JP5687217B2

JP5687217B2 - 帯域割当方法及び端局装置

Info

Publication number: JP5687217B2
Application number: JP2012000289A
Authority: JP
Inventors: 慈仁酒井; 憲行太田; 坂本　健; 健坂本
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2032-01-04
Also published as: JP2013141129A

Description

本発明は、複数の加入者線終端装置に帯域を割り当てる帯域割当方法及び端局装置において、上り通信の遅延時間を短縮する技術に関する。

受動光通信網では、複数の加入者線終端装置が１台の端局装置に接続されている。各加入者線終端装置から端局装置への上り通信は、相互に衝突しないように時分割多重化されている。複数の加入者線終端装置及び１台の端局装置はＰ２ＭＰ接続されており、複数の加入者線終端装置は相互に直接に通信することができないため、端局装置は各加入者線終端装置に送信許可量及び送信開始時間を通知する動的帯域割り当てを行なう。

動的帯域割り当ての処理の流れを説明する。各加入者線終端装置は、下位装置から上りデータを受信し、バッファに上りデータを蓄積し、上りデータの蓄積量を算出し、端局装置に送信要求量を通知する。端局装置は、各加入者線終端装置の送信許可量及び送信開始時間を、各加入者線終端装置の送信要求量に基づいて算出し、各加入者線終端装置に通知する。各加入者線終端装置は、端局装置から通知された送信許可量及び送信開始時間に基づいて、バッファに蓄積した上りデータを端局装置に送信する。

端局装置は各加入者線終端装置に、上りデータの送信許可量及び送信開始時間を通知するとともに、送信要求信号の送信許可量及び送信開始時間を通知する。特許文献１では、端局装置は各加入者線終端装置に、上りデータ及び送信要求信号の送信許可量及び送信開始時間をまとめて通知する。そのため、上りデータ送信のオーバーヘッドを減少し、上りデータ送信の遅延時間を短縮し、上りデータ送信の帯域利用効率を向上することができる。このように、上りデータ送信の遅延時間及び上りデータ送信の帯域利用効率は、特許文献１のような動的帯域割り当て方法に大きく依存している。

特開２００９−４９８８３号公報

各加入者線終端装置は、下位装置から上りデータを受信し、バッファに上りデータを蓄積し、上りデータの蓄積量を算出し、端局装置に送信要求量を通知する。よって、送信要求信号が送信される前に受信された上りデータは、今回の送信要求信号に対応する送信許可が通知された後に送信可能である。しかし、送信要求信号が送信された後に受信された上りデータは、次回の送信要求信号に対応する送信許可が通知されるまで送信不能である。つまり、送信許可待ちの分だけ遅延時間が発生する。

各加入者線終端装置から端局装置への上り通信量が少ないときには、全加入者線終端装置の送信許可量の合計は割り当て周期１回に割り当て可能な送信許可量より少ないにも関わらず、上述のように送信許可待ちの分だけ遅延時間が発生する。そこで、割り当て周期を短縮することにより、送信許可待ちの分の遅延時間を短縮することが考えられる。しかし、各加入者線終端装置の上りデータ及び送信要求信号の送信許可量及び送信開始時間を算出する時間を短縮するには限界があり、割り当て周期を短縮するには限界がある。

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、各加入者線終端装置から端局装置への上り通信量が少ないときでも、上り通信の遅延時間を短縮することを目的とする。

端局装置は各加入者線終端装置に、各加入者線終端装置の下位装置から各加入者線終端装置への上り通信での実際の通信速度より速い各加入者線終端装置の下位装置から各加入者線終端装置への上り通信での最大の通信速度に基づいて、帯域を割り当てることとした。そして、各加入者線終端装置は端局装置に、送信要求信号が送信される前に受信された上りデータを、今回の送信要求信号に対応する送信許可が通知された後に送信するのみならず、送信要求信号が送信された後に受信された上りデータを、今回の送信要求信号に対応する送信許可が通知された後に送信することとした。

具体的には、本発明は、一の端局装置に複数の加入者線終端装置が接続される受動光通信網における端局装置が行なう帯域割当方法であって、前記複数の加入者線終端装置に含まれる各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報を取得するとともに前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信要求量についての情報を取得する最大通信速度取得ステップと、
前記各加入者線終端装置の前記最大通信速度についての情報及び前記送信要求量についての情報に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出する送信許可量算出ステップと、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を前記各加入者線終端装置に通知する送信許可量通知ステップと、を順に備えることと特徴とする帯域割当方法である。

また、本発明は、一の端局装置に複数の加入者線終端装置が接続される受動光通信網における端局装置であって、前記複数の加入者線終端装置に含まれる各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報を取得する最大通信速度取得部と、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信要求量についての情報を取得する送信要求量取得部と、前記各加入者線終端装置の前記最大通信速度についての情報及び前記送信要求量についての情報に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出する送信許可量算出部と、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を前記各加入者線終端装置に通知する送信許可量通知部と、を備えることを特徴とする端局装置である。

