JP2014011660A - 帯域割当方法、光端局装置及び受動光ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ＯＮＵの台数が多いときでも、帯域割当周期での帯域利用効率を向上するとともに、各ＯＮＵにおいて発生する上り方向の遅延時間を短縮する。
【解決手段】本発明は、各ＯＮＵ２からＯＬＴ１への今回以前（ここでは、第ｋ番目以前）の帯域割当周期での送信要求の許否又は多少に基づいて、各ＯＮＵ２がＯＬＴ１へ次回以降（ここでは、第（ｋ＋１）番目以降）の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒを送信する優先順位を決定する優先順位決定ステップと、各ＯＮＵ２がＯＬＴ１へ次回以降の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒを送信する優先順位に基づいて、ＯＬＴ１へ次回以降の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒを送信するＯＮＵ２の台数を制限する送信要求制限ステップと、を順に備えることを特徴とする帯域割当方法である。
【選択図】図５

Description

本発明は、各ユーザ端末から上位ネットワークへの上り信号を伝送する受動光ネットワークシステム（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＰＯＮ）における、光端局装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ：ＯＬＴ）から各光加入者装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ：ＯＮＵ）への帯域割当技術に関する。

ＰＯＮ技術が、特許文献１、２で開示されている。ＰＯＮの構成を図１に示す。ＰＯＮは、ＯＬＴ１、ＯＮＵ２−１、２−２、・・・、２−Ｍ、ユーザ端末３−１、３−２、・・・、３−Ｍ、上位ネットワーク４、光ファイバ５及び光スプリッタ６から構成される。

各ユーザ端末３−１、３−２、・・・、３−Ｍは、それぞれ各ＯＮＵ２−１、２−２、・・・、２−Ｍに、上り信号を送信する。各ＯＮＵ２−１、２−２、・・・、２−Ｍは、共用の光スプリッタ６及び光ファイバ５を介して、ＯＬＴ１に、上り信号を送信する。ＯＬＴ１は、上位ネットワーク４に、上り信号を送信する。

動的帯域割当技術（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ：ＤＢＡ）が、特許文献１、２で適用されている。従来技術の上り帯域制御のシーケンスを図２に示す。左右方向は時間の経過を示し、上下方向は伝送の方向を示す。

まず、第ｋ番目の帯域割当周期を説明する。前半の第１領域において、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２−１、２−２、・・・、２−Ｍから、それぞれ各送信要求信号Ｒ１、Ｒ２、・・・、ＲＭを受信する。各送信要求信号Ｒは、各ＯＮＵ２の送信要求量の情報を含む。後半の第２領域において、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２の送信要求量の情報に基づいて、各ＯＮＵ２の送信開始時刻及び送信許可量を算出し、各ＯＮＵ２−１、２−２、・・・、２−Ｍに、それぞれ各送信許可信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、ＧＭを送信する。各送信許可信号Ｇは、各ＯＮＵ２の送信開始時刻及び送信許可量の情報を含む。

次に、第（ｋ＋１）番目の帯域割当周期を説明する。前半の第１領域において、各ＯＮＵ２−１、２−２、・・・、２−Ｍは、各送信要求信号Ｒの送信開始時刻及び送信許可量の情報に基づいて、ＯＬＴ１に、それぞれ各送信要求信号Ｒ１、Ｒ２、・・・、ＲＭを送信する。後半の第２領域において、各ＯＮＵ２−１、２−２、・・・、２−Ｍは、各データ信号Ｆの送信開始時刻及び送信許可量の情報に基づいて、ＯＬＴ１に、それぞれ各データ信号Ｆ１、Ｆ２、・・・、ＦＭを送信する。

つまり、ＯＬＴ１は、ある帯域割当周期の第１領域において、各ＯＮＵ２から次の帯域割当周期の送信要求量を通知され、当該ある帯域割当周期の第２領域において、各ＯＮＵ２に当該次の帯域割当周期の送信許可量を通知する。そして、各ＯＮＵ２は、当該次の帯域割当周期の第１領域において、ＯＬＴ１に更に次の帯域割当周期の送信要求量を通知して、当該次の帯域割当周期の第２領域において、ＯＬＴ１に送信許可量分の各データ信号Ｆを送信する。このように、帯域割当が、動的かつ周期的に実行される。

