JP6275619B2 - 多段ｐｏｎシステムのｄｂａ制御装置、ｄｂａ制御方法およびｄｂａ制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ＰＯＮシステムを多段接続した多段ＰＯＮシステムの中継ノードにおいて、ユーザ側のＯＮＵから局側のＯＬＴへの上りデータを効率的に集約して転送する多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御装置、ＤＢＡ制御方法およびＤＢＡ制御プログラムに関する。

なお、本明細書では、受動光ネットワークをＰＯＮ（Passive Optical Network)システム、端局装置をＯＬＴ（Optical Line Terminal)、終端装置をＯＮＵ（Optical Network Unit）、ＯＮＵの送信データ量に応じて帯域を動的に割り当てる動的帯域割当制御をＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）という。

図１０は、ＰＯＮシステムおよび多段ＰＯＮシステムの構成例を示す。
図１０において、ＰＯＮシステムは、上位ノードを構成するＯＬＴと下位ノードを構成する複数ｎのＯＮＵ＃１〜＃ｎが、光ファイバおよび光スプリッタを介して接続される構成である。

多段ＰＯＮシステムは、上位ノードを構成するＯＬＴと、下位ノードを構成する複数のＯＮＵが、複数ｍの中継ノード＃１〜＃ｍを介して多段接続した構成である。ここでは１段の中継ノードからなる最小構成を示すが、中継ノードが２段以上であってもよい。ＯＬＴと複数ｍの中継ノード＃１〜＃ｍは上位ＰＯＮを構成し、中継ノード＃ｉ（ｉは１〜ｍの整数）と複数ｎのＯＮＵ＃ｉ−１〜＃ｉ−ｎは下位ＰＯＮを構成する。これにより、多段ＰＯＮシステム全体では、分岐数をｍ×ｎに増加することができる。

ＯＮＵとＯＬＴとの間は、各ＯＮＵの送信データ量に従って各ＯＮＵに帯域割当を行うＤＢＡ制御により、ＯＮＵごとに割り当てられた帯域で時分割多重伝送される。

図１１は、ＰＯＮシステムにおけるＤＢＡ制御例を示す（非特許文献１）。
図１１において、ＯＬＴとＯＮＵが DISCOVERYプロセスによりＲＴＴ計測および時刻同期をとってリンクを確立すると、ＯＬＴは、ＯＮＵに送信するGATEフレームでREPORT送信時刻を通知する（図示せず）。ＯＮＵはGATEフレームを受信すると、指定されたREPORT送信時刻までに蓄積した送信データ蓄積量を計算し、当該時刻になったときにREPORTフレームで送信データ蓄積量をＯＬＴに通知し、帯域割当を要求する。

ＯＬＴは、当該ＯＮＵからREPORTフレームで通知される送信データ蓄積量と他のＯＮＵの使用帯域をもとに、ＤＢＡに従って当該ＯＮＵに割り当てる許可帯域である送信開始時刻（ＧＳＴ：Grant Start Time）と送信データ量（ＧＬ：Grant Length）を計算し、GATEフレームにより次のREPORT送信時刻とともに通知する。当該ＯＮＵは、GATEフレームで指定された許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）に基づいて蓄積した上りデータを送信する。さらに、前回のREPORTフレームの送信後から次のREPORT送信時刻までに蓄積した送信データ蓄積量をREPORTフレームでＯＬＴに通知し、次の帯域割当を要求する。

ここで、複数のＯＮＵに対するＤＢＡ制御では、各ＯＮＵの上りデータがガードバンドを挟んで連続してＯＬＴに到着するように、ＯＮＵごとに許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）が設定される。

図１２は、多段ＰＯＮシステムにおけるＤＢＡ制御例を示す（非特許文献２）。
図１２において、ここでは１対２の上位ＰＯＮと、１対２の下位ＰＯＮが２組の例を示す。上位ＰＯＮは、ＯＬＴと中継ノード＃１，＃２が接続される。下位ＰＯＮは、中継ノード＃１とＯＮＵ＃１−１，＃１−２が接続され、中継ノード＃２とＯＮＵ＃２−１，＃２−２が接続される。上位ＰＯＮのＯＬＴが備えるマスタＤＢＡ制御部１０１と、下位ＰＯＮの各中継ノードが備えるサブＤＢＡ制御部１０２−１，１０２−２との間で、ＤＢＡ制御を連携することにより、以下に示す帯域割当同期がとられる。

