JP3992967B2 - パケット通信システム及びパケット通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユーザ網インタフェース（ＵＮＩ）にＬＡＮなどのＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）パケットデータを通信するインタフェースを有する伝送装置において、可変長のＥＴＨＥＲＮＥＴパケットデータをＰＯＮ（Ｐａｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）上で通信する伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＰＯＮシステムの説明をする。
図１２は、例えば、特開平１１−９８１５１号公報記載の光通信装置及びその通信方法並びにその制御プログラムを記述したシステム構成を説明するブロック図である。
図１２において、光通信装置は局装置１１１と、加入者宅内装置１１３から構成されており、局装置１１１には外部ワークステーション１１２が接続され、加入者宅内装置１１３には端末１１４が接続されている。
局装置１１１は、ダイナミックに帯域変更を可能とする機能を有しており、その機能を用いて余った帯域をＰＯＮシステムにおける帯域保証サービス以外の加入者宅内装置１１３と局装置１１１との間の帯域非保証型サービスに加入している複数の加入者間でシェアする。
【０００３】
構成として、加入者宅内装置１１３は、対向する局装置１１１との間のインタフェースを終端するＰＤＳ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｔａｒ）終端部１３１と、ユーザ側の帯域非保証型サービスを終端する端末インタフェース終端部１３３と、このＰＤＳ終端部１３１と端末インタフェース終端部１３３との間のフォーマット変換を行い、かつ、パケットデータを格納するメモリ１３２と、このメモリ１３２内のデータ蓄積量を計測し、かつ、ＰＤＳ終端部１３１を介して局装置側に信号を送出する必要がある時には、ＰＤＳ終端部１３１に送信要求を通知するメモリ制御部１３４とで構成されている。
一方、局装置１１１は、対向する加入者宅内装置１１３との間のインタフェースを終端するＰＤＳ終端部１２１と、外部ワークステーション１１２からの制御情報を終端して装置内各機能ブロックに対して必要な制御情報を分配する制御部１２５と、この制御部１２５からの制御情報のうちのシェアード帯域の利用を申請した加入者の情報を蓄積する加入者情報蓄積部１２４と、この加入者情報蓄積部１２４からの加入者情報を受けてＰＤＳ終端部１２１に加入者ＩＤとポーリング指示とを送信するパケット解析部１２３と時分割形スイッチ（ＴＳＷ）１２２とから構成されている。
【０００４】
このシステムの動作を説明する。
パケット解析部１２３は、ＰＤＳ終端部１２１に加入者ＩＤとポーリング指示とを送信し、その後、該当する加入者宅内装置１１３からの送信要求１５１と加入者ＩＤとを受信する。この加入者からの送信要求を受信すると、該当する加入者宅内装置１１３に対して上りシェアード待機に対する送信許可信号１５２を送出する。そして、折り返して送られてくる加入者宅内装置１１３からのパケット信号を受信する。
また、パケット解析部１２３は、加入者宅内装置１１３からの最初のパケット信号のパケットオーバヘッド（ＬＬＣ部）に記述されているパケット長信号を解析し、そのパケット長に応じて該当する加入者宅内装置１１３が占有する時間を決定し、その占有時間だけ、その加入者宅内装置１１３に送信許可信号１５２を送出して、加入者宅内装置１１３からのパケット信号を受信する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＰＯＮシステムは、上記のように構成されており、親局が複数の子局に上り方向の伝送帯域を割り当てる際には、任意の子局に対して加入者ＩＤ情報とポーリング指示情報とを送信して、該当する加入者宅内装置からの送信要求情報と加入者ＩＤ情報とを受信する。更に、送信要求情報を受信した際に該当する加入者宅内装置に送信許可信号を送出して、該当加入者宅内装置からのパケット信号を受信するシーケンシャルな方法を採用している。また、親局のパケット解析部は、加入者宅内装置からの最初のパケット信号のパケットオーバヘッド（ＬＬＣ部）に記述されているパケット長信号を解析し、そのパケット長に応じて該当する加入者宅内装置が占有する時間を決定し、その占有時間だけ、その加入者宅内装置に送信許可信号を送出し、該当する加入者宅内装置からのパケット信号を受信する方法を採用している。即ち、こうした複雑な処理が必要であるという課題があった。
【０００６】
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、ポーリングに基づく送信制御という複雑でシーケンシャルな制御をなくして、簡単な構成で短時間に子局への割当て制御を行うシステムと方法を得る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るパケット通信システムは、親局と、上記親局とのみ接続され、互いには他の局の応答を検出できない複数の子局とからなるシステムにおいて、
上記親局は、ポーリング無しに順次、通信を許可する子局を識別子で設定して該子局に送信許可を下りパケットで通知する送信許可順次割当回路と、応答期間である第１の時間を監視するタイマ１とを備え、
上記子局は、親局から送られた上記下りパケットにある識別子が自局向けであることを検出する送信許可検出回路を備えて、
各子局は、自局が通信許可された帯域において親局に上りパケットで送信するようにし、親局は、上記第１の時間内に通信許可した子局から上記上りパケットによる応答がない場合は、次の子局に通信を許可するようにした。
【０００８】
また更に、親局は、送信許可制御期間である第２の時間を監視するタイマ２を備え、該第２の時間内に通信許可した子局からの応答が終らない場合は、識別子を更新して次の子局に通信許可の下りパケットを送信するようにした。
【０００９】
また更に、親局は、システム外部との各子局対応の送受信において通信速度別のバッファと、速度対応パケット／フレーム生成回路を備えて、
各子局に通信許可する場合に、速度別に第２の時間監視の期間を設定するようにした。
【００１０】
また更に、親局の送信許可順次割当回路は、ＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）パケットに子局の識別情報を載せるようにした。
【００１１】
また更に、親局は、ユーザパケット中の所定の情報を抽出するＯＡＭパケット／フレーム生成回路を備えて、送信許可順次割当回路は、抽出した所定の情報をＯＡＭパケットのオーバーヘッドに乗せるようにし、
子局は、オーバヘッド検出回路を備えて、親局からのＯＡＭパケットのオーバーヘッドにより自局の通信許可を知るようにした。
【００１２】
また更に、親局は、送出権割当テーブルを備え、優先情報または高速送信情報を持つ子局に対しては、送出権割当テーブルにおいて対応して優先して割当てるようにした。
【００１３】
また更に、親局は、送出権割当テーブルの更新に際して、送信許可に応答した子局に対して割当て回数を多くした。
【００１４】
また更に、親局は、子局を特定しない割当時間帯を設けて、この特定しない時間帯において、通常の割当とは異なる緊急通信を不特定または特定子局に向けた送信を行うようにした。
【００１５】
この発明に係るパケット通信方法は、親局と、上記親局とのみ接続され、互いには他の局の応答を検出できない複数の子局とからなるシステムの通信方法において、
上記親局は、ポーリング無しに順次、通信を許可する子局を識別子で設定して該子局に送信許可を下りパケットで通知する送信許可順次割当ステップと、
上記送信許可を該当子局に送信後、応答検出期間である第１の時間を監視するタイマ１終了監視ステップと、
上記第１の時間内に通信許可した子局から上記上りパケットによる応答がない場合は、次の子局に通信を許可する送信許可子局更新ステップ、
とを備えた。
【００１６】
また更に、親局は、送信許可制御期間である第２の時間を監視するタイマ２終了監視ステップを備え、