特許第３７６８４２２号公報 特開２００９−０４９８８３号公報

各ＯＮＵ２からの各データ信号Ｆは、間欠的なバースト信号である。ここで、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２からＯＬＴ１への物理的な距離が異なることから、各ＯＮＵ２からの各データ信号Ｆを異なる光強度で受信することになる。そして、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２からの各データ信号Ｆを正確に受信するためには、各ＯＮＵ２からの各データ信号Ｆのそれぞれに対して同期を確立する必要がある。そこで、各ＯＮＵ２は、各データ信号Ｆの先頭に冗長なビットを付加する。そして、ＯＬＴ１は、各データ信号Ｆの先頭に付加される冗長なビットを考慮して、各ＯＮＵ２の送信開始時刻及び送信許可量を算出する。

特許文献１の上りフレームの時間配置を図３に示す。ある帯域割当周期の第１領域において、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２から、冗長なビットがオーバヘッドとして付加された各送信要求信号Ｒを受信する。当該帯域割当周期の第２領域において、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２から、冗長なビットがオーバヘッドとして付加された各データ信号Ｆを受信するとともに、計算時間を経て、各ＯＮＵ２に、次の帯域割当周期の送信許可量を通知する。

特許文献１の上りフレームの時間配置によれば、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２からの各送信要求信号Ｒを短期で受信することができるため、各ＯＮＵ２に対する送信許可量を早期に算出することができるとともに、各ＯＮＵ２の通信状態を考慮して、各ＯＮＵ２に対する送信許可量をきめ細かく算出することができる。

特許文献２の上りフレームの時間配置を図４に示す。ある帯域割当周期の第１領域において、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２−１、２−２、・・・から、各送信要求信号Ｒ及び各データ信号Ｆに共通する冗長なビットがオーバヘッドとして付加された各送信要求信号Ｒ及び各データ信号Ｆを受信して、ＯＮＵ２−Ｍから、冗長なビットがオーバヘッドとして付加された送信要求信号ＲＭを受信する。当該帯域割当周期の第２領域において、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−Ｍから、送信要求信号ＲＭに続いてデータ信号ＦＭを受信するとともに、計算時間を経て、各ＯＮＵ２に、次の帯域割当周期の送信許可量を通知する。

特許文献２の上りフレームの時間配置によれば、ＯＬＴ１は、一部又は全部のＯＮＵ２からの各送信要求信号Ｒ及び各データ信号Ｆを、同一のバースト信号として受信することができるため、帯域割当周期毎のバースト信号の総数を低減することができるとともに、帯域割当周期での帯域利用効率を向上することができる。

帯域割当周期での帯域利用効率が低減する要因として、送信要求信号Ｒなどの制御信号、並びに、送信要求信号Ｒなどの制御信号及びデータ信号Ｆに付加されたオーバヘッドがある。特許文献１、２では、ＯＮＵ２の台数が多いときには、帯域割当周期毎のバースト信号の総数が多くなるため、帯域割当周期での帯域利用効率が低減する。

ここで、帯域割当周期を長くすることにより、帯域割当周期での帯域利用効率を向上することができる。しかし、帯域割当周期を長くしたときには、各ＯＮＵ２がＯＬＴ１に各送信要求信号Ｒを送信するまでの待ち時間や、各ＯＮＵ２がＯＬＴ１から各送信許可信号Ｇを受信するまでの待ち時間が、帯域割当周期に比例して長くなるため、各ＯＮＵ２において発生する上り方向の遅延時間が長くなってしまう。

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、ＯＮＵの台数が多いときでも、帯域割当周期での帯域利用効率を向上するとともに、各ＯＮＵにおいて発生する上り方向の遅延時間を短縮することを目的とする。

上記目的を達成するために、各ＯＮＵからＯＬＴへの今回以前の帯域割当周期での送信要求の許否又は多少に基づいて、ＯＬＴへ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信するＯＮＵの台数を制限することとした。

具体的には、本発明は、各光加入者装置から光端局装置への今回以前の帯域割当周期での送信要求の許否又は多少に基づいて、前記各光加入者装置が前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位を決定する優先順位決定ステップと、前記各光加入者装置が前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位に基づいて、前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する前記光加入者装置の台数を制限する送信要求制限ステップと、を順に備えることを特徴とする帯域割当方法である。

