JP6339973B2 - 端局装置及び帯域割当方法 - Google Patents

Description

本発明は、端局装置及び帯域割当方法に関する。

ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）に代表される光アクセスでは、端局装置と複数の終端装置とが接続された受動光通信網（PON：Passive Optical Network）を用いることによって、経済的なサービス提供を実現している。受動光通信網では、端局装置と終端装置の間の通信が時分割多重方式により多重化されている。一方、終端装置から端局装置への通信（以降、「上り通信」と記載。）は、ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）と呼ばれる制御プロトコルを用いて実現される（例えば、非特許文献１参照）。各終端装置の上り通信における送信量及び送信開始時刻は端局装置において集中制御されており、その制御方法は、送信量を固定的に与える静的帯域割当と、送信量を動的に変化させる動的帯域割当に大別できる。動的帯域割当の一つとして、各終端装置からの要求量を用いて送信量を決定することにより、高い帯域利用効率を達成するものがある（例えば、特許文献１参照）。

ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥ−ａｄｖａｎｃｅｄに代表される移動体無線通信サービス網（以下、「モバイル網」と記載。）に受動光通信網を適用してネットワークの経済化を図る検討も行われている。例えば、従来の無線基地局の機能を、ベースバンド処理を担う基地局装置部と無線処理を担う無線装置部とに分割する。そして、基地局装置部を収容局に集約して無線装置部を張り出す構成とし、その基地局装置部と無線装置部との間の伝送システムに受動光通信網を適用する（例えば、特許文献２参照）。モバイル網では再送制御（HARQ：hybrid automatic repeat request）を行うために、基地局装置部と無線装置部の間の遅延時間に対する要求条件が厳しい。そこで、終端装置から端局装置への上り通信の帯域割当を、上位装置から下位装置を介してユーザ装置に対して通知される上り通信のスケジューリング情報に基づいて算出し、通知する（例えば、特許文献２参照）。これにより、下位装置から上位装置への上り信号を、低遅延で転送することを可能にしている。

特許第３７６８４２１号公報 国際公開第２０１４／０７７１６８号

"IEEE Std. 802.3-2012"，IEEE，2012年

経済性拡大の観点から、ＦＴＴＨや電話網に加えてモバイル網を受動光通信網システムで収容することが想定される。また、これらサービスが同一の受動光通信網システムに収容されることも想定される。しかし、ネットワークに対する通信品質の要求条件はサービスごとに異なる。例えば電話網やモバイル網の通信では遅延に対する要求が厳しい一方、ＦＴＴＨによる通信には遅延に対する制約が厳しくない。このようにそれぞれに要求される通信品質を満たすように、受動光通信網システムに複数のサービスを収容することは困難であった。そこで、このような場合、加入者はサービスごとに異なる契約を取り交わし、受動光通信網システムはサービス種別に応じて異なる性能でサービスを提供している。

上記事情に鑑み、本発明は、伝送システムに同時収容される複数のサービスの通信に対して、適切に帯域割当を行う端局装置及び帯域割当方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、端局装置とサービスを収容する複数の終端装置とが波長分割多重により前記サービスの通信を中継する伝送システムにおける前記端局装置であって、前記終端装置が収容する前記サービスの遅延時間に対する要求条件に基づいて、前記終端装置との通信に使用する波長を決定する波長割当部と、それぞれが異なる波長に対応し、対応する前記波長を使用する前記終端装置が収容する前記サービスの前記要求条件に応じた帯域割当方法により前記終端装置に通信帯域を割当てる複数の下位送受信部と、を有することを特徴とする端局装置である。