下位ＰＯＮにおける中継ノード＃１とＯＮＵ＃１−１，＃１−２との間、中継ノード＃２とＯＮＵ＃２−１，＃２−２との間、上位ＰＯＮにおけるＯＬＴと中継ノード＃１，＃２との間でリンクが確立すると、ＯＮＵ＃１−１，＃１−２およびＯＮＵ＃２−１，＃２−２は、それぞれREPORTフレームで送信データ量を中継ノード＃１，＃２に通知する。中継ノード＃１のサブＤＢＡ制御部１０２−１は、ＯＮＵ＃１−１，＃１−２から通知された送信データ量の総和を求め、集約REPORTフレームでＯＬＴに通知する。中継ノード＃２のサブＤＢＡ制御部１０２−２においても同様である。

ＯＬＴのマスタＤＢＡ制御部１０１は、各集約REPORTフレームで通知される中継ノードごとの送信データ量をもとに、ＤＢＡに従って各中継ノード＃１，＃２に割り当てる許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）を計算し、上位GATEフレームによりそれぞれ通知する。中継ノード＃１のサブＤＢＡ制御部１０２−１は、上位GATEフレームで指定された許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）に基づいて、ＯＮＵ＃１−１，＃１−２に割り当てる許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）を計算し、GATEフレームにより通知する。これにより、ＯＮＵ＃１−１，＃１−２は、GATEフレームで指定された許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）に基づいて蓄積した上りデータを送信する。さらに、中継ノード＃１は上位GATEフレームで指定された許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）に基づいて、ＯＮＵ＃１−１，＃１−２から送信された上りデータをＯＬＴに送信する。中継ノード＃２のサブＤＢＡ制御部１０２−２においても同様である。

このように、ＯＬＴのマスタＤＢＡ制御部１０１と、中継ノード＃１，＃２のサブＤＢＡ制御部１０２−１，１０２−２との間の帯域割当を同期させることにより、中継ノード＃１，＃２の流入／流出トラヒック量に変動があっても、過不足のない帯域割当が可能となる。

向島俊明、「次世代ＰＯＮ動向とＯＫＩの取り組み」、ＯＫＩテクニカルレビュー、第 215号、Vol.76、No.2、2009年10月 保米本徹他、「大規模バッファレス伝送ＮＷ向けの分散型動的帯域制御方式の提案」、2014年電子通信学会総合大会、B-12-8 服部恭太他、「帯域保証ネットワークにおける遅延変動対応型のＴＣＰウィンドウ制御方式の検討」、2009年電子通信学会ソサイエティ大会、B-6-8

ところで、図１２に示す多段ＰＯＮシステムにおけるＤＢＡ制御では、ＯＬＴのマスタＤＢＡ制御部１０１から中継ノード＃１，＃２のサブＤＢＡ制御部１０２−１，１０２−２に、ＴＤＭスケジュール周期で連続した許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）が与えられる。一方、サブＤＢＡ制御部１０２−１から配下のＯＮＵ＃１−１，＃１−２にも、ＴＤＭスケジュール周期で許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）が与えられる。ただし、上位ＰＯＮのＴＤＭスケジュール周期と、下位ＰＯＮのＴＤＭスケジュール周期の同期はとられていない。すなわち、下位ＰＯＮと上位ＰＯＮとの間で過不足のない帯域割当は行われるが、下位ＰＯＮにおけるＯＮＵ＃１−１，＃１−２が上りデータを送信する送信開始時刻ＧＳＴと、上位ＰＯＮで中継ノード＃１が上りデータを送信する送信開始時刻ＧＳＴが同期していないため、中継ノード＃１，＃２には、それぞれバッファ溢れを回避するために、最大でＴＤＭスケジュール周期分に相当するデータ量のバッファが必要になる。

