JP2014127810A - 通信システムおよび局側装置、通信帯域制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信帯域の割り当てを受けるまでの遅延を低減しサービス品質を向上するシステムを提供する。
【解決手段】加入者側装置は端末から送信されるデータをバッファに蓄積して、バッファに蓄積されたデータのデータ量を局側装置に通知し、局側装置から指示される通信帯域でバッファに保持されたデータを送信する。局側装置は、端末と加入者側装置の通信先の装置との間で通信されるデータから通信サービスの内容を示す通信サービス情報をモニタして、加入者側装置が次に送信するデータのデータ量を予測し、予測したデータ量と加入者側装置から通知されるデータ量とに応じて、加入者側装置に割り当てる通信帯域を算出し、算出された通信帯域を加入者側装置に通知する。
【選択図】図４

Description

本発明は、通信システムおよび局側装置、通信帯域制御方法に関する。

近年、光ファイバーを用いたブロードバンドアクセスサービスとして、１本の光ファイバーを複数の加入者で共有するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムが広く普及している。ＰＯＮシステムは、局側装置としてＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が配置され、加入者側装置としてＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）が配置される。ＯＬＴからＯＮＵへの下り回線では、データフレームが放送のように連続して配信され、ＯＮＵからＯＬＴの上り回線では、複数のＯＮＵから送信されるデータフレームが衝突しないように時分割方式で制御される。ＰＯＮシステムでは、上り方向の通信帯域をＯＬＴからＯＮＵに割り当てるために、ＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）方式が使用されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−１５１５７７号公報

ところが、ＤＢＡ方式の場合、ＯＮＵは、送信バッファに蓄積されたデータ量に応じて、通信帯域の割り当てを要求するフレームをＯＬＴに一定の時間間隔で送信する。そして、ＯＬＴは、他のＯＮＵが使用する通信帯域を考慮して当該ＯＮＵに割り当てる通信帯域を計算し、ＯＮＵに通知する。そして、ＯＮＵは、ＯＬＴから割り当てられた通信帯域で送信バッファに蓄積されたデータをＯＬＴに送信する。このため、ＯＮＵが通信帯域の割り当てをＯＬＴに要求してから実際にＯＮＵがＯＬＴにデータを送信するまでの遅延時間が大きくなるという問題がある。例えば、送信データ量が増加する場合、データ量の増加に応じた通信帯域の割り当てを受けるまでの遅延がある。そして、音声通信や映像配信などの通信サービスでは、データを送受信する際の遅延時間ができるだけ小さいことが求められ、データの遅延によるサービス品質の低下が問題となる。

本発明の目的は、通信サービスにおけるデータの遅延を低減してサービス品質を向上できる通信システムおよび局側装置、通信帯域制御方法を提供することである。

一つの観点による通信システムは、互いに接続された加入者側装置及び局側装置を含む通信システムであって、加入者側装置は、端末から送信されるデータをバッファに蓄積して、バッファに蓄積されたデータのデータ量を局側装置に通知し、局側装置から指示される通信帯域でバッファに保持されたデータを送信し、局側装置は、端末と加入者側装置の通信先の装置との間で通信されるデータから通信サービスの内容を示す通信サービス情報をモニタして、加入者側装置が次に送信するデータのデータ量を予測し、予測したデータ量と加入者側装置から通知されるデータ量とに応じて、加入者側装置に割り当てる通信帯域を算出し、算出された通信帯域を加入者側装置に通知することを特徴とする。

一つの観点による局側装置は、端末が接続される加入者側装置と加入者側装置の通信先の装置との間で通信されるデータから通信サービスの内容を示す通信サービス情報をモニタするモニタ手段と、通信サービス情報に基いて加入者側装置が次に送信するデータのデータ量を予測する予測手段と、予測したデータ量と加入者側装置から通知されるデータ量とに応じて、加入者側装置に割り当てる通信帯域を算出する算出手段と、算出された通信帯域を加入者側装置に通知する通知手段とを備えることを特徴とする。