本発明の一態様は、上述した端局装置であって、前記下位送受信部は、前記サービスの通信のスケジュールを示す情報に基づいて前記通信帯域を決定する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述した端局装置であって、前記波長割当部は、前記波長ごとの伝送品質の情報を取得し、取得した前記情報から伝送品質が所定よりも低下している波長があると判断した場合、伝送品質が低下している前記波長に割当てられている前記終端装置に他の波長を割当てる、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述した端局装置であって、前記波長割当部は、同一の波長を割当てた複数の前記終端装置が通信を中継する前記サービスに応じて、前記波長に対応した前記下位送受信部が用いる前記帯域割当方法を選択する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、端局装置とサービスを収容する複数の終端装置とが波長分割多重により前記サービスの通信を中継する伝送システムにおける前記端局装置が実行する帯域割当方法であって、前記終端装置が収容する前記サービスの遅延時間に対する要求条件に基づいて、前記終端装置との通信に使用する波長を決定する波長割当ステップと、それぞれが異なる波長に対応した複数の下位送受信部が、対応する前記波長を使用する前記終端装置が収容する前記サービスの前記要求条件に応じた帯域割当方法により前記終端装置に通信帯域を割当てる帯域割当ステップと、を有することを特徴とする帯域割当方法である。

本発明により、伝送システムに同時収容される複数のサービスの通信に対して、適切に帯域割当を行うことが可能となる。

本発明の第１の実施形態による通信システムの構成図である。 同実施形態による端局装置の機能ブロック図である。 同実施形態によるサービス要求テーブルの設定例を示す図である。 第２の実施形態による端局装置の機能ブロック図である。 第３の実施形態による端局装置の機能ブロック図である。 同実施形態による波長割当部の動作を示す処理フローである。 第４の実施形態による端局装置の機能ブロック図である。 同実施形態による波長割当部の動作を示す処理フローである。

本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明の実施形態では、伝送システムに、通信の遅延に対する要求条件が異なる複数のサービスを同時に収容する。サービスを収容するとは、そのサービスの通信を中継することを示す。以下では、伝送システムに受動光通信網（PON：Passive Optical Network）システムを用いた場合を例に説明する。

［第１の実施形態］
本実施形態では、受動光通信網がサービスに要求される遅延ごとにそのサービスの通信の中継に使用する波長を分ける。
本実施形態による通信システムは、端局装置と、下位側にユーザネットワークが収容された複数の終端装置とが波長分割多重（WDM：Wavelength Division Multiplex）かつ時分割多重（TDM：Time Division Multiplexing）により光信号の送受信を行う波長可変型光アクセスシステム（TWDM-PON）を備える。この波長可変型光アクセスシステムを構成する複数の終端装置はそれぞれ、波長可変型光アクセスシステムが収容する複数のサービスのうち１つのサービスを収容する。１つのサービスが１つの終端装置に収容されてもよく、複数の終端装置に収容されてもよい。各サービスは、遅延時間に対するサービス要求条件（要求される通信品質）が異なる。そこで、本実施形態は、波長可変型光アクセスシステムの波長とサービスとを対応させ、サービス要求条件に応じて波長ごとに異なる帯域割当方法を適用して、通信帯域（「帯域」ともいう。）を割当てる。これにより、複数のサービスを、各サービスのサービス要求条件を満たしつつ収容する。

図１は、本実施形態による通信システム１０の構成図である。同図に示すように、通信システム１０は、上位装置１、端局装置２、Ｐ台（Ｐは１以上の整数）の終端装置３、Ｐ第の下位装置４、及び、Ｑ台の（Ｑは１以上の整数）ユーザ装置５を備えて構成される。以下では、Ｐ台の終端装置３をそれぞれ終端装置３−１〜３−Ｐと記載し、Ｐ台の下位装置４をそれぞれ下位装置４−１〜４−Ｐと記載し、Ｑ台のユーザ装置５をそれぞれユーザ装置５−１〜５−Ｑと記載する。終端装置３と下位装置４との間は１対１で接続される。同図において、終端装置３−ｉ（ｉは１以上Ｐ以下の整数）と接続される下位装置４を下位装置４−ｉとしている。