この構成によれば、各加入者線終端装置から端局装置への上り通信量が少ないときでも、上り通信の遅延時間を短縮することができる。

また、本発明は、前記最大通信速度取得ステップは、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信でのリンク状態及び許容通信速度についての情報を取得し、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信がリンクアップ状態であるときに、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での許容通信速度を最大通信速度として設定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、前記最大通信速度取得部は、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信でのリンク状態及び許容通信速度についての情報を取得し、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信がリンクアップ状態であるときに、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での許容通信速度を最大通信速度として設定することを特徴とする端局装置である。

この構成によれば、各加入者線終端装置の下位装置から各加入者線終端装置への上り通信での現在のリンク状態に基づいて、各加入者線終端装置の下位装置から各加入者線終端装置への上り通信での現在の最大通信速度を取得することができる。

また、本発明は、前記送信許可量算出ステップは、前記各加入者線終端装置の前記送信要求量についての情報に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出し、当該算出によって得られた前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量の合計が前記複数の加入者線終端装置に割り当て可能な送信許可量以下であるときに、前記複数の加入者線終端装置のうちの少なくとも１つの加入者線終端装置の下位装置から当該加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報に基づいて、当該加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出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、前記送信許可量算出部は、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信要求量についての情報に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出し、当該算出によって得られた前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量の合計が前記複数の加入者線終端装置に割り当て可能な送信許可量以下であるときに、前記複数の加入者線終端装置のうちの少なくとも１つの加入者線終端装置の下位装置から当該加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報に基づいて、当該加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出することを特徴とする端局装置である。

この構成によれば、割り当て可能な送信許可量の範囲内で、全加入者線終端装置のうち一又は複数の加入者線終端装置に対しては、一又は複数の加入者線終端装置の下位装置から一又は複数の加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度に基づいて、より多くの送信許可量を割り当てることができる。

また、本発明は、前記送信許可量算出ステップは、前記各加入者線終端装置の前記最大通信速度についての情報に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出し、当該算出によって得られた前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量の合計が前記複数の加入者線終端装置に割り当て可能な送信許可量以下であるときに、前記複数の加入者線終端装置のうちの少なくとも１つの加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信要求量についての情報に基づいて、当該加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出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、前記送信許可量算出部は、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出し、当該算出によって得られた前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量の合計が前記複数の加入者線終端装置に割り当て可能な送信許可量以下であるときに、前記複数の加入者線終端装置のうちの少なくとも１つの加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信要求量についての情報に基づいて、当該加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出することを特徴とする端局装置である。

この構成によれば、全加入者線終端装置のうち予め指定された一又は複数の加入者線終端装置に対しては、一又は複数の加入者線終端装置の下位装置から一又は複数の加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度に基づいて、より多くの送信許可量を割り当てることができる。

また、本発明は、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での許容通信速度は、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信において、一定時間に間断なく上りデータが入力されるときの通信ポートの通信速度、又は設定により制限される通信ポートの通信速度であ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、各加入者線終端装置の下位装置から各加入者線終端装置への上り通信での許容通信速度を設定することができる。

また、本発明は、前記最大通信速度取得ステップは、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での許容通信速度についての情報を、前記各加入者線終端装置から取得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、各加入者線終端装置の下位装置から各加入者線終端装置への上り通信での許容通信速度を取得することができる。

また、本発明は、前記最大通信速度取得ステップは、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での許容通信速度についての情報を、前記端局装置において記憶していることを特徴とする帯域割当方法である。

また、本発明は、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報に基づく送信許可量は、前記各加入者線終端装置の最大通信速度が適用される場合に上りデータの送信に必要な送信許可量及び余剰ビットの送信に必要な送信許可量の和であり、
前記余剰ビットの送信に必要な送信許可量は、誤り訂正を行なった際に付与するパリティ長、暗号化を行なった際に付与する追加ビット長、前記各加入者線終端装置での送信時に光送信器の安定な発光及び消光に要する時間に相当する冗長ビット長、並びに前記端局装置での受信時に光受信器クロック並びに上りデータ信号の同期に要する同期ビット長の少なくともいずれかを含む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、各加入者線終端装置の下位装置から各加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報に基づく送信許可量を算出することができる。

また、本発明は、前記送信許可量算出ステップは、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報、及び前記各加入者線終端装置に対して割り当てることが許容された最大の送信許可量に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出することを特徴とする帯域割当方法である。