また、本発明は、各光加入者装置から自装置への今回以前の帯域割当周期での送信要求の許否又は多少に基づいて、前記各光加入者装置が前記自装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位を決定する優先順位決定部と、前記各光加入者装置が前記自装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位に基づいて、前記自装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する前記光加入者装置の台数を制限する送信要求制限部と、を備えることを特徴とする光端局装置である。

この構成によれば、ＯＮＵの台数が多いときでも、帯域割当周期での帯域利用効率を向上するとともに、各ＯＮＵにおいて発生する上り方向の遅延時間を短縮する、帯域割当方法及び光端局装置を提供することができる。

また、本発明は、前記優先順位決定ステップでは、データ信号の送信優先度毎に、優先順位を決定し、前記送信要求制限ステップでは、データ信号の送信優先度毎に、送信要求を制限することを特徴とする帯域割当方法である。

また、本発明は、前記優先順位決定部は、データ信号の送信優先度毎に、優先順位を決定し、前記送信要求制限部は、データ信号の送信優先度毎に、送信要求を制限することを特徴とする光端局装置である。

この構成によれば、データ信号の送信優先度毎に、特に送信優先度の高いデータ信号について、帯域割当周期での帯域利用効率を向上するとともに、各ＯＮＵにおいて発生する上り方向の遅延時間を短縮することができる。

また、本発明は、前記優先順位決定ステップでは、前記各光加入者装置が今回以前の帯域割当周期に送信要求信号の送信を制限された回数が少ないほど、前記各光加入者装置が前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位を低くすることを特徴とする帯域割当方法である。

この構成によれば、今回以前の帯域割当周期において、送信要求信号の送信を制限された回数が多いＯＮＵに対して、次回以降の帯域割当周期において、優先的に送信要求信号の送信を許可することにより、送信要求信号の送信制限に起因する上り方向の遅延時間を短縮するとともに、各ＯＮＵ間で帯域割当の公平性を確保することができる。

また、本発明は、前記優先順位決定ステップでは、前記各光加入者装置の前回以前の帯域割当周期での送信許可量から、前記各光加入者装置の前回以前の帯域割当周期での送信要求量を減算して算出した過剰送信許可量が多いほど、前記各光加入者装置が前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位を低くすることを特徴とする帯域割当方法である。

この構成によれば、前回以前の帯域割当周期において、送信許可量が送信要求量より少ないＯＮＵに対して、次回以降の帯域割当周期において、優先的に送信要求信号の送信を許可することにより、送信要求信号の送信制限に起因する上り方向の遅延時間を短縮するとともに、各ＯＮＵ間で帯域割当の公平性を確保することができる。

また、本発明は、前記優先順位決定ステップでは、前記各光加入者装置の今回以前の帯域割当周期での送信要求量から、今回以前の帯域割当周期での送信要求量の要求閾値を減算して算出した超過送信要求量が少ないほど、前記各光加入者装置が前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位を低くすることを特徴とする帯域割当方法である。

この構成によれば、今回以前の帯域割当周期において、送信要求量が要求閾値より多いＯＮＵに対して、次回以降の帯域割当周期において、優先的に送信要求信号の送信を許可することにより、送信要求信号の送信制限に起因する上り方向の遅延時間を短縮することができる。

また、本発明は、前記送信要求制限ステップでは、今回の帯域割当周期に送信要求信号の送信を許可された前記各光加入者装置における、今回の帯域割当周期での送信要求量と、今回の帯域割当周期に送信要求信号の送信を制限された前記各光加入者装置における、今回の帯域割当周期での送信要求量の想定量と、の和が、帯域割当周期の１周期の送信許可量の上限量より小さいときには、前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する前記光加入者装置の台数の制限を解除することを特徴とする帯域割当方法である。

また、本発明は、前記送信要求制限部は、今回の帯域割当周期に送信要求信号の送信を許可された前記各光加入者装置における、今回の帯域割当周期での送信要求量と、今回の帯域割当周期に送信要求信号の送信を制限された前記各光加入者装置における、今回の帯域割当周期での送信要求量の想定量と、の和が、帯域割当周期の１周期の送信許可量の上限量より小さいときには、前記自装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する前記光加入者装置の台数の制限を解除することを特徴とする光端局装置である。

この構成によれば、今回の帯域割当周期において、全ＯＮＵの送信要求量の合計量が１周期の送信許可量の上限量より小さいと想定されるときには、次回以降の帯域割当周期において、送信要求信号の送信の不要な制限を解除することができる。