端局装置２及び終端装置３−１〜３−Ｐは、波長可変型光アクセスシステムを構成する。例えば、端局装置２は、ＯＬＴ（Optical Line Terminal：光加入者線終端装置）であり、終端装置３は、ＯＮＵ（Optical Network Unit：光加入者線ネットワーク装置）である。端局装置２と、終端装置３−１〜３−Ｐとの間は１対多で、光ファイバ６および光スプリッタ７を介してＷＤＭにより通信する。端局装置２と終端装置３−１〜３−Ｐとは、１本の光ファイバ６で伝送される通信信号を、光スプリッタ７によって複数に分配することにより接続される。端局装置２は、終端装置３に送信する信号（下り信号）を波長ごとにＴＤＭ方式により多重して送信し、光スプリッタ７は多重された下り信号をそのまま各終端装置３に転送する。また、複数の終端装置３から端局装置２に送信される信号（上り信号）は、光スプリッタ７により波長ごとにＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）方式で多重され、端局装置２に送信される。

終端装置３に収容される下位装置４は、１以上のユーザ装置５と接続される。各下位装置４は、異なるサービスを提供する。下位装置４−１は、メールやインターネットに代表されるデータ通信サービスを提供する。下位装置４−２は、VoIP（Voice over IP）を提供する。また、下位装置４−Ｐは、移動体無線通信システムにおける無線装置（RRH：Remote Radio Head）である。
端局装置２に接続される上位装置１は、各サービスに対応した上位ネットワークへと接続するための装置であり、スイッチ機能や移動体無線通信システムにおける基地局装置（BBU：Baseband Unit）機能を有する。なお、上位装置１はサービス別の複数の装置により構成してもよい。

通信システム１０は、このような利用形態において、波長ごとに遅延時間特性の異なる帯域割当アルゴリズム（帯域割当方法）を適用する。終端装置３が収容するサービスのサービス要求条件に応じて、当該サービスに対して適切な波長を割当てることが本実施形態のポイントである。

図２は、端局装置２の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。端局装置２は、上位送受信部２０１と、記憶部２１１と、波長割当部２２１と、集線部２３１と、下位送受信部２４１−１〜２４１−Ｎと、波長合分波部２５１とを備えて構成される。下位送受信部２４１−１〜２４１−Ｎを総称して、下位送受信部２４１とも記載する。

上位送受信部２０１は、上位装置１とのインタフェースである。
記憶部２１１は、サービス要求テーブルを記憶する。サービス要求テーブルは、終端装置３と、その終端装置３に収容されるサービスと、そのサービスが許容する遅延時間に関する情報とを対応付けたデータである。

波長割当部２２１は、記憶部２１１に記憶されるサービス要求テーブルを参照して、終端装置３が収容するサービスに関する情報を取得し、その情報に基づいて終端装置３を収容する、すなわち、終端装置３がＷＤＭによる通信に使用する波長を決定する。
集線部２３１は、下位送受信部２４１−１〜２４１−Ｎから受信した上りデータを集線する。

下位送受信部２４１は、終端装置３とのインタフェースであり、それぞれ異なる波長に対応する。下位送受信部２４１−ｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）は、波長λｉにより光信号を送受信する。下位送受信部２４１−ｉは、上り信号と下り信号でそれぞれ異なる波長を使用してもよい。各下位送受信部２４１は、遅延時間特性の異なる複数の帯域割当アルゴリズムのうちいずれかの帯域割当アルゴリズムを用いる。これにより、下位送受信部２４１−１〜２４１−Ｎ全体で遅延時間特性の異なるＮ種類以下の帯域割当アルゴリズムが適用される。つまり、各下位送受信部２４１が異なる帯域割当アルゴリズムを用いてもよく、複数の下位送受信部２４１が同じ帯域割当アルゴリズムを用いてもよい。