また、下位ＰＯＮと上位ＰＯＮとの間でＴＤＭスケジュール周期の位相が合わない場合、一旦、中継ノードでバッファリングした後にＯＬＴに送信するため、送信待ち時間が発生する。この送信待ち時間は、０〜ＴＤＭスケジュール間で変動するので、結果としてＴＣＰ通信の往復遅延時間ＲＴＴが変動する。一般に、ＴＣＰスループットは、ＴＣＰの受信ウィンドウＲWin をＲＴＴで除した値（ＲWin ／ＲＴＴ）により制限される。ＲWin の値が回線の帯域遅延積（回線の帯域×ＲＴＴ）に対して小さすぎる場合、ＴＣＰスループットは回線の帯域幅より小さくなる。ＲWin が帯域遅延積に近い値の場合、ＴＣＰスループットは回線の帯域幅に近づくが、再送時の破棄データ量も大きくなるので、平均したＴＣＰスループットは下がる傾向にある。最近のＴＣＰ通信では、ＲWin のサイズは帯域遅延積の値などにより自動調整され、その値は自動調整アルゴリズムによるが、ＲＴＴが変動する、すわなち帯域遅延積が変動する場合、ＲWin の値が過大または過小に設定され、その結果ＴＣＰスループットの低下を招くことになる（非特許文献３）。

本発明は、多段ＰＯＮシステムにおける上位ＰＯＮにおけるＤＢＡ制御と下位ＰＯＮにおけるＤＢＡ制御について、それぞれのＴＤＭスケジュール周期を同期させることにより、中継ノードにおけるバッファリング時間を最小限に抑えてバッファ要求量を低減することができる多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御装置、ＤＢＡ制御方法およびＤＢＡ制御プログラムを提供することを目的とする。

第１の発明は、ＯＬＴと複数の中継ノードで上位ＰＯＮを構成し、各中継ノードとそれぞれ配下の複数のＯＮＵで下位ＰＯＮを構成し、該上位ＰＯＮと該下位ＰＯＮを接続する中継ノードで、配下の複数のＯＮＵからＯＬＴへの上りデータを集約して転送するための連続した帯域を動的に割り当てる制御を行う多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御装置において、複数のＯＮＵからそれぞれ中継ノードに通知された送信データ量を集約してＯＬＴに通知する要求帯域集約通知手段と、複数の中継ノードから通知された集約した送信データ量に基づき、複数の中継ノードにそれぞれ割り当てる送信開始時刻と送信データ量からなる許可帯域を計算して各中継ノードに通知する上位ＰＯＮ帯域割当手段と、中継ノードに通知された許可帯域に基づき、中継ノードの配下の複数のＯＮＵにそれぞれ割り当てる送信開始時刻と送信データ量からなる許可帯域を計算して各ＯＮＵに通知する下位ＰＯＮ帯域割当手段と、中継ノードにおける上位ＰＯＮ側の送信終了時刻と下位ＰＯＮ側の送信終了時刻とを同期させるために、上位ＰＯＮ帯域割当手段で中継ノードに割り当てる許可帯域と、下位ＰＯＮ帯域割当手段で中継ノードの配下の複数のＯＮＵに割り当てる許可帯域とを制御する送出タイミング同期手段とを備える。

第１の発明の多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御装置において、上位ＰＯＮと下位ＰＯＮを接続する中継ノードを多段接続し、各段の中継ノードの送出タイミング同期手段で上位ＰＯＮ側の送信終了時刻と下位ＰＯＮ側の送信終了時刻の同期をとる構成である。

