を”０”の個数を示す情報に置き換えるだけの処理を行っても構わない。図４にＥＰＯＮの制御フレームの１つであるＲＥＰＯＲＴフレームを圧縮する場合の例を示す。図４に示すように、ＲＥＰＯＲＴフレームは、６４ｂｙｔｅ長のフレームである。ところが、通常の運用時は、必要な情報が３０ｂｙｔｅ程度で残りの３４ｂｙｔｅは”００ｈ”（ｈは１６進数を示し、００ｈは２値の”００００００００”に相当する）で埋められている（Ｐａｄｄｉｎｇ）。そこで、圧縮処理部２０７は、フレーム処理部２０６が生成した６４ｂｙｔｅのＲＥＰＯＲＴフレームを３２ｂｙｔｅ程度に圧縮する。この場合の圧縮処理部２０７の圧縮方法は、”００ｈ”で埋められている３４ｂｙｔｅのＰａｄｄｉｎｇ領域の代わりに”００ｈ”が３０個と表記する。例えば、“００ｈ” ・・・”００ｈ”の３４ｂｙｔｅを“００ｈ”と”２２ｈ”の２ｂｙｔｅで表現する。ここで、２２ｈは３０個の連続する個数を意味するが、ＲＥＰＯＲＴフレームの場合はＰａｄｄｉｎｇ位置で複数ｂｙｔｅの”００ｈ”が連続することが明らかであるので、１ｂｙｔｅの“００ｈ”の直後に０ではない値が来ることにより、”２２ｈ”が個数を示す圧縮用の符号であることを受信側で判別できる。尚、ＲＥＰＯＲＴフレームのように構成が既知ではないフレームの場合は、例えばデータ列に現れない判別用の符号を決めておけばよい。例えば”ＦＦｈ”がデータ列に現れない符号である場合は、”ＦＦｈ”の後に”２２ｈ”を送信することで、受信側ではこの部分に”００ｈ”を３０個連続させて復元すればよいことがわかる。また、データ列がユーザデータである場合は、判別用の符号が現れないように別の符号に置き換えるなどの周知の手法を用いて処理することで、同様に圧縮処理を行うことができる。

このようにして、３２ｂｙｔｅ分の送信時間を２ｂｙｔｅ分の送信時間に短縮することができ、空いた送信時間（帯域）を高速側のＯＮＵに割り当てることができる。尚、高速側のＯＮＵの送信データ量が少ない場合は、空いた送信時間を送信データ量が多い他の低速側のＯＮＵに割り当てるようにしても構わない。

上記の場合、３２ｂｙｔｅを１Ｇｂｐｓの通信速度として送信時間に換算すると、
３２［ｂｙｔｅ］× ８［ｂｉｔ／ｂｙｔｅ］× １［ｎｓｅｃ］＝ ２５６［ｎｓｅｃ］
となる。この２５６［ｎｓｅｃ］の時間は、１Ｇｂｐｓの通信速度の場合は３２ｂｙｔｅ分であるが、１０Ｇｂｐｓの通信速度では３２０ｂｙｔｅ分の通信時間に相当し、高速側のＯＮＵの通信帯域を広くすることができる。

ここで、本実施形態に係るＯＮＵ２０１の特徴がわかり易いように、圧縮処理部２０７が無い場合のＯＮＵ８０１の構成例を図５に示す。図５において、ＯＮＵ８０１は、ユーザＩＦ８０２と、ＵＮＩ側通信部８０３と、ＰＯＮ制御部（ＰＯＮ ＭＡＣ）８０４と、ＰＯＮ通信部８０５とで基本的に構成される。さらに、フレーム処理部８０６と、送信用バッファ８０８と、送信処理部８０９と、受信処理部８１０と、ＯＮＵ制御処理部８１１とを有する。尚、図において、符号が８＊＊を２＊＊に置き換えると図３のユーザＩＦ２０２と、ＵＮＩ側通信部２０３と、ＰＯＮ制御部（ＰＯＮ ＭＡＣ）２０４と、ＰＯＮ通信部２０５と、フレーム処理部２０６と、送信用バッファ２０８と、送信処理部２０９と、受信処理部２１０と、ＯＮＵ制御処理部２１１とにそれぞれ対応し、圧縮処理部２０７に関連する処理を除いて同様の処理を行う。例えば、ＯＮＵ制御処理部８１１は、受信処理部８１０から入力する制御フレームを解析して、送信処理部８０９が送信用バッファ８０８から読み出すデータ量や送信タイミングを制御する。或いは、送信用バッファ８０８に蓄積されている送信予定のデータ量の情報をフレーム処理部８０６に出力し、フレーム処理部８０６は自己のＬＬＩＤと送信予定のデータ量の情報とを含む要求制御フレームを生成して送信用バッファ８０８に出力し、送信処理部８０４およびＰＯＮ側通信部８０５を介してＯＬＴ側に送信する。

