JP5387673B2 - 遅延量割り当て手段、遅延量割り当て方法及び遅延量割り当て手段の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Description

本願発明は、スター形通信システム並びにそれに用いられる遅延量割り当て手段、統合通信装置、遅延量割り当て方法、通信方法及び遅延量割り当て手段の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

スター形通信システムにおいては、１個以上の加入者通信装置が、分岐装置を介して同一の局内通信装置に接続されている。このため、加入者通信装置から局内通信装置に向かうバーストデータ（以下、「上りバーストデータ」という。）が局内通信装置で受信される際に互いに衝突しないように、それぞれの加入者通信装置において、上りバーストデータを送信するタイミングを規定する必要がある。
実用化されているスター形通信システムとして、加入者通信装置と局内通信装置との間が光分岐装置（スターカプラ）で接続された、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムがある。ＰＯＮシステムにおいては、加入者通信装置は、ＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と呼ばれる。また、局内通信装置はＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と呼ばれる。
ＰＯＮシステムにおける、上りバーストデータの送信タイミングを決定する手順は、次の通りである。ＯＬＴは、ＯＬＴと各ＯＮＵとの間の伝送遅延を測定する。そして、ＯＬＴは、等化遅延量（Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｄｅｌａｙ、以下、「ＥｑＤ」という。）をその伝送遅延に基づいてＯＮＵ毎に算出する。ＥｑＤとは、ＯＮＵが、ＯＬＴからＯＮＵに送信されるデータ（以下、「下りデータ」という。）を受信してから、上りバーストデータを送信するまでの待ち時間である。そして、ＯＬＴは、求められたＥｑＤを各ＯＮＵに割り当てる。ＯＮＵがＥｑＤに基づくタイミングで上りバーストデータを送信することで、各ＯＮＵの上りバーストデータは、衝突することなくＯＬＴに伝送される。
ここで、ＯＬＴがＯＮＵに対する伝送遅延を測定する手順は、レンジング（Ｒａｎｇｉｎｇ）と呼ばれる。また、レンジングを行ってＥｑＤをＯＮＵに割り当て、ＯＮＵにＯＬＴとの通信を確立させる手順は、起動（Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）と呼ばれる。
以下に、ＩＴＵ−Ｔ（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ ｏｆ ＩＴＵ）勧告Ｇ．９８４．３で規定されているＰＯＮシステムを例に、ＯＬＴとＯＮＵのデータ送受信タイミングを説明する。
図５は、ＰＯＮシステムにおける、下りデータ（帯域割り当て情報、ＢＷ ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）及び上りバーストデータ（Ｕｐｓｔｒｅａｍ Ｂｕｒｓｔ）の送受信タイミングを示す。ＯＬＴは各ＯＮＵへの下りデータの送信からＴＥｑＤ以降に、各ＯＮＵからの上りバーストデータを受信するようにＯＮＵの送信タイミングを設定する。その結果、ＯＬＴは、各ＯＮＵからの上りバーストデータを、衝突することなく受信できる。
より具体的には、ＯＬＴは、ＯＮＵに帯域割り当て情報及びＥｑＤを通知する。ここで、帯域割当情報は、送信開始タイミング（ＳＳｔａｒｔ）を含んでいる。ＳＳｔａｒｔは、ＯＮＵに設定される送信待ち時間であり、上りバーストデータの帯域制御に使用されるパラメータである。
ＯＮＵは、帯域割り当て情報及びＥｑＤを含むデータを受信したタイミングから、ＯＮＵの応答時間（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｔｉｍｅ）、ＥｑＤ及び送信開始タイミング（ＳＳｔａｒｔ）を合計した時間が経過するまで待ったのち、上りバーストデータを送信する。その結果、上りバーストデータは、ＴＥｑＤの経過後さらにＳＳｔａｒｔだけ遅れてＯＬＴに到着する。