一つの観点による通信帯域制御方法は、互いに接続された加入者側装置及び局側装置を含む通信システムで用いられる通信帯域制御方法であって、加入者側装置は、端末から送信されるデータをバッファに蓄積して、バッファに蓄積されたデータのデータ量を局側装置に通知し、局側装置から指示される通信帯域でバッファに保持されたデータを送信し、局側装置は、端末と加入者側装置の通信先の装置との間で通信されるデータから通信サービスの内容を示す通信サービス情報をモニタして、加入者側装置が次に送信するデータのデータ量を予測し、予測したデータ量と加入者側装置から通知されるデータ量とに応じて、加入者側装置に割り当てる通信帯域を算出し、算出された通信帯域を加入者側装置に通知することを特徴とする。

本件開示の通信システムおよび局側装置、通信帯域制御方法は、データを送受信する際の遅延時間ができるだけ小さいことが求められる通信サービスにおける遅延を低減してサービス品質を向上できる。

ＰＯＮシステム１００の一例を示す図である。 ＯＮＵ１０２の一例を示す図である。 ＯＬＴ１０１の一例を示す図である。 ＯＬＴ制御部３０２の一例を示す図である。 ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２の制御シーケンスの一例を示す図である。 ＯＬＴ１０１とＯＮＵ１０２の制御シーケンスのその他の例を示す図である。 ＩＰ電話１０４とＳＩＰサーバ１０８の接続例を示す図である。

以下、本件開示の通信システムおよび局側装置、通信帯域制御方法の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る通信システムの一例として、ＰＯＮシステム１００を示している。図１において、ＰＯＮシステム１００は、局側装置としてＯＬＴ１０１と、加入者側装置として複数のＯＮＵ１０２とを有する。そして、ＯＬＴ１０１と複数のＯＮＵ１０２は、光カプラー１０３を介して接続されている。図１の例では、１台のＯＬＴ１０１がＯＮＵ１０２（１）からＯＮＵ１０２（５）までの５台のＯＮＵ１０２を収容する。尚、ＯＮＵ１０２（３）およびＯＮＵ１０２（４）は、記載を省略する。

ここで、複数のＯＮＵ１０２のうち特定のＯＮＵ１０２を指す場合は、符号に（番号）を付加して、例えばＯＮＵ１０２（１）のように表記する。また、ＯＮＵ１０２（１）からＯＮＵ１０２（５）に共通の内容を説明する場合は、（番号）を省略してＯＮＵ１０２と表記する。

ＰＯＮシステム１００において、ＯＬＴ１０１からＯＮＵ１０２への下り回線は、データフレームが時分割多重されて放送のように連続して配信される。また、ＯＮＵ１０２からＯＬＴ１０１の上り回線は、複数のＯＮＵ１０２から送信されるデータフレームが衝突しないように時分割方式で複数のＯＮＵ１０２の通信帯域（送信タイミングや送信期間）が制御される。そして、ＯＬＴ１０１は、ＤＢＡ方式により、上り方向の通信帯域を各ＯＮＵ１０２に割り当てている。

図１の例では、ＯＮＵ１０２（１）にユーザ端末として電話（ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）電話）１０４が接続されている。また、ＯＮＵ１０２（２）には、ネットワーク機能付のＴＶ（ＴｅｌｅＶｉｓｉｏｎ）１０５、ＯＮＵ１０２（５）には、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１０６がそれぞれ接続されている。

以降の説明では、ＯＮＵ１０２（１）に接続される電話１０６がＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ１０８を介して音声通話を行う場合の例について説明する。尚、ＯＬＴ１０１とＳＩＰサーバ１０８は、ネットワーク１０７を介して接続されている。

図２は、ＯＮＵ１０２の一例を示す図である。図２において、ＯＮＵ１０２は、ユーザＩＦ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）２０１と、ＯＮＵ制御部２０２と、ＰＯＮＩＦ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）２０３と、送信用バッファ２０４とを有する。

ユーザＩＦ２０１は、図１に示した電話１０４、ＴＶ１０５、ＰＣ１０６などのユーザ端末を接続するためのインターフェースで、例えばＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）インターフェースが用いられる。ユーザＩＦ２０１を介してユーザ端末から入力されるデータは、一旦、送信用バッファ２０４に蓄積される。