また、本発明は、上記の光端局装置と、前記光端局装置に送信要求信号を送信し、前記光端局装置からの送信許可信号に基づいて、前記光端局装置にデータ信号を送信する複数の光加入者装置と、を備えることを特徴とする受動光ネットワークシステムである。

この構成によれば、ＯＮＵの台数が多いときでも、帯域割当周期での帯域利用効率を向上するとともに、各ＯＮＵにおいて発生する上り方向の遅延時間を短縮する、受動光ネットワークシステムを提供することができる。

本発明は、ＯＮＵの台数が多いときでも、帯域割当周期での帯域利用効率を向上するとともに、各ＯＮＵにおいて発生する上り方向の遅延時間を短縮することができる。

ＰＯＮの構成を示す図である。 従来技術の上り帯域制御のシーケンスを示す図である。 上りフレームの時間配置を示す図である。 上りフレームの時間配置を示す図である。 本発明の上り帯域制御のシーケンスを示す図である。 本発明の台数制限の処理を示すフローチャートである。 本発明の制限解除の処理を示すフローチャートである。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。

ＰＯＮの構成は、本発明及び従来技術で同様である。本発明の上り帯域制御のシーケンスを図５に示す。左右方向は時間の経過を示し、上下方向は伝送の方向を示す。

まず、第ｋ番目の帯域割当周期を説明する。前半の第１領域において、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２−１、２−２、・・・、２−Ｍから、それぞれ各送信要求信号Ｒ１、Ｒ２、・・・、ＲＭを受信する。各送信要求信号Ｒは、各ＯＮＵ２の送信要求量の情報を含む。

後半の第２領域において、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２から自装置への今回以前つまり第ｋ番目以前の帯域割当周期での送信要求の許否又は多少に基づいて、各ＯＮＵ２が自装置へ次回以降つまり第（ｋ＋１）番目以降の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒを送信する優先順位を決定する。そして、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２が自装置へ第（ｋ＋１）番目以降の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒを送信する優先順位に基づいて、自装置へ第（ｋ＋１）番目以降の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒを送信するＯＮＵ２の台数を制限する。つまり、ＯＬＴ１は、Ｍ台のＯＮＵ２のうち、Ｎ台のＯＮＵ２（ここでは、ＯＮＵ２−１、２−２、・・・）に対して、各送信要求信号Ｒの送信を許可して、（Ｍ−Ｎ）台のＯＮＵ２（ここでは、ＯＮＵ２−Ｍ）に対して、各送信要求信号Ｒの送信を制限する。

後半の第２領域において、ＯＬＴ１は、各送信要求信号Ｒの送信を許可した各ＯＮＵ２の送信要求量の情報に基づいて、各送信要求信号Ｒの送信を許可した各ＯＮＵ２の送信開始時刻及び送信許可量を算出する。そして、ＯＬＴ１は、各送信要求信号Ｒの送信を許可した各ＯＮＵ２−１、２−２、・・・、に、それぞれ各送信許可信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、を送信する。しかし、本発明では、従来技術と異なり、ＯＬＴ１は、送信要求信号Ｒの送信を制限したＯＮＵ２−Ｍに、送信許可信号ＧＭを送信しない。ここで、各送信許可信号Ｇは、各ＯＮＵ２の送信開始時刻及び送信許可量の情報を含む。

次に、第（ｋ＋１）番目の帯域割当周期について説明する。前半の第１領域において、各送信要求信号Ｒの送信を許可された各ＯＮＵ２−１、２−２、・・・は、各送信要求信号Ｒの送信開始時刻及び送信許可量の情報に基づいて、ＯＬＴ１に、それぞれ各送信要求信号Ｒ１、Ｒ２、・・・を送信する。しかし、送信要求信号Ｒの送信を制限されたＯＮＵ２−Ｍは、送信要求信号ＲＭを送信することができない。

後半の第２領域において、各送信要求信号Ｒの送信を許可された各ＯＮＵ２−１、２−２、・・・は、各データ信号Ｆの送信開始時刻及び送信許可量の情報に基づいて、ＯＬＴ１に、それぞれ各データ信号Ｆ１、Ｆ２、・・・を送信する。しかし、送信要求信号Ｒの送信を制限されたＯＮＵ２−Ｍは、データ信号ＦＭを送信することができない。