第２の発明は、ＯＬＴと複数の中継ノードで上位ＰＯＮを構成し、各中継ノードとそれぞれ配下の複数のＯＮＵで下位ＰＯＮを構成し、該上位ＰＯＮと該下位ＰＯＮを接続する中継ノードで、配下の複数のＯＮＵからＯＬＴへの上りデータを集約して転送するための連続した帯域を動的に割り当てる制御を行う多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御方法において、複数のＯＮＵからそれぞれ中継ノードに通知された送信データ量を集約してＯＬＴに通知する要求帯域集約通知ステップと、複数の中継ノードから通知された集約した送信データ量に基づき、複数の中継ノードにそれぞれ割り当てる送信開始時刻と送信データ量からなる許可帯域を計算して各中継ノードに通知する上位ＰＯＮ帯域割当ステップと、中継ノードに通知された許可帯域に基づき、中継ノードの配下の複数のＯＮＵにそれぞれ割り当てる送信開始時刻と送信データ量からなる許可帯域を計算して各ＯＮＵに通知する下位ＰＯＮ帯域割当ステップと、中継ノードにおける上位ＰＯＮ側の送信終了時刻と下位ＰＯＮ側の送信終了時刻とを同期させるために、上位ＰＯＮ帯域割当ステップで中継ノードに割り当てる許可帯域と、下位ＰＯＮ帯域割当ステップで中継ノードの配下の複数のＯＮＵに割り当てる許可帯域とを制御する送出タイミング同期ステップとを有する。

第２の発明の多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御方法において、上位ＰＯＮと下位ＰＯＮを接続する中継ノードを多段接続し、各段の中継ノードの送出タイミング同期ステップで上位ＰＯＮ側の送信終了時刻と下位ＰＯＮ側の送信終了時刻の同期をとる。

第３の発明の多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御プログラムは、第２の発明のＤＢＡ制御方法の各処理ステップをコンピュータに実行させて送出タイミング同期ステップにおける同期制御を行う。

本発明は、中継ノードのＤＢＡ制御において、ＯＬＴから中継ノードに割り当てる許可帯域に対応する送信終了時刻と、中継ノードから配下のＯＮＵに割り当てる許可帯域に対応する送信終了時刻を同期させるＴＤＭスケジュール同期制御を行うことにより、中継ノードに接続されるＯＮＵのガードバンド分の送信データを蓄積するバッファで対応することができる。一般に、中継ノードに接続されるＯＮＵの数がｎであれば、ｎ−１のガードバンド分の送信データを蓄積するバッファで対応することができる。

例えば、信号速度が10Ｇbps 、ＴＤＭスケジュール周期が 1.0ｍｓであれば、従来は最大でＴＤＭスケジュール周期分に相当するデータ量である
10Ｇbps × 1.0ｍｓ＝10Ｍbit
のバッファが必要であった。本発明によれば、中継ノードに接続されるＯＮＵが 128個の場合、１ＯＮＵのガードバンド３μｓの総量は約 0.4ｍｓとなるので、
10Ｇbps × 0.4ｍｓ＝４Ｍbit
のバッファで対応することができ、約６Ｍbit の削減効果が得られる。

本発明における多段ＰＯＮシステムの構成例を示す図である。 本発明における多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御例を示すタイムチャートである。 本発明におけるＯＬＴの構成例を示す図である。 本発明における中継ノードの構成例を示す図である。 本発明におけるＤＢＡ制御シーケンス１を示す図である。 本発明におけるＤＢＡ制御シーケンス２を示す図である。 本発明におけるＤＢＡ制御シーケンス３を示す図である。 本発明におけるＤＢＡ制御シーケンス４を示す図である。 本発明におけるＤＢＡ制御シーケンス５を示す図である。 ＰＯＮシステムおよび多段ＰＯＮシステムの構成例を示す図である。 従来のＰＯＮシステムのＤＢＡ制御例を示すタイムチャートである。 従来の多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御例を示すタイムチャートである。

図１は、本発明における多段ＰＯＮシステムの構成例を示す。ここでは、１段の中継ノードからなる最小構成例を示すが、中継ノードが２段以上であってもよい。

図１において、ＯＬＴと複数ｍの中継ノード＃１〜＃ｍは上位ＰＯＮを構成し、中継ノード＃ｉ（ｉは１〜ｍの整数）と複数ｎのＯＮＵ＃ｉ−１〜＃ｉ−ｎは下位ＰＯＮを構成し、全体でｍ×ｎのＯＮＵが収容される。ＯＬＴは、上位ＰＯＮのＤＢＡ制御を行うマスタＤＢＡ制御部１１を備える。中継ノード＃ｉは、上位ＰＯＮのＯＬＴと接続されるＯＮＵ＃ｉと、下位ＰＯＮのＯＮＵ＃ｉ−１〜＃ｉ−ｎと接続されるＯＬＴ＃ｉとを一体化した構成であり、さらに下位ＰＯＮのＤＢＡ制御を行うサブＤＢＡ制御部２１−ｉを備える構成である。

