JP2014165634A - 通信システムおよび通信装置、通信帯域制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
従来、通信をしていなかったＯＮＵが通信を開始する時、実際にＯＮＵがＯＬＴにデータを送信するまで時間が掛かるという問題があった。
【解決手段】
本発明では、第２の通信装置は、複数の第１の通信装置から要求された送信データ量に基づいて、第１の通信装置毎に通信帯域を割り当てると共に、複数の第１の通信装置から第２の通信装置への上り方向の通信帯域に余剰帯域があるか否かを計算し、余剰帯域がある場合、複数の第１の通信装置のうち通信帯域の要求を行わない第１の通信装置に余剰帯域を割り当てることを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、通信システムおよび通信装置、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。例えば、通信をしていなかったＯＮＵが通信を開始する時、実際にＯＮＵがＯＬＴにデータを送信するまで時間が掛かるという問題が生じる。

本件開示の通信システムおよび通信装置、通信帯域制御方法は、通信帯域の要求を行わないＯＮＵの通信開始時の遅延を低減する技術を提供することを目的とする。

一つの観点によれば、通信システムは、複数の第１の通信装置と、複数の第１の通信装置と通信を行う第２の通信装置とを有する通信システムであって、第１の通信装置は、下位側に接続される端末の送信データをバッファに蓄積し、送信データの送信データ量を第２の通信装置に通知して、送信データを第２の通信装置に送信するための通信帯域を要求し、第２の通信装置から指定される通信帯域でバッファに蓄積された送信データを第２の通信装置に送信し、第２の通信装置は、複数の第１の通信装置から要求された送信データ量に基づいて、第１の通信装置毎に通信帯域を割り当てると共に、複数の第１の通信装置から第２の通信装置への上り方向の通信帯域に余剰帯域があるか否かを計算し、余剰帯域がある場合、複数の第１の通信装置のうち通信帯域の要求を行わない第１の通信装置に余剰帯域を割り当てることを特徴とする。

一つの観点によれば、通信装置は、複数の下位側通信装置から要求された送信データ量に基づいて、下位側通信装置毎に通信帯域を割り当てる帯域割当部と、複数の下位側通信装置から通信装置への通信帯域に余剰帯域があるか否かを計算し、余剰帯域がある場合、複数の下位側通信装置のうち通信帯域の要求を行わない下位側通信装置に余剰帯域を割り当てる余剰帯域割当部とを有することを特徴とする。

一つの観点によれば、通信帯域制御方法は、複数の第１の通信装置と、複数の第１の通信装置と通信を行う第２の通信装置とを有する通信システムで用いられる通信帯域制御方法であって、第１の通信装置は、下位側に接続される端末の送信データをバッファに蓄積し、送信データの送信データ量を第２の通信装置に通知して、送信データを第２の通信装置に送信するための通信帯域を要求し、第２の通信装置から指定される通信帯域でバッファに蓄積された送信データを第２の通信装置に送信し、第２の通信装置は、複数の第１の通信装置から要求された送信データ量に基づいて、第１の通信装置毎に通信帯域を割り当てると共に、複数の第１の通信装置から第２の通信装置への上り方向の通信帯域に余剰帯域があるか否かを計算し、余剰帯域がある場合、複数の第１の通信装置のうち通信帯域の要求を行わない第１の通信装置に余剰帯域を割り当てることを特徴とする。

本件開示の通信システムおよび通信装置、通信帯域制御方法は、通信帯域の要求を行わないＯＮＵの通信開始時の遅延を低減することができる。

ＰＯＮシステムの一例を示す図である。 余剰帯域の一例を示す図である。 余剰帯域の割り当て例を示す図である。 ＯＮＵの一例を示す図である。 ＯＬＴの一例を示す図である。 ＯＮＵ管理テーブルの一例を示す図である。 余剰帯域の割り当てを行わない場合の一例を示す図である。 余剰帯域の割り当てを行う場合の一例を示す図である。