このように、本実施形態に係るＯＮＵ２０１は、低速側のＯＮＵ１１１からＯＮＵ１１９までの９台のＯＮＵに対応し、従来のＯＮＵ８０１に圧縮処理部２０７を設けて、ＯＬＴ側に送信するフレームの圧縮処理を行う以外の基本的な動作は同じであるが、圧縮によって空いた送信時間を高速側のＯＮＵ、例えば１０ＧｂｐｓのＯＮＵ１２０に割り当てることにより、上り回線の通信帯域を有効に利用することができる。
［ＯＮＵ２０１の変形例１］
図３に示したＯＮＵ２０１は、フレーム処理部２０６が出力する送信フレームを圧縮処理部２０７で圧縮した送信フレームを送信用バッファ２０８に保持するようにしたが、図６に示すＯＮＵ２０１ａのように、フレーム処理部２０６が出力する送信フレームを一旦、送信用バッファ２０８ａに保持してから圧縮処理部２０７ａで圧縮するようにしても構わない。尚、図３と同符号のものは同じものを示す。図６のＯＮＵ２０１ａの場合、ＰＯＮ制御部２０４は、圧縮前の送信データ量と圧縮後の送信データ量とを知ることができる。そして、ＰＯＮ制御部２０４の制御フレーム処理部２１１は、圧縮前の送信データ量と圧縮後の送信データ量とから求めた圧縮率の情報をフレーム処理部２０６で送信待ちのデータ量（送信バッファ容量）などが記載された送信要求の制御フレームに付加してＯＬＴ１０２側に送信する。

これにより、ＯＬＴ１０２は、低速側の各ＯＮＵから通知される圧縮率の情報と送信待ちのデータ量とを基に送信タイミングを決定することができる。この場合、ＯＬＴ１０２は、例えば３／４の圧縮率の場合は送信時間も３／４、１／５の圧縮率の場合は送信時間を１／５にそれぞれ短縮して送信タイミングを割り当てるように処理する。このように、圧縮率に応じて送信時間を変えることによって、低速側の各ＯＮＵは圧縮しない場合と同じ通信帯域を維持することができる。そして、低速側の各ＯＮＵの圧縮によって空いた送信時間を高速側のＯＮＵに割り当てることで、光カプラ１０３からＯＬＴ１０２までの上り回線の通信帯域を最大限に利用することが可能になる。
［ＯＮＵ２０１の変形例２］
図３に示したＯＮＵ２０１は、フレーム処理部２０６が出力する送信フレームを圧縮処理部２０７で圧縮した送信フレームを送信用バッファ２０８に保持するようにしたが、図７に示すＯＮＵ２０１ｂのように、フレーム処理部２０６が出力する送信フレームを一旦、送信用バッファ２０８ｂに保持し、ＯＬＴ側に送信する際に圧縮処理部２０７ｂで圧縮するようにしても構わない。尚、図３と同符号のものは同じものを示す。図７のＯＮＵ２０１ｂの場合、ＰＯＮ制御部２０４は、圧縮が必要なフレームのみ圧縮してＯＬＴ側に送信することができ、圧縮処理部２０７ｂの処理負荷を低減することができる。尚、変形例２の場合、圧縮率の情報を送信前に知ることができないので、ＯＬＴ１０２は、低速側の各ＯＮＵに割り当てる送信時間を一律に短縮して送信タイミングを割り当てるように処理する。そして、低速側の各ＯＮＵの圧縮によって空いた送信時間を高速側のＯＮＵに割り当てることで、光カプラ１０３からＯＬＴ１０２までの上り回線の通信帯域を最大限に有効利用することが可能になる。
［ＯＬＴの構成例］
次に、図１のＯＬＴ１０２の構成例について説明する。図８は、ＯＬＴ１０２に対応するＯＬＴ３０１の構成例を示す図である。図８において、ＯＬＴ３０１は、光通信部（ＯＭＤ）３０２と、１Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０３と、１０Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０４と、下り側ＳＥＲＤＥＳ３０５と、ＰＯＮ制御部（ＰＯＮ ＭＡＣ）３０６と、ＳＮＩ側通信部３０７とで基本的に構成される。さらに、フレーム処理部３０８と、解凍処理部３０９と、送信用バッファ３１０と、送信処理部３１１と、受信処理部３１２と、ＯＬＴ制御処理部３１３とを有する。尚、図８では、解凍処理部３０９をＰＯＮ制御部３０６とは別に描いてあるが、全てをＰＯＮ制御部３０６に含めても構わない。