該第２の時間内に通信許可した子局からの応答が終らない場合は、識別子を更新して次の子局に通信許可の下りパケットを送信する送信許可子局更新ステップに移るようにした。
【００１７】
また更に、親局は、システム外部との各子局対応の送受信において通信速度別のバッファを備えてこの子局別に対応速度を記憶し、
タイマ２終了監視ステップは、上記対応速度別に第２の時間監視の期間を監視するようにした。
【００１８】
また更に、親局は、送出権割当テーブルを備え、優先情報または高速送信情報を持つ子局に対しては、送信許可順次割当ステップにおいて送出権割当テーブルの優先情報または高速情報に対応して送信許可を割当てるようにした。
【００１９】
また更に、親局は、子局を特定しない割当時間帯を設けて、この特定しない時間帯において、通常の割当とは異なる緊急通信を不特定または特定子局に向けた送信を行う緊急通信ステップを備えた。
【００２０】
この発明に係る計算機に実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする計算機読み取り可能な記録媒体は、親局と、上記親局とのみ接続され、互いには他の局の応答を検出できない複数の子局とからなるシステムに用いられるプログラムを記録した記録媒体であって、
上記親局において用いられ、ポーリング無しに順次、通信を許可する子局を識別子で設定して該子局に送信許可を下りパケットで通知する送信許可順次割当ステップと、
上記送信許可を該当子局に送信後、応答検出期間である第１の時間を監視するタイマ１終了監視ステップと、
上記第１の時間内に通信許可した子局から上記上りパケットによる応答がない場合は、次の子局に通信を許可する送信許可子局更新処理ステップと、
送信許可制御期間である第２の時間を監視するタイマ２終了監視処理ステップと、
上記第２の時間内に通信許可した子局からの応答が終らない場合は、識別子を更新して送信許可子局更新処理ステップに移るステップ、を実行させるためのプログラムを記録した。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１におけるシステムの構成と動作について説明する。
図１は、本発明の動作を説明する可変長のＥＴＨＥＲＮＥＴパケット対応可能なＰＯＮシステムの機能構成図である。
１は親局、２は子局、３は１台の親局と複数の子局を光ファイバで接続するスターカプラ、４は光ファイバである。
親局１において、５は出力の電気信号を光信号に、また、入力の光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ・Ｅ／Ｏ回路、１７はバースト信号を受信し、無信号期間の補完を行うバースト受信制御回路、１８はＥＴＨＥＲＮＥＴ信号の物理レイヤの終端を行うＥＴＨＥＲＮＥＴ ＰＨＹ処理回路、６はＯＡＭパケットにより構成される下りフレーム信号を生成するＯＡＭパケット／フレーム生成回路、７は子局からのパケット信号を終端するＥＴＨＥＲＮＥＴパケット終端回路、８は子局からのＯＡＭパケット信号の受信を検出する信号検出回路、９は任意の子局に対して下りＯＡＭパケットの送信許可情報領域に子局を特定する識別子（子局＿ＩＤ）を設定することで子局に対して上りパケットの送信を許可する送信許可順次割当制御回路である。
子局２において、１０は光信号を電気信号に、また、電気信号を光信号に変換するＯ／Ｅ・Ｅ／Ｏ回路、１６はＥＴＨＥＲＮＥＴ信号の物理レイヤの終端を行うＥＴＨＥＲＮＥＴ ＰＨＹ処理回路、１１はＯＡＭパケットにより構成される下りフレーム信号を終端するＯＡＭパケット／フレーム終端回路、１２は下りＯＡＭパケットの送信許可情報領域に設定されている子局を特定する識別子（子局＿ＩＤ）と自局が保持する識別子（子局＿ＩＤ）とを比較する送信許可検出回路、１３は上りパケットの先頭に付加するオーバヘッドに関する情報である下りＯＡＭパケットのオーバヘッド情報を検出するオーバヘッド情報検出回路、１４は子局外部から入力される上りＥＴＨＥＲＮＥＴパケット信号を蓄積するパケット・バッファ、１５はパケット送信許可信号に従いパケット信号及び上りＯＡＭパケットにオーバヘッドを付加してヘッダ付き上りパケット信号を生成するパケット生成／送出回路である。
【００２２】
図２は、本実施の形態におけるＰＯＮシステムの親局１と子局２間の光ファイバ４中の下りフレームと下りパケット信号の構成を説明する構成図で、特に、下りフレームを説明する図である。
４１は周期的に繰り返される下りフレームを示し、４２は下りフレームの先頭を示すＯＡＭパケット、４３はユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域を示す。
図３は、同じ光ファイバ４中の上り信号の配置例を示した図である。
光ファイバ４には、この上りパケットと下りフレームが交互に伝送される。さて、図３において、４５は各子局が送信したパケット信号の先頭に付加されたオーバヘッド、４６は子局＃ｎが送信したパケット信号を構成する上りＯＡＭパケット＃ｎ、４７は子局＃ｎが送信したパケット信号を構成する上りユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域＃ｎを示す。４８は子局＃ｉが送信したパケット信号を構成する上りユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域＃ｉを示す。４９は子局＃ｊが送信したパケット信号を構成する上りユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域＃ｊを示す。
【００２３】
図４は、図２に示す下りフレーム信号の更に詳細な構成を示す図である。
図において、５１は下りパケット信号を示し、特に、ＯＡＭパケット４２は、５２の下りパケット信号を構成するＥＴＨＥＲＮＥＴパケットヘッダ、５３の下りパケット信号を構成する同期パターン、５４の下りパケット信号を構成するパケット識別情報、５５の下りパケット信号を構成する送信許可情報（子局＿ＩＤ）、５６の下りパケット信号を構成するオーバヘッド情報、５７の下りパケット信号を構成するメッセージ領域、５８のメッセージ領域に対するＣＲＣ演算結果、５９の１つ前のＯＡＭパケットと現ＯＡＭパケットではさまれた区間に適用するＦＣＳ（Ｆｌａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）情報で構成される。また、ユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域４３は、６０のパケット信号間に補間されるアイドルシグナル、６１のユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット１、６２のユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット２、６３のユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット３などで構成される。
【００２４】
図５は、図３に示す上りパケット信号の更に詳細な構成を示す図である。
図において、７１は、上りＯＡＭパケットとユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域から構成される上りパケット信号を示している。７２は上りパケット信号先頭に付加されたオーバヘッドである。上りパケット信号を構成するＯＡＭパケット４６は、７３のＥＴＨＥＲＮＥＴパケットヘッダ、７４のパケット識別情報、７５のメッセージ領域、７６のメッセージ領域に対するＣＲＣ演算結果、７７の１つ前のＯＡＭパケットと現ＯＡＭパケットではさまれた区間に適用するＦＣＳ）情報で構成される。また、ユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域４７は、７８のパケット信号間に補間されるアイドルシグナル、７９のユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット４、８０のユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット５などで構成される。
【００２５】