図６は、レンジング処理のタイミングを示す。図６において、ＯＬＴは、ＯＮＵに対するレンジング指示（Ｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ）の送信から、ＴＥｑＤだけ遅延したタイミングまで、ＯＮＵからのレンジング応答（Ｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を待つ。ＯＮＵはレンジング指示を受信したタイミングから、ＯＮＵの応答時間（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｔｉｍｅ）の経過後ＯＬＴにレンジング応答を送信する。ＯＬＴは、レンジング指示を送信してからレンジング応答を受信するまでのデータの往復時間をＴＥｑＤから引いた差を、当該ＯＮＵに対するＥｑＤの値とする。すなわち、ＥｑＤ＝ＴＥｑＤ−ＲＴＤである。そして、ＯＬＴは得られたＥｑＤの値を各ＯＮＵに通知する。ここで、データの往復時間はラウンドトリップ時間または、ＲＴＤ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｄｅｌａｙ）と呼ばれることもある。そして、ＯＬＴは、接続されている全てのＯＮＵにそれぞれ上述のレンジング指示を行ってＥｑＤを求め、ＯＮＵ毎にＥｑＤを計算して割り当てる。
なお、上の説明において、Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｔｉｍｅの定義、ＥｑＤの算出手順、ＳＳｔａｒｔの定義は、ＩＴＵ−Ｔ勧告として公知であり、また本願発明とは直接関係しない。従って、それらの詳細な説明は省略する。また、ＯＬＴがＯＮＵに遅延時間を割り当てる手順は、標準化された他のＰＯＮシステム（たとえばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８２、Ｇ．９８３や、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｉｎｃ．）８０２．３ａｈ規格）においても基本的に共通である。
ＰＯＮシステムにおいては、２×Ｎ形スターカプラと２台のＯＬＴとを使用することで、ＯＬＴを２重化することが可能である。ＯＬＴを二重化することで、スターカプラと現用系ＯＬＴとの間の経路または現用系ＯＬＴに障害が発生した場合に予備系に切り替える、プロテクション切り替えが実現できる。
ＯＬＴを二重化したＰＯＮシステムにおいては、現用系ＯＬＴに障害が発生すると、予備系ＯＬＴがＯＮＵを起動する。その後、予備系ＯＬＴが現用系ＯＬＴとなってＰＯＮシステムの運用が継続される。
しかしながら、ＯＬＴが二重化されたＰＯＮシステムにおいては、ＯＮＵから現用系ＯＬＴに至る経路長と、ＯＮＵから予備系ＯＬＴに至る経路長とが異なっている場合がある。従って、ＯＬＴを現用系から予備系へ切り替えた後には、予備系ＯＬＴは、各ＯＮＵに対してＥｑＤを再度割り当てる必要がある。
特許文献１には、ＯＬＴ切り替えを無瞬断で行うＰＯＮシステムにおいて、系切り替え後にＯＮＵに遅延量を再度割り当てる構成が記載されている。特許文献１において、予備系ＯＬＴに相当するＰＯＮＩＦ＃１は、系切り替え前の受信基準位相Ｒ０と系切り替え後のＯＮＵからの受信タイミングＵ１とから位相差ＰＤを求める。そして、ＰＯＮＩＦ＃１は、位相差ＰＤから遅延指示値Ｔｄ１を求め、系切り替え後のＯＮＵに遅延量を通知している。

特開２００５−３２８２９４号公報

特許文献１に記載された、ＯＬＴが二重化されたＰＯＮシステムにおいては、ＯＬＴの切り替え後にＯＮＵの送信タイミングが最適化できないことがある。図７を用いてその理由を説明する。
図７は、ＯＬＴが二重化されたＰＯＮシステムにおける、ＯＮＵから予備系ＯＬＴへの上りバーストデータの到着タイミングを示す。図７（ａ）は、切り替え前に現用系ＯＬＴへ到着する上りバーストデータのタイミングを示す。また、図７（ｂ）および図７（ｃ）は、切り替え後に予備系ＯＬＴへ到着する上りバーストデータのタイミングを示す。
図７（ａ）に示すように、切り替え前には、上りバーストデータが互いに衝突することなく現用系（Ａｃｔｉｖｅ）ＯＬＴに到着している。しかし、ＯＬＴの切り替え後には、ＯＮＵごとの個体差によりＯＮＵが上りデータを送信するタイミングにばらつきが生じることがある。このばらつきが大きいと、ＯＮＵが送信する上りバーストデータが衝突する場合がある。図７（ｂ）は、３番目のＯＮＵであるＯＮＵ［３］と４番目のＯＮＵであるＯＮＵ［４］との上りバーストデータが衝突している状態を示す。
この状態を解消し、図７（ｃ）のように上りバーストデータを衝突することなく予備系（Ｓｔａｎｄｂｙ）ＯＬＴに到着させるためには、ＯＮＵ毎にＥｑＤを割り当てる必要がある。なぜならば、割り当てられるＥｑＤがＯＮＵ間で同一であると、ＯＮＵが上りバースト信号を送信する相対的なタイミングが変化しないので、上りバーストデータが衝突する可能性が残存するからである。
しかしながら、特許文献１に記載のＰＯＮＩＦ＃１においては、系切り替え前後の受信データのタイミングの差を示すＰＤは一定値とされている。このため、ＰＤを用いて計算される遅延指示値Ｔｄ１も各ＯＮＵで同一の値となる。従って、ＯＮＵへの遅延指示値Ｔｄ１の再設定後も、ＯＮＵ間のデータの位相差、すなわち上りデータの間隔は切り替え前と変わらない。よって、特許文献１に記載の発明においては、ＯＮＵが起動する際にＯＮＵの送信タイミングのばらつきが大きいと、隣接するＯＮＵの上りデータが衝突する場合がある。