光通信部３０２は、ＯＬＴ３０１が配下に収容する各ＯＮＵから受信する光信号をＯ／Ｅ変換（光信号から電気信号への変換）し、１Ｇｂｐｓの光信号に対応する電気信号は１Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０３に、１０Ｇｂｐｓの光信号に対応する電気信号は１０Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０４にそれぞれ出力する。また、光通信部３０２は、ＰＯＮ制御部３０６が各ＯＮＵに送信する制御フレームやデータフレームを下り側ＳＥＲＤＥＳ３０５を介して入力して光信号にＥ／Ｏ変換（電気信号から光信号への変換）し、ＯＮＵ側に出力する。尚、各ＯＮＵ側への下り信号は、例えば１ＧｂｐｓのＯＮＵへのフレームと１０ＧｂｐｓのＯＮＵへのフレームはそれぞれ異なる波長の光信号で送信され、同じ通信速度のＯＮＵに対しては時分割多重（ＴＤＭ）される。また、各ＯＮＵ側から受信する上り信号は、例えば１ＧｂｐｓのＯＮＵが送信するフレームと１０ＧｂｐｓのＯＮＵが送信するフレームが同じ波長の光信号で時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）される。

１Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０３は、光通信部３０２から入力する１Ｇｂｐｓのシリアルデータをパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部である。

１０Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０４は、光通信部３０２から入力する１０Ｇｂｐｓのシリアルデータをパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部である。

下り側ＳＥＲＤＥＳ３０５は、ＰＯＮ制御部３０６の受信処理部３１２から入力する１Ｇｂｐｓまたは１０Ｇｂｐｓのパラレルデータをシリアルデータに変換して光通信部３０２に出力するパラレルシリアル変換部である。

ＰＯＮ制御部３０６は、フレーム処理部３０８と、送信処理部３１１と、受信処理部３１２と、ＯＬＴ制御処理部３１３とで構成される。フレーム処理部３０８は、ＯＮＵ側から受信する１Ｇｂｐｓまたは１０Ｇｂｐｓのフレームを入力し、１Ｇｂｐｓのフレーム（データフレームおよび制御フレーム）を解凍処理部３０９に出力し、１０Ｇｂｐｓのデータフレームを送信用バッファ３１０に出力する。尚、フレーム処理部３０８は、１０ＧｂｐｓのＯＮＵから受信する制御フレームについては、送信用バッファ３１０ではなく、ＯＬＴ制御処理部３１３に出力する。また、１ＧｂｐｓのＯＮＵから受信する制御フレームは、解凍処理部３０９を介してＯＬＴ制御処理部３１３に入力される。送信処理部３１１は、送信用バッファ３１０から上位側の回線に送信するフレームを読み出してＳＮＩ側通信部３０７を介して上位側に送信する。受信処理部３１２は、ＳＮＩ側通信部３０７を介して上位側から受信するフレームの宛先に応じて、該当するＯＮＵのＬＬＩＤを付加したフレームを作成し、時分割多重して下り側ＳＥＲＤＥＳ３０５および光通信部３０２を介して各ＯＮＵに送信する。或いは、ＯＬＴ制御処理部３１３が出力する制御フレームを時分割多重して下り側ＳＥＲＤＥＳ３０５および光通信部３０２を介して各ＯＮＵに送信する。