本発明は、各加入者線終端装置から端局装置への上り通信量が少ないときでも、上り通信の遅延時間を短縮することができる。

実施形態１−３の受動光通信網の構成を示す図である。実施形態１−３の端局装置の構成を示す図である。実施形態１−３の最大通信速度取得処理を示すフローチャートである。実施形態１の動的帯域割り当て処理を示すフローチャートである。実施形態１−３のリンク状態取得工程を示すフローチャートである。実施形態１−３の最大通信速度算出工程を示すフローチャートである。実施形態１の送信許可量算出工程を示すフローチャートである。実施形態２の動的帯域割り当て処理を示すフローチャートである。実施形態２、３の送信要求量取得工程を示すフローチャートである。実施形態２の送信許可量算出工程を示すフローチャートである。実施形態２の送信許可量算出工程を示すフローチャートである。実施形態３の動的帯域割り当て処理を示すフローチャートである。実施形態３の送信許可量算出工程を示すフローチャートである。実施形態３の送信許可量算出工程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。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
受動光通信網の構成を図１に示す。受動光通信網は、複数の加入者線終端装置１−１、１−２、・・・、１−Ｎ及び１台の端局装置２を備える。加入者線終端装置１−１、１−２、・・・、１−Ｎは、それぞれ光スプリッタに接続され、端局装置２も、光スプリッタに接続される。加入者線終端装置１−１、１−２、・・・、１−Ｎは、それぞれ一又は複数の通信ポート３−１、３−２、・・・、３−Ｎを備える。通信ポート３−１、３−２、・・・、３−Ｎは、それぞれ加入者線終端装置１−１、１−２、・・・、１−Ｎの下位装置に接続される通信ポートであり、物理ポート又はリンクアグリゲーションにより構成された論理ポートである。上り方向とは、加入者線終端装置１から端局装置２へと向かう方向であり、下り方向とは、端局装置２から加入者線終端装置１へと向かう方向である。

端局装置の構成を図２に示す。端局装置２は、最大通信速度取得部２１、送信要求量取得部２２、送信許可量算出部２３及び送信許可量通知部２４を備える。

最大通信速度取得部２１は、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信での最大通信速度についての情報を取得する。具体的には、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信でのリンク状態及び許容通信速度についての情報を取得する。そして、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信がリンクアップ状態であるときに、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信において許容通信速度を最大通信速度として設定する。

送信要求量取得部２２は、各加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信に対する送信要求量についての情報を各加入者線終端装置１から取得する。

送信許可量算出部２３は、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信での最大通信速度についての情報に基づいて、各加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信に対する送信許可量を算出する。

送信許可量通知部２４は、各加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信に対する送信許可量を各加入者線終端装置１に通知する。

以下に、処理の詳細を説明する。最大通信速度取得処理を示すフローチャートを図３に示す。動的帯域割り当て処理を示すフローチャートを図４に示す。最大通信速度取得処理は、最大通信速度取得部２１により行なわれ、リンク状態取得工程Ｓ１及び最大通信速度算出工程Ｓ２を備える。動的帯域割り当て処理は、送信許可量算出部２３により行なわれ、送信許可量算出工程Ｓ３を備える。最大通信速度取得処理及び動的帯域割り当て処理は、それぞれ独立した割り当て周期において行なわれる。

リンク状態取得工程を示すフローチャートを図５に示す。最大通信速度取得部２１は、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信でのリンク状態及び許容通信速度の取得を要求するリンク状態取得要求フレームを生成し（ステップＳ１１）、リンク状態取得要求フレームを各加入者線終端装置１に送信する。

リンク状態とは、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信において、通信可能であるリンクアップ状態、又は通信不能であるリンクダウン状態を指す。許容通信速度とは、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信において、一定時間に間断なく上りデータが入力されるときの通信ポート３の通信速度、又はポリサやシェーパの設定により制限される通信ポート３の通信速度を指す。

各加入者線終端装置１は、自己の下位装置から自己への上り通信でのリンク状態及び許容通信速度を取得し（ステップＳ１２）、自己の下位装置から自己への上り通信でのリンク状態及び許容通信速度を包含するリンク状態応答フレームを生成し（ステップＳ１３）、リンク状態応答フレームを端局装置２に送信する。最大通信速度取得部２１は、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信でのリンク状態及び許容通信速度を保存する（ステップＳ１４）。

図５の説明では、最大通信速度取得部２１は、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信での許容通信速度を、各加入者線終端装置１から取得している。変形例として、最大通信速度取得部２１は、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信での許容通信速度を、毎回各加入者線終端装置１から取得せず予め記憶していてもよい。

最大通信速度算出工程を示すフローチャートを図６に示す。最大通信速度算出工程は、各加入者線終端装置１に対して行なわれる。最初に、最大通信速度取得部２１は、最大通信速度を０に初期化して記憶する（ステップＳ２１）。