ただし、ＯＬＴ１は、第（ｋ＋１）周期に送信要求信号を送信できなかったＯＮＵ２−Ｍに対して、ＯＮＵ２−Ｍからの第ｋ周期の送信要求量や、他のＯＮＵ２の通信状態などを考慮して、第（ｋ＋１）周期にＯＮＵ２−Ｍにデータ信号ＦＭだけを送信させることもありうる。さらには、ＯＬＴ１は、第（ｋ＋１）周期に送信要求信号を送信できなかったＯＮＵ２−Ｍに対して、ＯＮＵ２−Ｍからの第ｋ周期までの送信要求量や、ＯＮＵ２−Ｍへの第ｋ周期までの送信許可量を考慮して、第（ｋ＋１）周期に送信許可信号を送信することにより、第（ｋ＋２）周期にデータ信号ＦＭを送信させることもありうる。

つまり、ＯＬＴ１は、ある帯域割当周期の第１領域において、各ＯＮＵ２から次の帯域割当周期の送信要求量を通知され、当該ある帯域割当周期の第２領域において、当該次の帯域割当周期において送信要求量を通知することを許可した各ＯＮＵ２に、当該次の帯域割当周期の送信許可量を通知する。そして、当該次の帯域割当周期において送信要求量を通知することを許可された各ＯＮＵ２は、当該次の帯域割当周期の第１領域において、ＯＬＴ１に更に次の帯域割当周期の送信要求量を通知して、当該次の帯域割当周期の第２領域において、ＯＬＴ１に送信許可量分の各データ信号Ｆを送信する。

ここで、本発明においても、従来技術と同様に、上りフレームの時間配置として、図３、４に示した特許文献１、２の上りフレームの時間配置を適用することができる。ただし、本発明においては、従来技術と異なり、送信要求量を通知することを制限された各ＯＮＵ２については、各送信要求信号Ｒ及びオーバヘッドは配置されない。

このように、各送信要求信号Ｒを送信することを許可されるＯＮＵ２の台数が制限されたうえで、帯域割当が動的かつ周期的に実行される。よって、ＯＮＵ２の台数が多いときでも、帯域割当周期での帯域利用効率を向上することができる。そして、帯域割当周期を長くする必要がなくなる。よって、ＯＮＵ２の台数が多いときでも、各ＯＮＵ２において発生する上り方向の遅延時間を短縮することができる。

各帯域割当周期の第２領域において、台数制限は行われる。本発明の台数制限の処理を示すフローチャートを図６に示す。ここでは、第ｋ番目の帯域割当周期を説明する。

まず、各ＯＮＵ２−ｉ（ｉ＝１〜Ｍ）について、ＯＮＵ２−１、２−２、・・・、２−Ｍの順序で（ステップＳ１、Ｓ１５、Ｓ１６）、第ｋ番目以前の帯域割当周期での送信要求の許否又は多少に基づいて、第（ｋ＋１）番目以降の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒを送信する優先順位を決定する（ステップＳ１〜Ｓ１６）。

ＯＮＵ２−ｉについて、直近のＣ１個の帯域割当周期の間、送信要求信号の送信を制限したという、第１条件が満たされるかどうかを判断する（ステップＳ２、Ｓ３）。ＯＮＵ２−ｉについて、第１条件が満たされるとき（ステップＳ３においてＹＥＳ）、最も優先順位が高い第１グループに登録し（ステップＳ４）、ステップＳ１５に進み、第１条件が満たされないとき（ステップＳ３においてＮＯ）、ステップＳ５に進む。

ここで、Ｃ１は、帯域利用効率や上り方向の遅延時間に応じて、例えば４などに設定される。そして、第ｋ番目の帯域割当周期において、送信要求信号の送信を制限したかどうかに基づいて、第１グループに登録するかどうかを決定してもよい。

ＯＮＵ２−ｉについて、直近のＣ２個の帯域割当周期の間、送信許可量が送信要求量より小さいという、第２条件が満たされるかどうかを判断する（ステップＳ５、Ｓ６）。ＯＮＵ２−ｉについて、第２条件が満たされるとき（ステップＳ６においてＹＥＳ）、次に優先順位が高い第２グループに登録し（ステップＳ７）、ステップＳ１５に進み、第２条件が満たされないとき（ステップＳ６においてＮＯ）、ステップＳ８に進む。

