JP6534952B2 - 端局装置及び送信順序決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、端局装置及び送信順序決定方法に関する。

ＰＯＮ（Passive Optical Network；受動光ネットワーク）は、ＯＬＴ（Optical Line Terminal；光加入者線終端装置）と複数のＯＮＵ（Optical Network Unit、光加入者線ネットワーク装置)とを接続して構成される。図９は、ＰＯＮシステムの構成例を示す図である。同図では、ＯＬＴとＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃ＭのＭ台（Ｍは２以上の整数）のＯＮＵとが、光ファイバおよび光スプリッタを用いた中継網により接続される。

図１０は、時分割多重（ＴＤＭ：Time division Multiplexing）方式を採用しているＰＯＮシステムによる帯域割当の手順を示す図である。横軸のｔは時間を表す。同図に示すように、ＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃Ｍ（同図では、Ｍ＝４）から時分割多重でＯＬＴにデータ信号を送信するとき、ＯＬＴはＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃Ｍへ送信許可を与える制御信号を送信する。送信許可は、ＯＮＵがＯＬＴにデータ信号を送信可能な時間と容量を示す。ＯＮＵは、その制御信号を基に、ＯＬＴから指示された時間に指示された容量のデータ信号をＯＬＴへ送信する（例えば、非特許文献１参照）。同図では、制御信号により、ＯＮＵ＃１、ＯＮＵ＃４、ＯＮＵ＃２、ＯＮＵ＃３の順に送信順序（時刻）が指定されている。

同図のようにＯＬＴに複数のＯＮＵ＃１〜ＯＮＵ＃４が接続されている場合、初めにデータ信号を送信したＯＮＵ＃１と最後にデータを送信したＯＮＵ＃３とでは、ＯＬＴにデータ信号が到着する時刻に差が生じる。この時間差が遅延となる。この時間差を、送信待機時間と定義する。つまり、送信待機時間は、送信順序１番のＯＮＵが送信したデータ信号の到着時刻から、２番目以降の送信順序のＯＮＵが送信したデータ信号の到着時刻までにＯＬＴが待機した時間である。換言すれば、送信待機時間は、送信順序１番のＯＮＵがデータ信号を送信した時刻から、２番目以降の送信順序のＯＮＵが自装置のデータ信号を送信するまでに待機した時間でもある。この送信待機時間に起因する遅延を公平化するための技術は既に提案されている（例えば、非特許文献２参照）。この提案されている技術だけでなく、一般に広く知られているラウンドロビン方式を適用することでも、送信待機時間を複数のＯＮＵ間で公平にすることは可能である。

図１１は、ラウンドロビン方式を用いた場合のＰＯＮシステムにおけるデータ信号送信の例を示す図である。ラウンドロビン方式の場合は、各ＯＮＵのデータ送信完了後に送信する順序をシフトさせる。最初にデータ信号を送信したＯＮＵを次の送信タイミングでは、最後にデータ信号を送信するように設定し、送信順序を繰り上げる。同図では、ＯＮＵの送信が一巡した後に、ラウンドロビンを行っているが、送信が何度か繰り返された後に、ラウンドロビンを行うことでも長期的に見て公平化を図ることが可能である。この送信順序を変更する周期を送信順序公平化周期と定義する。

国際公開第２０１４／０７７１６８号

"ＮＴＴ技術ジャーナル、技術基礎講座[GE-PON技術]、第3回 DBA機能"，［online］，2005年，日本電信電話株式会社，［平成27年12月21日検索］，インターネット <http://www.ntt.co.jp/journal/0510/files/jn200510067.pdf> 三鬼準基，青柳慎一，上田裕巳，渡辺隆市，"パッシブダブルスター光アクセスシステムにおけるシェアドアクセス方式の提案"，電子情報通信学会論文誌 B，2001年9月，Vol. J84-B，No.9，p.1578-1586 "C-RAN The Road Towards Green RAN"，［online］，2011年10月，China Mobile Research Institute，［平成28年2月5日検索］，インターネット <http://labs.chinamobile.com/cran/> "Further Study on Critical C-RAN Technologies"， Next Generation Mobile Networks (NGMN) Alliance，2015年3月，version 1.0 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2"，3GPP TS 36.300，v12.4.0，2014年12月 K. Miyamoto，S. Kuwano，J. Terada，A. Otaka，"Split-PHY Processing Architecture to Realize Base Station Coordination and Transmission Bandwidth Reduction in Mobile Fronthaul"，Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC)，2015年3月，M2J.4

