JP2012151577A - Ｐｏｎシステム及び帯域割り当て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＮＵにおける余分なバッファ量を削減するとともに、データの伝送遅延を低減させる。
【解決手段】
ＰＯＮシステム１は、ＯＬＴ２と複数のＯＮＵ３とからなり、ＯＬＴ２は、ＯＮＵ３から送信される送信データのデータ量を示すＲｅｐｏｒｔ情報に基づき、ＯＮＵ３に対して帯域を割り当てる帯域割当処理部１４と、ＯＮＵ３毎にＲｅｐｏｒｔ情報が関連付けられて格納されるＲｅｐｏｒｔテーブル２３ａと、各ＯＮＵ３に対して割り当てられた帯域を示すＧｒａｎｔ情報が関連付けられて格納されるＧｒａｎｔテーブル２３ｂとを備え、ＯＮＵ３から送信されたＲｅｐｏｒｔ情報と、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａに格納された、当該ＯＮＵ３に関連付けられたＲｅｐｏｒｔ情報とを比較し、２つのＲｅｐｏｒｔ情報が一致する場合に、Ｇｒａｎｔテーブル２３ｂに格納された、当該ＯＮＵ３に関連付けられたＧｒａｎｔ情報が示す帯域を割り当てる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＰＯＮシステム及び帯域割り当て方法に関し、特に、複数のＯＮＵが接続されたＯＬＴによる、各ＯＮＵに対する帯域の割り当てを制御するＰＯＮシステム及び帯域割り当て方法に関する。

光通信におけるネットワーク技術として知られているシステムの１つに、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムがある。ＰＯＮシステムは、複数のユーザで光回線を共有する方式であり、局内装置となる１つのＯＬＴ（Optical Line Terminal）に対してユーザ宅等に設置される複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）が接続される。

ＯＬＴとＯＮＵとの間でデータの送受信を行う場合、ＯＬＴは、接続された各ＯＮＵに対して帯域を割り当てるが、その際に、各ＯＮＵに対して帯域を固定的に割り当てると、帯域に空きや不足が発生することがあり、帯域の利用効率が悪いという問題があった。

そこで、ＰＯＮシステムにおいては、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation；動的帯域割当）と呼ばれる、各ＯＮＵに対して効率的に帯域を割り当てるための機能をＯＬＴに搭載している。例えば、特許文献１には、ＤＢＡ機能を用いて帯域を効率的に割り当てるＰＯＮシステムが記載されている。

従来のＤＢＡ機能を用いた帯域割り当て方法では、ＯＮＵがＯＬＴに対して送信要求を行い、送信データ量が記述されたＲｅｐｏｒｔフレームを送信すると、ＯＬＴは、受信したＲｅｐｏｒｔフレームに基づき各ＯＮＵに対して割り当てる帯域を算出し、算出した帯域が記述されたＧａｔｅフレームをＯＮＵに対して送信する。そして、ＯＮＵは、受信したＧａｔｅフレームに基づき送信データをＯＬＴに対して送信する。

このように、ＤＢＡ機能を用いることにより、通信中のＯＮＵの数に応じて帯域を適切に割り当てることができるため、未使用帯域を発生させることなく帯域を効率的に使用することができる。

特開２００９−１５２９１６号公報

しかしながら、従来のＤＢＡ機能を用いたＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴは、ＯＮＵからの送信要求による「Ｒｅｐｏｒｔフレームの受信」、「割り当て帯域の算出」及び「Ｇａｔｅフレームの送信」という、３つのサイクルでＯＮＵに対する帯域の割り当てを行っている。そのため、ＯＮＵは、送信要求からデータの送信まで３サイクルだけ待たなくてはならず、この３サイクルの間にデータを蓄積しておくための余分なバッファ量が必要となるという問題があった。

また、ＯＮＵによるデータの送信が送信要求から３サイクル後となるため、ＯＮＵが大量のデータを送信する場合には、最大で３サイクルの伝送遅延が発生するという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、ＯＮＵにおける余分なバッファ量を削減するとともに、データの伝送遅延を低減させることが可能なＰＯＮシステム及び帯域割り当て方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ＯＬＴに対して複数のＯＮＵが接続され、該複数のＯＮＵから前記ＯＬＴに対してデータが送信されるＰＯＮシステムであって、送信データを蓄積するバッファを備える複数のＯＮＵと、前記複数のＯＮＵとの間で各種データの送受信を行う送受信部と、ＯＮＵから送信される送信データのデータ量を示す送信データ情報に基づき、前記ＯＮＵに対して帯域を割り当てる帯域割当処理部と、ＯＮＵ及び該ＯＮＵの送信データ情報が関連付けられて格納される送信データ情報テーブルと、ＯＮＵ及び該ＯＮＵに対して割り当てられた帯域を示す帯域情報が関連付けられて格納される帯域情報テーブルとを備えるＯＬＴとからなり、前記ＯＬＴは、ＯＮＵから送信された第１の送信データ情報と、前記送信データ情報テーブルに格納され、前記ＯＮＵに関連付けられた第２の送信データ情報とを比較し、前記第１及び第２の送信データ情報が一致する場合に、前記帯域情報テーブルに格納され、前記ＯＮＵに関連付けられた帯域情報が示す帯域を前記ＯＮＵに対して割り当て、前記割り当てられた帯域を示す帯域情報を前記複数のＯＮＵに対して送信し、前記ＯＮＵは、前記ＯＬＴから送信された前記帯域情報に基づき、前記バッファに蓄積されたデータを前記ＯＬＴに対して送信することを特徴とする。