ＯＮＵ制御部２０２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などが用いられ、ＯＮＵ１０２全体の制御を行う。また、ＯＮＵ制御部２０２は、ＯＬＴ１０１との間でＤＢＡ制御を行う。例えば、ＯＮＵ制御部２０２は、送信用バッファ２０４に蓄積された送信データのデータ量をＯＬＴ１０１に通知し、ＯＬＴ１０１から割り当てられた通信帯域で送信データをＯＬＴ１０１に送信する。また、ＯＮＵ制御部２０２は、ＰＯＮＩＦ２０３がＯＬＴ側から受信するデータから自装置宛のデータを取り出し、ユーザＩＦ２０１を介してユーザ端末側に出力する。

ＰＯＮＩＦ２０３は、ＯＬＴ１０１側と通信を行うためのインターフェースである。例えば、ＰＯＮＩＦ２０３は、ＯＮＵ制御部２０２が送信用バッファ２０４から読み出したデータを光信号に変換してＯＬＴ１０１側に送信し、逆にＯＬＴ１０１側から受信する光信号を電気信号に変換してＯＮＵ制御部２０２に出力する。

送信用バッファ２０４は、例えば半導体メモリが用いられ、ユーザ端末の送信データを一時的に保持する。

このように、ＯＮＵ１０２は、ユーザ端末の送信データを送信用バッファ２０４に一時的に蓄積し、ＯＬＴ１０１が割り当てる通信帯域で送信データをＯＬＴ１０１に送信し、ＯＬＴ１０１から受信する自装置宛のデータをユーザ端末に出力する。

次に、ＯＬＴ１０１について説明する。図３は、ＯＬＴ１０１の一例を示す図である。図３において、ＯＬＴ１０１は、ＰＯＮＩＦ３０１と、ＯＬＴ制御部３０２と、上位網ＩＦ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）３０３とを基本的に有する。さらに、ＰＯＮＩＦ３０１と上位網ＩＦ３０３との間にパケットフィルタ部３０４、ＯＮＵ１０２を管理するためのＯＮＵＤＢ（ＯＮＵ ＤａｔａＢａｓｅ）３０５とを有する。

ＰＯＮＩＦ３０１は、ＯＮＵ１０２側との間でデータを送受信するためのインターフェースである。例えば、ＰＯＮＩＦ３０１は、パケットフィルタ部３０４を介して上位網（ネットワーク１０７）との間で送受信するデータやＯＬＴ制御部３０２が送受信する制御データを光信号に変換してＯＮＵ１０２側と通信する。

ＯＬＴ制御部３０２は、例えばＣＰＵなどが用いられ、ＯＬＴ１０１全体の制御を行う。また、ＯＬＴ制御部３０２は、ＯＮＵ１０２との間でＤＢＡ制御を行い、例えばＯＮＵ１０２から通知される送信データのデータ量に応じてＯＮＵ１０２に通信帯域を割り当てる処理を行う。尚、ＯＬＴ制御部３０２の処理については、後で詳しく説明する。

上位網ＩＦ３０３は、図１のネットワーク１０７に接続され、上位のサーバにアクセスするためのインターフェースである。図１の例では、ＳＩＰサーバ１０８に接続される。

パケットフィルタ部３０４は、パケットの種類を判別して、ＯＮＵ１０２との間で送受信するＰＯＮ用の制御データをフィルタリングしてＯＬＴ制御部３０２に入出力し、ユーザデータをフィルタリングして上位網ＩＦ３０３に入出力する。

ＯＮＵＤＢ３０５は、ＯＬＴ１０１が収容する複数のＯＮＵ１０２のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスやリンク状態などを管理するためのデータベースである。ＯＬＴ制御部３０２は、ＯＮＵ１０２の認証を行い、ＯＮＵＤＢ３０５でＯＮＵ１０２の接続を管理する。そして、ＯＬＴ制御部３０２は、ＯＮＵＤＢ３０５で管理されている認証済みのＯＮＵ１０２から送信されるユーザデータを上位のネットワーク１０７に転送する。

このように、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２が上位網との間で送受信できるように、配下のＯＮＵ１０２を管理し、ＯＮＵ１０２の上位網への通信を制御する。また、本実施形態では、図２で説明したように、ＯＮＵ１０２は、ユーザ端末が送信するデータを送信用バッファ２０４に一時的に蓄積する。そして、ＯＬＴ１０１から割り当てられる通信帯域でＯＬＴ１０１に送信し、ＯＬＴ１０１から受信する自装置宛のデータをユーザ端末に出力する。