例えば、ＯＬＴ制御処理部３１３は、未登録のＯＮＵに対して送信タイミングを通知するＤｉｓｃｏｖｅｒｙＧＡＴＥの制御フレームを送信して、未登録のＯＮＵから登録要求の制御フレームを受信すると、当該ＯＮＵにＬＬＩＤ（仮想リンクＩＤ）を付与する。尚、各ＯＮＵに付与したＬＬＩＤは、ＯＬＴ制御処理部３１３が内部のメモリに保持する。或いは、各ＯＮＵから送信待ちのデータ量（送信バッファ容量）などが記載された送信要求の制御フレームを受信すると、ＯＬＴ制御処理部３１３は、送信待ちのデータ量や各ＯＮＵの上り通信速度（１Ｇｂｐｓや１０Ｇｂｐｓなど）などの情報を解析し、各ＯＮＵに割り当てるための送信タイミング（送信開始時間、送信継続時間）を求める。そして、ＯＬＴ制御処理部３１３が求めた送信タイミングを含む送信許可の制御フレームを受信処理部３１２，下り側ＳＥＲＤＥＳ３０５および光通信部３０２を介して送信要求した各ＯＮＵに送信する。このように、ＰＯＮ制御部３０６は、配下に接続するＯＮＵの登録処理やＬＬＩＤの付与および送信タイミングの割り当てなどＯＮＵの管理を行うと共に、各ＯＮＵと上位側との間で宛先に応じたフレームの送受信を行う。

ＳＮＩ側通信部３０７は、送信用バッファ３１０に蓄積されている各ＯＮＵから送られてくるデータフレームを宛先に応じて多重して上位側の回線（例えば１０Ｇｂｐｓの専用回線）に送信する。この時、１ＧｂｐｓのＰＯＮ回線のデータと１０ＧｂｐｓのＰＯＮ回線のデータは、ルータやＬ２ＳＷ（レベル２スイッチ）などの上位側装置の専用回線に応じたフレームフォーマットに変換されて送信される。

解凍処理部３０９は、フレーム処理部３０８から入力する１Ｇｂｐｓ（低速側）のＯＮＵから受信するフレーム（データフレームおよび制御フレーム）をＰＯＮ制御部３０６から指示された解凍方法で解凍を行い、送信用バッファ３１０に出力する。ここで、解凍方法は、先に説明したＯＮＵ側の圧縮方法に対応するもので、例えば、頻度の高いデータ列に短い符号を割り当てるランレングス符号化で圧縮した場合は、短い符号を圧縮とは逆の方法で元のデータ列に戻す処理を行い、圧縮前のデータを復元する。図４で説明したＲＥＰＯＲＴフレームの例では、ＲＥＰＯＲＴフレームの”００ｈ”で埋められている３４ｂｙｔｅのＰａｄｄｉｎｇ領域の代わりに”００ｈ”が３０個と表記して３２ｂｙｔｅに圧縮しているので、“００ｈ”と”２２ｈ”の２ｂｙｔｅで表現された部分を“００ｈ” ・・・”００ｈ”の３４ｂｙｔｅに戻す処理が解凍処理に相当する。これにより、解凍処理部３０９は、図４に示した６４ｂｙｔｅのＲＥＰＯＲＴフレームを復元できる。復元されたＲＥＰＯＲＴフレームは、制御用フレームであるから送信用バッファ３１０ではなく、ＯＬＴ制御処理部３１３に出力され、ＯＬＴ制御処理部３１３でＲＥＰＯＲＴフレームの解析が行われ、内容に応じた制御処理が実行される。

尚、上記の説明では、制御フレームであるＲＥＰＯＲＴフレームを例に挙げて、フレーム長を短くして送信時間を短縮する場合を示したが、ＲＥＰＯＲＴフレーム以外の制御フレームの冗長部分を圧縮するようにしても構わないし、制御フレームに限らずデータフレームについてもランレングス符号化などにより圧縮しても構わない。いずれの方法においても、解凍処理部３０９は、ＯＮＵ側の圧縮方法に対応する解凍方法で受信したフレームを解凍処理する。

送信用バッファ３１０は、フレーム処理部３０８から出力される１０ＧｂｐｓのＯＮＵから受信したデータフレームと、解凍処理部３０９が解凍した１ＧｂｐｓのＯＮＵから受信したデータフレームとを一時的に保持する。そして、送信処理部３１１によって読み出され、さらに宛先に応じて多重されてＳＮＩ側通信部３０７を介して上位側に送信される。