図６は、本実施の形態における親局１が複数の子局２に対して送信許可を設定する割り当てアルゴリズムに関するフロー図である。
この中で重要な機能であるタイマ１とタイマ２は、図示していないが、例えば、送信許可順次割当制御回路９内に設けられる。また、送出権割当テーブル９ｃも送信許可順次割当制御回路９内に設けられている。
図において、ステップ１（以下、Ｓ１等と略記する）では、親局に登録されたｎ番目の子局２に送信許可を与えるため、下りＯＡＭパケットの送信許可情報表示領域にｎ番目の子局に対応した子局識別子（子局＿ＩＤ）を選択する。Ｓ２では、Ｓ１に対応して第１のタイマである上り方向のパケット検出用タイマ１を開始する。Ｓ３では、親局が送信許可を与えたｎ番目の子局から上りパケット信号を受信したかどうかを待ち受ける。Ｓ４では、ステップ２において開始したタイマ１が終了したかどうかを判別する。Ｓ５では、親局１が送信許可を与えたｎ番目の子局２から上りパケット信号を受信した場合に、パケット検出用タイマ１を停止させ、第２のタイマである送信許可時間制御用タイマ２を開始する。Ｓ６では、ステップ５により開始したタイマ２が終了したかどうかを判別する。Ｓ７では、ステップ５により開始したタイマ２が終了していない期間に、親局が送信許可を与えたｎ番目の子局から上りパケット信号の受信完了を検出している。Ｓ８では、親局１が送信許可を与えたｎ番目の子局２から上りパケット信号の受信が終了して、送信許可時間制御用タイマ２を停止させる。Ｓ９では、親局が送出権割当テーブル９ｃを参照して、送信許可を与える子局の番号をｎ番目から別の子局に子局の番号を変更する。
【００２６】
次に、図６により、親局１が複数の子局２に対して、順次、送信許可を設定する動作を説明する。
親局１は、登録された複数の子局のうちｎ番目の子局に対して、下りＯＡＭパケットの送信許可情報領域に子局を特定する識別子（子局＿ＩＤ）を設定し（Ｓ１）、同時に、親局は、第１のタイマである応答パケット検出期間タイマ１の動作を開始する（Ｓ２）。この第１のタイマにおけるタイマ値は、ＰＯＮの親局１と子局２間の伝送路一巡遅延に対応した時間を任意に設定可能とするものである。
ｎ番目の子局２は、下りＯＡＭパケットの送信許可情報領域の識別子（子局＿ＩＤ）を検出し、自子局が保持する識別子と比較して、一致していれば送信許可を与えられたと判り、上りパケット信号を送出する。親局は、第１のタイマが満了する前に送信許可を与えたｎ番目の子局からの上りパケット信号を受信するかどうかを待ち受け判別する（Ｓ３）。親局が、子局からの受信前にこの第１のタイマの終了を検出した場合には、親局が送信許可を与えている子局の番号を次の子局に変更する（Ｓ９）。
【００２７】
親局が、この第１のタイマの終了前に送信許可を設定した子局からパケット信号を受信した場合には継続して送信許可を与え続けるため、第１のタイマを停止させると同時に、第２のタイマである送信許可時間制御期間タイマ２の動作を開始する（Ｓ５）。この第２のタイマにおけるタイマ値は、親局１に登録された子局２の数及び子局のサービス内容に対応して個々の子局の上り帯域を保証するために、１つの子局への送信許可時間を制限するもので、親局が任意に設定可能である。親局は、送信許可を設定した子局からパケット信号を受信している間、第２のタイマの終了（Ｓ６）と子局からのパケット信号の受信終了（Ｓ７）を監視する。送信許可を設定した子局からパケット信号を受信している間に第２のタイマの終了を検出した場合には、子局に割当てる時間の最大時間をオーバしたとして、ｎ番目の子局への送信許可の設定を強制的に終了させるため、送信許可を与えている子局の番号をｎ番目から次の子局にを変更する（Ｓ９）。
送信許可を設定した子局からのパケット信号の受信終了を検出した場合には、第２のタイマを停止させ（Ｓ８）、送信許可を与えている子局の番号をｎ番目から別の子局にを変更する（Ｓ９）。送信許可を与える子局の指定は、図７に示すような子局データ送出権割当テーブルを作成しておき、順次送出権の割当を行う。
【００２８】
ここで、オーバヘッド情報について、更に詳しく説明する。
図１の構成を持つＰＯＮシステムは、図４記載の下りパケット信号５１のＯＡＭパケットには、オーバヘッド５６情報を表示する領域がある。また、図５記載の上りパケット信号７１の先頭には、オーバヘッド７２領域がある。
この図４のＯＡＭパケット内オーバヘッド領域での領域長指定及び図５の上りパケットの先頭に付加されたオーバヘッドの長さは、親局の光受信部の動作安定化のために必要である。即ち、親局の光受信部は、子局からの上りパケット信号を受信する際、親局から各子局までの光ファイバ長の違いによる光信号強度の違いから、最初に受信器のゲインの調整を行い、ゲインが安定した後、電気信号として上りパケット信号を再生する。この際、光受信器のゲインが安定するまでの過渡期間は、上りパケット信号の先頭部分は再生されないか、または、不確定な信号となる。このため、上りパケット信号の先頭に光受信器のゲインが安定するまでの期間に対応したオーバヘッドを設定する。
親局１は、下りＯＡＭパケットに上りパケット信号の先頭に付加する任意のヘッダ長情報を設定し、子局２が上り伝送方向に対応したヘッダ長を有する上りパケット信号の送出を行う。更に、親局の光受信器のゲインが安定する時間が異なる場合にも、これに対応したヘッダを変更し、下りＯＡＭパケット信号に設定することで、子局２から上り伝送方向に任意のヘッダ長の上りパケット信号を送出するようにできる。
【００２９】
実施の形態２．
異なる通信速度を持つ複数の子局を１つの親局が制御するシステムについて説明する。
図８は、この異なる通信速度を扱う本実施の形態におけるパケット通信システムの親局の構成を示す図である。
図において、８１は親局であり、８４は異なる速度のインタフェースからＥＴＨＥＲＮＥＴパケット信号を信号別に蓄積する速度別バッファ、８５は速度別にＯＡＭパケットにより構成される下りＯＡＭ信号を生成する可変速度対応ＯＡＭパケット／フレーム生成回路である。親局８１は、信号伝送速度別に下りパケット信号を蓄積する速度別バッファ８４から一定の信号速度のＥＴＨＥＲＮＥＴパケット信号を読み出す。そして、速度別に登録された子局のうち、任意の速度の子局に対して送信許可を与えるために下りパケット信号中のＯＡＭパケットの送信許可情報領域に子局を特定する識別子（子局＿ＩＤ）を設定する。その後、オーバヘッド情報を有するＯＡＭパケットとユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット信号からなる下りパケット信号を子局に伝送する。子局は、ＯＡＭパケットの送信許可情報の抽出を行い、一致の確認後に親局に対して上りパケット信号を送出する。
【００３０】
通信速度が異なる子局に帯域を保証する、または、一定量の通信を保証するために、親局１はタイマ２をこの通信速度を考慮して設定、表示指定する。
このように、親局が信号伝送速度別に下りパケット信号を蓄積する速度別バッファ８４を備えることにより、本実施の形態では、異なる信号伝送速度を持つ複数の子局が混在するパケット通信システムの構成が可能となり、子局の伝送容量の増加に伴うネットワークの移設等の作業が不要になる効果を有する。
【００３１】
実施の形態３．
上記の各実施の形態で説明したＰＯＮシステムは、子局の識別に子局＿ＩＤを使用していた。即ち、図４に示すように、ユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケットの中に子局＿ＩＤを通信許可情報として付与することにより識別を行ったが、ユーザパケットの中のＶＬＡＮｔａｇ、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ＭＰＬＳラベルと子局＿ＩＤを対応付けることにより、ＥＴＨＥＲＮＥＴの信号及びネットワークと親和性良く実現できる。