次に、ＯＬＴ制御部３０２の処理内容について説明する。図４は、ＯＬＴ制御部３０２の処理内容の一例を示す図である。図４において、ＯＬＴ制御部３０２は、フィルタ制御処理３５１と、モニタ処理３５２と、帯域算出処理３５３と、通知処理３５４と、データ量予測処理３５５とを行う。

フィルタ制御処理３５１は、図３に示したパケットフィルタ部３０４の動作を制御する処理を行う。例えばフィルタ制御処理３５１は、ＰＯＮ用の制御データをＯＮＵ１０２との間で送受信するように、パケットフィルタ部３０４を制御する。また、フィルタ制御処理３５１は、ＯＮＵ１０２と上位のサーバとの通信データを上位網ＩＦ３０３に入出力するように、パケットフィルタ部３０４を制御する。

モニタ処理３５２は、上位のネットワーク１０７に接続されているサーバ（例えば図１に示したＳＩＰサーバ１０８）とＯＮＵ１０２との間の通信データをモニタする処理を行う。そして、モニタ処理３５２は、モニタする通信データがＯＮＵ１０２からサーバに対して通信サービスの開始を要求する制御メッセージであるか否かを判別する。通信データが制御メッセージである場合は、通信サービスの内容をデータ量予測処理３５５に通知する。

データ量予測処理３５３は、モニタ処理３５２でモニタした制御メッセージが示す通信サービスの種類に基いて、次にＯＮＵ１０２から送信されるデータ量を予測する処理を行う。例えば、図１の例では、ＯＮＵ１０２（１）のＩＰ電話１０４は、電話を掛けるための制御メッセージ（音声通信サービスの開始要求メッセージ）をＳＩＰサーバ１０８に送信する。そして、モニタ処理３５２は、音声通信サービスの開始要求メッセージをモニタしたことをデータ量予測処理３５３に通知する。これを受けたデータ量予測処理３５３は、音声通信サービスに必要な通信帯域を予測し、帯域算出処理３５４に出力する。尚、図３に示したＯＬＴ１０１には、様々なサービスと通信データ量との対応を示すテーブルが予めＯＮＵＤＢ３０５などに記憶されており、データ量予測処理３５３は、このテーブルを参照して、次に使用される通信帯域を予測する。

帯域算出処理３５４は、ＯＮＵ１０２から要求される送信データ量に応じて、次にＯＮＵ１０２がデータを送信するための通信帯域を算出する処理を行う。そして、帯域算出処理３５４は、モニタ処理３５２で制御メッセージを検出していない場合、ＯＮＵ１０２から要求される送信データ量に基いて通信帯域を算出し、通知処理３５５に出力する。また、帯域算出処理３５４は、モニタ処理３５２で制御メッセージを検出した場合、データ量予測処理３５３が予測した送信データ量と、この時点でＯＮＵ１０２から要求されている送信データ量とを合わせた通信帯域を算出し、通知処理３５５に出力する。

通知処理３５５は、帯域算出処理３５４が算出した通信帯域をＯＮＵ１０２に通知する。ここで、通信帯域は、複数のＯＮＵ１０２で時分割多重されるデータの送信開始タイミングと、送信時間とを含む情報である。

このようにして、本実施形態に係るＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２と上位のサーバとの間の制御メッセージをモニタして、通信サービスの種類に応じた通信帯域を予測することにより、ＯＮＵ１０２が送信するデータの遅延を低減できる。尚、上記の例では、ＳＩＰサーバ１０８との通信をモニタする例を挙げたが、ネットワークテレビなどの映像配信サービスなどにおいても同様に適用可能である。このように、本実施形態に係るＯＬＴ１０１は、データを送受信する際の遅延時間ができるだけ小さいことが求められる通信サービスにおけるデータの遅延を低減してサービス品質を向上できる。