本願発明の目的は、通信装置の適切な遅延量を求めるという課題を解決するための技術を提供することにある。

本願発明の遅延量割り当て手段は、第１の通信装置が第２の通信装置の各々へ送信する所定の信号の送信時刻と所定の信号に対する応答を第１の通信装置が受信する受信時刻との差である往復時間を測定する往復時間測定手段と、第２の通信装置の各々について、現在の往復時間と過去の往復時間との差分が所定の範囲に含まれるか否かを判定する往復時間比較手段と、差分の各々が所定の範囲に含まれる場合には、差分の最大値と最小値との間に含まれる数値から代表値を選択し、代表値に所定の値を加算した値を、遅延量として出力する遅延量計算手段と、を備える。
また、本願発明の遅延量割り当て方法は、第１の通信装置が第２の通信装置の各々へ送信する所定の信号の送信時刻と所定の信号に対する応答を第１の通信装置が受信する受信時刻との差である往復時間を測定する第１のステップと、第２の通信装置の各々について、現在の往復時間と過去の往復時間との差分が所定の範囲に含まれるか否かを判定する第２のステップと、差分の各々が所定の範囲に含まれる場合には、差分の最大値と最小値との間に含まれる数値から代表値を選択し、代表値に所定の値を加算した値を、遅延量として出力する第３のステップと、を備える。
また、本願発明の遅延量割り当て手段の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、遅延量割り当て手段を、第１の通信装置が第２の通信装置の各々へ送信する所定の信号の送信時刻と所定の信号に対する応答を第１の通信装置が受信する受信時刻との差である往復時間を測定する往復時間測定手段、第２の通信装置の各々について、現在の往復時間と過去の往復時間との差分が所定の範囲に含まれるか否かを判定する往復時間比較手段、差分の各々が所定の範囲に含まれる場合には、差分の最大値と最小値との間に含まれる数値から代表値を選択し、代表値に所定の値を加算した値を、遅延量として出力する遅延量計算手段、として動作させるプログラムを記録している。

本願発明の遅延量割り当て手段、統合通信装置、遅延量割り当て方法、通信方法、遅延量割り当て手段の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及びスター形通信システムは、通信装置の適切な遅延量を求めることを可能とする。

第１の実施形態のＰＯＮプロテクションシステムにおける、予備系ＯＬＴのレンジング処理部の機能ブロックを示す図である。 ＰＯＮプロテクションシステムの構成を示す図である。 第１の実施形態のＰＯＮプロテクションシステム及びＯＬＴの内部ブロックを示す図である。 予備系ＯＬＴにおける、切り替え後のレンジング処理部の動作を示すフローチャートである。 ＰＯＮシステムにおける、下りデータ及び上りバーストデータの送受信タイミングを示す図である。 レンジング処理のタイミングを示す図である。 ＯＬＴが二重化されたＰＯＮシステムにおける、ＯＮＵから予備系ＯＬＴへの上りバーストデータの到着タイミングを示す図である。 本願発明の遅延量割り当て手段を、第１の通信装置と第２の通信装置とを備える通信システムに適用した構成を示す図である。

［第１の実施形態］
以下に説明する第１の実施形態は、本願発明の遅延量割り当て手段を、ＰＯＮプロテクションシステムで用いられるレンジング処理部に応用したものである。
図２は、ＰＯＮプロテクションシステム１の構成を示す。ＰＯＮプロテクションシステム１は、ＯＬＴ２（Ａｃｔｉｖｅ＿ＯＬＴ）、ＯＬＴ３（Ｓｔａｎｄｂｙ＿ＯＬＴ）、スプリッタ４及びＮ個（Ｎは自然数）のＯＮＵ（ＯＮＵ５１〜ＯＮＵ５Ｎ）を備える。
ＯＬＴは通信事業者の局内通信装置である。ＯＬＴ２、ＯＬＴ３は、それぞれ現用系ＯＬＴ、予備系ＯＬＴである。ＯＮＵ５１〜５Ｎは、加入者通信装置である。これらのＯＮＵは、加入者の宅内に設置される。スプリッタ４は、２×Ｎ形の光スターカプラである。スプリッタ４は、ＯＬＴ２及びＯＬＴ３と、ＯＮＵ５１〜５ｎとの間に配置される。また、スプリッタ４は、ＯＬＴ２及びＯＬＴ３からＯＮＵ５１〜５ｎに送信される下りデータをＮ個のＯＮＵに対して分岐して送信する。さらに、スプリッタ４は、ＯＮＵ５１〜５ｎから送信される上りバーストデータを多重してＯＬＴ２及びＯＬＴ３に入力する。下りデータ及び上りバーストデータは、１芯の光ファイバに波長多重されて伝送される。
なお、第１の実施形態において、下りデータ及び上りバーストデータの送受信タイミングは、先に図５及び図６を用いて説明したとおりであるので、説明を省略する。
図３は、第１の実施形態におけるＰＯＮプロテクションシステム及びＯＬＴの内部ブロックを示す。