そして、本発明によれば、ＯＮＵから送信された第１の送信データ情報と、送信データ情報テーブルに格納された、当該ＯＮＵに関連付けられた第２の送信データ情報とを比較し、第１及び第２の送信データ情報が一致する場合に、帯域情報テーブルに格納された、当該ＯＮＵに関連付けられた帯域情報が示す帯域を割り当てるため、割り当てる帯域を算出する必要がなく、「割り当て帯域の算出処理」サイクルを一定の確率で削減でき、送信データの伝送遅延を低減させることが可能になる。

また、ＯＮＵに対して割り当てる帯域を算出する処理を一定の確率で削減できるため、従来の帯域割り当てサイクル時間を想定してＯＮＵに設けられるバッファ量を削減することが可能になる。

上記ＰＯＮシステムにおいて、前記ＯＬＴは、前記第１の送信データ情報の所定ビットの値と、前記第２の送信データ情報の所定ビットの値とを比較することにより、前記ＯＮＵに対して帯域を割り当てることができる。これにより、送信データ量が過去の送信データ量と同等又は近い場合に、「割り当て帯域の算出処理」サイクルを一定の確率で削減することが可能になる。

上記ＰＯＮシステムにおいて、前記ＯＬＴは、前記第１及び第２の送信データ情報が一致しない場合に、前記ＯＮＵに対して割り当てる帯域を算出することができる。

上記ＰＯＮシステムにおいて、前記ＯＬＴは、前記算出した帯域を示す帯域情報を、前記ＯＮＵと関連付けて前記帯域情報テーブルに格納することができる。

上記ＰＯＮシステムにおいて、前記ＯＬＴは、前記ＯＮＵから送信された送信データ情報を、前記ＯＮＵと関連付けて前記送信データ情報テーブルに格納することができる。

上記ＰＯＮシステムにおいて、前記帯域情報を、前記ＯＮＵからの送信データに対する送信開始時刻及び送信量を示す情報とすることができる。

また、本発明は、ＯＬＴに対して複数のＯＮＵが接続され、該複数のＯＮＵから前記ＯＬＴに対してデータが送信されるＰＯＮシステムの帯域割り当て方法であって、ＯＮＵから送信される送信データのデータ量を示す第１の送信データ情報を受信する受信ステップと、受信した前記第１の送信データ情報に基づき、前記ＯＮＵに対して帯域を割り当てる帯域割当ステップと、前記割り当てられた帯域を示す帯域情報を前記ＯＮＵに対して送信する送信ステップとを備え、前記帯域割当ステップは、前記第１の送信データ情報と、ＯＮＵ及び該ＯＮＵの送信データ情報が関連付けられて格納される送信データ情報テーブルに格納され、前記ＯＮＵに関連付けられた第２の送信データ情報とを比較し、前記第１及び第２の送信データ情報が一致する場合に、ＯＮＵ及び該ＯＮＵに対する帯域情報が関連付けられて格納される帯域情報テーブルに格納され、前記ＯＮＵに関連付けられた帯域情報が示す帯域を前記ＯＮＵに対して割り当てることを特徴とする。そして、本発明によれば、前記発明と同様に、「割り当て帯域の算出処理」サイクルを一定の確率で削減でき、送信データの伝送遅延を低減させることが可能になるとともに、ＯＮＵに設けられるバッファ量を削減することが可能になる。

以上のように、本発明によれば、ＯＮＵにおける余分なバッファ量を削減するとともに、データの伝送遅延を低減させることが可能になる。

本発明にかかるＰＯＮシステムの一実施の形態を示すブロック図である。 ＯＬＴの構成の一例を示すブロック図である。 Ｒｅｐｏｒｔフレームについて説明するための略線図である。 Ｇａｔｅフレームについて説明するための略線図である。 帯域割当処理部の構成の一例を示すブロック図である。 Ｒｅｐｏｒｔテーブルについて説明するための略線図である。 Ｇｒａｎｔテーブルについて説明するための略線図である。 ＰＯＮシステムによるフレームの送信手順について説明するためのシーケンス図である。 帯域割当処理の流れについて説明するためのフローチャートである。 帯域割り当てサイクルについて説明するための略線図であり、（ａ）は本実施の形態、（ｂ）は従来における帯域割り当てサイクルを示す図である。