次に、図１に示したＯＮＵ１０２とＯＬＴ１０１との間で行われる制御シーケンスの一例について、図５を用いて説明する。

（ステップＳ４０１）ＯＮＵ１０２は、ＩＰ電話１０４、ＴＶ１０５、ＰＣ１０６などのユーザ端末から送信される制御メッセージｊを受信する。

（ステップＳ４０２）ＯＮＵ１０２は、制御メッセージｊを送信用バッファ２０４に一時的に保持する。ここで、制御メッセージｊのデータ量を（Ｄｊ）とする。

（ステップＳ４０３）ＯＬＴ１０１は、ＧａｔｅフレームをＯＮＵ１０２に送信する。ここで、Ｇａｔｅフレームは、ＯＬＴ１０１が定期的に送信する疎通確認用のメッセージである。ＯＬＴ１０１は、定期的にＧａｔｅフレームをＯＮＵ１０２側に送信しており、これに応じてＯＮＵ１０２はＲｅｐｏｒｔフレームで次に送信するデータの通信帯域を要求する。ここで、Ｒｅｐｏｒｔフレームは、ＯＮＵ１０２がＯＬＴ１０１に返信する疎通確認用の応答メッセージである。尚、ＯＮＵ１０２は、送信データが無い場合でもＲｅｐｏｒｔフレームをＯＬＴ１０１に返信し、ＯＬＴ１０１はＯＮＵ１０２とのリンク状態を管理している。

（ステップＳ４０４）ＯＮＵ１０２は、制御メッセージｊをＯＬＴ１０１側に送信するために、制御メッセージｊのデータ量（Ｄｊ）をＲｅｐｏｒｔフレームでＯＬＴ１０１側に通知する。これにより、ＯＮＵ１０２は、データ量（Ｄｊ）を有する制御メッセージｊを送信するための通信帯域をＯＬＴ１０１に要求する。

（ステップＳ４０５）ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２から要求されたデータ量（Ｄｊ）を送信するための通信帯域を通知し、制御メッセージｊの送信を許可するＧａｔｅフレームをＯＮＵ１０２に送信する。

（ステップＳ４０６）ＯＮＵ１０２は、送信用バッファ２０４に一時的に保持していた制御メッセージｊを読み出して、ＯＬＴ１０１側に送信する。

（ステップＳ４０７）制御メッセージｊは、ＯＮＵ１０２からＯＬＴ１０１に送信される。

（ステップＳ４０８）ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２から受信する制御メッセージｊをネットワーク１０７を介して宛先のサーバに送信する。図１の例では、ＯＬＴ１０１は、制御メッセージｊをＳＩＰサーバ１０８に送信する。尚、図５では、サーバからユーザ端末へのメッセージは省略して図には描いていない。

（ステップＳ４０９）ＯＬＴ１０１は、制御メッセージｊをモニタして内容を解析する。そして、ＯＬＴ１０１は、制御メッセージｊに対応する通信サービスが開始されることを把握する。

（ステップＳ４１０）ＯＬＴ１０１は、先に説明したように、定期的にＧａｔｅフレームをＯＮＵ１０２に送信する。

（ステップＳ４１１）ＯＮＵ１０２は、ＯＬＴ１０１から定期的に送信されるＧａｔｅフレームに対応するＲｅｐｏｒｔフレームをＯＬＴ１０１に送信する。ここでは、ＯＮＵ１０２は、データ量（Ｄｍ））の情報を送信するための通信帯域をＯＬＴ１０１に要求する例を示している。

尚、ステップＳ４１０およびステップＳ４１１は、図５に描いたタイミング（ステップＳ４０９とステップＳ４１２との間）で送受信しなくてもよいが、ここでは、次の説明が分かり易いように、ステップＳ４０９とステップＳ４１２との間に描いてある。

（ステップＳ４１２）ＯＬＴ１０１は、ステップＳ４０９でモニタした通信サービスの種類に基づいて、当該通信サービスで使用される予定の通信帯域を予測する。ここで、ＯＬＴ１０１は、通信サービスでデータ量（Ｄα））の情報が送信されると予測し、ステップＳ４１１でＯＮＵ１０２から通知されたデータ量（Ｄｍ））にデータ量（Ｄα））を加算したデータ量（Ｄｎ））をＯＮＵ１０２への通信帯域の割当量とする。

（ステップＳ４１３）ＯＬＴ１０１は、データ量（Ｄｎ））を送信するための通信帯域を許可するＧａｔｅフレームをＯＮＵ１０２に送信する。

ここまでの処理（ステップＳ４０１からステップＳ４１３まで）は、ユーザ端末から送信される制御メッセージｊに関連する処理である。そして、ＯＬＴ１０１は、制御メッセージｊをモニタして通信サービスの開始を認識し、通信サービスの種類に応じた通信帯域をＯＮＵ１０２に割り当てる処理を行う。