ここで、Ｃ２は、帯域利用効率や上り方向の遅延時間に応じて、例えば１などに設定される。そして、送信の優先度が所定の優先度以上である送信データの送信要求量についてのみ、第２条件が満たされるかどうかを判断し、第２グループに登録するかどうかを決定してもよい。または、送信データの送信優先度毎に、第２条件が満たされるかどうかを判断し、第２グループに登録するかどうかを決定してもよい。また、第２条件の判断において、Ｃ２個の帯域割当周期の間の、ＯＮＵ２−ｉへの送信許可量の和と、ＯＮＵ２−ｉからの送信要求量の和と、を比較することとしてもよい。

ＯＮＵ２−ｉについて、直近のＣ３個の帯域割当周期の間、送信許可量が送信要求量以上であるという、第３条件が満たされるかどうかを判断する（ステップＳ８、Ｓ９）。ＯＮＵ２−ｉについて、第３条件が満たされるとき（ステップＳ９においてＹＥＳ）、次に優先順位が高い第３グループに登録し（ステップＳ１０）、ステップＳ１５に進み、第３条件が満たされないとき（ステップＳ９においてＮＯ）、ステップＳ１１に進む。

ここで、Ｃ３は、帯域利用効率や上り方向の遅延時間に応じて、例えば１などに設定される。そして、送信の優先度が所定の優先度以上である送信データの送信要求量についてのみ、第３条件が満たされるかどうかを判断し、第３グループに登録するかどうかを決定してもよい。または、送信データの送信優先度毎に、第３条件が満たされるかどうかを判断し、第３グループに登録するかどうかを決定してもよい。また、第３条件の判断において、Ｃ３個の帯域割当周期の間の、ＯＮＵ２−ｉへの送信許可量の和と、ＯＮＵ２−ｉからの送信要求量の和と、を比較することとしてもよい。

ＯＮＵ２−ｉについて、直近のＣ４個の帯域割当周期の間、送信要求量が要求閾値より大きいという、第４条件が満たされるかどうかを判断する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。ＯＮＵ２−ｉについて、第４条件が満たされるとき（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、次に優先順位が高い第４グループに登録し（ステップＳ１３）、ステップＳ１５に進み、第４条件が満たされないとき（ステップＳ１２においてＮＯ）、最も優先順位が低い第５グループに登録し（ステップＳ１４）、ステップＳ１５に進む。

ここで、Ｃ４は、帯域利用効率や上り方向の遅延時間に応じて、例えば１などに設定される。そして、第ｋ番目の帯域割当周期において、送信要求量が要求閾値より大きいかどうかに基づいて、第４、５グループのいずれに登録するかを決定してもよい。さらに、送信の優先度が所定の優先度以上である送信データについてのみ、第４条件が満たされるかどうかを判断し、第４、５グループのいずれに登録するかを決定してもよい。または、送信データの送信優先度毎に、第４条件が満たされるかどうかを判断し、第４、５グループのいずれに登録するかを決定してもよい。

次に、各ＯＮＵ２が第（ｋ＋１）番目以降の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒを送信する優先順位に基づいて、第（ｋ＋１）番目以降の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒを送信するＯＮＵ２の台数を制限する（ステップＳ１７、Ｓ１８）。

第１、２、３、４、５グループの順序で、Ｍ台のＯＮＵ２からＮ台のＯＮＵ２を選択する（ステップＳ１７）。なお、各グループ内での選択の順序は、各グループに対応する各条件を満たす度合が高い順序となる。また、複数のＯＮＵ２について、各グループに対応する各条件を満たす度合が同等であるとき、前回以前に決定した順位の優劣に従って、今回の順位の優劣を決定する。そして、Ｎ台のＯＮＵ２に対してのみ、次回の周期において、各送信要求信号Ｒの送信を許可する（ステップＳ１８）。一方で、（Ｍ−Ｎ）台のＯＮＵ２に対して、各送信要求信号Ｒの送信を制限する。その後、各送信許可信号Ｇの送信を開始する。

以上では、第１〜４条件のうち全部の条件を考慮して、第１〜５グループのいずれかに各ＯＮＵ２を登録している。しかし、第１〜４条件のうち一部の条件を考慮して、複数のグループのいずれかに各ＯＮＵ２を登録してもよい。