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明にかかるＰＯＮシステム１の一実施の形態を示し、ＰＯＮシステム１は、ＯＬＴ２、複数のＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎ、及び光スプリッタ４で構成され、ＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎからネットワーク５の間で、伝送すべきデータが格納されたフレームが伝送される。

ＯＬＴ２は、光ファイバ及び光スプリッタ４を介して複数のＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎと接続され、最大で２５６台のＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎを接続することができる。また、ＯＬＴ２には、インターネットや広域イーサネット（登録商標）等のネットワーク５が接続される。ＰＯＮシステム１において伝送されるフレームは、ＯＬＴ２からＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎの間では光信号として伝送され、また、ＯＬＴ２からネットワーク５の間では電気信号として伝送される。

ＯＬＴ２は、局内に設置され、ＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎから受け取ったフレームのネットワーク５への転送や、ネットワーク５から受け取ったフレームのＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎへの転送を行うとともに、ＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎによるフレームの伝送を効率的に行うために、各ＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎに対する帯域の割り当て等の通信制御を行う。

ＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎは、ユーザ宅等に設置され、ＰＣやテレビジョン受像機、電話等の各種端末装置６Ａ、６Ｂ、・・・、６Ｎが接続される。ＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎは、ＯＬＴ２からの光信号を電気信号に変換するとともに、端末装置６Ａ、６Ｂ、・・・、６Ｎからの電気信号を光信号に変換してＯＬＴ２へ転送する。ＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎは、ＯＬＴ２へ転送するデータを蓄積するための図示しないバッファを備え、このバッファに蓄積されたデータをフレームに格納してＯＬＴ２へ転送する。尚、以下の説明において、ＯＮＵ３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎを特に区別する必要がない場合は、単に「ＯＮＵ３」とする。

図２は、ＯＬＴ２の構成の一例を示す。ＯＬＴ２は、光送受信部１１、受信振り分け部１２、ＭＰＣＰ（Multi Point Control Protocol）部１３、帯域割当処理部１４、スイッチ部１５及び送信選択部１６で構成される。

光送受信部１１は、各ＯＮＵ３から受信した光信号を電気信号に変換し、受信したフレームを受信振り分け部１２に供給する。また、光送受信部１１は、送信選択部１６から受け取った電気信号を光信号に変換し、各ＯＮＵ３に対してフレームを送信する。

受信振り分け部１２は、光送受信部１１から受け取ったフレームを、ＯＮＵ３からの送信データが格納された通常フレームと、後述するＲｅｐｏｒｔフレームやＧａｔｅフレーム等の通常フレーム以外のＭＰＣＰフレームとに振り分け、ＭＰＣＰフレームをＭＰＣＰ部１３に供給するとともに、通常フレームをスイッチ部１５に供給する。尚、ＯＮＵ３から送信されたフレームには、フレームの種別を示すフレーム情報が予め格納されており、受信振り分け部１２は、このフレーム情報に基づきフレームを振り分ける。

ＭＰＣＰ部１３は、ＭＰＣＰフレームからＲｅｐｏｒｔフレームを選別し、Ｒｅｐｏｒｔフレームに含まれるＲｅｐｏｒｔ情報を帯域割当処理部１４に供給する。尚、ＭＰＣＰフレームには、ＲｅｐｏｒｔフレームやＧａｔｅフレーム等のメッセージを区別するためのメッセージ情報が予め格納されており、ＭＰＣＰ部１３は、このメッセージ情報に基づきＭＰＣＰフレームからＲｅｐｏｒｔフレームを選別する。また、ＭＰＣＰ部１３は、帯域割当処理部１４から受け取ったＧｒａｎｔ情報をＧａｔｅフレームに設定し、送信選択部１６に供給する。

Ｒｅｐｏｒｔフレームは、図３に示すように、先頭の８ビットに「ＬＬＩＤ（Logical Link ID）」が格納され、それに続く１６ビットに「Ｒｅｐｏｒｔ Ｌｅｎｇｔｈ」が格納される。「ＬＬＩＤ」は、各ＯＮＵ３を識別するための識別子である。ＬＬＩＤの値は、ＯＬＴ２に接続されるＯＮＵ３を登録する際に設定され、各ＯＮＵ３に対して互いに異なる値が予め割り当てられる。このＬＬＩＤを用いることにより、最大で２５６台のＯＮＵ３を識別することができる。「Ｒｅｐｏｒｔ Ｌｅｎｇｔｈ」は、ＯＮＵ３から送信されるデータのデータ量を示すＲｅｐｏｒｔ情報が記述される。