図３において、ＯＬＴ２は現用系ＯＬＴ、ＯＬＴ３は予備系ＯＬＴである。ＯＬＴ２及び３は、光トランシーバ２１及び３１、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理部２２及び３２、レンジング処理部２００及び３００、ＣＰＵ（中央処理装置、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２５０及び３５０，メモリ２５１及び３５１を備える。また、ＯＬＴ２，３は、それぞれ光トランシーバを４台ずつ備えている。そして、それぞれその中の１台の光トランシーバがスプリッタ４に接続されている。ここで、レンジング処理部２００及び３００は、一般的には遅延量割り当て手段と呼ぶことができる。
光トランシーバ２１及び３１は、ＯＬＴ内部と光ファイバ伝送路との間のＯ／Ｅ（Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ）及びＥ／Ｏ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ／Ｏｐｔｉｃａｌ）変換を行う。ＭＡＣ制御部２２及び３２は、伝送路２４、３４からＯＬＴ２、３に入力されるデータを上りデータとして光トランシーバ２１及び３１を経由してＯＮＵに送信するためのインタフェース機能を備える。また、ＭＡＣ制御部２２及び３２は、ＯＮＵから受信した下りバーストデータを、伝送路２４、３４に出力させるためのインタフェース機能をも備える。さらに、ＭＡＣ制御部２２及び３２は、レンジング処理部２００及び３００が計算したＥｑＤを光トランシーバ２１及び３１を経由してＯＮＵに送信する機能も備える。レンジング処理部２００及び３００は、レンジングを行いＯＮＵに割り当てるＥｑＤを計算する。ＣＰＵ（中央処理装置）２５０及び３５０は、メモリ２５１及び３５１に記憶されたプログラムに従い、レンジング処理部２００及び３００を制御する。
図３においては、ＯＬＴ２の光トランシーバＴＲＸ１−３が現用系ＯＬＴ側経路、ＯＬＴ３の光トランシーバＴＲＸ２−３が予備系ＯＬＴ側経路に接続されている。なお、図３には、両方のＯＬＴに接続されているＮ個のＯＮＵのうちＯＮＵ［１］〜ＯＮＵ［３］の３台のみが記載されている。
図３には、ＯＬＴ２とＯＮＵ［１］、ＯＮＵ［２］、ＯＮＵ［３］との間のＰＯＮシステム上の線路長が、それぞれＦＤ［ａ１］、ＦＤ［ａ２］、ＦＤ［ａ３］として記載されている。また、ＯＬＴ３とＯＮＵ［１］、ＯＮＵ［２］、ＯＮＵ［３］との間の線路長がそれぞれＦＤ［ｓ１］、ＦＤ［ｓ２］、ＦＤ［ｓ３］として記載されている。なお、図３において、線路長は、ＰＯＮシステムとしてのＯＬＴ側の起点であるＭＡＣ制御部を起点として記載されている。ここで、ＯＬＴの切り替えにより生じる線路長の差ΔＦＤは、スプリッタとＯＬＴ２との間の線路長と、スプリッタとＯＬＴ３との間の線路長との差であるので、ΔＦＤ＝｜ＦＤ［ｓ１］−ＦＤ［ａ１］｜＝｜ＦＤ［ｓ２］−ＦＤ［ａ２］｜＝｜ＦＤ［ｓ３］−ＦＤ［ａ３］｜となる。
［第１の実施形態の動作の説明］
図１は、第１の実施形態のＰＯＮプロテクションシステムにおける、予備系ＯＬＴのレンジング処理部の機能ブロックを示す。
図１に示したレンジング処理部３００は、ＯＬＴの切り替え後、予備系ＯＬＴとＯＮＵとが通信できるようにするためのレンジング処理を行う。レンジング処理部３００は、レンジング部３１１、ΔＥｑＤ計算部３１２、ＥｑＤ＿ＤＢ３１３、ΔＥｑＤ比較部３１４、新ＥｑＤ計算部及びＥｑＤ出力部３１６を備える。
ＯＬＴが現用系から予備系に切り替わると、レンジング部３１１は、現用系ＯＬＴから切り替え通知を受信する。レンジング部３１１は、切り替え通知を受信すると、予備系ＯＬＴに接続された１台以上のＯＮＵに対してレンジング要求を発出する。以下の説明ではＯＮＵ［ａ］、ＯＮＵ［ｂ］の２台のＯＮＵをレンジングの対象とする場合について記載するが、それ以外の個数のＯＮＵをレンジングの対象としてもよい。
レンジング部３１１は、ＯＮＵ［ａ］、ＯＮＵ［ｂ］から受信したレンジング応答の受信タイミングから、切り替え後のＥｑＤである新ＥｑＤ［ａ］、新ＥｑＤ［ｂ］を計算する。ここで、新ＥｑＤ［ａ］、新ＥｑＤ［ｂ］は、それぞれＯＮＵ［ａ］、ＯＮＵ［ｂ］に対応する、切り替え後のＥｑＤである。
ΔＥｑＤ計算部３１２は、レンジング部３１１から新ＥｑＤ［ａ］、新ＥｑＤ［ｂ］を受け取る。そして、ΔＥｑＤ計算部３１２は、ＥｑＤ＿ＤＢ３１３に対して、ＯＬＴの切り替え直前にＯＮＵ［ａ］、ＯＮＵ［ｂ］に割り当てられていたＥｑＤの返信を要求する指示ＥｑＤ＿ｒｅｑｕｅｓｔ［ａ］、ＥｑＤ＿ｒｅｑｕｅｓｔ［ｂ］を発出する。