ＰＯＮシステムに接続されている装置が送信順序公平化周期と異なる周期性を持つトラヒックを送受信する際にＰＯＮ区間で公平性が担保されないケースが存在する。このケースに該当する一例として、モバイル用無線基地局をＰＯＮシステムにより収容した場合が考えられる。モバイル用無線基地局はＣ−ＲＡＮ（Centralized - Radio Access Network）と呼ばれる構成を取っている。Ｃ−ＲＡＮ構成では、モバイル用無線基地局を無線アンテナ部（ＲＲＨ：Remote Radio Head）と信号処理部（ＢＢＵ：Baseband Unit）に分離し、ＢＢＵ−ＲＲＨ間は光ファイバによって接続される（例えば、非特許文献３参照）。このＢＢＵ−ＲＲＨ間をＰＯＮトポロジで構成することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。最近ではＲＲＨに物理層機能の全て若しくは一部を集約し、ＭＡＣ層以上の機能をＢＢＵに集約したＣ−ＲＡＮ構成が提案されている（非特許文献４、非特許文献６参照）。非特許文献４、非特許文献６等の方式では、ＲＲＨがデータ信号をサブフレーム毎に復調し、場合によってはさらに復号も行い、ＢＢＵへデータ信号を転送する。この方式で想定されるデータ信号の転送を行うシーケンス例を図１２に示す。

図１２は、ＲＲＨが無線端末から受信したデータ信号をＢＢＵへ転送するシーケンス例を示す図である。ＲＲＨは、無線端末から受信した信号を復調・復号する。ＲＲＨにおいて復調・復号された信号は、サブフレーム長単位にキューイングされ、ＢＢＵへ転送される。ＬＴＥ（Long Term Evolution）モバイルシステムの場合、サブフレーム長は１ｍｓ（非特許文献５参照）である。このことから、ＲＲＨからＢＢＵへデータ信号を転送する際にデータのキューイングが始まる周期は１ｍｓとなる。１ｍｓを１周期として、データがＲＲＨにキューイングされ、転送される。

図１３は、モバイル用無線基地局をＰＯＮシステムに収容した時の転送のシーケンスを示す図である。ＯＮＵは、ＰＯＮのデータ信号の送信周期に合わせて、送信周期内に割当てられた帯域を使用して、ＲＲＨから受信したモバイルシステムのデータをＯＬＴに送信する。ＯＮＵは、送信周期内の割当てられた帯域がモバイルシステムのデータ量よりも少ない場合は、次の送信周期にまたがって送信を行う。

上記の例のように、接続された装置が周期性を持つ場合では、ＰＯＮシステムにおいて、各ＯＮＵからのデータ送信の順序が公平でない可能性がある。図１４は、モバイル用無線基地局をＰＯＮシステムに収容した時のＯＮＵの送信順序と送信データ量を示す図である。同図では、ＯＮＵに割当てられた帯域が複数の送信順序公平化周期に適用される場合を示している。例えば、接続された装置（ＲＲＨ）が持つデータ信号の送信周期が１ｍｓ、送信順序公平化周期が２５０μｓのとき、ＯＬＴと接続しているＯＮＵ数が２、４、８、…台（データ信号の送信周期／送信順序公平化周期の整数倍）である場合には、１ｍｓ毎にトラヒックがサブフレーム周期の先頭に偏在する。図１４に示すように送信順序がＯＮＵ＃１→ＯＮＵ＃２→ＯＮＵ＃３→ＯＮＵ＃４の送信順序公平化周期のタイミングにおいてトラヒックが集中し、送信順序が公平ではなくなる。つまり、上述したように、トラヒックの集中により、キューイングされているデータを１つの送信順序公平化周期で送信できなかった場合、ＯＮＵは、次回以降の送信順序公平化周期に及んでデータを送信する。しかし、ラウンドロビンでは、送信すべきデータの有無によらず送信順序が割り当てられるため、送信すべきデータがないＯＮＵよりも送信すべきデータがあるＯＮＵのほうが後の送信順序となることもある。従って、送信待機時間が長くなるＯＮＵが生じる場合がある。また、各ＯＮＵの平均的な送信順序が偏る場合もある。

上記事情に鑑み、本発明は、送信待機時間の偏りを減らすように終端装置の送信順序を決めることができる端局装置及び送信順序決定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、複数の終端装置と接続される端局装置であって、複数周期における前記終端装置それぞれの送信データがあるときの送信順序の情報又は送信データ量の情報を取得し、前記終端装置それぞれの前記送信順序の平均又は前記送信データ量の合計に基づいて前記終端装置の送信順序を決定する送信順序決定部と、前記送信順序決定部が決定した送信順序に従って前記終端装置にデータ送信の順序を指示する送信順序命令部と、を備える。

また、本発明の一態様は、上述の端局装置であって、前記送信順序決定部は、前記送信順序の平均が低い順又は前記送信データ量の合計が少ない順に前記終端装置の送信順序を決定する。

また、本発明の一態様は、上述の端局装置であって、前記送信順序決定部は、複数周期における前記終端装置それぞれのデータの送信順序の情報及び送信データ量の情報を取得し、前記終端装置ごとに、各周期の前記送信データ量に基づいて送信データの有無を判断し、送信データ有と判断された周期における前記送信順序の平均を計算する。

また、本発明の一態様は、上述の端局装置であって、前記送信順序決定部は、異なる前記終端装置間の送信順序の平均の差異を計算し、前記差異の合計が閾値を超える場合に前記終端装置の送信順序を新たに決定する。