Ｇａｔｅフレームは、図４に示すように、先頭の８ビットに「ＬＬＩＤ」が格納され、それに続く１６ビットに「Ｇｒａｎｔ Ｌｅｎｇｔｈ」が格納される。「ＬＬＩＤ」は、図３のＲｅｐｏｒｔフレームと同様に、ＯＮＵ３を識別するための識別子である。「Ｇｒａｎｔ Ｌｅｎｇｔｈ」は、ＯＮＵ３に割り当てられた帯域を示すＧｒａｎｔ情報が記述される。具体的には、帯域を示すＧｒａｎｔ情報は、ＯＮＵ３から送信されるフレームの送信開始時刻及び送信量である。

説明は図２に戻り、帯域割当処理部１４は、各ＯＮＵ３に対して帯域を割り当てるＤＢＡ機能を有し、ＭＰＣＰ部１３から受け取ったＲｅｐｏｒｔ情報に基づき各ＯＮＵ３に対する帯域割り当て処理を行う。そして、帯域割当処理部１４は、帯域割り当て処理により得られるＧｒａｎｔ情報をＭＰＣＰ部１３に供給する。尚、帯域割当処理部１４による帯域割り当て処理の詳細については、後述する。

スイッチ部１５は、受信振り分け部１２から受け取った通常フレームを、フレーム内に格納された宛先情報に基づき１０Ｇｂｐｓ及び１Ｇｂｐｓのうちいずれかのラインを選択して送信する。また、スイッチ部１５は、１０Ｇｂｐｓ及び１Ｇｂｐｓのうちいずれかのラインから受信した通常フレームを送信選択部１６に供給する。

送信選択部１６は、ＭＰＣＰ部１３から受け取ったＧａｔｅフレームや、スイッチ部１５から受け取った通常フレームを光送受信部１１に供給する。

図５は、帯域割当処理部１４の構成の一例を示す。帯域割当処理部１４は、比較部２１、選択部２２、記憶部２３及び計算部２４で構成される。

記憶部２３は、例えばメモリであり、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａ及びＧｒａｎｔテーブル２３ｂが記憶される。Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａには、図６に示すように、各ＯＮＵ３に設定されたＬＬＩＤと、過去に各ＯＮＵ３から送信されたＲｅｐｏｒｔフレームに格納されたＲｅｐｏｒｔ Ｌｅｎｇｔｈ（Ｒｅｐｏｒｔ情報）とが関連付けられて格納される。Ｇｒａｎｔテーブル２３ｂには、図７に示すように、各ＯＮＵ３に設定されたＬＬＩＤと、各ＯＮＵ３に対して過去に割り当てた帯域を示すＧｒａｎｔ Ｌｅｎｇｔｈ（Ｇｒａｎｔ情報）とが関連付けられて格納される。

説明は図５に戻り、比較部２１は、記憶部２３に記憶されたＲｅｐｏｒｔテーブル２３ａから、受信したＲｅｐｏｒｔフレームに格納されたＬＬＩＤに関連付けられたＲｅｐｏｒｔ情報を読み出し、ＭＰＣＰ部１３から受け取ったＲｅｐｏｒｔ情報と、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａから読み出したＲｅｐｏｒｔ情報とを所定の要領で比較し、２つのＲｅｐｏｒｔ情報が等しいか否かを判断する。

選択部２２は、記憶部２３に記憶されたＧｒａｎｔテーブル２３ｂから、受信したＲｅｐｏｒｔフレームに格納されたＬＬＩＤに関連付けられたＧｒａｎｔ情報を読み出し、ＭＰＣＰ部１３に供給する。

計算部２４は、比較部２１による比較の結果に基づき、ＭＰＣＰ部１３から受け取ったＲｅｐｏｒｔ情報と、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａから読み出したＲｅｐｏｒｔ情報とが異なる場合に、ＯＮＵ３に対して割り当てる帯域を算出し、算出結果をＧｒａｎｔ情報としてＧｒａｎｔテーブル２３ｂの対応するＬＬＩＤに関連付けて格納する。

次に、上記構成を有するＰＯＮシステム１の動作について説明する。まず、ＰＯＮシステム１による通信時のＯＬＴ２及びＯＮＵ３の動作について、図１を参照して概略的に説明する。

ＯＬＴ２から各ＯＮＵ３に対する下り方向の通信を行う場合、ＯＬＴ２は、接続された各ＯＮＵ３に対する各々のフレームに対して、各ＯＮＵ３に対応するＬＬＩＤを格納するとともに時分割多重化し、多重化により生成されたフレームをすべてのＯＮＵ３に対して送信する。各ＯＮＵ３は、ＯＬＴ２から受信したフレームに格納されたＬＬＩＤに基づき、受信したフレームから自身宛のデータのみを抽出し、他のＯＮＵ３宛のデータを廃棄する。

また、各ＯＮＵ３からＯＬＴ２に対する上り方向の通信を行う場合、各ＯＮＵ３は、ＯＬＴ２に対してフレームの送信要求を行う。ＯＬＴ２は、各ＯＮＵ３からの送信要求に基づき、各ＯＮＵ３から送信されるフレームの伝送路上での衝突を回避するように、各ＯＮＵ３に対する帯域、すなわちフレームの送信タイミング及び送信量を決定し、各ＯＮＵ３に対して通知する。