ＥｑＤ＿ＤＢ３１３は、プロテクション切り替え直前の各ＯＮＵのＥｑＤを現用系ＯＬＴ２から受信して保存する、データベースである。ＥｑＤ＿ＤＢ３１３は、ＥｑＤ＿ｒｅｑｕｅｓｔ［ａ］，ＥｑＤ＿ｒｅｑｕｅｓｔ［ｂ］をΔＥｑＤ計算部３１２から受け取ると、プロテクション切り替え直前の各ＯＮＵのＥｑＤである旧ＥｑＤ［ａ］、旧ＥｑＤ［ｂ］をΔＥｑＤ計算部３１２に返す。
ΔＥｑＤ計算部３１２は、ＥｑＤ＿ＤＢ３１３から受け取った旧ＥｑＤ［ａ］，旧ＥｑＤ［ｂ］とレンジング部３１１から受け取った新ＥｑＤ［ａ］，新ＥｑＤ［ｂ］との差分であるΔＥｑＤ［ａ］とΔＥｑＤ［ｂ］とを計算する。すなわち、ΔＥｑＤ［ａ］＝新ＥｑＤ［ａ］−旧ＥｑＤ［ａ］、ΔＥｑＤ［ｂ］＝新ＥｑＤ［ｂ］−旧ＥｑＤ［ｂ］である。そして、ΔＥｑＤ計算部３１２は、差分ΔＥｑＤ［ａ］，ΔＥｑＤ［ｂ］をΔＥｑＤ比較部３１４に通知する。
ΔＥｑＤ比較部３１４は、ΔＥｑＤ計算部３１２から通知された差分ΔＥｑＤ［ａ］，ΔＥｑＤ［ｂ］が一致するか、あるいは、それぞれが所定の範囲内にあるかどうかを判定する。そして、ΔＥｑＤ比較部３１４は、その判定結果及び差分ΔＥｑＤ［ａ］，ΔＥｑＤ［ｂ］を新ＥｑＤ計算部３１５に通知する。
新ＥｑＤ計算部３１５は、ΔＥｑＤ比較部３１４から受け取った判定結果及びΔＥｑＤに基づいて、全ＯＮＵに対する新ＥｑＤ［ｉ］（１≦ｉ≦Ｎ）を計算する。新ＥｑＤ［ｉ］の計算方法は後述する。
ＥｑＤ出力部３１６は、新ＥｑＤ計算部３１５が計算した新ＥｑＤ［ｉ］を割り当てる新ＥｑＤ割り当てメッセージを、ＭＡＣ制御部に発出する。
上に述べたレンジング処理部３の動作を、フローチャートを用いて説明する。図４は、予備系ＯＬＴにおける、切り替え後のレンジング処理部３の動作を示すフローチャートである。
図４において、レンジング処理は、レンジング処理部３に入力されたプロテクショントリガの検出によって開始される。レンジング部３１１がプロテクショントリガを検出すると、現用系ＯＬＴから予備系ＯＬＴへプロテクション切り替えが実行される（Ｓ６０１）。
ＯＬＴの切り替えが完了すると、レンジング処理部３は１以上のＯＮＵ（ＯＮＵ［ａ］，ＯＮＵ［ｂ］，…）に対してレンジングを実行する（Ｓ６０２）。そして、レンジング処理部３は、予備系ＯＬＴにおいてレンジング処理を実行した結果得られる新ＥｑＤと、切り替え前に現用系ＯＬＴが当該ＯＮＵに割り当てていた旧ＥｑＤとの差分ΔＥｑＤを計算する（Ｓ６０３）。ここで、レンジング処理部３が複数のＯＮＵ（ＯＮＵ［ａ］、ＯＮＵ［ｂ］、・・・）に対してレンジングを実行した場合、プロテクション切り替え前後において、複数の差分ΔＥｑＤ（ΔＥｑＤ［ａ］、ΔＥｑＤ［ｂ］）が得られる。
そして、レンジング処理部３は、複数の差分ΔＥｑＤ（ΔＥｑＤ［ａ］、ΔＥｑＤ［ｂ］）が、全て一致するか所定の値の範囲内にあるかを確認する（Ｓ６０４）。ΔＥｑＤが、全て一致するか所定の値の範囲内にある場合（Ｓ６０４：Ｙ）、ΔＥｑＤの中から特定のΔＥｑＤが代表値（以下、「代表ΔＥｑＤ」という。）として選ばれる（Ｓ６０５）。
ここで、所定の範囲は、その所定の範囲内にある代表ΔＥｑＤから新ＥｑＤを計算した場合に、どのＯＮＵにおいても上りバーストデータが衝突しないような範囲として設定されてもよい。
次に、レンジング処理部３は、各ＯＮＵについて、旧ＥｑＤ値に対して代表ΔＥｑＤを加算して、新ＥｑＤ［ｉ］とする（Ｓ６０６）。代表ΔＥｑＤは、ΔＥｑＤ［ａ］、ΔＥｑＤ［ｂ］に対して一定の範囲内にあるので、この手順によっても、Ｎ個のＯＮＵの新しいＥｑＤ［ｉ］（１≦ｉ≦Ｎ）が求められる。そして、レンジング処理部３は、ステップＳ６０６で求められた新ＥｑＤ［ｉ］を、旧ＥｑＤ［ｉ］に代えて、ＯＮＵ［ｉ］に割り当て（Ｓ６０９）、ＯＮＵ［ｉ］を起動する（Ｓ６１０）。
この手順を用いると、全てのＯＮＵ（ＯＮＵ［１］〜ＯＮＵ［Ｎ］）のレンジングを行うことなく、全ＯＮＵの新しいＥｑＤ［ｉ］を求められる。その結果、ＯＬＴの切り替えの際のレンジングの回数を大幅に削減することができ、プロテクション切り替えをより高速に実行することが可能となる。
一方、得られた複数のＥｑＤの差分が一致しないか、あるいは所定の範囲内にない場合（Ｓ６０４：Ｎ）には、レンジング処理部３は、残る全てのＯＮＵ［ｉ］に対してレンジング処理を行い（Ｓ６０７）、新ＥｑＤ［ｉ］を計算する（Ｓ６０８）。そして、レンジング処理部３は旧ＥｑＤ［ｉ］に代えて新ＥｑＤ［ｉ］をＯＮＵ［ｉ］に割り当て（Ｓ６０９）、ＯＮＵ［ｉ］を起動する（Ｓ６１０）。この場合、レンジングの回数を削減することはできない。しかし、レンジング処理部３はＯＮＵ毎に新ＥｑＤを計算するので、レンジング処理部３は、各ＯＮＵに対して精密に新ＥｑＤを割り当てることができる。
上記いずれかのフローにしたがってＯＮＵに新ＥｑＤが割り当てられると、プロテクション切り替えが完了する。そして、ＰＯＮシステム内で、切り替え前の予備系ＯＬＴが、現用系ＯＬＴとして運用される。