また、本発明の一態様は、上述の端局装置であって、前記送信順序決定部は、前記送信データ量を前記終端装置から受信したデータ量に基づいて取得する。

また、本発明の一態様は、上述の端局装置であって、前記送信順序決定部は、前記終端装置から要求された帯域に基づいて前記送信データ量を取得し、前記送信順序決定部に通知するデータ量取得部をさらに備える。

なお、上述の端局装置において、前記周期は、前記終端装置の送信順序を変更する周期である。

また、本発明の一態様は、複数の終端装置と接続される端局装置が実行する送信順序決定方法であって、複数周期における前記終端装置それぞれの送信データがあるときの送信順序の情報又は送信データ量の情報を取得し、前記終端装置それぞれの前記送信順序の平均又は前記送信データ量の合計に基づいて前記終端装置の送信順序を決定する送信順序決定ステップと、前記送信順序決定ステップにおいて決定された送信順序に従って前記終端装置にデータ送信の順序を指示する送信順序命令ステップと、を有する。

本発明により、送信待機時間の偏りを減らすように終端装置の送信順序を決めることが可能となる。

本発明の第１の実施形態によるネットワークシステムの構成例を示す図である。 同実施形態によるＯＬＴの構成を示すブロック図である。 同実施形態によるＯＬＴの動作アルゴリズムを示すフローチャートである。 第２の実施形態によるＯＬＴの構成を示すブロック図である。 同実施形態によるネットワークシステムにおけるレポート情報の通知のシーケンスを示す図である。 第３の実施形態によるＯＬＴの構成を示すブロック図である。 同実施形態によるＯＬＴの動作アルゴリズムを示すフローチャートである。 第４の実施形態によるＯＬＴの構成を示すブロック図である。 ＰＯＮシステムの構成例を示す図である。 時分割多重方式を採用しているＰＯＮシステムによる帯域割当の手順を示す図である。 ラウンドロビン方式を用いた場合のＰＯＮシステムにおけるデータ信号送信の例を示す図である。 ＲＲＨが無線端末から受信したデータ信号をＢＢＵへ転送するシーケンス例を示す図である。 モバイル用無線基地局をＰＯＮシステムに収容した時の転送のシーケンスを示す図である。 モバイル用無線基地局をＰＯＮシステムに収容した時のＯＮＵの送信順序と送信データ量を示す図である。 本発明の実施形態が適用されないＯＬＴの構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態によるネットワークシステム１の構成例を示す図である。同図に示すネットワークシステム１は、例えば図９に示すＰＯＮシステムが、ＰＯＮシステムに接続される外部の装置である接続外部装置間のデータを中継する。ＰＯＮシステムは、端局装置としてのＯＬＴ（Optical Line Terminal；光加入者線終端装置）１００と、終端装置としてのＭ台（Ｍは２以上の整数）のＯＮＵ（Optical Network Unit、光加入者線ネットワーク装置）２００とを有する。以下では、接続外部装置が、モバイル用無線基地局のＢＢＵ（信号処理部：Baseband Unit）６１０及びＲＲＨ（アンテナ部：Remote Radio Head）６２０である場合を例に説明するが、接続外部装置は、モバイル用無線基地局に限らない。以下では、ｍ台目（ｍは１以上Ｍ以下の整数）のＯＮＵ２００を、ＯＮＵ２００＃ｍとも記載する。

ＯＬＴ１００とＭ台のＯＮＵ２００とは、１本の光ファイバ７１０で伝送される通信信号を、光スプリッタ７２０によって複数に分配することにより接続される。ＯＬＴ１００は、Ｍ台のＯＮＵ２００に送信する信号（下り信号）をＴＤＭ（時分割多重）方式により多重して送信し、光スプリッタ７２０は多重された下り信号をそのまま各ＯＮＵ２００に転送する。Ｍ台のＯＮＵ２００からＯＬＴ１００に送信される信号（上り信号）は、光スプリッタ７２０により多重され、ＯＬＴ１００に送信される。

本実施形態では、ＯＮＵ２００からＯＬＴ１００へ伝送される帯域を複数のＯＮＵ２００で時分割により共用する際、送信待機時間が偏らないように、各ＯＮＵ２００がデータを送信する順序の公平化を図る。そこで、ＯＬＴ１００は、各ＯＮＵ２００から送信されるデータ信号の送信順序をモニタリングし、送信順序が不公平となっている場合に、遅延が偏らないように送信順序の変更を行う。

図１５は、本実施形態が適用されないＯＬＴ９００の構成を示すブロック図である。同図において、ＯＬＴ９００は、下りフレーム処理部９２０と、Ｅ／Ｏデータ量取得部９３０と、Ｏ／Ｅデータ量取得部９４０と、上りフレーム処理部９５０と、送信順序命令部９６０とを備えて構成される。