このようにして、ＯＬＴ３０１は、低速側（上記の例では１Ｇｂｐｓ）の各ＯＮＵから受信する圧縮されたフレームを解凍してデータフレームは上位側に転送し、制御フレームはＰＯＮ制御部３０６のＯＬＴ制御処理部３１３でＰＯＮ制御に用いられる。

ここで、本実施形態に係るＯＬＴ３０１の特徴がわかり易いように、解凍処理部３０９が無い場合のＯＬＴ７０１の構成例を図９に示す。図９において、ＯＮＵ７０１は、光通信部（ＯＭＤ）７０２と、１Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ７０３と、１０Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ７０４と、下り側ＳＥＲＤＥＳ７０５と、ＰＯＮ制御部（ＰＯＮ ＭＡＣ）７０６と、ＳＮＩ側通信部７０７とで基本的に構成される。さらに、フレーム処理部７０８と、送信用バッファ７１０と、送信処理部７１１と、受信処理部７１２と、ＯＬＴ制御処理部７１３とを有する。尚、図９において、符号が７＊＊を３＊＊に置き換えると図８の光通信部（ＯＭＤ）３０２と、１Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０３と、１０Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０４と、下り側ＳＥＲＤＥＳ３０５と、ＰＯＮ制御部（ＰＯＮ ＭＡＣ）３０６と、ＳＮＩ側通信部３０７と、フレーム処理部３０８と、送信用バッファ３１０と、送信処理部３１１と、受信処理部３１２と、ＯＬＴ制御処理部３１３とにそれぞれ対応し、解凍処理部３０９に関連する処理を除いて同様の処理が行われる。例えば、ＯＬＴ制御処理部７１３は、フレーム処理部７０８から入力する１Ｇｂｐｓまたは１０ＧｂｐｓのＯＮＵから受信した制御フレームを解析する。そして、ＯＬＴ制御処理部７１３は、配下に接続するＯＮＵの登録処理やＬＬＩＤの付与および送信タイミングの割り当てなど各ＯＮＵの管理を行うと共に、各ＯＮＵと上位側との間で宛先に応じたフレームの送受信を行う。また、フレーム処理部７０８は、１Ｇｂｐｓまたは１０ＧｂｐｓのＯＮＵから受信したデータフレームを送信用バッファ７１０に一時的に記憶する。そして、送信処理部７１１は、送信用バッファ７１０に記憶されたデータフレームを読み出して宛先に応じて多重し、ＳＮＩ側通信部７０７を介して上位側に送信する。

このように、低速側のＯＮＵから受信するフレームが圧縮されていない場合、低速側のＯＮＵから受信する１Ｇｂｐｓのフレームと高速側のＯＮＵから受信する１０Ｇｂｐｓのフレームは、ＯＬＴ７０１において同じように扱われる。

これに対して、図８で説明した本実施形態に係るＯＬＴ３０１の場合は、従来のＯＬＴ７０１に解凍処理部３０９を設けた構成になる。そして、低速側（上記の例では１Ｇｂｐｓ）の各ＯＮＵから受信する圧縮されたフレームを解凍してデータフレームは上位側に転送し、解凍された制御フレームはＰＯＮ制御部３０６でＰＯＮ制御に用いるので、低速側の各ＯＮＵからＯＬＴ３０１への上り回線の通信帯域（送信時間）を空けることができる。そして、圧縮によって空いた送信時間を高速側のＯＮＵ、例えば１０ＧｂｐｓのＯＮＵ１２０に割り当てることにより、上り回線の通信帯域を有効に利用することができる。
［空き帯域の割り当て］
ここで、低速側のフレームの圧縮によって空いた通信帯域（ＰＯＮシステムの場合の送信時間）を高速側のＯＮＵの送信時間に割り当てる処理についていくつかの例を挙げて説明する。
（１）圧縮処理を行う低速側のＯＮＵに対して、予め設定された所定割合だけ短縮した送信時間を割り当てる方法
ＯＬＴ３０１のＯＬＴ制御処理部３１３は、低速側の各ＯＮＵから通知された送信バッファ容量に応じて各ＯＮＵの送信タイミング（送信開始時間、送信継続時間）を従来通りに一旦求める。そして、送信継続時間を所定割合だけ短縮する。例えば所定割合が３０％に設定されている場合、ＯＬＴ制御処理部３１３は各ＯＮＵに通知する送信継続時間を０．７倍して各ＯＮＵに割り当てる。