このように、第１の実施形態は、Ｎ個のＯＮＵのうち一部についてレンジング処理部がレンジングを行ない、複数の新ＥｑＤを算出する。そして、複数の新ＥｑＤと現用系のＥｑＤとのそれぞれの差分ΔＥｑＤが全て一致するか、所定の値の範囲内にある場合、レンジング処理部は特定のΔＥｑＤを代表ΔＥｑＤとして選択する。そして、レンジング処理部は代表ΔＥｑＤを使用して全ＯＮＵに対する新ＥｑＤの計算を行っている。
その結果、レンジング処理部は、全てのＯＮＵに対してレンジングをすることなく、新ＥｑＤを全てのＯＮＵに割り当てることができる。すなわち、第１の実施形態は、レンジング処理の回数を削減することによりプロテクション切り替え後のＯＮＵ起動時間を短縮することができるという効果がある。
ここで、ΔＥｑＤ比較部は、複数のＯＮＵに対してΔＥｑＤが所定の範囲内にあるかどうかを確認している。このように、ΔＥｑＤのばらつきを確認することで、プロテクション切り替え後に設定される新ＥｑＤの妥当性が確保されている。
一方、得られたΔＥｑＤのばらつきが大きい場合には、代表ΔＥｑＤのみから新ＥｑＤが計算されると、各ＯＮＵの送信タイミングの補正が充分行われない恐れがある。このような場合には、図４のＳ６０７〜Ｓ６０８で示したように、レンジング処理部は、Ｎ個のＯＮＵすべてにレンジングを行う。その結果、第１の実施形態には、各ＯＮＵの送信タイミングにばらつきがある場合でも、各ＯＮＵの状態に合わせたＥｑＤを設定できるという効果もある。
なお、上の説明では、レンジング処理部３は、複数のΔＥｑＤから代表ΔＥｑＤを選択している。しかし、レンジング処理部３は、１個のＯＮＵに対してのみレンジングを行ってもよい。そして、得られた１個のΔＥｑＤが所定の範囲内であれば、レンジング処理部３は得られたΔＥｑＤを代表ΔＥｑＤとして新ＥｑＤを計算してもよい。さらに、得られた１個のΔＥｑＤが所定の範囲の外にある場合には、レンジング処理部３は、Ｎ個のＯＮＵすべてにレンジングを行ってＯＮＵ毎にΔＥｑＤを求めてその結果から新ＥｑＤを求めてもよい。
ここで、図６で説明したように、ＥｑＤ＝ＴＥｑＤ−ＲＴＤである。通常、ＴＥｑＤはＰＯＮシステム毎に一定である。従って、現用系ＯＬＴが測定した各ＯＮＵのＲＴＤ（旧ＲＴＤ）を予備系ＯＬＴのＥｑＤ＿ＤＢ３１３に記憶させておき、レンジング処理部３は、予備系ＯＬＴが測定したＲＴＤと旧ＲＴＤとの差分から、ΔＥｑＤを求めてもよい。
レンジングの対象となるＯＮＵは１個以上であればよく、ＯＮＵの中からレンジングの対象となるＯＮＵはランダムに選ばれてもよい。また、レンジングを行うＯＮＵの個数は、レンジングに許容される時間内で最大となるように選んでもよい。
なお、１つのＰＯＮプロテクションシステムに複数の種類のＯＮＵが混在していると、送信タイミングのばらつきがＯＮＵの種類によって異なる可能性がある。このような場合には、ＯＮＵの種類毎に最低１個のＯＮＵに対してレンジングを行ってもよい。
また、代表ΔＥｑＤは、複数のΔＥｑＤの最大値、最小値、あるいは最大値と最小値との間にある値から選択してもよい。あるいは、代表ΔＥｑＤは、ΔＥｑＤの分布から統計的に決定されてもよく、たとえば、ΔＥｑＤの平均値や中央値から求められてもよい。
さらに、選択する代表ΔＥｑＤは１個でなくてもよい。１つのＰＯＮプロテクションシステムに複数の種類のＯＮＵが混在している場合には、レンジング処理部は、複数のＥｑＤを代表ΔＥｑＤとして選択し、ＯＮＵの種類毎に異なる代表ΔＥｑＤを選択して新ＥｑＤを計算してもよい。そうすることにより、レンジング処理部は、ＯＮＵの種類毎に、より適した新ＥｑＤを割り当てることができる。
さらに、ＥｑＤ＿ＤＢ３１３は、切り替え直前の各ＯＮＵの旧ＥｑＤを、現用系ＯＬＴ２からではなく、ＯＮＵに制御命令を送信してＯＮＵから入手してもよい。
以上は予備系ＯＬＴが備えるレンジング処理部に関する説明であるが、現用系ＯＬＴも同様のレンジング処理部を備えていてもよい。その場合には、プロテクション切り替えにより現用系ＯＬＴが予備系ＯＬＴとなった後に再度切り替えが発生した場合にも、その際の予備系ＯＬＴ（すなわち現在の現用系ＯＬＴ）は同様のレンジング処理を行うことができる。
なお、第１の実施形態の変形例としては、レンジング部、ΔＥｑＤ計算部及びΔＥｑＤ比較部において実施される処理を、プロテクション切り替え前に行う構成がある。具体的には、プロテクションの現用系ＯＬＴ側および予備系ＯＬＴ側の光ファイバ接続工事の際に、ＯＮＵを測定用に設置してΔＥｑＤをあらかじめ測定し、新ＥｑＤの値を計算しておく。これにより、レンジング処理部は、プロテクション切り替えが発生した後にレンジング処理を行うことなく、新ＥｑＤを各ＯＮＵに設定できる。従って、さらなるプロテクションの高速切り替えが可能となる。
以上説明したように、第１の実施形態及びその変形例は、通信装置の適切な遅延量を求めることを可能とするという効果を奏する。
［第２の実施形態］
次に、本願発明の第２の実施形態について説明する。