下りフレーム処理部９２０は、ＢＢＵ６１０から受信した下り信号のフレームを、ＰＯＮシステムで用いられるフレームに変換する。Ｅ／Ｏデータ量取得部９３０は、下りフレーム処理部９２０がフレーム変換した下り信号を電気信号から光信号に変換し、ＯＮＵとの間の光ファイバに出力する。Ｏ／Ｅデータ量取得部９４０は、ＯＮＵとの間の光ファイバにより伝送された光信号を受信して電気信号に変換し、上りフレーム処理部９５０に出力する。上りフレーム処理部９５０は、Ｏ／Ｅデータ量取得部９４０により電気信号に変換された上り信号のフレームを、ＰＯＮフレームから所望のフレームに変換し、ＢＢＵに出力する。送信順序命令部９６０は、送信順序指示信号を生成し、ＯＮＵ２００へ送信する。送信順序指示信号は、ＯＮＵ２００に対して上り信号の送信を許可するタイミングを時刻等で指定することにより、送信順序を指示する制御信号である。

図２は、本発明の第１の実施形態によるＯＬＴ１００の構成を示すブロック図である。ＯＬＴ１００は、下りフレーム処理部１２０と、Ｅ／Ｏデータ量取得部１３０と、Ｏ／Ｅデータ量取得部１４０と、上りフレーム処理部１５０と、送信順序決定部１６０と、送信順序命令部１７０とを備えて構成される。下りフレーム処理部１２０、Ｅ／Ｏデータ量取得部１３０、Ｏ／Ｅデータ量取得部１４０、上りフレーム処理部１５０及び送信順序命令部１７０はそれぞれ、図１５に示す下りフレーム処理部９２０、Ｅ／Ｏデータ量取得部９３０、Ｏ／Ｅデータ量取得部９４０、上りフレーム処理部９５０及び送信順序命令部９６０と同様の機能を有する。送信順序決定部１６０は、ＯＮＵ２００の送信順序の公平性を表す指標値を計算する。送信順序決定部１６０は、指標値に基づいて送信順序が公平ではないと判断した場合、各ＯＮＵ２００の送信順序を計算し、計算結果を送信順序命令部１７０に出力する。送信順序命令部１７０は、送信順序決定部１６０から計算結果として通知されたＯＮＵ２００の送信順序に従って各ＯＮＵ２００の上りデータの送信タイミングを決定し、決定した送信タイミングを指示する送信順序指示信号をＯＮＵ２００に送信する。

図３は、本実施形態のＯＬＴ１００の動作アルゴリズムを示すフローチャートである。
まず、送信順序決定部１６０は、自装置に接続されているＯＮＵ２００の数であるＯＮＵ数Ｍを取得する（ステップＳ１０５）。次に、送信順序決定部１６０は、送信順序の公平性を判断するために情報を取得する送信順序公平化周期の回数Ｎと、公平性の判定閾値Ｄ_ｔｈを設定する。さらに、送信順序決定部１６０は、各ＯＮＵ２００が１回目からＮ回目までの送信順序公平化周期においてデータを送信した送信順序公平化周期の回数Ｎ（ｘ）に初期値Ｎを設定する(ステップＳ１１０)。ここで、ｘ（ｘは１以上Ｍ以下の整数）は、ＯＮＵ２００の番号を示す。つまり、ｘ番目のＯＮＵ２００は、ＯＮＵ２００＃ｘである。

ＯＬＴ１００の送信順序命令部１７０は、初期動作としてラウンドロビン方式等の公平制御を行う（ステップＳ１１５）。送信順序決定部１６０は、送信順序公平化周期がＮ回に達した後、各ＯＮＵ２００の送信順序が公平に設定されているかを表す指標値を計算する。そこで、送信順序決定部１６０は、送信順序公平化周期１回目からＮ回目までの各送信順序公平化周期について、ＯＮＵ２００＃１〜ＯＮＵ２００＃ｍそれぞれのデータ量Ｖ（ｘ，ｎ）及び送信順序Ｏ（ｘ，ｎ）を取得する。ｎ（１以上Ｎ以下の整数）は、Ｎ回の送信順序公平化周期のうち、何回目の送信順序公平化周期であるかを表す変数である。データ量Ｖ（ｘ，ｎ）は、ｎ回目の送信順序公平化周期に、ＯＮＵ２００＃ｘからＯＬＴ１００に送信されたデータ量である。送信順序Ｏ（ｘ，ｎ）は、ｎ回目の送信順序公平化周期におけるＯＮＵ２００＃ｘのデータ送信の順序である。

送信順序決定部１６０は、Ｍ台のＯＮＵ２００を１台ずつ選択し（ステップＳ１２５）、以下のステップＳ１３０及びステップＳ１３５の処理を実行する。ステップＳ１２５で選択されたＯＮＵ２００の番号をｘとする。

送信順序決定部１６０は、送信順序命令部１７０からＯＮＵ２００＃ｘに指示した１〜Ｎ回目の送信周期それぞれの送信順序Ｏ（ｘ，１）〜Ｏ（ｘ，Ｎ）を取得する。さらに、送信順序決定部１６０は、上りフレーム処理部１５０から、１〜Ｎ回目の送信周期それぞれにおいてＯＮＵ２００＃ｘから受信したデータ量Ｖ（ｘ，１）〜Ｖ（ｘ，Ｎ）を取得する。