各ＯＮＵ３は、ＯＬＴ２からの通知に基づき、指示された送信タイミング及び送信量でＯＬＴ２に対してフレームを送信する。このとき、ＯＮＵ３は、送信するフレームに自身のＬＬＩＤを格納する。このようにして各ＯＮＵ３から送信されたフレームは、光スプリッタ４で時分割多重化され、ＯＬＴ２に送信される。ＯＬＴ２は、時分割多重化されたフレームを受信し、このフレームに格納されたＬＬＩＤに基づき受信したフレームがどのＯＮＵ３から送信されたフレームであるかを判別し、各ＯＮＵ３からの情報を取得する。

上り方向の通信によるＯＮＵ３からＯＬＴ２に対するフレームの送信手順について、図８のシーケンス図を参照して詳細に説明する。

まず、ＯＮＵ３は、ＯＬＴ２に対して送信するデータをバッファに蓄積する（ステップＳ１）。次に、ＯＮＵ３は、バッファに蓄積されたデータの量をＲｅｐｏｒｔ情報としてＲｅｐｏｒｔフレームに設定し、Ｒｅｐｏｒｔフレームを送信要求としてＯＬＴ２に送信する（シーケンスＳＥＱ１）。

ＯＬＴ２は、受信したＲｅｐｏｒｔフレームからＲｅｐｏｒｔ情報を取り出し、ＯＮＵ３から送信要求のあったデータのデータ量に基づき帯域割当処理を行い、ＯＮＵ３に対して割り当てる帯域（フレームの送信タイミング及び送信量）を決定する（ステップＳ２）。そして、決定した帯域を示すＧｒａｎｔ情報をＧａｔｅフレームに設定し、ＧａｔｅフレームをＯＮＵ３に対して送信する（シーケンスＳＥＱ２）。

ＯＮＵ３は、受信したＧａｔｅフレームからＧｒａｎｔ情報を取り出し、指示された送信タイミング及び送信量で、バッファに蓄積されたデータ及び自身のＬＬＩＤを格納したフレームをＯＬＴ２に送信する。

次に、ＯＮＵ３からフレームを受信した場合のＯＬＴ２の動作について、図２を参照して説明する。

ＯＮＵ３から送信されたフレームは、ＯＬＴ２の光送受信部１１で受信され、光送受信部１１は、このフレームを光信号から電気信号に変換して受信振り分け部１２に供給する。受信振り分け部１２は、受け取ったフレームに格納されたフレーム情報に基づきフレームの種別を判別し、このフレームがＭＰＣＰフレームである場合には、ＭＰＣＰ部１３に供給し、通常フレームである場合には、スイッチ部１５に供給する。

ＭＰＣＰ部１３は、受信振り分け部１２から受け取ったＭＰＣＰフレームに格納されたメッセージ情報に基づき、ＭＰＣＰフレームからＲｅｐｏｒｔフレームを選別し、Ｒｅｐｏｒｔフレームに格納されたＲｅｐｏｒｔ情報を帯域割当処理部１４に供給する。帯域割当処理部１４は、ＭＰＣＰ部１３から受け取ったＲｅｐｏｒｔ情報に基づき、Ｒｅｐｏｒｔフレームを送信したＯＮＵ３に対する帯域を割り当て、割り当てられた帯域の情報であるＧｒａｎｔ情報を生成し、ＭＰＣＰ部１３に供給する。この帯域割当処理が、図８のステップＳ２に示す帯域割当処理に対応する。ＭＰＣＰ部１３は、帯域割当処理部１４から受け取ったＧｒａｎｔ情報をＧａｔｅフレームに設定するとともに、送信先のＯＮＵ３に対応するＬＬＩＤを格納し、Ｇａｔｅフレームを送信選択部１６に供給する。

スイッチ部１５は、受信振り分け部１２から受け取った通常フレームを、フレーム内に格納された宛先情報に基づき１０Ｇｂｐｓ及び１Ｇｂｐｓのうちいずれかのラインを選択し、図１のネットワーク５に対して送信する。また、スイッチ部１５は、１０Ｇｂｐｓ及び１Ｇｂｐｓのうちいずれかのラインを介してネットワーク５から受信した通常フレームを、送信選択部１６に供給する。

送信選択部１６は、ＭＰＣＰ部１３から受け取ったＧａｔｅフレーム及び／またはスイッチ部１５から受け取った通常フレームを光送受信部１１に供給する。光送受信部１１は、送信選択部１６から受け取ったフレームを電気信号から光信号に変換し、すべてのＯＮＵ３に対してフレームを送信する。