図８は、本願発明の遅延量割り当て手段を、第１の通信装置と第２の通信装置とを備える通信システムに適用した構成を示す。図８において、遅延量割り当て装置６００は、第１の通信装置６２０と接続されている。第２の通信装置６１〜６Ｎは、通信装置６２０と対向する通信装置である。
遅延量割り当て装置６００は、往復時間測定部６１１、往復時間比較部６１３及び遅延量計算部６１４を備える。往復時間測定部６１１は、第１の通信装置６２０から第２の通信装置６１〜６Ｎの各々へ送信した所定の信号の送信時刻と前記所定の信号に対する応答を第１の通信装置が受信する受信時刻との差である往復時間を測定する。また、往復時間比較部６１３は、第２の通信装置の各々について、現在の往復時間及び過去の往復時間の差分が所定の範囲に含まれるか否かを判定する。さらに、遅延量計算部６１４は、差分の各々が所定の範囲に含まれる場合には、差分の最大値と最小値との間に含まれる数値から代表値を選択し、代表値に第２の所定の値を加算した値を、遅延量として出力する。
第２の実施形態においては、現在の往復時間と、過去に求められた往復時間との差分を計算することで、過去の往復時間に対する、現在の往復時間のばらつきが計算される。そして、その差分が所定の範囲に含まれるかどうかにより、現在の往復時間のばらつきの大きさが判断される。すなわち、第２の実施形態においては、往復時間の差分が所定の範囲内にある場合は、差分の代表値を選択して、その代表値を過去の往復時間に加算して、遅延量を計算する。その結果、第２の実施形態の遅延量割り当て装置は、現在の往復時間のばらつきの大きさが考慮された、適切な遅延量を求めることができる。
なお、以上に説明した本願発明の実施形態は、特定のスター形通信システムへの適用を目的としていない。本願発明は、たとえば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８２、Ｇ．９８３、Ｇ．９８４や、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｉｎｃ．）８０２．３ａｈ規格といった、標準化された勧告や規格に準拠したＰＯＮシステムのいずれにも適用できる。さらに、本願発明は、ＰＯＮシステム以外のスター形通信システムにも適用できる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２００９年３月１０日に出願された日本出願特願２００９−０５６４６６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ ＰＯＮプロテクションシステム
２、３ ＯＬＴ
４ スプリッタ
２１、３１ 光トランシーバ
２２、３２ ＭＡＣ制御部
２４、３４ 入出力伝送路
５１〜５Ｎ ＯＮＵ
６１〜６Ｎ 通信装置
２００、３００ レンジング処理部
２５０、３５０ ＣＰＵ
２５１、３５１ メモリ
３１１ レンジング処理部
３１２ ΔＥｑＤ計算部
３１３ ＥｑＤ＿ＤＢ
３１４ ΔＥｑＤ比較部
３１５ 新ＥｑＤ計算部
３１６ ＥｑＤ出力部
６００ 遅延量割り当て装置
６１１ 往復時間測定部
６１３ 往復時間比較部
６１４ 遅延量計算部
６１５ 遅延量出力部
６２０ 通信装置

Claims (18)

1. 第１の通信装置が第２の通信装置の各々へ送信する所定の信号の送信時刻と前記所定の信号に対する応答を前記第１の通信装置が受信する受信時刻との差である往復時間を測定する往復時間測定手段と、
   前記第２の通信装置の各々について、現在の前記往復時間と過去の前記往復時間との差分が所定の範囲に含まれるか否かを判定する往復時間比較手段と、
   前記差分の各々が所定の範囲に含まれる場合には、前記差分の最大値と最小値との間に含まれる数値から代表値を選択し、前記代表値に所定の値を加算した値を、遅延量として出力する遅延量計算手段と、
   を備えることを特徴とする、遅延量割り当て手段。
2. 前記往復時間の測定は、前記第２の通信装置の一部に対して行われることを特徴とする、
   請求項１に記載された遅延量割り当て手段。
3. 前記差分が所定の範囲に含まれない場合には、前記遅延量計算手段は、前記差分の各々に前記所定の値を加算した値を出力することを特徴とする、請求項１又は２に記載された遅延量割り当て手段。
4. 前記所定の値は、前記過去の往復時間であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載された遅延量割り当て手段。
5. 前記遅延量割り当て手段は、