具体的な構成として、親局１内ＯＡＭパケット／フレーム生成回路６及び子局内オーバヘッド情報検出回路１３に、ユーザパケットの中の宛先アドレスと、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ＭＰＬＳラベル、子局のＩＤとを対応付ける機能と対応付テーブルを設けて関係を記憶する。そしてパケットはＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ）でのＥＴＨＥＲＮＥＴのパケットであり、そのタグ付フレーム中にＤＡ（宛先アドレス）とＶＩＤ（上記ＶＬＡＮ識別子）が記載されたパケットを受信すると、このテーブルに記憶されているＶＬＡＮから、ＤＡとＶＩＤにより親局は子局を特定する。つまり子局から受信したユーザパケット中のＳＡ（送信元アドレス）を親局内で子局識別子と対応付けて記憶する。子局への送信時には、パケット内のＤＡと、記憶されているＳＡの照合を行い、送信先子局の特定を行う。
【００３２】
実施の形態４．
優先したい情報、または、大量の情報を伝送したい子局に優先して伝送時間、または、帯域を割り当てる構成を説明する。
実施の形態１で説明したＰＯＮシステムにおいて、子局への送信権の付与は図７に示す子局データ送出権割当テーブルに従って順次送出権の割当を行ったが、図９に示すように、子局データ送出権割当テーブル上に最低帯域保証エリアとベストエフォートエリアを設定することにより、各子局からの上り信号に対して最低伝送帯域の保証を行うことが可能となる。
また、ベストエフォートエリアにおいては、以前に送信権を付与した時に、ユーザパケットを送出した子局だけに、次回の送信権を付与することにより、大量にデータ伝送を希望する子局に優先的に帯域を割り当てて、その子局の伝送帯域を拡大する運用ができる。
【００３３】
子局毎にサービスグレードが異なる場合の帯域割当を説明する。
例えば、子局毎にサービスグレードが異なる場合に、図１０に示すように、子局データ送出権割当テーブル上に均等サービスグレードエリアと高速サービスグレードエリアを設定する。こうして、各子局からの上り信号に対して伝送帯域の差別化が行える。
また、同様の考え方で子局が高優先パケットと低優先パケットを保有している場合に、図１１に示すように、子局データ送出権割当テーブル上に高優先パケット送出エリアと高低優先、つまり、両パケット送出エリアを設定する。即ち、高優先パケットを優先的に送信し、低優先パケットは高優先パケットが優先送信後に、送信を許可する動作となり、子局からの送信信号に対して優先制御が可能となる。本優先制御において、通常の通信とは別に電源断等の緊急に通知すべき情報のみ送信可能な特定の子局を明記しない時間帯を設けることにより緊急情報の通知を行う。また、本優先制御方式により稼働中の子局個別に緊急通信用の時間帯を設けて緊急情報の通知も可能である。優先制御を実施することにより、電源断等の緊急に通知すべき情報の優先的な送出が可能となる。また、このテーブルは、定期的に過去の使用実現対応でエリアを定めて更新する。
【００３４】
実施の形態５．
上記各実施の形態では、専用のハードウェア要素を設けてシステムを構成する場合を説明した。しかしマイクロプロセッサと制御プログラム技術が発展した今日では、こうした制御プログラムを搭載したＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記録したファームウェアを用いて、汎用のマイクロプロセッサと組み合せて同等の要素を構成することは困難ではない。
この実施の形態においては、特に図示しないが、図６に示す動作フローをファームウェアまたはプログラムとして計算機読み取り可能な媒体に記録する。こうして、この記録された媒体を汎用の計算機が読み込んで、その計算機上で図１に記載の特徴のある要素を構成し、上記図６に示す動作をさせてもよい。
また更に、以上すべての実施の形態ではＰＯＮシステムについて説明したが、本発明はＰＯＮシステムに限る必要は無く、パケット通信を行う伝送方法に使用することが可能である。従って、伝送路についても光ファイバに限る必要は無く、パケットを行うことができれば専用線等でも良い。また、「蓄積する、表示する」という用語は、記録媒体に保存することを意味する。
【００３５】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、親局は第１の時間内に通信を許可する子局に識別子を定めて通知し、時間内に応答がなければ次の子局へ通信を許可するようにしたので、簡単な制御で順次、子局に通信許可を通知して交信できる効果がある。
【００３６】
また更に、外部との送受信における速度別に子局との通信時間を定められるようにしたので、異なる通信速度を持つ複数の子局をシステム持つ場合でもシステムの構成が容易になるという効果がある。
【００３７】
また更に、子局の識別をユーザパケット中の情報を用いて行うようにしたので、上部ネットワーク層と容易に結合できる効果がある。
【００３８】
また更に、送出権割当てテーブルを備えて、送信割当てに際してこれを参照して割当てるようにしたので、帯域保証、優先割当、速度別割当、過去の使用実績に基づく割当等、子局への柔軟な割当制御ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１におけるＰＯＮシステムの構成図である。
【図２】 実施の形態１における親局と子局間の下りフレームの信号を表す図である。
【図３】 実施の形態１における親局と子局間の上りパケットの信号を表す図である。
【図４】 図２に示す下りフレーム信号の詳細を示す図である。
【図５】 図３に示す上りパケット信号の詳細を示す図である。
【図６】 実施の形態１における親局の送信許可順次割当制御手段が持つ通信許可割当アルゴリズムを示すフロー図である。
【図７】 実施の形態１における送出権割当テーブルの例を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態２におけるＰＯＮシステムの構成図である。
【図９】 実施の形態４における送出権割当テーブルの例を示す図である。
【図１０】 実施の形態４における他の送出権割当テーブルの例を示す図である。
【図１１】 実施の形態４における他の送出権割当テーブルの例を示す図である。
【図１２】 従来の光通信システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 親局、２ 子局、３ スターカプラ、４ 光ファイバ、６ ＯＡＭパケット／フレーム生成回路、７ ＥＴＨＥＲＮＥＴパケット終端回路、８ 信号検出回路、９ 送信許可順次割当制御回路、１１ ＯＡＭパケット／フレーム終端回路、１２ 送信許可検出回路、１３ オーバヘッド情報検出回路、１４ パケットバッファ、１５ パケット生成／送出回路、１６ ＥＴＨＥＲＮＥＴ物理層処理回路、１７ バースト制御回路、１８ ＥＴＨＥＲＮＥＴ物理層処理回路、４１ 下りフレーム信号、４２ 下りＯＡＭパケット、４３ ユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域、４４ 上りパケット信号、４６ 上りＯＡＭパケット（＃ｎ）、４７ 上りユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域（＃ｎ）、４８ 上りユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域（＃ｉ）、４９ 上りＯＡＭパケット（＃ｊ）、５５ 送信許可情報（０ＮＵ ＩＤ）、５６ オーバヘッド情報、７２ オーバヘッド、８４ 速度別バッファ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユーザ網インタフェース（ＵＮＩ）にＬＡＮなどのＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）パケットデータを通信するインタフェースを有する伝送装置において、可変長のＥＴＨＥＲＮＥＴパケットデータをＰＯＮ（Ｐａｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）上で通信する伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＰＯＮシステムの説明をする。
図１２は、例えば、特開平１１−９８１５１号公報記載の光通信装置及びその通信方法並びにその制御プログラムを記述したシステム構成を説明するブロック図である。
図１２において、光通信装置は局装置１１１と、加入者宅内装置１１３から構成されており、局装置１１１には外部ワークステーション１１２が接続され、加入者宅内装置１１３には端末１１４が接続されている。