次に、図８のステップＳ２における帯域割当処理の流れについて説明する。まず、帯域割当処理の説明に先立って、送信データ量と割り当て帯域との関係について説明する。

通常、ＯＮＵ３からの送信データ量が以前と大きく変わらない場合には、ＯＮＵ３に対して割り当てられる帯域も、以前と大きく変わらないことがわかっている。このことから、送信データ量を示すＲｅｐｏｒｔ情報の値が以前と大きく変わらない場合には、割り当てられる帯域を示すＧｒａｎｔ情報の値も、以前と大きく変わらないと考えられる。

そこで、ＯＮＵ３から送信されたＲｅｐｏｒｔフレームに格納されたＲｅｐｏｒｔ情報の値が、過去に受け取ったＯＮＵ３からのＲｅｐｏｒｔ情報の値と同等又は近い場合には、ＯＮＵ３に対して過去に割り当てた帯域をそのまま割り当てることにより、帯域の算出処理を削減することができる。

例えば、１６ビットのＲｅｐｏｒｔ情報のうち上位４ビットの値が、過去のＲｅｐｏｒｔ情報における上位４ビットの値と等しくなる確率が１２％であるとすると、１２％の確率で、今回割り当てる帯域が過去に割り当てた帯域と同じになる。そのため、今回割り当てる帯域の算出処理を省略し、過去に割り当てた帯域をそのまま割り当てることにより、ＯＮＵ３が送信要求を行ってからフレームを送信するまでに行われる、ＯＬＴ２における「Ｒｅｐｏｒｔフレームの受信」、「割り当て帯域の算出」及び「Ｇａｔｅフレームの送信」という３つのサイクルのうち、「割り当て帯域の算出」サイクルを１２％の確率で削減することができる。

本実施の形態による帯域割当処理では、ＯＮＵ３からのＲｅｐｏｒｔ情報の値に基づき、今回のＯＮＵ３からの送信データ量が以前と同等又は近い場合には、帯域の算出処理を省略し、過去に割り当てた帯域をＯＮＵ３に対してそのまま割り当てる。

図９は、図８のステップＳ２における帯域割当処理の流れを示すフローチャートである。ＯＬＴ２は、ＯＮＵ３からＲｅｐｏｒｔフレームを受信すると、受信したＲｅｐｏｒｔフレームに格納されたＲｅｐｏｒｔ情報が図５のＭＰＣＰ部１３から帯域割当処理部１４の比較部２１に供給される（ステップＳ１１）。

比較部２１は、記憶部２３に記憶されたＲｅｐｏｒｔテーブル２３ａを参照し（ステップＳ１２）、ＯＬＴ２から受信したＲｅｐｏｒｔフレームに格納されたＬＬＩＤに基づき、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａにこのＬＬＩＤに関連付けられたＲｅｐｏｒｔ情報が格納されているか否かを判断する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３において、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａに対応するＲｅｐｏｒｔ情報が格納されていると判断された場合、比較部２１は、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａに格納された、上述のＬＬＩＤに関連付けられたＲｅｐｏｒｔ情報を読み出す（ステップＳ１４）。そして、比較部２１は、帯域割当処理部１４から受け取ったＲｅｐｏｒｔ情報の所定ビット、例えば上位４ビットの値と、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａから読み出したＲｅｐｏｒｔ情報の上位４ビットの値とを比較し、所定ビットの値が等しいか否かを判断する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５における比較の結果、２つのＲｅｐｏｒｔ情報における所定ビットの値がすべて等しいと判断された場合、選択部２２は、記憶部２３に記憶されたＧｒａｎｔテーブル２３ｂを参照し（ステップＳ１８）、Ｇｒａｎｔテーブル２３ｂに格納された、上述のＬＬＩＤに関連付けられたＧｒａｎｔ情報を読み出す（ステップＳ１９）。そして、選択部２２は、読み出したＧｒａｎｔ情報をＭＰＣＰ部１３に供給する（ステップＳ２０）。

また、比較部２１は、ＭＰＣＰ部１３から受け取ったＲｅｐｏｒｔ情報を対応するＬＬＩＤに関連付けてＲｅｐｏｒｔテーブル２３ａに格納する（ステップＳ２１）。尚、例えば、このＬＬＩＤが設定されたＯＮＵ３から初めてフレームの送信要求がなされた場合には、このＬＬＩＤに関連付けられたＲｅｐｏｒｔ情報がＲｅｐｏｒｔテーブル２３ａに存在しない。従って、このような場合には、新たにこのＬＬＩＤとＲｅｐｏｒｔ情報とを関連付けて格納する。一方、対応するＬＬＩＤに対してＲｅｐｏｒｔ情報がすでに関連付けられている場合には、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａのＲｅｐｏｒｔ情報を更新する。

一方、ステップＳ１３において、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａに対応するＲｅｐｏｒｔ情報が格納されていないと判断された場合、及びステップＳ１５において、２つのＲｅｐｏｒｔ情報における所定ビットの値が異なると判断された場合、計算部２４は、帯域割当処理部１４から受け取ったＲｅｐｏｒｔ情報に基づき、ＯＮＵ３に対して割り当てる帯域を算出する（ステップＳ１６）。