最大通信速度取得部２１は、各加入者線終端装置１の１個の通信ポート３のリンク状態を参照する（ステップＳ２２）。当該通信ポート３のリンク状態がリンクアップ状態であるときに（ステップＳ２３においてＹＥＳ）、最大通信速度取得部２１は、当該通信ポート３の許容通信速度を考慮する必要があり、現時点で記憶している最大通信速度に当該通信ポート３の許容通信速度を加算する（ステップＳ２４）。当該通信ポート３のリンク状態がリンクダウン状態であるときに（ステップＳ２３においてＮＯ）、当該通信ポート３の許容通信速度を考慮する必要がなく、ステップＳ２４を行なわない。

最大通信速度取得部２１は、各加入者線終端装置１の全ての通信ポート３のリンク状態を参照していないときに（ステップＳ２５においてＮＯ）、各加入者線終端装置１の次の通信ポート３のリンク状態を参照し（ステップＳ２６）、ステップＳ２３、Ｓ２４を繰り返す。最大通信速度取得部２１は、各加入者線終端装置１の全ての通信ポート３のリンク状態を参照しているときに（ステップＳ２５においてＹＥＳ）、現時点で記憶している最大通信速度を確定した最大通信速度として記憶する（ステップＳ２７）。

送信許可量算出工程を示すフローチャートを図７に示す。今周期で割り当て可能な送信許可量は、各加入者線終端装置１に分配され、全加入者線終端装置１に対する送信許可量以下である。最初に、送信許可量算出部２３は、割り当て可能な送信許可量ＡＧを、今周期で割り当て可能な送信許可量に初期化して記憶する（ステップＳ３１）。

送信許可量算出部２３は、１個の加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲを参照し（ステップＳ３２）、当該加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲに基づいて、当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＰを、ＧＰ＝ｍａｘ（ＭＲ×Ｃ＋ＯＨ，Ｇｍａｘ）のように試算する（ステップＳ３３）。ｍａｘは、かっこ内のいずれかの最大値を採用する。

ＭＲ×Ｃは、当該加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲ及び割り当て周期１回の時間Ｃの積であり、当該加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲが適用される場合に上りデータの送信に必要な送信許可量である。ＯＨは、余剰ビットの送信に必要な送信許可量であり、誤り訂正を行なった際に付与するパリティ長、暗号化を行なった際に付与する追加ビット長、各加入者線終端装置１での送信時に光送信器の安定な発光・消光に要する時間に相当する冗長ビット長、並びに端局装置２での受信時に光受信器クロック及び上りデータ信号の同期に要する同期ビット長の少なくともいずれかを包含する。Ｇｍａｘは、各加入者線終端装置１に対して割り当てることが許容された最大の送信許可量である。

ステップＳ３３で試算した当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＰが、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧ以下であるときに（ステップＳ３４においてＹＥＳ）、送信許可量算出部２３は、ステップＳ３３で試算した送信許可量ＧＰを当該加入者線終端装置１に割り当てることができる（ステップＳ３５）。そして、送信許可量算出部２３は、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧから、ステップＳ３３で試算した当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＰを減算し、当該減算値を新たな割り当て可能な送信許可量ＡＧとして記憶する（ステップＳ３６）。

ステップＳ３３で試算した当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＰが、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧより大きいときに（ステップＳ３４においてＮＯ）、送信許可量算出部２３は、ステップＳ３３で試算した送信許可量ＧＰを当該加入者線終端装置１に割り当てることができない。そして、送信許可量算出部２３は、ステップＳ３５、Ｓ３６を行なわない。

送信許可量算出部２３は、全ての加入者線終端装置１に対してステップＳ３３〜Ｓ３６を行なっていないときに（ステップＳ３７においてＮＯ）、次の加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲを参照し（ステップＳ３８）、ステップＳ３３〜Ｓ３６を繰り返す。送信許可量算出部２３は、全ての加入者線終端装置１に対してステップＳ３３〜Ｓ３６を行なっているときに（ステップＳ３７においてＹＥＳ）、送信許可量算出工程を終了する。

以上のように、端局装置２は各加入者線終端装置１に、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信での実際の通信速度より速い各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信での最大の通信速度に基づいて、帯域を割り当てる。そして、各加入者線終端装置１は端局装置２に、送信要求信号が送信される前に受信された上りデータを、今回の送信要求信号に対応する送信許可が通知された後に送信するのみならず、送信要求信号が送信された後に受信された上りデータを、今回の送信要求信号に対応する送信許可が通知された後に送信する。

したがって、各加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信量が少ないときでも、上り通信の遅延時間を短縮することができる。

（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。受動光通信網の構成、端局装置２の構成及び最大通信速度取得処理については、実施形態２は実施形態１と同様である。