一方、高速側の各ＯＮＵから通知された送信バッファ容量に応じて各ＯＮＵの送信タイミング（送信開始時間、送信継続時間）を従来通りに一旦求める。そして、送信継続時間を拡張する。このとき拡張する時間は、低速側の各ＯＮＵの短縮した時間の合計時間である。例えば図２（ａ）の場合、短縮前の低速側の各ＯＮＵの合計の短縮時間が全体時間の４５％なので、図２（ｂ）のように高速側のＯＮＵに割り当てる送信継続時間を全体時間の４５％だけ拡張して割り当てる。ここで、高速側のＯＮＵが複数台ある場合は、台数に応じて配分する。例えば図２の場合、高速側のＯＮＵが５台ある場合は、それぞれ全体時間の９％ずつ拡張して送信継続時間を割り当てる。

このように、本実施形態に係るＰＯＮシステム１０１は、低速側のＯＮＵがＯＬＴ側に送信するデータを圧縮することによって実質的な送信時間を短くし、空いた時間を高速側のＯＮＵに割り当てることによってＰＯＮ回線の上り方向の通信帯域を有効に利用することができる。特に、低速側のＯＮＵの通信帯域によって高速側のＯＮＵの通信帯域が制限されるという問題を軽減できる。
（２）圧縮処理を行う低速側のＯＮＵに対して、低速側のＯＮＵから通知される圧縮率に応じて送信時間を短縮して割り当てる方法
ＯＮＵ側から圧縮前または圧縮後の送信バッファ容量を通知する際に圧縮率も制御フレームで通知するようにする。そして、ＯＬＴ３０１のＯＬＴ制御処理部３１３は、低速側の各ＯＮＵから通知された送信バッファ容量が圧縮前の容量である場合はそのまま利用し、圧縮後の容量である場合は圧縮率に応じて元の容量に換算して、従来通りに各ＯＮＵに割り当てる送信継続時間を一旦求める。そして、一旦求めた送信継続時間を圧縮率に応じて短縮する。例えば圧縮率が６０％の場合は、ＯＬＴ制御処理部３１３は当該ＯＮＵに通知する送信継続時間を０．６倍して割り当てる。尚、ＯＬＴ制御処理部３１３は、各ＯＮＵに指示する送信タイミング情報の中の送信開始時間は、短縮された送信継続時間に応じて調整する。例えば、０．１μｓｅｃ短縮された場合は、ＯＬＴ制御処理部３１３は、他のＯＮＵとの送信開始時間の間隔も０．１μｓｅｃだけ詰めて割り当てる。

このように、本実施形態に係るＰＯＮシステム１０１は、低速側のＯＮＵがＯＬＴ側に送信するデータを圧縮することによって実質的な送信時間を短くし、空いた時間を高速側のＯＮＵに割り当てることによってＰＯＮ回線の上り方向の通信帯域を有効に利用することができる。特に本方法では、圧縮率に応じて送信継続時間を短縮するので、低速側の各ＯＮＵは圧縮しない場合と同じ通信帯域を維持することができる。そして、低速側の各ＯＮＵの圧縮によって空いた送信時間を高速側のＯＮＵに割り当てる処理は、先に説明した（１）の送信時間の割り当て方法と同じである。
［ＯＬＴ３０１の変形例］
図１０に図８のＯＬＴ３０１の変形例を示す。図１０のＯＬＴ３０１ａは、図８のＯＬＴ３０１の１Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０３を搭載しておらず、光通信部３０２で電気信号に変換された１Ｇｂｐｓのフレームがシリアルデータでフレーム処理部３０８に入力される。尚、１０ＧｂｐｓのフレームについてはＯＬＴ３０１と同様に１０Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０４を介してフレーム処理部３０８にパラレルデータで入力される。これにより、１Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０３の回路が不要にできる。この理由は、圧縮によって１Ｇｂｐｓのデータ量が少なくなるため、１Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０３でパラレルデータに変換しなくても処理が可能になるからである。