例えば、下位送受信部２４１−１は、波長λ１に収容される各終端装置３に対して固定的に上り通信の帯域を割当てる帯域割当アルゴリズムを用いる。また、下位送受信部２４１−２は、波長λ２に収容される各終端装置３から通知された帯域要求量に基づいて、周期１ミリ秒で動的に上り通信の帯域を割当てる帯域割当アルゴリズムを用いる。そして、下位送受信部２４１−３は、波長λ３に収容される各終端装置３から通知された帯域要求量に基づいて、周期５ミリ秒で動的に上りの通信の帯域を割当てる帯域割当アルゴリズムを用いる。一般に、固定帯域割当や周期の短い動的帯域割当は低遅延である。上記の例の場合、λ１は超低遅延の通信に用いる波長、λ２は低遅延の通信に用いる波長、λ３は遅延を許容する通信に用いる波長となる。

波長合分波部２５１は、下位送受信部２４１−１〜２４１−Ｎから出力された波長λ１〜λＮの異なる光信号を合波して、光ファイバ６へ出力する。また、波長合分波部２５１は、光ファイバ６により伝送された光信号を波長λ１〜λＮに分波し、波長λｉに応じた下位送受信部２４１−ｉに出力する。

図３は、サービス要求テーブル３０１の設定例を示す図である。同図に示すように、サービス要求テーブル３０１には、終端装置３を識別する情報である識別子ｕと、その終端装置３のサービス種別及び低遅延要求グレードとの対応が設定されている。サービス種別は、終端装置３と接続される下位装置４が提供するサービス、すなわち、終端装置３が通信を中継するサービスを表す。低遅延要求グレードは、サービス要求条件を示し、「（低遅延の）要求なし」、「低遅延」、「超低遅延」がある。このサービス要求テーブル３０１により、各終端装置３が収容するサービスとサービス要求条件を区別する。

波長割当部２２１は、記憶部２１１に記憶されるサービス要求テーブルを参照して、終端装置３に収容されるサービスのサービス種別とサービス要求条件を取得し、取得したそれら情報に基づいて終端装置３を収容する波長を決定する。上記の例のように、λ１は超低遅延の通信に用いる波長、λ２は低遅延の通信に用いる波長、λ３は遅延を許容する通信に用いる波長であるとする。図３に示すサービス要求テーブル３０１によれば、「データ通信」を収容する識別子ｕ＝１の終端装置３−１は、低遅延要求グレードが「要求なし」である。そこで、波長割当部２２１は、終端装置３−１を波長λ３に収容すると判断する。また、「ＶｏＩＰ」を収容する識別子ｕ＝２の終端装置３−２は、低遅延要求グレードが「低遅延」である。そこで、波長割当部２２１は、終端装置３−２を波長λ２に収容すると判断する。また、移動体無線通信システムの「無線装置」を収容する識別子ｕ＝３の終端装置３−３は、低遅延要求グレードが「超低遅延」である。そこで、波長割当部２２１は、終端装置３−３を波長λ１に収容すると判断する。端局装置２は、各終端装置３に対して、その終端装置３を収容する波長を通知する。例えば、端局装置２は、従来技術と同様に下り制御信号により波長を通知してもよく、光ファイバ６とは異なる回線により通知してもよい。

下位送受信部２４１−１は、波長λ１に収容される終端装置３−３及び他の終端装置３に対して固定的に帯域を割当てる。下位送受信部２４１−２は、波長λ２に収容される終端装置３−２及び他の終端装置３から通知された帯域要求量に基づいて、周期１ミリ秒で動的に帯域を割当てる。下位送受信部２４１−３は、波長λ３に収容される終端装置３−１及び他の終端装置３から通知された帯域要求量に基づいて、周期５ミリ秒で動的に帯域を割当てる。

一般に、固定帯域割当や周期の短い動的帯域割当は低遅延である一方、帯域要求以上の無駄な割当てやオーバヘッドによる帯域の利用効率低下が問題である。サービスの要求条件に応じて異なる帯域割当アルゴリズムを実行することで、遅延時間の要求が厳しいサービスに対しては低遅延で、要求が低いサービスに対しては高い帯域利用効率で帯域が割当てられる。

なお、終端装置３とサービス種別及びサービス要求条件との対応付けは、運用者が端局装置２に手動で登録することにより行うが、端局装置２が通信内容を監視して自動的に設定してもよい。