以下、図面を用いて実施形態を説明する。

図１は、ＰＯＮシステム１００の一例を示す。図１において、ＰＯＮシステム１００は、ＯＮＵ１０１（ａ）、１０１（ｂ）、１０１（ｃ）、１０１（ｄ）および１０１（ｅ）と、ＯＬＴ１０２と、光カプラー１０３とを有する。ここで、複数のＯＮＵ１０１のうち特定のＯＮＵ１０１を指す場合は、符号に（アルファベット）を付加して、例えばＯＮＵ１０１（ａ）のように表記する。また、ＯＮＵ１０１（ａ）からＯＮＵ１０１（ｅ）までの５台の装置に共通の内容を説明する場合は、（アルファベット）を省略してＯＮＵ１０１と表記する。

ＯＬＴ１０２は、局側装置として下位側に接続される複数のＯＮＵ１０１を管理する。図１の例では、１台のＯＬＴ１０２が５台のＯＮＵ１０１（ＯＮＵ１０１（ａ）からＯＮＵ１０１（ｅ））を光カプラー１０３を介して収容する。尚、図１のＰＯＮシステム１００は、説明がわかり易いように、５台のＯＮＵ１０１を有するが、複数台のＯＮＵ１０１であれば同様に動作する。

図１において、ＯＬＴ１０２は、複数のＯＮＵ１０１が送信するデータを上位側のネットワーク１０４側に転送し、ネットワーク１０４側から受信するデータをＯＮＵ１０１に転送する。

ＯＬＴ１０２からＯＮＵ１０１への下り回線において、ＯＬＴ１０２は、５台のＯＮＵ１０１へのデータフレームを時分割多重して送信する。また、ＯＮＵ１０１からＯＬＴ１０２への上り回線において、ＯＬＴ１０２は、複数のＯＮＵ１０１から送信されるデータフレームが衝突しないように各ＯＮＵ１０１の通信帯域を制御する。ここで、通信帯域の制御は、ＤＢＡ方式によって行われる。ＤＢＡ方式は、複数のＯＮＵ１０１から要求されるデータ量に応じて、上り回線の全通信帯域を動的に割り当てる技術である。例えば、各ＯＮＵ１０１は、ユーザ端末が送信しようとするデータ量をＯＬＴ１０２に通知してデータを送信するための通信帯域を要求する。ＯＬＴ１０２は、他のＯＮＵ１０１が送信するデータ量を考慮して、新たに通信帯域の要求を受けたＯＮＵ１０１がデータを送信するための通信帯域を通知する。ここで、通信帯域は、例えばデータの送信を開始する時刻（送信タイミング）と、データを送信している時間（送信時間）とで決められる。尚、複数のＯＮＵ１０１に割り当てる通信帯域の合計は、上り方向の全通信帯域以内に設定される。また、全通信帯域で送信可能なデータ量は、図１に示した周期Ａおよび周期Ｂのように、各周期の時間と通信速度で決まる。例えば、１周期が１０秒で通信速度が１０Ｇｂｐｓの場合、全通信帯域で送信可能なデータ量は、１００Ｇｂｉｔである。

図１において、ＯＮＵ１０１（ａ）がＯＬＴ１０２に送信するデータをデータＡ、ＯＮＵ１０１（ｂ）がＯＬＴ１０２に送信するデータをデータＢ、ＯＮＵ１０１（ｃ）がＯＬＴ１０２に送信するデータをデータＣとする。同様に、ＯＮＵ１０１（ｄ）がＯＬＴ１０２に送信するデータをデータＤ、ＯＮＵ１０１（ｅ）がＯＬＴ１０２に送信するデータをデータＥとする。そして、ＯＬＴ１０２は、データＡの送信タイミングと送信時間とをＯＮＵ１０１（ａ）に指示し、データＢの送信タイミングと送信時間とをＯＮＵ１０１（ｂ）に指示する。同様に、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ１０１（ｃ）、ＯＮＵ１０１（ｄ）およびＯＮＵ１０１（ｅ）に対して、データＣ、データＤおよびデータＥのそれぞれの送信タイミングと送信時間を指示する。

図１において、例えば周期Ａでは、ＯＬＴ１０２は、データＡおよびデータＢが重複しないように、ＯＮＵ１０１（ａ）およびＯＮＵ１０１（ｂ）にデータＡおよびデータＢの送信タイミングと送信時間とを指定する。同様に、周期Ｂでは、ＯＬＴ１０２は、データＡ、データＢおよびデータＣが互いに重複しないように、ＯＮＵ１０１（ａ）、ＯＮＵ１０１（ｂ）およびＯＮＵ１０１（ｃ）にデータＡ、データＢおよびデータＣの送信タイミングと送信時間とを指定する。