さらに、図１０のＯＬＴ３０１ａにおいて、図８のＯＬＴ３０１と異なる点は解凍処理部３０９ａの配置である。図８に示したＯＬＴ３０１は、フレーム処理部３０８が出力する１Ｇｂｐｓのデータフレームを解凍処理部３０９で解凍し、解凍した１Ｇｂｐｓのデータフレームを送信用バッファ３１０で保持するようにした。これに対して、図１０に示すＯＬＴ３０１ａは、フレーム処理部３０８が出力する１Ｇｂｐｓの圧縮されたフレーム（データフレームおよび制御フレーム）を１０Ｇｂｐｓのデータフレームと同様に一旦、送信用バッファ３１０ａに保持する。この場合、解凍処理部３０９ａは、送信用バッファ３１０ａに保持されている１Ｇｂｐｓの圧縮されたフレーム（データフレームおよび制御フレーム）を読み出して解凍処理を行い、解凍したデータフレームは再び送信用バッファ３１０ａに保持され、解凍した制御フレームはＯＬＴ制御処理部３１３に出力される。尚、図１０において、図８と同符号のものは同じものを示す。図１０のＯＬＴ３０１ａの場合、解凍処理部３０９ａは、配下の各ＯＮＵから受信するフレームをリアルタイムで処理する必要がないので、処理負荷を低減できるというメリットがある。このため、１Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０３の回路を削除しても解凍処理部３０９ａの処理に負担は掛からない。

尚、図１０のＯＬＴ３０１ａでは、１Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０３の回路削除と、解凍処理部３０９ａの配置変更の２つの変形例を同時に行う場合について示したが、いずれか一方の変形だけを行っても構わない。例えば、図８のＯＬＴ３０１において、１Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ３０３の回路を削除した構成にしても構わない。

以上、各実施形態で説明してきたように、本発明に係るＰＯＮシステムおよび宅内装置並びに局側装置は、通信速度の異なるＯＮＵを有する場合に、低速側のＯＮＵがＯＬＴ側に送信するフレームを圧縮することによって上り方向の帯域を拡張できる。そして、空いた帯域を高速側のＯＮＵに割り当てることにより、低速側のＯＮＵの影響を低減でき、効率の良い通信が可能になる。

１０１，９０１・・・ＰＯＮシステム
１０２，９０２・・・ＯＬＴ
１０３，９０３・・・光カプラ（回線集線部）
１１１から１２０，９１１から９２０・・・ＯＮＵ
２０１，２０１ａ，２０１ｂ，８０１・・・ＯＮＵ
２０２，８０２・・・ユーザＩＦ
２０３，８０３・・・ＵＮＩ側通信部
２０４，８０４・・・ＰＯＮ制御部
２０５，８０５・・・ＰＯＮ側通信部
２０６，８０６・・・フレーム処理部
２０７，２０７ａ，２０７ｂ・・・圧縮処理部
２０８，２０８ａ，２０８ｂ，８０８・・・送信用バッファ
２０９，８０９・・・送信処理部
２１０，８１０・・・受信処理部
２１１，８１１・・・ＯＮＵ制御処理部
３０１，３０１ａ，７０１・・・ＯＬＴ
３０２，７０２・・・光通信部
３０３，７０３・・・１Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ
３０４，７０４・・・１０Ｇ−ＳＥＲＤＥＳ
３０５，７０５・・・下り側ＳＥＲＤＥＳ
３０６，７０６・・・ＰＯＮ制御部
３０７，７０７・・・ＳＮＩ側通信部
３０８，７０８・・・フレーム処理部
３０９，３０９ａ・・・解凍処理部
３１０，３１０ａ，７１０・・・送信用バッファ
３１１，７１１・・・送信処理部
３１２，７１２・・・受信処理部
３１３，７１３・・・ＯＬＴ制御処理部

Claims (8)