また、上記では、各波長に使用される帯域割当アルゴリズムが予め決まっており、波長割当部２２１は、各終端装置３を収容する波長を決定する際には、その終端装置３が収容するサービスのサービス要求条件に合った帯域割当アルゴリズムを使用する波長を選択している。しかし、波長割当部２２１は、異なるサービスを収容する終端装置３が異なる波長に収容されるよう、終端装置３を収容する波長を任意に決定してもよい。波長割当部２２１は、終端装置３が収容された波長を使用する下位送受信部２４１に対して、その終端装置３が収容するサービスのサービス要求条件を満たす帯域割当アルゴリズムを適用するよう指示する。

また、上記では、各サービスのサービス要求条件が異なる場合を例に説明したが、複数のサービスでサービス要求条件が同じ場合がある。この場合、上記のようにサービスごとに波長を分けてもよく、サービス要求条件が同じであれば異なるサービスを収容する複数の終端装置３を１つの波長に収容してもよい。ただし、サービスごとに波長を分けることによって、少なくとも、サービス要求条件が異なるサービスが１つの波長に収容されることがないようにすることが可能である。

本実施形態によれば、多波長に通信する光アクセスシステムが、遅延時間に対する要求条件の異なるサービスを波長ごとに収容し、要求条件に応じた帯域割当アルゴリズムを適用する。これにより、遅延時間の要求が厳しいサービスに対しては低遅延で、要求が低いサービスに対しては高い帯域利用効率で帯域を割当てることができる。

［第２の実施形態］
本実施形態は、移動体無線通信システムについては、上位装置（BBU）から通知されるスケジューリング情報を用いることにより、移動体無線通信システムに対して低遅延の帯域割当を行う。以下では、第１の実施形態との差分を中心に説明する。本実施形態の通信システムは、図１に示す第１の実施形態の端局装置２を、図４に示す端局装置２ａに代えた構成である。

図４は、本実施形態における端局装置２ａの構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図において、図に示す第１の実施形態による端局装置２と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
端局装置２ａは、第１の実施形態の端局装置２に、情報抽出部４０１及び要求量変換部４０２を追加した構成である。情報抽出部４０１は、移動体無線通信システムの上位装置からスケジューリング情報を受信する。スケジューリング情報は、移動体無線通信システムの上り通信のスケジュールを示し、各無線装置（下位装置４）が上り通信を行う時間と、上り通信のデータ量を取得可能な情報である。要求量変換部４０２は、受信したスケジューリング情報を終端装置３ごとの帯域要求量に変換する。上位装置からのスケジューリング情報は、上位送受信部２０１を介して受信してもよい。変換された帯域要求量は、移動体無線通信システムを収容する波長λ１の下位送受信部２４１−１に転送される。下位送受信部２４１−１は、受信した帯域要求量を用いて動的に帯域を割当てる。

スケジューリング情報を用いて動的に帯域を割当てることにより、固定帯域割当よりも帯域利用効率を改善でき、また終端装置３からの帯域要求量の通知を待つことなく帯域を割当て可能であるため、低遅延での割当てが可能である。
上記のように、本実施形態では、上位装置との間の連携インタフェースを用いて動的帯域割当て（ＤＢＡ: Dynamic bandwidth allocation）を行うエンジンを、追加で設ける。

［第３の実施形態］
本実施形態は、任意の波長において、その波長に収容した終端装置３の通信の遅延に対する要求条件を満たせなくなる場合に、他の波長に一部の終端装置３を振り替える。１波長あたりの負荷を分散することが可能となることから、システム全体で快適な通信が期待できる。以下では、第１の実施形態との差分を中心に説明する。本実施形態の通信システムは、図１に示す第１の実施形態の端局装置２を、図５に示す端局装置２ｂに代えた構成である。

図５は、本実施形態の端局装置２ｂの構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図において、図２に示す第１の実施形態による端局装置２と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