このようにして、各ＯＮＵ１０１は、ＯＬＴ１０２への送信データを衝突することなく、送信することができる。

ここで、ＯＮＵ１０１（ｃ）は、ユーザ端末からデータＣを受信するとＯＬＴ１０２にデータＣを送信するための通信帯域を要求する。そして、ＯＬＴ１０２から通信帯域の割当を受けたＯＮＵ１０１（ｃ）は、例えば周期ＢでデータＣをＯＬＴ１０２に送信する。このため、周期Ｂで新たに通信を開始するＯＮＵ１０１（ｃ）は、ユーザ端末からデータＣを受信して、直ぐにデータＣをＯＬＴ１０２に送信することが難しい。そこで、本実施形態に係るＰＯＮシステム１００では、ＯＬＴ１０２は、全通信帯域に余剰帯域がある場合、通信帯域を要求していないＯＮＵ１０１に余剰帯域を予め割り当てておく。これにより、ＯＮＵ１０１は、新たに通信を開始する時に、直ぐにデータをＯＬＴ１０２に送信することができ、通信効率を高めることができる。

図２は、余剰帯域の一例を示す。図２（ａ）は図１の周期Ａの余剰帯域の一例、図２（ｂ）は図１の周期Ｂの余剰帯域の一例である。図２（ａ）の例では、ＯＬＴ１０２は、周期Ａの余剰帯域を周期Ａで通信帯域の要求を行っていないＯＮＵ１０１（ｃ）、ＯＮＵ１０１（ｄ）およびＯＮＵ１０１（ｅ）に割り当てることができる。図２（ｂ）の例では、ＯＬＴ１０２は、周期Ｂの余剰帯域を周期Ｂで通信帯域の要求を行っていないＯＮＵ１０１（ｄ）およびＯＮＵ１０１（ｅ）に割り当てることができる。

尚、図２（ａ）および図２（ｂ）は、通信帯域を要求しているＯＮＵ１０１に割り当てられる通信帯域と余剰帯域とを描いてあるが、図２（ｃ）に示すように、通信を要求していないＯＮＵ１０１に対しても最小限の通信帯域が割り当てられる。この最小限の通信帯域は、通信を要求していないＯＮＵ１０１が新たに通信を開始する時に、ユーザ端末のデータを送信するための通信帯域をＯＬＴ１０２に要求するために確保されている。

図３は、余剰帯域の割り当て例を示す。図３（ａ）は、図１および図２に示した周期Ａの余剰帯域を、ＯＮＵ１０１（ｃ）、ＯＮＵ１０１（ｄ）およびＯＮＵ１０１（ｅ）に均等に割り当てる例を示している。図３（ｂ）は、図１および図２に示した周期Ｂの余剰帯域を、ＯＮＵ１０１（ｄ）およびＯＮＵ１０１（ｅ）に均等に割り当てる例を示している。図３（ｃ）は、図１および図２に示した周期Ａの余剰帯域を、ＯＮＵ１０１（ｃ）、ＯＮＵ１０１（ｄ）およびＯＮＵ１０１（ｅ）に重み付けして割り当てる例を示している。

ここで、余剰帯域の重み付けは、例えば、ＯＮＵ１０１（ｃ）、ＯＮＵ１０１（ｄ）およびＯＮＵ１０１（ｅ）の過去の通信量を統計的に解析して行うことができる。例えば過去の通信量がＯＮＵ１０１（ｃ）＜ＯＮＵ１０１（ｅ）＜ＯＮＵ１０１（ｄ）の順番でＯＮＵ１０１（ｄ）が一番多かった場合、ＯＬＴ１０２は、図３（ｃ）に示すように、ＯＮＵ１０１（ｄ）に一番大きな余剰帯域を割り当てる。次に、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ１０１（ｅ）に二番目に大きな余剰帯域を割り当て、ＯＮＵ１０１（ｃ）は一番小さな余剰帯域を割り当てる。これにより、統計的に送信するデータ量が多い傾向にあるＯＮＵ１０１（ｄ）は、次の通信開始時にも送信するデータ量が多いことが予測されるので、効率よく通信できる。尚、過去の通信量は、例えば１日前であってもよいし、１時間前や１０分前などでもよい。また、統計的な解析は、一定時間の平均の通信量であってもよいし、通信頻度などを求めてもよい。通信頻度の場合、例えばＯＬＴ１０２は、通信頻度が多いＯＮＵ１０１に大きな余剰帯域を割り当てる。