1. ユーザ端末を接続する第１通信速度の宅内装置および前記第１通信速度より高速の第２通信速度の宅内装置をそれぞれ少なくとも１台以上収容する局側装置で構成されるＰＯＮシステムにおいて、
   前記第１通信速度の宅内装置は、
   前記局側装置への送信フレームを圧縮する圧縮処理部と、
   前記圧縮前または圧縮後の送信フレームを一時的に保持する送信バッファと、
   前記局側装置に前記送信バッファに蓄積された送信データ量を通知する要求制御フレームを送信し、前記局側装置からデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを含む応答制御フレームを受信して、前記送信バッファの圧縮データを送信する宅内制御部と
   を有し、
   前記局側装置は、
   前記第１通信速度の宅内装置から受信した圧縮データを解凍する解凍処理部と、
   前記第１通信速度の宅内装置および前記第２通信速度の宅内装置から通知される送信データ量に応じて、前記第１通信速度の宅内装置および前記第２通信速度の宅内装置が前記局側装置に送信する際のデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを決定し、決定した前記データ送出開始タイミングと前記データ送出継続時間とを含む応答制御フレームを前記第１通信速度の宅内装置および前記第２通信速度の宅内装置に送信する局側制御部と
   を有する
   ことを特徴とするＰＯＮシステム。
2. 請求項１に記載のＰＯＮシステムにおいて、
   前記第１通信速度の宅内装置の前記圧縮処理部は、前記局側装置へ送信する固定長の制御フレームを圧縮して前記データ送出継続時間を短くし、
   前記局側装置の解凍処理部は、前記第１通信速度の宅内装置から受信する圧縮された制御フレームを解凍して固定長の制御フレームに復元する
   ことを特徴とするＰＯＮシステム。
3. 請求項１または２に記載のＰＯＮシステムにおいて、
   前記第１通信速度の宅内装置の前記宅内制御部は、圧縮前の送信データ量と圧縮後の送信データ量とを前記局側装置に通知し、
   前記局側装置の局側制御部は、前記第１通信速度の宅内装置から通知された圧縮前の送信データ量に応じてデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを算出後、圧縮率に応じて前記算出されたデータ送出継続時間を短縮して新たなデータ送出開始タイミングと新たなデータ送出継続時間とを決定し、且つ前記短縮した時間を前記第２通信速度の宅内装置のデータ送出継続時間に割り当てる
   ことを特徴とするＰＯＮシステム。
4. ユーザ端末を接続する第１通信速度の宅内装置および前記第１通信速度より高速の第２通信速度の宅内装置をそれぞれ少なくとも１台以上収容する局側装置で構成されるＰＯＮシステムで用いられる前記第１通信速度の宅内装置において、
   前記局側装置への送信フレームを圧縮する圧縮処理部と、
   前記圧縮前または圧縮後の送信フレームを一時的に保持する送信バッファと、
   前記局側装置に前記送信バッファに蓄積された送信データ量を通知する要求制御フレームを送信し、前記局側装置からデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを含む応答制御フレームを受信して、前記送信バッファの圧縮データを送信する宅内制御部と
   を有することを特徴とする宅内装置。
5. 請求項４に記載の宅内装置において、
   前記圧縮処理部は、前記局側装置へ送信する固定長の制御フレームを圧縮して前記データ送出継続時間を短縮する
   ことを特徴とする宅内装置。
6. ユーザ端末を接続する第１通信速度の宅内装置および前記第１通信速度より高速の第２通信速度の宅内装置をそれぞれ少なくとも１台以上収容する局側装置で構成されるＰＯＮシステムで用いられる局側装置において、
   前記第１通信速度の宅内装置から受信した圧縮データを解凍する解凍処理部と、
   前記第１通信速度の宅内装置および前記第２通信速度の宅内装置から通知される送信データ量に応じて、前記第１通信速度の宅内装置および前記第２通信速度の宅内装置が前記局側装置に送信する際のデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを決定し、決定した前記データ送出開始タイミングと前記データ送出継続時間とを含む応答制御フレームを前記第１通信速度の宅内装置および前記第２通信速度の宅内装置に送信する局側制御部と
   を有することを特徴とする局側装置。
7. 請求項６に記載の局側装置において、
   前記解凍処理部は、前記第１通信速度の宅内装置から受信する圧縮された制御フレームを解凍して固定長の制御フレームに復元する
   ことを特徴とする局側装置。
8. 請求項６または７に記載の局側装置において、
   前記局側制御部は、前記第１通信速度の宅内装置から通知された圧縮前の送信データ量に応じてデータ送出開始タイミングとデータ送出継続時間とを算出後、圧縮率に応じて前記算出されたデータ送出継続時間を短縮して新たなデータ送出開始タイミングと新たなデータ送出継続時間とを決定し、且つ前記短縮した時間を前記第２通信速度の宅内装置のデータ送出継続時間に割り当てる
   ことを特徴とする局側装置。

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