端局装置２ｂは、第１の実施形態の端局装置２にトラヒック監視部５０１を追加し、波長割当部２２１に代えて波長割当部２２１ｂを備えた構成である。トラヒック監視部５０１は、波長ごとの上り通信の伝送品質として、割当て可能な帯域に対する実際の使用量を波長ごとに測定する。なお、トラヒック監視部５０１は、伝送品質として、各ユーザ装置５から送信された上りデータが終端装置３に到着した時刻から端局装置２に到着した時刻までの遅延時間を測定してもよい。波長割当部２２１ｂは、測定された伝送品質が、要求される伝送品質を満たしていないと判断するための所定の条件を満たす場合は、その波長に収容している終端装置３を他波長に振り替える。他波長に振り替えるとは、終端装置３が現在収容されている波長を、他の波長に変更することである。なお、端局装置は第２の実施形態のように、情報抽出部４０１及び要求量変換部４０２を有してもよい。

図６は、端局装置２ｂの波長割当部２２１ｂの動作フローを示す図である。
トラヒック監視部５０１は、波長ごとの上り通信の伝送品質を測定し、測定結果を示すトラヒック測定情報を波長割当部２２１ｂに出力する。波長割当部２２１ｂは、波長ごとに、トラヒック測定情報が示す上り通信の伝送品質と、その波長について予め設定された伝送品質の閾値とを比較する（ステップＳ６０１）。波長割当部２２１ｂは、測定された伝送品質が閾値以下の波長がないと判断した場合（ステップＳ６０１：ＮＯ）、ステップＳ６０１からの処理を繰り返す。

一方、波長割当部２２１ｂは、測定された伝送品質が閾値以下の波長があると判断した場合（ステップＳ６０１：ＹＥＳ）、ステップＳ６０２を実行する。すなわち、波長割当部２２１ｂは、その波長に割当てている任意の終端装置３を、その終端装置３のサービス要求条件が示す遅延時間に対する要求（以下、「遅延要求」ともいう。）を満足し、かつ、伝送品質が閾値以上である他波長に振り替える（ステップＳ６０２）。下位送受信部２４１は、他波長に振り替える終端装置３に対し、振り替え先の波長を、例えば、下り制御信号により通知する。なお、遅延要求を満足する他波長も全て伝送品質が閾値以下であり、振り替えが困難である場合、波長割当部２２１ｂは、遅延要求を満足しない他波長に振り替えてもよい。その場合、振替先の波長を処理する下位送受信部２４１の帯域割当アルゴリズムを、低遅延用の帯域割当アルゴリズムに切り替える。低遅延用の帯域割当アルゴリズムとは、例えば固定帯域割当や、周期の短い動的帯域割当である。

本実施形態の波長割当部２２１ｂは、トラヒック監視部５０１において測定された実際の上りリンクの使用量を用いて波長の振り替え要否を判断しているが、トラヒック監視部５０１によるトラヒック測定結果の代わりに、終端装置３から通知される帯域要求量又は上位装置１から通知されるスケジューリング情報を用いてもよい。この場合、波長割当部２２１ｂは、全ての波長における一定期間内の帯域使用率が平滑となるように、帯域使用率の高い波長の終端装置を、帯域使用率の低い波長に振り替える。

上述したように、本実施形態は、端局装置２ｂが複数波長を使用して終端装置３と通信している状態において、終端装置３の通信の遅延に関する要求条件を満たすことが困難となった場合に、その要求条件を満たす別の波長に終端装置３の収容先を切り替える。

［第４の実施形態］
本実施形態は、終端装置３をできる限り少ない波長数で収容し、要求条件を満たせなくなる場合に新たな波長を追加して収容する。使用する波長数をできる限り少なくすることにより、使用しない波長に関してスリープ動作させることが可能となり、省電力化が期待できる。以下では、第１の実施形態との差分を中心に説明する。本実施形態の通信システムは、図１に示す第１の実施形態の端局装置２を、図７に示す端局装置２ｃに代えた構成である。