局装置１１１は、ダイナミックに帯域変更を可能とする機能を有しており、その機能を用いて余った帯域をＰＯＮシステムにおける帯域保証サービス以外の加入者宅内装置１１３と局装置１１１との間の帯域非保証型サービスに加入している複数の加入者間でシェアする。
【０００３】
構成として、加入者宅内装置１１３は、対向する局装置１１１との間のインタフェースを終端するＰＤＳ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｔａｒ）終端部１３１と、ユーザ側の帯域非保証型サービスを終端する端末インタフェース終端部１３３と、このＰＤＳ終端部１３１と端末インタフェース終端部１３３との間のフォーマット変換を行い、かつ、パケットデータを格納するメモリ１３２と、このメモリ１３２内のデータ蓄積量を計測し、かつ、ＰＤＳ終端部１３１を介して局装置側に信号を送出する必要がある時には、ＰＤＳ終端部１３１に送信要求を通知するメモリ制御部１３４とで構成されている。
一方、局装置１１１は、対向する加入者宅内装置１１３との間のインタフェースを終端するＰＤＳ終端部１２１と、外部ワークステーション１１２からの制御情報を終端して装置内各機能ブロックに対して必要な制御情報を分配する制御部１２５と、この制御部１２５からの制御情報のうちのシェアード帯域の利用を申請した加入者の情報を蓄積する加入者情報蓄積部１２４と、この加入者情報蓄積部１２４からの加入者情報を受けてＰＤＳ終端部１２１に加入者ＩＤとポーリング指示とを送信するパケット解析部１２３と時分割形スイッチ（ＴＳＷ）１２２とから構成されている。
【０００４】
このシステムの動作を説明する。
パケット解析部１２３は、ＰＤＳ終端部１２１に加入者ＩＤとポーリング指示とを送信し、その後、該当する加入者宅内装置１１３からの送信要求１５１と加入者ＩＤとを受信する。この加入者からの送信要求を受信すると、該当する加入者宅内装置１１３に対して上りシェアード待機に対する送信許可信号１５２を送出する。そして、折り返して送られてくる加入者宅内装置１１３からのパケット信号を受信する。
また、パケット解析部１２３は、加入者宅内装置１１３からの最初のパケット信号のパケットオーバヘッド（ＬＬＣ部）に記述されているパケット長信号を解析し、そのパケット長に応じて該当する加入者宅内装置１１３が占有する時間を決定し、その占有時間だけ、その加入者宅内装置１１３に送信許可信号１５２を送出して、加入者宅内装置１１３からのパケット信号を受信する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＰＯＮシステムは、上記のように構成されており、親局が複数の子局に上り方向の伝送帯域を割り当てる際には、任意の子局に対して加入者ＩＤ情報とポーリング指示情報とを送信して、該当する加入者宅内装置からの送信要求情報と加入者ＩＤ情報とを受信する。更に、送信要求情報を受信した際に該当する加入者宅内装置に送信許可信号を送出して、該当加入者宅内装置からのパケット信号を受信するシーケンシャルな方法を採用している。また、親局のパケット解析部は、加入者宅内装置からの最初のパケット信号のパケットオーバヘッド（ＬＬＣ部）に記述されているパケット長信号を解析し、そのパケット長に応じて該当する加入者宅内装置が占有する時間を決定し、その占有時間だけ、その加入者宅内装置に送信許可信号を送出し、該当する加入者宅内装置からのパケット信号を受信する方法を採用している。即ち、こうした複雑な処理が必要であるという課題があった。
【０００６】
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、ポーリングに基づく送信制御という複雑でシーケンシャルな制御をなくして、簡単な構成で短時間に子局への割当て制御を行うシステムと方法を得る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るパケット通信システムは、親局と、上記親局とのみ接続され、互いには他の局の応答を検出できない複数の子局とからなるシステムにおいて、
上記親局は、ポーリング無しに順次、通信を許可する子局を識別子で設定して該子局に送信許可を下りパケットで通知する送信許可順次割当回路と、応答期間である第１の時間を監視するタイマ１とを備え、
上記子局は、親局から送られた上記下りパケットにある識別子が自局向けであることを検出する送信許可検出回路を備えて、
各子局は、自局が通信許可された帯域において親局に上りパケットで送信するようにし、親局は、上記第１の時間内に通信許可した子局から上記上りパケットによる応答がない場合は、次の子局に通信を許可するようにした。
【０００８】
また更に、親局は、送信許可制御期間である第２の時間を監視するタイマ２を備え、該第２の時間内に通信許可した子局からの応答が終らない場合は、識別子を更新して次の子局に通信許可の下りパケットを送信するようにした。
【０００９】
また更に、親局は、システム外部との各子局対応の送受信において通信速度別のバッファと、速度対応パケット／フレーム生成回路を備えて、
各子局に通信許可する場合に、速度別に第２の時間監視の期間を設定するようにした。
【００１０】
また更に、親局の送信許可順次割当回路は、ＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）パケットに子局の識別情報を載せるようにした。
【００１１】
また更に、親局は、ユーザパケット中の所定の情報を抽出するＯＡＭパケット／フレーム生成回路を備えて、送信許可順次割当回路は、抽出した所定の情報をＯＡＭパケットのオーバーヘッドに乗せるようにし、
子局は、オーバヘッド検出回路を備えて、親局からのＯＡＭパケットのオーバーヘッドにより自局の通信許可を知るようにした。
【００１２】
また更に、親局は、送出権割当テーブルを備え、優先情報または高速送信情報を持つ子局に対しては、送出権割当テーブルにおいて対応して優先して割当てるようにした。
【００１３】
また更に、親局は、送出権割当テーブルの更新に際して、送信許可に応答した子局に対して割当て回数を多くした。
【００１４】
また更に、親局は、子局を特定しない割当時間帯を設けて、この特定しない時間帯において、通常の割当とは異なる緊急通信を不特定または特定子局に向けた送信を行うようにした。
【００１５】
この発明に係るパケット通信方法は、親局と、上記親局とのみ接続され、互いには他の局の応答を検出できない複数の子局とからなるシステムの通信方法において、
上記親局は、ポーリング無しに順次、通信を許可する子局を識別子で設定して該子局に送信許可を下りパケットで通知する送信許可順次割当ステップと、
上記送信許可を該当子局に送信後、応答検出期間である第１の時間を監視するタイマ１終了監視ステップと、
上記第１の時間内に通信許可した子局から上記上りパケットによる応答がない場合は、次の子局に通信を許可する送信許可子局更新ステップ、
とを備えた。
【００１６】
また更に、親局は、送信許可制御期間である第２の時間を監視するタイマ２終了監視ステップを備え、
該第２の時間内に通信許可した子局からの応答が終らない場合は、識別子を更新して次の子局に通信許可の下りパケットを送信する送信許可子局更新ステップに移るようにした。
【００１７】
また更に、親局は、システム外部との各子局対応の送受信において通信速度別のバッファを備えてこの子局別に対応速度を記憶し、
タイマ２終了監視ステップは、上記対応速度別に第２の時間監視の期間を監視するようにした。
【００１８】
また更に、親局は、送出権割当テーブルを備え、優先情報または高速送信情報を持つ子局に対しては、送信許可順次割当ステップにおいて送出権割当テーブルの優先情報または高速情報に対応して送信許可を割当てるようにした。
【００１９】
また更に、親局は、子局を特定しない割当時間帯を設けて、この特定しない時間帯において、通常の割当とは異なる緊急通信を不特定または特定子局に向けた送信を行う緊急通信ステップを備えた。
【００２０】
この発明に係る計算機に実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする計算機読み取り可能な記録媒体は、親局と、上記親局とのみ接続され、互いには他の局の応答を検出できない複数の子局とからなるシステムに用いられるプログラムを記録した記録媒体であって、