このようにして、ＯＬＴ１０２は、各ＯＮＵ１０１の過去の通信量に基づいて余剰帯域を重み付けして割り当てる。これにより、通信要求を行っていないＯＮＵ１０１は、次に通信を開始する時の通信効率を向上することができる。

図４は、ＯＮＵ１０１の一例を示す。図２において、ＯＮＵ１０１は、ユーザＩＦ（InterFace）２０１と、ＯＮＵ制御部２０２と、ＰＯＮＩＦ（Passive Optical Network InterFace）２０３と、バッファ２０４とを有する。

ユーザＩＦ２０１は、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、バッファ２０４に蓄積される。

ＯＮＵ制御部２０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などで実現され、ＣＰＵ内部に記憶されたプログラムに従ってＯＮＵ１０１全体の動作を制御する。また、ＯＮＵ制御部２０２は、ＯＬＴ１０２との間でＤＢＡ制御を行う。例えば、ＯＮＵ制御部２０２は、バッファ２０４に蓄積された送信データのデータ量をＯＬＴ１０２に通知し、ＯＬＴ１０２から割り当てられた通信帯域によりＯＬＴ１０２にバッファ２０４の送信データを送信する。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、ＯＬＴ１０２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がバッファ２０４から読み出したデータを光信号に変換してＯＬＴ１０２側に送信し、逆にＯＬＴ１０２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。

バッファ２０４は、例えば半導体メモリにより実現され、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、ＯＮＵ１０１は、ＯＬＴ１０２が割り当てる通信帯域でユーザ端末の送信データをＯＬＴ１０２に送信し、ＯＬＴ１０２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。

図５は、ＯＬＴ１０２の一例を示す。図５において、ＯＬＴ１０２は、ＰＯＮＩＦ３０１と、ＯＬＴ制御部３０２と、上位網ＩＦ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）３０３と、フレーム振り分け部３０４と、ＯＮＵＤＢ（ONU DataBase）３０５とを有する。

ＰＯＮＩＦ３０１は、ＯＮＵ１０１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、フレーム振り分け部３０４を介してネットワーク１０４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ＯＮＵ１０１側と通信する。

ＯＬＴ制御部３０２は、例えばＣＰＵなどが用いられ、ＯＬＴ１０２全体の制御を行う。また、ＯＬＴ制御部３０２は、ＯＮＵ１０１との間でＤＢＡ制御を行う。例えば、ＯＬＴ制御部３０２は、複数のＯＮＵ１０１から要求される通信帯域（送信データのデータ量など）に応じて、ＯＮＵ１０１に通信帯域を割り当てる処理を行う。ここで、ＯＬＴ制御部３０２は、通信帯域の要求を行わないＯＮＵ１０１に対しても余剰帯域を割り当てる処理を行う。尚、ＯＬＴ制御部３０２の詳しい処理については、後で説明する。

上位網ＩＦ３０３は、図１のネットワーク１０４に接続され、ネットワーク１０４上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。

フレーム振り分け部３０４は、パケットの種類を判別して、ＯＮＵ１０１との間で送受信するＰＯＮ規格に基いた制御フレーム（ＰＯＮ制御フレーム）をＯＬＴ制御部３０２に入出力する。また、フレーム振り分け部３０４は、ユーザ端末がネットワーク１０４にアクセスするユーザフレームをフィルタリングして上位網ＩＦ３０３に入出力する。或いは、フレーム振り分け部３０４は、ＰＯＮシステム１００を監視するネットワーク１０４上のサーバとの間で送受信される制御フレーム（監視制御フレーム）をＯＬＴ制御部３０２に入出力する。

ＯＮＵＤＢ３０５は、ＯＬＴ１０２が収容する複数のＯＮＵ１０１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、ＯＮＵ１０１の認証を行い、ＯＮＵＤＢ３０５でＯＮＵ１０１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ＯＮＵ１０１から送信されるユーザフレームを上位のネットワーク１０４に転送する。

このように、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ１０１がネットワーク１０４との間でユーザ端末のデータを送受信できるように、配下のＯＮＵ１０１を管理する。