図７は、本実施形態の端局装置２ｃの構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図において、図５に示す第３の実施形態による端局装置２ｂと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

端局装置２ｃは、第３の実施形態の端局装置２ｃの波長割当部２２１ｂに代えて波長割当部２２１ｃを備えた構成である。波長割当部２２１ｃは、基本的に全終端装置３に対して同一の波長を割当てる。なお、波長割当部２２１ｃは、複数の終端装置３を１つの波長に割当てるようにして、λ１〜λＮのうち一部の複数の波長を使用するようにしてもよい。終端装置３の数や合計データレートが増加し、終端装置３の通信の遅延に対する要求条件を満たすことが難しくなる場合に、現在使用していない新たな波長を追加して割当てる。各下位送受信部２４１は、自身が収容する終端装置３のうち最も要求条件の厳しいものにあわせて、使用可能な候補アルゴリズムの中から使用する帯域割当アルゴリズムを選択する。候補アルゴリズムは、例えば、固定帯域割当、周期１ミリ秒の動的帯域割当、周期５ミリ秒の動的帯域割当などの帯域割当アルゴリズムである。

図８は、端局装置２ｃの波長割当部２２１ｃの動作フローを示す図である。
トラヒック監視部５０１は、波長ごとの上り通信の伝送品質を測定し、測定結果を示すトラヒック測定情報を波長割当部２２１ｃに出力する。波長割当部２２１ｃは、波長ごとに、トラヒック測定情報が示す上り通信の伝送品質と、その波長について予め設定された伝送品質の閾値とを比較する（ステップＳ７０１）。波長割当部２２１ｂは、測定された伝送品質が閾値以下の波長がないと判断した場合（ステップＳ７０１：ＮＯ）、ステップＳ７０４からの処理を行う。

一方、波長割当部２２１ｃは、測定された伝送品質が閾値以下の波長があると判断した場合（ステップＳ７０１：ＹＥＳ）、現在使用していない新たな波長の下位送受信部２４１の使用を開始する（ステップＳ７０２）。波長割当部２２１ｃは、各終端装置３をいずれの波長に振り分けるかを決定する（ステップＳ７０３）。帯域が輻輳すると遅延時間が増大することから、波長割当部２２１ｃは、伝送品質として、割当て可能な帯域に対する実際の使用量を使用して伝送品質を満たすかを判断する。なお、トラヒック監視部５０１は、伝送品質として、各ユーザ装置５から送信された上りデータが終端装置３に到着した時刻から端局装置２に到着した時刻までの遅延時間を使用して判断してもよい。同一サービスを収容する終端装置３は同一波長に収容するが、収容する波長はランダムであっても構わない。下位送受信部２４１は、他波長に振り替える終端装置３に対し、振り替え先の波長を、例えば下り制御信号により通知する。

波長割当部２２１ｃは、トラヒック測定情報が示す上り通信の割当て可能な帯域に対する実際の使用量から、複数の波長を１波長に集約可能であるか否かを判断する（ステップＳ７０４）。波長割当部２２１ｃは、集約可能ではないと判断した場合（ステップＳ７０４：ＮＯ）、ステップＳ７０１からの処理を繰り返す。波長割当部２２１ｃは、複数の波長を１波長に集約可能であると判断した場合（ステップＳ７０４：ＹＥＳ）、波長を集約させる（ステップＳ７０５）。具体的には、波長割当部２２１ｃは、現在使用している複数の波長における帯域の使用量の合算値が、任意の波長に予め設定された閾値以下である場合に、集約可能であると判断する。その場合、波長割当部２２１ｃは、当該波長に終端装置３を集約し、不要となる波長の下位送受信部２４１のスリープ動作を開始する（ステップＳ７０６）。下位送受信部２４１は、他波長に集約する終端装置３に対し、変更先の波長を、例えば下り制御信号により通知する。波長割当部２２１ｃは、ステップＳ７０１からの処理を繰り返す。