そして、計算部２４は、算出した帯域の情報をＧｒａｎｔ情報としてＧｒａｎｔテーブル２３ｂの対応するＬＬＩＤに関連付けて格納し（ステップＳ１７）、処理がステップＳ１８に移行する。

このとき、対応するＬＬＩＤに対してＧｒａｎｔ情報がすでに関連付けられている場合には、Ｇｒａｎｔテーブル２３ｂのＧｒａｎｔ情報を更新する。また、対応するＬＬＩＤに関連付けられたＧｒａｎｔ情報がＧｒａｎｔテーブル２３ｂに存在しない場合には、新たにこのＬＬＩＤとＧｒａｎｔ情報とを関連付けて格納する。

このように、帯域割当処理部１４から受け取ったＲｅｐｏｒｔ情報の所定ビットの値と、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａから読み出したＲｅｐｏｒｔ情報の所定ビットの値とが等しい場合には、帯域を算出することなく、ＯＮＵ３に対して帯域を割り当てることができる。すなわち、帯域割当処理部１４から受け取ったＲｅｐｏｒｔ情報に基づき、直ちにＧｒａｎｔテーブル２３ｂから読み出したＧｒａｎｔ情報を送信することができるため、上述した３サイクルのうち、「割り当て帯域の算出」サイクルを一定の確率で削減することができる。

図１０は、帯域割り当てサイクルのタイミングの一例を示し、（ａ）は本実施の形態、（ｂ）は従来における帯域割り当てサイクルを示す。この例では、各サイクルに要する時間を１ｍｓとした場合を示し、「Ｒ」が「Ｒｅｐｏｒｔフレームの受信」、「Ｃ」が「割り当て帯域の算出」、「Ｇ」が「Ｇａｔｅフレームの送信」サイクルであることを示す。

本実施の形態による帯域割り当てサイクルでは、図１０（ａ）に示すように、一定の確率で「割り当て帯域の算出（Ｃ）」サイクルを削減することができ、伝送遅延を１ｍｓだけ低減させることができる。これに対して、従来の帯域割り当てサイクルでは、図１０（ｂ）に示すように、常に３サイクルが行われる。

尚、上述のようにして「割り当て帯域の算出」サイクルを削減した場合には、あるタイミングにおいて「Ｇａｔｅフレームの送信」サイクルが行われない場合や重複する場合が発生する。例えば、図１０（ａ）に示す時点Ａでは「Ｇａｔｅフレームの送信」サイクルが行われず、時点Ｂでは「Ｇａｔｅフレームの送信」サイクルが重複する。

そこで、本実施の形態では、「Ｇａｔｅフレームの送信」サイクルが行われないタイミング（図１０（ａ）の時点Ａ）において、直前に送信したＧｒａｎｔ情報が格納されたＧａｔｅフレームを再度送信する。従来の帯域割り当てサイクルでは、各サイクル毎にＧａｔｅフレームを送信しているため、こうすることにより、従来のシステムと同様の手順を保ちつつ、帯域割り当てサイクルを削減することができる。

また、「Ｇａｔｅフレームの送信」サイクルが重複するタイミング（図１０（ｂ）の時点Ｂ）においては、送信すべき２つのＧａｔｅフレームのうち、計算部２４での算出結果に基づくＧｒａｎｔ情報を格納したＧａｔｅフレームを優先的に送信し、残りのＧａｔｅフレームを破棄する。これにより、次のサイクルで送信されるＲｅｐｏｒｔフレームは、直前のサイクルで算出されたＧｒａｎｔ情報を参照しているため、送信するＧａｔｅフレームに格納されるＧｒａｎｔ情報は、直前に算出されたＧｒａｎｔ情報となる。

以上のように、本実施の形態によれば、ＭＰＣＰ部１３から受け取ったＲｅｐｏｒｔ情報の所定ビットの値と、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａから読み出したＲｅｐｏｒｔ情報の所定ビットの値とが等しい場合には、割り当てる帯域を算出することなく、対象のＯＮＵ３に対して過去に設定した帯域を割り当て、「割り当て帯域の算出」サイクルを一定の確率で削減するため、データの伝送遅延を低減させることができる。

また、本実施の形態によれば、帯域割り当てサイクルに要する時間を一定の確率で削減できるため、従来の帯域割り当てサイクル時間を想定してＯＮＵ３に設けられるバッファ量を削減することができる。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、この例では、帯域割当処理部１４から受け取ったＲｅｐｏｒｔ情報の上位４ビットの値と、Ｒｅｐｏｒｔテーブル２３ａから読み出したＲｅｐｏｒｔ情報の上位４ビットの値とを比較するが、これはこの例に限られず、比較するビット数を適宜変更してもよい。