第１条件を考慮するときには、各ＯＮＵ２が今回以前の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒの送信を制限された回数が少ないほど、各ＯＮＵ２が自装置へ次回以降の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒを送信する優先順位を低くすればよい。

逆に言えば、各送信要求信号Ｒの送信を制限された回数が多い各ＯＮＵ２に対して、次回以降の帯域割当周期において、優先的に各送信要求信号Ｒの送信を許可することにより、各送信要求信号Ｒの送信制限に起因する上り方向の遅延時間を短縮するとともに、各ＯＮＵ２間で帯域割当の公平性を確保することができる。

第２、３条件を考慮するときには、各ＯＮＵ２の前回以前の帯域割当周期での送信許可量から、各ＯＮＵ２の前回以前の帯域割当周期での送信要求量を減算して算出した過剰送信許可量が多いほど、各ＯＮＵ２が自装置へ次回以降の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒを送信する優先順位を低くすればよい。

逆に言えば、前回以前の帯域割当周期において、送信許可量が送信要求量より少ない各ＯＮＵ２に対して、次回以降の帯域割当周期において、優先的に各送信要求信号Ｒの送信を許可することにより、各送信要求信号Ｒの送信制限に起因する上り方向の遅延時間を短縮するとともに、各ＯＮＵ２間で帯域割当の公平性を確保することができる。

第４条件を考慮するときには、各ＯＮＵ２の今回以前の帯域割当周期での送信要求量から、今回以前の帯域割当周期での送信要求量の要求閾値を減算して算出した超過送信要求量が少ないほど、各ＯＮＵ２が自装置へ次回以降の帯域割当周期に各送信要求信号Ｒを送信する優先順位を低くすればよい。

このように、今回以前の帯域割当周期において、送信要求量が要求閾値より多い各ＯＮＵ２に対して、次回以降の帯域割当周期において、優先的に各送信要求信号Ｒの送信を許可することにより、各送信要求信号Ｒの送信制限に起因する上り方向の遅延時間を短縮することができる。

ところで、今回の帯域割当周期において、全ＯＮＵ２の送信要求量の合計量が１周期の送信許可量の上限量より小さいと想定されるときには、次回以降の帯域割当周期において、送信要求信号の送信を制限する必要はない。そこで、各帯域割当周期の第２領域において、台数制限を行うかどうかを判断する。本発明の制限解除の処理を示すフローチャートを図７に示す。ここでは、第ｋ番目の帯域割当周期を説明する。

第ｋ番目の帯域割当周期において各送信要求信号Ｒの送信許可を受けたＮ台のＯＮＵ２について、第ｋ番目の帯域割当周期での送信要求量の和ΣＲｉ（Ｎ個のＲｉの和）を算出する（ステップＳ２１）。第ｋ番目の帯域割当周期において各送信要求信号Ｒの送信制限を受けた（Ｍ−Ｎ）台のＯＮＵ２について、第ｋ番目の帯域割当周期での送信要求量の想定量の和ΣＲｊ’（（Ｍ−Ｎ）個のＲｊ’の和）を算出する（ステップＳ２２）。

ここで、上述の（Ｍ−Ｎ）台の各ＯＮＵ２について、第ｋ番目の帯域割当周期での送信要求量の「想定量」Ｒｊ’とは、実際上では送信要求量を通知されていないため、想定として「みなし」送信要求量を算出することを意味する。具体的には、上述の（Ｍ−Ｎ）台の各ＯＮＵ２について、第ｋ番目の帯域割当周期での送信要求量の「想定量」Ｒｊ’は、例えば、送信制限前の直近の送信要求量（これは実際に通知されている）から、送信制限直前から現時点までの送信許可量の累積量を減算して、算出することができる。

帯域割当周期の１周期の送信許可量の上限量は、Ｇｃに設定している（ステップＳ２３）。ΣＲｉ＋ΣＲｊ’≦Ｇｃであるときには（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、図６に示した台数制限の処理を中止し（ステップＳ２５）、図２に示したような、台数制限を伴わない送信許可信号Ｇの送信を行う。ΣＲｉ＋ΣＲｊ’＞Ｇｃであるときには（ステップＳ２４においてＮＯ）、図６に示した台数制限の処理を開始し（ステップＳ２６）、図５に示したような、台数制限を伴った送信許可信号Ｇの送信を行う。