上記親局において用いられ、ポーリング無しに順次、通信を許可する子局を識別子で設定して該子局に送信許可を下りパケットで通知する送信許可順次割当ステップと、
上記送信許可を該当子局に送信後、応答検出期間である第１の時間を監視するタイマ１終了監視ステップと、
上記第１の時間内に通信許可した子局から上記上りパケットによる応答がない場合は、次の子局に通信を許可する送信許可子局更新処理ステップと、
送信許可制御期間である第２の時間を監視するタイマ２終了監視処理ステップと、
上記第２の時間内に通信許可した子局からの応答が終らない場合は、識別子を更新して送信許可子局更新処理ステップに移るステップ、を実行させるためのプログラムを記録した。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１におけるシステムの構成と動作について説明する。
図１は、本発明の動作を説明する可変長のＥＴＨＥＲＮＥＴパケット対応可能なＰＯＮシステムの機能構成図である。
１は親局、２は子局、３は１台の親局と複数の子局を光ファイバで接続するスターカプラ、４は光ファイバである。
親局１において、５は出力の電気信号を光信号に、また、入力の光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ・Ｅ／Ｏ回路、１７はバースト信号を受信し、無信号期間の補完を行うバースト受信制御回路、１８はＥＴＨＥＲＮＥＴ信号の物理レイヤの終端を行うＥＴＨＥＲＮＥＴ ＰＨＹ処理回路、６はＯＡＭパケットにより構成される下りフレーム信号を生成するＯＡＭパケット／フレーム生成回路、７は子局からのパケット信号を終端するＥＴＨＥＲＮＥＴパケット終端回路、８は子局からのＯＡＭパケット信号の受信を検出する信号検出回路、９は任意の子局に対して下りＯＡＭパケットの送信許可情報領域に子局を特定する識別子（子局＿ＩＤ）を設定することで子局に対して上りパケットの送信を許可する送信許可順次割当制御回路である。
子局２において、１０は光信号を電気信号に、また、電気信号を光信号に変換するＯ／Ｅ・Ｅ／Ｏ回路、１６はＥＴＨＥＲＮＥＴ信号の物理レイヤの終端を行うＥＴＨＥＲＮＥＴ ＰＨＹ処理回路、１１はＯＡＭパケットにより構成される下りフレーム信号を終端するＯＡＭパケット／フレーム終端回路、１２は下りＯＡＭパケットの送信許可情報領域に設定されている子局を特定する識別子（子局＿ＩＤ）と自局が保持する識別子（子局＿ＩＤ）とを比較する送信許可検出回路、１３は上りパケットの先頭に付加するオーバヘッドに関する情報である下りＯＡＭパケットのオーバヘッド情報を検出するオーバヘッド情報検出回路、１４は子局外部から入力される上りＥＴＨＥＲＮＥＴパケット信号を蓄積するパケット・バッファ、１５はパケット送信許可信号に従いパケット信号及び上りＯＡＭパケットにオーバヘッドを付加してヘッダ付き上りパケット信号を生成するパケット生成／送出回路である。
【００２２】
図２は、本実施の形態におけるＰＯＮシステムの親局１と子局２間の光ファイバ４中の下りフレームと下りパケット信号の構成を説明する構成図で、特に、下りフレームを説明する図である。
４１は周期的に繰り返される下りフレームを示し、４２は下りフレームの先頭を示すＯＡＭパケット、４３はユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域を示す。
図３は、同じ光ファイバ４中の上り信号の配置例を示した図である。
光ファイバ４には、この上りパケットと下りフレームが交互に伝送される。さて、図３において、４５は各子局が送信したパケット信号の先頭に付加されたオーバヘッド、４６は子局＃ｎが送信したパケット信号を構成する上りＯＡＭパケット＃ｎ、４７は子局＃ｎが送信したパケット信号を構成する上りユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域＃ｎを示す。４８は子局＃ｉが送信したパケット信号を構成する上りユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域＃ｉを示す。４９は子局＃ｊが送信したパケット信号を構成する上りユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域＃ｊを示す。
【００２３】
図４は、図２に示す下りフレーム信号の更に詳細な構成を示す図である。
図において、５１は下りパケット信号を示し、特に、ＯＡＭパケット４２は、５２の下りパケット信号を構成するＥＴＨＥＲＮＥＴパケットヘッダ、５３の下りパケット信号を構成する同期パターン、５４の下りパケット信号を構成するパケット識別情報、５５の下りパケット信号を構成する送信許可情報（子局＿ＩＤ）、５６の下りパケット信号を構成するオーバヘッド情報、５７の下りパケット信号を構成するメッセージ領域、５８のメッセージ領域に対するＣＲＣ演算結果、５９の１つ前のＯＡＭパケットと現ＯＡＭパケットではさまれた区間に適用するＦＣＳ（Ｆｌａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）情報で構成される。また、ユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域４３は、６０のパケット信号間に補間されるアイドルシグナル、６１のユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット１、６２のユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット２、６３のユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット３などで構成される。
【００２４】
図５は、図３に示す上りパケット信号の更に詳細な構成を示す図である。
図において、７１は、上りＯＡＭパケットとユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域から構成される上りパケット信号を示している。７２は上りパケット信号先頭に付加されたオーバヘッドである。上りパケット信号を構成するＯＡＭパケット４６は、７３のＥＴＨＥＲＮＥＴパケットヘッダ、７４のパケット識別情報、７５のメッセージ領域、７６のメッセージ領域に対するＣＲＣ演算結果、７７の１つ前のＯＡＭパケットと現ＯＡＭパケットではさまれた区間に適用するＦＣＳ）情報で構成される。また、ユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域４７は、７８のパケット信号間に補間されるアイドルシグナル、７９のユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット４、８０のユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット５などで構成される。
【００２５】
図６は、本実施の形態における親局１が複数の子局２に対して送信許可を設定する割り当てアルゴリズムに関するフロー図である。
この中で重要な機能であるタイマ１とタイマ２は、図示していないが、例えば、送信許可順次割当制御回路９内に設けられる。また、送出権割当テーブル９ｃも送信許可順次割当制御回路９内に設けられている。
図において、ステップ１（以下、Ｓ１等と略記する）では、親局に登録されたｎ番目の子局２に送信許可を与えるため、下りＯＡＭパケットの送信許可情報表示領域にｎ番目の子局に対応した子局識別子（子局＿ＩＤ）を選択する。Ｓ２では、Ｓ１に対応して第１のタイマである上り方向のパケット検出用タイマ１を開始する。Ｓ３では、親局が送信許可を与えたｎ番目の子局から上りパケット信号を受信したかどうかを待ち受ける。Ｓ４では、ステップ２において開始したタイマ１が終了したかどうかを判別する。Ｓ５では、親局１が送信許可を与えたｎ番目の子局２から上りパケット信号を受信した場合に、パケット検出用タイマ１を停止させ、第２のタイマである送信許可時間制御用タイマ２を開始する。Ｓ６では、ステップ５により開始したタイマ２が終了したかどうかを判別する。Ｓ７では、ステップ５により開始したタイマ２が終了していない期間に、親局が送信許可を与えたｎ番目の子局から上りパケット信号の受信完了を検出している。Ｓ８では、親局１が送信許可を与えたｎ番目の子局２から上りパケット信号の受信が終了して、送信許可時間制御用タイマ２を停止させる。Ｓ９では、親局が送出権割当テーブル９ｃを参照して、送信許可を与える子局の番号をｎ番目から別の子局に子局の番号を変更する。