一方、ユーザ端末は、通信サービスを開始する。尚、図５には上位側のサーバからユーザ端末に通信サービスの許可を通知するメッセージは省略して描いていないが、ＯＮＵ１０２は、通信サービスの許可を受けて、通信サービスを開始する。

（ステップＳ４１４）ユーザ端末は、通信サービスに対応するトラフィックｐ（データ量（Ｄｐ）））を上位側のサーバに送信する。

（ステップＳ４１５）ＯＮＵ１０２は、ユーザ端末が送信するトラフィックｐのデータを送信用バッファ２０４に一時的に記憶する。

（ステップＳ４１６）ＯＮＵ１０２は、ステップＳ４１３で説明した通信帯域の割り当てが行われているので、トラフィックｐ以上の通信帯域（データ量（Ｄｎ）））を使用できる状態になっている。そこで、ＯＮＵ１０２は、送信用バッファ２０４に蓄積されているデータ量（Ｄｐ））のトラフィックｐをＯＬＴ１０１に送信する。尚、データ量（Ｄｎ））＞データ量（Ｄｐ））である。

（ステップＳ４１７）ＯＮＵ１０２は、トラフィックｐのデータは、ＯＬＴ１０１に送信される。

（ステップＳ４１８）ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２から受信したトラフィックｐのデータを上位側のサーバに送信する。

このようにして、ＯＮＵ１０２は、ユーザ端末からトラフィックｐのデータを入力する前に、ＯＬＴ１０１からトラフィックｐのデータを送信するのに十分な通信帯域を与えられているので、遅延時間ｔを短くすることができる。ここで、遅延時間ｔは、ＯＮＵ１０２がユーザ端末からトラフィックｐのデータを受け取ってからトラフィックｐのデータをＯＬＴ１０１に送信するまでの時間である。

ここで、本実施形態に係るＰＯＮシステム１００の特徴がわかり易いように、ＯＬＴ１０１が通信帯域の予測を行わない例について図６を用いて説明する。図６は、図５に対応する図で、図５と同符号の処理は同様の処理を行う。但し、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２が受信する制御メッセージｊを上位側のサーバに送信するときに、図５のステップＳ４０９の処理（制御メッセージｊの内容をモニタして通信サービスの開始を判断する処理）を行わない。また、ＯＬＴ１０１は、図５のステップＳ４１２の処理（通信サービスに応じた通信帯域を予測する処理）を行わない。このため、図６の例では、ＯＮＵ１０２は、ステップＳ４１３ａのＧａｔｅフレームで割り当てられる通信帯域がデータ量（Ｄｍ））なので、データ量（Ｄｍ））より大容量のデータ量（Ｄｐ））のトラフィックｐを送信することが困難である。そこで、ＯＮＵ１０２は、ＲｅｐｏｒｔフレームをＯＬＴ１０１に送信して、データ量（Ｄｐ））を送信可能な通信帯域を要求する（ステップＳ４５１）。これを受けたＯＬＴ１０１は、データ量（Ｄｐ））を送信可能な通信帯域を許可する（ステップＳ４５２）。ＯＬＴ１０１からデータ量（Ｄｐ））を送信可能な通信帯域を許可されたＯＮＵ１０２は、送信用バッファ２０４に蓄積されたトラフィックｐのデータをＯＬＴ１０１に送信する（ステップＳ４１６）。

このようにして、ＯＮＵ１０２は、ユーザ端末からトラフィックｐのデータを受け取ってからトラフィックｐのデータ量（Ｄｐ））を送信するための通信帯域をＯＬＴ１０１に要求する。そして、ＯＮＵ１０２は、ＯＬＴ１０１からデータ量（Ｄｐ））を送信するための通信帯域が許可されるのを待って送信用バッファ２０４に蓄積されたトラフィックｐのデータをＯＬＴ１０１に送信する。このため、ユーザ端末からトラフィックｐのデータを受け取ってからトラフィックｐのデータをＯＬＴ１０１に送信するまでの遅延時間Ｔは、図５における遅延時間ｔよりも長くなる。この遅延時間が長い場合、例えばＩＰ電話１０４の音声通信やＴＶ１０５のストリーミング映像など、できるだけ短い遅延時間で通信を行わなければならない通信サービスの品質が低下するという問題が生じる。例えば、ＩＰ電話１０４で音声通信を行う場合、発信元と発信先との間の通信に時間が掛かるので、スムースな会話が難しい。衛星電話などでは、遅延時間が３００ｍｓｅｃを超えると、スムースな会話が難しくなると言われている。