次に、ＯＬＴ制御部３０２の処理内容について説明する。図５において、ＯＬＴ制御部３０２は、ＯＮＵ管理処理部３５１と、帯域算出処理部３５２と、帯域通知処理部３５３と、余剰帯域割当処理部３５４とを有する。

ＯＮＵ管理処理部３５１は、ＯＮＵ１０１の認証を行い、ＯＮＵＤＢ３０５でＯＮＵ１０１の接続を管理する。また、ＯＮＵ管理処理部３５１は、フレーム振り分け部３０４の動作を制御する処理を行う。

帯域算出処理部３５２は、複数のＯＮＵ１０１から通知される送信データ量に基いて、各ＯＮＵ１０１が次に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。

帯域通知処理部３５３は、帯域算出処理部３５２が算出した通信帯域をＯＮＵ１０１に通知する。ここで、通信帯域は、複数のＯＮＵ１０１で時分割多重されるデータの送信を開始するタイミング（送信タイミング）と、データを送信している時間（送信時間）とを含む情報である。

余剰帯域割当処理部３５４は、図３で説明したように、通信帯域の要求を行わないＯＮＵ１０１に対して余剰帯域を割り当てる処理を行う。

このようにして、本実施形態に係るＯＬＴ１０２は、通信帯域の要求を行わないＯＮＵ１０１に予め余剰帯域を割り当てるので、通信帯域の要求を行わないＯＮＵ１０１が新たに通信を開始する時に直ぐにデータを送信することができる。

図６は、ＯＮＵ管理テーブル４０１の一例を示す。ＯＮＵ管理テーブル４０１は、図５に示したＯＮＵＤＢ３０５に記憶される情報の一例である。ＯＮＵ管理テーブル４０１は、例えばＯＮＵ１０１の名前（ＯＮＵ名）と、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスと、ＬＬＩＤ（Logical Link IDentification）とが互いに関連付けて記憶されるテーブルである。例えば図６の場合、ＯＮＵ１０１（ａ）のＭＡＣアドレスは00-11-22-33-44-55で、ＬＬＩＤは１である。そして、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ管理テーブル４０１に登録されたＯＮＵ１０１のＭＡＣアドレスを有するユーザフレームを上位側のネットワーク１０４に送信する。逆に、ネットワーク１０４から受信するユーザフレームのＭＡＣアドレスがＯＮＵ管理テーブル４０１に登録されている場合は、ＯＮＵ１０１側に転送する。また、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ管理テーブル４０１に登録されたＯＮＵ１０１の要求に基いて通信帯域を割り当てる処理を行う。そして、ＯＬＴ１０２は、余剰帯域がある場合、ＯＮＵ管理テーブル４０１に登録されたＯＮＵ１０１の中で通信帯域を要求しないＯＮＵ１０１に対して、余剰帯域を割り当てる処理を行う。

図７は、余剰帯域の割り当てを行わない場合の一例を示す。

ステップＳ１０１において、ＯＮＵ１０１は、ユーザ端末からユーザデータｊを入力し、バッファ２０４に保持する。

ステップＳ１０２において、ＯＮＵ１０１は、バッファ２０４に保持されたユーザデータｊ（データ量Ｄｊ）を送信するための通信帯域をＯＬＴ１０２に要求するＲｅｐｏｒｔフレームを送信する。

ステップＳ１０３において、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ１０１から要求されたデータ量Ｄｊに基いて通信帯域を通知し、通信を許可するＧａｔｅフレームを送信する。尚、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ１０１から要求されたデータ量Ｄｊを１回で送信する通信帯域を許可することが難しい場合は、複数回のＧａｔｅフレームに分けて通信帯域を割り当てる。図７の例では、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ１０１から要求されたデータ量Ｄｊの通信帯域を１回で許可している。尚、以降の例においても、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ１０１が要求するデータ量の通信帯域を１回で許可する場合について説明する。

ステップＳ１０４において、ＯＮＵ１０１は、許可された通信帯域でユーザデータｊをＯＬＴ１０２に送信する。

ステップＳ１０５において、ＯＮＵ１０１は、バッファ２０４に送信データが無い場合でも、送信データ量が０であることをＯＬＴ１０２側に通知する。

ここで、ＲｅｐｏｒｔフレームとＧａｔｅフレームは、定期的にＯＮＵ１０１とＯＬＴ１０２との間で送受信されている。そして、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ１０１がＲｅｐｏｒｔフレームを送信するための最小限の通信帯域を各ＯＮＵ１０１に常に割り当てている。