図２は、本発明における多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御例を示す。ここでは、１対２の上位ＰＯＮと、１対２の下位ＰＯＮが２組の例を示す。

図２において、 DISCOVERYプロセスによるリンク確立後、中継ノード＃１，＃２においてＯＮＵ＃１−１，＃１−２およびＯＮＵ＃２−１，＃２−２からのREPORTフレームを集約し、それぞれ集約REPORTフレームとしてＯＬＴに送信する制御、ＯＬＴが各集約REPORTフレームに基づいて中継ノード＃１，＃２に割り当てる許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）を上位GATEフレームで通知する制御、中継ノード＃１，＃２がそれぞれＯＮＵ＃１−１，＃１−２およびＯＮＵ＃２−１，＃２−２に割り当てる許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）をGATEフレームで通知する制御は、基本的には図１２に示す従来の手順と同様である。すなわち、ＯＬＴのマスタＤＢＡ制御部１１と、中継ノード＃１，＃２のサブＤＢＡ制御部２１−１，２１−２との間で帯域割当同期がとられる。

本発明の特徴は、中継ノードのＤＢＡ制御において、上位GATEフレームを用いてＯＬＴから中継ノード＃１に割り当てる許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）に対応する送信終了時刻Ｔ１と、GATEフレームを用いて中継ノード＃１からＯＮＵ＃１−１，＃１−２に割り当てる許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）に対応する送信終了時刻Ｔ１を同期させるＴＤＭスケジュール同期制御を行うところにある。中継ノード＃２についても同様であり、中継ノード＃２に割り当てる許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）の終了時刻Ｔ２と、ＯＮＵ＃２−１，＃２−２に割り当てる許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）の終了時刻Ｔ２を同期させるＴＤＭスケジュール同期制御を行う。

以下、ＯＬＴのマスタＤＭＡ制御部１１と、中継ノード＃１，＃２のサブＤＭＡ制御部２１−１，２１−２との間におけるＴＤＭスケジュール同期制御について詳しく説明する。

図３は、本発明におけるＯＬＴの構成例を示す。
図３において、ＯＬＴは、マスタＤＢＡ制御部１１と、中継ノードに接続される制御メッセージ分離・合流部１２と、イーサネット（登録商標）・バースト信号変換部１３と、上位のイーサネットデータ通信端末に接続されるバッファ１４とにより構成される。

マスタＤＢＡ制御部１１は、中継ノードから送信される集約REPORTフレームを保存する集約REPORT集積メモリ１１１、集約REPORTフレームから中継ノードごとの帯域要求量を抽出する帯域要求量抽出部１１２、中継ノードごとの帯域要求量から中継ノードごとに割り当てる帯域量を計算する割当帯域量計算部１１３、中継ノードごとの割当帯域量に応じて許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）を割り当てるＴＤＭスケジュールマッピング部１１４、中継ノードごとの許可帯域を通知する上位GATEフレームを作成する上位GATE作成部１１５により構成される。中継ノードごとの帯域要求量、割当帯域量、許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）の一例を図中に示す。なお、ＧＳＴ（送信開始時刻）は、基準時刻からの相対時間を示す。

図４は、本発明における中継ノードの構成例を示す。
図４において、中継ノードは、サブＤＢＡ制御部２１と、ＯＮＵ／ＯＬＴ一体ユニットとして、下位ＰＯＮのＯＮＵに接続される制御メッセージ分離・合流部２２と、バッファ２３と、バースト信号送出制御部２４と、上位ＰＯＮのＯＬＴに接続される制御メッセージ分離・合流部２５と、バッファ２６と、ガードバンド挿入部２７とにより構成される。