送信順序決定部１６０は、Ｖ（ｘ，ｎ）＝０のときはＯ（ｘ，ｎ）＝０とする。また、送信順序決定部１６０は、Ｖ（ｘ，ｎ）＝０である送信順序公平化周期の数Ｌ（ｘ）回を取得し、Ｎ（ｘ）の値を、Ｎ（ｘ）−Ｌ（ｘ）により更新する（ステップＳ１３０）。送信順序決定部１６０は、以下の式（１）により、送信順序公平化周期Ｎ回分における送信データがあったときのＯＮＵ２００＃ｘの送信順序の平均値Ｗ_ｘを算出する（ステップＳ１３５）。

上記により、送信順序決定部１６０は、ＯＬＴ１００に接続されるＭ台のＯＮＵ２００全てについてＷ_ｘを算出する。Ｍ台のＯＮＵ２００間のＷ_ｘの差が０に近いほど、公平性が高いといえる。
以下の式（２）に示すように、ＯＮＵ２００＃ｉとＯＮＵ２００＃ｊ（ｊ≠ｉ）間のＷ_ｘの差をＤ_ｉｊとする（ｉ，ｊは、１以上Ｍ以下の整数）。

Ｄ_ｉｊが０に近ければ公平性が高い。送信順序決定部１６０は、以下の式（３）のように、全てのＯＮＵ２００の組合せについてのＤ_ｉｊの和を求め、送信順序が公平に設定されているかを表す指標値とする（ステップＳ１４０）。

送信順序決定部１６０は、指標値Ｄが閾値Ｄ_ｔｈより大きいか否かを判断する（ステップＳ１４５）。送信順序命令部１７０は、指標値Ｄが閾値Ｄ_ｔｈ以下の場合に（ステップＳ１４５：ＮＯ）、公平性が高いと判断する。送信順序命令部１７０は、現在のＯＮＵ２００の送信順序を引き続き使用する。

一方、送信順序決定部１６０は、指標値Ｄが閾値Ｄ_ｔｈよりも大きいと判断した場合は（ステップＳ１４５：ＹＥＳ）、Ｗ_ｘが大きい順に各ＯＮＵ２００の送信順序をソートし直す(ステップＳ１５０）。送信順序決定部１６０は、再ソート後の新たなＯＮＵ２００の順番を送信順序命令部１７０に出力する。送信順序命令部１７０は、再ソート後のＯＮＵ２００の順番に基づいてラウンドロビン等の公平制御を行う。

なお、判定閾値Ｄ_ｔｈは送信順序公平化周期の回数Ｎによって値が変わるため、Ｎの変数となる場合もある。
また、送信順序決定部１６０は、各ＯＮＵ２００の送信順序を、ＯＮＵ２００からＯＬＴ１００にデータ信号が送られてきた順序により判断することも可能である。この場合、送信順序決定部１６０は、上りフレーム処理部１５０から各ＯＮＵ２００の送信順序の情報を取得する。なお、ＯＬＴ１００内でＯＮＵ２００の送信順序を決定していることから、送信順序決定部１６０は、上記のように送信順序命令部１７０からＯＬＴ１００内の情報を読み込むことも可能である。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では各ＯＮＵ２００から送信されたデータ量Ｖ（ｘ，ｎ）を、上りフレーム処理部１５０が受信したＯＮＵ２００からのデータ信号に基づいて取得していた。第２の実施形態では、第１の実施形態で参照していたデータ量Ｖ（ｘ，ｎ）の代わりに、各ＯＮＵ２００から送られてくるレポート情報を利用する。レポート情報は、ＯＬＴ１００が各ＯＮＵ２００に帯域を割当てる際にＯＮＵ２００から送信される情報であり、ＯＮＵ２００が要求する帯域が設定される。以下では、第１の実施形態との差分について説明する。本実施形態のネットワークシステムの構成は、図１に示すネットワークシステム１におけるＯＬＴ１００を、図４に示すＯＬＴ１００ａに置き換えた構成である。

図４は、第２の実施形態によるＯＬＴ１００ａの構成を示すブロック図である。同図において、図２に示す第１の実施形態によるＯＬＴ１００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。ＯＬＴ１００ａが、図２に示すＯＬＴ１００と異なる点は、データ量取得部１５５をさらに備える点である。データ量取得部１５５は、上りフレーム処理部１５０から、各ＯＮＵ２００から受信したレポート情報を取得する。データ量取得部１５５は、取得したレポート情報に設定されている要求帯域の情報をデータ量Ｖ（ｘ，ｎ）に変換し、送信順序決定部１６０に出力する。例えば、要求帯域の情報は、データ量自体でもよく、単位時間当たり又は送信順序公平化周期当たりの帯域でもよい。

図５は、本実施形態のネットワークシステムにおけるレポート情報の通知のシーケンスを示す図である。
各ＯＮＵ２００は、帯域割当を要求するために、ＯＬＴ１００ａにレポート情報を設定したレポート信号を送信する。ＯＮＵ２００は、ＯＬＴ１００ａへ送信すべきデータがない場合には、要求帯域がないことを示すレポート情報を送信する。ＯＮＵ２００は、ＯＬＴ１００ａに送信すべきデータをＲＲＨ６２０から受信すると、受信したデータをバッファに保存しておく。ＯＮＵ２００は、バッファリングしたデータ量に応じた要求帯域をレポート情報に設定し、レポート信号を送信する。