【００２６】
次に、図６により、親局１が複数の子局２に対して、順次、送信許可を設定する動作を説明する。
親局１は、登録された複数の子局のうちｎ番目の子局に対して、下りＯＡＭパケットの送信許可情報領域に子局を特定する識別子（子局＿ＩＤ）を設定し（Ｓ１）、同時に、親局は、第１のタイマである応答パケット検出期間タイマ１の動作を開始する（Ｓ２）。この第１のタイマにおけるタイマ値は、ＰＯＮの親局１と子局２間の伝送路一巡遅延に対応した時間を任意に設定可能とするものである。
ｎ番目の子局２は、下りＯＡＭパケットの送信許可情報領域の識別子（子局＿ＩＤ）を検出し、自子局が保持する識別子と比較して、一致していれば送信許可を与えられたと判り、上りパケット信号を送出する。親局は、第１のタイマが満了する前に送信許可を与えたｎ番目の子局からの上りパケット信号を受信するかどうかを待ち受け判別する（Ｓ３）。親局が、子局からの受信前にこの第１のタイマの終了を検出した場合には、親局が送信許可を与えている子局の番号を次の子局に変更する（Ｓ９）。
【００２７】
親局が、この第１のタイマの終了前に送信許可を設定した子局からパケット信号を受信した場合には継続して送信許可を与え続けるため、第１のタイマを停止させると同時に、第２のタイマである送信許可時間制御期間タイマ２の動作を開始する（Ｓ５）。この第２のタイマにおけるタイマ値は、親局１に登録された子局２の数及び子局のサービス内容に対応して個々の子局の上り帯域を保証するために、１つの子局への送信許可時間を制限するもので、親局が任意に設定可能である。親局は、送信許可を設定した子局からパケット信号を受信している間、第２のタイマの終了（Ｓ６）と子局からのパケット信号の受信終了（Ｓ７）を監視する。送信許可を設定した子局からパケット信号を受信している間に第２のタイマの終了を検出した場合には、子局に割当てる時間の最大時間をオーバしたとして、ｎ番目の子局への送信許可の設定を強制的に終了させるため、送信許可を与えている子局の番号をｎ番目から次の子局にを変更する（Ｓ９）。
送信許可を設定した子局からのパケット信号の受信終了を検出した場合には、第２のタイマを停止させ（Ｓ８）、送信許可を与えている子局の番号をｎ番目から別の子局にを変更する（Ｓ９）。送信許可を与える子局の指定は、図７に示すような子局データ送出権割当テーブルを作成しておき、順次送出権の割当を行う。
【００２８】
ここで、オーバヘッド情報について、更に詳しく説明する。
図１の構成を持つＰＯＮシステムは、図４記載の下りパケット信号５１のＯＡＭパケットには、オーバヘッド５６情報を表示する領域がある。また、図５記載の上りパケット信号７１の先頭には、オーバヘッド７２領域がある。
この図４のＯＡＭパケット内オーバヘッド領域での領域長指定及び図５の上りパケットの先頭に付加されたオーバヘッドの長さは、親局の光受信部の動作安定化のために必要である。即ち、親局の光受信部は、子局からの上りパケット信号を受信する際、親局から各子局までの光ファイバ長の違いによる光信号強度の違いから、最初に受信器のゲインの調整を行い、ゲインが安定した後、電気信号として上りパケット信号を再生する。この際、光受信器のゲインが安定するまでの過渡期間は、上りパケット信号の先頭部分は再生されないか、または、不確定な信号となる。このため、上りパケット信号の先頭に光受信器のゲインが安定するまでの期間に対応したオーバヘッドを設定する。
親局１は、下りＯＡＭパケットに上りパケット信号の先頭に付加する任意のヘッダ長情報を設定し、子局２が上り伝送方向に対応したヘッダ長を有する上りパケット信号の送出を行う。更に、親局の光受信器のゲインが安定する時間が異なる場合にも、これに対応したヘッダを変更し、下りＯＡＭパケット信号に設定することで、子局２から上り伝送方向に任意のヘッダ長の上りパケット信号を送出するようにできる。
【００２９】
実施の形態２．
異なる通信速度を持つ複数の子局を１つの親局が制御するシステムについて説明する。
図８は、この異なる通信速度を扱う本実施の形態におけるパケット通信システムの親局の構成を示す図である。
図において、８１は親局であり、８４は異なる速度のインタフェースからＥＴＨＥＲＮＥＴパケット信号を信号別に蓄積する速度別バッファ、８５は速度別にＯＡＭパケットにより構成される下りＯＡＭ信号を生成する可変速度対応ＯＡＭパケット／フレーム生成回路である。親局８１は、信号伝送速度別に下りパケット信号を蓄積する速度別バッファ８４から一定の信号速度のＥＴＨＥＲＮＥＴパケット信号を読み出す。そして、速度別に登録された子局のうち、任意の速度の子局に対して送信許可を与えるために下りパケット信号中のＯＡＭパケットの送信許可情報領域に子局を特定する識別子（子局＿ＩＤ）を設定する。その後、オーバヘッド情報を有するＯＡＭパケットとユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット信号からなる下りパケット信号を子局に伝送する。子局は、ＯＡＭパケットの送信許可情報の抽出を行い、一致の確認後に親局に対して上りパケット信号を送出する。
【００３０】
通信速度が異なる子局に帯域を保証する、または、一定量の通信を保証するために、親局１はタイマ２をこの通信速度を考慮して設定、表示指定する。
このように、親局が信号伝送速度別に下りパケット信号を蓄積する速度別バッファ８４を備えることにより、本実施の形態では、異なる信号伝送速度を持つ複数の子局が混在するパケット通信システムの構成が可能となり、子局の伝送容量の増加に伴うネットワークの移設等の作業が不要になる効果を有する。
【００３１】
実施の形態３．
上記の各実施の形態で説明したＰＯＮシステムは、子局の識別に子局＿ＩＤを使用していた。即ち、図４に示すように、ユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケットの中に子局＿ＩＤを通信許可情報として付与することにより識別を行ったが、ユーザパケットの中のＶＬＡＮｔａｇ、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ＭＰＬＳラベルと子局＿ＩＤを対応付けることにより、ＥＴＨＥＲＮＥＴの信号及びネットワークと親和性良く実現できる。
具体的な構成として、親局１内ＯＡＭパケット／フレーム生成回路６及び子局内オーバヘッド情報検出回路１３に、ユーザパケットの中の宛先アドレスと、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ＭＰＬＳラベル、子局のＩＤとを対応付ける機能と対応付テーブルを設けて関係を記憶する。そしてパケットはＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ）でのＥＴＨＥＲＮＥＴのパケットであり、そのタグ付フレーム中にＤＡ（宛先アドレス）とＶＩＤ（上記ＶＬＡＮ識別子）が記載されたパケットを受信すると、このテーブルに記憶されているＶＬＡＮから、ＤＡとＶＩＤにより親局は子局を特定する。つまり子局から受信したユーザパケット中のＳＡ（送信元アドレス）を親局内で子局識別子と対応付けて記憶する。子局への送信時には、パケット内のＤＡと、記憶されているＳＡの照合を行い、送信先子局の特定を行う。
【００３２】
実施の形態４．
優先したい情報、または、大量の情報を伝送したい子局に優先して伝送時間、または、帯域を割り当てる構成を説明する。
実施の形態１で説明したＰＯＮシステムにおいて、子局への送信権の付与は図７に示す子局データ送出権割当テーブルに従って順次送出権の割当を行ったが、図９に示すように、子局データ送出権割当テーブル上に最低帯域保証エリアとベストエフォートエリアを設定することにより、各子局からの上り信号に対して最低伝送帯域の保証を行うことが可能となる。
また、ベストエフォートエリアにおいては、以前に送信権を付与した時に、ユーザパケットを送出した子局だけに、次回の送信権を付与することにより、大量にデータ伝送を希望する子局に優先的に帯域を割り当てて、その子局の伝送帯域を拡大する運用ができる。