サブＤＢＡ制御部２１は、ＯＮＵから送信されるREPORTフレームを保存するREPORT集積メモリ２１１、REPORTフレームからＯＮＵごとの帯域要求量を集約する要求帯域集約出部２１２、ＯＮＵごとの帯域要求量を集約した集約REPORTフレームを作成する集約REPORT作成部２１３、ＯＬＴから送信される上位GATEフレームを保存する上位GATE保存メモリ２１４、上位GATEフレームからＯＮＵごとの割当帯域量に応じて許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）を割り当てるＴＤＭスケジュールマッピング部２１５、ＯＮＵごとの許可帯域を通知するGATEフレームを作成するGATE作成部２１６、上位GATEフレームにより割り当てられた中継ノードの送出タイミングを制御する送出タイミング制御部２１７により構成される。

以下、図３に示すＯＬＴの構成および図４に示す中間ノードの構成に基づき、図５〜図９を参照して本発明におけるＤＢＡ制御手順について説明する。図中、実線がデータ信号、点線が制御信号（REPORTフレームやGATEフレーム）の流れを示す。

図５に示すＤＢＡ制御手順１において、下位ＰＯＮのＯＮＵのREPORT作成部３２は、バッファ３１から送信データ量を読み出してREPORTフレームを作成する。制御メッセージ分離・合流部３３は、REPORT作成部３２で作成されたREPORTフレームを中継ノードへ送信する。中継ノードの制御メッセージ分離・合流部２２は、中継ノードに接続される各ＯＮＵから受信したREPORTフレームをREPORT集積メモリ２１１に集積する。

図６に示すＤＢＡ制御手順２において、中継ノードの要求帯域集約部２１２は、REPORT集積メモリ２１１に集積した各ＯＮＵのREPORTフレームから各ＯＮＵの送信データ量を集約する。集約REPORT作成部２１３は、要求帯域集約部２１２で集約された送信データ量から集約REPORTフレームを作成する。制御メッセージ分離・合流部２５は、集約REPORT作成部２１３で作成された集約REPORTフレームをＯＬＴへ送信する。ＯＬＴの制御メッセージ分離・合流部１２は、ＯＬＴに接続される各中継ノードから受信した集約REPORTフレームを集約REPORT集積メモリ１１１に集積する。

図７に示すＤＢＡ制御手順３において、ＯＬＴの帯域要求量抽出部１１２は、集約REPORT集積メモリ１１１から各中継ノードの集約REPORTフレームを読み出し、各中継ノードの集約された送信データ量から帯域要求量の合計を抽出する。割当帯域量計算部１１３は、帯域要求量の合計から各中継ノードに割り当てる帯域量を計算する。ＴＤＭスケジュールマッピング部１１４は、各中継ノードに割り当てる帯域量から許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）を計算し、上位GATE作成部１１５に通知する。上位GATE作成部１１５は、各中継ノードの許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）を通知する上位GATEフレームを作成し、制御メッセージ分離・合流部１２から各中継ノードに送信する。中継ノードの制御メッセージ分離・合流部２５は、ＯＬＴから受信した上位GATEフレームを上位GATE保存メモリ２１４に保存する。

図８に示すＤＢＡ制御手順４において、中継ノードのＴＤＭスケジュールマッピング部２１５は、上位GATE保存メモリ２１４から上位GATEフレームに記載された中継ノードの許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）を読み出し、さらにREPORT集積メモリ２１１から中継ノードに接続される各ＯＮＵの送信データ量を読み出し、各ＯＮＵの許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）を計算する。このとき、本発明の特徴として、中継ノードからＯＬＴへのデータ送信終了時刻と、中継ノード配下のＯＮＵのデータ送信終了時刻が同期するように、各ＯＮＵの許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）を決定する。

図２に示す例では、中継ノード＃１において、ＯＬＴへのデータ送信終了時刻Ｔ１と、ＯＮＵ＃１−２からのデータ送信終了時刻Ｔ１が一致するように、ＯＮＵ＃１−１，＃１−２の許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）を決定する。