次に、ＩＰ電話１０４でＳＩＰサーバ１０８と通信する場合の例について図７を用いて説明する。図７は、図５に対応する図で、図５と同符号の処理は同様の処理を行う。図５と異なるのは、ステップ４０１、４０７および４０８の制御メッセージがそれぞれステップＳ４０１ａ、４０７ａおよび４０８ａのＩＮＶＩＴＥメッセージであることである。尚、ＩＮＶＩＴＥメッセージは、ＩＰ電話１０４で電話を掛けるための制御メッセージである。そして、ＩＮＶＩＴＥメッセージを受けたＳＩＰサーバ１０８は、電話通話を許可する応答フレーム返信する（ステップＳ４６１）。応答フレームは、ＳＩＰサーバ１０８からＯＬＴ１０１に送信され、ＯＬＴ１０１からＩＰ電話１０４が接続されるＯＮＵ１０２に転送される（ステップＳ４６２）。ＯＮＵ１０２は、ＯＬＴ１０１から受信する応答フレームをＩＰ電話１０４に転送する（ステップＳ４６３）。

一方、ＩＮＶＩＴＥメッセージをモニタしたＯＬＴ１０１は、電話サービスの開始を認識して、音声データのデータ量に応じた通信帯域を計算する（ステップＳ４１２）。そして、ＯＬＴ１０１は、求めた通信帯域をＯＮＵ１０２に通知する（ステップＳ４１３）。尚、ＯＬＴ１０１は、ユーザ端末からサーバへの制御メッセージではなく、サーバからユーザ端末への応答メッセージをモニタしてもよい。或いは、ＯＬＴ１０１は、両方のメッセージをモニタして、通信サービスの開始を判断するようにしてもよい。

ステップＳ４６３で電話通話が許可されたＩＰ電話１０４は、音声データを送信する（ステップＳ４１４ａ）。音声データは送信用バッファ２０４に一旦蓄積される（ステップＳ４１５）。この時点で、ＯＬＴ１０１は、音声データを送信するのに十分は通信帯域をステップＳ４１３で割り当てているので、送信用バッファ２０４に蓄積された音声データをＯＬＴ１０１に送信する（ステップＳ４１６，４１７ａ）。そして、音声データはＯＬＴ１０１からＳＩＰサーバ１０８に送信される（ステップＳ４１８ａ）。

このようにして、ＯＬＴ１０１は、ＩＰ電話１０４がＳＩＰサーバ１０８にＩＰ電話のサービス開始を要求するＩＮＶＩＴＥメッセージをモニタして、ＩＰ電話１０４を収容するＯＮＵ１０２から大容量の音声データが送信されることを予測する。そして、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２から音声データの送信に必要な通信帯域の要求が来る前に、音声データの送信に十分な帯域を当該ＯＮＵ１０２に割り当てることができる。これにより、ＯＮＵ１０２は、ＩＰ電話１０４から入力する音声データを直ぐにＯＬＴ１０１に送信することができる。

尚、上記の例では、ＩＰ電話１０４の場合について説明したが、映像のストリーミングサービス等、低遅延が求められる通信サービスであれば同様に適用可能である。また、通信サービスが終了する場合についても、ＯＬＴ１０１は、ユーザ端末とサーバとの間の制御メッセージをモニタすることにより、通信サービスの終了を予測できる。これにより、ＯＬＴ１０１は、ＯＮＵ１０２から通信サービス終了後の通信帯域の要求が来る前に、通信サービスの帯域分を減らした通信帯域を他のＯＮＵ１０２に割り当てることができるので、無駄な帯域の割り当てを無くすことができる。このように、本実施形態に係るＰＯＮシステム１００は、低遅延が求められる通信サービスにおける遅延を低減してサービス品質を向上することができる。

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。従って、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。