送信許可量算出部２３は、各加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信に対する送信要求量についての情報に基づいて、各加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信に対する送信許可量を算出する。そして、各加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信に対する送信許可量の合計が、割り当て可能な送信許可量より小さいときに、割り当て可能な送信許可量の範囲内で、一又は複数の加入者線終端装置１の下位装置から一又は複数の加入者線終端装置１への上り通信での最大通信速度についての情報に基づいて、一又は複数の加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信に対する送信許可量を算出する。

送信許可量通知部２４は、一又は複数の加入者線終端装置１の下位装置から一又は複数の加入者線終端装置１への上り通信での最大通信速度についての情報に基づく送信許可量を、一又は複数の加入者線終端装置１に通知する。そして、他の加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信に対する送信要求量についての情報に基づく送信許可量を、他の加入者線終端装置１に通知する。

以下に、処理の詳細を説明する。動的帯域割り当て処理を示すフローチャートを図８に示す。動的帯域割り当て処理は、送信要求量取得部２２及び送信許可量算出部２３により行なわれ、送信要求量取得工程Ｓ４及び送信許可量算出工程Ｓ５を備える。

送信要求量取得工程を示すフローチャートを図９に示す。各加入者線終端装置１は、自己の下位装置から自己への上り通信でのバッファ量を取得し（ステップＳ４１）、自己から端局装置２への上り通信に対する送信要求量を包含する送信要求量通知フレームを生成し（ステップＳ４２）、送信要求量通知フレームを端局装置２に送信する。送信要求量取得部２２は、各加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信に対する送信要求量を保存する（ステップＳ４３）。

送信許可量算出工程を示すフローチャートを図１０及び図１１に示す。今周期で割り当て可能な送信許可量は、各加入者線終端装置１に分配され、全加入者線終端装置１に対する送信許可量以下である。最初に、送信許可量算出部２３は、割り当て可能な送信許可量ＡＧを、今周期で割り当て可能な送信許可量に初期化して記憶する（ステップＳ５１）。

送信許可量算出部２３は、１個の加入者線終端装置１の送信要求量ＲＬを参照し（ステップＳ５２）、当該加入者線終端装置１の送信要求量ＲＬに基づいて、当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＲを、ＧＲ＝ｍａｘ（ＲＬ＋ＯＨ，Ｇｍａｘ）のように試算する（ステップＳ５３）。ｍａｘは、かっこ内のいずれかの最大値を採用する。ＯＨ及びＧｍａｘは、実施形態１及び実施形態２で同様である。

ステップＳ５３で試算した当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＲが、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧ以下であるときに（ステップＳ５４においてＹＥＳ）、送信許可量算出部２３は、ステップＳ５３で試算した送信許可量ＧＲを当該加入者線終端装置１に割り当てることができる（ステップＳ５５）。そして、送信許可量算出部２３は、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧから、ステップＳ５３で試算した当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＲを減算し、当該減算値を新たな割り当て可能な送信許可量ＡＧとして記憶する（ステップＳ５６）。

ステップＳ５３で試算した当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＲが、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧより大きいときに（ステップＳ５４においてＮＯ）、送信許可量算出部２３は、ステップＳ５３で試算した送信許可量ＧＲを当該加入者線終端装置１に割り当てることができない。そして、送信許可量算出部２３は、ステップＳ５５、Ｓ５６を行なわない。

送信許可量算出部２３は、全ての加入者線終端装置１に対してステップＳ５３〜Ｓ５６を行なっていないときに（ステップＳ５７においてＮＯ）、次の加入者線終端装置１の送信要求量ＲＬを参照し（ステップＳ５８）、ステップＳ５３〜Ｓ５６を繰り返す。送信許可量算出部２３は、全ての加入者線終端装置１に対してステップＳ５３〜Ｓ５６を行なっているときに（ステップＳ５７においてＹＥＳ）、ステップＳ６１に進む。

送信許可量算出部２３は、１個の加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲを参照し（ステップＳ６１）、当該加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲに基づいて、当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＰを、ＧＰ＝ｍａｘ（ＭＲ×Ｃ＋ＯＨ，Ｇｍａｘ）のように試算する（ステップＳ６２）。ｍａｘは、かっこ内のいずれかの最大値を採用する。Ｃ、ＯＨ及びＧｍａｘは、実施形態１及び実施形態２で同様である。

送信許可量算出部２３は、当該加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲに基づく送信許可量ＧＰから、当該加入者線終端装置１の送信要求量ＲＬに基づく送信許可量ＧＲを減算して、差分の送信許可量ＧＰ’を算出する（ステップＳ６３）。差分の送信許可量ＧＰ’は、当該加入者線終端装置１の送信要求量ＲＬに基づく送信許可量ＧＲから、当該加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲに基づく送信許可量ＧＰへと、当該加入者線終端装置１の送信許可量を変更するにあたり、追加されるべき送信許可量である。