本実施形態の波長割当部２２１ｃはトラヒック監視部５０１が測定した実際の帯域使用量を用いて波長の振り替え要否を判断している。なお、トラヒック監視部５０１によるトラヒック測定結果の代わりに終端装置３から通知される帯域要求量又は上位装置１から通知されるスケジューリング情報を用いてもよい。この場合、波長割当部２２１ｃは、任意の波長における帯域が輻輳しないように、帯域要求量の総和に応じて波長の追加・集約を判断する。

上述した実施形態によれば、ＰＯＮシステムなどの光伝送システムが、通信の遅延に対する要求が異なるサービスを提供するシステムの通信を中継する場合に、端局装置は、終端装置に対して、その終端装置が通信を中継するサービスに応じた波長を割当てる。つまり、端局装置は、波長ごとに異なる遅延時間により帯域割当を行い、モバイル網のように低遅延を要求するサービスを収容する終端装置には低遅延用の波長を割当て、他のサービスを収容する終端装置には他の波長を割当てる。これにより、極めて厳しい遅延要件が課されるようなモバイル網と、遅延に対する制約が厳しくないＦＴＴＨなどを収容可能なＰＯＮシステムを実現することができる。

上述した実施形態における端局装置２、２ａ、２ｂ、２ｃの一部の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この端局装置２、２ａ、２ｂ、２ｃの一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

複数のサービス提供システムの通信を時分割多重及び周波数多重により中継する場合に利用可能である。

１ 上位装置
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 端局装置
３、３−１、３−２、３−Ｐ 終端装置
４、４−１、４−２、４−Ｐ 下位装置
５、５−１、５−２、５−Ｑ ユーザ装置
６ 光ファイバ
７ 光スプリッタ
１０ 通信システム
２０１ 上位送受信部
２１１ 記憶部
２２１、２２１ｂ、２２１ｃ 波長割当部
２３１ 集線部
２４１、２４１−１、２４１−２、２４１−Ｎ 下位送受信部
２５１ 波長合分波部
４０１ 情報抽出部
４０２ 要求量変換部
５０１ トラヒック監視部

Claims (5)

1. 端局装置とサービスを収容する複数の終端装置とが波長分割多重により前記サービスの通信を中継する伝送システムにおける前記端局装置であって、
   前記終端装置が収容する前記サービスの遅延時間に対する要求条件に基づいて、前記終端装置との通信に使用する波長を決定する波長割当部と、
   それぞれが異なる波長に対応し、対応する前記波長を使用する前記終端装置が収容する前記サービスの前記要求条件に応じた帯域割当方法により前記終端装置に通信帯域を割当てる複数の下位送受信部と、
   を有することを特徴とする端局装置。
2. 前記下位送受信部は、前記サービスの通信のスケジュールを示す情報に基づいて前記通信帯域を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の端局装置。
3. 前記波長割当部は、前記波長ごとの伝送品質の情報を取得し、取得した前記情報から伝送品質が所定よりも低下している波長があると判断した場合、伝送品質が低下している前記波長に割当てられている前記終端装置に他の波長を割当てる、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の端局装置。
4. 前記波長割当部は、同一の波長を割当てた複数の前記終端装置が通信を中継する前記サービスに応じて、前記波長に対応した前記下位送受信部が用いる前記帯域割当方法を選択する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の端局装置。
5. 端局装置とサービスを収容する複数の終端装置とが波長分割多重により前記サービスの通信を中継する伝送システムにおける前記端局装置が実行する帯域割当方法であって、
   前記終端装置が収容する前記サービスの遅延時間に対する要求条件に基づいて、前記終端装置との通信に使用する波長を決定する波長割当ステップと、
   それぞれが異なる波長に対応した複数の下位送受信部が、対応する前記波長を使用する前記終端装置が収容する前記サービスの前記要求条件に応じた帯域割当方法により前記終端装置に通信帯域を割当てる帯域割当ステップと、
   を有することを特徴とする帯域割当方法。

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