１００・・・ＰＯＮシステム；１０１・・・ＯＬＴ；１０２・・・ＯＮＵ；１０３・・・光カプラー；１０４・・・ＩＰ電話；１０５・・・ＴＶ；１０６・・・ＰＣ；１０７・・・ネットワーク；１０８・・・ＳＩＰサーバ；２０１・・・ユーザＩＦ；２０２・・・ＯＮＵ制御部；２０３・・・ＰＯＮＩＦ；２０４・・・送信用バッファ；３０１・・・ＰＯＮＩＦ；３０２・・・ＯＬＴ制御部；３０３・・・上位網ＩＦ；３０４・・・パケットフィルタ部；３０５・・・ＯＮＵＤＢ；３５１・・・フィルタ制御処理；３５２・・・モニタ処理；３５３・・・帯域算出処理；３５４・・・通知処理；３５５・・・データ量予測処理

Claims (7)

1. 互いに接続された加入者側装置及び局側装置を含む通信システムであって、
   前記加入者側装置は、端末から送信されるデータをバッファに蓄積して、前記バッファに蓄積されたデータのデータ量を前記局側装置に通知し、前記局側装置から指示される通信帯域で前記バッファに保持されたデータを送信し、
   前記局側装置は、前記端末と前記加入者側装置の通信先の装置との間で通信されるデータから通信サービスの内容を示す通信サービス情報をモニタして、前記加入者側装置が次に送信するデータのデータ量を予測し、予測したデータ量と前記加入者側装置から通知されるデータ量とに応じて、前記加入者側装置に割り当てる通信帯域を算出し、算出された通信帯域を前記加入者側装置に通知する
   ことを特徴とする通信システム。
2. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記通信システムは、ＰＯＮシステムであり、
   前記加入者側装置および前記局側装置は、前記ＰＯＮシステムのＯＮＵおよびＯＬＴにそれぞれ対応する
   ことを特徴とする通信システム。
3. 請求項２に記載の通信システムにおいて、
   前記端末が前記加入者側装置および前記局側装置を介して前記上位網のＳＩＰサーバーに接続される場合、
   前記局側装置は、前記端末から前記ＳＩＰサーバーに送信するＩＮＶＩＴＥメッセージに対する前記ＳＩＰサーバーの応答メッセージをモニタして、前記加入者側装置が次に送信するデータのデータ量を予測する
   ことを特徴とする通信システム。
4. 端末が接続される加入者側装置と前記加入者側装置の通信先の装置との間で通信されるデータから通信サービスの内容を示す通信サービス情報をモニタするモニタ手段と、
   前記通信サービス情報に基いて前記加入者側装置が次に送信するデータのデータ量を予測する予測手段と、
   前記予測したデータ量と前記加入者側装置から通知されるデータ量とに応じて、前記加入者側装置に割り当てる通信帯域を算出する算出手段と、
   算出された通信帯域を前記加入者側装置に通知する通知手段と
   を備えることを特徴とする局側装置。
5. 請求項４に記載の局側装置において、
   前記加入者側装置および前記局側装置は、ＰＯＮシステムのＯＮＵおよびＯＬＴにそれぞれ対応する
   ことを特徴とする局側装置。
6. 請求項５に記載の局側装置において、
   前記端末が前記加入者側装置および前記局側装置を介して前記通信先の装置のＳＩＰサーバーに接続される場合、
   前記予測手段は、前記端末から前記ＳＩＰサーバーに送信するＩＮＶＩＴＥメッセージに対する前記ＳＩＰサーバーの応答メッセージをモニタして、前記加入者側装置が次に送信するデータのデータ量を予測する
   ことを特徴とする局側装置。
7. 互いに接続された加入者側装置及び局側装置を含む通信システムで用いられる通信帯域制御方法であって、
   前記加入者側装置は、端末から送信されるデータをバッファに蓄積して、前記バッファに蓄積されたデータのデータ量を前記局側装置に通知し、前記局側装置から指示される通信帯域で前記バッファに保持されたデータを送信し、
   前記局側装置は、前記端末と前記加入者側装置の通信先の装置との間で通信されるデータから通信サービスの内容を示す通信サービス情報をモニタして、前記加入者側装置が次に送信するデータのデータ量を予測し、予測したデータ量と前記加入者側装置から通知されるデータ量とに応じて、前記加入者側装置に割り当てる通信帯域を算出し、算出された通信帯域を前記加入者側装置に通知する
   ことを特徴とする通信帯域制御方法。

Images