ステップＳ１０６において、ＯＮＵ１０１は、ユーザ端末からユーザデータｋを入力し、バッファ２０４に保持する。

ステップＳ１０７において、ＯＬＴ１０２は、ステップＳ１０５でＯＮＵ１０１から通知されたデータ量（送信データなし）に基いて、次にＲｅｐｏｒｔフレームを送信するための最小限の通信帯域Ｄ０を許可するＧａｔｅフレームを送信する。

ステップＳ１０８において、ＯＮＵ１０１は、バッファ２０４に保持されたユーザデータｋ（データ量Ｄｋ）を送信するための通信帯域をＯＬＴ１０２に要求するＲｅｐｏｒｔフレームを送信する。

ステップＳ１０９において、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ１０１から要求されたデータ量Ｄｋに基いて通信帯域を通知し、通信を許可するＧａｔｅフレームを送信する。

ステップＳ１１０において、ＯＮＵ１０１は、許可された通信帯域でユーザデータｋをＯＬＴ１０２に送信する。

このように、ＯＮＵ１０１は、ユーザ端末から入力するユーザデータがバッファ２０４に入力されてから、ＯＬＴ１０２にユーザデータを送信するための通信帯域を要求する。このため、例えばＯＮＵ１０１は、ユーザ端末からユーザデータを入力してからＯＬＴ１０２に送信するまで時間が掛かるという問題があった。例えば図７の場合、ＯＮＵ１０１は、ステップＳ１０５で送信データが無いことをＯＬＴ１０２に通知後に、ユーザ端末からユーザデータｋを入力している。このため、ＯＮＵ１０１は、ユーザデータｋを送信するために通信帯域をＯＬＴ１０２に要求するステップＳ１０８およびステップＳ１０９の処理を行った後、ステップＳ１１０で始めてユーザデータｋをＯＬＴ１０２に送信することができる。つまり、ステップＳ１０６からステップＳ１１０まで時間が掛かるという問題が生じる。

このように、ユーザデータを送信するための通信帯域を要求していなかったＯＮＵ１０１が新たに通信を開始する場合、ＯＮＵ１０１は、ユーザ端末からユーザデータを入力して直ぐにＯＬＴ１０２に送信することは難しい。

そこで、本実施形態に係るＰＯＮシステム１００では、余剰帯域がある場合、ＯＬＴ１０２は、ユーザデータを送信するための通信帯域を要求していなかったＯＮＵ１０１に余剰帯域を予め割り当てておく。これにより、ＯＮＵ１０１は、ユーザ端末からユーザデータを入力して新たに通信を開始する場合でも直ぐにユーザデータをＯＬＴ１０２に送信することができる。

図８は、余剰帯域の割り当てを行う場合の一例を示す。尚、図８において、ステップＳ１０１からステップＳ１０６までの処理は、図７と同様の処理である。

図７と図８の違いは、ステップＳ１０５で、ＯＮＵ１０１は、送信データ量が０であることをＲｅｐｏｒｔフレームでＯＬＴ１０２に通知した後の処理である。図８において、ＯＬＴ１０２は、送信データ量が０であることを通知してきたＯＮＵ１０１に対して余剰帯域を割り当てる処理を行う。

ステップＳ２０１において、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ１０１に対する余剰帯域の割当量（Ｄｎ）を算出する。尚、余剰帯域の算出方法は、図３で説明した通りである。

ステップＳ２０２において、ＯＬＴ１０２は、ステップＳ２０１で算出した余剰帯域の割当量（Ｄｎ）をＧａｔｅフレームでＯＮＵ１０１に通知する。尚、余剰帯域が無い場合、ＯＬＴ１０２は、ステップＳ２０１でＤｎ＝０として、ステップＳ２０２において、ＯＬＴ１０２は、図７のステップＳ１０７と同様の処理を行う。