例えば、比較するビット数を増やした場合には、比較するビットの値が等しくなる確率が低下するため、「割り当て帯域の算出」サイクルの削減効果が低下するが、割り当てる帯域の精度を向上させることができる。また、例えば、比較するビット数を減らした場合には、比較するビットの値が等しくなる確率が上昇するため、割り当てる帯域の精度が低下するが、「割り当て帯域の算出」サイクルの削減効果を増大させることができる。

１ ＰＯＮシステム
２ ＯＬＴ
３（３Ａ、３Ｂ、・・・、３Ｎ） ＯＮＵ
４ 光スプリッタ
５ ネットワーク
６（６Ａ、６Ｂ、・・・、６Ｎ） 端末装置
１１ 光送受信部
１２ 受信振り分け部
１３ ＭＰＣＰ部
１４ 帯域割当処理部
１５ スイッチ部
１６ 送信選択部
２１ 比較部
２２ 選択部
２３ 記憶部
２３ａ Ｒｅｐｏｒｔテーブル
２３ｂ Ｇｒａｎｔテーブル
２４ 計算部

Claims (7)

1. ＯＬＴ（Optical Line Terminal）に対して複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）が接続され、該複数のＯＮＵから前記ＯＬＴに対してデータが送信されるＰＯＮ（Passive Optical Network）システムであって、
   送信データを蓄積するバッファを備える複数のＯＮＵと、
   前記複数のＯＮＵとの間で各種データの送受信を行う送受信部と、
   ＯＮＵから送信される送信データのデータ量を示す送信データ情報に基づき、前記ＯＮＵに対して帯域を割り当てる帯域割当処理部と、
   ＯＮＵ及び該ＯＮＵの送信データ情報が関連付けられて格納される送信データ情報テーブルと、
   ＯＮＵ及び該ＯＮＵに対して割り当てられた帯域を示す帯域情報が関連付けられて格納される帯域情報テーブルとを備えるＯＬＴとからなり、
   前記ＯＬＴは、
   ＯＮＵから送信された第１の送信データ情報と、前記送信データ情報テーブルに格納され、前記ＯＮＵに関連付けられた第２の送信データ情報とを比較し、前記第１及び第２の送信データ情報が一致する場合に、前記帯域情報テーブルに格納され、前記ＯＮＵに関連付けられた帯域情報が示す帯域を前記ＯＮＵに対して割り当て、
   前記割り当てられた帯域を示す帯域情報を前記複数のＯＮＵに対して送信し、
   前記ＯＮＵは、
   前記ＯＬＴから送信された前記帯域情報に基づき、前記バッファに蓄積されたデータを前記ＯＬＴに対して送信することを特徴とするＰＯＮシステム。
2. 前記ＯＬＴは、前記第１の送信データ情報の所定ビットの値と、前記第２の送信データ情報の所定ビットの値とを比較することにより、前記ＯＮＵに対して帯域を割り当てることを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
3. 前記ＯＬＴは、
   前記第１及び第２の送信データ情報が一致しない場合に、前記ＯＮＵに対して割り当てる帯域を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＯＮシステム。
4. 前記ＯＬＴは、
   前記算出した帯域を示す帯域情報を、前記ＯＮＵと関連付けて前記帯域情報テーブルに格納することを特徴とする請求項３に記載のＰＯＮシステム。
5. 前記ＯＬＴは、
   前記ＯＮＵから送信された送信データ情報を、前記ＯＮＵと関連付けて前記送信データ情報テーブルに格納することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＰＯＮシステム。
6. 前記帯域情報は、
   前記ＯＮＵからの送信データに対する送信開始時刻及び送信量を示す情報であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のＰＯＮシステム。
7. ＯＬＴ（Optical Line Terminal）に対して複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）が接続され、該複数のＯＮＵから前記ＯＬＴに対してデータが送信されるＰＯＮ（Passive Optical Network）システムの帯域割り当て方法であって、
   ＯＮＵから送信される送信データのデータ量を示す第１の送信データ情報を受信する受信ステップと、
   受信した前記第１の送信データ情報に基づき、前記ＯＮＵに対して帯域を割り当てる帯域割当ステップと、
   前記割り当てられた帯域を示す帯域情報を前記ＯＮＵに対して送信する送信ステップとを備え、
   前記帯域割当ステップは、
   前記第１の送信データ情報と、ＯＮＵ及び該ＯＮＵの送信データ情報が関連付けられて格納される送信データ情報テーブルに格納され、前記ＯＮＵに関連付けられた第２の送信データ情報とを比較し、前記第１及び第２の送信データ情報が一致する場合に、ＯＮＵ及び該ＯＮＵに対する帯域情報が関連付けられて格納される帯域情報テーブルに格納され、前記ＯＮＵに関連付けられた帯域情報が示す帯域を前記ＯＮＵに対して割り当てることを特徴とする帯域割り当て方法。

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