   スターカプラを介して前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが接続され、前記第１の通信装置によって割り当てられた遅延量に基づいて前記第２の通信装置が前記第１の通信装置にデータを送信するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムで用いられることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載された遅延量割り当て手段。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載された遅延量割り当て手段と、通信先との間で信号を送受信する送受信手段と、を備えることを特徴とする統合通信装置。
7. 前記過去の往復時間は、他の前記第１の通信装置が測定した前記往復時間であることを特徴とする、請求項６に記載された統合通信装置。
8. 前記往復時間比較手段は、前記他の第１の通信装置から前記第１の通信装置への切り替えを契機に、前記現在の応答時間の測定を開始することを特徴とする、請求項７に記載された統合通信装置。
   
9. 第１の通信装置が第２の通信装置の各々へ送信する所定の信号の送信時刻と前記所定の信号に対する応答を前記第１の通信装置が受信する受信時刻との差である往復時間を測定する第１のステップと、
   前記第２の通信装置の各々について、現在の前記往復時間と過去の前記往復時間との差分が所定の範囲に含まれるか否かを判定する第２のステップと、
   前記差分の各々が所定の範囲に含まれる場合には、前記差分の最大値と最小値との間に含まれる数値から代表値を選択し、前記代表値に所定の値を加算した値を、遅延量として出力する第３のステップと、
   を備えることを特徴とする、遅延量割り当て方法。
10. 前記第１のステップは、前記第２の通信装置の一部に対して行われることを特徴とする、請求項９に記載された遅延量割り当て方法。
11. 前記差分が所定の範囲に含まれない場合には、前記差分の各々に前記所定の値を加算した値を出力する第４のステップをさらに備えることを特徴とする、請求項９又は１０に記載された遅延量割り当て方法。
12. 前記所定の値は、前記過去の往復時間であることを特徴とする、請求項９乃至１１のいずれかに記載された遅延量割り当て方法。
13. 前記遅延量割り当て方法は、
    スターカプラを介して前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが接続され、前記第１の通信装置によって割り当てられた遅延量に基づいて前記第２の通信装置が前記第１の通信装置にデータを送信するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムで用いられることを特徴とする、請求項９乃至１２のいずれかに記載された遅延量割り当て方法。
14. 請求項９乃至１３のいずれかに記載された遅延量割り当て方法において、さらに、通信先と信号を送受信するステップ、を備えることを特徴とする、通信方法。
15. 遅延量割り当て手段を、
    第１の通信装置が第２の通信装置の各々へ送信する所定の信号の送信時刻と前記所定の信号に対する応答を前記第１の通信装置が受信する受信時刻との差である往復時間を測定する往復時間測定手段、
    前記第２の通信装置の各々について、現在の前記往復時間と過去の前記往復時間との差分が所定の範囲に含まれるか否かを判定する往復時間比較手段、
    前記差分の各々が所定の範囲に含まれる場合には、前記差分の最大値と最小値との間に含まれる数値から代表値を選択し、前記代表値に所定の値を加算した値を、遅延量として出力する遅延量計算手段、
    として動作させるための遅延量割り当て手段の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
16. スターカプラを介して前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが接続され、前記第１の通信装置によって割り当てられた遅延量に基づいて前記第２の通信装置が前記第１の通信装置にデータを送信するＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムで用いられることを特徴とする、請求項１５に記載された遅延量割り当て手段の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
17. 分岐装置を介して、第２の通信装置が、同一の第１の通信装置に接続されているスター形通信システムであって、
    前記第１の通信装置は、請求項６に記載された統合通信装置であることを特徴とする、スター形通信システム。
18. 前記分岐装置はスターカプラであり、前記スター形通信システムは、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムであることを特徴とする、請求項１７に記載されたスター形通信システム。

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