ステップＳ２０３において、ＯＮＵ１０１は、ステップＳ１０６でユーザ端末からバッファ２０４に入力したユーザデータｋをステップＳ２０２で許可された通信帯域でＯＬＴ１０２に送信する。ここで、ＯＮＵ１０１は、ステップＳ２０２でデータ量Ｄｎを送信できる通信帯域が割り当てられている。そこで、ユーザデータｋのデータ量Ｄｋがデータ量Ｄｎ以下の場合、ＯＮＵ１０１は、ステップＳ２０３の処理で、ユーザデータｋを全てＯＬＴ１０２に送信できる。一方、データ量Ｄｋがデータ量Ｄｎより大きい場合、ＯＮＵ１０１は、ステップＳ２０３の処理で、ユーザデータｋを全てＯＬＴ１０２に送信することは難しい。そこで、ＯＮＵ１０１は、ユーザデータｋのデータ量Ｄｋの一部のデータをＯＬＴ１０２に送信する。そして、ＯＮＵ１０１は、残りのデータを送信するための通信帯域をＯＬＴ１０２に要求する。

ステップＳ２０４において、ＯＮＵ１０１は、ステップＳ２０３で送信した残りのデータをＯＬＴ１０２に送信するための通信帯域をＯＬＴ１０２に要求する。図８の例において、ユーザデータｋの残りのデータのデータ量Ｄｐは（Ｄｋ−Ｄｎ）なので、データ量Ｄｐを送信するための通信帯域をＯＬＴ１０２に要求する。尚、Ｄｋ＜Ｄｎの場合、ＯＮＵ１０１は、ステップＳ２０３でユーザデータｋを全て送信できるので、ステップＳ２０４はステップＳ１０５と同様にデータ量が０であることをＯＬＴ１０２に通知する。

ステップＳ２０５において、ＯＬＴ１０２は、ＯＮＵ１０１から要求されたデータ量Ｄｐに基いて通信帯域を通知するＧａｔｅフレームをＯＮＵ１０１に送信する。

ステップＳ２０６において、ＯＮＵ１０１は、許可された通信帯域でユーザデータｋの残りのユーザデータｐをＯＬＴ１０２に送信する。

このように、ＯＬＴ１０２は、送信データが無く（データ量が０）、ユーザデータを送信するための通信帯域の要求を行わないＯＮＵ１０１に対して余剰帯域を予め割り当てておく。これにより、ユーザ端末から入力するユーザデータがバッファ２０４に入力された時に直ぐにユーザデータまたはユーザデータの一部をＯＬＴ１０２に送信することができる。

以上説明したように、ユーザデータを送信するための通信帯域を要求していなかったＯＮＵ１０１が新たに通信を開始する場合、ＯＮＵ１０１は、ユーザ端末からユーザデータを入力して直ぐにＯＬＴ１０２に送信することができる。

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。したがって、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・・・ＯＮＵ；１０２・・・ＯＬＴ；１０３・・・光カプラー；１０４・・・ネットワーク；２０１・・・ユーザＩＦ；２０２・・・ＯＮＵ制御部；２０３・・・ＰＯＮＩＦ；２０４・・・バッファ；３０１・・・ＰＯＮＩＦ；３０２・・・ＯＬＴ制御部；３０３・・・上位網ＩＦ；３０４・・・フレーム振り分け部；３０５・・・ＯＮＵＤＢ；３５１・・・ＯＮＵ管理処理部；３５２・・・帯域算出処理部；３５３・・・帯域算出処理部；３５４・・・余剰帯域割当処理部；４０１・・・ＯＮＵ管理テーブル

Claims (12)