【００３３】
子局毎にサービスグレードが異なる場合の帯域割当を説明する。
例えば、子局毎にサービスグレードが異なる場合に、図１０に示すように、子局データ送出権割当テーブル上に均等サービスグレードエリアと高速サービスグレードエリアを設定する。こうして、各子局からの上り信号に対して伝送帯域の差別化が行える。
また、同様の考え方で子局が高優先パケットと低優先パケットを保有している場合に、図１１に示すように、子局データ送出権割当テーブル上に高優先パケット送出エリアと高低優先、つまり、両パケット送出エリアを設定する。即ち、高優先パケットを優先的に送信し、低優先パケットは高優先パケットが優先送信後に、送信を許可する動作となり、子局からの送信信号に対して優先制御が可能となる。本優先制御において、通常の通信とは別に電源断等の緊急に通知すべき情報のみ送信可能な特定の子局を明記しない時間帯を設けることにより緊急情報の通知を行う。また、本優先制御方式により稼働中の子局個別に緊急通信用の時間帯を設けて緊急情報の通知も可能である。優先制御を実施することにより、電源断等の緊急に通知すべき情報の優先的な送出が可能となる。また、このテーブルは、定期的に過去の使用実現対応でエリアを定めて更新する。
【００３４】
実施の形態５．
上記各実施の形態では、専用のハードウェア要素を設けてシステムを構成する場合を説明した。しかしマイクロプロセッサと制御プログラム技術が発展した今日では、こうした制御プログラムを搭載したＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記録したファームウェアを用いて、汎用のマイクロプロセッサと組み合せて同等の要素を構成することは困難ではない。
この実施の形態においては、特に図示しないが、図６に示す動作フローをファームウェアまたはプログラムとして計算機読み取り可能な媒体に記録する。こうして、この記録された媒体を汎用の計算機が読み込んで、その計算機上で図１に記載の特徴のある要素を構成し、上記図６に示す動作をさせてもよい。
また更に、以上すべての実施の形態ではＰＯＮシステムについて説明したが、本発明はＰＯＮシステムに限る必要は無く、パケット通信を行う伝送方法に使用することが可能である。従って、伝送路についても光ファイバに限る必要は無く、パケットを行うことができれば専用線等でも良い。また、「蓄積する、表示する」という用語は、記録媒体に保存することを意味する。
【００３５】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、親局は第１の時間内に通信を許可する子局に識別子を定めて通知し、時間内に応答がなければ次の子局へ通信を許可するようにしたので、簡単な制御で順次、子局に通信許可を通知して交信できる効果がある。
【００３６】
また更に、外部との送受信における速度別に子局との通信時間を定められるようにしたので、異なる通信速度を持つ複数の子局をシステム持つ場合でもシステムの構成が容易になるという効果がある。
【００３７】
また更に、子局の識別をユーザパケット中の情報を用いて行うようにしたので、上部ネットワーク層と容易に結合できる効果がある。
【００３８】
また更に、送出権割当てテーブルを備えて、送信割当てに際してこれを参照して割当てるようにしたので、帯域保証、優先割当、速度別割当、過去の使用実績に基づく割当等、子局への柔軟な割当制御ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１におけるＰＯＮシステムの構成図である。
【図２】 実施の形態１における親局と子局間の下りフレームの信号を表す図である。
【図３】 実施の形態１における親局と子局間の上りパケットの信号を表す図である。
【図４】 図２に示す下りフレーム信号の詳細を示す図である。
【図５】 図３に示す上りパケット信号の詳細を示す図である。
【図６】 実施の形態１における親局の送信許可順次割当制御手段が持つ通信許可割当アルゴリズムを示すフロー図である。
【図７】 実施の形態１における送出権割当テーブルの例を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態２におけるＰＯＮシステムの構成図である。
【図９】 実施の形態４における送出権割当テーブルの例を示す図である。
【図１０】 実施の形態４における他の送出権割当テーブルの例を示す図である。
【図１１】 実施の形態４における他の送出権割当テーブルの例を示す図である。
【図１２】 従来の光通信システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 親局、２ 子局、３ スターカプラ、４ 光ファイバ、６ ＯＡＭパケット／フレーム生成回路、７ ＥＴＨＥＲＮＥＴパケット終端回路、８ 信号検出回路、９ 送信許可順次割当制御回路、１１ ＯＡＭパケット／フレーム終端回路、１２ 送信許可検出回路、１３ オーバヘッド情報検出回路、１４ パケットバッファ、１５ パケット生成／送出回路、１６ ＥＴＨＥＲＮＥＴ物理層処理回路、１７ バースト制御回路、１８ ＥＴＨＥＲＮＥＴ物理層処理回路、４１ 下りフレーム信号、４２ 下りＯＡＭパケット、４３ ユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域、４４ 上りパケット信号、４６ 上りＯＡＭパケット（＃ｎ）、４７ 上りユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域（＃ｎ）、４８ 上りユーザＥＴＨＥＲＮＥＴパケット領域（＃ｉ）、４９ 上りＯＡＭパケット（＃ｊ）、５５ 送信許可情報（０ＮＵ ＩＤ）、５６ オーバヘッド情報、７２ オーバヘッド、８４ 速度別バッファ。
Claims (2)
- 親局と、上記親局とのみ接続され、互いには他の局の応答を検出できない複数の子局とからなるシステムにおいて、
上記親局は、順次、通信を許可する子局を識別子で設定して該子局に送信許可を下りパケットで通知する送信許可順次割当回路と、上記子局毎にそれぞれの応答期間として設定した第１の時間を監視するタイマ１と、該子局毎にそれぞれの送信許可時間として設定した第２の時間を監視するタイマ２と、各子局毎に該子局の送信量と送信実績とのいずれかに基づいて送信許可を与える順を指定する子局データ送出権割当テーブルと、を備え、
上記子局は、親局から送られた上記下りパケットにある識別子が自局向けであることを検出する送信許可検出回路を備えて、
各子局は、自局が通信許可された帯域において親局に上りパケットで送信するようにし、親局は、上記第１の時間内に通信許可した子局から上記上りパケットによる応答がない場合は、上記子局データ送出権割当テーブルに基いて次の子局に通信を許可するようにし、かつ通信許可した子局からの応答が上記第２の時間内に終らない場合は、上記子局データ送出権割当テーブルに基いて次の子局に通信許可の下りパケットを送信するようにしたことを特徴とするパケット通信システム。 - 親局と、上記親局とのみ接続され、互いには他の局の応答を検出できない複数の子局とからなるシステムの通信方法において、
上記親局は、順次、通信を許可する子局を識別子で設定して該子局に送信許可を下りパケットで通知する送信許可順次割当ステップと、
上記送信許可を該当子局に送信後、上記子局毎にそれぞれの応答検出期間として設定した第１の時間を監視するタイマ１終了監視ステップと、
上記第１の時間内に通信許可した子局から上記上りパケットによる応答がない場合は、各子局毎に該子局の送信量と送信実績とのいずれかに基づいて送信許可を与える順を指定する子局データ送出権割当テーブルに基いて、次の子局に通信を許可する送信許可子局更新ステップと、
子局毎にそれぞれの送信許可時間として設定した第２の時間を監視するタイマ２終了監視ステップと、を備えて、
通信許可した子局からの応答が上記第２の時間内に終らない場合は、上記子局データ送出権割当テーブルに基いて次の子局に通信許可の下りパケットを送信するようにしたことを特徴とするパケット通信方法。
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