ステップＳ６３で試算した当該加入者線終端装置１の追加の送信許可量ＧＰ’が、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧ以下であるときに（ステップＳ６４においてＹＥＳ）、送信許可量算出部２３は、ステップＳ６２で試算した送信許可量ＧＰを当該加入者線終端装置１に割り当てることができる（ステップＳ６５）。そして、送信許可量算出部２３は、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧから、ステップＳ６３で試算した当該加入者線終端装置１の追加の送信許可量ＧＰ’を減算し、当該減算値を新たな割り当て可能な送信許可量ＡＧとして記憶する（ステップＳ６６）。

ステップＳ６３で試算した当該加入者線終端装置１の追加の送信許可量ＧＰ’が、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧより大きいときに（ステップＳ６４においてＮＯ）、送信許可量算出部２３は、ステップＳ６２で試算した送信許可量ＧＰを当該加入者線終端装置１に割り当てることができない。そして、送信許可量算出部２３は、ステップＳ６５、Ｓ６６を行なわない。

送信許可量算出部２３は、全ての加入者線終端装置１に対してステップＳ６２〜Ｓ６６を行なっていないときに（ステップＳ６７においてＮＯ）、次の加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲを参照し（ステップＳ６８）、ステップＳ６２〜Ｓ６６を繰り返す。送信許可量算出部２３は、全ての加入者線終端装置１に対してステップＳ６２〜Ｓ６６を行なっているときに（ステップＳ６７においてＹＥＳ）、送信許可量算出工程を終了する。

以上のように、割り当て可能な送信許可量の範囲内で、端局装置２は全加入者線終端装置１のうちの一又は複数の各加入者線終端装置１に、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信での実際の通信速度より速い各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信での最大の通信速度に基づいて、帯域を割り当てる。そして、割り当て可能な送信許可量の範囲内で、全加入者線終端装置１のうちの一又は複数の各加入者線終端装置１は端局装置２に、送信要求信号が送信される前に受信された上りデータを、今回の送信要求信号に対応する送信許可が通知された後に送信するのみならず、送信要求信号が送信された後に受信された上りデータを、今回の送信要求信号に対応する送信許可が通知された後に送信する。

したがって、各加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信量が少ないときでも、全加入者線終端装置１のうちの一又は複数の各加入者線終端装置１に関しては、上り通信の遅延時間を短縮することができる。

（実施形態３）
次に、実施形態３について説明する。受動光通信網の構成、端局装置２の構成及び最大通信速度取得処理については、実施形態３は実施形態１と同様である。送信要求量取得工程については、実施形態３は実施形態２と同様である。

送信許可量算出部２３は、一又は複数の加入者線終端装置１の下位装置から一又は複数の加入者線終端装置１への上り通信での最大通信速度についての情報に基づいて、一又は複数の加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信に対する送信許可量を算出する。そして、他の加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信に対する送信要求量についての情報に基づいて、他の加入者線終端装置１から端局装置２への上り通信に対する送信許可量を算出する。

以下に、処理の詳細を説明する。動的帯域割り当て処理を示すフローチャートを図１２に示す。動的帯域割り当て処理は、送信要求量取得部２２及び送信許可量算出部２３により行なわれ、送信要求量取得工程Ｓ７及び送信許可量算出工程Ｓ８を備える。

送信許可量算出工程を示すフローチャートを図１３及び図１４に示す。今周期で割り当て可能な送信許可量は、各加入者線終端装置１に分配され、全加入者線終端装置１に対する送信許可量以下である。最初に、送信許可量算出部２３は、割り当て可能な送信許可量ＡＧを、今周期で割り当て可能な送信許可量に初期化して記憶する（ステップＳ８１）。

送信許可量算出部２３は、最大通信速度に基づいて送信許可量の割り当てを行なうと予め定められた１個の加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲを参照し（ステップＳ８２）、当該加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲに基づいて、当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＰを、ＧＰ＝ｍａｘ（ＭＲ×Ｃ＋ＯＨ，Ｇｍａｘ）のように試算する（ステップＳ８３）。ｍａｘは、かっこ内のいずれかの最大値を採用する。Ｃ、ＯＨ及びＧｍａｘは、実施形態１及び実施形態３で同様である。

ステップＳ８３で試算した当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＰが、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧ以下であるときに（ステップＳ８４においてＹＥＳ）、送信許可量算出部２３は、ステップＳ８３で試算した送信許可量ＧＰを当該加入者線終端装置１に割り当てることができる（ステップＳ８５）。そして、送信許可量算出部２３は、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧから、ステップＳ８３で試算した当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＰを減算し、当該減算値を新たな割り当て可能な送信許可量ＡＧとして記憶する（ステップＳ８６）。