ＯＬＴ１００ａのデータ量取得部１５５は、上りフレーム処理部１５０が受信したレポート信号からレポート情報を取得する。データ量取得部１５５は、レポート情報を送信順序命令部１７０に出力するとともに、レポート情報に設定されている要求帯域に基づいてレポート信号の送信元のＯＮＵ２００からの送信データ量を計算し、送信順序決定部１６０に出力する。データ量をデータ量取得部１５５から受信する以外の送信順序決定部１６０の動作は、第１の実施形態と同様である。送信順序命令部１７０は、各ＯＮＵ２００から受信したレポート情報に設定されている要求帯域に基づいて、各ＯＮＵ２００の割当帯域を決定する。送信順序命令部１７０は、決定したＯＮＵ２００の割当帯域と、送信順序決定部１６０から通知されたＯＮＵ２００の送信順序に基づいて、各ＯＮＵ２００の上り信号の送信時刻を決定する。送信順序命令部１７０は、各ＯＮＵ２００に、そのＯＮＵ２００の送信時刻及び割当帯域を設定した送信許可信号を送信する。ＯＮＵ２００は、送信許可信号により通知された割当帯域及び送信順序に従って、バッファリングしていた上りデータをＯＬＴ１００ａに送信する。

（第３の実施形態）
第１の実施形態及び第２の実施形態ではデータ送信の順序Ｏ（ｘ，ｎ）を基に送信順序の公平化制御を行う。しかし、送信順序が公平化されたとしても、各ＯＮＵから送られてくるデータ量によって、送信待機時間にばらつきが生じる場合がある。例えば、使用可能な帯域が１０Ｇｂｐｓ（ギガビット毎秒）のＰＯＮシステムが、ＯＮＵ２００＃１、ＯＮＵ２００＃２、ＯＮＵ２００＃３、ＯＮＵ２００＃４を収容することを想定する。ＯＮＵ２００＃１とＯＮＵ２００＃２が１Ｇｂｐｓ以上を常に占有し、ＯＮＵ２００＃３及びＯＮＵ２００＃４が数Ｍｂｐｓ程度の帯域を使用すると仮定したとすると、送信順序を公平化したとしても、ＯＮＵ２００＃３及びＯＮＵ２００＃４の送信待機時間はＯＮＵ２００＃１、ＯＮＵ２００＃２よりも長くなる。これにより送信待機時間は公平化されないことがわかる。そこで、本実施形態では、各ＯＮＵ２００から送信される信号のデータ量Ｖ（ｘ，ｎ）を基に送信順序を決定する。以下では、第１の実施形態との差分を中心に説明する。

本実施形態のネットワークシステムの構成は、図１に示すネットワークシステム１におけるＯＬＴ１００を、図６に示すＯＬＴ１００ｂに置き換えた構成である。
図６は、第３の実施形態によるＯＬＴ１００ｂの構成を示すブロック図である。同図において、図２に示す第１の実施形態によるＯＬＴ１００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。ＯＬＴ１００ｂが、図２に示すＯＬＴ１００と異なる点は、送信順序決定部１６０に代えて、送信順序決定部１６０ｂを備える点である。送信順序決定部１６０ｂは、各ＯＮＵ２００から送信される信号のデータ量Ｖ（ｘ，ｎ）を基に送信順序を決定する。

図７は、本実施形態のＯＬＴ１００ｂの動作アルゴリズムを示すフローチャートである。まず、送信順序決定部１６０ｂは、自装置に接続されているＯＮＵ２００の数であるＯＮＵ数Ｍを取得する（ステップＳ３０５）。次に、送信順序決定部１６０ｂは、情報を取得する送信順序公平化周期の回数Ｎを設定する(ステップＳ３１０)。送信順序命令部１７０は、初期動作としてラウンドロビン方式等の公平制御を行う（ステップＳ３１５）。送信順序決定部１６０ｂは、送信順序公平化周期がＮ回に達した後、各ＯＮＵ２００の送信順序を決定する。そこで、送信順序決定部１６０ｂは、上りフレーム処理部１５０から、１〜Ｎ回目の送信周期それぞれにおいてＯＮＵ２００＃ｘから受信したデータ量Ｖ（ｘ，１）〜Ｖ（ｘ，Ｎ）を取得する（ステップＳ３２０）。

送信順序決定部１６０ｂは、Ｍ台のＯＮＵ２００を１台ずつ選択し（ステップＳ３２５）、以下のステップＳ３４０の処理を実行する。ステップＳ３２０で選択されたＯＮＵ２００の番号をｘとする。送信順序決定部１６０ｂは、ＯＮＵ２００＃ｘの送信順序公平化周期のＮ回分のデータ量Ｖ（ｘ，ｎ）の総和Ｓ_ｘを求める（ステップＳ３３０）。