GATE作成部２１６は、ＯＮＵごとの許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）を通知するGATEフレームを作成し、制御メッセージ分離・合流部２２から各ＯＮＵに送信する。ＯＮＵの制御メッセージ分離・合流部３３は、中継ノードから受信したGATEフレームをGATE保存メモリ３４に保存する。

図９に示すＤＢＡ制御手順５において、ＯＮＵの送出タイミング制御部３５は、GATE保存メモリ３４からGATEフレームを読み出し、GATEフレームに記載された許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）に従ってイーサネット・バースト信号変換部３６を制御し、バッファ３１から読み出したイーサネットフレームをバースト信号に変換し、制御メッセージ分離・合流部３３から中継ノードに送信する。

中継ノードの制御メッセージ分離・合流部２２は、各ＯＮＵからの送信データをバッファ２３に出力する。送出タイミング制御部２１７は、上位GATE保存メモリ２１４から上位GATEフレームを読み出し、上位GATEフレームに記載された中継ノードの許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）に従ってバースト信号送出制御部２４を制御し、バッファ２３から読み出した送信データを制御メッセージ分離・合流部２５からＯＬＴに送信する。

図２に示す例では、中継ノード＃１において、ＯＮＵ＃１−１からの送信データはバッファ２３を介してガードバンド分だけ遅延してＯＬＴに送信され、ＯＮＵ＃１−２からの送信データはバッファ２３をスルーしてＯＬＴに送信される。

このように、ＯＬＴが中継ノード＃１，＃２に割り当てる許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）に対応する各送信終了時刻と、中継ノード＃１がＯＮＵ＃１−１，＃１−２に割り当てる許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）に対応する送信終了時刻および中継ノード＃２がＯＮＵ＃２−１，＃２−２に割り当てる許可帯域（ＧＳＴとＧＬ）に対応する送信終了時刻の同期をとることにより、中継ノード＃１，＃２ではガードバンド１つ分の送信データを蓄積するバッファで対応することができる。一般に、中継ノードに接続されるＯＮＵの数がｎであれば、ｎ−１のガードバンド分の送信データを蓄積するバッファで対応することができる。

このような中継ノードのバッファ２３は、電気的メモリによるＦＩＦＯの他に、ガードバンド１つ分の光遅延器をｎ−１段従属接続し、中継ノードに接続される各ＯＮＵに対応する段数の光遅延器を通過させる構成でも対応することができる。すなわち、第１のＯＮＵの上りデータはｎ−１段の光遅延器を介して出力し、第２のＯＮＵの上りデータはｎ−２段光遅延器を介して出力し、以下同様に第ｎのＯＮＵの上りデータは光遅延器を通過させずに出力する構成である。

以上説明した各ＤＢＡ制御手順は、コンピュータをＤＢＡ制御装置として機能させるコンピュータプログラムにより実現することができる。このコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、またはネットワーク経由で配布が可能なものである。

１１ マスタＤＢＡ制御回路
１１１ 集約REPORT集積メモリ
１１２ 帯域要求量抽出部
１１３ 割当帯域量計算部
１１４ ＴＤＭスケジュールマッピング部
１１５ 上位GATE作成部
１２ 制御メッセージ分離・合流部
１３ イーサネット・バースト信号変換部
１４ バッファ
２１ サブＤＢＡ制御部
２１１ REPORT集積メモリ
２１２ 要求帯域集約出部
２１３ 集約REPORT作成部
２１４ 上位GATE保存メモリ
２１５ ＴＤＭスケジュールマッピング部
２１６ GATE作成部
２１７ 送出タイミング制御部
２２ 制御メッセージ分離・合流部
２３ バッファ
２４ バースト信号送出制御部
２５ 制御メッセージ分離・合流部
２６ バッファ
２７ ガードバンド挿入部
３１ バッファ
３２ REPORT作成部
３３ 制御メッセージ分離・合流部
３４ GATE保存メモリ
３５ 送出タイミング制御部
３６ イーサネット・バースト信号変換部

Claims (5)