ステップＳ８３で試算した当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＰが、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧより大きいときに（ステップＳ８４においてＮＯ）、送信許可量算出部２３は、ステップＳ８３で試算した送信許可量ＧＰを当該加入者線終端装置１に割り当てることができない。そして、送信許可量算出部２３は、ステップＳ８５、Ｓ８６を行なわない。

送信許可量算出部２３は、最大通信速度に基づいて送信許可量の割り当てを行なうと予め定められた全ての加入者線終端装置１に対してステップＳ８３〜Ｓ８６を行なっていないときに（ステップＳ８７においてＮＯ）、次の加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲを参照し（ステップＳ８８）、ステップＳ８３〜Ｓ８６を繰り返す。送信許可量算出部２３は、最大通信速度に基づいて送信許可量の割り当てを行なうと予め定められた全ての加入者線終端装置１に対してステップＳ８３〜Ｓ８６を行なっているときに（ステップＳ８７においてＹＥＳ）、ステップＳ９１に進む。

送信許可量算出部２３は、送信要求量に基づいて送信許可量の割り当てを行なうと予め定められた１個の加入者線終端装置１の送信要求量ＲＬを参照し（ステップＳ９１）、当該加入者線終端装置１の送信要求量ＲＬに基づいて、当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＲを、ＧＲ＝ｍａｘ（ＲＬ＋ＯＨ，Ｇｍａｘ）のように試算する（ステップＳ９２）。ｍａｘは、かっこ内のいずれかの最大値を採用する。ＯＨ及びＧｍａｘは、実施形態１及び実施形態３で同様である。

ステップＳ９２で試算した当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＲが、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧ以下であるときに（ステップＳ９３においてＹＥＳ）、送信許可量算出部２３は、ステップＳ９２で試算した送信許可量ＧＲを当該加入者線終端装置１に割り当てることができる（ステップＳ９４）。そして、送信許可量算出部２３は、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧから、ステップＳ９２で試算した当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＲを減算し、当該減算値を新たな割り当て可能な送信許可量ＡＧとして記憶する（ステップＳ９５）。

ステップＳ９２で試算した当該加入者線終端装置１の送信許可量ＧＲが、現時点で記憶している割り当て可能な送信許可量ＡＧより大きいときに（ステップＳ９３においてＮＯ）、送信許可量算出部２３は、ステップＳ９２で試算した送信許可量ＧＲを当該加入者線終端装置１に割り当てることができない。そして、送信許可量算出部２３は、ステップＳ９４、Ｓ９５を行なわない。

送信許可量算出部２３は、送信要求量に基づいて送信許可量の割り当てを行なうと予め定められた全ての加入者線終端装置１に対してステップＳ９２〜Ｓ９５を行なっていないときに（ステップＳ９６においてＮＯ）、次の加入者線終端装置１の送信要求量ＲＬを参照し（ステップＳ９７）、ステップＳ９２〜Ｓ９５を繰り返す。送信許可量算出部２３は、送信要求量に基づいて送信許可量の割り当てを行なうと予め定められた全ての加入者線終端装置１に対してステップＳ９２〜Ｓ９５を行なっているときに（ステップＳ９６においてＹＥＳ）、送信許可量算出工程を終了する。

図１３及び図１４の説明では、送信許可量算出部２３は、まず一又は複数の加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲに基づいて、一又は複数の加入者線終端装置１の送信許可量ＧＰを算出し、次に他の加入者線終端装置１の送信要求量ＲＬに基づいて、他の加入者線終端装置１の送信許可量ＧＲを算出する。変形例として、送信許可量算出部２３は、まず一又は複数の加入者線終端装置１の送信要求量ＲＬに基づいて、一又は複数の加入者線終端装置１の送信許可量ＧＲを算出し、次に他の加入者線終端装置１の最大通信速度ＭＲに基づいて、他の加入者線終端装置１の送信許可量ＧＰを算出してもよい。

以上のように、端局装置２は全加入者線終端装置１のうちの予め指定された一又は複数の各加入者線終端装置１に、各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信での実際の通信速度より速い各加入者線終端装置１の下位装置から各加入者線終端装置１への上り通信での最大の通信速度に基づいて、帯域を割り当てる。そして、全加入者線終端装置１のうちの予め指定された一又は複数の各加入者線終端装置１は端局装置２に、送信要求信号が送信される前に受信された上りデータを、今回の送信要求信号に対応する送信許可が通知された後に送信するのみならず、送信要求信号が送信された後に受信された上りデータを、今回の送信要求信号に対応する送信許可が通知された後に送信する。