1. 複数の第１の通信装置と、前記複数の第１の通信装置と通信を行う第２の通信装置とを有する通信システムであって、
   前記第１の通信装置は、下位側に接続される端末の送信データをバッファに蓄積し、前記送信データの送信データ量を前記第２の通信装置に通知して、前記送信データを前記第２の通信装置に送信するための通信帯域を要求し、前記第２の通信装置から指定される通信帯域で前記バッファに蓄積された前記送信データを前記第２の通信装置に送信し、
   前記第２の通信装置は、前記複数の第１の通信装置から要求された前記送信データ量に基づいて、前記第１の通信装置毎に通信帯域を割り当てると共に、前記複数の第１の通信装置から前記第２の通信装置への上り方向の通信帯域に余剰帯域があるか否かを計算し、前記余剰帯域がある場合、前記複数の第１の通信装置のうち通信帯域の要求を行わない前記第１の通信装置に前記余剰帯域を割り当てる
   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、
   前記第２の通信装置は、前記余剰帯域がある場合、前記複数の第１の通信装置のうち通信帯域の要求を行わない前記第１の通信装置に前記余剰帯域を均等に割り当てる
   ことを特徴とする通信システム。
3. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置毎に過去の前記送信データ量の履歴を蓄積し、前記余剰帯域がある場合、前記複数の第１の通信装置のうち通信帯域の要求を行わない前記複数の第１の通信装置の過去の前記送信データ量の履歴を解析し、過去の前記送信データ量に基づいて重み付けを行って前記余剰帯域を割り当てる
   ことを特徴とする通信システム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項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、
   前記第１の通信装置および前記第２の通信装置は、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。
5. 複数の下位側通信装置から要求された送信データ量に基づいて、前記下位側通信装置毎に通信帯域を割り当てる帯域割当部と、
   複数の前記下位側通信装置から前記通信装置への通信帯域に余剰帯域があるか否かを計算し、前記余剰帯域がある場合、複数の前記下位側通信装置のうち通信帯域の要求を行わない前記下位側通信装置に前記余剰帯域を割り当てる余剰帯域割当部と
   を有することを特徴とする通信装置。
6. 請求項５に記載の通信装置において、
   前記余剰帯域割当部は、前記余剰帯域がある場合、複数の前記下位側通信装置のうち通信帯域の要求を行わない前記下位側通信装置に前記余剰帯域を均等に割り当てる
   ことを特徴とする通信装置。
7. 請求項５に記載の通信装置において、
   前記余剰帯域割当部は、前記下位側通信装置毎に過去の前記送信データ量の履歴を蓄積し、前記余剰帯域がある場合、複数の前記下位側通信装置のうち通信帯域の要求を行わない複数の前記下位側通信装置の過去の前記送信データ量の履歴を解析し、過去の前記送信データ量に基づいて重み付けを行って前記余剰帯域を割り当てる
   ことを特徴とする通信装置。
8. 請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の通信装置において、
   前記下位側通信装置および前記通信装置は、ＰＯＮシステムのＯＮＵおよびＯＬＴにそれぞれ対応する
   ことを特徴とする通信装置。
9. 複数の第１の通信装置と、前記複数の第１の通信装置と通信を行う第２の通信装置とを有する通信システムで用いられる通信帯域制御方法であって、
   前記第１の通信装置は、下位側に接続される端末の送信データをバッファに蓄積し、前記送信データの送信データ量を前記第２の通信装置に通知して、前記送信データを前記第２の通信装置に送信するための通信帯域を要求し、前記第２の通信装置から指定される通信帯域で前記バッファに蓄積された前記送信データを前記第２の通信装置に送信し、
   前記第２の通信装置は、前記複数の第１の通信装置から要求された前記送信データ量に基づいて、前記第１の通信装置毎に通信帯域を割り当てると共に、前記複数の第１の通信装置から前記第２の通信装置への上り方向の通信帯域に余剰帯域があるか否かを計算し、前記余剰帯域がある場合、前記複数の第１の通信装置のうち通信帯域の要求を行わない前記第１の通信装置に前記余剰帯域を割り当てる
   ことを特徴とする通信帯域制御方法。
10. 請求項９に記載の通信帯域制御方法において、
    前記第２の通信装置は、前記余剰帯域がある場合、前記複数の第１の通信装置のうち通信帯域の要求を行わない前記第１の通信装置に前記余剰帯域を均等に割り当てる
    ことを特徴とする通信帯域制御方法。
11. 請求項９に記載の通信帯域制御方法において、
    前記第２の通信装置は、前記第１の通信装置毎に過去の前記送信データ量の履歴を蓄積し、前記余剰帯域がある場合、前記複数の第１の通信装置のうち通信帯域の要求を行わない前記複数の第１の通信装置の過去の前記送信データ量の履歴を解析し、過去の前記送信データ量に基づいて重み付けを行って前記余剰帯域を割り当てる
    ことを特徴とする通信帯域制御方法。
12. 請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の通信帯域制御方法において、
    前記通信システムは、ＰＯＮシステムであり、
    前記第１の通信装置および前記第２の通信装置は、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帯域制御方法。

Images