このように、今回の帯域割当周期において、全ＯＮＵ２の送信要求量の合計量が１周期の送信許可量の上限量より小さいと想定されるときには、次回以降の帯域割当周期において、各送信要求信号Ｒの送信の不要な制限を解除することができる。

本発明に係る帯域割当方法、光端局装置及び受動光ネットワークシステムは、特にＯＮＵの台数が多いとき、帯域割当周期での帯域利用効率を向上する効果と、各ＯＮＵにおいて発生する上り方向の遅延時間を短縮する効果を、発揮することができる。

１：ＯＬＴ
２：ＯＮＵ
３：ユーザ端末
４：上位ネットワーク
５：光ファイバ
６：光スプリッタ
Ｒ：送信要求信号
Ｇ：送信許可信号
Ｆ：データ信号

Claims (10)

1. 各光加入者装置から光端局装置への今回以前の帯域割当周期での送信要求の許否又は多少に基づいて、前記各光加入者装置が前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位を決定する優先順位決定ステップと、
   前記各光加入者装置が前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位に基づいて、前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する前記光加入者装置の台数を制限する送信要求制限ステップと、
   を順に備えることを特徴とする帯域割当方法。
2. 前記優先順位決定ステップでは、データ信号の送信優先度毎に、優先順位を決定し、
   前記送信要求制限ステップでは、データ信号の送信優先度毎に、送信要求を制限する
   ことを特徴とする請求項１に記載の帯域割当方法。
3. 前記優先順位決定ステップでは、前記各光加入者装置が今回以前の帯域割当周期に送信要求信号の送信を制限された回数が少ないほど、前記各光加入者装置が前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位を低くする
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の帯域割当方法。
4. 前記優先順位決定ステップでは、前記各光加入者装置の前回以前の帯域割当周期での送信許可量から、前記各光加入者装置の前回以前の帯域割当周期での送信要求量を減算して算出した過剰送信許可量が多いほど、前記各光加入者装置が前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位を低くする
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の帯域割当方法。
5. 前記優先順位決定ステップでは、前記各光加入者装置の今回以前の帯域割当周期での送信要求量から、今回以前の帯域割当周期での送信要求量の要求閾値を減算して算出した超過送信要求量が少ないほど、前記各光加入者装置が前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位を低くする
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の帯域割当方法。
6. 前記送信要求制限ステップでは、今回の帯域割当周期に送信要求信号の送信を許可された前記各光加入者装置における、今回の帯域割当周期での送信要求量と、今回の帯域割当周期に送信要求信号の送信を制限された前記各光加入者装置における、今回の帯域割当周期での送信要求量の想定量と、の和が、帯域割当周期の１周期の送信許可量の上限量より小さいときには、前記光端局装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する前記光加入者装置の台数の制限を解除する
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の帯域割当方法。
7. 各光加入者装置から自装置への今回以前の帯域割当周期での送信要求の許否又は多少に基づいて、前記各光加入者装置が前記自装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位を決定する優先順位決定部と、
   前記各光加入者装置が前記自装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する優先順位に基づいて、前記自装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する前記光加入者装置の台数を制限する送信要求制限部と、
   を備えることを特徴とする光端局装置。
8. 前記優先順位決定部は、データ信号の送信優先度毎に、優先順位を決定し、
   前記送信要求制限部は、データ信号の送信優先度毎に、送信要求を制限する
   ことを特徴とする請求項７に記載の光端局装置。
9. 前記送信要求制限部は、今回の帯域割当周期に送信要求信号の送信を許可された前記各光加入者装置における、今回の帯域割当周期での送信要求量と、今回の帯域割当周期に送信要求信号の送信を制限された前記各光加入者装置における、今回の帯域割当周期での送信要求量の想定量と、の和が、帯域割当周期の１周期の送信許可量の上限量より小さいときには、前記自装置へ次回以降の帯域割当周期に送信要求信号を送信する前記光加入者装置の台数の制限を解除する
   ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の光端局装置。
10. 請求項７から請求項９のいずれかに記載の光端局装置と、
    前記光端局装置に送信要求信号を送信し、前記光端局装置からの送信許可信号に基づいて、前記光端局装置にデータ信号を送信する複数の光加入者装置と、
    を備えることを特徴とする受動光ネットワークシステム。

Images