1. ＯＬＴと複数の中継ノードで上位ＰＯＮを構成し、各中継ノードとそれぞれ配下の複数のＯＮＵで下位ＰＯＮを構成し、該上位ＰＯＮと該下位ＰＯＮを接続する中継ノードで、配下の複数のＯＮＵからＯＬＴへの上りデータを集約して転送するための連続した帯域を動的に割り当てる制御を行う多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御装置において、
   前記複数のＯＮＵからそれぞれ前記中継ノードに通知された送信データ量を集約して前記ＯＬＴに通知する要求帯域集約通知手段と、
   前記複数の中継ノードから通知された集約した送信データ量に基づき、前記複数の中継ノードにそれぞれ割り当てる送信開始時刻と送信データ量からなる許可帯域を計算して各中継ノードに通知する上位ＰＯＮ帯域割当手段と、
   前記中継ノードに通知された前記許可帯域に基づき、前記中継ノードの配下の複数のＯＮＵにそれぞれ割り当てる送信開始時刻と送信データ量からなる許可帯域を計算して各ＯＮＵに通知する下位ＰＯＮ帯域割当手段と、
   前記中継ノードにおける前記上位ＰＯＮ側の送信終了時刻と前記下位ＰＯＮ側の送信終了時刻とを同期させるために、前記上位ＰＯＮ帯域割当手段で前記中継ノードに割り当てる前記許可帯域と、前記下位ＰＯＮ帯域割当手段で前記中継ノードの配下の複数のＯＮＵに割り当てる前記許可帯域とを制御する送出タイミング同期手段と
   を備えたことを特徴とする多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御装置。
2. 請求項１に記載の多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御装置において、
   前記上位ＰＯＮと前記下位ＰＯＮを接続する前記中継ノードを多段接続し、各段の中継ノードの前記送出タイミング同期手段で上位ＰＯＮ側の送信終了時刻と下位ＰＯＮ側の送信終了時刻の同期をとる構成である
   ことを特徴とする多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御装置。
3. ＯＬＴと複数の中継ノードで上位ＰＯＮを構成し、各中継ノードとそれぞれ配下の複数のＯＮＵで下位ＰＯＮを構成し、該上位ＰＯＮと該下位ＰＯＮを接続する中継ノードで、配下の複数のＯＮＵからＯＬＴへの上りデータを集約して転送するための連続した帯域を動的に割り当てる制御を行う多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御方法において、
   前記複数のＯＮＵからそれぞれ前記中継ノードに通知された送信データ量を集約して前記ＯＬＴに通知する要求帯域集約通知ステップと、
   前記複数の中継ノードから通知された集約した送信データ量に基づき、前記複数の中継ノードにそれぞれ割り当てる送信開始時刻と送信データ量からなる許可帯域を計算して各中継ノードに通知する上位ＰＯＮ帯域割当ステップと、
   前記中継ノードに通知された前記許可帯域に基づき、前記中継ノードの配下の複数のＯＮＵにそれぞれ割り当てる送信開始時刻と送信データ量からなる許可帯域を計算して各ＯＮＵに通知する下位ＰＯＮ帯域割当ステップと、
   前記中継ノードにおける前記上位ＰＯＮ側の送信終了時刻と前記下位ＰＯＮ側の送信終了時刻とを同期させるために、前記上位ＰＯＮ帯域割当ステップで前記中継ノードに割り当てる前記許可帯域と、前記下位ＰＯＮ帯域割当ステップで前記中継ノードの配下の複数のＯＮＵに割り当てる前記許可帯域とを制御する送出タイミング同期ステップと
   を有することを特徴とする多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御方法。
4. 請求項３に記載の多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御方法において、
   前記上位ＰＯＮと前記下位ＰＯＮを接続する前記中継ノードを多段接続し、各段の中継ノードの前記送出タイミング同期ステップで上位ＰＯＮ側の送信終了時刻と下位ＰＯＮ側の送信終了時刻の同期をとる
   ことを特徴とする多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御方法。
5. 請求項３に記載の各処理ステップをコンピュータに実行させて前記送出タイミング同期ステップにおける同期制御を行うことを特徴とする多段ＰＯＮシステムのＤＢＡ制御プログラム。

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