送信順序決定部１６０ｂは、接続しているＭ台のＯＮＵ２００の台数分だけ総和Ｓ_ｘを計算する。送信順序決定部１６０ｂは、各ＯＮＵ２００＃１〜ＯＮＵ２００＃Ｍの間でそれぞれの総和Ｓ_１〜Ｓ_Ｍを比較し、総和Ｓ_ｘが小さい順にＯＮＵ２００をソートして送信順序とする（ステップＳ３３５）。例えば、ＯＮＵ２００＃１、ＯＮＵ２００＃２、ＯＮＵ２００＃３、ＯＮＵ２００＃４を収容するＰＯＮシステムにおいて、Ｓ_１＜Ｓ_３＜Ｓ_２＜Ｓ_４となった場合、ＯＮＵ２００＃１とＯＮＵ２００＃３の送信順序を１番目と２番目に設定し、ＯＮＵ２００＃２とＯＮＵ２００＃４を３番目と４番目に設定する。送信順序決定部１６０ｂは、送信順序をこの状態に固定し、送信待機時間が公平化されたと判断された後に、再度ラウンドロビン等の公平制御を行うよう送信順序命令部１７０に指示する。

（第４の実施形態）
第３の実施形態では、上りフレーム処理部１５０から取得したデータ量Ｖ（ｘ，ｎ）の情報を用いて送信順序の変更を行ったが、第２の実施形態と同様に、ＯＮＵ２００から送信されるレポート情報からもデータ量Ｖ（ｘ，ｎ）を取得することが可能である。以下では、第３の実施形態との差分について説明する。本実施形態のネットワークシステムの構成は、図１に示すネットワークシステム１におけるＯＬＴ１００を、図８に示すＯＬＴ１００ｃに置き換えた構成である。

図８は、第４の実施形態によるＯＬＴ１００ｃの構成を示すブロック図である。同図において、図６に示す第３の実施形態によるＯＬＴ１００ｂ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。ＯＬＴ１００ｃが、図６に示すＯＬＴ１００ｂと異なる点は、データ量取得部１５５をさらに備える点である。データ量取得部１５５は、図４に示す第２の実施形態によるＯＬＴ１００ａが備えるデータ量取得部１５５と同様の処理を行う。つまり、ＯＬＴ１００ｃのデータ量取得部１５５は、上りフレーム処理部１５０が受信したレポート信号に設定されているレポート情報を取得する。データ量取得部１５５は、レポート情報を送信順序命令部１７０に出力するとともに、レポート情報に設定されている要求帯域に基づいてレポート信号の送信元のＯＮＵ２００からの送信データ量を計算し、送信順序決定部１６０ｂに出力する。後の動作は第３の実施形態と同様である。

（第５の実施形態）
上述した第１の実施形態から第４の実施形態は、各々だけではなく、任意に組み合わせて用いることもできる。

以上説明したように、複数のＯＮＵ（終端装置）と接続されるＯＬＴ（端局装置）において、送信順序決定部は、複数の周期におけるＯＮＵそれぞれの送信データがあるときの送信順序の情報又は送信データ量の情報を取得し、ＯＮＵそれぞれの送信順序の平均又は送信データ量の合計に基づいて各ＯＮＵの送信順序を決定する。具体的には、送信順序決定部は、送信順序の平均が低い順又は送信データ量の合計が少ない順に、ＯＮＵの送信順序を決定する。また、前記周期は、ＯＮＵの送信順序を変更する送信順序公平化周期である。なお、送信順序決定部は、複数の送信順序公平化周期における各ＯＮＵのデータの送信順序の情報及び送信データ量の情報を取得し、ＯＮＵごとに、各周期の送信データ量に基づいて送信データの有無を判断し、送信データ有と判断された周期における送信順序の平均を計算する。また、送信順序決定部は、異なるＯＮＵ間の送信順序の平均の差異を計算し、計算された差異の合計が閾値を超える場合にＯＮＵの送信順序を新たに決定してもよい。送信順序決定部は、ＯＮＵから受信したデータ量に基づいて送信データ量を取得してもよく、データ量取得部が、ＯＮＵから要求された帯域に基づいて送信データ量を取得し、送信順序決定部に通知してもよい。ＯＬＴの送信順序命令部は、送信順序決定部が決定した送信順序に基づいてＯＮＵにデータ送信の順序を指示する。

従来は、ＰＯＮシステムと接続される装置が持つデータ信号送信の周期性によって、ＰＯＮシステム内において、ＯＮＵにおける送信待機時間の公平性が損なわれる場合があった。上述した実施形態によれば、ＯＮＵから送信される信号の送信順序又はデータ量に基づいて、送信待機時間の偏りを減少させるように各ＯＮＵの送信順序を決定する。これにより、送信順序に起因したＯＮＵ間の送信待機時間の公平性を高めることが可能となる。

上述した実施形態におけるＯＬＴ１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ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。