本発明に係る端局装置及び帯域割当方法は、受動光通信網において、各加入者線終端装置から端局装置への上り通信量が少ないときでも、上り通信の遅延時間を短縮するために利用することができる。

１：加入者線終端装置
２：端局装置
３：通信ポート
２１：最大通信速度取得部
２２：送信要求量取得部
２３：送信許可量算出部
２４：送信許可量通知部

Claims

一の端局装置に複数の加入者線終端装置が接続される受動光通信網における端局装置が行なう帯域割当方法であって、
前記複数の加入者線終端装置に含まれる各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報を取得するとともに前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信要求量についての情報を取得する最大通信速度取得ステップと、
前記各加入者線終端装置の前記最大通信速度についての情報及び前記送信要求量についての情報に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出する送信許可量算出ステップと、
前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を前記各加入者線終端装置に通知する送信許可量通知ステップと、
を順に備えることと特徴とする帯域割当方法。
前記最大通信速度取得ステップは、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信でのリンク状態及び許容通信速度についての情報を取得し、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信がリンクアップ状態であるときに、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での許容通信速度を最大通信速度として設定することを特徴とする請求項１に記載の帯域割当方法。
前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での許容通信速度は、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信において、一定時間に間断なく上りデータが入力されるときの通信ポートの通信速度、又は設定により制限される通信ポートの通信速度であることを特徴とする請求項２に記載の帯域割当方法。
前記最大通信速度取得ステップは、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での許容通信速度についての情報を、前記各加入者線終端装置から取得することを特徴とする請求項２又は３に記載の帯域割当方法。
前記最大通信速度取得ステップは、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での許容通信速度についての情報を、前記端局装置において記憶していることを特徴とする請求項２又は３に記載の帯域割当方法。
前記送信許可量算出ステップは、前記各加入者線終端装置の前記送信要求量についての情報に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出し、当該算出によって得られた前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量の合計が前記複数の加入者線終端装置に割り当て可能な送信許可量以下であるときに、前記複数の加入者線終端装置のうちの少なくとも１つの加入者線終端装置の下位装置から当該加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報に基づいて、当該加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の帯域割当方法。
前記送信許可量算出ステップは、前記各加入者線終端装置の前記最大通信速度についての情報に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出し、当該算出によって得られた前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量の合計が前記複数の加入者線終端装置に割り当て可能な送信許可量以下であるときに、前記複数の加入者線終端装置のうちの少なくとも１つの加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信要求量についての情報に基づいて、当該加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の帯域割当方法。
前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報に基づく送信許可量は、前記各加入者線終端装置の最大通信速度が適用される場合に上りデータの送信に必要な送信許可量及び余剰ビットの送信に必要な送信許可量の和であり、
前記余剰ビットの送信に必要な送信許可量は、誤り訂正を行なった際に付与するパリティ長、暗号化を行なった際に付与する追加ビット長、前記各加入者線終端装置での送信時に光送信器の安定な発光及び消光に要する時間に相当する冗長ビット長、並びに前記端局装置での受信時に光受信器クロック並びに上りデータ信号の同期に要する同期ビット長の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の帯域割当方法。
前記送信許可量算出ステップは、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報、及び前記各加入者線終端装置に対して割り当てることが許容された最大の送信許可量に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の帯域割当方法。
一の端局装置に複数の加入者線終端装置が接続される受動光通信網における端局装置であって、
前記複数の加入者線終端装置に含まれる各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報を取得する最大通信速度取得部と、
前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信要求量についての情報を取得する送信要求量取得部と、
前記各加入者線終端装置の前記最大通信速度についての情報及び前記送信要求量についての情報に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出する送信許可量算出部と、
前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を前記各加入者線終端装置に通知する送信許可量通知部と、
を備えることを特徴とする端局装置。
前記最大通信速度取得部は、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信でのリンク状態及び許容通信速度についての情報を取得し、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信がリンクアップ状態であるときに、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での許容通信速度を最大通信速度として設定することを特徴とする請求項１０に記載の端局装置。
前記送信許可量算出部は、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信要求量についての情報に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出し、当該算出によって得られた前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量の合計が前記複数の加入者線終端装置に割り当て可能な送信許可量以下であるときに、前記複数の加入者線終端装置のうちの少なくとも１つの加入者線終端装置の下位装置から当該加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報に基づいて、当該加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の端局装置。
前記送信許可量算出部は、前記各加入者線終端装置の下位装置から前記各加入者線終端装置への上り通信での最大通信速度についての情報に基づいて、前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出し、当該算出によって得られた前記各加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量の合計が前記複数の加入者線終端装置に割り当て可能な送信許可量以下であるときに、前記複数の加入者線終端装置のうちの少なくとも１つの加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信要求量についての情報に基づいて、当該加入者線終端装置から前記端局装置への上り通信に対する送信許可量を算出することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の端局装置。