多重アクセスにより通信を行うシステムに利用可能である。

１ ネットワークシステム
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ ＯＬＴ
１２０、９２０ 下りフレーム処理部
１３０、９３０ Ｅ／Ｏデータ量取得部
１４０、９４０ Ｏ／Ｅデータ量取得部
１５０、９５０ 上りフレーム処理部
１５５ データ量取得部
１６０、１６０ｂ 送信順序決定部
１７０、９６０ 送信順序命令部
２００ ＯＮＵ
６１０ ＢＢＵ
６２０ ＲＲＨ
７１０ 光ファイバ
７２０ 光スプリッタ

Claims (8)

1. 複数の終端装置と接続される端局装置であって、
   複数周期における前記終端装置それぞれの送信データがあるときの送信順序の情報又は送信データ量の情報を取得し、前記終端装置それぞれの前記送信順序の平均又は前記送信データ量の合計に基づいて前記終端装置の送信順序を決定する送信順序決定部と、
   前記送信順序決定部が決定した送信順序に従って前記終端装置にデータ送信の順序を指示する送信順序命令部と、
   を備え、
   前記送信順序決定部は、前記送信順序の平均が低い順又は前記送信データ量の合計が少ない順に前記終端装置の送信順序を決定する、
   ことを特徴とする端局装置。
2. 複数の終端装置と接続される端局装置であって、
   複数周期における前記終端装置それぞれの送信データがあるときの送信順序の情報を取得し、前記終端装置それぞれの前記送信順序の平均に基づいて前記終端装置の送信順序を決定する送信順序決定部と、
   前記送信順序決定部が決定した送信順序に従って前記終端装置にデータ送信の順序を指示する送信順序命令部と、
   を備え、
   前記送信順序決定部は、複数周期における前記終端装置それぞれのデータの送信順序の情報及び送信データ量の情報を取得し、前記終端装置ごとに、各周期の前記送信データ量に基づいて送信データの有無を判断し、送信データ有と判断された周期における前記送信順序の平均を計算する、
   ことを特徴とする端局装置。
3. 複数の終端装置と接続される端局装置であって、
   複数周期における前記終端装置それぞれの送信データがあるときの送信順序の情報又は送信データ量の情報を取得し、前記終端装置それぞれの前記送信順序の平均又は前記送信データ量の合計に基づいて前記終端装置の送信順序を決定する送信順序決定部と、
   前記送信順序決定部が決定した送信順序に従って前記終端装置にデータ送信の順序を指示する送信順序命令部と、
   を備え、
   前記送信順序決定部は、異なる前記終端装置間の送信順序の平均の差異を計算し、前記差異の合計が閾値を超える場合に前記終端装置の送信順序を新たに決定する、
   ことを特徴とする端局装置。
4. 前記送信順序決定部は、前記送信データ量を前記終端装置から受信したデータ量に基づいて取得する、
   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. 前記終端装置から要求された帯域に基づいて前記送信データ量を取得し、前記送信順序決定部に通知するデータ量取得部をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の端局装置。
6. 複数の終端装置と接続される端局装置が実行する送信順序決定方法であって、
   複数周期における前記終端装置それぞれの送信データがあるときの送信順序の情報又は送信データ量の情報を取得し、前記終端装置それぞれの前記送信順序の平均又は前記送信データ量の合計に基づいて前記終端装置の送信順序を決定する送信順序決定ステップと、
   前記送信順序決定ステップにおいて決定された送信順序に従って前記終端装置にデータ送信の順序を指示する送信順序命令ステップと、
   を有し、
   前記送信順序決定ステップにおいては、前記送信順序の平均が低い順又は前記送信データ量の合計が少ない順に前記終端装置の送信順序を決定する、
   ことを特徴とする送信順序決定方法。
7. 複数の終端装置と接続される端局装置が実行する送信順序決定方法であって、
   複数周期における前記終端装置それぞれの送信データがあるときの送信順序の情報を取得し、前記終端装置それぞれの前記送信順序の平均に基づいて前記終端装置の送信順序を決定する送信順序決定ステップと、
   前記送信順序決定ステップにおいて決定された送信順序に従って前記終端装置にデータ送信の順序を指示する送信順序命令ステップと、
   を有し、
   前記送信順序決定ステップにおいては、複数周期における前記終端装置それぞれのデータの送信順序の情報及び送信データ量の情報を取得し、前記終端装置ごとに、各周期の前記送信データ量に基づいて送信データの有無を判断し、送信データ有と判断された周期における前記送信順序の平均を計算する、
   ことを特徴とする送信順序決定方法。
8. 複数の終端装置と接続される端局装置が実行する送信順序決定方法であって、
   複数周期における前記終端装置それぞれの送信データがあるときの送信順序の情報又は送信データ量の情報を取得し、前記終端装置それぞれの前記送信順序の平均又は前記送信データ量の合計に基づいて前記終端装置の送信順序を決定する送信順序決定ステップと、
   前記送信順序決定ステップにおいて決定された送信順序に従って前記終端装置にデータ送信の順序を指示する送信順序命令ステップと、
   を有し、
   前記送信順序決定ステップにおいては、異なる前記終端装置間の送信順序の平均の差異を計算し、前記差異の合計が閾値を超える場合に前記終端装置の送信順序を新たに決定する、
   ことを特徴とする送信順序決定方法。

Images